[发明专利]基于液态金属的超级计算机冷却散热装置

说明书

本发明涉及散热设备技术领域，提供了一种基于液态金属的超级计算机冷却散热装置，该装置包括散热腔、液态金属泵、导热器以及贴设在超级计算机的待冷却部件上的集热器；集热器、导热器和液态金属泵首尾依次连接，以形成液态金属循环回路；散热腔设置在导热器的顶部，散热腔内的上部设有吸气泵、换热器、吸气管和输水管，吸气管通过吸气泵与换热器的进口连通，输水管的进口和出口分别与换热器的出口和进口连通，输水管上沿输水管的长度方向设有多个微喷嘴。本发明通过利用液态金属循环回路来冷却超级计算机中的待冷却部件，同时通过雾化冷却水来冷却液态金属循环回路中的液态金属，从而不仅能大幅提高冷却效率，而且还可保证安全性、降低成本。

技术领域

本发明涉及散热设备技术领域，尤其涉及一种基于液态金属的超级计算机冷却散热装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人们对高性能计算的需求也开始迅速增长。无论在国家安全、石油、气象等传统领域，还是在以生物医药、微观结构研究为代表的新的科学领域，超级计算机(Super Computer)已经成为这些领域快速发展的重要因素。

而随着大规模集成电路技术不断发展，电子芯片的热流密度越来越高，有效散热成为提高电子设备可靠性的一个重要因素。通常计算机发出的热量主要来自CPU，普通计算机只有一个CPU，服务器具有两个以上的CPU，而超级计算机则具有数百个甚至上万个CPU，其功耗高达数百千瓦，发热量之大是难以想象的。

目前，超级计算机一般采用水冷、风冷或热管冷却方式。其中，风冷冷却方式不仅冷却效率低，而且噪音大，容易积灰。而水冷和热管冷却方式占用空间大，而且安装不慎或者材料不佳时，容易发生漏水，进而损坏超级计算机内的贵重零部件。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、安全性和冷却效率均较高的基于液态金属的超级计算机冷却散热装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于液态金属的超级计算机冷却散热装置，该装置包括散热腔、液态金属泵、导热器以及贴设在超级计算机的待冷却部件上的集热器；所述集热器、所述导热器和所述液态金属泵首尾依次连接，以形成液态金属循环回路；所述散热腔设置在所述导热器的顶部，所述散热腔内的上部设有吸气泵、换热器、吸气管和输水管，所述吸气管通过所述吸气泵与所述换热器的进口连通，所述输水管的进口和出口分别与所述换热器的出口和进口连通，所述输水管上沿所述输水管的长度方向设有多个微喷嘴。

其中，所述导热器包括导热本体以及设置在所述导热本体的顶部的翅片，所述导热本体内设有平板热管，所述平板热管的进口与所述集热器连通、出口与所述液态金属泵连通。

其中，所述翅片包括壳体以及充注在所述壳体内的液态金属。

其中，所述液态金属循环回路内的液态金属和/或所述壳体内的液态金属为镓、镓铟合金、镓锡合金、镓铝合金、镓锌合金、镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。

其中，所述散热腔包括上腔体以及设于所述上腔体的下方的下腔体，所述上腔体与所述下腔体连通，所述吸气泵、换热器、吸气管和输水管均设于所述上腔体中，所述下腔体的内壁为射流面。

其中，所述吸气管上沿所述吸气管的长度方向开设有多个吸气口。

其中，所述集热器通过绝缘导热胶与所述超级计算机的待冷却部件连接。

其中，所述输水管为蛇形管道。

其中，所述液态金属泵为压电泵、电磁泵或蠕动泵。

其中，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器临近所述微喷嘴设置，所述液态金属泵、所述吸气泵、所述温度传感器和每个所述微喷嘴均与所述控制器电连接。