CN212786409U - 一种散热装置及其应用的电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热装置及其应用的电子设备，散热装置包括：热管热交换器，包括：蒸发器，装设于待散热器件上，吸收所述待散热器件的热量后将内部的液体蒸发为气体；冷凝器，通过蒸汽管路接收所述蒸发器中的气体，对接收的所述气体进行冷凝形成液体，并通过回流管路将所述液体输送到所述蒸发器中；散热器，包括：导热组件，装设于所述蒸发器上表面，传导所述蒸发器上表面的热量；散热鳍片，装设于所述导热组件上，对所述导热组件传导的热量进行散热。本实用新型通过热管热交换器对待散热器件进行远距离传输热量，利用远端空间散热，通过散热器充分利用近端空间对待散热器件进行辅助散热，有效提升散热装置的整体散热能力。

Description

一种散热装置及其应用的电子设备

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别是涉及大功耗器件的散热技术领域。

背景技术

在云计算时代里，对服务器的性能要求越来越高，为了满足高性能的计算处理和图形处理功能，CPU芯片的功耗越来越高，intel发布的新平台CPU芯片的功耗将超过300W，当前传统常用的普通2U散热器已经无法满足如此大功率CPU芯片的散热，热量无法及时散出会导致CPU芯片自身过温，引发CPU芯片降频，甚至由于过热损坏。同样，在服务器中，CPU过热也会引发机箱主板的种种问题，一方面主板也有被过热烧坏的风险，一方面CPU芯片性能的下降也会导致配合的内存和硬盘出现性能故障，一方面机箱的风扇需要更强的转速来缓解CPU的热量问题，由此引发严重的噪音和功耗问题。

为了高效的将CPU芯片的热量传送到电子设备中风量较为集中，空间相对宽裕的远端，LHP(looped heat pipe)，热虹吸管(Thermosyphon)等两相传热技术也被渐渐用在CPU芯片的散热中。然而，这种方式缺乏对芯片四周空间的足够利用，当器件功耗大于300W时，散热能力无法得到明显提升，这种散热方式依然难以解决CPU芯片的散热难题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种散热装置及其应用的电子设备，用于解决现有技术中大功耗器件近端散热能力差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种散热装置，包括：热管热交换器，包括：蒸发器，装设于待散热器件上，吸收所述待散热器件的热量后将内部的液体蒸发为气体；冷凝器，通过蒸汽管路接收所述蒸发器中的气体，对接收的所述气体进行冷凝形成液体，并通过回流管路将所述液体输送到所述蒸发器中；散热器，包括：导热组件，装设于所述蒸发器上表面，传导所述蒸发器上表面的热量；散热鳍片，装设于所述导热组件上，对所述导热组件传导的热量进行散热。

于本实用新型的一实施例中，所述导热组件为一根热管或并排布设的两根或两根以上热管。

于本实用新型的一实施例中，所述热管装设于导热板内，所述导热板固定于所述蒸发器上表面。

于本实用新型的一实施例中，所述热管的一端或两端延伸出所述蒸发器的上表面。

于本实用新型的一实施例中，所述导热组件为均温板。

于本实用新型的一实施例中，所述均温板的一端或两端延伸出所述蒸发器的上表面。

于本实用新型的一实施例中，所述导热组件焊接于所述蒸发器上表面。

于本实用新型的一实施例中，所述热管热交换器为热虹吸管热交换器。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备应用如上所述的散热装置。

于本实用新型的一实施例中，所述电子设备为交换机、服务器、存储器或工业计算机。

如上所述，本实用新型的散热装置及其应用的电子设备具有以下有益效果：

本实用新型通过热管热交换器对待散热器件进行远距离传输热量，利用远端空间散热，通过散热器充分利用近端空间对待散热器件进行辅助散热，有效提升散热装置的整体散热能力。

附图说明

图1显示为本实用新型中散热装置的整体结构示意图。

图2显示为本实用新型中散热装置的俯视图。

元件标号说明

100 散热装置

110 蒸发器

120 冷凝器

130 蒸汽管路

140 回流管路

150 热管

200 待散热器件

210 PCB板

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例的目的在于提供一种散热装置及其应用的电子设备，用于解决现有技术中大功耗器件近端散热能力差的问题。

以下将详细阐述本实施例的一种散热装置及其应用的电子设备原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的一种散热装置及其应用的电子设备。

如图1和图2所示，本实施例提供一种散热装置100，该散热装置100包括：热管热交换器和散热器。其中，所述热管热交换器利用待散热器件200远端空间进行散热，所述散热器利用待散热器件200的近端空间进行散热。

以下对本实施例的散热装置100进行详细具体说明。

于本实施例中，所述待散热器件200为电子设备中的大功耗器件，例如所述待散热器件200为CPU芯片，如图2所示，CPU芯片装设于PCB板210上。

于本实施例中，所述热管热交换器可以远距离传输待散热器件200的热量，将吸收的待散热器件200的热量传输到风量较为集中，空间相对宽裕的远端，利用远端空间散热。

于本实施例中，所述热管热交换器为但不限于热虹吸管热交换器(Thermosyphon)。

具体地，所述热管热交换器包括：蒸发器110，冷凝器120，蒸汽管路130以及回流管路140。

所述蒸发器110的出口与所述蒸汽管路130的入口连接，所述蒸汽管路130的出口与所述冷凝器120的入口连接，所述冷凝器120的出口与所述回流管路140的入口连接，所述回流管路140的液体输送到所述蒸发器110的入口。

于本实施例中，所述蒸发器110装设于待散热器件200上，优选将所述蒸发器110安装于待散热器件200(CPU芯片)正上方，所述蒸发器110吸收所述待散热器件200的热量后将内部的液体蒸发为气体；所述冷凝器120通过蒸汽管路130接收所述蒸发器110中的气体，对接收的所述气体进行冷凝形成液体，并通过回流管路140将所述液体输送到所述蒸发器110中。

其中，所述蒸发器110可以焊接于所述待散热器件200的表面，也可以通过热界面材料连接于所述待散热器件200的表面。其中，所述热界面材料(Thermal InterfaceMaterials，TIM))是用于涂敷在所述待散热器件200的表面与所述蒸发器110的表面之间，降低它们之间接触热阻所使用的材料。

所述待散热器件200的表面与所述蒸发器110的表面都会有粗糙度，所以当所述待散热器件200的表面与所述蒸发器110的表面接触在一起的时候，不可能完全接触在一起，总会有一些空气隙夹杂在其中，而空气的导热系数非常之小，因此就造成了比较大的接触热阻。而使用热界面材料就可以填充这个空气隙，这样就可以降低接触热阻，提高散热性能。

其中，于本实施例中，所述热界面材料可以为但不限于：硅脂(thermal grease)、硅胶(thermal gel)、散热垫片(thermal pad)、相变化材料(Phase change material)、相变化金属片(Phase change metal alloy)、导热胶(Thermal conductive adhensive)等。

在待散热器件200温度很高时，通过蒸发器110与待散热器件200表面的连接，将待散热器件200的热量传递至蒸发器110，蒸发器110开始内部的工质循环，然后通过蒸汽管路130将热量传输至远端的冷凝器120，热量自冷凝器120排出，通过回流管理以液态方式回流至蒸发器110，从而降低待散热器件200的温度。

其中，所述蒸发器110内部具有若干腔体通道，若干腔体通道的排列方式包括但不限于：至少两个串联腔体通道、并联和串联组合的腔体通道阵列或至少两个分流模式的腔体通道。

蒸发器110在吸收了待散热器件200的热量后，蒸发器110温度升高，流入蒸发器110中的液体在蒸发器110受热后部分蒸发成蒸汽，以将热量从待散热器件200中带走，蒸发器110的出口连接到蒸汽管路130，蒸气向上经蒸汽管路130流到冷凝器120的入口。冷凝器120通过将蒸气冷凝回到液相而从两相流中释放热量，冷凝器120的出口连接到回流路的入口，回流管路140将液体向下输送回蒸发器110的入口，从而在所述热管150热交换器内部形成连续的流动循环，通过所述热管150热交换器将待散热器件200的热量带到远端，充分利用了远端空间，提升了大功率器件的散热能力。

但由于目前缺乏对待散热器件200四周空间的足够利用，当待散热器件200功耗大于300W时，这种散热方式依然难以解决待散热器件200的散热难题，是的待散热器件200整体散热能力受限。

本实施例中，于待散热器件200的近端空间布设散热器，充分利用近端空间进行辅助散热，提升整体散热能力。

具体地，于本实施例中，所述散热器包括：导热组件和散热鳍片。

所述导热组件装设于所述蒸发器110上表面，传导所述蒸发器110上表面的热量；所述散热鳍片装设于所述导热组件上，对所述导热组件传导的热量进行散热。

通过所述导入组件将所述蒸发器110的表面热量迅速传导到散热鳍片，通过散热鳍片进一步进行散热。

具体地，于本实施例中，所述导热组件为热管150(Heatpipe)或均温板(VC，VaporChamber)。

所述导热组件为热管150时，如图1所示，所述导热组件一根热管150或并排布设的两根或两根以上热管150。

其中，所述热管150装设于导热板内，所述导热板固定于所述蒸发器110上表面。所述导热板为导热性能优良的材料制成，例如所述导热板为不限于铝板。

其中，所述导热板形成有用于容纳所述热管150的凹槽。

进一步地，于本实施例中，所述热管150的一端或两端延伸出所述蒸发器110的上表面。如图2所示，优选为以蒸发器110为中心，所述热管150的两端对称延伸出所述蒸发器110的上表面。

对于热管150，当热量传输距离大于200mm时，最大热传量Qmax和传热能力都会大打折扣。于本实施例中，所述热管150的长度大于所述蒸发器110的长度，优选为所述蒸发器110长度的2～3倍。

在所述热管150的上面装设散热鳍片，根据于所述蒸发器110表面布设的热管150的数量和长度确定散热鳍片的数量、尺寸。

于本实施例中，所述导热组件焊接于所述蒸发器110上表面。当所述导热组件为热管150时，所述热管150连接例如焊接于所述导热板上，所述导热板通过焊接或热界面材料连接于所述蒸发器110上表面。

于本实施例中，当所述导热组件为均温板时，所述均温板通过焊接或热界面材料连接于所述蒸发器110上表面。

于本实施例中，所述均温板的一端或两端延伸出所述蒸发器110的上表面。

在所述均温板的上面装设散热鳍片，根据于所述蒸发器110表面布设的均温板的尺寸确定散热鳍片的数量、尺寸。优选为以蒸发器110为中心，所述均温板的两端对称延伸出所述蒸发器110的上表面。

所以本实施例中，通过所述热管150或均温板将所述蒸发器110的表面热量迅速传导到散热鳍片，通过散热鳍片进一步进行散热。

由上可见，本实施例的散热装置100一方面通过热管热交换器将待散热器件200的热量带到远端，利用了远端空间进行散热，一方面利用待散热器件200周围的散热空间进行局部散热，显著提升了大功率器件的散热能力。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备应用如上所述的散热装置100。

于本实施例中，所述电子设备为但不限于交换机、服务器、存储器或工业计算机。即交换机、服务器、存储器或工业计算机等电子设备的大功耗器件装设本实施例中的所述散热装置100。上述已经对散热装置100进行了详细说明，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型通过热管热交换器对待散热器件进行远距离传输热量，利用远端空间散热，通过散热器充分利用近端空间对待散热器件进行辅助散热，有效提升散热装置的整体散热能力。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于：包括：

热管热交换器，包括：

蒸发器，装设于待散热器件上，吸收所述待散热器件的热量后将内部的液体蒸发为气体；

冷凝器，通过蒸汽管路接收所述蒸发器中的气体，对接收的所述气体进行冷凝形成液体，并通过回流管路将所述液体输送到所述蒸发器中；

散热器，包括：

导热组件，装设于所述蒸发器上表面，传导所述蒸发器上表面的热量；

散热鳍片，装设于所述导热组件上，对所述导热组件传导的热量进行散热。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述导热组件为一根热管或并排布设的两根或两根以上热管。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于：所述热管装设于导热板内，所述导热板固定于所述蒸发器上表面。

4.根据权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于：所述热管的一端或两端延伸出所述蒸发器的上表面。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述导热组件为均温板。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于：所述均温板的一端或两端延伸出所述蒸发器的上表面。

7.根据权利要求1或3所述的散热装置，其特征在于：所述导热组件焊接于所述蒸发器上表面。

8.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述热管热交换器为热虹吸管热交换器。

9.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备应用如权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的散热装置。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于：所述电子设备为交换机、服务器、存储器或工业计算机。

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