CN102342193A - 用于服务器应用的液体冷却系统 - Google Patents
用于服务器应用的液体冷却系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102342193A CN102342193A CN2010800105304A CN201080010530A CN102342193A CN 102342193 A CN102342193 A CN 102342193A CN 2010800105304 A CN2010800105304 A CN 2010800105304A CN 201080010530 A CN201080010530 A CN 201080010530A CN 102342193 A CN102342193 A CN 102342193A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cabinet
- server
- heat exchanger
- heat
- cold drawing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 132
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 60
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 106
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims description 238
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 8
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 198
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 42
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 42
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 20
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000034189 Sclerosis Diseases 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 241000628997 Flos Species 0.000 description 2
- 235000012364 Peperomia pellucida Nutrition 0.000 description 2
- 240000007711 Peperomia pellucida Species 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 2
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 241000206601 Carnobacterium mobile Species 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002543 FeCrAlY Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282537 Mandrillus sphinx Species 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] Chemical class [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- OCLXJTCGWSSVOE-UHFFFAOYSA-N ethanol etoh Chemical compound CCO.CCO OCLXJTCGWSSVOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000008531 maintenance mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L paraquat dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].C1=C[N+](C)=CC=C1C1=CC=[N+](C)C=C1 FIKAKWIAUPDISJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical class CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- KSQXVLVXUFHGJQ-UHFFFAOYSA-N sodium;2-phenylphenol Chemical compound [Na+].OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 KSQXVLVXUFHGJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002174 soft lithography Methods 0.000 description 1
- 239000008259 solid foam Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
- H05K7/20781—Liquid cooling without phase change within cabinets for removing heat from server blades
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20718—Forced ventilation of a gaseous coolant
- H05K7/20727—Forced ventilation of a gaseous coolant within server blades for removing heat from heat source
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
- H05K7/20772—Liquid cooling without phase change within server blades for removing heat from heat source
Abstract
提供了一种安装系统，用于使来自服务器机架的热交换器与来自电子服务器的热交换器热接触。接合力被施加到这两个热交换器上，以在其间产生热连通。安装机构被配置成隔离被施加到这两个热交换器上的接合力。安装机构可包括互锁机构，该互锁机构防止将所施加的力转移到其余电子服务器，以降低在电子服务器与机架之间的电连接断开的可能性，并且/或者减少被传递到电子服务器和机架机箱的机械应力。安装机构还可被耦接到电子服务器锁定机构上，使得将电子服务器锁定到机架上的动作导致热交换器接合形成热接触。
Description
相关申请的交叉参考
本申请是均提交于2007年2月16日的共同未决的序列号为11/707，350和11/707,332的美国专利申请的部分继续申请，在此以全部目的以整体方式结合这两个申请中每一个的内容作为参考，其中11/707,350和11/707,332的美国专利申请均要求提交于2006年2月16日的序列号为60/774,764的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本公开大体上涉及安装机构，并且更加尤其涉及能用于在包括这样的安装机构的两个热交换装置、系统之间形成热界面(thermal interface)的安装机构，以及它们的制造方法。
背景技术
在电子器件的冷却领域中，对高度热散失的高性能集成电路进行冷却存在巨大挑战。使用安装有热管和风扇的散热器的常规冷却不足以用于冷却瓦特数要求日益增长，包括那些超过100W的芯片。
诸如刀片式服务器(blade server)和机架式服务器(rack server)的电子服务器的使用数量正在增加，这是由于其每单位容积可获得更高的处理器性能。但是，高密度的集成电路也导致了高热量密度，这超出了常规空气冷却方法的能力。
对电子服务器上的集成电路进行冷却的特定问题是多电子服务器通常被近距离地安装在服务器机箱内。在这样的配置下，电子服务器间隔开的空间量有限，从而降低了在其中提供足够冷却方案的尺寸。一般地，堆叠(stacking)的电子服务器不会针对每个电子服务器提供对大型风扇和散热器的安装。通常在单个服务器机箱或机架内的电子服务器的堆叠通过一个大型风扇、散热器或通过这两者一起进行冷却。使用这种配置，在每个电子服务器上的集成电路使用散热器和在该散热器上吹气的大型风扇，或者简单地通过直接在电子服务器上吹气而被冷却。但是，考虑到在服务器机箱内堆叠的电子服务器周围的自由空间有限，可用于冷却集成电路的空气量是有限的。
随着服务器在功率和功率密度方面持续增加，对整体的服务器机架进行气体冷却不再切实可行。诸如闭合回路的液体冷却系统和热导管的液体冷却系统提供了常规冷却方案的备选方法。液体冷却需要在电子服务器上的集成电路层级发生。由于超高性能服务器的电子器件密度和高功率密度，由液体冷却回路拾取的热量无法被有效地经由辐射器(radiator)释放到空气中，这在诸如台式机和工作站的其它形成因素是习惯做法。这些热量必须被转移到服务器机架冷却系统上，服务器机架冷却系统可能包括泵送的制冷剂或冷冻水回路或类似装置。对包含在这样的机架系统内的服务器的关键要求是电子服务器的换入换出(swap in and out)的能力。因而，需要各个电子服务器及其相应的冷却系统高效地连接到机架冷却系统和从机架冷却系统上断开。
本专利申请公开了适宜用于将由一个或多个热生成装置产生的热量从一个或多个装置转移到分开地位于不同的温度环境中的冷却系统。
发明内容
本发明的冷却系统涉及用于将由诸如微处理器或其它集成电路等的一个或多个热量生成装置产生的热量从一个或多个电子服务器转移到诸如大气(空气)、水或其它适宜液体等的周围环境中的冷却方案。在一些实施例中，使用了基于液体的冷却系统。服务器机箱被配置成收纳多个电子服务器。电子服务器的实例包括但不限于，刀片式服务器和机架服务器。每个电子服务器被耦接到服务器机箱内的背板(backplane)或中间板(mid-plane)上。为了本公开的目的，术语“背板”和“中间板”可相互交换使用。每个电子服务器包括一个或多个热量生成装置。集成到每个电子服务器上的是基于液体的冷却系统。每个基于液体的冷却系统包括服务器泵和一个或多个微通道冷板(microchannel cold plate，MCP)。流体管线优选地耦接MCP和服务器泵。在另一个实施例中，热导管或传导器件替代基于液体的冷却系统而被使用。
用于每个电子服务器的基于液体的冷却系统包括排除板(rejector plate)。每个排除板被配置有流体通道，优选地为微通道(micro-channel)。可选地，每个排除板被配置有宏通道(macro-channel)。微通道被耦接到流体管线，从而形成包括MCP、服务器泵和排除板的第一闭合回路。该排除板经由热界面材料被耦接到机箱冷板上，从而形成热界面。热界面沿着一个平面配置，该平面不垂直于将电子服务器插入服务器机架机箱的插入向量。在一些实施例中，热界面平面平行于该插入向量。用于每个电子服务器的排除板以这种方式被耦接到机箱冷板上。机箱冷板连接到服务器机箱。该机箱冷板包括一个或多个热交换元件。
机箱冷板包括流体通道，该流体通道经由流体管线被耦接到液气热交换系统。该液气热交换系统包括热量排除器，一个或多个风扇、和外部泵。连接到其上的机箱冷板、热量排除器、外部泵和流体管线形成第二闭合回路。
流体被泵送通过第一闭合回路，使得通过在电子服务器上的每个热量生成装置生成的热量被转移到流经各个耦接到热量生成装置上的相应的MCP的流体中。被加热的流体流入排除板内的流体通道中。在第二闭合回路系统中，流体被外部泵泵送经过机箱冷板上的流体通道。在流经每个排除板的流体内的热量经过热界面被转移到机箱冷板上，并转移到流经机箱冷板的流体中。在机箱冷板内的被加热的流体被泵送到液气热交换系统内的热排除器上，在此热量从流体中被转移到空气中。在第一闭合回路系统中流动的流体独立于在第二闭合回路系统中流动的流体。
以上描述的独立冷却回路系统的操作基础是在电子服务器的排除板和服务器机架的机箱冷板之间形成的热界面。这些冷却系统提供了用于使来自机架的热交换器与来自电子服务器的热交换器进行热接触的机制和要素。为了实现低热阻，可使用诸如热脂(thermal grease)或散热垫(thermal pad)等热界面材料(TIM)。为保证良好的热接触，在两个热交换器、排除板和机箱冷板之间施加压力。用于施加压力的方法包括但不限于，机械夹、弹簧、电机械马达或致动器、气动装置，以及液压装置。热交换器可采取各种形状，包括平面的、圆柱形的、曲线的或其它非平面配置。热交换器的配合面可以是光滑的或者具有诸如啮合齿(mating teeth)的物理特征，以增加表面区域或确保对准。可在一个或多个表面上形成热接触，产生夹层型的构造。热交换器可以是单个固件(solid piece)，或者可以由较小的热交换器的阵列构成以在弯曲表面与弯曲表面匹配的时候具有挠性。
用于对热交换器进行接合或断开接合的安装机构被配置成隔离被施加给两个热交换器的力。该安装机构包括互锁通道机构，其防止施加的力被转移到其余电子服务器或机架机箱。如果不对该力进行隔离，施加给电子服务器的力可导致在该电子服务器和机架之间的电子连接断开，并且在电子服务器和机架机箱上产生机械应力。该安装机构可被耦接到电子服务器锁定机构上，使得将电子服务器锁定到服务器机架的动作导致热交换器以热连接的方式接合。这是一种故障安全(fail safe)处理，因为没有要求单独处理来接合电子服务器冷却回路。类似地，电子服务器的解锁导致热交换器脱离接合，允许电子器件被移除，而没有来自电子服务器冷却回路或者机架冷却回路的干扰。
对以下阐述的实施例的详细描述进行研究之后，本发明的其它特征和优点在将变得显而易见。
附图说明
以下附图形成了本说明书的一部分，并且被包括以进一步说明本发明的一些方面。结合对在此介绍的特定实施例的详细描述，参考这些附图中的一个或多个，可更好地理解本发明。
图1示出了依据本公开内容的第一实施例的示范性冷却系统的透视图；
图2示出了被耦接到液气热交换系统的第n个电子服务器的侧视图；
图3示出了依据本公开内容的第二实施例的示范性冷却系统的侧视图；
图4示出了在排除板配合表面和机箱冷板配合表面之间的示范性热传递配置；
图5示出了依据本公开内容的第三实施例的示范性冷却系统的侧视图；
图6示出了用于将电子服务器耦接到服务器机架上以形成热界面的第一安装组件的侧视图；
图7示出了图6的安装组件在接合配置下的剖面侧视图；
图8示出了图6的安装组件在非接合配置下的剖面侧视图；
图9示出了用于将电子服务器耦接到服务器机架以形成热界面的第二安装组件的侧视图；
图10示出了图9的安装组件在接合配置下的剖面侧视图；
图11示出了图9的安装组件在非接合配置下的剖面侧视图；
图12示出了在图9至图11的安装组件中排除板和机箱冷板的透视图；
图13A示出了水平凸轮配置的第一实施例透视图；
图13B示出了图13A的水平凸轮配置的第一实施例的侧视图；
图14A示出了水平凸轮配置的第二实施例的透视图；
图14B示出了图14A的水平凸轮配置的第二实施例的侧视图；
图15A示出了竖直凸轮配置的第一实施例的透视图；
图15B示出了图15A中竖直凸轮配置的第一实施例的俯视图；
图16A示出了竖直凸轮配置的第二实施例的透视图；
图16B示出了图16A中竖直凸轮配置的第二实施例的俯视图；
图17示出了第一斜坡平移机构的俯视图；
图18示出了第二斜坡平移机构的俯视图；
图19示出了剪式千斤顶平移机构的俯视图；
图20A示出了在非接合位置上的使用凸轮、槽和销的平移机构的示意性实施例的俯视图；
图20B示出了图20A中的平移机构在接合位置上的俯视图；
图21A示出了在非接合位置上的使用槽和销的平移机构的示意性实施例的俯视图；
图21B示出了在图21A中的平移机构在接合位置上的俯视图；
图21C示出了图21A中示范性平移机构的侧视图；
图22示出了机箱冷板和排除板的备选的配置；
图23A示出了本公开内容的示范性冷却系统的示意性俯视图；
图23B示出了本公开内容的备选的示范性冷却系统；
图24A示出了示范性平面热界面的正视图，其中示范性波纹管处于压缩状态；
图24B示出了第二示范性平面热界面的正视图，其中第二示范性波纹管处于压缩状态；
图25示出了第三示范性平面热界面的正视图，其中第三示范性波纹管处于压缩状态；
图26示出了示范性圆柱形热界面的正视图；
图27示出了图26中圆柱形热界面的横截面侧视图；
图28A示出了备选的示范性圆柱形热界面的侧视图；
图28B示出了附连有图28A的圆柱形热界面，沿线1-1截取的分布轨道的端视图；
图28C示出了沿线2-2截取的图28A的圆柱形热界面的横截面视图；
图29示出了示范性备选多段式圆柱形热界面的正视图；
图30示出了具有示范性备选接合器件的示范性备选圆柱形热界面的正视图；
图31示出了根据本公开内容的多个方面的示范性圆柱形热交换(HEX)结构的一般性示意图；
图32示出了根据本公开内容的多个方面的圆柱形HEX结构的备选示范性方法的一般示意图；
图33示出了示范性层压板歧管组件；
图34A示出了可组装但是未成形/未辊压示范性层压板歧管组件的侧视图；
图34B示出了未成形/未辊压的，具有热交换段和从其通过的流体路径的示范性歧管组件的俯视图；
图34C示出了具有在已成形/辊压状态下的热交换段的示范性歧管组件的正视图；
图34D示出了适于与层压板歧管组件一起使用的多段式机箱冷板热交换器和从其通过的流体路径的示范性段的横截面视图；
尽管在此揭示的本发明易具有各种变形和备选形式，仅一些特定的实施例通过示例方式在附图中被示出，并在以下详细描述。对这些特定的实施例的附图和详细的描述并非旨在以任何方式限制本发明的概念或随附的权利要求书的广度或范围，而是，提供附图和详细的文字说明，以将说明书的概念向本领域普通技术人员说明，并能够使这样的人员制造和使用本发明的概念。
具体实施方式
以下介绍了结合在此揭示的本发明的一个或多个说明性实施例。为了清楚的原因，在本申请中并非对实际实现的所有特征都进行了描述或示出。可以理解，在结合本发明的实际实施例的开发中，必须做出对许多对于具体实现来说特定的决策以达到研发人员的目的，诸如符合系统相关的、商业相关的、政府相关的和其它的限制，这些限制依据具体实现变化并随时间的推移而变化。虽然研发人员的努力可能是较为复杂和耗时的，然而，这样的努力对于那些受益于此揭示内容的本领域普通技术人员来说将成为例行的过程。
以上描述的附图和以下特定结构和功能的文字说明并非被描述以限制申请人所做发明的范围或者随附的权利要求书的范围。而是，提供这些附图和文字说明以教授本领域的技术人员以制造和使用本发明所寻求保护的专利。本领域技术人员将意识到，为了清楚和明白的目的，并非对本发明的商用实施例的所有特征都进行了描述和示出。本领域技术人员还将意识到，结合本发明的多个方面的实际商用实施例的研发将需要许多对于具体实现来说特定的决策，以达到研发人员的针对该商用实施例的最终目的。这种对于具体实现来说特定的决策可包括，并且很可能并不限于，符合系统相关的、商业相关的、政府相关的和其它的限制，这些因素可依据特定的具体实现、位置和时间的推移而变化。虽然研发人员的努力在绝对情况下可能是繁琐且耗时的，然而，对于那些受益于本公开内容的本领域技术人员来说，这样的努力将是例行的过程。必须理解，在此所揭示和教授的本发明能够进行许多且多样的修改并且可具有许多备选形式。最后，对单数形式的使用，诸如，但不限于“一”，并非意图限制对象的个数。而且，对关系术语的使用，诸如，但不限于，“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“向下”、“向上”、“侧”和类似术语在本文字说明书中被使用是为了在特定的附图参考中清楚的目的，而并非意图限制本发明或者随附的权利要求书的范围。
本发明的实施例涉及将在电子服务器上的一个或多个热量发生装置生成的热量转移到液气热交换系统的冷却系统。在此描述的冷却系统可被应用于被安装到背板上的任意的电子子系统，包括但不限于，刀片式服务器和机架服务器。服务器机箱被配置成容纳多个电子服务器。每个电子服务器被连接到该服务器机箱之内的背板(backplane)或者中板(mid-plane)。每个电子服务器包括一个或多个处理器，正如在本领域所公知的。冷却系统被集成在每个电子服务器上。在一些实施例中，该冷却系统是基于液体的冷却系统。每个基于液体的冷却系统包括服务器泵和一个或多个微通道冷板(MCP)。优选地，每个基于液体的冷却系统对于在该电子服务器上的每个热量生成装置配置有一个MCP。该MCP和服务器泵优选地被安装到电子服务器上。流体管线连接MCP和服务器泵。可选地，可使用在密闭环境之内用于输送流体的任何器件。该服务器泵为任意的常规泵，包括但不限于，电渗泵(electro-osmotic pump)和机械泵。在其他实施例中，热量导管或传导器件代替基于液体的冷却系统被使用。
在第一实施例中，用于每个电子服务器的基于液体的冷却系统包括排除板(rejector plate)。连接到MCP和服务器泵上的管线还被连接到排除板上，该排除板具有配置在其中的流体通道。MCP、服务器泵、排除板和连接到这些上的管线形成了第一闭合回路。每个服务器机箱包括至少一个机箱冷板。排除板经由热界面材料被耦接到机箱冷板上。用于电子服务器中的每一个上的排除板以这种方式被耦接到机箱冷板上，使得所有排除板，以及因此用于每个电子服务器上的冷却系统，被耦接到机箱冷板上。每个电子服务器沿着插入向量(insertion vector)被安装到背板上。在电子服务器的排除板与机箱冷板之间的热界面沿相对于该插入向量成非正交的面形成。在一些实施例中，热界面板平行于该插入向量。为了将排除板耦接到机箱冷板上，使用了安装机构。
机箱冷板包括经由流体管线被耦接到液气热量交换系统上的流体通道。该液气热量交换系统包括热量排除器(heat rejector)，一个或多个风扇，以及外部泵。流体管线将机箱冷板耦接到热量排除器上、将热量排除器耦接到外部泵上，并且将外部泵耦接到机箱冷板上。该机箱冷板、热量排除器、外部泵和连接到其上的流体管线形成了第二闭合回路。优选地包括至少一个鼓风扇以在该热量排除器的表面上生成气流。该热量排除器优选地为反流辐射器(counter-flow radiator)。在一些实施例中，在诸如服务器外壳的单个壳体之内包括整个机箱冷板和液气热量交换系统。在其它实施例中，机箱冷板的一部分延伸到服务器外壳外部，并且液气热量交换系统相对于服务器外壳远程定位。
在操作中，在用于每个电子服务器的基于液体的冷却系统中，流体通过服务器泵被泵送通过流体管线和MCP，使得由在电子服务器上的每个热量生成装置生成的热量被转移到流过被耦接到热量生成装置的每个相应的MCP的流体中。热量从热量生成装置被转移到流过MCP的流体中，并且经加热的流体流入在排除板内的流体通道中。在第二闭合回路系统之内，流体通过外部泵被泵送通过机箱冷板上的流体通道。排除板、机箱冷板和排除板与机箱冷板之间的热界面材料的热特征被配置，使得在流动通过每个排除板的流体内的热量被转移到流动经过机箱冷板的流体中。在该机箱冷板之内的经加热的流体被泵送到液气热量交换系统之内的热量排除器中，在此热从流体被转移到空气中。被冷却的流体离开液气热交换系统，并且被泵送回到机箱冷板。在优选的实施例中，第二闭合回路系统(即，与机架相关的闭合回路系统)可包括泵送两相制冷系统(pumped two-phase refrigerant system)，诸如在共同所有的序列号为10/904,889的美国专利申请公开的系统的实施例，因此在此为所有目的结合其整个主题和公开内容。还应理解，第一闭合回路系统(即电子部件相关的闭合回路系统)可选地或额外地是泵送两相制冷系统。
图1示出了依据本发明的第一实施例的示范性冷却系统10的透视图。该冷却系统10包括用于容纳背板20、机箱冷板60和液气热量交换系统70的机箱外壳12。该冷却系统10被配置成冷却多达N个电子服务器。第一电子服务器30、第二电子服务器32和第n电子服务器34被各自安装到且电子地耦接到背板20上。为了讨论的目的，每个电子服务器30、32、34包括两个处理器。应该理解每个电子服务器可被独立地配置，并且每个电子服务器可包括或多于或少于两个的处理器。包括至少一个服务器泵40、MCP42、MCP44和排除板50的基于液体的冷却系统被耦接到每个电子服务器30、32、34上。优选地，基于液体的冷却系统对于在相应的电子服务器上的每个处理器包括一个MCP。在该示范性情况下，每个电子服务器30、32、34包括两个处理器，每个基于液体的冷却系统包括两个相应的MCP，优选地每个处理器一个MCP。
优选地，服务器泵40是一种机械泵。可选地，服务器泵40是电渗泵。但是，对于本领域技术人员显而易见的是，能够预期任何类型的泵。优选地，每个MCP42、44都是基于流体的，在第7,000,684号美国专利中描述的类型的微通道热交换器，在此结合该美国专利所有内容和公开作为参考。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以预期任意类型的基于流体的热交换器。优选地，排除板50被配置有微通道，使暴露至流经那里的流体的表面积最大化。
排除板50的底部表面被热耦接到机箱冷板60的顶部表面上。以这种方式，用于每个电子服务器30、32、34的排除板50被热连接到机箱冷板60上。机箱板60优选地配备有微通道，使暴露至流经那里的流体的表面积最大化。
电子服务器30、32、34中的每一个沿插入向量被耦接到背板20。该插入向量与背板20正交。排除板50和机箱冷板60之间的热界面沿相对于该插入向量成非垂直的面形成。在一些实施例中，热界面平面与插入向量平行。
液气热交换系统70包括外部泵72、热排除器(heat rejector)74和风扇76。外部泵72和热排除器74被耦接到机箱冷板60上。优选地，外部泵72是机械泵。可选地，该外部泵72是电渗泵。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，任意类型的泵都可选地是可计划采用的。热排除器74优选地为辐射器，其具有微通道和紧密定位在一起的散热片。更优选地，该热排除器74是在第6,988,535号美国专利中所描述类型的反流辐射器，在此结合该美国专利的所有内容和公开作为参考。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，任意类型的热量排除器都可选地是可计划采用的。风扇76包括一个或多个鼓风扇，用于生成横穿和/或通过该热量排除器74的气流。
图2示出了被耦接到液气热交换系统70的第n个电子服务器34的侧视图。如图2所示，服务器泵40通过一个或多个流体管线46被耦接到MCP42上。MCP42通过一个或多个流体管线46被耦接到MCP44上。该MCP44通过一个或多个流体管线46被耦接到排除板50上。该排除板50通过一个或多个流体管线46被耦接到服务器泵40上。该流体管线46是金属或非金属的。
虽然在图2中示出了被串联耦接的MCP42和MCP44，可选的配置也是可计划采用的。例如，在给定的基于液体的冷却系统之内的每个MCP可被配置成并联的，使得达到MCP中任意一个的流体在之前不经过另一个MCP，并且不被另一个MCP加热。以这种方式，到达被配置成并联的任意MCP的流体比先经过串联连接的MCP的流体更冷。在这样的可选配置下，服务器泵40通过一个或多个流体管线46被耦接到MCP42上，并且分开的流体管线将服务器40耦接到MCP44上。在该可选实施例中，一个或多个流体管线将MCP42耦接到排除板50上，并且一个或多个流体管线将MCP44耦接到排除板50上。可选地，离开MCP42的一个或多个流体管线和离开MCP44的一个或多个流体管线在与排除板50耦接之前被连结在一起。在其它可选的配置中，多个MCP被配置成串联与并联配置的任意组合。
MCP42、MCP44、排除板50、服务器泵40和流体管线46形成了第一闭合回路，流体流过该第一闭合回路。图2的基于液体的冷却系统包括第一闭合回路，其功能是收集由电子服务器34上的两个处理器(未示出)生成的热量。该MCP42被热连接到电子服务器34上的第一处理器上。类似地，MCP44被热连接到电子服务器34上的第二处理器上。当流体流过MCP42时，热量从第一处理器被转移到流体中。在流体流过MCP44时，热量从第二处理器被转移到该流体中。
在基于液体的冷却系统中使用的流体类型优选地基于水。可选地，在基于液体的冷却系统之内的流体是基于有机溶剂的组合的，该有机溶剂包括但不限于，丙二醇(propylene glycol)、乙醇(ethanol)和异丙醇(isopropanol，IPA)。仍可选地，在基于液体的冷却系统之内的流体是泵送制冷剂。在该基于液体的冷却系统中使用的流体还优选地具有低凝固温度，并具有抗腐蚀的特征。取决于该基于液体的冷却系统和电子服务器处理器的工作特征，在一个实施例中，流体在基于液体的冷却系统中循环时呈现出单相流动。在另一个实施例中，流体被加热到一温度以呈现双相流动，其中该流体经历了从液体转化成蒸气或者液体/蒸气混合物的相变。
经加热的流体从MCP42、44流入排除板50以内的微通道中。热量从该微通道中经加热的流体中被转移到排除板50的材料中。热界面材料62在排除板50和机箱冷板60之间提供了有效的热传递，使得来自排除板50的热量被转移到机箱冷板60的材料中。该热界面材料62优选地为诸如热脂(thermal grease)、焊料或者任意类型的导热间隙填充材料的柔性材料(compliant material)。
正如在图2中示出的，机箱冷板60通过一个或多个流体管线64被耦接到外部泵72上。该机箱冷板60通过一个或多个流体管线64被耦接到热排除器74上。该热排除器74通过一个或多个流体管线64被耦接到外部泵72上。该流体管线64是金属的或者非金属的。机箱冷板60、热排除器74、外部泵72和流体管线64形成了第二闭合回路，流体流过该第二闭合回路。在第二闭合回路中的流体优选地包括与以上讨论的关于第一闭合回路的流体相同的类型。在该第二闭合回路中的流体独立于第一闭合回路中的流体。
第二闭合回路和液气热交换系统70的功能是将来自机箱冷板60的热量转移到诸如空气、水(或者任意其它适当的流体)等的周围环境中。在流体流过机箱冷板60之内的微通道时，来自机箱冷板60的热量被转移到该流体中。被加热的流体流到热排除器74。当被加热的流体流过热排除器74时，热量从该流体被转移到热排除器74的材料中。风扇76吹动热排除器74的表面上的空气，使得热量从热排除器74被转移到周围环境中。优选地，机箱12(图1)包括进气口和排放口，通过这些进气口和排放口，空气进入和离开该冷却系统10(图1)。离开热排除器74的被冷却的流体流回到机箱冷板60中。
图3示出了依据本发明的第二实施例的示范性冷却系统的示图。该冷却系统110可与图1中的冷却系统10相同，除了冷却系统10的液气热交换系统70(图1)被更换成外部供水系统170。该外部供水系统170代表连续运行的供水系统，诸如提供给大多数商用和民用设施的公共供水系统。可选地，外部供水系统170代表任意类型的外部流体源，热量被转移的到该外部流体源中。在对冷却系统110的操作中，来自外部供水系统170的淡水流到机箱冷板60。来自机箱冷板60的热量以与相对于冷却系统10(图1)中描述的相同方式被转移到水中。来自机箱冷板60的被加热的水流到外部供水系统170，在此被加热的水被丢弃。来自从外部供水系统170进入流体管线64的水的压力，足以使水流通通过过机箱冷板60并回到外部供水用于丢弃。可选地，外部泵被耦接到外部供水系统170和机箱冷板60之间的流体管线64，以将水泵送到机箱冷板60上。
在第三个实施例中，使用快速接头(quick connect)对机箱冷板进行更改，并且排除板从每个电子服务器上被移除，使得在每个电子服务器的基于液体冷却系统之内的流体管线经由快速接头被直接耦接到机箱冷板之内的微通道上。在每个基于液体的冷却系统之内的流体管线使用适当的配件修改成与该机箱冷板上的该快速接头耦接。在第三实施例的可选配置中，快速接头被配置到基于液体冷却系统的流体管线上，并且机箱冷板使用适当的配件被配置成与每个电子服务器上的快速接头耦接。
图5示出了依据本发明的第三实施例的示范性冷却系统210的侧视图。虽然在图5中冷却系统210被示出为仅包括单个电子服务器134，可以理解该冷却系统210也可包括机箱冷板外壳(未示出)和背板(未示出)，该背板被配置成以与相对于图1中描述的冷却系统10类似的方式保持多达N个电子服务器。为了讨论的目的，在冷却系统210之内的每个电子服务器被描述成包括两个处理器。同样可理解，每个电子服务器可具有或多于或少于两个的热量发生装置，诸如处理器。
基于液体的冷却系统被耦接到电子服务器134上。该基于液体的冷却系统包括经由一个或多个流体管线146耦接在一起的MCP142和MCP144。该基于液体的冷却系统包括一个耦接到每个在电子服务器134上的处理器的MCP。每个MCP142、144在功能上等效于MCP42、44(图1至图3)。
该冷却系统210包括经由一个或多个流体管线164耦接到机箱冷板160上的液气热交换系统70。该机箱冷板160被配置有微通道，其增加了暴露至流经那里的流体的表面面积。该机箱冷板160还被配置有快速接头171和172。该流体管线146被配置具有适当的配件以与快速接头171和172耦接。在该冷却系统210中，流体管线146经由快速接头171、172被直接耦接到机箱冷板160的微通道。通过这种方式，基于液体的冷却系统被耦接到电子服务器134、机箱冷板160、热排除器74、外部泵72和流体管线164上，形成单个闭合回路。在该闭合回路之内，流体通过外部泵72被泵送。在第三实施例的冷却系统中使用的流体类型与第一实施例的冷却系统10中使用的流体类型相同。
虽然图5示出了单个快速接头171，其中流体从机箱冷板160流过该单个快速接头171到达流体管线146，但是该快速接头171代表了一个或多个物理快速接头，其中流体从机箱冷板160的微通道流过这些快速接头到达一个或多个流体管线146。类似地，虽然图5示出了单个快速接头172，其中流体从流体管线146流过该单个快速接头172到达机箱冷板160，但是快速接头172代表了一个或多个物理快速接头，其中流体从一个或多个流体管线146流过这些快速接头172到达机箱冷板160中的微通道。
虽然在图5中MCP142和MCP144被示出为串联耦接，可选的配置也是可计划采用的。例如，在给定的基于液体的冷却系统之内的每个MCP被配置成并联的。在这样的可选配置中，快速接头171通过一个或多个流体管线146被耦接到MCP142上，并且单独的流体管线将快速接头171耦接到MCP144上。在该可选实施例中，一个或多个流体管线将MCP142耦接到快速接头172上，并且一个或多个流体管线将MCP144耦接到快速接头172上。可选地，在快速接头171的个数与基于液体的冷却系统中MCP的个数之间不是一对一的关系，并且MCP的个数与快速接头172的个数之间不是一对一的关系。在又另一个可选配置中，多个MCP被配置成串联和并联配置的任意组合。
图5的包括MCP142、144和流体管线146的基于液体的冷却系统的功能是捕获由在电子服务器134上的两个处理器(未示出)生成的热量。MCP142被热耦接到电子服务器134上的第一处理器。类似地，MCP144被热耦接到电子服务器134上的第二处理器。在流体流过MCP142时，来自第一处理器的热量被转移到流体中。在流体流过MCP144时，来自第二处理器的热量被转移到流体中。
经加热的流体从流体管线146经由快速接头172流入机箱冷板160之内的微通道。正如图5所示出的，机箱冷板160经由一个或多个流体管线164被耦接到外部泵72上。此外，机箱冷板160通过一个或多个流体管线164被耦接到热量排除器74。在机箱冷板160上的微通道中经加热的流体经由流体管线164流向热排除器74。流体管线164为金属的或者非金属的。
正如前面描述的，液气热量交换系统70的功能是将热量从流体转移到外部环境中。在经加热的流体流过该热量排除器74时，热量从流体被转移到热量排除器74的材料中。风扇76在热量排除器的外表面上吹动空气，使得热量从热量排除器74被转到外部环境中。经冷却的流体离开热量排除器74，经由流体管线164流回机箱冷板160。经冷却的流体经由快速接头171流过机箱冷板160到达流体管线146。经冷却的流体流到MCP142和144。
对于本领域技术人员显而易见的是，本冷却系统并不受限于在图1至图5中示出的部件，并且还可选地包括其它部件和装置。例如，虽然在图1中未示出，冷却系统10还可包括容器(reservoir)，该容器被耦接到基于液体的冷却系统的闭合回路，或者机箱冷板60、热量排除器74、外部泵72和流体管线64的闭合回路，或者被耦接到这两个闭合回路。该流体容器补充由于渗透(permeation)随时间损失的流体。
当通过快速断开接头的使用将电子服务器连接到机架系统上时，可考虑额外的因素。一种考虑因素是，这样的液体连接形成在数据空间(data room)中。在任意时间形成或断开连接，都具有泄漏的可能。该连接还经常作为与电连接分开的单独步骤进行，该电连接在电子服务器被插入和锁定到机架上的时候发生。作为单独的连接，这并非是一个故障安全(fail-safe)。例如，该处理器可被接通，而没有被连接到冷却回路，导致过热事件或对CPU损坏。另一个考虑因素是如果冷却回路被正确地连接，在电子服务器上的冷却回路将作为完整的机架系统分享相同的流体。分享机架系统的流体可引起可靠性问题，特别是堵塞现象(clogging)。在用于从处理器转移热量的高效的热交换器中部件的长度级别(1ength scale)以微米测量。冷水管线可具有水垢(scale)和其它颗粒，这在机架级别的冷却中可能并不是问题，但是可快速阻塞板级别的热交换器。另一个考虑因素是，对于较大尺度的冷却应用所使用的材料的控制级别与电子服务器冷却回路的也是不同的，并且腐蚀可能成为问题。对于以上关于图2和图3描述的独立冷却回路系统，消除了这些考虑因素。
此外，虽然以上参考图1至图5中描述的每个实施例涉及基于液体的冷却系统，但是诸如热导管和传导器件的可选冷却系统也可使用。
以上描述的独立冷却回路系统操作的基础是在电子服务器的排除板和服务器机架的机箱冷板之间形成的热界面。这些冷却系统提供了机制并形成了条件，使得将来自机架的热交换器与来自电子服务器的热交换器进行热接触。为了实现较低的热阻，可使用诸如热脂或者导热垫的热界面材料(TIM)。为保证良好的热接触，在这两个热交换器、排除板和机箱冷板之间施加压力。保持热交换器所需要的压力可以是20-30psi或者更高。施加压力的方法包括但不限于，机械夹、弹簧、电-机械马达或者致动器(actuator)、气动机和液压机。热交换器可采用各种形状，包括平面的、圆柱形的、曲线形或者其它的非平面配置。热交换器的配合表面可以是平滑的，或者具有诸如啮合齿的物理特征，以增加表面区域或确保对准。热接触可在一个或多个表面上形成，产生三明治类型构造。热交换器可以是单个的固件或者可以由更小的热交换器阵列构成，以使在对非平面的表面进行配合时能够具有挠性。
用于接合和断开热交换器的安装机构被配置成隔离施加到这两个热交换器上的力。该固定机构包括防止将所施加的力转移到其余的电子服务器或机架机箱的互锁(interlocking)机构。在没有将这个力进行隔离的情况下，该力将被施加到电子服务器和/或机架机箱上，有可能将断开在电子服务器和机架之间的电连接，并将机械应力提供给电子服务器和/或机架机箱。该安装机构还可被耦接到电子服务器锁定机构，使得将电子服务器锁定到机架的动作导致热量交换机接合形成热接触。因为不需要单独的过程使电子服务器的冷却回路接合，因此这是一种故障安全的处理。类似的，解锁电子服务器导致热交换器断开接合，使得电子能够被移除，而不受电子服务器冷却回路或者机架冷却回路的干扰。
图4示出了在经由热界面材料62耦接在一起的排除板50的配合表面和机箱冷板60的配合表面之间热传递配置的实施例。在图4示出的配置中，排除板50和机箱冷板60的两个配合表面被配置成楔形。排除板楔形50的厚部分与机箱冷板楔形60的薄部分对准。排除板楔形50的薄部分与机箱冷板楔形60的厚部分对准。通过将电子服务器滑动到背板中，楔形形状引起在排除板楔形50和机箱冷板60之间的压力。这种压力起到形成加强的热界面的作用。在第一闭合回路中，被加热的流体从MCP42和44(图2和图3)流向排除板楔形50的厚部分。被冷却的流体流出排除板楔形50的薄部分到达服务器泵40(图2和图3)。在第二闭合回路中，流体从液气热量交换系统70(图2)，或者外部供水系统170(图3)流到机箱冷板楔形60的厚部分。经加热的流体流出机箱冷板60的薄部分到达气液热量交换系统70(图2)或者外部供水系统170(图3)。排除板楔形50和机箱冷板楔形60中的每一个包括通道式部件，以使热量能有效地从第一回路的流动流体转移到楔形界面和/或第二回路的流动流体。在可选实施例中，排除板50和机箱冷板60被配置成使用与楔形不同的尺寸和形状。
安装组件66将排除板楔形50紧固到机箱冷板60。该安装组件66可包括夹子、螺钉或者任意其它常规固位机构(retention mechanism)。
图6至图8示出了用于将每个电子服务器接合到服务器机架上的安装组件的一种实施例。正如以上描述的，这两个热交换器、电子服务器的排除板和机架的机箱冷板之间的热界面，通过经由诸如TIM62(图4)的热界面材料充分将排除板压靠机箱冷板而形成。为防止该力转移到其余的电子服务器或者机架机箱上，使用了在安装组件之内的互锁通道。因此该安装组件容纳力从而防止应力被转移到机架背板上的电连接或者被转移到电子服务器或者机架机箱之内的部件。在机架侧面，具有附连到机架上的挤压成形的机架通道。该机架通道被用作机架上电子服务器导向机构的一部分。机架侧面的热交换器和机箱冷板位于该机架通道之内。
被称为机箱导向件的互补挤压构造附连到电子服务器机箱一侧，被配置成滑动进入机架侧机架通道中。电子服务器排除板和一个或多个弹簧被保持在机箱导向之内。该排除板经由回缩机构(retracting mechanism)被保持在凹陷位置上。为将电子服务器安装到机架上，机箱导向部被滑动到机架通道中。在机架锁被激活以使电子服务器座落到机架中，并且将该电子服务器锁定到适当位置上之后，回缩机构释放排除板，使得弹簧能够推动该排除板使其靠压在机架冷板，从而提供形成热界面所需的压力。
具体而言，图6示出了被用于将电子服务器耦接到服务器机架上以形成热界面的安装组件的侧视图。图7示出了图6的安装组件处于接合配置的剖面侧视图。图8示出了图6的安装组件处于断开接合的配置的剖面侧视图。在图6至图8中示出的视图中未示出整个电子服务器34(图2)。而是仅示出了电子服务器机箱36的一部分、入口和出口流体管线46以及排除板50。机箱导向部52被配置成延伸通过电子服务器机箱36的侧面。机箱导向部52还被配置成容纳排除板50和弹簧80。机架通道14被耦接到机架(未示出)上，并被配置成围绕着机箱冷板60。机架通道14包括挤压部16，而机箱导向部52包括挤压部54。挤压部16和挤压部54被配置成彼此吻合(dovetail)，以形成互锁通道。通过弹簧80施加到排除板50上和机箱冷板60上的力被施加到机架通道14和机箱导向部52之内。由于挤压部54相对于电子服务器机箱36是自由浮动的，力被限制在安装组件内，并且该力不会被转移到组件以外到达电子服务器34或到达背板20(图1)。通过将力施加到两个冷板上，还生成了相应(complimentary)的反作用力。该反作用力被容纳在安装组件中。不使用安装组件，反作用力被施加到电子服务器上并可能取决于界面的位置而经由电连接件到达机架的背板。这可能通过破坏电子服务器与机架之间的电接口而负面地影响系统。
机箱导向部52相对于电子服务器机箱36浮动，在互锁通道和电子服务器机架36之间被配置成浮动区域56(图7)。该浮动区域56能够使机箱导向部52相对于电子服务器机箱36移动。该间隙被用于在电子服务器34被安装在机架上时，使机箱导向部52能够被加载到机架通道14上。一旦电子服务器34被加载到机架通道14上，并且机箱导向部52和机架通道14一起滑动，回缩机构断开接合，而弹簧80使排除板50压靠在机箱冷板60上，如图7所示。相反，图8示出了在回缩机构被接合时的安装组件。在这种配置下，安装组件被断开接合，而排除板50不被热耦接到机箱冷板60上。
当回缩机构断开接合且弹簧80将力施加到排除板50上，机架通道14和机箱导向部52相对于彼此伸展(expand)，并且从而相应的挤压部54和16接合，以形成互锁通道。互锁通道进而限制安装组件中的力。浮动区域56接纳对于这种膨胀必然出现的、以及因此形成互锁通道出现的任何小移动。以这种方式，浮动区域56使机箱导向部52在安装期间能滑动到机架通道14中，并且因此施加力以将排除板50&机箱冷板60压迫在一起，(从而形成热界面)。
可选地，浮动区域可被配置在除电子服务器机箱和机架通道之间以外的位置处。例如，浮动区域可位于机架机箱和在安装组件的机架侧面的机架通道之间。大体上，浮动位于安装组件中的某处，以使得在将电子服务器安装到机架上和从机架拆除期间，机箱导向件和机架通道之间留有间隙。
图9至图11示出了用于将每个电子服务器接合到服务器机架的安装组件的另一实施例。图9至图11中示出的安装组件类似于图6至图8的安装组件，除了机架侧面机架通道被形成为更深，而且弹簧被添加在机架通道之内在机箱冷板后，而非在排除板后面在机箱导向件中。在一些实施例中，机箱冷板通过带肩螺钉(shoulder screw)从后面被保持在适当的位置上，使得弹簧被预加载。当电子服务器被插入机架中时，致动机构平移或迫使排除板经由居中的热界面材料压靠在机箱冷板上。排除板的最后一部分移动引起弹簧被压缩相应的量，从而施加力以在排除板和机箱冷板之间形成热界面。这样的配置能够轻易地将电子服务器从机架上移除，因为对安装组件的去激活并不对抗弹簧力。
具体而言，图9示出了用于将电子服务器耦接到服务器机架以形成热界面的安装组件的侧视图。图10示出了图9的安装组件处于接合配置的剖视侧视图。图11示出了图9的安装组件处于断开接合配置的剖视侧视图。机箱导向件152被配置成延伸通过电子服务器机箱36的侧面。该机箱导向件152还被配置成容纳排除板50。机架通道114被耦接到机架(未示出)上。该机架通道114被配置成容纳机箱冷板60和弹簧180。机架通道114包括挤压部116，并且机箱导向件152包括挤压部154。挤压部116和挤压部154被配置成彼此吻合，以形成互锁通道。由弹簧180施加到排除板50和机箱冷板60上的力被施加到机架通道114和机箱导向件152内。由于挤压部154相对于电子服务器机箱36是自由浮动的，该力被限制在安装组件之内，并且该力并不被转移到组件以外到达电子服务器34或者到达背板20(图1)。
机箱导向件152相对于电子服务器机箱36是自由浮动的，其被配置成在互锁通道和电子服务器机箱36之间的浮动区域156(图10)。浮动区域156使机箱导向件152能够相对于电子服务器机箱36移动。间隙被用于在将电子服务器34安装到机架上时，使机箱导向件152能够被加载到机架通道114中。通过挤压部154和116形成的浮动区域156和互锁通道的形成和操作方式类似于相对于以上图6至图8描述的通过挤压部54和16形成的浮动区域56和互锁通道。
机箱冷板60通过带肩螺钉(未示出)从后面被保持在适当的位置上，使得弹簧被预加载。以这种方式，机箱冷板60在没有被作用时维持一固定的，向外延伸的位置。该固定的位置在图11中示出。由于电子服务器34被加载到机架上，并且该机箱导向件152和机箱通道114一起滑动，平移机构(未示出)迫使排除板50经由居间的TIM62朝向并靠在机箱冷板上，如图10所示。排除板50移动的最后一部分引起弹簧180压缩相应的量，从而在排除板50和机箱冷板60之间形成热界面。相反，图11示出了在平移机构断开接合时的安装组件。在这种配置下，机箱冷板60被定位在其非致动位置处，并且排除板50没有被热连接到机箱冷板60上。
虽然关于图6至图11描述的安装组件包括弹簧，以向排除板施加力，但是也可以使用任意的常规器件，包括但不限于，可选弹簧器件、气动装置、机械钳，和液压装置。
为了完全接合，可采用任意数量的平移机构以产生对排除板和机箱冷板的必要平移。一种方法是通过使用水平和竖直的凸轮，这使得旋转运动能够转换成线性运动。这些凸轮可进一步被附连到提供从x方向的运动转换成y方向运动的线性机械联动装置上。凸轮的形状可以是定制的，以允许不同类型的平移。例如，如果使用形状相同的凸轮，排除板相对于机箱冷板的侧面一致地平行运动，如果使用形状稍有不同的凸轮，则产生累进式运动，使得排除板的一个边缘向前朝向机箱冷板运动，然后排除板的另一个边缘运动。这在系统断开接合并且试图脱开TIM连接的时候是有用的。
图12示出了在图9至图11中安装组件内的排除板和机箱冷板的透视图。正如图12所示出的，排除板50在水平方向上被移动。排除板50从右往左的移动接合热界面。排除板50从左往右的移动与热界面断开接合。一个或多个凸轮可被耦接到排除板50的背表面51。图13A示出了水平凸轮配置的第一实施例的透视图。多个凸轮202水平定位靠在背表面51上。该凸轮202经由联动装置204被耦接。多个凸轮206水平放置靠在背表面51上。凸轮206经由联动机构208被耦接，图13B示出了图13A中水平凸轮配置的第一实施例的侧视图。凸轮202和206的形状确定了对排除板50从一侧到另一侧或者从顶部到底部的平移。凸轮202相对于凸轮206的形状和定向确定了对排除板50顶部一侧相对于底部一侧的平移。如果凸轮202和凸轮206具有相同的形状和定向，则整个排除板50一致地移动。如果凸轮202和凸轮206并不具有相同的形状和定向，则排除板50的一侧的移动不同于另一侧。可以理解，可以使用多于两个的凸轮202和/或使用多余两个凸轮206。还可以理解，可以使用多于两排的凸轮。
图14A示出了水平凸轮配置的第二实施例的透视图。多个凸轮211水平定位靠在背表面51的中间。这些凸轮211经由联动装置212耦接。图14B示出了图14A的水平凸轮配置的第二实施例的侧视图。凸轮211的形状确定了对排除板50的平移。对每个凸轮211相对于彼此的形状和定向确定了排除板50侧部分相对于另一侧的平移。如果凸轮211各自具有相同的形状和定向，则整个排除板50一致地移动。如果凸轮211并不具有相同的形状或者定向，则排除板50的一侧与另一侧的移动不同。可以理解，可以使用多于两个的凸轮211。
图15A示出了竖直凸轮配置的第一实施例的透视图。多个凸轮214竖直定位靠在背表面51上。图15B示出了图15A中竖直凸轮配置的第一实施例的俯视图。凸轮214的形状确定了排除板50从一侧到另一侧的平移。每个凸轮214的形状和定向确定了对排除板50的一侧相对于另一侧的平移。如果凸轮214具有相同的形状和定向，则整个排除板50一致地移动，如果凸轮214并不具有相同的形状和定向，则排除板50的一侧与另一侧的运动不同。可以理解，可以使用多于两个的凸轮214。
图16A示出了竖直凸轮配置的第二实施例的透视图，单个凸轮216竖直定位靠在背表面51的中间。由于力被施加在排除板50背部的单个点上，这允许在排除板50和机箱冷板60之间的压力实现自平衡(self-balance)。图16B示出了图16A的竖直凸轮配置的第二实施例的俯视图。凸轮216的形状确定了排除板50的平移。
在应用于图12至16B中时，凸轮使排除板50从右向左，朝向机箱冷板60移动。但是，这些凸轮并不会使该排除板50从机箱冷板60退回。为了使排除板50从机箱冷板60退回，一个或多个弹簧(未示出)附连到排除板50的背表面51上。这样，将排除板50朝向机箱冷板60移动，凸轮必须克服所附连的弹簧的弹簧力。为使排除板50远离机箱冷板60移动，通过将凸轮旋转至它们的初始位置，该凸轮脱离接合。作为响应，弹簧例如在图12至图16B中从左向右拖动排除板50远离机箱冷板60。如果没有附着到背表面51上的弹簧，在这些凸轮脱离接合的时候，排除板50没有受到任何平移力。
虽然在图12至图16B中未示出，凸轮可被耦接到共同的联动组件上。诸如致动杆的共同联动组件被用于致动这些凸轮。该联动组件可被手动操作。该联动组件还可在安装电子服务器时被耦接到用于将电子服务器锁定到机架上的电子服务器锁定机构。以这种方式，这些凸轮与机架锁定机构同时地被致动，使得将电子服务器锁定到机架上的动作引起排除板和机箱冷板接合形成热接触。
另一个平移机构使用了斜坡外形(ramp profile)。排除板的背表面配置有斜坡外形。可选地，斜坡外形是被附连到该排除板上的单独部件。这些斜坡外形与被定位成靠在机箱导向件上的平移斜面或辊子匹配。辊子的使用提供了更低摩擦，并且因此使用更少的力的优点。斜面或者辊子可具有单独地形成轮廓以提供“累进式”运动，这使排除板的一侧在另一个侧之前达到机箱冷板。这类似于以上描述的凸轮配置，其中单独的凸轮被配置有不同的形状或者定向。图17示出了第一斜面平移机构的俯视图。排除板150沿着背表面151包括一个或多个斜坡外形153。致动机构220被配置有一个或者多个与一个或多个斜坡外形153相配合的斜坡外形222。致动机构被定位成靠在机箱导向部52内的固定表面(诸如机箱导向件52的内表面)上。在一些实施例中，致动机构220相对于机箱导向部52固定，使得当电子服务器34被安装在机架上时，排除板150沿促动机构220滑动，使得斜坡外形222沿斜坡外形153滑动，从而迫使排除板150靠在机箱冷板60上。如图17所示，排除板150依据该处理从右向左平移。在另一个实施例中，促动机构220沿机箱导向部52滑动。在电子服务器34被安装到机架上之后，执行单独的步骤，其中促动机构220沿机箱导向件移动。例如在图17中从顶部到底部，使得斜坡外形222沿斜坡外形153滑动，从而使排除板150靠在机箱冷板60上。这个步骤可作为用于将电子服务器34锁定到机架上的锁定处理的一部分自动地执行，或者这个步骤可在锁定处理后手动地执行。
图18示出了第二斜坡平移机构的俯视图。除了在促动机构上的斜坡外形222被辊子取代以外，该第二斜坡平移机构的功能与第一斜坡平移机构近似。具体而言，促动机构230被配置有与一个或多个斜坡外形153相配合的一个或多个辊子232。促动机构被定位成靠在固定表面(诸如机箱导向部52的内表面)上。辊子232减少了靠在斜坡外形153的摩擦。在一些实施例中，致动机构230相对于机箱导向部52是固定的。在其它实施例中，致动机构230沿机箱导向部52滑动。可选的滑块234也可被用于进一步减少在移动致动机构230时产生的摩擦。可以理解，斜坡和辊子的位置可互换同时实现同样的效果。由于使用了凸轮配置，第一和第二斜坡平移机构的使用需要退回器件，用于使排除板150从机箱冷板60上脱离接合。类似于以上关于凸轮配置描述的弹簧器件可被包括在第一或者第二斜坡平移机构中。
所使用的另一个平移机构是在排除板和机箱导向件内固定表面之间放置的剪式千斤顶。图19示出了剪式千斤顶平移机构的俯视图。剪式千斤顶242被放置在排除板50的背表面51和机箱导向部52内的固定表面(诸如机箱导向部52的内表面)之间。致动杆240被耦接以打开和关闭该剪式千斤顶242。例如，在应用于图19时，向上移动致动杆240打开剪式千斤顶242，而向下移动致动杆240关闭剪式千斤顶242。该剪式千斤顶可通过可选的支撑件244被保持在机箱导向部52的适当位置上。在一些实施例中，作为用于将电子服务器34锁定到机架上的锁定处理的一部分，促动杆240被自动致动。在其它实施例中，促动杆240独立于锁定处理而被移动。对于凸轮配置：使用第一和第二斜坡平移机构需要退回器件，退回器件用于将排除板50从机箱冷板60上脱离接合。类似于以上关于凸轮配置描述的，在剪式千斤顶平移机构中可包括弹簧器件。可选地，剪式千斤顶可被配置成提供退回力。
另一种平移机构使用凸轮以及槽和销。凸轮的转动运动被转化成排除板的线行运动。这种平移机构被用于移动排除板以接合机箱冷板，并且移动排除板使其从机箱冷板上脱离接合。图20A示出了在脱离接合位置时使用凸轮、槽，和销的平移机构的示范性实施例的俯视图。在脱离接合位置，排除板50从机箱冷板60脱离接合。冷板延长部252连接到排除板50。一个或多个凸轮257在中心位置262处被耦接到机箱导向部52上(图9)。凸轮257围绕该中心位置262自由转动，但另外相对于机箱导向部52为线性固定。该中心位置262被定位在冷板延伸部252的中心槽256内。每个凸轮257包括从凸轮的表面垂直延伸的销264。销264配合在冷板延伸部252的销槽254中。在凸轮257顺时针转动时，销264沿着销槽254在y方向上被促动(相对于图20A为向上)，这生成了在x方向上的线性力。这种线性力使冷板延伸部252移动，并且从而使排除板50在x方向上移动以接合机箱冷板60，如图20B所示。
为使排除板50从机箱冷板60上脱离接合，凸轮257逆时针转动。凸轮257的逆时针转动使销264沿着销槽254在y方向上移动(相对于图20A为向下)。这生成了在x方向上的线性力。这种线性力迫使冷板延伸部252移动，并且从而使排除板50在x方向上移动以与地盘冷板60脱离接合，如图20A所示。凸轮257中的每一个可经由机械联动装置(未示出)被链接在一起。在一些实施例中，作为用于将电子服务器锁定到机架上的锁定处理的一部分，该机械联动装置自动地被促动。在其它实施例中，该机械联动装置独立于锁定处理被移动。应该理解，可以预期在图20A和图20B中示出的配置的替代配置。例如，销槽254的剖面在图20A和图20B中被示出为在y方向上的直线，这导致转动运动到线性运动的基本线性转化。可对这种外形进行调整，从而改变被施加到该排除板上的机械力分布(profile)。
另一种平移机构使用了销和带有槽剖面的槽的组合。在第一方向上的线性运动被转换成在第二方向上的线性运动，该第二方向优选地垂直于第一方向。这种平移机构使用适当成形槽以致使排除板与机箱冷板接合。图21A示出了使用槽和销的平移机构处于断开接合位置的示范性实施例的俯视图。图21C示出了图21A的示范性平移机构的侧视图。在脱离接合的位置上，排除板50从机箱冷板60脱离接合。冷板延伸部352被附连到排除板50上。冷板延伸部352包括一个或多个槽354。促动杆320包括从促动杆表面垂直延伸的一个或多个销322。各销322配合在冷板延伸部352的一个或多个槽354中。促动杆320在y方向上前后滑动，但是在x方向上是固定的。随着促动杆320在y方向上移动，销322在槽354内移动。取决于槽354的槽剖面，促动杆320在y方向上的线性运动被转化成冷板延伸部352的线性运动，并且因此转化为被附连的排除板50的线性运动。取决于所需要的排除板50的运动，每个槽354的槽剖面可以是相同的，或者可以是不同的。不同的槽剖面提供了施加到排除板50的力的机械变化。依照图21A和21B中的配置，当促动杆320在y方向上的移动时，排除板50在x方向上一致地移动以接合机箱冷板60，如在图21B中示出的。图21C示出了图21A的示范性平移机构的侧视图。关于图21C，促动杆320垂直于纸张移动。
为使排除板50从机箱冷板60上脱离接合，促动杆320在y方向上移动。在一些实施例中，作为用于将电子服务器34锁定到机架上的锁定处理的一部分，促动杆320自动地受到促动。在其它实施例中，促动杆320独立于锁定处理而被移动。可以理解，可以预期在图21A和图21B中示出配置的替代配置。
图22至图25示出对机箱冷板和服务器排除板的可选配置，包括使用平面热界面。服务器排除板250被配置成U形，在其中可装配两个机箱冷板260，如在图22中示出的。膨胀机构270被放置在机箱冷板260之间。膨胀机构270的示例包括但不限于，波纹管(bellow)或者气囊(bladder)。膨胀机构270还可以是前面教书的促动器件的任意一种，或者其变形。由于膨胀机构270顶着机箱冷板260膨胀，机箱冷板被接合到服务器排除板250上。以上描述的配置可选择性地包括准直(alignment)或力容纳(containment)组件52(如图22所示)。
在图23A中，示出了与在图22至图32中描述的热界面组件一起使用的示范性冷却系统的俯视图。依据本公开，冷却系统10包括机架、机框或者具有其它容纳组件15，其至少两个平行且分隔开的侧11a和11b以及背壁11c，形成大体上为U形机框机构15，可以是CPU模块、服务器和类似设备的电子服务器30可滑进或滑出，如箭头所示。冷却系统10还可以包括冷却液流体分布轨道280，以及一个或多个热交换器(在此可选地称为机箱冷板)，或者HEXs 260，以及至少一个服务器排除板或服务器排除热交换器250，如在这里进一步的附图中所见为大体U形。尽管服务器排除器被示出为U形并且机箱冷板被示出为配合在U形中时，这两个部件并不限于这种布置，并且其可以有利地使机箱冷板成U形配置的，其中服务器排除板将配合在该机箱冷板的U形配置内。典型地，HEXs 260与冷却液分布轨道280形成可移除的、相互连接的流体连通，使由电子服务器30在机架15内的操作期间生成的热量能够通过制冷剂或其它冷却液的循环被冷却，如前面所描述，其中在循环回路中收集来自容纳在服务器之内的这些装置的热量，这些热量被运送往服务器的排除板到达界面，在此热量负荷被机箱冷板收集并且排出到周围环境，如以上所描述的。图23B示出了本公开适于用于图6至图21所描述的热界面组件的可选示范性冷却系统10’的俯视图，其包括机架、机框或其它容纳组件15’，具有至少两个平行且间隔开的侧11a和11b，以及后壁11c，其形成大体U形的机框结构15’，可以是CPU模块、服务器和类似设备的电子服务器30可滑入及滑出该U形的机框结构15’，如通过箭头所示。图23B的冷却系统10’还包括一个或多个制冷剂分布轨道280、一个或多个的热交换器(在此可选地称为机箱冷板)、HEXs260，以及至少一个服务器排除板或服务器排除热交换器250。如在该可选布置中所示，冷却液分布轨道280和机箱冷板260可通过一组或多组弯曲线(flex line)253被相互连接，允许在组件15’具有不同布置、尺寸公差，或者位置调节等，能够如前面所描述的那样使用波纹管、凸轮或者其它膨胀机构。
转向图24A，在前视图中示出了类似于图22中所示的可选平面的热界面。如在那里所示，该系统包括波纹管类型的膨胀组件272，其在机箱冷板260a和260b之间居间隔开，并且可在至少一个侧面上与支撑机框13接合。被附加到机架机框15的支撑机框13用于将波纹管组件272和机箱冷板260a、260b保留在适当位置上，使得它们可被插入U形服务器排除热交换器或类似装置中。类似于以上描述的热界面，波纹管类型的膨胀组件272被至少部分设置在大体U形服务器排除热交换器(HEX)250的内部部分内，U形服务器排除热交换器进而与电子服务器30直接或间接地相关联。也是如在图24A中所示，并且与在图22中所示出的膨胀组件270相反，波纹管类型的膨胀组件272包括狭窄的中心区域273、在机箱冷板260a和260b之间的中间部分，以及被间隔开的外波纹管边缘273a和273b。因此，在松弛状态下，接合组件272被定位成使得该组件272的狭窄的中心区域273被定位在机箱冷板260a和260b之间，正如所示出的。机箱冷板260a和260b，连同支撑机框13也被间隔开，使得在各机箱冷板260a和260b与服务器排除热交换器250的底部/顶部表面之间，以及支撑机框13和服务器排除热交换器250的内侧面表面之间，具有顶部和底部空气间隙261，以及侧面间隙263。在将服务器插入机架的过程中，间隙261和263允许机箱冷板260a和260b、支撑机框13，和波纹管膨胀组件272一起相对于服务器排除热交换器250滑动而不接触。在对热界面进行典型操作期间，在波纹管类型的膨胀组件272在箭头方向上延伸时，在机箱冷板260a和260b之间居间的狭窄的中心区域273相应在服务器排除热交换器250的方向上膨胀，减少空气间隙261，并且这样迫使机箱冷板260a和260b与服务器排除热交换器(HEX)250表面接触或接近表面接触。分别经由服务器排除热交换器和机箱冷板的表面259和269的接触，使来自电子服务器30的操作热量能够通过在机箱冷板260a和260b内流动的制冷剂或其它冷却液从这些服务器中被取走。为了使这些附图清楚，未示出的是能够可选择地置于热交换器接触表面259和269之间，以至于改善在这些表面之间的热量转换的热界面材料(类似于62)。
在图24B中，示出了进一步的示范性平面热界面组件的前视图，该平面热界面组件具有与图24A中示出的不同的波纹管类型布置。如图所示，并且类似于图24A的组件，该系统包括波纹管类型的膨胀组件275，其在机箱冷板260a和260b(诸如用于热量排除的冷板)之间被居中间隔开，并且至少在一个侧面可与支撑机框13相接合。被附连到机架机框15的支撑机框13用于将波纹管组件272和机箱冷板260a、260b保留在适当位置，使得它们可被插入U形服务器排除热交换器或类似装置中。类似于以上参考附图24A的组件所描述的热界面，波纹管类型的膨胀组件275至少部分地被定位在大体为U形服务器热量抑制热交换器(HEX)250的内部部分之内，其进而与电子服务器30直接或间接地相关联。正如也在图24B中示出的，波纹管类型膨胀组件275至少包括在机箱冷板260a和260b之间居间的中心可膨胀区域276，以及被间隔开的外部波纹管边缘276a和276b。机箱冷板260a和260b，连同支撑机框13也被间隔开，使得在各机箱冷板260a和260b和服务器排除热交换器250的底部/顶部表面之间，以及在支撑机框13和服务器排除热交换器250的内侧面表面之间具有顶部和底部气隙261，和侧面间隔的气隙263。在将服务器插入机架的过程中，间隔气隙261和263允许机箱冷板260a和260b、支撑机框13和波纹管膨胀组件275一起相对于服务器排除热交换器250滑动而不接触。在对热界面进行典型操作期间，中心可膨胀波纹管区域276在箭头方向上膨胀，并且相应地，机箱冷板260a和260b朝向服务器排除热交换器250移动。气隙261因此减少，并且机箱冷板260a和260b被强制与服务器排除热交换器(HEX)250表面接触或几乎表面接触。分别经由服务器排除热交换器和机箱冷板的表面259和269的接触，允许来自电子服务器30的操作热量通过在机箱冷板260a和260b内流动的制冷剂或其它冷却液从这些服务器中被取走。类似于与图24A相关联描述的，当波纹管275被推开时，热能的这种接触和传递导致热/机械的互连。为了附图的清楚，未示出可选的热界面材料(类似于62)，其可插入热交换器接触表面259和269之间，以便改善表面之间的热量传递。
图25示出了图22中所示大体平面类型的冷却系统的另一种配置的前视图，其中包括使用居间地间隔于机箱冷板260a和260b之间的气囊类型膨胀机构274(对比之前讨论的波纹管形式机构)。如图25又示出的，服务器排除HEX 250被配置成大体成U形的结构，并且每个电子服务器30被配置成与两个机箱冷板热交换器260a和260b相配合。机箱冷板260a和260b，优选地与U形热量排除板250对准，如图25所示。气囊(bladder)类型膨胀机构274优选地居间位于机箱冷板260a和260b之间。在典型操作期间，此气囊类型膨胀机构274顶着两个机箱冷板260a和260b膨胀，并且在此情况下强迫机箱冷板260a和260b与服务器排除热交换器(HEX)250表面接触或接近表面接触。机箱冷板与服务器排除热交换器之间的接合允许来自电子服务器30的操作上的热量，通过循环通过机箱冷板260a和260b的制冷剂或其它冷却液而从服务器被取走。虽然图22、23A、23B、24A、24B和25中已经普遍示出出，膨胀机构被放置在一对机箱冷板之间，但是具有作用于单个机箱冷板和服务器排除热交换器的一个表面的膨胀机构是同样可接受的。
图26-30进一步示出了在服务器/CPU机架类型的冷却系统中的机箱冷板和热量排除板的可选的配置，其中包括使用圆柱形热界面。图26示出了第一个圆柱形热界面组件400的前视图。该圆柱形界面组件400包括基本环形的服务器排除热交换器410，其通过热输送(热传导或流体循环或先前在图1和2中描绘的此类方式)从服务器30排出热量。基本上在服务器热交换器410内部与服务器热交换器410同心地，放置有基本圆柱形的热交换器组件402，其在机架组件15内的电子服务器与制冷剂分布轨道405之间提供热输送连通，如将在此进一步描述的，这被制造成容纳组件402。圆柱形热交换器(HEX)组件402经由适当的附连器件而附连到分布轨道405，并且包括一个或多个基本成半环形或环形扇区、热交换器(此处可选地被称为机箱冷板)412和414、环形的气囊类型的膨胀器件416、和内支撑管418。组件402进一步包括一个或多个流体入口供应管线430a和432a以及一个或多个流体出口回流管线430b和432b，其与机箱冷板412和414相关联。视电路冗余和复杂性的需要而定，机箱冷板412和414可以被相互独立的冷却回路服务，或者可以被单个冷却回路服务。在图26中描绘的环形气囊膨胀器件416处于基本松弛状态，在服务器排除热交换器410与机箱冷板412和414之间允许有间隙411。此间隙411允许组件402在服务器嵌入到机架的过程中相对于服务器排除热交换器410滑动而没有接触。在典型的操作期间，环形气囊类型的膨胀机构416顶着支撑管418和两个机箱冷板412及414膨胀，而且这样做使机箱冷板412和414在箭头所指方向上移动，以减少间隙411，并且因而与服务器排除热交换器410表面接触或几乎表面接触。在机箱冷板与服务器排除热交换器之间的接合，允许来自电子服务器30的操作热量通过制冷剂或类似冷却液从服务器被抽走，其中制冷剂或类似冷却液循环通过机箱冷板412和414。为了附图的清晰，未示出的可选热界面材料(类似于62)可以插入热交换器接触表面之间以在匹配的表面之间提高热传递。弹簧、带或其它退回装置(未示出)，或环形气囊的放气和抽空，用于从服务器排除热交换器410上使机箱冷板412、414退回，并且当服务器从机架15上移除时恢复间隙411。虽然在图26中所示的入口供应管线430a、432a和流体出口线430b、432b，相对于组件402的中心旋转对称，但是可以设想(而非限制性地)这些流体供应和回流管线可以可选地为关于x-y平面对称，使得管线430a和432b是流体入口管线，并且管线430b和432a是流体回流管线。进一步的，组件402可以围绕其中心旋转使得接合基本上是经由在x轴方向上而不是如所示的z轴方向上的运动，或者可以被旋转到相对于服务器定向的任意优选角度。
图27在横截面中示出了图26中的圆柱形热界面组件400的侧视图(如沿图26中截面线1-1所见)。如图27所示，圆柱形热交换器组件402还包括近端404和远端406，其中近端在机架组件15内提供了与制冷剂流体分布轨道405的流体连通。此视图也分别示出了流体供应与回流管线430a及432b，其典型地从近端404基本上沿圆柱形界面组件402的长度延伸，并且与远端406附近的机箱冷板热交换器412及414相连接。流体进入机箱冷板热交换器412、414的远端406，并且向内流动通过到近端404并且又回流到远端406，并且在沿该机箱冷板长度的两条通路中，循环流体在圆柱形交换器412及414的内部提供热量传递。通过由热传导，圆柱形交换器412及414在它们的与圆柱形服务器排除热交换器410的内表面接触的外部表面412’及414’上进而提供热量传递。依据本公开，流体供应与回流管线430a、430b，432a、432b优选地由挠性材料组成，使得当气囊416被接合时，HEX 412、414能够均匀地上移到它们的热接触点。近端404可以包括接合组件440，此接合组件包括锁环420和流体连通链接组件422。锁环420通过可锁定地插入到适当地间隔开的槽中与分布轨道405接合，或者可以经由螺纹接合可以被附连到分布轨道405，其中凸唇421是带螺纹的，以便接合到分布轨道405内相匹配的螺纹(未示出)中。分布轨道405包括流体供应与回流通路(未示出)，其与接合组件440的相应入口及出口端口相配合，以分别向圆柱形界面组件402供应冷却液并从圆柱形界面组件402接收冷却液。流体连通组件440可以是任意形状，但优选地是圆形或方形，并且包括至少一个流量调节器424。优选地，连通链接组件422包括多个包含流量调节器424的流体端口，流体端口的数量等于制冷剂供给管线430a、432a的数量，制冷剂供给管线430a、432a供应机箱冷板热交换器，以调节到每个机箱冷板的冷却液流量。可选地，取决于应用，流量调节器可串连地置于制冷剂回流管线430b、432b中，或者置于供给和回流管线中。如图27也示出的，组件440还由包括多个O形环，诸如外接(circumscribing)流体连通组件422中流体端口中的每一个的端口O形环，以及一个或多个备用O形环428，其以现有技术中的已知方式外接组件422的外部区域，诸如通过安装在组件422的外部表面形成的槽中，正图所示。这些O形环分别在正常的操作下形成链接和组件和在失败的端口环操作下防止泄漏。依据该组件，在服务器排除器与冷板之间的热传递分别在410的内表面、表面410′、和热交换器412、414的和外表面、表面412′与414′上发生。
应该注意的是，人们可以针对上部和下部半环形热交换器412和414使用基本上相同的部件，使得围绕通过圆柱形热交换器组件402的中心轴线旋转对称。因此，如图27中所示的组件402内的流体供应与回流管线可以是相同的，或者可以可选地定向——例如，视情况而定，上部流体管线430a可以是供应管线，而下部流体管线432可以是流体回流管线。可选地，例如，可使用圆柱形热交换器组件的平面对称，其中在上部和下部半环形热交换器之间形成对称面，且对流体供应和回流管线位置进行相应改变。
在图28A-C中示出了圆柱形类型的热界面连接器组件450的可选的，但同样可接受的变形。图28示出了整个组件，以及沿其长度的横截面和剖面图；图28B和28C沿该组件的长度在特定位置上的垂直的横截面中示出了该组件的多个部分，但是为了附图的清楚，截面下的一些细节被隐藏。如在那里示出的，热界面连接器组件450包括基本成圆柱形的热交换器组件452，其在机架组件15内的电子服务器与制冷剂分布轨道405a之间提供了热输送连接，这类似于以上所描述的方法。该方面包括类似于以上所述的圆柱形服务器排除热交换器410，以及机箱冷板462及464，机箱冷板462及464分别经由挠性流体供应和回流管线430c及432d与分布轨道405流体连通。气囊支撑轴458包含在组件452中心的中心加压流体路径470，该路径用于传输加压流体，以维持在气囊466中的基本恒定压力。该气囊可以包含内部支撑456，内部支撑456可粘结到气囊466也可不粘结到气囊466，用于为该气囊提供刚性的内部框架，以有助于在气囊末端使用气囊支撑轴458对该气囊进行密封。气囊支撑轴458与气囊内部支撑456都包含一个或多个槽或孔，通过这些槽或孔，气囊可经由来自中心加压流体路径470的加压流体而扩张或收缩。组件452可以与端帽(end cap)472和帽螺母(cap nut)474，或者如所示可螺纹接合气囊支撑轴458的等同组件保持在一起，使得当端帽472与帽螺母474在适当的位置时，它们串联保持并且密封气囊466的端部。组件452经由锁环或类似的连接器件与分布轨道405a可锁定地接合，类似于在此相对于图27中所示出和描述的。在流体分布轨道405a上，中心加压流体路径470经由O形环被密封到加压流体分布通道(未示出)中。例如在界面、接合到分布轨道中的概念，以及类似方面，图28A-C所示实施例基本上类似于在图27中的那些，但是它们在若干方式下也有别于图27中的那些。首先，从这两幅附图和相关联的描述中显而易见的是，气囊的设计与压力接合是不同的。此外，图28A-B中的流体连通管线430c和432d连接到机箱冷板462及464的近端。图28B是沿图28A的线1-1截取的正视图，并且示出了与分布轨道405连接的接合组件460附近的气囊支撑轴458的优选形状。冷却流体供应和回流管线430c、432c、以及430d、432d提供在每个热交换器462及464与接合组件460之间的互连的流体连接。该接合组件与分布轨道405中的相应冷却流体供应和回流管线(未示出)相配合，以引导流体往来于机箱冷板462及464。
图28C是沿线2-2截取的圆柱形热交换器组件450的部分的截面视图，示出了组件的横截面并且说明了示范性设置。如其中所示，圆柱形服务器排除热交换器410外接两个基本成半环的机箱冷板热交换器462及464(等价于上述412及414)，其进而外接中心气囊466，并且包含适于维持交换器部件相关位置的支撑结构。类似于图27所描述的，气囊466的膨胀迫使机箱冷板热交换器462及464，在邻近接触服务器排除热交换器410，以影响部件之间的热量交换，可选地利用热界面材料(类似于62，未示出)来促进热量交换。
图29和30示出了适于在按照本公开内容中使用的、进一步的可选的圆筒类型的热界面热交换器组件500及550，其包括层压板歧管(laminatemanifold)520和566，其粘结到多段式圆弧形机箱冷板512及514。与那些具有两个HEX的组件相比，这样的组件在诸如在此描述的服务器系统中使用时的优势在于如果一个或多个分段的定向稍微偏离，这种错误定向将不会对热交换器组件的整体效率造成损害。图29示出了用于从诸如高密度服务器和交换机的热量生成部件移除热量的圆柱形热界面500的正视图。圆柱形界面组件500包括基本环形的服务器排除热交换器510，其通过热输送(热传导、或流体循环，或在图1和图2中较早描述的类似方式)从服务器30排出热量。基本上在服务器热交换器510内部且与服务器热交换器510同心地，布置有基本成圆柱形的热交换器组件502，其在机架组件15内的电子服务器与制冷剂分布轨道505之间提供热输送连接，如将在此进一步描述的，制冷剂分布轨道505被制造成容纳组件502。圆柱形热交换器(HEX)组件502，经由适当的附连器件以之前在此描述的方式附连到分布轨道505，并且包括多个被附连到层压板歧管520(例如，参考图33-34更详细地描述的)的环形扇区热交换器(或者在此可选地被称为机箱冷板)512及514、类似于那些在此之前描述的环形气囊类型的膨胀器件516，以及内支撑管518。虽然机箱冷板热交换器的布置被示为在供应512和回流514之间的交替模式，但是视情况而定，它们可被布置成任意数量的模式。组件502进一步包括一个或多个流体入口供应管线530a及532a，以及一个或多个与机箱冷板512及514相关联的流体出口回流管线530b及532b。视电路冗余和复杂度需要而定，机箱冷板512及514可以通过相互独立的冷却回路起作用，或者可以通过单个的冷却回路起作用。环形气囊膨胀器件516在图29中被示出，其处于大体上松弛的状态，允许服务器排除热交换器510与机箱冷板512及514之间有空隙511。空隙511使组件502在服务器嵌入机架的过程中能够相对于服务器排除热交换器510滑动而不会相互接触。在典型的操作期间，环形的气囊类型的膨胀机构516反抗支撑管518和层压板歧管520膨胀，这样做使多段式冷板512及514在箭头方向上移动以减少空隙511，并从而造成或几乎造成与服务器排除热交换器510的表面接触。机箱冷板与服务器排除热交换器之间的接合使来自电子服务器30的操作热量通过循环经过机箱冷板512及514的制冷剂或类似的冷却液从服务器上被抽走。为了附图的清晰，未示出可选热界面材料(类似于62)，其可插入到热交换器接触表面之间以便改善配合表面之间的热量传递。弹簧、带、或其它缩回装置(未示出)，或者层压板歧管520的弹簧作用，或环形气囊的收缩或抽空，用于使机箱冷板512、514从服务器排除热交换器510缩回，并且当服务器从机架15移除时恢复空隙511。如可以从附图中可以看出的，层压板歧管520优选地居间地位于机箱冷板热交换器512和514与内环形气囊接合516之间，并且包括至少三层——第一内流体连接界面层、第二中间流体分布层，以及第三外冷板分段式界面层。歧管520将冷却液分配到系统中，并且能够同时地作为弹簧以靠着服务器排除热交换器510优先地接合冷板的外表面或交替地与冷板的外表面脱离接合。
图30示出了圆柱形热界面组件550的正面图，其类似于图29所示的组件，除了用于层压板歧管的支撑/接合器件，和对冷却液供应管线568a和570a以及冷却液回流管线568b&570b分别定位以外。圆柱形热交换器(HEX)组件552附连到分布轨道554，并且包括层压板歧管566、制冷剂传输管线568a及570a、制冷剂回流管线568b及570b、气动/电子接合/脱离接合器件560，以及多个机箱冷板热交换器(HEXs)562和564，其中层压板歧管566同时作为歧管的部分以及经由支撑架558的圆柱形热交换器组件552支撑件。冷却液通过传输管线568a及570a被传输到机箱冷板热交换器、传输到层压板歧管，并进一步通过层压板层中成形的路径而通过层压板歧管。同样地，冷却液经由歧管和回流管线568b和570b从机箱冷板上移除。从附图中可以看出，层压板歧管520可以居间地位于机箱冷板热交换器元件562和564与内支撑架558之间。在典型的操作中，按照服务器排除热量转换器510内表面的需要，气动或电子接合/断开接合器件560促动以膨胀和收缩，使得HEXs 562和564的外部表面被接合或断开接合。为了附图的清晰，可以插入到热交换器接触表面之间，以改善配合表面之间热转换的可选的热界面材料(类似于62)未被示出。
在此披露的热交换器可以许多可接受的方式被构造，例如按照在第4,730,666号美国专利以及第5,611,214号美国专利中描述的那些方法。优选地，这样的热交换器被制造成使得它们具有至少10W/m-K(瓦特每米每开尔文)的热传导性，优选地范围从约25W/m-K到约5000W/m-K，包括在此范围中的热传导值，例如约100W/m-K、约200W/m-K、约300W/m-K、约400W/m-K、约500W/m-K、约600W/m-K、约700W/m-K、约800W/m-K、约900W/m-K、约1000W/m-K、约1100W/m-K、约1200W/m-K、约1500W/m-K、约2000W/m-K、约2500W/m-K、约3000W/m-K、约3500W/m-K、约400W/m-K、约4500W/m-K，和约4900W/m-K，以及在此范围内的值和范围，例如，从约900W/m-K到约2300W/m-K或2900W/m-K的范围内。在图31-32中，已经依照本公开内容的方面给出了圆柱形热交换器(HEX)的构造的示范性方法。正如同之前建议的，在此描述的热能热交换器可以用任意适合的材料制造，诸如那些本领域技术人员所熟知的热传导材料。依照对圆柱形热交换器(HEX)，诸如以上描述的且如图31大体上所示出的圆柱形热交换器400和450，进行构造的一种适宜的方法，使用本领域中已知的适当方法制造了挠性的和/或可成型的热传导材料的蚀刻或穿孔的板片600，板片600包括多个成形的或蚀刻的开口和/或表面特征通道602，其被布置成具有最初对应于圆柱形交换器的内直径D1(和长度D1)然后逐渐增加的图案长度的适宜图案。可显而易见的是，基于此图所示，随着穿孔的板片600被同轴地缠绕起来，开口602的图案的周期性或长度将随着每次缠绕类似地增长，使得第一直径D1可以具有图案长度为D1；第二缠绕层的直径D2可以是D1+2t(具有模式长度D2)；第三缠绕层的直径D3可以是D1+4t，等等。应该注意的是，图31中所示出的图案仅仅是圆柱形热交换器内的流体的一种优选的三维流动路径的示例，并且可以预期的是，这样的流体流动路径非限定性地可以是周期性的、非周期的、对称的、不对称的、随机的、复杂的、分支的(例如基于分形的(fractal-based))、自上而下的，以及类似的。在实例中，参考图31的总体图形，板片600的整体长度将对应于圆柱形交换器的所有圆周层长度的总和。为使圆柱形交换器无泄漏并且为热量转换提供坚实的表面，板片600的至少第一圆周的长度通常将不具有穿孔(使得制冷剂没有通过孔泄漏)，并且依据其必须完全缠绕并且外接第一圆周壳，随后被辊压成圆周壳中的圆周的长度在直径上稍大。后继的多个的壳(可根据需要的数量)也将依次逐一增大，正如上述关于周期性穿孔的讨论所建议的。至少最终的壳层通常将没有穿孔以提供防漏外壳。至少第一层或者至少最终层，或者此两层面均可以选择性的拥有一般区别于内部图案穿孔的端口穿孔，以提供进出内部图案穿孔的入口和出口流动端口，这些内部图案穿孔形成了圆柱形交换器的内部流体热量传递表面。可选地，可以通过置于板片600边缘处的合适图案形成端口，该端口在后继层缠绕时形成流体端口，或者可选地，这些端口可以在成形后通过钻孔(drilling)或类似的方式制造。这样的用于形成和操纵如所说明的板片材料600以形成依照本公开内容的圆柱形热交换器的方法，包括但不限于诸如激光钻孔、冲模，和挤压的机械方法、诸如热压成型的电成形技术，以及蚀刻处理，诸如湿法蚀刻、等离子蚀刻(plasma etching)、光化蚀刻、化学蚀刻、激光蚀刻、激光辅助的化学蚀刻、软平板印刷技术以及这样的蚀刻处理的组合。在随后的粘结处理中，板片材料600可以选择性地为在一面或两面上包覆、敷涂、电镀或类似方式处理有有适合于将板片材料600的层粘结到其本身上的材料。然后在芯轴(mandrill)或等价的设备610上辊压形成了被穿孔的板片，或者可以与粘结材料板片(未示出)共同辊压，使得粘结材料和板片610形成交替层，如横截面视图所示。例如，通过使沿管子的直线长度的一端固定而形成卷盘，使用小芯轴和旋转机器可形成辊压成型的圆柱形热交换器612。由于卷盘是卷绕着的，经蚀刻或成形的开口或表面图案602因此在板片材料600内形成了3D类型流动图案。这样的形成诸如612的辊压成形卷盘管的方法是工业上熟知的。挠性的热传导材料可以是任意适当的热传导材料，包括但不限于铜；石墨；碳(包括金刚石、金刚石-碳复合物、定向碳石墨，和纳米碳管)；镍；银；铝；敷涂铜、银、铝或镍的材料；金属合金；固溶相合金(solid solution phase alloys)；纳米颗粒材料；超细材料；固体泡沫材料；晶格类型(lattice-type)材料；复合材料；陶瓷材料；包括但不限于未烧的陶瓷、玻璃陶瓷、以及类似于可以进一步选择性地容纳上述填充材料以便提高基础材料热性能和机械性能的绿色(未烧结的)基础材料；弹性硅树脂；陶瓷；聚合材料，诸如环氧树脂、聚氨酯、双马来酰亚胺(BMI)、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酯(PET、PBT等)，和任意可被填充(诸如使用金属、矿物质之类填充)的多硫化物(聚苯硫化物)；以及诸如铟锡氧化玻璃的透明材料，这些全部都可以进一步包括诸如玻璃纤维、硅纤维，或纱线等，以便强化挠性板片层并使重复可用性最大化。在辊压成形后，板片材料600可与任意适当的粘结支撑件620相关联，形成粘结支撑组件625。视板片600结构材料的情况而定，包括穿孔的或蚀刻的板片材料600、芯轴610、和粘结支撑件620的组件625于是可以在粘结或钎焊炉630(或等价物)中被粘结、硬化、胶合、焊接、扩散粘结，或以类似方式处理。通过非限制性的示例，所形成的圆柱形热交换器612可以通过在840°F以上但在基底金属或材料的熔点(例如铜的熔点约是1,981°F)以下的温度范围内将粘结支撑组件625放置于炉630中进行钎焊。因此，依照本公开内容的方面，视情况取决于材料而定，钎焊可以温度在约449℃(840°F)到约1093℃(2000°F)的范围内，处理时间段从约0.5分钟到约240分钟或更多的时间。虽然在图中未说明，但是这些处理也可以包括一个或多个次级步骤，包括但不限于时效、沉淀、材料的硬化等。在从炉630移除之后，所粘结的圆柱形热交换器产品，然后可以通过任意适当的抛光设备635使用已知的方式进行打磨和抛光，使得圆柱形HEX产品640通过围绕其竖直的y轴线旋转、沿其在y方向上的竖直轴线、或者围绕这两轴线旋转而进行打磨，正如所示出的，以便生成光滑的、界限明确(well defined)的内部表面。同样地，本领域中广泛公知的类似的抛光处理，可被用于生成光滑的、界限明确的外部表面。虽然以上通过示例所揭示的内容描述了钎焊圆柱形HEX的后续层，但是本领域的普通技术人员同样能够可接受地对这些层进行粘合，使得它们使用合适的覆层、胶剂，或表面涂层等，被胶合、硬化、烧结、扩散粘结、焊锡等到板片600上，视选取的材料和可用的设备而定。
依据本公开内容，可选地并同样可接受地，圆柱形热交换器680可以同心组件的方式，使用诸如开孔金属泡沫材料的金属泡沫材料形成，如在图32中大体示出的。正如在那里所说明的，金属泡沫材料(metal foam material)652可以与核芯650和壳654组合，以形成热传导结构660。该热传导结构660通过优选地具有许多韧带(ligament)的金属泡沫形成，这些韧带在泡沫中和/或穿过泡沫随机地、周期性地，或均匀分布和定向地形成空泡体(voidcell)(空洞(void))互连的网络，以使流体冷却液在基本与泡沫外侧表面平行的方向上通过金属泡沫块。依据本公开内容一定的方面，金属泡沫652每英寸可以非限制性地包括约5到约2000个之间的空洞(或孔(pore))，诸如，每英寸约40个空洞。此外，空洞的孔尺寸可以从约1微米到约4mm，更优选地从约0.1mm到约10mm和从约0.4mm到4mm变化。更优选地，金属泡沫的多孔结构的每英尺孔数量(ppi)可从约20到约50ppi变动。这些空洞可以具有诸如三角形或十二面体的任意的尺寸和外形，这是用于产生金属泡沫的制造工艺的结果。由韧带和空洞形成这些互连的扭曲的路径也可以在流经的流体中产生湍流，因而进一步传播被传递的热量。能够用于形成热量转换器组件的金属泡沫的进一步的限定特征包括但不限于表面区域范围从约10in2/in3到约90in2/in3(韧带表面区域/金属泡沫体积)的金属泡沫，以及此范围中的值，例如约50in2/in3、以及范围从约10％到约70％的理论质量密度值。
通过非限制的示例，另一种产生流动区域以替代空洞的方法是通过使用在钎焊处理期间部分烧结的烧结金属粉或绿色压制金属粉末。绿色压制金属粉末指的是具有特有的绿色抗拉强度(压制金属粉末在部分或全部烧结前抵抗变形的性能，称为压制粉末的“绿色”强度)的金属粉末，其通过这样的ASTM-B312-96(2000)[标题为“Standard Test Method for Green Strength forCompacted Metal Power Specimens”，ASTM国际]标准测量技术确定。这也可以包括可能在钎焊过程中烧结或未烧结的堆积粉末(packed powder)，其中在烧结的情况下，堆积粉末将是优选的。
通过进一步非限制性的实例，另一种产生流动区域的方法是通过使用包括适当材料的棒状物、球体、回转椭球体、或“弹丸”的堆积颗粒，其在钎焊处理前或在钎焊处理期间可以选择性地烧结或粘结。
通过进一步非限制性的实例，另一种产生流动区域的方法是通过使用辊压构件，比如图31中辊压成形的圆柱体热交换器612，其在钎焊处理前或在钎焊处理期间都可以选择性地烧结或粘结。
金属泡沫对于与本公开内容的热交换器相结合是有用的，因为它们具有优越热传导的优点，由此，在第一媒介与第二媒介之间的热量交换可被最大化。在本公开内容的特定优选实施例中，金属泡沫能够非限制性地从一个或多个下列金属中制造出，即：铜、镍、不锈钢、高温铁基合金(例如FeCrAlY)、和铝。此外，可以设想由合金制造金属泡沫。按照本公开内容的这些方面也可以使用碳泡沫。盖壳654优选地设置有耐腐蚀的金属或金属氧化物，以便通过防止或至少抑制热交换器(HEX)的退化而增加热交换器的耐久度。
继续参考图32，同轴组件660一旦形成有在核芯650和外壳材料654之间居间的金属泡沫652，末端662、664使用任意适当的辊压/密封/压盖方法被辊压并密封或压盖，并且添加歧管(未示出)，从而形成具有辊压/密封/压盖末端622a、664a的密封组件665。进一步有利地，在下层泡沫核心652的区域中辊压外部壳660，以减少空隙和促进同轴层面间的粘结。辊压成形、密封和/或压盖处理、以及歧管添加后，密封的金属泡沫圆柱形HEX组件665在适当的钎焊炉630(或等价物)中，以840°F以上但是低于基底金属或材料的熔点(例如铜的熔点约是1,981°F)的温度范围内被钎焊。因此，依照本公开内容的方面，钎焊可以在温度从约449℃(840°F)到约1093℃(2000°F)的范围内，在时间段从约0.5分钟到约240分钟的时间范围中执行。这个钎焊的圆柱形HEX产品在从炉630中被移除之后，然后可以在任意适当的抛光设备635中使用已知的方法被打磨和抛光，使得包括金属泡沫的圆柱形HEX产品680通过围绕其竖直的y轴线、沿其在y方向中的竖直轴线，或者这两轴旋转而被打磨，正如所描述的。虽然以上公开内容通过示例描述了对圆柱形HEX组件的钎焊，但是本领域的普通技术人员同样能够可接受这些层的粘结，从而它们使用适宜的覆层、胶剂，或表面涂料等，被胶合、硬化、烧结、扩散粘结、焊接等附连到元件上，视选取的材料和可用的设备而定。
依据图29-30描述的圆柱形HEX组件，在图33至图34中示出了用于层压板歧管组件700的示范性的，总体构造方法。如图33所示，典型的层压板歧管组件700包括至少一个供应/回流界面层710、至少一个分布层720，和至少一个热交换器界面层730。供应/回流界面层710典型地为矩形形状，并且包括间隔开的第一和第二端部712和712′。在每个间隔开的端部出分别具有入口和出口孔714和716。在中间的分布层720典型地成矩形形状，并且分别包括间隔开的第一和第二端部722和722′，而且多个的细长的冷却液供应孔724和细长的冷却液回流孔726在间隔开的端部722与722′之间沿分布层的至少一部分的长度上延伸。优选地，当在供应/回流界面层710覆盖在分布层720上时，细长的供应和回流孔724和726的至少一部分分别与相应的供应和回流孔714和716对准。热交换器界面层730典型地为矩形形状，并且分别包括第一和第二间隔开的端部732和732′，并分别包括多个的入口和出口孔734和736，被放置成容纳诸如那些之前对应于图29和30所描述的多个的机箱冷板环形扇区热交换器，此处那些热交换器的最终位置通过虚线738被示出。通过堆叠和粘结一个或多个层压板部件710、720、730中的每一个产生了层压板歧管组件700。在这些层被粘结一起之前或之后，层压板都可以形成为如图29和30所示出的基本成圆柱形的形式，视层压板层材料和所选择的粘结方式而定。虽然如图33中所示的组件被构造成具有三层，但是可以设想基础层压板部分可包括可选图案的附加层(未示出)，其用于帮助流体分配到HEX段，以强化层压板，以提供所需的弹簧或预期的机械属性，或类似功能。
图34A示出了在层710、720及730被堆叠在一起并且被粘结之后但是在层压板已经形成为其弯曲形状以接受机箱冷板环形扇区的热量交换元件之前的层压板组件的侧视图。如图34A所示的，依据本公开内容的典型的层压板歧管组件700而被组装，使得分布层720被夹在供应/回流界面层710和热量交换界面层730之间。
图34B示出了具有示范性冷却路径的未辊压层压板歧管的俯视图，该示范性的冷却路径被示为从入口714沿着细长的冷却剂供应孔724，从入口供应孔734出来并进入机箱冷板热量交换元件，通过这些元件，进入出口回流孔736，沿着细长的冷却液回流孔726，并从出口716出来。在组件700形成圆柱形形式，或者如在图29和30中示出的期望的可选形状，或其它根据需要的非圆柱形但是总体弯曲形状(未示出)之前，或者在形成这些形状之后，多个的HEX段762和764可以附连到层压板歧管组件700。如图34B所示，组件700使分布层720上的细长的小孔724与界面层710上的入口和出口孔714和716以及热交换器界面层的入口和出口孔734、736相对准。机箱冷板段762和764的入口和出口孔734a和736a与入口和出口孔734和736相对准，并且将HEX段粘结到层压板，使得流过层压板歧管700和HEX段的制冷剂/冷却液体可以沿着通过体34B中的粗线示出的示范性路径。为了使示范性冷却路径清楚，在图34B中层压板组件被示出成未辊压，然而在典型的操作中，层压板和HEX段将如图34C所示的那样形成，并且流体采取的路径将是复杂的3维流动路径。
图34D的横截面视图中示出了HEX段内的示范性流动，该横截面视图是沿图34C的截面线1-1截取的。来自HEX段的入口的流动被竖直和水平地分配于该段中，且大体上是从段的一端到达另一端，虽然可能有通过该段的多个通道。假设多个HEX段762和764被附连到层压板歧管700上，则具有多个的流体流动路径。每个HEX段都对组件的整体热量转移能力做出贡献，因为每个段都与流过那里的冷却液热连通，因此形成了一个完整的、段式的冷板机箱。每个HEX段也在其外部表面上与服务器排除热交换器的热连通状态，正如图29和图30所示出的。虽然最终的圆形层压板组件被示为通过将歧管组件辊压成基本成圆形的路径而形成，可选地并且同样可接受的，该层压板可以被弯曲成多侧面多边形图形，其随着段的数量的增长而接近圆形几何体。在又另一个可选的实施例中，在层压板基底形成圆形或多边形轮廓后，多个的HEX段762和764可被粘结到层压板基底上。HEX段762和764可以相应具有平坦的、弯曲的或阶梯式的外形，以便有助于粘结到层压板基底。
如在此使用的，以上描述的用于促动不同转移机构的促动力可使用不同的促动器件提供。这样的适宜的促动器件的示例包括但不限于弹簧、诸如拉/推杆的机械联动装置、螺钉驱动、液压、电-机马达或促动器、以及气动促动器。
应该理解，以上描述的安装组件和促动机构的特定的实施例指示为了示范性的目的。大体上，电子服务器的排除板相对于该电子服务器电路板可以是可移动的或固定的，并且/或者该机架的机箱冷板相对于机架机箱可以是可移动的或固定的，并且在此描述的任意安装组件和促动机构都可被应用到可移动和/或固定的排除板和机箱冷板配置的不同的组合中。
根据结合细节的特定实施例描述了本发明，以有助于对本发明的构造和操作的原理进行理解。在此对特定实施例和其细节的这种参考并非意图对随附的权利要求述的范围构成限制。对于本领域技术人员显而易见的是，在被选出用于说明的实施例中可造成多种改变，而不背离本发明的精神和范围。
在优选的和其它实施例的上下文中已经描述了本发明，而并非本发明的每一种实施例都已经被描述。对所描述的实施例的明显修改和变化对那些本领域普通技术人员而言是可用的。所公开的和未公开的实施例并非意图限制或约束申请人构思的本发明的范围或适用性，而是，在符合专利法的前提下，申请人意图保护所有这样的修改和改进，只要该修改和改进落入随附的权利要求书的范围或等价范围之内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于从容纳于机箱中的产生热量的多个电子部件转移热量的系统，所述系统包括：
机箱，其被配置成接收并选择性地电耦接该多个电子部件，并且包括闭合回路冷却系统，所述冷却系统具有一个或多个被配置成从相关电子部件转移热量的冷板机箱热交换器；
具有一个或多个热量生成物体的多个电子部件，所述电子部件配置成沿机箱插入向量被插入到所述机箱中，每个电子部件包括具有排除板热交换器的闭合回路冷却系统，所述排除板热交换器被配置成在所述电子部件被容纳于所述机箱中时与相关联的机箱热交换器连接且热连通，其中每个热交换器的形状选自环形、圆柱形、分段式环形，和分段式圆柱形；
热界面材料，其被布置在机箱热交换器和相关联的排除板热交换器之间的界面处；以及
热交换器接触机构，其与每个排除板热交换器相关联，并且被配置成选择性地使所述排除板热交换器和相关联的机箱热交换器在所述热界面材料上相接触，从而将所述机箱热交换器和排除板热交换器设置成热连通，并且不在所述电子部件或所述机箱中产生不良的应力。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述排除板热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述机箱热交换器为被配置成接收所述排除板热交换器的环形热交换器。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述机箱热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述排除板热交换器为被配置成接收所述机箱热交换器的环形热交换器。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述接触机构是与所述热交换器中的圆柱形热交换器相关联的可膨胀囊。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述接触机构选自机械夹子、弹簧、液压马达、气压马达、电机械马达、液压促动器、气压促动器、电机械促动器和前述的任意组合。
6.一种从被容纳在机箱中的电子部件上转移热量的方法，所述方法包括：
提供被配置成操作性地容纳一个或多个电子部件的机箱；
将电子部件沿插入向量插入到所述机箱中，所述电子部件包括一个或多个热量生成物体，以及具有第一热交换器的冷却系统；
提供与所述机箱相关联的第二热交换器，当所述电子部件被容纳在所述机箱中时，所述第二热交换器与所述第一热交换器对准连接，其中每个热交换器的形状选自环形、圆柱形、分段式环形，和分段式圆柱形；
激活接触机构，所述接触机构使所述第一和第二热交换器形成热连通，使得基本上所有的力被隔离，从而不会不良地影响所述电子部件、机箱或两者；并且
将热量从所述电子部件转移到所述第二热交换器。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述排除板热交换器包括由金属泡沫形成的热传导结构。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述排除板热交换器包括由卷绕的蚀刻板片层形成的热传导结构。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述热交换器中的至少一个具有分段式环形形状，并包括粘结到其上的层压板歧管。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述排除板热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述机箱热交换器为配置成接收所述排除板热交换器的环形热交换器。
11.如权利要求6所述的方法，其中所述机箱热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述排除板热交换器为被配置成接收所述机箱热交换器的环形热交换器。
12.如权利要求6所述的方法，其中所述接触机构为与所述热交换器中的圆柱形热交换器相关联的可膨胀囊。
13.如权利要求6所述的方法，其中所述接触机构选自机械夹子、弹簧、液压马达、气压马达、电机械马达、液压促动器、气压促动器、电机械促动器和前述的任意组合。
14.如权利要求6所述的方法，其中所述排除板热交换器包括由金属泡沫形成的热传导结构。
15.如权利要求6所述的方法，其中所述排除板热交换器包括由卷绕的蚀刻板片层形成的热传导结构。
16.如权利要求6所述的方法，其中所述热交换器中的至少一个具有分段式环形形状，并且包括被粘结到其上的层压板歧管。
Claims (19)
1.一种用于从容纳于机箱中的产生热量的多个电子部件转移热量的系统，所述系统包括：
机箱，其被配置成接收并选择性地电耦接该多个电子部件，并且包括闭合回路冷却系统，所述冷却系统具有一个或多个被配置成从相关电子部件转移热量的冷板机箱热交换器；
具有一个或多个热量生成物体的多个电子部件，所述电子部件配置成沿机箱插入向量被插入到所述机箱中，每个电子部件包括具有排除板热交换器的闭合回路冷却系统，所述排除板热交换器被配置成在所述电子部件被容纳于所述机箱中时与相关联的机箱热交换器连接且热连通；
热界面材料，其被布置在机箱热交换器和相关联的排除板热交换器之间的界面处；以及
热交换器接触机构，其与每个排除板热交换器相关联，并且被配置成选择性地使所述排除板热交换器和相关联的机箱热交换器在所述热界面材料上相接触，从而将所述机箱热交换器和排除板热交换器设置成热连通，并且不在所述电子部件或所述机箱中产生不良的应力。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述电子部件是微处理器、集成电路、电子服务器、机架服务器，或者刀片式服务器。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述排除板热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述机箱热交换器为被配置成接收所述排除板热交换器的环形热交换器。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述机箱热交换器为圆柱形热交换器，并且其中所述排除板热交换器为被配置成接收所述机箱热交换器的环形热交换器。
5.如权利要求3所述的系统，其中所述热接触机构是与所述圆柱形热交换器相关联的可膨胀囊。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述热接触机构是与所述圆柱形热交换器相关联的可膨胀囊。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述热界面材料为热脂或散热垫。
8.如权利要求1所述的系统，其中机箱热交换器被热耦接到外部热交换器上。
9.如权利要求1所述的系统，其中在所述第一和第二热交换器之间的界面基本平行于所述插入向量。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述热接触机构选自机械夹子、弹簧、液压马达、气压马达、电机械马达、液压促动器、气压促动器、电机械促动器和前述的任意组合。
11.如权利要求1所述的系统，其中所述热接触机构为可膨胀波纹管或囊。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二热交换器的界面表面是光滑的。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二热交换器的界面表面是带纹理的。
14.如权利要求1所述的系统，其中当所述电子部件被锁定到所述机箱中时，所述热接触机构被激活。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述热接触机构被配置成产生高达约30psi。
16.如权利要求1所述的系统，其中所述热接触机构被配置成产生多于30psi。
17.一种从被容纳在机箱中的电子部件上转移热量的方法，所述方法包括：
提供被配置成操作性地容纳一个或多个电子部件的机箱；
将电子部件沿插入向量插入到所述机箱中，所述电子部件包括一个或多个热量生成物体，以及具有第一热交换器的冷却系统；
提供与所述机箱相关联的第二热交换器，当所述电子部件被容纳在所述机箱中时，所述第二热交换器与所述第一热交换器对准连接；
激活接触机构，所述接触机构使所述第一和第二热交换器形成热连通，使得基本上所有的力被隔离，从而不会不良地影响所述电子部件、机箱或两者；并且
将热量从所述电子部件转移到所述第二热交换器。
18.如权利要求19所述的方法，进一步包括将热量从所述第二热交换器转移到在所述机箱外部的另一个热交换器上。
19.如权利要求19所述的方法，进一步包括在所述第一和第二热交换器之间的界面处提供热界面材料。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/351,176 | 2009-01-09 | ||
| US12/351,176 US8289710B2 (en) | 2006-02-16 | 2009-01-09 | Liquid cooling systems for server applications |
| PCT/US2010/020473 WO2010080980A1 (en) | 2009-01-09 | 2010-01-08 | Liquid cooling system for server applications |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102342193A true CN102342193A (zh) | 2012-02-01 |
| CN102342193B CN102342193B (zh) | 2014-10-22 |
Family
ID=42078967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201080010530.4A Active CN102342193B (zh) | 2009-01-09 | 2010-01-08 | 用于服务器应用的液体冷却系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8289710B2 (zh) |
| EP (1) | EP2386194B1 (zh) |
| CN (1) | CN102342193B (zh) |
| WO (1) | WO2010080980A1 (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103687449A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 华为技术有限公司 | 电子设备和数据中心 |
| CN110244829A (zh) * | 2018-03-10 | 2019-09-17 | 百度（美国）有限责任公司 | 用于数据中心电子机架的服务器液体冷却的冷板组件的设计 |
| TWI688326B (zh) * | 2018-01-17 | 2020-03-11 | 緯創資通股份有限公司 | 冷卻液補充機構及具有冷卻液補充機構的冷卻循環系統及電子設備 |
| CN114025142A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 四川启睿克科技有限公司 | 一种液冷散热冷头、液冷散热系统及激光电视 |
| CN115245059A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-10-25 | 高通股份有限公司 | 包括至少一个可移动散热器的可移除电子设备外壳 |
| CN115561000A (zh) * | 2022-04-12 | 2023-01-03 | 无锡锡州机械有限公司 | 一种大功率高强度不锈钢热交换器检测装置 |
| TWI812990B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-08-21 | 廣達電腦股份有限公司 | 用於計算機裝置的冷卻裝置 |
Families Citing this family (83)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009020390B3 (de) * | 2009-05-08 | 2010-05-20 | Sinitec Vertriebsgesellschaft Mbh | Serverrahmen sowie zum Einsatz in dem Serverrahmen geeigneter Einschubserver |
| US8570744B2 (en) * | 2009-10-30 | 2013-10-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cold plate having blades that interleave with memory modules |
| US20110108250A1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | Alex Horng | Heat Dissipating device |
| US9228785B2 (en) | 2010-05-04 | 2016-01-05 | Alexander Poltorak | Fractal heat transfer device |
| TWI392445B (zh) * | 2010-07-21 | 2013-04-01 | Quanta Comp Inc | 伺服器機櫃之降溫設備 |
| US8472182B2 (en) * | 2010-07-28 | 2013-06-25 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for facilitating dissipation of heat from a liquid-cooled electronics rack |
| US8724315B2 (en) * | 2010-08-26 | 2014-05-13 | Asetek A/S | Liquid cooling system for a server |
| US8797741B2 (en) * | 2010-10-21 | 2014-08-05 | Raytheon Company | Maintaining thermal uniformity in micro-channel cold plates with two-phase flows |
| TWI422318B (zh) * | 2010-10-29 | 2014-01-01 | Ind Tech Res Inst | 數據機房 |
| TW201221034A (en) * | 2010-11-05 | 2012-05-16 | Inventec Corp | Cooling system of server and cooling method thereof |
| TWM412341U (en) * | 2011-04-01 | 2011-09-21 | Academia Sinica | Cooling system for electronic instrument cabinet |
| US9609786B2 (en) * | 2011-04-01 | 2017-03-28 | Academia Sinica | Cooling system for an electronic rack |
| US9049803B2 (en) * | 2011-09-22 | 2015-06-02 | Panduit Corp. | Thermal management infrastructure for IT equipment in a cabinet |
| GB2503407B (en) * | 2011-10-10 | 2015-12-09 | Control Tech Ltd | Barrier device |
| US8934244B2 (en) * | 2011-10-28 | 2015-01-13 | Dell Products L.P. | System and method for cooling information handling resources |
| US9155230B2 (en) * | 2011-11-28 | 2015-10-06 | Asetek Danmark A/S | Cooling system for a server |
| JP5761448B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2015-08-12 | 富士通株式会社 | 発熱装置の冷却装置 |
| WO2014011706A1 (en) | 2012-07-09 | 2014-01-16 | Inertech Ip Llc | Transformerless multi-level medium-voltage uninterruptible power supply (ups) systems and methods |
| JP6003423B2 (ja) * | 2012-09-07 | 2016-10-05 | 富士通株式会社 | 冷却ユニット及び電子装置 |
| US20140070058A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | General Electric Company | Metal foams for circumferential support in high temperature/vibration applications |
| WO2014059054A1 (en) | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods incorporating a plural in-series pumped liquid refrigerant trim evaporator cycle |
| US9095075B2 (en) * | 2012-11-27 | 2015-07-28 | Hamilton Sundstrand Corporation | Enclosure for electronic components with enhanced cooling |
| US9140475B2 (en) * | 2012-12-07 | 2015-09-22 | Liebert Corporation | Receiver tank purge in vapor compression cooling system with pumped refrigerant economization |
| CA2903784C (en) | 2013-03-04 | 2021-03-16 | Echogen Power Systems, L.L.C. | Heat engine systems with high net power supercritical carbon dioxide circuits |
| US9326386B2 (en) * | 2013-04-22 | 2016-04-26 | International Business Machines Corporation | Computer system component bay |
| US9774190B2 (en) | 2013-09-09 | 2017-09-26 | Inertech Ip Llc | Multi-level medium voltage data center static synchronous compensator (DCSTATCOM) for active and reactive power control of data centers connected with grid energy storage and smart green distributed energy sources |
| US10254021B2 (en) | 2013-10-21 | 2019-04-09 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using two cooling circuits |
| US11306959B2 (en) | 2013-11-06 | 2022-04-19 | Inertech Ip Llc | Cooling systems and methods using two circuits with water flow in series and counter flow arrangement |
| US10201116B1 (en) * | 2013-12-02 | 2019-02-05 | Amazon Technologies, Inc. | Cooling system for data center rack |
| US11016007B2 (en) * | 2014-04-01 | 2021-05-25 | Bd Kiestra B.V. | System and method for the automated preparation of biological samples |
| WO2016057854A1 (en) | 2014-10-08 | 2016-04-14 | Inertech Ip Llc | Systems and methods for cooling electrical equipment |
| WO2016065087A1 (en) | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Inertech Ip Llc | Systems and methods for controlling multi-level diode-clamped inverters using space vector pulse width modulation (svpwm) |
| US9781858B2 (en) * | 2014-10-24 | 2017-10-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Apparatus to facilitate orthogonal coupling of a server sled with a server backplane |
| US10570777B2 (en) | 2014-11-03 | 2020-02-25 | Echogen Power Systems, Llc | Active thrust management of a turbopump within a supercritical working fluid circuit in a heat engine system |
| JP6565176B2 (ja) * | 2014-11-27 | 2019-08-28 | 富士通株式会社 | 電子装置及び実装方法 |
| US10193380B2 (en) | 2015-01-13 | 2019-01-29 | Inertech Ip Llc | Power sources and systems utilizing a common ultra-capacitor and battery hybrid energy storage system for both uninterruptible power supply and generator start-up functions |
| US9538688B2 (en) * | 2015-03-13 | 2017-01-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Bimodal cooling in modular server system |
| US9655281B2 (en) * | 2015-06-26 | 2017-05-16 | Seagate Technology Llc | Modular cooling system |
| CN204887839U (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-16 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种单板模块级水冷系统 |
| WO2017052628A1 (en) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Intel Corporation | Computing apparatus with closed cooling loop |
| US9911012B2 (en) | 2015-09-25 | 2018-03-06 | International Business Machines Corporation | Overlapping, discrete tamper-respondent sensors |
| US10931190B2 (en) | 2015-10-22 | 2021-02-23 | Inertech Ip Llc | Systems and methods for mitigating harmonics in electrical systems by using active and passive filtering techniques |
| EP3193571B1 (en) * | 2015-10-23 | 2020-08-26 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Heat pipe based cooling system and power equipment |
| US9913389B2 (en) | 2015-12-01 | 2018-03-06 | International Business Corporation Corporation | Tamper-respondent assembly with vent structure |
| US11293703B2 (en) | 2016-01-12 | 2022-04-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchangers |
| US10088250B2 (en) | 2016-01-12 | 2018-10-02 | Hamilton Sundstrand Corporation | Heat exchangers |
| US10136556B2 (en) * | 2016-02-24 | 2018-11-20 | Thermal Corp. | Electronics rack with selective engagement of heat sink |
| US10349557B2 (en) | 2016-02-24 | 2019-07-09 | Thermal Corp. | Electronics rack with compliant heat pipe |
| US10830545B2 (en) | 2016-07-12 | 2020-11-10 | Fractal Heatsink Technologies, LLC | System and method for maintaining efficiency of a heat sink |
| US10299372B2 (en) | 2016-09-26 | 2019-05-21 | International Business Machines Corporation | Vented tamper-respondent assemblies |
| JP2018074100A (ja) * | 2016-11-04 | 2018-05-10 | 富士通株式会社 | ラックマウント型情報処理装置 |
| WO2018089130A1 (en) | 2016-11-11 | 2018-05-17 | Stulz Air Technology Systems, Inc. | Dual mass cooling precision system |
| US10299413B2 (en) * | 2017-02-21 | 2019-05-21 | Baidu Usa Llc | Modular self-aligning liquid heat removal coupling system for electronic racks |
| EP3655718A4 (en) | 2017-07-17 | 2021-03-17 | Alexander Poltorak | SYSTEM AND PROCESS FOR MULTI-FRACTAL HEAT SINK |
| US10306753B1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-05-28 | International Business Machines Corporation | Enclosure-to-board interface with tamper-detect circuit(s) |
| US11665858B2 (en) | 2018-04-03 | 2023-05-30 | Raytheon Company | High-performance thermal interfaces for cylindrical or other curved heat sources or heat sinks |
| US10827649B2 (en) | 2018-04-27 | 2020-11-03 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Cooling fluids in opposite directions across a device |
| US11187112B2 (en) | 2018-06-27 | 2021-11-30 | Echogen Power Systems Llc | Systems and methods for generating electricity via a pumped thermal energy storage system |
| US10856447B2 (en) * | 2018-08-28 | 2020-12-01 | Quanta Computer Inc. | High performance outdoor edge server |
| US11540424B2 (en) * | 2018-09-14 | 2022-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converter |
| US10746084B2 (en) * | 2018-12-13 | 2020-08-18 | General Electric Company | Liquid driven thermal module and thermal management system |
| CN111491484B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-07-19 | 富联精密电子(天津)有限公司 | 液体式浸没冷却装置 |
| US10980154B1 (en) * | 2019-12-23 | 2021-04-13 | Baidu Usa Llc | Cooling design for PCIE mounted server peripheral electronics |
| US10905031B1 (en) * | 2019-12-27 | 2021-01-26 | Baidu Usa Llc | Universal cooling baseboard module |
| US11330741B2 (en) * | 2020-03-26 | 2022-05-10 | Baidu Usa Llc | Modular design of blind mate interface for liquid cooling |
| US11435120B2 (en) | 2020-05-05 | 2022-09-06 | Echogen Power Systems (Delaware), Inc. | Split expansion heat pump cycle |
| US11395443B2 (en) * | 2020-05-11 | 2022-07-19 | Coolit Systems, Inc. | Liquid pumping units, and related systems and methods |
| US20210368656A1 (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | Nvidia Corporation | Intelligent control and distribution of a liquid in a data center |
| US11363738B2 (en) | 2020-06-30 | 2022-06-14 | Eagle Technology, Llc | Electronic device with cooling fluid manifold and multi-function cooling fluid tubes with related electronics cabinet and associated methods |
| US11802736B2 (en) | 2020-07-29 | 2023-10-31 | Hamilton Sundstrand Corporation | Annular heat exchanger |
| JP2024500375A (ja) | 2020-12-09 | 2024-01-09 | スーパークリティカル ストレージ カンパニー，インコーポレイティド | ３貯蔵器式電気的熱エネルギー貯蔵システム |
| US11856729B2 (en) * | 2021-03-19 | 2023-12-26 | Baidu Usa Llc | Compatible co-design for server and rack liquid interface |
| US20220324243A1 (en) * | 2021-04-12 | 2022-10-13 | Xerox Corporation | Printed physical unclonable function patterns |
| DE102021209330B3 (de) * | 2021-08-25 | 2022-10-27 | Continental Automotive Technologies GmbH | Elektronisches Gerät mit einer Schaltungsanordnung |
| US11700712B2 (en) * | 2021-08-31 | 2023-07-11 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Floating heat sink for use with a thermal interface material |
| US11903165B2 (en) * | 2021-09-23 | 2024-02-13 | Baidu Usa Llc | Liquid cooling nodes packaging in a server chassis |
| US20230115186A1 (en) * | 2021-09-24 | 2023-04-13 | Baidu Usa Llc | Enclosure for electronic device with liquid cooling |
| CN114025552B (zh) * | 2021-10-29 | 2023-07-14 | 航天材料及工艺研究所 | 集承载、散热、减振和电磁屏蔽的多功能一体化轻质机柜 |
| CN114040665B (zh) * | 2021-12-01 | 2022-07-26 | 博浩数据信息技术(广州)有限公司 | 用于数据中心的箱式液冷设备 |
| US20230284415A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | Baidu Usa Llc | Fluid connection apparatus for servers and racks |
| DE102022109148A1 (de) | 2022-04-13 | 2023-10-19 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Kühlkörper für eine elektronische Komponente und eine entsprechende Kühlanordnung |
| FR3137250A1 (fr) * | 2022-06-28 | 2023-12-29 | Qarnot Computing | Système de plaquage d’un serveur sur un bloc métallique. |
| CN116347816A (zh) * | 2023-03-19 | 2023-06-27 | 江苏华存电子科技有限公司 | 一种闪存冷热数据分析器及其使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030128525A1 (en) * | 2002-01-04 | 2003-07-10 | Berry William E. | Computer system which locks a server unit subassembly in a selected position in a support frame |
| US20070201210A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Norman Chow | Liquid cooling loops for server applications |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3993123A (en) * | 1975-10-28 | 1976-11-23 | International Business Machines Corporation | Gas encapsulated cooling module |
| US4730666A (en) | 1986-04-30 | 1988-03-15 | International Business Machines Corporation | Flexible finned heat exchanger |
| US5459352A (en) * | 1993-03-31 | 1995-10-17 | Unisys Corporation | Integrated circuit package having a liquid metal-aluminum/copper joint |
| US6129973A (en) * | 1994-07-29 | 2000-10-10 | Battelle Memorial Institute | Microchannel laminated mass exchanger and method of making |
| US5611214A (en) | 1994-07-29 | 1997-03-18 | Battelle Memorial Institute | Microcomponent sheet architecture |
| WO2002102124A2 (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-19 | Liebert Corporation | Single or dual buss thermal transfer system |
| US6657121B2 (en) * | 2001-06-27 | 2003-12-02 | Thermal Corp. | Thermal management system and method for electronics system |
| US7133283B2 (en) * | 2002-01-04 | 2006-11-07 | Intel Corporation | Frame-level thermal interface component for transfer of heat from an electronic component of a computer system |
| US6807056B2 (en) * | 2002-09-24 | 2004-10-19 | Hitachi, Ltd. | Electronic equipment |
| US7000684B2 (en) | 2002-11-01 | 2006-02-21 | Cooligy, Inc. | Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device |
| DE10393588T5 (de) | 2002-11-01 | 2006-02-23 | Cooligy, Inc., Mountain View | Optimales Ausbreitungssystem, Vorrichtung und Verfahren für flüssigkeitsgekühlten, mikroskalierten Wärmetausch |
| US7261146B2 (en) * | 2003-01-17 | 2007-08-28 | Illinois Tool Works Inc | Conductive heat-equalizing device |
| US7278855B2 (en) * | 2004-02-09 | 2007-10-09 | Silicon Pipe, Inc | High speed, direct path, stair-step, electronic connectors with improved signal integrity characteristics and methods for their manufacture |
| US7380409B2 (en) * | 2004-09-30 | 2008-06-03 | International Business Machines Corporation | Isolation valve and coolant connect/disconnect assemblies and methods of fabrication for interfacing a liquid cooled electronics subsystem and an electronics housing |
| US7280363B2 (en) * | 2005-01-21 | 2007-10-09 | Delphi Technologies, Inc. | Apparatus for controlling thermal interface between cold plate and integrated circuit chip |
| US7719837B2 (en) * | 2005-08-22 | 2010-05-18 | Shan Ping Wu | Method and apparatus for cooling a blade server |
| US7715194B2 (en) * | 2006-04-11 | 2010-05-11 | Cooligy Inc. | Methodology of cooling multiple heat sources in a personal computer through the use of multiple fluid-based heat exchanging loops coupled via modular bus-type heat exchangers |
| US20070297136A1 (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-27 | Sun Micosystems, Inc. | Modular liquid cooling of electronic components while preserving data center integrity |
| US7403384B2 (en) * | 2006-07-26 | 2008-07-22 | Dell Products L.P. | Thermal docking station for electronics |
-
2009
- 2009-01-09 US US12/351,176 patent/US8289710B2/en active Active
-
2010
- 2010-01-08 WO PCT/US2010/020473 patent/WO2010080980A1/en active Application Filing
- 2010-01-08 EP EP10700288.3A patent/EP2386194B1/en active Active
- 2010-01-08 CN CN201080010530.4A patent/CN102342193B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030128525A1 (en) * | 2002-01-04 | 2003-07-10 | Berry William E. | Computer system which locks a server unit subassembly in a selected position in a support frame |
| US20070201210A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Norman Chow | Liquid cooling loops for server applications |
| US20070201204A1 (en) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Girish Upadhya | Liquid cooling loops for server applications |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103687449A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 华为技术有限公司 | 电子设备和数据中心 |
| CN103687449B (zh) * | 2013-12-11 | 2017-12-29 | 华为技术有限公司 | 电子设备和数据中心 |
| TWI688326B (zh) * | 2018-01-17 | 2020-03-11 | 緯創資通股份有限公司 | 冷卻液補充機構及具有冷卻液補充機構的冷卻循環系統及電子設備 |
| CN110244829A (zh) * | 2018-03-10 | 2019-09-17 | 百度（美国）有限责任公司 | 用于数据中心电子机架的服务器液体冷却的冷板组件的设计 |
| CN110244829B (zh) * | 2018-03-10 | 2022-11-25 | 百度（美国）有限责任公司 | 用于数据中心电子机架的服务器液体冷却的冷板组件的设计 |
| CN115245059A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-10-25 | 高通股份有限公司 | 包括至少一个可移动散热器的可移除电子设备外壳 |
| TWI812990B (zh) * | 2021-06-24 | 2023-08-21 | 廣達電腦股份有限公司 | 用於計算機裝置的冷卻裝置 |
| CN114025142A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 四川启睿克科技有限公司 | 一种液冷散热冷头、液冷散热系统及激光电视 |
| CN114025142B (zh) * | 2021-10-28 | 2023-06-13 | 四川启睿克科技有限公司 | 一种液冷散热冷头、液冷散热系统及激光电视 |
| CN115561000A (zh) * | 2022-04-12 | 2023-01-03 | 无锡锡州机械有限公司 | 一种大功率高强度不锈钢热交换器检测装置 |
| CN115561000B (zh) * | 2022-04-12 | 2024-02-23 | 无锡锡州机械有限公司 | 一种大功率高强度不锈钢热交换器检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8289710B2 (en) | 2012-10-16 |
| EP2386194A1 (en) | 2011-11-16 |
| US20090161312A1 (en) | 2009-06-25 |
| EP2386194B1 (en) | 2014-04-30 |
| WO2010080980A1 (en) | 2010-07-15 |
| CN102342193B (zh) | 2014-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102342193B (zh) | 用于服务器应用的液体冷却系统 | |
| CN101438638B (zh) | 服务器应用的液体冷却回路 | |
| US3196620A (en) | Thermoelectric cooling system | |
| US20180266738A1 (en) | Integral heat superconducting plate heat exchanger and fabrication method therefor | |
| CN101573790B (zh) | 气冷式热装置中的三维散热 | |
| US7305843B2 (en) | Heat pipe connection system and method | |
| EP2192369B1 (en) | Heat absorbing or dissipating device with multi-pipe reversely transported temperature difference fluids | |
| EP1715257B1 (en) | Heat storage apparatus | |
| JP4578552B2 (ja) | 冷却装置および電力変換装置 | |
| JP4033402B2 (ja) | 熱交換器 | |
| TWI415558B (zh) | 用於冷卻電子裝置之散熱片組件 | |
| US20110048031A1 (en) | Magneto-caloric regenerator system and method | |
| JP5135225B2 (ja) | マイクロ熱伝達器ならびに電子素子のための流体冷却器として用いるマイクロ熱伝達器の使用 | |
| US20090159241A1 (en) | Cooling system for contact cooled electronic modules | |
| US10161687B2 (en) | Plate heat exchanger and heat pump outdoor unit | |
| CN106971990B (zh) | 用于冷却至少两个功率电子装置的冷却装置和方法 | |
| US20090266514A1 (en) | Heat exchange device | |
| JP2007333353A (ja) | 超臨界冷媒用マイクロチャンネル一体型積層構造熱交換器 | |
| CN110351991B (zh) | 传热基板及散热器结构 | |
| TW531632B (en) | Laminated heat transfer device and method of producing thereof | |
| JP2009264686A (ja) | 熱交換器，ヒートポンプ式加熱装置 | |
| US20220049905A1 (en) | Oscillating heat pipe channel architecture | |
| JP2016183811A (ja) | マイクロ流路熱交換器 | |
| JP2020012584A (ja) | プレート式熱交換器 | |
| CN212463856U (zh) | 热超导散热板、散热器及5g基站设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: ohio Patentee after: Vitamin Corporation Address before: ohio Patentee before: Libot Inc. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |