(57)【要約】  特に電気部品の過熱またはクーラント流体の化学分解の可能性を減少させるための、発熱電気部品の冷却のための冷却システムである。当該冷却システムは、発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を有し、クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、エネルギ入力閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こる。冷却モジュールは、クーラント液を含む体積を規定し、発熱電気部品は、当該体積内に搭載され、クーラント液に浸漬される。電力入力は、冷却モジュールに電力を供給して発熱電気部品に供給するように配置され、電力レギュレータは、冷却モジュールに供給された電力を調整するように、冷却モジュールの体積の外部であって前記電力入力に接続されるように設けられる。また、溶解酸素を含むクーラント液を有し、アルミニウムおよび／または酸化アルミニウムを含む体積内に配置された少なくとも１つの要素を有し、および／または、クーラント液が分解する温度を下回る温度に対応する予め定められた圧力または温度で開放する少なくとも１つのシールを備えた密封体積を有する冷却システムについても記載する。
2018537000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱電気部品の冷却のための冷却システムであって、
前記発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を備え、前記クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、前記エネルギ入力閾値を上回ると前記クーラント液の化学分解が起こり、前記冷却システムはさらに、
前記クーラント液を含む体積を規定する冷却モジュールを備え、前記発熱電気部品は、前記体積内に搭載され、前記クーラント液に浸漬され、前記冷却システムはさらに、
前記冷却モジュールに電力を供給して前記発熱電気部品に通電するように配置された電力入力と、
前記冷却モジュールの前記体積の外部であって前記電力入力に接続された電力レギュレータとを備え、前記電力レギュレータは、前記過剰なエネルギが前記エネルギ入力閾値未満に維持されるように前記冷却モジュールに供給される前記電力を調整するように構成される、冷却システム。
【請求項２】
前記電力レギュレータは、電圧レギュレータ、電流レギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、電圧リミッタ、電流リミッタのうちの少なくとも１つまたはそれらの組み合わせを備える、請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
前記電力レギュレータは、前記冷却モジュールの外面に配置される、請求項１または２に記載の冷却システム。
【請求項４】
前記電力レギュレータは、空気冷却される、請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５】
前記電力レギュレータは、前記冷却モジュールの熱伝導性外面に熱的に接続され、そのため、前記外面は、前記電力レギュレータから熱を奪うためのヒートシンクの役割を果たす、請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６】
前記熱伝導性外面は、熱が前記クーラント液と交換されて前記熱伝導性外面を冷却するように前記クーラント液に熱的に接続される、請求項５に記載の冷却システム。
【請求項７】
前記電力レギュレータは、最大供給電力が実質的に一定であるように前記発熱電気部品に供給される前記電力を調整し、前記実質的に一定の最大供給電力の大きさは、前記発熱電気部品の電力定格に従って決定される、請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項８】
前記実質的に一定の供給電力の大きさは、前記発熱電気部品の前記電力定格と一致する、請求項７に記載の冷却システム。
【請求項９】
前記電力レギュレータは、前記発熱電気部品に供給される前記電力を前記発熱電気部品の前記電力定格の±３０％以内に調整する、請求項１から８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記電力レギュレータは、前記発熱電気部品に供給される前記電力を前記発熱電気部品の最大電力定格の２００％という予め定められた限度未満に制限する、請求項１から９のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記発熱電気部品で受け取られる電力は全て、前記電力レギュレータを通される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１２】
前記電力レギュレータは、第１の電力レギュレータであり、前記冷却システムはさらに、第２の電力レギュレータを備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１３】
前記第１の電力レギュレータは、前記冷却モジュールの外部に配置され、前記第２の電力レギュレータは、前記冷却モジュールの密封体積内に配置される、請求項１２に記載の冷却システム。
【請求項１４】
前記発熱電気部品は、前記冷却モジュールの密封体積内の回路基板上に搭載される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１５】
前記第２の電力レギュレータは、前記回路基板上に配置される、請求項１２または１３に従属する場合の請求項１４に記載の冷却システム。
【請求項１６】
前記クーラント液は、溶解酸素を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１７】
前記冷却モジュールの前記体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項１８】
前記アルミニウムまたは酸化アルミニウム要素は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、前記コーティングは、前記冷却モジュールの内面の少なくとも一部上に配置され、前記内面は、前記体積を規定する、請求項１７に記載の冷却システム。
【請求項１９】
前記体積は密封される、請求項１から１８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２０】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備える、請求項１９に記載の冷却システム。
【請求項２１】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の温度が閾値温度を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備える、請求項１９または２０に記載の冷却システム。
【請求項２２】
前記冷却モジュールは、前記発熱電気部品によって発生した熱を前記体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、前記発熱電気部品からの前記熱は、前記クーラント液によって吸収され、対流によって前記熱界面に運ばれる、請求項１から２１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項２３】
前記熱界面から熱を受け取って前記冷却モジュールから前記熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える、請求項２２に記載の冷却システム。
【請求項２４】
電気部品の過熱を減少させる方法であって、
電気部品によって発生した熱を溶解酸素を含むクーラント液に伝達するステップを備え、前記溶解酸素は、前記クーラント液が予め定められた温度を上回ると放出され、前記電気部品は、前記クーラント液に浸漬され、前記方法はさらに、
前記溶解酸素の放出時に、前記電気部品を酸化させて、発生した前記熱を前記電気部品が減少させるようにするステップを備える、方法。
【請求項２５】
前記酸化は、前記電気部品の電力入力の抵抗の増大を生じさせて、前記電気部品への電流を減少させることによって、発生した前記熱を減少させる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記冷却モジュール内のクーラント液の循環は、対流によってのみ行われる、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記溶解酸素は、溶解ガスの成分として前記クーラント液に溶解され、前記溶解ガスは、２１体積％以上の酸素を含む、請求項２４から２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記クーラント液は、フッ素化されたまたは部分的にフッ素化された流体である、請求項２４から２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記クーラント液は、パーフルオロカーボンである、請求項２４から２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記クーラント液は、パーフルオロポリエーテルである、請求項２４から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記発熱電気部品は、コンピュータ部品を備える、請求項２４から３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
冷却システムであって、
体積を規定する冷却モジュールと、
溶解酸素を含むクーラント液とを備え、前記溶解酸素は、前記クーラント液が予め定められた温度以上に加熱されると放出され、前記クーラント液は、前記体積内に含まれ、前記冷却システムはさらに、
前記クーラント液に浸漬されるように前記体積内に搭載された発熱電気部品を備え、前記発熱電気部品によって発生した熱は、前記クーラント液によって吸収され、前記発熱電気部品は、前記クーラント液から放出された酸素にさらされることによって酸化されるとその発熱を減少させるように構成される、冷却システム。
【請求項３３】
前記酸化は、前記電気部品の電力入力の抵抗の増大を生じさせて、前記電気部品への電流を減少させることによって、発生した前記熱を減少させる、請求項３２に記載の冷却システム。
【請求項３４】
前記溶解酸素は、溶解ガスの成分として前記クーラント液に溶解され、前記溶解ガスは、２１体積％以上の酸素を含む、請求項３２または３３に記載の冷却システム。
【請求項３５】
前記体積は密封される、請求項３２から３４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項３６】
前記冷却モジュールは、前記発熱電気部品によって発生した前記熱を前記体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、前記発熱電気部品によって発生した前記熱は、前記クーラント液によって吸収され、対流によって前記熱界面に運ばれる、請求項３２から３５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項３７】
前記発熱電気部品から前記熱界面に熱を運ぶためのクーラント液の循環は、対流によってのみ行われる、請求項３６に記載の冷却システム。
【請求項３８】
前記熱界面から熱を受け取って前記冷却モジュールから前記熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える、請求項３６または３７に記載の冷却システム。
【請求項３９】
前記冷却モジュールの前記体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される、請求項３２から３８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４０】
アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む前記要素は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、前記コーティングは、前記冷却モジュールの内面の少なくとも一部上にあり、前記内面は、前記体積を規定する、請求項３９に記載の冷却システム。
【請求項４１】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備える、請求項３５または請求項３５に従属する場合の請求項３６から４０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４２】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の温度が閾値温度を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備える、請求項３５または請求項３５に従属する場合の請求項３６から４１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４３】
発熱電気部品を冷却するための冷却システムであって、
体積を規定する冷却モジュールと、
密封体積内に含まれるクーラント液とを備え、前記クーラント液は、前記発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収し、前記クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、前記エネルギ入力閾値を上回ると前記クーラント液の化学分解が起こり、前記クーラント液の少なくとも１つの化学分解生成物は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムと反応し、前記冷却システムはさらに、
前記体積内に配置された少なくとも１つの要素を備え、前記少なくとも１つの要素は、アルミニウムおよび／または酸化アルミニウムを含む、冷却システム。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの要素は、前記冷却モジュールの内面の少なくとも一部上にコーティングを備え、前記内面は、前記体積を規定する、請求項４３に記載の冷却システム。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの要素は、前記体積内に搭載された要素を備える、請求項４３に記載の冷却システム。
【請求項４６】
前記クーラント液は、溶解酸素をさらに含む、請求項４３から４５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４７】
前記冷却モジュールは、前記発熱電気部品によって発生した熱を前記体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、前記発熱電気部品によって発生した前記熱は、前記クーラント液によって吸収され、対流によって前記熱界面に運ばれる、請求項４３から４６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４８】
前記熱界面から熱を受け取って前記冷却モジュールから前記熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える、請求項４７に記載の冷却システム。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの要素は、前記熱界面上にコーティングを備える、請求項４３から４８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５０】
前記体積は密封される、請求項４３から４９のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５１】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備える、請求項５０に記載の冷却システム。
【請求項５２】
前記冷却モジュールは、前記密封体積内の温度が閾値温度を超えると前記冷却モジュールの前記密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備える、請求項５０または５１に記載の冷却システム。
【請求項５３】
発熱電気部品を冷却するための冷却システムであって、
前記発熱電気部品の浸漬によって過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を備え、前記クーラント液は、温度閾値を有し、前記温度閾値を上回ると前記クーラント液の化学分解が起こり、前記冷却システムはさらに、
密封体積を規定する冷却モジュールを備え、前記クーラント液は、前記密封体積内に含まれ、前記発熱電気部品は、前記クーラント液に浸漬され、前記密封体積は、前記温度閾値を下回る予め定められた値での前記クーラント液の温度に対応する予め定められた圧力または予め定められた温度で開放する少なくとも１つのシールを有する、冷却システム。
【請求項５４】
前記少なくとも１つのシールは、少なくとも１つの圧力解放シールまたは少なくとも１つの温度解放シールである、請求項５３に記載の冷却システム。
【請求項５５】
前記クーラント液は、溶解酸素をさらに含む、請求項５３または５４に記載の冷却システム。
【請求項５６】
前記冷却モジュールの前記体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される、請求項５３から５５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５７】
アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む前記要素は、前記冷却モジュールの内面の少なくとも一部上の、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、前記内面は、前記体積を規定する、請求項５３から５６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５８】
前記冷却モジュールは、前記発熱電気部品によって発生した熱を前記体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、前記発熱電気部品によって発生した前記熱は、前記クーラント液によって吸収され、対流によって前記熱界面に運ばれる、請求項５３から５７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５９】
前記熱界面から熱を受け取って前記冷却モジュールから前記熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える、請求項５８に記載の冷却システム。
【請求項６０】
前記クーラント液は、フッ素化されたまたは部分的にフッ素化された流体である、請求項１から２３または請求項３２から５９のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６１】
前記クーラント液は、パーフルオロカーボンである、請求項１から２３または請求項３２から６０のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６２】
前記クーラント液は、パーフルオロポリエーテルである、請求項１から２３または請求項３２から６１のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６３】
前記発熱電気部品は、コンピュータ部品を備える、請求項１から２３または請求項３２から６２のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６４】
図面のうちのいずれかを参照して本明細書に実質的に記載される冷却システム。
【請求項６５】
図面のうちのいずれかを参照して本明細書に実質的に記載される冷却システムを動作させる方法。
【請求項６６】
図面のうちのいずれかを参照して本明細書に実質的に記載される冷却システムを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、動作中の安全性の向上を提供する浸漬冷却システムに関する。当該冷却システムは、冷却システム内のクーラント液に浸漬された電気部品への電力入力を調整することによって、また部品の過熱を停止させることができクーラント流体の化学分解の生成物を中和することができるさまざまな機構を提供することによって、安全性を向上させる。特に、本発明は、電気コンピュータ部品、たとえばマザーボード、プロセッサまたはメモリモジュールの冷却で用いることに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
多くのタイプの電気部品は、動作中に熱を発生させる。特に、マザーボード、中央処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）およびメモリモジュールなどの電気コンピュータ部品は、使用時に相当な量の熱を放散し得る。電気部品が高温に加熱されることにより、損傷が生じたり、性能に影響を及ぼしたり、危害が生じたりする可能性がある。したがって、電気部品を効果的かつ安全に冷却するための効率的な高性能のシステムを見つけようと相当な努力がなされてきた。
【０００３】
１つのタイプの冷却システムは、液体冷却を用いる。さまざまな液体冷却アセンブリが実証されてきたが、電気部品は、一般に、発熱電気部品とクーラントとの間の熱交換のための大きな表面積を提供するようにクーラント液に浸漬される。次いで、対流および伝導によって、熱はクーラントから熱交換器または同様の冷却構造に除去される。
【０００４】
温度、電流および電圧についての通常の動作条件の範囲内では、大半の液体冷却システムがユーザへのリスクなしに安全に動作する。しかし、故障が発生すると、電気部品によって発生した熱が時には急速に増加し得る。この状況下では、クーラント液への熱の伝達は、冷却システムからの当該熱の放散よりも速い速度で生じ得る。その結果、クーラント液の温度が上昇し、特定の温度でクーラントの化学分解が生じ得る。クーラントの化学分解生成物は、それらの有害な性質、有毒な性質または刺激性の性質により、摂取されるとユーザの健康に重大な危険をもたらすおそれがある。
【０００５】
クーラント流体に用いられる材料としては、油（たとえば、天然油または合成油のいずれか）およびフッ素ベースの材料（フルオロオクタン、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、パーフルオロケトンおよびパーフルオロポリエーテルなど）を挙げることができる。フッ素ベースの流体は、少量であっても熱分解すると、ある量のフッ酸（ＨＦ）またはパーフルオロイソブテン（ＰＦＩＢ）を発生させる。これらの化学物質は、冷却システムから放出されると、人間の健康に相当な被害をもたらすおそれがある。
【０００６】
現在のシステムは、電気部品が大きな電力を引き込んだ場合に冷却システム内の電気機器への電力を遮断するようにヒューズまたは回路遮断器を実現することによってこれらの安全上の問題を克服しようとしてきた。しかし、非常に大きな電力が利用可能であるシステム（電力変換アプリケーションなど）では、回路遮断器が作動したりヒューズが壊れたりして電力がオフにされるのに要する時間が短くても、クーラントは化学分解されて危険な量の化学分解生成物を発生させるおそれがある。
【０００７】
米国特許第６，２１５，１６６号では、液体噴霧冷却システム内の電子デバイスに送られる電力を制御するための装置について検討されている。動作時、当該デバイスは、クーラント液を噴霧され、クーラント液は、デバイスの表面から蒸発して余分な熱を除去する。デバイスに直接接続された電力入力リード線は、電力入力リード線の温度上昇の結果として融解したり電気的特性を変化させたりするように構成される。しかし、当該装置は、デバイスの近傍の電力入力リード線の加熱および密閉型冷却システム内の電力入力リード線への大きな電力の供給に依存している。したがって、クーラント流体のわずかな量の化学分解が生じる可能性が依然としてある。ＰＦＩＢおよびＨＦなどのクーラント分解生成物の量を調べるためでさえ冷却システムのユーザにさらすことは、健康に有害である。
【０００８】
したがって、浸漬冷却環境の安全性を向上させる浸漬冷却システムが必要である。
【発明の概要】
【０００９】
発明の概要
この背景に対して、冷却システムが記載されており、当該冷却システムは、少なくとも１つの発熱電気部品が収容される冷却モジュールと、冷却モジュールへの電力入力と、少なくとも１つの発熱電気部品に提供される電力を制御して安定化するように冷却モジュールの外部に配置された電力レギュレータとを備える。発熱電気部品は、冷却モジュール内に含まれるクーラント流体に浸漬される。
【００１０】
電力レギュレータは、冷却モジュールに入力することができる電力レベルを安定化することによって、電力入力を介して冷却モジュールに送られる電気エネルギを管理および調整する。このように、電力レギュレータは、冷却システムが利用できる高電力を浸漬冷却環境から分離する。その結果、電力レギュレータは、発熱部品が利用できる過剰なエネルギがクーラント流体に放散されることを限定または制限する。したがって、電力レギュレータを用いてクーラント流体の過剰な加熱を防止することができる。その結果、化学分解が起こり得る温度にクーラントが達する可能性が低くなる。それでも、クーラントの過剰な加熱が起こる場合には、危険な化学分解生成物を中和してクーラントの温度の急上昇を防止する方法も提供される。場合によっては、電力レギュレータは、過電流保護を提供してもよく、それによって、電流が特定の入力値を超えると、電力レギュレータ（または、過電流防止装置）は冷却システムにおける全電力を停止する。
【００１１】
本発明の第１の局面によれば、発熱電気部品の冷却のための冷却システムが提供され、当該冷却システムは、発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を備え、クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、エネルギ入力閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こり、当該冷却システムはさらに、クーラント液を含む体積を規定する冷却モジュールを備え、発熱電気部品は、体積内に搭載され、クーラント液に浸漬され、当該冷却システムはさらに、冷却モジュールに電力を供給して発熱電気部品に通電するように配置された電力入力と、冷却モジュールの体積の外部であって電力入力に接続された電力レギュレータとを備え、電力レギュレータは、過剰なエネルギがエネルギ入力閾値未満に維持されるように冷却モジュールに供給される電力を調整するように構成される。
【００１２】
言い換えれば、所与のシステムでは、クーラント流体は、化学分解が起こる前に特定の最大エネルギを吸収するまたは受け取ることができる。発熱部品からクーラント流体に伝達されるエネルギが、（たとえば、クーラントから熱交換器への熱の伝達によって）エネルギが冷却装置から放散される速度よりも速い速度で伝達される場合、クーラントによって蓄積されるエネルギは増加する。蓄積エネルギは、冷却モジュール内のクーラントの温度および圧力を上昇させる。クーラント流体は、特定の温度で液体から気体に相を変化させ、さらに高い温度で流体の化学分解が起こる。電力レギュレータは、冷却モジュールへの電力（または、入力されるエネルギの速度）管理または調整して、クーラント流体の化学分解に必要な温度（または、エネルギ閾値）を大幅に下回る温度にクーラント流体を維持する。
【００１３】
有益なことに、電力レギュレータは、浸漬環境において発熱部品が利用できる冷却モジュール内の電力を制限する。したがって、発熱部品が故障する場合でさえ、発熱部品における過剰なエネルギは制限される。したがって、特定の期間内にクーラント液に伝達することができる熱エネルギの量が制限される。電力レギュレータを用いて、通常動作時に発熱部品からの過剰な熱エネルギを冷却システムによって冷却モジュールから除去できるレベルに、発熱部品に供給される電力を制限してもよい。
【００１４】
発熱電気部品は、いずれかのタイプの電気部品であってもよく、特にコンピュータ部品であってもよい。たとえば、発熱電気部品は、ＣＰＵの一部を形成してもよく、またはデータ記憶に用いられてもよい。冷却モジュール内に２つ以上の発熱電気部品が搭載されてもよく、本明細書における「ある」発熱電気部品についての言及は、「少なくとも１つの」発熱電気部品を意味するものと解釈されるべきである。
【００１５】
冷却モジュールは、浸漬冷却に適したいずれかのタイプの冷却モジュールであってもよい。たとえば、冷却モジュールは、クーラント液を含むための体積を規定する密封可能なモジュールを備えていてもよく、発熱電気部品は、当該体積内に搭載される。冷却モジュールには熱界面が配置されてもよく、当該熱界面を介して熱を体積から逃がすことができる。特に、熱交換器は、熱界面を介して伝達された熱を体積から受け取るように構成され得る。熱交換器は、循環システムまたは冷却モジュールから熱を逃がすための他のシステムを提供し得る。熱界面の面は、密封可能なモジュールの内面であってもよく、そのため、熱界面の面は、体積を規定する面のうちの少なくとも１つである。
【００１６】
冷却モジュールは、電気部品および冷却モジュール内に搭載されたいずれかの部品の単相（すなわち、液体）浸漬冷却を可能にするように構成され得る。熱は、クーラント内の対流によって発熱電気部品の近傍から除去され、熱は、熱界面に運ばれ、当該熱界面を介して熱交換器に伝達される。状況次第では、冷却モジュールは、二相冷却を可能にするように構成されてもよい。二相冷却では、電気部品によって発生した熱は、クーラント液を沸騰させて気体に蒸発させ、当該気体は次いで、熱を冷却モジュールから除去するために熱交換器を用いて熱界面で凝縮される。
【００１７】
電力入力は、冷却モジュールの体積との電力接続のための密封導管であってもよく、または電力プラグ、ソケットもしくは他のコネクタであってもよい。電力入力は、外部電源から冷却モジュールに電気的接続を入れることを可能にするために冷却モジュールの壁に配置される。場合によっては、電力入力は、冷却モジュールの背面板または裏板、たとえば冷却モジュールへのいずれかのデータ接続と同じ面に配置される。
【００１８】
電力レギュレータは、電力が安定化または制御されるように電流および／または電圧を調整するように構成されたいずれかのシステムであってもよい。特に、電力（Ｐ）は、関係Ｐ＝ＩＶ（Ｉは電流であり、Ｖは電圧である）に一致する。電力は、単位時間当たりのエネルギ入力（または、なされる仕事量）の程度であると見ることもできる。電力レギュレータは、冷却モジュール内の電気部品に供給される電気エネルギを調整するように入力電力を制御し、この手段によってクーラント流体が吸収できる（熱の形態の）過剰なエネルギを管理するように構成される。特に、過剰な熱エネルギの量を管理することは、発熱電気部品によって発生する熱の量またはクーラントの温度変化を制限、抑制または管理すると考えることができる。
【００１９】
電力を制御または安定化することにより、冷却モジュール内に収容される電気部品によって発生する熱が制御または安定化される。発熱電気部品の過剰なまたは急速な加熱は回避することができる。なぜなら、電力レギュレータを用いることによって、このような影響を生じさせるのに必要な電力が発熱電気部品に到達することまたは冷却モジュール内の浸漬環境に入ることが防止されるからである。その結果、冷却モジュールへの過剰なエネルギ入力は、通常動作時に冷却システムによって除去することができるレベルに維持されることができる。したがって、クーラントは、化学分解が起こり得る温度を下回る温度に維持され得る。
【００２０】
さまざまなクーラント液が用いられてもよい。クーラント液は、室温で液体である。単相浸漬冷却のためのクーラント液は、発熱電気部品のための通常動作温度下で液体である。しかし、冷却モジュール内で二相浸漬冷却に用いられるクーラントは、発熱電気部品の通常動作温度で気体に蒸発すべき（すなわち、沸点を有するべき）であるが、わずかに低い温度では液体であるべきである。いずれにしても、発熱電気部品の通常動作温度ではクーラント流体の化学分解は起こるべきではない。好適なクーラント液の例としては、天然油、合成油、フルオロオクタン（たとえば、Fluorinert（商標））、ハイドロフルオロエーテル、ＨＦＥ（たとえば、Novec（商標））、ハイドロフルオロオレフィン、ＨＦＯ（たとえば、Vertrel Sinara（商標））、パーフルオロケトン、ＰＦＫ（たとえば、Novec（商標））、またはパーフルオロポリエーテル、ＰＦＰＥ（たとえば、Solvay Galden（商標））が挙げられる。しかし、この列挙は網羅しているわけではなく、本発明の範囲内で他のクーラント液が用いられてもよい。
【００２１】
電力レギュレータは、電圧レギュレータ、電流レギュレータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ、電圧リミッタ、電流リミッタ、または過電流防止装置のうちの少なくとも１つまたはそれらの組み合わせを備えていてもよい。電力を安定化または調整するのに適したいずれかの電気システムまたは回路が用いられてもよい。たとえば、電力レギュレータは、「フィードフォワード」設計またはネガティブフィードバックループを用いる電圧レギュレータであってもよい。電力レギュレータが電圧レギュレータを備える場合、直流電圧または交流電圧のいずれかが安定化され得る。いくつかの例では、レギュレータは、半導体電力レギュレータまたは絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータである。どの場合においても、電力レギュレータを用いて電力を制御または管理し、それによって冷却モジュールへのエネルギ入力の量を制御または管理する。
【００２２】
場合によっては、電力レギュレータは、組み合わさって冷却モジュールに供給される電力を調整するように構成された複数の並列電力レギュレータであってもよい。いずれの場合でも、電力レギュレータまたは複数の電力レギュレータは、クーラントが吸収する過剰なエネルギが、クーラント液の化学分解が起こり得るエネルギ入力閾値未満に維持されるように構成される。
【００２３】
任意に、電力レギュレータは、冷却モジュールの外面に配置されてもよい。たとえば、電力レギュレータは、冷却モジュールの外部ケーシングまたは壁に取り付けられてもよい。一例では、電力レギュレータは、電力コネクタおよびデータコネクタも配置される冷却モジュールの背面板に取り付けられてもよい。有益なことに、冷却モジュールの外部に電力レギュレータを配置することは、クーラントが含まれる冷却モジュールの体積に過剰な電力が入ることを防止することを意味する。したがって、十分なエネルギが冷却モジュールに入ってクーラントの化学分解を生じさせることが起こりにくくなる。このように、電源は、クーラント液の槽から「分離」される。
【００２４】
任意に、電力レギュレータは、空気冷却される。電力レギュレータは、動作中に熱を発生させ得るため、発電機の空気冷却は、その動作温度を低下させるのに有用である。空気冷却は、冷却システムを取り囲む空気の対流によって、または電力レギュレータの近傍から熱を除去するために機械式ファンを用いて冷却モジュールの面にわたって気流を動かすことによって、行われ得る。
【００２５】
好ましくは、電力レギュレータは、冷却モジュールの熱伝導性外面に熱的に接続され、そのため、外面は、電力レギュレータから熱を奪うためのヒートシンクの役割を果たす。理想的には、電力レギュレータは、動作中、比較的低い動作温度に維持される。しかし、通常動作時でさえ、電力レギュレータは熱を発生させる。したがって、電力レギュレータをヒートシンクに接続することは、熱を放散し、電力レギュレータを冷却するように作用する。電力レギュレータから熱を奪うことは、空気冷却などの他のタイプの冷却と併用されてもよい。
【００２６】
任意に、熱伝導性外面は、熱がクーラント液と交換されて熱伝導性外面を冷却するようにクーラント液に熱的に接続される。言い換えれば、熱伝導性外面は、冷却モジュールの面であってもよく、当該面の内面はクーラント液と接触し、当該面の外面は電力レギュレータに接続される。このように、熱は、電力レギュレータから熱伝導性外面を通ってクーラント液に伝達され、クーラント液は次いで、熱伝導性外面から冷却システムの熱界面および熱交換器の方に熱を逃がす。これにより、電力レギュレータを冷却するための特に効率的な機構を提供することができる。
【００２７】
好ましくは、電力レギュレータは、最大供給電力が実質的に一定であるように発熱電気部品に供給される電力を調整し、実質的に一定の最大供給電力の大きさは、発熱電気部品の電力定格に従って決定される。言い換えれば、電力レギュレータから出力される電力の予め定められたレベルは、冷却モジュール内の電気部品が通常動作時に必要とする電力に対して設定される。このように、発熱電気部品は、熱としてクーラントが吸収する大量の過剰なエネルギを供給されることはない。
【００２８】
好ましくは、実質的に一定の供給電力の大きさは、発熱電気部品の電力定格と一致する。言い換えれば、電力レギュレータは、通常動作条件下で発熱電気部品が必要とする最大電力を供給するように構成される。発熱電気部品の製造業者は、通常条件下での所定の電力使用量を公開してもよく、または電力使用量は、その他の態様で確立されてもよい。有益なことに、これにより、正確な電力を発熱電気部品に供給して損傷または過剰な加熱なしに動作することが可能になる。
【００２９】
代替的に、電力レギュレータは、発熱電気部品に供給される電力を発熱電気部品の電力定格の±３０％以内に調整する。有益なことに、電力レギュレータが通常電力使用量に対して設定された範囲内の電力を供給することを可能にすることによって、電流または電圧供給のわずかな変動が許容される。しかし、それは、発熱電気部品に送られる電力の大きな変動を防止し、したがって、発熱電気部品および冷却液の過剰な加熱を防止する。供給電力の範囲は、電力定格のいずれかの適正な範囲内、たとえば発熱電気部品の電力定格の±７５％、±５０％、±２５％、±２０％、±１５％、±１０％、±５％、±２％または±１％の範囲内であってもよい。
【００３０】
有利なことに、電力レギュレータは、発熱電気部品に供給される電力を発熱電気部品の最大電力定格の２００％という予め定められた限度未満に制限する。代替的に、予め定められた限度は、１７５％、１５０％、１２０％、１０５％または１０２％などの別の限度であってもよい。有益なことに、電力レギュレータは、電力を予め定められた限度未満に制限し、当該限度は、電気部品の電力定格に従って決定される。電力レギュレータの構成の選択は、通常使用時に発熱電気部品が必要とする最大電力を考慮してなされ、特定のタイプの電力レギュレータの利用可能性および経済的妥当性と比較検討される。冷却モジュールが複数の発熱部品を含む例では、電力レギュレータによって供給される電力は、複数の発熱部品のうちの、最大電力を必要とする発熱部品の電力要件に従って選択されてもよい。
【００３１】
電力レギュレータは、特定のレベルを超える冷却モジュールへの電力入力を防止するように構成される。このレベルを超えて、電力レギュレータは、開回路を形成して冷却モジュールへのさらなる電力入力を防止するように配置され得る。これにより、化学分解を生じさせるのに十分に高い温度にクーラント液を加熱するのに十分な電力を発熱電気部品が引き込むことが回避される。予め定められた限度は、電力レギュレータの電力定格によって設定され、冷却モジュール内に収容される電気部品の電力要件に従って冷却システムの製造時に選択される。特定の例では、冷却システムが接続される（および、電力が取得される）キャビネットまたはシャシーは、４８Ｖ直流電力の６０ｋＷを利用することができる。しかし、冷却システムにおける電力レギュレータは、冷却モジュール内の電気部品が利用できる電力を４００Ｗまたは７２０Ｗに安定化するために用いられる。特定の電力レベルは、冷却モジュール内に搭載された特定の電子部品の要件に従って設定される。
【００３２】
好ましくは、発熱電気部品で受け取られる電力は全て、電力レギュレータを通される。したがって、必要なレベルへの調整なしに発熱電気部品に電力が送られることはない。したがって、クーラントから熱を除去するための冷却システムの通常動作時には、化学分解を生じさせるであろう温度にクーラントを加熱することを可能にする程度に発熱電気部品が過剰な電力を利用できるようにすべきではない。一例では、電力レギュレータは、冷却モジュールに入る電力が全て適切に調整されるように電力入力に（電力入力の直前または直後に）設置される。このように、電力レギュレータは、冷却モジュールに入って、クーラント液に伝達されるべき熱を発熱電気部品で発生させることに利用可能なエネルギのコントローラの役割を果たす。
【００３３】
電力レギュレータは、電力入力に不可欠であってもよい。たとえば、電力レギュレータおよび電力入力は、単一の要素またはモジュール内に備えられてもよい。代替的に、電力レギュレータおよび電力入力は、別個のモジュール、要素または装置であってもよく、各々は、冷却モジュールの電気回路内に搭載される。
【００３４】
好ましくは、電力レギュレータは、電力入力に直接隣接して接続される。言い換えれば、特定の例では、電力入力は、直列回路内の電力レギュレータの直後に配置される。
【００３５】
好ましくは、冷却モジュールはさらに、密封可能なモジュールの体積内の回路基板上に搭載される発熱電気部品を備える。回路基板は、実質的に平面的であってもよく、冷却モジュール内に規定される体積内に収容または搭載されてもよい。回路基板は、プリント回路基板（printed circuit board：ＰＣＢ）、たとえば電気的接続を提供する他の面であってもよい。回路基板は、クーラント流体に浸漬され得る。特定の例では、回路基板は、冷却モジュール内であって、熱交換器との熱伝導性界面の反対側に配置されてもよい。このように、クーラント流体内の対流は、電気部品から熱交換器に熱を運ぶことができ、次いで、熱は冷却モジュールから除去される。この浸漬冷却構成は、電気部品からクーラント流体への、および以降は熱交換器への熱の交換を可能にすることによって効果的な冷却の可能にするための大きな表面積を提供することができる。有益なことに、これは、電気部品のさらに効率的な冷却を可能にすることができる。
【００３６】
電力レギュレータは、第１の電力レギュレータであってもよく、冷却システムはさらに、第２の電力レギュレータを備えてもよい。言い換えれば、２つ以上の電力レギュレータが冷却システム内に存在してもよい。たとえば、外部電力レギュレータが第１の電力レギュレータとして用いられてもよく、第２の電力レギュレータはＤＣ−ＤＣコンバータである。一例では、第１の電力レギュレータは、冷却モジュールに入る電力を安定化および制限し、第２の電力レギュレータは、電力を特定の必要な電圧に変換する。
【００３７】
第１の電力レギュレータは、冷却モジュールの外部に配置されてもよく、第２の電力レギュレータは、冷却モジュールの密封体積内に配置されてもよい。一例では、第１の電力レギュレータは、冷却モジュールの外部であって電力入力に配置されてもよく、第２の電力レギュレータは、冷却モジュールによって規定される体積内に、浸漬されるように配置されてもよい。そして、第２の電力レギュレータは、冷却モジュール内の電圧を変換するのに用いられてもよく、第１の電力レギュレータは、安定した予め定められた電力のみが冷却モジュールに入ることができることを保証する。別の例では、第２の電力レギュレータは、冷却モジュール内に搭載された複数の発熱電気部品の中の１つの特定の発熱電気部品への局所入力に配置されてもよい。冷却モジュール内の第２の電力レギュレータの浸漬は、第２の電力レギュレータの冷却の効率を向上させる。
【００３８】
任意に、発熱電気部品は、冷却モジュールの密封体積内の回路基板上に搭載される。第２の電力レギュレータは、回路基板上に配置されてもよい。
【００３９】
好ましくは、クーラント液は、溶解酸素を含む。これは、冷却モジュール内でクーラント流体の過剰な加熱が起こった場合のさらなる安全対策として有用である。（クーラント液の通常動作温度よりも高い）予め定められた温度で、溶解酸素はクーラント流体から放出または放散される。酸素は、特に、クーラント流体が沸騰すると放出される。冷却モジュールの体積に酸素が放出されると、発熱部品、特に過剰な加熱を受ける発熱部品は、酸化し始める。同様に、電力入力を発熱部品に接続する（たとえば、回路基板における）接続部またはワイヤも酸化し始め得る。有利なことに、発熱部品または接続部の面が酸化するにつれて、発熱電気部品と電力入力との間の抵抗が増大する。これにより、発熱部品に供給される電力が減少する。その結果、発熱部品によって発生する熱の量は減少する。状況次第では、発熱部品またはその電気的接続部の酸化により、発熱部品との電気的接続部は完全に「バーンアウト」、溶融または破損するおそれがある。したがって、クーラント液に溶解した酸素を用いることにより、冷却モジュール内のクーラント液が化学分解を可能にするであろう温度に達する可能性を減少させるためのさらなる安全対策が提供される。
【００４０】
また、浸漬環境内に酸素が存在することにより、クーラント流体の分解が起こった場合にＰＦＩＢまたはＨＦなどの潜在的に危険な化学物質を発生させる可能性が減少する。なぜなら、酸素が存在することにより、化学分解中に危険性の低い異なる化学分解生成物が生じるからである。
【００４１】
好ましくは、冷却モジュールの体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される。当該要素は、犠牲要素であってもよい。当該要素は、クーラントに浸漬され得て、クーラントと直接液体接触する。クーラント流体の化学分解生成物がアルミニウムまたはアルミニウムベースの材料と反応する場合には、冷却モジュールの体積内のアルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素の存在を用いていかなる有害な化学分解生成物も中和することができる。特定のクーラント流体の一般的な化学分解生成物の例は、ＰＦＩＢおよびＨＦである。当該要素におけるアルミニウムは、ＰＦＩＢおよび／またはＨＦと反応して、人間の健康にとって害が少ないさらなる化学成分を生じさせ得る。
【００４２】
任意に、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、コーティングは、冷却モジュールの内面の少なくとも一部上に配置され、内面は、体積を規定する。たとえば、冷却モジュール内に規定される体積の内壁の少なくとも一部は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムでコーティングされてもよい。一例では、内面は、陽極酸化アルミニウムである。アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む材料のコーティングを用いることによって、生成されるクーラント流体のいかなる化学分解生成物とも反応させるためのアルミニウムまたは酸化アルミニウムの大きな表面積が提供される。代替的に、当該要素は、冷却モジュール内の装置の部品またはコーティングであってもよい。また、当該要素は、冷却モジュールの熱伝達面または熱界面上のコーティングであってもよい。有益なことに、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素を用いることにより、危険な化学分解生成物を害が少ない化学物質に変換するための機構が提供される。
【００４３】
場合によっては、当該要素は、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類水酸化物、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化亜鉛、アルカリ土類塩基性炭酸塩、アルカリ土類塩基性リン酸塩、または遷移金属酸化物粒子からなる群から選択される材料のうちの少なくとも１つを含んでもよい。当該要素は、アルミニウムもしくは酸化アルミニウムの代わりに、またはアルミニウムもしくは酸化アルミニウムとの混合物中に、これらの材料またはこれらの材料の混合物を含んでもよい。列挙した金属の各々は、ＰＦＩＢと反応して、人間の健康にとって危険性が少ないであろう新たな化学生成物を生じさせ得る。クーラント流体、通常動作条件下の冷却モジュール内の温度、および冷却モジュール内の特定の発熱部品を考慮して、適切な金属が選択されるべきである。
【００４４】
好ましくは、体積は密封される。言い換えれば、クーラント液は、冷却モジュール内に密封され得る。したがって、クーラント流体を含むことができる体積は、一定の体積である。
【００４５】
有益なことに、冷却モジュールは、密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備える。たとえば、発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の温度が上昇し、それによって、冷却モジュール内の圧力を上昇させる。クーラント流体は、確認しないままでいると、まず沸騰して、最終的にはクーラントが化学分解される温度に達するであろう。クーラント液の過剰な加熱を回避するために、閾値圧力で圧力解放値を開放することができる。閾値圧力は、所与の体積およびタイプのクーラント流体の予め定められた閾値温度に対応するように（たとえば、当該クーラントタイプの位相図に従って）選択され得る。予め定められた閾値温度は、所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよく、または実質的に所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよい。このように、圧力シールを用いてクーラント流体の化学分解を防止することができる。
【００４６】
代替的に、冷却モジュールは、密封体積内の温度が閾値温度を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備えてもよい。たとえば、（たとえば、故障によって）発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の過剰な加熱が起こり得る。閾値温度で、冷却モジュールの体積のシールは、「バーンアウト」、軟化または融解し、それによって冷却モジュール内の圧力を解放し得る。シールを開放することによって、冷却モジュール内の圧力もクーラント流体によって占められる体積も変更され、これによってクーラント流体の温度が低下する。したがって、温度解放シールを用いて、化学分解が起こり得る温度にクーラント流体が加熱されることを防止することができる。
【００４７】
好ましくは、冷却モジュールは、発熱電気部品によって発生した熱を体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、発熱電気部品からの熱は、クーラント液によって吸収され、対流によって熱界面に運ばれる。たとえば、熱は、クーラント流体による熱の吸収によって発熱部品の近傍から逃がされてもよい。次いで、加熱されたクーラント流体は、発熱部品から熱を逃がすために対流によって循環する。熱界面は、対流が加熱されたクーラント流体を熱界面の方に移動させるように冷却モジュール内に位置決めされてもよい。次いで、熱は、熱界面を介して体積から逃がすことができる。熱界面の面は、密封可能なモジュールの内面であってもよく、そのため、熱界面の面は、体積を規定する面のうちの少なくとも１つである。
【００４８】
有益なことに、冷却システムは、熱界面から熱を受け取って冷却モジュールから熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える。たとえば、熱交換器は、冷却モジュールの熱界面が熱交換器とクーラント流体との間に位置決めされるように配置されてもよい。したがって、クーラント流体から熱界面を介して伝達された熱は、熱交換器によって受け取られて、クーラントモジュールから逃がすことができる。
【００４９】
さらなる局面において、発熱電気部品の過熱を防止または停止する方法であって、当該方法は、電気部品によって発生した熱を溶解酸素を含むクーラント液に伝達するステップを備え、溶解酸素は、クーラント液が予め定められた温度を上回ると放出され、電気部品は、クーラント液に浸漬され、当該方法はさらに、溶解酸素の放出時に、電気部品を酸化させて、発生した熱を電気部品が減少させるようにするステップを備える。有益なことに、酸化は、電気部品の電力入力の抵抗の増大を生じさせて、電気部品への電流を減少させることによって、発生した前記熱を減少させる。言い換えれば、クーラントが予め定められた温度に達すると、溶解酸素は放出される。次いで、浸漬環境における溶解酸素は、発熱部品およびその入力の少なくとも一部を酸化させ得る。より高い温度で動作する発熱部品は、より低い温度で動作するものよりも酸化の影響を受けやすいであろう。酸化は、発熱部品への伝導が起こり得る断面積の減少により、発熱部品に対する電気抵抗の増大を生じさせ得る。これにより、発熱部品において電流の減少が生じる。したがって、発熱部品の動作温度は、その後低下し得る。状況次第では、酸化により、発熱部品の入力における抵抗が大幅に増大する。いくつかの例では、抵抗は、発熱電気部品への入力が「バーンアウト」または溶融されるまで増大し、それによって、発熱部品との電気的接続を完全に切断する。その結果、発熱部品の過熱を停止させることができる。
【００５０】
溶解酸素は、溶解空気の形態であってもよい。したがって、ガス抜きされていないクーラントが用いられてもよいが、特に酸素が溶解したクーラント液が好ましいであろう。特に、溶解酸素は、「純」酸素の形態でクーラントに溶解され得る。代替的に、溶解酸素は、溶解ガスの成分として提供されてもよく、溶解ガスは、２１体積％以上の酸素を有する（言い換えれば、溶解ガスは、空気の含有量以上の酸素含有量を含む）。たとえば、溶解ガスの酸素含有量は、２５体積％以上であってもよく、５０体積％以上であってもよく、または７５体積％以上であってもよい。純酸素は、９９％以上の酸素含有量を有していてもよい。
【００５１】
溶解酸素を含むクーラント流体を用いる結果、クーラント流体の化学分解の結果としての有害な生成物の生成を減少させることができる。酸素の存在下で、パーフルオロカーボンなどのクーラント流体は、分解してＰＦＩＢを生じさせる可能性が低くなる。したがって、冷却モジュールにおける酸素の存在により、クーラント流体の化学分解が生じた場合に、ＰＦＩＢまたはＨＦなどの危険なまたは有害な化学物質を生じさせる可能性が低くなる。
【００５２】
好ましくは、冷却モジュール内のクーラント液の循環は、対流によってのみ行われる。言い換えれば、クーラント流体を循環させて発熱部品の近傍から熱を逃がすように冷却システムが動作することはない。クーラント流体の循環は、機械的に強制されることなく、対流によってのみ行われる。特に、酸素化ガスを注入することにより、循環システムの故障が生じる可能性がある。
【００５３】
理想的には、溶解酸素を含むクーラントを用いる冷却システムは、単相冷却システムである。言い換えれば、クーラントは、循環の間中ずっと液相のままである。理想的には、溶解酸素を含むクーラントの沸騰は、通常動作中は回避されるべきである。なぜなら、これは酸素を放出または放散させるからである。
【００５４】
好ましくは、クーラント液は、フッ素化されたまたは部分的にフッ素化された流体であり、特に、クーラント液はパーフルオロカーボンであってもよい。特定の例では、クーラント流体は、パーフルオロポリエーテルである。好適なクーラント液の例としては、天然油、合成油、フルオロオクタン（たとえば、Fluorinert（商標））、ハイドロフルオロエーテル、ＨＦＥ（たとえば、Novec（商標））、ハイドロフルオロオレフィン、ＨＦＯ（たとえば、Vertrel Sinara（商標））、パーフルオロケトン、ＰＦＫ（たとえば、Novec（商標））、またはパーフルオロポリエーテル、ＰＦＰＥ（たとえば、Solvay Galden（商標））が挙げられる。しかし、この列挙は網羅しているわけではなく、本発明の範囲内で他のクーラント液が用いられてもよい。
【００５５】
好ましくは、発熱電気部品は、コンピュータ部品を備える。たとえば、発熱電気部品は、ＣＰＵの一部を形成してもよく、またはデータ記憶に使用されてもよい。冷却モジュール内に２つ以上の発熱電気部品が搭載されてもよい。
【００５６】
さらなる局面において、冷却システムであって、当該冷却システムは、体積を規定する冷却モジュールと、溶解酸素を含むクーラント液とを備え、溶解酸素は、クーラント液が予め定められた温度以上に加熱されると放出され、クーラント液は、体積内に含まれ、当該冷却システムはさらに、クーラント液に浸漬されるように体積内に搭載された発熱電気部品を備え、発熱電気部品によって発生した熱は、クーラント液によって吸収され、発熱電気部品は、クーラント液から放出された酸素にさらされることによって酸化されるとその発熱を減少させるように構成される。有益なことに、酸化は、発熱電気部品の電力入力の抵抗の増大を生じさせて、入力電流を減少させ、熱の発生を少なくする。
【００５７】
酸素が冷却モジュールの体積に放出されると、発熱部品、特に過剰に加熱される発熱部品は、酸化し始める。同様に、電力入力を発熱部品に接続する（たとえば、回路基板における）接続部またはワイヤも酸化し始め得る。酸化は、発熱部品の電気抵抗を増大させ、部品によって引き込まれる電流を減少させる。場合によっては、酸化は、抵抗を大幅に増大させる可能性がある。代替的に、発熱部品またはその電気的接続部の酸化は、発熱部品との電気的接続部を完全に「バーンアウト」、溶融または破損させ得る。たとえば、発熱部品におけるワイヤまたは入力の面が酸化して、電流を伝えることができるワイヤの断面積を減少させ得る。これにより、ワイヤの酸化部分を介して抵抗が大幅に増大する。最終的に、入力ワイヤの局所抵抗が、入力ワイヤが融解または破損する程度に増大する。その結果、装置に対する回路が破損して、回路が溶融される。その結果、発熱部品が熱を発生させなくなる。
【００５８】
有利なことに、溶解酸素の存在は、故障した発熱部品を使用不可にすることによって冷却システムの安全性を向上させる。その結果、発熱部品からクーラント流体に放散させることができる過剰なエネルギは減少し、それによって、クーラント流体が化学分解温度に過剰に加熱される可能性が減少する。特に、クーラント流体において溶解酸素が用いられることにより、クーラント流体の急な加熱が防止される。
【００５９】
また、浸漬環境内に酸素が存在することにより、クーラント流体の分解が起こった場合にＰＦＩＢまたはＨＦなどの潜在的に危険な化学物質を発生させる可能性が減少する。クーラント流体の化学分解時、酸素が反応して、危険性の低い異なる化学分解生成物を生じさせる。たとえば、クーラントの分解の結果としてＣＦ２ではなくＣＯＦ２が生成され得るので、ＰＦＩＢの生成を無くすことができる。
【００６０】
好ましくは、体積は密封される。たとえば、冷却モジュールは、密封容器または体積である。有益なことに、体積を密封することにより、クーラント流体から放出された溶解酸素が体積に取り込まれ、浸漬環境内に保持される。したがって、酸素は、発熱接触部の酸化に利用できるであろう。
【００６１】
好ましくは、冷却モジュールは、発熱電気部品によって発生した熱を体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、発熱電気部品によって発生した熱は、クーラント液によって吸収され、対流によって熱界面に運ばれる。たとえば、熱は、クーラント流体による熱の吸収によって発熱部品の近傍から逃がされてもよい。次いで、加熱されたクーラント流体は、発熱部品から熱を逃がすために対流によって循環する。熱界面は、対流が加熱されたクーラント流体を熱界面の方に移動させるように冷却モジュール内に位置決めされてもよい。次いで、熱は、熱界面を介して体積から逃がすことができる。熱界面の面は、密封可能なモジュールの内面であってもよく、そのため、熱界面の面は、体積を規定する面のうちの少なくとも１つである。
【００６２】
好ましくは、発熱電気部品から熱界面に熱を運ぶためのクーラント液の循環は、対流によってのみ行われる。言い換えれば、クーラント流体を循環させて発熱部品の近傍から熱を逃がすように冷却システムが動作することはない。クーラント流体の循環は、機械的に強制されることなく、対流によってのみ行われる。特に、酸素化ガスを注入することにより、循環システムの故障が生じる可能性がある。理想的には、クーラント流体は、冷却システムの通常動作の間中ずっと液相のままである。
【００６３】
好ましくは、冷却システムは、熱界面から熱を受け取って冷却モジュールから前記熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える。たとえば、熱交換器は、冷却モジュールの熱界面が熱交換器とクーラント流体との間に位置決めされるように配置されてもよい。したがって、クーラント流体から熱界面を介して伝達された熱は、熱交換器によって受け取られて、クーラントモジュールから逃がすことができる。
【００６４】
任意に、冷却モジュールの体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される。クーラント流体の化学分解生成物がアルミニウムまたはアルミニウムベースの材料と反応する場合には、冷却モジュールの体積内のアルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素の存在を用いていかなる有害な化学分解生成物も中和することができる。たとえば、特定のクーラント流体の一般的な化学分解生成物は、ＰＦＩＢおよびＨＦである。当該要素におけるアルミニウムは、ＰＦＩＢおよび／またはＨＦと反応して、人間の健康にとって害が少ないさらなる化学成分を生じさせ得る。
【００６５】
有益なことに、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、コーティングは、冷却モジュールの内面の少なくとも一部上にあり、内面は、体積を規定する。たとえば、冷却モジュール内に規定される体積の内壁の少なくとも一部は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムでコーティングされてもよい。そうすることによって、クーラント流体の化学分解生成物との反応に用いられるように、アルミニウムまたは酸化アルミニウムの大きな表面積が提供される。また、当該要素は、冷却モジュールの熱伝達面または熱界面上のコーティングであってもよい。代替的に、別個の犠牲部品が冷却モジュールの体積内に含まれてもよい。当該要素は、クーラントと直接液体接触する。
【００６６】
冷却モジュールは、密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備えてもよい。たとえば、発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の温度が上昇し、それによって、冷却モジュール内の圧力を上昇させる。クーラント流体は、確認しないままでいると、まず沸騰して、最終的にはクーラントが化学分解される温度に達するであろう。クーラント液の過剰な加熱を回避するために、閾値圧力で圧力解放値を開放することができる。閾値圧力は、所与の体積およびタイプのクーラント流体の予め定められた閾値温度に対応するように（たとえば、当該クーラントタイプの位相図に従って）選択され得る。予め定められた閾値温度は、所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよく、または実質的に所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよい。このように、圧力シールを用いてクーラント流体の化学分解を防止することができる。
【００６７】
任意に、冷却モジュールは、密封体積内の温度が閾値温度を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備えてもよい。たとえば、（たとえば、故障によって）発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の加熱の増大が起こり得る。閾値温度で、冷却モジュールの体積のシールは、開放、軟化または「バーンアウト」し、それによって冷却モジュール内の圧力を解放し得る。シールを開放することによって、冷却モジュール内の圧力もクーラント流体によって占められる体積も変更され、これによってクーラント流体の温度が低下する。したがって、温度解放シールを用いて、化学分解が起こり得る温度にクーラント流体が加熱されることを防止することができる。
【００６８】
さらなる局面において、発熱電気部品を冷却するための冷却システムであって、当該冷却システムは、体積を規定する冷却モジュールと、密封体積内に含まれるクーラント液とを備え、クーラント液は、発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収し、クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、エネルギ入力閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こり、クーラント液の少なくとも１つの化学分解生成物は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムと反応し、当該冷却システムはさらに、体積内に配置された少なくとも１つの要素を備え、少なくとも１つの要素は、アルミニウムおよび／または酸化アルミニウムを含む。
【００６９】
有利なことに、いくつかの一般的なクーラント流体の化学分解生成物は、アルミニウムまたはアルミニウム含有化合物と反応する。たとえば、クーラント液がハイドロフルオロカーボンまたはパーフルオロカーボンである場合、クーラントは、化学分解温度で、ＰＦＩＢおよび／またはＨＦを含む生成物に分解し得る。これらの化学分解生成物は、少量であっても、人間の健康にとって危険である。しかし、アルミニウム含有材料の存在下で、化学副生成物（特に、ＰＦＩＢ）は、アルミニウムとさらに反応して、害が少ない化学生成物を生じさせ得る。したがって、冷却モジュール内に１つ以上のアルミニウムまたは酸化アルミニウム要素を含むことは、いかなる量のＰＦＩＢまたは生成された他の有害な化学分解生成物とも反応させるための犠牲要素として用いることができる。このように、システムの安全性が向上される。さらなる例では、アルミニウム含有材料を用いて、たとえばＨＦとの反応によって、クーラント液の化学分解に起因する酸性度を中和することができる。
【００７０】
任意に、少なくとも１つの要素は、冷却モジュールの内面の少なくとも一部上にコーティングを備え、内面は、体積を規定する。冷却モジュールの内面の少なくとも一部をコーティングする（内面は、クーラントを含む体積を規定する）ことは、生成されたいかなるＰＦＩＢまたは危険な化学分解生成物とも反応させるための大きな表面積を提供する。特定の例では、冷却モジュールの内面は、面に酸化アルミニウムを提供するように陽極酸化される。また、当該要素は、冷却モジュールの熱伝達面または熱界面上のコーティングであってもよい。
【００７１】
任意に、少なくとも１つの要素は、体積内に搭載された要素を備える。たとえば、当該要素は、部品、または、部品の面もしくはコーティングなどの部品の一部であってもよい。当該部品は、クーラント液の複数の化学分解生成物のうちの生成物と反応させるための反応物を提供するように意図された犠牲部品であってもよい。
【００７２】
場合によっては、当該要素は、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類酸化物、アルカリ土類水酸化物、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化亜鉛、アルカリ土類塩基性炭酸塩、アルカリ土類塩基性リン酸塩、または遷移金属酸化物粒子からなる群から選択される材料のうちの少なくとも１つを含んでもよい。当該要素は、アルミニウムもしくは酸化アルミニウムの代わりに、またはアルミニウムもしくは酸化アルミニウムとの混合物中に、これらの材料またはこれらの材料の混合物を含んでもよい。列挙した金属の各々は、ＰＦＩＢと反応して、人間の健康にとって危険性が少ないであろう新たな化学生成物を生じさせ得る。クーラント流体、通常動作条件下の冷却モジュール内の温度、および冷却モジュール内の特定の発熱部品を考慮して、適切な金属が選択されるべきである。
【００７３】
有益なことに、クーラント液は、溶解酸素を含む。これは、冷却モジュール内でクーラント流体の過剰な加熱が起こった場合のさらなる安全対策を提供するのに有用である。（クーラント液の通常動作温度よりも高い）予め定められた温度で、溶解酸素はクーラント流体から放出または放散される。冷却モジュールの体積に酸素が放出されると、発熱部品は、酸化し始め得る。同様に、電力入力を発熱部品に接続する（たとえば、回路基板における）接続部またはワイヤも酸化し始め得る。有利なことに、発熱部品または接続部の面が酸化するにつれて、発熱電気部品と電力入力との間の抵抗が増大する。これにより、発熱部品に供給される電力が減少する。その結果、発熱部品によって発生する熱の量は減少する。状況次第では、発熱部品またはその電気的接続部の酸化により、発熱部品との電気的接続部は完全に「バーンアウト」、溶融または破損するおそれがある。また、浸漬環境内に酸素が存在することにより、クーラント流体の分解が起こった場合にＰＦＩＢまたはＨＦなどの潜在的に危険な化学物質を発生させる可能性が減少する。なぜなら、酸素が反応して、危険性の低い異なる化学分解生成物を生じさせるからである。
【００７４】
好ましくは、冷却モジュールは、発熱電気部品によって発生した熱を体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、発熱電気部品によって発生した熱は、クーラント液によって吸収され、対流によって熱界面に運ばれる。たとえば、熱は、クーラント流体による熱の吸収によって発熱部品の近傍から逃がされてもよい。次いで、加熱されたクーラント流体は、発熱部品から熱を逃がすために対流によって循環する。熱界面は、対流が加熱されたクーラント流体を熱界面の方に移動させるように冷却モジュール内に位置決めされてもよい。次いで、熱は、熱界面を介して体積から逃がすことができる。熱界面は、冷却モジュールの壁であってもよい。
【００７５】
好ましくは、冷却システムは、熱界面から熱を受け取って冷却モジュールから熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える。たとえば、熱交換器は、冷却モジュールの熱界面が熱交換器とクーラント流体との間に位置決めされるように配置されてもよい。したがって、クーラント流体から熱界面を介して伝達された熱は、熱交換器によって受け取られて、クーラントモジュールから逃がすことができる。
【００７６】
任意に、冷却モジュールは、密封体積内の圧力が閾値圧力を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された圧力解放シールをさらに備える。たとえば、発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の温度が上昇し、それによって、冷却モジュール内の圧力を上昇させる。クーラント流体は、確認しないままでいると、まず沸騰して、最終的にはクーラントが化学分解される温度に達するであろう。クーラント液の過剰な加熱を回避するために、閾値圧力で圧力解放値を開放することができる。閾値圧力は、所与の体積およびタイプのクーラント流体の予め定められた閾値温度に対応するように（たとえば、当該クーラントタイプおよびシステム体積の位相図に従って）選択され得る。予め定められた閾値温度は、所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよく、または実質的に所与のクーラント流体の化学分解温度未満であってもよい。このように、圧力シールを用いてクーラント流体の化学分解を防止することができる。
【００７７】
任意に、冷却モジュールは、密封体積内の温度が閾値温度を超えると冷却モジュールの密封体積を開放するように配置された温度解放シールをさらに備えてもよい。たとえば、（たとえば、故障によって）発熱部品の過剰な加熱が起こると、クーラント流体の過剰な加熱が起こり得る。閾値温度で、冷却モジュールの体積のシールは、「バーンアウト」、融解または軟化し、それによって冷却モジュール内の圧力を解放し得る。シールを開放することによって、冷却モジュール内の圧力もクーラント流体によって占められる体積も変更され、これによってクーラント流体の温度が低下する。したがって、温度解放シールを用いて、化学分解が起こり得る温度にクーラント流体が加熱されることを防止することができる。
【００７８】
さらなる局面において、冷却システム内の発熱電気部品を冷却するための方法であって、当該方法は、体積を規定する冷却モジュールを設けるステップと、密封体積内に含まれるクーラント液を提供するステップとを備え、クーラント液は、発熱電気部品からの過剰なエネルギを吸収することができ、クーラント液は、エネルギ入力閾値を有し、エネルギ入力閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こり、クーラント液の少なくとも１つの化学分解生成物は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムと反応し、当該方法はさらに、体積内に少なくとも１つの要素を配置するステップを備え、少なくとも１つの要素は、アルミニウムおよび／または酸化アルミニウムを含む。
【００７９】
さらなる局面において、発熱電気部品を冷却するための冷却システムであって、当該冷却システムは、発熱電気部品の浸漬によって過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を備え、クーラント液は、温度閾値を有し、温度閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こり、当該冷却システムはさらに、密封体積を規定する冷却モジュールを備え、クーラント液は、密封体積内に含まれ、発熱電気部品は、クーラント液に浸漬され、密封体積は、温度閾値を下回る予め定められた値でのクーラント液の温度に対応する予め定められた圧力または予め定められた温度で開放する少なくとも１つのシールを有する。いくつかの例では、複数のシールが用いられてもよく、そのうちのいくつかは圧力シールであってもよく、いくつかは温度シールであってもよい。
【００８０】
クーラント流体は、熱の形態のエネルギを発熱部品から吸収する。特定のエネルギ閾値で、クーラント流体は、さまざまな化学生成物に分解する。化学分解の厳密な温度は、冷却モジュール内の圧力および体積に依存し得る。なぜなら、圧力も温度もクーラント流体内にエネルギを格納するように作用するからである。したがって、所与の体積の特定のクーラントについて、温度または圧力シールの開放のために特定の温度および圧力閾値が設定され得る。閾値温度または圧力は、クーラント液が化学分解に必要なエネルギを下回るエネルギを有することに対応する。
【００８１】
少なくとも１つのシールは、閾値温度または圧力で機能しなくなるいずれかのシールであってもよい。たとえば、シールは、特定の圧力で開放する圧力シールであってもよく、または特定の圧力が弁の入力側に存在するときに流体が通過することを可能にする一方向弁であってもよい。代案では、シールは、特定の温度で融解する材料（ワックスまたは金属合金など）を含んでいてもよい。シールが融解する時点で、システムの加圧された部分から外側への導管が開放される。少なくとも１つのシールは、体積と大気との間で冷却モジュールの壁に配置される。
【００８２】
有利なことに、シールの開放による冷却モジュール内の圧力の変化の結果、冷却モジュール内の温度は低下する。さらに、クーラントは、クーラント液の化学分解が起こり得る前に冷却モジュールから放出され得る。たとえば、第１の温度でクーラント流体が沸騰し得て、はるかに高い温度で化学分解が起こり得る。シールは、化学分解温度よりも低い温度で、任意に沸点よりも低い温度で、開放すべきである。
【００８３】
任意に、クーラント液は、溶解酸素をさらに含む。これは、冷却モジュール内でクーラント流体の過剰な加熱が起こった場合のさらなる安全対策として有用である。（クーラント液の通常動作温度よりも高い）予め定められた温度で、溶解酸素はクーラント流体から放出または放散される。冷却モジュールの体積に酸素が放出されると、発熱部品、特に過剰な加熱を受ける発熱部品は、酸化し始める。同様に、電力入力を発熱部品に接続する（たとえば、回路基板における）接続部またはワイヤも酸化し始め得る。有利なことに、発熱部品または接続部の面が酸化するにつれて、発熱電気部品と電力入力との間の抵抗が増大する。これにより、発熱部品に供給される電力が減少する。その結果、発熱部品によって発生する熱の量は減少する。状況次第では、発熱部品またはその電気的接続部の酸化により、発熱部品との電気的接続部は完全に「バーンアウト」、溶融または破損するおそれがある。したがって、有益なことに、クーラント液に溶解した酸素を用いることにより、冷却モジュール内のクーラント液が化学分解を可能にするであろう温度に加熱される可能性を減少させるためのさらなる安全対策が提供される。また、浸漬環境内に酸素が存在することにより、クーラント流体の分解が起こった場合にＰＦＩＢまたはＨＦなどの潜在的に危険な化学物質を発生させる可能性が減少する。なぜなら、酸素が反応して、危険性の低い異なる化学分解生成物を生じさせるからである。
【００８４】
任意に、冷却モジュールの体積内には、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素が配置される。クーラント流体の化学分解生成物がアルミニウムまたはアルミニウムベースの材料と反応する場合には、冷却モジュールの体積内のアルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素の存在を用いていかなる有害な化学分解生成物も中和することができる。たとえば、特定のクーラント流体の一般的な化学分解生成物は、ＰＦＩＢおよびＨＦであり、アルミニウムと反応して、人間の健康にとって害が少ないさらなる化学成分を生じさせ得る。
【００８５】
任意に、アルミニウムまたは酸化アルミニウムを含む要素は、冷却モジュールの内面の少なくとも一部上のアルミニウムまたは酸化アルミニウムを含むコーティングであり、内面は、体積を規定する。たとえば、冷却モジュール内に規定される体積の内壁の少なくとも一部は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムでコーティングされてもよく、または陽極酸化アルミニウム層であってもよい。また、当該要素は、冷却モジュールの熱伝達面または熱界面上のコーティングであってもよい。代替的に、アルミニウムを含む犠牲要素が冷却モジュール内に含まれていてもよい。
【００８６】
好ましくは、冷却モジュールは、発熱電気部品によって発生した熱を体積から逃がすように配置された熱界面をさらに備え、発熱電気部品によって発生した熱は、クーラント液によって吸収され、対流によって熱界面に運ばれる。たとえば、熱は、クーラント流体による熱の吸収によって発熱部品の近傍から逃がされてもよい。次いで、加熱されたクーラント流体は、発熱部品から熱を逃がすために対流によって循環する。熱界面は、対流が加熱されたクーラント流体を熱界面の方に移動させるように冷却モジュール内に位置決めされてもよい。次いで、熱は、熱界面を介して体積から逃がすことができる。
【００８７】
好ましくは、冷却システムは、熱界面から熱を受け取って冷却モジュールから熱を逃がすように配置された熱交換器をさらに備える。たとえば、熱交換器は、冷却モジュールの熱界面が熱交換器とクーラント流体との間に位置決めされるように配置されてもよい。したがって、クーラント流体から熱界面を介して伝達された熱は、熱交換器によって受け取られて、クーラントモジュールから逃がすことができる。
【００８８】
好ましくは、クーラント液は、フッ素化されたまたは部分的にフッ素化された流体であり、特に、パーフルオロカーボンである。これらのタイプのクーラントは、本明細書に記載されている本発明の全ての実施形態とともに用いるのに特に有利である。クーラント液は、室温では液体である。単相浸漬冷却のためのクーラント液は、発熱電気部品の通常動作温度下で液体である。しかし、冷却モジュール内で二相浸漬冷却に用いられるクーラントは、発熱電気部品の通常動作温度で気体に蒸発すべきであるが、わずかに低い温度では液体であるべきである（言い換えれば、二相冷却でのクーラント流体の沸点は、発熱部品の通常動作温度あたりまたは直下であるべきである）。いずれにしても、発熱電気部品の通常動作温度ではクーラント流体の化学分解は起こるべきではない。好適なクーラント液の例としては、天然油、合成油、フルオロオクタン（たとえば、Fluorinert（商標））、ハイドロフルオロエーテル、ＨＦＥ（たとえば、Novec（商標））、ハイドロフルオロオレフィン、ＨＦＯ（たとえば、Vertrel Sinara（商標））、パーフルオロケトン、ＰＦＫ（たとえば、Novec（商標））、またはパーフルオロポリエーテル、ＰＦＰＥ（たとえば、Solvay Galden（商標））が挙げられる。しかし、この列挙は網羅しているわけではなく、本発明の範囲内で他のクーラント液が用いられてもよい。
【００８９】
好ましくは、発熱電気部品は、本明細書に記載されている実施形態の各々においてコンピュータ部品を備える。特に、本発明は、たとえば冷却モジュール内の回路基板またはマザーボード上に搭載された、ＣＰＵ、ハードドライブまたはメモリモジュールなどのコンピュータ部品の冷却に特に有用であろう。
【００９０】
さらなる局面において、冷却システム内の発熱電気部品を冷却するための方法であって、当該方法は、発熱電気部品の浸漬によって過剰なエネルギを吸収するためのクーラント液を提供するステップを備え、クーラント液は、温度閾値を有し、温度閾値を上回るとクーラント液の化学分解が起こり、当該方法はさらに、密封体積を規定する冷却モジュールを設けるステップを備え、クーラント液は、密封体積内に含まれ、発熱電気部品は、クーラント液に浸漬され、密封体積は、温度閾値を下回る予め定められた値でのクーラント液の温度に対応する予め定められた圧力または予め定められた温度で開放する少なくとも１つのシールを有する。いくつかの例では、複数のシールが用いられてもよく、そのうちのいくつかは圧力シールであってもよく、いくつかは温度シールであってもよい。
【００９１】
本明細書に記載されている構造的なシステム特徴と一致する方法特徴が任意に上記のシステムに関連して提供されてもよいということが理解される。本明細書に記載されているシステム特徴もしくは方法特徴のうちのいずれかの組み合わせ、またはシステム特徴および方法特徴の組み合わせも、はっきりと開示されていなくても、提供される。
【００９２】
一例として、本開示の局面に係る冷却システムについて以下の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】対応するキャビネットに挿入されるように配置された冷却モジュールの投影図である。
【図２】冷却システムの第１の例の第１の側からの断面図である。
【図３】冷却システムの第１の例の第２の側の平面図である。
【図４】冷却システムの第２の例の第１の側からの断面図である。
【図５】冷却システムの第３の例の第１の側からの断面図である。
【図６】冷却システムの第４の例の第１の側からの断面図である。
【図７】冷却システムの第４の例の第２の側の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９４】
必要に応じて、図中、同様の参照番号は同様の要素を示している。図面は、一定の縮尺に応じているわけではない。
【００９５】
発明の具体的な実施形態の詳細な説明
最初に図１を参照して、キャビネットまたはシャシー２０が示されている。このタイプのキャビネットは、複数のデータサーバを収容するために、たとえばネットワーク接続されたコンピューティング環境内で用いられてもよい。
【００９６】
キャビネットまたはシャシー２０は、１つ以上の冷却システム１０（冷却翼または冷却フィンとしても知られている）を受けるように配置されている。各冷却システム１０は、ネットワーク内での動作のために１つ以上の発熱電気部品を収容している。たとえば、各冷却システム１０は、データサーバを形成するようにマザーボード、中央処置装置（ＣＰＵ）およびメモリモジュールを収容してもよい。上記電気部品は、通常動作中でさえ大量の熱を放散し得るため、冷却システムは、電気部品の近傍から熱を効率的かつ効果的に除去するように構成される。
【００９７】
キャビネット２０は、電力コネクタ１４を有するように構成され、電力コネクタ１４は、各冷却システム１０の背面に配置された相互電力コネクタ１２に対応するように配置されている。電力コネクタ１２，１４は、シャシーまたはキャビネット２０から冷却システム１０への電気入力を受け取るように配置されている。キャビネット２０は、たとえば主電源または発電機などの外部電源に接続されている。大抵の場合、キャビネット２０で受け取られる電力（特に、電圧）のレベルは、冷却システム１０内に収容されている電気部品の通常動作に必要なレベルよりも実質的に高い。
【００９８】
さらなるコネクタが冷却システム１０に存在してもよい（図１には図示せず）。たとえば、クーラント流体の入力および出力のためのコネクタが、キャビネット２０における相互コネクタと接続するように存在してもよい。これにより、たとえばキャビネット２０と冷却システム１０内の熱交換器との間のクーラントの循環を可能にすることができる。冷却システム１０に存在するさらなるコネクタとしては、データまたはネットワーク接続部、プラグまたはソケットを挙げることができる。
【００９９】
使用時、冷却システム１０は、キャビネット２０に挿入されるかまたは差し込まれる。冷却システム１０は、電力接続を維持するために、相互電力コネクタ１２，１４が接続されるまでキャビネット２０に挿入される。この例では、電力コネクタ１２，１４は、キャビネット２０から冷却システム１０に直流電圧を供給する。冷却システム１０がキャビネット２０に完全に挿入されると、キャビネット２０と冷却システム１０との間に構成されたその他のタイプのコネクタ、プラグまたはソケットも接続される。
【０１００】
図２は、冷却システム１００のための例示的な構成の断面図を示し、図３は、同一の冷却システム１００の背面板の図を示す。冷却システム１００は、図１に示されるようにキャビネットまたはシャシーに差し込むまたは挿入することができる。
【０１０１】
冷却システム１００は、少なくとも１つの発熱電気部品が収容される（たとえば、回路基板１４０上に搭載される）体積を規定する密封可能なユニットまたは冷却モジュール１１０を備える。冷却モジュール１１０の少なくとも１つの内面は熱界面として配置され、当該熱界面を介して熱を熱交換器に伝達して冷却モジュール１１０から熱を伝達することができる。クーラント流体の入力もしくは出力および／または回路基板１４０に搭載された部品とのデータもしくはネットワーク接続のために、冷却モジュール１１０の内部とのさまざまな密封接続が含まれていてもよい。上記の電気部品および接続は、図２には図示されていない。
【０１０２】
クーラント流体１１６は、冷却モジュール１１０によって規定される体積内に含まれている。クーラント流体１１６の水位は、発熱電気部品を浸漬するのに十分であり、それによって電気部品からクーラント流体への熱伝達のための大きな表面積をもたらす。その結果、発熱電気部品に最も近いクーラント流体１１６の温度が上昇する。発熱電気部品の冷却は、冷却流体内の対流によって進行し得て、その後、冷却流体から熱交換器との熱界面に熱を伝えることができる。冷却システムによって用いられる精密な冷却機構は、本特許出願の範囲を超えるが、好適な冷却システムの例は、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０６１６号、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１０／０００９５０号、国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０６１５号または米国特許第７，６０９，５１８号に記載されている。しかし、本発明は、本明細書に記載されているシステムと併用することに限定されるものではない。
【０１０３】
この例では、酸素が溶解したクーラント液１１６が用いられる。これは、さらに以下で説明するようにクーラント液のいずれかの化学分解が起こる場合に利点を有する。しかし、図２および図３に示される構成は、溶解酸素を含まない他のタイプのクーラントと併用されてもよい。
【０１０４】
冷却システム１００は、電力コネクタ１１２と、電力レギュレータ１２０と、電力入力１３０とをさらに備える。電力コネクタ１１２は、キャビネットまたはシャシー２０内の相互コネクタとの接続を可能にするように配置されている。電力コネクタ１１２は、キャビネット２０に接続された電源から直流電圧を受け取る。
【０１０５】
電力コネクタ１１２は、電力レギュレータ１２０と接続している。電力レギュレータ１２０は、次に、電力入力１３０に接続されている。電力入力１３０は、この例では、回路基板１４０上に搭載された、冷却システム１１０内の複数の発熱電気部品との接続を備える。したがって、電力入力１３０は、電力を回路基板１４０に供給する。
【０１０６】
この例では、電力レギュレータ１２０は、直列に接続された電圧レギュレータおよび完全絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを備える。電圧レギュレータは、電力入力に印加される電圧を安定化し、ＤＣ−ＤＣコンバータは、電圧を予め定められたレベルに変換するまたは「降圧する」ように作用する。たとえば、キャビネットまたはシャシー２０は、４８Ｖ直流電圧の６０ｋＷの電力を受け取ってもよい。電力レギュレータ１２０は、回路基板１４０に送られる電圧が７２０Ｗを超えることができないように電力を調整する。電圧の厳密な範囲は、回路基板１４０に位置する電気部品の要件に従って設定される。調整された電圧の大きさは、冷却システム１００の製造時に予め定められる。図２および図３に示されるシステムの別の特定の例では、電力レギュレータは、４００Ｗを超えない電圧を回路基板１４０に送るように構成される。
【０１０７】
使用時、直流電圧が電力コネクタ１１２を介して冷却システム１００において受け取られる。当該直流電圧は、電圧を調整することによって電力を安定化する電力レギュレータ１２０に送られる。調整された電圧は、次いで、電力入力１３０に送られ、回路基板１４０に向けられて、搭載された電気部品に電力を供給する。電力レギュレータは、過剰な電力が冷却モジュールに供給されて化学分解温度を超える温度にクーラント液１１６を加熱するのに用いられることを防止する。
【０１０８】
図２および図３における電力レギュレータ１２０は、冷却モジュールの熱伝導性背面板１５０に接続されている。背面板１５０は、動作中に電力レギュレータからの熱を放散するヒートシンクの役割を果たす。この例では、熱伝導性背面板１５０は、電力レギュレータ１２０が第１の側に接続され、クーラント液１１６が対向する第２の側に接触する状態で、配置されている。その結果、電力レギュレータ１２０から熱を逃がすために、熱伝導性背面板１５０を介してクーラント液１１６に熱を伝達することができる。このように、電力レギュレータ１２０は、冷却モジュール１１０内の液体冷却によって伝導的に冷却される。さらに、電力レギュレータ１２０は、冷却モジュールの背面板にわたって空気を移動させることによって空気冷却される。一例では、空気流は単に対流によって生成されるが、さらなる例では、空気流は１つ以上の機械式ファンによって駆動される。したがって、電力レギュレータ１２０の動作温度を低下させることができる。
【０１０９】
有益なことに、この構成では、電力レギュレータ１２０は、予め定められた閾値を超える冷却モジュール１１０への電力入力１３０を防止する。このように、シャシー２０における電力は、浸漬環境から分離される。電力レギュレータ１２０は、冷却モジュール１１０に入る常に過剰なエネルギに対する障壁の役割を果たし、そのため、クーラント流体１１６を加熱することによって化学分解を生じさせる発熱電気部品の機能を制限する。
【０１１０】
図４を参照して、冷却システムのさらなる例について説明する。図４は、冷却システム４００のためのさらなる構成の断面図を示す。冷却システム４００は、図１に示されるキャビネットまたはシャシーに差し込まれるかまたは挿入されてもよく、図３に示される背面板を有してもよい。
【０１１１】
図２および図３に関連して上記したように、冷却システム４００は、複数の発熱電気部品が搭載される回路基板１４０を収容する密封可能な体積を規定する冷却モジュール１１０を備える。冷却モジュール１１０の体積は、クーラント流体１１６を収容し、当該クーラント流体１１６は、冷却モジュール１１０の熱界面に対して配置された熱交換器と組み合わせて用いられて、回路基板１４０における電気部品を対流によって冷却する。
【０１１２】
冷却システム４００は、キャビネットまたはシャシー２０における相互電力コネクタを接続するために、冷却モジュール１１０の外面に配置された電力コネクタ１１２を含む。冷却システム４００は、電力入力１３０に接続された電力レギュレータ１２０をさらに備える。電力入力１３０は、回路基板１４０上の電気部品に電力を提供するために、冷却モジュール１１０内の回路基板１４０と接続した状態で配置されている。図２および図３に関連して説明したように、電力レギュレータは、冷却モジュール１１０への電力入力の調整に用いられる。
【０１１３】
図４に示される構成では、回路基板１４０は、回路基板１４０に搭載された各電気部品とともにクーラント流体１１６に浸漬される。したがって、電気部品は、対流および伝導によって冷却される。有益なことに、電気部品の浸漬冷却を用いることは、効率的かつ効果的な冷却方法であろう。
【０１１４】
図４の冷却システムは、回路基板に搭載された要素４５０も備える。要素４５０は、酸化アルミニウム外側コーティングを有する。また、冷却モジュール１１０の壁には圧力シール４６０が配置されている。圧力シール４６０は、冷却モジュール１１０内の圧力が閾値圧力に達したときに開放するように配置されている。圧力閾値は、特定のクーラントおよび特定の量のクーラント液に対して選択される。圧力閾値圧力は、予め定められた温度および圧力に対応し、予め定められた温度は、システム内で選択されたクーラントの化学分解を生じさせるのに必要な温度を下回る。
【０１１５】
１つ以上の電気部品で故障が発生すると、故障した電気部品の動作温度は上昇する。この場合、より多くの熱がクーラント流体１１６によって吸収され、発熱部品から逃がされ、熱界面を介して熱交換器に送られる。クーラント流体１１６が熱エネルギを吸収する速度で熱交換器が熱エネルギを除去できなければ、クーラント流体１１６の温度は上昇することになる。これにより、冷却モジュール１１０内の圧力は上昇する。冷却モジュール１１０内の圧力が圧力シール４６０の閾値圧力に達すると、シールは開放し、クーラント１１６は冷却モジュール１１０から出ることができるようになる。閾値圧力に関連付けられた温度では、クーラント１１６は気相状態であり得るが、化学分解に必要な温度を大幅に下回る温度である。したがって、圧力弁４６０を開放して冷却モジュール１１０を減圧してクーラント１１６のうちのいくらかを放出することにより、クーラント液１１６の分解を生じさせる可能性がある継続的な温度上昇が防止される。このように、危険な化学分解生成物の発生が回避される。
【０１１６】
何らかの理由で圧力シール４６０が開放しなかった場合には、クーラントは、クーラント流体１１６の化学分解が開始するであろう温度に加熱され得る。その結果、少なくも少量のＰＦＩＢまたはＨＦなどの有害な化学分解生成物が発生して冷却モジュール１１０内に収容されるおそれがある。この場合、化学分解生成物は、酸化アルミニウムコーティングを有する要素４５０と反応する。これにより、ＰＦＩＢまたはＨＦの代わりに、危険性の低いさらなる化学生成物が発生する。一例では、要素４５０内のアルミニウムは、ＰＦＩＢと反応して毒性の低い生成物を発生させ、第２の例では、要素４５０内のアルミニウムは、ＨＦと反応して酸性の低い腐食性の生成物を発生させる。したがって、要素４５０は、故障が発生した場合に冷却システム４００の動作の安全性を向上させるように作用する。
【０１１７】
図５は、図２および図３に関連した上記した冷却モジュールと同様の冷却モジュールを示す。冷却システム５００は、図１に示されるキャビネットまたはシャシー２０に差し込まれるかまたは挿入されてもよく、図３に示される背面板を有してもよい。
【０１１８】
冷却システム５００は、冷却モジュール１１０の背面板１５０に搭載された電力コネクタ１１２、電力レギュレータ１２０および電力入力１３０を備える。電力入力１３０は、複数の発熱電気部品（図示せず）が搭載される回路基板１４０に接続されている。回路基板１４０および発熱部品は、溶解酸素を含むクーラント流体１１６に浸漬される。発熱部品の冷却は、図１の冷却システムに関連した上記したようにクーラント流体１１６内の対流によって進行し得る。
【０１１９】
冷却システム５００は、冷却モジュール１１０の壁の内面を覆う要素５７０をさらに備える。要素またはコーティング５７０は、陽極酸化アルミニウム層（したがって、酸化アルミニウムを含む）である。この場合、陽極酸化アルミニウム層５７０は、冷却モジュール１１０の壁の内面全体を被覆する。
【０１２０】
また、冷却モジュールは、冷却モジュール１１０の壁に配置された温度緩和シール５６０を備える。温度緩和シールの材料は、クーラント流体１１６の化学分解が起こるであろう温度を下回る閾値温度で軟化または融解するように選択される。閾値温度は、冷却システム５００内のクーラント１１６の通常動作温度を大幅に上回る。
【０１２１】
使用時、冷却モジュール１１０内の電気部品で故障が発生すると、さらなる熱がクーラント液１１６に伝達される。クーラント液１１６の温度が温度シール５６０の閾値温度に達するかまたは近付くと、シール５６０は融解または軟化される。その結果、冷却モジュール１１０への経路が開放される。これにより、冷却モジュール１１０内の圧力が減少し、いくらかのクーラント流体１１６が放出され得る。シール５６０の開放の結果、化学分解が起こり得る温度へのクーラント流体１１６の加熱が防止される。したがって、シールは、冷却システム１１０内の危険な化学分解生成物の発生を防止するのに役立ち、冷却システム５００に対してさらなる安全機能を提供する。
【０１２２】
何らかの理由で少量の危険な化学分解生成物（ＰＦＩＢおよびＨＦなど）が発生すると、陽極酸化アルミニウム層またはコーティング５７０は、さらなる安全機構を提供する。クーラント流体１１６の化学分解生成物は、アルミニウムベースの層５７０と反応して、危険性の低いさらなる化学生成物を発生させる。このように、要素５７０は、危険な化学分解生成物と反応するための犠牲層の役割を果たすことができる。
【０１２３】
特定の例では、冷却システム１１０内のクーラント流体１１６として、パーフルオロポリエーテル混合物（商品名Solvay Galden（商標））が用いられてもよい。サーバキャビネットまたはシャシー２０内にはめ込まれるのに適した冷却システム内で約４ｋｇのクーラント流体１１６が用いられてもよい。この冷却モジュールの特定の構成では、温度シール５６０は、およそ１５０ｃで破損または開放すると見込まれ、シールは、およそ２００ｃの温度で融解する。およそ１５０ｃでは、冷却モジュール内の圧力はおよそ６バールであり、およそ２００ｃでは約１６バールに上昇する。記載されている特定のパーフルオロポリエーテル混合物を含むクーラントは、およそ２５０ｃの維持温度に達するまでは化学分解を開始しない。
【０１２４】
図６および図７は、図２、図３、図４および図５の冷却システムと同様の冷却システムを示す。図６は、冷却モジュールを通る断面を示し、図７は、背面板の図を示す。冷却モジュールは、電力コネクタ１１２と、冷却モジュール１１０への電力入力１３０と、冷却モジュール１１０内に搭載された回路基板１４０とを備える。複数の発熱部品（図示せず）が回路基板１４０上に配置され、クーラント１１６に浸漬される。クーラントは、溶解酸素を含む。
【０１２５】
使用時、発熱電気部品の冷却は、過剰な熱をクーラント流体１１６に伝達することによって進行する。発熱部品の近傍のクーラント流体１１６の加熱により、熱交換器（図示せず）との熱界面の方に熱を伝達する対流がクーラント液１１６内に生じる。次いで、熱交換器は、熱を冷却システム６００から逃がすことができる。冷却モジュール１１０内では、通常動作時、クーラント１１６は液相状態のままであり、沸騰しない。冷却モジュール１１０内のクーラント液１１６の循環は全て対流によって生じ、クーラント１１６は送り込まれることはない。
【０１２６】
冷却モジュール１１０内の発熱部品で故障が発生すると、クーラント液１１６は、熱が熱交換器に伝達されてシステムから移動される速度よりも速い速度で熱を受け取ることができる。その結果、クーラント流体１１６の温度は上昇する。最終的に、クーラント流体１１６は、溶解酸素がクーラント１１６から放出または放散される温度に加熱される。次いで、放出された酸素は、発熱部品と反応して、部品の少なくとも一部を酸化させ得る。発熱部品は、高温で動作すると酸化の影響を受けやすくなるであろう。
【０１２７】
酸化の結果、発熱部品によって発生した熱は減少する。たとえば、酸化は、発熱部品への電気入力の抵抗の増大を引き起こし得る。抵抗の増大は、酸化の結果として電流を流すことができる領域が減少することに起因する。抵抗の増大により、電気部品によって引き込まれる電流、したがってその動作温度が低下し得る。状況次第では、抵抗の増大により、部品が「溶融して」、発熱部品の電気的接続を切断する場合がある。
【０１２８】
したがって、溶解酸素を含むクーラント流体１１６の使用は、クーラント液１１６の温度の急上昇を停止させる方法を提供する。その結果、クーラント液１１６内の溶解酸素を用いることにより、クーラント流体１１６が危険な化学分解生成物（たとえば、ＰＦＩＢまたはＨＦなど）に化学分解する可能性が減少する。
【０１２９】
冷却システムの動作の安全性を向上させるための少なくとも４つの機構について本明細書では説明してきた。これらの機構の各々は、冷却システムの動作の全体的な安全性を向上させるために、独立して用いられてもよく、またはいずれかの組み合わせで用いられてもよい。具体的には、これら４つの機構は以下を含む。
【０１３０】
ａ）電力レギュレータを用いて、冷却システムの冷却モジュールに供給される電力を調整すること。電力は、化学分解されるのに必要な冷却モジュール内のクーラントのエネルギ入力閾値未満に過剰なエネルギが維持されるように調整される。
【０１３１】
ｂ）冷却モジュールの体積内のアルミニウムまたは酸化アルミニウム要素（陽極酸化アルミニウム層またはアルミニウム部品）を用いて、クーラント流体の少なくともいくつかの化学分解生成物と反応させること。化学分解生成物と要素との反応後、結果として生じる生成物は、危険性が低くなるかまたは酸性が低くなり得る。
【０１３２】
ｃ）溶解酸素を含むクーラントを用いること。溶解酸素は、クーラント液が特定の温度以上に加熱されるとクーラントから放散または放出され得る。放出された酸素は、冷却モジュール内の電気部品または部品の一部と反応して、当該部品を少なくとも部分的に酸化させ得る。たとえば、発熱部品への電気入力は、発熱部品への電流の抵抗を大きく増大させるように酸化され得る。抵抗の増大により、部品は溶融し得る。その結果、発熱部品の過剰な加熱は停止される。
【０１３３】
ｄ）温度または圧力緩和シールを用いて、冷却モジュール内のクーラント流体の化学分解を生じさせ得る圧力および温度に達する前に冷却モジュールを通気すること。
【０１３４】
上記の実施形態の特徴に対する多くの組み合わせ、変形例または変更例は、当業者に容易に明らかであり、本発明の一部を構成するよう意図されている。１つの実施形態または例に関連して具体的に記載されている特徴はいずれも、適切な変更を加えることによってその他の実施形態で使用されてもよい。
【０１３５】
たとえば、図２および図３に関連して上記した具体的な例では、電力レギュレータは、電圧レギュレータ、または、直列に接続された電圧レギュレータおよび完全絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのいずれかである。しかし、電力レギュレータは、冷却モジュール（特に、冷却モジュール内の回路基板における電気部品）への電力入力を安定化または制御するように作用するいずれかの電気部品または回路であってもよい。当業者には明らかであるように、電力レギュレータは、電圧調整、電流調整、電流制限、電圧制限のための回路、またはこれらの部品のいずれかの組み合わせを備えていてもよい。
【０１３６】
上記の図２および図３では、電力レギュレータは、冷却モジュールの背面板に、したがって冷却モジュールの外部に取り付けられるように配置されている。示されている例では、背面板は、キャビネットまたはシャシーによって受けられる冷却モジュールの面であり、その上にキャビネットまたはシャシーに対する電力コネクタが搭載されている。しかし、別の例では、電力レギュレータは、冷却モジュールの外部でありながら冷却モジュールの異なる位置または異なる面に配置されてもよい。さらに他の例では、電力レギュレータは、キャビネットまたはシャシーであるが、冷却モジュールへの電力入力と直列に配置されてもよい。いずれにしても、電気部品との電気的接続は全て電力レギュレータを介してルーティングされる。ほとんどの場合、電力レギュレータは、電力入力に直接隣接しており、そのため、電力レギュレータおよび電力入力は、電気回路内の隣接する部品として直列に配置される。理想的には、特定の電力レギュレータは、もっぱら特定の単一の冷却システムまたは冷却フィンに入る電力を調整するように作用する。
【０１３７】
上記の実施形態の各々は、溶解酸素を含むクーラントを用いるものとして説明しているが、ガス抜きされたクーラントまたは溶解酸素なしのクーラントが示されている冷却システム内で用いられてもよい。代替的に、酸素を含む任意の溶解ガスを含むクーラント流体が用いられてもよい。特に、溶解酸素は、「純」酸素の形態でクーラントに溶解していてもよい。代替的に、溶解酸素は、２１体積％以上の酸素を有する溶解ガス（言い換えれば、空気含有量以上の酸素含有量を含む溶解ガス）の成分として提供されてもよい。たとえば、溶解ガスの酸素含有量は、２５％以上であってもよく、５０％以上であってもよく、または７５％以上であってもよい。純酸素は、９９％以上の酸素含有量を有していてもよい。
【０１３８】
図４の実施形態では、要素は、酸化アルミニウムコーティングを有する別個の要素である。図５は、要素が冷却モジュールの壁の内面上のコーティングであることを示している。しかし、他の例では、要素は異なる形態をとってもよい。たとえば、要素は、アルミニウムまたは酸化アルミニウムのみで構成された犠牲要素であってもよく、または要素は、コーティングとして熱伝達面もしくは熱界面（図示せず）上にあってもよい。
【０１３９】
図５に関連して上記した具体的な実施形態では、クーラント流体は、パーフルオロポリエーテル、ＰＦＰＥ（たとえば、Solvay Galden（商標））である。温度シールの開放のための図５に関連して記載した特定の圧力および温度は、具体的にはパーフルオロポリエーテルおよびIceotope社のシャシーまたはサーバキャビネット内に収まるようなサイズを有する冷却システムのために提供されている。しかし、他のタイプのクーラントが用いられてもよく、または冷却モジュールの体積は異なるサイズであってもよい。この状況では、温度または圧力シールにとって適切な閾値温度および圧力が選択されるべきである。一例として、フルオロオクタン（たとえば、Fluorinert（商標））、ＨＦＥ（たとえば、Novec（商標））、ハイドロフルオロオレフィン、ＨＦＯ（たとえば、Vertrel Sinara（商標））、パーフルオロケトン、ＰＦＫ（たとえば、Novec（商標））を含むクーラント流体も用いられてもよい。これらのクーラント流体の各々は、同様の沸点を示す。しかし、いくつかは、低い化学分解温度を有し得る（たとえば、Novec（商標）によるＨＦＥ／ＰＦＫは、Solvay Galden（商標）によるパーフルオロポリエーテルの２５０ｃの分解温度と比較して、およそ１５０ｃで分解し始め得る）。したがって、Novec（商標）の使用は、圧力または温度シールにとって適切に閾値圧力および温度を選択することを必要とするであろう。たとえば、シール内で用いられるように異なる材料が選択されてもよい。シールは、クーラント流体との材料適合性および浸透性についても選択されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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