JP6651967B2 - 液冷サーバ - Google Patents

液冷サーバ Download PDF

Info

Publication number
JP6651967B2
JP6651967B2 JP2016083898A JP2016083898A JP6651967B2 JP 6651967 B2 JP6651967 B2 JP 6651967B2 JP 2016083898 A JP2016083898 A JP 2016083898A JP 2016083898 A JP2016083898 A JP 2016083898A JP 6651967 B2 JP6651967 B2 JP 6651967B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit case
cooling
cooled
heat transfer
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016083898A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017194799A (ja
Inventor
昭 嶋崎
昭 嶋崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2016083898A priority Critical patent/JP6651967B2/ja
Priority to US15/484,810 priority patent/US10091913B2/en
Publication of JP2017194799A publication Critical patent/JP2017194799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6651967B2 publication Critical patent/JP6651967B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20763Liquid cooling without phase change
    • H05K7/20781Liquid cooling without phase change within cabinets for removing heat from server blades
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20254Cold plates transferring heat from heat source to coolant
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20509Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

本開示は、発熱部品を液体の冷媒を介して冷却する液冷サーバに関する。
加圧用流体が導入される液体室を用いて、内部に冷媒が循環される冷却室の表面を、発熱体の被冷却部に対して圧接させる技術が知られている。
特公昭59-015400号公報 特開2011-171569号公報 特開2007-173578公報
しかしながら、上記のような従来技術は、発熱部品が収容されるユニットケースが挿抜可能に設けられる液冷サーバに適用することが難しい。例えば、上記のような加圧用流体が導入される液体室を設ける構成では、ユニットケースの挿抜ごとに液体室の加圧や減圧作業が必要となる等の不都合が生じる。
そこで、1つの側面では、本発明は、液冷サーバにおけるユニットケースの挿抜に関する作業性を高めることを目的とする。
一局面によれば、発熱部品を液体の冷媒を介して冷却する液冷サーバであって、
ユニットケース格納部を有するシャーシと、
前記ユニットケース格納部に第1方向に挿抜可能に設けられ、前記発熱部品が収容され、被冷却部を備えるユニットケースと、
前記シャーシに設けられ、前記冷媒を流す流路を備え、前記第1方向に垂直な第2方向で前記ユニットケース格納部に対向する冷却板と、
前記冷却板を第1部材とした場合に、前記第1部材に設けられ、前記第2方向で前記ユニットケース格納部側に凸となる第1凸部を、前記第1方向に沿って複数備え、前記被冷却部を第1部材とした場合に、前記第1部材に設けられ、前記第2方向で前記冷却板側に凸となる第1凸部を、前記第1方向に沿って複数備える金属部と、
前記第2方向で前記金属部と前記第1部材との間に設けられ、弾性を有する伝熱体とを含み、
前記金属部は、前記第1部材に、前記第1部材に対して前記第2方向に変位可能に、設けられ、
前記冷却板及び前記被冷却部のうちの前記第1部材でないほうを第2部材とした場合に、複数の前記第1凸部は、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において、前記第2部材に前記第2方向で当接する、液冷サーバが提供される。

液冷サーバにおけるユニットケースの挿抜に関する作業性を高めることが可能となる。
実施例1による液冷サーバの内部構造を概略的に示す側面図である。 図1のラインC−Cに沿った断面図である。 液冷サーバの下方からの斜視図である。 ユニットケースが格納されていない状態のシャーシの断面図である。 図4AのD部の拡大図である。 下方から視たときの冷却モジュールの単品状態の斜視図である。 下方から視たときの冷却モジュールの分解斜視図である。 下方から視たときのクーリングプレートの単品状態の斜視図である。 クーリングプレートの流路の説明図である。 金属板の3面図である。 サーマルシートの例を示す図である。 ユニットケース格納部に対してユニットケースが挿入される途中の状態を示す断面図である。 実験時の構成の説明図である。 液冷サーバを含む液冷システムの一例を概略的に示す図である。 比較例による液冷サーバを含む液冷システムを概略的に示す図である。 実施例2の説明図である。 実施例3の説明図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
[実施例1]
図1は、実施例1による液冷サーバ1の内部構造を概略的に示す断面図であり、図2は、図1のラインC−Cに沿った断面図(但し、ユニットケース20は図示せず)であり、図3は、液冷サーバ1の下方からの斜視図である。図1では、底面に近いユニットケース20が挿抜途中の状態で模式的に示されている。図2では、底面に近いユニットケース20の図示が省略されている。
以下では、図1及び図2に示すX,Y,及びZ軸の直交する3軸を、適宜説明に用いる。尚、Z方向は、液冷サーバ1の高さ方向(上下方向)に対応する。また、以下では、説明上、ユニットケース20の挿入方向を基準として、Y方向のY1側を「奥側」とし、Y方向のY2側を「入口側」とする。
液冷サーバ1は、シャーシ10と、ユニットケース20と、冷却モジュール30とを含む。
シャーシ10は、液冷サーバ1の骨格構造を形成し、ラックないしシェルフの形態である。シャーシ10は、液冷サーバ1の他の構成要素(ユニットケース20など)を支持する。シャーシ10は、ユニットケース格納部70を有する。ユニットケース格納部70には、ユニットケース20が収容される。ユニットケース格納部70は、シャーシ10に搭載されるユニットケース20の数に応じて設けられる。実施例1では、一例として、ユニットケース格納部70は、図1に示すように、Z方向に6つ(即ち6段)形成されるが、ユニットケース格納部70の数は任意である。尚、変形例では、ユニットケース格納部70は、Z方向に加えて、X方向に複数個形成されてもよい。以下では、特に言及しない限り、代表として、1組のユニットケース格納部70及びユニットケース20に関する構成について説明する。
ユニットケース格納部70は、ユニットケース20が収容される空間を形成する。ユニットケース格納部70の形状、即ちユニットケース格納部70が形成する空間の形状は、ユニットケース20の形状と略同一である。ユニットケース格納部70のZ方向の寸法は、ユニットケース20のZ方向の高さと実質的に同じである。尚、シャーシ10は、ユニットケース格納部70の入口側に案内部材60が設けられてもよい。案内部材60は、ユニットケース格納部70へのユニットケース20の挿入時にユニットケース20をユニットケース格納部70の入口に案内する機能を有する。
ユニットケース20は、ユニットケース格納部70にY方向に挿抜可能に設けられる。尚、挿抜とは、ユニットケース格納部70内にユニットケース20を挿す(挿入する)ことと、ユニットケース格納部70からユニットケース20を抜くことの双方を、互いに区別せずに表す。ユニットケース20は、略直方体の外形であるが、詳細な形状(外形のX,Y,Z方向の各寸法)は、任意であってよく、規格等に基づくものであってもよい。以下では、ユニットケース格納部70にユニットケース20が挿入(格納)された状態を、「ユニットケース20の格納状態」とも称し、ユニットケース格納部70にユニットケース20が挿入されていない状態を、「ユニットケース格納部70の空状態」とも称する。
ユニットケース20は、例えばステンレス(例えばSUS430)等の金属で形成されてよい。ユニットケース20には、発熱部品21(図1に模式的に図示)が収容される。発熱部品21は、任意であるが、CPU(Central Processing Unit)や、LSI(Large-Scale Integration)、PSU(Power Supply Unit)、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)等であってもよい。ユニットケース20の奥側にはコネクタ22が設けられてよい。コネクタ22は、例えば、シャーシ10の奥側に設けられるバックボード12上のコネクタ14と嵌合される。コネクタ22は、例えば、ユニットケース20内の電子回路及び発熱部品21をバックボード12に電気的に接続する機能を有する。
ユニットケース20は、被冷却部24を備える。被冷却部24は、発熱部品21自体であってもよいし、ユニットケース20に形成されてもよいし、ユニットケース20に取り付けられる又は収容される部材(発熱部品21に熱的に接続される部材)により形成されてもよい。被冷却部24は、好ましくは、相対的に広い面積が確保できる部位に設定される。例えば、被冷却部24は、好ましくは、ユニットケース20の側面(例えばX方向の側面)側よりも広い面積が確保できるユニットケース20の上面側又は下面側に設定される。実施例1では、一例として、被冷却部24は、図1に示すように、ユニットケース20の上面の部材(例えば板金部材)により形成される。被冷却部24は、XY平面内に延在する。被冷却部24は、実質的に平らな平面であるが、開口やビード等の凹凸部を有してもよい。尚、被冷却部24は、ユニットケース20の上面の一部により形成されてもよいが、好ましくは、ユニットケース20の放熱性を高めるために、ユニットケース20の上面の略全体により形成される。
実施例1では、一例として、ユニットケース20は、内部にサーマルグリス(放熱グリス)25が充填される。サーマルグリス25は、例えば、熱伝導性の高い粒子を内包する。サーマルグリス25は、ユニットケース20内における発熱部品21と被冷却部24との間の熱抵抗を低減する。従って、サーマルグリス25は、発熱部品21が被冷却部24に接触していない場合(例えば図1参照)に好適となる。
冷却モジュール30は、シャーシ10に設けられる。冷却モジュール30は、好ましくは、ユニットケース格納部70ごとに設けられる。実施例1では、一例として、冷却モジュール30は、ユニットケース格納部70ごとに1つ設けられるが、ユニットケース格納部70ごとに2つ以上設けられてもよい。以下では、特に言及しない限り、代表として、1つの冷却モジュール30に関する構成について説明する。
次に、図4A乃至8を参照して、冷却モジュール30の構造について説明する。
図4Aは、シャーシ10の断面図であり、図1のラインA−Aに沿った断面図に相当する。尚、図4Aは、ユニットケース20が格納されていない状態の断面図である。図4Bは、図4AのD部の拡大図である。図5は、下方から視たときの冷却モジュール30の単品状態の斜視図であり、図6は、下方から視たときの冷却モジュール30の分解斜視図である。図7は、下方から視たときのクーリングプレート32の単品状態の斜視図であり、図8は、クーリングプレート32の流路38の説明図であり、クーリングプレート32の下側表面を平面視で示す図である。図9は、金属板34の3面図である。
冷却モジュール30は、クーリングプレート(冷却板の一例)32、複数の金属板34(金属部の一例)と、複数の伝熱体36とを含む。
クーリングプレート32は、シャーシ10に固定される。クーリングプレート32は、例えばネジやボルト等の締結具によりシャーシ10に固定されてもよいし、シャーシ10に対して嵌合構造により固定されてもよい(図4B参照)。クーリングプレート32は、高い伝熱性のある材料から形成され、例えば無酸素銅(C1020)により形成されてよい。クーリングプレート32は、図4Aに示すように、液体の冷媒(冷却水)を流す流路38を内部に備える。図8には、クーリングプレート32内の冷媒の流れ方向R1(点線)で模式的に示される。図8に示す例では、クーリングプレート32の奥側且つX方向の一端側に供給管331が接続され、クーリングプレート32の奥側且つX方向の他端側に出口管332が接続される。クーリングプレート32内の流路38は、供給管331と出口管332との間に、X方向でオフセットしつつY方向に往復する態様で形成されている。変形例では、クーリングプレート32内には、X方向に冷媒を流す流路がY方向に複数個並列に形成されてもよい。
クーリングプレート32は、Z方向でユニットケース格納部70に対向する。クーリングプレート32がユニットケース格納部70に対向する範囲(XY平面内の範囲)は、任意であるが、好ましくは、冷却能力を高める観点から、格納状態のユニットケース20の被冷却部24の全体をカバーできる範囲である。即ち、クーリングプレート32は、好ましくは、冷却能力を高める観点から、格納状態のユニットケース20の被冷却部24のX方向及びY方向の各全長にわたって、X方向及びY方向に延在する。
実施例1では、一例として、クーリングプレート32は、図2等に示すように、Z方向で上方からユニットケース格納部70に対向する。即ち、クーリングプレート32の下側表面は、Z方向でユニットケース20の上面に対向する。但し、変形例では、クーリングプレート32は、Z方向で下方からユニットケース格納部70に対向してもよいし、上下の両側でユニットケース格納部70に対向してもよい。
クーリングプレート32は、図7等に示すように、ユニットケース格納部70に対向する側の表面(実施例1では、上述のように、一例として下側表面)に、複数の凸部322(第2凸部の一例)を有する。複数の凸部322は、それぞれ、下側(ユニットケース20側)に凸となる凸状の形態である。複数の凸部322は、Y方向に並ぶ態様で、クーリングプレート32の下側表面に、下方に突出する態様で形成される。複数の凸部322のそれぞれには、金属板34が設けられる。複数の凸部322のそれぞれは、対応する金属板34の凸部35(後述)に対応する凸状の形態を有する。Y方向での複数の凸部322間の間隔は、任意であるが、複数の金属板34を互いに重なり合わずにY方向に並べることができるように決定される。複数の凸部322は、互いに同一の形態であるが、一部において長さや幅などが異なってもよい。尚、複数の凸部322は、中実であるが、流路等が形成されてもよい。複数の金属板34は、それぞれ、形状等が同一であってよい。以下の説明において、特に言及しない限り、「金属板34」とは、複数の金属板34のうちの任意の1つの金属板34を表す。
金属板34は、クーリングプレート32に設けられる。金属板34は、後述のように、格納状態のユニットケース20の被冷却部24に接触し(図11参照)、ユニットケース20からの熱を伝熱体36を介してクーリングプレート32に伝達する機能(熱伝達機能)を有する。また、金属板34は、後述のように、ユニットケース20の挿抜を容易化する機能(挿抜容易化機能)を有する。また、金属板34は、後述のように、ユニットケース20の挿抜の際の摺動部となり、挿抜時のユニットケース20との間の摩擦に対する耐久性を高める機能(耐久性向上機能)を有する。
複数の金属板34は、図5等に示すように、Y方向に並ぶ態様で、クーリングプレート32におけるユニットケース格納部70に対向する側の表面(実施例1では、上述のように、一例として下側表面)に設けられる。複数の金属板34は、互いに対して重なり合わない。Y方向での複数の金属板34間の間隔は、任意であるが、好ましくは、上記の熱伝達機能を高める観点から、Y方向で密に並ぶように略0である。
金属板34は、例えば板金により形成される。板金は、例えば、硬質アルマイト処理されたアルミ板金である。金属板34は、図9に示すように、下側(ユニットケース20側)に凸となる凸部35(第1凸部の一例)を有する。従って、複数の金属板34がY方向に並ぶことで、Y方向に沿って複数の凸部35が並ぶことになる。1つの金属板34あたりの凸部35の数は、任意であるが、実施例1では、一例として、1個である。
複数の金属板34の凸部35のそれぞれは、クーリングプレート32の複数の凸部322のそれぞれと組をなす。複数の金属板34のそれぞれは、クーリングプレート32の凸部322毎に、凸部35が、クーリングプレート32の対応する凸部322を覆う態様で設けられる。実施例1では、一例として、後述のように、Z方向で、複数の金属板34のそれぞれの凸部35と、対応する凸部322との間には、伝熱体36が1つずつ設けられる。
図9に示す例では、金属板34は、X方向両側の端部342と、Y方向両側の端部343と含み、凸部35は、端部342及び端部343に対して下方に突出する。端部342及び端部343は、例えば同一の平面(XY平面)内に延在する。凸部35は、格納状態のユニットケース20の被冷却部24に当接する当接面341と、Y方向の側面344,345と、X方向の側面346とを含む。尚、図9に示す例では、金属板34は、図心Oに関して対称であるが、非対称であってもよい。
金属板34は、X方向に延在する。金属板34のX方向の長さは、任意であるが、金属板34のX方向の長さは、Y方向の長さよりも長い。金属板34のX方向の長さは、上記の熱伝達機能を高める観点から、好ましくは、被冷却部24のX方向の長さに略同じである。凸部35は、上記の熱伝達機能を高める観点から、好ましくは、金属板34のX方向の略全長にわたって延在する。但し、格納状態のユニットケース20の被冷却部24のX方向の全長にわたって複数の金属板34がX方向に連続する態様で設けられてもよい。
金属板34は、クーリングプレート32に対してZ方向に変位可能である。例えば、金属板34は、クーリングプレート32に対してZ方向に変位可能にクーリングプレート32に支持されてもよいし、クーリングプレート32に対してZ方向に変位可能にシャーシ10に支持されてもよい。尚、金属板34の支持方法は、金属板34がクーリングプレート32に対してZ方向に変位可能となる限り、任意である。図4A及び図4Bに示す例では、金属板34は、X方向の両側の端部342のそれぞれにおいて、支持部材50によりZ方向に変位可能に支持される。支持部材50は、シャーシ10に対して固定される。支持部材50のそれぞれは、Y方向に延在し、Y方向に並んだ複数の金属板34を同時に支持する。支持部材50のそれぞれは、図4Bに示すように、X方向に延在する押さえ部52を有し、押さえ部52は、金属板34の対応する端部342の下面にZ方向に当接する。押さえ部52は、金属板34の下方への変位の限界位置を規定する。尚、金属板34の上方への変位の限界位置は、伝熱体36の潰れ(圧縮)限度に応じて決まる。
金属板34は、好ましくは、上記の熱伝達機能の観点から、ユニットケース格納部70へのユニットケース20の挿入に起因して上方(Z方向でクーリングプレート32に近づく方向)に変位される。この場合、後述するが、伝熱体36を介した熱の伝達効率が高くなる。この目的のため、冷却モジュール30は、ユニットケース格納部70の空状態において凸部35の下方の端部(頂部)がユニットケース格納部70内に位置する(図11の領域T1参照)ように、シャーシ10に配置される。Z方向で、ユニットケース格納部70内に位置する部分の凸部35の長さは、ユニットケース格納部70にユニットケース20が格納された状態において伝熱体36が所望の態様で潰れるように設定される(図11の領域T2参照)。
金属板34の凸部35は、上記の挿抜容易化機能の観点から、好ましくは、図9に示すように、傾斜する側面344をY方向の入口側に有する。即ち、凸部35は、Y方向の入口側の側面344に起因して、Z方向で凸状の頂部側に向かうにつれてY方向の幅が狭くなる。側面344は、下側(凸部35の頂部側)が上側(凸部35の根元側)よりもY方向で奥側(Y1側)に近くなる向きで傾斜する。側面344とXY平面とのなす角度αは、例えば20〜70度の範囲であり、好ましくは30〜60度の範囲であり、更に好ましくは40〜50度の範囲であり、例えば約45度である。これにより、挿入される際にユニットケース20によって凸部35は斜め上方向(奥側に向かう方向)に押される。凸部35がユニットケース20から斜め上方向に押されると、金属板34が上方に変位される。この結果、金属板34がユニットケース格納部70から上方に退避し、ユニットケース20の挿入が容易となる(図11参照して後述)。
尚、図9に示す例では、金属板34の凸部35は、X方向に視て、下底が上底よりも短い台形状の空間を内部に形成する。変形例では、凸部35は、Y方向のY1側の側面345、及び/又は、端部343については、当接面341に対して直角であってもよい。この場合、当接面341の面積を効率的に増加させることができる。また、他の変形例では、側面344は、当接面341に対して直角であるが、側面344と当接面341との繋ぎ部(角)に、比較的大きな角アールが付与されてもよい。尚、金属板34を板金から成形する場合は、角アールが必然的に形成される。
複数の伝熱体36は、Z方向でクーリングプレート32と複数の金属板34との間に設けられる。複数の伝熱体36のそれぞれは、複数の金属板34のそれぞれと、クーリングプレート32の複数の凸部322のそれぞれとで組をなす。従って、複数の伝熱体36は、複数の金属板34及び複数の凸部322と同様に、Y方向に並ぶ態様で配置される(図11参照)。複数の伝熱体36は、それぞれ、対応する凸部322を覆う態様で設けられる。複数の伝熱体36は、弾性を有する。伝熱体36の弾性は、好ましくは、ユニットケース20の挿抜の繰り返しに耐えるような復元性を持つ。複数の伝熱体36は、Z方向の圧力を受けたときに弾性変形できるように(潰れるときに侵入できる空間が必要であるため)、ユニットケース格納部70の空状態において、Y方向で互いに離間して配置される。即ち、複数の伝熱体36のそれぞれの厚み(Z方向の厚み)や幅(Y方向の幅)は、ユニットケース20の格納状態での伝熱体36の熱伝導が最適となるように設定される。複数の伝熱体36のそれぞれのX方向の長さは、任意であるが、金属板34のX方向の長さと略同じであってよい。
実施例1では、一例として、伝熱体36は、平らなシート状の形態である。伝熱体36は、サーマルシート、TIM(Thermal Interface Material)又はその類により形成されてもよい。尚、サーマルシートとしては、例えば図10に示す各種のサーマルシートが使用されてもよい。
尚、伝熱体36は、ユニットケース格納部70の空状態において、弾性変形していてもよい。即ち、支持部材50の押さえ部52の位置を適切に設定することで、ユニットケース格納部70の空状態において、伝熱体36が、例えば若干弾性変形させておくことも可能である。この場合、ユニットケース格納部70の空状態で伝熱体36が弾性変形していない場合に生じうる伝熱体36の、正規位置からの位置ずれ等を抑制できる。尚、実施例1では、伝熱体36は、金属板34を介してZ方向の上向きの圧力を受けたときに弾性変形し、凸部35と凸部322との間の空間で、X方向に視て凸状(下側に凸)に弾性変形する(図11参照)。即ち、伝熱体36は、凸部35に嵌る凸状に弾性変形する。
次に、図11を参照して、ユニットケース格納部70に対するユニットケース20の挿抜に関連する冷却モジュール30の構成について説明する。
図11は、ユニットケース格納部70に対してユニットケース20が挿入される途中の状態を示す断面図である。尚、図11では、図1よりも詳しくユニットケース20の断面の一例が示されている。尚、ユニットケース20は、ユニットケース格納部70への挿入が容易になるように、好ましくは、図11に示すように、Y方向の奥側の端部の上側の角部201に比較的大きい角アールが付与される。
上述のように、ユニットケース格納部70の空状態では、図11の領域T1に示すように、凸部35の下方の端部(頂部)が、僅かながら、ユニットケース格納部70内に位置する。従って、ユニットケース20が挿入されるとき、ユニットケース20の角部201が側面344に当たる。ユニットケース20の角部201が側面344に当たった状態で、ユニットケース20が更にY方向の奥側に押し込まれると、図11に示すように、凸部35がユニットケース20から斜め上方向に押される(力F1参照)。凸部35がユニットケース20から斜め上方向に押されると、該凸部35に係る金属板34が上方に変位する。尚、力F1を受けても金属板34は、実質的に変形せず、上方に変位する。このようにして、ユニットケース20は、Y方向に並ぶ複数の金属板34をY方向の入口側から順に上方に退避させながら、退避させた金属板34の凸部35の当接面341上を摺動し、Y方向の奥側に進むことができる。上記のように、金属板34の凸部35は、傾斜する側面344を有するので、スムーズに(引っ掛かり感が低減される態様で)ユニットケース20を挿入できる。このように実施例1によれば、ユニットケース格納部70へのユニットケース20の挿入が容易である。また、実施例1によれば、ユニットケース格納部70へのユニットケース20の挿入に伴って凸部35が上方に退避するので、凸部35を上方に退避させるための事前作業(挿入前の作業)が不要である。凸部35を上方に退避させるための事前作業が不要であるのは、ユニットケース格納部70からのユニットケース20を抜く際も同様である。従って、実施例1によれば、事前作業が必要な場合に比べて、ユニットケース20の挿抜時の作業性を高めることができる。
ユニットケース格納部70にユニットケース20が挿入されると、ユニットケース20の被冷却部24が金属板34の凸部35とZ方向で当接する。尚、ユニットケース格納部70にユニットケース20が格納された状態は図示しないが、かかる状態における冷却モジュール30とユニットケース20との関係は、図11の領域T2に示す状態と同等になる。ユニットケース20の格納状態では、図11の領域T2に示すように、金属板34及びそれに伴い凸部35は、挿入される前の状態(図11の領域T1参照)に比べて上方へ変位される。即ち、上述のように、金属板34及びそれに伴い凸部35は、ユニットケース格納部70へのユニットケース20の挿入に伴い、上方へ変位される。金属板34及びそれに伴い凸部35が上方へ変位されると、伝熱体36がZ方向に潰れる(弾性変形する)。即ち、クーリングプレート32は変位しないので、伝熱体36の弾性変形によって、金属板34の上方への変位が吸収(許容)される。伝熱体36は、弾性変形する際、凸部35と凸部322との間で凸状になると共に、Y方向で隣接する伝熱体36との間の空間や、クーリングプレート32の凸部322との間の空間を少なくとも部分的に埋める。これにより、伝熱体36とクーリングプレート32及び金属板34との間の接触面積が増加し、伝熱性能が高くなる。
また、ユニットケース20の格納状態では、図11の領域T2に示すように、ユニットケース20の被冷却部24に対して金属板34の凸部35がZ方向の力F2を付与する。力F2は、弾性変形した伝熱体36の反発力に主に起因する。換言すると、金属板34の凸部35は、力F2と同じ大きさで逆向きの力を反作用によりユニットケース20から受けており、この力が伝熱体36を弾性変形状態に維持させている。従って、ユニットケース20の格納状態では、Z方向の力F2に起因して、金属板34の凸部35の当接面341とユニットケース20の被冷却部24との間の接触が安定化する。その結果、金属板34の熱伝達機能が高められ、ユニットケース20の被冷却部24を介した冷却モジュール30による冷却能力を高めることができる。
このように、実施例1によれば、液冷サーバ1において、ユニットケース20の格納状態で必要な冷却能力を確保しつつ、ユニットケース20の挿抜時の作業性を高めることができる。
また、実施例1によれば、複数の金属板34は、互いに対して独立にZ方向に変位可能であるので、ユニットケース20の挿入時に、ユニットケース20が奥側に進むにつれて、複数の金属板34が、Y方向の入口側から順次、上方に退避させられる。即ち、ユニットケース20の挿入が複数の金属板34により阻害されない。従って、ユニットケース20の挿入時の作業性が良好である。
ところで、実施例1では、クーリングプレート32が凸部322を備えているが、クーリングプレート32が凸部322を備えない場合(以下、この変形例を「第1変形例」と称する)は、次のような不都合が生じる。第1変形例の場合、伝熱体36が平らなシート状の形態であるとすると、ユニットケース20の格納状態では、伝熱体36の弾性変形量が不足しうる。例えば、第1変形例では、ユニットケース20の格納状態で、伝熱体36が凸部35と凸部322との間で凸状に弾性変形せず、伝熱体36とクーリングプレート32及び金属板34との間の接触面積が不足しうる。また、第1変形例では、ユニットケース20の格納状態で、力F2が不足し、金属板34の凸部35の当接面341とユニットケース20の被冷却部24との間の接触の安定性が不足しうる。この点、実施例1によれば、上述のようにクーリングプレート32が凸部322を備えるので、上述の第1変形例における不都合を低減できる。尚、第1変形例においても、平らなシート状の形態の伝熱体36に代えて、凸部を有する伝熱体を使用することで(ユニットケース格納部70の空状態で凸部35と凸部322との間の空間を伝熱体の凸部で埋めることで)、上記の不都合を低減することは可能である。
ところで、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュール30との間のZ方向の距離は、部品公差や組み付け公差等に起因して、ユニットケース20の被冷却部24のY方向に沿った各位置で異なり得る。この点、複数の金属板34が互いにY方向に連結される場合や、複数の金属板34に代えて、1つの金属板34の凸部35の当接面341のY方向の長さを長くする場合(以下、これらの変形例を「第2変形例」と称する)は、次のような不都合が生じる。第2変形例の場合、ユニットケース20の格納状態で、ユニットケース20の被冷却部24と金属板との間のZ方向の接触が不安定となり得る。即ち、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュールとの間のZ方向の距離がY方向に沿った各位置で異なると、第2変形例では、Y方向に沿った一部でしかユニットケース20の被冷却部24と金属板との間のZ方向の接触が実現されなくなり得る。Y方向に沿った一部とは、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュールとの間のZ方向の距離が比較的小さい部分である。
これに対して、実施例1によれば、上述のように、複数の金属板34は、互いに対して重なり合わず、従って、複数の金属板34のそれぞれは、互いに対して独立にZ方向に変位可能である。Y方向に並ぶ複数の金属板34は互いに独立にZ方向に変位可能であるので、上述の第2変形例における不都合を低減できる。即ち、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュールとの間のZ方向の距離がY方向に沿った各位置で異なる場合でも、実施例1では、Y方向に沿った各位置でのZ方向の距離に応じて、Y方向に沿った各位置での金属板34がそれぞれ独立に上方に変位できる。この結果、実施例1によれば、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュールとの間のZ方向の距離がY方向に沿った各位置で異なる場合でも、Y方向の全体にわたって、金属板34とユニットケース20の被冷却部24との間の接触を安定化できる。以下、このような機能(ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュールとの間のZ方向の距離がY方向に沿った各位置で異なる場合でも、金属板34とユニットケース20の被冷却部24との間の接触を安定化できる機能)を、「追従機能」と称する。
尚、Y方向に並ぶ複数の金属板34によって形成される複数の凸部35のY方向のピッチについて、ピッチが小さいほど、上述の追従機能が高くなる。他方、ピッチが小さいほど、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュール30との間の非接触範囲(Y方向での範囲)が大きくなる。尚、ユニットケース20の被冷却部24と冷却モジュール30との間の非接触範囲は、金属板34の凸部35のY方向の側面344,345や、金属板34のY方向両側の端部343の範囲で発生する。従って、ピッチは、これらの背反を考慮しつつ適合されてよい。例えば、ユニットケース20の被冷却部24の面積S0に対する複数の金属板34の全ての当接面341の合計面積S1の比(=S1/S0)を指標とすると、ピッチは、該比が0.4以上になるように設定され、例えば0.5程度になるように設定される。
また、実施例1では、ユニットケース20内にはサーマルグリス25が充填されるので、サーマルグリス25を介してユニットケース20の被冷却部24全体に発熱部品21の熱が伝達される。従って、発熱部品21の面積に対して被冷却部24の面積を広くすることで、発熱部品21の熱を分散させて被冷却部24に伝達することができる。この結果、被冷却部24を介して発熱部品21を効率的に冷却できる。但し、変形例では、サーマルグリス25が省略されてもよく、この場合、ユニットケース20は、発熱部品21に熱的に接続されるヒートシンク(図示せず)に接触されてもよい。
次に、図12を参照して、本願発明者が行った実験結果について説明する。図12は、実験時の構成の説明図であり、X方向に視た断面図に対応する。
実験では、図12に示すように、クーリングプレート32の凸部322、金属板34、及び伝熱体36の1組について着目し、ユニットケース20に対応する部材80には、サーマルシート82を介して発熱部品21に相当するヒータ84を実装した。各部品の特性は、表1に示す通りである。また、伝熱体36としては、サーマルシート82と同じ2mm厚のサーマルシートを使用した。金属板34の接触面積(当接面341の面積)は、400mm2であり、伝熱体36のサーマルシートは25%圧縮させた。また、部材80は、1mm厚のSUS430により形成し、金属板34は、0.5mm厚のアルミA5052(硬質アルマイト処理)により形成した。また、クーリングプレート32は、無酸素銅により形成し、凸部322の高さを4mmとした。
Figure 0006651967
構成全体としては、個々の素材の熱抵抗に対し、構成全体(積層配置状態)では、各素材間の接触面の熱抵抗が加算される。実験では、温度測定によりポイントP1,P2間の熱抵抗を算出したところ、構成全体で1.5℃/Wの抵抗値となった。この数値は、ユニットケース20の表面温度上昇の許容値を60℃とすると、1つの金属板34あたり40Wの冷却が可能ということを示す。さらなる高発熱に対応するには、ユニットケース20の被冷却部24の面積を増やし、複数の金属板34を使用するようにする。例えば120Wであれば金属板3枚、接触面積1200mm2で冷却可能となる。
次に、図13等を参照して、実施例1による液冷サーバ1を含む液冷システムの例について説明する。
図13は、液冷サーバ1を含む液冷システム2の一例を概略的に示す図である。図13では、液冷サーバ1は、側面視(X方向に視たビュー)で非常に簡易的に示される。図13では、液冷サーバ1の内部が透視で示され、最も下方のユニットケース20及び冷却モジュール30だけが模式的に拡大して示される(後述の図14についても同様)。
液冷システム2は、液冷サーバ1と、冷却装置4とを含む。冷却装置4は、チラー(chiller)等であってよい。冷却装置4は、熱交換機41及びポンプ42を含み、熱交換機41を介して熱が奪われた冷媒は、供給路43を介してポンプ42により液冷サーバ1へと送られる(図13の矢印"IN"参照)。このようにして液冷サーバ1に送られた冷媒は、分岐管334を介して各冷却モジュール30の供給管331へと分岐され、各冷却モジュール30の流路38内に導入される。流路38を通る冷媒は、クーリングプレート32の熱を奪う。このようにして、冷媒は、流路38を通る間、クーリングプレート32、伝熱体36、金属板34、ユニットケース20の被冷却部24、及びサーマルグリス25を介して、発熱部品21から熱を奪う。流路38を通った冷媒は、出口管332を介して各冷却モジュール30の外部へと流される。各冷却モジュール30の外部へ流れる冷媒は、集合管336で合流されてから、戻り路44を介して冷却装置4へと戻される(図13の矢印"OUT"参照)。冷却装置4へと戻された冷媒は、熱交換機41で熱を奪われ、再び供給路43を介してポンプ42により液冷サーバ1へと送られる。このようにして、図13に示す液冷システム2によれば、冷媒を循環させることで、液冷サーバ1内の発熱部品21を冷却できる。尚、供給路43や戻り路44は、ホース等で形成されてよい。
図14は、比較例による液冷サーバ1'を含む液冷システム2'を概略的に示す図である。液冷サーバ1'では、発熱部品と冷却モジュールとが一体にユニットケース内に実装される点が、実施例1と異なる。以下では、液冷サーバ1'における「発熱ユニット」とは、発熱部品と冷却モジュールとが一体とされたユニットを指す。具体的には、液冷サーバ1'では、発熱部品を搭載するユニット内に冷却モジュールを配置し、冷却モジュールを複数のネジで固定して発熱部品に密着させる。かかる液冷サーバ1'によれば、冷却モジュール内を流れる冷却水に発熱部品からの熱を伝えて冷却できる。液冷システム2'では、基本的に液冷システム2と同様、冷却モジュールには冷却装置4から供給路43で冷媒を供給し、戻り路44で温度の高くなった冷媒を戻して温度を下げ、冷媒を循環させる。
ところで、液冷サーバ1'においては、発熱ユニットの保守交換等のために、発熱ユニットの挿抜が必要となり得る。尚、保守交換等のためにユニットケース20の挿抜が必要となり得る点は、実施例1による液冷サーバ1についても同様である。比較例では、発熱ユニット内に冷却モジュールが実装されているため、発熱ユニットの保守交換時に、発熱ユニットを冷却水供給経路(供給路43や戻り路44)から分離する必要がある。このため、比較例による液冷サーバ1'においては、発熱ユニット外部にカプラ90(又はその類の分離部品)(図14の点線の○内参照)が設けられる。尚、カプラ90とは、冷媒の供給経路の接続及び切り離しを行う部品であり、切り離し時は内部の弁とOリングで開口を塞ぐ機構が付いている。しかしながら、切り離し時は、少量の水滴がこぼれるため、切り離し作業時は布で拭き取る等の作業が必要となる。また、接続時もOリングで流路の液密性を保つが、誤操作や異物の噛み込みにより正常に接続されていないと漏水する可能性がある。漏水時はセンサで感知して即時に冷却水の供給を停止する必要があるため、冷却系を共有するシステム全停止となるため信頼性上、問題となる。また、正常な場合も、カプラ90の付いたホース(供給路43や戻り路44)の取り回しや挿抜作業は、保守時間を延ばす要因となる。
この点、実施例1による液冷サーバ1によれば、比較例による液冷サーバ1'において生じる上述の不都合を無くすことができる。具体的には、実施例1による液冷サーバ1によれば、上述のように、冷却モジュール30とユニットケース20とは別体である。従って、液冷サーバ1では、保守交換等のためにユニットケース20の挿抜が必要となっても、図11を参照して上述したように、冷却モジュール30に対して特別な作業を行うことなく、ユニットケース20の挿抜を実現できる。即ち、ユニットケース20の保守交換時に、冷却モジュール30を冷却水供給経路(供給路43や戻り路44)から分離する必要が無い。この結果、実施例1による液冷サーバ1によれば、液冷サーバ1'で用いられるカプラ(又はその類の分離部品)90を不要とできる。また、実施例1による液冷サーバ1によれば、ユニットケース20の保守交換時に水漏れ等の問題が生じる可能性を無くすことができる。
[実施例2]
実施例2による液冷サーバは、上述した実施例1による液冷サーバ1に対して、ユニットケース20がユニットケース20Aで置換された点が異なる。実施例2による液冷サーバの他の構成については、上述した実施例1による液冷サーバ1と同様であってよく、説明を簡略化又は省略する。
図15は、ユニットケース20Aの説明図であり、ユニットケース格納部70に対してユニットケース20Aが挿入される途中の状態を示す断面図である。
ユニットケース20Aは、上述した実施例1によるユニットケース20に対して、上方が開放しており(液密構造ではなく)、サーマルグリス25が充填されていない点が異なる。また、ユニットケース20Aは、上述した実施例1によるユニットケース20に対して、発熱部品21に対してヒートシンク28が設けられる点が異なる。
ヒートシンク28は、高い伝熱性のある材料から形成され、例えば無酸素銅(C1020)により形成されてよい。ヒートシンク28は、ユニットケース格納部70へのユニットケース20Aの挿入が容易になるように、好ましくは、図15に示すように、Y方向の端部の上側の角部281に角アールが付与される。
ヒートシンク28は、上部に被冷却部24Aを形成し、ヒートシンク28の上面が被冷却面を形成する。各発熱部品21に設けられるヒートシンク28の上面(被冷却面)は、略同一平面内に延在する。即ち、各ヒートシンク28は、Z方向の同一の位置に、金属板34との接触面(当接面)を有する。尚、図15に示すように、各発熱部品21のZ方向の高さが同じであるときは、各発熱部品21に対して同一のヒートシンク28を用いることができる。
ユニットケース格納部70にユニットケース20Aが挿入されると、ヒートシンク28の被冷却部24Aが凸部35とZ方向で当接する。ユニットケース20Aの格納状態では、図15の領域T2に示すように、金属板34及びそれに伴い凸部35は、挿入される前の状態(図15の領域T1参照)に比べて上方へ変位される。即ち、上述のように、金属板34及びそれに伴い凸部35は、ユニットケース格納部70へのユニットケース20Aの挿入に伴い、上方へ変位される。金属板34及びそれに伴い凸部35が上方へ変位されると、伝熱体36がZ方向に潰れる(弾性変形する)。これにより、伝熱体36とクーリングプレート32及び金属板34との間の接触面積が増加し、伝熱性能が高くなる。このように実施例2によっても、上述した実施例1と同様の効果が得られる。尚、実施例2による液冷サーバも、図13に示した液冷システム2において、液冷サーバ1に代えて使用できる。
尚、実施例2によるユニットケース20Aと、上述の実施例1によるユニットケース20とは、同一のシャーシ10の別々のユニットケース格納部70に格納されてもよい。即ち、実施例2によるユニットケース20Aと、上述の実施例1によるユニットケース20とは、組み合わせて使用されてもよい。また、実施例2によるユニットケース20Aと、上述の実施例1によるユニットケース20とが同一のサイズであるときは、ユニットケース20A及びユニットケース20は、同一のユニットケース格納部70に択一的に格納できる。
[実施例3]
実施例3による液冷サーバは、上述した実施例1による液冷サーバ1に対して、ユニットケース20がユニットケース20Bで置換され、冷却モジュール30がクーリングプレート32Bで置換された点が異なる。実施例3による液冷サーバの他の構成については、上述した実施例1による液冷サーバ1と同様であってよく、説明を簡略化又は省略する。実施例3では、金属板34及び伝熱体36は、シャーシ10側ではなく、ユニットケース20B側に設けられる。
図16は、ユニットケース20Bの説明図であり、ある1つのユニットケース格納部70に対してユニットケース20Bが挿入される途中の状態を示す断面図である。
ユニットケース20Bは、上述した実施例1によるユニットケース20に対して、被冷却部24が被冷却部24Bで置換され、且つ、金属板34及び伝熱体36が設けられる点が異なる。
具体的には、ユニットケース20Bは、図16に示すように、クーリングプレート32Bに対向する側に被冷却部24Bを備える。実施例3では、一例として、被冷却部24Bは、ユニットケース20Bの上面の部材(例えば板金部材)により形成される。被冷却部24Bは、図16に示すように、クーリングプレート32Bに対向する側の表面(実施例3では、上述のように、一例として上側表面)に、上側に凸となる複数の凸部29Bを有する。凸部29Bは、第2凸部の他の一例である。複数の凸部29Bは、Y方向に並ぶ態様で形成される。複数の凸部29Bのそれぞれには、金属板34が設けられる。複数の凸部29Bのそれぞれは、対応する金属板34の凸部35に対応する形状を有する。Y方向での複数の凸部29B間の間隔は、任意であるが、複数の金属板34を互いに重なり合わずにY方向に並べることができるように決定される。複数の凸部29Bは、互いに同一の形態であるが、一部において長さや幅などが異なってもよい。尚、複数の凸部29Bは、中実であってもよいが、図16に示すように、板金の成形により形成されてよい。
尚、ユニットケース20Bは、上述した実施例1によるユニットケース20の角部201とは異なり、Y方向の奥側の端部の上側の角部201Bは、ユニットケース20Bの挿入時に、クーリングプレート32B等に当たらない。従って、角部201Bには、比較的大きい角アールが付与されていなくてもよい。
実施例3では、金属板34及び伝熱体36は、シャーシ10側ではなく、ユニットケース20B側に設けられる。即ち、実施例3では、金属板34及び伝熱体36は、上述した実施例1に対して配置が異なるだけである。従って、金属板34の単品状態の構成は、上述した実施例1と同様であってよい。同様に、伝熱体36の単品状態の構成は、上述した実施例1と同様であってよい。
具体的には、クーリングプレート32Bには、金属板34及び伝熱体36が設けられず、また、凸部322も形成されない。従って、クーリングプレート32Bの下側表面は、略平らである。金属板34は、ユニットケース20Bに設けられる。金属板34は、側面345に対して側面344がY方向で奥側になるように配置される(上述した実施例1とは逆向きに配置される)。金属板34は、ユニットケース20の格納状態において、クーリングプレート32BにZ方向で当接し、ユニットケース20Bからの熱を伝熱体36を介してクーリングプレート32Bに伝達する機能(熱伝達機能)を有する。また、金属板34は、上述した実施例1と同様の原理で、ユニットケース20Bの挿抜を容易化する機能(挿抜容易化機能)を有する。また、金属板34は、上述した実施例1と同様の原理で、ユニットケース20Bの挿抜の際の摩擦に対する耐久性を高める機能(耐久性向上機能)を有する。
伝熱体36は、Z方向でユニットケース20Bと複数の金属板34との間に設けられる。複数の伝熱体36のそれぞれは、複数の金属板34のそれぞれと、ユニットケース20Bの複数の凸部29Bのそれぞれとで組をなす。従って、複数の伝熱体36は、複数の金属板34及び複数の凸部29Bと同様に、Y方向に並ぶ態様で配置される。複数の伝熱体36は、それぞれ、対応する凸部29Bを覆う態様で設けられる。
ユニットケース格納部70の空状態では、図16の領域T1に示すように、凸部35の上方の端部(頂部)が、ユニットケース格納部70よりも上方に位置する。即ち、ユニットケース格納部70の空状態では、ユニットケース20Bの下側表面から当接面341までのZ方向の高さH2は、ユニットケース格納部70のZ方向の高さH1よりも僅かに大きい。従って、ユニットケース20Bが挿入されるとき、凸部35が案内部材60B(案内部材60Bが無い場合はクーリングプレート32B)から斜め下方向に押される(力F3参照)。このようにして、ユニットケース20Bは、Y方向に並ぶ複数の金属板34をY1側から順に下方に退避させながら、Y方向の奥側に進むことができる。上記のように、金属板34の凸部35は、傾斜する側面344を有するので、スムーズに(引っ掛かり感が低減される態様で)ユニットケース20Bを挿入できる。
ユニットケース格納部70にユニットケース20Bが挿入されると、クーリングプレート32Bが金属板34の凸部35とZ方向で当接する。ユニットケース20Bの格納状態では、図16の領域T2に示すように、金属板34及びそれに伴い凸部35は、挿入される前の状態(図16の領域T1参照)に比べて下方へ変位される。金属板34及びそれに伴い凸部35が下方へ変位されると、伝熱体36がZ方向に潰れる(弾性変形する)。これにより、伝熱体36と被冷却部24B及び金属板34との間の接触面積が増加し、伝熱性能が高くなる。
このように実施例3によっても、上述した実施例1と同様の効果が得られる。尚、実施例3による液冷サーバも、図13に示した液冷システム2において、液冷サーバ1に代えて使用できる。
尚、実施例3では、ユニットケース20Bは、上述した実施例1と同様、サーマルグリス25が充填されているが、上述した実施例2と同様に、上方が開放しており(液密構造ではなく)、サーマルグリス25が省略されてもよい。この場合、上述した実施例2で説明したようなヒートシンク28の上面に凸部を設け、該凸部に対して金属板34及び伝熱体36を設けてもよい。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
例えば、上述した実施例1では、金属板34は、支持部材50によりZ方向に変位可能に支持されるが、これに限られない。例えば、金属板34は、伝熱体36に熱伝導性のある接着剤により接着されてもよく、この場合、伝熱体36は、凸部322に熱伝導性のある接着剤により接着されてもよい。かかる変形例は、他の実施例2,3においても実質的に同様に実現できる。
なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1)
発熱部品を液体の冷媒を介して冷却する液冷サーバであって、
ユニットケース格納部を有するシャーシと、
前記ユニットケース格納部に第1方向に挿抜可能に設けられ、前記発熱部品が収容され、被冷却部を備えるユニットケースと、
前記シャーシに設けられ、前記冷媒を流す流路を備え、前記第1方向に垂直な第2方向で前記ユニットケース格納部に対向する冷却板と、
前記冷却板及び前記被冷却部のうちの一方を第1部材とした場合に、前記第1部材に設けられ、前記第2方向で前記ユニットケース格納部側に凸となる第1凸部を、前記第1方向に沿って複数備える金属部と、
前記第2方向で前記金属部と前記第1部材との間に設けられ、弾性を有する伝熱体とを含む、液冷サーバ。
(付記2)
前記金属部は、前記第1部材に、前記第1部材に対して前記第2方向に変位可能に、設けられ、
前記冷却板及び前記被冷却部のうちの他方を第2部材とした場合に、複数の前記第1凸部は、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において、前記第2部材に前記第2方向で当接する、付記1に記載の液冷サーバ。
(付記3)
前記伝熱体は、平らなシート状の形態であり、
前記第1部材は、前記金属部の複数の前記第1凸部のそれぞれに対応する位置に、前記第2方向で前記ユニットケース格納部側に凸となる第2凸部を備える、付記1又は2に記載の液冷サーバ。
(付記4)
前記金属部は、複数の前記第1凸部が互いに独立に前記第2方向に変位可能である、付記1〜3のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記5)
前記金属部は、前記ユニットケース格納部への前記ユニットケースの挿入に起因して前記第2方向で前記第1部材に近づく方向に変位され、
前記伝熱体は、前記金属部の変位に起因して弾性変形する、付記1〜4のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記6)
前記伝熱体は、前記第1凸部に嵌る凸状に弾性変形する、付記5に記載の液冷サーバ。
(付記7)
前記伝熱体は、複数の前記第1凸部のそれぞれに対して、分離して別々に設けられる、付記1〜6のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記8)
前記第1部材は、前記冷却板であり、
前記冷却板、前記金属部、及び前記伝熱体を一体化した冷却モジュールは、前記シャーシに固定される、付記1〜7のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記9)
前記第1部材は、前記冷却板であり、
複数の前記第1凸部のそれぞれは、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において前記被冷却部に前記第2方向で当接する当接面と、前記当接面に対して、前記第1方向で前記ユニットケース格納部の入口側から連続する側面とを含み、
前記側面は、前記当接面に対して、前記当接面に近い側が遠い側よりも前記第1方向で前記ユニットケース格納部の奥側に近くなる向きで、傾斜する、付記1〜8のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記10)
前記側面と前記当接面とのなす角度は、40〜50度の範囲である、付記9に記載の液冷サーバ。
(付記11)
前記金属部は、複数の金属板により形成され、複数の前記金属板は、複数の前記第1凸部をそれぞれ形成する、付記1〜10のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記12)
前記ユニットケースは、サーマルグリスが充填される、付記1〜11のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記13)
前記第1部材は、前記冷却板であり、
前記ユニットケースは、前記第2方向で同一の位置に前記被冷却部をそれぞれ形成する複数のヒートシンクを収容する、付記1〜11のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記14)
前記第1部材は、前記冷却板であり、
前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納されていない状態において、複数の前記第1凸部は、前記第2方向で前記ユニットケース格納部側の端部が、前記ユニットケース格納部の空間内に位置する、付記1〜13のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記15)
複数の前記第1凸部は、前記第2方向で凸状の頂部側に向かうにつれて前記第1方向の幅が狭くなる、付記1〜14のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記16)
前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに垂直な第3方向とした場合に、前記第3方向で複数の前記金属板の両端部に対して設けられ、複数の前記金属板を前記シャーシに対して前記第2方向に変位可能に支持する支持部材を更に含む、付記11に記載の液冷サーバ。
(付記17)
前記第1部材は、前記ユニットケースであり、
複数の前記第1凸部のそれぞれは、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において前記冷却板に前記第2方向で当接する当接面と、前記当接面に対して、前記第1方向で前記ユニットケース格納部の奥側から連続する側面とを含み、
前記側面は、前記当接面に対して、前記当接面に近い側が遠い側よりも前記第1方向で前記ユニットケース格納部の入口側に近くなる向きで、傾斜する、付記1〜7のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記18)
複数の前記第1凸部は、前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに垂直な第3方向に直線状に延在する、付記1〜17のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
(付記19)
前記第1部材は、前記冷却板であり、
前記ユニットケースは、前記第1方向で前記ユニットケース格納部の奥側の端部における前記第2方向で前記冷却板側の角部が角アールを有する、付記1〜12のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
1 液冷サーバ
2 液冷システム
4 冷却装置
10 シャーシ
12 バックボード
14 コネクタ
20、20A、20B ユニットケース
201 角部
21 発熱部品
22 コネクタ
24、24A、24B 被冷却部
25 サーマルグリス
28 ヒートシンク
29B 凸部
30 冷却モジュール
32、32B クーリングプレート
322 凸部
34 金属板
35 凸部
36 伝熱体
38 流路
50 支持部材
70 ユニットケース格納部
341 当接面
344 側面

Claims (9)

  1. 発熱部品を液体の冷媒を介して冷却する液冷サーバであって、
    ユニットケース格納部を有するシャーシと、
    前記ユニットケース格納部に第1方向に挿抜可能に設けられ、前記発熱部品が収容され、被冷却部を備えるユニットケースと、
    前記シャーシに設けられ、前記冷媒を流す流路を備え、前記第1方向に垂直な第2方向で前記ユニットケース格納部に対向する冷却板と、
    前記冷却板を第1部材とした場合に、前記第1部材に設けられ、前記第2方向で前記ユニットケース格納部側に凸となる第1凸部を、前記第1方向に沿って複数備え、前記被冷却部を第1部材とした場合に、前記第1部材に設けられ、前記第2方向で前記冷却板側に凸となる第1凸部を、前記第1方向に沿って複数備える金属部と、
    前記第2方向で前記金属部と前記第1部材との間に設けられ、弾性を有する伝熱体とを含み、
    前記金属部は、前記第1部材に、前記第1部材に対して前記第2方向に変位可能に、設けられ、
    前記冷却板及び前記被冷却部のうちの前記第1部材でないほうを第2部材とした場合に、複数の前記第1凸部は、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において、前記第2部材に前記第2方向で当接する、液冷サーバ。
  2. 前記伝熱体は、平らなシート状の形態であり、
    前記第1部材は、前記金属部の複数の前記第1凸部のそれぞれに対応する位置に、前記第2方向で前記冷却板及び前記被冷却部のうちの前記第1部材でない側に凸となる第2凸部を備える、請求項1に記載の液冷サーバ。
  3. 前記金属部は、複数の前記第1凸部が互いに独立に前記第2方向に変位可能である、請求項1又は2に記載の液冷サーバ。
  4. 前記金属部は、前記ユニットケース格納部への前記ユニットケースの挿入に起因して前記第2方向で前記第1部材に近づく方向に変位され、
    前記伝熱体は、前記金属部の変位に起因して弾性変形する、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
  5. 前記伝熱体は、前記第1凸部に嵌る凸状に弾性変形する、請求項4に記載の液冷サーバ。
  6. 前記第1部材は、前記冷却板であり、
    前記冷却板、前記金属部、及び前記伝熱体を一体化した冷却モジュールは、前記シャーシに固定される、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
  7. 前記第1部材は、前記冷却板であり、
    複数の前記第1凸部のそれぞれは、前記ユニットケース格納部に前記ユニットケースが格納された状態において前記被冷却部に前記第2方向で当接する当接面と、前記当接面に対して、前記第1方向で前記ユニットケース格納部の入口側から連続する側面とを含み、
    前記側面は、前記当接面に対して、前記当接面に近い側が遠い側よりも前記第1方向で前記ユニットケース格納部の奥側に近くなる向きで、傾斜する、請求項1〜6のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
  8. 前記金属部は、複数の金属板により形成され、複数の前記金属板は、複数の前記第1凸部をそれぞれ形成する、請求項1〜7のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
  9. 前記ユニットケースは、サーマルグリスが充填される、請求項1〜8のうちのいずれか1項に記載の液冷サーバ。
JP2016083898A 2016-04-19 2016-04-19 液冷サーバ Active JP6651967B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016083898A JP6651967B2 (ja) 2016-04-19 2016-04-19 液冷サーバ
US15/484,810 US10091913B2 (en) 2016-04-19 2017-04-11 Liquid cooling server

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016083898A JP6651967B2 (ja) 2016-04-19 2016-04-19 液冷サーバ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017194799A JP2017194799A (ja) 2017-10-26
JP6651967B2 true JP6651967B2 (ja) 2020-02-19

Family

ID=60038678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016083898A Active JP6651967B2 (ja) 2016-04-19 2016-04-19 液冷サーバ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10091913B2 (ja)
JP (1) JP6651967B2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10356957B2 (en) * 2014-10-31 2019-07-16 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Adaptive cooling assembly
JP7196470B2 (ja) * 2018-08-30 2022-12-27 日本電気株式会社 電子機器の放熱構造
WO2020059734A1 (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 日本電気株式会社 電気装置
US11271262B2 (en) * 2019-09-16 2022-03-08 Baidu Usa Llc Shelf design for battery modules
US11089715B2 (en) * 2019-09-17 2021-08-10 Baidu Usa Llc Cooling chassis design for server liquid cooling of electronic racks of a data center
KR102473569B1 (ko) * 2020-01-15 2022-12-02 세메스 주식회사 기판 반송 장치 및 이를 구비하는 기판 처리 시스템
US10939581B1 (en) * 2020-01-15 2021-03-02 Quanta Computer Inc. Immersion liquid cooling rack
CN212278664U (zh) * 2020-05-12 2021-01-01 深圳比特微电子科技有限公司 适于电子设备液冷散热的液冷板及具有其的散热单元
CN111698875B (zh) * 2020-06-15 2022-10-21 江西鑫铂瑞科技有限公司 一种开关电源余热回收利用系统
CN112002355B (zh) * 2020-07-27 2022-02-18 北京浪潮数据技术有限公司 一种硬盘液冷散热系统及服务器
US20240130074A1 (en) * 2021-01-21 2024-04-18 Stem Technologies | Ixora Holding B.V. Immersive Cooling Unit for Cooling Electronic Components and Method of Using the Same
US20220312622A1 (en) * 2021-03-25 2022-09-29 Baidu Usa Llc Server chassis design for high power density electronics thermal management

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5915400B2 (ja) 1977-07-14 1984-04-09 株式会社日立製作所 コ−ルドプレ−ト
JPH01124299A (ja) * 1987-11-09 1989-05-17 Nec Corp 集積回路の冷却構造
CA1283225C (en) * 1987-11-09 1991-04-16 Shinji Mine Cooling system for three-dimensional ic package
US5245508A (en) * 1990-08-21 1993-09-14 International Business Machines Corporation Close card cooling method
FR2682748A1 (fr) * 1991-10-18 1993-04-23 Aerospatiale Panneau pour le conditionnement thermique, le support et la fixation d'un equipement.
GB9215442D0 (en) * 1992-07-21 1992-09-02 British Aerospace Cooling of electronic components
JP3064253B2 (ja) * 1997-07-25 2000-07-12 天沼 昭彦 コンピュータ筐体およびその製造方法
DE10112389A1 (de) * 2001-03-15 2002-10-02 Martin Hess Mobilfunkstation
JP2007034699A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Toshiba Corp 電子機器
US7212409B1 (en) * 2005-12-05 2007-05-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cam actuated cold plate
US7312987B1 (en) * 2005-12-09 2007-12-25 Storage Technology Corporation Adaptable thin plate modular heat exchanger blade for cooling electronic equipment
JP2007173578A (ja) 2005-12-22 2007-07-05 Nec Saitama Ltd 屋外設置機器の放熱構造
JP2008171943A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Nikon Corp 電子機器用ラック及びアンプラック
EP2232968A1 (en) * 2007-12-19 2010-09-29 Clustered Systems Company A cooling system for contact cooled electronic modules
JP2011171569A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Denso Corp 冷却器
JP2013021229A (ja) * 2011-07-13 2013-01-31 Fujitsu Ltd 電子部品とその製造方法
US8817473B2 (en) * 2011-09-26 2014-08-26 Mellanox Technologies Ltd. Liquid cooling system for modular electronic systems
US9713287B2 (en) * 2013-01-15 2017-07-18 Artesyn Embedded Computing, Inc. Integrated thermal inserts and cold plate
JP2016122744A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 八洋エンジニアリング株式会社 サーバラック、サーバ冷却装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017194799A (ja) 2017-10-26
US20170303440A1 (en) 2017-10-19
US10091913B2 (en) 2018-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6651967B2 (ja) 液冷サーバ
US6967841B1 (en) Cooling assembly for electronics drawer using passive fluid loop and air-cooled cover
US9049803B2 (en) Thermal management infrastructure for IT equipment in a cabinet
US6349035B1 (en) Method and apparatus for tooless mating of liquid cooled cold plate with tapered interposer heat sink
JP5047095B2 (ja) 電子機器
US7961465B2 (en) Low cost liquid cooling
JP2019501439A (ja) 冷却された電源ユニットを備えるコンピュータ装置
JP4567777B2 (ja) 電子装置とそれに用いるサーマルコネクタ
US20080043442A1 (en) Computer system with thermal conduction
US8077463B2 (en) Heat dissipating system
US9341418B2 (en) Thermal transfer structure with in-plane tube lengths and out-of-plane tube bend(s)
US20080013283A1 (en) Mechanism for cooling electronic components
US20070163270A1 (en) Liquid cooling system with thermoeletric cooling module
EP3190358A1 (en) Thermoelectric cooling module
US20120037339A1 (en) Cooling system for contact cooled electronic modules
US20190182984A1 (en) Clustered heat dissipation device and chassis with same
CN102782837A (zh) 液态双列直插存储模块冷却设备
US20150354901A1 (en) Heat removal assembly
TW200946010A (en) Electronic device cooling apparatus and electronic device including the same
JP2005150683A (ja) 電子機器
US20210109574A1 (en) Power supply dry disconnect liquid cooling
US11785743B2 (en) Temperature control of closely packed electronic assemblies
KR20010069976A (ko) 냉각장치가 구비된 컴퓨터 및 그 냉각장치의 열교환기
CN114786411B (zh) 电子系统和耗散废热的方法
US20170181320A1 (en) Heat receiver, cooling unit, and electronic device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190823

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6651967

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150