(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子システムであって、
内部空間を画成する複数の壁と第１の開口端と第２の開口端とを含む主ハウジングであって、各壁が、その内面と外面との間に規定される厚さを有し、前記壁のうちの第１の壁が、その前記外面に形成された複数のフィンを含み、前記第１の壁が、その前記内面と前記外面との間の厚さ内に形成され前記フィンから内側にある複数の流体通路をさらに含む主ハウジングと、
前記内部空間に配置された発熱電子部品と、
前記主ハウジングの前記第１の開口端に取外し可能に取り付けられ、前記第１の開口端を閉じる第１のプレートであって、前記第１のプレートと前記主ハウジングとの間での流体漏れを防止するために前記主ハウジングに対して封止された第１のプレートと、
前記主ハウジングの前記第２の開口端に取外し可能に取り付けられ、前記第２の開口端を閉じる第２のプレートであって、前記第２のプレートと前記主ハウジングとの間での流体漏れを防止するために前記主ハウジングに対して封止された第２のプレートと、
前記内部空間内にある単相誘電性冷却液であって、前記発熱電子部品が該単相誘電性冷却液に直接接触して浸漬される単相誘電性冷却液と、
前記電子システム内で前記単相誘電性冷却液を循環させる循環システムであって、前記単相誘電性冷却液を前記第１の壁における前記流体通路に流すように構成された循環システムと、を備える電子システム。
【請求項２】
前記発熱電子部品を駆動するための電気エネルギーを提供する電気エネルギー入力部をさらに含む、請求項１に記載の電子システム。
【請求項３】
前記壁のうちの第２の壁であって、その前記外面に形成された複数のフィンを含む第２の壁をさらに備え、前記第２の壁が、その前記内面と前記外面との間の厚さ内に形成された複数の流体通路をさらに含み、前記循環システムが、前記単相誘電性冷却液を前記第２の壁における前記流体通路に流すように構成された、請求項１に記載の電子システム。
【請求項４】
前記壁のそれぞれが、それぞれの前記外面に形成された複数のフィンを含み、各壁が、その前記内面と前記外面との間の厚さ内に形成され前記フィンから内側にある複数の流体通路をさらに含み、前記循環システムが、前記単相誘電性冷却液を前記壁のそれぞれにおける前記流体通路に流すように構成された、請求項１に記載の電子システム。
【請求項５】
前記循環システムがポンプを含む、請求項１に記載の電子システム。
【請求項６】
前記ポンプが、前記主ハウジング内、または、前記第１もしくは第２のプレートに取り付けられ、前記循環システムが前記単相誘電性冷却液を外部の熱交換器に循環させることなく、前記単相誘電性冷却液が冷却される、請求項５に記載の電子システム。
【請求項７】
冷却後の前記単相誘電性冷却液の戻り流を、浸漬した前記発熱電子部品のうちの少なくとも一つに直接当てることを含む、請求項５に記載の電子システム。
【請求項８】
前記流体通路が前記第１の開口端から前記第２の開口端まで延び、前記フィンが前記第１の開口端から前記第２の開口端まで延びる、請求項１に記載の電子システム。
【請求項９】
前記主ハウジングが、基本的に押し出しアルミニウムからなる、請求項１に記載の電子システム。
【請求項１０】
前記主ハウジングが、プラスチックまたは金属材料からなり、前記流体通路が、前記第１の壁を形成する前記プラスチックまたは金属材料によって形成される、請求項１に記載の電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子部品がエンクロージャ内に配置され該電子部品を冷却する液体冷却材に浸漬された電子システムの液体浸漬冷却に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体冷却材との直接接触により電子装置を冷却するという電子装置の液体浸漬が知られている。とりわけ、米国特許第７，９０５，１０６号および第７，４０３，３９２号に、電子装置の液体浸漬冷却の例が開示されている。電子装置の液体浸漬冷却は、電子装置の空冷に対し、ファンを不要にすることやＨＶＡＣ冷却を減らすことにより高められたエネルギー効率、ファン騒音を無くすことによるより静音な動作、湿気、塩、砂、塵埃、および他の汚染物質から電子装置を保護する密封された液密なエンクロージャに電子装置が収納されることによる過酷環境下での使用、ならびに、電子装置の熱疲労、腐食、および汚染を低減または防止することによる高い信頼性を含むいくつかの利点を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７９０５１０６号明細書
【特許文献２】米国特許第７４０３３９２号明細書
【特許文献３】米国特許第８０８９７６５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
エンクロージャと、該エンクロージャを用いた電子システムとについて説明する。上記エンクロージャは、電子システム内を循環する冷却液であって、該冷却液に直接接触して浸漬された電子システムの電子部品を冷却するための冷却液からの熱の除去を改善する。
【０００５】
上記エンクロージャは、電子部品を収容するとともに、冷却液を冷却するために該冷却液を循環させる熱交換器として作用するように構成される。エンクロージャが熱交換器として作用するように構成されているため、冷却液を冷却するための外部の熱交換器に冷却液を循環させる必要がない。但し、いくつかの実施形態においては、エンクロージャによって提供される冷却に加えて、追加冷却用の外部の熱交換器に冷却液を循環させることができる。
【０００６】
上記エンクロージャは、１つまたは複数の壁における外部フィンと、それらの壁のうちの１つまたは複数に形成された、冷却液を冷却するために循環させる流体通路とを組み合わせた構成を用いる。流体通路と外部フィンは同じ壁に形成されることが好ましい。フィンおよび流体通路は、エンクロージャの任意の数の壁に形成することができる。
【０００７】
一実施形態において、エンクロージャは、エンクロージャの大部分を形成する、両端が開口した主ハウジングと、これらの開口端を閉じるエンドプレートとによって形成される。主ハウジングの１つまたは複数の壁に、外部フィンおよび流体通路が設けられ得る。また、エンドプレートの１つまたは複数の縁に、外部フィンが設けられ得る。一実施形態において、エンドプレートの外部フィンは、主ハウジングの壁の外部フィンと位置合わせされ得る。
【０００８】
主ハウジングとエンドプレートとは、冷却液を保持するための液密なエンクロージャであって、液体浸漬冷却されるべき電子装置を収容するエンクロージャを形成する。電子装置は、液体浸漬冷却されることによる恩恵を受けるものであれば、いかなる電子システムを形成するいかなる電子装置であってもよい。一実施形態において、電子システムは、過酷環境下で使用され、難しい熱の放散を必要とするシステムである。
【０００９】
一実施形態においては、循環システムによって冷却液が電子システム内を循環し、該循環システムは、冷却液を主ハウジングの壁の中の流体通路に流すように構成される。一実施形態において、循環システムは、冷却液がエンクロージャ内にとどまるように、電子システムの一部であるポンプを含み得る。別の実施形態においては、循環システムのポンプは、冷却液をエンクロージャ内に戻す前に冷却するためにエンクロージャの外部で循環させることができるように、電子システムの外部にある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本明細書中で説明するエンクロージャを組み込んだ電子システムの一実施形態の斜視図である。
【００１１】
図２は、図１の電子システムのエンクロージャの構造要素を示す該エンクロージャの分解正面斜視図である。
【００１２】
図３は、図１の電子システムのエンクロージャの構造要素を示す該エンクロージャの分解背面斜視図である。
【００１３】
図４は、図１の電子システムの別の分解図である。
【００１４】
図５は、上記エンクロージャの主ハウジングの斜視図である。
【００１５】
図６は、主ハウジングの一端の封止ガスケットが主ハウジングに着座している様子を示す図である。
【００１６】
図７は、ポンプ側エンドプレートの別の実施形態を示す。
【００１７】
図８は、図７と同様であるが、封止ガスケットが所定の位置に配された図である。
【００１８】
図９は、本明細書中で説明するエンクロージャを組み込んだ電子システムの別の実施形態の分解図である。
【００１９】
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、および図１０Ｄは、電子部品を取り除いた、エンクロージャの主ハウジングの異なる実施形態の上端面図／底端面図である。
【００２０】
図１１および図１２は、それぞれ図３および図２と同様であって、エンクロージャ内の流路の一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず図１を参照しながら、本明細書中で説明するエンクロージャ１２を組み込んだ電子システム１０の一例について例示する。電子システム１０は、エンクロージャ１２内に配置された電子部品の液体浸漬冷却を利用する。エンクロージャ１２は、電子部品と冷却液とを収容する液密なハウジングを形成している。電子部品は、液体浸漬冷却されることによって恩恵を受けるものであれば、いかなる電子システムを形成するいかなる電子部品であってもよい。一実施形態において、電子システム１０は、該システム１０が砂、高湿度、塩水、および他の環境課題にさらされ、該システム１０が難しい熱の放散を必要とする環境のような、過酷環境下で使用されるシステムであり得る。
【００２２】
上記エンクロージャは、電子システム内を循環する冷却液であって、該冷却液に直接接触して浸漬された電子システムの電子部品を冷却するための冷却液からの熱の除去を改善する。電子装置の液体浸漬冷却の例が、米国特許第７，９０５，１０６号および第７，４０３，３９２号に開示されており、これらの文献を参照により本明細書に援用する。
【００２３】
電子部品を浸漬するために用いる冷却液は、限定されるわけではないが、誘電性の液体であり得る。冷却液は単相であってもよく二相であってもよい。一実施形態において、冷却液は、冷却液が状態変化することのないように、浸漬された電子部品が発生させる熱量を処理できるだけの高い熱伝達能力を有する。浸漬したい発熱部品を浸漬するために、エンクロージャ１２内には十分な冷却液が存在する。そのため、場合によっては、冷却液によってエンクロージャ１２の全体が実質的に充填される場合もあり、冷却液によってエンクロージャ１２が部分的にのみ充填される場合もある。
【００２４】
図１に戻ると、システム１０は、電力および／またはデータをエンクロージャ１２に入力可能な１つまたは複数の入力部１４を含み得る。システム１０は、電力および／またはデータをエンクロージャ１２から出力可能な１つまたは複数の出力部１６も含み得る。一実施形態において、入力部１４は電力を入力可能であり、出力部１６を介して電力および／またはデータが出力される。システム１０を駆動するための電気エネルギーがエンクロージャ１２の内部にある１つまたは複数のバッテリーによって提供される別の実施形態においては、入力部１４を介してデータを入力可能であり、出力部１６を介して電力および／またはデータが出力される。システム１０の機能および目的ならびにエンクロージャ１２内の電子部品に応じて、他の入力部および出力部も考えられ得る。
【００２５】
図２〜図６を参照すると、エンクロージャ１２は、主ハウジング２０と、一方の端のエンドプレート２２と、主ハウジング２０とエンドプレート２２との間を封止するための封止ガスケット２４と、反対側の端のエンドプレート２６と、主ハウジング２０とエンドプレート２６との間を封止するための封止ガスケット２８とを含んでいる。
【００２６】
主に図５を図１０Ａと共に参照すると、主ハウジング２０は、概ね長方形の構造であり、実質的に中空の開口した内部空間３２を画成する複数の壁３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、および３０ｄと、第１の開口端３４と、第２の開口端３６（図３で見られる）とを含んでいる。各壁３０ａ〜ｄは、その内面３８と外面４０とによって規定される厚さＴを有している。
【００２７】
少なくともいくつかが発熱する複数の電子部品４２が、内部空間３２に配置されている。使用される電子部品４２の種類は、電子システム１０の意図された構造および機能に応じて決まる。一実施形態において、電子部品４２は、内部空間３２内で壁３０ｂおよび３０ｄによって壁３０ａに隣接しかつ実質的に平行であるように支持された回路基板４４上に配置され、概ね回路基板４４と壁３０ｃとの間に位置決めされる。
【００２８】
使用時には、冷却液（図示せず）によって内部空間３２が部分的または完全に充填され、冷却液を用いて浸漬冷却したい電子部品４２が浸漬される。
【００２９】
引き続き図５を図１０Ａと共に参照すると、壁３０ａ〜ｄのうちの１つまたは複数は、その外面４０に形成された複数の放熱フィン５０と、内面３８と外面４０との間の壁厚Ｔ内に形成された複数の流体通路５２との組み合わせを含んでいる。流体通路５２は、概ねフィン５０の基端と内面３８との間に配置されている。
【００３０】
使用時には、冷却液と電子部品４２との間で熱交換が行われた後で冷却液を冷却するために、流体通路５２に冷却液を循環させる。冷却液からの熱は、主ハウジング２０の壁を形成する材料を通じてフィン５０に伝達される。熱は、その後、フィン５０から周囲空気へ放散される。所望の場合は、フィン５０に気流を通す１つまたは複数のファン（図示せず）を用いることによってフィン５０からの放熱を高めることができる。
【００３１】
フィン５０および流体通路５２の構造および配置ならびにそれらをどの壁３０ａ〜ｄに設けるかは、限定されるわけではないが、達成したい冷却、使用される電子部品４２の種類、および内部空間３２における電子部品の配置／位置を含むいくつかの要因によって変わり得る。
【００３２】
図１〜図９および図１０Ａに例示した各例においては、壁３０ａ〜ｄのそれぞれにフィン５０および流体通路５２が設けられている。しかしながら、全ての壁にフィン５０および流体通路５２のいずれか一方または両方を設けなければならないわけではない。例えば、図１０Ｂに示した壁３０ｂおよび３０ｄにはフィン５０が形成されているが、流体通路５２は形成されていない。図１０Ｂにおいて、壁３０ｂおよび３０ｄのフィン５０は、流体通路５２がないことから、熱交換のための表面積をより大きくするために、図１０Ａにおける壁３０ｂおよび３０ｄのフィン５０よりも長くすることができる。
【００３３】
また、冷却性能を調整するために、壁３０ａ〜ｄにおける流体通路５２の配置はさまざまであり得る。例えば、図５に示すように、側壁３０ａ〜ｄのうちの１つまたは複数における流体通路５２を、それらの壁のうちの１つ、いくつか、または全てに沿って、グループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃにまとめることができる。図１０Ａでは、流体通路５２を、壁３０ａ〜ｄのうちの１つ、いくつか、または全てに沿って互いに等間隔に配置されたものとして示している。図１０Ｂでは、流体通路５２を、壁３０ａおよび３０ｃに沿って等間隔に配置されたものとして示している。図１０Ｃでは、流体通路５２を、図５、図１０Ａ、および図１０Ｂの流体通路よりも長さ（すなわち、厚さＴ方向において計測）が短く、そのことによって、熱交換のための表面積を増加させるためにより長いフィン５０の使用を可能にするものとして示しており、かつ、流体通路は等間隔に配置されている。図１０Ｄでは、流体通路５２は、等間隔に配置されたものとして示されているが、厚さＴ方向に対して斜めになっている。
【００３４】
例示した各例において、フィン５０および流体通路５２は、開口端３４からもう一方の開口端３６まで連続して延びている。しかしながら、フィン５０および流体通路５２は、端３４から端３６まで連続していなければならないわけではない。また、各壁におけるフィン５０および流体通路５２は、互いに実質的に平行に延びており、かつ、開口端３４から開口端３６まで延びる主ハウジング２０の長手方向軸と実質的に平行に延びている。
【００３５】
フィン５０および流体通路５２、ならびにそれらの一方または両方がどの壁３０ａ〜ｄに設けられるかまたは設けられないかについては、他の多くの変形例を用いることができる。
【００３６】
主ハウジング２０は、プラスチック類またはアルミニウムのような金属類等を含む任意の熱伝導材からなり得る。一実施形態において、主ハウジング２０は、プラスチックまたはアルミニウムのような材料からなる単一で分割できない一体型の構造になるように、押し出しによって形成される。電子システム用の押し出し形成されたハウジングの一例が、米国特許第８，０８９，７６５号に記載されている。
【００３７】
図５に戻り、主ハウジング２０には、以下にさらに説明するようにエンドプレート２２および２６を主ハウジング２０にしっかり固定するために用いられる固定具を受けるための固定具用孔５４を各端３４および３６に設けることもできる。また、いくつかの実施形態においては、両端３４および３６における上記孔５４のいくつかまたは全ての近くに、以下にさらに説明する位置決めピンを受けるための位置決めピン孔５６を設けることができる。
【００３８】
エンドプレート２２および２６は、プラスチック類またはアルミニウムのような金属類等を含む、主ハウジング２０と同じ熱伝導材から形成され得る。一実施形態においては、エンドプレート２２および２６を、プラスチックまたはアルミニウムのような材料からなる単一で分割できない一体型の構造になるように、押し出しによって形成してもよい。
【００３９】
図２〜図４を参照すると、エンドプレート２２および２６は、それぞれ、上記主ハウジング２０の概ね長方形の構造に合致する概ね長方形の構造である。エンドプレート２２および２６は、主ハウジング２０の開口端３４および３６を閉じるために該開口端３４および３６のそれぞれに着脱可能に固定されるように設計される。エンドプレート２２および２６のそれぞれは、ベースプレート６０と、該ベースプレート６０から延びる外周側壁６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄとを含んでいる。ベースプレート６０と側壁６２ａ〜ｄは、エンドプレート２２および２６のそれぞれに凹領域６４を作る。
【００４０】
エンドプレート２２および２６は、任意の形態の取り付け手法によって主ハウジング２０に着脱可能に固定することができる。例示した各例においては、エンドプレート２２および２６を所定の位置にしっかり固定するために、ネジのような機械的固定具６６がエンドプレート２２および２６の孔を通って主ハウジング２０の孔５４の中まで延びている。エンドプレート２２および２６は、主ハウジング２０の位置決めピン孔５６に位置において対応する位置決めピン孔も含み得る。一実施形態においては、エンドプレートを主ハウジングに取り付けたときにエンドプレート２２および２６の位置決めピン孔に嵌入させるために、位置決めピン６８を主ハウジング２０の位置決めピン孔５６に配置する（例えば図２に示すように）ことができる。別の実施形態においては、エンドプレートを主ハウジングに取り付けたときに主ハウジングの位置決めピン孔５６に嵌入させるために、位置決めピン６８をエンドプレート２２および２６の位置決めピン孔に配置する（例えば、図２のエンドプレート２６に示すように）ことができる。別の実施形態においては、エンドプレートを主ハウジングに取り付けたときにエンドプレートおよび主ハウジングの対応する位置決めピン孔に嵌入させるために、位置決めピン６８を、一方の端では主ハウジング２０の位置決めピン孔５６に配置し、反対側の端ではエンドプレートの位置決めピン孔に配置することができる。位置決めピン６８が最初にどこに位置していようと、位置決めピン６８は、エンドプレート２２および２６を主ハウジング２０に対して正しく位置決めするのに役立ち、また、以下にさらに説明するように、封止ガスケット２４および２８を正しく位置決めするのにも役立つ。
【００４１】
引き続き図２〜図４を参照すると、エンドプレート２２および２６の１つ以上における側壁６２ａ〜ｄのうちの１つまたは複数は、その外面に放熱フィン７０を備えて形成される。例示した各例においては、側壁６２ａ〜ｄのそれぞれにフィン７０が設けられている。しかしながら、側壁６２ａ〜ｄの全てにフィン７０を設けなければならないわけではない。一実施形態において、側壁６２ａ〜ｄにおけるフィン７０の配置は、主ハウジング２０の対応する壁３０ａ〜ｄにおけるフィン５０の配置に対応する。一実施形態において、側壁６２ａ〜ｄのそれぞれにおけるフィン７０の数は、対応する壁３０ａ〜ｄにおけるフィン５０の数に対応する。別の実施形態においては、フィンの数が対応するだけでなく、図６および図７から分かるように、フィン７０が、壁３０ａ〜ｄにおけるフィン７０と実質的に位置合わせされ、それらの延長部を有効に形成し得る。
【００４２】
図２および図３を参照して、一実施形態においては、エンドプレート２２の凹領域６４が、冷却された後で通路５２を通って戻る冷却液のための戻りプレナムまたは入力プレナムを形成する。同様に、別の実施形態においては、エンドプレート２６の凹領域６４が、電子部品との間で熱交換を行った後の、冷却するために通路５２内を循環させるべき冷却液のための出力プレナムを形成する。
【００４３】
冷却液は、ポンプ８０を含む循環システムによって循環される。ポンプ８０は、冷却液を内部空間３２からエンドプレート２６の凹領域６４に移送する。冷却液は、その後、循環システムによって凹領域６４から主ハウジング２０の開口端３６における通路５２のうちのいくつかまたは全てに送り込まれる。冷却液は、次いで、該冷却液が冷却される通路５２を流れた後、開口端３４において通路５２から出てエンドプレート２２の凹領域６４に流入する。冷却液は、その後、循環システムによって開口端３４を通って内部空間３２に戻される。
【００４４】
ポンプ８０は、ポンプ移送機能を達成するのに適した任意の位置に配置し得る。一実施形態においては、ポンプ８０を、図２〜図４、図７、および図８に例示するように、封止ガスケット２８に取り付け、エンドプレート２６の凹領域６４内に位置決めすることができる。本例においては、ポンプ８０は、ガスケット２８の片側に取り付けられており、流入管８２と円形の拡張部（enlargement）８４とを含む。該拡張部８４は、ガスケット２８の円形開口部８６（図９参照）内に、ポンプ８０をガスケット２８に取り付け、かつ拡張部８４と円形開口部８６との間での流体漏れを概ね防止するために、該開口部とぴったりと嵌合する関係で配置されている。
【００４５】
図３を参照して、ポンプ８０は、冷却液をエンドプレート２６の凹領域６４に送り込むために少なくとも１つの流出口８８を含んでいる。
【００４６】
別の実施形態においては、ポンプは、主ハウジング２０の内部空間３２に位置し得る。別の実施形態においては、ポンプは、ガスケット２４に取り付けられ得、冷却液を上記とは反対の方向に移送する。別の実施形態においては、ポンプは、ガスケットではなくエンドプレート２２および２６の一方に取り付けられ、封止ガスケットを貫通して延びる流入口を含む。さらに別の実施形態においては、２つ以上のポンプが設けられる。
【００４７】
ポンプ８０は、冷却液を移送するのに適した当技術分野において公知の任意の機械的設計を有し得、例えば遠心ポンプである。
【００４８】
封止ガスケット２４および２８は、エンドプレート２２および２６と主ハウジングの開口端３６および３６との間の接合部を封止してエンクロージャからの冷却液の漏れを防止するように構成される。封止ガスケット２４および２８は、エンクロージャ１２内の冷却液の流れを制御するようにも構成され得る。ガスケット２４および２８は、上記封止機能および流れ制御機能を発揮するのに適した、ゴム、シリコーン、金属、フェルト、ネオプレン、ファイバーグラス、またはポリクロロトリフルオロエチレンのようなプラスチックポリマー等のような任意の材料で形成することができる。
【００４９】
図２および図３を参照すると、封止ガスケット２４は、概ね平板状の概ね長方形のシートを備え、該シートは、その隅に、固定具６６を通す貫通孔９０を有している。位置決めピン６８を通す追加の貫通孔９２が、貫通孔９０の近くに設けられている。少なくとも１つの流体用開口部９４が、ガスケット２４の少なくとも１つの縁に沿ってガスケット２４を貫通して形成されている。流体用開口部９４は、冷却された冷却液が通路５２からガスケット２４を通ってエンドプレート２２の凹領域６４に流入するのを可能にするために、主ハウジング２０の開口端３４における通路５２の流出口と位置合わせされている。
【００５０】
流体用開口部９４の数、サイズ、および形状は、通路５２から流出する冷却液の流れを制御するために選択することができる。例えば、図２および図３に例示するように、ガスケット２４は、該ガスケットの各縁に沿って２つの上記開口部９４を有しており、一方の開口部９４ａは、主ハウジングにおける通路のグループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃのうちの１つからの流出を許容するサイズを有し、一方の開口部９４ｂは、主ハウジング２０における通路のグループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃのうちの２つからの流出を許容する、より大きなサイズを有する。
【００５１】
封止ガスケット２８は、上記ガスケット２４と同様の構造を有する。特に、ガスケット２８は、概ね平板状の概ね長方形のシートであり得、該シートは、その隅に、固定具６６を通す貫通孔１００を有している。位置決めピン６８を通す追加の貫通孔１０２が、貫通孔１００の近くに設けられている。少なくとも１つの流体用開口部１０４が、ガスケット２８の少なくとも１つの縁に沿ってガスケット２８を貫通して形成されている。流体用開口部１０４は、冷却されるべき冷却液がエンドプレート２６の凹領域６４からガスケット２８を通って通路５２に流入するのを可能にするために、主ハウジング２０の開口端３６における通路５２の流入口と位置合わせされている。
【００５２】
流体用開口部１０４の数、サイズ、および形状は、通路５２に流入する冷却液の流れを制御するために選択することができる。例えば、図２および図３に例示するように、ガスケット２８は、該ガスケットの各縁に沿って２つの上記開口部１０４を有しており、一方の開口部１０４ａは、主ハウジングにおける通路のグループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃのうちの１つへの流入を許容するサイズを有し、一方の開口部１０４ｂは、主ハウジング２０における通路のグループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃのうちの２つへの流入を許容する、より大きなサイズを有する。
【００５３】
流体用開口部９４および１０４の他の数、サイズ、および形状も考えられ得る。例えば、図９に例示したように、ガスケット２４および２８が、それらの各縁に沿って、通路５２の全てと位置合わせされた単一の大きい開口部９４および１０４を有していてもよい。
【００５４】
図２に戻り、封止ガスケット２４は、凹領域６４から主ハウジング２０の内部空間３２に戻る冷却液の自由な流れを妨げる中央部１０６を含んでいる。但し、中央部１０６には複数の孔１０８が設けられている。これらの孔１０８は、冷却液が内部空間３２に戻る際に、冷却液の流れを層状化し、均一な流れ場を生じさせるのに役立つ。また、上記孔１０８は、電子部品４２のうちの１つまたは複数に衝突し得る冷却液の別個の噴流を生じさせて、衝突冷却効果を生じさせる。孔１０８の数、孔１０８の位置、孔１０８のサイズ、および／または孔１０８の密度は、それぞれ、所望の流れ効果および冷却効果を生じさせるために任意に調整することができる。
【００５５】
図２に示すように、ガスケット２８は、中実で開口部または孔がない中央部１１０を含んでいる。上記中実の中央部１１０は、冷却液が凹領域６４に到達するためには必ずポンプ８０を通過することになるように、内部空間３２をエンドプレート２６の凹領域６４から流体分離する。
【００５６】
図７および図８を参照しながら、エンドプレート２６の一変形例を例示する。本実施形態においては、ポンプ８０の流出口８８が、エンドプレート２６の凹領域内に嵌入された密閉されたプレナム１２０ａおよび１２０ｂに流体接続されている。ポンプ８０を流れる冷却液の全てがプレナム１２０ａおよび１２０ｂに送り込まれる。プレナム１２０ａおよび１２０ｂには、１つまたは複数の流出口１２２、例示した本例においては２つの流出口１２２が設けられる。流出口１２２は、図８から分かるように流出口１２２が流体用開口部１０４ａおよび１０４ｂに嵌入し貫通するように、ガスケット２８に形成された流体用開口部１０４ａおよび１０４ｂのうちの対応する一方と形状およびサイズが対応している。流出口１２２は、冷却液の流れを、主ハウジング２０における通路のグループもしくはクラスタ５２ａ、５２ｂ、および５２ｃのうちの所望のものに送り込むのに役立つ。冷却液が流れる通路を改変することにより、達成される冷却性能を調整するために、用いられる流出口１２２の数、流出口１２２の位置、ならびに流出口１２２のサイズおよび／または形状は、任意に変更することができる。
【００５７】
一実施形態においては、プレナム１２０ａおよび１２０ｂと同様の、通路５２から吐出される冷却液を受けるプレナムを、エンドプレート２２において用いることができる。上記プレナムは、冷却液の戻り流を電子部品のうちのある一定のものに直接当ててそれらの部品を衝突冷却するために、ガスケット２４の中央部１０６に設けられた適切な開口部を貫通して延びる１つまたは複数の流出口を含む。
【００５８】
ここで、電子システム１０における冷却動作の一例について、図１１および図１２ならびに図２〜図６を参照しながら説明する。本明細書中に記載の他の実施形態が同様に動作することを理解すべきである。まず、エンクロージャ１２を組み立て、冷却液を、該冷却液を用いて浸漬冷却したい電子部品を浸漬するのに十分な所望の充填レベルまで充填する。エンクロージャ１２に充填するために、適切な栓付充填口であって、冷却液の充填を可能にするために栓が充填口から取外し可能である栓付充填口を、例えばエンドプレート２２および２６の一方に設けることができる。あるいは、エンクロージャ１２を図１および図６に示すように縦向きに置き、内部空間の充填を可能にするために上側のエンドプレート２２を取り外すことができる。
【００５９】
電子システム１０の動作時にはその電子部品が発熱する。電子部品は冷却液に直接接触して浸漬されているため、発生した熱を冷却液が吸収する。吸収された熱を冷却液から除去するために、冷却液をポンプ８０によって循環させる。特に、ポンプ８０は、その流入口８２から冷却液を吸い込み、図１１に矢印１５０で示すように、エンドプレート２６の凹領域６４に吐出する。エンドプレート２６は、熱の一部を吸収し、その外部フィン７０は、吸収された熱を周囲へ放散するのに役立つ。冷却液は、その後、凹領域６４から、図１１および図１２に矢印１５２で示すようにガスケット２８の流体用開口部１０４を通って、主ハウジング２０の壁の中に形成された流体通路５２に流入する。主ハウジング２０の壁は、冷却液から熱を吸収し、外部フィン５０は、吸収された熱を周囲へ放散するのに役立つ。冷却液は、次いで、図１１および図１２に矢印１５４で示すように流体通路５２から出た後、矢印１５６で示すようにガスケット２４の流体用開口部９４を通ってエンドプレート２２の凹領域６４に流入する。エンドプレート２２は、熱の一部を吸収し、その外部フィン７０は、吸収された熱を周囲へ放散するのに役立つ。こうして冷却された冷却液は、その後、図１１および図１２に矢印１５６および１５８で示すように、ガスケット２４の中央部１０６の孔１０８を通って主ハウジングの内部空間３２に戻る。
【００６０】
ポンプ８０は、電子システム１０の動作中は常に連続作動し得る。別の実施形態において、ポンプ８０は、周期的に動作するように制御され得、例えば、周期的な時間間隔でオンにされて一定期間動作する。さらに別の実施形態において、ポンプ８０は、例えば冷却液の温度に基づいて制御されて、冷却液が所定の温度に達したときのみオンにされ、冷却液が冷却されて所定の温度まで下がったときにオフにされることによって、断続的に制御され得る。
【００６１】
いくつかの実施形態においては、冷却液を循環させる必要がない。その代わりに、冷却液の吸熱能力が十分な熱を吸収するのに十分なものであり得、その場合には、冷却液がエンクロージャ１２ならびに／またはエンドプレート２２および２６の壁と接触することによって、冷却液から熱が放散される。ここで、それらの壁によって、熱は、壁を通り、周囲空気への放熱が行われる外部フィンまで到達する。
【００６２】
上記で説明した概念は、その趣旨または新規な特徴から逸脱することなく、他の形で実施することができる。本出願に開示した例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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