WO2018176535A1 - 一种新型机械泵液冷散热系统 - Google Patents

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  • An outlet connecting member and an inlet connecting member are formed on a circumferential surface of the volute, the outlet connecting member and the inlet connecting member are respectively connected to the circulation pipeline; and the mechanical pump pumps a cooling working medium at the same While circulating in the loop, the heat of the heat source is carried away and transferred to the cooling medium.

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Abstract

一种新型机械泵液冷散热系统，其包括外部散热器（1）、循环管路（2）及机械泵，所述循环管路（2）将所述外部散热器（1）及所述机械泵相连通以形成循环回路，所述机械泵包括蜗壳（3），所述蜗壳（3）呈中空的圆柱状，其一端形成有固定面（31），所述固定面（31）为平面且是所述蜗壳（3）外表面的一部分，其上涂有一层导热硅脂，所述固定面（31）与热源（4）经压力压合而固定在一起，所述导热硅脂同时贴附在所述固定面（31）及所述热源（4）上；所述机械泵泵送冷却工质在所述回路中循环的同时，将所述热源（4）的热量带走并传递给所述冷却工质。所述新型机械泵液冷散热系统属于液冷散热相关技术领域，降低了成本，简化了结构。

Description

一种新型机械泵液冷散热系统 [技术领域]
本发明属于液冷散热相关技术领域，更具体地，涉及一种新型机械泵液冷散热系统。
[背景技术
随着电子技术的快速发展，电子设备朝着功能多元化、信息化、集成化等方面飞速发展。电子设备的热流量不断攀升，已经接近风冷散热的极限(小于100W/m2)，使得传统的风冷散热已经很难满足散热需求。液冷散热由于散热效率高、冷却工质热容大、成本较低等优点而将得到广泛的应用。
现阶段，液冷散热系统由冷板、循环管路、泵和外部散热器四部分组成，冷却工质在泵的作用下流经冷板将电子元件产生的废热带走，冷却工质温度上升，冷却工质在经过外部散热器时将热量散出，冷却后的液体再流回冷板，如此循环往复来达到热控制的目的。其中，液冷散热器结构简单紧凑，传热系数高，且工作时带来的噪音也要明显小于风冷系统。液冷系统的冷板多采用易于加工的蛇形或者水平通道，依靠提高通道内液体的流速来使冷却液达到紊流状态以强化传热。但是，仅靠增大流速来满足散热需求也存在着诸多弊端，如流速的增大同时也会带来流体阻力及泵的功率的消耗的增大。对此，为了寻求高效的液冷技术，微通道散热技术被运用到液冷技术中，微通道撒热体积小，散热效率高，但压降增大，对泵的要求更高，且结构复杂，制造工艺复杂，成本较高。相应地，本领域存在着发展一种结构简单且散热性能较好的液冷散热系统的技术需求。
[发明内容]
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型机械泵 液冷散热系统，其基于机械泵内部叶片的转动与蜗壳的扩压结构，使得冷却工质在泵内部紊流非常复杂，正是良好的液冷散热条件，省略了冷板结构，通过改善机械泵的蜗壳结构，以将热源直接与蜗壳接触，进而使得冷却工质在流经机械泵的同时将电子器件产生的废热带走，降低了成本，简化了结构，提高了液冷散热系统的散热性能，降低了对泵的要求，且提高了液冷散热系统的实用性及可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种新型机械泵液冷散热系统，其包括外部散热器、循环管路及机械泵，所述循环管路将所述外部散热器及所述机械泵相连通以形成循环回路，其特征在于：
所述机械泵包括蜗壳，所述蜗壳呈中空的圆柱状，其一端形成有固定面，所述固定面为平面且是所述蜗壳外表面的一部分，其上涂有一层导热硅脂，所述固定面与热源经压力压合而固定在一起，所述导热硅脂同时贴附在所述固定面及所述热源上；
所述蜗壳的圆周面上形成有出口连接件及入口连接件，所述出口连接件与所述入口连接件分别与所述循环管路相连通；所述机械泵泵送冷却工质在所述回路中循环的同时，将所述热源的热量带走并传递给所述冷却工质。
进一步地，所述蜗壳还形成有收容腔，所述收容腔贯穿所述蜗壳的另一端，且其与所述入口连接件及所述出口连接件均相连通。
进一步地，所述收容腔呈阶梯状，其中心轴垂直于所述固定面；所述收容腔的底面形成有过水通道，所述过水通道用于供所述冷却工质流动。
进一步地，所述过水通道上形成有多个间隔设置的微槽道，多个所述微槽道用于增强所述蜗壳内的冷却工质的湍流。
进一步地，多个所述微槽道绕所述蜗壳的中心轴均匀排布。
进一步地，所述蜗壳是由铜制成的。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发 明提供的新型机械泵液冷散热系统主要具有以下有益效果：
(1)固定面被设计成平面，热源固定在蜗壳的固定面上，省略了冷板结构，机械泵在泵送冷却工质的同时，将热源的热量带走并传递给冷却工质，避免了由于冷板结构带来的压降，简化了结构，降低了成本，提高了热冷散热系统的实用性及可靠性；
(2)固定面上涂有一层导热硅脂，导热硅脂同时贴附在热源及固定面上，增强了热源与蜗壳之间的热传递，提高了散热性能；
(3)过水通道上形成有多个间隔设置的微槽道，多个微槽道能够增强蜗壳内的冷却工质的湍流，进而提高散热性能。
[附图说明]
图1是本发明较佳实施方式提供的新型机械泵液冷散热系统的使用状态示意图。
图2是图1中的新型机械泵液冷散热系统的机械泵的示意图。
图3是图2中的机械泵的蜗壳的示意图。
图4是本发明另一实施方式提供的新型机械泵液冷散热系统的机械泵的蜗壳的示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-外部散热器，2-循环管路，3-蜗壳，31-固定面，32-出口连接件，33-入口连接件，34-收容腔，35-过水通道，36-微槽道，4-热源。
[具体实施方式]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1至图3，本发明较佳实施方式提供的新型机械泵液冷散热系 统，所述新型机械泵液冷散热系统通过改变机械泵的蜗壳结构，将热源直接与蜗壳接触，省略了液冷散热系统中的冷板结构。冷却工质在经机械泵输送的同时，将电子器件产生的废热带走，在经过外部散热器时将热量散出，冷却后的冷却工质流回机械泵，如此循环往复。所述新型机械泵冷热散热系统利用机械泵内部复杂的湍流对热源进行散热，达到了简化结构、降低压强降、增强散热性能的效果。
所述新型机械泵液冷散热系统包括外部散热器1、机械泵及循环管路2，所述循环管路2将所述外部散热器1与所述机械泵相连通以形成循环回路，冷却工质在所述循环管路2、所述外部散热器1及所述机械泵内循环流动。所述外部散热器1用于将所述冷却工质携带的热量散出。所述机械泵与热源4相连接，其用于对所述热源4进行散热，并将热量传递给流经所述机械泵的冷却工质，所述冷却工质携带所述热量经过所述外部散热器1时，所述外部散热器1将所述冷却工质携带的热量散出，冷却后的所述冷却工质经所述循环管路2流回所述机械泵进行循环。所述机械泵还用于泵送所述冷却工质，以使所述冷却工质以预定的压力及流量进行循环流动。
所述机械泵包括叶片及蜗壳3，所述叶片收容于所述蜗壳3内。所述叶片的转动及所述蜗壳3的扩压结构，使得所述冷却工质在所述机械泵内的紊流非常复杂，创造了良好的液冷散热条件，可以直接用于电子器件的散热。本实施方式中，所述热源4为电子器件。
所述蜗壳3基本呈中空的圆柱状，其一端形成有固定面31(上面)，所述固定面31垂直于所述蜗壳3的中心轴。本实施方式中，所述蜗壳3通过所述固定面31连接于所述热源4，所述固定面31为所述蜗壳3的外表面的一部分。所述蜗壳3还开设有阶梯状的收容腔34，所述收容腔34贯穿所述蜗壳3的另一端。所述收容腔34用于收容所述叶片。本实施方式中，所述收容腔34的中心轴与所述蜗壳3的中心轴重合。
所述收容腔34的底面形成有过水通道35，所述过水通道35用于供所 述冷却工质流动，以带走所述蜗壳3自所述热源4传递过来的热量。所述蜗壳3的圆周面(侧面)上还形成有出口连接件32及入口连接件33，所述出口连接件32及所述入口连接件33间隔设置，且均与所述收容腔34相连通。所述出口连接件32与所述入口连接件33分别与所述循环管路2相连通，以便所述冷却工质在所述循环管路2及所述机械泵之间的流动。
本实施方式中，所述蜗壳3是由铜制成的，以便于提高所述热源4与所述蜗壳3之间的热量传递；所述固定面31上涂有一层导热硅脂，所述热源4与所述固定面31经压力压合固定，所述导热硅脂同时贴附在所述固定面31及所述热源4上，所述机械泵直接带走所述热源4的热量。
所述新型机械泵液冷散热系统工作时，所述热源4固定在所述蜗壳3的固定面31上，所述机械泵泵送所述冷却工质在所述循环管路2、所述外部散热器1及所述机械泵之间进行循环流动，同时所述机械泵的蜗壳3直接对所述热源4进行散热，其将所述热源4的热量传递给所述冷却工质；所述冷却工质携带所述热量流动，当所述冷却工质流经所述外部散热器1时，所述外部散热器1将所述热量自所述冷却工质散出，冷却后的所述冷却工质在所述机械泵的作用下，经所述循环管路2重新进入所述机械泵的蜗壳3进行循环。
可以理解，在另一实施方式中，所述过水通道35上可以形成有多个间隔设置的微槽道36，多个所述微槽道36用于增强所述蜗壳3内的所述冷却工质的湍流，以提高散热性能；多个所述微槽道36绕所述蜗壳3的中心轴均匀排布，如图4所示。
本发明提供的新型机械泵液冷散热系统，其基于泵内部叶片的转动与蜗壳的扩压结构，使得工质在泵内部紊流非常复杂，创造了良好的液冷散热条件，省略了冷板结构，通过改善机械泵的蜗壳结构，以将热源直接与蜗壳接触，进而使得冷却工质在流经机械泵的同时将电子器件产生的废热带走，降低了成本，简化了结构，提高了液冷散热系统的散热性能，降低 了对泵的要求，且提高了液冷散热系统的实用性及可靠性。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

  1. 一种新型机械泵液冷散热系统，其包括外部散热器(1)、循环管路(2)及机械泵，所述循环管路(2)将所述外部散热器(1)及所述机械泵相连通以形成循环回路，其特征在于：
    所述机械泵包括蜗壳(3)，所述蜗壳(3)呈中空的圆柱状，其一端形成有固定面(31)，所述固定面(31)为平面且是所述蜗壳(3)外表面的一部分，其上涂有一层导热硅脂，所述固定面(31)与热源(4)经压力压合而固定在一起，所述导热硅脂同时贴附在所述固定面(31)及所述热源(4)上；
    所述蜗壳(3)的圆周面上形成有出口连接件(32)及入口连接件(33)，所述出口连接件(32)与所述入口连接件(33)分别与所述循环管路(2)相连通；所述机械泵泵送冷却工质在所述回路中循环的同时，将所述热源(4)的热量带走并传递给所述冷却工质。
  2. 如权利要求1所述的新型机械泵液冷散热系统，其特征在于：所述蜗壳(3)还形成有收容腔(34)，所述收容腔(34)贯穿所述蜗壳(3)的另一端，且其与所述入口连接件(33)及所述出口连接件(32)均相连通。
  3. 如权利要求1-2任一项所述的新型机械泵液冷散热系统，其特征在于：所述收容腔(34)呈阶梯状，其中心轴垂直于所述固定面(31)；所述收容腔(34)的底面形成有过水通道(35)，所述过水通道(35)用于供所述冷却工质流动。
  4. 如权利要求3所述的新型机械泵液冷散热系统，其特征在于：所述过水通道(35)上形成有多个间隔设置的微槽道(36)，多个所述微槽道(36)用于增强所述蜗壳(3)内的冷却工质的湍流。
  5. 如权利要求4所述的新型机械泵液冷散热系统，其特征在于：多个 所述微槽道(36)绕所述蜗壳(3)的中心轴均匀排布。
  6. 如权利要求1-2任一项所述的新型机械泵液冷散热系统，其特征在于：所述蜗壳(3)是由铜制成的。
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