CN216873649U - 一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高热流密度电子器件散热技术领域，具体为一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，包括氟化液供液箱、离心泵、液冷箱、散热器和发热元件，氟化液供液箱、离心泵、液冷箱和散热器之间通过均管道进行连接，所述发热元件设置于液冷箱的内部，液冷箱的内部左侧设置有伞状分散器，液冷箱的内部设置有数个填充块，并均呈球形设置，通过伞状分散器将低温的电子氟化液分散流出，从而保证发热元件周围沸腾产生的氟化液汽泡在上升过程中始终与流动的、温度较低的电子氟化液接触，从而增强换热效果，通过在腔体内设置数个球形填充块，使该装置在降低电子氟化液使用量的同时，使液冷箱内产生绕流，增加了接触面积，强化了换热效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及高热流密度电子器件散热技术领域，具体为一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置。
背景技术
众所周知，在数据中心、新能源汽车和航空航天等领域使用大量的高热流密度的元器件，已有研究表明半导体芯片温度每升高10℃，芯片的可靠性就会降低一半。传统的散热方式已几乎无法满足高热流密度元器件的散热需求。
目前针对高热流密度元器件散热常用的高效散热技术有两种，分别为冷板技术和浸没液冷技术。在浸没液冷技术中，常用冷却液为电子氟化液，其导热性能较差，具有极强挥发性，价格较高。在以往浸没液冷技术中多是采用静止沸腾，因此会有如下问题，由于电子氟化液不流动、导热性能差，造成浸没腔内发热元气件四周温度偏高，传热温差较低，散热效果较差，此外在使用过程中电子氟化液的损失较多，需要定期补液，造成运行成本过高。因此急需改进措施强化浸没液冷技术的散热能力，并降低电子氟化液的使用量。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其具有更高的散热效率、更低的运行成本的特点。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，包括氟化液供液箱、离心泵、液冷箱、散热器和发热元件，所述氟化液供液箱与离心泵之间通过管道连接，所述离心泵与液冷箱之间通过管道连接，所述液冷箱与散热器之间通过管道连接，所述散热器与氟化液供液箱之间通过管道连接，所述发热元件设置于液冷箱的内部，所述液冷箱的内部左侧设置有伞状分散器，所述液冷箱的内部设置有数个填充块，并均呈球形设置。
进一步的，每个所述填充块的直径为1-10厘米。
再进一步的，每个所述填充块的材质均为玻璃。
优选的，所述液冷箱的顶端设置有智能数字压力表，所述离心泵的顶端设置有继电器，所述智能数字压力表、继电器和离心泵之间通过电线进行电连接。
再优选的，所述氟化液供液箱的外部包裹设置有隔热材料，所述隔热材料为聚丙乙烯挤塑板，并且厚度为5—10厘米。
进一步优选的，所述氟化液供液箱上设置有添液口和排液口，并且添液口和排液口上均安装有密封盖。
在上述方案的基础上，进一步的，所述氟化液供液箱和离心泵之间设置有阀门，所述离心泵和液冷箱之间设置有阀门，所述液冷箱和散热器之间设置有阀门，所述散热器和氟化液供液箱之间设置有阀门。
进一步的，所述氟化液供液箱的顶端设置有排气阀。
再进一步的，所述伞状分散器包括圆管和伞状分散流动罩，所述伞状分散流动罩设置于圆管的右端，所述伞状分散流动罩为数个，并呈不同大小状设置，数个伞状分散流动罩通过数个固定杆进行固定。
(三)有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，具备以下有益效果：
1、通过伞状分散器将电子氟化液分散流出，氟化液汽泡在上升过程中始终与流动的、温度较低的电子氟化液接触，从而增强换热效果。
2、通过在腔体内设置数个球形填充块，使该装置在降低电子氟化液使用量的同时，使液冷箱内产生绕流，增加了接触面积，强化了换热效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的伞状分散器的局部右视的结构示意图。
图中：1、氟化液供液箱；2、离心泵；3、液冷箱；4、散热器；5、管道； 6、发热元件；7、伞状分散器；8、填充块；9、智能数字压力表；10、继电器；11、电线；12、隔热材料；13、添液口；14、排液口；15、密封盖；16、阀门；17、排气阀；18、圆管；19、伞状分散流动罩；20、固定杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，包括氟化液供液箱1、离心泵2、液冷箱3、散热器4和发热元件6，氟化液供液箱1的内部装填有适量的电子氟化液，电子氟化液可采用FC-72、FC-7100的电子氟化液，可根据实际的使用需求进行选择，氟化液供液箱1的外部包裹设置有隔热材料12，隔热材料12为聚丙乙烯挤塑板，并且厚度为 5—10厘米，隔热材料12也可采用岩棉板或其他合适材料，氟化液供液箱1上设置有添液口13和排液口14，并且添液口13和排液口14上均安装有密封盖15，用于向氟化液供液箱1内添加电子氟化液和排出电子氟化液，氟化液供液箱1的顶端设置有排气阀17，用于排气，氟化液供液箱1与离心泵2之间通过管道5连接，离心泵2与液冷箱3之间通过管道5连接，该离心泵2 为高温离心泵2，液冷箱3与散热器4之间通过管道5连接，散热器4与氟化液供液箱1之间通过管道5连接，散热器4为翅片式风冷散热器4，其具有良好的散热效果，能够对吸热后的电子氟化液进行良好散热，氟化液供液箱1 和离心泵2之间设置有阀门16，离心泵2和液冷箱3之间设置有阀门16，液冷箱3和散热器4之间设置有阀门16，散热器4和氟化液供液箱1之间设置有阀门16，于多处安装阀门16，使该装置能够方便进行维修或更换，所述发热元件6设置于液冷箱3的内部，本实施例中所述的发热元件6即为背景技术中所提到的高热流密度的元器件，安装时应将液冷箱安装在发热元件的周围，并做密封处理，使发热元件密封于液冷箱内，液冷箱内装填有电子氟化液，用于吸收发热元件6的热量，密封处理为了能够防止电子氟化液泄漏，液冷箱3的内部左侧设置有伞状分散器7，用于将进入液冷箱3内的液体分散流动起来，增加其吸热效率，所述伞状分散器7包括圆管18和伞状分散流动罩19，所述伞状分散流动罩19设置于圆管18的右端，所述伞状分散流动罩 19为数个，并呈不同大小状设置，数个伞状分散流动罩19通过数个固定杆 20进行固定，流体由左侧圆管18进入数个伞状分散流动罩19，伞状分散器7 将电子氟化液分散流出，氟化液汽泡在上升过程中始终与流动的、温度较低的电子氟化液接触，从而增强换热效果，液冷箱3的内部设置有数个填充块8，并均呈球形设置，降低了电子氟化液使用量，从而使该装置的使用成本降低，同时使电子氟化液在进入液冷箱3内时产生绕流，增加了接触面积，强化了换热效果，每个填充块8的直径为1-10厘米，实际的直径大小可根据实际的使用情况与液冷箱3的大小决定，每个填充块8的材质均为玻璃，填充块8 也可采用其他材质，但优选玻璃材质，玻璃材质结构稳定，不会于电子氟化液发生化学反应，不易被腐蚀，也不会对发热元件6产生影响，同时使用成本更低，液冷箱3的顶端设置有智能数字压力表9，智能数字压力表9为现今市面上常见的压力表，一般具有压力上、下限报警，可通过继电器10配合控制离心泵2的开启和关闭，离心泵2的顶端设置有继电器10，用于配合智能数字压力表9开启和变比离心泵2，智能数字压力表9、继电器10和离心泵2 之间通过电线11进行电连接，当智能数字压力表9检测到压力高于设定的最高压力时，会控制离心泵2停止运行，当智能数字压力表9检测到压力低于设定的最低压力时，会控制离心泵2启动，从而保证该装置的平稳安全运行。
综上所述，该具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，在使用时，发热元件6运行产生大量热量，发热元件6表面氟化液被加热至沸腾，产生汽泡，在乱堆的球体填充块8构成的多孔介质结构内与经过伞状分散器7分散进入液冷箱3的冷电子氟化液发生换热，在这个过程中气泡凝结，进入液冷箱3的电子氟化液被加热，再流出腔体，进入散热器4中换热冷却，然后回到氟化液供液箱1，经过离心泵2加压再次进入腔体，往复循环，完成取热和散热的过程。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：包括氟化液供液箱(1)、离心泵(2)、液冷箱(3)、散热器(4)和发热元件(6)，所述氟化液供液箱(1)与离心泵(2)之间通过管道(5)连接，所述离心泵(2)与液冷箱(3)之间通过管道(5)连接，所述液冷箱(3)与散热器(4)之间通过管道(5)连接，所述散热器(4)与氟化液供液箱(1)之间通过管道(5)连接，所述发热元件(6)设置于液冷箱(3)的内部，所述液冷箱(3)的内部左侧设置有伞状分散器(7)，所述液冷箱(3)的内部设置有数个填充块(8)，并均呈球形设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：每个所述填充块(8)的直径为1-10厘米。
3.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：每个所述填充块(8)的材质均为玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述液冷箱(3)的顶端设置有智能数字压力表(9)，所述离心泵(2)的顶端设置有继电器(10)，所述智能数字压力表(9)、继电器(10)和离心泵(2)之间通过电线(11)进行电连接。
5.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述氟化液供液箱(1)的外部包裹设置有隔热材料(12)，所述隔热材料(12)为聚丙乙烯挤塑板，并且厚度为5—10厘米。
6.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述氟化液供液箱(1)上设置有添液口(13)和排液口(14)，并且添液口(13)和排液口(14)上均安装有密封盖(15)。
7.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述氟化液供液箱(1)和离心泵(2)之间设置有阀门(16)，所述离心泵(2)和液冷箱(3)之间设置有阀门(16)，所述液冷箱(3)和散热器(4)之间设置有阀门(16)，所述散热器(4)和氟化液供液箱(1)之间设置有阀门(16)。
8.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述氟化液供液箱(1)的顶端设置有排气阀(17)。
9.根据权利要求1所述的一种具有多孔介质的流动沸腾式相变浸没液冷装置，其特征在于：所述伞状分散器(7)包括圆管(18)和伞状分散流动罩(19)，所述伞状分散流动罩(19)设置于圆管(18)的右端，所述伞状分散流动罩(19)为数个，并呈不同大小状设置，数个伞状分散流动罩(19)通过数个固定杆(20)进行固定。
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