CN218413407U - 散热组件和电器部件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热组件和电器部件，所述散热组件用于电器部件，所述散热组件包括至少两个虹吸热管，其中，所述至少两个虹吸热管沿垂直于冷却流体流动方向的方向并排地布置。

Description

散热组件和电器部件

技术领域

本实用新型涉及芯片散热技术领域，具体地，涉及一种散热组件和包括所述散热组件的电器部件。

背景技术

多节点服务器是具有两个或多个独立服务器节点的计算机服务器，这两个或多个服务器节点共享一个外壳和一个或多个电源。在多节点服务器中，芯片的密度非常高，所以如何实现有效的散热，从而保证服务器正常运行、降低故障率、延长服务器的寿命非常重要。

评价服务器的散热能力有两个标准，一个是CPU（Central Processing Unit，中央处理器）的温升，另一个则是各CPU的温度均匀性。因为CPU在上述类型的多节点服务器中是串联分布的，在冷却流体到达第二个CPU的散热器之前，需要经过第一个CPU的散热器，而冷却流体已经被第一个CPU加热。这种情况会导致较差的温度均匀性，使得第二个CPU温度相较第一个CPU偏高。

在现有技术中采用了很多方法解决服务器散热时温度不均匀的问题，例如在第一个CPU的散热器上设置额外的流道以使冷却空气更多流到第二个CPU的散热器、在第二个CPU的散热器处采用铜的鳍片、两个CPU的散热器采用不同的鳍片密度、采用液冷或采用虹吸热管的方式等。在现有的虹吸热管的冷却方式中，两个虹吸热管沿着冷却流体的流动方向并排布置，所以冷却流体首先流经第一个虹吸热管，然后再流经第二个虹吸热管。

实用新型内容

本实用新型的一个方面要解决的技术问题是如何克服采用虹吸热管沿冷却流体的流动方向并排布置进行冷却导致的CPU温度不均匀。

此外，本实用新型的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型提供了一种散热组件和电器部件，具体而言，根据本实用新型的一方面，提供了：

一种散热组件，用于电器部件，所述散热组件包括至少两个虹吸热管，其中，所述至少两个虹吸热管沿垂直于冷却流体流动方向的方向并排地布置。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述虹吸热管包括冷凝管和蒸发管，每个虹吸热管的冷凝管布置在另一个虹吸热管的蒸发管上。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述虹吸热管的数量为两个，并且每个虹吸热管的蒸发管构造在其冷凝管的一个端部上，所述蒸发管构造成扁平的管，每个虹吸热管的冷凝管的没有构造有蒸发管的一端布置在另一个虹吸热管的蒸发管上。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述冷凝管沿垂直于冷却流体流动方向的方向包括彼此相邻的工作流体管和鳍片管，所述工作流体管与所述蒸发管连通并且在其中容纳有工作流体，所述鳍片管由所述冷却流体流动经过以冷却所述工作流体管中的工作流体。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述鳍片管构造成包括多个平行于彼此沿冷却流体流动方向延伸的鳍片，所述鳍片平行于所述蒸发管的扁平的平面并且彼此均匀地间隔开。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述工作流体管中与其管壁间隔开地构造有沿冷却流体流动方向延伸、且垂直于所述蒸发管的扁平的平面的隔片，所述隔片将所述工作流体管分为与鳍片管相邻的流体空间和与鳍片管以所述流体空间间隔开的蒸气空间，使得工作流体的蒸气能够在蒸气空间中沿着所述隔片流动并最终绕过隔片流入到流体空间中进行冷却。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述散热组件首先接触冷却流体的端部处，在两个冷凝管的间隙处布置有遮盖件用于遮盖所述间隙，以防止冷却流体流入到所述间隙中。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述蒸发管沿所述冷却流体流动方向的两侧上构造有加强筋。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述蒸发管沿所述冷却流体流动方向的两侧上构造有在所述流动方向上突出的突出部，在所述突出部上构造有第一通孔用于将所述蒸发管固定到所述电器部件的芯片上。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述鳍片管背离所述蒸发管的外壁上构造有第二通孔用于安装所述鳍片管。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电器部件，其中，所述电器部件包括至少两个沿冷却流体流动方向并排布置的芯片和以上所述的散热组件，所述至少两个虹吸热管的蒸发管相应地分别布置在所述至少两个芯片之上。

本实用新型的有益之处包括：本实用新型采用了两个虹吸热管沿垂直于冷却流体流动方向的方向并排布置的方式，使得两个CPU可以同时而不是依次得到冷却，改善了CPU冷却时的温度均匀性。两个虹吸热管可以相同地进行设计，构造简单且易于制造。在工作流体管中构造有隔片来将工作流体管分为流体空间和蒸气空间，提高了工作流体的换热效率。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件的结构示意图；

图2示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件的其中一个虹吸热管的结构示意图；

图3示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件的其中一个虹吸热管的横截面示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神的条件下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

应该理解的是，本实用新型中所述的“电器部件”例如包括服务器、路由器、变压器、交换机、电源、逆变器等，此外，本实用新型中所述的“芯片”也不仅仅指传统意义上的半导体部件、如CPU等，而是还能够包括例如线圈部件等电子元件，也就是说本实用新型中的散热组件实际上也能够用于其它半导体部件以及线圈部件等电子元件的散热。

参考图1，其示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件100的结构示意图。本实用新型的散热组件100用于电器部件的散热，例如包括多个芯片（如CPU）、尤其包括两个CPU的服务器、尤其多节点服务器的散热。如图1所示，该散热组件100包括两个基本上相同构造的虹吸热管1，这两个虹吸热管1的主体构造成长方体的形状，并且沿垂直于冷却流体（例如为冷却空气）流动方向（如图1中三个箭头所示的方向）的方向并排地进行布置。两个虹吸热管1至少部分地贴靠在CPU上，例如通过螺栓固定在CPU上。由此，当冷却流体流到散热组件100时，冷却流体同时进入到两个虹吸热管1中，并同时对两个虹吸热管1中的工作流体进行冷却，然后通过工作流体与CPU的热交换实现CPU的冷却。

参考图2，其示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件100的其中一个虹吸热管1的结构示意图。为了方便表述，在此将冷却流体的流动方向定义成水平方向，沿垂直于水平方向从冷凝管10到蒸发管20的方向定义为从上往下的方向。所述虹吸热管1包括冷凝管10和构造在冷凝管10的一个端部上的蒸发管20。从图2中可以看出，冷凝管10构造成长方体形的管，并且其长度方向处于冷却流体的流动方向上。蒸发管20则构造在冷凝管10的一个端部上并且从冷凝管10沿垂直于冷却流体的流动方向延伸。蒸发管20在该实施方式中构造成扁平的管并且用于固定在服务器的CPU上。蒸发管20的底部贴靠在CPU上从而通过蒸发管20的外壁将CPU运行产生的热量传导到蒸发管20中容纳的工作流体中。蒸发管20与冷凝管10连通，并且在蒸发管20和冷凝管10中都容纳有工作流体。在CPU产生热量并经蒸发管20的外壁传递到蒸发管20中时，工作流体受热变成蒸气并且在虹吸热管1中由于热虹吸效应向上流动到冷凝管10中。工作流体形成的蒸气在冷凝管10中通过外部的冷却流体进行冷却，形成降温后的液态的工作流体，最终又流入到蒸发管20中完成换热循环。

应该理解的是，散热组件在未示出的实施例中也能够包括多于两个的虹吸热管，其中，每个虹吸热管的冷凝管布置在另一个虹吸热管的蒸发管上、例如布置在与其相邻的虹吸热管的蒸发管上。例如散热组件可以包括三个虹吸热管，其中第一和第二虹吸热管如上述一样进行设计，而第三虹吸热管的蒸发管布置在其冷凝管的中部，使得至少第一和第二虹吸热管的冷凝管中的一个放置在第三虹吸热管的蒸发管上，第三虹吸热管的冷凝管的至少一个端部放置在第一或第二虹吸热管的蒸发管上。散热组件例如也可以包括四个虹吸热管，这四个虹吸热管可以两两按照上述两个虹吸热管的实施例的布置方式进行布置。包含其它奇数个或偶数个虹吸热管的散热组件可以参考三个虹吸热管或四个虹吸热管的实施例相应地进行布置。

应该理解的是，蒸发管和冷凝管的形状还能够根据不同形状或构造的CPU而不同于上述实施例地进行设计，只要蒸发管和冷凝管能够满足其各自的功能即可。

在图2中可见，冷凝管10沿垂直于冷却流体流动方向的方向包括彼此相邻的工作流体管11和鳍片管12。工作流体管11和鳍片管12都延伸经过冷凝管10的全部长度。工作流体管11与蒸发管20连接并且在其中容纳有工作流体，也就是说，工作流体管11与蒸发管20一同形成了工作流体的热交换工作循环的场所。而鳍片管12用于引导冷却流体，使得热量通过其被传递给冷却流体。鳍片管12包括多个平行于彼此沿冷却流体流动方向延伸的鳍片120（可参考图3），并且鳍片120平行于蒸发管20的扁平的平面，或者说鳍片120平行于CPU的上表面。鳍片管12中的鳍片120彼此均匀地间隔开，使得在两个鳍片120之间形成了较窄的冷却流体通道121。这样，在冷却流体流经鳍片管12时，其经由多个冷却流体通道121流入到鳍片管12中，从而增加了散热面积，提升了工作流体的冷却效果。

此外，在图2中还示出的是，在蒸发管20沿冷却流体流动方向的两侧上构造有加强筋21，用于增加扁平的蒸发管20的强度，使得其能够更稳固地固定在CPU上。并且在蒸发管20沿冷却流体流动方向的两侧上还构造有在所述流动方向上突出的突出部22，例如构造有四个突出部22。在突出部22上构造有第一通孔用于将所述蒸发管20固定到所述服务器100的CPU上。此外，在鳍片管12背离蒸发管20、也就是说背离CPU的外壁上构造有第二通孔122，用于将散热组件1安装在服务器100中，这种构造方式也便于在装配时插入螺丝刀从而拧紧面向散热器的螺丝。所述第二通孔122的数量例如为2个。

参考图3，其示出根据本实用新型的一个实施方式提出的散热组件100的其中一个虹吸热管1的横截面示意图。在工作流体管11中还构造有沿冷却流体流动方向延伸的、并且垂直于水平平面的隔片110。在图3中可见，该隔片110将工作流体管11内部的空间分为与鳍片管相邻的流体空间112和与鳍片管以该流体空间间隔开的蒸气空间111。该隔片110与工作流体管11的外壁、尤其其上壁具有间隙113，这样工作流体在受热时产生的蒸气会沿着隔片110首先在蒸气空间111中向上方流动，然后经该间隙113进入到流体空间112中，从而在流体空间112中由流经鳍片管12的冷却流体冷却，最终冷却为液体的工作流体流回到蒸发管20中（工作流体的流动方向参考图3中的箭头方向）。这种设计方式可以防止工作流体在工作流体管11中发生对向流动。

由于虹吸热管1的并排的布置方式，在两个虹吸热管的冷凝管之间不可避免地存在一定的间隙。在未示出的实施方式中，在散热组件100首先接触冷却流体的端部处，在两个冷凝管之间的间隙处布置有遮盖件用于遮盖该间隙，防止冷却流体流入到该间隙中，从而使得冷却流体只从鳍片管12流入到散热组件1中。这种设计方式可以防止工作流体在蒸气空间111中就开始冷凝，从而防止液态的工作流体和气态的工作流体发生对向流动，影响虹吸热管的冷却效率。

本实用新型的另一方面还提出了一种电器部件，该电器部件包括两个沿冷却流体流动方向并排布置的芯片和上述的散热组件100，散热组件100的两个虹吸热管1的蒸发管20分别布置在这两个芯片之上。

应该理解的是，电器部件还能够包括多于两个的芯片，并且此时散热组件也包括与芯片数量相应的虹吸热管，虹吸热管的蒸发管的位置与芯片的位置相应。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (11)

1.一种散热组件（100），用于电器部件，所述散热组件（100）包括至少两个虹吸热管（1），其特征在于，所述至少两个虹吸热管（1）沿垂直于冷却流体流动方向的方向并排地布置。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述虹吸热管（1）包括冷凝管（10）和蒸发管（20），每个虹吸热管（1）的冷凝管（10）布置在另一个虹吸热管的蒸发管上。

3.根据权利要求2所述的散热组件（100），其特征在于，所述虹吸热管（1）的数量为两个，并且每个虹吸热管（1）的蒸发管（20）构造在其冷凝管（10）的一个端部上，所述蒸发管（20）构造成扁平的管，每个虹吸热管（1）的冷凝管（10）的没有构造有蒸发管（20）的一端布置在另一个虹吸热管的蒸发管上。

4.根据权利要求3所述的散热组件（100），其特征在于，所述冷凝管（10）沿垂直于冷却流体流动方向的方向包括彼此相邻的工作流体管（11）和鳍片管（12），所述工作流体管（11）与所述蒸发管（20）连通并且在其中容纳有工作流体，所述鳍片管（12）由所述冷却流体流动经过以冷却所述工作流体管中的工作流体。

5.根据权利要求4所述的散热组件（100），所述鳍片管（12）构造成包括多个平行于彼此沿冷却流体流动方向延伸的鳍片（120），所述鳍片（120）平行于所述蒸发管（20）的扁平的平面并且彼此均匀地间隔开。

6.根据权利要求4所述的散热组件（100），其特征在于，在所述工作流体管（11）中与其管壁间隔开地构造有沿冷却流体流动方向延伸、且垂直于所述蒸发管（20）的扁平的平面的隔片（110），所述隔片（110）将所述工作流体管（11）分为与鳍片管（12）相邻的流体空间（112）和与鳍片管（12）以所述流体空间（112）间隔开的蒸气空间（111），使得工作流体的蒸气能够在蒸气空间（111）中沿着所述隔片（110）流动并最终绕过隔片（110）流入到流体空间（112）中进行冷却。

7.根据权利要求3所述的散热组件（100），其特征在于，在所述散热组件（100）首先接触冷却流体的端部处，在两个冷凝管（10）的间隙处布置有遮盖件用于遮盖所述间隙，以防止冷却流体流入到所述间隙中。

8.根据权利要求3所述的散热组件（100），其特征在于，在所述蒸发管（20）沿所述冷却流体流动方向的两侧上构造有加强筋（21）。

9.根据权利要求3所述的散热组件（100），其特征在于，在所述蒸发管（20）沿所述冷却流体流动方向的两侧上构造有在所述流动方向上突出的突出部（22），在所述突出部（22）上构造有第一通孔用于将所述蒸发管（20）固定到所述电器部件的芯片上。

10.根据权利要求4所述的散热组件（100），其特征在于，在所述鳍片管（12）背离所述蒸发管（20）的外壁上构造有第二通孔（122）用于安装所述鳍片管（12）。

11.一种电器部件，其特征在于，所述电器部件包括至少两个沿冷却流体流动方向并排布置的芯片和根据权利要求1至10中任一项所述的散热组件（100），所述至少两个虹吸热管（1）的蒸发管（20）相应地分别布置在所述至少两个芯片之上。

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