CN111352490B - 一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，涉及服务器散热技术领域，该装置包括箱体和上盖，所述的箱体内设置有一隔板，且所述的隔板将所述箱体的内部空间从左到右依次分割储液缓冲区和浸没区。所述的浸没区内从前往后依次固定设置有多个服务器。所述的箱体上分别设置有与所述浸没区和储液缓存区相连通的第一进液管和回液管，所述的回液管通过管路与第一进液管相连，且所述的管路上串联有冷却装置和储液箱。所述箱体右侧板的中部设置有分液管，所述分液管的左侧面上设置有与所述的服务器一一对应的喷液口。该装置通过有针对性的增加局部冷却液的流动性，在不增大泵排量的基础上，不仅提高了散热效果，而且解决了局部发热问题。
Description
技术领域
本发明涉及服务器散热技术领域，具体地说是一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置。
背景技术
随着移动数据、云计算和大数据业务的迅猛发展，数据中心建设规模越来越大，数据中心拥有者对数据中心节能的诉求，也逐渐突显出来。近年来，出现了许多数据中心节能新技术，随着代表着业界领先水平，采用电子冷媒技术的直接浸没式液冷服务器的产生，其高可用性、高密度、超低PUE等优点，势必撼动业内对于数据中心节能降耗的技术认知。
直接浸没式液冷服务器完全浸没于冷却液中，具有良好的散热效果，但是就目前的浸没式液冷服务器而言仍然存在以下技术问题。
第一，直接浸没式液冷服务器由于完全浸没与冷却液中，因此冷却液的用量较大，受到泵的排量的限制，箱体中冷却液的流动性差，这势必会影响散热效果。
第二，传统的直接浸没式液冷服务器冷却液从进液口进入到箱体后，便随着液面上升而均匀的向上流动，而箱体内服务器的发热点却不是均匀的，因此直接浸没式液冷的方式虽然相对于传统的风冷散热效果要好，但是还是无法解决局部发热的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，该装置通过有针对性的增加局部冷却液的流动性，在不增大泵的排量的基础上，不仅提高了散热效果，而且能够解决局部发热的问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，包括箱体和上盖，所述的箱体内设置有一隔板，且所述的隔板将所述箱体的内部空间从左到右依次分割储液缓冲区和浸没区；
所述的浸没区内从前往后依次固定设置有多个服务器，且所述的服务器竖直插入到所述箱体的浸没区内；
所述的箱体上分别设置有与所述浸没区和储液缓存区相连通的第一进液管和回液管，所述的回液管通过第一管路与冷却装置的进口相连，所述冷却装置的出口通过第二管路与储液箱的进口相连，所述储液箱的出口通过第三管路与第一进液管相连；所述的第一管路和第三管路上分别设置有排量相等的第一循环泵和第二循环泵；
所述箱体右侧板的中部设置有分液管，所述分液管的左侧面上设置有与所述的服务器一一对应的喷液口；
所述的隔板包括一固定板，所述的固定板上设置有一开口朝向上侧的第二缺口，且所述的第二缺口呈方形结构，所述的第二缺口内从下往上依次设置有多个可拆卸的调节板。
所述第二缺口的底面上设置有托板，所述第二缺口的前、后侧面上分别设置有截面呈U型且开口朝向内侧的滑道，所述滑道的下端与所述的托板固定连接，所述的调节板设置于两滑道之间，所述调节板的前、后两端分别插入到所述的滑道内。
所述的调节板包括平板和设置于所述平板上的翻边，位于上侧的翻边上设置有第一插孔，位于下侧的翻边上设置有第二固定耳板，所述的第二固定耳板通过连接部与位于下侧的翻边相连，且所述第二固定耳板沿前后方向的尺寸大于所述连接部沿前后方向的尺寸，所述的托板上设置有第二插孔，位于最下方的调节板的第二固定耳板插入到所述托板的第二插孔内，相连两个调节板之间，位于上方的调节板的第二固定耳板插入到位于下方的调节板的第一插孔内，位于最上方的调节板和前侧滑道之间设置有固定块，且所述的调节板在固定块的作用下压紧在位于后侧的滑道的腹板上。
进一步地，所述箱体的浸没区内位于所述服务器的左、右两侧分别设置有用于固定所述服务器的左侧安装板和第一右侧安装板。
进一步地，所述的第一进液管设置于所述第一右侧安装板的上方，所述分液管的上侧面设置有第二进液管，且所述的第一进液管通过软管与所述的第二进液管相连。
进一步地，所述的回液管为一呈L型的弯管，所述回液管的水平部分穿过所述箱体的左侧板延伸至所述箱体的外部。
进一步地，所述回液管竖直部分的下端面到所述箱体底面之间的距离为10-15cm。
进一步地，所述的箱体上设置有与储液缓存区相连通的溢流口，所述的溢流口通过第四管路与所述冷却装置的进口相连，且当储液缓冲区内的冷却液从溢流口流出时，所述储液箱内液面的高度低于所述溢流口的高度。
进一步地，所述的固定块呈L型，且所述固定块的竖直部分的内侧面为一斜面，所述固定块的竖直部分楔紧在所述的调节板和前侧滑道之间。
本发明的有益效果是：
1、通过在箱体的中部设置分液管，且分液管上设置有与服务器一一对应的喷液口，冷却液从喷液口喷射到对应的服务器内，能够有效提高服务器处的冷却液的流动性，提高该处的散热效果，有利于提高整体的散热效果，还可以有效解决局部过热的问题。
2、通过在箱体内设置隔板，将所述箱体的内部空间分割为浸没区和储液缓冲区，冷却液充满浸没区后会经过隔板溢流到储液缓冲区内，这样不仅能够提高浸没区内冷却液流动的均匀性，而且冷却液在经过隔板顶端留下的过程中也会有一定的散热效果。
3、通过设置储液缓冲区可以提前在储液缓冲区内储存一定的冷却液，弥补冷却液挥发损失，避免冷却液因挥发导致液体不足影响冷却效果。
4、传统的直接浸没式液冷服务器只有一个区域，由于冷却液在工作的过程中会挥发，为了避免冷却液因挥发导致液体不足影响冷却效果，因此一般会多填充一些冷却液，但是这就会降低冷却液的流动性，本方案通过设置储液缓冲区，将一部分冷却液放置于储液缓冲区内，因此浸没区内的冷却液就可以适当的减少，刚好没过服务器即可，这样也会相对增加冷却液的流动性。
5、隔板通过采用可以调节高度的设计，能够适应不同规格的服务器，提高本装置的通用性。
6、通过在箱体上设置溢流口，且溢流口通过管路与冷却装置的进口相连，这样可以避免回液管堵塞，冷却液溢出箱体，造成浪费。当回液管堵塞时，冷却液可从溢流口流出到外循环。
附图说明
图1为冷却装置的立体结构示意图；
图2为图1中A部分的放大结构示意图；
图3为冷却装置的主视图；
图4为图3中的A-A剖视图；
图5为分液管的连接结构示意图；
图6为图5中B部分的放大结构示意图；
图7为冷却装置的俯视图；
图8为图7中的B-B剖视图；
图9为图7中的C-C剖视图；
图10为图9中C部分的放大结构示意图；
图11为图9中D部分的放大结构示意图；
图12为隔板的立体结构示意图；
图13为图12中E部分的放大结构示意图；
图14为图12中F部分的放大结构示意图；
图15为图12的爆炸视图；
图16为图15中G部分的放大结构示意图；
图17为调节板的立体结构示意图；
图18为图17中H部分的放大结构示意图；
图19为调节板的拆卸过程图；
图20为固定块的结构示意图。
图中：11-箱体,111-滚轮，112-左侧安装板，113-第一右侧安装板，114-第二右侧安装板，115-第一承托支架，116-第二承托支架，12-上盖，121-把手，
2-隔板，21-固定板，211-托板，2111-第二插孔，212-滑道，22-调节板，221-翻边，222-第一插孔，223-第二固定耳板，224-连接部，23-固定块，
3-服务器，
41-第一进液管，42-软管，43-第二进液管，44-分液管，441-喷液口，442-第一固定耳板，
5-回液管，
6-溢流口。
具体实施方式
为了方便描述，现定义坐标系如图1所示。
如图1所示，一种中部喷射可调节回液槽服务器3液体冷却装置包括一由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板所组成的上端开口的方形箱体11。所述箱体11的上端开口处设置有用于封闭所述箱体11的上盖12，且所述上盖12的后端通过合页与所述的箱体11相连，所述的上盖12可相对于所述的箱体11翻转。所述箱体11的底部设置有滚轮111，所述上盖12的前端设置有把手121，所述的上盖12和箱体11之间设置有锁紧机构(图中未示出)。
如图3和图8所示，所述的箱体11内设置有一隔板2，且所述的隔板2将所述箱体11的内部空间分割成左右两部分，其中左侧的部分为储液缓冲区，右侧的部分为浸没区。
如图7所示，所述的浸没区内从前往后依次设置有多个服务器3，且所述的服务器3竖直插入到所述箱体11的浸没区内。如图8所示，所述箱体11的浸没区内位于所述服务器3的左、右两侧分别设置有左侧安装板112和第一右侧安装板113，且所述服务器3的前窗分别通过螺钉与所述的左侧安装板112和第一右侧安装板113固定连接。
作为一种具体实施方式，如图9所示，本实施例中所述左侧安装板112的前、后两端分别与所述箱体11的前侧板和后侧板固定连接，优选的，所述左侧安装板112的前、后两端分别通过焊接的方式与所述箱体11的前侧板和后侧板固定连接。如图10所示，所述第一右侧安装板113的下方设置有至少两个用于承托所述第一右侧安装板113的第一承托支架115。所述的第一承托支架115的呈角钢状，且所述第一承托支架115的一侧翼板通过螺钉与所述箱体11的右侧板固定连接，所述第一承托支架115的另一侧翼板通过螺钉与所述的第一右侧安装板113固定连接。
如图8所示，所述箱体11的右侧板上设置有与所述箱体11的浸没区相连通的第一进液管41，所述箱体11的左侧板上设置有与所述箱体11的储液缓冲区相连通的回液管5。所述的回液管5通过第一管路与冷却装置(图中未示出)的进口相连，所述冷却装置的出口通过第二管路与储液箱(图中未示出)的进口相连，所述储液箱的出口通过第三管路与第一进液管41相连。所述的第一管路上设置有第一循环泵(图中未示出)，所述的第三管路上设置有第二循环泵(图中未示出)，且所述第一循环泵和第二循环泵的排量相等。
进一步地，如图11所示，所述箱体11右侧板的中部设置有沿前后方向延伸的分液管44，且所述的分液管44与所述箱体11的右侧板固定连接。作为一种具体实施方式，如图5所示，本实施例中所述分液管44外侧面呈方形结构，所述分液管44的下方设置有用于承托所述分液管44的第二右侧安装板114。所述分液管44的有侧面上设置有若干个第一固定耳板442，且所述的第一固定耳板442通过螺钉与所述的第二右侧安装板114固定连接。所述第二右侧安装板114的下方设置有至少两个用于承托所述第二右侧安装板114的第二承托支架116，所述的第二承托支架116呈角钢状，且所述第二承托支架116的一侧翼板通过螺钉与所述箱体11的右侧板固定连接，所述第二承托支架116的另一侧翼板通过螺钉与所述的第二右侧安装板114固定连接。
如图3和图4所示，所述分液管44的左侧面上沿前后方向设置有多个喷液口441，且所述的喷液口441的数量与所述服务器3的数量相同，且一一对应。作为一种具体实施方式，如图4所示，与服务器3相对应的喷液口441设置于对应服务器3的前侧。
进一步地，为了方便维修，如图8和图11所示，所述的第一进液管41为一呈L型的弯管，所述第一进液管41的水平部分穿过所述箱体11的右侧板延伸至所述箱体11的外部，所述第一进液管41的竖直部分穿过所述的第一右侧安装板113延伸至所述第一右侧安装板113的下部，所述的第一右侧安装板113上设置有用于避让所述第一进液管41竖直部分的避让口。优选的，如图2所示，所述的避让口为一开口朝向右侧的第一缺口，且所述的第一缺口程U型结构。所述分液管44的上侧面设置有由硬质材料制作而成的第二进液管43，且所述的第二进液管43与所述的分液管44相连通。所述第一进液管41的竖直部分通过软管42与所述的第二进液管43相连。
通过在箱体11的中部设置分液管44，且分液管44上设置有与服务器3一一对应的喷液口441，冷却液从喷液口441喷射到对应的服务器3内，能够有效提高服务器3处的冷却液的流动性，提高该处的散热效果，有利于提高整体的散热效果，还可以有效解决局部过热的问题。
进一步地，如图8所示，所述的回液管5为一呈L型的弯管，所述回液管5的水平部分穿过所述箱体11的左侧板延伸至所述箱体11的外部，所述回液管5的竖直部分沿竖直方向向下延伸。优选的，所述回液管5竖直部分的下端面到所述箱体11底面之间的距离为10-15cm。
进一步地，如图1所示，所述箱体11的左侧板上设置有溢流口6，且所述溢流口6的高度高于所述回液管5竖直部分的下端面的高度。优选的，所述溢流口6的高度与所述回液管5水平部分的高度平齐。
进一步地，所述的溢流口6通过第四管路与所述冷却装置的进口相连，且当储液缓冲区内的冷却液从溢流口6流出时，所述储液箱内液面的高度低于所述溢流口6的高度。
这样设计的原因在于，当回液管5没有被堵塞时，本装置可以按照预设的工作过程进行，储液箱内的冷却液通过第二循环泵泵送到浸没区内，并对浸没区内的服务器3进行冷却。浸没区内的冷却液从隔板2的上端溢出流到储液缓冲区内，然后储液缓冲区内的冷却液再通过第一循环泵泵送到冷却装置内。由于第一循环泵和第二循环泵的排量相等，因此储液缓冲区和浸没区内的液面可以维持不变。
当回液管5堵塞时，随着储液箱内的冷却液被第一循环泵泵送到浸没区内，由于回液管5被堵塞了，因此储液箱内的液面会逐渐下降，储液缓冲区内的液面会不断上升，直至储液缓冲区内的液面达到溢流口6的高度。由于当储液缓冲区内的冷却液从溢流口6流出时，所述储液箱内液面的高度低于所述溢流口6的高度。因此储液缓存区内的冷却液会在重力的作用下流到冷却装置内，然后流到储液箱内。此时，箱体11的浸没区和储液缓存区就合并形成一个大的浸没区，虽然会降低散热效果，但是散热效果不会完全丧失，保证工作的可靠性。
进一步地，为了能够适应不同规格的服务器3，如图12和图15所示，所述的隔板2包括一固定板21，所述的固定板21上设置有一开口朝向上侧的第二缺口，且所述的第二缺口呈方形结构。所述的第二缺口内从下往上依次设置有多个可拆卸的调节板22。
作为一种具体实施方式，如图15所示，所述第二缺口的底面上设置有一水平向一侧延伸的托板211，优选的，所述的托板211向左侧延伸。如图16所示，所述托板211的前、后两端分别设置有截面呈U型的滑道212，且所述滑道212的开口朝向内侧(以两滑道212相对的一侧为内侧)。所述滑道212的下端通过焊接的方式与所述的托板211固定连接，所述滑道212的外侧面(以两滑道212相对的一侧为内侧)通过焊接的方式与所述第二缺口的侧面固定连接。所述的调节板22设置于两滑道212之间，且如图13所示，所述调节板22的前、后两端分别插入到所述的滑道212内。
如图17所示，所述的调节板22为一方形平板，且所述调节板22的四个边上分别设置有向同一侧水平延伸的翻边221。位于上侧的翻边221上设置有至少两个第一插孔222，且多个所述的第一插孔222沿前后方向呈一字排布。如图18所示，位于下侧的翻边221上设置有竖直向下延伸的第二固定耳板223，且所述的第二固定耳板223通过连接部224与位于下侧的翻边221相连。所述第二固定耳板223沿前后方向的尺寸大于所述连接部224沿前后方向的尺寸，且所述第二固定耳板223的前侧面与所述连接部224的前侧面平齐，所述第二固定耳板223的后侧面突出于所述连接部224的后侧面。所述第二固定耳板223的数量与所述第一插孔222的数量相同，且位置一一对应。如图15和图16所示，所述固定板21的托板211上设置有第二插孔2111，且所述第二插孔2111与所述第二固定耳板223的数量相同，位置一一对应。
如图12所示，位于最下方的调节板22的第二固定耳板223插入到所述托板211的第二插孔2111内，相连两个调节板22之间，位于上方的调节板22的第二固定耳板223插入到位于下方的调节板22的第一插孔222内。如图14所示，位于最上方的调节板22和前侧滑道212之间设置有用于固定所述调节板22的固定块23，所述的固定块23插入到位于前侧的滑道212内，且所述的调节板22在固定块23的作用下压紧在位于后侧的滑道212的腹板上。
如图19所示，安装时，首先将调节板22放置在两个滑道212之间，并沿所述的滑道212向下滑动，直至调节板22的第二固定耳板223插入到所述的第二插孔2111内，然后想后侧推动调节板22，使调节板22的后侧面抵靠在位于后侧的滑道212的腹板上。然后重复上述操作，直至所有的调节板22都安装到第二缺口内。然后将固定块23插入到位于前侧的滑道212内，并将调节板22的后侧面压紧在位于后侧的滑道212的腹板上。
优选的，所述的固定块23呈L型，且所述固定块23的竖直部分的内侧面为一斜面，且所述固定块23的竖直部分楔紧在所述的调节板22和前侧滑道212之间。
进一步地，位于最下侧的调节板22和托板211之间、相连的调节板22之间，以及调节板22和滑道212的右侧翼板之间均设置有密封垫。
Claims (7)
1.一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，包括箱体和上盖，其特征在于：所述的箱体内设置有一隔板，且所述的隔板将所述箱体的内部空间从左到右依次分割储液缓冲区和浸没区；
所述的浸没区内从前往后依次固定设置有多个服务器，且所述的服务器竖直插入到所述箱体的浸没区内；
所述的箱体上分别设置有与所述浸没区和储液缓存区相连通的第一进液管和回液管，所述的回液管通过第一管路与冷却装置的进口相连，所述冷却装置的出口通过第二管路与储液箱的进口相连，所述储液箱的出口通过第三管路与第一进液管相连；所述的第一管路和第三管路上分别设置有排量相等的第一循环泵和第二循环泵；
所述箱体右侧板的中部设置有分液管，所述分液管的左侧面上设置有与所述的服务器一一对应的喷液口；
所述的隔板包括一固定板，所述的固定板上设置有一开口朝向上侧的第二缺口，且所述的第二缺口呈方形结构，所述的第二缺口内从下往上依次设置有多个可拆卸的调节板；
所述第二缺口的底面上设置有托板，所述第二缺口的前、后侧面上分别设置有截面呈U型且开口朝向内侧的滑道，所述滑道的下端与所述的托板固定连接，所述的调节板设置于两滑道之间，所述调节板的前、后两端分别插入到所述的滑道内；
所述的调节板包括平板和设置于所述平板上的翻边，位于上侧的翻边上设置有第一插孔，位于下侧的翻边上设置有第二固定耳板，所述的第二固定耳板通过连接部与位于下侧的翻边相连，且所述第二固定耳板沿前后方向的尺寸大于所述连接部沿前后方向的尺寸，所述的托板上设置有第二插孔，位于最下方的调节板的第二固定耳板插入到所述托板的第二插孔内，相连两个调节板之间，位于上方的调节板的第二固定耳板插入到位于下方的调节板的第一插孔内，位于最上方的调节板和前侧滑道之间设置有固定块，且所述的调节板在固定块的作用下压紧在位于后侧的滑道的腹板上。
2.根据权利要求1所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述箱体的浸没区内位于所述服务器的左、右两侧分别设置有用于固定所述服务器的左侧安装板和第一右侧安装板。
3.根据权利要求2所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述的第一进液管设置于所述第一右侧安装板的上方，所述分液管的上侧面设置有第二进液管，且所述的第一进液管通过软管与所述的第二进液管相连。
4.根据权利要求1所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述的回液管为一呈L型的弯管，所述回液管的水平部分穿过所述箱体的左侧板延伸至所述箱体的外部。
5.根据权利要求4所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述回液管竖直部分的下端面到所述箱体底面之间的距离为10-15cm。
6.根据权利要求1所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述的箱体上设置有与储液缓存区相连通的溢流口，所述的溢流口通过第四管路与所述冷却装置的进口相连，且当储液缓冲区内的冷却液从溢流口流出时，所述储液箱内液面的高度低于所述溢流口的高度。
7.根据权利要求1所述的一种中部喷射可调节回液槽服务器液体冷却装置，其特征在于：所述的固定块呈L型，且所述固定块的竖直部分的内侧面为一斜面，所述固定块的竖直部分楔紧在所述的调节板和前侧滑道之间。
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