(57)【要約】      （修正有）【課題】追加のエネルギー及び機器を必要とせず、環境内における漏れのリスクが低く、汎用性の高く、効率的に、データセンタ内に配備された電子機器から熱を除去することが出来る装置を提供する。【解決手段】ラックマウント式コンピュータシステムにおいて、複数の側面を有する非平面のシャーシと、前記シャーシ内に各々設置された複数の発熱構成要素１５０４と、前記複数の発熱構成要素のうちの少なくとも一つに熱的に各々接続された複数の熱伝達器１５０６と、前記シャーシの第1の側面から突出する第1のレール状熱コネクタ１５０２と、を有する。前記複数の熱伝達器の各々の一部が前記第1のレール状熱コネクタに接触させられて配置され、前記複数の熱伝達器の各々の一部がそれぞれ前記レール状熱コネクタの異なる領域に接触し、ラックマウント式コンピュータ機器１５００がラック筐体内の相手側チャネルによって受け入れられる。【選択図】図１５
2018110258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ラック筐体内に設置することによって冷却することができる種類のラックマウント可能な機器であって、
(a)発熱構成要素と、
(b)熱伝達器と、
(c)機器が筐体内に設置されたときに前記筐体のチャネルに受け入れられるように適合されたレールと、
(d)前記熱伝達器を介して前記発熱構成要素に熱的に接続される、前記レール上に位置する熱伝導面と、を備えているラックマウント可能な機器。
【請求項２】
前記チャネルがU字形である、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項３】
機器が設置されたときに、機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分が重力によって前記チャネルの冷却可能面に押し付けられるように、前記熱伝導面が配置されている、請求項2に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項４】
設置されたときに、前記レールを前記チャネルの対向面に対して締め付けることによって、機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分を前記チャネルの冷却可能面に押し付けることができるように、前記熱伝導面が配置されている、請求項2に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項５】
機器が設置されたときに、機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分が重力によって前記チャネルの冷却可能面に押し付けられるように、前記熱伝導面が前記レール上に配置されている、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項６】
設置されたときに、前記筐体の特徴部に対して締め付けられることによって、前記熱伝導面を前記チャネルの冷却可能面に押し付けることができるように、前記熱伝導面が前記レール上に配置されている、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項７】
設置されたときに、前記レールを前記チャネルの対向面に対して締め付けることによって、前記熱伝導面を前記チャネルの冷却可能面に押し付けることができるように、前記熱伝導面が配置されている、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項８】
前記レールが前記筐体の側面から突出している、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項９】
前記レールは第1のレールであり、
機器が設置されたときに前記筐体の第2のチャネルに受け入れられるように適合された第2のレールを更に備え、該第2のレールは前記第1のレールが配置されている機器の反対側に配置されている、請求項1に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項１０】
前記第2のレール上に第2の熱伝導面が配置されている、請求項9に記載のラックマウント可能な機器。
【請求項１１】
冷却ラック筐体内に設置することによって冷却できる種類のものであると共に熱伝導面を含むレールを備えているラックマウント式機器を、中に設置することができる冷却ラック筐体であって、
(a)前記ラックマウント式機器が前記筐体内に設置されたときに前記機器の前記レールを受け入れるように適合されたチャネルと、
(b)前記機器が前記筐体内に設置されたときに前記熱伝導面に隣接して位置するように前記チャネルの表面に配設された冷却可能面と、を備えているラック筐体。
【請求項１２】
前記チャネルがU字形である、請求項11に記載のラック筐体。
【請求項１３】
前記ラックマウント式機器が設置されたときに、前記機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分が重力によって前記冷却可能面に押し付けられるように該冷却可能面が配設されている、請求項12に記載のラック筐体。
【請求項１４】
前記ラックマウント式機器が設置されたときに、前記レールを前記チャネルの対向面に対して締め付けることによって、前記機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分を前記冷却可能面に押し付けることができるように該冷却可能面が配設されている、請求項12に記載のラック筐体。
【請求項１５】
前記ラックマウント式機器が設置されたときに、前記機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分が重力によって前記冷却可能面に押し付けられるように該冷却可能面が配設されている、請求項11に記載のラック筐体。
【請求項１６】
前記ラックマウント式機器が設置されたときに、前記レールを前記筐体の特徴部に対して締め付けることによって、前記機器を冷却するのに十分に前記熱伝導面の一部分を前記冷却可能面に押し付けることができるように該冷却可能面が配設されている、請求項11に記載のラック筐体。
【請求項１７】
ラック筐体内で冷却液のフローを生じさせることによって、前記冷却可能面を冷却することができる、請求項11に記載のラック筐体。
【請求項１８】
前記レールが前記チャネルと相互作用することによって、設置された機器が十分に支持される、請求項11に記載のラック筐体。
【請求項１９】
ラックマウント式機器を冷却する方法であって、
(a)前記ラックマウント式機器の発熱構成要素から熱伝導面へと熱を伝達できるようにするステップと、
(b)磁気締結具を使用することによって冷却装置の冷却面に押し付けることができるように、前記熱伝導面を構成するステップと、を含む方法。
【請求項２０】
磁気締結具が磁気吸着特徴部と協働することによって熱伝導面を冷却面に押し付けることができるように、前記磁気吸着特徴部を位置決めするステップを含む、ラックマウント式機器を冷却する方法。
【請求項２１】
熱伝導面に熱的に接続された発熱構成要素を備えているラックマウント可能な機器の熱伝導面を冷却する冷却装置であって、
(a)冷却可能面と、
(b)磁気締結具を使用して前記熱伝導面を前記冷却可能面に押し付けることができるように構成された磁気吸着特徴部と、を備えている冷却装置。
【請求項２２】
冷却液を流すことができる、前記冷却可能面の表面の下にあるチャネルを更に備えている、請求項21に記載の冷却装置。
【請求項２３】
ラック筐体と統合されている、請求項21に記載の冷却装置。
【請求項２４】
棚型のラック筐体と統合されている、請求項21に記載の冷却装置。
【請求項２５】
ラック筐体と協働して動作するように設計されている、請求項21に記載の冷却装置。
【請求項２６】
(a)発熱構成要素と、
(b)熱伝達器と、
(c)前記熱伝達器によって前記発熱構成要素に熱的に接続された熱伝導面を備え、磁気締結具によって表面に押し付けられるように構成された熱コネクタと、を備えている装置。
【請求項２７】
前記熱コネクタが磁気締結具によって表面に押し付けられるように構成され、前記熱コネクタが棚を含むアパーチャを更に備え、前記磁気締結具の本体を前記棚に押し付けたときに磁石を前記表面の近傍に至らせることができるように、前記磁気締結具を受け入れるように前記アパーチャが構成されている、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置がラック筐体内に設置されたときに前記磁気締結具によって前記表面に押し付けることができるような位置に前記熱伝導面を至らせるように、前記熱コネクタが位置決めされている、請求項26に記載の装置。
【請求項２９】
前記熱伝達器がヒートパイプである、請求項26に記載の装置。
【請求項３０】
前記熱伝達器が可撓性のヒートパイプである、請求項26に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2012年8月20日付けで出願された「Cooling Electronic Equipment in a Rack Enclosure」という名称の米国特許出願第61/684,856号の優先権を主張し、その全体を参照により本明細書に援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器は望ましくない熱を大量に発生させるので、この望ましくない熱をデータセンタ内で効率的に放散又は再利用することは主要な関心事である。
【０００３】
この望ましくない熱を管理するためのいくつかの方法を使用することができる。これらの方法は、電子機器から排気された熱気を冷却又は除去すること、機器内の発熱構成要素を液冷すること、更には機器を冷却液に浸漬することを含む。
【０００４】
各方法にはその欠点がある。電子機器から熱気を排気するには、何らかの形態の暖房、換気及び空調(HVAC)システムを使用して熱気を除去し、新鮮な空気と入れ替えることを必要とする場合がある。或いは、熱気を排気するには、データセンタ内で熱気を冷却し再利用することを必要とする場合があり、水冷器の使用を伴うことが多い。これは追加のエネルギー及び機器を必要とし、複数の障害発生点がもたらされる。一方、液冷は効果的であるものの、維持管理及び改良が複雑になる可能性があり、不安定な環境内における漏れのリスクがもたらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、リスクが低く汎用性の高い効率的な方法で、データセンタ内に配備された電子機器から熱を除去することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態は、ラックマウント可能な機器及び補完的な冷却ラック筐体を含み、それらは共に働いて、ラックマウント可能な機器の発熱構成要素から冷却ラック筐体へと熱を伝達するように構成される。構成要素からの熱は、冷却ラック筐体のチャネル内に配設された冷却可能面を介して冷却ラック筐体へと移動される。ラックマウント可能な機器は、冷却ラック筐体のチャネルに受け入れられるように適合されたレールを含む。レール上の熱伝導面はチャネル内の冷却可能面に接触し、ラックマウント可能な機器から冷却ラック筐体へと熱を移動させる。開示の筐体は、標準的なファン冷却型のラックマウント式機器など、既存の機器と後方互換性であってもよい。この構成の一つの利益は、レールとチャネルとの間に熱伝達機構としての構造的支持接続部を使用することによって、設置された機器の熱伝導面と筐体の冷却面との間の接触を重力で十分に維持できる点である。
【０００７】
例示的な一実施形態は、冷却ラック筐体内に設置することによって冷却することができる種類のラックマウント可能な機器を開示する。機器は発熱構成要素及び熱伝達器を備える。機器は、機器が筐体内に設置されたときに筐体のチャネルに受け入れられるように適合されたレールを更に備える。機器は、熱伝達器を介して発熱構成要素に熱的に接続される、レール上に位置する熱伝導面を更に備える。
【０００８】
別の例示的な実施形態は、ラックマウント式機器を中に設置することができるラック筐体を開示する。ラックマウント式機器は、冷却ラック筐体内に設置することによって冷却できる種類のものである。ラックマウント式機器は、熱伝導面を備えるレールを更に備える。ラック筐体は、ラックマウント式機器が筐体内に設置されたときに機器のレールを受け入れるように適合されたチャネルを備える。ラック筐体は、機器が筐体内に設置されたときに冷却可能面が熱伝導面に隣接して位置するように、チャネルの表面に配設された冷却可能面を更に備える。
【０００９】
別の実施形態では、ラックマウント式機器を冷却する方法が開示される。
【００１０】
方法は、ラックマウント式機器の発熱構成要素から熱伝導面へと熱を伝達できるようにするステップを含む。方法は、磁気締結具を使用することによって冷却装置の冷却面に押し付けることができるように、熱伝導面を構成するステップを更に含む。
【００１１】
別の実施形態では、ラックマウント式機器を冷却する方法が開示される。方法は、磁気締結具が磁気吸着特徴部(magnetically attractive feature)と協働することによって熱伝導面を冷却面に押し付けることができるように、磁気吸着特徴部を位置決めするステップを含む。
【００１２】
別の実施形態では、ラックマウント可能な機器の熱伝導面を冷却する冷却装置が開示される。冷却装置は、熱伝導面に熱的に接続された発熱構成要素を備える。冷却装置は、冷却可能面と、磁気締結具を使用して熱伝導面を冷却面に押し付けることができるように構成された磁気吸着特徴部とを備える。
【００１３】
別の実施形態では、装置が開示される。装置は、発熱構成要素、熱伝達器、及び熱コネクタを備える。熱コネクタは熱伝導面を備える。熱伝導面は、熱伝達手段によって発熱構成要素に熱的に接続される。熱コネクタは、磁気締結具によって表面に押し付けられるように構成される。
【００１４】
本開示の実施形態のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明、添付の請求項、及び添付図面に関してより一層理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】磁気締結具によって相手側の表面に押し付けられるように設計された例示的な熱コネクタを示す図である。
【図２】磁気締結具によって相手側の表面に押し付けられるように設計された例示的な熱コネクタを示す図である。
【図３】図1の熱コネクタを有する、棚型のラック筐体内に設置するのに適した種類の例示的なコンピュータシステムを示す図である。
【図４】図1の熱コネクタと共に動作するように設計された例示的な液冷式装置を示す分解組立図である。
【図５】図4の装置の端面図である。
【図６】図1の熱コネクタと共に使用するのに適した例示的な磁気締結具を示す図である。
【図７】熱コネクタを磁気吸着面に押し付けるのに使用されている、図6の磁気締結具を示す図である。
【図８】棚型のラック筐体及びその中に設置された図3のコンピュータシステムと統合された、図4の装置を示す図である。
【図９】冷却装置のアパーチャに受け入れられるように設計された例示的な熱コネクタを示す図である。
【図１０】冷却装置のアパーチャに受け入れられるように設計された例示的な熱コネクタを示す図である。
【図１１】図9及び10の熱コネクタを有する、棚型のラック筐体内に設置するのに適した種類の例示的なデュアルプロセッサコンピュータシステムを示す図である。
【図１２】図9及び10の熱コネクタを冷却装置の冷却面に押し付けるのに適した例示的な板ばねインサートを示す図である。
【図１３】図9及び10の熱コネクタを受け入れるように構成されたアパーチャを組み込んだ、棚型のラック筐体内に設置された図11のコンピュータシステムを示す図である。
【図１４】図9及び10の熱コネクタを受け入れるように構成されたアパーチャを組み込んだ、棚型のラック筐体内に設置された図11のコンピュータシステムを示す図である。
【図１５】ラック筐体のアパーチャに受け入れられるように構成された一対の熱コネクタレールを有する3U筐体内の例示的なコンピュータシステムを示す図である。
【図１６】熱コネクタレールを受け入れ冷却するように構成されたアパーチャを有する、ラック筐体内に設置された図15のコンピュータシステムを示す図である。
【図１７】熱コネクタレールを受け入れ冷却するように構成されたアパーチャを有する、ラック筐体内に設置された図15のコンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施形態は、ラックマウント可能な機器及び補完的な冷却ラック筐体を含み、それらは共に働いて、ラックマウント可能な機器の発熱構成要素から冷却ラック筐体へと熱を伝達するように構成される。構成要素からの熱は、冷却ラック筐体のチャネル内に配設された冷却可能面を介して冷却ラック筐体へと移動される。ラックマウント可能な機器は、冷却ラック筐体のチャネルに受け入れられるように適合されたレールを含む。レール上の熱伝導面はチャネル内の冷却可能面に接触し、ラックマウント可能な機器から冷却ラック筐体へと熱を移動させる。開示の筐体は、標準的なファン冷却型のラックマウント式機器など、既存の機器と後方互換性であってもよい。この構成の一つの利益は、レールとチャネルとの間に熱伝達機構としての構造的支持接続部を使用することによって、設置された機器の熱伝導面と筐体の冷却面との間の接触を重力で十分に維持できる点である。
【００１７】
以下の記載及び請求項は、特段の指示がない限り、ウェブスター新国際大辞典第3版(Webster's Third New International Dictionary, Unabridged)に従って解釈されるものとする。
【００１８】
以下の明細書及び請求項において、「熱コネクタ」は、相手側の熱コネクタと接触させるか又は別の形で相互作用したときに、相手側の熱コネクタに熱を移動させるか、伝達するか、又は伝えることを目的とする、装置、製品、又は装置若しくは製品の一部分であるものと定義される。熱コネクタの例が、図1、2、9、10、及び15に示される。熱コネクタの定義は、図示され記載される例の形状及び形態に限定されるものではなく、物理的接触を介して動作することに限定されるものでもなく、必ずしも離散的である必要もない。熱コネクタは、例えば、熱を移動させるか、伝達するか、又は伝えるために相手側の表面と接触させられる、筐体の表面の一部分であってもよい。当業者であれば、本開示の実施形態の特徴を具体化する装置によって使用することができる、多種多様な熱コネクタを考案することができるであろう。
【００１９】
上記で定義したような「熱コネクタ」は、表面間で熱を伝える目的で、別の表面が接触するように構成されるか、適合されるか、又は別の形で接触するように意図された表面を含むものと解釈されるものとする。
【００２０】
以下の明細書及び請求項では、「熱伝達手段」は、ヒートパイプ、蒸気室、熱サイホン、熱インターフェース材料、及び熱伝導性材料、合成物、製品、並びに装置を包含するものとし、その例は、熱伝導性金属(例えば、銅、アルミニウム、ベリリウム、銀、金、ニッケル、及びそれらの合金が挙げられる)、熱伝導性非金属材料(例えば、ダイヤモンド、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、及びそれらの組み合わせが挙げられる)、複合材料及び製品(例えば、グラファイト繊維/銅マトリックス複合材料、及びカプセル化グラファイトシステム(encapsulated graphite system)が挙げられる)、並びに、液体循環、ヒートポンプ、及び熱交換器などの装置、などである。「熱伝達手段」は更に、熱をある場所から別の場所へと伝達する、既存の手段又は今後発見される任意の手段を包含するものとする。
【００２１】
熱コネクタ及び磁気締結具を使用して、棚型のラックマウント式機器を冷却する装置が開示される。装置は、ヒートパイプなどの熱伝達器を介して、中央演算処理装置(CPU)などの発熱構成要素に熱的に接続される、熱伝導面を備える。熱伝導面は、機器が設置されると磁気締結具によって冷却面に押し付けられるように構成される。
【００２２】
図1及び2は、磁気締結具によって冷却面に接して保持されるように設計された熱コネクタ100を示す。熱コネクタ100は、冷却面に接触させて熱連通を可能にすることができる熱伝導面104と、熱コネクタを表面に押し付けるために磁気締結具が挿入されるアパーチャ110とを備える。熱コネクタ100は、熱伝導性材料から製造された熱伝導面を有する。
【００２３】
図3は、棚型のラック筐体内に設置するのに適したトレイ型のシャーシの形のコンピュータシステム300の発熱構成要素に対して、熱伝達手段を介して熱的に接続された、図1及び2の熱コネクタを示す。熱コネクタ100の熱伝導面104は、動作の際、複数のヒートパイプ304を介してCPU 302に熱的に接続される。CPUによって発生した熱は、ヒートパイプ304を介して熱伝導面104に伝達される。熱伝導面104を冷却することによって、CPU 302を熱的パラメータ内で維持することができる。いくつかの実施形態では、可撓性のヒートパイプ(ベローズ型など)を使用することで、熱伝導面104がより簡単に相手側の表面に押し付けられるようにすることができる。
【００２４】
図4は、熱伝導面104を冷却するように設計された装置400の一端の分解組立図を示す。装置400は、熱伝導面410と、熱伝導面410に対して平行であってそれよりも下に陥凹した陥凹面412及び414とを有する、部品420を備えている。プレート442及び444は磁気吸着性材料から作られる。プレートは、表面410とプレート442及び444の表面412とが均一表面を形成するように、陥凹面412及び414に嵌合するように構成される。蓋430は外部環境からのシールとして設けられる。
【００２５】
図5は、組み立てられた装置400の一端から見た図を示し、表面410とプレート442及び444とによって作られる均一表面を例示している。均一表面は、図1及び2に示される種類の一つ以上の熱コネクタが接触するように構成される。記載される例は均一表面を提供しようとするものであるが、例えば不均一表面を含む、熱コネクタ及び冷却装置表面両方の代替構成を、本開示の実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく考案することができる。
【００２６】
部品420の陥凹面412及び414は、特定の距離で離間したアパーチャ110を有する熱コネクタ100を、磁気締結手段600によって、表面410との接触を最大限にしながら磁気吸着プレート442及び444に締結することができるように構成される。磁気吸着プレートは、接着剤又はねじなどの他の締結手段を用いて部品420に締結される。任意に、熱接着剤の使用によって、磁気吸着プレートに接触する熱コネクタと部品420との間の熱伝導を改善することができる。装置400の磁気吸着プレートの代案としては、冷却装置全体を磁気吸着性材料から構築すること、又は締結点を設けることが求められる場所にのみ磁気吸着特徴部を位置決めすることが挙げられる。
【００２７】
部品420は表面410の下方に一連のチャネルを有し、それらチャネルは、冷却液が表面410の下方を流れ、その表面に接触しているいずれの熱コネクタも冷却することができるように構成される。この実施形態では、チャネルは蓋430によって外部環境からシールされる。いくつかの実施形態では、冷却剤が熱コネクタの下方を平行に流れるようにチャネルを構成することによって、冷却される各熱コネクタを他のものとは独立して冷却することを可能にする。
【００２８】
図6は、熱コネクタ100及び装置400と共に使用するのに適した磁気締結具600を示す。磁気締結具600は、除去を助けるように設計された磁石612及び本体610を備える。磁気締結具600の使用は図7に示されており、この図は、熱コネクタ100を磁気吸着性材料700に押し付けるのに使用されている磁気締結具600を示す。磁気締結具600は熱コネクタ100のアパーチャ110に挿入される。アパーチャ110は棚112を備え、それにより、磁気締結具600の磁石612が貫通して表面700の近傍に至る一方で、磁気締結具の本体610を棚112と接触させることが可能になっている。磁石612と表面700との間で生じる力によって、熱コネクタ100は表面700に押し付けられる。
【００２９】
図8は、棚型のラック筐体800に統合された装置400の一例を示す。コンピュータシステム300は、熱コネクタ100が装置400に接触し、磁気締結具600によって表面410に押し付けられた状態で設置されて示されている。図8は、熱コネクタ100を磁気締結具600によって表面に押し付ける一方で、表面410の大きな面積を熱コネクタ100の熱伝導面104と接触させることを可能にするため、磁気吸着プレート442及び444がどのように位置決めされるかを示している。
【００３０】
磁気締結具の代わりに使用されてもよい、他のツールを必要としない締結具としては、ラッチ、蝶ねじ、及び回転軸に沿って締結し引張り力を発生させるねじ以外の回転締結具が挙げられるが、それらに限定されない。
【００３１】
ヒートパイプなどの熱伝達手段を介して発熱構成要素に熱的に接続される熱コネクタを備える、棚型のラックマウント式機器を冷却する別の装置が開示される。熱コネクタは、機器が設置されたときに冷却装置のアパーチャに受け入れられるように構成される。
【００３２】
図9及び10は、冷却装置のアパーチャに受け入れられるように構成された熱コネクタ900を示しており、図9は天面902の図を示し、図10は熱伝導性である底面904の図を示す。図9及び10によって示される例の場合、表面902及び904はそれぞれ平坦面であり、熱コネクタ900を冷却装置のアパーチャ内に位置決めしたとき、表面904を、天面902と冷却装置の表面との間に挿入される板ばねによって、冷却装置の平坦な相手側の表面に押し付けられることができるように、冷却装置と協働するように設計される。この機能性は、後述する図13及び14に更に示される。
【００３３】
記載する熱コネクタ900及び冷却装置の代案としては、接触面に関して他のプロファイルを使用するもの、又は代替の付勢手段を使用するものが挙げられるが、それらに限定されない。一例としては、冷却装置の一部を移動させて、熱コネクタを相手側の表面に対して圧締めすることができるように構成することが挙げられる。別の例としては、熱コネクタの一部を移動させて、熱コネクタの表面を相手側の冷却装置の表面に押し付けることができるように構成することが挙げられる。別の例としては、熱コネクタが一つ以上のヒートパイプを備え、そのヒートパイプが冷却装置のプロファイル面に受け入れられて、各ヒートパイプを冷却装置の可動部品によって圧締めできるように、冷却装置及び熱コネクタを構成することが挙げられる。
【００３４】
図11は、棚型のラック筐体内に設置するのに適したトレイ型のシャーシの形のデュアルプロセッサコンピュータシステム1100を示す。コンピュータシステム1100は、複数のヒートパイプ1104を介して各CPU 1102に熱的に接続される熱コネクタ900を備える。
【００３５】
図12は、板ばねインサート1200を示す。インサートは、ばね部分1210と、インサートの除去及び挿入を助ける開口部1212とを備える。
【００３６】
図13及び14は、一つ以上の熱コネクタ900を受け入れるように構成された複数のアパーチャ1304を有する棚型のラック筐体1300を示す。各アパーチャ1304は冷却面1302を備え、それに対してばねインサート1200などを用いて熱コネクタ900を押し付けることができる。図13は、棚内に設置されようとしているコンピュータシステム1100を示す。コンピュータシステム1100の各熱コネクタ900は、筐体1300のアパーチャ1304と位置合わせされる。
【００３７】
図14は、棚型のラック筐体内でその設置位置にあるコンピュータシステム1100を示す。各熱コネクタ900はアパーチャ1304に受け入れられ、表面904はばねインサート1200によって冷却面1302に押し付けられている。
【００３８】
筐体1300の各アパーチャ1304の冷却面1302は、任意の冷却手段によって冷却されてもよい。冷却を達成する一つの例は、各冷却面1302の下に冷却液を通すことである。このように、表面1302に押し付けられている熱コネクタ900から効率的な方法で熱を除去し、後で放散させるために運ぶことができる。これにより、漏れのリスクが大幅に低減された液冷の利益がもたらされ、筐体内に設置された機器の維持管理又は交換に関する著しい困難が生じることがない。
【００３９】
別の実施形態では、ラックマウント式機器を冷却する別の装置が開示される。装置は、ヒートパイプなどの熱伝達手段を介して一つ以上の発熱構成要素に熱的に接続された、一対のレール状の熱コネクタを備える。この実施形態では、レール状の熱コネクタは、機器が設置されたときに冷却装置のアパーチャに受け入れられ、任意に機器の重量の一部又は全体を支持するように構成される。
【００４０】
図15は、3U筐体内にあるコンピュータシステム1500を示す。コンピュータシステム1500は、筐体の両側に一つずつある一対のレール状の熱コネクタ1502を備え、それに対して、ヒートパイプ1506の形態の熱伝達手段によって複数の発熱構成要素1504が熱的に接続される。レール状の熱コネクタ1502は、冷却面に対して押し付けられるか又は締め付けられるレールの少なくとも表面上に、熱伝導面を有する。発熱構成要素1504は、熱伝達手段によってこの表面に熱的に接続される。
【００４１】
図16は、ラック筐体1600内に設置されようとしているコンピュータシステム1500を示す。ラック筐体1600は、レール熱コネクタ1502を受け入れるように設計された複数のアパーチャ1602、例えばU字形のチャネルを有する。各アパーチャ1602は冷却面1604を備える。図17は、ラック筐体1600内に設置されたコンピュータシステム1500を示す。コンピュータシステム1500の重量により、レール状の熱コネクタ1502が表面1604に押し付けられる。重量が適切な熱的接続を作り出すのに十分でない場合、又はレールが重量を支持することが意図されていない場合、追加の力が加えられてもよい。例えば、ハンドルを回すか又はレバーを押し引きして部品を移動させ、レールの熱伝導面を表面1604に押し付けることによって、レール状の熱コネクタを表面1604に押し付けることを可能にする装置が使用されてもよい。冷却面1604は、上述の表面1302に類似した方式で冷却することができる。図16及び17のラック筐体1600は、レガシー機器及びレール状の熱コネクタを備えた機器の両方を、他方の種類の動作に干渉することなく同じラック筐体内に設置することができるという利点を提供する。
【００４２】
上述の実施形態は多くの利点を有する。例えば、設置中に複雑な取付け具又は締結具を必要とすることなく、ラック筐体内への機器の迅速かつ簡単な設置が可能になる。上述の実施形態の別の利点は、設置された機器の本体内で応力又は歪みを誘発することなく、付勢力によって、設置された機器の熱伝導面を筐体の冷却面に押し付けることができる点である。その代わりに、多くの実施形態では、機器に対する唯一の力は、設置された機器の本体に著しい応力又は歪みがかかるのを回避しながら、熱コネクタに働く圧締め作用として維持される。
【００４３】
それに加えて、開示されるような機器及び筐体の両方に熱交換面を配設することによって、非可撓性の熱伝達手段、例えば固定のヒートパイプを使用して、機器の両面に熱を伝達することができる。それに加えて、上述の一実施形態に開示されるように、設置された機器の熱伝導面と筐体の冷却面との間の接触を維持するのに、重力で十分なことがある。
【００４４】
記載した実施例のいくつかは、例示のコンピュータシステムに対して同様に位置決めされる熱コネクタを開示しているが、本開示の原理を具体化する装置がかかる位置決めを有するのが必須であることを意図しない。更に、本開示の教示は、コンピュータシステム、筐体の特定の形態、又は発熱構成要素の特定の種類に限定されないものとし、本開示の原理を装置の他の形態に適用できることが予期される。
【００４５】
本開示の特定の実施形態を本明細書に図示し記載してきたが、これらの実施形態は、本開示の原理の適用において考案することができる多くの可能な特定の構成を単に例示するものであることを理解されたい。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、多数の変更された他の構成を当業者によって考案することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月1日(2018.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データセンタ内へ設置するために構成されたラックマウント式コンピュータ機器であって、
ａ）複数の側面を有する非平面のシャーシと、
ｂ）前記シャーシ内に各々設置された複数の発熱構成要素と、
ｃ）前記複数の発熱構成要素のうちの少なくとも一つに熱的に各々接続された複数の熱伝達器と、
ｄ）前記シャーシの第1の側面から突出する第1のレール状熱コネクタと、
を備え、
前記複数の熱伝達器の各々の一部が前記第1のレール状熱コネクタに接触させられて前記第1のレール状熱コネクタの長さに沿って配置され、前記複数の熱伝達器の各々の一部がそれぞれ前記レール状熱コネクタの異なる領域に接触するようになっており、
前記第1のレール状熱コネクタは、前記ラックマウント式コンピュータ機器が前記ラック筐体内に設置されたときに、ラック筐体内の相手側チャネルによって受け入れられるように構成され、前記相手側チャネルは第1の表面と該第1の表面の反対の第2の表面を備え、
前記ラックマウント式コンピュータシステムは、前記ラック筐体内に設置されたときに、前記ラックマウント式コンピュータ機器内の横方向の動きを生じさせることなく、または、前記シャーシの前記第1の側面に垂直な方向への前記第1のレール状熱コネクタの移動を必要とするとすることなく、前記第1のレール状熱コネクタを前記相手側チャネルの前記第1の表面に対して押し付けることができるように構成され、
前記ラックマウント式コンピュータ機器は、前記データセンタ内へ設置するために構成される、
ラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項２】
ｅ）前記シャーシの前記第1の側面と反対の第2の側面から突出する第2のレール状熱コネクタをさらに備え、
前記ラック筐体は、第2の相手側チャネルを備え、前記第2のレール状熱コネクタは、前記ラックマウント式コンピュータ機器が前記ラック筐体内に設置されたときに、前記第2の相手側チャネルによって受け入れられるように構成され、
前記第2の相手側チャネルは、第3の表面と該第3の表面の反対の第4の表面とを備え、
前記ラックマウント式コンピュータ機器は、前記ラック筐体内に設置されたときに、前記ラックマウント式コンピュータ機器内の横方向の動きを生じさせることなく、かつ、前記シャーシの前記第1の側面または前記第2の側面に垂直な方向への前記第1のレール状熱コネクタまたは前記第2のレール状熱コネクタの移動を必要とするとすることなく、前記第1のレール状熱コネクタを前記相手側チャネルの前記第1の表面に対して押し付けることができ、かつ、前記第2のレール状熱コネクタを前記第2の相手側チャネルの前記第3の表面に対して押し付けることができるように構成される、
請求項1に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項３】
前記第1のレール状熱コネクタは固定体であり、前記シャーシに対して固定されている、
請求項1に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項４】
前記第1のレール状熱コネクタおよび前記第2のレール状熱コネクタは、固定体であり、
前記第1のレール状熱コネクタおよび前記第2のレール状熱コネクタは、シャーシに対して固定されている、
請求項2に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項５】
前記複数の熱伝達器のうちの少なくとも一つは、前記発熱構成要素の少なくとも一つから唯一の固定された熱インターフェースに交差する前記第1の表面に押し付けられる前記第1のレール状熱コネクタの表面へ前記複数の発熱構成要素の少なくとも一つを介して熱を移動させる熱経路を提供するために、前記第1のレール状熱コネクタに固定可能に取り付けられる、
請求項3または請求項4に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項６】
前記第1のレール状熱コネクタは、付勢手段をさらに備え、該付勢手段は、前記ラックマウント式コンピュータ機器が前記ラック筐体内に設置されたときに前記第1のレール状熱コネクタを前記第1の表面に対して付勢するように構成されている、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項７】
前記付勢手段は、可動部分を含み、該可動部分は、前記ラックマウント式機器が前記ラック筐体内に設置されたときに、前記第1のレール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けるように構成されている、
請求項6に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項８】
前記付勢手段は、前記コンピュータ機器が前記ラック筐体内に設置されたときに、前記第1のレール状熱コネクタと前記相手側チャネルの前記第2の表面との間に配置されたばねを備える、
請求項6または請求項7に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項９】
前記第1のレール状熱コネクタを前記第1の表面に対して実質的に垂直な方向に付勢することによって、前記第1のレール状熱コネクタを前記相手側チャネルの前記第1の表面に押し付けることができる、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項１０】
ａ）データセンタ内の冷却ラック筐体内に設置するように構成されたラックマウント式シャーシであって、複数の側面を有するラックマウント式シャーシと、
ｂ）前記シャーシ内に設置された発熱構成要素と、
ｃ）前記発熱構成要素に熱的に接触している熱伝達器と、
ｄ）レール状熱コネクタと、を備え、前記レール状熱コネクタは、
i）表面と、
ii）二つの長手方向の端部と、
iii）前記表面上の熱伝導面であって、前記熱伝達器を介して前記発熱構成要素に熱的に接続された熱伝導面と、を備え、
前記レール状熱コネクタは、前記シャーシの第1の側面の長さに沿って前記シャーシの側面から突出し、かつ、前記レール状熱コネクタは、前記シャーシ内から前記熱伝達器によって接触されるように構成され、前記レール状熱コネクタは、前記ラックマウント機器が前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記冷却ラック筐体内のチャネルによって受け入れられるように構成され、
前記チャネルは、冷却される第1の表面と、該第1の表面と反対の第2の表面を備え、前記チャネルの長さは、該第1の表面と該第2の表面との間にあり、
前記熱伝達器は、前記レール状熱コネクタの前記二つの長手方向の端部の間の位置で前記レール状熱コネクタに接触しかつ熱接触しており、
前記レール状熱コネクタ上の位置は、前記二つの長手方向の端部のいずれか一方から明確に分離され、
前記レール状熱コネクタは、前記ラックマウント式機器が前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記熱伝導面を前記チャネルの前記第1の表面と熱的に接触させるように構成され、
前記レール状熱コネクタは、前記ラックマウント式機器が前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記レール状熱コネクタに付勢力を加えることによって、前記熱伝導面を前記冷却面に押し付けることができるように構成され、
前記レール状熱コネクタは、前記付勢力が加えられたときに、前記レール状熱コネクタが突出する前記シャーシの前記側面に対して実質的に垂直な方向に、前記シャーシに対しておおむね不動のままであるように構成されている、
ラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項１１】
前記レール状熱コネクタは、付勢手段をさらに備え、該付勢手段は、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記レール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けるように構成されている、
請求項10に記載のラックマウント式機器。
【請求項１２】
前記付勢手段は、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記レール状熱コネクタと前記チャネルの前記反対の表面との間に配置されたばねを備える、
請求項11に記載のラックマウント式コンピュータ機器。
【請求項１３】
前記ラックマウント式機器は、前記冷却された筐体内に設置されたときに、前記熱伝導面を前記チャネルの前記第1の表面に押し付けることによって、前記第1の表面に対して実質的に垂直な方向における前記シャーシの移動または前記レール熱コネクタの移動を制限するように構成されている、
請求項10から請求項12のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１４】
データセンタ内で使用するために構成されたラックマウント式コンピュータシステムであって、
ａ）データセンタ内の冷却ラック筐体に設置するために構成された非平面のラックマウント式のシャーシであって、前記冷却ラック筐体は、第1の表面と、第2の表面と、開放面とを含むおおむねU字形の溝を含み、前記非平面のラックマウント式のシャーシは、複数の側面を備える、非平面のラックマウント式のシャーシと、
ｂ）前記シャーシ内に設置された第1および第2の発熱構成要素と、
ｃ）第1および第2の熱伝達器であって、前記第1の熱伝達器は、前記第1の発熱構成要素に熱的に接触され、前記第2の熱伝達器は、前記第2の発熱構成要素に熱的に接触された、第1および第2の熱伝達器と、
ｄ）前記シャーシの前記複数の側面の少なくとも一つから突出するレール状熱コネクタと、を備え、前記レール状熱コネクタは、
i）二つの長手方向の端部と、
ii）第1および第2の領域であって、少なくとも前記第1の領域が前記二つの長手方向の端部の間に設けられ、前記第1および第2の領域が離隔されて前記レール状熱コネクタの前記長さに沿って配置されている、第1および第2の領域と、を備え、
前記第1の熱伝達器は、前記第1の領域に接触および熱的に接触させられ、前記第2の熱伝達器は、前記第2の領域に接触および熱的に接触させられ、
前記レール状熱コネクタは、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記おおむねU字型のチャネルによって受け入れられるように構成され、
前記第2の表面は前記第1の表面に対向し、前記第1の表面および前記第2の表面の双方はこれらの間に設けられた前記チャネルの間隔を有して前記チャネルの前記開放面に近接し、前記第1の表面は、前記チャネルが横切る前記冷却ラック筐体の面に対して実質的に垂直であり、前記レール状熱コネクタは、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記第1の表面に対して実質的に垂直な方向へ前記レール状熱コネクタに付勢力を加えることによって、前記第1の表面に押し付けられるように構成されている、
ラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１５】
前記ラックマウント式コンピュータシステムは、前記コンピュータシステムが前記冷却筐体内に設置されたときに、前記シャーシの前記側面に垂直な方向において、前記シャーシに対する前記レール状熱コネクタの動作を生じさせることなく、前記レール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けることができるように構成されている、
請求項14に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１６】
前記ラックマウント式コンピュータシステムは、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記レール状熱コネクタが突出している前記シャーシの前記側面に垂直な方向において、前記シャーシに動作を要求することなく、前記レール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けることができるように構成されている、
請求項15に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１７】
前記ラックマウント式コンピュータシステムは、前記コンピュータシステムが前記冷却ラック筐体内に設置されたときに、前記第1の表面に垂直な方向における前記シャーシまたは前記レール状コネクタの動作だけで、前記レール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けることができるように構成されている、
請求項14に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１８】
前記第1の熱伝達器の少なくとも一部は、前記シャーシに接触していない、
請求項14から請求項17のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項１９】
前記レール状熱コネクタは、前記チャネルの前記第1の表面に物理的に接触するレール状熱コネクタの表面と、前記レール状熱コネクタの第1の領域との間に、連続する物理的な熱経路を備え、前記連続する物理的な熱経路は、固定された熱インターフェースだけを横切る、
請求項14から請求項18のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２０】
前記レール状熱コネクタは、前記チャネルの前記第1の表面に物理的に接触している前記レール状熱コネクタの表面と、前記レール状熱コネクタの前記第1の領域との間の固定体になるように構成されている、
請求項14から請求項19のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２１】
前記レール状熱コネクタは、熱伝導性材料を含む固体物品である、
請求項20に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２２】
前記レール状熱コネクタは、可動部分をさらに備え、該可動部分は、前記ラックマウント式機器が前記ラック筐体内に設置されたときに、前記第2の表面に対して支持されて前記レール状熱コネクタを前記第1の表面に押し付けるように動作可能である、
請求項14から請求項21のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２３】
前記可動部分は、前記レール状熱コネクタを前記第2の表面に対して支持するように構成されたばねを含む、
請求項22に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２４】
前記レール状熱コネクタは、該レール状熱コネクタが突出する前記シャーシの側面に垂直な方向において該シャーシに対して不動である、
請求項14から請求項23のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２５】
前記レール状熱コネクタは、前記シャーシに対して固定されている、
請求項14から請求項24のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２６】
前記レール状熱コネクタは、その長さに沿って連続している、
請求項14から請求項25のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２７】
前記ラックマウント式コンピュータシステムは、計算サーバ、記憶サーバ、サーバブレード、計算ブレード、記憶ブレード、ネットワークスイッチ、ネットワークルータ、ネットワーク機器、電源、電力変換器、電力管理システム、配電ユニットまたは電源シェルフとして構成されている、
請求項14から請求項26のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【請求項２８】
データセンタ内に設置されている、
請求項14から請求項27のいずれか一項に記載のラックマウント式コンピュータシステム。
【外国語明細書】
2018110258000001.pdf