TWI675997B - 冷卻裝置 - Google Patents

Abstract

一種冷卻裝置，包含一槽體、一管體、一第一液體、一第二液體及一發熱元件。該槽體具有一槽狀空間。該管體具有一管體空間。該管體包含一第一端連接於該槽體，及一第二端。該第一液體置於該槽狀空間及該管體空間，其中該第一液體於該管體空間形成一第一液面。該第二液體置於該管體空間及該第一液面上，其中該第二液體於該管體空間形成一第二液面。該發熱元件設置於該槽狀空間且浸泡於該第一液體內，從而將熱能從該發熱元件散發至該第一液體。該第一液面低於該第二液面。

Description

冷卻裝置

本發明關於一種冷卻裝置，尤指一種可用於浸入式冷卻，且可密封的冷卻裝置。

在先前的浸入式冷卻系統中，位於散熱裝置內的伺服器等元件須透過連接線與外部進行電力及訊號之交換，因此，會在散熱裝置之外殼製作開口，以使連接線可穿過開口而設置。

為了避免冷卻用的液體之蒸氣透過開口大量逸散，常須使用特製的連接器設置於開口。所述的連接器必須具有密封功效，可支援連接線通過，且要配合外殼開口的形狀，以利密封。

然而，實務上已發現，要使連接器達到理想的密封效果，實為工程難題。此外，由於製造及安裝具有密封效果又可允許連接線通過的連接器，其難度較高，故於相關領域中，引發的工程成本亦不易降低。

實施例提供一種冷卻裝置，包含一槽體、一管體、一第一液體、一 第二液體及一發熱元件。該槽體具有一槽狀空間。該管體具有一管體空間，該管體包含一第一端連接於該槽體，及一第二端。該第一液體置於該槽狀空間及該管體空間，該第一液體於該管體空間形成一第一液面。該第二液體置於該管體空間及該第一液面上，該第二液體於該管體空間形成一第二液面。該發熱元件設置於該槽狀空間且浸泡於該第一液體內，從而將熱能從該發熱元件散發至該第一液體。該第一液面低於該第二液面。

100、200‧‧‧冷卻裝置

110‧‧‧槽體

110S‧‧‧槽體空間

120‧‧‧管體

120S‧‧‧管體空間

1201‧‧‧第一端

1202‧‧‧第二端

L1‧‧‧第一液體

L11‧‧‧蒸氣

L2‧‧‧第二液體

S1‧‧‧第一液面

S2‧‧‧第二液面

SS‧‧‧槽內液面

155‧‧‧發熱元件

120A‧‧‧U型管部件

120B‧‧‧水平管部件

120V‧‧‧垂直管部件

θ‧‧‧夾角

120A1‧‧‧第一U型管接口

120B1‧‧‧第一水平管接口

120A2‧‧‧第二U型管接口

120B2‧‧‧第二水平管接口

120V2‧‧‧第一垂直管接口

120V2‧‧‧第二垂直管接口

33‧‧‧外部系統

195‧‧‧連接線

第1圖係實施例中，冷卻裝置的示意圖。

第2圖係另一實施例中，冷卻裝置的示意圖。

第1圖係實施例中，冷卻裝置100的示意圖。冷卻裝置100包含槽體110、管體120、第一液體L1、第二液體L2及發熱元件155。槽體110具有槽狀空間110S。管體120具有管體空間120S。管體120包含第一端1201連接於槽體110，及第二端1202。第一液體L1置於槽狀空間110S及管體空間120S，第一液體L1於管體空間120S內形成第一液面S1。第二液體L2置於管體空間120S及第一液面S1上，第二液體L2於管體空間120S內形成第二液面S2。發熱元件155設置於槽狀空間110S且浸泡於第一液體L1內，從而可將熱能從發熱元件155散發至第一液體L1。如第1圖所示，第一液面S1低於第二液面S2。

如第1圖所示，管體120可包含U型管部件120A及水平管部件120B。U型管部件120A可包含第一U型管接口120A1及第二U型管接口120A2，其中第二 U型管接口120A2可位於管體120之第二端1202。水平管部件120B可包含第一水平管接口120B1及第二水平管接口120B2，其中第一水平管接口120B1可位於管體120之第一端1201，及第二水平管接口120B2可連接於第一U型管接口120A1。第一液面S1可位於U型管部件。第一液體L1可於槽狀空間110S形成槽內液面SS。第一液面S1之高度可決定於槽內液面SS之高度，舉例而言，由於連通管原理，第一液面S1之高度可實質上等於槽內液面SS之高度。於另一實施例，基於液壓等因素，第一液面S1之高度可實質上略高於或略低於槽內液面SS之高度。U型管部件120A的尺寸及底部的彎曲程度，可視工程需求調整。U型管部件120A亦可視需求調整為ㄩ型。根據實施例，第一液面S1的高度可不高於槽內液面SS的高度，且槽內液面SS之高度可只要高於發熱元件155即可。

第2圖係另一實施例中，冷卻裝置200的示意圖。冷卻裝置200可相似於冷卻裝置100，但第2圖的管體120可相異於第1圖的管體120。在第2圖的實施例中，管體120可包含垂直管部件120V及水平管部件120B。垂直管部件120V可包含第一垂直管接口120V1及第二垂直管接口120V2，第二垂直管接口120V2可位於管體120之第二端1202。水平管部件120B可相似於第1圖，包含第一水平管接口120B1及第二水平管接口120B2，其中第一水平管接口120B1可位於管體120之第一端1201，及第二水平管接口120B2可連接於第一垂直管接口120V1。在第2圖的示例中，第一液面S1可位於垂直管部件120V，第一液體L1於槽狀空間110S可形成槽內液面SS，第一液面S1之高度可決定於槽內液面SS之高度，例如第一液面S1之高度可實質上等於、略高於或略低於槽內液面SS之高度。垂直管部件120V及水平管部件120B可實質上互相垂直，或根據工程需求，以夾角θ互相連接。第2圖中，與第1圖相似的部份不另重述。

根據實施例，第一液體L1之比重(密度)可大於第二液體L2之比重。發熱元件155可具有多數個散熱板片，以提高散熱的功效。如第1圖及第2圖所示，上述的冷卻裝置100或200可另包含連接線195，用以在外部系統33及發熱元件155之間傳輸電力及/或至少一訊號。連接線195可包含第一端耦接於發熱元件155，及第二端耦接於外部系統33，其中連接線195可係透過管體空間120S設置。第1圖及第2圖所示的連接線195僅為舉例，實施例中，連接線195可對應於多數條連接線，亦可對應於多種不同種類的連接線，例如電源線及訊號線等。第1圖及第2圖中，管體120的管徑，槽體110及管體120的尺寸及材質等，可依工程需求及測量結果，予以調整。

根據實施例，發熱元件155可例如(但不限於)包含伺服器、處理器、操作電路、馬達、風扇、系統晶片、變壓器及/或任何因操作而須散熱冷卻之裝置。外部系統33可為與發熱元件155功能上須互相連接的系統，例如外部電路、外部伺服器或供電系統等。除了與管體120連接處以外，槽體110可實質上為封閉式的結構，故第一液體L1的蒸氣L11可蒸逸到槽狀空間110S中位於槽內液面SS上方的空間，再冷凝滴回，故可不致逸散。

根據實施例，第一液體L1可為非導電性介電液，而第二液體L2可為低揮發性液體，例如，第二液體L2可為(但不限於)油性液體。為了避免影響電力及訊號的傳輸，第二液體L2可為非導電性之液體。如第1圖及第2圖所示，第二液體L2可於管體120中實質上形成密封層，以避免第一液體L1透過管體120蒸發。由於將第二液體L2注入管體空間120S之工程難度及工程成本較低，且密封效果更佳，故可避免先前使用連接器引發的缺失。為了提高散熱功效，第一液體L1可使用低比熱液體。

綜上，實施例提供了可支援常壓浸入式冷卻之冷卻裝置，其製作難度及工程成本較低，且密封效果更佳，故對於改善本領域之工程難題，有所助益。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (9)

1. 一種冷卻裝置，包含：一槽體，包含一槽狀空間；一管體，包含一管體空間，該管體包含一第一端連接於該槽體，及一第二端；一連接線，包含一第一端耦接於一發熱元件，及一第二端耦接於一外部系統，其中該連接線係透過該管體空間設置；一第一液體，置於該槽狀空間及該管體空間，其中該第一液體於該管體空間形成一第一液面；一第二液體，置於該管體空間及該第一液面上，其中該第二液體於該管體空間形成一第二液面；及該發熱元件，設置於該槽狀空間且浸泡於該第一液體內，從而將熱能從該發熱元件散發至該第一液體；其中該第一液面低於該第二液面。
2. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中該管體另包含：一U型管部件，包含一第一U型管接口，及一第二U型管接口位於該管體之該第二端；及一水平管部件，包含一第一水平管接口位於該管體之該第一端，及一第二水平管接口連接於該第一U型管接口；其中該第一液面係位於該U型管部件，該第一液體於該槽狀空間形成一槽內液面。
3. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中該管體另包含：一垂直管部件，包含一第一垂直管接口，及一第二垂直管接口位於該管體之該第二端；及一水平管部件，包含一第一水平管接口位於該管體之該第一端，及一第二接口連接於該第一垂直管接口；其中該第一液面係位於該垂直管部件，該第一液體於該槽狀空間形成一槽內液面。
4. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中該第一液體之比重大於該第二液體之比重。
5. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中該發熱元件具有多數個散熱板片。
6. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中：該連接線係用以傳輸電力。
7. 如請求項1所述的冷卻裝置，其中：該連接線係用以傳輸至少一訊號。
8. 如請求項1至7的任一項所述的冷卻裝置，其中該第一液體係一非導電性介電液。
9. 如請求項1至7的任一項所述的冷卻裝置，其中該第二液體係一油性液體。