KR20240058924A - 냉각수 슈라우드 - Google Patents

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KR20240058924A
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데렉 고든
제리 매이필드
클레이 배이커
존 빈 주니어.
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그린 레볼루션 쿨링, 인크.
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Abstract

다양한 양태는 냉각수 슈라우드가 있는 침지 냉각수 탱크에 침지된 전자 장비의 히트싱크를 냉각하기 위한 디바이스, 시스템 및 방법을 포함한다. 냉각수 슈라우드는 측벽과 커버링 벽을 포함한다. 측벽은 침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면에 장착되고 히트싱크가 고정되며 측벽 중 적어도 하나는 유체 포트를 포함한다. 커버링 벽은 측벽으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장되며, 측벽과 커버링 벽은 함께 히트싱크를 수용하는 냉각 챔버를 형성한다. 커버링 벽은 유체 포트와 별개인 유체 구멍을 포함하며, 냉각 챔버 내부의 유전체 유체는 유체 구멍을 통해 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통한다. 유체 포트는 냉각 챔버 외부에 배치된 유전체 유체 펌프와 유체 연통한다.

Description

냉각수 슈라우드
침지 냉각 랙은 탱크에 유전체 유체의 배스를 제공한다. 컴퓨터 서버 또는 기타 전자 장비는 탱크 내의 침지 냉각 랙에 장착될 수 있다. 유전체 유체는, 탱크 내에 장착된 하나 이상의 컴퓨터 서버 또는 기타 전자 장비로부터 열이 방출될 수 있도록 컴퓨터 서버 또는 기타 전자 장비 둘레에서 순환될 수 있다. 탱크에 침지된 발열 전자 장비 내에 및 둘레에서 유전체 유체의 유동은 일반적으로 전자 장비로부터 열을 제거하는 데 도움이 되지만, CPU 및 GPU와 같은 전자 장비의 가장 집중적인 발열 요소 일부에 적절한 국소 냉각을 제공하는 것은 여전히 어려운 과제이다. 이러한 집중적인 발열 요소의 표면은 열 전달 속도 목표를 달성하기 어렵게 만드는 조밀한(즉, 작은 피치) 핀 패턴을 갖는 경향이 있다. 추가로, 사이드 스트림 유동 채널의 압력 손실은 특정 열 전달 표면의 압력 손실보다 더 낮을 수 있으며, 이에 의해 유전체 냉각 유체의 바이패스 유동이 불리하게 발생할 수 있다.
다양한 양태는 침지 냉각수 탱크에 침지된 전자 장비의 히트싱크를 냉각하기 위한 디바이스, 시스템 및 방법을 포함한다. 디바이스 및 시스템은 측벽과 커버링 벽을 포함하는 냉각수 슈라우드를 포함할 수 있다. 측벽은 침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면 상에 장착되도록 구성될 수 있고 히트싱크가 고정되며, 측벽은 장착 표면으로부터 멀어지게 연장되도록 구성된다. 측벽 중 적어도 하나는 유체 포트를 포함할 수 있다. 커버링 벽은 측벽으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장되며, 측벽과 커버링 벽은 내부에 히트싱크를 수용하도록 구성된 냉각 챔버를 함께 형성한다. 커버링 벽은 유체 포트와 별개인 유체 구멍을 포함하며, 냉각 챔버 내부의 유전체 유체는 유체 구멍을 통해 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통한다. 또한, 유체 포트는, 유전체 유체 펌프에 의해 생성된 유체 압력이 유체 구멍과 유체 포트 각각을 통해 그리고 그 사이에서 유전체 유체를 이동시키도록 구성되도록, 냉각 챔버 외부에 배치된 유전체 유체 펌프와 유체 연통할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 유체 구멍은 측벽들 중 유체 포트를 포함하는 측벽으로부터 커버링 벽의 반대쪽 단부에 배치된 세장형 슬롯으로서 형성될 수 있다. 유체 구멍 및 유체 포트는 유전체 유체 펌프가 침지 냉각수 탱크로부터 유체 구멍을 통해 냉각 챔버로 유전체 유체를 흡인하여 히트싱크를 냉각하고 유체 포트를 통해 침지 냉각수 탱크로 복귀할 수 있도록 구성될 수 있다. 유체 구멍과 유체 포트는 대향 측벽에 배치될 수 있다. 히트싱크는 커버링 벽과 장착 표면 사이에 배치될 수 있다. 침지 냉각수 탱크 내부에서, 커버링 벽은 수직 배향으로 장착되도록 구성될 수 있으며, 유체 포트는 하향 배향으로 배치된다.
몇몇 실시예는 유체 포트를 유전체 유체 펌프에 결합하는 배관을 포함할 수 있다. 유전체 유체 펌프는 유전체 유체 탱크 내에 수용되고, 측벽 및 커버링 벽으로부터 떨어져 유전체 유체 탱크 내에 수용될 수 있다. 유전체 유체 펌프는 원동 유체 유동(motivating fluid flow)을 받고 냉각수 슈라우드의 유체 포트로부터 흡인된 유전체 유체의 유동과 조합하도록 구성된 벤투리 이젝터 펌프일 수 있다.
본 명세서에 통합되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 청구범위의 예시적인 실시예를 예시하고, 위에 주어진 일반적인 설명 및 아래에 주어진 상세한 설명과 함께 청구범위의 특징을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 침지 냉각 시스템의 사시도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 침지 냉각수 탱크의 유전체 유체에 침지된 전자 장비 케이스를 갖는 전자 장비 냉각수 시스템의 사시도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른, 도 2의 배관을 통해 결합된 냉각수 슈라우드와 유전체 냉각수 펌프의 확대 격리도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장비의 히트싱크를 나타내기 위해 냉각수 슈라우드가 제거된 도 3의 요소의 확대 부조도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 냉각수 슈라우드의 사시도이다.
도 6은 벤투리 이젝터 펌프를 갖는 전자 장비 냉각수 시스템의 측면도이다.
다양한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 가능하면, 도면 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호를 사용하여 동일하거나 유사한 부분을 지칭한다. 특정 예 및 구현예에 대한 참조는 예시를 위한 것이며 청구범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
다양한 실시예는 전자 장비의 특정 요소에 대한 유량을 개선하고 침지 냉각 탱크 내의 구성요소에서 상당한 전력 처리 증가를 촉진하는 데 도움이 되는 기술 및 특정 기하형상을 포함한다. 서버의 국소 개선된 유량(들)은 개별적으로 또는 전체적으로 서버를 통한 벌크 유량보다 더 작거나, 같거나, 클 수 있다. 일부 경우에, 국소 개선된 유량은 서버를 통한 벌크 유동보다 더 큰 체적 속도에서 성능을 개선시킬 수 있고; 즉, 서버 벌크 유동의 비열 용량은 적절한 순 온도 변화를 처리하기에 충분하지만, 유체의 다른 특성(예를 들어, 더 높은 점도)은 국부적 열 전달 계수를 개선하기 위해 유동을 향상시켜야 할 수도 있다.
서버, 즉, 중앙 처리 유닛(central processing unit)(CPU)과 같은 전자 장비의 특정 위치에는 아키텍처의 나머지 부분에 비교하여 추가 냉각이 필요하다. 이는 CPU가 가장 집중적인 발열 요소이기 때문일 수 있다. 그러나, 냉각 목적으로 CPU에 걸쳐 적절한 유동을 제공하기 위해 전체 유체 순환 시스템의 크기를 조절하는 것은 일반적으로 비현실적이다. 따라서, 다양한 실시예는 CPU 및 히트싱크에 대한 추가 유동을 촉진하기 위한 전용 유전체 유체 펌프 및 냉각수 슈라우드를 포함한다. 냉각수 슈라우드는 CPU 및 히트싱크 근방의 유체 유동을 벌크 유체로부터 분리하는 형상화된 플라스틱 격납 시스템일 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 실시예는 침지 냉각수 탱크에 침지된 전자 장비의 히트싱크용 냉각수 슈라우드를 포함한다. 냉각수 슈라우드는 측벽과 커버링 벽을 포함한다. 측벽은 침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면 상에 장착되도록 구성될 수 있고 히트싱크가 고정된다. 또한, 측벽은 장착 표면으로부터 멀어지게 연장되도록 구성될 수 있으며, 측벽 중 적어도 하나는 유체 포트를 포함한다. 커버링 벽은, 측벽과 커버링 벽이 내부에 히트싱크를 수용하도록 구성된 냉각 챔버를 함께 형성하도록 측벽으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장될 수 있다. 커버링 벽은 유체 포트와 별개인 유체 구멍을 포함할 수 있다. 냉각 챔버 내부의 유전체 유체는 유체 구멍을 통해 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통할 수 있다. 또한, 유체 포트는, 냉각 챔버 외부에 배치되고 유체 구멍과 유체 포트 각각을 통해 그리고 그 사이에서 유전체 유체를 이동시키도록 구성된 유전체 유체 펌프와 유체 연통할 수 있다.
도 1은 독립적으로 작동 가능한 서버와 같은 전자 장비의 랙을 유전체 유체(322)에 침지하기 위한 침지 냉각수 시스템(300)의 다양한 양태를 예시한다. 침지 냉각수 시스템(300)은 침지 냉각수 탱크(310) 및 컴퓨터 서버 또는 기타 전자 장비를 장착하기 위한 장착 부재를 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 더 상세히 설명한다. 침지 냉각수 탱크(310)는 강철, 냉각 매체로서 사용되는 유전액 냉각수와 양립 가능한 충분히 강한 플라스틱, 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 침지 냉각수 탱크(310)는 개방형 상단(330)이 상향을 향하여 개방된 내부 용적을 형성할 수 있으며, 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)를 삽입하기 위한 최소 설치 공간을 갖는 길이(L), 폭(W), 및 높이(H)를 갖도록 형상화될 수 있다. 침지 냉각수 탱크(310)에 전자 장비(20)를 장착하여 내부에 서버 랙(370)을 형성하는 데 적절한 장착 부재가 사용될 수 있다. 침지 냉각수 탱크(310)는 다수의 표준 크기의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)가 상당한 수정 없이 지지될 수 있도록 형상화, 치수 설정 및 크기 설정될 수 있다.
침지 냉각수 탱크(310)는 저온 또는 냉각된 액체 냉각수가 침지 냉각수 탱크(310)로 유동하도록 열 교환기에 연결된 배관 시스템으로부터의 유입 파이프 또는 라인(340) 및 가열된 냉각수를 침지 냉각수 탱크(310)로부터 하나 이상의 열 방출 또는 냉각 시스템과 관련된 외부 열 교환기로 유동 또는 펌핑하기 위한 수집 배관에 연결된 유출 파이프 또는 라인(350)을 갖도록 제조될 수 있다.
서버 랙(370)은 다수의 다양한 구현예를 가질 수 있다. 바람직하게는, 장착 부재는 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)를 수직 배향으로 수용함으로써, 지면에 대한 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)의 설치 공간을 최소화하도록 구성되고, 침지 냉각수 탱크(310) 내의 임의의 다른 서버를 제거하거나 방해할 필요 없이 서버의 설치 및 제거가 용이하도록 "전방" 패널이 상향을 향한다.
장착 부재는 또한, 유전체 냉각수의 상단 레벨(360)이 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)에 의해 형성된 서버 랙(370)의 상단 레벨(372)을 완전히 침지시키도록 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버) 각각을 장착하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)를 통한 액체 냉각수의 순환을 개선하기 위해 많은 양의 액체 냉각수가 서버 랙(370) 위의 공통 영역에 수집되며, 이에 의해 각각의 개별 전자 장비(20)의 냉각이 개선된다. 장착 부재는 또한 침지 냉각수 탱크(310)의 하단 위의 서버 랙(370)에 다수의 전자 장비(20)(예를 들어, 서버)를 장착하여 각각의 개별 서버와 침지 냉각수 탱크(310)의 하단 사이에 다량의 액체 냉각수를 생성하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 서버를 통한 유전체 액체 냉각수의 유동이 개선된다.
도 2는 다양한 실시예에 따른, 침지 냉각수 탱크(310)의 유전체 유체(322)에 침지된 전자 장비(20)의 히트싱크 요소를 냉각하는 데 사용되는 냉각수 슈라우드(100)를 갖는 전자 장비 냉각수 시스템(5)의 다양한 양태를 예시한다. 침지 냉각수 탱크(310)에서 히트싱크와 같은 전자 장비의 특정 요소에 대한 유전체 유체의 유량을 개선시키기 위한 시스템과 관련하여 다양한 실시예가 본 명세서에 설명되어 있다.
다양한 실시예는 내부에 전자 장비(20)(예를 들어, 컴퓨터 서버)를 유지하는 침지 냉각 탱크에 적용된다. 전자 장비(20)의 각각의 요소는 하나 이상의 듀얼 인라인 메모리 모듈(dual in-line memory module)(DIMM)(40)을 포함할 수 있으며, 그 중 일부는 냉각수 슈라우드(100) 내에 수용될 수 있다. 냉각수 슈라우드(100)는 특별히 히트싱크(예를 들어, 도 4의 80) 또는 냉각수 슈라우드(100) 내에 수용된 히트싱크의 특정 핀(81) 위로 유전체 유체를 전향시키기 위해 유전체 유체 펌프(50)에 배관(75)을 이용하여 결합될 수 있다.
도 2에서는, 다양한 실시예의 양태를 보다 명확하게 설명하기 위해 전자 장비의 일 측면이 제거되고 여러 구성요소가 제거된 상태로 전자 장비(20)가 예시되어 있다. 전자 장비(20)는 침지 냉각수 탱크(310)로부터의 유전체 유체(322)의 유동이 유입 및 유출하게 하도록 구성된 상부 및 하부 스크린(27)을 포함할 수 있다. 전자 장비(20)의 내부 용적(30)은, 전자 장비(20) 내에 추가 요소를 지지하는 인쇄 회로 보드와 같은 장착 표면(25)에 장착될 수 있는 DIMM(40) 및 히트싱크(예를 들어, 도 4의 80)를 수용한다. 대안적으로 또는 추가로, 스크린(27)은, 침지 냉각수 탱크(310)의 하단 근방에서 더 저온인 유전체 유체가 유동하는 이점을 취하기 위해 측방향 측면의 하부 부분과 같이 전자 장비(20)의 측방향 측면의 전부 또는 일부에 포함될 수 있다.
도 2에 예시된 DIMM(40)은 각각 히트싱크(예를 들어, 도 4의 80)를 둘러싸는 2개의 냉각 슈라우드(100)를 포함하지만, 더 적거나 더 큰 히트싱크 및 대응하는 냉각 슈라우드(100)가 제공될 수 있다. 각각의 냉각 슈라우드(100)는 내부 용적(30) 내의 유전체 냉각수(322) 유동의 적어도 일부를 특별히 내부에 수용된 다른 발열 전자 기기(예를 들어, DIMM, 전력 공급원 등) 위로 지향시키도록 구성될 수 있다. 전자 장비(20)에도 배치된 유전체 유체 펌프(50a)는 배관(75)을 통해 흡입력을 제공하여 냉각 슈라우드(100) 내로 유입 유동(FIn)을 생성하고 유전체 냉각수를 유출 유동(FOut)으로 내부 용적(30)의 다른 부분으로 전향시킬 수 있다. 냉각수 슈라우드(100)는 유전체 냉각수가 히트싱크 내 및 위로 흡입되는 냉각수 구멍(140), 및 히트싱크에 의해 발생된 열을 흡수한 후 유전체 냉각수를 배출하기 위한 배관(75)으로의 유체 포트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 하나의 유전체 유체 펌프(50a)는 하나 초과의 냉각수 슈라우드(100)에 흡입 압력을 제공할 수 있다. 다른 대안으로서, 각각의 냉각수 슈라우드(100)는 흡입 압력을 제공하는 하나 초과의 유전체 유체 펌프(50)를 가질 수 있다. 또 다른 대안으로서, 유전체 유체 펌프(50b)는 배관(75)을 통해 미는 힘을 제공하여, 예시된 것과 반대되는 유입 유동 및 유출 유동을 생성할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 하나의 유전체 유체 펌프(50a)는 흡입력을 제공할 수 있고, 다른 유전체 유체 펌프(50b)는 미는 힘을 제공할 수 있다. 도 2는 당기는 펌프(50a) 및 미는 펌프(50b)로 예시되어 있지만, 고려되는 개시 범위 내의 실시예는 하나의 펌프, 2개의 펌프 또는 그 이상의 펌프를 포함할 수 있다. 더욱이, 2개 이상의 펌프를 포함하는 실시예에서, 펌프(50a, 50b)는 동일한 유형이거나 상이한 유형(즉, 밀기 또는 당기기)일 수 있다.
전자 장비(20)(예를 들어, 서버)는 그 길이방향 규모가 수직 방향으로 배향될 수 있고, 그에 따라 침지 냉각수 탱크의 냉각 랙에 다수의 케이스가 서로 옆에 매달릴 수 있다. 추가 케이스는 예시된 바와 같이 전자 장비(20)의 좌측 및/또는 우측에 매달릴 수 있다. 수직 배향으로 인해, 중력은 냉각수 슈라우드(100)의 하단 근방에 위치된 냉각수 구멍(140)을 통해 유전체 유체를 당기는 데 도움을 줄 수 있는 데, 그 이유는 가열된 유전체 유체가 더 낮은 밀도를 갖고 내부 용적(30) 내에서 상승하는(즉, 수직 상향으로 이동하는) 경향이 있기 때문이다. 이러한 방식으로, 냉각수 슈라우드의 위치와 냉각수 구멍(140)의 상대적 배향은 내부 체적(30) 내의 유전체 유체의 대류를 활용하여 냉각수 유동을 개선시킬 수 있다.
도 3은 냉각수 슈라우드(100) 및 배관(75)을 통해 결합된 유전체 냉각수 펌프(50a)의 확대 격리도이다. 냉각수 슈라우드(100)는 측벽(121, 122, 123, 124)과 커버링 벽(130)을 포함한다. 측벽(121, 122, 123, 124)은 침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면(25) 상에 장착되도록 구성될 수 있고 히트싱크가 고정될 수 있다. 특히, 장착 표면(25)은 케이스(예를 들어, 대응하는 전자 장비용)의 내부 용적(30) 내에 위치될 수 있다. 측벽(121, 122, 123, 124)은 장착 표면(25)으로부터 멀어지게 연장되도록 구성될 수 있다. 또한, 측벽 중 적어도 하나는 배관(75)이 결합될 수 있는 유체 포트(150)를 포함할 수 있다. 커버링 벽(130)은, 측벽(121, 122, 123, 124)과 커버링 벽(130)이 함께 아래에 냉각 챔버를 형성하도록 측벽(121, 122, 123, 124)으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장된다. 냉각 챔버는 내부에 히트싱크를 수용하도록 구성될 수 있다. 특히, 히트싱크는 커버링 벽(130)과 장착 표면(25) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 중앙 처리 유닛(CPU)은 실제로 히트싱크 아래(즉, 히트싱크와 장착 표면(25) 사이)에 배치될 수 있으며, 심지어 열 계면 재료가 또한 히트싱크와 CPU 사이에 배치될 수 있다.
커버링 벽(130)은 유체 포트(150)와 별개인 유체 구멍(140)을 포함할 수 있다. 유체 구멍(140)은 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통하는 수단을 이용하여(즉, 유체 구멍(140)을 통해) 냉각 챔버 내부에 유전체 유체를 제공할 수 있다. 이와 달리, 유체 포트(150)는 냉각수 슈라우드(100) 외부, 따라서 냉각 챔버 외부에 배치된 유전체 유체 펌프(50)와 유체 연통할 수 있다. 유전체 유체 펌프(50a)에 의해 발생된 유체 압력은 유체 구멍(140)과 유체 포트(150) 각각을 통해 그리고 그 사이에서 유전체 유체(322)를 이동시키도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 유체 구멍(140)은 유체 포트(175)를 포함하는 측벽(123)으로부터 커버링 벽(130)의 반대쪽 단부에 배치된 세장형 슬롯으로서 형성될 수 있다. 유체 구멍(140) 및 유체 포트(150)는 유전체 유체 펌프(50a)가 침지 냉각수 탱크(즉, 내부 용적(30))로부터 유체 구멍(140)을 통해 냉각 챔버로 유전체 유체를 흡인하는 흡입 압력을 생성하여 히트싱크를 냉각하고 유체 포트를 통해 침지 냉각수 탱크로 복귀할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유전체 유체의 유입 유동(FIn)은 유체 구멍(140)에 진입하고 유전체 유체는 유체 포트(150)를 빠져나가, 유전체 유체 펌프(50a)의 흡입구를 향해 지향되며, 결국 유출 유동(FOut)으로서 유전체 유체 펌프(50a)를 빠져나간다.
유체 포트(150)를 유전체 유체 펌프(50)에 결합하는 배관(75)은, 유전체 유체가 내부 챔버(30)의 원격 섹션으로 지향될 수 있게 하여 냉각수 슈라우드(100) 근방에 더 저온인 유전체 유체가 유지되게 할 수 있다. 따라서, 유전체 유체 펌프(50a)와 냉각수 슈라우드(100)가 동일한 유전체 유체 탱크 내에 수용되더라도, 서로 떨어져 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 유전체 유체 펌프(50a)는 측벽(121, 122, 123, 124) 및 커버링 벽(130)으로부터 떨어져 있을 수 있다. 도 3은 유전체 유체 펌프(50a) 및 슈라우드가 당기는 유형 방식으로(즉, 유전체 유체가 유체 구멍(140)을 통해 냉각수 슈라우드(100)로 흡인됨) 작동하는 것을 예시하지만, 동일한 구성요소들은 저온 유전체 유체(322)가 유전체 유체 펌프(즉, 50b)에 진입하고 배관(75)을 통해 밀어져 특정 히트싱크 위로 그리고 유체 구멍(140)을 통해 밖으로 지향될 수 있는 미는 유형 방식으로 작동될 수 있다. 이러한 방식으로, 펌프는 특정 히트싱크 바로 위에 더 저온인 유전체 유체(322)를 공급하기 위해 침지 냉각수 탱크(310) 내의 제위치에 배치될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장비의 히트싱크(80)를 나타내기 위해 냉각수 슈라우드(즉, 100)가 제거된 도 3의 요소의 확대 부조도를 도시한다. 히트싱크(80)는 열 방출을 위해 더 큰 표면적을 제공하도록 형성된 복수의 핀(81)을 포함할 수 있다. 일단 냉각수 슈라우드의 냉각 챔버 내부에 진입하면, 유전체 유체가 핀(81) 위로 그리고 핀 사이에서 유동하게 되어 핀으로부터 열을 흡수할 수 있다. 히트싱크(80)는 통상적으로 프로세서 유닛과 같은 발열 구성요소 상에 또는 그 위에 장착된다. 이러한 발열 구성요소는 장착 표면(25) 상에 직접 장착될 수 있다.
도 5는 측벽 중 하나에 배치된 유체 구멍(141)을 포함하는 대안적인 냉각수 슈라우드(101)를 도시한다. 특히, 유체 구멍(141)과 유체 포트(150)는 대향 측벽(121, 123)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 유체 구멍(141)은 측벽(124 및/또는 122) 상에 배치될 수 있다.
유체 구멍(140, 141)의 크기, 형상, 및 위치는 냉각수 슈라우드(100)의 냉각 챔버 전체에 걸쳐 유전체 유체 유동의 분포에 뚜렷한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 냉각수 슈라우드(100, 101)는 냉각수 슈라우드(140, 141)의 에지에 가깝지만 일치하지 않는 유체 구멍(140, 141)을 보여주므로, 구멍(140, 141)과 각각의 에지 사이에 슈라우드의 좁은 밴드를 형성한다. 대안적으로, 그 좁은 밴드는 제거되거나 실질적으로 감소될 수 있다. 또한, 유체 구멍(140, 141)은 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 이는 히트싱크 위에 균일하게 잘 분포된 유동 패턴을 촉진할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 구멍은 타원형, 원형, 정사각형, 삼각형 또는 기타 덜 전통적인 기하학적 형상과 같은 상이한 형상을 가질 수 있다. 또한, 히트싱크의 특정 부분이 더 많거나 더 적은 유전체 유체 유량으로부터 이익을 얻는다면, 구멍(140, 141)은 이러한 유동을 달성하도록 변경될 수 있다. 예를 들어, 구멍(140, 141)의 일 부분은 다른 부분보다 크거나 넓을 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른, 히트싱크 요소를 냉각시키기 위해 냉각수 슈라우드(100)와 조합하여 사용되는 벤투리 이젝터 펌프(200)를 갖는 전자 장비 냉각수 시스템(6)의 다양한 양태를 예시한다. 벤투리 이젝터 펌프(200)는 벤투리 이젝터 펌프(200)의 본체 내부에 상대적으로 높은 속도와 상대적으로 낮은 체적 유동의 원동 유동(FM)을 사용하여 그 내부에 저압 공간을 생성한다. 이러한 저압 공간은 배관(75)을 통해 슈라우드 상의 유체 포트(150)와 유체 연통할 수 있다. 이 저압은 유전체 유체를 구멍(140)을 통해 슈라우드 내로 흡인하고, 히트싱크를 가로질러, 유체 포트(150) 밖으로 방출하며, 가열된 유전체 유체의 흡인된 유동(FD)을 벤투리 이젝터 펌프(200)로 공급하는 데 필요한 흡입을 제공한다. 따라서, 원동 유동(FM) 내의 원동 유체와 흡인된 유동(FD)으로부터의 흡입 유체가 조합되어 슈라우드로부터의 흡입 유체보다 냉각될 수 있는 유동(FOut)을 생성 및 배출하며, 이에 의해 다른 전자 구성요소의 추가 냉각을 위해 서버 본체(20)로 배출되기에 더 적합하게 만든다. 관련된 원동 유동(FM)을 갖는 원동 유체는 탱크를 통해 유전체 유체를 또한 순환시키는 펌핑 시스템에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 원동 유체를 공급하는 공급 배관(76)은 침지 냉각수 탱크(예를 들어, 도 1의 310)의 유입 라인(예를 들어, 도 1의 340)으로부터 유전체 유체를 흡인할 수 있다. 유입 라인은 침지 냉각수 탱크의 나머지 부분에 추가하여 각각의 전자 장비(20) 및/또는 다수의 전자 장비(20)에 다수의 공급 배관(76)을 공급할 수 있는 매니폴드로 공급될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전자 장비 냉각수 시스템(6)의 벤투리 이젝터 펌프(200)는 내부 용적(30) 내의 유전체 유체의 순환을 개선시키는 데 사용될 수 있다. 유출 유동(FOut)의 방향을 지시하는 벤투리 이젝터 펌프(200)의 배향은 재순환 유동, 전자 장비(20)의 케이싱 밖으로의 방향성 유동, 및/또는 그 조합을 야기하는 데 사용될 수 있다. 이러한 재순환 유동은 내부 용적(30) 내의 유전체 유체 유동의 정체 지점을 제거하거나 감소시키는 데 도움이 될 수 있다.
시스템, 디바이스 및 방법에 대한 전술한 설명은 단지 예시적인 예로서 제공되는 것이며, 다양한 실시예의 단계가 제시된 순서대로 수행되어야 함을 요구하거나 암시하도록 의도되지 않는다. 본 기술 분야의 숙련자가 이해하는 바와 같이, 전술한 실시예의 단계 순서는 임의의 순서로 수행될 수 있다. "이후", "이어서", "다음" 등과 같은 단어는 단계의 순서를 제한하도록 의도되지 않고; 이들 단어는 방법을 설명하는 과정에서 독자를 안내하는 데 사용된다. 또한, 예를 들어, 관사 "a", "an", 또는 "the"를 사용하여 단수형의 청구항 요소를 임의로 언급하는 것은 해당 요소를 단수형으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
개시된 실시예에 대한 앞선 설명은 본 기술 분야의 숙련자가 본 발명을 제조하거나 사용할 수 있게 하도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정은 본 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 도시된 실시예에 제한되도록 의도되지 않고, 다음의 청구범위와 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 따라야 한다.

Claims (15)

  1. 침지 냉각수 탱크에 침지된 전자 장비의 히트싱크용 냉각수 슈라우드이며,
    침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면 상에 장착되도록 구성되고 히트싱크가 고정되는 측벽으로서, 측벽은 장착 표면으로부터 멀어지게 연장되도록 구성되고, 측벽 중 적어도 하나는 유체 포트를 포함하는, 측벽; 및
    측벽으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장되는 커버링 벽을 포함하고, 측벽과 커버링 벽은 내부에 히트싱크를 수용하도록 구성된 냉각 챔버를 함께 형성하며, 커버링 벽은 유체 포트와 별개인 유체 구멍을 포함하고, 냉각 챔버 내부의 유전체 유체는 유체 구멍을 통해 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통하며, 유체 포트는, 유전체 유체 펌프에 의해 생성된 유체 압력이 유체 구멍과 유체 포트 각각을 통해 그리고 그 사이에서 유전체 유체를 이동시키도록 구성되도록, 냉각 챔버 외부에 배치된 유전체 유체 펌프와 유체 연통하는, 냉각수 슈라우드.
  2. 제1항에 있어서, 유체 구멍은 측벽들 중 유체 포트를 포함하는 측벽으로부터 커버링 벽의 반대쪽 단부에 배치된 세장형 슬롯으로서 형성되는, 냉각수 슈라우드.
  3. 제1항에 있어서,
    유체 포트를 유전체 유체 펌프에 결합하는 배관을 더 포함하고, 유전체 유체 펌프는 침지 냉각수 탱크 내에 수용되고, 측벽 및 커버링 벽으로부터 떨어져 침지 냉각수 탱크 내에 수용되는, 냉각수 슈라우드.
  4. 제1항에 있어서, 유체 구멍 및 유체 포트는 유전체 유체 펌프가 침지 냉각수 탱크로부터 유체 구멍을 통해 냉각 챔버로 유전체 유체를 흡인하여 히트싱크를 냉각하고 유체 포트를 통해 침지 냉각수 탱크로 복귀할 수 있도록 구성되는, 냉각수 슈라우드.
  5. 제1항에 있어서, 유체 구멍과 유체 포트는 대향 측벽에 배치되는, 냉각수 슈라우드.
  6. 제1항에 있어서, 히트싱크는 커버링 벽과 장착 표면 사이에 배치되는, 냉각수 슈라우드.
  7. 제1항에 있어서, 침지 냉각수 탱크 내부에서, 커버링 벽은 수직 배향으로 장착되도록 구성되고 유체 포트는 하향 배향으로 배치되는, 냉각수 슈라우드.
  8. 침지 냉각수 탱크에 침지된 전자 장비의 히트싱크용 전자 장비 냉각수 시스템이며,
    냉각수 슈라우드로서,
    침지 냉각수 탱크 내의 장착 표면 상에 장착되도록 구성되고 히트싱크가 고정되는 측벽으로서, 측벽은 장착 표면으로부터 멀어지게 연장되도록 구성되고, 측벽 중 적어도 하나는 유체 포트를 포함하는, 측벽, 및
    측벽으로부터 그리고 측벽 사이에서 연장되는 커버링 벽을 포함하고, 측벽과 커버링 벽은 내부에 히트싱크를 수용하도록 구성된 냉각 챔버를 함께 형성하며, 커버링 벽은 유체 포트와 별개인 유체 구멍을 포함하고, 냉각 챔버 내부의 유전체 유체는 유체 구멍을 통해 냉각 챔버 외부의 유전체 유체와 유체 연통하는, 냉각수 슈라우드; 및
    유체 포트를 통해 냉각수 슈라우드와 유체 연통하는 유전체 유체 펌프를 포함하고, 유전체 유체 펌프는, 유전체 유체 펌프에 의해 생성된 유체 압력이 유체 구멍과 유체 포트 각각을 통해 그리고 그 사이에서 유전체 유체를 이동시키도록 구성되도록, 냉각 챔버 외부에 배치되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 유전체 유체 펌프는 원동 유체 유동을 받고 냉각수 슈라우드의 유체 포트로부터 흡인된 유전체 유체의 유동과 조합하도록 구성된 벤투리 이젝터 펌프인, 전자 장비 냉각수 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 유체 구멍은 측벽들 중 유체 포트를 포함하는 측벽으로부터 커버링 벽의 반대쪽 단부에 배치된 세장형 슬롯으로서 형성되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    냉각수 슈라우드의 유체 포트를 유전체 유체 펌프에 결합하는 배관을 더 포함하고, 유전체 유체 펌프는 침지 냉각수 탱크 내에 수용되고, 측벽 및 커버링 벽으로부터 떨어져 침지 냉각수 탱크 내에 수용되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 유체 구멍 및 유체 포트는 유전체 유체 펌프가 침지 냉각수 탱크로부터 유체 구멍을 통해 냉각 챔버로 유전체 유체를 흡인하여 히트싱크를 냉각하고 유체 포트를 통해 침지 냉각수 탱크로 복귀할 수 있도록 구성되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 유체 구멍과 유체 포트는 대향 측벽에 배치되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 히트싱크는 커버링 벽과 장착 표면 사이에 배치되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 침지 냉각수 탱크 내부에서, 커버링 벽은 수직 배향으로 장착되도록 구성되고 유체 포트는 하향 배향으로 배치되는, 전자 장비 냉각수 시스템.
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