TWI686578B - 電子系統、用於電子系統的圍封體及用以冷卻電子系統的方法 - Google Patents
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Abstract
一種用於電子系統的圍封體，其係經組配使用作為一熱交換器，將熱量由一冷卻液體移除，該冷卻液體係經循環通過該電子系統用於冷卻浸沒於該冷卻液體中與之直接接觸的電子組件。該等流體通道及外部鰭片較佳地係構成位在相同的壁上。該等鰭片及流體通道能夠在該圍封體之任何數目的壁上構成。
Description
本揭示內容係有關於電子系統之液體浸沒冷卻，其中電子組件係配置在一圍封體內並且浸沒於一液體冷卻劑內冷卻該等電子組件。
電子裝置之液體浸沒作業以一液體冷卻劑經由直接接觸冷卻該電子裝置係為所熟知的。電子裝置之液體浸沒冷卻作業的實例就中係揭示在美國專利第7,905,106號及7,403,392號中。電子裝置之液體浸沒冷卻作業具有複數之超越電子裝置之空氣冷卻作業的優點，包括藉由消除對於風扇的需求以及降低HVAC冷卻作業而增加能源效率；因消除風扇噪音而有較安靜的作業；在一惡劣環境下使用，因為該電子裝置係容納在一密封、液密圍封體中保護電子裝置不受濕氣、鹽分、沙、塵及其他的汙染物影響；以及藉由減少或防止該電子裝置之熱疲勞、腐蝕及汙染而有較高的可靠性。
現將說明一種圍封體以及使用該圍封體的電子系統。該圍封體提供由一冷卻液體的改良式散熱，該液體係經循環通過該電子系統用於冷卻其之浸沒在該冷卻液體
中與之直接接觸的該等電子組件。
該圍封體係經組配以包覆該等電子組件，以及使用作為一熱交換器，該冷卻液體係經循環通過該熱交換器以對該冷卻液體進行冷卻。由於該圍封體係經組配以使用作為一熱交換器，所以並非必然地將該冷卻液體循環至一外部熱交換器用於冷卻該液體。然而，於一些具體實施例中，除了藉由該圍封體提供冷卻作業外，該冷卻液體能夠循環至一外部熱交換器以進行附加的冷卻作業。
該圍封體使用一佈置係結合了位在一或更多壁上的外部鰭片以及於一或更多壁中構成的流體通道，冷卻液體通過該等通道經循環以供冷卻作業所用。該等流體通道及外部鰭片較佳地係構成位在相同的壁上。該等鰭片及流體通道能夠在該圍封體之任何數目的壁上構成。
於一具體實施例中，該圍封體係藉由構成了該圍封體之大部分並係於相對端部處開啟的一主要外殼構成，以及閉合該等開啟端部的端板。該主要外殼之一或更多壁能夠配置具有該等外部鰭片與該等流體通道。此外，能夠在該等端板之一或更多邊緣上提供外部鰭片。於一具體實施例中，位在該等端板上的該等外部鰭片能夠與該主要外殼之該(等)壁上的該等外部鰭片對準。
該主要外殼及該等端板構成一液密圍封體用於固持該冷卻液體並且包覆該等接受液體浸沒冷卻的電子裝置。該電子裝置能夠為構成受益於液體浸沒冷卻之任何電子系統的任何電子裝置。於一具體實施例中，該電子系統
係為在惡劣環境中使用並且具有挑戰性散熱需求的一系統。
於一具體實施例中，一循環系統於該電子系統中將該冷卻液體循環，該循環系統係經組配以導引該冷卻液體通過該主要外殼之該(等)壁中的該等流體通道。於一具體實施例中，該循環系統能夠包括係為該電子系統之一部分的一泵，因此該冷卻液體維持位於該圍封體內。於另一具體實施例中，該循環系統之該泵係位於該電子系統的外部，因此該冷卻液體係於該圍封體的外側循環供返回進入該圍封體之前的冷卻作業所用。
10‧‧‧電子系統
12‧‧‧圍封體
14‧‧‧輸入元件
16‧‧‧輸出元件
20‧‧‧主要外殼
22,26‧‧‧端板
24,28‧‧‧密封墊片
30a-30d‧‧‧壁
32,38‧‧‧內部空間
34‧‧‧第一開啟端部
36‧‧‧第二開啟端部
40‧‧‧外部表面
42‧‧‧電子組件
44‧‧‧電路板
50,70‧‧‧散熱鰭片
52‧‧‧流體通道
52a-52c‧‧‧群組或群集
54‧‧‧扣件孔
56‧‧‧定位器插銷孔
60‧‧‧底座板
62a-62d‧‧‧周圍側壁
64‧‧‧凹入區域
66‧‧‧機械扣件
68‧‧‧定位器插銷
80‧‧‧泵
82‧‧‧入口管
84‧‧‧圓形放大部分
86‧‧‧圓形開口
88,122‧‧‧出口
90,92,100,102‧‧‧貫穿孔
94,94a,94b,104,104a,104b‧‧‧流體開口
106,110‧‧‧中心部分
108‧‧‧孔
120a,120b‧‧‧封閉室
150,152,154,156,158‧‧‧箭頭
T‧‧‧厚度
圖1係為將本文說明的該圍封體併入的一電子系統之一具體實施例之一透視圖。
圖2係為圖示其之該等組件的圖1之該電子系統的該圍封體的一前分解透視圖。
圖3係為圖示其之該等組件的圖1之該電子系統的該圍封體的一後分解透視圖。
圖4係為圖1之該電子系統的另一分解視圖。
圖5係為該圍封體之該主要外殼的一透視圖。
圖6圖示位在該主要外殼之一端部處該密封墊片如何安置坐落在該主要外殼上。
圖7圖示該泵側端板的另一具體實施例。
圖8係為與圖7相似的一視圖，但將該密封墊片安置位在適當位置。
圖9係為將本文說明的該圍封體併入的一電子系統之另一具體實施例之一分解視圖。
圖10A、10B、10C及10D係為將該等電子組件移開的該圍封體之主要外殼的不同具體實施例之端部俯視/端部底視圖。
圖11及12係分別地與圖3及圖2相似，顯示通過該圍封體的流動路徑的一具體實施例。
初始地，參考圖1，圖示將本文說明的一圍封體12併入的一電子系統10之一實例。該電子系統10利用配置在該圍封體12內的電子組件之液體浸沒冷卻作業。該圍封體12構成一液密外殼，包覆該等電子裝置組件及該冷卻液體。該等電子裝置組件能夠為構成受益於液體浸沒冷卻之任何電子系統的任何電子裝置。於一具體實施例中，該電子系統10能夠為在惡劣環境中使用，諸如該系統10係暴露在沙、高濕度、鹽水以及其他環境性挑戰的一系統中，以及該系統10具有挑戰性散熱需求的一系統。
該圍封體提供由一冷卻液體的改良式散熱，該液體係經循環通過該電子系統用於冷卻其之浸沒在該冷卻液體中與之直接接觸的該等電子組件。電子裝置之液體浸沒冷卻作業的實例係揭示在美國專利第7,905,106號及7,403,392號中，於此併入本文以為參考資料。
用於浸沒該等電子裝置的該冷卻液體能夠為，但未限制在，介電液體。該冷卻液體能夠為單相或是二相。於一具體實施例中，該冷卻液體具有一足夠高的熱傳遞能力以處理由該等浸沒電子組件所產生的總熱量，因此該冷卻液體並未改變狀態。在該圍封體12中存有足夠的冷卻液體為了將吾人希望浸沒的該等熱產生組件浸沒。因此，於一些例子中，該冷卻液體可實質上填注該整個圍封體12，儘管於其他的例子中該冷卻液體可僅部分地填注該圍封體12。
參考圖1，該系統10能夠包括一或更多個輸入元件14經由其電力及/或數據能夠輸入進入該圍封體12。該系統10亦包括一或更多個輸出元件16經由其電力及/或數據能夠自該圍封體12輸出。於一具體實施例中，該輸入元件14能夠輸入電力以及電力及/或數據係經由該輸出元件16輸出。於藉由該圍封體12外部的一或更多電池提供電能以提供該系統10電力的另一具體實施例中，數據能夠經由該輸出元件14輸入，以及電力及/或數據係經由該輸出元件16輸出。其他輸入元件及輸出元件係能夠視該系統10之功能與目的以及該圍封體12中的該等電子組件而定。
參考圖2-6，該圍封體12包括一主要外殼20、位在一端部處的一端板22、介於該主要外殼20與該端板22之間用於密封的一密封墊片24、位在相對端部處的一端板26、以及介於該主要外殼20與該端板26之間用於密封的一密封墊片28。
主要參考圖5連同圖10A，該主要外殼20一般而言係為矩形構態並具有複數之壁30a、30b、30c、30d界定
一實質上中空的、開啟的內部空間32、一第一開啟端部34、以及一第二開啟端部36(於圖3中可見)。每一壁30a-d具有在一內部空間38與其之一外部表面40之間界定的一厚度T。
複數之電子組件42(至少一些產生熱量)係配置在該內部空間32中。所使用的電子組件42之型式係視該電子系統10之所欲的構造及功能而定。於一具體實施例中，該等電子組件42係配置位在由該等壁30b、30d支撐位在該內部空間32內的一電路板44上，因此該電路板44係與該壁30a相鄰並且實質上與之平行並且該等電子組件一般而言係定位在該電路板44與該壁30c之間。
於使用中，冷卻液體(未圖示)部分地或是完全地填注浸沒吾人希望使用冷卻液體進行浸沒冷卻的該等電子組件42的該內部空間32。
繼續參考圖5連同圖10A，該等壁30a-d之其中之一或更多者包括在其之外部表面40上構成的複數之散熱鰭片50、以及構成在該內部空間38與該外部表面40之間其之壁的該厚度T中之複數流體通道52的一結合。該等流體通道52一般地佈置在該等鰭片50之基底端部與該內部空間38之間。
於使用中，該冷卻液體係經循環通過該等流體通道52用以在該冷卻液體已與該等電子組件42進行熱交換之後冷卻該冷卻液體。來自於該冷卻液體的熱量係經由構成該主要外殼20之該(等)壁的材料傳遞至該等鰭片50。熱量因而由該等鰭片50散逸進入周圍空氣。如有需要，能夠藉由
利用一或更多的鰭片(未顯示)以引導氣流涵蓋該等鰭片50而增強自該等鰭片50散熱。
該等鰭片50及該等流體通道52，以及其所配置於之上的該等壁30a-d，的構造及佈置能夠根據包括，但非限定在，吾人所希望達到的冷卻作業、於該內部空間32中所使用的該等電子組件42以及該等電子組件之佈置/位置的該等因數而變化。
於圖1-9及10A中所圖示之該等實例中，該等壁30a-d之每一者係配置具有該等鰭片50以及該等流體通道52。然而，並非所有壁需要配置具有該等鰭片50以及該等流體通道52二者或任一者。例如，圖10B圖示該等壁30b、30d係構成具有該等鰭片50但未具有該等流體通道52。於圖10B中，由於缺乏該等流體通道52，為了提供更多的表面積用於熱交換，所以位在該等壁30b、30d上的該等鰭片50能夠作得較位在圖10A中該等壁30b、30d上的該等鰭片50為長。
此外，位在該等壁30a-d上的該等流體通道52之佈置能夠變化以修改該冷卻性能。例如，如於圖5中顯示，位在該等側壁30a-d之一或更多者中的該等流體通道52能夠一起地經群組化沿著該等壁的其中之一、一些或是所有者形成群組或是群集52a、52b、52c。於圖10A中，該等流體通道52係經圖示為沿著該等壁30a-d的其中之一、一些或是所有者的長度相互均勻地間隔開。於圖10B中，該等流體通道52係經圖示為沿著該等壁30a、30c相互均勻地間隔開。
於圖10C中，該等流體通道52係圖示為長度較於圖5、10A及10B中該等流體通道為短(亦即，於該厚度T方向上所量測)，容許使用較長的鰭片50而有用於熱交換之增加的表面積，以及該等流體通道係均勻地間隔開的。於圖10D中，該等流體通道52係圖示為均勻地間隔開的，但相對於該厚度T方向係為有角度的。
於該等圖示的實例中，該等鰭片50及流體通道52連續地自該開啟端部34延伸至其他的開啟端部36。然而，該等鰭片50及流體通道52不需由該端部34連續至該端部36。此外，位於每一壁中該等鰭片50及流體通道52實質地相互平行地延伸以及實質地與該主要外殼20之由該開啟端部34延伸至該開啟端部36的一縱軸平行地延伸。
能夠利用該等鰭片50及流體通道52之複數的其他變化形式，該等變化形式中該等壁30a-d配置或未配置其之一或二者。
該主要外殼20能夠由任何導熱材料製成，包括塑膠、諸如鋁或相似者之金屬。於一具體實施例中，該主要外殼20係由擠製構成，因此其係為諸如塑膠或是鋁的一材料之一單一、個體的、一件式構造。用於電子系統的一擠製外殼的一實例係於美國專利第8,089,765號中說明。
返回圖5，該主要外殼20亦能夠在每一端部34、36處配置具有扣件孔54，用於接受用以將端板22、26牢固至該主要外殼的扣件，如以下進一步地論及。此外，於一些具體實施例中，定位器插銷孔56能夠配置在二端部34、
36處接近一些或是所有的孔54，用於接受定位器插銷，如以下進一步地論及。
該等端板22、26能夠由與該主要外殼20相同的導熱材料構成，包括塑膠、諸如鋁或相似者之金屬。於一具體實施例中，該等端板22、26可由擠製構成，因此其係為諸如塑膠或是鋁的一材料之一單一、個體的、一件式構造。
參考圖2-4，該等端板22、26一般而言分別係為矩形構造其係與該主要外殼20之一般而言矩形構造相配合。該等端板22、26係經設計為可脫離地扣接至該主要外殼20之個別的開啟端部34、36以封閉該等端部34、36。每一端板22、26包括一底座板60以及由該底座板60延伸的周圍側壁62a、62b、62c、62d。該底座板60及該等側壁62a-d在每一端板22、26上產生一凹入區域64。
該等端板22、26能夠經由任何形式的附裝技術可脫離地扣接至該主要外殼20。於該等圖示的實例中，諸如螺釘的機械扣件66延伸通過位於該等端板22、26中的孔並進入位於該主要外殼20中的該等孔54，以將該等端板22、26牢固在適當位置。該等端板22、26亦能夠包括定位器插銷孔其與位在該主要外殼20中該等定位器插銷孔56的位置相對應。於一具體實施例中，該等定位器插銷68能夠定位在該主要外殼20之該等定位器插銷孔56中(例如，如於圖2中所示)，用於當該等端板係附裝該主要外殼時配裝進入該等端板22、26之該等定位器插銷孔。於另一具體實施例中，該等定位器插銷68能夠定位在該等端板22、26之該等定位
器插銷孔中(例如，如於圖2中該端板26中所示)用於當該等端板係附裝該主要外殼時配裝進入該主要外殼之該等定位器插銷孔56中。於另一具體實施例中，該等定位器插銷68能夠於一端部處定位在該主要外殼20之該等定位器插銷孔56中，以及於該相對端部處定位在該等端板之該等定位器插銷孔中，用於當該等端板係附裝至該主要外殼時配裝進入該端板與該主要外殼之該等對應的定位器插銷孔中。無論該等定位器插銷68初始係位設何處，該等定位器插銷68正確地有助於將該等端板22、26相對於該主要外殼20定位，並亦有助於正確地將該密封墊片24、28定位，如以下進一步地說明。
繼續參考圖2-4，一或更多的端板22、26之一或更多的側壁62a-d在其之外部表面上係構成具有散熱鰭片70。於該等圖示的實例中，每一側壁62a-d係配置具有該等鰭片70。然而，並非所有的側壁62a-d需要具有該等鰭片70。於一具體實施例中，位在該等側壁62a-d上的該等鰭片70之佈置係與該主要外殼20之該等對應壁30a-d上的該等鰭片50之該佈置相配合。於一具體實施例中，位在每一側壁62a-d上的該等鰭片70之數目係與位在該對應壁30a-d上的該等鰭片50之數目相配合。於另一具體實施例中，不僅鰭片之數目相配合，同時該等鰭片70實質上能夠與之對準，並且位在該等壁30a-d上的該鰭片70有效地構成一連續形式，如能夠於圖6及7中見到。
參考圖2及3，於一具體實施例中，該端板22之該
凹入區域64構成一回路或是進氣室供冷卻後冷卻液體流回該等通道52。同樣地，於另一具體實施例中，該端板26之該凹入區域64構成一出氣室，在該液體已與該等電子組件熱交換並係經循環通過該等通道52用於冷卻之後供冷卻液體所用。
該冷卻液體係藉由包括一泵80的一循環系統進行循環。該泵80由該內部空間32泵送冷卻液體並進入該端板26之該凹入區域64。該冷卻液體接著藉由該循環系統由該凹入區域64引導進入位在該主要外殼20之該開啟端部36處的一些或是所有之通道52。該冷卻液體接著流經液體經冷卻的該等通道52，並接著在該開啟端部34處流出該通道52並進入該端板22之該凹入區域64。該冷卻液體接著藉由循環系統通過該開啟端部34返回進入內部空間32。
該泵80可位設在適合完成其之泵送功能的任何位置處。於一具體實施例中，該泵80能夠安裝在該密封墊片28上並定位於該端板26之該凹入區域64中，如於圖2-4及7-8中所示。於此實例中，該泵80係安裝在該墊片28之一側邊上並包括一入口管82及一圓形放大部分84其係配置於該墊片28之的一圓形開口86中(見圖9)與之為緊密配裝的關係，將泵80安裝在該墊片28上並且一般而言防止該放大部分84與該圓形開口86之間流體洩漏。
參考圖3，該泵80包括至少一出口88以引導該冷卻流體進入該端板26之該凹入區域64。
於另一具體實施例中，該泵能夠位設在該主要外
殼20之該內部空間32中。於另一具體實施例中，該泵能夠安裝在該墊片24上並在與上述相反的方向上泵送該冷卻液體。於另一具體實施例中，該泵並未安裝在該墊片上，但係替代地安裝在其中之一端板22、26上以及包括一延伸通過該密封墊片地輸入部分。於又一具體實施例中，提供一具以上的泵。
該(等)泵80能夠具有業界所熟知的適用於泵送該冷卻液體之任何機械設計，例如，一離心式泵。
該等密封墊片24、28係經組配以密封介於該主要外殼之該等端板22、26與開啟端部36、36之間的該接頭並防止冷卻液體由該圍封體洩漏。該等密封墊片24、28亦能夠經組配以控制該圍封體12內冷卻液體的流動。該等密封墊片24、28能夠由適於執行密封作業及流量控制功能的任何材料構成，諸如橡膠、矽氧烷、金屬、毛氈、氯丁橡膠(Neoprene)、玻璃纖維或是塑膠聚合物諸如聚三氟氯乙烯，或相似物。
參考圖2及3，該密封墊片24包含一般而言為平坦的、一般而言為矩形的薄片，在其之角落處具有該等扣件66由之延伸通過的貫穿孔90。所提供附加的貫穿孔92接近該等貫穿孔90，該等定位器插銷68由之延伸通過。至少一流體開口94係構成沿著該墊片24之至少一邊緣構成貫穿該墊片24。該流體開口94與位在該主要外殼20之該開啟端部34處的該等通道52之該等出口對準，用以容許已經冷卻的冷卻液體流出該等通道52，通過該墊片24並進入該端板22
之該凹入區域64。
能夠選定該流體開口94之數目、尺寸及形狀以控制冷卻液體流出該等通道52。例如，如於圖2及3中所示，該墊片24具有沿著該墊片之每一邊緣的二開口94，讓其中一開口94a具有一尺寸以容許於該主要外殼中由通道之該等群組或是群集52a、52b、52c的其中之一者流出，以及其中之一開口94b具有一較大的尺寸，以容許於該主要外殼20中由通道之該等群組或是群集52a、52b、52c的其中之二者流出。
該密封墊片28具有與該墊片24相似的一構造。特別地，該墊片28一般地能夠為平坦的、一般而言為矩形的薄片，在其之角落處具有該等扣件66由之延伸通過的貫穿孔100。所提供附加的貫穿孔102接近該等貫穿孔100，該等定位器插銷68由之延伸通過。至少一流體開口104係構成沿著該墊片28之至少一邊緣構成貫穿該墊片28。該流體開口104與位在該主要外殼20之該開啟端部36處的該等通道52之該等出口對準，用以容許待冷卻的冷卻液體由該端板26之該凹入區域64流動，通過該墊片28，並進入該通道52。
能夠選定該流體開口104之數目、尺寸及形狀以控制冷卻液體流入該等通道52。例如，如於圖2及3中所示，沿著該墊片28之每一邊緣該墊片具有二開口104，讓其中一開口104a具有一尺寸以容許於該主要外殼中流入通道之該等群組或是群集52a、52b、52c的其中之一者，以及其中之一開口104b具有一較大的尺寸，以容許於該主要外殼20中
流入通道之該等群組或是群集52a、52b、52c的其中之二者。
該等流體開口94、104之其他的數目、尺寸及形狀係為可行。例如，如於圖9中所示，該等墊片24、28沿著其之每一邊緣能夠具有單一、大的開口94、104，與所有的通道52對準。
參考圖2，該密封墊片24包括一中心部分106，其堵塞冷卻液體自由地由該凹入區域64往回流入該主要外殼20之該內部空間32中。然而，該中心部分106係配置具有複數之孔108。該等孔108有助於滿足該冷卻液體之流動並當其往回流入該內部空間32時產生一均勻的流場。此外，該等孔108由之產生分離的冷卻液體噴射，其可衝擊在一或更多的電子組件42上以產生衝擊冷卻效應。該等孔108之數目、該等孔108之位置、該等孔108之尺寸、及/或該等孔108之密集度能夠分別地如所需要般經製作以產生該等所需的流動及冷卻效應。
如於圖2中所示，該墊片28包括一中心部分110其係為一實體並且沒有開口或孔。該實體的中心部分110流體上將該內部空間32與該端板26之該凹入區域64分開，因此該冷卻液體必需流經該泵80為了抵達該凹入區域64。
參考圖7及8，圖示該端板26的一修改。於此具體實施例中，該泵80之該等出口88係流體上連接至配裝在該端板26之該凹入區域內的封閉室120a、120b。流經該泵80的所有冷卻液體係經引導進入室120a、120b。該等室120a、
120b係配置具有一或更多的出口122，於所圖示的實例中為二出口122。該等出口122的形狀與尺寸係與該墊片28中構成的該等流體開口104a、104b之對應者相配合，因此該等出口122配裝進入並通過該等流體開口104a、104b，如於圖8中所見。該等出口122有助於將該冷卻液體流引導進入該主要外殼20中通道之所需的群組或群集52a、52b、52c。所使用出口122之數目，該等出口122之位置，以及該等出口122之該尺寸及/或形狀能夠如需要地變化以改變該冷卻液體的流徑並且從而製作所完成的該冷卻作業性能。
於一具體實施例中，能夠於該端板22中使用與該等室120a、120b相似的室，將接受由該等通道52輸出的冷卻液體。該等室將包括延伸通過配置在該墊片24之該中心部分106中的適合開口的一或更多出口，將返回的冷卻液體流直接地引導在某些電子組件上以衝擊冷卻該等組件。
現將參考圖11及12，連同圖2-6，說明該電子系統10中的一冷卻作業之一實例。應了解的是於此說明的其他具體實施例係在一相似的方式下作業。該圍封體12初始地係經裝配並以冷卻液體填注至足以浸沒吾人希望使用該冷卻液體浸沒冷卻的該等電子組件之一需要的填注液位。為了填注該圍封體12，能夠提供一適合的塞孔填注口，例如位在其中之一端板22、26上具有可自該填注口移開的插塞以容許填注該冷卻液體。可交替地，該圍封體12能夠如圖1及6中所示般垂直地定向，以及移開該上端板22以容許填注該內部空間。
於該電子系統10之作業期間，其之該等電子組件產生熱量。由於該等電子組件係浸沒在該冷卻液體中與之直接接觸，所以該冷卻液體將吸收該產生的熱量。為了由該冷卻液體將該吸收的熱量去除，該冷卻液體係藉由該泵80循環。特別地，該泵80經由其之入口82汲取冷卻液體並輸出該液體進入該端板26之該凹入區域64中，如於圖11中箭頭150所顯示。該端板26將利用其之外部鰭片70吸收一部分之熱量有助於將該吸收的熱量散逸至周圍環境。該冷卻液體接著由該凹入區域64流動通過該墊片28中的該(等)流體開口104，如圖11及12中該等箭頭152所示，並進入於該主要外殼20之該(等)壁中構成的該等流體通道52。該主要外殼20之該(等)壁利用其之外部鰭片50自冷卻液體吸收熱量有助於將該吸收的熱量散逸至周圍環境。該冷卻液體接著由該等流體通道52退出，如圖11及12中該等箭頭154所示，並接著通過該墊片24中的該(等)流體開口94並進入位於該端板22之該凹入區域64中，如該等箭頭156所示。該端板22將利用其之外部鰭片70吸收一些部分的熱量有助於將該吸收的熱量散逸至周圍環境。該現在冷卻的冷卻液體接著流經該墊片24之該中心部分106中的該等孔108往回進入該主要外殼的該內部空間32，如圖11及12中該等箭頭156、158所示。
不論該電子系統10何時作業，該泵80能夠持續地運轉。於另一具體實施例中，該泵80能夠經控制以週期性地運轉，例如在週期時間間隔下開啟並作業持續一定週期
的時間。於又一具體實施例中，該泵80能夠間歇性地控制，例如藉由根據該冷卻液體之溫度而控制以及僅有當該冷卻液體抵達一預定的溫度時打開以及當該冷卻液體已冷卻回降至一預定的溫度時關掉。
於一些具體實施例中，該冷卻液體不需經循環。替代地，該冷卻液體之吸熱能力能夠為足以吸收足夠的熱量，經由該冷卻液體與該圍封體12及/或該端板22、26之該等壁的接觸，將該熱量引導通過該等壁並至該熱量所散逸至周圍環境處的該等外部鰭片而將熱量自該冷卻液體散逸。
該等說明的概念可以其他的形式具體化而未背離其之精神或是新穎的特性。於本申請案中揭示的該等實例在所有方面係被認為具說明性而非限制性。
20:主要外殼
30a-30d:壁
32,38:內部空間
34:第一開啟端部
40:外部表面
42:電子組件
44:電路板
50:散熱鰭片
52:流體通道
52a-52c:群組或群集
54:扣件孔
56:定位器插銷孔
T:厚度
Claims (18)
- 一種用以冷卻一電子系統之熱產生電子組件的方法，係包含：將該電子系統之該等熱產生電子組件浸沒於該電子系統之一圍封體所限界的一內部空間內的一介電冷卻液體中，使得該等熱產生電子組件與該介電冷卻液體直接接觸；使該介電冷卻液體循環通過一用以冷卻該介電冷卻液體的熱交換器，而未使該介電冷卻液體循環至一位在該圍封體外部的熱交換器；及在該介電冷卻液體在該熱交換器中被冷卻之後，將該介電冷卻液體的一回流直接引導至浸沒的該等熱產生電子組件中之至少一者。
- 如請求項1之方法，係包含使用設置在該圍封體之該內部空間中的一泵，來將該介電冷卻液體從該內部空間泵送經過該熱交換器。
- 如請求項1之方法，其中該熱交換器包含形成於該圍封體之一壁內的複數流體通道以及形成於該壁之一外部表面的複數鰭片，且該方法包含使用位在該圍封體內的至少一泵，來使該介電冷卻液體循環通過該等流體通道。
- 一種液體浸沒冷卻之電子系統，係包含：一密封式液密之圍封體，其限界一內部空間，該密 封式液密之圍封體具有複數壁，該等複數壁包括一底壁；一電路板，係設置在該內部空間中，該電路板平行於該底壁；複數熱產生電子組件，係設置在該電路板上；一介電冷卻液體，係在該內部空間中，該介電冷卻液體浸沒該等熱產生電子組件以直接接觸該等熱產生電子組件；一泵，係在該內部空間中，該泵具有與該介電冷卻液體相通的一入口及一出口；一熱交換器，係與該泵之該出口流體相通，用以承接來自該泵之該出口的溫熱之介電冷卻液體，該熱交換器冷卻該溫熱之介電冷卻液體，而未使該溫熱之冷卻液體循環至一外部熱交換器；該熱交換器具有一出口，經冷卻之介電冷卻液體通過該出口被輸出而進入該內部空間。
- 如請求項4的液體浸沒冷卻之電子系統，係包含位在該內部空間中的一附加泵，該附加泵具有與該介電冷卻液體相通的一入口及一出口。
- 如請求項4的液體浸沒冷卻之電子系統，其中該熱交換器包含形成於該圍封體之一壁內的複數流體通道以及形成於該壁之一外部表面的複數鰭片，該等通道具有複數入口用以承接介電冷卻液體，且該等通道具有複數出口，該等出口形成該經冷卻之介電冷卻液體的出口。
- 如請求項6的液體浸沒冷卻之電子系統，其中該圍封體包含一主要外殼，該主要外殼具有一第一開啟端部及一第二開啟端部；一第一端板，其在該第一開啟端部處固接至該主要外殼；一第一密封墊片，其在該主要外殼之該第一開啟端部處位於該第一端板與該主要外殼之間，用以密封於該第一端板與該主要外殼之間，以防止該第一端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第一密封墊片包括形成貫穿該第一密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第一密封墊片；一第二端板，其在該第二開啟端部處固接至該主要外殼；一第二密封墊片，其在該主要外殼之該第二開啟端部處位於該第二端板與該主要外殼之間，用以密封於該第二端板與該主要外殼之間，以防止該第二端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第二密封墊片包括形成貫穿該第二密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第二密封墊片。
- 一種電子系統，係包含：一圍封體，其包括一主要外殼、一第一端板及一第二端板； 該主要外殼具有複數壁，該等壁限界一內部空間、一第一開啟端部及一第二開啟端部；每一壁具有限界於該壁之一內部表面與一外部表面之間的一厚度；該等壁中之一第一壁包括形成於該第一壁之外部表面的複數散熱鰭片，每一散熱鰭片具有一縱軸；複數流體通道，係從該等鰭片向內位於該第一壁內，該等流體通道從該第一開啟端部延伸至該第二開啟端部，每一流體通道具有一縱軸，且該等流體通道之該等縱軸平行於該等散熱鰭片之該等縱軸；複數熱產生電子組件，係設置在該內部空間中；該第一端板在該主要外殼之該第一開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第一開啟端部，該第一端板包括在該第一端板之一外部表面上的複數散熱鰭片；一第一密封墊片，係在該主要殼體之該第一開啟端部處位於該第一端板與該主要外殼之間，用以密封於該第一端板與該主要外殼之間，以防止該第一端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第一密封墊片包括形成貫穿該第一密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第一密封墊片；該第一密封墊片係由橡膠、聚矽氧、氯丁橡膠(neoprene)或塑膠聚合物形成； 該第二端板在該主要外殼之該第二開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第二開啟端部，該第二端板包括在該第二端板之一外部表面上的複數散熱鰭片；一第二密封墊片，係在該主要外殼之該第二開啟端部處位於該第二端板與該主要外殼之間，用以密封於該第二端板與該主要外殼之間，以防止該第二端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第二密封墊片包括形成貫穿該第二密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第二密封墊片；該第二密封墊片係由橡膠、聚矽氧、氯丁橡膠或塑膠聚合物形成；一冷卻液體，係在該內部空間中並且浸沒該等熱產生電子組件以直接接觸該等熱產生電子組件；及一循環系統，係使該冷卻液體於該電子系統內循環，該循環系統經組構用以引導該冷卻液體通過位於該第一壁內之該等流體通道，該循環系統包括一泵，且該泵被安裝在該主要外殼內或安裝在該第一或第二端板上，並且該冷卻液體在循環時係保留在該圍封體內。
- 如請求項8之電子系統，更包含一電能輸入元件，其提供電能用以發動該熱產生電子組件。
- 如請求項8之電子系統，其中在該第一壁上的該等散熱鰭片從該第一開啟端部延伸至該第二開啟端部。
- 如請求項8之電子系統，更包含該等壁中之一第二壁，該第二壁包括形成於該第二壁之該外部表面上之複數散熱鰭片，該第二壁更包括在該第二壁上從該等散熱鰭片向內的複數流體通道，又該循環系統經組構用以引導該冷卻液體通過該第二壁中的該等流體通道。
- 如請求項8之電子系統，其中該等壁中之每一壁包括形成於每一壁之各自外部表面上之複數散熱鰭片，每一壁更包括在該各自壁上從該等散熱鰭片向內之複數流體通道，又該循環系統經組構用以引導該冷卻液體通過該等壁中之每一壁中的該等流體通道。
- 如請求項8之電子系統，其中該主要外殼主要由擠製鋁構成。
- 如請求項8之電子系統，其中該第一壁上之該等散熱鰭片對準該第一端板上之該等散熱鰭片以及該第二端板上之該等散熱鰭片。
- 一種用於電子系統的圍封體，係包含：一主要外殼，其包括複數壁，該等壁限界一內部空間、一第一開啟端部及一第二開啟端部，該主要外殼由一塑膠或金屬材料所形成；一第一端板，其在該主要外殼之該第一開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第一開啟端部，該第一端板包括在該第一端板之一外部表面上的複數散熱鰭片；每一壁具有限界於該壁之一內部表面與一外部表面 之間的一厚度；該等壁中之每一壁包括形成於每一壁之各自外部表面上之複數散熱鰭片，該等壁上之每一散熱鰭片具有一縱軸；每一壁更包括在該各自壁上從該等散熱鰭片向內之複數流體通道，每一流體通道具有一縱軸，且該等流體通道之該等縱軸平行於在該等壁上之該等散熱鰭片之該等縱軸，該等流體通道從該第一開啟端部延伸至該第二開啟端部，在該等壁上之該等散熱鰭片從該第一開啟端部延伸至該第二開啟端部；一第一密封墊片，係在該主要外殼之該第一開啟端部處位於該第一端板與該主要外殼之間，用以密封於該第一端板與該主要外殼之間，以防止該第一端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第一密封墊片包括形成貫穿該第一密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第一密封墊片；一第二端板，係在該主要外殼之該第二開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第二開啟端部，該第二端板包括在該第二端板之一外部表面上的複數散熱鰭片；一第二密封墊片，係在該主要外殼之該第二開啟端部處位於該第二端板與該主要外殼之間，用以密封於該第二端板與該主要外殼之間，以防止該第二端板與該主 要外殼之間的流體洩漏，該第二密封墊片包括形成貫穿該第二密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第二密封墊片；在該等第一及第二端板上之該等散熱鰭片係與該等壁上之該等散熱鰭片對準並且形成該等壁上之該等散熱鰭片的一延續部分；以及下列項目中之一者或多者：a)該第一密封墊片及該第二密封墊片係由橡膠、聚矽氧、氯丁橡膠或塑膠聚合物形成；b)該第一密封墊片具有一與該第二密封墊片不同的結構。
- 如請求項15之用於電子系統的圍封體，其中該主要外殼主要由擠製鋁所構成。
- 一種電子系統，係包含：一圍封體，其包括一主要外殼、一第一端板及一第二端板；該主要外殼具有複數壁，該等壁限界一內部空間、一第一開啟端部及一第二開啟端部；每一壁具有限界於該壁之一內部表面與一外部表面之間的一厚度；該等壁中之一第一壁包括形成於該第一壁之外部表面的複數散熱鰭片，每一散熱鰭片具有一縱軸；複數流體通道，係從該等散熱鰭片向內位於該第一 壁內，該等流體通道延伸至該第一開啟端部及延伸至該第二開啟端部，每一流體通道具有一縱軸，且該等流體通道之該等縱軸平行於該等散熱鰭片之該等縱軸；複數熱產生電子組件，係設置在該內部空間中；該第一端板在該主要外殼之該第一開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第一開啟端部；一第一密封墊片，係在該主要外殼之該第一開啟端部處位於該第一端板與該主要外殼之間，用以密封於該第一端板與該主要外殼之間，以防止該第一端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第一密封墊片包括形成貫穿該第一密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第一密封墊片；該第二端板在該主要外殼之該第二開啟端部處可移除地附接至該主要外殼並且關閉該第二開啟端部；一第二密封墊片，係在該主要外殼之該第二開啟端部處位於該第二端板與該主要外殼之間，用以密封於該第二端板與該主要外殼之間，以防止該第二端板與該主要外殼之間的流體洩漏，該第二密封墊片包括形成貫穿該第二密封墊片的至少一流體開口，該至少一流體開口與該等流體通道對準以容許流體流過該第二密封墊片；該第一密封墊片具有一與該第二密封墊片不同的結構； 一冷卻液體，係在該內部空間中並且浸沒該等熱產生電子組件以直接接觸該等熱產生電子組件；及一循環系統，係使該冷卻液體於該電子系統內循環，該循環系統經組構用以引導該冷卻液體通過位於該第一壁內之該等流體通道，該循環系統包括一泵，該泵安裝在該主要外殼內或安裝在該第一或第二端板上，其中該冷卻液體係在未使該循環系統將該冷卻液體循環至一外部熱交換器下被冷卻。
- 如請求項17之電子系統，其中該第一端板包括在該第一端板之一外部表面上的複數散熱鰭片，及該第二端板包括在該第二端板之一外部表面上的複數散熱鰭片。
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