(57)【要約】電子機器を受動的に冷却するための装置。電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのキャビネットに熱的に結合されるように構成された少なくとも１つのヒートシンクを含む。少なくとも１つのキャビネットが少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されると、少なくとも１つのヒートシンクは少なくとも１つのキャビネットから熱を奪う。
2012530997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を受動的に冷却するための装置であって、
少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されるように構成されるキャビネットを備え、
前記キャビネットが前記少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されると、前記少なくとも１つのヒートシンクがキャビネットから熱を奪う、装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記キャビネットが、前記少なくとも１つのヒートシンクの少なくとも１つのヒートパイプに熱的に結合されるように構成されたパイプコネクタを、さらに具備する、装置。
【請求項３】
請求項２の装置であって、前記パイプコネクタが前記少なくとも１つのヒートシンクへのキャビネットの熱的結合を強くするように構成された締め付け機構を具備する、装置。
【請求項４】
請求項１の装置であって、前記キャビネットが、前記少なくとも１つのヒートシンクの溝を圧迫するように構成された少なくとも１つの圧縮レールを、さらに具備する、装置。
【請求項５】
請求項１の装置であって、前記キャビネットが密閉型キャビネットを具備する、装置。
【請求項６】
請求項１の装置であって、前記キャビネットが少なくとも１つのサーバー、スイッチ、ルーター、記憶装置、バッテリーバックアップ、および電気機器を具備する、装置。
【請求項７】
請求項１の装置であって、前記キャビネットが少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されるように構成される、装置。
【請求項８】
請求項１の装置であって、前記少なくとも１つのヒートシンクがチャンネルの少なくとも一部を具備し、前記チャンネルが冷却液を供給するように構成される、装置。
【請求項９】
請求項８の装置であって、前記チャンネルが建物の暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムの一部になるように構成される、装置。
【請求項１０】
電子機器を受動的に冷却するための方法であって、
電子コンポーネントからクレードルを通じて少なくとも１つのヒートパイプに熱を奪うこと、
少なくとも１つのヒートパイプから橋板を通じて少なくとも１つのヒートシンクに熱を奪うこと、および
熱を放散することを有する、方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、
前記クレードルが電子コンポーネントを少なくとも１つのヒートパイプに熱的に結合させる、方法。
【請求項１２】
請求項１０の方法であって、
前記クレードルが、少なくとも１つのヒートパイプへのクレードルの熱的結合を強くするように構成された締め付け機構を具備する、請求項１０の方法。
【請求項１３】
請求項１０の方法であって、
前記少なくとも１つのヒートシンクがチャンネルの少なくとも一部を形成し、
前記チャンネルが建物の暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムの一部である、方法。
【請求項１４】
請求項１０の方法であって、前記電子コンポーネントがサーバーのうちの少なくとも１つ、スイッチ、ルーター、記憶装置、バッテリーバックアップおよび電気機器を具備し、前記電気コンポーネントが密閉型キャビネットを具備する、方法。
【請求項１５】
請求項１０の方法であって、前記チャンネルが、チャンネル内に熱を放散するための流体に受動的に吸い込むように構成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、受動的冷却の分野に関し、特に電子機器の受動的冷却に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願請求項は、２００９年６月２２日に出願された米国特許出願第１２／４８８，８１８号の一部継続出願である２０１０年３月３日に出願された米国特許出願第１２／７１６，８８８号の優先権を主張するものであり、その出願の全ての開示を援用するものである
【背景技術】
【０００３】
従来の電子機器冷却技術では、電子機器から熱を取り除くために一般的に強制空冷方法を使用する。最近になって、水冷や相冷却システムなどの最先端の冷却方法が探られている。しかし、例えば電子機器にこれらのシステムを使用することから生じる設置や保守に関する多くの問題がある。
【０００４】
既存のシステムの大部分は、強制空冷法、つまりファンに依存している。既存のシステムでは、プロセッサや他の内部コンポーネントを冷却するためにファンが使用される。ファンにはいくつかの欠点がある。例えば、ファンは物理的な空間を必要とし、回転数が高いために騒音が大きく、十分な換気空間を必要とし、熱を下げるために動いている時に熱を発生し、操作するために多量の動力を消費する。さらに、場合によってはファンの大部分が作られる製造過程では、ファンの羽根の温度が上昇するにつれて再活性化される可能性がある有害な工業薬品を使用する場合があり、これによって、暴露環境に薬品を放出する。従って、費用が高くなるほかに、ファン主体のシステムを操作することに関連した健康や環境の問題が起こる可能性がある。多くの場合、データセンターは、必要量に相当するように必要量よりも大きいが、システムを冷却するには不十分な消費電力用に設計される。さらに、ファン主体のシステムは、埃の蓄積、モーターの故障、またはオーバーヒートにより故障しやすく、その結果、運転費用や保守費用を増加させる。オーバーヒートが起こると、コンポーネントは不可逆的損傷を受け、費用、電力消費、および環境影響を増加させる。
【０００５】
液体冷却システムは、２つのシステムが一体化したものである。液体冷却システムは、電子機器の構成次第で、その冷却能力が大きく制限される。液体冷却システムは放熱器などの熱交換器を必要とする。結果として、液体冷却システムは、放熱器や、熱交換器に取り付けられていない他のコンポーネントを冷却するために未だファンを必要とし、従って、強制空冷システムの効率の悪さを、未だファンに依存し、潜在的に危険であり、費用の掛かる液体冷却システムに置き換えている。液体冷却システムはかなりの物理的な空間を必要とし、複雑であり、放熱器ファンのために騒音が大きく、十分な換気空間を必要とし、熱を下げるために動いている時に熱を発生し、操作や維持のために多量の動力を消費する。エンドユーザは、液体冷却システムの設定や維持のためにかなりの時間と労力を割く必要がある。
【０００６】
さらに、電子機器と冷却液体とが近接していることで、潜在的な安全上のリスクがある。コンポーネントは大量の熱を発生するため、一般的に使用される配管は常に伸縮していて、配管から冷却液体が漏れ、短絡や修理不可能な内部損傷につながる可能性がある。
【０００７】
相冷却では、電子機器を冷却するためにコンプレッサーシステムを使用することが必要である。相冷却は一般的にＣＰＵのみを冷却する。そのため、他のコンポーネントを冷却するためにファンが未だ必要である。ファンとコンプレッサーはかなりの大きさの騒音を発生し、広範囲に及ぶ保守を必要とし、かなりの量の電力を消費する。相冷却システムの操作には、高度な技術的熟練を要する。
【０００８】
従って、改良された冷却システムおよび技術が必要とされている。
【発明の概要】
【０００９】
典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための装置に関する。電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのキャビネットに熱的に結合されるように構成された少なくとも１つのヒートシンクを含む。少なくとも１つのキャビネットが少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されると、少なくとも１つのヒートシンクは少なくとも１つのキャビネットから熱を奪う。
【００１０】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための方法に関する。方法は、電子コンポーネントからクレードルを経て少なくとも１つのヒートパイプに熱を奪うことを含む。少なくとも１つのヒートパイプから橋板を介して少なくとも１つのヒートシンクに、熱を奪うことができる。熱を放散できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、典型的な実施形態に基づく受動的冷却システムの透視図である。
【図２】図２は、典型的な実施形態に基づく図１の受動的冷却システムの分解図である。
【図３】図３は、典型的な実施形態に基づく図２の受動的冷却システムの上面図である。
【図４】図４は、典型的な実施形態に基づく図２のデバイスモジュールの透視図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｆは、典型的な実施形態に基づく典型的なヒートパイプの接続形態の略図である。
【図６】図６は、典型的な実施形態に基づく図２のヒートパイプアセンブリの分解図である。
【図７】図７は、典型的な実施形態に基づく図６の橋板の略図である。
【図８】図８は、典型的な実施形態に基づく図２のプロセッサヒートパイプアセンブリの透視図である。
【図９】図９は、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システムの透視図である。
【図１０】図１０は、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システムの正面図である。
【図１１】図１１は、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システムの上面図である。
【図１２】図１２は、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システムの側面図である。
【図１３】図１３は、典型的な実施形態に基づく図９のキャビネット内部の上面図である。
【図１４】図１４は、典型的な実施形態に基づく後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システムの上面図である。
【図１５】図１５は、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システム構成の上面図である。
【図１６】図１６は、典型的な実施形態に基づく図１５の受動的冷却筐体システム構成の正面図である。
【図１７】図１７は、典型的な実施形態に基づくサーバールームの上面図である。
【図１８】図１８は、典型的な実施形態に基づく図１７のサーバールームの側面図である。
【図１９】図１９は、典型的な実施形態に基づくさまざまな代替構成によるサーバールームの上面図である。
【図２０】図２０は、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システムの透視図である。
【図２１】図２１は、典型的な実施形態に基づく図２０の受動的冷却筐体システムの正面斜視図である。
【図２２】図２２は、典型的な実施形態に基づく熱的結合部の上面図である。
【図２３】図２３は、典型的な実施形態に基づく図２２の熱的結合部の側面図である。
【図２４】図２４は、典型的な実施形態に基づく保護ヒートパイプの上面図である。
【図２５】図２５は、典型的な実施形態に基づく受動的冷却システムの一部の上面図である。
【図２６】図２６は、典型的な実施形態に基づく電源装置の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
電子機器用受動的冷却筐体システムおよび方法を説明する。以下の説明では、説明の目的のために、発明の典型的な実施形態についての十分な理解を提供するために多数の具体的詳細が示されている。しかし、これらの具体的詳細なしに典型的な実施形態を実施できるということは、当事者にとって明らかである。図面の縮尺は正確ではない。他の例では、典型的な実施形態の説明を容易にするために、よく知られている構造や装置は簡略化された形で示される。
【００１３】
図１に関して、典型的な実施形態に基づく受動的冷却システム１００の透視図が示されている。一実施形態において、受動的冷却システム１００はラックマウント式シャーシとして構成される。受動的冷却システム１００はフロントパネル１１０、ドライブベイ１２０、カバー１３０、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、およびメディアドライブ１６０を含む。フロントパネル１１０は、ラック（図示せず）に受動的冷却システム１００を取り付けるための穴１１３を含む。ラックは１９インチラック、２３インチラック、ハーフラック、または他のサイズまたは奥行きのラックにできる。同様に、ラックなしの構成も可能である。さらに、穴１１３は急速継ぎ手、レール、または他の締め具を含むことができる。また、フロントパネル１１０は、受動的冷却システム１００を動かすためのハンドル１１５およびドライブベイ１２０を覆うベイドア１２５を固定するための掛け金１１１を含む。例えば、メディアドライブ１６０はコンパクトディスク（ＣＤ）バーナーまたはテープドライブにできる。
【００１４】
受動的冷却システム１００はあらゆる高さまたは奥行きにできる。特に、ドライブベイ１２０は１ユニット、２ユニット、４ユニット、８ユニット、または１６ユニットのベイにできる。ベイは、水平や垂直などのさまざまな構成で構成できる。さらに、受動的冷却システム１００は取り外し可能なメディアドライブ、キーボード、ディスプレー、マウス、またはジョイスティックなどの他の入力装置を含むことができる。あるいは、受動的冷却システム１００はプログラマブル論理制御装置シャーシ、ブレードシャーシ、ＶＭＥｂｕｓタイプ筐体、ＰＣＩタイプ筐体、ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩタイプ筐体、サーバー、またはモジュール式ベイおよび／またはサブベイを備えた他の電子機器にできる。また、受動的冷却システム１００は、デスクトップコンピュータ、タワーコンピュータ、ディスプレーが統合されたオールインワンシステム、家電製品またはラップトップなどのモバイルプラットフォームにできる。
【００１５】
図２に関して、典型的な実施形態に基づく図１の受動的冷却システム１００の分解図が示されている。受動的冷却システム１００はフロントパネル１１０、カバー１３０、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、およびメディアドライブ１６０を含む。フロントパネル１１０は、ハンドル１１５、およびドライブベイを覆うベイドア１２５を固定するための掛け金１１１を含む。また、受動的冷却システム１００はヒートパイプアセンブリ２１０、デバイスモジュール２２０、プロセッサヒートパイプアセンブリ２３０、マザーボード２６０、ドーターボード２５０、底部２７０、およびバックパネル２８０を含む。フロントパネル１１０、カバー１３０、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、底部２７０およびバックパネル２８０が受動的冷却システム１００の筐体を構成する。
【００１６】
デバイスモジュール２２０はクレードルアセンブリおよび電子コンポーネントを含む。好適には、電子コンポーネントは、ハードドライブなどのホットスワップ可能な非揮発性記憶装置である。あるいは、電子コンポーネントは、例えば３．５インチハードドライブ、２．５インチハードドライブ、５．２５ドライブ、光学ドライブ、テープドライブ、ソリッドステートドライブ、カードリーダー、メモリバンク、磁気メモリバンク、通信モジュール、ドーターボード、センサーモジュール、または入出力モジュールなどのあらゆる電子機器にできる。電子コンポーネントはクレードルアセンブリに熱的に結合される。クレードルアセンブリが電子コンポーネントから熱を奪う。受動的冷却システム１００は複数のデバイスモジュールを含むことができる。クレードルアセンブリは、下記詳述の締め付け機構または固定機構も含むことができる。
【００１７】
デバイスモジュール２２０は、クレードルアセンブリを介してヒートパイプアセンブリ２１０に取り外し可能に取り付けられる。デバイスモジュール２２０はヒートパイプアセンブリ２１０に熱的に結合される。ヒートパイプアセンブリ２１０はヒートシンク１４０およびフィルターストリップ１５０に熱的に結合される。ヒートパイプアセンブリ２１０はデバイスモジュール２２０から熱を奪う。ヒートシンク１４０はヒートパイプアセンブリ２１０から熱を奪う。２つの個別の部分が接触する熱的結合部の各々は、結合の熱的特性を高めるために熱化合物を含むことができる。あるいは、ヒートパイプアセンブリ２１０、ヒートシンク１４０およびフィルターストリップ１５０は熱的に連続的な１つの部品にできる。また、ヒートパイプアセンブリ２１０は電子コンポーネント用電気接続を含むことができる。ヒートパイプアセンブリ２１０は以下で詳述される。
【００１８】
デバイスモジュール２２０の電子コンポーネントはマザーボード２６０に電気的に接続される。また、例えばマザーボード２６０は、ビデオカード、イーサネット（登録商標）カード、プロセッサカード、またはその他のコンピュータカードにできるドーターボード２５０を含むことができる。マザーボード２６０はデバイスモジュール２２０およびドーターボード２５０を制御する。マザーボード２６０は、受動的冷却システム１００が取り付けられるラックから電力供給を受けることができる。マザーボード２６０は、プロセッサヒートパイプアセンブリ２３０によってヒートシンク１４０に熱的に結合される１つ以上のプロセッサを含む。あるいは、例えば電源用のマザーボード２６０およびドーターボード２５０の他のデバイスもヒートシンク１４０に熱的に結合できる。好適には、受動的冷却システム１００は、ファンまたは液体冷却システムを使用せず、かつ追加電力や費用の掛かる維持を必要とせず、デバイスモジュール２２０およびマザーボード２６０のプロセッサに効果的な冷却を行う。
【００１９】
図３に関して、典型的な実施形態に基づく図２の受動的冷却システム１００の上面図が示されている。ブロック矢印は、熱が移動できる主要な熱的経路を示す。受動的冷却システム１００はフロントパネル１１０、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、ヒートパイプアセンブリ２１０、デバイスモジュール２２０、プロセッサヒートパイプアセンブリ２３０、マザーボード２６０、メモリモジュール３１０および電源ヒートパイプアセンブリ３２０を含む。
【００２０】
デバイスモジュール２２０が熱を発生すると、ヒートパイプアセンブリ２１０がドライブモジュール２２０から熱を奪う。フィルターストリップ１５０がヒートパイプアセンブリ２１０から熱を奪う。最終的に、ヒートシンク１４０がフィルターストリップ１５０から熱を奪い、周囲の空気に熱を放散する。従って、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、ヒートパイプアセンブリ２１０、およびデバイスモジュール２２０が開ループ冷却システムを形成する。
【００２１】
マザーボード２６０のプロセッサ（図示せず）が熱を発生すると、プロセッサヒートパイプアセンブリ２３０がプロセッサから熱を奪う。ヒートシンク１４０がプロセッサヒートパイプアセンブリ２３０から熱を奪う。同様に、マザーボード２６０の電源（図示せず）が熱を発生すると、電源ヒートパイプアセンブリ３２０がプロセッサから熱を奪う。ヒートシンク１４０が電源ヒートパイプアセンブリ３２０から熱を奪う。場合によっては、コンポーネントが追加冷却を必要としないこともある。例えば、メモリモジュール３１０は周囲の空気で冷却できる。好適には、受動的冷却システム１００は、ファンまたは液体冷却システムを使用せず、デバイスモジュール２２０、プロセッサ、および電源に効果的な冷却を行う。
【００２２】
図４に関して、典型的な実施形態に基づく図２のデバイスモジュール２２０の透視図が示されている。デバイスモジュール２２０はクレードルアセンブリ４１０および電子コンポーネント４２０を含む。電子コンポーネント４２０はクレードルアセンブリ４１０に固定される。電子コンポーネント４２０は、上述のようにハードディスクドライブなどの非揮発性記憶装置にできる。クレードルアセンブリ４１０は、電子コンポーネント用の熱シンクおよびドッキング機構の両方にできる。クレードルアセンブリ４１０は金属または熱伝導材料で作ることができる。好適には、クレードルアセンブリ４１０はアルミニウムまたは銅合金で作られる。クレードルアセンブリ４１０は、機械加工、鋳造、または押出成形で作ることができる。放熱器はクレードルアセンブリ４１０に組み込むことができる。熱化合物を、電子コンポーネント４２０とクレードルアセンブリ４１０の間の隙間に塗ることができる。
【００２３】
クレードルアセンブリ４１０はヒートパイプ導管４３０を含む。クレードルアセンブリ４１０は、ヒートパイプ導管４３０に合うヒートパイプに結合される。クレードルアセンブリ４１０は、１つまたは複数のヒートパイプ導管４３０を有することができる。ヒートパイプ導管４３０は、電子コンポーネント４２０の両面に配置される。あるいは、ヒートパイプ導管４３０は、電子コンポーネント４２０の主要熱源の近くに配置できる。ヒートパイプ導管４３０は、用途に応じて直径１．５インチ以下にできるが、より大きな導管も可能である。例えば、ヒートパイプ導管４３０は直径１．５〜０．２５インチの範囲にできる。さらに、ヒートパイプ導管４３０はそれぞれ異なるサイズにできる。例えば、筐体の中心に向けて設置されるヒートパイプ導管／ヒートパイプは、筐体の外側に向けて設置されるヒートパイプ導管／ヒートパイプよりも大きくできる。ヒートパイプ導管４３０は、ヒートパイプ導管４３０のサイズを変えるために使用できる締め付け溝４４０を含む。
【００２４】
締め付け溝４４０は締め付け機構４５０に結合される。締め付けレバー４６０が押し入れられると、締め付け機構４５０が締め付け溝４４０を閉じ、それによってヒートパイプ導管４３０を引き締める。締め付け動作により、クレードルアセンブリ４１０とそれに関連したヒートパイプの間の優れた熱的結合を作り出す。さらに、クレードルアセンブリ４１０が動くことができなく、熱的連続性を維持するように、締め付け動作によってクレードルアセンブリ４１０をヒートパイプに固定する。従って、クレードルアセンブリ４１０を素早く取り外し、交換できる。あるいは、他の多くの締め付け機構および／または取り付け機構が可能である。
【００２５】
図５Ａ〜５Ｆに関して、典型的な実施形態に基づく典型的なヒートパイプの接続形態の略図が示されている。図５Ａに示すように、ヒートパイプ５１０は円形にできる。図５Ｂに示すように、ヒートパイプ５２０は、クレードルアセンブリ５２５の側面に押し込む指を有することができる。図５Ｃに示すように、ヒートパイプ５３０は、表面積を増やすためのフィンを有することができる。図５Ｄに示すように、ヒートパイプ５４０は四角形にでき、クレードルアセンブリ５４７と分離当て板５４５との間で押すことができる。図５Ｅに示すように、ヒートパイプ５５０は三角形にできる。図５Ｆに示すように、ヒートパイプ５６０は円形にでき、クレードルアセンブリ５６７と分離当て板５６５との間で押すことができる。
【００２６】
図６に関して、典型的な実施形態に基づく図２のヒートパイプアセンブリ２１０の分解図が示されている。ヒートパイプアセンブリ２１０は橋板６１０、背面プリント基板（ＰＣＢ）６２０、およびヒートパイプ６３０を含む。ヒートパイプ６３０は背面ＰＣＢ６２０を通じて橋板６１０に結合される。橋板６１０は、ネジ６５５でフィルターストリップ１５０に結合される。熱化合物を、橋板６１０とフィルターストリップ１５０の間の隙間に塗ることができる。
【００２７】
橋板６１０は、デバイスモジュール２２０用の熱シンクおよびドッキング機構の両方にできる。橋板６１０は金属または熱伝導材料で作ることができる。いくつかの実施形態では、橋板６１０はアルミニウムまたは銅合金で作られる。橋板６１０は、機械加工、鋳造、打ち抜きまたは押出成形で作ることができる。放熱器は橋板６１０に組み込むことができる。橋板６１０は、ヒートパイプ６３０用の一連のネジ穴を含む。あるいは、優れた熱的接続を行う加圧手段または他の固定手段によって、ヒートパイプ６３０を橋板６１０に固定できる。熱化合物を、橋板６１０とヒートパイプ６３０の間の隙間に塗ることができる。
【００２８】
デバイスモジュール２２０は１組のヒートパイプ６３０の上を滑り動く。ヒートパイプ６３０上でデバイスモジュール２２０を容易に滑らせるために、ヒートパイプ６３０は一方の端部で先が細くなっている。ヒートパイプ６３０は、用途に応じて直径１．５インチ以下の範囲にできる。デバイスモジュールを取り付けた場合にヒートパイプ６３０がデバイスモジュールの両面に配置されるように、ヒートパイプ６３０が配置される。あるいは、ヒートパイプ６３０は、上部や下部などデバイスモジュール周辺のさまざまな構成で配置できる。ヒートパイプ６３０は金属または熱伝導材料で作ることができる。好適には、ヒートパイプ６３０は、銅合金やアルミニウムなどの熱伝導材料で作られる。また、ヒートパイプ６３０は、酸化防止のためにメッキできる。ヒートパイプ６３０は、機械加工、鋳造、打ち抜きまたは押出成形で作ることができる。使用中、関連デバイスモジュール２２０への熱伝導を促進するために、および酸化を抑えるために、ヒートパイプ６３０の表面に熱化合物を塗ることができる。デバイスモジュール２２０の締め付け機構がセットされると、デバイスモジュール２２０のクレードルアセンブリは関連ヒートパイプ６３０を圧迫し、熱的および物理的接続を形成する。
【００２９】
背面ＰＣＢ６２０は、デバイスモジュール２２０用の電源接続およびデータ接続を含む。背面ＰＣＢ６２０は電子機器のマザーボードに接続される。従って、デバイスモジュール２２０をマザーボードに容易に電気的に接続できる。背面ＰＣＢ６２０は、ヒートパイプ６３０の周辺に合うように設計されたカスタムＰＣＢである。背面ＰＣＢ６２０は、デバイスモジュール２２０に結合される特定種類の電子コンポーネントに適した接続を含む。例えば、デバイスモジュール２２０がハードディスクに取り付けられる場合、背面ＰＣＢ６２０は電源およびシリアルＡＴＡ、ＥＩＤＥ、ＩＤＥまたはＳＣＳＩコネクタを含む。従って、ユーザーがベイにデバイスモジュールを差し込むと、デバイスモジュールは電源コネクタおよびデータコネクタに係合する。ユーザーが締め付け機構を係合させると、デバイスモジュールは適切な位置で固定された状態になる。背面ＰＣＢ６２０にコネクタを積極的に係合させるように、締め付け機構を設計できる。
【００３０】
図７に関して、典型的な実施形態に基づく図６の橋板６１０の略図が示されている。橋板６１０は、各組のヒートパイプ用の放熱器７１０を含む。一実施形態では、橋板６１０はアルミニウム製で作られ、放熱器７１０は銅合金で作られる。放熱器７１０は橋板６１０の内部に設置される。また、橋板６１０は、ヒートパイプを取り付けるために使用される穴７２０を含む。ヒートパイプが取り付けられ場合にヒートパイプと放熱器７１０との間に直接的な熱接続があるように、穴７２０は放熱器７１０を貫通する。放熱器７１０は、熱の流れの方向を指示することで橋板６１０の熱伝達効率を高める。本例では、放熱器７１０はトーナツ型である。あるいは、放熱器は水平に伸びるほかに他の構成である可能性がある。
【００３１】
図８に関して、典型的な実施形態に基づく図２のプロセッサヒートパイプアセンブリ２３０の透視図が示されている。マザーボード２６０はプロセッサ８１０を含む。第１サーマルマス８２０はプロセッサ８１０のそれぞれに取り付けられる。第１サーマルマス８２０は、ヒートパイプ８３０によって第２サーマルマス８４０に熱的に結合される。第２サーマルマス８４０はヒートシンク１４０にそれぞれ熱的に結合される。第１サーマルマス８２０とプロセッサの間、および第２サーマルマス８４０とヒートシンク１４０の間に熱化合物を塗ることができる。
【００３２】
プロセッサが熱を発生すると、第１サーマルマス８２０がプロセッサから熱を奪う。第２サーマルマス８４０は、ヒートパイプ８３０を通じて第１サーマルマス８２０から熱を奪う。ヒートシンク１４０は、第２サーマルマス８４０から熱を奪う。最終的に、ヒートシンク１４０が周囲の空気に熱を放散する。好適には、受動的冷却システムは、ファンまたは液体冷却システムを使用せず、プロセッサに効果的な冷却を行う。
【００３３】
上記のように、電源をヒートシンクに熱的に結合することもできる。図２５に関して、典型的な実施形態に基づく受動的冷却システム２５００の一部の上面図が示されている。上述のように、受動的冷却システム２５００の一部は、ヒートシンク１４０、フィルターストリップ１５０、およびマザーボード２６０を含む受動的冷却システムの実例となる電源領域である。
【００３４】
電源２５１０はヒートシンク１４０に熱的に結合できる。電源２５１０は受動的冷却システム用の電力を供給する。電源２５１０はプリント基板２５２０、第１電源集積回路２５３０、第２電源集積回路２５４０、コンポーネント２５５０、およびコンデンサ２５６０を含むことができる。電源２５１０は、絶縁体２５７０によってヒートシンク１４０に取り付けることができる。例えば、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０は電力トランジスタまたは電源モジュールにできる。例えば、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０は、１２０ＶＡＣを１２ＶＤＣ、５ＶＤＣ、３．３ＶＤＣ、または他の電圧のうちの少なくとも１つに変換するために高頻度で切り替えることができ、それによって、熱を発生する。
【００３５】
一例示的実施形態では、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０をヒートシンク１４０に直接設置して、それによって、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０をヒートシンク１４０に熱的に結合させるように、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０は、プリント基板２５２０の第１の側面に半田付けされる。電源集積回路（２５３０、２５４０）とヒートシンク１４０の間の接点が、熱的結合の熱的特性を高めるために熱化合物を含むことができる。電源２５１０、特に第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０によって発生される熱はヒートシンク１４０に奪われ、周囲の空気に放散される。
【００３６】
コンポーネント２５５０やコンデンサ２５６０などの電源２５１０の他の部品は、プリント基板２５２０の第２の側面に設置できる。プリント基板２５２０の第１の側面に電源集積回路（２５３０、２５４０）用の隙間を確保しながら、プリント基板２５２０の領域を最小限に抑えることができるように、コンポーネント２５５０およびコンデンサ２５６０が配置される。あるいは、第１電源集積回路２５３０、第２電源集積回路２５４０、コンポーネント２５５０、およびコンデンサ２５６０はプリント基板２５２０の片側に設置でき、電源集積回路（２５３０、２５４０）がヒートシンク１４０に接触できるように配置できる。ヒートシンク１４０は、電源集積回路（２５３０、２５４０）と接触できるようにする隆起部を含むことができる。あるいは、あらゆる数の電源集積回路またはコンポーネントをヒートシンクに熱的に結合できる。好適には、受動的冷却システムのヒートシンクによって電源を直接冷却できる。
【００３７】
図２６に関して、典型的な実施形態に基づく電源装置２６００の上面図が示されている。電源装置２６００は、受動的冷却システムに組み込むことができる。電源装置２６００は受動的冷却システムに電力を供給する。
【００３８】
電源装置２６００は電源２６１０およびヒートシンク１４０を含む。電源２６１０はヒートシンク１４０に熱的に結合できる。電源２６１０はプリント基板２５２０、第１電源集積回路２５３０、第２電源集積回路２５４０、コンポーネント２５５０、およびコンデンサ２５６０を含むことができる。電源２６１０は、絶縁体２５７０によってヒートシンク１４０に取り付けることができる。例えば、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０は電力トランジスタまたは電源モジュールにできる。
【００３９】
一例示的実施形態では、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０はプリント基板２５２０の第１の側面に半田付けされる。第１電源集積回路２５３０は第１ヒートパイプ２６３０に結合される。第１ヒートパイプ２６３０はヒートシンク１４０に結合される。従って、第１電源集積回路２５３０は第１ヒートパイプ２６３０を介してヒートシンク１４０に熱的に結合される。第１電源集積回路２５３０によって発生した熱は第１ヒートパイプ２６３０を通じてヒートシンク１４０に奪われ、周囲の空気に放散される。第１ヒートパイプ２６３０は「Ｉビーム」形状にできる。しかし、他の形も使用できる。第１電源集積回路２５３０、第１ヒートパイプ２６３０、ヒートシンク１４０の間の結合部は、熱的結合を高めるために熱化合物を含むことができる。
【００４０】
第２電源集積回路２５４０は第２ヒートパイプ２６４０に結合される。第２ヒートパイプ２６４０はヒートシンク１４０に結合される。従って、第２電源集積回路２５４０は第２ヒートパイプ２６４０を介してヒートシンク１４０に熱的に結合される。第２電源集積回路２５４０によって発生した熱は第２ヒートパイプ２６４０を通じてヒートシンク１４０に奪われ、周囲の空気に放散される。第２ヒートパイプ２６４０は「Ｉビーム」形状にできる。しかし、他の形も使用できる。第２電源集積回路２５４０、第２ヒートパイプ２６４０、ヒートシンク１４０の間の結合部は、熱的結合を高めるために熱化合物を含むことができる。
【００４１】
第１ヒートパイプ２６３０および第２ヒートパイプ２６４０は、銅合金、アルミニウム、金属、または他の熱伝導材料で作ることができる。示したように、第１電源集積回路２５３０および第２電源集積回路２５４０の高さの違いに対応するために、第１ヒートパイプ２６３０および第２ヒートパイプ２６４０は異なる高さにできる。あるいは、電源をヒートシンクに接続するために１つ以上のヒートパイプを使用できる。電源は、あらゆる数の電源集積回路および他のコンポーネントを含むことができる。さらに、ヒートパイプは、電源の特定の実施形態次第で、さまざまな構成を有することができる。例えば、ヒートパイプは、コンポーネントの底部と接触するために多くのコンポーネントに渡される、またはプリント基板に穴を開けることができる。好適には、ヒートパイプは、電源からヒートシンクに熱を奪うことで、電源を冷却する。
【００４２】
受動的冷却筐体システム
図９に関して、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システム９００の透視図が示されている。一実施形態において、受動的冷却筐体システム９００はラックとして構成される。受動的冷却筐体システム９００は、支持構造９０５、ヒートシンク９１０、キャビネット９２０、ヒートパイプ９３０、およびパイプコネクタ９４０を含むことができる。受動的冷却システム１００とは違って、受動的冷却筐体システム９００のヒートシンクは個別ラックマウント式シャーシの代わりに（または追加して）ラック筐体に設置できる。受動的冷却筐体システム９００は、ラックマウント式シャーシを取り付けるためのラックにできる。受動的冷却筐体システム９００は、標準運送用コンテナー、コンテナー型データセンター、または建物などの構造物に組み込む、またはその一部にすることができる。例えば、ヒートシンク９１０は運送用コンテナーの側面に組み込むことができる。
【００４３】
支持構造９０５はヒートシンク９１０およびキャビネット９２０を支持できる。例えば、支持構造９０５は、サーバーを取り付けるための標準ラックの大きさにできる。支持構造９０５はあらゆる高さ、奥行き、および幅にできる。支持構造９０５は、キャビネット９２０に電力を供給し、通信伝達的に結合するための電源および背面を含むことができる。
【００４４】
ヒートシンク９１０はフィン、冷却剤経路、または他の放熱手段を含むことができる。フィンは、好適にはヒートシンク９１０の外側に垂直に組み込まれる。ヒートシンク９１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、または他の熱導体で作ることができる。ヒートシンク９１０は、上記のように（図示せず）放熱器を含むことができる。放熱器は、銅合金または他の熱導体で作ることができる。
【００４５】
ヒートシンク９１０はパイプコネクタ９４０を含むことができる。パイプコネクタ９４０は、ヒートシンク９１０をヒートパイプ９３０に熱的に結合させる。パイプコネクタ９４０は、パイプコネクタ９４０をヒートパイプ９３０に機械的に固定して、それによって、パイプコネクタ９４０およびヒートパイプ９３０の間の熱結合を促進する締め付け機構または締め付け手段を含むことができる。さらに、パイプコネクタ９４０はキャビネット９２０を支持構造９０５に機械的に固定することができる。パイプコネクタ９４０はヒートシンク９１０から分離する、またはヒートシンク９１０に組み込むことができる。さらに以下で述べるように、さまざまな締め付け機構を採用できる。パイプコネクタ９４０は、アルミニウム、アルミニウム合金、または他の熱導体で作ることができる。
【００４６】
キャビネット９２０は支持構造９０５に挿入できる。キャビネット９２０はサーバー、スイッチ、ルーター、記憶装置、バッテリーバックアップ、電気機器、または他の電子機器にできる。キャビネット９２０はあらゆる高さまたは奥行きにできる。特に、キャビネット９２０は、上述のようにベイを含むことができる。ベイは、水平や垂直などのさまざまな構成で構成できる。さらに、キャビネット９２０は取り外し可能なメディアドライブ、キーボード、ディスプレー、マウス、またはジョイスティックなどの他の入力装置を含むことができる。あるいは、キャビネット９２０はプログラマブル論理制御装置シャーシ、ブレードシャーシ、ＶＭＥｂｕｓタイプ筐体、ＰＣＩタイプ筐体、ＣｏｍｐａｃｔＰＣＩタイプ筐体、サーバー、またはモジュール式ベイおよび／またはサブベイを備えた他の電子機器にできる。あるいは、ヒートシンク９１０は支持キャビネット９２０を支持できる。
【００４７】
キャビネット９２０はヒートパイプ９３０を含むことができる。ヒートパイプ９３０は、キャビネット９２０の内部コンポーネントに熱的に結合できる。例えば、ヒートパイプ９３０は、キャビネット９２０のプロセッサ、ディスクドライブ、または他の発熱コンポーネントに熱的に結合できる。ヒートシンク９１０に結合される各側面で、ヒートパイプ９３０は１つのヒートパイプまたは複数の個別のヒートパイプにできる。あるいは、ヒートパイプ９３０はヒートシンク９１０の一部にでき、およびパイプコネクタ９４０はキャビネット９２０の一部にできる。好適には、キャビネット９２０のそれぞれからの熱は、ヒートパイプ９３０およびパイプコネクタ９４０を通じてヒートシンク９１０に奪うことができる。好適には、キャビネット９２０のそれぞれが熱伝導によって冷却され、それによって、キャビネット９２０の内部コンポーネントに埃が蓄積しないようにする。
【００４８】
一例示的実施形態では、キャビネット９２０のそれぞれは、上述のようにモジュール式ベイを備えたサーバーにできる。別の例示的実施形態では、キャビネット９２０のそれぞれは、密閉装置などの密閉型ラックシャーシユニットにできる。好適には、密閉型ラックシャーシユニットは簡単に取り外して、清掃できる。例えば、受動的冷却筐体システムから構成されるサーバーファームが炭疽菌などのバイオハザードに、あるいは粒子汚染物質、洪水またはハリケーンに曝された領域に設置されたとする。職員は、密閉型ラックシャーシユニットを簡単に取り外し、そして浄化する、または引き揚げることができるだろう。次に、浄化されたまたは引き揚げられた密閉型ラックシャーシユニットを別の施設に安全に移動させ、それによって、密閉型ラックシャーシユニットに保管された機器およびデータを保護できるだろう。さらに、支持構造９０５およびヒートシンク９１０は簡単に浄化できる。さらに、受動的冷却筐体システム９００に結合される電源モジュールまたは他の電子機器を、取り外し可能なキャビネット内に密閉できる。
【００４９】
別の例示的実施形態では、受動的冷却筐体システム９００は、標準運送用コンテナー、コンテナー型データセンター、または建物などの構造物に組み込むことができる、またはその一部にできる。例えば、ヒートシンク９１０は運送用コンテナーの外側に組み込むことができる。ヒートシンク９１０のフィンは、運送用コンテナーの側面（および、上部と下部）に沿って設置できる。好適には、キャビネット９２０によって発生した熱はヒートシンク９１０に奪うことができる。好適には、運送用コンテナーの一部であるヒートシンク９１０は、周囲の空気によって冷却できる。好適には、受動的冷却筐体システム９００を含む可搬式データセンターは最小限の保守しか必要とせず、従来のサーバーファームよりも稼働にあまり電力を必要としない。
【００５０】
特に、密閉型ラックシャーシユニットは多くの軍事用途で有利にできる。例えば、キャビネット９２０の密閉型設計によって、キャビネット９２０を砂漠、海辺、または極寒地などの非常に厳しい環境で操作できるようにする。例えば、極寒環境のキャビネットに水分が入ると、凝縮物が電子コンポーネントに蓄積しやすくなり、故障を引き起こす可能性がある。キャビネット９２０は密閉されているため、埃、汚れ、砂、水分、および他の汚染物質はキャビネット９２０に入り込むことはできない。さらに、受動的冷却筐体システム９００は、一般的なサーバーラックよりも大幅に少ない電力しか消費しない。そのため、受動的冷却筐体システム９００は、電力の入手が課題である多くの環境に簡単に適応できる。それ故に、キャビネット９２０は最小限の保守しか必要とせず、従来のラックよりも少ない電力しか使用せず、故障しにくい。
【００５１】
図１０に関して、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システム９００の正面図が示されている。上述のように、受動的冷却筐体システム９００はヒートシンク９１０、キャビネット９２０、ヒートパイプ９３０、およびパイプコネクタ９４０を含む。
【００５２】
図１１に関して、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システム９００の上面図が示されている。上述のように、受動的冷却筐体システム９００はヒートシンク９１０、キャビネット９２０、ヒートパイプ９３０、およびパイプコネクタ９４０を含む。
【００５３】
図１２に関して、典型的な実施形態に基づく図９の受動的冷却筐体システム９００の側面図が示されている。上述のように、受動的冷却筐体システム９００はキャビネット９２０、ヒートパイプ９３０、およびパイプコネクタ９４０を含む。
【００５４】
図１３に関して、典型的な実施形態に基づく図９のキャビネット９２０内部の上面図が示されている。上述のように、キャビネット９２０はヒートパイプ９３０を含む。キャビネット９２０の右側面には多くの個別のヒートパイプがあり、キャビネット９２０の右側面には単独のヒートパイプがある。
【００５５】
ヒートパイプ９３０は、内部ヒートパイプ１３６０に熱的に結合できる。内部ヒートパイプ１３６０は、橋板１３５０に熱的に結合される。橋板１３５０は、デバイスヒートパイプ１３７０に熱的に結合できる。デバイスヒートパイプ１３７０は、デバイス１３１０に熱的に結合できる。例えば、上述のようにデバイス１３１０はハードドライブにできる。また、プロセッサ１３２０は内部ヒートパイプ１３６０および／または橋板１３５０に熱的に結合できる。従って、デバイス１３１０およびプロセッサ１３２０によって発生した熱は、デバイス１３１０およびプロセッサ１３２０からヒートパイプ９３０に奪うことができる。あるいは、キャビネットがパイプコネクタを含む場合、デバイス１３１０およびプロセッサ１３２０によって発生した熱は、デバイス１３１０およびプロセッサ１３２０からパイプコネクタに奪うことができる。
【００５６】
デバイス１３１０およびプロセッサ１３２０はマザーボード１３４０によって電気的に接続できる。マザーボード１３４０は、ポート１３８０を介して外部デバイスに電気的に接続できる。キャビネット９２０の内部コンポーネントを汚染物質に曝すことなくキャビネット９２０と電気接続できるように、ポート１３８０を密閉できる。
【００５７】
図１４に関して、典型的な実施形態に基づくヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００の上面図が示されている。一実施形態において、後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００はラックとして構成される。後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００はヒートシンク１４１０、キャビネット１４２０、ヒートパイプ１４３０、およびパイプコネクタ１４４０を含む。
【００５８】
上述のように、ヒートシンク１４１０はフィン、冷却剤経路、または他の放熱手段を含むことができる。ヒートシンク１４１０は後方に向けて設置される。一部の実施形態では、ヒートシンク１４１０もラックの構造を成す。
【００５９】
ヒートシンク１４１０はヒートパイプ１４３０を含むことができる。ヒートパイプ１４３０はヒートシンク１４１０に熱的に結合できる。ヒートパイプ１４３０はヒートシンク１４１０から突き出る。一部の実施形態では、ヒートパイプ１４３０は先が細くできる。
【００６０】
キャビネット１４２０はパイプコネクタ１４４０を含むことができる。パイプコネクタ１４４０は、ヒートパイプ１４３０に合う凹部を含む。キャビネット１４２０が後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００に取り付けられる場合、パイプコネクタ１４４０がヒートパイプ１４３０の上を滑り動く。パイプコネクタ１４４０は、パイプコネクタ１４４０をヒートパイプ１４３０に機械的に固定して、それによって、パイプコネクタ１４４０およびヒートパイプ１４３０の間の熱結合を促進する締め付け機構または締め付け手段を含むことができる。さらに、パイプコネクタ１４４０はキャビネット１４２０をヒートパイプ１４３０に機械的に固定することができる。
【００６１】
受動的冷却筐体システムはさまざまな構成で配置できる。図１５に関して、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システム構成の上面図が示されている。図１５では、２つの受動的冷却筐体システム９００が並んで配置されている。上述のように、各受動的冷却筐体システム９００は支持構造９０５およびヒートシンク９１０を含む。
【００６２】
２つの受動的冷却筐体システム９００はチャンネル１５１０によって分けられている。チャンネル１５１０は部分的に２つの受動的冷却筐体システム９００のそれぞれからの２つのヒートシンク９１０によって形成される。チャンネル１５１０は、空気が入っているダクトのような機能を果たすことができる。さらに、チャンネル１５１０は他のデータセンターモニタリングおよび／または冷却技術に組み込むことができる。一例示的実施形態では、冷気を入れるためにチャンネル１５１０を使用できる。別の例示的実施形態では、空気、加湿空気、空調空気、窒素ガス、または他の気体などであるが、これに限定するものではない気体を入れるためにチャンネル１５１０を使用できる。別の例示的実施形態では、グリコール、アンモニア、水、または他の液体などであるが、これに限定するものではない液体を入れるためにチャンネル１５１０を使用できる。チャンネル１５１０は、採用される特定の冷却剤機構に適合できる。
【００６３】
図１６に関して、典型的な実施形態に基づく図１５の受動的冷却筐体システム構成の正面図が示されている。２つの受動的冷却筐体システム９００が並んで配置されている。上述のように、各受動的冷却筐体システム９００は支持構造９０５、ヒートシンク９１０およびキャビネット９２０を含む。
【００６４】
２つの受動的冷却筐体システム９００はチャンネル１５１０によって分けられている。チャンネル１５１０は部分的に２つの受動的冷却筐体システム９００のそれぞれからの２つのヒートシンク９１０によって形成される。チャンネル１５１０は、空気が入っているダクトのような機能を果たすことができる。一例示的実施形態では、気体を入れるためにチャンネル１５１０を使用できる。別の例示的実施形態では、液体を入れるためにチャンネル１５１０を使用できる。
【００６５】
矢印１６１０で表されるように、空気はチャンネル１５１０の中を通って移動できる。空気は、チャンネル１５１０を形成する２つの受動的冷却筐体システム９００のそれぞれから２つのヒートシンク９１０の上を流れ、それによって、ヒートシンク９１０から熱を奪う。
【００６６】
チャンネル１５１０は、空気をヒートシンク９１０の上に受動的に、つまり対流によって導くために使用できる。さらに、例えばファンを使用することによって、空気をチャンネル１５１０の中に強制的に送ることができる。一例示的実施形態では、施設の外からの冷気がチャンネル１５１０の中に引き込まれる。好適には、チャンネル１５１０内の冷却用空気はキャビネット９２０に到達できなく、それによって、電子機器に汚染物質が入らないようにする。
【００６７】
好適には、キャビネット９２０を冷却するために、高床、暖気通路／冷気通路構成、および暖房、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムは必要ない。好適には、サーバーラックを冷却するために必要とされるダクトの量を減らすことで、省スペースの方法でコンピュータ設備および電子設備を配置できる。
【００６８】
図１７に関して、典型的な実施形態に基づくサーバールーム１７１０の上面図が示されている。さまざまな構成でサーバールーム１７１０を配置できる。一例示的実施形態では、受動的冷却筐体システム９００が１列に配置される。どの２つの受動的冷却筐体システム９００もチャンネル１５１０によって分けられる。サーバールーム１７１０は建物、モジュール式海上コンテナー、車の一部、または他の筐体にできる。
【００６９】
チャンネル１５１０の中を移動する空気は、受動的冷却筐体システム９００のヒートシンクから熱を奪うことができる。チャンネル１５１０は、ダクトシステムに接続できる。従って、サーバールーム１７１０の内部は冷却手段から完全に分離される。好適には、汚染物質はサーバールーム１７１０の内部に到達することができない。他の例示的実施形態では、上述のように気体または液体を入れるためにチャンネル１５１０を構成できる。
【００７０】
図１８に関して、典型的な実施形態に基づく図１７のサーバールーム１７１０の側面図が示されている。さまざまな構成でサーバールーム１７１０を配置できる。一実施形態では、受動的冷却筐体システム９００が１列に配置される。どの２つの受動的冷却筐体システム９００もチャンネル１５１０によって分けられる。
【００７１】
サーバールーム１７１０は壁１８７０、天井１８６０、および床１８５０を含む。チャンネル１５１０は床１８５０から天井１８６０に伸びることができる。ケーブル溝１８４０は床１８５０の下を通すことができる。あるいは、ケーブル敷設はサーバールーム１７１０内を通すことができる。
【００７２】
チャンネル１５１０は床１８５０の下の吸気ダクト１８９０および天井１８６０の上の排気ダクト１８８０に接続される。一例示的実施形態では、施設の外からの冷気が対流によって吸気ダクト１８９０の中に引き込まれる。冷気はチャンネル１５１０の中を通って、受動的冷却筐体システム９００のヒートシンクの上から引き込まれる。従って、吸気ダクト１８９０からの空気は加熱される。加熱された空気はチャンネル１５１０内を上昇し、それによって、吸気ダクト１８９０内に冷たい外気をさらに引き込む。
【００７３】
加熱された空気は対流によって排気ダクト１８８０の中に流れ続ける。加熱された空気は外部に放出される。特定の対流特性を示すように、チャンネル１５１０および関連ダクトの対流特性を設計できる。例えば、対流を高めるために排気ダクト１８８０に煙突を追加できる。さらに、対流を強化するために複数の階に連続したチャンネルを通すことができる。当事者によって周知のように、さまざまな受動的および能動的冷却設計を実施できる。好適には、受動的冷却筐体システム９００のキャビネットからの熱を受動的に取り除くことができ、それによって、冷却費用、施設費用、保守費用、および開発費用を削減する。
【００７４】
図１９に関して、典型的な実施形態に基づくさまざまな代替構成を備えたサーバールーム１９１０の上面図が示されている。さまざまな構成でサーバールーム１９１０を配置できる。一例示的実施形態では、受動的冷却筐体システム９００が群で配置される。あるいは、さらに多いまたは少ない受動的冷却筐体システムを群で配置できる。さらに、特定の場所での群のまとまりを高めるために、群を他の群に対して回転させることができる。
【００７５】
どの４つの受動的冷却筐体システム９００もチャンネル１９３０およびケーブルチャンネル１９２０によって分けられる。４つの受動的冷却筐体システム９００およびケーブルチャンネル１９２０はチャンネル１９３０から背中合わせに配置される。この構成では、ヒートシンクがチャンネル１９３０のみにあるように４つの受動的冷却筐体システム９００のヒートシンクを設計できる。サーバールーム１９１０は建物、モジュール式海上コンテナー、車の一部、または他の筐体にできる。
【００７６】
チャンネル１９３０の中を移動する空気は、受動的冷却筐体システム９００のヒートシンクから熱を奪うことができる。チャンネル１９３０は、ダクトシステムに接続できる。従って、サーバールーム１９１０の内部は冷却手段から完全に分離される。好適には、汚染物質はサーバールーム１９１０の内部に到達することができない。
【００７７】
別の例示的実施形態では、（図１４の）後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００が代替の群配列で配置される。上述のように、後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００は、ラックの後部に向けて設置されたヒートシンクを有する。どの４つの後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００もチャンネル１９４０によって分けられる。あるいは、さらに多いまたは少ない受動的冷却筐体システムを群で配置できる。さらに、特定の場所での群のまとまりを高めるために、群を他の群に対して回転させることができる。
【００７８】
４つの後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００はチャンネル１９４０から背中合わせに配置される。この構成では、ヒートシンクがチャンネル１９４０のみにあるように４つの後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００のヒートシンクが配置される。
【００７９】
チャンネル１９４０の中を移動する空気は、後部ヒートシンク付き受動的冷却筐体システム１４００のヒートシンクから熱を奪うことができる。チャンネル１９４０は、ダクトシステムに接続できる。従って、サーバールーム１９１０の内部は冷却手段から完全に分離される。好適には、汚染物質はサーバールーム１９１０の内部に到達することができない。
【００８０】
さまざまな熱的接続設計を用いてヒートパイプおよびパイプコネクタを実装できる。図２０に関して、典型的な実施形態に基づく受動的冷却筐体システム２０００の透視図が示されている。図２０では、受動的冷却筐体システム２０００が標準ラックとして構成されている。受動的冷却筐体システム２０００は筐体構造２００５、ヒートシンク２０１０、キャビネット２０２０、ヒートパイプ２０３０、およびパイプコネクタ２０４０を含む。
【００８１】
筐体構造２００５はヒートシンク２０１０を支持できる。例えば、筐体構造２００５は、サーバーを取り付けるための標準ラックの大きさにすることができる。筐体構造２００５はあらゆる電子機器を含むことができる。筐体構造２００５はあらゆる高さ、奥行き、および幅にできる。筐体構造２００５は、キャビネット２０２０に電力を供給し通信伝達的に結合するための電源および背面を含むことができる。
【００８２】
ヒートシンク２０１０はフィン、冷却剤経路、または他の放熱手段（図示せず）を含むことができる。ヒートシンク２０１０は、アルミニウム、アルミニウム合金、または他の熱導体で作ることができる。上記のように、ヒートシンク２０１０は放熱器を含むことができる（図示せず）。放熱器は、銅合金で作ることができる。
【００８３】
ヒートシンク２０１０はパイプコネクタ２０４０を含むことができる。パイプコネクタ２０４０は、ヒートシンク２０１０をヒートパイプ２０３０に熱的に結合させる。パイプコネクタ２０４０はキャビネット２０２０を受動的冷却筐体システム２０００に機械的に固定できる。パイプコネクタ２０４０は、ヒートシンク２０１０に組み込むことができる。パイプコネクタ２０４０は溝２０７２を含むことができる。溝２０７２は、キャビネットを簡単に取り付けることができるように、前部で幅が広いテーパーを有することができる。溝２０７２は、ヒートシンク２０１０の奥行きに沿って伸ばすことができる。溝２０７２は前部から後部にわずかにテーパーにできる。
【００８４】
キャビネット２０２０は筐体構造２００５に挿入できる。キャビネット２０２０は、サーバー、スイッチ、ルーター、記憶装置、バッテリーバックアップ、電気機器、または他の電子機器にできる。キャビネット２０２０はあらゆる高さまたは奥行きにできる。特に、上述のように、キャビネット２０２０はベイを含むことができる。ベイは、水平や垂直などのさまざまな構成で構成できる。
【００８５】
キャビネット２０２０はヒートパイプ２０３０を含むことができる。ヒートパイプ２０３０は、キャビネット２０２０の内部コンポーネントに熱的に結合できる。例えば、ヒートパイプ２０３０は、キャビネット２０２０のプロセッサ、ディスクドライブ、または他の発熱コンポーネントに熱的に結合できる。図２０では、ヒートパイプ２０３０をキャビネット２０２０の両側に沿って通す。
【００８６】
キャビネット２０２０が受動的冷却筐体システム２０００に挿入されると、ヒートパイプ２０３０は溝２０７２に熱的に係合する。熱化合物を、ヒートパイプ２０３０とパイプコネクタ２０４０の間の熱的結合を高めるために使用できる。ヒートパイプ２０３０は、開始ブロック２０６２、第１圧縮レール２０６６、および第２圧縮レール２０６６を含むことができる。開始ブロック２０６２が溝２０７２に挿入されると、開始ブロック２０６２はヒートパイプ２０３０を案内する。開始ブロック２０６２は第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６の端部を保護する。開始ブロック２０６２は、アルミニウム、アルミニウム合金、または他の金属などの耐久性のある材料から作られる。第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６は共に、溝２０７２よりもわずかに大きな幅にテーパーになっている。つまり、開始ブロック２０６２では、第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６の幅はおよそ開始ブロック２０６２の幅であるが、反対側の端部では、第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６が溝２０７２の前部開口よりもわずかに広い。
【００８７】
第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６は溝２０７２に合うように屈曲でき、それによって、溝２０７２を機械的および熱的の両方で係合する。第１圧縮レール２０６６および第２圧縮２０６６は屈曲性を高める面取りまたは他の除去を行うことができる。第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６は、アルミニウム、アルミニウム合金、または他の金属などの柔軟性のある熱伝導材料で作ることができる。
【００８８】
従って、キャビネット２０２０が１組の溝２０７２に挿入されるとき、開始ブロック２０６２は第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６を溝２０７２に案内する。キャビネット２０２０が受動的冷却筐体システム２０００にさらに押し込まれると、第１圧縮レール２０６６および第２圧縮レール２０６６が溝２０７２の側面を圧迫し、それによって、ヒートパイプ２０３０およびパイプコネクタ２０４０の間の熱的結合を作り出す。
【００８９】
図２１に関して、典型的な実施形態に基づく図２０の受動的冷却筐体システム２０００の正面斜視図が示されている。受動的冷却筐体システム２０００は筐体構造２００５、ヒートシンク２０１０、キャビネット２０２０、ヒートパイプ２０３０、およびパイプコネクタ２０４０を含む。パイプコネクタ２０４０は溝２０７２を含むことができる。ヒートパイプ２０３０は第１圧縮レール２０６６、および第２圧縮レール２０６６を含むことができる。図２１は、パイプコネクタ２０４０の溝２０７２に係合しているキャビネット２０２０の両方のヒートパイプ２０３０を示す。
【００９０】
図２２に関して、典型的な実施形態に基づく熱結合部２２００の上面図が示されている。一例示的実施形態では、熱結合部２２００がヒートパイプ２２３０およびパイプコネクタ２２４０の間の熱的および機械的結合になることができる。ヒートパイプ２２３０はキャビネット２２２０に結合される。パイプコネクタ２２４０はヒートシンク２２１０に結合される。
【００９１】
パイプコネクタ２２４０はヒートパイプ導管２２４５を含む。パイプコネクタ２２４０は、ヒートパイプ導管２２４５に合うヒートパイプ突起部２２３５に結合される。パイプコネクタ２２４０は、１つまたは複数のヒートパイプ導管２２４５を有することができる。ヒートパイプ突起部は、キャビネット２２２０の両側に配置できる。ヒートパイプ導管２２４５は、用途に応じて直径１．５インチ以下にできるが、より大きな導管も可能である。例えば、ヒートパイプ導管２２４５は直径１．５〜０．２５インチの範囲にできる。さらに、受動的冷却筐体システムのさまざまな位置のヒートパイプ導管はそれぞれ異なるサイズにできる。例えば、電源キャビネット用のヒートパイプ導管／ヒートパイプは、サーバーキャビネット用のヒートパイプ導管／ヒートパイプよりも大きくできる。ヒートパイプ導管２２４５は、ヒートパイプ導管２２４５のサイズを変えるために使用できる締め付け溝を含む。ヒートパイプ導管２２４５は、図５Ａ〜５Ｆに示す物などのさまざまな形状を有することができる。キャビネット２２２０が受動的冷却筐体システムに挿入されるとき、ヒートパイプ突起部２２３５がヒートパイプ導管２２４５と係合する。あるいは、ヒートパイプ突起部２２３５およびヒートパイプ導管２２４５は、後部から前部にテーパーにできる。
【００９２】
図２３に関して、典型的な実施形態に基づく図２２の熱結合部２２００の側面図が示されている。熱結合部２２００がヒートパイプ２２３０およびパイプコネクタ２２４０の間の熱的および機械的結合になることができる。ヒートパイプ２２３０はキャビネット２２２０に結合される。パイプコネクタ２２４０はヒートシンク２２１０に結合される。
【００９３】
パイプコネクタ２２４０はヒートパイプ導管２２４５を含む。パイプコネクタ２２４０は、ヒートパイプ導管２２４５に合うヒートパイプ突起部２２３５に結合される。図２３では、ヒートパイプ突起部２２３５およびヒートパイプ導管２２４５が円形形状を有する。あるいは、図５Ａ〜５Ｆに示す物などの他のさまざまな形状を使用できる。
【００９４】
また、パイプコネクタ２２４０は締め付け溝２３４７を含むことができる。締め付け溝２３４７は、締め付け機構とともに使用できる。例えば、締め付け機構の締め付けレバーが押し入れられると、締め付け機構が締め付け溝２３４７を閉じ、それによってヒートパイプ導管２２４５を引き締める。締め付け動作により、パイプコネクタ２２４０およびヒートパイプ２２３０の間の優れた熱的結合を作り出す。さらに、キャビネット２２２０が動くことができなく、キャビネットがヒートシンク２２１０との熱的連続性を維持するように、締め付け動作によってキャビネット２２２０をヒートパイプ２２３０に固定する。従って、キャビネット２２２０を素早く取り外し、交換できる。あるいは、他の多くの締め付け機構および／または取り付け機構が可能である。
【００９５】
図２４に関して、典型的な実施形態に基づく保護ヒートパイプ２４００の上面図が示されている。一例示的実施形態では、ヒートパイプ２４３０はヒートシンク２４１０に結合される。マッチングパイプコネクタ（図示せず）はキャビネット（図示せず）に結合される。あるいは、ヒートパイプはキャビネットに結合され、パイプコネクタはヒートシンクに結合される。
【００９６】
ヒートパイプ２４３０はヒートシンク２４１０に熱的に結合される。ヒートパイプ２４３０はヒートパイプ突起部２３４５を含む。ヒートパイプ突起部２４３５は、図５Ａ〜５Ｆに示す物などのさまざまな形状を有することができる。保護ブロック２４８５はヒートパイプ突起部２４３５の上を滑り動く。保護ブロック２４８５は、スプリング２４８０によってバネが仕掛けられている。保護ブロック２４８５は、ヒートパイプ突起部２４３５が曲がることや損傷を受けることを防ぐ。
【００９７】
マッチングパイプコネクタがヒートパイプ突起部２４３５の上を滑り動くと、保護ブロック２４８５が引っ込む。最終的に、切り欠き２４９０が剥き出しになる。パイプコネクタは、パイプコネクタをヒートパイプ突起部２４３５に固定するために切り欠き２４９０を係合する。あるいは、保護ブロックの付いたヒートパイプはキャビネットに結合できる。
【００９８】
一典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための装置に関する。電子機器を受動的に冷却するための装置には、橋板に熱的に結合された少なくとも１つのヒートパイプおよび少なくとも１つのヒートシンクを含む。クレードルが少なくとも１つのヒートパイプに熱的に結合されると、少なくとも１つのヒートシンクはクレードルから熱を奪う。
【００９９】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための方法に関する。方法は、電子コンポーネントからクレードルを経て少なくとも１つのヒートパイプに熱を奪うことを含む。少なくとも１つのヒートパイプからの熱は橋板を通じて少なくとも１つのヒートシンクに奪われ、放散される。
【０１００】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための装置に関する。電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのヒートパイプおよび電子コンポーネントに熱的に結合されるように構成されたクレードルを含む。また、電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのヒートパイプへのクレードルの熱的結合を強くするように構成された締め付け機構を含むことができる。
【０１０１】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための装置に関する。電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのキャビネットに熱的に結合されるように構成された少なくとも１つのヒートシンクを含む。少なくとも１つのキャビネットが少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されると、少なくとも１つのヒートシンクは少なくとも１つのキャビネットから熱を奪う。
【０１０２】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための装置に関する。電子機器を受動的に冷却するための装置は、少なくとも１つのヒートシンクに熱的に結合されるように構成されたキャビネットを含む。キャビネットが少なくとも１つのヒートパイプに熱的に結合されると、少なくとも１つのヒートシンクはキャビネットから熱を奪う。
【０１０３】
別の典型的な実施形態は、電子機器を受動的に冷却するための方法に関する。方法は、キャビネットから熱結合部を経て少なくとも１つのヒートシンクに熱を奪うことを含む。熱はチャンネルで放散される。少なくとも１つのヒートシンクがチャンネルの少なくとも一部を形成する。
【０１０４】
典型的な実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的として提示されたものである。これは、発明を網羅的にする、または開示される正確な形態に限定することを目的にはしない。および、修飾および改変は上記の教示を踏まえると可能であり、発明を実施することによって得ることが可能である。例えば、記載の典型的な実施形態は、ラックマウント式サーバーの水平ドライブ構成の典型的な実施形態に焦点を合わせた。しかし、本発明は記載および示されたような典型的な実施形態に限定されることはない。当事者は、さまざまなコンポーネントの組み合わせを用いて本発明の装置および方法が実施される可能性があることを認識することになる。さらに、装置および方法は、冷却する必要があるさまざまな電子システムに適合させることができる。発明の原理を説明するために、および当事者がさまざまな実施形態で発明を利用できるようにする発明の実践的用途として、および予定される特定用途に適するようなさまざまな修正を加えて、実施形態が選ばれ述べられた。発明の範囲が本書に追加される請求項およびその同等の物によって定義されることを目的とする。
【図１】
2012530997.tif 000003
【図２】
2012530997.tif 000004
【図３】
2012530997.tif 000005
【図４】
2012530997.tif 000006
【図５】
2012530997.tif 000007
【図６】
2012530997.tif 000008
【図７】
2012530997.tif 000009
【図８】
2012530997.tif 000010
【図９】
2012530997.tif 000011
【図１０】
2012530997.tif 000012
【図１１】
2012530997.tif 000013
【図１２】
2012530997.tif 000014
【図１３】
2012530997.tif 000015
【図１４】
2012530997.tif 000016
【図１５】
2012530997.tif 000017
【図１６】
2012530997.tif 000018
【図１７】
2012530997.tif 000019
【図１８】
2012530997.tif 000020
【図１９】
2012530997.tif 000021
【図２０】
2012530997.tif 000022
【図２１】
2012530997.tif 000023
【図２２】
2012530997.tif 000024
【図２３】
2012530997.tif 000025
【図２４】
2012530997.tif 000026
【図２５】
2012530997.tif 000027
【図２６】
2012530997.tif 000028
【国際調査報告】
2012530997.tif 000029
2012530997.tif 000030