(57)【要約】  液体冷却を行うように構成された組立体が本明細書にて提供される。かかる組立体は、熱部材、支持部材、及びガスケットを備えている。熱部材は、該熱部材から延び、かつ熱伝導材料から形成された冷却ピンの配列要素を含んでいる。支持部材は入口流路及び出口流路を備えている。入口流路は、冷却ピンの配列要素に流体を供給するように構成されている。出口流路は、冷却ピンの配列要素から流体を受け取るように構成されている。ガスケットは、熱部材及び支持部材間に位置し、かつそれらの間にて流体密封シールによって冷却流路を形成するように構成されている。【選択図】図２
2016508674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体冷却を行うように構成される組立体であって、
冷却ピンの配列要素を含む熱部材であって、前記冷却ピンの配列要素が前記熱部材から延び、かつ前記冷却ピンの配列要素が熱伝導材料によって形成される、熱部材と、
入口流路及び出口流路を有する支持部材であって、前記入口流路が前記冷却ピンの配列要素に流体を供給し、かつ前記出口流路が前記冷却ピンの配列要素から前記流体を受け取るように構成される支持部材と、
前記熱部材及び前記支持部材間に位置し、かつそれらの間における流体密封シールによって冷却流路を形成するように構成されるガスケットと
を備えている組立体。
【請求項２】
前記熱部材が、その一方側に配置された前記冷却ピンの配列要素、及びその反対側に配置された嵌合部材を含み、
前記冷却ピンの配列要素が、前記熱部材から前記ガスケットに向かって延び、かつそれらの間に前記流体を受け入れるように構成され、
前記嵌合部材がヒートブロックに隣接して配置されて、前記ヒートブロックが電子装置から前記熱部材へ前記嵌合部材を介して熱を伝達し、かつ前記流体が前記冷却ピンの配列要素に接触してそこから前記熱が除去されるようになっている、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記ガスケットに、前記支持部材に係合するようにシール部材が設けられ、
前記シール部材が、前記熱部材から延びる可撓性側壁を有し、かつ電子装置から熱を受け取るように構成されるヒートブロックと同一平面上で前記嵌合部材を位置合わせするように選択的に圧縮する構成となっている、請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記ガスケットに、前記熱部材及び前記支持部材の間に延びるようにシール部材が設けられ、
前記シール部材が、電子装置から熱を受け取るように構成されるヒートブロックと同一平面上で前記嵌合部材を位置合わせするように選択的に圧縮する構成となっている、請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
前記冷却流路に前記流体を均等に分配するように前記入口流路を横切って延びる少なくとも１つの突出部を含む流体制御機構をさらに備えている請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記支持部材に接続された熱作動弁をさらに備え、
前記熱作動弁が、前記出口流路及び前記ガスケットを通って前記熱部材及び前記ガスケット間に形成された冷却流路にて延び、
前記熱作動弁が、前記冷却流路内の前記流体の温度に基づいて、前記冷却流路を通過する前記流体の流れを拡張及び収縮によって制御するように構成されている、請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
前記入口流路が、前記流体を受け取り、かつ前記冷却流路に向かってそれを通って前記流体を送るように構成され、かつ
前記出口流路が、前記冷却流路から前記流体を受け取り、かつ前記冷却流路から離れるように前記流体を送るように構成されている、請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
液体冷却を行うように構成される冷却システムであって、
冷却ピンの配列要素を含む熱部材であって、前記冷却ピンの配列要素が前記熱部材から延び、かつ前記冷却ピンの配列要素が熱伝導材料によって形成されている、熱部材と、
入口流路及び出口流路を有する支持部材であって、前記入口流路が前記冷却ピンの配列要素に流体を供給し、かつ前記出口流路が前記冷却ピンの配列要素から前記流体を受け取るように構成される支持部材と、
前記熱部材及び前記支持部材間に位置し、かつそれらの間に流体密封シールを形成するように構成されるガスケットと、
前記熱部材をヒートブロックに位置合わせする際に前記支持部材を移動可能とするように前記支持部材から延びる接続部材と
を備えている冷却システム。
【請求項９】
前記熱部材が、その一方側に配置された前記冷却ピンの配列要素、及びその反対側に配置された嵌合部材を有し、
前記冷却ピンの配列要素が、前記熱部材から前記ガスケットに向かって延び、かつそれらの間に前記流体を受け入れるように構成され、
前記嵌合部材がヒートブロックに隣接して配置されて、前記ヒートブロックが電子装置から前記熱部材へ前記嵌合部材を介して熱を伝達し、かつ前記流体が前記冷却ピンの配列要素に接触してそこから前記熱が除去されるようになっている、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１０】
前記支持部材が、第１の支持要素及び第２の支持要素、並びに前記第１の支持要素及び前記第２の支持要素間の接続要素を有していて、
前記第１の支持要素及び前記第２の支持要素が互いに独立して移動可能に構成されている、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１１】
前記ガスケットは、前記熱部材及び前記支持部材間にて延びるシール部材を有し、
前記シール部材が、電子装置から熱を受け取るように構成されるヒートブロックと同一平面上で前記嵌合部材を位置合わせするように選択的に圧縮する構成となっている、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１２】
前記接続部材は、
前記入口流路及び前記出口流路に接続している流路接続要素と、
前記流路接続要素を介して前記入口流路と可撓的に接続する可撓性入口流路と、
前記流路接続要素を介して前記出口流路と可撓的に接続する可撓性出口流路と
を有している、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１３】
前記支持部材に接続された熱作動弁をさらに備え、
前記熱作動弁が、前記出口流路及び前記ガスケットを通って前記熱部材及び前記ガスケット間に形成された冷却流路にて延び、
前記熱作動弁が、前記冷却流路内の流体の温度に基づいて、前記冷却流路内の前記流体の前記温度を拡張及び収縮によって制御するように構成されている、請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１４】
前記入口流路へ前記流体を供給するように構成される入口部材と、
前記出口流路から前記流体を除去するように構成される出口部材と
をさらに備えている請求項８に記載の冷却システム。
【請求項１５】
第１及び第２の電子装置から熱を除去する方法であって、
第１の熱部材が第１の電子装置から熱を受け取るべく、前記第１の熱部材を第１のヒートブロックに熱的に接続するように第１の支持部材を配置するステップと、
第２の熱部材が第２の電子装置から熱を受け取るべく、前記第２の熱部材を第２のヒートブロックに熱的に接続するように第２の支持部材を位置合わせするステップと、
入口流路を介して流体を送るステップであって、前記入口流路が、前記第１の支持部材へ前記流体を送り、第１の冷却流路が、前記流体を受け取り、前記第１の熱部材から熱を除去し、かつ接続部材を介して前記第２の支持部材へ前記流体を送り、第２の冷却流路が、前記流体を受け取り、かつ前記第２の熱部材から熱を除去するようになっている、ステップと、
出口流路を介して前記流体を除去するステップであって、前記出口流路が、出口部材を介して前記第１の支持部材及び前記第１の冷却流路から離れるように前記流体を送り、かつ前記出口部材に向かって前記流体を送る前記接続部材を介して前記第２の支持部材及び第２の冷却流路から離れるように前記流体を送るようになっている、ステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電子装置には、温度に関する要求があり、電子装置の使用に伴う熱は、冷却システムを用いて制御される。冷却システムの例としては、空冷及び液体冷却が挙げられる。
【発明の概要】
【０００２】
本開示における非限定的な実施形態が、以下の説明に記載されており、本明細書に添付された図面のそれぞれを参照しながら読み取ることができるが、これらは特許請求の範囲を限定するものではない。各図面について、２つ以上の図面に表される同一及び類似の構造、要素、又はその部分には、典型的には、それらを表した図面にて同一又は類似の符号を付している。図面に示された構成要素及び特徴の寸法は、概ね便宜上及び表示の明確化のために定められており、必ずしも原寸に比例していない。次には、添付図面について述べる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】一実施形態に係る液体冷却を行うように構成された組立体のブロック図である。
【図２】一実施形態に係る図１の組立体の分解図である。
【図３】一実施形態に係る図１の組立体の斜視図である。
【図４】一実施形態に係る冷却システムのブロック図である。
【図５】一実施形態に係る図４の冷却システムの断面図である。
【図６】一実施形態に係る図４の冷却システムの概略図である。
【図７】一実施形態に係る図４の冷却システムの斜視図である。
【図８】一実施形態に係る第１及び第２の電子装置から熱を除去する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を構成する添付図面であって、一例として本開示を実施し得る特定の実施形態を示した添付図面を参照する。なお、他の実施形態もまた用いることができ、本開示の範囲から逸脱することなく構造的な変更又は論理的な変更が成されてもよいことを理解されたい。
【０００５】
電子システムの設計は、電力密度、空間レイアウト、温度要求、音響ノイズ、及び他の要因の間における相反性について均衡を保たなければならない。典型的には、空冷システムは、ヒートシンク及びファンを使用してシステムからの「無駄な」熱（「廃」熱）を取り除くように構成されている。ヒートシンク及びファンを使用することによって、電子システム内の電子装置を動作させるために必要な電力が増加するおそれがあり、かつ過度の音響ノイズ及びより低い効率のシステムの密集度合が引き起こされるおそれがある。液体冷却は空冷よりも効率的となり得るが、典型的には、液体冷却は電子装置内における配管の接続構造体を含むので、配管の接続構造体を液体が通過する際、電子装置内にて液体が漏出するという危険性が存在する。
【０００６】
本実施形態では、液体冷却を行うように構成される電子装置に接続される組立体が提供される。電子装置からの熱は、ドライディスコネクト（dry disconnect）を介して組立体に運ばれるようになっている。組立体は、熱部材、支持部材、及びガスケットを備えている。熱部材は、該熱部材から延びる熱伝導材料により形成された冷却ピンの配列要素を含んでいる。支持部材は、入口流路及び出口流路を備えている。入口流路は、冷却ピンの配列要素に流体を供給するように構成されている。出口流路は、冷却ピンの配列要素から流体を受け取るように構成されている。熱部材及び支持部材間のガスケットは、それらの間の流体密封シールによって冷却流路を形成する。組立体は、液体冷却を電子装置から離して行うことを可能にするために電子装置の外側に配置され、かつ電子装置内の流体漏出の危険性を減少させることができるようになっている。
【０００７】
図１は、一実施形態に係る液体冷却を行うように構成される組立体のブロック図を示している。組立体１００は、熱部材１２０、支持部材１４０、及びガスケット１６０を備えている。熱部材１２０は、該熱部材１２０から延びるように熱伝導材料により形成された冷却ピンの配列要素１２２を含んでいる。支持部材１４０は、入口流路１４２及び出口流路１４４を含んでいる。入口流路１４２は、冷却ピンの配列要素１２２へ流体を供給するように構成されている。出口流路１４４は、冷却ピンの配列要素１２２から流体を受け取るように構成されている。ガスケット１６０は、熱部材１２０及び支持部材１４０の間に配置され、かつそれらの間の流体密封シールによって冷却流路を形成する。
【０００８】
図２は、一実施形態に係る図１の組立体の分解図を示している。熱部材１２０は、その一方側に配置された冷却ピンの配列要素１２２と、その反対側に配置された嵌合部材２２４とを備えている。冷却ピンの配列要素１２２は、熱部材１２０からガスケット１６０に向かって延びる熱伝導材料により形成され、かつそれらの間に流体を受け入れるように構成されている。例えば、冷却ピンの配列要素１２２は、流体に熱を伝達するために縦列及び横列の配列要素として配列された複数の剛体突出部（solid protrusions）を備えることができる。剛体突出部は、熱部材１２０の平坦部、すなわち、嵌合部材２２４を形成する部分から延びると共に、ガスケット１６０に向かって延びている。嵌合部材２２４は、電子装置に熱的に接続されたヒートブロックに隣接して配置されている。嵌合部材２２４は、電子装置からヒートブロックを介して熱を受け取るようになっている。流体は、冷却流路に分配されて、そこで流体が冷却ピンの配列要素１２２に接触して、そこから熱を除去する。
【０００９】
支持部材１４０は、入口流路１４２及び出口流路１４４を備えている。例えば、支持部材１４０はアルミニウム押し出し成形により形成することができ、入口流路１４２及び出口流路１４４、又は空洞がその中に形成されている。入口流路１４２及び出口流路１４４は、該入口流路１４２及び出口流路１４４間の熱の伝達を減少させる壁及び／又は空気流路２４６によって分離されている。支持部材１４０は、組立体１００と一緒に使用可能な固定部材（clamp member）２７０又は他の固定構造を保持するためにさらに用いることができる。例えば、空気流路は、固定部材２７０を保持するために用いることができる。支持部材１４０は、コンピュータモジュールと並んだ台（rack）又は棚（shelf）にそれが挿入されている際に支持部材１４０を位置決めするようにアルミニウム押し出し成形によって形成されたガイド構造体等の追加の構造部材をさらに備えることができる。ガイド構造体は、台又は棚に嵌合又は係合して、支持部材１４０を係合位置に保持することができる。
【００１０】
入口流路１４２は、冷却ピンの配列要素１２２に流体を供給するように構成されている。入口流路１４２は、流体を受け取り、かつ冷却流路に向かってそれを通って流体を送るように構成されている。流体は、内部に形成された入口接続部（inlet interface）２６７を介して冷却流路に入るようになっている。入口流路１４２は、冷却流路に流体を均等又は均一に分配するように入口流路１４２を横切って延びる少なくとも１つの突出部２４５を含んだ流体制御機構２４３を備えることができる。例えば、流体は、該流体の流れを遅くするように構成された突出部の配列要素及び／又は少なくとも１つの細長い突出部２４５に衝突してもよい。流体制御機構２４３は、各熱部材１２０を横切る流体を均等又は均一に分配するように、水圧又は流体抵抗等の抵抗を用いて流体の流れを制御する構成となっている。この抵抗によって、流体が入口孔２６６のいずれか１つを過ぎて流れることが妨げられ、それによって圧力の均衡がズレることとなる。
【００１１】
出口流路１４４は、冷却ピンの配列要素１２２から流体を受け取るように構成されている。出口流路１４４は、冷却流路から流体を受け取り、かつ冷却流路から離れるように流体を送る構成となっている。出口流路１４４は、ここに形成された出口接続部（outlet interface）２６９を介して流体を受け取るように構成されている。出口流路１４４は、入口流路１４２に関して説明したものと同様の流体制御機構２４３を備えることもできる。流体制御機構２４３は、出口流路１４４からの流体の流れを制御し、かつ組立体１００内の圧力の均衡を保つように構成されている。
【００１２】
組立体１００内の流体の流れは、熱作動弁（thermally actuated valve）又は他の制御機構を用いて作動される弁等の少なくとも１つの弁２５０によってさらに制御することができる。弁２５０は、設計上の制約及び圧力の制約に応じて、冷却流路、入口流路１４２、及び／又は出口流路１４４内に配置することができる。例えば、弁２５０は、冷却流路内の流体の温度に基づいて、冷却流路を通る流体の流れを拡張及び収縮によって制御するように構成される少なくとも１つの熱作動弁を含んでいる。熱作動弁は、支持部材１４０に接続されている。熱作動弁は、出口流路１４４及びガスケット１６０を通って熱部材１２０及びガスケット１６０の間に形成された冷却流路にて延びている。ガスケット１６０は、出口流路１４４及び冷却流路間のシール、例えば、出口孔２６８及び出口接続部２６９間に形成されたシールをもたらすことができる。
【００１３】
熱作動弁は、弁継手２５２、弁本体２５４、及びそれらの間の弾性部材２５６を備えている。弁継手２５２は、例えば、弁継手２５２内にネジ山付き装着継手を含んでいる。弁継手２５２は支持部材１４０に締結されて、弁継手２５２はしっかりと取り付けられ、かつ移動できないようになっている。
【００１４】
弁本体２５４は、内部にワックス部材を収納する中空の「ベル」チャンバ（「鐘型」チャンバ）として示される。例えば、ワックス部材は、弁本体２５４に接触する流体の温度が温度上昇するに従って膨張するようになっている。ワックス部材の膨張によって、中空の「ベル」チャンバ内のダイヤフラム（隔膜）（図示せず）が、弁継手２５２から弁本体２５４の中心に延びるロッド（図示せず）を押圧する。弁継手２５２は支持部材１４０に固定されているので、弁継手２５２及びロッドは移動できなくなっている。しかしながら、ロッドに対する圧力によって弁本体２５４が冷却流路の中に拡張して、熱作動弁の拡張時に出口孔２６８及び出口接続部２６９を通じて流体は流れることができる。
【００１５】
弾性部材２５６は、弁継手２５２が弁本体２５４内のワックス部材の熱膨張及び熱収縮に基づいて拡張及び収縮することを可能にする。例えば、弾性部材２５６は、ワックスの温度が下がりワックス部材が収縮する際に弾性部材２５６を収縮させるように戻る力を与える戻しバネとすることができる。弾性部材２５６の収縮によって、ロッドが閉鎖時に熱作動弁を通り過ぎる流体の流れを収縮及び制限するようになる。
【００１６】
熱作動弁は、支持部材１４０から流れ出る流体の量を制御することによって、冷却流路内の流体の温度を制御するようになっている。例えば、熱作動弁によって、出口孔２６８の有効な孔開口が流体温度の関数として制御される。言い換えると、予め定められた温度にある流体によって、熱作動弁が出口孔２６８の開口を拡張及び増大させる。低温にある間、熱作動弁は完全に収縮することができて、それによって出口孔２６８の開口が減少することとなる。
【００１７】
熱作動弁は、予め定められた温度に達成するまで出口孔２６８を塞ぐことによって流体の取り出しを制御することもできる。例えば、流体が予め定められた温度未満である場合に、熱作動弁によって熱の除去を遅くすることができる。流体が冷却流路及び組立体１００から出る際における温度を調節することによって、流体内に含まれた熱は、電子装置を納めた建物を熱すること等の他の目的のために、連続して再利用することができる。熱作動弁は、サーバ台からの「無駄な」熱を用いて建物を熱すること等のような「エネルギーの再利用」に応用したことに関する性能をも向上させることができる。
【００１８】
弁２５０が閉じられている状態においても、少量の流体は、冷却流路から出口流路１４４の中へ流れ出ることができ、かつ出口部材２９４を通って組立体１００から外部へ流れ出ることができる。少量の流体は、出口孔２６８及び／又は出口接続部２６９から延びる小孔として示される要素、例えば、流体放出要素２５８を介して連続的に放出される。流体が最初に冷却ピンの配列要素１２２を横切って流れる際に、流体放出要素２５８によって、空気が冷却流路から逃げることが可能になる。その後、流体放出要素２５８によって、組立体１００を通る少量の連続的な流体の流れが実現可能になる。流体放出要素２５８は、任意的なものであって、弁２５０に接触する流体が熱部材１２０における流体の温度を表すということを確実にするために用いることができる。
【００１９】
熱せられた流体が弁２５０を介して放出されることによって、低温の流体が連続的に供給されることも可能になり、それによって、冷却ピンの配列要素１２２を横切って流れる流体の温度が調節され、熱部材１２０から連続的に熱を取り出すことが可能になる。弁２５０は、流体の流れを変えることを意図していることに留意されたい。流体の流れを調節するために熱作動弁を使用することは、冷却流路を通って流れる水の体積を増減させることを可能にする。例えば、弁２５０は、流体が予め定められた温度に到達した際に流体が出ることを可能にするためにのみ流体の流れを制限するように構成できる。
【００２０】
熱部材１２０及び支持部材１４０間に配置されるガスケット１６０は、それらの間の流体密封シールによって、すなわち、冷却流路３２６の外周に沿って、冷却流路を形成している。ガスケット１６０はシール部材２６４を含んでおり、シール部材２６４は、熱部材１２０及び支持部材１４０の間にて延びており、かつ電子装置から熱を受け取るように構成されるヒートブロックと同一平面上で嵌合部材２２４を位置合わせするように選択的に圧縮するように構成されている。例えば、シール部材２６４は、それらの間に流体密封シールをもたらすために、熱部材１２０及び支持部材１４０の外周を通過して延びている。シール部材２６４は、シリコーン又はゴム材料によって形成することができる。流体密封シールによっても、流体が漏出すること、及び／又は冷却ピンの配列要素１２２をバイパスすることを防ぐことができる。冷却ピンの配列要素１２２は、流体が冷却ピンをバイパスしないことの追加の保証をもたらすように、ガスケット１６０に接触して延びてもよい。圧縮可能なガスケット１６０によって、冷却ピンの配列要素１２２がガスケット１６０に接触して流体密封シールが形成可能となる。
【００２１】
シール部材２６４の圧縮性は、ヒートブロックに対して熱部材１２０を適切に位置合わせする機能をもたらして、その結果、熱部材１２０がヒートブロックと同一平面上に位置して、ドライディスコネクトを介してそれらの間で熱を伝達する熱接続が形成されるようになっている。例えば、シール部材２６４は、１ミリメートルから２ミリメートルに圧縮されたものとすることができて、熱部材１２０の微細な調節を可能にし、熱部材１２０及びヒートブロック間の公差に対応するために必要な調節をもたらして、それらの間の面接触を改善するようになっている。
【００２２】
ガスケット１６０は、入口孔２６６、及び２つの出口孔として示された少なくとも１つの出口孔２６８をさらに備えている。入口孔２６６は、入口接続部２６７にて入口流路１４２と結合するようになっており、出口孔２６８は、出口接続部２６９にて出口流路１４４と結合するようになっている。入口孔２６６及び出口孔２６８は、入口接続部２６７及び出口接続部２６９周囲の漏出を防ぐために開口の周囲にシールをもたらすことができる。また、冷却流路内の水、すなわち、冷却ピンの配列要素１２２を囲む流体による加熱又は冷却に伴って入口流路１４２及び／又は出口流路１４４内の流体が汚染されることを防ぐために、弁２５０が入口孔２６６及び／又は出口孔２６８を通じて挿入される際に、入口孔２６６及び出口孔２６８によって熱的な隔絶がもたらされる。
【００２３】
支持部材１４０は、少なくとも１つの熱部材１２０を支持するように構成されている。例えば、例示された組立体１００は、支持部材１４０に接続された２つの熱部材１２０を備えている。熱部材１２０は、例えば、クリップ、接着ガスケット、及び／又はネジ等の少なくとも１つの締結具２２９を用いて支持部材１４０及びガスケット１６０に接続することができる。流体制御機構２４３は、入口流路１４２に摺動可能に取り付けられる別体の挿入物とすることができる。例えば、流体制御機構２４３は、第１の熱部材１２０Ａにおける入口接続部２６７の前のオリフィス又は第１の突出部２４５と、第２の熱部材１２０Ｂにおける入口接続部２６７の前の第２の突出部２４５とを含むことができる。組立体１００は、複数の支持部材１４０間の移動又は調節を可能にする接続部材２８０を用いてこれらの支持部材１４０を互いに接続可能とすることも示す。かかる移動は、隣接したヒートブロック間の公差及び位置決めの変化を考慮に入れることによって、熱部材１２０をヒートブロックと嵌合及び位置合わせすることを可能にする。すなわち、かかる移動によって角度調節が可能になる。
【００２４】
組立体１００は、支持部材１４０を入れる固定部材２７０をさらに備えることができる。固定部材２７０は、熱部材１２０及びガスケット１６０を一緒に保持することができる。固定部材２７０は、ヒートブロックに対して組立体１００全体を保持し、かつ熱部材１２０及びヒートブロック間に圧力をもたらすと共に熱接続を改善することもできる。例えば、固定部材２７０は、強度を与えると共に高い降伏応力にて持ちこたえるようにステンレスによって形成されている。固定部材２７０は、空気流路２４６に係合するように、跨り形状の固定構造体（straddle clamp）を含むことができる。１つのバネ又は複数のバネは、電子装置に接するヒートブロックに向かって熱部材１２０を引っ張る力を与えるために使用することができる。このバネには、例えば、バネに荷重を加えるため及びバネの荷重を抜くためにギヤを備えた機械式組立体を用いて、荷重を加えることができ及び／又は荷重を抜き去ることができる。
【００２５】
組立体１００は、入口部材２９２及び出口部材２９４を有する端部キャップ２９０を備えることもでき、端部キャップ２９０は、高密度発泡樹脂部品等の剛体部材によって形成することができる。入口部材２９２及び出口部材２９４は、それぞれ、入口流路１４２及び出口流路１４４に接続されている。例えば、入口部材２９２及び出口部材２９４は、互いに対して対角に配置することができる。流体供給経路１９６は、入口流路１４２に流体を供給するように入口部材２９２に接続されると共に、流体戻り経路２９８は、出口流路１４４から流体を除去するように出口部材１９４に接続されている。クリップ、接着ガスケット、及び／又はネジ等の締結具２９９は、端部キャップ２９０を支持部材１４０に固定するために使用することもできる。
【００２６】
流体は、端部キャップ２９０にて組立体１００に入るようになっている。組立体１００に入る流体の温度は、適宜監視されてもよく、組立体１００の使用前に予め定められた温度（範囲）に設定される。熱部材１２０から流体が熱を吸収するに従って、流体温度は上昇する。典型的には、流体は、より高い温度で組立体１００から出るようになっている。端部キャップ２９０、入口流路１４２、出口流路１４４、ガスケット１６０、及び熱部材１２０の間における流体の交換は、組立体１００にて必要とされる流体交換のみである。組立体１００は、電子装置内の漏出の危険性なく電子装置の外面等のヒートブロックへ送られる熱を除去することによって電子装置を冷やす効率的な液体冷却の方法を提供する。例えば、サーバにおいて、液体冷却は、中央処理装置及び他の電子部品を配置したレベルとして、サーバのレベルの代わりに台のレベルにて行われる。
【００２７】
図３は、一実施形態に係る図１の組立体１００の一部の斜視図を示している。組立体１００は、冷却ピンの配列要素１２２を有する熱部材１２０、可撓性側壁３６６を有するガスケット１６０、及び固定部材２７０の代替例を示す。冷却ピンの配列要素１２２は、熱部材１２０からガスケット１６０に向かって延びている。
【００２８】
ガスケット１６０には、支持部材１４０と係合するようにシール部材２６４が設けられている。シール部材２６４は、熱部材１２０の外周から延びるように形成された可撓性側壁３６６を備えている。可撓性側壁３６６は、冷却流路３２６を形成するために内部に冷却ピンの配列要素１２２を入れるようになっている。可撓性側壁３６６は、電子装置から熱を受け取るヒートブロックと同一平面上にて嵌合部材２２４を位置合わせするように選択的に圧縮する構成となっている。
【００２９】
固定部材２７０は、第１の固定要素３７２、第２の固定要素３７４、並びに第１の固定要素３７２及び第２の固定要素３７４間のクロスバー３７６を備えている。可撓性側壁３６６が圧縮される際、クロスバー３７６は、組立体１００を旋回可能にするように構成される積載構造体（load structure）３７８に係合して、ヒートブロックの嵌め合い面とのより良い接触及び位置合わせをもたらすようになっている。
【００３０】
図４は、一実施形態に係る冷却システム４００のブロック図を示している。冷却システム４００は、熱部材１２０、支持部材１４０、ガスケット１６０、及び接続部材２８０を備えている。
【００３１】
熱部材１２０は、該熱部材１２０から延び、かつ熱伝導材料から形成される冷却ピンの配列要素１２２を含んでいる。支持部材１４０は、入口流路１４２及び出口流路１４４を備えている。入口流路１４２は、冷却ピンの配列要素１２２に流体を供給するように構成されている。出口流路１４４は、冷却ピンの配列要素１２２から流体を受け取るように構成されている。熱部材１２０及び支持部材１４０間に配置されるガスケット１６０は、それらの間に流体密封シールによって冷却流路３２６を形成する。接続部材２８０は、熱部材１２０及びヒートブロックの位置合わせの際に支持部材１４０を移動可能とするように支持部材１４０から延びている。
【００３２】
図５は、一実施形態に係る図４の冷却システムの断面図を示している。熱部材１２０は、その一方側に配置された冷却ピンの配列要素１２２と、その反対側に配置された嵌合部材２２４とを備えている。冷却ピンの配列要素１２２は、熱部材１２０からガスケット１６０に向かって延び、かつそれらの間に流体を受け入れる熱伝導材料から形成されている。例えば、冷却ピンの配列要素１２２は、縦列及び横列の配列要素として配列された複数の剛体突出部（solid protrusion）を備えることができる。剛体突出部は、熱部材１２０の平坦部から延びると共に、ガスケット１６０に向かって延びている。嵌合部材２２４はヒートブロックに隣接して配置されて、嵌合部材２２４が電子装置から熱を受け取るようになっている。流体は、冷却流路３２６に分配されて、冷却ピンの配列要素１２２に接触してそこから熱を除去するようになっている。
【００３３】
支持部材１４０は、入口流路１４２及び出口流路１４４を含んでいる。入口流路１４２は、冷却ピンの配列要素１２２に流体を供給するように構成されている。入口流路１４２は、流体を受け取り、かつそれを通って冷却流路３２６に向かって流体を送るように構成されている。入口流路１４２は、冷却流路３２６に流体を均等又は均一に分配するように入口流路１４２を横切って延びる少なくとも１つの突出部２４５を含んだ流体制御機構２４３を備えることができる。出口流路１４４は、冷却ピンの配列要素１２２から流体を受け取るように構成されている。出口流路１４４は、冷却流路３２６から流体を受け取り、かつ冷却流路３２６から離れるように流体を送る構成となっている。
【００３４】
少なくとも１つの弁２５０が支持部材１４０に接続しており、弁２５０は、熱作動弁（thermally actuated valve）、又は他の制御機構により作動される弁を備えている。弁２５０は、出口流路１４４及びガスケット１６０を通って熱部材１２０及びガスケット１６０間に形成された冷却流路３２６にて延びている。例えば、熱作動弁は、図２を参照して上述したように、冷却流路３２６内の流体の温度に基づいて、冷却流路３２６を通る流体の流れを拡張及び収縮によって制御するとよい。ガスケット１６０は、出口流路１４４及び冷却流路３２６間のシール、例えば、出口孔２６８及び出口接続部２６９間に形成されたシールをもたらすことができる。
【００３５】
熱部材１２０及び支持部材１４０間に配置されるガスケット１６０は、それらの間に流体密封シールによって、すなわち、冷却流路３２６の外周に沿って、冷却流路３２６を形成する。ガスケット１６０には、支持部材１４０と嵌め合うようにシール部材２６４が設けられている。シール部材２６４は、熱部材１２０及び支持部材１４０の間にて延びている。シール部材２６４は、シリコーン又はゴム材料により形成することができる。圧縮可能なガスケット１６０によって、冷却ピンの配列要素１２２がガスケット１６０に接触して流体密封シールを形成することができる。
【００３６】
シール部材２６４の圧縮性によって、ヒートブロックに対して熱部材１２０を適切に位置合わせする機能がもたらされ、熱部材１２０がヒートブロックと同一平面上に位置し、ドライディスコネクトを介してそれらの間で熱を伝達する熱接続が形成されるようになっている。シール部材２６４は、電子装置から熱を受け取るように構成されるヒートブロックと同一平面上にて嵌合部材２２４を位置合わせするように選択的に圧縮する構成となっている。例えば、シール部材２６４は、１ミリメートルから２ミリメートルに圧縮されたものとすることができて、熱部材１２０の微細な位置合わせを可能にし、熱部材１２０及びヒートブロック間の公差に対応するために必要な調節をもたらして、それらの間の面接触を改善するようになっている。
【００３７】
ガスケット１６０は、入口孔２６６、及び２つの出口孔として示された少なくとも１つの出口孔２６８をさらに備えている。入口孔２６６は、入口接続部２６７にて入口流路１４２と結合するようになっており、出口孔２６８は、出口接続部２６９にて出口流路１４４と結合するようになっている。入口孔２６６及び出口孔２６８は、入口接続部２６７及び出口接続部２６９周囲の漏出を防ぐように開口の周囲にシールをもたらすことができる。また、冷却流路３２６内の水、すなわち、冷却ピンの配列要素１２２を囲む流体による加熱又は冷却に伴って入口流路１４２及び／又は出口流路１４４内の流体が汚染されることを防ぐように、弁２５０が入口孔２６６及び／又は出口孔２６８を通って挿入される際に、入口孔２６６及び出口孔２６８によって熱的な隔絶がもたらされる。
【００３８】
組立時において、冷却流路３２６は、熱部材１２０及びガスケット１６０間に形成される。冷却流路３２６は、冷却ピンの配列要素１２２及び支持部材１４０間の空間内に形成される。図５において、冷却ピンの配列要素１２２は、冷却ピンの配列要素１２２全体に渡って圧縮応力を分配させると共に流体密封シールを維持することを助けるためにガスケット１６０及び支持部材１４０に接触するように示されている。しかしながら、冷却ピンの配列要素１２２に関する他の配置は異なっていてもよく、冷却ピンの配列要素１２２の一部がガスケット１６０に接触しなくてもよい。
【００３９】
ガスケット１６０は、冷却流路３２６内の流体を封止するようになっている。例えば、シール部材２６４は、熱部材１２０及び支持部材１４０の外周を通りすぎて延び、かつそれらの間に流体密封シールをもたらすようになっていてもよい。流体密封シールによっても、流体が漏出すること、及び／又は冷却ピンの配列要素１２２をバイパスすることを防ぐことができる。流体が冷却ピンをバイパスしないことの追加の保証をもたらすように、冷却ピンの配列要素１２２が、ガスケット１６０に接触するように延びてもよい。
【００４０】
支持部材１４０は、少なくとも１つの熱部材１２０を支持するように構成されている。例えば、２つの熱部材１２０は、支持部材１４０に接続することができる。熱部材１２０は、例えば、クリップ、接着ガスケット、及び／又はネジ等の少なくとも１つの締結具２２９を用いて支持部材１４０及びガスケット１６０に接続することができる。流体制御機構２４３は、入口流路１４２に摺動可能に取り付けられる別体の挿入物とすることができる。例えば、図２に示されると共に上述した流体制御機構２４３は、第１の熱部材１２０Ａにおける入口接続部２６７の前の第１の突出部２４５と、第２の熱部材１２０Ｂにおける入口接続部２６７の前の第２の突出部２４５とを含んでいる。支持部材１４０は、熱部材１２０及びガスケット１６０を一緒に保持する固定部材２７０によって入れられることができる。例えば、固定部材２７０は、ステンレス鋼の跨り形状の固定構造体（straddle clamp）であるとよい。 
【００４１】
冷却システム４００は、複数の支持部材１４０間の移動又は調節を可能にする接続部材２８０を用いて複数の支持部材１４０が互いに接続可能とすることを示す。かかる移動は、隣接したヒートブロック間の公差及び位置決めの変化を考慮に入れることによって、熱部材１２０をヒートブロックと嵌合及び位置合わせすることを可能にする。すなわち、かかる移動によって角度調節が可能になる。この位置決めの変化は、熱部材１２０及び支持部材１４０の角回転及び位置決めを可能にする。例えば、支持部材１４０は、第１の支持部材１４０Ａ、第２の支持部材１４０Ｂ、及びそれらの間の接続部材２８０を備えている。第１の支持部材１４０Ａ及び第２の支持部材１４０Ｂは、接続部材２８０及び圧縮可能なガスケット１６０に構築された可撓性によって、互いに独立した第１の支持部材１４０Ａ及び第２の支持部材１４０Ｂを移動可能にする。
【００４２】
接続部材２８０は、入口接続５８２及び出口接続５８４を備えている。例えば、入口接続５８２及び出口接続５８４は、入口流路１４２及び出口流路１４４に接続した流路接続を形成する。入口接続要素５８２及び出口接続要素５８４は、支持部材１４０内に形成することができ、入口接続要素５８２は可撓性入口流路５８６を受け入れるようになっており、出口接続要素５８４は可撓性出口流路５８８を受け入れるようになっている。可撓性入口流路５８６は、入口接続要素５８２を介して入口流路１４２と可撓的に接続されるようになっている。可撓性出口流路５８８は、出口接続要素５８４を介して出口流路１４４と可撓的に接続されるようになっている。可撓性入口流路及び出口流路５８６，５８８は、ヒートブロックとの最適な嵌合のために熱部材１２０の移動及び／又は位置合わせを可能にするように、それぞれ入口接続要素５８２及び出口接続要素５８４に挿入可能な可撓管によって形成することができる。入口接続要素５８２及び出口接続要素５８４は、支持部材１４０の一部分５８３に取り付けられる接続キャップ５８１内に形成することができる。接続キャップ５８１は、可撓性入口流路５８６及び出口流路５８８を受け入れるように形成された高密度発泡樹脂部品等の剛体部材によって形成することができる。接続キャップ５８１は、様々な長さの入口管及び出口管を内部に摺動可能に挿入できるように構成されている。
【００４３】
支持部材１４０は、図２に示されるように、入口部材２９２及びそれに取り付けられた出口部材２９４を有する端部キャップ２９０を備えることもできる。入口部材２９２及び出口部材２９４は、それぞれ、入口流路１４２及び出口流路１４４に接続されている。例えば、入口部材２９２及び出口部材２９４は、互いに対して対角に配置されるとよい。流体供給経路１９６は、入口流路１４２に流体を供給するように入口部材２９２に接続されており、かつ流体戻り経路２９８は、出口流路１４４から流体を除去するように出口部材１９４に接続されている。クリップ、接着ガスケット、及び／又はネジ等の締結具２９９は、端部キャップ２９０を支持部材１４０に固定するために用いることもできる。
【００４４】
図６は、一実施形態に係る図４の冷却システム４００の概略図を示しており、電子装置６００に接続された冷却システム４００が示されている。熱部材１２０における嵌合部材２２４は、ヒートブロック６３０と嵌合されるように示されている。ヒートブロック６３０は、熱的に嵌め合う面６３１を介して熱が伝達されるように、例えば、嵌合部材２２４と位置合わせされる熱的に嵌め合う面６３１を含んだ蓄熱板（condenser plate）を備えることができる。ヒートブロック６３０は、それに接続された熱接続部（thermal interface）６３３を適宜含むことができる。熱接続部６３３は、それらの間により良い熱接続をもたらすために、ヒートブロック６３０及び熱部材１２０の嵌合部材２２４間の微細構造を埋めるグラファイト又はエラストマー部材によって形成することができる。代替的には、熱接続部６３３が嵌合部材２２４に接続されてもよい。
【００４５】
ヒートブロック６３０は、ヒートパイプ６３２に熱接続されている。ヒートパイプ６３２は、蒸発器ブロック等のヒートシンク６３４に熱接続されて、ヒートシンク６３４から熱を受動的に除去するようになっている。ヒートシンク６３４は、電子部品６３６から熱を除去するようになっている。ヒートシンク６３４は、電子部品６３６に係合し、かつそれらの間に熱接続を形成するようになっている。電子部品６３６は、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィカルプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、プリント基板（ＰＣＢ）、及び／又は電子部品内のメモリ、電源装置等の熱を発生する補助装置を含むものである。
【００４６】
図６に示されるように、流体は、冷却システム４００に入り、端部キャップ２９０においては冷却システム４００に唯一出入りする。冷却システム４００に入る流体の温度は、適宜監視されてもよく、及び／又は冷却システム４００に入る前に予め定められた温度（範囲）に設定することができる。熱部材１２０から流体が熱を吸収するに従って、流体温度は上昇する。典型的には、流体は、より高い温度で冷却システム４００から出ることとなる。流体の交換は、冷却システム４００内に留まっており、電子装置６００には入らないようになっている。冷却システム４００は、電子装置６００内の漏出の危険性なく電子装置の外面等のヒートブロック６３０へ送られる熱を除去することによって、電子装置を冷やす効率的な液体冷却の方法を提供する。例えば、サーバにおいて、液体冷却は、中央処理装置及び他の電子部品６３６を配置したレベルとして、サーバのレベルの代わりに台のレベルにて行われる。
【００４７】
図７は、一実施形態に係る図４の冷却システム４００の斜視図を示しており、冷却システム４００は、サーバの筐体内におけるサーバ等の電子装置６００からの熱が、ヒートシンク６３４によって、どのように集められるかを示している。熱は、ヒートパイプ６３２を介してヒートシンク６３４から出るようになっている。この熱は、ヒートパイプ６３２から電子装置６００及び熱部材１２０間のドライディスコネクト７３０をもたらすヒートブロック６３０へ伝達される。例えば、ドライディスコネクト７３０は、サーバ及びサーバ台７０５間に位置しており、これは、上述したように、熱部材１２０、支持部材１４０、ガスケット１６０、及び接続部材２８０を有する冷却システム４００を含むものとなっている。
【００４８】
図１〜図５に図示されると共に上記にて説明されるように、熱は熱部材１２０へ伝達され、この熱は、冷却ピンの配列要素１２２を用いて熱部材１２０から流体へ伝達される。このような熱は、流体、例えば、より高い温度の流体として熱部材１２０から出ることとなる。より高い温度の流体は、組立体１００及び／又は冷却システム４００から、例えば、図３及び図５の出口部材２９４及び流体戻り経路２９８を介して除去される。
【００４９】
図７に戻って参照すると、流体は、組立体１００から一旦除去されると、熱交換器７３５等の冷却機構を用いて流体から熱を除去する冷却設備に送られる（７１０）。熱をそこから除去した流体、例えば、より低い温度の流体は、例えば、図２及び図５の入口部材２９２を介して、及びプロセスを繰り返す場合にて支持部材１４０を通って、入口流路１４２へ送り戻される（７２０）。
【００５０】
冷却システム４００のモジュール設計は、製造、組立、及び保守を簡略化可能とする。例えば、電子装置６００は、熱部材１２０と整列されるヒートブロック６３０を含んでいる。電子部品６３６、ヒートパイプ６３２、及びヒートシンク６３４等の電子装置６００における他の態様は、変更可能であると共に相互に交換可能である。また、冷却システム４００のモジュールの特性は、他のサーバを中断させることなくサーバのうち１つの除去を可能にする等、電子装置の維持をより容易にするものとなっている。
【００５１】
図８は、一実施形態に係る第１及び第２の電子装置から熱を除去する方法のフローチャート８００を示す。この方法においては、ステップ８２０にて、第１の熱部材を第１のヒートブロックに熱接続するように第１の支持部材を配置する。第１の熱部材は、第１の電子装置から熱を受け取る。ステップ８４０にて、第２の支持部材は、第２の熱部材を第２のヒートブロックに熱接続するように位置合わせされる。第２の熱部材は、第２の電子装置から熱を受け取る。
【００５２】
ステップ８６０にて、流体は入口流路を介して送られる。入口流路は第１の支持部材へ流体を送り、第１の冷却流路は流体を受け取ると共に第１の熱部材から熱を除去する。入口流路は、接続部材を介して第２の支持部材へ流体を送る。第２の冷却流路は、流体を受け取り、かつ第２の熱部材から熱を除去する。ステップ８８０にて、流体は、出口流路を介して除去される。出口流路は、出口部材を介して第１の支持部材及び第１の冷却流路から離れるように流体を送る。この出口流路は、出口部材に向かって流体を送る接続部材を介して第２の支持部材及び第２の冷却流路から離れるように流体を送る。
【００５３】
図８のフローチャートでは特定の実行順序が示されているが、実行順序は、例示されたものとは異なっていてもよい。例えば、ステップの実行順序は、図示の順序に対してごちゃ混ぜにされてもよい。また、連続した図示のステップは、同時に又は一部同時に実行されてもよい。このような全ての変形例は本発明の範囲内である。
【００５４】
本開示において、その実施形態に関する非限定的な詳細な説明が述べられてきたが、このことは本開示の範囲を限定することを意図するものではない。一実施形態に関して説明された特徴及び／又は動作は、他の実施形態と共に使用することができ、本開示の全ての実施形態が、特定の図面に示された若しくは例の１つとして説明された特徴及び／又は動作の全てを含むものではないことを理解されたい。記載された実施形態の変形例が、当業者ならば思い浮かぶであろう。さらに、用語「備える」、「含む」、「有する」、及びそれらの活用形は、本開示及び／又は特許請求の範囲に用いられる場合、「含むが、必ずしもそれに限定されない」ということを意味するものである。
【００５５】
上述した実施形態のいくつかは、本開示に不可欠ではない可能性がある構造、作用、又は構造及び作用の詳細を含む場合があり、例示であることが意図されていることに留意されたい。本明細書に記載した構造及び作用は、当業界にて知られているような構造又は作用が異なる場合でも同一の機能を実施する均等物によって置換可能なものである。従って、本開示の範囲は、特許請求の範囲内にて用いられた要素及び限定事項によって限定される。
【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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【国際調査報告】
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