JP2022084839A - 漏洩防止システムおよび耐漏洩サーバ冷却モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】正確な漏れ検出を提供する漏洩防止システム及び耐漏洩サーバ冷却モジュールを提供する。【解決手段】漏洩防止システムは、サーバ用の冷却ユニット301を備える。冷却ユニットは、冷却流体を受け入れる流体領域307と、冷却ユニット内に配置され、冷却ユニットの流体領域を少なくとも部分的に囲む少なくとも一対の検出ワイヤ309と、少なくとも一対の検出ワイヤに接続され、冷却流体が検出ワイヤに接触したことを検出するセンサ315と、を備える。また、内側シールパッド311及び外側シールパッド313の両方が流体領域307を取り囲んでいる。【選択図】図3
Description
本発明の実施形態は、概して、サーバおよび電子冷却システムに関するものである。より詳細には、本発明の実施形態は、サーバ冷却システムにおける漏れ検出および防止に関するものである。
電子機器の冷却は、CPUサーバ、GPUサーバ、ストレージサーバー、ネットワーク機器、エッジおよびモバイルシステム、車載用コンピューティングボックスなど、コンピューティングハードウェアおよびその他の電子機器にとって重要な市場である。これらの電子機器の冷却は、設計された熱環境を絶えず提供することにより、適切に機能することを保証することがますます重要になっている。これまでの漏れ検出の設計は、特定の場所や全ての漏れのシナリオに対して正確な漏れ検出を提供しない。さらに、従来の設計では、漏れが冷却システムやサーバに大きなダメージを与えてからでないと、漏れを検出できない。
本発明の一態様は、漏洩防止システムであって、冷却流体を受けるように構成された流体領域を含むデータセンタ用の液冷装置と、該液冷装置内に配置され、該液冷装置の前記流体領域を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも一対の検出ワイヤと、少なくとも一対の該検出ワイヤに接続され、前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したことを検出するように構成されたセンサとを備える漏洩防止システムである。
本発明の実施形態は、発明を限定するものではなく例示として、同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面の図に示されている。
本開示の一実施形態に係る漏洩防止システムの側断面図を示す。
本開示の実施形態における図1Aの漏洩防止システムの平断面図を示す。
本開示の他の実施形態に係る漏洩防止システムの平断面図を示す。
本開示の実施形態に係る漏洩防止システムの変形例を示す。
本開示の一実施形態におけるバーブおよびホースアセンブリに組み立てられた漏水検出システムの側断面図を示す。
本開示の実施形態におけるバーブ流体ポートを有する漏洩防止システムの変形例を示す。
本開示の実施形態におけるクランプおよびホースアセンブリに組み立てられた漏水検出システムの側断面図である。
本開示の一実施形態に係るサーバ冷却モジュールの図である。
本開示の他の実施形態に係るサーバ冷却モジュールの図である。
本開示の一実施形態におけるマルチモジュールサーバ冷却システムの図である。
本開示の他の実施形態におけるマルチモジュールサーバ冷却システムの図である。
本明細書における「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記述された特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所で「一実施形態において」という表現が登場するが、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。
本明細書で提供される実施形態の説明では、「coupled(結合)」および「connected(接続)」という用語を、その派生語とともに使用することができる。これらの用語は、互いの同義語として意図されていないことを理解すべきである。「結合」は、物理的または電気的に直接接触していてもいなくてもよい2つ以上の要素が、互いに協働または相互作用することを示すために使用される。「接続」は、互いに結合している2つ以上の要素の間で通信が確立されていることを示すために使用される。さらに、「サーバ」、「クライアント」、「デバイス」という用語は、サーバ、クライアント、および/またはデバイスの特定の形態を指すのではなく、一般的なデータ処理システムを指すことを意図している。
本明細書に記載されている実施形態は、サーバ、ITハードウェア機器または他の電子機器パッケージ製品の漏洩検出および防止ソリューションを開発するための解決策を提供するものである。いくつかの実施形態では、本開示は、サーバまたはITハードウェアへのダメージが発生する前に、漏洩位置を正確に特定することができる漏洩検出設計を提供する。データセンタにおいて、多くの液冷式サーバが冷却ループに接続されており、漏れは、サーバ、または冷却ループ内のいずれかの場所で起こる可能性がある。そこで、本開示が解決した課題の1つは、あらゆる漏洩事故において実際の漏洩箇所を提供するサーバ液冷漏洩検出システムの設計を提供することである。さらに、現在の漏洩検出設計は、異なる液冷部品および装置に使用することができ、詳細な漏洩位置に関する漏洩検出システムの精度は、実際の仕様事例およびニーズに基づいて、異なるセンサの実装によって調整することができる。
サーバ用の液冷ソリューションの重要な課題の1つは、信頼性である。液冷システムは、筐体内の電子機器の近くで流体を流しているため、液体および流体の漏れは、システムや電子機器に深刻なダメージを与える可能性がある。したがって、重大な漏れを防止し、早期に漏れを検出することは、液冷ソリューションを大規模に展開する前に克服すべき重要な課題である。
漏洩検出および防止システムのもう1つの課題は、コストである。検出システムのハードウェアだけでなく、対応するセンサや制御システムにもコストがかかる。漏れ検出システムが冷却ハードウェアのコスト予算の大部分を占める場合、そのソリューションを実際の製品にうまく展開できない可能性がある。これは、液冷システムを大規模に展開する上での大きな課題の1つでもある。さらに、サーバ冷却モジュールに使用される異なる液冷部品にソリューションを使用する必要がある場合があるため、高い拡張可能性と相互運用性は漏洩検出ソリューションにとって重要な機能である。
一実施形態によれば、漏洩した流体が電子機器にダメージを与える前に(すなわち、致命的な漏洩が発生する前に)漏洩を検出することを可能にする漏洩検出・防止システムが開示されている。このソリューションは、いくつかの実施形態では、サーバシステムと容易に統合することができ、高価なハードウェアコストを必要としない。いくつかの実施形態では、漏洩検出・防止システムは、冷却部品または冷却モジュールと共同で製造することができる、サーバシステム内により簡単に展開することができる。これは、ソリューションがより容易に受け入れられることを可能にし、より効率的な展開を可能にする。
一実施形態によれば、漏洩した流体が電子機器にダメージを与える前に(すなわち、致命的な漏洩が発生する前に)漏洩を検出することを可能にする漏洩検出・防止システムが開示されている。このソリューションは、いくつかの実施形態では、サーバシステムと容易に統合することができ、高価なハードウェアコストを必要としない。いくつかの実施形態では、漏洩検出・防止システムは、冷却部品または冷却モジュールと共同で製造することができる、サーバシステム内により簡単に展開することができる。これは、ソリューションがより容易に受け入れられることを可能にし、より効率的な展開を可能にする。
一実施形態では、漏洩検出システムは、電気検出ワイヤ、電気回路、および少なくとも1つのセンサを有するいくつかのセクションまたは部品を含む。電気検出ワイヤは、冷却プレート、冷却マニホールド、流体ポートなどの冷却ユニット内に組み込まれていてもよい。電気検出ワイヤは、直流電圧などの直流電源に直接接続される電気配線と接続されてもよい。電気検出ワイヤは、いくつかの実施形態では、電気回路に部分的に接続されてもよい。回路は、漏れがないときには開回路とすることができ、何らかの漏れが発生したときには、流体によって閉じることができる。本開示では、漏洩検出および防止システムを冷却プレート、流体マニホールドおよび流体ポートに実装することを詳細に説明しているが、実際に致命的な漏洩が発生する前に内部漏洩を検出するために、本明細書に開示されている設計コンセプトを多くの異なる部品または冷却モジュールに統合することができる。このことは、本発明に汎用性をもたらし、多くの異なる流体部品に展開することを可能にする。
冷却部品において、対応する漏洩電気検出ワイヤは、様々な実施形態において、シール構造と一緒に、またはそれ自身の専用チャネルに組み入れることができる。閉回路が形成されるので、漏れた流体が冷却システムまたはシステム内の電子機器に損傷を与える可能性のある任意の部品から出る前に、漏れが検出される。したがって、致命的な漏洩が防止される。
電子機器の冷却は、新しいチップや電子機器の基本的な技術であり、適切な設計や動作のための基本的な熱環境を提供するものであるため、重要な市場である。高性能プロセッサでは、熱管理がますます重要になってきていると見られている。コンピューティングハードウェアやプロセッサがますます高価になるにつれ、高価な部品への潜在的なダメージを防ぐために、冷却の信頼性は非常に重要である。
〔システム概要〕
〔システム概要〕
図1Aは、本開示の一実施形態に係る漏洩検出および防止システムの側断面図である。本実施形態では、冷却プレート101の側面図が提示されており、冷却プレート101は、上部フレーム103および下部フレーム105を備える。
上部フレーム103と下部フレーム105との間には、シール構造109が存在し、このシール構造109は、少なくとも1つのシールパッド113を受け入れるように構成されたシールノッチ115を備える。
電気配線107は、冷却プレートの外側から延び、上部フレーム103と下部フレーム105との間のシール構造109内に配置された電気検出ワイヤ111と接続することができる。いくつかの実施形態では、電気配線107の詳細な配線レイアウトは、製品設計を含む様々の要因に応じて異なっていてもよい。
上部フレーム103と下部フレーム105との間には、シール構造109が存在し、このシール構造109は、少なくとも1つのシールパッド113を受け入れるように構成されたシールノッチ115を備える。
電気配線107は、冷却プレートの外側から延び、上部フレーム103と下部フレーム105との間のシール構造109内に配置された電気検出ワイヤ111と接続することができる。いくつかの実施形態では、電気配線107の詳細な配線レイアウトは、製品設計を含む様々の要因に応じて異なっていてもよい。
図1Aの実施形態では、冷却プレート内に2つのシーリングノッチおよびシール構造があり、検出ワイヤ111は、内部のシール構造109またはシールパッド113内に配置することができる。密封のシール構造109および電気検出ワイヤ111は、上部フレーム103と下部フレーム105との間で起こり得るあらゆる漏洩からの流体密封および漏洩防止および検出を提供することができる。
図1Aに示す実施形態は、一般的に使用される冷却プレートで開発されたソリューションを示している。いくつかの実施形態では、漏洩検出および防止システムをうまく実施するために、冷却部品を一緒に設計することが必要になる場合がある。
図1Aに示す実施形態は、一般的に使用される冷却プレートで開発されたソリューションを示している。いくつかの実施形態では、漏洩検出および防止システムをうまく実施するために、冷却部品を一緒に設計することが必要になる場合がある。
図1Bは、本開示の一実施形態に係る図1Aの漏洩検出および防止システムの平断面図である。本実施形態では、内側シールパッド117と外側シールパッド119を有する2つのシールパッド/構造があることが分かる。
検出ワイヤ111は、内側シールパッド117内に配置されており、検出ワイヤは、本実施形態では、上側、右側および左側に沿って冷却プレートの内部領域を少なくとも部分的に取り囲んでいる。検出ワイヤ111は、それぞれ外側シールパッド119に接続されており、その後、センサ(図3等に示す。)に向かって冷却プレートの外側に延びることができる。
検出ワイヤ111は、内側シールパッド117内に配置されており、検出ワイヤは、本実施形態では、上側、右側および左側に沿って冷却プレートの内部領域を少なくとも部分的に取り囲んでいる。検出ワイヤ111は、それぞれ外側シールパッド119に接続されており、その後、センサ(図3等に示す。)に向かって冷却プレートの外側に延びることができる。
この例示的な実施形態では、検出ワイヤ111が内側シールパッド117に組み付けられており、漏れた流体が内側シールパッド117を保持する内側シールノッチに一旦流入すると、漏れた流体が検出ワイヤ111に接触して閉回路が完成することを保証する。本実施形態では、外側シールパッド119が追加の流体封止を行う。つまり、冷却プレートから流体が流出する前に漏洩が検出される。冷却プレートの設計では、上部フレームと下部フレームとが一緒に取り付けられた2つの別個の部品であるため、適切な封止が追加されていない場合には、したがって、接触層が漏れる可能性がある。このように、図1Aおよび図1Bに示す設計は、致命的な漏洩が実際に発生する前に漏洩を検出することができ、システムの信頼性を大幅に向上することができる。
使用される検出回路は、銅線などの任意の適切な種類のケーブルであってもよい。検出ワイヤのいくつかの特徴としては、以下のものを含んでいてもよい。
電気ワイヤの2つの部分があってもよい。1つの部分は検出に使用され、他の部分は閉回路ループを完成させるための共通の電気ワイヤとして使用される。
検出ワイヤ111は、シール構造に統合することができ、また、複数の切断された場所に配置することができ、これらは、漏洩事故の際に流体によって接続することができる。いくつかの実施形態では、検出ワイヤ111を内側シールパッド117と統合することで、内側シールパッド117と検出ワイヤ111とを保持するために同じチャネルを使用することができるため、構造を簡素化することができる。
電気ワイヤの2つの部分があってもよい。1つの部分は検出に使用され、他の部分は閉回路ループを完成させるための共通の電気ワイヤとして使用される。
検出ワイヤ111は、シール構造に統合することができ、また、複数の切断された場所に配置することができ、これらは、漏洩事故の際に流体によって接続することができる。いくつかの実施形態では、検出ワイヤ111を内側シールパッド117と統合することで、内側シールパッド117と検出ワイヤ111とを保持するために同じチャネルを使用することができるため、構造を簡素化することができる。
図2は、本開示の一実施形態に係る漏洩検出および漏洩防止システムの平断面図である。
本実施形態では、検出ワイヤ205は、内側シールパッド207と外側シールパッド203との間の冷却プレート201内のそれ自体のチャネル内に配置されている。この設計では、内側シールパッド207が第1レベルの封止を提供する。
冷却プレート内で何らかの漏れの可能性が発生した場合、流体は内側のシーリングパッド207によって形成されたリングを通って、検出ワイヤ205を保持する検出チャネルへと流れる可能性がある。流体が検出ワイヤ205に接触して流れると、閉回路によってセンサが漏洩アラームを作動させることができるようになる。本実施形態では、冷却プレート201内で漏洩が発生しても、冷却プレート201から流体が流出する前に漏洩が検出されるので、致命的な故障を防ぎ、サーバやIT機器の損傷を防ぐことができる。さらに、外側シールパッド203は、検出ワイヤ205を越えて追加の保護層を提供する。冷却プレート201の主材料は銅であってもよいので、検出ワイヤ205に対して適切な絶縁を設計する必要があるかもしれず、そのような絶縁は、いくつかの実施形態において、追加の漏洩保護を提供するかもしれない。しかし、検出回路の適切な電圧設計によって、すべての例で絶縁が必要となるわけではない。
本実施形態では、検出ワイヤ205は、内側シールパッド207と外側シールパッド203との間の冷却プレート201内のそれ自体のチャネル内に配置されている。この設計では、内側シールパッド207が第1レベルの封止を提供する。
冷却プレート内で何らかの漏れの可能性が発生した場合、流体は内側のシーリングパッド207によって形成されたリングを通って、検出ワイヤ205を保持する検出チャネルへと流れる可能性がある。流体が検出ワイヤ205に接触して流れると、閉回路によってセンサが漏洩アラームを作動させることができるようになる。本実施形態では、冷却プレート201内で漏洩が発生しても、冷却プレート201から流体が流出する前に漏洩が検出されるので、致命的な故障を防ぎ、サーバやIT機器の損傷を防ぐことができる。さらに、外側シールパッド203は、検出ワイヤ205を越えて追加の保護層を提供する。冷却プレート201の主材料は銅であってもよいので、検出ワイヤ205に対して適切な絶縁を設計する必要があるかもしれず、そのような絶縁は、いくつかの実施形態において、追加の漏洩保護を提供するかもしれない。しかし、検出回路の適切な電圧設計によって、すべての例で絶縁が必要となるわけではない。
図3は、本開示の一実施形態に係る漏洩検出および防止システムの変形例を示す。本実施形態では、漏洩検出および防止システムは、上部フレーム303および下部フレーム305を有する冷却プレートなどの冷却ユニット301を備える。
冷却ユニット301は、流体領域307を含み、内側シールパッド311および外側シールパッド313の両方が流体領域307を取り囲んでいる。
本実施形態における検出ワイヤ309は、内側シールパッド311と同じ溝内に配置され、センサ315に接続されており、センサ315は、直流電源などの電源に接続されている。流体エリア307は、冷却ユニット301の冷却流体のために設計された作業エリアであり、この流体エリア307から漏れ出るいかなる流体は、内側シールパッド311だけでなく、同じ溝内の検出ワイヤ309にも接触する。センサ315は、電流センサなど、どのような種類のセンサであってもよい。電流センサは、いくつかの実施形態では、漏洩信号として使用し、コントローラへの入力として使用することができる。本実施形態では、流体が流体領域307を超えて漏れ、検出ワイヤ309に接触すると、直流電源とともにセンサ315のための閉回路が形成される。
冷却ユニット301は、流体領域307を含み、内側シールパッド311および外側シールパッド313の両方が流体領域307を取り囲んでいる。
本実施形態における検出ワイヤ309は、内側シールパッド311と同じ溝内に配置され、センサ315に接続されており、センサ315は、直流電源などの電源に接続されている。流体エリア307は、冷却ユニット301の冷却流体のために設計された作業エリアであり、この流体エリア307から漏れ出るいかなる流体は、内側シールパッド311だけでなく、同じ溝内の検出ワイヤ309にも接触する。センサ315は、電流センサなど、どのような種類のセンサであってもよい。電流センサは、いくつかの実施形態では、漏洩信号として使用し、コントローラへの入力として使用することができる。本実施形態では、流体が流体領域307を超えて漏れ、検出ワイヤ309に接触すると、直流電源とともにセンサ315のための閉回路が形成される。
図4は、本開示の一実施形態におけるバーブとホースとの組立体に組み付けられた漏洩検出システムの側断面図である。
本実施形態においては、液冷システムは、多数のバーブ407を有する流体ポート403を備えている。
バーブ407は、流体ポート403の外面から径方向外方に延びる角度のついた環状の特徴を有している。流体ホース405は、冷却システム(すなわち冷却プレート)に冷却流体を供給するために、流体ポート403の一側の周りに嵌め込むことができ、バーブ407は、流体ホース405と相互作用してシールを形成することができる。検出ワイヤ401は、漏れを検出するためのセンサ409および直流電圧に接続することができる。
また、検出ワイヤ401は、流体ポート403と流体ホース405との間の接合部に配置することができ、バーブ407の少なくとも1つを通過することができる。この実施形態では、検出ワイヤ401は、流体ポート403の外面と流体ホース405との間に配置され、バーブ407のうちの2つを横切っており、流体が第1のバーブを越えて漏れた場合に、流体ポート403と流体ホース405との間の接合部全体を越えて通過する前に、漏れが検出されるようになっている。
代替的な実施形態では、検出ワイヤ401は、バーブ407の全てではなく少なくとも1つのバーブ407を通過する限り、より少ない数またはより多い数のバーブ407を通過することができる。このようにして、検出ワイヤ401は、冷却流体が接合部を越えて漏れる前に、流体ポート403と流体ホース405との接合部内の漏れを検出することができる。いくつかの実施形態では、流体ポート403は、流体マニホールドまたは冷却プレートと一体化した流体ポート、または冷却流体を伝送または受けとる可能性のある流体冷却システムの他の部品であってもよい。流体ポート403は、いくつかの実施形態では、任意の数のバーブ407(多くの場合3つであるが、いくつかの設計では2つ程度の数を含むことができる)を含むことができ、バーブ407は、様々な異なる幾何学的形状を有していてもよい。他の実施形態では、流体ポートは、バーブを持たず、流体ホースは、クランプを使用して流体ポートに固定することができる。このような設計の一例は、図6を参照してより詳細に説明される。
本実施形態においては、液冷システムは、多数のバーブ407を有する流体ポート403を備えている。
バーブ407は、流体ポート403の外面から径方向外方に延びる角度のついた環状の特徴を有している。流体ホース405は、冷却システム(すなわち冷却プレート)に冷却流体を供給するために、流体ポート403の一側の周りに嵌め込むことができ、バーブ407は、流体ホース405と相互作用してシールを形成することができる。検出ワイヤ401は、漏れを検出するためのセンサ409および直流電圧に接続することができる。
また、検出ワイヤ401は、流体ポート403と流体ホース405との間の接合部に配置することができ、バーブ407の少なくとも1つを通過することができる。この実施形態では、検出ワイヤ401は、流体ポート403の外面と流体ホース405との間に配置され、バーブ407のうちの2つを横切っており、流体が第1のバーブを越えて漏れた場合に、流体ポート403と流体ホース405との間の接合部全体を越えて通過する前に、漏れが検出されるようになっている。
代替的な実施形態では、検出ワイヤ401は、バーブ407の全てではなく少なくとも1つのバーブ407を通過する限り、より少ない数またはより多い数のバーブ407を通過することができる。このようにして、検出ワイヤ401は、冷却流体が接合部を越えて漏れる前に、流体ポート403と流体ホース405との接合部内の漏れを検出することができる。いくつかの実施形態では、流体ポート403は、流体マニホールドまたは冷却プレートと一体化した流体ポート、または冷却流体を伝送または受けとる可能性のある流体冷却システムの他の部品であってもよい。流体ポート403は、いくつかの実施形態では、任意の数のバーブ407(多くの場合3つであるが、いくつかの設計では2つ程度の数を含むことができる)を含むことができ、バーブ407は、様々な異なる幾何学的形状を有していてもよい。他の実施形態では、流体ポートは、バーブを持たず、流体ホースは、クランプを使用して流体ポートに固定することができる。このような設計の一例は、図6を参照してより詳細に説明される。
図5は、本開示の一実施形態におけるバーブが設けられた流体ポートを有する漏洩検出および防止システムの変形例を示す。図5は、複数の冷却部品、冷却プレート、流体ホース、および流体バーブを備える冷却モジュールを示す。本実施形態では、冷却プレート501は、冷却流体で満たされた流体領域503を含み、この流体領域503は、流体ポート511を介して2つの流体ホース515と接続するように構成されている。これらの流体ポート511は、流体ホース515と係合して流体ホース515を流体ポート511上に固定することができる多数のバーブ513を有する。
本実施形態では、検出ワイヤ505は、(例えば、図1A~図3で説明したように)流体領域503に配置され、また、(例えば、図4で説明したように)バーブが設けられた流体ポート511にも配置される。そして、検出ワイヤ505は、電気接続部507を介してセンサ509と接続することができる。一実施形態として、流体ポート511および冷却プレート501のための対応する検出回路は、あらゆる漏れが完全な回路を形成することができるように、並列に組み立てられてもよい。
本実施形態では、検出ワイヤ505は、(例えば、図1A~図3で説明したように)流体領域503に配置され、また、(例えば、図4で説明したように)バーブが設けられた流体ポート511にも配置される。そして、検出ワイヤ505は、電気接続部507を介してセンサ509と接続することができる。一実施形態として、流体ポート511および冷却プレート501のための対応する検出回路は、あらゆる漏れが完全な回路を形成することができるように、並列に組み立てられてもよい。
図6は、本開示の実施形態におけるクランプとホースとの組立体に組み付けられた漏洩検出システムの側断面図である。本実施形態では、流体ホース603は、流体ホース601,603の間の接合部の周りに締め付けることができるクランプ605を使用して、他の流体ホース601、または流体マニホールドもしくは冷却プレートの流体ポートの周りに固定することができる。
本実施形態では、検出ワイヤは、流体ホース601,603の間に配置されるか、または流体ホース601,603の間の接合部の他の位置に配置され、クランプ605によって所定の位置に保持され得る。
一実施形態として、検出ワイヤ607は、流体ホース601,603間の接合部での漏れがセンサ609によって検出されるように、クランプ605に統合されていてもよい。本実施形態の変形例として、図6に記載された流体接続部は、流体マニホールドまたは冷却プレートと一体化した流体ポート、または冷却流体を伝送または受けとる可能性のある流冷システムの他の部品としてもよい。
本実施形態では、検出ワイヤは、流体ホース601,603の間に配置されるか、または流体ホース601,603の間の接合部の他の位置に配置され、クランプ605によって所定の位置に保持され得る。
一実施形態として、検出ワイヤ607は、流体ホース601,603間の接合部での漏れがセンサ609によって検出されるように、クランプ605に統合されていてもよい。本実施形態の変形例として、図6に記載された流体接続部は、流体マニホールドまたは冷却プレートと一体化した流体ポート、または冷却流体を伝送または受けとる可能性のある流冷システムの他の部品としてもよい。
図7は、本開示の実施形態による、サーバ冷却モジュール701の図である。
本実施形態では、サーバ冷却モジュール701は、複数の冷却プレート703を有し、各冷却プレートは、一組の検出ワイヤ705を有することができる。
各冷却プレート703の検出回路は、本実施形態に示されるように、別個のものとしてもよく、直流電源およびセンサ707を有する1つの主回路に接続することができる。本設計では、単一のセンサ707のみが使用されている。つまり、検出精度はサーバレベルであり、すべての冷却プレート703の中のどのような漏洩でも、アラームを作動させる可能性があるということである。他の実施形態として、センサ707は、内部設計によって正確な漏洩位置を特定してもよい。
本実施形態では、サーバ冷却モジュール701は、複数の冷却プレート703を有し、各冷却プレートは、一組の検出ワイヤ705を有することができる。
各冷却プレート703の検出回路は、本実施形態に示されるように、別個のものとしてもよく、直流電源およびセンサ707を有する1つの主回路に接続することができる。本設計では、単一のセンサ707のみが使用されている。つまり、検出精度はサーバレベルであり、すべての冷却プレート703の中のどのような漏洩でも、アラームを作動させる可能性があるということである。他の実施形態として、センサ707は、内部設計によって正確な漏洩位置を特定してもよい。
図8は、本開示の他の実施形態に係るサーバ冷却モジュール801の図である。
本実施形態では、サーバ冷却モジュール801は、流体分配マニホールド803の他に、多数の冷却プレート805を備える。
本実施形態では、各流体マニホールド803は、流体ライン807を介して、所定数の冷却プレート805にサービスすることができる。
検出ワイヤ813は、効率的なシステムレベルの漏洩検出の実装を表す例として示されている。検出ワイヤ813は、各冷却プレート805に配置されるとともに、多数の流体ポート809にも配置されている。
流体ポート809は、他の実施形態において、図4および図5で説明したようなバーブが設けられた流体ポートとすることができる。
本実施形態では、サーバ冷却モジュール801は、流体分配マニホールド803の他に、多数の冷却プレート805を備える。
本実施形態では、各流体マニホールド803は、流体ライン807を介して、所定数の冷却プレート805にサービスすることができる。
検出ワイヤ813は、効率的なシステムレベルの漏洩検出の実装を表す例として示されている。検出ワイヤ813は、各冷却プレート805に配置されるとともに、多数の流体ポート809にも配置されている。
流体ポート809は、他の実施形態において、図4および図5で説明したようなバーブが設けられた流体ポートとすることができる。
一実施形態では、サーバ冷却モジュール801は、検出ワイヤ813によって形成された個々の検出回路のそれぞれを接続することができる電気検出バス811を有する。電気検出バス811を使用して、サーバ冷却モジュール801内の異なる冷却部品に漏洩検出および防止策を実装することができる。
本実施形態では、検出回路のすべてを電気検出バス811に接続することができ、これはサーバ冷却モジュール801上の標準ポートとして設計されてもよい。他の実施形態として、電気検出バス811は、サーバの直流電源、または他の直流電源と接続するためのポートとしても機能してもよい。
本実施形態では、検出回路のすべてを電気検出バス811に接続することができ、これはサーバ冷却モジュール801上の標準ポートとして設計されてもよい。他の実施形態として、電気検出バス811は、サーバの直流電源、または他の直流電源と接続するためのポートとしても機能してもよい。
図9は、本開示の実施形態に係るマルチモジュールサーバ冷却システムを示す図である。
本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール901,902が示されており、それぞれが流体マニホールド903と、流体ライン907を介して流体接続された冷却プレート905とを備えている。
サーバ冷却システムはまた、冷却プレート905と、流体マニホールド903または冷却プレート905のいずれかに配置され得る流体ポート909とに配置され得る検出ライン913を備える。検出ライン913は、電気接続部911を介して、直流電源およびセンサ915と接続することができる。本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール901,902しか示していないが、この設計は、データセンタ内の任意の数のサーバ冷却モジュールを備えるように拡張することができる。多数の異なるサーバ冷却モジュールを監視するために単一のセンサ915を利用することにより、センサ915の潜在的な故障率が減少し、サーバ冷却システムの全体的な設計が単純化され、より効率的になる可能性がある。いくつかの実施形態において、センサ915は、漏れを検出した後にさらなる指示を行うための追加の制御装置と統合してもよい。ここで、センサ915からの検出システムの精度は、複数のシステムとして理解することができ、これは、この精度が図8に示されたものよりも低いことを意味する。
本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール901,902が示されており、それぞれが流体マニホールド903と、流体ライン907を介して流体接続された冷却プレート905とを備えている。
サーバ冷却システムはまた、冷却プレート905と、流体マニホールド903または冷却プレート905のいずれかに配置され得る流体ポート909とに配置され得る検出ライン913を備える。検出ライン913は、電気接続部911を介して、直流電源およびセンサ915と接続することができる。本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール901,902しか示していないが、この設計は、データセンタ内の任意の数のサーバ冷却モジュールを備えるように拡張することができる。多数の異なるサーバ冷却モジュールを監視するために単一のセンサ915を利用することにより、センサ915の潜在的な故障率が減少し、サーバ冷却システムの全体的な設計が単純化され、より効率的になる可能性がある。いくつかの実施形態において、センサ915は、漏れを検出した後にさらなる指示を行うための追加の制御装置と統合してもよい。ここで、センサ915からの検出システムの精度は、複数のシステムとして理解することができ、これは、この精度が図8に示されたものよりも低いことを意味する。
図10は、本開示の他の実施形態に係るマルチモジュールサーバ冷却システムの図を示している。
本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール1001,1003は、それぞれ専用のセンサ1005,1007を備え、これらはそれぞれコントローラ1009に接続されている。また、各サーバ冷却モジュール1001,1003は、様々な実施形態において、図1A~図9で上述したような流体マニホールド、冷却プレート、流体ライン、流体ポート、検出ワイヤなどを備えることができる。サーバ冷却モジュール1001,1003をコントローラ1009に接続すると、センサが漏れの検出を提供できるようにするとともに、コントローラ1009が漏れに関連する対応するモジュールを識別できるようにするなど、追加の機能を有効にすることができる。このようにして、冷却システムは、漏れを早期に検出し、また、漏れの場所を特定することができ、したがって、ハードウェアを損傷する可能性のある重要な漏れを追加的に防止することができる。コントローラ1009は、他の実施形態として、漏れの存在、および場合によっては漏れの場所を示すことができるメッセージまたは通知を生成してもよい。他の実施形態として、漏れの重大度を示すことができるように、検出された漏れの数に応じて、異なる通知を生成してもよい。
本実施形態では、2つのサーバ冷却モジュール1001,1003は、それぞれ専用のセンサ1005,1007を備え、これらはそれぞれコントローラ1009に接続されている。また、各サーバ冷却モジュール1001,1003は、様々な実施形態において、図1A~図9で上述したような流体マニホールド、冷却プレート、流体ライン、流体ポート、検出ワイヤなどを備えることができる。サーバ冷却モジュール1001,1003をコントローラ1009に接続すると、センサが漏れの検出を提供できるようにするとともに、コントローラ1009が漏れに関連する対応するモジュールを識別できるようにするなど、追加の機能を有効にすることができる。このようにして、冷却システムは、漏れを早期に検出し、また、漏れの場所を特定することができ、したがって、ハードウェアを損傷する可能性のある重要な漏れを追加的に防止することができる。コントローラ1009は、他の実施形態として、漏れの存在、および場合によっては漏れの場所を示すことができるメッセージまたは通知を生成してもよい。他の実施形態として、漏れの重大度を示すことができるように、検出された漏れの数に応じて、異なる通知を生成してもよい。
図10に示す各センサ1005,1007は、単一のサーバ冷却モジュールに関連付けられているが、当業者であれば、他の実施形態として、図9を参照して説明したように、これらのセンサの各々が多数のサーバ冷却モジュールに関連付けられることを理解するであろう。センサ、コントローラ、冷却モジュール、および冷却部品の様々な他のカスタマイズされた配置も、本開示によって想定され、本開示の範囲内に入る。例えば、検出ワイヤおよび/または電気検出ワイヤの配置および実装は、異なる目的または冷却設計に対して異ならせることができる。これらの目的および冷却設計は、いくつかの実施形態では、冷却されるサーバまたはITハードウェアの種類に応じて異なり得る。
本開示の一態様によれば、漏洩防止システムが開示される。本システムは、冷却流体を受け入れるように構成された流体領域を含む、データセンタ用の液冷装置を備える。また、システムは、液冷装置内に配置され、液冷装置の流体領域を少なくとも部分的に取り囲む、少なくとも一対の検出ワイヤを備える。また、システムは、検出ワイヤに接続され、冷却流体が検出ワイヤに接触したことを検出するように構成されたセンサを備える。一実施形態では、センサは、電流センサである。一実施形態では、液冷装置は、上部フレームと下部フレームとを有し、検出ワイヤは、上部フレームと下部フレームとの間に配置されている。一実施形態では、システムは、上部フレームと下部フレームとの間に配置され、液冷装置の流体領域を取り囲む内側シールパッドおよび外側シールパッドも備える。このような一実施形態では、検出ワイヤは、内側シールパッドと外側シールパッドとの間に配置されている。他の実施形態では、検出ワイヤは、内側シールパッドまたは外側シールパッド内に配置されている。一実施形態では、検出ワイヤは、流体領域からの漏れが液冷装置を越えて通過する前に、漏れを検出する。
本開示の他の態様によれば、漏洩防止システムは、液冷式データセンタ冷却システム内の冷却プレートを備える。冷却プレートは、冷却流体を受け取るために流体ホースと接続するように構成された流体ポートを有する。また、システムは、流体ポートと流体ホースとの接合部に配置された一対の検出ワイヤと、検出ワイヤに接続され、冷却流体が検出ワイヤに接触したことを検出するように構成されたセンサとを備える。一実施形態では、センサは電流センサである。一実施形態では、各流体ポートは、流体ポートの外面から径方向外方に延びる多数のバーブを有し、検出ワイヤは、バーブの少なくとも1つを挟んで流体ポートの外面と流体ホースとの間に配置される。一実施形態では、センサおよび検出ワイヤは、冷却流体が接合部を越えて漏れる前に、流体ポートと流体ホースとの接合部内の漏れを検出するように構成されている。一実施形態では、本システムは、流体ポートの外面の周りに流体ホースを固定するために、流体ポートと流体ホースとの接合部に配置されたクランプも備える。このような実施形態では、検出ワイヤは、流体ポートの外面と流体ホースの間に配置され、クランプによって所定の位置に保持される。
本開示の他の態様によれば、耐漏洩サーバ冷却モジュールは、サーバラック内の多数の冷却プレートを備え、各冷却プレートは、流体領域内に冷却流体を受け入れるように構成される。また、モジュールは、各冷却プレート内に配置され、各冷却プレートの流体領域を少なくとも部分的に取り囲む一対の検出ワイヤを備える。また、モジュールは、各対の検出ワイヤを接続して複数の検出回路を形成する電気検出バスと、電気検出バスを介して検出ワイヤと通信し、冷却流体が検出ワイヤに接触したことを検出するように構成された少なくとも1つのセンサとを含む。また、モジュールは、センサと通信し、冷却流体が検出ワイヤに接触したときに漏れの場所を特定するように構成されたコントローラを備える。一実施形態では、各冷却プレートは、上部フレームと下部フレームとを有し、各冷却プレートの検出ワイヤは、上部フレームと下部フレームとの間に配置されている。一実施形態では、センサは、電流センサである。一実施形態では、モジュールは、冷却流体を受け取るために流体ホースと接続するように構成された1つ以上の流体ポートを有する流体分配マニホールドも備える。一実施形態では、モジュールは、流体ポートの1つと流体ホースとの接合部に配置された一対の検出ワイヤも備える。一実施形態では、各流体ポートは、流体ポートの外面から径方向外方に延びる多数のバーブを有し、検出ワイヤは、バーブの少なくとも1つを挟んで流体ポートの外面と流体ホースの間に配置される。一実施形態では、センサおよび検出ワイヤは、冷却流体が接合部を越えて漏れる前に、流体ポートと流体ホースの接合部内の漏れを検出するように構成されている。一実施形態では、システムは、流体ポートの外面の周りに流体ホースを固定するために、流体ポートの1つと流体ホースの接合部に配置されたクランプも備える。このような実施形態では、検出ワイヤは、流体ポートの外面と流体ホースの間に配置され、クランプによって所定の位置に保持される。一実施形態では、コントローラは、冷却流体が検出ワイヤに接触したときに、漏れの位置を特定する通知を生成するようにさらに構成される。
当業者であれば、本開示の範囲内でシステムに様々な調整を加えることができることを認識するであろう。以下の節および/または例は、特定の実施形態またはその一例に関するものである。例の具体的な内容は、少なくとも1つの実施形態のどこでも使用することができる。異なる実施形態または実施例の様々な特徴は、様々な異なるアプリケーションに合わせて、いくつかの特徴を含み、他の特徴を除外して、様々に組み合わせてもよい。例は、方法、方法の行為を実行するための手段、機械によって実行されたときに機械に方法の行為を実行させる命令を含む少なくとも1つの機械読み取り可能な媒体、または本明細書に記載された実施形態および例による装置もしくはシステムのような主題を含むことができる。様々な部品が、説明された操作または機能を実行するための手段となり得る。
上述の明細書では、本発明をその特定の実施形態を参照して説明してきた。
しかし、本発明の広範な精神および範囲から逸脱することなく、その中に様々な修正および変更を加えることができる。 したがって、本明細書および図面は、制限的な意味ではなく、例示的な意味でみなされるべきである。
しかし、本発明の広範な精神および範囲から逸脱することなく、その中に様々な修正および変更を加えることができる。 したがって、本明細書および図面は、制限的な意味ではなく、例示的な意味でみなされるべきである。
Claims (20)
- 漏洩防止システムであって、
冷却流体を受けるように構成された流体領域を含むデータセンタ用の液冷装置と、
該液冷装置内に配置され、該液冷装置の前記流体領域を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも一対の検出ワイヤと、
少なくとも一対の前記検出ワイヤに接続され、前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したことを検出するように構成されたセンサとを備える漏洩防止システム。 - 前記センサが電流センサである請求項1に記載の漏洩防止システム。
- 前記液冷装置が、上部フレームと、下部フレームとを有し、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置されている請求項1に記載の漏洩防止システム。 - 前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置され、前記液冷装置の前記流体領域を囲む内側シールパッドと外側シールパッドとをさらに備え、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記内側シールパッドと前記外側シールパッドとの間に配置されている請求項3に記載の漏洩防止システム。 - 前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置され、前記液冷装置の前記流体領域を囲む内側シールパッドと外側シールパッドとをさらに備え、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記内側シールパッドまたは前記外側シールパッド内に配置されている請求項3に記載の漏洩防止システム。 - 少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記液体領域からの漏れが前記液冷装置を越える前に漏れを検出する請求項5に記載の漏洩防止システム。
- 液冷式データセンタ冷却システム内の冷却プレートであって、冷却流体を受ける流体ホースと接続するように構成された少なくとも1つの流体ポートを有する冷却プレートと、
前記流体ポートと前記流体ホースとの接合部に配置された少なくとも一対の検出ワイヤと、
少なくとも一対の該検出ワイヤに接続され、前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したことを検出するように構成されたセンサとを備える漏洩防止システム。 - 前記センサが電流センサである請求項7に記載の漏洩防止システム。
- 各前記流体ポートが、該流体ポートの外面から径方向外方に延びる複数のバーブを有し、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、複数の前記バーブのうちの少なくとも1つを挟んで前記流体ポートの外面と前記流体ホースとの間に配置されている請求項7に記載の漏洩防止システム。 - 前記センサおよび少なくとも一対の前記検出ワイヤは、前記冷却流体が前記接合部を越えて漏洩する前に、前記流体ポートと前記流体ホースとの前記接合部内の漏洩を検出するように構成されている請求項7に記載の漏洩防止システム。
- 前記流体ポートと前記流体ホースとの前記接合部に配置され、前記流体ポートの外面の周りに前記流体ホースを固定するクランプをさらに備え、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記流体ポートの外面と前記流体ホースとの間に配置され、前記クランプによって所定の位置に保持される請求項7に記載の漏洩防止システム。 - サーバラック内の冷却プレートであって、流体領域内に冷却流体を受け入れるように構成されている複数の冷却プレートと、
各該冷却プレート内に配置され、各該冷却プレートの前記流体領域を少なくとも部分的に取り囲む一対の検出ワイヤと、
各一対の前記検出ワイヤを接続して複数の検出回路を形成する電気検出バスと、
該電気検出バスを介して前記検出ワイヤと通信し、前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したことを検出するように構成された少なくとも1つのセンサと、
前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したときに漏れの位置を特定するように構成された少なくとも1つの前記センサと通信するコントローラとを備える耐漏洩サーバ冷却モジュール。 - 各前記冷却プレートが、上部フレームおよび下部フレームを有し、
各前記冷却プレートの前記検出ワイヤが、前記上部フレームと前記下部フレームとの間に配置される請求項12に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。 - 少なくとも1つの前記センサが電流センサである請求項12に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。
- 前記冷却流体を受け取るために前記流体ホースと接続するように構成された少なくとも1つの流体ポートを有する流体分配マニホールドをさらに備える請求項12に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。
- 前記流体ポートの1つと前記流体ホースとの接合部に配置された少なくとも一対の検出ワイヤをさらに備える請求項15に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。
- 各前記流体ポートが、該流体ポートの外面から径方向外方に延びる複数のバーブを有し、
前記検出ワイヤが、複数の前記バーブのうちの少なくとも1つを挟んで前記流体ポートの外面と前記流体ホースとの間に配置されている請求項16に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。 - 前記センサおよび前記検出ワイヤが、前記冷却流体が前記接合部を越えて漏れる前に、前記流体ポートと前記流体ホースとの前記接合部内の漏れを検出するように構成されている請求項17に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。
- 前記流体ポートの1つと前記流体ホースとの前記接合部に配置されたクランプをさらに備え、
該クランプが、前記流体ポートの外面の周りに前記流体ホースを固定し、
少なくとも一対の前記検出ワイヤが、前記流体ポートの外面と前記流体ホースとの間に配置され、前記クランプによって所定の位置に保持される請求項16に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。 - 前記コントローラは、前記冷却流体が前記検出ワイヤに接触したときに、前記漏れの位置を特定する通知を生成するようにさらに構成されている請求項12に記載の耐漏洩サーバ冷却モジュール。
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