本發(fā)明屬于電子器件冷卻，具體涉及一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、電子器件的工作溫度直接決定其使用壽命和穩(wěn)定性，要讓各部件的工作溫度保持在合理的范圍內(nèi)，除了保證器件工作環(huán)境的溫度在合理范圍內(nèi)之外，還必須要對(duì)其進(jìn)行散熱處理。而隨著云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的蓬勃發(fā)展it設(shè)備性能逐步提高直接導(dǎo)致服務(wù)器功耗不斷增加，特別是作為服務(wù)器關(guān)鍵部件的cpu，特別是作為服務(wù)器關(guān)鍵部件的cpu，隨著性能提升功耗增加非常顯著。常見的機(jī)房制冷主要依靠空氣冷卻來實(shí)現(xiàn)為服務(wù)器降溫的目的，已逐漸不能滿足高功率密度設(shè)備的要求。而隨著芯片冷板及冷卻液強(qiáng)化換熱的技術(shù)發(fā)展完善，液冷成為業(yè)界新一輪的熱點(diǎn)。

2、其中，噴淋式液冷技術(shù)與傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)相比可降低it設(shè)備制冷能耗，提升散熱效率；由于內(nèi)部沒有風(fēng)扇，大幅降低了運(yùn)行時(shí)的噪音；該技術(shù)在工程上實(shí)現(xiàn)的難度相對(duì)較低，不需要對(duì)機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)施做太大的改動(dòng)，只需要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行少量的改造就能實(shí)現(xiàn)較好的冷卻性能。

3、目前常見的噴淋式液冷方案大多采用固定噴口，噴口的位置和朝向具有諸多限制；而電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量的分布在空間上和時(shí)間上往往不是均勻的，熱量一般集中由高性能元件產(chǎn)生，且隨運(yùn)行情況往往存在發(fā)熱周期。實(shí)現(xiàn)對(duì)高性能元件在空間和時(shí)間上的精準(zhǔn)散熱可以大幅提高散熱系統(tǒng)的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種單個(gè)噴口覆蓋范圍大，所需噴口數(shù)量少,減少冷卻系統(tǒng)不必要的冗余，提高散熱效率,降低所需散熱工質(zhì)的量，減少資源的浪費(fèi)的龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，包括基座、噴淋單元、移動(dòng)單元和動(dòng)力及控制單元，噴淋單元和移動(dòng)單元構(gòu)成龍門吊結(jié)構(gòu)主體，控制單元安裝在噴淋單元上，移動(dòng)單元安裝在基座上；所述基座用于安裝固定整個(gè)液冷機(jī)構(gòu)，提供支撐，基座中間設(shè)有散熱區(qū)域，散熱區(qū)域放置有待散熱的電子器件；所述噴淋單元內(nèi)安裝有噴淋管，噴淋管下方有多個(gè)的噴口，用于向散熱區(qū)域噴淋散熱工質(zhì)，散熱工質(zhì)吸收散熱區(qū)域內(nèi)電子器件散發(fā)的熱量，從而降低散熱區(qū)域的溫度，以散發(fā)散熱區(qū)域內(nèi)積累的熱量，使得電子器件能工作在適宜的環(huán)境溫度范圍；在所述控制單元的調(diào)控下移動(dòng)單元為龍門吊結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力，使其在基座上運(yùn)動(dòng)，以將噴淋單元送至待散熱區(qū)域。

3、優(yōu)選地，所述基座包括滑軌槽、主干支架、冷卻液接口、連接支架、螺栓孔、冷卻管、限位滑輪和滑輪槽，所述滑軌槽設(shè)置在主干支架上，用于連接、固定龍門吊結(jié)構(gòu)，并使其可以沿滑軌槽滑動(dòng)，滑軌槽與移動(dòng)單元配合；所述冷卻液接口、冷卻管、限位滑輪、滑輪槽均位于主干支架內(nèi)部，并與噴淋單元相連接；所述冷卻液接口用于連接外部設(shè)備，供冷卻液進(jìn)入；所述冷卻管為軟質(zhì)管道，滑輪槽沿著主干支架設(shè)置，限位滑輪安裝在滑輪槽內(nèi)，并沿滑輪槽滑動(dòng)，滑輪槽內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧；當(dāng)龍門吊結(jié)構(gòu)相對(duì)基座整體移動(dòng)時(shí)，在主體支架內(nèi)，噴淋單元將沿主干支架移動(dòng)，并帶動(dòng)冷卻管移動(dòng)；連接支架用于連接、固定主干支架，螺栓孔用于安裝、固定基座。

4、優(yōu)選地，所述冷卻液接口一端位于主干支架的端部，另外一端位于滑軌槽內(nèi)并與與噴淋單元相連且同步運(yùn)動(dòng)。

5、優(yōu)選地，所述噴淋單元包括噴淋基座，噴淋基座上設(shè)有噴淋管、冷卻管轉(zhuǎn)接器和噴淋冷卻管，噴淋管噴淋管下方有多個(gè)的噴口，用于向散熱區(qū)域噴淋散熱工質(zhì)；所述冷卻管轉(zhuǎn)接器用于連接噴淋冷卻管和冷卻管，供冷卻液流動(dòng)，冷卻管轉(zhuǎn)接器的突出部分用于卡入滑軌槽起到連接、固定基座和噴淋單元的作用；噴淋冷卻管用于連接噴淋管和冷卻管轉(zhuǎn)接器供冷卻液流動(dòng)。

6、優(yōu)選地，所述噴淋基座呈“n”形結(jié)構(gòu)，噴淋管沿噴淋基座布置，冷卻管轉(zhuǎn)接器和噴淋冷卻管的數(shù)量均為二且對(duì)稱的分布在噴淋基座的兩邊。

7、優(yōu)選地，所述移動(dòng)單元包括移動(dòng)塊，移動(dòng)塊內(nèi)設(shè)有電機(jī)和齒輪，移動(dòng)塊與噴淋基座相連，滑軌槽11的底部表面設(shè)有帶齒表面與齒輪嚙合，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)龍門吊式結(jié)構(gòu)沿基座的滑軌槽運(yùn)動(dòng)，電機(jī)連接外部電源，并與控制單元電連接，受控制單元控制。

8、優(yōu)選地，所述控制單元內(nèi)安裝有芯片，芯片由外部電源供電，芯片用于控制電機(jī)，進(jìn)而控制龍門吊結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)；控制單元既可采用根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，提前編寫冷卻程序，燒錄至控制單元內(nèi)的芯片，控制裝置對(duì)整個(gè)散熱區(qū)域進(jìn)行周期性遍歷，對(duì)不同區(qū)域噴灑一定量的散熱工質(zhì)，持續(xù)一定的時(shí)間；也可以配合實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)熱情況的設(shè)備，如紅外相機(jī)，所獲取的實(shí)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)或人工調(diào)動(dòng)裝置對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行噴淋。

9、本發(fā)明的有益效果是：

10、1、本發(fā)明所提供的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，針對(duì)當(dāng)前常見的噴淋式液冷方案噴口覆蓋范圍小、噴口較多及由此造成的管線較為復(fù)雜，缺少對(duì)高性能元件發(fā)熱時(shí)精準(zhǔn)降溫能力的問題，采用龍門吊式噴口噴灑冷卻液的噴淋式液冷方案，具有單個(gè)噴口覆蓋范圍更大，所需噴口數(shù)量更少；結(jié)合機(jī)箱熱監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)精確制冷，減少冷卻系統(tǒng)不必要的冗余，提高散熱效率；降低系統(tǒng)所需散熱工質(zhì)的量，減少資源的浪費(fèi)，并減輕泵動(dòng)系統(tǒng)和冷卻工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的負(fù)荷的有益效果。

11、2、本發(fā)明的移動(dòng)單元為龍門吊式結(jié)構(gòu)，其可在基座上活動(dòng)，以將噴淋機(jī)構(gòu)送至待散熱區(qū)域，同時(shí)，噴淋機(jī)構(gòu)可在其上活動(dòng)；如此設(shè)置，噴頭可以有針對(duì)性的移動(dòng)到溫度較高的散熱區(qū)域，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)精準(zhǔn)噴淋散熱，有效提高了散熱的效率，且噴頭能在多個(gè)散熱區(qū)域之間移動(dòng)，提高了噴頭的作業(yè)范圍，無(wú)需設(shè)置大量噴口以完全覆蓋散熱區(qū)域，使得噴淋組件的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，提升系統(tǒng)整體效率。

12、3、本發(fā)明相比傳統(tǒng)冷卻方案，該系統(tǒng)可以與控制系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)更高效的散熱：既可采用根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，提前為系統(tǒng)編寫冷卻程序，通過最優(yōu)路徑算法，使系統(tǒng)對(duì)整個(gè)散熱區(qū)域進(jìn)行周期性遍歷，對(duì)不同區(qū)域噴灑一定量的散熱工質(zhì)，持續(xù)一定的時(shí)間；也可以配合實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)熱情況的設(shè)備，通過實(shí)時(shí)的發(fā)熱數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)給出實(shí)時(shí)的散熱方案，動(dòng)態(tài)調(diào)整噴淋系統(tǒng)的工作狀態(tài)，以提升散熱系統(tǒng)的效率并提升其對(duì)不同工作狀態(tài)的適應(yīng)性。

13、4、本發(fā)明相比傳統(tǒng)的噴淋式液冷技術(shù)，該技術(shù)方案的特點(diǎn)有：?jiǎn)蝹€(gè)噴口覆蓋范圍更大，所需噴口數(shù)量更少；結(jié)合機(jī)箱熱監(jiān)控模塊實(shí)現(xiàn)精確制冷，減少冷卻系統(tǒng)不必要的冗余，提高散熱效率；降低系統(tǒng)所需散熱工質(zhì)的量，減少資源的浪費(fèi)，并減輕泵動(dòng)系統(tǒng)和冷卻工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的負(fù)荷。

14、5、本發(fā)明相比冷板式液冷，該技術(shù)方案不用安裝重量大，覆蓋面積大的冷板，可有效減少冷卻系統(tǒng)所占的體積，也可降低對(duì)泵動(dòng)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)的要求。

15、6、本發(fā)明相比浸入式液冷，該技術(shù)方案所占用空間更小，方便對(duì)內(nèi)部元器件的檢修和更換，還可降低對(duì)泵動(dòng)系統(tǒng)和冷卻循環(huán)系統(tǒng)的要求。

16、7、本發(fā)明相比風(fēng)冷，技術(shù)方案具有低能耗、高散熱、低噪聲、低tco等優(yōu)勢(shì)，比風(fēng)冷冷卻效率更高，更能滿足當(dāng)前更高功率設(shè)備的散熱需求。

技術(shù)特征：

1.一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括基座(1)、噴淋單元(2)、移動(dòng)單元(3)和動(dòng)力及控制單元(4)，噴淋單元(2)和移動(dòng)單元(3)構(gòu)成龍門吊結(jié)構(gòu)主體，控制單元(4)安裝在噴淋單元(2)上，移動(dòng)單元(3)安裝在基座(1)上；所述基座(1)用于安裝固定整個(gè)液冷機(jī)構(gòu)，提供支撐，基座(1)中間設(shè)有散熱區(qū)域，散熱區(qū)域放置有待散熱的電子器件；所述噴淋單元(2)內(nèi)安裝有噴淋管，噴淋管下方有多個(gè)的噴口，用于向散熱區(qū)域噴淋散熱工質(zhì)，散熱工質(zhì)吸收散熱區(qū)域內(nèi)電子器件散發(fā)的熱量，從而降低散熱區(qū)域的溫度，以散發(fā)散熱區(qū)域內(nèi)積累的熱量，使得電子器件能工作在適宜的環(huán)境溫度范圍；在所述控制單元(4)的調(diào)控下移動(dòng)單元(3)為龍門吊結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力，使其在基座(1)上運(yùn)動(dòng)，以將噴淋單元(2)送至待散熱區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述基座(1)包括滑軌槽(11)、主干支架(12)、冷卻液接口(13)、連接支架(14)、螺栓孔(15)、冷卻管(16)、限位滑輪(17)和滑輪槽(18)，所述滑軌槽(11)設(shè)置在主干支架(12)上，用于連接、固定龍門吊結(jié)構(gòu)，并使其可以沿滑軌槽(11)滑動(dòng)，滑軌槽(11)與移動(dòng)單元(3)配合；所述冷卻液接口(13)、冷卻管(16)、限位滑輪(17)、滑輪槽(18)均位于主干支架(12)內(nèi)部，并與噴淋單元(2)相連接；所述冷卻液接口(13)用于連接外部設(shè)備，供冷卻液進(jìn)入；所述冷卻管(16)為軟質(zhì)管道，滑輪槽(18)沿著主干支架(12)設(shè)置，限位滑輪(17)安裝在滑輪槽(18)內(nèi)，并沿滑輪槽(18)滑動(dòng)，滑輪槽(18)內(nèi)設(shè)有復(fù)位彈簧；當(dāng)龍門吊結(jié)構(gòu)相對(duì)基座(1)整體移動(dòng)時(shí)，在主體支架內(nèi)，噴淋單元(2)將沿主干支架(12)移動(dòng)，并帶動(dòng)冷卻管(16)移動(dòng)；連接支架(14)用于連接、固定主干支架(12)，螺栓孔(15)用于安裝、固定基座(1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述冷卻液接口(13)一端位于主干支架(12)的端部，另外一端位于滑軌槽(11)內(nèi)并與與噴淋單元(2)相連且同步運(yùn)動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述噴淋單元(2)包括噴淋基座，噴淋基座上設(shè)有噴淋管(21)、冷卻管轉(zhuǎn)接器(22)和噴淋冷卻管(23)，噴淋管(21)噴淋管下方有多個(gè)的噴口，用于向散熱區(qū)域噴淋散熱工質(zhì)；所述冷卻管轉(zhuǎn)接器(22)用于連接噴淋冷卻管(23)和冷卻管(16)，供冷卻液流動(dòng)，冷卻管轉(zhuǎn)接器(22)的突出部分用于卡入滑軌槽(11)起到連接、固定基座(1)和噴淋單元(2)的作用；噴淋冷卻管(23)用于連接噴淋管(21)和冷卻管轉(zhuǎn)接器(22)供冷卻液流動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述噴淋基座呈“n”形結(jié)構(gòu)，噴淋管(21)沿噴淋基座布置，冷卻管轉(zhuǎn)接器(22)和噴淋冷卻管(23)的數(shù)量均為二且對(duì)稱的分布在噴淋基座的兩邊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述移動(dòng)單元(3)包括移動(dòng)塊，移動(dòng)塊內(nèi)設(shè)有電機(jī)(31)和齒輪(32)，移動(dòng)塊與噴淋基座相連，滑軌槽(11)的底部表面設(shè)有帶齒表面與齒輪(32)嚙合，電機(jī)(31)驅(qū)動(dòng)齒輪(32)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)整個(gè)龍門吊式結(jié)構(gòu)沿基座(1)的滑軌槽(11)運(yùn)動(dòng)，電機(jī)(31)連接外部電源，并與控制單元(4)電連接，受控制單元(4)控制。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述控制單元(4)內(nèi)安裝有芯片，芯片由外部電源供電，芯片用于控制電機(jī)(31)，進(jìn)而控制龍門吊結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)；控制單元(4)既可采用根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，提前編寫冷卻程序，燒錄至控制單元(4)內(nèi)的芯片，控制裝置對(duì)整個(gè)散熱區(qū)域進(jìn)行周期性遍歷，對(duì)不同區(qū)域噴灑一定量的散熱工質(zhì)，持續(xù)一定的時(shí)間；也可以配合實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)熱情況的設(shè)備，如紅外相機(jī)，所獲取的實(shí)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)或人工調(diào)動(dòng)裝置對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行噴淋。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種龍門吊式噴淋式液冷機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括基座、噴淋單元、移動(dòng)單元和動(dòng)力及控制單元，噴淋單元和移動(dòng)單元構(gòu)成龍門吊結(jié)構(gòu)主體，控制單元安裝在噴淋單元上，移動(dòng)單元安裝在基座上。所述基座用于安裝固定整個(gè)液冷機(jī)構(gòu)，提供支撐，基座中間設(shè)有散熱區(qū)域，散熱區(qū)域放置有待散熱的電子器件。所述噴淋單元內(nèi)安裝有噴淋管，噴淋管下方有多個(gè)的噴口，用于向散熱區(qū)域噴淋散熱工質(zhì)，散熱工質(zhì)吸收散熱區(qū)域內(nèi)電子器件散發(fā)的熱量，從而降低散熱區(qū)域的溫度，以散發(fā)散熱區(qū)域內(nèi)積累的熱量，使得電子器件能工作在適宜的環(huán)境溫度范圍。在所述控制單元的調(diào)控下移動(dòng)單元為龍門吊結(jié)構(gòu)提供動(dòng)力，使其在基座上運(yùn)動(dòng)，以將噴淋單元送至待散熱區(qū)域。

技術(shù)研發(fā)人員：李迅波,楊天佑,王振林,柴江波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23