特表 2024-535275 液浸冷却プラットフォームおよびその構成要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-30

(54)【発明の名称】液浸冷却プラットフォームおよびその構成要素

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20240920BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G06F1/20 C

G06F1/20 A

H05K7/20 M

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024516922

(86)(22)【出願日】2022-09-14

(85)【翻訳文提出日】2024-05-13

(86)【国際出願番号】 US2022043473

(87)【国際公開番号】W WO2023043802

(87)【国際公開日】2023-03-23

(31)【優先権主張番号】17/476,217

(32)【優先日】2021-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524100024

【氏名又は名称】モディーン エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136744

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 佳正

(72)【発明者】

【氏名】シャー，ジミル

(72)【発明者】

【氏名】マーテル，ジェイコブ

【テーマコード（参考）】

5E322

【Ｆターム（参考）】

5E322AA09

5E322DA01

5E322DA02

5E322DA03

5E322DA04

5E322DB01

5E322DB04

5E322DB12

5E322EA03

5E322FA01

(57)【要約】

本開示は、浸漬冷却システムおよびプロセスに言及する。代表的な実施形態は、例示的なパススループレートを用いて容器内部と外部を相互連結するためのインターフェースを含む。追加の実施形態は、容器の開口部領域に炭素テープを含む。１つの例示的な実施形態において、容器の頂部ドア上で凝縮される任意の流体を戻すためのレッジが設けられ得る。代表的な特徴は、ローラカバーまたは覆い、構成要素を清浄化するために噴霧を送達するためのパイプ、および／または、早期故障を防ぐためにポンプを冷却することをさらに含み得る。他の実施形態は、ポンプの寿命を向上させる機構、必要な流体を減少させる隙間充填材、および改善された蒸気管理技術を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱伝導性の凝縮可能な誘電性流体を保持するように構成された容器と、
前記容器の内部圧力を低減または増加させるための圧力コントローラと、
前記誘電性流体中に少なくとも部分的に浸漬されるように構成されたコンピュータ構成要素と、
前記誘電性流体を前記容器のサンプ領域から引き込み、前記誘電性流体をフィルタに通し、前記誘電性流体を前記容器のバス領域に送達するように構成された流体循環システムと
を備える、システム。

【請求項2】

前記圧力コントローラが、ベローズ、空気－蒸気分離器、および前記容器に流体的に結合されたベントを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

圧力弁、真空弁、またはそれらの両方が、前記空気－蒸気分離器と前記ベントとの間に設けられる、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記容器内の圧力センサと、管理システムとをさらに備える、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記管理システムが、前記容器内の圧力を検出し、前記圧力が第１の閾値を上回る、または第２の閾値を下回る場合、前記圧力弁を開けるように構成される、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記空気－蒸気分離器に結合された乾燥剤と、蒸気検出センサとをさらに備える、請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

前記乾燥剤に結合された入口－出口をさらに備える、請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

ドアと、フレームとをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

（１）前記フレームに取り付けられた炭素トラップ、または（２）蒸気－空気分離器をさらに備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記ドアに取り付けられたレッジをさらに備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

ローラカバーまたは覆いをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記ローラカバーまたは前記覆いが、前記容器の一側部から前記容器の他の側部まで延びるように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記ローラカバーまたは前記覆いが、前記コンピュータ構成要素の上に延びるように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

パススループレートをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

前記パススループレートが、信号または流体を伝送するためのモジュールを備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記パススループレートおよび前記モジュールが、気密封止される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記モジュールが、エポキシ樹脂によって封止された導体を有する、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

ポンプが、前記コンピュータ構成要素を保持するシャーシに流体的に結合されたパイプへ前記誘電性流体を移動させるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

ポンプが、前記コンピュータ構成要素に前記誘電性流体の流れを送達するように構成されたパイプへ前記誘電性流体を移動させるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項20】

前記パイプが、ノズルを含む、請求項１８に記載のシステム。

【請求項21】

ポンプを早期故障から守るために前記ポンプを冷却することに誘電性流体を用いるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項22】

凝縮器からポンプ領域の方に向けて凝縮された誘電性流体を向けるように構成される、請求項２１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、参照により本明細書に組み入れられる、ＴＭＧＧｏｒｅ，ＬＬＣによって所有される、２０１９年１１月１１日出願の名称「Ｌｉｑｕｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｐｌａｔｆｏｒｍ」のＰＣＴ国際公開第２０２０／１０２０９０号に関連する。

【0002】

本開示は、例えばカスタマイズ可能なパススループレート（pass through plate）ならびに他の有用な特徴を含む液浸冷却システムである、任意のハードウェア入力および出力仕様に適合された液浸冷却システムに関する。

【背景技術】

【0003】

従来のコンピューティングおよび／またはサーバシステムは、種々の構成要素を冷却するのに空気を利用している。従来の液体または水冷コンピュータは、コンピュータ構成要素から熱を奪うのに流液を利用するが、コンピュータ構成要素と液体自体との間の直接の接触を回避するものである。非導電性および／または誘電性の流体の開発により、構成要素から直接液体へと熱を奪うためにコンピュータ構成要素および他の電子部品が誘電性または非導電性の液体に浸漬され得る浸漬冷却の使用が可能となる。浸漬冷却は、コンピュータ構成要素を冷却するのに必要な総エネルギーを低減するのに用いることができ、充分な冷却に必要な空間および機器の量を減少させることもできる。

【0004】

液浸冷却システムは、様々なコンピューティングニーズについて実施されている。しかし、これらのシステムのそれぞれの実施は、異なるハードウェア仕様を必要とし得る。例えば、各システムについての電力、信号、データ、ならびに流体入力および出力のハードウェア設計は、カスタマの特定のニーズ、システムが実施される国または州、および実施の正確な性質（例えば、グラフィック集約的使用または処理集約的使用）に応じて変わり得る。それと同時に、液浸冷却システムは、通常、揮発性物質、および場合によって簡単に蒸発することがある非常に高価な誘電性流体を利用し、したがって特に蒸気の保管は液浸冷却システムの重要な態様であり得る。したがって、電力、信号、データ、ならびに流体入力および出力ハードウェア仕様ごとに簡単に適合可能な浸漬冷却システムを述べることが有益である。

【発明の概要】

【0005】

有利には、本出願は、例示的なパススループレートを用いて容器内部と外部を相互連結する新しいインターフェースに関係する。本出願はさらに、容器の開口部領域に炭素テープを配置することによって達成され得る蒸気保管技術について述べる。本開示はさらに、容器の頂部ドア上で凝縮される任意の流体を戻すためのレッジについて述べる。本開示はさらに、残留物および堆積物が容器のコンピュータ構成要素上に形成されないことを確実にする噴霧技術について述べる。加えて、本開示はさらに、より長く持ちこたえるおよび／または故障を防ぐように、流体循環および／または他のポンプ作用を助けることができる方法およびシステムに関する。

【0006】

本開示の例示的な実施形態の上記その他の目的、特徴および利点は、添付の特許請求の範囲と併せて、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

【0007】

本開示の様々な実施形態は、さらなる目的および利点と併せて、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって最も良く理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の例示的な一実施形態による液浸冷却システムの図である。

【図2】例示的な一実施形態による例示的なパススループレートの図である。

【図3】例示的な一実施形態による他の例示的なパススループレートの図である。

【図4】例示的な容器における複数のパススループレートの上面図である。

【図5】例示的な一実施形態によるさらに他の例示的なパススループレートの図である。

【図6】例示的な一実施形態によるさらに他の例示的なパススループレートの図である。

【図7】本開示の他の例示的な実施形態による液浸冷却システムおよび蒸気管理システムの図である。

【図8】例示的な一実施形態による浸漬冷却システムの例示的なドアの図である。

【図9】例示的な一実施形態による浸漬冷却システムの例示的なドアの図である。

【図10】例示的な一実施形態による、蒸気流出を防ぐことに使用され得る例示的なカバーの図である。

【図11】本開示の例示的な一実施形態による、汚染を防ぐおよび／または性能を向上させる噴霧構成要素を含む液浸冷却システムの図である。

【図12】例示的な一実施形態として、ポンプを故障から守るためにポンプの方に冷却流体を向けるための凝縮器ディフレクタの図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施形態の以下の説明は、本発明の様々な態様の特徴および教示を具体的に述べるように数字を参照して非限定的な代表例を提供する。記載される実施形態は、実施形態の説明から、他の実施形態と別々に、または組み合わせて実施することができるとして理解すべきである。実施形態の説明を検討する当業者は、本発明の異なる記載された態様を学習し理解することができるはずである。実施形態の説明は、特に包含されないが本実施形態の説明を読んだ当業者の知識範囲内にある他の実装形態が本発明の適用例と一致するものと理解される程度まで、本発明を理解しやすくするはずである。

【0010】

パススループレート
１つの例示的な実施形態において、浸漬冷却システムまたは容器は、バス領域、サンプ領域、コンピューティングデバイス、ロボット、圧力制御システム、および管理システムを含み得る。容器は、熱交換器を用いて冷却され得る、大気圧（またはその範囲内）に維持される圧力制御されるタンクであり得る。コンピューティングデバイスは、容器のバス領域内の誘電性流体に浸され得る。コンピューティングデバイスは、ネットワークに接続され得、誘電性流体に浸されている間、様々な処理および計算タスクを実施することができる。容器は、バス領域、コンピューティングデバイス、およびサンプ領域にアクセスするための蓋を含み得る。容器は、圧力制御システムに流体的に結合され得る。ロボットは、蓋が開放されているとき、コンピューティングデバイスを容器のバス領域から上昇させることができる。ロボットは、上昇させたコンピューティングデバイスを、コンピューティングデバイスの保管のために設けられるマガジン内、または車両上に置くことができる。ロボットは、コンピューティングデバイスをマガジン（または車両）から上昇させ、それを、バス領域から上昇されたコンピューティングデバイスの位置に置くこともできる。ロボットは、容器、車両、または他の場所に取り付けることができる。

【0011】

１つの例示的な実施形態において、容器は、容器の外に配置された様々な入力および／または出力ケーブルに接続され得る。これらのケーブルは、電力、データ、および／または信号を容器にもたらすことができる。これらのケーブルは、容器内に配置された１つまたは複数のケーブルまたはデバイスに電気的に結合され得るパススループレートに電気的に結合され得る。１つの例示的な実施形態において、容器は、容器の外に配置された様々な流入および／または流出パイプに連結され得る。これらのパイプは、誘電性流体、蒸気、および／または冷却流体を容器にもたらすことができるパススループレートに流体的に結合され得る。これらのパイプは、容器内に配置された１つまたは複数のパイプに流体的に結合され得る。１つの例示的な実施形態において、容器は、容器の外に配置された様々な入力および／または出力光ファイバケーブルに接続され得る。これらの光ファイバケーブルは、データおよび／または信号を容器に提供することができる。これらの光ファイバケーブルは、容器内に配置された１つまたは複数の光ファイバケーブルまたはデバイスに結合され得るパススループレートに結合され得る。これらの例は、パススループレートの様々な実施形態を例示している。当業者には、パススループレートが、他の信号、情報、データ、物体、物などを容器に伝えるまたは移すことができることを理解されよう。

【0012】

図１は、本開示の例示的な一実施形態による液浸冷却システム１００を示す。この例示的な実施形態において、液浸冷却システム１００は、容器１１０および車両１３０を含み得る。容器１１０は、バス領域１１１、サンプ領域１１２、流体１１３、コンピュータ構成要素１１４、ポンプ１１５、フィルタ１１８、ドア１１６、管理システム１１７、熱交換器１１９およびパススループレート１２０を含み得る。コンピュータ構成要素１１４は、流体１１３中に浸漬され得る。車両１３０は、ロボット１３１を含み得る。ロボット１３１は、ドア１１６が開放されているとき、コンピュータ構成要素１１４を上昇させ、そのコンピュータ構成要素１１４を車両１３０上に置くことができる。

【0013】

この例示的な実施形態において、パススループレート１２０は、容器１１０の頂部に配置され得る。しかし、当業者なら、パススループレート１２０が容器１１０の側部、底部、またはさらにはドア１１６に配置されてもよいことが理解されよう。パススループレート１２０は、例えば１つまたは複数のねじを用いて容器に取り付けられる平らな金属シートであってもよい。パススループレート１２０と容器１１０との間には、容器１１０からの蒸気のあらゆる漏出を防ぐためにガスケットがあり得る。

【0014】

図２は、例示的な一実施形態による例示的なパススループレート１２０を示す。この例示的な実施形態において、パススループレート１２０は、容器１１０の頂部に配置され得る。パススループレート１２０は、複数のサブプレート２２０、２３０、２４０、および２５０を含み得る。パススループレート１２０は、例えばモジュール２１０である、１つまたは複数のモジュールを含み得る。サブプレート２２０、２３０、２４０、および２５０のうちの１つまたは複数は、例えばモジュール２２１、２３１、２４１、２５１、および２５２である、１つまたは複数のモジュールを含み得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、通電または電子信号を伝えるための気密封止された媒体であり得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、例えば液体または蒸気である流体を移動させる気密封止された導管であり得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールおよび／またはサブプレートは、容器の本体に直接取り付けられ得る。１つの例示的な実施形態において、パススループレートは複数のモジュールを含み得る。

【0015】

図２の例示的な実施形態において、モジュール２１０、２５１、および２５２は、流体を通すことに利用され得る。例えば、モジュール２１０は、誘電性流体源に連結され得る。モジュール２１０は、容器１１０のバス領域１１１に誘電性流体を充填することに使用され得る。他の例としては、モジュール２５１および２５２は、容器１１０に対する冷却液の流入および流出に使用され得る。この例において、容器１１０は、モジュール２５１から冷却液を受けることができる熱交換器を含み得る。熱は、容器１１０から液体へ伝達され得る。熱が液体に伝達された後、温かい液体がモジュール２５２を用いて容器１１０の外に送られ得る。

【0016】

図２の例示的な実施形態において、モジュール２２０、２３１、および２４１は、電気および／もしくは信号を容器１１０に送る、ならびに／または電気および／もしくは信号を容器１１０から受けることに使用され得る。例えば、モジュール２２１は、受電して容器１１０をその演算動作のために起動することに使用され得る。他の例として、モジュール２３１は、コマンドを容器１１０に送るおよび／またはコマンドを容器１１０から受けることに使用され得る。これらのコマンドは、容器１１０の動作を促進することができる。さらに他の例として、モジュール２４１は、データ信号を送るおよび／受けることに使用され得る。

【0017】

図３は、例示的な一実施形態による他の例示的なパススループレート３００を示す。この例示的な実施形態において、パススループレート１２０は、容器１１０の側部に配置され得る。パススループレート３００は、サブプレート３１０および３２０、ならびにモジュール３１１、３２１、および３３１を含み得る。この例示的な実施形態において、モジュールは、高電流電力および／または信号を伝送することができる。他の例として、モジュールは、フィルタ、光ファイバコネクタ、および／またはイーサネットコネクタとして動作することができる。

【0018】

図４は、例示的な容器４００における複数のパススループレートの上面図を示す。この例示的な実施形態においては、複数のパススループレート４１０、４２０、４３０、および４５０が設けられ得る。各パススループレートは、例えばモジュール４１１、４２１、および４３１である、１つまたは複数のモジュールを含み得る。容器４００はさらに、誘電性流体を容器４００内に移すためのモジュール４４０を含み得る。パススループレート４５０は、圧力解放弁を含み得る。圧力解放弁は、圧力が所定量を上回ったとき、または別の所定量を下回ったとき、容器４００内の圧力を維持することができる。１つの例において、パススループレート４５０はさらに、容器内に乾燥剤およびファンを含み得る。乾燥剤は、水分を容器４００から除去することができ、ファンは、タンク内で空気および／または蒸気を循環させることができる。１つの例において、ファンは、乾燥剤の作用を促進することができる。

【0019】

図５は、例示的な一実施形態による例示的なパススループレート５００を示す。この例示的な実施形態において、パススループレート５００は、導体５１１およびシール５１２を含み得る、モジュール５１０を含み得る。導体５１１は、電力を容器に伝送するためのバー、ロッド、またはワイヤ（例えば銅から作られる）であってもよい。導体５１１は、例えば電力ケーブルが容器内の導体５１１に結合され得るように、パススループレート５００を通ることができる。シール５１２は、パススループレート５００が気密封止される、例えばパススループレート５００を通って蒸気が容器から逃げることができないように、パススループレート５００と導体５１１との間の空間を埋めることができる。

【0020】

図６は、例示的な一実施形態による例示的なパススループレート６００を示す。この例示的な実施形態において、パススループレート６００は、イーサネットプラグ６２０、シール６３０および外層６４０を備える、モジュール６１０を含み得る。この例示的な実施形態において、イーサネットケーブルの外被は除去され、ケーブ内のワイヤの各個別の撚線は、シール６３０を用いて封止される。これは、イーサネットプラグを通した蒸気の漏出を防ぐことができる。

【0021】

１つの例示的な実施形態において、パススループレートまたはサブプレートは平坦であってもよい。１つの例示的な実施形態において、シーラントのコートは、パススループレートまたはサブプレートに施され得る。例えば、エポキシ樹脂またはプラスタのコートが施され得る。１つの例において、パススループレートまたはサブプレートは、容器の本体に圧力により適用され得る。例えば、ねじなどの取付機構は、パススループレートまたはサブプレートを容器の本体に圧力により取り付けることができる。１つの例示的な実施形態において、パススループレートまたはサブプレートは、容器を気密封止するように、パススループレートまたはサブプレートの下にガスケットまたは他の封止機構を含み得る。例えば、Ｏ－リングまたは他の封止機構は、容器からの蒸気漏出を防ぐように、パススループレートまたはサブプレートの下に設けられ得る。１つの例示的な実施形態において、パススループレートおよびサブプレートは、同じ構成要素、類似の構造を含み得る、および／または同じ機能を果たすことができる。１つの例示的な実施形態において、容器は、パススループレートだけを含み、サブプレートを含まない。１つの例示的な実施形態において、容器は、サブプレートだけを含み、パススループレートを含まない。

【0022】

１つの例示的な実施形態において、モジュールは、一方が外部、もう一方が内部の２つのインターフェースを有することができる。外部インターフェースは、容器外部からの引込ケーブルに結合され得る。モジュールの内部インターフェースは、容器内部の他のプラグまたはケーブルに結合され得る。容器内部のプラグまたはケーブルは、コンピューティングデバイスまたは他のデバイスもしくはシステム（例えば、管理システム）に電気的に結合され得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、パススループレート、サブプレートまたは容器の外側本体にボルト締めされ得る。モジュールは、モジュールとパススループレートまたは容器との間の連結部を気密封止するようにその下にＯ－リングなどのガスケットを含み得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、例えばエポキシ樹脂またはプラスタなどの封止材料を用いてモジュールの外層に固定される中央の導体を含み得る。エポキシ樹脂またはプラスタは、導体とモジュールの外層との間の連結部を気密封止することができる。１つの例示的な実施形態において、シールは、誘電性流体に曝されることに適合性がある。１つの例示的な実施形態において、シールは金属で接着することができる。１つの例示的な実施形態において、モジュールはイーサネットプラグを含み得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、ＤＢ－１５信号コネクタまたはＰＣＢケーブルを含み得る。１つの例示的な実施形態において、モジュールは、銅棒などの金属棒を含み得る。

【0023】

蒸気管理システム
図７は、本開示の例示的な一実施形態による液浸冷却システム７００を示す。この例示的な実施形態において、液浸冷却システム７００は、タンク７１０を含み得る容器７０５を含み得る。タンク７１０は、バス領域７１１、サンプ領域７１２、流体７１３、コンピュータ構成要素７１４、ポンプ７１５、フィルタ７１８、ドア７１６、管理システム７１７、熱交換器７１９、およびパススループレート７２０を含み得る。１つまたは複数のコンピュータ構成要素７１４は、流体７１３中に浸漬され得る。

【0024】

タンク７１０は、ベント７４０と結合され得る。ベント７４０は、ベローズ７３０に結合され得、また、圧力制御弁７５０を介して蒸気－空気分離器７６０に結合され得る。圧力制御弁７５０は、タンク圧力の平衡を保つように必要に応じて空気を取り入れるまたは解放することができ、いくつかの実施形態において、弁７５０は、一方が空気を取り入れ、もう一方が空気を解放する、２つの別個の弁を含むこともある。この例示的な実施形態において、蒸気－空気分離器７６０は、乾燥剤７８０に結合され得る蒸気凝縮器７７０に結合され得る。乾燥剤７８０は、空気入口－出口７９０に結合され得る。例示的なタンク７１０は上述の構成要素のうちの１つまたは複数を含み得るので、それらのそれぞれは、任意選択的に存在する。いくつかの実施形態において、図７のタンクの外部の上述した構成要素のうちの１つまたは複数は、含まれなくてもよく、または他の構成要素と組み合わされてもよい。すなわち、第２の熱交換器７４１および蒸気凝縮器７７０はともに任意選択であり、動作状態および他の構成要素に応じて必須でなくてもよい。他の実施形態において、第２の熱交換器７４１および／または蒸気凝縮器７７０によってもたらされる冗長構成は、例えば蒸気が過剰な誘電性流体を含むとき、有用となることがある。他の実施形態において、第２の熱交換器７４１によってもたらされる冗長構成は、ベローズに行く前の空気－蒸気混合物からの蒸気量を減少させ、凝縮された蒸気をタンクに戻す。他の実施形態において、ベント７４０および第２の熱交換器７４１は、図７に示されるように別個ではなく組み合わされてもよい。他の実施形態において、凝縮器７７０によってもたらされる冗長構成は、空気－蒸気分離器によって分離される蒸気を凝縮し、再使用するようにそれを液体状態で収集する。他の実施形態において、ヒータによってもたらされる冗長構成は、吸着剤から蒸気を脱着させ、それをタンク（７１０）に戻すように、高温掃引ガスを蒸気－空気分離器（例えば、炭素および／または活性炭）の方に向けて供給する。誘電性流体損失を検出する１つまたは複数の任意選択のセンサが用いられてもよい。例えば、蒸気－空気分離器（７６０）からの蒸気の漏出を検出するように、蒸気－空気分離器（７６０）および／または蒸気凝縮器（７６０）および／またはヒータに連結された蒸気センサがあってもよい。いくつかの実施形態において、誘電性流体センサが、可能性のある誘電性流体漏出を検出するように、ベントに、またはベント近くに配置されてもよい。

【0025】

１つの例示的な実施形態において、タンク７１０内の蒸気の圧力が所望圧力を上回って増加するとき、蒸気はベント７４０に流入することができる。第１の動作モードにおいて、圧力制御弁７５０は閉じられ得る。したがって、蒸気は、ベローズ７３０内に蓄積され得、こうしてタンク７１０の圧力は所望レベルに維持され得る。１つの例示的な実施形態において、ベント７４０は、タンクからベローズ７３０への蒸気の強制移動のためのファンを含み得る。１つの例示的な実施形態において、ベント７４０は、蒸気をベローズ７３０に送る前に蒸気を凝縮することができる第２の熱交換器７４１を含み得る。この例において、凝縮された蒸気は、タンク７１０に戻され得るが、任意の残りの蒸気は、ベローズ７３０に移動され得る。１つの例示的な実施形態において、ベント７４０およびタンク７１０に対してベローズ７３０を連結および／または連結解除するために、ベント７４０とベローズ７３０との間に弁があってもよい。ベローズ７３０は、例えばタンク内の圧力が閾圧力を上回って増加した場合、またはベローズが破れた場合、管理システム７１７によって連結解除され得る。

【0026】

１つの例示的な実施形態において、タンク７１０は、圧力センサを含み得る。タンクの圧力が所定の閾圧力を上回って増加したとき、圧力制御弁７５０は、例えば管理システム７１７からの信号を用いて、開けられ得る。この例示的な実施形態において、蒸気は、蒸気－空気分離器７６０に入ることができる。蒸気－空気分離器７６０は、空気と混合された任意の蒸気を捕らえることができる炭素床であってもよい。結果的に、蒸気分子は、蒸気－空気分離器７６０に留まることができ、空気は、凝縮器７７０へと進むことができる。凝縮器７７０はさらに、空気中に残る任意の蒸気分子を捕らえることができる。空気は、蒸気凝縮器７７０の後、乾燥剤７８０へと進むことができ、容器７０５から出て大気に入ることができる。

【0027】

１つの例示的な実施形態において、タンク７１０の圧力が所望圧力より低下したとき、タンク７１０は、ベント７４０から蒸気を引き込むことができる。第１の動作モードにおいて、圧力制御弁７５０は、閉じられ得る。したがって、蒸気は、ベローズ７３０から引き込まれ、こうしてタンク７１０の圧力は所望レベルで維持され得る。１つの例示的な実施形態において、ベント７４０は、例えばファンを用いて、蒸気をベローズ７３０からタンク７１０内へ移動させることができる。

【0028】

１つの例示的な実施形態において、タンク７１０は、圧力センサを含み得る。タンクの圧力が所定の閾圧力より低下したとき、圧力制御弁７５０は、例えば管理システム７１７からの信号を用いて、開けられ得る。この例示的な実施形態において、空気は、タンク７１０内の圧力を維持するために、大気から引き込まれ、タンク７１０内へと移動され得る。例えば、大気空気は、空気入口－出口７９０から引き込まれ、乾燥剤７８０内に通され得る。乾燥剤７８０は、入来空気からあらゆる水分を除去することができる。次いで、入来空気は、任意選択で、ヒータ（または蒸気凝縮器７７０）を通り、蒸気－空気分離器７６０に達することができる。入来空気は、蒸気分子を蒸気－空気分離器７６０からピックアップすることができ、蒸気を、ベント７４０を通してタンク７１０へ送達することができる。

【0029】

１つの例示的な実施形態において、蒸気凝縮器７７０は、容器７０５の任意選択の構成要素であってもよい。１つの例示的な実施形態において、蒸気凝縮器７７０は、炭素床からの蒸気分子の脱離を促進するようにヒータに取って代わられてもよい。

【0030】

炭素トラップ（carbon trap）および流体戻し機構
図８は、例示的な一実施形態による浸漬冷却システムの例示的なドアを示す。この例示的な実施形態において、容器８００は、コンピュータ構成要素をタンク８０５から取り出すために開けられ得るドア８１０を含み得る。図８（Ａ）は、ドアが閉じられているときのドア８１０を示し、図８（Ｂ）は、ドアが開けられているときのドア８１０を示す。１つの例示的な実施形態において、コンピュータ構成要素をタンク８０５から取り出すことは、結果的に蒸気の損失になり得る。したがって、この例示的な実施形態において、１つまたは複数の炭素トラップが、蒸気がタンク８０５から逃げる前に蒸気を吸収または吸着するように、ドア８１０付近の周りまたは内部に設けられ得る。用いられる特定のタイプの炭素トラップは、構成要素、動作状態、および容器構成に応じて変わり得る。適当な炭素トラップは、これらに限定されないが、流体損失が起こる可能性のある場所またはその近くに配置される、炭素テープ、炭素糊、吸収または吸着するための炭素を含むタンク上の溝、およびそれらの組合せを含む。図８（Ｂ）に示されるように、テープ８２０は、蒸気がタンク８０５から逃げる前に蒸気を吸収および／または吸着するように、ドア８１０付近の周りまたは内部に設けられ得る。例えば、炭素テープ８２０は、ドア８１０上に設けられ得る。他の例として、炭素テープ８２０は、タンク８０５のフレーム８１２上に設けられ得る。炭素テープ８２０は、例えばタンク８０５の開口部８１１の１、２、３、またはさらに５インチである、開口部８１１の閾距離内にあり得る。１つの例において、炭素テープ８２０は、タンク８０５の天井に取り付けられ得る。

【0031】

図９は、例示的な一実施形態による浸漬冷却システムの例示的なドアを示す。この例示的な実施形態において、容器８００は、コンピュータ構成要素をタンク８０５から取り出すために開けられ得るドア８１０を含み得る。１つの例示的な実施形態において、容器８００が動作中のとき、容器８００の内部温度は、容器８００の外および／または周りの環境の温度よりも高くなり得る。したがって、タンク８０５からの蒸気は、ドア８１０において凝縮することがある。ドア８１０が開けられると、ドア８１０上の凝縮された流体がタンク８０５の外に滴ることがある。したがって、ドア８１０は、例えばドアが開いている間、またはドアが閉められるとき、流体を収集しその流体をタンク８０５内へと案内するための（内部または外部に）レッジ９１０を含み得る。１つの例において、流体をドア８１０から収集する他の機構が設けられてもよい。例えば、ドア８１０は、ドアの底部が常に開口部８１１の上にあるように開けられてもよく、例えばドア８１０の底部が、ドアが開けられるとき、開口部８１１の方に向けて押されてもよい。このように、任意の流体が滴る場合、それはタンク８０５内へと滴る。１つの例示的な実施形態において、流体忌避コートが、ドア８１０上における流体の凝縮を防止するためにドア８１０に施されてもよい。他の例示的な実施形態において、開口部８１１の周りの金属エンクロージャのような障害物が、流体損失を予防するために用いられてもよい。そのような障害物は、誘電性流体蒸気の上を流れタンクの上の領域の外にそれを動かす乱流空気または風から誘電性流体蒸気を保護することができる。炭素トラップはさらに、フレームに取り付けられてもよく、または蒸気－空気分離器が用いられてもよく、そこにおいて空気は脱着機構のように掃引ガスとして用いられる。

【0032】

内部タンクカバーまたは蓋の下の覆い（overlayment）
図１０は、例示的な一実施形態による例示的なタンクカバーを示す。この例示的な実施形態において、容器８００は、ドア８１０を含み得る。ドア８１０は、コンピュータ構成要素をタンク８０５から取り出すために開けられ得る、またはメンテナンスもしくは他の目的のために開けられ得る。タンク８０５は、開口部８１１の一部またはすべてに延び覆うことができる、１つまたは複数の引込式カバーまたはローラカバー１０１０をさらに含み得る。カバーは、典型的には、蓋が何らかの理由で開けられている間の蒸気損失を防ぐように、蓋の下かつ液体流体の上に配置される。１つの例示的な実施形態において、コンピュータ構成要素を取り換える間の流体蒸発を防ぐために、ローラカバー１０１０は、ロボットまたは手動または巻き上げ装置またはクレーンによって取り替えられないコンピュータ構成要素の頂部を覆うように延ばされ得る。１つの例において、容器８００は、関連のレール１０２０をそれぞれ含む２つ以上のローラカバー１０１０を含み得る。あるいは、２つ以上のローラカバー１０１０が、１つのレール１０２０を共用してもよい。１つまたは複数のローラカバー１０１０の向きは、コンピュータ構成要素の向きに対して平行であってもよい。このように、コンピュータ構成要素が取り替えられるとき、各ローラカバーは、対象のコンピュータ構成要素の隣のすべてのコンピュータ構成要素を覆うように延ばされ得る。例えば、サーバ１２が取り替えられる場合、１つのローラカバーまたは進行ベースのカバー（progression based covering）が、サーバ１～１１を覆うことができ、その一方で第２のローラカバーがサーバ１３を覆う。サーバ１２が修理または取り替えられた後、蓋は閉じられ、ローラは、その元の位置まで巻き上げられる。１つの例において、タンク８１０は、ローラカバー１０１０の各側にレール１０２０を含み得る。ローラカバー１０１０は、ローラカバー１０１０をレール１０２０に結合しタンク８１０内におけるローラカバー１０１０の動きを促進するフック１０３０を含み得る。ローラカバー１０１０および／またはフック１０３０は、機械的な運動のためのアクチュエータに連結され得る。

【0033】

ローラカバーは、１つまたは複数の材料が誘電性流体の浸透を可能にしない限り、またはそうではなくて例えば相当な汚染物の導入によってシステムの動作を妨害することがない限り、あらゆる材料または材料の組合せからなってもよい。適当な材料としては、例えば、プラスチック、金属、またはそれらの組合せ、好ましくは望ましくないレベルの汚染物をシステムに導入しないプラスチックが挙げられ得る。１つの実施形態において、ローラカバーは、ガレージ扉と同様のやり方で巻かれるように一連のヒンジを含む、金属または金属の組合せを含む。

【0034】

ローラカバーは、例えば、手動、電気的、空気圧的など任意の好都合なやり方で作動され得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のローラカバーは、例えばセンサ、圧力および温度制御、電力など、構成要素の全システムのすべてまたは一部分の管理のためのコントローラに動作可能に接続されている。このように、コントローラは、蓋が、例えばメンテナンス、サーバ故障、サーバ交換など任意の理由で開けられる前に、適切なやり方で１つまたは複数のローラカバーを自動的に作動させることができる。

【0035】

隙間充填材ブロックまたはサーバエクステンダ（server extender）
１つの例示的な実施形態において、タンクのバス領域を充填するのに必要な流体量を最小限に抑えるために、例えばサーバエクステンダを含む隙間充填材ブロックが必要に応じてシステムに追加され得る。１つの例示的な実施形態において、配置および除去が比較的簡単な隙間充填材ブロックまたはサーバエクステンダが用いられ得る。この例示的な実施形態において、１つまたは複数の隙間充填材ブロックまたはサーバエクステンダは、例えばシャーシに液体を充填するのに必要な空間を最小限に抑えるように、シャーシ近くまたはシャーシ内に加えられ得る。１つの例において、隙間充填材は、誘電性流体と適合性のある、および／またはシステムの機能性を実質的に妨げない任意の材料または材料の組合せから作られ得る。そのような材料としては、これらに限定されないが、ポリカーボネート、鋼、ＨＤＰＥ、ＴＥＰＰ、延伸ポリプロピレン、およびそれらの任意の組合せが挙げられる。１つの例において、隙間充填材ブロックは、容器の動作の間にブロックが動かないことを確実にするように、シャーシに螺着され得る。１つの例において、隙間充填材には空気が充填され得る。いくつかの実施形態において、隙間充填材またはサーバエクステンダは、誘電性流体から熱を除去するヒートシンクとして機能してもよく、または、冷却されるべき構成要素の方に流体を向けるダクトとして働くこともできる。

【0036】

いくつかの実施形態において、隙間充填材は、１つまたは複数のサーバエクステンダであってもよい。これは、特に、サーバには様々なサイズがあるので、有用であり得る。エクステンダは、所与のサーバの長さ、幅、および／または高さを増大するように変えるのに有用となり得る。このように、システムにおけるすべてのサーバまでの２つ以上のサーバがシステム内において実質的に同一の寸法であってもよい。これは、必要な流体を減少させるように隙間を埋めるために有用であり、および／または、同じサイズの構成要素を配置するように様々なロボットを構成することができるので自動化の促進に有用であり得る。

【0037】

バス領域に流体を再導入するための噴霧機構
１つの例示的な実施形態において、浸漬冷却システムまたは容器は、バス領域、サンプ領域、コンピューティングデバイス、圧力制御システム、および管理システムを含み得る。容器は、熱交換器を用いて冷却され得る、大気圧（またはその範囲内）または大気圧近くに維持される圧力制御されたタンクであってもよい。コンピューティングデバイスは、容器のバス領域内の誘電性流体中に浸され得る。１つの例示的な実施形態において、容器は、バス領域またはサンプ領域から流体を引き込むためのポンプを含み得る。ポンプは、フィルタを通して流体を流し、その流体をサンプ領域またはバス領域に戻すことができる。

【0038】

１つの例示的な実施形態において、コンピューティングデバイスは、シャーシ内に配置され得る。ロボットは、コンピュータ構成要素がタンクから取り出される必要があるとき（例えば、管理システムによって命令されたとき）、シャーシを上昇させることができ、または、コンピュータ構成要素がタンク内に配置される必要がある場合（例えば、管理システムによって命令されたとき）、タンク内にシャーシを配置することができる。

【0039】

いくつかの実施形態において、誘電性流体は、加熱されたコンピュータ構成要素もしくはサーバをより良好に冷却するように、および／または、汚染物が構成要素もしくはサーバ上に生じないように乱流をもたらすように、加熱されたコンピュータ構成要素またはサーバに向けられ得る。１つの例示的な実施形態において、タンクは、導管（パイプなど）、およびシャーシにおいて流体を噴霧するためのノズルを含み得る。例えば、パイプはタンクの底部に延び、パイプは、各ノズルがシャーシを指すようにノズルを有し得る。ノズルは、各シャーシ内のコンピュータ構成要素に流体流を向けることができる。流体流をコンピュータ構成要素に向けることによって、流体の流れがコンピュータ構成要素を洗浄し、それによって任意の残留物がコンピュータ構成要素に付着することを防ぐことができる。１つの例示的な実施形態において、パイプは、タンクの側部または頂部に延びることができ、ノズルは、シャーシの側部または頂部からシャーシを指すことができる。１つの例示的な実施形態において、シャーシは孔を含んでもよく、ノズルがそこに流体を向ける。

【0040】

図１１は、本開示の例示的な一実施形態による液浸冷却システム１００を示す。この例示的な実施形態において、液浸冷却システム１００は、容器１１０を含み得る。容器１１０は、バス領域１１１、サンプ領域１１２、流体１１３、コンピュータ構成要素１０１４、ポンプ１１５、フィルタ１１８、ドア１１６、管理システム１１７、熱交換器１１９、およびパススループレート１２０を含み得る。コンピュータ構成要素１０１４は、流体１１３中に浸漬され得る。

【0041】

液浸冷却システム１００は、ポンプ１１５に連結されたパイプ１０１０を含み得る。パイプ１０１０は、シャーシ１０３０内に配置されてあってもよいコンピュータ構成要素１０１４に流体を向けるための１つまたは複数のノズル１０２０を含み得る。この例示的な実施形態において、ポンプ１１５は、流体をサンプ領域から引き込み、それをフィルタ１１８に通すことができる。ポンプ１１５はさらに、汚染物を流し出すことに使用され得、またはこれは、必要に応じて別個のポンプにより行われることもある。その後、流体は、パイプ１０１０へと移動され得、パイプ１０１０は、ノズル１０２０を通してコンピュータ構成要素１０１４に流体を噴霧することができる。コンピュータ構成要素１０１４は、シャーシ１０３０内に配置され得る。ノズル１０２０は、必要に応じてシャーシ１０３０に取り付けられ得る。

【0042】

１つの例示的な実施形態において、ポンプは、流体をバス領域からパイプ１０１０を通して引き込むことができる。この例示的な実施形態において、ノズルは、流体を引き込みやすくする他の構成要素に取って代わられてもよい。

【0043】

ポンプの保護
図１１と同様のいくつかのシステムにおいて、ポンプ１１５は、加熱流体環境（誘電性流体の沸点近く）、またはポンプブレードにおける蒸気の発生、誘電性流体の粘性および／もしくは稠密な性質、ならびに／または、システムからのモータおよびインペラに対する一般需要などの因子により、キャビテーションのように故障する傾向があり得る。そのような場合において、ポンプを故障から守る、および／またはポンプの寿命を延ばすために、ポンプを取り巻く環境を冷却することが有用となり得る。そのような冷却は、任意の好都合なやり方で行われ、冷却量は、システムおよびポンプのニーズに応じて変わり得る。１つの実施形態において、過冷却流体の最大全部までのその少なくとも一部分を、熱交換器または凝縮器から、サンプ領域内またはシステムに応じた他の場所であってもよいポンプの場所に直接向けることが有用であり得る。過冷却流体の向きは、任意の好都合なやり方で実施され得る。いくつかの実施形態において、過冷却流体は、ポンプ領域にパイプで直接送られ得る。他の実施形態において、ディフレクタまたは溝タイプのシステムが、所望の場所への過冷却流体の移動に用いられ得る。他の追加のまたは代替の実施形態において、ポンプを囲繞する流体は、冷蔵装置または他の冷却装置によって冷却され得る。図１２は、過冷却流体を、サンプ領域内にあってもよいポンプ近くの場所に移動させることに用いられるディフレクタまたは凝縮液コレクタ１２００を示す。そのようなディフレクタは、ポンプを保護するために過冷却流体をポンプ近くに移動させることに使用されてもよいパイプによって取って代わられてもよく、またはパイプに追加されてもよい。加えて、または別法として、凝縮器は、ポンプがあるサンプ領域の直接上にあってもよく、いくらかの流体がサンプにいくらか向かう形でメインタンクの方に向けられ得るか、実施形態によってはすべての流体がサンプ領域に行くことができ次いで好都合なやり方でメインタンクへと循環され得るかのどちらかである。

【0044】

前述の明細書において、様々な実施形態が添付の図面を参照して述べられてきた。しかし、様々な修正および変更がそれに加えられてもよく、また、追加の実施形態が、以下の特許請求の範囲内に示される本発明のより広範な範囲から逸脱することなく実施され得ることが明白になる。したがって、本明細書および図面は、限定的なものとしてではなく例示として解釈されるべきである。

【符号の説明】

【0045】

１～１１ サーバ
１２ サーバ
１３ サーバ
１００ 液浸冷却システム
１１０ 容器
１１１ バス領域
１１２ サンプ領域
１１３ 流体
１１４ コンピュータ構成要素
１１５ ポンプ
１１６ ドア
１１７ 管理システム
１１８ フィルタ
１１９ 熱交換器
１２０ パススループレート
１３０ 車両
１３１ ロボット
２１０ モジュール
２２０ サブプレート
２２１ モジュール
２３０ サブプレート
２３１ モジュール
２４０ サブプレート
２４１ モジュール
２５０ サブプレート
２５１ モジュール
２５２ モジュール
３００ パススループレート
３１０ サブプレート
３１１ モジュール
３２０ サブプレート
３２１ モジュール
３３１ モジュール
４００ 容器
４１０ パススループレート
４１１ モジュール
４２０ パススループレート
４２１ モジュール
４３０ パススループレート
４３１ モジュール
４４０ モジュール
４５０ パススループレート
５００ パススループレート
５１０ モジュール
５１１ 導体
５１２ シール
６００ パススループレート
６１０ モジュール
６２０ イーサネットプラグ
６３０ シール
６４０ 外層
７００ 液浸冷却システム
７０５ 容器
７１０ タンク
７１１ バス領域
７１２ サンプ領域
７１３ 流体
７１４ コンピュータ構成要素
７１５ ポンプ
７１６ ドア
７１７ 管理システム
７１８ フィルタ
７１９ 熱交換器
７２０ パススループレート
７３０ ベローズ
７４０ ベント
７４１ 熱交換器、第２の熱交換器
７５０ 圧力制御弁
７６０ 蒸気－空気分離器
７７０ 蒸気凝縮器
７８０ 乾燥剤
７９０ 空気入口－出口
８００ 容器
８０５ タンク
８１０ ドア
８１１ 開口部
８１２ フレーム
８２０ 炭素テープ
９１０ レッジ
１０１０ ローラカバー、パイプ
１０１４ コンピュータ構成要素
１０２０ レール、ノズル
１０３０ フック、シャーシ
１２００ ディフレクタ、凝縮液コレクタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】