特許 6042589 液浸冷却用電子機器、及びそれを用いた冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6042589

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】液浸冷却用電子機器、及びそれを用いた冷却システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20161206BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   G06F1/20 A

   H05K7/20 M

【請求項の数】7

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-546559(P2016-546559)

(86)(22)【出願日】2015年11月16日

(86)【国際出願番号】JP2015082169

【審査請求日】2016年7月13日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514215055

【氏名又は名称】株式会社ＥｘａＳｃａｌｅｒ

(74)【代理人】

【識別番号】100102406

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 健二

(74)【代理人】

【識別番号】100100240

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 孝

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 元章

【審査官】 田川 泰宏

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３７９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１８３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３０１０３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ １／２０

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却装置内の冷却液中に種類の異なる複数の電子機器を浸漬して直接冷却する、冷却システムであって、
底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されている、冷却装置と、
複数のプロセッサによる演算を主体とする１つ以上の第１の電子機器と、複数のストレージによる記憶を主体とする１つ以上の第２の電子機器を含む、種類の異なる複数の電子機器と、
を含み、
１つ以上の任意の数の前記第１の電子機器と、１つ以上の任意の数の前記第２の電子機器を、前記冷却装置の複数の収納部に別々に収納し、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを構成している、
冷却システム。

【請求項2】

前記第１の電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
を含み、
各基板群は、
１つ以上の第１の回路基板であって、第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記１つ以上の第１の回路基板と前記第２の回路基板との間を電気的に接続するコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有する、
請求項１に記載の冷却システム。

【請求項3】

前記第１の電子機器は、前記金属ボードの前記第１の面及び第２の面に、それぞれ前記１つ以上の基板群を取り付けたとき、前記金属ボード及び前記基板群の結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有する、請求項２に記載の冷却システム。

【請求項4】

前記結合体の外形は、直方体である、請求項３に記載の冷却システム。

【請求項5】

前記第２の電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ配置される複数のストレージと、
前記複数のストレージの各々を電気的に接続するための複数のコネクタを有し、前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面に対して直交して取り付けられる、バックプレーンと、
を含み、
前記金属ボードは、主部材と、副部材とを含み、
前記主部材は、前記複数のストレージを支持する複数の支持板を、該主部材に固定するための、幅方向に形成された複数のカットを有し、
前記副部材は、前記バックプレーンに形成された複数のスリットにそれぞれ挿入され、かつ前記主部材に固定される複数のツメを有し、
前記複数の支持板には、冷却液を通す穴が形成されている、
請求項１に記載の冷却システム。

【請求項6】

前記第２の電子機器は、前記金属ボードに、前記複数のストレージ及び前記バックプレーンを取り付けたとき、前記金属ボード、前記複数のストレージ、及び前記バックプレーンの結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有する、請求項５に記載の冷却システム。

【請求項7】

前記結合体の外形は、直方体である、請求項６に記載の冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子機器、及びそれを用いた冷却システムに係り、特に、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器、及び当該電子機器を用いた冷却システムに関するものである。本明細書において電子機器とは、一般に、スーパーコンピュータやデータセンター等の超高性能動作や安定動作が要求され、かつそれ自体からの発熱量が大きな電子機器をいうが、これに限定されるものではない。

【背景技術】

【0002】

近年のスーパーコンピュータの性能の限界を決定する最大の課題の一つは消費電力であり、スーパーコンピュータの省電力性に関する研究の重要性は、既に広く認識されている。すなわち、消費電力当たりの速度性能（Ｆｌｏｐｓ／Ｗ）が、スーパーコンピュータを評価する一つの指標となっている。また、データセンターにおいては、データセンター全体の消費電力の４５％程度を冷却に費やしているとされ、冷却効率の向上による消費電力の削減の要請が大きくなっている。

【0003】

スーパーコンピュータやデータセンターの冷却には、従来から空冷式と液冷式が用いられている。液冷式は、空気より格段に熱伝達性能の優れる液体を用いるため、一般的に冷却効率がよいとされている。特に、フッ化炭素系冷却液を用いる液浸冷却システムは、合成油を用いるものに比べて電子機器のメンテナンス（具体的には、例えば調整、点検、修理、交換、増設。以下同様）に優れる等の利点を有しており、近年注目されている。

【0004】

本発明者は、小規模液浸冷却スーパーコンピュータ向けの、小型で冷却効率の優れた液浸冷却装置をすでに開発している。当該装置は、高エネルギー加速器研究機構に設置されている小型スーパーコンピュータ「Ｓｕｉｒｅｎ」に適用され、運用されている（非特許文献１）。

【0005】

また、本発明者は、液浸冷却される電子機器における実装密度を大幅に高めることのできる、改良された液浸冷却装置を提案している（非特許文献２）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】「液浸冷却小型スーパーコンピュータ「ExaScaler-1」が、25%を超える性能改善により最新のスパコン消費電力性能ランキング「Green500」の世界第一位相当の値を計測」、２０１５年３月３１日、プレスリリース、株式会社ExaScaler他、URL:http://www.exascaler.co.jp/wp-content/uploads/2015/03/20150331.pdf

【非特許文献2】「Exa級の高性能機を目指し半導体・冷却・接続を刷新（上）」、日経エレクトロニクス２０１５年７月号、pp.９９−１０５、２０１５年６月２０日、日経ＢＰ社発行

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

液浸冷却装置に適用される電子機器において、実装密度をより一層高めることのできる、複数のプロセッサによる演算を主体とする新構成の電子機器を開発することが望まれている。

【0008】

また、液浸冷却装置に適用される電子機器において、実装密度をより一層高めてもなお、電源ユニットの冗長性を確保することのできる新構成の電子機器を開発することが望まれている。

【0009】

さらに、液浸冷却装置に適用される電子機器において、実装密度をより一層高めることのできる、複数のストレージによる記憶を主体とする新構成の電子機器を開発することが望まれている。

【0010】

加えて、冷却装置内の冷却液中に種類の異なる複数の電子機器を浸漬して直接冷却する、冷却システムにおいて、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを、任意に構成できる、新構成の冷却システムを開発することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題を解決するために、本発明の一局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
を含み、
各基板群は、
１つ以上の第１の回路基板であって、第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記１つ以上の第１の回路基板と前記第２の回路基板との間を電気的に接続するコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有する。

【0012】

また、本発明の一局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
を含み、
各基板群は、
１つ以上の第１の回路基板であって、該第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の電子回路基板と、
前記１つ以上の第１の回路基板と前記第２の回路基板との間を電気的に接続するコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有する。

【0013】

本発明の一局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記隙間を保持する複数のスペーサと、複数のねじをさらに有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１の回路基板、前記第２の回路基板、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定するとよい。

【0014】

本発明の一局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、前記金属ボードの前記第１の面及び第２の面に、それぞれ前記１つ以上の基板群を取り付けたとき、前記金属ボード及び前記基板群の結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。前記結合体の外形は、例えば、直方体であるとよい。

【0015】

本発明のもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
前記１つ以上の基板群の上方に設けられ、かつ前記金属ボートに並列に取り付けられる複数のスロットであって、該複数のスロットの各々に電源ユニットが収納される、複数のスロットと、
を含み、
各基板群は、
複数の第１の回路基板であって、該第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、複数の第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記複数の第１の回路基板の各々に対応する複数のネットワークコントローラチップ及び複数のネットワークケーブルソケットを有する、第３の回路基板と、
前記複数の第１の回路基板の各々と及び前記第２の回路基板との間を電気的に接続する第１のコネクタと、
前記第２の回路基板と前記第３の回路基板との間を電気的に接続する第２のコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有し、
前記第３の回路基板は、該第３の回路基板と前記金属ボードの間に前記複数のスロットを挟むように配置され、かつ、前記第３の回路基板の、前記複数のスロットの開口側に位置する一辺上には、前記複数のネットワークケーブルソケットが並列に設けられている。

【0016】

また、本発明のもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
前記１つ以上の基板群の上方に設けられ、かつ前記金属ボートに並列に取り付けられる複数のスロットであって、該複数のスロットの各々に電源ユニットが収納される、複数のスロットと、
を含み、
各基板群は、
複数の第１の回路基板であって、該第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、複数の第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記複数の第１の回路基板の各々に対応する複数のネットワークコントローラチップ及び複数のネットワークケーブルソケットを有する、第３の回路基板と、
前記複数の第１の回路基板の各々と及び前記第２の回路基板との間を電気的に接続する第１のコネクタと、
前記第２の回路基板と前記第３の回路基板との間を電気的に接続する第２のコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有し、
前記第３の回路基板は、該第３の回路基板と前記金属ボードの間に前記複数のスロットを挟むように配置され、かつ、前記第３の回路基板の、前記複数のスロットの開口側に位置する一辺上には、前記複数のネットワークケーブルソケットが並列に設けられている。

【0017】

また、本発明のもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記隙間を保持する複数のスペーサと、複数のねじをさらに有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１の回路基板、前記第２の回路基板、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定するとよい。

【0018】

本発明のもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、前記金属ボードの前記第１の面及び第２の面に、それぞれ前記１つ以上の基板群を取り付けたとき、前記金属ボード及び前記基板群の結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。前記結合体の外形は、例えば、直方体であるとよい。

【0019】

本発明のさらにもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ配置される複数のストレージと、
前記複数のストレージの各々を電気的に接続するための複数のコネクタを有し、前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面に対して直交して取り付けられる、バックプレーンと、
を含み、
前記金属ボードは、主部材と、副部材とを含み、
前記主部材は、前記複数のストレージを支持する複数の支持板を、該主部材に固定するための、幅方向に形成された複数のカットを有し、
前記副部材は、前記バックプレーンに形成された複数のスリットにそれぞれ挿入され、かつ前記主部材に固定される複数のツメを有し、
前記複数の支持板には、冷却液を通す穴が形成されている。

【0020】

また、本発明のさらにもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ配置される複数のストレージと、
前記複数のストレージの各々を電気的に接続するための複数のコネクタを有し、前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面に対して直交して取り付けられる、バックプレーンと、
を含み、
前記金属ボードは、主部材と、副部材とを含み、
前記主部材は、前記複数のストレージを支持する複数の支持板を、該主部材に固定するための、幅方向に形成された複数のカットを有し、
前記副部材は、前記バックプレーンに形成された複数のスリットにそれぞれ挿入され、かつ前記主部材に固定される複数のツメを有し、
前記複数の支持板には、冷却液を通す穴が形成されている。

【0021】

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、さらに、
前記金属ボードの前記第１の面及び前記第２の面の少なくとも一つの面に取り付けられる、１つ以上の基板群、
を含み、
前記１つ以上の基板群は、
１つ以上の第１の回路基板であって、第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記１つ以上の第１の回路基板と前記第２の回路基板との間を電気的に接続するコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有していてよい。

【0022】

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記隙間を保持する複数のスペーサと、複数のねじをさらに有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１の回路基板、前記第２の回路基板、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定するようにしてよい。

【0023】

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、さらに、
前記１つ以上の基板群の上方に設けられ、かつ前記金属ボードに並列に取り付けられる複数のスロットであって、該複数のスロットの各々に電源ユニットが収納される、複数のスロット
を含み、
前記１つ以上の基板群は、さらに、
前記複数の第１の回路基板の各々に対応する複数のネットワークコントローラチップ及び複数のネットワークケーブルソケットを有する、第３の回路基板
を有し、
前記第３の回路基板は、該第３の回路基板と前記金属ボードの間に前記複数のスロットを挟むように配置され、かつ、前記第３の回路基板の、前記複数のスロットの開口側に位置する一辺上には、前記複数のネットワークケーブルソケットが並列に設けられていてよい。

【0024】

本発明のさらにもう一つの局面に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、前記金属ボードに、前記複数のストレージ及び前記バックプレーンを取り付けたとき、前記金属ボード、前記複数のストレージ、及び前記バックプレーンの結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有してよい。前記結合体の外形は、例えば、直方体であるとよい。

【0025】

また、本発明のさらにもう一つの局面によれば、冷却装置内の冷却液中に種類の異なる複数の電子機器を浸漬して直接冷却する、冷却システムは、
底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されている、冷却装置と、
複数のプロセッサによる演算を主体とする１つ以上の第１の電子機器と、複数のストレージによる記憶を主体とする１つ以上の第２の電子機器を含む、種類の異なる複数の電子機器と、
を含み、
１つ以上の任意の数の前記第１の電子機器と、１つ以上の任意の数の前記第２の電子機器を、前記冷却装置の複数の収納部に別々に収納し、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを構成している。

【0026】

また、本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記第１の電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つ以上の基板群と、
を含み、
各基板群は、
１つ以上の第１の回路基板であって、第１の回路基板の各々は、複数のプロセッサ及びメインメモリを基板の一の面に実装するための複数のソケットと、前記複数のプロセッサ間を相互接続するコンポーネントとを有する、第１の回路基板と、
マザーボード・コンポーネントを有する第２の回路基板であって、前記マザーボード・コンポーネントは、少なくとも前記メインメモリを制御するためのチップセットを含むが、前記複数のプロセッサ及び前記メインメモリ実装用の複数のソケット並びに前記プロセッサ間相互接続用コンポーネントを含まない、第２の回路基板と、
前記１つ以上の第１の回路基板と前記第２の回路基板との間を電気的に接続するコネクタと、
前記１つ以上の第１の回路基板の前記一の面とは反対側の面と、前記反対側の面と対向する前記第２の回路基板の一の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
を有していてよい。

【0027】

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記第１の電子機器は、前記金属ボードの前記第１の面及び第２の面に、それぞれ前記１つ以上の基板群を取り付けたとき、前記金属ボード及び前記基板群の結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。前記結合体の外形は、例えば、直方体であるとよい。

【0028】

また、本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記第２の電子機器は、
前記収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボードと、
前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ配置される複数のストレージと、
前記複数のストレージの各々を電気的に接続するための複数のコネクタを有し、前記金属ボードの第１の面、及び前記第１の面と反対側の第２の面に対して直交して取り付けられる、バックプレーンと、
を含み、
前記金属ボードは、主部材と、副部材とを含み、
前記主部材は、前記複数のストレージを支持する複数の支持板を、該主部材に固定するための、幅方向に形成された複数のカットを有し、
前記副部材は、前記バックプレーンに形成された複数のスリットにそれぞれ挿入され、かつ前記主部材に固定される複数のツメを有し、
前記複数の支持板には、冷却液を通す穴が形成されていてよい。

【0029】

本発明のさらにもう一つの局面に係る冷却システムの好ましい実施の形態において、前記第２の電子機器は、前記金属ボードに、前記複数のストレージ及び前記バックプレーンを取り付けたとき、前記金属ボード、前記複数のストレージ、及び前記バックプレーンの結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。前記結合体の外形は、例えば、直方体であるとよい。

【0030】

なお、本明細書における「開放空間」を有する冷却槽には、電子機器の保守性を損なわない程度の簡素な密閉構造を有する冷却槽も含まれるものである。例えば、冷却槽の開口部に、冷却槽の開放空間を閉じるための天板を置くことのできる構造や、パッキン等を介して天板を着脱可能に取り付けることのできる構造は、簡素な密閉構造といえる。

【0031】

上記した本発明の目的及び利点並びに他の目的及び利点は、以下の実施の形態の説明を通じてより明確に理解される。もっとも、以下に記述する実施の形態は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の一実施形態に係る電子機器の正面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電子機器の側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る電子機器の平面図である。

【図4】本発明の他の実施形態に係る電子機器の斜視図である。

【図5】本発明の他の実施形態に係る電子機器の部分組立図ある。

【図6】液浸冷却装置の全体構成を示す斜視図である。

【図7】液浸冷却装置の縦方向断面図である。

【図8】液浸冷却装置の平面図である。

【図9】液浸冷却装置の要部構成を示す斜視図である。

【図10】液浸冷却装置の要部構成を示す横方向断面図である。

【図11】液浸冷却装置の吊り上げ機構の一例を示す縦方向断面図である。

【図12】本発明の冷却システムの構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係る電子機器１００を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器１００の正面図、図２は側面図、図３は平面図である。電子機器１００は、後述する冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であり、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成されている。電子機器１００は、後述する収納部に設けられた、後述する一対のボードリテーナにより保持される金属ボード１１０と、金属ボード１１０の第１の面、及び第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ取り付けられる１つの基板群１２０を含んでいる。

【0034】

図示の例では、各基板群１２０は、４つの第１の回路基板１２１であって、第１の回路基板１２１の各々は、２個のプロセッサ１２４及び１６個のメインメモリ１２５を基板の一の面に実装するための複数のソケット１２６ａ、１２６ｂと、２個のプロセッサ間を相互接続するコンポーネント（図示せず）とを有する。なお、第１の回路基板１２１の数、プロセッサ１２４の数、及びメインメモリ１２５の数はあくまで例示であって、複数であればよい。また、プロセッサ間相互接続用コンポーネントは、例えば、インテル社のＱＰＩ（QuickPath Interconnect）であるとよい。

【0035】

基板群１２０は、マザーボード・コンポーネント（図示せず）を有する第２の回路基板１２２をさらに含む。ここで、マザーボード・コンポーネントは、少なくともメインメモリ１２５を制御するためのチップセット（図示せず）を含むが、２個のプロセッサ１２４及び１６個のメインメモリ１２５を実装するためのソケット１２６ａ、１２６ｂ並びにプロセッサ間相互接続用コンポーネント（図示せず）を含まない。マザーボード・コンポーネントは、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓバス、及びバススイッチユニットを含んでいてよい。

【0036】

第２の回路基板１２２は、第１の回路基板１２１と第２の回路基板１２２との間を電気的に接続する第１のコネクタ１３１と、第１の回路基板１２１の前記一の面とは反対側の面と、当該反対側の面と対向する第２の回路基板１２２の一の面との隙間により形成されるフローチャネル１１２とを有する。基板群１２０は、当該隙間を保持する複数のスペーサ１２８と、複数のねじ１２９を有する。複数のねじ１２９の各々は、第１の回路基板１２１、第２の回路基板１２２、及び複数のスペーサ１２８の各々を貫通し、固定している。

【0037】

このように構成されている、プロセッサ１２４及びメインメモリ１２５が搭載された第１の回路基板１２１を、第２の回路基板１２２に取り付け、また、第２の回路基板１２２から取り外すことができる。これにより、プロセッサ１２４及びメインメモリ１２５を含む第１の回路基板１２１を、マザーボード・コンポーネントを含む第２の回路基板１２２とは独立して、調整、点検、修理、交換、増設等を行うことができるので、メンテナンス性が格段に向上する。

【0038】

加えて、マザーボード・コンポーネントを含む第２の回路基板１２２が、プロセッサ間相互接続用コンポーネントを有している場合には、第１の回路基板１２１と第２の回路基板１２２間の通信によって信号品質が劣化し、かつ速度が低下するという問題があったが、本実施形態においては、第１の回路基板１２１がプロセッサ間相互接続用コンポーネントを有しているので、そのような問題を有効に回避できる。

【0039】

また、第１の回路基板１２１と第２の回路基板１２２間にフローチャネル１２７を有することにより、当該フローチャネル１２７を流通する冷却液が、プロセッサが搭載された第１の回路基板１２１の背面から、熱を速やかにかつ効率よく奪い取るので、冷却効率が向上する。

【0040】

電子機器１００は、金属ボード１１０の第１の面及び第２の面に、それぞれ１つの基板群１２０を取り付けたとき、金属ボード１１０及び２つの基板群１２０の結合体が、後述する冷却装置の各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。結合体の外形は、図示のように、例えば、直方体であるとよい。

【0041】

図示の例において、基板群１２０の各々は、第３の回路基板１２３を有し、第３の回路基板１２３は、４つの第１の回路基板１２１の各々に対応する４つのネットワークコントローラチップ（図示せず）及び８つのネットワークケーブルソケット１３６を有する。また、第２の回路基板１２２と第３の回路基板１２３との間は、第２のコネクタ１３２によって電気的に接続されている。

【0042】

図示の例において、基板群１２０の各々の上方には、金属ボード１１０の第１の面、及び第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ、２つのスロット１３４が、金属ボート１１０に並列に取り付けられている。そして、図３に示すように、４つのスロット１３４の各々には、電源ユニット１３５が収納可能なように構成されている。第３の回路基板１２３は、２つのスペーサ１３８と、第２の回路基板１２２とを貫通するねじ１３９により、金属ボード１１０に固定されることにより、第３の回路基板１２３は、該第３の回路基板１２３と金属ボード１１０の間に、２つの並列のスロット１３４を挟むように配置されている。そして、第３の回路基板１２３の、２つのスロット１３４の開口側に位置する一辺上には、８つのネットワークケーブルソケット１３６が並列に設けられている。

【0043】

なお、各スロットの底部には、電源ユニット１３５と第２の回路基板１２２とを電気的に接続する第３のコネクタ１３３のソケットが設けられている。また、各スロットの底部には、電源ユニット１３５から、熱を速やかにかつ効率よく奪い取るために、冷却液が流通する３つの底部穴１３７が形成されている。

【0044】

このように、４つの第１の回路基板１２１の各々に対応する４つのネットワークコントローラチップ（図示せず）を有し、かつ８つのネットワークケーブルソケット１３６が一辺上に並列に設けられている第３の回路基板１２３と、金属ボード１１０との組合せにより、当該第３の回路基板１２３と金属ボード１１０との間に、ネットワークケーブルソケット１３６が邪魔にならないような位置に、電源ユニット１３５用の２つのスロット１３４を配置することが可能となる。従来、ＣＰＵユニットである第１の回路基板１２１の数が多くなればなるほど、ネットワークケーブルソケットが増えるため、電源ユニット１３５を２つ以上設置するスペースを確保することが困難であったが、本実施形態の配置関係を採用することにより、かかる問題を解消することができる。つまり、基板群１２０毎に、電源ユニット１３５の冗長性を持たせることが可能となる。

【0045】

次に、図４〜図５を参照して、本発明の他の実施形態に係る電子機器３００を説明する。図４は、本発明の他の実施形態に係る電子機器３００の斜視図、図５は部分組立図である。電子機器３００は、後述する冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であり、冷却装置の複数の収納部の各々に収納可能なように構成されている。

【0046】

電子機器３００は、後述する収納部に設けられた一対のボードリテーナにより保持される金属ボード３１０と、金属ボード３１０の第１の面、及び第１の面と反対側の第２の面にそれぞれ配置される複数のＨＤＤ（Hard Disk Drive）３５１を有する。図示の例では、第１の面に６個のＨＤＤ３５１が、第２の面に２０個のＨＤＤ３５１が配置されている。また、第２の面には２４個のＳＳＤ（Solid State Drive）３５２が配置されている。これらＨＤＤ３５１及びＳＳＤ３５２は、複数のストレージに相当する。

【0047】

また、電子機器３００は、図１〜３に示した電子機器１００と同様に、１つ以上の基板群３２０を有し、基板群３２０は、第１の回路基板３２１、第２の回路基板３２２、第３の回路基板３２３を含む。第１の回路基板３２１、第２の回路基板３２２、第３の回路基板３２３の構成は、図１〜３に示した電子機器１００における第１の回路基板１２１、第２の回路基板１２２、第３の回路基板１２３の構成と同様であり、プロセッサ３２４、メインメモリ３２５、ソケット３２６ａ、３２６ｂ、電源ユニット３３５、及びネットワークケーブルソケット３３６の構成も同様であるので、ここでの詳しい説明を省略する。

【0048】

本実施形態において、複数のストレージの高密度実装を実現する上での特徴の１つは、複数のストレージの各々を電気的に接続するための複数のストレージコネクタ３６０を有する金属ボード３１０の構成と、金属ボード３１０の第１の面、及び第１の面と反対側の第２の面に対して直交して取り付けられる、バックプレーン３４０の構成にあり、当該１つの特徴は図５に示してある。

【0049】

まず、金属ボード３１０は、主部材３１１と、副部材３１２とを含んでいる。主部材３１１は、複数のストレージを支持する複数の支持板、すなわちＨＤＤ支持板３１５を、該主部材３１１に固定するための、幅方向に形成された複数のカット３１３を有している。他方、副部材３１２は複数のツメ３１４を有し、当該ツメ３１４は、バックプレーン３４０に形成された複数のスリット３４１にそれぞれ挿入され、かつ主部材３１１に固定される。複数の支持板のうち、ＨＤＤ支持板３１５、３１６には、冷却液を通す穴が形成されている。なお、図示の例では、ＨＤＤ支持板３１５は４枚あり、５×３＝１５のＨＤＤ３５１を配置可能である。また、ＨＤＤ支持板３１６は３枚あり、３×３＝９のＨＤＤ３５１を配置可能である。さらに、ＨＤＤ支持板３１７は２枚あり、１×２＝２のＨＤＤ３５１を配置可能である。他方、ＳＳＤ支持板３１８、３１９は、これらと図示しない部品との組合せにより、６×４＝２４のＳＳＤ３５２を配置可能である。

【0050】

なお、金属ボード３１０に、複数のストレージ（ＨＤＤ３５１、ＳＳＤ３５２）、バックプレーン３４０、基板群３２０を取り付けたとき、金属ボード３１０、複数のストレージ、バックプレーン３４０及び基板群３２０の結合体が、各収納部の内部形状に相似する外形を有するとよい。結合体の外形は、図４に示すように、直方体であるとよい。

【0051】

次に、以上説明した本発明の一実施形態に係る電子機器１００、他の実施形態に係る電子機器３００を冷却液中に浸漬して直接冷却するための液浸冷却装置の好ましい実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の説明では、電子機器１００を合計１６ユニット、冷却槽の分割された収納部に収納して冷却する、高密度液浸冷却装置の構成を説明する。なお、これは例示であって、高密度液浸冷却装置における電子機器のユニット数は任意であり、本発明に使用可能な電子機器の構成を何ら限定するものではない。また、後述するように、一種類の電子機器を収納する場合に限らず、例えば、電子機器１００と電子機器３００を含む種類の異なる複数の電子機器を、冷却槽内の複数の収納部に収納するようにしてよい。

【0052】

図６〜図１１を参照して、一実施形態に係る液浸冷却装置１は冷却槽１０を有し、冷却槽１０の底壁１１及び側壁１２によって開放空間１０ａが形成されている。冷却槽１０内に、横方向に内部隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを設けることにより、開放空間１０ａが均等に４分割され、配列された４個の収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが形成されている。本実施形態においては、冷却槽１０の開放空間１０ａの縦方向長さの約１／４の幅を有する、縦長の電子機器１００を、収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに４ユニットずつ、合計１６ユニット、高密度に収納することができる。

【0053】

冷却槽１０の側壁１２の外周には、ケーシング１２ａが設けられている。冷却槽１０の正面側の側壁１２とケーシング１２ａとの間にスペースが形成されており、冷却槽１０の開放空間１０ａを閉じるための天板１０ｂを、このスペースに収納することができる。液浸冷却装置１の保守作業時には、天板１０ｂを当該スペース内に収納しておき、液浸冷却装置１の運用時には、このスペースから天板１０ｂを引き出して、冷却槽１０の開口部に置くことにより、開放空間１０ａを閉じることができる。

【0054】

冷却槽１０には、電子機器１００の全体を浸漬するのに十分な量の冷却液（図示せず）が液面（図示せず）まで入れられている。冷却液としては、３Ｍ社の商品名「フロリナート（３Ｍ社の商標、以下同様）ＦＣ−７２」（沸点５６℃）、「フロリナートＦＣ−７７０」（沸点９５℃）、「フロリナートＦＣ−３２８３」（沸点１２８℃）、「フロリナートＦＣ−４０」（沸点１５５℃）、「フロリナートＦＣ−４３」（沸点１７４℃）として知られる、完全フッ素化物（パーフルオロカーボン化合物）からなるフッ素系不活性液体を好適に使用することができるが、これらに限定されるものではない。なお、フロリナートＦＣ−４０、ＦＣ−４３は、沸点が１５０℃よりも高く、極めて蒸発しにくいため、いずれかを冷却液に使用する場合、冷却槽１０内における液面の高さが長期間に亘って保たれ、有利である。

【0055】

冷却槽１０の底壁１１の下に、冷却液の入口１５を両端に有する複数の流入ヘッダ１６と、冷却液の出口１８を両端に有する複数の流出ヘッダ１７が設けられている。これら流入ヘッダ１６及び流出ヘッダ１７は、冷却槽１０の底壁１１に対して、横方向に互い違いに配置されている。

【0056】

内部隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの各々は、底部開口１５０を通して底壁１１を貫通し、かつ冷却液の液面近傍まで延びる複数の流入管１６０及び複数の流出管１７０と、電子機器１００が有する金属ボード１１０の縁部を保持するための複数のボードリテーナ１３０とを含む。本実施形態においては、底壁１１に一端が固定された複数本のボードリテーナ１３０の左右に、流入管１６０及び流出管１７０が、支持スペーサ１４０を介して互い違いに位置するよう構成されている。収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各々において、冷却槽１０内で縦方向に向かい合う一対のボードリテーナ１３０に形成された凹部が、電子機器１００が有する金属ボード１１０の縁部を、両側から機械的に保持する。この目的のために、金属ボード１１０の縁部には、ボードリテーナ１３０に形成された凹部の幅にフィットするように、棒状のサポートが取り付けられていてよい。

【0057】

流入管１６０及び流出管１７０は、一例として矩形断面を有する。流入管１６０の各々には、流入管１６０の長手方向に複数の小孔が、流入開口１１６として形成されている。同様に、流出管１７０の各々には、流出管１７０の長手方向に複数の小孔が、流出開口１１７として形成されている。なお、これら複数の流入開口１１６は、流入管１６０の表面及び裏面の両方に形成してあり、同様に、複数の流出開口１１７は、流出管１７０の表面及び裏面の両方に形成してある。

【0058】

加えて、収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの底部には、底壁１１を貫通する別の複数の小孔が、別の流入開口１１６及び流出開口１１７として形成されている。また、冷却槽１０の側壁１２のうち背面側の側壁１２の上部には、さらに別の流出開口１２７が形成されている。この背面側の側壁１２に形成された流出開口１２７は、冷却液の液面近傍に形成される流出開口に相当する。

【0059】

本実施形態において、液浸冷却装置１の使用時に冷却液がどのように流通するかについて、簡単に説明する。両端の入口１５から流入ヘッダ１６に供給された、冷えた冷却液の一部は、収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの底部に形成された複数の流入開口１１６から吐出され、残りの部分は、底部開口１５０を通って流入管１６０内に供給される。そして、流入管１６０内に供給された冷却液は、流入管１６０に形成された複数の流入開口１１６から吐出される。

【0060】

収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに収納された電子機器１００から熱を奪って暖められた冷却液は、冷却槽１０の背面側の側壁１２で、液面近傍に形成された流出開口１２７を通って、冷却槽１０の外に流れる。暖められた冷却液の一部は、収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの底部に形成された複数の流出開口１１７から流出ヘッダ１７内に吸引されると同時に、流出管１７０に形成された複数の流出開口１１７と底部開口１５０を通って流出ヘッダ１７内に吸引される。そして、流出ヘッダ１７内に吸引された冷却液は、出口１８を通って冷却槽１０の外に流れる。

【0061】

冷却液の流入開口１１６が、各収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの底部又は側面に形成され、流出開口１２７が、冷却液の液面近傍に形成されることにより、高密度に収納された電子機器１００によって暖められた冷却液が、各収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内で滞留するのを防ぎ、冷却効率が向上する。特に、複数本のボードリテーナ１３０の左右に、流入開口１１６が形成された流入管１６０及び流出開口１１７が形成された流出管１７０が、支持スペーサ１４０を介して互い違いに位置する構成は、冷却液の滞留防止作用をさらに高めることができるので、有利である。

【0062】

次に、冷却槽１０内に高密度に収納された縦長の電子機器１００を、収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから持ち上げ、及び収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに降ろすための吊り上げ機構について、図面を参照して詳細に説明する。

【0063】

吊り上げ機構２０は、電子機器１００を収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄから持ち上げ、及び収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に降ろすためのアーム２２を有する。また、吊り上げ機構２０は、アーム２２を上昇及び下降させるためのガイド２１８及び駆動源２１３を備えたタワー２１と、冷却槽１０に取り付けられたスライド機構２３であって、タワー２１を、冷却槽１０に対して、開放空間１０ａ上に位置する水平面上で移動可能に支持するスライド機構２３とを含む。スライド機構２３が冷却槽１０に直接取り付けられるので、冷却槽１０の設置面の周囲に足場を必要としない。また、タワー２１が備えるガイド２１８及び駆動源２１３によって、アーム２２が上昇及び下降するので、昇降操作中にアームが前後左右に振動するようなことがなく、冷却槽内に高密度に収納されている電子機器を安全に吊り上げ又は吊り下げることができる。

【0064】

本実施形態において、タワー２１は、サーボモータ等の駆動源２１３の軸が回転する速度を減速させる減速機２１４と、減速機２１４の軸の回転運動を、減速機２１４の軸と直交する軸の回転運動に変換するためのギア２１５と、一対のタイミングプーリ２１６と、タイミングベルト２１７とを含む。アーム２２のブラケット２２２の一方が、垂直方向（Ｚ方向）に設置されたガイド２１８に、ガイドローラ２１９を介して、移動可能に支持されている。また、アーム２２のブラケット２２２の他方が、ベルトホルダ２２０によってタイミングベルト２１７に固定されている。なお、ギア２１５の軸及びタイミングプーリ２１６の軸は、ベアリングホルダ２２３によって回転自在に保持されている。

【0065】

本実施形態において、スライド機構２３は、冷却槽１０の幅方向に位置する一対の側壁１２の上端に設けられた、一対の縦方向レール２４と、一対の縦方向レール２４上で、移動可能に支持された可動ベース２５と、可動ベース２５上に設けられた、一対の横方向レール２６とを含み、タワー２１は、一対の横方向レール２６上で移動可能に支持されている。具体的には、可動ベース２５の下部に取り付けられた複数のガイドローラ２５１が、一対の縦方向レール２４上をスライドすることにより、タワー２１を縦方向（Ｙ方向）に移動させることができる。また、タワー２１の底部の固定ベース２１１に取り付けられた複数のガイドローラ２５１が、一対の横方向レール２６上をスライドすることにより、タワー２１を横方向（Ｘ方向）に移動させることができる。

【0066】

図示の例では、一対の縦方向レール２４を冷却槽１０の側壁１２の上端に設置するための、一対のサポート２８が使用されている。サポート２８は、サポート２８の一端が、タワー２１の縦方向長さに実質的に等しい長さだけ、冷却槽１０の後方にはみ出して位置するように、側壁１２の上端に固定されている。このはみ出した一対のサポート２８上にも一対の縦方向レール２４が置かれる。これにより、一対の縦方向レール２４は、可動ベース２５を冷却槽１０の開放空間１０ａ上から外れた後方に位置させるための走行域を有する。冷却槽１０の裏面側の側壁１２に最も近い収納部１４ａから電子機器１００を持ち上げ、及び収納部１４ａ内に下ろすことができるようにするためである。また、一対のサポート２８及び一対の縦方向レール２４は、天板１０ｂが冷却槽１０の開口部に置かれたときに、天板１０ｂの幅の外に位置するように設置されている。天板１０ｂにより開放空間１０ａを閉じるときに、これらサポート２８及び縦方向レール２４が障害とならないようにするためである。

【0067】

一対の縦方向レール２４の両端近傍に設けられたストッパ２７は、開放空間１０ａ上に位置する水平面上で、タワー２１が冷却槽１０の縦方向（Ｙ方向）で移動する範囲を規制するためのものである。特に、一対の横方向レール２６の両端近傍に設けられたストッパ２７は、タワー２１が冷却槽１０の幅方向（Ｘ方向）で移動する範囲が、少なくとも開放空間１０ａの幅を実質的に超えないように、タワー２１の移動を規制するためのものである。これにより、タワー２１が冷却槽１０の幅方向で移動するときに、タワー２１の固定ベース２１１又はハウジング２１２が、冷却槽１０の幅を超えてはみ出すことを防止することができ、複数の液浸冷却装置を密に配置することによっても、隣り合う液浸冷却装置の吊り上げ機構の動作範囲が互いに影響を受けないようにすることができる。

【0068】

以上のように構成された吊り上げ機構２０の動作について説明する。タワー２１の脇に取り付けられたハンドルを持って、タワー２１を水平移動させ、アーム２２が、吊り上げ対象とする電子機器１００が有する金属ボード１１０の直上に位置するところで停止させる。コントローラ（図示せず）を操作してタワー２１の駆動源２１３を駆動し、駆動源２１３の軸の回転を、ギア２１５を介してタイミングプーリ２１６に伝達し、アーム２２を最下部まで下降させる。この状態で、アーム２２の下部に取り付けられた一対の吊り金具２２１の先端を、電子機器１００が有する金属ボード１１０の上端に形成された一対の孔に連結する。次に、コントローラ（図示せず）を操作して、タワー２１の駆動源２１３の軸の、逆方向の回転を、タイミングプーリ２１６に伝達し、アーム２２を上昇させる。電子機器１００は、吊り金具２２１によってアーム２２に吊り下げられた状態で、金属ボード１１０がボードリテーナ１３０内でスライドするように持ち上げられる。アーム２２を最上部まで上昇させたとき、電子機器１００が収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのボードリテーナ１３０から完全に抜け出した状態で、吊り下げられた状態となる。この状態で、必要であればタワー２１を水平移動させて、電子機器１００の保守作業を行うことができる。保守作業を終了したら、再びコントローラ（図示せず）を操作して、電子機器１００を収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ内に降ろし、元の位置に戻すことができる。

【0069】

一方、コントローラ（図示せず）を操作して、アーム２２を上昇又は下降させている途中で、タワー２１の駆動源２１３の駆動を停止させることにより、タワー２１の垂直方向における任意の高さで、アーム２２を静止させることもできる。このとき、電子機器１００が収納部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのボードリテーナ１３０から完全に抜け出さずに保持された状態で、所望の高さまで吊り下げられた状態となる。この状態で、電子機器１００の保守作業を行うこともできる。減速機２１４は、このタワー２１の垂直方向における任意の高さでのアームの静止状態を含む電子機器１００の吊り下げ状態おいて、アーム２２に加わる下方向の荷重が、タイミングプーリ２１６及び駆動源２１３の軸に意図しない回転をさせるのを防ぐのに役立つ。

【0070】

上記の一実施形態において、単一の冷却槽を有する例を説明したが、横方向に配置された複数の隣接する冷却槽を有してよい。この場合、少なくとも１つの吊り上げ機構が、複数の隣接する冷却槽において共通に使用されてよい。具体的には、少なくとも１つの吊り上げ機構は、アームを上昇及び下降させるためのガイド及び駆動源を備えたタワーと、隣接する冷却槽に取り付けられたスライド機構であって、タワーを、隣接する冷却槽に対して、開放空間上に位置する水平面上で移動可能に支持するスライド機構と、タワーが隣接する冷却槽の幅方向で移動する範囲が、隣接する冷却槽の隣接する開放空間を形成する複数の側壁のうち、横方向に互いに最も離れた側壁間の距離を実質的に超えないように、タワーの移動を規制するストッパとを含んでよい。

【0071】

横方向に配置された複数の隣接する冷却槽を有する場合、スライド機構が、各冷却槽の幅方向に位置する一対の側壁の上端に設けられた、一対の縦方向レールと、一対の縦方向レール上で移動可能に支持された可動ベースと、可動ベース上に設けられた、一対の横方向レールとを含み、タワーが、一対の横方向レール上で移動可能に支持されているとよい。可動ベースの幅は、１つの冷却槽の幅と実質的に同じ幅か、複数の隣接する冷却槽に亘る幅のいずれでもよい。可動ベースが１つの冷却槽の幅と実質的に同じ幅を有する場合、隣接する冷却槽のうちの一方の冷却槽における一対の横方向レールと、他方の冷却槽における一対の横方向レールとを、適切な連結手段により連結可能に構成することができる。これにより、一方の一対の横方向レール上にあるタワーを、他方の一対の横方向レール上に移動させることができ、複数の隣接する冷却槽間で、１つのタワーを共用することができる。可動ベースの幅が複数の隣接する冷却槽に亘る幅を有する場合、一対の横方向レールの長さを、複数の隣接する冷却槽に亘る幅とできるので、上記のような一対の横方向レールを連結するための連結手段は不要である。

【0072】

上記の一実施形態において、水平面上でのタワー２１の移動を人力で行う例を説明したが、縦方向レール２４上で可動ベース２５を走行させるための別の駆動源と、横方向レール２６上で固定ベース２１１を含むタワー２１を走行させるためのもう１つ別の駆動源とを、吊り上げ機構に追加することにより、コントローラ（図示せず）を操作してタワー２１の移動を行うようにしてもよい。これら別の駆動源として、例えばサーボモータ等の電動式の駆動源を使用してよい。

【0073】

電動式の駆動源を付加して水平面上でのタワー２１の移動を行えるようにする場合、上記の一実施形態におけるタワー２１の移動を規制するストッパは、図示のような、タワー２１の移動を物理的に阻止するための機械式のストッパ２７から、ソフトウェアによる移動規制機構に代替してよい。従って、本明細書においてストッパとは、機械式のストッパとソフトウェアによる移動規制機構の両方を含むものとする。

【0074】

上記の一実施形態に係る液浸冷却装置によれば、冷却槽の設置面の周囲に足場が不要でありながら、冷却槽内に高密度に収納されている電子機器を安全に吊り上げ又は吊り下げることができる。加えて、複数の液浸冷却装置を密に配置することによっても、隣り合う液浸冷却装置の吊り上げ機構の動作範囲が互いに影響を受けないようにすることができる。

【0075】

本実施形態においては、既に述べたように、一種類の電子機器を収納する場合に限らず、例えば、電子機器１００と電子機器３００を含む種類の異なる複数の電子機器を、冷却槽内の複数の収納部に収納するようにしてよい。換言すれば、複数のプロセッサによる演算を主体とする１つ以上の第１の電子機器と、複数のストレージによる記憶を主体とする１つ以上の第２の電子機器を含む、種類の異なる複数の電子機器を含み、１つ以上の任意の数の第１の電子機器と、１つ以上の任意の数の第２の電子機器を、冷却装置の複数の収納部に別々に収納し、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを構成している、冷却システムとしてよい。図１２の模式図に示すように、冷却システム２は、液浸冷却装置１が有する１６カ所ある収納部のうち、（ａ）では、３カ所の収納部に、２つの電子機器１００と１つの電子機器３００を収納してコンピュータを構成している。（ｂ）では、９カ所の収納部に、６つの電子機器１００と３つの電子機器３００を収納してコンピュータを構成している。電子機器１００は、複数のプロセッサによる演算を主体とする第１の電子機器に、電子機器３００は、複数のストレージによる記憶を主体とする第２の電子機器に、それぞれ相当する。

【0076】

このように、第１の電子機器と第２の電子機器を適宜組み合わせて、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを構成できることから、機器構成可能な（Configurable）冷却システムを提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、超高密度に実装された液浸冷却用の電子機器に、また、当該電子機器を冷却液に浸漬して効率よく冷却する、液浸冷却システムに広く適用することができる。

【符号の説明】

【0078】

１ 液浸冷却装置
２ 冷却システム
１０ 冷却槽
１０ａ 開放空間
１０ｂ 天板
１１ 底壁
１２ 側壁
１２ａ ケーシング
１００、３００ 電子機器
１１０、３１０ 金属ボード
１１１ 吊り金具穴
１１２ フローチャネル
１２０、３２０ 基板群
１２１、３２１ 第１の回路基板
１２２、３２２ 第２の回路基板
１２３、３２３ 第３の回路基板
１２４、３２４ プロセッサ
１２５、３２５ メインメモリ
１２６ａ、１２６ｂ、３２６ａ、３２６ｂ ソケット
１２８、１３８ スペーサ
１２９、１３９ ねじ
１３０ ボードリテーナ
１３１ 第１のコネクタ
１３２ 第２のコネクタ
１３３ 第３のコネクタ
１３４ スロット
１３５、３３５ 電源ユニット
１３６、３３６ ネットワークケーブルソケット
１３７ 底部穴
１４０ 支持スペーサ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ 内部隔壁
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 収納部
１５ 入口
１５０ 底部開口
１６ 流入ヘッダ
１１６ 流入開口
１６０ 流入管
１７ 流出ヘッダ
１１７、１２７ 流出開口
１７０ 流出管
１８ 出口
２０ 吊り上げ機構
２１ タワー
２１１ 固定ベース
２１２ ハウジング
２１３ 駆動源
２１４ 減速機
２１５ ギア
２１６ タイミングプーリ
２１７ タイミングベルト
２１８ ガイド
２１９ ガイドローラ
２２０ ベルトホルダ
２２ アーム
２２１ 吊り金具
２２２ ブラケット
２２３ ベアリングホルダ
２３ スライド機構
２４ 縦方向レール（Ｙ方向）
２５ 可動ベース
２５１ ガイドローラ
２６ 横方向レール（Ｘ方向）
２７ ストッパ
２８ サポート
３１１ 主部材
３１２ 副部材
３１３ カット
３１４ ツメ
３１５、３１６、３１７ ＨＤＤ支持板
３１８、３１９ ＳＳＤ支持板
３４０ バックプレーン
３４１ スリット
３５１ ＨＤＤ
３５２ ＳＳＤ
３６０ ストレージコネクタ

【要約】

冷却装置内の冷却液中に種類の異なる複数の電子機器を浸漬して直接冷却する、冷却システムを提供する。冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより開放空間を分割して形成される、配列された複数の収納部と、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されている。複数のプロセッサによる演算を主体とする１つ以上の第１の電子機器と、複数のストレージによる記憶を主体とする１つ以上の第２の電子機器を含む、種類の異なる複数の電子機器を、それぞれ任意の数、冷却装置の複数の収納部に別々に収納し、所望の計算容量及び所望の記憶容量を有するコンピュータを構成している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】