DE202006005160U1

DE202006005160U1 - Water cooling system for use in CPU of computer, has channel designed in base for accommodating coolant, and recycling device placed in cavity for recycling coolant

Info

Publication number: DE202006005160U1
Application number: DE202006005160U
Authority: DE
Original assignee: Cooler Master Co Ltd
Current assignee: Chemtron Research LLC
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2016-03-31
Also published as: TWM279915U

Abstract

The system has a housing (1) including a surface with a heat conducting material in connection with a heat source including a cavity (12) at the base. A channel (13) is designed in the base for accommodating a coolant. An inlet and an outlet are connected with the cavity, and a recycling device (2) is placed in the cavity to recycling the coolant. The housing has a lower side that stays in contact with the heat source.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein Wasserkühlsystem, insbesondere ein solches, wie es zum Kühlen einer CPU in einem Computer verwendet wird.The The invention relates generally to a water cooling system, in particular such as for cooling a CPU is used in a computer.

Einhergehend mit der immer höheren Arbeitsgeschwindigkeit von CPUs wird deren Wärmeentwicklung immer höher, so dass es immer schwieriger wird, sie auf der korrekten Arbeitstemperatur zu halten.accompanying with the ever higher Working speed of CPUs, their heat development is getting higher, so that it gets harder and harder to keep them at the correct working temperature to keep.

Die 1 zeigt ein herkömmliches Kühlsystem 100a mit Wasserkühlung, wie es für eine CPU verwendet wird. Wie dargestellt, verfügt dieses Kühlsystem 100a über eine auf einer CPU 200a zu montierende Wärmesenke 10a, eine Wasserpumpe 20a, einen Kühler 30a und einen Wasserbehälter 40a. Die Wärmesenke 10a verfügt über einen Wasserauslass 101a und einen Wassereinlass 102a. Dieser Wassereinlass 102a und ein Wasserauslass 201a der Wasserpumpe 20a sind durch eine Leitung 103a verbunden. Eine andere Leitung 104a verbindet den Wasserauslass 101a und einen Wassereinlass 301a des Kühlers 30a. Der Kühler 30a verfügt über eine Anzahl von Rippen 303a. Eine Leitung 304a verbindet einen Wasserauslass 103a des Kühlers 30a und einen Wassereinlass 401a des Wasserbehälters 40a. Schließlich verbindet eine weitere Leitung 402a einen Wasserauslass des Wasserbehälters 40a und einen Wassereinlass 202a der Wasserpumpe 20a. So ist für ein Umwälzen im Kühlsystem 100a mit Wasserkühlung gesorgt. Dabei wird kaltes Wasser von der Wasserpumpe 20a in die Wärmesenke 10a eingespeist. Nach dem Wärmeaustausch wird durch die CPU 101a erwärmtes Wasser aus der Wärmesenke 10a geleitet, das in den Kühler 30a fließt, um wieder abgekühlt zu werden. Dieses kältere Wasser fließt dann in den Wasserbehälter 10a zurück, um die Umwälzung erneut zu starten.The 1 shows a conventional cooling system 100a with water cooling, as it is used for a CPU. As shown, this cooling system features 100a about one on a CPU 200a to be mounted heat sink 10a , a water pump 20a , a cooler 30a and a water tank 40a , The heat sink 10a has a water outlet 101 and a water inlet 102 , This water inlet 102 and a water outlet 201 the water pump 20a are through a lead 103a connected. Another line 104a connects the water outlet 101 and a water inlet 301 the radiator 30a , The cooler 30a has a number of ribs 303a , A line 304a connects a water outlet 103a the radiator 30a and a water inlet 401 of the water tank 40a , Finally, another line connects 402a a water outlet of the water tank 40a and a water inlet 202a the water pump 20a , So is for a circulation in the cooling system 100a provided with water cooling. This is cold water from the water pump 20a in the heat sink 10a fed. After the heat exchange is done by the CPU 101 heated water from the heat sink 10a passed into the cooler 30a flows to be cooled again. This colder water then flows into the water tank 10a back to restart the circulation.

Jedoch sind mit der Wärmesenke, der Wasserpumpe, dem Kühler, dem Wasserbehälter und den Leitungen bei diesem bekannten Kühlsystem 100a zuviele getrennte Komponenten vorhanden, die viel Volumen einnehmen, wodurch der kompakte Aufbau von Computern erschwert ist.However, with the heat sink, the water pump, the radiator, the water tank and the pipes in this known cooling system 100a There are too many separate components that take up a lot of volume, making the compact design of computers difficult.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem mit Wasserkühlung zu schaffen, das kompakt aufgebaut werden kann.Of the Invention is based on the object, a cooling system with water cooling create that can be built compact.

Diese Aufgabe ist durch das Kühlsystem gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Bei ihm wird direkt das Gehäuse dazu verwendet, das Kühlwasser zu kühlen. Ferner ist eine kompakte Umwälzeinrichtung vorhanden, die für die Funktionen der Wasserspeicherung, Wasserumwälzung und des Wärmeaustauschs sorgt.These Task is through the cooling system according to the appended claim 1 solved. With him directly the case used the cooling water to cool. Furthermore, a compact circulation device available for the functions of water storage, water circulation and heat exchange provides.

Ein Kühlsystem gemäß der Erfindung verfügt über ein Gehäuse, eine Umwälzeinrichtung und einen Kühler. Das Gehäuse verfügt über mindestens eine Fläche aus einem Wärme leitenden Metall in Kontakt mit einer Wärmequelle. Das Gehäuse verfügt über eine Vertiefung am Boden mit einem dort ausgebildeten Kanal zum Aufnehmen von Kühlflüssigkeit, und es verfügt über einen Einlass und einen Auslass, die mit der Vertiefung verbunden sind. Weiterhin sind zwei Leitungen vorhanden, um Verbindungen zum Einlass und zum Auslass des Kühlers herzustellen. Die Umwälzeinrichtung ist in der Vertiefung angeordnet, um die Kühlflüssigkeit umzuwälzen. Infolgedessen wird von der Wärmequelle erzeugte Wärme direkt zum Gehäuse geleitet, und durch die Kühlflüssigkeit, die durch die Umwälzeinrichtung umgewälzt wird, zum Kühler geleitet.One cooling system according to the invention has one Casing, a circulation device and a cooler. The housing has at least one area from a heat conductive metal in contact with a heat source. The case has one Well on the ground with a trained there channel for recording of cooling liquid, and it has one Inlet and an outlet, which are connected to the recess. Furthermore, there are two lines to connect to the inlet and to the outlet of the radiator manufacture. The circulation device is disposed in the recess to circulate the cooling liquid. Consequently gets from the heat source generated heat directly to the housing passed, and by the cooling liquid, by the circulation device circulated becomes, to the cooler directed.

Der Kanal kann mit mehreren Öffnungen, vorstehenden Säulen und Wirbelschlitzen am Boden der Vertiefung versehen sein, um die Wärmeaustauschfläche zu erhöhen. Die Umwälzeinrichtung verfügt über einen Rotor, einen Behälter und einen Stator. Der Rotor verfügt über einen Magnetpol und ein Laufrad, und der Stator verfügt über eine Leiterplatte, eine Spule und einen Kern. Das Laufrad befindet sich unmittelbar über dem Kanal, damit durch seine Drehung die Strömungsrate der Kühlflüssigkeit erhöht werden kann, um die Wärmeaustauscheffizienz zu verbessern.Of the Channel may have several openings, protruding columns and vortices are provided at the bottom of the recess to the Increase heat exchange surface. The Circulating device has a Rotor, a container and a stator. The rotor has one Magnetic pole and an impeller, and the stator has a printed circuit board, one Coil and a core. The impeller is located directly above the Channel, so that by its rotation, the flow rate of the cooling liquid elevated can be to heat exchange efficiency too improve.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.The Invention will now be illustrated by figures embodiments explained in more detail.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Kühlsystems mit Wasserkühlung; 1 shows a perspective view of a conventional cooling system with water cooling;

2 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Wasserkühlers bei der Ausführungsform; 2 shows an exploded perspective view of a water cooler in the embodiment;

3 zeigt eine andere perspektivische Explosionsansicht des Wasserkühlers; 3 shows another perspective exploded view of the water cooler;

4 zeigt eine Schnittansicht des Wasserkühlers; 4 shows a sectional view of the water cooler;

5 veranschaulicht den Zusammenbau des Wasserkühlers und einer Montageplatte; 5 illustrates the assembly of the water cooler and a mounting plate;

6 zeigt den Wasserkühler, der in einen Computer eingebaut ist; 6 shows the water cooler, which is built into a computer;

7 zeigt eine Schnittansicht des auf einer CPU montierten Wasserkühlers; 7 shows a sectional view of the mounted on a CPU water cooler;

8 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Wasserkühlers; und 8th shows another preferred embodiment of a water cooler; and

9 zeigt noch eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Wasserkühlers. 9 shows yet another preferred embodiment of a water cooler.

Wo immer es möglich ist, sind in den Zeichnungen und der zugehörigen Beschreibung dieselben Bezugszeichen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.Where always possible are the same in the drawings and the associated description Reference numeral used to identify the same or similar parts.

Gemäß den 2 und 3 kann ein Wasserkühler 100 gemäß der dort dargestellten Ausführungsform für eine CPU verwendet werden, wie es in der 7 dargestellt ist. Der Wasserkühler 100 verfügt über ein Gehäuse 1 und eine Umwälzeinrichtung 2 für Wasser. Die Unterseite 11 des Gehäuses 1 für Kontakt mit der CPU 200 besteht aus einem Wärme leitenden Material wie Kupfer oder Aluminium. Auch kann das gesamte Gehäuse 1 aus einem Wärme leitenden Material wie Metall bestehen.According to the 2 and 3 can be a water cooler 100 According to the embodiment shown there, they are used for a CPU as described in US Pat 7 is shown. The water cooler 100 has a housing 1 and a circulation device 2 for water. The bottom 11 of the housing 1 for contact with the CPU 200 consists of a heat-conducting material such as copper or aluminum. Also, the entire case 1 made of a heat-conducting material such as metal.

Das Gehäuse 1 verfügt über eine Vertiefung 12. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind am Boden der Vertiefung 12 mehrere Öffnungen 131 als Wasserkanal 13 ausgebildet. Die Umwälzeinrichtung 200 verfügt über einen Rotor 21, einen Behälter 22 und einen Stator 23. Der Rotor 21 verfügt über einen Magnetpol 211 und ein Laufrad 212. Der Stator 23 verfügt über eine Leiterplatte 231, eine Spule 232 und einen Kern 233. Wenn die Umwälzeinrichtung 2 in der Vertiefung 12 installiert ist, befindet sich das Laufrad 212 unmittelbar über dem Kanal 13.The housing 1 has a recess 12 , In this preferred embodiment are at the bottom of the recess 12 several openings 131 as a water channel 13 educated. The circulation device 200 has a rotor 21 , a container 22 and a stator 23 , The rotor 21 has a magnetic pole 211 and an impeller 212 , The stator 23 has a printed circuit board 231 , a coil 232 and a core 233 , When the circulation device 2 in the depression 12 is installed, the impeller is located 212 immediately above the canal 13 ,

Ferner verfügt das Gehäuse 1 über einen Wassereinlass 14 und einen Wasserauslass 15, die beide mit der Vertiefung 12 verbunden sind. Ein abdichtender O-Ring 16 und ein Deckel 17 bedecken die Oberseite des Gehäuses 1, damit sich die Umwälzeinrichtung 2 dicht in deren Innerem befindet.Furthermore, the housing has 1 via a water inlet 14 and a water outlet 15 both with the recess 12 are connected. A sealing O-ring 16 and a lid 17 cover the top of the case 1 , so that the circulation device 2 close to their interior.

Wie es in der 1 dargestellt ist, werden als Erstes der Rotor 21 und der Stator 23 am Behälter 22 angebracht, um diese Teile als Umwälzeinrichtung 2 zusammenzubauen. Dann wird die Umwälzeinrichtung so in der Vertiefung 12 installiert, dass sich das Laufrad 212 am Ort des Kanals 13 befindet. Nachdem der O-Ring 16 und der Deckel 17 auf der Oberseite des Gehäuses 1 aufgebracht wurden und ein Befestigungselement 18 dazu verwendet wurde, den Deckel 17 fest mit dem Gehäuse 1 zu verbinden, ist der Zusammenbau des Wasserkühlers 100 gemäß dieser Ausführungsform abgeschlossen.As it is in the 1 is shown, are the first of the rotor 21 and the stator 23 on the container 22 attached to these parts as a circulating device 2 assemble. Then the circulation device is so in the recess 12 installed that the impeller 212 at the place of the canal 13 located. After the O-ring 16 and the lid 17 on the top of the case 1 were applied and a fastener 18 was used to cover 17 firmly with the housing 1 to connect is the assembly of the water cooler 100 completed according to this embodiment.

Gemäß der 5 ist zum Installieren dieses Wasserkühlers 100 an der CPU 200 eine Montageplatte 201 vorhanden, mit der der Wasserkühler 200 durch eine Schraube 202 verbunden wird. Wenn diese Montageplatte 201 an einer Hauptplatine 300 eines Computers befestigt wird, wie es in der 6 dargestellt ist, steht die Unterseite 11 des Gehäuses 1 mit der CPU 200 in Kontakt. Darüber hinaus sind zwei Leitungen 3 vorhanden, die an den Wassereinlass 14 bzw. den Wasserauslass 15 angeschlossen sind. Die anderen Enden dieser zwei Leitungen sind mit einem Kühler 4 verbunden, der über einen Hauptkörper 41, ein Wassereinlassrohr 42 und ein Wasserauslassrohr 43 verfügt. Die eine Leitung 3 verbindet den Wassereinlass 14 und das Wasserauslassrohr 43. Die andere Leitung 3 verbindet den Wasserauslass 15 und das Wassereinlassrohr 42. Der Hauptkörper 41 verfügt über mehrere aufgeschichtete Rippen 44. Daher strömt wärmeres Wasser in das Wassereinlassrohr 42, und es kann durch den Wärmeaustauschvorgang an den Rippen 44 abgekühlt werden, damit kälteres Wasser aus dem Wasserauslassrohr 43 zum Wasserkühler 100 fließt. Außerdem kann ein Lüfter 45 auf der Seite der Rippen 44 am Hauptkörper 41 angebracht werden, um den Wärmeaustausch an den Rippen zu beschleunigen.According to the 5 is to install this water cooler 100 at the CPU 200 a mounting plate 201 present, with which the water cooler 200 through a screw 202 is connected. If this mounting plate 201 on a motherboard 300 a computer is attached, as in the 6 is shown, the bottom is 11 of the housing 1 with the CPU 200 in contact. In addition, two lines 3 present at the water inlet 14 or the water outlet 15 are connected. The other ends of these two wires are with a radiator 4 connected, which has a main body 41 , a water inlet pipe 42 and a water outlet pipe 43 features. The one line 3 connects the water inlet 14 and the water outlet pipe 43 , The other line 3 connects the water outlet 15 and the water inlet pipe 42 , The main body 41 has several piled ribs 44 , Therefore, warmer water flows into the water inlet pipe 42 , and it can through the heat exchange process on the ribs 44 be cooled, so that colder water from the water outlet pipe 43 to the water cooler 100 flows. In addition, a fan can 45 on the side of the ribs 44 at the main body 41 be attached to accelerate the heat exchange at the ribs.

Wie es in der 7 dargestellt ist, wird durch die CPU 200 erzeugte Wärme über das Gehäuse 1 an den Wasserkühler 100 geleitet. Das vom Wasserauslassrohr 42 eingelassene kühlere Wasser fließt durch die Leitung 3 in den Wassereinlass 41, und es fließt weiter durch den Wasserkanal 13 in die Vertiefung 12. Infolgedessen wird das kühlere Wasser durch die CPU 200 erwärmt, wodurch es Wärme von dieser abführt. Das erwärmte Wasser fließt dann vom Wasserauslass 15 aus dem Wasserkühler 100 durch die Leitung 3 zum Wassereinlassrohr 42. Dort kann das durch die CPU 200 erwärmte Wasser mittels der aufgestapelten Rippen 44 abgekühlt werden, um dem Wasserkühler 100 wieder kühleres Wasser zuzuführen.As it is in the 7 is represented by the CPU 200 generated heat through the housing 1 to the water cooler 100 directed. The from the water outlet pipe 42 sunken cooler water flows through the pipe 3 in the water inlet 41 and it continues to flow through the water channel 13 into the depression 12 , As a result, the cooler water gets through the CPU 200 heated, whereby it dissipates heat from this. The heated water then flows from the water outlet 15 from the water cooler 100 through the pipe 3 to the water inlet pipe 42 , There you can do that through the CPU 200 heated water by means of stacked ribs 44 be cooled down to the water cooler 100 again to supply cooler water.

Gemäß der 8, die eine andere bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht, verfügt der in der Vertiefung 12 ausgebildete Kanal 13 über mehrere vorstehende Säulen 132. Auch kann er, wie es in der 9 dargestellt ist, über mehrere Wirbelschlitze 133 verfügen.According to the 8th , which illustrates another preferred embodiment, has in the recess 12 trained channel 13 over several protruding columns 132 , Also he can, as it is in the 9 is shown, over several vortices 133 feature.

Bei der Ausführungsform wird das direkt an der CPU 200 anzubringende Gehäuse des Wasserkühlers 100 dazu verwendet, Wärme zu leiten. Die Umwälzeinrichtung 2 ist vollständig im Gehäuse 1 untergebracht. Durch diese kompakte Konstruktion des Wasserkühlers 100 werden die Kosten, das Gewicht und das Volumen gesenkt, wobei für die Speicherung und Umwälzung von Wasser und den Wärmeaustausch mit diesem gesorgt wird. Da sich das Laufrad 212 unmittelbar über dem Kanal 13 befindet, kann durch die Drehung desselben die Wasserströmungsrate erhöht werden, um die Wärmeaustauscheffizienz zu verbessern.In the embodiment, this is done directly on the CPU 200 to be mounted housing of the water cooler 100 used to conduct heat. The circulation device 2 is completely in the housing 1 accommodated. Due to this compact design of the water cooler 100 the costs, the weight and the volume are reduced, taking care of the storage and circulation of water and the heat exchange with it. Since the impeller 212 immediately above the canal 13 By the rotation thereof, the water flow rate can be increased to improve the heat exchange efficiency.

Claims

Cooling system for conducting and discharging by a heat source ( 200 ) generated heat, comprising: a housing ( 1 ) with at least one surface with a heat-conducting material in connection with the heat source with a depression ( 12 ) at the bottom with a channel formed therein ( 13 ) for receiving cooling liquid, and having an inlet and an outlet connected to the recess; and a circulation device ( 2 ) housed in the recess to circulate the cooling liquid.

System according to claim 1, characterized in that the housing ( 1 ) has a bottom which is connected to the heat source ( 200 ) is in contact:

System according to claim 1, characterized in that the area made of copper or aluminum.

System according to claim 1, characterized in that the housing ( 1 ) via a lid ( 17 ), which covers its upper side, and an interposed sealing ring ( 16 ).

System according to claim 1, characterized in that the channel ( 13 ) over several openings ( 131 ).

System according to claim 1, characterized in that the channel ( 13 ) over several protruding columns ( 132 ).

System according to claim 1, characterized in that the channel ( 13 ) over several vortices ( 133 ).

System according to claim 1, characterized in that the circulation device ( 2 ) has a rotor, a container and a stator.

System according to claim 8, characterized in that the rotor ( 21 ) via a magnetic pole ( 211 ) and an impeller ( 212 ) and the stator ( 23 ) via a printed circuit board ( 231 ), a coil ( 232 ) and a core ( 233 ).

System according to claim 9, characterized in that the impeller ( 212 ) immediately above the channel ( 13 ) is located.

System according to claim 1, characterized by a cooler ( 4 ) with a main body ( 41 ), which has several stacked ribs ( 44 ), an inlet pipe ( 42 ) and an outlet tube ( 43 ), whereby two lines ( 3 ) connect the inlet and the outlet tube or the outlet and the inlet tube.

A system according to claim 11, characterized by a fan mounted on the side of the piled-up ribs ( 44 ) on the main body ( 41 ) is attached.