专利名称：具有均匀流道的液冷式热交换模块的制作方法
技术领域：
具有均匀流道的液冷式热交换模块技术领域[0001]本实用新型有关一种液冷式热交换模块，尤指一种具有均匀流道的液冷式热交换模块。
背景技术：
[0002]随着科技的日新月异，电子组件的性能越来越强大，但是这些高性能的电子组件在运作过程中会产生很多的热量，如果这些热量没有及时适当地散选出去的话，将会使这些电子组件的工作温度超过正常可容许的范围，甚至故障或烧毁。[0003]为了将电子组件产生的热量迅速传导出去，已知有液冷式热交换模块，其一般的结构包括壳体及设置于壳体内的散热组，壳体是由金属等导热材质制成，其贴附欲被冷却的电子组件，壳体具有入口及出口，壳体内部具有与入口相通的进水槽及与出口相通的出水槽；散热组具有两个以上鳍片，相邻两个鳍片之间构成供冷却流体流过的微流道，散热组设置于壳体内并热接触电子组件。所以，使用时，电子组件产生的热量会被壳体传导至散热组，冷却流体从壳体的入口流入进水槽，然后从该进水槽流过散热组的微流道而将散热组吸收的热量带走，冷却流体最后从出水槽与出口离开壳体，借此将电子组件产生的热量传导至别处。[0004]根据现有技术，进水槽与出水槽一般设置在壳体的两个相反侧而呈对向设置，这样的配置方式理论上是为了使冷却流体的流动路径最短，而加快冷却流体在壳体内部通过散热组的速率。[0005]然而，在实际运作上，这类的液冷式热交换模块却具有如下的问题:[0006]第一、冷却流体通过散热组的时间不够长，因此冷却流体无法完全与散热组进行热交换。[0007]第二，从流体力学的角度来分析，由于现有技术中壳体的入口与进水槽为等直径的管道或槽道，并无任何缓冲或扩散设计，且冷却流体在壳体的入口及进水槽的流速较快，所以快速的冷却流体仅冲击一部分的散热组，冷却流体无法完全均匀地流入每个微流道内，且一部分的冷却流体甚至会被散热组反弹回来而与其它冷却流体形成扰流，进而影响冷却流体流入散热组的流动速率。[0008]第三、现有技术中，进水槽与出水槽位于壳体的相反两侧，也位于散热组的相反两侦U。所以，冷却流体主要是通过散热组较中间的微流道，而对于距离进水槽与出水槽的连线较远的两侧微流道来说，冷却流体流过的比例较少，所以散热组内设置的微流道的使用效率不一致，而且冷却流体通过中间微流道的行进路线较短，而流过外侧微流道的行进路线较长，如此无法产生均匀的微流道效果。[0009]另一方面，在现有技术中，壳体的出水槽与出口无任何加速设计，导致通过散热组的冷却流体的速度与进入时的冷却流体的速度产生较大的落差，如此也会影响冷却流体通过整个热交换模块的速率。[0010]因此，如何解决上述问题，即成为本实用新型改良的目标。实用新型内容[0011]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种具有均匀流道的液冷式热交换模块，其能够使冷却流体均匀地流过每个微流道且行进路线的距离均相等。[0012]有鉴于此，本实用新型的另一目的在于提供一种具有均匀流道的液冷式热交换模块，其能够减少冷却流体在进入散热组之前产生的扰流现象而达成均匀一致的流速。[0013]为达到上述目的，本实用新型提供一种具有均匀流道的液冷式热交换模块，包括:壳体；散热组，设置于所述壳体内；以及导流体，设置于所述壳体内，该导流体设有与所述壳体相通的第一导流槽、第二导流槽、连通所述第一导流槽与所述第二导流槽并罩盖所述散热组的容置槽，所述第一导流槽朝向所述容置槽逐渐扩大，所述第二导流槽远离所述容置槽逐渐缩小。[0014]根据本实用新型的另一特色，所述壳体具有入口及出口，所述入口设置于所述壳体的隅角处，且所述第一导流槽与所述第二导流槽相对于所述壳体及所述散热组呈对角线配置。[0015]进一步地，所述第一导流槽从所述入口朝所述容置槽逐渐扩大。[0016]进一步地，所述第二导流槽从所述容置槽朝所述出口逐渐缩小。[0017]进一步地，其特征在于，所述壳体为金属材料制成且包括上盖及底板，所述上盖用以罩盖并密封所述底板，所述上盖与所述底板之间具有供所述散热组及所述导流体容置的空间。[0018]进一步地，所述入口与所述出口设置于所述上盖，所述入口位于所述上盖的其中一个侧表面上且邻近隅角，所述出口位于所述上盖的顶表面。[0019]进一步地，所述散热组具有两个以上鳍片，相邻两个所述鳍片之间构成微流道，所述鳍片及所述微流道彼此平行，致使所述散热组具有接近所述入口的进水侧及远离该进水侧的出水侧。[0020]进一步地，所述第一导流槽的起点的形状对应所述入口的形状而呈扁矩形，所述第一导流槽的终点则扩大而涵盖所述散热组的所述进水侧，所述第二导流槽的轮廓与所述第一导流槽的轮廓呈相反对称，所述第二导流槽的起点涵盖整个所述散热组的所述出水侦牝所述第二导流槽逐渐收拢缩小而汇聚在所述导流体的另一隅角附近。[0021]进一步地，所述第一导流槽、所述第二导流槽及所述容置槽位于所述导流体的下部且实质上与所述散热组处于同一平面，所述导流体在所述第二导流槽的上方设有缓冲集流槽，该缓冲集流槽分别连通所述第二导流槽与所述出口，该缓冲集流槽的起点设有与所述第二导流槽相通的缺口，该缓冲集流槽的终点设有与所述出口相通的排水孔。[0022]相较于现有技术，本实用新型具有以下功效:[0023]根据本实用新型，由于入口设置于壳体的隅角附近，且第一导流槽与第二导流槽相对于壳体及散热组呈对角线配置，这样的配置方式能够使冷却流体在相同底面积的壳体内的行进路线距离最大，故在该最大的行进路线上能使更多的冷却流体充分地与散热组进行热交换。[0024]另外，由于入口设置于壳体的隅角附近，且第一导流槽与第二导流槽相对于壳体及散热组呈对角线配置，第一导流槽从入口朝容置槽逐渐扩大，且第二导流槽从容置槽朝出口逐渐缩小，所以，这样的配置方式能够使冷却流体在散热组内的每个微流道的流动路线距离几乎相等，故能产生均匀流道的效果并充分运用散热组的每个微流道，不会有现有技术中仅主要运用中间地带的微流道的情形。[0025]另一方面，就流体力学的角度来看，从入口流进第一导流槽的冷却流体会因为逐渐扩大的第一导流槽而达到扩散的效果，不会像现有技术一样集中撞击一部分的散热组而反弹造成扰流，而且，逐渐缩小的第二导流槽会逐渐收拢而增加冷却流体离开壳体的速度，故能够使冷却流体进入壳体与离开壳体的速率保持一致，从而增加热交换模块的工作效率。
[0026]图1为本实用新型的操作示意图；[0027]图2为本实用新型的立体分解示意图；[0028]图3为本实用新型的另一立体分解示意图；[0029]图4为本实用新型的立体组合示意图；[0030]图5为本实用新型从底面看的立体组合示意图；[0031]图6为本实用新型的仰视示意图；[0032]图7为本实用新型的侧剖视示意图，显示冷却流体流过散热组的情形；[0033]图8为本实用新型的俯视示意图；[0034]图9为本实用新型的另一侧剖视示意图，显示冷却流体流经出口的情形。[0035]附图标记说明[0036]I热交换模块10壳体[0037]11 上盖111 入口[0038]112 出口12 底板[0039]20散热组21鳍片[0040]211微流道Lin进水侧[0041]Ltjut出水侧30导流体[0042]31第一导流槽3`2第二导流槽[0043]33容置槽34缓冲集流槽[0044]341 缺口342 排水孔[0045]100电路板200电子发热组件[0046]300循环泵310进水管[0047]320出水管330导管[0048]400散热模块具体实施方式
[0049]有关本实用新型的详细说明及技术内容，将配合附图说明如下，然而所附附图仅作为说明用途，并非用于局限本实用新型。[0050]请参考图1至图5，本实用新型提供一种具有均匀流道的液冷式热交换模块(以下简称为热交换模块I)。如图1所示，本实用新型的热交换模块I运用冷却流体对电路板100上的电子发热组件200进行散热，热交换模块I具有供冷却流体进出的入口 111及出口112，入口 111连接有进水管310，出口 112连接有出水管320，出水管320的另一端连接至循环泵300，循环泵300的另一端连接有导管330，导管330的另一端连接到散热模块400，散热模块400的另一端连接至该进水管310，如此构成一条供冷却流体循环的回路。当热交换模块I与电路板100上的电子发热组件200进行热交换之后，电子发热组件200产生的热量会被热交换模块I吸收，进一步被热交换模块I内的冷却流体带走，所以出水管320内的冷却流体温度较高。循环泵300将出水管320的冷却流体抽回，并将该温度较高的冷却流体打入导管330内，进而输送到散热模块400内；冷却流体进入散热模块400之后，冷却流体内所含的热量会被散热模块400吸收而温度下降，该温度下降的冷却流体便经由进水管310离开散热模块400而进入热交换模块1，准备对该电子发热组件200进行热交换。以此方式，重复地对该电子发热组件200持续进行散热，使电子发热组件200的温度得以保持在正常的工作范围内。由于常用的冷却流体为透明无色的水，所以在附图中无法标示出，仅在图6至图9中以虚线箭头表示其流动方向，在此说明。[0051]以下，将说明本实用新型的热交换模块I的结构组成，热交换模块I包括:壳体10、散热组20、及导流体30。[0052]如图2和图3所示，壳体10为金属材料制成且包括上盖11及底板12，底板12直接贴附于电子发热组件200，上盖11用以罩盖并密封底板12，且使上盖11与底板12之间具有供散热组20、导流体30及冷却流体容置的空间。壳体10的上盖11具有供冷却流体进出的入口 111及出口 112，入口 111设置于上盖11的隅角附近，从图2可以看出，入口 111位于上盖11四个侧表面的其中一个侧表面上且邻近隅角，且入口 111呈扁矩形以配合壳体10内的导流体30的轮廓(这一点稍后会补充说明)。出口 112位于上盖11的顶表面的中心处且朝上凸伸成管状部，以利于出水管320插接。另外，入口 111及出口 112的设置位置也可以互相调换。[0053]散热组20设置于壳体10的底板12上并热接触电子发热组件200，因此底板12能够将电子发热组件200产生的热量传导至散热组20。散热组20具有两个以上鳍片21，这些鳍片21彼此平行且相邻两个该鳍片21之间构成供冷却流体流过的微流道211 (如图6所示)，要特别注意的是这些微流道211的走向均一致，使整个散热组20形成进水侧Lin及出水侧Lrat。[0054]导流体30设置于壳体10内，更明确地说，导流体30的外部轮廓大致等于上盖11的内部轮廓，从而使导流体30能放入上盖11的内部而位于上盖11与底板12之间。[0055]导流体30设有与入口 111相通的第一导流槽31、与出口 112相通的第二导流槽32、连通第一导流槽31与第二导流槽32并罩盖该散热组20的容置槽33 ;更明确地说，在图2中，导流体30右侧的隅角附近对应于上盖11的入口 111开设有第一导流槽31，所以第一导流槽31的起点的形状对应于上盖11的入口 111的形状呈扁矩形，第一导流槽31的终点则扩大而涵盖整个散热组20的进水侧Lin，因此，第一导流槽31从入口 111朝容置槽33逐渐扩大。参考图6，由于第一导流槽31的起点呈扁矩形，有利于通过入口 111的冷却流体加速注入第一导流槽31内，同时第一导流槽31逐渐扩大且其终点涵盖整个散热组20的进水侧Lin，所以从入口 111进入第一导流槽31的冷却流体能快速扩散到达散热组20的每个微流道211内，不会阻塞在第一导流槽31的起点附近，也不会在第一导流槽31的终点与散热组20之间产生反弹并产生扰流。[0056]从图6可以看出，第二导流槽32的轮廓与第一导流槽31的轮廓呈相反对称，第二导流槽32的起点涵盖整个散热组20的出水侧Ltjut,以便收集所有散热组20的每个微流道211内的冷却流体；然后第二导流槽32逐渐收拢缩小汇聚在导流体30的另一隅角附近，即第二导流槽32从容置槽33朝隅角逐渐缩小，第二导流槽32的逐渐缩小的设计能够有助于离开散热组20的冷却流体的加速收集；如此一来，第一导流槽31与该第二导流槽32相对于壳体10及散热组20呈对角线配置，经过这样的斜进斜出的对角线配置方式，可以使冷却流体在相同底面积的导流体30 (也可说是相同底面积的壳体10)中产生最大的流动路径，借此允许更多冷却流体流过导流体30与散热组20，达到较佳的热交换效果。[0057]从图4、图5及图7可以看出，第一导流槽31、容置槽33及第二导流槽32位于整个导流体30的下部且实质上与散热组20处于同一平面，而在第二导流槽32的上方设有缓冲集流槽34，该缓冲集流槽34连通第二导流槽32与出口 112，缓冲集流槽34的起点设有与第二导流槽32相通的缺口 341，缓冲集流槽34的终点设有与出口 112相通的排水孔342。如图8所示，离开第二导流槽32的冷却流体会朝上从缺口 341流入缓冲集流槽34内，并利用该缓冲集流槽34作为可供聚集的大范围缓冲区；然后，如图9所示，缓冲集流槽34内的冷却流体经由排水孔342从出口 112离开整个热交换模块I。[0058]再次参考图6，将说明本实用新型的第一导流槽31与第二导流槽32在几何学设计上的特点。假设壳体10与导流体30均为正方形，散热组20也为正方形且位于导流体30的中心，第一导流槽31与第二导流槽32相对于散热组20的中心呈相反对称。从图6可以看出，流经第一导流槽31最左侧边缘(最短边)的一部分冷却流体将会进入散热组20最下方的微流道211，然后沿着第二导流槽32最左侧边缘(最长边)流出；类似地，流经第一导流槽31最右侧边缘(最长边)的一部分冷却流体将会进入散热组20最上方的微流道211，然后沿着第二导流槽32最右侧边缘(最短边)流出。因此，由于整个形状为正方形且左右相反对称的缘故，上述两部分的冷却流体所走的路径虽然不同，但总长度却相同，如此一来，不仅能充分运用散热组20的每个微流道211，而且通过每个微流道211的该部分冷却流体所走的路径长度均相同，因此本实用新型确实能够达成均匀流道的效果，且防止冷却流体在入口 111端的拥挤与扰流现象，更充分引导冷却流体进入每个微流道211，从而产生最佳的热交换效果。[0059]以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例的具体说明，并非用以局限本实用新型的保护范围，其它任何等效变换均应属于本申请的权利要求范围。
权利要求1.一种具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，包括: 壳体； 散热组，设置于所述壳体内；以及 导流体，设置于所述壳体内，该导流体设有与所述壳体相通的第一导流槽、第二导流槽、连通所述第一导流槽与所述第二导流槽并罩盖所述散热组的容置槽，所述第一导流槽朝向所述容置槽逐渐扩大。
2.如权利要求1所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述第二导流槽远离所述容置槽逐渐缩小。
3.如权利要求2所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述壳体具有入口及出口，所述入口设置于所述壳体的隅角处，且所述第一导流槽与所述第二导流槽相对于所述壳体及所述散热组呈对角线配置。
4.如权利要求3所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述第一导流槽从所述入口朝所述容置槽逐渐扩大。
5.如权利要求4所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述第二导流槽从所述容置槽朝所述出口逐渐缩小。
6.如权利要求3至5中任一项所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述壳体为金属材料制成且包括上盖及底板，所述上盖用以罩盖并密封所述底板，所述上盖与所述底板之间具有供所述散热组及所述导流体容置的空间。
7.如权利要求6所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述入口与所述出口设置于所述上盖，所述入口位于所述上盖的其中一个侧表面上且邻近隅角，所述出口位于所述上盖的顶表面。
8.如权利要求7所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述散热组具有两个以上鳍片，相邻两个所述鳍片之间构成微流道，所述鳍片及所述微流道彼此平行，所述散热组具有接近所述入口的进水侧及远离该进水侧的出水侧。
9.如权利要求8所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述第一导流槽的起点的形状对应所述入口的形状呈扁矩形，所述第一导流槽的终点扩大而涵盖所述散热组的所述进水侧，所述第二导流槽的轮廓与所述第一导流槽的轮廓呈相反对称，所述第二导流槽的起点涵盖整个所述散热组的所述出水侧，所述第二导流槽逐渐收拢缩小而汇聚在所述导流体的另一隅角附近。
10.如权利要求9所述的具有均匀流道的液冷式热交换模块，其特征在于，所述第一导流槽、所述第二导流槽及所述容置槽位于所述导流体的下部且与所述散热组处于同一平面，所述导流体在所述第二导流槽的上方设有缓冲集流槽，该缓冲集流槽连通所述第二导流槽与所述出口，该缓冲集流槽的起点设有与所述第二导流槽相通的缺口，该缓冲集流槽的终点设有与所述出口相通的排水孔。
专利摘要本实用新型提供一种具有均匀流道的液冷式热交换模块，包括壳体及设置于壳体内的散热组与导流体；壳体具有供冷却流体进出的入口与出口，入口设置于壳体的隅角附近；导流体设有与入口相通的第一导流槽、与出口相通的第二导流槽、连通第一导流槽与第二导流槽并罩盖散热组的容置槽，第一导流槽与第二导流槽相对于壳体及散热组呈对角线配置。借此能够使冷却流体均匀地流过每个微流道且行进路线的距离均相等。
文档编号H05K7/20GK202979539SQ201220422588
公开日2013年6月5日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者黄哲圣, 李哲尹 申请人:保锐科技股份有限公司