CN213991458U - 液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液冷散热装置，用以解决现有水冷头散热效率不佳的问题。包括：一个底座；一个壳罩，结合该底座，该壳罩与该底座之间形成一个相变化腔室，该相变化腔室填充一个相变化液体；及一个循环管，供一个循环液体循环流动，该循环管具有一个吸热段位于该相变化腔室中并接触该相变化液体。

Description

液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热***

技术领域

本实用新型关于一种散热装置及具有该散热装置的散热***，尤其是一种通过过相变化液体将热能导至循环液体，且该循环液体可在内部流通的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热***。

背景技术

现今科技工业的产品发展趋于精密化，如集成电路或计算机等装置，除了体积设计小型化外，相对所衍生的热量也大幅地增加，故其运作时所产生的热量也相当的可观。针对各种电子发热组件皆设有相对应的热交换装置，以能维持其在许可的温度下正常运作。

对于高功率电子发热组件来说，一般会使用水冷头协助散热，现有的水冷头具有一个底座及一个上盖，该底座可以接触一个热源，该上盖及该底座相结合以形成一个腔室，该腔室填充一个流动液体，该流动液体由该上盖的一个入液孔流入，该流动液体由该上盖的一个出液孔流出；如此，该热源处的热能可以自该底座传递至该腔室内，再借由该流动液体的循环流动带走该热源处的热能而达到散热的目的。

上述现有的水冷头，由于该流动液体通过该入液孔、该腔室与该出液孔循环流动，该腔室内未形成封闭状态，使得该流动液体无法利用气液相的变化机制来达成热量传递，该流动液体对该热源的散热效果有限，使得该流动液体难以对该热源有效地散热，导致散热效率不佳。

有鉴于此，现有的水冷头确实仍有加以改善的必要。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一个种液冷散热装置，可以利用气液相的变化机制来实现热量传递。

本实用新型的次一目的是提供一种液冷散热装置，可以提升散热效果。

本实用新型的又一目的是提供一种液冷散热装置，可以提升热交换效率。

本实用新型的再一目的是提供一种液冷散热装置，可以提升组装便利性。

本实用新型全文所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧面”等，主要参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本实用新型的各实施例，非用以限制本实用新型。

本实用新型全文所记载的组件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本实用新型范围的通常意义；于本实用新型中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本实用新型全文所述“结合”、“组合”或“组装”等近似用语，主要包括连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等型态，本领域中技术人员可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择。

本实用新型的液冷散热装置，包括：一个底座；一个壳罩，结合该底座，该壳罩与该底座之间形成一个相变化腔室，该相变化腔室填充一个相变化液体；及一个循环管，供一个循环液体循环流动，该循环管具有一个吸热段位于该相变化腔室中并接触该相变化液体。

本实用新型的液冷散热***，包括：至少一个前述的液冷散热装置，该底座用以接触一个热源；一个泵浦；一个冷却单元；及一个管件组，串接该液冷散热装置的循环管、该泵浦及该冷却单元，该泵浦运作时使该循环液体循环流动。

因此，本实用新型的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热***，可以由该相变化腔室中的相变化液体吸收该热源处的热能，该相变化腔室中的相变化液体可以从液态吸收热能而蒸发成气态，使该相变化液体可以利用气液相的变化机制来实现热量传递，并通过该循环管中的循环液体可以迅速吸收该相变化腔室中的热能，使该相变化腔室中的相变化液体可以迅速由气态冷凝成液态吸热，使该循环管中的循环液体可以进一步对该相变化腔室中的相变化液体降温，可以实现提供良好散热效率的功效。又，通过该泵浦的运作，该热源处的热能可以被带离且在通过该冷却单元时冷却降温，并于降温后再次被导向该液冷散热装置，如此不断循环，使该热源处可以有效降温，具有提升散热效能的功效。

本实用新型的液冷散热装置可以另外包括一个盖板封闭该底座的一个凹部，该凹部与该盖板之间可以形成一个工作腔室，该工作腔室与该相变化腔室不连通，该工作腔室可以填充一个工作液体。如此，该工作腔室中的工作液体可以从液态吸收热能而蒸发成气态，该工作腔室中的工作液体可以快速吸收该热源处的热能再传给该相变化液体，具有提升散热效果的功效。

本实用新型的液冷散热装置可以另外包括一个多孔结构层位于该盖板，该多孔结构层接触该相变化液体。如此，可以增加该多孔结构层与该相变化液体之间的接触面积，具有提升热交换效率的功效。

本实用新型的液冷散热装置可以另外包括一个散热鳍片单元，该散热鳍片单元可以位于该相变化腔室并接触该相变化液体及该吸热段。如此，该吸热段的热能与该相变化液体能有较多的接触面积，具有提升散热效果的功效。

本实用新型的液冷散热装置可以另外包括一个多孔结构层位于该底座，该多孔结构层接触该相变化液体。如此，可以增加该多孔结构层与该相变化液体之间的接触面积，具有提升热交换效率的功效。

其中，该多孔结构层可以由铜粉烧结形成。如此，该多孔层结构的孔隙细致且均匀性佳，具有提升散热效果的功效。

其中，该循环管可以具有一个入液段及一个出液段分别连接于该吸热段的两端。如此，该结构简易而便于组装，具有提升组装便利性的功效。

其中，该入液段及该出液段可以设置于该壳罩的同一侧。如此，该循环管可易于作组装、对位、调整高低段差或闪避其他组件，使该循环管可以配合各式各样的安装空间，具有提升使用便利性的功效。

其中，该吸热段可以具有多个弯折部。如此，可以使该吸热段与该循环液体能有较多的接触面积，具有提升散热效果的功效。

附图说明

图1：本实用新型第一实施例的分解立体图；

图2：本实用新型第一实施例的组合上视图；

图3：沿图2的A-A线剖面图；

图4：本实用新型第二实施例的剖面图；

图5：本实用新型第三实施例的分解立体图；

图6：本实用新型第三实施例的剖面图；

图7：本实用新型第四实施例的分解立体图；

图8：本实用新型包括液冷散热装置的液冷散热***的架构图；

图9：本实用新型液冷散热***的泵浦位于相变化腔室中的剖面图。

附图标记说明

【本实用新型】

1:底座

1a:顶面

1b:底面

11:凹部

2:壳罩

21:环缘

3:循环管

31:吸热段

31a:弯折部

32:入液段

33:出液段

4:盖板

5:多孔结构层

6:散热鳍片单元

H:热源

J:液冷散热装置

L:相变化液体

P:泵浦

Q:冷却单元

Q1:风扇组件

Q2:鳍片组件

R:循环液体

S:相变化腔室

T:工作腔室

U:管件组

U1:管件

U2:管件

U3:管件

U4:管件

W:工作液体。

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文列举本实用新型的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图1所示，其是本实用新型液冷散热装置的第一实施例，包括一个底座1、一个壳罩2及一个循环管3，该壳罩2结合该底座1，该循环管3的局部位于该底座1与该壳罩2所形成的空间内。

该底座1可以例如为铜或铝等高导热性能的金属材质所制成，该底座1的形成方式，本实用新型不加以限制，例如：该底座1可以为冲压成型，具有简化工艺的作用，该底座1可以具有相对的一个顶面1a及一个底面1b，该底面1b可用以直接或间接地连接于一个热源H（如图3所示）。该底座1的型态本实用新型不加以限制，例如：该底座1可以概呈片体状；在本实施例中，该底座1可以具有一个凹部11，该凹部11可以位于该顶面1a，该凹部11可以朝向该壳罩2。

请参照图1、图2、图3所示，较佳地，该底座1还可以供一个盖板4结合，使该盖板4可以封闭该凹部11，使该凹部11与该盖板4之间可以形成一个工作腔室T。其中，该盖板4与该底座1的结合方式本实用新型不加以限制，例如：该盖板4可以选择黏贴、镶入或锁固等方式结合于该底座1；在本实施例中，选择使该盖板4雷射焊接于该底座1的顶面1a，使该盖板4与该底座1能够确实焊接结合而不会产生缝隙，以提升该盖板4与该底座1的结合强度。

请参照图3所示，该工作腔室T可以填充一个工作液体W，该工作液体W可以为水、酒精或其他低沸点的液体；较佳地，该工作液体W可以为不导电的液体，该工作液体W可以从液态吸收热量而蒸发成气态，进而利用该工作液体W气液相的变化机制来达成热量传递；并通过该工作腔室T内为封闭状态，可以避免该工作液体W形成气态后散失，以及避免内部因为空气占据，而压缩到该工作液体W形成气态后的空间，进而影响到散热效率。

请参照图1、图3所示，该壳罩2可以为下端呈开放状的矩形壳体，该壳罩2可以具有一个环缘21，该环缘21可以结合于该底座1的顶面1a，该壳罩2与该底座1之间形成一个相变化腔室S，该相变化腔室S与该工作腔室T不连通。其中，该壳罩2与该底座1的结合方式本实用新型不加以限制，例如：该壳罩2可以选择黏贴、镶入或锁固等方式结合于该底座1；在本实施例中，选择使该壳罩2雷射焊接于该底座1的顶面1a，使该壳罩2与该底座1能够确实焊接结合而不会产生缝隙，以提升该底座1与该壳罩2的结合强度。

请参照图3所示，该相变化腔室S填充一个相变化液体L，且由于该相变化腔室S与该工作腔室T不连通，可以避免该相变化液体L与该工作液体W相混合，该相变化液体L可以为水、酒精或其他低沸点的液体；较佳地，该相变化液体L可以为不导电的液体，该相变化液体L可以从液态吸收热量而蒸发成气态，进而利用该相变化液体L气液相的变化机制来达成热量传递；并通过该相变化腔室S内为封闭状态，可以避免该相变化液体L形成气态后散失，以及避免内部因为空气占据，而压缩到该相变化液体L形成气态后的空间，进而影响到散热效率。

请参照图1、图3所示，该循环管3供一个循环液体R循环流动，该循环管3具有一个吸热段31，该吸热段31位于该相变化腔室S中并接触该相变化液体L，该吸热段31可以形成直线状或弯曲状，本实用新型均不加以限制，在本实施例中，该吸热段31可以具有多个弯折部31a，使该吸热段31可以形成多个U形状的形式；如此，可以使该吸热段31与该相变化液体L能有较多的接触面积，该吸热段31可以快速将该相变化液体L的热能传递给该循环液体R，具有可以提升散热效果的作用。其中，该循环管3的内部与该相变化腔室S不相连通，可以避免该循环液体R与该相变化液体L相混合。

此外，该循环管3可以具有一个入液段32及一个出液段33，该入液段32及该出液段33分别连接于该吸热段31的两端，该入液段32及该出液段33分别设置于该壳罩2的相对两侧，该入液段32供该循环液体R朝该相变化腔室S的方向流入，该出液段33供该循环液体R朝远离该相变化腔室S的方向流出。其中，该循环液体R的成分，本实用新型不加以限制，在本实施例中，该循环液体R可例如为水。

请参照图4所示，其是本实用新型液冷散热装置的第二实施例，该液冷散热装置J还可以另外包括一个多孔结构层5位于该盖板4，该多孔结构层5可以完全位于该相变化腔室S中，该多孔结构层5可以接触该相变化液体L；通过该多孔结构层5的设置，可以增加该多孔结构层5与该相变化液体L之间的接触面积，可以提升热交换效率，进而可以提升散热效能。其中，该多孔结构层5可以由一个粉末烧结（powder sintering process）而制成，例如：该多孔结构层5可以为由铜粉烧结形成，或是将铜网以锡膏铺设于该盖板4再回焊熔接等，本实用新型均不加以限制，只要能形成多孔性结构即可。

请参照图5、图6所示，其是本实用新型液冷散热装置的第三实施例，该多孔结构层5可以位于该底座1，该多孔结构层5可以接触该相变化液体L。详言之，该多孔结构层5的位置，本实用新型不加以限制，例如：该多孔结构层5可以直接设于该底座1的顶面1a，使该多孔结构层5可以完全凸出该顶面1a；或者，也可以如图6所示将该多孔结构层5设于由该顶面1a所形成的该凹部11，使该多孔结构层5的局部可以凸出该顶面1a。通过该多孔结构层5的设置，可以增加该多孔结构层5与该相变化液体L之间的接触面积，可以提升热交换效率，进而可以提升散热效能。

该液冷散热装置J可以另外包括一个散热鳍片单元6，该散热鳍片单元6可以位于该相变化腔室S中。详言之，该散热鳍片单元6较佳可以采用导热系数高的金属材质制成，该散热鳍片单元6可以结合该吸热段31，使该散热鳍片单元6与该吸热段31可以形成交错设置，且该散热鳍片单元6可以接触该相变化液体L；通过该散热鳍片单元6的设置，可以使该吸热段31的热能与该相变化液体L能有较多的接触面积，可以提升散热效果的作用。

请参照图7所示，其是本实用新型液冷散热装置的第四实施例，该入液段32及该出液段33可以选择设置于该壳罩2的同一侧，或者，在其他实施例中，该入液段32及该出液段33也可以设置于该壳罩2的相邻两侧；如此，使该循环管3可易于作组装、对位、调整高低段差或闪避其他组件，使该循环管3可以配合各式各样的安装空间，可以具有提升使用便利性的作用。

请参照图8所示，其是本实用新型液冷散热***的一较佳实施例，包括至少一个前述的液冷散热装置J、一个泵浦P、一个冷却单元Q及一个管件组U，该管件组U串接该液冷散热装置J的循环管3、该泵浦P及该冷却单元Q。

请参照图3、图8所示，该液冷散热装置J可以由该底座1的底面1b可以直接或间接接触一个电子装置（图未绘示）的热源H处，该电子装置可例如为工业计算机或服务器等，该热源H可例如为主板、中央处理器、内存及显示处理器等。在本实施例中，该液冷散热***的液冷散热装置J以两组来做说明。

详言之，该泵浦P可以位于该液冷散热装置J外部，该管件组U可以由一个管件U1连通其中一个液冷散热装置J的入液段32与该泵浦P；该管件组U另外可以由一个管件U2连通该泵浦P与该冷却单元Q，再由一个管件U3连通另一个液冷散热装置J的出液段33与该冷却单元Q，以及由一个管件U4连通该其中一个液冷散热装置J的出液段33与该另一个液冷散热装置J的入液段32；该管件组U中具有该循环液体R，该泵浦P运作时，可以驱使该循环液体R在该管件组U与该循环管3中循环流动。

特别说明的是，该泵浦P以能够驱使该循环液体R循环流动为原则，该泵浦P的形态及位置可以依需求而调整，因此，在其他实施例中，该泵浦P也可以如图9所示位于该相变化腔室S中，本实用新型均不加以限制。

请参照图2、图3所示，具有本实施例液冷散热装置J的液冷散热***运作时，该工作腔室T中的工作液体W可以快速吸收该热源H处的热能再传给该相变化液体L，以及该相变化腔室S中的相变化液体L可以从液态吸收热能而蒸发成气态，以便由该相变化液体L吸收从该工作液体W转换的热能。

请参照图3、图8所示，接着，该循环管3中的循环液体R可以迅速吸收该相变化腔室S中的热能，使该相变化腔室S中的相变化液体L可以迅速由气态冷凝成液态吸热，使该循环管3中的循环液体R可以进一步对该相变化腔室S中的相变化液体L降温，并通过该泵浦P的运作，该循环液体R可以带离该热源H处的热能并在通过该冷却单元Q时冷却降温，且于降温后再次被导向该液冷散热装置J；如此不断循环，可以使该液冷散热装置J接收的热源H能有效降温，可以达到提供良好散热效能的作用。

另外说明的是，该冷却单元Q可以具有一个风扇组件Q1及一个鳍片组件Q2，该风扇组件Q1的气流可以朝向该鳍片组件Q2吹送，以便将由该液冷散热装置传递至该鳍片组件Q2的热能吹散，可以进一步具有良好散热效能的作用。

综上所述，本实用新型的液冷散热装置及具有该液冷散热装置的液冷散热***，可以由该相变化腔室中的相变化液体吸收该热源处的热能，该相变化腔室中的相变化液体可以从液态吸收热能而蒸发成气态，使该相变化液体可以利用气液相的变化机制来达成热量传递，并通过该循环管中的循环液体可以迅速吸收该相变化腔室中的热能，使该相变化腔室中的相变化液体可以迅速由气态冷凝成液态吸热，使该循环管中的循环液体可以进一步对该相变化腔室中的相变化液体降温，可以实现提供良好散热效率的功效。又，通过该泵浦的运作，该热源处的热能可以被带离且在通过该冷却单元时冷却降温，并于降温后再次被导向该液冷散热装置，如此不断循环，使该热源处可以有效降温，具有提升散热效能的功效。

Claims (10)

1.一种液冷散热装置，其特征在于，包括：

一个底座；

一个壳罩，结合该底座，该壳罩与该底座之间形成一个相变化腔室，该相变化腔室填充一个相变化液体；及

一个循环管，供一个循环液体循环流动，该循环管具有一个吸热段位于该相变化腔室中并接触该相变化液体。

2.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，另外包括一个盖板封闭该底座的一个凹部，该凹部与该盖板之间形成一个工作腔室，该工作腔室与该相变化腔室不连通，该工作腔室填充一个工作液体。

3.如权利要求2所述的液冷散热装置，其特征在于，另外包括一个多孔结构层位于该盖板，该多孔结构层接触该相变化液体。

4.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，另外包括一个散热鳍片单元，该散热鳍片单元位于该相变化腔室并接触该相变化液体及该吸热段。

5.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，另外包括一个多孔结构层位于该底座，该多孔结构层接触该相变化液体。

6.如权利要求5所述的液冷散热装置，其特征在于，该多孔结构层由铜粉烧结形成。

7.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于，该循环管具有一个入液段及一个出液段分别连接于该吸热段的两端。

8.如权利要求7所述的液冷散热装置，其特征在于，该入液段及该出液段设置于该壳罩的同一侧。

9.如权利要求1至8中任一项所述的液冷散热装置，其特征在于，该吸热段具有多个弯折部。

10.一种液冷散热***，其特征在于，包括：

至少一个如权利要求1至9中任一项所述的液冷散热装置，该底座用以接触一个热源；

一个泵浦；

一个冷却单元；及

一个管件组，串接该液冷散热装置的循环管、该泵浦及该冷却单元，该泵浦运作时使该循环液体循环流动。

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