JP2010528486A - 冷却システム及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

冷却システム及びその使用方法は、無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部を有するコネクタ（１０６）、及び／又は、少なくとも１つのサーバ（１００）へと液体冷却をルーティングすることができるブレーカーボックス（１０８）を含む。好ましい実施形態において、クイックコネクタ及びブレーカーボックスは、双方とも、冷媒又は水等の液体クーラントとともに使用される。

Description

本特許出願は、２００７年５月３１日に出願された米国非仮出願第１１／７５６，０６０号の恩恵及び優先権を主張し、その内容は、参照により本明細書に盛り込まれる。

本開示は、一般に、冷却システムに関し、特に、電子部品に対する液体クーラントの使用に関する。

これまでのシステムは、コンピュータシステムの電子部品と近接して液体冷却システムを設ける懸念のために、オンボード又はチップレベルのサーバにおいてクーラントポンプシステムを使用するのを控えていた。現在の空冷システムは、密に装着された電子回路ラック筺体にみられる密に積み重ねられた電子回路ラックのより高い冷却要求を満たすには不十分である。

既存のコネクタは、標準的な非漏クイックコネクトを有する加圧された金属パイプ及び波形ホースに頼っている。これらのパイプは柔軟性がなく、この柔軟性の欠如は、配管の選択肢を制限している。さらに、これらの波形ホースは、高価であり、設計上の柔軟性がない。クイックコネクトは、それらの定格流量に対して大きく、能力及び温度性能に害を及ぼす圧力降下を有する。これらの制限は、水システムがより簡便な接続及び配管ラインを受け入れることができているのにともない、ユーザが強制的に冷却媒体として循環水を使用するように追いやっている。

既存の設計の性能ボトルネック又は制限のそれぞれに対処することにより、柔軟に構成された配管システムにおける循環クーラントにおいて通常直面する制限を克服するコネクタが必要である。簡便な接続手段を介して、オンボード又はチップレベルのサーバにおいてクーラントのポンピング方法を提供することもまた必要である。

また、冷媒及び水を含むクーラントのルーティングは、従来、高価であり、複雑とされている。これらのシステムは、複数のサーバに対してクーラントを流すチャネリングの柔軟性を提供していない。したがって、より大きな柔軟性及び簡便性が、あるスケール化された冷却システムに組み込まれるのを可能とする、より効率的な方法でクーラントのポンピング方法を提供する必要が存在する。

本発明は、非常に簡便でユーザフレンドリーな方法で、電子装置におけるクーラントのクイックコネクトを可能とするとともに、少なくとも１つのサーバにおいて液体クーラントを提供するためにブレーカーボックスシステムの使用を提示する調整されたシステムを含む。本発明は、冷却媒体として２相クーラントを使用する主な障害を取り除く。

本発明は、各電子装置が無線識別子を有する少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するためのシステムであって、ポンプモジュール、ブレーカーボックス、ポンプモジュール及びブレーカーボックスシステムに接続された供給ライン、ポンプモジュール及びブレーカーボックスシステムに接続された戻りライン、クイックコネクタ、無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部、ブレーカーボックスシステム及びクイックコネクタに接続されたコネクタライン、及び／又は、ソフトウェア監視及び制御システムを備える、システムに関する。システムはまた、ポンプモジュール及びブレーカーボックスと接続する濾過／浄化システム、接続インターロック、及び、インターロック係合／解放部を含んでもよい。クイックコネクタは、さらに、状態灯及び／又は空気圧式インターロックを備えてもよく、コネクタラインは、金属層及びポリマー層を含む。当業者は、ＲＦＩＤが好ましい実施形態であり、サーバからの通信を行う能動型送信機であり、又は、バーコード若しくはマトリクスバーコード又は同様の識別等の受動型ＩＤとすることができることを認識する。液体クーラントは、冷媒が好ましい。ブレーカーボックスは、さらに、ポンプ及び受け口を備えてもよい。

無線識別子を有する少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するためのシステムに使用されるクイックコネクタであって、サーバの無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部と、接続インターロックと、インターロック係合／解放部とを備える、クイックコネクタ。クイックコネクタは、さらに、状態灯と、コネクタ供給ラインと、コネクタ戻りラインとを備え、空気圧式インターロックは、接続又は切断を制限することができ、及び／又は、インターロック確認部を備える。液体クーラントは、冷媒が好ましい。

少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するのに使用されるブレーカーボックスであって、少なくとも１つのポンプと、少なくとも１つの受け口と、ブレーカーボックスシステムに接続された供給ラインと、ブレーカーボックスシステムに接続された戻りラインと、水ラインと、水ライン、供給ライン、及び、戻りラインと熱的連通にある熱交換器とを備える、ブレーカーボックス。好ましい実施形態において、各ポンプ、各受け口、及び、熱交換器は、ブレーカーボックス内に配置されている、及び／又は、液体クーラントは水である。

無線識別子を有する受け口（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）と、電子装置供給ライン受け入れ部と、電子装置戻りライン受け入れ部とを有する少なくとも１つの電子装置を冷却する方法であって、（ａ）無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部と、供給ラインと、戻りラインとを備えるクイックコネクタを受け口に接続するステップと、（ｂ）無線識別子からデータを読み取るステップと、（ｃ）供給ラインを電子装置供給ライン受け入れ部に接続するステップと、（ｄ）戻りラインを電子装置戻りライン受け入れ部に接続するステップとを備える、方法。本方法はまた、少なくとも１つのラインを介して冷媒を供給するステップを含んでもよい。

液体クーラントを使用して少なくとも１つの電子装置を冷却するための方法であって、（ａ）ブレーカーボックス内に供給ライン、戻りライン、及び、水クーラントラインをルーティングするステップと、（ｂ）サーバに液体クーラントラインを接続するステップと、（ｃ）ポンプによって水クーラントラインにおいて電子装置へと及び電子装置から水をポンピングするステップと、（ｄ）熱交換器を使用して液体クーラントラインから戻りラインに熱を交換するステップとを備える、方法。本方法はまた、受け口内の液体の供給を維持するステップを含んでもよい。好ましい実施形態において、ポンプ、受け口、及び、熱交換器は、ブレーカーボックス内に配置されており、液体クーラントは水である、及び／又は、本方法は、クイックコネクタを使用する。

全体システムの実施形態の図である。 電子装置受け口の実施形態の詳細図である。 クイックコネクタの実施形態の断面側面図である。 ラインの実施形態の切り取り斜視図である。 供給ライン及び戻りラインの実施形態の縦断面図である。 供給ライン及び戻りラインの実施形態の縦断面図である。 ブレーカーボックスの実施形態の図である。 洗浄／パージシステムの実施形態の図である。 ブレーカーボックスの実施形態の図である。

本明細書に開示される本発明が様々な変更及び代替形態の影響を受けやすい一方で、数個の具体的な実施形態のみが図面に例示として示され、以下に詳細に記載される。それらの具体的な実施形態の図面及び詳細な説明は、いかなる方法によっても発明思想又は添付された特許請求の範囲の広さ若しくは範囲を限定するように意図されるものではない。より正確には、図面及び詳細な説明は、当業者に発明思想を説明し、そのような当業者が発明思想を構成して使用することができるように提供される。

本明細書に開示される本発明を盛り込む１つ以上の図示された実施形態が以下に示される。現実の実装の全ての特徴が、明確化のために本出願において開示又は示されているわけではない。本発明を盛り込む現実の実施形態の開発において、多くの実装固有の判断が、実装及びその時々によって変化するシステム関連、ビジネス関連、政府関連、及び、他の制限の順守等の開発者の目標を達成するために行わなければならないことを理解すべきである。開発者の取り組みは、複雑で多大な時間を要するおそれがあるが、それにもかかわらず、そのような取り組みは、この開示の恩恵を有する当業者にとって日常的なものである。

本明細書に開示される本システムは、好ましくは、クーラントポンプモジュールと、濾過／浄化システムと、乾燥窒素又は同様の圧縮ガスと、真空システムと、ブレーカーボックスシステムと、クイックコネクタシステムと、柔軟なクーラントラインと、ソフトウェア監視及び制御システムとを含む。

図１において示されているように、複数の電子装置１００が示されている。好ましい実施形態において、電子装置はサーバであるが、当業者は、任意の電子装置、モジュール、又は、アセンブリが本発明の範囲内であると考えられることを認識する。各電子装置１００は、電子装置供給ラインを介して電子装置１００に流入し、クイックコネクタ１０６内に含まれる電子装置戻りラインを介して電子装置１００から流出するクーラントの循環によって部分的に冷却される。クイックコネクタ１０６は、コネクタライン１１０を介してブレーカーボックス１０８に接続されている。ブレーカーボックス１０８はまた、供給ライン１１２、戻りライン１１４、洗浄／パージライン１１６、及び、データ／電源ライン１１８にも接続されている。供給ライン１１２、戻りライン１１４、及び、データ／電源ライン１１８は、クーラントポンプモジュール１２０に直接的に接続されている。洗浄／パージライン１１６はまた、クーラントポンプモジュール１２０に間接的に接続されているが、図８においてより詳細に示される数個の構成要素が、洗浄／パージシステムについてのより詳細を提供する。

当業者は、複数の電子装置１００が、複数のブレーカーボックス１０８を介して且つ少なくとも１つのクーラントポンプモジュール１２０を介して、複数の対応するクイックコネクタ１０６によって接続されてもよいことが想定されることを認識する。この配置構成は、電子装置１００のラック１０２の冷却を可能とする。クイックコネクタ１０６は、さらに、それほどかさばらない接続によってこの配置構成をより簡便にすることが可能である。

図２を見てみると、各電子装置１００は、示されているように受け口２００を有する。示されているような受け口２００は、好ましくは無線による個体識別（「ＲＦＩＤ」）の識別子等の無線識別子２０２と、インターロックピン２０４と、電子装置供給ライン受け入れ部２０６と、電子装置戻りライン受け入れ部２０８とを含む。当業者は、ＲＦＩＤが好ましい実施形態であり、サーバからの通信を行う能動型送信機であり、又は、バーコード若しくはマトリクスバーコード又は同様の識別等の他の受動型ＩＤとすることができることを認識する。これらの要素は、図３においてより詳細に示されるクイックコネクタ１０６と相互に作用する。

クイックコネクタ１０６は、図３においてより詳細に示されている。クイックコネクタ１０６は、データ読み取り部３００と、接続インターロック３０２と、電子装置供給ラインカップリング３０４と、電子装置戻りラインカップリング３０６とを有する。データ読み出し部３００は、無線識別子２０２を読み取ることができる。クイックコネクタ１０６が受け口２００と係合される前、その間、又は、その後に、データ読み取り部３００が無線識別子２０２を読み取ることができるのが好ましい。同様に、インターロックピン２０４は、クイックコネクタ１０６が受け口２００と係合された場合に接続インターロック３０２内に取り囲まれる。当業者は、インターロックピン２０４が接続に影響を及ぼすことができる１つの実施形態にすぎず、この要素の変形例が本発明の範囲内であると考えられることを認識する。インターロックピン２０４は、能力、コネクタ種類、ユニット識別結果等の不適合、又は、同様の不適合がある場合には、接続を許容しないこともあり、ラインが冷媒によってチャージされた場合には切断を許容しない。電子装置供給ラインカップリング３０４及び電子装置戻りラインカップリング３０６は、クイックコネクタ１０６が受け口２００と係合した場合に、電子装置供給ライン受け入れ部２０６及び電子装置戻りライン受け入れ部２０８とそれぞれ接続する。

電子装置供給ラインカップリング３０４は、コネクタライン１１０内へとクイックコネクタ１０６を通過するコネクタ供給ライン３０８に接続されている。同様に、電子装置戻りラインカップリング３０６は、コネクタライン１１０内へとクイックコネクタ１０６を通過するコネクタ戻りライン３１０に接続されている。コネクタデータライン３１２は、データ読み出し部３００に接続されており、また、コネクタライン１１０内へとクイックコネクタ１０６を通過している。代替実施形態において、データ読み出し部３００は、サーバからの少なくとも１つの信号のための、ブレーカーボックス又はポンプ又はいくつかの主制御装置に配置された実際の読み出し部とのインターフェースであってもよい。

コネクタライン１１０はまた、コネクタデータライン３１２に加えて、クイックコネクタ内のいくつかの付加構成要素に接続された電源ラインを含む。付加構成要素は、インターロック確認部３１４と、インターロック係合／解放部３１６と、状態灯３１８とを含む。当業者は、インターロック係合／解放部３１６が、電子、空気圧式、水圧式、磁気式、機械式、又は、任意の同様の手段であってもよいことを認識する。

空気圧式の効果は、ラインが加圧流体を含む場合、又は、インターロック係合／解放部３１６によって規制される場合に、空気圧式インターロック３２０が解放されることができないのを確実とする。したがって、コネクタ１０６は、ラインが加圧された場合、又は、接続／切断がインターロック係合／解放部３１６の作用を制御するソフトウェア若しくはハードウェアロジックによって制御されるように許容されない場合には、接続又は切断されることができない。動作において、接続インターロック３０２内へのインターロックピン２０４の完全な挿入は、インターロック確認部３１４を始動させる。この作用は、状態灯３１８からの可視指示と結び付けてもよく、色又は表示パターン又は順序は、ユーザがクイックコネクタ１０６の接続状態を判定するのを可能としてもよい。

電子装置の流量又は他のコネクタ特性が正確である場合には、電気機械式ソレノイドロック又は同様の装置が、接続を可能とするために解放される。ＲＦＩＤ情報は、さらなる処理のために、クーラントポンプモジュール１２０及びブレーカーボックス１０８に対して送信される。電気及び／又は機械式インターロックは、クイックコネクタを切断しても安全であるまで維持される。

供給又は戻りラインに使用されることがあるラインの例が、図４から図６においてより詳細に示されている。金属化層４００、４０２、４０４、４０６及び４０８は、図４において示されるコネクタライン１１０においてポリマー系構造層４０１、４０３、４０５及び４０７と交互になっている。通常、ポリマーは、クーラントラインとしての使用に十分な先天的強度及び柔軟性を有するものの、クーラント及び水分に関しては過度に浸透しやすい。ポリマー層の多孔性は、真空蒸着又は同様の技術によって金属化フィルムのコーティングを追加することによって行われる。金属フィルムは、管に対してフープ強度を追加するとともに、ポリマーの微細孔を塞ぐ。図４において示されているようなポリマー及び金属フィルムの交互の同心層の複合物は、管の柔軟性を保持しつつ、管の多孔率を低減させる。当業者は、この技術が本発明おける任意のラインに適用されてもよいことを認識するはずである。少なくとも１つの金属又は金属化層が多孔性及び透湿防止のために使用され且つポリマー又は他の層が強度のために使用される別個の層を有するポリマー及び金属管の共押し出し及び／又は管の構築が本発明の範囲内で考えられることが想定される。

図５及び図６は、コネクタライン１１０の２つの異なる構造を示している。図５において、供給ライン５００は、戻りライン５０２内に配置されている。図５は、任意の小さい多孔性が供給ラインから戻りライン内にのみ漏洩を許容し、その後、戻りライン内における通常の流れで集められることから、金属化層が供給ラインのために省略されるのを可能とする。さらに、それは、供給ラインのみが、その後、供給ラインから周囲圧力へというよりもむしろ、十分に大きくあり得る供給ラインと戻りラインとの間の圧力の差異を支える必要があることから、供給ラインがより薄く且つより柔軟であるのを可能とする。図６において、供給ライン６００は、戻りライン６０２に隣接している。

図７を見てみると、ブレーカーボックス１０８がより詳細に示されている。各コネクタライン１１０は、示されているように、ブレーカーボックス１０８に接続されている。さらに、供給ライン１１２、戻りライン１１４、洗浄／パージライン１１６、及び、データ／電源ライン１１８が、ブレーカーボックス１０８に接続されている。ブレーカーボックス１０８において、これらのラインのそれぞれは、示されているように、最も左のコネクタライン１１０のために、標準コネクタ７００、７０２及び７０４を用いて接続されてもよい。当業者は、図において示される２つのさらなるコネクタライン等の複数のコネクタラインが、各ブレーカーボックス内に含められてもよいことを認識するはずである。

さらに、ソレノイドバルブ７０６、７０８及び７１０、又は、標準の非漏クイックディスコネクト部が、示されているように、これらのラインに実装されてもよい。通常、ブレーカーボックス１０８へのラインの接続は、電子装置１００が接続される前に適所のままとされて接続される。

ブレーカーボックス１０８は、ブレーカーを有する同種の電気ブレーカーボックスである。この実施形態において、ブレーカーボックス１０８は、好ましくは、ラインが適切に設置されるまでクーラントが電子装置へと流れるのを防止する電子的に制御されるバルブを含む。接続が電子装置１００に対して行われた場合、データライン／電源ライン１１８は、有効な接続が行われているブレーカーボックス１０８における制御コンピュータ又は中継通信装置７１２に信号を供給する。また、制御コンピュータ又は中継通信装置７１２に順次接続される接続の確認を可能とするために、構成要素７００、７０６、７０８、及び／又は、７１０の間に配置されたさらなるセンサ７１８及び７２０もあってもよい。

図８において示される濾過／浄化システム８００は、非濃縮性ガス又は任意の微粒子の除去とともに、クーラント供給からの水分の連続濾過に関与する。示されているように、クーラントポンプモジュール１２０が濾過／浄化システム８００に接続されている。非濃縮性ガスは、濾過／浄化システム８００に接続され且つブレーカーボックス１０８にも接続された真空システム８０２によって濾過システムから除去される。残留クーラントレベル、及び／又は、考えられるクーラントに関する局所的若しくは全体的な調整に応じて、真空は、排出口８０４を介して残留ガスを大気にパージするか、又は、局所的な調整にしたがって廃棄される内容物が定期的に空にされる／変えられるパージ／格納タンク８０６までポンピングされる。濾過／浄化システム８００は、膜分離、圧力スイング若しくは温度スイング吸着／脱着処理、又は、同様の方法によって作用する。当業者は、濾過／浄化の任意の方法が本発明の範囲内で考えられることを認識する。さらに、このシステムにおける変形例は、本発明の範囲内である。例えば、このシステム８００は、いかによく真空システム８０２が運転可能であるかによって行われてもよい。さらに、ラインに残っている残留水分／ガスの量がシステム８００に影響を及ぼしてもよい。システム８００の使用に影響を及ぼすことがある他の要因は、どのくらいの頻度で接続／切断が行われるか、及び、どれくらいの量の残留する汚染物質でクーラントポンプモジュールが問題なく許容することができるかを含む。

真空システム８０２は、接続／切断中にラインをパージするように連動する。通常、真空システム８０２は、新たな接続／切断が多数の管を介して引かれるように真空について待機することなく迅速にパージされることができるように、部分的な真空下で受け口を保持してもよく、又は、要求に応じて真空を形成してもよい。マイクロプロセッサ制御は、大気へと窒素を、及び、パージ／格納タンクへとクーラントをパージするために使用されてもよい。

窒素システム８０８又は適切に選択されるような任意の他の不活性ガスは、接続後に任意に追加されたラインの乾燥及び加圧テストを行う働きをし、切断前に任意のラインを大気圧に満たす働きをする。好ましい実施形態において、新たに追加されたラインはテストされ、既存の接続はそのままにしておいてもよい。ソフトウェア監視及び制御システムは、それらがともに機能し、１つのシステムの故障がシステムの他の部分における故障を引き起こさないのを確実とするために、システム構成要素の動作を監視する。

動作において、本発明は、以下のような接続の１つの実施形態に使用される：
１．ラインが塞がれて、いかなる水分をも乾燥される又は窒素気流内に引き出されるのを確実とするために、まず、ラインが窒素供給８０８によって加圧される、
２．ラインが真空とされる、
３．インターロックバルブ７０８を介して戻りライン１１４が、戻りライン１１４の加圧を開始するように開放される、
４．インターロックバルブ７０６を介して供給ライン１１２が、供給ライン１１２の供給を開始するように開放される。

電子装置１００への接続が完結していない限り、クーラントが導入されないのを確実とするために、インターロックバルブ７０６、７０８及び７１０のシーケンスをブレーカーボックス制御部７１２において制御する。ブレーカーボックス１０８はまた、切断の調整に関与する。電子装置１００若しくはクイックコネクタ１０６、又は、ポンプ１２０内の若しくはポンプ１２０に接続された主制御装置から発生した切断用の信号がシステムによって検出された場合に、以下のシーケンスが起こる：
１．システムからクーラントの一部又は全部を引き出すために、インターロックバルブ７０６を介して供給ライン１１２が閉塞され、インターロックバルブ７０８を介して戻りライン１１４が開放される、
２．真空システム８０２がいかなる残留クーラントをも除去して格納タンク８０６をパージするために、インターロックバルブ７０８を介して戻りライン１１４が閉塞され、インターロックバルブ７１０を介して洗浄／パージライン１１６が開放される、
３．洗浄／パージライン１１６がバルブ７１４及び７１６を介して閉塞され、窒素システム８０８からの窒素が大気圧までラインをチャージする。好ましい実施形態において、真空システム８０２からのライン８１０が閉塞されるが、窒素ライン８１２は、大気圧まで戻すようにラインを加圧するために開放される、
４．窒素システム８０８が閉塞され、インターロック３１６を解放するように信号がクイックコネクタ１０６に与えられる。コネクタ供給ライン３０４が大気に対して正圧を有しない場合には、インターロック３２０は解放する。インターロック３１６及び３２０は、双方とも、コネクタが解放することができるように解放したに違いない。

ユーザが電子装置１００にラインを接続及び切断する場合、ラインは、クーラントを含まず、加圧下にない。ユーザの視点から、これは、チャージされたラインと比較して非常に処理を簡便化するものである。ラインは、ブレーカーボックス１０８において特殊なコネクタを特に必要とせず、したがって、単に現場において所定の長さに寸法決めされることができる。

クーラントポンプモジュール１２０は、濾過／浄化システム８００に対して供給及び戻りクーラント経路を有することが有利に働く。クーラントポンプモジュール１２０はまた、全システム負荷を監視するためにブレーカーボックス１０８及び／又はクイックコネクタ１０６から通信データを受信し、又は、電子装置１００において消費される電力の急増又は急減等の全動作及び性能を支援することができる、電子装置１００からクーラントポンプモジュール１２０まで中継されることができる他の動的データを受信する。クーラントポンプモジュール１２０は、全システム能力を超えた場合に、追加のクイックコネクタ１０６の接続を禁じてもよい。クーラントポンプモジュール１２０は、電子装置１００が未だに動作している場合にはクイックコネクタ１０６の切断を禁じることになり、又は、期間内に冷却の損失によって損傷されることになる。

クイックコネクタ１０６とブレーカーボックス１０８との間の通信は、負荷及びクーラントポンプモジュール１２０又は電子装置１００を冷却する他のクーラント分配ユニットに関連している。好ましい実施形態において、通信は、洗浄／パージシステムとともに、ポンプモジュール又はポンプモジュールに対するいくつかのモニタ／制御部、ブレーカーボックス、クイックコネクタ、及び、電子装置の間にある。通信は、双方向であってもよく、本明細書に開示された又は当業者にとって知られている任意の通信接続選択肢を使用してもよい。通信は、好ましくは、故障状況において、クーラントポンプモジュール１２０から電子装置１００に対する通信を含んでもよく、その結果、それに応じて電子装置１００が対応策を取ることができる。例えば、クーラントポンプモジュール１２０が故障してクーラントが循環されることができない場合には、この情報は、一時的に動作を中止して電力を低減することにより、又は、動作停止することにより、電子装置１００がそれらの冷却需要を低減してもよいように、電子装置１００に対して伝達されることになり、その結果、冷却の損失は、過熱から電子装置１００への損傷を引き起こさない。同様に、冷却能力が何らかの故障又は状況によって低減され、その冷水／冷却装置熱遮断モジュールによるクーラントポンプモジュール１２０に対する冷却の一部損失等のように完全に排除されない場合には、通知が伝達されることになる。さらに、現実の需要がシステム公称能力以上の予想需要を超える場合には、通知が与えられることになる。

さらにまた、好ましい実施形態において、電子装置１００に対する通信は、負荷状況の変化への応答速度等のクーラントポンプモジュール１２０の熱限界、電子装置１００へと循環されるクーラントの量の調整等の能動的な負荷制御能力、又は、固定オリフィス若しくは他の固定流れ調整装置等の受動的な負荷制御能力についての情報、又は、他の関連のある情報を含んでもよい。このような方法で、電子装置１００は、任意の所定時間においてシステムに接続された他の電子装置１００に起因して強いられるクーラントポンプモジュール１２０及び／又は任意の他の制限に適合するように、負荷変化の大きさ又は変化率において要求される冷却パワーのそれらの動力学的変動、並びに、それらの熱需要及び動作要件を変更してもよい。

双方向通信は、クーラントポンプモジュール１２０と電子装置１００との間の相互作用を含む全ての熱負荷、及び、接続されたシステム内の電子装置１００又はクーラントポンプモジュール１２０等の任意のユニットの故障状況を含む互いに１つ以上の電子装置１００の連動制御を可能とする。さらに、通信は、電子装置１００のそれぞれによって実行される作業負荷を調整することによる熱負荷の平衡を保つ又は移すのを可能とし、その結果、システムは、いくつかの決定された最適な動作点で動作することができ、したがって、ポンピング部１２０及び電子装置１００の冷却システムのための複合システム電力要件を低減する。

本明細書に開示されたブレーカーボックス１０８は、上述したような冷媒を含む様々なクーラント、また水冷の分配を支援する際に効果がある。図９において示された実施形態において、水は、この実施形態において水をポンピングするポンプ９００によってブレーカーボックス１０８から個々の電子装置１００のそれぞれまで移送される。好ましい実施形態において、示されているように、ポンプ９００は、ブレーカーボックス１０８内に配置されてもよい。ブレーカーボックス１０８はまた、少なくとも１つの水受け口９０２と、供給ライン１１２／戻りライン１１４及び水ライン９０６と熱的連通にある少なくとも１つの熱交換器９０４とを含んでもよい。好ましい実施形態において、対応する複数の水受け口を有する複数の水ポンプが、システムに接続された各電子装置を収容してもよいことが想定される。さらに、ポンプ９００が故障した場合又は動作不能になった場合に冗長性を提供するために複数のブレーカーボックス１０８が各電子装置１００に接続されてもよい。ブレーカーボックスはまた、全てのコネクタを供給するように多岐管とされた単一のポンプを有してもよく、又は、全てのコネクタに対して多岐管とされた単一の受け口、若しくは、区別可能で共有のポンプ及び受け口のいくつかの組み合わせを有してもよい。

この実施形態において、ブレーカーボックス１０８は、従来の水クイックディスコネクト部９０８又は本明細書に記載された新規なコネクタを有してもよい。他の実施形態において、ブレーカーボックス１０８は、供給ライン１１２及び戻りライン１１４に固定接続さえされていてもよい。電子装置への及び電子装置からの水ライン９０６は、好ましくは、非漏水クイックコネクト部又は本明細書に記載された新規なコネクタを備える。

使用時において、水ラインは、電子装置１００の内部に延びており、電子装置内の１つまたは複数の構成要素から熱を除去する熱交換器、冷却板、ヒートシンク、又は、同様の装置に冷水を供給する。暖水は、電子装置の端部に戻され、その後、水コネクタを通ってブレーカーボックス１０８に戻る。そして、熱は、ブレーカーボックス１０８の内部で熱交換器を介して冷媒内に退けられる。

本発明は、電子部品、すなわち、サーバの構成要素に接続して液体クーラントを使用する柔軟性を提供する。様々なクーラントが本明細書に記載されたブレーカーボックスを用いてここに使用されてもよいにもかかわらず、水及び冷媒は、好ましい実施形態である。クイックコネクタに関して、冷媒に関してクイックコネクタの使用は好ましい。当業者にとって知られている様々な冷媒が使用されてもよいにもかかわらず、冷媒としてのＲ１３４及び炭酸ガスの使用は、本発明の範囲内であって好ましいと考えられる。これらの冷媒は、大気圧で蒸発するというさらなる効果を提供する。

本発明は、好ましい他の実施形態に照らして記載されていたが、本発明の全ての実施形態が記載されていたわけではない。記載された実施形態に対する明らかな変更例及び修正例が当業者にとって利用可能である。開示された及び開示されていない実施形態は、本件出願人によって思い付いた本発明の範囲又は適用性を限定又は制限するように意図されないが、むしろ、特許法にしたがって、本件出願人は、以下の特許請求の範囲の均等物の範囲内に収まるような全てのそのような変更例及び改善例を完全に保護するように意図する。

Claims (28)

1. 各電子装置が無線識別子を有する少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するためのシステムであって、
   ポンプモジュールと、
   ブレーカーボックスと、
   ポンプモジュール及びブレーカーボックスシステムに接続された供給ラインと、
   ポンプモジュール及びブレーカーボックスシステムに接続された戻りラインと、
   クイックコネクタと、
   無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部と、
   ブレーカーボックスシステム及びクイックコネクタに接続されたコネクタラインと、
   ソフトウェア監視及び制御システムとを備える、システム。
2. ポンプモジュール及びブレーカーボックスと接続した濾過／浄化システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. クイックコネクタが、接続インターロックと、インターロック係合／解放部とをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
4. クイックコネクタが状態灯をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
5. クイックコネクタがインターロックをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
6. コネクタラインが金属層及びポリマー層を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 無線識別子が無線による個体識別の識別子である、請求項１に記載のシステム。
8. 液体クーラントが冷媒である、請求項１に記載のシステム。
9. ブレーカーボックスが、ポンプ及び受け口をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
10. 無線識別子を有する少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するためのシステムに使用されるクイックコネクタであって、
    サーバの無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部と、
    接続インターロックと、
    インターロック係合／解放部とを備える、クイックコネクタ。
11. 状態灯をさらに備える、請求項１０に記載のクイックコネクタ。
12. コネクタ供給ラインと、
    コネクタ戻りラインとをさらに備え、
    空気圧式インターロックが、接続又は切断を制限することができる、請求項１０に記載のクイックコネクタ。
13. インターロック確認部をさらに備える、請求項１０に記載のクイックコネクタ。
14. 液体クーラントが冷媒である、請求項１０に記載のクイックコネクタ。
15. 少なくとも１つの電子装置を液体クーラントによって冷却するのに使用されるブレーカーボックスであって、
    少なくとも１つのポンプと、
    少なくとも１つの受け口と、
    ブレーカーボックスシステムに接続された供給ラインと、
    ブレーカーボックスシステムに接続された戻りラインと、
    水ラインと、
    水ライン、供給ライン、及び、戻りラインと熱的連通にある熱交換器とを備える、ブレーカーボックス。
16. 各ポンプ、各受け口、及び、熱交換器が、ブレーカーボックス内に配置されている、請求項１５に記載のブレーカーボックス。
17. 液体クーラントが水である、請求項１５に記載のブレーカーボックス。
18. 請求項１０に記載のクイックコネクタをさらに少なくとも１つ備える、請求項１５に記載のブレーカーボックス。
19. 無線識別子を有する受け口と、電子装置供給ライン受け入れ部と、電子装置戻りライン受け入れ部とを有する少なくとも１つの電子装置を冷却する方法であって、
    （ａ）無線識別子を読み取ることができるデータ読み取り部と、供給ラインと、戻りラインとを備えるクイックコネクタを受け口に接続するステップと、
    （ｂ）無線識別子からデータを読み取るステップと、
    （ｃ）供給ラインを電子装置供給ライン受け入れ部に接続するステップと、
    （ｄ）戻りラインを電子装置戻りライン受け入れ部に接続するステップとを備える、方法。
20. （ｅ）少なくとも１つのラインを介して冷媒を供給するステップをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
21. クイックコネクタが、接続インターロックと、インターロック係合／解放部とをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
22. 無線識別子が無線による個体識別の識別子である、請求項１９に記載の方法。
23. 液体クーラントを使用して少なくとも１つの電子装置を冷却するための方法であって、
    （ａ）ブレーカーボックス内に供給ライン、戻りライン、及び、水クーラントラインをルーティングするステップと、
    （ｂ）サーバに液体クーラントラインを接続するステップと、
    （ｃ）ポンプによって水クーラントラインにおいて電子装置へと及び電子装置から水をポンピングするステップと、
    （ｄ）熱交換器を使用して液体クーラントラインから戻りラインに熱を交換するステップとを備える、方法。
24. 受け口内の液体の供給を維持するステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
25. ポンプ、受け口、及び、熱交換器が、ブレーカーボックス内に配置されている、請求項２４に記載の方法。
26. 液体クーラントが水である、請求項２３に記載の方法。
27. ステップ（ｂ）が請求項１０に記載のコネクタを使用する、請求項２３に記載の方法。
28. 最適装置使用のための熱負荷の平衡を保つステップをさらに備える、請求項２３に記載の方法。

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