TWI790037B - 伺服器以及熱交換器 - Google Patents

Abstract

一種伺服器以及熱交換器。伺服器包含一機殼、一主機板、一熱源以及一熱交換器。主機板設置於機殼中。熱源設置並電性連接於主機板。熱交換器包含一第一腔體、多個散熱板以及多個散熱鰭片。第一腔體熱接觸於熱源並具有一第一流道。散熱板熱接觸並插設於第一腔體。散熱板各自具有一第二流道。第一腔體的第一流道連通於散熱板的第二流道。散熱鰭片熱接觸於散熱板。

Description

伺服器以及熱交換器

本發明係關於一種伺服器以及熱交換器，特別係關於一種包含具有流道的散熱板之伺服器及熱交換器。

在電子裝置中，為了排除熱源所產生的熱，通常會設置有與熱源熱接觸的熱交換器。這種熱交換器包含導熱塊、熱管以及散熱鰭片組。導熱塊熱接觸於熱源。熱管的相對兩端分別熱接觸於導熱塊以及散熱鰭片組。

然，由於熱管具有熱阻值較大、體積較大及重量較大等缺點，因此在設計包含熱管的熱交換器時往往會使得熱交換器的結構較為複雜，且這種使用熱管進行熱傳遞的熱交換器會難以在有限的空間中有效地逸散熱源所產生的熱。

本發明在於提供一種伺服器以及熱交換器，以在有限的空間中有效地逸散熱源所產生的熱。

本發明一實施例所揭露之伺服器包含一機殼、一主機板、一熱源以及一熱交換器。主機板設置於機殼中。熱源設置並電性連接於主機板。熱交換器包含一第一腔體、多個散熱板以及多個散熱鰭片。第一腔體熱接觸於熱源並具有一第一流道。散熱板熱接觸並插設於第一腔體。散熱板各自具有一第二流道。第一腔體的第一流道連通於散熱板的第二流道。散熱鰭片熱接觸於散熱板。

本發明另一實施例所揭露之熱交換器用以熱接觸一熱源並容納一工作流體。熱交換器包含一第一腔體、多個散熱板以及多個散熱鰭片。第一腔體用以熱接觸熱源並具有一第一流道。散熱板熱接觸並插設於第一腔體。散熱板各自具有一第二流道。第一腔體的第一流道連通於散熱板的第二流道，且第一流道及第二流道用以容納工作流體。散熱鰭片熱接觸於散熱板。

根據上述實施例所揭露之伺服器以及熱交換器，由於第一腔體的第一流道連通於散熱板的第二流道，且散熱鰭片熱接觸於散熱板，因此第一腔體的第一流道中的工作流體在吸收熱源所產生的熱之後能於散熱板的第二流道中透過散熱鰭片之協助更有效地進行散熱。如此一來，熱交換器便能在有限的空間中更有效地逸散熱源所產生的熱。

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為根據本發明一實施例的伺服器之側剖示意圖，圖2為圖1中的伺服器之熱交換器的立體圖之局部放大圖。於本實施例中，伺服器10包含一機殼100、一主機板200、一熱源300以及一熱交換器400。主機板200設置於機殼100中。熱源300設置並電性連接於主機板200。熱源300例如為中央處理器(CPU)或圖形處理器(GPU)。

請參閱圖1至圖5。圖3為圖1中的伺服器之熱交換器的側剖示意圖之局部放大圖。圖4為圖1中的伺服器之熱交換器的第一腔體之側剖示意圖。圖5為圖1中的熱交換器之毛細結構的照片。

熱交換器400包含一第一腔體410、多個散熱板420以及多個散熱鰭片430。第一腔體410熱接觸於熱源300並具有一第一流道411。於本實施例中，第一腔體410更具有背對第一流道411的一散熱面412、一吸熱面413以及一側周面414。散熱面412以及吸熱面413彼此背對。側周面414連接散熱面412以及吸熱面413。吸熱面413熱接觸熱源300。散熱板420熱接觸於第一腔體410的散熱面412並插設於第一腔體410。散熱板420各自具有一第二流道421。第一腔體410的第一流道411連通於散熱板420的第二流道421。散熱鰭片430熱接觸於散熱板420。此外，於本實施例中，散熱板420例如呈平板狀。

於本實施例中，第一腔體410更具有多個第一插槽415。第一插槽415位於散熱面412並連通於第一流道411。這些散熱板420分別插設於這些第一插槽415。於其他實施例中，第一插槽亦可位於側周面並從側周面延伸到散熱面遠離吸熱面的一側。或者，於再其他實施例中，散熱板亦可插設於第一插槽以及第一流道中並接觸第一腔體中形成第一流道之表面，在這樣的實施例中，散熱板中與第一腔體中形成第一流道之表面接觸的一側可具有與第一流道連通的開孔。

於本實施例中，散熱板420沿遠離第一腔體410的散熱面412的一延伸方向E延伸，且散熱鰭片430介於這些散熱板420之間並沿延伸方向E設置。於其他實施例中，散熱鰭片亦可沿與散熱板的延伸方向不平行之方向設置。

於本實施例中，熱交換器400更包含一第二腔體440。第二腔體440具有彼此連通的一第三流道441以及多個第二插槽442。散熱板420遠離第一腔體410的一側熱接觸第二腔體440，並分別插設於第二腔體440的這些第二插槽442。第三流道441透過散熱板420的第二流道421連通於第一腔體410的第一流道411。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含第二腔體440，在這樣的實施例中，散熱板遠離第一腔體的一側可為封閉端。於其他實施例中，散熱板亦可插設於第二插槽以及第三流道中並接觸第二腔體中形成第三流道之表面，在這樣的實施例中，散熱板中與第二腔體中形成第三流道之表面接觸的一側可具有與第三流道連通的開孔。

須注意的是，係分別根據不同的剖面繪示圖3及圖4中呈現的剖面示意圖。如圖3及圖4所示，於本實施例中，熱交換器400更包含一翅片結構445，翅片結構445位於第一腔體410的第一流道411中。翅片結構445例如呈波浪狀。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含翅片結構445。

並且，如圖3至圖5所示，於本實施例中，熱交換器400更包含多個毛細結構446。這些毛細結構446分別位於散熱板420的第二流道421中。如圖5所示，這些毛細結構446例如呈多孔狀並例如為藉由銅粉燒結而成的燒結式結構。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含毛細結構446。

請參閱圖6及圖7，圖6為圖1中的熱交換器之側視圖的局部放大圖。圖7為圖1中的熱交換器之側剖示意圖的局部放大圖。

於本實施例中，第一腔體410更具有一開孔416，且熱交換器400更包含一安裝板450、一流管460以及一閥件470。於本實施例中，第一腔體410的開孔416連通於第一流道411並位於側周面414。於本實施例中，安裝板450固定於第一腔體410的側周面414。安裝板450具有一第一表面451、一第二表面452、一安裝孔453以及一連通孔454。第一表面451以及第二表面452彼此背對。第一表面451較第二表面452靠近第一腔體410。連通孔454位於第一表面451。安裝孔453位於第二表面452並連通於連通孔454。流管460的一端容置於安裝孔453並連通於連通孔454。閥件470安裝於流管460的另一端並連通於流管460。也就是說，於本實施例中，閥件470透過安裝板450以及流管460安裝於第一腔體410且連通於第一腔體410的開孔416。於本實施例中，閥件470例如為三向閥。

於本實施例中，請再次參閱圖2，熱交換器400更包含二螺絲465，第一腔體410更具有彼此分離的二第一螺孔417，且安裝板450更具有二第二螺孔455。二第一螺孔417位於側周面414。二第二螺孔455位於第一表面451且分離於連通孔454。二螺絲465分別螺設於二第一螺孔417以及二第二螺孔455而將安裝板450固定於第一腔體410。於其他實施例中，熱交換器亦可僅包含一個螺絲，在這樣的實施例中，第一腔體僅具有一個第一螺孔且安裝板僅具有一個第二螺孔。或者，於在其他實施例中，熱交換器亦可無需包含螺絲465，在這樣的實施例中，第一腔體無須具有第一螺孔417，安裝板無須具有第二螺孔455，且安裝板亦可透過黏著劑固定於第一腔體的側周面。

請再次參閱圖6及圖7，於本實施例中，流管460的一端例如透過焊接固定於安裝板450，但並不以此為限。於其他實施例中，流管的一端亦可透過黏著劑固定於安裝板。

於本實施例中，如圖7所示，熱交換器400更包含一密封環468，且安裝板450更具有一環形凹槽456。環形凹槽456從第一表面451凹陷。環形凹槽456環繞連通孔454且不連通於連通孔454。密封環468容納於環形凹槽456中以提升安裝板450的連通孔454以及第一腔體410的開孔416之間的密封度。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含密封環468，在這樣的實施例中，安裝板便無需具有環形凹槽456。

於本實施例中，如圖7所示，安裝孔453的直徑D1大於流管460的直徑D2，且流管460的直徑D2大於連通孔454的直徑D3。具體來說，於本實施例中，流管460的直徑D2是指流管的內徑。如此一來，便能提升安裝板450及流管460之間的密封性。於其他實施例中，安裝板的安裝孔的直徑、流管的直徑以及安裝板的連通孔的直徑亦可彼此相同。

於本實施例中，如圖6所示，熱交換器400更包含一接頭475，接頭475包含一螺帽480以及一套管485，流管460的另一端透過螺帽480以及套管485安裝於閥件470以提升流管460與閥件470之間的密封性。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含接頭475。

須注意的是，於其他實施例中，只要流管不會與其他元件干涉，安裝板便可固定於第一腔體的散熱面或是吸熱面。於其他實施例中，熱交換器亦可無需包含安裝板450以及流管460，而將閥件直接安裝於第一腔體。於在其他實施例中，熱交換器亦可無需包含安裝板450、流管460以及閥件470。

於本實施例中，熱交換器400用以容納一工作流體(未繪示)，工作流體例如為水或冷媒。請再次參照圖2、圖3及圖6，第一腔體410的第一流道411、這些散熱板420的第二流道421以及第二腔體440的第三流道441用以容納工作流體。工作流體於第一腔體410的第一流道411中吸收熱源300產生的熱而蒸發成氣態。蒸發成氣態的工作流體會透過壓力差及位於第一流道411中的翅片結構445之協助從第一流道411流動到散熱板420的第二流道421中而藉由散熱鰭片430的協助而凝結成液態。在第二流道421中凝結成液態的工作流體會流動到第三流道441中並再次回到第一腔體410的第一流道411中。當閥件470處於關閉狀態時，第一流道411、第二流道421及第三流道441會共同構成獨立封閉迴路而使工作流體於此獨立封閉迴路中循環並產生相變化。也就是說，根據本發明的熱交換器400並不具有與外界連通的流出口以及流入口。第一腔體410的開孔416僅係在閥件470處於開啟狀態時用於更換工作流體或是調整熱交換器400中的工作流體之量。

由於閥件470透過第一腔體410的開孔416連通於第一腔體410的第一流道411，因此僅須將閥件470開啟便得以更換工作流體或是調整熱交換器400中的工作流體之量。如此一來，便不需要為了更換工作流體或是調整熱交換器400中的工作流體之量而拆裝安裝板450及螺絲465，進而防止工作流體從熱交換器400漏出。

根據上述實施例所揭露之伺服器以及熱交換器，由於第一腔體的第一流道連通於散熱板的第二流道，且散熱鰭片熱接觸於散熱板，因此第一腔體的第一流道中的工作流體在吸收熱源所產生的熱之後能於散熱板的第二流道中透過散熱鰭片之協助更有效地進行散熱。如此一來，熱交換器便能在有限的空間中更有效地逸散熱源所產生的熱。

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:伺服器 100:機殼 200:主機板 300:熱源 400:熱交換器 410:第一腔體 411:第一流道 412:散熱面 413:吸熱面 414:側周面 415:第一插槽 416:開孔 417:第一螺孔 420:散熱板 421:第二流道 430:散熱鰭片 440:第二腔體 441:第三流道 442:第二插槽 445:翅片結構 446:毛細結構 450:安裝板 451:第一表面 452:第二表面 453:安裝孔 454:連通孔 455:第二螺孔 456:環形凹槽 460:流管 465:螺絲 468:密封環 470:閥件 475:接頭 480:螺帽 485:套管 E:延伸方向 D1, D2, D3:直徑

圖1為根據本發明一實施例的伺服器之側剖示意圖。 圖2為圖1中的伺服器之熱交換器的立體圖之局部放大圖。 圖3為圖1中的伺服器之熱交換器的側剖示意圖之局部放大圖。 圖4為圖1中的伺服器之熱交換器的第一腔體之側剖示意圖。 圖5為圖1中的熱交換器之毛細結構的照片。 圖6為圖1中的熱交換器之側視圖的局部放大圖。 圖7為圖1中的熱交換器之側剖示意圖的局部放大圖。

10:伺服器

100:機殼

200:主機板

300:熱源

400:熱交換器

410:第一腔體

413:吸熱面

Claims (16)

1. 一種伺服器，包含：一機殼；一主機板，設置於該機殼中；一熱源，設置並電性連接於該主機板；以及一熱交換器，包含一第一腔體、多個散熱板以及多個散熱鰭片，該第一腔體熱接觸於該熱源並具有一第一流道，該些散熱板熱接觸並插設於該第一腔體，該些散熱板各自具有一第二流道，該第一腔體的該第一流道連通於該些散熱板的該些第二流道，該些散熱鰭片熱接觸於該些散熱板；其中該熱交換器更包含一閥件，該第一腔體更具有一開孔，該開孔連通於該第一流道，該閥件安裝於該第一腔體且連通於該開孔；其中該熱交換器更包含一安裝板以及一流管，該安裝板固定於該第一腔體，該安裝板具有一第一表面、一第二表面、一安裝孔以及一連通孔，該第一表面以及該第二表面彼此背對，該第一表面較該第二表面靠近該第一腔體，該連通孔位於該第一表面，該安裝孔位於該第二表面並連通於該連通孔，該流管的一端容置於該安裝孔並連通於該連通孔，該閥件安裝於該流管的另一端並連通於該流管。
2. 如請求項1所述之伺服器，其中該流管的該端透過焊接固定於該安裝板。
3. 如請求項2所述之伺服器，其中該安裝孔的直徑大於該流管的直徑，該流管的直徑大於該連通孔的直徑。
4. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器更包含一接頭，該流管的該另一端透過該接頭安裝於該閥件。
5. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器更包含一密封環，該安裝板更具有一環形凹槽，該環形凹槽從該第一表面凹陷，該環形凹槽環繞該連通孔且不連通於該連通孔，該密封環容納於該環形凹槽中。
6. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器的該第一腔體更具有一散熱面、一吸熱面以及一側周面，該散熱面以及該吸熱面彼此背對，該側周面連接該散熱面以及該吸熱面，該吸熱面熱接觸該熱源，該些散熱板熱接觸於該散熱面，該安裝板固定於該側周面。
7. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器更包含一螺絲，該第一腔體更具有一第一螺孔，該安裝板更具有一第二螺孔，該第二螺孔位於該第一表面且分離於該連通孔，該螺絲螺設於該第一螺孔以及該第二螺孔而將該安裝板固定於該第一腔體。
8. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器的該第一腔體更具有一散熱面、一吸熱面以及多個第一插槽，該散熱面以及該吸熱面彼此背對，該吸熱面熱接觸該熱源，該些第一 插槽位於該散熱面並連通於該第一流道，該些散熱板分別插設於該些第一插槽。
9. 如請求項8所述之伺服器，其中各該散熱板沿遠離該第一腔體的該散熱面的一延伸方向延伸，該些散熱鰭片介於該些散熱板之間並沿該延伸方向設置。
10. 如請求項1所述之伺服器，其中該熱交換器更包含一第二腔體，該些散熱板遠離該第一腔體的一側熱接觸並插設於該第二腔體，該第二腔體具有一第三流道，該第三流道透過該些散熱板的該些第二流道連通於該第一腔體的該第一流道。
11. 一種熱交換器，用以熱接觸一熱源並容納一工作流體，該熱交換器包含：一第一腔體，用以熱接觸該熱源並具有一第一流道；多個散熱板，熱接觸並插設於該第一腔體，該些散熱板各自具有一第二流道，該第一腔體的該第一流道連通於該些散熱板的該些第二流道，且該第一流道及該些第二流道用以容納該工作流體；以及多個散熱鰭片，熱接觸於該些散熱板；其中該熱交換器更包含一閥件，該第一腔體具有一開孔，該開孔連通於該第一流道，該閥件安裝於該第一腔體且連通於該開孔；其中該熱交換器更包含一安裝板以及一流管，該安裝板固定於該第一腔體，該安裝板具有一第一表面、一第二表面、一安裝 孔以及一連通孔，該第一表面以及該第二表面彼此背對，該第一表面較該第二表面靠近該第一腔體，該連通孔位於該第一表面，該安裝孔位於該第二表面並連通於該連通孔，該流管的一端容置於該安裝孔並連通於該連通孔，該閥件安裝於該流管的另一端並連通於該流管。
12. 如請求項11所述之熱交換器，其中該流管的該端透過焊接固定於該安裝板。
13. 如請求項12所述之熱交換器，其中該安裝孔的直徑大於該流管的直徑，該流管的直徑大於該連通孔的直徑。
14. 如請求項11所述之熱交換器，更包含一接頭，該流管的該另一端透過該接頭安裝於該閥件。
15. 如請求項11所述之熱交換器，其中該熱交換器更包含一密封環，該安裝板更具有一環形凹槽，該環形凹槽從該第一表面凹陷，該環形凹槽環繞該連通孔且不連通於該連通孔，該密封環容納於該環形凹槽中。
16. 如請求項11所述之熱交換器，其中該工作流體於該第一腔體的該第一流道中吸收該熱源產生的熱而蒸發成氣態，蒸發成氣態的該工作流體會透過壓力差從該第一流道流動到該些散熱板的該些第二流道中而藉由該些散熱鰭片的協助而凝結成液態，在該些第二流道中凝結成液態的該工作流體會再次回到該第一腔體的該第一流道中。

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