特許 7555191 マニホールド、冷却装置、および情報処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-12

(45)【発行日】2024-09-24

(54)【発明の名称】マニホールド、冷却装置、および情報処理システム

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20240913BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

G06F1/20 C

G06F1/20 A

H05K7/20 M

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020027081

(22)【出願日】2020-02-20

(65)【公開番号】P2021131753

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2022-11-17

【審判番号】

【審判請求日】2023-11-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147164

【弁理士】

【氏名又は名称】向山 直樹

(72)【発明者】

【氏名】林 信幸

【合議体】

【審判長】篠塚 隆

【審判官】富澤 哲生

【審判官】野崎 大進

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１７０８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１７６２７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５６－１５６３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－７４１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－６５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－６５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G06F1/20

H05K7/20

H01L23/34-23/46

E03B7/10

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の冷却対象に向けて液体を供給する複数の配管の各々との複数の第１の接続口を長手方向に配置しており、前記複数の第１の接続口の少なくとも一部よりも長手方向における下部に配置した給水口から流入した前記液体であって、ポンプを介して前記給水口から給水された前記液体を前記複数の配管に分岐して前記複数の冷却対象に向けて供給する給水配管と、
前記給水配管から前記複数の配管を介して前記複数の冷却対象に向けて供給された前記液体を、長手方向に配置された複数の第２の接続口から回収して、前記複数の第２の接続口の少なくとも一部より長手方向における下部に配置した排水口から前記ポンプに排水する排水配管と、
を有し、
前記給水配管及び前記排水配管の少なくとも一方は、
前記給水配管又は前記排水配管の内壁と前記液体とを隔て、前記液体の凍結に起因する体積膨張によって加わる圧力によって前記内壁との間の気体層の体積が減少する方向への変形であって、前記内壁側に凸の曲線の形状に変形するように、前記給水口または前記排水口よりも長手方向における上部に配置された壁と
を有する
ことを特徴とするマニホールド。

【請求項2】

前記壁は、前記給水配管から前記複数の配管を介して前記複数の冷却対象に向けて供給された前記液体が前記排水配管から排水可能となるような位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のマニホールド。

【請求項3】

前記壁は、前記給水配管又は前記排水配管の内壁の長手方向の側面に沿って設けられることを特徴とする請求項２に記載のマニホールド。

【請求項4】

前記壁は、前記給水配管および前記排水配管における前記給水口および前記排水口と前記複数の配管との接続部分とを除くすべての内壁の側面に沿って設けられることを特徴とする請求項２に記載のマニホールド。

【請求項5】

前記壁は、前記給水配管又は前記排水配管の内壁と対面する側面に沿って設けられることを特徴とする請求項２に記載のマニホールド。

【請求項6】

前記壁は、樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマニホールド。

【請求項7】

前記壁は、ゴムであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマニホールド。

【請求項8】

複数の冷却対象に向けて液体を供給する複数の配管の各々との複数の第１の接続口を長手方向に配置しており、前記複数の第１の接続口の少なくとも一部よりも長手方向における下部に配置した給水口から流入した前記液体であって、ポンプを介して前記給水口から給水された前記液体を前記複数の配管に分岐して前記複数の冷却対象に向けて供給する給水配管と、前記給水配管から前記複数の配管を介して前記複数の冷却対象に向けて供給された前記液体を、長手方向に配置された複数の第２の接続口から回収して、前記複数の第２の接続口の少なくとも一部より長手方向における下部に配置した排水口から前記ポンプに排水する排水配管と、
前記給水配管と前記排水配管とに前記複数の配管を介して接続される複数の熱冷却用のプレートと、
を有し、
前記給水配管及び前記排水配管の少なくとも一方は、
前記給水配管又は前記排水配管の内壁と前記液体とを隔て、前記液体の凍結に起因する体積膨張によって加わる圧力によって前記内壁との間の気体層の体積が減少する方向への変形であって、前記内壁側に凸の曲線の形状に変形するように、前記給水口または前記排水口よりも長手方向における上部に配置された壁と
を有する
ことを特徴とする冷却装置。

【請求項9】

複数の冷却対象に向けて液体を供給する複数の配管の各々との複数の第１の接続口を長手方向に配置しており、前記複数の第１の接続口の少なくとも一部よりも長手方向における下部に配置した給水口から流入した前記液体であって、ポンプを介して前記給水口から給水された前記液体を前記複数の配管に分岐して前記複数の冷却対象に向けて供給する給水配管と、前記給水配管から前記複数の配管を介して前記複数の冷却対象に向けて供給された前記液体を、長手方向に配置された複数の第２の接続口から回収して、前記複数の第２の接続口の少なくとも一部より長手方向における下部に配置した排水口から前記ポンプに排水する排水配管と、
前記給水配管と前記排水配管とに前記複数の配管を介して接続される複数の熱冷却用のプレートと、
前記複数の冷却対象の何れかであるプロセッサを格納し、前記格納されたプロセッサから発生する熱を前記複数の熱冷却用のプレートのうち少なくとも何れかのプレート内に流れる液体によって吸収可能な位置に設けられる情報処理装置と、
を有し、
前記給水配管及び前記排水配管の少なくとも一方は、
前記給水配管又は前記排水配管の内壁と前記液体とを隔て、前記液体の凍結に起因する体積膨張によって加わる圧力によって前記内壁との間の気体層の体積が減少する方向への変形であって、前記内壁側に凸の曲線の形状に変形するように、前記給水口または前記排水口よりも長手方向における上部に配置された壁と
を有する
ことを特徴とする情報処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マニホールドおよび冷却装置、および情報処理システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の分野においては、電子部品の発熱量の増大に伴い、従来から用いられている空冷方式の冷却機構に代えて、液体の冷媒を循環させる液冷方式の冷却機構の採用が試みられている。

【0003】

例えば、サーバブレードを差し込む複数のスロットを有するラックマウント型サーバの場合、マニホールドを使用し、スロットに差し込むサーバブレードそれぞれに対して冷却液用の配管を設ける。

【0004】

冷却液はマニホールドに流入し、マニホールドは冷却液を一時的に蓄えることで流量の増減を平準化した後、マニホールドから各ブランチへ分配され、サーバブレードそれぞれに対して設けられた配管へ配水される。これによって、複数のサーバブレードを効率よく冷却することができる。

【0005】

例えば、特許文献１や特許文献２のような技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００９－１７０８７７号公報

【文献】特開２０１８－７４１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

例えば、寒冷地でサーバを設置する場合、点検のためなどにサーバを電源ＯＦＦにしたとき、マニホールドに残っている冷却液が凍ってしまい体積膨張することがある。冷却液の体積膨張が発生したことによる圧力に、マニホールドが耐えられなくなり破損してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

一観点によれば、液体の給水口と給水口から流入した液体を排水する排水口とを有する配管と、液体の冷却膨張による液体の体積の変動量分、体積の減少する気体層と、を有することを特徴とするマニホールドが提供される。

【発明の効果】

【0009】

マニホールド内の冷却液が凍ってしまって体積が膨張しても、マニホールドの破壊を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】各実施形態に係るサーバシステムの外観図の一例である。

【図2】各実施形態に係るクーリングプレートを接続した冷却システムの一例である。

【図3】各実施形態に係る冷却システムにおける冷却液の流れを説明するための図である。

【図4】従来のマニホールドの給水配管または排水配管の断面図である。

【図5】第１実施形態に係るマニホールドの給水配管または排水配管の断面図である。

【図6】第２実施形態に係るマニホールドの給水配管または排水配管の断面図である。

【図7】第３実施形態に係るマニホールドの給水配管または排水配管の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を用いて実施形態を説明する。

【0012】

図１（ａ）および（ｂ）は、各実施形態に係るサーバシステム１００の外観図の一例である。

【0013】

図１（ａ）に示すサーバシステム１００は情報処理システムの一例である。サーバシステム１００は、ブレードサーバ１１０と冷却システム１２０と電源ユニット１３０とサーバラック１４０とを含む。

【0014】

ブレードサーバ１１０は、複数のシステムボード１１１と複数のＩＯシステムボード１１２とを含む。

【0015】

システムボード１１１とＩＯシステムボード１１２は、情報処理装置の一例である。システムボード１１１とＩＯシステムボード１１２は、サーバラック１４０に対して抜き差し可能なサーバである。システムボード１１１とＩＯシステムボード１１２の内部には、１つもしくは複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を搭載した回路基板を備えている。これらのＣＰＵには、ＣＰＵの熱を冷却液に伝導するためのクーリングプレートが装着されている。クーリングプレート内部に冷却液を流すことによってＣＰＵの熱を冷却液に伝導させている。クーリングプレート（Ｃ／Ｐ）は、熱伝導の良い例えば銅、アルミニウム等の金属が用いられる。

【0016】

冷却システム１２０は、ブレードサーバ１１０で発生した熱を冷却するためのシステムである。

【0017】

電源ユニット１３０は、サーバラック１４０に対して抜き差し可能であり、システムボード１１１とＩＯシステムボード１１２に電力を供給するユニットである。

【0018】

サーバラック１４０は、ブレードサーバ１１０と、冷却システム１２０と、電源ユニット１３０等を搭載するラックである。

【0019】

図１（ｂ）に冷却システム１２０の詳細を示す。

【0020】

冷却システム１２０は、給水側マニホールド１５０と排水側マニホールド１６０とを含む。給水側マニホールド１５０と排水側マニホールド１６０は、例えばステンレス、銅、アルミニウム等の金属や架橋ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン（ＰＢ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂で製造される。

【0021】

給水側マニホールド１５０は、冷却液をシステムボード１１１とＩＯシステムボード１１２それぞれに搭載されているクーリングプレートに給水するための配管である。

【0022】

排水側マニホールド１６０は、システムボード１１１とＩＯシステムボード１１２の熱を吸収した冷却液をラジエータに排出するための配管である。

【0023】

冷却液は、給水側マニホールド１５０から給水され、クーリングプレートを介して、排水側マニホールド１６０から排出される。

【0024】

給水側マニホールド１５０は、給水口１５１と、給水配管１５２と、システムボード用給水配管１５３と、ＩＯシステムボード用給水配管１５４と、空気抜き弁１５５と、電動弁１５６とを含む。他にも給水側マニホールド１５０は、各種センサやフィルタなどを含んでも良い。冷却液は、例えば、水またはプロピレングリコール系不凍液またはフッ素系不活性液体が使用される。

【0025】

給水口１５１は、ラジエータなどで熱交換により冷やされた冷却液を給水配管１５２に供給する。

【0026】

給水配管１５２は、給水口１５１から供給された冷却液をシステムボード用給水配管１５３およびＩＯシステムボード用給水配管１５４に分岐させる。

【0027】

システムボード用給水配管１５３は、給水配管１５２から分岐されて供給された冷却液をシステムボード１１１に搭載されたクーリングプレートに供給する。

【0028】

ＩＯシステムボード用給水配管１５４は、給水配管１５２から分岐されて供給された冷却液をＩＯシステムボード１１２に搭載されたクーリングプレートに供給する。

【0029】

空気抜き弁１５５は、給水配管１５２に溜まってしまった空気をぬくために設けられる。給水配管１５２に空気がたまってしまうと、システムボード用給水配管１５３やＩＯシステムボード用給水配管１５４を介して流入量を調整するポンプに空気が流入してしまう。そうすると、ポンプが正常に動かずに給水口１５１における冷却液の流入量の調整ができなくなってしまう。給水配管１５２に溜まった空気を、空気抜き弁１５５を用いてぬくことができる。

【0030】

電動弁１５６は、電動モータにより弁を開閉させ、給水配管１５２に供給する冷却液の流れを適切に制御する。

【0031】

排水側マニホールド１６０は、排水口１６１と、排水配管１６２と、システムボード用排水配管１６３と、ＩＯシステムボード用排水配管１６４と、逆止弁１６５とを含む。

【0032】

排水口１６１は、システムボード１１１やＩＯシステムボード１１２の熱を吸収した冷却液を、ラジエータに排水する。

【0033】

排水配管１６２は、システムボード用排水配管１６３およびＩＯシステムボード用排水配管１６４を介して、システムボード１１１やＩＯシステムボード１１２の熱を吸収した冷却液が流入される。

【0034】

システムボード用排水配管１６３は、システムボード１１１に搭載されるクーリングプレートと接続され、クーリングプレートから供給された冷却液を排水配管１６２に供給する。

【0035】

ＩＯシステムボード用排水配管１６４は、ＩＯシステムボード１１２に搭載されるクーリングプレートと接続され、クーリングプレートから供給された冷却液を排水配管１６２に供給する。

【0036】

逆止弁１６５は、排水配管１６２に供給された冷却液が排水口１６１ではなくシステムボード用排水配管１６３やＩＯシステムボード用排水配管１６４側に逆流するのを防ぐ。

【0037】

このような構成の冷却システム１２０により、システムボード１１１およびＩＯシステムボード１１２で発生した熱を、冷却液により吸収することができる。

【0038】

図２（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、各実施形態に係るクーリングプレートを接続した冷却システム１２０の一例である。

【0039】

図２（ａ）は、クーリングプレートを接続した冷却システム１２０を説明するための図である。

【0040】

冷却システム１２０は、図１（ｂ）で説明した部品のほかに、システムボード用クーリングプレート２１０と、ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０とを含む。システムボード用クーリングプレート２１０と、ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０は、熱冷却用のプレートの一例である。

【0041】

システムボード用クーリングプレート２１０は、システムボード１１１に搭載されているＣＰＵなどが発する熱を吸収するためのプレートである。

【0042】

システムボード用クーリングプレート２１０は、システムボード１１１内にＣＰＵなどと共に搭載される。

【0043】

さらに、システムボード用クーリングプレート２１０は、システムボード用給水配管１５３と接続されることによって、システムボード用クーリングプレート２１０の内部に冷却液を流入させる。システムボード用クーリングプレート２１０は、システムボード用排水配管１６３と接続されることによって、システムボード用クーリングプレート２１０の内部に流入した冷却液を排水する。

【0044】

ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０は、ＩＯシステムボード用給水配管１５４と接続されることによって、ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０の内部に冷却液を流入させる。ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０は、ＩＯシステムボード用排水配管１６４と接続されることによって、ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０の内部に流入した冷却液を排水する。

【0045】

図２（ｂ）は、システムボード用クーリングプレート２１０の詳細図である。

【0046】

冷却液は、システムボード用クーリングプレート流入口２１１から流入し、複数のクーリングプレート２１３を経由し、システムボード用クーリングプレート流出口２１２から流出する。

【0047】

図２（ｃ）は、ＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０の詳細図である。

【0048】

冷却液は、ＩＯシステムボード用クーリングプレート流入口２２１から流入し、複数のクーリングプレート２２３を経由し、ＩＯシステムボード用クーリングプレート流出口２２２から流出する。

【0049】

図３は、各実施形態に係る冷却システム１２０における冷却液の流れを説明するための図である。

【0050】

給水口１５１から給水された冷却液は給水配管１５２を介してシステムボード用給水配管１５３またはＩＯシステムボード用給水配管１５４に給水される。このとき、給水配管１５２では、空気がポンプに流入しないように、運用中は出来るだけ給水配管１５２が満水となるように冷却液が給水される。

【0051】

各システムボード用給水配管１５３またはＩＯシステムボード用給水配管１５４に流入した冷却液は、システムボード１１１に搭載されているシステムボード用クーリングプレート２１０、またはＩＯシステムボード１１２に搭載されているＩＯシステムボード用クーリングプレート２２０に流入される。このとき、冷却液はシステムボード１１１またはＩＯシステムボード１１２で発生した熱を吸収する。

【0052】

システムボード１１１またはＩＯシステムボード１１２の熱を吸収した冷却液は、システムボード用排水配管１６３またはＩＯシステムボード用排水配管１６４を介して排水配管１６２に流入される。

【0053】

排水配管１６２も、給水配管１５２と同様に、空気がポンプに流入しないように運用中は出来るだけ排水配管１６２が満水となるように冷却液の流入量が制御されていることが望ましい。

【0054】

排水配管１６２に流入された冷却液は、排水口１６１を介してラジエータへ流入される。ラジエータでは冷却液が冷却され、ポンプを介して給水口１５１へ給水される。

【0055】

このようにして冷却液を循環させることで、システムボード１１１およびＩＯシステムボード１１２を冷却する。

【0056】

図４（ａ）および（ｂ）は、従来のマニホールドの給水配管または排水配管の断面図である。

【0057】

図４（ａ）および（ｂ）は、図３における点線３０１の断面を矢印３０２の方向からみたときの給水配管または点線３０３の断面を矢印３０４の方向からみたときの排水配管の断面図である。

【0058】

上述したとおり、給水配管や排水配管はポンプに空気が入らないように可能な限り満水となるように冷却液の流入量を制御することが望ましい（図４（ａ））。図４（ｂ）のように給水配管や排水配管が満水の状態で電源がＯＦＦとなってしまうと、外部環境等によって冷却液が凍結によって膨張し、給水配管や排水配管の一部４０１が破損してしまう。

【0059】

（実施例１）
図５（ａ）および（ｂ）は、第１実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0060】

図５（ａ）および（ｂ）は、図３における点線３０１の断面を矢印３０２の方向からみたときの給水配管１５２または点線３０３の断面を矢印３０４の方向からみたときの排水配管１６２の断面図である。

【0061】

図５（ａ）は冷却液凍結前の第１実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0062】

給水配管１５２または排水配管１６２内に、給水口１５１または排水口１６１（下部）とは逆側の位置（上部）に隔壁５１０を設けている。

【0063】

隔壁５１０は、壁の一例である。

【0064】

隔壁５１０と給水配管１５２（または排水配管１６２）の内壁との間に空気層５１１が形成され、給水口１５１より流入する冷却液は空気層５１１には流入しない。また、冷却液層５１２を満水にするように制御することで、ポンプへの空気の流入を防ぐことができる。空気層５１１は気体層の一例であり、空気以外の気体であっても適用可能である。例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウムなどが適用可能である。特に、窒素は体積変化の温度依存性が小さく安価なので実用に適する。

【0065】

また、気体層（空気層５１１）は、大気圧または加圧で封入されている必要はなく、１０^５Ｐａ程度の低真空に減圧されていても構わない。

【0066】

気体は個体に比べて熱伝導率が小さいため、空気層５１１を設けることによってマニホールド自体の断熱性が向上し、冷却液に対する凍結耐性が高めることができる。さらに、空気層５１１を低真空状態にした場合、気体による熱伝導が小さくなるため、凍結耐性をより高めることができる。

【0067】

隔壁５１０は、冷却液が凍結し膨張したときの圧力により変形する素材で作られる。隔壁５１０は、冷却液の流入による圧力ではほぼ変形しない素材で作られる。例えばゴム、樹脂など柔軟性や弾性を有する素材が隔壁をつくるために用いられる。

【0068】

図５（ｂ）は、冷却液の凍結時の第１実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0069】

冷却液層５１２に冷却液が満水の状態で冷却液が凍結した場合、凍結した冷却液の体積は約１．１倍に増える。冷却液の体積の膨張により隔壁５１０に圧力がかかる。隔壁５１０に圧力がかかることによって隔壁は変形する。これによって給水配管１５２または排水配管１６２方向への圧力は軽減されるので、給水配管１５２または排水配管１６２の破損を防止することができる。

【0070】

また、上記の実施形態では、隔壁５１０を設けることによって空気層５１１を形成したが、給水口１５１から流入する冷却液の流入量の制御によって常に空気層５１１が形成されるようにしてもよい。しかし、この場合は、各システムボード用給水配管１５３またはＩＯシステムボード用給水配管１５４に、空気層５１１の空気が流入しないように流入量を制御する必要がある。

【0071】

（実施例２）
運用開始前にテストで冷却液を循環させることがある。その場合、輸送する前には冷却液を抜いてから輸送するが、マニホールドから完全に冷却液をぬくことは難しい。その結果、マニホールドの一部に水が残ったまま寒冷地に輸送され、一時的に外に保管されることがある。

【0072】

この一時的な保管の際にも、マニホールドに残っている冷却液が凍結し、マニホールドが破損してしまう場合がある。

【0073】

実施例２に係るマニホールドは上記のようにマニホールドの一部に残っている冷却液が凍結してしまった場合にもマニホールドの破損を防ぐことができる。

【0074】

図６（ａ）および（ｂ）は、第２実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0075】

図６（ａ）および（ｂ）は、図３における点線３０１の断面を矢印３０２の方向からみたときの給水配管１５２または点線３０３の断面を矢印３０４の方向からみたときの排水配管１６２の断面図である。

【0076】

図６（ａ）は、冷却液凍結前の第１実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0077】

給水配管１５２または排水配管１６２内の側壁（給水口付近は除く）に、隔壁６１０が設けられている。隔壁６１０は、冷却液が凍結し膨張したときの圧力により変形する素材で作られる。隔壁６１０は、冷却液の流入による圧力ではほぼ変形しない素材で作られる。例えばゴム、樹脂など柔軟性や弾性を有する素材が隔壁をつくるために用いられる。

【0078】

隔壁６１０と給水配管１５２（または排水配管１６２）の内壁との間に、空気層６１１が形成され、給水口１５１より流入する冷却液は空気層６１１には流入しない。また、運用中は、冷却液層６１２を満水にするように制御することで、ポンプへの空気の流入を防ぐことができる。空気層６１１は気体層の一例であり、空気以外の気体であっても適用可能である。

【0079】

図６（ａ）は、マニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の一部に冷却液が残っている状態である。

【0080】

図６（ｂ）は、冷却液の凍結時の第２実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0081】

冷却液層６１２内の冷却液が凍結した場合、冷却液は膨張し、圧力により隔壁６１０は図６（ｂ）のとおり変形する。空気層６１１は圧縮されるものの、給水配管１５２または排水配管１６２への圧力はかからない（または軽減される）ので、給水配管１５２または排水配管１６２の破損を防止することができる。

【0082】

（実施例３）
実施例３に係るマニホールドは、給水配管１５２または排水配管１６２のほぼすべての面への圧力を軽減するためのものである。

【0083】

図７（ａ）および（ｂ）は、第３実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0084】

図７（ａ）および（ｂ）は、図３における点線３０１の断面を矢印３０２の方向からみたときの給水配管１５２または点線３０３の断面を矢印３０４の方向からみたときの排水配管１６２の断面図である。

【0085】

図７（ａ）は、冷却液凍結前の第３実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の断面図である。

【0086】

給水配管１５２または排水配管１６２内の側壁（給水口付近は除く）、および給水口１５１または排水口１６１（下部）とは逆側の位置（上部）に、隔壁７１０を設けている。隔壁７１０は、冷却液が凍結し膨張したときの圧力により変形する素材で作られる。隔壁７１０は、冷却液の流入による圧力ではほぼ変形しない素材で作られる。例えば、ゴムまたは樹脂などの、柔軟性や弾性を有する素材が隔壁をつくるために用いられる。

【0087】

隔壁７１０と給水配管１５２（または排水配管１６２）の内壁との間に、空気層７１１が形成され、給水口１５１より流入する冷却液は空気層７１１には流入しない。また、運用時は冷却液層７１２を満水にするように制御することでポンプへの空気の流入を防ぐことができる。空気層７１１は気体層の一例であり、空気以外の気体であっても適用可能である。

【0088】

図７（ｂ）は、冷却液の凍結時の第３実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管の断面図である。

【0089】

冷却液層７１２内の冷却液が凍結した場合、冷却液は膨張し、圧力により隔壁７１０は図７（ｂ）のとおり変形する。空気層７１１は圧縮されるものの、給水配管１５２または排水配管１６２への圧力はかからない（または軽減される）ので、給水配管１５２または排水配管１６２の破損を防止することができる。

【0090】

また、図７（ｂ）の例では満水状態で冷却液が凍結しているが、第３実施形態に係るマニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２は、第２実施形態と同じように、マニホールドの給水配管１５２または排水配管１６２の一部に冷却液が残っている状態であっても、冷却液の凍結時に側面に沿って設けられた隔壁７１０が変形することによって、給水配管１５２または排水配管１６２の破損を防止することができる。

【0091】

マニホールド内に設けた空気層と液体層の比率と、マニホールドが満水状態で凍結時の破損の有無について実験結果を以下の表で示す。

【0092】

【表1】

【0093】

上記のとおり、マニホールド内に設ける空気層が４％以上となるようにマニホールド内に隔壁を設けることで、凍結時のマニホールドの破損を防ぐことができる。

【0094】

以上の実施例に限らず、ポンプに空気が流入しない位置に隔壁を設け、空気層を形成すればマニホールドの破損を防ぐことができる。

【符号の説明】

【0095】

１００ サーバシステム
１１０ ブレードサーバ
１１１ システムボード
１１２ ＩＯシステムボード
１２０ 冷却システム
１３０ 電源ユニット
１４０ サーバラック
１５０ 給水側マニホールド
１６０ 排水側マニホールド
２１０ システムボード用クーリングプレート
２２０ ＩＯシステムボード用クーリングプレート
５１０、６１０、７１０ 隔壁
５１１、６１１、７１１ 空気層
５１２、６１２、７１２ 冷却液層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】