[發明專利]用于電子器件的熱虹吸系統

有效

• 申請號: 201380030890.4
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN104364728B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 杰里米·賴斯;杰弗里·S·斯伯丁;胡安·D·恩古彥
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06F1/20
• 分類號: G06F1/20;H05K7/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 周亞榮;安翔

一種熱虹吸系統包括冷凝器、蒸發器以及將所述冷凝器流體耦合到所述蒸發器的冷凝物管線。冷凝物管線可以是具有平行通路的管道，可用于將液體冷凝物從冷凝器輸送至蒸發器并且將蒸汽從蒸發器輸送至冷凝器。所述蒸發器可被集成到所述管道中。所述冷凝器可利用成角度的芯來構造。整個組件可利用單一材料(例如，鋁)來構造，并且可在單個釬焊操作中被釬焊在一起。

技術領域

本發明涉及從電子器件去除熱的熱虹吸系統。

背景技術

計算機用戶常常關注于計算機微處理器的速度(例如，兆赫和千兆赫)。許多人忘記了這種速度常常伴隨著成本—更高的功耗。這種功耗還生成熱。這是因為按照簡單的物理定律，所有功率不得不去往某處，并且該某處最終是轉化為熱。安裝在單個主板上的一對微處理器可汲取幾百瓦特或更多的功率。對于大型數據中心中的許多計算機，需要將這一數字乘以幾千(或幾萬)，由此可以容易地理解可生成的熱的量。當并入支持關鍵負載所需的所有輔助設備時，數據中心中的關鍵負載所消耗的功率的影響常常被加劇。

可使用許多技術來冷卻位于服務器機架托盤上的電子器件(例如，處理器、存儲器以及其它生成熱的器件)。例如，可通過在器件上方提供冷卻氣流來創建強制對流。位于器件附近的風扇、位于計算機服務器機房中的風扇和/或位于與電子器件周圍的空氣流體連通的管道系統中的風扇可強制冷卻氣流經過容納器件的托盤上方。在一些情況下，服務器托盤上的一個或多個部件或器件可能位于托盤的難以冷卻的區域中；例如，強制對流不太有效或者不可用的區域。

不充分和/或不足的冷卻的結果可能是托盤上的一個或多個電子器件由于器件的溫度超過最大額定溫度而發生的故障。盡管某些冗余可能被內置于計算機數據中心、服務器機架、甚至各個托盤中，但器件由于過熱而發生的故障仍可能帶來速度、效率和花費方面的極大成本。

熱虹吸管是利用經受相變的流體來操作的熱交換器。液體形式的流體在蒸發器中被蒸發，并且通過來自蒸發器的蒸汽形式的流體將熱攜帶到冷凝器。在冷凝器中，蒸汽冷凝，然后液體形式的流體經由重力返回到蒸發器。因此，流體在蒸發器與冷凝器之間循環，而無需機械泵。

發明內容

如上所述，電子器件(例如，諸如處理器和存儲器的計算機部件)生成熱。可使用熱虹吸系統來從這樣的電子器件去除熱。盡管已提出了一些系統來從計算機部件去除熱，但服務器機架環境中的有限可用空間給熱虹吸系統設計帶來附加挑戰。另外，為了商業適用性，熱虹吸管需要高效地操作。

描述若干方法，這些方法可單獨使用或組合使用以便提高效率。可使用具有平行通路的管道來將液體冷凝物從冷凝器輸送至蒸發器并且將蒸汽從蒸發器輸送至冷凝器。蒸發器可被集成到管道中。所述冷凝器可利用成角度的芯來構造。整個組件可利用單一材料(例如，鋁)來構造，并且可在單個釬焊操作中被釬焊在一起。蒸發器承載板可沿著中心軸線施加壓力。

在一個方面，一種熱虹吸系統包括冷凝器、蒸發器以及將所述冷凝器流體耦合到所述蒸發器的冷凝物管線。所述冷凝物管線包括管道，該管道具有中心通路以及定位在所述中心通路的相對橫側并且平行于所述中心通路延伸的一對外側通路。所述中心通路被定位成將汽相的工作流體從所述蒸發器輸送至所述冷凝器。所述一對外側通路被定位成將液相的所述工作流體從所述冷凝器輸送至所述蒸發器。

實現方式可包括以下特征中的一個或多個。所述管道可以是扁平的矩形主體，所述主體的寬度大于其高度。所述外側通路可與所述矩形管道的側壁相鄰地定位。所述中心通路可從所述矩形管道的頂壁延伸至底壁。所述管道可包括被定位在所述中心通路中并沿著所述管道的長度延伸的支柱。所述一對外側通路可具有所述中心通路的約5-25％的橫截面積。所述管道可以是統一釬焊主體。所述蒸發器可包括蒸發器盤，該蒸發器盤具有相對于所述中心通路的底部凹陷的表面。所述一對外側通路中的每一個可具有定位在所述蒸發器盤上方或者與所述蒸發器盤相鄰定位的孔。所述蒸發器可包括從蒸發器盤向上伸出的多個翅片。