TWI804864B

TWI804864B - 浸沒式冷卻槽、浸沒式冷卻裝置及浸沒式液冷設備

Info

Publication number: TWI804864B
Application number: TW110116836A
Authority: TW
Inventors: 謝忠成; 紀長文; 陳劼辰; 廖以暘; 簡鈺峯; 吳佳鴻
Original assignee: 新加坡商鴻運科股份有限公司
Priority date: 2021-05-10
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2023-06-11
Also published as: TW202244450A

Abstract

一種浸沒式冷卻槽、浸沒式冷卻裝置及浸沒式液冷設備，浸沒式冷卻槽用於容納冷卻液以浸泡發熱部件，包括箱架、槽體和封板；槽體設於箱架內，且包括多個槽壁，多個槽壁圍設形成收容空間，收容空間具有第一開口；封板與槽體可拆卸式連接或可轉動連接，並用於封閉或顯露出第一開口；每個槽壁由熱塑性塑膠製成，且任意兩個相互抵接的槽壁之間採用塑膠焊接的方式固定。通過採用塑膠焊接的方式將多個由熱塑性塑膠製成的槽壁焊接起來，使其具有更好的密封性，槽體內的冷卻液不容易發生洩漏，且減輕了重量，有利於提高產品的使用壽命。

Description

浸沒式冷卻槽、浸沒式冷卻裝置及浸沒式液冷設備

本申請涉及電腦散熱技術領域，尤其涉及一種浸沒式冷卻槽、浸沒式冷卻裝置及浸沒式液冷設備。

目前，浸沒式液冷伺服器是實現綠色節能的有效方式之一。但現有技術中，浸沒式液冷伺服器在生產製造的過程中，冷卻槽體採用的是不銹鋼內膽，並且採用滿焊的方式來實現密封，這種整體的焊接方式，存在費工費時，效率低下，成本高，並且品質不穩定的問題，容易出現焊縫漏液的弊端。

有鑑於此，有必要提供一種密封性好、焊接效率高以及品質穩定的浸沒式冷卻槽、浸沒式冷卻裝置及浸沒式液冷設備，以解決上述問題。

第一方面，本申請的實施例提供一種浸沒式冷卻槽，用於容納冷卻液以浸泡發熱部件，包括箱架、槽體和封板，所述槽體設於箱架內，且包括多個槽壁，所述多個槽壁圍設形成收容空間，所述收容空間具有第一開口，所述槽體上開設有進口和出口，以輸入和輸出所述冷卻液，所述槽壁上均勻設有多個通孔，所述通孔與所述進口連通，用以使冷卻液向所述發熱部件流動；所述封板與所述槽體可拆卸式連接或可轉動連接，並用於封閉或顯露出所述第一開口；每一所述槽壁由熱塑性塑膠製成，且任意兩個相互抵接的所述槽壁之間採用塑膠焊接的方式固定。

通過採用塑膠焊接的方式將多個由熱塑性塑膠製成的槽壁焊接起來，使得浸沒式冷卻槽具有更好的密封性，槽體內的冷卻液不容易發生洩漏，而且也減輕了槽體的重量，有利於提高產品的使用壽命。同時採用塑膠焊接的連接方式也使得浸沒式冷卻槽的焊接效率更高，從而提高浸沒式冷卻槽的生產效率，相較於不銹鋼內膽，通過熱塑性塑膠形成的內膽的價格大約為不銹鋼內容的三分之一，從而降低了浸沒式冷卻槽的生產成本。通過從進口和出口分別輸入和輸出冷卻液，使得槽體內的冷卻液能夠處於冷卻循環系統中，從而提高槽體內發熱部件的散熱效果，同時在槽壁上均勻設置多個通孔，通孔與發熱部件相對應，從而使得每一發熱部件中流動的冷卻液的體積大致相同，從而達到大致相同的散熱頻率。

在本申請的至少一個實施例中，任意兩個相互抵接的所述槽壁之間形成有雙V型焊縫，並在所述雙V型焊縫處進行焊接。

通過在兩個相互抵接的所述槽壁之間設置雙V型焊縫，使得槽壁與槽壁之間焊接固定的更加緊密，保證了槽體的強度和密封性能。

在本申請的至少一個實施例中，所述槽體內設置有固定架，所述固定架上設置有用於供所述發熱部件插入的固定槽，所述固定架通過所述固定槽固定所述發熱部件。

通過將發熱部件固定在固定架上的固定槽內，以使發熱部件安裝的更加穩定，同時也提高了安裝效率。

在本申請的至少一個實施例中，所述封板的一端與多個所述槽壁中的其中一個槽壁鉸接，用以使所述封板能夠封蓋所述第一開口。

通過採用鉸接的方式將封板與槽壁連接，以便於將封板打開或關閉，從而方便工作人員查看槽體內部情況。

在本申請的至少一個實施例中，所述封板採用透明材料製成和/或多個所述槽壁中的至少一個採用透明材料製成。

通過將封板和/或多個所述槽壁中的至少一個槽壁設置成透明狀，能夠方便工作人員查看槽體內部情況。

在本申請的至少一個實施例中，所述浸沒式冷卻槽還包括填充件，所述填充件設於所述槽體內，用於填充所述槽體內多餘的空間。

在槽體內設置填充件，並將填充件放置槽體的多餘空間位置處，從而能夠減少冷卻液的使用，降低冷卻液的體積，以減少浸沒式冷卻槽的成本。

在本申請的至少一個實施例中，所述箱架包括多個框條，所述框條貼附於所述槽體，且所述框條呈空心管狀。

為提高整個浸沒式冷卻槽的強度，在槽體的多個所述槽壁上設置框條，從而提高對槽壁的支撐強度。通過將框條設置為空心管狀，能夠極大限度的降低框條的重量，減輕槽體的負重，從而提高浸沒式冷卻槽的使用壽命。

第二方面，本申請的實施例還提供一種浸沒式冷卻裝置，包括浸沒式冷卻槽以及輸入或輸出所述冷卻液的供液設備，所述供液設備與所述浸沒式冷卻槽連通，所述浸沒式冷卻槽為上述實施例提供的任意一種浸沒式冷卻槽。

通過將上述浸沒式冷卻槽運用到浸沒式冷卻裝置中，能夠大大提高產品的使用壽命，同時浸沒式冷卻槽採用塑焊的方式也能夠在保證產品品質的前提下，極大程度的提高產品的生產效率，從而降低產品的生產成本。

第三方面，本申請的實施例還提供一種浸沒式液冷設備，包括浸沒式冷卻裝置、發熱部件以及用於降低所述發熱部件溫度的冷卻液，所述浸沒式冷卻裝置為上述實施例提供的浸沒式冷卻裝置，所述浸沒式冷卻槽容納所述冷卻液和所述發熱部件，所述發熱部件浸泡於所述冷卻液中。

通過將上述的浸沒式冷卻裝置運用到浸沒式液冷設備中，可使得發熱部件浸泡於冷卻液中，從而對發熱部件進行降溫，提升發熱部件的運行效率。

100:浸沒式冷卻槽

10:箱架

101:框條

20:槽體

201:槽壁

2011:第二“V”型焊縫

2012:第一“V”型焊縫

2013:通孔

202:進口

203:出口

204:收容空間

205:第一開口

30:封板

40:固定架

401:固定槽

50:填充件

200:固定座

300:發熱部件

400:浸沒式冷卻裝置

60:供液設備

500:浸沒式液冷設備

70:冷卻液

圖1為一實施例中浸沒式冷卻槽的封板處於打開狀態下時的立體結構示意圖。

圖2為一實施例中浸沒式冷卻槽的封板處於閉合狀態下時的立體結構示意圖。

圖3為一實施例中浸沒式冷卻裝置的結構分解示意圖。

圖4為圖1所示的浸沒式冷卻槽中槽壁的焊接結構示意圖。

圖5為一實施例中浸沒式液冷設備的結構分解示意圖。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例進行描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。

需要說明的是，當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認為是“設於”另一個元件，它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“頂”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“後”、以及類似的表述只是為了說明的目的。

本申請的實施例提供一種浸沒式冷卻槽，用於容納冷卻液以浸泡發熱部件，包括箱架、槽體和封板，槽體設於箱架內，槽體包括多個槽壁，多個槽壁圍設形成收容空間，收容空間具有第一開口；封板與槽體可拆卸式連接或可轉動連接，並用於封閉或顯露出第一開口；每個槽壁由熱塑性塑膠製成，且任意兩個相互抵接的槽壁之間採用塑膠焊接的方式固定。

需要說明的是，塑膠焊接一般使用的是熱塑性塑膠板材(如PP、改性PP、PE、PET等)，與不銹鋼等金屬材料相比，具有密度小、易加工和焊接等優點，而且通常還具有優越的耐化性、耐熱性及耐衝擊性。塑膠焊接板材通常採用電加熱，通過焊槍電阻絲加熱壓縮空氣(或惰性氣體)，加熱到焊接塑膠所需要的溫度後，然後用這種經過預熱的氣體加熱焊件和焊條，使之達到粘稠狀態並結合。

上述提供的浸沒式冷卻槽，通過採用塑膠焊接的方式將多個由熱塑性塑膠製成的槽壁焊接起來，使得浸沒式冷卻槽具有更好的密封性，槽體內的冷卻液不容易發生洩漏，而且也減輕了槽體的重量，有利於提高產品的使用壽命；同時採用塑焊的連接方式也使得浸沒式冷卻槽的焊接效率更高，從而提高浸沒式冷卻槽的生產效率，相較於不銹鋼內膽，通過熱塑性塑膠形成的內膽的價格大約為不銹鋼內容的三分之一，從而降低了浸沒式冷卻槽的生產成本。

下面結合附圖，對本申請的一些實施例作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

請參閱圖1、圖2和圖3，本申請的實施例提供一種浸沒式冷卻槽100，用於容納冷卻液(圖未示)以浸泡發熱部件300。浸沒式冷卻槽100包括箱架10、槽體20和封板30，槽體20設於箱架10內，封板30以可拆卸的方式連接或可轉動的方式連接於槽體20上。

具體的，箱架10包括多個框條101，多個框條101拼接成一個與槽體20的外輪廓相適配的框架結構，以能夠將槽體20收容在其中，當槽體20設於箱架10的內部，框條101貼附於所述槽體20的表面，用以支撐槽體20。例如，當槽體20的外輪廓呈矩形時，多個框條101則拼接成一個矩形的框架。

為了能夠減少箱架10的整體重量，並且降低箱架10的成本，在一實施例中，框條101呈空心管狀結構，例如框條101為橫截面呈矩形的空心管狀結構。可以理解的是，在其他實施例中，框條101還可替換為橫截面呈其他形狀，例如圓形的空心管狀結構。進一步地，通過將框條101設置為空心管狀，減輕箱架10的負重，從而提高浸沒式冷卻槽100的使用壽命。可以理解的是，框條101可以呈多種形狀和結構設置，以提高箱架10的承重和承壓能力。

在另一實施例中，為了使得箱架10能夠對槽體20起到更好的支撐作用，還可以將框條101設置為實心的管狀結構，從而提升箱架10的整體強度。

槽體20包括多個槽壁201，多個槽壁201圍設形成收容空間204，收容空間204具有第一開口205。每個槽壁201由熱塑性塑膠製成，且任意兩個相互抵接的槽壁201之間採用塑膠焊接的方式固定。

需要說明的是，槽體20具有用於容納冷卻液和發熱部件300的收容空間204，打開封板30後，能夠將發熱部件300從第一開口205放至槽體20內，並使得槽體20內的冷卻液浸泡發熱部件300，從而達到為發熱部件300散熱的目的。

上述浸沒式冷卻槽100，通過採用塑膠焊接的方式將多個由熱塑性塑膠製成的槽壁201焊接起來，使得浸沒式冷卻槽100具有更好的密封性，槽體20內的冷卻液不容易發生洩漏。並且熱塑性塑膠的密度為大致為0.90g/cm³ 左右，不銹鋼內膽的密度為7.93g/cm³，在考慮到熱塑性塑膠厚度是不銹鋼的4倍：1-(0.90*4)/7.93=0.54，得出使用塑膠焊接的內膽可以減重54%，從而減輕了槽體20的重量，有利於提高產品的使用壽命.同時採用塑膠焊接的方式也使得浸沒式冷卻槽100的焊接效率更高，從而提高浸沒式冷卻槽100的生產效率，降低生產成本。進一步地，塑膠焊接的內膽應用到箱架10上，在滿足承壓與承重要求的前提下，塑膠焊接的內膽和呈矩形的框條101是不銹鋼內容和呈矩形的框條101造價的33%左右，使得浸沒式冷卻槽100的成本進一步減小。

其中，封板30與槽體20之間可通過可拆卸式的連接結構實現連接，或直接通過卡扣實現連接，連接結構可以是銷釘、螺釘與螺母的配合等。

封板30與槽體20之間還可以是可旋轉式的連接方式，例如，在一具體實施例中，封板30的一端與多個槽壁201中的其中一個槽壁201鉸接，以使封板30能夠封蓋第一開口。通過採用鉸接的方式將封板30與槽壁201連接，能夠便於將封板30打開或關閉，從而方便工作人員查看槽體20內部情況。進一步地，在本實施例中，浸沒式冷卻槽100包括兩封板30，兩封板30設於兩槽壁201上，且兩封板30分別與槽壁201鉸接。兩封板能夠相對的打開或關閉，以能夠同時封閉第一開口205或顯露出第一開口205。

可以理解的是，在一實施例中，兩封板30也可設置為一個整體封板30，該整體封板30也可起到對封閉或顯露第一開口205的目的。

進一步地，在封板30和槽壁201的連接處，還設有密封墊圈(圖未示)，通過設置密封墊圈，將封板30和槽壁201的連接處進行密封，避免冷卻液蒸發後從二者的連接位置處散發出。

在一具體實施例中，封板30採用透明材料製成。

在一具體實施例中，多個槽壁201中的至少一個採用透明材料製成。

在一具體實施例中，封板30和多個槽壁201中的至少一個採用透明材料製成。

通過將封板30和/或多個槽壁201中的至少一個槽壁201設置成透明狀，能夠方便工作人員查看槽體20內部情況。

在一具體實施例中，任意兩個相互抵接的槽壁201之間形成有雙“V”型焊縫。

請參閱圖4，在兩個相互抵接的槽壁201之間，形成有開口朝向槽體20的收容空間204的第一“V”型焊縫2012，還形成有開口朝向槽體20外部的第二“V”型焊縫2011，焊接的過程中，同時在第一“V”型焊縫2012和第二“V”型焊縫2011進行塑膠焊接操作，能夠使得兩個槽壁201之間結合的更加牢固，從而保證了槽體20的強度和密封性能。

其中，在槽壁201焊接的過程中，為保證焊接的效果，可採用焊槍分別在槽體20內外的第一“V”型焊縫2012和第二“V”型焊縫2011進行塑焊操作，焊槍的熱氣溫度可設置為350度，焊槍移動速度為0.1-0.3m/min。

請參閱圖1和圖3，在一具體實施例中，槽體20內設置有固定架40，固定架40上設置有用於供發熱部件300插入的固定槽401。

其中，固定槽401的形狀大小可根據發熱部件300的形狀大小進行設置，以使固定槽401能夠與發熱部件300進行適配。通過將發熱部件300固定在固定架40上的固定槽401內，以使發熱部件300安裝的更加穩定，同時也提高了安裝效率和散熱效果。

在一具體實施例中，槽體20上開設有一進口202和一出口203，以輸入和輸出冷卻液。通過從進口202和出口203分別輸入和輸出冷卻液，使得槽體20內的冷卻液能夠處於冷卻循環系統中，從而提高槽體20內發熱部件300的散熱效果。

需要說明的是，冷卻循環系統包括泵體和迴圈管道，迴圈管道分別與進口202和出口203連通，泵體通過迴圈管道將冷卻液從進口202輸入至槽體20內，泵體還通過迴圈管道將槽體20內的冷卻液從出口203排出。

進一步地，槽壁201靠近封板30的端部均勻開始有多個通孔2013，通孔2013與進口202連通，用以使冷卻液向發熱部件300流動。具體的，當槽體20內設有多個發熱部件300時，且發熱部件300按照一定的順序進行排列，遠離進口202位置處的發熱部件300接觸冷卻液的速率相較於靠近進口202位置處的發熱部件300更緩慢。通過設置與進口202連通的通孔2013，使得每一發熱部件300能夠同時被冷卻液澆注，以達到同時對多個發熱部件300進行冷卻的目的。

在一實施例中，為了能夠減少冷卻液的體積，浸沒式冷卻槽100還包括填充件50，填充件50設於槽體20內，用於填充槽體20內多餘的空間。

在槽體20內設置填充件50，並將填充件50放置在槽體20的多餘空間位置處，在對槽體20內部輸入冷卻液時，可減少輸入的冷卻液的體積，從而減少冷卻液的使用，降低浸沒式冷卻槽100的成本。

在一實施例中，為了能夠更好的檢測槽體20內的溫度，浸沒式冷卻槽100還包括電阻溫度探測器(圖未示)，電阻溫度探測器設於槽體20內，用於檢測其內部的問題。當槽體20內的溫度出現異常時，電阻溫度探測器能夠進行報警，從而提醒操作者浸沒式冷卻槽100出現異常，從而提升了浸沒式冷卻槽100的安全性能。

請參閱圖3，圖3示出了本申請實施例提供的一種浸沒式冷卻裝置的結構分解示意圖，本申請的實施例還提供一種浸沒式冷卻裝置400，包括浸沒式冷卻槽100、容納於浸沒式冷卻槽100內的冷卻液以及輸入或輸出所述冷卻液的供液設備60，所述供液設備60與所述浸沒式冷卻槽100連通，浸沒式冷卻槽100為上述實施例提供的任意一種浸沒式冷卻槽100。

上述提供的浸沒式冷卻裝置，通過將前面所述的任意一種浸沒式冷卻槽100運用到浸沒式冷卻裝置400中，能夠大大提高產品的使用壽命，同時浸沒式冷卻槽100採用塑焊的方式也能夠在保證產品品質的前提下，極大程度的提高產品的生產效率，從而降低產品的生產成本。浸沒式冷卻裝置400包括上述實施例中任意一種浸沒式冷卻槽100，因而具有該浸沒式冷卻槽100的一切有益效果，在此，不再進行贅述。

在一實施例中，供液設備60可為冷源分配器。可以理解的是，在其他實施例中，供液設備60還可替換為其他具有等同功效或作用的結構。

在一具體實施例中，浸沒式冷卻裝置還包括固定座200，浸沒式冷卻槽100設置於固定座200上，固定座200用於將浸沒式冷卻槽100固定至指定位置。

通過將浸沒式冷卻槽100設置於固定座200上，能夠方便浸沒式冷卻裝置的移動和安裝。

請參閱圖5，在一實施例中，本申請還提供一種浸沒式液冷設備500，包括上述實施例中的浸沒式冷卻裝置400、發熱部件300以及用於降低發熱部件的冷卻液70，浸沒式冷卻槽100容納冷卻液70和發熱部件300，發熱部件300浸泡於冷卻液70中。浸沒式冷卻裝置400為上述實施例中的浸沒式冷卻裝置400，因而具有該浸沒式冷卻裝置400的一切有益效果，在此，不再進行贅述。

進一步地，發熱部件300可為一伺服器。通過將伺服器設於冷卻液70中，從而對伺服器進行降溫，以達到對其散熱的效果。可以理解的是，在其他實施例中，發熱部件300還可為其他的會產生熱量的電子元器件。為了解決發熱部件300在運行後產生熱量的情況，通過將上述的浸沒式冷卻裝置400運用到浸沒式液冷設備500中，可使得發熱部件300浸泡於冷卻液70中，從而對發熱部件300進行降溫，提升發熱部件300的運行效率。

另外，本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本申請，而並非用作為對本申請的限定，只要在本申請的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本申請的公開範圍之內。