TWI575212B - 可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法 - Google Patents

Description

可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法

本發明係與一種冷卻系統有關，尤指一種可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法。

按，隨著半導體技術的進步，電子元件越做越小、發熱量也越來越大，造成散熱困難度大幅增加。而現有的散熱元件中，如散熱鰭片、熱管或風扇等構件也早已不敷使用，因而有透過以管路搭配冷卻液，再以幫浦推動冷卻液於管路內形成散熱循環的液冷散熱裝置等誕生，而此種液冷散熱裝置在使用的場合上也越來越多、越來越常見與普遍。

然而，一般此種液冷散熱裝置在應用於如桌上型電腦等場合上時，通常安裝於電腦之CPU或GPU等電子發熱元件後，即不會再隨著電腦機箱的位移而改變其擺放的型態，例如不會有對電腦機箱進行翻轉的需求。但若是應用在如投影機等可能平擺於桌面上、也可能吊掛於天花板之設備上時，則往往需要配合使用環境的擺設，而須將投影機進行任意角度的翻轉來安裝、或使它於不同於擺放在桌面上的型態下運行，如此也將使得設置於投影機內的液冷散熱裝置，也會因為翻轉後而改變其設於投影機內部的型態，造 成液冷散熱裝置在實際使用的狀態與原先設計的考量不同、或是產生未考量到的使用狀態與問題。

目前的液冷散熱裝置，主要係由一幫浦、一儲液箱、一液冷頭、一冷卻模組、以及串接上述各組件的管路所構成，並由儲液箱內提供冷卻液，再由幫浦推動冷卻液於管路內流動，使冷卻液能帶走用以貼接在熱源上的液冷頭所吸附的熱量，再通過冷卻模組來降低冷卻液的溫度，如此循環而能達到液冷散熱之效果。但由於冷卻液具有熱膨脹特性，在高溫的運作環境下，冷卻液會因遇熱而膨脹，故一般在設計上會加入洩壓閥來克服此一問題。惟，若是在前述應用於需翻轉的投影機等設備上，則會因為翻轉後產生漏水問題而無法使用洩壓閥，所以只能在冷卻液填充於液冷散熱裝置的內部時，預留部分空間作為冷卻液膨脹後的緩衝空間。

不過，僅管以上述方式解決了因無法使用洩壓閥而造成的冷卻液膨脹等問題，液冷散熱裝置在隨著使用時間的增長，冷卻液仍然會在通過液冷頭時因遇熱而蒸散，故無法避免地在其內部會存留多餘的空氣，而所累積的空氣若囤積於幫浦內(例如幫浦在整個液冷散熱裝置中處於最高的位置處時)，將使得幫浦內的空氣超出預期的設計而發生空轉，以致幫浦能推動的冷卻液流量減少，影響散熱效率，甚至幫浦也會因空轉而損壞，從而無法繼續為該設備解決散熱需求，連帶使得該設備因過熱而損壞。

有鑑於此，本發明人係為改善並解決上述之缺失，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之主要目的，在於可提供一種可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法，其係可使液冷散熱裝置在使用狀態下，不論如何受到外界環境的需求而翻轉其使用狀態，其幫浦皆不會處於整個液冷散熱裝置中的最高位置；如此，即可避免空氣囤積於幫浦中而造成其空轉或損壞等問題。

本發明之另一目的，在於可提供一種可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法，由於可以處於任何一方位或多方位的使用狀態下，因此在裝配上也不受限制，可使該液冷散熱裝置在應用的場合或範圍上更加廣泛。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種可翻轉使用之液冷散熱裝置，包括一幫浦、一儲液箱、一液冷頭、一冷卻模組、以及連通幫浦、儲液箱、液冷頭與冷卻模組的複數管路；其中，儲液箱、液冷頭、冷卻模組以及該等管路中，其任一者在三維空間中之X軸、Y軸或Z軸的任一方向上皆超出該幫浦。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種液冷散熱裝置之可翻轉使用的配置方法，其步驟如下：a)提供幫浦、儲液箱、液冷頭、以及冷卻模組；b)將該幫浦、該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組置於一三維空間內，且在所述三維空間中之X軸、Y軸或Z軸的任一方向上，該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組任一者係超出該幫浦；c)以複數管路將該幫浦、該儲液箱、該液冷頭以及該冷卻模組相連通而定位。

<本發明>

1‧‧‧幫浦

2‧‧‧儲液箱

3‧‧‧液冷頭

4‧‧‧冷卻模組

5‧‧‧管路

6‧‧‧發熱源

60‧‧‧電路板

S1~S3‧‧‧步驟

圖1係本發明液冷散熱裝置一較佳實施例之外觀示意圖。

圖2係本發明液冷散熱裝置第一使用狀態之示意圖。

圖3係本發明液冷散熱裝置第二使用狀態之示意圖。

圖4係本發明液冷散熱裝置第三使用狀態之示意圖。

圖5係本發明液冷散熱裝置第四使用狀態之示意圖。

圖6係本發明液冷散熱裝置第五使用狀態之示意圖。

圖7係本發明液冷散熱裝置第六使用狀態之示意圖。

圖8係本發明配置方法之步驟流程圖。

為了使 貴審查委員能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1所示，係為本發明一較佳實施例之外觀示意圖。本發明係提供一種可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法，該液冷散熱裝置係包括一幫浦1、一儲液箱2、一液冷頭3、一冷卻模組4、以及連通該幫浦1、該儲液箱2、該液冷頭3與該冷卻模組4的複數管路5；本發明主要即係使該液冷散熱裝置存在於一三維空間的環境下，且不論如何受到外界環境的需求而翻轉該液冷散熱裝置來改變其使用狀態，該液冷散熱裝置的幫浦1也不會因為處於整個液冷散熱裝置中的最高位置而使得空氣囤積於幫浦1中。

承上所述，在本發明所舉之實施例中，該液冷散熱裝置係將幫浦1、儲液箱2、液冷頭3與冷卻模組4構成一「L」型的配置關係，其中儲液箱2係位於液冷頭3與冷卻模組之間，以供液冷頭3朝向「L」型的一端延伸設置、而冷卻模組4則朝向「L」型的另一端延伸設置，並供該幫浦1配置於儲液箱2與冷卻模組4之間，從而透過各管路5將上述幫浦1、儲液箱2、液冷頭3與冷卻模組4等各構件相連通，使其內部形成一可供冷卻流體循環流動的迴路。

請一併參閱圖1及圖2所示，該液冷散熱裝置係處於一三維空間內，所述三維空間具有X軸、Y軸與Z軸。如圖2所示，該液冷散熱裝置需配合設於一電路板60上的發熱源6，而使液冷頭3貼附於該發熱源6上呈圖2所示的使用狀態，此時X軸即為高度方位，而儲液箱2、液冷頭3與冷卻模組4中至少有一者係超出該幫浦1，如圖2中所示即由冷卻模組4在X軸向上的高度方位上超出該幫浦1。更詳細地，所謂超出該幫浦1，係指該儲液箱2、該液冷頭3或該冷卻模組4內部空間的長、寬、高等尺寸，超出該幫浦1內部空間相對應的長、寬或高等尺寸；又或者，該儲液箱2、該液冷頭3與該冷卻模組4所共同構成的長、寬或高之尺寸範圍，係涵蓋於該幫浦1所對應之長、寬、高之尺寸以外。

為進一步說明本發明之液冷散熱裝置，確實可在上述三維空間內的任何一方位下，使該幫浦1皆不會位於最高位置，茲以圖3至圖7分別詳述如后：如圖3所示，為圖2翻轉180度後的使用狀態，故仍以X軸為高度方位，只是方向恰好相反。而此時則由該儲液箱2或液冷頭3，在X軸向上的高度方位上超出該幫浦1。

如圖4所示，若翻轉至以Y軸為高度方位時的使用狀態下，仍有液冷頭3超出該幫浦1。反之，圖5為圖4翻轉180度後的使用狀態，該幫浦1在Y軸向上與圖4相反的高度方位上，仍未超出該儲液箱2與該冷卻模組4。

如圖6所示，若翻轉至以Z軸為高度方位時的使用狀態下，仍有該儲液箱2與該冷卻模組4在Z軸向上的高度方位上超出該幫浦1。反之，圖7為圖6翻轉180度後的使用狀態，該幫浦1在Z軸向上與圖6相反的高度方位上，仍未超出該儲液箱2與該冷卻模組4。

此外，如圖8所示，本發明更進一步提供一種液冷散熱裝置之可翻轉使用的配置方法，其步驟包括：步驟S1：提供上述幫浦1、儲液箱2、液冷頭3、以及冷卻模組4，如圖1所示。

步驟S2：將上述幫浦1、儲液箱2、液冷頭3與冷卻模組置於一前述的三維空間內，即具有X軸、Y軸或Z軸等方位，且在所述三維空間中之X軸、Y軸或Z軸的任一方向上，將該儲液箱2、該液冷頭3與該冷卻模組4中任一者超出該幫浦1，如圖2至7所示。

步驟S3：最後，透過上述複數管路5將幫浦1、儲液箱2、液冷頭3以及冷卻模組4相連通而配置定位，進而構成一所述液冷散熱裝置者。

是以，藉由上述之構造組成，即可得到本發明可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法。

因此，藉由本發明可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法 ，可使上述液冷散熱裝置在使用狀態下，不論如何受到外界環境的需求而翻轉其使用狀態，其幫浦1皆不會處於整個液冷散熱裝置中的最高位置，以避免空氣囤積於幫浦1中而造成其空轉或損壞等問題。另外，由於該液冷散熱裝置可以處於任何一方位或多方位的使用狀態下，因此在裝配上也不受限制，故亦可使該液冷散熱裝置在應用的場合或範圍上更加廣泛。

綜上所述，本發明確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之等效技術、手段等變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1‧‧‧幫浦

2‧‧‧儲液箱

3‧‧‧液冷頭

4‧‧‧冷卻模組

5‧‧‧管路

Claims (6)

1. 一種可翻轉使用之液冷散熱裝置，包括：一幫浦；一儲液箱；一液冷頭；一冷卻模組；以及連通該幫浦、該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組的複數管路；其中，該儲液箱、該液冷頭、該冷卻模組以及該等管路中，其任一者在三維空間中之X軸、Y軸或Z軸的任一方向上皆超出該幫浦，且該幫浦、該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組係構成一「L」型的配置關係，該儲液箱係位於該液冷頭與該冷卻模組之間，以供該液冷頭朝向所述「L」型的一端延伸設置、而該冷卻模組則朝向所術「L」型的另一端延伸設置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可翻轉使用之液冷散熱裝置，其中該儲液箱、該液冷頭或該冷卻模組內部空間的長、寬、高等尺寸，係超出該幫浦內部空間相對應的長、寬或高等尺寸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可翻轉使用之液冷散熱裝置，其中該幫浦係配置於該儲液箱與該冷卻模組之間。
4. 一種液冷散熱裝置之可翻轉使用的配置方法，其步驟包括：a)提供幫浦、儲液箱、液冷頭、以及冷卻模組；b)將該幫浦、該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組置於一三維空間內，且在所述三維空間中之X軸、Y軸或Z軸的任一方向上，該儲液箱、 該液冷頭與該冷卻模組中任一者係超出該幫浦；c)以複數管路將該幫浦、該儲液箱、該液冷頭以及該冷卻模組相連通而定位；其中步驟b)之該幫浦、該儲液箱、該液冷頭與該冷卻模組係構成一「L」型的配置關係，且該儲液箱係位於該液冷頭與該冷卻模組之間，以供該液冷頭朝向所述「L」型的一端延伸設置、而該冷卻模組則朝向所術「L」型的另一端延伸設置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之液冷散熱裝置之可翻轉使用的配置方法，其中步驟b)之該儲液箱、該液冷頭或該冷卻模組內部空間的長、寬、高等尺寸，係超出該幫浦內部空間相對應的長、寬或高等尺寸。
6. 如申請專利範圍第4項所述之液冷散熱裝置之可翻轉使用的配置方法，其中步驟b)之該幫浦係配置於該儲液箱與該冷卻模組之間。