(57)【要約】【課題】冷却水放熱装置及びその水冷モジュールを提供する。【解決手段】冷却水放熱装置１は、立体構造体１１、上側シート体１２、底側シート体１３、ポンプ１４からなり、該立体構造体は、薄片体からなる複数の直列放射状凸体及び渦巻状凸体を有し、渦巻状凸体の薄片体は相互に近接配置して渦流路１１ｂを形成し、直列放射状凸体は渦巻状凸体に対して径方向に延伸して相互に近接配置して配置されて複数のフィン１１ａを構成し、該渦流路の一端は、給水口１１ｅを備えた給水空間１１ｃを形成し、他端には排水口１１ｄを設け、該上側シート体及び該底側シート体は、該立体構造体の上、底両側を閉塞して渦流路１１ｂを密閉する。該ポンプは、前記給水空間に設置されて、水冷ヘッドの配管に対する冷却水の循環駆動を行う。【選択図】図１
0003208823.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
立体構造体、上側シート体、底側シート体、複数のファンブレードを有するポンプからなり、
該立体構造体は、薄片体からなる複数の直列放射状凸体及び渦巻状凸体を有し、渦巻状凸体の薄片体は相互に近接配置してその間に渦流路を形成し、直列放射状凸体は渦巻状凸体に相互に近接配置して接続されてその径方向に延伸して複数のフィンを形成し、
該渦流路の一端は、給水口を備えた給水空間を形成すると共に他端には排水口を設け、該上側シート体及び該底側シート体は、該立体構造体の上、底両側を閉塞して渦流路を密閉し、
該ポンプは、前記給水空間に設置されて、水冷ヘッドの配管に対する冷却水の循環駆動を行う、
冷却水放熱装置。
【請求項２】
前記上側シート体は、第１渦巻密閉部を有して記渦流路上側を対応して密閉し、
該第１渦巻密閉部は、前記直列放射状凸体と対応して重なり合う複数の直列放射状凸部を設けた、求項１に記載の冷却水放熱装置。
【請求項３】
前記底側シート体は、第２渦巻密閉部を有して渦流路底側を対応して密閉し、
該第２渦巻密閉部は、前記直列放射状凸体と対応して重なり合う複数の直列放射状凸部を設けた、請求項１に記載の冷却水放熱装置。
【請求項４】
前記フィンの外向きに延伸する長さは、等しい長さ又は異なる長さの何れかを選択する請求項１に記載の冷却水放熱装置。
【請求項５】
前記フィンの厚さは、等しい幅又は異なる幅の何れかを選択する請求項１に記載の冷却水放熱装置。
【請求項６】
立体構造体、上側シート体、底側シート体、複数のファンブレードを有するポンプからなり、
該立体構造体は、薄片体からなる複数の直列放射状凸体及び渦巻状凸体を有し、渦巻状凸体の薄片体は相互に近接配置してその間に渦流路を形成し、直列放射状凸体は渦巻状凸体に相互に近接配置して接続されてその径方向に延伸して複数のフィンを形成し、
該渦流路の一端は、給水口を備えた給水空間を形成すると共に他端には排水口を設け、該上側シート体及び該底側シート体は、該立体構造体の上、底両側を閉塞して渦流路を密閉し、
該ポンプは、前記給水空間に設置されて、水冷ヘッドの配管に対する冷却水の循環駆動を行う、冷却水放熱装置と、
殻体を有し、該殻体は、入水口及び排水口を有する少なくとも１つの水収容空間、殻体の一側に設けられ、該水収容空間に接続する熱交換インタフェース、を設けてなる水冷ヘッドと、
第１端及び第２端を有し、それぞれ上記水冷ヘッドの入水口及び上記立体構造体の排水口に接続する第１管体と、
第３端及び第４端を有し、それぞれ該冷水頭の排水口及び上記立体構造体の給水口に接続する第２管体とを備える、
水冷モジュール。
【請求項７】
更に、放熱ファンを有し、前記放熱ファンは、該立体構造体の一側に設置される請求項６に記載の水冷モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体装置などの冷却水放熱装置及びその水冷モジュールに関し、特に、複数の薄片体が近接配置して構成され、流路を有し、放熱効率が良好な冷却水放熱装置及びその水冷モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の電子装置の速度及び機能は、急速に発展し、機能の向上に伴ってその内部の電子素子の動作時には、相対的に温度が上昇し、一般の放熱モジュールは、ヒートシンク又は均温板又は熱管を組み合わせた後に電子素子に対して解熱を行い、放熱ファンを増設し、該放熱モジュールに対して強制的に放熱を行うことに使用するが、該放熱モジュールは、電子装置内部で熱量を電子素子から持ち去るだけであり、該電子装置内部から直接排出することはできないので、ある業者は、水冷モジュールを該電子装置中で解熱を行うことに応用しており、水冷モジュールは、水冷ヘッド及び冷却装置を有し、該水冷ヘッド及び該冷却装置の間は、循環水路を有し、両者の間に管体を介して接続を行い、冷却流体の循環を行い、該冷水ヘッドは、熱交換インタフェースを有し、電子素子と貼合を行い、熱量を導出し、その後、該冷水ヘッド内部の冷却流体に介し、熱量を該熱交換インタフェースから持ち去り、該冷却ヘッド及び該冷却装置内部の冷却流体が該水冷ヘッド内に設置されたポンプ、又は外部に直接設置された独立外付けのポンプを介して該冷却流体の冷却循環を駆動するが、内部空間が狭い電子機器において、該水冷ヘッドの全体の大きさは、厳格な要求が狭い空間の設置に適合し、また、水冷ヘッド内に該ポンプを設置する必要があり、狭い空間の解熱の問題を如何に解決するかは、主要な問題をなっている。
【０００３】
また、異なる必要に応じて、多重又は複雑な水路構造を設置し、これにより、冷却水の降温の効率を向上させる必要があり、従来の冷却装置の構造は、複数の中空平管の両端にタンク又はシンクを直列し、更に、複数のヒートシンクフィンを該中空平管の相互の間に設け、且つ該ヒートシンクフィンは、湾曲状を呈し、湾折点外側で対応して隣り合う該平管の外側と溶接されてなり、二者は、点接触のみであり、前記二側のタンク及び溶接後の該ヒートシンクフィン及び該平管の両側もはんだで溶接されてなり、該二側のタンクを該放熱フィン及び平管と接続させ前記冷却装置の構造を構成し、故に従来の冷却装置構造は、複雑な水路又は冷却装置構造を製造することができず、且つ放熱効率が良好ではなく、且つフィンが外力の損壊を受けて冷却装置を機能喪失を起こし易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−５３２０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術の欠陥を解決する為、本考案の目的は、冷却流体の降温効率を向上した水放熱装置を提供することである。
【０００６】
本考案のもう１つの目的は、水冷ヘッドの体積を減縮可能な水冷モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する為、本考案が提供する水放熱装置は、立体構造体、上側シート体、底側シート体、ポンプを含み、
前記立体構造体は、複数の薄片体を有し、該薄片体は、複数の直列放射状凸体及び少なくとも１つの渦巻状凸体を有し、直列放射状凸体部分は、径方向に該渦巻状凸体を接続し、該薄片体は、相互に近接配置して該立体構造体を組成し、該直列放射状凸体を近接配置させて複数のフィンを形成し、該渦巻状凸体が近接配置して渦流路を形成し、前記渦流路の一端は、給水空間を有し、他端は、排水口を有し、前記上側シート体は、該立体構造体の上側に設けられ、該渦流路の上側を密閉し、対応する該給水空間箇所に給水口を有し、前記底側シート体は、該立体構造体の下側に設けられ、該渦流路底側を密閉し、前記ポンプは、前記給水空間に設置され、複数のファンブレードを有する。
【０００８】
上記目的を達成する為、本考案が提供する水冷モジュールは、冷却水放熱装置、水冷ヘッド、第１管体、第２管体を含み、
前記冷却水放熱装置は、立体構造体、上側シート体、底側シート体、ポンプを含み、
前記立体構造体は、複数の薄片体を有し、該薄片体は、複数の直列放射状凸体及び少なくとも１つの渦巻状凸体を有し、直列放射状凸体の一部は、径方向に該渦巻状凸体に接続し、該薄片体は、相互に近接配置して該立体構造体を組成し、該直列放射状凸体を近接配置して複数のフィンを形成し、該渦巻状凸体を近接配置して渦流路を形成し、前記渦流路の一端は、給水空間を有し、他端は、排水口を有し、前記上側シート体は、該立体構造体の上側に設けられ、該渦流路の上側を密閉し、対応する該給水空間に給水口を有し、前記底側シート体は、該立体構造体の下側に設けられ、該渦流路底側を密閉する。前記ポンプは、前記給水空間に設置され、複数のファンブレードを有する。
【０００９】
前記水冷ヘッドは、殻体を有し、該殻体は、少なくとも１つの水収容空間、熱交換インタフェース、入水口及び排水口を有し、前記入、排水口が該水収容空間に接続し、該熱交換インタフェースは、該殻体の一側に設けられ、該水収容空間に接続する。前記第１管体は、第１端及び第２端を有し、それぞれ該水冷ヘッドの入水口及び該立体構造体の排水口に接続する。前記第２管体は、第３端及び第４端を有し、それぞれ該冷水頭の排水口及び該立体構造体の給水口に接続する。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の冷却水放熱装置によって、従来の冷却水放熱構造が良好な冷却効率を提供することができないことを秋前する以外に、更に、近接配置の方式で複雑な流路構造を有する冷却水放熱装置を構成することができ、冷却流体を冷却する冷却効率を向上することができる。
【００１１】
冷却水の循環をポンプと組み合わせた後、従来の水冷ヘッドの体積を大幅に減縮することができ、冷水ヘッドの設計及び使用の柔軟性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の冷却水放熱装置の第１実施例の立体図である。
【図１ａ】本考案の冷却水放熱装置の第１実施例の局部拡大図である。
【図２】本考案の冷却水放熱装置の第１実施例の立体断面図である。
【図３】本考案の冷却水放熱装置の第２実施例の俯瞰図である。
【図４】本考案の冷却水放熱装置の第３実施例の俯瞰図である。
【図５】本考案の冷却水放熱装置の動作説明図である。
【図６】本考案の水冷モジュールの立体組み合わせ図である。
【図７】本考案の冷却モジュールの組み合わせ断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
本考案の上記目的及びその構造と機能上の特性について、図面に基づく好適実施例を挙げ、以下に説明する。
【００１４】
図１、図１ａ、図２は、本考案の冷却水放熱装置の第１実施例の立体図、立体断面図、局部拡大図であり、図に示すように、前記冷却水放熱装置１は、立体構造体１１、上側シート体１２、底側シート体１３、ポンプ１４を含む。
【００１５】
前記立体構造体１１は、複数の薄片体１１１を有し、該等薄片体１１１は、複数の直列放射状凸体１１１１及び渦巻状凸体１１１２を有し、直列放射状凸体１１１１の一部は、径方向に該渦巻状凸体１１１２に接続し、該薄片体１１１は、相互に近接配置して該立体構造体１１に組み合わせ、該直列放射状凸体１１１１を相互に近接配置して複数のフィン１１ａを形成し、該渦巻状凸体１１１２を近接配置して渦流路１１ｂを形成し、前記渦流路１１ｂの一端に給水空間１１ｃを有し、他端に排水口１１ｄを有する。
【００１６】
前記上側シート体１２は、該立体構造体１１上側に設けられ、該渦流路１１ｂ上側を密閉することに用いられ、対応する該給水空間１１ｃ箇所に給水口１１ｅを設け、前記底側シート体１３は、該立体構造体１１下側に設けられ、該渦流路１１ｂ底側を密閉し、前記ポンプ１４は、前記給水空間１１ｃに設置され、複数のファンブレード１４１を有する。
【００１７】
前記上側シート体１２は、第１渦巻密閉部１２１を有し、該渦流路１１ｂ上側を対応して密閉し、該第１渦巻密閉部１２１は、複数の直列放射状凸体１２２に接続し、該直列放射状凸部１２２は、前記直列放射状凸体１１１１と対応して重なり合う。
【００１８】
前記底側シート体１３は、第２渦巻密閉部１３１を有し、該渦流路１１ｂ底側を対応して密閉し、該第２渦巻密閉部１３１は、複数の直列放射状凸体１３２に接続し、該直列放射状凸部１３２は、前記直列放射状凸体１１１１と対応して重なり合う。
【００１９】
図３は、本考案の冷却水放熱装置の第２実施例の俯瞰図であり、図に示すように、本実施例は、一部の構造が前記第１実施例と同じであるので、それらについては再度記述しない。本実施例と前記第１実施例の差異は、該フィン１１ａの外向きに延伸する長さは等しい長さか、異なる長さの何れか１つを選択することにある。
【００２０】
図４は、本考案の冷却水放熱装置の第２実施例の俯瞰図であり、図に示すように、本実施例は、一部の構造が前記第１実施例と同じであるので、それらについては再度記述しない。本実施例と前記第１実施例の差異は、該フィン１１ａの厚さは、等しい幅又は異なる幅の何れか１つを選択し、本実施例は、異なる幅で実施例を説明するが、これに限定するものではない。
【００２１】
図５は、本考案の冷却水放熱装置の動作説明図であり、図に示すように、冷却流体２は、該給水口１１ｅから該給水空間１１ｃに入る時、該給水空間１１ｃが偏心設置を採用し、該ポンプ１４が該給水空間１１ｃ内に設置されることにより、冷却流体２が該給水空間１１ｃに入る時、第１時間が該ポンプ１４の駆動を受けて該渦流路１１ｂの中心箇所から外向きに流され、最後に該冷却流体２は、該渦流路１１ｂの最も外側の排水口１１ｄから該冷却水放熱装置１の立体構造体１１を離脱する。
【００２２】
図６、図７は、本考案の水冷モジュールの立体組み合わせ、組み合わせ断面図であり、図に示すように、本考案の水冷モジュール３は、冷却水放熱装置１、水冷ヘッド３１、第１管体３２、第２管体３３を含む。
【００２３】
本実施例内の前記冷却水放熱装置１は、前記冷却水装置１の各説明実施例部分の構造と同じであり、冷却水放熱装置１の第１〜第３実施例及び図１〜図５を併せて参照し、ここでは再度説明せず、前記立体構造体１１は、該第１、第２管体３２，３３を介して該水冷ヘッド３１と接続し、前記水冷ヘッド３１は、殻体３１１を有し、該殻体３１１は、少なくとも１つの水収容空間３１２及び熱交換インタフェース３１３、入水口３１４及び排水口３１５を有し、前記入、排水口３１４，３１５は、該水収容空間３１２に接続し、該熱交換インタフェース３１３は、該殻体３１１の一側に設けられ、該水収容空間３１２に接続する。
【００２４】
前記第１管体３２は、第１端３２１及び第２端３２２を有し、それぞれ該水冷ヘッド３１の入水口３１４及び該立体構造体１１の排水口１１ｄに接続する。
【００２５】
前記第２管体３３は、第３端３３１及び第４端３３２を有し、それぞれ該水冷ヘッド３１の排水口３１５及び該立体構造体１１の給水口１１ｅに接続する。
【００２６】
前記冷却水放熱装置１の一側は、放熱ファン４を設置し、前記放熱ファン４は、該冷却水放熱装置１に対応して強制放熱を行い、冷却流体２の冷却性能を向上する。
【００２７】
前記水冷モジュール３の動作時、該水冷ヘッド３１は、少なくとも１つの発熱源（図示せず）と接触し、該発熱源が発する熱量を吸収し、該水冷ヘッド３１の熱交換インタフェース３１３は、熱量を転移させて冷却流体２によって熱量を該水冷ヘッド３１中から持ち去り、熱量は、冷却流体２に伴って、該水冷ヘッド３１の排水口３１５から該水冷ヘッド３１を離れ、該第２管体３３から該冷却水放熱装置１に入り、熱量を帯びた冷却流体２が第２管体３３を介して該給水口１１ｅから該冷却水放熱装置１の給水空間１１ｃ中に入り、該給水空間１１ｃ中に設置したポンプ１４によって冷却流体２を該給水空間１１ｃから該渦流路１１ｂへガイドして流動させ、該渦流路１１ｂ中央箇所から徐々に外周向きに流動させ、該冷却流体２は、該渦流路１１ｂを流れる時、該冷却流体２の熱量が該冷却水放熱装置１に転移し、放熱ファン４によって該冷却水放熱装置１に対して強制的に放熱させた後、該冷却流体２を冷却し、最後に、該渦流路１１ｂの末端の排水口１１ｄから該冷却水放熱装置１を離れ、その後、第１管体３２を介して該水冷ヘッド３１の入水口３１４へガイドし、該水冷ヘッドに進入させ、再度循環させる。
【００２８】
本考案は、主に単一片の薄片体の構造体を積層する方式で複雑な構造を有する立体構造体を組成し、複雑な水路に対して多元で精巧な設計を行うことができる以外に、従来の放熱効率が良好ではなく、且つフィンが外力の損壊を受けて損壊し、水冷排出構造の失効を招き易い欠陥を改善することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  冷却水放熱装置
１１  立体構造体
１１ａ  フィン
１１ｂ  渦流路
１１ｃ  給水空間
１１ｄ  排水口
１１ｅ  給水口
１１１  薄片体
１１１１  直列放射状凸体
１１１２  渦巻状凸体
１２  上側シート体
１２１  第１渦巻密閉部
１２２  直列放射状凸部
１３  底側シート体
１３１  第２渦巻密閉部
１３２  直列放射状凸部
１４  ポンプ
１４１  ファンブレード
２  冷却流体
３  水冷モジュール
３１  水冷ヘッド
３１１  殻体
３１２  水収容空間
３１３  熱交換インタフェース
３１４  入水口
３１５  排水口
３２  第１管体
３２１  第１端
３２２  第２端
３３  第２管体
３３１  第３端
３３２  第４端
４  放熱ファン
【図１】
0003208823.tif 000003
【図１ａ】
0003208823.tif 000004
【図２】
0003208823.tif 000005
【図３】
0003208823.tif 000006
【図４】
0003208823.tif 000007
【図５】
0003208823.tif 000008
【図６】
0003208823.tif 000009
【図７】
0003208823.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
立体構造体、上側シート体、底側シート体、複数のファンブレードを有するポンプからなり、
該立体構造体は、薄片体からなる複数の直列放射状凸体及び渦巻状凸体を有し、渦巻状凸体の薄片体は相互に近接配置してその間に渦流路を形成し、直列放射状凸体は渦巻状凸体に相互に近接配置して接続されてその径方向に延伸して複数のフィンを形成し、
該渦流路の一端は、給水口を備えた給水空間を形成すると共に他端には排水口を設け、該上側シート体及び該底側シート体は、該立体構造体の上、底両側を閉塞して渦流路を密閉し、
該ポンプは、前記給水空間に設置されて、水冷ヘッドの配管に対する冷却水の循環駆動を行う、冷却水放熱装置と、
殻体を有し、該殻体は、入水口及び排水口を有する少なくとも１つの水収容空間、殻体の一側に設けられ、該水収容空間に接続する熱交換インタフェース、を設けてなる水冷ヘッドと、
第１端及び第２端を有し、それぞれ上記水冷ヘッドの入水口及び上記立体構造体の排水口に接続する第１管体と、
第３端及び第４端を有し、それぞれ該水冷ヘッドの排水口及び上記立体構造体の給水口に接続する第２管体とを備える、
水冷モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記上側シート体は、第１渦巻密閉部を有して前記渦流路上側を対応して密閉し、
該第１渦巻密閉部は、前記直列放射状凸体と対応して重なり合う複数の直列放射状凸部を設けた、請求項１に記載の冷却水放熱装置。