TW200934352A - Internal access mechanism for a server rack - Google Patents

Description

200934352 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上關於電子設備機殼，特定言之係關於一 種提供通往使用流體基冷卻系統之電子設備機殼之内部的 出入口的出入機構。 【先前技術】 以高散熱率進行高效能積體電路之冷卻係電子設備冷 © 卻領域中之顯著挑戰。習知利用熱管及裝有風扇之熱壑 (heat sinks)進行的冷卻不足以冷卻瓦數要求日益提高的 晶片、包括超過100W者。 電子設備伺服器譬如刀鋒伺服器和機架伺服器因為一 個伺服器中每單位容積所能達到之較高處理器效能而使用 數量曰益增加。但是，積體電路之高密度亦造成高熱密度， 其超過習知氣冷方法之能力。 要冷卻電子設備伺服器上之積體電路會有之一特殊問 © 題是多個電子設備伺服器通常以緊密四等分方式安裝在一 伺服器機座内。在此等組態中，電子設備伺服器被有限的 空間量分隔，從而減小可在内部提供一充分冷卻方案的尺 寸。一般而s，電子設備伺服器之堆疊並不提供讓用於每 電子6又備伺服器之大型風扇及熱壑安裝的選擇。通常電 子設備機殼内之每-伺服器係由—專關部風扇冷卻。就 刀鋒飼服H制來說，刀鋒恤料係由專屬於每一刀鋒 偏艮器群之-或多個内部風扇冷卻。利用此等組態每一 電子設備祠服器上之積體電路利用風扇將空氣吹過電子設 200934352 ======

辅料卻作用係由在電子設備機殼外的電腦室空調 (CRAC)單元提供。冷卻過輕氣經魏簡電子設備機 殼，從機座之-侧進入且從一反向側離開。隨著資料中心 持續增加其電職度，電子設備錬器更為雜地部署。 徹底裝滿的電子設儲)服ϋ大幅提高歡熱產量。這需要 CRAC單元可触之冷雜力以外的獅冷卻。辅助冷卻 系統可包含被定位在電子設備伺服器背端外侧用以降低離 開電子設備伺服器之空氣溫度的風扇、泵、及熱交換器。 此等輔助冷卻系統中之熱交換器得到泵送冷卻劑、水或製 冷劑供應。有些輔助冷卻系統係設置為一附接於電子設備 機殼背面的、、冷卻門〃。但是對於一些電子設備機殼來說， 通常會在整個電子設備機殼當中遍佈不均勻熱負載，這常 會導致電子設備機殻内有某些區域冷卻不足，即便使用了 習知辅助冷卻系統亦如此。 【發明内容】 本發明之冷卻系統係針對一種用於伺服器機架或其他 電子設備機殼的可再設置導管工件配件。在一些實施例 中’該電子設備機殼之一前門、一後門、或是該前門和後 門二者被設置為包含一或多個熱交換器之冷卻門。在其他 實施例中，該電子設備機殼之前門及/或後門被換成能夠出 入該電子設備機殼之内部的複數個可動區段。每一區段包 5 200934352 含一或多個熱交換器。 複數個發熱裝置譬如電子設備伺服器被定位在該電子 設備機殼内。該等熱交換器經由該導管工件耦接於該等電 子設備伺服器。該導管工件被定位在一介於該等電子設備 伺服器之背面與該等熱交換器之間的氣室内。在大多數應 用中，電子設備機殼内之熱負載並未均勻分布。一般而言， 電子設備機殼内之每一電子設備伺服器或相鄰電子設備伺 服器之群會產生不同於其他電子設備伺服器或相鄰電子設 備伺服器之群的熱負載。因此，電子設備機殼内之單位容 積熱負載並非恆定。電子設備機殼之内部概念上來說被劃 分成多個熱區。在一些實施例中，每一熱區具有相同熱輸 出，且導管工件係用來將等量受熱空氣導往每一熱交換 斋，或者在單一熱交換器之案例中導管工件係用來使受熱 空氣均勻地分布於整個熱交換器。在一些實施例中，從單 一熱區輸出的受熱空氣被導管工件導往一對應單一熱交換 器。在其他實施例中，從一群相鄰熱區輸出的受熱空氣在 單一導管工件導件内合併，該導件將合併的受熱空氣導往 對應數量之相鄰熱交換器。 包含一或多個熱交換器的該後門設置用以提供通往該 電子設備機殼内之電纜和設備的出入口 。此出入口可藉由 使該門如同普通的門在鉸鏈上旋轉打開的方式提供。在有 多個熱交換器的案例中，該門可被設置為多個區段，每個 熱交換器一個區段’且每一區段包含鉸鏈以便獨立於其他 區#又打開。此種組態減輕對於電子設備機殼内之其他電子 6 200934352 π又備舰器的冷部中斷。在—些實施例中，每—區段如同 /曰通的門旋，打開。在其他實施例中，每—區段設置用以 往上或往下_。在更其他實闕中，每—區段被設置為 待從電子π賴殼_並讓路，在此細巾每—熱交換器 係利用可被彎開讓路的可撓管件或是騎件連接。在其他 實施例中，整個後門或是概Η之每-區段可被設置為如 同抽屜滑動打開和關閉。 ☆在-些實施例巾，各導管導件設置具備-可變形末 端，該可變形末端設置Μ在從-❹鐵子設備飼服器 後方伸出之電連接線附近局域變形。該可變縣端可由刷 毛製成（如同刷子中）或是包含狹縫及/或孔洞的發泡材製 成。 本發明之其他特徵和優點將在檢閱過下文提出之實施 例詳細說明之後變得明顯。 【實施方式】 今將詳細參照本發明之冷卻系統的實施例，其實例已 例不於隨附圖式中。儘管將搭配下述實施例說明本發明， 應理解到不希望將本發明侷限於這些實施例和實例。相反 地，本發明意欲涵蓋替代、修改及等效方案，這些可被包 含在如附屬申請專利範圍項所界定之發明精神和範圍内。 此外’在以下本發明詳細說明中’將提出許多明確細節以 便更徹底地例示本發明。然熟習習知技藝者會理解到本發 明可以不用這些明確細節就實施。在其他情況中，廣為人 知的方法和步驟、組件及程序未曾詳細敘述以便不致不必 7 200934352 要地掩蓋本發明之觀點。 本發明之實施例係針對一種冷卻系統，其用於轉移一 電子設備機殼或伺服器機架（在本說明書中統稱為電子設 備機殼）内之一或多個電子設備伺服器產生的熱。本文所 述冷卻系統可應用於安裝在一底板（baclfpiane)的任何電 =设備子系統，其非侷限性包含刀鋒伺服器和機架伺服 ❹ 器，在本說明書中統稱為電子設備伺服器。電子設備機殼 "又置用以容納多個電子設備伺服器。每一電子設備伺服器 如眾所周知包含一或多個發熱裝置。 冷卻系統利用被包含為電子設備伺服器之一部分的内 風扇所產生的氣流。電子設備機殼之内部概念性地劃分 ，多個熱區。在一些實施例中，每一熱區内之熱負載係相 等的。因為電子設備機殼内之每一電子設備伺服器的獨特 發熱特性，該等熱區可能是或不是等容積。舉例來說，一 Ο 具有第一容積的第一熱區可能容積大於一具有第二容積的 ，二熱區。一導管工件配件耦接於電子設備伺服器之一空 =流出側。導管導件被定位在電子設備伺服器之背面與熱 交換器之間的氣室内。該導管工件配件包含複數個經定位 用以將電子設備伺服器輸出之氣流選擇性地導往一或多個 熱交換器的導管導件。在一些實施例中，從一熱區輸出的 氣流被該等導管導件導往單一熱交換器。在其他實施例 ^^從多個相鄰熱區（譬如N個熱區）輸出的氣流被併入 共同導管工件内且一起導往對應數量之相鄰熱交換器（譬 如N個熱交換器）。在更其他實施例中，熱區的數量與熱交 8 200934352 換器的數量之間並非一對一的關係。整體而言，電子設備 機殼之内部概念性地劃分成Μ個熱區，且冷卻面板包含N 個熱交換器。該等導管導件經可調整地定位以將受熱空氣 從一或多個熱區選擇性地導往一或多個熱交換器。在一些 案例中’導管導件經定侧以將空往—或多個熱交換 器之局部，本質上來說將該等熱交換器分段並且將不同氣 流導往相同熱交換器之不同區段。 整體而言，該導管工件配件將受熱空氣從電子設備機 豉内之概念熱區導往熱交換器。相反於將具有一不均勻熱 負載刀佈之受熱空氣均勻地導往一或多個熱交換器的方 該導管工件配件藉由使從較高熱負載區域輸出之受熱 二氣導往熱乂換器之較大相對截面區域的方式對於較高熱 負，的區域提供更多冷卻作用。換句話說’熱交換器之冷 部能力更集巾在絲冷卻電子設備機肋之較熱區域。 第1圖例示一麵接於本發明一實施例之一導管工件配 件30的電子設備機殼10之側剖面圖。電子設備機殼10包 含，數個發熱裝置（圖中未示）譬如電子設備舰器。電 ^设備機殼1G設置肋讓空氣能從—第—侧14流往一第 :侧12。第-側14和第二側12設置具備通風口以讓空氣 能夠流動。該等通風口可為格柵、網子、錯直板片、水平 板片、及電子設備機殼㈣㈣允許空氣流動的任何其他 類m 口此等開σ可係指_側面板結構内之多個開口， 或者開σ可為-由電子設備機殼⑴之侧面板、頂面板和底 面板之末端框出的開放空間。整體而言，'通風〆-辭係 9 200934352 指一側面板結構中之一或多個開口，或者在沒有側面板結 構的情況中係指一開放空間。空氣從電子設備機殼10之第 一侧14流往第二側12。通過電子設備機殼1〇的氣流係由 定位在電子設備機殼10内及/或每一電子設備伺服器或 電子設備伺服器群内的内部移氣系統（圖中未示）例如内 部風扇產生。空氣透過第一侧14吸入電子設備機殼1〇内。

空氣流經電子設備機殼10内之發熱襞置，從而使空氣加 熱。受熱空氣流出電子設傷機殼10之第二侧進入導管 工件配件30内。 導管工件配件30之第一端耦接於電子設備機殼10之 第二側12’且導管工件配件3〇之第二端耦接於一冷卻面板 20。冷卻面板20包含一或多個熱交換器。在第i圖之範例 組恝中有N個熱交換器，標示為熱交換器j、熱交換器 2 ...、熱父換器N。在一些實施例中，冷卻面板2〇是一 冷卻門。 第3圖例示第1圖之冷卻面板2〇的正視圖。第3圖之 冷卻面板20包含N個熱交換器1、2、..·、Ν。每一熱交換 器1、2、…、Ν有一冷卻劑流過。隨著受熱空氣流過冷卻 面板20中之熱交換器i、2、·..、Ν，熱妓氣轉移到流過 熱交換器1、2、...、Ν之冷卻劑，從而使離開冷卻面板2〇 的空氣冷卻。在一些實施例中，冷卻面板2〇耦接於一向冷 卻面板2G供應冷卻獻從冷卻酿2〇 _钱冷卻劑的 外接冷卻系統（圖中未示）。該外接冷卻系統可包含一冷卻 塔、冷凍機、或是包含一用來冷卻離開冷卻面板2〇之冷卻 200934352 劑之熱交換n的其他魏冷卻迴圈。使財、製冷劑、或 任何其他冷卻劑。在一些實施例中，該冷卻劑是二相冷卻 劑。在其他實施例中，該冷卻劑是單相冷卻劑。 在一些實施例中，該等熱交換器係用一具備附接空氣 鰭片的微型管構造或是一種管_鰭片型設計製造。在其他實 施例中，該交換!!是_鎌轉移_任何f知熱交 換器。冷卻面板20可包含單一熱交換器或是一群並列或串 列附接之熱交換器。獨立式熱交換器建造起來較好管理且 提供較好的流體分布控制。熱交換器i、2、 、N在第1 圖和第3圖中被示為一者堆疊在另一者頂上的面板。應理 解到此組態僅為範例，每一熱交換器可被設置為第 3圖所 示面板組態以外的不同形狀，且可被定位為第！圖和第3 圖所示堆疊型樣以外的不同型樣。 再次參照第1圖，電子設備機殼10之内部被概念性地 劃分成多個熱區。電子設備機殼1〇整體產生一總熱負載輸 出Q。但因為儲存在電子設備機殼10内之每一個別電子設 備伺服器的獨特組態和使用’遍佈於電子設備機殼10内部 的熱負載並不均勻。在一些實施例中，每一熱交換器1、 2、…、N設置用以冷卻一相同熱負載。在此例中，每一熱 交換器冷卻從電子設備機殼10輸出之總熱負載q之1/N的 分數等量。為促成此表現，經由從電子設備機殼1〇第二側 12輸出之受熱空氣將等量熱負载導往熱交換器1、2、...、 N每一者。為了使從第二侧12輸出之總熱負載q分成欲導 往每一熱交換器1、2、...、N的等量，電子設備機殼1〇之 11 200934352 内部被概念性地劃分成多個熱區，其中每一熱區界定電子 設備機殼ίο内之一指定容積。在此範例中，每一熱區經概 念性劃分為具有一等量熱負載。因此，從一熱區輸出的受 熱空氣會具有與從另一熱區輸出的受熱空氣相同之熱負 載，然母一熱區之容積可能不同。來自每—熱區的受熱空 氣經由導管工件配件30内之導管導件導往熱交換器1、 2、…、N之對應一者。 ® 由於熱區之大小並不一致，導管導件在導管工件配件 30内的位置亦不一致，因為每一導管導件的位置係依據對 應熱區及欲將受熱空氣導往之熱交換器的大小和位置個別 地決定。在第1圖之範例組態中，熱區丨的容積大於熱區2 和熱區N二者，且熱區N的容積大於熱區2。因此，熱區 2内之單位容積熱負載大於熱區丨和熱區N内之單位容積 熱負載，且熱區N内之單位容積熱負載大於熱區1内之單 位容積熱負載。 ❹ 導管導件32經疋位用以將從熱區1輸出之受熱空氣導 往熱交換器1。導管導件32亦與導管導件34 一起用來將從 熱區2輸出之受熱空氣導往熱交換器2,因為熱區2鄰近於 熱區1。相似地，導管導件34與另一導管導件（圖中未示） 一起用來將來自一熱區3 (圖中未示）之空氣導往一熱交換 器3 (圖中未示），因為熱區3鄰近於熱區2。導管導件％ 經定位用以將從熱區N輸出的受熱空氣導往熱交換器N。 在一些實施例中’導管導件32、34、38每一者是橫跨導管 配件30之二側面板間之距離且橫跨電子設備機殼1〇與冷 12 200934352 卻面板20間之距離的大致平垣元件。另一選擇，該等導管 導件可為彎曲的。在一些實施例中，該等導管導件每一者 杈跨冷部面板20與電子設備機殼1〇内之電子設備伺服器 之後部間之距離。 在一些實施例中，每一熱交換器i、2、 、N設置用 以冷卻相同熱負載q/N。如果電子設備機殼1〇内之熱負載 係均勻分布，每一概念熱區丨、2、 、N會是相同大小， 每一者之橫截面的面積會與每一熱交換器丨、2、 、N之 橫截面的面積相同。在此均勻分布組態中，每一熱區被稱 為一基線熱區。相較於第丨圖所示熱區，熱區丨大於基線 熱區。與大於基線熱區之一熱區譬如熱區i有關的導管工 件將從較大熱區輸出之受熱空氣送往熱交換器處之一相對 較小戴面區域。在此例中，受熱空氣之氣流率隨著其朝熱 交換器移動而加大。相較之下，熱區2和熱區忖每一者皆 小於基線熱區。與小於基線熱區之一熱區譬如熱區2和N 有關的導管工件將從較小熱區輸出之受熱空氣導往熱交換 器處之一相對較大截面區域。在此例中，受熱空氣之氣流 率隨著其朝熱交換器移動而減小。 額外的導管工件元件譬如導管導件、管道、及/或擋風 板可被加到導管導件配件内。此等額外導管工件元件舉例 來說可用於調節氣流及使氣流均勻通過一或多個對應熱交 換器。舉例來說，擋風板39被定位在導管導件32和34之 間以降低從熱區2流往熱交換器2之氣流的速率。在一些 實施例中，擋風板被設置為一實心無孔結構物，空氣完全 13 200934352 被擋住且被迫沿著觀板結構婦動。在其他實施例中， 撞風板被。又置為-多孔結構物，其讓部分空氣通過擔風板 結構物。該擔風板結構物之多孔本質提供某種程度的氣流 阻棺效果’從而提供財觀板時紐提供的氣流調節能 力在更其他實施例巾’擋風板可在無孔與各種多孔度之 間調整。該可調式擋顺結難_伽允料同程度的 氣流通過該結騎’概念上來說與可默百龍簾如何經 調整以允許不同程度的光線通過類似。 作為了用之額外導管工件元件的另一實例，導管導件 36和37被添加至導管導件％與導管工件配件％之底面板 之間以更進一步增進指向熱交換器N之氣流的準直度。額 外的導管導件36和37亦可躲使可鱗奴再循環區減 小甚至消弭。 在一些實施例中，從多個相鄰熱區輸出之受埶空氣可 被私一共同導管工件内料往一群相鄰熱交換器、。第2A 圖例示搞接於依據本發明# 一實施例之一導管工件配件兄 的電子設備機殼1〇的側剖面圖。第2Α圓之組態與第i圖 相似’差別在於第2A圖中電子設備機殼1〇内之熱負載分 佈不同’且導管工件配件5〇利用共同導管工件（導管導件 52和導管導件54)使好姉鄰艇2、3和4輸出之受 熱突氣合併送往多個相_交換!I 2、3和4。在此範例= 態中’每-熱區並_立地料管接崎應—個熱交換 器。其他熱區可經類似方式合併或者可為獨立地接上導 管’譬如從熱區N輪出之受熱空氣藉由導管導件％導往熱 200934352 又，器N。額外的導管導件、管道及/或播風板可用在每一 =管路徑内。儘管第2A圖示出從三個相鄰熱區輸出之受熱 空氣併人-朗導管工仙’應理糊可使來自多於或少 於三個相鄰熱區之受熱空氣併入一共同導管工件内。 使用時，電子設備機殼内之電子設備伺服器會定期更 換或升，’從而導致電子設備機殼内之㈣載分佈改變。 儘管熱交換H和導管工件§&侧開始可設置祕配一對應 =電子設備値H初練態之特定熱貞較佈，一旦奸 设備飼服器中任—者被改變，熱負載分佈就改變，且滿足 此新熱負載分佈的最佳氣流特性也會改變。由於導管導件 的位置係可變’導紅件目&件整體可適應於電子設備機殼 内之變化熱條件。魏Μ，如果電子設備频内之熱負 載條件改變’例如—或多個電子設_職被換成不同熱 負載刀佈的其他電子設備舰器，_可能被重新界定， 且導管導件依義界定的無在導管工件配㈣重新定 位。 第1圖和第2Α圖之冷卻系統係針對將電子設備機殼内 部概念性賴分為具有鱗熱貞狀乡個祕的方面敘 述’且躲建絲自熱區之受熱空氣以導管輸送至對應熱 父換器之間的1:1或Ν:Ν關係。另—選擇涵蓋在熱區數量 與熱交鮮數量之間不具備—對—義。如前所述，電子 設備機殼内部被概念性關分成__，且冷卻面板包 含Ν憾交換ϋ。在-些_巾，導管導件經定位用以將 空氣導往-或多她交鋪之局部，本肚絲將熱交換 15 200934352 器分段並且將不同氣流導往相同熱交換器之不同區段。 第2B圖例示設置同於第2A圖之電子設備機殼1〇,差 別在於第2A圖之導管導件54被重新定位成第2B圖中之 導管導件54’致使空氣被導往熱交換器4之一部分。 在一些實施例中，導管導件係由一可變形材料製成， 譬如包含孔洞及/或狹縫的發泡材或海綿’或是包含剛硬刷 毛用以允許電連接線譬如電纜或電線通過導管導件材料的 刷子。在其他實施例中，導管導件係由包含一剛性部分和 一可變形材料之材料組合製成，譬如一在一端附有刷毛以 允許電緵通過的金屬或塑膠薄片。導管導件被設置為可移 除且其位置可調整以適應電子設備機殼内之熱負載分佈譬 如因一或多個電子設備伺服器換成具有不同發熱特性之電 子設備伺服器而造成的改變。在一些實施例中，冷卻面板、 電子設備機殼之背端及/或其間之氣室設置具備用於將導管 導件固持在定位的機械構件。此等機械構件的實例包含槽 孔、凸緣及螺釘。在其他實施例中，導管導件本身配備配 合於電子設備顧上之賴賴部的支撐⑽械構件。導 ，導件可被定位在導管工作配件内提供或可接納用於將導 管導件支撐在定位之機械構件的任一處。可供導管導件使 用的位置僅受所提供之續賴械構件的數量和種類限 制。 在-些實施例中，導管導件之可變形本質提供將導管 導件固持在定位的機械手段。舉例來說，導管導件係由可 _的發泡材製成，其在未_狀態下例如是况英吁寬。 16 200934352 要將導管導件裝入例如24英吋寬之電子設備機殼内時，發 泡材經壓縮且在被壓縮的同時放入電子設備機殼内就定 位’然後解除壓縮。發泡材膨脹回其原始樣式的作用提供 抵住電子設備機殼之壓力’從而將發泡材導管導件固持在 定位。此種可變形導管導件可被定位在導管工件配件内任 一處。 導管導件之可變形觀點的另一優點是容納所有連接到 電子設備伺服器背面之電連接線。可變形導管導件或是導 管導件之可變形部分讓電連接線能夠通過導管導件而同時 仍保有導引氣流之能力。在一範例組態中，導管導件係由 剛硬刷毛製成。第10圖例示一包括刷毛6〇的範例導管導 件。可利用任選的裝訂條或束帶62將刷毛束在一起。在刷 毛遇到電子設備伺服器背端之電連接線的地方，刷毛沿著 電連接線變形。另-選擇，電連接線可經手動安置以垂在 導管導件上且在緊鄰冷卻面板之末端處通過刷毛。第η圖 例示一包括耦接於剛性結構物70之刷毛72的範例導管導 件’其中刷毛72構成導管導件之絕大部分。第12圖例示 一包括耦接於剛性結構物80之刷毛82的範例導管導件， .、中刷毛82構成導f導件之小部分。應理解到可採用與第 11圖和第12圖所示不同之刷毛對剛性結構物其他比例。在 一些實施财’導管導件經定位致使齡端軸電子設備 =服器。在其他倾财，導料件較健制毛端面 冷部面板。在此财，電連接線絲導管導件上且通過 面向冷卻面板之刷毛。 17 200934352 在另一範例組態中’導管導件係由具備狹縫、孔洞或 狹縫與孔洞之組合的發泡材製成。電連接線在切入發泡材 之一端的狹縫或孔洞内滑動。第13圖例示一包括具有狹縫 92之發泡材90的範例導管導件。狹縫92貫穿發泡材90之 全厚且從一端91沿著發泡材90之一部分長度延伸。第14 圖例示一包括具有狹縫之發泡材94的範例導管導件，每一 狹縫之末端均有一孔洞96。孔洞96貫穿發泡材94之全厚。 在一替代組態中，發泡材型導管導件包含孔洞但沒有狹 縫。如同刷毛型導管導件，發泡材型導管導件可經定位致 使有狹縫之末端被定位為面向電子設備伺服器或冷卻面 板0

就第二侧12 (第1圖）與熱交換器間之距離係相對較 短、例如小於或等於12英吋的實施來說，可用單一導管導 件橫跨整_隙。料管導件可被附接在熱交換器侧=、 例如在冷卻面板20 (第i圖）上’ 當冷卻面板關上時， 電線或電缓不管是存S於電子飼服器側面、譬如第二側（第 1圖）哪-處，電線和電縵會局域地礙到可變形#料，可變 形材料會彎曲配合。未被電線和魏妨礙的繼可變形材 就第二侧12與熱交換器間之距離係相對較長、例如大 於12英叶的實施來說，可·二個獨立導管 間隙。第-導管導件係剛性且附接在熱交換器侧面 部面板2〇上。第二導料件係可麵或是職與可變形: 組合，且附接在電子設備機殼側面上。可變形第二導管導 18 200934352 件或是第二導管導件之可變形部分繞著電連接線變形。當 冷部面板關上時’第-和第二導管導件之末端緊貼或稱微 重疊，藉此概念性地職i跨電子設備錬賴熱交換 器間之距離的大致單一導管導件。第一和第二導管導件均 可如前所述重新定位。 第1圖和第2圖顯示冷卻面板2〇、4〇和電子設備機殼 10在冷卻面板中之熱交換器數量與電子設備機殼中之熱區 數量之間成1.1關係。應理解到冷卻面板和電子設備機殼可 被設置為有其他關係。整體而言’熱交換器數量與熱區數 量之間的比例是1 :n。 母一熱父換1§在上文被敎述為設置用以冷卻等量熱負 載，且每一熱區被概念性地定義為會產生等量熱負載。在 替代組態中，每一熱交換器可設置用以冷卻與其他熱交換 器相較係不相干之熱負載量’且熱區可為依據不等熱負載 概念性地定義。每一熱交換器可因熱交換元件之大小及/或 密度而異。導管工件配件係可重新設置以調整導管導件之 位置和數量藉以依據按照電子設備機殼内之熱負載分佈及 每一熱交換器之組態決定的任何期望組態和規格改變氣 流。 儘管電子設備機殼、導管工件配件、及具備熱交換器 之冷卻面板在上文被敘述為獨立組件，應理解到導管工件 配件可被整合為電子設備機殼之一部分及/或冷卻面板之一 部分。又，設置為有或沒有導管工件配件的冷卻面板可被 整合為電子設備機殼之後面板的一部分。在沒有導管工件 19 200934352 配件的案例中，電子設備機殼被設置為具備一後氣室，導 管導件可安置在該後氣室内。 在習知電子設備機殼中，後面板被設置為一門以提供 能夠通往内部電子設備伺服器的出入口。但當後面板或門 被設置為具備耦接於外接流體供應管線的熱交換器時，且 在一些案例中包含如前所述之類型的導管工件配件，會採 用替代手段接近電子設備機殼之内部。 ® 第4圖例示一具備處於關閉位置之第一實施例出入機 構之電子設備機殼的等角透視圖。電子設備機殼11〇包含 一含有一或多個熱交換器的後面板12〇。該一或多個熱交換 器耦接於用於冷卻流體之輸入和輸出的可撓流體管線 140。在一些實施例中’電子設備機殼11〇包含上文參照第 1圖-第3圖所述之類型的氣室和導管工件。在其他實施例 中，電子設備機殼110可在電子設備伺服器160之背面（第 5圖）與後面板120之間包含或不包含一氣室及/或導管工 © 件。 第5A圖例示一具備處於開啟位置之出入機構之電子 設備機殼110的等角透視圖。滑軌15〇耦接於後面板12〇 且耗接於電子設備機殼110之後端。滑軌150讓後面板12〇 能夠相對於電子設備機殼110來回滑移，與檔案櫃之抽屜 類似。如第4圖所示，後面板120滑到關閉位置。如第5A 圖所示’後面板120滑到開啟位置。可撓流體管線14〇讓 後面板120能夠在開啟位置與關閉位置之間移動同時保有 與後面板120之流體連接。後面板12〇來回滑移並不會在 20 200934352 流體管線上提供一扭轉屈曲作用，單純是一彎曲運動。在 處於開啟位置之時，電子設備伺服器160之背面所包含的 導管工件（圖中未示）如果顯現則可被移除，且提供通往 電子設備機殼110之背面、包含通往電子設備伺服器16〇 或是電子設備機殼110内所含其他組件的出入口。 第4圖和第5A圖顯示整個後面板來回滑移。另一選 擇，後面板和熱交換器可被設置為獨立部件且每一部件被 設置為具備滑軌，如同檔案櫃中之個別抽屜。在此組態中， 每一後面板部件配備可撓流體管線。在一些實施例中，後 面板部件經串聯地流體耦合，故一可撓流體管線將一後面 板部件耦接到下一個後面板部件且依此類推，由最頂端和 最底端的後面板部件耦接於輸入和輸出可撓流體管線，如 第4圖和第5A圖之可撓流體管線14〇。在其他實施例中， 每一後面板部件配備自有的輸入和輸出可撓流體管線組。 將後面板分段有一優點為只會中斷電子設備伺服器之一部 分的冷卻，恰與打開整個後面板並中斷所有電子設備伺服 器之冷卻的情況相反。此外，不需要一後門冷卻門配件中 所使用知:供熱父換器與外接流體管線間之流體連接的旋轉 接頭。 雖然以上係就電子設備機殼之後面板敘述電子設備機 殼及具備熱交換器之滑移式抽H移式歸的概念亦可 應用在電子設備機殼之前面板。 第4圖和第5A圖之滑移式出入機構可經更進一步改造 致使後面板往兩側滑移至一開啟位置為止，從而提供讓人 21 200934352 ^入電子設備機殼内部的額外方便度。第犯圖例示 改造版之第5B圖滑救—山 -# 、備 角M 以入機構的電子設備機殼110的等 ❹ 移式出入機構作用同於第5A圖之 ==構，但其額外有-設置用以讓後面板能夠往 板滑移配件152 °特定言之’第5a圖之後面 5被換成—框架154和一後面板咖。框架154麵接 ;母-滑移配件152。-頂部滑移配件152和一底部滑移配 件152麵接於框架154及後面板120,。滑移配件152讓後 面板120,能夠相對於滑移配件15()之運動大致正交地移 動。滑移配件152設置用以獨立於滑移配件150移動。因 此，後面板120,可在滑移配件15〇處於關閉位置或開啟位 置之任何程度（亦即從—繼卩姐位置到—最大開啟位置） 之時被移動。第5B圖顯示後面板12〇’往左滑移。另一選擇， 後面板120’和滑移配件152可被設置為使後面板12〇，往右 滑移，或者可經改造使後面板120,可往左和往右滑移。 第6圖例示一具備第二實施例出入機構之電子設備機 殼的等角透視圖。電子設備機殼210之後面板被換成複數 個熱交換器222、224、226及導管工件232、234、236。三 組熱交換器和導管工件的内容僅為範例，可使用多於或少 於三組的熱交換器和導管工件。熱交換器222、224、226 每一者耦接於用於冷卻流體之輸入和輸出的流體管線 240。該等流體管線可為可撓的或硬接管的 (hard-plumbed)。從電子設備機殼210之背面輸出的空氣 分別經由導管工件232、234、236導往熱交換器222、224、 22 200934352 226每一者。熱交換器222、224、226各自被定位成大致水 平，且導管工件232、234、236將離開電子設備機殼210 之背面的大致水平氣流重新導向成一指向熱交換器222、 224、226之大致向上鉛直氣流。如第6圖所示，導管工件 ’ 232、234、236每一者具有一弧形表面及二個侧面以使水平 氣流轉變成向上鉛直氣流。亦可採用其他導管工件組態以 完成此氣流方向變化。 © 導管工件232、234、236每一者可拆地麵接於電子設 備機殼210及對應熱交換器222、224、226。因此，導管工 件232、234、236每一者可被單獨移除以提供通往電子設 備機殼210内部的出入口。此種組態之一優點為不用移動 熱交換器以提供通往電子設備機殼内部之出入口。因此， 流體路徑可為硬接管的。此外，不需要一後門冷卻門配件 中所使用提供熱交換器與外接流體管線間之流體連接的旋 轉接頭。 〇 在一些實施例中，電子設備機殼210亦包含上文參照 第1圖-第3圖所述之類型的氣室和額外導管工件。儘管係 就取代電子設備機殼210之後面板的方面敘述熱交換器 222、224、226及導管工件232、234、236，類似的熱交換 器和導管工件亦可用於取代電子設備機殼之前面板。 在第6圖中，熱交換器及導管工件設置用以將空氣引 導向上。在一替代組態中’熱交換器及導管工件設置用以 將空氣引導向下。第7圖例示一具備第三實施例出入機構 之電子設備機殼的等角透視圖。第7圖之出入機構設置與 23 200934352 第6圖之出入機構類似，差別在於熱交換器及導管工件設 置用以輕氣引導向下。特定言之，熱交換器 322、324、 326取代第6圖之熱交換器222、224、226，且導管工件332、 334、336取代第6圖之導管工件232、234、236。熱交換 器322、324、326每一者耦接於用於冷卻流體之輸入和輸 出的流體管線34〇。流體管、線34〇可為可撓的或硬接管的。 k電子攻備機殼310之背面輸出的空氣分別經由導管工件 332、334、336導往熱交換器322、324、326每一者。熱交 換器322、324、326各自被定位成大致水平，且導管工件 332、334、336將離開電子設備機殼21〇之背面的大致水平 氣流重新導向成一指向熱交換器322、324、326之大致向 下錯直氣流。如第7圖所示’導管工件332、334、336每 一者具有一弧形表面及二個側面以使水平氣流轉變成向下 鉛直氣流。亦可採用其他導管工件組態以完成此氣流方向 變化。 導笞工件332、334、336每一者可拆地輕接於電子設 備機殼310及對應熱交換器322、324、326。因此，導管工 件332、334、336每一者可被單獨移除以提供通往電子設 備機殼310内部的出入口。為在導管工件332、334、336 被移除時保護熱交換器322、324、326，使用一具有穿孔圖 案的防護蓋。該穿孔圖案讓空氣能夠通過該蓋，但提供防 止與熱交換器表面實體接觸的保護作用。穿孔保護蓋之實 例非侷限性包含鐵絲網、經穿孔之金屬薄片、金屬棒之平 行圖案、及金屬棒之交叉影線圖案。 24 200934352 第9圖例示一具備第四實施例出入機構之電子設備機 殼的等角透視圖。電子設備機殼510之後面板被換成複數 個熱交換器522、524、526，每一者鉸接於電子設備機殼 510之背端。三個熱交換器的内容僅為範例，可使用多於或 少於三個熱交換器。熱交換器522、524、526每一者耦接 於用於冷卻流體之輸入和輸出的流體管線540。該等流體管 線可為可撓的或硬接管的。從電子設備機殼510之背面輸 出的空氣被導往熱交換器522、524、526每一者。熱交換 器522、524、526每一者被設置為向上旋轉。換句話說， 每一熱交換器522、524、526之頂端耦接於電子設備機殼 510致使每一熱交換器522、524、526之底端可往上擺動打 開及往下擺動關閉。熱交換器522、524、526每一者利用 一或多個旋轉接頭耦接於電子設備機殼51〇，該旋轉接頭在 熱交換器522、524、526處於上或下位置之時維持熱交換 器522、524、526與流體管線540間之流體連接。如第9 圖所示，每一熱交換器處於上位置。儘管全部三個熱交換 器522、524、526被示為處於上位置，應理解到熱交換器 522、524、526每-者可被獨立地打開和關帛。當處於上位 置時，會提供通往電子設備機殼51〇内部的出入口。熱交 換器522、524、526設置用以旋轉〇至9〇度，在一些案例 11舰90 9G度會提供触電子設備機殼 内部之内部，但無法進行電子賴値器之安裝及/ 或移除。旋轉9〇度或更多即鱗進行電子設翻服器之安 裝及/或移除。 25 200934352 在一些實施例中，電子設備機殼5i〇亦包含上文參照 第1圖-第3圖所述之類型的氣室和額外導管工件。儘管係 就取代電子设備機殼51〇之後面板的方面敘述熱交換器 522'524、526 ’類似的熱交換器亦可用於取代電子設備機 殼之前面板。 在第9圖中’熱交換器設置讓底端上下旋轉。在一替 代組態中，熱交換器設置用以向下旋轉。換句話說，每一 熱交換器之底端耦接於電子設備機殼致使每一熱交換器之 頂端可往下擺動打開及往上擺動關閉。可將防護蓋附加於 熱交換器每一者。 可將輔助冷卻作用添加至電子設備機殼而不修改後或 前出入面板，從而維持通往電子設備機殼内部之傳統出入 口。在此例中，將一辅助冷卻配件添加至電子設備機殼之 頂部，且從每一電子設備伺服器之後部輸出的空氣被導往 該輔助冷卻配件然後從電子設備機殼輸出。 第8圖例示一耦接於電子設備機殼之輔助冷卻配件的 侧剖面圖。複數個發熱裝置譬如電子設備伺服器420儲放 在電子設備機殼410内。電子設備機殼410設置用以讓空 氣從一第一侧414流往一第二側412。第一側414設置具備 通風口以讓空氣流入電子設備機殼410内。第二侧412被 設置為實心面板以阻擋氣流。在一些實施例中，第二侧412 係一實心門。通過電子設備機殼410的氣流係由被定位在 電子設備機殼410内之一或多個内部移氣系統（圖中未 示）、例如被包含為每一電子設備伺服器420之一部分的一 26 200934352 或多個内部風扇產生。 在每一電子設備伺服器420之後端與第二侧412之間 有一後氣室430。後氣室430係由電子設備機殼410之一背 面部分形成，或者後氣室430及第二侧412係當作一增設 ‘ 部添加至一既有電子設備機殼。受熱空氣流出每一電子設 備伺服器420之後部進入後氣室430内。第二側412防止 受熱空氣離開電子設備機殼410,且因此受熱空氣上升到一 ® 頂部氣室460。頂部氣室耦接於電子設備機殼410之一頂部 表面。頂部氣室460係由一頂面板及四個側面板形成。該 等面板當中至少一者是通風的。每一通風面板耦接有一或 多個熱交換器。如第8圖所示，頂面板是通風的且包含至 少一熱交換器450, 一前面板是通風的且包含至少一熱交換 器454，且一後面板是通風的且包含至少一熱交換器452。 熱交換器450、452、454耦接於流入和流出流體管線440。 進入頂部氣室460的受熱空氣流過熱交換器450、452、454, 參 且冷卻過的空氣從熱交換器450、452、454輸出。在一些 實施例中，一或多個風扇可被定位在頂部氣室460内，或 者可將一輔助風扇托盤添加至熱交換器450之外側及/或熱 交換器452、454上以增進氣流。 辅助冷卻配件之一優點為熱交換器不會阻止對於電子 設備機殼内部的出入。如第8圖所示暨其相關說明，頂部 氣室當作一增設部添加至一既有電子設備機殼。在其他實 施例中’ 一既有電子設備機殼之一頂部部分經改造以包含 一頂部氣室。建構此頂部氣室之面板的一或多者係通風 27 200934352 的，且每-通風面板麵接有一或多個熱交換器。為了在一 既有電子設備機殼内容納此頂部氣室空間，可能必須從電 +設賴殼之卿部分移除-❹個電子設儲服器。 以上所述冷卻祕係搭配電子設備機殼譬如飼服器機 架使用在替代應用中’該冷卻系統係搭配擁有風扇使空 氣通過熱交㈣的其他冷卻裝置、譬如用在資料中心的高 架式冷料元制。龍而言，料冷卻裝置之動力效率 ❺ 可透過本㈣之冷料統的朗得以提升。 以上已就納入細節之特定實施例進行說明以利理解本 發明之構造和運作原理。文中對於特定實施例暨其細節的 救述並非意欲限制附屬申請專利範圍項之範圍。熟習此技 藝者會理賴可*背離本發明之精神和範断被選上當作 範例的實施例進行修改。 ❹ 28 200934352 【圖式簡單說明】 第1圖例示一耦接於本發明一實施例之一導管工件配件 的電子設備機殼之侧剖面圖。 第2A圖例示一輕接於本發明另一實施例之一導管工件 配件的電子設備機殼之侧剖面圖。 第2B圖例示一耦接於本發明更另一實施例之一導管工 件配件的電子設備機殼之側剖面圖。 第3圖例示一第1圖之冷卻面板的正視圖。 第4圖例示-具備處於_位置之第—實施例出入機構 之電子設備機殼的等角透視圖。 第5A圖例示-具備處於開啟位置之出入機構之電子設 備機殼的等角透視圖。 ° 第5B圖例示-具傷依據另一實施例之滑移式出入機構 之電子設備機殼的等角透視圖。

第6圖例$具備第二實施例出人機構之電子設備機殼 的等角透視圖。 電子設備機殼 第7圓例示一具備第三實施例出入機構之 的等角透視圖。 第8圖例示·一 侧剖面圖。 輕接於-電子設備缺之細冷卻配件的 電子設備機殼 第9圖例示一具備第四實施例出入機構之 的等角透視圖。 第10圖例示一包括刷毛的範例導管導件。 第11圖例示-包括_於—剛性結構物之刷毛的範例導 29 200934352 =導件’其中該_毛構成該導管導件之絕大部分。 其例不一包括麵接於—剛性結構物之刷毛的範例導 =件’其中該等刷毛構成該導管導件之小部分。 =13圖例示—包括有狹縫之發泡材的範例導管導件。 、14圖例不—包括有孔洞之發泡材的範例導管導件。

入:f照圖式之幾張圖朗本發明。在適當情況且僅有 王…、目同的7L件會在—以上的 ， 同參考數字代表此等相同元件。打卩下將用相 【主要元件符號說明】 10 12 電子設備機殼 14 第二側 20、40 第一侧 30、50 冷卻面板 32、34、36、37、 39 W、38、52、54、56 導管工件配件 導管導件 6〇、72、82 擋風板 62 刷毛 70、80 裝訂條或束帶 90、94 剛性結構物 91 發泡材 92 一端 96 狹縫 孔洞 30 200934352 150 160、420 152 154 ' 210、310、410、510 222、224、226、322 524、526 〇 232、234、236、332 240、340、440、540 412 414 430 460 滑執 電子設備伺服器 滑移配件 框架 .電子設備機殼 324、326、450、452、454、522、 熱交換器 334、336 導管工件 流體管線 第二側 第一側 後氣室 頂部氣室 31

Claims (1)

1. 200934352 七、申請專利範圍： L —種冷卻配件，其包括·· • 電子設備機殼，其包含具有-第-通風σ之-第一面 ‘ 板及具有_第二通風^之-第二面板’其巾該電子設備 機殼包含一或多個發熱裝置及一或多個流體基熱交換 器，該一或多個熱交換器耦接於該第一面板； ⑩ 複數個可撓流體管線，其輕接於該第一及 一滑移配件，其耦接於該第一面板且耦接於該電子設備 機殼之側面板，其中該滑移配件設置用以在一開啟位置 與一關閉位置之間滑入和滑出該電子設備機殼。 .如申明專利範圍第1項之冷卻配件，其中該等可撓流體 管線设置用以在該關閉位置與該開啟位置之間彎曲。 3.如申請專利範圍第！項之冷卻配件，其中該滑移配件設 置用以在一第一位置與一第二位置之間滑移，其中該 〇 第一位置對應於該第一面板之關閉位置，且該第二位 置對應於該第-面板之一最大開啟位置，該最大開啟 位置设置用以允許該一或多個發熱裝置之移除和安裝 的。 4. 如申請專利範圍第i項之冷卻配件，其中該第一面板包 括一框架和一拉門結構物，該拉門結構物包含該一或 多個熱交換器，其中該拉門設置用以相對於該滑移配 件之一運動正交地從該第一位置滑到該第二位置。 5. 如申請專利範圍帛i項之冷卻配件，其令該第一面板包 括複數個面板區段，每一面板區段耦接有至少一熱交 32 200934352 換器，且該滑移配件包括複數個滑移子配件，一個滑 移子配件耦接於一個面板區段且耦接於該電子設備機 戎之側面板，此外其中每一滑移子配件設置用以滑入 和滑出該電子設備機殼致使每一面板區段在該關閉位 置與該開啟位置之間獨立地移動。 6·如申請專利範圍帛5項之冷卻配件，其中每一面板區段 耦接有可撓流體管線。 β 7. —種冷卻配件，其包括： 一電子設備機殼，其包含具有一第一通風口之一第一 端及一第二端，其中該電子設備機殼包含一或多個發 熱裝置及複數鑛體基熱交換||，每—熱交換器輕接 於該第一端且被定位在一大致水平位置； 複數個流線，其输於每__複數個熱交換 ，及 複數個導管導件，每—導管導件具有耦接於至少一熱 交換器的-第-端絲接於該電子設備機殼之側面板 的-第二端，其中每-導管導件設置用轉引該 設備機殼之-内部與該至少—熱交換旨之間的° 氣产， 且每-導管導件更被設置為可移除以提^ 設備機殼内部的出入口。 子 8. 如申請專利職第7項之冷卻配件，其中該等導 係向下料以允絲絲麵職料雄ϋ。 9. 如申請專利範_ 7項之冷卻配件，其中該等導 係向上f曲以允許魅氣麵職等熱交換器。 33 200934352 10.如申請專利範圍第7項之冷卻配件，其中該等流體管線 是硬接管的（hard-plumbed)。 η·如申請專利範圍第7項之冷卻配件，其中該等流體管線 是可撓的。 12. 如申請專利範圍第7項之冷卻配件，其中每一熱交換器 具有設置用以允許氣流通過的一保護蓋。 13. —種冷卻配件，其包括·· ® —電子設備機殼，其包含具有一第一通風口之一第一 端及一第二端，其中該電子設備機殼包含一或多個發 熱裝置及複數個流體基熱交換器，每一熱交換器鉸接 於該第二端且設置用以在該熱交換器係處於一鉛直位 置時之一關閉位置與該熱交換器係轉離該鉛直位置時 之一開啟位置之間繞一水平軸線旋轉，在該開啟位置 中會提供通往該電子設備機殼之内部的出入口；及 ❹ 複數個抓體管線’其麵接於每一個該複數個熱交換器。 14·如：請專利範圍㈣項之冷卻配件，其中該等流體管 ’線疋可撓的且设置用以在該熱交換器旋轉時移動從 而維持與該熱交換器之一流體連接。 申明專利範圍第13項之冷卻配件，其中該等流體管 #流體管線個設置用以維持與該 々”、、父換器之一流體連接的旋轉接頭輕接於埶交換器 管線。 、 续t明專概圍第13項之冷卻配件’其巾該等流體管 v疋可繞的且該等流體管線利用設置用以維持與該等 34 200934352 熱交換器之一流體連接的旋轉接頭耦接於熱交換器管 線。 17. 如申請專利範圍第13項之冷卻配件，其中每一熱交換 器具有設置用以允許氣流通過的一保護蓋。 18. 如申請專利範圍第13項之冷卻配件，其中每一熱交換

   器設置用以在一第一位置與一第二位置之間旋轉，其 中該第一位置對應於該關閉位置，且該第二位置係離 該第一位置至少90度以允許該一或多個發熱裝置之移 除和安裝。 19. 如申請專利範圍第13項之冷卻配件，其中每一熱交換 器設置用以在一第一位置與一第二位置之間旋轉，其 中該第一位置對應於該關閉位置，且該第二位置係離 該第一位置小於或等於90度。 20. 如申請專利範圍第13項之冷卻配件，其中每一熱交換 器之一頂端鉸接於該電子設備機殼之該第二端。 21. 如申請專利範圍第13項之冷卻配件，其中每一熱交換 器之一底端鉸接於該電子設備機殼之該第二端。 22. 一種冷卻配件，其包括： 一電子設備機殼，其包含具有一第一通風口之一第一 面板、一第二面板及具有一頂部通風口之一頂面板， 其中該電子設備機殼包含一或多個發熱裝置及位於該 頂部通風口下方且介於該一或多個發熱裝置與該第二 面板之間的一氣室； 一輔助機殼，其輕接於該電子設備機殼之該頂面板， 35 200934352 該輔助機殼包含具有通風σ的至少一面板，其中該輔助 機殼包含-或多她接於該至少—面板的流體基熱交換 器；及 ..... 複數個流體管線’其触於該―或多個流體基♦交換器。 23. 如申請專利範圍第22項之冷卻配件，其中該至少二面 板包括該辅助機殼之一頂面板。

   24. 如申請專利範圍帛23項之冷卻配件，其中該至少一面 板更包括該輔助機殼之一或多個側面板。 25. 如申請專利範圍第23項之冷卻配件，其中該第 包括一個門。 极 26. —種冷卻配件，其包括：

   器 一電子設備機殼，其包含—具有—第—通風口之第一 面板、—第二面板及—具有—頂部賴π之頂面板 的’其中該電子設備機殼更包含一或多個發熱震置、 位於該-或多個發熱褒置與該第二面板之間的—第一 氣室f位於該一或多個發熱裝置與該頂面板之間的— 第-氣至’此外其中該第一氣室轉接於該第二氣室； :或多個流體基熱交換器，其搞接於該頂面板；及 f數個流體管線’其耦接於該—或多個流體基熱交換 形成該第二氣室 27.^請專利範圍第％項之冷卻配件，其中該頂面板、 =弟-面板之-卿部分及該第二面板之—頂部部分 28. 如申請專職圍第27項之冷卻配件，其中該第一 面板 36 200934352 頂部部分具有一第三通風口，且該冷卻配件更包括一 或多個耦接於該第一面板頂部部分的流體基熱交換 器。 29.如申請專利範圍第27項之冷卻配件，其中該第二面板 頂部部分具有一第四通風口，且該冷卻配件更包括一 或多個耦接於該第二面板頂部部分的流體基熱交換 器。 〇 30.如申請專利範圍第26項之冷卻配件，其中該第二面板 包括一個門。