KR100608958B1 - 냉각 장치 및 이를 내장한 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 어떠한 종류의 하우징 높이를 갖는 서버 각각에 대해 저비용이고 실장 밀도가 높은 고성능 액냉각 시스템을 제공하는 것이다.
액냉각 시스템을 구성하는 각 장치의 높이를 래크 마운트 방식의 서버 래크를 수납하는 캐비닛에 탑재할 때의 기준 래크 높이인 약 44 ㎜ 이내, 특히 약 40 ㎜ 내지 36 ㎜로 하고, 이를 조합하여 다른 높이를 갖는 래크 마운트 방식의 전자 기기에 대해 저비용이고 또한 고밀도 실장이 가능한 액냉각 시스템을 구성한다.

Description

냉각 장치 및 이를 내장한 전자 기기 {COOLING DEVICE AND ELECTRONIC APPLIANCE INTERNALLY MOUNTING THE SAME}
본 발명은, 전자 계산기 등을 포함한 전자 기기에 관한 것으로, 특히 래크 마운트 방식의 서버 등의 정보 처리 장치의 냉각에 적용함으로써 장치의 고성능화나 소형화를 가능하게 하는 액냉각 장치에 관한 것이다.
서버 등의 정보 처리 장치의 시스템 구성 및 수납 및 설치에 있어서, 래크 마운트 방식이 주류가 되어 있다. 래크 마운트 방식이라 함은, 장치를 기능 단위별로 분할하여 수납하는 래크라 불리우는 하우징을 특정한 규격을 기초로 하여 형성된 캐비닛이라 불리우는 유닛 섀시에 층층이 탑재하는 방식이다. 래크 마운트 방식에서는 장치 단위에서의 하드웨어 개발이 가능한 동시에, 각 장치의 선택 및 배치를 자유자재로 행할 수 있고, 시스템 구성의 유연성 및 확장성이 우수하고, 또한 시스템 전체의 점유 면적도 축소할 수 있다는 이점이 있다.
특히, 래크 마운트 방식의 서버에서는 IEC 규격(International Electrical Co㎜ission)/EIA 규격(The Electrical Industries Association)에 의해 규정된 19 인치 폭의 캐비닛이 주류가 되어 있고, 장치를 탑재하기 위한 지주의 좌우 개구 치수를 451 ㎜, 탑재에 있어서의 높이 치수를 1 U(1 EIA) ＝ 44.45 ㎜라는 단위로 규정하고 있다. 그로 인해, 래크 마운트 방식의 서버나, 이와 조합하여 정보 처리 시스템을 구축하는 네트워크 기기, 디스크어레이 장치, 혹은 무정전 전원 장치의 하우징의 폭은 19 인치 폭의 캐비닛에 탑재 가능하도록 규정되지 않는 폭으로 구성된다. 또한, 하우징의 높이에 대해서는 캐비닛 내에 하우징이 밀하게 층층이 쌓이도록 1 U를 단위 높이로 한 높이, 예를 들어 3 U(1 U의 3배의 높이), 5 U(1 U의 5배의 높이) 등의 높이로 구성된다.
이 래크 마운트 방식 서버의 하우징의 실장예를 도11에 나타낸다. 도11의 하우징은 1 U(약 45 ㎜)의 높이를 갖고, CPU(101)나 메모리(102)를 실장한 메인 보드(103), 전용의 냉각 팬을 내장하는 전원 유닛(104), HDD나 CD-ROM 등의 스토리지(105), 확장 보드(106)로 구성된다. 또한, 주로 CPU를 냉각하기 위해, 하우징의 중앙부에 냉각 팬(107)을 배치하여 팬의 냉각풍을 CPU의 히트 싱크에 송풍하여 냉각을 행하고 있다.
도11의 종래의 래크 마운트 방식 서버의 하우징에서는, 하우징의 전방면으로부터 흡기하여 냉각풍은 하우징 후방면으로부터 주위로 배기된다. 이 때, 냉각 팬(107)에 의한 냉각풍의 흐름에 의해, 모듈의 전방부에 배치된 스토리지나 CPU 이외의 메모리(102) 등의 메인 보드(103)에 실장되어 있는 전자 부품(도시하지 않음)도 냉각된다. 이와 같은 래크 마운트 방식의 서버의 냉각 기술로서, 하우징 상면의 전방면 근방의 부분에 통기구를 설치하여 이를 캐비닛에 실장할 때에, 이 통기구를 막지 않도록 상부에 적재되는 장치 하우징을 어긋나게 하여 배치하는 구성이 특허 문헌 1에 개시되어 있다.
또한, 래크 마운트 방식의 전자 기기를 냉각하는 수단으로서, 캐비닛 내에 액냉각 시스템을 갖고 캐비닛을 구성하는 복수의 기둥 내에 액냉각용 냉매 유로를 마련하여 적어도 1개의 기둥으로부터 냉각 매체를 캐비닛에 적재되는 하우징으로 공급하여 하우징 내에서 발생한 열을 흡수하고, 열을 흡수한 냉매를 남은 기둥 중 1개의 기둥으로 흐르게 하여 냉각하는 냉각 방식이 특허 문헌 2에 개시되어 있다.
특허 문헌 3에는 복수의 전자 부품이 하우징 내에 수납되어 이루어지는 전자 기기의 냉각 방법에 있어서, 발열 전자 부품의 열을 수열 부재에 의해 받고, 상기 수열 부재에 구비된 유로에 냉각액을 흘려 상기 수열 부재를 냉각하고, 상기 수열 부재에 흐르게 한 냉각액을 상기 전자 기기의 하우징에 열적으로 접속된 방열 부재의 유로에 흐르게 하여 방열하는 전자 기기의 냉각 방법이 기재되어 있다.
또한, 특허 문헌 4에는 액냉각 시스템을 내장시킨 소형 전자 계산기가 기재되어 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 2002-366258호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특허 공개 2002-374086호 공보
[특허 문헌 3]
일본 특허 공개 2003-60372호 공보
[특허 문헌 4]
일본 특허 공개 2003-233441호 공보
특허 문헌 1에 개시된 바와 같이, 최근 전자 장치의 고성능화와 고밀도 실장화가 진행되어 장치 하우징 내에 실장되는 부품, 특히 CPU의 냉각이 곤란해져 있다. 이를 극복하는 방법으로서, 특허 문헌 2에 개시된 바와 같이 적어도 캐비닛 단위로 폐쇄되는 계통으로 구성하는 액냉각 장치를 도입하는 것을 생각할 수 있다.
도11에서 도시한 바와 같이, 종래의 서버 등의 정보 처리 장치에 채용하고 있는 냉각 시스템은 발열 부품에 직접 부착하는 히트 싱크와, 이 히트 싱크에 냉각풍을 송풍하는 냉각 팬의 2개로 구성된다. 이에 대해 액냉각 장치(시스템)는 냉각 팬에다가 냉각액을 순환하는 펌프, 히트 싱크 대신에 흡열용 액냉각 재킷과 방열용 라디에이터, 또한 각 장치를 접속하는 냉각액 배관이 필요해지고, 또한 사용 조건에 따라서 리저버 탱크 등을 설치할 필요가 있으므로, 부품 개수가 대폭으로 증가되므로, 액냉각 장치를 전자 기기의 냉각 장치로서 널리 보급하기 위해서는 비용 저감이 큰 과제이다.
또한, 서버 등의 정보 처리 장치의 시스템 구성 수납 및 설치에 있어서는 래크 마운트 방식이 주류가 되어 있고, 그 하우징 크기는 캐비닛에 탑재하기 위한 규격에 따라서 결정되어 있다. 높이 치수에 대해서는 기준 높이가 되는 1 U(1 EIA) ＝ 44.45 ㎜의 배수로 규정하고 있고, 최소 1 U 높이로부터, 최대, 예를 들어 5 U 높이까지 다양한 종류의 하우징 크기가 있으므로, 이들 장치에 액냉각 장치를 적용하는 경우, 각각의 하우징 크기에 따라서 보다 높은 냉각 성능을 인출시키는 액냉각 장치를 구성하는 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 액냉각 장치의 저비용화를 실현하는 동시에, 다양한 크기를 갖는 전자 장치 하우징에 대해 고밀도로 실장 가능한 액냉각 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 다음에 도시하는 액냉각 장치 및 이 장치를 내장한 전자 장치를 제공한다.
본 발명은 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터를 구비하는 전자 기기의 액냉각 장치에 있어서, 상기 라디에이터는 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 액냉각 장치를 제공한다.
본 발명은 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터로 이루어지는 액냉각 장치를 캐비닛 내에 수납하는 전자 기기에 있어서, 상기 액냉각 장치를 구성하는 상기 라디에이터는 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 전자 기기를 제공한다.
상술한 기재에 있어서, 상기 횡방향은 통풍 방향 및 통풍 방향에 대해 직각 방향 중 어느 한 방향을 가리킨다.
본 발명의 액냉각 장치는 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터를 구비하는 전자 기기에 사용된다.
상기 라디에이터는 상기 냉각액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고 복수의 관에 핀을 배치, 고정 부착하여 독립된 1개의 라디에이터 코어가 구성되고, 상기 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되어 상기 헤더로부터 상기 관에 냉각액이 흐르도록 하여 단일 부재 라디에이터가 구성된다.
그리고, 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상, 바람직하게는 40 ㎜ 이하이고 36 ㎜ 이내로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성된다.
[제1 실시예]
이하, 본 발명의 제1 실시예의 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
우선, 본 발명의 제1 실시 형태로서, 하우징 높이가 3 U(약 133 ㎜)이고 2 CPU 구성의 서버에 실장하는 액냉각 장치의 개요를 도시한다. 도1은 본 액냉각 장치(107)의 개요를 도시하는 도면이다. 도2는 본 액냉각 장치의 개략도이다. 도3은 본 액냉각 장치(107)를 탑재하는 래크 마운트 방식 서버의 래크 하우징의 개요를 도시하는 도면이다.
본 액냉각 장치는 냉각액을 순환시키는 펌프(1)가 2개(1a, 1b), CPU로부터 발생하는 열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷(2)이 각 CPU에 대해 각각 1개, 합계 2개(2a, 2b), 냉각액을 차갑게 하는 라디에이터(3)가 3개(3a, 3b, 3c), 라디에이터(3)에 냉각풍을 송풍하여 라디에이터를 차갑게 하는 냉각 팬(4)이 2개(4a, 4b), 냉각액에 혼입하는 기체를 분리하는 기능을 구비하는 리저버(5)로 구성된다. 본 실시 형태에서는 펌프(1)와 팬(4)을 복수로 구성함으로써, 펌프(1) 또는 팬(4) 중의 하나가 고장나는 경우라도 냉각 장치가 완전하게 기능하지 않게 되는 것을 방지하는 용장계를 구성하고 있다.
이들 장치 중, 냉각액이 통과하는 펌프(1), 액냉각 재킷(2), 라디에이터(3), 리저버(5) 사이는 액배관(6)에 의해 각 장치가 접속되어 폐쇄 루프를 형성한다. 본 실시예에 있어서, 펌프(1)와 액냉각 재킷(2)은 폐쇄 루프에 대해 병렬로 조합된다. 또한 라디에이터(3)는 폐쇄 루프에 대해 직렬로 조합된다.
냉각액은 응고점이 적어도 영하가 되는, 예를 들어 프로필렌글리콜을 주성분으로 하는 수용액을 사용하고, 또한 동이나 알루미늄의 부식 방지제를 함유시킨다.
냉각액이 순환하는 액냉각 재킷(2)이나 라디에이터(3)는 열전도성이 좋은 동 혹은 알루미늄 등을 재료로 구성한다. 액배관은 액수송부를 금속제 재료로 하고, 각 장치와의 접속부에서는, 예를 들어 부틸 고무 등의 유기 재료계의 튜브와 조합하여 냉각액의 폐쇄 루프를 구성한다.
또한, 폐쇄 루프의 도중에 역지 밸브가 달린 유니버설 조인트 등을 설치하여 각 장치를 교환 및 증설할 수 있는 구성으로 해도 좋다. 이에 의해, CPU의 필드 증설이나 고장 등에 의한 CPU 교환을 용이하게 행할 수 있다.
냉각액은 펌프(1)에 의해 순환되어 액냉각 재킷(2)에서 CPU(101)의 발생열을 흡열하여 라디에이터(3)에서 냉각 팬(4)에 의해 송풍되는 냉각풍에 의해 냉각된다. 냉각된 냉각액은 리저버(5)에서 기액 분리되어 펌프(1)로 복귀되어 온다. 이와 같이, 냉각액의 순환 과정에서 열의 교환을 행하고, CPU의 발생열을 외기에 방열하여 CPU를 냉각한다.
각 장치와의 접속부로부터는 접촉 경계면이나 유기 재료계로 구성하는 튜브를 거쳐서 공기가 폐쇄 루프 내로 침투하여 펌프(1)의 송액 성능을 저하시키거나, 액냉각 재킷(2)이나 라디에이터(3)의 열교환 성능을 저하시킬 우려가 있다. 그로 인해, 리저버(5)는 침투한 공기가 폐쇄 루프 내에 순환하거나 체류하거나 하지 않도록 공기와 트랩하는 기액 분리 기구와, 침투하는 공기와 교체하여 폐쇄 루프 밖으로 투과하는 결과가 생기는 냉각액의 감소분을 보상하기 위한 액저장의 기능을 갖는다.
도3에 도시한 바와 같이, 본 냉각 장치(107)는, 예를 들어 3 U 높이의 하우징을 갖는 서버에 고밀도로 실장된다.
다음에, 본 실시 형태에 있어서의 액냉각 장치(107)에 대해 설명한다. 액냉각 장치의 냉각 성능은 액냉각 재킷(2)의 흡열 성능이나 냉각액의 유량이나 라디에이터(3)의 방열 성능, 냉각 풍량에 의해 결정되지만, 특히 라디에이터(3)의 구성, 성능이 중요하다.
라디에이터(3)의 성능 향상에는 통풍 단면적을 가능한 한 크게 확보하는 것이 바람직하다. 한편, 래크 마운트 방식의 서버는, 도11에서 설명한 바와 같이 하우징의 전방면으로부터 흡기하고, 냉각풍은 하우징 후방면으로부터 주위로 배기되므로, 통풍 단면적을 넓게 확보하기 위해서는 하우징 높이에 맞추어 라디에이터 높이를 변경하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서, 라디에이터(3)의 래크(H)의 높이, 즉 라디에이터(3) 하우징의 높이는 44 ㎜ 이내이며 35 ㎜ 이상, 특히 38 ㎜이며 36 ㎜ 이상으로 한다(H에 대해서는 도5 참조). 즉, 이는 1 U 높이에 상당하는 높이로, 예를 들어 래크 마운트 방식 서버의 최소 래크 높이인 1 U 높이의 서버에 대해 고밀도로, 구체적으로는 통풍 단면적을 보다 넓게 확보할 수 있는 구성으로 하고 있다. 제1 실시예에서는 3 U 높이의 서버로 고밀도로 라디에이터를 실장하기 위해, 단일 부재 라디에이터(3a, 3b, 3c)를 3단 적층하고 있다. 본 실시예와 마찬가지로, 2 U 높이나 4 U 높이의 하우징에 대해서는 각각 2단 적층, 4단 적층함으로써 통풍 단면적을 각각 넓게 확보하는 것이 단일 부재 라디에이터(3a, 3b, 3c)의 독립 구조 그 자체를 변경하는 일 없이, 즉 단일 부재 라디에이터의 종류를 늘리는 일 없이 쉽게 실장이 가능해진다.
[제2 실시예]
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태로서, 하우징 높이가 1 U(약 44 ㎜)이고 2 CPU 구성의 서버에 실장하는 액냉각 장치의 개요를 도시한다. 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 붙여 설명을 반복하지 않는다. 다른 실시예에 대해서도 동일하다. 도4는 본 액냉각 장치(108)의 개요를 도시한 도면으로, 예를 들어 도11에 도시한 바와 같은 1 U 높이의 서버로 탑재하는 것을 전제로 구성하는 것이다. 펌프(1), 액냉각 재킷(2), 단일 부재 라디에이터(3d, 3e), 리저버(5)의 높이는 1 U 높이 이내가 된다. 도면에 도시한 바와 같이, 단일 부재 라디에이터(3d, 3e)는 횡방향에 병설된다. 이 경우의 횡방향이라 함은, 통풍 방향에 대해 차례의 방향이 되게 된다.
제2 실시 형태에서는 1 U 높이의 하우징에의 실장을 가능하게 하도록 라디에이터(3)를 구성하는 단일 부재 라디에이터(3d, 3e)를 통풍로에 대해 직렬로 나열하여 배치하였다. 이 구성에서는, 냉각풍의 상류측에 위치하는 단일 부재 라디에이터(3e)에 대해 하류측에 위치하는 라디에이터의 입기 온도가 상승되므로, 더욱 냉각 성능의 향상이 필요해지는 경우에는, 후술하는 도6에 도시한 바와 같이 통풍로가 병렬이 되도록 실장하는 것이 바람직하다.
다음에, 이들 실시 형태에 적용하는 라디에이터의 구성에 대해 설명한다.
도5는 라디에이터(3)의 구성예를 나타내는 것이다. 라디에이터(3)는 전술한 바와 같이 독립 구성의 단일 부재 라디에이터를 조합하여 구성된다. 냉각풍과의 열교환을 행하는 콜케이트 핀(11)과, 냉각액이 흐르는 편평 튜브(12)가 복수 쌓아 올려져 이들을 열적으로 접합하여 라디에이터 코어(17)를 구성하고, 이에 냉각액을 분배 및 집합하기 위한 헤더(13)를 조합하여 구성한다. 헤더에는 액배관과 접속하기 위한 접속 커넥터(14)[유입구측에 접속 커넥터(14a, 14b), 유출구측에 접속 커넥터(14c, 14d)]가 부착된다. 이 접속 커넥터는, 도시한 바와 같이 하나의 헤더(13a, 13b)에 대해 상하에 각 1개, 합계 2개 부착하는 것이 바람직하고, 이와 같은 구성으로 함으로써 단일 부재 라디에이터를 복수 조합할 때의 배관의 자유도를 늘리는 동시에, 라디에이터(3) 내에 기체가 트랩되는 것을 방지하는 배관을 가능하게 한다.
또한, 액냉각 장치에서는 폐쇄 루프 내에 침투하는 기체를 트랩하기 위한 리저버(5)가 필요하므로, 예를 들어 도5에 도시한 바와 같이 라디에이터(3) 속에 리저버(15)를 설치하여 이들을 일체화함으로써, 부품 개수를 저감하는 것이 바람직하다.
[제3 실시예]
도6은 도5에 도시한 단일 부재 라디에이터를 2개 직렬로 조합하여 평면 방향에 나열하여 실장하는 경우의 구성예로, 예를 들어 제2 실시 형태에서 나타낸 1 U 높이의 서버용 액냉각 시스템에 적용할 수 있는 구성이다. 본 예에 있어서는 단일 부재 라디에이터를 횡방향에 조합하고 있지만, 이 경우의 횡방향이라 함은, 통풍 방향에 대해 직각(90°)을 이루는 방향이 되게 된다. 이 조합에 있어서, 접속이 불필요한 접속 커넥터에는 밀봉 캡(16)(16a, 16b)을 삽입하여 필요한 접속 커넥터(14b, 14c')에만 액배관(6)을 접속한다. 단일 부재 라디에이터(3e, 3f) 사이의 접속 커넥터(14d, 14b', 14c, 14a)를 각각 접속한다.
[제4 실시예]
도7은 도5에 도시한 단일 부재 라디에이터(3m, 3n)를 2개 직렬로 조합하고, 2단 적층하여 라디에이터로서 실장하는 경우의 구성예로, 2U 높이의 서버에 적용하는 것을 상정하고 있다. 접속 커넥터(14b와 14a')와의 사이에 접속 배관(18)이 설치된다.
[제5 실시예]
도8은 라디에이터(3)의 구성 방법을 나타낸다. 도면에 있어서, 라디에이터(3)는 3개의 독립된 라디에이터 코어(17)(17a, 17b, 17c)와, 이들 라디에이터 코어(17)의 양단부에 부착되는 헤더(13)(13a, 13b)로 구성된다. 라디에이터(17)는 편평형의 관(31)(31a, 31b, 31c, 31d)과 그 사이에 고정하여 배치되는 핀(32)(32a, 32b, 32c)으로 이루어지지만, 편평형의 관(31)과 핀(32)이 일체가 되어 1개의 독립체로서 형성되어 있는 것이 중요하고, 이와 같이 함으로써 독립된 라디에이터 코어(17)를 동일 형상으로 수배화하여 라디에이터(3)를 저렴하게 제작할 수 있게 된다. 또한, 편평형의 관(31) 내를 냉각액이 흐르는 것은 당연하다.
도9는 라디에이터 코어(17)의 주요부를 도시한다. 도면에 도시한 바와 같이, 라디에이터 코어(17)는 편평형의 관(즉, 편평 튜브)(31a, 31b, 31c)(31d는 도시하지 않음) 및 핀(32a, 32b, 32c)으로 이루어지고, 핀(32a, 32b, 32c)은 편평형의 관(31a, 31b, 31c, 31d) 사이에 각각 배치되고 고정되어 독립체가 된다.
도8에 있어서, 라디에이터 코어(17a, 17b, 17c)는 전부 동일 방법에 의해 구성된다.
또한, 도1 내지 도7에 있어서의 라디에이터(3)에 대해서도 동일 방법에 의해 구성되어 있다.
도10은 도8에 나타낸 예의 변형예로, 도8의 예와 동일 부품에 대해서는 동일한 번호를 붙여 설명을 생략한다. 도10에 나타내는 예는 각 라디에이터 코어(17a, 17b, 17c)가 각각 헤더(13aa, 13ba, 13ab, 13bb, 13ac, 13cc)에 별도에 부착된다. 따라서, 1개의 라디에이터 코어(17a)와, 헤더(13aa, 13ba)에 의해 단일 부재 라디에이터(13a, 13b, 13c)가 구성되고, 도1 내지 도7에 도시한 바와 같은 라디에이터(3)가 구성된다.
이들 구성에 따르면, 라디에이터는 상기 냉매액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고 복수의 관 사이에 핀을 배치하고 고정 부착하여 독립된 라디에이터 코어가 구성되고, 복수의 상기 라디에이터 코어가 병설되어 각 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되고, 상기 헤더로부터 상기 관으로 냉각액이 흐르도록 하여 구성되게 된다.
또한, 라디에이터는 상기 냉각액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고, 복수의 관에 핀을 배치, 고정 부착하여 독립된 1개의 라디에이터 코어가 구성되고, 상기 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되어 상기 헤더로부터 상기 관에 냉각액이 흐르도록 하여 단일 부재 라디에이터가 구성되고, 또한 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상이 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 상기 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되게 된다.
도8 내지 도10에 라디에이터(3)의 구성 방법에 대해 나타내었다. 도8에 있어서, 냉각풍과의 열교환을 행하는 핀(32)과, 냉각액이 흐르는 편평형의 관(31)으로 이루어지는 라디에이터 코어(17)가 복수 쌓아 올려져 라디에이터(3)를 구성하고 있고, 이 라디에이터(3)를 다양한 하우징 높이의 서버에 적용 가능한 공통 컴퍼넌트로 하는 것이다. 도10의 예에 있어서는, 1 U 높이로 구성하는 라디에이터 코어(17)를 횡방향에 3개 나열하여 라디에이터(3)를 형성하는 것을 행하고 있고, 부품 컴퍼넌트를 공통화하면서 통풍 단면적을 하우징 높이에 맞추어 넓게 확보하는 것이 가능해진다.
여기에 나타낸 실시 형태에서는 액냉각 시스템으로 냉각하는 부품을 CPU(101)로서 설명하였지만, 메모리(102)나 칩 세트, HDD 등의 스토리지 장치(105)를 이와 같은 액냉각 시스템으로 냉각하도록 해도 좋다. 이 경우에는 냉각이 필요한 부품에 각각 액냉각 재킷을 열접속하여 냉각액의 순환로에 CPU의 냉각과 직렬 또는 병렬로 접속하도록 하는 것이 좋다.
본 발명에 따르면, 액냉각 장치의 주요 장치인 단일 부재 라디에이터의 종류를 독립 구조의 1종류로 하고, 이를 조합하여 각각의 하우징 높이에 따라서 보다 넓은 통풍 단면적을 확보 가능한 액냉각 장치를 구성하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 액냉각 장치가 높은 냉각 성능을 손상시키지 않고, 단일 종류의 라디에이터의 양산 효과에 의해 라디에이터의 저비용화를 실현할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 3 U 높이 하우징용 2 CPU 액냉각 시스템의 개략도.
도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 3 U 높이 하우징용 2 CPU 액냉각 시스템의 개략도.
도3은 본 발명의 제1 실시 형태를 적용한 래크 마운트 방식의 서버의 개략도.
도4는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 1 U 높이 하우징용 2 CPU 액냉각 시스템의 개략도.
도5는 본 발명의 라디에이터의 구조예를 나타내는 도면.
도6은 본 발명의 라디에이터를 복수 조합하는 경우의 구성예를 나타내는 도면.
도7은 본 발명의 라디에이터를 복수 조합하는 경우의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도8은 본 발명의 라디에이터의 다른 구조 방법을 나타내는 도면.
도9는 도8의 일부 상세도.
도10은 본 발명의 라디에이터의 다른 구조 방법을 나타내는 도면.
도11은 래크 마운트 방식 서버의 종래 기술에 의한 실장예를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 펌프
2 : 액냉각 재킷
3 : 라디에이터
4 : 냉각 팬
5 : 기액 분리 기구가 달린 리저버
6 : 액배관
11 : 액튜브
12 : 콜게이트 핀
13 : 헤더
14 : 접속 커넥터
15 : 리저버
16 : 밀봉 캡
17 : 라디에이터 코어
101 : CPU
102 : 메모리
103 : 메인 보드
104 : 전원 유닛
105 : 스토리지 장치
106 : 확장 보드
107 : 3 U 하우징용 액냉각 시스템
108 : 1 U 하우징용 액냉각 시스템.

Claims (6)

  1. 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터를 구비하는 전자 기기의 액냉각 장치에 있어서,
    상기 라디에이터는 상기 냉각액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고 복수의 관 사이에 핀을 배치, 고정 부착하여 독립된 라디에이터 코어가 구성되고, 복수의 상기 라디에이터 코어가 병설되고, 각 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되어 상기 헤더로부터 상기 관에 냉각액이 흐르도록 하여 구성되고, 상기 라디에이터 코어의 양단부에 접합된 헤더 중, 한 쪽 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 다른 쪽 헤더에는 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향으로 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향으로 조립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액냉각 장치.
  2. 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉매액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터를 구비하는 전자 기기의 액냉각 장치에 있어서,
    상기 라디에이터는 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되고, 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액냉각 장치.
  3. 냉매액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터를 구비하는 전자 기기의 액냉각 장치에 있어서,
    상기 라디에이터는 상기 냉각액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고 복수의 관에 핀을 배치, 고정 부착하여 독립된 1개의 라디에이터 코어가 구성되고, 상기 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되어 상기 헤더로부터 상기 관에 냉각액이 흐르도록 하여 단일 부재 라디에이터가 구성되고, 또한 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 상기 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액냉각 장치.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 횡방향은 통풍 방향 및 통풍 방향에 대해 직각 방향 중 어느 한 방향을 가리키는 것을 특징으로 하는 액냉각 장치.
  5. 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터로 이루어지는 액냉각 장치를 캐비닛 내에 수납하는 전자 기기에 있어서,
    상기 액냉각 장치를 구성하는 상기 라디에이터는 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  6. 냉각액을 순환하는 펌프와, 발열부로부터의 발생열을 냉각액에 흡열하는 액냉각 재킷과, 냉각액의 축열을 외기에 방열하는 라디에이터로 이루어지는 액냉각 장치를 캐비닛 내에 수납하는 전자 기기에 있어서,
    상기 액냉각 장치를 구성하는 상기 라디에이터는 상기 냉각액을 통과시키는 편평형의 관을 복수개 갖고, 복수의 관에 핀을 배치, 고정 부착하여 독립된 1개의 라디에이터 코어가 구성되어 상기 라디에이터 코어의 양단부가 각각 헤더에 접합되고, 상기 헤더로부터 상기 관으로 냉각액이 흐르도록 하여 단일 부재 라디에이터가 구성되고, 또한 높이가 44 ㎜ 이하이고, 35 ㎜ 이상으로 된 독립체로서 구성되어 헤더에 적어도 2개 이상의 유입구측 커넥터, 2개 이상의 유출구측 커넥터를 구비한 상기 단일 부재 라디에이터가 복수개 높이 방향 및 횡방향에 조립되는 것이며, 높이 방향 및 횡방향 중 어느 한 방향에 조립되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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