TWI858979B - 水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統 - Google Patents

Abstract

一種水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統，用於在電子裝置上彼此聚集的多數發熱元件，散熱系統包括彼此並排配置的複數水冷散熱裝置。每一水冷散熱裝置包含：水冷板以及皆設置在水冷板上的第一、二水箱、散熱組件和風扇。水冷板具有容室和吸熱面；第一、二水箱分別連通容室；散熱組件橋接連通於第一、二水箱之間且包含水泵和水冷散熱排；風扇設置在承載面被第一、二水箱和散熱組件所佔用剩下的空間內，且風扇朝向水冷散熱排的一側送風；各水冷散熱裝置的吸熱面分別對應各電子裝置上的多數發熱元件貼接。藉此，可達成群體散熱效果。

Description

水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統

本申請與水冷散熱有關，特別是指一種水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統。

關於熱源的散熱，目前皆以一對一的方式來散熱，因此不適用於具有彼此聚集成一群體的多數熱源。

舉例而言，例如可為顯示幕的電子產品，其係配置有屬於LED光源的多數發熱元件，這些發熱元件彼此聚集成一群體且皆設置在一電子裝置上。對於數量如此龐大的這些發熱元件，習知散熱器根本無法適用，換言之，也就是沒有專為這類電子產品所具有聚集成一群體的所有發熱元件來散熱的散熱器，早為人所詬病已久。

因此，如何克服上述先前技術的缺失，乃為本申請創作人所亟欲解決的一大課題。

本申請的目的在於提供一種水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統，能對彼此聚集成一群體的所有發熱元件提供散熱。

為了達成上述目的，本申請提供一種水冷散熱裝置，用於彼此聚集的多數發熱元件且包括：一水冷板，內部具有一容室且外部具有一承載面和相對於該承載面的一吸熱面，該吸熱面貼接所述多數發熱元件；一第一水箱和一第二水箱，皆固定在該承載面上且分別連通該容室；至少一散熱組件，該散熱組件在該承載面上橋接連通於該第一水箱與該第二水箱之間，該散熱組件包含彼此串接連通的一水泵和一水冷散熱排，該承載面被該第一水箱、該第二水箱和該散熱組件所佔用而剩餘一空置空間；以及至少一風扇，對應該空置空間固定在該承載面上，該風扇具有一送風口，該送風口朝向該水冷散熱排的設置。

本申請還提供一種具有水冷散熱裝置的散熱系統，用於各具多數發熱元件的複數電子裝置且包括：複數如上所述之水冷散熱裝置，各該水冷散熱裝置係彼此並排配置，且各該水冷散熱裝置的該吸熱面分別對應各所述電子裝置上的所述多數發熱元件貼接。

相較於先前技術，本申請具有以下功效：能讓吸熱面共同貼接於聚集成一群體的所有發熱元件上，因此具有群體散熱效果。

100:水冷散熱裝置

1:水冷板

11:承載面

111:第一板體開口

112:第二板體開口

113:凹陷部

12:吸熱面

15:容室

151:流道

2A:第一水箱

2B:第二水箱

21:第一箱體開口

211:第一箱體接孔

22:第二箱體開口

221:第二箱體接孔

3:散熱組件

31:水泵

311:第一泵體接孔

312:第二泵體接孔

313:泵體通孔

32:水冷散熱排

321:流體管

322:散熱鰭片組

3221:鰭片間隙

4:風扇

41:送風口

5:導風罩

51:導風出口

6:蓋板

900:電子裝置

9:發熱元件

S:空置空間

圖1 為本申請水冷散熱裝置於俯視時的立體分解示意圖。

圖2 為本申請中之部分元件於仰視時的立體分解示意圖。

圖3 為本申請依據圖1的立體組合示意圖。

圖4 為本申請中之水冷板於俯視時的平面示意圖。

圖5 為本申請依據圖4的5-5剖視示意圖。

圖6 為本申請依據圖4的6-6剖視示意圖。

圖7 為本申請依據圖3的剖視示意圖，圖中顯示流體循環迴路。

圖8 為本申請於俯視且省略蓋板後的局部剖視示意圖。

圖9 為本申請散熱系統於俯視時的平面示意圖。

有關本申請的詳細說明和技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，非用以限制本申請。

本申請提供一種水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統，用於對電子產品內的多數熱源進行散熱。其中的電子產品例如可為配置有多數LED光源的顯示幕；其中的熱源則如圖1所示例如可為LED的發熱元件9，這些發熱元件9彼此聚集成一群體(規則或不規則地成群聚集的團體，簡稱：群體)且皆設置在一電子裝置900上，具體而言，這些發熱元件9例如可為規則地彼此聚集的陣列式排列，但本申請並不以陣列式排列為限，只要彼此聚集成一群體即可。

如圖1和圖9所示，本申請散熱系統包括複數水冷散熱裝置100。其中，複數係指至少兩個。

如圖1至圖7所示，本申請水冷散熱裝置100包括：一水冷板1、一對水箱(2A、2B)、至少一散熱組件3以及至少一風扇4，較佳還包括一導風罩5和一蓋板6。

水冷板1的內部係呈中空，以形成用以供流體流動的一容室15。水冷板1的外部則具有彼此相對的一承載面11和一吸熱面12，吸熱面12用於貼接所述多數發熱元件9。

一對水箱包含一第一水箱2A和一第二水箱2B。第一水箱2A和第二水箱2B皆固定在承載面11上，在一實施例中，第一水箱2A和第二水箱2B係分別對應承載面11的二相對邊來固定，以讓第一水箱2A與第二水箱2B之間的距離為最大。

第一水箱2A和第二水箱2B係經由承載面11分別連通容室15。具體而言，水冷板1的承載面11上係開設有一第一板體開口111和一第二板體開口112，第一水箱2A開設有對應第一板體開口111連接且連通的一第一箱體開口21，第二水箱2B開設有對應第二板體開口112連接且連通的一第二箱體開口22。

散熱組件3的數量可為一個(圖中未示)，可為複數個(圖中未示)，也可為如圖所示的三個，於本實施例中則以三個為例進行說明，但不限於此。各散熱組件3皆在承載面11上彼此並排地及分別橋接連通於第一水箱2A與第二水箱2B之間。需說明的是，承載面11區分為兩部分，其中的一部分(未標示元件符號)被第一水箱2A、第二水箱2B和所有散熱組件3所佔用，其中的另一部分則是承載面11被第一水箱2A、第二水箱2B和所有散熱組件3占用後所剩餘且呈立體缺凹狀的一空置空間S。

散熱組件3包含彼此串接連通的一水泵31和一水冷散熱排32。詳細而言，水冷散熱排包含一流體管321和一散熱鰭片組322，散熱鰭片組322具有多數鰭片間隙3221(見於圖7)。其中，水泵31還能經由如圖7所示的一泵體通孔313而與容室15連通，具體而言，泵體通孔313係形成於水泵31的底部(未標示元件符號)；散熱鰭片組322可設置於流體管321的一面上(圖中未示)，也可如圖所示設置於流體管321彼此相對的兩面上，本申請對此並未限制。

具體而言，水泵31的兩側分別開設有彼此相對的一第一泵體接孔311和一第二泵體接孔312，第一水箱2A開設有供各水泵31的第一泵體接孔311連接且連通的多數第一箱體接孔211，換言之，各水泵31的一側連接且連通於第一 水箱2A。再者，各第二泵體接孔312供各流體管321的一端連接且連通；第二水箱2B開設有供各流體管321的另一端連接且連通的多數第二箱體接孔221，換言之，各流體管321係橋接連通於各水泵31的另一側與第二水箱2B之間。

如此一來，如圖7所示，水泵31就能驅動流體在第一水箱2A、各散熱組件3、第二水箱2B和容室15之間循環流動，以形成一流體循環迴路(如圖7所示的虛線箭頭)。

風扇4的數量可為一個(圖中未示)，也可為如圖所示的複數個(圖中未示)，於本實施例中則以兩個為例進行說明，但不限於此。風扇4(可為如圖所示之厚度較薄的渦流扇，但不以渦流扇為限)具有一送風口41，各風扇4對應前述空置空間S固定在承載面11上，因此，本申請水冷散熱裝置100的第一水箱2A、第二水箱2B、各散熱組件3和各風扇4全都設置在承載面11上，而且全都在承載面11上彼此並排。

各風扇4的送風口41係皆朝向水冷散熱排32的一側設置(詳細而言，水冷散熱排32的這一側係為多數散熱組件3當中與送風口41相鄰的那一個散熱組件3的水冷散熱排32所具有)，使各風扇4所吹送的冷空氣能夠通過水冷散熱排32的前述鰭片間隙3221，從而讓所通過的冷空氣帶走散熱鰭片組322上的熱。

藉此，如圖3和圖7至圖8所示，對於前述電子產品所具有的前述多數發熱元件9，只要使用本申請水冷散熱裝置100，就能單獨以水冷板1的吸熱面12來共同貼接所有發熱元件9，使所有發熱元件9的熱都能經由水冷板1傳導給容室15的流體，接著利用前述流體循環迴路將熱帶往各水冷散熱排32，使流體所帶的熱被熱交換給散熱鰭片組322，最後利用各風扇4所吹送的冷空氣將散熱鰭片組322上的熱給帶走而成為帶熱空氣，如此完成本申請對於電子裝置900上的所有發熱元件9的散熱。由於電子裝置900上的這些發熱元件9係如前述彼此聚集成一群體，本申請水冷散熱裝置100，因而具有群體散熱效果。

另需說明的是，由於第一水箱2A、第二水箱2B、各散熱組件3和各風扇4全都設置在承載面11上且彼此並排，因此本申請水冷散熱裝置100還具有薄型化的效果。

較佳而言，如圖4至圖7所示，水冷板1的容室15內係可分隔出多數流道151，使流體能夠在容室15內平均分佈，進而讓整個水冷板1都具有大致相同的導熱效果。具體而言，各流道151彼此並排且大致平行設置於散熱組件3下方，以使各流道151的兩端能分別對應連通於水冷板1的第一板體開口111和第二板體開口112。此外，各流道151係在容室15內對應橋接於第一水箱2A與第二水箱2B之間，也就是各流道151的兩端分別對應第一板體開口111和第二板體開口112避讓。

為使水泵31不致過於突出，如圖1、圖3至圖4以及圖6至圖7所示，承載面11係開設有複數凹陷部113，各水泵31的前述底部對應嵌入各凹陷部113內且利用前述泵體通孔313連通容室15，如此降低水泵31在承載面11上的高度，進而有利於本申請水冷散熱裝置100的薄型化要求。另需說明的是，如圖7所示，各水泵31形成有泵體通孔313的底部係懸空於容室15內；水泵31具有一葉輪(未標示元件符號)，並且基於水泵31嵌入凹陷部113而產生高度降低之效果，葉輪的部分將因此伸入於凹陷部113內。

如圖1、圖3和圖7所示，本申請水冷散熱裝置100還可包括一蓋板6，蓋板6主要針對各水冷散熱排32蓋覆，使各水冷散熱排32位於蓋板6與承載面11之間，進而以蓋板6對各水冷散熱排32產生保護效果，此外藉由蓋板6蓋覆各水冷散熱排32，可進一步將風扇4所吹送的冷空氣集中限制流動於水冷散熱排32中，有利於提升冷卻效果；當然，蓋板6的蓋覆範圍也可擴及到第二水箱2B。

如圖1、圖3和圖8所示，本申請水冷散熱裝置100還可包括一導風罩5，導風罩5亦設置於承載面11上，並使所有散熱組件3位於導風罩5與所有風 扇4之間，且導風罩5、所有散熱組件3和所有風扇4這三者彼此並排。具體而言，導風罩5的斷面可為C形而具有一開口(未標示元件符號)，風扇4的送風口41朝向導風罩5的C形開口。又，所有散熱組件3共同具有彼此相對的一入風側和一出風側(皆未標示元件符號)，風扇4的送風口41朝向入風側，導風罩5則對應出風側設置於承載面11上。

導風罩5的兩端分別形成一導風出口51，以使來自送風口41的空氣先流過所有水冷散熱排32進行熱交換，再進入導風罩5內，最後則從導風罩5兩端的導風出口51排出。

藉由導風罩5而將前述帶熱空氣從二導風出口51排出，因此具有改變帶熱空氣的排出方向或排出位置的效果。

如圖9所示則為本申請具有水冷散熱裝置的散熱系統(簡稱散熱系統)的平面示意圖。本申請散熱系統用於複數電子裝置900，各電子裝置900之間彼此並排相鄰並設置有彼此聚集的多數發熱元件9如發光二極體或微處理器等電子元件，其中每一個電子裝置900的多數發熱元件9接貼附於複數如前所述的水冷散熱裝置100的吸熱面12；水冷散熱裝置100的數量可為如圖所示的兩個相鄰並排，也可為三個以上彼此相鄰並排(圖中未示)，於本實施例則以兩個為例進行說明，但不以此為限。

特別說明，當各水冷散熱裝置100彼此並排相鄰配置時，各水冷散熱裝置100的導風罩5的導風出口51能因為各水冷散熱裝置100相鄰關係而相互抵接連通，藉此各水冷散熱裝置100自身的熱空氣能夠經由各自的導風罩5的導風出口51進行傳遞至所相鄰的水冷散熱裝置100的導風罩5而對外排出，而不會對所相鄰的水冷散熱裝置100產生不良影響，進而達成同上所述的散熱效果。

綜上所述，本申請水冷散熱裝置及具有該裝置的散熱系統，確能解決先前技術的缺失，進而達到預期的使用目的和效果。

以上所述者，僅為本申請之較佳可行實施例而已，非因此即侷限本申請之專利範圍，舉凡運用本申請說明書及圖式內容所為之等效結構變化，均理同包含於本申請之權利範圍內，合予陳明。

100:水冷散熱裝置

1:水冷板

11:承載面

111:第一板體開口

112:第二板體開口

113凹陷部

12:吸熱面

15:容室

2A:第一水箱

2B:第二水箱

21:第一箱體開口

22:第二箱體開口

3:散熱組件

31:水泵

32:水冷散熱排

4:風扇

41:送風口

5:導風罩

6:蓋板

900:電子裝置

9:發熱元件

Claims (10)

1. 一種水冷散熱裝置，用於彼此聚集的多數發熱元件且包括：一水冷板，內部具有一容室且外部具有一承載面和相對於該承載面的一吸熱面，該吸熱面貼接所述多數發熱元件，該承載面開設有至少一凹陷部；一第一水箱和一第二水箱，皆固定在該承載面上且分別連通該容室；至少一散熱組件，該散熱組件在該承載面上橋接連通於該第一水箱與該第二水箱之間，該散熱組件包含彼此串接連通的一水泵和一水冷散熱排，該承載面被該第一水箱、該第二水箱和該散熱組件所佔用而剩餘一空置空間，該水泵的底部形成有一泵體通孔，該水泵經由該泵體通孔而與該容室連通，該水泵的該底部對應嵌入該凹陷部內且與該容室連通；以及至少一風扇，對應該空置空間固定在該承載面上，該風扇具有一送風口，該送風口朝向該水冷散熱排設置。
2. 如請求項1所述之水冷散熱裝置，其中該第一水箱、該散熱組件、該第二水箱和該容室之間形成有一流體循環迴路。
3. 如請求項1所述之水冷散熱裝置，其中之散熱組件設置為多數，各該散熱組件彼此並排地及分別橋接連通於該第一水箱與該第二水箱之間，該水冷散熱排包含一散熱鰭片組，該散熱鰭片組具有多數鰭片間隙，該送風口朝向該多數鰭片間隙，以及一流體管，該散熱鰭片組設置於該流體管的一面上或彼此相對的二面上，該水泵連接且連通於該第一水箱和該容室，該流體管橋接連通於該水泵與該第二水箱之間。
4. 如請求項3所述之水冷散熱裝置，其中該容室內分隔出多數流道，各該流道係彼此並排並大致平行設置於各該散熱組件下方，各該流道在該容室內對應橋接於該第一水箱與該第二水箱之間。
5. 如請求項1所述之水冷散熱裝置，其中該水泵具有一葉輪，該葉輪的部分伸入於該凹陷部。
6. 如請求項1所述之水冷散熱裝置，還包括一蓋板，該蓋板對應該散熱組件的該水冷散熱排蓋覆。
7. 如請求項1所述之水冷散熱裝置，還包括一導風罩，該導風罩設置於該承載面上，該散熱組件位於該導風罩與該風扇之間，且該導風罩、該散熱組件和該風扇這三者彼此並排。
8. 如請求項7所述之水冷散熱裝置，其中該導風罩的斷面係呈C形，該風扇的該送風口朝向該導風罩的C形開口，該導風罩的兩端分別形成一導風出口。
9. 一種具有水冷散熱裝置的散熱系統，用於各具多數發熱元件的複數電子裝置且包括：複數如請求項1至6中任一項所述之水冷散熱裝置，各該水冷散熱裝置係彼此相鄰並排配置，且各該水冷散熱裝置的該吸熱面分別對應各所述電子裝置上的所述多數發熱元件貼接。
10. 如請求項第9項所述的散熱系統，其中，各該水冷散熱裝置具有一導風罩，該導風罩設置於該承載面上，該散熱組件位於該導風罩與該風扇之間，且該導風罩、該散熱組件和該風扇這三者彼此並排；該導風罩的斷面係呈C形，該風扇的該送風口朝向該導風罩的C形開口，該導風罩的兩端分別形成一導風出口； 其中，具有相鄰關係的各該水冷散熱裝置的該導風罩的該導風出口相互抵接連通。