TWI836706B - 用於液浸冷卻的散熱器、散熱器佈置及模組 - Google Patents
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Abstract
提供了用於浸入在液態冷卻液中的電子設備的散熱器及散熱器佈置。一種散熱器可包括:基部,用於安裝在該電子設備的導熱面的頂部上及從該導熱面導熱;及護壁,從該基部延伸且界定容積。一種散熱器可具有用來界定容積的壁佈置,該電子設備被安裝在該容積中。一種散熱器可用於電子設備,該電子設備要用與容器的底板實質垂直的定向安裝在該容器中的表面上。從該電子設備向容納在該散熱器容積中的液態冷卻液導熱。亦提供了一種包括散熱器的冷卻模組。一種噴嘴佈置可向散熱器的基部引導液態冷卻液。
Description
本揭示案涉及用於浸入(immerse)在液態冷卻液中的電子設備的散熱器、用於包括一或更多個此類散熱器的電子設備的冷卻模組、允許將電子設備浸入在液態冷卻液中的冷卻模組。
許多類型的電元件在操作期間產生熱。詳細而言,例如為主機板、中央處理單元(CPU)及記憶模組的電腦元件在使用時可散逸大量的熱。將電元件加熱到高溫可能造成損傷、影響效能或造成安全危害。因此,已付出了許多努力來尋找用於有效及安全地冷卻電元件的高效的、高效能的系統。
一種類型的冷卻系統使用液體冷卻。雖然已展示了不同的液體冷卻組件,但一般而言,是將電元件浸入在冷卻液中,以便提供大的表面面積以供在產熱的電元件與冷卻液之間進行熱交換。
US-7,905,106描述了液體浸沒冷卻系統,該系統冷卻連接到架子系統的複數個箱子內的許多電子設備。外殼填有介電冷卻液,其中產熱的電子元件被浸沒(submerge)在該介電冷卻液中。架子系統包含允許用於多個箱子的液體傳輸的歧管及用於將介電冷卻液泵進及泵出架子的泵送系統。外部熱交換器允許在加熱過的介電冷卻液被傳回架子之前冷卻加熱過的介電冷卻液。在存在著大量熱的區域中,受引導的液體流被用來提供局部的冷卻。複數個管子從歧管延伸以將介電冷卻液引導到特定的目標熱點。管子的末端被定位為與所需的熱點相鄰,或可將管子連接到分散送液室以幫助將返回液體流引導到目標熱點。將冷卻流體引導或集中在各個箱子內的行為是藉此用其他元件為代價來完成的,該等其他元件可能無法有效冷卻。並且,液態冷卻液的載熱容量可能不被高效地使用。基於這些理由,此技術需要將大量的介電冷卻流體泵進及泵出架子中的各個箱子。
在US-8,305,759中,使用介電液體來冷卻設置在箱子內的電路板上的產熱電子元件。液體被澆注或以其他方式引導過電子元件,其中重力協助液體向下流過元件,其中液體之後被收集在集液池中以供最後傳回到電子元件。提供了設置在電子元件上方的送液室,以在液體流過電子元件時容納液體。這是要使得液體的較大部分接觸元件,藉此增強液體冷卻的效果。再次地,這需要大量的介電冷卻液且依賴重力協助,這可能使得系統較沒有彈性且引入了可能使得系統較不高效的其他設計約束。
US-8,014,150描述了電子模組的冷卻,其中冷卻裝置耦接到基板以圍繞電子設備而形成密封元件。泵定位在密封的隔室內,使得朝向電子設備泵送介電流體。冷卻行為是藉由將介電流體的態從液體改變為蒸氣而發生的,然後在該蒸氣朝向被饋入第二流體的液冷式冷板上升時使該蒸氣凝結。然而,此冷卻系統需要高壓密封件及箱子內的多個冷卻隔室,且因此需要用於第二冷卻流體的相對複雜的水管佈置。
因此需要更高效的將液態冷卻液用於冷卻電子系統的方式。
針對此背景,大致提供了一種用於冷卻產熱電子設備的散熱器(下文論述示例)。該散熱器被設計為用於冷卻模組,在該冷卻模組中,電子設備要部分或完全浸入在液態冷卻液中。其提供了用於將液態冷卻液容納或保留在產熱電子設備附近的容積(例如與浴或儲液槽相似)。可接著從冷卻模組內的低位準泵送冷卻液到散熱器處於高位準的容積內。本文中論述了依據此設計的散熱器及/或冷卻模組的許多不同的結構及實施例。
在第一態樣中,提供了一種如請求項1所述的用於浸入在液態冷卻液中的電子設備的散熱器及一種如請求項8所界定的用於電子設備的冷卻模組。此態樣的另外的特徵詳述在附屬項及本文中。
散熱器可安裝在產熱電子設備(例如積體電路、電腦處理器或其他電子元件)(在正常操作中將電力供應到該產熱電子設備時,該產熱電子設備產生熱)上。該散熱器被設計為用於冷卻模組,在該冷卻模組中,電子設備浸入在液態冷卻液中。其提供了用於將液態冷卻液容納或保留在產熱電子設備附近的容積(例如與浴桶或儲液槽相似)。如此,可更有效地將液態冷卻液施用於產生大部分的熱的位置或多個位置。可因此使用較少的冷卻液。因為冷卻液是昂貴且重的,減少冷卻液量可改良彈性、效率及可靠度(例如,因為冷卻液洩漏較不可能發生且因為容積中的冷卻液可抵抗由系統中的其他元件的故障所造成的瞬間溫度改變)。
一種用於電子設備的冷卻模組具有容器,該容器收容該電子設備,使得該電子設備可(至少部分地)浸入在液態冷卻液中,其中如本文中所揭露的第一態樣的散熱器被安裝在該電子設備上。在某些實施例中,電子設備是平坦的或被安裝在平坦的電路板上,且冷卻模組被配置為操作為使得電子設備及/或電路板的平面是水平的。容器可依據電子設備及/或電路板的平面而拉長,例如具有一定的形狀以匹配電子設備及/或電路板的形狀。
針對此類散熱器,可由基部及護壁(其可以是一體的或單獨的)界定用於容納或保留液態冷卻液的容積。基部是散熱器安裝在電子設備的頂部上的一部分(更具體而言是電子設備的導熱面)且從導熱面導熱。基部一般具有界定容積的平坦面(且基部本身的形狀可以是平坦的)。通過基部(詳細而言是該基部界定容積的表面)傳導(一般是熱傳導(conduct))的熱被傳導到容納在容積中的液態冷卻液。護壁從基部延伸。
此類型的散熱器的一個效果是將容納在散熱器容積內的冷卻液的位準升高到超過容積外部的位準(例如在冷卻液是在電子設備及/或電路板的平面是水平的且冷卻模組的容器內的冷卻液量較護壁的高度為低的情況下操作的時候)。這亦減少了所需的冷卻液量。
有利地,散熱器具有在容積內從基部延伸(或次佳地是從護壁延伸)的凸出物(例如銷及/或翼)。這些凸出物有益地不如護壁那樣遠地從基部延伸(特別是在與基部的平面垂直的方向上延伸)。這可確保冷卻液浸沒所有凸出物。更佳地,凸出物距基部延伸到與護壁實質相同的距離。這可額外避免在容積內產生可繞過凸出物的路徑。凸出物可使得液態冷卻液在徑向方向上遠離基部表面上的預定點(例如與電子設備的最熱部分重合)而傳播。詳細而言,可用非線性的圖案形成凸出物。
較佳地藉由作為冷卻模組的一部分的泵,或次佳地藉由冷卻模組的配置(例如用來促進對流),來有利地使得液態冷卻液在容器內流動。這可使得液態冷卻液到達散熱器的容積。例如,可另外提供一種噴嘴佈置,該噴嘴佈置接收流動或泵送的液態冷卻液且將該流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的容積。噴嘴佈置一般包括一或更多個噴嘴(其可以是推合的(push-fit)),該一或更多個噴嘴中的各者向散熱器的容積的各別部分(詳細而言是散熱器的基部的一部分)引導流動或泵送的液態冷卻液。例如,各個噴嘴可向散熱器的容積與電子設備的導熱面具有最大溫度或超過臨界位準的溫度的一部分(亦即設備的最熱部分中的一者)相鄰的各別部分引導流動或泵送的液態冷卻液。最佳地,噴嘴佈置在與散熱器的基部垂直的方向上引導流動或泵送的液態冷卻液。這可強迫冷卻液直接進入容積且改良熱散逸。
在第二態樣中,提供了一種如請求項16所界定的用於電子設備的冷卻模組。本發明的另外的特徵詳述在附屬項及本文中。
冷卻模組被佈置為使得電子設備(例如積體電路、電腦處理器、電子元件或電路板)浸入(至少部分地)在液態冷卻液中,且在電子設備上提供散熱器。噴嘴被定位為向散熱器(詳細而言是向散熱器的基部)引導冷卻液(基部是安裝在要冷卻的電子設備上或被配置為用於安裝在該電子設備上的一部分)。在較佳實施例中,噴嘴使得液態冷卻液在與散熱器基部垂直的方向上(及/或若電子設備是平坦的,則在與該平面垂直的方向上)流動。
冷卻模組較佳地包括容器,該容器收容電子設備以供冷卻,使得電子設備可至少部分地浸入在液態冷卻液中。散熱器包括安裝在電子設備上的基部。噴嘴是噴嘴佈置的一部分。有利地,較佳地藉由作為冷卻模組的一部分的泵,使得液態冷卻液在容器內流動。噴嘴佈置可被佈置為接收流動或泵送的液態冷卻液。噴嘴佈置可允許直接向散熱器的最熱部分遞送冷卻液且藉此可提供逆流。
有利地,噴嘴佈置被佈置為向散熱器與電子設備的最熱部分相鄰的一部分引導流動或泵送的液態冷卻液。噴嘴佈置有益地包括一或更多個噴嘴。接著,該一或更多個噴嘴中的各者可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的各別部分。在某些實施例中,噴嘴佈置包括複數個噴嘴。接著,各個噴嘴可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器與電子設備具有超過臨界位準的溫度的一部分相鄰的各別部分。可基於電子設備的最熱部分的溫度來設定臨界位準,例如基於一定百分比或為了冷卻電子設備的某個數量的最熱區域來設定。
在較佳實施例中,冷卻模組更包括:至少一個管子,該至少一個管子被佈置為向噴嘴佈置輸送(較佳地是從管子輸送,其中提供了一個管子)液態冷卻液。該一或更多個噴嘴中的各者可接著被配置為耦接到該一或更多個管子的各別末端。較佳地,是藉由推合來耦接的。換言之,各個噴嘴可被推合耦接到各別的管端。
液態冷卻液可以是主要液態冷卻液。接著,冷卻模組可更包括熱交換器,該熱交換器被配置為接收接收輔助液態冷卻液及將熱從主要液態冷卻液傳導到輔助液態冷卻液。泵可被配置為使得液態冷卻液向及/或從熱交換器流動。噴嘴佈置有利地被佈置為從熱交換器接收主要液態冷卻液。如此,被噴嘴佈置引導到散熱器的冷卻液可能是最冷的冷卻液。接著,可有益地向散熱器的最熱部分引導該冷卻液。
在第三態樣中,提供了一種如請求項28所界定的用於電子設備的散熱器及一種如請求項34所述的冷卻模組。本發明的另外的特徵詳述在附屬項及本文中。
可在冷卻模組內提供散熱器。散熱器包含電子設備(例如電源單元)且允許液態冷卻液圍繞該電子設備而累積。電子設備藉此浸入(至少部分地)在液態冷卻液中。散熱器有利地具有用來界定內部容積的壁佈置,該電子設備被安裝在該內部容積中。液態冷卻液藉此圍繞操作時的電子設備而累積,使得從電子設備向容納在內部容積中的液態冷卻液傳導熱。
壁佈置可由以下項目所形成:基部,被配置為用於將散熱器安裝在冷卻模組內;及護壁,從基部延伸。接著,基部及護壁可界定用於累積液態冷卻液的內部容積。界定內部容積的基部及/或基部表面較佳地是平坦的。
一種用於電子設備的冷卻模組可包括:容器,用於收容該電子設備,使得該電子設備可至少部分地浸入在液態冷卻液中;及本揭示案的第三態樣的散熱器,被安裝在該容器中。冷卻模組可更被配置為較佳地使用泵來使得液態冷卻液在容器內流動。此外,冷卻模組可包括至少一個管子,該至少一個管子被佈置為接收流動或泵送的液態冷卻液且具有出口,從該出口,流動或泵送的液態冷卻液被引導到散熱器的內部容積中。
壁佈置有益地進一步界定噴口以允許或促進液態冷卻液流出內部容積。這可(至少部分地)界定通過內部容積的液態冷卻液的流動方向。附加性或替代性地,內部容積的形狀可以是狹長的,藉此在狹長的內部容積的相對末端處界定第一及第二端部。管子的出口及噴口有利地分別定位在第一及第二端部處。
在某些實施例中,出口定位在內部容積的高度的上半部。在其他實施例中,出口定位在內部容積的高度的下半部。管子的出口可包括一或更多個噴嘴。接著,各個噴嘴較佳地被配置為向內部容積的各別部分引導流動或泵送的液態冷卻液。可選地,該一或更多個噴嘴中的各者被配置為推合(push fit)耦接到該至少一個管子的各別末端。
在第四態樣中,提供了一種如請求項43所述的用於電子設備的散熱器佈置及一種如請求項61所界定的用於電子設備的冷卻模組。本發明的另外的特徵詳述在附屬項及本文中。
電子設備要被安裝在容器中的表面上且用與容器的底板實質垂直的定向安裝,底板一般是水平的平坦面,使得電子設備的定向是實質垂直的。例如,可將電子設備安裝在印刷電路板上,且可將印刷電路板定向為與容器的底板實質垂直(亦即對於水平的容器底板而言大致垂直地定向)。印刷電路板可以是耦接到主機板的子板,該主機板可被定向為與容器的底板實質平行。在其他實施例中,印刷電路板可以是主機板,且可以存在或可以不存在與容器的底板實質平行地定向的另外的印刷電路板。
散熱器佈置具有護壁,該護壁被配置為至少部分地界定內部容積。護壁與上面要安裝電子設備的表面(若電子元件被安裝在印刷電路板上,則此表面可以是印刷電路板)及/或安裝在電子設備上的表面(例如板)相配合(或被配置為與該表面相配合),使得引導到內部容積中的液態冷卻液累積在內部容積內。這意味著,可由護壁與上面要安裝電子設備的表面(在該情況下,內部容積可包封電子設備)及/或安裝在電子設備上的表面(在該情況下,內部容積可被安裝為與電子設備相鄰且熱耦接到該電子設備)相配合而界定內部容積。這些佈置可容許從電子設備向累積在內部容積中的液態冷卻液傳導熱。
這可以意味著,上面要安裝電子設備的表面及/或安裝在電子設備上的表面(下文稱為該一或兩個表面)與散熱器佈置相配合或形成該散熱器佈置的一部分。例如,護壁可附接到上面要安裝電子設備的表面及/或安裝在電子設備上的表面及/或夠靠近(或密封到)該表面,以允許液體累積在內部容積中,然而護壁與該一或兩個表面之間的任何密封件不需要足以防止洩漏(且在實施例中,可以不需要此類密封件)。可在護壁中提供孔洞以讓液態冷卻液用預定的速率穿過。護壁及該一或兩個表面較佳地相配合(或被配置為相配合),使得內部容積具有至少一個開口(如上文所指示,該開口可在容位的底板遠端,或若是用孔洞的形式提供的,則開口可以在護壁的基部部分中),以允許累積在內部容積內的液態冷卻液離開。安裝在電子設備上的表面可為電子設備的一部分(亦即與電子設備整合在一起)。
散熱器佈置有利地包括噴嘴佈置,該噴嘴佈置被佈置為接收液態冷卻液且將液態冷卻液引導到散熱器的內部容積中。在一個實施例中,噴嘴佈置被佈置為例如使用朝向內部容積的頂部而定位的噴嘴,來從內部容積在容器的底板遠端的開放(頂)側引導液態冷卻液。
一般而言,護壁界定了立方體狀的內部容積。如僅由護壁所界定的內部容積可以在以下兩側中的一或兩者上是開放的:第一側,與電子元件相鄰;及第二側,一般在容器的底板遠端(頂側)。可選地,護壁包括基部部分,該基部部分被定向為與容器的底板實質平行。接著,一或更多個(一般是三個)側壁部分可從基部部分延伸(在與容器的底板實質垂直的方向上延伸)。就另一角度而言,護壁可視為包括:側壁部分,與容器的底板實質平行地延伸;及覆蓋部分,被定向為與容器的底板實質垂直且被佈置為與側壁部分契合,以便界定內部容積。側壁部分可以是可從覆蓋部分分離的。在某些實施例中,護壁可包括:安裝板,被定向為與容器的底板實質垂直且被佈置為與側壁部分契合,以便界定內部容積。安裝板可以是安裝在電子設備上的表面。
凸出物(例如銷及/或翼)可從護壁及/或安裝在電子設備上的表面(例如板)延伸到內部容積中。可將熱介面材料佈置在電子設備與安裝在電子設備上的表面之間。凸出物可在與電子設備的平面垂直的方向上(在電子設備是實質平坦的時候)及/或與容器的底板平行地延伸。可以用線性或非線性的圖案佈置凸出物。在某些實施例中,凸出物包括一或更多個導流器,以供在內部容積內引導液態冷卻液流。導流器可使得液態冷卻液首先流到(在重力下)內部容積的下部且接著流到內部容積的上部。附加性或替代性地,導流器可使得液態冷卻液(在離開內部容積之前)從內部容積的更中心的部分流到內部容積的更外部的部分。導流器可使得液態冷卻液流在兩個相異的流動路徑(該等流動路徑可以是大致對稱或不對稱的)之間分開。
在一個實施例中,噴嘴佈置包括形成至少一個通道的管道系統,該至少一個通道用於讓液態冷卻液流過該至少一個通道。該至少一個通道具有一或更多個孔洞,各個孔洞充當噴嘴以供將液態冷卻液從通道引導到散熱器的內部容積中。通道可選地用與容器的底板垂直的方向定向。可將通道整合在護壁的一部分內。可選地,管道系統包括第一及第二面板,該第一及第二面板中的一或兩者被調整形狀為形成該至少一個通道。接著,可將第一及第二面板彼此附接,以允許液態冷卻液流過該至少一個通道。
一種用於電子設備的冷卻模組可包括:容器,具有內表面,該內表面界定底板且界定用於收容呈現與該底板實質垂直的定向的電子元件的容器。可將如本文中所揭露的第四態樣的散熱器佈置安裝在容器的容積內。在實施例中,電子設備被安裝在容器的容積內。噴嘴佈置可接收流動的液態冷卻液且向散熱器佈置的內部容積引導該液態冷卻液。可選地,噴嘴佈置可向散熱器佈置的內部容積與電子設備的最熱部分相鄰的一部分引導流動的液態冷卻液。噴嘴佈置可包括複數個噴嘴,各個噴嘴被配置為向散熱器佈置的內部容積的與電子設備具有超過臨界位準的溫度的一部分相鄰的各別部分引導流動的液態冷卻液。泵可被配置為使得該液態冷卻液在該容器內流動。至少一個管子可被佈置為從泵向噴嘴佈置輸送液態冷卻液。單個管子(或複數個連接管)可向第一散熱器佈置輸送液態冷卻液,及從第一散熱器佈置向第二散熱器佈置(用「菊鏈」或串聯連結的佈置)輸送液態冷卻液。
針對本文中所揭露的任何及所有態樣,可額外提供與所揭露的散熱器及/或冷卻模組中的任一者或更多者的彼等方法對應的用於製造及/或操作的方法的特徵。態樣的組合亦是可能的。並且,亦揭露了將一個態樣的特定特徵與另一態樣的散熱器及/或冷卻模組結合的的組合,其中此類組合是相容的。本文中藉由示例的方式提出了此類組合的具體示例。
參照圖1,示出了依據本揭示案的冷卻模組(有時稱為「葉片(blade)」)的實施例。亦考慮的是圖2,其中描繪了圖1的實施例的分解圖。冷卻模組100包括容器110(被示為不具有蓋子)、產生相對高溫的收容元件12及產生相對低溫的元件10。低溫元件10及高溫元件12兩者被安裝在電路板15上。在圖1及2中,在容器110內示出了兩個此類相同的電路板15。散熱器1被安裝在高溫元件12上。將在之後論述關於散熱器1的更多細節。
操作時,容器110被填有介電液態冷卻液(未示出),該介電液態冷卻液可稱為主要冷卻液。液態冷卻液不是導電的,但通常是導熱的且可藉由傳導及/或對流來傳遞熱。容器110內部的液態冷卻液的量足以至少部分地覆蓋或浸入低溫元件10,但可能不一定完全浸入低溫元件10。下文論述操作時所使用的液態冷卻液的位準。泵11使得液態冷卻液流過管子5且前行到熱交換器19。熱交換器19接收輔助液態冷卻液(一般是水或基於水的)且將熱從容器110內的液態冷卻液傳輸到此輔助液態冷卻液。輔助液態冷卻液經由介面連接18被提供到熱交換器19且從該熱交換器出來。泵11使得冷卻過的主要液態冷卻液通過管子5離開熱交換器19且通過噴嘴2出來。管子5及噴嘴2被定位為使得冷卻液直接流到散熱器1上。
冷卻模組100一般是用架子安裝的模組,且容器110內的電子元件較佳地是電腦伺服器電路系統的至少一部分,例如包括主機板及相關聯的元件。冷卻模組可因此具有1個架子單位(1U,與44.45mm對應)或整數個架子單位的高度。冷卻模組100可被配置為用於安裝或被安裝在收容多個此類冷卻模組(該等冷卻模組中的一個、某些或所有冷卻模組可具有與本文中所揭露的冷卻模組100不同的內部構造)的對應架子中。在此配置下,可用串聯或並聯的佈置在冷卻模組之間共享輔助液態冷卻液。可在架子中提供送液腔室及/或歧管以允許此舉。可為了高效及安全而在架子中提供其他元件(例如功率調節器、一或更多個泵或類似的設備)。
參照圖3,繪示了依據本揭示案的散熱器的第一實施例。參照圖4,示出了圖3的實施例的分解圖。這是圖1及2中所示的散熱器的放大圖。散熱器1包括:基部,由架座16及固定到架座16的平坦基板17構成;護壁7,附接到平坦基板17;凸出物(用銷的形式示出)6;及固定螺釘13,將基板17附接到架座16。如此,平坦基板17直接坐落在高溫元件12上,且將熱從高溫元件12傳輸到由平坦基板17及護壁7所界定的容積,凸出物6被提供在該容積中。
散熱器1可由單個元件製作,例如藉由以下方式來製作:模鑄;脫蠟鑄造;金屬注射模(MIM);添加式製造;或鍛造。其亦可以是從材料塊機械加工而製出的或是被車削的。散熱器1可由導熱的任何材料所形成,例如金屬或其他導熱體。某些示例可包括鋁、銅或碳。
圖3及4中亦示出了管子5及噴嘴2。液態冷卻液經由噴嘴2遞送到散熱器1。噴嘴2被佈置為與基板17的平面垂直地引導冷卻液。這強制液態冷卻液的噴流或流直接進入由散熱器1的基板17及護壁7所界定的容積。其結果是,熱散逸被改良了。這與將冷卻液引導在與散熱器基板的平面平行的一方向上流過散熱器的系統(例如在氣冷式系統中)相較特別如此。
在圖3及4中所示的示例中,噴嘴2直接在由基板17及護壁7所界定的容積中心中遞送冷卻液。在此示例中,該容積的中心與基板17的區域的最熱部分對應,該最熱部分與高溫元件12相鄰(或直接在該高溫元件上)。這提供了逆流,使得最冷的冷卻液被引導接觸散熱器的最熱區域。冷卻液從最熱的部分徑向移動出去。
噴嘴2被設計為具有連接到管子5的推合式(push-fit)連接件3。這並不需要工具,所以可以容易契合及移除該連接件。從而,替換電路板15(其可以是電腦主機板)、所有元件可以是容易且快速的。噴嘴更被提供為具有接陸點(earth point)4(其可耦接到陸地或接地點)以消除建立在管子5及噴嘴2中的靜電。
參照圖5,示出了操作時的圖3中的散熱器的橫截面圖。如先前繪圖中所示的相同特徵是由相同的參考標號來識別的。箭頭指示管子5內的冷卻液流,以在由散熱器1的基板17及護壁7所界定的容積內提供冷卻液8及在散熱器1外部提供冷卻液9。如先前所指示的,從噴嘴2出來的冷卻液被朝向容積的中心(與基板17的表面區域的中心對應)引導且從該中心朝向護壁7徑向移動出去。經由噴嘴2將足夠的冷卻液泵送到容積中,使得該冷卻液溢出護壁7且與散熱器1外部的其餘冷卻液9集中在一起。
充當側壁的護壁7允許不同位準的冷卻液。散熱器1的容積內的冷卻液8處於相對高的位準,而至少部分地浸入低溫元件10(在此繪圖中未示出)的冷卻液9處於較低的位準。這相較於用相同的高度覆蓋所有元件其他類似系統允許使用顯著較少的液態冷卻液。
藉此實現了許多益處。首先,因為使用了較少的介電冷卻液且此冷卻液可能是昂貴的,可顯著地減少成本。介電液態冷卻液一般而言是非常重的。藉由使用較少的液態冷卻液,冷卻模組100可以是更容易安裝及/或升降的。並且,安裝冷卻模組100可以需要較少的基礎架構。此外,冷卻模組100相較於使用顯著更多的主要液態冷卻液的類似設備及系統而言更容易搬運。容器110中的大部分內的主要液態冷卻液9的位準並不靠近容器的頂部。其結果是,元件的維護或交換期間的溢流較不可能發生。洩漏的風險亦減少了。
護壁7產生堰效應。處於相對低位準的冷卻液9冷卻低溫元件10,該等低溫元件在沒有液態冷卻液的情況下通常會被空氣冷卻。將低溫元件10完全浸入在液態冷卻液中並不是必要的。
用基板17及護壁7為界的容積的另外優點是暫時的冷卻裕度。若泵11或對於液態冷卻液流來說是關鍵的另一元件故障,則存在被收集在散熱器1的容積中的一定體積的冷卻液。此冷卻液足以繼續冷卻高溫元件12至少一小段時間。這將抵消且可能防止高溫元件12上的瞬間溫度改變,藉此減少露出(show)及給這些元件時間關機。
將現就更廣義的角度來論述本發明的態樣。例如,可以考慮一種用於浸入在液態冷卻液中的電子設備的散熱器,該散熱器包括:基部,被配置為用於安裝在該電子設備的導熱面的頂部上及從該導熱面導熱;及護壁,從該基部延伸。詳細而言,該基部及護壁界定了用於容納該液態冷卻液中的某些部分的容積,使得將傳導通過該基部的熱傳導到容納在該容積中的該液態冷卻液。該容積有利地允許將熱保留在導熱面附近。
相較於現有的冷卻系統或模組中所使用的,可使用較少的介電冷卻液。基部及護壁較佳地被佈置為使得容納在容積內的液態冷卻液的位準較容積外部的冷卻液為高。例如,這可藉由包括架座的基部來實施,該架座可使得將容積升高到基部的底部上方。基部可更包括與架座構成整體或附接的基板,而界定容積的一部分。基部及護壁可為單獨的零件或是一體的。
在較佳實施例中,界定容積的基部表面(例如基部的基板部分)是平坦的或基本上或實質上是平坦的。然而,這並不是必要的。可將基部(其可被視為安裝在電子設備上的表面)附接到護壁及/或與電子設備整合在一起。可選地,護壁與基部一同配合,使得內部容積具有至少一個開口以允許累積在內部容積內的液態冷卻液離開。
有利地,凸出物從容積內的基部及/或護壁延伸。詳細而言,凸出物可距基部延伸(在與基部的平面垂直的方向上延伸)到與護壁實質相同的距離。凸出物可包括銷及/或翼。凸出物較佳地在與基板平面垂直的方向上延伸(凸出物有益地是直的)。詳細而言,凸出物可被佈置為使得液態冷卻液在徑向方向上遠離基部表面上的預定點(例如與電子設備的最熱部分重合或相鄰的點)而傳播。凸出物較佳地是用非線性的圖案形成的。這可允許冷卻液從預定點徑向散開。
在另一態樣中,提供了一種用於電子設備的(可密封)冷卻模組,該冷卻模組包括:容器,收容該電子設備,使得該電子設備可被至少部分地浸入在液態冷卻液中;及如本文中所述的散熱器,安裝在該電子設備上。冷卻模組可更包括液態冷卻液。液態冷卻液有利地是介電的。液態冷卻液有益地是導熱及電絕緣的。
冷卻模組可更被配置為使得液態冷卻液在容器內流動。詳細而言,該冷卻模組可更包括:泵,用於使得該液態冷卻液在該容器內流動。附加性或替代性地,冷卻模組的配置可以使得液態冷卻液在容器內流動(例如藉由允許或促進液態冷卻液的對流)。在任何情況下,液態冷卻液可以是主要冷卻液。冷卻模組可包括熱交換器,該熱交換器被配置為接收輔助液態冷卻液及將熱從主要液態冷卻液傳導到輔助液態冷卻液。熱交換器較佳地是在容器內部。泵可被配置為使得液態冷卻液向及/或從熱交換器流動。可以可選地提供多個此類熱交換器。
有益地,冷卻模組可額外包括噴嘴佈置,該噴嘴佈置被佈置為接收流動或泵送的液態冷卻液及將該液態冷卻液引導到散熱器的容積。噴嘴佈置可被佈置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的基部與電子設備的導熱面的最熱部分相鄰的一部分及/或散熱器的容積與該最熱部分相鄰的一部分。噴嘴佈置有利地被佈置為在與散熱器的基部垂直的方向上引導流動或泵送的液態冷卻液。
噴嘴佈置較佳地包括一或更多個噴嘴。該一或更多個噴嘴中的各者可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的容積的各別部分。在某些實施例中,噴嘴佈置包括複數個噴嘴。接著,各個噴嘴可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的容積與電子設備的導熱面具有超過臨界位準的溫度的一部分相鄰的各別部分。可基於電子設備的導熱面的最熱部分的溫度來設定臨界位準,例如基於一定百分比或為了冷卻導熱面的某個數量的最熱區域來設定。
冷卻模組可更包括至少一個管子,該至少一個管子被佈置為向噴嘴佈置輸送(較佳地是從管子輸送,其中提供了一個管子)液態冷卻液。該一或更多個噴嘴中的各者可接著被配置為耦接到該一或更多個管子的各別末端。較佳地,是藉由推合來耦接的。換言之,各個噴嘴可被推合耦接到各別的管端。
接下來參照圖6,示出了圖3的實施例的俯視圖,而示出了噴嘴佈置。如先前所論述的,噴嘴2(可看見該噴嘴的推合式連接件3)耦接到管子5。噴嘴2被定位為面向基板17(在此繪圖中未示出)的表面區域的中心。在此繪圖中藉由箭頭示出徑向冷卻液流。
噴嘴2的替代位置是可能的。將現參照圖7及參照圖8來描述某些此類位置,在圖7中示出了圖3的實施例的噴嘴佈置的第一變體的俯視圖,在圖8中示出了圖3的實施例的噴嘴佈置的第二變體的俯視圖。首先參照圖7,噴嘴2被示為偏離中心的。若溫度元件12的最熱部分不與基板17的中心相鄰,則可提供此類佈置。參照圖8,示出了兩個噴嘴。兩個噴嘴2被定位在基板17(未示出)的表面區域上方,該表面區域與下方的高溫元件12(未示出)的最熱部分中的兩個最熱部分相鄰。
接下來參照圖8A,繪示了圖3的實施例的噴嘴佈置的第三變體的透視圖。在此變體中,示出了護壁7內的凸出物6(如銷)。管子5a直接耦接到平坦基板17內的開口。這參照圖8B更明顯,在圖8B中示出了圖8A的圖解的截面圖。管子5a可藉此直接在由護壁7所界定的容積內提供冷卻液。在另外的變體(未示出)中,管子5a可直接耦接到護壁7的一側中的開口或孔。
現參照圖8C,繪示了圖3的實施例的噴嘴佈置的第四變體的透視圖。此變體與圖7中所示的設計類似。管子5及噴嘴2被定位為使得噴嘴2相對於由護壁7所界定的容積被定位在更中心。並且,提供了部分蓋(partial lid)7a以覆蓋內部容積中的某些部分。部分蓋7a中的一或更多個孔可允許來自噴嘴2的液態冷卻液到達內部容積。可將部分蓋7a附接到噴嘴2的一部分,然而可以不需要這樣。
部分蓋可允許增加冷卻液的壓力及流量。換言之,部分蓋可停止冷卻液越過護壁7的側邊立即離開容積的行為。在此變體中,部分蓋接合護壁7。然而,已認識到,這可基於個別散熱器的需要性及/或需求來調整。例如,蓋子的形狀及位置及蓋子是否、如何及在何處接合到護壁7中的一或更多者可被調整為改變液態冷卻液流及設定或調整冷卻液在何處溢出護壁7。參照圖8D,該圖繪示了圖3的實施例的噴嘴佈置的第五變體的透視圖,該第五變體與圖8C中所示的第四變體類似,但具有較部分蓋7a為小的部分蓋7b且不接合到護壁7。
接下來參照圖8E,該圖繪示了圖3的實施例的噴嘴佈置的第五變體的透視圖。在此變體中,噴嘴與管子5b整合在一起。參照圖8F,示出了圖8E的圖解的部分截面圖,可在圖8F中更清楚地看到此特徵。管子5b的下側中的孔或孔洞3a允許在不需要單獨的噴嘴的情況下將液態冷卻液引導及/或分佈到由護壁7所界定的容積。此類佈置可允許使用單個管子5b將冷卻液更均勻地傳播到不同的區域。可設定或調整孔洞3a的位置、數量、間距及尺寸中的一或更多者以符合所需的效能。例如,在圖8F中可看到,孔洞3a中的至少一者相較於其他孔洞具有大的直徑,以供使得較其他孔洞為高的流量的冷卻液通過該孔洞。管子5b可具有閉端3b,然而這不是必要的(如下文將進一步論述的)。在某些另外的變體(未示出)中,管子5b可以是錐形的或用其他方式使其橫截面積變化以控制及/或平衡不同區域之間的冷卻液分佈。
現將論述本揭示案的另一個一般化態樣,其中提供了一種冷卻模組,該冷卻模組包括:容器,收容電子設備以供冷卻,使得該電子設備可被至少部分地浸入在液態冷卻液中;散熱器,包括安裝在該電子設備上的基部;及噴嘴佈置,被佈置為接收液態冷卻液及將該液態冷卻液引導到該散熱器的該基部。詳細而言,噴嘴佈置可被佈置為在與基部垂直的方向上向散熱器引導所接收的液態冷卻液。在某些實施例中,噴嘴佈置可被佈置為經由散熱器的內部(貯存)容積向散熱器的基部引導所接收的液態冷卻液。用這些方式引導液態冷卻液流可促進經由散熱器冷卻電子設備,因為可用高效的方式向最熱部分引導較冷的液態冷卻液。
噴嘴佈置可包括管子,該管子被佈置為接收液態冷卻液(例如從泵接收)。管子的末端可以是在由散熱器所界定的容積的外部。在此情況下,可將噴嘴附接、安裝或佈置在管子的末端上以引導液態冷卻液。可藉由在管子中提供一或更多個孔洞以據此引導冷卻液,來將噴嘴與管子整合在一起。若在管子中提供了多個孔洞,則孔洞的位置、數量、間距及尺寸中的一或更多者可在孔洞之間變化。可在由護壁所界定的容積的一部分上方提供蓋子,可以可選地將該蓋子接合到護壁。蓋子可被定位及/或配置為允許液態冷卻液到達容積,但防止某些冷卻液經由不以基部及/或護壁為界的開放部分離開容積。在另一實施例中,管子可耦接到散熱器的基部(使得冷卻液被引導到基部)或散熱器與基部相鄰的側壁。
有利地,使得液態冷卻液在容器內流動。在某些實施例中,冷卻模組更包括用於使得液態冷卻液在容器內流動的泵。噴嘴佈置可被佈置為接收流動或泵送的液態冷卻液。噴嘴佈置可允許直接向散熱器的最熱部分遞送冷卻液且藉此可提供逆流。
有利地,噴嘴佈置被佈置為向散熱器與電子設備的最熱部分相鄰的一部分引導流動或泵送的液態冷卻液。噴嘴佈置有益地包括一或更多個噴嘴。接著,該一或更多個噴嘴中的各者可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器的各別部分。在某些實施例中,噴嘴佈置包括複數個噴嘴。接著,各個噴嘴可被配置為將流動或泵送的液態冷卻液引導到散熱器與電子設備具有超過臨界位準的溫度的一部分相鄰的各別部分。可基於電子設備的最熱部分的溫度來設定臨界位準,例如基於一定百分比或為了冷卻電子設備的某個數量的最熱區域來設定。
在較佳實施例中,冷卻模組更包括:至少一個管子,該至少一個管子被佈置為向噴嘴佈置輸送(較佳地是從管子輸送,其中提供了一個管子)液態冷卻液。該一或更多個噴嘴中的各者可接著被配置為耦接到該一或更多個管子的各別末端。較佳地,是藉由推合來耦接的。換言之,各個噴嘴可被推合耦接到各別的管端。替代的佈置是可能的,如上文所論述的。
此態樣的散熱器可以是上述的其他態樣的散熱器。例如,散熱器的基部可被配置為用於安裝在電子設備的導熱面的頂部上及從導熱面導熱。散熱器可更包括:護壁,從該基部延伸,該基部及該護壁界定用於容納該液態冷卻液中的某些部分的容積,使得通過基部傳導的熱被傳導到容積中容納的液態冷卻液。基部及護壁可被佈置為使得容納在容積內的液態冷卻液的位準較容積外部的冷卻液為高。基部界定容積的表面是平坦的。散熱器容積可被配置為使得從噴嘴佈置在容積中接收的冷卻液從容積接收冷卻液的部分徑向移動出去。散熱器可更包括從容積內的基部及/或護壁延伸的凸出物。較佳地,凸出物距基部延伸到與護壁實質相同的距離。凸出物有利地包括銷及/或翼。在實施例中,凸出物在與基部的平面垂直的方向上延伸。凸出物可被佈置為使得液態冷卻液在徑向方向上遠離基部表面上的預定點(例如最熱部分)而傳播。例如,它們可用非線性的圖案來形成。
液態冷卻液可以是主要液態冷卻液。接著,冷卻模組可更包括熱交換器,該熱交換器被配置為接收接收輔助液態冷卻液及將熱從主要液態冷卻液傳導到輔助液態冷卻液。泵可被配置為使得液態冷卻液向及/或從熱交換器流動。噴嘴佈置有利地被佈置為從熱交換器接收主要液態冷卻液。如此,被噴嘴佈置引導到散熱器的冷卻液可能是最冷的冷卻液。接著,可有益地向散熱器的最熱部分引導該冷卻液。
凸出物6(例如銷及/或翼)可與散熱器1的其餘部分一體地形成在一起或是由與散熱器1的其餘部分分離的元件製作。可將凸出物6容限契合(tolerance fit)、膠合或硬焊在適當的位置。附加性或替代性地,可例如藉由擠製或製造的金屬片零件將護壁7一體地形成或與散熱器1的其餘部分分離地製作。接著,可將護壁7容限契合、膠合在適當的位置、硬焊或熔結。
參照圖9,該圖描繪了圖3的實施例的一部分的放大俯視圖而示出凸出物佈置。如此實施例中可見的,凸出物6是規律間隔的銷。
雖然已將凸出物6示為銷,但其他佈置可以是可能的且確實是有利的。凸出物6可為翼或銷與翼的組合。現將描述許多此類變體。例如,可非線性地(不用直線)佈置銷及/或翼。這可改良冷卻液的徑向流動。現在描述的變體是可能的替代實施方式的示例,但技術人員將容易考慮另外的選項。
參照圖10,該圖描繪了圖3的實施例的凸出物佈置的第一變體的俯視圖。此處,凸出物包括用螺旋設計佈置的凸出物6(如銷)及翼6'。這些凸出物再次促進了液態冷卻液的徑向流動。
參照圖11,該圖描繪了圖3的實施例的凸出物佈置的第二變體的俯視圖。凸出物包括用「蜘蛛狀」設計佈置的凸出物6(如銷)及翼6"。與先前的設計類似,這進一步促進了徑向流動。
參照圖12,描繪了圖3的實施例的凸出物佈置的第三變體的俯視圖,其中凸出物包括銷及銷翼6'''。這些元件是用「爆炸狀」設計佈置的,其同樣地促進了徑向流動。
接下來參照圖13,該圖繪示了圖3的散熱器的一部分的橫截面圖而示出凸出物佈置的高度。如此處可見的,凸出物6(如銷)與護壁7的高度齊平。這具有許多益處。護壁7可確保所有凸出物6完全潤濕。換言之,是要所有凸出物6(無論是銷、翼或其組合)都浸沒在冷卻液8中。這可幫助確保將每個可能的表面用於熱散逸。並且,冷卻液不能繞過或抄捷徑越過凸出物6,因為該等凸出物具有與護壁7相同的高度。不論凸出物6的構造,此類設計可以是可能的,該等凸出物不需要與圖13中所示的銷一樣。
現參照圖14,該圖繪示了圖3的實施例的凸出物佈置高度的第一變體的橫截面圖。在此圖中,凸出物6處於較護壁7為低的高度。這維持了完全潤濕的凸出物的益處,但沒有冷卻液可繞過凸出物的益處。參照圖15,繪示了圖3的實施例的凸出物佈置高度的第二變體的橫截面圖,其中凸出物6較護壁7的高度為高。這維持了冷卻液不能繞過凸出物6的益處,但沒有凸出物6都被完全潤濕的益處。
再次參照圖1及2。現將論述冷卻模組100(如圖1中最清楚地示出)的另一部分。在容器110的中心中坐落了電子設備24。這電子設備一般是電源。該電子設備坐落在容器110基部區域與電路板15分離的部分內,該部分用護壁27為界。現參照圖16,該圖描繪了依據本揭示案的散熱器的第二實施例的橫截面圖,該橫截面圖與圖1中所示的電子設備24及護壁27的變體對應。圖17示出圖16的散熱器的透視圖。圖17示出圖16的散熱器的透視圖。
在此實施例中,散熱器20被提供在容器110的容器基部120上。散熱器20包括基部21及護壁27。電子設備(例如電源)坐落在散熱器20的基部21上在由基部21及護壁27所界定的容積(內部容積)內。散熱器20的建造過程及/或材料可與針對先前所述的散熱器1所使用的建造過程及/或材料同等或類似。
冷卻液藉由冷卻液入口管22被管送(pipe)到此容積中。如圖16中所示,此冷卻液直接從管子的末端流到由基部21及護壁27所界定的容積的下部中。電子設備24被示為完全浸沒在冷卻液內。然而,取決於就熱抽取及冷卻液體積的角度來說最高效的情境,該電子設備可僅部分浸沒。
如同本揭示案中的其他實施例的情況,冷卻液可流過護壁27而允許多位準的冷卻。如上文針對此特徵所識別的相同益處同等適用於此實施例。並且,這可提供兩個位準的冷卻,其中低溫元件10是藉由較散熱器20的容積內的冷卻液的位準為低的位準的冷卻液來冷卻。亦提供了暫時冷卻裕度的益處。
切口(cut out)25用來在容積相對於冷卻液入口管22的另一端處產生噴口。這可給予冷卻液流方向且確保在較冷的冷卻液被筆直泵送過側壁時元件不會坐落在停滯的冷卻液中。
此設計的變體是可能的。參照圖17A,該圖描繪併入圖16及17的實施例的第一變體的冷卻系統的透視圖。亦參照圖17B,其中描繪了圖17A的冷卻系統的分解圖。冷卻系統的產熱(或發射熱)的元件或設備被安裝在基板112上,該基板一般是電路板(例如PCB或主機板)。這些元件或設備中的某些元件或設備不能輕易就被低位準的液態冷卻液冷卻。依據圖16及17中所示的散熱器20的一般設計的解決方案可能是可行的。然而,基部(例如散熱器20的基部21)不是必要的。
反而,提供了側護壁,該側護壁充當堰壁以產生用於保留冷卻液的容積。容積的基部是由基板112所提供的。示例包括第一護壁113、第二護壁114及第三護壁115。護壁可由任何材料(例如金屬、塑膠或矽膠)製作,且可被黏合、黏著、用螺絲擰緊或用其他方式固定或附接到基板。側壁亦可以是包覆成型(over-moulded)、矽膠鑄造或3D印刷的。亦可使用墊片或黏著帶來密封側壁與基板之間的接合處。取決於被冷卻的元件的冷卻需求或佔地面積,由護壁及基板所形成的散熱器可具有任何形狀或高度。
將冷卻液使用第一管116從泵(未示出)提供到由基板112及第一護壁113所形成的容積中、使用第二管117提供到由基板112及第二護壁114所形成的容積中及使用第三管118提供到由基板112及第三護壁115所形成的容積中。雖然圖17A及17B中所示的設計示出各個管子向各別的護壁的頂部提供冷卻液,將瞭解到,可使用其他遞送冷卻液的方式(例如如本文中進一步揭露的)。
在此設計的第二變體中,基部21不需要是設計的單獨元件,而是可以是容器的基部或電路板。參照圖17C,該圖沿著此類線描繪了圖16及17的實施例的第二變體。基板121是容器的現有部分,例如容器基部120(例如如圖16中所示)或電路板15(例如如圖2中所示)。護壁是由與基板121垂直的垂直電路板122所部分形成的。護壁不是由垂直電路板122所形成的部分是由側壁部分123所形成的。在此情況下,提供了兩個垂直電路板122以形成相對的壁,其中側壁部分123亦形成了相對的壁,以形成矩形的內部容積125。垂直電路板122及側壁部分123抵著基板121而被部分密封,使得引導到內部容積125的液態冷卻液被容納在內部容積125內的元件(未示出)附近。部分密封可允許某些液體經由密封件中的間隙流出內部容積125,但一般是用顯著較所提供的液體的速率為慢的速率(例如不大於供應到內部容積125中的液體的速率的50%、30%、25%、20%、10%、5%或1%)流出。可選地,藉由垂直電路板122及側壁部分123抵著基板121進行的密封可以是程度更大或完全的。用於將液態冷卻液(未示出)引導到內部容積中的手段可包括本文中所述的彼等手段中的任一者,例如參照圖7、8、8A到8F或16或如下文所論述的另外選項。
現參照圖17D,該圖描繪了如圖17C中所示的第二變體的變更。此處,僅提供了一個垂直電路板122,該垂直電路板與三個側壁部分123一起抵著基板121提供內部容積125。將認識到,可進一步變化垂直電路板122及側壁部分123的數量(護壁的形狀不需要是方形的),且實際上可完全藉由側壁部分123或完全藉由垂直電路板122來提供所有的護壁。此類設計可以是節省空間的且對於特定的元件配置最佳化。例如,可將現有的元
件用於形成護壁的一部分或所有部分。藉此使用堰效應來產生內部容積125。
參照圖18,該圖繪示了圖16及17的實施例的第三變體的分解透視圖。在此實施例中,散熱器20'包括由基部21及護壁27所界定的容積。電子設備24被提供在此容積內部。通過冷卻液入口管22將冷卻液遞送到容積。然而,是經由噴嘴附件23將此冷卻液提供在容積的上部中,而不是朝向容積的下部提供該冷卻液。這可較佳地控制冷卻液流的方向。容積相對於冷卻液入口管22的另一端的切口25可再次給予冷卻液流方向。在此變體中亦提供了與切口25相關聯的其他優點。參照圖19,該圖示出了圖18的分解圖,其中噴嘴部分3被移除。不需要提供噴嘴,且冷卻液可直接從管子的末端流動。
參照圖20,該圖描繪了依據本揭示案的散熱器的第三實施例的透視圖。這與第二實施例類似之處在於,其包括基部31及護壁37以界定在內部提供了電子設備34的容積。冷卻液經由管子32到達容積中且在容積相對於管子32的另一端處提供了噴口35以讓冷卻液流動。
圖21繪示圖20中所示的實施例的變體的分解透視圖。若示出了相同的特徵,就使用相同的參考標號。在此變體中,管子32被提供為具有噴嘴附件33,且冷卻液被提供到由基部31及護壁37所界定的容積的上部。將存在著所提供的此變體的另外變體,其中噴嘴附件33被省略。
現將考慮本揭示案的另外的一般化態樣。可提供一種用於電子設備的散熱器,該電子設備定位在冷卻模組中且浸入在液態冷卻液中。散熱器具有壁佈置以界定內部容積,電子設備被安裝在該內部容積中,且液態冷卻液在操作時在該內部容積中圍繞電子設備而累積,使得將熱從電子設備傳導到容納在內部容積中的液態冷卻液。可選地,可進一步提供安裝在內部容積內的電子設備。在較佳實施例中,電子設備是電源單元。
一般而言,壁佈置包括:基部,被配置為用於將該散熱器安裝在該冷卻模組內;及護壁,從該基部延伸,該基部及護壁界定該內部容積以供累積該液態冷卻液。壁佈置可因此界定頂部開放(或部分包封)的立方體狀或角柱狀結構。詳細而言,界定內部容積的基部或基部表面是平坦的。例如,基部的表面可抵著容器的表面而平躺,其結果是散熱器被安裝在該容器表面中。平坦的基部表面亦可允許電子設備抵著內部容積內的基部而平躺,特別是在電子設備亦具有平坦的表面而該電子設備被安裝在該平坦表面上時。
可選地,可藉由容器收容冷卻模組或冷卻模組內的電路板的表面來提供基部。附加性或替代性地,可由容器收容冷卻模組或冷卻模組內的電路板的一側形成護壁的一部分或所有部分。基部及/或護壁可藉此不需要是散熱器的單獨部分,但可與冷卻模組的其他部分或元件整合在一起。
如針對本揭示案的其他態樣或實施例所描述的,壁佈置被有益地佈置為使得容納在內部容積內的液態冷卻液的位準較內部容積外部的冷卻液的位準為高。此特徵的優點(及可選地為實施方式)大致與其他的實施例或態樣相同。
在較佳實施例中,壁佈置更界定了噴口。這可用來允許液態冷卻液流出內部容積。其亦可(至少部分地)界定液態冷卻液通過散熱器的內部容積及/或在該內部容積內的流動。噴口可例如是壁佈置或護壁中的切口。
此外,可考慮一種用於電子設備的冷卻模組,該冷卻模組包括:容器,用於收容該電子設備,使得該電子設備可至少部分地浸入在液態冷卻液中;及如本文中參照此態樣所述的該散熱器。冷卻模組可更被配置為用於使得液態冷卻液在容器內流動,詳細而言是藉由包括泵來進行(然而可反而使用如本文中的其他地方所論述的替代方案)。此外,冷卻模組可包括至少一個管子,該至少一個管子被佈置為接收泵送的液態冷卻液且具有出口,從該出口,流動或泵送的液態冷卻液被引導到散熱器的內部容積中。
內部容積的形狀可以是狹長的(例如具有矩形的剖面)。可藉此界定狹長內部容積的相對末端的第一及第二端部。接著,管子的出口較佳地定位在第一端部處,而噴口較佳地定位在第二端部處。這可促進液態冷卻液沿著內部容積的狹長尺度流動,以允許更高效地與電子設備接觸。
在某些實施例中,出口定位在內部容積的高度的上半部(換言之,內部容積的頂半部)。這可較在將出口定位在下半部時為佳地引導液態冷卻液流。在其他實施例中,出口定位在內部容積的高度的下半部。與將出口提供在上半部相較,這可改良效率,因為最冷的冷卻液可與電子設備接觸得較久。在次佳的實施例中,出口圍繞內部容積的高度的中間而定位。
管子的出口可包括一或更多個噴嘴,各個噴嘴被配置為向內部容積的各別部分引導流動或泵送的液態冷卻液。例如,此佈置可與針對本揭示案的其他實施例或態樣所描述的佈置相似(及/或與針對本揭示案的其他實施例或態樣所描述的佈置類似地實施)。例如,該一或更多個噴嘴中的各者可被配置為推合耦接到該至少一個管子的各別末端。
液態冷卻液有利地是主要液態冷卻液。接著,冷卻模組可更包括熱交換器,該熱交換器被配置為接收輔助液態冷卻液及將熱從主要液態冷卻液傳導到輔助液態冷卻液。上文已參照其他的態樣論述了主要及輔助液態冷卻液的細節。泵可被配置為使得液態冷卻液向及/或從熱交換器流動。該一或更多個噴嘴較佳地被佈置為從熱交換器接收主要液態冷卻液。
雖然現已描述了具體的實施例,但技術人員將理解到,各種更改及變更是可能的。容器110的設計可以在形狀及/或結構上是與所指示的形狀及/或結構不同的(例如該容器可以不是立方體)。可使用任何導熱材料來形成本文中所揭露的設計的導熱部分中的任一者,例如銅或鋁。可使用不同的鍍層或塗料來改良熱效能,例如金鍍層。可使用不同的材料構造(例如雷射燒結的蜂巢狀錐或泡沫)來增加表面面積。
參照散熱器1,基部結構可以是不同的。例如,可用不同的方式提供架座16。基板17不需要是平坦的。可考慮用來固定螺釘13的替代方案,例如黏著劑、鉚釘或其他的附接形式。護壁27、37可被提供為單個(一體的)壁或多個壁。亦可調整護壁27、37的形狀及/或尺寸。
亦可將散熱器20的設計變化為具有不同的形狀、尺寸及/或實施方式。例如,可使用多個護壁來形成該散熱器或將該散熱器形成為具有不平坦的基部。容器基部120及護壁27(或其變體)可以是一體的或單獨的元件。一般而言,會讓電子設備或元件(例如高溫元件12及電子設備24)具有至少一個(或某些或全部)平坦面,特別是上面安裝、安置或固定了散熱器或散熱器所安裝、安置或固定到的表面(附接面)。然而,可輕易調適本揭示案的態樣以與不具有平坦面的電子設備及/或元件一同
使用。例如,附接面可具有隆起物、是彎曲的、包括頂點(例如形狀為三角形或其他的多邊形狀)。
可使用被示為高溫元件12及/或電子設備24的彼等電子設備的替代電子設備,例如該等替代電子設備具有不同的形狀、結構或應用。在某些實施例中,可不提供低溫元件10及/或可存在著不同設計的電路板15(或實際上可不存在該電路板)。可顯著變化電路板15及/或元件的佈局。例如,電子設備24的位置可與所示的位置不同。
較佳地是使用泵11來達成容器內的液態冷卻液流。然而,相較於所示的泵可存在著更多或更少個的泵,且確實,在某些實施例中可僅提供泵。或者,可在沒有泵的情況下達成及/或促進液態冷卻液流。例如,若容器110及/或液態冷卻液的配置用某些其他方式容許液態冷卻液流,則此特徵是可能的。一個方法是使用冷卻模組的操作的自然結果:在電子元件及/或設備是在操作的時候,它們使得液態冷卻液加熱及對流。液態冷卻液的對流將使該液態冷卻液流動。容器110的合適定向或設計可允許液態冷卻液的對流在容器110內循環。可接著藉由容器110內的導流板或其他合適的構造進一步促進液態冷卻液流。使得液態冷卻液流動的其他設計亦將是合適的。
本揭示案的另外態樣的散熱器佈置被設計為契合於安裝在垂直定向的印刷電路板(PCB)上的產熱電子設備上或周圍(用於冷卻)。若可適用,亦可將此態
樣的特徵施用於本文中所揭露的其他態樣。電子設備可以是處理器、特定應用積體電路(ASIC)或在操作時具有大量熱輸出的其他電子設備。此態樣的印刷電路板被安裝在冷卻模組(有時稱為「葉片」,未示於以下繪圖中)的容器內,且可例如是安裝在水平安裝在容器中的主機板上(或與該主機板相鄰)的子板。如本文中所使用的用語「垂直」及「水平」涉及具有底板及從底板延伸的側壁的冷卻模組的容器。水平暗示與底板平行,而垂直暗示與底板垂直(一般與一或更多個側壁平行)。頂部暗示容器底板的遠端,而底部暗示容器底板的近端。冷卻模組的容器可具有用於密封冷卻模組的內部容積的蓋子。
參照圖22A,示出了散熱器佈置的第四實施例的分解前視圖。該散熱器佈置包括:熱介面材料41;散熱器凸出部分42;護壁46;及管子49。散熱器凸出部分42包括:安裝面部分42a(要安裝在熱介面材料41上,且在沒有熱介面材料41的情況下是直接安裝在電子設備43的表面上);及凸出物44。液態冷卻液被提供通過管子49且傳遞到由護壁46及安裝面部分42a所形成的內部容積中。熱介面材料41將散熱器凸出部分42熱接合到電子設備43。護壁46可由導熱材料所形成,例如金屬。在此實施例中,凸出物44被示為線性翼,然而可將一系列類型的翼、銷、或銷與翼的組合用作替代方案。亦提供在PCB 45上的是額外的設備,該等設備在此情況下是隨機存取記憶體(RAM)設備51。
參照圖22B,圖22B示出了圖22A的實施例的組裝後透視圖,且參照圖22C,圖22C示出了圖22A的實施例的組裝後側視圖。從這些繪圖,可看到護壁46與管子49的相對定位。使用時,從管子49提供液態冷卻液,且液態冷卻液累積在由護壁46連同安裝面部分42a界定的內部容積中。圖22C中亦示出的是容器的正常操作液態冷卻液位準54。容器內部的液態冷卻液的深度可能仍然是低的(較電子設備43及/或護壁46的高度為低),因為該液態冷卻液不需要浸沒電子設備中的任一者。反而,液態冷卻液被容納在散熱器凸出部分42(其經由熱介面材料41熱耦接到電子設備43)附近,其中由護壁46所界定的內部容積的頂部是開放的。這允許液態冷卻液從內部容積溢出。
亦參照圖22D,該圖中示出了圖22A的實施例的分解後視圖。這進一步展示了液態冷卻液從管子49經由管子49中的一組冷卻液遞送孔洞50流到由護壁46所界定的內部容積中。冷卻液遞送孔洞50的定位及間隔可被設定為依需要將液態冷卻液遞送到內部容積的特定部分中。使用其他管子(未示出)來向其他元件(例如PCB 45上的RAM設備 51)遞送冷卻液。
針對液態冷卻液在護壁46的基部(亦即底部)中提供小孔洞48。這些孔洞的尺寸及/或經過管子49的液態冷卻液的流量可被配置為使得液態冷卻液被保留在內部容積內至少一定的預定持續時間。亦可為了類似的目的將此類孔洞施用於如本文中所述(例如參照圖3及/或16所述)的其他實施例及設計。
一般而言,可考慮一種用於電子設備的散熱器佈置,該電子設備要安裝在容器中的表面上且呈現與容器的底板實質垂直的定向。該散熱器佈置包括:護壁,被配置為至少部分地界定內部容積。護壁與安裝在電子設備上的表面(例如板或另一表面,其可以是平坦的或具有其他的形狀)相配合(或被配置為與該表面相配合),使得引導到內部容積中的液態冷卻液累積在內部容積內。散熱器佈置可更包括噴嘴佈置,該噴嘴佈置被佈置為接收液態冷卻液且將液態冷卻液引導到散熱器的內部容積中。詳細而言,內部容積可被界定及/或佈置為使得從電子設備傳導到液態冷卻液的熱累積在內部容積中。可選地,安裝在電子設備上的表面被附接到護壁。
有利地,護壁包括基部部分,該基部部分被定向為與容器的底板實質平行。護壁可更包括安裝在電子設備上的表面(安裝面)。安裝在電子設備及護壁(或護壁的其餘部分)上的表面有利地相配合(或被配置為相配合),使得內部容積具有至少一個開口(較佳地是在容器的底板的遠端),以允許累積在內部容積內的液態冷卻液離開。散熱器佈置可更包括佈置在電子設備與安裝在電子設備上的表面之間的熱介面材料。
散熱器佈置可更包括凸出物,該等凸出物從護壁及/或安裝在電子設備上的表面(例如安裝面部分)延伸到內部容積中。凸出物可選地包括銷及/或翼。凸出物可在與電子設備的平面垂直的方向上延伸(詳細而言是在電子設備是實質平坦的時候)。在實施例中,凸出物從安裝在電子設備上的表面(例如安裝面)延伸到內部容積中。
在某些設計中,護壁包括側壁部分(其可包括基部部分),該側壁部分與容器的底板實質平行地延伸。護壁可接著更包括安裝板或安裝面部分,該安裝板或安裝面部分被定向為與容器的底板實質垂直且被佈置為與側壁部分契合,以便至少部分地界定內部容積。安裝面部分或安裝板可被配置為被安裝在電子設備附近或上(詳細而言是與該電子設備熱連通)。安裝面部分或安裝板可因此是安裝在電子設備上的表面。
噴嘴佈置可選地包括定位在內部容積在容器的底板遠端的一側(內部容積的頂部)上的至少一個噴嘴。在某些設計中,噴嘴佈置包括管道系統,該管道系統形成至少一個通道以供液態冷卻液流過該至少一個通道(例如是管子的形式)。接著,該至少一個通道可具有一或更多個孔洞,各個孔洞充當噴嘴以供將液態冷卻液從通道引導到散熱器的內部容積中。該至少一個通道可選地用與容器的底板平行的方向定向。
可在護壁(特別是護壁在容器的底板近端的一部分)中提供至少一個孔,以允許冷卻液流過護壁且離開內部容積。
現參照圖23A到23E描述第五實施例。接下來參照圖23A,該圖示出了散熱器佈置的第五實施例的分解前視圖。此第五實施例的某些態樣與第四實施例類似,且若示出了相同的元件,則採用相同的參考標號。PCB 45、電子設備43、散熱器凸出部分42及RAM設備 51的結構與第四實施例相同。
關鍵差異是在於液態冷卻液的遞送。面板52被垂直安裝為面向護壁46a及板子上的其他元件(例如RAM設備 51)。通道53被提供在面板52中,且通道被板56密封。參照圖23B,該圖示出了圖23A的實施例的組裝後透視圖,其中可看到面板52被安置在護壁46a及RAM設備 51上方。
接下來,參照:圖23C,圖23C中示出了圖23A的實施例的組裝後側視圖;圖23D,圖23D示出了圖23A的實施例的分解後視圖;及圖23E,圖23E示出了圖23A的實施例的組裝後橫截面圖。通道53接收液態冷卻液且經由冷卻液遞送孔洞50a分佈該液態冷卻液。這些孔洞將液態冷卻液的噴流55噴散或噴射到由護壁46a(及安裝面部分42a)所界定的內部容積中且到板子上的其他元件(例如RAM 設備51)上。可調整及重新定位冷卻液遞送孔洞50a以變更冷卻液遞送。亦可將面板52及板56的組件單獨施用於主機板或其他元件。
面板52可以是導電的且與電子元件相平衡以散逸冷卻液遞送孔洞50a中所產生的任何電荷。可將額外的面板52添加到PCB的另一側以冷卻安裝在PCB的後側上的任何元件。
參照圖23F,該圖示出第五實施例的第一變體的組裝透視圖。此繪圖中可見的是護壁46,該護壁與先前所述的實施例中所示出的類似或相同。散熱器凸出部分42'包括垂直翼凸出物。管子49'直接耦接到護壁46的下基部內的開口。這參照圖23G更明顯,在圖23G中示出了圖23F的第一變體的截面圖。管子49'可藉此直接在由護壁46所界定的容積內提供冷卻液。這例如與圖8A中所示的設計類似。參照圖23H,該圖示出了第五實施例的第二變體的組裝後透視圖,該第二變體與圖23F的設計類似,但其中銷凸出物形成散熱器凸出部分42''。在圖23I中,示出了圖23H的第一變體的截面圖,其中可更清楚地看到管子49'。在現在所述的兩個變體中的任一者的另外變體(未示出)中,可將管子49'直接耦接到護壁46的一側中的開口或孔。
就上文所論述的一般角度而言,可以考慮用與容器的底板垂直的方向定向該至少一個通道。附加性或替代性地,管道系統可包括第一及第二面板,該第一及第二面板中的一或兩者被調整形狀為形成該至少一個通道,且該第一及第二面板彼此附接,以允許液態冷卻液流過該至少一個通道。可在第一或第二面板中(具體而言是在該至少一個通道中)提供一或更多個孔洞以允許液態冷卻液從該至少一個通道流到內部容積。護壁中的開口(例如沿著與容器的底板垂直的一部分的邊緣的開口)可允許液態冷卻液從孔道中的一或更多者進入內部容積。
參圖24,該圖示出依據本揭示案的散熱器佈置的第六實施例的分解前視圖。對於此實施例而言,僅示出了構成散熱器的元件。將從本文中所述的第四及第五實施例瞭解到散熱器如何契合及/或耦接到電子設備及冷卻液模組內的任何其他元件(例如參照熱介面材料的使用)。該散熱器佈置包括:安裝面部分61;凸出物(呈現銷62的形式);導流器63;護壁64及覆蓋部分65。
安裝面部分61上的銷62及導流器63的圖案產生了用於液態冷卻液流的兩個對稱通道。護壁64及覆蓋部分65連同安裝面部分61界定了散熱器的內部容積。使用第四及/或第五實施例(如上所述)的噴嘴佈置或替代方案向內部容積提供液態冷卻液。如此,液態冷卻液與垂直定向的PCB平行或垂直地流到內部容積中。朝向內部容積的頂部及中心向內部容積遞送液態冷卻液。如此,使得液態冷卻液流到兩個通道。這強迫液態冷卻液在往上回來且從頂側部分(角落)離開內部容積之前向下到達銷62的底部。有益地,這確保液態冷卻液觸碰電子設備及/或安裝在電子設備上或熱耦接到電子設備的表面(例如安裝面部分61)的較大表面面積(且可能是最大的可能表面面積),且強迫液態冷卻液流過及冷卻電子設備的整個表面。
這可與本文中所揭露的其他實施例或其變體結合。例如,可依據第四實施例、第五實施例或其組合來實施向內部容積提供液態冷卻液的方式。
接下來參照圖25A,該圖示出圖24的實施例的第一變體的分解前視圖。與圖24的實施例類似,散熱器佈置包括:安裝面部分61;凸出物(呈現銷62a的形式);導流器63a;護壁64a;及覆蓋部分65a。除了安裝面部分61以外,其他元件的配置及/或結構與圖24中所示的配置及/或結構不同。詳細而言,圖25A中示出了單螺旋狀導流器63a。對銷62a及護壁64a作出了調適以適應導流器63a的設計。安裝面部分61、護壁64a及覆蓋部分65a相配合以界定內部容積。並且,覆蓋部分65a包括孔洞66,該孔洞可充當用於接收液態冷卻液及/或將液態冷卻液引導到內部容積中的入口或噴嘴。從覆蓋部分65a的中心部分(就覆蓋部分65a的寬度及/或高度尺度的角度而言)將液態冷卻液引導到內部容積中。
參照圖25B,該圖描繪呈組裝形式的圖25A的實施例的一部分的前視圖。液態冷卻液與內部容積內的安裝面部分61的區域的中心部分垂直地進入內部容積。可因此看到如何使得液態冷卻液在離開內部容積之前圍繞由導流器63a所形成的螺旋路徑而前行且因此穿過所有內部容積。
接下來參照圖26A,圖26A示出了圖24的實施例的第二變體的分解前視圖。關於圖26A的實施例,散熱器佈置包括:安裝面部分61;凸出物(呈現銷62的形式);導流器63b;護壁64b;及覆蓋部分65b。除了安裝面部分61及銷62以外,其他元件的配置及/或結構與圖24、25A及25B中所示的配置及/或結構不同。然而,導流器63b與圖24中所示的導流器63類似。
主要改變是針對護壁64b;及覆蓋部分65b。詳細而言,覆蓋部分65b包括開口67,該開口可充當用於接收液態冷卻液及/或將液態冷卻液引導到內部容積中的入口或噴嘴。從覆蓋部分65a的頂部、中心部分(就該覆蓋部分的高度的角度而言是在頂部且就該覆蓋部分的寬度的角度而言是在中心)將液態冷卻液引導到內部容積中。
現參照圖26B,該圖描繪呈組裝形式的圖26A的實施例的一部分的前視圖。此配置與圖24的實施例的對應配置類似(或相同)(其中導流器形成兩個通道以供液態冷卻液在內部容積內流動)。在圖24的設計中,向下(亦即在與容器的底板實質垂直的方向上)將液態冷卻液引導到內部容積中。相較之下,圖26A的實施例側向(亦即在與容器的底板實質平行的方向上)將液態冷卻液引導到內部容積中。在兩個實施例中,從內部容積的頂部(容器的底板的遠端)將液態冷卻液引導到內部容積中。詳細而言,將冷卻液引導到內部容積的中心部分(就該內部容積的寬度(與容器的底板平行的尺度)的角度而言)中。
就先前所論述的一般角度而言,可考慮讓護壁包括側壁部分(其可包括基部部分),該側壁部分與容器的底板實質平行地延伸。護壁可接著更包括覆蓋部分,該覆蓋部分被定向為與容器的底板實質垂直且被佈置為與側壁部分契合,以便界定內部容積。側壁部分及覆蓋部分可以是單獨的。可將此類的某些實施例與如上所述的安裝面部分結合。
在實施例中,凸出物包括一或更多個導流器,該一或更多個導流器被配置為在內部容積內引導液態冷卻液流。例如,該一或更多個導流器可被配置為使得液態冷卻液流(例如在重力下)到內部容積在容器底板近端的第一部分且之後流到內部容積在容器底板遠端的第二部分。這可允許液態冷卻液圍繞內部容積而循環,詳細而言是使用重力來促進液態冷卻液的移動。附加性或替代性地,該一或更多個導流器有利地被配置為使得液態冷卻液詳細而言是在離開內部容積之前從內部容積的更中心的部分流到內部容積的更外部的部分。在某些設計中,該一或更多個導流器被配置為使得液態冷卻液在具有蛇形及/或螺旋形狀的通道中流動。
在某些實施例中,該一或更多個導流器被配置為使得從噴嘴佈置接收到散熱器的內部容積中的液態冷卻液流過兩個相異的流動路徑。特別是在從內部容積的頂部(在容器底板的遠端)將液態冷卻液引導到內部容積中時,這可允許冷卻液到達內部容積的所有部分,詳細而言是與內部容積內的電子設備相鄰的表面區域。取決於電子設備及其他的配置態樣,兩個相異的流動路徑中的各者可為大致對稱或不對稱的。
噴嘴的位置可處於內部容積的頂部或在內部容積的表面區域的中心部分(詳細而言是沿著與容器底板垂直的尺度的中心部分)中。較佳地,噴嘴被定位為沿著與容器底板平行的內部容積尺度(詳細而言是較長的此類尺度)向內部容積的中心部分引導液態冷卻液。噴嘴位置可選地允許將液態冷卻液引導到操作時的內部容積的最熱部分。
將瞭解到,本揭示案的散熱器佈置被安裝在儲槽中。可能的儲槽(容器或冷卻模組)配置的細節可見於如上文參照圖1到21所論述的內容以及第WO2018/096362及WO2018/096360號的國際專利公開案中。儲槽(有時稱為「葉片」)一般是大致立方體狀的容器,該容器在內部界定了用於容納一或更多個電子設備(其中的至少一者是垂直安裝的)以及液態冷卻液的容積。此類儲槽配置一般包括一或更多個的以下項目:泵;熱交換器,用於從作為主要冷卻液的液態冷卻液向儲槽外部的輔助冷卻液傳導熱;及管道系統,用於在容器容積內傳輸液態冷卻液。容器通常是密封的以防止液態冷卻液從容器內洩漏。在液態冷卻液未被泵送且停留在容器內時,容器內的液態冷卻液的量一般不足以覆蓋電子設備(且此條件亦可施用於水平安裝在容器內的較任何垂直安裝的電子設備為靠近容器底板的某些電子設備、大部分電子設備或較佳地所有電子設備)。這稱為浸液冷卻(immersion liquid cooling)且與浸沒冷卻(submersion cooling)形成對比,在浸沒冷卻中,在液態冷卻液未被泵送且停留在容器內時,冷卻液的位準足以覆蓋電子設備。使用依據本揭示案的散熱器佈置在操作時產生了多個位準的液態冷卻液,藉此針對改良的導熱效率而引導液態冷卻液。
藉由此類浸入冷卻而實現了許多益處。首先,因為使用了較少的介電冷卻液且此冷卻液可能是昂貴的,可顯著地減少成本。介電液態冷卻液一般而言是非常重的。藉由使用較少的液態冷卻液,儲槽可以是更容易安裝及/或升降的。並且,安裝儲槽可以需要較少的基礎結構。此外,儲槽相較於使用顯著更多的主要液態冷卻液的類似設備或系統而言可更容易搬運。容器中的大部分內的主要液態冷卻液的位準並不靠近容器的頂部。其結果是,元件的維護或交換期間的溢流較不可能發生。洩漏的風險亦減少了。
接下來參照圖27A,圖27A中繪示了與另外的零件一同組裝的散熱器佈置以示出液態冷卻液流。在散熱器佈置中,示出了垂直PCB 45、RAM設備51及用於向散熱器佈置的內部容積及/或RAM設備51引導液態冷卻液的面板52。因此,散熱器佈置可依據圖23A、23B、23C、23D及23E中所示的散熱器佈置。散熱器佈置及其他零件被安裝在基板70上,該基板在某些實施例中是主機板、基底板或載板。垂直PCB 45槽插到基板70中。可以可選地提供多個此類垂直PCB。在某些實施例中,可省略基板70。
其他零件包括:泵72;及熱交換器74。經由主要冷卻液入口73在泵72處接收液態冷卻液(用於容器內,稱為「主要」冷卻液),且泵經由第一管子76向熱交換器引導液態冷卻液。在熱交換器處冷卻主要液態冷卻劑,且將冷卻的主要液態冷卻劑輸送通過第二管子82到面板52的面板入口84,在該面板入口處,該冷卻的主要液態冷卻劑被引導到散熱器佈置的內部容積中及/或RAM設備51上。
熱交換器74包括用於接收輔助冷卻液(通常是液體,例如可能來自建築物的主要供應源的水)的輔助冷卻液入口78及輔助冷卻液出口80。輔助液態冷卻液通過熱交換器74從主要液態冷卻液接收熱且藉此冷卻主要液態冷卻液。攜帶熱的輔助冷卻液通過輔助冷卻液出口80離開熱交換器(且可選地離開容器)。
參照圖27B,該圖示出容器內的圖27A的實施例的剖視圖。可看到容器的側壁90及底板91。在某些設計中,可省略基板70,且可將PCB 45(或等效物)安裝在底板91上或側壁90上。
接下來參照圖28A,該圖繪示圖27A上的一個變體中的組裝有另外的零件的散熱器佈置。相對於圖27A中所示的設計存在著某些相似性,詳細而言是在於散熱器佈置包括垂直PCB 45、RAM設備51及用於向散熱器佈置的內部容積及/或RAM設備51引導液態冷卻液的面板52(依據圖23A、23B、23C、23D及23E中所示的散熱器佈置)。並且,散熱器佈置及其他零件被安裝在基板70上,該基板可以是主機板、基底板或載板。通過冷板95的孔洞允許垂直PCB 45安裝到基板70。可以可選地提供多個此類PCB。
亦提供了具有用於接收主要液態冷卻液的主要冷卻液入口93的泵92。泵向面板52引導液態冷卻液,在該面板處,該液態冷卻液被引導到散熱器佈置的內部容積中及/或RAM設備51上。
主要差異是在於熱交換器的形式,該熱交換器被提供為冷板95。冷板95的主要面(傳導面)充當熱導體以從與表面接觸的主要液態冷卻液向輔助冷卻液(其有利地是液體,例如水,例如來自建築物的主要供應源)傳導熱。冷板95包括用於接收輔助冷卻液(其通常是液體,例如可能過來的水)的輔助冷卻液入口97及輔助冷卻液出口99。輔助液態冷卻液通過冷板95從主要液態冷卻液接收熱,且藉由向輔助冷卻液(其可在與冷板95的傳導面相鄰的管子或通道中傳遞)傳導熱來冷卻主要液態冷卻液。攜帶熱的輔助冷卻液通過輔助冷卻液出口99離開冷板(且可選地離開容器)。
現參照圖28B,該圖示出容器內的圖28A的實施例的剖視圖。再次地,可看到參照容器的側壁90及底板91的佈置定位。在替代性實施例中,可省略基板70,且可將冷板95安裝在底板91上或側壁90上。可因此不需要冷板95中的孔洞。
一般而言,可因此考慮一種用於電子設備的冷卻模組,該冷卻模組包括:容器,具有界定底板及界定容積的內表面,該容積用於用與底板實質垂直的定向收容該電子設備;及如本文中所揭露的散熱器佈置,該散熱器佈置安裝在該容器的該容積內。冷卻模組亦可包括安裝在容器的容積內的電子設備。可將電子設備安裝在印刷電路板上,該印刷電路板與容器的底板實質垂直地定向。印刷電路板可選地是子板,該子板可耦接到與容器的底板實質平行地定向(且較佳地安裝在容器內)的主機板。
在較佳實施例中,噴嘴佈置被佈置為接收流動的液態冷卻液且向散熱器佈置的內部容積引導該液態冷卻液。例如,噴嘴佈置可被佈置為向散熱器佈置的內部容積與電子設備的最熱部分相鄰的一部分引導流動的液態冷卻液。在某些實施例中,噴嘴佈置包括複數個噴嘴,各個噴嘴被配置為向散熱器佈置的內部容積的與電子設備具有超過臨界位準的溫度的一部分相鄰的各別部分引導流動的液態冷卻液。
冷卻模組可更包括泵,該泵被配置為使得液態冷卻液在容器內流動。至少一個管子可被佈置為從泵向噴嘴佈置輸送液態冷卻液。
雖然現已描述了具體的實施例,但技術人員將理解到,各種更改及變更是可能的。例如,可就所提供的噴嘴的數量、類型、形狀及/或風格的角度而言變化噴嘴佈置。可使用多個噴嘴來在操作時向內部容積的特別熱的部分引導液態冷卻液。可向多個噴嘴佈置輸送液態冷卻液,各個噴嘴佈置用於各別單獨的散熱器佈置。這可並行地完成。或者,可用所謂的「菊鏈」配置串聯耦接用於單獨散熱器佈置的噴嘴佈置。向第一散熱器佈置遞送冷卻液的管子可接著因此繼續通往第二散熱器佈置。
電子設備並不需要被安裝在容器內的PCB上,而是安裝在另一元件上或容器的側壁上。PCB可以是主機板(亦即PCB不一定是子板)。容器內可存在著一或更多個另外的PCB。可與容器的底板實質平行地或與容器的底板實質垂直地定向這些另外的PCB。雖然安裝在電子設備上的表面可以是附接到電子設備的單獨元件,技術人員可以認識到,可將安裝在電子設備上的表面與電子設備整合在一起,或該表面是該電子設備的一部分。接著,可將護壁直接附接到電子設備。
可採用散熱器佈置的內部容積內的不同的凸出物圖案。可使用線性、非線性及隨機的凸出物圖案。導流器的定位及形狀可與所示的彼等定位及形狀不同。可以想到使用用於內部容積內的液態冷卻液流的一、二或更多個通道的用來使液態冷卻液在內部容積的所有部分內流動的替代導流器設計。可連同凸出物使用多孔的開放胞式金屬泡沫或將該泡沫用作該等凸出物的替代方案以改良效能。此泡沫可以是精壓的(coined)以增加容積的特定區域中的密度。
在上述的實施例中,已使用安裝面部分來界定內部容積。然而,亦可能讓其他元件界定內部容積(與護壁相配合來界定)。例如,PCB(亦即上面安裝了或要安裝電子設備的表面)可與護壁7相配合以藉此界定內部容積。在該情況下,會藉此將電子設備24、可選的熱介面材料41及散熱器凸出部分42全部提供在內部容積內。
一般而言,可考慮最通用的態樣的變體作為一種用於電子設備的散熱器佈置,該電子設備要安裝在容器中的表面上且呈現與容器的底板實質垂直的定向。該散熱器佈置包括:護壁,被配置為至少部分地包封電子設備,以便界定內部容積。護壁與上面安裝了或要安裝電子設備的表面(例如容器的板或外殼或壁、或另一表面,其可以是平坦的或具有其他的形狀)相配合(或被配置為與該表面相配合),使得被引導到內部容積中的液態冷卻液累積在內部容積內。可將上面安裝了或要安裝電子設備的表面附接到護壁。可與此變體一同採用如本文中所述的所有其他特徵(無論是可選的或其他的特徵)。
可使用任何導熱材料來形成本文中所揭露的設計的導熱部分中的任一者,例如銅或鋁或其組合。可使用不同的鍍層或塗料來改良熱效能,例如金鍍層。可使用不同的材料構造(例如雷射燒結的蜂巢狀錐或泡沫)來增加表面面積。
關於散熱器佈置,其結構可與所示的結構不同。例如,可用不同的方式安裝該散熱器佈置。護壁或多個護壁可被提供為單個(一體的)壁或多個壁。亦可調整護壁或多個護壁的形狀及/或尺寸。
散熱器的設計亦可變化為具有不同的形狀、尺寸及/或實施方式,包括使用單個一體的元件或單獨的元件。一般而言,會讓電子設備或元件具有至少一個(或某些或全部)平坦面,特別是上面安裝、安置或固定了散熱器凸出部分或散熱器凸出部分所安裝、安置或固定到的表面(附接面)。然而,可輕易調適本揭示案的態樣以與不具有平坦面的電子設備及/或元件一同使用。例如,附接面可具有隆起物、是彎曲的或包括頂點(例如形狀為三角形或其他的多邊形狀)。
可使用所示或所述的彼等電子設備的替代電子設備,例如該等替代電子設備具有不同的形狀、結構或應用。在某些實施例中,可存在著不同設計的PCB45(或實際上不存在該印刷電路板)。可顯著變化PCB45及/或元件的佈局。例如,RAM設備51的位置可與所示的
位置不同、可替代於或附加於RAM設備51而提供其他元件、或實際上不需要提供其他的元件。
亦可參照其他的態樣找到如上所述的散熱器佈置的其他細節。
現將論述與所有態樣相關的另外的組合及變化。可能為了改良效率而將散熱器耦接在一起。例如,參照圖29A,該圖描繪第一設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以串聯接收液態冷卻液。示出了四個散熱器201,其中的各者大致依據圖3中所示的散熱器(然而將認識到,可用本文中所揭露的任何其他的散熱器設計替代)。管子202供應液態冷卻液(從泵供應,未示出),且各個散熱器串聯地從管子經由各別的噴嘴203接收冷卻液。各個噴嘴203內的孔尺寸可以變化,以允許將冷卻液均勻分佈到各個散熱器201。例如,較靠近泵出口的噴嘴203與更遠離泵出口的噴嘴203相較可具有較小的孔尺寸。
散熱器201及噴嘴203的數量可因此變化。參照圖29B,該圖繪示了第二設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接為串聯地接收液態冷卻液,其中串聯地提供了兩個散熱器201。
可附加性或替代性地並聯地向散熱器201供應液態冷卻液。參照圖29C,該圖描繪第一設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以並聯接收液態冷卻液。從管子204將分支提供到:第一管節205,經由噴嘴203向散熱器201遞送冷卻液;及第二管節206,經由噴嘴203向
散熱器201遞送冷卻液。噴嘴的孔尺寸可以不一定變化或不一定像上述的串聯耦接的散熱器變化得那麼多。
接下來參照圖29D,該圖描繪第二設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以並聯接收液態冷卻液。第二管節206經由噴嘴203向散熱器201供應冷卻液,且從該噴嘴供應分支到以下項目中:第一管節207,經由噴嘴203向另外的元件212供應冷卻液;第二管節208,經由各別的噴嘴203向垂直板209(垂直DIMM)供應冷卻液。參照圖29E,該圖示出了圖29D的設計變更的部分截面圖,其中另外的元件212經由變更過的噴嘴210接收冷卻液,而垂直板209經由變更過的噴嘴211接收冷卻液。變更過的噴嘴210及變更過的噴嘴211的設計例如與圖8E及8F的噴嘴類似。
接下來,參照圖30A,其中繪示了一種設計的透視圖,該透視圖示出將冷卻液從第一類型的散熱器傳輸到第二類型的散熱器。具體而言,液態冷卻液從第一散熱器201(大致依據圖3中所示的散熱器,且一般用於冷卻相對較熱的元件)傳遞到第二散熱器230(大致依據圖16,且冷卻一般在相對較冷的溫度下操作的設備235)。第一散熱器201被佈置在處於第一位準的第一基板221上,而第二散熱器230被佈置在處於第二位準的第二基板222上,該第二位準較該第一位準為低(藉此由於重力而引導冷卻液流)。管子225被佈置為承載冷卻液。入口231被提供在第二散熱器230中以允許冷卻液進入第二散熱
器230的內部容積。參照圖30B,該圖示出了圖30A的設計的截面圖,從該截面圖可看到第一散熱器201中的出口223,該出口提供從第一散熱器201的內部容積通往管子225的進出口。可將管子225替換為軟管、通道或用於輸送液態冷卻液的其他合適設備。
在進一步的調適(特別是與圖3的散熱器及其變體相關,然而亦可適用於本文中所揭露的其他散熱器)中,可提供熱管或等效物(例如蒸氣管、蒸氣腔室或帕耳帖(Peltier)構件)以促進導熱。參照圖31A,該圖繪示具有此類進一步調適的散熱器的俯視透視圖。該散熱器是基於圖3中所示的散熱器的,且具有護壁250及凸出物251。該散熱器亦具有基部252,該基部在此繪圖中是不可見的,但參照圖31B是可見的,圖31B描繪圖31A的散熱器的仰視透視圖。
提供在基部252上或中的是熱管253。這些熱管具有與提供在現有氣冷式散熱器上的彼等佈局類似的佈局。熱管253可跨散熱器允許較佳的導熱且因此可較佳地傳播熱。這可允許更高效地使用散熱器表面面積或允許使用相較於原本會可能有的表面面積具有更多表面面積的較大型散熱器。亦可參照圖31C更清楚地看到該等特徵,該圖中示出了圖31A的散熱器的側橫截面圖。
熱管的佈局可顯著變化。舉個例子,參照圖31D,該圖中描繪了第一變體的仰視透視圖。護壁250及基部252是可見的,其中熱管254呈現「X」形。現參照圖31E,該圖描繪了第二變體的仰視透視圖,其中熱管255被形成為平行的管線。
可將例如參照圖23A到23E所示的面板噴嘴佈置施用於其他的散熱器佈置。參照圖32A示出了一個示例,該圖中繪示了具有此類變體噴嘴佈置的散熱器的俯視透視圖。散熱器301大致依據圖3,然而可用任何此類變體或本文中所揭露的替代散熱器替換散熱器301。管子302向面板噴嘴佈置303提供冷卻液,該面板噴嘴佈置被配置為向散熱器301的內部容積引導冷卻液。
現參照圖32B,該圖示出了圖32A的散熱器的俯視截面圖,其中可看到面板噴嘴佈置303的更多細節。沿著複數個通道304引導來自管子302的冷卻液。在各個通道304的基部中形成有噴嘴孔洞305,該等噴嘴孔洞使得冷卻液傳遞出噴嘴佈置303且進入散熱器301。亦參照圖32C,該圖中示出了圖32A的散熱器的側截面圖,其中可看到噴嘴孔洞305。可變化各個噴嘴孔洞305的尺寸、位置及間距中的一或更多者。附加性或替代性地,可改變通道304的數量、位置及直徑中的一或更多者。通道304及/或噴嘴孔洞305的這些參數跨單個面板的變化亦是可能的,包括例如藉由漸狹化來改變通道304的尺寸。這些可允許控制及/或平衡冷卻液供給,例如用來允許均勻的冷卻液分佈。將認識到,可採用向散熱器提供冷卻液的各式各樣的不同方式(包括不同類型的噴嘴設計)。
上文已例如參照圖8A、8B及32F到32I論述了從散熱器的基部引入冷卻液的行為。現在詳述此類實施例的另外的變體,參照圖33A,該圖中繪示了散熱器的透視圖,其中經由該散熱器的基部引入冷卻液。散熱器具有有著基部321的護壁320(該護壁在此圖中大致依據圖3中所示的設計,然而這可按照本文中所示出或論述的任何替代方案而變化)。孔洞322被形成於基部中,且冷卻液被提供到由護壁320及基部321所形成的內部容積中。冷卻液經由管子325而到達。雖然未示出凸出物(銷及/或翼),但這僅是基於明確性的理由,且可提供此類凸出物(例如如針對本文中的其他實施例所揭露的凸出物)。
參照圖33B,該圖示出了圖33A的散熱器的側截面圖,其中孔洞322是可見的。從管子325到達的冷卻液被提供到形成於基部321及下基部326之間的通道323。冷卻液接著穿過孔洞322且進入內部容積。在單個散熱器內及/或在多個散熱器之間,可變化各個孔洞322的尺寸、位置及間距中的一或更多者。附加性或替代性地,通道323的尺寸及/或形狀可改變。針對孔洞322及/或通道323的參數跨單個散熱器的變化可允許控制及/或平衡冷卻液供給,例如用來允許均勻的冷卻液分佈。這可包括例如藉由漸狹化來改變通道304的尺寸。
參照圖33A及33B所示的設計的益處是在基部321處遞送冷卻液。對於水平的散熱器(例如如參照圖3所示的散熱器)而言,基部一般是操作時的散熱器的最熱部分。此類系統在散熱器內部容積的深度大的時候(例如,其中高冷卻容量可以是可能的)是特別有用的。
將散熱器與元件整合在一起可以是另外的益處。參照圖34A,圖34A示出了與散熱器整合在一起的產熱設備的第一設計的透視圖,且參照圖34B,圖34B描繪了圖34A的散熱器的側截面圖。元件及散熱器佈置310被安裝在基板300(例如電路板)上。散熱器及元件呈現整合的形式315,使得護壁與元件外殼一體形成。在此設計中,元件是處理器,但此設計可適用於任何類型的產熱元件或設備。參照圖34C,該圖繪示了圖34A的散熱器的側橫截面圖,其中可更清楚地看到整合。
接下來參照圖34D,圖34D示出了具有可分離的散熱器的產熱設備的透視圖,且參照圖34E,圖34E描繪了圖34D的散熱器的側截面圖。在此設計中,散熱器及元件佈置320具有可分離的形式,使得護壁327與元件外殼325附接在一起(例如藉由膠水等等來附接)。在此設計中,元件是處理器,但此設計可適用於任何類型的產熱元件或設備。參照圖34F,該圖繪示了圖34D的散熱器的側橫截面圖,其中可更清楚地看到護壁327與元件外殼325之間的間隔。
參照圖34G,該圖示出了與散熱器整合在一起的產熱設備的第二設計的透視圖。整合的元件及散熱器330被安裝在基板上。參照圖34H,該圖描繪了圖34G的散熱器的側截面圖。此設計呈現固態硬碟(SSD)記憶體的形式。
參照圖341,該圖示出了多容積垂直散熱器設計的透視圖。垂直基板350(例如,其可以是冷卻模組外殼的一側或垂直安裝的電路板)被提供為具有安裝在該垂直基板上的多個散熱器351、352、353。第一散熱器351處於頂部,而第二散熱器352被安裝在第一散熱器351下方且稍微相對於第一散熱器351側向偏移,使得冷卻液溢出第一散熱器351且被引導到第二散熱器352。類似地,第三散熱器353被安裝在第二散熱器352下方且稍微相對於第二散熱器352側向偏移,使得冷卻液溢出第二散熱器352且被引導到第三散熱器353。這可稱為串接佈置。可在垂直基板350中提供狹槽(未示出)以從上散熱器中的各者向各別的下散熱器中的正確位置引導溢流。
可使用單個散熱器來冷卻多個元件或設備。為了解釋此特徵的目的,將論述許多示例。在所有這些示例中,散熱器大致依據圖3,但技術人員將認識到,可用本文中所揭露的任何變體或替代散熱器替換該散熱器。
接下來參照圖35A,該圖繪示了用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第一設計的透視圖。散熱器401被安裝在基板400上。參照圖35B,該圖描繪了圖35A的設計的分解圖。在單個散熱器401下方提供了大型元件402(例如處理器)及多個較小的元件403,該等元件全是由單個散熱器401所冷卻的。例如,此類佈置一般具有GPU。
可放大圖35A及35B中所示的佈置。參照圖35C,該圖繪示了用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第二設計的透視圖。散熱器410被安裝在基板400上。參照圖35D,該圖描繪了圖35C的設計的分解圖。在單個散熱器410下方提供了多個大型元件412(其中的各者可以是處理器)及多個較小的元件413,該等元件全是由單個散熱器410所冷卻的。
圖35E繪示用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第三設計的透視分解圖。這與第二設計(示於圖35C及35D中)類似。在單個散熱器410下方提供了多個大型元件412,其中的各者一般是處理器。此類佈置一般具有百億億級的電腦,其中可四個一批地安裝處理器以改良效能。
可將本文中所揭露的所有特徵組合成任何組合,除了特徵及/或步驟中的至少某些部分互斥的組合以外。詳細而言,本揭示案的各個態樣的較佳特徵一般可適用於本揭示案的所有態樣,且可用任何組合來使用所有態樣的特徵。同樣地,可單獨地(而非組合地)使用非必要組合中所述的特徵。
亦提供了一種製造及/或操作本文中所揭露的設備中的任一者的方法。該方法可包括以下步驟:提供所揭露的特徵中的各者及/或針對各別特徵的所陳述的功能配置該特徵。
1:散熱器
2:噴嘴
3:推合式連接件
3a:孔洞
3b:閉端
4:接陸點
5:管子
5a:管子
5b:管子
6:凸出物
6':翼
6'':翼
6''':銷翼
7:護壁
7a:部分蓋
7b:部分蓋
8:冷卻液
9:冷卻液
10:低溫元件
11:泵
12:高溫元件
13:固定螺釘
15:電路板
16:架座
17:基板
18:介面連接
19:熱交換器
20:散熱器
20':散熱器
21:基部
22:冷卻液入口管
23:噴嘴附件
24:電子設備
25:切口
27:護壁
31:基部
32:管子
33:噴嘴附件
34:電子設備
35:噴口
37:護壁
41:熱介面材料
42:散熱器凸出部分
42':散熱器凸出部分
42'':散熱器凸出部分
42a:安裝面部分
43:電子設備
44:凸出物
45:PCB
46:護壁
46a:護壁
48:小孔洞
49:管子
49':管子
50:冷卻液遞送孔洞
50a:冷卻液遞送孔洞
51:RAM設備
52:面板
53:通道
54:正常操作液態冷卻液位準
55:噴流
56:板
61:安裝面部分
62:銷
62a銷
63:導流器
63a:導流器
63b:導流器
64:護壁
64a:護壁
64b:護壁
65:覆蓋部分
65a:覆蓋部分
65b:覆蓋部分
66:孔洞
67:開口
70:基板
72:泵
73:主要冷卻液入口
74:熱交換器
76:第一管子
78:輔助冷卻液入口
80:輔助冷卻液出口
82:第二管子
84:面板入口
90:側壁
91:底板
92:泵
93:主要冷卻液入口
95:冷板
97:輔助冷卻液入口
99:輔助冷卻液出口
100:冷卻模組
110:容器
112:基板
113:第一護壁
114:第二護壁
115:第三護壁
116:第一管
117:第二管
118:第三管
120:容器基部
121:基板
122:垂直電路板
123:側壁部分
125:側壁部分
201:散熱器
202:管子
203:噴嘴
204:管子
205:第一管節
206:第二管節
207:第一管節
208:第二管節
209:垂直板
210:噴嘴
211:噴嘴
212:另外的元件
221:第一基板
222:第二基板
223:出口
225:管子
230:散熱器
231:入口
235:設備
250:護壁
251:凸出物
252:基部
253:熱管
254:熱管
255:熱管
300:基板
301:散熱器
302:管子
303:面板噴嘴佈置
304:通道
305:噴嘴孔洞
310:散熱器佈置
315:整合的形式
320:護壁
321:基部
322:孔洞
323:通道
325:管子
326:下基部
327:護壁
330:整合的元件及散熱器
350:垂直基板
351:散熱器
352:散熱器
353:散熱器
400:基板
401:散熱器
402:大型元件
403:較小的元件
410:散熱器
412:大型元件
413:較小的元件
可用許多方式實行本發明,且現將僅藉由示例的方式及參照附圖來描述較佳實施例,在該等附圖中:
圖1示出依據本揭示案的冷卻模組的實施例;
圖2描繪圖1的實施例的分解圖;
圖3繪示依據本揭示案的散熱器的第一實施例;
圖4描繪圖3的實施例的分解圖;
圖5示出操作時的圖3中的散熱器的橫截面圖;
圖6示出圖3的實施例的俯視圖,示出噴嘴佈置;
圖7示出圖3的實施例的噴嘴佈置的第一變體的俯視圖;
圖8示出圖3的實施例的噴嘴佈置的第二變體的俯視圖;
圖8A繪示圖3的實施例的噴嘴佈置的第三變體的透視圖;
圖8B示出圖8A的圖解的截面圖;
圖8C繪示圖3的實施例的噴嘴佈置的第四變體的透視圖;
圖8D繪示圖3的實施例的噴嘴佈置的第五變體的透視圖;
圖8E繪示圖3的實施例的噴嘴佈置的第六變體的透視圖;
圖8F示出圖8E的圖解的部分截面圖;
圖9描繪圖3的實施例的一部分的放大俯視圖,示出凸出物佈置;
圖10描繪圖3的實施例的凸出物佈置的第一變體的俯視圖;
圖11描繪圖3的實施例的凸出物佈置的第二變體的俯視圖;
圖12描繪圖3的實施例的凸出物佈置的第三變體的俯視圖;
圖13繪示圖3中的散熱器的一部分的橫截面圖,示出凸出物佈置的高度;
圖14繪示圖3的實施例的凸出物佈置高度的第一變體的橫截面圖;
圖15繪示圖3的實施例的凸出物佈置高度的第二變體的橫截面圖;
圖16描繪依據本揭示案的散熱器的第二實施例的橫截面圖;
圖17示出圖16的散熱器的透視圖;
圖17A描繪併入圖16及17的實施例的第一變體的冷卻系統的透視圖;
圖17B描繪圖17A的冷卻系統的分解圖;
圖17C描繪圖16及17的實施例的第二變體;
圖17D描繪如圖17A中所示的第二變體的變更;
圖18繪示圖16及17的實施例的第三變體的分解透視圖;
圖19示出圖18的分解圖,其中噴嘴零件被移除;
圖20描繪依據本揭示案的散熱器的第三實施例的透視圖;及
圖21繪示圖20中所示的實施例的變體的分解透視圖。
圖22A示出依據本揭示案的散熱器佈置的第四實施例的分解前視圖;
圖22B示出圖22A的實施例的組裝透視圖;
圖22C示出圖22A的實施例的組裝側視圖;
圖22D示出圖22A的實施例的分解後視圖;
圖23A示出依據本揭示案的散熱器佈置的第五實施例的分解前視圖;
圖23B示出圖23A的實施例的組裝透視圖;
圖23C示出圖23A的實施例的組裝側視圖;
圖23D示出圖23A的實施例的分解後視圖;
圖23E示出圖23A的實施例的橫截面組裝圖;
圖23F示出第五實施例的第一變體的組裝透視圖;
圖23G示出圖23F的第一變體的截面圖;
圖23H示出第五實施例的第二變體的組裝透視圖;
圖23I示出圖23H的第一變體的截面圖;
圖24示出依據本揭示案的散熱器佈置的第六實施例的分解前視圖;
圖25A示出圖24的實施例的第一變體的分解前視圖;
圖25B描繪呈組裝形式的圖25A的實施例的一部分的前視圖;
圖26A示出圖24的實施例的第二變體的分解前視圖;
圖26B描繪呈組裝形式的圖26A的實施例的一部分的前視圖;
圖27A繪示組裝有另外的零件以示出液態冷卻液流的散熱器佈置;
圖27B示出容器內的圖27A的實施例的剖視圖;
圖28A繪示圖27A上的一個變體中的組裝有另外的零件的散熱器佈置;
圖28B示出容器內的圖28A的實施例的剖視圖;
圖29A描繪第一設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以串聯接收液態冷卻液;
圖29B繪示第二設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以串聯接收液態冷卻液;
圖29C描繪第一設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以並聯接收液態冷卻液;
圖29D描繪第二設計的透視圖,其中多個散熱器被耦接以並聯接收液態冷卻液;
圖29E示出圖29D的設計的部分截面圖;
圖30A繪示一種設計的透視圖,該透視圖示出將冷卻液從第一類型的散熱器傳輸到第二類型的散熱器;
圖30B示出圖30A的設計的截面圖;
圖31A繪示具有進一步調適的散熱器的俯視透視圖;
圖31B描繪圖31A的散熱器的仰視透視圖;
圖31C示出圖31A的散熱器的側橫截面圖;
圖31D描繪圖31A的散熱器的第一變體的仰視透視圖;
圖31E描繪圖31A的散熱器的第二變體的仰視透視圖;
圖32A繪示具有變體噴嘴佈置的散熱器的俯視透視圖;
圖32B示出圖32A的散熱器的俯視截面圖;
圖32C示出圖32A的散熱器的側截面圖;
圖33A繪示散熱器的透視圖,其中經由該散熱器的基部引入冷卻液;
圖33B示出圖33A的散熱器的側截面圖;
圖34A示出與散熱器整合在一起的產熱設備的第一設計的透視圖;
圖34B描繪圖34A的散熱器的側截面圖;
圖34C繪示圖34A的散熱器的側橫截面圖;
圖34D示出具有可分離的散熱器的產熱設備的透視圖;
圖34E描繪圖34D的散熱器的側截面圖;
圖34F繪示圖34D的散熱器的側橫截面圖;
圖34G示出與散熱器整合在一起的產熱設備的第二設計的透視圖;
圖34H描繪圖34E的散熱器的側截面圖;
圖34I示出多容積垂直散熱器設計的透視圖;
圖35A繪示用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第一設計的透視圖;
圖35B描繪圖35A的設計的分解圖;
圖35C繪示用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第二設計的透視圖;
圖35D描繪圖35C的設計的分解圖;及
圖35E繪示用於冷卻多個設備的散熱器佈置的第三設計的透視分解圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
3:推合式連接件
4:接陸點
5:管子
6:凸出物
7:護壁
13:固定螺釘
16:架座
17:基板
Claims (10)
- 一種用於複數個電子設備的冷卻模組,包括:一容器,該容器收容該複數個電子設備和一液態冷卻液,使得該液態冷卻液可至少部分地使該複數個電子設備浸入,該冷卻模組經佈置成使得該液態冷卻液在該容器內流動;一散熱器,該散熱器經安裝在該容器中且具有一壁佈置以界定一內部容積,該複數個電子設備中的一個電子設備被安裝在該內部容積中,且該液態冷卻液圍繞操作時的該複數個電子設備中的該電子設備而累積在該內部容積中,使得從該複數個電子設備中的該電子設備向容納在該內部容積中的該液態冷卻液傳導熱,且使得該複數個電子設備中的該電子設備至少部分地浸入在該液態冷卻液中;及至少一個管子,該至少一個管子經佈置成從在該散熱器的該內部容積外部的該容器接收流動的液態冷卻液且具有一出口,從該出口,該流動的液態冷卻液被引導到該散熱器的該內部容積中;其中該散熱器的該壁佈置包括:一基部,該基部被配置為用於將該散熱器安裝在該冷卻模組內;及 一護壁,該護壁從該基部延伸,該基部及該護壁界定用於累積該液態冷卻液的該內部容積;及其中該壁佈置更界定一噴口,以允許或促進該液態冷卻液流出該內部容積至該容器中,且其中該壁佈置經佈置成使得容納在該內部容積內的液態冷卻液的一位準較該內部容積外部的一冷卻液位準為高。
- 如請求項1所述的冷卻模組,其中該基部界定該內部容積的的一表面是平坦的。
- 如前述請求項中的任何一項所述的冷卻模組,更包括:一泵,該泵被配置成使得該液態冷卻液在該容器內流動。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該內部容積的形狀是狹長的,藉此在該狹長內部容積的相對末端處界定第一端部及第二端部,該管子的該出口及該噴口分別定位在該第一端部及該第二端部處。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該出口定位在該內部容積的一高度的一上半部中。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該出口定位在該內部容積的一高度的一下半部中。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該管子的該出口包括一或更多個噴嘴,各個噴嘴被配置為向該內部容積的一各別部分引導該流動的液態冷卻液。
- 如請求項7所述的冷卻模組,其中該一或更多個噴嘴中的各者被配置為推合(push fit)耦接到該至少一個管子的一各別末端。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該電子設備是一電源單元。
- 如請求項1至請求項2中的任何一項所述的冷卻模組,其中該液態冷卻液是一主要液態冷卻液,該冷卻模組更包括:一熱交換器,該熱交換器被配置為接收一輔助液態冷卻液及將熱從該主要液態冷卻液傳導到該輔助液態冷卻液。
Applications Claiming Priority (8)
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---|---|---|---|
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