一种刀片式服务器喷淋液冷装置的制作方法

本实用新型涉及服务器散热装置的技术领域，尤其涉及一种刀片式服务器喷淋液冷装置。

背景技术：

刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，是一种实现HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服务器平台，目前已经在高密度高性能计算机集群环境成为主流。刀片服务器比塔式、机架式服务器更节省空间、便于集中管理，同时散热问题也更突出，其高负荷工作时产生大量的热，同样体积的刀片需要的冷却是其它服务器的数倍，往往要在机箱内装上大型强力风扇来辅助散热。传统的空调风冷冷却方式，能耗非常大，散热功率有限，且容易出现局部温度过高，冷却效果不好会使得超级计算机中心的能力大打折扣。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种刀片式服务器喷淋液冷装置，采用了一种简单有效的冷却液体介质液冷方式，其主要目的在于提高散热效率，节省泵功，解决超级计算机中心使用刀片式服务器时产生的高热流密度的热量的问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

一种刀片式服务器喷淋液冷装置，包括液冷装置，所述液冷装置包括淋油装置、服务器外壳、主工质箱、工质泵、换热器；所述淋油装置设于服务器外壳内的上部，所述服务器外壳上设有服务器出液口，所述服务器外壳的服务器出液口连接所述主工质箱的进液口，所述主工质箱的出液口连接所述工质泵的进液口，所述工质泵的出液口连接所述换热器的进液口，所述换热器的出液口设有若干支路，若干所述支路分别与所述淋油装置的若干淋油装置进液口连接，所述主工质箱内装有绝缘导热液体工质的冷却液；所述服务器外壳内竖直插装有若干刀片式服务器主板，所述淋油装置对刀片式服务器主板进行喷淋。

优选的，所述液冷装置还包括辅助工质箱，所述换热器的出液口与所述辅助工质箱的进液口连接，所述辅助工质箱设有若干出液口，所述辅助工质箱的若干出液口分别连接所述淋油装置的若干淋油装置进液口。

优选的，所述淋油装置的喷淋结构表面上均匀设有若干小孔，所述喷淋结构表面为网状结构。

优选的，所述服务器出液口位于所述服务器外壳的下部；所述主工质箱的进液口设于所述主工质箱的上部，所述主工质箱的出液口设于所述主工质箱的下部；所述辅助工质箱的进液口设于所述辅助工质箱的上部，所述辅助工质箱的出液口设于所述辅助工质箱的下部。

优选的，所述服务器出液口高于所述服务器外壳的底部。

优选的，所述辅助工质箱位于所述服务器外壳的上方。

优选的，所述辅助工质箱的若干出液口的个数为2个，所述辅助工质箱的左右两侧各设有一所述出液口；所述淋油装置进液口的个数为2个，所述淋油装置的左右两侧各设有一所述淋油装置进液口，两个所述辅助工质箱的出液口分别与两个所述淋油装置进液口连通。

优选的，所述淋油装置、服务器外壳、主工质箱、工质泵、换热器、辅助工质箱之间均为管道连接。

优选的，所述换热器为强制风冷换热器、水冷换热器或翅片式自然对流换热器。

优选的，所述冷却液为绝缘液态油，包括天然矿物油、硅油、植物油、变压油、导热油中的至少一种。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型提供了一种刀片式服务器喷淋液冷装置，基于连通器原理，将所述辅助工质箱的若干出液口分别连接所述淋油装置的若干淋油装置进液口，能保证冷却液更顺畅地循环流动，有助于保证所述淋油装置持续喷淋于所述刀片式服务器主板上，所述淋油装置的冷却液喷淋压力能够长时间保持稳定不变；

2)本实用新型基于重力的作用，将所述辅助工质箱设置于所述服务器外壳的上方，节省了工质泵的泵功，提高了散热效率，使整个装置的能耗很低；

3)本实用新型将所述喷淋结构表面设计为带小孔的网状结构，有利于提高喷淋压力，并使冷却液均匀并保持较高压力喷淋于所述刀片式服务器主板上，提高所述液冷装置的冷却效果和散热效率；

4)在同等的环境温度下，直接接触式冷却散热温差可控，与非直接接触式传热方式相比，可一进步降低器件发热面温度，热阻较小，有助于提高刀片式服务器主板的工作寿命和可靠性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种刀片式服务器喷淋液冷装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型中服务器外壳内部的结构示意图；

图3为本实用新型中淋油装置喷淋结构表面的结构示意图。

图中：1、液冷装置；11、淋油装置；111、淋油装置进液口；12、服务器外壳；121、服务器出液口；13、刀片式服务器主板；14、主工质箱；15、工质泵；16、换热器；17、辅助工质箱。

具体实施方式

下面结合附图1～3中的具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

如图1及图2所示，本实用新型一种刀片式服务器喷淋液冷装置，包括液冷装置1，所述液冷装置1包括淋油装置11、服务器外壳12、主工质箱14、工质泵15、换热器16；所述淋油装置11设于服务器外壳12内的上部，所述服务器外壳12上设有服务器出液口121，所述服务器外壳12的服务器出液口121连接所述主工质箱14的进液口，所述主工质箱14的出液口连接所述工质泵15的进液口，所述工质泵15的出液口连接所述换热器16的进液口，所述换热器16的出液口设有若干支路，若干所述支路分别与所述淋油装置11的若干淋油装置进液口111连接；所述主工质箱14内装有绝缘导热液体工质的冷却液，当所述液冷装置1工作时，启动所述工质泵15，所述服务器外壳12内竖直插装有若干刀片式服务器主板13，所述淋油装置11对刀片式服务器主板13进行喷淋。服务器主板，是服务器内部的核心组成，也是最主要的发热元件；本实施例中所提供的淋油装置11主要是解决服务器主板发热时的散热问题；在所述换热器16的出液口设有若干支路与所述淋油装置11连接，基于连通器的原理，能保证冷却液更顺畅地循环流动，有助于保证所述淋油装置11持续均匀喷淋于所述刀片式服务器主板13上，所述淋油装置11的冷却液喷淋压力能够长时间保持稳定不变。

在同等的环境温度下，本实施例中直接接触式冷却散热温差可控，与非直接接触式传热方式相比，可一进步降低器件发热面温度，热阻小，提高换热效率，有助于提高刀片式服务器主板的工作寿命和可靠性。

下面结合图1介绍本实施例的工作原理。首先将所述刀片式服务器主板13竖直放置于所述服务器外壳12内，启动所述工质泵15后，所述工质泵15抽取所述主工质箱14内较热的冷却液，泵入至所述换热器16中，所述换热器16吸取冷却液的热量后，通过其出液口的若干支路将冷却液输送到所述淋油装置11内，所述淋油装置11对竖直放置于所述服务器外壳12内的刀片式服务器主板13进行喷淋，冷却液填充于所述服务器外壳12内，并直接接触位于所述服务器外壳12内的刀片式服务器主板13；所述淋油装置11下端开有一道道细长的槽，冷却液顺着槽道流下来淋到所述刀片式服务器主板13上，冷却液顺着所述刀片式服务器主板13从上往下流动过程可以冷却主板上发热元件，冷却液温度升高；将所述刀片式服务器主板13的热量带出，通过管道回到所述主工质箱14中。如此循环，将服务器中的热量源源不断的带出，保持所述刀片式服务器主板13保持在良好的工作温度，提高其使用寿命。

进一步的，如图1及图2所示，所述液冷装置1还包括辅助工质箱17，所述换热器16的出液口与所述辅助工质箱17的进液口连接，所述辅助工质箱17设有若干出液口，所述辅助工质箱17的若干出液口分别连接所述淋油装置11的若干淋油装置进液口111。所述辅助工质箱17的设计可弥补所述主工质箱14因距离较远而难以及时提供冷却液等问题，能够充足充分地提供冷却液，并进一步保证所述淋油装置11持续均匀喷淋于所述刀片式服务器主板13上，所述淋油装置11的冷却液喷淋压力能够长时间保持稳定不变。

进一步的，如图3所示，所述淋油装置11的喷淋结构表面上可均匀设有若干小孔，所述喷淋结构表面可设计为网状结构。将所述喷淋结构表面设计为带小孔的网状结构，有利于提高喷淋压力，并使冷却液均匀并保持较高压力喷淋于所述刀片式服务器主板13上，提高所述液冷装置1的冷却效果。

进一步的，如图1所示，所述服务器出液口121位于所述服务器外壳12的下部；所述主工质箱14的进液口设于所述主工质箱14的上部，所述主工质箱14的出液口设于所述主工质箱14的下部；所述辅助工质箱17的进液口设于所述辅助工质箱17的上部，所述辅助工质箱17的出液口设于所述辅助工质箱17的下部。基于重力的作用，将出液口设于下部和进液口设于上部，使冷却液的流动更加顺畅，流动性更好。

进一步的，所述服务器出液口121高于所述服务器外壳12的底部，是为了保证所述服务器外壳12的底部具有少量的冷却液残留量。所述冷却液残留量可用于使刀片式服务器主板13部分浸泡、冷却，但为了不影响喷淋效果，所述冷却液残留量不应没过刀片式服务器主板13的上端。

进一步的，如图1所示，所述辅助工质箱17位于所述服务器外壳12的上方。本实施例基于重力的作用，将所述辅助工质箱17设置于所述服务器外壳12的上方，节省了所述工质泵15的泵功，提高了散热效率，使整个装置的能耗很低。

进一步的，如图1所示，所述辅助工质箱17的若干出液口的个数为2个，所述辅助工质箱17的左右两侧各设有一所述出液口；所述淋油装置进液口111的个数为2个，所述淋油装置11的左右两侧各设有一所述淋油装置进液口111，两个所述辅助工质箱17的出液口分别与两个所述淋油装置进液口111连通。两侧供油有利于使得所述淋油装置11对所述刀片式服务器主板13各个部位的喷淋压力更加均匀，喷淋冷却效果会更好，易于解决采用单侧供油容易出现服务器主板上局部喷淋高压或低压的现象，不会出现导致主板局部温度过高、喷淋冷却效果差等问题。

进一步的，如图1所示，所述淋油装置11、服务器外壳12、主工质箱14、工质泵15、换热器16、辅助工质箱17之间均为管道连接。

可以理解的，所述换热器16可设计为强制风冷换热器、水冷换热器或翅片式自然对流换热器等具有良好散热性能的散热器中的一种，可根据用户的实际需求而定。

进一步的，所述冷却液为绝缘液态油，包括天然矿物油、硅油、植物油、变压油、导热油中的至少一种。上述的冷却液必须使用绝缘性好的导热液体工质，保证工质绝缘性，避免和服务器主板接触导电，造成器件损毁，严重地将导致系统报废。上述的绝缘液态油普遍具有较高的导热系数，且通过喷淋可与服务器主板发热表面直接接触散热，从而能够实现高效散热。所述服务器外壳12的材料可选用质地轻巧、结构强度适中的金属材料或者柔性材料，以保证机箱结构紧凑、轻量化；金属材料可采用铝板及铝合金板、镀锌钢板等，柔性材料可采用PVC、PE等塑料或亚克力有机玻璃等。

本实用新型采用了一种简单有效的冷却液体介质液冷方式，散热效率远高于空冷，节省泵功，解决超级计算机中心使用刀片式服务器时产生的高热流密度的热量的问题；利用连通器原理和重力淋油方式使整个装置的能耗很低。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。