CN221175348U - 散热装置及服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及服务器技术领域，公开一种散热装置及服务器，散热装置包括蒸发端、冷凝端、输入管路和输出管路。输入管路的一端连接蒸发端的出口，另一端连接冷凝端的进口，输出管路的一端连接冷凝端的出口，另一端连接蒸发端的进口，蒸发端与待散热部件接触传热。将冷凝端和蒸发端采用上下位布置，使得换热产生的蒸汽可自动经输入管路通入冷凝端，冷凝后的液体又可在重力作用下经输出管路回流至蒸发端，加快了冷却介质的循环速度，散热效率高，能将机箱内高功耗的待散热部件的热量及时转移至机箱外部，降低机箱内的环境温度，改善机箱中其他电子元件的工作环境。同时，无需为冷却介质的循环额外增加驱动部件，结构设计简单，散热能耗低。

Description

散热装置及服务器

技术领域

本实用新型涉及服务器技术领域，尤其涉及一种散热装置及服务器。

背景技术

随着服务器产品的迭代，服务器中大功率器件(CPU和GPU等)的热流密度大幅提升，导致服务器机箱内的散热环境变差，影响服务器的工作稳定性。

现有技术中，对服务器中大功率器件(如CPU和GPU等)的散热，通常采用散热风扇风冷散热，但需要借助较高规格的散热风扇才能满足散热需求，存在噪音大的问题，且散热能力有限。部分服务器采用单相水冷散热器进行散热，但结构较复杂，且可靠性较差，存在冷却液泄漏风险。

因此，亟需一种散热装置及服务器，以解决上述问题。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种散热装置及服务器，结构简单，且能满足服务器高散热需求。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种散热装置，包括蒸发端、冷凝端、输入管路和输出管路，所述输入管路的一端连接所述蒸发端的出口，另一端连接所述冷凝端的进口，所述输出管路的一端连接所述冷凝端的出口，另一端连接所述蒸发端的进口，所述蒸发端用于与服务器的待散热部件接触传热；

所述冷凝端所在的安装高度高于所述蒸发端所在的安装高度，所述蒸发端具有冷却腔，所述冷却腔内填充有相变液冷冷却介质。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述散热装置至少设置有两个，两个所述散热装置分别为第一散热器和第二散热器，所述待散热部件包括第一发热件和第二发热件，所述第一散热器的蒸发端与所述第一发热件接触传热，所述第二散热器的蒸发端与所述第二发热件接触传热。如此设置，能单独对第一发热件和第二发热件进行有效散热，提高了散热效率，可以解决现有服务器因功耗过大而导致服务器内电子元件超温的问题。。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述服务器的机箱内设置有用于插装所述第二发热件的插槽，所述第二散热器的蒸发端与所述第二发热件一同插装于所述插槽。如此设置，使得蒸发端的安装和拆卸更便利，同时进一步充分利用了机箱内的空间，无需额外预留第二散热器的蒸发端的安装空间。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述散热装置还包括散热翅片，所述冷凝端具有冷凝空腔，所述散热翅片设置于所述冷凝空腔的外部。散热翅片的设置增大了冷凝空腔外表面与空气的换热面积，能提高换热效率，以使冷凝空腔内的蒸汽快速冷凝成液体，加快散热速度。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述散热装置还包括散热风扇，所述散热风扇的出风侧或进风侧朝向所述散热翅片，并能将所述散热翅片上的热量带出至所述服务器的机箱外。散热风扇的设置能加快散热翅片与空气的热量交换速度，使冷凝空腔内的热量通过散热翅片快速散发至机箱外部环境中，降低了机箱内的环境温度，从而能改善机箱中其他电子元件的工作环境，防止出现超温现象。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述蒸发端包括基座和设置于所述基座的盖体，所述盖体密封连接于所述基座并与所述基座围设出所述冷却腔，所述盖体由透明材料制成。将蒸发端设计为基座和盖体的分体式结构，有利于后期对散热装置检修维护，拆装方便。透明的盖体有利于直观地查看冷却腔内的当前状态，便于根据冷却腔内的情况及时采取相应措施。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述基座上于所述冷却腔内设置有多孔材料层，所述多孔材料层烧结成型于所述基座。多孔材料层具有多孔结构，具有高导热性和高亲液性，可以增加成核址，提高毛细力，进而提高冷却腔内相变液冷冷却介质的沸腾强度，进一步加快换热效率，提高该散热装置的散热能力。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述相变液冷冷却介质包括低沸点工质，所述低沸点工质包括介电液。低沸点的介电液具有较低的密度、沸点、表面张力和黏度，且低沸点的介电液易于蒸发，换热效率高，能提高散热装置的散热效率。

作为本实用新型的散热装置的优选方案，所述输入管路和所述输出管路均由柔性材料制成。即，输入管路和输出管路均为柔性管，安装过程中，输入管路和输出管路均能适应性变形，使散热装置的安装更具灵活性。示例性地，柔性材料为橡胶，橡胶材料不会与介电液发生化学反应，避免管路损坏。

另一方面，提供一种服务器，包括机箱、待散热部件以及如上所述的散热装置，所述待散热部件设置于所述机箱内，所述散热装置用于为所述待散热部件散热。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的散热装置及服务器，由于蒸发端与待散热部件(如CPU板卡、GPU板卡等)接触传热，因此，在待散热部件运行过程中，其产生的热量可以被蒸发端的冷却腔内的相变液冷冷却介质吸收。相变液冷冷却介质的温度升高后，从液体变为蒸汽，由于冷凝端所在的高度高于蒸发端所在的高度，且蒸汽密度较小，因此，蒸汽便能经由输入管路通入冷凝端。蒸汽到达冷凝端冷凝后变为较冷的液体，在重力的作用下，液体经由输出管路回流至蒸发端再次吸收待散热部件产生的热量，如此循环将待散热部件的热量带走，实现散热。

该散热装置通过将冷凝端和蒸发端采用上下位布置，使得换热产生的蒸汽可以自动经输入管路通入冷凝端，冷凝后的液体又可以在自身重力作用下经输出管路回流至蒸发端，加快了相变液冷冷却介质的循环速度，提高了散热效率，能满足服务器高散热的需求，降低机箱内部环境温度。同时，该散热装置无需为相变液冷冷却介质的循环额外增加驱动部件，结构设计简单，降低了散热能耗，还合理利用了机箱的内部空间，有利于缩小服务器的整体体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施方式提供的散热装置在机箱内的安装示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的第一散热器的第一视图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的第一散热器的第二视图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的第一散热器的第一截面图；

图5是本实用新型具体实施方式提供的第一散热器的第二截面图；

图6是本实用新型具体实施方式提供的第二散热器的第一视图；

图7是本实用新型具体实施方式提供的第二散热器的第二视图；

图8是本实用新型具体实施方式提供的第二散热器的第三视图；

图9是本实用新型具体实施方式提供的第二散热器的截面图。

图中：

1-蒸发端；2-冷凝端；3-输入管路；4-输出管路；5-散热翅片；6-散热风扇；

7-第一紧固件； 8-第二紧固件；

11-基座； 12-盖体； 13-冷却腔；

21-冷凝空腔；

100-机箱；200-第一发热件；300-第二发热件；400-插槽；500-主板；600-内存。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图9所示，本实施例提供一种散热装置，能满足服务器高散热需求。该散热装置包括蒸发端1、冷凝端2、输入管路3和输出管路4。

其中，参阅图1和图2，输入管路3的一端连接蒸发端1的出口，另一端连接冷凝端2的进口，输出管路4的一端连接冷凝端2的出口，另一端连接蒸发端1的进口，蒸发端1用于与服务器的待散热部件接触传热。冷凝端2所在的安装高度高于蒸发端1所在的安装高度，蒸发端1具有冷却腔13，冷却腔13内填充有相变液冷冷却介质。

本实施例提供的散热装置，由于蒸发端1与待散热部件(如CPU板卡、GPU板卡等)接触传热，因此，在待散热部件运行过程中，其产生的热量可以被蒸发端1的冷却腔13内的相变液冷冷却介质吸收。相变液冷冷却介质的温度升高后，从液体变为蒸汽，由于冷凝端2所在的高度高于蒸发端1所在的高度，且蒸汽密度较小，因此，蒸汽便能经由输入管路3通入冷凝端2。蒸汽到达冷凝端2冷凝后变为较冷的液体，在重力的作用下，液体经由输出管路4回流至蒸发端1再次吸收待散热部件产生的热量，如此循环将待散热部件的热量带走，实现散热。

该散热装置通过将冷凝端2和蒸发端1采用上下位布置，使得换热产生的蒸汽可以自动经输入管路3通入冷凝端2，冷凝后的液体又可以在自身重力作用下经输出管路4回流至蒸发端1，加快了相变液冷冷却介质的循环速度，提高了散热效率，能满足服务器高散热的需求，降低机箱100内部环境温度。同时，该散热装置无需为相变液冷冷却介质的循环额外增加驱动部件，结构设计简单，降低了散热能耗，还合理利用了机箱100的内部空间，有利于缩小服务器的整体体积。

可选地，相变液冷冷却介质包括低沸点工质，低沸点工质包括介电液。即，本实施例的相变液冷冷却介质选用常压低沸点的介电液，低沸点的介电液具有较低的密度、沸点、表面张力和黏度，且低沸点的介电液易于蒸发，导热能力强，换热效率高，能提高散热装置的散热效率。

可选地，输入管路3和输出管路4均由柔性材料制成。即，输入管路3和输出管路4均为柔性管，安装过程中，输入管路3和输出管路4均能适应性变形，使散热装置的安装更具灵活性。示例性地，柔性材料为橡胶，橡胶材料不会与介电液发生化学反应，且能耐受一定温度，避免管路损坏。

可选地，散热装置至少设置有两个，两个散热装置分别为第一散热器和第二散热器，待散热部件包括第一发热件200和第二发热件300。其中，如图1和图2所示，第一散热器的蒸发端1与第一发热件200接触传热。如图1、图6和图7所示，第二散热器的蒸发端1与第二发热件300接触传热。如此设置，能单独对第一发热件200和第二发热件300进行有效散热，提高了散热效率，可以解决现有服务器因功耗过大而导致服务器内电子元件超温的问题。

示例性地，第一发热件200和第二发热件300分别为服务器的CPU板卡和GPU板卡，由于CPU板卡和GPU板卡为服务器中产热较高的部件，因此，通过设置第一散热器和第二散热器，能分别给CPU板卡和GPU板卡单独散热，有效提高散热效率，从而满足服务器对更高功耗的CPU板卡和GPU板卡的应用需求。

进一步地，在安装第一散热器和第二散热器时，蒸发端1与待散热部件接触，且两者之间使用导热材料填充缝隙，保证传热效率。

本实施例中，参阅图1，散热装置共有三个，其中一个为第一散热器，用于为服务器的CPU板卡散热，剩下两个均为第二散热器，用于为服务器的两个GPU板卡散热。其中，第二散热器的蒸发端1的尺寸比第一散热器的蒸发端1的尺寸小，以与GPU板卡的尺寸相匹配。

在其他实施例中，也可设置一个散热装置或设置三个及以上的散热装置，根据服务器中所需散热的待散热部件数量适应性选择即可。

可选地，参阅图2、图3和图4，散热装置还包括第一紧固件7，第一散热器的蒸发端1通过第一紧固件7固定于第一发热件200，以实现第一散热器的可拆卸安装。示例性地，第一紧固件7为螺栓。

进一步地，参阅图7和图8，散热装置还包括第二紧固件8，第二散热器的蒸发端1通过第二紧固件8固定于第二发热件300，以实现第二散热器的可拆卸安装。示例性地，第二紧固件8也为螺栓。

可选地，参阅图1和图6，服务器的机箱100内设置有用于插装第二发热件300的插槽400，第二散热器的蒸发端1与第二发热件300一同插装于插槽400。即，第二散热器的蒸发端1通过第二紧固件8固定于第二发热件300后，将蒸发端1随第二发热件300一起放置于服务器主板500下方的插槽400中。如此设置，使得蒸发端1的安装和拆卸更便利，同时进一步充分利用了机箱100内的空间，无需额外预留第二散热器的蒸发端1的安装空间。

示例性地，插槽400为机箱100内原有的GPU板卡的插槽。

可选地，参阅图1、图3和图8，散热装置还包括散热翅片5，参阅图4和图9，冷凝端2具有冷凝空腔21，散热翅片5设置于冷凝空腔21的外部。当相变液冷冷却介质产生的温度较高的蒸汽进入冷凝空腔21后，热量可以通过冷凝空腔21的壁面传递至散热翅片5，散热翅片5再与空气换热将热量带走，以快速消耗冷凝空腔21内的热量，实现散热。散热翅片5的设置增大了冷凝空腔21外表面与空气的换热面积，能提高换热效率，以使冷凝空腔21内的蒸汽快速冷凝成液体，加快散热速度。

示例性地，冷凝端2采用不锈钢材料制成，散热翅片5焊接于冷凝空腔21的外壁。

进一步地，参阅图2和图7，散热装置还包括散热风扇6，散热风扇6的出风侧或进风侧朝向散热翅片5，并能将散热翅片5上的热量带出至服务器的机箱100外。散热风扇6的设置能加快散热翅片5与空气的热量交换速度，使冷凝空腔21内的热量通过散热翅片5快速散发至机箱100外部环境中，进一步提高散热装置的散热效果。

参照图1和图3中的方位，本实施例中，冷凝端2位于机箱100的内侧顶部，散热风扇6安装于散热翅片5的下方，散热风扇6的出风侧朝向散热风扇6，风从下往上吹，以及时将散热翅片5上的热量吹出至机箱100外的环境中，防止机箱100内温度过高。也就是说，该散热装置通过合理布局蒸发端1、冷凝端2、散热翅片5和散热风扇6在机箱100内的位置，能将机箱100内CPU板卡和GPU板卡等高功耗的电子元件的热量及时转移至机箱100外部环境中，降低了机箱100内的环境温度，从而能改善机箱100中其他电子元件的工作环境，防止出现超温现象。

在其他实施例中，若风扇安装于散热翅片5的上方，则散热风扇6的进风侧朝向散热翅片5，以使散热风扇6将散热翅片5下方的气流及时抽出至机箱100外，同样可以加快散热翅片5与空气的换热速度，实现高效散热。

本实施例利用相变液冷冷却介质作为工质，且散热装置的冷凝端2具有较大的换热面积，相比于普通的换热方式，本实施例具有更强的均温性，在散热风扇6功率一定的情况下，能提升换热效率，从而无需更换更大功率的散热风扇6，降低因散热风扇6产生的噪音。

可选地，参阅图2和图5，蒸发端1包括基座11和设置于基座11的盖体12，盖体12密封连接于基座11并与基座11围设出冷却腔13，盖体12由透明材料制成。具体地，盖体12与基座11之间通过橡胶密封圈密封，以保证冷却腔13的密封性，防止相变液冷冷却介质泄漏。将蒸发端1设计为基座11和盖体12的分体式结构，有利于后期对散热装置检修维护，拆装方便。透明的盖体12有利于直观地查看冷却腔13内的当前状态，便于根据冷却腔13内的情况及时采取相应措施。

示例性地，透明材料为透明的亚克力板，亚克力板具有足够的强度，且透光度好。

进一步地，基座11上于冷却腔13内设置有多孔材料层，多孔材料层烧结成型于基座11。多孔材料层具有多孔结构，具有高导热性和高亲液性，可以增加成核址，提高毛细力，进而提高冷却腔13内介电液的沸腾强度，进一步加快换热效率，提高该散热装置的散热能力。

示例性地，基座11采用铜材料制成，多孔材料层为多孔金属材料，多孔金属材料与铜材质的基座11烧结一体化，以在冷却腔13内形成多孔材料层。

进一步地，盖体12与多孔材料层之间具有预设间隙，即，盖体12与基座11组装后，多孔材料层未于盖体12接触，以防止盖体12上产生气泡，保证盖体12的透明度。

如图1所示，本实施例还提供一种服务器，包括机箱100、待散热部件以及如上所述的散热装置，待散热部件设置于机箱100内，散热装置用于为待散热部件散热。本实施例中，机箱100竖直放置，服务器的主板500安装于机箱100内部的侧壁面上，且主板500也竖直放置，第一发热件200(CPU板卡)固定于主板500上，第二发热件300(GPU板卡)位于第一发热件200(CPU板卡)的下方，第一发热件200(CPU板卡)的上方还设置有内存600，散热装置的冷凝端2均固定于机箱100的内侧顶部位置。如此布置，能使冷凝端2和蒸发端1之间保持高度差，确保蒸汽和液体能正常循环。

采用该散热装置的服务器，由于冷凝端2和蒸发端1为上下位布置，使得换热产生的蒸汽可以自动经输入管路3通入冷凝端2，冷凝后的液体又可以在自身重力作用下经输出管路4回流至蒸发端1，加快了相变液冷冷却介质的循环速度，提高了散热效率，能满足服务器高散热的需求，降低机箱100内部环境温度。同时，无需为相变液冷冷却介质的循环额外增加驱动部件，结构设计简单，降低了散热能耗，还合理利用了机箱100的内部空间，有利于缩小服务器的整体体积。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.散热装置，其特征在于，包括蒸发端(1)、冷凝端(2)、输入管路(3)和输出管路(4)，所述输入管路(3)的一端连接所述蒸发端(1)的出口，另一端连接所述冷凝端(2)的进口，所述输出管路(4)的一端连接所述冷凝端(2)的出口，另一端连接所述蒸发端(1)的进口，所述蒸发端(1)用于与服务器的待散热部件接触传热；

所述冷凝端(2)所在的安装高度高于所述蒸发端(1)所在的安装高度，所述蒸发端(1)具有冷却腔(13)，所述冷却腔(13)内填充有相变液冷冷却介质。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置至少设置有两个，两个所述散热装置分别为第一散热器和第二散热器，所述待散热部件包括第一发热件(200)和第二发热件(300)，所述第一散热器的蒸发端(1)与所述第一发热件(200)接触传热，所述第二散热器的蒸发端(1)与所述第二发热件(300)接触传热。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述服务器的机箱(100)内设置有用于插装所述第二发热件(300)的插槽(400)，所述第二散热器的蒸发端(1)与所述第二发热件(300)一同插装于所述插槽(400)。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括散热翅片(5)，所述冷凝端(2)具有冷凝空腔(21)，所述散热翅片(5)设置于所述冷凝空腔(21)的外部。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括散热风扇(6)，所述散热风扇(6)的出风侧或进风侧朝向所述散热翅片(5)，并能将所述散热翅片(5)上的热量带出至所述服务器的机箱(100)外。

6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述蒸发端(1)包括基座(11)和设置于所述基座(11)的盖体(12)，所述盖体(12)密封连接于所述基座(11)并与所述基座(11)围设出所述冷却腔(13)，所述盖体(12)由透明材料制成。

7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述基座(11)上于所述冷却腔(13)内设置有多孔材料层，所述多孔材料层烧结成型于所述基座(11)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的散热装置，其特征在于，所述相变液冷冷却介质包括低沸点工质，所述低沸点工质包括介电液。

9.根据权利要求1-7任一项所述的散热装置，其特征在于，所述输入管路(3)和所述输出管路(4)均由柔性材料制成。

10.服务器，其特征在于，包括机箱(100)、待散热部件以及如权利要求1-9任一项所述的散热装置，所述待散热部件设置于所述机箱(100)内，所述散热装置用于为所述待散热部件散热。