[實用新型]槽式翅片液冷散熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520268800.1
• 申請日: 2015-04-28
• 公開（公告）號: CN204537036U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諸凱;王雅博;魏杰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于熱能工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于冷卻計算機CPU芯片的散熱器裝置。

背景技術(shù)

計算機的CPU芯片可作為高熱流密度發(fā)熱器件的典型代表，一臺大型服務(wù)器通常具有幾十枚甚至數(shù)百枚多核式CPU芯片，在強勁性能的背后，伴隨著更高的發(fā)熱量和熱流密度，可以說CPU芯片的高效冷卻問題已成為計算機性能進一步發(fā)展的桎俈。目前施用于高熱流密度器件冷卻的散熱技術(shù)主要還是以風(fēng)冷為主，即在被冷卻器件的表面加裝一個散熱器，熱量通過散熱器上的翅片被強迫流動的冷風(fēng)帶走。眾所周知，采用水冷卻方式具有較高的傳熱效率，但是水冷式散熱具有兩大難點，一個是冷卻液的滲漏；另外一個是因散熱腔內(nèi)流體的流動阻力過大導(dǎo)致散熱效率降低。前者屬于加工的精度以及安裝的問題，而后者將涉及到傳熱和流動的理論與技術(shù)。目前常用的液冷式散熱器，大都在冷卻腔內(nèi)加工(刻畫狀)出一個針柱矩陣，針柱的主要作用是增大冷卻水腔內(nèi)的換熱面積以提高冷卻效果。但是該類型散熱器的缺陷是，每個針柱的結(jié)構(gòu)并不是各自獨立的，并且針柱矮小、冷卻腔底部相對較厚，在針柱矩陣內(nèi)無法形成低阻的流場。導(dǎo)致該類散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計的缺陷是傳熱和流動理論方面的欠缺。因此如何能夠提高液冷式散熱器的效率及性能，就成為國內(nèi)外研究高熱流密度器件冷卻問題的難點。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是，提出一種用于冷卻計算機CPU芯片的槽式翅片液冷散熱器裝置，在減小冷卻流體流動阻力的基礎(chǔ)上，可有效提高CPU芯片的散熱性能。

為實現(xiàn)此實用新型目的而采取的技術(shù)方案是：散熱器由上蓋和底托構(gòu)成，底托的上表面設(shè)有凸起的長方形微槽道，長方形微槽道的左、右兩側(cè)均設(shè)有貯水池。在長方形微槽道以及貯水池所圍成的區(qū)域內(nèi)外側(cè)設(shè)有密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有密封圈。上蓋的四邊向下折彎，上蓋扣押在底托的密封圈上。在上蓋的左下角和右上角分別設(shè)有進水口和出水口，進水與出水的位置可以互換，在長方形微槽道進出水端的的邊緣設(shè)有斜坡。

除了散熱器的結(jié)構(gòu)，冷卻水的流動方式與已有技術(shù)的對比：冷卻水從上蓋頂面的進水口轉(zhuǎn)直角彎進入疏水通道，然后通過貯水池散開對底托上的翅片進行冷卻，然后在另一側(cè)的貯水池匯集流出。因為槽道的方向與流體的流動方向一致，所以阻力非常小。翅片浸沒于水流之中，流體能夠形成非常均勻的流場，可使(與散熱器底面接觸的)CPU芯片得到充分的冷卻，使其散熱器的傳熱得到強化。

根據(jù)CPU的熱負荷(熱流密度)來調(diào)整冷卻液的溫度和流量，通過計算使其達到良好的參數(shù)匹配。實驗證明，該結(jié)構(gòu)所造成的壓降很小，根據(jù)傳熱學(xué)的原理可知，翅片的溫度梯度是(根部)下高上低，而冷卻水是橫向掠過流出，所以該結(jié)構(gòu)能夠具有較好的散熱效果。翅片的主要作用并非是直接散熱，而是將底托的熱量以高導(dǎo)熱的方式傳出，最后通過冷卻水將此熱量散掉。

本實用新型的特點以及產(chǎn)生的有益效果是，長方形微槽道以及上蓋水流通道的設(shè)計，具有強化散熱器傳熱的作用，尤其是微型槽道加工成類似于一片片的翅片。翅片與冷卻流體橫向換熱，因而具有較強的換熱效果，與傳統(tǒng)水冷散熱器相比可明顯提高換熱效率。該種散熱器厚度較薄，但換熱面積相對較大，因此非常適用于計算機服務(wù)器窄小的空間，而且使得CPU芯片的均溫效果更好，可以更有效地降低工作溫度。

附圖說明

圖1是本實用新型中底托及微槽道設(shè)置立體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型中上蓋的立體結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖并通過具體實施例對本實用新型的原理與結(jié)構(gòu)作進一步的說明。需要說明的是本實施例是敘述性的，而不是限定性的，不以此實施例限定本實用新型的保護范圍。

槽式翅片液冷散熱器由上蓋和底托構(gòu)成，其具體是：底托1的上表面設(shè)有凸起的長方形微槽道1-1，長方形微槽道的左、右兩側(cè)均設(shè)有貯水池1-2。在長方形微槽道以及貯水池所圍成的區(qū)域內(nèi)外側(cè)設(shè)有密封槽1-3，密封槽內(nèi)設(shè)有密封圈。上蓋2的四邊向下折彎，上蓋扣押在底托的密封圈上。在上蓋的左下角和右上角分別設(shè)有進水口2-1、和出水口2-2，進水與出水的位置可以互換，在長方形微槽道進出水端的的邊緣設(shè)有斜坡。上蓋進水口與出水口的位置與底托長方形微槽道左、右兩側(cè)貯水池的位置相對應(yīng)。

上蓋的四角均設(shè)有臺肩2-3，臺肩設(shè)有螺孔，通過螺釘與底托緊固密封。上蓋的進水口和出水口均設(shè)有接座與管路連接。底托采用紫銅材料制作。

作為實施例，長方形槽道的高度為3mm；長度為75mm；槽寬為0.3mm；底托總高度6mm；上蓋厚度為6mm。

使用時散熱底托與被散熱器件緊密接觸固定，底托與被散熱器件之間設(shè)有高導(dǎo)熱率的熱結(jié)合層材料。作為實施例，采用透明的塑料材質(zhì)的上蓋進行實驗檢測與觀察，可以明顯看到流體呈低阻力流動。