TWM567350U - Heat cycle structure - Google Patents

Abstract

一種散熱循環結構，係包括一本體、至少一熱交換單元、至少一水排及至少一泵浦，該本體具有一容置空間容置至少一發熱元件，該熱交換單元設置於該容置空間內並與所述發熱元件對應相接觸貼設，該水排設置於該本體外部並透過至少一管體組與該熱交換單元相連接，該泵浦可被設置於該本體內部或外部其中任一並與所述熱交換單元及水排連接，透過本創作的結構設計，可大幅提高熱交換效率及散熱效能，並具有模組化的效果。

Description

散熱循環結構

本創作是有關於一種散熱循環結構，尤指一種可大幅提升散熱效率之散熱循環結構。

科技的進步，可提昇人類生活上的便利性，尤其是目前各種資料處理及網際網路的運用，皆需依賴電子設備的運作，因此，具高速處理效能及大儲存能量之電子設備乃被廣泛應用於各企業中。

以傳統習見可容納各種發熱元件之IT、通訊、工業、交通、運輸等之機箱(櫃)結構來作說明，該機箱(櫃)的內部係為一封閉式的容置空間，該容置空間係可供容納複數發熱元件(可為中央處理器(CPU)、微處理器或晶片或單晶片或其他因電力驅動而產生熱源的單元或裝置等)，且於該容置空間中設有複數水冷頭與各發熱元件相貼設，並藉由一管體組及一泵浦將內部的一工作流體帶至水排處，並透過設置於內部的風扇驅動機箱(櫃)之容置空間內的氣體，以令水排內吸收熱量的工作流體與機箱(櫃)內部的氣體進行熱交換作用，藉以達到散熱作用，降低各發熱元件溫度之目的。

然而，上述散熱循環過程皆僅係於機箱(櫃)內部進行熱交換散熱，於機箱(櫃)內部設置有複數發熱元件，且經由機箱(櫃)內部設置的水排及風扇所排出的氣體溫度也相對較高，更由於該機箱(櫃)係為一密閉式的空間，此會造成較熱的氣體滯留在機箱(櫃)內部排不出去，容易造成其整體之散熱效率持續下降的惡性循環，導致散熱效果極為不佳且熱交 換效率差。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本案之創作人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

爰此，為有效解決上述之問題，本創作之主要目的在於提供一種可大幅增進熱交換效率以提高散熱效果之散熱循環結構。

本創作之次要目的，在於提供一種可大幅提高組裝便利性之散熱循環結構。

本創作之次要目的，在於提供一種具有模組化之散熱循環結構。為達上述目的，本創作係提供一種散熱循環結構，係包括一本體、至少一熱交換單元、至少一水排及至少一泵浦，該本體具有一容置空間容置至少一發熱元件，該熱交換單元設置於該容置空間內並與所述發熱元件對應相接觸貼設，該熱交換單元內填充有一工作流體，該水排設置於該本體外部並透過至少一管體組與該熱交換單元相連接，該泵浦設置於該本體內部或外部其中任一，並該泵浦與所述熱交換單元及水排連接；前述之本體可為一IT、通訊、工業、交通、運輸等之機箱(櫃)，並該本體係為一密閉式的容置空間，合先敘明；透過本創作此結構的設計，當所述熱交換單元吸收發熱元件的熱量時，透過所述工作流體將熱量帶離開該熱交換單元後再藉由該管體組流至設置於本體外部的水排並與本體外部的冷空氣進行熱交換散熱，由於該本體係長期放置於一具有較冷空氣存在的外部環境(空間)下，因此，透過該水排設置在該本體之外部態樣，以令吸收本體內部熱量的工作流體導出至具有冷空氣存在的本體外部環境並進行熱交換作用，如此可大幅改善習 知水排設置於本體內部時，於進行熱交換作用時所排出之熱量在本體內部如此不斷地循環留滯積熱增溫，導致散熱效果不佳的缺失問題，並由於外界環境溫度遠較本體內部的溫度低且不易積熱增溫的情況下，故可令設置於本體外部的水排迅速降溫，進而大幅增加散熱效果及熱交換效率。

此外，該散熱循環結構更具有一載體，該載體對應外掛設置於所述本體上或直接與本體一體建置而成，而所述水排(及散熱單元)係對應設置於該載體上，藉由所述水排(及散熱單元)設置在該載體上，當水排或散熱單元故障或損毀時，僅須直接拆換該櫃門而達到組裝便利性並具有模組化之效果。

1‧‧‧本體

10‧‧‧容置空間

2‧‧‧發熱元件

3‧‧‧熱交換單元

31‧‧‧進水口

32‧‧‧出水口

33‧‧‧容水空間

4‧‧‧工作流體

5‧‧‧水排

51‧‧‧入水孔

52‧‧‧出水孔

53‧‧‧儲液空間

6‧‧‧管體組

61‧‧‧第一管體

62‧‧‧第二管體

7‧‧‧泵浦

81‧‧‧散熱單元

82‧‧‧供液單元

9‧‧‧載體

第1圖係為本創作散熱循環結構之第一實施例之方塊示意圖；第2圖係為本創作散熱循環結構之第一實施例之立體組合圖；第3圖係為本創作散熱循環結構之第一實施例之立體剖視圖；第4圖係為本創作散熱循環結構之第二實施例之立體圖；第5圖係為本創作散熱循環結構之第三實施例之立體組合圖；第6圖係為本創作散熱循環結構之第四實施例之立體圖。

本創作之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

請參閱第1、2、3圖，係為本創作散熱循環結構之第一實施例之方塊示意圖及立體組合圖及立體剖視圖，如圖所示，一種散熱循環結構，係包括一本體1、至少一熱交換單元3、至少一水排5及至少一泵浦7，該本體1具有一密閉式的容置空間10容置至少一發熱元件2，於本實施例中，該本體1係以一 IT、通訊、工業、交通、運輸等之機箱或機櫃(如伺服器機櫃、電腦機箱(如第4圖所示)等)做說明，但並不引以為限，即凡是具有一密閉式容置空間10的本體1並其內部容設有產生熱源的發熱元件2(如中央處理器(CPU)、微處理器或晶片或單晶片或其他因電力驅動而產生熱源的單元或裝置等)之結構態樣，皆包含於本創作之範圍內，合先敘明；所述熱交換單元3於本實施例係為一水冷頭，該熱交換單元3設置在該容置空間10內並與所述發熱元件2相對應接觸貼附設置以吸收發熱元件2的熱量，且該熱交換單元3具有一進水口31及一出水口32及一容水空間33，該容水空間33與所述進、出水口31、32相連通，並該容水空間33內填充有一工作流體4，以令該發熱元件2產生的熱量被該熱交換單元3吸收後並透過其內部的工作流體4藉由該出水口32將熱量帶離該熱交換單元3；所述水排5係設置於本體1外部，該水排5具有一入水孔51及一出水孔52及一儲液空間53與所述入、出水孔51、52相連通，該水排5與該熱交換單元3係透過至少一管體組6相連接，該管體組6具有一第一管體61及一第二管體62，該第一管體61兩端分別連接所述熱交換單元3的出水口32及水排5的入水孔51，該第二管體62兩端分別連接所述熱交換單元3的進水口31及水排5的出水孔52，特別須說明的是，其中所述水排5的結構可以是一般傳統透過焊接將各部件相互密封接合的水排5結構，也可以是由複數薄片狀的片體堆疊而成的超薄型水排5結構；本實施例中，所述泵浦7係設置於該本體1內部，但並不引以為限，於實際實施時，可依照不同的需求進行調配設置，該泵浦7也可以設置在該本體1外部(圖中未示)，並不影響本創作所達成之功效，所述泵浦7係藉由與所述第一管體61相串接後與該熱交換單元3及水排5形成相連接的結構，進以驅動由該熱交換單元3流出之工作流體4進入該水排5內； 於本散熱循環結構中，更具有一供液單元82，該供液單元82係設置於該本體1內部，但並不引以為限，實際實施時，可依照不同的需求進行調配設置，該供液單元82同前述之泵浦7，也可以設置在該本體1外部(圖中未示)，以可令使用者由所述本體1外部補充所述工作流體4，進以避免於進行散熱循環時該工作流體4的蒸發與散失，並增加該泵浦7的穩定性及壽命，達到大幅增加散熱效能；此外，還可防止所述本體1在進行散熱循環時所產生的水泡，改善因水泡而產生噪音或降低散熱效能等問題；透過本創作此結構的設計，首先所述發熱元件2產生的熱量會被熱交換單元3所吸收，並透過所述容水空間33內的工作流體4經由該出水口32將熱量帶離開該熱交換單元3並流入該第一管體61內，接著經過所述泵浦7驅動該工作流體4進入該入水孔51再流入該水排5的儲液空間53，由於該本體1係長期放置於一具有冷空氣(冷空氣係由冷氣空調或風扇所產生的)的外部環境(空間)下，因此，將所述工作流體4所吸收的熱量透過熱交換單元3經管體組6再藉由本體1外部之水排5與外部環境的冷空氣進行熱交換作用，由於該本體1內部的溫度與本體1外部(即，外部環境)的溫度差異甚大，故將吸收熱量後的工作流體4導出至該本體1外部並藉由水排5與外部環境的冷空氣做熱交換可得以大幅降低工作流體4之溫度，最後降溫後的工作液體再透過水排5的出水孔52經由該第二管體62流至該熱交換單元3的進水口31後流回該容水空間33完成散熱之目的，從而達到一熱交換循環，因此，本案之技術係藉由該水排5設置在本體1的外部，透過外部環境的氣體溫度遠低於本體1內部氣體溫度的特性，將該水排5設置在本體1外部進行熱交換作用時可迅速地達到降溫效果，使本體1內部所容置的各發熱元件2所產生之熱量得以被有效散熱，進而確保各發熱元件2維持於正常之工作溫度，故具有絕佳之散熱效果及較高的熱交換效率，換言之，本創作可大幅改善習知水排5設置在本體1 內部時，於進行熱交換作用時所排出之熱量仍留滯在該本體1內部，導致散熱效果不佳且無法進行熱交換作用的缺失。

請參閱第5圖，係為本創作散熱循環結構第三實施例之立體組合圖，所述之散熱循環結構部份元件及元件間之相對應之關係與前述之散熱循環結構相同，故在此不再贅述，惟本散熱循環結構與前述最主要之差異為，所述水排5更裝設一散熱單元81，亦所述散熱單元81與該水排5相對接設置，於本實施例中，該散熱單元81係為一風扇，但並不引以為限，實際時實施，也可以是一鼓風機等具有強制散熱作用的單元，該散熱單元81係抽吸該水排5之熱量並將熱量排出至外部周圍環境與其產生熱交換作用，形成對水排5強制散熱作用，從而有效地將本體1內部的熱量轉移到外部周圍環境去，具有更加之散熱效果及較高的熱交換效率。

請參閱第6圖，係為本創作散熱循環結構第四實施例之立體圖，所述之散熱循環結構部份元件及元件間之相對應之關係與前述之散熱循環結構相同，故在此不再贅述，惟本散熱循環結構與前述最主要之差異為，該散熱循環結構更具有一載體9，該載體9對應外掛設置於所述本體1上或直接與本體1一體建置而成，而所述水排5(及散熱單元81)係對應設置於該載體9上，藉由所述水排5及散熱單元81設置於該載體9上，除了可保有前述較佳的散熱作用及熱交換效率外，當水排5或散熱單元81故障或損毀時，僅須直接拆換該載體9而達到組裝便利性並具有模組化之效果。

以上所述，本創作相較於習知具有下列優點：1.大幅增加散熱效果；2.大幅提升熱交換效率；3.提升組裝便利性；4.具有模組化的效果。

以上已將本創作做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能限定本創作實施之範圍。即凡依本創作申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本創作之專利涵蓋範圍。

Claims (9)

1. 一種散熱循環結構，係包括：一本體，具有一容置空間用以容置至少一發熱元件；至少一熱交換單元，係設置於該容置空間內並與所述發熱元件對應相接觸貼設，該熱交換單元內填充有一工作流體；至少一水排，係設置於該本體之外部並透過至少一管體組與該熱交換單元相連接；及至少一泵浦，係設置於該本體內部或外部其中任一，該泵浦與所述熱交換單元及水排連接。
2. 如請求項1所述之散熱循環結構，其中所述熱交換單元係為一水冷頭。
3. 如請求項1所述之散熱循環結構，其中所述水排更具有一散熱單元，該散熱單元與該水排對應設置，該散熱單元係對該水排進行強制散熱。
4. 如請求項1所述之散熱循環結構，其中所述熱交換單元具有一進水口及一出水口及一容水空間，所述進、出水口連通該容水空間，所述水排具有一入水孔及一出水孔及一儲液空間，所述入、出水孔連通該儲液空間，所述管體組具有一第一管體及一第二管體，該第一管體兩端分別連接所述出水口及入水孔，該第二管體兩端分別連接所述進水口及出水孔。
5. 如請求項4所述之散熱循環結構，其中所述泵浦與該第一管體串接，以驅動由該熱交換單元流出之工作流體進入該水排內。
6. 如請求項1所述之散熱循環結構，更具有一供液單元選擇設置於所述本體內部或外部其中任一，其係用以補充所述工作流體進入所述散熱循環結構進行循環。
7. 如請求項1所述之散熱循環結構，其中所述本體係可為一機箱或機櫃。
8. 如請求項1所述之散熱循環結構，其中更具有一載體，該載體係對應外掛設置於所述本體上或直接與本體一體建構而成。
9. 如請求項3所述之散熱循環結構，其中所述散熱單元係為一風扇或一鼓風機，該散熱單元係抽吸該水排之熱量排出至周圍環境。