KR102566628B1

KR102566628B1 - 전자 장치를 냉각하기 위한 1 차 및 2 차 냉각 장치를 갖는 냉각 배열체

Info

Publication number: KR102566628B1
Application number: KR1020200024131A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 마우리스 티바우트; 패트릭-길레스 마일로트; 헨리크 클라바
Original assignee: 오브이에이치
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2023-08-11
Also published as: DK3703476T3; EP3703476B1; KR20200105429A; PL3703476T3; CN111629558A; US11533830B2; EP3703476A1; CA3071331A1; US20200281098A1

Abstract

본 발명은 전자 장치를 위한 냉각 배열체를 개시하고 있고, 상기 냉각 배열체는 1 차 냉각 장치 및 2 차 냉각 장치를 포함한다. 1 차 냉각 장치는 냉각 유체 공급원으로부터 냉각 유체를 수용하는 유체 입력 라인 및 냉각 유체를 배출구로 복귀시키는 유체 출력 라인을 포함한다. 1 차 냉각 장치는 전자 장치에 열적으로 연결되고, 유체 입력 라인으로부터 냉각 유체를 수용하고, 유체 출력 라인을 통해 냉각 유체를 복귀시키기 전에 전자 장치로부터 냉각 유체로 열을 전달한다. 흐름 검출 장치는 1 차 냉각 장치에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링한다. 2 차 냉각 장치는 전자 장치에 열적으로 연결되어 있다. 흐름 검출 장치가 1 차 냉각 장치에서 냉각 유체의 흐름 부족을 검출할 때, 프로세서는 2 차 냉각 장치를 활성화하여 전자 장치로부터 열을 흡수 및 소산시킨다.

Description

전자 장치를 냉각하기 위한 1 차 및 2 차 냉각 장치를 갖는 냉각 배열체 {COOLING ARRANGEMENT HAVING PRIMARY AND SECONDARY COOLING DEVICES FOR COOLING AN ELECTRONIC DEVICE}

본 기술은 전자 장치를 위한 냉각 기술에 관한 것이다. 특히, 전자 장치를 냉각시키기 위한 1 차 및 2 차 냉각 장치를 갖는 냉각 배열체가 개시된다.

전자 부품, 예를 들어 서버, 메모리 뱅크, 컴퓨터 디스크 등은 통상적으로 장비 랙에 그룹화된다. 수천 대 또는 수만 대의 서버를 지원하는 수천 개의 랙을 포함할 수 있는 대규모 데이터 센터가 존재한다.

백플레인에 장착된 장비를 포함하여 랙은 많은 양의 전력을 소비하고 상당한 양의 열을 발생시킨다. 이러한 랙에서는 냉각 요구가 중요하다. 프로세서와 같은 일부 전자 장치는 너무 많은 열을 발생시켜 냉각 부족 시 몇 초 안에 고장날 수 있다.

액체 냉각, 예를 들어 수냉은 랙에 장착된 서버 및 유사한 장비의 안전한 작동 온도를 보존하기 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 그러나 액체의 불순물은 작은 도관의 막힘, 냉각 손실 및 부품 고장으로 이어질 수 있다.

적절한 액체 냉각을 모니터링하고 적어도 어느 정도 냉각 고장을 방지하기 위해 사용되는 일반적인 해결책은 서버 랙으로의 액체 냉각 전달을 추적하는 유량 표시기 및/또는 유량계를 설치하는 것이다. 예를 들어, 랙당 간단한 표시기는 냉각 흐름이 각 랙에 제대로 전달되는지 여부를 시각적으로 표시할 수 있다. 그러나 많은 수의 개별 구성 요소가 단일 랙에 수용될 수 있다. 랙 전체의 냉각 흐름을 모니터링하는 유량 표시기 또는 유량계로 단일 구성 요소 레벨에서 냉각 손실을 제대로 검출하지 못할 수 있다. 해당 단일 구성 요소가 손실되면 데이터 센터의 클라이언트에 대한 서비스 손실 및/또는 중요 데이터 손실이 발생할 수 있다.

흐름 유량계는 상당히 비싸고 랙에 설치된 각각의 구성 요소로 전달되는 냉각 유체의 흐름을 검출하는데 경제적으로 사용될 수 없다. 사용 가능한 유량계는 부피가 크며 공간이 제한된 랙, 특히 높이가 44.45 mm인 랙 유닛(U)의 구성 요소에 공간을 할당하는 일반적인 랙에서, 특히 많은 구성 요소가 단일 U를 차지하는 경우에는 사용할 수 없다.

냉각 손실의 경우, 일부 전자 장치는 매우 빠르게 과열되어 몇 초 내에 고장날 수 있다. 과열 전자 장치가 고장 나거나 너무 빨리 꺼지면 중요한 정보(예를 들어, 고객 데이터)가 손실될 수 있다.

위에서 식별된 최근의 개발이 이점을 제공할 수 있지만, 여전히 개선이 바람직하다.

배경 섹션에서 논의된 주제는 배경 섹션에서 그 언급의 결과로서 단지 선행 기술인 것으로 가정되어서는 안 된다. 유사하게, 배경 섹션에서 언급되거나 배경 섹션의 주제와 관련된 문제는 종래 기술에서 이전에 인식된 것으로 가정되어서는 안 된다. 배경 섹션의 주제는 단순히 다른 접근법을 나타낸다.

본 기술의 실시예는 종래 기술과 관련된 단점에 대한 개발자의 인식에 기초하여 개발되었다.

특히, 이러한 결점은 (1) 큰 크기의 흐름 유량계; (2) 흐름 유량계의 부피; (3) 구성 요소 레벨에서 냉각 손실의 검출 가능성의 부족; 및/또는 (4) 전자 장치가 고장나거나 또는 너무 빨리 꺼졌을 때 정보 및 데이터의 잠재적 손실을 포함할 수 있다.

일 양태에서, 본 기술의 다양한 구현은 다음을 포함하는 전자 장치를 위한 냉각 배열체를 제공한다:

냉각 유체 공급원으로부터 냉각 유체를 수용하도록 구성된 유체 입력 라인, 및

냉각 유체를 배출구로 복귀시키기에 적합한 유체 출력 라인;

을 포함하는 냉각 유체 회로:

전자 장치에 열적으로 연결되고, 유체 입력 라인으로부터 냉각 유체를 수용하고, 유체 출력 라인을 통해 냉각 유체를 복귀시키기 전에 전자 장치로부터 냉각 유체로 열을 전달하도록 구성된 1 차 냉각 장치;

냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하도록 작동 가능한 흐름 검출 장치;

전자 장치에 열적으로 연결되고 전자 장치로부터 열을 흡수 및 소산시키도록 작동 가능한 2 차 냉각 장치; 및

흐름 검출 장치 및 2 차 냉각 장치에 작동 가능하게 연결된 프로세서 - 상기 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 1 차 냉각 장치의 냉각 유체의 흐름 부족의 표시를 수신할 때 2 차 냉각 장치의 활성화를 발생시키도록 구성됨 - .

본 기술의 일부 구현에서, 1 차 냉각 장치는 전자 장치에 장착되도록 구성된다.

본 기술의 일부 구현에서, 2 차 냉각 장치는 전자 장치에 열적으로 연결되도록 구성된 증발기 부분 및 열 싱크에 열적으로 연결되는 응축기 부분을 갖는 적어도 하나의 열 파이프를 포함한다.

본 기술의 일부 구현에서, 적어도 하나의 열 파이프의 증발기 부분은 1 차 냉각 장치에 장착되도록 구성된다.

본 기술의 일부 구현에서, 열 싱크는 프로세서에 의해 활성화될 수 있는 열전 냉각 요소를 포함한다.

본 기술의 일부 구현에서, 열 싱크는 라디에이터; 및 프로세서에 의해 활성화될 수 있고 라디에이터에 강제 공기 냉각을 제공하도록 구성된 전기 팬을 포함한다.

본 기술의 일부 구현에서, 2 차 냉각 장치는 프로세서에 의해 활성화될 수 있고 1 차 냉각 장치에 열적으로 연결되도록 구성된 열전 냉각 요소를 포함한다.

본 기술의 일부 구현에서, 열전 냉각 요소는 1 차 냉각 장치에 장착되도록 구성된다.

본 기술의 일부 구현에서, 프로세서는 전자 장치에 동작 가능하게 연결되고; 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신하는 것에 응답하여 전자 장치를 셧다운시키도록 추가로 구성된다.

본 기술의 일부 구현들에서, 프로세서는 전자 장치에 동작 가능하게 연결되고; 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 원격 프로세서를 향해 결함 신호를 전송하고, 원격 프로세서로부터 셧다운 명령을 수신하고, 셧다운 명령을 수신하는 것에 응답하여 전자 장치를 셧다운시키도록 구성된다.

본 기술의 일부 구현들에서, 냉각 배열체는 프로세서 및 전자 장치에 통신 가능하게 연결된 메인 프로세서를 더 포함하고, 동작 시, 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 메인 프로세서를 향해 결함 신호를 전송하고; 메인 프로세서는 결함 신호의 수신에 응답하여 전자 장치로부터 동작 정보를 페치하고; 메인 프로세서는 페치된 동작 정보를 다른 전자 장치로 전송하고; 페치된 동작 정보를 다른 전자 장치로 전송한 후, 메인 프로세서는 셧다운 명령을 프로세서로 전달하고; 프로세서는 셧다운 명령의 수신에 응답하여 전자 장치를 셧다운시킨다.

다른 양상들에서, 본 기술의 다양한 구현들은 다음을 포함하는 전자 디바이스를 냉각하기 위한 방법을 제공한다:

전자 장치에 열적으로 연결된 1 차 냉각 장치에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하는 단계; 및

1 차 냉각 장치 내의 냉각 유체의 흐름이 전자 장치로부터 열을 흡수 및 소산하기에 불충분하다는 것을 검출하는 것에 응답하여 2 차 냉각 장치를 활성화시키는 단계.

본 기술의 일부 구현들에서, 상기 방법은 전자 장치의 온도를 모니터링하는 단계; 및 전자 장치가 정상 온도 레벨을 초과하는 것을 검출하는 것에 응답하여 2 차 냉각 장치를 활성화시키는 단계를 포함한다.

본 기술의 일부 구현에서, 상기 방법은 전자 장치가 임계 온도 레벨을 충족하거나 초과한다는 것을 검출하는 것에 응답하여 전자 장치를 끄는 단계를 더 포함한다.

본 기술의 일부 구현들에서, 상기 방법은 전자 장치를 끄기 전에 전자 장치로부터 다른 장치로 데이터 및 동작을 전송하는 단계를 더 포함한다.

본 명세서의 맥락에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, 컴퓨터 시스템은, 이에 제한되지 않지만, "전자 장치", "운영 체제", "시스템", "컴퓨터 기반 시스템", "제어기 유닛", "모니터링 장치", "제어 장치" 및/또는 이용 가능한 관련 작업에 적절한 이들의 조합을 포함할 수 있다.

본 명세서의 맥락에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, "컴퓨터 판독 가능 매체" 및 "메모리"라는 표현은 임의의 성질 및 종류의 매체를 포함하도록 의도되고, 이에 대한 비 제한적인 예로는 RAM, ROM, 디스크(CD-ROM, DVD, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브 등), USB 키, 플래시 메모리 카드, 솔리드 스테이트 드라이브 및 테이프 드라이브가 있다. 본 명세서의 맥락에서, "a" 컴퓨터 판독 가능 매체 및 "the" 컴퓨터 판독 가능 매체는 동일한 컴퓨터 판독 가능 매체인 것으로 해석되어서는 안 된다. 반대로, 그리고 적절한 경우, "a" 컴퓨터 판독 가능 매체 및 "the" 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 제 1 컴퓨터 판독 가능 매체 및 제 2 컴퓨터 판독 가능 매체로 해석될 수 있다.

본 명세서의 문맥에서, 달리 명시적으로 제공되지 않는 한, "제 1", "제 2", "제 3" 등의 단어는 명사 간의 특정 관계를 설명할 목적으로가 아니라 명사들 사이의 구별을 허용하기 위한 목적으로만 형용사로서 사용되었다.

본 기술의 구현은 각각 전술한 목적 및/또는 양상 중 적어도 하나를 갖지만, 반드시 그것들 모두를 가질 필요는 없다. 전술한 목적을 달성하려고 시도한 결과의 본 기술의 일부 측면은 이 목적을 만족시키지 못하거나 및/또는 본원에 구체적으로 언급되지 않은 다른 목적을 만족시킬 수 있음을 이해해야 한다.

본 기술의 구현의 추가 및/또는 대안적인 특징, 양태 및 이점은 다음의 설명, 첨부 도면 및 첨부된 청구 범위로부터 명백해질 것이다.

본 기술, 그 밖의 다른 측면 및 추가 특징에 대한 이해를 돕기 위해, 첨부 도면과 함께 사용될 다음의 설명을 참조한다.
도 1은 본 기술의 실시예에 따른 랙 및 적어도 하나의 삽입 가능한 구성 요소를 포함하는 시스템의 정면 사시도이다.
도 2는 도 1의 랙에 삽입 가능한 구성 요소의 평면도이며, 이 구성 요소는 본 기술의 실시예에 따라 냉각 목적으로 유체 연결을 제공한다.
도 3은 본 기술의 실시예에 따른 전자 장치에 연결된 도 2의 냉각 장치의 우측면도이다.
도 4는 본 기술의 실시예에 따른 냉각 장치의 평면도이다.
도 5a는 본 기술의 실시예에 따른 흐름 검출 장치의 측면도이다.
도 5b는 본 기술의 실시예에 따른 도 5a의 흐름 검출 장치의 배면도이다.
도 6a는 본 기술의 일 실시예에 따른 다른 흐름 검출 장치의 측면도이다.
도 6b는 본 기술의 실시예에 따른 도 6a의 흐름 검출 장치의 배면도이다.
도 7은 본 기술의 일 실시예에 따른 또 다른 흐름 검출 장치의 측면도이다.
도 8은 열전 냉각 요소의 개략도이다.
도 9는 본 기술의 실시예에 따른 제 1 냉각 배열체의 단순화된 블록도이다.
도 10은 본 기술의 실시예에 따른 제 2 냉각 배열체의 간략화된 블록도이다.
도 11은 본 기술의 실시예에 따른 제 3 냉각 배열체의 단순화된 블록도이다.
도 12는 본 기술의 일 실시예에 따른 전자 장치의 과열을 방지하는 방법의 동작을 나타내는 흐름도이다.
또한, 본 명세서에서 달리 명시되지 않는 한, 도면은 축척에 맞지 않다는 것에 주목해야 한다.

본 명세서에 인용된 예 및 조건부 언어는 독자가 본 기술의 원리를 이해하는데 도움을 주도록 의도되며, 그 범위를 구체적으로 인용된 예 및 조건으로 제한하지 않는다. 당업자는 본 명세서에서 명시적으로 설명 또는 도시되지는 않았지만, 본 기술의 원리를 구현하고 그 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 배열을 고안할 수 있음을 이해할 것이다.

또한, 이해를 돕기 위해, 다음의 설명은 본 기술의 비교적 단순화된 구현을 설명할 수 있다. 당업자는 이해되는 바와 같이, 본 기술의 다양한 구현은 더 복잡할 수 있다.

경우에 따라, 본 기술에 대한 수정의 유용한 예라고 여겨지는 것이 또한 설명될 수 있다. 이것은 단지 이해를 돕기 위한 것이며, 본 기술의 범위를 정의하거나 범위를 규정하지 않기 위한 것이다. 이들 변형은 완전한 목록이 아니며, 당업자는 본 기술의 범주 내에 남아있는 동안 다른 변형을 수행할 수 있다. 또한, 변형의 예가 제시되지 않은 경우, 변형이 불가능하거나 및/또는 설명된 것은 본 기술의 그 요소를 구현하는 유일한 방식인 것으로 해석되어서는 안 된다.

더욱이, 본 기술의 원리, 양태 및 구현을 언급하는 본 명세서의 모든 예 및 그 특정 예는 현재 공지되거나 미래에 개발될지라도 그 구조적 및 기능적 등가물을 모두 포함하도록 의도된다. 따라서, 예를 들어, 본 명세서의 임의의 블록도는 본 기술의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념도를 나타낸다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 임의의 흐름도, 흐름도, 상태 천이도, 의사 코드 등은 이러한 컴퓨터 또는 프로세서가 명시적으로 표시되는지 여부에 무관하게, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로 실질적으로 표현될 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 다양한 프로세스를 나타낸다.

"프로세서"로 표시된 임의의 기능 블록을 포함하여, 도면에 도시된 다양한 요소의 기능은 전용 소프트웨어 및 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있으며, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 본 기술의 일부 실시예들에서, 프로세서는 CPU(central processing unit)와 같은 범용 프로세서 또는 DSP(digital signal processor)와 같은 특정 목적에 전용된 프로세서일 수 있다. 또한 "프로세서"라는 용어를 명시적으로 사용한다고 해서 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 독점적으로 해석해서는 안 되고, 본질적으로 ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), 소프트웨어를 저장하기 위한 ROM(read-only memory), RAM(random access memory) 및 비 휘발성 저장 장치를 제한 없이 포함할 수 있다. 종래의 및/또는 주문형의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

소프트웨어 모듈, 또는 단순히 소프트웨어인 것으로 암시되는 단순한 모듈은 본 명세서에서 프로세스 단계 및/또는 텍스트 설명의 성능을 나타내는 플로우차트 요소 또는 다른 요소의 임의의 조합으로 표현될 수 있다. 이러한 모듈은 명시적으로 또는 암시적으로 도시된 하드웨어에 의해 실행될 수 있다. 또한, 모듈은 예를 들어, 컴퓨터 프로그램 로직, 컴퓨터 프로그램 명령, 소프트웨어, 스택, 펌웨어, 하드웨어 회로 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 필요한 기능을 제한하지는 않는다.

일 양태에서, 본 기술은 흐름 검출 장치가 흐름 라인, 예를 들어 물 라인에 연결될 수 있고, 흐름 라인에서 액체 흐름의 존재 또는 부재를 검출하도록 구성된다. 액체는 흐름 검출 장치의 유체 입력 포트에서 흐름 라인으로부터 수용되고 흐름 검출 장치의 유체 출력 포트를 통해 흐름 라인으로 복귀된다. 플로트(float)가 유체 입력 포트와 출력 포트 사이의 채널에 배치된다. 플로트는 액체 흐름이 없는 경우 채널의 바닥으로 떨어지고, 액체 흐름이 있는 경우 채널에서 상승한다. 센서는 액체 흐름의 유무를 결정하기 위해 채널에서 플로트의 위치를 검출한다. 흐름 검출 장치는 채널 내에 플로트를 상승시키기에 충분한 액체 흐름이 존재하거나 그렇지 않다는 이진 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 표시는 흐름 라인이 전자 장치의 안전한 작동 온도를 유지하기 위해 전자 장치에 연결된 냉각 장치에 냉각 유체, 예를 들어 물의 충분한 흐름을 전달하는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.

이러한 기본 사항이 제정된 후, 본 기술의 다양한 양태의 구현을 설명하기 위해 비 제한적인 예를 고려할 것이다.

하나의 이러한 비 제한적인 예에서, 흐름 검출 장치는 랙에 삽입된 각 구성 요소에 충분한 냉각 흐름의 존재를 모니터링하는데 사용된다. 도 1은 본 기술의 실시예에 따른 랙(102) 및 적어도 하나의 삽입 가능한 구성 요소(104)를 포함하는 시스템(100)의 정면 사시도이다. 구성 요소(104)는 랙(102)의 백플레인(110)에 장착된 액체 커넥터(108)와 정합되도록 구성된 액체 어댑터(106)를 포함한다. 구성 요소(104)는 또한 메인 보드(112)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 랙(102)은 복수의 수직으로 분산된 랙 스테이지(114)를 포함한다. 각각의 랙 스테이지(114)는 구성 요소(104)와 같은 별개의 구성 요소를 수용하도록 구성된다. 메인 보드(112)는 표준 크기 보드, 예를 들어 19 인치 보드일 수 있다. 각각의 랙 스테이지(114) 또는 위치는 표준 크기 랙 유닛 "U"를 점유할 수 있다. 도시된 구성 요소(104)의 높이는 단일 랙 스테이지에 적합하도록 구성되며, 구성 요소(104)의 높이는 유닛(U)을 초과하지 않는다. 각각의 랙 스테이지(114)는 이들 구성 요소 각각이 랙 유닛(U)을 초과하지 않는 높이를 가질 때 별개의 구성 요소를 수용하도록 구성된다. 다른 구성 요소(116)는 랙(102)에 삽입될 때 복수의 랙 스테이지(114)를 차지한다.

도 2는 도 1의 랙(102)에 삽입 가능한 구성 요소(104)의 평면도이며, 구성 요소(104)는 본 기술의 실시예에 따라 냉각 목적으로 유체 연결을 제공한다. 각각의 랙 스테이지(114)는 냉각 유체 회로 및 프로세서를 포함하는 냉각 배열체를 포함한다. 냉각 유체 회로는 전자 장치(122), 예를 들어 고속 프로세서에 장착된 냉각 장치(120)에서 냉각 유체를 순환시키기 위한 유체 입력 라인 및 유체 출력 라인을 포함한다. 전자 장치(122)는 전자 장치(122)의 온도를 연속적으로 모니터링하는 온도 센서(123)를 포함하거나 이와 관련될 수 있다. "콜드(cold)" 공급 튜브(124) 및 "핫(hot)" 리턴 튜브(126)는 백플레인(110)의 전방에서 구성 요소(104)에 장착된다. 콜드 공급 튜브(124)는 액체 어댑터(106) 및 액체 커넥터(108)를 통해 백플레인(110) 뒤에 위치한 "콜드" 입구 튜브(128)에 연결되며, 냉각 공급 튜브(124) 및 냉각 유입 튜브(128)는 구성 요소(104)가 랙(102)에 수용될 때 냉각 유체 회로의 유체 입력 라인을 함께 형성한다. 핫 리턴 튜브(126)는 액체 어댑터(106) 및 액체 커넥터(108)를 통해 백플레인(110) 뒤에 위치한 "핫" 출구 튜브(130), 핫 리턴 튜브(126) 및 핫 출구 튜브(130)에 함께 연결되어 유체 출력 라인을 형성한다.

유체 입력 라인은 냉각 유체 공급원(미도시)으로부터 차가운 유체를 수용하고, 유체 출력 라인은 냉각 장치(120)에서 가열된 유체를 배출구(미도시)를 향해 복귀시킨다. 도 2에서, 유체 입력 및 출력 라인(그 구성 요소를 포함함)은 상호 교환될 수 있음에 유의해야 한다.

흐름 검출 장치(200)는 냉각 장치(120)로 전달 및/또는 냉각 장치(120)로부터 반환된 냉각 유체의 흐름을 모니터링하기 위해 각각의 랙 스테이지(114)에서 사용된다. 도 2에서, 유량 검출 장치(200)는 콜드 공급 튜브(124)에 연결된 것으로 도시되어 있다. 흐름 검출 장치(200)는 또한 핫 리턴 튜브(126)에 연결될 수 있다. 대안적으로, 흐름 검출 장치는 백플레인(110) 뒤에 위치될 수 있고, 냉기 유입 튜브(128) 또는 고온 배출 튜브(130)에 연결될 수 있다. 냉기 공급 튜브(124), 냉기 유입 튜브(128), 열 배출 튜브(130) 및 핫 리턴 튜브(126)는 모두 냉각 장치(120)를 포함하는 냉각 유체 회로의 일부이며, 흐름 검출 장치(200)는 냉각 유체 회로 내의 임의의 위치에서 냉각 장치(120)로 전달되고 그리고/또는 냉각 장치(120)로부터 반환된 냉각 유체의 흐름을 모니터링할 수 있다.

냉각 장치(120)는 냉각을 위해 전자 장치(122)에 열적으로 결합된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각 장치(120)는 전자 장치(122)와 접촉하는 외부 열 전달 표면(152)(냉각 장치(120)의 베이스(154)의 하부면)을 갖는 베이스(154)를 포함한다. 열전달 표면(152)은 전자 장치(122)의 상부 표면(156)과 접촉하여 열을 흡수한다. 일부 경우에, 열 전달 표면(152) 또는 전자 장치(122)의 상부 표면(156)에 적용되는 열 전달 표면(152)과 전자 장치(122) 사이에 열 페이스트가 배치될 수 있고, 열 전달 표면(152)과 전자 장치(122)의 상부 표면(156) 사이의 접촉의 연속성을 보장함으로써 그들 사이의 열 전달을 개선할 수 있다. 열 전달 표면(152)과 전자 장치(122)의 상부 표면(156) 사이의 접촉의 연속성을 보장하기 위해 적절한 열 전도성을 갖는 임의의 다른 매체가 다른 경우에 열 페이스트 대신에 사용될 수 있다.

냉각 장치(120)는 냉각 유체를 통과하는 하나 이상의 액체 채널(132)을 갖는다. 보다 구체적으로, 액체 채널(132)은 냉각 장치(120)의 베이스(154) 및 커버(158)의 결합된 표면에 의해 형성된다. 특히, 베이스(154) 내에 형성된 연속 리세스는 액체 채널(132)을 형성하는 경로를 규정한다.

액체 채널(132)은 열전달 표면(152)에 열적으로 결합되어, 냉각 유체가 액체 채널(132)에 유동할 때, 열 전달 표면(152)에 의해 흡수된 열은 액체 채널(132)에 흐르는 냉각 유체에 의해 흡수된다. 냉각 유체는 입구 포트(134)를 통해 액체 채널(132) 내로 수용되고 출구 포트(136)를 통해 그로부터 배출된다. 입구 포트(134) 및 출구 포트(136)는 모두 커버(158)에 정의된다(즉, 냉각 유체는 커버(158)를 통해 냉각 장치(120)에 출입한다). 도 2 및 도 3을 참조하면, 입구 포트(134)는 냉각 유체가 액체 채널(132) 내로 공급되는 냉각 입구 튜브(128)에 유체 연결된다. 유사하게, 고온 출구 튜브(130)는 액체 채널(132)로부터 냉각 유체를 배출하기 위해 출구 포트(136)에 유체 연결된다. 이 실시예에서, 입구 포트(134) 및 출구 포트(136)는 구리 튜브이고 커버(158)의 외부 표면(166)에 용접된다.

액체 채널(132)은 경로를 따라 냉각 유체의 흐름을 안내하기 위해 입구 포트(134)로부터 출구 포트(136)로의 경로를 기술한다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 액체 채널(132)에 의해 기술된 특정 경로는 전자 장치(122)의 효율적인 냉각을 제공한다.

도 4는 본 기술의 실시예에 따른 냉각 장치(120)의 평면도이다. 냉각 장치(120)는 액체 채널(132) 내에 흐르는 냉각 유체가 전자 장치(120)로부터 열을 받도록 전자 장치(122) 상에 밀봉 가능하게 장착되도록 구성된다. 냉각 장치(120)는 2 개의 포트(134, 136)를 포함하고, 그 중 하나는 유체 입력 라인에 연결된 입구(냉기 입구 튜브(128)에 연결됨)로서 사용되며, 다른 포트는 유체 출력 라인에 연결된 출구(핫 출구 튜브(130)에 연결된)로 사용된다. 일 실시예에서, 포트(134 및 136)는 상호 교환 가능하다. 도 3에 도시된 액체 채널(132)의 도시된 형상 및 개수 및 포트(134, 136)의 위치는 예시를 위한 것이며, 다른 구성이 또한 고려되므로 본 개시를 제한하지 않는다.

도 2로 돌아가면, 프로세서(138)는 구성 요소(104)의 메인 보드(112) 상에 장착되고 흐름 검출 장치(200)와 통신한다. 프로세서(138)는 흐름 검출 장치(200)의 센서(후술 도면에 도시됨)로부터의 신호에 기초하여 흐름 검출 장치(200)에서 냉각 유체의 흐름 상태를 결정할 수 있다. 이와 같이, 프로세서(138)는 충분한 냉각 흐름이 냉각 유체 회로에 존재하는지 여부를 결정하도록 동작 가능하다. 프로세서(138)는 메인 보드(112)에 장착된 커넥터(140)를 통해 랙(102)의 백플레인(110)에 근접한 메인 보드(112)의 가장자리에서 전자 장치(122)와 통신 가능하게 연결된다. 프로세서(138)는 또한 직접적으로 또는 전자 장치(122)를 통해 온도 센서(123)에 통신 가능하게 연결되며, 따라서 전자 장치(122)의 온도를 연속적으로 통보 받는다. 일 실시예에서, 프로세서(138)는 흐름 검출 장치(200)에서 냉각 유체의 흐름 상태가 냉각 흐름 부족을 나타낼 때 전자 장치(122)를 셧다운시키도록 구성될 수 있다.

도시된 바와 같이, 흐름 검출 장치(200) 및 흐름 검출 장치(200)와 통신하는 프로세서(138)는 구성 요소(104)의 메인 보드(112)에 장착된다. 백플레인(110) 뒤에 흐름 검출 장치(200) 및/또는 프로세서(138) 중 하나 또는 둘 다를 장착하는 것도 고려된다.

랙(102)은 전자 부품(122)에 통신 가능하게 연결된 메인 프로세서(142)를 포함한다. 메인 프로세서는 또한 커넥터(140)를 통해 프로세서(138)에 통신 가능하게 연결된다. 일반적으로, 다른 전자 부품(144), 예를 들어 서버는 부품(104)의 메인 보드(112)에 장착될 수 있고 커넥터(140)를 통해 전자 장치(122) 및 메인 프로세서(142)에 통신 가능하게 연결된다.

프로세서(138)는 따라서 구성 요소(104)를 위한 냉각 배열체에서 냉각 유체의 흐름 상태를 메인 프로세서(142)로 전송할 수 있다. 프로세서(138)가 냉각 유체의 플로우의 상태가 흐름 검출 장치(200)에서의 냉각 흐름의 부족을 나타낸다는 것을 통지할 때, 메인 프로세서(142)는 구성 요소(104)에 연결된 전자 장치(122) 상에서 실행되는 동작을 다른 랙 스테이지(114)에 장착되거나 다른 랙(102)에 장착된 다른 전자 장치(122)로 전송시킬 수 있다. 메인 프로세서(142)는 또한 구성 요소(104)에 대한 냉각 유체의 흐름 상태가 냉각 흐름의 부족을 나타낼 때 통지, 예를 들어 알람을 발행할 수 있다.

반대로, 구성 요소(104)가 주어진 랙 스테이지(114)에 삽입될 때, 프로세서(138)는 적절한 냉각 흐름이 그 랙 스테이지(114)에 존재하는 전자 장치(122)에 장착된 냉각 장치(120)로 전달되고 있음을 메인 프로세서(142)에 보고할 수 있다. 메인 프로세서(142)는 적절한 냉각 흐름이 이용 가능하다는 표시에 응답하여 랙 장치(114)에 존재하는 전자 장치(122)의 시작을 야기할 수 있다. 지속적으로 또는 시스템(100)의 조작자에 의해 질의될 때, 메인 프로세서(142)는 구성 요소(104)와 같은 구성 요소가 수신되는 복수의 스테이지(114) 각각에 대한 흐름의 상태를 디스플레이하게 할 수 있다.

도 5a는 본 기술의 실시예에 따른 흐름 검출 장치(200A)의 측면도이다. 도 5b는 본 기술의 실시예에 따른 도 5a의 흐름 검출 장치(200A)의 배면도이다. 흐름 검출 장치(200A)는 유체 입력 포트(202), 유체 출력 포트(204), 유체 입력 포트(202) 및 유체 출력 포트(204)에 연결된 채널(206) 및 채널(206) 내에 위치한 플로트(208)를 포함한다. 플로트(208)의 비중은 유체 입력 포트(202)를 통해 유동 검출 장치(200A)에 주입된 유체의 비중보다 크다. 흐름이 없으면, 플로트(208)는 도 5a의 참조 "A"로 식별된 위치를 가정하여, 채널(206) 내에서 아래로 이동하는 경향이 있다. 유동 검출 장치(200A) 상의 유체 입력 포트(202), 채널(206) 및 유체 출력 포트(204)의 각각의 위치는 플로트(208)가 채널(206) 내에서 상승하게 하고, 충분한 양의 유체가 흐름 검출 장치(200A)에 주입될 때, 도 5a의 참조 "B"로 식별된 위치를 차지한다. 센서(210)는 흐름 검출 장치(200A)에 장착되고 채널(206) 내에서 플로트(208)의 위치를 검출하도록 구성된다. 리드 와이어(211)는 센서(210)에 연결되어 흐름 검출 장치(200A) 내의 유체 흐름의 상태를 별도의 장치, 예를 들어 도 2의 프로세서(138)에 제공한다.

플로트(208)의 비중은 흐름 검출 장치(200A)에 의해 검출될 유체의 비중을 고려하여 선택될 수 있다. 유체의 비중, 예를 들어 1.2의 비에 비해 플로트(208)의 비중의 낮은 비율로, 유체의 비교적 약한 흐름은 플로트(208)이 채널(206)에서 상승하도록 충분할 것이다. 더 높은 비율, 예를 들어 1.6의 비율로, 플로트(208)가 채널에서 상승하게 하려면 유체의 더 강한 흐름이 필요할 것이다. 일 실시예에서, 측정되는 유체는 비중이 1.0인 물이고, 플로트(208)는 폴리옥시 메틸렌, 예를 들어 비중이 1.42인 듀폰(DuPont)의 델린®(Delrin®)으로 제조된다. 비중에 더하여, 특정 용도에 맞춰질 수 있는 플로트(208)의 다른 파라미터는 그 조성, 크기, 형태 및 조직을 포함한다.

유체 입력 및 출력 포트(202, 204)는 모니터링될 유체를 운반하는 유체 라인에 연결될 수 있다. 예를 들어, Parker Hannifin의 Carstick® 유압 피팅은 유체 라인에 장착되고 유체 입력 및 출력 포트(202, 204)에 쉽게 연결될 수 있다.

도 5a 및 도 5b의 실시예에서, 흐름 검출 장치(200A)의 센서(210)는 자기 센서(220)를 포함한다. 플로트(208)는 자성 재료, 예를 들어 스틸 인서트 또는 스틸 파우더를 포함할 수 있고, 자석(222)은 플로트(208)의 자성 재료를 자화시키기 위해 사용될 수 있다. 자기 센서(220)는 플로트(208)가 채널(206)의 상단으로 상승할 때 플로트(208)의 위치를 검출할 수 있다. 대안적으로, 자석이 플로트(208)에 삽입될 수 있고, 이 경우 자기 센서(220)는 플로트(208)의 위치를 검출할 수 있고 자석(222)은 생략될 수 있다.

도 6a는 본 기술의 실시예에 따른 다른 흐름 검출 장치(200B)의 측면도이다. 도 6b는 본 기술의 실시예에 따른도 6a의 흐름 검출 장치(200B)의 배면도이다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은 흐름 검출 장치(200B)의 실시예는 센서(210)의 특성상 도 5a 및 도 5b에 도시된 이전 실시예와 상이하다. 이 실시예에서, 센서(210)는 광 검출기(230), 및 채널(206)의 상부 영역에 위치한 투명 또는 반투명 창(234) 상에 장착된 광원(232)을 포함한다. 광원(232)은 창(234)을 통해 적외선, 예를 들어 적외선을 방출하는 발광 다이오드(LED)를 방출한다. 광 검출기(230)는 플로트(208)에 의해 반사된 광을 검출한다. 폴리옥시메틸렌은 일반적으로 백색을 가지며 광원(232)으로부터의 광의 양호한 반사를 제공한다. 일 실시예에서, 광 검출기(230)는 ON Semiconductor의 QRE1113 센서이며 적외선을 검출하도록 구성된다. 채널(206) 내의 플로트(208)의 임의의 위치에서 일부 반사된 광이 검출될 수 있지만, 플로트(208)가 채널(206) 내에서 가장 높은 위치에 있을 때 최대 레벨의 광이 검출된다.

일 실시예에서, 광 검출기(230)는 리드 와이어(211)를 통해 충분한 유체 흐름이 흐름 검출 장치(200B) 내에 존재하는지의 이진 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 플로트(208)가 적어도 채널(206) 내의 미리 결정된 위치로 상승할 때 유체의 흐름은 "충분한" 것으로 간주되며, 이 미리 결정된 위치는 특정 응용의 요구에 따라 계산된다. 다른 실시예에서, 광 검출기(230)는 플로트(208)에 의해 반사된 검출된 광 레벨의 함수로서 유량 검출 장치(200B) 내의 유체의 유량 레벨의 추정을 제공할 수 있으며, 이 레벨은 채널(206) 내에서 플로트(208)의 상대 높이를 나타낸다.

도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 채널(206)은 유량 검출 장치(200A 또는 200B) 내에서 실질적으로 수직으로 연장되며, 하단부는 유체 입력 포트(202)에 그리고 상단은 유체 출력 포트(204)에 연결된다. 채널(206)이 수직으로부터 각도로 유체 입력 포트(202)로부터 유체 출력 포트(204)까지 상향으로 연장되는 실시예도 고려된다. 채널(206)의 이 각도 구성은 채널(206)의 길이를 연장시키고, 채널(206)의 길이 내에서 플로트(208)의 위치의 함수로서 그리고 또한 광원(232), 채널(206) 및 광 검출기(230)에 의해 방출된 광 빔 사이의 각도 관계의 함수로서 유체의 유동 레벨의 미세한 측정을 제공한다.

플로트(208)가 채널(206)로부터 탈출하지 않도록 하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다. 도 5a 및 도 6a의 실시예에서, 그리드(212)는 채널(206)과 유체 출력 포트(204) 사이에 배치된다. 그리드(212)는 플로트(208)가 유체 출력 포트(204)를 통해 나가는 것을 차단하면서 흐름 검출 장치(200A 또는 200B)를 통한 유체의 흐름을 거의 제한하지 않는다. 코너(214)가 채널(206)과 유체 입력 포트(202)의 상부 에지 사이에 형성된다. 채널(206)과 유체 입력 포트(202)의 하부 에지 사이에는 각진 램프(216)가 형성된다. 플로트(208)가 유체 입력 포트(202)를 통해 빠져 나가는 것을 막기 위해 코너(214)와 램프(216) 사이에 수축이 형성된다. 이들 실시예에서, 플로트(208)는 유체 출력 포트를 통해 유동 검출 장치(200A 또는 200B)에 그리드(212)를 장착하기 전에 유동 출력 포트(204)를 통해 유동 검출 장치(200A 또는 200B)에 삽입될 수 있다.

다른 실시예에서, 플로트(208)는 유체 입력 포트(202) 및 유체 출력 포트(204)의 직경보다 적어도 약간 큰 반면 채널(206)의 직경보다 적어도 약간 작은 직경을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 채널(206)에서의 플로트(208)의 삽입은 흐름 검출 장치(200) 상에 창(234) 및 센서(210)의 장착 전에, 흐름 검출 장치(200B)의 상부에서 개구를 통해 수행될 수 있다.

도 7은 본 기술의 실시예에 따른 또 다른 흐름 검출 장치(200C)의 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같은 흐름 검출 장치(200C)는 전술한 바와 같이 유체 입력 포트(202), 유체 출력 포트(204), 채널(206), 플로트(208), 센서(210) 및 리드 와이어(211)를 포함한다. 특히, 센서(210)는 자기 센서(220) 또는 광 검출기(230)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같은 흐름 검출 장치(200C)의 실시예는 채널(206)을 유체 출력 포트(204)에 연결하는 도관(240)을 더 포함한다. 도관(240)은 도 7에 도시된 바와 같이 플로트(208)가 채널(206) 내에서 상승될 때 플로트(208)의 위치 아래에서 연장된다. 도관(240)은 플로트(208)가 유체 채널(206) 내에서 상승될 때 유체 출력 포트(204)가 플로트(208)의 위치만큼 높아지도록 채널(206)로부터 시작하여 수평으로 연장되거나 상승할 수 있다.

공기 또는 일부 다른 가스는 결국 유량 검출 장치(200C) 내로 침투할 수 있다. 채널(206)의 상부 근처에 가스의 축적은 플로트(208)가 채널(206) 내에서 상승할 수 있는 정도를 제한할 수 있다. 채널(206)에서 최종적으로 발견되는 임의의 가스의 배출을 용이하게 하기 위해, 채널(206)을 유체 출력 포트(204)에 연결하기 위해 가스 추출 통로(242)가 제공된다. 가스 추출 통로(242)의 입구(244)는 플로트(208)가 채널(206) 내에서 상승할 때 플로트(208)의 가장 높은 위치 또는 그 위에 위치된다. 가스 추출 통로(242)의 출구(246)는 유체 출력 포트(204)에 근접하여 위치되고, 채널(206)에 최종적으로 존재하는 가스가 유체 출력 포트(204)를 통해 배출될 수 있도록 가스 추출 통로(242)의 입구(244)만큼 높아지는 것이 바람직하다.

반드시 축척대로 도시되지 않더라도, 도 7은 유량 검출 장치(200C)의 실시예를 도시하여, 여기서 플로트(208)의 직경은 채널(206)의 직경보다 약간 작고 유체 입력 포트(202), 또는 유체 출력 포트(204) 및 도관(240)의 직경보다 적어도 약간 더 크다. 플로트(208)가 다양한 도면에 도시된 바와 같이 반드시 구형일 필요는 없음이 또한 관찰될 수 있다. 마찬가지로, 유체 입력 포트(202), 유체 출력 포트(204), 채널(206), 도관(240) 및 가스 추출 통로(242)는 반드시 원형 단면을 가질 필요는 없다. 흐름 검출 장치(200A, 200B 또는 200C)를 통한 임의의 개구는 예를 들어 그들 각각의 길이의 적어도 일부를 따라 타원형 단면을 가질 수 있다. 유체 입력 포트(202) 및 유체 출력 포트(204)의 각각의 단면은 플로트(208)의 방출을 방지하기 위해 원형이 아닌 형상을 가질 수 있다. 구형 플로트(208)는 정사각형 단면을 갖는 채널(206)에 존재할 수 있다. 흐름 검출 장치(200A, 200B 및 200C)의 구성 요소의 다양한 형상 및 구성이 고려될 수 있다.

흐름 검출 장치(200A, 200B 또는 200C)의 상기 실시예들 중 어느 하나는 이전 도면의 시스템(100)의 일부인 냉각 배열체의 일부로서 통합될 수 있고, 흐름 검출 장치(200A, 200B 또는 200C)의 리드 와이어(211)는 프로세서(138)에 연결되어 센서(210)에 의해 검출된 유체, 특히 냉각 유체의 흐름의 표시를 제공한다. 간단한 구조로 인해, 흐름 검출 장치(200A, 200B 또는 200C)는 매우 저렴하고, 랙(102)에서 제한된 가용 공간의 적당한 부분을 점유한다. 흐름 검출 장치(200A, 200B 또는 200C)의 일부 실시예는 채널(206)의 길이 내에서 플로트(208)의 위치의 함수로서 유체의 흐름 레벨의 미세한 측정을 제공하도록 구성될 수 있지만, 더 간단한 실시예는 냉각 장치(120)를 통과하는 냉각 유체의 흐름이 전자 장치(122)를 적절하게 냉각시키기에 충분하거나 그렇지 않다는 이진 표시를 제공하도록 구성될 수 있다. 유체 입력 포트(202), 유체 출력 포트(204), 채널(206) 및 플로트(208)의 크기 및 기하학적 구조 및 플로트(208)를 구성하기 위해 선택된 재료의 비중은 냉각 유체에 대해 주어진 유량 레벨에 따라 이진 표시를 제공하도록 간단한 테스트를 통해 계산 및/또는 선택될 수 있다.

도 2의 냉각 배열체에서, 냉각 장치(120)는 유체 입력 라인(124, 128)으로부터 냉각 유체를 수용하고 시스템(100)의 정상 동작 동안 유체 출력 라인(130 및 126)을 통해 냉각 유체를 복귀시키기 전에 전자 장치(122)로부터 냉각 유체로 열을 전달하도록 구성된 1 차 냉각 장치이다. 유체 냉각 기술은 전자 장치(122)에 의해 발생된 열을 흡수하는데 매우 효율적이다. 유체 냉각은 적은 에너지를 소비하며 랙(102) 및 전체 시스템(100)에 대해 중앙에서 제어될 수 있다. 그러나, 냉각 장치(120) 및/또는 유체 입력 및 출력 라인은 예를 들어 냉각 유체에 존재할 수 있는 불순물의 축적으로 인해 결국 막힐 수 있다. 냉각 장치(120)에 냉각 유체가 부족한 다른 원인은 구성 요소(104)의 외부에 있을 수 있다. 본 기술에서, 냉각 장치(120) 내의 냉각 유체의 흐름 부족이 검출될 때 전자 장치(122)의 급속한 과열 및 결과적인 고장을 방지하기 위해 냉각 장치(120)에는 2 차 냉각 장치가 보충된다.

냉각 장치(120)는 대부분의 환경에서 충분한 냉각을 제공할 것으로 예상된다. 따라서, 랙(102)에 완전히 여분의 2 차 유체 냉각 시스템을 통합하면 비용이 많이 들고 랙(102)에서 공간을 과도하게 차지하게 된다. 한편, 2 차 냉각 장치는 냉각 장치(120)에서 냉각 유체 흐름이 부족한 경우 매우 빠르게 활성화될 필요가 있을 수 있다. 또한, 적어도 일부 실시예에서, 냉각 장치(120)에서 냉각 유체의 흐름 부족을 야기한 문제가 유지 보수 담당자에 의해 해결될 때까지 또는 전자 장치(122)가 그 기능을 다른 전자 장치로 전송한 후 전자 장치(122)가 적절히 종료될 수 있을 때까지, 2 차 냉각 장치를 잠시 동안 활성화해야 할 수 있다. 2 차 냉각 장치는 냉각 장치(120)보다 약간 더 많은 전력을 소비할 수 있지만, 이러한 외부 전력 소비는 2 차 냉각 장치를 자주 사용하지 않으면 시스템(100)의 총 전력 소비에 무시할만한 영향을 미칠 것으로 예상된다. 이러한 제약이 주어지면, 적어도 전력을 소비하고, 냉각 유체 회로를 포함하지 않고, 장기간 열 흡수 및 소산 기능을 요구하지 않고 드물게 단기간 동안 사용될 수 있고, 그리고 전기적으로 활성화될 수 있다는 점에서, 2 차 냉각 장치는 적어도 1 차 냉각 장치와 구조적으로 구별된다.

도 8은 열전 냉각 요소의 개략도이다. "펠티에 장치"라고도 하는 열전 냉각 요소(250)는 전자 장치(122)의 2 차 냉각 장치로서 사용될 수 있다. 열전 냉각 요소(250)는 대향 세라믹 플레이트(252 및 254) 및 세라믹 플레이트(252 및 254)의 내부면에 적용된 일련의 도체(256)를 포함한다. 교번하는 n 형 접합부(258) 및 p 형 접합부(260)는 열전 냉각 요소(250)의 반대 측에서 도체(256) 사이에 삽입되어 체인을 형성하고, 여기서 제 1 도체(256)는 n 형 접합(258)을 통해 제 2 도체(256)에 연결되고, 제 2 도체(256)는 p 형 접합(260) 등을 통해 제 3 도체(256)에 연결된다. 적은 수의 도체(256), n 형 접합(258) 및 p 형 접합(260)이 도시되어 있지만, 전형적인 열전 냉각 요소(250)는 더 많은 수의 도체(256)를 연결하는 더 많은 n 형 접합(258) 및 p 형 접합(260)을 포함할 수 있다. 세라믹 플레이트(252, 254) 사이에는 더 긴 체인이 형성될 수 있고 복수의 평행 체인이 형성될 수 있다.

세라믹 플레이트(254)는 열 흡수 플레이트이다. 냉각이 필요한 요소의 표면에 적용될 수 있다. 세라믹 플레이트(252)는 방열판이다. 전기 리드(262 및 264)는 각각 양(+) 및 음(-) 전압원에 연결된다. 전기 리드(262)는 그 자체가 n 형 접합(258)에 연결된 전도체(256)에 연결된다. 전기 리드(264)는 자체적으로 p 형 접합(260)에 연결된 다른 도체(256)에 연결된다. 이러한 방식으로 열전 냉각 요소(250)를 편광시키는 것은 열 흡수 판(254)으로부터 열 방출 판(252)으로 열의 전달을 허용한다.

도 9는 본 기술의 실시예에 따른 제 1 냉각 배열체(300)의 간략화된 블록도이다. 냉각 배열체는 냉각 유체 공급원으로부터 냉각 유체를 수용하도록 구성된 유체 입력 라인의 일부인 냉각 유입 튜브(128)를 포함하는 냉각 유체 회로를 포함한다. 냉각 유체 회로는 또한 냉각 출구를 배출구로 복귀시키기에 적합한 유체 출력 라인의 일부인 핫 출구 튜브(130)를 포함한다. 냉각 장치(120)는 도 9의 냉각 유체 회로를 위한 1 차 냉각 장치이다. 전술한 바와 같이, 냉각 장치(120)는 전자 장치(122)에 열적으로 연결되어, 예를 들어 전자 장치(122)에 장착된다. 냉각 장치(120)는 냉각 입구 튜브(128)를 통해 유체 입력 라인으로부터 냉각 유체를 수용하고 유체 출력 라인의 고온 출구 튜브(130)를 통해 냉각 유체를 복귀시키기 전에 전자 장치(122)로부터 냉각 유체로 열을 전달한다. 흐름 검출 장치(200)(예를 들어, 흐름 검출 장치(200)의 임의의 실시예 200A, 200B 또는 200C)는 냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하도록 작동 가능하다. 흐름 검출 장치(200)는 냉각 장치(200)에서의 냉각 유체의 흐름 부족을 나타내는 냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 흐름 부족을 검출할 수 있다. 흐름 부족은 냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 완전한 순환 부족 또는 냉각 유체의 순환이 소정의 흐름 미만으로 감소하는 것으로 이해될 수 있다. 흐름 검출 장치(200)는 흐름 검출에서 냉각 유체의 흐름 상태를 리드 와이어(211)를 통해 프로세서(138)에 보고한다.

도 9의 예에서, 2 차 냉각 장치는 전자 장치(122)에 장착되어 전자 장치(122)에 열적으로 연결된 열전 냉각 요소(250) 형태의 열 싱크를 포함한다. 열전 냉각 요소(250)는 흐름 검출 장치(200)가 냉각 장치(120)에서 냉각 유체의 흐름 부족을 검출할 때 전자 장치(122)로부터 열을 흡수 및 소산시키도록 작동 가능하다. 이를 위해, 프로세서(138)는 열전 냉각 요소(250)가 전기 리드(262 및 264)를 통해 통전되도록 함으로써 흐름 검출 장치(200)로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 열전 냉각 요소(250)를 활성화시킨다.

도 10은 본 기술의 실시예에 따른 제 2 냉각 배열체(350)의 단순화된 블록도이다. 냉각 배열체(350)는 도 9의 냉각 배열체(300)의 설명에서 도입된 것과 동일한 냉각 유체 회로를 포함한다. 이 실시예에서, 2 차 냉각 장치의 열 싱크는 열전 냉각 요소(250)이며, 이는 하나 이상의 열 파이프(352)를 통해 전자 장치(122)에 열적으로 연결된다(도 10의 비 제한적인 예에서 3 개가 도시되어 있다). 열 파이프(352)는 전자 장치(122)에 열적으로 연결된 증발기 부분(354)을 가지며, 도 10의 예에서 냉각 장치(120)에 장착된다. 열 파이프(352)는 냉각 배열체(350)에서 열전 냉각 요소(250)에 열적으로 연결된 응축기 부분(356)을 갖는다. 냉각 배열체(300)에서와 같이, 흐름 검출 장치(200)가 냉각 장치(120)에서 냉각 유체의 흐름 부족을 검출할 때, 열전 냉각 요소(250)는 열 파이프(352)를 통해 전자 장치(122)로부터 열전 냉각 요소(250)로 전달되는 열을 흡수 및 소산시키도록 작동 가능하다. 이를 위해, 프로세서(138)는 열전 냉각 요소(250)가 전기 리드(262 및 264)를 통해 통전되도록 함으로써 흐름 검출 장치(200)로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 열전 냉각 요소(250)를 활성화시킨다. 냉각 배열체(300 및 350)를 비교하면, 전자 장치(122)와 열전 냉각 요소(250) 사이의 열 연결을 제공하기 위한 열 파이프(352)의 사용은 전자 장치(122)에 의해 발생된 열이 랙(102) 내의 전자 장치(122)로부터 더 멀리 방출되게 한다.

도 9 및 도 10에 사용된 열전 냉각 요소(250)는 매우 빠르게 활성화될 수 있지만 열 흡수 능력은 상당히 제한될 수 있다. 도 11은 본 기술의 실시예에 따른 제 3 냉각 배열체(370)의 단순화된 블록도이다. 냉각 배열체(370)는 냉각 배열체(300, 350)의 설명에서 도입된 것과 동일한 냉각 유체 회로를 포함한다. 냉각 배열체(370)는 또한 도 10의 설명에서 도입된 것과 동일한 열 파이프(352)를 포함한다. 열 파이프(352)의 증발기 부분(354)은 전자 장치(122)에 열적으로 연결되며, 도 11의 예에서 냉각 장치(120)에 장착된다. 열 파이프(352)의 응축기 부분(356)은 열 싱크에 열적으로 연결되며, 이는 냉각 배열체(370)의 경우 흐름 검출 장치(200)가 냉각 장치(120)에서 냉각 유체의 흐름 부족을 검출할 때 열 파이프(352)를 통해 전자 장치(122)로부터 라디에이터(372)로 운송되는 열을 흡수 및 방출하도록 작동되는 라디에이터(372)이다. 이를 위해, 프로세서(138)는 흐름 검출 장치(200)로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 라디에이터(372)에 강제 공기 냉각을 제공하기 위해 라디에이터(372)에 장착된 팬(374)을 활성화시킨다. 팬(374)은 팬(374)의 리드 와이어(376)를 통해 프로세서(138)에 의해 통전되거나 통전되도록 유발된다. 적어도 일부 실시예에서, 라디에이터(372)와 팬(374)의 조합은 액체 냉각 없이 더 긴 기간 동안 전자 장치(122)를 동작시킬 수 있도록 이전 도면의 열전 냉각 요소(250)보다 방열 능력을 더 많이 제공한다.

향상된 냉각 기능을 위해, 열전 냉각 요소(250)로서 구현된 도 10의 열 싱크 및 라디에이터(372)와 팬(374)의 조합으로서 구현된 도 11의 열 싱크는 동일한 냉각 배열체로 결합될 수 있다. 열 파이프(352)의 응축기 부분(356)은 열전 냉각 요소(250)에 연결될 수 있고, 라디에이터(372)는 열전 냉각 요소(250)에 장착될 수 있고 팬(374)은 라디에이터(372)의 상단에 장착될 수 있다.

도 2로 돌아가면, 냉각 배열체(300, 350 또는 370) 중 임의의 하나를 사용하는 것에 추가하여, 프로세서(138)는 흐름 검출 장치(200)로부터 흐름 부족 표시를 수신한 것에 응답하여 전자 장치(122)를 셧다운시킬 수 있다. 이 경우, 2 차 냉각 요소는, 열전 냉각 요소(250) 또는 라디에이터(372) 및 팬(374)으로 구현되든, 전자 장치(122)가 셧다운되는 동안 과열을 방지하기 위해 짧은 기간 동안만 활성화될 수 있다. 프로세서(138)에 의한 직접 제어는 전자 장치(122)에 대한 매우 빠른 셧다운 프로세스를 허용한다. 냉각 배열체(300, 350 또는 370)는 비교적 낮은 방열 용량으로 치수 설정될 수 있다.

대안적으로, 냉각 배열체(300, 350 또는 370)가 활성화되는 동안, 프로세서(138)는 흐름 검출 장치(200)로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 원격 프로세서, 예를 들어 랙(102)의 메인 프로세서(142)에 결함 신호를 동시에 전송할 수 있다. 프로세서(138)는 메인 프로세서(142)로부터 셧다운 명령을 수신한 것에 응답하여 전자 장치(122)를 셧다운시킬 수 있다. 일 실시예에서, 셧다운 명령을 전송하기 전에, 메인 프로세서(142)는 결함 신호를 수신한 것에 응답하여 전자 장치(122)로부터 전자 장치(122)에 의해 처리되는 기능 및 데이터를 나타내는 동작 정보를 페치한다. 메인 프로세서(142)는 페치된 동작 정보를 다른 전자 장치(122)로 전달한다. 이 실시예에서, 메인 프로세서(142)는 페치된 동작 정보의 다른 전자 장치로의 전송이 완료되면 셧다운 명령을 프로세서(138)로 전달한다. 이 경우, 2 차 냉각 요소는, 열전 냉각 요소(250) 또는 라디에이터(372) 및 팬(374)으로 구현되든, 전자 장치(122)의 기능 및 데이터가 메인 프로세서(142)의 제어 하에 전송되는 동안 전자 장치(122)의 과열을 방지하기 위해 다소 긴 기간 동안 활성화될 수 있다. 프로세서(138)에 의한 전자 장치(122)의 셧다운을 직접 제어하는 것과 달리, 메인 프로세서(142)에 의한 전자 장치(122)의 이러한 보다 제어된 셧다운 프로세스는 냉각 배열체(300, 350 또는 370)의 다소 증가된 소산 용량으로부터 이익을 얻을 수 있다.

오퍼레이터는 메인 프로세서(142)에 통신 가능하게 연결된 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 시스템(100)의 다양한 동작 파라미터에 관한 정보를 수신할 수 있다. 이러한 동작 파라미터 중 일부는 전자 장치(122)의 현재 온도, 냉각 장치(120) 내의 냉각제의 흐름의 현재 상태, 전자 장치(122)의 온/오프 상태 등을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어 냉각제 흐름의 부족이 냉각 장치(120)에서 검출될 때, 오퍼레이터에 의한 시정 조치를 요청하기 위해 메시지가 사용자 인터페이스 상에 디스플레이될 수 있다.

도 12는 본 기술의 실시예에 따른 전자 장치를 과열로부터 보호하기 위한 방법의 동작을 도시한 흐름도이다. 도 12에서, 시퀀스(400)는 복수의 동작을 포함하며, 그 중 일부는 가변 순서로 실행될 수 있으며, 일부 동작은 동시에 실행될 수 있으며, 일부 동작은 선택적이다. 시퀀스(400)의 동작은 온도 센서(123), 프로세서(138), 메인 프로세서(142), 팬(374) 및 열전 냉각 요소(250)의 작용에 의해 부분적으로 수행된다. 온도 센서(123)는 전자 장치(122)의 온도를 지속적으로 모니터링하고 동작(405)에서 프로세서(138)에 알린다. 전자 장치(122)의 온도가 정상 온도 레벨을 초과하는 것으로 밝혀진 경우(동작(405)에서 장치 온도가 "정확하지 않은" 것으로 간주됨), 시퀀스(400)는 프로세서(138)가 전자 장치(122)의 온도를 임계 온도 임계값과 비교하는 동작(410)에서 계속된다. 동작(410)에서 임계 온도 임계값이 충족되거나 초과되면, 시퀀스(400)는 동작(410)에서 계속되고, 여기서 프로세서(138)는 임계 온도 조건을 메인 프로세서(142)에 통지하고, 메인 프로세서(142)는 동작(415)에서 전자 장치(122)(예를 들어, 전자 장치(122)에 의해 호스팅되는 가상 머신(VM))에 의해 지금까지 처리되었던 데이터 및 동작을 다른 장치로 전송하는 것을 개시하고, 그 다음에 전자 장치(122)가 턴 오프되고 시스템(100)의 사용자 인터페이스(도시되지 않음) 상에 동작(420)에서 시정 조치를 개시하도록 오퍼레이터에게 요청하기 위해 제공된다.

동작(410)이 전자 디바이스(122)의 온도가 임계 온도 임계값에 도달하지 않았다는 것을 나타내면, 시퀀스(400)는 동작(450)에서 계속되며, 이는 다음 단락에서 설명된다.

동작(405)으로 돌아가서, 전자 장치(122)의 온도가 정상 온도 레벨을 초과하지 않는 것으로 발견되면(동작(405)에서 장치 온도가 "정확한" 것으로 간주됨), 시퀀스(400)는 흐름 검출 장치(200)가 냉각 장치(120)를 포함하는 냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하는 동작(425)에서 계속된다. 동작(425)에서, 흐름 검출 장치(200)가 정상 흐름이 냉각 장치(120)에 존재하지 않음을 검출하면, 시퀀스(400)는 동작(450)에서 계속되며, 이는 다음 단락에서 설명된다. 한편, 흐름 검출 장치(200)가 냉각 장치(120)에 정상 흐름이 존재함을 검출하면, 프로세서(138)는 동작(430)에서 팬(374)의 현재 상태를 확인한다. 팬(374)이 현재 꺼져 있다면, 시퀀스(400)는 동작(405)에서 계속되고, 온도 센서(123)는 전자 장치(122)의 온도를 계속 모니터링하고 프로세서(138)에 온도를 통지한다.

프로세서(138)는 동작(430)에서 팬(374)이 현재 켜져 있다고 판단할 수 있다. 동작(430)이 동작(405)에서 전자 장치(122)의 온도가 정상이라는 결정 및 동작(425)에서 냉각 장치(120) 내의 냉각제의 흐름이 정상이라는 결정을 따르면, 이 결정은 전자 장치(122)의 온도를 정상 범위로 복귀시키고 및/또는 냉각 장치 내의 정상 냉각제의 흐름을 복귀시키는 교정 조치의 결과일 수 있다. 조건들에 관계없이, 동작(430)에서 팬(374)이 현재 켜져 있는지를 결정하게 했을 수 있지만, 팬(374)은 동작(435)에서 전원이 꺼진다. 존재하는 경우, 열전 냉각 요소(250)(예를 들어 펠티에 장치)는 동작(440)에서 꺼진다. 동작(445)에서 시스템(100)의 사용자 인터페이스 상에 2 차 냉각 장치, 즉 팬(374) 및/또는 열전 냉각 요소(250)가 이제 꺼졌음을 나타내는 표시가 제공될 수 있다. 그 후 시퀀스(400)는 전자 장치(122)의 온도의 지속적인 모니터링을 위해 동작(405)으로 복귀된다.

동작(450)은 전자 장치(122)의 온도가 정상 범위보다 높으면(동작(405)) 여전히 임계 레벨보다 낮음을 검출할 수 있다(동작(410)). 동작(450(은 또한 정상 흐름이 냉각 장치(120)에 존재하지 않는 것을 검출하는 결정을 따를 수 있다(동작(425)). 그럼에도 불구하고, 팬(374)은 동작(450)에서 전원이 켜진다. 열전 냉각 요소(250)는 존재한다면 동작(455)에서 켜진다. 동작(460)에서 시스템(100)의 사용자 인터페이스에 대한 표시가 제공될 수 있어, 2 차 냉각 장치, 즉 팬(374) 및/또는 열전 냉각 요소(250)가 이제 켜져 있고 조작자에게 시정 조치를 개시하도록 요청할 수 있다. 그 후 시퀀스(400)는 전자 장치(122)의 온도의 지속적인 모니터링을 위해 동작(405)으로 되돌아간다. 일 실시예에서, 팬(374)의 동작 및/또는 열전 냉각 요소(250)의 동작은 전자 장치(122)의 온도를 연속된 기간에 걸쳐 임계 온도 임계값 아래로 유지하기에 충분할 수 있다. 다른 실시예에서, 냉각 배열체(300, 350 또는 370)는 전자 장치(122)의 온도를 장기간에 걸쳐 임계 온도 임계값 아래로 유지하기에 충분한 열 흡수 및 소산 능력을 갖지 않을 수 있다. 후자의 경우, 조작자에 의해 시정 조치가 적시에 수행되지 않으면, 동작(410)은 결국 전자 장치(122)의 온도가 임계 온도 임계값에 도달한 것을 검출할 수 있고, 그 후에 전자 장치(122)는 동작(420)에서 꺼질 수 있다.

시퀀스(400)의 변형예들이 고려될 수 있다. 비 제한적인 예에서, 동작(460)은 동작(415)에서와 같이, 전자 장치(122)에 의해 지금까지 처리되었던 데이터 및 동작을 다른 장치로 전송하는 것을 포함할 수 있고, 이러한 전송은 전자 장치(122)의 온도가 임계 온도 임계값에 도달했음을 검출하기 전에 수행된다.

전술한 구현들이 특정 순서로 수행되는 특정 단계들을 참조하여 설명되고 도시되었지만, 이들 단계는 본 기술의 교시를 벗어나지 않으면서 결합되거나, 세분화되거나 또는 재정렬될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 단계들 중 적어도 일부는 병렬로 또는 직렬로 실행될 수 있다. 따라서, 단계들의 순서 및 그룹화는 본 기술의 제한이 아니다.

본 명세서에서 언급된 모든 기술적 효과가 본 기술의 각각의 모든 실시예에서 즐길 필요는 없다는 것이 명백히 이해되어야 한다.

전술한 본 기술의 구현에 대한 수정 및 개선은 당업자에게 명백할 수 있다. 전술한 설명은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 따라서, 본 기술의 범위는 첨부된 청구 범위의 범위에 의해서만 제한되도록 의도된다.

Claims

전자 장치를 위한 냉각 배열체로서,
냉각 유체 공급원으로부터 냉각 유체를 수용하도록 구성된 유체 입력 라인, 및
냉각 유체를 배출구로 복귀시키도록 구성된 유체 출력 라인
을 포함하는 냉각 유체 회로;
전자 장치에 열적으로 연결되고, 유체 입력 라인으로부터 냉각 유체를 수용하고, 유체 출력 라인을 통해 냉각 유체를 복귀시키기 전에 전자 장치로부터 냉각 유체로 열을 전달하도록 구성된 1 차 냉각 장치;
냉각 유체 회로에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하도록 작동 가능한 흐름 검출 장치;
전자 장치에 열적으로 연결되고, 전자 장치로부터 열을 흡수 및 소산시키도록 작동 가능한 2 차 냉각 장치; 및
흐름 검출 장치 및 2 차 냉각 장치에 작동 가능하게 연결된 프로세서 - 상기 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 1 차 냉각 장치의 냉각 유체의 흐름 부족의 표시를 수신할 때 2 차 냉각 장치의 활성화를 발생시키도록 구성됨 -
를 포함하고,
1 차 냉각 장치는 전자 장치에 장착되도록 구성되는, 냉각 배열체.
제 1 항에 있어서,
상기 2 차 냉각 장치는 상기 전자 장치에 열적으로 연결되는 증발기 부분 및 열 싱크에 열적으로 연결된 응축기 부분을 갖는 적어도 하나의 열 파이프를 포함하는, 냉각 배열체.
제 2 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 열 파이프의 증발기 부분은 상기 1 차 냉각 장치에 장착되도록 구성되는, 냉각 배열체.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 열 싱크는 상기 프로세서에 의해 활성화될 수 있는 열전 냉각 요소를 포함하는, 냉각 배열체.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 열 싱크는
라디에이터; 및
프로세서에 의해 활성화될 수 있고, 라디에이터에 강제 공기 냉각을 제공하도록 구성된 전기 팬
을 포함하는, 냉각 배열체.
제 1 항에 있어서,
상기 2 차 냉각 장치는 프로세서에 의해 활성화될 수 있고 1 차 냉각 장치에 열적으로 연결되도록 구성된 열전 냉각 요소를 포함하는, 냉각 배열체.
제 6 항에 있어서,
상기 열전 냉각 요소는 상기 1 차 냉각 장치에 장착되도록 구성되는, 냉각 배열체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 전자 장치에 동작 가능하게 연결되고;
상기 프로세서는 또한 흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신하는 것에 응답하여 전자 장치를 셧다운시키도록 구성되는, 냉각 배열체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서는 전자 장치에 동작 가능하게 연결되고;
상기 프로세서는 또한
흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 원격 프로세서로 결함 신호를 전송하고,
원격 프로세서로부터 셧다운 명령을 수신하고,
셧다운 명령 수신에 응답하여 전자 장치를 셧다운시키도록 구성되는, 냉각 배열체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서 및 상기 전자 장치에 통신 가능하게 연결된 메인 프로세서를 더 포함하고,
작동 시,
상기 프로세서는 흐름 검출 장치로부터 흐름 부족 표시를 수신할 때 메인 프로세서를 향해 결함 신호를 전송하고;
상기 메인 프로세서는 결함 신호의 수신에 응답하여 전자 장치로부터 동작 정보를 페치하고;
상기 메인 프로세서는 페치된 동작 정보를 다른 전자 장치로 전송하고;
상기 페치된 동작 정보를 다른 전자 장치로 전송한 후, 상기 메인 프로세서는 셧다운 명령을 프로세서로 전달하고;
상기 프로세서는 상기 셧다운 명령의 수신에 응답하여 전자 장치를 셧다운시키는, 냉각 배열체.
제 1 항의 냉각 배열체를 사용하여 전자 장치를 냉각시키는 방법으로서,
흐름 검출 장치를 사용하여 전자 장치에 열적으로 연결되는 1 차 냉각 장치에서 냉각 유체의 흐름을 모니터링하는 단계; 및
1 차 냉각 장치 내의 냉각 유체의 흐름이 전자 장치로부터 열을 흡수 및 소산하기에 불충분하다는 것을 검출하는 것에 응답하여, 2 차 냉각 장치를 활성화시키는 단계
를 포함하고,
1 차 냉각 장치는 전자 장치에 장착되도록 구성되는, 방법.
제 11 항에 있어서,
전자 장치의 온도를 모니터링하는 단계; 및
전자 장치가 정상 온도 레벨을 초과하는 것을 검출하는 것에 응답하여 2 차 냉각 장치를 활성화시키는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 전자 장치가 임계 온도 레벨을 만족하거나 또는 초과하는 것을 검출하는 것에 응답하여 상기 전자 장치를 끄는 단계를 더 포함하는, 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 전자 장치를 끄기 전에, 상기 전자 장치로부터 다른 장치로 데이터 및 동작을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.