流体冷却系统技术方案

一种用于对一个或更多个发热部件进行冷却的设备，该设备包括：可密封外壳，该可密封外壳限定了用于容纳第一冷却剂和一个或更多个发热部件的容积；导管，该导管被容积包围，该导管使第二冷却剂能够进入及离开外壳，当容积内的第一冷却剂包围导管时，导管在第一冷却剂与第二冷却剂之间提供不透流体的密封；以及泵，泵位于外壳内且构造成将第一冷却剂引导至导管，使得在第一冷却剂与第二冷却剂之间交换热。

【技术实现步骤摘要】
流体冷却系统本申请是申请日为2017年11月27日、申请号为201780072949.4(PCT/GB2017/053556)、专利技术名称为“流体冷却系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种冷却系统，并且具体地涉及一种用于电子装置和电子板的冷却系统。该冷却系统可以提供密封外壳，该密封外壳用于容纳发热部件，比如需要主动冷却或流体冷却的母板、存储器模块或服务器。
技术介绍
许多类型的电气部件在操作期间产生热。特别地，比如母板、中央处理单元(CPU)和存储器模块之类的电子计算机部件在使用时可能耗散大量的热。将电气部件加热至高温可能导致损坏、影响性能或导致安全隐患。因此，已经进行了大量努力以找到用于有效且安全地冷却电气部件的有效的高性能系统。一种类型的冷却系统使用液体冷却。尽管已经论证了不同的液体冷却组件，但是通常将电气部件浸入冷却剂液中，以便为发热电气部件与冷却剂之间的热交换提供大的表面积。US8,467,189描述了一种液体浸没式冷却系统，该液体浸没式冷却系统对位于连接至机架系统的多个箱内的多个电子装置进行冷却。壳体填充有介电冷却液，其中，发热电子部件浸没在该介电冷却液中。机架系统包括：歧管，该歧管允许用于多个箱的液体输送；以及泵系统，该泵系统用于将介电冷却液泵送到机架中以及从机架泵送出。外部热交换器允许加热的介电冷却液在返回机架之前被冷却。然而，这需要将大量的介电冷却流体泵送到位于机架中的每个箱中以及从位于机架中的每个箱泵送出。此外，难以有效地引导每个箱内的冷却流体或使每个箱内的冷却流体集中，每个箱可以容纳不同的发热部件，每个发热部件具有其自身的冷却要求。US8,014,150描述了下述电子模块的冷却：其中，冷却设备联接至基底以形成围绕电子装置的密封部件。泵位于密封隔室内，使得介电流体被被朝向电子装置泵送。通过使介电流体的相从液体改变成蒸汽而发生冷却，随后，当该蒸汽朝向由第二流体供给的液体冷却冷板上升时，该蒸汽发生冷凝。然而，该冷却系统需要位于箱内的高压密封件和多个冷却隔室，并且因此需要用于第二冷却流体的相对复杂的管道系统布置。因此，需要克服这些问题的方法和系统。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于对一个或更多个发热部件进行冷却的设备。用于对一个或更多个发热部件进行冷却的该设备包括：可密封的外壳、槽或箱，可密封的外壳、槽或箱限定了用于容纳第一冷却剂(或主冷却剂)和一个或更多个发热部件(例如电子部件)的容积；导管或管，导管或管被容积包围，该导管使得第二冷却剂(或次冷却剂)能够进入及离开外壳，(尤其是)当容积内的第一冷却剂包围导管时，该导管在第一冷却剂与所述第二冷却剂之间提供不透流体的密封；以及泵(或至少一个泵)，泵(或至少一个泵)位于外壳内且构造成将第一冷却剂抽吸、泵送、迫压或引导至导管，使得在第一冷却剂与第二冷却剂之间交换热。位于外壳内的泵使得第一冷却剂能够更有效地被引导到外壳内的热点或特定发热区域处。具有内部循环的主冷却剂意味着更容易对系统进行密封。进入外壳中的次冷却剂在主冷却剂与次冷却剂之间提供了更有效的热传递。这些特征的组合提供了能够被更可靠地操作的更有效的冷却系统。可密封外壳可以用盖或舱盖密封。盖或舱盖可以是可移除的，以允许触及定位在内部的发热部件或板。外壳的盖和其他部分可以包括一个或更多个垫圈或密封件并且可以是铰接的或完全被移除的。比如夹持件、螺钉、闩锁或钩扣之类的固定件可以牢固地封闭外壳。例如，可密封外壳或密封外壳可以是机架安装式的。外壳可以是用于容纳比如处理器、母板、服务器、存储器模块或计算机设备之类的电子部件的模块。根据第二方面，提供了一种用于对一个或更多个发热部件(例如母板)进行冷却的冷却模块或设备。该冷却模块包括外壳，该外壳是能够被密封的或是密封的且包含可以填充或部分地填充有第一冷却剂或流体的容积或空隙。第一冷却剂保持在该容积(该容积还容纳待冷却的部件或多个部件)内并且通过一个或更多个泵而循环。包含第二冷却剂(该第二冷却剂保持与第一冷却剂间隔开)的单独冷却回路使得能够将热从模块除去。第二冷却剂可以进入模块、与第一冷却剂进行热交换并且随后离开模块。第二冷却剂本身可以在返回至模块之前被冷却。根据第三方面，提供了一种用于对一个或更多个发热部件(例如母板)进行冷却的冷却模块或设备。该冷却模块包括外壳，该外壳是能够被密封的或是密封的并且包含可以填充或部分填充有冷却剂或流体的容积或空隙。冷却剂保持在该容积(该容积还容纳待冷却的部件或多个部件)内并且通过一个或更多个泵而循环。冷却剂被引导到由一个或更多个发热部件形成的多个热区域或热点(两个或更多个)上。优选地，单独的泵将冷却剂的流或喷射流引导到模块内的热点上。冷(或相对冷)的冷却剂可以被泵送到热点上。冷却剂可以被冷却并被抽回到泵中以用于再循环。这可以在具有或不具有次冷却剂的情况下使用。根据第三方面，提供了一种由通道或管子形成的热交换器，该通道或管子具有用于接纳第一流体或冷却剂的入口，该第一流体或冷却剂通过出口离开该通道。第二流体或冷却剂通过管道、通道或通道内的导管。第一流体流中的至少一些流——即便不是大部分流——与导管内的第二流体流中的至少一些流——即便不是不是大部分流——平行。可以在第一流体与第二流体之间交换热。例如，导管可以是U形的。优选地，热交换器在容纳发热部件的模块内操作。优选地，第一流体存在于模块的外壳或壳体内，而第二流体在不允许第二流体与第一流体混合的情况下进入及离开模块。现在参照本文中所公开的许多方面——即便不是全部方面——来对许多可选的、优选的和/或有利的方面进行描述。优选地，泵还可以构造成将第一冷却剂朝向一个或更多个发热部件引导。泵可以包括一个或更多个喷嘴或孔口，以对外壳内的第一冷却剂的流的方向、速度、速率、压力、宽度和/或高度进行调节。泵可以设置在导管的位置的上游。随后，该泵可以将第一冷却剂向导管抽吸，在导管中热从第一冷却剂被传递出去并使冷却的第一冷却剂流动至(并且优选地引导至)一个或更多个发热部件。优选地，泵可以构造成为第一冷却剂提供水平的流。换句话说，第一冷却剂可以在围绕外壳、槽或箱的单个平面中被引导。该平面可以平行于外壳的底板或基部以及/或者沿第二冷却剂的流进入外壳中及离开外壳的方向。在实施方式中，该设备还可以包括通道，该通道布置成接近导管、靠近于导管、与导管相邻、与导管同轴、围绕导管、封围导管或与导管并排，该通道具有用于将第一冷却剂接纳到通道中的入口以及用于在第一冷却剂与第二冷却剂进行热交换之后将第一冷却剂从通道排出的出口。这提供了在热交换器内从第一冷却剂至第二冷却剂的更有效的热交换。优选地，导管位于通道内。这允许第一冷却剂在第一冷却剂在循环中处于其最高温度时被迫与第二冷却剂紧密接近。这提高了热交换器的冷却效率。可选地，通道可以具有盒状轮廓。例如，通道可以由金属形成。优选地，泵可以与通道的入口或通道的出口流体连通。例如，这些部件可以通过封围的管道或通道被连结。可选地，泵可以构造成将第一冷却剂引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对一个或更多个发热部件进行冷却的设备，所述设备包括：/n外壳，所述外壳限定了容纳第一液体冷却剂和浸入在所述第一液体冷却剂中的一个或更多个发热部件的容积；/n热交换器单元，所述热交换器单元包括导管，所述导管被所述容积包围，所述导管使第二液体冷却剂能够进入及离开所述外壳，当所述容积内的所述第一液体冷却剂包围所述导管时，所述导管在所述第一液体冷却剂与所述第二液体冷却剂之间提供不透流体的密封；以及/n泵，所述泵位于所述外壳内且构造成将所述第一液体冷却剂水平地引导到由所述一个或更多个发热部件形成的多个热区域上，使得热从所述一个或更多个发热部件交换至所述第一液体冷却剂，并且所述泵构造成经由管道或管子将所述第一液体冷却剂水平地引导至包括所述导管的所述热交换器单元，使得在所述第一液体冷却剂与所述第二液体冷却剂之间交换热。/n

【技术特征摘要】
20161125 GB 1619987.91.一种用于对一个或更多个发热部件进行冷却的设备，所述设备包括：
外壳，所述外壳限定了容纳第一液体冷却剂和浸入在所述第一液体冷却剂中的一个或更多个发热部件的容积；
热交换器单元，所述热交换器单元包括导管，所述导管被所述容积包围，所述导管使第二液体冷却剂能够进入及离开所述外壳，当所述容积内的所述第一液体冷却剂包围所述导管时，所述导管在所述第一液体冷却剂与所述第二液体冷却剂之间提供不透流体的密封；以及
泵，所述泵位于所述外壳内且构造成将所述第一液体冷却剂水平地引导到由所述一个或更多个发热部件形成的多个热区域上，使得热从所述一个或更多个发热部件交换至所述第一液体冷却剂，并且所述泵构造成经由管道或管子将所述第一液体冷却剂水平地引导至包括所述导管的所述热交换器单元，使得在所述第一液体冷却剂与所述第二液体冷却剂之间交换热。


2.根据权利要求1所述的设备，所述管道或管子形成通道，所述通道布置成接近于所述导管，所述通道具有用于将所述第一液体冷却剂接纳到所述通道中的入口以及用于在所述第一液体冷却剂与所述第二液体冷却剂进行热交换之后将所述第一液体冷却剂从所述通道排出的出口。


3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述导管位于所述通道内。


4.根据权利要求2或权利要求3所述的设备，其中，所述通道具有盒状轮廓。


5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述泵与所述通道的所述入口或所述通道的所述出口流体连通。


6.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述泵构造成将所述第一液体冷却剂引导成平行于所述导管内的所述第二液体冷却剂的流。


7.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述导管是U形的。


8.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述外壳还包括用于所述第二液体冷却剂的入口和出口。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，用于所述第二液体冷却剂的入口和出口相邻。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·埃德蒙兹，安德鲁·扬，大卫·阿莫斯，
申请(专利权)人：爱思欧托普集团有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB