CN107810662A - 经由集成换热器的水下容器冷却 - Google Patents

Abstract

在一个示例中，壳体的部分包括壳壁部分，该壳壁部分具有内壁部分和位于内壁部分附近的外壁部分。另外，流体通道被布置在内壁部分与外壁部分之间。流体通道中的一个或多个部分由内壁部分和外壁部分中的一者或两者限定。流体通道形成被集成在壳体中的换热器的一部分。

Description

经由集成换热器的水下容器冷却

背景技术

计算机设备和其他电子系统和部件在运行期间会生成大量的热量。如果没有及时移除足够的热量，计算机设备的性能可能会受到影响。在更极端的情况下，热传递不足可能会损坏计算机设备。鉴于在计算环境中对有效的热传递的需求，已经进行了一些尝试以通过使用各种换热机构和系统来改善计算机设备的冷却。

例如，一些系统从周围环境中取水，并且使水循环(可以是海水)通过换热器以从电子设备中移除热量。经加热的水然后被返回到周围环境中并且该循环重复。

发明内容

本文中公开的至少一些实施例涉及具有集成换热器的耐压壳体。通常，耐压壳体被构造以用于浸入淡水或海水中，但是附加地或备选地，也可以使用其他流体。应当注意，本文中使用的术语“浸入”旨在被广义地解释，并且因此包括以下布置：其中可以是或可以不是耐压壳体的壳体被完全浸入在水体表面以下的任何深度的布置、以及其中壳体仅部分浸入的布置(也就是说，只有壳体的部分浸入水中并且壳体的其余部分不与水接触)、以及其中壳体布置在水体的表面上的布置。更一般地，本发明的范围包括壳体的任何布置，其中壳体的一个或多个传热表面与壳体的至少部分被浸入其中的流体热流通。

同样，本文中公开的壳体可以被加压或不加压，并且任何公开的集成换热器可以与可以加压壳体(被称为耐压壳体)或者无压壳体结合地实现。本文中使用的术语“壳体”旨在被广义地解释，并且包括加压壳体和未加压壳体。最后，“加压壳体”至少包括：内部处于或接近大气压的壳体；在一些实施例中内部压力基本上超过周围环境压力的壳体；以及内部压力与周围环境压力大致相同的壳体。

从前述内容可以理解，内部处于大气压下的加压壳体在其构造上可能需要非常厚，以便承受例如由加压壳体被布置在其中的周围环境所施加的可能很大的静水压力。相反，内部压力与由周围环境施加的压力大致相同或者超过其的加压壳体不需要特别厚，因为在第一种情况下，内部和周围环境之间的压力差相对较小。类似地，在加压壳体的内部压力超过由周围环境所施加的压力的情况下，加压壳体类似于气球，并且因此壳体与其中外部压力大于内部压力的情况相比可能相对较薄。

耐压壳体包括彼此间隔一段距离的内壁和外壁，并且内壁至少部分地限定内部空间，该内部空间被定尺寸和配置为容纳电子设备，诸如数据中心的部分或全部。在使用中，外壁的外表面暴露于周围环境。一个或多个流体通道被布置在内壁和/或外壁之间，和/或由内壁和/或外壁所限定。通道被配置和布置成接收来自内部空间的冷却剂流，使得当从内部空间中的电子设备传递热量的冷却剂循环通过流体通道时，来自冷却剂的热量被传递到外壁，并且然后从外壁被传递到周围环境。一旦被冷却，冷却剂然后被流体通道引导回到内部空间以重复该循环。如本文中使用的，术语“冷却剂”旨在被广义地解释，并且因此包括液体、气体、气体/液体组合、和超临界流体。同样，如本文中使用的，术语“流体”旨在被广义地解释，并且因此包括液体、气体、气体/液体组合、以及超临界流体。

提供本“发明内容”是为了以简化的形式介绍将在以下“具体实施方式”中进一步描述的一些概念。本“发明内容”并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。

附图说明

为了描述可以获得上述和其他优点和特征的方式，将通过参考附图来呈现各种实施例的更具体的描述。应当理解，这些附图仅描绘示例实施例，并且因此不被认为是对本发明的范围的限制，实施例将通过使用附图利用附加特征和细节来描述和解释，在附图中：

图1公开了用于一个或多个实施例的示例操作环境的各方面；

图2是包括壳体的集成换热器的冷却系统的示意图；

图2a是公开了包括固体液体换热器的备选冷却系统配置的各方面的示意图；

图3公开了包括壳体的集成换热器的示例气体流体冷却系统的各方面；

图3a公开了包括多个冷却系统的布置的各方面；

图4公开了包括壳体的集成换热器的示例气体-流体-流体冷却系统的各方面；

图4a是诸如图4的冷却系统等冷却系统的示意图；

图4b公开了具有多个冷却系统的布置的各方面，其中一个冷却系统包括散热器；

图4c公开了其中多个换热器并联布置的布置的各方面；

图4d公开了包括多个集成换热器的冷却系统的各方面；

图5a公开了具有集成换热器的示例壳体的各方面；

图5b公开了形成壳体的集成换热器的部分的示例壁配置的各方面；

图5c公开了形成壳体的集成换热器的部分的备选壁配置的各方面；

图5d公开了其中流体通道设置在壳体的外部并且然后用盖层或外壁覆盖的配置的一些方面；

图5e公开了壳体的示例集成换热器的另外的方面；

图6公开了用于壳体的各种备选外部配置；

图7公开了其中电子设备被直接安装到集成换热器的部分的示例配置；

图8公开了壳体相对于周围环境的示例布置；以及

图9是指示用于制造具有集成换热器的示例壳体的示例过程的流程图。

具体实施方式

由于各种原因，传统的冷却方法已经证明是有问题的。这样的问题的至少一些与所涉及的各种换热器的结构以及换热器到其周围环境的布置有关。例如，这种换热器可以包括暴露于周围环境的管道、表面和/或其他结构，并且这种暴露会导致各种问题，其示例在下面讨论。

这种问题的一个示例涉及通过换热器的海水冷却剂流动。随着时间的推移，这种暴露会导致生物污染，即海洋生物在暴露的表面定殖的趋势，从而妨碍传热，并且需要时间和费用来保持传热表面清洁。

同样，在诸如海水等冷却流体取自周围环境的情况下，冷却系统及其部件的内部管道必须能够承受外部压力、以及在正常操作中将流过内部管道的冷却流体的腐蚀作用。

鉴于如上所述的问题和缺点，能够利用周围环境的传热能力，同时避免或至少减少诸如生物积垢和腐蚀等问题将是有用的。具有相对大的传热表面的换热器也是有用的，同时避免或至少减弱如上所述的问题。

根据本文中描述的实施例，本文提供了具有集成换热器的耐压壳体。集成换热器的流体通道由内壁和/或外壁限定，并且用于引导冷却剂流，以使得由被布置在耐压壳体的内部空间内的电子部件所生成的热量被传递到耐压壳体所浸入其中的周围环境。

在一些示例实施例的描述方面，首先提供关于图1中公开的示例操作环境的一些介绍性讨论。接下来，提供关于图2-4a中公开的示例配置的冷却系统的示例实施例的各方面的描述。结合图5a给出示例耐压壳体的描述，并且在图5b至图5e的讨论中阐述了形成集成换热器的示例壁配置的细节。图6涉及示例壳体的另外的方面。图7涉及其中发热设备直接接触集成换热器的元件的布置。图8涉及壳体相对于周围环境的布置。最后，结合图9描述用于制造具有集成换热器的壳体(诸如耐压壳体)的示例方法的各方面。

A.示例操作环境

首先参考图1，提供关于用于至少一些实施例的示例操作环境的细节。总体上以100表示一个这样的操作环境。通常，所公开的实施例可以结合需要某种冷却措施以便有效且高效地操作的任何系统和设备来使用。这样的系统和设备可以是例如机械的、电的或两者的组合。在图1的说明性示例中，操作环境是数据中心100或其部分。如所指出的，数据中心100可以包括例如实施或支持一个或多个数据中心功能所可能需要的一个或多个数据库102和108、服务器104、106和110、和/或任何其他系统和设备，诸如计算机网络和电力系统和部件。

如在图1中进一步指示并且在下面结合图2和3更详细讨论的，数据中心100可以结合冷却系统200来操作。通常，冷却系统200用于移除由数据中心100系统和设备的操作而生成的一些、基本上全部或者全部热量。这样，可以基于与数据中心100的操作相关联的传热要求来设计冷却系统200移除热量的能力。在至少一些实施例中，如下面更详细讨论的，冷却系统200和数据中心100可以被共同实施为基本上或完全被包含在耐压容器内的单个统一系统。

B.示例冷却系统的一般方面

现在关注图2和3，提供关于可以用作图1中公开的冷却系统200的冷却系统的一些实施例的基本方面的细节。图2中的示例冷却系统总体上表示为300，并且应当注意，关于冷却系统300所标识的考虑事项适用于冷却系统的任何所公开的实施例。

用于本文中公开的冷却系统的部件的材料可以是与冷却剂以及预期所遇到的操作条件相兼容的任何材料。因此，一些示例管道、管道和流体系统部件材料包括但不限于：碳复合材料、钛、铝、铝合金、钢、铜、铜合金、橡胶和塑料。

在所示的示例中，冷却系统300包括使冷却剂循环以从被冷却设备400移除热量的原动机302。如上所述，被冷却设备400可以包括在操作期间生成热量的任何设备，并且在一些特定实施例中包括电气/电子设备(诸如数据中心的一个或多个部件)、和/或甚至原动机本身。通常，原动机302可以是可操作以推动冷却剂流(诸如气体、液体、超临界流体或其组合)的任何系统、装置或设备。这样，本文中公开的原动机的特定实施例仅以示例的方式被呈现，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

通常，所公开的冷却系统中使用的液体冷却剂可以是任何合适的液体冷却剂、或者两种或更多种液体冷却剂的任何组合。因此，本发明的范围包括但不限于：油、淡水(FW)、软化水(DW)、乙二醇、以及任何前述的组合。作为一些另外的示例，可以在一个或多个冷却剂回路中所使用的、适用于在约-10℃至约120℃的温度范围的全部或部分内的操作温度的流体(其中大气压力为约0.1标准大气压(10.1325)kPa至约200标准大气压(20.265MPa)或子集)包括但不限于：介电流体、液体矿物油、液体或液体/气体或超临界丙烷、液体或液体/气体或超临界戊烷、液体或液体气体或超临界二氧化碳、气体或超临界氦气或氮气、液体或液体/气体或超临界醇(包括2,2-二甲基-1-丙醇)、共沸物、和包括一个或多个前述项目的任何其他组合。前述示例冷却剂中的任一种或全部可以包括一种或多种添加剂(诸如抗腐蚀添加剂)。使用其他冷却剂的冷却剂系统的示例在本文其他地方提到。

如果冷却剂是空气和/或其他气体，则原动机302可以采取位于被冷却设备400的上游和/或下游的一个或多个风扇的形式。另一方面，如果冷却剂是液体、或者液体和气体的组合，则原动机302可以采取可以位于被冷却设备400的上游和/或下游的一个或多个泵的形式。在冷却剂是可以以气体相、液体相或气体+液体相存在的制冷剂的情况下，原动机302可以采取一个或多个压缩机的形式。更一般地，原动机302可以采取一个或多个风扇、泵或压缩机的形式。因此，原动机302可以采取一个或多个风扇、泵或压缩机的形式。更一般地，本发明的范围也延伸到可操作以引导冷却剂流的任何其他系统或设备。

随着循环冷却剂与被冷却设备400热连通，热量从被冷却设备400传递到冷却剂。如结合图4和4a更详细地讨论的，加热的冷却剂循环通过一个或多个流体通道“P”，其分别由冷却系统300和被冷却设备400布置在其中的耐压壳体500的内壁502和外壁504所限定。然后，冷却剂中热量“Q”中的一些通过耐压壳体500的外壁被转移到周围环境中，该周围环境例如可以是湖泊、大海、水库、水池、海洋或其他水体，无论是人造的还是自然发生的、还是人与自然联合作用而形成的。通过被如此冷却，冷却剂然后返回到原动机302并且该循环重复。

如图2所示，冷却系统300和被冷却设备400的各种元件可以包括用于实施诸如监测和/或控制冷却系统300的性能以及被冷却设备400的温度和操作等功能的仪器。因此，原动机302可以包括仪器封装件302a，被冷却设备400可以包括仪器封装件400a，并且耐压壳体500可以包括仪器封装件500a。附加地或备选地，可以在冷却系统300中的不同点处设置仪器封装件304、306和308。由一个或多个仪器封装件所收集的数据以及被发送到一个或多个仪器封装件的控制信号可以通过任何合适的方式(其示例包括光缆和电缆)来被传输到远程位置。类似地，可以将功率、控制和/或监测信号发送到冷却系统300部件和被冷却设备400中的任何一个，或者从冷却系统300部件和被冷却设备400中的任何一个接收功率、控制和/或监测信号。对于本文中公开的任何冷却系统实施例同样如此。

关于它们的组成部件，仪器封装件302a、304、306、308、400a和500a中的任何一个或多个可以包括例如以下各项的任何组合：警报器、流量控制设备、压力计、风扇速度测量设备、软化器和相关的警报器、温度计、冷却系统部件内的仪器(诸如位于冷却系统的管道或管道内的热电偶)、用于测量液体冷却剂的电导率的设备、以及用于气体和流体的流量测量的设备。可以使用的一些示例警报包括但不限于：低/无冷却剂流量、高冷却剂流量、低冷却剂温度、高冷却剂温度、诸如压力升高和压力下降等压力变化、以及与被冷却设备部件的特定功能相关的警报。虽然没有具体说明，但是也可以采用用于监测和控制被冷却设备部件的计算性能和其他参数的系统和设备。

鉴于图2中公开的总体布置的讨论，显而易见的是可以采用各种冷却系统配置。相应地，并且继续参考图2，并且还引起对图2a的关注，下面阐述关于一些附加示例配置的另外的细节。

在图2a的示例中，公开了包括固体-液体换热器的冷却系统配置。应当注意，诸如图2中公开的和/或本文其他地方讨论的仪器和其他部件(参见例如图4)可以在图2a的示例中使用，但是为了清楚而从图2a中被省略。

如所指出的，冷却系统350服务于被冷却设备352，被冷却设备352可以包括高功率电子部件，诸如中央处理单元(CPU)和/或其他类型的部件和芯片。应当注意，如本文中使用的，部件的相对功率是指该部件的发热能力。在图2a的实施例中，设置有固体-液体HTEX354，其与被冷却设备352(例如半导体芯片)热连通。这个HTEX 354可以类似于气体到液体换热器，除了HTEX 354具有被配置和布置为提供从被冷却设备352和/或其他部件到循环通过HTEX 354的液体冷却剂的直接热连通和热传导的一个或多个表面。这种热连通可以以各种方式实现，诸如通过使用非常光滑和/或包括有助于传热的任何其他特性的表面。

冷却剂通过原动机356(诸如一个或多个泵)而循环通过HTEX 354。离开HTEX 354的经加热的冷却剂通过第二HTEX 358。HTEX 358可以是任何合适类型的换热器。在至少一些实施例中，HTEX 358是散热器，其可以在结构和操作上类似于汽车或卡车散热器。特别地，在这样的实施例中，HTEX 358可以包括与HTEX 354流体连通并且还与多个延伸表面(例如，翅片)热连通的一系列管道。这种配置的一个结果是，循环通过HTEX 358的管道的经加热的冷却剂将热量传递到翅片，翅片可以具有相对较大的表面积以促进散热。翅片又例如可以通过由原动机360(诸如一个或多个风扇)提供的冷却剂(诸如空气和/或其他气体)流来冷却。然后由HTEX 358冷却的冷却液返回HTEX 354以重复该循环。

应当注意，诸如图2a中公开的冷却系统和部件可以与其他冷却系统(包括例如下面在图3、4和4a中所述的特定示例)组合，以为包括高功率电子器件和相对较低功率的电子器件的系统提供冷却。因此，耐压壳体可以包括至少两个不同的冷却系统，其中之一可以是诸如图2a中公开的冷却系统的实施例，并且另一个可以是诸如图3、4和4a-4d中公开的各种实施例等冷却系统。在如上所述的其中使用两个不同冷却系统的实施例中，不同的冷却系统可以彼此隔离并且彼此独立地操作。包括多个冷却系统的布置的一些示例实施例在本文其他地方公开。

C.示例气体流体冷却系统的各方面

现在关注图3，并且考虑图2和图2a的讨论，提供了关于可以例如用于为电子设备提供冷却的示例冷却系统的细节，其总体被表示为600。在所示实施例中，冷却系统600是使用一种或多种气体作为主要冷却剂的气体-流体冷却系统。通常，气体可以是可以用于从电子设备450移除热量的任何气体或气体的组合。同样，气体流体冷却系统的流体组分可以是：诸如本文中公开的耐压壳体可以部分地或完全地浸入其中、并且可以影响来自气体的热传递的任何流体、或流体的组合。如此，流体可以是例如淡水或海水。

在图3的示例中，气体流体冷却系统600包括一个或多个风扇602，风扇602可以位于相对于电子设备450的上游和/或下游和/或任何其他位置，从而实现例如在耐压壳体650的大气中的气体(诸如空气或其他气体)相对于电子设备450的流动，进而冷却电子设备450。因此，风扇602可以推动和/或拉动气流以与电子设备450热连通。风扇602可以是任何类型的风扇，但是一些实施例可以采用：例如，一个或多个叶片轴风扇、管轴向风扇、或包括反向叶片叶轮的任何风扇。在一些实施例中，风扇602可以连接到引导气体流到电子设备450的管道系统(诸如以下示出的660)，和/或管道系统(诸如以下示出的658)可以被设置在电子设备450的下游，以便将加热的气体引导到耐压壳体650的如下所述的流体通道中。在至少一些实施例中，通过其向/从电子设备450供应冷却剂的管道系统呈基本上或完全地与耐压壳体650的内部空间密封的封闭系统的形式。相应地，管道系统可以是绝热的，使得在冷却剂与耐压壳体650的内部空间之间很少发生或不发生热传递。

如在图3中进一步指示的，耐压壳体650形成气体流体冷却系统600的元件。耐压壳体650可以具有任何合适的形状，其示例包括但不限于：球形和具有圆顶端帽的圆柱形。在所示的示例中，示出了圆柱形壳体的横截面，并且耐压壳体650包括具有内壁652和外壁654的壁结构。一个或多个流体通道656被布置在内壁652与外壁654之间。如本文其他地方所讨论的，流体通道656可以全部或部分地由内壁652和/或外壁654所限定。也就是说，耐压壳体650包括集成换热器，其包括由内壁652和外壁654限定的流体通道656。下面在图5a-5e的讨论中提供关于诸如流体通道656等流体通道的特定配置的进一步细节。

继续参考图3，流体通道656可以与一个或多个入口连接件658和一个或多个出口连接件660连通，使得由风扇602加压的气体可以通过入口连接件658而被引导至流体通道656。然后，如图3所示，加压气体穿过流体通道656，并且通过出口连接件660而返回到风扇602。入口连接件658和出口连接件660可以至少部分地由耐压壳体650的内壁652所限定。

为了简要总结图3的实施例的操作，则耐压壳体650的内部中的气体流被一个或多个风扇602引导到与电子设备450热连通，并且从而从电子设备450移除热量。经加热的气体然后通过入口连接件658进入流体通道656，并且接触外壁654，由于外壁654与周围的冷却剂之间的接触，外壁654处于比经加热的气体更低的温度。该温差导致热量从气体传递到外壁654，并且然后传递到周围的冷却剂。经冷却的气体然后通过出口连接件660离开流体通道656，并且返回到风扇602以重复该循环。

从前面的讨论可以理解，该示例实施例的一个方面在于周围的冷却剂(即，来自耐压壳体650浸入其中的环境)没有进入耐压壳体650。相反，气体冷却剂简单地在由耐压壳体650限定的内部空间中再循环。因此，在这样的实施例中，与诸如生物结垢和腐蚀等环境相关的问题可以至少被减弱。同样，因为在气体流体冷却系统600与周围的冷却剂之间不存在流体连通，所以对耐压壳体650的穿透的需求减少。从上述讨论中还应当理解，本文中公开的冷却系统实施例可以结合热传递的各种模式(即对流、传导和辐射)中的任何一个或多个来操作。

应当理解，可以实施图3的示例配置的变化。现在参考图3a，在一个具体示例中，图3的布置可以包括一个或多个附加冷却系统，其一个示例在上面结合图2a进行了讨论。在下面对图3a的讨论中，应当注意，为了清楚起见，并非图2a中所示的所有部件都在图3a中示出，但是应当理解，图2a的整个系统和/或替代系统和部件可以被包括在图3a的布置中。

在图3a的布置中，提供了用于服务于相对较低功率的电子部件的第一冷却系统、以及用于服务于相对较高功率的电子部件的第二冷却系统。如图所示，第二冷却系统包括与例如一个或多个CPU等高功率电子部件(以及图2a中的被冷却设备352)等被冷却设备450A热连通的固体液体HTEX 662。除了HTEX 662之外，可以提供另一HTEX，诸如散热器664，如图2a的示例配置所示，其通常用于从由散热器664从HTEX 662接收的冷却剂中移除热量。

在操作中，循环通过HTEX 662的冷却剂从被冷却设备450A中移除热量，并且从HTEX 662被引导到散热器664。如图3a所示，由风扇602循环的空气或其他气体与翅片或散热器664的其他传热表面热连通，并且从翅片移除已经通过在散热器664中循环的液体冷却剂传递到翅片的热量。因此，散热器664是空气或其他气体被引导到的热源。来自原动机(诸如风扇602)的气体或其他冷却剂的流也冷却电子设备450，其可以是低功率电子设备。如上面结合图3所讨论的，被加热的气体然后进入流体通道656并且被冷却。图3中公开的包括HTEX 662、散热器664和相关联的冷却系统部件的布置的这种修改可能特别适合于用于冷却相对较高功率的电子器件，例如一个或多个CPU。

结合图3a的实施例，应当注意，更一般地，任何流体可以用作电子设备450和/或被冷却设备450a的冷却剂，并且这样的流体包括气体、液体、超临界流体、以及其任何组合。类似地，该实施例的范围不仅限于风扇602，而是也包括其他原动机，例如泵和压缩机。

D.示例气体-流体-流体冷却系统的各方面

现在关注图4，提供了关于可以用于例如为电子设备提供冷却的示例冷却系统的细节，其总体上被表示为700。除了下面提到的之外，冷却系统700可以与冷却系统600相似或相同。

该实施例和其他类似实施例的一个有用的方面在于，如下所述，由于液体冷却剂而不是气体冷却剂循环通过耐压壳体，因此，与其中冷却剂是诸如空气等气体的情况下相比，需要相对较少的传热表面面积。而且，由于液体冷却剂在传递热量方面通常比气体冷却剂更有效，所以与液体冷却剂相关联的热通量相对高于将与气体冷却剂相关联的热通量。因此，在液体冷却剂通过耐压壳体的流体通道的时间期间液体冷却剂更容易被冷却。

在图示的实施例中，冷却系统700是两级气体-流体-流体冷却系统，其使用一种或多种气体作为主要冷却剂，并且使用循环流体作为辅助冷却剂。通常，在一些实施例中，简单地是在耐压壳体750中提供的环境气体的气体可以是能够用于从被冷却设备475移除热量的任何气体或气体的组合。辅助冷却剂可以是任何合适的液体冷却剂，其示例包括但不限于油、淡水(FW)、软化水(DW)、乙二醇、以及上述任何物质的组合。前述示例冷却剂中的任一种或全部可以包括一种或多种添加剂，诸如抗腐蚀添加剂。

如图4所示，冷却系统700可以包括冷却剂泵702，其与气体液体换热器(HTEX)704流体连通，并且还与由耐压壳体750的内壁754和外壁756限定的一个或多个流体通道752流体连通。在一些实施例中，冷却剂泵702是离心泵，但这不是必需的。注意，虽然冷却剂泵702被布置为将冷却剂排放到HTEX 704，但是在其他实施例中，冷却剂泵702的布置可以颠倒。也就是说，冷却剂泵702可以备选地被布置为从HTEX 704抽取。

HTEX 704可以是任何合适的换热器，并且在一个示例实施例中，可以具有与诸如可以在机动车辆中使用的散热器相同的基本结构和操作模式。特别地，HTEX 704可以是具有管道和翅片配置的气体到冷却剂换热器，其包括与流体出口704b连通的一个或多个流体通道704a，流体出口704b又与流体通道752流体连通。HTEX 704可以备选地采用板翅配置。HTEX 704还可以包括流体入口704c，其与流体通道752和冷却剂泵702的排放侧702a流体连通。冷却剂泵702通过吸入侧702b从流体通道752吸入。虽然在图4中没有具体示出，但是可以理解，HTEX 704可以包括与流体通道752热连通的多个延伸表面，例如翅片。在操作中，来自被冷却设备475的经加热的气体由一个或多个风扇757引导到与HTEX 704的传热表面接触，从而将热量传递给在HTEX 704中循环的辅助冷却剂。经加热的辅助冷却剂然后流经流体通道752，来自辅助冷却剂的热量在流体通道752中被转移到耐压壳体750的外壁756，并且然后传递到周围环境。

应当注意，虽然在图4中没有具体示出，但是一个或多个风扇757不仅可以位于被冷却设备475的较低的相对较冷的端部(如图所示)，而且还可以位于被冷却设备475的较高的相对较热的端部，在又一些实施例中，一个或多个风扇757仅位于被冷却设备475的较高的相对较热的端部，并且位于被冷却设备475的较低的端部处的风扇被省略。

用于冷却系统700的部件的材料可以是与冷却剂以及与预期会遇到的操作条件兼容的任何材料。因此，一些示例管道、管道和流体系统部件材料包括但不限于：铝、铝合金、钢、铜、铜合金、橡胶和塑料。

继续参考图4并且现在关注图4a，讨论包括冷却系统700的元件的示例冷却系统的示意图。除了结合图4所讨论的部件之外，冷却系统700还可以包括例如诸如在冷却剂泵702的上游和下游以及在HTEX 704的上游和下游的压力计706等仪器。其他仪器也可以监测冷却剂泵702的速度。当然，可以在整个冷却系统700的前述和/或备选位置中使用更多或更少的压力计。在一些实施例中，差压(DP)计量器708可以结合HTEX 704使用，以使得用户能够通过HTEX 704上的压力差或压降的大小来确定何时对HTEX 704进行清洗、检查泄漏或更换。冷却系统700还可以包括诸如在HTEX 704上游和下游和/或冷却系统700中的任何其他合适的位置的温度计710等仪器。

除了仪器之外，冷却系统700可以包括可以位于HTEX 704的下游的各种其他流体系统部件，例如流量控制设备712。通常，流量控制设备712可以支持确保通过HTEX 704的冷却剂流量被保持在期望的范围内。然而，流量控制设备712不是必需的，并且可以被省略。在一些实施例中，流量计713(例如文丘里管)可以用于指示流出HTEX 704的流量。如果需要，可以提供反馈连接713a，其提供流量信息以作为到冷却剂泵702控制器的输入。冷却系统700的其他部件可以包括一个或多个隔离阀714、以及诸如止回阀716等一个或多个回流防止器。

如在其他公开的实施例的情况下，可以理解，可以对图4和4a中所示的配置进行各种修改。因此，现在关注图4b的实施例，类似于图3a的实施例，其可以包括多个冷却系统，每个冷却系统与待冷却的特定设备有关。

在图4b中，并且继续关注图4，图4的布置可以包括一个或多个附加冷却系统，其一个示例在上面结合图2a进行了讨论。在下面对图4b的讨论中，应当注意，为了清楚起见，并不是图2a中所示的所有部件都在图4b中示出，但是应当理解，图2a的整个系统和/或备选系统和部件可以被包括在图4b的布置中。

在图4b的布置中，提供了用于服务于相对较低功率的电子部件的第一冷却系统、以及用于服务于相对较高功率的电子部件的第二冷却系统。如图所示，第二冷却系统包括与如一个或多个CPU等高功率电子部件(以及还有图2a中的被冷却设备352)等被冷却设备475a热连通的固体液体HTEX 770。除了HTEX 770之外，可以提供另一HTEX，诸如散热器771，如图2a的示例配置所示，其通常用于从由散热器771从HTEX 770接收的冷却剂中移除热量。

在操作中，循环通过HTEX 770的冷却剂从被冷却设备475a移除热量，并且从HTEX770引导到散热器771。如图4b所示，由风扇757循环的空气或其他气体与散热器771的翅片或其他传热表面热连通，并且从翅片移除已经通过散热器771循环的液体冷却剂而传递到翅片的热量。附加地或备选地，来自散热器771的热量通过经过耐压壳体的大气到HTEX 704的辐射而被传输，其中辐射的热量然后在HTEX 704处被传递到循环通过HTEX 704的冷却剂。在这样的布置中，可能期望将散热器771相对靠近HTEX 704定位，以增强从散热器771到HTEX 704的辐射热传递。来自原动机(诸如风扇757)的气体或其他冷却剂的流也对被冷却设备475(其可以是低功率电子设备)进行冷却并且冷却HTEX 704。

图4中公开的包括HTEX 770、散热器771和相关联的冷却系统部件的布置的这种修改可以特别适合用于冷却功率相对较高的电子器件，例如一个或多个CPU。结合图4b的实施例，应当注意，更一般地，任何流体可以用作被冷却设备475和/或475a的冷却剂，并且这样的流体包括气体、液体、超临界流体以及其任何组合。类似地，该实施例的范围不仅限于风扇757，而且也包括其他原动机，诸如泵和压缩机。

在图4和图4a的布置的另一变型中，并且现在将关注图4c，公开了不采用如图4b的实施例中所使用的散热器的布置。类似于图4b中的布置，可以提供与被冷却设备475a(例如一个或多个CPU)热连通的固体液体HTEX 770。如在本文中公开的其他固体液体HTEX设备的情况下，固体液体HTEX 770可以是被冷却设备475a的集成元件。然而，在图4c的布置中，HTEX 770与HTEX 704被并联地连接到壳体冷却系统。在图4c布置的一个变型中，HTEX 770可以与HTEX 704被串联地连接到壳体冷却系统，使得HTEX 770在HTEX 704的上游或下游。

在图4和4a的布置的另一变型中，并且现在关注图4d，可以提供与被冷却设备475a(例如一个或多个CPU)热连通的固体液体HTEX 770。如在本文中公开的其他固体液体HTEX设备的情况下，固体液体HTEX 770可以是被冷却设备475a的集成元件。

而且，HTEX 770与液体-液体HTEX 772流体连通。在一些实施例中，HTEX 772与HTEX 704(其可以是散热器)被集成在一起，尽管这不是必需的。而且，HTEX 772可以包括诸如翅片等延伸表面以帮助传热，尽管这样的表面不是必需的。当被如此集成在一起时，HTEX772和HTEX 704共同形成具有两个独立液体通道和一个空气/气体通道的换热器。集成换热器可以包括延伸表面，诸如翅片或其他结构，来自集成换热器内部的冷却剂的热量可以被传递到该延伸表面，并且然后通过来自风扇757的空气或其他冷却剂的流被移除。由于HTEX772和HTEX 704被集成在一起，实现了液体-液体传热布置，其中耐压壳体冷却剂从由HTEX772从被冷却设备475a接收的冷却剂移除热量。

E.示例耐压壳体的各方面

现在参考图5a-5e，提供了关于耐压壳体的示例实施例的细节。在图5a和5b中，耐压壳体的一个示例实施例以800来表示。示例耐压壳体800具有大致圆柱形的形状，其具有圆顶和底部，但是如本文中描述的，耐压壳体800可以是任何合适的尺寸和形状，并且相应地，图5a的实施例仅以示例的方式呈现。耐压壳体800的尺寸和形状也可以至少部分地基于下面提到的进一步的考虑来被确定。在一个示例实施例中，耐压壳体800的直径在约7英尺到9英尺之间，并且一个具体实施例的直径约为8英尺。也可以使用比在前述实施例中公开的长度和/或直径更大或更小的长度和/或直径、以及任何其他的测量，并且本发明的范围不限于耐压壳体的任何特定尺寸或配置。

电子设备(诸如数据中心部件)可以被可拆卸地安装在耐压壳体800内部的机架(未示出)上。然而，本发明的范围不需要使用机架，也不需要使用任何其他特定的安装设备或布置。因此，例如，电子设备和/或机架可以备选地被直接安装到耐压壳体800，或者可以弹性地安装(例如使用橡胶插入件安装件)，以减少与耐压壳体800内部的操作相关联的噪声特征。

在构造材料方面，耐压壳体800可以由适合于其预期使用的环境(诸如海水或淡水)的任何材料制成。耐压壳体800预期浸入其中的深度也是材料选择中的考虑因素，耐压壳体800期望的热传导性(即，传热性能)也是如此。考虑到这些要点，耐压壳体的示例材料包括但不限于：钢、碳复合材料、铝、铝合金、钛、铜和包括铜镍合金(CNA)的铜合金。这样的材料中的至少一些(诸如钛和铜合金)能够抵抗海水和淡水中的腐蚀和生物污染。

耐压壳体800包括一个或多个可移除的进入舱口802，以使得能够接近位于耐压壳体800的内部空间中的部件。在一些实施例中，可移除的进入舱口可以被省略。进入舱口802可以包括任何类型的密封件，其一个示例是O形环，以在耐压壳体800被部分或完全浸入时确保耐压壳体800内部空间的水密密封。进入舱口802可以根据需要在耐压壳体800中被定尺寸、定位和定向以适应进入要求。

在一个特定实施例中，进入舱口802采取可以是圆顶形或平坦的可移除端板或帽的形式。在这个示例中，进入舱口802通过螺栓环被保持在耐压壳体800的法兰上的位置并且用O形圈密封。

如在图5a中进一步指示的，耐压壳体800可以包括一个或多个防水壳体穿透件804，通过该穿透件可以在耐压壳体800与远程位置之间发送监测、功率和控制信号。因此，壳体穿透件804可以容纳例如电线、电缆、光纤、管道(plumbing)连接件或其组合。这样的信号和相关联的信号载体可以与耐压壳体800和相关的系统和部件的任何方面相关联，相关的系统和部件例如包括位于耐压壳体800中的电子部件、用于电子部件的冷却系统以及耐压壳体800的内部的环境。管道连接件可以用于任何系统或设备，并且可以包括例如舱底泵排放连接件和用于耐压壳体的压力连接件，诸如可以用于对耐压壳体的内部进行抽空和/或加压。

示例耐压壳体800的其他元件包括一个或多个提升点806。通常，提升点806包括可以容纳链条、缆绳、钩子和/或其他提升设备的吊环或其他结构。提升点806可以在如下情况下使用：在浸入耐压壳体800时、在取回耐压壳体800以及执行涉及耐压壳体800的各种其他操作时，例如但不限于在组装、运输、系泊、服务、或者在海底、地基或其他水下位置定位期间操纵耐压壳体800。在一些实施例中，提升点可以被省略，并且耐压壳体可以包括一个或多个硬点，通过该硬点可以使用带子、链条或其他设备来定位和操纵耐压壳体。

当在海水环境中使用耐压壳体800时，关于整体设计可能会有其他考虑。例如，耐压壳体800的一些实施例可以采用阴极保护系统808，其使用一个或多个牺牲元件来防止或减少耐压壳体800和/或其部件的腐蚀。在采用不同金属的另一种方法中，可以使用诸如橡胶或塑料等不腐蚀材料作为这些材料之间的接合，以消除或至少减少诸如海水等攻击性环境中的腐蚀。

同样，耐压壳体800可以包括被布置在耐压壳体800内的环境监测和控制设备810。这样的环境监测和控制设备810可以促进对耐压壳体800的内部环境的环境参数(诸如温度、压力、噪声、冲击、振动、挥发性有机化合物(VOC)和湿度)的监测和控制。应当注意，可能需要一些湿度来帮助减少静电。还可以监测耐压壳体800的内壁和外壁的温度。环境监测和控制设备810可以包括：例如，相机、用于任何被监测参数的传感器、以及空气加热器、干燥器、空气冷却器和干燥剂中的一个或多个。当需要具有低湿度或没有湿度的相对干燥的环境时，可以使用诸如电离器等设备来防止静电的积聚。

结合上述内容，耐压壳体800内部的环境可以包括任何合适的气体。示例气体包括空气、氮气、CO₂、富氮环境、诸如氦气等惰性气体以及其任何组合。耐压壳体800的内部环境的压力可以相对较低，诸如小于约2个大气压，并且在一个特定实施例中约1个大气压(约14.7psi)。

作为一些另外的示例，适于在约-10℃至约120℃的温度范围的全部或部分中操作温度的、可以在耐压壳体内部环境中使用的流体(其中大气压力为约0.1标准大气压(20.265MPa)或子集)包括但不限于：介电流体、液体矿物油、液体或液体/气体或超临界丙烷、液体或液体/气体或超临界戊烷、液体或液体/气体或超临界二氧化碳、气体或超临界氦气或氮气、液体或液体/气体或超临界醇(包括2,2-二甲基-1-丙醇)、共沸物、以及包括一个或多个前述项目的任何其他组合。

在一些情况下，内部环境的压力可以是耐压壳体800的外部上的流体静压力的函数。在任何情况下，耐压壳体800可以在任何合适的深度使用，并且在一些特定实施例中，耐压壳体800在约180米至约220米范围内的深度使用，一个特定实施例被考虑用于在约200米的深度使用。在至少一些情况下，耐压壳体800可以位于确保潜水员、通过船只或者其他结构或船只不会碰撞或其他干扰的深度处，但同时深度不超过避免这样的问题所必须的深度，因为显著的深度将要求耐压壳体800中相对较厚的壁。

除了提供对耐压壳体800的内部环境的监测和控制之外，还可以监测耐压壳体800已经浸入其中的周围环境的各方面。因此，图6a的示例实施例包括可以被直接或间接地附接到耐压壳体800外部的外部环境监测设备812、外部HTEX或与耐压壳体800相关联的任何其他结构。外部环境监测设备812可以包括一个或多个的传感器，其用于测量和报告例如关于水温、静水压力和相应的深度、流速、诸如盐度等化学属性以及由于水下事件引起的水压的变化。

此外，耐压壳体800的一些实施例可以包括紫外-C(UVC)照明814(例如一组或多组UVC灯)，其可以帮助消除或至少减少外部换热器和/或耐压壳体800的外部上的其他部件的生物结垢。然而，附加地或备选地，可以使用任何其他杀菌照明和/或技术。作为一个示例，超声波搅拌设备和工艺可以用于防污和/或去污。可以理解，UVC设备和超声波搅拌设备是用于执行防污和/或去污的装置的示例结构实施方式。更一般地，可以备选地使用被配置为执行这些功能中的一者或两者的任何其他系统和/或设备。

F.示例耐压壳体壁配置的各方面

现在关注图5b-5e，提供了关于包括集成换热器的示例耐压壳体壁配置的细节。在图5b-5e的示例中，耐压壳体总体上以900来表示。

如附图所示，耐压壳体900包括与外壁904间隔开的内壁902，使得空间906由内壁902和外壁904共同限定，并且位于内壁902与外壁904之间。当耐压壳体900在使用中时，外壁904的外表面904a暴露于周围环境，诸如水。

在至少一个实施例中，波纹层908(例如波纹金属材料)被定位在空间906中。更具体地，波纹层附接到内壁902，并且然后用作盖子的外壁904附接到波纹层908和/或内壁902。以这种方式，在波纹层908的两侧限定流体通道。或者，波纹层908可以首先附接到外壁904的内表面，并且然后所得到的组件附接到内壁902的外表面。

波纹层908可以例如通过热环氧树脂焊接(weld)、焊接(solder)、钎焊、真空钎焊或以其他方式而被附接到内壁902和外壁904中的一者或两者。例如，这些方式的一种备选方式是：经由热差使内壁902和外壁904收缩配合，从而在两者之间俘获波纹层908并且提供良好传热所需要的高接触压力。

波纹层908可以由与要使用的(可以是液体或气体)冷却剂相兼容的任何材料制成。在一些实施例中，波纹层908由与内壁902和外壁904相同或相似的材料制成。波纹层908也可以比内壁902和/或外壁904相对更薄或更厚。

通过如此配置和布置，如本文中其他地方讨论的，波纹层908与内壁902和外壁904协作，以在波纹层908的每一侧限定用于引导冷却剂流的多个流体通道910。更具体地，循环通过流体通道910的经加热的冷却剂将热量传递到外壁904，并且然后传递到周围的冷却剂。取决于配置，在一些实施例中，所有流体通道910彼此流体连通，而在其他实施例中，流体通道910中的一些或全部与其他流体通道910隔离。如前所述，内壁902、外壁904和波纹层908共同限定被集成到耐压壳体900自身中的换热器的至少部分。

显而易见的是，波纹层908的结构使得波纹层908具有使其非常适合用于传热应用的多个属性。例如，波纹结构提供了相对较大的表面积。因为传热速率是表面积的函数，所以波纹层908可以获得比在波纹层908平坦或完全不存在波纹层908的情况下可能的相对更大的传热速率。

作为波纹层的一个备选方案，可以使用结合销翅片配置的层。销翅片层的一个示例是基本平坦的材料片，其包括从材料的至少一个表面向外延伸的多个表面(诸如销)。销或其他延伸表面可以朝向内壁902或朝向外壁904定向。在又一备选实施例中，一对销翅片层可以被背靠背布置，也就是说，各层的销沿相反的方向延伸。背对背的销翅片层可以被定位在内壁902与外壁904之间。

波纹层908的具体尺寸和配置可以基于多个参数来选择。这些参数可以包括制造的可行性、与波纹层908相关联的通过流体通道910的可接受的冷却剂压力损失、以及通过流体通道910的期望的冷却剂流速。实现相同功能的波纹层908的波形可以是网格或镦粗和冲孔的金属片屏幕。这些中的任何一个也提供了大的表面积，通过该大表面积将热量从冷却剂流体传递到压力容器的外壁。

除了图5b中提出的示例之外，并且参考图5c，多种变型是可能的。例如，可以在外壁904的内表面上和/或内壁902的外表面上形成一系列槽914，而不是采用单独的波纹层908。这样形成的槽914与限定多个流体通道的其他壁的表面协作。槽914可以以任何合适的方式被形成，并且用于形成槽的示例工艺包括但不限于：铣削、刮削、锻造、化学蚀刻或其任何组合。在一些实施例中，槽914通过用模具滚压基材而形成。在槽914被直接形成到外壁904或内壁902中的情况下，那些壁材料可以比在使用单独的波纹层的情况下相对更厚，因为在槽914产生之后壁必须保持最小厚度。

在图5c所示的另一备选方案中，可以呈蜿蜒状或一系列环状的一系列管道912可以位于内壁902与外壁904之间。在这个备选方案的变型中，可以采用管道912和槽914两者，其中管道912被压入相应的槽914中，使得管道912和槽914都位于内壁902与外壁904之间。管道912可以与内壁902和/或外壁904是相同的、或者相似的材料，并且槽914可以形成在内壁902或外壁904中的任一个中。在图5c的布置的又一变型中，仅采用包括槽914的壁，并且省略覆盖槽914的另一壁。在这个变型中，管道912可以被包括在槽914中。

在所有实施例中不采用管道912，并且在一些情况下仅使用槽914。因此，在仅使用槽914的情况下，在槽914中流动的冷却剂可以直接接触内壁902和外壁904两者，而在采用管道912的实施例中，冷却剂在管道912内流动，并且因此不直接接触内壁902或外壁904中的任一个。然而，通过管道912与外壁904之间的接触仍然可以实现到外壁904的有效热传递。

在图5d的实施例中，耐压壳体的内壁902相对较厚，并且包括布置在内壁902的外表面902a上的一组管道912。在该实施例中，内壁902提供相关联的耐压壳体的强度和结构完整性。管道912可以通过本文中公开的任何方法来被附接到外表面902a。比内壁902薄的外壁904用作管道912上方的盖层。虽然外壁904相对较薄，但是其由相对较厚的内壁902支撑。在一个说明性实施例中，内壁902可以由钢制成，并且具有在约3/4"至约1"的范围内的厚度，并且外壁904或盖层可以具有在约1/8"至约1/4"的范围内的厚度。在该特定实施例的一个备选方案中，可以省略管道912，并且可以在外表面902a中形成槽，以在被外壁904覆盖时用作流体通道。在又一备选方案中，管道912可以被省略并且被替换为波纹层、网或筛网以在被外壁904覆盖时提供流体通道。与本文中公开的其他波纹层的情况一样，这种波纹层的间距可以在约1/8"到约1/4"的范围内，尽管任何其他节距可以用于波纹层的任何公开的实施例。以类似的方式，“波纹层”和外壁的厚度和/或其他属性也可以从一个实施例到另一实施例而变化。

图5c和5d的备选实施例是将管道整体放置在铸造耐压容器壁内(参见例如图7)。也就是说，管道将在铸造之前定位，并且然后浇铸该壁以使浇铸材料围绕管道流动。因此，当铸件完成时，管道将被定位在新铸造的壁内。在这个示例中，只有一个耐压容器壁。本实施例中的管道可以共同形成串联和/或并联的冷却回路。在该实施例的另一变型中，不需要使用管道。例如，陶瓷棒或其他结构可以被放置在铸模中，并且然后在铸造之后被移除，以留下整体形成在铸造壁内的一系列管道。

在本文中公开的任何实施例中，不管其形式和配置如何都，流体通道可以以任何期望的方式相对于相关联的耐压壳体被定向。作为示例，在一些实施例中，流体通道中的一个、一些或全部大致径向地围绕耐压壳体而被定向。在另一示例中，流体通道中的一个、一些或全部大致纵向地定向或平行于由耐压壳体限定的纵向轴线而被定向。作为最后的说明性示例，图5b中所示的流体通道910被示出为相对于壳体的纵向轴线轴向地被定向，但是这些流体通道可以备选地相对于壳体的纵向轴线径向地被定向。在后一种配置中，流体通道将基本垂直于所示的取向。也可以备选地实施流体通道的任何其他取向。任何方案中的流体通道可以具有达到期望性能所需要的任何尺寸。因此，流体通道可以符合与微通道、迷你通道和宏通道相关联的尺寸。

在本文中公开的任何实施例中，压力容器壁的外表面可以具有用以增强从内部的热量传递的特征。这些特征可以包括但不限于：翅片、粗糙度、凹痕或增加周围外部流体环境的流动的表面积和/或湍流所必需的任何手段。

继续关注图5a-5d并且现在关注图5e，提供了关于用于向/从耐压壳体内所布置的一系列流体通道引导冷却剂流动的布置的另外的细节。在图5e的说明性示例中，提供了一系列歧管连接件916，其各自与一个或多个流体通道910流体连通。歧管连接件916可以焊接、钎焊、焊连或以其他方式附接到内壁902，并且歧管连接件916根据它们的位置用而作到流体通道910的入口点和出口点。因此，经加热的冷却剂可以通过一组歧管连接件916而进入流体通道910，并且然后在冷却之后，冷却剂可以通过另一组歧管连接件916离开流体通道910。可以为每个流体通道910提供入口歧管连接件916和出口歧管连接件916，或者备选地，可以为一组流体通道910提供单个进入歧管连接件916，并且可以为该组流体通道910提供单个出口歧管连接件916。因此，在一些实施例中，流体通道910的所有都彼此流体连通，而在其他实施例中，一些流体通道910与其他流体通道910隔离。

关于图5e的实施例应当注意，流体通道910至少部分地由连接到内壁902的一系列加强筋918限定。这样的加强筋918可以被包括在耐压壳体内部和/或外部，可以被包括在一些耐压壳体配置中以提供强度和结构完整性，同时还使得内部壁902和/或外部壁904能够比在加强筋918被省略的情况下相对更薄。

现在参考图6，提供了关于壳体的一些示例外部配置(诸如耐压壳体)的细节。一般地，并且如图6的特定示例中所示，诸如本文中公开的壳体可以在其外壁上包括延伸表面。由于延伸表面被布置成与周围环境热连通，所以延伸表面增加了壳体外部的表面积，并且从而有助于改善从壳体到周围环境的热传递。如下面所讨论的，这样的延伸表面可以以各种方式来实施，并且因此，本文中所提到的特定实施例仅以示例的方式被呈现，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。

在一个示例实施例中，提供了壳体950，除了以下所述之外，壳体950可以与本文中公开的任何壳体相似或相同。壳体950包括多个延伸表面952。延伸表面952可以由作为良好热导体的任何材料(例如金属)制成。延伸表面952具有坚固的构造，并且可以以任何合适的方式被附接到壳体950，其示例包括焊接、焊连和钎焊。在壳体950是铸造构造的情况下，延伸表面952可以与壳体950一体地形成。前述延伸表面952的一个有用方面是它们不需要壳体950的任何穿透。

延伸表面952可以具有多种构造。例如，延伸表面952可以采取如图6的示例中所示的多个销翅片的形式。使用销翅片作为延伸表面952可以特别适合于其中壳体950预期遇到随机电流的情况。作为另一示例，延伸表面952可以采取一系列径向环形翅片的形式。在又一示例中，提供单个延伸表面952，其采用单个螺旋结构的形式。当然，可以在单个壳体950中对延伸表面952的多种不同构造进行组合。

继续参考图6，公开了壳体的另一实施例，并且其总体上以970来表示。除了以下指出的，壳体970可以与壳体950或本文中公开的任何其他壳体类似或相同。如图6所示，壳体970可以包括多个延伸表面972。然而，与延伸表面952不同，延伸表面972不是实心的，而是分别限定相应的内部流体通道974(例如微通道)，冷却剂能够通过内部流体通道974流动。流体通道974与被包括作为集成换热器的元件的流体通道976流体连通。因此，将需要多个壳体贯穿件以允许延伸表面952的流体通道974与流体通道976之间的流体连通。

继续参考图6，壳体的另一实施例涉及延伸表面和热管的使用。除了下面指出的，图6的其他两个实施例的讨论也适用于这个最终的示例实施例。

在图6的这个最终示例实施例中，壳体980的外部可以包括多个延伸表面982，延伸表面982远离壳体980延伸，并且被布置成与周围环境接触。延伸表面982可以但不一定都具有彼此相同的尺寸、构造和/或取向。在所示的示例中，延伸表面982采取围绕壳体980的圆周布置的一系列环形翅片的形式，但是如上面在图6的其他实施例的讨论中所指出的，可以备选地使用延伸表面982的任何其他构造和布置，并且仅通过说明的方式呈现一系列环形翅片的使用。作为另一示例，每个延伸表面982可以采取销翅片的形式。

在该特定实施例中，一个或多个延伸表面982为热管984的形式，其可以是销翅片或任何其他形状或构造。热管984以将提供壳体980与热管984之间的良好热连通的任何方式而被附接到壳体980的外部。例如，热管984可以通过钎焊或焊接而被附接到壳体980。而且，热管984可以由提供良好传热同时还能够抵抗生物结垢和/或其他问题的任何材料制成，这些生物结垢和/或其他问题可以由在使用时布置壳体980的周围环境所引发。这种热管984构造材料的示例包括铜和铜合金，诸如铜镍，但是也可以使用其他材料。

在其位置方面，热管984可以位于相对于壳体980的任何位置，使得热管984能够将热量从壳体980传递出去。例如，热管984可仅位于壳体980的部分(诸如壳体980的上部或上半部)上。这样的一个示例是图6中所示的布置。然而，在其他实施例中，热管984可以沿着热管984的大部分或全部长度、高度或其他尺寸延伸或被提供。更一般地，本发明的范围不限于热管984的任何特定的数目、位置或取向。同样，在单个实施例中，一个或多个热管984可以与本文中公开的其他延伸表面中的任何一个或多个(包括图6的其他示例)组合在一起。

每个热管984包括被布置在热管984的底部的一定体积的冷却剂，该热管984通常位于热源(诸如壳体980)附近。通常，每个热管984是不与任何其他部件流体连通的封闭系统。因此，在正常操作期间，热管984中的冷却剂始终保持在热管984中。

当热源(例如壳体980)没有正产生显著的热量时，每个热管984中的冷却剂通常为液体形式。当热源正产生显著的热量时，热管984中的冷却剂沸腾，由此移除至少一些生成的热量。蒸发的冷却剂远离热源，例如在热管984中向上，其中热管984的表面由于相对远离热源而相对较冷。汽化的冷却剂当接触热管984的相对较冷的表面时发生冷凝，并且变为液体的冷却剂降落到热管984的底部，并且该循环重复。

现在转到图7，提供了关于被冷却设备相对于集成换热器的一些另外的示例布置的细节。在图7的特定示例中，被冷却设备1000是一个或多个芯片的形式，例如集成电路(IC)芯片。然而，本发明的范围不限于此，并且可以如图7中所示布置诸如电路、芯片或设备等任何其他被冷却设备。如图所示，被冷却设备1000可以被直接附接到内壁902，以使得由被冷却设备1000生成的热量通过传导被传递到内壁902，并且然后被传递到在与内壁902接触的流体通道中流动的冷却剂。更一般地，被冷却设备1000可以被直接附接到本文中公开的任何实施例的内壁(包括图5b的内壁902)。

继续参考图7，被冷却设备1000可以与具有单壁配置的壳体900的各种实施例结合使用。在一个特定示例中，壳体900仅包括外壁904。如该示例中所示，外壁904限定了其中布置有限定流体通道的管道912的多个槽914。如图所示，被冷却设备1000可以直接安装在管道912上方，尽管这不是必需的。因此，在一些实施例中，被冷却设备1000可以被安装到外壁904在管道912附近但是不在管道912上的位置。

同样如图7所示，被冷却设备1000可以与具有另一种类型的单壁配置的壳体900一起使用。在这个示例中，管道912位于外壁904的结构内。如本文中的其他地方所指出的，例如可以通过浇铸外壁904来实现这种构造，其中管道912以这样的方式布置：管道912在铸造完成后驻留在外壁904内。如图所示，被冷却设备1000然后可以被直接安装到外壁904。

本发明的范围不限于将被冷却设备1000附接到包括集成换热器的壳体的壁的任何特定方法或机构。相反，被冷却设备1000可以以任何合适的方式被附接，只要诸如通过广泛的物理接触而在被冷却设备1000与内壁902之间提供大量热连通。一些连接方法可以包括焊接、钎焊以及使用导热粘合剂。在一些实施例中，被冷却设备1000可以被可拆卸地附接，以允许例如维护或更换被冷却设备1000。应当注意，如本文中公开的，壳体的一些实施例仅具有单个壁，壁的内表面用作被冷却设备1000的安装位置，并且壁的外表面与周围环境接触。

现在参考图8，应当理解，耐压壳体本身相对于周围环境的布置可以支持有用的热传递效应。例如，在耐压壳体被布置在静水中的情况下，诸如耐压壳体的壁等外部结构的冷却既通过传导又通过自然对流而发生。自然对流可以在耐压壳体外部产生向上的、即对抗重力的水流。因此可以期望的是，将集成换热器中的冷却剂流的方向布置在向下的方向上，即，在与通过自然对流所施加的周围流体的流动方向相反的方向上。以这种方式，相对于其中采用交叉流或平行流配置的布置，可以实现提供相对更好的热传递的逆流效果。

特别地，并且如图8所示，壳体1050包括冷却剂泵1052或其他原动机，其将加热的冷却剂流排放到被集成到壳体1050中的流体通道1054中。当加热的冷却剂从壳体1050的顶部向下至壳体1050的底部流动时，借助于与壳体1050的热连通以及壳体1050与周围环境之间的热连通，热量从冷却剂被移除。

由于从冷却剂到周围环境的热量的排斥，周围环境中的一些流体被加热。因此，发生自然对流过程，其中这种加热的流体向上流动，即，在与重力相反的方向上，并且与流体通道1054中的冷却剂的流动方向相反。因此，实现了逆流效应，这有助于与壳体1050相关的传热性能的整体改进。

G.示例生产方法的各方面

最后关注图9，提供了关于制造具有集成换热器的耐压壳体的示例方法的细节。图9的示例方法总体上由1100来表示。在1102，形成耐压壳体的第一壁。该第一壁可以是耐压壳体的内壁或外壁，并且可以包括一个或多个金属片，其示例在本文中公开并且可以通过焊接、钎焊、焊连或其他合适的工艺彼此附接。在其他实施例中，并且取决于壁的组成，第一壁的形成可以涉及在模具上或模具中铺设一层或多层复合材料。接下来，定义(1104)一个或多个流体通道的至少部分。如本文中描述的，该过程可以涉及在内壁和/或外壁中产生槽以及在一些实施例中在槽中放置管道。备选地，该过程1104可以包括将波纹层附接到耐压壳体的内壁或外壁中的一个。

在1106，完成流体通道的产生。这例如可以通过在部分完成的流体通道上方放置盖层(诸如外壁)来实现。盖层例如与暴露的槽配合以封闭任何开口的槽，并且从而在耐压壳体的壁中形成完整的流体通道。

在1106已经完成之后，至少部分换热器已经被集成到耐压壳体中。其他工艺可以包括放置歧管连接件，将圆顶或其他盖子附接到耐压壳体，并且将设备放置在耐压壳体的内部。

在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，可以以其他具体形式来实施本发明。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包括在其范围内。

Claims (10)

1.一种壳体，包括：

壁，所述壁部分地限定所述壳体的内部空间；以及

集成换热器，所述集成换热器包括：

所述壁的部分；以及

多个流体通道，所述多个流体通道与所述壁的所述部分热连通。

2.根据权利要求1所述的壳体，其中所述流体通道由与所述壁的所述部分接触的多个管道所限定。

3.根据权利要求2所述的壳体，其中所述管道与所述壁的表面接触。

4.根据权利要求2所述的壳体，其中所述管道中的一个或多个管道的部分驻留在所述壁的表面中限定的槽中。

5.根据权利要求2所述的壳体，其中所述管道中的一个或多个管道的部分位于所述壁内。

6.根据权利要求1所述的壳体，其中所述壳体是潜水耐压壳体。

7.根据权利要求1所述的壳体，其中所述流体通道与所述壳体的外部相隔离，以使得在使用时所述流体通道与所述壳体的周围环境之间的流体连通被阻止。

8.根据权利要求1所述的壳体，还包括热生成部件，所述热生成部件被布置在所述壳体的所述内部空间内。

9.根据权利要求8所述的壳体，还包括原动机，所述原动机被配置为将冷却剂流引导到与所述热生成部件的热连通中、并且引导到所述流体通道中。

10.根据权利要求1所述的壳体，其中所述壁包括：

内壁部分；以及

位于所述内壁部分邻近的外壁部分，

其中所述多个流体通道被布置在所述内壁部分与所述外壁部分之间，并且其中所述流体通道中的一个或多个流体通道部分地由所述内壁部分和所述外壁部分中的一者或两者所限定。