JP2024504702A - 電子コンポーネントを冷却するための没入型冷却ユニット及びこれを使用する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、没入型冷却ユニット（１）に関し、これは、１つ又は複数の熱散逸電子コンポーネント（５）を有する１つ又は複数の印刷回路基板（１０）を収容する開始部及び終了部を有する少なくとも１つの周方向加熱チャネル壁によって画定された少なくとも１つの閉じた加熱チャネル（２）と、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁（６）によって画定された少なくとも１つの閉じた冷却チャネル（３）であって、閉じた回路がチャネル（２、３）の間において形成されるように、冷却チャネル（３）の開始部が加熱チャネル（２）の終了部に接続され、且つ、前記冷却チャネル（３）の終了部が加熱チャネル（２）の開始部に接続されている、冷却チャネルと、電子コンポーネント（５）を冷却するための液体クーラントであって、前記クーラントは、チャネル（２、３）を少なくとも充填し、且つ、印刷回路基板（１０）を浸漬しており、チャネル（２，３）は、それぞれ、少なくとも垂直方向成分を有するクーラントフローを許容し、冷却チャネル壁（６）の少なくとも一部分（７）は、熱伝導材料によって形成されており、前記部分（７）は、前記冷却チャネル壁部分（７）の内部側との接触状態のクーラントの一部分と前記冷却チャネル壁部分（７）の外部側との接触状態にある周囲部（８）との間の熱の交換を許容している、液体クーラントと、を有する。本発明は、冷却ユニット（１）及びホルダ（１５）並びに冷却ユニット（１）を使用する方法に更に関する。

Description

本発明は、電子コンポーネントを冷却するための没入型冷却ユニットに関し、本発明は、これを使用する方法に更に関する。

没入型冷却システムの一般的な例については既知である。これらの例の１つは、コンテナについて記述した特許文献１に記述されており、前記コンテナは、底部と、壁表面と、を有する。コンポーネントが、コンテナの内側に取り付けられ、且つ、その後に、コンポーネントから熱を抽出する液体中に浸漬されている。加熱された液体を冷却するために、システム内には、２つの熱交換器が存在している。熱交換器及び電子コンポーネントは、壁によって分離されている。これらの壁に起因し、液体の自己誘発型の二重の且つ対称的な循環が生成されている。このシステムは、利益を提供しているが、モジュール性及び／又は効率性を欠いている。

欧州特許出願公開第３３８０９０７号明細書

少なくとも従来技術に対する一代替肢を提供することが本発明の目的である。一実施形態においては、相対的にモジュラー型の且つ／又は効率的な液体冷却システムを提供し、これにより、従来技術の上述の欠点を除去することが本発明の目的である。

これを目的として、本発明は、電子コンポーネントを冷却するための没入型冷却ユニットを提供しており、これは、１つ又は複数の熱散逸電子コンポーネントがそれぞれの印刷回路基板上において提供されている１つ又は複数の印刷回路基板を収容する又は１つ又は複数の電池又は電池セル或いは少なくとも１つの熱散逸電子コンポーネントを収容する開始部及び終了部を有する少なくとも１つの周方向加熱チャネルによって画定された少なくとも１つの閉じた加熱チャネルと、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって少なくとも画定された少なくとも１つの閉じた冷却チャネルであって、閉じた回路がチャネルの間において形成されるように、冷却チャネルの開始部が加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、冷却チャネルの終了部が加熱チャネルの開始部に接続されている、冷却チャネルと、電子コンポーネントを冷却するための液体クーラントであって、前記クーラントは、チャネルを少なくとも充填し且つ印刷回路基板或いは電池又は電池セルを浸漬しており、チャネルは、それぞれ、少なくとも垂直方向成分を有するクーラントフローを許容し、冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、熱伝導材料によって形成されており、前記部分は、前記冷却チャネル壁部分の内部側との接触状態にあるクーラントの一部分と前記冷却チャネル壁部分の外部側との接触状態にある周囲部との間の熱の交換を許容している、液体クーラントと、を有する。

また、本発明は、電子コンポーネントを冷却するための没入型冷却ユニットを提供しており、これは、開始部及び終了部を有する少なくとも１つの周方向加熱チャネルによって画定された少なくとも１つの閉じた加熱チャネルであって、前記少なくとも１つの加熱チャネルは、１つ又は複数の印刷回路基板を収容するように構成されており、それぞれの印刷回路基板上には、１つ又は複数の熱散逸電子コンポーネントが提供されている、加熱チャネルと、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって画定された少なくとも１つの閉じた冷却チャネルであって、閉じた回路がチャネルの間において形成されるように、冷却チャネルの開始部が加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、冷却チャネルの終了部が加熱チャネルの開始部に接続されており、少なくとも１つの加熱及び冷却チャネルは、電子コンポーネントを冷却するための液体クーラントを保持するように構成され、前記クーラントは、チャネルを少なくとも充填し、冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、熱伝導材料によって形成されており、前記部分は、前記冷却チャネル壁部分の内部側と前記冷却チャネル壁部分の外部側との接触状態にある周囲部の間の熱交換を許容している、冷却チャネルと、を有する。当業者は、本発明による本実施形態は、別個に又は本出願において提示されている実施形態の任意のものとの組合せにおいて、使用され得ることを容易に理解するであろう。

閉じた加熱及び冷却チャネルの構成、即ち、加熱チャネルの終了部と冷却チャネルの開始部との間の且つ冷却チャネルの終了部と加熱チャネルの開始部との間の接続は、使用の際にクーラントの対流循環を許容する閉じた回路を描き出している。本発明は、具体的には、クーラントが周囲部との接触状態にあるオープンシステムに関係してはいない。それぞれのチャネルは、垂直方向成分を少なくとも有するクーラントのフローを許容しており、前記垂直方向成分は、好ましくは、使用の際のクーラントの温度の差に起因した対流を利用して導入されている。好ましくは、温度の差は、加熱チャネル内の電子コンポーネントによるクーラントの加熱及び冷却チャネル内のクーラントと周囲部との間の熱交換によるクーラントの冷却により、導入されている。印刷回路基板上の電子コンポーネントは、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＮＶＭｅ、ＦＰＧＡ、或いは、増幅器、レントゲンパワーユニット、ＡＳＩＣ、ＭＰＵ、ＭＣＵ、フォトニクス及び／又はオプティクス、又は特別に適合されたコンデンサなどのハイパワー型ＭＯＳＦＥＴ又は処理ユニット又はストレージユニットなどの任意の熱散逸電子回路であり得るが、本発明は、これらの例に限定されるものではない。前記コンポーネントは、印刷回路基板上において配置することが可能であり、この印刷回路基板は、加熱チャネルの内側に収容されている。印刷回路基板は、少なくともその上部の電子コンポーネントが閉じた回路を充填しているクーラントとの熱接触状態となるように配置されている。使用の際に、電子コンポーネントは、熱を生成することになり、次いで、この熱は、前記熱生成コンポーネントを取り囲んでいるクーラントに伝達されることになる。加熱されたクーラントは、対流に起因して上向きに上昇し、これにより、少なくとも垂直方向成分を有する対流フローを開始している。クーラントは、加熱チャネルの終了部に到達したら、冷却チャネルの開始部に進入している。冷却チャネル壁の少なくとも一部分が熱伝導材料によって描き出されていることから、伝導性材料から製造された冷却チャネル壁の前記部分の内部部分との接触状態にあるクーラントと伝導性材料から製造された冷却チャネル壁の前記部分の外部部分との接触状態にある周囲部との間において熱の効率的な伝達が発生し得る。好ましくは、前記周囲部は、クーラントが冷却されるように、冷却チャネル壁部分の内部部分との接触状態にあるクーラントの温度よりも低い温度を有する。好ましくは、伝導性材料は、金属、更に好ましくはステンレス鋼、アルミニウム、又は銅、であるが、本発明は、これらの材料の限定されるものではなく、熱の交換を効率的に許容するためのプロパティを有する任意の材料が適している。これを目的として、「効率的に」は、例えば、様々な温度における大きな熱伝導率を有することによって大きな熱フローを許容している材料として理解されたい。好ましくは、周囲部からクーラントを分離している冷却チャネル壁の全体が前記熱伝導材料によって形成されている。クーラントが冷却チャネル内において冷却されていることに起因して、クーラントは、下向きの方向において流れており、この場合に、冷却チャネル内のフロー中の垂直方向成分は、加熱チャネル内の垂直方向成分との比較において反対方向を有する。クーラントが冷却チャネルの終了部に到達したら、クーラントは、加熱チャネル内に流れ、これにより、上述の循環を再度開始し、且つ、従って、使用の際に循環フローが導入されている。好ましくは、チャネルは、実質的に同一の方向において、更に好ましくは実質的に互いに平行に、延在しており、従って、自然対流によって導入された循環フローを相対的に容易に導入することができよう。

好ましくは、少なくとも１つの加熱チャネル及び少なくとも１つの冷却チャネルは、断熱壁によって分離され、前記断熱壁は、前記断熱壁が分離しているチャネルの周方向冷却チャネル壁の少なくとも一部分及び周方向加熱チャネル壁の少なくとも一部分を形成しており、この場合に、前記断熱壁は、前記チャネルの間の熱交換を妨げている。これは、２つのチャネル内の温度差を増大させ、これは、冷却能力を改善し、且つ、対流フローにとって有益である。異なる好適な一実施形態において、少なくとも１つの加熱チャネル及び少なくとも１つの冷却チャネルは、それぞれ、断熱壁を有し、この場合に、断熱壁は、好ましくは、平行であり、且つ、離隔しているか又は互いに圧接しており、この場合に、前記壁は、加熱及び冷却チャネルの間の熱の伝達を妨げている。断熱壁が離隔しているケースにおいては、更なる断熱材料が、好ましくは前記壁の間において配置されている。但し、相対的にコンパクトな冷却ユニットを生成するために、単一の断熱壁を導入することが好ましい可能性があり、この単一の断熱壁は、断熱壁が周方向加熱チャネル壁及び周方向冷却チャネル壁の一部分を形成するように、両方のチャネルの相互に共有された壁である。好ましくは、断熱壁は、クーラントのフローを妨げておらず、且つ、加熱チャネルから冷却チャネルへの熱の伝達を妨げている。誘電液体循環の自然対流フローを維持するために、加熱及び冷却チャネルを分離する没入型冷却ユニット内の断熱壁は、記述されている煙突効果を生成し、これにより、加熱された液体を上向きに引っ張っている。また、断熱壁がさもなければ存在することになる場所の全体サイズをＰＣＢ自体が基本的にカバーしているケースにおいては、この煙突効果は、断熱壁を伴うことなしに実現することができる。これは、トータルシステムの重量を節約することが可能であり、且つ、没入型冷却ユニットの幅がわずかに狭小化し、その結果、本発明による１つのホルダ内において相対的に多くのユニットが隣接状態となることを許容している。別の好適な実施形態において、冷却ユニットは、少なくとも２つの閉じた冷却チャネルを有し、このそれぞれは、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって画定されており、且つ、この場合に、閉じた回路がチャネルの間において形成されるように、それぞれの冷却チャネルの開始部が加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、それぞれの冷却チャネルの終了部が加熱チャネルの開始部に接続されている。好ましくは、冷却チャネル壁のそれぞれのものの少なくとも一部分は、熱伝導材料によって形成されており、前記部分は、前記冷却チャネル壁部分の内部側との接触状態にあるクーラントの一部分と前記冷却チャネル壁部分の外部側との接触状態にある周囲部との間の熱の交換を許容している。これを目的として、加熱チャネルは、好ましくは、少なくとも２つの冷却チャネルの間において、更に好ましくは加熱チャネルの終了部が２つの冷却チャネルの開始部の場所に従っている平行構成において、位置決めされている。更に異なる一実施形態においては、複数の加熱チャネル及び冷却チャネルが使用され得るであろう。少なくとも１つの加熱チャネル及び更に好ましくはすべての加熱チャネルが、少なくとも１つの冷却チャネルに隣接していることが好ましい。好ましくは、少なくとも１つの、且つ、更に好ましくはすべての、加熱チャネルの終了部が少なくとも１つの隣接する冷却チャネルの開始部に接続され、且つ、すべての加熱チャネルの終了部が少なくとも２つの隣接する冷却チャネルの開始部に接続されている。後者の実施形態においては、冷却チャネルの少なくとも１つ、但し、好ましくはそれぞれは、前記部分の内部側との接触状態にあるクーラントがクーラントを冷却するために前記部分の外部側との接触状態にある周囲部との間において熱を交換することを許容するように、熱伝導性材料によって形成されたその周方向冷却チャネル壁の一部分を有する。

好適な一実施形態において、少なくとも１つの加熱チャネル及び少なくとも２つの冷却チャネルのそれぞれは、断熱壁によって分離され、前記断熱壁は、前記断熱壁が分離しているチャネルの周方向冷却チャネル壁のうちの１つの少なくとも一部分と周方向加熱チャネル壁の少なくとも一部分を形成しており、この場合に、前記断熱壁は、前記チャネルの間の熱交換を妨げている。これは、加熱チャネル及び少なくとも２つの冷却チャネル内の温度差を増大させ、これは、冷却能力を改善している。異なる好適な一実施形態において、少なくとも１つの加熱チャネルには、２つの断熱壁が提供されており、且つ、冷却チャネルには、断熱壁が提供されており、この場合に、それぞれの冷却チャネルの断熱壁は、加熱チャネルの断熱壁の１つに向かって対向している。これを目的として、好ましくは、断熱壁は、平行であり、且つ、離隔しているか又は互いに圧接状態にあり、この場合に、前記壁は、加熱及び冷却チャネルの間の熱の伝達を妨げている。断熱壁が離隔しているケースにおいては、更なる断熱材料が、好ましくは前記壁の間において配置されている。但し、相対的にコンパクトな冷却ユニットを生成するために、少なくとも２つの単一の離隔した断熱壁を導入することが好ましい可能性があり、これらは、好ましくは、断熱壁が加熱チャネル壁の一部分及び冷却チャネル壁のそれぞれのものの一部分を形成するように、加熱チャネルと冷却チャネルのそれぞれの間において相互に共有された壁である。従って、加熱チャネルは、断熱壁により、少なくとも２つの冷却チャネルのそれぞれから分離されている。好ましくは、断熱壁は、クーラントのフローを妨げてはいない。

特定の好適な一実施形態において、少なくとも１つの断熱壁は、少なくとも１つの印刷回路基板に接続されている。正確な装着は、回路基板の数及び加熱チャネル内の配置に依存している。印刷回路基板は、好ましくは、互いに平行に配置されている。断熱壁は、印刷回路基板に直接的又は間接的に接続することができる。断熱壁は、加熱チャネルの内側のその向きに応じて、印刷回路基板に平行な又は印刷回路基板に垂直の方式で装着することができる。

更に別の好適な実施形態において、印刷回路基板は、加熱チャネル内において垂直方向において収容されている。これを目的として、「垂直方向において収容される」は、少なくとも印刷回路基板が延在しているプレーンが実質的に垂直方向において延在しているものと理解されたい。基板がフローの方向に対して実質的に平行に位置決めされていることから、これは、前記基板がフローを妨害することなしにクーラントが回路基板上のコンポーネント上において容易に流れることを許容している。複数の印刷回路基板が加熱チャネル内において収容されているケースにおいては、基板は、好ましくは、クーラントがすべての印刷回路基板上において通過し得るように、互いに平行に配置され且つクーラントのフローの方向において垂直方向において延在している。更に好適には、印刷回路基板上の電子コンポーネントは、使用の際のその熱生成に従って加熱チャネルの開始部から加熱チャネルの終了部への方向において配列されており、この場合に、最大の熱を生成するコンポーネントは、加熱チャネルの開始部に最も近接して配置されている。これは、クーラントのフロー及びコンポーネントの冷却の両方のために有益であり得るであろう。最高温度に到達する又は最大熱損失を有する又は最大パワーを消費するコンポーネントは、チャネルの開始部の近傍において配置することが可能であり、或いは、具体的には、加熱チャネル内の回路基板の配置の際に前記コンポーネントがチャネルの開始部の近傍において配置されるように、印刷回路基板上において位置決めされている。これは、これらのコンポーネントがクーラントとの間において最大の温度差を有する且つ大きな冷却レートを有する且つ最良の対流フローを誘発することを許容している。チャネルの終了部の近傍には、最低の熱損失を有するコンポーネントが配置されている。その間には、コンポーネントが相応して配列されている。これは、それぞれのコンポーネントが十分に冷却されることを許容し、且つ、更には、自然対流フローを改善している。

好適な一実施形態において、冷却ユニットは、共通ハウジングを有し、前記ハウジングは、底部、上部カバー、及びハウジング壁を有し、この場合に、周方向加熱チャネル壁及び／又は周方向冷却チャネル壁は、少なくともハウジング壁の一部分を形成している。好ましくは、ハウジングは、実質的に円筒形又は矩形形状のハウジングである。１つの加熱チャネル及び１つの冷却チャネルのみが存在しているケースにおいては、それぞれのチャネルの周方向壁の一部分は、共通ハウジングによって形成されている一方で、２つの冷却チャネルが存在しているケースにおいては、好ましくは冷却チャネルである最も外側のチャネルの周方向壁の一部分は、共通ハウジングによって形成されている。好ましくは、共通ハウジングは、冷却ユニットの全体的な外側ハウジングを形成し、この場合に、断熱壁は、チャネルの周方向壁の内部部分を形成している。これを目的として、共通ハウジングは、共通ハウジングの外部壁との接触状態にある周囲部との間におけるクーラント、具体的には共通ハウジングの内部壁との接触状態にあるクーラントの一部分、からの熱の伝達を許容するために伝導性材料から少なくとも部分的に製造されていることが好ましい。更なる好適な一実施形態においては、冷却ユニットを取り扱うために、ハンドルが上部カバーに提供されている。これは、冷却ユニットが好適な場所において且つ／又はその内部に位置決めされることを許容している。好ましくは、加熱チャネル壁及び冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、断熱化された壁を有する。更に好ましくは、ハウジング壁の少なくとも一部分が断熱化されており、好ましくは、全体的な共通ハウジングが断熱化されている。好ましくは、ハウジング壁は、内側ハウジング壁及び外側ハウジング壁を有し、この外側ハウジング壁は、内側ハウジング壁に接続されていてもよい。好ましくは、内側及び外側ハウジング壁は、断熱空間を画定しており、この場合に、前記断熱空間は、好ましくは、没入型冷却液体が存在している内部が外部から適切に断熱されるように、真空空間である。但し、断熱プロパティは、また、トワロン（Ｔｗａｒｏｎ）（登録商標）などの適切な断熱材料から冷却又は加熱チャネル壁又はハウジング壁の一部分又は全体を構成することにより、実現することもできる。或いは、この代わりに、断熱は、エアロゲルなどの断熱材料を共通ハウジングの外部壁に提供することにより、実現することもできる。壁を断熱化することにより、没入型冷却ユニット、具体的には没入型冷却液体、中において収容される熱の量が増大する。そして、これは、没入型冷却液体の内側のコンポーネントから排出される相対的に大きな熱が抽出され且つ再使用されることを許容している。その理由の大きな部分は、相対的にわずかな熱が外部に漏洩されるからである。従って、これは、没入型液体の内側のコンポーネントによって散逸されるエネルギーの相対的に効率的な使用を許容しており、その理由は、熱が周囲部に漏洩することをこの解決策が防止しているからである。また、これは、没入型冷却ユニット又はホルダが配置されている環境内の空気を冷却する要件をも除去しており、その理由は、この結果、ホルダ又は没入型冷却ユニットが、その周囲部に熱を漏洩せず、従って、これにより、相対的に多くのエネルギーを節約しているからである。

好適な一実施形態において、液体クーラントは、誘電液体である。好ましくは、Ｓｈｅｌｌによって製造されている浸漬冷却流体Ｓ５Ｘがこれを目的として使用されるが、本発明は、これに限定されるものではない。また、その他の浸漬冷却流体も使用され得る。好ましくは、クーラントの容積は、加熱及び／又は冷却下において実質的に一定に留まっている。好ましくは、クーラントは、クーラントが本発明の使用の際の加熱の際に蒸発しないように、高い沸騰温度を有する。これを目的として、沸騰温度は、少なくとも３０℃、好ましくは少なくとも５０℃、且つ、更に好ましくは少なくとも９５℃、である。好ましくは、クーラントの引火点は、少なくとも１４０℃、好ましくは少なくとも１９０℃、である。

好ましくは、断熱壁は、レゾール（Ｒｅｓｏｌ）により、或いは、エアロゲルにより、形成されている。これらの材料は、非常に良好な断熱プロパティを有し、高温に耐えることができると共に、これらが断熱壁を形成するのに好適なものとなるための低重量を有する。

好適な一実施形態において、冷却ユニットは、弁を更に有し、この場合に、弁は、少なくとも１つの加熱及び冷却チャネルによって形成された閉じた回路に対するアクセスを提供している。弁は、好ましくは、共通ハウジングが適用されているケースにおいては、上部カバー上において配置されており、さもなければ、弁は、好ましくは、チャネルが冷却液体によって容易に充填され得るような位置において配置されている。好ましくは、弁は、任意の位置においてクーラントの漏洩を防止している。冷却ユニットは、漏洩を伴うことなしに搬送され得るように閉鎖されている。即ち、弁は、流体が冷却ユニットの向きとは独立的に逃避することを防止しているが、弁は、同様にセキュリティバルブとして機能してもよく、この場合には、好ましくは、圧縮チャンバが閉じた回路及び／又ハウジング内において提供されている。更には、また、弁は、液体を排出するために使用されることも好ましいが、これを目的として、別個のキャップ又は周方向壁内の閉鎖可能孔が存在することもできよう。更なる一実施形態において、弁は、突然の又は予期しないクーラントの加熱に起因して過圧が存在しているケースにおいては、閉じた回路が膨張又は高圧に起因して損傷されないように、閉じた回路からガスが逃避することを更に許容している。

好ましくは、少なくとも１つの印刷回路基板及び／又はシステムオンチップ（ＳｏＣ）は、挿入された冷却ユニットの温度、好ましくは、挿入された冷却ユニットの内側のクーラント温度、を計測するように構成されている。これは、冷却ユニットがクーラントの温度及び／又は電子コンポーネントの温度及び／又はクーラント壁の温度を計測することを許容している。この情報は、冷却ユニットの内側の電子コンポーネントの損傷を防止するのに必要とされる冷却の量を判定するために必要とされ得る。これを目的として、クーラントユニットには、例えば、コネクタを通じて外部装置に直接的又は間接的に接続されたレシーバなどの通信システムを提供することができる。

本発明による好適な一実施形態においては、ホルダが更に提供されており、前記ホルダは、少なくとも保持底部及び少なくとも１つの周方向保持壁によって形成された少なくとも１つの保持空間であって、この場合に、少なくとも１つの保持壁は、クーラントユニットを受け入れるように寸法設定されており、この場合に、保持空間に向かって対向する保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の少なくとも外部側に熱的に接続されている、保持空間と、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の外部側に熱的に接続された保持壁の一部分から熱を能動的に抽出するための少なくとも１つの熱抽出ユニットと、を有する。これは、冷却ユニットが小さく且つ更には非常にモジュラー型になることを許容しており、その理由は、本発明に従って複数の冷却ユニットを有することが可能であり、且つ、１つの冷却ユニットを使用するためにホルダ内においてそれを配置することができるからである。ホルダ壁は、好ましくは、ホルダ壁とチャネル壁との間において熱的な接続が形成されるように、少なくとも１つのチャネルの周方向壁を緊密に受け入れるように構成されている。異なる一実施形態においては、ホルダ壁が冷却ユニットの外部寸法よりも大きく且つ熱の良好且つ効率的な伝達が２つのものの間において可能となるように熱伝導性材料がチャネル壁の外部側とホルダ壁の内部側との間のギャップを充填していることが想定され得る。好ましくは、ホルダは、複数の保持空間を有し、それぞれの保持空間は、少なくとも保持底部及び少なくとも１つの保持壁によって形成されており、この場合に、少なくとも１つの保持壁は、独立的な冷却ユニットを受け入れるように寸法設定されており、この場合に、保持空間に向かって対向している保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の少なくとも外部側に熱的に接続されており、この場合に、熱抽出ユニットは、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の外部側と熱的に接続されたそれぞれの保持壁から能動的に熱を抽出する中央熱抽出ユニットである。従って、システムのモジュール性が更に改善されている。複数の冷却ユニットを形成することが可能であり、このそれぞれは、１つ又は複数の異なる印刷回路基板を有し、このそれぞれは、異なる機能を許容しており、この場合に、ホルダは、ユーザーニーズによるシステムが形成され得るように、複数の冷却ユニットを受け入れることができる。

好ましくは、ホルダは、それぞれの挿入された冷却ユニットの熱抽出レート及び／又は温度を独立的に且つ別個に調節するように構成されている。従って、異なる挿入された冷却ユニットをその要求されている冷却レート又は温度に従って冷却することができる。これを目的として、本発明による没入型冷却ユニットは、相対的に多様な用途を許容している。例えば、第１冷却ユニットは、第１保持空間内において挿入されていてもよく、且つ、第２冷却ユニットは、ホルダの第２保持空間内において挿入されていてもよい。両方の冷却ユニットは、異なる機能を実行することができると共に、異なる温度を有することができる。これを目的として、独立的に且つ別個に第１及び第２冷却ユニットの冷却を調節することが好ましい。これを目的として、熱抽出ユニットは、それぞれの挿入された冷却ユニットが熱抽出レート又は温度の観点において別個に制御されることを許容するように構成することができる。ホルダには、挿入された冷却ユニットの通信システムとの通信を許容するためのトランシーバを提供することができる。

好ましくは、それぞれの挿入された冷却ユニットの熱抽出レート及び／又は温度は、それぞれの挿入された冷却ユニットの外部又は内部温度の計測に基づいて調節されている。これを目的として、冷却ユニットは、その温度をホルダに伝達することができる。更には、冷却ユニットがクーラントの温度又は加熱チャネルの内側において配置されている電子回路の内部温度又は加熱又は冷却壁の温度を伝達することも想定され得る。但し、当業者は、前記温度が、冷却ユニットによって又は冷却ユニットの内側の電子回路によって計測されることが可能であり、且つ、挿入された冷却ユニットの冷却レートを能動的に且つ別個に調節し得るホルダに後から伝達され得る限り、これを目的として任意の温度が適し得ることを認識するであろう。冷却ユニットからホルダに伝達され得るその他の特性は、例えば、内部圧力、フローのレベル、温度、光の入射の角度及び／又は量、冷却ユニットの傾斜又は角度、或いは、振動であってよい。これらの値に基いて、ホルダは、それぞれの個々の冷却ユニットごとに最適な冷却設定を決定することができる。

好適な更なる一実施形態において、熱抽出ユニットは、具体的には、冷却板、即ち、ペルチエ効果冷却によって形成されている。冷却ユニットの周囲部がこのような技法を許容することになる場合には、ヒートシンクを使用した強制的な空気冷却などの任意の表面冷却技法を使用することが更に可能である。即ち、周囲部が十分な冷却を提供するために十分に冷温である場合には、ホルダ壁を冷却するこれらの方法が効率的であり且つ十分な冷却を提供することが判明している。

更に好適な且つ更なる実施形態においては、冷却ユニットは、少なくとも１つのコネクタを更に有しており、この場合に、少なくとも１つのコネクタは、少なくとも１つの印刷回路基板を別の装置に電子的に接続するために少なくとも１つのワイヤによって印刷回路基板に接続されている。これは、冷却ユニットが電気的に接続され、その結果、冷却された接続された電子回路のモジュラーシステムが形成されることを許容している。これは、好ましくは伝達された特性に基づいて前記冷却ユニットの冷却を調節するために、冷却ユニットが特性をホルダに伝達することを許容している。このような特性は、例えば、内部圧力、フローのレベル、温度、光の入射の角度及び／又は量、冷却ユニットの傾斜又は角度、或いは、振動であってよい。更には、これらの特性は、ホルダ空間内の挿入された冷却ユニットのそれぞれごとに一意であってよい。好ましくは、少なくとも１つのコネクタは、クーラントに対向していない冷却チャネル壁及び／又は加熱チャネル壁の側において位置決めされている。これは、コネクタの汚染及びクーラントとの間のコネクタの可能な接触を防止している。好ましくは、コネクタは、冷却ユニットの上部及び／又は底部上において配置されている。底部上においてコネクタを配置することは、ホルダ内においてコネクタを摺動させた際の容易な結合を許容している。

好ましくは、ホルダは、保持コネクタを有し、この場合に、保持コネクタは、挿入された冷却ユニットのコネクタを受け入れるように位置決めされており、これにより、１つ又は複数の印刷回路基板とホルダとの間において電子接続を形成している。保持コネクタ及び冷却ユニットコネクタは、好ましくは、これらが相互に結合し得るように、反対のタイプを有する。これを目的として、保持コネクタは、好ましくは、加熱チャネルの開始部に対向していない冷却ユニットコネクタが、ホルダ空間内において完全に挿入された際にホルダコネクタに結合されるように、保持空間に向かって対向した状態において、ホルダ底部上において配置されている。異なる好適な一実施形態においては、冷却ユニットコネクタは、好ましくはチャネルに向かって対向した状態においてハウジングの上部カバーにおいて提供されており、且つ、この場合に、ホルダコネクタは、コネクタがホルダ空間内の冷却ユニットの完全な挿入の際に結合されるように、ホルダ空間に対向していない状態において、ホルダ壁上において配置されている。更には、それぞれが異なる接続を提供するために、複数のホルダコネクタ及び冷却ユニットコネクタを提供することが好ましい。このような接続は、非限定的な例として、パワーコネクタ又は信号コネクタであり得るであろう。

好適な一実施形態において、ホルダ、好ましくは、保持空間は、ハウジングを保持空間内にガイドするためのガイドを更に有する。冷却ユニットは、ガイドに堅固に接続することも可能であり、或いは、ガイドに着脱自在に接続することもできよう。ガイドは、好ましくは、コネクタが接続を確立するために互いに上下に直接的に位置決めされるように、冷却ユニットが正しく挿入されることを許容している。好ましくは、ガイドは、ガススプリング又はアクチュエータによって形成されており、この場合に、前記ガススプリング又はアクチュエータは、少なくとも、保持壁に対して平行な方向において運動自在である。

一代替実施形態において、前記冷却チャネル壁部分の内部側との接触状態にあるクーラントの一部分と前記冷却チャネル壁部分の外部側との接触状態にある周囲部との間の熱の交換を許容する熱伝導材料によって形成された冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、冷却チャネル内において位置決めされた熱交換器である。このような熱交換器は、液体冷却用の内部回路及び前記冷却チャネル壁の外部側との間においてこのような冷却液体を循環させるための接続又は流体回路が提供された能動型熱交換器であってもよく、この外部側は、このケースにおいては、場合によっては全体的な没入型冷却ユニットの外部に対するものであってもよい。前記熱交換器は、冷却容量が冷却回路に接続されたコネクタの数を介して調節され得るように、２つ以上の入口コネクタと、２つ以上の出口コネクタと、を有することが想定され得る。図４及び図５には、これらの実施形態が示されている。没入型冷却ユニットの外部への且つその上部における流体接続は、好ましくは、本発明に従ってホルダの協働接続に対して接続している。これを目的として、ホルダには、没入型冷却ユニットの流体接続を受け入れるための前記協働流体接続を提供することができる。従って、没入型冷却ユニットの流体回路は、ホルダの流体回路に流体接続することができる。複数の没入型冷却ユニットは、ホルダの流体回路に直列及び／又は並列に流体接続することができる。更には、本発明による複数のホルダは、互いに直列及び／又は並列に流体接続することもできる。これを目的として、１つ又は複数のホルダは、既定の温度、具体的には、没入型ユニット及び／又はホルダの出口接続における冷却液体の温度、において流体回路の冷却液体を排出するように相互に構成されることが想定され得る。好ましくは、前記既定の温度は、例えば、フロア及び／又はシャワー水を加熱するための家庭内熱ネットワークにおける使用に適している。また、例えば、サーバーアプリケーションにおいては、前記相互に接続されたホルダが地域加熱システム用の熱を提供し得るように、複数の前記ホルダがその出口接続において大量の熱を提供していることが想定され得る。従って、前記ホルダは、地域加熱システム内において使用されるように構成することができる。低温の冷却液体をホルダに提供するために、１つ又は複数のホルダが、中央集中化された冷却システムに接続され、且つ、これに対して、中央低温冷却液体回路に接続されており、且つ、ホルダから高温の冷却液体を排出するために、没入型冷却ユニットが、ホルダ及び中央高温液体回路に接続され、且つ、没入冷却ユニットがホルダに接続されていることが想定され得る。このような冷却液体は、水、グリコール、又はクーラントであってよい。好ましくは、冷却液体のフローを制御するために、１つ又は複数の弁が回路又は中央低温又は高温回路内において位置決めされている。好ましくは、ホルダのそれぞれ内のフローは、別個に制御可能であってよい。これは、望ましい出力冷却液体温度に到達するように、出力温度が制御されることを許容している。従って、装置は、クーラント液体出力温度が地域加熱などの様々な目的における使用に適する程度まで、電子コンポーネントによって放出された熱が抽出されるように、制御することができる。好ましくは、没入型液体を介した電子コンポーネントからの熱の抽出は、液体クーラントの出力温度が既定の範囲内となるように、制御されている。好ましくは、４５～８０℃の温度の冷却液体が得られている。「４５～８０℃」は、この範囲内の任意の数値であるものとして理解されたい。従って、装置は、この結果、熱を様々なシステムに提供するように制御することができると共に、前記装置の冷却回路は、例えば、地域加熱などの入力として熱を必要とし得る１つ又は複数の異なるシステムに結合することができる。この制御は、コンポーネントの冷却と抽出された熱の効率的な再使用を同時に許容している。従って、前記熱は、どこか別のところで利用することができる。一般に、好ましくは、少なくとも１つのホルダには、好ましくは回転自在又は旋回自在の車輪である車輪などの移動要素が提供されている。従って、ホルダは、容易に運動し得る。従って、ホルダは、例えば、電池又はデータセンタ機器から熱が抽出される必要がある中央場所において配置又は運動されてもよく、且つ、抽出された熱は、前記場所において直接的に再使用されてもよく、或いは、どこか別の場所に搬送されてもよい。移動可能なホルダを使用することにより、熱を対象の場所において効果的に再使用し、これにより、熱の損失を低減することができる。１つ又は複数のホルダがラックを形成し、この場合に、前記ラックは、１つ又は複数のホルダ内において複数の没入型冷却ユニットを受け入れるように構成されていることが更に想定され得る。没入型冷却ユニットの少なくとも１つ、好ましくはそのそれぞれは、１つ又は複数のホルダのホルダ空間内などにおいて、ラックに接続することができる。好ましくは、没入型冷却ユニットは、ラック及び／又はホルダの中央冷却回路に流体接続されている。従って、没入型冷却ユニットの冷却回路は、相対的に大きな柔軟性を許容するラック又はホルダの中央集中化された冷却回路に流体接続されている。好ましくは、没入型冷却ユニットをホルダと相互に流体接続するために、ドリップストップコネクタが使用されている。一実施形態においては、協働液体コネクタが没入型冷却ユニットの後部又は前部の外部側において且つホルダの後部又は前部のそれぞれの内部側において提供されている。これらの液体コネクタは、液体クーラントを循環させる且つシステムから熱を抽出することを許容している。これは、冷却を相対的に効率的なものとすることと、但し、更には、抽出された熱を利用することと、を許容している。没入型冷却ユニットをホルダに流体接続するためのコネクタを本出願において記述されている実施形態の任意のものとの組合せにおいて提供することができる。また、ホルダ及び／又は没入型冷却ユニットの外部側のコネクタが、低温冷却液体を没入型ユニット又はホルダに搬送し且つ加熱された冷却液体をホルダ又は冷却ユニットから離れるように搬送する流体ホースに接続していることが想定され得る。加熱された冷却液体は、流体ホースを介して外部場所に搬送されてもよく、そこで、熱は、前記冷却液体から抽出され且つそこで任意選択により再使用され、且つ、冷却された冷却液体は、ホルダ又は冷却ユニットに戻るように搬送されている。但し、また、ホルダ又は没入型冷却ユニットは、低温冷却液体供給ホース及び高温冷却液体排出ホースにも接続されており、この場合には、冷却回路が閉じた冷却回路ではないことが想定され得る。また、熱は、外部システムを介して外部的に（即ち、没入型冷却ユニットの内側の熱交換器を使用することなしに）抽出することもできる。好ましくは、前記液体コネクタは、コネクタが自己ガイド型であり、これにより、ホルダとの間の没入型冷却ユニットの容易な結合を提供するように、ブラインド結合コネクタである。また、従って、ホルダは、前記ホルダを別のシステムの液体供給及び／又は排出コネクタに流体接続するためのブラインド結合コネクタを伴って、外部側、好ましくは後部外部側、において提供され得ることも想定され得る。このようなシステムは、例えば、船又はモバイルスタジオであってよい。このような例においては、前記ブラインド結合コネクタは、更なる利益を有し得るが、その理由は、ホルダが前部側からのみアクセス可能であってよく、これは、後部側においてコネクタを締め付けることを許容してはいないからである。この観点において、２つの異なる冷却液体が存在していることに留意することが重要である。１つは、没入型冷却ユニットの内側の没入流体であり、他方は、冷却回路内において使用されている冷却液体であり、この冷却回路は、前記冷却液体がそれを通じて流れる上述の熱交換器を含み得る。また、液体コネクタが没入型冷却ユニットの前部の外部側において且つホルダの前部のそれぞれの内部側において提供されることも想定され得る。これらの液体コネクタは、液体を循環させること及びシステムから熱を抽出することを許容している。これは、具体的には、ホルダが、スタジオ、或いは、ＯＢバン、船、又は航空機搬送などの到達するのが困難な環境内において配置されている際に有益であり得る。この構成は、前部内の流体接続がアクセス可能であることを維持しつつ、ホルダが空間のコーナー内において緊密に配置される又は壁に圧接状態において当接することを許容することができる。具体的には、液体コネクタがホルダの外部側において提供されていることが有益であり、これらの液体コネクタは、挿入された没入型冷却ユニットの液体クーラントシステムに且つホルダに流体接続されている。従って、外部システムをホルダに容易に結合することができる。これは、ホルダ及び没入型結合ユニットの相対的に多様な用途を許容している。

好ましくは、没入型冷却ユニットの冷却容量及びホルダの冷却容量は、モジュラー方式で調節可能である。本発明による一実施形態において、複数の協働液体コネクタは、没入型冷却ユニットの外部側において且つホルダのそれぞれの内部側において提供されている。例えば、没入型冷却ユニットの外部の２つの液体入口及び２つの液体出口コネクタ及びホルダの内部の２つの液体入口及び２つの液体出口コネクタであり、この場合に、前記コネクタは、具体的には、前記入口及び出口コネクタの間の液体接続を許容するために協働している。従って、冷却容量は、モジュラー型であり、その理由は、利用されているコネクタの数が容量を決定しているからである。従って、相対的に多くの流体コネクタが相互に流体接続されている際には、相対的に大きなクーラントフローを確立することができると共に、従って、高価な調節ポンプに対するニーズを伴うことなしに相対的に大きな冷却容量を提供することができる。この実施形態は、具体的には、複数の液体入口コネクタ及び液体出口コネクタがそれぞれ少なくとも１つの閉じた加熱チャネルの内側において配設された２つの異なる熱交換器に接続されているケースにおいては有益である。但し、また、複数の液体入口コネクタ及び液体出口コネクタが、それぞれ、少なくとも１つの閉じた感熱チャネルの内側において単一の熱交換器に接続されており、前記熱交換器は、没入型冷却ユニット及びホルダのコネクタに接続された又はこれらに接続可能である２つ以上の入口及び２つ以上の出口接続を有することも想定され得る。従って、更なる接続をホルダの冷却回路に接続することにより、冷却容量の大きさを調節することができる。

更なる一実施形態において、本発明によるホルダは、複数の挿入された没入型冷却ユニット上における選択的パワー分配を許容するように構成することができる。具体的には、これは、電池が没入型液体中において配置されているケースにおいては有益であり得る。従って、本発明は、ピークがネットワークに過負荷を課すことを防止するために、時間に伴ってパワーピークを平坦化することを許容することができる。時間に伴うパワー消費ピークの平坦化は、蘭国特許第２０２１／０５０６９０号明細書において記述されているように構成されてもよく、この特許文献の内容は、引用により、本明細書に包含される。例えば、交流システムにおいては、三相を有する１つのグリッドがＡＣ分配器を介して複数のホルダに接続されてもよく、この場合に、複数のホルダのそれぞれは、それに対して接続された１つ又は複数の没入型冷却ユニットを有する。任意選択により、複数の位相を有する第２グリッドである冗長セットアップを同一のＡＣ分配機に接続することもできる。別個の位相のそれぞれからのパワーは、任意に、複数のホルダ内において提供されている個別の没入型冷却ユニットに接続されてもよい。第１ホルダの１つの没入型冷却ユニットは、第１相に接続されてもよく、その第２及び第３没入型冷却ユニットは、グリッドの第２相に接続されてもよく、且つ、３つの没入型冷却ユニットを有する更なる第２ホルダは、最後の相に全体的に接続されてもよい。また、それぞれのホルダが単一の位相に接続されることも想定され得る。位相とホルダに接続された１つ又は複数の没入型冷却ユニットの間の任意の接続を確立することができる。ホルダの特定の没入型冷却ユニットを特定の位相に便利な方式で割り当てることにより、或いは、特定の位相をそれに接続された特定のホルダ又は没入型ユニットに割り当てることにより、パワーピークの均衡化を確立することができる。また、前記ピークパワー均衡化は、ＤＣパワーネットワークのケースにおいても想定され得る。３８０～４００ＶＤＣパワーがＤＣ分配器内においてＡＴＸ－標準ＤＣ電圧に変換されてもよく、ＤＣ分配器は、ＤＣ分配器に接続された複数のホルダに接続し得る。また、１２Ｖ又は２４Ｖのみバスを提供することも想定され得る。ＡＣ／ＤＣネットワークにおいては、ＤＣ構成に伴って記述されている同一の接続が提供され、この場合に、到来するＡＣパワーは、まず、少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータを介してＤＣ電圧に変換されている。ホルダ又は没入型冷却ユニットは、共通印刷回路基板に直接的又は間接的に接続されていてもよく、或いは、それぞれ、その独自の個別の印刷回路基板に接続されていてもよく、これらの基板は、インターフェイスを介して又は配線を介して相互に接続されている。バックプレーンＰＣＢと呼称され得るこの印刷回路基板には、ＡＣピン、ライン又はニュートラル、ＤＣピン、１２Ｖ＋／１２Ｖ－又は６Ｖ＋／６Ｖ－又は３．３Ｖ＋／３．３Ｖ－を提供することができる。また、好ましくは、パワーピンは、６０Ａの最大パワーの定格を有する。

好ましくは、没入型冷却ユニットは、少なくとも１つの閉じた冷却チャネル及び少なくとも１つの閉じた加熱チャネルが没入型空間の内側において少なくとも部分的に配置される少なくとも１つの好ましくは閉じた没入型空間と、前記没入型空間とは分離された且つ１つ又は複数の電子コンポーネントを受け入れるために構成された少なくとも１つの非没入型空間と、を有する。具体的には、没入型空間及び非没入型空間は、互いに隔離されており、或いは、換言すれば、非没入型は、なんらの液体クーラントをも基本的に有してはいない。その一方で、少なくとも１つの閉じた加熱及び冷却チャネルが配置されている没入型空間は、液体クーラントによって充填されている。これは、閉じた加熱及び冷却チャネルを参照して記述されているように液体クーラントによって冷却されるように、大量の熱を散逸させる電子コンポーネントが没入型空間の内側において配置されることを許容している。相対的に小さな量の熱を散逸させるコンポーネントは、非没入型空間内において配置することができる。このような非没入型空間コンポーネントは、具体的には、ストレージ媒体（ＳＳＤ、ＨＤＤ、及びこれらに類似したもの）などの入出力（Ｉ／Ｏ）装置などの（高温の）スワップ可能な媒体又は（ＯＣＰ）ネットワーキング装置、ファイバチャネル、イーサネット（登録商標）、及びこれらに類似したものなどのインターフェイスカードであってよい。少なくとも１つの非没入型空間が容易にアクセス可能であることが好ましい。これは、その内部の電子コンポーネントが容易に置換されることを許容している。従って、冷却ユニットは、この結果、没入型及び非没入型空間を有するカセットとして見なすことができる。好ましくは、カセットの全体は、本発明に従ってホルダと協働するように構成されている。

好ましくは、非没入型空間には、１つ又は複数のコネクタを介して没入型空間内の印刷回路基板に１つ又は複数の電子コンポーネントを電気的に接続するための電子コンポーネントと協働するように構成された１つ又は複数のコネクタが提供されている。また、非没入型空間には、複数のコネクタを有する共通印刷回路基板が提供されており、この場合に、共通印刷回路基板は、没入型空間内の印刷回路基板に電子的に接続されている又はこれに接続可能であることが想定され得る。これは、非没入型空間内において配置された又は具体的にはコネクタ又は印刷回路基板に接続された電子コンポーネントが没入型空間に電気的に接続されることを許容している。非没入型空間のコネクタ及び／又は共通印刷回路基板は、ＰＣＩｅ３．０＋ケーブルなどの少なくとも１つのコネクタケーブルを介して又はＳＡＴＡ、ＳＡＳ、ＳＦＦ－８６４３ケーブルを介して没入型空間に電気的に接続することができる。但し、本発明は、これらのタイプのケーブルに限定されるものではなく、且つ、Ｉ／Ｏストレージを別の装置に接続するのに適した任意のタイプのケーブルが本発明の範囲に含まれることになろう。

好適な一実施形態において、没入型冷却ユニットは、共通ハウジングを有しており、この場合に、没入型及び非没入型空間は、共通ハウジングによって画定されている。但し、また、例えば、糊、ボルト、又はその他の固定手段を利用することにより、非没入型空間が没入型冷却ユニットの共通ハウジング上に提供され得ることも想定され得る。好ましくは、共通ハウジングの一部分は、没入型空間を画定しており、この場合に、好ましくは、周方向加熱チャネル壁及び／又は周方向冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、没入型空間を画定する共通ハウジングの一部分の少なくとも一部分を形成している。没入型空間は、好ましくは、底部壁、側部壁、及び上部壁を有するなどのような閉じた空間である。また、好ましくは、共通ハウジングは、非没入型空間をも画定しており、この場合に、非没入型空間は、少なくとも１つの開放面を有し、この開放面を通じて非没入型空間にアクセス可能である。埃が非没入型空間内の共通印刷回路基板上において集まることを防止するために、蓋が非没入型空間上において提供されることが想定され得る。任意選択により、非没入型空間の内側のコンポーネントを冷却するために、ファンを提供することができる。この観点においては、ファン又はこれに類似したもので十分であり、その理由は、非没入型空間内において配置されている電子コンポーネントは、通常、大量の熱を散逸させないタイプを有するからである。非没入型空間を提供する更なる利点は、（ＳＤＤ、ＨＤＤ、ＯＣ－ＮＩＣ、イーサネット、などのような）電子コンポーネントは、相対的に障害が発生しやすい又は旧式化しやすいという点にある。これらは、容易にアクセス可能である非没入型空間内に存在していることから、前記電子コンポーネントを没入型空間との間の干渉を伴うことなしに容易に置換することができる。従って、非没入型空間内の電子コンポーネントは、没入型空間との間の干渉を伴うことなしに、且つ、従って、没入型空間が動作中である状態において、置換することができる。

更には、以上の説明による非没入型空間は、その他の特徴とは別個に提供され得ることが非常に想定され得る。従って、本発明は、少なくとも１つの非没入型空間を有する没入型冷却装置に更に関係している。前記非没入型空間は、例えば、上述の実施形態の任意のものに従って実施することができる。前記非没入型空間を利用することにより、相対的に大きな柔軟性及び相対的に小さなダウンタイムを有する没入型冷却装置を提供することが想定可能であり得る。これは、非没入型空間の適用によって実現され得るが、その理由は、様々なコンポーネント、好ましくは（高温の）スワップ可能なコンポーネント、が、その結果、没入型冷却液体との間の干渉を基本的に伴うことなしに、相対的に容易に置換され得るからである。このようなスワップ可能なコンポーネントは、例えば、ハードディスク、フラッシュストレージ、（ネットワーク）インターフェイスカード、及びこれらに類似したものであってよい。没入型空間に対するアクセスを必要とすることなしに前記コンポーネントを置換することは有益であり、その理由は、これが、しばしば、装置が完全にシャットダウンされることを必要とし、これが、相対的に望ましくないダウンタイムをもたらすからである。更には、これらのコンポーネントは、一般に、没入型冷却液体の内側のコンポーネントとの比較において相対的に小さなサイクルタイムを有していることから、保守の観点からも、没入型空間の外側から容易にアクセス可能な状態にこれらが維持されることが有益である。非没入型空間は、少なくとも１つの、好ましくは複数の、スロット及び／又はコネクタを有する装置の一部分として理解することができる。前記スロット及び／又はコネクタは、ハードディスク、フラッシュストレージ、（ネットワーク）インターフェイスカードなどの少なくとも１つの電子コンポーネントを受け入れるように構成されている。前記非没入型空間は、没入型冷却装置の前部、後部、又は側部において提供することができる。好ましくは、前記非没入型空間は、没入型冷却装置のアクセス可能である、特に、動作の際にアクセス可能ある、側において配設されている。非没入型空間が少なくとも部分的に没入型冷却装置のハウジングの一部分の内側に存在している又はこれから構成されていることが好ましいが、非没入型空間が没入型装置の外部表面上において提供された印刷回路基板によって画定され得ることが想定され得る。好ましくは、この場合に、没入型装置の前記外部表面は、没入型冷却液体との直接的な接触状態にはない。従って、前記非没入型空間は、また、サーバールームにおいて使用されているものなどの上部開放型の没入型装置のために提供されてもよく、この場合には、非没入型空間は、その外部壁上において提供されている。非没入型空間は、アドオンコンポーネント又は構造であってよい。好ましくは、前記アドオンは、没入型冷却液体中において浸漬された電子コンポーネントに電気的に接続されるように構成されている。これを目的として、印刷回路基板又はコネクタを使用することができる。前記印刷回路基板又はコネクタは、１つ又は複数の浸漬された電子コンポーネントを１つ又は複数のスワップ可能なコンポーネントと電気的に接続することができる。具体的には、印刷回路基板は、浸漬されたコンポーネントに電気的に直接的又は間接的に接続されており、且つ、この場合に、印刷回路基板には、スワップ可能なコンポーネントを受け入れるための１つ又は複数のコネクタが提供されている。没入型冷却液体の内側において配置されている電子コンポーネントは、非没入型空間の印刷回路基板に１つ又は複数のケーブルを介して接続されている。前記ケーブルは、没入型冷却液体の内側の温度及び状態に耐えるような定格を有する。前記ケーブルは、流体密方式で非没入型空間の印刷回路基板に接続されるように、没入型空間の壁を通じて延在している。没入型冷却液体中において浸漬されたコンポーネントと非没入型空間内のコンポーネントとの間の電子的接続は、通信バスを有し得る。非没入型空間内の印刷回路基板には、ＳＡＴＡ、ＳＡＳ、ＰＣＩ－ｂｕｓ、Ｃｏｍｍ－ｂｕｓ、ＣＡＮ、及びこれらに類似したものなどの１つ又は複数のコネクタを提供することができる。前記印刷回路基板は、没入型空間内に又は非没入型空間内に存在し得る複数の電子コンポーネント又は印刷回路基板を相互に接続するように構成されている。また、非没入型空間には、複数の印刷回路基板が提供されており、このそれぞれは、没入型冷却液体中の１つ又は複数の電子コンポーネントに電気的に接続されていることが想定され得る。この代わりに、非没入型空間は、上部開放型の没入型冷却ユニットに適用されてもよく、この場合には、非没入型空間は、没入型空間の外部側に装着することができる。

本発明は、ホルダ、具体的には、没入型冷却システム内において使用される本発明によるホルダ、に更に関し、前記ホルダは、少なくとも保持底部及び少なくとも１つの周方向保持壁によって形成された少なくとも１つの保持空間であって、少なくとも１つの保持壁は、冷却ユニットを受け入れるように寸法設定されており、保持空間に向かって対向している保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の少なくとも外部側に熱的に接続されている、保持空間と、挿入された冷却ユニットの冷却チャネル壁の外部側に熱的に接続された保持壁の一部分から熱を能動的に抽出するための少なくとも１つの熱抽出ユニットと、を有する。また、本発明による没入型冷却ユニットとの関係において記述されている利点は、本発明によるホルダにも適用され、且つ、引用により、これとの関係において本明細書に包含される。ホルダは、共通ホルダハウジングを有し、この場合に、前記共通ホルダハウジングは、少なくとも１つの保持空間を少なくとも部分的に画定していることが想定され得る。更には、前記少なくとも１つの共通ホルダハウジングは、少なくとも１つの非没入型ホルダ空間を画定し、この場合に、前記非没入型ホルダ空間は、１つ又は複数の電子コンポーネントを受け入れるように構成されていることが想定され得る。

好ましくは、非没入型ホルダ空間には、１つ又は複数のコネクタを介して１つ又は複数の電子コンポーネントを挿入された冷却ユニットの没入型空間内の印刷回路基板に電気的に接続するように電子コンポーネントと協働するように構成された１つ又は複数のコネクタが提供されている。また、非没入型空間には、複数のコネクタを有する共通印刷回路基板が提供されており、この場合に、共通印刷回路基板は、挿入された冷却ユニットの没入型空間内の印刷回路基板に電子的に接続されるか又はこれに接続可能であることが想定され得る。

本発明は、電子コンポーネントを能動的に冷却するために先行する請求項の任意のものによる没入型冷却ユニットを使用する方法に更に関する。冷却ユニットとの関係において上述されている同一の利益は、本発明による方法に適用可能である。

本発明は、没入型冷却ユニットに更に関し、この場合に、少なくとも１つの加熱チャネルは、熱散逸コンポーネントをその上部において有する印刷回路基板の代わりに、少なくとも１つの熱散逸電子コンポーネント、好ましくは１つ又は複数の電池又は電池パッケージ、を収容している。また、この発明概念は、任意選択により、本出願において記述されている実施形態の１つ又は複数との組合せにおいて、印刷回路基板用途とは独立的に適用することもできる。没入型冷却ユニットは、任意の数の電池又は電池セルを許容するように、カスタム又は標準化されたサイズのコンテナ内において適合させることができる。ホルダは、特定の用途の要件に応じて、任意の数の没入型冷却ユニットを受け入れるように適合させることができる。また、電子コンポーネントを有する印刷回路基板の代わりの電池セル又は電池の存在は、印刷回路基板及び電子コンポーネントを置換する任意の実施形態との組合せにおいて適用することもできる。従って、没入型冷却ユニットは、閉じた加熱チャネルの内側において、複数の電池セルと、好ましくは、電池管理システムと、を有することができる。また、電池管理システムが没入型冷却ユニット上において又はその内部においてどこか別の場所において提供されることも想定され得る。これは、本出願において記述されている実施形態の任意のものによるものであってもよく、且つ、また、記述されている類似の利益を提供することができる。この構成においては、没入型冷却ユニット内の電池又は電池パッケージは、通常、熱を生成しており、具体的には、これらは、モーター、自動車、航空機、又はその他の電気自動車などの全電気式車両（ＥＶ）を充電する際などのように、前記電池によって充電されているコンポーネントがハイパワーを必要としている際に熱を生成している。没入型冷却ユニットは、本発明によるホルダ内において提供することができる。１つ又は複数の電池を有する複数の没入型冷却ユニットがホルダに接続されている際には、没入型冷却ユニットのそれぞれ内の１つ又は複数の電池セルは、直列又は並列で電気的に相互接続されていることが想定され得る。これは、電気コネクタを介して又はワイヤを介して実現することができる。好ましくは、没入型冷却ユニット及びホルダには、協働型のコネクタが提供されている。好ましくは、本出願において記述されているように、熱交換器内部回路をホルダの冷却回路と接続するために、好ましくは、前記コネクタは、液体の漏洩を伴うことなしに容易な結合を許容するように、ドリップレス型であり、且つ、ブラインド結合型である。これに加えて、電気コネクタは、挿入された没入型冷却ユニットの１つ又は複数の電池セルをホルダの電子回路に接続するように提供することもできる。電池は、例えば、ソーラーパネル、風力タービン、及びこれらに類似したものなどのグリーンエネルギーソースを介して充電することができる。従って、没入型冷却ユニットは、エネルギーストレージユニットとして機能することもできる。好ましくは、挿入された冷却ユニットの１つ又は複数の電池セルから電力を提供するために（従って、没入型冷却ユニットの内側の電池セルを放電させるために）、少なくとも１つのパワー出力コネクタがホルダ上において提供されている。好ましくは、電力を挿入された冷却ユニットの１つ又複数の電池セルに提供するために（従って、電池セルを充電するために）、接続された少なくとも１つのパワー入力コネクタがホルダ上において提供されている。電池又は電池セルは、十分に充電された際には、電子接続を介して電池に接続されているＥＶを充電するために使用することができる。通常、具体的には、ＥＶを高速充電する際には、電池は、大量の熱を散逸させている。電池は、没入型冷却液体によって冷却され、その結果、没入型冷却液体が加熱するが、この場合に、没入型冷却ユニット及びホルダは、熱を電池から異なるシステムに伝達するように構成されていてもよい。これは、具体的には、冷却チャネルの内側の熱交換器によって実現されてもよく、この熱交換器は、本出願において記述されているように、没入型冷却液体を冷却し、且つ、前記熱交換器を通じて流れる冷却液体を加熱している。このような異なるシステムは、例えば、ボイラであってもよく、これは、熱交換器を介して没入型冷却ユニット又はホルダに直接的又は間接的に接続されていてもよい。従って、電池によって放出された熱は、没入型冷却液体を加熱する。その後に、没入型冷却液体は、冷却板又は閉じた冷却チャネル内において配置されている熱交換器（或いは、本出願において記述されている別の実施形態）を介して冷却されている。加熱されるボイラシステムからの水は、没入型冷却ユニットの冷却チャネルの内側の熱交換器を通過してもよく、その結果、没入型冷却液体を冷却している。加熱された水は、例えば、沐浴又はフロアの加熱又はシャワーのために使用することができる。ＥＶの充電は、最も効率的な熱の再使用を提供するようにシャワーの際に高速充電が計画されるように、タイミング設定され得ることが想定され得る。これを目的として、コントローラは、シャワーがターンオンされた時点を判定するために且つ電池によって放出される熱の大部分の量を再使用するように高速充電を起動するために、水の使用状況などのパラメータを受け取るように構成することができる。これを目的として、前記コントローラは、ＥＶの充電を起動及び／又は起動停止するように構成することができる。一例としてＥＶが記述されているが、この観点においては、類似の値の電流／電圧レベルを必要とする任意の代替肢を適用することができる。また、本発明による没入型冷却ユニットによって電池又は電池セルを充電する際に生成される熱が家庭内システムを加熱するために利用され得るこの用途は、任意選択により、本出願において記述されている実施形態の１つ又複数との組合せにおいて、独立的に適用することもできる。本出願においては、ホルダが言及されているが、これは、また、シャーシと呼称することもできる。本出願においては、没入型冷却ユニットが言及されているが、これは、また、カセット又はこれに類似したものと呼称することもできる。これは、保護の範囲に影響を及ぼすものではない。

更なる可能な用途は、相対的に効率的な水の電気分解を提供するためのものである。上述のホルダが、接続された１つ又は複数の没入型冷却ユニットを有し、それぞれの没入型ユニットが、電池セルなどの没入型冷却ユニット加熱チャネルの内側において配置された１つ又は複数の熱散逸コンポーネントを有する状態において、電池セルを充電するための風力又はソーラーエネルギーなどの再生可能エネルギーソースを利用して前記電池又はセルを充電することができる。前記電池セルは、好ましくは、エネルギーを電気分解プロセスに提供するために使用されている。ホルダは、ボイラ又は断熱型の水タンクに接続することができる。低温の水がホルダに供給されてもよく、この場合に、前記低温の水は、好ましくは、低温の水を没入型冷却ユニットの内側の熱交換器を通じて供給することにより、ホルダ又は没入型冷却ユニットの内側の電池又はセルによって生成された熱を吸収するように使用されている。前記ホルダからの冷却水の排出温度は、通常、５０～８０℃の範囲であり、特に６０℃超である。加熱された水は、ボイラ又は断熱型の水タンク内において保存されてもよく、必要とされる場合には、タンク内の水は、９０～１２０℃、特に１００℃、などの既定の温度に更に加熱され得る。このような温度は、ヒートポンプを使用することにより、実現することができる。通常、ホルダは、水素燃料を生成するための電気分解プロセスを確立するために必要とされるパワーを提供するように、電気分解プロセスに電気的に接続されている。必要とされるエネルギーが予測可能であることから、没入型冷却ユニット内の電池セルから相対的に一定のエネルギーが引き出され、これは、６０℃超の冷却液体の排出温度が連続的に実現され得るように、低温の入力水のフローを制御することを可能にしている。更には、且つ、この代わりに、高温水のタンク又はボイラには、データセンタからの高温水が供給されてもよく、このデータセンタは、データセンタ機器を冷却するために本発明による没入型冷却ユニットを装備し得る。この高温水は、水の電気分解プロセスにおいて使用することができる。従って、本発明は、これに対して、直接的に或いは水タンク又はボイラを介して高温水及び／又は電気を水電気分解プロセスに提供するように構成されている。従って、１つ又は複数の電池を有する没入型冷却ユニットは、前記没入型冷却ユニットの１つ又は複数が提供されているホルダと共に、一時的エネルギーストレージとして使用することができる。電池からのエネルギーは、常に、電気分解のプロセスにおいて追加されている。これは、風力、潮力、及びソーラーエネルギーなどの可変エネルギーソースの相対的に効果的な使用を結果的にもたらし得る。シャーシ又はホルダには、この又は任意のその他の実施形態においては、任意選択の位相ごとの負荷均衡化（ＡＣ）又は冗長性を有するパワー分配システムを装備させることができる。また、この用途においては、本発明による没入冷却ユニットの高温水は、任意選択により、本出願において記述されている実施形態の１つ又は複数との組合せにおいて、独立的に適用することもできる。

１つ又は複数の没入型冷却ユニットが提供されているホルダは、病院ベッドを加熱するように構成することができる。病院ベッドを加熱流体を利用して加熱し、これにより、前記加熱されたベッド内において横になっている患者の快適さを向上させることができる。通常、これは、水がボイラ又はこれに類似したものを通じることによって加熱されることを必要としている。本発明は、これに対して、改善された解決策を提案しており、この場合に、熱は、必要とされる熱を提供するために必要な機器を利用している相対的に再生可能なソースから提供されている。これを目的として、没入型冷却ユニットの内側において、具体的にはその加熱チャネル内において、配置されている電子コンポーネントは、具体的には医療機器又は監視機器であることが想定され得る。この機器は、長い期間にわたってターンオンされ、且つ、一定の量の熱を散逸しており、この機器は、過熱を防止するために冷却を必要とし得る。前記医療及び／又は監視機器を没入型冷却ユニット内において配置することにより、前記機器によって散逸される熱は、病院ベッドを加熱するために、本出願において記述されている実施形態に従って再使用することができる。これを目的として、熱の最適な使用を実施するためにホルダが病院ベッドに近接した状態において搬送され得るように、本発明の特定の実施形態による搬送可能なホルダを提供することが有益であり得る。本発明のこの特定の使用の更なる利益は、機器が、通常は強制された対流を利用して、即ち、熱生成機器を通じて又はその上方において空気を強制するファンにより、冷却されているという点にある。従って、本発明は、基本的に、従来の機器によって生成される雑音を除去している。また、没入型冷却技法を使用することにより、病院ベッドも、相対的に静かな方式で加熱され得るが、その理由は、残留熱が再利用され得るからである。これが実現され得る理由は、没入型冷却液体が静かであり、更には、没入型冷却液体に散逸された熱によって誘発される自然対流フローの使用に起因してポンプが必要とされておらず、従って、これにより、ベッドの雑音なし冷却及び加熱が提供されているからである。従って、複数の前記ベッドを有する病院の部屋内の雑音が大幅に又は完全に低減されてもよく、これは、患者にとって相対的に快適である。この目的のために本発明を使用する更なる利益は、医療又は監視機器の相対的に良好な閉じ込めであり、その理由は、特に、機器が没入型冷却ユニットの内側において配置されており、意図されていない液体が事故によってその上部にこぼれることがないからである。更には、ファンを利用した強制的な対流冷却に対するニーズの境界を画定することにより、必要とされるエネルギーが相対的に少なくなる。そして、熱が医療又は監視機器から抽出されていることから、通常は病院ベッドの加熱のために使用されている別個のボイラが余分なものとなる。病院機器を冷却するための本発明は、任意選択により、本出願において記述されている実施形態の１つ又は複数との組合せにおいて、独立的に適用され得ることが想定され得る。

更なる一代替実施形態において、本発明は、地域加熱用の相対的に効率的な熱供給のために使用することができる。これを目的として、少なくとも１つの没入型冷却ユニットが提供されている少なくとも１つのホルダを空調システムに接続することができる。具体的には、ホルダの冷却流体入口接続を空調システムの出口接続に接続することができる。空調のクーラント出口は、通常、２５～３０℃の範囲である。クーラントは、そのクーラント入口コネクタを介してホルダ及び／又は没入型冷却ユニットに進入することができる。没入型冷却ユニットの加熱チャネル内において配置された電池又は電子コンポーネントを冷却することにより、クーラントの温度が上昇する。コントローラ又は制御可能なポンプが提供されている場合には、クーラント回路は、クーラントの出口温度が地域加熱システムにおいて使用されるのに適するように、好ましくは、ホルダの出口クーラントが５５～６５℃の範囲となるように、クーラントのフローを制御するように構成することができる。従って、これは、熱をシステムに再供給し、これにより、相対的に多くの建物が熱の相対的に効率的な使用に起因して単一の地域加熱システムに接続されることを許容するように、自宅及び／又は事務所などの建物からの熱を再使用することを許容している。

以下、本発明について以下の図面に基づいて更に説明することとする。

冷却ユニットの第１実施形態を概略的に示す。 冷却ユニットの第２実施形態を概略的に示す。 ホルダ内において挿入されている冷却ユニットを概略的に示す。 本発明の一代替実施形態の第１図を示す。 図４からの実施形態の詳細を示す。 図４からの実施形態の更なる詳細を示す。 本発明による非没入型空間を有する没入型冷却ユニットの一実施形態を示す。 非没入型空間を有する没入型冷却ユニットの更に別の異なる実施形態を示す。 本発明による一代替実施形態を描く。 本発明による実施形態の異なる用途を描く。 本発明による実施形態の異なる用途を描く。 本発明による実施形態の異なる用途を描く。

図１には、没入型冷却ユニット１の第１実施形態が側面図において示されている。冷却ユニット１は、閉じた加熱チャネル２と、閉じた冷却チャネル３と、を有し、この場合に、加熱チャネル２の開始部は、冷却チャネル３の終了部に接続されており、且つ、冷却チャネル３の開始部は、加熱チャネル２の終了部に接続されている。従って、前記チャネル２、３の間には、閉じた回路が形成されている。加熱チャネルの周方向壁は、断熱壁９と、共通ハウジング４の一部分と、によって形成されている。冷却チャネル３の周方向壁は、同一の断熱壁９と、共通ハウジングの異なる部分６と、によって部分的に形成されている。加熱チャネル２の内側には、印刷回路基板１０が提供されている。この図には、１つのみが示されているが、実際には、その複数を加熱チャネル２内において収容することができる。印刷回路基板１０上には、熱散逸電子コンポーネント５が位置決めされている。プロセッサ、ＭＯＳＦＥＴ、コンデンサ、及びこれらに類似したものなどのこれらのコンポーネント５は、少なくとも液体クーラントとの熱接触状態にある。液体クーラントは、好ましくは、閉じた回路を完全に充填している。クーラントは、電子コンポーネント５によって生成された熱を吸収している。加熱チャネル内のクーラントの温度が増大するのに伴って、少なくとも垂直方向成分Ｒｈを有する対流フローが開始されている。クーラントが加熱チャネル２から冷却チャネル３に移動したら、加熱チャネル２の終了部と冷却チャネル３の開始部との間の接続を通じて、クーラントが冷却されている。冷却チャネル３内のクーラントを冷却することにより、通常は上述の成分Ｒｈとは反対である少なくとも垂直方向の成分Ｒｃを有するフローが生成される。冷却チャネル３の内側のクーラントは、周方向冷却チャネル壁６の一部分によって冷却されている。具体的には、この壁の一部分７は、伝導性材料によって形成されている。この材料は、冷却チャネル３内において存在しているクーラント、具体的には、壁６の前記部分７との接触状態にあるクーラントと、周囲部８、具体的には、壁６の前記部分７の外部部分との接触状態にある周囲部と、の間の熱の交換を許容している。その結果、垂直方向の方向性成分Ｒｃを有する自然対流フローが冷却チャネル３内において存在している。クーラントは、冷却チャネル３の終了部に到達したら、加熱チャネル２に流れ、そこで、クーラントは、コンポーネント５によって加熱され、且つ、従って、再度上向きに強制されている。

図２は、本発明による冷却ユニット１の第２実施形態をこの場合にも側面図において示している。この非限定的な実施形態においては、冷却ユニット１は、１つの閉じた加熱チャネル２を有し、これは、２つの閉じた冷却チャネル３の間において挟持されている。チャネル２、３は、２つの断熱壁９によって分離されている。それぞれの断熱壁９は、１つの冷却チャネル３の周方向壁及び加熱チャネル２の周方向壁の両方のものの一部分を形成している。印刷回路基板１０は、この場合にも、加熱チャネル２の内側において収容されている。その上部の熱生成コンポーネント５は、冷却ユニット１を充填するクーラントによって少なくとも部分的に吸収される熱を生成している。クーラントを加熱することにより、少なくとも垂直方向成分Ｒｈを有する対流フローが生成されている。対流フローの生成は、加熱チャネル２の開始部から加熱チャネル２の終了部への方向において、印刷回路基板１０上においてコンポーネント５を最大パワー及び／又は熱散逸から相対的に小さなパワー及び／又は熱散逸へとソートすることにより、改善されている。大部分の熱を失う又は最高の温度を有するコンポーネント５を加熱チャネル２の開始部において配置することにより、クーラントとコンポーネントとの間の可能な最大温度差が実現され、これが、自然対流を駆動している。

図１及び２の両方において、ハウジングは、上部カバーを有し、これは、冷却ユニット１が、少なくとも短い時間量にわたってクーラントをこぼすことなしに逆さまに保持され得るように、流体密方式でハウジング壁４、６に装着されている。ハウジングは、雨、飲料、又は埃などのその他の望ましくない液体が冷却ユニット及び／又はホルダ内に到来することを更に防止している。上部カバー上には、冷却ユニット１が容易に携帯され得るように、ハンドル１１が提供されている。ハンドル１１は、冷却ユニット１を正確に位置決めするために更に使用することができる。閉じた回路へのアクセスを提供するために、弁１２が上部カバー上において提供されている。弁１２は、閉じた回路の内側において過圧状態に到達した場合に、閉じた回路の内側における圧力を低減するための安全弁として更に機能し得るであろう。

図３は、本発明によるホルダ１５の側面図を示している。この特定の実施形態は、複数の保持空間１７を有するホルダを示しており、これらの保持空間は、ホルダ壁１８及びホルダ底部１９によって描き出されている。壁１８は、本発明による冷却ユニット１を受け入れることができる保持空間１７を形成するように寸法設定されている。好ましくは、冷却ユニット１は、冷却チャネル周方向壁の外部壁表面、具体的には、伝導性材料から製造された部分７、が中間材料を伴うことなしにホルダ壁１８に熱的に接続されるように、緊密に受け入れられている。これは、冷却ユニット７の壁６の部分７、具体的には、冷却チャネル３、が、ホルダ、具体的にはホルダの壁１８、との間において熱を交換することを許容している。好ましくは、ホルダ壁１８は、クーラントから、即ち、冷却ユニット１の壁６の一部分７を通じて、熱を抽出するように、中央冷却ユニット２０によって冷却されている。冷却ユニットは、保持空間１７の内側において緊密にフィットしていることから、冷却ユニット１を保持空間１７内にガイドするガイド２１を設置することが有益である。これは、ガススプリング又はリニアアクチュエータであり得る。冷却ユニット１は、ガイド２１に堅固に固定することが可能であり、或いは、着脱自在であってもよい。壁１８の水平方向の上部表面には、コネクタ１６が提供されており、これは、冷却ユニット１のコネクタ１３を受け入れるなどのために配置されている。

図４は、本発明の一実施形態４０を示しており、これは、複数の閉じた加熱チャネル４９～５２であって、このそれぞれは、１つ又は複数の熱散逸電子コンポーネントがそれぞれの印刷回路基板上において提供されている印刷回路基板４５～４８を収容する開始部及び終了部を有する少なくとも１つの周方向加熱チャネル壁（その上部側は、描かれてはいない壁部分又は蓋によって画定されている）によって画定されている、加熱チャネルと、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって画定された複数の冷却チャネル４１～４４であって、閉じた回路がチャネルの間において形成されるように、冷却チャネルの開始部が加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、冷却チャネルの終了部が加熱チャネルの開始部に接続されている、冷却チャネルと、電子コンポーネントを冷却するための液体クーラントＬであって、前記クーラントは、チャネル４１～４４、４９～５２を少なくとも充填し、且つ、印刷回路基板４５～４８を浸漬しており、チャネルは、それぞれ、少なくとも垂直方向成分を有するクーラントフローを許容し、この場合に、冷却チャネル壁の内部部分は、熱伝導材料、特に熱交換器５３～５６、によって形成され、前記部分は、前記冷却チャネル壁部分の内部側との接触状態にあるクーラントの部分と前記冷却チャネル壁部分の外側側の周囲部、更に具体的には没入型冷却装置４０の周囲部と、の間の熱の交換を許容している、液体クーラントと、を有する。これを目的として、外部接続５７～６４が存在している。加熱チャネル及び冷却チャネルが交互に変化する接続の代わりに、これらは、冷却チャネルが互いに隣接するように且つ加熱チャネルが互いに隣接するように、ペアとして構成することができる。熱交換器を２つの隣接するチャネルによって共有することも想定され得る。

図５は、相対的に完全なハウジングを伴う状態において、図４からの実施形態４０を示している。外部接続５７～６０は、冷却流体入力６５に共通的に接続されており、且つ、外部接続６１～６４は、共通流体出力６６に共通的に接続されている。入力６５及び出力６６が反対の方式で使用され得ることは明らかである。入力６５及び出力６６は、クイックリリース又はスナップフィットを利用して外部接続５７～６０に接続することができる。

図６は、図４及び図５からの実施形態４０の更なる詳細を示している。この実施形態の利益は、熱交換器が内部において配置されていることから、相対的にモジュラー型であり、相対的に丈夫であり、且つ、熱交換器が冷却システムと結合及び結合解除され得ることから、保守が相対的に容易である、という点にある。

図７及び図８は、本発明による没入型冷却ユニットの２つの実施形態を示しており、この場合に、没入型冷却ユニットは、本出願において記述されているように非没入型空間を有する。ここで、図７は、没入型冷却ユニット１の第１実施形態を示しており、この場合には、非没入型空間７７が提供されている。非没入型空間７７は、この実施形態においては、共通ハウジング７８から突出する共通ハウジング７８の部分７７ａ、７７ｂによって画定されている。従って、非没入型空間７７又はその内部のコンポーネントは、前記部分７７ａ、７７ｂによって部分的に保護されている。共通ハウジング７８内において、印刷回路基板１０には、複数の電子コンポーネント５が提供されている。誘電型又は没入型冷却液体中の印刷回路基板１０の電子コンポーネント５は、バックプレーン印刷回路基板７６に接続されている。前記バックプレーン印刷回路基板７６は、非没入型空間７７内において配置されており、且つ、ケーブル７３、７４を介して没入型空間内のその他の印刷回路基板１０に接続されている。そのようなケーブル７３、７４は、ＰＣＩｅ３．０＋ケーブル又はＳＡＴＡ、ＳＡＤ、ＳＦＦ－８６４３ケーブル又はその他のこれらに類似したものであってよい。電子コンポーネント７５は、前記印刷回路基板７６上において提供されたコネクタを介してバックプレーン印刷回路基板７６に接続することができる。これは、没入型冷却液体との干渉を伴うことなしに電子コンポーネント７５にアクセスすることを許容している。従って、電子コンポーネント７５を形成しているＳＳＤ／ＨＤＤ又はＩ／Ｏ拡張カードは、動作の際に相互交換することができる。主印刷回路基板１０には、異なるパワー又は通信ケーブル１４を介してパワーを提供することができる。没入型冷却ユニット１の没入型空間は、没入型冷却ユニット１を本発明によるホルダ１５と流体的に接続するために、冷却液体入力コネクタ７１に且つ冷却液体出力コネクタ７２に接続することができる。図８は、没入型冷却ユニット１のわずかに異なる実施形態を示しており、この場合にも、没入型冷却ユニット１は、非没入型空間８７を有し、これは、この特定の例においては、バックプレーンｐｃｂ８６自体によって画定されており、このｐｃｂは、没入型冷却ユニット１の外部側に装着されている。１つ又は複数の電子装置８５又は印刷回路基板は、バックプレーンｐｃｂ８６に接続されていてもよく、或いは、これに接続可能であってもよい。従って、非没入型空間８７の電子コンポーネント８５は、バックプレーンｐｃｂ８６からの且つこれに向かう方向８９において運動させることができる。没入型液体の内側には、熱散逸電子コンポーネント５が配置されており、これは、共通ハウジング８８の内側において対流フローを生成している。没入型液体が前記熱交換器８３によって冷却されるように、熱交換器８３が冷却チャネル内において提供されている。熱交換器８３は、冷却液体供給コネクタ８１に且つ冷却液体排出コネクタ８２に接続されている。冷却液体供給コネクタ８１は、没入冷却液体から（熱交換器を介して）熱を吸収又は抽出するために、水、グリコール、又はこれらに類似したものなどの低温の冷却液体を提供することができる。冷却液体排出コネクタ８２は、例えば、ホルダ１５に高温の冷却液体を排出することができる。

図９は、本発明によるホルダ１５の一代替実施形態を示している。この実施形態において、没入型冷却ユニット１には、没入型空間の加熱チャネル２内において配置された複数の電池セル又は電池５が提供されている。電池セル５は、迅速に放電される際に熱を生成し、これにより、加熱チャネル２内において没入型冷却液体の上向きのフロー成分Ｒｈを開始する。加熱された没入型冷却液体は、熱交換器９３を介して冷却され、この冷却は、冷却チャネル３内において下向きのフロー成分Ｒｃを導入している。２つのドリップレスブラインド結合の結合９１、９２を介して、没入型冷却ユニット１は、ホルダ１５に流体接続されている。これは、冷却液体がホルダ１５から没入型冷却ユニット１に、具体的には、冷却チャネル３内の熱交換器９３に、提供されることを許容している。熱交換器９３の内側において、冷却液体は、没入型冷却液体が冷却されるのに伴って加熱している。高温の冷却液体は、ドリップレスブラインド結合排出コネクタ９２を介してホルダ１５に排出されている。高温の液体は、その後に、共通高温冷却液体チャネルに流れてもよく、これ対しては、いくつかの冷却ユニット１は、ホルダ１５内において挿入されている様々な冷却ユニット１の没入型冷却液体によって加熱された熱い冷却液体を排出することができる。また、ホルダ１５は、ホルダ１５を異なるシステムに流体的に接続するための２つのコネクタ９４、９４を有することもできる。このような異なるシステムは、図１０Ａ～図１０Ｃにおいて示されている。ホルダコネクタ９４、９５は、没入型冷却ユニット１において提供されている同一のタイプであってもよく、或いは、異なるタイプであってもよい。

図１０Ａは、本発明による没入型冷却ユニット１の第１用途を示している。概略的にのみ描かれたホルダ１５は、１つ又は複数の没入型冷却ユニット１を有し、それぞれの没入型冷却ユニット１には、１つ又は複数の電池セルが提供されている。没入型冷却液体中の電池又は電池セルは、この例においてはソーラーパネルなどの再生可能エネルギーソース１０４を介して充電することができる。同時に、或いは、十分に充電されたら、電池又はセルは、ＥＶ１０１を充電するために、好ましくは前記ＥＶ１０１を高速充電するために、使用することができる。その高速充電の際には、多くの熱が没入型冷却ユニット１の没入型冷却液体の内側の電池又はセルによって生成されている。電池又はセルによって散逸された熱は、没入型冷却液体によって吸収することができると共に、例えば、図９に示されているものなどの熱交換器を介して抽出することができる。抽出された熱は、その後に、ボイラシステム１０３などの異なるシステム内において使用されてもよく、これは、高温の水がシャワー又は浴室１０２内において使用されることを許容している。この観点において、２つの異なる冷却液体が存在していることに留意することが重要である。１つは、没入型冷却ユニット１の内側の没入型液体であり、他方は、冷却回路内において使用されている冷却液体であり、この冷却回路は、上述の熱交換器を含んでいてもよく、これを通じて、前記冷却液体が流れ、これは、通常の水又はグリコール又はこれらに類似したものであってよい。図１０Ｂは、本発明によるホルダ１５の更に異なる用途を示している。ホルダは、１つ又は複数の没入型冷却ユニット１を有し、それぞれの没入型冷却ユニット１には、１つ又は複数の電池セルが提供されている。この場合にも、電池又はセルは、この例においては風力エネルギーなどの再生可能ソース１０４を利用して充電することができる。十分に充電されたら、電気は、水素を生成するための水の電気分解プロセス１０１にパワー供給するために使用されてもよく、水素は、将来の目的のために使用することができる。この場合にも、冷却回路の高温の冷却液体は、ボイラ又は断熱型の水タンク１０３の内側において一時的に保存することができる。タンク１０３内において保存されている前記水は、電気分解プロセス１０３のために使用されてもよく、この場合に、水の温度は、通常約１００℃である。また、ホルダ１５内の電池セル５からのパワーは、電気分解プロセスにパワーを提供するために使用することもできる。

最後に、図１０Ｃは、更に別の用途を示している。この特定の用途において、ホルダ１５には、ホルダ１５が容易に再配置又は運動されることを許容するように車輪９６が提供されている。低温の冷却液体をホルダ１５に提供するために、流体供給接続９４を提供することができる。ホルダ１５の内側には、２つの没入型冷却ユニット１が提供されている。それぞれの没入型冷却ユニット１には、その加熱チャネル内において、機器、具体的には冷却を必要としている医療機器又は監視機器、が提供されている。心拍数又はこれに類似したものを監視するために使用される機器などのこのような機器は、病院内において、病院ベッド９７の傍らにおいて必要とされ得る。本発明による没入型冷却ユニット１及びホルダ１５によって医療及び監視機器を冷却することにより、異なる利益を実現することができる。第一に、没入型冷却液体を介して抽出された熱を利用して病院ベッド９７を加熱するために、機器によって散逸された熱を再利用することができる。これは、加熱された液体をベッド９７を通じて通過させることにより、実現することができる。第二に、病院ベッド９７を加熱するための本解決策は、基本的に雑音を有しておらず、これは、患者にとって有益であり、その理由は、雑音は、混乱を生成し得る又は迷惑であり得るからである。通常、機器を冷却するには、ファンが使用されている一方で、本発明は、実際に静かである。これは、熱によって誘発される自然対流フローに起因しており、従って、ポンプさえも必要とされてはいない。更には、ベッドを加熱することにより、患者は、相対的に快適になることができ、これには、更なるパワーが必要とされておらず、その理由は、熱は、既に利用可能な機器から再使用されているからである。

上述の発明概念は、いくつかの例示用の実施形態によって示されている。個々の発明概念は、その実行において記述されている例のその他の詳細を適用することなしに適用され得ることが想定され得る。当業者は、特定の用途に到達するために多数の発明概念が（再度）組み合わせられ得ることを理解することになることから、上述の発明概念のすべての想定可能な組合せの例について詳述する必要はない。上述の且つ添付の請求項又は説明のその他の部分における没入型冷却ユニット又はホルダの様々な実施形態は、異なる実施形態を形成するために組み合わせることができる。限定を伴うことなしに、電池冷却、電池冷却及びボイラ内における生成された熱の再使用、相対的に効率的な電気分解、相対的に静かな方法による機械的機器の冷却、本発明によるホルダのモバイル使用、ホルダ及びクーラント回路のコールドプレートを対象とした本出願において記述されている実施形態は、任意選択により、本出願において記述されている１つ又は複数の実施形態との組合せにおいて、本用途とは別個に適用され得ることが特に想定され得る。本発明は、本明細書において図示及び記述されている実施例に限定されるものではなく、且つ、当業者には明らかとなる多数の変形が添付の請求項の範囲内において可能であることが明らかであろう。

Claims (31)

1. 電子コンポーネントを冷却するための没入型冷却ユニットであって、
   １つ又は複数の熱散逸電子コンポーネントがそれぞれの印刷回路基板上において提供されている１つ又は複数の印刷回路基板を収容する又は１つ又は複数の電池又は電池セルを収容する開始部及び終了部を有する少なくとも１つの周方向加熱チャネル壁によって画定された少なくとも１つの閉じた加熱チャネルと、
   少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって画定された少なくとも１つの閉じた冷却チャネルであって、閉じた回路が前記チャネルの間において形成されるように、前記冷却チャネルの開始部が前記加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、前記冷却チャネルの終了部が前記加熱チャネルの前記開始部に接続されている、冷却チャネルと、
   前記電子コンポーネントを冷却するための液体クーラントであって、前記クーラントは、前記チャネルを少なくとも充填し、且つ、前記印刷回路基板又は電池を浸漬しており、前記チャネルは、それぞれ、少なくとも垂直方向成分を有するクーラントフローを許容している、液体クーラントと、
   を備え、
   前記冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、熱伝導材料によって形成され、前記部分は、前記冷却チャネル壁部分の内部側との接触状態にある前記クーラントの一部分と前記冷却チャネル壁部分の外部側との接触状態にある周囲部との間の熱の交換を許容している、没入型冷却ユニット。
2. 前記少なくとも１つの加熱チャネル及び前記少なくとも１つの冷却チャネルは、断熱壁によって分離されており、前記断熱壁は、前記断熱壁が分離している前記チャネルの前記周方向冷却チャネル壁の少なくとも一部分及び前記周方向加熱チャネル壁の少なくとも一部分を形成しており、前記断熱壁は、前記チャネルの間の熱交換を防止している、請求項１に記載の没入型冷却ユニット。
3. 前記冷却ユニットは、少なくとも２つの閉じた冷却チャネルを備え、このそれぞれは、少なくとも１つの周方向冷却チャネル壁によって画定され、且つ、閉じた回路が前記チャネルの間において形成されるように、それぞれの冷却チャネルの開始部が前記加熱チャネルの終了部に接続され、且つ、それぞれの冷却チャネルの終了部が前記加熱チャネルの前記開始部に接続されている、請求項１～２のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
4. 前記少なくとも１つの加熱チャネル及び前記少なくとも２つの冷却チャネルのそれぞれは、断熱壁によって分離され、前記断熱壁は、前記断熱壁が分離している前記チャネルの前記周方向冷却チャネル壁のうちの１つの少なくとも一部分及び前記周方向加熱チャネル壁の少なくとも一部分を形成し、前記断熱壁は、前記チャネルの間の熱交換を防止している、請求項３に記載の没入型冷却ユニット。
5. 少なくとも１つの断熱壁は、少なくとも１つの印刷回路基板又は電池に接続されている、請求項２又は４に記載の没入型冷却ユニット。
6. 前記印刷回路基板は、前記加熱チャネル内において垂直方向において収容されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
7. 前記印刷回路基板上の前記電子コンポーネントは、使用の際にその熱生成に従って、前記加熱チャネルの前記開始部から前記加熱チャネルの前記終了部への方向において配置され、大部分の熱を生成する前記コンポーネントは、前記加熱チャネルの前記開始部に最も近接して配置されている、請求項６に記載の没入型冷却ユニット。
8. 共通ハウジングを備え、前記ハウジングは、底部、上部カバー、及びハウジング壁を備え、前記周方向加熱チャネル壁及び／又は周方向冷却チャネル壁は、前記ハウジング壁の少なくとも一部分を形成している、請求項１～７のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
9. 前記冷却ユニットを取り扱うために、ハンドルが前記上部カバーに提供されている、請求項８に記載の没入型冷却ユニット。
10. 前記液体クーラントは誘電流体である、請求項１～９のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
11. 前記断熱壁は、レゾールにより、或いは、エアロゲルにより、形成されている、請求項２又は４に記載の没入型冷却ユニット。
12. 弁を更に備え、前記弁は、前記少なくとも１つの加熱及び冷却チャネルによって形成された前記閉じた回路へのアクセスを提供している、請求項１～１１のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
13. 少なくとも１つの印刷回路基板及び／又はシステムオンチップ（ＳｏＣ）が、挿入された冷却ユニットの温度、好ましくは、挿入された冷却ユニットの内側の前記クーラントの温度、を計測するように構成されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット及びホルダであって、
    前記ホルダは、
    少なくとも保持底部及び少なくとも１つの周方向保持壁によって形成された少なくとも１つの保持空間であって、前記少なくとも１つの保持壁は、冷却ユニットを受け入れるように寸法設定されており、前記保持空間に向かって対向する前記保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の少なくとも前記外部側に熱的に接続されている、保持空間と、
    挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の前記外部側に熱的に接続された前記保持壁の前記部分から熱を能動的に抽出するための少なくとも１つの熱抽出ユニットと、
    を備える、没入型冷却ユニット及びホルダ。
15. 前記ホルダは、複数の保持空間を備え、それぞれの保持空間は、
    少なくとも保持底部及び少なくとも１つの保持壁によって形成されており、前記少なくとも１つの保持壁は、独立した冷却ユニットを受け入れるように寸法設定されており、前記保持空間に向かって対向する前記保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の少なくとも前記外部側に熱的に接続されており、
    前記熱抽出ユニットは、挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の前記外部側と熱的に接続されたそれぞれの保持壁から熱を能動的に抽出する中央熱抽出ユニットである、請求項１４に記載の没入型冷却ユニット。
16. 前記ホルダは、それぞれの挿入された冷却ユニットの熱抽出レート及び／又は温度を独立的に且つ別個に調節するように構成されている、請求項１５に記載の没入型冷却ユニット。
17. それぞれの挿入された冷却ユニットの熱抽出レート及び／又は温度は、それぞれの挿入された冷却ユニットの外部又は内部温度の計測に基づいて調節される、請求項１３及び請求項１５又は１６のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
18. 前記熱抽出ユニットは、具体的には、コールドプレート、ペルチエ効果冷却によって形成されている、請求項１４～１７のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
19. 前記冷却ユニットは、少なくとも１つのコネクタを更に備え、前記少なくとも１つのコネタクは、少なくとも１つの印刷回路基板又は電池を外部装置に電子的に接続するために、少なくとも１つのワイヤによって前記印刷回路基板又は電池に接続されている、請求項１４～１８のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
20. 前記少なくとも１つのコネクタは、前記クーラントに対向していない前記冷却チャネル壁及び／又は加熱チャネル壁の側において位置決めされている、請求項１９に記載の没入型冷却ユニット。
21. 前記ホルダは、ホルダコネクタを備え、前記ホルダコネクタは、挿入された冷却ユニットの前記コネクタを受け入れるように位置決めされており、これにより、前記１つ又は複数の印刷回路基板又は電池と前記ホルダとの間の電子的接続を形成している、請求項１９又は２０に記載の没入型冷却ユニット。
22. 前記ホルダ、好ましくは、前記保持空間は、前記ハウジングを前記保持空間内にガイドするためのガイドを更に備える、請求項１４～２１のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
23. 前記ガイドは、ガススプリング又はアクチュエータによって形成されており、前記ガススプリング又はアクチュエータは、前記保持壁に対して平行な方向において少なくとも運動可能である、請求項２２に記載の没入型冷却ユニット。
24. 前記没入型冷却ユニットは、
    少なくとも１つの、好ましくは閉じた、没入型空間であって、前記少なくとも１つの閉じた冷却チャネル及び少なくとも１つの閉じた加熱チャネルは、前記没入型空間の内側において少なくとも部分的に配置されている、没入型空間と、
    前記没入型空間から分離されるとともに１つ又は複数の電子的コンポーネントを受け入れるように構成された少なくとも１つの非没入型空間と、
    を備える、請求項１～２３のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
25. 前記非没入型空間には、前記１つ又は複数のコネクタを介して１つ又は複数の電子コンポーネントを前記没入型空間内の印刷回路基板又は電池に電気的に接続するために電子コンポーネントと協働するように構成された１つ又は複数のコネクタが提供されている、請求項２４に記載の没入型冷却ユニット。
26. 前記非没入型空間には、複数のコネクタを有する共通印刷回路基板が提供されており、前記共通印刷回路基板は、前記没入型空間内の印刷回路基板又は電池に電子的に接続されている又はこれに対して接続可能である、請求項２４～２５のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
27. 前記没入型冷却ユニットは、共通ハウジングを備え、前記没入型及び非没入型空間は、前記共通ハウジングによって画定されている、請求項２４～２６のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
28. 前記加熱チャネル壁及び前記冷却チャネル壁の少なくとも一部分は、断熱壁である、請求項１～２７のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニット。
29. 請求項２４～２７のいずれか１項に記載の少なくとも１つの非没入型空間を備える没入型冷却装置。
30. 没入型冷却システム内において使用されるホルダ、具体的には、請求項１４～２８のいずれか１項に記載のホルダであって、
    少なくとも保持底部及び少なくとも１つの周方向保持壁によって形成された少なくとも１つの保持空間であって、前記少なくとも１つの保持壁は、冷却ユニットを受け入れるように寸法設定されており、前記保持空間に向かって対向する前記保持壁の一部分は、挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の少なくとも前記外部側に熱的に接続されている、保持空間と、
    挿入された冷却ユニットの前記冷却チャネル壁の前記外部側に熱的に接続された前記保持壁の前記部分から熱を能動的に抽出するための少なくとも１つの熱抽出ユニットと、
    を備えるホルダ。
31. 電子コンポーネントを能動的に冷却するために請求項１～２８のいずれか１項に記載の没入型冷却ユニットを使用する方法。

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