JP7183257B2 - 液浸冷却用ヒートシンク、ヒートシンク装置およびモジュール - Google Patents
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Description
本開示は、冷却液に浸漬される電子デバイス用のヒートシンク、1つまたは複数のこのようなヒートシンクを備える電子デバイス用の、電子デバイスが冷却液に浸漬されることを可能にする冷却モジュールに関する。
多くの種類の電気コンポーネントは、動作中に熱を発する。具体的には、マザーボード、中央処理装置(CPU)およびメモリモジュールなどの電気コンピュータコンポーネントは、使用に際して大量の熱を放散することがある。電気コンポーネントが加熱により高温になると、損傷が生じ、パフォーマンスに影響し、または安全上の問題が生じる可能性がある。したがって、電気コンポーネントを効果的かつ安全に冷却するための効率的で高性能なシステムを見出す多大な努力が払われている。
こうした背景に対しては、概して、発熱する電子デバイスを冷却するためのヒートシンクが提供されている(例については後述する)。ヒートシンクは、冷却モジュール内で用いるように設計され、電子デバイスが冷却液内に部分的または完全に浸漬される。これは、発熱する電子デバイスに対して冷却液をためる、または保持するための、たとえば槽またはリザーバに似た容積を提供する。冷却材は、次に、冷却モジュール内の低レベルから、より高いレベルにあるヒートシンクの容積内にポンピングされてもよい。本明細書では、この設計によるヒートシンクおよび/または冷却モジュールの幾つかの異なる構造および実施形態について論じる。
図1を参照すると、本開示による冷却モジュール(「ブレード」と称することもある)の一実施形態が示されている。また、図1の実施形態の分解図を示す図2についても考察する。冷却モジュール100は、比較的高い温度を発するコンポーネント12と比較的低い温度を発するコンポーネント10とを収容する容器110(蓋なしで示されている)を備える。低温コンポーネント10および高温コンポーネント12は共に、回路基板15上に搭載されている。図1および図2には、容器110内にこうした同一の回路基板15が2つ示されている。ヒートシンク1は、高温コンポーネント12上に搭載される。続いて、ヒートシンク1に関して詳細に論じる。
冷却モジュール内に位置決めされかつ冷却液に浸漬される電子デバイス用ヒートシンクが、提供され得る。ヒートシンクは、内容積を画定する壁装置を有し、内容積内には電子デバイスが搭載されかつ動作中は電子デバイスの周りに冷却液が蓄積し、よって、熱は、電子デバイスから、内容積内にたまる冷却液に移送される。場合により、電子デバイスは、内容積内に取り付けられて、さらに提供されてもよい。好ましい実施形態において、電子デバイスは、電源ユニットである。
次に、図23Aを参照すると、ヒートシンク装置の第5の実施形態の分解正面図が示されている。この第5の実施形態の幾つかの態様は、第4の実施形態と同様であり、よって、同じコンポーネントを示す場合には、同じ参照数字を使用している。PCB45、電子デバイス43、ヒートシンク突起部42およびRAM51の構造は、第4の実施形態の場合と同じである。
図29Bを参照すると、2つのヒートシンク201が直列に設けられる、複数のヒートシンクが直列して冷却液を受け入れるように連結されている第2の設計の斜視図が示されている。
Claims (15)
- 複数の電子デバイス用の冷却モジュールであって、
容器を備え、第1の電子デバイスが冷却液に少なくとも部分的に浸漬されるように前記容器は、回路基板上で前記複数の電子デバイスと、前記冷却液とを収容し、前記冷却モジュールはさらに、
第2の電子デバイス上に搭載されるヒートシンクを備え、前記ヒートシンクは、
前記第2の電子デバイスの伝熱面の上部に搭載されかつ前記伝熱面から熱を移送するベースと、
前記ベースから延びる保持壁とを備え、前記ベースおよび前記保持壁は、前記冷却液の一部をためるための容積を画定し、よって、前記ベースを介して移送される熱は、前記容積内にたまった前記冷却液に移送され、
前記ヒートシンクにおける前記ベースおよび前記保持壁の配置は、前記ヒートシンクの前記容積内にためられる冷却液のレベルが前記容器内において前記第1の電子デバイスを少なくとも部分的に浸漬する冷却液のレベルよりも高く、且つ、充分な液体の流れによって、冷却液が前記保持壁から溢れて前記ヒートシンク外の冷却液と集まるように、なされている、冷却モジュール。 - 前記ヒートシンクの前記容積を規定する前記ベースの表面は平面である、請求項1に記載の冷却モジュール。
- 前記ヒートシンクの前記容積の内部において前記ベースおよび/または前記保持壁から延びる突起をさらに備える、請求項1または2に記載の冷却モジュール。
- 前記突起は、前記ベースから前記ヒートシンクの前記保持壁と略同じ距離まで延びる、請求項3に記載の冷却モジュール。
- 前記突起は、ピンおよび/またはフィンを備える、請求項3または請求項4に記載の冷却モジュール。
- 前記突起は、前記ヒートシンクの前記ベースの平面に対して垂直方向に延びる、請求項3から5のいずれか1項に記載の冷却モジュール。
- 前記突起は、前記冷却液を前記ヒートシンクの前記ベースの表面上の既定点から離れて半径方向に拡散させるように配置される、請求項3から6のいずれか1項に記載の冷却モジュール。
- 前記突起は、非線形パターンで配置される、請求項3から7のいずれか1項に記載の冷却モジュール。
- 前記冷却液を前記容器内で流すようにさらに構成され、かつ
流れる冷却液を受け入れて、これを前記ヒートシンクの前記容積に方向づけるように配置されるノズル装置
をさらに備える、請求項1~8のいずれか1項に記載の冷却モジュール。 - 前記ノズル装置は、流れる前記冷却液を、前記電子デバイスの前記伝熱面の最も熱い部分に隣接する前記ヒートシンクの前記容積の一部に方向づけるように配置される、請求項9に記載の冷却モジュール。
- 前記ノズル装置は、1つまたは複数のノズルを備え、前記1つまたは複数のノズルは各々、流れる前記冷却液を前記ヒートシンクの前記容積の個々の部分に方向づけるように構成される、請求項9または請求項10に記載の冷却モジュール。
- 前記ノズル装置は、複数のノズルを備え、各ノズルは、流れる前記冷却液を、しきい値レベルを超える温度を有する前記第2の電子デバイスの前記伝熱面の一部に隣接する前記ヒートシンクの前記容積の個々の一部に方向づけるように構成される、請求項11に記載の冷却モジュール。
- 前記冷却液を前記容器内で流すように構成されるポンプと、
冷却液を前記ポンプから前記ノズル装置に輸送するように配置される少なくとも1つの管と、
をさらに備え、
前記1つまたは複数のノズルは各々、前記少なくとも1つの管の個々の一端に押込み嵌めにより結合するように構成される、請求項11または請求項12に記載の冷却モジュール。 - 前記ノズル装置は、流れる前記冷却液を前記ヒートシンクの前記ベースに対して垂直方向に方向づけるように配置される、請求項9から13のいずれか1項に記載の冷却モジュール。
- 前記第1の電子デバイスは、前記回路基板上に搭載される低温コンポーネントを含み、
前記第2の電子デバイスは、前記回路基板上に搭載される高温コンポーネントであり、前記ヒートシンクは前記高温コンポーネント上に搭載される、請求項1~14のいずれか1項に記載の冷却モジュール。
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