液冷式散热装置的制作方法

本实用新型涉及一种散热装置，尤其涉及一种用于提升整体散热效能的液体冷却式散热装置。

背景技术：

随着电子产业蓬勃发展，电子产品内如中央处理器、图形处理器等发热元件产生的热量日益增加，导致一般散热器无法达到发热元件的散热需求，而必须利用具有液冷循环功效的水冷式散热器，才能有效地对发热元件进行散热，传统水冷装置包含有相互连通的一水冷头、一水冷排及一水泵，水冷头内部、水冷排内部、及水泵构成一循环回路，此循环回路内填充水等工作流体，水冷头接触发热元件并利用工作流体将热量带走，水冷排将热量发散至外部以冷却工作流体，水泵再驱动工作流体于循环回路中循环流动。

然而，长期使用下水冷装置内的工作流体会减少，所以如何让水冷装置具有补水功效，并补水过程中具有方便补水及不易弄湿其他元件，是水冷式散热器需要改善的重点之一，再者，因散热装置装配于不同的电子装置上有不同规格需求，为因应各种规格需求则具有多种不同的结构设计，如何对应各种不同的规格需求以对应不同的要求，亦是水冷式散热器需要改善的重点之一。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的，在于提供一种液冷式散热装置，水冷头结合独立可分离式的储水箱，而水泵具有可连通储水箱及水冷头的通道以使冷却循环液体于其间回路流通，以达到独立储水、管路排气的功效。

为达上述目的，本实用新型提供一种液冷式散热装置，其包括：

一水冷模块，包含：

一座体，一侧设有一容泵槽，另一侧组接一热交换元件且与该热交换元件之间形成有一热交换腔室，该座体具有连通该容泵槽内部的一进水流道、 连通该热交换腔室的一排水流道及连通该容泵槽内部与该热交换腔室的一第一流道；及

一水泵组，配置于该容泵槽中，该水泵组包含一转子组件及动力连接该转子组件的一叶轮组件，该叶轮组件套接于该转子组件中且与该叶轮组件之间共构出一第二流道以连通该容泵槽内部；以及

一储液箱，能够组卸地叠置于该水冷模块具有该容泵槽的一侧，该储液箱具有一容水腔室及连通于该容水腔室的一补水流道，该补水流道连通该第二流道。

上述的液冷式散热装置，其中该转子组件包含一转子基座以及凸设于该转子基座的一转子轴套，该转子轴套一侧开设有一轴套孔且于该转子轴套内配置有一转轴，该叶轮组件包含一叶轮基座及连接该叶轮基座的一轮叶盘，该叶轮组件以该叶轮基座套设于该转子轴套且该轮叶盘轴接该转轴，而该叶轮基座开设有贯通该叶轮基座的至少一流道孔，该转子轴套内部与该流道孔共构成该第二流道。

上述的液冷式散热装置，其中该转子组件包含一转子基座以及凸设于该转子基座的一转子轴套，该转子轴套一侧开设有一轴套孔且于该转子轴套内配置有一转轴，该叶轮组件包含一叶轮基座及连接该叶轮基座的一轮叶盘，该叶轮组件以该叶轮基座套设于该转子轴套且该轮叶盘轴接该转轴，而该叶轮基座与该转子轴套之间具有间隙以构成该第二流道。

上述的液冷式散热装置，其中该容泵槽中设有一配位轴套，该配位轴套开设有一轴套孔且该轮叶盘开设有一轮叶贯孔，而该轮叶贯孔和该轴套孔共构成一第三流道以连通该第二流道以及该进水流道。

上述的液冷式散热装置，其中该储液箱包含一透明材质的箱体及组接于该箱体的一底罩，该箱体为一壳盖结构且开设有一补水口，该补水口开设于该箱体外周壁任意一侧且以一封盖封闭该补水口。

上述的液冷式散热装置，其中该底罩设有一配位轴套以供该转子轴套嵌固于其中，而该配位轴套具有一配位贯孔以构成该补水流道，该补水流道连通该容水腔室以及该第二流道。

上述的液冷式散热装置，其中该储液箱包含一透明材质的箱体及分别组接于该箱体的一底罩与一顶罩，该箱体为二端具有开口的中空管体，该中空管体 的其一开口端组接该底罩，而另一开口端为一补水口且以该顶罩组接形成密封，该底罩设有一配位轴套以供该转子轴套套设于其中，该配位轴套具有一配位贯孔并以一锁接件穿设于该配位贯孔以锁固该转子组件，该锁接件具有一配位贯孔以构成该补水流道，该补水流道连通该容水腔室以及该第二流道。

上述的液冷式散热装置，其中该叶轮基座具有一容轴槽以供该转轴穿设以轴接该轮叶盘，而该容轴槽的内周壁形成有至少一内齿部。

上述的液冷式散热装置，其中该热交换元件为一金属板体，该金属板体对应该座体的一侧设置有相互平行间隔排列的多个鳍片，而该座体于对应该热交换元件的一侧具有一空腔以构成该热交换腔室。

上述的液冷式散热装置，其中该热交换元件包含一金属板体及分别组接该金属板体和该座体的一载座，该金属板体对应该座体的一侧设有一凹槽且该凹槽的底面设置有相互平行间隔排列的多个鳍片，该座体于对应该热交换元件的一侧具有一空腔，而该载座开设有一贯通该载座的通道孔连通该空腔以构成该热交换腔室。

相较于现有技术，本实用新型具有以下功效：储水箱可选用透明材质以即时观察水位情况进行补水，而且通过储液箱的独立分离结构设计，可因应不同模块化需求而可变更配置设计，以同时达成独立储水、管路排气、及时补水以及高灵活性设计的目的。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型液冷式散热装置的一侧分解图；

图2为本实用新型液冷式散热装置的另一侧分解图；

图3为本实用新型水泵组的一侧分解图；

图4为本实用新型水泵组的另一侧分解图；

图5为本实用新型液冷式散热装置的组合图；

图6为本实用新型液冷式散热装置的一侧剖视图；

图7为本实用新型液冷式散热装置的另一侧剖视图；

图8为本实用新型液冷式散热装置另一实施例的组合图；

图9为本实用新型液冷式散热装置另一实施例的一侧剖视图；

图10为本实用新型水冷模块的另一实施例的局部分解图；

图11为本实用新型水泵组的另一实施例的一侧剖视图；

图12本实用新型液冷式散热装置连接水冷排的配置图。

其中，附图标记

1…水冷模块

11…热交换元件

11a…热接触面

11b…热交换面

110…凹槽

111…鳍片

112…载座

1120…承载面

1121…通道孔

12…座体

12a…上凹槽

12b…下凹槽

121…容泵槽

1211…配位轴套

1211a…轴套孔

1211b…腔室

122…承载部

123…定位部

124…翼部

125…内环壁

13…隔板

130…隔板套孔

2…水泵组

21…转子组件

211…转子基座

2110…定子容槽

212…转子轴套

212a…轴套孔

212b…套接槽

213…转轴

22…定子组件

221…定子基座

2210…套接孔

222…定子

23…叶轮组件

231…叶轮基座

2310…容轴槽

2311…流道孔

2312…内齿部

232,232’…轮叶盘

2320…轮叶贯孔

2321…叶片

3…储水箱

31…箱体

310…补水口

32…顶罩

320…补水孔

33…底罩

33a…上凹沟

33b…下凹沟

331…配位轴套

3310…配位贯孔

332…锁接件

3320…贯孔

4…储水箱

41…箱体

410…容置部

411…补水端

412…封盖

413…补水口

42…底罩

421…配位轴套

4210…贯孔

9…水冷排

91…进水管

92…排水管

93…分支管

G1…进水流道

G2…排水流道

G3…补水流道

G4…补水流道

G10…第一流道

G20,G20’…第二流道

G21…第三流道

M1,M2,M3…独立模块

R,R’…容水腔室

S1,S2,S3,S4…密封垫圈

T…热交换腔室

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明和技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

请参阅图1至图7所示，本实用新型提供一种液冷式散热装置，包括一水冷模块1以及一储液箱3，其中储液箱3可组卸地叠置于水冷模块1上，而水冷模块1具有一水泵组2，该水泵组2设置于水冷模块1及储液箱3之间。

水冷模块1包含一座体12及连接该座体12的一热交换元件11，该座体12的上下二侧分别具有一上凹槽12a以及一下凹槽12b，而座体12的一侧外周壁设有一进水通道G1及一排水流道G2，其中上凹槽12a中设有一容泵槽121且于该容泵槽121中设有一配位轴套1211，配位轴套1211具有一连通进水流道G1的一轴套孔1211a，而于容泵槽121至上凹槽12a配置有呈放射状排列的多个承载部122，而于该些承载部122之间配置有一定位部123。

承上所述，下凹槽12b于中心位置设有一内凹的空腔1211b，下凹槽12b于该空腔1211b外围环设多个螺孔(未标示)以供热交换元件11锁固于该座体12，而热交换元件11可为一金属板体或者一均温板，在此不限定，本实施例以金属板体作说明，该金属板体对应座体12的一侧以铲刀铲出一凹沟110，该凹沟110的底侧面为一热交换面11b，而另一侧为一热接触面11a以接触发热源，例如中央处理器或图形处理器，其中该凹沟110与座体12的空腔1211b共构的空间为一热交换腔室T且其连通排水流道G2，其中容泵槽121至配位轴套1211之间的容泵槽121表面开设有一第一流道G10以连通容泵槽121内部以及热交换腔室T，从而使排水流道G2、热交换腔室T、第一流道G10以及容泵槽121相连通；进一步说明，该第一流道G10连通热交换腔室T该处的流道口位置配置于远离排水流道G2连通热交换腔室T该处流道口的位置，以使经由进水流道G1进入热交换腔室T的冷却水能完整流过整个热交换面11b。

承上所述，前述该金属板体中于该凹沟110内制作出多个相互平行间隔排列的鳍片111且其各间隔间形成冷却水流道以增加热传导面积而水冷模块1更包含一隔板13，该隔板13开设有一隔板套孔130且配置于上凹槽12a的一内环壁125上，而承载部122自上凹槽12a的内壁朝容泵槽121方向形成一片状阶梯结构，定位部122包含相通下凹槽12b的该多个螺孔(未标示)以锁固热交换元件11的部分，以及供以锁附固定水泵组2的部分，而座体12的二侧外周壁延伸形成有一翼部124，该翼部124可开设有孔洞以供水冷模块2固定于电子装置上，但不依此作为限制。

水泵组2包含一转子组件21、一定子组件22以及一叶轮组件23，而关于三者间的驱动原理以方式并非本案的重点，在此不另行赘述，其中转子组件21包含一转子基座211、凸设于转子基座211的一转子轴套212以及配置于转 子轴套212中的一转轴213，该转子基座211对应定子组件22的一侧具有环设于转子轴套212的一定子容槽2110，另一侧则对应叶轮组件23具有一套接槽212b，而转子轴套212开设有一轴套孔212a以相通该套接槽212b。

承上所述，定子组件22包含一定子基座221及开设于定子基座221中心的一套接孔2210，而多个定子222环绕于套接孔2210配置于定子基座221内壁，该套接孔2210供转子轴套212穿设从而使定子基座221安置于定子容槽2110中。

承上所述，叶轮组件23包含一叶轮基座231及连接叶轮基座231的一轮叶盘232，该叶轮基座231对应转子组件21的一侧开设有一容轴槽2310，而叶轮基座231容置于套接槽212b中且转轴213穿过该容轴槽2310以驱动该轮叶盘232转动，其中轮叶盘232为相互平行间隔配置的二圆盘体且以转轴213为中心轴开设有一轮叶贯孔2320，而该二圆盘体之间于该轮叶贯孔2320外周围依序环设有多个弧状叶片2321，再者，以叶轮基座231的容轴槽2310中心位置自容轴槽2310的内周壁向外扩伸至少一流道孔2311，该流道孔2311贯穿该叶轮基座231，请参阅图3与4所示，图中虽表示为三个自容轴槽2310内周壁分别外扩的弧状流道孔2311，但不依此限制其数量及其几何轮廓，而形成于该叶轮基座的该流道孔2311与该容轴槽2310的内周壁之间形成至少一内齿部2312，以使该水泵组2运转时强化扰动水流的效果。

承上所述，转子基座211平置于上述承载部122且抵接该些片状阶梯结构且于前述二者之间配置一密封垫圈S1形成密封，而转子基座211外周缘开设有多个开孔(未标示)以供螺丝穿过该些开孔以及上述定位部123以锁固水泵组2于座体12的上凹槽12a中，而轮叶盘232配置于容泵槽121中，该些流道孔2311构成一第二流道G20，轮叶贯孔2320和轴套孔1211a共构成一第三流道G21从而使第二流道G20连通第三流道G21、容泵槽121内部、第一流道G10、热交换腔室T、进水流道G1以及排水流道G2。

储液箱3包含一箱体31、组接于箱体31对应水冷模块1一侧的一底罩33以及组接于箱体31另一侧的一顶罩32，本实施例中，箱体31为一圆筒状中空管体且其二侧分别具有开口，而箱体31于前述组接顶罩32以及底罩33的外周缘形成有外螺牙，顶罩32对应箱体31的几何形状而为一环状套件且其内环壁形成有螺牙以供螺接于箱体31且于前述二者间配置一密封垫圈S3形成密 封。

承上所述，底罩33亦对应箱体31的几何形状而为一环状套件，底罩33于二相对应侧形成有一上凹沟33a以及一下凹沟33b，上凹沟33a的内壁面形成有螺牙以螺接于箱体31且于其间配置一密封垫圈S2形成密封，而上凹沟33a内设有一配位轴套331且其对应水泵组2的转子轴套212的位置配置，该配位轴套331的中心开设有一配位贯孔3310以贯通上凹沟33a及下凹沟33b，从而使转子轴套212穿设于该配位贯孔3310而套设于该配位轴套331内。

承上所述，储液箱3更包含一锁接件332，该锁接件332为开设有一贯孔3320的螺丝结构，而上述转子轴套212的内壁形成有螺牙，锁接件332自上凹沟33a一侧穿过配位贯孔3310且螺接转子轴套212以形成固定，而锁接件332的贯孔3320连通转子轴套212的套接槽212b以构成一补水流道G3，进一步说明，箱体31的中空部分为一容水腔室R且箱体可为一透明材质所制成，组接顶罩32的箱体31一侧开口为一补水口310，通过将该顶罩卸离后形成一外部补水管道，或者于该顶罩32开设一补水孔320且组接管路以分别连接进水通道G1以及容水腔室R以形成一内部补水管道，关于该内部补水管道的补水方式将于下述详细说明。

请再同时配合参阅图12所示，前述补水流道G3是依序连通容水腔室R、第二流道G20、容泵槽121内部、第一流道G10以及排水流道G2，进一步说明，进水流道G1连通水冷模块1的轴套孔1211a，而该轴套孔1211a与轮叶盘232间具有间隙且对应轮叶贯孔2320的位置，而使进水流道G1亦连通于容泵槽121内部、第一流道G10、热交换腔室T以及排水流道G2，将进水流道G1以及排水流道G2于座体12外壁开口组接一进水管91以及一排水管92以分别连接一外部的水冷排9从而形成一循环冷却回路，而前述该内部补水管道是自连通进水流道G1的一进水管91组接一分支管93，而当容水腔室R的水位下降时，自循环冷却回路经进水管91回流的冷却水可通过分支管93流入容水腔室R中以形成该内部补水管道。

承上所述，本实用新型所述的液冷式散热装置是将冷却水充填于前述循环冷却回路中并且使容水腔室R中部分充填有冷却水，而定子组件22所建立的磁场以驱动叶轮组件23转动以引导回路中的冷却水经由进水流道G1进入容泵槽121内部并汇流至第一流道G10进入热交换腔室T，而容水腔室R中的 冷却水是经补水流道G3引导至第二流道G20而进入容泵槽121内部，尔后汇流至第一流道G10进入热交换腔室T，冷却水吸收热交换元件11以及鳍片111的热，吸热后的冷却水汇流至排水流道G2并藉由排水管92流至外部的水冷排9降温后再通过进水管91回流至进水通道G1及/或分支管93形成冷却循环回路。

承上所述，浸润于冷却水中的叶片2321于高速转动过程所产生的微气泡可经由第二流道G20以及补水流道G3悬浮至容水腔室R中的冷却水液面而溢散到容水腔室R的空间中，以降低轮叶盘232处过多的微气泡被带至管路中，甚至形成聚集而影响到整体循环冷却回路内的流场状态以至于降低整体的散热效率，再者，因长久运作下的热逸散至使水位下降，经由透明材质的储液箱3设计，可通过定时观察容水腔室R中的冷却水的水位而及时补充冷却水，而且通过储液箱3的独立分离结构设计而可结合于水冷模块1上或者另外分离独立配置，随时可因应不同模块化需求而可变更配置设计，以同时达成独立储水、管路排气、及时补水以及高灵活性设计的目的。

请再参阅图8和图9所示，本实用新型再提供一种液冷式散热装置的另一实施例，其与前述实施例相似或相近之处在此不再另行赘述，以下主要说明本实施例与前述实施例的主要差异的部分，本实施例中，液冷式散热装置包括前述水冷模块1、前述水泵组2以及一储液箱4，其中储液箱4可组卸地叠置于水冷模块1上，而水泵组2设置于水冷模块1及储液箱4之间。

储液箱4包含一箱体41以及组接于箱体41对应水冷模块1一侧的一底罩42，本实施例中，箱体41为一壳盖结构且具有一容置部410以构成一容水腔室R’，而于箱体41的外周壁延伸凸设有一补水端411且该补水端411具有开口以形成一补水口413，底罩42对应箱体41的几何形状而为一阶梯板状且外周缘可与箱体41的外周端缘相互焊合，例如超音波熔接方式，但不依此为限，其中箱体41的外周端缘抵接于座体12的内环壁125以直接叠置于水冷模块1上，补水口413可通过一封盖412套设于补水端411以密封补水口413，封盖412可为配有螺牙且以一密封垫圈S4封底的帽盖螺接具有外螺牙的中空管，并以该中空管套入该补水口413形成密封，进一步说明，补水端411可设置于箱体41的任意位置，图中仅表示补水端411设置的一实施态样，不以此图作为限制，而箱体41可由透明材质所制成，或者仅有部分箱体41呈透明状。

承上所述，阶梯板状结构的底罩42是自对应转子轴套212的位置朝底罩42外周缘方向可形成向下阶梯结构，但不依此为限，其中对应转子轴套212位置的底罩42具有一配位轴套421且其开设有一贯孔4210以构成一补水流道G4连通前述第二流道G20，进一步说明，配位轴套421于对应转子轴套212的一侧形成一凹沟结构，而储液箱4是以该凹沟结构嵌入转子轴套212从而使转子轴套212抵接于该凹沟结构的内壁面以形成定位，本实施例中，仅需将封盖412旋开即可进行补水作业，而冷却水是经由补水流道G4并通过第二流道G20进路循环冷却回路中以进行冷却循环，并且达成相同于前一实施例所述的功能及功效。

请参阅图1、2以及图10所示，本实用新型再提供一种液冷式散热装置的另一实施例，其与前述实施例相似或相近之处在此不再另行赘述，以下主要说明本实施例与前述实施例的主要差异的部分，本实施例中，其主要差异在于水冷模块1更包含一金属制的载座112且组接前述金属板体11，该载座112配置于热交换元件11以及座体12之间且具有一承载面1120，而该承载面1120外周缘形成突出于该承载面112的外环壁，且承载面112于对应座体12的腔室1211b的位置开设有一通道孔1121，而载座112另一侧藉由前述热交换元件11上的该些孔洞组接固定，其中通道孔1121的断面面积相符于腔室1211b的断面面积，而于通道孔1121的外周围开设多个对应于定位部123位置的孔洞，以供螺丝分别穿设定位部123与载座112的该些孔洞以组接固定，而通道孔1121连通于腔室1211b以共构成热交换腔室T，本实施例是使载座112结合金属板体11为一独立模块M1、座体12结合水泵组2为一独立模块M2，而储液箱3为一独立模块M3且前述该些独立模块可形成分拆或组装的模块化设计，以因应不同需求前述各模块的配置设计，亦同时具有前述各实施例所述的功能与功效。

请参阅图1至4以及图11所示，本实用新型再提供一种液冷式散热装置的另一实施例，其与前述实施例相似或相近之处在此不再另行赘述，以下主要说明本实施例与前述实施例的主要差异的部分，本实施例中，其主要差异在于叶轮组件23的叶轮基座231不开设有贯通该叶轮基座231的该些流道孔2311，但容轴槽2310的内周壁同样具有该些内齿部2312，而将叶轮基座23的外径尺寸缩减以使叶轮基座23与轴套槽212b内周壁之间形成有适当的间距，从而 使前述二者之间的间距所产生的环状空间连通容泵槽12内部以形成一第二流道G20’，本实施例中的第二流道G20’同前述实施例通过补水流道G3连通容水腔室R，以及连通容泵槽121内部、第一流道G10、进水流道G1以及排水流道G2，以提升冷却循环回路中的冷却循换效率，亦同时具有前述各实施例所述的功能及功效。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。