TWI805200B - 浸沒式冷卻系統 - Google Patents

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Abstract

一種浸沒式冷卻系統，包括用於容納絕緣冷卻液以浸泡發熱部件的第一箱體、複數散熱鰭片以及第二箱體，所述第一箱體設置於所述第二箱體中，所述複數散熱鰭片設置於所述第一箱體上並位於所述第一箱體和所述第二箱體之間，所述第二箱體開設有第一通風孔，所述複數散熱鰭片從所述第一通風孔露出。所述浸沒式冷卻系統藉由設置於第一箱體上的散熱鰭片以及設置於第二箱體上的第一通風孔與外界環境進行自然對流熱交換，噪音較低，且不需要設置泵和熱交換器進行熱交換，減小了體積，使得單位體積下可提供更高的散熱能力。

Description

浸沒式冷卻系統
本發明涉及一種浸沒式冷卻系統，尤其涉及一種適用於自然對流換熱的浸沒式冷卻系統。
目前電子設備冷卻技術大致可分為以下兩大類：一、利用風扇驅動空氣，使大量的空氣流經欲散熱的電子元件，達到對電子元件散熱的目的；二、將發熱電子組件浸泡於介電液體中，透過泵將槽體中的高溫液體吸入熱交換器，在熱交換器中進行熱交換後，將冷卻後的低溫液體排回槽體，完成一個迴圈，藉由此迴圈能不斷地將電子元件產生的熱排至環境中。然而，隨著科技的進步，電子元件的功耗與發熱量不斷提高，傳統的氣冷方法將碰到散熱極限與噪音的問題，而具有泵與熱交換器的散熱系統則需要更大空間來容納泵與交換器，造成系統體積大幅增加。
有鑑於此，本發明提供一種在單位體積下可提供更高的散熱能力和更低的噪音的浸沒式冷卻系統。
本申請一實施方式提供一種浸沒式冷卻系統，包括用於容納絕緣冷卻液以浸泡發熱部件的第一箱體、複數散熱鰭片以及第二箱體，所述第一箱體設置於所述第二箱體中，所述複數散熱鰭片設置於所述第一箱體上並位於所述第一箱體和所述第二箱體之間，所述第二箱體開設有第一通風孔，所述複數散熱鰭片從所述第一通風孔露出。
在一些實施方式中，所述第一箱體包括第一底板以及從所述第一底板垂直凸伸的複數第一側板，所述第一底板和所述複數第一側板合圍形成用於容納絕緣冷卻液以浸泡發熱部件的第一容納腔，每個第一側板上均設置有複數散熱鰭片。
在一些實施方式中，每個散熱鰭片自所述第一側板與所述第一底板相連接的一側朝向遠離所述第一底板的方向延伸。
在一些實施方式中，所述第二箱體包括第二底板、從所述第二底板垂直凸伸的複數第二側板以及連接所述複數第二側板遠離所述第二底板的邊緣的頂板，所述第二底板、所述複數第二側板和所述頂板合圍形成第二容納腔，所述第一箱體設置於所述第二容納腔中，所述複數第二側板中的至少部分開設有所述第一通風孔。
在一些實施方式中，所述浸沒式冷卻系統還包括第一擾流裝置，所述第一擾流裝置設置於未設置有第一通風孔的第二側板上，所述未設置有第一通風孔的第二側板上開設有第二通風孔，所述第一擾流裝置的部分從所述第二通風孔中露出。
在一些實施方式中，所述浸沒式冷卻系統還包括隔板和第二擾流裝置，所述隔板設置於所述第二容納腔中並將所述第二容納腔分隔為相互連通的第一部分和第二部分，所述第一箱體和所述第一擾流裝置均設置於所述第一部分中，所述第二擾流裝置設置於所述第二部分中。
在一些實施方式中，所述第二底板開設有第三通風孔，所述第二擾流裝置的部分從所述第三通風孔中露出。
在一些實施方式中，所述頂板的一側藉由合頁與一個第二側板轉動連接。
在一些實施方式中，所述頂板和所述第二側板上設置有相互配合的卡扣結構。
在一些實施方式中，所述浸沒式冷卻系統還包括第三擾流裝置，所述第三擾流裝置設置於所述第一箱體中並用於攪拌所述絕緣冷卻液。
本申請提供的浸沒式冷卻系統，藉由設置於第一箱體上的散熱鰭片以及設置於第二箱體上的第一通風孔與外界環境進行自然對流熱交換，噪音較低，且不需要設置泵和熱交換器進行熱交換，減小了體積，使得單位體積下可提供更高的散熱能力。
100:浸沒式冷卻系統
200:發熱部件
10:第一箱體
20:散熱鰭片
30:第二箱體
11:第一底板
12:第一側板
101:第一容納腔
31:第二底板
32:第二側板
33:頂板
301:第二容納腔
321:第一通風孔
40:第一擾流裝置
320:第二通風孔
34:隔板
311:第一部分
312:第二部分
50:第二擾流裝置
310:第三通風孔
60:第三擾流裝置
70:密封件
80:合頁
81:卡扣結構
90:天線
圖1為本申請一實施方式提供的浸沒式冷卻系統的立體結構示意圖。
圖2為圖1所示浸沒式冷卻系統另一角度的立體結構示意圖。
圖3為圖1所示浸沒式冷卻系統的局部立體圖。
圖4為圖3所示浸沒式冷卻系統的分解圖。
圖5為本申請一實施方式提供的浸沒式冷卻系統對發熱元件進行冷卻的示意圖。
下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是，除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。在本發明實施方式中使用的術語是僅僅出於描述特定實施方式的目的，而非旨在限制本發明。
本申請中，所述箱體的高度方向指的是與所述箱體的底壁相垂直向上的方向。
下面結合附圖，對本申請的一些實施方式作詳細說明。在不衝突的情況下，下述的實施方式及實施方式中的特徵可以相互組合或替換。
請參閱圖1至圖5，本申請一實施方式提供一種浸沒式冷卻系統100，用於冷卻發熱部件200。所述發熱部件200可以為伺服器、電子晶片、電池等其他需要進行冷卻的裝置。本實施方式中，所述發熱部件200為伺服器。所述浸沒式冷卻系統100包括第一箱體10、複數散熱鰭片20以及第二箱體30。所述第一箱體10用於容納絕緣冷卻液210以浸泡所述發熱部件200，且所述第一箱體10設置於第二箱體30中。所述絕緣冷卻液210可以但不限於為合成油或氟化液。所述複數散熱鰭片20設置於所述第一箱體10上並位於所述第一箱體10和所述第二箱體30之間。
所述第一箱體10包括第一底板11以及從所述第一底板11垂直突出的複數第一側板12。所述第一底板11以及所述複數第一側板12合圍形成密封的第一容納腔101，所述絕緣冷卻液210容納於所述第一容納腔101中。本實施方式中，所述第一箱體10包括四個第一側板12，所述第一箱體10大致為矩形柱狀。在其他實施方式中，所述第一側板12的數量可根據實際需要進行設置。所述第一箱體10由導熱材料製成，以提高散熱效率。所述導熱材料可以為金屬等。本實施方式中，所述第一箱體10的材質為鋁。
在一些實施方式中，所述第一箱體10還包括連接所述複數第一側板12遠離所述第一底板11的邊緣的頂板(圖未示)。所述頂板封閉所述第一容納腔101。
每個第一側板12上均設有複數散熱鰭片20，且所述複數散熱鰭片20位於所述第一箱體10外。每個散熱鰭片20自所述第一側板12與所述第一底板11相接的一側朝向遠離所述第一底板11的方向延伸，即每個散熱鰭片20在所述第一箱體10的高度方向上延伸。本實施方式中，位於每個第一側板12上的 複數散熱鰭片20在所述第一箱體10的高度方向上分兩組設置。所述散熱鰭片20由導熱材料製成，所述散熱鰭片20的材質可以但不限於為鋁。所述散熱鰭片20和所述第一箱體10可一體成型也可分體成型後再組裝在一起。
在一些實施方式中，所述散熱鰭片20的表面設有具有高輻射率的塗層(圖未示)，用於提高散熱效率。所述塗層可以為黑漆塗層。
所述第二箱體30包括第二底板31、從所述第二底板31垂直突出的複數第二側板32以及連接所述複數第二側板32遠離第二底板31的邊緣的頂板33。所述第二底板31、所述複數第二側板32以及所述頂板33合圍形成第二容納腔301。所述第一箱體10固定設置於所述第二容納腔301中。本實施方式中，所述第二箱體30包括四個第二側板32，四個第二側板32的位置和四個第一側板12的位置相對應。
所述頂板33還封閉所述第一容納腔101。在一些實施方式中，所述頂板33凸設有一凸塊(圖未示)，所述凸塊可伸入所述第一容納腔101中以封閉所述第一容納腔101。所述頂板33和所述第一容納腔101之間設有密封件70，以密封所述第一容納腔101。所述密封件70可以但不限於為密封圈。
在一些實施方式中，所述頂板33的一側與其中一個第二側板32轉動連接，以方便所述頂板33的打開及關閉。本實施方式中，所述頂板33和所述第二側板32藉由合頁80轉動連接。在其他實施方式中，所述頂板33和所述第二側板32還可藉由其他方式實現轉動連接，例如藉由鉸鏈連接實現轉動連接。
在一些實施方式中，所述頂板33和所述第二側板32上設置有相互配合的卡扣結構81，用於在所述頂板33封閉所述第二容納腔301時，使所述頂板33和所述第二側板32固定連接。相互配合的卡扣結構81可以但不限於為相互配合的兩個卡鉤、相互配合的卡鉤和卡槽。
在一些實施方式中，所述頂板33上設置有天線90。
所述複數第二側板32中的至少部分開設有第一通風孔321，位於一個第一側板12上的複數散熱鰭片20從相應的第一通風孔321中露出，使得複數散熱鰭片20能夠與外界環境相連通，可實現自然對流換熱。位於一個第一側板12上的複數散熱鰭片20可全部或部分地從所述第一通風孔321中露出。本實施方式中，三個第二側板32均開設有第一通風孔321，位於對應三個第一側板12上的複數散熱鰭片20全部從相應的第一通風孔321中露出。所述發熱部件200產生的熱量，經所述絕緣冷卻液210傳遞至所述第一箱體10，再經所述散熱鰭片20排放至外界環境，實現自然對流換熱。
在一些實施方式中，所述浸沒式冷卻系統100還包括第一擾流裝置40。所述第一擾流裝置40固定設置於未設有第一通風孔321的第二側板32上，並容納於所述第二容納腔301。所述未設有第一通風孔321的第二側板32上開設有第二通風孔320，使得所述第一擾流裝置40可藉由所述第二通風孔320對所述第二容納腔301中的空氣進行強制熱對流交換，提高散熱效率。本實施方式中，所述第一擾流裝置40的部分從所述第二通風孔320中露出。所述第一擾流裝置40可以但不限於為風扇。
在一些實施方式中，所述第二箱體30還包括隔板34。所述隔板34設置於所述第二容納腔301中，並將所述第二容納腔301分隔為相互連通的第一部分311和第二部分312。具體的，所述隔板34與其中三個第二側板32相連接，並與另一個第二側板32之間間隔距離，以使第一部分311和第二部分312相互連通。所述第一箱體10和所述第一擾流裝置40均設置於所述第一部分311中，其中，所述第一箱體10支承於所述隔板34上。
在一些實施方式中，所述浸沒式冷卻系統100還包括第二擾流裝置50。所述第二擾流裝置50固定設置於所述第二底板31上並容納於所述第二容納腔301的第二部分312中。所述第二底板31開設有第三通風孔310，使得所述第二擾流裝置50可藉由所述第三通風孔310對所述第二容納腔301中的空氣進行強制對流換熱。本實施方式中，所述第二擾流裝置50的部分從所述第三 通風孔310中露出。所述第二擾流裝置50可以但不限於為風扇。藉由設置所述隔板34和所述第二擾流裝置50，將所述第二容納腔301中的自然對流區和強制對流區隔開，可進一步提高散熱效率。
在一些實施例中，所述第一擾流裝置40和所述第二通風孔320均靠近所述頂板33設置，以進一步提高散熱效率。
請參閱圖5，在一些實施例中，所述浸沒式冷卻系統100還包括第三擾流裝置60。所述第三擾流裝置60設置於所述第一容納腔101中，用於攪拌所述絕緣冷卻液201，使得所述絕緣冷卻液201的溫度均勻分佈，如此可利於散熱。所述第三擾流裝置60可以但不限於為攪拌棒。
本申請提供的浸沒式冷卻系統100，藉由設置於第一箱體10上的散熱鰭片20以及設置於第二箱體30上的第一通風孔321與外界環境進行自然對流熱交換，噪音較低，且不需要設置泵和熱交換器進行熱交換，減小了體積，使得單位體積下可提供更高的散熱能力。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍內。
100:浸沒式冷卻系統
10:第一箱體
20:散熱鰭片
30:第二箱體
31:第二底板
32:第二側板
33:頂板
321:第一通風孔
34:隔板
70:密封件
81:卡扣結構
90:天線

Claims (8)

  1. 一種浸沒式冷卻系統，包括用於容納絕緣冷卻液以浸泡發熱部件的第一箱體，其中，所述浸沒式冷卻系統還包括複數散熱鰭片以及第二箱體，所述第一箱體包括第一底板以及從所述第一底板垂直凸伸的四個第一側板，所述第一底板和所述四個第一側板合圍形成用於容納絕緣冷卻液以浸泡發熱部件的第一容納腔，所述第二箱體包括第二底板、從所述第二底板垂直凸伸的四個第二側板以及連接所述四個第二側板遠離所述第二底板的邊緣的頂板，所述第二底板、所述四個第二側板和所述頂板合圍形成第二容納腔，所述第一箱體容納於所述第二容納腔中，每個第一側板上均設置有複數散熱鰭片且所述複數散熱鰭片位於所述第一箱體和所述第二箱體之間，其中三個第二側板均開設有第一通風孔，位於三個第一側板上的複數散熱鰭片分別從相應的第一通風孔全部露出於第二箱體外。
  2. 如請求項1所述的浸沒式冷卻系統，其中，每個散熱鰭片自所述第一側板與所述第一底板相連接的一側朝向遠離所述第一底板的方向延伸。
  3. 如請求項1所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述浸沒式冷卻系統還包括第一擾流裝置，所述第一擾流裝置設置於未設置有第一通風孔的第二側板上，所述未設置有第一通風孔的第二側板上開設有第二通風孔，所述第一擾流裝置的部分從所述第二通風孔中露出。
  4. 如請求項3所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述浸沒式冷卻系統還包括隔板和第二擾流裝置，所述隔板設置於所述第二容納腔中並將所述第二容納腔分隔為相互連通的第一部分和第二部分，所述第一箱體和所述第一擾流裝置均設置於所述第一部分中，所述第二擾流裝置設置於所述第二部分中。
  5. 如請求項4所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述第二底板開設有第三通風孔，所述第二擾流裝置的部分從所述第三通風孔中露出。
  6. 如請求項1所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述頂板的一側藉由合頁與一個第二側板轉動連接。
  7. 如請求項1所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述頂板和所述第二側板上設置有相互配合的卡扣結構。
  8. 如請求項1所述的浸沒式冷卻系統，其中，所述浸沒式冷卻系統還包括第三擾流裝置，所述第三擾流裝置設置於所述第一箱體中並用於攪拌所述絕緣冷卻液。
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