TWI757821B - 液冷導管 - Google Patents

Abstract

本案提供一種液冷導管，應用於液冷系統，且架構於接收與傳輸冷卻液。液冷導管包含流道本體及複數個流體連接器。流道本體包含基部、管壁部以及固定部。管壁部連接於基部與固定部之間，且一流道形成於基部、管壁部與固定部之間。流道係架構於供冷卻液流通。固定部包括第一表面以及複數個鎖固孔。複數個鎖固孔貫穿第一表面，且分別與流道相連通。複數個流體連接器分別設置於固定部之複數個鎖固孔中，且分別與流道相連通。

Description

液冷導管

本案關於一種導管，尤指一種液冷導管。

目前，液冷系統已廣泛地應用於資料中心或通訊設備中，以架構於對機架內之電子裝置，例如伺服器、交換機或儲存裝置等，進行主動式散熱。通常，液冷系統係藉由幫浦驅使其液冷導管中之冷卻液流動循環，並使冷卻液與電子裝置進行熱交換而持續將熱能轉移，藉此實現對電子裝置之散熱。

然而，習知的液冷導管係採用市售的金屬管件並依照所需的結構特徵進行加工而製成。舉例來說，液冷導管的管件係採用厚度較薄且均勻之管壁。為使液冷導管可以提供分支管路，需先於液冷導管的管件之管壁進行鑽孔及攻牙，以形成螺孔。由於液冷導管之管件的管壁厚度較薄，當欲將分枝管路之鎖固部鎖附於液冷導管之管件時，由於分支管路之鎖固部的高度(例如14mm)通常大於流道本體之管壁的厚度(例如10mm)，因此需先焊接一具內螺紋之轉接頭於管件之管壁上，使其對應於螺孔，藉此分枝管路之鎖固部便可利用轉接頭之連接而組接於管件之管壁上。此外，為使液冷導管可以固定於一物件上，亦需要於管件之管壁的外側焊接固定件。明顯地，現有的液冷導管需要進行多次的焊接工序，易造成管件變形。此外，轉接頭亦容易因焊接不良而 造成滲水。更甚者，現有的液冷導管需要使用較多部件組合，結構較為複雜，成本較高，且累積的公差亦會產生精度不良的問題。

有鑑於此，實有必要發展一種液冷導管，以解決現有技術所面臨之問題。

本案之目的在於提供一種液冷導管，其無須設置轉接頭或進行焊接工序，即可使流體連接器與流道本體相互組接，可避免因焊接導致流道本體之熱變形及累積公差，達到防止漏液及提升精度之效果。

為達前述目地，本案之一廣義實施態樣為提供一種液冷導管，應用於液冷系統，且架構於接收與傳輸冷卻液。液冷導管包含流道本體及複數個流體連接器。流道本體包含基部、管壁部以及固定部。管壁部連接於基部與固定部之間，且一流道形成於基部、管壁部與固定部之間，流道係架構於供冷卻液流通。固定部包括第一表面以及複數個鎖固孔。複數個鎖固孔貫穿第一表面，且分別與流道相連通。複數個流體連接器分別設置於固定部之複數個鎖固孔中，且分別與流道相連通。

1、1a、1b:液冷導管

2:流道本體

20:基部

201:第一延伸部

202:第二延伸部

21:管壁部

211:第一側管壁

212:第二側管壁

22:固定部

220:鎖固孔

221:第一表面

223:凹槽

23:流道

24:第一端口

25:第二端口

26:端口連接器

261:端口鎖固部

27:端口蓋板

28:散熱鰭片

3:流體連接器

30:流體連接器本體

31:鎖固部

32:連通道

33:閥件

34:固定環

4、6:定位裝置

40:穿孔

41:定位部

411:第一定位板

412:第二定位板

42:底座

5:電子裝置

51:對接流體連接器

52:對接定位孔

T:厚度

D:壁厚

L:長度

AA、BB、CC:截面

第1圖為本案第一實施例之液冷導管之結構示意圖。

第2圖為第1圖所示之液冷導管於AA截面之截面示意圖。

第3圖為第1圖所示之液冷導管於BB截面之截面示意圖。

第4圖為第1圖所示之流道本體之局部結構示意圖。

第5圖為本案第二實施例之液冷導管之結構示意圖。

第6圖為本案第三實施例之液冷導管之局部結構示意圖。

第7圖為第6圖所示之液冷導管於CC截面之截面示意圖。

第8圖為第6圖所示之定位裝置之結構示意圖。

第9圖為第6圖所示之液冷導管應用於連接一電子裝置之結構示意圖。

第10圖為本案第四實施例之液冷導管之局部結構示意圖。

第11圖為第10圖所示之液冷導管應用於連接一電子裝置之結構示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第1圖至第4圖，第1圖為本案第一實施例之液冷導管之結構示意圖，第2圖為第1圖所示之液冷導管於AA截面之截面示意圖，第3圖為第1圖所示之液冷導管於BB截面之截面示意圖，第4圖為第1圖所示之流道本體之局部結構示意圖。本案之液冷導管1係為可拆卸地裝設於例如但不限於資料中心或通訊設備之一機架(未圖示)上，並且可採垂直或水平方式固定於機架。本案之液冷導管1係應用於一液冷系統，且架構於接收冷卻液，且將該冷卻液分配傳輸至一或複數個電子裝置(例如但不限於伺服器、交換機或儲存裝置)，以對電子裝置進行熱交換而實現主動散熱，或將流經一或複數個電子裝置之冷卻液匯集後輸出。本案之液冷導管1包含流道本體2及複數個流體連接器3。流道本體2係為一延伸管結構，且包含基部20、管壁部21以及固定部22，其中管壁部21連接於基部20與固定部22之間，且流道23、第一端口24以及第二端口25 分別形成於基部20、管壁部21與固定部22之間。流道23與第一端口24相連通，且第一端口24係架構為冷卻液之出入口，並且流道23係架構於供冷卻液流通。固定部22包括第一表面221以及複數個鎖固孔220。複數個鎖固孔220貫穿固定部22之第一表面221，且分別與流道23相連通，以架構形成複數個分支流道出入口。複數個流體連接器3係分別設置於複數個鎖固孔220之對應鎖固孔220中，且複數個流體連接器3係與流道23相連通，以架構於選擇性地允許冷卻液通過該流體連接器3。於本實施例中，當液冷導管1之流體連接器3與一對接流體連接器(未圖示)相組接時，流體連接器3係開啟而允許冷卻液通過流體連接器3與該對接流體連接器，俾使冷卻液可以經由該分支流道傳輸流通，以及當液冷導管1之流體連接器3與一對接流體連接器相分離時，流體連接器3係封閉而使冷卻液受阻擋而無法通過流體連接器3與該對接流體連接器，俾使冷卻液無法經由該分支流道傳輸流通。

於本實施例中，流道本體2係為金屬擠型之單一結構，其中流道本體2以鋁擠型之單一結構為較佳。基部20包括第一延伸部201以及第二延伸部202，其係分別由基部20之兩相對側向外延伸。基部20之底面係與第一延伸部201之底面以及第二延伸部202之底面呈共平面。基部20之第一延伸部201以及第二延伸部202可依據應用需求而實施加工工序，例如於第一延伸部201以及第二延伸部202上形成固定孔或形成螺孔，藉此使流道本體2利用固定元件，例如但不限於螺絲或鉚釘，而固定於機架上。於一些實施例中，基部20之第一延伸部201以及第二延伸部202亦可與機架上之對應卡槽相卡接而固定於機架上。應強調的是，基部20之第一延伸部201以及第二延伸部202固定於機架之方式不以前述實施例為限，且可依實際應用需求而變化。

於本實施例中，管壁部21包括第一側管壁211以及第二側管壁212。第一側管壁211係連接於基部20與固定部22之間，且為一弧形壁。第二側管壁212係連接於基部20與固定部22之間，且為一弧形壁。第一側管壁211以及第二側管壁212具有相同之壁厚D。基部20、第一側管壁211、第二側管壁212以及固定部22係共同定義形成流道23、第一端口24以及第二端口25。流道23可為但不限於一圓柱形通道，其中圓柱形通道可降低冷卻液之擾流產生，達到降低流阻之效果。固定部22係連接於第一側管壁211之一側以及第二側管壁212之一側，且固定部22具有第一表面221以及一厚度T。固定部22之第一表面221係與基部20之底面相平行，且複數個鎖固孔220貫穿固定部22之第一表面221，且分別與流道23相連通，以架構形成複數個分支流道出入口。固定部22之該厚度T係大於第一側管壁211以及第二側管壁212之壁厚D，且固定部22之該厚度T大於等於流體連接器3之一鎖固部31之長度L。本案透過流道本體2之固定部22的設置，無須另外設置具內螺紋之轉接頭以及進行焊接工序，即可使流體連接器3與流道本體2直接相互組接，可避免因多次焊接導致流道本體2之熱變形及累積公差，達到防止漏液及較佳的精度之效果。

於一實施例中，鎖固孔220係為一螺孔，其具有內螺紋。流體連接器3包括鎖固部31，其具有外螺紋。透過鎖固孔220與流體連接器3之鎖固部31的直接匹配鎖固，使得流體連接器3可以固定且設置於鎖固孔220中，並封閉鎖固孔220。當然，鎖固孔220與流體連接器3之鎖固部31之間的固定方式不以前述實施例為限，且可依據應用需求而變化。於一些實施例中，液冷導管1更包含複數個第一密封環(未圖示)，每一個第一密封環係對位設置於對應的鎖固孔220，且用於當流體連接器3鎖固於鎖固孔220時，可設置於流體連接器3與固定部22之間，以提升密閉 效果而可達到防止冷卻液外漏之功效。第一密封環可由例如但不限於橡膠所製成。於本實施例中，複數個鎖固孔220係線性排列於固定部22之第一表面221，且任兩個相鄰之鎖固孔220之間係以固定間隔相分離，但不以此為限。

於本實施例中，流道本體2之第一端口24係以圓形開口為較佳。第一端口24係與流道23相連通。液冷導管1更包含一端口連接器26。端口連接器26係與第一端口24相緊配卡固，以固定於第一端口24，並且密封第一端口24，且架構於選擇性地允許冷卻液流經端口連接器26。於一實施例中，端口連接器26包含一端口鎖固部261，其具有外螺紋，且為一圓柱體。流道本體2於鄰近第一端口24之內壁面具有內螺紋。端口連接器26之端口鎖固部261係與流道本體2於鄰近第一端口24之內壁面相匹配鎖固，使端口連接器26可直接固定於流道本體2之第一端口24，並與流道23相連通。藉此，端口連接器26與流道本體2之間無須另外設置轉接頭及進行焊接工序，即可使端口連接器26與流道本體2相互組接，可避免因焊接導致之熱變形及累積公差，達到防止漏液及較佳的精度之效果。於一些實施例中，液冷導管1更包含一第二密封環(未圖示)，第二密封環係對位設置於流道本體2之第一端口24，當端口連接器26固定於流道本體2之第一端口24時，第二密封環係設置於端口連接器26與流道本體2之間，以提升密閉效果而可達到防止冷卻液外漏之功效。第二密封環可由例如但不限於橡膠所製成。

於本實施例中，流道本體2之第二端口25係以圓形開口為較佳。第二端口25係與流道23相連通。液冷導管1更包含一端口蓋板27。端口蓋板27係與第二端口25相緊配卡固，以固定於第二端口25，並且密封第二端口25。

於本實施例中，流體連接器3包含連通道32與閥件33。閥件33可移 動地封閉於流體連接器3之連通道32之一端，以允許或封閉冷卻液於連通道32與流道23之間的流通。當液冷導管1之流體連接器3與一對接流體連接器相組接時，流體連接器3之閥件33係受抵頂而開啟，以允許冷卻液通過流體連接器3與該對接流體連接器，俾使冷卻液可以經由該分支流道傳輸流通。當液冷導管1之流體連接器3與該對接流體連接器相分離時，流體連接器3之閥件33係復位封閉連通道32，以使冷卻液受阻擋而無法通過流體連接器3與該對接流體連接器，俾使冷卻液無法經由該分支流道傳輸流通。應強調的是，流體連接器3之結構不以前述實施例為限，任何現有或已知的流體連接器皆可併入參考，且可依據應用需求而變化。於本實施例中，複數個流體連接器3之數量與固定部22之複數個鎖固孔220之數量相同。

請再參閱第2及4圖。於一實施例中，固定部22更包括複數個凹槽223，分別對位設置於複數個鎖固孔220之對應鎖固孔220。每一凹槽223係與對應之鎖固孔220相連通，且每一凹槽223之孔徑係大於對應鎖固孔220之孔徑。流體連接器3更包括一流體連接器本體30及一固定環34，連通道32貫穿流體連接器本體30，固定環34係鄰接於鎖固部31之一端，且從流體連接器3之流體連接器本體30之中間區域朝向遠離連通道32的方向延伸。當流體連接器3鎖固於對應之鎖固孔220時，流體連接器3之固定環34係緊配於對應之凹槽223，藉此可進一步密封鎖固孔220。

請參閱第5圖，第5圖為本案第二實施例之分配式液冷導管之結構示意圖。本案第二實施例之液冷導管1a與第1圖至第4圖所示之液冷導管1的結構相似，其中相同的元件符號代表相同的元件及功能，故於此不再贅述。於此實施例中，液冷導管1a之流道本體2更包含複數個散熱鰭片28，其中複數個散熱鰭片28由流道本體2之管壁部21之外 表面向外延伸。複數個散熱鰭片28可分別由流道本體2之第一側管壁211之外表面以及第二側管壁212之外表面向外延伸，藉此可增加流道本體2之散熱面積，俾提升散熱效能。

第6圖為本案第三實施例之液冷導管之局部結構示意圖，第7圖為第6圖所示之液冷導管於CC截面之截面示意圖，第8圖為第6圖所示之定位裝置之結構示意圖，以及第9圖為第6圖所示之液冷導管應用於連接一電子裝置之結構示意圖。如第6至9圖所示，本案第三實施例之液冷導管1b與第1圖至第4圖所示之液冷導管1的結構相似，其中相同的元件符號代表相同的元件及功能，故於此不再贅述。於本實施例中，液冷導管1b更包括複數個定位裝置4，設置於流道本體2之固定部22之第一表面221。複數個定位裝置4分別對位設置於複數個鎖固孔220之對應鎖固孔220上，或分別對位設置於複數個凹槽223之對應凹槽223上。每一個定位裝置4包含定位部41及底座42。底座42係為一方型平板結構，定位部41由底座42之邊緣沿垂直底座42之方向延伸。定位部41包含第一定位板411及第二定位板412，第一定位板411與第二定位板412相互垂直。底座42更包含穿孔40。定位裝置4之底座42係設置於固定部22之第一表面221上，且底座42之穿孔40係對位於對應之鎖固孔220或凹槽223。定位裝置4之底座42可輔助對應之流體連接器3定位與固定於鎖固孔220，且定位裝置4之定位部41係架構於當一電子裝置5之對接流體連接器51欲與液冷導管1b之對應流體連接器3相組接時，可導引與支撐電子裝置5之殼體，使液冷導管1b之流體連接器3可與電子裝置5之對接流體連接器51盲插組接，藉此可降低組裝過程中所產生的累積公差的影響，進而提升產品的精度。

第10圖為本案第四實施例之液冷導管之局部結構示意圖，第11圖為 第10圖所示之液冷導管應用於連接一電子裝置之結構示意圖。如第10至11圖所示，本案第四實施例之液冷導管1c與第1圖至第4圖所示之液冷導管1的結構相似，其中相同的元件符號代表相同的元件及功能，故於此不再贅述。於本實施例中，液冷導管1c更包括複數個定位裝置6，設置於流道本體2之固定部22之第一表面221。複數個定位裝置6分別相鄰於複數個鎖固孔220之對應鎖固孔220設置。每一個定位裝置6係為一柱狀結構，分別被固定於固定部22之一螺孔(未圖示)中，並垂直於固定部22之第一表面221而設置。定位裝置6係架構於與一電子裝置5之對接定位孔52盲插組接。當電子裝置5之對接流體連接器51欲與液冷導管1c之對應流體連接器3相組接時，透過定位裝置6盲插組接於對接定位孔52，以導引液冷導管1b之流體連接器3與電子裝置5之對接流體連接器51組接，藉此可降低組裝過程中所產生的累積公差的影響，進而提升產品的精度。

綜上所述，本案提供一種液冷導管，透過流道本體之固定部的設置，無須另外設置轉接頭以及進行焊接工序，避免因多次焊接導致之熱變形及累積公差，達到防止漏液及較佳的精度之效果。本案之液冷導管透過將流體連接器設置於固定部之鎖固孔中，可避免液冷導管之流體連接器伸入流道內，達到降低冷卻液流動阻力以及提升散熱效能之效果。此外，本案之液冷導管透過端口連接器之端口鎖固部與流道本體之第一端口相匹配鎖固，無須另外設置轉接頭及進行焊接工序即可組接，達到防止漏液及較佳的精度之效果。再則，本案之液冷導管透過定位裝置的設置，可將流體連接器輔助定位至鎖固孔中，且可導引電子裝置之對接流體連接器與液冷導管之流體連接器的盲插組接，以降低組裝過程中所產生的累積公差的影響，達到提升精度之效果。

本案得由熟知此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1：液冷導管 2：流道本體 20：基座 21：管壁部 22：固定部 26：端口連接器 27：端口蓋板 3：流體連接器 AA、BB：截面

Claims (15)

1. 一種液冷導管，應用於一液冷系統，且架構於接收與傳輸一冷卻液，該液冷導管包含：一流道本體，包含一基部、一管壁部以及一固定部，其中該管壁部連接於該基部與該固定部之間，且一流道形成於該基部、該管壁部與該固定部之間，該流道係架構於供該冷卻液流通，其中該固定部包括一第一表面以及複數個鎖固孔，該複數個鎖固孔貫穿該第一表面，且分別與該流道相連通，其中該流道本體係為金屬擠型之單一結構，且為一延伸管狀結構，其中該固定部更包括複數個凹槽，該複數個凹槽分別對位設置且連通於該複數個鎖固孔；以及複數個流體連接器，分別設置於該固定部之該複數個鎖固孔中，且分別與該流道相連通，其中該流體連接器包括一流體連接器本體、一固定環及一連通道，該連通道貫穿該流體連接器本體，該固定環係從該流體連接器本體朝向遠離該連通道的方向延伸，其中當該流體連接器鎖固於對應之該鎖固孔時，該流體連接器之該固定環緊配於對應之該凹槽，以密封對應之該鎖固孔。
2. 如請求項1所述之液冷導管，其中該管壁部包括一第一側管壁以及一第二側管壁，該第一側管壁以及該第二側管壁係分別連接於該基部與該固定部之間，其中該第一側管壁以及該第二側管壁具有相同之一壁厚。
3. 如請求項2所述之液冷導管，其中該固定部具有一厚度，該流體連接器之一鎖固部具有一長度，其中該厚度大於該第一側管壁以及該第二側管壁之該壁厚，且大於等於該流體連接器之該鎖固部之該長度。
4. 如請求項1所述之液冷導管，其中一第一端口以及一第二端口分別 形成於該基部、該管壁部與該固定部之間，該第一端口及該第二端口與該流道相連通。
5. 如請求項4所述之液冷導管，更包含一端口連接器，該端口連接器與該第一端口相緊配卡固，以密封且固定於該第一端口，其中該端口連接器係架構為該冷卻液之一出入口。
6. 如請求項4所述之液冷導管，更包含一端口蓋板，該端口蓋板係與該第二端口相緊配卡固，以密封且固定於該第二端口。
7. 如請求項1所述之液冷導管，其中該基部包括一第一延伸部以及一第二延伸部，該第一延伸部及該第二延伸部係分別由該基部之兩相對側向外延伸，其中該基部之一底面係與該第一延伸部之一底面以及該第二延伸部之一底面呈共平面。
8. 如請求項1所述之液冷導管，其中每一該凹槽之孔徑係大於所對應之該鎖固孔之孔徑。
9. 如請求項1所述之液冷導管，其中該流道本體更包含複數個散熱鰭片，該複數個散熱鰭片由該管壁部之一外表面向外延伸。
10. 如請求項1所述之液冷導管，更包括複數個定位裝置，其中該複數個定位裝置設置於該流道本體之該固定部之該第一表面。
11. 如請求項10所述之液冷導管，其中該定位裝置分別對位設置於該複數個鎖固孔上，且包含一定位部及一底座，該定位部由該底座之邊緣沿垂直該底座之方向延伸，該底座包含一穿孔，該穿孔對應該鎖固孔設置。
12. 如請求項11所述之液冷導管，其中該複數個定位裝置分別相鄰於該複數個鎖固孔設置，其中該複數個定位裝置係為一柱狀結構，架構於與一對接定位孔盲插組接。
13. 如請求項1所述之液冷導管，其中當該流體連接器與一對接流體連 接器相組接時，該流體連接器係開啟而允許該冷卻液通過該流體連接器與該對接流體連接器，其中當該流體連接器與該對接流體連接器相分離時，該流體連接器係封閉而阻擋該冷卻液通過該流體連接器與該對接流體連接器。
14. 如請求項13所述之液冷導管，其中該流體連接器包含一閥件，該閥件可移動地封閉於該連通道之一端，其中當該閥件受抵頂而開啟，以允許該冷卻液通過該流體連接器，其中當該閥件復位封閉該連通道，以阻擋該冷卻液通過該流體連接器。
15. 如請求項1所述之液冷導管，其中該複數個流體連接器之數量與該固定部之該複數個鎖固孔之數量相同。

Images