JP7792871B2 - liquid immersion cooling device - Google Patents
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Description
本開示は、液浸冷却装置に関する。 This disclosure relates to an immersion cooling device.
特許文献1には、発熱体を有する電子機器を冷却する冷却システムが開示されている。冷却システムは、冷媒が入れられた冷却槽を有する。電子機器は、冷却槽の冷媒中に浸漬される。電子機器は、冷却槽内に複数縦置きで配置されている。冷却槽内の冷媒は、発熱体を冷却した後、冷却槽の外部で冷却されて再び冷却槽に供給されるように循環する。 Patent Document 1 discloses a cooling system for cooling electronic devices that have heat-generating elements. The cooling system has a cooling tank filled with a refrigerant. The electronic devices are immersed in the refrigerant in the cooling tank. Multiple electronic devices are arranged upright in the cooling tank. The refrigerant in the cooling tank cools the heat-generating elements, and then circulates to be cooled outside the cooling tank and supplied back to the cooling tank.
しかしながら、特許文献1に記載の冷却システムでは、1つの冷却槽内に複数の電子機器が縦置きで配置されるため、冷却システムが大型化してしまう。このため、冷却システムの小型化という観点から配置効率の向上が課題とされている。あわせて、省エネルギー及び冷媒の節約という観点から、冷却効率の向上も課題とされている。 However, in the cooling system described in Patent Document 1, multiple electronic devices are arranged vertically within a single cooling tank, resulting in a large cooling system. Therefore, improving layout efficiency is an issue from the perspective of miniaturizing the cooling system. Additionally, improving cooling efficiency is also an issue from the perspective of saving energy and refrigerant.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、配置効率、及び冷却効率を向上させることができる液浸冷却装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide an immersion cooling device that can improve placement efficiency and cooling efficiency.
上記課題を解決するために、本開示に係る液浸冷却装置は、基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、水平方向一方側に向かうにしたがって下方に向かって延びる箱型をなすとともに前記基板及び前記発熱体が収容された傾斜ケーシングを有し、これら前記傾斜ケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、前記ケーシング群の水平方向他方側で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシングのそれぞれに第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、前記ケーシング群の水平方向一方側で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシングのそれぞれから前記第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、前記排出側ヘッダから前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、外部から供給される第二冷媒と前記第一冷媒とを熱交換させて前記第一冷媒を冷却する熱交換部と、を備える。 In order to solve the above problems, the immersion cooling apparatus according to the present disclosure is an immersion cooling apparatus that cools a heat generating element provided on a substrate, and includes: a casing group having a box-like inclined casing that extends downward toward one horizontal side and that houses the substrate and the heat generating element, the inclined casings being arranged in a vertical direction; a supply-side header that extends in a vertical direction on the other horizontal side of the casing group and is capable of introducing a first refrigerant into each of the inclined casings; a discharge-side header that extends in a vertical direction on one horizontal side of the casing group and into which the first refrigerant is introduced from each of the inclined casings; a refrigerant pumping unit that pumps the first refrigerant from the discharge-side header to the supply-side header; and a heat exchange unit that cools the first refrigerant by exchanging heat between the first refrigerant and a second refrigerant supplied from outside.
本開示の液浸冷却装置によれば、配置効率、及び冷却効率を向上させることができる。 The immersion cooling device disclosed herein can improve placement efficiency and cooling efficiency.
以下、本開示の実施形態に係る液浸冷却装置10について、図1から図6を参照して説明する。
図1に示すように、液浸冷却装置10は、高速計算を行う電子機器の冷却に用いられる。本実施形態では、液浸冷却装置10は、データセンターに設置されたサーバ1に使用されている。サーバ1は複数設けられている。
An immersion cooling apparatus 10 according to an embodiment of the present disclosure will now be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.
1, an immersion cooling apparatus 10 is used to cool electronic devices that perform high-speed calculations. In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 is used in a server 1 installed in a data center. A plurality of servers 1 are provided.
図2に示すように、サーバ1は、プリント基板と、プリント基板に設けられたCPUやGPUのチップ等の素子と、を有する。CPUやGPUは、高速計算処理を担う部品であるため高負荷がかかり、サーバ1の他の箇所に比べて高温に発熱する。 As shown in Figure 2, server 1 has a printed circuit board and elements such as CPU and GPU chips mounted on the printed circuit board. Because the CPU and GPU are components responsible for high-speed calculations, they are subjected to high loads and generate heat at higher temperatures than other parts of server 1.
データセンターには、水を冷媒とする熱交換器4が設置されている。熱交換器4として、例えばドライクーラやチラー等が挙げられる。本実施形態の液浸冷却装置10は、熱交換器4とは別に設けられ、CPUやGPU等の高温に発熱する素子を冷却するために用いられる。 A data center is equipped with a heat exchanger 4 that uses water as a refrigerant. Examples of the heat exchanger 4 include a dry cooler and a chiller. The immersion cooling apparatus 10 of this embodiment is installed separately from the heat exchanger 4 and is used to cool elements that generate high temperatures, such as CPUs and GPUs.
以下では、サーバ1のプリント基板を単に「基板2」と称し、CPUやGPU等の基板2中で特に高温に発熱する素子を「発熱体3」と称する。 In the following, the printed circuit board of server 1 will be referred to simply as "board 2," and elements within board 2 that generate particularly high temperatures, such as the CPU and GPU, will be referred to as "heat generating elements 3."
基板2は、矩形板状に形成されている。基板2の表面には、発熱体3が設けられている。 The substrate 2 is formed in the shape of a rectangular plate. A heating element 3 is provided on the surface of the substrate 2.
(液浸冷却装置の構成)
続いて、液浸冷却装置10の構成について説明する。
図1、図2に示すように、液浸冷却装置10は、ラック20と、ケーシング群30と、シール部11と、サーバ筐体40と、ノズル12と、逆流防止扉50と、供給側ヘッダ60と、供給側接続ライン13と、バルブ14と、排出側ヘッダ70と、逆流防止カバー80と、冷媒圧送部15と、第一接続管16と、第二接続管17と、熱交換部90と、を備える。
(Configuration of the liquid immersion cooling device)
Next, the configuration of the immersion cooling apparatus 10 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2 , the immersion cooling apparatus 10 includes a rack 20, a casing group 30, a seal unit 11, a server housing 40, a nozzle 12, a backflow prevention door 50, a supply-side header 60, a supply-side connection line 13, a valve 14, a discharge-side header 70, a backflow prevention cover 80, a refrigerant pressure-feeding unit 15, a first connecting pipe 16, a second connecting pipe 17, and a heat exchange unit 90.
(ラック)
ラック20は、ケーシング群30を内部に収容する、立方体状の収納棚である。ラック20は、ラック本体21と、入口扉22と、出口扉23と、支柱24と、梁25と、を有する。
ラック本体21は、水平方向に延在する矩形板状の上壁21aと、上壁と同一形状に形成され上壁の真下に位置する下壁21bと、上壁21a及び下壁21bの側縁同士を接続するとともに水平方向に対向して一対設けられた側壁21cと、を有する。ラック本体21は、一対の側壁21cの対向方向と直交する水平方向両側に開口する筒状に形成されている。
(rack)
The rack 20 is a cubic storage shelf that houses the casing group 30 therein. The rack 20 has a rack body 21, an entrance door 22, an exit door 23, support columns 24, and beams 25.
The rack body 21 has a rectangular plate-like upper wall 21a extending horizontally, a lower wall 21b formed in the same shape as the upper wall and positioned directly below the upper wall, and a pair of side walls 21c connecting the side edges of the upper wall 21a and the lower wall 21b and provided opposite each other in the horizontal direction. The rack body 21 is formed in a cylindrical shape that opens on both sides in the horizontal direction perpendicular to the opposing direction of the pair of side walls 21c.
以下、水平方向のうちラック本体21の開口方向を「前後方向Da」と称し、水平方向のうち前後方向Daと直交する方向を「幅方向Dw」と称する。さらに、前後方向Daの一方側を「水平方向一方側D1」と称し、前後方向Daの他方側を「水平方向他方側D2」と称する。 Hereinafter, the horizontal direction in which the rack body 21 opens will be referred to as the "front-rear direction Da," and the horizontal direction perpendicular to the front-rear direction Da will be referred to as the "width direction Dw." Furthermore, one side of the front-rear direction Da will be referred to as "one horizontal side D1," and the other side of the front-rear direction Da will be referred to as "the other horizontal side D2."
また、以下では、ラック本体21の開口部のうち、水平方向他方側D2の開口部を「入口側開口部21d」と称し、水平方向一方側D1の開口部を「出口側開口部21e」と称する。
入口側開口部21dには、入口扉22が設けられ、出口側開口部21eには、出口扉23が設けられている。
In the following description, the opening of the rack body 21 on the other horizontal side D2 will be referred to as the "entrance side opening 21d," and the opening on the one horizontal side D1 will be referred to as the "exit side opening 21e."
An entrance door 22 is provided at the entrance side opening 21d, and an exit door 23 is provided at the exit side opening 21e.
入口扉22は、ラック20の水平方向他方側D2に設けられている。入口扉22は、ラック20内の空間を開閉する、上下方向に延在した矩形板状の部材である。入口扉22は、入口側開口部21dのうち下端部を除く全ての部分を閉塞する。入口扉22は、入口側開口部21dを閉塞した状態から、側壁21c外面の入口側開口部21d側の、上下方向に延びる一端縁21fを中心にして、例えば80度から110度まで回動可能に設けられている。本実施形態では、入口扉22は、入口側開口部21d側の端縁21fを中心として90度回動可能とされている。 The entrance door 22 is provided on the other horizontal side D2 of the rack 20. The entrance door 22 is a rectangular plate-shaped member extending in the vertical direction that opens and closes the space within the rack 20. The entrance door 22 closes all of the entrance-side opening 21d except for the lower end. The entrance door 22 is rotatable, for example, from 80 to 110 degrees around one edge 21f extending in the vertical direction on the entrance-side opening 21d side of the outer surface of the side wall 21c when the entrance-side opening 21d is closed. In this embodiment, the entrance door 22 is rotatable 90 degrees around the edge 21f on the entrance-side opening 21d side.
出口扉23は、ラック20の水平方向一方側D1に設けられている。出口扉23は、ラック20内の空間を開閉する、上下方向に延在した矩形板状の部材である。出口扉23は、出口側開口部21eのうち下端部を除く全ての部分を閉塞する。出口扉23は、出口側開口部21eを閉塞した状態から、側壁21c外面の入口側開口部21d側の、上下方向に延びる一端縁21gを中心にして、例えば80度から110度まで回動可能に設けられている。本実施形態では、出口扉23は、出口側開口部21e側の端縁21gを中心として90度回動可能とされている。 The exit door 23 is provided on one horizontal side D1 of the rack 20. The exit door 23 is a rectangular plate-shaped member extending in the vertical direction that opens and closes the space within the rack 20. The exit door 23 closes all of the exit-side opening 21e except for the lower end. The exit door 23 is configured to be rotatable, for example, from 80 to 110 degrees around one edge 21g extending in the vertical direction on the entrance-side opening 21d side of the outer surface of the side wall 21c when the exit-side opening 21e is closed. In this embodiment, the exit door 23 is rotatable 90 degrees around the edge 21g on the exit-side opening 21e side.
ラック本体21、入口扉22、及び出口扉23によって区画された空間には、ラック本体21の下壁21bから上方に延びる支柱24が設けられている。 In the space partitioned by the rack body 21, entrance door 22, and exit door 23, a support pillar 24 is provided, extending upward from the bottom wall 21b of the rack body 21.
支柱24は、上下方向から見て四角形格子状に4本設けられている。4本の支柱24は、全てラック本体21の側壁21cの内面に固定されている。また、4本の支柱24のうち2本の支柱24は、入口側開口部21dに付近に配置され、残りの2本の支柱24は、出口側開口部21e付近に配置されている。
以下では、入口側開口部21d付近の2本の支柱24を「第一支柱24a」と称し、出口側開口部21e付近の2本の支柱24を「第二支柱24b」と称する。
The four support columns 24 are arranged in a rectangular lattice pattern when viewed from above and below. All four support columns 24 are fixed to the inner surface of the side wall 21c of the rack body 21. Two of the four support columns 24 are located near the entrance opening 21d, and the remaining two support columns 24 are located near the exit opening 21e.
Hereinafter, the two pillars 24 near the entrance opening 21d will be referred to as "first pillars 24a," and the two pillars 24 near the exit opening 21e will be referred to as "second pillars 24b."
2本の第一支柱24aは、幅方向Dwに対向している。同様に、2本の第二支柱24bも、幅方向Dwに対向している。
2本の第一支柱24aと2本の第二支柱24bとは、それぞれ幅方向Dwに延びる梁25によって接続されている。
The two first support columns 24a face each other in the width direction Dw. Similarly, the two second support columns 24b face each other in the width direction Dw.
The two first support columns 24a and the two second support columns 24b are connected to each other by beams 25 extending in the width direction Dw.
梁25は、幅方向Dwから見て断面矩形状に形成された、棒状の部材である。以下、梁25のうち、2本の第一支柱24aを接続する梁25を「第一梁25a」と称し、2本の第二支柱24bを接続する梁25を「第二梁25b」と称する。 The beams 25 are rod-shaped members formed with a rectangular cross section when viewed from the width direction Dw. Hereinafter, the beam 25 connecting the two first columns 24a will be referred to as the "first beam 25a," and the beam 25 connecting the two second columns 24b will be referred to as the "second beam 25b."
第一梁25a及び第二梁25bは、ともに上下方向に等間隔に離間して複数設けられている。第一梁25aと第二梁25bとは、同数だけ設けられ、上下方向で同じ位置に設けられている。ただし、第一梁25aは、第二梁25bよりも上下方向に厚く形成されている。また、上下方向で同じ位置に設けられた第一梁25aと第二梁25bとでは、第一梁25aの上面25cが第二梁25bの上面25dよりも上方に位置している。 The first beams 25a and second beams 25b are provided in plurality, spaced at equal intervals in the vertical direction. The same number of first beams 25a and second beams 25b are provided, and they are located at the same positions in the vertical direction. However, the first beams 25a are formed thicker in the vertical direction than the second beams 25b. Furthermore, when the first beams 25a and second beams 25b are located at the same positions in the vertical direction, the upper surface 25c of the first beam 25a is located higher than the upper surface 25d of the second beam 25b.
(ケーシング群)
ケーシング群30は、上述したラック20内に収容されている。ケーシング群30は、水平方向に延在する箱型をなす傾斜ケーシング31を有し、これら傾斜ケーシング31が上下方向に配列されてなる集合体である。
(Casing group)
The casing group 30 is housed in the rack 20. The casing group 30 has box-shaped inclined casings 31 extending horizontally, and is an assembly of these inclined casings 31 arranged in the vertical direction.
(傾斜ケーシング)
傾斜ケーシング31は、サーバ1の基板2が収容される。すなわち、傾斜ケーシング31には、基板2上に設けられた発熱体3が収容可能とされている。傾斜ケーシング31は、上下方向で同じ位置の第一梁25aと第二梁25bの上に、これら第一梁25aと第二梁25bとを架け渡すように配置されている。上述したように、上下方向で同じ位置に設けられた第一梁25aと第二梁25bとでは、第一梁25aの上面25cが第二梁25bの上面25dよりも上方に位置しているため、傾斜ケーシング31は、水平方向一方側D1に向かうにしたがって下方に向かって延びるように傾斜している。
(inclined casing)
The inclined casing 31 accommodates the circuit board 2 of the server 1. That is, the inclined casing 31 can accommodate the heating element 3 provided on the circuit board 2. The inclined casing 31 is disposed on top of the first beam 25a and the second beam 25b, which are located at the same vertical position, so as to bridge the first beam 25a and the second beam 25b. As described above, when the first beam 25a and the second beam 25b are located at the same vertical position, the upper surface 25c of the first beam 25a is located higher than the upper surface 25d of the second beam 25b. Therefore, the inclined casing 31 is inclined so as to extend downward as it approaches one horizontal side D1.
傾斜ケーシング31内には、第一冷媒R1が貯留可能とされている。第一冷媒R1は、絶縁性を有する冷媒である。第一冷媒R1は、液相の状態で発熱体3を冷却する。第一冷媒R1の例として、フルオロカーボン類を基にした液体等が挙げられる。 A first refrigerant R1 can be stored within the inclined casing 31. The first refrigerant R1 is an insulating refrigerant. The first refrigerant R1 cools the heating element 3 in its liquid phase. Examples of the first refrigerant R1 include fluorocarbon-based liquids.
続いて、傾斜ケーシング31の形状について、より詳細に説明する。
傾斜ケーシング31は、ケーシング本体32と、フランジ33と、供給側マニホールド34と、レール35と、を有する。
Next, the shape of the inclined casing 31 will be described in more detail.
The inclined casing 31 includes a casing body 32 , a flange 33 , a supply-side manifold 34 , and a rail 35 .
ケーシング本体32は、基板2を収容するための、傾斜ケーシング31の主要部を構成する部材であり、水平方向に延在する外形矩形板状に箱型に形成されている。ケーシング本体32は、前後方向Daに開口している(図3、図4参照)。
以下では、ケーシング本体32の開口部のうち水平方向他方側D2の開口部を「第一開口部32a」と称し、水平方向一方側D1の開口部を「第二開口部32b」と称する。
The casing body 32 is a component that constitutes the main part of the inclined casing 31 and is used to house the substrate 2. The casing body 32 is formed in a box shape with a rectangular plate-like outer shape extending horizontally. The casing body 32 is open in the front-rear direction Da (see FIGS. 3 and 4).
Hereinafter, the opening on the other horizontal side D2 of the casing body 32 will be referred to as the "first opening 32a," and the opening on the one horizontal side D1 will be referred to as the "second opening 32b."
図2、図3に示すように、フランジ33は、ケーシング本体32の第一開口部32a側の端部に、全周にわたって設けられている。フランジ33は、ケーシング本体32の外面から垂直に張り出すように設けられている。 As shown in Figures 2 and 3, the flange 33 is provided around the entire periphery of the end of the casing body 32 on the first opening 32a side. The flange 33 is provided so as to protrude vertically from the outer surface of the casing body 32.
供給側マニホールド34は、ケーシング本体32の第一開口部32a側の端部に設けられている。供給側マニホールド34は、幅方向Dwに延びている。供給側マニホールド34は、後述する供給側ヘッダ60から導入される第一冷媒R1をケーシング本体32内に幅方向Dwで均一に分配する。 The supply-side manifold 34 is provided at the end of the casing body 32 on the first opening 32a side. The supply-side manifold 34 extends in the width direction Dw. The supply-side manifold 34 distributes the first refrigerant R1 introduced from the supply-side header 60 (described below) evenly within the casing body 32 in the width direction Dw.
供給側マニホールド34は、マニホールド本体36と、蓋部37と、導入部38と、を有する。
マニホールド本体36は、幅方向Dwに延びる箱型の容器である。マニホールド本体36は、第一開口部32aに嵌め込まれている。マニホールド本体36は、幅方向Dwから見て断面矩形状に形成されており、水平方向他方側D2に向けて開口している。
The supply side manifold 34 has a manifold body 36 , a lid portion 37 , and an introduction portion 38 .
The manifold body 36 is a box-shaped container extending in the width direction Dw. The manifold body 36 is fitted into the first opening 32a. The manifold body 36 has a rectangular cross section when viewed from the width direction Dw, and is open toward the other horizontal side D2.
蓋部37は、マニホールド本体36の開口を水平方向他方側D2から閉塞している。蓋部37は、幅方向Dwに延びる矩形板状に形成されている。蓋部37の外周縁は、フランジ33と重ね合わされている。蓋部37は、フランジ33に、例えばボルト締結等によって固定されている。 The lid portion 37 closes the opening of the manifold body 36 from the other horizontal side D2. The lid portion 37 is formed in the shape of a rectangular plate extending in the width direction Dw. The outer peripheral edge of the lid portion 37 overlaps the flange 33. The lid portion 37 is fixed to the flange 33, for example, by bolting.
導入部38は、前後方向Daで蓋部37を挟んでマニホールド本体36とは反対側の端部に設けられている。導入部38は、供給側ヘッダ60から供給側マニホールド34に第一冷媒R1を導入する筒状の部材である。導入部38は、マニホールド本体36と連通している。導入部38は、幅方向Dwに等間隔に離間して複数(本実施形態では3つ)設けられている。 The introduction section 38 is provided at the end opposite the manifold body 36 across the lid section 37 in the front-to-rear direction Da. The introduction section 38 is a cylindrical member that introduces the first refrigerant R1 from the supply-side header 60 to the supply-side manifold 34. The introduction section 38 is in communication with the manifold body 36. Multiple introduction sections 38 (three in this embodiment) are provided, spaced at equal intervals in the width direction Dw.
図2、図5に示すように、レール35は、ケーシング本体32の幅方向Dwに対向する一対の側壁32cにそれぞれ設けられている。レール35は、側壁32cの内面に重ねて固定された板材39から幅方向Dw内側に突出するとともに、前後方向Daに延びている。レール35は、前後方向Daから見て断面矩形状に形成された、角棒状の部材である。 As shown in Figures 2 and 5, the rails 35 are provided on each of a pair of side walls 32c that face each other in the width direction Dw of the casing main body 32. The rails 35 protrude inward in the width direction Dw from plate members 39 that are overlapping and fixed to the inner surfaces of the side walls 32c, and extend in the front-to-rear direction Da. The rails 35 are square bar-shaped members that have a rectangular cross section when viewed in the front-to-rear direction Da.
(シール部)
図3、図4に示すように、シール部11は、各傾斜ケーシング31の水平方向一方側D1及び水平方向他方側D2の端部に設けられている。シール部11は、第一冷媒R1の漏出を抑制する。より詳細には、傾斜ケーシング31の供給側マニホールド34側の端部には、マニホールド本体36と傾斜ケーシング31の第一開口部32aとの間、及び蓋部37と傾斜ケーシング31のフランジ33との間にシール部11が設けられている。また、傾斜ケーシング31の供給側マニホールド34とは反対側の端部には、傾斜ケーシング31の外面と後述する排出側ヘッダ70の流入口73との間にシール部11が設けられている。
(Sealing part)
As shown in Figures 3 and 4, the seal portions 11 are provided at the ends of each inclined casing 31 on one horizontal side D1 and the other horizontal side D2. The seal portions 11 suppress leakage of the first refrigerant R1. More specifically, at the end of the inclined casing 31 on the supply-side manifold 34 side, seal portions 11 are provided between the manifold body 36 and the first opening 32a of the inclined casing 31 and between the lid portion 37 and the flange 33 of the inclined casing 31. Furthermore, at the end of the inclined casing 31 opposite the supply-side manifold 34, seal portions 11 are provided between the outer surface of the inclined casing 31 and an inlet 73 of a discharge-side header 70 (described later).
(サーバ筐体)
サーバ筐体40は、各ケーシング内に設けられている。サーバ筐体40は、サーバ1の基板2を内部に収容する箱状をなしている。図6に示すように、サーバ筐体40は、水平方向に延在する、外形矩形板状に形成されている。
(server chassis)
A server housing 40 is provided inside each casing. The server housing 40 is box-shaped and houses the board 2 of the server 1. As shown in Fig. 6, the server housing 40 is formed in the shape of a rectangular plate extending horizontally.
サーバ筐体40の水平方向他方側D2の前壁41には、第一冷媒R1をサーバ筐体40内に導入する導入孔41aが形成されている。導入孔41aは、前壁41の全体にわたって複数形成されている。また、サーバ筐体40の水平方向一方側D1の後壁42には、サーバ筐体40内に第一冷媒R1を外部に排出する排出孔42aが形成されている。排出孔42aは、後壁42の全体にわたって複数形成されている。 Inlet holes 41a are formed in the front wall 41 on the other horizontal side D2 of the server housing 40 to introduce the first refrigerant R1 into the server housing 40. Multiple inlet holes 41a are formed throughout the front wall 41. Additionally, exhaust holes 42a are formed in the rear wall 42 on the one horizontal side D1 of the server housing 40 to discharge the first refrigerant R1 from within the server housing 40 to the outside. Multiple exhaust holes 42a are formed throughout the rear wall 42.
サーバ筐体40の幅方向Dwに対向する一対の側壁43には、ガイド44が設けられている。ガイド44は、サーバ筐体40を傾斜ケーシング31から出し入れする際に、サーバ筐体40の位置決めを行い、サーバ筐体40の前後方向Daの動きを案内する部材である。ガイド44は、側壁43の外面から幅方向Dw外側に突出するとともに、前後方向Daに延びている。ガイド44は、前後方向Daから見て断面矩形状に形成された、角棒状の部材である。ガイド44は、各側壁に上下方向に離間して2本ずつ設けられ、傾斜ケーシング31のレール35を上下方向から挟み込む。このため、サーバ筐体40を傾斜ケーシング31から出し入れする際、サーバ筐体40はレール35に沿って前後方向Daに直線状に移動する。 Guides 44 are provided on a pair of side walls 43 of the server housing 40 that face each other in the width direction Dw. The guides 44 are components that position the server housing 40 and guide its movement in the front-to-rear direction Da when the server housing 40 is inserted or removed from the inclined casing 31. The guides 44 protrude outward in the width direction Dw from the outer surfaces of the side walls 43 and extend in the front-to-rear direction Da. The guides 44 are square rod-shaped components with a rectangular cross section when viewed in the front-to-rear direction Da. Two guides 44 are provided on each side wall, spaced apart in the vertical direction, and sandwich the rails 35 of the inclined casing 31 from above and below. Therefore, when the server housing 40 is inserted or removed from the inclined casing 31, the server housing 40 moves linearly in the front-to-rear direction Da along the rails 35.
(ノズル)
図1、2に示すように、ノズル12は、各傾斜ケーシング31内に設けられ、供給側マニホールド34の蓋部37とは反対側の底部外面に取り付けられている。ノズル12は、供給側マニホールド34と連通し、供給側ヘッダ60から供給される第一冷媒R1をサーバ筐体40に向けて放射状に噴射する。ノズル12は、水平方向一方側D1に向かうにしたがって、拡径するテーパ状に形成されている。
(nozzle)
1 and 2, the nozzles 12 are provided in each inclined casing 31 and attached to the outer bottom surface of the supply-side manifold 34 on the side opposite the lid 37. The nozzles 12 communicate with the supply-side manifold 34 and spray the first refrigerant R1 supplied from the supply-side header 60 radially toward the server housings 40. The nozzles 12 are formed in a tapered shape that widens in diameter toward one horizontal side D1.
(逆流防止扉)
逆流防止扉50は、各傾斜ケーシング31内に設けられ、傾斜ケーシング31内の第一冷媒R1が水平方向他方側D2に向けて逆流することを防止する。逆流防止扉50は、ヒンジ51と、逆流防止扉本体52と、を有する。
図4に示すように、ヒンジ51は、傾斜ケーシング31内に配置されて、上壁32dに取り付けられている。ヒンジ51は、ばね付きのヒンジである。逆流防止扉本体52は、ヒンジ51から下方に延びるとともに、幅方向Dwに延びている。逆流防止扉本体52は、ヒンジ51のばねから受ける弾性力によって水平面に対して垂直な姿勢で維持されようとする。
(Backflow prevention door)
The backflow prevention door 50 is provided in each inclined casing 31 and prevents the first refrigerant R1 in the inclined casing 31 from flowing back toward the other horizontal side D2. The backflow prevention door 50 has a hinge 51 and a backflow prevention door body 52.
As shown in Figure 4, the hinge 51 is disposed within the inclined casing 31 and attached to the upper wall 32d. The hinge 51 is a spring-loaded hinge. The backflow prevention door body 52 extends downward from the hinge 51 and also extends in the width direction Dw. The elastic force of the spring of the hinge 51 attempts to maintain the backflow prevention door body 52 in a position perpendicular to the horizontal plane.
逆流防止扉50は、第一冷媒R1の流路を閉塞するとともに水平方向一方側D1の向きに所定の大きさ以上の外力を受けると第一冷媒R1の流路を開放する。本実施形態では、傾斜ケーシング31内にサーバ筐体40が配置されていないときは、傾斜ケーシング31内の逆流防止扉本体52は、ヒンジ51の弾性力によって水平面に対して垂直な姿勢で維持される。このため、傾斜ケーシング31内の第一冷媒R1の流路が逆流防止扉本体52によって閉塞される。対して、傾斜ケーシング31内にサーバ筐体40が配置されると、サーバ筐体40によって押されて逆流防止扉本体52が水平方向一方側D1の向きに外力を受ける。この外力により、逆流防止扉本体52がヒンジ51回りに回動し、第一冷媒R1の流路を開放する。 The backflow prevention door 50 closes the flow path of the first refrigerant R1 and opens the flow path of the first refrigerant R1 when it receives an external force of a predetermined magnitude or greater in the horizontal direction toward one side D1. In this embodiment, when a server housing 40 is not placed inside the inclined casing 31, the backflow prevention door main body 52 inside the inclined casing 31 is maintained in a position perpendicular to the horizontal plane by the elastic force of the hinge 51. Therefore, the flow path of the first refrigerant R1 inside the inclined casing 31 is closed by the backflow prevention door main body 52. In contrast, when a server housing 40 is placed inside the inclined casing 31, the backflow prevention door main body 52 is pushed by the server housing 40 and receives an external force in the horizontal direction toward one side D1. This external force causes the backflow prevention door main body 52 to rotate around the hinge 51, opening the flow path of the first refrigerant R1.
(供給側ヘッダ)
図1、図2に示すように、供給側ヘッダ60は、入口扉22の内面に設けられている。供給側ヘッダ60は、ケーシング群30の水平方向他方側D2で上下方向に延びて、各傾斜ケーシング31のそれぞれに第一冷媒R1を導入可能とされている。供給側ヘッダ60は、上下方向に延びる円筒状に形成されている。供給側接続ライン13には、複数の供給側接続ライン13が設けられている。
(Supply side header)
1 and 2 , the supply-side header 60 is provided on the inner surface of the entrance door 22. The supply-side header 60 extends vertically on the other horizontal side D2 of the casing group 30 and is capable of introducing the first refrigerant R1 into each of the inclined casings 31. The supply-side header 60 is formed in a cylindrical shape extending vertically. The supply-side connection line 13 is provided with a plurality of supply-side connection lines 13.
(供給側接続ライン)
供給側接続ライン13は、供給側ヘッダ60と各傾斜ケーシング31のそれぞれとを連通させた状態で接続している。供給側接続ライン13は、傾斜ケーシング31毎に複数(本実施形態では3つ)設けられ、それぞれ対応する傾斜ケーシング31の導入部38に接続されている。供給側接続ライン13には、供給側接続ライン13を開閉可能なバルブ14が設けられている。
(Supply side connection line)
The supply-side connection line 13 connects the supply-side header 60 to each of the inclined casings 31 in a fluid communication state. A plurality of supply-side connection lines 13 (three in this embodiment) are provided for each inclined casing 31, and each is connected to the introduction section 38 of the corresponding inclined casing 31. The supply-side connection line 13 is provided with a valve 14 that can open and close the supply-side connection line 13.
(バルブ)
バルブ14は、傾斜ケーシング31毎に設けられている。本実施形態では、1つのバルブ14で対応する傾斜ケーシング31に接続される3本の供給側接続ライン13の根本で、これら3本の供給側接続ライン13を同時に開閉可能とされている。供給側接続ライン13は、フレキシブルなチューブであり、入口扉22の回動に合わせて変形可能とされている。
(valve)
A valve 14 is provided for each inclined casing 31. In this embodiment, one valve 14 is provided at the base of the three supply-side connection lines 13 connected to the corresponding inclined casing 31, and can simultaneously open and close these three supply-side connection lines 13. The supply-side connection lines 13 are flexible tubes that can be deformed in accordance with the rotation of the entrance door 22.
(排出側ヘッダ)
排出側ヘッダ70は、ラック本体21内に収容されて、ケーシング群30の水平方向一方側D1で上下方向に延びている。排出側ヘッダ70には、各傾斜ケーシング31のそれぞれから第一冷媒R1が導入される。排出側ヘッダ70は、排出側ヘッダ本体71と、貯留部72と、を有する。
(Discharge side header)
The discharge-side header 70 is housed in the rack body 21 and extends in the vertical direction on one horizontal side D1 of the casing group 30. The first refrigerant R1 is introduced into the discharge-side header 70 from each of the inclined casings 31. The discharge-side header 70 has a discharge-side header main body 71 and a storage section 72.
排出側ヘッダ本体71は、ケーシング群30の水平方向一方側D1に隣接している。排出側ヘッダ本体71は、上下方向に延在する外形矩形板状の箱型の容器である。本実施形態では、排出側ヘッダ本体71の幅方向Dwの両端部は、ラック本体21の側壁21cの内面に固定されている。排出側ヘッダ本体71には、各傾斜ケーシング31に対応する位置に、流入口73がそれぞれ設けられている。流入口73には、傾斜ケーシング31から導入される第一冷媒R1が流入する。本実施形態では、各流入口73に、対応する傾斜ケーシング31の第二開口部32bが差し込まれている。また、流入口73と傾斜ケーシング31との間には、上述したシール部11が設けられている。 The discharge-side header body 71 is adjacent to one horizontal side D1 of the casing group 30. The discharge-side header body 71 is a box-shaped container with a rectangular plate-like outer shape extending vertically. In this embodiment, both ends of the discharge-side header body 71 in the width direction Dw are fixed to the inner surface of the side wall 21c of the rack body 21. The discharge-side header body 71 is provided with inlets 73 at positions corresponding to each inclined casing 31. The first refrigerant R1 introduced from the inclined casing 31 flows into the inlet 73. In this embodiment, the second opening 32b of the corresponding inclined casing 31 is inserted into each inlet 73. In addition, the above-mentioned seal portion 11 is provided between the inlet 73 and the inclined casing 31.
貯留部72は、傾斜ケーシング31の下端部に設けられている。貯留部72は、排出側ヘッダ本体71に導入された冷媒を貯留する。貯留部72の前後方向Daの寸法は、傾斜ケーシング31の前後方向Daの寸法よりもが大きい。貯留部72は、ラック本体21の下壁21bに載置されている。 The storage section 72 is provided at the lower end of the inclined casing 31. The storage section 72 stores the refrigerant introduced into the discharge header main body 71. The dimension of the storage section 72 in the front-to-rear direction Da is larger than the dimension of the inclined casing 31 in the front-to-rear direction Da. The storage section 72 is placed on the bottom wall 21b of the rack main body 21.
(逆流防止カバー)
逆流防止カバー80は、排出側ヘッダ70内の各流入口73に対応する位置にそれぞれ設けられている。逆流防止カバー80は、第一冷媒R1が排出側ヘッダ70から傾斜ケーシング31内に第一冷媒R1が逆流することを防止する。逆流防止カバー80は、幅方向Dwに延び、流入口73を上側及び水平方向一方側D1から間隔を空けて覆っている。図4に示すように、逆流防止カバー80は、上壁81と、後壁82と、を有する。
(Backflow prevention cover)
The backflow prevention covers 80 are provided at positions corresponding to the inlets 73 in the discharge header 70. The backflow prevention covers 80 prevent the first refrigerant R1 from flowing back from the discharge header 70 into the inclined casing 31. The backflow prevention covers 80 extend in the width direction Dw and cover the inlets 73 from above and one horizontal side D1 at a distance. As shown in FIG. 4 , the backflow prevention cover 80 has an upper wall 81 and a rear wall 82.
上壁81は、排出側ヘッダ70の流入口73が形成された側の内面に設けられている。上壁81は、対応する流入口73に上方に例えば溶接等によって取り付けられ、前後方向Daに延在している。上壁81は、後方に向かうにしたがって漸次下方に位置するように直線状に傾斜している。
後壁82は、上壁81の後端に設けられ、上壁81の後端から下方に向かって鉛直に延在している。後壁82は、傾斜ケーシング31の第二開口部32bから後方に離間した位置で、第二開口部32bの全体を覆うように形成されている。また、後壁82は、上壁81と一体形成されている。
The upper wall 81 is provided on the inner surface of the discharge header 70 on the side where the inlet 73 is formed. The upper wall 81 is attached to the corresponding inlet 73 by, for example, welding, and extends in the front-to-rear direction Da. The upper wall 81 is linearly inclined so as to be positioned gradually lower as it extends rearward.
The rear wall 82 is provided at the rear end of the upper wall 81 and extends vertically downward from the rear end of the upper wall 81. The rear wall 82 is formed at a position spaced rearward from the second opening 32b of the inclined casing 31 so as to cover the entire second opening 32b. The rear wall 82 is also formed integrally with the upper wall 81.
(冷媒圧送部)
図1に示すように、冷媒圧送部15は、ラック20内に収容されて、ケーシング群30の下方に配置されている。冷媒圧送部15は、第一接続管16によって排出側ヘッダ70の下部と接続され、第二接続管17によって供給側ヘッダ60の下部と接続されている。第一接続管16は、排出側ヘッダ70と冷媒圧送部15とを連通させ、第二接続管17は、供給側ヘッダ60と冷媒圧送部15とを連通させている。冷媒圧送部15は、排出側ヘッダ70の下部から供給側ヘッダ60の下部に第一冷媒R1を圧送する。本実施形態の冷媒圧送部15は、ポンプである。
(Refrigerant pressure delivery section)
As shown in FIG. 1 , the refrigerant pumping unit 15 is housed in the rack 20 and disposed below the casing group 30. The refrigerant pumping unit 15 is connected to the lower part of the discharge side header 70 by a first connecting pipe 16 and to the lower part of the supply side header 60 by a second connecting pipe 17. The first connecting pipe 16 connects the discharge side header 70 to the refrigerant pumping unit 15, and the second connecting pipe 17 connects the supply side header 60 to the refrigerant pumping unit 15. The refrigerant pumping unit 15 pumps the first refrigerant R1 from the lower part of the discharge side header 70 to the lower part of the supply side header 60. In this embodiment, the refrigerant pumping unit 15 is a pump.
(熱交換部)
熱交換部90は、ケーシング群30よりも下方に設けられている。本実施形態では、熱交換部90は、排出側ヘッダ70の貯留部72に設けられている。熱交換部90は、外部から供給される第二冷媒R2と第一冷媒R1とを熱交換させて第一冷媒R1を冷却する。
(Heat exchange part)
The heat exchange unit 90 is provided below the casing group 30. In this embodiment, the heat exchange unit 90 is provided in the storage unit 72 of the discharge header 70. The heat exchange unit 90 cools the first refrigerant R1 by exchanging heat between the second refrigerant R2 supplied from the outside and the first refrigerant R1.
本実施形態の熱交換部90は、貯留部72を幅方向Dwに貫通する複数の伝熱管91である。伝熱管91は、外部に設けられた熱交換器4と連通している。伝熱管91の内部には、熱交換器4の第二冷媒R2が流通する。複数の伝熱管91は、互いに平行に延びるとともに、等間隔に配置されている。本実施形態では、伝熱管91内の第二冷媒R2は、貯留部72内の少なくとも一部の領域で、第一冷媒R1の流通方向と反対向きに流れる対向流となる。 In this embodiment, the heat exchange section 90 is a plurality of heat transfer tubes 91 that penetrate the storage section 72 in the width direction Dw. The heat transfer tubes 91 are connected to an external heat exchanger 4. The second refrigerant R2 of the heat exchanger 4 flows through the heat transfer tubes 91. The heat transfer tubes 91 extend parallel to one another and are arranged at equal intervals. In this embodiment, the second refrigerant R2 in the heat transfer tubes 91 flows in a countercurrent direction opposite to the flow direction of the first refrigerant R1 in at least a portion of the storage section 72.
(第一冷媒の循環)
続いて、液浸冷却装置10内の第一冷媒R1の循環について説明する。
まず、冷媒圧送部15を稼動させると、供給側ヘッダ60から各傾斜ケーシング31内に第一冷媒R1が供給される。この時、第一冷媒R1は、複数のノズル12によって傾斜ケーシング31内に噴出される。第一冷媒R1は、噴流として各ケーシング内を前後方向Daに流れる。ケーシング内の第一冷媒R1は、サーバ筐体40内に流入して発熱体3を通過し、発熱体3と熱交換を行う。これにより、発熱体3が冷却される。一方で、第一冷媒R1は発熱体3の熱を受けて加熱される。その後、第一冷媒R1は、サーバ筐体40内から排出され、各傾斜ケーシング31から排出側ヘッダ70に導入される。第一冷媒R1は、冷媒圧送部15の圧力と自重によって、排出側ヘッダ70内を上方から下方に向けて流れる。その後、第一冷媒R1は、排出側ヘッダ70の貯留部72に一時的に貯留される。
(Circulation of the first refrigerant)
Next, the circulation of the first refrigerant R1 within the immersion cooling apparatus 10 will be described.
First, when the refrigerant pumping unit 15 is operated, the first refrigerant R1 is supplied from the supply-side header 60 into each inclined casing 31. At this time, the first refrigerant R1 is sprayed into the inclined casing 31 by the multiple nozzles 12. The first refrigerant R1 flows as a jet in the front-to-rear direction Da within each casing. The first refrigerant R1 within the casing flows into the server casing 40, passes through the heating elements 3, and exchanges heat with the heating elements 3. This cools the heating elements 3. Meanwhile, the first refrigerant R1 is heated by the heat from the heating elements 3. The first refrigerant R1 is then discharged from the server casing 40 and introduced into the discharge-side header 70 from each inclined casing 31. The first refrigerant R1 flows downward within the discharge-side header 70 due to the pressure of the refrigerant pumping unit 15 and its own weight. The first refrigerant R1 is then temporarily stored in the storage section 72 of the discharge-side header 70.
一方で、伝熱管91内では、第二冷媒R2が幅方向Dwに向けて流れる。第一冷媒R1は、排出側ヘッダ70内を流通する過程で、第二冷媒R2と熱交換を行う。これにより、第一冷媒R1は冷却され、第二冷媒R2は加熱される。第二冷媒R2は、第一冷媒R1と熱交換を行った後、外部の熱交換器4に送られる。第二冷媒R2は、熱交換器4によって冷却されて、再び各伝熱管91に供給される。 Meanwhile, within the heat transfer tubes 91, the second refrigerant R2 flows in the width direction Dw. As the first refrigerant R1 flows through the discharge header 70, it exchanges heat with the second refrigerant R2. As a result, the first refrigerant R1 is cooled and the second refrigerant R2 is heated. After exchanging heat with the first refrigerant R1, the second refrigerant R2 is sent to the external heat exchanger 4. The second refrigerant R2 is cooled by the heat exchanger 4 and supplied again to each heat transfer tube 91.
第一冷媒R1は、第二冷媒R2との熱交換によって冷却されると、冷媒圧送部15によって供給側ヘッダ60に再び圧送される。そして上述したように、第一冷媒R1は、傾斜ケーシング31内に再び供給される。このようにして、第一冷媒R1は、液浸冷却装置10内を循環する。 Once the first refrigerant R1 is cooled by heat exchange with the second refrigerant R2, it is pressure-fed again to the supply header 60 by the refrigerant pressure-fed section 15. As described above, the first refrigerant R1 is then supplied again into the inclined casing 31. In this way, the first refrigerant R1 circulates within the immersion cooling apparatus 10.
(作用効果)
本実施形態の液浸冷却装置10によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、液浸冷却装置10は、発熱体3を収容可能な傾斜ケーシング31が上下方向に配列されてなるケーシング群30と、ケーシング群30の水平方向他方側D2で上下方向に延びて、各傾斜ケーシング31のそれぞれに第一冷媒R1を導入可能な供給側ヘッダ60と、ケーシング群30の水平方向一方側D1で上下方向に延びて、各傾斜ケーシング31のそれぞれから第一冷媒R1が導入される排出側ヘッダ70と、を備える。傾斜ケーシング31は、水平方向一方側D1に向かうにしたがって下方に向かって延びている。
(Action and effect)
The immersion cooling apparatus 10 of this embodiment provides the following advantageous effects.
In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 includes a casing group 30 including inclined casings 31 arranged in a vertical direction, each capable of accommodating a heating element 3, a supply header 60 extending in a vertical direction on the other horizontal side D2 of the casing group 30 and capable of introducing the first refrigerant R1 into each of the inclined casings 31, and a discharge header 70 extending in a vertical direction on one horizontal side D1 of the casing group 30 and into which the first refrigerant R1 is introduced from each of the inclined casings 31. The inclined casings 31 extend downward as they approach the one horizontal side D1.
ケーシング群30は、複数の傾斜ケーシング31が上下方向に配列されて構成されている。これにより、複数の傾斜ケーシング31が乱雑に配置されて水平方向に広がることを抑制し、配置効率を向上させることができる。
また、各傾斜ケーシング31が水平方向に向かうにしたがって下方に延びているため、第一冷媒R1は、傾斜ケーシング31内を水平方向にスムーズに流れることができる。これにより、液浸冷却装置10は、発熱体3から吸熱した第一冷媒R1を速やかに排出側ヘッダ70に導くことができるので、冷却効率を向上させることができる。
The casing group 30 is configured by arranging a plurality of inclined casings 31 in the vertical direction, which prevents the plurality of inclined casings 31 from being randomly arranged and spreading out in the horizontal direction, thereby improving arrangement efficiency.
Furthermore, because each inclined casing 31 extends downward as it moves horizontally, the first refrigerant R1 can flow smoothly horizontally inside the inclined casing 31. This allows the immersion cooling apparatus 10 to quickly guide the first refrigerant R1 that has absorbed heat from the heat-generating element 3 to the discharge header 70, thereby improving cooling efficiency.
本実施形態では、液浸冷却装置10は、供給側ヘッダ60と各傾斜ケーシング31のそれぞれとを連通させた状態で接続する複数の供給側接続ライン13と、傾斜ケーシング31毎に設けられ、供給側接続ライン13を開閉可能なバルブ14と、をさらに備える。 In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 further includes a plurality of supply-side connection lines 13 that connect the supply-side header 60 to each of the inclined casings 31 in a fluid communication state, and a valve 14 that is provided for each inclined casing 31 and can open and close the supply-side connection line 13.
これにより、バルブ14を操作して供給側接続ライン13を閉塞することで、その供給側接続ライン13に接続された傾斜ケーシング31への第一冷媒R1の供給を容易に停止することができる。このため、任意の傾斜ケーシング31を容易に取り出すことができる。このため、傾斜ケーシング31毎に取り出してメンテナンスを行うことが容易となる。 As a result, by operating the valve 14 to close the supply side connection line 13, the supply of the first refrigerant R1 to the inclined casing 31 connected to that supply side connection line 13 can be easily stopped. This makes it easy to remove any inclined casing 31. This makes it easy to remove each inclined casing 31 individually for maintenance.
本実施形態では、液浸冷却装置10は、各傾斜ケーシング31内に設けられ、第一冷媒R1の流路を閉塞するとともに水平方向一方側D1の向きに所定の大きさ以上の外力を受けると第一冷媒R1の流路を開放する逆流防止扉50をさらに備える。 In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 further includes a backflow prevention door 50 that is provided within each inclined casing 31 and that closes the flow path of the first refrigerant R1 and opens the flow path of the first refrigerant R1 when an external force of a predetermined magnitude or greater is applied in the direction toward one horizontal side D1.
これにより、傾斜ケーシング31内において、第一冷媒R1が水平方向一方側D1に流れることを妨げることなく、第一冷媒R1が水平方向他方側D2に逆流することを防止することができる。 This prevents the first refrigerant R1 from flowing back to the other horizontal side D2 within the inclined casing 31 without impeding the first refrigerant R1 from flowing to the one horizontal side D1.
本実施形態では、排出側ヘッダ70には、各傾斜ケーシング31に対応する位置に、傾斜ケーシング31から導入される第一冷媒R1が流入する流入口73がそれぞれ設けられている。液浸冷却装置10は、排出側ヘッダ70内の各流入口73に対応する位置にそれぞれ設けられ、流入口73を上側及び水平方向一方側D1から間隔を空けて覆う逆流防止カバー80をさらに備える。 In this embodiment, the discharge header 70 is provided with inlets 73 at positions corresponding to each inclined casing 31, through which the first refrigerant R1 introduced from the inclined casing 31 flows. The immersion cooling apparatus 10 further includes backflow prevention covers 80 that are provided at positions corresponding to each inlet 73 in the discharge header 70 and cover the inlet 73 from above and one horizontal side D1 at a distance.
これにより、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31から排出側ヘッダ70に向けて排出されることを妨げることなく、第一冷媒R1が排出側ヘッダ70内を下方に流れる過程で、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31内に逆流することを防止することができる。
このように、液浸冷却装置10に、逆流防止扉50、または逆流防止カバー80を設けることにより、第一冷媒R1の逆流が防止されるので、第一冷媒R1は、傾斜ケーシング31内をより一層スムーズに流れる。よって、液浸冷却装置10は、発熱体3から吸熱した第一冷媒R1をより一層速やかに排出側ヘッダ70に導くことができるので、冷却効率をより一層向上させることができる。
This prevents the first refrigerant R1 from flowing back into the inclined casing 31 as the first refrigerant R1 flows downward within the discharge side header 70, without preventing the first refrigerant R1 from being discharged from the inclined casing 31 toward the discharge side header 70.
In this way, providing the backflow prevention door 50 or the backflow prevention cover 80 in the immersion cooling apparatus 10 prevents the first refrigerant R1 from flowing backward, allowing the first refrigerant R1 to flow more smoothly inside the inclined casing 31. Therefore, the immersion cooling apparatus 10 can more quickly guide the first refrigerant R1 that has absorbed heat from the heating element 3 to the discharge header 70, thereby further improving cooling efficiency.
また、本実施形態のように、液浸冷却装置10に上述したバルブ14、逆流防止扉50、及び逆流防止カバー80を設けることにより、液浸冷却装置10内の第一冷媒R1の全体の流れを止めずに、各傾斜ケーシング31内への第一冷媒R1の流れを止めることが可能となる。これにより、傾斜ケーシング31内に収容されたサーバ1を個別に取り出し、サーバ1を個別にメンテナンスすることができる。 Furthermore, by providing the immersion cooling apparatus 10 with the above-described valve 14, backflow prevention door 50, and backflow prevention cover 80 as in this embodiment, it is possible to stop the flow of the first refrigerant R1 into each inclined casing 31 without stopping the overall flow of the first refrigerant R1 within the immersion cooling apparatus 10. This allows the servers 1 housed in the inclined casings 31 to be removed individually and maintenance of each server 1 performed individually.
本実施形態では、液浸冷却装置10は、ケーシング群30が収容されるラック20をさらに備える。ラック20は、水平方向他方側D2にラック20内の空間を開閉可能な入口扉22を有する。供給側ヘッダ60は、入口扉22に設けられている。 In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 further includes a rack 20 in which the casing group 30 is housed. The rack 20 has an entrance door 22 on the other horizontal side D2 that can open and close the space within the rack 20. The supply side header 60 is provided on the entrance door 22.
入口扉22を開放した時に、供給側ヘッダ60も入口扉22とともに移動する。このため、傾斜ケーシング31の取り出しが容易となる。これにより、傾斜ケーシング31毎にサーバ1を取り出してメンテナンスを行うことがより一層容易となる。 When the entrance door 22 is opened, the supply header 60 moves with the entrance door 22. This makes it easier to remove the inclined casing 31. This makes it even easier to remove the server 1 along with the inclined casing 31 for maintenance.
本実施形態では、熱交換部90は、ケーシング群30よりも下方に設けられている。 In this embodiment, the heat exchange unit 90 is located below the casing group 30.
これにより、供給側ヘッダ60及び排出側ヘッダ70を第一冷媒R1で満たすことなく、第一冷媒R1を熱交換器4によって冷却することができるので、第一冷媒R1の使用量を低減することができる。 This allows the first refrigerant R1 to be cooled by the heat exchanger 4 without filling the supply side header 60 and the discharge side header 70 with the first refrigerant R1, thereby reducing the amount of first refrigerant R1 used.
本実施形態では、液浸冷却装置10は、各傾斜ケーシング31内に設けられ、供給側ヘッダ60から供給される第一冷媒R1を噴射するノズル12をさらに備える。 In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 further includes a nozzle 12 provided within each inclined casing 31 and spraying the first refrigerant R1 supplied from the supply header 60.
これにより、液浸冷却装置10は、傾斜ケーシング31の傾斜によって傾斜ケーシング31内の第一冷媒R1の流れをスムーズにしつつ、ノズル12の噴射によって傾斜ケーシング31内で第一冷媒R1内に対流を発生させることができる。よって、発熱体3と第一冷媒R1との熱交換効率が向上されるので、冷却効率をより一層向上させることができる。 As a result, the immersion cooling apparatus 10 can smooth the flow of the first refrigerant R1 within the inclined casing 31 by tilting the inclined casing 31, while generating convection within the first refrigerant R1 within the inclined casing 31 by spraying from the nozzle 12. This improves the heat exchange efficiency between the heating element 3 and the first refrigerant R1, further improving cooling efficiency.
本実施形態では、液浸冷却装置10は、各傾斜ケーシング31の水平方向一方側D1及び水平方向他方側D2の端部に設けられ、第一冷媒R1の漏出を抑制するシール部11をさらに備える。 In this embodiment, the immersion cooling apparatus 10 further includes seal portions 11 provided at the ends of the horizontal side D1 and the horizontal side D2 of each inclined casing 31 to prevent leakage of the first refrigerant R1.
これにより、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31に導入される時、及び第一冷媒R1が傾斜ケーシング31から排出される際に、第一冷媒R1の漏出が抑制されるので、第一冷媒R1の使用量を低減することができる。 This prevents leakage of the first refrigerant R1 when the first refrigerant R1 is introduced into the inclined casing 31 and when the first refrigerant R1 is discharged from the inclined casing 31, thereby reducing the amount of first refrigerant R1 used.
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
(Other embodiments)
The above describes in detail the embodiments of the present disclosure with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are also included within the scope that does not deviate from the gist of the present disclosure.
なお、上記実施形態では、熱交換部90が排出側ヘッダ70の貯留部72に設けられているとしたが、これに限るものではない。熱交換部90は、ケーシング群30の真下に設けられ、供給側ヘッダ60及び排出側ヘッダ70を繋ぐ第一接続管16及び第二接続管17において、第一冷媒R1と第二冷媒R2との熱交換を行うものであってもよい。 In the above embodiment, the heat exchange unit 90 is provided in the storage section 72 of the discharge header 70, but this is not limited to this. The heat exchange unit 90 may be provided directly below the casing group 30, and may perform heat exchange between the first refrigerant R1 and the second refrigerant R2 in the first connecting pipe 16 and the second connecting pipe 17 connecting the supply header 60 and the discharge header 70.
また、上記実施形態では、熱交換部90は、貯留部72を幅方向Dwに貫通する複数の伝熱管91であるとしたが、これに限るものではない。熱交換部90は、例えば排出側ヘッダ70内を上下方向に延びる伝熱管91であってもよい。この場合、逆流防止扉50及び逆流防止カバー80が設けられていなくてもよい。逆流防止扉50及び逆流防止カバー80が設けられていない場合、傾斜ケーシング31から伝熱管91に第一冷媒R1が直接吹き付けられるので、第一冷媒R1と第二冷媒R2との熱交換効率が向上する場合がある。 In addition, in the above embodiment, the heat exchange unit 90 is a plurality of heat transfer tubes 91 that penetrate the storage unit 72 in the width direction Dw, but this is not limited to this. The heat exchange unit 90 may be, for example, heat transfer tubes 91 that extend vertically within the discharge header 70. In this case, the backflow prevention door 50 and backflow prevention cover 80 do not need to be provided. If the backflow prevention door 50 and backflow prevention cover 80 are not provided, the first refrigerant R1 is sprayed directly from the inclined casing 31 onto the heat transfer tubes 91, which may improve the heat exchange efficiency between the first refrigerant R1 and the second refrigerant R2.
また、上記実施形態では、伝熱管91内の第二冷媒R2は、貯留部72内の少なくとも一部の領域で、第一冷媒R1の流通方向と反対向きに流れる対向流となるとしたが、これに限るものではない。伝熱管91内の第二冷媒R2は、貯留部72内で第一冷媒R1と同じ向きに流れてもよく、伝熱管91内の第二冷媒R2の流れを、第一冷媒R1の流れを考慮せずに設定してもよい。 In addition, in the above embodiment, the second refrigerant R2 in the heat transfer tube 91 flows in a countercurrent flow direction opposite to the flow direction of the first refrigerant R1 in at least a portion of the storage section 72, but this is not limited to this. The second refrigerant R2 in the heat transfer tube 91 may flow in the same direction as the first refrigerant R1 in the storage section 72, or the flow of the second refrigerant R2 in the heat transfer tube 91 may be set without taking into account the flow of the first refrigerant R1.
<付記>
各実施形態に記載の液浸冷却装置10は、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The immersion cooling apparatus 10 described in each embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第1の態様に係る液浸冷却装置10は、基板2に設けられた発熱体3を冷却する液浸冷却装置10であって、水平方向一方側D1に向かうにしたがって下方に向かって延びる箱型をなすとともに前記発熱体3を収容可能な傾斜ケーシング31を有し、これら傾斜ケーシング31が上下方向に配列されてなるケーシング群30と、前記ケーシング群30の水平方向他方側D2で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシング31のそれぞれに第一冷媒R1を導入可能な供給側ヘッダ60と、前記ケーシング群30の水平方向一方側D1で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシング31のそれぞれから前記第一冷媒R1が導入される排出側ヘッダ70と、前記排出側ヘッダ70から前記供給側ヘッダ60に前記第一冷媒R1を圧送する冷媒圧送部15と、外部から供給される第二冷媒R2と前記第一冷媒R1とを熱交換させて前記第一冷媒R1を冷却する熱交換部90と、を備える。 (1) The immersion cooling apparatus 10 relating to the first aspect is an immersion cooling apparatus 10 that cools a heating element 3 provided on a substrate 2, and includes a casing group 30 that is box-shaped extending downward toward one horizontal side D1 and has inclined casings 31 that can accommodate the heating element 3, and is formed by arranging these inclined casings 31 in a vertical direction; a supply side header 60 that extends vertically on the other horizontal side D2 of the casing group 30 and can introduce a first refrigerant R1 into each of the inclined casings 31; a discharge side header 70 that extends vertically on one horizontal side D1 of the casing group 30 and into which the first refrigerant R1 is introduced from each of the inclined casings 31; a refrigerant pressure-transfer section 15 that pressure-transfers the first refrigerant R1 from the discharge side header 70 to the supply side header 60; and a heat exchange section 90 that cools the first refrigerant R1 by exchanging heat between a second refrigerant R2 supplied from outside and the first refrigerant R1.
ケーシング群30は、複数の傾斜ケーシング31が上下方向に配列されて構成されている。また、各傾斜ケーシング31が水平方向に向かうにしたがって下方に延びているため、第一冷媒R1は、傾斜ケーシング31内を水平方向にスムーズに流れることができる。 The casing group 30 is composed of multiple inclined casings 31 arranged in the vertical direction. Furthermore, because each inclined casing 31 extends downward as it approaches the horizontal direction, the first refrigerant R1 can flow smoothly horizontally within the inclined casing 31.
(2)第2の態様の液浸冷却装置10は、(1)の液浸冷却装置10であって、前記供給側ヘッダ60と各前記傾斜ケーシング31のそれぞれとを連通させた状態で接続する複数の供給側接続ライン13と、前記傾斜ケーシング31毎に設けられ、前記供給側接続ライン13を開閉可能なバルブ14と、をさらに備えてもよい。 (2) The second aspect of the immersion cooling apparatus 10 may be the immersion cooling apparatus 10 of (1), further comprising a plurality of supply-side connection lines 13 that connect the supply-side header 60 to each of the inclined casings 31 in a fluid communication state, and a valve 14 that is provided for each inclined casing 31 and can open and close the supply-side connection line 13.
これにより、バルブ14を操作して供給側接続ライン13を閉塞することで、その供給側接続ライン13に接続された傾斜ケーシング31への第一冷媒R1の供給を容易に停止することができる。このため、任意の傾斜ケーシング31を容易に取り出すことができる。 As a result, by operating the valve 14 to close the supply side connection line 13, the supply of the first refrigerant R1 to the inclined casing 31 connected to that supply side connection line 13 can be easily stopped. This makes it easy to remove any inclined casing 31.
(3)第3の態様の液浸冷却装置10は、(1)又は(2)の液浸冷却装置10であって、各前記傾斜ケーシング31内に設けられ、前記第一冷媒R1の流路を閉塞するとともに水平方向一方側D1の向きに所定の大きさ以上の外力を受けると前記第一冷媒R1の流路を開放する逆流防止扉50をさらに備えてもよい。 (3) The immersion cooling apparatus 10 of the third aspect is the immersion cooling apparatus 10 of (1) or (2), and may further include a backflow prevention door 50 that is provided within each inclined casing 31 and closes the flow path of the first refrigerant R1 and opens the flow path of the first refrigerant R1 when an external force of a predetermined magnitude or greater is applied in the direction toward one horizontal side D1.
これにより、傾斜ケーシング31内において、第一冷媒R1が水平方向一方側D1に流れることを妨げることなく、第一冷媒R1が水平方向他方側D2に逆流することを防止することができる。 This prevents the first refrigerant R1 from flowing back to the other horizontal side D2 within the inclined casing 31 without impeding the first refrigerant R1 from flowing to the one horizontal side D1.
(4)第4の態様の液浸冷却装置10は、(1)から(3)のいずれかの液浸冷却装置10であって、前記排出側ヘッダ70には、各前記傾斜ケーシング31に対応する位置に、前記傾斜ケーシング31から導入される前記第一冷媒R1が流入する流入口73がそれぞれ設けられ、前記排出側ヘッダ70内の各前記流入口73に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記流入口73を上側及び水平方向一方側D1から間隔を空けて覆う逆流防止カバー80をさらに備えてもよい。 (4) A fourth aspect of the immersion cooling apparatus 10 is the immersion cooling apparatus 10 of any one of (1) to (3), wherein the discharge header 70 is provided with inlets 73 at positions corresponding to each of the inclined casings 31, through which the first refrigerant R1 introduced from the inclined casings 31 flows, and may further include backflow prevention covers 80 provided at positions corresponding to each of the inlets 73 in the discharge header 70, covering the inlets 73 from above and one horizontal side D1 at a distance.
これにより、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31から排出側ヘッダ70に向けて排出されることを妨げることなく、第一冷媒R1が排出側ヘッダ70内を下方に流れる過程で、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31内に逆流することを防止することができる。 This prevents the first refrigerant R1 from flowing back into the inclined casing 31 as it flows downward within the discharge header 70, without preventing the first refrigerant R1 from being discharged from the inclined casing 31 toward the discharge header 70.
(5)第5の態様の液浸冷却装置10は、(1)から(4)のいずれかの液浸冷却装置10であって、前記ケーシング群30が収容されるラック20をさらに備え、前記ラック20は、水平方向他方側D2に前記ラック20内の空間を開閉可能な入口扉22を有し、前記供給側ヘッダ60は、前記入口扉22に設けられていてもよい。 (5) A fifth aspect of the immersion cooling apparatus 10 is the immersion cooling apparatus 10 of any one of (1) to (4), further comprising a rack 20 in which the casing group 30 is housed, the rack 20 having an entrance door 22 on the other horizontal side D2 that can open and close the space within the rack 20, and the supply side header 60 may be provided on the entrance door 22.
入口扉22を開放した時に、供給側ヘッダ60も入口扉22とともに移動する。このため、傾斜ケーシング31の取り出しが容易となる。 When the entrance door 22 is opened, the supply header 60 moves with the entrance door 22. This makes it easy to remove the inclined casing 31.
(6)第6の態様の液浸冷却装置10は、(1)から(5)のいずれかの液浸冷却装置10であって、前記熱交換部90は、前記ケーシング群30よりも下方に設けられていてもよい。 (6) A sixth aspect of the immersion cooling apparatus 10 is the immersion cooling apparatus 10 of any one of (1) to (5), in which the heat exchange unit 90 may be provided below the casing group 30.
これにより、供給側ヘッダ60及び排出側ヘッダ70を第一冷媒R1で満たすことなく、第一冷媒R1を熱交換器4によって冷却することができる。 This allows the first refrigerant R1 to be cooled by the heat exchanger 4 without filling the supply side header 60 and the discharge side header 70 with the first refrigerant R1.
(7)第7の態様の液浸冷却装置10は、(1)から(6)のいずれかの液浸冷却装置10であって、各前記傾斜ケーシング31内に設けられ、前記供給側ヘッダ60から供給される前記第一冷媒R1を噴射するノズル12をさらに備えてもよい。 (7) The seventh aspect of the immersion cooling apparatus 10 is the immersion cooling apparatus 10 of any one of (1) to (6), and may further include a nozzle 12 provided within each of the inclined casings 31 and spraying the first refrigerant R1 supplied from the supply-side header 60.
これにより、液浸冷却装置10は、傾斜ケーシング31の傾斜によって傾斜ケーシング31内の第一冷媒R1の流れをスムーズにしつつ、ノズル12の噴射によって傾斜ケーシング31内で第一冷媒R1内に対流を発生させることができる。 As a result, the immersion cooling apparatus 10 can smooth the flow of the first refrigerant R1 within the inclined casing 31 by tilting the inclined casing 31, while generating convection within the first refrigerant R1 within the inclined casing 31 by spraying from the nozzle 12.
(8)第8の態様の液浸冷却装置10は、(1)から(7)のいずれかの液浸冷却装置10であって、各前記傾斜ケーシング31の水平方向一方側D1及び水平方向他方側D2の端部に設けられ、前記第一冷媒R1の漏出を抑制するシール部11をさらに備えてもよい。 (8) The immersion cooling apparatus 10 of the eighth aspect is the immersion cooling apparatus 10 of any one of (1) to (7), and may further include a seal portion 11 provided at the end of each of the inclined casings 31 on one horizontal side D1 and the other horizontal side D2, to suppress leakage of the first refrigerant R1.
これにより、第一冷媒R1が傾斜ケーシング31に導入される時、及び第一冷媒R1が傾斜ケーシング31から排出される際に、第一冷媒R1の漏出が抑制される。 This prevents leakage of the first refrigerant R1 when the first refrigerant R1 is introduced into the inclined casing 31 and when the first refrigerant R1 is discharged from the inclined casing 31.
1…サーバ 2…基板 3…発熱体 4…熱交換器 10…液浸冷却装置 11…シール部 12…ノズル 13…供給側接続ライン 14…バルブ 15…冷媒圧送部 16…第一接続管 17…第二接続管 20…ラック 21…ラック本体 21a…上壁 21b…下壁 21c…側壁 21d…入口側開口部 21e…出口側開口部 21f…端縁 21g…端縁 Da…前後方向 Dw…幅方向 D1…水平方向一方側 D2…水平方向他方側 22…入口扉 23…出口扉 24…支柱 24a…第一支柱 24b…第二支柱 25…梁 25a…第一梁 25b…第二梁 25c…上面 25d…上面 30ケーシング群 31…傾斜ケーシング 32…ケーシング本体 32a…第一開口部 32b…第二開口部 32c…側壁 32d…上壁 33…フランジ 34…供給側マニホールド 35…レール 36…マニホールド本体 37…蓋部 38…導入部 39…板材 40…サーバ筐体 41…前壁 41a…導入孔 42…後壁 42a…排出孔 43…側壁 44…ガイド 50…逆流防止扉 51…ヒンジ 52…逆流防止扉本体 60…供給側ヘッダ 70…排出側ヘッダ 71…排出側ヘッダ本体 72…貯留部 73…流入口 80…逆流防止カバー 81…上壁 82…後壁 90…熱交換部 91…伝熱管 R1…第一冷媒 R2…第二冷媒 A…傾斜角度 Da…前後方向 D1…水平方向一方側 D2…水平方向他方側 Dw…幅方向 1...Server 2...Substrate 3...Heat generating element 4...Heat exchanger 10...Immersion cooling device 11...Sealing section 12...Nozzle 13...Supply side connection line 14...Valve 15...Refrigerant pressure delivery section 16...First connecting pipe 17...Second connecting pipe 20...Rack 21...Rack body 21a...Upper wall 21b...Lower wall 21c...Side wall 21d...Inlet side opening 21e...Outlet side opening 21f...Edge 21g...Edge Da...Front-to-rear direction Dw...Width direction D1...One horizontal side D2...Other horizontal side 22...Entrance door 23...Exit door 24...Support 24a...First support 24b...Second support 25...Beam 25a...First beam 25b...Second beam 25c...Top surface 25d...Top surface 30 Casing group 31...Inclined casing 32...Casing body 32a...First opening 32b...Second opening 32c...Side wall 32d...Upper wall 33...Flange 34...Supply side manifold 35...Rail 36...Manifold body 37...Cover portion 38...Inlet portion 39...Plate 40...Server housing 41...Front wall 41a...Inlet hole 42...Rear wall 42a...Discharge hole 43...Side wall 44...Guide 50...Backflow prevention door 51...Hinge 52...Backflow prevention door body 60...Supply side header 70...Discharge side header 71...Discharge side header body 72...Storage portion 73...Inlet port 80...Backflow prevention cover 81...Upper wall 82...Rear wall 90...Heat exchange portion 91...Heat transfer tube R1...First refrigerant R2...Second refrigerant A...Tilt angle Da...Front-rear direction D1...One side in horizontal direction D2...Other side in the horizontal direction Dw...Width direction
Claims (8)
水平方向一方側に向かうにしたがって下方に向かって延びる箱型をなすとともに前記基板及び前記発熱体が収容された傾斜ケーシングを有し、これら前記傾斜ケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、
前記ケーシング群の水平方向他方側で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシングのそれぞれに第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、
前記ケーシング群の水平方向一方側で上下方向に延びて、各前記傾斜ケーシングのそれぞれから前記第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、
前記排出側ヘッダから前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、
外部から供給される第二冷媒と前記第一冷媒とを熱交換させて前記第一冷媒を冷却する熱交換部と、
を備える液浸冷却装置。 An immersion cooling device that cools a heat generating element provided on a substrate,
a casing group including inclined casings each having a box shape extending downward toward one horizontal side and accommodating the substrate and the heating element , the inclined casings being arranged in a vertical direction;
a supply-side header extending in the vertical direction on the other horizontal side of the casing group and capable of introducing the first refrigerant into each of the inclined casings;
a discharge-side header extending in the vertical direction on one horizontal side of the casing group, into which the first refrigerant is introduced from each of the inclined casings;
a refrigerant pumping unit that pumps the first refrigerant from the discharge-side header to the supply-side header;
a heat exchange unit that cools the first refrigerant by exchanging heat between the first refrigerant and a second refrigerant supplied from an external source;
An immersion cooling device comprising:
前記傾斜ケーシング毎に設けられ、前記供給側接続ラインを開閉可能なバルブと、
をさらに備える、請求項1に記載の液浸冷却装置。 a plurality of supply-side connection lines that connect the supply-side header and each of the inclined casings in a state of communication with each other;
a valve provided for each of the inclined casings and capable of opening and closing the supply side connection line;
The immersion cooling apparatus of claim 1 further comprising:
前記排出側ヘッダ内の各前記流入口に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記流入口を上側及び水平方向一方側から間隔を空けて覆う逆流防止カバーをさらに備える、請求項1又は2に記載の液浸冷却装置。 the discharge-side header is provided with inlet ports at positions corresponding to the inclined casings, through which the first refrigerant introduced from the inclined casings flows,
3. The immersion cooling apparatus according to claim 1, further comprising backflow prevention covers provided in the discharge header at positions corresponding to the inlets, the backflow prevention covers covering the inlets from above and one horizontal side at intervals.
前記ラックは、水平方向他方側に前記ラック内の空間を開閉可能な入口扉を有し、
前記供給側ヘッダは、前記入口扉に設けられている、請求項1又は2に記載の液浸冷却装置。 Further, a rack is provided in which the casing group is accommodated,
the rack has an entrance door on the other side in the horizontal direction that can open and close the space inside the rack,
The immersion cooling apparatus according to claim 1 , wherein the supply-side header is provided on the entrance door.
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102757836B1 (en) * | 2024-06-26 | 2025-01-21 | 주식회사 데이터빈 | Immersion cooling apparatus with improved cooling efficiency |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011133950A (en) | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Naotoshi Kikuta | Air-conditioning method for server room and server storage rack |
| JP2015501489A (en) | 2011-10-26 | 2015-01-15 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | Coolant manifold with separately rotatable manifold sections |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05315489A (en) * | 1992-05-08 | 1993-11-26 | Fuji Electric Co Ltd | Liquid cooling system for electronic devices |
| US8351206B2 (en) * | 2010-06-29 | 2013-01-08 | International Business Machines Corporation | Liquid-cooled electronics rack with immersion-cooled electronic subsystems and vertically-mounted, vapor-condensing unit |
-
2022
- 2022-07-22 JP JP2022117547A patent/JP7792871B2/en active Active
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| JP2015501489A (en) | 2011-10-26 | 2015-01-15 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation | Coolant manifold with separately rotatable manifold sections |
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