[实用新型]用于电子设备的热虹吸管系统和服务器支架分总成

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于从电子设备排除热量的热虹吸管系统。 

背景技术

计算机用户经常关注计算机微处理器的速度(例如，兆赫兹和千兆赫兹)。许多人忽视了此速度通常伴随的成本——较高的功率消耗。此功率消耗还将产生热量。这是因为，由简单的物理学定律可知，所有的功率必须寻求出路，而这个出路最终将是转化为热量。安装在单个母板上的一对微处理器可消耗几百瓦特或更多的功率。将此数字乘以几千(或几万)以说明大型数据中心内的诸多计算机，我们能够容易地理解可产生的热量的量。当我们将支持临界负载所需的所有外围设备合并时，数据中心的临界负载消耗的功率的影响通常将被复合。 

可使用许多技术来冷却位于服务器支架托盘上的电子设备(例如，处理器、存储器和其它发热设备)。例如，通过在设备上方提供冷却气流，可引起强制对流。位于设备附近的风扇、位于计算机服务器机房内的风扇和/或位于与电子设备周围的空气流体连通的通风管道内的风扇可迫使冷却气流流经含有所述设备的托盘上方。在一些情况下，服务器托盘上的一个或多个部件或设备可能位于托盘的不易冷却区域；例如，强制对流不是特别有效或不能提供强制对流的区域。 

不充分和/或不足冷却的结果可为托盘上的一个或多个电子设备由于其温度超过最大额定温度而出现故障。尽管可将特定的冗余嵌入计算机数据中心、服务器支架甚至单个托盘，但是由于过热引起的设备故障在速度、效率和费用方面可达到巨大的成本。 

热虹吸管为使用可经历相变的流体来运行的热交换器。将液体形态的流体在汽化器中汽化，蒸汽形态的流体将热量从汽化器携带至冷凝器。在冷凝器中，蒸汽冷凝，随后通过重力使液体形态的流体返回到汽化器。因此，流体在汽化器和冷凝器之间循环，而无需机械泵。 

实用新型内容

如上所述，电子设备(例如，如处理器和存储器等计算机部件)会产生热量。可使用热虹吸管系统从这样的电子设备中排除热量。尽管已提出一些用于从计算机部件排除热量的系统，但是服务器支架环境中可利用的有限空间向热虹吸管系统设计引入额外的挑战。此外，为了商业适用性，热虹吸管需要以高效率运行。 

将描述多种途径，这些途径可单独或组合使用以改善效率。冷凝器可具有多个垂直腔，但是没有顶盖以便装配在服务器支架的有限竖直空间内。冷凝器的内表面可包括能够减小冷凝器内液膜上热阻的起伏。可使用汽化器内的限流器以在汽化器内的汽化器与电子设备接触的区域形成液体薄层，从而减小汽化器的热阻。 

根据本实用新型的一个方面，一种热虹吸管系统包括冷凝器和通过冷凝液管路流体耦合至所述冷凝器的汽化器。所述汽化器包括：外壳，其具有通向所述冷凝液管路的开口；吸液芯(wick)，其位于所述外壳内；以及限流器，其位于所述外壳内，被配置成限制工作流体从冷凝液管路到吸液芯的一部分的流动。 

实施可包括下列特点中的一个或多个。外壳可具有底内表面，吸液芯可安置在底内表面上，且限流器可包括位于吸液芯和开口之间的底内表面上的流体不渗透性屏障。所述屏障可具有自其穿过的多个孔以允许所述工作流体流至所述吸液芯。穿过所述屏障的所述多个孔可邻近底内表面安置。底内表面可为平坦表面。流体不渗透性屏障可阻断工作流体，从而使所述工作流体汇聚在更接近所述开口的所述屏障的一侧。可配置限流器使得在所述屏障和所述开口之 间的所述外壳的区域之上的所述工作流体的深度大于所述吸液芯的所述部分之上的工作流体的深度。流体不渗透性屏障可包围所述吸液芯的所述部分。外壳可包括顶内表面，并且在所述屏障和所述外壳的内顶面之间可存在间隙。蒸汽管路可将汽化器流体耦合至冷凝器，所述外壳中的通向所述蒸汽管路的开口可位于所述外壳的内顶面，并且所述外壳中的通向所述冷凝液管路的开口可位于所述外壳的内侧面。冷凝液管路可包括混合冷凝液和蒸汽输送管路，并且所述汽化器与所述冷凝器之间的流体耦合可包括所述混合冷凝液和蒸汽输送管路。 

根据本实用新型的另一方面，一种热虹吸管系统包括：汽化器；冷凝器，其包括多个平行的垂直延伸腔，其中所述腔具有封闭顶端；以及冷凝液管路，其将所述冷凝器流体耦合至所述汽化器。