CN103687443B - 冷却设备及其制造方法 - Google Patents

冷却设备及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103687443B
CN103687443B CN201310416872.1A CN201310416872A CN103687443B CN 103687443 B CN103687443 B CN 103687443B CN 201310416872 A CN201310416872 A CN 201310416872A CN 103687443 B CN103687443 B CN 103687443B
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
steam
cooling agent
cooling
transfer pipe
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.)
Active
Application number
CN201310416872.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103687443A (zh
Inventor
L.A.坎贝尔
朱兆凡
M.P.戴维
小迈克尔.J.埃尔斯沃思
M.K.延加
R.R.施米特
R.E.西蒙斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN103687443A publication Critical patent/CN103687443A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103687443B publication Critical patent/CN103687443B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • 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
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20309—Evaporators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • 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
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/203—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures by immersion
    • 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
    • H05K7/208—Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20809—Liquid cooling with phase change within server blades for removing heat from heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0025—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49359—Cooling apparatus making, e.g., air conditioner, refrigerator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49396—Condenser, evaporator or vaporizer making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

本发明提供了一种蒸汽冷凝器，其包括至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该冷却剂传送通道与该蒸汽冷凝通道交替并与该蒸汽冷凝通道并行地延伸。该折叠结构包括片中多处折叠的导热片。该导热片的一侧是蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧是冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分限定该冷却剂传送通道，并与冷却剂传送通道内的冷却剂接触。在一个实施例中，该蒸汽冷凝器进一步包括顶板、和第一和第二端歧管，该第一和第二端歧管与该折叠结构的相对侧耦合并与该冷却剂传送通道流体连通，以便有助于冷却剂流过该冷却剂传送通道。

Description

冷却设备及其制造方法
技术领域
本发明涉及冷却设备及其制造方法。
背景技术
众所周知，电子部件工作起来会发热。应该除去这种热量，以便使器件结温保持在希望范围内，不能有效地除去热量会导致部件温度升高，并潜在地造成热失控状况。电子产业中的几方面趋势综合在一起提高了包括像CMOS（互补金属氧化物半导体）那样，包括传统上较少关注热管理的技术的电子部件的除热在内的热管理的重要性。尤其，对更快和更密集封装电路的需要直接影响热管理的重要性。首先，功耗，因此发热随着器件工作频率升高而增大。其次，升高的工作频率在较低器件结温上才有可能。并且，随着越来越多的器件或部件被封装到单个芯片中，使热通量（W/cm2）增大，导致需要从给定尺寸芯片或模块中除去更大功率。这些趋势综合在一起产生了不再希望像使用带有热管或蒸汽室的气冷式散热器那样，只通过传统气冷方法从现代器件中除去热量的应用。这样的气冷技术在它们的能力方面固有地局限于从具有高功率密度的电子部件中取走热量。
因此，冷却当前和未来高热负载、高热能量电子器件的需要迫使人们使用液冷来发展进取性热管理技术。各种类型的液体冷却剂提供不同的冷却能力。例如，像制冷剂或其他介电流体（例如，碳氟化合物液体）那样的流体与像水或其他水基流体那样的液体相比呈现较低的导热性和比热特性。但是，介电流体具有可以与电子器件或部件直接物理接触地放置他们以及它们的互连没有像腐蚀或电短路那样的负面影响的优点。像水或其他水基流体那样的其他冷却液体与介电流体相比呈现高的导热性和比热。但是，基于水的冷却剂必须避免与电子器件物理接触和互连，因为要不然有可能导致腐蚀和电短路问题。
发明内容
在一个方面中，通过提供包含蒸汽冷凝器的冷却设备克服现有技术的缺点和提供附加优点。该蒸汽冷凝器包括至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，其中该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸。该三维折叠结构包括其中多处折叠的导热片。该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，其中该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道。
在另一个方面中，提供了一种包括配置成有助于形成隔区的机壳、布置在隔区内的流体、和蒸汽冷凝器的冷却设备。该蒸汽冷凝器包括至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构。该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸。该三维折叠结构包括其中多处折叠的导热片。该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，该蒸汽冷凝表面在该隔区内在其上部暴露出来。该第二组蒸汽冷凝通道使该蒸汽冷凝表面的冷凝表面积增大，从而有助于冷却上升到该隔区的上部的流体蒸汽。
在另一个方面中，提供了一种包括多个浸冷电子子系统和蒸汽冷凝热交换器的液冷电子机架。至少一个浸冷电子子系统包括机壳、介电流体、和介电流体入口和介电流体蒸汽出口。该机壳至少部分包围和形成围绕电子子系统的隔区。该电子子系统包含要冷却的至少一个电子部件。该介电流体被布置在该隔区内，以及要冷却的至少一个电子部件至少部分浸在该介电流体内。该介电流体入口和介电流体蒸汽出口与该隔区流体连通，经由该介电流体入口将介电流体提供给该隔区，以及经由该介电流体蒸汽出口使介电流体蒸汽从该隔区流到该蒸汽冷凝热交换器。该蒸汽冷凝热交换器有助于冷凝从该至少一个浸冷电子子系统的隔区流出的介电流体蒸汽。该蒸汽冷凝热交换器包含至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构。该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸。该三维折叠结构包括其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面。该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道，以及该第一组冷却剂传送通道内的冷却剂至少部分与该三维折叠结构的导热片的冷却剂冷却表面接触。
在进一步方面中，提供了一种制造冷却设备的方法，其包括制造蒸汽冷凝器。制造蒸汽冷凝器包含：获取至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸，其中该三维折叠结构包含其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道；布置在该三维折叠结构的第一端上的第一端歧管和在该三维折叠结构的第二相对侧上的第二端歧管，该第一端歧管和该第二端歧管包含与该三维折叠结构的第一组冷却剂传送通道流体连通的开口，以便有助于冷却剂流过第一组冷却剂传送通道；以及将一个平板与多处折叠的导热片的冷却剂冷却表面侧耦合，其中该平板和该其中多处折叠的导热片限定该三维折叠结构的第一组冷却剂传送通道。
通过本发明的技术可以实现另外的特征和优点。本发明的其他实施例和方面将在本文中得到详细描述，并且被认为是要求保护的发明的一部分。
附图说明
在作为本说明书的结论的权利要求书中，作为例子，具体指出和不同地要求保护本发明的一个或多个方面。本发明的上述和其他目的、特征和优点可从结合附图所作的如下详细描述中明显看出，在附图中：
图1描绘了气冷数据中心的传统高起地板布局的一个实施例；
图2描绘了依照本发明的一个或多个方面，有助于液冷数据中心的电子机架的冷却剂分配单元的一个实施例；
图3是依照本发明的一个或多个方面，例示冷却电子子系统的部件的气冷和液冷设备的电子子系统（或节点）布局的一个实施例的平面图；
图4A描绘了依照本发明的一个或多个方面的蒸汽冷凝器的一个实施例；
图4B描绘了依照本发明的一个或多个方面的图4A的蒸汽冷凝器的局部分解图；
图4C描绘了依照本发明的一个或多个方面，沿着其中的4C-4C线截取的图4A的蒸汽冷凝器的横截面放大图；
图4D描绘了依照本发明的一个或多个方面，例示其导热片中的多处折叠的一个例子的图4A-4C的蒸汽冷凝器的三维折叠结构的一个实施例；
图5A是依照本发明的一个或多个方面，沿着图5C的5A-5A线截取、和包含要冷却的电子部件和冷却设备的被冷却电子模块的一个实施例的横截面正视图；
图5B是依照本发明的一个或多个方面，沿着图5A的5B-5B线截取的图5A的被冷却电子模块的横截面正视图；
图5C是依照本发明的一个或多个方面，沿着图5A的5C-5C线截取的图5A的被冷却电子模块的进一步横截面正视图；
图6A是依照本发明的一个或多个方面，浸冷其中的电子子系统和蒸汽冷凝的液冷电子机架的一个实施例的正视图；
图6B是依照本发明的一个或多个方面，图6A的液冷电子机架的浸冷电子子系统的横截面正视图；以及
图7是依照本发明的一个或多个方面，包含多个浸冷电子子系统和蒸汽冷凝的液冷电子机架的另一个实施例的正视图。
具体实施方式
如本文所使用，术语“电子机架”、“机架式电子装备”、和“机架单元”可交换使用，除非另有说明，包括含有计算机系统、电子系统或信息技术装备的一个或多个发热部件的任何机壳、框架、机架、隔区、片状服务器系统等，以及可以是，例如，具有高、中或低端处理能力的独立计算机处理器。在一个实施例中，电子机架可以包含一个或多个电子子系统。“电子子系统”指的是含有布置在其中或上面的一个或多个发热电子部件的任何子壳、片状件、小盒、抽屉、节点、隔区、板件等。电子机架的电子子系统相对于该电子机架可以是可移动的或固定的，机架单元的机架式电子抽屉和片状中心系统的片状件是要冷却的电子机架的子系统的两个例子。在一个实施例中，电子子系统指的是包含相同或不同类型的多个电子部件，和在一个例子中可以是服务器单元的电子系统或电子系统的一部分。
“电子部件”指的是，例如，计算机系统或需要冷却的其他电子单元的任何发热电子部件。举例来说，电子部件可以包含一个或多个集成电路小片和/或要冷却的其他电子器件，包括一个或多个处理器小片、存储器小片、和存储器支持小片。作为进一步的例子，电子部件可以包含一个或多个裸片或布置在公用载体上的一个或多个封装小片。进一步，除非本文另有规定，术语“液冷散热板”、“液冷基板”或“液冷结构”每一个都指含有让液体冷却剂从中流过的在其中形成的多条通道或通路的传统热传导结构。
如本文所使用，液体与液体热交换器可以包含，例如，由相互热或机械接触的热传导管（像铜管或其他管道那样）形成的两条或多条冷却剂流路。流体与液体热交换器的尺寸、配置和结构可以不偏离本文公开的本发明的范围地加以改变。进一步，“数据中心”指的是包含，例如，要冷却的一个或多个电子机架的计算机装置。作为一个特例，数据中心可以包括一行或多行像服务器单元那样的机架式计算单元。
设施冷却剂和系统冷却剂的一个例子是水。但是，本文公开的概念容易地适合用在设施侧和/或系统侧其他类型的冷却剂上。例如，这些冷却剂的一种或多种冷却剂可以包含盐水、介电流体、碳氟化合物液体、液态金属、或其他类似的冷却剂或制冷剂，同时仍保持本发明的优点和独特特征。
下面参照附图，为了易于理解起见，这些附图未按比例画出，其中贯穿不同图形使用的相同标号表示相同或相似部件。
图1描绘了在现有技术中典型的气冷数据中心100的高起地板布局，其中在一行或多行中布置了多个电子机架110。像描述在图1中那样的数据中心可以容纳几百个，或甚至几千个微处理器。在例示的安排中，急冷空气经由有孔地砖160从限定在机房的高起地板140与基层或底层地板165之间的供气室145进入计算机房中。冷空气通过处在电子机架的空气入口侧120的百叶窗盖吸入，通过电子机架的后部，即，空气出口侧130排出。每个电子机架110可以含有一个或多个空气驱动设备（例如，风扇或吹风机），以提供冷却机架的子系统内的电子部件的强制入口到出口气流。供气室145经由布置在计算机装置的“冷”走廊中的有孔地砖160向电子机架的空气入口侧提供调节和冷却空气。调节和冷却空气由也布置在数据中心100内的一个或多个空气调节单元150供应给供气室145。机房空气在每个空气调节单元150的上部附近吸入每个空气调节单元150。这种机房空气可能部分包含来自由，例如，电子机架110的相对空气出口侧130限定的计算机装置的“热”走廊的排出空气。
由于通过电子机架的越来越高气流要求，以及典型数据中心装置内的空气分布的局限性，人们正在将基于液体的冷却与上述传统气冷结合。图2-3例示了采用将一个或多个散热板与布置在电子机架内的高发热电子器件耦合的基于气体和液体混合冷却系统的数据中心实现的一个实施例。
图2描述了用于数据中心的冷却剂分配单元200的一个实施例。在冷却剂分配单元200内的是供电/控制元件212、储存/膨胀箱213、热交换器214、泵215（往往伴随着冗余第二泵）、设施水入口（216）和出口（217）供应管、经由耦合器220和管线222向电子机架210供应水或系统冷却剂的供应歧管218、和经由管线223和耦合器221从电子机架210接收水的返回歧管219。每个电子机架包括（在一个例子中）用于该电子机架的供电/控制单元230、多个电子子系统240、系统冷却剂供应歧管250、和系统冷却剂返回歧管260。在这个实施例中，每个电子机架210被布置在数据中心的高起地板140上，将系统冷却剂提供给系统冷却剂供应歧管250的管线222、和有助于系统冷却剂从系统冷却剂返回歧管260返回的管线223被显示成布置在高起地板下面的供气室中。
在例示的实施例中，系统冷却剂供应歧管250经由布置在供应歧管与机架内的各自电子子系统之间的柔性软管连接线251将系统冷却剂供应给电子子系统的冷却系统（更具体地说，例如，供应给它的液冷散热板）。类似地，系统冷却剂返回歧管260经由柔性软管连接线261与电子子系统耦合。在柔性软管251，261与各自电子子系统之间的接口上可以采用快速连接耦合器。举例来说，这些快速连接耦合器可以包含像从美国明尼苏达州圣保罗市的ColderProduct公司或美国俄亥俄州克利夫兰市的ParkerHannifin公司获得的那些那样各种类型的商用耦合器。
尽管未例示出来，但电子机架210也可以包括布置在其空气出口侧的气体与液体热交换器，该气体与液体热交换器也从系统冷却剂供应歧管250接收系统冷却剂，并使系统冷却剂返回到系统冷却剂返回歧管260。
图3描绘了一个或多个空气驱动设备311提供强制气流315来冷却电子子系统313内的多个部件312的电子子系统313的部件布局的一个实施例。冷空气通过子系统的前部331吸入，通过子系统的后部333排出。要冷却的多个部件包括与（基于液体冷却系统的）液冷散热板320耦合的多个处理器模块，以及与气冷散热器耦合的多个阵列存储器模块330（例如，双列直插存储器模块（DIMM））和多行存储器支持模块332（例如，DIMM控制模块）。在例示的实施例中，存储器模块330和存储器支持模块332部分安排在电子子系统313的前部331附近，部分安排在电子子系统313的后部333附近。此外，在图3的实施例中，存储器模块330和存储器支持模块332由跨过电子子系统的气流315冷却。
例示的基于液体冷却系统进一步包括与液冷散热板320连接和流体连通的多条冷却剂传送管340，341。冷却剂传送管340，341包含冷却剂供应管340和冷却剂返回管341，它们分别与系统冷却剂供应歧管350和系统冷却剂返回歧管360流体连通。这样，系统冷却剂循环通过电子子系统313，尤其，它的液冷散热板320，以便有助于从像布置在子系统内的处理器模块那样，电子子系统的高发热部件中除去热量。
随着计算要求不断提高，像微处理器和存储器模块那样的电子部件的散热要求也正在提高。这样就促进了像上述那样的单相液冷解码方案的应用的发展。但是，单相液冷存在一些问题。随着液体沿着冷却通道和跨过串联的部件流动，它的可感觉得到发热导致温度梯度。为了从发热元件的一端到另一端保持更均匀温度，需要使液体的温度变化最小。这样就要求以较高流速抽运液体，消耗更多的抽运功率，因此导致低效的系统。进一步，由于像控制器芯片、I/O部件和存储器模块那样的部件的密度和数量，所以使用抽运液体冷却服务器或电子子系统上的所有热源越来越具有挑战性。要冷却的部件的小空间和数量可能使液体管道变成一个复杂的设计和制造问题，使冷却解决方案的总成本升高。
浸冷是这些问题的一种可能解决方案。在浸冷中，将要冷却的一个或多个部件浸在通过沸腾散热的介电流体中。然后，如下所述，使用节点或模块级蒸汽冷凝器通过辅助机架级工作流体将蒸汽冷凝。
使用介电流体（例如，液体介电冷却剂）直接浸冷机架单元的电子子系统的电子部件有利地避免了强迫气冷，实现了数据中心内的电子机架的完全液冷。尽管像上面结合图2和3所述那样的间接液冷由于作为冷却剂的水的低成本和广泛可用性，以及它的卓越热力和水力性质而具有某些优点，但在可能和可行的情况下，使用介电流体浸冷可以提供几方面独特好处。
例如，使用在高于典型室外环境空气温度的温度上冷凝的介电流体将实现无需高能耗急速制冷器的数据中心冷却架构。还有像装运充满冷却剂电子子系统的能力那样的其他实用优点可以提供超过在运输期间需要干运和签订填充和排放协议来保证不会造成冻结损坏、像描绘在图2和3中那样的水冷做法的好处。此外，使用液体浸冷在某些情况下可以使电子子系统级和/或电子机架级上的电子部件更加紧凑，因为可以去掉传导冷却结构。与腐蚀敏感水冷系统不同，化学惰性介电冷却剂（用在像本文所述那样的浸冷做法上）不会迫使人们使用作为主要导热润湿金属的铜。在热可行的任何地方，都可以用较低成本和较轻质量的铝取代铜结构，并且混合润湿金属组件不会像在基于水的冷却做法的情况下那样，易遭电化学腐蚀损坏。对于至少这些潜在好处，介电流体浸冷电子机架的一个或多个电子子系统与当前可用混合气冷和间接水冷系统相比，可以提供更高能效和更高性能的冷却好处。
在下面讨论的例子中，介电流体可以包含多种商用介电冷却剂的任何一种。例如，可以采用由3M公司制造的FluorinertTM或NovecTM流体的任何一种（例如，FC-72、FC-86、HFE-700、和HFE-7200）。可替代地，如果需要的话，可以采用像R-134a或R-245fa那样的制冷剂。
对于浸冷电子模块或浸冷电子子系统，可以将蒸汽冷凝器与该模块或子系统合并，以便有助于使用介电流体沸腾和冷凝过程从浸冷模块或系统中取走热量。图4A-7描绘了蒸汽冷凝器的增强实施例及其在浸冷电子模块、浸冷电子子系统、或电子电机中的使用。
图4A-4D描绘了蒸汽冷凝器400的一个实施例，其包含本文可替代地称为折叠片的三维折叠结构410。一起参照图4A-4D，蒸汽冷凝器400被显示（在一个实施例中）成包含三维折叠结构410、第一端歧管420、第二端歧管430、和顶板440。在所描绘的实施例中，第一和第二端歧管420，430被布置在三维折叠结构410的相反端上，顶板440覆盖在三维折叠结构410和第一和第二端歧管420，430的上面。
在一个实施例中，三维折叠结构410包含导热片411，其多处折叠412有助于限定第一组冷却剂传送通道415和第二组蒸汽冷凝通道416。第一组冷却剂传送通道415与第二组蒸汽冷凝通道416交替并与第二组蒸汽冷凝通道416并行延伸。在一个实施例中，导热片411的折叠412包含重复模式的折叠，使得冷却剂传送通道具有与蒸汽冷凝通道几乎相同的横截面积。注意，这种情况只是作为例子来描绘。在一个或多个可替代实施例中，一条或多条冷却剂传送通道与一条或多条蒸汽冷凝通道相比可以具有不同的横截面积。还要注意，一条或多条冷却剂传送通道或蒸汽冷凝通道可以具有不同横截面配置。例如，第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的横截面在可替代实施例中可以是正方形的或三角形的。但是，通过增大蒸汽冷凝表面积，以及增加冷却剂冷却表面积，第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的大高宽比、长方形横截面有利地为热传递的增加创造条件。
在描绘的例子中，蒸汽冷凝通道416在底部是开口的，使流体蒸汽上升，进入蒸汽冷凝通道中，该通道具有明显大于宽度“W”的高度“H”，使得蒸汽冷凝通道的横截面具有高度与宽度的所希望大高宽比。例如，蒸汽冷凝通道的高度可以是其宽度的两倍、五倍、甚至十倍或更大，以便增大蒸汽冷凝表面积。
如所描述，导热片411是折叠片状结构，包括在导热片的一侧的蒸汽冷凝表面418、和在导热片的另一侧的冷却剂冷却表面419。冷却剂冷却表面419至少部分限定第一组冷却剂传送通道415。在一个实施例中，第一组冷却剂传送通道由顶板440和三维折叠结构410限定，第一组冷却剂传送通道内的冷却剂至少部分与三维折叠结构410的导热片411的冷却剂冷却表面419接触。进一步，第一端歧管420可以是（例如）与冷却剂供应管线421流体连通的冷却剂供应歧管，第二端歧管430可以是与冷却剂返回管线431流体连通的冷却剂返回歧管。第一端歧管420和第二端歧管430分别包含与三维折叠结构410的第一组冷却剂传送通道415对准和流体连通的开口422，432。在一个实施例中，导热片411可以是由金属材料制造的折叠片，折叠或弯曲成实现冷却剂传送通道和蒸汽冷凝通道交替的所希望折叠配置。在一个可替代实施例中，导热片材料包含模制成所希望折叠片配置的导热塑料。一旦制造好，就可以物理地将折叠片附在第一端歧管420和第二端歧管430上，以及（例如）硬焊，钎焊，焊接，或要不然牢固地附在歧管上，以便在歧管与折叠片的第一组冷却剂传送通道415之间形成流体密封连接。
有利的是，导热片的蒸汽冷凝表面经由导热片的厚度与导热片的冷却剂冷却表面热接触。通过为三维折叠结构的导热片适当选择厚度和材料，可以实现蒸汽冷凝表面与冷却剂冷却表面之间的良好热传导。如所描述，在一种实现中，使用折弯机从一片金属中制造折叠片结构。已有可以应用于制造像描绘在图4A-4D中的几何形状那样的不同几何形状的折叠片阵列的折弯机。在一种实现中，经由第一和第二端歧管420，430提供的冷却剂是水，通过冷却剂传送通道（或通路）的水冷却可以与导热片或折叠片的蒸汽冷凝表面接触的蒸汽。
图5A-7例示了使用像描绘在图4A-4D中那样的蒸汽冷凝器的各种冷却设备实现。举例来说，图4A-4D的蒸汽冷凝器在图5A-5C中被例示成被冷却电子模块的一部分，在图6A和6B中被例示在浸冷电子子系统内，以及在图7中被例示在冷却从机架的多个浸冷电子子系统中流出的介电蒸汽的机架级蒸汽冷凝热交换器中。
如所描述，图5A-5C描绘了依照本发明的一个或多个方面，笼统表示成500的被冷却电子模块的一个实施例。被冷却电子模块500在这个实施例中包括像电子芯片或封装件那样，通过芯片载体或基板513与印刷电路板501耦合的电子部件511。包含机壳（或外壳）507的冷却设备经由固定机构505与电路板510机械耦合。
如所描述，机壳507被配置成至少部分包围和形成围绕要冷却的电子部件511的隔区510。在这个实施例中，电子部件511经由，例如，第一多个焊接球连接件512与芯片载体（或基板）513连接。基板513经由，例如，第二多个焊接球连接件514（和底部填料）与印刷电路板501电连接。底部填料515包围第一多个焊接球连接件512，将隔区510内的工作流体520与第一多个电连接件，以及在一个实施例中，以与基板513隔开、相对关系布置的电子部件511的活性表面隔绝。
机壳507是使用像螺钉或螺丝那样的固定机构505、和压在机壳的下表面与电路板的上表面之间，或可替代地，压在机壳的下表面与直接与电子部件511耦合的基板513的上表面之间的密封垫片504附在，例如，印刷电路板501上的壳状部件。注意，如本文所使用，词汇“基板”指的是像与电子部件耦合，和可以与机壳密封以便形成围绕电子部件的流体密封隔区510的基板513或印刷电路板501那样的任何底下支承结构。密封垫片504密封机壳的隔区以及帮助流体520保持在密封隔区内。
正如描绘的那样，被冷却电子模块500进一步包括布置在隔区510的上部、蒸汽冷凝区530中的液冷蒸汽冷凝器400′。蒸汽冷凝器400′与机壳507合并在一起，以及在这个实施例中，包含如上面结合图4A-4D所述，冷却剂（像水那样）循环通过的一组冷却剂传送通道415。冷却剂542通过入口544进入液冷蒸汽冷凝器中，通过蒸汽冷凝器400′的在这个实施例中与第一和第二端歧管540，541流体连通的出口545流出。注意，在这个实施例中，第一和第二端歧管540，541类似于描绘在图4A-4D中和如上所述的第一和第二端歧管420，430。这些歧管在图5A-5C中分开标识，因为在所描绘的实施例中，它们与机壳507合并在一起，以及入口和出口544，545与描绘在图4A-4D中的那些不同地分开标识，因为它们从电子模块垂直延伸出来，而在图4A-4D的实施例中，供应和返回管线421，431横向延伸。另一方面，图5A-5C的蒸汽冷凝器400′与上面结合图4A-4D所述的基本相同，包括如上所述具有第一组冷却剂传送通道415和第二组蒸汽冷凝通道416的三维折叠结构。
在一个实施例中，蒸汽冷凝通道416具有配置成随着发热电子部件工作起来在密封隔区的上部形成预定蒸汽层530的横截面。尤其，在工作状态下像介电流体那样的一池流体驻留在隔区内的一个或多个电子部件上。可以使沸腾散热体550附在电子部件上，以便为热传递提供增强的区域。随着液态流体520吸热，它经历从液相到汽相的相变，因此将它的蒸发潜热用于冷却目的。生成的流体蒸汽由于与周围液体相比具有低多个密度，所以在隔区中向上行进。一旦到达密封隔区的上部，该流体蒸汽就与冷蒸汽冷凝表面418接触（图5B）。一旦与冷蒸汽冷凝表面接触，该流体蒸汽就经历从蒸汽状态到液体状态的相变过程，由于重力以及与相邻蒸汽区相比液体的相对较高密度，液滴向下落回。只要沸腾和冷凝冷却过程保持平衡，以及与一个或多个电子部件产生的热量相称，描绘在图5A-5C中的冷却设备将成功地把热量从电子部件输送给流过蒸汽冷凝器的冷却剂。注意，在隔区内部的顶端，可能存在由离开液体向上行进的非冷凝气体（像空气那样）形成的薄层。这些气体可以驻留在介电液体内的溶液中，但一旦通过沸腾过程排气，它们就不能经由冷却剂冷凝过程返回溶液中。用在冷却模块内部的液体可以是介电流体，以便不会在电子部件和基板的各种暴露部分上引起电流的短路。还要注意，除了发生在电子部件和沸腾散热体中的冷却之外，还存在出现在基板和壳体内发热的任何部分中的热传递。
使用包含像本文所公开那样的三维折叠结构的蒸汽冷凝器在减小折叠结构的蒸汽冷凝表面与冷却剂冷却表面之间的传导阻力的同时，在为像水通道那样，可以增大冷却剂冷却侧上的热传递的冷却剂通道创造条件的同时，以及在提供有助于蒸汽冷凝的蒸汽冷凝通道的同时，有利地为紧凑空间中的热传递提供更大表面积。
机壳507在例示的实施例中还可以包含流体填充端口525，流体填充端口525可以用于将，例如，介电流体装入被冷却电子模块中。可以首先通过流体填充端口525抽成真空，然后将所希望流体填料填回隔区中将流体装入该模块中。可以设想，一旦填上流体，该被冷却电子模块就将不用再对流体做什么地起作用。
图6A是依照本发明的一个或多个方面，将浸冷应用于电子子系统、笼统表示成600的液冷电子机架的一个实施例的示意图。如图所示，液冷电子机架600包括电子机架601，电子机架601包含在例示的实施例中，水平布置以便堆叠在机架内的多个电子子系统61。举例来说，每个电子子系统610可以是装在机架上的多个服务器单元的一个服务器单元。另外，每个电子子系统包括要冷却的多个电子部件，在一个实施例中，该电子部件包含在电子子系统内具有不同高度和/或形状的多种不同类型电子部件。
该冷却设备被显示成包括布置在，举例来说，电子机架610的下部的一个或多个模块化冷却单元（MCU）620。模块化冷却单元620包括，例如，液体与液体热交换器，用于从通过冷却设备的系统冷却剂回路630的冷却剂中取走热量，并将热量散发在包含设施冷却剂供应管线621和设施冷却剂返回管线622的设施冷却剂回路619内。作为一个例子，设施冷却剂供应和返回管线621，622将模块化冷却单元620与数据中心设施冷却剂供应和返回管线（未示出）耦合。模块化冷却单元620进一步包括适当大小储存箱、冷却剂泵和可选过滤器，以便在压力作用下驱动液态冷却剂通过系统冷却剂回路630。在一个实施例中，系统冷却剂回路630包括冷却剂供应歧管631和冷却剂返回歧管632，它们经由，例如，柔性软管与模块化冷却单元620耦合。柔性软管使供应和返回歧管可以安装在，例如，用铰链安装在电子机架的前部或后部的电子机架的门内。在一个例子中，冷却剂供应歧管631和冷却剂返回歧管632的每一条都包含垂直安装在电子机架601上或安装在电子机架的门上的细长刚性管。
在例示的实施例中，冷却剂供应歧管631和冷却剂返回歧管632与包含电子子系统610的各自密封机壳640的各自冷却剂入口635和冷却剂出口636流体连通。歧管与密封机壳之间的流体连通是，例如，经由适当大小柔性软管633，634建立起来的。在一个实施例中，密封机壳的每个冷却剂入口635和冷却剂出口636与布置在密封机壳640内的各自（液冷）蒸汽冷凝器400耦合。经由各自蒸汽冷凝器400从电子子系统610中除去的热量经由冷却剂出口歧管632和模块化冷却单元620从系统冷却剂传递给设施冷却剂回路619。在一个例子中，通过系统冷却剂回路630的冷却剂，因此，通过各自蒸汽冷凝器400的冷却剂是水。如上所述，描绘在图6A和6B中的蒸汽冷凝器400可以类似于上面结合图4A-4D所述的那种。
注意，一般说来，电子子系统与冷却剂歧管之间，以及歧管与模块化冷却单元之间的流体耦合可以使用适当软管、软管倒钩配件和快速断开耦合器建立起来。在例示的例子中，垂直取向冷却剂供应和返回歧管631，632的每一条都包括有助于经由柔性软管633，634将机壳（包括电子子系统）的各自冷却剂入口和出口635，636与歧管流体连接的端口。各自快速连接耦合器可以用于将柔性软管与密封机壳的冷却剂入口和冷却剂出口耦合，以便允许，例如，从电子机架中移走机壳和电子子系统。
在每个密封机壳640中，例如，在其背面上也可以配备一个或多个气密电连接器648，使其停靠在电子机架的相应带电表面上，以便当电子子系统被可操作地放置在密封机壳内以及密封机壳被可操作地放置在电子机架内时，提供与布置在密封机壳内的电子子系统的电和网络连接649。
如图6B所例示，电子子系统610包含基板641上不同高度和类型的多个电子部件642，643，并且被显示成在多个电子部件642，643浸在介电流体645内的密封机壳640内。密封机壳640被配置成至少部分包围和形成围绕电子子系统的密封隔区，以及多个电子部件642，643被布置在密封隔区内。在工作状态下，介电流体645在液态下聚集在密封隔区的底部上，具有足够的体积来淹没电子部件642，643。电子部件642，643消耗数量可变的功率，使介电流体沸腾，释放出上升到机壳的密封隔区的上部的介电流体蒸汽。
密封机壳640的上部在图6B中被显示成包括蒸汽冷凝器400。如所描述，蒸汽冷凝器400在一个实施例中，是像上面结合图4A-4所述那样的蒸汽冷凝器。这种蒸汽冷凝器包含第一组冷却剂传送通道415和第二组蒸汽冷凝通道416相互交替和并行延伸的三维折叠结构。不同组的通道由折叠成三维折叠结构的导热材料限定，以便包含该材料的蒸汽冷凝表面和冷却剂传送表面。在工作中，介电流体蒸汽与蒸汽冷凝器400的三维折叠结构的冷蒸汽冷凝表面接触，冷凝回到液相，朝着密封隔区的底部向下滴落。注意，在图6A和6B的实施例中蒸汽冷凝器的尺寸可以比描述在图5A-5C中的被冷却电子模块的蒸汽冷凝器的尺寸大，但整个配置类似于上面结合图4A-4D所描述的。像水那样的冷却剂被供应给浸冷电子子系统内的蒸汽冷凝器，并通过相应组的冷却剂传送通道，以便冷却三维折叠结构的蒸汽冷凝表面。
尤其，供应给机壳的冷却剂入口的系统冷却剂通过蒸汽冷凝器的冷却剂冷却通道，冷却导热片的固体材料，因此冷却暴露在密封隔区内的蒸汽冷凝表面。在一个实施例中，蒸汽冷凝表面被冷却到远远低于蒸汽的饱和温度的温度。因此，与蒸汽冷凝表面接触的蒸汽将热量排给那个表面，冷凝回到液体形式。根据液冷蒸汽冷凝器400的工作条件，冷凝液体在温度上可能接近蒸汽温度或可以过冷却到低得多的温度。
一个或多个电子的双相浸冷可以受饱和温度和蒸汽冷凝器的性能限制。例如，介电流体可以包含多种商用介电冷却剂的任何一种。例如，可用在浸冷应用中的电子相容流体（例如，可美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司获得的、像碳氟化合物（FC）（像FC-86、FC-87、或FC-72那样）或分离氢氟醚液体（像HFE-700、HFE-7100、或HFE-7200那样）那样的介电流体）具有基于它们的化学性质的特定沸点。这些沸点未必适合电子冷却应用，可能需要对浸冷壳体加压以变更饱和压强，因此变更沸点温度加以修改。
图7是依照本发明的一个或多个方面，将浸冷应用于电子子系统710、笼统表示成700的液冷电子机架的一个可替代实施例的示意性例示。在这种实现中，多个浸冷电子子系统710被例示成水平布置在电子机架701内，以便大致上堆叠在机架内。举例来说，每个电子子系统710可以是装在机架上的多个服务器单元的一个服务器单元。包括要冷却的多个电子部件，在一个实施例中，每个电子子系统包含具有不同高度和/或形状的要冷却的多种不同类型电子部件。
每个浸冷电子子系统710包含（在这个例子中）至少部分包围和形成围绕电子子系统的密封隔区的机壳740，电子子系统的多个电子部件712被布置在密封隔区内。在一个例子中，电子部件712包括一个或多个处理器和一个或多个双排直插（DIMM）阵列。介电流体711被装在密封隔区内，要冷却的多个电子部件被浸在介电流体711内。挡板713被配备成有助于保持电子部件712浸在介电流体内，以及将电子部件的一个或多个表面上的介电流体的沸腾生成的介电流体蒸汽的流动引向布置在密封隔区的上部的介电流体蒸汽出口742。在一个实施例中，挡板713包括有助于将挡板713上面的处在液态下的任何介电流体排回到密封隔区的下部，以及使介电流体蒸汽从密封隔区的下部通到密封隔区的上部的多个开口。如所例示，该机壳进一步包括将处在液态下的介电流体提供给密封隔区的介电流体入口741。介电流体入口管线743和介电流体出口管线744与各自介电流体入口741和介电流体蒸汽出口742耦合。
在工作状态下，介电流体645在液态下聚集在密封隔区的底部上，具有足够的体积来淹没电子部件712。电子部件712消耗数量可变的功率，使介电流体沸腾，释放出上升到机壳的密封隔区的上部的介电流体蒸汽。
在每个密封机壳740中，例如，在其背面上也可以配备一个或多个气密电连接器745，使其停靠在电子机架的相应带电表面上，以便当电子子系统被可操作地放置在密封机壳内以及密封机壳被可操作地放置在电子机架内时，提供与布置在密封机壳内的电子子系统的电和网络连接746。
如图7所例示，介电流体出口管线744流体连通地耦合浸冷电子子系统710的介电流体蒸汽出口742和介电流体蒸汽返回歧管731。介电流体蒸汽返回歧管731又流体连通地耦合介电流体出口管线744和布置在电子机架701的上部的被动蒸汽冷凝单元730。如所例示，被动蒸汽冷凝单元730包含蒸汽冷凝热交换器400（像上面结合图4A-4D所述的那样），它（在一个实施例中）通过设施冷却剂冷却，冷凝从各自浸冷电子子系统流出的介电流体蒸汽，以生成介电流体711的冷凝物。这种介电流体冷凝物滴落到包括与重力排出管线732流体连通的冷凝物排出端口的被动蒸汽冷凝单元。重力排出管线732经由重力将介电流体冷凝物引向布置在电子机架701的下部的储存箱715。
储存箱715包括在流体返回到浸冷子系统之前冷却介电流体的过浸冷热交换器720。如所例示，储存箱716和冷却剂泵717流体连通地耦合。冷却剂泵717在压力作用下将介电流体从储存箱715供应给介电流体供应歧管733，介电流体供应歧管733流体连通地，即，经由各自介电流体入口管线743耦合储存箱715和多个浸冷电子子系统710的介电流体入口741。在例示的实施例中，液体排出管734被布置在介电流体蒸汽返回歧管731的下端，将返回歧管的底部与重力排出管线732耦合，以便从介电流体蒸汽返回歧管731中排出任何介电流体冷凝物。在一个实施例中，这种液体排出管线734被布置成与储存箱715的入口相邻。注意，由于图7的液冷电子机架中的几乎所有热传递都经由沸腾和蒸汽生成而发生，所以要由冷却剂泵717提供的总冷却剂体积流速相对较小。
只举例来说，在一个实施例中，过浸冷热交换器720是管状和片状热交换器，它从储存箱715内的介电流体中取走热量，并将热量散发在包含设施冷却剂供应管线721和设施冷却剂返回管线723的设施冷却剂回路719内。另外，在描绘的实现中，设施冷却剂连接管线722串行流体连通地将过浸冷热交换器720与布置在电子机架的上部的蒸汽冷凝热交换器400耦合。设施冷却剂供应和返回管线721，723将过浸冷热交换器720和蒸汽冷凝热交换器400与数据中心设施冷却剂供应和返回管线（未示出）耦合。注意，供应给蒸汽冷凝热交换器400的设施冷却剂需要处在低于介电流体的饱和温度的温度上。举例来说，如果设施冷却剂是水，则根据液冷电子机架内的介电流体的饱和温度，可以采用大约30℃或更高的温度。这样的相对较高冷却剂温度意味着在从电子机架中除去热量的所希望温度上产生设施冷却剂所需的冷却功率最小。
还要注意，在这个实施例中，电子机架701包含大小做成适合设施冷却剂连线管线722和设施冷却剂返回管线723的垂直部分的门750。在门750中配备绝缘体751以便在设施冷却剂低于机房空气露点的情况下，防止冷凝在门内的设施冷却剂管线的部分上。
一般说来，电子子系统与介电流体歧管和管线之间，以及歧管与蒸汽冷凝热交换器，与储存箱，与设施冷却剂供应和返回管线之间的流体耦合可以使用适当软管、软管倒钩配件和快速断开耦合器建立起来。在一个例子中，例示的垂直取向介电流体蒸汽返回和介电流体供应歧管的每一条都包括有助于经由柔性软管将各自部件与歧管流体连接的端口。各自快速连接耦合器可以用于将柔软介电流体入口和出口管线743，744与浸冷电子子系统的各自介电流体入口和蒸汽出口耦合，以便（例如）允许从电子机架中移走机壳和电子子系统。
作为一种提高，可以将多个限流器705布置在，在本例子中，到浸冷电子子系统710的介电流体入口上。这些限流器可以配置和放置成消除通过多个浸冷电子子系统的介电流体流动的任何错误分布。在图7的实施例中配备的限流器有助于调适通过浸冷电子子系统的介电流体流动阻力。这些限流器可以包含固定或可调限流器，或两者。
固定限流器具有固定孔径，液冷电子机架中的限流器的两个或更多个固定孔径可以具有不同尺寸，以便限定通过至少两个不同液冷电子子系统的不同冷却剂流动阻力，例如，取决于要冷却的电子子系统和/或机架内的电子子系统相对于，例如，冷却剂泵717的地点。通过限定不同介电流体流动阻力，多个限流器将介电流体流动调适成通过，例如，有助于保持每个电子子系统内的所希望液体水平，有助于多个浸冷电子子系统内的总热传递。
在一个可替代实施例中，多个限流器的每一个可以是固定孔径的大小相等的固定限流器。这保证了介电流体共同流入多个浸冷电子子系统中。在假设电子机架内的电子子系统都相同的情况下，这种实现是有利的，但在电子子系统的尺寸和/或供电不同的实现中，具有不同固定孔径的不同限流器可能是有益的。
本领域的普通技术人员应该从上面的描述中注意到，尽管参考图7的实施例来描绘，但多个限流器可替代地也可以结合图6A和6B的液冷电子机架实施例来应用。另外，尽管上面主要描述成固定限流器，但多个限流器的一个或多个也可以包含，例如，参照各自浸冷电子子系统内介电流体的水平控制的可调限流器。这样的配置提供了每个电子子系统自我监视，以及如冷却电子子系统产生的热负载所需调整通过其中的介电流体流动阻力的优点。举例来说，美国加利福尼亚州格伦多拉市的MetrixValve公司提供了各种被动控制可调限流器。
有利的是，描绘在图4A-4D中的蒸汽冷凝器可以应用在包括，举例来说，上面结合图5A-7所述的冷却设备实现在内的多种冷却设备实现中。尽管可能取决于实现地改变尺度，但在每一种情况下，蒸汽冷凝器都配有三维折叠结构，该三维折叠结构包含片中多种折叠的导热片，以便有助于限定只通过导热片材料的厚度分开的第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道。通过考虑不同材料特性和厚度，可以达到片材的蒸汽冷凝表面与冷却剂冷却表面之间的所希望热传递。这样，如上所述，与第一和第二端歧管和顶板结合实现高效的蒸汽冷凝器。如所描述，导热片中的多处折叠可以包含可以（如果需要的话）将冷却剂传送通道限定成具有与蒸汽冷凝通道相同的横截面积的重复模式。在一种实现中，蒸汽冷凝通道具有高度与宽度的大高宽比，以便部分增大蒸汽冷凝表面积，以及适应可以应用蒸汽冷凝器的密封隔区内不可冷凝气体的存在。
本文使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而无意限制本发明。如本文所使用，单数形式“一个”、“一种”和“该”也有意包括复数形式，除了上下文另有明确指明。还要明白，术语“包含”、“含有”、“包括”、和“内含”都是开放式连系动词。因此，“包含”，“含有”，“包括”，和“内含”一个或多个步骤或元件的方法或设备拥有那些一个或多个步骤或元件，但不局限于只拥有那些一个或多个步骤或元件。同样，“包含”，“含有”，“包括”，和“内含”一种或多种特征的方法的步骤或设备的元件拥有那些一种或多种特征，但不局限于只拥有那些一种或多种特征。而且，以某种方式配置的设备或结构至少以那些方式配置，但也可以以未列出的方式配置。
所附权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、操作以及等价物，如有的话，旨在包括用于结合如特别要求保护的其他所要求保护的元件来执行所述功能的任何结构、材料或操作。呈现本发明的说明是为了示出和描述的作用，但不是穷尽性的或将本发明限制于所公开的形式。许多修改和变化对本领域普通技术人员来说是明显的，且不脱离本发明的范围。选择和描述实施例是为了最佳地解释本发明的原理和实际应用，并使得本领域普通技术人员能针对适于考虑的特定用途的具有各种修改的各种实施例理解本发明。

Claims (24)

1.一种冷却设备，其包含：
蒸汽冷凝器，该蒸汽冷凝器包含至少部分限定该蒸汽冷凝器的第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸；以及
其中该三维折叠结构包括其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道。
2.如权利要求1所述的冷却设备，其中该三维折叠结构的导热片中的多处折叠包含导热片中的重复模式的折叠。
3.如权利要求2所述的冷却设备，其中该重复模式的折叠将第一组冷却剂传送通道的至少一条冷却剂传送通道限定成具有与第二组蒸汽冷凝通道的至少一条蒸汽冷凝通道相同的横截面积。
4.如权利要求1所述的冷却设备，其中该三维折叠结构进一步包含顶板、第一端歧管和第二端歧管，该顶板、第一端歧管和第二端歧管有助于与多处折叠的导热片结合限定第一组冷却剂传送通道，其中该第一端歧管和第二端歧管被布置在该三维折叠结构的相对侧上，并且包含与第一组冷却剂传送通道对准的开口，以便有助于冷却剂从中流过。
5.如权利要求1所述的冷却设备，其中该三维折叠结构的第二组蒸汽冷凝通道是使流体蒸汽上升进入第二组蒸汽冷凝通道中和使冷凝流体从第二组蒸汽冷凝通道中滴落的开口通道。
6.如权利要求1所述的冷却设备，其中该第二组蒸汽冷凝通道的至少一条蒸汽冷凝通道包含细长通道，该细长通道包括具有高度与宽度的大高宽比的横截面，其中该细长通道的高度至少是其宽度的两倍。
7.如权利要求1所述的冷却设备，其中该第一组冷却剂传送通道内的冷却剂至少部分与该三维折叠结构的导热片的冷却剂冷却表面接触。
8.一种冷却设备，其包含：
配置成有助于形成隔区的机壳；
布置在隔区内的流体；以及
蒸汽冷凝器，该蒸汽冷凝器包含至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸，其中该三维折叠结构包括其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，该蒸汽冷凝表面在该隔区内在该隔区的上部暴露出来，以及该第二组蒸汽冷凝通道使该蒸汽冷凝表面的冷凝表面积增大，从而有助于冷却上升到该隔区的上部的流体蒸汽。
9.如权利要求8所述的冷却设备，其中该三维折叠结构的导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道，以及该第一组冷却剂传送通道内的冷却剂与该三维折叠结构的导热片的冷却剂冷却表面接触。
10.如权利要求8所述的冷却设备，其中该三维折叠结构的导热片中的多处折叠包含导热片中的重复模式的折叠。
11.如权利要求10所述的冷却设备，其中该重复模式的折叠将第一组冷却剂传送通道的至少一条冷却剂传送通道限定成具有与第二组蒸汽冷凝通道的至少一条蒸汽冷凝通道相同的横截面积。
12.如权利要求8所述的冷却设备，其中该三维折叠结构进一步包含顶板、第一端歧管和第二端歧管，该顶板、第一端歧管和第二端歧管有助于与多处折叠的导热片结合限定第一组冷却剂传送通道，其中该第一端歧管和第二端歧管被布置在该三维折叠结构的相对侧上，包含与第一组冷却剂传送通道对准的开口，以便有助于冷却剂从中流过。
13.如权利要求8所述的冷却设备，其中该三维折叠结构的第二组蒸汽冷凝通道是使流体蒸汽上升进入第二组蒸汽冷凝通道中和使冷凝流体从第二组蒸汽冷凝通道中滴落的开口通道。
14.如权利要求8所述的冷却设备，其中该第二组蒸汽冷凝通道的至少一条蒸汽冷凝通道包含细长通道，该细长通道包括具有高度与宽度的大高宽比的横截面，其中该细长通道的高度至少是其宽度的两倍。
15.如权利要求8所述的冷却设备，其中该机壳被配置成至少部分包围和形成围绕要冷却的至少一个电子部件的隔区，以及其中要冷却的至少一个电子部件至少部分浸在该隔区内的流体内。
16.一种液冷电子机架，其包含：
多个浸冷电子子系统，该多个浸冷电子子系统的至少一个浸冷电子子系统包含：
至少部分包围和形成围绕电子子系统的隔区的机壳，该电子子系统包含要冷却的至少一个电子部件；
布置在该隔区内的介电流体，其中要冷却的至少一个电子部件至少部分浸在该介电流体内；以及
与该隔区流体连通的介电流体入口和介电流体蒸汽出口，其中经由该介电流体入口将介电流体提供给该隔区，以及经由该介电流体蒸汽出口使介电流体蒸汽从该隔区流出；以及
有助于冷凝从该至少一个浸冷电子子系统的隔区流出的介电流体蒸汽的蒸汽冷凝热交换器，该蒸汽冷凝热交换器包含至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸，其中该三维折叠结构包含其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道，以及其中该第一组冷却剂传送通道内的冷却剂至少部分与该三维折叠结构的导热片的冷却剂冷却表面接触。
17.如权利要求16所述的液冷电子机架，其中该蒸汽冷凝热交换器的三维折叠结构的导热片中的多处折叠包含导热片中的重复模式的折叠。
18.如权利要求17所述的液冷电子机架，其中该重复模式的折叠将第一组冷却剂传送通道的至少一条冷却剂传送通道限定成具有与第二组蒸汽冷凝通道的至少一条蒸汽冷凝通道相同的横截面积。
19.如权利要求16所述的液冷电子机架，其中该蒸汽冷凝热交换器的三维折叠结构进一步包含顶板、第一端歧管和第二端歧管，该顶板、第一端歧管和第二端歧管有助于与多处折叠的导热片结合限定第一组冷却剂传送通道，其中该第一端歧管和第二端歧管被布置在该三维折叠结构的相对侧上，包含与第一组冷却剂传送通道对准的开口，以便有助于冷却剂从中流过。
20.如权利要求16所述的液冷电子机架，其中该蒸汽冷凝热交换器的三维折叠结构的第二组蒸汽冷凝通道是使介电流体蒸汽上升进入第二组蒸汽冷凝通道中和使介电流体从第二组蒸汽冷凝通道中滴落的开口通道。
21.一种制造冷却设备的方法，其包含：
制造蒸汽冷凝器，其中制造蒸汽冷凝器包含：
获取至少部分限定第一组冷却剂传送通道和第二组蒸汽冷凝通道的三维折叠结构，该第一组冷却剂传送通道与该第二组蒸汽冷凝通道交替并与该第二组蒸汽冷凝通道并行地延伸，其中该三维折叠结构包含其中多处折叠的导热片，其中该导热片的一侧包含蒸汽冷凝表面，以及该导热片的对侧包含冷却剂冷却表面，该冷却剂冷却表面的至少一部分至少部分限定该第一组冷却剂传送通道；
布置在该三维折叠结构的第一端上的第一端歧管和在该三维折叠结构的第二相对侧上的第二端歧管，该第一端歧管和该第二端歧管包含与该三维折叠结构的第一组冷却剂传送通道流体连通的开口，以便有助于冷却剂流过第一组冷却剂传送通道；以及
将平板与多处折叠的导热片的冷却剂冷却表面侧耦合，其中该平板和该其中多处折叠的导热片限定该三维折叠结构的第一组冷却剂传送通道。
22.如权利要求21所述的方法，其中该蒸汽冷凝器的三维折叠结构的第二组蒸汽冷凝通道是使流体蒸汽上升进入第二组蒸汽冷凝通道中和使冷凝流体从第二组蒸汽冷凝通道中滴落的开口通道。
23.如权利要求21所述的方法，其中包含配备配置成有助于形成隔区的机壳和布置在该隔区内的流体，以及将该蒸汽冷凝器布置成使它的蒸汽冷凝表面在该隔区内在该隔区的上部暴露出来，该第二组蒸汽冷凝通道使该蒸汽冷凝表面的冷凝表面积增大，从而有助于冷却上升到该隔区的上部的流体蒸汽。
24.如权利要求23所述的方法，其中配备机壳包含将机壳配置成至少部分包围和形成围绕要冷却的至少一个电子部件的隔区，以及其中该流体包含介电流体。
CN201310416872.1A 2012-09-13 2013-09-13 冷却设备及其制造方法 Active CN103687443B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/613,753 US8941994B2 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Vapor condenser with three-dimensional folded structure
US13/613,753 2012-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103687443A CN103687443A (zh) 2014-03-26
CN103687443B true CN103687443B (zh) 2016-04-20

Family

ID=50231732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310416872.1A Active CN103687443B (zh) 2012-09-13 2013-09-13 冷却设备及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8941994B2 (zh)
CN (1) CN103687443B (zh)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8941994B2 (en) * 2012-09-13 2015-01-27 International Business Machines Corporation Vapor condenser with three-dimensional folded structure
US9286289B2 (en) * 2013-04-09 2016-03-15 Softwin Srl Romania Ordering a lexicon network for automatic disambiguation
JP2016054248A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 富士通株式会社 冷却モジュール、冷却モジュール搭載基板および電子機器
US20160095254A1 (en) * 2014-09-29 2016-03-31 International Business Machines Corporation Managing heat transfer for electronic devices
US20160356559A1 (en) * 2015-06-02 2016-12-08 International Business Machines Corporation Manifold for a liquid cooling system
GB2540425B (en) * 2015-07-17 2017-07-05 Sage & Time Llp A gas conditioning system
US11240943B2 (en) * 2015-08-17 2022-02-01 Eaton Intelligent Power Limited Ceramic coated flow channels for electrical isolation and thermal transfer
WO2017047151A1 (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 三菱電機株式会社 冷却器、電力変換装置、及び冷却システム
US10509447B2 (en) * 2015-09-16 2019-12-17 Nvidia Corporation Thermal shield can for improved thermal performance of mobile devices
CN105744802B (zh) * 2016-01-12 2018-05-11 严继光 用于发热设备的辐射式空调系统
US9961808B2 (en) * 2016-03-09 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Power electronics system
US9983641B2 (en) * 2016-04-27 2018-05-29 Intel Corporation Tunable two phase liquid cooling thermal management method and apparatus
GB2549946A (en) 2016-05-03 2017-11-08 Bitfury Group Ltd Immersion cooling
CN106028744B (zh) * 2016-06-14 2018-06-01 北京百度网讯科技有限公司 机柜
US20180066663A1 (en) * 2016-09-08 2018-03-08 Intel Corporation Cooling using coolant-driven fans
JP6794769B2 (ja) * 2016-10-21 2020-12-02 富士通株式会社 情報処理装置
US10054995B2 (en) 2016-10-27 2018-08-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Additive manufactured passive thermal enclosure
CN106455446B (zh) * 2016-10-28 2019-02-15 曙光信息产业(北京)有限公司 发热元件的冷却装置及冷却装置的制造方法
US11076509B2 (en) 2017-01-24 2021-07-27 The Research Foundation for the State University Control systems and prediction methods for it cooling performance in containment
US10934936B2 (en) * 2017-07-10 2021-03-02 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Cooling system in a hybrid electric propulsion gas turbine engine for cooling electrical components therein
US20190057180A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 International Business Machines Corporation System and method for design optimization using augmented reality
EP3685642A4 (en) * 2017-09-20 2021-07-28 Liquidcool Solutions, Inc. LIQUID SUBMERGED ELECTRONIC SYSTEMS AND DEVICES
CN107979955B (zh) * 2017-11-24 2020-06-30 北京百度网讯科技有限公司 一种模块化液冷服务器机箱
US10766437B2 (en) * 2017-12-14 2020-09-08 Volkswagen Ag Electric vehicle safety system and methods
US10448544B1 (en) * 2018-04-19 2019-10-15 Toshiba International Corporation Self-cooled drawout power module with isolated thermosiphon heat exchanger
US10681846B2 (en) 2018-04-19 2020-06-09 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US10645847B2 (en) 2018-04-20 2020-05-05 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US10622283B2 (en) * 2018-06-14 2020-04-14 International Business Machines Corporation Self-contained liquid cooled semiconductor packaging
US11466190B2 (en) * 2018-06-25 2022-10-11 Abb Schweiz Ag Forced air cooling system with phase change material
US10617032B1 (en) 2018-09-19 2020-04-07 TMGCore, LLC Robot for a liquid immersion cooling system
US10624237B2 (en) 2018-09-19 2020-04-14 TMGCore, LLC Liquid immersion cooling vessel and components thereof
US10969842B2 (en) 2018-09-19 2021-04-06 TMGCore, LLC Chassis for a liquid immersion cooling system
US11102912B2 (en) 2018-09-19 2021-08-24 TMGCore, LLC Liquid immersion cooling platform
US10694643B2 (en) 2018-09-19 2020-06-23 TMGCore, LLC Ballast blocks for a liquid immersion cooling system
US11895804B2 (en) 2018-09-19 2024-02-06 Tmgcore, Inc. Fluid breakdown detection systems and processes useful for liquid immersion cooling
US10653043B2 (en) 2018-09-19 2020-05-12 TMGCore, LLC Vapor management system for a liquid immersion cooling system
US11129298B2 (en) 2018-09-19 2021-09-21 Tmgcore, Inc. Process for liquid immersion cooling
US10966352B2 (en) 2018-09-24 2021-03-30 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US10548239B1 (en) 2018-10-23 2020-01-28 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US11785747B2 (en) 2018-11-16 2023-10-10 TMGCore. INC. Methods and devices for testing immersion cooling controllers
US10548240B1 (en) 2019-01-11 2020-01-28 Google Llc Cooling electronic devices in a data center
US20220232738A1 (en) * 2019-05-08 2022-07-21 3M Innovative Properties Company Refrigerant vapor adsorption from two phase immersion cooling system
TWI696416B (zh) * 2019-09-12 2020-06-11 英業達股份有限公司 浸入式冷卻設備
US11252840B2 (en) * 2019-09-18 2022-02-15 GM Global Technology Operations LLC Vapor cooling of electronics
CN111409414A (zh) * 2020-03-19 2020-07-14 英业达科技有限公司 一种液冷密封箱及其箱盖、车载冷却系统
US11324146B2 (en) * 2020-07-02 2022-05-03 Google Llc Modular data center serverhall assembly
US11326836B1 (en) * 2020-10-22 2022-05-10 Asia Vital Components Co., Ltd. Vapor/liquid condensation system
US11211538B1 (en) 2020-12-23 2021-12-28 Joseph L. Pikulski Thermal management system for electrically-powered devices
EP4032648A1 (en) * 2021-01-25 2022-07-27 Infineon Technologies AG Arrangement for forming a connection
CN113532178B (zh) * 2021-04-07 2023-09-12 浙江英特科技股份有限公司 一种散热器及具有该散热器的空调系统
GB2605974B (en) * 2021-04-19 2023-05-24 Katrick Tech Limited Cooling apparatus, system and method of manufacture
US11744043B2 (en) * 2021-06-22 2023-08-29 Baidu Usa Llc Electronics packaging for phase change cooling systems
US11934237B2 (en) 2021-06-28 2024-03-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Hybrid motherboard cooling system for air-cooled servers
US11825636B2 (en) * 2021-08-18 2023-11-21 Baidu Usa Llc Integrated rack architecture for distributing two phase coolant
WO2023064270A1 (en) 2021-10-11 2023-04-20 TMGCore, INC Methods and devices to employ air cooled computers in liquid immersion cooling
US11853134B2 (en) * 2021-10-12 2023-12-26 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Fluid cooling assembly for a computing system
US11968803B2 (en) * 2021-12-22 2024-04-23 Baidu Usa Llc Two phase immersion system with local fluid accelerations
US11608217B1 (en) 2022-01-01 2023-03-21 Liquidstack Holding B.V. Automated closure for hermetically sealing an immersion cooling tank during a hot swap of equipment therein
CN114442773B (zh) * 2022-01-21 2023-07-04 南昌华勤电子科技有限公司 Dimm用液冷散热装置
US20230309270A1 (en) * 2022-03-22 2023-09-28 Baidu Usa Llc High-availability liquid cooling system for chip and server
CN117241566B (zh) * 2023-11-14 2024-01-30 东南大学 一种浸没式多相耦合液冷系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177667A (en) * 1991-10-25 1993-01-05 International Business Machines Corporation Thermal conduction module with integral impingement cooling
CN1714269A (zh) * 2002-10-11 2005-12-28 昭和电工株式会社 流体从中流过的扁平空心体部、包含该空心体部的热交换器以及制造该热交换器的方法
CN2872278Y (zh) * 2006-02-25 2007-02-21 胡伟荣 冷却液体用的装置
CN101677091A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 国际商业机器公司 采用水蒸气压缩系统促进电子装置机架冷却的装置和方法
WO2010036199A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-01 Tegner Jon Cooling system
CN102342191A (zh) * 2009-06-25 2012-02-01 国际商业机器公司 具有泵加强电介质流体浸入冷却的电子模块

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US753555A (en) 1904-03-01 Thomas douglas and geoege lewis conboy
US2171790A (en) 1938-07-02 1939-09-05 Universal Cooler Corp Refrigerator evaporator
US2804285A (en) 1952-09-10 1957-08-27 Air Preheater Heat exchanger formed of channel members
US2784947A (en) 1954-09-13 1957-03-12 Air Preheater Heat exchange assembly
US3417814A (en) 1967-06-26 1968-12-24 Ibm Air cooled multiliquid heat transfer unit
US4493010A (en) 1982-11-05 1985-01-08 Lockheed Corporation Electronic packaging module utilizing phase-change conductive cooling
US4942654A (en) 1989-05-24 1990-07-24 General Motors Corporation Method for assembly of serpentine heat exchanger
US5285347A (en) 1990-07-02 1994-02-08 Digital Equipment Corporation Hybird cooling system for electronic components
US5529115A (en) 1994-07-14 1996-06-25 At&T Global Information Solutions Company Integrated circuit cooling device having internal cooling conduit
US5390077A (en) 1994-07-14 1995-02-14 At&T Global Information Solutions Company Integrated circuit cooling device having internal baffle
US5490559A (en) * 1994-07-20 1996-02-13 Dinulescu; Horia A. Heat exchanger with finned partition walls
AU706388B2 (en) 1995-09-13 1999-06-17 Manitowoc Foodservice Group, Inc. Apparatus for cooling fluids
US6237223B1 (en) 1999-05-06 2001-05-29 Chip Coolers, Inc. Method of forming a phase change heat sink
US6237222B1 (en) 1999-05-14 2001-05-29 Yun-Ching Chen Method of producing a radiator and product thereof
US6490160B2 (en) 1999-07-15 2002-12-03 Incep Technologies, Inc. Vapor chamber with integrated pin array
US6808015B2 (en) 2000-03-24 2004-10-26 Denso Corporation Boiling cooler for cooling heating element by heat transfer with boiling
US20020149912A1 (en) 2001-04-17 2002-10-17 Shao-Kang Chu Heat sink dissipating heat by transformations of states of fluid
US6646879B2 (en) 2001-05-16 2003-11-11 Cray Inc. Spray evaporative cooling system and method
US6533029B1 (en) 2001-09-04 2003-03-18 Thermal Corp. Non-inverted meniscus loop heat pipe/capillary pumped loop evaporator
US6609561B2 (en) 2001-12-21 2003-08-26 Intel Corporation Tunnel-phase change heat exchanger
TWM249090U (en) 2002-12-25 2004-11-01 Jiun-Fu Liou Improved device for heat sink module
US7320178B2 (en) 2003-06-20 2008-01-22 Imi Cornelius Inc. Standoff for cold plate and cold plate made with the standoff
DE10334798B4 (de) 2003-07-30 2005-06-23 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Anordnung zur Kühlung von wärmeentwickelnden Computerkomponenten
US7434308B2 (en) 2004-09-02 2008-10-14 International Business Machines Corporation Cooling of substrate using interposer channels
TWI251656B (en) 2004-12-03 2006-03-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Boiling chamber cooling device
US7077189B1 (en) 2005-01-21 2006-07-18 Delphi Technologies, Inc. Liquid cooled thermosiphon with flexible coolant tubes
US20060162903A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 Bhatti Mohinder S Liquid cooled thermosiphon with flexible partition
US7385810B2 (en) 2005-04-18 2008-06-10 International Business Machines Corporation Apparatus and method for facilitating cooling of an electronics rack employing a heat exchange assembly mounted to an outlet door cover of the electronics rack
US20080128109A1 (en) 2005-06-29 2008-06-05 Gwin Paul J Two-phase cooling technology for electronic cooling applications
US7556089B2 (en) 2006-03-31 2009-07-07 Coolit Systems, Inc. Liquid cooled thermosiphon with condenser coil running in and out of liquid refrigerant
US7369410B2 (en) 2006-05-03 2008-05-06 International Business Machines Corporation Apparatuses for dissipating heat from semiconductor devices
US7545644B2 (en) 2006-05-16 2009-06-09 Georgia Tech Research Corporation Nano-patch thermal management devices, methods, & systems
JP4714638B2 (ja) 2006-05-25 2011-06-29 富士通株式会社 ヒートシンク
JP5030631B2 (ja) 2007-03-22 2012-09-19 富士通株式会社 情報機器の冷却システム
US20090086432A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 International Business Machines Corporation Docking station with closed loop airlfow path for facilitating cooling of an electronics rack
EP2119994A1 (en) 2008-05-14 2009-11-18 Abb Research Ltd. Evaporator for a cooling circuit
FR2936179B1 (fr) 2008-09-23 2010-10-15 Commissariat Energie Atomique Procede fabrication d'un systeme d'echangeur de chaleur, de preference du type echangeur/reacteur.
US9557117B2 (en) 2008-10-29 2017-01-31 Nec Corporation Cooling structure, electronic device using same, and cooling method
US7796389B2 (en) 2008-11-26 2010-09-14 General Electric Company Method and apparatus for cooling electronics
US9811097B2 (en) 2009-04-16 2017-11-07 Darpa Environmental control of liquid cooled electronics
US8018720B2 (en) 2009-06-25 2011-09-13 International Business Machines Corporation Condenser structures with fin cavities facilitating vapor condensation cooling of coolant
US8059405B2 (en) 2009-06-25 2011-11-15 International Business Machines Corporation Condenser block structures with cavities facilitating vapor condensation cooling of coolant
US8261445B2 (en) 2009-11-23 2012-09-11 International Controls And Measurements Corp. Aluminum tube-aluminum fin baseboard radiator
JP5733893B2 (ja) 2009-12-22 2015-06-10 新光電気工業株式会社 電子部品装置
US8164897B2 (en) 2010-02-19 2012-04-24 International Business Machines Corporation Airflow recirculation and cooling apparatus and method for an electronics rack
US8184436B2 (en) 2010-06-29 2012-05-22 International Business Machines Corporation Liquid-cooled electronics rack with immersion-cooled electronic subsystems
US8345423B2 (en) 2010-06-29 2013-01-01 International Business Machines Corporation Interleaved, immersion-cooling apparatuses and methods for cooling electronic subsystems
US8351206B2 (en) 2010-06-29 2013-01-08 International Business Machines Corporation Liquid-cooled electronics rack with immersion-cooled electronic subsystems and vertically-mounted, vapor-condensing unit
US8369091B2 (en) 2010-06-29 2013-02-05 International Business Machines Corporation Interleaved, immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
US8179677B2 (en) 2010-06-29 2012-05-15 International Business Machines Corporation Immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
US8953317B2 (en) 2011-10-26 2015-02-10 International Business Machines Corporation Wicking vapor-condenser facilitating immersion-cooling of electronic component(s)
US8619425B2 (en) 2011-10-26 2013-12-31 International Business Machines Corporation Multi-fluid, two-phase immersion-cooling of electronic component(s)
US8760863B2 (en) 2011-10-31 2014-06-24 International Business Machines Corporation Multi-rack assembly with shared cooling apparatus
US8941994B2 (en) * 2012-09-13 2015-01-27 International Business Machines Corporation Vapor condenser with three-dimensional folded structure

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177667A (en) * 1991-10-25 1993-01-05 International Business Machines Corporation Thermal conduction module with integral impingement cooling
CN1714269A (zh) * 2002-10-11 2005-12-28 昭和电工株式会社 流体从中流过的扁平空心体部、包含该空心体部的热交换器以及制造该热交换器的方法
CN2872278Y (zh) * 2006-02-25 2007-02-21 胡伟荣 冷却液体用的装置
CN101677091A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 国际商业机器公司 采用水蒸气压缩系统促进电子装置机架冷却的装置和方法
WO2010036199A1 (en) * 2008-09-25 2010-04-01 Tegner Jon Cooling system
CN102342191A (zh) * 2009-06-25 2012-02-01 国际商业机器公司 具有泵加强电介质流体浸入冷却的电子模块

Also Published As

Publication number Publication date
US8739406B2 (en) 2014-06-03
US20140071626A1 (en) 2014-03-13
US8941994B2 (en) 2015-01-27
US20140068942A1 (en) 2014-03-13
CN103687443A (zh) 2014-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103687443B (zh) 冷却设备及其制造方法
US8953317B2 (en) Wicking vapor-condenser facilitating immersion-cooling of electronic component(s)
US9686889B2 (en) Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components
US8619425B2 (en) Multi-fluid, two-phase immersion-cooling of electronic component(s)
US8713957B2 (en) Thermoelectric-enhanced, vapor-condenser facilitating immersion-cooling of electronic component(s)
US9750159B2 (en) Pump-enhanced, immersion-cooling of electronic compnent(s)
US9282678B2 (en) Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components and separable heat sinks
US8345423B2 (en) Interleaved, immersion-cooling apparatuses and methods for cooling electronic subsystems
US8964391B2 (en) Sectioned manifolds facilitating pumped immersion-cooling of electronic components
US9250024B2 (en) Pump-enhanced, sub-cooling of immersion-cooling fluid
US8179677B2 (en) Immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
US8934250B2 (en) Immersion-cooling of selected electronic component(s) mounted to printed circuit board
US8369091B2 (en) Interleaved, immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack
US8018720B2 (en) Condenser structures with fin cavities facilitating vapor condensation cooling of coolant
US9303926B2 (en) Condenser fin structures facilitating vapor condensation cooling of coolant
US8014150B2 (en) Cooled electronic module with pump-enhanced, dielectric fluid immersion-cooling
US20140146468A1 (en) Immersion-cooled and conduction-cooled method for electronic system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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