CN219961216U - 一种换热结构和装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子设备散热冷却技术领域，具体涉及一种换热结构和装置，换热结构包括：壳体，适于与发热件连接以散热；导通件，设置在壳体内，并将壳体的内腔分为上集流腔和下集流腔，其中，导通件上贯穿设有多个连通上集流腔和下集流腔的第一通道；进液口，设置在壳体上，且与下集流腔连通，适于连接外部液相介质设备；出液口，设置在壳体上，且与下集流腔连通；出气口，设置在壳体上，且与上集流腔连通。解决了现有的冷却装置中液相相变产生的气相容易在容器内部堆积，以导致容器内压力变大以及温度升高，影响容器的散热效果，冷却效率降低的技术问题。

Description

一种换热结构和装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备散热冷却技术领域，具体涉及一种换热结构和装置。

背景技术

随着数字经济化的快速发展，带动了数据中心的高速发展。随着数据业务的增长，随数据中心的机柜服务器的运行要求提高，随之而来的是机柜内服务器在运行过程中其内部设备(例如CPU等电子设备)的发热问题，机柜内温度升高会影响服务器的运行，降低性能和使用寿命。

现有的冷却装置通常包括容器和冷凝管，冷凝管贯穿容器的气相部，通过容器的液相部与发热件进行贴合进行换热，液相部换热产生的气相流通到气相部，再通过冷凝管的冷却介质气相部的热量带走。然而，上述冷却装置中的容器为密闭容器，冷凝管的冷却介质带走热量小于气相吸收的热量时，液相相变产生的气相容易在容器内部堆积，以导致容器内压力变大以及温度升高，影响容器的散热效果，冷却效率降低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换热结构和装置，解决了现有的冷却装置中液相相变产生的气相容易在容器内部堆积，以导致容器内压力变大以及温度升高，影响容器的散热效果，冷却效率降低的技术问题。

有鉴于此，本实用新型提供第一方面提供了一种换热结构，包括：

壳体，适于与发热件连接以散热；

导通件，设置在所述壳体内，并将所述壳体的内腔分为上集流腔和下集流腔，其中，所述导通件上贯穿设有多个连通所述上集流腔和所述下集流腔的第一通道；

进液口，设置在所述壳体上，且与所述下集流腔连通，适于连接外部液相介质设备；

出液口，设置在所述壳体上，且与所述下集流腔连通；

出气口，设置在所述壳体上，且与所述上集流腔连通。

可选地，所述壳体的底部两侧分别对称设有两个连接板，所述连接板的两端分别设有安装孔。

可选地，所述壳体的材质为金属材质。

可选地，所述出液口沿竖直方向的高度高于所述进液口；所述导通件上设有第二通道，所述第二通道的两端分别与所述上集流腔和所述下集流腔连通，所述出液口在所述第二通道的侧壁与所述第二通道连通。

可选地，所述进液口通过第一螺纹接头连接有进液管。

可选地，所述出液口通过第二螺纹接头连接有出液管。

可选地，所述出气口通过第三螺纹接头连接有出气管。

可选地，所述壳体的顶部设有散热翅片。

本实用新型第二方面提供了一种换热装置，包括：多个如第一方面任一所述的换热结构；多个所述换热结构依次串联；第一个换热结构的进液口通过进液管连接外部液设备连接，出液口通过出液管与下一个换热结构的进液口连接，最后一个换热结构的出液口适于连接外部回收设备；多个所述换热结构的出气口通过出气管相互连通；其中，多个所述换热结构适于与多个发热件对应连接。

可选地，所述出液口沿竖直方向的高度高于所述进液口。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型中，在进行使用时，通过壳体的底部与发热件贴合连接，且通过进液口连接外部液相介质设备以提供液相介质，液相介质流入下集流腔并从出液口流出进行循环补充，液相介质进出平衡以使壳体内的液相介质处于平衡状态，进而保证冷却效果，发热件产生的热量经过壳体传导到下集流腔内的液相介质，液相介质吸热从液相变为气相的气体介质，相变潜热进行热交换，从而携带热量的气体介质通过导通件上的多个第一通道流通到上集流腔内，再经过出气口流出，将热量带出，避免气体介质在壳体内堆积难以流通，影响散热效果，使得相变产生的气体介质得以流通带走热量，提高了冷却效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型提供的一种换热结构的结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中B-B剖视图；

图4为本实用新型提供的一种换热装置的结构示意图；

图5为本实用新型提供的换热装置安装在服务器内的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；2、导通件；3、上集流腔；4、下集流腔；5、第一通道；6、进液口；7、出液口；8、出气口；9、连接板；10、安装孔；11、第二通道；12、第一螺纹；13、进液管；14、第二螺纹接头；15、出液管；16、第三螺纹接头；17、出气管；18、散热翅片。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

请参阅图1至图3，本实施例提供的一种换热结构，包括：壳体1，适于与发热件连接以散热；导通件2，设置在壳体1内，并将壳体1的内腔分为上集流腔3和下集流腔4，其中，导通件2上贯穿设有多个连通上集流腔3和下集流腔4的第一通道5；进液口6，设置在壳体1上，且与下集流腔4连通，适于连接外部液相介质设备；出液口7，设置在壳体1上，且与下集流腔4连通；出气口8，设置在壳体1上，且与上集流腔3连通。

需要说明的是，发热件可选为服务器内发热量大的电子部件，例如CPU等。

本实施例中，在进行使用时，通过壳体1的底部与发热件贴合连接，且通过进液口6连接外部液相介质设备以提供液相介质，液相介质流入下集流腔4并从出液口7流出进行循环补充，液相介质进出平衡以使壳体1内的液相介质处于平衡状态，进而保证冷却效果，发热件产生的热量经过壳体1传导到下集流腔4内的液相介质，液相介质吸热从液相变为气相的气体介质，相变潜热进行热交换，从而携带热量的气体介质通过导通件2上的多个第一通道5流通到上集流腔3内，再经过出气口8流出，将热量带出，避免气体介质在壳体1内堆积难以流通，影响散热效果，使得相变产生的气体介质得以流通带走热量，提高了冷却效率。

实施例2

作为对实施例1的进一步改进，如图1至图3所示，壳体1的底部两侧分别对称设有两个连接板9，连接板9的两端分别设有安装孔10。

本实施例中，通过连接板9和安装孔10，可通过紧固螺栓进行安装，便于壳体1与发热件贴合连接，方便拆卸和安装。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，壳体1的材质为金属材质。

需要说明的是，金属材质可为导热性较好的金属材质，例如铜、铝和铝合金等。

本实施例中，通过金属材质的壳体1便于传导发热件产生的热量，提高导热性能，进而提高散热效果。

具体地，壳体为方形结构。便于与发热件贴合。

具体地，壳体的底部设有与下集流腔连通的凹槽，凹槽内可拆卸密封连接有密封板。通过密封板对壳体进行密封，且可拆卸式的结构便于拆卸或安装对壳体内部进行清洗。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出液口7沿竖直方向的高度高于进液口6；导通件2上设有第二通道11，第二通道11的两端分别与上集流腔3和下集流腔4连通，出液口7与第二通道11连通。

需要说明的是，第一通道5沿竖向设置，便于相变产生的气体介质从下集流腔4流通到上集流腔3。

本实施例中，当通过进液口6输入液相介质时，由于出液口7沿竖直方向的高度高于进液口6，则输入的液相介质汇集在壳体1位于进液口6以下的位置，使得壳体1内始终存留有一定量的液相介质，保持散热效果，在液相介质减少后再进行补充，保持壳体1内液相介质的平衡，同时可以提高液相介质在壳体1内的存留量，提高冷却效果，且使得液相介质的液面高度在第一通道5内，在第一通道5狭小的空间内产生热量变化导致压力流速发生变化更容易引起相变，便于提高相变效率，使得液相介质相变带走更多的热量，提高了冷却效果。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，进液口6通过第一螺纹12接头连接有进液管13。

本实施例中，通过第一螺纹12接头连接进液管13便于拆卸和安装，且可通过进液管13方便连接外部液相介质设备以提供液相介质。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出液口7通过第二螺纹接头14连接有出液管15。

本实施例中，通过第二螺纹接头14连接出液管15便于拆卸和安装，且可通过出液管15方便连接外部回收设备，例如连接循环设备回收进行循环利用。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，出气口8通过第三螺纹接头16连接有出气管17。

本实施例中，通过第三螺纹接头16连接出气管17便于拆卸和安装，且可通过出气管17便于将相变产生的气体介质带出，以便于将热量带出，实现冷却效果，进一步，可通过出气管17连接循环设备，气体介质回收进行循环利用，避免浪费。

在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，壳体1的顶部设有散热翅片18。

本实施例中，通过散热翅片18进行换热作用，进一步提高冷却效果。

本实施例中，换热结构的具体工作原理为：在进行使用时，通过壳体1的底部与发热件贴合连接，且通过进液管13连接外部液相介质设备以提供液相介质，液相介质通过进液管13和进液口6流入下集流腔4，并从第二通道11经过出液口7以及出液管15流出进行循环补充，由于出液口7高于进液口6，使得壳体1内存留一定量的液相介质，再通过液相介质进出平衡以使壳体1内的液相介质处于平衡状态，进而保证冷却效果，发热件产生的热量经过壳体1传导到下集流腔4内的液相介质，液相介质吸热从液相变为气相的气体介质，相变潜热进行热交换，从而携带热量的气体介质通过导通件2上的多个第一通道5流通到上集流腔3内，再经过出气口8经过出气管17排出，进而将热量带出，同时壳体1顶部的散热翅片18也可进行换热提高散热效果，避免气体介质在壳体1内堆积难以流通，影响散热效果，使得相变产生的气体介质通过流通带走热量，提高了冷却效率。本实施例提供的换热结构，利用相变散热原理，使得相变产生的气体进行流通并将热量带走，提高了冷却效果。解决了现有的冷却装置中液相相变产生的气相容易在容器内部堆积，以导致容器内压力变大以及温度升高，影响容器的散热效果，冷却效率降低的技术问题。

实施例3

请参阅图4至图5，本实施例提供的一种换热装置，包括：多个如实施例1-2任一所述的换热结构；多个换热结构依次串联；第一个换热结构的进液口6通过进液管13连接外部液设备连接，出液口7通过出液管15与下一个换热结构的进液口6连接，最后一个换热结构的出液口7适于连接外部回收设备；多个换热结构的出气口8通过出气管17相互连通；其中，多个换热结构适于与多个发热件对应连接。

本实施例中，通过多个换热结构进行串联，可同时对多个发热件进行冷却散热，通过第一个换热结构上的进液管13输入液相介质经过进液口6进入壳体1，在通过出液口7和出液管15流入下一个换热结构，由此依次对每个换热结构内的液相介质进行补充，产生的液相介质可通过相互连通的出气管17统一排出将热量带走，以实现对多个发热件进行冷却，具体工作原理同实施例1-2任一所述的换热结构，可应用于需要对多个发热件进行散热的场景，例如，需要对存在多个CPU或者发热的电子部件的服务器进行冷却散热(如图5所示)。解决了现有的冷却装置中液相相变产生的气相容易在容器内部堆积，以导致容器内压力变大以及温度升高，影响容器的散热效果，冷却效率降低的技术问题。

实施例4

作为对实施例3的进一步改进，如图4所示，出液口7沿竖直方向的高度高于进液口6。

本实施例中，通过进液口6的高度高于出液口7使得在液相介质经过每个换热结构时，当壳体内液面高度高于出液口时，液相介质从出液口流出，流入下一个换热结构，由此依次流通，使得每个换热结构都能存留一定量的液相介质以便进行散热，保证冷却效果。

具体地，导通件2上设有第二通道11，第二通道11的两端分别与上集流腔3和下集流腔4连通，出液口7与第二通道11连通。使得液相介质液面高度在第一通道5内，在第一通道5狭小的空间内产生热量变化导致压力流速发生变化更容易引起相变，便于提高相变效率，使得液相介质相变带走更多的热量，提高了冷却效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种换热结构，其特征在于，包括：

壳体(1)，适于与发热件连接以散热；

导通件(2)，设置在所述壳体(1)内，并将所述壳体(1)的内腔分为上集流腔(3)和下集流腔(4)，其中，所述导通件(2)上贯穿设有多个连通所述上集流腔(3)和所述下集流腔(4)的第一通道(5)；

进液口(6)，设置在所述壳体(1)上，且与所述下集流腔(4)连通，适于连接外部液相介质设备；

出液口(7)，设置在所述壳体(1)上，且与所述下集流腔(4)连通；

出气口(8)，设置在所述壳体(1)上，且与所述上集流腔(3)连通。

2.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述壳体(1)的底部两侧分别对称设有两个连接板(9)，所述连接板(9)的两端分别设有安装孔(10)。

3.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述壳体(1)的材质为金属材质。

4.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述出液口(7)沿竖直方向的高度高于所述进液口(6)；所述导通件(2)上设有第二通道(11)，所述第二通道(11)的两端分别与所述上集流腔(3)和所述下集流腔(4)连通，所述出液口(7)在所述第二通道(11)的侧壁与所述第二通道(11)连通。

5.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述进液口(6)通过第一螺纹(12)接头连接有进液管(13)。

6.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述出液口(7)通过第二螺纹接头(14)连接有出液管(15)。

7.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述出气口(8)通过第三螺纹接头(16)连接有出气管(17)。

8.根据权利要求1所述的换热结构，其特征在于，所述壳体(1)的顶部设有散热翅片(18)。

9.一种换热装置，其特征在于，包括：多个如权利要求1-8任一所述的换热结构；多个所述换热结构依次串联；第一个换热结构的进液口(6)通过进液管(13)连接外部液设备连接，出液口(7)通过出液管(15)与下一个换热结构的进液口(6)连接，最后一个换热结构的出液口(7)适于连接外部回收设备；多个所述换热结构的出气口(8)通过出气管(17)相互连通；其中，多个所述换热结构适于与多个发热件对应连接。

10.根据权利要求9所述的换热装置，其特征在于，所述出液口(7)沿竖直方向的高度高于所述进液口(6)。