JP2021519982A - コンパクト型回路カード環境での浸漬冷却を提供するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

コンパクト型回路カード環境において浸漬冷却をもたらすための装置は、複数の回路カードを備える。複数の熱エネルギー伝達デバイスが提供され、各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の動作温度のそれぞれの動作温度を、対応する回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起する。少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドは、少なくとも１つの第１の動作温度熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している。少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドは、少なくとも１つの第２の動作温度熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している。複数のマニホールド境界面が提供され、各マニホールド境界面は、対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通している。ハウジングは、第１および第２の作動流体出口とそれぞれ流体連通している第１および第２の作動流体入口を含む。【選択図】図７Ａ

Description

関連出願
本出願は、２０１８年４月２７日に提出された米国特許出願第１５／９６５００１号の優先権を主張し、その全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、温度制御方法、システム、および装置に関し、より具体的には、コンパクト型回路カード環境において浸漬冷却を提供するための装置、システム、および方法に関する。

回路カードは、複数の集積回路（「チップ」）を含む電子デバイスのアセンブリを構築するための現在の最新技術である。これらのアセンブリは、複数のタイプ、有機多層積層プリント配線板（ＰＷＢ）、低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、および高温同時焼成セラミック（ＨＴＣＣ）に分けることができる。これらの技術の各々を用いて、回路カードのアセンブリは、製作されている。

超伝導スーパーコンピュータでは、多くの動作処理集積回路（「チップ」）は、約４Ｋに冷却されているが、代わりに、特定の記憶チップは、約７７Ｋの非常に温かい動作温度を有している。冷却を４Ｋで提供することは、費用のかかる作業であるため、熱寄生伝導負荷を低減するように、あらゆる努力が、超伝導スーパーコンピュータ設計に注がれている。これは、アセンブリを真空（対流なし）中に置くこと、放熱を低減するようにコーティングおよび多層断熱材を使用すること、ならびに、アセンブリ全体の「高温側」と「低温側」との間の伝導熱負荷を制限することを含む。

大規模用途のために、最新技術は現在、低温温度の各々のためにデュワを使用することによって、熱寄生負荷を回避しながら、超伝導スーパーコンピュータのための所望の動作温度を達成するという問題を解決している。４Ｋデュワは、液体ヘリウムで維持され、７７Ｋデュワは、液体窒素を使用する。２つの温度側の間の信号は、ケーブル配線によって完成されている。この解決は、デジタル的視点から、４Ｋ領域と７７Ｋ領域との間に著しい待機時間を生じる結果となる、長いケーブルを要求しており、４Ｋ段階では、より長い信号経路での損失のための補償をするように、限定はされないが、増幅器などの、より多くの部品を要求する。これらの追加部品は、著しく電力を消費し、超伝導スーパーコンピュータの特定の設計を実行不可能にしている。

小規模用途では、低温冷却器は、両方の温度のために使用されることができる。低温冷却器の中間段階は、７７Ｋプラットフォームを提供し、一方、低温冷却器の最終段階は、４Ｋ段階を提供する。２つのゾーン間の接続は、ケーブル配線によって完成される。これは、２つの温度側が互いに近づくのをもたらす一方、このアプローチは、大規模用途には拡張できない。

追加として、上記のいずれの戦略も、必要とされるスペースや設備が大きいため、航空機にコンピューティングリソースを提供するなど、コンパクト型の使用環境には特に適していない。

一態様では、コンパクト型回路カード環境で浸漬冷却を提供するための装置が提供される。この装置は複数の回路カードを備える。各回路カードは、横方向／長手方向平面内で実質的に配向された単一の回路カードに互いに接続された、第１および第２の長手方向に離間された回路カードサブアセンブリを含む。第１および第２の回路カードサブアセンブリは、長手方向に延在するカードコネクタによって互いに接続される。第１および第２の回路カードサブアセンブリは、それぞれ、第１および第２の動作温度を有する。第１および第２の動作温度は、互いに異なっている。複数の熱エネルギー伝達デバイスが提供され、各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの選択された１つと相関する対応する回路カードのエリアに動作可能に接続されている。各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の動作温度のうちのそれぞれの動作温度を、対応する回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起する。各熱エネルギー伝達デバイスは、対応する回路カードサブアセンブリの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、対応する回路カードの他の回路カードサブアセンブリから長手方向に離間されている。少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドは、少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通しており、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する。第１の温度冷却マニホールドは、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する熱エネルギー伝達デバイスに第１の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイスから第１の冷却流体を選択的に除去する。少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドは、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している。第２の温度冷却マニホールドは、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する熱エネルギー伝達デバイスに第２の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイスから第２の冷却流体を選択的に除去する。複数のマニホールド境界面が提供される。各マニホールド境界面は、対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通している。各マニホールド境界面は、対応する冷却マニホールドとの選択的な流体連通のために提供される。ハウジングは、第１の温度冷却マニホールドを介して第１の作動流体出口と流体連通する第１の作動流体入口と、第２の温度冷却マニホールドを介して第２の作動流体出口と流体連通する第２の作動流体入口と、を含む。ハウジングは、複数の回路カード、複数の熱エネルギー伝達デバイス、複数のマニホールド境界面、ならびに第１および第２の温度冷却マニホールドを支持し、少なくとも部分的に取り囲む。

一実施形態では、コンパクト型回路カード環境で浸漬冷却を提供するための方法が提供される。この方法は、複数の回路カードを含む装置を提供することを含む。各回路カードは、第１および第２の回路カードサブアセンブリを含む。複数の熱エネルギー伝達デバイスが提供される。各熱エネルギー伝達デバイスは、対応する回路カードサブアセンブリに関連している。第１の回路カードサブアセンブリは、第１の動作温度で動作するように構成され、第２の回路カードサブアセンブリは、第１の動作温度とは異なる第２の動作温度で動作するように構成されている。少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドおよび少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドが提供される。各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの関連する異なる１つに動作可能に接続されている。第１の回路カードサブアセンブリは、少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドを、第１の回路カードサブアセンブリに対応する複数の熱エネルギー伝達デバイスとの選択的流体連通状態にすることにより、少なくとも部分的に第１の動作温度に曝される。第１の冷却流体は、第１の回路カードサブアセンブリに動作可能に接続されている熱エネルギー伝達デバイスに選択的に導入され、そこから選択的に除去される。第２の回路カードサブアセンブリは、少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドを、第２の回路カードサブアセンブリに対応する複数の熱エネルギー伝達デバイスとの選択的流体連通状態にすることにより、少なくとも部分的に第２の動作温度に曝される。第２の冷却流体は、第２の回路カードサブアセンブリに動作可能に接続されている熱エネルギー伝達デバイスに選択的に導入され、そこから選択的に除去される。

一態様では、コンパクト型回路カード環境で浸漬冷却を提供するためのシステムが提供される。このシステムは、複数の回路カードを備える装置を含む。各回路カードは、横方向／長手方向平面内で実質的に配向された単一の回路カードに互いに接続された、第１および第２の長手方向に離間された回路カードサブアセンブリを含む。第１および第２の回路カードサブアセンブリは、長手方向に延在するカードコネクタによって互いに接続される。第１および第２の回路カードサブアセンブリは、それぞれ、第１および第２の動作温度を有する。第１および第２の動作温度は、互いに異なっている。複数の熱エネルギー伝達デバイスが提供される。各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの選択された１つと相関する、対応する回路カードのエリアに動作可能に接続されている。各熱エネルギー伝達デバイスは、第１および第２の動作温度のうちのそれぞれの動作温度を、対応する回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起する。各熱エネルギー伝達デバイスは、対応する回路カードサブアセンブリの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、対応する回路カードの他方の回路カードサブアセンブリから長手方向に離間されている。少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドは、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している。第１の温度冷却マニホールドは、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘発する熱エネルギー伝達デバイスに第１の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイスから第１の冷却流体を選択的に除去する。少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドは、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘導する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している。第２の温度冷却マニホールドは、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘発する熱エネルギー伝達デバイスに第２の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイスから第２の冷却流体を選択的に除去する。複数のマニホールド境界面が提供される。各マニホールド境界面は、対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通している。各マニホールド境界面は、対応する冷却マニホールドと選択的に流体連通するように構成されている。ハウジングは、第１の作動流体出口と第１の温度冷却マニホールドを介して流体連通する第１の作動流体入口と、第２の作動流体出口と第２の温度冷却マニホールドを介して流体連通する第２の作動流体入口と、を含む。ハウジングは、複数の回路カード、複数の熱エネルギー伝達デバイス、複数のマニホールド境界面、ならびに第１および第２の温度冷却マニホールドを支持し、少なくとも部分的に取り囲む。第１の冷却流体源は、第１の作動流体入口を介して第１の温度冷却マニホールドと流体供給連通している。第２の冷却流体源は、第２の作動流体入口を介して第２の温度冷却マニホールドと流体供給連通している。第１の冷却流体送り先は、第１の作動流体出口を介して第１の温度冷却マニホールドと流体除去連通している。第２の冷却流体送り先は、第２の作動流体出口を介して第２の温度冷却マニホールドと流体除去連通している。キャビネットは、装置、第１および第２の冷却流体源、ならびに第１および第２の冷却流体送り先を支持し、少なくとも部分的に囲む。

よりよく理解するために、添付の図面が参照され得る。

本発明の一態様に対する使用環境の例の概略側面斜視図である。 本発明の一態様の概略側面斜視図である。 図２の一態様の構成要素の概略側面斜視図である。 図３の構成要素の概略部分正面図である。 図４の線５ー５に沿った断面図である。 図４の線６ー６に沿った断面図である。 第１の構成例における図２の態様の構成要素の正面図である。 第２の構成例における図７Ａの構成要素の正面図である。 図２の態様の構成要素の概略詳細図である。 図２の態様の構成要素の概略詳細図である。 図２の態様の構成要素の概略詳細図である。 図７Ａの構成要素の分解図である。 図３の構成要素の分解正面図である。 図３の態様の構成のシーケンス例を概略的に描写する。 図２の態様の使用方法例のフローチャートである。

この技術は、任意の組み合わせで、次の特徴を、備え、構成し、または本質的に構成する。

図１〜図２を参照すると、極低温スーパーコンピュータ（一般的には「ＣＳ」と示される）は、航空機の使用環境（図１の部分的な胴体Ａで表される）内に携帯され得るのが望ましい。例えば、極低温スーパーコンピュータＣＳは、約５０ワットの電力を消費しながら、航空機に搭載された１００テラフロップを超える計算能力を提供することができる。これは、航空機アプリケーションで現在利用可能な非低温コンピューティングシステムよりも、消費電力が少なく、非常に高い性能を発揮する。しかしながら、適切な動作温度を維持するために必要な極低温サポートシステム（例えば、ＲＱＬプロセッサは４Ｋ、メモリは７７Ｋ）は、航空機内の限られたスペースを必要とする。多くの場合、極低温スーパーコンピュータの低温構成要素は、浸漬冷却技術で冷却される。したがって、システム１００は、コンパクト型回路カード環境において液浸冷却を提供するように構成することができる。コンパクト型環境は、本明細書では航空機使用環境として示され、説明されるが、当業者は、システム１００が、以下に限定されないが、輸送および／または運用空間がプレミアムな状態にあるもの（例えば、潜水艦、宇宙船、遠隔科学ステーションなど）などのような、任意の所望の使用環境で使用され得ることを理解するであろう。

システム１００は、コンパクト型回路カード環境において液浸冷却を提供するための少なくとも１つの装置１０２を含む。装置１０２は、複数の回路カード１０４を含み、そのうちの２つの構成例は、図７Ａ〜図７Ｂの部分的な局部透視図に示されている。各回路カード１０４は、横方向／長手方向平面内で実質的に配向された単一の回路カード１０４に互いに接続された、第１および第２の長手方向に離間された回路カードサブアセンブリ７０６および７０８それぞれを含む。図７Ａ〜図７Ｂにおいて、「長手」方向は矢印「Ｌｏ」に実質的に平行であり、「横」方向は矢印「Ｌａ：」に実質的に平行であり、したがって、横方向／長手方向平面は、それらの図のページの平面と実質的に一致している。第１および第２の回路カードサブアセンブリ７０６および７０８は、横方向に延在するカードコネクタ７１０によって互いに接続される。第１および第２の回路カードサブアセンブリ７０６、７０８は、図７Ａに示す例のように、単一の裏打ち基板７１４上に設置された２つの長手方向に離間されたＩＣチップ７１２のグループを備え得、ここで、裏打ち基板７１４はカードコネクタ７１０としても機能する。したがって、図９に示すように、第１および第２の回路カードサブアセンブリ７０６、７０８は、単に離間されたエリアであり、各々が、単一の裏打ち基板７１４上に設置され、そこから横方向に延在する複数のＩＣチップ７１２を備える。（「横」方向は、長手方向と横方向の両方に実質的に垂直であり、図７Ａ〜図７Ｂではページの平面に出入りするが、図１１では矢印「Ｔ」として示されている。）

追加としてまたは代替として、第１および第２の回路カードサブアセンブリ７０６、７０８の一方または両方は、サブアセンブリ基板７１６上に設置され、そこから横方向に延在する複数のＩＣチップ７１２を備えることができ、２つのサブアセンブリ基板７１６が、図７Ｂ及び図１１に示される。図７Ｂおよび図１１に示されたタイプの単一の回路カード１０４のためのサブアセンブリ基板７１６（ＩＣチップ７１２がそこに設置される前または後）は、次に、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のための所望の長手方向の離間を達成するために、２つ以上の可撓性カードコネクタ７１０を介して取り付けられてもよい。図７Ｂおよび図１１に示すように、各カードコネクタ７１０は、少なくとも１つの長手方向に延在する可撓性相互接続部７１８を備える。この「モジュール」構造（サブアセンブリ基板７１６を使用）は、少なくとも図７Ｂおよび図１１に示されている。

言い換えると、２つの長手方向に隣接する第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８は、本明細書に記載された冷却構造の少なくとも１つおよび／または第１の回路カードサブアセンブリ７０６と第２の回路カードサブアセンブリ７０８との間の長手方向のカードコネクタ７１０の少なくとも一部の存在（タイプを問わない）により、第１の回路カードサブアセンブリ７０６と第２の回路カードサブアセンブリ７０８との間の熱寄生熱伝達が低い状態で、（装置１０２へのそれらの包含を介して）互いに空間的に近接して、各々異なる温度で維持されることができる。

適切な回路カード１０４の一例は、２０１７年５月９日に発行され、「ＣＩＲＣＵＩＴ ＣＡＲＤ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国特許第９，６４８，７４９号で提供され、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。回路カード１０４またはその一部の存在は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のＩＣチップ７１２間の長手方向の磁気、熱、および放射線の少なくとも１つの伝達を制限するのに役立ち得る。例えば、カードコネクタ７１０は、熱遮蔽および電磁干渉（「ＥＭＩ：ＥｌｅｃｔｒｏーＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ」）遮蔽の能力を発揮することができる。

換言すると、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８に対して平行な横方向／長手方向平面に配向された長手方向に延在するカードコネクタ７１０（図７Ａの裏打ち基板７１４の一部、または図７Ｂの可撓性相互接続部７１８のいずれかとして、本明細書に示され、かつ記載されている）によって互いに接続され得る。（単一の裏打ち基板７１４の場合のように、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８は、カードコネクタ７１０と同じ横方向／長手方向平面に配向されていると見なすことができることに留意されたい。）図７Ｂおよび図１１の配置と同様に、各回路カードサブアセンブリ７０６および７０８は、サブアセンブリ基板７１６から横方向に延在する複数のＩＣチップ７１２を含み得る。図７Ｂおよび図１１の配置における各サブアセンブリ基板７１６は、可撓性相互接続部７１８によって別のサブアセンブリ基板７１６に接続されてもよい。

しかしながら、描写された回路カード１０４の全てにおいて、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８は、カードコネクタ７１０の長手方向に介在部分で、長手方向に離間され得る。カードコネクタ７１０は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のいずれかよりも熱伝導性が低くてもよく、これは、いくつかの使用環境において、第１の回路カードサブアセンブリ７０６と第２の回路カードサブアセンブリ７０８との間の寄生熱伝達を防止するのを支援することができる。

単一の回路カード１０４のＩＣチップ７１２は、異なる温度要件を有し得る。例えば、ＩＣチップ７１２（例えば、第１の回路カードサブアセンブリ７０６上のもの）の長手方向右端（図７Ａ〜図７Ｂの配向における）のアレイは、約４Ｋなどの約２〜６Ｋの範囲内の所望の動作温度を有することができる。同様に、ＩＣチップ７１２（例えば、第２の回路カードサブアセンブリ７０８上のもの）の長手方向左端（図７Ａ〜図７Ｂの配向における）のアレイは、約７７Ｋなどの約７５〜７９Ｋの範囲内の所望の動作温度を有することができる。以下に説明するように、装置１０２は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８に所望の温度差環境を提供するのに役立つことができ、カードコネクタ７１０（タイプは問わない）は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６と第２の回路カードサブアセンブリ７０８との間の長手方向の熱エネルギー伝達を、他のエネルギーの間で遮断することによって、熱効率を支援することができる。第１の回路カードサブアセンブリ７０６と第２の回路カードサブアセンブリ７０８との間のより大きな物理的分離を有することは、断熱を増加させるが、それはまた、信号損失および待ち時間を増加させる。バランスは、当業者によって、特定の使用環境のために最適な分離を決定するように、許容可能な信号損失／待ち時間と熱絶縁との間でとられるべきである。

第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８は、前述のように、それぞれ、第１および第２の動作温度を有し得る。第１および第２の動作温度は、互いに異なっている。以下で詳細に説明される複数の熱エネルギー伝達デバイス７２０が提供され、各熱エネルギー伝達デバイス７２０は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のうちの選択された１つと相関する回路カード１０４のエリアに動作可能に接続されている。各熱エネルギー伝達デバイス７２０は、その熱エネルギー伝達デバイス７２０が関連する、選択された回路カードサブアセンブリ７０６および７０８に対して、それぞれの、または適切な、第１および第２の動作温度のうちの１つを少なくとも部分的に誘起する。図に描写されるように、熱エネルギー伝達デバイス７２０は、選択された回路カードサブアセンブリ７０６および７０８の少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、他の回路カードサブアセンブリ７０６および７０８から横方向に離間される。必要に応じて、各装置１００に提供される１つ以上の熱エネルギー伝達デバイス７２０があり得る。

図７Ａ〜図７Ｂを参照すると、熱エネルギー伝達デバイス７２０は、第１の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａであり得る。装置１０２はまた、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のうちの他方の１つ（すなわち、第１の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａが相関する、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のうちの選択された１つではない）と相関する、回路カード１０４のエリアに動作可能に接続された第２の熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂを含み得る。第２の熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂは、第１および第２の動作温度のうちのそれぞれを、およびその適切な動作温度を、他の回路カードサブアセンブリ７０６および７０８に、少なくとも部分的に誘起するために提供され得る。第１の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａおよび第２の熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂは、それぞれの第１の回路カードサブアセンブリ７０６または第２の回路カードサブアセンブリ７０８のうちの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、他の回路カードサブアセンブリ７０６または７０８から横方向に離間される。

熱エネルギー伝達デバイス７２０は、これらの２つの構造の間の熱伝達を支援するために、図７Ａ〜図７Ｂに示すように、選択された回路カードサブアセンブリ７０６および７０８の少なくとも一部と直接熱伝導的に接触してもよい。いくつかの使用環境では、熱エネルギー伝達デバイス７２０は、循環冷却ヒートシンクであってもよく、これは、本明細書に示され記載されている配置である。熱エネルギー伝達デバイス７２０は、システム１００のいくつかの使用環境では、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月８日に出願され、「ＩＭＭＥＲＳＩＯＮ ＣＯＯＬＩＮＧ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＥＴＨＯＤ，ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」と題する米国特許出願第１５／９１６，０１９号に開示されたものに類似したものであり得る。

図７Ａ〜図７Ｂは、回路カードユニット７２２の２つの構成例を示す。第１の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａおよび第２の熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂは、それぞれの第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８と熱的に有意に近接して置かれている。「熱的に有意な近接」は、所望の方向、タイプ、および熱伝達量を促進する、「近接」構造間の物理的接近の程度を示すように、本明細書で使用されている。例えば、「熱的に有意な近接」は、熱伝導のための１つ以上の直接接触、および熱対流、および／または放射のための離間された関係を含むが、これらに限定されない。熱エネルギー伝達デバイス（複数可）７２０は、任意の所望のフォームファクタまたは構成を有することができる。例えば、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８、および／または裏打ち基板７１４が平面である場合、熱エネルギー伝達デバイス（複数可）７２０は、それらの構造に熱的に有意に近接して置かれる、実質的に平面または平坦な表面（例えば、「下面」）を有し得る。

第１の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａおよび第２の熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂと、それらのそれぞれの第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８（同じ回路カードユニット７２２の他の構成要素と同様に、その一部は後述する）との間の関係は、摩擦嵌合、接着剤、機械的ファスナー（複数可）、または他の取り付け構造、重力、磁気、はんだ付け／溶接、またはそのようなもののうちの１つ以上を含むがこれらに限定されない、任意の適切な支援を用いて、任意の所望の方法で確立され、維持され得る。説明されるシステム１００のすべての態様と同様に、当業者は、現在の説明および描写に基づいて、特定の使用環境に対して本発明の態様による、適切な回路カードユニット７２２を生成することができるであろう。

図７Ａ〜図７Ｂおよび図８を参照すると、各回路カードユニット７２２は、回路カード１０４またはその構成要素を、他の回路カード１０４、外部コンピュータ、電源、または他の任意の所望の接続デバイスと電気的に相互接続するために、任意の数の所望の入力および／または出力コネクタを含むことができる。例えば、図８に示されるように、クロック入力８２４および／または光Ｉ／Ｏ８２６は、任意の所望の方法で提供され得る。同様に、図７Ａ〜図７Ｂおよび図１１に示されるように、ネットワークインターフェースボードコネクタ７２８を回路カード１０４に提供することができる。ほとんどの使用環境では、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８がカードコネクタ７１０を介して互いに接続される方法と類似して、ネットワークインターフェースボードコネクタ７２８は、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８に接続されることが考えられる。すなわち、カードコネクタ７１０が図７Ａのように裏打ち基板７１４の一部である場合、ネットワークインターフェースボードコネクタ７２８は、裏打ち基板７１４の一部への接続を介して、第１２の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８に接続される。

逆に、カードコネクタ７１０が可撓性相互接続部７１８である場合、ネットワークインターフェースボードコネクタ７２８もまた、図７Ｂおよび図１１に示されるように、可撓性相互接続部７１８を介して、第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８に接続される。これらの図に示されるように、少なくとも１つのばね７３０（２つを示す）を使用して、必要に応じて、第１および／または第２の回路カードサブアセンブリ７０６または７０８に対するネットワークインターフェースボードコネクタ７２８の動きを減衰させるか、または緩衝するのを助けることができる。

図７Ａおよび図７Ｂは、異なる基板７１４、７１６構成およびコネクタ７１０構成を有する回路カードユニット７２２の例を描写しているが、システム１００は、使用され得るのがこれらのタイプの構成のいずれかであっても、または任意の他の構成（本明細書に示され、説明されているか否かに関わらず）であっても、それに左右されない。したがって、システム１００、およびその構成要素／特徴の以下の説明は、図７Ａおよび７Ｂの回路カードユニット７２２構成のいずれにも、または任意の他の所望の回路カードユニット構成にも同様に当てはまると考えられるべきである。

図４〜図６に示されるように、各装置１００は、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起するための少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイス７２０ａと選択的に流体連通している少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールド４３２を含み得る。第１の温度冷却マニホールド４３２は、第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する熱エネルギー伝達デバイス７２０ａに第１の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイス７２０ａから第１の冷却流体を選択的に除去する。各回路カードユニット７２２は、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起するための少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂと選択的に流体連通している少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールド４３４も含み得る。第２の温度冷却マニホールド４３４は、第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂに第２の冷却流体を選択的に導入し、熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂから第２の冷却流体を選択的に除去する。

図７Ａ、図７Ｂ、および図１１に示されるように、装置１０２は、複数のマニホールド境界面７３６を含み得、各マニホールド境界面７３６は、対応する熱エネルギー伝達デバイス７２０と流体連通している。例として、マニホールド境界面７３６ａが熱エネルギー伝達デバイス７２０ａと流体連通しており、マニホールド境界面７３６ｂが熱エネルギー伝達デバイス７２０ｂと流体連通している。言い換えると、図１０に示されるように、各マニホールド境界面７３６が、境界面コネクタ７３８を介して、対応する熱エネルギー伝達デバイス７２０と双方向流体連通している。

境界面コネクタ７３８は、「グースネック」型として示され、湾曲した中央部により、熱膨張下での応力緩和および／またはマニホールド境界面７３６と対応する熱エネルギー伝達デバイス７２０との相対的移動（例えば、航空機の動きによる「揺れ」）が可能になる。以下に説明するように、システム１００の特定の使用環境において、気相冷媒の「泡」が、熱エネルギー伝達デバイス７２０から境界面コネクタ７３８を通ってマニホールド境界面７３６に向かって上方に（図１０の配向において）上がるのに続いて、かつ／または上がるのと同時に、液相冷媒が、マニホールド境界面７３６から下方へ（図１０の配向において）、境界面コネクタ７３８を通って、熱エネルギー伝達デバイス７２０に送られる。結果として、液相冷媒は、マニホールド境界面７３６および境界面コネクタ７３８を通して冷却マニホールド４３２または４３４から提供され、次に、熱エネルギー伝達デバイス７２０に向けられ（例えば、送り込まれ）、回路カードサブアセンブリ７０６および／または７０８の少なくとも一部全体を「洗う」ことができる。液体冷媒が熱エネルギー伝達デバイス７２０内を循環するのにつれて（例えば、対流により）、それは、ＩＣチップ７１２から冷媒に吸収された熱により、少なくとも部分的に蒸気冷媒に昇華する。次に、境界面コネクタ７３８を通って自然に蒸気冷媒が上がるようになり（同じ境界面コネクタ７３８を通る反対方向の液体冷媒の流れと同時に起こる可能性がある）、マニホールド境界面７３６を通して熱エネルギー伝達デバイス７２０から除去される。特に、蒸気冷媒と一緒に既存の液体冷媒の一部を、熱エネルギー伝達デバイス７２０の外に自然に押し出す可能性のある圧力下の熱エネルギー伝達デバイス７２０に、液体冷媒が送り込まれている場合、熱エネルギー伝達デバイス７２０および境界面コネクタ７３８を通るこのサイクルの間、冷媒の一部が液体のままである可能性があることが考えられる。蒸気冷媒への液体冷媒の膨張により、液体冷媒および／または蒸気冷媒の一部を、境界面コネクタ７３８を通して熱エネルギー伝達デバイス７２０の外に自然に促すことができることも考えられる。

各マニホールド境界面７３６はまた、少なくとも図３〜図６でより詳細に示されるように、対応する冷却マニホールド４３２、４３４と選択的に流体連通するように構成される。図５および図６に具体的に示されるように、各冷却マニホールド４３２、４３４は、マニホールドポート７４０を使用して、冷却流体をマニホールド境界面７３６に供給し、冷却流体をマニホールド境界面７３６から除去することによって、複数の回路カードユニット７２２のために機能する。各マニホールド境界面７３６の各マニホールドポート７４０は、第１および第２の動作温度のいずれが、それぞれの接続された熱エネルギー伝達デバイス７２０によって誘起されると意図されているかに応じて、対応する冷却マニホールド４３２、４３４と流体連通している。何らかの理由で、１つ以上の回路カードユニット７２２が冷却されるのが望ましくない場合、マニホールドポート７４０を遮断して、冷却流体がそこに供給されるのを防ぐことができる。

冷却流体（複数可）は、任意の所望の方法で、装置１０２に供給され、装置１０２から除去され得る。具体的には図２および図３を参照すると、第１の冷却流体源２４２（例えば、約４Ｋの液体ヘリウムの「クールサイド」デュワ）が第１の作動流体入口３４４を介して第１の温度冷却マニホールド４３２と流体供給連通している。第２の冷却流体源２４６（例えば、約７７Ｋの液体窒素の「ホットサイド」デュワ）が第２の作動流体入口３４８を介して第２の温度冷却マニホールド４３４と流体供給連通している。本明細書に記載の極低温流体が航空機内で圧縮され得るが、ほとんどのシステム１００の使用環境では、圧縮極低温液体は、例えば、航空機設備で普通に利用可能な、ガス液化用の基盤収容部を使用して提供され得ると考えられる。システム１００ならびに第の冷却流体源２４２および第２の冷却流体源２４６の使用の結果として、使用しなければ、最初に機上で極低温液体を生成／圧縮するのに必要とされるものから、航空機内の重量および動力消費を減らすことができる。現在の航空機収容部の能力の範囲内でうまく収容能力およびフォームファクタを有する第１の冷却流体源２４２および第２の冷却流体源２４６は、システム１００の使用を通して、極めて長時間の飛行機飛行（例えば、市販のデュワを使用しての１２時間飛行、キャビネット１６２用にカスタム成形されたデュワを使用しての２４時間飛行、または適切な量およびタイプの冷却流体（複数可）の備えによる任意の他の所望の飛行時間）でも、スーパーコンピュータを使用するために極低温冷却を支持することができる。

説明したように、冷却流体（複数可）が装置１０２に通されると、冷却流体は、通常、ほとんどが気相になり、「無駄な」生成物と見なされ得る。そのため、システム１００は、第１の作動流体出口３５２を介して第１の温度冷却マニホールド４３２と流体除去連通している第１の冷却流体送り先（２５０で概略的に示される）を含み得る。例えば、第１の冷却流体が液体ヘリウムおよび／または蒸気ヘリウムの場合、ヘリウムは、必要に応じて再圧縮され、周囲温度で圧縮ガスとして貯蔵され得る。これが貯蔵されなければ、ヘリウムガスを航空機の外に放出することもできるが、ヘリウムガスには何らかの価値があり、おそらく再捕捉されるであろう。第２の冷却流体送り先（２５４で概略的に示される）は、第２の作動流体出口３５６を介して第２の温度冷却マニホールド４３４と流体除去連通している。例えば、第２の冷却流体が液体窒素および／または蒸気窒素である場合、この流体にはほとんど価値がなく、ヘリウムに関して上で述べたのとほぼ同じように、窒素が必要に応じて再圧縮され、貯蔵される理由がない限り、航空機の外に放出される可能性が最も高い。第１２の冷却流体送り先２５０および第２の冷却流体送り先２５４の最終的な所望の性質に関して不確かであることから、システム１００内のどのような構成要素も、それぞれ、第１の作動流体出口３５２と第２の作動流体出口３５６とに接続され、「無駄な」または「使用済みの」冷却流体が最終的に、最大限活用するために、さらなる処理に向けて、かつ／または航空機に搭載された他の冷却アプリケーションで採用するために、システム１００の外に送られる場合でも、第１の冷却流体送り先２５０または第２の冷却流体送り先２５４として見なされると思われる。低温技術の当業者は、本発明の態様の特定の使用環境のために適した冷却流体流路、供給、および配管を提供することができるであろう。

図３〜図６に示されるように、装置１０２は、以下に詳細に説明するように、ハウジング３５８内部に集められた複数の回路カードユニット７２２を含む。ハウジング３５８は、第１の作動流体出口３５２と第１の温度冷却マニホールド４３２を介して流体連通している第１の作動流体入口３４４と、第２の作動流体出口３５６と第２の温度冷却マニホールド４３４を介して流体連通している第２の作動流体入口３４８と、を含む。換言すると、ハウジング３５８は、少なくとも図７Ａ〜図１１に関連して上で説明したように、流体を「ループ」または「サイクル」タイプ方式で回路カード１０４に通過させるのに必要な接続を含む。ハウジング３５８は、少なくとも、複数の回路カード１０４、複数の熱エネルギー伝達デバイス７２０、複数のマニホールド境界面７３６、ならびに第１の温度冷却マニホールド４３２および第２の温度冷却マニホールド４３４を支持し、少なくとも部分的に取り囲む。ハウジング３５８は、図２に示される真空キャビネット２６０内など、真空周囲環境に含まれ得る。ハウジング３５８は、一体型ユニットとして装置１０２が運ばれ、取り扱われるのを支援するのに役立つ。

図１および図２に示されるように、キャビネット１６２は、少なくとも１つの装置１０２、第１の冷却流体源２４２および第２の冷却流体源２４６、ならびに第１の冷却流体送り先２５０および第２の冷却流体送り先２５４を支持し、少なくとも部分的に囲い込み得る（第１および第２の冷却流体が、必要に応じて、最終的に、キャビネット１６２の外側の最終送り先に移され得ることを理解した上で）。場合によっては無駄なスペースを最小限に抑えて、特定の航空機使用環境に物理的に入り、適合する能力に基づき、キャビネット１６２が構成され、かつ／または選択されることが考えられる。例えば、システム１００の構成要素は、必要に応じて、航空機のある特定のメーカーおよび型式に対して標準化された寸法を有するキャビネット１６２内に適合するように構成され得る。

ここで図１２を見てみると、装置１０２の分解図が示されている。ここでは、ハウジング３５８ａ、３５８ｂは、２片「入れ子」構成物であり、装置１０２の他の構成要素を支持し、囲む。図１２の左側には、様々な電気ケーブルおよび接続部１２６４が概略的に示されているが、これは、装置１０２またはその構成要素の任意の所望の部分に取り付けられ得る。図１２に示される構成では、第２の温度冷却マニホールド４３４が、両片のうちの１片のハウジング３５８ａに組み込まれるとして示されている。次に、第１の温度冷却マニホールド４３２が、その片のハウジング３５８ａに滑り込む。複数の回路カードユニットは、ハウジング３５８の最内部分にあり、（必要であれば）絶縁ブランケット１２６６が、ハウジング３５８内の装置１０２構成要素の少なくとも一部を取り囲むことができる。ネットワークインターフェースボード組立体１２６８は、回路カードユニットの複数のネットワークインターフェースボードコネクタ７２８との電気接触状態にされる。

回路カードユニット７２２のうちの１つ以上に少なくとも１つの懸架継手１２７０が提供され得ることに留意されたい。それが設けられている場合、複数の回路カード１０４のうちの少なくとも１つが対応する懸架継手１２７０を介してハウジング３５８によって支持され、ハウジング３５８と対応する回路カード１０４との間の相対的な横方向の移動を可能にすることができる（すなわち、図１２の配向では、実質的にこのページの平面に出入りする）。例えば、懸架継手１２７０は、対応する回路カード１０４をハウジング３５８に枢動可能に取り付け、ハウジング３５８と対応する回路カード１０４との間の相対的枢動移動を可能にし得る。ハウジング３５８における回路カード１０４または回路カードユニット７２２間の相対的運動は、キャビネット１６２の取り付け時かつ／または航空機の乱気流飛行時など、航空機および／またはキャビネット１６２の運動により起こり得る。ことによっては境界面コネクタ７３８の可撓性特徴および懸架継手１２７０の支援を借りて、装置１０２の部分間に所望の機械的かつ電気的接触を維持することができ、激しい乱気流を含む比較的目立つ運動時でも、装置１０２が稼働し続け、損傷を回避することを可能にするように、付随的な運動を「弱める」または吸収することができる。

当業者であれば、本出願の教示に基づき、所望の使用環境に適切な装置１０２およびシステム１００を提供することができる。しかしながら、図１２に示される装置１０２の組み立て順番の１つの例が図１３Ａ〜図１３Ｉに概略的に描写されている。

図１３Ａでは、ネットワークインターフェースボード組立体１２６８と第１の温度冷却マニホールド４３２とがすでに互いに組み立てられている。回路カードユニット７２２が、第１の温度冷却マニホールド４３２および関連の構造体、ならびにネットワークインターフェースボード組立体１２６８を含む「バックプレーン」に長手方向に挿入されるとして示されている。図１３Ｂでは、第１の温度冷却マニホールド４３２をマニホールド境界面７３６ａとの流体接続状態にするように、挿入された回路カードユニット７２２が任意の所望の方法で所定位置に嵌め込まれる。図１３Ａおよび図１３Ｂの順番は、装置１０２に含まれる回路カードユニット７２２ごとに１回（図示では２４回）、何回でも好きなだけ繰り返され、図１３Ｃの構成がもたらされる。事実上、図１３Ｃに示される構成物の形成では、少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイス７２０が回路カード１０４の各横方向に隣接する対間に横方向に差し込まれる状態で、複数の回路カード１０４の各々が、隣接する回路カード１０４に対して横方向に位置付けられるようになる。

図１３Ｄでは、第２の温度冷却マニホールド４３４が組み込まれている、一片のハウジング３５０８ａを１３Ｃに示されるサブアセンブリの周りに滑り込ませる。これにより、マニホールド境界面７３６ｂが第２の温度冷却マニホールド４３４と流体接触するようになり、これら２つの構造体が、図１３Ｅに望まれるように、流体接続し、嵌め合わされた状態になる。図１３Ｆに示されるように、絶縁ブランケット１２６６の少なくとも一部が、第１の片のハウジング３５８ａに挿入され、これは、第１の温度冷却マニホールド４３２と第２の温度冷却マニホールド４３４とを互いに断熱させる助けとなり得る。取り付けられている場合、絶縁ブランケット１２６６は、同様にまたはその代わりに、装置１０２の構成要素も、必要に応じて、周囲空間から、または互いに絶縁させることができる。

図１３Ｇ〜図１３Ｈの順番では、第２の片のハウジング３５８ｂを第１の片３５８ａに滑り込ませ、組み合わせ装置１０２を作り出す。図１３Ｉでは、装置１０２を使いやすくするために、任意の所望の電気ケーブルまたは接続部１２６４が、置かれ得る。ハウジング３５８では、第１の冷却流体入口３４４および第２の冷却流体入口３４８、ならびに第１の冷却流体出口３５２および第２の冷却流体出口３５６が曝されているので、図１３Ａ〜図１３Ｉで形成された装置１０２は、システム１００の他の構成要素に流体的に接続され、すぐにでも、または所定の期間の経過後のいずれかでも、完全極低温冷却のコンパクト型回路カード１０４環境を形成し得る。

図１４は、先に述べられたような装置１０２および／またはシステム１００を使用して、コンパクト型回路カード１０４環境において浸漬冷却をもたらす一方法例をまとめたフローチャートである。最初の動作ブロック１３７２では、先に述べられたような装置１０２が提供される。少なくとも１つの装置１０２、第１の冷却流体源２４２および第２の冷却流体源２４６、ならびに第１の冷却流体送り先２５０および第２の冷却流体送り先２５４が、キャビネット１６２内に少なくとも部分的に囲い込まれ得、キャビネット１６２は、第１の動作ブロック１４７２の実施に対していつでも所望の時に航空機内に設置される。先に示され、説明されているように、装置１０２を第１の動作ブロック１３７２に見られるように提供することには、各マニホールド境界面７３６を、境界面コネクタ７３８を介した対応する熱エネルギー伝達デバイス７２０との双方向流体連通状態にすることが含まれる可能性がある。同様に、第１の動作ブロック１３７２の実施時、少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイス７２０が回路カード１０４の各横方向に隣接する対間に横方向に差し込まれる状態で、複数の回路カード１０４の各々が、隣接する回路カード１０４に対して横方向に位置付けられ得る。ハウジング３５８と対応する回路カード１０４との間にある程度の相対的な横方向の移動が許されるように、複数の回路カード１０４のうちの少なくとも１つが、対応する懸架継手１２６８を介してハウジング３５８によって支持され得ることにも留意されたい。

装置１０２が組み立て状態で提供される正確な方法に関わらず、コントロールは、最初の動作ブロック１３７２から２番目の動作ブロック１３７４へ移動し、各熱エネルギー伝達デバイス７２０が第１の回路カードサブアセンブリ７０６および第２の回路カードサブアセンブリ７０８のうちの関連する異なる１つに動作可能に接続される。

３番目の動作ブロック１３７６では、少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールド４３２を、第１の回路カードサブアセンブリ７０６に対応する複数の熱エネルギー伝達デバイス７２０ａとの選択的流体連通状態にすることにより、第１の回路カードサブアセンブリ７０６が第１の動作温度に少なくとも部分的に曝される。４番目の動作ブロック１３７８では、第１の回路カードサブアセンブリ７０６に動作可能に接続されている熱エネルギー伝達デバイス７２０に第１の冷却流体が選択的に導入され、熱エネルギー伝達デバイス７２０から第１の冷却流体が選択的に除去される。

同様に、５番目の動作ブロック１３８０では、少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールド４３４を、第２の回路カードサブアセンブリ７０８に対応する複数の熱エネルギー伝達デバイス７２０との選択的流体連通状態にすることにより、第２の回路カードサブアセンブリ７０８が第２の動作温度に少なくとも部分的に曝される。最後に、６番目の動作ブロック１３８２では、第２の回路カードサブアセンブリ７０８に動作可能に接続されている熱エネルギー伝達デバイス７２０に第２の冷却流体が選択的に導入され、熱エネルギー伝達デバイス７２０から第２の冷却流体が選択的に除去される。

図１４の方法のステップは、上記のように、装置１０２を組み立ててシステム１００にする、かつ／または航空機もしくは他のコンパクト型使用環境におけるシステム１００の使用の前、最中、または後に行われ得る。図１４の方法は、同様にまたはその代わりに、順番にまたは同時に、複数の装置１０２またはその一部でも同様に行われ得る。当業者であれば、本明細書で、所望の使用環境に対して図示、説明されたようにシステム１００を構成し、動作させることができるであろう。

ある要素が別の要素に対して「上にある」、「取り付けられている」、「接続されている」、「結合されている」、「接触している」などと呼ばれる場合、それは、他の要素または介在要素に対して、直接的に、上にあり、取り付けられ、接続され、結合され、または接触している場合が存在し得ることができることが理解されよう。対照的に、要素が、例えば、別の要素に対して「直接上にある」、「直接取り付けられている」、「直接接続されている」、「直接結合されている」、または「直接接触している」などと呼ばれる場合、介在要素は存在しない。他の特徴に「直接隣接して」配置される構造、または特徴への参照が、隣接する特徴と重なり合うか、またはその下にある部分を有し得るが、他の特徴に「隣接して」配置される構造、または特徴は、隣接する特徴と重なるか、またはその下にある部分を有していない可能性があることも、当業者には明らかであろう。

「下（ｕｎｄｅｒ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ｏｖｅｒ）」、「上（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的に相対的な用語は、図に示されている、別の要素（複数可）、または特徴（複数可）に対する、１つの要素、または特徴の関係を記載するように、記載を容易にするために本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示されている配向に加えて、使用中、または動作中のデバイスの異なる配向を包含することができることが、理解されよう。例えば、図中の装置が逆さにされた場合、他の要素または特徴の「下（ｕｎｄｅｒ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記載された要素は、他の要素または特徴の「上（ｏｖｅｒ）」に配向されることになる。

様々な要素を説明するように、本明細書では「第１の」、「第２の」などの用語が使用され得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。したがって、以下で説明する「第１の」要素は、本開示の教示から逸脱することなく「第２の」要素と呼ばれることもできる。動作（またはステップ）の順序は、特に明記されていない限り、特許請求の範囲、または図に提示される順序に限定されない。

この開示の態様は、上記の例示的な実施形態を参照して特に示され説明されてきたが、様々な追加の実施形態が企図され得ることが当業者によって理解されるであろう。例えば、装置を使用するための上記の特定の方法は単なる例示であり、当業者は、上記の装置、またはそのコンポーネントを、本明細書に示され、説明されるものと実質的に同様の位置に置くための任意の数のツール、一連のステップ、または他の手段／オプションを容易に決定することができる。本明細書では、冷却が温度制御例として使用されているが、当業者であれば、装置１０２および／またはシステム１００、または実質的にそれと同様の構成物を使用して、加熱作用をもたらすことができるであろう。記載されている構造、およびコンポーネントはいずれも、任意の適切なストック、または特注のコンポーネント、および／または任意の適切な材料、または材料の組み合わせを伴う、これらの構成のいずれかで、単一の単体部品、もしくはモノリシック部品として一体的に形成されるか、または別々のサブコンポーネントで構成されることができる。記載された構造、およびコンポーネントのいずれも、特定の使用環境で所望されるように、使い捨て、または再利用可能であり得る。任意のコンポーネントは、そのコンポーネントに関係する材料、構成、少なくとも１つの寸法などを示すように、ユーザー認識可能なマーキングで提供されことができ、ユーザー認識可能なマーキングは、特定の使用環境のためにユーザーが類似のコンポーネントの配列から１つのコンポーネントを選択することを支援する。「事前決定された」状態は、操作されている構造が実際にその状態に到達する前の任意の時点で決定され得、「事前決定」は、構造が事前決定された状態に達する直前に行われる。本明細書に記載の特定のコンポーネントが、特定の幾何学的形状を有するものとして示されているが、本開示のすべての構造は、特定の用途に望ましい任意の適切な形状、サイズ、構成、相対関係、断面積、または任意の他の物理的特性を有し得る。一実施形態または構成を参照して記載される任意の構造または特徴は、他のすべての実施形態、および構成に関して説明したすべてのオプションを有するものとして、本明細書で論じられる実施形態および構成のそれぞれを記載することは非現実的であるため、単独で、または他の構造もしくは特徴と組み合わせて、他の任意の実施形態または構成に提供され得る。これらの特徴のいずれかを組み込んだデバイスまたは方法は、以下の特許請求の範囲、およびその均等物に基づいて決定されるように、本開示の範囲に含まれると理解されるべきである。

他の態様、目的、および利点は、図面、開示、および添付の特許請求の範囲の検討から取得されることができる。

Claims (20)

1. コンパクト型回路カード環境において浸漬冷却をもたらすための装置であって、
   複数の回路カードであって、各回路カードが、互いに接続され、実質的に横方向／長手方向平面に配向された単一の回路カードになっている第１および第２の長手方向に離間した回路カードサブアセンブリを含み、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリが長手方向に延在するカードコネクタによって互いに接続され、前記第１および前２の回路カードサブアセンブリが、それぞれ、第１および第２の動作温度を有し、前記第１および第２の動作温度が互いに異なる、複数の回路カードと、
   複数の熱エネルギー伝達デバイスであって、各熱エネルギー伝達デバイスが前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの選択された１つと相関している対応する回路カードのエリアに動作可能に接続され、各熱エネルギー伝達デバイスが、前記第１および第２の動作温度のそれぞれの動作温度を対応する回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起し、各熱エネルギー伝達デバイスが、前記対応する回路カードサブアセンブリの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、前記対応する回路カードの他の回路カードサブアセンブリから長手方向に離間されている、複数の熱エネルギー伝達デバイスと、
   前記第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドであって、前記第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する前記熱エネルギー伝達デバイスに第１の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第１の冷却流体を選択的に除去する、少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドと、
   前記第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドであって、前記第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する前記熱エネルギー伝達デバイスに第２の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第２の冷却流体を選択的に除去する、少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドと、
   複数のマニホールド境界面であって、各マニホールド境界面が対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通し、各マニホールド境界面が対応する冷却マニホールドと選択的に流体連通するためのものである、複数のマニホールド境界面と、
   第１の作動流体出口と前記第１の温度冷却マニホールドを介して流体連通している第１の作動流体入口と、第２の作動流体出口と前記第２の温度冷却マニホールドを介して流体連通している第２の作動流体入口と、を含むハウジングであって、前記複数の回路カード、前記複数の熱エネルギー伝達デバイス、前記複数のマニホールド境界面、ならびに前記第１および第２の温度冷却マニホールドを支持し、少なくとも部分的に取り囲む、ハウジングと、を備える、装置。
2. 選択された回路カードに関連する前記熱エネルギー伝達デバイスが、第１の熱エネルギー伝達デバイスであり、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの他方と相関している前記選択された回路カードのエリアに動作可能に接続された第２の熱エネルギー伝達デバイスを含み、前記第２の熱エネルギー伝達デバイスが、前記選択された回路カードの前記他方の回路カードサブアセンブリに、前記第１および第２の動作温度のそれぞれの動作温度を少なくとも部分的に誘起し、前記第２の熱エネルギー伝達デバイスが、前記他方の回路カードサブアセンブリの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、前記選択された回路カードサブアセンブリから横方向に離間されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記熱エネルギー伝達デバイスが、循環冷媒ヒートシンクである、請求項１に記載の装置。
4. 各マニホールド境界面が、境界面コネクタを介して対応する熱エネルギー伝達デバイスと双方向流体連通している、請求項１に記載の装置。
5. 各熱エネルギー伝達デバイスが、前記対応する回路カードサブアセンブリの少なくとも一部に直に熱伝導接触している、請求項１に記載の装置。
6. 前記ハウジングが、真空周囲環境に含まれている、請求項１に記載の装置。
7. 各回路カードサブアセンブリが、単一の裏打ち基板から横方向に延在する複数のＩＣチップを含み、前記裏打ち基板が前記カードコネクタとしても働く、請求項１に記載の装置。
8. 前記カードコネクタが、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのいずれか一方よりも熱伝導性が低い、請求項７に記載の装置。
9. 各回路カードサブアセンブリが、サブアセンブリ基板から横方向に延在する複数のＩＣチップを含み、各カードコネクタが、少なくとも１つの長手方向に延在する可撓性相互接続部を備える、請求項１に記載の装置。
10. 前記複数の回路カードの各々が、隣接する回路カードに対して横方向に位置付けられ、少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスが、回路カードの各横方向に隣接する対間に横方向に差し挟まれている、請求項１に記載の装置。
11. 前記複数の回路カードのうちの少なくとも１つが、前記ハウジングと前記対応する回路カードとの間の相対的な横方向の移動を可能にするように、対応する懸架継手を介して前記ハウジングによって支持されている、請求項１に記載の装置。
12. 前記ハウジングと前記対応する回路カードとの間の相対的枢動移動のために、前記懸架継手が、前記対応する回路カードを前記ハウジングに枢動可能に取り付けている、請求項１１に記載の装置。
13. コンパクト型回路カード環境において浸漬冷却をもたらす方法であって、前記方法が、
    装置を提供することであって、前記装置が、
    複数の回路カードであって、各回路カードが、第１および第２の回路カードサブアセンブリと、熱エネルギー伝達デバイスであって、各熱エネルギー伝達デバイスが対応する回路カードサブアセンブリに関連している、複数の熱エネルギー伝達デバイスと、を含み、前記第１の回路カードサブアセンブリが第１の動作温度で動作するように構成され、前記第２の回路カードサブアセンブリが前記第１の動作温度とは異なる第２の動作温度で動作するように構成されている、複数の回路カードと、
    少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドと、
    少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドと、を含む、提供することと、
    各熱エネルギー伝達デバイスを、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの関連する異なる１つに動作可能に接続することと、
    少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドを、前記第１の回路カードサブアセンブリに対応する複数の熱エネルギー伝達デバイスとの選択的流体連通状態にすることにより、前記第１の動作温度に前記第１の回路カードサブアセンブリを少なくとも部分的に曝すことと、
    前記第１の回路カードサブアセンブリに動作可能に接続されている前記熱エネルギー伝達デバイスに第１の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第１の冷却流体を選択的に除去することと、
    少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドを、前記第２の回路カードサブアセンブリに対応する複数の熱エネルギー伝達デバイスとの選択的流体連通状態にすることにより、前記第２の動作温度に前記第２の回路カードサブアセンブリを少なくとも部分的に曝すことと、
    前記第２の回路カードサブアセンブリに動作可能に接続されている前記熱エネルギー伝達デバイスに第２の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第２の冷却流体を選択的に除去することと、を含む、方法。
14. 前記装置に複数のマニホールド境界面を提供することであって、各マニホールド境界面が対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通し、各マニホールド境界面が対応する冷却マニホールドとの選択的に流体連通のためのものである、提供することと、
    前記複数の回路カード、前記複数の熱エネルギー伝達デバイス、前記複数のマニホールド境界面、ならびに前記第１および第２の温度冷却マニホールドをハウジングで支持し、少なくとも部分的に取り囲むことであって、前記ハウジングが、前記第１の温度冷却マニホールドを介して、第１の作動流体出口と流体連通している第１の作動流体入口と、前記第２の温度冷却マニホールドを介して、第２の作動流体出口と流体連通している第２の作動流体入口と、を含む、取り囲むことと、
    第１の冷却流体源を、前記第１の作動流体入口を介した前記第１の温度冷却マニホールドとの流体供給連通状態にすることと、
    第２の冷却流体源を、前記第２の作動流体入口を介した前記第２の温度冷却マニホールドとの流体供給連通状態にすることと、
    第１の冷却流体送り先を、前記第１の作動流体出口を介した前記第１の温度冷却マニホールドとの流体除去連通状態にすることと、
    第２の冷却流体送り先を、前記第２の作動流体出口を介した前記第２の温度冷却マニホールドとの流体除去連通状態にすることと、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 少なくとも１つの装置、前記第１および第２の冷却流体源、ならびに前記第１および第２の冷却流体送り先をキャビネット内に支持し、少なくとも部分的に囲むことと、
    前記キャビネットを航空機内に設置することと、を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 選択された回路カードに関連する前記熱エネルギー伝達デバイスが、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの選択された１つに関連する第１の熱エネルギー伝達デバイスであり、
    第２の熱エネルギー伝達デバイスを、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの他方に動作可能に接続することと、
    前記第１および第２の動作温度のそれぞれの動作温度を、前記第２の熱エネルギー伝達デバイスで、前記他方の回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起することと、を含む、請求項１３に記載の方法。
17. 各マニホールド境界面を、境界面コネクタを介した対応する熱エネルギー伝達デバイスとの双方向流体連通状態にすることを含む、請求項１３に記載の方法。
18. 隣接する回路カードに対して前記複数の回路カードの各々を横方向に位置付けることと、
    少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスを、回路カードの各横方向に隣接する対間に横方向に差し挟むことと、を含む、請求項１３に記載の方法。
19. 対応する懸架継手を介して、前記ハウジングによって前記複数の回路カードのうちの少なくとも１つを支持することと、
    前記ハウジングと前記対応する回路カードとの間の相対的な横方向の移動を可能にすることと、を含む、請求項１３に記載の方法。
20. コンパクト型回路カード環境において浸漬冷却をもたらすためのシステムであって、前記システムが、
    装置を備え、前記装置が、
    複数の回路カードであって、各回路カードが、互いに接続され、実質的に横方向／長手方向平面に配向された単一の回路カードになっている第１および第２の長手方向に離間した回路カードサブアセンブリを含み、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリが長手方向に延在するカードコネクタによって互いに接続され、前記第１および第２の回路カードサブアセンブリが、それぞれ、第１および第２の動作温度を有し、前記第１および第２の動作温度が互いに異なる、複数の回路カードと、
    複数の熱エネルギー伝達デバイスであって、各熱エネルギー伝達デバイスが前記第１および第２の回路カードサブアセンブリのうちの選択された１つと相関している対応する回路カードのエリアに動作可能的に接続され、各熱エネルギー伝達デバイスが、前記第１および第２の動作温度のそれぞれの動作温度を対応する回路カードサブアセンブリに少なくとも部分的に誘起し、各熱エネルギー伝達デバイスが、前記対応する回路カードサブアセンブリの少なくとも圧倒的大部分の上に横方向に横たわり、前記対応する回路カードの他の回路カードサブアセンブリから長手方向に離間されている、複数の熱エネルギー伝達デバイスと、
    前記第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドであって、前記第１の動作温度を少なくとも部分的に誘起する前記熱エネルギー伝達デバイスに第１の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第１の冷却流体を選択的に除去する、少なくとも１つの第１の温度冷却マニホールドと、
    前記第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する少なくとも１つの熱エネルギー伝達デバイスと選択的に流体連通している少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドであって、前記第２の動作温度を少なくとも部分的に誘起する前記熱エネルギー伝達デバイスに第２の冷却流体を選択的に導入し、前記熱エネルギー伝達デバイスから前記第２の冷却流体を選択的に除去する、少なくとも１つの第２の温度冷却マニホールドと、
    複数のマニホールド境界面であって、各マニホールド境界面が対応する熱エネルギー伝達デバイスと流体連通し、各マニホールド境界面が対応する冷却マニホールドと選択的に流体連通するためのものである、複数のマニホールド境界面と、
    第１の作動流体出口と前記第１の温度冷却マニホールドを介して流体連通している第１の作動流体入口と、第２の作動流体出口と前記第２の温度冷却マニホールドを介して流体連通している第２の作動流体入口と、を含む、ハウジングであって、前記複数の回路カード、前記複数の熱エネルギー伝達デバイス、前記複数のマニホールド境界面、ならびに前記第１および第２の温度冷却マニホールドを支持し、少なくとも部分的に取り囲む、ハウジングと、
    前記第１の作動流体入口を介して前記第１の温度冷却マニホールドと流体供給連通している第１の冷却流体源と、
    前記第２の作動流体入口を介して前記第２の温度冷却マニホールドと流体供給連通している第２の冷却流体源と、
    前記第１の作動流体出口を介して前記第１の温度冷却マニホールドと流体除去連通している第１の冷却流体送り先と、
    前記第２の作動流体出口を介して前記第２の温度冷却マニホールドと流体除去連通している第２の冷却流体送り先と、
    前記装置、前記第１および第２の冷却流体源、ならびに前記第１および第２の冷却流体送り先を支持し、少なくとも部分的に囲む、キャビネットと、を備える、システム。
    
    

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