TWI782448B - 具有液冷系統的電子設備 - Google Patents

Abstract

一種具有液冷系統的電子設備，包括：機殼，具有一安裝插槽；熱交換器，設置於上述機殼內；抽取式裝置，設置於上述安裝插槽內，且包括一殼體以及設置於上述殼體內的一第一水泵；輸送管，連接於上述熱交換器以及上述第一水泵；以及滑動機構，設置於上述機殼內，且連接於上述輸送管。當上述抽取式裝置移動至一安裝位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一收納位置。當上述抽取式裝置移動至一拆卸位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一伸展位置，其中上述伸展位置相較於上述收納位置更靠近上述安裝插槽。

Description

具有液冷系統的電子設備

本發明有關於一種電子設備，尤指一種具有液冷系統的電子設備。

伺服器(server)可用以處理大量的資料運算，已廣泛應用於通訊、資料處理、以及人工智慧等產業。為了處理大量的資料運算，當伺服器運作時會產生大量的熱量，因此對於散熱的效能具有極高的要求。

目前習知的伺服器主要是利用多個風扇設置於機殼內，以利用氣流來進行散熱。然而，當伺服器更新提升效能後，原有的氣冷式散熱已不符合需求。因此，如何以液冷系統來提高伺服器的散熱效能，為當今急需解決的技術問題。

有鑑於此，在本發明中於伺服器等電子設備中，安裝了液冷系統來提高伺服器的散熱效能。此外，液冷系統利用了伺服器既有的風扇散熱結構，藉以減少伺服器的設計成本，且可降低伺服器由風冷系統更新至水冷系統的建置成本。

本發明一實施例揭露一種具有液冷系統的電子設備，包括：機殼，具有一安裝插槽；熱交換器，設置於上述機殼內；抽取式裝置，設置於上述安裝插槽內，且包括一殼體以及設置於上述殼體內的一第一水泵；輸送管，連接於上述熱交換器以及上述第一水泵；以及滑動機構，設置於上述機殼內，且連接於上述輸送管。當上述抽取式裝置移動至一安裝位置時，上述輸送管帶動上 述滑動機構至一收納位置。當上述抽取式裝置移動至一拆卸位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一伸展位置，其中上述伸展位置相較於上述收納位置更靠近上述安裝插槽。

根據本發明一實施例，上述滑動機構靠近於上述安裝插槽。上述滑動機構包括滑軌，設置於上述機殼的一側壁；滑塊，可移動地設置於上述滑軌；以及束帶，固定於上述滑塊，且綁附於上述輸送管。

根據本發明一實施例，上述滑動機構更包括彈簧，連接於上述滑塊以及上述側壁。

根據本發明一實施例，電子設備更包括一蛇管，包覆上述輸送管的一彎曲區段。

根據本發明一實施例，上述抽取式裝置於上述安裝插槽內可沿一移動方向移動。上述蛇管包括多個連接元件。每一上述連接元件樞接於另一上述連接元件。每一上述連接元件沿同一平面轉動，上述平面沿上述移動方向延伸。

根據本發明一實施例，上述機殼更包括一擋板，鄰近於上述蛇管。上述蛇管位於上述擋板以及上述抽取式裝置之間。上述收納位置相較於上述伸展位置更靠近上述擋板，且上述安裝位置相較於上述拆卸位置更靠近上述擋板。

根據本發明一實施例，上述抽取式裝置更包括一蓄水槽，設置於上述第一水泵上，且連接於上述輸送管。上述蓄水槽用以儲存冷卻液。當上述第一水泵運作時，上述蓄水槽內的上述冷卻液流動至上述第一水泵內。

根據本發明一實施例，上述抽取式裝置更包括一感測器，設置於上述蓄水槽上。上述感測器用以偵測上述蓄水槽內的上述冷卻液的液面高度。

根據本發明一實施例，上述抽取式裝置更包括一注水接頭，設置於上述殼體的外側壁，且連接於上述蓄水槽。

根據本發明一實施例，上述抽取式裝置更包括一第二水泵，連接於上述第一水泵以及上述輸送管。上述第一水泵經由上述第二水泵與上述輸送管連接。

根據本發明一實施例，電子設備更包括多個風扇裝置。上述機殼更包括多個風扇插槽，上述風扇裝置可拆卸地設置於上述風扇插槽內。上述安裝插槽以及上述風扇插槽沿一排列方向排列，且上述熱交換器，鄰近於上述風扇裝置。

根據本發明一實施例，電子設備更包括一熱源，設置於上述機殼內；以及一散熱元件，設置於上述熱源上，且連接於上述輸送管。

1:電子設備

10:機殼

11:散熱壁

12:底板

13:側壁

14:風扇插槽

15:安裝插槽

16:擋板

20:風扇裝置

30:抽取式裝置

31:殼體

311:外側壁

312:底部

32:第一水泵

321:第一接頭

322:頂面

33:第二水泵

331:第二接頭

34:蓄水槽

341:底面

342:通孔

343:側壁

35:注水接頭

36:感測器

37:警示燈

40:電源供應器

50:主機板

60:熱源

70:蛇管

71:連接元件

80:滑動機構

81:滑軌

82:滑塊

83:束帶

84:彈簧

D1:排列方向

D2:移動方向

S1:液冷系統

S11:散熱元件

S12:熱交換器

S13:輸送管

S131:彎曲區段

圖1為根據本發明一實施例的具有液冷系統的電子設備的立體圖。

圖2為圖1的部分放大圖。

圖3為根據本發明一實施例的具有液冷系統的電子設備的部分立體圖。

圖4為根據本發明一實施例的抽取式裝置的示意圖。

為了便於本領域普通技術人員理解和實施本發明，下面結合附圖與實施例對本發明進一步的詳細描述，應當理解，本發明提供許多可供應用的發明概念，其可以多種特定型式實施。熟悉此技藝之人士可利用這些實施例或其他實施例所描述之細節及其他可以利用的結構，邏輯和電性變化，在沒有離開本發明之精神與範圍之下以實施發明。

本發明說明書提供不同的實施例來說明本發明不同實施方式的技術特徵。其中，實施例中的各元件之配置係為說明之用，並非用以限制本發明。且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性。其中，圖示和說明書中使用之相同的元件編號係表示相同或類似之 元件。本說明書之圖示為簡化之形式且並未以精確比例繪製。為清楚和方便說明起見，方向性用語(例如頂、底、上、下以及對角)係針對伴隨之圖示說明。而以下說明所使用之方向性用語在沒有明確使用在以下所附之申請專利範圍時，並非用來限制本發明之範圍。

圖1為根據本發明一實施例的具有液冷系統S1的電子設備1的立體圖。圖2為圖1的部分放大圖。圖3為根據本發明一實施例的具有液冷系統S1的電子設備1的部分立體圖。電子設備1可為一伺服器(server)、網通交換機、或是個人電腦。電子設備1具有液冷系統S1，且利用液冷系統S1進行散熱。

電子設備1包括一機殼10、多個風扇裝置20、一抽取式裝置30、一電源供應器40、一主機板50、以及多個熱源60。於圖1至3中，為了清楚的目的省略了機殼10的上蓋。機殼10具有一散熱壁11、一底板12、二側壁13、多個風扇插槽14、以及一安裝插槽15。散熱壁11垂直於底板12延伸，且可沿一排列方向D1延伸。兩側壁13可垂直底板12延伸，且可相互平行。此外，兩側壁13可連接於散熱壁11的兩端，且可垂直於散熱壁11及/或沿一移動方向D2延伸。前述散熱壁11以及側壁13可連接於底板12的邊緣。前述移動方向D2可垂直於排列方向D1。

風扇插槽14以及安裝插槽15穿過散熱壁11。風扇插槽14以及安裝插槽15可沿排列方向D1排列。於本實施例中，機殼10具有三個風扇插槽14，但風扇插槽14的數目並不於以限制。於本實施例中，安裝插槽15可連接於一個側壁13。於另一實施例中，安裝插槽15可位於兩個風扇插槽14之間。

風扇裝置20可拆卸地設置於風扇插槽14內。於本實施例中安裝插槽15的結構與尺寸配合於風扇插槽14，因此風扇裝置20亦可拆卸地設置於安裝插槽15中。當液冷系統S1置拆除後，可安裝另一風扇裝置20至安裝插槽15中，使得電子設備1具有更為彈性的散熱系統。

抽取式裝置30可拆卸地設置於安裝插槽15。於本實施例中，抽取式裝置30可沿移動方向D2安裝或是拆除於安裝插槽15內。由於本實施例中安裝 插槽15的結構與尺寸配合於風扇插槽14，因此抽取式裝置30可應用於既有的電子設備1的風扇插槽，進而可減少電子設備1的製作成本。

電源供應器40設置於機殼10內，且可穿過散熱壁11。電源供應器40、風扇裝置20、以及抽取式裝置30可沿排列方向D1排列。於本實施例中，風扇裝置20可設置於電源供應器40以及抽取式裝置30之間。然而，電源供應器40、風扇裝置20以及抽取式裝置30於排列方向D1上的排列順序可依據需要作變更。

主機板50設置於機殼10內，且可固定於底板12上。主機板50可位於兩個側壁13之間，且鄰近於兩側壁13。熱源60位於機殼10內，且設置於主機板50上。於本實施例中，熱源60可為中央處理器、記憶體、或是控制器等晶片，但並不以此為限。

液冷系統S1包括多個散熱元件S11、一熱交換器S12、以及一輸送管S13。散熱元件S11設置於熱源60上，且散熱元件S11可填充有冷卻液。舉例而言，冷卻液可包括水、丙二醇、以及/或乙醇，但並不以此為限。熱交換器S12設置於機殼10內，且可固定於底板12。熱交換器S12內可填充有冷卻液。於本實施例中，熱交換器S12可為長條形板狀結構，且可沿排列方向D1延伸。熱交換器S12鄰近於多個風扇裝置20。

輸送管S13連接於散熱元件S11以及熱交換器S12，且於輸送管S13內填充有冷卻液。熱源60所產生的熱量傳到至散熱元件S11，且傳導至散熱元件S11內的冷卻液。經由散熱元件S11加熱後的冷卻液經由輸送管S13傳輸至熱交換器S12內。加熱後的冷卻液可將熱量傳導至熱交換器S12。當風扇裝置20啟動後產生氣流，上述氣流可通過熱交換器S12內的鰭片(圖未示)，並帶走熱交換器S12的熱量，進而降低冷卻液的溫度。

圖4為根據本發明一實施例的抽取式裝置30的示意圖。抽取式裝置30包括一殼體31、一第一水泵32、一第二水泵33、以及一蓄水槽34。輸送管S13連接至蓄水槽34以及第二水泵33，且第一水泵32可經由第二水泵33連接於輸送 管S13。於一些實施例中，抽取式裝置30可不包括第二水泵33，且第一水泵32直接與輸送管S13連接。

上述第一水泵32、第二水泵33、以及蓄水槽34可為圖1的液冷系統S1的一部分。經由熱交換器S12冷卻後的冷卻液經由輸送管S13輸送到蓄水槽34，當第一水泵32及/或第二水泵33運作時，冷卻液由蓄水槽34流入第一水泵32以及第二水泵33。最後，冷卻後的冷卻液經由第一水泵32及/或第二水泵33的加壓經由輸送管S13流至散熱元件S11內，進而可對熱源60進行散熱。加熱後的冷卻液於熱交換器S12內冷卻，進而完成一次冷卻循環。

如圖2至圖4所示，殼體31可於安裝插槽15內沿移動方向D2移動。當抽取式裝置30位於如圖2的一安裝位置時，抽取式裝置30位於安裝插槽15內，且殼體31卡合於安裝插槽15內，且殼體31的外側壁311可位於或是鄰近於安裝插槽15於散熱壁11上的開口。當抽取式裝置30位於如圖3的一拆卸位置時，殼體31的外側壁311位於機殼10外側，且遠離安裝插槽15。

如圖4所示，第一水泵32設置於殼體31內，且可拆卸地固定於殼體31的底部312。於本實施例中，底部312可沿移動方向D2延伸，外側壁311可垂直於底部312。第二水泵33連接於第一水泵32以及輸送管S13，且可拆卸地固定於殼體31的底部312。於本實施例中，第一水泵32可具有一第一接頭321，且第二水泵33可具有第二接頭331。第一接頭321可拆卸地連接於第二接頭331。換句話說，第一水泵32經由第一接頭321以及第二接頭331直接連接於第二水泵33。

藉由第一水泵32以及第二水泵33，液冷系統S1可提供更大的壓力於冷卻液，進而可提高冷卻液於輸送管S13內的流速。此外，當第一水泵32或是第二水泵33中之一者損壞時，另一個第一水泵32或是第二水泵33亦可對冷卻液提供壓力，以維持液冷系統S1的運作。

蓄水槽34設置於第一水泵32上。蓄水槽34用以儲存冷卻液，當上述第一水泵32運作時，蓄水槽34內的冷卻液流動至第一水泵32內。於本實施例中，蓄水槽34可直接連接於第一水泵32，蓄水槽34的底面341可貼合於第一水泵 32的頂面322。蓄水槽34具有多個通孔342形成於底面341。蓄水槽34內的冷卻液可直接藉由重力經由通孔342流動至第一水泵32內，進而可增加液冷系統S1的效率。

於本實施例中，抽取式裝置30可更包括一注水接頭35以及一感測器36。注水接頭35設置於殼體31的外側壁311，且連接於蓄水槽34的側壁343。冷卻液可經由注水接頭35注入蓄水槽34內。由於注水接頭35設置於抽取式裝置30的外側壁311，因此使用者不需要拆卸抽取式裝置30或是電子設備1，即可對蓄水槽34補充冷卻液，增加了補充冷卻液的便利性。

感測器36設置於蓄水槽34上。感測器36用以偵測蓄水槽34內的冷卻液的液面高度。於本實施例中，感測器36可為超音波感測器。感測器36用以發出超音波，至冷卻液的液面，並接收被冷卻液的液面所反射的超音波，藉以偵測冷卻液的液面高度。當感測器36偵測到冷卻液的液面高度低於注水接頭35的高度時，可傳送提醒訊號至電子設備1，進而提醒使用者補充冷卻液。

於本實施例中，抽取式裝置30更包括一警示燈37，設置於殼體31的外側壁311。警示燈37電性連接於感測器36與電子設備1。警示燈37依據提醒訊號發出警示光。

如圖2及圖3所示，機殼10更包括擋板16以及滑動機構80。擋板16可垂直於移動方向D2延伸。擋板16與安裝插槽15之間形成一理線區域。輸送管S13的兩個彎曲區段S131位於理線區域內。電子設備1更包括一蛇管70，包覆於輸送管S13的兩個彎曲區段S131。擋板16鄰近於蛇管70，且蛇管70位於擋板16以及抽取式裝置30之間。蛇管70包括多個連接元件71。每一連接元件71樞接於另一連接元件71。蛇管70可沿一平面彎折，且每一連接元件71沿同一平面轉動。換句話說，蛇管70限制了彎曲區段S131沿前述平面移動。前述平面可沿移動方向D2及/或排列方向D1延伸。

滑動機構80設置於機殼10內，且連接於輸送管S13。於本實施例中，滑動機構80可位於理線區域內，且靠近安裝插槽15以及擋板16。此外，滑 動機構80可沿移動方向D2移動。滑動機構80可包括一滑軌81、一滑塊82、一束帶83以及一彈簧84。滑軌81設置於機殼10的一側壁13，且可沿移動方向D2延伸。於本實施例中，滑軌81與機殼10可為一體成形的結構。

滑塊82可移動地設置於滑軌81。滑塊82可沿移動方向D2相對於滑軌81移動。換句話說，滑塊82可於理線區域內沿移動方向D2移動。束帶83固定於滑塊82，且綁附於輸送管S13。彈簧84的一端連接於滑塊82，且彈簧84的另一端連接於機殼10的側壁13。彈簧84可提供一拉力至滑塊82。

如圖2、3所示，當抽取式裝置30由圖3的拆卸位置移動至圖2的安裝位置時，輸送管S13帶動滑動機構80的滑塊82移動至一收納位置。此外，彈簧84亦提供拉力使滑塊82移動至收納位置。如圖2所示，於收納位置時，蛇管70沿一平面彎曲，且限制輸送管S13的兩彎曲區段S131沿相同的平面彎曲。擋板16可將限制蛇管70以及輸送管S13的彎曲區段S131限制於理線區域內。

如圖2、3所示，當抽取式裝置30由圖2的安裝位置移動至圖3的拆卸位置時，輸送管S13帶動滑動機構80的滑塊82移動至一伸展位置。此外，收納位置相較於伸展位置更靠近擋板16。如圖3所示，於伸展位置時，蛇管70彎曲程度較滑塊82於圖2的收納位置時的彎曲程度小。

因此，於本實施例中，可藉由滑動機構80以及蛇管70將輸送管S13的彎曲區段S131進行理線，防止輸送管S13的彎曲區段S131交纏或是以不適當的方式彎曲而造成的輸送管S13的損壞。

本發明藉由將液冷系統的水泵以及蓄水槽等元件安裝至抽取式裝置內，可提高維修液冷系統的便利度。此外，本發明可將既有機殼內的一個風扇裝置取代為抽取式裝置，因此可減少液冷系統的設置成本，且水泵以及蓄水槽等元件可不佔用機殼內主機板的利用空間。再者，本發明利用滑動機構以及蛇管，使得當安裝或拆除抽取式裝置時，可防止輸送管交纏或是不適當的方式彎曲而造成輸送管的損壞。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

1:電子設備

10:機殼

11:散熱壁

12:底板

13:側壁

14:風扇插槽

15:安裝插槽

20:風扇裝置

30:抽取式裝置

40:電源供應器

50:主機板

60:熱源

D1:排列方向

D2:移動方向

S1:液冷系統

S11:散熱元件

S12:熱交換器

S13:輸送管

Claims (8)

1. 一種具有液冷系統的電子設備，包括：機殼，具有一安裝插槽；熱交換器，設置於上述機殼內；抽取式裝置，設置於上述安裝插槽內，且包括一殼體以及設置於上述殼體內的一第一水泵；輸送管，連接於上述熱交換器以及上述第一水泵；蛇管，包覆上述輸送管的一彎曲區段；以及滑動機構，設置於上述機殼內，且連接於上述輸送管；其中當上述抽取式裝置移動至一安裝位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一收納位置，當上述抽取式裝置移動至一拆卸位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一伸展位置，其中上述滑動機構於上述伸展位置相較於上述滑動機構於上述收納位置更靠近上述安裝插槽，其中上述抽取式裝置於上述安裝插槽內可沿一移動方向移動，上述蛇管包括多個連接元件，每一上述連接元件樞接於另一上述連接元件，每一上述連接元件沿同一平面轉動，上述平面沿上述移動方向延伸。
2. 如請求項1所述的具有液冷系統的電子設備，其中上述滑動機構靠近於上述安裝插槽，且包括：滑軌，設置於上述機殼的一側壁；滑塊，可移動地設置於上述滑軌；以及束帶，固定於上述滑塊，且綁附於上述輸送管。
3. 如請求項2所述的具有液冷系統的電子設備，其中上述滑動機構更包括彈簧，連接於上述滑塊以及上述側壁。
4. 一種具有液冷系統的電子設備，包括：機殼，具有一安裝插槽；熱交換器，設置於上述機殼內；抽取式裝置，設置於上述安裝插槽內，且包括一殼體以及設置於上述殼體內的一第一水泵；輸送管，連接於上述熱交換器以及上述第一水泵；蛇管，包覆上述輸送管的一彎曲區段；以及滑動機構，設置於上述機殼內，且連接於上述輸送管；其中當上述抽取式裝置移動至一安裝位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一收納位置，當上述抽取式裝置移動至一拆卸位置時，上述輸送管帶動上述滑動機構至一伸展位置，其中上述滑動機構於上述伸展位置相較於上述滑動機構於上述收納位置更靠近上述安裝插槽，其中上述機殼更包括一擋板，鄰近於上述蛇管，且上述蛇管位於上述擋板以及上述抽取式裝置之間，其中上述滑動機構於上述收納位置相較於上述滑動機構於上述伸展位置更靠近上述擋板，且上述抽取式裝置於上述安裝位置相較於上述抽取式裝置於上述拆卸位置更靠近上述擋板。
5. 如請求項1所述的具有液冷系統的電子設備，其中上述抽取式裝置更包括一蓄水槽，設置於上述第一水泵上，且連接於上述輸送管，上述蓄水槽用以儲存冷卻液，其中當上述第一水泵運作時，上述蓄水槽內的上述冷卻液流動至上述第一水泵內。
6. 如請求項5所述的具有液冷系統的電子設備，其中上述抽取式裝置更包括一感測器，設置於上述蓄水槽上，其中上述感測器用以偵測上述蓄水槽內的上述冷卻液的液面高度。
7. 如請求項1所述的具有液冷系統的電子設備，其中上述抽取式裝置更包括一第二水泵，連接於上述第一水泵以及上述輸送管，且上述第一水泵經由上述第二水泵與上述輸送管連接。
8. 如請求項1所述的具有液冷系統的電子設備，更包括多個風扇裝置，上述機殼更包括多個風扇插槽，上述風扇裝置可拆卸地設置於上述風扇插槽內，其中上述安裝插槽以及上述風扇插槽沿一排列方向排列，且上述熱交換器鄰近於上述風扇裝置。

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