一种集气装置的制作方法

1.本技术涉及一种集气装置，属于液冷技术领域。


背景技术：

2.近些年来，随着智能终端朝着轻薄、小型、携带方便等趋势发展；并伴随着智能终端的功率密度不断增加所带来更高的散热需求。然而，传统的散热手段在小型智能终端内的散热效果并不理想。在现有的液冷装置中，通过高比热系数的液体，例如水作为工作介质，通过内部循环流动带走内部功率元器件所产生的热量。然而，在现有的液冷装置中，泄露、蒸散等导致工作介质流失是很难避免的。在液冷工作介质流失后，外部气体就会填补进入液冷装置中，补充工作介质流失的那部分体积。外部气体在模组内部以气柱或者气泡的形式存在，影响泵的正常运转，造成泵在运行过程中有着噪声过大、降低散热性能、影响泵的寿命等问题。
3.针对液冷装置内因工作介质流失而产生的气泡的问题，目前采用的技术方案为：1，通过补充装置来补充液冷装置内流失的工作介质。2，通过排气装置排出进入液冷装置内的外部气体。但是，由于补充装置和排气装置体积均比较大，无法应用在例如手机、手提电脑等小型终端设备。因此，提出一种应用于小型终端设备内的液冷装置，用于收集该液冷装置的气泡的一种集气装置是很有必要的。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种集气装置，用以收集液冷装置在工作中因工作介质流失而产生的气泡。为了达到上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：
5.第一方面，本技术实施例提供了一种集气装置，包括：
6.冷却板，该冷却板包括设置于该冷却板内部的至少一个集气结构、设置于该冷却板内部的第一流道、设置于该集气结构内部的第二流道和用于连接该第一流道和该第二流道的至少一个连接通道；
7.该至少一个连接通道，用于将工作介质在该第一流道流动时所携带的气泡转移到该第二流道；
8.该至少一个集气结构，用于从该第二流道中收集该气泡。
9.在上述结构中，该集气装置相较于传统的补充装置和排气装置，有着体积更小，操作更简易，不需要外界输入能量以维持该集气装置运行的特点。在一种可能实现方式中，该工作介质在该第二流道流动过程中所受到的局部阻力大于该工作介质在该第一流道流动过程中所受到的局部阻力。
10.由于该第二流道的工作介质在流动过程中所受到的局部阻力大于该第一流道的工作介质在流动过程中所受到的局部阻力，导致工作介质在该第二流道中的流速相较于在该第一流道中的流速较低，从而使得气泡在进入该第二流道后不容易被工作介质重新带回该第一流道。
11.在一种可能实现方式中，该工作介质在该第二流道流动过程中所受到的局部阻力可以通过以下方式产生：
12.改变该至少一个连接通道的横截面；或者，
13.增加该第二流道中的分叉汇合的节点数量。
14.通过改变改变该至少一个连接通道的横截面；或者，增加该第二流道中的分叉汇合的节点数量的方式产生局部阻力，可以保证在不更加集气装置体积的情况下，进一步增加工作介质在该集气结构内部的局部阻力，从而降低气泡进入第二流道后的流速，防止气泡再次被工作介质带回主要流道中。
15.在一种可能实现方式中，该至少一个连接通道的机构形式为连接管道，该连接管道的一端连接于该第一流道的局部高点，该连接管道的另一端连接于该第二流道。将该连接管道的一端连接于该第一流道的局部高点，可以使得气泡在受到浮力的作用下上升时，更容易地通过该连接管道，从该第一流道进入该第二流道。
16.在一种可能实现方式中，该至少一个连接通道的结构形式为连接口，该连接口位于该第一流道的局部高点，该连接口的一边与该第一流道相连，该连接口的另一边与第二流道相连。
17.该连接口相较于连接管道，有着占用体积小的特点
18.在一种可能实现方式中，该连接管道的横截面小于该第一流道和该第二流道的横截面。
19.工作介质从第一流道进入连接管道时，流经横截面突然缩小；工作介质从连接管道进入第二流道时，流经横截面突然扩大。导致工作介质所受到的局部阻力的增加，从而降低从而降低气泡进入第二流道后的流速，防止气泡再次被工作介质带回第一流道中。
20.在一种可能实现方式中，该至少一个连接通道与工作介质在该第一流道中的流动方向之间的倾斜角度大于90度。
21.由于连接通道与第一流道中的工作介质流动方向之间的倾斜角度大于90度，有利于进一步增加工作介质从第一流道通过连接通道进入第二流道后的局部阻力，从而降低气泡进入第二流道后的流速，防止气泡再次被工作介质带回第一流道中。
22.在一种可能实现方式中，该至少一个集气结构为为倒刺结构、圆形结构、或迷宫结构。
23.集气结构为倒刺结构、圆形结构或迷宫结构可以进一步增加工作介质在该集气结构内部的局部阻力，从而降低气泡进入第二流道后的流速，防止气泡再次被工作介质带回主要流道中。
24.在一种可能实现方式中，该至少一个集气结构包含若干个挡条，该若干个挡条用于增加该工作介质流在该第二流道的局部阻力。
25.第二方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，其特征在于，包括：功率元器件和液冷装置，该功率元器件在工作状态时产生热量，该液冷装置将该热量传递至外界；该电子设备还包含如第一方面任一项该集气装置，该集气装置位于该液冷装置内部并用于收集该液冷装置中的气泡。
附图说明
26.图1为本技术提供的一种液冷装置的结构示意图；
27.图2为本技术提供的一种液冷装置的结构平面图；
28.图3为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
29.图4为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
30.图5为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
31.图6为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
32.图7为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
33.图8为本技术提供的一种集气结构的结构平面图；
34.图9为本技术提供的一种集气结构的局部放大图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的，技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的实施例作进一步地详细描述。
36.以下将参照相关图式，说明依本技术较佳实施例的集气装置，本技术所有实施方式的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。
37.关于申请中所使用的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图示的方向界定，用以方便说明并非是限定本技术。
38.为了方便理解本技术实施例提供的集气装置，说明一下其应用设备和场景，该集气装置可以应用于采用液冷装置的终端设备中。该终端设备可以为笔记本电脑，平板电脑，手机或其他智能终端设备中；所述含有的本技术提供集气装置，应用场景可以是云计算，视频处理，搜索，或是通用类型等需要大功率运行的场景。
39.在阐述本技术的具体实施方式之前，对以下本领域的专业术语进行定义：
40.1，工作介质：工作介质在本技术中是指实现热交换的工作物质，简称工质。工作介质在各种液冷装置中也称为冷却液或者称为流体，是一种完成热能交换的媒介物质。工作介质可以是水，也可以是丙酮，甲醇，氨水或氟立昂类，例如r134a等其它工作介质，根据使用的条件而选择。
41.2，流体阻力：流体阻力是指流体流经所遇到的阻力。包括两种：(1)工作介质与器壁相摩擦而产生的阻力，称摩擦阻力；(2)工作介质在流动过程中由于流道边界形状改变，例如流道的横截面积发生变化，或者遇到流道分叉汇合的节点。工作介质速度大小和方向将发生变化，工作介质被迫进行动量交换，此时由于工作介质的粘性作用，对工作介质造成巨大的阻力，将该阻力称为局部阻力。
42.图1为本技术实施例提供的一种集气装置的结构示意图。在图1的申请实施例中，电子设备以笔记本电脑为例进行说明，该笔记本电脑包括屏幕侧和键盘侧。可以理解的是，该示意图中的各个元器件的安装位置仅作为示例而非限定。
43.该液气装置包括冷却板100、泵200、均温板300、功率元器件310、和管路10。
44.其中，冷却板100内包括主要流道110、集气结构120；该集气结构120进一步包括了次要流道130和连接通道140，其中，主要流道110又可以称为第一流道，次要流道130又可以称为第二流道，关于主要流道110和次要流道130可进一步参考图2。
45.主要流道110位于冷却板100内部，该主要流道是工作介质在系统中流动的主要路线，承担液冷装置的热交换功能。次要流道130位于集气结构120内部，该次要流道是工作介质在系统中流动的次要路线，承担着收集气泡的功能。连接通道140位于集气结构120内部，用于连接主要流道110和次要流道130，气泡通过该连接通道140从主要流道110进入次要流道130。
46.其中，管路10包括第一管路11、第二管路12和第三管路13。该管路10所采用的材质可以是金属，例如铁、铝等；也可以是非金属，例如ptfe、fep、epdm等，在此不做具体限定。
47.进一步地，冷却板100位于屏幕侧内部；功率元器件310、均温板300和泵200位于有发热源的键盘侧内部。管路10内部充满工作介质，用于将冷却板100、泵200和均温板300连接起来，值得注意的是，该管路10从键盘侧延伸至屏幕侧的冷却板100。
48.泵200的两端分别连接于冷却板100和均温板300。该泵200可对液冷装置内部进行加压，为液冷装置中的工作介质提供循环动力。泵200产生的动力可以用于克服工作介质在密闭液冷装置循环过程中的阻力和重力影响，驱使工作介质在屏幕侧的主要流道110和次要流道130、键盘侧的均温板300和泵200内部、以及管路10之间流动，以形成完整的工作介质循环流动路径。可以理解的是，泵200和均温板300位置互调，也能达到本技术的效果。
49.均温板300上搭载有功率元器件310。其中，该功率元器件310可以包括但不限于以下一个或者多个功率元器件(图中未标示)：电路板、传感器、摄像头、麦克风、电池、图像处理器(gpu)、和中央处理器(cpu)等等，在此不做具体限定。该功率元器件310在工作过程中持续产生热能。
50.均温板300可以由金属壳体组成，金属盖用于吸收该均温板300上搭载的功率元器件310在工作过程中所持续产生的热能，并将该热能均匀分散至均温板300上，并被流经的工作介质吸收热能。该工作介质在流经的冷却板100过程中，通过热交换将热能通过冷却板100传递给外界环境，达到降低工作介质温度的目的。
51.结合上述集气装置结构，下面将描述工作介质如何在该结构中流动以实现降温。
52.工作介质在流经均温板300时吸收来自于功率元器件310产生的热能，完成该过程后工作介质温度升高。温度升高后的工作介质经过管路10到达冷却板100，通过主要流道110与外界环境进行热交换，得到降低温度后的工作介质。降低温度后的工作介质，再次通过管路10流经均温板300吸收热量，并重复以上循环散热过程，不断地将功率元器件310产生的热量释放到外界，达到降低温度的目的。
53.值得注意的是，显示屏及显示屏的驱动器，在长时间工作后也会产生较多的热量。该显示屏及显示屏的驱动器通常安装于屏幕侧，可以直接通过热交换将热量传递至外部环境，达到散热的效果。
54.集气结构120位于冷却板100的内部，承担液冷装置的收集气泡功能。该集气结构120的内部包含若干个档条，用于进一步提升工作介质流经集气结构120的局部阻力，进而降低工作介质的流速，并防止气泡从集气结构120再次进入主要流道110中。
55.集气结构120的工作流程为：气泡在在泵200的作用下随着工作介质在主要流道110流动的过程中，受到浮力的作用进入次要流道130。工作介质在次要流道130相较于主要流道110，有着阻力大，流速小的特点。气泡不容易再次被工作介质卷入主要流道130中，而是受浮力作用停留在次要流道110的顶部。
56.可以理解的是，集气结构120可以设计在冷却板100左侧区域，也可以设计在冷却板100的右侧区域。集气结构120的数量可以为一个，也可以为多个。集气结构120内的挡条所组成的形状，可以是倒刺结构、圆形结构、或迷宫结构中。次要流道130与主要流道110之间的连接通道可以为一个，也可以为多个；进一步地，该连接通道140可以是连接管道形式，也可以为连接口形式，在此不做具体限定。在图1实施例中，连接通道所采用的结构为一个连接口的结构。
57.图3为本技术又一个实施例提供的一种集气装置，相较于图1，图3所示的集气结构120内没有设计挡条，且连接通道140采用了连接口形式；集气结构120和冷却板100之间采用两个连接通道140用于连接主要流道110和次要流道130；该连接通道140的一边为主要流道110，另一半为次要流道130。气泡通过工作介质流动经过该连接通道140时，由于流道汇合从而导致流道横截面的改变，增加了流经该连接通道140工作介质的局部阻力，从而降低工作介质进入集气结构120之后的流速，使得气泡很难被工作介质带回主要流道110中，也能达到收集气泡的效果。由于该集气装置的集气结构120内为没有挡条的设计，相较于图1的集气装置，该集气结构120所占用的面积更小。
58.参考图4，示例性地，在另一种可能的集气装置中，集气结构120的内部档条设计为迷宫形状，可以进一步提高工作介质在流经该集气结构120内的局部阻力，从而降低气泡在该集气结构120内的流速，使得气泡留在该集气结构120内部。该连接通道140所采用的结构为连接口的形式，用于连接主要流道110和次要流道130，也能达到收集气泡的效果。值得注意的是，图4所示的集气装置所采用的连接通道140为连接口的结构。
59.参考图5，示例性地，在另一种可能的集气装置中，集气结构120的内部挡条可以设计为倒刺形状，这可以进一步提高工作介质在流经该集气结构120内的局部阻力，从而降低气泡在该集气结构120的流速，使得该气泡留在该集气结构120内部。其中，该倒刺形状的集气结构120数量可以是1个或多个。可参考图6，该装置中的带有倒刺形状的集气结构120为两个，若气泡数量过多，或者气泡体积过大，或者工作介质流速太快，导致第一个集气结构120来不及收集所有的气泡，则可以通过第二个集气结构120收集剩余的气泡，从而可以更好的达到收集气泡的效果。值得注意的是，图5和图6所采用的连接通道140均为连接口的结构。
60.参考图7，示例性地，在一种可能的集气装置中，在次要流道130和主要流道110之间，设置连接通道140用于收集气泡，该连接通道140所采用的结构为连接管道形式的结构。该连接管道数量至少为一个，一端位于主要流道110的局部高点，并且与主要流道110相连接，另一端与次要流道130相连接，气泡受到浮力通过连接通道140进入次要流道130，达到收集气泡的作用。若气泡数量过多，或者气泡体积过大，或者工作介质流速太快，导致第一个连接管道来不及收集所有的气泡，则可以通过其他连接管道收集剩余的气泡。气泡进入集气结构120后，由于集气结构120内有多个流道汇合分叉的节点，且工作介质在通过连接管道140进入次要流道130时，流道截面产生变化，因此导致工作介质在流经次要流道130时比流经主要流道110时局部阻力大，使得工作介质在流经次要流道130时流速放缓。由于工作介质在流经次要流道130时流速较缓，气泡很难被工作介质再次卷入到主要流道110中。
61.参考图8可知，示例性地，在一种可能的集气装置中，主要流道110内的箭头表示工作介质流动方向，与图7相比，图8的该连接通道140与工作介质在主要流道110流动方向之
间的倾斜角度大于90度，即图9中的θ1、θ2、θ3三个倾斜角度。由于该倾斜角度增大，可有效地增加工作介质在进入连接通道140时的局部阻力，从而降低工作介质在次要流道130的流速。气泡通过浮力进入到次要流道130顶部，由于工作介质在次要流道130流速相较于主要流道110流速较缓，气泡很难被工作介质带走重新进入主要流道110中。值得注意的是，该连接通道140所采用的结构为连接管道的形式。
62.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。