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CN101848624B - 液冷散热装置 - Google Patents

液冷散热装置 Download PDF

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Abstract

一种液冷散热装置，用以对一电子元件处于较低位置的发热部件散热，包括一中空的吸热体，所述吸热体与电子元件较低位置的发热部件导热接触，所述吸热体包括与较低位置的发热部件导热接触的一吸热部，所述吸热部内部设有容纳冷却液的腔室，一导流元件设置于吸热部的腔室内，所述导流元件包括一筒状的本体及由本体圆周延伸出的定位部，所述定位部固定于吸热部内，所述导流元件的本体的外壁与吸热部内侧壁之间形成第一流道，所述本体内部形成一第二流道，所述第一流道与第二流道在吸热部的底部连通，所述第一流道与第二流道分别通过一第一、第二流通口与外部管路连通。上述液冷散热装置增加冷却液与吸热部内侧壁接触面积，二者之间热交换更加充分。

Description

液冷散热装置
技术领域
本发明涉及一种散热装置，特别是关于一种用来冷却电子元件的液冷散热装置。
背景技术
随着电子技术不断发展，电子元件运行频率及速度也在不断提升。但是，高频高速将使电子元件产生的热量越来越多，温度也越来越高，严重威胁着电子元件运行时的性能及稳定性，为确保电子元件能正常运作，需对电子元件进行有效的散热。
某些电子产品由于其结构特殊，例如投影仪，其发热部件的位置较低，用传统的平面式吸热块贴合到该发热部件，会与周围部件发生干涉，更有甚者，由于该发热部件处于凹处，吸热块不能有效贴合到该发热部件对其有效散热。故，需要设计出一种能对处于较低位置的发热部件进行有效散热的散热装置。该散热装置包括与位置较低的发热部件直接接触的凸出部，由于实体的凸出部必将大大增加热阻，凸出部越高，热阻越大，导致散热模阻性能下降。因此，需要将液冷散热系统应用到该散热装置以解决这一问题，即将凸出部内部形成空腔并与外部液冷循环系统连通，利用液体在凸出部内部空腔的循环流动将聚集在凸出部的发热部件的热量带走，从而对发热部件散热。然而，为使该液冷散热系统具有较佳的散热效果，必须保证液体在凸出部内部空腔内与凸出部内侧壁充分接触，二者进行充分的热交换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热效果良好的液冷散热装置。
一种液冷散热装置，用以对一电子元件处于较低位置的发热部件进行散热，包括一中空的吸热体，所述吸热体与电子元件较低位置的发热部件导热接触，所述吸热体包括与较低位置的发热部件导热接触的一吸热部，所述吸热部内部设有容纳冷却液的腔室，一导流元件设置于吸热部的腔室内，所述导流元件包括一筒状的本体及由本体圆周延伸出的定位部，所述定位部固定于吸热部内，所述导流元件的本体的外壁与吸热部内侧壁之间形成第一流道，所述本体内部形成一第二流道，所述第一流道与第二流道在吸热部的底部连通，所述第一流道与第二流道分别通过一第一、第二流通口与外部管路连通。
本发明液冷散热装置由于导流元件引导冷却液在第一、第二流道内流动，增加冷却液与吸热部内侧壁的接触面积，冷却液与吸热部之间的热交换更加充分，加快冷却液对吸热部散热。
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明液冷散热装置第一实施例的立体组合图。
图2是图1中本发明液冷散热装置的剖面图。
图3是图1的立体分解图。
图4是本发明液冷散热装置第二实施例的立体分解图。
图5是图4的剖面图。
图6是本发明液冷散热装置第三实施例的立体分解图。
图7是图6的剖面图。
具体实施方式
请参阅图1至图3，为本发明液冷散热装置的第一实施例的示意图，上述液冷散热装置主要对一电子元件的低位发热部件(图未示)进行散热，如投影仪的低位发热部件(图未示)，其发热部件的高度远低于周围部件。液冷散热装置包括一中空的吸热体10及设置于吸热体10内部的导流元件30。
上述吸热体10呈倒立的凸字型，由导热性好的材料一体而成，其包括一基板11及由基板11中央垂直向下凸伸的中空柱状的吸热部12。吸热部12内部挖空形成容置冷却液的一圆形腔室120，吸热部12的顶部、围绕腔室120开设一定位槽，即一环槽14，环槽14的边缘水平向内伸出一凸点16。
上述导流元件30包括一中空圆筒状的本体32，本体32的中央形成一第一流道100，本体32的顶端设有与外部管路连通的第一流通口320。本体32收容于吸热部12的腔室120内，且本体32外侧壁与位于吸热部12的腔室120的内侧壁之间形成供冷却液循环流动的第二流道200，第一流道100与第二流道200通过吸热部12底部连通。靠近本体32顶部，沿其圆周水平向外延伸一定位部，即环边34，环边34径向设置四条弧形、与外部管路连通的第二流通口340，且第二流通口340与第二流道200连通。环边34的边缘对应凸点16设一缺口342，便于工具作用其上，使环边34与环槽14内的凸点16配合。环边34的外径与环槽14外径的大小一致，环边34过盈配合在位于环槽14内的吸热部12的侧壁上。
工作时，吸热体10的吸热部12的底部外表面直接贴设于所述电子元件的低位发热部件并吸收其热量，热量由吸热部12底部向上传递，吸热部12的底部及侧壁温度不断上升。此时，冷却液由外部管路经第二流通口340流入第二流道200，冷却液在第二流道200内与吸热部12的内侧壁及底部内表面充分接触，充分热交换后由导流元件30的本体32的第一流道100经第一流通口320流向外部管路，热量被冷却液带离吸热部12，吸热部12的温度快速降低，加大其与低位发热部件之间的温差，加速吸热部12与冷却低位发热部件之间的热传递，从而对冷却低位发热部件进行散热。
此外，本发明中，基板11用来安装外部管路以形成完整的液体循环过程。
本发明中，由于导流元件30引导冷却液在第二流道200内流动，使冷却液与吸热部12内侧壁的表面充分接触，冷却液与吸热部12之间的热交换充分，有效提升液冷散热装置的散热效率。
请参阅图4至图5，为本发明液冷散热装置的第二实施例的示意图。本发明第二实施例与第一实施例的区别在于导流元件40及吸热体50的结构分别与第一实施例中的导流元件30及吸热体10不同。
第二实施例中吸热体50的吸热部52的内侧壁沿其周向设有沟槽520，增加冷却液与吸热部52的内侧壁的接触表面积。导流元件40包括本体42，本体42的顶端设有与外部管路连通的第一流通口420，由本体42顶部延伸出的定位部，即盖板44，盖板44由其圆周边缘向外径向间隔凸伸出四个配合部440，以抵顶在吸热体50的环槽54的侧壁上。盖板44靠近其中央的厚度小于环槽54的深度，即盖板44的底面与环槽54底表面留有间隙，盖板44边缘与环槽54的侧壁之间留有间隙以形成与外部管路连通的第二流通口430，盖板44的底面与环槽54之间形成可供冷却液流通的第三流道300，第三流道300分别与第二流通口420及第二流道200连通。工作时，冷却液由外部管路经第二流通口430流入第三流道300后顺次进入第二流道200，最后由第一流道100及第一流通口420流向外部管路。本实施例中由于吸热部52的内侧壁设有沟槽520，不仅增加冷却液与吸热部52的内侧壁的接触表面积，而且增强了冷却液在流道100内的扰动，有利于提升冷却液与吸热部52之间的热交换，加快散热。
请参阅图6至图7，为本发明液冷散热装置的第三实施例的示意图。本发明第三实施例与第一实施例的区别在于导流元件60及吸热体70的结构分别与第一实施例中的导流元件30及吸热体10不同。
第三实施例中吸热体70的吸热部72的内侧壁沿其周向设有沟槽720，增加冷却液与吸热部52的内侧壁的接触表面积。导流元件60包括缩口喷嘴式的本体62，即本体62的直径由其顶部至底部逐渐缩小。工作时，冷却液由外部管路经第一流通口620进入第一流道100，在外力作用下由吸热部72底部进入第二流道200，后经第二流通口640流向外部管路。由于本体62为渐缩式结构，冷却液在第一流道100内，流速不断加快，提高流体换热系数，冷却液与吸热部72内表面热交换充分。
本发明中，由于导流元件30引导冷却液在第二流道200内流动，增加冷却液与吸热部12内侧壁的接触面积，加快冷却液与吸热部12之间的热交换速度，有效提升整体散热装置的散热效率。
由上述介绍可知，本发明是通过在吸热体10的吸热部12设置导流元件30，增加吸热部12内侧壁与冷却液的换热面积，从而增强冷却液与吸热部12的换热效果，有效对电子元件的低位发热部件散热。

Claims (10)

1.一种液冷散热装置，用以对一电子元件处于较低位置的发热部件进行散热，包括一中空的吸热体，所述吸热体与电子元件较低位置的发热部件导热接触，其特征在于：所述吸热体包括与较低位置的发热部件导热接触的一吸热部，所述吸热部内部设有容纳冷却液的腔室，一导流元件设置于吸热部的腔室内，所述导流元件包括一中空的本体及由本体延伸出的定位部，所述定位部固定于吸热部内，所述导流元件的本体的外壁与吸热部内侧壁之间形成第一流道，所述本体内部形成一第二流道，所述第一流道与第二流道在吸热部的底部连通，所述第一流道与第二流道分别通过一第一、第二流通口与外部管路连通，所述吸热部一端部设有一定位槽，所述导流元件的定位部过盈配合在位于定位槽内的吸热部侧壁上，所述定位部设有分别与第二流通口及第一流道连通的进水孔。
2.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述定位部包括沿本体周边向外延伸的环边，所述定位槽包括设于吸热部顶端的环槽，所述环边过盈配合在位于环槽内的吸热部侧壁上。
3.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述导流元件的本体靠近吸热部底部的一端与底部之间设有间隙。
4.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述导流元件的本体内径沿远离定位部的方向逐渐缩小。
5.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述吸热部腔室的内侧壁设有沟槽。
6.如权利要求5所述的液冷散热装置，其特征在于：所述沟槽沿吸热部的侧壁周向设置。
7.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述定位部与定位槽之间形成一液体通道，所述液体通道分别与第一流通口及第一流道连通。
8.如权利要求7所述的液冷散热装置，其特征在于：所述定位部包括一盖板，所述盖板过盈配合在位于定位槽内的吸热部侧壁，所述盖板的边缘与吸热部侧壁之间设有间隙。
9.如权利要求8所述的液冷散热装置，其特征在于：所述盖板的边缘设有抵止于位于定位槽内的吸热部侧壁的配合部。
10.如权利要求1所述的液冷散热装置，其特征在于：所述吸热体包括一基板，所述吸热部由基板底面向下凸伸而出。
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