TWI676246B - 水冷散熱裝置 - Google Patents

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Abstract

一種水冷散熱裝置，包括一上板體與一下板體。上板體與下板體結合並形成一腔室。腔室內填充有一液態工作介質。腔室包括一吸熱段、一散熱段以及一驅動段，其中，吸熱段係與一發熱件做熱接觸，吸收發熱件產生之熱能後傳遞至該液態工作介質並使其升溫。散熱段連接有散熱元件，用以帶走熱能而降低液態工作介質之溫度。驅動段連接有驅動裝置，用以使已降溫的液態工作介質回流至吸熱段。

Description

水冷散熱裝置
本發明係關於一種散熱裝置，特別是一種薄型的水冷散熱裝置。
習知的水冷散熱裝置，大多如美國專利公告號6725682所示，將水冷頭、水冷排、以及幫浦這三個重要的組成分開設置，彼此之間再利用連接管予以連結而構成一個循環的迴路。不過，現在的電子裝置在尺寸上越來越輕薄短小，因此，若要在內部採用水冷散熱裝置來執行散熱功能的話，習知的水冷架構已無法適用，必須找出在狹小空間內設置水冷散熱裝置的設計，同時也須減少連接管的數量，減少滲漏的可能性。
針對目前輕薄的電子產品在水冷散熱上的需求，本發明提供一種薄型的水冷散熱設計，除了能夠減少尺寸外，在製作過程以及安裝上也更為簡單，減少工作介質發生滲漏的機會。
為達上述目的，於一較佳實施例中，本發明提供一種水冷散熱裝置，包括一上板體以及一下板體，下板體與上板體結合並形成一腔室，腔室內填充有一液態工作介質，腔室包括一吸熱段、一散熱段以及一驅動段，其中，吸熱段係與一發熱件做熱接觸，吸收發熱件產生之熱能後 傳遞至液態工作介質並使其升溫，該散熱段連接有散熱元件，用以帶走熱能而降低液態工作介質之溫度，驅動段連接有驅動裝置，用以使已降溫的液態工作介質回流至吸熱段。
在本發明一較佳實施例中，散熱元件包括一鰭片與一風扇。
在本發明一較佳實施例中，驅動裝置包括一葉輪設置於驅動段的腔室內。
在本發明一較佳實施例中，上板體與下板體藉由壓合方式組裝在一起。
在本發明一較佳實施例中，上板體具有一頂部以及一第一側壁，下板體具有一底部以及一第二側壁，其中，該第一側壁與該第二側壁貼合在一起。
在本發明一較佳實施例中，下板體具有一底部以及一側壁，側壁與上板體貼合在一起。
在本發明一較佳實施例中，上板體具有一頂部以及一側壁，側壁與下板體貼合在一起。
在本發明一較佳實施例中，上板體具有一頂部與一第一裙邊，下板體具有一底部與一第二裙邊，第一裙邊與第二裙邊係貼合在一起。
在本發明一較佳實施例中，上板體具有一頂部與一裙邊，裙邊與下板體貼合在一起。
在本發明一較佳實施例中，下板體具有一底部與一裙邊，裙邊與上板體貼合在一起。
於另一較佳實施例中，本發明提供一種水冷散熱裝置，包 括一上板體、一下板體、一水冷排以及一驅動裝置。下板體與上板體結合並形成一腔室，腔室內填充有一液態工作介質，腔室包括一吸熱段、一第一延伸段以及一第二延伸段，第一延伸段位在吸熱段之下游，第二延伸段位在吸熱段之上游，吸熱段係與一發熱件做熱接觸，吸收發熱件產生之熱能後傳遞至液態工作介質並使其升溫。水冷排連接該第一延伸段，驅動裝置連接水冷排與第二延伸段。
在本發明另一較佳實施例中，上板體與下板體藉由壓合方式組裝在一起。
在本發明另一較佳實施例中，上板體具有一頂部以及一第一側壁，下板體具有一底部以及一第二側壁，其中，第一側壁與第二側壁貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，下板體具有一底部以及一側壁，側壁與上板體貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，上板體具有一頂部以及一側壁，側壁與下板體貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，上板體具有一頂部與一第一裙邊，下板體具有一底部與一第二裙邊，第一裙邊與第二裙邊貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，上板體具有一頂部與一裙邊，裙邊係與下板體貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，下板體具有一底部與一裙邊，裙邊與上板體貼合在一起。
在本發明另一較佳實施例中，更包括一第一連接管、第二 連接管與一第三連接管，其中第一連接管連接第一延伸段與水冷排、第二連接管連接水冷排與驅動裝置，第三連接管連接驅動裝置與第二延伸段。
1‧‧‧水冷散熱裝置
11‧‧‧上板體
111‧‧‧頂部
112‧‧‧側壁
113‧‧‧裙邊
12‧‧‧下板體
121‧‧‧底部
122‧‧‧側壁
123‧‧‧裙邊
13‧‧‧腔室
131‧‧‧吸熱段
132‧‧‧散熱段
133‧‧‧驅動段
14‧‧‧液態工作介質
15‧‧‧散熱元件
16‧‧‧驅動裝置
2‧‧‧發熱件
3‧‧‧水冷散熱裝置
31‧‧‧上板體
32‧‧‧下板體
33‧‧‧腔室
331‧‧‧吸熱段
332‧‧‧第一延伸段
333‧‧‧第二延伸段
34‧‧‧液態工作介質
35‧‧‧水冷排
36‧‧‧驅動裝置
371‧‧‧第一連接管
372‧‧‧第二連接管
373‧‧‧第三連接管
15‧‧‧散熱元件
4‧‧‧發熱件
圖1係依據本發明之第一實施例所提供的水冷散熱裝置的立體架構示意圖。
圖2A係圖1中，沿2A-2A剖面線所得到關於水冷散熱裝置吸熱段之剖面示意圖。
圖2B至圖2D係第一實施例中上板體與下板體在結構上之其他變化組合。
圖2E係圖1中，沿2E-2E剖面線所得到關於腔室驅動段內設置有驅動裝置之剖面示意圖。
圖3係依據本發明之第二實施例所提供的水冷散熱裝置的立體架構示意圖。
圖4A係圖3中，沿4A-4A剖面線所得到關於水冷散熱裝置吸熱段之剖面示意圖。
圖4B係圖3中，沿4B-4B剖面線所得到關於水冷散熱裝置第一延伸段之剖面示意圖。
圖4C係圖3中，沿4C-4C剖面線所得到關於水冷散熱裝置第二延伸段之剖面示意圖。
請同時參照圖1以及圖2A，依據本發明之第一實施例係提供一種水冷散熱裝置1。水冷散熱裝置1包括一上板體11以及一下板體12，上板 體11與下板體12結合並形成一腔室13，腔室13內填充有一液態工作介質14。腔室13包括一吸熱段131、一散熱段132以及一驅動段133。，吸熱段131具有類似水冷頭的功能，係與一發熱件2做熱接觸，吸收發熱件2產生之熱能後傳遞至液態工作介質14並使其升溫。散熱段132則連接有散熱元件15，例如鰭片與風扇(圖中未示)，用以帶走熱能而降低液態工作介質14之溫度。驅動段133連接有驅動裝置16，例如一幫浦，用以使已降溫的液態工作介質回流至吸熱段131後，得以繼續下一次的循環。
本實施例係將水冷頭、水冷排以及幫浦的功能，整合在同一個由上板體11與下板體12結合而成的板體結構內。上板體11與下板體12間可藉由壓合或銲接等手段快速且方便地組裝在一起，無需再額外接管路而簡化組裝的步驟，同時也減少液態工作介質14滲漏的風險。
在水冷散熱裝置1中，腔室13的散熱段132具有水冷排的功能，而為了能夠讓熱能得以向外傳遞，所以本實施例係在散熱段132外連接有鰭片以及風扇(圖中未示)等散熱元件15。當然，為了能夠讓散熱效果更好，也可視情況更改散熱段131的內部設計，例如形成S型等彎折的流道，並在彎折區內夾設鰭片，來提升散熱的效果。
此外，在水冷散熱裝置1中，腔室13的驅動段133具有驅動的功能，並且為了讓整體水冷散熱裝置1在高度上得以降低，因此可如圖2E所示，選擇內建小型化的驅動裝置16於腔室13內，例如葉輪或轉子直接內建於腔室13內，如此一來，就可從腔室13外直接驅動葉輪或轉子，順利將液態工作介質14從散熱段132驅動至吸熱段131而進行下一次的循環。
請參照2A圖的剖面示意圖，在本實施例的水冷散熱裝置1 中，上板體11具有一頂部111以及一側壁112，下板體12具有一底部121以及一側壁122，而當上板體11與下板體12結合而形成腔室13時，上板體11的側壁112會與下板體12的側壁122貼合在一起。不過，本發明也提供了其他上板體11與下板體12的結合方式與結構，舉例來說，可如圖2B所示，讓上板體11仍為一板體結構，而下板體12則具有一底部121以及一側壁122，而當上板體11與下板體12結合而形成腔室13時，下板體12的側壁122會與上板體11貼合在一起。此外，也可如圖2C所示，讓下板體12為一板體結構，而上板體11則具有一頂部111以及一側壁112，當上板體11與下板體12結合而形成腔室13時，上板體11的側壁112會與下板體12貼合在一起。
而除了上述三種結合結構外，本發明也可如圖2D所示，讓上板體11具有一頂部111與一裙邊113，裙邊113係從頂部111向外且向下延伸，而下板體12也具有一底部121與一裙邊123，裙邊123係從底部121向上且向外延伸，如此一來，更方便藉由壓合製程來讓上板體11與下板體12的的兩裙邊113、123貼合在一起後完成上板體11與下板體12的結合。當然，也可在其他實施方式中，單獨讓上板體11或下板體12之一者形成裙邊113或123，另一者則維持板體結構，例如僅讓上板體11具有一頂部111與一裙邊113，而下板體12維持板體結構，如此一來，當上板體11與下板體12結合時，上板體11的裙邊113會與下板體12直接貼合在一起。反之，也可僅讓下板體12具有一底部121與一裙邊123並讓上板體11維持板體結構，其同樣也可讓下板體12的裙邊123順利與上板體11貼合在一起而完成組裝。
上述實施例係提供一種由上下兩板體所形成的薄型水冷散熱裝置設計，不過，在其他的實施方式中，也可將水冷排或幫浦以外接的 方式來配置，並且仍希望在降低連接管路的長度或使用量的目標下，讓整個循環迴路的大部分是由上板體及下板體的結合來達成，保有本發明所提出板體式水冷散熱設計所具有的輕薄優點。
請參照圖3，依據本發明之第二實施例係提供一種水冷散熱裝置3。水冷散熱裝置3包括一上板體31、一下板體32、一水冷排35以及一驅動裝置36。上板體31與下板體32結合並形成一腔室33，腔室33內填充有一液態工作介質34，腔室33包括一吸熱段331、一第一延伸段332以及一第二延伸段333，第一延伸段332位在吸熱段331之下游，也就是出水端，用來跟水冷排35連接，而第二延伸段333則位在吸熱段331之上游，也就是進水端，用以跟幫浦之類的驅動裝置36連接。吸熱段331具有類似水冷頭的功能，與一發熱件4做熱接觸後，就可吸收發熱件4產生之熱能並傳遞至液態工作介質34使其升溫。
在本實施例中，由上板體31與下板體32組合而成的吸熱段331，除了具有水冷頭的功能之外，也在上板體31與下板體32成型時，一併形成往水冷排35與驅動裝置36位置延伸靠近的延伸段，也就是上述的第一延伸段332與第二延伸段333。如此的設計，係將板體式結構輕薄的優點盡量保留與延伸，期望能降低整體水冷散熱裝置2所占的體積，也避免過長的連接管路來減少滲漏的風險。
在本實施例中，水冷排35與第一延伸段332之間，係藉由由第一連接管371連接，而水冷排35與驅動裝置36之間，則藉由第二連接管372來連接，而驅動裝置36與第二延伸段333之間，則藉由第三連接管373來連接。
此外，在水冷散熱裝置3中，連接水冷排35與第二延伸部333 的驅動裝置36，其作用是將液態工作介質34從水冷排35驅動至吸熱段331而進行下一次的循環，而為了讓水冷散熱裝置在整體高度上得以降低，因此也可選擇扁平化或小型化的驅動裝置，例如薄型幫浦。
本實施例所提供的水冷散熱裝置3，其上板體31與下板體32可如第一實施例一般，藉由壓合或銲接等手段快速且方便地組裝在一起，也可如第一實施例一般具有不同的結構變化，例如側壁與裙邊等，此點不再贅述。

Claims (8)

  1. 一種水冷散熱裝置，包括：一上板體；以及一下板體，該下板體與該上板體結合並形成一腔室，該腔室內填充有一液態工作介質，該腔室包括一吸熱段、一散熱段以及一驅動段，其中，該吸熱段係與一發熱件做熱接觸，吸收該發熱件產生之熱能後傳遞至該液態工作介質並使其升溫，該散熱段連接有散熱元件，用以帶走熱能而降低該液態工作介質之溫度，該驅動段連接有一驅動裝置，用以使已降溫的液態工作介質回流至該吸熱段，該驅動裝置包括一葉輪設置於該驅動段的腔室內；其中，該下板體具有一底部與一第一裙邊，該第一裙邊與該上板體貼合在一起。
  2. 如請求項1之水冷散熱裝置，該散熱元件包括一鰭片與一風扇。
  3. 如請求項1之水冷散熱裝置，該上板體與該下板體藉由壓合方式組裝在一起。
  4. 如請求項1之水冷散熱裝置，該上板體具有一頂部與一第二裙邊，該第一裙邊與該第二裙邊貼合在一起。
  5. 一種水冷散熱裝置，包括：一上板體；一下板體，該下板體與該上板體結合並形成一腔室，該腔室內填充有一液態工作介質，該腔室包括一吸熱段、一第一延伸段以及一第二延伸段，該第一延伸段位在該吸熱段之下游，該第二延伸段位在該吸熱段之上游，該吸熱段係與一發熱件做熱接觸，吸收該發熱件產生之熱能後傳遞至該液態工作介質並使其升溫，該下板體具有一底部與一第一裙邊，該第一裙邊與該上板體貼合在一起；一水冷排，連接該第一延伸段；以及一驅動裝置，連接該水冷排與該第二延伸段。
  6. 如請求項5之水冷散熱裝置，該上板體與該下板體藉由壓合方式組裝在一起。
  7. 如請求項5之水冷散熱裝置，該上板體具有一頂部與一第二裙邊，該第一裙邊與該第二裙邊貼合在一起。
  8. 如請求項5之水冷散熱裝置，更包括一第一連接管、第二連接管與一第三連接管，其中該第一連接管連接該第一延伸段與該水冷排、該第二連接管連接該水冷排與該驅動裝置，該第三連接管連接該驅動裝置與該第二延伸段。
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