TWI787856B - 電子裝置及散熱組件 - Google Patents

Abstract

一種電子裝置及散熱組件。電子裝置用以連接於外部散熱裝置並包含殼體、熱源以及散熱組件。熱源設置於殼體。散熱組件包含蒸發器、管路以及液冷板。蒸發器熱接觸於熱源。管路包含蒸發段以及冷凝段。蒸發段連通於冷凝段並熱接觸於蒸發器。液冷板設置於殼體並與熱源相分離。液冷板具有冷凝空間並用以連接於外部散熱裝置。管路的冷凝段位於冷凝空間中。管路的冷凝段包含第一管部、第二管部以及多個連接管部。各個連接管部的相對兩端分別連接於第一管部及第二管部而使連接管部彼此並聯。第一管部及第二管部連通於蒸發段。

Description

電子裝置及散熱組件

本發明係關於一種電子裝置及散熱組件，特別係關於一種包含液冷板的電子裝置及散熱組件。

一般來說，在伺服器的開放式熱虹吸散熱系統中，流管的冷凝段會熱接觸於液冷板的頂蓋之外表面，且流管及液冷板皆設置於伺服器機殼之內。此外，液冷板會透過另一流管連接於設置於伺服器機殼之外的散熱裝置。如此一來，循環於外部散熱裝置及液冷板中的冷卻液便能吸收位於冷凝段中的散熱流體之熱量。

然，由於流管的冷凝段係熱接觸於液冷板的頂蓋之外表面，因此位於冷凝段中的散熱流體與液冷板的冷卻液之間需要透過流管的管壁以及液冷板的頂蓋進行熱交換。如此一來，在冷凝段中的散熱流體與液冷板的冷卻液之間需要經過太多媒介來傳遞熱量而有熱阻過大的問題。

因此，某些廠商將液冷板替換成口徑較流管大的套管，並使流管穿設於套管中。如此一來，流動於套管中的冷卻液與流管的冷凝段中的散熱流體之間變僅需經由流管的管壁便能進行熱交換。然，這種配置方式在需要設置多個冷凝段以增加冷凝段中的散熱流體之流量時會有結構複雜之問題。上述原因使得開放式熱虹吸散熱系統難以適用於高散熱需求的熱源。

本發明在於提供一種電子裝置及散熱組件，以降低冷凝段中的散熱流體與液冷板中的冷卻液之間的熱阻。

本發明一實施例所揭露之電子裝置用以連接於一外部散熱裝置並包含一殼體、一熱源以及一散熱組件。熱源設置於殼體。散熱組件包含一蒸發器、一管路以及一液冷板。蒸發器熱接觸於熱源。管路包含一蒸發段以及一冷凝段。蒸發段連通於冷凝段並熱接觸於蒸發器。液冷板設置於殼體並與熱源相分離。液冷板具有一冷凝空間並用以連接於外部散熱裝置。管路的冷凝段位於冷凝空間中。管路的冷凝段包含一第一管部、一第二管部以及多個連接管部。各個連接管部的相對兩端分別連接於第一管部及第二管部而使連接管部彼此並聯。第一管部及第二管部連通於蒸發段。

本發明另一實施例所揭露之散熱組件用以連接於一外部散熱裝置並用以熱接觸於一熱源，且包含一蒸發器、一管路以及一液冷板。蒸發器用以熱接觸於熱源。管路包含一蒸發段以及一冷凝段。蒸發段連通於冷凝段並熱接觸於蒸發器。液冷板設置於殼體並與熱源相分離。液冷板具有一冷凝空間並用以連接於外部散熱裝置。管路的冷凝段位於冷凝空間中。管路的冷凝段包含一第一管部、一第二管部以及多個連接管部。各個連接管部的相對兩端分別連接於第一管部及第二管部而使連接管部彼此並聯。第一管部及第二管部連通於蒸發段。

根據上述實施例所揭露之電子裝置及散熱組件，由於管路的冷凝段位於液冷板中容納冷卻液的冷凝空間中，因此在管路的冷凝段中的散熱流體與液冷板中的冷卻液之間傳遞的熱量僅需經過冷凝段的管壁，而無須經過液冷板的頂蓋。如此一來，冷凝段中的散熱流體與液冷板中的冷卻液之間的熱阻便會降低，且彼此並聯的這些連接管部會提高冷凝段中的散熱流體之流量，進而使得散熱組件能適用於高散熱需求的熱源。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之實施例之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之實施例之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參閱圖1及圖2，圖1為外部散熱裝置及根據本發明第一實施例的電子裝置之立體圖。圖2為圖1中的電子裝置及外部散熱裝置之分解圖。

於本實施例中，電子裝置10例如為伺服器。於本實施例中，電子裝置10用以連接於一外部散熱裝置20並包含一殼體100、一熱源200以及一散熱組件300。

於本實施例中，殼體100包含一底板101、一側板102及一隔板103。側板102立於底板101的周緣1010。隔板103立於底板101並連接於側板102的相對兩側。此外，於本實施例中，隔板103具有二穿孔1030。熱源200設置於底板101並例如為中央處理器或圖形處理器。

請參閱圖1至圖4。圖3為圖1中的電子裝置將液冷板的頂蓋省略之上視圖的局部放大圖。圖4為圖1中的電子裝置之管路的立體圖。於本實施例中，散熱組件300包含一蒸發器301、一管路302、一液冷板303及二導管304。

蒸發器301熱接觸於熱源200。於本實施例中，管路302用以供一散熱流體(未繪示)流動並包含一蒸發段3020、一第一連通段3021、一第二連通段3022及一冷凝段3023。蒸發段3020透過第一連通段3021及第二連通段3022連通於冷凝段3023。第一連通段3021的相對兩端分別連通於蒸發段3020及冷凝段3023。第二連通段3022的相對兩端分別連通於蒸發段3020及冷凝段3023。蒸發段3020熱接觸於蒸發器301並位於蒸發器301遠離熱源200的一側。於本實施例中，第一連通段3021及第二連通段3022分別穿設於隔板103的二穿孔1030。

管路302的冷凝段3023包含一第一管部3024、一第二管部3025以及多個連接管部3026。各個連接管部3026的相對兩端分別連接於第一管部3024及第二管部3025而使這些連接管部3026彼此並聯。第一管部3024及第二管部3025分別連通於第一連通段3021及第二連通段3022。

須注意的是，於本實施例中，這些連接管部3026中最遠離第一連通段3021及第二連通段3022的一者之相對兩端係分別透過冷凝段3023的二彎曲部3027連接於第一管部3024及第二管部3025而使散熱流體能於冷凝段3023中順暢流動。

再者，於本實施例中，連接管部3026之外周面3029為平坦的。此外，如圖3所示，於本實施例中，這些連接管部3026的延伸方向F實質上彼此平行。

於其他實施例中，冷凝段亦可無需包含二彎曲部且這些連接管部中最遠離第一連通段及第二連通段的一者亦可直接且垂直地連接於第一管部及第二管部。於其他實施例中，這些連接管部的延伸方向也可彼此不平行。於其他實施例中，隔板亦可無需具有二穿孔，且第一連通段及第二連通段亦可承靠於隔板遠離底板的一側。

於本實施例中，液冷板303包含一基座3030以及一頂蓋3031。液冷板303的基座3030設置於殼體100的底板101並與熱源200相分離。頂蓋3031固定於基座3030遠離底板101的一側而與基座3030共同形成一冷凝空間3032。冷凝空間3032用以供一冷卻液流動。管路302的整個冷凝段3023位於冷凝空間3032中。隔板103位於熱源200及液冷板303的基座3030之間，以防止從冷凝空間3032中漏出的冷卻液進一步流動到熱源200。須注意的是，於其他實施例中，殼體亦可無需包含隔板。

液冷板303的冷凝空間3032透過二導管304連接於外部散熱裝置20。也就是說，冷卻液循環於液冷板303、二導管304及外部散熱裝置20之間。

連接管部之外周面並不限於為平坦的。請參閱圖5，圖5為根據本發明第二實施例的電子裝置之管路的立體圖。圖5中的電子裝置及圖1至圖4中的電子裝置之間的差異僅在於管路的冷凝段之結構，故以下僅說明上述差異而省略其餘特徵之敘述。

如圖5所示，於本實施例中，管路302a更包含多個凹凸結構3028a。凹凸結構3028a分別位於冷凝段3023a的連接管部3026a之外周面3029a。並且，於本實施例中，凹凸結構3028a為鰭片，但並不以此為限。

請參閱圖6，圖6為根據本發明第三實施例的電子裝置之管路的立體圖。圖6中的電子裝置及圖1至圖4中的電子裝置之間的差異僅在於管路的冷凝段之結構，故以下僅說明上述差異而省略其餘特徵之敘述。於本實施例中，管路302b更包含多個凹凸結構3028b。管路302b的凹凸結構3028b分別位於冷凝段3023b的連接管部3026b之外周面3029b並為螺紋狀凹槽。

根據上述實施例所揭露之電子裝置及散熱組件，由於管路的冷凝段位於液冷板中容納冷卻液的冷凝空間中，因此在管路的冷凝段中的散熱流體與液冷板中的冷卻液之間傳遞的熱量僅需經過冷凝段的管壁，而無須經過液冷板的頂蓋。如此一來，冷凝段中的散熱流體與液冷板中的冷卻液之間的熱阻便會降低，且彼此並聯的這些連接管部會提高冷凝段中的散熱流體之流量，進而使得散熱組件能適用於高散熱需求的熱源。

此外，管路的凹凸結構分別位於冷凝段的連接管部之外周面。因此，凹凸結構使得冷凝空間中的冷卻液與連接管部之間的接觸面積增加，並促使冷卻液在液冷板的冷凝空間中形成紊流。如此一來，冷凝空間中的冷卻液及管路的冷凝段中的散熱流體之間的熱交換效率便會進一步提升。

在本發明的一實施例中，本發明之伺服器係可用於人工智慧(ArtificialIntelligence，AI)運算、邊緣運算(edgecomputing)，亦可當作5G伺服器、雲端伺服器或車聯網伺服器使用。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10…電子裝置 100…殼體 101…底板 1010…周緣 102…側板 103…隔板 1030…穿孔 200…熱源 300…散熱組件 301…蒸發器 302…管路 3020…蒸發段 3021…第一連通段 3022…第二連通段 3023…冷凝段 3024…第一管部 3025…第二管部 3026…連接管部 3027…彎曲部 3029…外周面 303…液冷板 3030…基座 3031…頂蓋 3032…冷凝空間 304…導管 20…外部散熱裝置 302a、302b…管路 3023a、3023b…冷凝段 3026a、3026b…連接管部 3028a、3028b…凹凸結構 3029a、3029b…外周面 F…延伸方向

圖1為外部散熱裝置及根據本發明第一實施例的電子裝置之立體圖。 圖2為圖1中的電子裝置及外部散熱裝置之分解圖。 圖3為圖1中的電子裝置將液冷板的頂蓋省略之上視圖的局部放大圖。 圖4為圖1中的電子裝置之管路的立體圖。 圖5為根據本發明第二實施例的電子裝置之管路的立體圖。 圖6為根據本發明第三實施例的電子裝置之管路的立體圖。

10…電子裝置 100…殼體 101…底板 1010…周緣 102…側板 103…隔板 1030…穿孔 200…熱源 300…散熱組件 301…蒸發器 302…管路 3020…蒸發段 3021…第一連通段 3022…第二連通段 3023…冷凝段 303…液冷板 3030…基座 3031…頂蓋 3032…冷凝空間 304…導管 20…外部散熱裝置

Claims (10)

1. 一種電子裝置，用以連接於一外部散熱裝置，該電子裝置包含：一殼體；一熱源，設置於該殼體；以及一散熱組件，包含：一蒸發器，熱接觸於該熱源；一管路，包含一蒸發段以及一冷凝段，該蒸發段連通於該冷凝段並熱接觸於該蒸發器；以及一液冷板，設置於該殼體並與該熱源相分離，該液冷板具有一冷凝空間並用以連接於該外部散熱裝置，該管路的該冷凝段位於該冷凝空間中，其中，該冷凝空間用以供一冷卻液流動；其中，該管路的該冷凝段包含一第一管部、一第二管部以及多個連接管部，各個該連接管部的相對兩端分別連接於該第一管部及該第二管部而使該些連接管部彼此並聯，該第一管部及該第二管部連通於該蒸發段。
2. 如請求項1所述之電子裝置，其中該管路更包含多個凹凸結構，該些凹凸結構分別位於該冷凝段的該些連接管部之外周面。
3. 如請求項2所述之電子裝置，其中該些凹凸結構為鰭片。
4. 如請求項2所述之電子裝置，其中該些凹凸結構為凹槽。
5. 如請求項1所述之電子裝置，其中該冷凝段的該些連接管部之延伸方向實質上彼此平行。
6. 如請求項1所述之電子裝置，其中該殼體包含一底板、一側板及一隔板，且該管路更包含一第一連通段及一第二連通段，該熱源及該液冷板設置於該底板，該側板立於該底板的周緣，該隔板立於該底板並連接於該側板的相對兩側，且該隔板位於該熱源及該液冷板之間，該蒸發段透過該第一連通段及該第二連通段連通於該冷凝段，且該冷凝段的該第一管部及該第二管部分別連通於該第一連通段及該第二連通段，該隔板具有二穿孔，該管路的該第一連通段及該第二連通段分別穿設於該二穿孔。
7. 一種散熱組件，用以連接於一外部散熱裝置並用以熱接觸於一熱源，該散熱組件包含：一蒸發器，用以熱接觸於該熱源；一管路，包含一蒸發段以及一冷凝段，該蒸發段連通於該冷凝段並熱接觸於該蒸發器；以及一液冷板，與該熱源相分離，該液冷板具有一冷凝空間並用以連接於該外部散熱裝置，該管路的該冷凝段位於該冷凝空間中，其中，該冷凝空間用以供一冷卻液流動；其中，該管路的該冷凝段包含一第一管部、一第二管部以及多個連接管部，各個該連接管部的相對兩端分別連接於該第一管 部及該第二管部而使該些連接管部彼此並聯，該第一管部及該第二管部連通於該蒸發段。
8. 如請求項7所述之散熱組件，其中該管路更包含多個凹凸結構，該些凹凸結構分別位於該冷凝段的該些連接管部之外周面。
9. 如請求項8所述之散熱組件，其中該些凹凸結構為鰭片。
10. 如請求項8所述之散熱組件，其中該些凹凸結構為凹槽。

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