JPWO2018087902A1 - Immersion cooling electronic device, power supply unit, and cooling system - Google Patents

Immersion cooling electronic device, power supply unit, and cooling system Download PDF

Info

Publication number
JPWO2018087902A1
JPWO2018087902A1 JP2018549728A JP2018549728A JPWO2018087902A1 JP WO2018087902 A1 JPWO2018087902 A1 JP WO2018087902A1 JP 2018549728 A JP2018549728 A JP 2018549728A JP 2018549728 A JP2018549728 A JP 2018549728A JP WO2018087902 A1 JPWO2018087902 A1 JP WO2018087902A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electronic device
power supply
cooling
supply unit
voltage
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.)
Granted
Application number
JP2018549728A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6644906B2 (en
Inventor
齊藤 元章
元章 齊藤
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.)
Exascaler Inc
Original Assignee
Exascaler Inc
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 Exascaler Inc filed Critical Exascaler Inc
Publication of JPWO2018087902A1 publication Critical patent/JPWO2018087902A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6644906B2 publication Critical patent/JP6644906B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/20Cooling means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • 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
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • 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
    • 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
    • H05K7/20236Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures by immersion
    • 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
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2200/00Indexing scheme relating to G06F1/04 - G06F1/32
    • G06F2200/20Indexing scheme relating to G06F1/20
    • G06F2200/201Cooling arrangements using cooling fluid

Abstract

冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器を提供する。電子機器は、電子機器用の直流電圧を供給する電圧入力端を備えるキャリア基板と、キャリア基板を支持する支持部材とを含む。電圧入力端は、電源ユニットの電圧出力端に電気的に接続される。支持部材は、電子機器が電源ユニットと電気的に接続されたときに、冷却装置が備える冷却槽の底部に設置された電源ユニットの上部に位置するようにキャリア基板を支持する。支持部材は、キャリア基板が一の面に固定されるバックボード又はフレーム構造を含むとよい。バックボード又はフレーム構造は、冷却槽内に垂直に起立して固定された複数の支持柱によってスライド可能に支持されるとよい。バックボード又はフレーム構造は、冷却槽内に固定されるブラケットに上方から挿入される支持ピン又はガイドピンを含むとよい。Provided is an electronic device that is immersed in a cooling fluid in a cooling device to be directly cooled. The electronic device includes a carrier substrate provided with a voltage input end for supplying a DC voltage for the electronic device, and a support member supporting the carrier substrate. The voltage input end is electrically connected to the voltage output end of the power supply unit. The support member supports the carrier substrate so as to be located at the top of the power supply unit installed at the bottom of the cooling tank provided in the cooling device when the electronic device is electrically connected to the power supply unit. The support member may include a backboard or frame structure in which the carrier substrate is secured to one side. The backboard or frame structure may be slidably supported by a plurality of support columns vertically fixed in the cooling tank. The backboard or frame structure may include a support pin or guide pin inserted from above into a bracket fixed in the cooling bath.

Description

本発明は電子機器、及び電源ユニットに係り、特に、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器、及び電源ユニットに関するものである。また、本発明は、当該電子機器及び電源ユニットを用いた冷却システムに関するものである。本明細書において電子機器とは、一般に、スーパーコンピュータやデータセンター等の超高性能動作や安定動作が要求され、かつそれ自体からの発熱量が大きな電子機器をいうが、これに限定されるものではない。また、電源ユニットとは、外部電源からの高電圧入力(例えば、DC380V、AC200V)を、電子機器用の直流電圧出力(例えばDC48V(DC47.5Vを含む)、DC12V)に降圧する、降圧デバイスを含むユニットをいう。   The present invention relates to an electronic device and a power supply unit, and more particularly to an electronic device which is immersed in a cooling liquid in a cooling device and directly cooled, and a power supply unit. The present invention also relates to a cooling system using the electronic device and the power supply unit. In the present specification, an electronic device generally refers to an electronic device that requires super high performance operation and stable operation such as a super computer and a data center, and generates a large amount of heat from itself, but is limited thereto is not. A power supply unit is a step-down device that steps down high-voltage input (for example, DC380V, AC200V) from an external power supply to a DC voltage output (for example, DC48V (including DC47.5V), DC12V) for electronic devices. The unit that contains

近年のスーパーコンピュータの性能の限界を決定する最大の課題の一つは消費電力であり、スーパーコンピュータの省電力性に関する研究の重要性は、既に広く認識されている。すなわち、消費電力当たりの速度性能(Flops/W)が、スーパーコンピュータを評価する一つの指標となっている。また、データセンターにおいては、データセンター全体の消費電力の45%程度を冷却に費やしているとされ、冷却効率の向上による消費電力の削減の要請が大きくなっている。   One of the biggest problems in determining the limit of the performance of supercomputers in recent years is power consumption, and the importance of research on power saving performance of supercomputers has already been widely recognized. That is, the speed performance per power consumption (Flops / W) is one index for evaluating a super computer. In addition, in the data center, about 45% of the power consumption of the entire data center is considered to be cooling, and the demand for reduction of the power consumption by the improvement of the cooling efficiency is increasing.

スーパーコンピュータやデータセンターの冷却には、従来から空冷式と液冷式が用いられている。液冷式は、空気より格段に熱伝達性能の優れる液体を用いるため、一般的に冷却効率がよいとされている。特に、フッ化炭素系冷却液を用いる液浸冷却システムは、合成油を用いるものに比べて電子機器のメンテナンス(具体的には、例えば調整、点検、修理、交換、増設。以下同様)に優れる等の利点を有しており、近年注目されている。   Air-cooled and liquid-cooled systems are conventionally used to cool supercomputers and data centers. The liquid cooling type generally uses a liquid having a heat transfer performance much better than that of air, and thus is generally considered to have a good cooling efficiency. In particular, the immersion cooling system using a fluorocarbon-based coolant is superior to maintenance of electronic devices (specifically, for example, adjustment, inspection, repair, replacement, extension, the same applies hereinafter) as compared to one using synthetic oil. Etc., and has attracted attention in recent years.

本発明者は、小規模液浸冷却スーパーコンピュータ向けの、小型で冷却効率の優れた液浸冷却装置をすでに開発している。当該装置は、高エネルギー加速器研究機構に設置されている小型スーパーコンピュータ「Suiren」に適用され、運用されている(非特許文献1)。   The inventor has already developed a small-sized, highly efficient immersion cooling device for small-scale immersion cooling supercomputers. The device is applied to and operated by a small super computer "Suiren" installed at the High Energy Accelerator Research Organization (Non-Patent Document 1).

また、本発明者は、液浸冷却される電子機器における実装密度を大幅に高めることのできる、改良された液浸冷却装置を提案している(非特許文献2、非特許文献3)。   Further, the present inventor has proposed an improved immersion cooling apparatus capable of significantly increasing the mounting density in immersion cooled electronic devices (Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3).

「液浸冷却小型スーパーコンピュータ「ExaScaler-1」が、25%を超える性能改善により最新のスパコン消費電力性能ランキング「Green500」の世界第一位相当の値を計測」、2015年3月31日、プレスリリース、株式会社ExaScaler他、URL:http://www.exascaler.co.jp/wp-content/uploads/2015/03/20150331.pdf"Immersion cooling small super computer" ExaScaler-1 measures the value equivalent to the world's top of the latest supercomputer power consumption performance ranking "Green 500" by performance improvement over 25%, March 31, 2015, Press Release, ExaScaler Co., Ltd., URL: http://www.exascaler.co.jp/wp-content/uploads/2015/03/20150331.pdf 「Exa級の高性能機を目指し、半導体・冷却・接続を刷新(上)」、日経エレクトロニクス2015年7月号、pp.99−105、2015年6月20日、日経BP社発行"To achieve high-performance Exa-class machines, semiconductor, cooling, and connection reform (upper), Nikkei Electronics July 2015 issue, pp. 99-105, June 20, 2015, published by Nikkei BP 「スーパーコンピュータ「Shoubu(菖蒲)」がスパコンの省エネランキングGreen500で3期連続の世界第1位を獲得−「Satsuki(皐月)」も2位を獲得 理研設置のスパコンが1,2位を占める−」、2016年6月20日、プレスリリース、株式会社ExaScaler他、URL:http://www.exascaler.co.jp/wp-content/uploads/2016/06/20160620_1.pdf"Super computer" Shoubu "wins 3rd consecutive world No. 1 ranking in the energy saving ranking Green 500 of the supercomputer-" Satsuki "also wins 2nd place The supercomputer installed at RIKEN occupies the first and second place- ", June 20, 2016, press release, ExaScaler, Inc., etc., URL: http://www.exascaler.co.jp/wp-content/uploads/2016/06/20160620_1.pdf

液浸冷却装置に適用される電子機器は、通常、外部電源から供給される高電圧入力を、電子機器のプロセッサ、ストレージデバイス、又はネットワークカード等の装置で使用される低電圧出力に降圧する電源ユニットを備えている。電源ユニットは電源ケーブルを介して外部電源と接続されるため、電源ケーブルのコネクタプラグを接続し易いように、電子機器の最上部に置かれている。しかし、例えば数十の電子機器を収納した液浸冷却装置では、これら電子機器の上部に、数十本のネットワークケーブルと、数十本の太い電源ケーブルが配線されるため、ケーブル配線が煩雑であり、また、電子機器のメンテナンスの効率が阻害されるという問題があった。また、電子機器の構成によっては、電源ユニットの体積、長さ、及び重量が、電子機器全体の体積、長さ、及び重量の1/4から1/3を占める場合がある。このため、長い電子機器を収納するために、冷却槽(以下「液浸槽」という場合がある)の高さを高く(深さを深く)設計する必要があった。さらに、比較的重い電源ユニットが電子機器の最上部に置かれるため、電子機器の重心、ひいては液浸冷却装置全体の重心が高くなり、大地震等の大きな振動に対して不安定となるおそれがあった。   An electronic device applied to the immersion cooling device normally reduces the high voltage input supplied from the external power supply to a low voltage output used in a processor of the electronic device, a storage device, or a device such as a network card. It has a unit. The power supply unit is connected to an external power supply via a power cable, and thus is placed at the top of the electronic device so that the connector plug of the power cable can be easily connected. However, for example, in an immersion cooling apparatus containing several tens of electronic devices, several tens of network cables and several tens of thick power cables are wired on top of these electronic devices, so the cable wiring is complicated. In addition, there is a problem that the efficiency of the maintenance of the electronic device is hampered. Also, depending on the configuration of the electronic device, the volume, length, and weight of the power supply unit may occupy 1/4 to 1/3 of the volume, length, and weight of the entire electronic device. For this reason, in order to store a long electronic device, it was necessary to design the height of the cooling tank (hereinafter sometimes referred to as “immersion tank”) to be high (the depth is deep). Furthermore, since a relatively heavy power supply unit is placed at the top of the electronic device, the center of gravity of the electronic device and thus the center of gravity of the entire immersion cooling device may be high, and may be unstable against large vibrations such as a large earthquake. there were.

よって、液浸冷却装置に適用される電子機器において、電子機器上部の電源ケーブルの配線を必要としない新構成の電子機器と、当該電子機器に適合する新構成の電源ユニットを開発することが望まれている。   Therefore, in the electronic device applied to the immersion cooling device, it is desirable to develop a new configuration electronic device that does not require the wiring of the power cable on the upper side of the electronic device and a power supply unit having a new configuration compatible with the electronic device. It is rare.

他方、近年、データセンターに設置されるサーバ等の電子機器に、DC380Vの高電圧直流(以下「HVDC」という)を供給するシステム(以下「HVCDシステム」という場合がある)が提案されている。HVDCシステムの主な利点は、電力損失の大幅な低減にあり、例えば、外部電源から供給されるDC380VをDC48Vに変換して電子機器に供給する場合の、電子機器で発生する電力損失は、従来のDC12Vを供給する場合の電力損失に比べて、理論上1/16まで減らすことができる。電子機器で発生する電力損失は、熱となって放出されるので、電力損失の低減は、液浸冷却システムの冷却効率を向上させるために有効である。よって、液浸冷却用電子機器をHVDCシステムに適合させるための、新構成の電源ユニットを開発することが望まれている。   On the other hand, in recent years, there has been proposed a system (hereinafter sometimes referred to as "HVCD system") for supplying a high voltage direct current (hereinafter referred to as "HVDC") of DC 380 V to electronic devices such as servers installed in data centers. The main advantage of the HVDC system is the significant reduction of power loss. For example, when converting 380 V DC supplied from an external power source to 48 V DC and supplying it to an electronic device, the power loss generated by the electronic device is In theory, it can be reduced to 1/16 compared to the power loss when supplying 12 VDC. Since the power loss generated in the electronic device is released as heat, the reduction of the power loss is effective to improve the cooling efficiency of the immersion cooling system. Therefore, it is desirable to develop a new power supply unit for adapting the immersion cooling electronics to the HVDC system.

上記の課題を解決するために、本発明の一局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、
前記電子機器用の直流電圧を供給する電圧入力端を備えるキャリア基板であって、前記電圧入力端は、電源ユニットの電圧出力端に電気的に接続される、キャリア基板と、
前記電子機器が前記電源ユニットと電気的に接続されたときに、前記冷却装置が備える冷却槽の底部に設置された前記電源ユニットの上部に位置するように前記基板を支持する支持部材と、
を含む。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, an electronic device immersed in a cooling liquid in a cooling device and directly cooled is:
A carrier substrate comprising a voltage input end for supplying a DC voltage for the electronic device, wherein the voltage input end is electrically connected to a voltage output end of a power supply unit;
A supporting member configured to support the substrate so as to be located at the top of the power supply unit installed at the bottom of a cooling bath provided in the cooling device when the electronic device is electrically connected to the power supply unit;
including.

本発明の一局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記支持部材は、前記キャリア基板が一の面に固定されるバックボード又はフレーム構造を含むとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to one aspect of the present invention, the support member may include a backboard or a frame structure in which the carrier substrate is fixed to one surface.

また、本発明の一局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に垂直に起立して固定された複数の支持柱によってスライド可能に支持されるとよい。   Further, in a preferred embodiment of the electronic device according to one aspect of the present invention, the backboard or frame structure is slidably supported by a plurality of support columns which are vertically stood and fixed in the cooling tank. It is good.

本発明の一局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に固定されるブラケットに上方から挿入される支持ピン又はガイドピンを含むとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to one aspect of the present invention, the backboard or frame structure may include a support pin or a guide pin inserted from above into a bracket fixed in the cooling tank.

本発明のもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電源ユニットは、
外部電源電圧を供給する電圧入力端と、電圧出力端とを備えるユニット基板であって、前記電圧出力端は、電子機器の電圧入力端に電気的に接続される、ユニット基板と、
前記ユニット基板に搭載される降圧デバイスと、
を含み、
前記電源ユニットは、前記電子機器が前記電源ユニットと電気的に接続されたときに、前記電子機器が前記電源ユニットの上部に位置するよう、前記冷却装置が備える冷却槽の底部に設置され、前記底部から流入し、又は前記冷却槽の他の部位から流入する冷却液によって冷却される。
According to another aspect of the present invention, the power supply unit immersed in the cooling fluid in the cooling device and directly cooled is:
A unit substrate comprising a voltage input end for supplying an external power supply voltage and a voltage output end, the voltage output end electrically connected to a voltage input end of an electronic device;
A step-down device mounted on the unit substrate;
Including
The power supply unit is installed at a bottom portion of a cooling bath provided in the cooling device such that the electronic device is positioned above the power supply unit when the electronic device is electrically connected to the power supply unit. It is cooled by the coolant flowing from the bottom or from the other part of the cooling tank.

また、本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記ユニット基板は、前記ユニット基板の一の面と前記底部との間に前記冷却液を通すフローチャネルを形成するように、前記底部から離れて配置されているとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to the other aspect of the present invention, the unit substrate forms a flow channel for passing the cooling fluid between one surface of the unit substrate and the bottom portion. And may be located away from the bottom.

また、本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記ユニット基板は、前記ユニット基板内に前記冷却液を通すフローチャネルを有してよい。   Also, in a preferred embodiment of the power supply unit according to the other aspect of the present invention, the unit substrate may have a flow channel for passing the cooling liquid in the unit substrate.

本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、200V−420Vの外部高圧直流電圧を、24V−52Vの直流電圧に降圧する、コンバータモジュールを含むとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to another aspect of the present invention, the step-down device may include a converter module that steps down an external high voltage DC voltage of 200V-420V to a DC voltage of 24V-52V.

本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、100V−250Vの単相又は三相の外部高圧交流電圧を、24V−52Vの直流電圧に交直変換及び降圧する、コンバータモジュールを含むとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to another aspect of the present invention, the step-down device performs AC-DC conversion and step-down of 100V-250V single-phase or three-phase external high voltage AC voltage into 24V-52V DC voltage. It is good to include a converter module.

本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、力率改善回路、ノイズフィルタ、追加の整流器、及びサージ回路のうちのいずれか1つ又は2つ以上の周辺回路を含むとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to the other aspect of the present invention, the step-down device is any one or more of a power factor correction circuit, a noise filter, an additional rectifier, and a surge circuit. It is better to include peripheral circuits.

本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記電圧出力端が前記電子機器の前記電圧入力端と結合した状態を検出したとき、前記電子機器への電圧の供給を開始する第1のコントローラをさらに含むとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to the other aspect of the present invention, when it is detected that the voltage output end is coupled to the voltage input end of the electronic device, supply of voltage to the electronic device is started. The controller may further include a first controller.

本発明のもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記冷却槽の前記冷却液の液面の上部、前記冷却槽の壁面構造部、又は前記冷却槽の近傍に設置された制御盤から操作可能なスイッチのON/OFFを検出して、前記電子機器への電圧の供給の開始/切断を切り替える第2のコントローラをさらに含むとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to the other aspect of the present invention, control is provided in the upper part of the liquid surface of the cooling liquid of the cooling tank, the wall surface structure of the cooling tank, or the vicinity of the cooling tank. It is preferable to further include a second controller that detects ON / OFF of a switch operable from the panel to switch on / off the supply of voltage to the electronic device.

また、本発明のさらにもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、
前記電子機器用の直流電圧を供給する電圧入力端を備えるキャリア基板であって、前記電圧入力端は、電源ユニットの電圧出力端に電気的に接続される、キャリア基板と、
前記キャリア基板の一の面に配置された複数のモジュールコネクタと、
複数のモジュール基板であって、前記複数のモジュール基板の各々は、前記複数のモジュールコネクタの各々に電気的に結合されるモジュールコネクタプラグを有する、モジュール基板と、
前記キャリア基板の長手方向に所定間隔で取り付けられる複数の支持板であって、隣り合う支持板は、前記複数のモジュール基板の両端を保持する、支持板と、
前記電子機器が前記電源ユニットと電気的に接続されたときに、前記冷却装置が備える冷却槽の底部に設置された前記電源ユニットの上部に位置するように前記キャリア基板を支持する支持部材と、
を含む。
Further, according to still another aspect of the present invention, an electronic device which is immersed in a cooling liquid in a cooling device and is directly cooled is:
A carrier substrate comprising a voltage input end for supplying a DC voltage for the electronic device, wherein the voltage input end is electrically connected to a voltage output end of a power supply unit;
A plurality of module connectors disposed on one side of the carrier substrate;
A plurality of module boards, each of the plurality of module boards having a module connector plug electrically coupled to each of the plurality of module connectors;
A plurality of support plates attached at predetermined intervals in the longitudinal direction of the carrier substrate, the adjacent support plates holding both ends of the plurality of module substrates;
A supporting member configured to support the carrier substrate so as to be located at the top of the power supply unit installed at the bottom of a cooling bath provided in the cooling device when the electronic device is electrically connected to the power supply unit;
including.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記支持部材は、前記キャリア基板が一の面に固定されるバックボード又はフレーム構造を含むとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, the support member may include a backboard or a frame structure in which the carrier substrate is fixed to one surface.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に垂直に起立して固定された複数の支持柱によってスライド可能に支持されるとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, the backboard or frame structure is slidably supported by a plurality of support columns vertically fixed in the cooling tank. It is good.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に固定されるブラケットに上方から挿入される支持ピン又はガイドピンを含むとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, the backboard or frame structure includes a support pin or a guide pin inserted from above to a bracket fixed in the cooling tank. Good.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記バックボード又はフレーム構造は、外枠部と、前記外枠部内を幅方向に横断する梁部とから構成され、前記複数の支持板が外枠部と梁部に取り付けられるとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, the backboard or frame structure is composed of an outer frame portion and a beam portion which traverses the inside of the outer frame portion in the width direction, A plurality of support plates may be attached to the outer frame portion and the beam portion.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記支持板の各々には、複数の溝が形成され、当該複数の溝の各々に前記複数のモジュール基板の端部の各々が挿入されるとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, a plurality of grooves are formed in each of the support plates, and an end of the plurality of module substrates is formed in each of the plurality of grooves. Each should be inserted.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記複数のモジュール基板の各々は、プロセッサ及びメモリを搭載したモジュール基板、プログラマブルロジックデバイスを搭載したモジュール基板、ネットワーク通信用のアダプターカード機能を搭載したモジュール基板、ストレージデバイスを搭載したモジュール基板、又は、前記プロセッサ及びメモリ、前記プログラマブルロジックデバイス、前記ネットワーク通信用のアダプターカード機能、もしくは前記ストレージデバイスのうちの2つ以上を組み合わせて搭載した複合モジュール基板であるとよい。   In a preferred embodiment of the electronic device according to still another aspect of the present invention, each of the plurality of module substrates is a module substrate on which a processor and a memory are mounted, a module substrate on which a programmable logic device is mounted, and network communication A module board having an adapter card function, a module board having a storage device, or a combination of two or more of the processor and memory, the programmable logic device, the adapter card function for the network communication, or the storage device Preferably, it is a composite module substrate mounted.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットは、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電源ユニットであって、
外部電源電圧を供給する電源電圧入力端と、電圧出力端とを備えるユニット基板であって、前記電圧出力端は、電子機器の電圧入力端に電気的に接続される、ユニット基板と、
前記ユニット基板に搭載される降圧デバイスと、
前記ユニット基板が固定されるステージと、
を含み、
前記電源ユニットは、前記電子機器が前記電源ユニットと電気的に接続されたときに、前記電子機器が前記電源ユニットの上部に位置するよう、前記冷却装置が備える冷却槽の底部に設置され、
前記ステージは、前記底部から流入する冷却液が通る、前記ユニット基板の一の面と前記底部との間のフローチャネルを形成するように、前記ユニット基板を保持している。
A power supply unit according to still another aspect of the present invention is a power supply unit which is immersed in a cooling liquid in a cooling device and directly cooled,
A unit substrate including a power supply voltage input terminal for supplying an external power supply voltage and a voltage output terminal, the voltage output terminal electrically connected to a voltage input terminal of the electronic device;
A step-down device mounted on the unit substrate;
A stage to which the unit substrate is fixed;
Including
The power supply unit is installed at a bottom portion of a cooling bath provided in the cooling device such that the electronic device is positioned above the power supply unit when the electronic device is electrically connected to the power supply unit.
The stage holds the unit substrate so as to form a flow channel between one surface of the unit substrate and the bottom through which the cooling fluid flowing from the bottom passes.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記ステージに、前記フローチャネルを形成するための複数のスペーサが取り付けられるとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to a further aspect of the present invention, a plurality of spacers for forming the flow channel may be attached to the stage.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記ステージは、前記底部に置かれる平板を含み、前記平板には前記底部から流入する前記冷却液を通す穴が形成されているとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to still another aspect of the present invention, the stage includes a flat plate placed on the bottom, and the flat is formed with a hole for passing the cooling fluid flowing from the bottom. Good to have.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記ステージには、前記冷却槽内に垂直に起立する複数の支持柱が取り付けられ、前記複数の支持柱は、前記電子機器が有するバックボード又はフレーム構造をスライド可能に支持するとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, the stage is provided with a plurality of support columns vertically standing in the cooling tank, and the plurality of support columns are the electronic The backboard or frame structure of the device may be slidably supported.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記複数の支持柱の上端、又は側面に、前記電子機器への電圧の供給の開始/切断を切り替えるスイッチをさらに備えてよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, the upper end or the side surface of the plurality of support columns further includes a switch for switching the start / disconnection of the supply of voltage to the electronic device. Good.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、200V−420Vの外部高圧直流電圧を、24V−52Vの直流電圧に降圧する、コンバータモジュールを含むとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, the step-down device may include a converter module that steps down an external high voltage DC voltage of 200V-420V to a DC voltage of 24V-52V. .

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、100V−250Vの単相又は三相の外部高圧交流電圧を、24V−52Vの直流電圧に交直変換及び降圧する、コンバータモジュールを含むとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, the step-down device performs AC-DC conversion of 100V-250V single-phase or three-phase external high voltage AC voltage into 24V-52V DC voltage and The converter module may be included to step down.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記降圧デバイスは、力率改善回路、ノイズフィルタ、追加の整流器、及びサージ回路のうちのいずれか1つ又は2つ以上の周辺回路を含むとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, the step-down device is any one or more of a power factor correction circuit, a noise filter, an additional rectifier, and a surge circuit. Preferably include peripheral circuits of

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記電圧出力端が前記電子機器の前記電圧入力端と結合した状態を検出したとき、前記電子機器への電圧の供給を開始する第1のコントローラをさらに含むとよい。   In a preferred embodiment of a power supply unit according to still another aspect of the present invention, when it is detected that the voltage output end is coupled to the voltage input end of the electronic device, supply of voltage to the electronic device is performed. It may further include a first controller to start.

本発明のさらにもう一つの局面に係る電源ユニットの好ましい実施の形態において、前記冷却槽の前記冷却液の液面の上部、前記冷却槽の壁面構造部、又は前記冷却槽の近傍に設置された制御盤から操作可能なスイッチのON/OFFを検出して、前記電子機器への電圧の供給の開始/切断を切り替える第2のコントローラをさらに含むとよい。   In a preferred embodiment of the power supply unit according to still another aspect of the present invention, the power supply unit is installed in the upper part of the liquid surface of the cooling liquid in the cooling tank, the wall surface structure of the cooling tank, or the vicinity of the cooling tank. The electronic device may further include a second controller that detects ON / OFF of a switch operable from the control panel and switches on / off of supply of voltage to the electronic device.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムは、
冷却装置と、
前記冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される複数の電子機器と、
前記冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される複数の電源ユニットと、
を含み、
前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽を有し、前記冷却槽の底部には、前記冷却液が流入する複数の流入開口が形成され、前記冷却槽を流通する前記冷却液の液面近傍には流出開口が形成されており、
前記複数の電子機器の各々は、前記電子機器用の直流電圧を供給する電圧入力端を含み、
前記複数の電源ユニットの各々は、外部電源電圧を供給する電源電圧入力端と、前記電子機器の電圧入力端に電気的に接続される、電圧出力端とを含み、
前記電源ユニットの各々は、前記電子機器の各々が前記電源ユニットの各々と電気的に接続されたときに、前記電子機器が前記電源ユニットの上部に位置するよう、前記冷却槽の底部に設置され、前記電源ユニット及び電子機器は、前記底部から流入する冷却液によって冷却される。
A cooling system according to still another aspect of the present invention is
A cooling device,
A plurality of electronic devices which are immersed in the cooling fluid in the cooling device and are directly cooled;
A plurality of power supply units which are immersed and cooled directly in the cooling fluid in the cooling device;
Including
The cooling device has a cooling tank having an open space formed by a bottom wall and a side wall, and a plurality of inflow openings into which the cooling fluid flows are formed at the bottom of the cooling tank, and the cooling tank is circulated. An outflow opening is formed in the vicinity of the liquid surface of the cooling fluid to be
Each of the plurality of electronic devices includes a voltage input terminal for supplying a DC voltage for the electronic device,
Each of the plurality of power supply units includes a power supply voltage input end for supplying an external power supply voltage, and a voltage output end electrically connected to a voltage input end of the electronic device,
Each of the power supply units is installed at the bottom of the cooling bath such that the electronic devices are positioned on top of the power supply units when each of the electronic devices is electrically connected to each of the power supply units. The power supply unit and the electronic device are cooled by a coolant flowing from the bottom.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記電子機器の各々は、前記電圧入力端を備えるキャリア基板と、前記キャリア基板を支持する支持部材とを有するとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, each of the electronic devices may have a carrier substrate provided with the voltage input terminal and a support member for supporting the carrier substrate.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記支持部材は、前記キャリア基板が一の面に固定されるバックボード又はフレーム構造を含むとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, the support member may include a backboard or a frame structure on which the carrier substrate is fixed on one side.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記電源ユニットは、前記電源電圧入力端と電源出力端を備えるユニット基板と、前記ユニット基板に搭載される降圧デバイスと、前記ユニット基板が固定されるステージとを有し、前記ステージは、前記底部から流入する冷却液が通る、前記ユニット基板の一の面と前記底部との間のフローチャネルを形成するように、前記ユニット基板を保持しているとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, the power supply unit comprises: a unit substrate comprising the power supply voltage input end and the power supply output end; and a step-down device mounted on the unit substrate. And a stage to which the unit substrate is fixed, wherein the stage forms a flow channel between one surface of the unit substrate and the bottom through which the cooling fluid flowing from the bottom passes. It is preferable to hold a unit substrate.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記ステージに、前記フローチャネルを形成するための複数のスペーサが取り付けられるとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, a plurality of spacers for forming the flow channel may be attached to the stage.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記ステージは、前記底部に置かれる平板を含み、前記平板には前記底部から流入する前記冷却液を通す穴が形成されているとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, the stage includes a flat plate placed on the bottom, and the flat is formed with a hole for passing the cooling fluid flowing from the bottom. Good to have.

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記ステージには、前記冷却槽内に垂直に起立する複数の支持柱が取り付けられ、前記複数の支持柱は、前記電子機器が有するバックボード又はフレーム構造をスライド可能に支持するとよい。   In a preferred embodiment of a cooling system according to still another aspect of the present invention, the stage is provided with a plurality of support columns vertically standing in the cooling tank, and the plurality of support columns are the electronic The backboard or frame structure of the device may be slidably supported.

本発明によれば、電子機器から電源ユニットが廃されるため、電子機器上部の電源ケーブルの配線が不要であり、ケーブル配線を簡素化することができ、電子機器のメンテナンス性を向上させることができる。本発明に係る電子機器と電源ユニットを合わせた長さを短くできるので、冷却槽の高さを低く設計することが可能となる。さらに、比較的重い電源ユニットが冷却槽の底部に置かれるため、液浸冷却装置全体の重心を低くでき、耐振動性を向上させることができる。   According to the present invention, since the power supply unit is eliminated from the electronic device, the wiring of the power supply cable on the upper side of the electronic device is unnecessary, the cable wiring can be simplified, and the maintainability of the electronic device can be improved. it can. Since the combined length of the electronic device according to the present invention and the power supply unit can be shortened, the height of the cooling tank can be designed low. Furthermore, since a relatively heavy power supply unit is placed at the bottom of the cooling tank, the center of gravity of the entire immersion cooling apparatus can be lowered and vibration resistance can be improved.

さらに、電源ユニットをHVDCシステムに適合させる場合、電子機器で発生する電力損失が低減され、電子機器で発生する熱も低減されるだけでなく、冷却槽の底部から流入する冷えた冷却液が、冷却槽の底部に置かれた電源ユニットから速やかに熱を奪うため、電子機器及び電源ユニットを冷却する効率をより一層向上させることができる。   Furthermore, when the power supply unit is adapted to the HVDC system, the power loss generated in the electronic device is reduced and the heat generated in the electronic device is reduced, and the cooled coolant flowing from the bottom of the cooling tank is Since heat is quickly taken from the power supply unit placed at the bottom of the cooling tank, the efficiency of cooling the electronic device and the power supply unit can be further improved.

なお、本明細書における「開放空間」を有する冷却槽には、電子機器の保守性を損なわない程度の簡素な密閉構造を有する冷却槽も含まれるものである。例えば、冷却槽の開口部に、冷却槽の開放空間を閉じるための天板を置くことのできる構造や、パッキン等を介して天板を着脱可能に取り付けることのできる構造は、簡素な密閉構造といえる。   The cooling tank having the “open space” in the present specification also includes a cooling tank having a simple sealed structure that does not impair the maintainability of the electronic device. For example, the structure in which the top plate for closing the open space of the cooling tank can be placed at the opening of the cooling tank, or the structure in which the top plate can be detachably attached via packing etc. is a simple sealing structure. It can be said.

上記した本発明の目的及び利点並びに他の目的及び利点は、以下の実施の形態の説明を通じてより明確に理解される。もっとも、以下に記述する実施の形態は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。   The objects and advantages of the present invention described above, as well as other objects and advantages, will be more clearly understood through the following description of the embodiments. However, the embodiment described below is an exemplification, and the present invention is not limited to this.

本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。It is a perspective view of the electronic device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電子機器の側面図である。It is a side view of electronic equipment concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電子機器の正面図である。It is a front view of the electronic device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電子機器の部分組立図であり、バックボード又はフレーム構造、キャリア基板、及び支持板の組立図である。FIG. 7 is a partial assembly view of the electronic device according to an embodiment of the present invention, and is an assembly view of a backboard or frame structure, a carrier substrate, and a support plate. 本発明の一実施形態に係る電源ユニットにおけるユニット基板の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the unit board | substrate in the power supply unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明一実施形態に係る電源ユニットにおけるステージの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the stage in the power supply unit which concerns on one Embodiment of this invention. ユニット基板をステージ上に取り付けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which attached the unit board | substrate on the stage. 本発明の一実施形態に係る冷却システムにおける、冷却装置が備える冷却槽の斜視図である。It is a perspective view of a cooling tank with which a cooling device is provided in a cooling system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る冷却システムにおける、冷却装置が備える冷却槽の平面図である。It is a top view of a cooling tank with which a cooling device is provided in a cooling system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る冷却システムにおける、冷却装置の一部断面図である。It is a partial cross section figure of the cooling device in the cooling system concerning one embodiment of the present invention. ユニット基板が取り付けられた4つのステージを冷却槽の底部に並べて設置する例を示す平面図である。It is a top view which shows the example which arranges and installs four stages in which the unit board | substrate was attached in the bottom part of a cooling tank. 液浸冷却装置の要部構成を示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows the principal part structure of a liquid immersion cooling device.

以下、本発明に係る電子機器及び電源ユニット、並びに冷却システムの好ましい実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施形態に係る電子機器100を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器100の斜視図、図2は側面図、図3は正面図、図4は部分組立図である。電子機器100は、後述する冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器である。電子機器100は、バックボード又はフレーム構造110(以下、単に「バックボード110」と記載する)と、複数のモジュール基板120と、キャリア基板121と、複数の支持板115、117を含んでいる。図示のとおり、電子機器100から、電源ユニットが廃されている。電源ユニットは、後述するように、冷却装置が備える冷却槽の底部に設置される。
Hereinafter, preferred embodiments of an electronic device, a power supply unit, and a cooling system according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
First, an electronic device 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a perspective view of an electronic device 100 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a front view, and FIG. 4 is a partial assembly view. The electronic device 100 is an electronic device which is immersed in a cooling liquid in a cooling device described later to be directly cooled. The electronic device 100 includes a backboard or frame structure 110 (hereinafter simply referred to as “backboard 110”), a plurality of module substrates 120, a carrier substrate 121, and a plurality of support plates 115, 117. As illustrated, the power supply unit is eliminated from the electronic device 100. The power supply unit is installed at the bottom of the cooling tank provided in the cooling device, as described later.

バックボード110は、キャリア基板121を支持する支持部材を構成する。バックボード110は、図4に示すように、外枠部110bと、外枠部110b内を幅方向に横断する梁部110cとから構成される。外枠110bの上部には、電子機器100を冷却槽に入れ又は取り出す際に、吊り下げ具を通す吊り金具穴111が形成されている。また、バックボード110は、外枠部110bの下部から下に延びる一対の支持ピン又はガイドピン113(以下、単に「支持ピン113」と記載する。)を含む。複数の支持板115、117は、キャリア基板121を貫通するねじ等の留め具を介して、外枠部110bと梁部110cに取り付けられる。これにより、キャリア基板121がバックボード110の一の面に固定されるとともに、複数の支持板115、117が、キャリア基板121の長手方向に所定間隔で取り付けられる。支持板115、117の各々には、複数の溝が形成されており、複数の溝の各々に、複数のモジュール基板120の端部の各々が挿入される。このようにして、隣り合う支持板115、117は、複数のモジュール基板120の両端を保持する。   The backboard 110 constitutes a support member for supporting the carrier substrate 121. The backboard 110 is comprised from the outer frame part 110b and the beam part 110c which traverses the inside of the outer frame part 110b in the width direction, as shown in FIG. In the upper part of the outer frame 110b, a hanging bracket hole 111 for passing a hanging tool is formed when the electronic device 100 is put in or taken out of the cooling tank. The backboard 110 also includes a pair of support pins or guide pins 113 (hereinafter simply referred to as "support pins 113") extending downward from the lower portion of the outer frame portion 110b. The plurality of support plates 115 and 117 are attached to the outer frame portion 110 b and the beam portion 110 c through fasteners such as screws passing through the carrier substrate 121. Accordingly, the carrier substrate 121 is fixed to one surface of the backboard 110, and the plurality of support plates 115 and 117 are attached at predetermined intervals in the longitudinal direction of the carrier substrate 121. A plurality of grooves are formed in each of the support plates 115 and 117, and each of the ends of the plurality of module substrates 120 is inserted into each of the plurality of grooves. In this manner, the adjacent support plates 115 and 117 hold both ends of the plurality of module substrates 120.

キャリア基板121の下部には、電子機器用の直流電圧を供給する直流電圧入力コネクタ131を備える。直流電圧入力コネクタ131は、キャリア基板121が備える電圧入力端に相当する。キャリア基板121の一の面には、複数のモジュールコネクタ128が配置されている。複数のモジュール基板120の各々は、複数のモジュールコネクタの各々に電気的に結合されるモジュールコネクタプラグ129を有している。したがって、モジュール基板120ごとに、キャリア基板121に差し込むこと、及びキャリア基板121から引き抜くことが可能である。なお、図示の例において、2枚のネットワークカード123がキャリア基板121に取り付けられている。また、32枚のモジュール基板120がキャリア基板121に取り付けされているが、モジュール基板120の枚数は任意であり、特に限定されない。モジュール基板120の種類は、図示の例におけるプロセッサ及びメモリを搭載したモジュール基板(ただし、図1−4は、ヒートシンクが熱的に接続されたプロセッサ124及びメインメモリソケット127のみ図示している)、プログラマブルロジックデバイスを搭載したモジュール基板、ネットワーク通信用のアダプターカード機能を搭載したモジュール基板、ストレージデバイスを搭載したモジュール基板、又は、プロセッサ及びメモリ、プログラマブルロジックデバイス、ネットワーク通信用のアダプターカード機能もしくはストレージデバイスのうちの2つ以上を組み合わせて搭載した複合モジュール基板でもよく、特に限定されない。例えば、プロセッサに、システムオンチップ設計の半導体デバイス(一例として、Intel Corporation製のIntel Xeon プロセッサD製品ファミリー)を使用してよく、メインメモリに、超低背なメモリモジュール(一例として、汎用の32GB DDR4 (Double-Data-Rate4) VLP DIMM (very low profile Dual Inline Memory Module)を使用してよい。また、プログラマブルロジックデバイスに、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を使用してよい。さらに、ネットワーク通信用のアダプターカード機能として、Ethernet又はInfiniBandに準拠したデバイスを使用してよい。また、ストレージデバイスに、フラッシュストレージ、例えばM.2 SSD(Solid State Drive)又はmSATA SSDを使用してよい。   At the lower part of the carrier substrate 121, a DC voltage input connector 131 for supplying a DC voltage for electronic devices is provided. The DC voltage input connector 131 corresponds to a voltage input terminal provided in the carrier substrate 121. A plurality of module connectors 128 are disposed on one surface of the carrier substrate 121. Each of the plurality of module substrates 120 has a module connector plug 129 electrically coupled to each of the plurality of module connectors. Therefore, the module substrate 120 can be inserted into the carrier substrate 121 and extracted from the carrier substrate 121. In the illustrated example, two network cards 123 are attached to the carrier substrate 121. Further, although 32 module substrates 120 are attached to the carrier substrate 121, the number of module substrates 120 is arbitrary and is not particularly limited. The type of module substrate 120 is a module substrate mounted with a processor and a memory in the illustrated example (however, FIGS. 1-4 illustrate only the processor 124 and the main memory socket 127 to which the heat sink is thermally connected), Module board with programmable logic device, module board with adapter card function for network communication, module board with storage device, or processor and memory, programmable logic device, adapter card function for network communication or storage device It may be a composite module substrate mounted by combining two or more of them, and is not particularly limited. For example, the processor may use a semiconductor device of system-on-chip design (as an example, Intel Xeon processor D product family made by Intel Corporation), and an ultra-low-profile memory module (as an example, general-purpose 32 GB) as a main memory. DDR4 (Double-Data-Rate 4) VLP DIMM (very low profile Dual Inline Memory Module) may be used, and Programmable Logic Device may use Field-Programmable Gate Array (FPGA) Furthermore, network communication A device compliant with Ethernet or InfiniBand may be used as an adapter card function for the device, and flash storage such as M.2 SSD (Solid State Drive) or mSATA SSD may be used as a storage device.

図2及び図4を参照して、バックボード110の一の面と反対の面には、バックボード110の外枠部110bの長手方向に沿って、スライダー保持部114を介して複数のスライダー112が取り付けられている。外枠部110bの左右両方に取り付けられた、一対のスライダー112は、後述する冷却槽内に垂直に起立して固定された、隣り合う支持柱に設けられたレール溝に係合することにより、バックボード110は、スライド(垂直方向に上げ下げ)可能に支持される。   Referring to FIGS. 2 and 4, on the surface opposite to the one surface of backboard 110, a plurality of sliders 112 is provided via slider holding portion 114 along the longitudinal direction of outer frame portion 110 b of backboard 110. Is attached. A pair of sliders 112 attached to both the left and right of the outer frame portion 110b are engaged with rail grooves provided in adjacent supporting posts vertically erected and fixed in a cooling tank described later. The backboard 110 is slidably (vertically raised and lowered) supported.

以上のように構成されている電子機器100が、バックボード110を複数の支持柱に対してスライドさせて、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却されるとき、電子機器内を流通する冷却液が、電子機器100の下側から上側に、支持板117に設けられた穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→支持板115に設けられた穴115aの順に通って、モジュール基板120、及びキャリア基板121から熱を速やかにかつ効率よく奪い取るので、高密度に実装しても電子機器100の安定した動作を確保できる。また、各モジュール基板120を、キャリア基板121に取り付け、加えて、キャリア基板121から取り外すことができる。これにより、モジュール基板120ごとに、調整、点検、修理、交換、増設等を行うことができるので、メンテナンス性が格段に向上する。   When the electronic device 100 configured as described above slides the backboard 110 with respect to the plurality of support columns and is immersed in the cooling liquid in the cooling device to be directly cooled, the electronic device 100 flows in the electronic device. The cooling fluid is provided from the lower side to the upper side of the electronic device 100, the hole 117a provided in the support plate 117 → the space between the adjacent module substrates 120 → the hole 117a → the space between the adjacent module substrates 120 → the hole 117a → adjacent Since the heat is quickly and efficiently taken away from the module substrate 120 and the carrier substrate 121 through the space between the matching module substrates 120 → the holes 115a provided in the support plate 115 in order, the electronic device is mounted even if it is mounted at high density Stable operation of 100 can be secured. Also, each module substrate 120 can be attached to the carrier substrate 121 and removed from the carrier substrate 121 in addition. As a result, adjustment, inspection, repair, replacement, expansion, and the like can be performed for each module substrate 120, so that the maintainability is significantly improved.

次に、図5−図7を参照して、本発明の一実施形態に係る電源ユニット20を説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る電源ユニット20におけるユニット基板21の一例を示す斜視図、図6は、本発明の一実施形態に係る電源ユニット20におけるステージ22の一例を示す斜視図、図7は、ユニット基板21をステージ22上に取り付けた状態を示す斜視図である。   Next, a power supply unit 20 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing an example of a unit substrate 21 in the power supply unit 20 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view showing an example of the stage 22 in the power supply unit 20 according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view showing the unit substrate 21 mounted on the stage 22. As shown in FIG.

前述のとおり、電源ユニット20は、電子機器100に含まれない構成部分であり、冷却装置が備える冷却槽の底部に設置される。電源ユニット20は、ユニット基板21と、ユニット基板21に搭載される降圧デバイス215とを含んでいる。ユニット基板21は、図5に示すように、外部電源(図示せず)から電源ケーブル211を介して外部電源電圧を供給する電源電圧入力コネクタ212と、降圧デバイス215により降圧された直流電圧を出力する直流電圧出力コネクタ213とを備える。電源電圧入力コネクタ212はユニット基板21の電圧入力端に、直流電圧出力コネクタ213は電圧出力端にそれぞれ相当する。降圧デバイス215は、例えば、200V−420Vの外部高圧直流電圧を、24V−52Vの直流電圧に降圧するコンバータモジュール、又は100V−250Vの単相又は三相の外部高圧交流電圧を、24V−52Vの直流電圧に交直変換及び降圧するコンバータモジュールを含むとよい。前者のコンバータモジュールは、より具体的には、DC380VをDC48Vに降圧することができるとよく、後者のコンバータモジュールは、AC200VをDC48Vに交直変換及び降圧することができるとよい。必要に応じて、降圧デバイス215は、力率改善回路、ノイズフィルタ、追加の整流器、及びサージ回路のうちのいずれか1つ又は2つ以上の周辺回路を含むとよい。降圧デバイス215の表面には、放熱用のヒートシンク216が熱的に接続されているとよい。また、ユニット基板21には、故障時の保護を行う複数の入力ヒューズ217が含まれていてよい。ユニット基板21は、図5及び図7に示すように、複数のスペーサ218を介して、ステージ22に固定される。これにより、ユニット基板21は、ユニット基板21の一の面と、後述する冷却槽の底部との間に冷却液を通すフローチャネル219を形成するように、底部から離れて配置されている。なお、ユニット基板21が、冷却液を通すフローチャネルを有するように構成してもよい。例えば、ユニット基板21を、中間スペースを有する階層構造体もしくは中空構造体に形成し、構造体の内部に冷却液を通すとよい。   As described above, the power supply unit 20 is a component not included in the electronic device 100, and is installed at the bottom of the cooling tank provided in the cooling device. The power supply unit 20 includes a unit substrate 21 and a step-down device 215 mounted on the unit substrate 21. Unit substrate 21 outputs, as shown in FIG. 5, a power supply voltage input connector 212 for supplying an external power supply voltage from an external power supply (not shown) via a power supply cable 211, and a DC voltage stepped down by step-down device 215. And a DC voltage output connector 213. The power supply voltage input connector 212 corresponds to the voltage input end of the unit substrate 21, and the DC voltage output connector 213 corresponds to the voltage output end. The step-down device 215 is, for example, a converter module that steps down an external high voltage DC voltage of 200 V to 420 V to a DC voltage of 24 V to 52 V, or a single phase or three phase external high voltage AC of 100 V to 250 V, 24 V to 52 V It is preferable to include a converter module that performs AC-DC conversion and step-down to DC voltage. The former converter module may more specifically be capable of stepping down DC380V to DC48V, and the latter converter module may be capable of AC-DC conversion and bucking 200VAC to 48V DC. If necessary, the step-down device 215 may include any one or more peripheral circuits of a power factor correction circuit, a noise filter, an additional rectifier, and a surge circuit. A heat sink 216 for heat dissipation may be thermally connected to the surface of the step-down device 215. Further, the unit substrate 21 may include a plurality of input fuses 217 for protection at the time of failure. The unit substrate 21 is fixed to the stage 22 via a plurality of spacers 218 as shown in FIGS. 5 and 7. Thereby, the unit substrate 21 is disposed apart from the bottom so as to form a flow channel 219 for passing the cooling liquid between one surface of the unit substrate 21 and the bottom of the cooling tank described later. The unit substrate 21 may be configured to have a flow channel for passing the coolant. For example, the unit substrate 21 may be formed in a hierarchical structure or a hollow structure having an intermediate space, and a coolant may be passed through the inside of the structure.

ステージ22は、図6に示すように、後述する冷却槽の底部に置かれる平板を含む。平板の幅方向中央寄りに、底部から流入する冷却液を通す複数の穴23が、長手方向に間隔を隔てて、形成されている。また、平板の幅方向端部には、複数の切り欠き24が、長手方向に間隔を隔てて形成されている。隣り合う切り欠き24は、複数のステージ22が並べて配置されるとき、隣り合う切り欠き24同士が合わさって穴23と実質同じ穴を形成するのに必要な長さと幅を有する。ステージ22上には、L型ブラケット26を使用して、複数の支持柱25が垂直に取り付けられる。よって、ステージ22が、冷却槽の底部に設置されるとき、複数の支持柱25は、冷却槽内に垂直に起立することになる。また、ステージ22上には、複数のブラケット27が固定されている。ブラケット27には、支持ピン挿入穴28が形成されている。   The stage 22 includes, as shown in FIG. 6, a flat plate placed at the bottom of a cooling tank described later. A plurality of holes 23 for passing the cooling fluid flowing from the bottom are formed at intervals in the longitudinal direction, near the center in the width direction of the flat plate. In addition, a plurality of notches 24 are formed at intervals in the longitudinal direction at the width direction end of the flat plate. The adjacent notches 24 have a length and a width necessary to form substantially the same holes as the holes 23 when the plurality of stages 22 are arranged side by side. A plurality of support posts 25 are vertically mounted on the stage 22 using L-shaped brackets 26. Therefore, when the stage 22 is installed at the bottom of the cooling tank, the plurality of support columns 25 stand vertically in the cooling tank. Also, a plurality of brackets 27 are fixed on the stage 22. The support pin insertion hole 28 is formed in the bracket 27.

複数の支持柱25の各々にはレール溝251が形成されている。電子機器100のバックボード110が有する一対のスライダー112が、隣り合う支持柱に設けられたレール溝251に係合することにより、バックボード110が、スライド(垂直方向に上げ下げ)可能に支持される。   A rail groove 251 is formed in each of the plurality of support posts 25. The backboard 110 is supported slidably (vertically raised and lowered) by engaging a pair of sliders 112 of the backboard 110 of the electronic device 100 with the rail grooves 251 provided in the adjacent support columns. .

以上のように構成されている電源ユニット20に対して、電子機器100が、バックボード110を複数の支持柱25に対してスライドさせて上昇させ、又は下降させることができる。そして、電子機器100を下降させたとき、電子機器100のバックボード110の外枠部110bの下部から下に延びる一対の支持ピン113が、電源ユニット20に固定された一対のブラケット27の支持ピン挿入穴28に挿入され、電源ユニット20の直流電圧出力コネクタ213と、電子機器100の直流電圧入力コネクタ131との正確な位置合わせが行われる。さらに電子機器100を下降させると、直流電圧出力コネクタ213と直流電圧入力コネクタ131とが電気的に接続される。このとき、一対の支持柱25及び一対のブラケット27が、1ユニットの電子機器100の重量を支えている。   With respect to the power supply unit 20 configured as described above, the electronic device 100 can slide the backboard 110 relative to the plurality of support columns 25 to raise or lower it. When the electronic device 100 is lowered, a pair of support pins 113 extending downward from the lower part of the outer frame portion 110 b of the backboard 110 of the electronic device 100 is a support pin of the pair of brackets 27 fixed to the power supply unit 20. It is inserted into the insertion hole 28, and accurate alignment between the DC voltage output connector 213 of the power supply unit 20 and the DC voltage input connector 131 of the electronic device 100 is performed. When the electronic device 100 is further lowered, the DC voltage output connector 213 and the DC voltage input connector 131 are electrically connected. At this time, the pair of support columns 25 and the pair of brackets 27 support the weight of the electronic device 100 of one unit.

電源ユニット20は、直流電圧出力コネクタ213が電子機器100の直流電圧入力コネクタ131と結合した状態を検出したとき、電子機器100への直流電圧の供給を開始する第1のコントローラをさらに含むとよい。第1のコントローラは、付加回路又は電子的な機構として、ユニット基板21に実装されるとよい。これにより、電子機器100を冷却槽内に下降させ、電源ユニット20と結合させるだけで、直ちに通電動作させる、電子機器100のプラグイン動作が可能となる。   The power supply unit 20 may further include a first controller that starts supply of the DC voltage to the electronic device 100 when detecting a state in which the DC voltage output connector 213 is coupled to the DC voltage input connector 131 of the electronic device 100. . The first controller may be mounted on the unit substrate 21 as an additional circuit or an electronic mechanism. As a result, the plug-in operation of the electronic device 100 can be performed immediately after the electronic device 100 is lowered into the cooling tank and coupled with the power supply unit 20 so that the current can be immediately energized.

また、電源ユニット20は、冷却槽の冷却液の液面の上部、冷却槽の壁面構造部、又は冷却槽の近傍に設置された制御盤から操作可能なスイッチのON/OFFを検出して、電子機器100への電圧の供給の開始/切断を切り替える第2のコントローラをさらに含むとよい。これにより、オペレータが、手動で、電子機器100ごとのON/OFFを切り替えることができるので、メンテナンス性を向上させることができる。第2のコントローラもまた、付加回路又は電子的な機構として、ユニット基板21に実装されるとよい。   Further, the power supply unit 20 detects ON / OFF of an operable switch from the upper part of the liquid surface of the cooling liquid of the cooling tank, the wall surface structure part of the cooling tank, or the control panel installed in the vicinity of the cooling tank. The electronic device 100 may further include a second controller that switches on / off the supply of voltage. As a result, the operator can manually switch ON / OFF of each electronic device 100, so that the maintainability can be improved. The second controller may also be mounted on the unit substrate 21 as an additional circuit or an electronic mechanism.

電子機器100への電圧の供給の開始/切断を切り替える信号を、第2のコントローラに送るためのスイッチは、複数の支持柱25の各々の上端、又は側面に設けられてよい。   A switch for sending to the second controller a signal for switching on / off the supply of voltage to the electronic device 100 may be provided on the upper end or the side of each of the plurality of support posts 25.

次に、以上説明した本発明の一実施形態に係る電子機器100及び電源ユニット20を、冷却液中に浸漬して直接冷却するための液浸冷却装置の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。本実施形態の説明では、電子機器100及び電源ユニット20をそれぞれ合計24ユニット、冷却槽の6×4の区画にそれぞれ収納して冷却する、高密度液浸冷却装置の構成を説明する。なお、これは例示であって、高密度液浸冷却装置における電子機器のユニット数は任意であり、本発明に使用可能な電子機器の構成を何ら限定するものではない。   Next, a preferred embodiment of the immersion cooling apparatus for immersing the electronic device 100 and the power supply unit 20 according to one embodiment of the present invention and the power supply unit 20 directly in the cooling liquid and cooling them directly will be described based on the drawings. explain. In the description of the present embodiment, a configuration of a high-density immersion cooling apparatus will be described, in which the electronic device 100 and the power supply unit 20 are respectively accommodated in a total of 24 units and in 6 × 4 sections of the cooling tank and cooled. This is an example, the number of units of the electronic device in the high-density immersion cooling apparatus is arbitrary, and the configuration of the electronic device usable in the present invention is not limited at all.

図8−図12を参照して、一実施形態に係る液浸冷却装置1は冷却槽10を有し、冷却槽10の底壁11及び側壁12によって開放空間10aが形成されている。底壁(底部)11には、冷却液が流入する複数の流入開口150が、9×3のパターンで形成されている。また、側壁12には、電源ケーブル導入口12aと、ネットワークケーブル導入口12bと、冷却液の液面近傍に形成された流出開口170が形成されている。   With reference to FIGS. 8 to 12, the immersion cooling apparatus 1 according to one embodiment has a cooling tank 10, and an open space 10 a is formed by the bottom wall 11 and the side wall 12 of the cooling tank 10. In the bottom wall (bottom) 11, a plurality of inflow openings 150 into which the coolant flows are formed in a 9 × 3 pattern. Further, on the side wall 12, a power cable inlet 12a, a network cable inlet 12b, and an outflow opening 170 formed in the vicinity of the liquid surface of the coolant are formed.

液浸冷却装置1は、冷却槽10の開放空間10aを閉じるための天板10bを有する。液浸冷却装置1の保守作業時には、天板10bを開口部から外して開放空間10aを開き、液浸冷却装置1の運用時には、天板10bを冷却槽10の開口部に置くことにより、開放空間10aを閉じることができる。   The immersion cooling device 1 has a top plate 10 b for closing the open space 10 a of the cooling tank 10. During maintenance work of the immersion cooling device 1, the top plate 10b is removed from the opening to open the open space 10a, and when the immersion cooling device 1 is operated, the top plate 10b is placed at the opening of the cooling tank 10 The space 10a can be closed.

冷却槽10には、電子機器100の全体を浸漬するのに十分な量の冷却液が液面まで入れられている(図10参照)。冷却液としては、3M社の商品名「フロリナート(3M社の商標、以下同様)FC−72」(沸点56℃)、「フロリナートFC−770」(沸点95℃)、「フロリナートFC−3283」(沸点128℃)、「フロリナートFC−40」(沸点155℃)、「フロリナートFC−43」(沸点174℃)として知られる、完全フッ素化物(パーフルオロカーボン化合物)からなるフッ素系不活性液体を好適に使用することができるが、これらに限定されるものではない。なお、フロリナートFC−40、FC−43は、沸点が150℃よりも高く、極めて蒸発しにくいため、いずれかを冷却液に使用する場合、冷却槽10内における液面の高さが長期間に亘って保たれ、有利である。   The cooling tank 10 is filled with a sufficient amount of cooling liquid to immerse the entire electronic device 100 up to the liquid level (see FIG. 10). As a coolant, the trade name "Fluorinert (trademark of 3M, hereinafter the same) FC-72" (boiling point 56 ° C), "Florinert FC-770" (boiling point 95 ° C), "Florinert FC-3283" (trade name of 3M company) A fluorinated inert liquid consisting of a fully fluorinated compound (perfluorocarbon compound) known as boiling point 128 ° C.), “Fluorinert FC-40” (boiling point 155 ° C.), and “Fluorinert FC-43” (boiling point 174 ° C.) Although it can be used, it is not limited to these. In addition, since Fluorinert FC-40 and FC-43 have a boiling point higher than 150 ° C. and are extremely difficult to evaporate, when any of them is used as a cooling liquid, the height of the liquid surface in the cooling tank 10 is long-term It is advantageous to keep it across.

冷却槽10の底壁11の下に、冷却液の入口15を一端に有する複数の流入ヘッダ16が設けられている。また、冷却槽10の側壁12の外側に、冷却液の出口18を有する受部17が設けられている。受部17は、流出開口170を覆い、流出開口170から流出する冷却液を漏らさず受ける。   Below the bottom wall 11 of the cooling tank 10, a plurality of inflow headers 16 having an inlet 15 for the coolant at one end are provided. Further, on the outer side of the side wall 12 of the cooling tank 10, a receiving portion 17 having an outlet 18 for the coolant is provided. The receiving part 17 covers the outlet opening 170 and receives the coolant flowing out from the outlet opening 170 without leaking.

図11を参照して、冷却槽10の底壁11の上には、4枚の平板のステージ22が並べて配置される。ステージ22に形成された複数の穴23、及び隣り合う切り欠き24同士が合わさって形成される、穴23と実質同じ穴のそれぞれは、底壁11に形成された複数の流入開口150のそれぞれに一致する。したがって、流入開口150から流入する冷却液は、電源ユニット20によって流入を阻害されることはない。また、電源ユニット20のユニット基板21とステージ22(底壁11)との間に冷却液が通るフローチャネルが確保されているので、冷却液がユニット基板21の両面から熱を速やかにかつ効率よく奪い取る。したがって、電源ユニット20の冷却効率に優れている。さらに、電源ユニット20のユニット基板21を、冷却槽10の底壁11と平行に置くことができるので、冷却槽10の高さ(深さ)方向における、電源ユニット20の高さを、従来に比べて低く抑えることができる。したがって、電子機器100と電源ユニット20を合わせた長さを短くできるので、冷却槽10の高さを低く(深さを浅く)設計することが可能となる。   Referring to FIG. 11, four flat plate stages 22 are arranged side by side on the bottom wall 11 of the cooling tank 10. Each of the plurality of holes 23 formed in the stage 22 and the substantially same holes as the holes 23 formed by combining the adjacent notches 24 with each of the plurality of inflow openings 150 formed in the bottom wall 11 Match Therefore, the coolant flowing from the inflow opening 150 is not blocked by the power supply unit 20. In addition, since a flow channel through which the coolant passes is secured between the unit substrate 21 of the power supply unit 20 and the stage 22 (bottom wall 11), the coolant quickly and efficiently heats heat from both sides of the unit substrate 21. Take away. Therefore, the cooling efficiency of the power supply unit 20 is excellent. Furthermore, since the unit substrate 21 of the power supply unit 20 can be placed parallel to the bottom wall 11 of the cooling tank 10, the height of the power supply unit 20 in the height (depth) direction of the cooling tank 10 is It can be kept low compared to it. Therefore, since the combined length of the electronic device 100 and the power supply unit 20 can be shortened, the height of the cooling tank 10 can be designed low (the depth is made shallow).

加えて、流入開口150から流入する冷却液は、電子機器100の下側から上側に、支持板117に設けられた穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→穴117a→隣り合うモジュール基板120間のスペース→支持板115に設けられた穴115aの順に通って、モジュール基板120、及びキャリア基板121から熱を速やかにかつ効率よく奪い取る。このようにして暖められた冷却液は、流出開口170、受け部17を通って、出口18に至る。出口18には、熱交換器(図示せず)を通って入口15に至る配管(図示せず)が接続されており、当該熱交換器において冷却液が冷やされ、冷えた冷却液が入口15に供給される。   In addition, the coolant flowing from the inflow opening 150 is provided from the lower side to the upper side of the electronic device 100 in the hole 117 a provided in the support plate 117 → space between adjacent module substrates 120 → hole 117 a → adjacent module substrate 120 Spaces → holes 117a → spaces between adjacent module substrates 120 → holes 115a provided in the support plate 115 in this order to quickly and efficiently take heat away from the module substrate 120 and the carrier substrate 121. The coolant thus warmed passes through the outlet opening 170, the receiver 17 and the outlet 18. The outlet 18 is connected to a pipe (not shown) leading to the inlet 15 through a heat exchanger (not shown), in which the coolant is cooled and the cooled coolant is received at the inlet 15. Supplied to

なお、本発明の一実施形態に係る液浸冷却装置1では、複数の電源ユニット20のすべてが、複数のステージ22の上に固定されているので、1つのステージ22上にある6つの電子機器100を冷却槽10から取り出した後に、ステージ22を持ち上げて冷却槽10から取り出すことで、電源ユニット20の調整、点検、修理、交換、増設等を行うことができる。電源ユニット20の各々に接続される電源ケーブル211は、電子機器100の下部と、ステージ22との間のスペースを通すことができる。したがって、電源ケーブル211の配線は、電源ケーブル導入口12aから導入し、側壁12に沿わせて、冷却槽10の底部を通って、ユニット基板21の電源電圧入力コネクタ212に至る配線でよく、電子機器100上部での配線が不要である。よって、ケーブル配線を簡素化することができ、電子機器のメンテナンス性を向上させることができる。   In the immersion cooling device 1 according to an embodiment of the present invention, all of the plurality of power supply units 20 are fixed on the plurality of stages 22, so six electronic devices on one stage 22 After the stage 100 is taken out of the cooling tank 10 and the stage 22 is lifted and taken out of the cooling tank 10, adjustment, inspection, repair, replacement, expansion and the like of the power supply unit 20 can be performed. A power cable 211 connected to each of the power units 20 can pass through a space between the lower portion of the electronic device 100 and the stage 22. Therefore, the wiring of the power supply cable 211 may be a wiring which is introduced from the power supply cable inlet 12a, is made along the side wall 12, passes through the bottom of the cooling tank 10, and reaches the power supply voltage input connector 212 of the unit substrate 21; Wiring at the top of the device 100 is unnecessary. Therefore, cable wiring can be simplified, and the maintainability of the electronic device can be improved.

本発明は、超高密度に実装された液浸冷却用の電子機器に広く適用することができる。   The present invention can be widely applied to ultra-high density mounted immersion cooling electronic devices.

1 液浸冷却装置
10 冷却槽
10a 開放空間
10b 天板
11 底壁
12 側壁
12a 電源ケーブル導入口
12b ネットワークケーブル導入口
100 電子機器
110 バックボード又はフレーム構造
110a 穴
110b 外枠部
110c 梁部
111 吊り金具穴
112 スライダー
113 支持ピン又はガイドピン
114 スライダー保持部
115、117 支持板
115a、117a 穴
120 モジュール基板
121 キャリア基板
123 ネットワークカード
124 プロセッサ
127 メインメモリソケット
128 モジュールコネクタ
129 モジュールコネクタプラグ
131 直流電圧入力コネクタ
15 入口
150 流入開口
16 流入ヘッダ
17 受部
170 流出開口
18 出口
20 電源ユニット
21 ユニット基板
211 電源ケーブル
212 電源電圧入力コネクタ
213 直流電圧出力コネクタ
215 降圧デバイス(コンバータモジュール)
216 ヒートシンク
217 入力ヒューズ
218 スペーサ
219 フローチャネル
22 ステージ
23 穴
24 切り欠き
25 支持柱
251 レール溝
26 L型ブラケット
27 ブラケット
28 支持ピン挿入穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Immersion cooling device 10 Cooling tank 10a Open space 10b Top plate 11 Bottom wall 12 Side wall 12a Power supply cable inlet 12b Network cable inlet 100 Electronic equipment 110 Backboard or frame structure 110a Hole 110b Outer frame 110c Beam 111 Suspension bracket Hole 112 Slider 113 Support pin or guide pin 114 Slider holder 115, 117 Support plate 115a, 117a Hole 120 Module board 121 Carrier board 123 Network card 124 Processor 127 Main memory socket 128 Module connector 129 Module connector plug 131 DC voltage input connector 15 Inlet 150 Inflow opening 16 Inflow header 17 Receiving portion 170 Outflow opening 18 Exit 20 Power supply unit 21 Unit board 211 Power supply Buru 212 supply voltage input connector 213 DC voltage output connector 215 buck device (converter module)
216 heat sink 217 input fuse 218 spacer 219 flow channel 22 stage 23 hole 24 notch 25 support column 251 rail groove 26 L type bracket 27 bracket 28 support pin insertion hole

Claims (4)

冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器用の直流電圧を供給する電圧入力端を備えるキャリア基板であって、前記電圧入力端は、電源ユニットの電圧出力端に電気的に接続される、キャリア基板と、
前記電子機器が前記電源ユニットと電気的に接続されたときに、前記冷却装置が備える冷却槽の底部に設置された前記電源ユニットの上部に位置するように前記キャリア基板を支持する支持部材と、
を含む、電子機器。
An electronic device which is immersed in a cooling liquid in a cooling device and is directly cooled,
A carrier substrate comprising a voltage input end for supplying a DC voltage for the electronic device, wherein the voltage input end is electrically connected to a voltage output end of a power supply unit;
A supporting member configured to support the carrier substrate so as to be located at the top of the power supply unit installed at the bottom of a cooling bath provided in the cooling device when the electronic device is electrically connected to the power supply unit;
Including electronic equipment.
前記支持部材は、前記キャリア基板が一の面に固定されるバックボード又はフレーム構造を含む、請求項1に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 1, wherein the support member includes a backboard or a frame structure in which the carrier substrate is fixed to one surface. 前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に垂直に起立して固定された複数の支持柱によってスライド可能に支持される、請求項2に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 2, wherein the backboard or the frame structure is slidably supported by a plurality of support columns vertically fixed in the cooling tank. 前記バックボード又はフレーム構造は、前記冷却槽内に固定されるブラケットに上方から挿入される支持ピン又はガイドピンを含む、請求項3に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 3, wherein the backboard or frame structure includes a support pin or a guide pin inserted from above to a bracket fixed in the cooling tank.
JP2018549728A 2016-11-12 2016-11-12 Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system Expired - Fee Related JP6644906B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/083618 WO2018087902A1 (en) 2016-11-12 2016-11-12 Electronic device for liquid immersion cooling, power supply unit, and cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018087902A1 true JPWO2018087902A1 (en) 2019-06-24
JP6644906B2 JP6644906B2 (en) 2020-02-12

Family

ID=62110493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018549728A Expired - Fee Related JP6644906B2 (en) 2016-11-12 2016-11-12 Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6644906B2 (en)
WO (1) WO2018087902A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112543575B (en) * 2019-09-23 2022-03-04 上海微电子装备(集团)股份有限公司 Board card plug-in module and electric control box

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5090146U (en) * 1973-12-19 1975-07-30
JPH06169039A (en) * 1992-12-01 1994-06-14 Kofu Nippon Denki Kk Submerged dc-dc converter cooler
JP2009537905A (en) * 2006-05-16 2009-10-29 ハードコア コンピューター、インク. Liquid immersion cooling system
WO2016117098A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 株式会社ExaScaler Electronic instrument and cooling apparatus for electronic instrument
JP2017163065A (en) * 2016-03-11 2017-09-14 富士通株式会社 Electronic apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0658995B2 (en) * 1986-03-19 1994-08-03 松下電器産業株式会社 PCB mounting device
JP3266780B2 (en) * 1995-12-19 2002-03-18 富士通株式会社 Block stack type communication device
JPH09232780A (en) * 1996-02-22 1997-09-05 雪生 ▲高▼橋 Cabinet for electronic equipment
JP2007066480A (en) * 2005-09-02 2007-03-15 Hitachi Ltd Disk array device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5090146U (en) * 1973-12-19 1975-07-30
JPH06169039A (en) * 1992-12-01 1994-06-14 Kofu Nippon Denki Kk Submerged dc-dc converter cooler
JP2009537905A (en) * 2006-05-16 2009-10-29 ハードコア コンピューター、インク. Liquid immersion cooling system
WO2016117098A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 株式会社ExaScaler Electronic instrument and cooling apparatus for electronic instrument
JP2017163065A (en) * 2016-03-11 2017-09-14 富士通株式会社 Electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP6644906B2 (en) 2020-02-12
WO2018087902A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6644907B2 (en) Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system
JP6644909B2 (en) Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system
JP6494772B1 (en) Immersion cooling electronic device and immersion cooling processor module
US10156873B2 (en) Information handling system having fluid manifold with embedded heat exchanger system
US10070560B2 (en) Drawer-level immersion-cooling with hinged, liquid-cooled heat sink
US8659897B2 (en) Liquid-cooled memory system having one cooling pipe per pair of DIMMs
TW202102101A (en) Rack-mountable immersion cooling system
JP6442066B2 (en) Immersion cooling electronics
JP6644908B2 (en) Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system
JP6644906B2 (en) Electronic equipment for immersion cooling, power supply unit, and cooling system
JP6523469B6 (en) Immersion cooling electronics
JP6523470B6 (en) Immersion cooling electronics
JP6244067B1 (en) Immersion cooling electronics
JP6494773B1 (en) Immersion cooling electronic device and immersion cooling processor module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190201

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: 20191217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6644906

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees