TWI598561B - 液冷模組及使用其之電子裝置 - Google Patents

Description

液冷模組及使用其之電子裝置

本發明係關於一種液冷模組及使用其之電子裝置，特別是一種可調整散熱效率之液冷模組及使用其之電子裝置。

電子裝置在運作的過程中，其處理單元通常會隨著運算量的增大而產生大量的熱。但若是處理單元的溫度過高，則會影響處理單元的運算效率。因此，逸散處理單元所產生的熱以避免其溫度過高，業已成為相關業界的重要課題。

習知電子裝置中，會以風扇裝置能夠產生氣流吹拂處理單元以逸散熱能，也能夠吸走被處理單元加熱的氣體。然而，隨著處理單元的功率愈來愈大，電子裝置中的處理單元數量也愈來愈多，如此之氣冷機制已逐漸無法應付這樣的散熱需求。

因此，有業者於電子裝置設置固定的液體散熱模組。利用液體吸收處理單元所產生之熱，且藉由液體流動將熱帶離處理單元。然而，當處理單元的功率增加時，可能導致原先的液體散熱模組無法負荷，而必須將整個液體散熱模 組拆除置換並重新設計，進而造成使用者的不便。

有鑑於以上的問題，本發明提出一種液冷模組及使用其之電子裝置，藉以隨著電子裝置的散熱需求不同而能調整其散熱效率。

本發明揭露一種液冷模組，包括一供液件、一收液件及至少一散熱組件。供液件具有一入液口及多個供液口。入液口與冷卻器相連通。收液件具有多個收液口及一出液口。出液口與冷卻器相連通。各散熱組件包括一流管。流管之相對二端係分別可拆卸地裝設於多個供液口之其中一者及多個收液口之其中一者。

本發明還揭露一種電子裝置，包括一機箱、一托盤、一熱源、一冷卻器及一液冷模組。托盤設置於機箱內。熱源設置於托盤內。冷卻器設置於托盤內，且熱接觸於熱源。液冷模組設置於機箱且位於托盤之一側。液冷模組包括一供液件、一收液件及至少一散熱組件。供液件具有一入液口及多個供液口。入液口與冷卻器相連通。收液件具有多個收液口及一出液口。出液口與冷卻器相連通。各散熱組件包括一流管。流管之相對二端係分別可拆卸地裝設於多個供液口之其中一者及多個收液口之其中一者。

根據本發明之液冷模組及使用其之電子裝置，藉由散熱組件之流管可拆卸地裝設於多個供液口之其中一者及 多個收液口之其中一者，而使液冷模組能夠隨著電子裝置的散熱需求改變散熱組件的裝設數量。當熱源的功率增加導致電子裝置的散熱需求增加時，能夠增加散熱組件的裝設數量，以提升液冷模組的散熱效率。當熱源的功率減少以致電子裝置的散熱需求減少時，則能減少散熱組件的裝設數量。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧液冷模組

11‧‧‧殼體

11a‧‧‧入風口

11b‧‧‧出風口

111‧‧‧安裝部

112‧‧‧抽換門

12‧‧‧液槽

121‧‧‧第一腔

122‧‧‧第二腔

13‧‧‧供液件

13a‧‧‧入液口

13b‧‧‧供液口

14‧‧‧散熱組件

141‧‧‧流管

142‧‧‧散熱鰭片

15‧‧‧風流產生器

16‧‧‧收液件

16a‧‧‧出液口

16b‧‧‧收液口

17‧‧‧液泵

181‧‧‧第一連接器

182‧‧‧第二連接器

20‧‧‧機箱

21‧‧‧滑軌

30‧‧‧托盤

40‧‧‧熱源

50‧‧‧冷卻器

61‧‧‧第一管

62‧‧‧第二管

第1圖繪示依照本發明之實施例之電子裝置之立體圖。

第2圖繪示第1圖之電子裝置之立體爆炸圖。

第3圖繪示第1圖之電子裝置之部分元件之立體圖。

第4圖繪示第3圖之液冷模組之立體圖。

第5A及5B圖繪示第3圖中之液冷模組加裝散熱組件之立體流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步 詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照第1、2及3圖，第1圖繪示依照本發明之實施例之電子裝置1之立體圖，第2圖繪示第1圖之電子裝置1之立體爆炸圖，第3圖繪示第1圖之電子裝置1之部分元件之立體圖。於本實施例中，電子裝置1包括二個液冷模組10、一機箱20、六個托盤30、六個熱源40、六個冷卻器50、六個第一管61及六個第二管62。其中，熱源40能夠為中央處理單元。

各托盤30設置於機箱20內。各熱源40設置於各托盤30內。各冷卻器50設置於各托盤30內，且熱接觸於各熱源40。各第一管61及各第二管62分別連通各冷卻器50。舉例而言，各冷卻器50內部具有一流道，各第一管61及各第二管62分別連通各冷卻器50之流道之二端。機箱20具有一滑軌21，位於機箱20之一側。

於本實施例中，每一液冷模組10能夠對應於二個托盤30、二個熱源40、二個冷卻器50、二個第一管61及二個第二管62，但不限於此。於其他實施例中，每一液冷模組10也能夠僅對應於一個托盤30、一個熱源40、一個冷卻器50、一個第一管61及一個第二管62。或者，每一液冷模組10亦能夠對應於大於二個的托盤30、熱源40、冷卻器50、第一管61及第二管62。

請參照第2、3及4圖，第4圖繪示第3圖之液 冷模組10之立體圖。各液冷模組10設置於機箱20且位於托盤30之一側。各液冷模組10包括一殼體11、一液槽12(tank)、一供液件13、一分流閥(未繪示)、至少一散熱組件14、多個風流產生器15、一收液件16、一液泵17、二個第一連接器181及二個第二連接器182。風流產生器15能為風扇。第一連接器181及第二連接器182之數量能夠大於等於各液冷模組10所對應之托盤30、熱源40、冷卻器50、第一管61及第二管62的數量。

液槽12、供液件13、散熱組件14、風流產生器15、收液件16及液泵17皆設置於殼體11內。第一連接器181及第二連接器182裝設於殼體11，且與液槽12連通。殼體11包括一安裝部111及一抽換門112，且具有一入風口11a及一出風口11b。安裝部111位於殼體11之側邊。安裝部111裝設於滑軌21而使液冷模組10能從機箱20上方朝下安裝於機箱20(第2圖所示)之一側。托盤30及設置於托盤30內之熱源40、冷卻器50、第一管61及第二管62能從機箱20之另一側以側向方式插入機箱20內，且由第一連接器181連通第一管61與液槽12，並由第二連接器182連通第二管62與液槽12。

抽換門112位於殼體11之一側，且位於機箱20之外。當抽換門112開啟時，能夠外露供液件13之供液口13b及收液件16之收液口16b。風流產生器15設置於散熱組件 14，且用以逸散散熱組件14之熱。散熱組件14及風流產生器15設置於入風口11a及出風口11b之間。於本實施例中，散熱組件14位於風流產生器15及出風口11b之間，但不限於此。於其他實施例中，散熱組件14與風流產生器15之位置亦能夠交換配置。

液槽12用以存放散熱液體。液槽12分隔為一第一腔121及一第二腔122。第一連接器181連接第一管61及第一腔121，而使第一管61連通第一腔121與冷卻器50。第二連接器182連接第二管62及第二腔122，而使第二管62連通第二腔122與冷卻器50。

供液件13具有一入液口13a及多個供液口13b。收液件16具有多個收液口16b及一出液口16a。液槽12設置於入液口13a及出液口16a。液槽12之第一腔121及第一連接器181連通第一管61與供液件13之入液口13a，而使入液口13a與冷卻器50相連通。液槽12之第二腔122及第二連接器182連通第二管62與收液件16之出液口16a，而使出液口16a與冷卻器50相連通。分流閥設置於供液件13內。

各散熱組件14包括一流管141及一散熱鰭片142。流管141之相對二端係分別可拆卸地裝設於多個供液口13b之其中一者及多個收液口16b之其中一者。由於液冷模組10具有多個供液口13b及收液口16b，因此能夠裝設多個散熱組件14。未裝設散熱組件14之一個或多個供液口13b及一個 或多個收液口16b，能夠被關閉的閥門(未繪示)堵住。裝設散熱組件14之一個或多個供液口13b及一個或多個收液口16b中，閥門能夠開啟而供散熱液體流動。分流閥用以將散熱液體分流至裝設有散熱組件14之供液口13b。散熱鰭片142設置於流管141且熱接觸於流管141。

於本實施例中，流管141之形狀能為U形管，散熱鰭片142能沿垂直方向排列。U形管的兩側邊能貫穿散熱鰭片142，U形管的底邊能平行於散熱鰭片142。但於其他實施例中，不限於上述流管141及散熱鰭片142。於另一實施例中，流管141之形狀能為U形管，散熱鰭片142能沿傾斜方向排列。U形管的兩側邊及底邊能貫穿散熱鰭片142。於另一實施例中，流管141之形狀能為U形管，散熱鰭片142能沿水平方向排列。U形管的兩側邊能平行於散熱鰭片142，U形管的底邊能垂直於散熱鰭片142。於另一實施例中，流管141的形狀能夠由多個上下交錯的U形管連接而成。於另一實施例中，流管141的數量能夠為多個，而各供液口13b能將散熱液體分流至此些流管141中，而各收液口16b能夠將此些流管141中之散熱液體收回至收液件16中。

液泵17設置於液槽12及出液口16a。液泵17用以供散熱液體依序從入液口13a、供液件13本身、供液口13b、流管141、收液口16b、收液件16本身及出液口16a流至冷卻器50再回到入液口13a。於其他實施例中，液泵17亦能設置 於入液口13a，而也使散熱液體依序流經入液口13a、供液件13本身、供液口13b、流管141、收液口16b、收液件16本身、出液口16a及冷卻器50再回到入液口13a。

當電子裝置1運作時，熱源40會產生熱。液泵17能將儲存於液槽12之第二腔122中冷的散熱液體從第二連接器182推送至第二管62中。冷的散熱液體便能經由第二管62流動至冷卻器50。於冷卻器50中的散熱液體能夠吸收熱源40所產生的熱。因此，散熱液體的溫度會升高，而熱源40之溫度會降低。熱的散熱液體從第一管61離開冷卻器50，再經由第一連接器181流至液槽12之第一腔121中。

第一腔121中熱的散熱液體能從入液口13a流入供液件13中，再從供液口13b流進流管141中。散熱鰭片142熱接觸於流管141，而能逸散流管141內之散熱液體之熱。風流產生器15能夠從入風口11a吸入冷的散熱氣流，以吹拂散熱鰭片142。散熱氣流受到散熱鰭片142加熱後，能從出風口11b流出電子裝置1，以逸散由散熱液體傳遞至散熱鰭片142之熱。藉此，流經流管141之散熱液體能夠在降溫後再從收液口16b流入收液件16中。收液件16中之冷的散熱液體能夠流回液槽12之第二腔122中。藉由上述散熱液體之循環，而能夠將熱源40所產生的熱逸散至電子裝置1之外。

請參照第5A及5B圖，繪示第3圖中之液冷模組10加裝散熱組件14之立體流程圖。當熱源40的功率增大， 導致一組散熱組件14已不敷散熱液體逸散熱源40所產生之熱時，使用者能夠在液冷模組10中加裝散熱組件14。

如第5A圖所示，使用者能夠開啟抽換門112，並將另一組散熱組件14從抽換門112所露出之開口插入殼體11之內。如第5B圖所示，再將另一組散熱組件14之流管141裝設於供液件13之其中一個供液口13b及收液件16之其中一個收液口16b。於本實施例中，二組散熱組件14能夠彼此緊鄰，但不限於此。於其他實施例中，二組散熱組件14亦能夠彼此間隔一段距離。舉例而言，供液件13及收液件16能各自具有四個供液口13b及收液口16b。第一組的散熱組件14能夠裝設於四組供液口13b及收液口16b之其中一組。第二組的散熱組件14能夠裝設於其餘三組供液口13b及收液口16b之其中一組。上述僅為舉例之用，而非用以限制本發明。本案之供液口13b及收液口16b之數量能夠大於等於散熱組件14之數量。而散熱組件14裝設於供液口13b及收液口16b之位置能依使用者需求而配置。倘若二組散熱組件14仍不足以逸散熱源40之熱，則還能夠再另外加裝散熱組件14。當減少熱源40之功率時，使用者亦能夠從抽換門112將散熱組件14拆下。此時，位於被拆下散熱組件14之供液口13b及收液口16b之閥門能夠通過自動或手動的關閉，以防止散熱液體外流。散熱組件14抽換完畢後，能夠關上抽換門112。

綜上所述，本發明之液冷模組及使用其之電子裝 置，藉由散熱組件之流管可拆卸地裝設於多個供液口之其中一者及多個收液口之其中一者，而使液冷模組能夠隨著電子裝置的散熱需求改變散熱組件的裝設數量。當熱源的功率增加導致電子裝置的散熱需求增加時，能夠增加散熱組件的裝設數量，以提升液冷模組的散熱效率。當熱源的功率減少以致電子裝置的散熱需求減少時，亦能減少散熱組件的裝設數量。此外，電子裝置亦能夠依需求增減液冷模組的數量。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧液冷模組

111‧‧‧安裝部

20‧‧‧機箱

21‧‧‧滑軌

30‧‧‧托盤

40‧‧‧熱源

50‧‧‧冷卻器

Claims (20)

1. 一種液冷模組，包括：一供液件，具有一入液口及多個供液口，且該入液口用以與一冷卻器相連通；一收液件，具有多個收液口及一出液口，且該出液口用以與該冷卻器相連通；至少一散熱組件，包括一流管，該流管之相對二端係分別可拆卸地裝設於該些供液口之其中一者及該些收液口之其中一者；以及一殼體，該供液件、該收液件及該至少一散熱組件設置於該殼體內，該殼體具有一取放開口，該些供液口與該些收液口之開口方向相同且均朝向該取放開口。
2. 如請求項1所述之液冷模組，其中該至少一散熱組件還包括一散熱鰭片，設置於該流管且熱接觸於該流管。
3. 如請求項1所述之液冷模組，還包括一分流閥，設置於該供液件內，且用以將散熱液體分流至裝設有該些散熱組件之該些供液口。
4. 如請求項1所述之液冷模組，還包括一風流產生器，設置於該至少一散熱組件，且用以逸散該至少一散熱組件之熱。
5. 如請求項1所述之液冷模組，還包括一液泵，設置於該入液口或該出液口，用以供散熱液體依序從該入液口、各該供液口、該流管及各該收液口流至該出液口。
6. 如請求項1所述之液冷模組，還包括一液槽，設置於該入液口或該出液口，且用以存放散熱液體。
7. 如請求項1所述之液冷模組，還包括一殼體，該供液件、該收液件及該至少一散熱組件設置於該殼體內，該殼體具有一安裝部，用以安裝於一機箱之一側。
8. 如請求項1所述之液冷模組，其中該殼體具有一抽換門，位於該殼體之一側，用以開啟或關閉該取放開口，當該抽換門開啟時，係外露該些供液口及該些收液口。
9. 如請求項1所述之液冷模組，其中該至少一散熱組件之數量為多個。
10. 一種電子裝置，包括：一機箱；一托盤，設置於該機箱內；一熱源，設置於該托盤內；一冷卻器，設置於該托盤內，且熱接觸於該熱源；以及一液冷模組，設置於該機箱且位於該托盤之一側，該液冷模組包括： 一供液件，具有一入液口及多個供液口，該入液口與該冷卻器相連通；一收液件，具有多個收液口及一出液口，該出液口與該冷卻器相連通；至少一散熱組件，包括一流管，該流管之相對二端係分別可拆卸地裝設於該些供液口之其中一者及該些收液口之其中一者；以及一殼體，該供液件、該收液件及該至少一散熱組件設置於該殼體內，該殼體具有一取放開口，該些供液口與該些收液口之開口方向相同且均朝向該取放開口。
11. 如請求項10所述之電子裝置，其中該至少一散熱組件還包括一散熱鰭片，設置於該流管且熱接觸於該流管。
12. 如請求項10所述之電子裝置，其中該液冷模組還包括一分流閥，設置於該供液件內，且用以將散熱液體分流至裝設有該些散熱組件之該些供液口。
13. 如請求項10所述之電子裝置，其中該液冷模組還包括一風流產生器，設置於該至少一散熱組件，且用以逸散該至少一散熱組件之熱。
14. 如請求項10所述之電子裝置，其中該液冷模組還包括一液泵，設置於該入液口或該出液口，用以供散熱液體依 序從該入液口、各該供液口、該流管、各該收液口及該出液口流至該冷卻器再回到該入液口。
15. 如請求項10所述之電子裝置，其中該液冷模組還包括一液槽，設置於該入液口或該出液口，且用以存放散熱液體。
16. 如請求項10所述之電子裝置，其中該殼體具有一安裝部，安裝於該機箱之一側。
17. 如請求項16所述之電子裝置，其中該機箱還具有一滑軌，位於該機箱之一側，該殼體之該安裝部裝設於該滑軌。
18. 如請求項10所述之電子裝置，其中該殼體具有一抽換門，位於該殼體之一側，且位於該機箱之一側，用以開啟或關閉該取放開口，當該抽換門開啟時，係外露該些供液口及該些收液口。
19. 如請求項10所述之電子裝置，還包括一第一管及一第二管，該第一管連通該冷卻器及該供液件，該第二管連通該冷卻器及該收液件。
20. 如請求項10所述之電子裝置，其中該至少一散熱組件之數量為多個。