JP7244747B2 - 液浸槽及び液浸冷却装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液浸槽及び液浸冷却装置に関する。
動作に伴い発熱するサーバ等の電子装置を冷却する技術の1つとして、槽に貯留されるフッ素系不活性液体等の冷却液に電子装置を浸漬して冷却する液浸冷却装置を用いるものが知られている。例えば、このような液浸冷却装置に関し、冷却液が貯留される液浸槽の気相部と連通するように、気相部の内圧に応じて体積又は内容積が変化する袋状の容器等を設け、気相部の内圧の変動を抑える技術が知られている。
特開2018-010980号公報
ところで、液浸冷却装置では、一定量の冷却液が貯留される液浸槽内に電子装置を設置したり、液浸槽内に設置されている電子装置を液浸槽外に撤去したりすると、電子装置の種類や個数によって、槽内に貯留される冷却液の液面高さが変位する。液浸槽内に貯留される冷却液の液面高さの変位は、液浸槽内への電子装置の設置による液浸槽外への冷却液の溢れ出しや、液浸槽外への電子装置の撤去後に冷却液中に残存する電子装置の冷却液からの露出、それによる冷却不良等を招く恐れがある。
1つの側面では、本発明は、液浸槽内に貯留される冷却液の液面高さの変位を抑えることを目的とする。
1つの態様では、冷却液が貯留される槽本体と、前記槽本体内に設けられ、前記槽本体の底部に接続され、前記槽本体の上部側への膨張、及び膨張した状態から前記底部側への収縮が可能な第1エアバッグと、前記槽本体内の、前記第1エアバッグの外側に設けられ、膨張時及び収縮時の前記第1エアバッグをガイドするガイド部とを含み、前記冷却液に浸漬される電子装置が前記第1エアバッグの前記上部側上に設置される液浸槽が提供される。
また、1つの態様では、上記のような液浸槽を備える液浸冷却装置が提供される。
1つの側面では、液浸槽内に貯留される冷却液の液面高さの変位を抑えることが可能になる。
第1の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。 第1の実施の形態に係る液浸槽における冷却液の液面高さについて説明する図である。 液浸槽の別の例について説明する図である。 冷却液の液面高さを調整するシステムを採用した液浸槽について説明する図である。 第2の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その1)である。 第2の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その2)である。 第2の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その3)である。 第2の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その4)である。 第3の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その1)である。 第3の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その2)である。 第4の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その1)である。 第4の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その2)である。 第4の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その3)である。 第5の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その1)である。 第5の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その2)である。 第6の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その1)である。 第6の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図(その2)である。 第7の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。 第7の実施の形態に係る液浸槽の第1の変形例について説明する図である。 第7の実施の形態に係る液浸槽の第2の変形例について説明する図である。 第8の実施の形態に係る液浸冷却装置の一例について説明する図である。
[第1の実施の形態]
図1は第1の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図1には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図1に示す液浸槽1は、槽本体10、エアバッグ20及びガイド部30を備える。
槽本体10は、底部11、底部11から上方に立ち上がる側壁部12、並びに底部11及び側壁部12を覆う蓋部13を有する。槽本体10には、金属材料、樹脂材料、炭素材料、或いはガラス材料や炭素材料のファイバーやクロスと樹脂材料との複合材料等が用いられる。
槽本体10には、冷却液40が貯留される。冷却液40には、熱伝導性及び絶縁性を有するものが用いられる。冷却液40には、例えば、フッ素系不活性液体が用いられる。槽本体10に貯留される冷却液40に、動作に伴い発熱するサーバやストレージ等の電子装置2が浸漬される。電子装置2で発生する熱が冷却液40に伝達され、電子装置2が冷却される。槽本体10の冷却液40と蓋部13との間には、気相部14が設けられる。気相部14には、空気や、電子装置2からの熱によって冷却液40から蒸発する蒸気等の気体が含まれ得る。
槽本体10には、気相部14の気体を外部に排出する排出ラインが設けられてもよく、その排出ライン上には、気相部14の内圧を調整するバルブが設けられてもよい。
エアバッグ20は、槽本体10内に設けられる。エアバッグ20は、袋体の一例である。エアバッグ20には、例えば、上下方向に伸縮可能な蛇腹状の袋体や、伸縮性を有する素材(弾性体等)を用いて形成された袋体等が用いられる。エアバッグ20には、例えば、樹脂材料、弾性材料等が用いられる。エアバッグ20の材料には、槽本体10に貯留される冷却液40の浸透を抑える材料、冷却液40の浸透を抑える表面加工を施した材料等を用いることができる。エアバッグ20は、槽本体10内の、冷却液40に浸漬される電子装置2が設置される箇所に設けられる。設置される電子装置2は、エアバッグ20上に設置(載置)される。エアバッグ20の体積は、例えば、その上に設置される電子装置2の寸法や体積に基づいて設定される。
エアバッグ20は、その一端が、槽本体10の底部11に接続され、固定される。エアバッグ20は、図1の槽本体10内左側に示すように、一端が槽本体10の底部11に接続された状態で、槽本体10の上部側(蓋部13側又は気相部14側)に膨張する。例えば、エアバッグ20は、その内部に設けられたばね等の弾性体の付勢部によって上方に付勢されることで、或いは内部に空気が供給されることで、膨張する。また、エアバッグ20は、膨張した状態から、図1の槽本体10内右側に示すように、槽本体10の底部11側に収縮する。例えば、エアバッグ20は、膨張した状態から、その上に電子装置2が設置され、内部に設けられた弾性体の付勢力に抗して電子装置2の重量で下方に押されることで、或いは電子装置2の重量で下方に押されて内部の空気が排出されることで、収縮する。
図1には、断面視で2つのエアバッグ20が設けられる例を示すが、槽本体10内には、1つ又は3つ以上のエアバッグ20が設けられてもよい。また、図1には、断面視で1つの電子装置2が設置される箇所に1つのエアバッグ20が設けられる例を示すが、当該箇所には複数のエアバッグ20が設けられてもよい。また、エアバッグ20の内部には、冷却液40の圧力によってエアバッグ20が潰れることを抑える支持部が設けられてもよい。
ガイド部30は、槽本体10内の、エアバッグ20の外側に設けられる。ガイド部30には、膨張時及び収縮時のエアバッグ20がガイド可能であれば、各種材料及び各種形状のものを用いることができる。ガイド部30には、例えば、エアバッグ20を囲むフレーム状の部材が用いられる。槽本体10内には、例えば、底部11からの高さが異なる位置に、複数(一例として3個)のガイド部30(図1の点線枠で囲んだものが1個に相当)が設けられる。ガイド部30は、エアバッグ20と同様に、槽本体10内の、冷却液40に浸漬される電子装置2が設置される箇所に設けられる。設置される電子装置2は、エアバッグ20上及びガイド部30(複数の場合は最上位のガイド部30)上に設置(載置)される。
ガイド部30(複数の場合は各々のガイド部30)は、図1の槽本体10内左側に示すように、エアバッグ20の膨張に伴い槽本体10の蓋部13側に上昇し、図1の槽本体10内右側に示すように、エアバッグ20の収縮に伴い槽本体10の底部11側に下降する。但し、ガイド部30は、エアバッグ20とは独立した構造になっている。例えば、ガイド部30は、ばね等の弾性体の付勢部によって上方に付勢されることで、上昇する。ガイド部30は、上昇した状態から、その上に電子装置2が設置され、弾性体の付勢力に抗して電子装置2の重量で下方に押されることで、下降する。ガイド部30は、エアバッグ20の膨張及び収縮に伴って上昇及び下降することで、膨張時及び収縮時のエアバッグ20をガイドする。ガイド部30の昇降により、膨縮時のエアバッグ20の折れや倒れが抑えられる。
液浸槽1の槽本体10内には、設置される冷却対象の電子装置2全体が浸漬される量の冷却液40、例えば、図1に示すような液面高さSの冷却液40が貯留される。液浸槽1では、仕様変更やメンテナンスの際等、既に設置されている電子装置2が冷却液40から撤去される場合や、別の電子装置が冷却液40に設置(増設)される場合にも、槽本体10内に貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
図2は第1の実施の形態に係る液浸槽における冷却液の液面高さについて説明する図である。図2(A)及び図2(B)にはそれぞれ、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図2(A)は、上記図1に示したようなエアバッグ20上の電子装置2が、エアバッグ20上から撤去された状態の一例を示したものである。電子装置2の重量で下方に押されて収縮していたエアバッグ20(1つ又は2つ以上)は、電子装置2の撤去に伴い、その重量による押さえが取り除かれ、内部に設けられた弾性体の付勢力或いは内部への空気の供給によって、膨張する。エアバッグ20と共に電子装置2の重量で下方に押されていたガイド部30もまた、電子装置2の撤去に伴い、その重量による押さえが取り除かれ、弾性体の付勢力によって、上昇する。エアバッグ20は、上昇するガイド部30でガイドされて膨張する。液浸槽1では、冷却液40に浸漬されていた電子装置2の体積が、電子装置2の撤去に伴い膨張するエアバッグ20の体積(膨張による増加分の体積)で置換される。これにより、電子装置2を撤去することで生じる冷却液40の液面低下が抑えられ、電子装置2の撤去前の液面高さSからの変位が抑えられる。
図2(B)は、上記図1に示したような膨張したエアバッグ20上に、電子装置2aが増設された状態の一例を示したものである。膨張したエアバッグ20(1つ又は2つ以上)は、その上への電子装置2aの増設に伴い、その重量で下方に押され、内部に設けられた弾性体の付勢力に抗した押圧或いは内部からの空気の排出によって、収縮する。エアバッグ20を囲むガイド部30もまた、電子装置2aの増設に伴い、その重量で下方に押され、弾性体の付勢力に抗した押圧によって、下降する。エアバッグ20は、下降するガイド部30でガイドされて収縮する。液浸槽1では、電子装置2aの増設に伴い収縮するエアバッグ20の体積(収縮による減少分の体積)が、増設される電子装置2aの体積で置換される。これにより、電子装置2aを増設することで生じる冷却液40の液面上昇が抑えられ、電子装置2aの増設前の液面高さSからの変位が抑えられる。
このように液浸槽1では、膨張によってエアバッグ20が冷却液40中で占有する体積と、撤去される電子装置2又は増設される電子装置2aが冷却液40中で占有する体積とが、互いに置換される。これにより、液浸槽1の槽本体10に貯留される冷却液40の液面高さSの変位が効果的に抑えられる。
比較のため、上記のようなエアバッグ20を用いない液浸槽について、図3及び図4を参照して説明する。
図3は液浸槽の別の例について説明する図である。図3(A)及び図3(B)にはそれぞれ、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図3(A)は、一定量の冷却液40が貯留されてその冷却液40に電子装置1002,1002aが浸漬された液浸槽1000から、一方の電子装置1002aを撤去した例を示したものである。図3(A)には、電子装置1002aの撤去前の冷却液40の液面を点線で示している。液浸槽1000では、図3(A)に実線太矢印で示すように、撤去された電子装置1002aの体積分、冷却液40の液面が低下する。冷却液40の液面が低下し、図3(A)に示すような液面高さS1となった時に、電子装置1002aの撤去後の液浸槽1000内に残る電子装置1002が、冷却液40から露出してしまうと、電子装置1002の冷却不足、それによる過熱、過熱に起因した性能低下や破損を招く恐れがある。
図3(B)は、一定量の冷却液40が貯留されてその冷却液40に電子装置1002が浸漬された液浸槽1000に、更に電子装置1002aが増設された例を示したものである。図3(B)には、電子装置1002aの増設前の冷却液40の液面を点線で示している。液浸槽1000では、図3(B)に実線太矢印で示すように、増設された電子装置1002aの体積分、冷却液40の液面が上昇する。冷却液40の液面が上昇し、図3(B)に示すような、液浸槽1000の貯留可能な冷却液40の液面高さS2(最大値)を超えると、冷却液40の液浸槽1000外への溢れ出しが発生するか、或いは溢れ出しを抑えるためのポンプ等による汲み出しを要することが起こり得る。
このように液浸槽1000では、電子装置1002aの撤去及び増設に際し、冷却液40の液面高さが変位し、冷却液40中に残る電子装置1002の冷却不足、冷却液40の外部への溢れ出し等が生じる可能性がある。
そのため、液浸槽1000では、電子装置1002aの撤去又は増設の際、冷却液40が補充又は排出され、冷却液40の液面高さが、撤去前又は増設前と同じか或いは同等となるように、調整される。例えば、次の図4に示すようなシステムが採用され、冷却液40の補充又は排出による液面高さの調整が行われる。
図4は冷却液の液面高さを調整するシステムを採用した液浸槽について説明する図である。
例えば、上記のような液浸槽1000(図3(A)及び図3(B))に、図4に示すようなシステム1050が採用される。システム1050は、液浸槽1000に貯留される冷却液40の液面高さを監視するセンサ1051を備える。液浸槽1000は更に、冷却液40を補充又は排出する配管1052及びポンプ1053、センサ1051で検知される情報に基づいてポンプ1053を制御する制御部1054、並びに補充又は排出する冷却液40を貯留する予備槽1055を備える。
例えば、電子装置1002aを撤去する場合であれば、撤去に伴う冷却液40の液面低下がセンサ1051で検知され、その情報に基づき制御部1054でポンプ1053の駆動が制御され、予備槽1055から配管1052を通じて液浸槽1000に冷却液40が補充される。また、電子装置1002aを増設する場合であれば、増設に伴う冷却液40の液面上昇がセンサ1051で検知され、その情報に基づき制御部1054でポンプ1053の駆動が制御され、液浸槽1000から配管1052を通じて予備槽1055に冷却液40が排出される。液浸槽1000では、このようなシステム1050によって、電子装置1002aの撤去時又は増設時に冷却液40が補充又は排出され、液浸槽1000に貯留される冷却液40が、撤去前又は増設前の一定の液面高さS0となるように調整される。
しかし、このようなシステム1050を採用する場合には、液浸槽1000へのシステム1050の組み込みに要するコスト、システム1050の運用に要するコスト、システム1050の配置スペースの確保等が生じ得る。
システム1050を用いずに、電子装置1002aの撤去時及び増設時の冷却液40の液面高さの変位を抑え、冷却液40中に残る電子装置1002の冷却不足、冷却液40の外部への溢れ出し等を抑えるために、次のような手法を用いることも考えられる。例えば、電子装置1002aが撤去されても冷却液40中に残る電子装置1002が露出しない量の冷却液40が貯留され、電子装置1002aが増設されても冷却液40が溢れない空間が冷却液40上に確保されるような、大型の液浸槽1000を用いる手法である。
しかし、この手法では、液浸槽1000が大型化されるため、より広い配置スペースを確保することを要する。更に、冷却液40には、前述のように熱伝導性及び絶縁性を有するものが用いられ、このような冷却液40は、水に比べて比重が大きく、また高価である。そのため、液浸槽1000が大型化され、貯留される冷却液40が増量されると、冷却液40が貯留されて更にそこに電子装置1002等が浸漬される液浸槽1000の重量が増大し、配置場所の床耐荷重を超えたり、配置場所が制限されたりする。また、液浸槽1000が大型化され、貯留される冷却液40が増量されると、使用する冷却液40に要するコストが増大する。このような重量やコストの観点では、液浸槽1000に貯留される冷却液40は、極力少量である方が好ましいが、そうすると、上記図3(A)及び図3(B)に示したような状況が生じたり、上記図4に示したようなシステム1050の採用を要したりすることになる。
これに対し、第1の実施の形態に係る液浸槽1(図1、図2(A)及び図2(B))では、上記のように、電子装置2,2aが設置されない時(又は設置される前)に膨張し、電子装置2,2aが設置された時に収縮するエアバッグ20が設けられる。例えば、液浸槽1では、電子装置2の撤去時には、撤去される電子装置2の体積と、電子装置2の撤去に伴い膨張するエアバッグ20の体積(膨張による増加分の体積)とが、互いに置換される。これにより、電子装置2の撤去時における冷却液40の液面高さSの変位(液面低下)が効果的に抑えられる。また、液浸槽1では、電子装置2aの増設時には、電子装置2aの増設に伴い収縮するエアバッグ20の体積(収縮による減少分の体積)と、増設される電子装置2aの体積とが、互いに置換される。これにより、電子装置2aの増設時における冷却液40の液面高さSの変位(液面上昇)が効果的に抑えられる。
液浸槽1では、このように膨張及び収縮するエアバッグ20が設けられ、その膨張及び収縮によって冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。そのため、電子装置2の撤去時に液浸槽1に冷却液40を補充すること、及び電子装置2aの増設時に液浸槽1から冷却液40を排出することを要しない。液浸槽1では、貯留される冷却液40の量が比較的少量、例えば、液浸槽1に最大数の電子装置群が設置された時にそれら電子装置群を全て冷却液40に浸漬可能な量(即ち最少量)に設定される。液浸槽1によれば、冷却液40の補充及び排出を行う上記のようなシステム1050を採用することを要しないため、システム1050の採用に伴うコストの発生、システム1050の配置スペースの確保といった問題が回避される。また、液浸槽1によれば、その槽本体10を上記のように大型化すること、及び使用する冷却液40を増量することを要しないため、配置スペースの確保、重量増及び床耐荷重、冷却液40のコストの増大といった問題が回避される。
エアバッグ20の膨張及び収縮を利用して、貯留される冷却液40の液面高さSの変位を抑える液浸槽1によれば、その小型化、軽量化、低コスト化を実現することが可能になる。
[第2の実施の形態]
ここでは、上記第1の実施の形態で述べたような構成を採用した液浸槽の一例を、第2の実施の形態として説明する。
図5~図8は第2の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図5には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。図6には、エアバッグの一例の要部斜視図を模式的に示している。図7には、エアバッグ及びガイド部の一例の要部斜視図を模式的に示している。図8(A)及び図8(B)には、液浸槽の一例の要部分解斜視図を模式的に示している。
図5に示す液浸槽100Aは、槽本体110、エアバッグ120及びガイド部130を備える。
槽本体110は、図5に示すように、底部111、底部111から上方に立ち上がる側壁部112、並びに底部111及び側壁部112を覆う蓋部113を有する。槽本体110には、金属材料、樹脂材料、炭素材料、或いはガラス材料や炭素材料のファイバーやクロスと樹脂材料との複合材料等が用いられる。
槽本体110には、熱伝導性及び絶縁性を有するフッ素系不活性液体等の冷却液40が貯留される。槽本体110に貯留される冷却液40に、動作に伴い発熱するサーバやストレージ等の電子装置2が浸漬される。電子装置2で発生する熱が冷却液40に伝達され、電子装置2が冷却される。槽本体110の冷却液40と蓋部113との間には、空気や、電子装置2からの熱で蒸発した冷却液40の蒸気等の気体が含まれ得る気相部114が設けられる。
槽本体110には、気相部114の気体を外部に排出する排出ラインが設けられてもよく、その排出ライン上には、気相部114の内圧を調整するバルブが設けられてもよい。
エアバッグ120は、図5に示すように、槽本体110内に設けられる。エアバッグ120は、袋体の一例である。エアバッグ120には、例えば、上下方向に伸縮可能な蛇腹状の袋体や、伸縮性を有する素材(弾性体等)を用いて形成された袋体等が用いられる。エアバッグ120には、例えば、樹脂材料、弾性材料等が用いられる。エアバッグ120の材料には、槽本体110に貯留される冷却液40の浸透を抑える材料、冷却液40の浸透を抑える表面加工を施した材料等を用いることができる。この例では、槽本体110内に、複数(一例として断面視で7個)のエアバッグ120が設けられる。複数のエアバッグ120は、槽本体110内の、冷却液40に浸漬される電子装置2が設置される箇所に設けられる。複数のエアバッグ120上に電子装置2が設置(載置)される。尚、図5には、断面視で1つの電子装置2が設置される箇所に複数(一例として3個)のエアバッグ120が設けられる例を示すが、当該箇所に設けられるエアバッグ120の個数はこれに限定されるものではない。
エアバッグ120は、図5に示すように、その一端が、槽本体110の底部111に接続され、固定される。底部111に接続されるエアバッグ120の一端には、図5及び図6に示すように、底部111を貫通して槽本体110の外部に通じる通気口121が設けられる。槽本体110の外部から通気口121を通じてエアバッグ120の内部に空気が供給され、また、エアバッグ120の内部から通気口121を通じて槽本体110の外部に空気が排出される。エアバッグ120は、一端が底部111に接続された状態で、槽本体110の上部側(蓋部113側又は気相部114側)へ膨張し(図5の槽本体110内左側の4個)、また、膨張した状態から、底部111側に収縮する(図5の槽本体110内右側の3個)。
図6は、膨張した状態のエアバッグ120の一例である。液浸槽100Aのエアバッグ120には、例えば、膨張した時の外形が概ね直方体形状又は略直方体形状となるものが用いられる。エアバッグ120の寸法(幅W、長さL、高さH)やそれが膨張した時の体積は、その上に設置される電子装置2の寸法や体積に基づいて設定することができる。例えば、電子装置2にラックが用いられる場合、エアバッグ120の幅W及び長さLは、そのラックのユニットシャーシーの規格(19インチラックの単位規格高さ1U(44.45mm)等)又はその倍数にする。このようにすると、1つの電子装置2の設置に対して使用するエアバッグ120の個数の設定、槽本体110内に設けるエアバッグ120の総数の設定等が容易になる。尚、図5に示すエアバッグ120は、図6に示すようなエアバッグ120をその幅Wの面側から見たもの(図5の紙面奥行き方向が図6の長さLの方向となるもの)に相当する。
エアバッグ120の内部には、図5及び図6に示すように、エアバッグ120を上方に付勢する付勢部としてばね122が設けられる。ばね122は、エアバッグ120の内部に設けられ、エアバッグ120を上方に付勢する付勢力によって、エアバッグ120を膨張させる機能を有する。ばね122には、各種材料及び各種形状のものを用いることができる。例えば、ばね122には、図6に示すような、エアバッグ120の内面に沿って巻回されたコイル状のばねが用いられる。このほか、ばね122には、板状のばねが用いられてもよい。
エアバッグ120の内部には更に、図5及び図6に示すように、支持部123が設けられる。支持部123は、エアバッグ120の内部に設けられ、槽本体110に貯留される冷却液40の圧力によってエアバッグ120が内側に潰れることを抑える機能を有する。支持部123には、各種材料及び各種形状のものを用いることができる。支持部123は、エアバッグ120の膨張及び収縮に影響しない程度の大きさで、エアバッグ120が内側に潰れることを抑えることができるような形状とされる。例えば、複数(一例として11個)のフレーム状の支持部123が、エアバッグ120の内面に、その高さ方向(又は上下方向若しくは膨縮方向)に一定間隔で取り付けられる。
図5に示す液浸槽100Aにおいて、電子装置2が設置されない(又は設置される前の)エアバッグ120は、内部に設けられたばね122の付勢力によって上方に付勢され、通気口121から外部の空気が取り込まれ、膨張する。電子装置2が設置されないエアバッグ120は、内部のばね122で槽本体110の底部111から蓋部113に向かってエアバッグ120の最大高さまで延伸され、内部の支持部123で外側に向かって広げられることで、エアバッグ120の最大体積で膨張する。膨張したエアバッグ120上に電子装置2が設置されると、エアバッグ120は、内部のばね122の付勢力に抗して電子装置2の重量で下方に押され、通気口121から内部の空気が排出され、収縮する。
ガイド部130は、図5及び図7に示すように、槽本体110内の、エアバッグ120の外側に設けられる。ガイド部130には、膨張時及び収縮時のエアバッグ120がガイド可能であれば、各種材料及び各種形状のものを用いることができる。ガイド部130には、例えば、エアバッグ120を囲むフレーム状の部材が用いられる。槽本体110内には、例えば、底部111からの高さが異なる位置に、複数(一例として6個)のガイド部130が設けられる。ガイド部130は、エアバッグ120と同様に、槽本体110内の、冷却液40に浸漬される電子装置2が設置される箇所に、設けられる。設置される電子装置2は、エアバッグ120上及び最上位のガイド部130上に設置(載置)される。
各ガイド部130は、エアバッグ120の膨張に伴い槽本体110の側壁部112に沿って上昇し、エアバッグ120の収縮に伴い側壁部112に沿って下降する。例えば、図8(A)及び図8(B)に示すように、槽本体110の対向する側壁部112にそれぞれ、上下方向に延びる溝112a(一方の側壁部112につき一対の溝112a)が設けられ、各ガイド部130には、その側壁部112の溝112aに上下移動可能に嵌合される嵌合部131が設けられる。各ガイド部130は、嵌合部131が側壁部112の溝112aに嵌合され、嵌合部131を溝112aにガイドされて、槽本体110内を側壁部112に沿って昇降する。
側壁部112の溝112aに嵌合される最下位のガイド部130の嵌合部131と底部111との間、溝112aに嵌合されるガイド部130の嵌合部131同士の間には、各ガイド部130を上方に付勢する付勢部としてばね132が設けられる。例えば、図8(B)に示すような、側壁部112の溝112a(その拡幅部112aa)内に挿入可能なコイル状のばね132が用いられる。このようなばね132が、底部111と最下位のガイド部130の嵌合部131との間の溝112a、ガイド部130の嵌合部131同士の間の溝112aに挿入されることで、各ガイド部130が、ばね132によって上方に付勢される。
図5に示す液浸槽100Aにおいて、電子装置2が設置されないエアバッグ120は、その内部に設けられたばね122の付勢力によって上方に付勢され、通気口121から外部の空気が取り込まれ、膨張する。このエアバッグ120を囲む複数のガイド部130は、図8(A)及び図8(B)に示すように嵌合部131が嵌合される側壁部112の溝112aに挿入されたばね132の付勢力によって上方に付勢され、上昇する。このように複数のガイド部130は、エアバッグ120の膨張に伴い上昇し、膨張時のエアバッグ120をガイドし、その折れや倒れを抑える機能を有する。
膨張したエアバッグ120上に電子装置2が設置されると、エアバッグ120は、その内部のばね122の付勢力に抗して電子装置2の重量で下方に押され、通気口121から内部の空気が排出され、収縮する。このエアバッグ120を囲む上昇した複数のガイド部130のうちの最上位のガイド部130上にも、電子装置2が設置される。電子装置2が設置されると、複数のガイド部130は、図8(A)及び図8(B)に示すように嵌合部131が嵌合される側壁部112の溝112aに挿入されたばね132の付勢力に抗して電子装置2の重量で下方に押され、下降する。このように複数のガイド部130は、エアバッグ120の収縮に伴い下降し、収縮時のエアバッグ120をガイドし、その折れや倒れを抑える機能を有する。
液浸槽100Aの槽本体110内には、設置される電子装置2全体が浸漬される量の冷却液40が貯留される。液浸槽100Aでは、既に設置されている電子装置2が撤去される場合や、別の電子装置が増設される場合にも、槽本体110内に貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
例えば、電子装置2が撤去される場合、電子装置2の設置により収縮していたその設置箇所の複数のエアバッグ120は、電子装置2の重量による押さえが取り除かれることで、内部のばね122の付勢力によって付勢され、通気口121から空気が取り込まれ、膨張する。その膨張の際、各エアバッグ120は、内部の支持部123で冷却液40の圧力による潰れが抑えられる。収縮していた各エアバッグ120を囲み電子装置2の重量で下方に押されていた複数のガイド部130もまた、電子装置2の重量による押さえが取り除かれることで、ばね132(図8(B))の付勢力によって付勢され、上昇する。膨張する各エアバッグ120は、上昇する複数のガイド部130でガイドされ、膨張時の折れや倒れが抑えられる。
液浸槽100Aでは、撤去される電子装置2の体積が、その撤去に伴い膨張する複数のエアバッグ120の体積(膨張による増加分の体積)で置換される。液浸槽100Aでは、複数のエアバッグ120の膨張による増加分の体積(収縮していた状態と膨張した状態との体積差)が、撤去される電子装置2の体積と同じか或いは同等となるように、撤去箇所の複数のエアバッグ120の個数や各エアバッグ120の寸法が調整される。これにより、電子装置2を撤去することで生じる冷却液40の液面低下が抑えられ、電子装置2の撤去前の液面高さSからの変位が抑えられる。
膨張した複数のエアバッグ120上に電子装置2が増設される場合、その増設箇所の複数のエアバッグ120は、内部のばね122の付勢力に抗して電子装置2の重量により下方に押され、通気口121から空気が排出され、収縮する。その収縮の際、各エアバッグ120は、内部の支持部123で冷却液40の圧力による潰れが抑えられる。各エアバッグ120を囲む複数のガイド部130もまた、ばね132(図8(B))の付勢力に抗して電子装置2の重量により下方に押され、下降する。収縮する各エアバッグ120は、下降する複数のガイド部130でガイドされ、収縮時の折れや倒れが抑えられる。
液浸槽100Aでは、電子装置2の増設に伴い収縮する複数のエアバッグ120の体積(収縮による減少分の体積)が、増設される電子装置2の体積で置換される。液浸槽100Aでは、複数のエアバッグ120の収縮による減少分の体積(膨張していた状態と収縮した状態との体積差)が、増設される電子装置2の体積と同じか或いは同等となるように、増設箇所の複数のエアバッグ120の個数や各エアバッグ120の寸法が調整される。これにより、電子装置2を増設することで生じる冷却液40の液面上昇が抑えられ、電子装置2の増設前の液面高さSからの変位が抑えられる。
このように液浸槽100Aでは、電子装置2が撤去又は増設される箇所の複数のエアバッグ120が膨張により冷却液40中で占有する体積と、撤去又は増設される電子装置2が冷却液40中で占有する体積とが、互いに置換される。これにより、液浸槽100Aの槽本体110に貯留される冷却液40の液面高さSの変位が効果的に抑えられる。電子装置2の撤去又は増設に伴うエアバッグ120の膨張及び収縮を利用して、貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられるため、冷却液40の補充及び排出、槽本体110の大型化、冷却液40の使用量の増大等の発生が抑えられる。これにより、小型、軽量、低コストの液浸槽100Aが実現される。
[第3の実施の形態]
ここでは、上記第2の実施の形態で述べたようなエアバッグ120を調整可能にした液浸槽の一例を、第3の実施の形態として説明する。
図9及び図10は第3の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図9には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。図10には、液浸槽の一例の要部分解斜視図を模式的に示している。
図9に示す液浸槽100Bは、電子装置が設置されない(又は設置される前の)、膨張した状態のエアバッグ120の上端位置(高さ)H1を、そのエアバッグ120の最大膨張時の上端位置(高さ)Hよりも低い位置に調整する調整部150を備える。液浸槽100Bは、このような点で、上記第2の実施の形態で述べた液浸槽100A(図5~図8)と相違する。
液浸槽100Bの調整部150の構成例について、図10を参照して説明する。
液浸槽100Bでは、上端位置H1が調整されるエアバッグ120を囲む複数のガイド部130(図9)のうちの最上位のガイド部130について、図10に示すように、そのエアバッグ120の通る開口130aが、金網等のカバー151で塞がれる。槽本体110の側壁部112の溝112aには、最上位のガイド部130を上方に付勢するばね132が挿入され、ばね132が挿入された溝112aに、開口130aがカバー151で塞がれた最上位のガイド部130の嵌合部131が嵌合される。尚、最上位のガイド部130よりも下位のガイド部130群も同様に、側壁部112の溝112aにばね132が挿入され、嵌合部131が嵌合されて、槽本体110内に設けられる。この上に、上記のように、ばね132が挿入され、最上位のガイド部130が嵌合される。
最上位のガイド部130の嵌合部131が嵌合された側壁部112の溝112aの対には更に、図10に示すような高さ調整用のコマ(駒)152の対が挿入される。例えば、溝112aの対に複数のコマ152の対が挿入される。この場合、複数のコマ152の対のうちの異なるもの同士は、必ずしも同じ高さであることを要しない。コマ152の対が溝112aの対に挿入された状態で、オサエ(押さえ)153がねじ154で側壁部112の上面112b(そこに設けられたねじ穴112bb)に固定される。
これにより、最上位のガイド部130は、側壁部112の溝112aの対に挿入されたコマ152の対の高さ(コマ152が複数対の場合はそれらの合計の高さ)分、側壁部112の上面112bよりも下に位置するようになり、それよりも上への上昇が規制されるようになる。最上位のガイド部130の、エアバッグ120が通る開口130aは、カバー151で塞がれているため、ばね122の付勢力によって上方に付勢されて膨張するエアバッグ120の、カバー151よりも上への膨張が規制されるようになる。
尚、カバー151は、それよりも上へのエアバッグ120の膨張を規制することができるものであれば、各種材料及び各種形態のものを用いることができる。但し、カバー151によってその上下間の冷却液40の流通が塞き止められ、それによって設置される電子装置の冷却に影響が生じるような場合には、金網等、上下間を冷却液40が流通可能な孔を備えたカバー151を用いることが好ましい。
液浸槽100Bでは、上記のような調整部150が用いられ、カバー151で膨張が規制されたエアバッグ120の上端位置H1が、カバー151で膨張が規制されないエアバッグ120の最大膨張時の上端位置Hよりも低い位置に調整される。このように調整されたエアバッグ120が、図9に示すように、液面高さSの冷却液40が貯留される槽本体110内に設けられる。
液浸槽100Bでは、槽本体110の側壁部112の溝112aの対に挿入されるコマ152の対(図10)の高さ及び個数が調整されることで、カバー151で膨張を規制するエアバッグ120の上端位置H1が調整される。カバー151で膨張を規制するエアバッグ120の上端位置H1(即ちコマ152の対の高さ及び個数)は、その上に設置される電子装置の寸法や体積に基づいて設定される。
冷却液40に浸漬される冷却対象の電子装置の中には、他の電子装置と外形寸法が同じであっても、実装される装置ユニット等の実装密度が異なるために、冷却液40中で占有する体積が他の電子装置とは異なってくるものがある。電子装置が設置されることで収縮するエアバッグ120の収縮量は、設置される電子装置の外形寸法で決まる。そのため、電子装置の外形寸法及び実装密度によっては、その電子装置が冷却液40中で占有する体積と、その電子装置で収縮されるエアバッグ120の体積(収縮による減少分の体積)とが不一致となり、冷却液40の液面高さSが変位することが起こり得る。或いは、電子装置の外形寸法及び実装密度によっては、撤去される電子装置が冷却液40中で占有していた体積と、撤去により膨張するエアバッグ120の体積(膨張による増加分の体積)とが不一致となり、冷却液40の液面高さSが変位することが起こり得る。
このような点に鑑み、液浸槽100Bでは、冷却液40中に浸漬されて設置される電子装置の実装密度、換言すれば、その電子装置が冷却液40中で占有する体積(実効体積)に基づき、電子装置の設置前の膨張した状態のエアバッグ120の上端位置H1が、予め調整される。例えば、外形寸法が同じで実装密度が異なる電子装置群を含む冷却対象のうち、実装密度の低い電子装置が設置される箇所のエアバッグ120に対し、上記調整部150により、膨張した状態での上端位置H1を、最大膨張時の上端位置Hよりも低くする調整が行われる。実装密度が低く実効体積が小さい電子装置が冷却液40中で占有する体積と、電子装置の設置によりその外形寸法で決まる位置まで収縮するエアバッグ120の減少分の体積とを一致させることで、電子装置の設置前の液面高さSからの変位が抑えられる。また、その電子装置の撤去時には、撤去に伴うエアバッグ120の膨張が、調整された上端位置H1までに規制される。膨張によるエアバッグ120の増加分の体積と、電子装置が冷却液40中で占有していた体積とを一致させることで、電子装置の撤去前の液面高さSからの変位が抑えられる。
このように液浸槽100Bでは、冷却対象の電子装置の実装密度に基づき、その設置前の膨張した状態のエアバッグ120の上端位置H1が予め調整され、冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
尚、液浸槽100Bにおいて、エアバッグ120は、最大膨張時の上端位置Hよりも低い上端位置H1に調整される、即ち最大膨張時の体積から減らす方向に調整される。そのため、調整前の元々のエアバッグ120の体積を大きくしておき、その上に設置される電子装置の実装密度に基づき、上記のようなコマ152の対の高さ及び個数によって上端位置H1を調整することが好ましい。
[第4の実施の形態]
ここでは、上記第2の実施の形態で述べたようなエアバッグ120の1個分を複数に分割した液浸槽の一例を、第4の実施の形態として説明する。
図11~図13は第4の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図11には、液浸槽の一例の要部平面図を模式的に示している。図12には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。ここで、図12は、図11のXII-XII断面を模式的に示したものである。図13には、液浸槽の一例の要部分解斜視図を模式的に示している。
図11及び図12に示す液浸槽100Cは、仕切り133で仕切られて分割された複数の分割領域134を備えるガイド部130Cと、そのガイド部130Cの各々の分割領域134を通る寸法の複数のエアバッグ120Cとを備える。液浸槽100Cは、このような点で、上記第2の実施の形態で述べた液浸槽100A(図5~図8)と相違する。
液浸槽100Cでは、図11及び図13に示すような、上記第2の実施の形態で述べたガイド部130の開口130aを仕切り133で仕切って複数(一例として10個)の分割領域134に分割したガイド部130Cが用いられる。図13に示すように、ガイド部130Cに設けられた嵌合部131が、槽本体110の側壁部112に設けられた溝112aに嵌合される。側壁部112の溝112aには、ガイド部130Cを上方に付勢するばね132が挿入され、その上にガイド部130Cの嵌合部131が嵌合される。側壁部112の溝112aに対するばね132の挿入、及びガイド部130Cの嵌合部131の嵌合が繰り返され、図12に示すように、複数(一例として6個)のガイド部130Cが、槽本体110の高さ方向に並設される。高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組において、各々の分割領域134同士は、平面視で重複するように位置される。液浸槽100Cには、図12に示すような、高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組が、図11に示すように、槽本体110の平面方向に複数列(一例として7列)並設される。
液浸槽100Cでは、図11及び図12に示すような、上記第2の実施の形態で述べたエアバッグ120を複数(各ガイド部130Cの分割領域134の個数分、一例として10個)に分割したエアバッグ120Cが用いられる。各エアバッグ120Cには、例えば、上下方向に伸縮可能な蛇腹状の袋体や、伸縮性を有する素材(弾性体等)を用いて形成された袋体等が用いられる。各エアバッグ120Cは、槽本体110の高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組の、重複する分割領域134群を通るように、設けられる。各エアバッグ120Cの底部には、通気口121が設けられ、各エアバッグ120Cの内部には、エアバッグ120を上方に付勢するばね122、及び外部からの圧力によるエアバッグ120の潰れを抑える支持部123が設けられる。
液浸槽100Cにおいて、高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組(図12に示す6個)は、電子装置2が設置されない場合(又は設置される前)、側壁部112の溝112aに挿入されるばね132の付勢力によって上方に付勢され、上昇する。高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組は、その最上位のガイド部130C上に電子装置2が設置されると、ばね132の付勢力に抗して電子装置2の重量で押され、下降する。
高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組の、重複する分割領域134群を通る、1列分の複数のエアバッグ120Cの組(図12に示す10個)は、電子装置2が設置されない場合、ばね122の付勢力によって上方に付勢され、通気口121から空気が供給され、膨張する。1列分の複数のエアバッグ120Cの組は、それらの上に電子装置2が設置されると、ばね122の付勢力に抗して電子装置2の重量で押され、通気口121から空気が排出され、収縮する。
高さ方向に並設される複数のガイド部130Cの組は、1列分の複数のエアバッグ120Cの組の膨張及び収縮に伴ってそれぞれ上昇及び下降し、1列分の複数のエアバッグ120Cの組の膨張及び収縮をガイドする。
液浸槽100Cでは、電子装置2の実装密度(実効体積)に基づき、槽本体110内に予め設ける1列分の複数のエアバッグ120Cの個数(それらが通されるガイド部130Cの分割領域134の個数も同様)が調整されてもよい。
液浸槽100Cでも、電子装置2が撤去又は増設される箇所の複数のエアバッグ120C(1列分の複数のエアバッグ120Cの組を単位とする)が膨張により冷却液40中で占有する体積と、撤去又は増設される電子装置2が冷却液40中で占有する体積とが、互いに置換される。これにより、槽本体110に貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
[第5の実施の形態]
ここでは、上記第4の実施の形態で述べたようなエアバッグ120Cを調整可能にした液浸槽の第1の例を、第5の実施の形態として説明する。
図14及び図15は第5の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図14(A)には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。図14(B)には、1列分の複数のエアバッグの組及びその各エアバッグを囲む分割領域を備えたガイド部の一例の要部平面図を模式的に示している。図15には、液浸槽に設けられる調整部の一例の要部分解斜視図を模式的に示している。
上記第4の実施の形態で述べた液浸槽100Cでは、1列分の複数のエアバッグ120Cの組を膨縮単位とする場合、その1列中のエアバッグ120Cの個数、及び冷却対象の電子装置の種類によっては、上記第3の実施の形態で述べたのと同様のことが起こり得る。即ち、冷却対象の電子装置の実装密度(実効体積)によっては、設置される電子装置が冷却液40中で占有する体積と、電子装置の設置によりその外形寸法で決まる位置まで収縮するエアバッグ120C群の減少分の体積とが不一致となり得る。或いは、撤去される電子装置が冷却液40中で占有していた体積と、電子装置の撤去によりその外形寸法で決まった位置から膨張するエアバッグ120C群の増加分の体積とが不一致となり得る。
これに対し、第5の実施の形態に係る液浸槽100Dでは、電子装置の実装密度に基づき、槽本体110内に設けた複数のエアバッグ120Cのうち、使用する又は使用しないエアバッグ120Cが、調整部160を用いて後から調整可能とされる。液浸槽100Dは、このような点で、上記第4の実施の形態で述べた液浸槽100C(図11~図13)と相違する。
液浸槽100Dでは、個々のエアバッグ120C単位で、使用する又は使用しないエアバッグ120Cの個数が調整される。例えば、冷却液40に浸漬される電子装置の実装密度に基づき、図14(A)及び図14(B)に示すように、1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうち、6個のエアバッグ120Cを使用し、残りの4個のエアバッグ120Cを使用しないようにする。このようにエアバッグ120Cの個数を調整することで、設置される電子装置の体積と、その設置により収縮するエアバッグ120C群の減少分の体積とを一致させる。或いは、撤去される電子装置の体積と、その撤去により膨張するエアバッグ120C群の増加分の体積とを一致させる。これにより、貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
図14(A)及び図14(B)の例に示すように、1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうち、4個のエアバッグ120Cを使用しないようにするために、図14(A)及び図14(B)並びに図15に示すような調整部160が用いられる。調整部160は、図15に示すように、槽本体110の底部111の、エアバッグ120Cの外側に設けられるL字状の引掛け部161と、収縮した状態のエアバッグ120Cを収納可能な大きさのキャップ状のオサエ(押さえ)162とを含む。オサエ162には、その側壁部に設けられて引掛け部161が嵌合される溝162aと、天井部に設けられて回転工具163によるオサエ162の押し込み及び回転を可能にする突起162bとが設けられる。溝162aは、オサエ162をエアバッグ120Cに被せる時に引掛け部161が嵌合される溝162aaと、その溝162aaから折れ曲がって延び、エアバッグ120Cに被せたオサエ162を回転する時に引掛け部161が嵌合される溝162abとを有する。
液浸槽100Dでは、槽本体110の底部111上の、使用しない、膨張した状態のエアバッグ120Cに対し、オサエ162が被せられる。そのオサエ162の天井部の突起162bに回転工具163が嵌合され、回転工具163でオサエ162が底部111側に押し込まれ、エアバッグ120Cが収縮される。そして、オサエ162の溝162aaと、底部111の引掛け部161とが嵌合され、その状態から回転工具163を用いてオサエ162が回転されることで、溝162aaから折れ曲がるオサエの溝162abに引掛け部161が嵌合される。これにより、オサエ162が引掛け部161に固定され、使用しないエアバッグ120Cが収縮した状態で保持される。
このように調整部160が用いられ、使用しないエアバッグ120C、この例では1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうちの4個のエアバッグ120C群が、収縮した状態で保持される。使用しないエアバッグ120C群が収縮した状態で保持されることで、使用するエアバッグ120C群の膨張時及び収縮時の体積変化と、冷却対象の電子装置の実効体積とが一致される。これにより、貯留される冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。
液浸槽100Dでは、個々のエアバッグ120C単位で、使用しないエアバッグ120Cの個数を調整することができるため、冷却対象の電子装置の実装密度に精度良く対応することができる。また、液浸槽100Dでは、使用しないエアバッグ120Cと、使用するエアバッグ120Cとの比率が、使用するエアバッグ120Cが膨張及び収縮する範囲では変わらない。そのため、電子装置の外形寸法の考慮なしで、冷却液40の液面高さSの変位を抑えることができる。液浸槽100Dでは、冷却液40に対する電子装置の出し入れの途中における、冷却液40の液面高さSの変位を抑えることができる。
尚、液浸槽100Dにおいて、上記第3の実施の形態で述べた調整部150(図9及び図10)を用い、最上位のガイド部130Cの上昇を規制し、1列分の使用するエアバッグ120Cの、電子装置の設置前の上端位置を、最大膨張時よりも低い位置に調整してもよい。このような調整を更に行い、冷却対象の電子装置の実装密度に対応することもできる。
[第6の実施の形態]
ここでは、上記第4の実施の形態で述べたようなエアバッグ120Cを調整可能にした液浸槽の第2の例を、第6の実施の形態として説明する。
図16及び図17は第6の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図16には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。図17には、ガイド部の一例の要部分解斜視図を模式的に示している。
図16に示す液浸槽100Eでは、個々のエアバッグ120C単位で、使用する又は使用しないエアバッグ120Cの個数が調整される。液浸槽100Eでは更に、個々のエアバッグ120C単位で、使用するエアバッグ120Cの、電子装置の設置前の上端位置が、最大膨張時の上端位置よりも低い位置に調整される。液浸槽100Eは、このような点で、上記第5の実施の形態で述べた液浸槽100D(図14及び図15)と相違する。
例えば、図16に示すように、液浸槽100Eでは、上記液浸槽100Dと同様に、調整部160(図15)が用いられ、1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうち、使用しない4個のエアバッグ120Cが、収縮した状態で保持される。そして、液浸槽100Eでは更に、使用する6個のエアバッグ120Cのうち、電子装置の設置前の2個の上端位置が、それぞれ最大膨張時の上端位置よりも低い位置に調整される。その2個のエアバッグ120Cの上端位置の調整は、図17に示すように、ガイド部130Cの所定の位置の分割領域134が、上記第3の実施の形態で述べたような調整部150の例に従い、金網等のカバー151で塞がれることで行われる。
図16及び図17に示す例では、1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうち、左から5番目のエアバッグ120Cについて、上から2番目のガイド部130Cの、左から5番目の分割領域134が、カバー151で塞がれる。1列分の10個のエアバッグ120Cの組のうち、左から6番目のエアバッグ120Cについては、上から4番目のガイド部130Cの、左から6番目の分割領域134が、カバー151で塞がれる。このようにすることで、左から5番目及び6番目のエアバッグ120Cは、それぞれカバー151よりも上への膨張が規制される。
このように液浸槽100Eでは、個々のエアバッグ120C単位で、使用しないエアバッグ120Cの個数を調整することが可能になるほか、個々のエアバッグ120C単位で、使用するエアバッグ120Cの膨張量を調整することが可能になる。これにより、冷却対象の電子装置の実装密度に、よりいっそう精度良く対応することが可能になる。
[第7の実施の形態]
図18は第7の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明する図である。図18には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図18に示す液浸槽100Fは、槽本体110内に設けられたエアバッグ120と、槽本体110外に設けられ、通気口121を通じてエアバッグ120と連通するエアバッグ170とを含む。
槽本体110外のエアバッグ170は、例えば、槽本体110の底部111の下方に設けられる。槽本体110外のエアバッグ170は、液浸槽100Fが配置される床等の支持体180上に設けられた弾性体の付勢力、例えば、ばね172の付勢力によって、槽本体110内のエアバッグ120側に付勢され、常時圧縮される方向に加圧される。支持体180上に設けられたばね172は、槽本体110外のエアバッグ170を圧縮する圧縮部としての機能を有する。電子装置2が設置されない(又は設置される前の)槽本体110内のエアバッグ120は、ばね172による圧縮によって槽本体110外のエアバッグ170から押し出される空気が供給されることで、最大高さまで膨張する。膨張した槽本体110内のエアバッグ120上に電子装置2が設置されると、その重量でエアバッグ120は収縮し、それにより押し出される空気が槽本体110外のエアバッグ170に移動し、エアバッグ170がばね172の付勢力に抗して膨張する。
液浸槽100Fは、このような構成を有する点で、上記第2の実施の形態で述べた液浸槽100A(図5~図8)と相違する。
液浸槽100Fにおいて、個々のエアバッグ120は、上記液浸槽100Aと同様に、ばね132の付勢力によって上方に付勢される複数のガイド部130(図7及び図8)で囲まれる。各エアバッグ120を囲む複数のガイド部130は、エアバッグ120の膨張及び収縮に伴い上昇及び下降し、膨張時及び収縮時のエアバッグ120をガイドし、その折れや倒れを抑える。
液浸槽100Fでは、例えば、ばね172の付勢力(線径、コイル径、巻き数、ばね定数等)を調整することで、電子装置2が設置される前のエアバッグ120の膨張量を調整することができる。
液浸槽100Fでは、槽本体110外のエアバッグ170の圧縮に伴い槽本体110内のエアバッグ120が膨張し、槽本体110内のエアバッグ120の収縮に伴い槽本体110外のエアバッグ170が膨張する。液浸槽100Fでは、このような仕組みで槽本体110内のエアバッグ120が膨張及び収縮するため、槽本体110内のエアバッグ120を膨張及び収縮させる目的で、必ずしもその内部に上記のようなばね122及び支持部123を設けることを要しない。そのため、エアバッグ120の内部の構造を簡便にすることができ、液浸槽100Fの製造コストを低減することが可能になる。但し、槽本体110内のエアバッグ120の内部には、上記のようなばね122及び支持部123を設けることもできる。
また、エアバッグ120の内部にばね122及び支持部123を設けない場合、エアバッグ120には、上下方向(高さ方向)に膨張及び収縮するほか、左右(幅方向)方向にも膨張及び収縮するものが用いられてもよい。
図19は第7の実施の形態に係る液浸槽の第1の変形例について説明する図である。図19には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図19に示す液浸槽100Faでは、槽本体110内に、高さ方向及び幅方向に膨張及び収縮するエアバッグ120aが設けられる。液浸槽100Faは、このような点で、上記液浸槽100Fと相違する。
電子装置2が設置されない槽本体110内のエアバッグ120aは、ばね172の付勢力による圧縮によって槽本体110外のエアバッグ170から押し出される空気が供給され、最大高さ及び最大幅まで膨張する。膨張した槽本体110内のエアバッグ120a上に電子装置2が設置されると、その重量でエアバッグ120aは高さ方向及び幅方向に収縮し、それにより押し出される空気が槽本体110外のエアバッグ170に移動し、エアバッグ170がばね172の付勢力に抗して膨張する。複数のガイド部130は、このように膨張及び収縮するエアバッグ120aを囲むように設けられ、エアバッグ120aの膨張及び収縮に伴い上昇及び下降し、膨張時及び収縮時のエアバッグ120aをガイドする。
液浸槽100Faでは、例えば、ばね172の付勢力(線径、コイル径、巻き数、ばね定数等)を調整することで、電子装置2が設置される前のエアバッグ120aの膨張量を調整することができる。
上記のようなばね122及び支持部123を設けない構造を採用する場合には、用いるエアバッグ120aの形状の自由度を高めることができる。例えば、この液浸槽100Faのように、高さ方向のほか、幅方向にも膨張及び収縮するエアバッグ120aを用いることもできる。
また、槽本体110外に設けるエアバッグ170は、必ずしも槽本体110の底部111の下方に設けられることを要しない。
図20は第7の実施の形態に係る液浸槽の第2の変形例について説明する図である。図20には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
図20に示す液浸槽100Fbでは、槽本体110外であってその側壁部112の側方にエアバッグ170が設けられ、そのエアバッグ170を側壁部112側に加圧するように、ばね172及び支持体180が設けられる。液浸槽100Fbは、このような点で、上記液浸槽100Fと相違する。
槽本体110内のエアバッグ120は、柔軟性を有する又は有しない管等を用いて側壁部112まで通気口121が引き出され、通気口121を通じて槽本体110外のエアバッグ170と連通される。ばね172及び支持体180を槽本体110の底部111の下方に設けるスペースがないような場合や、槽本体110の側壁部112の側方に設けることが液浸槽100Fbのレイアウト上好ましいような場合には、この図20に示すような構成を採用してもよい。
液浸槽100Fbのエアバッグ120として、上記液浸槽100Fa(図19)について述べたような、高さ方向のほか、幅方向にも膨張及び収縮するエアバッグ120aが用いられてもよい。
第7の実施の形態で述べた液浸槽100F,100Fa,100Fbにおいて、エアバッグ120,120aは、上記第3の実施の形態(図9及び図10)で述べた例に従い、電子装置2の実装密度(実効体積)に対する調整が行われてもよい。
また、第7の実施の形態で述べた液浸槽100F,100Fa,100Fbにおいて、エアバッグ120,120aとして、上記第4の実施の形態(図11~図13)で述べた例に従い、複数に分割されたものが用いられてもよい。その場合、複数に分割されたものに対し、上記第5の実施の形態(図14及び図15)又は上記第6の実施の形態(図16及び図17)で述べた例に従い、電子装置2の実装密度(実効体積)に対する調整が行われてもよい。
[第8の実施の形態]
上記第1~第7の実施の形態で述べたような液浸槽1,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100Fa,100Fb等は、冷却液40を循環して冷却する機構を備える液浸冷却装置に採用することができる。ここでは、液浸冷却装置の一例を、第8の実施の形態として説明する。
図21は第8の実施の形態に係る液浸冷却装置の一例について説明する図である。図21には、液浸冷却装置の一例の構成図を示している。
図21に示す液浸冷却装置200は、例えば、上記第2の実施の形態で述べたような液浸槽100Aを備える。液浸槽100Aの槽本体110には、冷却液40の供給口110a及び排出口110bが設けられる。槽本体110内に貯留される冷却液40に電子装置2が浸漬される。電子装置2が設置されるエアバッグ120は、ガイド部130でガイドされて収縮し、電子装置2が設置されない(又は設置される前の)エアバッグ120は、ガイド部130でガイドされて膨張する。
槽本体110に設けられた供給口110a及び排出口110bにはそれぞれ、配管210a及び配管210bが接続される。供給口110aに接続された配管210aは、冷却液40を冷却する冷却装置の1つである熱交換器220の冷却液40の出口220aに接続され、排出口110bに接続された配管210bは、熱交換器220の冷却液40の入口220bに接続される。供給口110a及び配管210aは、熱交換器220から槽本体110に冷却液40を送る流路として機能し、排出口110b及び配管210bは、槽本体110から熱交換器220に冷却液40を送る流路として機能する。
液浸冷却装置200では、熱交換器220で冷却された比較的低温の冷却液40が、配管210aを通って供給口110aから槽本体110内に供給される。供給口110aから槽本体110内に供給された冷却液40には、電子装置2で発生する熱が伝達され、それによって電子装置2が冷却される。電子装置2で発生する熱が伝達された比較的高温の冷却液40は、排出口110bから槽本体110外に排出され、配管210bを通って熱交換器220に送られる。熱交換器220に送られた比較的高温の冷却液40は、熱交換器220で冷却される。そして、熱交換器220で冷却された冷却液40が、配管210aを通って再び槽本体110へと送られる。液浸冷却装置200では、このように冷却液40が熱交換器220で冷却されながら循環されることで、槽本体110内に設置された電子装置2が継続的に冷却される。
液浸槽100Aでは、エアバッグ120の膨張、及び電子装置2の設置に伴うエアバッグ120の収縮によって、槽本体110内の冷却液40の液面高さSの変位が抑えられる。これにより、冷却液40の補充及び排出、槽本体110の大型化、冷却液40の使用量の増大等の発生を抑えて、槽本体110内に設置される電子装置2を十分に冷却することができる。このような液浸槽100Aを採用することで、電子装置2の冷却性能に優れる液浸冷却装置200を実現することができる。このような液浸冷却装置200は、例えば、発熱密度や実装密度の比較的高い、スーパーコンピュータやハイパフォーマンスコンピュータといったコンピュータシステムを構成する電子装置の冷却に用いることが可能である。
ここでは、上記第2の実施の形態で述べた液浸槽100Aを例にしたが、上記第1,第3~第7の実施の形態で述べた液浸槽1,100B,100C,100D,100E,100F,100Fa,100Fb等を用い、上記同様の液浸冷却装置を実現することができる。
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 冷却液が貯留される槽本体と、
前記槽本体内に設けられ、前記槽本体の底部に接続され、前記槽本体の上部側への膨張、及び膨張した状態から前記底部側への収縮が可能な第1エアバッグと、
前記槽本体内の、前記第1エアバッグの外側に設けられ、膨張時及び収縮時の前記第1エアバッグをガイドするガイド部と
を含むことを特徴とする液浸槽。
(付記2) 前記第1エアバッグ及び前記ガイド部は、前記槽本体内の、前記冷却液に浸漬される電子装置が設置される箇所に設けられ、
前記第1エアバッグは、膨張した状態から、前記電子装置の設置に伴い収縮し、
前記ガイド部は、前記第1エアバッグの膨張に伴い上昇し、前記第1エアバッグの収縮に伴い下降することを特徴とする付記1に記載の液浸槽。
(付記3) 前記第1エアバッグ内に設けられ、前記第1エアバッグを前記上部側に付勢する第1付勢部を含むことを特徴とする付記2に記載の液浸槽。
(付記4) 前記第1エアバッグ内に設けられ、前記第1エアバッグを前記冷却液の圧力に抗して支持する支持部を含むことを特徴とする付記2又は3に記載の液浸槽。
(付記5) 前記槽本体外に設けられ、前記第1エアバッグと連通する第2エアバッグと、
前記槽本体外に設けられ、前記第2エアバッグを圧縮する圧縮部と
を含み、
前記第1エアバッグは、前記第2エアバッグの前記圧縮部による圧縮により膨張し、
前記第2エアバッグは、前記第1エアバッグの収縮により、前記圧縮部による圧縮に抗して膨張することを特徴とする付記2に記載の液浸槽。
(付記6) 前記ガイド部を前記上部側に付勢する第2付勢部を含むことを特徴とする付記2乃至5のいずれかに記載の液浸槽。
(付記7) 前記電子装置が設置される前の前記第1エアバッグの上端位置を、前記第1エアバッグの最大膨張時の上端位置よりも低い位置に調整する調整部を含むことを特徴とする付記2乃至6のいずれかに記載の液浸槽。
(付記8) 前記第1エアバッグは、前記冷却液中において、膨張した状態で、設置される前記電子装置に相当する体積を占有することを特徴とする付記2乃至7のいずれかに記載の液浸槽。
(付記9) 前記槽本体内の、前記電子装置が設置される箇所に、前記第1エアバッグが複数設けられることを特徴とする付記2乃至7のいずれかに記載の液浸槽。
(付記10) 前記ガイド部は、複数の前記第1エアバッグの外側に設けられ、隣り合う前記第1エアバッグ同士の間に仕切りを有することを特徴とする付記2乃至7及び9のいずれかに記載の液浸槽。
(付記11) 複数の前記第1エアバッグは、前記冷却液中において、少なくとも1つが膨張した状態で、設置される前記電子装置に相当する体積を占有することを特徴とする付記9又は10に記載の液浸槽。
(付記12) 冷却液が貯留される槽本体と、
前記槽本体内に設けられ、前記槽本体の底部に接続され、前記槽本体の上部側への膨張、及び膨張した状態から前記底部側への収縮が可能な第1エアバッグと、
前記槽本体内の、前記第1エアバッグの外側に設けられ、膨張時及び収縮時の前記第1エアバッグをガイドするガイド部と
を含む液浸槽と、
前記槽本体内に前記冷却液を供給する第1流路と、
前記槽本体内から前記冷却液を排出する第2流路と、
前記第2流路から排出される前記冷却液を冷却して前記第1流路に送る冷却装置と
を備えることを特徴とする液浸冷却装置。
1,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100Fa,100Fb,1000 液浸槽
2,2a,1002,1002a 電子装置
10,110 槽本体
11,111 底部
12,112 側壁部
13,113 蓋部
14,114 気相部
20,120,120a,120C,170 エアバッグ
30,130,130C ガイド部
40 冷却液
110a 供給口
110b 排出口
112a,162a,162aa,162ab 溝
112aa 拡幅部
112b 上面
112bb ねじ穴
121 通気口
122,132,172 ばね
123 支持部
130a 開口
131 嵌合部
133 仕切り
134 分割領域
150,160 調整部
151 カバー
152 コマ
153,162 オサエ
154 ねじ
161 引掛け部
162b 突起
163 回転工具
180 支持体
200 液浸冷却装置
210a,210b 配管
220 熱交換器
220a 出口
220b 入口
1050 システム
1051 センサ
1052 配管
1053 ポンプ
1054 制御部
1055 予備槽

Claims (11)

  1. 冷却液が貯留される槽本体と、
    前記槽本体内に設けられ、前記槽本体の底部に接続され、前記槽本体の上部側への膨張、及び膨張した状態から前記底部側への収縮が可能な第1エアバッグと、
    前記槽本体内の、前記第1エアバッグの外側に設けられ、膨張時及び収縮時の前記第1エアバッグをガイドするガイド部と
    を含み、
    前記冷却液に浸漬される電子装置が前記第1エアバッグの前記上部側上に設置されることを特徴とする液浸槽。
  2. 前記第1エアバッグ及び前記ガイド部は、前記槽本体内の、前記冷却液に浸漬される前記電子装置が設置される箇所に設けられ、
    前記第1エアバッグは、膨張した状態から、前記上部側上への前記電子装置の設置に伴い収縮し、
    前記ガイド部は、前記第1エアバッグの膨張に伴い上昇し、前記第1エアバッグの収縮に伴い下降することを特徴とする請求項1に記載の液浸槽。
  3. 前記第1エアバッグ内に設けられ、前記第1エアバッグを前記上部側に付勢する第1付勢部を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の液浸槽。
  4. 前記第1エアバッグ内に設けられ、前記第1エアバッグを前記冷却液の圧力に抗して支持する支持部を含むことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の液浸槽。
  5. 前記槽本体外に設けられ、前記第1エアバッグと連通する第2エアバッグと、
    前記槽本体外に設けられ、前記第2エアバッグを圧縮する圧縮部と
    を含み、
    前記第1エアバッグは、前記第2エアバッグの前記圧縮部による圧縮により膨張し、
    前記第2エアバッグは、前記第1エアバッグの収縮により、前記圧縮部による圧縮に抗して膨張することを特徴とする請求項1又は2に記載の液浸槽。
  6. 前記ガイド部を前記上部側に付勢する第2付勢部を含むことを特徴とする請求項乃至5のいずれかに記載の液浸槽。
  7. 前記ガイド部は、前記第1エアバッグの膨張に伴い前記第2付勢部の付勢力によって上昇し、前記第1エアバッグの収縮に伴い前記第2付勢部の付勢力に抗して下降することを特徴とする請求項6に記載の液浸槽。
  8. 前記電子装置が設置される前の前記第1エアバッグの上端位置を、前記第1エアバッグの最大膨張時の上端位置よりも低い位置に調整する調整部を含むことを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の液浸槽。
  9. 前記第1エアバッグは、前記冷却液中において、膨張した状態で、設置される前記電子装置に相当する体積を占有することを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の液浸槽。
  10. 前記ガイド部は、複数の前記第1エアバッグの外側に設けられ、隣り合う前記第1エアバッグ同士の間に仕切りを有することを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の液浸槽。
  11. 冷却液が貯留される槽本体と、
    前記槽本体内に設けられ、前記槽本体の底部に接続され、前記槽本体の上部側への膨張、及び膨張した状態から前記底部側への収縮が可能な第1エアバッグと、
    前記槽本体内の、前記第1エアバッグの外側に設けられ、膨張時及び収縮時の前記第1エアバッグをガイドするガイド部と
    を含み、
    前記冷却液に浸漬される電子装置が前記第1エアバッグの前記上部側上に設置される液浸槽と、
    前記槽本体内に前記冷却液を供給する第1流路と、
    前記槽本体内から前記冷却液を排出する第2流路と、
    前記第2流路から排出される前記冷却液を冷却して前記第1流路に送る冷却装置と
    を備えることを特徴とする液浸冷却装置。
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