散热装置及应用其的设备的制作方法

1.本公开涉及设备散热技术领域，具体地，涉及一种散热装置及应用其的设备。


背景技术：

2.控制器、处理器等设备在运行过程中，均会产生热量，为了保证设备的正常运行，通常需要对设备进行散热。
3.针对于具有ip等级(防水、防尘等级)的密闭设备，由于其对密封性要求较高，外壳通常为全封闭壳体，因而，通常通过在设备的外壁上安装贴壁式散热装置，对其进行散热。其中，设备的热量传导至其外壁，然后再传导至贴壁式散热装置，通过散热装置将热量交换至外界空气中。
4.然而，现有的贴壁式散热装置，对设备的散热效率较低，散热效果较差。


技术实现要素：

5.本公开提供一种散热装置及应用其的设备，散热装置的散热效率高，散热效果好，设备的安全性好。
6.一方面，本公开提供一种散热装置，用于贴装在设备本体的外壁面上，包括：导热垫、散热片和至少一个风扇；
7.导热垫的一侧表面贴合在设备本体的外壁面上，散热片包括散热基板和散热翅片组，散热基板贴合在导热垫的另一侧表面，散热翅片组连接于散热基板的背离导热垫的一侧板面；
8.其中，散热翅片组形成有至少一个安装槽，安装槽向设备本体的外壁面凹陷，风扇安装于安装槽内。
9.本公开提供的散热装置，适用于具有ip等级的设备本体，散热装置通过在设备本体的外壁面上贴设导热垫，散热片贴合在导热垫的另一侧表面，并在散热片的背离设备本体的一侧设置风扇，通过导热垫将设备本体产生的热量传递至散热片的散热基板，散热基板将热量传导至散热翅片组中的各散热翅片，通过风扇加快散热翅片周围的空气流动速度，及时将散热翅片上的热量散发到周围空气中。其中，通过在散热翅片组中形成安装槽，将风扇嵌入式的安装在散热翅片组中，风扇与散热翅片之间的间隙微小，两者之间几乎不存在自然对流的空气层，可提升散热装置的散热效率及散热效果。
10.在一种可能的实施方式中，风扇的数量为至少两个，散热翅片组形成有至少两个安装槽，相邻安装槽之间间隔设置，各风扇一一对应安装于各安装槽内。
11.在一种可能的实施方式中，风扇的进风侧与散热翅片组的顶端平齐，或者，风扇的进风侧凹陷于散热翅片组的顶端。
12.在一种可能的实施方式中，散热翅片组包括多个散热翅片，散热翅片的一端连接在散热基板上，另一端向背离散热基板的方向伸出。
13.在一种可能的实施方式中，各散热翅片均沿同一方向延伸；
14.散热基板上位于安装槽的槽底的区域未设置散热翅片，或者，散热翅片中位于安装槽的槽底的部位的高度低于其他部位的高度。
15.在一种可能的实施方式中，在风扇的周向方向上，位于风扇外周的各散热翅片间隔排布，围成安装槽。
16.在一种可能的实施方式中，导热垫为硅胶垫，硅胶垫紧密贴合在设备本体的外壁面和散热基板之间。
17.在一种可能的实施方式中，散热基板和设备本体的外壁面之间通过锁紧件机械连接。
18.在一种可能的实施方式中，散热基板的表面积大于导热垫的表面积，导热垫在散热基板上的正投影位于散热基板的覆盖范围内。
19.另一方面，本公开提供一种设备，包括设备本体和如上所述的散热装置；
20.设备本体包括壳体，壳体的至少一侧表面为散热面，至少一个散热面安装有散热装置。
21.本公开提供的设备，包括设备本体和散热装置，散热装置贴装在设备本体的壳体的散热面上，散热装置通过在设备本体的散热面上贴设导热垫，散热片贴合在导热垫的另一侧表面，并在散热片的背离设备本体的一侧设置风扇，通过导热垫将设备本体产生的热量传递至散热片的散热基板，散热基板将热量传导至散热翅片组中的各散热翅片，通过风扇加快散热翅片周围的空气流动速度，及时将散热翅片上的热量散发到周围空气中。其中，通过在散热翅片组中形成安装槽，将风扇嵌入式的安装在散热翅片组中，风扇与散热翅片之间的间隙微小，两者之间几乎不存在自然对流的空气层，可提升散热装置的散热效率及散热效果。
22.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
23.结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
24.图1为本公开实施例提供的设备的结构示意图；
25.图2为设备本体的结构示意图；
26.图3为图1的爆炸图；
27.图4为图3中的散热片的结构示意图；
28.图5为图3中的风扇的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1-设备；
31.100-散热装置；200-设备本体；
32.110-导热垫；110a-硅胶垫；120-散热片；130-风扇；210-壳体；
33.121-散热基板；122-散热翅片组；123-安装槽；131-扇叶；211-外壁面；211a-散热面；
34.1221-散热翅片；
35.a-定位孔；b-安装孔；c-安装缺口。
具体实施方式
36.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
37.服务器、控制器、接收机、发电机等设备，在运行过程中，均会产生大量热量，热量如果不能及时散失，就会引起设备过热，损害设备的电路，影响设备的运行安全。为了保证设备的正常运行，需要对设备进行散热，以使设备工作在安全的温度范围内。
38.上述需要散热的设备可以分为两类，一类是不要求防护等级的设备，该类设备的外壳上通常开设有进风口和出风口，设备内部处于通风对流环境中，可以通过空气的自然对流，对设备内部的发热器件进行散热。或者，还可以在设备内部设置风机，通过风机增大设备内部的空气流速，提高设备的散热效率。
39.另一类是具有防护等级，即ip等级(防水、防尘等级)的设备，这类设备由于对密封性要求较高，设备的外壳通常为全封闭的外壳，以使设备内部形成密封环境。对该类设备进行散热，一般是在设备的外壁安装贴壁式散热装置，设备内部的发热器件产生的热量传递至外壳，再由外壳传递至散热装置，通过散热装置将设备的热量散发至外界空气中。
40.然而，针对于具有ip等级的密闭设备，相关技术中的贴壁式散热装置存在散热效率低、散热效果差的问题，不能及时带走设备产生的热量，设备的运行安全仍然难以保障。
41.针对于此，本公开实施例提供一种散热装置及应用其的设备，散热装置贴装在设备的外壁上，散热设备通过将风扇嵌入在散热翅片组中，可提高散热装置的散热效率，提升散热装置的散热效果，保障设备的运行安全。
42.图1为本公开实施例提供的设备的结构示意图；图2为设备本体的结构示意图；图3为图1的爆炸图；图4为图3中的散热片的结构示意图；
43.图5为图3中的风扇的结构示意图。
44.参照图1所示，本实施例提供的设备1包括设备本体200和散热装置100，设备本体200例如为如前所述的服务器、控制器、接收机、发电机等，设备本体200在工作过程中会产生热量，散热装置100用于对设备本体200进行散热，通过散热装置100及时散失设备本体200产生的热量，保证设备本体200的正常运行。
45.其中，本实施例主要针对于对具有ip等级的密闭设备进行散热，即，本实施例的设备本体200为具有ip等级的密闭设备，参照图2所示，设备本体200包括壳体210，壳体210可以为全封闭壳体210，壳体210上没有进风口或出风口等空洞。通过在壳体210的外壁上贴设散热装置100，对设备本体200进行散热。
46.以设备本体200的壳体210的外轮廓大致为长方体形为例，壳体210例如可以包括一侧敞口的箱体和盖板，盖板密封盖合在箱体的敞口，形成封闭的壳体210。其中，设备1内部的部件可以通过敞口安装至壳体210内，内部的部件组装完成后，再将盖板盖合在箱体上。
47.设备本体200内部的发热器件产生的热量，传递至壳体210，通过壳体210的外壁向外散发热量。由于依靠自然对流的方式散热，散热效率较低，对于产热较多的设备本体200，无法及时散发设备本体200产生的热量，可能会导致设备本体200过热保护甚至损害设备1的性能，导致设备1无法正常工作。
48.因而，通过在设备本体200的壳体210的外壁上贴装散热装置100，以增大设备本体200和外界环境的热交换速率，提高设备本体200的散热效率，提升设备本体200的散热效果，保证设备本体200始终工作在合适的温度条件下，保障设备本体200的运行安全。
49.其中，设备本体200的壳体210的至少一侧表面为散热面211a，继续以壳体210的外轮廓大致为长方体形为例，壳体210的六个方位的各表面中，至少有一侧表面为散热面211a，本实施例中，壳体210的至少一个散热面211a贴装有散热装置100。
50.需要说明的是，本实施例将壳体210中产生热量较多、热量较为集中的表面定义为壳体210的散热面211a。
51.以设备本体200的壳体210整体为金属壳体210，即壳体210的各侧壁均为金属材质，由于金属的导热性能较好，设备本体200内部产生的热量会向各表面传递，其中，壳体210的更靠近发热器件的表面产生的热量较多，因此，本实施例的壳体210的散热面211a可以是指靠近发热器件、产热较多的表面。
52.或者，对于产热较多的设备本体200，壳体210的各侧壁均积聚较多热量，此时，壳体210的各表面均可以称为散热面211a，那么，可以在壳体210的一个散热面211a上贴装散热装置100，例如，在热量最多的外壁面211上贴装散热装置100；或者，也可以在壳体210的多个散热面211a上贴装散热装置100，例如，壳体210的相对两侧的外壁面211、三侧外壁面211或各侧外壁面211均贴装有散热装置100，以提高设备本体200的散热效率，提升设备本体200的散热效果。
53.以设备本体200的壳体210的各侧壁中，部分侧壁为金属材质，部分侧壁为塑料等非金属材质为例，针对于金属材质的侧壁上集中的热量较多，壳体210的散热面211a可以为金属材质的外壁面211，在金属材质的外壁面211贴装散热装置100。或者，壳体210的散热面211a还可以包括其他非金属材质的外壁面211，例如，散热面211a包括离发热器件较近的非金属材质的外壁面211，也可以在非金属材质的外壁面211贴装散热装置100。
54.综上，设备本体200的壳体210的各侧表面中，可以仅在一侧表面贴装散热装置100，或者，可以在两个以上表面贴装散热装置100，可以根据实际需求而定，本实施例对此不作具体限制。
55.以下对贴装在设备本体200的外壁面211上的散热装置100进行详细介绍。
56.参照图3所示，散热装置100包括导热垫110、散热片120和风扇130，导热垫110贴合在设备本体200的壳体210的外壁面211上，散热片120与导热垫110贴合，风扇130设置在散热片120背离设备本体200的一侧。
57.设备本体200内部的发热器件产生的热量传递至壳体210，集中在壳体210上的热量以热传导的方式，传导至贴设在壳体210外壁面211上的导热垫110，导热垫110再将热量以热传导的方式传递至散热片120，散热片120的散热面积大，可将热量分散并快速向外界环境中散失。在此基础上，通过风扇130加速散热片120周围的空气流动速度，加快散热片120与外界环境的热交换速度，提高散热装置100的散热效率，提升散热装置100的散热效
果。
58.其中，散热片120包括散热基板121和散热翅片组122，散热翅片组122包括多个散热翅片1221，散热翅片1221连接在散热基板121的一侧板面上，散热翅片1221的一端连接在散热基板121上，散热翅片1221的另一端向背离散热基板121的方向伸出。示例性的，散热翅片1221可以一体成型在散热基板121上，并且散热翅片1221可以与散热基板121垂直。
59.参照图3所示，散热基板121的未设置散热翅片1221的一侧板面与导热垫110贴合，散热翅片1221位于散热基板121的背离导热垫110的一侧，散热基板121作为散热片120的导热和传热结构，导热垫110将热量以热传导的方式传递至散热基板121，散热基板121再将热量传导至散热翅片组122。散热翅片组122中的各散热翅片1221可增大散热片120的散热面积，散热翅片1221上的热量快速分散至各散热翅片1221，各散热翅片1221将热量对流交换至周围环境中。
60.并且，通过在散热片120设置散热翅片1221的一侧设置风扇130，风扇130工作时，其扇叶131高速旋转，搅动周围的空气，加速周围空气的流动速度，快速流动的空气不断与各散热翅片1221接触摩擦，进而，可加快散热翅片1221与空气的热交换速度，提高散热装置100的散热效率，提升散热装置100的散热效果。
61.继续参照图3所示，贴合在设备本体200的外壁面211和散热片120的散热基板121之间的导热垫110可以为硅胶垫110a，一方面，硅胶垫110a的热稳定性能好，贴设在设备本体200的散热面211a上的硅胶垫110a能够将快速将热量传导至散热片120，且其自身性能不会受到温度的影响，能够满足导热垫110的长期使用要求。
62.另一方面，硅胶垫110a为柔性垫，其变形能力好，可以将硅胶垫110a挤压在设备本体200的外壁面211和散热基板121之间，确保硅胶垫110a的两侧表面分别与设备本体200的外壁面211及散热基板121紧密贴合，设备本体200的外壁面211、硅胶垫110a及散热基板121三者之间贴合服帖，硅胶垫110a与设备本体200的外壁面211接触面积大，能够快速、有效将设备本体200的热量传导至散热片120。
63.为了使导热垫110紧密贴合在设备本体200的外壁面211和散热基板121之间，本实施中例中，可以将散热片120通过锁紧件机械连接在设备本体200的外壁面211上。示例性的，参照图3所示，可以在设备本体200壳体210的外壁上开设定位孔a，散热片120的散热基板121上设有安装孔b，安装孔b与定位孔a对应，在安装孔b和定位孔a内穿设螺栓或螺钉等锁紧件，将散热片120固定连接在设备本体200的壳体210上。
64.其中，在拧紧锁紧件的过程中，散热基板121和设备本体200的外壁面211之间的间距不断减小，两者之间产生的压力作用于两者之间的导热垫110，挤压导热垫110产生变形，以使导热垫110与两侧的设备本体200及散热基板121均贴合紧密，保证导热垫110的热传递效率。
65.在实际应用中，散热基板121的表面积可以大于导热垫110的表面积，散热基板121完全覆盖导热垫110。一方面，导热垫110上的热量可以完全传递至散热基板121，可以提升导热垫110的热传导效果；另一方面，参照图3所示，可以将散热基板121上的安装孔b设置在散热基板121的边缘，设备本体200的壳体210外壁上的定位孔a可以对应位于导热垫110覆盖区域以外的部位，避免在导热垫110上开设孔洞。
66.示例性的，散热基板121上开设的安装孔b可以是靠近其边缘的完整孔洞。或者，参
照图3所示，散热基板121上开设的安装孔b也可以是位于其侧边的安装缺口c，通过位于散热基板121的相对两侧的安装缺口c中穿设的锁紧件，可对散热基板121进行限位，保证散热片120安装牢固。
67.为了提升散热装置100的散热效率，本实施例中，散热翅片组122中形成有安装槽123，安装槽123向设备本体200的外壁面211凹陷，风扇130安装在安装槽123内。结合图1和图3所示，通过将风扇130嵌入散热翅片组122中，位于安装槽123外周的散热翅片1221，围设在风扇130的外侧，风扇130与散热翅片1221表面的间隙很小，风扇130对散热翅片1221周围的空气对流速度的加速效果更好。可提升散热翅片1221的散热效率和散热效果。
68.其中，通过散热翅片组122形成的安装槽123将风扇130嵌入散热翅片1221中，风扇130的扇叶131转动，搅动其周围空气，加速空气流动。部分空气向安装槽123的槽底流动，加速位于安装槽123的槽底的散热片120的散热效率；大部分空气从风扇130的侧方直接吹至围设在风扇130周围的散热翅片1221上，由于风扇130与其外周的散热翅片1221之间的间距微小，散热翅片1221与风扇130之间几乎没有自然对流的空气层，经风扇130加速的空气快速流动至散热翅片1221表面，可以更快速的将积聚在散热翅片1221上的热量散发到周围空气中。
69.并且，由于风扇130嵌入在散热翅片1221中，风扇130的至少部分厚度空间位于散热片120所在的厚度空间内，风扇130和散热片120整体占据的空间较小，可减小散热装置100的体积，便于散热装置100在设备本体200上的安装，进而，可减小设备1的体积，有利于设备1的灵活布置。
70.另外，围设在风扇130外周的散热翅片1221，对风扇130具有一定的保护作用，尤其在设备1处于外界环境的场景中，通过使风扇130嵌入散热翅片1221中，可保护风扇130少受灰尘、水汽等异物的影响。
71.作为一种具体实施方式，风扇130的进风侧可以与散热翅片组122的顶端平齐，或者，风扇130的进风侧凹陷于散热翅片组122的顶端。此处所指的散热翅片组122的顶端，为各散热翅片1221的背离所述散热基板121的一端所在的平面，结合图1所示，如此设置，风扇130完全嵌入散热片120中，风扇130不占据额外的空间，能够明显减小散热装置100的厚度，即使设备本体200处于较小的容纳空间中，设备本体200外周的空间，也能够满足散热装置100的安装需求。
72.在实际应用中，除了图1和图3中示出的安装槽123连通至散热翅片组122的表面，安装槽123为敞开形式，风扇130的进风侧完全暴露在外界环境中的情况，散热翅片组122中形成的安装槽123还可以为封闭形式，此处所指的封闭是指安装槽123完全形成在散热翅片组122的内部，即，安装槽123为散热翅片组122中形成的通道结构，通道的两端分别连通至散热片120的两侧。对于通道形式的安装槽123，由于仅通道的两端为开口，因而风扇130可以从通道的一端插入通道内，并在通道的端口设置止挡结构或卡位结构，将风扇130限位在通道内。
73.以下均以散热翅片组122中形成的安装槽123为敞开结构为例进行介绍，结合图1和图3所示，根据设备本体200的体积大小，设计与设备1的外壁面211的面积相匹配的散热片120，根据散热片120的实际尺寸大小，设置一个或多个风扇130。
74.其中，对于体积较大的设备本体200，设备本体200的外壁面211的面积较大，与之
匹配的散热片120的面积较大，对此，可以在散热翅片组122中形成多个间隔的安装槽123，在各安装槽123内均安装风扇130，以通过多个风扇130加快散热翅片组122的各区域的空气对流速度，提高散热翅片组122与外界环境的热交换速度，并且，可提升散热片120的散热均匀性，提升散热装置100的散热效果。
75.例如，参照图3所示，散热翅片组122中形成有两个安装槽123，两个安装槽123内各安装一个风扇130。或者，在其他示例中，散热翅片组122中还可以形成有三个、四个或更多个安装槽123，各风扇130一一对应安装在各安装槽123内。
76.至于如何在散热翅片组122中形成安装槽123，参照图4所示，作为一种实施方式，散热基板121上连接的各散热翅片1221可以均沿同一方向延伸，例如，散热翅片1221沿散热基板121的长度方向延伸。各散热翅片1221中，对应位于安装槽123的槽底所在区域的散热翅片1221的伸出高度低于位于其他区域的散热翅片1221的伸出高度，散热翅片1221的位于安装槽123的槽底的部位和其他部位之间形成高度差，以在散热翅片组122中形成安装槽123。此时，散热翅片1221中位于安装槽123的槽底的部位的高度虽然较小，但仍增大了散热翅片1221的面积，继而，可增大散热片120的散热面积，能够提高散热片120的散热效率。
77.或者，在散热片120满足设备本体200的散热需求的情况下，位于安装槽123的槽底的区域也可以不设置散热翅片1221。
78.应理解，此处所指的散热翅片1221的伸出高度，是指散热翅片1221向背离散热基板121的方向延伸的高度。
79.作为另一种实施方式，位于风扇130外周的一定范围内的散热翅片1221，可以沿风扇130的外轮廓的走向方位延伸，在风扇130的外轮廓的周向方向上，各散热翅片1221依次首尾相对，沿风扇130外轮廓的周向间隔排布。如此，位于风扇130外周的散热翅片1221围成与风扇130的外轮廓大致匹配的形状，即，形成与风扇130的外轮廓大致匹配的安装槽123。
80.结合图4和图5所示，以风扇130的外轮廓为矩形为例，对于位于风扇130外周的散热翅片1221为平面型的散热翅片1221为例，可以对应风扇130的四侧的侧边设置四个散热翅片1221，各散热翅片1221分别沿风扇130的各侧边的延长方向延伸，各散热翅片1221依次首尾相对，围成轮廓为四边形的安装槽123。
81.以风扇130的外轮廓为圆形为例，可以将位于风扇130外周的各散热翅片1221设置为弧面型的散热翅片1221，依次首尾相对、间隔排布的多个散热翅片1221围成轮廓为圆形的安装槽123。或者，位于风扇130外周的各散热翅片1221也可以为平面型的散热翅片1221，各散热翅片1221之间可以围成六边形、八边形、十六边形等多边形轮廓的安装槽123，其中，散热翅片1221围成的多边形的边数越多，安装槽123的轮廓越近似于圆形。
82.其中，相邻散热翅片1221之间应具有间隙，如此，经风扇130加速的空气可以穿过相邻散热翅片1221之间的间隙，向外侧的散热翅片1221流动，能够加快散热片120各部位周围的空气的流动速度。
83.对于风扇130与散热片120之间的连接固定，结合图4和图5所示，可以在风扇130的角部开设安装孔b，在散热基板121上对应安装槽123的槽底的区域开设定位孔a，定位孔a与安装孔b一一对应，通过在安装孔b和定位孔a内穿设螺栓或螺钉等锁紧件，将风扇130安装在散热片120上。
84.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明
白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。