TWM575251U - Series water cooling structure - Google Patents

Abstract

本新型包含至少二散熱器、一熱交換器、一泵浦、一冷卻液與一流體管路，其中該流體管路串聯該至少二散熱器、該熱交換器與該泵浦而形成一循環迴路，該冷卻液充填於該循環迴路內，並該冷卻液受到該泵浦的驅動而於該循環迴路內循環流動，而該至少二散熱器分別具有不同密度且分布於該循環迴路內的一散熱鰭片，且於該循環迴路順著該冷卻液的流動方向，該至少二散熱器的該散熱鰭片的密度分布，隨著順向遠離該熱交換器的距離而增加；據此本創作可以讓遠離該熱交換器的該散熱器具有較高密度的散熱鰭片，而達到讓該至少二散熱器的個別實際散熱效果近似而具有溫度均勻化的功效。

Description

串聯式水冷散熱結構

本新型為有關一種水冷散熱結構，尤其關於一種串聯式水冷散熱結構。

散熱器可以快速導出電子元件所產生的熱量，增加電子元件的穩定性與壽命，已被廣泛的使用，對於高功率電子元件來說，由於高功率電子元件產生的熱量相當的驚人，必須增加散熱器的散熱效率以快速將熱能導出，一般會使用水冷系統，請參閱台灣公告第M556996號專利，其基本結構如「圖1」所示，其為習用的一種水冷式散熱結構，其包含一腔體1與一散熱器2，該腔體1具有一供冷卻液(圖未示)通過的一腔室3，該散熱器2具有伸入該腔室3的複數熱交換鰭片4，藉由該散熱器2供接觸高功率電子元件(圖未示)，並將高功率電子元件所產生的熱量，藉由該冷卻液快速帶走。

對於具有多個高功率電子元件的資訊設備來說，最早期為設置多套水冷系統，然而其不但設置成本高昂、維護困難且資訊設備未必具有足夠的空間可以容納多套水冷系統；因此，有人利用串聯的方式利用一套水冷系統設置多個散熱器，以同時帶走多個高功率電子元件產生的熱量，然而散熱器的熱交換效率與溫差息息相關，對於位於水冷系統末端的散熱器來說，由於冷卻液的溫度已經升高，其進行熱交換的溫差較小，因而散熱效率明顯比不上位於水冷系統前端的散熱器，因而導致使用水冷系統末端散熱器進行散熱的高功率電子元件，其溫度會明顯較高，而減損其穩定性與壽命。

本新型的主要目的，在於提供一種串聯式水冷散熱結構，其具有至少二個散熱器，且可實際提供相當的散熱效果。

為達上述目的，本新型為一種串聯式水冷散熱結構，其包含至少二散熱器、一熱交換器、一泵浦、一冷卻液與一流體管路，其中該流體管路串聯該至少二散熱器、該熱交換器與該泵浦而形成一循環迴路，該至少二散熱器分別具有不同密度且分布於該循環迴路內的一散熱鰭片，而該冷卻液充填於該循環迴路內，並該冷卻液受到該泵浦的驅動而於該循環迴路內循環流動，且於該循環迴路順著該冷卻液的流動方向，該至少二散熱器的該散熱鰭片的密度分布，隨著順向遠離該熱交換器的距離而增加。

據此，本新型讓遠離該熱交換器的該散熱器的該散熱鰭片具有較高的密度分布，因而雖然遠離該熱交換器的該冷卻液具有較高的溫度而導致散熱效率低下，然而較高密度的該散熱鰭片可以提供較高的散熱效率，因此可以補償該冷卻液升溫所導致散熱效率低下的問題，進而讓不同的散熱器的實際散熱效果近似而具有溫度均勻化的功效，可避免使用水冷系統末端散熱器進行散熱的高功率電子元件，有溫度較高而減損穩定性與壽命的問題。

有關本新型的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖2及圖3所示，為本新型一較佳實施例的結構圖及結構局部分解圖，如圖所示，本新型為一種串聯式水冷散熱結構，其包含二散熱器10A、10B、一熱交換器20、一泵浦30、一冷卻液40與一流體管路50，其中該流體管路50串聯該二散熱器10A、10B、該熱交換器20與該泵浦30而形成一循環迴路60，該二散熱器10A、10B分別具有不同密度且分布於該循環迴路60內的一散熱鰭片11A、11B，而該冷卻液40充填於該循環迴路60內，並該冷卻液40受到該泵浦30的驅動而於該循環迴路60內循環流動；且於該循環迴路60順著該冷卻液40的流動方向，該二散熱器10A、10B的該散熱鰭片11A、11B的密度分布，隨著順向遠離該熱交換器20的距離而增加，如圖3所示，位於上游的該散熱鰭片11B順向遠離該熱交換器20的距離較位於下游的該散熱鰭片11A短，因此該散熱鰭片11B具有較稀疏的密度分布。更進一步的，本創作讓位於上游的該散熱鰭片11B具有較稀疏的密度，因此該冷卻液40可以較順暢的通過該散熱鰭片11B，不會於該散熱鰭片11B處產生迴壓，可增加該冷卻液40的流量，而提升散熱效率。

此外，本新型為滿足不同的高功率電子元件(即不同熱源)，具有不同發熱量的使用需求，本新型的該二散熱器10A、10B的該散熱鰭片11A、11B的密度更可以考量對應安裝的熱源的發熱量而決定，更詳細的說，若該散熱器10A、10B的該散熱鰭片11A、11B對應安裝的熱源的發熱量較大，可以適當的提升該散熱鰭片11A、11B的密度，反之若發熱量較小，而適當的減少該散熱鰭片11A、11B的密度，以滿足讓該二散熱器10A、10B均溫的目標。

又如圖2所示，該泵浦30可以設置於該熱交換器20的下流處，如此該冷卻液40會先經過該熱交換器20的散熱而降溫再經過該泵浦30，可讓較低溫的該冷卻液40經過該泵浦30，而有效增加該泵浦30的壽命。另，該熱交換器20可以具有連通該循環迴路60的一加水孔21，該加水孔21為供添加該冷卻液40進入該循環迴路60。又該熱交換器20可以具有供該流體管路50連接的一入水口201與一出水口202，且該出水口202的高度為低於該入水口201的高度。如此，可以利用熱水上升，冷水下降的對流原理，讓較低溫的該冷卻液40優先流出。

請再參閱圖4所示，為另一較佳實施例，其具有三散熱器10A、10B、10C，因而可知散熱器數量可以依據實際需求而自由選擇，只要串聯在一起即可，並無數量之限制，又該三散熱器10A、10B、10C除了依據與該熱交換器20的距離(水流方向)改變該散熱鰭片(於本實施例未繪製)的密度之外，同樣考量各個該散熱器10A、10B、10C所接觸的熱源大小而進一步微調該散熱鰭片的密度，以求達到該三散熱器10A、10B、10C均溫化的功效。

綜上所述，本新型相對習知的優點至少包含：

1.利用改變該散熱器的該散熱鰭片的密度分布的方式，讓不同的該散熱器均溫，可避免部分的高功率電子元件過熱而造成系統不穩定。

2.僅需要單一熱交換器與泵浦，即可讓多個該散熱器具有散熱效果且均溫化，可降低設置成本。

3.可因應熱源的高低，改變該散熱鰭片的密度分布，可滿足使用需求，並降低製造成本。

習知

1‧‧‧腔體

2‧‧‧散熱器

3‧‧‧腔室

4‧‧‧熱交換鰭片

本創作

10A、10B、10C‧‧‧散熱器

11A、11B‧‧‧散熱鰭片

20‧‧‧熱交換器

201‧‧‧入水口

202‧‧‧出水口

21‧‧‧加水孔

30‧‧‧泵浦

40‧‧‧冷卻液

50‧‧‧流體管路

60‧‧‧循環迴路

圖1，為習知水冷散熱結構。 圖2，為本新型一較佳實施例的結構圖。 圖3，為本新型一較佳實施例的結構局部分解圖。 圖4，為本新型另一較佳實施例的結構圖。

Claims (5)

1. 一種串聯式水冷散熱結構，其包含： 至少二散熱器； 一熱交換器； 一泵浦； 一冷卻液；以及 一流體管路，該流體管路串聯該至少二散熱器、該熱交換器與該泵浦而形成一循環迴路，該至少二散熱器分別具有不同密度且分布於該循環迴路內的一散熱鰭片，該冷卻液充填於該循環迴路內，並該冷卻液受到該泵浦的驅動而於該循環迴路內循環流動，且於該循環迴路順著該冷卻液的流動方向，該至少二散熱器的該散熱鰭片的密度分布，隨著順向遠離該熱交換器的距離而增加。
2. 如申請專利範圍第1項所述之串聯式水冷散熱結構，其中該泵浦設置於該熱交換器的下流處。
3. 如申請專利範圍第1項所述之串聯式水冷散熱結構，其中該熱交換器具有連通該循環迴路的一加水孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之串聯式水冷散熱結構，其中該至少二散熱器的該散熱鰭片的密度更考量對應安裝的熱源的發熱量而決定。
5. 如申請專利範圍第1項所述之串聯式水冷散熱結構，其中該熱交換器具有供該流體管路連接的一入水口與一出水口，且該出水口的高度低於該入水口的高度。