TWI784614B - 伺服裝置與承載殼體 - Google Patents

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TWI784614B
TWI784614B TW110124905A TW110124905A TWI784614B TW I784614 B TWI784614 B TW I784614B TW 110124905 A TW110124905 A TW 110124905A TW 110124905 A TW110124905 A TW 110124905A TW I784614 B TWI784614 B TW I784614B
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蔡水發
林宗偉
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Abstract

一種伺服裝置包含一承載殼體、一電子組件及一水冷組件。電子組件包含一電路板及一第一熱源，電路板設置於承載殼體。第一熱源設置於電路板。水冷組件，置於承載殼體。水冷組件包含一入水流管、一出水流管及一第一熱交換器。入水流管與出水流管並排設置，且第一熱源介於入水流管與出水流管之間。第一熱交換器具有一第一入水口及一第一出水口。第一熱交換器之第一入水口連通於入水流管。第一熱交換器之第一出水口連通於出水流管。第一熱交換器熱耦合於第一熱源。

Description

伺服裝置與承載殼體
本發明係關於一種伺服裝置與承載殼體，特別是一種液冷式伺服裝置與承載殼體。
目前伺服器廣為各企業所使用，其發展的範圍結合了網際網路與電信業的應用，也深入到一般人生活中，例如金融、財經、網路銀行、網路信用卡的使用、人工智慧等，這些都必需靠著伺服器強大的運算能力才能做到。以人工智慧為例，因人工智慧技術需要更大量的運算處理，故需搭配大量的高效能處理器。不過，高效能處理器亦會隨之帶來大量的廢熱，若這些廢熱無法即時排出伺服器外，則累積的廢熱恐會造成高效能顯示卡的運算效能降低，甚或導致熱當。
現有的作法是在伺服器內部加設開放式水冷系統，以透過水冷的方式來將高效能處理器所產生的熱能移至伺服器外部。然而，目前開放式水冷系統在伺服器內部的管路設計複雜，需交錯於記憶體與中央處理器之間，但又因為此空隙狹窄，造成水路設計困難度與安裝困難度的增加。
本發明在於提供一種伺服裝置與承載殼體，藉以降低管路設計的困難度與安裝困難度。
本發明之一實施例所揭露之伺服裝置包含一承載殼體、一電子組件及一水冷組件。電子組件包含一電路板及一第一熱源，電路板設置於承載殼體。第一熱源設置於電路板。水冷組件，置於承載殼體。水冷組件包含一入水流管、一出水流管及一第一熱交換器。入水流管與出水流管並排設置，且第一熱源介於入水流管與出水流管之間。第一熱交換器具有一第一入水口及一第一出水口。第一熱交換器之第一入水口連通於入水流管。第一熱交換器之第一出水口連通於出水流管。第一熱交換器熱耦合於第一熱源。
本發明之另一實施例所揭露之承載殼體包含一底板及二側組件。二側組件各包含一側板及一中空流管。二側板分別連接於底板之相對兩側。二中空流管分別固定於二側板。
本發明之另一實施例所揭露之承載殼體包含一底板及二側板。二側板分別連接於底板之相對兩側，並各具有一流體通道。
根據上述實施例之伺服裝置與承載殼體，由於內部熱交換器或散熱器僅需連接於兩側的流管，使得內部熱交換器或散熱器與兩側的流管連接的管路概呈平行排列，故可簡化內部流管的複雜度。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
10:伺服裝置
100:承載殼體
101:入風側
102:出風側
110:底板
120:側板
121:讓位缺口
200:電子組件
210:電路板
220:第一熱源
230:第二熱源
300:水冷組件
310:入水流管
311:流體通道
312:外接口
313、314、315:內接口
320:出水流管
321:流體通道
322:外接口
323、324、325:內接口
330:第一熱交換器
331:第一入水口
332:第一出水口
340:第二熱交換器
341:第二入水口
342:第二出水口
350:散熱器
351:散熱入水口
352:散熱出水口
360:氣流產生器
410、420:快拆接頭
10a:伺服裝置
100a:承載殼體
101a:入風側
102a:出風側
110a:底板
120a:側板
121a:流體通道
122a:外接口
123a、124a、125a:內接口
200a:電子組件
210a:電路板
220a:第一熱源
230a:第二熱源
300a:水冷組件
330a:第一熱交換器
331a:第一入水口
332a:第一出水口
340a:第二熱交換器
341a:第二入水口
342a:第二出水口
350a:散熱器
351a:散熱入水口
352a:散熱出水口
360a:氣流產生器
410a、420a:快拆接頭
圖1為根據本發明第一實施例所述之伺服裝置的立體示意圖。
圖2為圖1的分解示意圖。
圖3為圖1的剖面示意圖。
圖4為根據本發明第二實施例所述之伺服裝置的立體示意圖。
圖5為圖4的分解示意圖。
圖6為圖4的剖面示意圖。
請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之伺服裝置10的立體示意圖。圖2為圖1的分解示意圖。圖3為圖1的剖面示意圖。
本實施例之伺服裝置10包含一承載殼體100、一電子組件200及一水冷組件300。承載殼體100例如為伺服器之承載盤，並例如可滑移地設置於機櫃(未繪示)。承載殼體100具有相對的一入風側101及一出風側102。承載殼體100內部的散熱氣流會自入風側101朝出風側102流動。承載殼體100包含一底板110及二側板120。二側板120分別連接於底板110之相對兩側。二側板120各具有多個讓位缺口121。讓位缺口121的功用容後一併說明。
電子組件200位於二側板120之間，並包含一電路板210及一第一熱源220及一第二熱源230。電路板210設置於承載殼體100， 第一熱源220與第二熱源230例如為中央處理器並設置於電路板210，且第一熱源220較第二熱源230靠近出風側102。
水冷組件300包含一入水流管310、一出水流管320及一第一熱交換器330。此外，水冷組件300還可以包含一第二熱交換器340及一散熱器350。
入水流管310與出水流管320分別設置於二側板120遠離電子組件200之一側。也就是說，入水流管310與出水流管320設置於側板120之外側，且並排設置。並且，第一熱源220介於入水流管310與出水流管320之間。
在本實施例中，入水流管310與出水流管320例如為中空擠型管，且入水流管310與出水流管320各具有一流體通道311、321、一外接口312、322及多個內接口313、314、315、323、324、325。入水流管310與出水流管320之外接口312、322鄰近於承載殼體100之出風側102。入水流管310之外接口312、與這些內接口313、314、315連通於入水流管310的流體通道311。出水流管320之外接口322與這些內接口323、324、325連通於出水流管320的流體通道321。此外，各讓位缺口121分別對應各內接口313、314、315、323、324、325。
第一熱交換器330例如為水冷板，並熱耦合於第一熱源220。第一熱交換器330具有一第一入水口331及一第一出水口332。第一熱交換器330之第一入水口331直接連通或是例如透過流管連通於入水流管310之內接口313。第一熱交換器330之第一出水口332直接連通或是例如透過流管連通於出水流管320之內接口323。
第二熱交換器340例如為水冷板，並熱耦合於第二熱源230。第二熱交換器340具有一第二入水口341及一第二出水口342。第二熱交換器340之第二入水口341直接連通或是例如透過流管連通於入水流管310之內接口314。第二熱交換器340之第二出水口342直接連通或是例如透過流管連通於出水流管320之內接口324。
散熱器350例如為水冷排，並具有至少一散熱入水口351及至少一散熱出水口352，散熱器350之至少一散熱入水口351直接連通或是例如透過流管連通於入水流管310之內接口315。散熱器350之至少一散熱出水口352直接連通或是例如透過流管連通於出水流管320之內接口325。
在本實施例中，第一熱交換器330、第二熱交換器340與散熱器350為並聯設置。
在本實施例中，散熱器350位於承載殼體100的入風側101。水冷組件300還可包含一氣流產生器360，氣流產生器360設置於散熱器350，且氣流產生器360用以產生氣流自入風側101流向出風側102，或是讓自入風側101流向出風側102的氣流加速。當氣流自入風側101流向出風側102時，會先經過散熱器350的冷卻而變成冷風，並透過此冷風可對電子組件200來進行散熱。
在本實施例中，伺服裝置10還可以包含二快拆接頭410、420。二快拆接頭410、420分別裝設於入水流管310之外接口312與出水流管320之外接口322，以提升外部流管與入水流管310及出水流管320的組裝效率。
由於內部熱交換器或散熱器350僅需連接於兩側的入水流管310與出水流管320，使得內部熱交換器或散熱器350與兩側的入水流管310與出水流管320連接的管路概呈平行排列，故可簡化內部流管的複雜度。此外，內部熱交換器或散熱器350已透過入水流管310與出水流管320統一於外接口312、322對外連接，故可簡化水冷組件300之水路組裝複雜度。
此外，入風側101加裝散熱器350，搭配約15~20度的冷水，將散熱器350的冷水與環溫空氣做熱交換。如此一來，可降低流入系統之冷卻氣流的溫度，以提升冷卻氣流對記憶體等熱交換器未直接接觸的熱源的熱交換效率。
此外，內部熱交換器或散熱器350為並聯，可避免習知水冷串聯所造成下遊熱源需承受較高入水水溫而導致下遊熱源溫度過高的問題。
在本實施例中，入水流管310與出水流管320的外形呈方體，以便於供一滑軌(未繪示)設置。不過，入水流管310與出水流管320的外形並非用以限制本發明。在其他實施例中，入水流管與出水流管的外形也可以改為圓柱體或楕圓柱體。
在本實施例中，入水流管310與出水流管320係設置於二側板120之外側，但並不以此為限。在其他實施例中，入水流管與出水流管也可以設置於二側板之內側。
在本實施例中，內接口313、314、315、323、324、325的數量為多個，但並不以此為限。在其他實施例中，內接口的數量也可以為單個，或依據熱交換器與散熱器的總數來決定。
在本實施例中，讓位缺口121的數量為多個，但並不以此為限。在其他實施例中，讓位缺口的數量也可以為單個，或依據熱交換器與散熱器的總數來決定。或是，若側板未擋住內接口或是入水流管與出水流管設置於二側板之內側，則亦可無讓位缺口之設計。
在本實施例中，水冷組件300包含第二熱交換器340與散熱器350，但並不以此為限。在其他實施中，水冷組件300亦可不包含第二熱交換器340與散熱器350。
在本實施例及其他實施中，若以承載殼體的角度來說明，入水流管與出水流管亦可視為承載殼體的一部分。詳細來說，承載殼體包含一底板及二側組件。側組件各包含一側板及一中空流管。二側板分別連接於底板之相對兩側。二中空流管分別固定於二側板。二中空流管即為上述之入水流管與出水流管。
請參閱圖4至圖6。圖4為根據本發明第二實施例所述之伺服裝置10a的立體示意圖。圖5為圖4的分解示意圖。圖6為圖4的剖面示意圖。
本實施例之伺服裝置10a包含一承載殼體100a、一電子組件200a及一水冷組件300a。承載殼體100a例如為伺服器之承載盤，並例如可滑移地設置於機櫃(未繪示)。承載殼體100a具有相對的一入風側101a及一出風側102a。承載殼體100a內部的散熱氣流會自入風側101a 朝出風側102a流動。承載殼體100a包含一底板110a及二側板120a。二側板120a分別連接於底板110a之相對兩側，並各具有一流體通道121a。
此外，二側板120a各具有一外接口122a及多個內接口123a、124a、125a。同一側板120a中之外接口122a與至少一內接口123a、124a、125a連通於流體通道121a。外接口122a鄰近於承載殼體100a之一出風側102a。至少一內接口123a、124a、125a位於側板120a靠近另一側板120a之一側。
電子組件200a位於二側板120a之間，並包含一主機板及一第一熱源220a及一第二熱源230a。主機板設置於承載殼體100a，第一熱源220a與第二熱源230a例如為中央處理器並設置於主機板，且第一熱源220a較第二熱源230a靠近出風側102a。
水冷組件300a包含一第一熱交換器330a、一第二熱交換器340a及一散熱器350a。
第一熱交換器330a例如為水冷板，並熱耦合於第一熱源220a。第一熱交換器330a具有一第一入水口331a及一第一出水口332a。第一熱交換器330a之第一入水口331a直接連通或是例如透過流管連通於其中一側板120a之內接口123a。第一熱交換器330a之第一出水口332a直接連通或是例如透過流管連通於另一側板120a之內接口123a。
第二熱交換器340a例如為水冷板，並熱耦合於第二熱源230a。第二熱交換器340a具有一第二入水口341a及一第二出水口342a。第二熱交換器340a之第二入水口341a直接連通或是例如透過流管連通 於其中一側板120a之內接口124a。第二熱交換器340a之第二出水口342a直接連通或是例如透過流管連通於另一側板120a之內接口124a。
散熱器350a例如為水冷排，並具有至少一散熱入水口351a及至少一散熱出水口352a，散熱器350a之至少一散熱入水口351a直接連通或是例如透過流管連通於其中一側板120a之內接口125a。散熱器350a之至少一散熱出水口352a直接連通或是例如透過流管連通於另一側板120a之內接口125a。
在本實施例中，第一熱交換器330a、第二熱交換器340a與散熱器350a為並聯設置。
在本實施例中，散熱器350a位於承載殼體100a的入風側101a。水冷組件300a更包含一氣流產生器360a，氣流產生器360a設置於散熱器350a，且氣流產生器360a用以產生氣流自入風側101a流向出風側102a，或是讓自入風側101a流向出風側102a的氣流加速。當氣流自入風側101a流向出風側102a時，會先經過散熱器350a的冷卻而變成冷風，並透過此冷風可對電子組件200a來進行散熱。
在本實施例中，伺服裝置10a還可以包含二快拆接頭410a、420a。二快拆接頭410a、420a分別裝設於側板120a之外接口122a，以提升外部流管(未繪示)與側板120a的組裝效率。
由於內部熱交換器或散熱器350a僅需連接於兩側的其中一側板120a之流體通道121a與另一側板120a之流體通道121a，使得內部熱交換器或散熱器350a與兩側的流體通道121a連接的管路概呈平行排列，故可簡化內部流管的複雜度。此外，內部熱交換器或散熱器350a 已透過具流體通道121a的二側板120a統一於外接口122a對外連接，故可簡化水冷組件300a之水路組裝複雜度。
此外，入風側101a加裝散熱器350a，搭配約15~20度的冷水，將散熱器350a的冷水與環溫空氣做熱交換。如此一來，可降低流入系統之冷卻氣流的溫度，以提升冷卻氣流對記憶體等熱交換器未直接接觸的熱源的熱交換效率。
此外，內部熱交換器或散熱器350a為並聯，可避免習知水冷串聯所造成下遊熱源需承受較高入水水溫而導致下遊熱源溫度過高的問題。
根據上述實施例之伺服裝置與承載殼體，由於內部熱交換器或散熱器僅需連接於兩側的流管，使得內部熱交換器或散熱器與兩側的流管連接的管路概呈平行排列，故可簡化內部流管的複雜度。此外，內部熱交換器或散熱器已透過二側流管統一於外接口、對外連接，故可簡化水冷組件之水路組裝複雜度。
此外，於入風側加裝散熱器，並搭配約15~20度的冷水，可將散熱器的冷水與環溫空氣做熱交換。如此一來，可降低流入系統之冷卻氣流的溫度，以提升冷卻氣流對記憶體等熱交換器未直接接觸的熱源的熱交換效率。
此外，內部熱交換器或散熱器為並聯，可避免習知水冷串聯所造成下遊熱源需承受較高入水水溫而導致下遊熱源溫度過高的問題。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10:伺服裝置
100:承載殼體
101:入風側
102:出風側
110:底板
120:側板
121:讓位缺口
200:電子組件
210:電路板
220:第一熱源
230:第二熱源
310:入水流管
312:外接口
313、314、315:內接口
320:出水流管
322:外接口
323、324、325:內接口
330:第一熱交換器
331:第一入水口
332:第一出水口
340:第二熱交換器
341:第二入水口
342:第二出水口
350:散熱器
351:散熱入水口
352:散熱出水口
360:氣流產生器
410、420:快拆接頭

Claims (17)

  1. 一種伺服裝置，包含：一承載殼體；一電子組件，包含一電路板及一第一熱源，該電路板設置於該承載殼體，該第一熱源設置於該電路板；以及一水冷組件，設置於該承載殼體，該水冷組件包含：一入水流管與一出水流管，該入水流管與該出水流管並排設置，且該第一熱源介於該入水流管與該出水流管之間，該入水流管與該出水流管在彼此相面對的兩表面各具有多個內接口；以及一第一熱交換器，具有一第一入水口及一第一出水口，該第一熱交換器之該第一入水口連通於該入水流管之其中一該內接口，該第一熱交換器之該第一出水口連通於該出水流管之其中一該內接口，該第一熱交換器熱耦合於該第一熱源。
  2. 如請求項1所述之伺服裝置，其中該承載殼體包含一底板及二側板，該二側板分別連接於該底板之相對兩側，該電子組件位於該二側板之間，該入水流管與該出水流管分別設置於該二側板遠離該電子組件之一側。
  3. 如請求項1所述之伺服裝置，其中該電子組件更包含一第二熱源，該第二熱源設置於該電路板，該水冷組件更包含一第二熱交換器，該第二熱交換器具有一第二入水口及一第二出水口，該第二熱交換器之該第二入水口連通於該入水流管，該第二熱交換器之該第二出水口連通於該出水流管，該第二熱交換器熱耦合於該第二熱源。
  4. 如請求項3所述之伺服裝置，其中該水冷組件更包含一散熱器，該散熱器具有至少一散熱入水口及至少一散熱出水口，該散熱器之該至少一散熱入水口連通於該入水流管，該散熱器之該至少一散熱出水口連通於該出水流管。
  5. 如請求項4所述之伺服裝置，其中該承載殼體具有相對的一入風側及一出風側，該散熱器位於該承載殼體的該入風側，該水冷組件更包含一氣流產生器，該氣流產生器設置於該散熱器，且該氣流產生器用以產生一氣流自該入風側流向該出風側。
  6. 如請求項4所述之伺服裝置，其中該第一熱交換器、該第二熱交換器與該散熱器為並聯設置。
  7. 如請求項4所述之伺服裝置，其中該第一熱交換器與該第二熱交換器為水冷板，該散熱器為水冷排。
  8. 如請求項1所述之伺服裝置，其中該入水流管與該出水流管用以供一滑軌設置。
  9. 如請求項8所述之伺服裝置，其中該入水流管與該出水流管的外形呈方體。
  10. 如請求項1所述之伺服裝置，其中該入水流管與該出水流管各具有一流體通道及一外接口，該入水流管中之該外接口與該些內接口連通於該入水流管的該流體通道，該出水流管中之該外接口與該些內接口連通於該出水流管的該流體通道，該外接口鄰近於該承載殼體之一出風側，該些內接口分別位於該入水流管靠近或該出水流管之一側與該出水流管靠近或該入水流管之一側。
  11. 一種承載殼體，包含：一底板；以及二側組件，各包含一側板及一中空流管，該二側板分別連接於該底板之相對兩側，該二中空流管分別固定於該二側板，該二中空流管在彼此相面對的兩表面各具有多個內接口。
  12. 如請求項11所述之承載殼體，其中該中空流管的外形呈方體。
  13. 如請求項11所述之承載殼體，其中該二中空流管各具有一流體通道及一外接口，同一該中空流管中之該外接口與該些內接口連通於該流體通道，該外接口鄰近於該承載殼體之一出風側，該些內接口位於其中一該中空流管靠近另一該中空流管之一側。
  14. 如請求項13所述之承載殼體，其中該二側板各具有多個讓位缺口，該些讓位缺口分別對應該些內接口。
  15. 一種承載殼體，包含：一底板；以及二側板，該二側板分別連接於該底板之相對兩側，並各具有一流體通道，該二側板在彼此相面對的兩表面各具有多個內接口。
  16. 如請求項15所述之承載殼體，其中該側板之外形呈方體。
  17. 如請求項15所述之承載殼體，其中該二側板更各具有一外接口，同一該側板中之該外接口與該些內接口連通於該流體通道，該外接口鄰近於該承載殼體之一出風側，該些內接口位於其中一該側板靠近另一該側板之一側。
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