JP7286629B2 - 液浸冷却電子システムおよび装置 - Google Patents

Description

本開示は、電子アレイシステムおよび装置の液浸冷却に関する。

液浸冷却電子システムおよび装置が知られている。液浸冷却される電子装置のアレイの一例は、ラックシステムに配置された液浸サーバ（ＬＳＳ）のアレイである。ラックシステム内のＬＳＳのアレイの一例は、米国特許第７，９０５，１０６，７，９１１，７９３号、および、第８，０８９，７６４号に開示されている。液浸冷却される電子装置のアレイの別の例は、米国特許第９，４５１，７２６号に開示されている。

米国特許第７，９０５，１０６号公報 米国特許第７，９１１，７９３号公報 米国特許第８，０８９，７６４号公報 米国特許第９，４５１，７２６号公報

冷却液、例えば誘電冷却液を用いて電子装置のアレイを浸冷する液浸冷却システムを記載する。本明細書に記載の幾つかの実施形態では、ポンプ圧力を用いて冷却液を冷却液容器に戻すのではなく、重力を用いて冷却液重力戻しマニホールドを介して冷却液を容器に戻すことが可能であり、ポンプは、液体供給側において、冷却液を各電子装置に送出するためだけに使用可能である。

本明細書に記載の一例では、電子装置は、それぞれ、完全に、または、部分的に上部が開いていることが可能なトレイによって形成された装置ハウジングを含み得る。装置ハウジングの内部空間内には、複数の発熱電子部品が配置され、これらの発熱電子部品のうちの少なくともいくつかが、装置ハウジング内の冷却液の中に浸される。冷却液の中に浸されることに加えて、回帰する冷却液の供給流が、発熱電子部品のうちの１つ、または、複数に向けられてもよく、これは「方向付けられた流れ」とも呼ばれ得る。

一実施形態では、液浸冷却される電子装置は、内部空間および最大誘電冷却液水位を規定する装置ハウジングを含む。発熱電子部品が、装置ハウジングの内部空間内に配置され、誘電冷却液が、この内部空間において、発熱電子部品を浸し発熱電子部品に直接接触する。装置ハウジングには誘電冷却液入口があり、これを通って誘電冷却液が内部空間に入る。加えて、装置ハウジングには誘電冷却液出口堰が形成されており、ここから、誘電冷却液が、戻り側にあるポンプ圧力を用いずに内部空間を出ていく。誘電冷却液出口堰は、装置ハウジングの最大誘電冷却液水位に設けられており、冷却液出口堰は、内部空間内の誘電冷却液の水位を定め、発熱電子部品の冷却に必要な、内部空間内の誘電冷却液の容積流量を定める。

液浸冷却電子システムは、複数の、上述の液浸冷却される電子装置と、誘電冷却液送出マニホールドと、誘電冷却液容器と、ポンプと、誘電冷却液重力戻しマニホールドとを含む。誘電冷却液送出マニホールドは、少なくとも１つの入口、および、複数の送出出口を含み、各送出出口は、各誘電冷却液入口の誘電冷却液入口に流体接続されて、誘電冷却液を各装置ハウジングの内部空間に送出する。誘電冷却液容器は、誘電冷却液を供給するように構成されている。ポンプは、誘電冷却液容器に流体接続されたポンプ入口と、誘電冷却液送出マニホールドの少なくとも１つの入口に流体接続されたポンプ出口とを備える。加えて、各誘電冷却液出口堰が、誘電冷却液重力戻しマニホールドに流体接続され、誘電冷却液重力戻しマニホールドは、誘電冷却液容器に流体接続されており、これによって、誘電冷却液出口堰を通って流出した誘電冷却液は、誘電冷却液重力戻しマニホールドによって、重力で誘電冷却液容器に回帰する。

本明細書に記載の液浸冷却装置およびシステムの一適用例は、ラックシステムに配置されたＬＳＳのアレイと共に使用するためのものである。しかしながら、本明細書に記載の原理は、電子装置のアレイが液浸冷却される他の用途にも使用可能である。これには、ブレードサーバ、ディスクアレイ／記憶システム、ソリッドステートメモリ装置、ストレージエリアネットワーク、ネットワーク接続ストレージ、ストレージ通信システム、ルータ、通信インフラストラクチャ／スイッチ、有線・光・無線通信装置、セルプロセッサ装置、プリンタ、電源等が含まれるが、これらに限定されない。

本明細書に記載の液浸冷却装置およびシステムは、液浸冷却の利益を享受し得るあらゆる分野に使用可能である。一例では、液浸冷却装置およびシステムは、ブロックチェーンコンピューティング（仮想通貨）用途において、例えば、ＡＳＩＣまたはＧＰＵコンピュータマイニング構成において使用可能である。液浸冷却装置およびシステムは、ディープラーニング用途、例えば、最大帯域幅をカバーするマルチＧＰＵ構成、および、高性能ＧＰＵのダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）において使用してもよい。液浸冷却装置およびシステムは、マルチコプロセッサ構成、例えば、ＧＰＵコプロセッサのＤＭＡ能力をカバーするマルチＧＰＵ構成を有する、人工知能および高性能コンピューティング（ＨＰＣ）クラスタにおいて使用してもよい。他にも、本明細書に記載の液浸冷却装置およびシステムの多くの用途および使用が可能であり、期待される。

本明細書に記載の液浸冷却装置およびシステムは、完全に密閉された電子装置ハウジングを必要としない。むしろ、電子機器を収容するトレイは、その上部が完全に、または、部分的に開いていることが可能であり、完全に密閉された電子装置ハウジングを使用するシステムと比べて、コスト低減に役立ち、修理や改良のための電子機器へのアクセスを容易にする。液浸冷却はまた、空冷と比べて優れた冷却効率を有している。

本明細書に記載の液浸冷却電子システムの一例を示す概略的な側面図である。 本明細書に記載の液浸冷却される電子装置のうちの１つを示す概略的な側面図である。 本明細書に記載の電子装置のうちの１つを示す概略的な上面図である。 本明細書に記載の液浸冷却される電子装置の他の実施形態を示す斜視図である。 図４の電子装置を示す他の斜視図である。 本明細書に記載の液浸冷却される電子装置のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 図６の電子装置を示す他の斜視図である。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムの他の実施形態を示す斜視図である。 図８のシステムを示す斜視図であり、どのように電子装置から出る冷却液を重力戻しマニホールドの中に導入可能であるかの一例を説明するために、電子装置は図示していない。 図９の一部を示す詳細図である。 図８のシステムにおいて使用される容器を示す図である。 図８のシステムにおける重力戻しマニホールドの内部を詳細に示す図である。 本明細書に記載の液浸冷却システムの他の実施形態の一部を示す斜視図であり、電子装置は取り外されており、集水ウェルが容器の底部に形成されている。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムの他の例を示す正面斜視図である。 図１４におけるシステムを示す背面図である。 図１４および図１５におけるシステムの概略図である。 図１４～１６におけるシステムの液浸冷却される電子装置のうちの１つを示す斜視図である。 図１７における電子装置を示す側面図である。 図１７および図１８の電子装置、および、その水平戻しマニホールドとの相互作用を示す側面図である。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムのさらに他の例を示す正面斜視図である。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムのさらなる他の例を示す正面斜視図である。 図２１におけるシステムを示す側面図である。 図２１および図２２におけるシステムの単一の棚の上の部品を示す図である。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムのさらに他の例を示す正面斜視図である。 図２４におけるシステムのハウジングのうちの１つを示す正面図である。 図２５におけるハウジングを示す上面図であり、上部カバーは取り外されている。 図２６におけるハウジングを示す正面図である。 代替システムを示す、図２６に似た上面図である。 本明細書に記載の液浸冷却電子システムのさらに他の例を示す側面図である。 図２９におけるシステム内の電子装置ハウジングのうちの１つを示す斜視図である。 図３０における装置ハウジング内の電子部品のうちの１つを示す側面図である。

図１を参照すると、液浸冷却電子システム１０の一例が示されている。システム１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内に配置された少なくとも一列の電子装置１４とを含む。流体送出システムを用いて、冷却液を、システム１０中に送出する。この流体送出システムは、電子装置１４の発熱電子部品を液浸冷却するために冷却液を冷却液容器１８から電子装置１４に送出する冷却液送出マニホールド１６と、重力を用いて、冷却液を電子装置１４から冷却液容器１８の中に戻す冷却液重力戻しマニホールド２０とを含む。ポンプ２２が、冷却液を容器１８から送出マニホールド１６に送る。

この流体送出システムは、冷却液をシステム１０中に送出する。例えば、ポンプ２２は、冷却液を容器１８から送出マニホールド１６に送出する。そして、冷却液は、送出マニホールド１６から各電子装置１４に送出される。その後、冷却液は、電子装置１４から出て重力戻しマニホールド２０の中に放出され、重力により、冷却液は容器１８の中に回帰する。

電子装置１４内の電子機器を冷却するために使用される冷却液は、誘電液体であり得るが、これに限定されない。冷却液は、単相または二相であり得る。単相の誘電冷却液が好ましい。冷却液は、冷却液の状態が変化しないように、浸された発熱電子部品によって生成される熱量を対処できる程度に十分に高い伝熱性を有していることが好ましい。発熱電子部品の浸冷とは、発熱電子部品が、冷却液に浸され冷却液に直接密着する程度に十分な冷却液が存在することを意味している。

容器１８に回帰する冷却液は、発熱電子装置からの熱を受け取るため、電子装置１４に送出される冷却液よりも高い温度を有している。幾つかの実施形態において、戻ってきた冷却液は、容器１８にある間に、周囲環境との周囲熱交換により十分に冷却され得る。追加的な冷却が必要とされる他の実施形態では、冷却液は、電子装置１４に送出される前に、熱交換器を通過するように方向付けられることが可能である。

例えば、図１に示されるように、熱交換器２４が設けられていることが可能であり、熱交換器２４は、ポンプ２２の出口に流体接続された熱交換器入口を有し、熱交換器２４の出口は、送出マニホールド１６の入口に接続されており、冷却液が送出マニホールド１６に入る前に冷却されるようになっている。熱交換器２４は、冷却液が電子装置１４に送出される前に、冷却液の温度を低減することが可能な任意の熱交換器であり得る。例えば、熱交換器２４は、液体－液体熱交換器であってよく、ここでは、熱交換液（水／グリコール混合物を含むがこれに限定されない）を使用して、送出マニホールド１６に送出する前に熱をこの冷却液で交換する。熱交換液は、供給２６によって熱交換器２４に供給され、回帰２８によって回帰可能である。他の実施形態では、熱交換器２４は、液体－空気熱交換器であってよく、ここでは、冷却液は、熱を周囲空気で交換することによって冷却され、必要に応じて、熱交換器２４を横断するように空気を移動させることが可能なファンが追加される。熱交換器２４は、容器１８の内部若しくは容器１８の上に取り付けられてもよいし、または、熱交換器２４は、ハウジング１２から分離されていてもよい。

図示される例では、送出マニホールド１６、容器１８、重力戻しマニホールド２０、および、ポンプ２２は、ハウジング１２の内部に配置されているものとして示されている。しかしながら、冷却液が電子装置１４に送出されると共に電子装置１４から回帰することが可能であるならば、送出マニホールド１６、容器１８、重力戻しマニホールド２０、および、ポンプ２２のうちの１つ、またはそれ以上が、ハウジング１２の外部に配置されていてもよい。

ハウジング１２は、電子装置１４を包囲するために適した任意の構成を有していることが可能である。ハウジング１２は、冷却液、流体送出システムの動作、または、電子装置１４の電子機器の動作に障害を起こし得る塵、細菌、および、外部からの他の汚染物が、ハウジング１２の内部に侵入することを最小化するように包囲されていることが好ましい。例えば、ハウジング１２は、内部空間を規定する概ね長方形の筐体を規定する、上部パネル３０、上部パネル３０の反対側にある底部パネル３２、後部パネル３４、後部パネル３４の反対側にある前部パネル３６、および、対向する側面パネル（図示しない）を備えていることが可能である。ハウジング１２の内部空間は、電子装置１４を支持する、垂直方向に離隔された棚またはラックを含むことが可能である。

前部パネル３６は、ハウジング１２にヒンジで連結されており、開閉されて、電子装置１４、並びに、システム１０の流体送出システムおよび他の部品にアクセス可能なドアのように機能し得る。ハウジング１２に、ＥＭＩガスケットまたはシールが設けられて、ＦＣＣ排出要件または感受性要件を満たすようになっていてもよい。システムの騒音が周囲環境に伝達されるのを最小化するために、防音装置がハウジング１２に取り付けられていてもよい。底部パネル３２は、調節可能な水平化脚部または他の水平化要素といった水平化要素３８を備え、ハウジング１２およびその中にある電子装置１４を水平にすることが可能である。

送出マニホールド１６は、一般に、その長手方向軸が電子装置１４の積み重ね方向と並行になるように垂直に向けられたものとして示されており、重力戻しマニホールド２０も、その長手方向軸が電子装置１４の積み重ね方向に並行、かつ、送出マニホールド１６の長手方向軸に並行になるように垂直に向けられたものとして示されている。

送出マニホールド１６は、電子装置１４の高さとほぼ同じかそれ以上に延びており、その底部に隣接して、少なくとも１つの冷却液入口４０を含む。少なくとも１つの冷却液入口４０は、例えば熱交換器出口４４を介して、ポンプ２２の出口４２と流体連通している。送出マニホールド１６はまた、長さ方向に沿って離隔された複数の液体送出出口４６、例えば、各電子装置１４用の少なくとも１つの送出出口４６を含む。各液体送出出口４６は、関連付けられた電子装置１４に流体接続されており、冷却液をその電子装置１４に送出する。

容器１８は、ハウジング１２の底部に位置しているものとして示されている。内壁４８が、ハウジング１２の内部を、電子装置１４を収容する上部空間と容器１８を収容する下部空間とに分けている。図１の破線は、容器１８内の冷却液の水位５０を示している。

図１はまた、ハウジング１２の上方に設けられることが可能な、任意の上部冷却液容器５２を示している。この液体容器５２は、ポンプ２２を使用する代わりに、重力を用いて冷却液を電子装置１４に供給する重力供給システムにおいて使用され得る。ポンプ２２が、冷却液を、下方の容器１８から上方の容器５２に移動させ、その後、容器５２が、重力により垂直の送出マニホールド１６に冷却液を供給することになる。後に説明する他の実施形態では、上方の容器５２は、定圧冷却液送出スキーム用の緩衝容積を提供する貯水／圧力タンクとして機能し得る。

ポンプ２２は、容器１８内の冷却液の中に浸されたものとして示されている。しかしながら、ポンプ２２は、容器１８の外側に配置されていてもよい。ポンプ２２は、冷却液を吸入するために容器１８内の冷却液に向かって開口したポンプ入口（図示しない）を有しており、出口４２は、送出マニホールド１６の冷却液入口４０に、例えば熱交換器２４を介して流体接続されている。電子装置１４に送出される前に冷却液をろ過する任意のフィルタ５４が設けられていてよい。フィルタ５４は、ポンプ入口に設けられていてもよい。

重力戻しマニホールド２０は、電子装置１４の高さとほぼ同じかそれ以上に延びており、上端６０が、ほぼ、電子装置１４のうちの最上位の電子装置の位置にある。図１に示される例では、戻しマニホールド２０の下端６２は、容器１８内に配置されており、冷却液の水位５０よりも下で冷却液中に浸されている。冷却液は、電子装置１４内の電子部品を冷却した後、電子装置からマニホールド２０に放出される。その後、回帰する冷却液は、重力によって容器１８内のバルク冷却液の中に戻る。

電子装置１４は、液浸冷却される電子装置のアレイとして構成されていることが可能である。例えば、電子装置１４は、ＬＳＳ、ブレードサーバ、ディスクアレイ／記憶システム、ソリッドステートメモリ装置、ストレージエリアネットワーク、ネットワーク接続ストレージ、ストレージ通信システム、ルータ、通信インフラストラクチャ／スイッチ、有線・光・無線通信装置、セルプロセッサ装置、プリンタ、電源等、および、これらの任意の組み合わせであり得る。

１つの電子装置１４の構成例が、図２および図３に示されている。他の各電子装置１４は、同様の構造を有していることが可能である。電子装置１４は、内部空間７２を規定する装置ハウジング７０を含む。図示される例では、装置ハウジング７０は、上部が完全に、または、部分的に開いたトレイの形をしている。トレイは、円形、三角形、四角形、長方形、または、他の任意の形状をしていることが可能である。図示されたトレイは、長方形であり、底部パネル７４、第１の端部パネル７６、第１の端部パネル７６の反対側にある第２の端部パネル７８、第１の側面パネル８０、および、第１の側面パネルの反対側にある第２の側面パネル８２を有している。トレイの、底部パネル７４の反対側の上部は、完全にまたは部分的に開いており、これは、パネルまたは他の閉鎖体が上部を閉じていないことを意味している。底部パネル７４、端部パネル７６、７８、および、側面パネル８０、８２は、電子部品および冷却液が収容されることになる内部空間７２を形成する。トレイは液密であり、冷却液がハウジング７０から意図せずに漏れることを回避している。

発熱電子部品８６が取り付けられた少なくとも１つの回路基板８４が、ハウジング７０の内部空間７２内に配置されている。幾つかの実施形態では、それぞれに発熱電子部品が取り付けられた複数の回路基板が、ハウジング７０内に配置されていることが可能である。回路基板８４は、ハウジング７０内で任意の好適な方向に取り付けられることが可能である。図示される例では、回路基板８４は、内部空間７２において水平方向に配置されており、これによって、回路基板８４の平面は、送出マニホールド１６および重力戻しマニホールド２０の長手方向軸に対してほぼ直角になっている。

発熱電子部品８６は、回路基板８４の上部表面、回路基板８４の底部表面、または、図示されるように回路基板８４の上部および底部表面の両方に取り付けられることが可能である（図３の破線は、回路基板８４の底部表面に取り付けられた電子部品８６を示しており、したがって、図３の上面図では視認できない）。発熱電子部品８６は、発熱する任意の電子部品であることが可能であり、ユーザは、電子部品を冷却液の中に浸すことによって冷却することを所望する。例えば、電子部品８６は、１つまたはそれ以上のプロセッサ、例えば、ＣＰＵ、および／または、ＧＰＵ、１つまたはそれ以上の電源、１つまたはそれ以上のスイッチ、および、他の電子部品を含むことが可能である。

冷却させる電子部品８６は、内部空間７２内の冷却液中に浸される。図２の水平破線８８は、ハウジング７０内の冷却液の最大水位を示しており、このため、回路基板８４およびそれに取り付けられた全ての電子部品８６は、冷却液中に完全に浸されてこれに直接接触する。

冷却液は、供給マニホールド１６の液体送出出口４６のうちの１つに流体接続された冷却液供給ライン９０を介して、ハウジング７０の中に導入される。供給ライン９０には、弁９２が設けられており、入ってくる冷却液の流れを制御する。供給ライン９０は、電子装置１４のマルチポート分配マニホールド９４に流体接続されている。図示される例では、この分配マニホールド９４は、ハウジング７０内に配置されて、冷却液中に浸されている。しかしながら、幾つかの実施形態では、分配マニホールド９４は、ハウジング７０の外部に位置していてもよいし、または、ハウジング７０の内部であるが最大冷却液水位５０よりも上に位置していてもよい。分配マニホールド９４に対して選択的または追加的に、図２の破線で示される流入ライン９６を介して、冷却液がハウジング７０の中に直接流入してもよい。

分配マニホールド９４は、複数の分配出口ポート９８を含む。出口ポート９８のうちの１つまたはそれ以上は、例えば、弁によって、または、取り外し可能なキャップまたはプラグによって閉鎖されており、冷却液がこれからハウジング７０内のバルク冷却液の中に流れることを回避することが可能である。加えて、出口ポート９８のうちの１つまたはそれ以上は、冷却液がハウジング７０内のバルク冷却液の中に直接流入するように、開放されていることが可能である。

他の実施形態では、流体ラインまたはチューブ１００が、出口ポート９８のうちの１つまたはそれ以上に接続されていることが可能である。流体ライン１００を用いて、回帰する冷却液を、直接、発熱電子部品８６のそれぞれに方向付けることが可能である。これを、「方向付けられた流れまたは方向付けられた液体冷却」と呼ぶことが可能であり、ここでは、回帰する冷却液の供給流は、直接、ハウジング７０内のバルク冷却液中にも浸された発熱電子部品８６に向けられる。幾つかの実施形態では、分散プレナムハウジング（図示しない）が発熱電子部品８６上に配置されていると共に、流体ライン１００の端部に流体接続されて、回帰する冷却液が発熱電子部品８６の上を流れる際に、この回帰する冷却液の流れを拘束することが可能である。方向付けられた液体冷却および分散プレナムハウジングの使用は、米国特許第７９０１０６号に開示されており、その内容全体は、参照することにより本願に組み込まれる。

図２および図３をさらに参照すると、ハウジング７０は、少なくとも１つの冷却液戻り出口１０２をさらに含む。これを通って、冷却液がハウジング７０から出ると共に重力戻しマニホールド２０の中に流れ込む。図２に示されるように、出口１０２は、最大冷却液水位８８に設けられている。加えて、出口１０２は、ハウジング７０内の冷却液の水位を定め、発熱電子部品８６の冷却に必要な、ハウジング７０内の冷却液の容積流量を定める。冷却液が最大水位８８にない場合、冷却液は出口１０２から流出しない。しかしながら、一旦、冷却液が最大水位８８に到達すると、冷却液は出口１０２から流れ出て、冷却液は最大水位８８で維持される。出口１０２は、冷却液の水位を制御して最大水位８８を維持すると共に冷却液の放出を許容する任意の構成を有していることが可能である。例えば、出口１０２は、堰であることが可能である。図３は、堰または出口１０２を、ハウジング７０の第２の端部パネル７８の幅全体を渡って延びるものとして示している。しかしながら、堰または出口１０２は、第２の端部パネル７８の幅の一部に渡って延びていてもよい。

本明細書および特許請求の範囲を通して使用されるように、堰は、冷却液用の出口であり、ここで冷却液は、堰に接続されたポンプ圧力を使用せずに、重力によって内部空間から出ていく。堰は、内部空間内の誘電冷却液の水位を定め、発熱電子部品を冷却するために必要な、内部空間内の誘電冷却液の容積流量を定める。堰は、米国特許第７９０５１０６号に記載の出口５２ｂ、１１２のような、使用中にポンプに接続されることが意図され、ポンプ圧力により冷却液が出ていく出口とは、異なると共に区別される。

図４および図５を参照すると、図１のシステム１０において使用される液浸冷却される他の実施形態である電子装置１１０が示されている。電子装置１１０は、内部空間１１４を規定する装置ハウジング１１２を含む。図示される例では、装置ハウジング１１２は、上部が完全にまたは部分的に開いたトレイの形をしている。トレイは、円形、三角形、四角形、長方形、または、他の任意の形状をしていることが可能である。図示されたトレイは、長方形であり、底部パネル１１５、第１の端部パネル１１６、第１の端部パネル１１６の反対側にある第２の端部パネル１１８、第１の側面パネル１２０、および、第１の側面パネルの反対側にある第２の側面パネル１２２を有している。トレイの、底部パネル１１５の反対側の上部は、完全にまたは部分的に開いており、これは、パネルまたは閉鎖体が、上部を閉じていないことを意味している。底部パネル１１５、端部パネル１１６、１１８、および、側面パネル１２０、１２２は、電子部品および冷却液が収容されることになる内部空間１１４を形成する。トレイは液密であり、冷却液がハウジング１１２から意図せずに漏れることを回避している。

他の実施形態では、各ハウジング／トレイ１１２（またはハウジング／トレイ７０）の上部に、その開いた上部を部分的または完全に閉鎖するために、蓋が設けられていることが可能である。蓋の使用は、冷却液の微粒子、および／または、水の凝縮汚染が起こる可能性を低減することになる。蓋は、ハウジング／トレイ１１２の他の部分に対して密封／液密／気密である必要はない。なぜなら、例えば、ハウジング／トレイ内の電子機器に接続するための何らかの配線用の１つまたはそれ以上の開口部が形成される場合や、冷却液が容器に戻る時の通路用の（後に記載する、または、出口１０２として上述した）少なくとも１つの出口開口部が、ハウジング／蓋接合部に設けられる場合もあるからである。蓋を使用する場合、蓋は、電子部品への容易なアクセスを提供するために、ハウジング１１２から取り外し可能に取り付けられているか、または、ハウジング１１２にヒンジで連結されていることが可能である。

様々な発熱電子部品が取り付けられた少なくとも１つの回路基板１２４が、ハウジング１１２の内部空間１１４に配置される。回路基板１２４は、ハウジング１１２内に任意の好適な配向で取り付けられていることが可能である。図示された例では、回路基板１２４は、内部空間１１４内において水平方向に配置されており、これによって、回路基板１２４の平面は、送出マニホールド１６の長手方向軸、および、システム１０の重力戻しマニホールド２０に対してほぼ直角となる。

回路基板１２４には、（さらに後で説明する分散プレナムハウジング１２６によって隠されている）一対のＣＰＵが取り付けられている。加えて、回路基板１２４には、ＧＰＵ（さらに後で説明する分散プレナムハウジング１３０によって隠されているがそのうちの１つだけが視認可能である）をそれぞれ備える複数のグラフィックスカード１２８が取り付けられている。加えて、電源１３２、並びに、データ、および／または、プログラム格納装置１３４が、ハウジング１１２内に配置されているが、これらは、回路基板１２４には取り付けられていない。

冷却対象の電子装置１１０の電子部品は、内部空間１１４内の冷却液の中に浸される。図４内の線１４０は、ハウジング１１２内の冷却液の最大水位を示しており、これによって、回路基板１２４、ＣＰＵ、および、プレナムハウジング１２６、ＧＰＵ、および、プレナムハウジング１３０、回路基板１２４上の他の電子部品、並びに、グラフィックスカード１２８は、冷却液中に完全に浸されてこれに直接接触する。加えて、電源１３２および格納装置１３４も、冷却液中に完全に浸されてこれに直接接触する。

冷却液は、冷却液供給入口１４２を介してハウジング１１２の中に導入される。冷却液供給入口１４２は、図１の供給マニホールド１６の液体送出出口４６のうちの１つに、供給ライン９０に似た冷却液供給ラインを介して流体接続されている。入口１４２を通って入ってくる冷却液の流れを制御するために、図２の弁９２に似た弁が設けられていることが可能である。本実施形態では、入口１４２は、第１の端部パネル１１６に形成されている。入口１４２は電子装置１１０のマルチポート分配マニホールド１４４に流体接続されている。図示される例では、分配マニホールド１４４は、ハウジング１１２内に配置され、冷却液に浸されている。しかしながら、幾つかの実施形態では、分配マニホールド１４４は、ハウジング１１２の外部に位置しているか、または、ハウジング１１２の内部であるが最大冷却液水位１４０よりも上に位置していることが可能である。分配マニホールド１４４に対して選択的または追加的に、図２に示される流入ライン９６に似た流入ラインを介して、冷却液がハウジング１１２の中に直接流入してもよい。

分配マニホールド１４４は、複数の分配出口ポート１４６を含む。出口ポート１４６のうちの１つまたはそれ以上は、例えば、弁によって、または、取り外し可能なキャップまたはプラグによって閉鎖されており、冷却液がこれからハウジング１１２内のバルク冷却液の中に流れることを回避することが可能である。加えて、出口ポート１４６のうちの１つまたはそれ以上は、冷却液がハウジング１１２内のバルク冷却液の中に直接流入するように、開放されていることが可能である。

他の実施形態では、流体ラインまたはチューブ１４８が、出口ポート１４６のうちの１つまたはそれ以上に接続されていることが可能である。流体ライン１４８を用いて、回帰する冷却液を、直接、発熱電子部品のそれぞれに方向付けることが可能である。これを、「方向付けられた流れまたは方向付けられた液体冷却」と呼ぶことが可能であり、ここでは、回帰する冷却液の供給流が、ハウジング１１２内のバルク冷却液中にも浸された発熱電子部品に向けられる。図４および図５に示される実施形態では、流体ライン１４８のうちの１つが、各ポート１４６からＣＰＵを介して分散プレナムハウジング１２６に延びていると共に、グラフィックスカード１２８上のＧＰＵを介して分散プレナムハウジング１３０に延びている。分散プレナムハウジング１２６、１３０は、回帰する冷却液が、浸されたＣＰＵおよびＧＰＵの上を流れる際に、この回帰する冷却液の流れを拘束する。これによって、ＣＰＵおよびＧＰＵの冷却を最大化することができる。方向付けられた液体冷却および分散プレナムハウジングの使用は、米国特許第７９０１０６号に開示されており、その内容全体は、参照することにより本願に組み込まれる。

図４および図５をさらに参照すると、ハウジング１１２は、少なくとも１つの冷却液戻り出口１５０をさらに含む。これを通って、冷却液がハウジング１１２から出ると共に図１の重力戻しマニホールド２０の中に流れ込む。出口１５０は、最大冷却液水位１４０に設けられている。冷却液が最大水位１４０にない場合、冷却液は出口１５０から流出しない。しかしながら、一旦、冷却液が最大水位１４０に到達すると、冷却液は出口１５０から流れ出て、最大水位１４０で維持される。出口１５０は、冷却液の水位を制御して最大水位１４０を維持すると共に冷却液の放出を許容する任意の構成を有していることが可能である。例えば、出口１５０は、堰であることが可能である。図４および図５は、第１の端部パネル１１６に形成され端部パネル１１６の一部だけに渡って延びているような堰または出口１５０を示している。しかしながら、堰または出口１５０は、他のパネル１１８、１２０、１２２に形成されて、それが形成されたパネルの長さ全体に渡って延びていてもよい。

図６および図７を参照すると、図１のシステム１０において使用され得る他の実施形態である電子装置２００が示されている。本実施形態では、装置２００は、上部が完全にまたは部分的に開いた装置ハウジング２０２またはトレイを含む。トレイは、円形、三角形、四角形、長方形、または、他の任意の形状をしていることが可能である。本実施形態では、ハウジング２０２またはトレイは、ハウジング７０、１１２よりもかなり浅い（つまり、垂直方向の深さが小さい）。

複数の電子装置２０４がトレイに取り付けられている。図示された例では、３つの装置２０４が設けられているが、より少ないまたは多い数のシステムを使用することが可能である。非限定の一実施形態では、各装置２０４は、ビットコインマイニングＡＳＩＣハードウェアであるＡｎｔｍｉｎｅｒ（登録商標）システムである。各Ａｎｔｍｉｎｅｒ（登録商標）システムは、プリント回路基板、例えば３つの回路基板を含むことが可能である。これらの回路基板は、多数のＡＳＩＣが装着されており、これらのＡＳＩＣは、さらなる放熱のために受動フィンが接着された放熱板を有し得る。トレイには、各電子装置２０４用の電源２０８を収容する電源コンテナ２０６が設けられていてもよい。

複数の分配出口ポート２１２を含むマルチポート分配マニホールド２１０が設けられている。マニホールド２１０は、入口２１１を介して、図１の送出マニホールド１６に流体接続されている。流体ライン２１４は、出口ポート２１２と電子装置２０４の入口ポート２１６との間、および、出口ポート２１２とコンテナ２０６の入口ポート２１８との間を延びている。流体ライン２１４は、回帰する冷却液を、装置２０４内の電子機器を液浸冷却するために分配マニホールド２１０から電子装置２０４の内部に向けると共に、電源２０８を液浸冷却するためにコンテナ２０６の内部に向けている。装置２０４の内部における冷却液の流れは、冷却液を回路基板によって形成されたパーティションの間に分配させる管理されたバルク流であり、回路基板上のＡＳＩＣや他の電子部品を冷却液中に浸す。

図７を参照すると、流体は、各装置２０４から、装置２０４の、入口ポート２１６の反対側の側面に形成された出口開口部または堰２２０を通って出ていく。それ以外は、装置２０４は、概して液密であるので、装置２０４は、出口開口部２２０の高さまで冷却液で充填される。一旦、出口開口部２２０に到達すると、冷却液は、出口開口部２２０を通ってトレイの中にこぼれ出る。コンテナ２０６は、（図示されるように）その上部が開いていてもよいし、上部が閉じられていてもよい。出口開口部２２２が、コンテナ２０６の、入口ポート２１８の反対側の側面に形成されている。それ以外は、コンテナ２０６は、概して液密であるので、コンテナ２０６は、出口開口部２２２の高さまで冷却液で充填される。一旦、出口開口部２２２に到達すると、冷却液は、出口開口部２２２を通ってトレイの中にこぼれ出る。

図６および図７をさらに参照すると、ハウジング２０２またはトレイは、（図７に示される）少なくとも１つの冷却液戻り出口２２４をさらに含む。これを通って、冷却液がハウジング２０２から出ると共に図１の重力戻しマニホールド２０の中に流れ込む。本実施形態では、大部分の冷却液は、電子装置２０４およびコンテナ２０６内部に配置され、浅いトレイが、図１～３および図４～５のトレイと比べて比較的少ない量の冷却液を保持する。出口２２４は、冷却液がトレイから流れ出て重力戻しマニホールドの中に流れ込むことを許容する任意の構成を有していることが可能である。例えば、出口２２４は、堰であることが可能である。図７は、堰または出口２２４を、トレイの、分配マニホールド２１０の反対側の側面に形成されて、トレイの一部のみに渡って延びるものとして示している。しかしながら、堰または出口２２４は、トレイの他の側面に形成されて、それが形成された側面の長さ全体に渡って延びていてもよい。

ここで、図８～１２を参照して、他の実施形態である液浸冷却電子システム３００について記載する。本実施形態では、システム１０の要素に類似の構成および動作を有する要素には、類似の参照符号を用いてこれらを参照する。本実施形態は、最小／最大圧力制限対を満たすようにポンプ２２（図１１）の動作を制御する、「正の定圧」冷却液送出システムを含む。

例えば、システム３００では、圧力タンク３０２が、送出マニホールド１６の上部に接続されている。圧力センサ３０４が、システム３００内の適切な位置、例えば送出マニホールド１６上の、概ね、マニホールド１６の下に向かって３番目の電子装置１４の高さに配置されている。センサ３０４から読み出した圧力を用いて、最小／最大圧力制限対を満たすようにポンプ２２の動作を制御する。圧力タンク３０２は、貯水／圧力タンクとして機能して、冷却液の緩衝容積を提供し、流れの大幅な変動および圧力の大きな変化が電子装置１４によって生じないようにする。この変化は、ポンプ２２がセンサ制御コマンドに応答し、冷却液を熱交換器２４、ホース、マニホールド等を通して移動させて、冷却液が供給されるセンサ３０４および全てのポートにおいて所望の圧力条件を満たす必要があることにより生じ得る時間遅延の結果生じ得る。

図８～１２をさらに参照すると、ハウジング／トレイ７０の出口１０２からの冷却液の回帰流が、他のハウジング／トレイ７０の回帰流路に悪影響せず、回帰する冷却液をシステム３００内の下位の高度にあるハウジング／トレイ７０に供給しないことが望ましい。加えて、ポンプ２２内のキャビテーションが発生する可能性を最小化するために、容器１８に戻る冷却液が最小空気連行を有していることが望ましい。さらに、重力戻しマニホールド２０において、回帰する冷却液の水滴が垂直方向に長くならないようにすることが望ましい。なぜなら、垂直方向に長い水滴は、回帰する冷却液が容器１８内の冷却液のバルク容積の表面にぶつかる時に、著しい空気連行を生じさせるため、望ましくない音響ノイズを生成することになる。

これらの目的に達するための１つの方法が、図９～１２に示されている。電子装置１４からの出口１０２は、図８に示されるように、電子装置１４の幅の一部に延びている（図４および図７の出口１５０、２２４に類似している）。図９および図１０に最も良好に示されるように、戻しマニホールド２０の外表面は、一連の冷却液流出傾斜路３０８、すなわち、各電子装置１４につき１つの流出傾斜路３０８を含む。流出傾斜路３０８は、各出口１０２から冷却液を受け取る入口端部３１０、および、戻しマニホールド２０の内部に繋がる出口端部３１２を有している。この傾斜路３０８は、入口端部３１０と出口端部３１２との間においてゆっくりと下方に傾斜し、冷却液が入口端部３１０から出口端部３１２に流れて、そこで、冷却液が戻しマニホールド２０の内部に流れ込むようになっている。図示された例では、第１の群の４つの電子装置１４の流出傾斜路３０８は、第１の群の４つの装置と似た第２の群の４つの電子装置１４と、長さが異なっている。入口端部３１０は、垂直に積み重なって位置しているが、出口端部３１２は、各群の４つの電子装置１４において、横方向に互いにシフトして配置されており、回帰する冷却液が、シフトされた位置にある戻しマニホールド２０の中に放出されるようになっている。

加えて、戻しマニホールド２０の内部空間は、回帰する冷却液が長距離で自由落下することを回避するように構成されている。例えば、図１０および図１２に最も良好に示されるように、マニホールド２０の内部において、概ね、最も上位にある電子装置１４の水位から最も下位にある電子装置１４の下方に延びる一連の流れ遮断装置３２０が設けられている。流れ遮断装置３２０は、戻しマニホールド２０の対向する前後壁から突出する一連の壁として示されており、ここで、前壁から突出する壁と、後壁から突出する壁とが交互になっている。出口端部３１２の１つを通って戻しマニホールド２０に入る冷却液が、前壁から突出する流れ遮断装置３２０のうちの１つに流れ、その後、次の後壁から突出する流れ遮断装置３２０に流れるように方向づけられており、その後、この液体は、次の前壁から突出する流れ遮断装置３２０（そしてその次という様に）流れるように方向づけられている。冷却液が戻しマニホールド２０内の交互に設けられた流れ遮断装置３２０を斜面滑降することは、出口１０２のうちのいずれか１つからの回帰流が、他のハウジング／トレイ７０の回帰流路に悪影響せず、回帰する冷却液をシステム３００内の下位の高度にあるハウジング／トレイ７０に供給されないことを確保し、回帰する冷却液の水滴が垂直方向に長くなることを防ぐことに役立ち、冷却液のはね上がりを最小化することにより空気連行を最小化する。

（図１２と共に）図１３は、他の一例である液浸冷却システム４００を示している。システム４００は、システム３００またはシステム１０に構造が類似していることが可能である。本実施形態では、システム３００またはシステム１０における要素に類似の構成および動作を有する要素には、類似の参照符号を用いてこれらを参照する。本実施形態では、容器１８は、凝縮水が存在する場合、溜まる位置を制御する起伏のある床面を含む。特に、冷却液は、典型的には比重が水よりも小さい油である。冷却液および水は、混和不可能であるので、容器１８の床面の傾斜が水滴を底部の最も低い位置に導くならば、水は容器１８のその最も低い位置に沈殿することになる。冷却液は、容器１８内の凝縮した水の上で単に層を成すことになる。

図１２および図１３に示されるように、容器１８の起伏のある床面は、凝縮水を収集することを意図したウェルまたは凹部４０２を有して形成されている。容器１８の床面は、ウェル４０２に向かって起伏を形成しており、どんな凝縮水もウェル４０２の中にたまるようになっている。水センサ４０４が、溜まった水を検出するために、ウェル４０２の中に配置されていることが可能である。ウェル４０２から水を排水するための機構も設けられている。例えば、この機構は、ウェル４０２から容器１８の上方かつ外部に延び得るサイフォンチューブ４０６を含むことが可能であり、水をシステムの外に流すために、サイフォンポンプ（図示しない）が取り付けられていてもよい。あるいは、ウェル４０２の底部からの排水ポートに、水をウェル４０２から排水するための、手動または自動的に動作する遮断弁が備えられていてもよい。

システム４００において、ポンプ２２の入口は、水がポンプ２２の中に吸引されることを回避し、水が電子装置１４に流れて電子機器と接触することを回避するのに適した、ウェル４０２に対する位置および高度に配置されている必要がある。またポンプの入口は、泡がポンプ２２の中に引き込まれることを最小化する高さという点から、容器１８内の比較的低い位置ではあるが、ポンプ２２が水を容器１８の最も低い部分から冷却液の流れの中に流し得る程低くはない位置にある必要がある。図１３は、ポンプ２２の入口４０８とウェル４０２の相対位置の一例を示す。本実施形態では、ポンプ２２に入る前の冷却液をろ過するフィルタ５４が、ポンプ出口ではなく、入口４０８に配置されている。

水を収集するためのウェル４０２を有する容器１８に加えて、電子機器を収容する各ハウジング／トレイ７０、１１２が、凝縮水を類似の方法で蓄積するように構成されていてもよい。例えば、容器１８のように、ハウジング／トレイ７０、１１２の床面は、凝縮水を、ハウジング／トレイ７０、１１２の床面に形成されたウェルの中に方向付けるように、起伏を有していることが可能である。ハウジング／トレイ７０、１１２内のウェルに溜まった水を排水するための機構が設けられていてもよい。

図１４～１９は、他の実施形態である、液浸冷却電子システム４５０、および、システム４５０内で液浸冷却される電子装置４５２を示している。システム４５０において、装置４５２は、ラック４５４上で、装置４５２の垂直方向に離隔された複数の列４５６から成るアレイ状に支持されている。各列４５６は、複数の装置４５２を含むものとして示されている。しかしながら、各列４５６は、単一の装置４５２を含んでいてもよい。加えて、縦列である必要はなく、複数の装置４５２が、１つの水平アレイに配置されていてよい。

システム４５０は、垂直供給マニホールド４６０、各列４５６につき１つの水平供給マニホールド４６２、各列４５６につき１つの水平戻しマニホールドまたは横樋４６４、垂直重力戻しマニホールドまたは横樋４６６（図１５に最も良好に示されている）、容器４６８、ポンプ４７０、および、熱交換器４７２を含んでいることが可能である。各電子装置４５２への動力は、各列４５６に関連付けられた電力配分装置４７４によって供給可能である。

図１４～１６を参照すると、供給マニホールド４６０は、冷却された回帰する冷却液を各列４５６に供給する。図１４に示されるように、供給マニホールド４６０は、フレーム４５４に沿って、かつ、フレーム４５４に固定されて、上方に延びている。各供給マニホールド４６２は、供給マニホールド４６０に流体接続されて、冷却された回帰する冷却液を、各電子装置４５２に分配する。各電子装置４５２から出ていく冷却液は、各列４５６において、戻しマニホールド４６４の中に放出され、各戻しマニホールド４６４は、重力戻しマニホールド４６６に流体接続されている。重力戻しマニホールド４６６は、装置４５２内の発熱電子機器を冷却した後に重力によって回帰する冷却液を収集する容器４６８に流体接続されている。ポンプ４７０の入口は、容器４６８に接続されており、冷却液を容器から熱交換器４７２に送る。熱交換器４７２は、任意の好適な方法で冷却液を冷却する。好適な方法は、上述のように、液体－液体、または、液体－空気を含むがこれに限定されない。次に、冷却された冷却液は、各列４５６への分配のために、熱交換器４７２からマニホールド４６０の中に出される。

図１４、１７、および、１８を参照すると、各電子装置４５２は、そのそれぞれの供給マニホールド４６２に、マニホールド４６２から装置４５２の冷却液入口４７８まで延びる供給ラインまたは供給チューブ４７６を介して流体接続されている。各装置４５２は、電子装置２０４に似た構造を有していることが可能である。例えば、各装置４５２は、発熱電子機器が配置され冷却液中に浸される内部空間を規定するハウジング４８０を含む。非限定の一実施形態では、各装置４５２は、ビットコインマイニングＡＳＩＣハードウェアであるＡｎｔｍｉｎｅｒRシステムとして構成されている。各ＡｎｔｍｉｎｅｒRシステムは、多数のＡＳＩＣが装着されたプリント回路基板、例えば３つの回路基板を含むことが可能である。ＡＳＩＣは、さらなる放熱のために、これに接着された受動フィンを備えた放熱板を有していてもよい。装置４５２の幾つかの電子機器４８２は、各装置４５２の上部に配置されて、冷却液中に浸されていなくてもよい。装置４５２用の電源４９０が、各装置４５２に隣接して配置されていてもよく、電源４９０は、空気で冷却されてもよいし、または、液浸により冷却されてもよい。

入口４７８は、ハウジング４８０の第１の側または前側に配置されており、冷却液をハウジング４８０の内部空間の中に流入させる。出口開口部または堰４８４が、ハウジング４８０の、入口４７８を有する側の反対側である第２の側または後側に形成されている。冷却液は、装置２０４の、入口ポート２１６の反対側に形成された出口開口部または堰４８４を介して各装置４５２から出ていく。図１９に最も良好に示されるように、出口開口部４８４は、外に出ていく冷却液が戻しマニホールド４６４に収集されるように、戻しマニホールド４６４に接続されている。戻しマニホールド４６４はまた、重力戻しマニホールド４６６に流体接続されており、冷却液を容器４６８に戻すものである。ハウジング４８０の上部は開口している（つまり、ハウジング４８０を密閉する蓋はない）。それ以外は、ハウジング４８０は、通常、液密であり、装置４５２が冷却液で出口開口部４８４の水位まで充填されるようになっている。

図２０は、電子システム４５０に類似の、他の実施形態である液浸冷却電子システム５００を示している。システム５００における、システム４５０の要素に類似の要素には、類似の参照符号を用いてこれらを参照する。システム５００は、システム４５０において用いられる容器４６８と比べてより小さい容器４６８を用いる。この小さい容器４６８は、ラック４５４の真下に取り付けられている。加えて、容器４６８に流体接続された予備容器４６８ａが設けられている。この予備容器は、ラック４５４全体において装置４５２を充填および排水する際に冷却液を保持するさらなる容量を提供する。システム５００の構成は、図１４のシステム４５０と比べて、ラック４５４上の装置４５２のさらなる列４５６のための空間的余裕を許容するものである。

図２１～２３は、電子システム４５０および５００に類似の、他の実施形態である液浸冷却電子システム５１０を示している。システム５１０の、システム４５０および５００に類似の要素には、類似の参照符号を用いてこれらを参照する。システム５１０において、各列４５６は、専用のポンプ４７０および熱交換器４７２を含む。図２３を参照すると、各列４５６は、供給マニホールド４６２および戻しマニホールド４６４を含む。供給マニホールド４６２は、その列の装置４５２のそれぞれに冷却液を供給し、冷却液は、電子機器を冷却した後、出口開口部４８４を通って各装置を出ていき、この列の戻しマニホールド４６４に入る。ポンプ４７０の入口は、戻しマニホールド４６４に接続されており、回帰する冷却液をマニホールド４６４から熱交換器４７２を介して供給マニホールド４６２の中に送る。熱交換器４７２は、空冷式であってもよいし、液体－液体冷却用の二次流体ループが、垂直マニホールド（図示しない）を介して、各熱交換器４７２に接続されていてもよい。

システム５１０のこの構成は、システム４５０、５００の垂直供給マニホールド、および、戻しマニホールド４６０、４６６を必要としない。加えて、システム５１０の構成は、図２０のシステム５００と比べて、ラック４５４上の装置４５２のさらなる列４５６のための空間的余裕を許容する。加えて、各列４５６において冷却液ループを維持することは、ポンプ４７０による送出をより効率的に行うことを可能にし、流れを装置４５２に分配することを容易にする。

図２４～２７は、他の実施形態である液浸冷却電子システム５２０を示す。システム５２０は、複数の装置ハウジング５２２を含む。これらの装置ハウジング５２２は、ラック５２４上で、ハウジング５２２の、垂直方向に離隔された複数の列５２６から成るアレイ状に支持されている。各列５２６は、複数のハウジング５２２を含むものとして示されている。しかしながら、各列５２６は、単一のハウジング５２２を含んでいてもよい。加えて、縦列である必要はなく、複数のハウジング５２２が１つの水平アレイに配置されていてよい。

各ハウジング５２２は、冷却液を収容することを意図した内部空間を規定する液密の底部トレイ５２８、および、トレイ５２８の上に配置された取り外し可能な上部カバー５３０を含む。上部カバー５３０は、内部空間を閉鎖して、汚染物質がトレイ５２８内の冷却液に入ることを回避する。

図２５～２７に最も良好に示されるように、各ハウジング５２２には、複数の電子装置５３２が配置されている。各装置５３２は、装置２０４に類似した構成を有している。具体的には、各装置５３２は、上述のようなビットコインマイニングＡＳＩＣハードウェアであるＡｎｔｍｉｎｅｒRシステムとして構成されていることが可能である。図示された例では、各ハウジング５３２に１０個の装置５３２が示されている。しかしながら、より少ないまたは多い数の装置５３２が、各ハウジング５２２に配置されていてもよい。

各装置５３２は、発熱電子部品５３６を収容する内部空間を規定する蓋なしの装置ハウジング５３４を含む。装置ハウジング５３４は、冷却液をその中に収容し、少なくともいくつかの電子部品５３６がその中で浸されるように構成されている。図２６に示されるように、電子部品の幾つかは、図４～５の分散プレナムハウジング１２６、１３０に類似の機能を有する分散プレナムハウジング５３８によって覆われていることが可能である。冷却液は、各ハウジング５３４の中に入口ライン５４０を介して入ることが可能である。入口ライン５４０は、入ってきた冷却液が、ＣＰＵまたはＧＰＵといった発熱部品５３６の上を流れる時にこの冷却液を拘束する各プレナムハウジング５３８に接続されている。入ってきた冷却液は、その後、ハウジング５３４に収容されたバルク冷却液に流入する。冷却液は、各ハウジング５３４に形成された（図７の出口開口部２２０に似た）出口開口部または堰５４２を介して、各ハウジング５３４を出ていく。その後、出ていった冷却液は、重力によって、トレイ５２８の内部空間に収容されたバルク液体の中に落下する。

加えて、装置５３２の少なくともいくつかの電子機器は、ハウジング５２２の底部トレイ５２８内に収容されたバルク冷却液に浸される。例えば、図２５に示されるように、各装置５３２用の電源５４４が、各装置５３２の真下に配置されていてもよく、各電源５４４は、トレイ５２８内のバルク冷却液中に部分的または完全に浸される。トレイ５２８内のバルク冷却液は、水位５４６で維持され、電源５４４または電子機器が適切に浸されることを確保している。

冷却液は、ポンプ５４８によってシステム５２０内を循環する。ポンプ５４８は、その送り出し機能を実施するために、ハウジング５２２内または任意の好適な位置に配置されることが可能である。ポンプ５４８は、トレイ５２８内のバルク冷却液中に配置された入口５５０を有しており、冷却液を、冷却液を冷却するための熱交換器５５２に送る。熱交換器５５２は、その熱交換機能を実施するために、ハウジング５５２内または任意の好適な位置に位置していてもよい。熱交換器５５２は、例えば、液体－液体熱交換用の外部冷却液ループ５５４に接続されていてもよく、または、熱交換器５５２は、液体－空気熱交換により冷却液を冷却してもよい。ポンプ５４８の出口は、ハウジング５２２において、入口ライン５４０が流体接続されている供給マニホールド５５６に接続されており、冷却された冷却液を各装置５３２に戻す。

図示されるシステム５２０では、冷却液は、ハウジング５２２を出て行かない。冷却液は、装置５３２の各ハウジング５３４に入り、その中の電子機器を冷却し、その後、出口開口部または堰５４２から出て、トレイ５２８内のバルク冷却液中に重力によって落下する。その後、冷却液は、冷却用の熱交換器に送られ、各装置５３２のハウジング５３４に戻る。同時に、トレイ５２８内のバルク冷却液は、冷却液に接触した、システム５２０の電源５４４および他の任意の部材を冷却する。このシステム５２０の構成では、流体容器と供給および戻しマニホールドとを分離する必要はない。

図２８は、システム５２０に類似の、他の実施形態である液浸冷却電子システム５６０を示している。同様の要素は、同様の参照符号を用いて参照する。システム５６０において、各列５２６内のハウジング５２２は、ポンプと、ポンプ５６４および熱交換器５６６を収容する熱交換モジュール５６２とを共有する。各ハウジング５２２のトレイ５２８からの冷却液は、ポンプ５６４によって熱交換器５６６に送り出される。熱交換器５６６は、冷却液を冷却した後、冷却された冷却液を、供給マニホールド５５６を介して装置５３２に戻す。熱交換器５６６は、二次冷却液を運ぶ二次冷却剤ループでの熱交換によって冷却液を冷却するように構成されていてもよいし、または、適切であると判定される場合には、空気を用いた冷却を行ってもよい。図２８の矢印は、冷却液のモジュール５６２を介した流れを示している。ハウジング５２２がモジュール５６２を共有しているので、冷却液は、２つのハウジング５２２に共有され得る。

図２９～３１は、他の実施形態である液浸冷却電子システム５７０を示している。本実施形態では、システム５７０は、複数の電子装置ハウジング５７２がラック上で好適に支持された高密度のＧＰＵまたはＣＰＵアレイとして構成されている。図３０に示されるように、各ハウジング５７２は、蓋なしの液密トレイ５７４を含み、液密トレイ５７４は、必要に応じて取り外し可能なカバーによって覆われることが可能である。トレイ５７４は、その中に冷却液を収容するように構成されている。複数のカードまたは回路基板５７６が、トレイ５７４内に配置されている。図示された例では、カード５７６は、互いに垂直および平行に配置されている。カード５７６は、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）または中央処理装置（ＣＰＵ）として構成されており、各カード５７６は、その上に設けられた１つまたはそれ以上のプロセッサを有している。

供給マニホールド５７８は、回帰する冷却液を、冷却された後に、各カード５７６に供給する。供給マニホールド５７８は、トレイ５７４の内部空間の外側に配置されたものとして示されている。しかしながら、供給マニホールド５７８は、他の位置に配置されていてもよい。トレイ５７４の反対側に、出口開口部または堰５８０を含む。これを通って、冷却液が、トレイ５７４から出ていく。図２９に最も良好に示されるように、開口部５８０を出た冷却液は、重力によって、回帰横樋またはマニホールド５８２の中に落下する。回帰横樋またはマニホールド５８２は、冷却液を容器に戻す。この容器において、液体は熱交換器（図示しない）によって冷却され、ポンプ（図示しない）によって戻しマニホールドを介して、ラック上のハウジング５７２の各列に送り返され、最終的に、トレイ５７４に戻るために供給マニホールド５７８に送られる。

図３０および図３１を参照すると、供給ライン５８４が、供給マニホールド５７８からカード５７６に向かって延びている。各供給ライン５８４を通る流れは、適した弁５８６によって制御可能である。冷却を促進するために、カード５７６上のプロセッサは、分散プレナムハウジング５８８によって包囲されていてもよい。分散プレナムハウジング５８８は、トレイ５７４に収容されたバルク冷却液の中に流れ込む前に、図３１の矢印によって示されるようなプロセッサの上を流れる際の、冷却された回帰冷却液を拘束する。

本願に開示した例は、あらゆる点において、例示的であると見なされ、決して限定的であると見なされるべきではない。本発明の範囲は、上述の明細書によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と同じ意味および範囲内のあらゆる変形は、本発明に含まれるものである。

Claims (10)

1. 液浸冷却される電子装置であって、
   内部空間および最大誘電冷却液水位を規定する装置ハウジングと、
   前記装置ハウジングの内部空間内に配置された発熱電子部品と、
   前記内部空間において、前記発熱電子部品を浸し、前記発熱電子部品に直接接触する誘電冷却液と、
   前記装置ハウジングに形成され、前記誘電冷却液が前記内部空間に入る際に通る誘電冷却液入口と、
   前記装置ハウジングに形成され、前記誘電冷却液が前記内部空間を出る際に通る誘電冷却液出口堰であって、前記誘電冷却液出口堰は、前記装置ハウジングの前記最大誘電冷却液水位に設けられており、前記内部空間内の前記誘電冷却液の水位を定め、前記発熱電子部品の冷却に必要な、前記内部空間内の前記誘電冷却液の容積流量を定める誘電冷却液出口堰とを備えることを特徴とする、液浸冷却される電子装置。
2. 前記装置ハウジングは、第１の側と、前記第１の側の反対側の第２の側とを含み、前記誘電冷却液入口は前記第１の側にあり、前記誘電冷却液出口堰は前記第２の側にある、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置。
3. 前記内部空間内に配置され、前記誘電冷却液入口に流体接続されたマルチポート分配マニホールドと、前記マルチポート分配マニホールドから延びて、前記誘電冷却液の回帰流を前記発熱電子部品のうちの１つに直接方向付けるチューブとをさらに含む、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置。
4. 前記誘電冷却液出口堰は、前記装置ハウジングの、前記誘電冷却液入口の位置よりも高い垂直高さに位置している、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置。
5. 前記発熱電子部品は、ビットコインマイニングＡＳＩＣハードウェアを含む、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置。
6. 前記発熱電子部品は、電源、プロセッサ、および、スイッチのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置。
7. 液浸冷却電子システムであって、
   複数の、請求項１に記載の液浸冷却される電子装置と、
   少なくとも１つの入口および複数の送出出口を含む誘電冷却液送出マニホールドであって、各前記送出出口は、各誘電冷却液入口の誘電冷却液入口に流体接続されて、誘電冷却液を各装置ハウジングの内部空間に送出する、誘電冷却液送出マニホールドと、
   前記誘電冷却液を供給するように構成されている誘電冷却液容器と、
   前記誘電冷却液容器に流体接続されたポンプ入口と、前記誘電冷却液送出マニホールドの少なくとも１つの入口に流体接続されたポンプ出口とを備えるポンプと、
   各誘電冷却液出口堰が流体接続された誘電冷却液重力戻しマニホールドであって、前記誘電冷却液重力戻しマニホールドは、前記誘電冷却液容器に流体接続されており、これによって、前記誘電冷却液出口堰を通って流出した前記誘電冷却液は、前記誘電冷却液重力戻しマニホールドによって、重力で前記誘電冷却液容器に回帰する誘電冷却液重力戻しマニホールドとを備えることを特徴とする、液浸冷却電子システム。
8. 前記複数の液浸冷却される電子装置は、垂直に離隔された複数の列を含むアレイ状に配置され、前記列はラック上に配置されている、請求項７に記載の液浸冷却システム。
9. 前記誘電冷却液容器は、前記垂直に離隔された複数の列の真下のラックの底部に配置されている、請求項８に記載の液浸冷却システム。
10. 前記誘電冷却液容器に流体接続され、前記誘電冷却液容器からの前記誘電冷却液を冷却する熱交換器をさらに備える、請求項８に記載の液浸冷却システム。

Images