CN102438428A

CN102438428A - 散热器、液体冷却单元和电子装置

Info

Publication number: CN102438428A
Application number: CN2011102632873A
Authority: CN
Inventors: 青木亨匡; 铃木真纯; 角田洋介; 杉江优; 河野信一郎; 武藤博; 胜又贤二
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-05-02
Also published as: US20120055655A1; TW201223430A; JP5533458B2; JP2012054446A

Abstract

本发明涉及散热器，以及设有散热器的液体冷却单元和电子装置。一种通过流经其内部的冷却液来吸收电子模块产生的热量的散热器，该散热器设有与电子模块邻接的第一散热器部、与电子模块邻接的第二散热器部以及排热器，在与电子模块相对的一侧，该排热器设置成与第一散热器部和第二散热器部分隔开，并设置在第一散热器部与第二散热器部之间的流路中。

Description

散热器、液体冷却单元和电子装置

技术领域

本发明涉及一种吸收由电子模块产生的热量的散热器，以及设置有散热器的液体冷却单元及电子装置。

背景技术

个人笔记本电脑和其它电子装置具有安装在其中的印刷电路板。在印刷电路板上，例如，安装有大规模集成电路(LSI)芯片和其它电子模块。为了吸收由这些电子模块产生的热量，将设置有散热器的液体冷却单元布置在印刷电路板上。

作为现有技术，已知有日本公开专利No.2005-229033。

发明内容

技术问题

当在个人笔记本电脑或其它电子装置中设置液体冷却单元时，由于电子装置的内部布局的设计，使得设置液体冷却单元的空间有时会受限。通常，随着液体冷却单元的散热器的面积变小，液体冷却单元的冷却效率会下降。因此，当能够设置散热器的部分的面积受限时，无法充分提高液体冷却单元的冷却效率。

因此，本发明的目的是，当能够设置液体冷却单元的散热器的部分的面积受限时，与现有技术相比能提高冷却效率。

技术方案

为了解决这个问题，根据第一方案，提供一种通过流经其内部的冷却液来吸收电子模块产生的热量的散热器，该散热器包括：第一散热器部，其与电子模块邻接(contiguous)；第二散热器部，其与电子模块邻接；以及排热器，在与电子模块相对的一侧，其设置成与第一散热器部和第二散热器部分隔开，并设置在第一散热器与第二散热器之间的流路中。

而且，在第二方案中，提供一种设有以上散热器的液体冷却单元。

此外，在第三方案中，提供一种设有以上散热器的电子装置。

有益效果

根据本发明的散热器，通过设置排热器，能够将其冷却效率提高到比现有技术的冷却效率更好。

附图说明

图1是示出第一实施例的笔记本PC的示例的立体图。

图2是示出第一实施例的壳体的内部结构的示例的立体图。

图3是示出根据第一实施例的液体冷却单元的示例的俯视图。

图4是示出根据第一实施例的散热器的示例的立体图。

图5是示出根据第一实施例的散热器的示例的立体剖视图。

图6是示出根据第一实施例的散热器的改型的立体图。

图7A是示出根据第二实施例的散热器的示例的立体图，而图7B是沿图7A中的线A-A剖开的剖视图。

图8A是示出根据第三实施例的散热器的示例的立体图，而图8B是从图8A的箭头方向观察的剖视图。

图9是示出根据第四实施例的散热器的示例的立体图。

其中，附图标记说明如下：

10笔记本个人电脑

20壳体

30基座

24盖

26键盘

28定点设备

30显示用外壳

32液晶显示面板模块

40印制电路板单元

42印制电路板

44电子模块

46DVD驱动装置

48硬盘驱动装置

50卡单元

52排气口

100液体冷却单元

102软管

104接头

110换热器

120风扇单元

122风扇壳体

124入气口

126风扇

130储液槽

140泵

150散热器

152第一散热器部

154第二散热器部

155分隔板

156排热器

158，160翅片

162第三散热器部

164附加排热器

170，172，174，176，180，182，184，186，188流管

具体实施方式

(1)第一实施例

首先，参照图1，基于第一实施例，将笔记本个人电脑(笔记本PC)作为电子装置的示例来进行解释。图1是示出根据第一实施例的笔记本PC10的示例的立体图。如图1所示，笔记本PC10设有壳体20和显示用外壳30。显示用外壳30与壳体20联接，从而可以打开/闭合。

壳体20设有基座22和盖24。盖24能够拆离基座22。而且，在盖24的表面上，设有键盘26、定点设备28和其它输入装置。

显示用外壳30设有液晶面板模块32。液晶面板模块32显示文本、图形等。

接下来，将参照图2解释壳体20的内部结构。图2是示出第一实施例的壳体20的内部结构的示例的立体图。如图2所示，第一实施例的壳体20设有印制电路板单元40、DVD(数字多用光盘)驱动装置46、硬盘驱动装置48、卡单元50和液体冷却单元100。

印制电路板单元40设有印制电路板42和电子模块44。电子模块44安装在印制电路板42的表面上。例如，电子模块44是LSI电路。在LSI电路或其他电子模块44上，安装有例如CPU(中央处理单元)芯片。CPU芯片基于操作系统和应用程序执行预先确定的处理。当CPU芯片执行处理时，LSI电路或其他电子模块44会产生热量。

为了吸收电子模块44产生的热量，将液体冷却单元100附接到印制电路板40。液体冷却单元100的详细构造将在后面进行解释。

DVD驱动装置46从DVD或其它读取媒介读取数据，并将数据写到DVD或其它读取媒介。硬盘驱动装置48储存例如上述的操作系统和应用软件。

另外，卡单元50被安装在印制电路板42上。例如，存储卡或LAN(局域网)卡插入到卡单元50中。

这里，将参照图3来解释第一实施例的液体冷却单元100。图3是示出根据第一实施例的液体冷却单元100的示例的俯视图。如图3所示，第一实施例的液体冷却单元100设有换热器110、风扇单元120、储液槽130、泵140和散热器150。构成液体冷却单元100的构件由多个软管102和多个接头104连接，以便形成循环路线。电子模块44产生的热量由流过该循环路线的冷却液排放到笔记本PC10的外部。所用的冷却液由例如丙二醇基防冻液制成。

换热器110从流入换热器110中的冷却液带走热量。换热器110设置在壳体20的侧表面处形成的排气口52(见图2)附近。而且，风扇单元120设置在换热器110附近。风扇单元120产生的气流从换热器110流向排气口52。由此，液体冷却单元100从冷却液带走的热量通过排气口52排放到笔记本PC10的外部。

风扇单元120设有风扇壳体122和风扇126。在风扇壳体122的底板和顶板上形成有入气口124。入气口124将风扇壳体122的内部空间与风扇壳体122的外部空间连接。

储液槽130设置在换热器110的下游。储液槽130储存被换热器110除去热量的冷却液。

泵140设置在储液槽130的下游。泵140对储存在储液槽130中的冷却液进行排放，以使流过循环路线的冷却液产生流动。例如，泵140是压电泵。

散热器150设置在泵140的下游。如图2所示，散热器150设置在产生热量的电子模块44之上。散热器150吸收电子模块44产生的热量。散热器150的详细构造将在后面解释。

如上所述的换热器110位于散热器150的下游。如上所述的循环路线形成在液体冷却单元100中。

接下来，将参照图4和图5详细解释第一实施例的散热器150的结构。图4是示出根据第一实施例的散热器150的一个示例的立体图。图4中的箭头示出流经散热器150的冷却液的流动。图5是示出根据第一实施例的散热器150的一个示例的立体剖视图。

如图4所示，第一实施例的散热器150设有第一散热器部152、第二散热器部154和排热器156。第二散热器部154设置成与第一散热器部152对齐。而且，在第一实施例中，第一散热器部152和第二散热器部154均与电子模块44的相同表面邻接。应当注意，第一散热器部152、第二散热器部154和电子模块44也可具有置于它们之间的导热油脂。

在第一散热器部152的两端处设有流管170、172。而且，在第二散热器部154的两端处设有流管174、176。另外，流管172、174通过排热器156连接。

这里，将参照图5解释散热器150的内部结构。如图5所示，第一散热器部152和第二散热器部154被分隔板155分隔。而且，第一散热器部152、第二散热器部154和排热器156的内部设有翅片158。在图5所示的示例中，第一散热器部152、第二散热器部154和排热器156均设有沿冷却液流动方向的九个翅片158。翅片158例如由铝或具有高导热率的其它金属材料形成。由此，电子模块44产生的热量被传送到形成第一散热器部152和第二散热器部154的壳体和翅片158，然后热量被冷却液吸收。

在与电子模块44相对的一侧，排热器156设置成与第一散热器部152和第二散热器部154分隔开。而且，排热器156设置在第一散热器部152与第二散热器部154之间的流路中。由此，如图4中的箭头所示，从接头104流入散热器150的冷却液经过流管170、第一散热器部152、流管172、排热器156、流管174、第二散热器部154和流管176，然后从散热器150流出。

下面，将解释电子模块44产生的热量被第一实施例的散热器150吸收的过程(action)。首先，流入散热器150的冷却液经过流管170，然后经过第一散热器部152。电子模块44产生的部分热量被传导至第一散热器部152的壳体和翅片158，并被流经第一散热器部152的冷却液吸收。因此，流经第一散热器部152的冷却液的温度升高。流经第一散热器部152而温度升高的冷却液经过流管172，然后流经排热器156。排热器156设置成与第一散热器部152和第二散热器部154分隔开，因此流经排热器156的冷却液的温度下降。流经排热器156而温度下降的冷却液经过流管174，然后流经第二散热器部154。电子模块44产生的部分热量被传导至第二散热器部154的壳体和翅片158，并被流经第二散热器部154的冷却液吸收。流经第二散热器部154的冷却液经过流管176，然后流出到散热器150的外部。

因此，根据第一实施例的散热器150，由于通过流经排热器156而使其温度下降的冷却液流经第二散热器154，所以散热器150的冷却效率能够得到提高。而且，在与电子模块44相对的一侧，第一实施例的排热器156设置成与第一散热器部152和第二散热器部154分隔开，所以即使当俯视观察时，能够设置散热器150的部分的面积受限，也能够提高散热器150的冷却效率。

应当注意，在参照图2解释的壳体20的内部，风扇单元120形成气流。由于气流经过壳体20的内部，使流经排热器156的冷却液被更有效地冷却，所以散热器150优选设置在风扇单元120附近。

而且，排热器156的面积越大，流经排热器156的冷却液的冷却效率越能得到提高。因此，如同图4中的示例所示，排热器156优选设置成相对于彼此对齐设置的第一散热器部152和第二散热器部154倾斜。

应当注意，在以上实施例中，解释了设有单个排热器156的散热器150的示例，但是散热器150也可设有多个排热器156。下面，将参照图6解释设有多个排热器156的散热器150的示例。图6是示出散热器150设有两个排热器156的示例的立体图。在图6所示的示例中，在与电子模块44相对的一侧，两个排热器156设置成与第一散热器部152和第二散热器部154分隔开。

如图6所示的示例中，当散热器150设有两个排热器156时，与散热器150设有一个排热器156的情况相比，流经排热器的冷却液的冷却效率得到提高。

(2)第二实施例

接下来，将解释第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处在于散热器150的构造。其余部分的构造与第一实施例的类似，所以将省略对其的解释。以下将参照图7A和图7B解释第二实施例的散热器150的构造。图7A是示出第二实施例的散热器150的示例的立体图，而图7B是沿图7A中的线A-A剖开的剖视图。

如图7A所示，第二实施例的排热器156成型为平行六边形。而且，如图7B所示，排热器156的表面中具有最大面积的表面的法线相对于第一散热器部152的表面中具有最大面积的表面的法线倾斜。也就是说，排热器156的表面中具有最大面积的表面相对于第一散热器部152的表面中具有最大面积的表面倾斜。

在图7A和图7B所示的示例中，排热器156设置成使得排热器156的表面中具有最大面积的表面相对于第一散热器部152的表面中具有最大面积的表面倾斜。因此，与参照图4解释的第一实施例的情况(排热器156的表面中具有最大面积的表面相对于第一散热器部152的表面中具有最大面积的表面平行)相比，在第二实施例中，可以增大排热器156的表面积。因此，流经排热器156的冷却液的冷却效率得到提高。

而且，通过将排热器156设置成使得排热器156的表面中具有最大面积的表面相对于第一散热器部152的表面中具有最大面积的表面倾斜，流经壳体20的内部的空气比第一实施例更有效地接触排热器156的表面。因此，流经排热器156的冷却液的冷却效率得到提高。

(3)第三实施例

接下来，将解释第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处在于散热器150的构造。其余部分的构造与第一实施例的类似，所以将省略对其的解释。以下将参照图8A和图8B解释第三实施例的散热器150的构造。图8A是示出根据第三实施例的散热器150的示例的俯视图，而图8B是从图8A的箭头B的方向观察的前视图。

如图8A和图8B所示，第三实施例的散热器150在第一散热器部152与排热器156之间或者第二散热器部154与排热器156之间设有翅片160。在图8A所示的示例中，沿排热器156的内部的冷却液的流向设有五个翅片160。

在第三实施例中，电子模块44产生的热量被传导至形成第一散热器部152、第二散热器部154的壳体和翅片160。除以上实施例的效果之外，翅片160也排放热量。因此，根据第三实施例，散热器150的冷却效率得到进一步提高。

(4)第四实施例

接下来，将解释第四实施例。第四实施例与第一实施例的不同之处在于散热器150的构造。其余部分的构造与第一实施例的类似，所以将省略对其的解释。以下将参照图9解释第四实施例的散热器150的构造。图9是示出根据第四实施例的散热器150的示例的立体图。图9中的箭头示出冷却液流经散热器150的流动。

如图9所示，第四实施例的散热器150设有第一散热器部152、第二散热器部154、第三散热器部162、排热器156和附加排热器164。第一散热器部152、第二散热器部154和第三散热器部162设置成彼此毗连同时对齐，但是在它们的内部分别形成独立的流路。上述构件的邻接部分不是内部连通的。而且，第一散热器部152、第二散热器部154和第三散热器部162均与电子模块44邻接。

在第一散热器部152的两端设置有流管180、182。而且，在第二散热器部154的两端设置有流管184、188。而且，在第三散热器部162的两端设置有流管186、188。另外，流管182、184通过排热器156连接。而且，流管182、186通过附加排热器164连接。

第三散热器部162的内部结构与以上第一实施例中解释的第一散热器部152的内部结构相同。而且，附加排热器164的内部结构与以上第一实施例中解释的排热器156的内部结构相同。

与以上实施例的形式相同，在与电子模块44相对的一侧，排热器156设置成与第一散热器部152和第二散热器部154分隔开。在与电子模块44相对的一侧，附加排热器164设置成与第一散热器部152和第三散热器部162分隔开。

而且，与以上实施例的形式相同，排热器156设置在第一散热器部152与第二散热器部154之间的流路中。附加排热器164设置在第一散热器部152与第三散热器部162之间的流路中。

因此，如图9中的箭头所示，流入散热器150的冷却液经过流管180、第一散热器部152、流管182、排热器156、流管184、第二散热器部154和流管188，然后从散热器150流出，同时，冷却液经过流管180、第一散热器部152、流管182、附加排热器164、流管186、第三散热器部162和流管188，然后从散热器150流出。

在第四实施例中，流经第一散热器部152的冷却液通过流入排热器156和附加排热器164而被冷却，所以散热器150的冷却效率得到进一步的提高。

以上给出了关于本发明的散热器、液体冷却单元和电子装置的详细解释，但是，本发明不限于上述实施例。而且，以上解释的实施例可适当组合。另外，可在本发明的范围内进行各种改型和替换。

在此叙述的所有示例和条件性限制语旨在教导目的，以便帮助读者理解本发明。

Claims

1.一种通过流经其内部的冷却液来吸收电子模块产生的热量的散热器，包括：

第一散热器部，所述第一散热器部与所述电子模块邻接；

第二散热器部，所述第二散热器部与所述电子模块邻接；以及

排热器，在与所述电子模块相对的一侧，所述排热器设置成与所述第一散热器部和第二散热器部分隔开，而且所述排热器设置在所述第一散热器部与第二散热器部之间的流路中。

2.根据权利要求1所述的散热器，包括多个所述排热器。

3.根据权利要求1或2所述的散热器，其中，所述排热器的表面中具有最大面积的表面相对于所述第一散热器部的表面中具有最大面积的表面倾斜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，还包括翅片，所述翅片在所述第一散热器部与所述排热器之间和/或所述第二散热器部与所述排热器之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的散热器，还包括：

第三散热器部，所述第三散热器部设置成与所述第一散热器部和所述第二散热器部对齐，而且所述第三散热器部与所述电子模块邻接；以及

附加排热器，在与所述电子模块相对的一侧，所述附加排热器设置成与所述第一散热器部和所述第三散热器部分隔开，而且所述附加排热器设置在所述第一散热器部与所述第三散热器部之间的流路中。

6.一种液体冷却单元，包括：

散热器，所述散热器通过流经其内部的冷却液来吸收电子模块产生的热量；

冷却液的换热器；和

泵，所述泵使所述冷却液循环，

其中，

所述散热器包括：

第一散热器部，所述第一散热器部与所述电子模块邻接；

排热器，在与所述电子模块相对的一侧，所述排热器设置成与所述第一散热器部和所述第二散热器部分隔开，而且所述排热器设置在所述第一散热器部与所述第二散热器部之间的流路中。

7.一种电子装置，包括：

电子模块，所述电子模块产生热量；

散热器，所述散热器通过流经其内部的冷却液来吸收所述电子模块产生的热量；和

泵，所述泵使所述冷却液循环，

其中，

所述散热器包括：

第一散热器部，所述第一散热器部与所述电子模块邻接；

排热器，在与所述电子模块相对的一侧，所述排热器设置成与所述第一散热器部和所述第二散热器部分隔开，而且所述排热器设置在所述第一散热器部与第二散热器部之间的流路中。