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CN218101239U - 液冷式散热系统 - Google Patents

液冷式散热系统 Download PDF

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CN218101239U
CN218101239U CN202221816836.5U CN202221816836U CN218101239U CN 218101239 U CN218101239 U CN 218101239U CN 202221816836 U CN202221816836 U CN 202221816836U CN 218101239 U CN218101239 U CN 218101239U
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China
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liquid
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heat
inlet
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胡益祐
叶政堂
谭理光
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Delta Electronics Inc
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Abstract

本实用新型提供一种液冷式散热系统，包括第一散热结构、第一吸热结构、第二散热结构、第二吸热结构及泵。第一散热结构具第一入口及第一出口，第一吸热结构具第二入口及第二出口，第二散热结构具第三入口及第三出口，第二吸热结构具第四入口及第四出口，以及泵具入液口及出液口。其中第一出口连通第二入口、第二出口连通第三入口且第三出口连通第四入口，另，入液口连接第一出口且出液口连接第二入口、入液口连接第二出口且出液口连接第三入口、入液口连接第三出口且出液口连接第四入口、入液口连接第四出口或出液口连接第一入口。本实用新型通过改变吸热结构及散热结构的串接关系而使系统中多个吸热结构可提供大致相等的吸热效果。

Description

液冷式散热系统
技术领域
本实用新型涉及一种液冷式散热系统，尤其涉及一种具有可提供同等散热效果的多个吸热结构的液冷式散热系统。
背景技术
请参阅图1及图2，图1显示现有液冷散热系统的示意图，以及图2显示图1中工作流体的流动顺序示意图。一液冷散热系统1是采用管路串联的设计方式，其中一散热结构11的一出口111通过一连接管14a连接至一泵12a，泵12a利用一连接管14b连接至一吸热结构13a，之后，吸热结构13a通过一连接管14c连接至一泵12b，泵12b再利用一连接管14d连接至一吸热结构13b，最后，吸热结构13b通过一连接管14e连接至散热结构11的一入口112。在此封闭循环中，一工作流体15以图2所示的流动顺序不断循环，并由此移除分别与吸热结构13a、13b接触的二个发热元件(未显示)(例如晶片、CPU)所产生的热。
然，上述的设计却存在有缺失。当工作流体15通过第一个吸热结构13a时，其温度会因吸收发热元件所散发的热而上升，导致进入第二个吸热结构13b时呈现已预先吸热的升温状态，因而使得第二个吸热结构13b的吸热效果降低，也造成无法有效移除与吸热结构13b接触的发热元件所产生的热。
因此，实有必要开发一种液冷式散热系统，以解决上述缺失。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液冷式散热系统，其通过改变吸热结构及散热结构的串接关系而使系统中多个吸热结构可提供大致相等的吸热效果。
本实用新型的另一目的在于提供一种液冷式散热系统，其中吸热结构及散热结构通过间隔串接的方式而使进入每一吸热结构的工作流体皆已通过散热结构进行散热。
为达上述目的，本实用新型提供一种液冷式散热系统，包括一第一散热结构、一第一吸热结构、一第二散热结构、一第二吸热结构及一泵。第一散热结构具有一第一入口及一第一出口，第一吸热结构具有一第二入口及一第二出口，第二散热结构具有一第三入口及一第三出口，第二吸热结构具有一第四入口及一第四出口，以及泵具有一入液口及一出液口。其中第一出口连通第二入口、第二出口连通第三入口，以及第三出口连通第四入口，另，入液口连接第一出口且出液口连接第二入口、入液口连接第二出口且出液口连接第三入口、入液口连接第三出口且出液口连接第四入口、入液口连接第四出口或出液口连接第一入口。
在一实施例中，第一散热结构及第二散热结构为相互分离或相互结合。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为相邻设置。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为叠合设置。
在一实施例中，第一散热结构或第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
在一实施例中，第一吸热结构或第二吸热结构为液冷板或带泵液冷器。
为达上述目的，本实用新型提供一种液冷式散热系统，包括一第一散热结构、一第一吸热结构、一第二散热结构、一第二吸热结构、一泵及一工作流体。第一散热结构具有一第一入口及一第一出口，第一吸热结构具有一第二入口及一第二出口，第二散热结构具有一第三入口及一第三出口，第二吸热结构具有一第四入口及一第四出口，以及泵具有一入液口及一出液口。工作流体受泵驱动依序流经第一入口、第一出口、第二入口、第二出口、第三入口、第三出口、第四入口及第四出口。另，入液口连接第一出口且出液口连接第二入口、入液口连接第二出口且出液口连接第三入口、入液口连接第三出口且出液口连接第四入口、入液口连接第四出口或出液口连接第一入口。
在一实施例中，第一吸热结构或第二吸热结构为液冷板或带泵液冷器。
在一实施例中，第一散热结构及第二散热结构为相互分离或相互结合。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为相邻设置。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为叠合设置。
在一实施例中，第一散热结构或第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
在一实施例中，工作流体为下列群组的其中之一，包括：水、醇类、冷媒及抗冻液。
为达上述目的，本实用新型提供一种液冷式散热系统，包括一第一散热结构、一第一吸热结构、一第二散热结构、第二吸热结构及一泵，其中泵连接于第一散热结构、第一吸热结构、第二散热结构或第二吸热结构，且第一散热结构、第一吸热结构、第二散热结构及第二吸热结构依序连通。
在一实施例中，第一吸热结构或第二吸热结构为液冷板或带泵液冷器。
在一实施例中，第一散热结构或第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
在一实施例中，第一散热结构及第二散热结构为相互分离或相互结合。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为相邻设置。
在一实施例中，第一散热结构与第二散热结构为叠合设置。
附图说明
图1显示现有液冷散热系统的示意图；
图2显示图1中工作流体的流动顺序示意图；
图3显示本实用新型实施例的液冷式散热系统的示意图；
图4显示图3中工作流体的流动顺序示意图；
图5显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的流动顺序示意图；
图6显示本实用新型实施例的第一吸热结构的剖面图；
图7显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的部分示意图；
图8显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的示意图；
图9显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的示意图。
附图标号说明：
1：液冷散热系统
11：散热结构
111：出口
112：入口
12a、12b：泵
13a、13b：吸热结构
14a、14b、14c、14d、14e：连接管
15：工作流体
2：液冷式散热系统
21：第一散热结构
211：第一入口
212：第一出口
22：第一吸热结构
221：第二入口
222：第二出口
223：腔室
224：热交换面
23：第二散热结构
231：第三入口
232：第三出口
24：第二吸热结构
241：第四入口
242：第四出口
25a、25b、25c、25d：连接管
26、26a、26b：泵
261、261a、261b：入液口
262、262a、262b：出液口
27：第三散热结构
27’：第N散热结构
28：第N-1吸热结构
28’：第N吸热结构
30：工作流体
40：发热元件
具体实施方式
体现本实用新型特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，然其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
请参阅图3及图4，图3显示本实用新型实施例的液冷式散热系统的示意图，以及图4显示图3中工作流体的流动顺序示意图。一液冷式散热系统2包括一第一散热结构21、一第一吸热结构22、一第二散热结构23、一第二吸热结构24及一工作流体30，其中第一散热结构21具有一第一入口211及一第一出口212，第一吸热结构22具有一第二入口221及一第二出口222，第二散热结构23具有一第三入口231及一第三出口232，以及第二吸热结构24具有一第四入口241及一第四出口242。其中一连接管25a自第一出口212连接至第二入口221，一连接管25b自第二出口222连接至第三入口231，一连接管25c自第三出口232连接至第四入口241，以及一连接管25d自第四出口242连接至第一入口211。
在此架构下，如图4所示，容置于液冷式散热系统2内的工作流体30依第一散热结构21、第一吸热结构22、第二散热结构23及第二吸热结构24的顺序流动，最后再回到第一散热结构21，并于系统内不断循环。
其中第一吸热结构22及第二吸热结构24用以分别接触一发热元件(未显示)，以使流经的工作流体30带走发热元件所产生的热；另，第一散热结构21及第二散热结构23用以使分别来自第二吸热结构24及第一吸热结构22的工作流体30散热，以达到排除已吸收的热的效果。
换言之，通过如此的排列顺序，工作流体30在进入每一个吸热结构之前皆已通过散热结构完成散热，亦即，工作流体30在上一个吸热结构所吸收的热利用散热结构移除后才进入下一个吸热结构。如此一来，每一个吸热结构将可提供大致相等的吸热能力，也因此，设于各个吸热结构的发热元件皆可获得大致相同的散热效果。
接着，请参阅图5，其显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统2的流动顺序示意图。如图所示，本实用新型散热结构及吸热结构的数量不受限于图3所示的数量，可根据实际需求而增加，只需符合一个散热结构搭配一个吸热结构且工作流体交替地流经散热结构及吸热结构的串联配置方式，皆可达成本实用新型的功效。例如，当系统具有N个吸热结构时，即相应地具有N个散热结构，亦即，工作流体30依序流经第一散热结构21、第一吸热结构22、第二散热结构23、第二吸热结构23、第三散热结构27、…、第N-1吸热结构28、第N散热结构27’及第N吸热结构28’，之后再循环回到第一散热结构21，以确保进入每一个吸热结构内的工作流体30皆已经散热结构完成散热。
请参阅图6，其显示本实用新型实施例的第一吸热结构22的剖面图。在此，为了简化叙述而仅以第一吸热结构22进行叙述，并非作为限制，且由于第一吸热结构22及第二吸热结构24具有类似的结构设计，故相关叙述亦适用第二吸热结构24。第一吸热结构22具有一腔室223以及一热交换面224，腔室223供工作流体30进入，热交换面224用以接触一发热元件40。是以，发热元件40与进入腔室223内的工作流体30间可利用热交换的方式，使发热元件40所产生的热转移至工作流体30，再随着工作流体30经由第二出口222流出而将热带出第一吸热结构22，以达到降低发热元件40的温度的效果。
由上述可知，对此类液冷式散热系统而言，工作流体30进入吸热结构时的温度决定了其所能提供的吸热效果，因此，若能在工作流体30进入吸热结构前降低其温度，亦即减少工作流体30所含的热，对于提升其散热能力将有显著的效果。是以，本实用新型遂采用吸热结构与散热结构间隔串接的方式，以确保进入每一个吸热结构的工作流体皆已经由散热结构完成散热，亦即皆能维持在低温，使得各个吸热结构能提供大致相同的吸热效果，有效排除现有技术中进入吸热结构的工作流体已预热的现象。
在一实施例中，吸热结构22、24分别为一液冷板，而发热元件40则为与液冷板接触的高产热元件，如晶片、CPU等。另，工作流体30可为各种适用于此类热交换方式的流体，例如水、醇类、冷媒、抗冻液等。
接着，请参阅图7，其显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的部分示意图。液冷式散热系统2进一步包括一泵26，设置于第一散热结构21与第一吸热结构22之间。泵26具有一入液口261及一出液口262，入液口261连接第一散热结构21的第一出口212，以及出液口262连接第一吸热结构22的第二入口221。通过如此的配置，泵26可驱动工作流体30，使其于系统内流动，并达成热交换及散热的目的。另，除了图7所示的设置方式，亦即将泵26设置于第一散热结21构与第一吸热结构22之间，泵26的数量及设置方式亦可依需求不同而有所变化。举例而言，替代地，泵26也可设置于第一吸热结构22与第二散热结构23之间、第二散热结构23与第二吸热结构24之间或第二吸热结构24与第一散热结构21之间，皆为可行。由于工作流体30于系统2内循环地流动，因此，泵26只需设置于流动路径上即可达到驱动工作流体30的效果，可考量实际设置空间及使用需求而变化，没有限制。
请参阅图8，其显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的示意图。在此实施例中，泵26的数量为二个，包括一第一泵26a及一第二泵26b，其分别伴随第一吸热结构22及第二吸热结构24而设置，例如可为带泵液冷板的形式。第一泵26a具有一第一入液口261a及一第一出液口262a，以及第二泵26b具有一第二入液口261b及一第二出液口262b，配置方式为：第一出口212连接至第一入液口261a，第一出液口262a连接至第二入口221，第二出口222连接至第三入口231，第三出口232连接第二入液口261b，第二出液口262b连接至第四入口241，以及第四出口242连接至第一入口211。如此设置方式的优势在于，即使其中一个泵失效，驱动工作流体30的动力仍能由另一个泵提供，可避免因工作流体30停滞而造成发热元件所产生的热无法排除并升温的情形。
请续参阅图8及图9，图9显示本实用新型另一实施例的液冷式散热系统的示意图。第一散热结构21及第二散热结构23的结构设计及设置方式可进一步依实际应用时的空间而变化。举例而言，若可设置散热结构的空间为长方体空间，则第一散热结构21及第二散热结构23可变化为相邻设置(如图8所示，第一散热结构21及第二散热结构23的散热面于一方向上相邻设置)，也可变化为叠合设置(如图9所示，第一散热结构21及第二散热结构23的散热面于一方向上叠合设置)；或者也可视可用空间而分开设置(如图2所示)，只需变化连接管的长度及安排方式即可达成，具灵活变化的弹性。此外，每一散热结构亦可进一步设有至少一鳍片和/或至少一风扇，以提升散热效果。
综上所述，本实用新型液冷式散热系统通过采用数量相等且间隔串接配置的吸热结构及散热结构，而使通过每个吸热结构的工作流体皆能维持在大致相同的低温，以对每一个发热元件提供大致相等的吸热效果，有效改善现有技术中的问题。
须注意，上述仅是为说明本实用新型而提出的较佳实施例，本实用新型不限于所述的实施例，本实用新型的范围由如附权利要求范围决定。且本实用新型得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求范围所欲保护的。

Claims (19)

1.一种液冷式散热系统，其特征在于，包括:
第一散热结构，具有第一入口及第一出口；
第一吸热结构，具有第二入口及第二出口；
第二散热结构，具有第三入口及第三出口；
第二吸热结构，具有第四入口及第四出口；以及
泵，具有入液口及出液口；
其中所述第一出口连通所述第二入口，所述第二出口连通所述第三入口，以及所述第三出口连通所述第四入口；
其中所述入液口连接所述第一出口且所述出液口连接所述第二入口、所述入液口连接所述第二出口且所述出液口连接所述第三入口、所述入液口连接所述第三出口且所述出液口连接所述第四入口、所述入液口连接所述第四出口或所述出液口连接所述第一入口。
2.根据权利要求1所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构及所述第二散热结构为相互分离或相互结合。
3.根据权利要求1所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为相邻设置。
4.根据权利要求1所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为叠合设置。
5.根据权利要求1所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构或所述第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
6.根据权利要求1所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一吸热结构或所述第二吸热结构为液冷板或带泵液冷器。
7.一种液冷式散热系统，其特征在于，包括:
第一散热结构，具有第一入口及第一出口；
第一吸热结构，具有第二入口及第二出口；
第二散热结构，具有第三入口及第三出口；
第二吸热结构，具有第四入口及第四出口；
泵，具有入液口及出液口；以及
工作流体，被所述泵驱动依序流经所述第一出口、所述第二入口、所述第二出口、所述第三入口、所述第三出口及所述第四入口；
其中所述入液口连接所述第一出口且所述出液口连接所述第二入口、所述入液口连接所述第二出口且所述出液口连接所述第三入口、所述入液口连接所述第三出口且所述出液口连接所述第四入口、所述入液口连接所述第四出口或所述出液口连接所述第一入口。
8.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一吸热结构或所述第二吸热结构为一液冷板或一带泵液冷器。
9.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构及所述第二散热结构为相互分离或相互结合。
10.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为相邻设置。
11.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为叠合设置。
12.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构或所述第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
13.根据权利要求7所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述工作流体为下列群组的其中之一，包括：水、醇类、冷媒及抗冻液。
14.一种液冷式散热系统，其特征在于，包括:
第一散热结构；
第一吸热结构；
第二散热结构；
第二吸热结构；以及
泵，连接于所述第一散热结构、所述第一吸热结构、所述第二散热结构或所述第二吸热结构；
其中所述第一散热结构、所述第一吸热结构、所述第二散热结构及所述第二吸热结构依序连通。
15.根据权利要求14所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一吸热结构或所述第二吸热结构为液冷板或带泵液冷器。
16.根据权利要求14所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构或所述第二散热结构具有至少一鳍片和/或至少一风扇。
17.根据权利要求14所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构及所述第二散热结构为相互分离或相互结合。
18.根据权利要求14所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为相邻设置。
19.根据权利要求14所述的液冷式散热系统，其特征在于，所述第一散热结构与所述第二散热结构为叠合设置。
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