TWI816465B - 浸潤冷卻系統 - Google Patents
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Abstract
一種浸潤冷卻系統包含冷卻槽、浸潤單元及擋板組件。冷卻槽具有容置部。浸潤單元位於容置部內，且浸潤單元包含冷卻板。擋板組件區隔該容置部為相連通之內上部、內下部及外圍部。冷卻板位於該內下部，且內上部之寬度小於或等於冷卻板之寬度。
Description
一種浸潤冷卻系統，尤指一種具有擋板組件的浸潤冷卻系統。
浸潤冷卻系統（Immersion cooling system）通常是指將電子元件浸沒於熱傳流體中，而能使該電子元件所產生的高溫熱能直接傳遞至該熱傳流體，以使該電子元件的溫度下降。因此，該電子元件能夠維持在適當的工作溫度範圍，以達到所預期的工作效能與使用壽命。
在該電子元件的高溫傳遞至熱傳流體的過程中，將使得低沸點的熱傳流體沸騰而汽化，而會在該電子元件與熱傳流體的接觸面及其周圍快速產生大量的氣泡。此些大量的氣泡即會廣泛地散佈於該熱傳流體中。
有鑑於此，一些實施例提出一種浸潤冷卻系統，其包含冷卻槽、浸潤單元及擋板組件。冷卻槽具有容置部。浸潤單元位於該容置部內，且浸潤單元包含冷卻板。擋板組件區隔該容置部為相連通之內上部、內下部及外圍部。冷卻板位於內下部，且內上部之寬度小於或等於冷卻板之寬度。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統另包含熱傳流體。熱傳流體容置於容置部並至少淹沒冷卻板。浸潤單元另包含本體框架及電子裝置。電子裝置係設置於該本體框架，且電子裝置包含發熱元件，冷卻板接觸發熱元件。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統另包含冷凝裝置。冷凝裝置位於熱傳流體之液面的上方。
在一些實施例中，擋板組件包含二側板及二導板。二側板分別位於冷卻板之相對二側，二側板之間之區域為內下部。二導板之一端分別連接該二側板，二導板之間之區域為內上部。
在一些實施例中，擋板組件之至少一側包含多個子導板。子導板分別對應於二導板設置，以與二導板區隔出多個內上部。二導板分別與子導板之間之區域為該內上部。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統另包含多個浸潤單元。擋板組件具有相對二側，擋板組件分別在該二側區隔該容置部為相連通之內上部、內下部及外圍部。該二側之冷卻板分別位於該二側的內下部，其中該二側的內上部之寬度均小於或等於冷卻板之寬度。浸潤單元分別對應擋板組件之該二側，每一浸潤單元之冷卻板分別位於擋板組件之該二側之內下部。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統另包含多個浸潤單元及多個擋板組件。每一浸潤單元分別對應擋板組件，每一浸潤單元之冷卻板位於對應的擋板組件之內下部。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統另包含多個浸潤單元及與每一浸潤單元分別對應的擋板組件。
綜上，一些實施例提供一種具有擋板組件的浸潤冷卻系統，且擋板組件將浸潤冷卻系統之容置部區隔，以形成包含內上部及內下部的導引流道。在一些實施例中，當位於內下部的冷卻板淹沒於熱傳流體且處於工作狀態時，大量產生於熱傳流體的氣泡將沿著內上部流動，進而可避免氣泡停留在原處或流動至熱傳流體中的其他位置。此外，透過改善氣泡停留或流動的情況，亦可同時移除產生於冷卻板之表面或其周圍的汙染物，進而避免該些汙染物積累於冷卻板之表面或其周圍而影響冷卻板的冷卻效率。
請同時參考圖1A及圖2，圖1A繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10之結構示意圖，圖2繪示如圖1A之局部區域A之立體及工作狀態示意圖（為更清楚繪示此實施態樣，圖2省略部分已繪示於圖1A之元件及標號，例如容置部200及擋板支架412，而未再另以墨線繪示）。浸潤冷卻系統10包含冷卻槽20、浸潤單元30及擋板組件40。冷卻槽20具有容置部200（見於圖2）。浸潤單元30位於容置部200內，且浸潤單元30包含冷卻板（boiler plate）302。在圖2之局部區域A中，擋板組件40區隔容置部200為相連通的內上部202、內下部204及外圍部206。冷卻板302位於內下部204，且內上部202之寬度W1小於或等於冷卻板302之寬度W2。在一些實施例中，內上部202之寬度W1例如為但不限於5 mm至20 mm之範圍內的任意數值。在一些實施例中，冷卻板302之材料例如為但不限於金屬、合金或金屬複合材料，較佳地為銅或銅合金。藉此，內上部202藉其寬度W1較冷卻板302之寬度W2更窄，而可使內上部202被作為具有導引功能的導引流道（容後詳述）。
請參考圖1B，圖1B繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10應用於機櫃式伺服系統之局部立體示意圖。圖1B僅繪示在圖1A中用以容納浸潤單元30之下半部機櫃22之局部結構（圖式已將下半部機櫃22的前側擋板移除）。前述浸潤冷卻系統10可以應用於單一浸潤單元30或多個浸潤單元30。單一浸潤單元30例如為但不限於單一機架式伺服單元。浸潤冷卻系統10亦可應用於多個浸潤單元30之實施例中，該浸潤冷卻系統10是但不限於一機櫃式伺服系統，如圖1B所示。機櫃式伺服系統包含一機櫃22，該機櫃22容納多個浸潤單元30，每一浸潤單元30為一機架式伺服單元且具有一厚度S。每一機架式伺服單元具有彼此相同或不同的厚度S，例如該厚度S可以是48.26公分（cm，即19英吋）。每一機架式伺服單元的厚度S（如圖1B）亦可以依伺服器之規格有不同的尺寸，例如該厚度S可以是4.445 cm的倍數，例如為但不限於1U（即4.445 cm）、2U（即2 *4.445 cm；8.89 cm）、3U（即3 *4.445 cm；13.335 cm）或4U（即4 *4.445 cm；17.78 cm）。藉此，該冷卻槽20可因應各種規格需求而設置為具有不同厚度S的系統級裝置（例如伺服器）或系統組裝級裝置（例如伺服器組裝）。
以下以浸潤單元30為機架式伺服單元之實施例進行說明。每一浸潤單元30包含本體框架300及電子裝置304。本體框架300用以固定電子裝置304。電子裝置304例如為但不限於印刷電路板（即PCB）、主機板及伺服器等裝置。本體框架300之尺寸例如即為可符合前述1U、2U、3U或4U之尺寸。電子裝置304包含一發熱元件306，冷卻板302接觸發熱元件306。發熱元件306例如為但不限於晶片，晶片例如為但不限於中央處理器（即CPU）、或顯示晶片（即圖形處理器，GPU）。當電子裝置304運作時，發熱元件306所產生之熱量將傳導至冷卻板302。在一些實施例中，請見於圖1B，每一浸潤單元30另包含本體把手32，該本體把手32位於本體框架300之遠離該本體框架300之底端的一側，藉以透過該本體把手32，將機架式的浸潤單元30例如自機櫃22或冷卻槽20中取出，或更方便地將浸潤單元30容置於例如機櫃22或冷卻槽20中。為更清楚說明各實施態樣，本文在圖2以外的圖式中即省略而未以墨線繪示本體把手32。
請參考圖2，於運作時，容置部200可容置熱傳流體50，且熱傳流體50至少淹沒冷卻板302，因此，容置部200包含氣相空間V及液相空間L。亦即，液相空間L即為熱傳流體50於容置部200中所佔的空間。當冷卻板302與熱傳流體50物理接觸時，冷卻板302之熱量將可傳導至熱傳流體50。熱傳流體50為不導電之液體且其沸點可低於或略等於冷卻板302的工作溫度，因此熱傳流體50將因吸收該熱量而快速達到臨界沸點並汽化，進而產生大量的氣泡。接著，氣泡依其浮力向上浮，並透過擋板組件40所形成的導引流道，使此些大量的氣泡將從內下部204之冷卻板302的周圍，經由內上部202（沿第二方向D2及第一方向D1）而逸散到氣相空間V。藉此，浸潤冷卻系統10可避免大量的氣泡依附或堆積於冷卻板302的周圍，因影響冷卻板302與液相的熱傳流體50接觸的機會，進而影響整體冷卻效能。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統10另包含冷凝裝置60，冷凝裝置60包含冷凝器600、泵浦606及熱交換器608。冷凝器600位於熱傳流體50之液面的上方。請參考圖1A，冷凝器600係位於容置部200的氣相空間V中。泵浦606透過第一冷凝管602與第二冷凝管604將熱交換液體於熱交換器608與冷凝器600之間循環。該熱交換液體例如為但不限於水。當浸潤冷卻系統10運作時，經內上部202逸散至氣相空間V的氣相的熱傳流體50，將接觸冷凝器600的表面。由於冷凝器600之表面溫度低於氣相的熱傳流體50之溫度，因此氣相的熱傳流體50將與冷凝器600進行熱交換。氣相的熱傳流體50經降溫後，將冷凝為液相的熱傳流體50，並回滴至位於液相空間L的熱傳流體50中。冷凝器600吸收了氣相的熱傳流體50之熱量後，該熱量將被其內的熱交換流體帶至熱交換器608，該熱交換流體在熱交換器608降溫後，再度回流至冷凝器600。
請參考圖3A，圖3A繪示如圖2之浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第一視角（XY平面）的工作狀態示意圖。在圖3A中，電子裝置304及擋板組件40分別固定於本體框架300，電子裝置304的發熱元件306與冷卻板302接觸。在一些實施例中，浸潤單元30另包含框座308，框座308固定冷卻板302並維持冷卻板302常態地與發熱元件306接觸。框座308可以固定於電子裝置304、本體框架300或擋板組件40。在一些實施例中，框座308之材料例如為但不限於電木、金屬、塑膠或其組合。
請同時參考圖2及圖3B，圖3B繪示如圖2之浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第二視角（XZ平面）的工作狀態示意圖。在一些實施例中，擋板組件40包含二側板400, 402及二導板404,406。此二側板400, 402分別位於冷卻板302之相對二側，且二側板400, 402之間之區域即為內下部204。二導板404, 406之一端分別連接二側板400,402，且二導板404, 406之間之區域即為內上部202。二側板400, 402與二導板404, 406分別具有連接處P1, P2；亦即，連接處P1係連接側板400及導板404，連接處P2係連接側板402及導板406。冷卻板302與連接處P1（或連接處P2）之間具有第一間距G1，其中第一間距G1例如為但不限於20 mm至30 mm之範圍內的任意數值。冷卻板302與二側板400, 402之間分別具有第二間距G2及第三間距G3，其中第二間距G2及第三間距G3可獨立地例如為但不限於20 mm至30 mm之範圍內的任意數值。二側板400, 402與二導板404, 406之材料可獨立地例如為但不限於金屬、塑膠或其組合。二側板400, 402與二導板404, 406係永久地或可拆地固定於本體框架300，例如但不限於係透過閂鎖的方式固定於冷卻槽20。在圖3B的實施例中，側板400呈L形板體。在一些實施例中，擋板組件40另包含一或多個擋板支架412，該些擋板支架412分別連接二側板400, 402及二導板404, 406，以固定二側板400, 402及二導板404, 406於該浸潤單元30中，並相對該冷卻板302不產生明顯位移。擋板支架412例如為但不限於金屬、塑膠或其組合。
在一些實施例中，二側板400, 402與二導板404, 406之連接處P1, P2的位置高度高於或等於冷卻板302之頂邊T的位置高度。請參考圖3B，在圖3B中，二側板400, 402與二導板404, 406之連接處P1, P2的位置高度高於冷卻板302之頂邊T的位置高度；亦即，冷卻板302與連接處P1（或連接處P2）之間的間距（即第一間距G1）小於側板400（或側板402）之長度L1。或者，請參考圖3C，圖3C繪示如圖2之浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第二視角的工作狀態示意圖。在圖3C中，冷卻板302與連接處P1（或連接處P2）之間的第一間距G1等於側板400（或側板402）之長度L1。又或者，二側板400, 402與二導板404, 406之連接處P1, P2的位置高度略等於冷卻板302之頂邊T的位置高度；亦即，冷卻板302與連接處P1（或連接處P2）之間的第一間距G1等於側板400（或側板402）之長度L1，甚至第一間距G1可為零或略等於零。
請參考圖3B，在一些實施例中，內上部202具有第一開口O1，內下部204則於其遠離第一開口O1的一側具有第二開口O2（即圖3B中具有加總第二間距G2、冷卻板302之寬度W2及第三間距G3之寬度的開口）。第一開口O1之寬度即可作為前述的內上部202之寬度W1。氣相的熱傳流體50沿著第二方向D2及第一方向D1流動，並從第一開口O1逸散至氣相空間V中。第一開口O1之高度可為與熱傳流體50之液面（即液相空間L與氣相空間V之接觸面）略呈齊平、凸出而高於熱傳流體50之液面（可見於圖3B）、或低於熱傳流體50之液面，本發明並未對此有任何限制。熱傳流體50則持續沿著補注方向F從第二開口O2流入內下部204，藉以使內下部204內部的熱傳流體50維持在一定的總量，而不致影響熱傳流體50的整體熱傳效率。在一些實施例中，冷凝器600位於該第一開口O1之鉛垂上方（例如圖3B之Z方向上），俾利氣相的熱傳流體50更準確地與冷凝器600接觸，提高冷卻效果。
在一些實施例中，二導板404, 406係自下而上呈漸縮狀。請參考圖5及圖6，圖5及圖6分別繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第二視角的工作狀態示意圖。在圖5及圖6中，二導板404, 406均係自下而上呈漸縮狀，而使其第一開口O1之寬度W1小於二導板404, 406之底端的寬度（即二連接處P1, P2之間的距離）。藉此，二導板404, 406即可形成能導引該些大量的氣泡逸散到氣相空間V的導引流道。
在一些實施例中，二導板404, 406係彼此呈平行或略呈平行。請參考圖7，圖7繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第二視角的工作狀態示意圖。在圖7中，二導板404, 406係彼此呈平行，且二導板404, 406所形成的內上部202之流道方向（例如圖7中的第一方向D1）係異於二側板400, 402所形成的內下部204之流道方向（例如圖3B中的第一方向D1）。藉此，二導板404, 406即可形成能導引該些大量的氣泡逸散到氣相空間V的導引流道。在一些實施例中，二導板404, 406係形成具有多個不同流道方向之內上部202，例如內上部202為N字形的導引流道。
請參考圖8及圖9，圖8及圖9分別繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於第二視角的工作狀態示意圖。擋板組件40之至少一側包含多個子導板408, 410。子導板408, 410分別對應於二導板404, 406設置，以與二導板404, 406區隔出多個內上部202, 203。亦即，二導板404, 406分別與子導板408, 410之間之區域即為內上部202, 203。
在圖8中，擋板組件40之頂側（即靠近熱傳流體50之液面的一側）包含多個子導板408, 410，以與二導板404, 406區隔出多個內上部202, 203。內上部202, 203分別具有第三開口O11及第四開口O12。第三開口O11之寬度W11及第四開口O12之寬度W12即相當於前述的內上部202之寬度W1，且寬度W11, W12亦均小於或等於冷卻板302之寬度W2。此外，內上部202, 203之流道方向分別為第三方向D11及第四方向D12，第三方向D11與第四方向D12均異於內下部204之流道方向（例如圖3B中的第一方向D1）且內上部202, 203之流道略呈彼此相連的V字形。因此，圖8之內下部204左側的氣泡可沿著第二方向D2並經內上部202（及第三開口O11）或內上部203（及第四開口O12）逸散至氣相空間V；而圖8之內下部204右側的氣泡可沿著第二方向D2之相反方向D2’並經內上部202（及第三開口O11）或內上部203（及第四開口O12）逸散至氣相空間V。藉此，二導板404, 406與二子導板408, 410即可形成同時包含多種流道方向的導引流道，以導引該些氣泡逸散到氣相空間V。
在圖9中，內上部202, 203之流道方向亦分別為第三方向D11及第四方向D12，第三方向D11例如與內下部204之流道方向相同，而第四方向D12則異於內下部204之流道方向（例如圖3B中的第一方向D1），但內上部202, 203之流道略呈彼此並未相連的V字形。亦即，多個子導板408, 410與二側板400, 402分別具有連接處P3, P4，且二連接處P3, P4彼此並未重疊。藉此，二導板404, 406與二子導板408, 410可形成同時包含多種流道方向的導引流道，以導引該些氣泡逸散到氣相空間V。
請再參考圖3A及圖4，圖4繪示如圖2之浸潤冷卻系統10中單一浸潤單元30於之第一視角的工作狀態示意圖。在一些實施例中，擋板組件40之高度H1超過、或實質切齊冷卻板302之表面（即圖3A及圖4的冷卻板302之上表面）。或在一些實施例中，在圖4視角的垂直方向（即圖3A及圖4的Y方向）上，擋板組件40與冷卻板302的表面具有一小間距。從圖3A及圖4均可看出，冷卻板302之表面與本體框架300具有第四間距G4。擋板組件40之高度H1可大於、等於或略小於該第四間距G4。第四間距G4例如為但不限於10 mm至30 mm之範圍內的任意數值。藉此，擋板組件40的設置可確保大部分的氣泡均係流動於擋板組件40所區隔出的內下部204及其對應的流道內。同時，熱傳流體50亦可持續從擋板組件40與冷卻槽20之底面之間的間隙沿著補注方向F流入內下部204，以使內下部204內部的熱傳流體50維持在一定的總量，而不致影響熱傳流體50的整體熱傳效率。
在圖3A中，擋板組件40之高度H1大於冷卻板302至冷卻槽20之表面（即圖3A的冷卻板302之上表面）的間距（即圖3A中之第四間距G4）。在圖4中，擋板組件40之高度H1則略大於冷卻板302至冷卻槽20之表面（即圖4的冷卻板302之上表面）的間距（即圖4中之第四間距G4）。藉此，透過調整擋板組件40與冷卻板302之間的相對位置，可提供多種能間接控制熱傳流體50及其氣泡之流動的內下部204及其對應的流道。
圖4中之本體框架300為鏤空狀，亦即熱傳流體50可以從本體框架300之鏤空位置流入擋板組件40的內下部204。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統10包含多個浸潤單元30, 30’。擋板組件40具有相對二側，擋板組件40分別在二側區隔容置部200為相連通之內上部202、內下部204及外圍部206，且該二側之冷卻板302分別位於該二側的內下部204。請參考圖10，圖10繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10中多個浸潤單元30, 30’的工作狀態示意圖（為更清楚繪示此實施態樣，圖10省略而未另以墨線繪示熱傳流體50, 50’）。在圖10中，浸潤冷卻系統10包含二浸潤單元30, 30’，且二浸潤單元30, 30’分別包含冷卻板302, 302’（其可分別對應於前述的冷卻板302，故在此不再詳述）。二冷卻板302, 302’共用同一個擋板組件40。例如，擋板組件40之相對二側分別形成容置部200（例如在圖10中所僅繪示的內下部204, 204’）。擋板組件40及其二側之容置部200可對應於前述的擋板組件40及容置部200，故在此不再詳述。熱傳流體50, 50’亦容置於對應的容置部200並至少淹沒冷卻板302, 302’。熱傳流體50, 50’可對應於前述的熱傳流體50，故在此不再詳述。此外，二浸潤單元30, 30’亦可分別包含電子裝置304, 304’、發熱元件306, 306’及框座308, 308’（其可分別對應於前述的電子裝置304、發熱元件306及框座308，故在此不再詳述）。基此，透過高密度地堆疊多個冷卻板302, 302’、電子裝置304, 304’、發熱元件306, 306’及框座308, 308’，並同時共用擋板組件40，一些實施例可在有限的冷卻空間中快速冷卻更多的待冷卻元件及裝置，而不致因大量產生的氣泡而影響待冷卻元件與熱傳流體50之間的熱傳效率。因此，浸潤冷卻系統10可提高該有限冷卻空間的使用率，並更密集地佈局該些待冷卻元件及裝置，進而提升整體元件及裝置的工作效能（例如提升其整體的功率密度）。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統10包含多個浸潤單元30, 30’及多個擋板組件40, 40’。每一浸潤單元30, 30’分別對應各自的擋板組件40, 40’，且每一浸潤單元30, 30’之冷卻板302, 302’位於對應的擋板組件40, 40’之內下部204, 204’。請參考圖11，圖11繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10中多個浸潤單元30, 30’的工作狀態示意圖（為更清楚繪示此實施態樣，圖11省略而未另以墨線繪示熱傳流體50, 50’）。在圖11中，浸潤冷卻系統10包含二浸潤單元30, 30’，且二浸潤單元30, 30’分別包含冷卻板302, 302’。二冷卻板302, 302’分別對應各自的擋板組件40, 40’，該擋板組件40, 40’分別形成容置部200（例如在圖11中所僅繪示的內下部204, 204’）。冷卻板302, 302’、擋板組件40, 40’及容置部200可對應於前述的冷卻板302、擋板組件40及容置部200，故在此不再詳述。此外，熱傳流體50, 50’、電子裝置304, 304’、發熱元件306, 306’及框座308, 308’亦可分別對應於前述的電子裝置304、發熱元件306及框座308，故在此不再詳述。透過高密度地堆疊多個冷卻板302, 302’、電子裝置304, 304’、發熱元件306, 306’、框座308, 308’及擋板組件40, 40’，浸潤冷卻系統10因此可在有限的冷卻空間中快速冷卻更多的待冷卻元件及裝置，而不致因大量產生的氣泡而影響待冷卻元件與熱傳流體50之間的熱傳效率。因此，浸潤冷卻系統10可提高該有限冷卻空間的使用率，並更密集地佈局該些待冷卻元件及裝置，進而提升整體元件及裝置的工作效能（例如提升其整體的功率密度）。
在一些實施例中，浸潤冷卻系統10包含多個浸潤單元30, 30’，且此些浸潤單元30, 30’可透過如圖10、圖11或其任意組合的設置方式進行更多不同的組裝設置。在此雖未再另外繪示對應的圖式，但該些實施例均應涵蓋於本發明之實施例範圍中。因此，浸潤冷卻系統10可提高該有限冷卻空間的使用率，並更密集地佈局該些待冷卻元件及裝置，進而提升整體元件及裝置的工作效能（例如提升其整體的功率密度）。
在浸潤單元30為單一機架式伺服單元之實施例中，請參考圖12，圖12繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統10’之單一浸潤單元30’應用於單一機架式伺服單元之結構示意圖。浸潤單元30’的本體框架300’為一封閉式框架，並於該封閉式框架內形成冷卻槽20’，擋板組件40’區隔冷卻槽20’為如前所述的相連通的內上部202、內下部204及外圍部206。浸潤單元30’的發熱元件306’接觸冷卻板302’。當浸潤單元30’的電子裝置304’運作時，接觸冷卻板302’之液相的熱傳流體50’因吸熱而汽化，大量汽化的氣泡經擋板組件40’引導並上升至冷凝器600’後液化。因此，藉由擋板組件40’之二側板400’, 402’及二導板404’, 406’引導，除了使氣相的熱傳流體50’可更快離開冷卻板302’之外，亦可使氣相的熱傳流體50’可更準確的接觸到冷凝器600’，使整體冷卻效果提升。此處所述的各元件（另包含例如框座308’、擋板支架412’、冷凝裝置60’、第一冷凝管602’、第二冷凝管604’、泵浦606’及熱交換器608’）及其對應的實施態樣均可對應於前述元件及其實施態樣，故在此不再詳述。
綜合以上，在一些實施例中，冷卻板位於由擋板組件所區隔而成的內下部，於工作過程中所產生的熱傳流體之氣泡將可通過由擋板組件所區隔而成的內下部及內上部，而有效地逸散到氣相空間。藉此，將可避免大量產生的氣泡附著在冷卻板之表面或其周圍，甚至是隨機流動至其他位置，因而能更有效地移除冷卻板的熱量。此外，透過改善氣泡停留或流動的情況，亦可同時移除產生於冷卻板之表面或其周圍的汙染物，進而避免該些汙染物積累於冷卻板之表面或其周圍而影響冷卻板的冷卻效率。因此，一些實施例之浸潤冷卻系統可不致影響熱傳流體的原有熱傳效率、冷卻板及其附加元件的原有工作效能，甚至能使冷卻板及其附加元件達到更佳的工作效能與使用壽命。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，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。
10,10’:浸潤冷卻系統
20,20’:冷卻槽
200:容置部
202,203:內上部
204,204’:內下部
206:外圍部
22:機櫃
30,30’:浸潤單元
300,300’:本體框架
302,302’:冷卻板
304,304’:電子裝置
306,306’:發熱元件
308,308’:框座
32:本體把手
40,40’:擋板組件
400,400’,402,402’:側板
404,404’,406,406’:導板
408,410:子導板
412,412’:擋板支架
50,50’:熱傳流體
60,60’:冷凝裝置
600,600’:冷凝器
602,602’:第一冷凝管
604,604’:第二冷凝管
606,606’:泵浦
608,608’:熱交換器
A:局部區域
D1:第一方向
D2:第二方向
D2’:第二方向之相反方向
D11:第三方向
D12:第四方向
F:補注方向
G1:第一間距
G2:第二間距
G3:第三間距
G4:第四間距
H1:擋板組件之高度
L:液相空間
L1:側板之長度
O1:第一開口
O2:第二開口
O11:第三開口
O12:第四開口
P1,P2,P3,P4:連接處
S:浸潤單元之厚度
T:冷卻板之頂邊
V:氣相空間
W1:內上部之寬度
W2:冷卻板之寬度
W11:第三開口之寬度
W12:第四開口之寬度
X:座標X方向
Y:座標Y方向
Z:座標Z方向
圖1A繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統之結構示意圖。
圖1B繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統應用於機櫃式伺服系統之局部立體示意圖。
圖2繪示如圖1A之局部區域A之立體及工作狀態示意圖。
圖3A繪示如圖2之浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第一視角（XY平面）的工作狀態示意圖。
圖3B繪示如圖2之浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角（XZ平面）的工作狀態示意圖。
圖3C繪示如圖2之浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖4繪示如圖2之浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第一視角的工作狀態示意圖。
圖5繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖6繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖7繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖8繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖9繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中單一浸潤單元於第二視角的工作狀態示意圖。
圖10繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中多個浸潤單元的工作狀態示意圖。
圖11繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統中多個浸潤單元的工作狀態示意圖。
圖12繪示依據一些實施例，浸潤冷卻系統之單一浸潤單元應用於單一機架式伺服單元之結構示意圖。
10:浸潤冷卻系統
20:冷卻槽
200:容置部
22:機櫃
30:浸潤單元
300:本體框架
302:冷卻板
304:電子裝置
308:框座
40:擋板組件
400,402:側板
404,406:導板
412:擋板支架
50:熱傳流體
60:冷凝裝置
600:冷凝器
602:第一冷凝管
604:第二冷凝管
606:泵浦
608:熱交換器
A:局部區域
L:液相空間
V:氣相空間
X:座標X方向
Z:座標Z方向
Claims (20)
- 一種浸潤冷卻系統，包含： 一冷卻槽，具有一容置部； 一浸潤單元，位於該容置部內，該浸潤單元包含一冷卻板；及 一擋板組件，區隔該容置部為相連通之一內上部、一內下部及一外圍部，該冷卻板位於該內下部，其中該內上部之一寬度小於或等於該冷卻板之一寬度。
- 如請求項1所述的浸潤冷卻系統，另包含一熱傳流體，該熱傳流體容置於該容置部並至少淹沒該冷卻板；該浸潤單元另包含： 一本體框架；及 一電子裝置，設置於該本體框架，該電子裝置包含一發熱元件，該冷卻板接觸該發熱元件。
- 如請求項2所述的浸潤冷卻系統，另包含一冷凝裝置，該冷凝裝置位於該熱傳流體之一液面的上方。
- 如請求項2所述的浸潤冷卻系統，其中該擋板組件包含： 二側板，分別位於該冷卻板之相對二側，該二側板之間之一區域為該內下部；及 二導板，該二導板之一端分別連接該二側板，該二導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項4所述的浸潤冷卻系統，其中該二導板自下而上呈漸縮狀。
- 如請求項4所述的浸潤冷卻系統，其中該二側板與該二導板之一連接處高於或等於該冷卻板之一頂邊。
- 如請求項6所述的浸潤冷卻系統，其中該二側板之長度分別大於該冷卻板之一底邊分別至該連接處之一間距。
- 如請求項6所述的浸潤冷卻系統，其中該二側板之長度分別小於或等於該冷卻板之一底邊分別至該連接處之一間距。
- 如請求項4所述的浸潤冷卻系統，其中該擋板組件之至少一側包含： 多個子導板，分別對應於該二導板設置，以與該二導板區隔出多個該內上部，該二導板分別與該多個子導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項1所述的浸潤冷卻系統，另包含多個該浸潤單元，該擋板組件具有相對二側，該擋板組件分別在該二側區隔該容置部為相連通之該內上部、該內下部及該外圍部，該二側之該冷卻板分別位於該二側的該內下部，其中該二側的該內上部之該寬度均小於或等於該冷卻板之該寬度，且 該些浸潤單元分別對應該擋板組件之該二側，每一該浸潤單元之該冷卻板分別位於該擋板組件之該二側之該內下部。
- 如請求項1所述的浸潤冷卻系統，另包含多個該浸潤單元及多個該擋板組件，每一該浸潤單元分別對應該些擋板組件，每一該浸潤單元之該冷卻板位於對應的該擋板組件之該內下部。
- 如請求項10或11所述的浸潤冷卻系統，另包含一熱傳流體，該熱傳流體容置於該容置部並至少淹沒每一該浸潤單元之該冷卻板；每一該浸潤單元另包含： 一本體框架；及 一電子裝置，設置於該本體框架，該電子裝置包含一發熱元件，該冷卻板接觸對應的該發熱元件。
- 如請求項12所述的浸潤冷卻系統，另包含多個冷凝裝置，每一該冷凝裝置位於對應的該熱傳流體之一液面的上方。
- 如請求項11所述的浸潤冷卻系統，其中該些擋板組件之至少一包含： 二側板，分別位於對應的該冷卻板之相對二側以於該容置部區隔出該內下部，該二側板之間之一區域為該內下部；及 二導板，該二導板之一端分別連接該二側板，該二導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項10所述的浸潤冷卻系統，其中該擋板組件包含： 二側板，分別位於對應的該冷卻板之相對二側以於該容置部區隔出該內下部，該二側板之間之一區域為該內下部；及 二導板，該二導板之一端分別連接該二側板，該二導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項14或15所述的浸潤冷卻系統，其中該二導板為自下而上呈漸縮狀。
- 如請求項14或15所述的浸潤冷卻系統，其中該二側板與該二導板之一連接處高於或等於對應的該冷卻板之一頂邊。
- 如請求項15所述的浸潤冷卻系統，其中該些擋板組件之至少一側包含： 多個子導板，分別對應於該二導板設置，以與該二導板區隔出多個該內上部，該二導板分別與該多個子導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項14所述的浸潤冷卻系統，其中，該些擋板組件之該至少一包含： 多個子導板，分別對應於該二導板設置，以與該二導板區隔出多個該內上部，該二導板分別與該多個子導板之間之一區域為該內上部。
- 如請求項1所述的浸潤冷卻系統，另包含多個該浸潤單元及與每一該浸潤單元分別對應的該擋板組件。
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2022
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