(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211055883.7 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 潘敏强　黄家宽　李超　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 李秋武 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀 片式服务器 (57)摘要 本发明涉及一种平行流增强气体雾化冷却 的高功率刀片式服务器， 包括喷雾腔， 喷雾腔侧 部设有雾化凹板， 雾化凹板上设有连通喷雾腔的 阵列结构孔， 雾化凹板外侧设有喷液凸板， 喷液 凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔， 阵 列喷液孔与阵列结构孔对应布置， 阵列结构孔与 阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小， 阵列喷液孔朝阵列结构孔方向突出并伸进阵列 结构孔内， 阵列喷液孔与阵列结构孔之间设有用 于输入高压气体的喷气狭缝， 喷气狭缝、 阵列 喷 液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。 采用 气体雾化实现喷雾效果， 产生的喷雾粒径极小， 能充分利用液态工质 的相变潜热， 喷雾流速极 快， 雾化可控性好， 冲击力更足， 雾化及冷却效果 更好。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115426842 A 2022.12.02 CN 115426842 A 1.一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特征在于： 包括喷雾腔， 喷 雾腔侧部设有雾化凹板， 雾化凹板上设有连通喷雾腔的阵列结构孔， 雾化凹板外侧设有喷 液凸板， 喷液凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔， 阵列喷液孔与阵列结构孔对应 布置， 阵列结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小， 阵列喷液孔朝阵列结 构孔方向突出并伸进阵列结构孔内， 阵列喷液孔与阵列结构孔之 间设有用于输入高压气 体 的喷气狭缝， 喷气狭缝、 阵列喷液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。 2.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 雾化凹板靠近喷雾腔的一侧设有阵列喷雾孔， 阵列喷雾孔与阵列结构孔对应设置 且互相连通， 阵列喷雾孔的孔径小于与之相对应的阵列结构孔和阵列喷液孔的孔径。 3.按照权利要求2所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 阵列喷雾孔具有 多种形状和喷射角度。 4.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 雾化凹板与喷液凸板之 间设有储气腔， 储气腔连通于喷气狭缝； 阵列喷液孔的高度 大于储气腔的厚度， 并且小于储气腔厚度与阵列结构孔的高度之和。 5.按照权利要求4所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 喷气狭缝的厚度小于储气腔的厚度。 6.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 喷液凸板一侧设有储液板， 储 液板设有用以供应液态工质的储液腔和进 液流道， 储 液腔分别与阵列喷液孔和进液流道连接， 储液腔 内设有缓冲斜坡， 缓冲斜坡沿进液方向高 度逐渐变大。 7.按照权利要求1所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 喷雾腔顶部设有朝下吹气的吹气组件， 喷雾腔底部设有出口管道。 8.按照权利要求7所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 吹气组件包括导流装置和用于输入高压气 体的气体腔， 导流装置 设于气体腔下方， 用于将气体腔中的高压气体导 流至喷雾腔。 9.按照权利要求8所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 导 流装置为具有阵列式蜂窝 直通孔结构的蜂窝板 。 10.按照权利要求8所述的一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 其特 征在于： 气体腔连通于喷气狭缝。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115426842 A 2一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器 技术领域 [0001]本发明属于服务器散热技术领域， 具体涉及一种平行流增强气体雾化冷却的高功 率刀片式服 务器。 背景技术 [0002]随着信息技术的蓬勃发展， 数据中心的规模和能耗持续增加， 服务器 的功率密度 不断攀升， 而刀片 式服务器专门为高密度计算机而设计， 相比机架式服务器和塔式服务器 单位面积发热量更为严重， 高功 率所导致的散热问题更为突出， 所以， 对刀片式服务器进 行 高效散热， 使电子元器件维持在最佳工作温度是非常必要的。 [0003]然而， 传统刀片式服务器的散热方式为风冷或间接接触式液冷， 风冷散热噪音大 且无法满足高功率下 的散热需求， 间接接触式液冷占用机箱内部空间大、 冷却液需求量大 且有漏液风险， 无法满足刀片式服 务器高集成度和安全性的要求。 [0004]喷雾冷却技术是一种相变冷却技术， 具有工质需求量少以及散热性能好等优点。 传统的喷雾冷却装置的冷却形式包括采用液态工质的压力雾化冷却和采用外混式气体虹 吸雾化的喷雾冷却。 刀片式服务器的内腔为喷雾腔， 喷雾腔内安装有各种电子元器件， 如 cpu、 内存条、 硬盘等， 通过雾化模块喷出细密的液滴喷雾， 冲击喷雾腔内电子元器件的发热 面， 能有效满足大面积高效散热的要求， 降低发热 元件工作温度并延长使用寿命。 [0005]然而， 安装有上述喷雾冷却装置的高功率刀片式服 务器存在以下技 术问题： [0006]采用液态工质的压力雾化冷却， 喷出的液滴粒径较大， 无法充分利用液态工质的 相变潜热， 难以获得满意的雾化和冷却效果； 而采用外 混式气体虹吸雾化的喷雾冷却， 根据 虹吸原理， 液体一般是低速流动的， 因此其雾化可控性不好， 冲击力不足， 雾化和冷却的效 果不佳， 难以满足高功率刀片 式服务器的散热要求； 并且电子元器件被 喷雾冷却表面形成 较厚的液膜， 使热量传输过程由液/气相变转 为池沸腾状态， 降低喷雾冷却性能。 [0007]因此， 有必要研发一种具有更好的雾化和冷却效果的高功率刀片式服 务器。 发明内容 [0008]针对现有技术中存在的技术问题， 本发明的目的是： 提供一种平行流增强气体雾 化冷却的高功率刀片式服务器， 能喷出均匀细密的喷雾， 充分利用液态工质的相变潜热， 雾 化可控性 好， 冲击力足， 具有良好的雾化和冷却效果。 [0009]本发明目的通过以下技 术方案实现： [0010]一种平行流增强气体雾化冷却的高功率刀片式服务器， 包括喷雾腔， 喷雾腔侧部 设有雾化凹板， 雾化凹板上设有连通喷雾腔的阵列结构孔， 雾化凹板外侧设有喷液凸板， 喷 液凸板上设有用于输入液态工质的阵列喷液孔， 阵列喷液孔与阵列结构孔对应布置， 阵列 结构孔与阵列喷液孔的纵截面均向喷雾腔方向逐渐缩小， 阵列喷液孔朝阵列结构孔方向突 出并伸进阵列结构孔内， 阵列喷液孔与阵列结构孔之间设有用于输入高压气体的喷气狭 缝， 喷气狭缝、 阵列喷液孔和阵列结构孔交汇处形成气液混合腔。说　明　书 1/5 页 3 CN 115426842 A 3