CN115793803A - 浸没式冷却系统及冷却装置 - Google Patents

Abstract

本文涉及一种浸没式冷却系统及冷却装置，冷却装置包括箱体、散热模块及冷却模块。冷却模块包括冷却板及散热鳍片组，冷却板覆盖于箱体的开口，冷却板具有冷却通道，冷却通道设于冷却板并包含入口与出口，入口与出口分别位于冷却板两侧，散热鳍片组一侧接触冷却板表面且散热鳍片组另一侧位于该箱体内。藉上述结构，箱体内注入热传流体的使用量较传统浸没式冷却装置为低。

Description

浸没式冷却系统及冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却系统，尤指涉及一种浸没式冷却系统及冷却装置。

背景技术

随着服务器效能的快速发展，服务器在运作时会产生大量热能，为避免热能的堆积而造成服务器运作效能不佳，一般将服务器内的主板浸泡于散热液中，藉由散热液吸收主板上的发热组件产生的热能，通过散热液循环至服务器的箱体外部与水或空气做热交换，此种热交换方式所需求的散热液量较多，且在进出箱体时易造成泄漏。

发明内容

依据一些实施例，一种浸没式冷却系统包括箱体、热传流体、散热模块与冷却模块。箱体包括开口，开口用以将箱体内连通至箱体外。热传流体位于箱体内。散热模块位于箱体内。冷却模块包括冷却板及散热鳍片组，冷却板覆盖于开口，冷却板具有冷却通道，冷却通道设于冷却板，冷却通道包含入口及出口，入口及出口分别位于冷却板两侧，散热鳍片组一侧接触冷却板且散热鳍片组另一侧位于箱体内。

在一些实施例中，浸没式冷却系统更包括流体输送装置，流体输送装置的出口处面向散热模块，流体输送装置的出口处产生的流体流向散热模块。

在一些实施例中，浸没式冷却系统更包括导流构件，导流构件位于箱体内，导流构件具有导流板，该导流板将该箱体内形成两个分隔区域，流体输送装置定位于导流板，导流板分隔散热模块与散热鳍片组，散热模块与散热鳍片组分别位于各分隔区域，各分隔区域中的热传流体以相反流向输送。

在一些实施例中，导流板具有转折部，转折部设置于或相邻位于流体输送装置的出口处。

在一些实施例中，转折部为直立式平板，直立式平板与流体输送装置表面平行，或者是转折部为倾斜式平板，倾斜式平板与流体输送装置表面之间具有夹角，夹角小于90度。

在一些实施例中，浸没式冷却装置更包括多个流体输送装置，各流体输送装置彼此相对成为两组且排列于箱体内的两侧，各流体输送装置的出口处分别面向散热模块及散热鳍片组，各流体输送装置的出口处产生的流体流向是分别输送至散热模块及散热鳍片组。

在一些实施例中，浸没式冷却装置更包括多个散热模块，各流体输送装置的出口处分别面向各散热模块并将热传流体导流至各散热模块。

在一些实施例中，导流构件具有多个导流板，各导流板分别相邻位于各流体输送装置的出口处，各导流板用以将各流体输送装置所输送的热传流体分别导引至散热模块及散热鳍片组，各导流板为倾斜式平板，各倾斜式平板分别与各流体输送装置表面之间具有夹角，各夹角小于90度。

在一些实施例中，浸没式冷却装置更包括电路板及多个电子组件，各电子组件设置于电路板上，电路板位于箱体内，各散热模块分别结合于各电子组件。

在一些实施例中，浸没式冷却装置更包括电路板及中央处理器，中央处理器设置于电路板上，电路板位于箱体内，散热模块结合于中央处理器。

在一些实施例中，浸没式冷却装置更包括多个扩充组件，各扩充组件设置于电路板且位于中央处理器侧边。

在一些实施例中，散热模块具有基座及多个散热片，各散热片设置于基座上，基座具有多个挡板，各挡板分别位于多个散热片两侧，各挡板的厚度大于各散热片的厚度，基座与各散热片可为一体的一件式构件，或者是基座与各散热片为分离的二件式构件。

在一些实施例中，基座具有多个锁接件，各散热片以十字型排列方式设置于基座上，各锁接件锁入于多个散热片的四周并锁固于电路板。

在一些实施例中，各散热片的厚度范围为0.8mm至1.2mm之间，各散热片之间的距离范围为2.8mm至3.6mm之间。

在一些实施例中，各散热片的长边、散热鳍片组的长边的方向与热传流体的导流方向平行，各热传流体顺向通过各散热片之间与散热鳍片组。

在一些实施例中，冷却通道包括流道，流道以连续S型方式设置于冷却板内，入口位于冷却板一侧并连接流道，出口位于冷却板另一侧并连接流道。

依据一些实施例，一种冷却装置包括箱体，箱体包括开口，开口用以将箱体内连通至箱体外。散热模块位于箱体内。冷却模块包括冷却板及散热鳍片组，冷却板覆盖于开口，冷却板具有冷却通道，冷却通道设于冷却板，冷却通道包含入口及出口，入口及出口分别位于冷却板两侧，散热鳍片组的一侧接触冷却板且散热鳍片组的另一侧位于箱体内。

依据一些实施例，一种冷却装置包括箱体，适用于容纳热传流体，箱体包括开口，开口用以将箱体内连通至箱体外，热传流体位于箱体内。散热模块位于箱体内。冷却模块包括冷却板及散热鳍片组，冷却板覆盖于开口，冷却板具有冷却通道，冷却通道设于冷却板，冷却通道包含入口及出口，入口及出口分别位于冷却板两侧，散热鳍片组的一侧接触冷却板且散热鳍片组的另一侧位于箱体内。

综上，依据一些实施例，冷却模块覆盖于箱体的开口，热传流体在箱体内经由冷却模块的冷却板及散热鳍片组进行热交换，热传流体无需经过箱体外部与空气或水作热交换，热传流体在箱体内的使用量相较于传统方式须将热传流体输送至箱体外部的使用量可相对减少。

附图说明

图1绘示依据一些实施例，浸没式冷却系统的外观示意图，以虚线表示箱体与冷却模块，未绘制导流构件，以二点链线的假想线围成一圈表现透视于箱体内的热传流体，各散热模块下方具有电子组件；

图2绘示依据一些实施例，浸没式冷却系统的外观示意图，以虚线表示箱体，绘制导流构件覆盖流体输送装置，未绘制冷却模块与热传流体；

图3A绘示依据一些实施例，散热模块的外观示意图；

图3B绘示依据一些实施例，散热模块的前视示意图；

图4A绘示依据一些实施例，冷却模块的外观示意图；

图4B绘示依据一些实施例，冷却模块的前视示意图；

图5绘示依据一些实施例，浸没式冷却系统的俯视示意图，以实线表现电路板、散热模块及流体输送装置的状态，以虚线表示箱体、冷却模块的状态；

图6绘示如图5中标示6-6位置的侧视剖面示意图，以二点链线的假想线围成一圈表现箱体内的局部的热传流体，以箭头显示各流体输送装置运作产生流体流向、冷却板进出水方向的状态；

图7绘示依据一些实施例，以图1的视角，浸没式冷却系统的立体剖视示意图，以箭头显示热传流体与冷却板中冷却通道的流动方向的状态；

图8A绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示导流板的转折部为斜板的状态；

图8B绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示导流板为平板的状态；

图8C绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示多个导流板为倾斜式平板的状态；

图8D绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示未运用导流板的状态；

图9绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示安装导流板的热传流体的流体流向的状态；以及

图10绘示依据一些实施例，以图6的视角，浸没式冷却系统的侧视剖面示意图，显示未安装导流板的热传流体的流体流向的状态。

附图符号说明：

100:冷却装置；

1:箱体；

10:容置空间；

11:开口；

2:散热模块；

21:基座；

211:挡板；

22:散热片；

22a:长边；

23:锁接件；

3:冷却模块；

31:冷却板；

32:散热鳍片组；

32a:长边；

33:冷却通道；

331:流道；

332:进水管；

333:出水管；

4:流体输送装置；

41:出口；

42:进口；

5:导流构件；

51:导流板；

511:转折部；

511a:直立式平板；

511b:倾斜式平板；

52:分隔区域；

6:电路板；

61:电子组件；

62:扩充组件；

63:电子零件；

9:热传流体；

θ1:夹角；

θ2:夹角；

θ3:夹角；

D1:厚度；

D2:厚度；

W:距离；

P1:右侧流向；

P2:左侧流向。

具体实施方式

请参阅图1及图2，图1为浸没式冷却系统的外观示意图，以虚线表示箱体1与冷却模块3，未绘制导流构件5，以二点链线的假想线围成一圈表现透视箱体1内的热传流体9，各散热模块2下方具有电子组件61(如图6所示)，图2为浸没式冷却系统的外观示意图，以虚线表示箱体1，绘制出导流构件5并覆盖在流体输送装置4周围，未绘制冷却模块3与热传流体9。在一些实施例中，浸没式冷却系统具有冷却装置100，冷却装置100包括箱体1、散热模块2(Heat Sink)与冷却模块3。箱体1包括开口11，开口11用以将箱体1内(以下以容置空间10说明)连通至箱体1外。散热模块2位于容置空间10。冷却模块3包括冷却板31(coveringplate)及散热鳍片组32，冷却板31覆盖于开口11，冷却板31具有冷却通道33(为水路通道)，冷却通道33设于冷却板31，冷却通道33包含入口及出口，入口及出口分别位于冷却板31两侧，散热鳍片组32一侧接触冷却板31，散热鳍片组32另一侧位于容置空间10(如图6所示)。

在一些实施例中，冷却装置100适用于容纳热传流体9，热传流体9(coolingcoolant)为非导体，热传流体9位于冷却装置100的箱体1的容置空间10。

当箱体1内装填热传流体9后，以冷却模块3盖合在箱体1的开口11并加以密封，使箱体1结合冷却模块3成为一封闭式箱体，让箱体1内的散热模块2、冷却模块3的散热鳍片组32浸没于热传流体9，使热传流体9在箱体1内经由冷却板31及散热鳍片组32进行热交换。热传流体9无需经过箱体1外部与空气或水作热交换，热传流体9在箱体1内的使用量相较于传统方式须将热传流体9输送至箱体1外部的使用量相对减少，减少热传流体9输送至箱体1外部的管路所造成的泄漏损失与蒸发，降低设备运转费用。

参阅图3A及图3B，图3A为散热模块2的外观示意图，图3B为散热模块2的前视示意图。在一些实施例中，散热模块2具有基座21及多个散热片22，各散热片22设置于基座21上，基座21具有多个挡板211，各挡板211与多个散热片22为同轴向(如图3A中的Z轴方向)延伸成一长方形片体；各挡板211分别位于多个散热片22两侧，各挡板211的厚度D1大于各散热片22的厚度D2。当散热模块2进行加热测试时，多个散热片22在遇热后会呈现弯曲状态，多个散热片22会抵靠于挡板211，藉由挡板211位于多个散热片22两侧，可使各散热片22于弯曲时，各散热片22限位在各挡板211之间，确保多个散热片22在正常直立状态。

参阅图3A及图3B，在一些实施例中，基座21与各散热片22可为一体的一件式构件，或者是基座21与各散热片22为分离的二件式构件。在一些实施例中，基座21具有多个锁接件23，各散热片22以十字型排列方式设置于基座21上，各锁接件23锁入于多个散热片22的四周并锁固于电路板6。

参阅图3A与图3B，在一些实施例中，各散热片22的长边22a、散热鳍片组32的各鳍片的长边32a(如图4A所示)的方向与热传流体9的导流方向平行(如图6所示的箭头流向)，各热传流体9顺向通过各散热片22之间与散热鳍片组32的各鳍片之间。各散热片22与散热鳍片组32的各鳍片的形状为长方形，亦可为梯形或正方形。

参阅图3A与图3B，在一些实施例中，各散热片22的厚度D2范围为0.8mm至1.2mm之间，各散热片22之间的距离W范围为2.8mm至3.6mm之间。传统空气冷却方式使用的散热片以堆栈式鳍片(stack fin)为主，传统的散热片22的厚度为0.3mm，传统的各散热片22之间的距离(pitch)小于1.65mm，材质为铝；因热传流体9的高黏滞性的性质，若各散热片22之间的距离过小，热传流体9不易通过各散热片22之间；如图3B中的各散热片22为横向依序间隔排列，各散热片22之间的距离W以3.2mm设置，各散热片22的厚度D2以1mm设置，有利于热传流体9通过。在一些实施例中，各散热片22的材料为铜，使热能快速且均匀传导至热传流体9中。

参阅图4A与图4B，图4A为冷却模块3的外观示意图，图4B为冷却模块3的前视示意图。在一些实施例中，冷却模块3材质为铜或铝，冷却通道33为水路通道，冷却通道33包括流道331，流道331以连续S型方式设置于冷却板31内，流道331可以是贯通冷却板31的槽孔型式，或在槽孔中可以安装有水管；入口为一进水管332，进水管332设置于冷却板31一侧并连接流道331，出口为一出水管333，出水管333设置于冷却板31另一侧并连接流道331，非以此为限，进水管332与出水管333可依需求，设置在冷却板31的任何位置。当冷却模块3于热交换运作时，由图6看出箱体1内的热传流体9由冷却板31下方的散热鳍片组32吸收，并由冷却板31中的冷却通道33的水进行热交换(如图7所示)。在一些实施例中，可以使用一般的水来注入冷却板31中，将水从进水管332进入并绕着S型的流道331流向出水管333出水，进水管332进入的水的温度大约35度，水将散热鳍片组32上的热能沿着S型的流道331朝出水管333带走。

参阅图4A与图4B，在一些实施例中，冷却板31与散热鳍片组32可为一体的一件式构件，或者是冷却板31与散热鳍片组32为分离的二件式构件。散热鳍片组32的一端接触冷却板31，散热鳍片组32的另一端安装在箱体1的容置空间10(如图6所示)；散热鳍片组32的另一端的至少一部分浸于热传流体9，若热传流体9的液体量多，散热鳍片组32完全浸没热传流体9，或者是若热传流体9的液体量少，散热鳍片组32的至少一部分浸没热传流体9。

请参阅图2，在一些实施例中，浸没式冷却装置100包括多个流体输送装置4(或可以是一个流体输送装置4)，各流体输送装置4彼此相对成为两组，两组各为多个流体输送装置4使用(或可以各组各1个流体输送装置4使用)，两组的多个流体输送装置4排列于箱体1内的两侧，各流体输送装置4的出口41处分别面向散热模块2及散热鳍片组32(如图6所示)，各流体输送装置4的出口41处产生的流体流向是分别输送至散热模块2及散热鳍片组32，各流体输送装置4强制混合热传流体9，提升热传效率。

请参阅图2，在一些实施例中，浸没式冷却装置100更包括至少一个流体输送装置4，流体输送装置4的出口41处面向散热模块2，流体输送装置4的出口41处产生的流体流向输送至散热模块2。在一些实施例中，流体输送装置4为液体用的风扇，风扇的一侧为流体排出的出口41处，风扇的另一侧为流体入口的进口42处。当风扇在运作时，风扇中的叶片旋转并带动热传流体9从进口42处流向出口41处，流体输送装置4的出口41处产生的流体流向输送至散热模块2。

请参阅图2、图3A及图3B，图3A为散热模块2的外观示意图，图3B为散热模块2的前视示意图。在一些实施例中，浸没式冷却装置100包括多个散热模块2(如图1的左侧在X轴方向上左右排列有2个散热模块2，非以此为限，亦可以1个散热模块2)，如图1左侧的各流体输送装置4的出口41处分别面向各散热模块2，各流体输送装置4的出口41处产生的热传流体9导流至各散热模块2。

在一些实施例中，流体输送装置4的数量对应散热模块2的数量，非以此为限，在一些实施例中，流体输送装置4的数量可大于或小于散热模块2的数量。在一些实施例中，可以2个流体输送装置4成一组使用，如图1中所示左侧的3个流体输送装置4省略中间的流体输送装置4使用，以及省略图1中所示右侧的3个流体输送装置4的使用方式。在一些实施例中，以2个流体输送装置4分别对应面向2个散热模块2，非以此为限，在一些实施例中，可以2个流体输送装置4对应面向2个散热模块2的侧边，藉由散热模块2的侧边的流体流动将散热模块2的热能带走。

在一些实施例中，可以3个流体输送装置4使用，如图1中所示左侧的3个流体输送装置4使用，省略图1中所示右侧的3个流体输送装置4。以图1中所示左侧的最左边的第1个流体输送装置4的出口41处与左侧的最右边的第2个流体输送装置4的出口41处为面向各散热模块2，以图1所示左侧的中间第3个流体输送装置4的出口41处为面向各散热模块2之间，第3个流体输送装置4的出口41处产生的流体流向输送至各散热模块2之间。

参阅图1及图2，在一些实施例中，浸没式冷却装置100更包括电路板6及多个电子组件61(或至少一个电子组件61)，电路板6位于箱体1内，箱体1内为一矩形的封闭槽池，可注满无导电性的热传流体9(如图1右边以二点链线的假想线内部示意表现热传流体9)于箱体1内，电路板6及电子组件61浸没于热传流体9中。在一些实施例中，各电子组件61设置于如图6所示电路板6左侧且沿着X轴方向间隔排列，非以此为限，电子组件61可设置于如图1所示电路板6的其他位置。如图1所示左侧的各电子组件61为高瓦数运作，多个散热模块2分别结合于如图1所示左侧的各电子组件61上方(如图6所示)，用以吸收各电子组件61散发出的热能。在一些实施例中，电子组件61为发热瓦数高的中央处理器(CPU芯片)。

在一些实施例中，浸没式冷却装置100更包括一个电子零件63(或者是多个电子零件63)，电子零件63设置于如图1所示电路板6右侧的位置，如图6中所示经过散热模块2的流体流向输送至电子零件63，使电子零件63产生的热能被流体带走。在一些实施例中，电子零件63为芯片组(Platform Controller Hub，简称PCH)或开关件(Switch)。

在一些实施例中，电路板6可为现有系统的成品，电路板6上具有电子组件61及散热模块2，将现有系统的电路板6安装在箱体1的容置空间10，接者，再装入流体输送装置4及导流构件5，且装填热传流体9于箱体1的容置空间10，将冷却模块3盖合在箱体1上，将箱体1的开口11封闭后即组装完成各组件，具有容易使用及快速整合的效果。在一些实施例中，箱体1具有出线孔(例如在图1的编号9旁边的箱体1上设置一圆孔)，供电路板6上连接的传输线可以从出线孔穿出，传输线用以传输电力提供给电路板6运作或/及传输线用以传输讯号链接电路板6与外部装置，另外，传输线与出线孔之间可以加装垫圈或防水胶加以密封，使箱体1内成为气密封闭状态。

参阅图1及图5，图5为浸没式冷却装置100的俯视示意图，以实线表现电路板6、散热模块2及流体输送装置4的状态，以虚线表示箱体1、冷却模块3的状态。在一些实施例中，浸没式冷却装置100更包括多个扩充组件62，各扩充组件62设置于电路板6且位于电子组件61侧边，各散热模块2之间具有扩充组件62。在本实施例中，扩充组件62为内存模块(DualIn-line Memory Module，简称DIMM)，但非以此为限，举例来说，扩充组件62也可以是显示适配器或绘图卡。流体输送装置4的出口41处可以面向扩充组件62，如图1中所示的左边中间位置的流体输送装置4的出口41处产生的流体流向输送至各散热模块2之间的扩充组件62，使扩充组件62产生的热能被流体带走。

参阅图2及图6，图6绘示如图5中标示6-6位置的侧视剖面示意图，以二点链线的假想线围成一圈表现箱体1内的局部的热传流体9，以箭头显示各流体输送装置4运作产生流体流向、冷却板31进出水方向的状态。在一些实施例中，位于箱体1内两侧的两组多个流体输送装置4的数量为6个，如图2所示左边的第一组的3个流体输送装置4为位于箱体1内一侧且位于导流构件5的底部，如图2所示右边的第二组的3个流体输送装置4为位于箱体1内另一侧且位于导流构件5的顶部。

参阅图2及图6，在一些实施例中，如图2所示左边的第一组的各流体输送装置4与如图2所示右边的第二组的各流体输送装置4以同轴(如图2中的X轴)且平行的双排型式排列，各组单一排的各流体输送装置4的数量为3颗，同一组的3颗流体输送装置4彼此相隔一预定距离。在图5所示俯视图中可清楚看出，双排型式的6颗流体输送装置4为同轴设置(图5中左右两边的流体输送装置4的出口41处彼此相对应设置)，非以此为限，双排型式的6颗流体输送装置4亦可非同轴设置，例如一组流体输送装置4在图5中为X轴排列设置，另一组流体输送装置4在图5中为非X轴(与图5中的X轴呈一夹角)排列设置。

参阅图6所示，在一些实施例中，图6中左边的流体输送装置4与右边的流体输送装置4非同一水平面上设置，而是错开位置的方式设置。左边的流体输送装置4设置在电路板6上，位于导流板51下方，右边的流体输送装置4设置在导流板51上方且相邻于冷却板31。左边的流体输送装置4与右边的流体输送装置4的错开位置的方式可以是部分重叠(例如图6左边的流体输送装置4的顶部与右边的流体输送装置4的底部在由Z轴方向投影至一平面上是重叠影像)，或者可以是无重叠(例如图8B左边的流体输送装置4的顶部与右边的流体输送装置4的底部在由Z轴方向投影至一平面上是无重叠影像)。

参阅图2与图6，在一些实施例中，浸没式冷却装置100更包括导流构件5，导流构件5位于箱体1内并用以导流热传流体9至散热模块2。

参阅图2与图6，在一些实施例中，导流构件5具有一导流板51及两个分隔区域52，流体输送装置4定位于导流板51，导流板51分隔散热模块2与散热鳍片组32，散热模块2与散热鳍片组32分别位于各分隔区域52，各分隔区域52中的热传流体9以相反流向输送(如图6中所示的右侧流向P1与左侧流向P2)，如图7所示上层的分隔区域52中的热传流体9朝左方输送，下层的分隔区域52中的热传流体9朝右方输送。在一些实施例中，热交换的动作原理：利用上下分流的导流板51将箱体1分成上下两层，下层的流体输送装置4将热传流体9由左至右输送，经过电子组件61并将电子组件61的热能传至上层，并由上层的流体输送装置4将热传流体9由右至左输送，让热能被冷却板31下方的散热鳍片组32吸收并经由冷却板31中的水做热交换并将热带走。

参阅图2与图7，图7为以图1的视角，浸没式冷却装置100的立体剖视示意图，以箭头显示热传流体9与冷却板31中冷却通道33的流动方向的状态。在一些实施例中，导流板51覆盖于各流体输送装置4的侧边，流体输送装置4在导流板51的覆盖情况下，流体输送装置4外露出口41及进口42，导流板51组装在箱体1内可分隔成上下二层的分隔区域52，导流板51使箱体1内的热传流体9上下分流，使热传流体9在箱体1得到更好的循环和减少回流。

参阅图2，在一些实施例中，导流板51可为一整片横向排列的水平式平板，如图4所示，水平式平板的长边与Z轴为相同水平轴，水平式平板为横向设置于箱体1中。

在一些实施例中，导流板51可为一整片的倾斜式平板，例如图6所示将水平式平板以X轴为中心轴旋转一角度，使导流板51呈一倾斜的倾斜式平板型式，例如在图6的水平导流板51呈现右边高、左边低或者是左边高、右边低的倾斜式平板型式)。在一些实施例中，各流体输送装置4在倾斜式平板上倾斜设置，各流体输送装置4可产生倾斜的流体流向，增加流体倾斜流向的适用范围。

参阅图6，在一些实施例中，导流板51具有一转折部511，转折部511设置于或相邻位于流体输送装置4的出口41处，如图6所示导流板51整体的侧视大概呈阶梯状，导流板51左上方的一小片的水平平面与右下方的一大片的水平平面之间藉由转折部511而位于不同水平面。当流体输送装置4产生的流体流向至转折部511时，热传流体9会在转折部511转折并变换流向后再流至散热模块2，如图9所示在转折部511处的多个箭头图案呈现密集、囤积的状态，热传流体9在转折部511处的速度变慢。

参阅图6，在一些实施例中，转折部511为直立式平板511a，直立式平板511a的方向相同于Y轴方向，直立式平板511a与流体输送装置4的出口41表面平行。当流体输送装置4产生热传流体9的流向至直立式平板511a时，直立式平板511a与热传流体9的流向垂直而阻挡流向，热传流体9会在直立式平板511a转折并变换流向后再流至散热模块2。

参阅图8A，图8A为以图6的视角，浸没式冷却装置100的侧视剖面示意图，显示导流板51的转折部511为斜板的状态。在一些实施例中，转折部511为倾斜式平板511b，倾斜式平板511b与流体输送装置4表面之间具有一夹角θ1，夹角θ1小于90度。如图8A中左侧的倾斜式平板511b的夹角θ1角度可依需求设定所需要的角度，例如流体输送装置4的位置改变，如图8A左边的流体输送装置4与散热模块2的间的距离变长，夹角θ1可变小、小于60度，便于流体导引输送；例如流体输送装置4的体积改变(例如图8A与图8C的流体输送装置4体积大，图8B与图8D的流体输送装置4体积小)，如图8A左边的流体输送装置4的较大体积改变成如图8B左边的流体输送装置4的较小体积，图8A左边的流体输送装置4的流体输送装置4产生的大部分流体可对准散热模块2进行输送，流体输送装置4产生的一小部分流体须经过倾斜式平板511b转向输送至散热模块2，倾斜式平板511b的夹角θ1可变大至接近90度，便于流体导引输送。

参阅图8C，图8C为以图6的视角，浸没式冷却装置100的侧视剖面示意图，显示多个导流板51为倾斜式平板511b的状态。在一些实施例中，导流构件5具有多个导流板51，各导流板51为一小片的倾斜式平板511b，各倾斜式平板511b分别相邻位于各流体输送装置4的出口41处，各倾斜式平板511b用以将各流体输送装置4所输送的热传流体9分别导引至散热模块2及散热鳍片组32，各倾斜式平板511b分别与各流体输送装置4表面的间具有一夹角θ2、θ3，夹角θ2、θ3小于90度。如图8C所示左边夹角θ2的角度小于图8C所示右边夹角θ3的角度。如图8C中左侧的倾斜式平板511b的夹角θ2角度可依需求设定所需要的角度，例如流体输送装置4的位置改变，如图8C左边的流体输送装置4与散热模块2之间的距离较长，夹角θ2可变小、小于60度，便于流体导引输送；如图8C中右侧的倾斜式平板511b的夹角θ3角度可依需求设定所需要的角度，例如流体输送装置4的位置改变，如图8C右边的流体输送装置4与散热模块2之间的距离较短，夹角θ3可变大至接近90度，便于流体导引输送。

在一些实施例中，如图8C中左侧的导流板51的夹角θ2角度与如图8C中右侧的导流板51的夹角θ3角度可相同或不同；如图8C中左侧的导流板51的夹角θ2可依需求设定所需要的角度，例如当流体输送装置4的位置或体积改变或者是散热模块2的位置或体积改变时，导流板51可进一步改变夹角θ2的角度，方可使流体输送装置4的出口41处产生的流体流向可以沿着导流板51导流至散热模块2；如图8C中右侧的导流板51的夹角θ3可依需求设定所需要的角度，例如当流体输送装置4的位置或体积改变或者是散热模块2的位置或体积改变时，导流板51可进一步改变夹角θ3的角度，方可使流体输送装置4的出口41处产生的流体流向可以沿着导流板51导流至散热鳍片组32。

在一些实施例中，导流构件5具有至少一个导流板51(例如将图8C中右侧的导流板51省略，保留左侧的导流板51)，导流板51为一小片的倾斜式平板511b，对应一个流体输送装置4的出口41处设置，倾斜式平板511b用以将流体输送装置4所输送的热传流体9分别导引至散热模块2，倾斜式平板511b与流体输送装置4表面之间具有一夹角θ2，该夹角θ2小于90度。

在一些实施例中，当箱体1内安装导流构件5的导流板51时，如图9中左边与右边的各流体输送装置4使箱体1内热传流体9的流向分层流动，使热传流体9在导流板51的上下方分流并以逆时针方向循环，如图9中左边的流体输送装置4输送的热传流体9会经过导流板51在下方流动，热传流体9会经过散热模块2后由图中右侧的流体输送装置4吸入，帮助高瓦数的电子组件61、电子零件63的热能带至上方的散热鳍片组32，接着，再利用上方冷却板31中冷却通道33的水将热带走；愈靠近流体输送装置4的热传流体9的流向速度较快，在远离流体输送装置4的热传流体9的流向速度较慢，如图9中左边的流体输送装置4将热传流体9由左边朝右边输送，如图9中右边的流体输送装置4将热传流体9由右边朝左边输送，经由导流板51将热传流体9分流，使热传流体9有效的进入散热模块2并将散热模块2的热能带走，使热传流体9有效的进入散热鳍片组32并供冷却板31将热能带走。在一些实施例中，电子组件61(CPU)的温度大约54度(Tc)左右，电子组件61附近环境温度大约为40.5度(Ta)，导流板51上方的分隔区域52与下方的分隔区域52的温度大约为40.5度至40.6度，电子组件61的瓦数为350瓦(W)，散热模块2的热阻值(Thermal resistance(R))为0.039(C/W)，公式：R＝Tc-Ta/W(C/W)。

参阅图8D，图8D为以图6的视角，浸没式冷却装置100的侧视剖面示意图，显示未运用导流板51的状态。在一些实施例中，箱体1内可以无安装设置导流构件5的导流板51，当省略导流板51时，流体输送装置4可由支架等固定结构固定在箱体1内的预定位置。当各流体输送装置4在运作时，如图10中左边与右边的各流体输送装置4使箱体1内热传流体9的流向产生扰动并造成循环或回流，帮助高瓦数的电子组件61将其热能带至上方的散热鳍片组32，接着，再利用上方冷却板31中冷却通道33的水将热带走；愈靠近流体输送装置4的热传流体9的流向速度较快，在远离流体输送装置4的热传流体9的流向速度较慢，如图10中左边的流体输送装置4将热传流体9由左边朝右边输送，如图10中右边的流体输送装置4将热传流体9由右边朝左边输送，使热传流体9在接近箱体1内中间处相撞且回流。在一些实施例中，电子组件61(CPU)的温度大约60度(Tc)左右，电子组件61附近环境温度大约为41.1度(Ta)，箱体1内各部位的温度大约为41.1度至41.2度，电子组件61的瓦数为350瓦(W)，散热模块2的热阻值(Thermal resistance(R))为0.054(C/W)，公式：R＝Tc-Ta/W(C/W)。

在一些实施例中，电路板6上具有多个电子组件61、电子零件63与其他发热组件，箱体1内各发热源总共有1000瓦(W)的热能，在未加入导流板51的情形下可有效下降箱体1内的温度，而加入导流板51的情形下可以更有效下降箱体1内的温度，电子组件61(CPU)的温度下降约31％左右，而热阻值下降约28％。

在一些实施例中，传统空气冷却方式的散热模块2的热阻值为0.137(C/W)、未加入导流板51的散热模块2的热阻值为0.054(C/W)与有加入导流板51的散热模块2的热阻值为0.039(C/W)比对，未加入导流板51的散热模块2的热阻值为60.6％，加入导流板51的散热模块2的热阻值提升为71.5％。

在一些实施例中，一个标准服务器的高度以U为单位(1U等于1.75英寸等于44.45毫米)，以1U服务器的机箱容量大约为15.7L，而浸没式冷却装置100的箱体1内降低热传流体9的液体使用量，热传流体9无需经过箱体1外部与空气或水作热交换，热传流体9在箱体1内的使用量相较于传统方式须将热传流体9输送至箱体1外部的使用量可相对减少，因此，将不进行箱体1外的热交换循环，所以可以减少传统方式需经过箱体1外部的冷却液分配装置(Coolant Distribution Unit，简称CDU)以及歧管(Manifold)内所需的热传流体9的使用量，使用量大约为30公升(L)左右。而一般热传流体9的价格大约是180(USD/L)，浸没式冷却装置100约可以节省5400USD(180乘以30)，约可节省65.7％的成本。

综上所述，依据一些实施例，冷却模块覆盖于箱体的开口，热传流体在箱体内经由冷却模块的冷却板及散热鳍片组进行热交换，热传流体无需经过箱体外部与空气或水作热交换，热传流体在箱体内的使用量相较于传统方式须将热传流体输送至箱体外部的使用量可相对减少。

Claims (20)

1.一种浸没式冷却系统，其特征在于，包括：

一箱体，包括一开口，该开口用以将该箱体内连通至该箱体外；

一热传流体，该热传流体位于该箱体内；

一散热模块，该散热模块位于该箱体内；以及

一冷却模块，该冷却模块包括一冷却板及一散热鳍片组，该冷却板覆盖于该开口，该冷却板具有一冷却通道，该冷却通道设于该冷却板，该冷却通道包含一入口及一出口，该入口及该出口分别位于该冷却板两侧，该散热鳍片组的一侧接触该冷却板且该散热鳍片组的另一侧位于该箱体内。

2.根据权利要求1所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括一流体输送装置，该流体输送装置的一出口处面向该散热模块，该流体输送装置的该出口处产生的流体流向该散热模块。

3.根据权利要求2所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括一导流构件，该导流构件位于该箱体内，该导流构件具有一导流板，该导流板将该箱体内形成两个分隔区域，该流体输送装置定位于该导流板，该导流板分隔该散热模块与该散热鳍片组，该散热模块与该散热鳍片组分别位于各该分隔区域，各该分隔区域中的该热传流体以相反流向输送。

4.根据权利要求3所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该导流板具有一转折部，该转折部设置于或相邻位于该流体输送装置的该出口处。

5.根据权利要求4所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该转折部为一直立式平板，该直立式平板与该流体输送装置表面平行，或者是该转折部为一倾斜式平板，该倾斜式平板与该流体输送装置表面之间具有一夹角，该夹角小于90度。

6.根据权利要求3所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括多个流体输送装置，各该流体输送装置彼此相对成为两组且排列于该箱体内的两侧，各该流体输送装置的该出口处分别面向该散热模块及该散热鳍片组，各该流体输送装置的该出口处产生的流体流向是分别输送至该散热模块及该散热鳍片组。

7.根据权利要求6所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括多个散热模块，各该流体输送装置的该出口处分别面向各该散热模块并将该热传流体导流至各该散热模块。

8.根据权利要求6所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该导流构件具有多个导流板，各该导流板分别相邻位于各该流体输送装置的该出口处，各该导流板用以将各该流体输送装置所输送的该热传流体分别导引至该散热模块及该散热鳍片组，各该导流板为一倾斜式平板，各该倾斜式平板分别与各该流体输送装置表面之间具有一夹角，各该夹角小于90度。

9.根据权利要求8所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括一电路板及多个电子组件，各该电子组件设置于该电路板上，该电路板位于该箱体内，各该散热模块分别结合于各该电子组件。

10.根据权利要求2所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括一电路板及一中央处理器，该中央处理器设置于该电路板上，该电路板位于该箱体内，该散热模块结合于该中央处理器。

11.根据权利要求10所述的浸没式冷却系统，其特征在于，更包括多个扩充组件，各该扩充组件设置于该电路板且位于该中央处理器侧边。

12.根据权利要求10所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该散热模块具有一基座及多个散热片，各该散热片设置于该基座上，该基座具有多个挡板，各该挡板分别位于该些散热片两侧，各该挡板的厚度大于各该散热片的厚度，该基座与各该散热片可为一体的一件式构件，或者是该基座与各该散热片为分离的二件式构件。

13.根据权利要求12所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该基座具有多个锁接件，各该散热片以十字型排列方式设置于该基座上，各该锁接件锁入于该些散热片的四周并锁固于该电路板。

14.根据权利要求12所述的浸没式冷却系统，其特征在于，各该散热片的厚度范围为0.8mm至1.2mm之间，各该散热片之间的距离范围为2.8mm至3.6mm之间。

15.根据权利要求12所述的浸没式冷却系统，其特征在于，各该散热片的一长边、该散热鳍片组的一长边的方向与该热传流体的导流方向平行，各该热传流体顺向通过各该散热片之间与该散热鳍片组。

16.根据权利要求2所述的浸没式冷却系统，其特征在于，该冷却通道包括一流道，该流道以连续S型方式设置于该冷却板内，该入口位于该冷却板一侧并连接该流道，该出口位于该冷却板另一侧并连接该流道。

17.一种冷却装置，其特征在于，包括：

一箱体，包括一开口，该开口用以将该箱体内连通至该箱体外；

一散热模块，该散热模块位于该箱体内；以及

一冷却模块，该冷却模块包括一冷却板及一散热鳍片组，该冷却板覆盖于该开口，该冷却板具有一冷却通道，该冷却通道设于该冷却板，该冷却通道包含一入口及一出口，该入口及该出口分别位于该冷却板两侧，该散热鳍片组的一侧接触该冷却板且该散热鳍片组的另一侧位于该箱体内。

18.根据权利要求17所述的冷却装置，其特征在于，更包括一流体输送装置及一导流构件，该流体输送装置的一出口处面向该散热模块，该流体输送装置的该出口处产生的流体流向该散热模块，该导流构件位于该箱体内，该导流构件具有一导流板，该导流板将该箱体内形成两个分隔区域，该流体输送装置定位于该导流板，该导流板分隔该散热模块与该散热鳍片组，该散热模块与该散热鳍片组分别位于各该分隔区域，各该分隔区域中的流体以相反流向输送。

19.一种冷却装置，其特征在于，适用于容纳一热传流体，该冷却装置包括：

一箱体，包括一开口，该开口用以将该箱体内连通至该箱体外，该热传流体位于该箱体内；

一散热模块，该散热模块位于该箱体内；以及

一冷却模块，该冷却模块包括一冷却板及一散热鳍片组，该冷却板覆盖于该开口，该冷却板具有一冷却通道，该冷却通道设于该冷却板，该冷却通道包含一入口及一出口，该入口及该出口分别位于该冷却板两侧，该散热鳍片组的一侧接触该冷却板且该散热鳍片组的另一侧位于该箱体内。

20.根据权利要求19所述的冷却装置，其特征在于，更包括一流体输送装置及一导流构件，该流体输送装置的一出口处面向该散热模块，该流体输送装置的该出口处产生的流体流向该散热模块，该导流构件位于该箱体内，该导流构件具有一导流板，该导流板将该箱体内形成两个分隔区域，该流体输送装置定位于该导流板，该导流板分隔该散热模块与该散热鳍片组，该散热模块与该散热鳍片组分别位于各该分隔区域，各该分隔区域中的该热传流体以相反流向输送。

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