CN219392576U - 一种浸没式液冷服务器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种浸没式液冷服务器，包括：服务器机壳，内部具有密封腔室，所述密封腔室内填充冷却介质；服务器主板，设置在所述服务器机壳的密封腔室内，浸没在所述冷却介质中，所述服务器主板上集成设置多个服务器电子元器件；和气液导流结构，设置在所述服务器机壳内，位于至少两个服务器电子元器件之间，用于引导蒸汽流/气泡流的流向以避开服务器电子元器件。本发明的一种浸没式液冷服务器通过气液导流结构的设置，改善了各个服务器电子元器件的散热条件，使得服务器机壳尺寸更小的浸没式液冷服务器能够满足更高功耗的散热要求。

Description

一种浸没式液冷服务器

技术领域

本实用新型涉及液冷服务器设备技术领域，具体的涉及一种浸没式液冷服务器。

背景技术

随着服务器等电子设备不断高集成度化、小型化以及高频化，随之而来的所面临的散热问题也日益严峻。目前，高热流密度电子元器件的散热热流密度需求已经高达100W/cm²以上。传统的风冷散热已经无法满足如此高的散热需求。而浸没式液冷刀片服务器系统是将服务器电子元器件及其配套的散热器与冷却介质直接接触，利用冷却介质的蒸发相变潜热来带走电子元器件的热量。这种散热方式具有散热热流密度高和低温差的特点，日益凸显其散热优势。

近年来，为了进一步提高浸没式刀片式服务器单机柜功率密度，单个刀片式服务器的机壳尺寸不断地小型化，散热器沸腾表面与机壳盖板的间隙趋于极值，这就造成浸没式竖插液冷刀片服务器运行过程中，同一刀片服务器内上下布置的元器件散热过程中由于冷媒蒸发形成的蒸汽流/气泡流会存在散热干扰的现象。具体的，参见图1所示，刀片服务器的机壳100’内的服务器主板300上的下部服务器电子元器件散热过程中形成的蒸汽流/气泡流在从下往上运动的过程中，与上部服务器电子元器件散热过程中形成的蒸汽流/气泡流的运动路径出现重合，尤其是服务器电子元器件的散热器附近的路径重合会造成上部服务器电子元器件的散热条件恶化(因为散热器附近空间范围内气液混合物中气相工质占比高)，从而影响上部服务器电子元器件的散热效果。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的发明目的是提供一种浸没式液冷服务器，可以满足机壳尺寸更小、功耗更高的散热要求，具体地，采用了如下的技术方案：

一种浸没式液冷服务器，包括：

服务器机壳，内部具有密封腔室，所述密封腔室内填充冷却介质；

服务器主板，设置在所述服务器机壳的密封腔室内，浸没在所述冷却介质中，所述服务器主板上集成设置多个服务器电子元器件；

和气液导流结构，设置在所述服务器机壳内，位于至少两个服务器电子元器件之间，用于引导蒸汽流/气泡流的流向以避开服务器电子元器件。

作为本发明的可选实施方式，所述服务器主板上沿竖直方向至少设置两个服务器电子元器件，所述的气液导流结构包括设置在上下相邻两个服务器电子元器件之间的第一气液导流结构，所述的第一气液导流结构阻挡位于下部的服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流上升流向位于上部的服务器电子元器件，并引流至位于上部的服务器电子元器件的一侧或者两侧。

作为本发明的可选实施方式，所述第一气液导流结构包括第一导流壁，所述第一导流壁在水平面上的水平投影具有一定的延伸长度，所述第一导流壁将位于下部的服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部的服务器电子元器件的一侧。

作为本发明的可选实施方式，所述第一导流壁与竖直方向呈倾斜设置，所述服务器主板上集成设置多列服务器电子元器件，各列上下相邻两个服务器电子元器件之间分别设置第一导流壁，位于同一行上相邻两列的第一导流壁的倾斜方向相同。

作为本发明的可选实施方式，所述第一气液导流结构包括固定连接的第二导流壁和第三导流壁，所述第二导流壁将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的一侧，所述第三导流壁将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的另一侧。作为本发明的可选实施方式，所述第一气液导流结构包括水平挡流壁，所述第二导流壁和第三导流壁位于所述水平导流壁的两端，所述第二导流壁的一端靠近或者连接所述水平挡流壁的一端，第二导流壁的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件方向倾斜延伸，所述第三导流壁的一端靠近或者连接所述水平挡流壁的另一端，第三导流壁的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件方向倾斜延伸。

作为本发明的可选实施方式，所述的气液导流结构包括设置在上部相邻两个并列服务器电子元器件之间的第二气液导流结构，所述第二气液导流结构用于阻挡上升的蒸汽流/气泡流在水平方向相互串流。

作为本发明的可选实施方式，所述的第二气液导流结构包括设置于相邻两个并列服务器电子元器件之间的竖向挡流壁，所述第二导流壁或者第三导流壁的端部或者端部沿延伸方向的延长线与所述竖向挡流壁相交。

作为本发明的可选实施方式，设置有所述第二气液导流结构的相邻两个并列服务器电子元器件中至少一个下部的服务器电子元器件的功耗高于预设阈值。

作为本发明的可选实施方式，所述的服务器机壳包括机壳本体和机壳盖板，所述的机壳本体内部具有敞口腔室，所述的机壳盖板封盖在所述机壳本体的敞口腔室的敞口端构成密封腔室，所述的气液导流结构集成设置于所述机壳盖板上，或者所述的气液导流结构作为独立的结构件安装在机壳本体的敞口腔室内部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本发明的一种浸没式液冷服务器，针对服务器电子元器件通过散热器散热过程中产生蒸汽流/气泡流，蒸汽流/气泡流在由冷却介质的液面以下向上运动至液面处的特点，在所述服务器机壳内设置气液导流结构，气液导流结构可以引导蒸汽流/气泡流的流向，使其在流动的过程中尽可能的避开其他服务器电子元器件，以解决蒸汽流/气泡流流向其它服务器电子元器件造成散热条件恶化，影响其它服务器电子元器件散热的问题。

因此，本发明的一种浸没式液冷服务器，通过配置气液导流结构避免了服务器电子元器件散热过程中形成的气泡流/蒸汽流对其它服务器电子元器件散热的影响，而且通过气液导流结构的导流，气泡流/蒸汽流有序流向出气口，避免了涡流的形成，降低气阻。总之，本发明的一种浸没式液冷服务器通过气液导流结构的设置，改善了各个服务器电子元器件的散热条件，使得服务器机壳尺寸更小的浸没式液冷服务器能够满足更高功耗的散热要求。

附图说明：

图1背景技术中浸没式竖插液冷刀片服务器的服务器电子元器件散热示意图；

图2本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(一种实施方式)；

图3本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(又一种实施方式)；

图4本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(又一种实施方式)；

图5本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(又一种实施方式)；

图6本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(又一种实施方式)；

图7本实用新型实施例浸没式液冷服务器的服务器电子元器件散热示意图(又一种实施方式)。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的部分实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图2-图6所示，本实用新型实施例的一种浸没式液冷服务器，包括：

服务器机壳100，内部具有密封腔室，所述密封腔室内填充冷却介质200；

服务器主板300，设置在所述服务器机壳的密封腔室内，浸没在所述冷却介质中，所述服务器主板300上集成设置多个服务器电子元器件301；

和气液导流结构，设置在所述服务器机壳100内，位于至少两个服务器电子元器件301之间，用于引导蒸汽流/气泡流的流向以避开服务器电子元器件301。

本实施例的一种浸没式液冷服务器，针对服务器电子元器件301通过散热器302散热过程中产生蒸汽流/气泡流，蒸汽流/气泡流在由冷却介质的液面以下向上运动至液面的特点，在所述服务器机壳100内设置气液导流结构，气液导流结构可以引导蒸汽流/气泡流的流向，使其在流动的过程中尽可能的避开服务器电子元器件301，以解决蒸汽流/气泡流流向其它服务器电子元器件301造成散热条件恶化，影响其它服务器电子元器件301散热的问题。

因此，本实施例的一种浸没式液冷服务器，通过配置气液导流结构避免了服务器电子元器件301散热过程中形成的气泡流/蒸汽流对其它服务器电子元器件301散热的影响，而且通过气液导流结构的导流，气泡流/蒸汽流有序流向出气口，避免了涡流的形成，降低气阻。总之，本实施例的一种浸没式液冷服务器通过气液导流结构的设置，改善了各个服务器电子元器件301的散热条件，使得服务器机壳100尺寸更小的浸没式液冷服务器能够满足更高功耗的散热要求。

具体地，本实施例的浸没式液冷服务器为竖插浸没式刀片式服务器，竖插浸没式刀片式服务器的刀片机壳尺寸不断地小型化，服务器电子元器件301的散热器302沸腾表面与刀片机壳的刀壳盖板之间的间隙趋于极值，更易造成竖插浸没式刀片式服务器运行过程中，同一刀片机壳内的服务器电子元器件301散热过程中由于冷媒蒸发形成的蒸汽流/气泡流会流向其它服务器电子元器件301，存在散热干扰的现象。因此，本实施例将气液导流结构应用于竖插浸没式刀片式服务器可以很好的解决服务器电子元器件301散热过程中由于冷媒蒸发形成的蒸汽流/气泡流干扰其它服务器电子元器件301散热的问题，从而保证了竖插浸没式刀片式服务器的刀片机壳小尺寸化的同时，满足高功耗的散热需求。

本实施例的气液导流结构具体的可以采用挡筋、挡板等结构形式，只要具有引导面可以实现阻挡引导蒸汽流/气泡流的流向即可。

进一步地，由于蒸汽流/气泡流的流向一般是自下而上，基于蒸汽流/气泡流的流向特点，本实施例所述服务器主板300上沿竖直方向至少设置两个服务器电子元器件301，所述的气液导流结构包括设置在上下相邻两个服务器电子元器件301之间的第一气液导流结构，所述的第一气液导流结构阻挡位于下部的服务器电子元器件301散热形成的蒸汽流/气泡流上升流向位于上部的服务器电子元器件301，并引流至位于上部的服务器电子元器件301的一侧或者两侧。

本实施例的浸没式液冷服务器通过配置的气液导流结构，避免了下部服务器电子元器件301散热过程中形成的气泡流或者蒸汽流对上部服务器电子元器件301散热的影响，气流有序流向出气口，避免了涡流的形成，降低气阻。总之，本实施例的浸没式液冷服务器通过气液导流结构的设置，改善了各个服务器电子元器件301的散热条件，使得尺寸更小的服务器机壳100能够满足更高功耗的散热要求。

作为本实施例的一种可选实施方式，参见图2所示，本实施例的一种浸没式液冷服务器，所述第一气液导流结构包括第一导流壁801，所述第一导流壁801在水平面上的水平投影具有一定的延伸长度，所述第一导流壁801将位于下部的服务器电子元器件301散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部的服务器电子元器件301的一侧。本实施例的第一导流壁801通过单侧引流的方式，避免下部的服务器电子元器件301散热形成的蒸汽流/气泡流流向上部的服务器电子元器件301，单侧引流的第一导流壁801的结构简单，设置方便，可以以极小的成本代价解决蒸汽流/气泡流干扰服务器电子元器件301的散热。

进一步地，参见图2所示，所述第一导流壁801与竖直方向呈倾斜设置，当所述服务器主板300上集成设置多列服务器电子元器件301，各列上下相邻两个服务器电子元器件301之间分别设置第一导流壁801，位于同一行上相邻两列的第一导流壁801的倾斜方向相同。这样，可以保证经过第一气液导流结构导流后的蒸汽流/气泡流均流向同一侧，避免导流后的蒸汽流/气泡流再发生相互干扰。

具体地，本实施例的第一导流壁801可以是直壁，也可以是弧形壁，第一导流壁801的整体结构只要满足在水平面上的水平投影具有一定的延伸长度，这样可以阻挡下部的服务器电子元器件301散热形成的蒸汽流/气泡的上升路径，将蒸汽流/气泡引流至位于上部的服务器电子元器件301的一侧。

作为本实施例的可选实施方式，参见图3所示，本实施例的一种浸没式液冷服务器，所述第一气液导流结构包括第二导流壁802和第三导流壁805，所述第二导流壁802将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的一侧，所述第三导流壁805将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的另一侧。

本实施例的第一气液导流结构通过第二导流壁802、第三导流壁805将位于下部服务器电子元器件301散热形成的蒸汽流/气泡流引流至两侧，可以更快的将蒸汽流/气泡流引导离开上部服务器电子元器件301，提升蒸汽流/气泡流的排放效率。

具体地，本实施例的第二导流壁802、第三导流壁805与竖直方向呈倾斜设置，所述的第二导流壁802与第三导流壁805的倾斜方向相反，倾斜角度可根据主板上元器件的空间布置进行合理化设置。

进一步地，本实施例第二导流壁802的一端与第三导流壁805的一端连接为一体结构，构成如图3所示的V型结构，可以由下部服务器电子元器件301至上部服务器电子元器件301之间的整个竖直路径上都被所述第二导流壁802、第三导流壁805阻挡引流。

作为本实施例的可选实施方式，参见图4所示，本实施例的一种浸没式液冷服务器，所述第一气液导流结构包括水平挡流壁803，所述第二导流壁802和第三导流壁805位于所述水平导流壁803的两端，所述第二导流壁802的一端靠近或者连接所述水平挡流壁803的一端，第二导流壁802的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件301方向倾斜延伸，所述第三导流壁805的一端靠近或者连接所述水平挡流壁803的另一端，第三导流壁805的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件301方向倾斜延伸。本实施例的水平挡流壁803具有更好的挡流效果，第二导流壁802、第三导流壁805可以将被水平挡流壁803阻挡的蒸汽流/气泡流引导至上部服务器电子元器件301的两侧，随即被迅速排出。

本实施例所述第二导流壁802、第三导流壁805均与所述水平挡流壁803连接为一体结构。

作为本实施例的可选实施方式，参见图7所示，本实施例的第二导流壁802和第三导流壁805均为圆弧形结构，使得所述第一气液导流结构整体呈圆弧型、半圆型或者U型结构。

作为本实施例的一种可选实施方式，参见图5及图6所示，本实施例的一种浸没式液冷服务器，所述的气液导流结构包括设置在上部相邻两个并列服务器电子元器件301之间的第二气液导流结构，所述第二气液导流结构用于阻挡上升的蒸汽流/气泡流在水平方向相互串流。本实施例的浸没式液冷服务器增加第二气液导流结构，解决上升的蒸汽流/气泡流在水平方向互串，形成涡流，增加气阻，最终影响服务器机壳100内部服务器电子元器件301散热的问题。

进一步地，针对图3和图4所示，由于两个服务器电子元器件301散热的蒸汽流/气泡流被气液导流结构引导至相同的两个服务器电子元器件301之间的通道，在该通道内两股蒸汽流/气泡流可能会发生串流，形成涡流，增加气阻。因此，参见图5及图6所示，本实施例所述的第二气液导流结构包括设置于相邻两个并列服务器电子元器件301之间的竖向挡流壁804，竖向挡流壁804阻挡上升的蒸汽流/气泡流在水平方向互串；所述第二导流壁802或者第三导流壁805的端部或者端部沿延伸方向的延长线与所述竖向挡流壁804相交，这样可以确保第二导流壁802或者第三导流壁805将蒸汽流/气泡流引导至竖向挡流壁804。

参见图5及图6所示，本实施例的竖向挡流壁804可以为竖直直壁，参见图7所示，本实施例的竖向挡流壁804可以为波浪型壁或者其它弧形壁，采用波浪型壁或者其它弧形壁可以针对多种方向的蒸汽流/气泡流进行挡流。

本实施例所述的一种浸没式液冷服务器的气液导流结构的具体结构设置取决于下部服务器电子元器件301的功耗，功耗越高则散热量越大，形成的蒸汽流/气泡流就越多，单纯通过第一气液导流结构可能会存在水平方向上的串流，因此需要结合第二气液导流结构的防串流，可以更好的引导蒸汽流/气泡流排出。因此，本实施例设置有所述第二气液导流结构的相邻两个并列服务器电子元器件301中至少一个下部的服务器电子元器件301的功耗高于预设阈值。

可选地，所述预设阈值可以选取250W，当单个位于下部的服务器电子元器件301的功耗不高于250W，本实施例的浸没式液冷服务器中气液导流结构采用如图3及图4所示的布置方式，当单个位于下部的服务器电子元器件301的功耗高于250W，本实施例的浸没式液冷服务器中气液导流结构采用如图5及图6所示的布置方式。

作为本实施例的可选实施方式，本实施例所述的一种浸没式液冷服务器，所述的服务器机壳包括机壳本体和机壳盖板，所述的机壳本体内部具有敞口腔室，所述的机壳盖板封盖在所述机壳本体的敞口腔室的敞口端构成密封腔室，所述的气液导流结构集成设置于所述机壳盖板上，这样更加便捷更加节省空间。或者所述的气液导流结构作为独立的结构件安装在机壳本体的敞口腔室内部，这样便于根据服务器电子元器件的具体布置位置自主选择气液导流结构的设置位置，根据需求自行增减。

参见图2-图6所示，本实施例的浸没式液冷服务器配套有液冷系统，液冷系统包括热交换器400，冷却介质进液管路501、冷却介质出液管路502和循环泵600，所述的冷却介质进液管路501连通所述热交换器400与服务器机壳100的进液口，所述的冷却介质出液管路502连通所述热交换器400与服务器机壳100的出液口，所述的循环泵600设置在冷却介质进液管路501上，循环泵600驱动冷却介质在热交换器400与服务器机壳100之间循环，所述的热交换器400包括换热介质管路700，换热介质管路700内通入换热介质，换热介质与热交换器400内通入的冷却介质之间进行热交换，换热介质将所述冷却介质的热量吸收，进行热量交换后的冷却介质再次被循环泵600驱动进入服务器机壳100进行服务器电子元器件散热。

本实施例的服务器电子元器件301包括处理器芯片，如CPU、GPU等。

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种浸没式液冷服务器，其特征在于，包括：

服务器机壳，内部具有密封腔室，所述密封腔室内填充冷却介质；

服务器主板，设置在所述服务器机壳的密封腔室内，浸没在所述冷却介质中，所述服务器主板上集成设置多个服务器电子元器件；

和气液导流结构，设置在所述服务器机壳内，位于至少两个服务器电子元器件之间，用于引导蒸汽流/气泡流的流向以避开服务器电子元器件。

2.根据权利要求1所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述服务器主板上沿竖直方向至少设置两个服务器电子元器件，所述的气液导流结构包括设置在上下相邻两个服务器电子元器件之间的第一气液导流结构，所述的第一气液导流结构阻挡位于下部的服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流上升流向位于上部的服务器电子元器件，并引流至位于上部的服务器电子元器件的一侧或者两侧。

3.根据权利要求2所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第一气液导流结构包括第一导流壁，所述第一导流壁在水平面上的水平投影具有一定的延伸长度，所述第一导流壁将位于下部的服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部的服务器电子元器件的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第一导流壁与竖直方向呈倾斜设置，所述服务器主板上集成设置多列服务器电子元器件，各列上下相邻两个服务器电子元器件之间分别设置第一导流壁，位于同一行上相邻两列的第一导流壁的倾斜方向相同。

5.根据权利要求2所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第一气液导流结构包括固定连接的第二导流壁和第三导流壁，所述第二导流壁将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的一侧，所述第三导流壁将位于下部服务器电子元器件散热形成的蒸汽流/气泡流引流至位于上部服务器电子元器件的另一侧。

6.根据权利要求5所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述第一气液导流结构包括水平挡流壁，所述第二导流壁和第三导流壁位于所述水平挡流壁的两端，所述第二导流壁的一端靠近或者连接所述水平挡流壁的一端，第二导流壁的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件方向倾斜延伸，所述第三导流壁的一端靠近或者连接所述水平挡流壁的另一端，第三导流壁的另一端朝向所述位于上部服务器电子元器件方向倾斜延伸。

7.根据权利要求5或6所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述的气液导流结构包括设置在上部相邻两个并列服务器电子元器件之间的第二气液导流结构，所述第二气液导流结构用于阻挡上升的蒸汽流/气泡流在水平方向相互串流。

8.根据权利要求7所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述的第二气液导流结构包括设置于相邻两个并列服务器电子元器件之间的竖向挡流壁，所述第二导流壁或者第三导流壁的端部或者端部沿延伸方向的延长线与所述竖向挡流壁相交。

9.根据权利要求7所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，设置有所述第二气液导流结构的相邻两个并列服务器电子元器件中至少一个下部的服务器电子元器件的功耗高于预设阈值。

10.根据权利要求1所述的一种浸没式液冷服务器，其特征在于，所述的服务器机壳包括机壳本体和机壳盖板，所述的机壳本体内部具有敞口腔室，所述的机壳盖板封盖在所述机壳本体的敞口腔室的敞口端构成密封腔室，所述的气液导流结构集成设置于所述机壳盖板上，或者所述的气液导流结构作为独立的结构件安装在机壳本体的敞口腔室内部。