(57)【要約】【課題】冷却システムにおいて、冷媒により冷却される部品が電源故障時において破損するまでの時間を引き延ばす。【解決手段】冷却システム１は、第１の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプ１１〜１６を含む第１のポンプ群１０と、第２の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプ２１〜２６を含む第２のポンプ群２０と、第１のポンプ群１０の一部のポンプ１１〜１３及び第２のポンプ群２０の一部のポンプ２１〜２３に電力を供給する第１の電源３１と、第１のポンプ群１０の他の一部のポンプ１４〜１６及び第２のポンプ群２０の他の一部のポンプ２４〜２６に電力を供給する第２の電源３２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプを含む第１のポンプ群と、
第２の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプを含む第２のポンプ群と、
前記第１のポンプ群の一部の前記ポンプ及び前記第２のポンプ群の一部の前記ポンプに電力を供給する第１の電源と、
前記第１のポンプ群の他の一部の前記ポンプ及び前記第２のポンプ群の他の一部の前記ポンプに電力を供給する第２の電源と、
を備えることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
前記第１の部品から発せられた熱を受ける第１の受熱部と、
前記第２の部品から発せられた熱を受ける第２の受熱部と、
前記第１のポンプ群、前記第２のポンプ群、前記第１の受熱部、及び前記第２の受熱部に前記冷媒を通す流路をなす循環路と、を更に備え、
前記循環路は、前記第１の受熱部を通る第１の分岐路と、前記第２の受熱部を通る第２の分岐路とを含む複数の分岐路に分岐し、
前記第１のポンプ群は、前記第１の分岐路において並列に配置され、
前記第２のポンプ群は、前記第２の分岐路において並列に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載の冷却システム。
【請求項３】
前記冷媒の熱を放出する熱交換器を更に備え、
前記循環路は、前記熱交換器から前記第１の受熱部及び前記第２の受熱部に向かう途中で前記複数の分岐路に分岐し、
前記第１のポンプ群は、前記熱交換器と前記第１の受熱部との間に配置され、
前記第２のポンプ群は、前記熱交換器と前記第２の受熱部との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項２記載の冷却システム。
【請求項４】
前記第１の電源が電力を供給する前記第１のポンプ群の前記ポンプの数と、前記第１の電源が電力を供給する前記第２のポンプ群の前記ポンプの数とは、同数又は１つ差であり、
前記第２の電源が電力を供給する前記第１のポンプ群の前記ポンプの数と、前記第２の電源が電力を供給する前記第２のポンプ群の前記ポンプの数とは、同数又は１つ差である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施の形態は、部品を冷却する冷媒を循環させるポンプ群を備える冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却対象に対してポンプによって冷媒を循環させる冷却システムが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
図４は、参考技術に係る冷却システムのポンプ電源構成を示す図である。
【０００３】
図４に示す冷却システムでは、第１のポンプ群２１０は、図示しない第１の部品を冷却する冷媒を循環させる第１〜第６のポンプ２１１〜２１６（ＰＵＭＰ０１〜０６）を含む。また、第２のポンプ群２２０は、図示しない第２の部品を冷却する冷媒を循環させる第１〜第６のポンプ２１〜２６を含む。
【０００４】
第１の電源２３１（ＤＤＣ ♯０：ＤＣ−ＤＣコンバータ）は、第１のポンプ群２１０のポンプ２１１〜２１６に電力を供給する。第２の電源２３２（ＤＤＣ ♯１：ＤＣ−ＤＣコンバータ）は、第２のポンプ群２２０のポンプ２２１〜２２６に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−８１２８７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の図４に示す参考技術に係る冷却システムのポンプ電源構成では、第１の電源２３１又は第２の電源２３２が故障して出力電源が喪失した場合、第１のポンプ群２１０又は第２のポンプ群２２０の全てのポンプが停止する事態に陥る。そのため、停止した循環冷却系の発熱体に電源供給が継続されている場合は短期間で沸騰し、発熱体の破損が起こる問題がある。
【０００７】
ポンプ回転数の監視や電源故障の検出によって、発熱体の電力供給を短時間で停止させることで循環冷却系の破損を防ぐことは可能である。しかし、例えばサーバ装置においては、発熱部品(ＣＰＵ等)を急停止させることは処理データの喪失やＨＤＤ（Hard Disk Drive）装置のデータ破損に繋がる。そうした場合、システム信頼度の低下につながる問題がある。
【０００８】
１つの側面では、冷媒により冷却される部品が電源故障時において破損するまでの時間を引き延ばすことができる冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
冷却システムは、第１の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプを含む第１のポンプ群と、第２の部品を冷却する冷媒を循環させる複数のポンプを含む第２のポンプ群と、前記第１のポンプ群の一部の前記ポンプ及び前記第２のポンプ群の一部の前記ポンプに電力を供給する第１の電源と、前記第１のポンプ群の他の一部の前記ポンプ及び前記第２のポンプ群の他の一部の前記ポンプに電力を供給する第２の電源と、を備える冷却システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の冷却システムは、冷媒により冷却される部品が電源故障時において破損するまでの時間を引き延ばすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る冷却システムの装置構成図である。
【図２】実施の形態に係る冷却システムの電源構成図である。
【図３】実施の形態における電源故障後の時間に対する冷媒温度の上昇を説明するためのグラフである。
【図４】参考技術に係る冷却システムの電源構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態に係る冷却システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態に係る冷却システム１の装置構成図である。
図２は、実施の形態に係る冷却システム１の電源構成図である。
【００１３】
冷却システム１は、第１のポンプ群１０と、第２のポンプ群２０と、第１の電源３１と、第２の電源３２と、循環路４０と、熱交換器５０と、ファン６０と、第１の受熱部７１と、第２の受熱部７２と、を備える。
【００１４】
第１のポンプ群１０は、６台（複数の一例）のポンプである第１〜第６のポンプ１１〜１６を含む。詳しくは後述するが、第１のポンプ群１０の第１〜第６のポンプ１１〜１６は、回路基板に実装されるＣＰＵ等の発熱部品を一例とする第１の部品１０１を冷却する冷媒Ｒを循環路４０において循環させる。
【００１５】
同様に、第２のポンプ群２０は、６台（複数の一例）のポンプである第１〜第６のポンプ２１〜２６を含む。詳しくは後述するが、第２のポンプ群２０の第１〜第６のポンプ２１〜２６は、回路基板に実装されるＣＰＵ等の発熱部品を一例とする第２の部品１０２を冷却する冷媒Ｒを循環路４０において循環させる。
【００１６】
第１のポンプ群１０及び第２のポンプ群２０は、第１の部品１０１及び第２の部品１０２が実装された回路基板に実装されていてもよい。
図２に示すように、第１の電源３１（ＤＤＣ ♯０：ＤＣ−ＤＣコンバータ）は、第１のポンプ群１０の一部のポンプの一例である第１〜第３のポンプ１１〜１３（ＰＵＭＰ０１〜０３）と、第２のポンプ群２０の一部のポンプの一例である第１〜第３のポンプ２１〜２３（ＰＵＭＰ１１〜１３）とに電力（Ｖｏ♯０）を供給する。
【００１７】
第２の電源３２（ＤＤＣ ♯１：ＤＣ−ＤＣコンバータ）は、第１のポンプ群１０の他の一部のポンプの一例である第４〜第６のポンプ１４〜１６（ＰＵＭＰ０４〜０６）と、第２のポンプ群２０の他の一部のポンプの一例である第４〜第６のポンプ２４〜２６（ＰＵＭＰ１４〜１６）とに電力（Ｖｏ♯１）を供給する。
【００１８】
循環路４０は、第１のポンプ群１０と、第２のポンプ群２０と、第１の部品１０１から発せられた熱を受ける第１の受熱部７１と、第２の部品１０２から発せられた熱を受ける第２の受熱部７２とに冷媒Ｒを通す流路をなす。
【００１９】
循環路４０は、複数の分岐路の一例である、第１の受熱部７１を通る第１の分岐路４１と、第２の受熱部７２を通る第２の分岐路４２とに分岐する。この分岐位置は、好ましくは、熱交換器５０から第１の部品１０１及び第２の部品１０２に向かう途中である。
【００２０】
第１のポンプ群１０は、第１の分岐路４１において並列に配置され、第２のポンプ群２０は、第２の分岐路４２において並列に配置されている。循環路４０の第１の分岐路４１及び第２の分岐路４２は、それぞれ第１の受熱部７１又は第２の受熱部７２を通った後に合流し、熱交換器５０へと続く流路をなす。
【００２１】
第１のポンプ群１０は、第１の分岐路４１において、熱交換器５０と第１の受熱部７１との間に配置されている。また、第２のポンプ群２０は、第２の分岐路４２において、熱交換器５０と第２の受熱部７２との間に配置されている。
【００２２】
熱交換器５０は、例えば、ファン６０からの送風などで、冷媒Ｒの熱を放出する。冷媒Ｒは、例えば液体である。
第１の受熱部７１は、第１の部品１０１上に設けられ、第１の部品１０１から発せられた熱を受ける。第１の受熱部７１が循環路４０の第１の分岐路４１の冷媒Ｒにより冷却されることで、第１の部品１０１が冷却される。
【００２３】
第２の受熱部７２は、第２の部品１０２上に設けられ、第２の部品１０２から発せられた熱を受ける。第２の受熱部７２が循環路４０の第２の分岐路４２の冷媒Ｒにより冷却されることで、第２の部品１０２が冷却される。
【００２４】
これにより、熱交換器５０により熱を放出された低温の冷媒Ｒ（Ｌ）は、第１の受熱部７１及び第２の受熱部７２からの熱伝導により図１に網点で表す高温の冷媒Ｒ（Ｈ）になる。
【００２５】
図３は、実施の形態における電源故障後の時間に対する冷媒温度の上昇を説明するためのグラフである。
まず、図４に示す参考技術（比較例）に係る冷却システムのように、第１の電源２３１が第１のポンプ群２１０の全てのポンプ２１１〜２１６に電力を供給し、第２の電源２３２が第２のポンプ群２２０の全てのポンプ２２１〜２２６に電力を供給する場合について考える。なお、第１のポンプ群２１０は、図示しない第１の部品に冷媒を循環させ、第２のポンプ群２２０は、図示しない第２の部品に冷媒を循環させる。
【００２６】
この参考技術の場合、第１の電源２３１又は第２の電源２３２（図３のＤＤＣ）が故障すると、第１のポンプ群１０又は第２のポンプ群２０の全てのポンプが停止する。そのため、図３に実線（ＰＵＭＰ（ポンプ）６台停止時）で示すように、故障前の冷媒温度Ｔｗｃは、急上昇し、すぐに沸騰温度Ｔｗｂに到達し、電源故障後ｔ１時間で冷却対象である部品に破損が生じる。
【００２７】
次に、図１及び図２に示す本実施の形態に係る冷却システム１のように、第１の電源３１が第１のポンプ群１０の一部のポンプ１１〜１３と第２のポンプ群２０の一部のポンプ２１〜２３に電力を供給し、第２の電源３２が第１のポンプ群１０の他の一部のポンプ１４〜１６と第２のポンプ群２０の他の一部のポンプ２４〜２６とに電力を供給する場合について考える。
【００２８】
この本実施の形態の場合、第１の電源３１又は第２の電源３２（図３のＤＤＣ）が故障しても、第１のポンプ群１０又は第２のポンプ群２０の一部（本実施の形態では３台）のポンプが停止するだけである。そのため、図３に破線（ＰＵＭＰ（ポンプ）３台停止時）で示すように、故障前の冷媒温度Ｔｗｃは、緩やかに上昇し、沸騰温度Ｔｗｂに到達し、比較例のｔ１時間よりも２倍以上長いｔ２時間まで冷却対象である第１の部品１０１又は第２の部品１０２に破損が生じない。
【００２９】
このように、第１の電源３１や第２の電源３２が故障した場合、停止するポンプの数は少ない方が第１の部品１０１や第２の部品１０２の破損を遅らせることができる。そのため、第１の電源３１が電力を供給する第１のポンプ群１０のポンプの数（本実施の形態では３台）と、第１の電源３１が電力を供給する第２のポンプ群２０のポンプの数（本実施の形態では３台）とは、同数又は１つ差であることが好ましい。
【００３０】
また、第２の電源３２が電力を供給する第１のポンプ群１０のポンプの数（本実施の形態では３台）と、第２の電源３２が電力を供給する第２のポンプ群２０のポンプの数（本実施の形態では３台）とは、同数又は１つ差であることが好ましい。
【００３１】
これにより、第１の電源３１や第２の電源３２が故障した場合に第１のポンプ群１０及び第２のポンプ群２０におけるポンプ停止台数の最大値を減らし、第１の部品１０１や第２の部品１０２の破損を遅らせることができる。
【００３２】
以上説明した本実施の形態では、第１のポンプ群１０は、第１の部品１０１を冷却する冷媒Ｒを循環させる複数のポンプ１１〜１６を含み、第２のポンプ群２０は、第２の部品１０２を冷却する冷媒Ｒを循環させる複数のポンプ２１〜２６を含む。第１の電源３１は、第１のポンプ群１０の一部のポンプ１１〜１３、及び第２のポンプ群２０の一部のポンプ２１〜２３に電力を供給する。第２の電源３２は、第１のポンプ群１０の他の一部のポンプ１４〜１６、及び第２のポンプ群２０の他の一部のポンプ２４〜２６に電力を供給する。
【００３３】
そのため、第１の電源３１又は第２の電源３２が故障した場合に第１のポンプ群１０又は第２のポンプ群２０の全てのポンプが停止するのを防ぎ、冷媒Ｒの温度、ひいては第１の部品１０１及び第２の部品１０２の温度が急上昇するのを抑えることができる。
【００３４】
よって、本実施の形態によれば、冷媒Ｒにより冷却される第１の部品１０１及び第２の部品１０２が第１の電源３１又は第２の電源３２の故障時において破損するまでの時間を引き延ばすことができる。これにより、例えば、引き延ばした時間を利用して第１の部品１０１や第２の部品１０２を安全に停止させることができるなど、冷却システム１の信頼性が向上する。また、電源を冗長化させなくとも冷却システム１の信頼性を向上させることができるため、実装部品の設置スペースが増え、高密度実装を行うこともできる。
【００３５】
また、本実施の形態では、循環路４０は、第１のポンプ群１０、第２のポンプ群２０、第１の受熱部７１、及び第２の受熱部７２に冷媒Ｒを通す流路をなし、第１の受熱部７１を通る第１の分岐路４１と、第２の受熱部７２を通る第２の分岐路４２とを含む複数の分岐路に分岐する。第１のポンプ群１０は、第１の分岐路４１において並列に配置され、第２のポンプ群２０は、第２の分岐路４２において並列に配置されている。そのため、簡素な構成で、第１の部品１０１及び第２の部品１０２が破損するまでの時間を引き延ばすことができる。したがって、より一層、高密度実装を行うこともできる。
【００３６】
また、本実施の形態では、循環路４０は、熱交換器５０から第１の受熱部７１及び第２の受熱部７２に向かう途中で複数の分岐路４１，４２に分岐する。第１のポンプ群１０は、熱交換器５０と第１の受熱部７１との間に配置され、第２のポンプ群２０は、熱交換器５０と第２の受熱部７２との間に配置されている。そのため、第１のポンプ群１０及び第２のポンプ群２０が、熱交換器５０により熱を放出された低温の冷媒Ｒ（Ｌ）が通る位置で冷媒Ｒを循環させることができ、第１のポンプ群１０及び第２のポンプ群２０の耐久性を向上させることができる。したがって、冷却システム１の信頼性がより向上する。
【００３７】
また、本実施の形態では、第１の電源３１が電力を供給する第１のポンプ群１０のポンプの数と、第１の電源３１が電力を供給する第２のポンプ群２０のポンプの数とは、同数（又は１つ差）である。第２の電源３２が電力を供給する第１のポンプ群１０のポンプの数と、第２の電源３２が電力を供給する第２のポンプ群２０のポンプの数とは、同数（又は１つ差）である。そのため、第１の電源３１や第２の電源３２が故障した場合に第１のポンプ群１０及び第２のポンプ群２０におけるポンプ停止台数の最大値を減らし、第１の部品１０１及び第２の部品１０２が破損するまでの時間をより引き延ばすことができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、冷却システム１は、第１の部品１０１を冷却する冷媒Ｒを循環させる第１のポンプ群１０と、第２の部品１０２を冷却する冷媒Ｒを循環させる第２のポンプ群２０との計２つのポンプ群を備える。しかし、冷却システム１は、第３の部品を冷却する冷媒Ｒを循環させる第３のポンプ群などの３つ以上のポンプ群を備えるようにしてもよい。
【００３９】
また、本実施の形態では、冷却システム１は、第１の電源３１及び第２の電源３２を備えるが、第１のポンプ群１０の一部のポンプ及び第２のポンプ群２０の一部のポンプに電力を供給する第３の電源などの３つ以上の電源を備えるようにしてもよい。
【００４０】
また、本実施の形態では、電源３１，３２の数は、ポンプ群１０，２０の数と同数であるが、電源の数をポンプ群の数より増やしても、その逆に、ポンプ群の数を電源の数より増やしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１      冷却システム
１０      第１のポンプ群
１１〜１６      ポンプ
２０      第２のポンプ群
２１〜２６      ポンプ
３１      第１の電源
３２      第２の電源
４０      循環路
４１      第１の分岐路
４２      第２の分岐路
５０      熱交換器
６０      ファン
７１      第１の受熱部
７２      第２の受熱部
１０１      第１の部品
１０２      第２の部品
Ｒ      冷媒
【図３】
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【図１】
2014053467.tif 000004
【図２】
2014053467.tif 000005
【図４】
2014053467.tif 000006