JP6382847B2 - 電子デバイス冷却のための液体冷却媒体 - Google Patents
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Description
本出願は、2013年1月24日に出願された米国仮特許出願第61/756,020号の利益を主張する。
エンタープライズデータセンター(「EDC」)の施設は、複数のサーバを収容する物理的な場所である。サーバは、一般にラック内に積み重ねられ、その中には、他にハードドライブアレイ、ネットワークルータ、データ収集装置、及び電源のような様々なコンピューティングデバイスが搭載される。一貫した信頼性のある性能を提供するために、EDCの主な目標は、ラックの様々な発熱構成要素の適切な温度制御である。従来、ラックは、気流を最大にするように選択的に配置されたファンなどの空気循環デバイスを使用する強制空気対流によって冷却された。EDC内の空気は、通常、ラックに入る前に空気を冷却する熱交換器を通って循環する(ベーパサイクル冷却、または冷却水コイル)。いくつかのEDCでは、熱交換器は、ラックに装着され、サーバに入る空気のラックレベル冷却を提供する。
(a)電子ハードウェアデバイスと、
(b)液体冷却媒体と、を備え、
該電子デバイスハードウェアデバイスが、該液体冷却媒体内に少なくとも部分的に沈められ、
該液体冷却媒体が、6〜12個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する飽和中鎖トリグリセリドを含む、装置。
「液体冷却媒体」という用語は、サーバのような電子ハードウェアデバイスのための浸漬冷媒としての使用に適する室温及び常圧下で液体である組成物を表す。当該技術分野で知られているように、液体冷却媒体は、一般に、低い粘度を有し、非毒性で化学的に不活性であり、液体冷却媒体が用いられる環境の腐食を促進しない。また、液体冷却媒体は、一般に、空気のような他の冷却媒体に対してより高い熱容量を有する(例えば、1.01J/g/Kと比較して1.67ジュール毎グラム毎ケルビン(「J/g/K」)。
上述のように、液体冷却媒体は、データセンターなどの電子ハードウェアデバイスを冷却するために用いることができる。実施形態では、電子ハードウェアデバイスは、コンピュータデバイスまたは構成要素(例えば、コンピュータサーバ)であり得る。用いることができる電子ハードウェアデバイスの具体的な実施例は、コンピュータサーバ、サーバマザーボード、マイクロプロセッサ、及び他の発熱電子デバイスを含む。
発火点
発火点は、ASTM D92に従って決定される。
引火点は、ASTM D92に従って決定される。
熱伝導率は、試料を軸方向の温度勾配に曝すことにより、ASTM D5930に従って決定される。熱流束変換器からの出力とともに試料にわたる温度差を測定することにより、試料の熱伝導率を決定することができる。
粘度は、40℃でASTM D445に従って決定される。
上述の試験方法に従って、3つの比較試料(CS A〜C)を分析する。CS Aは、ExxonMobil Chemical Company,Houston,TX,USAから入手可能なUNIVOLT(商標)N61Bの商品名で販売されている100重量%の鉱物油である。UNIVOLT(商標)N61Bは、90〜100%の水素化処理軽ナフテン蒸留物である。CS Bは、Saipol Agro Industrial Company,Paris,Franceから得られる100重量%のヒマワリ油である。CS Cは、M&I Materials Ltd.,Manchester,UKによって製造され、MIDEL(商標)7131の商品名で販売されている100重量%の合成エステルである。MIDEL(商標)7131は、ペンタエリトリトールとC5〜10脂肪酸(直鎖及び分岐鎖)との混合エステルを含む。分析の結果は、以下の表1に示す。
上述の試験方法に従って2つの試料(S1及びS2)を分析した。S1は、Stepan Company,Northfield,IL,USAによって、NEOBEE(商標)1053の商品名で販売されている100重量%の中鎖トリグリセリドである。NEOBEE(商標)1053は、飽和カプリル(C8)/カプリン酸(C10)トリグリセリドである。NEOBEE(商標)1053は、56パーセントの飽和カプリル(C8)脂肪酸鎖、及び44パーセントの飽和カプリル酸(C10)脂肪酸鎖を含む。S2は、Stepan Company,Northfield,IL,USAによって、NEOBEE(商標)M−20の商品名で販売されている100重量%の中鎖トリグリセリドである。NEOBEE(商標)は、1パーセントのC6の脂肪酸鎖、1パーセントのC12の脂肪酸鎖、68パーセントのC8の脂肪酸鎖、及び30パーセントのC10の脂肪酸鎖を含む。分析の結果は、以下の表2に示す。
以下の表3に示す組成に従って、MCT及び鉱物油を含む2つの試料(S3〜S4)を調製する。試料S3〜S4は、2つの成分を15分間にわたって50℃で閉じられた瓶内で磁気攪拌して混合することにより調製される。試料S3及びS4のそれぞれに用いられるMCTは、実施例2で上述したNEOBEE(商標)1053である。試料S3及びS4内の鉱物油は、実施例1で上述したUnivoltによって供給される鉱物油である。
以下の表4に示す組成に従うMCT及びヒマワリ油を含む5つの試料(S5〜S9)を調製する。試料S5〜S9は、2つの成分を15分間にわたって50℃で閉じられた瓶内で磁気攪拌して混合することにより調製される。試料S5〜S7で用いられるMCTは、実施例2で上述したNEOBEE(商標)1053である。試料S8〜S9で用いられるMCTは、実施例2で上述したNEOBEE(商標)M−20である。試料S5〜S9のヒマワリ油は、実施例1で上述したヒマワリ油と同じである。
以下の表5に示す組成に従うMCT及び合成エステルを含む3つの試料(S10〜S12)を調製する。試料S10〜S12は、15分間にわたって50℃で閉じられた瓶内で磁気攪拌して混合することにより調製される。試料S10〜S12で用いられるMCTは、実施例2で上述したNEOBEE(商標)1053である。試料S10〜S12の合成エステルは、実施例1で上述したMIDEL(商標)7131である。
試料13(S13)は、100重量%のポリアルキレングリコール(「PAG」)である。具体的には、S13は、UCON OSP−18、Dow Chemicalからの油溶性PAGベース流体技術である。試料S13を上記の試験方法に従って分析する。S13は、18.0cStの粘度、204℃の引火点、240℃の発火点、1.96J/g/℃の熱容量、及び0.14w/m・Kの熱伝導率を有する。
試料14(S14)は、100重量%のパラフィン系オイルである。具体的には、S14は、Chevronから入手可能なPARAMOUNT(商標)1001である。S14は、20.4cStの粘度及び212℃の引火点を有する。
なお、本発明には以下の態様が含まれることを付記する。
〔1〕
装置であって、
(a)電子ハードウェアデバイスと、
(b)液体冷却媒体と、を備え、
前記電子ハードウェアデバイスが、前記液体冷却媒体内に少なくとも部分的に沈められ、
前記液体冷却媒体が、6〜12個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する飽和中鎖トリグリセリドを含む、装置。
〔2〕
前記飽和中鎖トリグリセリドが、平均8〜10個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する、〔1〕に記載の装置。
〔3〕
6〜12個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する前記飽和中鎖トリグリセリドが、前記液体冷却媒体の第1の構成要素を構成し、前記液体冷却媒体が、鉱物油、植物油、合成エステル、及びそれらのうちの2つ以上の混合物からなる群から選択される第2の構成要素をさらに含む、〔1〕に記載の装置。
〔4〕
前記第1の構成要素が、合計液体冷却媒体重量に基づいて、前記液体冷却媒体の少なくとも15重量パーセントを構成する、〔3〕に記載の装置。
〔5〕
前記飽和中鎖トリグリセリドが、中鎖トリグリセリド全重量に基づいて、50〜60重量パーセントの範囲の量で、8個の炭素原子の炭素鎖長の脂肪酸を有するトリグリセリドを含み、前記飽和中鎖トリグリセリドが、中鎖トリグリセリド全重量に基づいて、40〜50重量パーセントの範囲の量で、10個の炭素原子の炭素鎖長の脂肪酸を有するトリグリセリドを含む、〔1〕に記載の装置。
〔6〕
前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、少なくとも190℃の引火点を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D445に従って決定される、40℃で27センチストーク(「cSt」)以下の粘度を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、少なくとも210℃の発火点を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D5930に従って決定される、0.12〜0.14W/m・Kの範囲内の熱伝導率を有する、〔1〕に記載の装置。
〔7〕
前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、192〜300℃の範囲内の引火点を有する、〔5〕に記載の装置。
〔8〕
前記液体冷却媒体が、ASTM D445に従って決定される、40℃で5〜25cStの範囲内の粘度を有する、〔5〕に記載の装置。
〔9〕
前記電子ハードウェアデバイスが、コンピュータデバイスまたはコンピュータ構成要素である、〔1〕に記載の装置。
〔10〕
前記電子ハードウェアデバイスが、コンピュータサーバ、サーバマザーボード、及びマイクロプロセッサからなる群から選択される、〔1〕に記載の装置。
Claims (8)
- (a)電子ハードウェアデバイスと、
(b)液体冷却媒体と
を備えた装置であって、
前記電子ハードウェアデバイスが、前記液体冷却媒体内に少なくとも部分的に沈められ、
前記液体冷却媒体が、6〜12個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する飽和中鎖トリグリセリドを含み、
前記飽和中鎖トリグリセリドが、前記液体冷却媒体の第1の構成要素を構成し、前記液体冷却媒体が、C5〜C10脂肪酸とペンタエリトリトールとの混合エステルを含む合成エステルである第2の構成要素をさらに含み、
前記飽和中鎖トリグリセリドが、前記飽和中鎖トリグリセリドの全重量に基づいて、50〜60重量パーセントの範囲の量で、8個の炭素原子の炭素鎖長の脂肪酸を有するトリグリセリドを含み、前記飽和中鎖トリグリセリドが、前記飽和中鎖トリグリセリドの全重量に基づいて、40〜50重量パーセントの範囲の量で、10個の炭素原子の炭素鎖長の脂肪酸を有するトリグリセリドを含む、前記装置。 - 前記飽和中鎖トリグリセリドが、平均8〜10個の炭素原子の範囲内の炭素鎖長の脂肪酸を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の構成要素が、前記液体冷却媒体の総重量に基づいて、前記液体冷却媒体の少なくとも15重量パーセントを構成する、請求項1に記載の装置。
- 前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、少なくとも190℃の引火点を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D445に従って決定される、40℃で27センチストーク(「cSt」)以下の粘度を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、少なくとも210℃の発火点を有し、前記液体冷却媒体が、ASTM D5930に従って決定される、0.12〜0.14W/m・Kの範囲内の熱伝導率を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記液体冷却媒体が、ASTM D92に従って決定される、192〜300℃の範囲内の引火点を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記液体冷却媒体が、ASTM D445に従って決定される、40℃で5〜25cStの範囲内の粘度を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記電子ハードウェアデバイスが、コンピュータデバイスまたはコンピュータ構成要素である、請求項1に記載の装置。
- 前記電子ハードウェアデバイスが、コンピュータサーバ、サーバマザーボード、及びマイクロプロセッサからなる群から選択される、請求項1に記載の装置。
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