CN212460496U - 用于服务器的液态金属冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热管理技术领域，尤其涉及一种用于服务器的液态金属冷却装置，包括通过管道循环相连的吸热单元和散热单元；所述吸热单元用于吸收发热器件产生的热量，所述吸热单元内设置有微流道；所述散热单元用于与空气进行热交换，所述散热单元设置有风扇；所述管道设置有循环泵，所述管道内设置有液态金属循环工质。由于在吸热单元内设置了微流道，该冷却装置便于快速实现热交换；由于采用了液态金属循环工质，该冷却装置能够迅速地将吸热单元所吸收的热量带走，传至远端的散热单元进行消散；该冷却装置具有响应速度快、散热效率高的优点，在具有高热功率的服务器应用领域具有很好的使用前景。

Description

用于服务器的液态金属冷却装置

技术领域

本实用新型涉及热管理技术领域，尤其涉及一种用于服务器的液态金属冷却装置。

背景技术

服务器是支撑云计算的重要基础设施之一，随着服务器的集成度越来越高，其散热受到散热器厂商和服务器用户的高度重视。由于服务器使用的CPU频率通常较高，有的还是双CPU甚至多CPU，加上高转速的硬盘和大功率电源，系统将会产生大量的热量，严重威胁服务器的使用安全及使用寿命。此外，有的机房还需要服务器在运行过程中保持静音或低噪音，这对服务器的散热设计都是极大的考验。

目前的服务器散热，多采取室内降温散热模式，在冬季或寒冷地带尚且满足，到了夏季或是炎热地带，散热问题就显得非常棘手。国外有对服务器进行油冷散热的应用，这种方式可以做到静音和降温，但是成本并不低，而且风险系数很高，不适合大面积推广。近年来水冷散热方式也逐渐在服务器散热上推广应用开来，但水冷散热器的使用存在一定的漏液风险，且驱动液体流动的机械泵一旦损坏将对CPU造成很大的危害。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本实用新型提供的用于服务器的液态金属冷却装置，包括通过管道循环相连的吸热单元和散热单元；所述吸热单元用于吸收发热器件产生的热量，所述吸热单元内设置有微流道；所述散热单元用于与空气进行热交换，所述散热单元设置有风扇；所述管道设置有循环泵，所述管道内设置有液态金属循环工质。

在一个实施例中，所述吸热单元包括壳体，所述微流道设置在所述壳体中，所述壳体包括底板和与所述底板相连的上盖，所述底板与发热器件接触。

在一个实施例中，所述底板涂覆有用于与发热器件接触的导热膏层。

在一个实施例中，所述底板能够通过螺纹连接件与服务器的CPU芯片连接。

在一个实施例中，所述上盖采用不锈钢制成，所述底板采用铜制成，所述上盖与所述底板采用螺纹连接件进行连接或者所述上盖与所述底板通过焊接方式结合为一体。

在一个实施例中，所述管道为硅橡胶管或氟橡胶管。

在一个实施例中，所述管道包括高温管段和低温管段；所述高温管段的一端与所述吸热单元的出口连接，另一端与所述散热单元的入口连接；所述低温管段的一端与所述吸热单元的进口连接，另一端与所述循环泵连接，所述循环泵与所述散热单元的出口连接。

在一个实施例中，所述循环泵为电磁泵。

在一个实施例中，所述散热单元包括紫铜管和设置在所述紫铜管上的铝翅片。

在一个实施例中，所述液态金属循环工质为镓、镓铟合金、镓铟锡合金、或镓铟锡锌合金。

本实用新型的有益效果是：由于在吸热单元内设置了微流道，该冷却装置便于快速实现热交换；由于采用了液态金属循环工质，该冷却装置能够迅速地将吸热单元所吸收的热量带走，传至远端的散热单元进行消散；该冷却装置具有响应速度快、散热效率高的优点，在具有高热功率的服务器应用领域具有很好的使用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例的用于服务器的液态金属冷却装置的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是本实用新型实施例的吸热单元的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的散热单元的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的微流道的结构示意图；

附图标记说明：1、吸热单元；101、上盖；102、底板；2、管道；21、高温管段；22、低温管段；3、散热单元；301、紫铜管；302、铝翅片；4、风扇；5、循环泵；6、液态金属循环工质；7、导热膏层；8、CPU芯片；9、CPU底座；10、螺纹连接件；11、微流道。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1至图5所示，本实用新型提供的用于服务器的液态金属冷却装置包括通过管道2循环相连的吸热单元1和散热单元3，吸热单元1用于吸收发热器件热量，散热单元3用于与空气进行热交换，散热单元3设置有风扇4，风扇4用于为散热单元3提供所需风量，管道2设置有循环泵5，管道2内设置有液态金属循环工质6，吸热单元1内设置有微流道11。风扇4的类型不限；可根据散热单元3的尺寸选用不同规格及数量的风扇4为散热单元3提供所需风量。

由于在吸热单元内设置了微流道11，该冷却装置便于快速实现热交换；由于采用了液态金属循环工质6，该冷却装置能够迅速地将吸热单元1所吸收的热量带走，传至远端的散热单元3进行消散；具有响应速度快、散热效率高的优点，在具有高热功率的服务器应用领域具有很好的使用前景。

在一个实施例中，风扇4包括扇叶和驱动扇叶旋转的直流马达；扇叶包括连接直流马达的扇叶轴，扇叶轴设置有均匀分布的叶片，每一个叶片的外端均为弧形形状；在这种情况下，风扇4可以在减小噪音的同时保证为散热单元3提供足够风量；进一步地，风扇4的外侧设置有隔音棉。

在一个实施例中，吸热单元1包括用于设置微流道11的壳体，壳体包括底板102和与底板102相连的上盖101，底板102与发热器件接触。

在一个实施例中，底板102涂覆有用于与发热器件接触的导热膏层7。具体地，导热膏层7为导热硅脂制成；导热硅脂是以有机硅酮为主要原料制成的导热型有机硅脂状复合物，可以用于电子器件的导热及散热，从而保证电子器件性能的稳定。基于上述实施例，本实用新型提供的用于服务器的液态金属冷却装置的使用方法为：在吸热单元1底面涂覆导热膏层7，将吸热单元1置于CPU芯片8上；然后用螺纹连接件10将吸热单元1与CPU底座9连接起来，同时可施加一定的压力；接通循环泵5及风扇4的电源，该冷却装置即可开始对服务器的CPU芯片8进行散热。

在一个实施例中，底板102通过螺纹连接件10与服务器的CPU芯片8连接，从而保证吸热单元1能够与CPU芯片密切接触，以吸收CPU芯片8的热量并将热量传递给吸热单元1内的液态金属循环工质6。底板102也可以用于与其他发热器件接触散热。

在一个实施例中，上盖101采用不锈钢制成，底板102采用铜制成；上盖101与底板102采用螺纹连接件进行连接或者上盖101与底板102是采用焊接方式结合而成的一个整体。

在一个实施例中，管道2采用耐高温的硅橡胶管或氟橡胶管，从而适应服务器的较高发热量，增强该冷却装置的可靠性。

如图1所示，在一个实施例中，管道2包括高温管段21和低温管段22；高温管段21的一端与吸热单元1的出口连接，另一端与散热单元3的入口连接；低温管段22的一端与吸热单元1的进口连接，另一端与循环泵5连接，循环泵5与散热单元3的出口连接。

在一个实施例中，循环泵5为电磁泵。电磁泵是利用流体自身导电的特性，在磁场和电场的相互作用下，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动的一种装置；电磁泵没有机械运动部件，其结构简单、运转可靠、没有震动，有较高的工作效果和较低的工作能耗，可实现静音工作。在这种情况下，由于引入了电磁泵作为循环泵5，在实现高效散热的同时能够保证系统运行的低噪音环境。

在一个实施例中，散热单元3包括紫铜管301和设置在紫铜管301上的铝翅片302；进一步地，紫铜管301采用多路并联的方式分布，铝翅片302的厚度为0.1mm至0.3mm。

在一个实施例中，液态金属循环工质6为镓、镓铟合金、镓铟锡合金或镓铟锡锌合金；镓、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金均是室温下呈液态的金属，具有较低的熔点；当然，根据需要也可以采用其他种类的液态金属。

如图5所示，在一个实施例中，微流道11的入口和出口分别通过管道连接吸热单元1和散热单元3；微流道11为螺旋线的形状，从而增加液态金属循环工质6与发热器件之间的热交换面积，并尽量避免了流量分配不均的问题。根据需要，也可以将微流道11设置为多排直槽形、蛇形、工字形以及树形等形状。

虽然上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，包括通过管道循环相连的吸热单元和散热单元；所述吸热单元用于吸收发热器件产生的热量，所述吸热单元内设置有微流道；所述散热单元用于与空气进行热交换，所述散热单元设置有风扇；所述管道设置有循环泵，所述管道内设置有液态金属循环工质。

2.根据权利要求1所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述吸热单元包括壳体，所述微流道设置在所述壳体中，所述壳体包括底板和与所述底板相连的上盖，所述底板与发热器件接触。

3.根据权利要求2所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述底板涂覆有用于与发热器件接触的导热膏层。

4.根据权利要求3所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述底板能够通过螺纹连接件与服务器的CPU芯片连接。

5.根据权利要求2所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述上盖采用不锈钢制成，所述底板采用铜制成，所述上盖与所述底板采用螺纹连接件进行连接或者所述上盖与所述底板通过焊接方式结合为一体。

6.根据权利要求1所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述管道为硅橡胶管或氟橡胶管。

7.根据权利要求1所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述管道包括高温管段和低温管段；所述高温管段的一端与所述吸热单元的出口连接，另一端与所述散热单元的入口连接；所述低温管段的一端与所述吸热单元的进口连接，另一端与所述循环泵连接，所述循环泵与所述散热单元的出口连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述循环泵为电磁泵。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述散热单元包括紫铜管和设置在所述紫铜管上的铝翅片。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的用于服务器的液态金属冷却装置，其特征在于，所述液态金属循环工质为镓、镓铟合金、镓铟锡合金、或镓铟锡锌合金。

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