JP2022505476A

JP2022505476A - 二相熱伝達熱管理システムからの流体の選択的除去

Info

Publication number: JP2022505476A
Application number: JP2021521522A
Authority: JP
Inventors: イー．トゥマ，フィリップ; ジンシェンジョウ，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2019-10-18
Publication date: 2022-01-14
Also published as: WO2020084426A1; TW202022549A; US20210392776A1; CN112889357A

Abstract

浸漬冷却システムは、内部空間を有するハウジングと、内部空間内に配置された熱発生構成要素と、作動流体の液相が熱発生構成要素と接触するように内部空間内に配置された作動流体液とを含む。浸漬システムは、ハウジング内から流体を選択的に除去するように構成されたデバイスを更に備える。作動流体は、ハロゲン化材料を含む。

Description

本開示は、二相熱管理システムから流体を選択的に除去するためのシステム及び方法に関する。

浸漬冷却システムにおける水の存在を管理するための様々なシステムは、例えば、Ｔｕｍａ，Ｐ．Ｅ．，「ＡＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＰａｓｓｉｖｅ２－ｐｈａｓｅＩｍｍｅｒｓｉｏｎａｎｄＰｕｍｐｅｄＷａｔｅｒＣｏｏｌｉｎｇｆｏｒＣｏｏｌｉｎｇＤａｔａｃｏｍＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，」ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＩＭＡＰｓＡＴＷｏｎＴｈｅｒｍａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＰａｌｏＡｌｔｏ，ＣＡ，ＵＳＡ，Ｎｏｖ．７－９，２０１１；及びＴｕｍａ，Ｐ．Ｅ．，「ＤｅｓｉｇｎＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓＲｅｌａｔｉｎｇｔｏＮｏｎ－ＴｈｅｒｍａｌＡｓｐｅｃｔｓｏｆＰａｓｓｉｖｅ２－ＰｈａｓｅＩｍｍｅｒｓｉｏｎＣｏｏｌｉｎｇ，」ｔｏｂｅｐｕｂｌｉｓｈｅｄ，Ｐｒｏｃ．２７ｔｈＩＥＥＥＳｅｍｉ－ＴｈｅｒｍＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，ＳａｎＪｏｓｅ，ＣＡ，ＵＳＡ，Ｍａｒ．２０－２４，２０１１に記載される。

いくつかの実施形態では、浸漬冷却システムが提供される。浸漬冷却システムは、内部空間を有するハウジングと、内部空間内に配置された熱発生構成要素と、熱発生構成要素と接触するように内部空間内に配置された作動流体液とを含む。作動流体はハロゲン化材料を含む。浸漬システムは、ハウジング内から流体を選択的に除去するように構成されたデバイスを更に備える。

上記の本開示の概要は、本開示の各実施形態を説明することを意図したものではない。本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明にも記載される。本開示の他の特徴、目的及び利点は、本明細書及び特許請求の範囲から明らかになろう。

本発明のいくつかの実施形態による二相浸漬冷却システムの概略図である。実施例１及び比較例ＣＥ１の時間の関数としての相対湿度のグラフである。

大規模コンピュータサーバシステムは著しいワークロードを実行し、その稼働中に大量の熱を生成し得る。熱のかなりの部分は、これらのサーバシステムの稼働によって生成される。生成された大量の熱に部分的に起因して、これらのサーバは典型的にはラックマウントされ、内部ファン及び／又はラックの後部若しくはサーバエコシステム内の他の場所に取り付けられたファンを介して空冷される。ますます多くの処理及びストレージリソースへのアクセスの必要性が拡大し続けているので、サーバシステムの密度（すなわち、単一のサーバに配置された処理能力及び／若しくはストレージの量、単一のラック内に配置されたサーバの数、並びに／又は単一のサーバファームに配備されたサーバ及び若しくはラックの数）が増加し続けている。これらのサーバシステムにおける処理又はストレージ密度を高めたいという要望により、結果として生じる熱的課題は、依然として大きな障害となっている。従来の冷却システム（例えば、ファンベース）は大量の電力を必要とし、そのようなシステムを駆動するために必要とされる電力のコストは、サーバ密度の増加と共に指数関数的に増加する。したがって、サーバシステムの所望の処理及び／又はストレージ密度の増加を可能にしながら、サーバを冷却するための効率的な低電力使用システムが必要とされている。

二相浸漬冷却は、液体（冷却流体）を気体に気化させるプロセスにおいて吸収される熱（すなわち、気化熱）に依存する、高性能サーバコンピューティング市場のための新しい冷却技術である。この用途において使用される作動流体が、用途において十分に稼働し得るものとなるには、一定の要件を満たす必要がある。例えば、動作中の沸騰温度は、例えば３０℃～７５℃の範囲内であるべきである。一般に、この範囲は、熱が最終的なヒートシンク（例えば、外気）に効率的に放熱されることを可能にしながら、サーバ構成要素を十分に冷たい温度に維持することに対応する。作動流体は、構成体及び電気部品の材料と適合するように不活性である必要がある。特定の全フッ素化及び部分フッ素化材料は、これらの要件を満たす。

典型的な二相浸漬冷却システムでは、サーバは、密封され、大気圧又は大気圧付近に維持される作動流体の槽（沸点Ｔ_ｂを有する）に浸漬される。タンクに組み込まれた蒸気凝縮器は、温度Ｔ_ｗで水によって冷却される。動作中、定常還流が確立された後、沸騰している作動流体によって生成された作動流体蒸気は、液体状態に凝縮されるにつれて、別個の蒸気レベルを形成する。この層の上には、非凝縮性ガス（典型的には空気）、水蒸気、及びＴ_ｗとタンク外の周囲空気の温度Ｔ_ａｍｂの間の温度にある作動流体蒸気の混合物である、「ヘッドスペース」がある。これら３つの別個の相（液体、蒸気、及びヘッドスペース）が、タンク内の容積を占める。動作中、沸騰プロセスは、全ての水をヘッドスペース容積にスパージする（押し上げる）。実際には、液体水は、少なくともシステムの起動中にヘッドスペース内に常に形成される。

冷却システム（特にヘッドスペース）中の液体水の存在は、いくつかの理由から望ましくない。第１に、タンクのヘッドスペース内の金属部品の腐食に寄与する。第２に、液体の沸騰が激しい場合、水滴は液体を通って落下し、短絡を引き起こす敏感な電子構成要素に付着し得る。最後に、特定のフルオロ材料については、水はこの材料と反応して酸を形成し得る。

現在、システム内に存在する液体水を捕捉及び除去するために、二相浸漬冷却システムにおいて乾燥剤が用いられている。しかしながら、乾燥剤の使用は、少なくとも、ユーザによる継続的な維持を必要とするため（見落とされた場合にシステム障害を引き起こす可能性がある）ため、望ましくない。加えて、いくつかの乾燥剤の使用は、水と反応可能な作動流体に望ましくない反応をもたらす方法で水を濃縮する場合がある。更に、乾燥剤は、多くの場合、システムを汚染し得る粒子を放出する。

したがって、二相浸漬冷却システムから水を除去するための、維持が必要なく及び乾燥剤を使用しないシステム及び方法への必要性が引き続き存在する。

本明細書で使用する場合、「フルオロ（fluoro-）」（例えば、「フルオロアルキレン」若しくは「フルオロアルキル」若しくは「フルオロカーボン」の場合などの、基若しくは部分に関して）又は「フッ素化（fluorinated）」は、（ｉ）部分的にフッ素化されており、したがって、炭素に結合した少なくとも１つの水素原子が存在すること、又は（ｉｉ）ペルフルオロ化されていることを意味する。

本明細書で用いる場合、「ペルフルオロ－）」（例えば、「ペルフルオロアルキレン」若しくは「ペルフルオロアルキル」若しくは「ペルフルオロカーボン」の場合などの、基若しくは部分に関して）又は「全フッ素化」は、完全にフッ素化されており、したがって、別段に指示され得る場合を除き、炭素に結合したいかなる水素原子もフッ素原子で置き換られていることを意味する。

本明細書で使用する場合、「ハロゲン化材料」は、少なくとも１つの炭素結合ハロゲン原子が存在するように少なくとも部分的にハロゲン化された（あるいは完全にハロゲン化されている）有機化合物を意味する。

本明細書で使用する場合、「選択的除去」は、２つ以上の流体成分を含む密閉容積から、１つ以上の特定の流体成分（ただし全ての流体成分より少ない）を少なくとも部分的に除去する（あるいは完全に除去する）ことを指す。

本明細書で使用する場合、「流体」は、液相及び／又は気相を指す。

本明細書で使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容が明確に別段の規定をしない限り、複数の指示対象を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で利用される。

本明細書で使用する場合、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に含まれる全ての数を含む（例えば、１～５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４及び５を含む）。

特に指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用される量又は成分、特性の測定値などを表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されていると理解されるものとする。これに応じて、特に指示がない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の列挙において示す数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変化し得る。少なくとも、各数値パラメータは、報告される有効桁数を考慮し、通常の四捨五入を適用することによって少なくとも解釈されるべきであるが、このことは、請求項記載の実施形態がカバーする範囲について均等論の適用を制限しようとするものではない。

一般に、本開示は、維持を必要とせず及び乾燥剤を使用せず、システムから水を除去することを提供する浸漬冷却システムに関する。いくつかの実施形態では、浸漬冷却システムは、１つ以上の熱発生構成要素を冷却するための二相気化凝縮システムとして稼働し得る。図１に示すように、いくつかの実施形態では、二相浸漬冷却システム１０は、内部空間を有するハウジング１５を含んでもよい。内部空間の下部体積１５Ａ内に、上部液体表面２０（すなわち、液相Ｖ_Ｌの最上部レベル）を有する作動流体の液相Ｖ_Ｌが配置されてもよい。内部空間はまた、液体表面２０からハウジング１５の上壁１５Ｃまで延びる上部体積１５Ｂを含んでもよい。システム１０の定常状態動作中、上部体積１５Ｂは、作動液体の気相Ｖ_Ｖ（沸騰している作動流体によって生成され、液体状態へと凝縮されると別個の相を形成する）、及び気相Ｖ_Ｖの上方に配置された空気及び蒸気の混合物を含むヘッドスペース相Ｖ_Ｈを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、熱発生構成要素２５は、作動流体の液相Ｖ_Ｌに少なくとも部分的に浸漬される（及び完全に浸漬されるまで）ように、内部空間内に配置されてもよい。すなわち、熱発生構成要素２５は上部液体表面２０の下に部分的にのみ沈められているように図示されているが、いくつかの実施形態では、熱発生構成要素２５は、液体表面２０の下に完全に沈められてもよい。いくつかの実施形態では、熱発生構成要素は、コンピューティングサーバ等の１つ以上の電子デバイスを含み得る。

様々な実施形態において、熱交換器３０（例えば、凝縮器）は、上部体積１５Ｂ内に配置されてもよい。一般に、熱交換器３０は、熱発生要素２５によって生成する熱の結果として発生する作動流体の気相Ｖ_Ｖを凝縮することができるように構成されてもよい。例えば、熱交換器３０は、作動流体の気相Ｖ_Ｖの凝縮温度よりも低い温度で維持される外部表面を有してもよい。この点に関して、作動流体の上昇気相Ｖ_Ｖが熱交換器３０と接触する際に熱交換器３０に潜熱を放出することによって、熱交換器３０で、上昇気相Ｖ_Ｖを液相又は凝縮物Ｖ_Ｃに再凝縮することができる。次いで、得られた凝縮物Ｖ_Ｃを、下部体積の１５Ａに配置された液相Ｖ_Ｌに戻すことができる。

いくつかの実施形態では、作動流体は、１つ以上のハロゲン化流体（例えば、フッ素化又は塩素化）であってもよく、又はそれを含んでもよい。例えば、作動流体は、フッ素化有機流体であってもよい。好適なフッ素化有機流体としては、ハイドロフルオロエーテル、フルオロケトン（又はペルフルオロケトン）、ハイドロフルオロオレフィン、ペルフルオロカーボン（例えば、ペルフルオロヘキサン）、ペルフルオロメチルモルホリン、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。

いくつかの実施形態では、ハロゲン化流体に加えて、作動流体は、作動流体の総重量に基づいて、（個々に又は任意の組み合わせで）：エーテル、アルカン、ペルフルオロアルケン、アルケン、ハロアルケン、ペルフルオロカーボン、全フッ素化三級アミン、ペルフルオロエーテル、シクロアルカン、エステル、ペルフルオロケトン、ケトン、オキシラン、芳香族、シロキサン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロエーテル、若しくはこれらの混合物；又はアルカン、ペルフルオロアルケン、ハロアルケン、ペルフルオロカーボン、ペルフッ素化三級アミン、ペルフルオロエーテル、シクロアルカン、ペルフルオロケトン、芳香族、シロキサン、ハイドロクロロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロクロロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロエーテル、若しくはこれらの混合物；を、含むことができる。このような追加成分は、組成物の特性を、特定の用途向けに改変又は強化するために選択できる。

いくつかの実施形態では、本開示の作動流体は、３０～７５℃、又は３５～７５℃、４０～７５℃、又は４５～７５℃の動作中の沸点（例えば、０．９気圧～１．１気圧又は０．５気圧～１．５気圧の圧力）を有し得る。いくつかの実施形態では、本発明の作動流体は、４０℃より高い、又は５０℃より高い、又は６０℃より高い、７０℃より高い、又は７５℃より高い沸点を動作中に有し得る。

いくつかの実施形態では、本開示の作動流体は、室温でＡＳＴＭＤ１５０に従って測定したときに、４．０未満、３．２未満、２．３未満、２．２未満、２．１未満、２．０未満、又は１．９未満である誘電率を有し得る。

いくつかの実施形態において、本開示の作動流体は、疎水性であり、比較的化学反応性に乏しく、熱的に安定であり得る。この作動流体は、環境影響が少ない場合がある。この点に関して、本開示の作動流体は、ゼロ又はゼロに近いオゾン破壊係数（ＯＤＰ）、及び５００未満、３００未満、２００未満、１００未満、又は１０未満の地球温暖化係数（ＧＷＰ、１００ｙｒＩＴＨ）を有し得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、ハウジング１５内から流体（例えば、水）を選択的に除去するように構成されたデバイス１００を更に含み得る。より具体的には、デバイス１００は、ハウジング１５内から流体を除去することを可能にするものの、作動流体の除去は可能にしない（又ははるかに少ない程度に可能にする）ように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、デバイス１００は、浸透気化膜を含み（又はそれから形成され）得る。本明細書で使用する場合、語句「浸透気化膜」は、（ｉ）浸透気化であって、第１の膜表面に液体混合物を接触させ、次いで第１の膜表面を介してこの膜に１つ以上の液体成分を選択的に透過させ、次いで透過液体成分を第２の膜表面で蒸発させる、浸透気化により、又は（ｉｉ）浸透気化であって、第１の膜表面に蒸気混合物を接触させ、次いで第１の膜表面を介してこの膜に１つ以上の蒸気成分を選択的に透過させ、次いで透過蒸気成分を第２の膜表面で蒸発させる、浸透気化により、流体（例えば、有機流体及び水（水蒸気を含む）、又はフッ素化流体及び水（水蒸気を含む））の混合物の分離を可能にするデバイス又は物品を指す。

いくつかの実施形態では、浸透気化膜は親水性膜であってもよい。あるいは、疎水性膜を用いてもよい。

いくつかの実施形態では、本開示の浸透気化膜を介した成分の輸送のための駆動力は、化学電位勾配であってもよく、より具体的には、浸漬冷却システム１０を取り囲む周囲環境に対するハウジング１５の内部空間内の成分の部分蒸気圧勾配であってもよい。この点に関して、熱力学的条件により、浸透気化膜を通した水分の浸透気化ベンティングを使用可能にすることが発見された。二相浸漬システムは、可能な最高温度で実行され、それにより、典型的には、システムから除去される熱が、乾燥冷却器ポンプ及びファンへの追加電力を最小限に抑えつつ周囲環境に蓄積され得る。したがって、凝縮器水の温度、したがってタンクのヘッドスペースＶ_Ｈが、浸漬冷却システム１０が配置される周囲環境よりも温かい場合が多い。ヘッドスペースＶ_Ｈ内の水の飽和圧力は、浸漬冷却システム１０の外側よりも高くなる。上述したように、浸透気化膜にわたる水の拡散は、水分圧差によって駆動されるため、浸漬冷却システムから水を流す可能性が常に存在する（周囲相対湿度が１００％であっても）。すなわち、平衡状態で存在する浸透気化膜では、ヘッドスペースのＶ_Ｈ内の相対湿度は、水が液化できないように常に１００％未満である。本開示は、主に、システムから水（液体又は蒸気）を選択的に除去することを目的とするが、本開示の概念は、システムから他の流体を追加的に、又は代替的に除去するために使用され得ることを理解されたい。

いくつかの実施形態では、デバイス１００は、ハウジング１５内に配置されるか、又はハウジング１５に結合されてもよい（例えば、ハウジング１５の側壁に結合されてもよい）。いくつかの実施形態では、デバイス１００は、デバイス１００の第１の作業側（例えば、浸透気化膜の第１の主面）がヘッドスペースＶ_Ｈと流体連通し、デバイス１００の第２の作業側（例えば、浸透気化膜の第２の主面）は、浸漬冷却システム１０を取り囲む周囲環境と流体連通しているように、ハウジング１５内に配置され得る。

いくつかの実施形態では、本開示は、電子部品を冷却するための方法を対象とし得る。一般に、本方法は、上述の作動流体中に、熱発生機器構成要素（例えば、コンピュータサーバ）を少なくとも部分的に浸漬することを含むことができる。本方法は、上述の作動流体を使用して、熱発生構成要素から熱を伝達することを更に含むことができる。本方法は、上述のデバイス１００を使用して、熱発生構成要素及び作動流体を収容するハウジングから流体を選択的に除去することを更に含んでもよい。

実施形態の一覧
１．冷却システムであって、
内部空間を有するハウジングと、
内部空間内に配置された熱発生構成要素と、
熱発生構成要素が作動流体の液相と接触するように内部空間内に配置された作動流体と、
ハウジング内から流体を選択的に除去するように構成されたデバイスと、を備え、
作動流体はハロゲン化材料を含む、冷却システム。
２．デバイスが、ハウジング内から水を選択的に除去するように構成されている、実施形態１に記載の冷却システム。
２．デバイスが、ハウジング内から水蒸気を選択的に除去するように構成されている、実施形態１に記載の冷却システム。
３．デバイスが浸透気化膜を含む、実施形態１又は２に記載の冷却システム。
４．冷却システムが、定常状態動作状態において、（ｉ）作動流体の液相がハウジングの下部体積に配置され、（ｉｉ）作動流体の気相が液相の上方に配置され、（ｉｉｉ）凝縮可能でないガス、水蒸気、及び作動流体蒸気を含むヘッドスペース相が気相の上方に配置されるように構成されている、実施形態１～３のいずれか一項に記載の冷却システム。
５．デバイスが、デバイスの第１の作業側がヘッドスペース相と流体連通し、デバイスの第２の作業側が浸漬冷却システムを取り囲む周囲環境と流体連通するようにハウジング内に配置される、実施形態４に記載の冷却システム。
６．作動流体がフッ素化材料を含む、実施形態１～５のいずれか一項に記載の冷却システム。
７．作動流体が、１気圧で、３０～７５℃の沸点を有する、実施形態１～６のいずれか一項に記載の冷却システム。
８．作動流体が２．５未満の誘電率を有する、実施形態１～７のいずれか一項に記載の冷却システム。
９．熱発生構成要素が電子デバイスを含む、実施形態１～８のいずれか一項に記載の冷却システム。
１０．電子デバイスがコンピューティングサーバを含む、実施形態９に記載の冷却システム。
１１．コンピューティングサーバが３ＧＨｚを超える周波数で稼働する、実施形態１０に記載の冷却システム。
１２．冷却システムが、作動流体液の気化時に気相が接触するようにシステム内に配置された熱交換器を含む、実施形態４に記載の冷却システム。

本開示の操作を、以下の詳細な実施例に関連して更に説明する。これらの実施例は、様々な実施形態及び技術を更に例示するために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。

本開示の目的及び利点を、以下の比較例及び実施例によって更に説明する。別途断りのない限り、実施例及び明細書のその他の部分における、全ての部、百分率、比などは重量によるものであり、実施例で使用した全ての試薬は、一般的な化学物質供給元、例えば、Ｓｉｇｍａ－ＡｌｄｒｉｃｈＣｏｒｐ．（ＳａｉｎｔＬｏｕｉｓ，ＭＯ，ＵＳ）などから入手したもの、若しくは入手可能なものであるか、又は通常の方法によって合成することができる。以下の略語を本明細書で使用する：ｃｍ^３＝立方センチメートル、重量％＝重量パーセント、ｍ／分＝メートル／分、μｍ＝マイクロメートル（１０^－６ｍ）、℃＝摂氏度である。

膜調製手順
５重量％のコーティング溶液を、７５重量％のエタノール及び２５重量％の脱イオン水からなる溶媒混合物中のプロトン形態のＮＡＦＩＯＮ１０００ＥＷ（Ｃｈｅｍｏｕｒｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ，ＵＳ）から入手可能）から調製した。コーティング溶液を、多孔質ポリアクリロニトリル基材（ＰＡ３５０，ＮａｎｏｓｔｏｎｅＷａｔｅｒ（Ｏｃｅａｎｓｉｄｅ，ＣＡ，ＵＳ））を、パイロットラインのスロットダイを用いて適用した。ライン速度は２．０ｍ／分に設定した。溶媒を、それぞれ４０℃、４０℃、６０℃、及び７０℃に設定した４つの温度制御オーブン（７．６メートル長）で蒸発させ、これは、多孔質基材上の厚さ１．０μｍの乾燥したＮＡＦＩＯＮコーティングフィルムを目標とした。

浸漬冷却システムタンク
図１に示される浸漬冷却システムは、動作中の３相のおおよその体積が、以下であるように構成された。
Ｖ_Ｌ＝９２０ｃｍ^３
Ｖ_Ｖ＝１７５０ｃｍ^３
Ｖ_Ｈ＝７５０ｃｍ^３

実施例１及び比較例ＣＥ１の両方について、タンクに、同じ容器からＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴＦＣ－７２流体（３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，ＵＳ）から入手可能）を充填した。ＣＥ１については、上部のぞき窓は定位置にとどまった。実施例１では、上部のぞき窓の代わりに、上記のように調製した１３５ｃｍ^２膜を適用した。各実験では、液体温度及び蒸気温度は、タンクの頂部付近の相対湿度と共に起動中に監視された。

結果
結果は、システム実行時間の関数としてシステム内の相対湿度を示す図２に提供される。ＣＥ１については、膜なしで、相対湿度は迅速に１００％に達し、タンクの窓上で水が凝縮される。実施例１では、膜が所定の位置にある場合、相対湿度は５０％をわずかに超えた。

一部の実施形態の説明のために、本明細書では、特定の実施形態を例示し、説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、広く多様な代替的かつ／又は同等な実装により、示されかつ説明された特定の実施形態を置き換え得ることを理解するであろう。

Claims

冷却システムであって、
内部空間を有するハウジングと、
前記内部空間内に配置された熱発生構成要素と、
前記熱発生構成要素が作動流体の液相と接触するように前記内部空間内に配置された作動流体と、
前記ハウジング内から流体を選択的に除去するように構成されたデバイスと、を備え、
前記作動流体はハロゲン化材料を含む、冷却システム。
前記デバイスが、前記ハウジング内から水を選択的に除去するように構成されている、請求項１に記載の冷却システム。
前記デバイスが浸透気化膜を含む、請求項１又は２に記載の冷却システム。
前記冷却システムが、定常状態動作状態において、（ｉ）前記作動流体の液相が前記ハウジングの下部体積に配置され、（ｉｉ）前記作動流体の気相が液相の上方に配置され、（ｉｉｉ）凝縮可能でないガス、水蒸気、及び作動流体蒸気を含むヘッドスペース相が前記気相の上方に配置されるように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記デバイスが、前記デバイスの第１の作業側が前記ヘッドスペース相と流体連通し、前記デバイスの第２の作業側が前記浸漬冷却システムを取り囲む周囲環境と流体連通するように、前記ハウジング内に配置される、請求項４に記載の冷却システム。
前記作動流体がフッ素化材料を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記作動流体が、１気圧で、３０～７５℃の沸点を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記作動流体が２．５未満の誘電率を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記熱発生構成要素が電子デバイスを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記電子デバイスがコンピューティングサーバを含む、請求項９に記載の冷却システム。
前記コンピューティングサーバが３ＧＨｚを超える周波数で稼働する、請求項１０に記載の冷却システム。
前記冷却システムが、前記作動流体液の気化時に前記気相が接触するように前記システム内に配置された熱交換器を含む、請求項４に記載の冷却システム。