TWI770510B

TWI770510B - 電腦液冷系統

Info

Publication number: TWI770510B
Application number: TW109116709A
Authority: TW
Inventors: 吳遠
Original assignee: 大陸商亞浩電子五金塑膠（惠州）有限公司
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2022-07-11
Also published as: US11252839B2; CN113672059B; CN113672059A; US20210360825A1; TW202144721A

Abstract

一種電腦液冷系統包含具有一內建流體槽的一散熱器、至少一熱交換幫浦及多個流體導管。散熱器包含以將流體導管附接於其上的至少一第一流動埠及至少一第二流動埠，以有效地驅動一冷卻流體流入及流出熱交換幫浦。發熱裝置產生的熱被傳遞至流經熱交換幫浦的冷卻流體，然後被輸出至散熱器。受熱的冷卻流體流過具有內建流體槽的散熱器，沿著多個散熱鰭片冷卻。冷卻流體流至熱交換幫浦以再次開始冷卻循環。

Description

電腦液冷系統

本發明係關於熱量傳遞的領域，特別是關於一種電腦液冷系統。

在電腦、伺服器或電子系統的運作中，處理器產生的熱必需要快速且有效率地消散以維持運行溫度是在製造商所建議的範圍內。在電子系統的功能性和應用性提升的同時，其使用的處理器的運行速度也隨之提高。隨著運行速度的提升及所使用處理器數量的增加，電子系統的功率需求也跟著提高，從而提高了散熱的需求。

已開發出數種技術以吸取電子系統中之處理器的熱。其中一種技術為氣冷系統，其中散熱器熱接觸處理器並將熱從處理器傳出，並且將風扇安裝於散熱器頂部以透過將空氣吹過散熱器的各個部分來移除散熱器的熱。這種氣冷系統對於日常的使用應已足夠，然而其可能很吵雜，且隨著處理器速度的提高、所用處理器數量的增加和更多的熱被輸出，此氣冷系統的效率會變低且變得更笨重。另一種技術為使用冷卻流體來冷卻處理器，其透過一幫浦單元驅使冷卻流體在一封閉系統內循環，其中封閉系統亦可具有一儲液槽、冷卻流體在其內循環的一散熱器以及一水冷頭。水冷頭通常為冷卻流體與發熱處理器熱接觸的地方。

一般來說，液體熱交換系統可比氣冷系統有較小的噪音及較佳的效率。然而，傳統的液體熱交換系統是設計為由許多元件所組成，其增加了總安裝時間、洩露的風險和元件安置的問題。因此，在一些應用中，必須將一個或多個元件(例如儲液槽)放置在電子裝置殼體的外側，從而需要至少一軟管從在外側的儲液槽連通入電子裝置殼體內以及殼體上或獨立組件上的附接機構。

本發明在於提供一種電腦液冷系統，藉以解決先前技術中傳統液體熱交換系統具有總安裝時間長、洩露風險高和組成元件安置的問題。

本發明之一實施例所揭露之電腦液冷系統包含一散熱器、至少一熱交換幫浦以及多個流體導管。散熱器具有一內建流體槽且散熱器包含一第一腔體、一第二腔體以及連接於第一腔體與第二腔體之間的多個縱向流體通道。流體導管耦接於熱交換幫浦和第一腔體及第二腔體，以形成供一冷卻流體循環流動的一冷卻迴路。內建流體槽透過一槽體導管流體連通第二腔體，且內建流體槽具有一腔室以儲存冷卻流體。內建流體槽設置於第一腔體和第二腔體之間或設置於第二腔體遠離第一腔體的一側。

根據上述實施例所揭露的電腦液冷系統，其包含具有一內建流體槽的一散熱器、至少一熱交換幫浦和多個流體導管。發熱裝置產生的熱被傳遞至流經熱交換幫浦的冷卻流體，然後被輸出至散熱器。受熱的冷卻流體流過具有內建流體槽的散熱器，沿著多個散熱鰭片冷卻。冷卻流體流至熱交換幫浦以再次開始冷卻循環。內建流體槽除了解決隨著時間因滲透導致的流體損失，其亦減少了氣泡，從而在流體循環的過程中逐漸替換了氣泡以提高效率。此外，內建流體槽消除了對於獨立儲存槽組件的需求。因此，不再需要在電腦機箱或電子系統中分配儲存槽的位置，從而減少了總安裝時間、洩漏的風險和元件安置的問題

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

以下透過參照幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭和電腦液冷系統的具體示例來描述與熱交換系統有關的各種原理，包括體現創新理念的幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭的配置和示例。更具體地，但不是唯一地，所述創新的原理是由選定的幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭和電腦液冷系統之示例來描述，且為了簡明和清楚起見，並未詳細描述眾所周知的功能或結構。然而，一個或多個所揭露的原理是可結合至幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭和電腦液冷系統的各種其他實施例中，以實現多種所需的結果、特性和/或性能標準中的任何一種。

因此，具有不同於本文所描述特定示例之特性的幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭和電腦液冷系統可體現一種或多種本發明的創新原理，並可用於未於本文詳述的各式應用。因此，如本領域中具通常知識者在查閱本發明後所理解，未在本文詳述的幫浦單元、儲液槽、散熱器、水冷頭和電腦液冷系統的實施方式亦落於本發明的範圍。

在本文中揭露的實施例是關於電腦液冷系統。電腦液冷系統吸取在一電腦或一伺服器系統中的一或多個發熱裝置所產生的熱。發熱裝置包含，但不限於是，安裝在一主機板和/或一擴充卡等的一個或多個中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、CPU晶片組、一個或多個圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)，和/或一個或多個物理處理器(Physics Processing Unit，PPU)。

電腦液冷系統用於配置在一電腦機箱中，或用於作為包含需要冷卻的發熱裝置的一電子系統的一部份。電腦液冷系統包含至少一液基冷卻迴路且可包含一個或多個風扇。所述一個或多個風扇可透過在一散熱器的一結構部份處的一固定件(例如為螺栓、螺絲、黏合材料等)耦合至電腦液冷系統的散熱器的一後端，以將空氣抽出經過散熱器流到電腦機箱或電子系統的一空氣室或流到電腦機箱或電子系統的一外部。本領域中具通常知識者可容易地理解風扇的種類和尺寸係可改變的，只要空氣能被抽出經過散熱器流到電腦機箱或電子系統的一空氣室或流到電腦機箱或電子系統的一外部。

在一些實施例中，所述一個或多個風扇可為高壓(如高氣流)風扇。在一些實施例中，所述一個或多個風扇可具有強化的扇葉。在一些實施例中，扇葉和/或其他元件(如軸承等)的設計可使運作過程中產生的噪音最小化。在一些實施例中，風扇可使用固定件(如防振鉚釘、墊圈等)來構建，其中固定件可用來最小化運作過程中的振動。

每個冷卻迴路包含一流體空氣熱交換器(Fluid-To-Air Heat Exchanger)或具有一內建流體槽的一散熱器以及至少一熱交換幫浦。內建流體槽解決了隨著時間因滲透導致的流體損失。冷卻迴路上的元件經由多個流體導管耦接。散熱器包含以將這些流體導管附接於其上的至少一第一流動埠以及至少一第二流動埠，以有效地驅動一冷卻流體流入及流出至少一熱交換幫浦。發熱裝置產生的熱被傳遞至流經至少一熱交換幫浦的冷卻流體。受熱的冷卻流體從熱交換幫浦被輸出並輸入散熱器。受熱的冷卻流體流入且通過具有一內建流體槽及多個散熱鰭片的散熱器。冷卻流體從散熱器流到熱交換幫浦以再次開始冷卻循環。雖然冷卻迴路係包含一個熱交換幫浦，但也可有多於一個的熱交換幫浦耦接至散熱器。如此，可冷卻多個發熱裝置和/或冷卻一更大的熱產生區域。各個熱交換幫浦可相鄰地配置成多排或有不同的配置，從而允許有彈性的設計以實現供特定應用的結構。

圖1A為根據本發明之一實施例所述之電腦液冷系統的立體示意圖。圖1B為圖1A之電腦液冷系統的分解示意圖。參照圖1A和圖1B，一種電腦液冷系統100包含具有一內建流體槽130的一散熱器180、定位於散熱器180一側的至少一熱交換幫浦110，以及耦接於熱交換幫浦110和散熱器180的多個流體導管120。發熱裝置產生的熱被傳遞至流過熱交換幫浦110的冷卻流體且被輸出至散熱器180。受熱的冷卻流體流到且通過散熱器180。冷卻流體從散熱器180流到熱交換幫浦110以再次開始冷卻循環。內建流體槽130解決了隨著時間因滲透導致的流體損失。

在一實施例中，所述至少一熱交換幫浦110的數量為四個，但本發明不以此為限。在其他實施例中，熱交換幫浦的數量可為一個或多於四個。本領域中具通常知識者可容易地理解所述至少一熱交換幫浦110的數量是可改變的，只要發熱裝置所產生的熱可被傳遞至流過熱交換幫浦110的冷卻流體，然後冷卻流體可流到散熱器180且再次被熱交換幫浦110接收以再一次開始冷卻循環。

在一實施例中，熱交換幫浦110從附接於其的一進水幫浦接頭，通過一導流槽的一第二遠側幫浦和一第一近側幫浦以及通過與發熱裝置熱接觸的一水冷頭的一第二表面的一二級縮進水冷頭區域(Second-Level Indented Water Block Area)中的散熱鰭片，將冷卻流體泵送到附接於其的一出水幫浦接頭。

可能是由塑膠材料製造的熱交換幫浦110和流體導管120可被“金屬化(metalized)”，以最小化流體的擴散或流體的蒸發。金屬可為塗於塑膠部位的內側或外側中的任一者或二者上的一金屬薄塗層。一般來說，整個冷卻迴路(例如包含散熱器)是使用相同的金屬材料，例如銅。流體導管120可以是可撓的塑料材質和/或剛性的金屬材質。

電腦液冷系統的冷卻流體可為任一種類的冷卻流體，例如水、含例如防霉之添加劑的水、含用於改善熱傳導之添加劑的水，或其他特別成分的冷卻流體，如不導電的液體或含有潤滑劑添加劑或防腐添加劑的液體。

由交流電或直流電電動馬達驅動的熱交換幫浦110的控制較佳地是透過一操作系統或一電腦或電子系統本身的類似裝置進行，其中電腦或電子系統包含用於測量一個或多個處理器的負載和/或溫度的一裝置。使用由操作系統或類似系統執行的測量消除了對用於操作幫浦的特殊裝置的需求。操作系統或一類似系統與用於操作幫浦的一處理器之間的通訊可以沿電腦系統中已建立的通訊線路執行，例如USB連接線路。從而，可以提供冷卻系統與電腦液冷系統之間的即時通訊，而無需任何用於建立通訊的特殊裝置。

利用電腦系統的操作系統或一類似系統的進一步的控制策略可包括根據所需的冷卻能力來平衡熱交換幫浦110的轉速。如果需要較低的冷卻能力，則可以限制熱交換幫浦110的轉速，從而限制由驅動熱交換幫浦110的馬達所產生的噪音。

圖2A為圖1A之散熱器的示意圖。圖2B為圖2A之散熱器的分解示意圖。圖2C為根據本發明之一實施例繪示圖2A之散熱器的第二端的內部。圖2D繪示圖2A之散熱器的第一端的內部。參照圖2A至圖2D以及參照圖1A和圖1B，具有內建流體槽130的散熱器180更包含一頂部外殼199、一底部外殼191以及以多行和多列設置於其間的多個縱向流體通道194。本領域中具通常知識者可容易地理解頂部外殼199和底部外殼191可包含位於頂部外殼199、底部外殼191和縱向流體通道194之間的一個或多個中間殼體，且頂部外殼199和底部外殼191可包括至縱向流體通道194的一固定裝置，但本發明不以此為限。本領域中具通常知識者亦可容易地理解縱向流體通道194的總數量、行數和列數係可以改變的，其取決於吸取熱的需求程度、性能特點和熱交換幫浦110的數量以及電腦機箱或電子系統中用來安裝電腦液冷系統100的可用空間，只要發熱裝置所產生的熱可被傳遞到流過熱交換幫浦110的冷卻流體，然後冷卻流體可流過縱向流體通道194，且再次被熱交換幫浦110接收以再一次開始冷卻循環。在一些實施例中，散熱器180的縱向流體通道194的總數為四十五個，且這些縱向流體通道194是設置排列為十五行和三列。在一實施例中，縱向流體通道194間具有間隔而彼此獨立。行與行之間的間隔大於列與列之間的間隔。

在一實施例中，多個散熱片196橫向地跨設於縱向流體通道194的各行之間的相鄰間隔以及橫跨於三個行列中的每一者。在一些實施例中，每個散熱片196係相對於縱向流體通道194的每個相鄰行以一定角度設置，但本發明不以此為限。本領域中具通常知識者可容易地理解各散熱片196可能不是以一定角度設置，其係可改變的，或其任何的結合，其取決於所需吸取熱的程度，只要每個散熱片196大體上跨過縱向流體通道194的各行之間的相鄰間隔以及橫跨於三個行列中的每一者，使得空氣可穿過散熱器180且通過散熱片196和縱向流體通道194的表面，以對流將熱遠離散熱器180傳遞。

在一實施例中，具有內建流體槽130的散熱器180更包含具有至少一第一流動埠124的一第一腔體150以及相對於第一腔體150且具有至少一第二流動埠126的一第二腔體170。頂部外殼199、底部外殼191、縱向流體通道194和散熱片196設置於第一腔體150和第二腔體170之間，且各縱向流體通道194使第一腔體150和第二腔體170彼此之間流體連通。在一些實施例中，可有一螺紋接頭附接於第一流動埠124和第二流動埠126以方便地耦接流體導管120於其上，以供冷卻流體在冷卻迴路的流動。在一些實施例中，第一流動埠124的數量為四個，其與熱交換幫浦110的數量相同，且所有的第一流動埠124為冷卻流體流動入口，並且第二流動埠126的數量為四個，其與熱交換幫浦110的數量相同，且所有的第二流動埠126為冷卻流體流動出口，然本發明不以此為限。本領域中具通常知識者可容易地理解第一腔體150和第二腔體170的位置可以互相交換，且第一流動埠124的數量和第二流動埠126的數量可根據熱交換幫浦110的數量改變，只要發熱裝置所產生的熱可被傳遞到流過熱交換幫浦110的冷卻流體，然後冷卻流體可流到散熱器180且再次被熱交換幫浦110接收以再一次開始冷卻循環。在一些實施例中，與第二流動埠126相對的每個第一流動埠124沿相對於底部外殼191的同一平面設置，且從底部外殼191至頂部外殼199均勻地相隔。在一些實施例中，最靠近底部外殼191的第一流動埠124和第二流動埠126與底部外殼191的距離等於或小於最靠近頂部外殼199的第一流動埠124和第二流動埠126與頂部外殼199的間隔。

在一實施例中，第一腔體150更包含至少一腔室分隔件155，腔室分隔件155將冷卻流體和每個第一流動埠124分隔且透過一防水密封件與縱向流體通道194連通以達更有效率的冷卻流體的流動。在一些實施例中，第一流動埠124的數量為四個，第一流動埠124為冷卻流體流動入口，且腔室分隔件155的數量為三個。四個第一流動埠124中的三個設置於靠近底部外殼191，且每行第一流動埠124包含有三列縱向流通道194。最靠近頂部外殼199的第一流動埠124包含有三列縱向流體通道194。本領域中具通常知識者可容易地理解當熱交換幫浦110的數量改變時，所需的流體流動入口和出口的數量也改變，且用以將冷卻流體和每個第一流動埠124分隔且與縱向流體通道194連通的腔室分隔件155的數量也改變，只要從每個第一流動埠124流動的冷卻流體係被一防水密封件分隔以達更有效率的冷卻流體的流動，且最靠近底部外殼191的第一流動埠124和第二流動埠126與底部外殼191的距離是等於或小於最靠近頂部外殼199的第一流動埠124和第二流動埠126與頂部外殼199的間隔。

在一些實施例中，內建流體槽130包含一槽體出口埠132，且第二腔體170更包含一槽體流動埠138。槽體出口埠132定義出供冷卻流體在內建流體槽130和第二腔體170間透過一槽體導管135流動的一通路。在一些實施例中，一填充蓋與槽體出口埠132可移除地設置，且槽體導管135可耦合於其上。填充蓋相鄰於第二腔體170的一部分設置以將冷卻流體添加至內建流體槽130或從內建流體槽130移除。

內建流體槽130具有一腔室以儲存冷卻流體。在電腦液冷系統100的運作過程中，冷卻流體的量可被維持在內建流體槽130中。在一些實施例中，經由透明材料，在內建流體槽130中的冷卻流體的可見部分可讓使用者視覺地觀察冷卻迴路中的冷卻流體的量，並判斷何時可能需要添加額外的冷卻流體到電腦液冷系統100。不需要為內建流體槽130配置額外的空間，隨著時間因滲透導致的流體損失可以減輕，且在流體循環的過程中氣泡可逐漸被替換，增加了電腦液冷系統100的冷卻迴路的效率。

在一些實施例中，電腦液冷系統100係設置為使散熱器180位於一垂直面中。在其他實施例中，電腦液冷系統100可以定位在一水平面中或具有角度的平面中。

在一實施例中，冷卻流體通過散熱器180的每個縱向流體通道194的流動方向相同。一般來說，當熱交換幫浦110的轉子旋轉且迫使受熱的冷卻流體通過一出水幫浦接頭時，受熱的冷卻流體流過流體導管120到第一腔體150的每個第一流動埠124和腔室分隔件155定義的子腔室，分隔受熱的冷卻流體從各第一流動埠124流動，且連通縱向流體通道194。當受熱的冷卻流體流過每個縱向流體通道194時，空氣通過散熱器180且通過散熱片196和縱向流體通道194的表面，以將熱從散熱器180對流傳走。冷卻的冷卻流體(例如比進入第一腔體150的受熱冷卻流體低5度、10度、15度等)流過第二腔體170和第二流動埠126，通過流體導管120，回到熱交換幫浦110的一進水幫浦接頭，以再一次開始冷卻循環。在一些實施例中，散熱器180可具有至少350瓦特、介於大約350瓦特至大約500瓦特的範圍、小於或等於大約500瓦特等的熱交換能力。

在一實施例中，散熱器180的內建流體槽130是設置在散熱器180鄰近部分底部外殼191和部分第二腔體170的一底角處。在一些實施例中，內建流體槽130的高度是相等於三個相鄰縱向流體通道194及其四個相鄰間隔的高度，且寬度橫跨三列縱向流體通道194及散熱器180的寬度。然而，本發明不以此為限。

圖3A為根據本發明之一實施例所述之另一散熱器的示意圖。圖3B為圖3A之散熱器的分解示意圖。圖3C為根據本發明之一實施例繪示圖3A之散熱器的第二端的內部。圖3D繪示圖3A之散熱器的第一端的內部。參照圖3A至圖3D並參照圖1A至圖2D，在另一實施例中，具有內建流體槽230的散熱器280包含具有至少一第一流動埠224的一第一腔體250、相對於第一腔體250且具有至少一第二流動埠226的一第二腔體270、一頂部外殼299、一底部外殼291以及以多行和多列設置於其間的多個縱向流體通道294。第一腔體250包含至少一腔室分隔件255，腔室分隔件255將冷卻流體和每個第一流動埠224分隔且透過一防水密封件與縱向流體通道294連通以達更有效率的冷卻流體的流動。多個散熱片296橫向地跨設於縱向流體通道294的各行之間的相鄰間隔以及橫跨於三個行列中的每一者。散熱器280的內建流體槽230是設置在散熱器280中實質上等於一個縱向流體通道294之長度、一個縱向流體通道294及其二相鄰間隔之高度，以及橫跨三列縱向流體通道294和散熱器280寬度之寬度的一範圍內。內建流體槽230設置於最靠近頂部外殼299的第一流動埠224和第二流動埠226的上方。

在一些實施例中，內建流體槽230包含與第二腔體270流體連通的一槽體出口埠232，且第二腔體270更包含一槽體流動埠238。槽體出口埠232定義出供冷卻流體在內建流體槽230和第二腔體270之間流動的一通路。在一些實施例中，一填充蓋可移除地設置於內建流體槽230的一外部以將冷卻流體添加至內建流體槽230或從內建流體槽230移除。

內建流體槽230具有一腔室以儲存冷卻流體。在電腦液冷系統的運作過程中，冷卻流體的量可被維持在內建流體槽230中。在一些實施例中，經由透明材料，在內建流體槽230中的冷卻流體的可見部分可讓使用者視覺地觀察冷卻迴路中的冷卻流體的量，並判斷何時可能需要添加額外的冷卻流體到電腦液冷系統。不需要為內建流體槽230配置額外的空間，隨著時間因滲透導致的流體損失可以減輕，且在流體循環的過程中氣泡可逐漸被替換，增加了電腦液冷系統的冷卻迴路的效率。

圖4A為根據本發明之一實施例所述之又另一散熱器的示意圖。圖4B為圖4A之散熱器的分解示意圖。圖4C為根據本發明之一實施例繪示圖4A之散熱器的第二端的內部。圖4D繪示圖4A之散熱器的第一端的內部。參照圖4A至圖4D並參照圖1A至圖3D，在又另一實施例中，具有內建流體槽330的散熱器380包含具有至少一第一流動埠324的一第一腔體350、相對於第一腔體350且具有至少一第二流動埠326的一第二腔體370、一頂部外殼399、一底部外殼391以及以多行和多列設置於其間的多個縱向流體通道394。第一腔體350包含至少一腔室分隔件355，腔室分隔件355將冷卻流體和每個第一流動埠324分隔且透過一防水密封件與縱向流體通道394連通以達更有效率的冷卻流體的流動。散熱器380的內建流體槽330是設置在相鄰於第二腔體370且相對於縱向流體通道394和散熱片396的散熱器380之一側。在一些實施例中，內建流體槽330的高度和寬度相等於散熱器380的高度和寬度且其容量大於第二腔體370的容量。

在一些實施例中，內建流體槽330包含一槽體出口埠332且第二腔體370更包含一槽體流動埠338。槽體出口埠332定義出供冷卻流體在內建流體槽330和第二腔體370間透過一槽體導管335流動的一通路。在一些實施例中，一填充蓋與槽體出口埠332可移除地設置，且槽體導管335可耦合於其上。填充蓋相鄰於第二腔體370的一部分設置以將冷卻流體添加至內建流體槽330或從內建流體槽330移除。

內建流體槽330具有一腔室以儲存冷卻流體。在電腦液冷系統的運作過程中，冷卻流體的量可被維持在內建流體槽330中。在一些實施例中，經由透明材料，在內建流體槽330中的冷卻流體的可見部分可讓使用者視覺地觀察冷卻迴路中的冷卻流體的量，並判斷何時可能需要添加額外的冷卻流體到電腦液冷系統。藉由內建流體槽330，隨著時間因滲透導致的流體損失可以減輕，且在流體循環的過程中氣泡可逐漸被替換，增加了電腦液冷系統的冷卻迴路的效率。

圖5A為根據本發明之一實施例所述之再另一散熱器的示意圖。圖5B為圖5A之散熱器的分解示意圖。圖5C為根據本發明之一實施例繪示圖5A之散熱器的第二端的內部。圖5D繪示圖5A之散熱器的第一端的內部。參照圖5A至圖5D並參照圖1A至圖4D，於再另一實施例中，具有內建流體槽430的散熱器480包含具有至少一第一流動埠424的一第一腔體450、相對於第一腔體450且具有至少一第二流動埠426的一第二腔體470、一頂部外殼499、一底部外殼491以及以多行和多列設置於其間的多個縱向流體通道494。第一腔體450包含至少一腔室分隔件455，腔室分隔件455將冷卻流體和每個第一流動埠424分隔且透過一防水密封件與縱向流體通道494連通以達更有效率的冷卻流體的流動。散熱器480的內建流體槽430是設置在垂直於第二腔體470且縱向於縱向流體通道494和散熱片496的散熱器480之一長邊。在一些實施例中，內建流體槽430的容量大於第二腔體470的容量。

在一些實施例中，內建流體槽430包含一槽體出口埠432且第二腔體470更與一槽體流動埠438連通。槽體出口埠432定義出供冷卻流體在內建流體槽430和第二腔體470間透過一槽體導管435流動的一通路。在一些實施例中，一填充蓋與槽體出口埠432可移除地設置，且槽體導管435可耦合於其上。填充蓋相鄰於第二腔體470的一部分設置以將冷卻流體添加至內建流體槽430或從內建流體槽430移除。

內建流體槽430具有一腔室以儲存冷卻流體。在電腦液冷系統的運作過程中，冷卻流體的量可被維持在內建流體槽430中。在一些實施例中，經由透明材料，在內建流體槽430中的冷卻流體的可見部分可讓使用者視覺地觀察冷卻迴路中的冷卻流體的量，並判斷何時可能需要添加額外的冷卻流體到電腦液冷系統。藉由內建流體槽430，隨著時間因滲透導致的流體損失可以減輕，且在流體循環的過程中氣泡可逐漸被替換，增加了電腦液冷系統的冷卻迴路的效率。

在一些實施例中，散熱器可由例如為銅的單件導電材料製成，但本發明不以此為限。本領域中具通常知識者可容易地理解在其他實施例中，可依據應用、尺寸和可用空間使用其他導電材料。

在一些實施例中，熱交換幫浦110可透過任何適合的固定方法(如錫焊、銅焊或與膠水結合的導熱膠)固定於一發熱裝置。或者，可使用例如為可移除的耦接方法的其他固定方法以確保發熱裝置的自由表面和電腦液冷系統之間直接熱接觸。

在一些實施例中，電腦液冷系統用以冷卻包含於一電腦機箱或電子系統中的各個發熱裝置。在其他實施例中，電腦液冷系統只用以冷卻選定的多個發熱裝置，或只用以冷卻一發熱裝置，而其他發熱裝置則由其他或補充的裝置來冷卻。

在各實施例中，提供一種電腦液冷系統，其包含具有一內建流體槽的一散熱器、至少一熱交換幫浦和多個流體導管。發熱裝置產生的熱被傳遞至流經熱交換幫浦的冷卻流體，然後被輸出至散熱器。受熱的冷卻流體流過具有內建流體槽的散熱器，沿著多個散熱鰭片冷卻。冷卻流體流至熱交換幫浦以再次開始冷卻循環。內建流體槽除了解決隨著時間因滲透導致的流體損失，其亦減少了氣泡，從而在流體循環的過程中逐漸替換了氣泡以提高效率。此外，內建流體槽消除了對於獨立儲存槽組件的需求。因此，不再需要在電腦機箱或電子系統中分配儲存槽的位置，從而減少了總安裝時間、洩漏的風險和元件安置的問題。

當前揭露的發明構思並非旨在限於本文所示出的實施例，而是與這些實施例的全部範圍一致，其與在本文揭露的構思所基於的原理一致。元件的方向和參照，例如“上”、“下”、“頂”、“底”、“水平”、“垂直”、“左”、“右”等，並不表示絕對的關係、位置和/或方向。元件的用語（例如“第一”和“第二”）並非字面意思，而是區別性的用語。如本文所使用，“包含”的用語涵蓋了“包括”和“具有”的概念，且指明了元件、操作和/或群組或其組合的存在，並不意味著排除存在或添加一個或多個其他元件、操作和/或群組或其組合。除非特別說明，否則操作順序並不意味著絕對的順序。除非特別聲明，否則以單數形式提及的元件(如透過使用冠詞“一”或“一個”)並非用以表示“一個且只有一個”，而是“一個或多個”。如本文所使用，“和/或”係指“和”或“或”以及“和”及“或”。如本文所使用，範圍和子範圍係指包括其中的整個和/或部分值的所有範圍，且定義或修改範圍和子範圍的用語，例如“至少”、“大於”、“小於”、“不大於”等，表示子範圍和/或上限或下限。本領域中具通常知識者已知或以後將知道的，本發明通篇描述的各個實施例的元件的所有結構和功能同等物都旨在被本文所描述和要求保護的特徵所涵蓋。並且，本文所揭露的內容均不旨在將其獻給公眾，無論此揭露內容是否最終可以在申請專利範圍中明確地敘述。除非元件或構思明確地使用了用語如“用於…的裝置”或“用於…的步驟”，否則在此或以下提出的元件或構思均不得功能手段用語進行解釋。

鑑於可應用所揭露的原理的許多可能的實施例，我們保留要求保護本文描述的特徵和動作的任何和所有組合的權利，包括要求保護屬於前述描述的範圍和精神之內的所有權利，以及在以下申請專利範圍和在本申請的整個起訴期間或要求本申請的利益或優先權的任何申請中隨時提出的任何權利要求以及在字面上和等效地敘述的組合。

100:電腦液冷系統 110:熱交換幫浦 120:流體導管 124、224、324、424:第一流動埠 126、226、326、426:第二流動埠 130、230、330、430:內建流體槽 132、232、332、432:槽體出口埠 135、335、435:槽體導管 138、238、338、438:槽體流動埠 150、250、350、450:第一腔體 155、255、355、455:腔室分隔件 170、270、370、470:第二腔體 180、280、380、480:散熱器 191、291、391、491:底部外殼 194、294、394、494:縱向流體通道 196、296、396、496:散熱片 199、299、399、499:頂部外殼

除非另有說明，否則圖式繪示出了本文所述的創新主題的各觀點。參照圖式，其中在數個圖式中，相似的參考標號代表相似的部位，且結合本發明原理各觀點的數個散熱器鰭片之示例是以舉例的方式繪示出，而並非用以限定本發明。圖1A為根據本發明之一實施例所述之電腦液冷系統的立體示意圖。圖1B為圖1A之電腦液冷系統的分解示意圖。圖2A為圖1A之散熱器的示意圖。圖2B為圖2A之散熱器的分解示意圖。圖2C為根據本發明之一實施例繪示圖2A之散熱器的第二端的內部。圖2D繪示圖2A之散熱器的第一端的內部。圖3A為根據本發明之一實施例所述之另一散熱器的示意圖。圖3B為圖3A之散熱器的分解示意圖。圖3C為根據本發明之一實施例繪示圖3A之散熱器的第二端的內部。圖3D繪示圖3A之散熱器的第一端的內部。圖4A為根據本發明之一實施例所述之又另一散熱器的示意圖。圖4B為圖4A之散熱器的分解示意圖。圖4C為根據本發明之一實施例繪示圖4A之散熱器的第二端的內部。圖4D繪示圖4A之散熱器的第一端的內部。圖5A為根據本發明之一實施例所述之再另一散熱器的示意圖。圖5B為圖5A之散熱器的分解示意圖。圖5C為根據本發明之一實施例繪示圖5A之散熱器的第二端的內部。圖5D繪示圖5A之散熱器的第一端的內部。

100:電腦液冷系統

110:熱交換幫浦

120:流體導管

130:內建流體槽

180:散熱器

Claims

一種電腦液冷系統，包含：一散熱器，具有一內建流體槽，該散熱器包含一第一腔體、一第二腔體以及連接於該第一腔體與該第二腔體之間的多個縱向流體通道；至少一熱交換幫浦；以及多個流體導管，耦接於該至少一熱交換幫浦和該第一腔體及該第二腔體，以形成供一冷卻流體循環流動的一冷卻迴路；其中，該內建流體槽透過一槽體導管流體連通該第二腔體，該內建流體槽具有一腔室以儲存該冷卻流體，且該內建流體槽設置於該第一腔體和該第二腔體之間或設置於該第二腔體遠離該第一腔體的一側；其中，該內建流體槽包含一槽體出口埠，該槽體出口埠為該內建流體槽唯一的通孔，該槽體導管連接該槽體出口埠以及該第二腔體的一槽體流動埠，以使該內建流體槽流體連通該第二腔體。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該散熱器更包含一頂部外殼以及一底部外殼，該頂部外殼及該底部外殼設置於該第一腔體和該第二腔體之間，該些縱向流體通道以多行和多列設置於該頂部外殼和該底部外殼之間，該內建流體槽設置於該第一腔體和該第二腔體之間，且該內建流體槽位於鄰近部分該底部外殼和部分該第二腔體的一底角處。
如請求項2所述之電腦液冷系統，其中該些縱向流體通道的總數為四十五個，該些縱向流體通道是設置排列為十五行和三列，該內建流體槽的高度相等於三個相鄰該些縱向流體通道及其四個相鄰間隔的高度，且該內建流體槽的寬度橫跨三列該些縱向流體通道及該散熱器的寬度。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該散熱器更包含一頂部外殼以及一底部外殼，該頂部外殼及該底部外殼設置於該第一腔體和該第二腔體之間，該些縱向流體通道以多行和多列設置於該頂部外殼和該底部外殼之間，該內建流體槽設置於該第一腔體和該第二腔體之間，且該內建流體槽設置於該些縱向流體通道之間且從該第一腔體延伸至該第二腔體。
如請求項4所述之電腦液冷系統，其中該內建流體槽設置於該散熱器中實質上等於其中一該縱向流體通道之長度、其中一該縱向流體通道及其二相鄰間隔之高度以及橫跨三列該些縱向流體通道和該散熱器寬度之寬度的一範圍內。
如請求項5所述之電腦液冷系統，其中該第一腔體更具有至少一第一流動埠，該第二腔體更具有至少一第二流動埠，且該些流體導管附接於該至少一第一流動埠及該至少一第二流動埠以連通該至少一熱交換幫浦和該第一腔體及該第二腔體，該內建流體槽設置於該至少一第一流動埠和該至少一第二流動埠的上方。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該內建流體槽設置於該第二腔體遠離該第一腔體的一側，該內建流體槽鄰接該第二腔體，且該內建流體槽的高度和寬度相等於該散熱器的高度和寬度。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該散熱器更包含一頂部外殼以及一底部外殼，該頂部外殼及該底部外殼設置於該第一腔體和該第二腔體之間，該些縱向流體通道以多行和多列設置於該頂部外殼和該底部外殼之間，該內建流體槽設置於該第一腔體和該第二腔體之間，且該內建流體槽設置於該些縱向流體通道的一側。
如請求項8所述之電腦液冷系統，其中該內建流體槽是設置為垂直於該第二腔體且縱向於該些縱向流體通道的該散熱器之一長邊。
如請求項7或請求項8所述之電腦液冷系統，其中該內建流體槽的容量大於該第二腔體的容量。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該些流體導管是可撓的塑料材質和/或剛性的金屬材質。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該些流體導管的內側和外側中的任一者或二者上配置有一金屬薄塗層。
如請求項12所述之電腦液冷系統，其中該金屬薄塗層的材質為銅。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該些縱向流體通道的總數為四十五個，且該些縱向流體通道是設置排列為十五行和三列。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該散熱器更包含多個散熱片，該些散熱片設置於該第一腔體和該第二腔體之間，且該些散熱片橫向地跨設於該些縱向流體通道的各行之間的相鄰間隔。
如請求項1所述之電腦液冷系統，其中該些縱向流體通道間具有間隔而彼此獨立，且行與行之間的間隔大於列與列之間的間隔。