雙相變化循環式水冷模塊的製作方法

2023-05-07 14:17:36 2

專利名稱：雙相變化循環式水冷模塊的製作方法
技術領域：
雙相變化循環式水冷模塊技術領域[0001]本實用新型涉及電子裝置散熱設備的領域，尤指一種利用液相及氣相來達到快速驅散熱量的雙相變化循環式水冷模塊。
背景技術：
[0002]現行的計算機或電子產業中，大量運用各種處理晶片，如:中央處理器及繪圖晶片，或是其它如南北橋處理晶片等，隨著集成密度越來越高，且運作頻率越來越快，相對在運作時所產生的熱能也隨之增高，也稱之為發熱組件。由於該發熱組件在運作溫度太高時會導致運作不正常的問題，甚至有可能發生燒毀的情況，因此，為了能夠有效降低熱量，市面上也出現了各式各樣的散熱裝置，其緊密貼設於該發熱組件的溢熱表面，從而利用傳導、對流或輻射等方式協助其散熱，以保持該複數個發熱組件在正常的工作溫度下運作。[0003]一般最常見的散熱裝置利用易導熱金屬(如:鋁或銅等)經各種加工而製得，其由一底座、複數個散熱鰭片及一散熱風扇所構成，利用該底座緊密接觸該發熱組件後，將熱能直接傳導至該複數個散熱鰭片，並利用其表面與外界空氣產生熱對流，進而將熱能散逸至外界。或有結合一熱導管而加強散熱效果的，該熱導管在一封閉管體內填充有呈液態的一散熱介質，該散熱介質的主要成分為水，其餘則是能增加液體熱傳輸能力的特殊成分所構成。該熱導管的一端是蒸發端而與該發熱組件相接觸，供以吸收其熱量而使該散熱介質吸熱後蒸發成氣態，並移動至該熱導管另一端的冷凝端驅散熱量，使之形成一個封閉的散熱循環行程，且可利用該散熱介質一次帶走大量的熱量，進而達到提升散熱效率的目的。另夕卜，還有單純利用液體循環散熱的水冷散熱模塊，利用一循環泵帶動比熱大且可吸熱的一散熱液體(通常為水)，其流經該發熱組件時可同時吸附熱量，並利用該散熱液體的流動將熱量帶離該發熱組件，而於行經的管路間或儲水槽內排放熱量，以達到驅散熱量的目的。[0004]然而，以上各種散熱裝置或水冷散熱模塊,都有各自在使用上的缺點，最常見的問題是受到空間的限制，而造成其使用效能不彰。尤其是針對具有大發熱量的該發熱組件，要如何在受空間限制的條件下，增加散熱裝置或水冷散熱模塊的熱傳導面積(ThermalConduction Area)或散熱面積,並利用熱對流效應(Heat Convection)以有效地提升散熱效率，一直是各家廠商努力的目標。發明內容[0005]有鑑於此，本實用新型的一目的，旨在提供一種雙相變化循環式水冷模塊，俾於一集熱體及一散熱體之間利用一散熱介質的氣、液二相變化，而能夠隨著管路的設計而快速驅散大量熱量的功效。[0006]本實用新型的次一目的，旨在提供一種雙相變化循環式水冷模塊，俾利用該集熱體及該散熱體之間的管路設計對應該散熱進行二相變化時的體積變化量，同時還能依據空間製作出最大的變化效果。[0007]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是:[0008]一種雙相變化循環式水冷模塊，安裝於一發熱組件以驅散熱量，其特徵在於，其包括:[0009]—集熱體,其內部設有一第一氣液共存區，且該第一氣液共存區在該集熱體表面形成有至少一個出氣口及至少一個入液口；[0010]一散熱體，其高度高於等於該集熱體，該散熱體設有一第二氣液共存區，且該第二氣液共存區在該散熱體上形成有至少一個入氣口及至少一個出液口；[0011]至少一根導氣管,其一端接設於該出氣口，另一端接設於該入氣口，而利用該導氣管形成該集熱體及該散熱體之間的一氣體通道；[0012]至少一根導液管，其一端接設於該出液口，另一端接設於該入液口，而利用該導液管形成該集熱體及該散熱體之間的一液體通道；及[0013]散熱介質，呈液態而以一設定量填充於該第一氣液共存區和/或該第二氣液共存區內，該散熱介質在該集熱體受熱後而汽化成氣態，通過該氣體通道而進入該散熱體內，並在該散熱體內降溫而重新變成液態，該散熱介質受到相變化的體積變化及重力等的推動，再通過該液體通道重新回到該集熱體內。[0014]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該散熱體是一散熱水箱，且包含該第二氣液共存區及複數個散熱鰭片，該複數個散熱鰭片包覆於該散熱體外部。[0015]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該散熱介質在常溫常壓下的汽化點介於30°C 68 。[0016]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:還具有至少一散熱風扇，設於該散熱體上，用來加速驅散 該散熱體的熱量。[0017]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該導氣管的管徑大於等於該導液管的管徑。[0018]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該發熱組件是中央處理器，該散熱體設於該集熱體的上方，且該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。[0019]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該發熱組件是中央處理器，該散熱體設於該集熱體的一側且與該集熱體高度相同，該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。[0020]所述的雙相變化循環式水冷模塊，其中:該發熱組件是一圖形處理器，該散熱體設於該集熱體的一側且高於該集熱體的位置，該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。[0021]與現有技術相比較，採用上述技術方案的本實用新型具有的優點在於:使用時，利用該散熱介質於該集熱體受熱汽化而移動至該散熱體內，並於該散熱體內降溫而重新變成液態而重新移動回該集熱體，而形成封閉的循環行程以有效驅散熱量。


[0022]圖1是本實用新型第一實施例的結構示意圖；[0023]圖2是本實用新型第一實施例的安裝示意圖；[0024]圖3是本實用新型第一實施例使用時的狀態示意圖；[0025]圖4是本實用新型第二實施例的結構示意圖；[0026]圖5是本實用新型第二實施例的安裝示意圖；[0027]圖6是本實用新型第二實施例使用時的狀態示意圖；[0028]圖7是本實用新型第三實施例的結構示意圖；[0029]圖8是本實用新型第三實施例的安裝示意圖；[0030]圖9是本實用新型第三實施例使用時的狀態示意圖。[0031]附圖標記說明:[0032]第一實施例:1-雙相變化循環式水冷模塊；11_集熱體；111-第一氣液共存區；1111-出氣口 ；1112_入液口 ；112_固定孔；113-固定組件；12_散熱體；121_第二氣液共存區；1211_入氣口 ；1212_出液口 ；122_散熱鰭片；123_散熱風扇；13_導氣管；131_氣體通道；14_導液管；141_液體通道；15_散熱介質；2_發熱組件；S1 S6-步驟；[0033]第二實施例:3_雙相變化循環式水冷模塊；31_集熱體；32_散熱體；321_第二氣液共存區；322_散熱鰭片；33_導氣管；34_導液管；35_散熱介質；4_發熱組件；[0034]第三實施例:5_雙相變化循環式水冷模塊；51_集熱體；52_散熱體；521_第二氣液共存區；522_散熱鰭片；53_導氣管；54_導液管；55_散熱介質；56_散熱風扇；6_發熱組件。
具體實施方式
[0035]為使貴審查委員能清楚了解本實用新型的內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。[0036]第一實施例[0037]請參閱圖1、圖2、圖3，是本實用新型第一實施例的結構示意圖及安裝示意圖，以及其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，本實用新型的雙相變化循環式水冷模塊I用來安裝於一發熱組件2以驅散熱量，於第一實施例中，該發熱組件2是一中央處理器，而本實用新型的該雙相變化循環式水冷模塊I包括一集熱體11、一散熱體12、一對導氣管13、一導液管14及一散熱介質15。[0038]其中該集熱體11是矩形塊狀結構體，在該集熱體11的內部設有一第一氣液共存區111，且該第一氣液共存區111在該集熱體11表面形成有一對出氣口 1111及一入液口1112，該對出氣口 1111設於該集熱體11的頂面，該入液口 1112設於該集熱體11的一側面。再者，該集熱體11的四個角落分別設有一固定孔112，供以分別固設一固定組件113於該發熱組件2上，使該集熱體11與該發熱組件2完全緊密地貼合成一體。[0039]該散熱體12同樣為矩形塊體結構體,且垂直設於該集熱體11的上方,該散熱體12的內部設有一第二氣液共存區121,且該第二氣液共存區121於該散熱體12上形成有一對入氣口 1211及一出液口 1212。如圖中所示，其中，該散熱體12是一散熱水箱，且包含該第二氣液共存區121及複數個散熱鰭片122，且該複數個散熱鰭片122包覆於該第二氣液共存區121的外部，該複數個散熱鰭片122間隔且平行於該集熱體11的設置。應注意的是，在該散熱體12的一側面上設有一散熱風扇123，使該散熱風扇123的氣流可通過該複數個散熱鰭片122，而將其熱量側向吹出。[0040]該每一導氣管13的一端接設於該每一出氣口 1111,另一端接設於該每一入氣口1211，使該每一導氣管13垂直立設於該集熱體11，並接設於該散熱體12的底面，且通過該對導氣管13而形成該集熱體11及該散熱體12之間的一氣體通道131。[0041]該導液管14的一端接設於該出液口 1212，另一端接設於該入液口 1112，使該導液管14的一端接設於該集熱體11的側面，另一端接設於該散熱體12的頂面，形成該集熱體11及該散熱體12之間的一液體通道141。[0042]該散熱介質15於常溫常壓下的汽化點介於30°C 68°C的液態物質，因此，於室溫下呈液態，且以一設定量而填充設於該第一氣液共存區111及/或該第二氣液共存區121內。應注意的是，由於該散熱介質15產生相變化時會有體積變化，故該導氣管13的管徑大於等於該對導液管14的管徑。[0043]使用時，再請一併參閱圖3所示，該雙相變化循環式水冷模塊I設置該集熱體11於該發熱組件2的表面，使該發熱組件2所產生的熱量，直接傳導至該集熱體11內，使該散熱介質15於該集熱體11的該第一氣液共存區內受熱後而汽化成氣態，呈氣態的該散熱介質15再通過該氣體通道131而進入該散熱體12的該第二氣液共存區121內，受到該散熱鰭片122增加散熱面積，以及使用該散熱風扇123強制送風後，可更快速使該散熱體12內的該散熱介質15的溫度下降至汽化點以下，則該散熱介質15可重新變成液態，因此，呈液態的該散熱介質15受到相變化時的體積變化及重力等的推動下，通過該液體通道141重新回到該集熱體11內，以形成一封閉的散熱循環行程。[0044]第二實施例[0045]再者，請參閱圖4、圖5、圖6，是本實用新型第二實施例的結構示意圖及安裝示意圖，以及其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，本實用新型第二實施例的該雙相變化循環式水冷模塊3同樣包括一集熱體31、一散熱體32、一對導氣管33、一導液管34及一散熱介質35，且該發熱組件4同樣為一中央處理器，而使用於一體成型計算機主機(ALL IN ONE)內時，該集熱體31以與前一實施例相同的方式而固設於該發熱組件4上,而該散熱體32設於該集熱體31的一側且與的相同高度，該對導氣管33及該導液管34則分別設於該散熱體32及該集熱體31的二側，該散熱介質35填充設於該集熱體31及/或該散熱體32內。[0046]應注意的是，該散熱體32同樣為一散熱水箱，且可利用該對導氣管33及該導液管34而延伸至一機殼(圖中未顯不)外部，該散熱體32內部具有一第二氣液共存區321及複數個散熱鰭片322，該複數個散熱鰭片322夾設於該第二氣液共存區321內部。據而，利用與該第一實施例同樣的使用方式，對該發熱組件4進行散熱故於此不再贅述。或可增加一散熱風扇進行強制散熱，圖中未標示。[0047]第三實施例[0048]再者，請參閱圖7、圖8、圖9，是本實用新型第三實施例的結構示意圖及安裝示意圖，以及其使用時的狀態示意圖。如圖中所示，本實用新型第三實施例的雙相變化循環式水冷模塊5也同樣包括一集熱體51、一散熱體52、一導氣管53、一導液管54及一散熱介質55，且該發熱組件6是一圖形處理器時，該散熱體52設於該集熱體51的一側而形成水平迭置的態樣，且該散熱體52的位置高於該集熱體51的位置，該導氣管53及該導液管54分設於該散熱體52及該集熱體51的二側，該散熱介質55填充設於該集熱體51及/或該散熱體52內。其使用方法與前二實施例相同,故於此不再贅述,並可增加一散熱風扇56於該散熱體52的一側，以對該散熱體52進行強制散熱，進一步提升其散熱效率。[0049]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種雙相變化循環式水冷模塊，安裝於一發熱組件以驅散熱量，其特徵在於，其包括: 一集熱體，其內部設有一第一氣液共存區，且該第一氣液共存區在該集熱體表面形成有至少一個出氣口及至少一個入液口； 一散熱體，其高度高於等於該集熱體，該散熱體設有一第二氣液共存區，且該第二氣液共存區在該散熱體上形成有至少一個入氣口及至少一個出液口； 至少一根導氣管，其一端接設於該出氣口，另一端接設於該入氣口，而利用該導氣管形成該集熱體及該散熱體之間的一氣體通道； 至少一根導液管，其一端接設於該出液口，另一端接設於該入液口，而利用該導液管形成該集熱體及該散熱體之間的一液體通道；及 散熱介質，呈液態而以一設定量填充於該第一氣液共存區和/或該第二氣液共存區內，該散熱介質在該集熱體受熱後而汽化成氣態，通過該氣體通道而進入該散熱體內，並在該散熱體內降溫而重新變成液態，該散熱介質受到相變化的體積變化及重力等的推動，再通過該液體通道重新回到該集熱體內。
2.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該散熱體是一散熱水箱，且包含該第二氣液共存區及複數個散熱鰭片，該複數個散熱鰭片包覆於該散熱體外部。
3.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該散熱介質在常溫常壓下的汽化點介於30°C 68°C。
4.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:還具有至少一散熱風扇，設於該散熱體上，用來加速驅散該散熱體的熱量。
5.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該導氣管的管徑大於等於該導液管的管徑。
6.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該發熱組件是中央處理器，該散熱體設於該集熱體的上方，且該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。
7.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該發熱組件是中央處理器，該散熱體設於該集熱體的一側且與該集熱體高度相同，該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。
8.根據權利要求1所述的雙相變化循環式水冷模塊，其特徵在於:該發熱組件是一圖形處理器，該散熱體設於該集熱體的一側且高於該集熱體的位置，該導氣管及該導液管分設於該散熱體及該集熱體的兩側。
專利摘要本實用新型是一種雙相變化循環式水冷模塊，包括一集熱體、一散熱體、一導氣管、一導液管及一散熱介質。其中該集熱體的內部設有一第一氣液共存區，該散熱體的內部設有一第二氣液共存區，其高度高於等於該集熱體，該導氣管連接於該集熱體及該散熱體之間而形成一氣體通道，該導液管連接於該集熱體及該散熱體之間而形成一液體通道，該散熱介質填充設於其內。使用時，利用該散熱介質於該集熱體受熱汽化而移動至該散熱體內，並於該散熱體內降溫而重新變成液態而重新移動回該集熱體，而形成封閉的循環行程以有效驅散熱量。
文檔編號G06F1/20GK202975954SQ20122062944
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者吳安智, 範牧樹, 蘇建誌, 蔣政栓 申請人:雙鴻科技股份有限公司