一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置的制作方法

[0001]
本发明涉及芯片散热领域，具体为一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置。


背景技术：

[0002]
cpu是一块大规模集成电路，热功耗以数w到数百w不等，在很小的一个面积上如此大的功率，如果没有主动散热，cpu的温度会在短时间内快速上升。
[0003]
cpu一般只能稳定工作在70-80度左右，因此cpu必须主动散热才能稳定工作，现有水冷散热装置在长时间工作后由于冷却液携带的芯片热量无法快速发散，导致冷却液与芯片的温差逐渐缩小，造成换热效率逐渐降低，进而无法有效的进行芯片散热工作。本发明阐述的，能够解决上述问题。


技术实现要素：

[0004]
技术问题：cpu必须主动散热才能稳定工作，现有水冷散热装置在长时间工作后冷却液与芯片的温差逐渐缩小，换热效率逐渐降低，无法有效的进行芯片散热工作。
[0005]
为解决上述问题，本例设计了一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置，本例的一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置，包括工作箱体，所述工作箱体下端面上固定设有导热铜板，所述导热铜板内设有导热通道，所述导热通道一端与所述导热铜板后侧上端面贯通，另一端与所述导热铜板前侧上端面贯通，所述工作箱体内设有工作腔，所述工作腔内设有搅动装置，所述搅动装置包括转动设置在所述工作腔下侧内壁上的第一转动轴，所述工作腔内转动设有搅动筒，所述搅动筒内设有上下贯通的搅动腔，所述第一转动轴上端面上固定设有位于所述搅动腔内的固定柱，所述固定柱外圆端面上沿竖直方向均匀阵列且固定设有五组第一搅动杆，所述每组第一搅动杆包括关于所述固定柱环形阵列且固定设置在所述固定柱外圆端面上的四个，所述搅动腔内壁上沿竖直方向均匀阵列设有六组第二搅动杆，所述每组第二搅动杆包括关于所述固定柱环形阵列且固定设置在所述搅动腔内壁上的四个，所述工作箱体内设有压力腔，所述压力腔内设有循环装置，所述循环装置包括上下滑动设置在所述压力腔内的活塞板，所述压力腔下侧内壁与所述工作箱体下端面贯通设有出水孔，所述出水孔与前侧所述导热通道贯通处重合，所述出水孔内设有单向出水的出水单向阀，所述压力腔下侧内壁与所述工作腔下侧内壁贯通设有进水孔，所述进水孔内设有单向进水的进水单向阀，所述工作箱体内设有滑腔，所述滑腔内设有发散装置，所述发散装置包括前后滑动设置在所述滑腔内的滑板，所述滑板内沿水平方向均匀阵列且上下贯通设有十一个第一通孔，所述滑腔下侧内壁与所述工作腔上侧内壁贯通设有落水孔，所述工作箱体内设有位于所述滑腔上侧的过渡腔，所述过渡腔下侧内壁与所述滑腔上侧内壁之间沿水平方向均匀阵列且上下贯通设有十一个能够与所述第一通孔重合的第二通孔，所述过渡腔上侧内壁与所述工作箱体下端面贯通设有回水孔，所述回水孔与后侧所述导热通道贯通处。
[0006]
其中，所述搅动装置还包括设置在所述工作箱体内且位于所述压力腔上侧的动力腔，所述动力腔后侧内壁与所述工作腔前侧内壁贯通，所述动力腔前侧内壁上固定设有电机，所述电机上侧内壁上固定设有第一承轴板，所述电机后端动力连接设有与所述第一承轴板转动连接的动力轴，所述动力腔上下侧内壁之间转动设有与所述动力轴锥齿啮合连接的第二转动轴，所述所述第二转动轴上固定设有与所述搅动筒外端面啮合连接的第一直齿轮，所述工作腔上下侧内壁之间左右对称且转动设有两个第三转动轴，所述第三转动轴上固定设有与所述搅动筒外端面啮合连接的第二直齿轮，所述工作箱体左右对称设有位于所述工作腔上侧的两个散热腔，所述散热腔下侧内壁与所述工作腔上侧内壁贯通，所述散热腔靠近所述工作箱体对称中心侧内壁上固定设有第二承轴板，所述第二承轴板内转动设有第四转动轴，所述第四转动轴下端面上固定设有吸热扇，所述散热腔上侧内壁与所述工作箱体上端面之间贯通设有散热孔，所述散热孔内壁上固定设有滤尘板，所述第三转动轴上端延伸至对应位置所述散热腔内且与对应位置所述第四转动轴皮带连接，所述工作箱体内设有位于所述工作腔下侧且开口向下的传动腔，所述第三转动轴下端延伸至所述传动腔内且固定设有第三直齿轮，所述第一转动轴下端延伸至所述传动腔内且固定设有与两个所述第三直齿轮啮合连接的第四直齿轮，所述第一转动轴下端面上固定设有散热扇，所述传动腔左右侧内壁与所述工作箱体对应侧端面之间分别贯通设有两个通风孔，当所述第一直齿轮转动时，所述搅动筒与所述第一转动轴转动且二者转向相反，即所述第二搅动杆与所述第一搅动杆产生相对转动，更好的将所述搅动腔内的冷却液热量发散。
[0007]
其中，所述循环装置还包括固定设置在所述动力轴上的半齿轮，所述活塞板上端面上固定设有活塞杆，所述活塞杆上端延伸至所述动力腔内且上端面上固定设有往复块，所述往复块内设有前后贯通的齿腔，所述半齿轮位于所述齿腔内且能够与所述齿腔左侧或者右侧内壁啮合，当所述半齿轮转动时将带动所述活塞板在所述压力腔内上下滑动，从而将所述搅动腔内的冷却液送入所述导热通道内，实现对所述导热铜板热量的传导，进而实现对芯片表面的冷却。
[0008]
其中，所述发散装置还包括设置在所述工作箱体内且位于所述滑腔后侧的空腔，所述空腔下侧内壁上转动设有第五转动轴，所述第五转动轴下端延伸至所述传动腔内且与所述第一转动轴皮带连接，所述第五转动轴上固定设有位于所述空腔内的转动轮，所述转动轮上端面上固定设有固定销，所述滑板后端面上固定设有连接杆，所述连接杆后端延伸至所述空腔内且后端面上固定设有传动块，所述传动块内设有上下贯通的滑槽，所述固定销在所述滑槽内左右滑动，当所述转动轮转动时将带动所述滑板在所述滑腔内前后滑动，在其前后滑动过程中所述第一通孔与对应位置所述第二通孔间歇重合，当所述第一通孔与对应位置所述第二通孔重合时，所述过渡腔内的冷却液通过所述第二通孔、所述第一通孔进入到所述搅动腔内，在此过程中所述过渡腔内流入到所述搅动腔内的冷却液被分散，以增大冷却液的散热表面积。
[0009]
本发明的有益效果是：本发明利用冷却液循环流动对导热铜板进行热传导，从而将芯片表面的热量通过冷却液流动的带走，在冷却液的循环过程中，为保证冷却液在热交换过程中与芯片始终保持较大的温差，对携带热量的冷却液进行发散，增大冷却液的散热面积并通过吸热扇对冷却液进行散热，并利用冷却液对流实现对冷却液更高效率的散热，有利于冷却液对芯片热量的换热效率始终保持较高水平，有利于芯片温度的稳定。
附图说明
[0010]
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]
图1是本发明的整体结构示意图；图2是图1中“a-a”方向的结构示意图；图3是图2中“b”部分的放大结构示意图；图4是图3中“c-c”方向的结构示意图；图5是图2中“d-d”方向的结构示意图。
具体实施方式
[0013]
下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
[0014]
本发明涉及一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置，主要应用于增大热交换温差的芯片水冷散热的过程中，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：本发明所述的一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置，包括工作箱体11，所述工作箱体11下端面上固定设有导热铜板35，所述导热铜板35内设有导热通道34，所述导热通道34一端与所述导热铜板35后侧上端面贯通，另一端与所述导热铜板35前侧上端面贯通，所述工作箱体11内设有工作腔14，所述工作腔14内设有搅动装置901，所述搅动装置901包括转动设置在所述工作腔14下侧内壁上的第一转动轴31，所述工作腔14内转动设有搅动筒13，所述搅动筒13内设有上下贯通的搅动腔26，所述第一转动轴31上端面上固定设有位于所述搅动腔26内的固定柱28，所述固定柱28外圆端面上沿竖直方向均匀阵列且固定设有五组第一搅动杆27，所述每组第一搅动杆27包括关于所述固定柱28环形阵列且固定设置在所述固定柱28外圆端面上的四个，所述搅动腔26内壁上沿竖直方向均匀阵列设有六组第二搅动杆16，所述每组第二搅动杆16包括关于所述固定柱28环形阵列且固定设置在所述搅动腔26内壁上的四个，所述工作箱体11内设有压力腔41，所述压力腔41内设有循环装置902，所述循环装置902包括上下滑动设置在所述压力腔41内的活塞板40，所述压力腔41下侧内壁与所述工作箱体11下端面贯通设有出水孔36，所述出水孔36与前侧所述导热通道34贯通处重合，所述出水孔36内设有单向出水的出水单向阀38，所述压力腔41下侧内壁与所述工作腔14下侧内壁贯通设有进水孔39，所述进水孔39内设有单向进水的进水单向阀37，所述工作箱体11内设有滑腔56，所述滑腔56内设有发散装置903，所述发散装置903包括前后滑动设置在所述滑腔56内的滑板24，所述滑板24内沿水平方向均匀阵列且上下贯通设有十一个第一通孔57，所述滑腔56下侧内壁与所述工作腔14上侧内壁贯通设有落水孔52，所述工作箱体11内设有位于所述滑腔56上侧的过渡腔23，所述过渡腔23下侧内壁与所述滑腔56上侧内壁之间沿水平方向均匀阵列且上下贯通设有十一个能够与所述第一通孔57重合的第二通孔58，所述过渡腔23上侧内壁与所述工作箱体11下端面贯通设有回水孔22，所述回水孔22与后侧所述导热通道34贯通处重合。
[0015]
根据实施例，以下对搅动装置901进行详细说明，所述搅动装置901还包括设置在所述工作箱体11内且位于所述压力腔41上侧的动力腔43，所述动力腔43后侧内壁与所述工作腔14前侧内壁贯通，所述动力腔43前侧内壁上固定设有电机44，所述电机44上侧内壁上固定设有第一承轴板49，所述电机44后端动力连接设有与所述第一承轴板49转动连接的动力轴46，所述动力腔43上下侧内壁之间转动设有与所述动力轴46锥齿啮合连接的第二转动轴50，所述所述第二转动轴50上固定设有与所述搅动筒13外端面啮合连接的第一直齿轮51，所述工作腔14上下侧内壁之间左右对称且转动设有两个第三转动轴12，所述第三转动轴12上固定设有与所述搅动筒13外端面啮合连接的第二直齿轮15，所述工作箱体11左右对称设有位于所述工作腔14上侧的两个散热腔17，所述散热腔17下侧内壁与所述工作腔14上侧内壁贯通，所述散热腔17靠近所述工作箱体11对称中心侧内壁上固定设有第二承轴板21，所述第二承轴板21内转动设有第四转动轴20，所述第四转动轴20下端面上固定设有吸热扇25，所述散热腔17上侧内壁与所述工作箱体11上端面之间贯通设有散热孔19，所述散热孔19内壁上固定设有滤尘板18，所述第三转动轴12上端延伸至对应位置所述散热腔17内且与对应位置所述第四转动轴20皮带连接，所述工作箱体11内设有位于所述工作腔14下侧且开口向下的传动腔33，所述第三转动轴12下端延伸至所述传动腔33内且固定设有第三直齿轮29，所述第一转动轴31下端延伸至所述传动腔33内且固定设有与两个所述第三直齿轮29啮合连接的第四直齿轮30，所述第一转动轴31下端面上固定设有散热扇32，所述传动腔33左右侧内壁与所述工作箱体11对应侧端面之间分别贯通设有两个通风孔64，当所述第一直齿轮51转动时，所述搅动筒13与所述第一转动轴31转动且二者转向相反，即所述第二搅动杆16与所述第一搅动杆27产生相对转动，更好的将所述搅动腔26内的冷却液热量发散掉。
[0016]
根据实施例，以下对循环装置902进行详细说明，所述循环装置902还包括固定设置在所述动力轴46上的半齿轮47，所述活塞板40上端面上固定设有活塞杆42，所述活塞杆42上端延伸至所述动力腔43内且上端面上固定设有往复块48，所述往复块48内设有前后贯通的齿腔45，所述半齿轮47位于所述齿腔45内且能够与所述齿腔45左侧或者右侧内壁啮合，当所述半齿轮47转动时将带动所述活塞板40在所述压力腔41内上下滑动，从而将所述搅动腔26内的冷却液送入所述导热通道34内，实现对所述导热铜板35热量的传导，进而实现对芯片表面的冷却。
[0017]
根据实施例，以下对发散装置903进行详细说明，所述发散装置903还包括设置在所述工作箱体11内且位于所述滑腔56后侧的空腔53，所述空腔53下侧内壁上转动设有第五转动轴55，所述第五转动轴55下端延伸至所述传动腔33内且与所述第一转动轴31皮带连接，所述第五转动轴55上固定设有位于所述空腔53内的转动轮60，所述转动轮60上端面上固定设有固定销61，所述滑板24后端面上固定设有连接杆62，所述连接杆62后端延伸至所述空腔53内且后端面上固定设有传动块59，所述传动块59内设有上下贯通的滑槽63，所述固定销61在所述滑槽63内左右滑动，当所述转动轮60转动时将带动所述滑板24在所述滑腔56内前后滑动，在其前后滑动过程中所述第一通孔57与对应位置所述第二通孔58间歇重合，当所述第一通孔57与对应位置所述第二通孔58重合时，所述过渡腔23内的冷却液通过所述第二通孔58、所述第一通孔57进入到所述搅动腔26内，在此过程中所述过渡腔23内流入到所述搅动腔26内的冷却液被分散，以增大冷却液的散热表面积。
[0018]
下结合图1至图5对本文中的一种增大热交换温差的芯片水冷散热装置的使用步骤进行详细说明：初始时，半齿轮47与齿腔45左侧或者右侧内壁啮合，搅动腔26内储存有一定量的冷却液，导热通道34内充满冷却液，导热铜板35下端面与芯片抵触。；工作时，芯片发热，启动电机44，动力轴46、半齿轮47、第二转动轴50转动，半齿轮47转动带动往复块48、活塞杆42、活塞板40上下移动，当活塞板40在压力腔41内上移时，搅动腔26内的冷却液通过进水孔39、进水单向阀37进入到压力腔41内，当活塞板40在压力腔41内下移时，压力腔41内的冷却液通过出水单向阀38、出水孔36进入到导热通道34内，从而实现导热通道34内冷却液的流动，随着导热通道34内的冷却液流动，导热铜板35上传导的来自芯片的热量通过导热通道34内流动的冷却液被带走，从导热通道34流出的已被加热的冷却液通过回水孔22流入过渡腔23，第二转动轴50转动带动第一直齿轮51转动，第一直齿轮51转动带动搅动筒13转动，搅动筒13转动带动第二直齿轮15、第三转动轴12、第三直齿轮29、第二搅动杆16转动，第三直齿轮29转动带动第四直齿轮30、第一转动轴31、散热扇32、固定柱28转动，固定柱28转动带动第一搅动杆27转动，由于第一搅动杆27与第二搅动杆16的转向不同，故当第一搅动杆27与第二搅动杆16转动时将使搅动腔26内的冷却液产生对流，从而更好的发散搅动腔26内冷却液的热量，散热扇32转动向导热铜板35表面吹风，从而更好的加快导热铜板35传导热量的发散，第一转动轴31转动带动第五转动轴55、转动轮60、固定销61转动，固定销61转动在滑槽63内左右滑动并抵触传动块59、连接杆62、滑板24前后移动，滑板24在滑腔56内前后移动的过程中，第二通孔58与第一通孔57间歇重合，当第二通孔58与第一通孔57重合时，过渡腔23内的已加热的冷却液通过第二通孔58、第一通孔57、落水孔52流入到搅动腔26内，随着第二通孔58与第一通孔57的间接重合，流入搅动腔26内的冷却液呈滴落状落下，从而增大了流入搅动腔26内冷却液的表面散热面积，第三转动轴12转动带动第四转动轴20、吸热扇25转动，吸热扇25转动向搅动腔26内吸风，从而对流回搅动腔26内的冷却液进行热量发散，通过对冷却液传导热量的发散，增大了每次流入导热通道34内的冷却液与芯片的温差，从而实现更高的热交换效率。
[0019]
本发明的有益效果是：本发明利用冷却液循环流动对导热铜板进行热传导，从而将芯片表面的热量通过冷却液流动的带走，在冷却液的循环过程中，为保证冷却液在热交换过程中与芯片始终保持较大的温差，对携带热量的冷却液进行发散，增大冷却液的散热面积并通过吸热扇对冷却液进行散热，并利用冷却液对流实现对冷却液更高效率的散热，有利于冷却液对芯片热量的换热效率始终保持较高水平，有利于芯片温度的稳定。
[0020]
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。