冷却装置和具有冷却装置的电子产品的制作方法
冷却装置和具有冷却装置的电子产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于电子产品的冷却装置和具有冷却装置的电子产品。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的集成度和热流密度越来越高，传统的以空气为介质的电子产品散热技术越来越捉襟见肘，寻求更高密度的散热解决方案迫在眉睫，作为液冷的一种极端构想，浸没式冷却开始进入人们的视野。浸没式冷却，即将发热源部分或整体浸没于不导电液体中进行散热。相对于传统的风冷散热技术，由于液体比空气的对流换热能力高很多，因此浸没式散热可解决的热流密度可以高很多。因此，用于电子产品的浸没式液冷装置近年来应运而生。
[0003]然而，对于浸没式液冷装置，当浸没式液冷装置中的用于冷却电子产品的生热部件的不导电工质吸收热量后，温度将升高，体积会膨胀，尤其是利用低沸点工质进行的浸没式冷却，还会伴有蒸汽产生。因此，对于浸没式液冷装置，一方面需要防止液体沸腾或蒸发带来工质的泄漏，同时必须考虑容器内的气体和/或蒸汽体积膨胀而带来的问题，以防止容器内部产生的高压对设备产生的破坏。
[0004]为了解决上述问题，在现有技术中，提出了两种典型的浸没式液冷装置。
[0005]第一种，参见图1，其示出了根据现有技术中的一典型的浸没式液冷装置。该浸没式液冷装置包括:箱体1 ;以及不导电的液冷工质2，其盛装在该箱体1中，电子产品的需要冷却的生热部件3，例如电路板，浸没在该液冷工质2中以被冷却。为了防止液冷工质泄漏，箱体1需要制造为密闭的。然而，当液冷工质2吸收生热部件3产生的热量后，其体积会膨胀，从而会压缩液冷工质2上方的空间中的气体而使得箱体1内部压力升高，同时，液冷工质2受热后还会产生一定量的蒸汽22，该蒸汽会蒸发到液冷工质2上方的空间(即图中汽液界面21上方的空间)中，从而进一步增大箱体1的内部压力。此外，液冷工质2上方的空间中本身存在的气体例如空气也会受热膨胀而增大箱体内部压力。如果该压力得不到释放，其可能导致箱体破坏，或者该压力会反作用于液冷工质2，进而传递到液冷工质2中的电子产品的部件3上造成部件损坏。为此，业界在箱体1上设置了排气阀4，用于释放箱体1内过高的压力。然而，对于这样的结构，尽管其解决了箱体内部高压的问题，但是排气阀式的泄压装置不可避免地造成价格昂贵的不导电工质以蒸汽的形式泄漏，既不经济，也不环保。
[0006]为了进一步减少蒸汽泄漏，业界提出了进一步的改进方案，继续参照图1，在液冷工质2的上方的空间中增设了冷凝器5，冷却介质从冷凝器5的上方入口 5通入，从下方出口 Η排出，从而冷却液冷工质2的蒸汽22，以将蒸汽尽可能地冷凝回收。然而，对于这样的改进结构，其并不能完全冷凝所有的蒸汽，因此，液冷工质2的泄漏问题并未彻底解决，并且，冷凝器5使得整个冷却装置结构更为复杂，成本也随之上升。
[0007]为了彻底解决工质泄漏的问题，同时还能解决箱体内部高压的问题，业界近年来提出了第二种典型的浸没式液冷装置。参见图2，液冷工质2’注满冷却装置的完全密闭的箱体1’，电子产品的需要冷却的生热部件3’浸没在液冷工质2’中。由于箱体1’是完全密闭的，因此彻底解决了液冷工质2’泄漏的问题。进一步地，为了避免箱体1’内的压力过高，在箱体1’内设置有多个气囊6’，这些气囊6’具有可压缩性。这样当液冷工质2’受热膨胀后，气囊6’被压缩，从而吸收液冷工质2’带来的体积增大，进而保持箱体1’内的总体压力在合适的范围内。
[0008]然而，对于如上所述的这样的第二种浸没式液冷装置，气囊的可压缩体积是有限的，因为，一方面，随着液冷工质2’本身被加热，气囊6’中的气体也会被加热，其会导致气囊的体积增大或压力升高，另一方面，气囊体积的过度压缩，会导致其压力升高，该压力会反作用于液冷工质，从而使得箱体1’的内部压力升高，进而可能破坏箱体或者箱体内的电子产品的生热部件3’。因此，这样的液冷装置虽然解决了液冷工质泄漏的问题，但是其解决箱体内高压的能力有限，进而影响其冷却能力。
[0009]进一步地，为了提高上述冷却装置解决箱体内高压的能力，业界提出了业界提出了为气囊增设温度控制装置，从而可以通过例如降低气囊内部的气体的温度来实现其可压缩体积的增大。然而，增设温度控制装置不可避免地增大了整个冷却装置的复杂性，并带来了成本的上升。
[0010]可以看出，根据现有技术的上述这些浸没式冷却装置，结构相对复杂，成本较高，并且，要么不能彻底解决液冷工质泄漏的问题，要么不能很好地解决冷却装置的箱体中的高压问题。
[0011]因此，存在一种需求，即提供一种能够解决上述问题中的一部分或全部的浸没式冷却装置，以及相应地，提供具有这样的浸没式冷却装置的电子产品。
【发明内容】
[0012]根据上述的缺点和不足，本发明的目的是至少解决现有技术中存在的上述问题的一部分或全部。
[0013]根据本发明的一优选实施例，提供一种用于电子产品的浸没式冷却装置，所述冷却装置包括:箱体；容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中，所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通，其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。由此，根据本发明的该实施例，借助于排气装置与箱体的配合，巧妙地密封住液冷工质，从而彻底避免了液冷工质的泄漏；进一步地，借助于排气阀，通过排气，气囊可以很大程度地被压缩，从而有效地解决了由于液冷工质受热弓I起的液体体积膨胀和液体蒸发所带来的箱体内部压力升高的问题，并且，由于通过排气阀排出的是气囊中的空气或气体，而不是如图1所示的现有技术中的排出的是工质蒸汽，因此本发明的冷却装置既经济又环保。
[0014]在本发明的上述优选实施例中，进一步优选地，所述气囊的一部分与所述箱体的壁密封连接，以使得所述气囊的该部分和所述箱体之间不存在任何间隙，由此使得所述气囊和所述箱体共同围出一密闭空间，所述液冷工质被密封在该密闭空间中。在实际应用中，箱体本身很容易制造为密闭的，然而箱体壁上必须留出一开口以安装排气阀，由此，工质可能经由排气阀和箱体之间的安装间隙漏出。在本发明的该实施例中，气囊的一部分密封连接例如粘接到箱体壁上，由此，借助于气囊的密闭或阻隔效果，工质根本不能流到排气阀和箱体壁之间的空隙处(即便存在该空隙)，因此自然实现了箱体的密闭，防止了工质泄漏。
[0015]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述排气阀的外周边与所述箱体的壁密封连接，以使得所述箱体和所述排气阀之间不存在任何间隙，由此使得所述箱体成为密闭箱体。如前所述，工质唯一可能泄漏到箱体外部的途径是通过排气阀和箱体之间的间隙漏出，在本发明的该实施例中，排气阀密封地安装到箱体上，例如可以在排气阀和箱体之间加装密封环，由此防止了工质泄漏。更为优选地，本实施例中的排气阀与箱体之间密封连接的方式和前述实施例中气囊和箱体壁之间密封连接的方式可以结合使用，以实现双重密封效果。
[0016]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述排气阀为双向排气阀，以使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够双向互通。或者，所述排气装置具有多个排气阀，所述多个排气阀中包括能够使得所述气囊内部的气体排出到所述箱体外的单向排气阀以及能够使得所述箱体外部的气体进入到所述气囊内部的单向排气阀。应当注意至IJ，本发明的排气阀的设计理念在于保证气囊与箱体外界的相互连通，因此，基于该设计理念的所有变形方式都可以视为本发明的排气阀的等同实施方式，落在本发明的保护范围之内。
[0017]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述冷却装置具有多个所述气囊，每个气囊都具有所述排气阀。由此，借助于带排气阀的多个气囊，可以增大箱体内部高压解决能力，并且在设计上可以更为灵活，通过多个气囊的组合，可以适用于各种形状的箱体。
[0018]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述冷却装置还包括位于所述箱体内部的热交换器，用于冷却所述液冷工质和/或该液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。由此，借助于热交换器，可以进一步提高冷却装置的冷却能力。
[0019]在本发明的前述优选实施例中，进一步优选地，所述热交换器为布置在所述液冷工质和所述气囊之间的空间中的冷凝器，用于冷凝回收液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。由此，通过冷凝器冷却工质蒸汽，相较于直接冷却液态的工质，可以更为有效地降低箱体内部压力，从而进一步提高了冷却装置解决高压的能力。本发明的该实施方式尤其适用于低沸点的液冷工质，因为低沸点的工质在工作过程中易于产生大量的蒸汽。
[0020]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述电子产品的需要冷却的生热部件为电路板。由此，本发明的冷却装置特别适合于电路板的浸没式冷却，特别是大功率高散热的电路板，例如基站的电路板。
[0021]此外，本发明还提供一种电子产品，该电子产品包括如前述实施例所述的冷却装置。
[0022]应当认识到，上述描述仅仅是为了示例性的目的，而不是要限制本发明的范围。
【附图说明】
[0023]本发明的示例性实施例的上述和其它特征以及优点将从下面的结合附图的详细描述变 得更加明显，并且该描述和附图仅用于示例性目的而不是以任何方式来限制本发明的范围，其中:
[0024]图1是示出根据现有技术中的一典型的浸没式液冷装置的示意图；
[0025]图2是示出根据现有技术中的另一典型的浸没式液冷装置的示意图；
[0026]图3是示出根据本发明的一优选实施例的浸没式液冷装置的示意图；以及
[0027]图4是示出本发明的在图3所示的实施例基础上进一步改进的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0028]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同或类似的元件。
[0029]下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
[0030]首先参照图3，其是示出根据本发明的一优选实施例的浸没式液冷装置的示意图。根据该优选实施例的用于电子产品的浸没式冷却装置包括:箱体10 ;容纳在该箱体中的不导电的液冷工质20，电子产品的需要冷却的生热部件30(在图3中示例性地示出为一电路板)能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊60和连接在该气囊60上的排气阀40，气囊40容纳在箱体10中，排气阀40使得气囊60内部的气体和箱体10外部的气体能够互通。
[0031]在图3所示的实施例中，气囊60的上部与箱体10的顶壁密封连接，以使得工质不能流到箱体的唯一可能的泄漏点即排气阀40和箱体10的壁之间的安装间隙处，由此，实际上使得气囊60与箱体10的底壁和侧壁共同围出一密闭空间，液冷工质20被密封在该密闭空间中。进一步地，在图3所示的优选实施例中，排气阀40的外周边与箱体10的壁密封连接，以使得箱体和排气阀之间也不存在任何间隙，由此该实施例实际上实现了工质的双重密封，能够起到很好的防泄漏的功能。
[0032]进一步地，在图3所示的优选实施例中，排气阀40为一双向排气阀，以使得气囊内部的气体和箱体外部的气体能够双向互通。
[0033]在工作中，当液冷工质20吸收电子产品的生热部件30产生的热量后，液冷工质20的体积会膨胀，并且液态的液冷工质20还会不可避免地产生一定量的蒸汽202，从而使得工质20上方，即汽液界面201上方，的空间中的压力升高。然而，气囊60的体积由于其内部气体的可压缩性而可以被压缩，由此来缓解箱体内部形成的前述压力升高。如果生热部件30继续产生更多的热量，会使得箱体内部的压力继续升高，当该压力传递到气囊60上并使得气囊60的内部压力高于排气阀40的压力阈值时，排气阀40打开，从而使得气囊60中的部分气体排出，由此，气囊60的体积缩小，从而使得由气囊60和工质20之间的空间即汽液界面201上方的空间增大，由此可以进一步缓解箱体10的内部压力升高问题。可见，相较于现有技术中的方案，本发明的冷却装置具有更好的防泄漏能力和更强的解决内部高压问题的能力。
[0034]另一方面，当生热部件30停止工作后，工质20也随之慢慢降温，由此使得箱体内部压力降低，甚至形成负压，在此情形下，外界气体可以经由排气阀40重新回到气囊60中。
[0035]然而，应当注意到，图3所示的实施例是本发明的非常优选的实施例，本发明并不是必须实施为如图3所示的。例如，本发明的浸没式冷却装置可以具有例如两个单向排气阀而不是一个单独的双向排气阀，其中一个排气阀用于使得气囊内部的气体排出到箱体夕卜，另一个排气阀用于使得箱体外部的气体进入到气囊内部。再例如，本发明的浸没式冷却装置可以并不具有如前所述的双重密封，而是可以仅具有气囊和箱体壁之间形成的密封，或者仅具有排气阀与箱体之间形成的密封，或者甚至其它密封方式，只要能够防止工质从泄漏点即安装排气阀40的位置泄漏即可。
[0036]此外，本发明的基于气囊排气阀的浸没式冷却装置还可以具有多个气囊，每个气囊都具有排气阀。由此，例如，对于非规则形状的箱体结构，可以设计多个形状各异但符合箱体各个部分的相应内部形状的气囊。再者，由于存在多个气囊，即便一个气囊失效，其它气囊仍能正常工作，从而使得本发明的冷却装置性能更为稳定，并且维修成本也可以降低，因为可以仅更换失效的气囊。
[0037]需要注意的是，本发明的核心构思在于巧妙地利用由排气阀和气囊组成的排气装置来进行排气减压，一方面避免了现有技术中的工质泄漏问题，另一方面避免了现有技术中的直接将箱体内的工质蒸汽排出到箱体外可能造成的环境污染问题，在此基础上，本领域技术人员可以进行各种改进和变型。
[0038]下面参照图4来描述本发明的进一步的改进实施例，其中图4是示出本发明的在图3所示的实施例基础上进一步改进的实施例的示意图。参照图4，该实施例的冷却装置还包括位于箱体10内部的热交换器，更具体地，包括布置在液冷工质20和气囊60之间的空间中的冷凝器50，冷却流体从冷凝器50的上方入口 C处通入，从下方出口 Η处排出，用于冷凝液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽202，并将其回收到液态的工质20中。由此，借助于冷凝器对工质蒸汽的回收，可以进一步降低箱体内部的压力，从而使得本发明的冷却装置可以具有更强的冷却能力，能够应用于更大发热量的电子产品的散热。
[0039]对于能够用本发明的冷却装置进行冷却的装置或部件范围非常广，例如，可以是基站的大功率的电路板、一些电子产品的带CPU的主板等等，只要这些装置或部件适于部分地或者全部地浸没在液冷工质中即可。
[0040]当然，相应地，本发明还提供一种具有如上所述的冷却装置的电子产品，该电子产品的生热部件被浸没在冷却装置的液冷工质中。
[0041]最后，尽管在参照图3和4所示的实施例的基础上，本发明已经在说明书中被描述并且在附图中被图示，但是，本领域的技术人员可以理解，上面提及的所有实施例都仅仅是优选的实施方式，实施例中的某些技术特征对于解决特定的技术问题可能并不是必需的，从而可以没有或者省略这些技术特征而不影响技术问题的解决或者技术方案的形成；而且，一个实施例的特征、要素和/或功能可以与其它一个或多个实施例的特征、要素和/或功能适当地相互组合、结合或者配合，除非该组合、结合或者配合明显不可实施。
【主权项】
1.一种用于电子产品的浸没式冷却装置，所述冷却装置包括: 箱体； 容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却； 排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中,所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通， 其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述气囊的一部分与所述箱体的壁密封连接，以使得所述气囊的该部分和所述箱体之间不存在任何间隙，由此使得所述气囊和所述箱体共同围出一密闭空间，所述液冷工质被密封在该密闭空间中。3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述排气阀的外周边与所述箱体的壁密封连接，以使得所述箱体和所述排气阀之间不存在任何间隙，由此使得所述箱体成为密闭箱体。4.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述排气阀为双向排气阀，以使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够双向互通。5.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述排气装置具有多个排气阀，所述多个排气阀中包括能够使得所述气囊内部的气体排出到所述箱体外的单向排气阀以及能够使得所述箱体外部的气体进入到所述气囊内部的单向排气阀。6.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置具有多个所述气囊，每个气囊都具有所述排气阀。7.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括位于所述箱体内部的热交换器，用于冷却所述液冷工质和/或该液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。8.如权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述热交换器为布置在所述液冷工质和所述气囊之间的空间中的冷凝器，用于冷凝回收液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。9.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述电子产品的需要冷却的生热部件为电路板。10.一种电子产品，其特征在于，该电子产品包括如权利要求1-9之一所述的冷却装置。
【专利摘要】本发明提供一种基于气囊排气阀的电子产品浸没式冷却装置和具有该冷却装置的电子产品。根据本发明的一优选实施例的浸没式冷却装置包括：箱体；容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中，所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通，其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。
【IPC分类】H05K7/20
【公开号】CN105491849
【申请号】CN201410475350
【发明人】贺潇
【申请人】联想(北京)有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于电子产品的冷却装置和具有冷却装置的电子产品。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的集成度和热流密度越来越高，传统的以空气为介质的电子产品散热技术越来越捉襟见肘，寻求更高密度的散热解决方案迫在眉睫，作为液冷的一种极端构想，浸没式冷却开始进入人们的视野。浸没式冷却，即将发热源部分或整体浸没于不导电液体中进行散热。相对于传统的风冷散热技术，由于液体比空气的对流换热能力高很多，因此浸没式散热可解决的热流密度可以高很多。因此，用于电子产品的浸没式液冷装置近年来应运而生。
[0003]然而，对于浸没式液冷装置，当浸没式液冷装置中的用于冷却电子产品的生热部件的不导电工质吸收热量后，温度将升高，体积会膨胀，尤其是利用低沸点工质进行的浸没式冷却，还会伴有蒸汽产生。因此，对于浸没式液冷装置，一方面需要防止液体沸腾或蒸发带来工质的泄漏，同时必须考虑容器内的气体和/或蒸汽体积膨胀而带来的问题，以防止容器内部产生的高压对设备产生的破坏。
[0004]为了解决上述问题，在现有技术中，提出了两种典型的浸没式液冷装置。
[0005]第一种，参见图1，其示出了根据现有技术中的一典型的浸没式液冷装置。该浸没式液冷装置包括:箱体1 ;以及不导电的液冷工质2，其盛装在该箱体1中，电子产品的需要冷却的生热部件3，例如电路板，浸没在该液冷工质2中以被冷却。为了防止液冷工质泄漏，箱体1需要制造为密闭的。然而，当液冷工质2吸收生热部件3产生的热量后，其体积会膨胀，从而会压缩液冷工质2上方的空间中的气体而使得箱体1内部压力升高，同时，液冷工质2受热后还会产生一定量的蒸汽22，该蒸汽会蒸发到液冷工质2上方的空间(即图中汽液界面21上方的空间)中，从而进一步增大箱体1的内部压力。此外，液冷工质2上方的空间中本身存在的气体例如空气也会受热膨胀而增大箱体内部压力。如果该压力得不到释放，其可能导致箱体破坏，或者该压力会反作用于液冷工质2，进而传递到液冷工质2中的电子产品的部件3上造成部件损坏。为此，业界在箱体1上设置了排气阀4，用于释放箱体1内过高的压力。然而，对于这样的结构，尽管其解决了箱体内部高压的问题，但是排气阀式的泄压装置不可避免地造成价格昂贵的不导电工质以蒸汽的形式泄漏，既不经济，也不环保。
[0006]为了进一步减少蒸汽泄漏，业界提出了进一步的改进方案，继续参照图1，在液冷工质2的上方的空间中增设了冷凝器5，冷却介质从冷凝器5的上方入口 5通入，从下方出口 Η排出，从而冷却液冷工质2的蒸汽22，以将蒸汽尽可能地冷凝回收。然而，对于这样的改进结构，其并不能完全冷凝所有的蒸汽，因此，液冷工质2的泄漏问题并未彻底解决，并且，冷凝器5使得整个冷却装置结构更为复杂，成本也随之上升。
[0007]为了彻底解决工质泄漏的问题，同时还能解决箱体内部高压的问题，业界近年来提出了第二种典型的浸没式液冷装置。参见图2，液冷工质2’注满冷却装置的完全密闭的箱体1’，电子产品的需要冷却的生热部件3’浸没在液冷工质2’中。由于箱体1’是完全密闭的，因此彻底解决了液冷工质2’泄漏的问题。进一步地，为了避免箱体1’内的压力过高，在箱体1’内设置有多个气囊6’，这些气囊6’具有可压缩性。这样当液冷工质2’受热膨胀后，气囊6’被压缩，从而吸收液冷工质2’带来的体积增大，进而保持箱体1’内的总体压力在合适的范围内。
[0008]然而，对于如上所述的这样的第二种浸没式液冷装置，气囊的可压缩体积是有限的，因为，一方面，随着液冷工质2’本身被加热，气囊6’中的气体也会被加热，其会导致气囊的体积增大或压力升高，另一方面，气囊体积的过度压缩，会导致其压力升高，该压力会反作用于液冷工质，从而使得箱体1’的内部压力升高，进而可能破坏箱体或者箱体内的电子产品的生热部件3’。因此，这样的液冷装置虽然解决了液冷工质泄漏的问题，但是其解决箱体内高压的能力有限，进而影响其冷却能力。
[0009]进一步地，为了提高上述冷却装置解决箱体内高压的能力，业界提出了业界提出了为气囊增设温度控制装置，从而可以通过例如降低气囊内部的气体的温度来实现其可压缩体积的增大。然而，增设温度控制装置不可避免地增大了整个冷却装置的复杂性，并带来了成本的上升。
[0010]可以看出，根据现有技术的上述这些浸没式冷却装置，结构相对复杂，成本较高，并且，要么不能彻底解决液冷工质泄漏的问题，要么不能很好地解决冷却装置的箱体中的高压问题。
[0011]因此，存在一种需求，即提供一种能够解决上述问题中的一部分或全部的浸没式冷却装置，以及相应地，提供具有这样的浸没式冷却装置的电子产品。
【发明内容】
[0012]根据上述的缺点和不足，本发明的目的是至少解决现有技术中存在的上述问题的一部分或全部。
[0013]根据本发明的一优选实施例，提供一种用于电子产品的浸没式冷却装置，所述冷却装置包括:箱体；容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中，所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通，其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。由此，根据本发明的该实施例，借助于排气装置与箱体的配合，巧妙地密封住液冷工质，从而彻底避免了液冷工质的泄漏；进一步地，借助于排气阀，通过排气，气囊可以很大程度地被压缩，从而有效地解决了由于液冷工质受热弓I起的液体体积膨胀和液体蒸发所带来的箱体内部压力升高的问题，并且，由于通过排气阀排出的是气囊中的空气或气体，而不是如图1所示的现有技术中的排出的是工质蒸汽，因此本发明的冷却装置既经济又环保。
[0014]在本发明的上述优选实施例中，进一步优选地，所述气囊的一部分与所述箱体的壁密封连接，以使得所述气囊的该部分和所述箱体之间不存在任何间隙，由此使得所述气囊和所述箱体共同围出一密闭空间，所述液冷工质被密封在该密闭空间中。在实际应用中，箱体本身很容易制造为密闭的，然而箱体壁上必须留出一开口以安装排气阀，由此，工质可能经由排气阀和箱体之间的安装间隙漏出。在本发明的该实施例中，气囊的一部分密封连接例如粘接到箱体壁上，由此，借助于气囊的密闭或阻隔效果，工质根本不能流到排气阀和箱体壁之间的空隙处(即便存在该空隙)，因此自然实现了箱体的密闭，防止了工质泄漏。
[0015]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述排气阀的外周边与所述箱体的壁密封连接，以使得所述箱体和所述排气阀之间不存在任何间隙，由此使得所述箱体成为密闭箱体。如前所述，工质唯一可能泄漏到箱体外部的途径是通过排气阀和箱体之间的间隙漏出，在本发明的该实施例中，排气阀密封地安装到箱体上，例如可以在排气阀和箱体之间加装密封环，由此防止了工质泄漏。更为优选地，本实施例中的排气阀与箱体之间密封连接的方式和前述实施例中气囊和箱体壁之间密封连接的方式可以结合使用，以实现双重密封效果。
[0016]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述排气阀为双向排气阀，以使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够双向互通。或者，所述排气装置具有多个排气阀，所述多个排气阀中包括能够使得所述气囊内部的气体排出到所述箱体外的单向排气阀以及能够使得所述箱体外部的气体进入到所述气囊内部的单向排气阀。应当注意至IJ，本发明的排气阀的设计理念在于保证气囊与箱体外界的相互连通，因此，基于该设计理念的所有变形方式都可以视为本发明的排气阀的等同实施方式，落在本发明的保护范围之内。
[0017]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述冷却装置具有多个所述气囊，每个气囊都具有所述排气阀。由此，借助于带排气阀的多个气囊，可以增大箱体内部高压解决能力，并且在设计上可以更为灵活，通过多个气囊的组合，可以适用于各种形状的箱体。
[0018]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述冷却装置还包括位于所述箱体内部的热交换器，用于冷却所述液冷工质和/或该液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。由此，借助于热交换器，可以进一步提高冷却装置的冷却能力。
[0019]在本发明的前述优选实施例中，进一步优选地，所述热交换器为布置在所述液冷工质和所述气囊之间的空间中的冷凝器，用于冷凝回收液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。由此，通过冷凝器冷却工质蒸汽，相较于直接冷却液态的工质，可以更为有效地降低箱体内部压力，从而进一步提高了冷却装置解决高压的能力。本发明的该实施方式尤其适用于低沸点的液冷工质，因为低沸点的工质在工作过程中易于产生大量的蒸汽。
[0020]在本发明的上述任一优选实施例中，进一步优选地，所述电子产品的需要冷却的生热部件为电路板。由此，本发明的冷却装置特别适合于电路板的浸没式冷却，特别是大功率高散热的电路板，例如基站的电路板。
[0021]此外，本发明还提供一种电子产品，该电子产品包括如前述实施例所述的冷却装置。
[0022]应当认识到，上述描述仅仅是为了示例性的目的，而不是要限制本发明的范围。
【附图说明】
[0023]本发明的示例性实施例的上述和其它特征以及优点将从下面的结合附图的详细描述变 得更加明显，并且该描述和附图仅用于示例性目的而不是以任何方式来限制本发明的范围，其中:
[0024]图1是示出根据现有技术中的一典型的浸没式液冷装置的示意图；
[0025]图2是示出根据现有技术中的另一典型的浸没式液冷装置的示意图；
[0026]图3是示出根据本发明的一优选实施例的浸没式液冷装置的示意图；以及
[0027]图4是示出本发明的在图3所示的实施例基础上进一步改进的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0028]有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同或类似的元件。
[0029]下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
[0030]首先参照图3，其是示出根据本发明的一优选实施例的浸没式液冷装置的示意图。根据该优选实施例的用于电子产品的浸没式冷却装置包括:箱体10 ;容纳在该箱体中的不导电的液冷工质20，电子产品的需要冷却的生热部件30(在图3中示例性地示出为一电路板)能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊60和连接在该气囊60上的排气阀40，气囊40容纳在箱体10中，排气阀40使得气囊60内部的气体和箱体10外部的气体能够互通。
[0031]在图3所示的实施例中，气囊60的上部与箱体10的顶壁密封连接，以使得工质不能流到箱体的唯一可能的泄漏点即排气阀40和箱体10的壁之间的安装间隙处，由此，实际上使得气囊60与箱体10的底壁和侧壁共同围出一密闭空间，液冷工质20被密封在该密闭空间中。进一步地，在图3所示的优选实施例中，排气阀40的外周边与箱体10的壁密封连接，以使得箱体和排气阀之间也不存在任何间隙，由此该实施例实际上实现了工质的双重密封，能够起到很好的防泄漏的功能。
[0032]进一步地，在图3所示的优选实施例中，排气阀40为一双向排气阀，以使得气囊内部的气体和箱体外部的气体能够双向互通。
[0033]在工作中，当液冷工质20吸收电子产品的生热部件30产生的热量后，液冷工质20的体积会膨胀，并且液态的液冷工质20还会不可避免地产生一定量的蒸汽202，从而使得工质20上方，即汽液界面201上方，的空间中的压力升高。然而，气囊60的体积由于其内部气体的可压缩性而可以被压缩，由此来缓解箱体内部形成的前述压力升高。如果生热部件30继续产生更多的热量，会使得箱体内部的压力继续升高，当该压力传递到气囊60上并使得气囊60的内部压力高于排气阀40的压力阈值时，排气阀40打开，从而使得气囊60中的部分气体排出，由此，气囊60的体积缩小，从而使得由气囊60和工质20之间的空间即汽液界面201上方的空间增大，由此可以进一步缓解箱体10的内部压力升高问题。可见，相较于现有技术中的方案，本发明的冷却装置具有更好的防泄漏能力和更强的解决内部高压问题的能力。
[0034]另一方面，当生热部件30停止工作后，工质20也随之慢慢降温，由此使得箱体内部压力降低，甚至形成负压，在此情形下，外界气体可以经由排气阀40重新回到气囊60中。
[0035]然而，应当注意到，图3所示的实施例是本发明的非常优选的实施例，本发明并不是必须实施为如图3所示的。例如，本发明的浸没式冷却装置可以具有例如两个单向排气阀而不是一个单独的双向排气阀，其中一个排气阀用于使得气囊内部的气体排出到箱体夕卜，另一个排气阀用于使得箱体外部的气体进入到气囊内部。再例如，本发明的浸没式冷却装置可以并不具有如前所述的双重密封，而是可以仅具有气囊和箱体壁之间形成的密封，或者仅具有排气阀与箱体之间形成的密封，或者甚至其它密封方式，只要能够防止工质从泄漏点即安装排气阀40的位置泄漏即可。
[0036]此外，本发明的基于气囊排气阀的浸没式冷却装置还可以具有多个气囊，每个气囊都具有排气阀。由此，例如，对于非规则形状的箱体结构，可以设计多个形状各异但符合箱体各个部分的相应内部形状的气囊。再者，由于存在多个气囊，即便一个气囊失效，其它气囊仍能正常工作，从而使得本发明的冷却装置性能更为稳定，并且维修成本也可以降低，因为可以仅更换失效的气囊。
[0037]需要注意的是，本发明的核心构思在于巧妙地利用由排气阀和气囊组成的排气装置来进行排气减压，一方面避免了现有技术中的工质泄漏问题，另一方面避免了现有技术中的直接将箱体内的工质蒸汽排出到箱体外可能造成的环境污染问题，在此基础上，本领域技术人员可以进行各种改进和变型。
[0038]下面参照图4来描述本发明的进一步的改进实施例，其中图4是示出本发明的在图3所示的实施例基础上进一步改进的实施例的示意图。参照图4，该实施例的冷却装置还包括位于箱体10内部的热交换器，更具体地，包括布置在液冷工质20和气囊60之间的空间中的冷凝器50，冷却流体从冷凝器50的上方入口 C处通入，从下方出口 Η处排出，用于冷凝液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽202，并将其回收到液态的工质20中。由此，借助于冷凝器对工质蒸汽的回收，可以进一步降低箱体内部的压力，从而使得本发明的冷却装置可以具有更强的冷却能力，能够应用于更大发热量的电子产品的散热。
[0039]对于能够用本发明的冷却装置进行冷却的装置或部件范围非常广，例如，可以是基站的大功率的电路板、一些电子产品的带CPU的主板等等，只要这些装置或部件适于部分地或者全部地浸没在液冷工质中即可。
[0040]当然，相应地，本发明还提供一种具有如上所述的冷却装置的电子产品，该电子产品的生热部件被浸没在冷却装置的液冷工质中。
[0041]最后，尽管在参照图3和4所示的实施例的基础上，本发明已经在说明书中被描述并且在附图中被图示，但是，本领域的技术人员可以理解，上面提及的所有实施例都仅仅是优选的实施方式，实施例中的某些技术特征对于解决特定的技术问题可能并不是必需的，从而可以没有或者省略这些技术特征而不影响技术问题的解决或者技术方案的形成；而且，一个实施例的特征、要素和/或功能可以与其它一个或多个实施例的特征、要素和/或功能适当地相互组合、结合或者配合，除非该组合、结合或者配合明显不可实施。
【主权项】
1.一种用于电子产品的浸没式冷却装置，所述冷却装置包括: 箱体； 容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却； 排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中,所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通， 其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述气囊的一部分与所述箱体的壁密封连接，以使得所述气囊的该部分和所述箱体之间不存在任何间隙，由此使得所述气囊和所述箱体共同围出一密闭空间，所述液冷工质被密封在该密闭空间中。3.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述排气阀的外周边与所述箱体的壁密封连接，以使得所述箱体和所述排气阀之间不存在任何间隙，由此使得所述箱体成为密闭箱体。4.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述排气阀为双向排气阀，以使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够双向互通。5.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述排气装置具有多个排气阀，所述多个排气阀中包括能够使得所述气囊内部的气体排出到所述箱体外的单向排气阀以及能够使得所述箱体外部的气体进入到所述气囊内部的单向排气阀。6.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置具有多个所述气囊，每个气囊都具有所述排气阀。7.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括位于所述箱体内部的热交换器，用于冷却所述液冷工质和/或该液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。8.如权利要求7所述的冷却装置，其特征在于，所述热交换器为布置在所述液冷工质和所述气囊之间的空间中的冷凝器，用于冷凝回收液冷工质受热蒸发后形成的蒸汽。9.如权利要求1-3之一所述的冷却装置，其特征在于，所述电子产品的需要冷却的生热部件为电路板。10.一种电子产品，其特征在于，该电子产品包括如权利要求1-9之一所述的冷却装置。
【专利摘要】本发明提供一种基于气囊排气阀的电子产品浸没式冷却装置和具有该冷却装置的电子产品。根据本发明的一优选实施例的浸没式冷却装置包括：箱体；容纳在该箱体中的不导电的液冷工质，电子产品的需要冷却的生热部件能够浸没在该液冷工质中以被冷却；排气装置，该排气装置包括气囊和连接在该气囊上的排气阀，所述气囊容纳在所述箱体中，所述排气阀使得所述气囊内部的气体和所述箱体外部的气体能够互通，其中，所述排气装置与所述箱体配合，以使得所述箱体成为密闭箱体以防止所述箱体内的液态和/或汽态的工质泄漏到箱体外。
【IPC分类】H05K7/20
【公开号】CN105491849
【申请号】CN201410475350
【发明人】贺潇
【申请人】联想(北京)有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月17日
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