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CN109743869B - 液冷散热器及伺服器系统 - Google Patents

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CN109743869B CN201910090900.2A CN201910090900A CN109743869B CN 109743869 B CN109743869 B CN 109743869B CN 201910090900 A CN201910090900 A CN 201910090900A CN 109743869 B CN109743869 B CN 109743869B
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Abstract

一种液冷散热器，包括多个水冷板、冷凝器、驱动器、冷却液管道组件和安装支架，所述多个水冷板和所述冷凝器固定设置在所述安装支架上，所述冷却液管道组件包括主管道、分流块和分管道，所述分流块也固定设置在所述安装支架上，所述多个水冷板通过所述分管道并联至所述分流块，所述冷凝器、驱动器和所述分流块之间分别通过主管道连接，所述驱动器用于提供工作动力，通过所述分流块和分管道将所述冷凝器中的冷却液分流到所述多个水冷板，随后冷却液再通过所述分管道、分流块和主管道回流至所述冷凝器进行冷却，所述冷凝器通过所述主管道将冷却后的冷却液送至驱动器，形成回路系统。

Description

液冷散热器及伺服器系统
技术领域
本发明涉及电子产品散热领域，尤其涉及一种液冷散热器及伺服器系统。
背景技术
随着电子行业的快速发展，电子芯片的发热量越来越大，而且对散热性能的要求越来越高。在伺服器系统上，空间有限而且经常会有多处的功率高且性能要求也较为严苛的芯片需要散热。传统的液冷散热器是由水泵驱动冷却液进入水冷板，再由水冷板回流至冷凝器冷却再回到水泵，水冷板之间相互串联，冷却液流经各个水冷板时温度逐渐升高，导致第一个水冷板与最后一个水冷板之间的温差较大，水冷板的散热性能依次降低，从而导致液冷散热器的整体散热性能的降低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种水冷板温度均匀、散热性能好的液冷散热器及伺服器系统。
一种液冷散热器，包括多个水冷板、冷凝器、驱动器和冷却液管道组件，所述液冷散热器还包括安装支架，所述多个水冷板和所述冷凝器固定设置在所述安装支架上，所述驱动器通过所述冷却液管道组件分别连接所述多个水冷板和冷凝器，所述冷却液管道组件包括主管道、分流块和分管道，所述分流块固定设置在所述安装支架上，所述多个水冷板通过所述分管道并联至所述分流块，所述冷凝器、驱动器和所述分流块之间分别通过主管道连接，在所述驱动器的驱动下所述冷凝器中的冷却液通过所述分流块和分管道分流到所述多个水冷板，冷却液在流经所述多个水冷板后再经所述分管道、分流块汇流至到主管道中，再通过所述主管道回流至所述冷凝器进行冷却。
进一步地，所述多个水冷板包括密封连接的水冷盖板和水冷底板，所述水冷盖板设有水冷进液口、水冷出液口和冷却槽，所述冷却槽分别与所述水冷进液口和水冷出液口连通，所述水冷底板上设置有多个散热板，所述多个散热板收容在所述冷却槽中，所述分管道中的冷却液从所述水冷进液口流入所述冷却槽，流经所述散热板后，从所述水冷出液口流出。
进一步地，所述多个散热板上设置有导流部，用于使流入所述冷却槽的冷却液定向流动。
优选地，所述分管道包括多个分进液管道和多个分出液管道，所述多个分进液管道和所述多个分出液管道分别与所述多个水冷板的所述水冷进液口和所述水冷出液口一一对应连接，所述分流块包括第一分流块和第二分流块，所述主管道包括主进液管道和主出液管道，所述多个分进液管道并联至所述第一分流块，所述多个分出液管道并联至所述第二分流块，所述冷凝器、所述驱动器和所述第一分流块被所述主进液管道串联连通，所述主出液管道连通所述冷凝器和所述第二分流块。
进一步地，所述第一分流块和所述第二分流块的结构相同，均包括分流主体部和分流接头，所述分流主体部上开设有连通外界的储液腔，所述分流接头并列设置在所述分流主体部的侧面并且与所述储液腔连通，所述多个分进液管道或所述多个分出液管道与所述分流接头一一对应连接。
优选地，所述冷凝器包括第一储液件、第二储液件、多个散热翅片和多个连接管道，所述多个连接管道连通所述第一储液件和所述第二储液件，所述多个散热翅片设置在所述多个连接管道之间，所述第一储液件通过所述主进液管道与所述驱动器连通，所述第二储液件通过所述主出液管道与所述第二分流块连通。
进一步地，所述第一储液件和所述第二储液件上设置有固定部，用于将所述冷凝器固定在所述安装支架上。
优选地，所述水冷盖板的侧边开设有安装孔，其内设置有水冷板紧固件，用于将水冷板固定在需要散热的物体处。
进一步地，所述水冷底板背离所述散热板的端面上设置有第一定位部和第二定位部，所述第一定位部位于所述水冷底板相对的两侧边上，所述第二定位部与所述散热板的位置对应，所述第一定位部和所述第二定位部均用于接触需要冷却的物体。
一种伺服器系统，包括多个电子芯片和上述任意一项描述的液冷散热器，所述液冷散热器用于对所述多个电子芯片散热。
所述液冷散热器可以将多个水冷板并联至冷凝器，使用一个驱动器为多个水冷板提供动力，将同一温度的冷却液同时送入多个水冷板，使每个水冷板的冷却性能相同，避免多个水冷板的冷却性能逐个降低的情况，提高了液冷散热器的性能。
附图说明
图1为液冷散热器在一实施例中的结构示意图。
图2为图1所示的液冷散热器的分解结构示意图。
图3为图1所示的液冷散热器的分流块的结构示意图。
图4为图1所示的液冷散热器的水冷板的分解结构示意图。
图5为图4所示的水冷板的另一方向的分解结构示意图。
图6为图1所示的液冷散热器的冷凝器的结构示意图。
图7为液冷散热器在另一实施例中的结构示意图。
图8为图7所示的液冷散热器的另一方向的结构示意图。
图9为伺服器系统和图1所示的液冷散热器在一实施例中的结构示意图。
主要元件符号说明：
液冷散热器 100，200
水冷板 1，1A
水冷盖板 11
水冷进液口 111
水冷出液口 112
管道接头 113
水冷板紧固件 114
弹性元件 115
安装孔 116
冷却槽 117
卡扣 118
水冷底板 12
散热板 121
导流部 122
第一定位部 123
第二定位部 124
冷凝器 2，2A
第一储液件 21
第二储液件 22
散热翅片 23
连接管道 24
固定部 25
出液孔 26
进液孔 27
驱动器 3，3A
驱动器进液口 31
驱动器出液口 32
冷却液管道组件 4，4A
主管道 41
主进液管道 411
主出液管道 412
分管道 42
分进液管道 421
分出液管道 422
分流块 43
第一分流块 431
第二分流块 432
分流主体部 433
储液腔 434
固定孔 435
分流接头 436
安装支架 5，5A
安装板 51
第一安装板 511
第二安装板 512
连接部 513
第一固定件 52
第一紧固件 521
第二固定件 53
第二紧固件 531
支架安装孔 54
伺服器系统 600
电子芯片 61
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1和图9，伺服器系统600中包括多个电子芯片61，液冷散热器100用于对伺服器系统600中的多个电子芯片61进行散热。液冷散热器100包括多个水冷板1、冷凝器2、驱动器3、冷却液管道组件4和安装支架5。所述多个水冷板1和所述冷凝器2固定设置在所述安装支架5上。所述驱动器3通过所述冷却液管道组件4分别连接所述多个水冷板1和冷凝器2。所述冷却液管道组件4包括主管道41、分管道42和分流块43。所述分流块43也固定设置在所述安装支架5上。所述多个水冷板1通过所述分管道42并联至所述分流块43。所述冷凝器2、驱动器3和所述分流块43之间分别通过主管道41连接。所述驱动器3用于提供工作动力，通过所述分流块43和分管道42将所述冷凝器2中的冷却液分流到所述多个水冷板1，冷却液再通过所述分管道42、分流块43和主管道41回流至所述冷凝器2进行冷却，所述冷凝器2通过所述主管道41将冷却后的冷却液送至驱动器3，形成回路系统。
请参阅图2，具体地，安装支架5包括两个安装板51、第一固定件52和第二固定件53。安装板51包括一体设置的第一安装板511和第二安装板512，第一安装板511与第二安装板512互相垂直，第一安装板511的一侧底部向外延伸形成一连接部513。所述第一固定件52大致呈长条状，其一端连接一个第一安装板511远离连接部513的侧边底部，另一端连接另一个第一安装板511的连接部513的端部。第二固定件53大致呈长板状，其两端分别与两个安装板51连接，并且第二固定件53的端部同时与第一安装板511和第二安装板512的底端连接。安装板51的底部还开设有支架安装孔54，方便使用螺钉等紧固件将整个液冷散热器100安装在电子设备中。
请参阅图2和图6，在实施例一中，液冷散热器100包括两个叠放在一起的冷凝器2。冷凝器2放置在第二固定件53上，其包括第一储液件21、第二储液件22、多个散热翅片23和多个连接管道24。第一储液件21和第二储液件22外侧设置有固定部25，用于将冷凝器2与第二安装板512固定在一起。连接管道24连通第一储液件21和第二储液件22，冷却液储藏在第一储液件21和第二储液件22，通过连接管道24在二者之间流动。第一储液件21上开设有出液孔26，第二储液件22上开设有进液孔27，冷却液从进液孔27流入，从出液孔26流出。多个散热翅片23设置在多个连接管道24之间，并且与多个连接管道24接触，冷却液在多个连接管道24中流动时，通过散热翅片23增加散热面积，提高散热效率，实现冷却液的快速降温。
两个驱动器3分别设置在冷凝器2的两端，每个驱动器3对应一个冷凝器2。两个驱动器3均固定设置在第二固定件53上，且位于第一安装板511和第二安装板512组成的直角处。驱动器3上开设有驱动器进液口31和驱动器出液口32，主管道41包括主进液管道411和主出液管道412，分流块43包括第一分流块431和第二分流块432，冷凝器2、驱动器3和第一分流块431之间通过主进液管道411串联连通，主出液管道412连通冷凝器2与第二分流块432。具体地，一主进液管道411连通第一储液件21上的出液孔26和驱动器进液口31，另一主进液管道411连通驱动器出液口32和第一分流块431。主出液管道412连通第二储液件22上的进液孔27和第二分流块432。
水冷板1有八个，用于接触需要冷却的物体(例如电子芯片61)，水冷板1对称排列为两组，每组四个水冷板1，并且每组水冷板1分别对应一个冷凝器2，一个驱动器3，一组分流块43和一套冷却液管道组件4。每个水冷板1靠近分流块43的一端通过第一紧固件521固定安装在第一固定件52的下方，水冷板1靠近冷凝器2的一端通过第二紧固件531固定安装在第二固定件53的下方。在本实施例中，第一紧固件521和第二紧固件531为限位定位螺柱，将水冷板1锁合到安装支架5时，通过与螺柱配套的螺帽(图未示)卡住支架，螺柱的顶端与安装支架5之间留有一段锁合距离，用于确保水冷板1在沿螺柱的方向上有一定的活动量，在安装时有利于调整水冷板1的位置，使水冷板1最大限度地接触需要冷却的物体(例如电子芯片61)，避免水冷板1与需要冷却的物体接触不良。当多个电子芯片61的高度不一致时，由于水冷板1可以沿螺柱方向在一定范围内活动，从而使每个水冷板1正确接触对应的电子芯片61，提高液冷散热器100的灵活性和通用性。
在其他实施例中，水冷板1的数量可以多于八个或少于八个，本实施例对此不做限定。分管道42包括多个分进液管道421和多个分出液管道422。多个分进液管道421和多个分出液管道422分别与多个水冷板一一对应连接。多个分进液管道421用于连接多个水冷板1和第一分流块431，多个分出液管道422用于连接多个水冷板1和第二分流块432，从而实现多个水冷板1的并联。
以图2中的靠左侧的一组四个水冷板1为例进行说明，四个分进液管道421的一端分别连接四个水冷板1，另一端连接第一分流块431，用于将第一分流块431中的冷却液分流至四个水冷板1中；四个分出液管道422的一端分别连接四个水冷板1，另一端连接第二分流块432，用于将流经四个水冷板1的冷却液汇流至第二分流块432中。
驱动器3提供工作动力，通用主进液管道411将冷凝器2的第一储液件21内的低温冷却液送入第一分流块431，再经过分进液管道421分流，相同温度的冷却液同时进入各个水冷板1，冷却液流过水冷板1后再通过分出液管道422进入第二分流块432，然后冷却液通过主出液管道412回流至冷凝器2的第二储液件22内，冷却液流过连接管道24并且被散热翅片23散热后流入第一储液件21，形成回路。
请参阅图2和图3，第一分流块431和第二分流块432的结构相同，均包括分流主体部433和分流接头436。分流主体部433上开设有连通外界的储液腔434，多个分流接头436并列设置在分流主体部433的侧面，储液腔434与多个分流接头436连通。储液腔434还与主管道41连通，多个分流接头436与多个分进液管道421或多个分出液管道422一一对应连接，从而实现冷却液的分流和多个分进液管道421或分出液管道422的并联。分流主体部433的一个侧面上还开设有固定孔435，其内设有螺纹，可以利用螺丝等紧固件旋入固定孔435内，将分流块43固定在安装支架5的第一固定件52上。由于水冷板1、冷凝器2、驱动器3和分流块43均固定在安装支架5上，所以主管道41和分管道42的位置相对固定，可以有效避安装液冷散热器100时，因为各个部分碰撞导致管道之间拉扯，产生漏液问题，有效提高了液冷散热器100的安全性，同时也方便安装。
请参阅图4和图5，水冷板1包括水冷盖板11、两个管道接头113、水冷底板12和设置在水冷底板12上的散热板121，水冷盖板11和水冷底板12互相贴合且密封连接，在本实施例中，水冷盖板11和水冷底板12是通过焊接的方式连接，在其他实施例中，水冷盖板11和水冷底板12也可以通过粘接的方式连接。
水冷盖板11上表面上开设有水冷进液口111和水冷出液口112，两个管道接头113以螺纹连接的方式分别固定连接至水冷进液口111和水冷出液口112。在其他实施例中，管道接头113也可以通过焊接、粘接、一体成型等方式与水冷进液口111和水冷出液口112固定连接。水冷盖板11的侧边还开设有安装孔116，水冷板紧固件114设置在安装孔116中，用于将水冷板1固定安装在需要散热的物体处，例如伺服器系统600的电子芯片61。水冷板紧固件114上套设有弹性元件115，在本实施例中，弹性元件115为一个弹簧。在安装水冷板1时，水冷板紧固件114和水冷板1一起移动，当水冷板1与需要冷却的物体接触时，水冷板紧固件114抵触需要冷却的物体，并在弹性元件115的作用下，通过弹力固定水冷板1的位置，避免水冷板1与需要冷却的物体接触不良。在另一实施方式中，水冷板紧固件114也可以旋入需要冷却的物体上的对应安装孔(图未示)内，从而实现水冷板1的固定。水冷盖板11下端面对应安装孔116的位置还设置有卡扣118，卡扣118与水冷板紧固件114配合使用，进一步固定水冷板1安装时的位置。
水冷盖板11的下端面上开设有冷却槽117，水冷底板12上端面对应冷却槽117的位置设置有多个散热板121，水冷盖板11和水冷底板12贴合时，散热板121收容在冷却槽117内。散热板121上一体设置有导流部122，用于导向流入冷却槽117的液体，使其定向流动。导流部122为其中一个或多个散热板121沿散热板121的长度方向向外延伸形成，导流部122抵触冷却槽117的侧壁，与多个散热板121一起将冷却槽117大致分割成“S”形的导流路径。水冷进液口111和水冷出液口112分别与冷却槽117连通。水冷进液口111通过管道接头113与分进液管道421连通，水冷出液口112通过管道接头113与分出液管道422连通。故而分进液管道421中的冷却液通过水冷进液口111流入冷却槽117，接着冷却液在导流部122的作用下沿着多个散热板121大致呈“S”型流动至水冷出液口112出，最后通过分出液管道422流出。冷却液在散热板121中的流动方向如图4中的箭头所示，“S”型导流路径增大了冷却液在水冷板1内部的流动时间，使冷却液充分与多个散热板121接触，从而提升水冷板1的散热性能。
水冷底板12的下端面(背离散热板121的端面)上还一体设置有第一定位部123和第二定位部124，在其他实施例中，第一定位部123和第二定位部124还可以通过焊接、粘接或铆接等方式与水冷底板12结合。第一定位部123位于水冷底板12的相对的两侧边上，第二定位部124与散热板121的位置对应，大致位于水冷底板12的中部。水冷板1安装时，第一定位部123和第二定位部124接触需要冷却的物体，例如第二定位部124接触电子芯片61，第一定位部123接触电子芯片61附件需要冷却的其他热源，实现水冷板1对电子芯片61的散热。
实施例二
请参阅图7和图8，实施例二的液冷散热器200与实施例一的液冷散热器100大致相同，区别在于，实施例二的液冷散热器200有一组水冷板1A，一个冷凝器2A，一个驱动器3A和一组冷却液管道组件4A。液冷散热器200的结构和功能在此不再赘述。
可以理解的，在其他实施例中，水冷板1、冷凝器2、驱动器3和冷却液管道组件4的数量可以根据实际情况以倍数增减，而不限定于实施例一和实施例二的情况。
所述液冷散热器100将多个水冷板1并联至冷凝器2，使用一个驱动器3为多个水冷板1提供动力，将同一温度的冷却液同时送入多个水冷板1，使每个水冷板1的冷却性能相同，避免多个水冷板1的冷却性能逐个降低的情况，提高了液冷散热器100的性能。另外，水冷板1、冷凝器2、驱动器3和分流块43均固定安装在安装支架5上，形成整体式的液冷散热器100，避免了液冷散热器100安装或使用时各个模块之间的相互碰撞，从而避免了管道的拉扯导致的漏液情况，提高了液冷散热器100的安全性。用户在使用所述液冷散热器100时，只需要将液冷散热器100整体安装到需要设备上即可，方便快捷，并且整体式的液冷散热器100便于运输，减少由于零部件晃动导致的运输过程中的产品损坏。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种液冷散热器，包括多个水冷板、冷凝器、驱动器和冷却液管道组件，其特征在于：所述液冷散热器还包括安装支架，所述多个水冷板通过螺柱安装在所述安装支架下方，所述螺柱顶端与所述安装支架之间留有锁合距离，使所述多个水冷板活动安装在所述安装支架上；所述水冷板的侧边开设有安装孔，其内设置有水冷板紧固件，所述水冷板紧固件上套设弹性元件，所述水冷板紧固件通过所述弹性元件的弹力将所述水冷板固定在需要散热的物体处；
所述冷凝器固定设置在所述安装支架上，所述驱动器通过所述冷却液管道组件分别连接所述多个水冷板和冷凝器，所述冷却液管道组件包括主管道、分流块和分管道，所述分流块固定设置在所述安装支架上，所述多个水冷板通过所述分管道并联至所述分流块，所述冷凝器、驱动器和所述分流块之间分别通过主管道连接，在所述驱动器的驱动下所述冷凝器中的冷却液通过所述分流块和分管道分流到所述多个水冷板，冷却液在流经所述多个水冷板后再经所述分管道、分流块汇流至到主管道中，再通过所述主管道回流至所述冷凝器进行冷却；
所述安装支架包括安装板、第一固定件和第二固定件，所述安装板包括一体设置的第一安装板和第二安装板，所述第一安装板与第二安装板互相垂直，所述第一安装板的一侧底部向外延伸形成一连接部，所述第一固定件一端连接一个第一安装板远离连接部的侧边底部，所述第一固定件的另一端连接另一个第一安装板的连接部，所述第二固定件的两端分别与两个所述安装板连接；所述驱动器固定设置在第二固定件上，且位于所述第一安装板和所述第二安装板组成的直角处，所述水冷板的一端安装于所述第一固定件，所述水冷板的另一端安装于所述第二固定件，所述分流块固定于所述第一固定件上。
2.如权利要求1所述的液冷散热器，其特征在于：所述多个水冷板包括密封连接的水冷盖板和水冷底板，所述水冷盖板设有水冷进液口、水冷出液口和冷却槽，所述冷却槽分别与所述水冷进液口和水冷出液口连通，所述水冷底板上设置有多个散热板，所述多个散热板收容在所述冷却槽中，所述分管道中的冷却液从所述水冷进液口流入所述冷却槽，流经所述散热板后，从所述水冷出液口流出。
3.如权利要求2所述的液冷散热器，其特征在于：所述多个散热板上设置有导流部，用于使流入所述冷却槽的冷却液定向流动。
4.如权利要求2所述的液冷散热器，其特征在于：所述分管道包括多个分进液管道和多个分出液管道，所述多个分进液管道和所述多个分出液管道分别与所述多个水冷板的所述水冷进液口和所述水冷出液口一一对应连接，所述分流块包括第一分流块和第二分流块，所述主管道包括主进液管道和主出液管道，所述多个分进液管道并联至所述第一分流块，所述多个分出液管道并联至所述第二分流块，所述冷凝器、所述驱动器和所述第一分流块被所述主进液管道串联连通，所述主出液管道连通所述冷凝器和所述第二分流块。
5.如权利要求4所述的液冷散热器，其特征在于：所述第一分流块和所述第二分流块的结构相同，均包括分流主体部和分流接头，所述分流主体部上开设有连通外界的储液腔，所述分流接头并列设置在所述分流主体部的侧面并且与所述储液腔连通，所述多个分进液管道或所述多个分出液管道与所述分流接头一一对应连接。
6.如权利要求4所述的液冷散热器，其特征在于：所述冷凝器包括第一储液件、第二储液件、多个散热翅片和多个连接管道，所述多个连接管道连通所述第一储液件和所述第二储液件，所述多个散热翅片设置在所述多个连接管道之间，所述第一储液件通过所述主进液管道与所述驱动器连通，所述第二储液件通过所述主出液管道与所述第二分流块连通。
7.如权利要求6所述的液冷散热器，其特征在于：所述第一储液件和所述第二储液件上设置有固定部，用于将所述冷凝器固定在所述安装支架上。
8.如权利要求2所述的液冷散热器，其特征在于：所述水冷底板背离所述散热板的端面上设置有第一定位部和第二定位部，所述第一定位部位于所述水冷底板相对的两侧边上，所述第二定位部与所述散热板的位置对应，所述第一定位部和所述第二定位部均用于接触需要冷却的物体。
9.一种伺服器系统，包括多个电子芯片，其特征在于：所述伺服器系统还包括权利要求1-8任意一项描述的液冷散热器，所述液冷散热器用于对所述多个电子芯片散热。
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