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TWI872599B - 節點單元、電子裝置以及浸沒冷卻式設備 - Google Patents

節點單元、電子裝置以及浸沒冷卻式設備 Download PDF

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TWI872599B TW112125350A TW112125350A TWI872599B TW I872599 B TWI872599 B TW I872599B TW 112125350 A TW112125350 A TW 112125350A TW 112125350 A TW112125350 A TW 112125350A TW I872599 B TWI872599 B TW I872599B
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楊舜為
李恆佑
鄭皓元
劉俊希
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Abstract

一種節點單元,包括一基板、至少一功能模組以及一非導電冷卻液。功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵,其中發熱元件設置於基板上,散熱結構設置於發熱元件上,泵設置於散熱結構上。基板及至少一功能模組浸於非導電冷卻液中,泵用以驅動非導電冷卻液流入散熱結構並從散熱結構排出。一種電子裝置以及浸沒冷卻式設備亦被提及。

Description

節點單元、電子裝置以及浸沒冷卻式設備
本發明是有關於一種電子設備及其所包含的節點單元與電子裝置,且特別是有關於一種浸沒冷卻式設備及其所包含的節點單元與電子裝置。
習知的浸沒冷卻式伺服器設備利用設置於設備下方的泵驅動設備中的冷卻液流動,使設備中的伺服器的發熱元件(如中央處理器)進行熱交換後,冷卻液循環至設備外降溫,並重新循環至設備中進行熱交換。然而,若伺服器具有多個相鄰設置的發熱元件,則發熱元件的熱容易相互傳遞且冷卻液在發熱元件之間的流動效率差,而降低了散熱效果。
本發明提供一種節點單元、電子裝置及浸沒冷卻式設備,具有良好的散熱效果。
本發明的節點單元包括一基板、至少一功能模組以及一非導電冷卻液。功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵,其中發熱元件設置於基板上,散熱結構設置於發熱元件上,泵設置於散熱結構上。基板及至少一功能模組浸於非導電冷卻液中,泵用以驅動非導電冷卻液流入散熱結構並從散熱結構排出。
本發明的電子裝置包括裝置主體、至少一節點單元以及一非導電冷卻液。節點單元設置於裝置主體且包括一基板及至少一功能模組,其中至少一功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵。發熱元件設置於基板上,散熱結構設置於發熱元件上,泵設置於散熱結構上。裝置主體及至少一節點單元浸於非導電冷卻液中,泵用以驅動非導電冷卻液流入散熱結構並從散熱結構排出。
本發明的浸沒冷卻式設備包括一槽體、一電子裝置以及一非導電冷卻液。電子裝置設置於槽體中且包括一裝置主體以及至少一節點單元。至少一節點單元設置於裝置主體且包括一基板及至少一功能模組,其中至少一功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵。發熱元件設置於基板上,散熱結構設置於發熱元件上,泵設置於散熱結構上。非導電冷卻液容納於槽體中,其中電子裝置浸於非導電冷卻液中,且泵用以驅動非導電冷卻液流入散熱結構並從散熱結構排出。
基於上述,本發明的節點單元藉由泵驅動非導電冷卻液流入設置於發熱元件上的散熱結構中,以主動地使發熱元件與非導電冷卻液可有效地進行熱交換。這樣的設計使節點單元對發熱元件有良好的散熱效果。並且,由於泵直接設置於散熱結構上而非設置於遠離散熱結構的位置,故不需額外增設連接於泵與散熱結構之間的管路,且泵僅需具有較小的功率就足以驅動非導電冷卻液流至散熱結構,據以節省設備成本。
請參閱圖1,本案所提供的浸沒冷卻式設備100包括一槽體110、一電子裝置120以及一非導電冷卻液130。電子裝置120例如為伺服器,其設置於槽體110中且包括一裝置主體122以及至少一節點單元124。節點單元124設置於裝置主體122中。非導電冷卻液130容納於槽體110中,電子裝置120及其裝置主體122與節點單元124浸於非導電冷卻液130中,以藉由非導電冷卻液130進行散熱。
在非導電冷卻液130於槽體110內吸收電子裝置120的熱之後,非導電冷卻液130循環至槽體110外的熱交換設備進行熱交換而降溫,然後再循環至槽體110內,以持續對電子裝置120進行散熱。
一實施例中,節點單元124的數量例如為兩個,但節點單元124的數量不以此為限。並且,非導電冷卻液130可以為礦物油、氟化液、合成油或其他適當種類之非導電冷卻液,本發明不對此加以限制。
請參閱圖2A及圖2B,本案所提供的節點單元124包括一基板1241、一功能模組1242以及一非導電冷卻液130。功能模組1242包括一發熱元件1242a、一散熱結構1242b及一泵1242c,發熱元件1242a設置於基板1241上,散熱結構1242b設置於發熱元件1242a上,泵1242c設置於散熱結構1242b上。基板1241及功能模組1242浸於非導電冷卻液130中,泵1242c用以驅動非導電冷卻液130流入散熱結構1242b並從散熱結構1242b排出。
如上所述,本案的節點單元124藉由泵1242c驅動非導電冷卻液130流入設置於發熱元件1242a上的散熱結構1242b中,以主動地使發熱元件1242a與非導電冷卻液130可有效地進行熱交換。這樣的設計使節點單元124對發熱元件1242a有良好的散熱效果。
由於泵1242c直接設置於散熱結構1242b上而非設置於遠離散熱結構1242b的位置,故不需額外增設連接於泵1242c與散熱結構1242b之間的管路,且泵1242c僅需具有較小的功率就足以驅動非導電冷卻液130流至散熱結構1242b,據以節省設備成本。
一實施例中,發熱元件1242a例如為中央處理器(CPU),散熱結構1242b例如為冷卻板,但發熱元件1242a以及散熱結構1242b的種類不以此為限。舉例來說,在其他實施例中,發熱元件1242a可以為其他種類的電子元件,散熱結構1242b可以為散熱鰭片組。
請參閱圖2B,本實施例的散熱結構1242b具有相對的一頂面T1及一底面B1,底面B1接觸發熱元件1242a,泵1242c設置於頂面T1上。此外,泵1242c具有第一開口O1以及第三開口O3,散熱結構1242b具有第二開口O2、第四開口O4以及第五開口O5,第一開口O1連通於第二開口O2,非導電冷卻液130適於藉由泵1242c的驅動而經由第一開口O1及第二開口O2而從泵1242c流入散熱結構1242b。
也就是說,非導電冷卻液130會由第三開口O3流入泵1242c並經第一開口O1流出泵1242c,此外,非導電冷卻液130經過第二開口O2以及第五開口O5流入散熱結構1242b,最後經第四開口O4流出散熱結構1242b。
如圖1所示,本實施例的電子裝置120更包括一隔板126,隔板126設置於兩節點單元124之間。這樣的設計可使兩節點單元124之間的非導電冷卻液130的流場不會互相影響,以達到預期的散熱效果。
圖3是依照本發明的另一實施例的一種節點單元的示意圖。圖3所示實施例與前述實施例的不同處在於,圖3中節點單元124’的功能模組1242的數量是兩個,且節點單元124’更包括至少一管件1243,管件1243連通於兩功能模組1242的散熱結構1242b之間。在本實施例中,管件1243的數量例如為兩個,但管件1243的數量不以此為限。
藉由將管件1243設置於兩功能模組1242的散熱結構1242b之間,可使兩散熱結構1242b彼此連通,也就是說,非導電冷卻液130會從一散熱結構1242b的第四開口O4 (圖2B),經管件1243流至另一散熱結構1242b的第五開口O5 (圖2B),從而每一個泵1242c具有驅動非導電冷卻液130流動於兩散熱結構1242b的能力。據此,即使兩個泵1242c中的任一者失效,剩餘的泵1242c能夠繼續驅動非導電冷卻液130流動於兩散熱結構1242b。
綜上所述,本發明的節點單元藉由泵驅動非導電冷卻液流入設置於發熱元件上的散熱結構中,以主動地使發熱元件與非導電冷卻液可有效地進行熱交換。這樣的設計使節點單元對發熱元件有良好的散熱效果。並且,由於泵直接設置於散熱結構上而非設置於遠離散熱結構的位置,故不需額外增設連接於泵與散熱結構之間的管路,且泵僅需具有較小的功率就足以驅動非導電冷卻液流至散熱結構,據以節省設備成本。此外,藉由管件設置於兩功能模組的散熱結構之間的設計,當兩功能模組的其中之一泵發生故障時,另一泵能確保非導電冷卻液持續的流入兩散熱結構中,以確保非導電冷卻液持續地與發熱元件進行熱交換。另外,電子裝置藉由在兩節點單元之間設置隔板,使兩節點單元之間的非導電冷卻液的流場不會互相影響,以達到良好的散熱效果。
100: 電子裝置 110: 槽體 120: 電子裝置 122: 裝置主體 124、124’: 節點單元 126: 隔板 130: 非導電冷卻液 1241: 基板 1242: 功能模組 1242a: 發熱元件 1242b: 散熱結構 1242c: 泵 1243: 管件 B1: 底面 O1: 第一開口 O2: 第二開口 O3: 第三開口 O4: 第四開口 O5: 第五開口 T1: 頂面 X、Y、Z: 軸向
圖1是依照本發明的一實施例的一種浸沒冷卻式設備的示意圖。 圖2A是圖1的節點單元的示意圖。 圖2B是圖2A的節點單元沿I-I線的剖面示意圖。 圖3是依照本發明的另一實施例的一種節點單元的示意圖。
124: 節點單元 130: 非導電冷卻液 1241: 基板 1242: 功能模組 1242a: 發熱元件 1242b: 散熱結構 1242c: 泵 B1: 底面 O1: 第一開口 O2: 第二開口 O3: 第三開口 O4: 第四開口 O5: 第五開口 T1: 頂面 X、Y、Z: 軸向

Claims (17)

  1. 一種節點單元,包括:一基板;至少一功能模組,包括;一發熱元件、一散熱結構及一泵,其中該發熱元件設置於該基板上,該散熱結構設置於該發熱元件上,該散熱結構具有相對的一頂面及一底面,該底面接觸該發熱元件,該泵設置於該頂面上;以及一非導電冷卻液,該基板及該至少一功能模組浸於該非導電冷卻液中,其中,該泵用以驅動該非導電冷卻液流入該散熱結構並從該散熱結構排出。
  2. 如請求項1所述的節點單元,其中該泵具有一第一開口,該散熱結構具有一第二開口,該第一開口連通於該第二開口,該非導電冷卻液適於經由該第一開口及該第二開口而從該泵流入該散熱結構。
  3. 如請求項1所述的節點單元,更包括至少一管件,其中該至少一功能模組的數量是兩個,該至少一管件連通於一該功能模組的該散熱結構與另一該功能模組的該散熱結構之間。
  4. 如請求項1所述的節點單元,其中該散熱結構是冷卻板或散熱鰭片組。
  5. 如請求項1所述的節點單元,其中該發熱元件是處理器。
  6. 一種電子裝置,包括:一裝置主體;至少一節點單元,設置於該裝置主體且包括一基板及至少一功能模組,其中該至少一功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵,該發熱元件設置於該基板上,該散熱結構設置於該發熱元件上,該散熱結構具有相對的一頂面及一底面,該底面接觸該發熱元件,該泵設置於該頂面上;以及一非導電冷卻液,該裝置主體及該至少一節點單元浸於該非導電冷卻液中,其中,該泵用以驅動該非導電冷卻液流入該散熱結構並從該散熱結構排出。
  7. 如請求項6所述的電子裝置,其中該泵具有一第一開口,該散熱結構具有一第二開口,該第一開口連通於該第二開口,該非導電冷卻液適於經由該第一開口及該第二開口而從該泵流入該散熱結構。
  8. 如請求項6所述的電子裝置,其中該散熱結構是冷卻板或散熱鰭片組。
  9. 如請求項6所述的電子裝置,其中該發熱元件是處理器,該電子裝置是伺服器。
  10. 如請求項6所述的電子裝置,其中該至少一節點單元更包括至少一管件,該至少一功能模組的數量是兩個,該至少一管件連通於一該功能模組的該散熱結構與另一該功能模組的該散熱結構之間。
  11. 如請求項6所述的電子裝置,更包括一隔板,其中該至少一節點單元的數量是兩個,該隔板設置於該兩節點單元之間。
  12. 一種浸沒冷卻式設備,包括:一槽體;一電子裝置,設置於該槽體中且包括:一裝置主體;以及至少一節點單元,設置於該裝置主體且包括一基板及至少一功能模組,其中該至少一功能模組包括一發熱元件、一散熱結構及一泵,該發熱元件設置於該基板上,該散熱結構設置於該發熱元件上,該散熱結構具有相對的一頂面及一底面,該底面接觸該發熱元件,該泵設置於該頂面上;以及一非導電冷卻液,容納於該槽體中,其中該電子裝置浸於該非導電冷卻液中,且該泵用以驅動該非導電冷卻液流入該散熱結構並從該散熱結構排出。
  13. 如請求項12所述的浸沒冷卻式設備,其中該泵具有一第一開口,該散熱結構具有一第二開口,該第一開口連通於該第二開口,該非導電冷卻液適於經由該第一開口及該第二開口而從該泵流入該散熱結構。
  14. 如請求項12所述的浸沒冷卻式設備,其中該散熱結構是冷卻板或散熱鰭片組。
  15. 如請求項12所述的浸沒冷卻式設備,其中該發熱元件是處理器,該電子裝置是伺服器。
  16. 如請求項12所述的浸沒冷卻式設備,其中該至少一節點單元更包括至少一管件,該至少一功能模組的數量為兩個,該至少一管件連通於一該功能模組的該散熱結構與另一該功能模組的該散熱結構之間。
  17. 如請求項12所述的浸沒冷卻式設備,其中該電子裝置更包括一隔板,該至少一節點單元的數量是兩個,該隔板設置於該兩節點單元之間。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037426B (zh) * 2008-04-21 2014-08-06 固核电脑公司 一种液体浸没式冷却式服务器电脑阵列、服务器电脑
TWI589828B (zh) * 2015-06-23 2017-07-01 奇鋐科技股份有限公司 液冷裝置及系統
CN110220406A (zh) * 2019-05-05 2019-09-10 天津商业大学 一种高效的微型换热器
CN115380342A (zh) * 2020-03-31 2022-11-22 通用电气公司 用于高功率密度(hpd)变压器的液体/流体冷却系统
TW202303067A (zh) * 2021-06-10 2023-01-16 美商Tmg科爾有限責任公司 液體浸入式冷卻平台及其部件
TWI796730B (zh) * 2021-05-28 2023-03-21 黃崇賢 提高散熱效果的液冷散熱器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007120530A2 (en) * 2006-03-30 2007-10-25 Cooligy, Inc. Integrated liquid to air conduction module
CN101639712A (zh) * 2008-07-31 2010-02-03 英业达股份有限公司 服务器
JP2018088433A (ja) * 2016-11-28 2018-06-07 富士通株式会社 冷却システム及び電子機器の冷却方法
WO2018138583A1 (en) * 2017-01-30 2018-08-02 Asetek Danmark A/S Liquid cooling systems for heat generating electronic devices that report coolant temperature via a tachometer signal
JP7225666B2 (ja) * 2018-10-18 2023-02-21 日本電産株式会社 冷却ユニット
CN111615291B (zh) * 2019-02-25 2023-04-11 富联精密电子(天津)有限公司 浸没式冷却装置
KR102812837B1 (ko) * 2019-05-21 2025-05-26 아이서톱 그룹 리미티드 전자 모듈용 냉각 시스템
US11800683B2 (en) * 2021-02-17 2023-10-24 Sunonwealth Electric Machine Industry Co., Ltd. Immersion cooling system
US11930617B2 (en) * 2021-07-20 2024-03-12 Dell Products, L.P. Enhanced information handling system component immersion cooling via pump return connection
US20230026424A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 Dell Products, L.P. Immersion cooling of information handling systems with on-node boost pumps
US11849567B2 (en) * 2021-08-11 2023-12-19 Baidu Usa Llc Server configuration with hybrid environment design
CN116136714A (zh) * 2021-11-18 2023-05-19 春鸿电子科技(重庆)有限公司 液冷式散热装置
US12010815B2 (en) * 2022-03-18 2024-06-11 Baidu Usa Llc Chip to server packaging design for immersion systems
CN115793819B (zh) * 2023-01-09 2023-04-25 苏州浪潮智能科技有限公司 一种浸没式液冷服务器及其余热回收系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037426B (zh) * 2008-04-21 2014-08-06 固核电脑公司 一种液体浸没式冷却式服务器电脑阵列、服务器电脑
TWI589828B (zh) * 2015-06-23 2017-07-01 奇鋐科技股份有限公司 液冷裝置及系統
CN110220406A (zh) * 2019-05-05 2019-09-10 天津商业大学 一种高效的微型换热器
CN115380342A (zh) * 2020-03-31 2022-11-22 通用电气公司 用于高功率密度(hpd)变压器的液体/流体冷却系统
TWI796730B (zh) * 2021-05-28 2023-03-21 黃崇賢 提高散熱效果的液冷散熱器
TW202303067A (zh) * 2021-06-10 2023-01-16 美商Tmg科爾有限責任公司 液體浸入式冷卻平台及其部件

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