TWI783455B - 用於冷卻計算裝置的液體冷卻系統 - Google Patents

Abstract

一種具有機架、輸入歧管、輸出歧管和排水歧管的系統。機架係配置為支撐計算裝置。輸入歧管、輸出歧管和排水歧管係各自配置為與殼體流體地連接。當計算裝置處於相對於機架之第一位置時，輸入歧管和輸出歧管係流體地連接於殼體，且排水歧管係與殼體斷開。當計算裝置處於相對於機架之第二位置時，輸入歧管和輸出歧管係與殼體斷開，且排水歧管係與殼體流體地連接。當計算裝置處於相對於機架之第三位置時，輸入歧管、輸出歧管和排水歧管係與殼體斷開。

Description

用於冷卻計算裝置的液體冷卻系統

本申請根據35 U.S.C.§119主張2020年10月1日提交的美國臨時申請案第63/086,359號、發明名稱「浸入式冷卻設計(Immersion Cooling Design)」之優先權。此處透過引用併入的方式將此美國臨時案的內容全部收載於本說明書中。

本揭露涉及用於冷卻安裝在機架內的計算裝置的系統和裝置。更特別地，本揭露的各個方面涉及能夠讓計算裝置以一角度安裝進行浸入式冷卻的機架。

許多計算系統(如伺服器)都採用浸入式冷卻設計，以使電子元件在運行過程中保持冷卻。浸入式冷卻涉及將電子元件浸入導熱但不導電的液體中。這些設計通常利用大型冷卻槽，個別的計算裝置可插入其中。槽中可充滿液體以冷卻計算裝置。然而，為了對個別的計算裝置提供服務，必須將計算裝置從冷卻槽中移除，並在計算裝置能夠得到服務之前必須 允許液體從計算裝置中排出(例如，透過重力)。此外，必須經常使用機械手臂將計算裝置從冷卻槽中取出。現有的系統需要花費大量的資源和時間來提供服務。因此，需要有新的系統和裝置來冷卻計算裝置。

在第一實施方式中，本揭露針對的是一種用於冷卻計算裝置的液體冷卻系統。液體冷卻系統包括機架、輸入歧管、輸出歧管和排水歧管。機架係配置為支撐安裝在機架中的計算裝置。計算裝置包括殼體，殼體之中具有一或多個電子元件。輸入歧管、輸出歧管和排水歧管係各自配置為與殼體流體地連接。當計算裝置處於相對於機架之第一位置時，輸入歧管和輸出歧管係流體地連接到殼體，且排水歧管係與殼體斷開。當計算裝置處於相對於機架之第二位置時，輸入歧管和輸出歧管係與殼體斷開，且排水歧管係與殼體流體地連接。

上述發明內容並非用以代表本揭露的每個實施例或每個方面。相反地，前述內容僅僅提供了本文所述的一些新穎的方面和特徵的例子。當結合附圖和所附申請專利範圍時，上述特徵和優點以及本揭露的其他特徵和優點將從以下對實現本發明的代表性實施例和模式的詳細描述中容易地顯現出來。

100:液體冷卻系統

110:機架

111:後邊緣

112A~112C:腳架

113:前邊緣

120:輸入歧管

122:輸入管

124:輸入連接器

126:內部管

128A:內部管的第一部分

128B:內部管的第二部分

129A~129J:開孔

130:輸出歧管

132:輸出管

134:輸出連接器

136:輸出孔

140:排水歧管

142:排水管

144:排水連接器

146:排水孔

147:臂

148:齒條齒輪

149A,149B:O形環

150:冷卻分配單元

152:泵

154:儲備槽

156:熱交換器

158:外部冷卻源

160A:第一主體部分

160B:第二主體部分

162:流體通道

163A:流體通道的第一部分

163B:流體通道的第二部分

164:小齒輪

166:齒輪軸

168:球閥

170:閥通道

200:計算裝置

202:殼體

203:控制機構

204A:第一端

204B:第二端

205A~205H:流動通道

206:電子元件

207:氣體流動開口

208:流體收集盤

θ:角度

將從下面示例性實施例的描述以及參考附圖將更能理解本揭露內容。

第1圖是根據本揭露的多個方面，繪示包括機架、輸入歧管、輸出歧管、排水歧管和冷卻分配單元的液體冷卻系統的透視圖。

第2圖是根據本揭露的多個方面，繪示安裝在第1圖的機架中的計算裝置的側視圖。

第3A圖是根據本揭露的多個方面，繪示第2圖的計算裝置之內部的第一透視圖。

第3B圖是根據本揭露的多個方面，繪示第2圖的計算裝置之內部的第二透視圖。

第4A圖是根據本揭露的多個方面，繪示當計算裝置在相對於第1圖的機架的第一位置時，第2圖的計算裝置的俯視圖。

第4B圖是根據本揭露的多個方面，繪示當計算裝置在相對於第1圖的機架的第二位置時，第2圖的計算裝置的俯視圖。

第4C圖是根據本揭露的多個方面，繪示當計算裝置在相對於第1圖的機架的第三位置時，第2圖的計算裝置的俯視圖。

第5圖是根據本揭露的多個方面，繪示連接到第1圖的排水歧管的排水連接器的透視圖。

第6A圖是根據本揭露的多個方面，繪示第5圖的排水連接器在相對於第1圖的排水歧管的第一位置的剖視圖。

第6B圖是根據本揭露的多個方面，繪示第5圖的排水連接 器在相對於第1圖的排水歧管的第二位置的剖視圖。

第6C圖是根據本揭露的多個方面，繪示第5圖的排水連接器在相對於第1圖的排水歧管的第三位置的剖視圖。

本揭露的內可以有各種修飾和替代形式。一些代表性的實施例已在圖中以示例的方式示出，並將在此詳細描述。然而，應當理解的是，本發明並非用以限於所公開的特定形式。相反地，揭露的內容涵蓋落在所附申請專利範圍所定義的發明精神和範圍內的所有修飾、均等物和替代物。

本發明可以許多不同的形式體現。代表性的實施例如圖所示，並將在此詳細描述。本揭露為本揭露之原理的示例或說明，而不是為了將揭露書的廣泛方面限制在所示出的實施例中。在此範圍內，例如在摘要、發明內容和實施方式部分中公開、但在申請專利範圍中沒有明確規定的元件和限制，不應通過暗示、推斷或其他方式單獨或共同納入申請專利範圍中。在本詳細描述中，除非特別聲明，否則單數包括複數，反之亦然；並且「包括」一詞是指「包括但不限於」。此外，諸如「大約」、「幾乎」、「實質上」、「大約」等近似的詞可以在此用於表示如：「在」、「接近」或「幾乎在」、或「在3~5%以內」、或「在可接受的製造公差範圍內」或其任何邏輯組合。

第1圖繪示一種可用於冷卻各種不同計算裝置的液體冷卻系統100。液體冷卻系統100包括機架110、輸入歧管120、輸出歧管130、排水歧管140和冷卻分配單元150。機架110配置為支撐安裝在機架110中的一個或多個計算裝置。第1圖顯示插入到機架110中的單個計算裝置200。機架110可包括各種不同的結構或機構，這些結構或機構配置為將計算裝置200固定在機架110內。例如，在圖示的實施例中，機架110包括腳架112A、112B、112C以及在第1圖中不可見的第四支腳架。這些腳架可形成插槽，將諸如計算裝置200的元件插入其中。也可以使用將計算裝置200固定在機架110中的其他方式。

計算裝置200一般包括一個或多個在操作期間產生熱量的電子元件。輸入歧管120、輸出歧管130和排水歧管140用於使冷卻液體循環通過計算裝置200的殼體202，以便在操作期間冷卻電子元件。在一些實施例中，電子元件完全浸泡在冷卻液體中，以去除熱量。在其他實施例中，電子元件可以不完全浸入冷卻液體中，但仍然與冷卻液體接觸以去除熱量。

冷卻分配單元150包括泵或幫浦(pump)152、儲備槽154、熱交換器156和外部冷卻源(cold liquid source)158。泵152被流體地連接到輸入歧管120和儲備槽154。儲備槽154與輸出歧管130和熱交換器156流體地連接。熱交換器156與泵152、儲備槽154和外部冷卻源158流體地連接。在所繪示的實施例中，輸入歧管120透過輸入管122與泵 152流體地連接。輸出歧管130透過輸出管132與儲備槽154流體地連接。排水歧管140透過排水管142與儲備槽154流體地連接。只要管輸入管122、輸出管132和排水管142能夠到達冷卻分配單元150，冷卻分配單元150與機架110和歧管120、130和140分開定位是允許的。然而，在其它實施例中，泵152可以直接流體地連接到輸入歧管120，儲備槽154可以直接流體地連接到輸出歧管130和排水歧管140。

在液體冷卻系統100的操作期間，冷卻分配單元150操作以使冷卻液體流過計算裝置200。泵152可以透過輸入歧管120將冷卻液體從熱交換器156傳送到計算裝置200的殼體202。泵152還可以透過輸出歧管130將冷卻液體從計算裝置200的殼體202傳送至儲備槽154。

當冷卻液體通過計算裝置200的殼體202時，冷卻液體被計算裝置200的電子元件加熱。當泵152繼續傳送冷卻液體通過輸入歧管120時，從計算裝置200返回加熱的冷卻液體從儲備槽154移動到熱交換器156。來自外部冷卻源158(例如冷水)的冷卻液(Cold liquid)可以通過熱交換器156持續地傳送。當冷卻液通過熱交換器156時，冷卻液從加熱的冷卻液體中帶走熱量。因此，加熱的冷卻液體因此冷卻下來，並且可以從熱交換器156通過輸入歧管120被傳送回計算裝置200。

第2圖顯示當計算裝置200安裝在機架110中時，液體冷卻系統100的側視圖。當安裝在機架110中時，計算裝置 200係相對於水平面以角度θ放置，使得殼體202的第一端204A的位置低於殼體的第二端204B。如本文更詳細地討論的內容，液體冷卻系統100可以被設計成使冷卻液體在第二端204B處進入殼體202並且在第一端204A處離開殼體。藉由將計算裝置200定位於角度θ，重力可以幫助使冷卻液體從第二端204B流向第一端204A。

第3A圖顯示從殼體202的第二端204B觀察計算裝置200的透視圖。計算裝置200包括殼體202，以及定位在殼體202內的一個或多個電子元件206。此一個或多個電子元件206可以包括元件的任意組合，包括處理裝置、記憶體裝置、電路板、擴充卡等。在所繪示的實施例中，電子元件206定位在與殼體202的第二端204B相鄰的位置。然而，電子元件206一般可以定位在殼體202內的任何合適位置。

計算裝置200還包括輸入連接器124、輸出連接器134和排水連接器144。連接器124、134和144定位在殼體202的外部，並且可用於將殼體202物理地和流體地連接到冷卻分配單元150(第1圖)。輸入連接器124可用於將輸入歧管120物理地連接到殼體202。當計算裝置200插入機架110(第1圖)時，定義於輸入歧管120中的孔將與通過輸入連接器124定義的流體通道對準，使得冷卻液體可從輸入歧管120流入輸入連接器124。

輸出連接器134可用於將輸出歧管130物理地連接到殼體202。當計算裝置200插入到機架110中時，定義於輸出歧管130中的孔將與通過輸出連接器134定義的流體通道對準，使得冷卻液體可從輸出連接器134流入輸出歧管130。排水連接器144可用於將排水歧管140物理地連接到殼體202。當計算裝置200插入到機架110中時，定義於排水歧管140中的孔將與通過排水連接器144定義的流體通道對齊，使得冷卻液體可從排水連接器144流入排水歧管140。

輸出連接器134的流體通道係配置為經由定義在殼體202之第一端204A中的輸出孔136而向殼體202的內部開放(open)。冷卻液體可以從殼體202通過輸出孔136流入輸出連接器134的流體通道。一般來說，輸出連接器134係配置成使輸出連接器134的流體通道在輸出連接器134的兩端始終向輸出歧管130和殼體202呈開放狀態。

類似地，排水連接器144的流體通道係配置為經由定義在殼體202之第一端204A中的排水孔146而向殼體202的內部開放。冷卻液體可以從殼體202通過排水孔146流入排水連接器144的流體通道。如本文更詳細地討論的內容，排水連接器144通常設計成使流體通道可以在流動位置和密封位置之間選擇性地移動。當處於流動位置時，排水連接器144的流體通道在排水連接器144的兩端向排水歧管140和殼體呈開放狀態。只有當排水連接器144的流體通道開放時，冷卻液體才能 從殼體202通過排水連接器144流入排水歧管140。因此，殼體202的第一端204A可以同時與輸出歧管130和排水歧管140流體地連接。

計算裝置200包括內部管126。輸入連接器124的流體通道不向殼體202的第一端204A開放，而是與內部管126流體地連接。內部管126的第一部分128A定位在殼體202的第一端204A處。輸入連接器124係配置為通過定義在殼體202之第一端204A中的輸入孔(未示出)向內部管126的第一部分128A開放。輸入孔一般與輸出孔136和排水孔146相同或相似。因此，冷卻液體可以從輸入連接器124的流體通道通過輸入孔流入殼體202。一般來說，輸入連接器124係配置成使輸入連接器124的流體通道在輸入連接器124的兩端始終是開放的。輸入連接器124的流體通道的一端對輸入歧管120開放。輸入連接器124的流體通道的另一端對內部管126的第一部分128A開放。

內部管126的第二部分128B位於殼體202的第二端204B處，使得內部管126在殼體202的第一端204A和殼體202的第二端204B之間延伸。如第3A圖所示，內部管126的第二部分128B延伸跨過殼體202的第二端204B的整個寬度。冷卻液體係配置為從輸入歧管120通過輸入連接器124流向內部管126。然後，冷卻液體可以流經內部管126並在殼體202的第二端204B處離開內部管126的第二部分128B。以這種方式， 輸入歧管120物理地連接到輸入連接器124和殼體202的第一端204A，但流體地連接到殼體202的第二端204B。

當計算裝置200最初連接到冷卻分配單元150時，冷卻液體從內部管126的第二部分128B流出並開始填充殼體202。冷卻液體一般充滿殼體202，直到電子元件206部分或完全浸入冷卻液體中。當冷卻分配單元150經由輸入歧管120和內部管126繼續將冷卻液體送入殼體202時，冷卻液體在殼體202內循環，並最終通過輸出孔136和輸出連接器134離開殼體202。

為了控制冷卻液體通過輸出連接器134離開殼體的速度，計算裝置200包括與輸出孔136相鄰定位的控制機構203。在所繪示的實施例中，控制機構203是環繞輸出孔136的半圓形結構。控制機構203包括若干流動通道205A~205H。當冷卻液體在殼體202內循環時，冷卻液體通過流動通道205A~205H流向輸出孔136。流動通道205A~205H的尺寸和形狀會影響冷卻液體流經流動通道205A~205H以及流出殼體202的速度，也會影響殼體202內冷卻液體的液位(level)。藉由調整流動通道205A~205H的尺寸和形狀，可以實現從殼體202流出的所需出口流速和殼體202內的所需冷卻液體液位。還可以調整控制機構203中流動通道的數量，以幫助實現所需的出口流速和冷卻液位。

在一些實施例中，流動通道205A~205H的尺寸可根據與冷卻流體從殼體202的第二端204B到殼體202的第一端204A的流動方向對齊來調整。一般來說，冷卻流體將能夠更容易地流入與流體流動方向對齊的流動通道中，因此這些流動通道的尺寸可以比其他流動通道的尺寸小，以降低流體通過這些對齊的流動通道的流動速度。相應地，冷卻流體一般將不易流入與流體流動方向未對齊的流動通道，因此這些流動通道的尺寸可以比其餘流動通道的尺寸大，以保持與對齊流動通道相同的流動速度。其餘流動通道的尺寸可以從對齊的流動通道到未對齊的流動通道逐漸增大。因此，在所繪示的實施例中，流動通道205D和205E的尺寸可以比其餘的流動通道小，流動通道205A和205H的尺寸可以比其餘的流動通道大，流動通道205C和205B的尺寸可以從流動通道205D增加到流動通道205A，流動通道205G和205H的尺寸可以從流動通道205E增加到流動通道205H。

一般來說，殼體202並非液體密封式，一些從內部管126的第二部分128B中流出的冷卻液體會無意中從殼體202漏出。舉例來說，在殼體202的第二端204B中可以定義許多氣體流動開口207。這些氣體流動開口207允許計算裝置200經歷一定程度的通風，但也可以允許冷卻液體從殼體202中漏出。因此，計算裝置200還可以包括某種類型的流體屏障以防止任何洩漏。在所繪示的實施例中，流體屏障是流體收集盤(fluid collection tray)208。流體收集盤208定位在殼體202的第二端204B處，並且配置為攔接(catch)可能從殼體202的第二端204B漏出的任何冷卻流體，例如通過氣體流動開口207。在其他實施例中，可以使用各種其他類型的結構作為流體屏障。

第3B圖顯示從殼體202的第一端204A觀察計算裝置200的透視圖。第3B圖顯示輸入連接器124、內部管126、輸出連接器134、排水連接器144、控制機構203、電子元件206和流體收集盤208。內部管126包括定義在內部管126的第二部分128B中的多個開孔129A~129J。這些開孔129A~129J沿內部管126的整個第二部分128B間隔開，使得開孔129A~129J沿殼體202之第二端204B的寬度延伸。當冷卻液體流過內部管126時，冷卻液體通過開孔129A~129J離開內部管126。因此，冷卻液體透過開孔129A~129J從殼體202之第二端204B的整個寬度離開內部管126，有助於確保所有電子元件206將浸入冷卻液體中。在所繪示的實施例中，多個開孔129A~129J沿著內部管126的第二部分128B平均地間隔開。然而，在其他實施例中，開孔可以位於將冷卻液體引導到可能需要更大冷卻量的某些元件上。此外，可以提供不同尺寸和配置的開孔。

第4A圖顯示位在相對於機架110之第一位置的計算裝置200，以及歧管120、130和140。當計算裝置200處於相對於機架110之第一位置時，輸入連接器124、輸出連接器 134和排水連接器144定位在機架110的後邊緣111處，而歧管120、130和140位於該位置。

當計算裝置200處於相對於機架110之第一位置時，輸入連接器124物理地和流體地連接到輸入歧管120，並且輸出連接器134物理地和流體地連接到輸出歧管130。一般來說，輸入連接器124的一部分插入到輸入歧管120中，而輸出連接器134的一部分插入到輸出歧管130中。由於輸入連接器124的流體通道在兩端都是開放的，因此冷卻液體可以從輸入歧管120通過輸入連接器124和內部管126，並在殼體202的第二端204B處流入計算裝置200。

類似地，由於輸出連接器134的流體通道在兩端都是開放的，因此冷卻液體可以從殼體202的第一端204A通過輸出連接器134，並流入輸出歧管130。因此，當冷卻分配單元150(第1圖)工作時，泵152(第1圖)使冷卻液體通過輸入歧管120、輸入連接器124和內部管126流向殼體202。冷卻液體進一步從殼體202通過輸出連接器134和輸出歧管130流向儲備槽154(第1圖)。

如第4A圖所示，當計算裝置200處於第一位置時，排水連接器144與排水歧管140物理連接。然而，排水連接器144的流體通道處於密封位置，使得當計算裝置200處於第一位置時，排水連接器144與排水歧管斷開。因此，當計算裝置 200處於相對於機架110之第一位置時，沒有冷卻液體可以從殼體202通過排水連接器144流入排水歧管140。

第4B圖顯示位在相對於機架110之第二位置的計算裝置200，以及歧管120、130和140。在第二位置中，計算裝置200遠離機架110的後邊緣111，朝機架110的前邊緣113移動。一般來說，技術人員可以將計算裝置200從機架110中部分拉出，以將計算裝置200移動到第二位置。在所繪示的實施例中，當計算裝置200處於第二位置時，殼體202的第二端204B定位在機架110的後邊緣111和前邊緣113之間。然而，在其他實施例中，當計算裝置200移動到第二位置時，殼體202的第二端204B移動越過殼體202的前邊緣113。

當計算裝置200處於相對於機架110之第二位置時，殼體202的第一端204A與機架110的後邊緣111間隔開。輸入連接器124與輸入歧管120間隔開，並且與輸入歧管120斷開。類似地，輸出連接器134與輸出歧管130間隔開，並且與輸出歧管130斷開。因此，當計算裝置200處於第二位置時，輸入歧管120和輸出歧管130與殼體202斷開。

當計算裝置200處於第二位置時，排水歧管140與殼體202流體地連接。如第4B圖所示，排水連接器144已經部分地遠離排水歧管140。然而，排水連接器144的一部分仍然插入到排水歧管140中。如本文更詳細地討論的內容，如第4B圖中所示，將排水連接器144移離排水歧管140，使得排水連接器 144的流體通道移動到流動位置。在流動位置，冷卻液體可以從殼體202通過排水連接器144和排水歧管140流向冷卻分配單元150(第1圖)的儲備槽154。

第4C圖顯示位在相對於機架110之第三位置的計算裝置200，以及歧管120、130和140。在第三位置中，計算裝置200進一步遠離機架110的後邊緣111，並進一步朝機架110的前邊緣113移動。一般情況下，技術人員可以繼續將計算裝置200從機架110中拉出，以將計算裝置200移動到第三位置。在所繪示的實施例中，當計算裝置200處於第三位置時，殼體202的第二端204B仍然定位在機架110的後邊緣111和前邊緣113之間。然而，在其他實施例中，當計算裝置200移動到第三位置時，殼體202的第二端204B移動越過殼體202的前邊緣113。

當計算裝置200處於相對於機架110之第三位置時，殼體202的第一端204A與機架110的後邊緣111進一步間隔開。輸入連接器124與輸入歧管120間隔開，並且與輸入歧管120斷開，類似於第二位置。輸出連接器134也與輸出歧管130間隔開，並且與輸出歧管130斷開，類似於第二位置。然而，與第二位置不同的是，排水連接器144與排水歧管140間隔開，並且與排水歧管140斷開。當計算裝置200處於第三位置時，輸入歧管120、輸出歧管130和排水歧管140都與殼體202斷開， 並且沒有冷卻液體可以在冷卻分配單元150(第1圖)和計算裝置200的殼體202之間流動。

第5圖顯示當計算裝置200處於相對於機架110之第一位置時(第4A圖)，排水連接器144和排水歧管140的近視圖。在第一位置中，排水連接器144物理地連接到排水歧管140的一部分。排水連接器144包括第一主體部分160A和第二主體部分160B(第6A圖)。在第5圖中，第二主體部分160B插入到排水歧管140中，因而為不可見。排水連接器144的流體通道162定義為通過第一主體部分160A和通過第二主體部分160B。排水連接器144還包括透過齒輪軸166安裝到第一主體部分160A的小齒輪164。排水歧管140包括向排水連接器144延伸的臂147。齒條齒輪148沿著臂147朝排水連接器144的一側形成。齒條齒輪148係配置為與排水連接器144的小齒輪164嚙合。

第6A圖是第5圖的剖視圖，顯示排水連接器144插入到排水歧管140中的第二主體部分160B。第6A圖顯示當計算裝置200處於相對於機架110之第一位置時(第4A圖)的排水連接器144和排水歧管140。排水連接器144包括形成在齒輪軸166之下端的球閥(ball valve)168。球閥168具有一般球形的形狀，並且包括延伸穿過球閥168的閥通道170。球閥168安裝在流體通道162內，使得流體通道162一般分為第一部分163A和第二部分163B。排水歧管140包括兩個密封件，在第 6A圖中顯示為O形環149A和149B。O形環149A和149B在第二主體部分160B的外部，和排水歧管140的內部之間形成一般的液密密封(liquid-tight seal)。這種液密密封防止任何冷卻液體從排水連接器144和排水歧管140之間的連接處漏出。

當計算裝置200處於第一位置時，如第6A圖所示，球閥168處於密封位置。在密封位置中，閥通道170不與流體通道162對準，而是大致垂直於流體通道162延伸。因此，當計算裝置200處於第一位置時，球閥168防止冷卻液體流過排水連接器144的流體通道162。流體通道162的第一部分163A與殼體202(第1圖)的內部流體地連接，而流體通道162的第二部分163B與排水歧管140的內部流體地連接。然而，由於球閥168處於密封位置，因此第一部分163A和第二部分163B沒有相互流體地連接，並且冷卻液體無法從殼體202通過排水連接器144的流體通道162流向排水歧管140。

第6B圖是當計算裝置200處於相對於機架110之第二位置時(第4B圖)，排水連接器144和排水歧管140的剖視圖。當計算裝置200移動到第二位置時，排水連接器144遠離排水歧管140。然而，排水連接器144的第二主體部分160B仍然部分位在排水歧管140內。當排水連接器144遠離排水歧管140時，小齒輪164相對於齒條齒輪148移動。由於齒條齒輪148與小齒輪164嚙合，這種運動使得小齒輪164旋轉。小齒輪164的 旋轉使齒輪軸166和球閥168旋轉，因為齒輪軸166和球閥168係與小齒輪164相連接。

因此，將計算裝置200移動到第二位置，從而將球閥168從密封位置旋轉到流動位置。在流動位置，球閥168的閥通道170與流體通道162對準。流體通道162的第一部分163A與流體通道162的第二部分163B流體地連接，從而冷卻液體可以從殼體202通過流體通道162流向排水歧管140。一般來說，在計算裝置200移動到第二位置之前，冷卻分配單元150(第1圖)會關閉。因此，當計算裝置200處於第二位置時，允許冷卻液體從殼體202排出，通過排水連接器144，並進入排水歧管140。

第6C圖是當計算裝置200從相對於機架110的第二位置(第4B圖)移動到相對於機架110的第三位置(第4C圖)時，排水連接器144和排水歧管140的剖視圖。當計算裝置200移動到第三位置時，排水連接器144進一步遠離排水歧管140。排水連接器144的這種移動使得齒條齒輪148進一步旋轉小齒輪164和齒輪軸166。齒輪軸166的旋轉使球閥168旋轉回密封位置。在密封位置，球閥168的閥通道170不再與排水連接器144的流體通道162對準。流體通道162的第一部分163A不再與流體通道162的第二部分163B流體地連接，從而沒有冷卻液體可以通過排水連接器144的流體通道162在殼體202和排水歧管140之間流動。

在本文所繪示的實施方式中，只有排水連接器144包括可在流動位置和密封位置之間移動的球閥。然而，在其他實施例中，輸入連接器124和輸出連接器134(第4A~4C圖)中的一者或兩者可以形成為類似於第6A~6C圖中的排水連接器144。在這些實施方式中，輸入連接器124和輸出連接器134都可以具有當計算裝置200從機架110中移除時在流動位置和密封位置之間移動的球閥。然而，不同於排水連接器144之球閥168的是，當計算裝置200處於相對於機架110之第一位置時，輸入連接器124和輸出連接器134的閥門將處於流動位置。然後，當計算裝置200最初從機架110拉出並移動到第二位置時，輸入連接器124和輸出連接器134的球閥將旋轉到密封位置。因此，冷卻液體將無法流過輸入連接器124和輸出連接器134(因為球閥處於密封位置)，但將能夠流過排水連接器144(因為球閥處於流動位置)。

本文使用的術語僅用於描述特定的實施例，而不是為了限制本發明。如本文所使用的單數形式「一」和「該」的意思是也包括複數形式，除非上下文有另外明確指出。此外，在詳細說明和/或申請專利範圍中使用術語「包含」、「具有」、「有」、「與」或其變體的範圍內，這些術語意在以類似於術語「包括」的方式包括在內。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)與本領域之通常知識者通常理解的含義相同。此外， 如常用字典中定義的術語，應解釋為具有與其在相關技術中的含義相一致的含義，除非在此明確定義，否則不會以理想化或過於形式化的意義來解釋。

雖然上面已經描述了本發明的各種實施例，但應該理解，它們只是以示範例的方式提出，而不是限制。在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可以根據此處的揭露對所公開的實施例進行眾多的改變。因此，本發明的廣度和範圍不應受到任何上述實施例的限制。相反得，本發明的範圍應根據以下申請專利範圍及其均等物來定義。

雖然已經就一個或多個實施例對本發明進行了說明和描述，但在閱讀和理解本說明書和所附圖式後，本領域的其他通常知識者將產生或知道等效的改變和修改。此外，雖然本發明的一個特定特徵可能只針對幾個實施方式中的其中一個公開，但此特徵可以與其他實施方式的一個或多個其他特徵相結合，因為對於任何給定的或特定的應用來說，這些特徵可能是所需的和有利的。

120:輸入歧管

124:輸入連接器

126:內部管

128A:內部管的第一部分

128B:內部管的第二部分

130:輸出歧管

134:輸出連接器

136:輸出孔

140:排水歧管

144:排水連接器

146:排水孔

200:計算裝置

202:殼體

203:控制機構

204A:第一端

204B:第二端

205A~205H:流動通道

206:電子元件

207:氣體流動開口

208:流體收集盤

Claims (9)

1. 一種用於冷卻計算裝置的液體冷卻系統，該液體冷卻系統包括：一機架，配置為支撐安裝在該機架中的一計算裝置，該計算裝置包括具有一或複數個電子元件之一殼體；一輸入歧管，配置為與該殼體流體地連接；一輸出歧管，配置為與該殼體流體地連接；一排水歧管，配置為與該殼體流體地連接；以及一冷卻分配單元，與該輸入歧管、該輸出歧管和該排水歧管流體地連接，該冷卻分配單元係配置成使一冷卻液體從該輸入歧管通過該計算裝置的該殼體流向該輸出歧管；其中當該計算裝置處於相對於該機架之一第一位置時，該輸入歧管和該輸出歧管係與該殼體流體地連接，該冷卻液體通過該輸入歧管流入該殼體並通過該輸出歧管從該殼體流出，且該排水歧管係與該殼體斷開，其中當該計算裝置處於相對於該機架之一第二位置時，該輸入歧管和該輸出歧管係與該殼體斷開，該排水歧管係與該殼體流體地連接，且該冷卻液體通過該排水歧管從該殼體中流出，以及其中當該計算裝置處於相對於該機架之一第三位置時，該輸入歧管、該輸出歧管和該排水歧管均與該殼體斷開，使該殼體防止該冷卻液體流入、流出該計算裝置。
2. 如請求項1所述之液體冷卻系統，其中該冷卻分配單元包括：一泵，與該輸入歧管流體地連接；一儲備槽，與該輸出歧管和該排水歧管流體地連接；以及一熱交換器，與該泵、該儲備槽和一外部冷卻源流體地連接；其中當該計算裝置處於該第一位置時，該泵係配置為使該冷卻液體流經該輸入歧管、該殼體、該輸出歧管和該熱交換器；以及其中當該計算裝置處於該第二位置時，該冷卻液體係配置為從該殼體通過該排水歧管流向該熱交換器。
3. 如請求項1所述之液體冷卻系統，其中該計算裝置包括一輸入連接器以及一內部管，該輸入連接器位於該殼體之一第一端外，該內部管位於該殼體內並與該輸入連接器流體地連接；其中該輸入歧管係與該輸入連接器物理連接，使該冷卻液體從該輸入歧管流入該內部管。
4. 如請求項3所述之液體冷卻系統，其中該內部管之一端橫跨該殼體之一端的整個寬度延伸。
5. 如請求項4所述之液體冷卻系統，其中該內部管之該端包括複數個開孔。
6. 如請求項4所述之液體冷卻系統，其中該殼體包括一流體收集盤。
7. 如請求項1所述之液體冷卻系統，其中該計算裝置包括一排水連接器，該排水連接器包括一主體、一球閥以及一小齒輪，該主體界定一流體通道，該球閥定位在該流體通道中，該小齒輪連接該球閥，該小齒輪為可旋轉，以移動該球閥於一流動位置和一密封位置之間，該主體的一部分係配置為插入到該排水歧管中。
8. 如請求項7所述之液體冷卻系統，其中該排水歧管包括一齒條齒輪，配置成與該排水連接器的該小齒輪嚙合；其中當該計算裝置移動到該第一位置時，該排水連接器的該主體向該排水歧管移動，使該齒條齒輪轉動該小齒輪以移動該球閥到該密封位置；其中當該計算裝置從該第一位置移動到該第二位置時，該排水連接器的該主體遠離該排水歧管，使該齒條齒輪旋轉該小齒輪以移動該球閥至該流動位置。
9. 如請求項1所述之液體冷卻系統，其中該計算裝置包括一控制機構，位於該殼體內，該控制機構係配置為控制該殼體內的冷卻液體之液位。

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