JP6267848B1 - Cooling equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電子機器を冷却するための冷却設備であって、既存の設備よりも簡便に実現可能な冷却設備を提供する。【解決手段】冷却設備100は、複数の電子機器110を冷却するための冷却装置であって、冷却液101と、冷却液101を保持する冷却槽102と、冷却槽102内において複数の電子機器110を収容するためのラック103とを備える。冷却液101としては水が挙げられる。ラック103は、サーバなどを収容するためのサーバラック、ルータ・ハブなどのネットワーク機器ないし通信機器を収容するためのネットワークラックなどを含み、収容された複数の電子機器110を冷却液101に接触させるように構成されている。ラック103に収容される複数の電子機器110には、防水性のある、粒子によるシールディングが施されており、通常の動作を損なうことなく、冷却液101と直接接触させることができる。【選択図】図1A cooling facility for cooling a plurality of electronic devices, which can be realized more easily than existing facilities. A cooling facility is a cooling device for cooling a plurality of electronic devices, and includes a cooling liquid, a cooling tank holding the cooling liquid, and a plurality of electronic devices in the cooling tank. And a rack 103 for accommodating 110. An example of the cooling liquid 101 is water. The rack 103 includes a server rack for accommodating servers and the like, a network rack for accommodating network devices and communication devices such as routers and hubs, and the like, and a plurality of accommodated electronic devices 110 are brought into contact with the coolant 101. It is configured as follows. The plurality of electronic devices 110 accommodated in the rack 103 are sealed with particles that are waterproof and can be directly brought into contact with the coolant 101 without impairing normal operation. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、冷却設備に関し、より詳細には、複数の電子機器を冷却するための冷却設備に関する。 The present invention relates to a cooling facility, and more particularly to a cooling facility for cooling a plurality of electronic devices.
近年、さまざまな分野でクラウド化が進展しており、クラウドサービスを支えるデータセンターの消費電力が大きく増大傾向にある。さらなるクラウド化が見込まれる上、IoT、人工知能などといった先端技術の広がりも消費電力の増加を加速している。日本を含めて各国において、データセンターにおける消費電力は全消費電力の1〜数%にも達する状況にあり、省エネ化は、喫緊の問題である。 In recent years, cloud computing has progressed in various fields, and the power consumption of data centers that support cloud services has been greatly increasing. In addition to the anticipated cloud computing, the spread of advanced technologies such as IoT and artificial intelligence is accelerating the increase in power consumption. In each country including Japan, the power consumption in data centers reaches 1 to several percent of the total power consumption, and energy saving is an urgent issue.
データセンターとは、各種のサーバ、ストレージ、ネットワーク機器等のIT機器ないし電子機器を動作させることに特化した施設の総称であり、大量の機器からの発熱に対応するための空調設備などのデータセンター付随設備の重要性が増している。 A data center is a general term for facilities that specialize in operating IT equipment or electronic equipment such as various servers, storage, and network equipment, and data such as air conditioning equipment to cope with the heat generated by a large amount of equipment. The importance of facilities associated with the center is increasing.
既存の冷却設備の一例として、データセンター自体を冷涼地域に建設し、冷温の外気を活用した外気冷房が挙げられる。 As an example of existing cooling equipment, there is an outside air cooling system in which a data center itself is constructed in a cool area and cold outside air is utilized.
いくつかの方式が冷却設備として存在するものの、今後更に必要となる省エネ化を簡便に実現するための改善が求められている。 Although several systems exist as a cooling facility, there is a need for improvement in order to easily realize energy saving that will be required in the future.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の電子機器を冷却するための冷却設備であって、既存の設備よりも簡便に実現可能な冷却設備を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is a cooling facility for cooling a plurality of electronic devices, and a cooling facility that can be realized more simply than existing facilities. It is to provide.
このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、複数の電子機器を冷却するための冷却装置であって、冷却液と、前記冷却液を保持する冷却槽と、前記冷却槽内において前記複数の電子機器を収容するためのラックとを備え、前記冷却液は、水を含み、前記ラックは、前記複数の電子機器を前記冷却液に接触させることを特徴とする。 In order to achieve such an object, a first aspect of the present invention is a cooling device for cooling a plurality of electronic devices, comprising a cooling liquid, a cooling tank holding the cooling liquid, and the cooling A rack for accommodating the plurality of electronic devices in the tank, wherein the cooling liquid contains water, and the rack brings the plurality of electronic devices into contact with the cooling liquid.
また、本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記ラックは、前記複数の電子機器を前記冷却液に直接接触させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the rack directly contacts the plurality of electronic devices with the coolant.
また、本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様において、前記複数の電子機器は、それぞれ防水シールディングが施されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, each of the plurality of electronic devices is subjected to waterproof shielding.
また、本発明の第4の態様は、第3の態様において、前記防水シールディングは、直径10nm未満のナノ粒子を含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the waterproof shielding includes nanoparticles having a diameter of less than 10 nm.
また、本発明の第5の態様は、第4の態様において、前記ナノ粒子は、前記電子機器の表面に埋め込まれていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the nanoparticles are embedded in a surface of the electronic device.
また、本発明の第6の態様は、第5の態様において、前記電子機器の前記表面は、約20〜250nmのギャップを有するであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the surface of the electronic device has a gap of about 20 to 250 nm.
また、本発明の第7の態様は、第4から第6のいずれかの態様において、前記ナノ粒子は、シリコン粒子であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the fourth to sixth aspects, the nanoparticles are silicon particles.
また、本発明の第8の態様は、第1から第7のいずれかの態様において、前記水は、純水ではないことを特徴とする。 In addition, according to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the water is not pure water.
また、本発明の第9の態様は、第8の態様において、前記水は、海水であることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the water is seawater.
また、本発明の第10の態様は、第1から第9のいずれかの態様において、前記冷却液の前記冷却槽への入口及び出口をさらに備えることを特徴とする。 The tenth aspect of the present invention is characterized in that, in any of the first to ninth aspects, an inlet and an outlet of the cooling liquid to the cooling tank are further provided.
また、本発明の第11の態様は、第1から第9のいずれかの態様において、前記冷却液は、前記冷却槽内で循環することを特徴とする。 An eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to ninth aspects, the coolant circulates in the cooling tank.
また、本発明の第12の態様は、第11の態様において、前記冷却液の温度を低下させるための熱交換器をさらに備えることを特徴とする。 The twelfth aspect of the present invention is characterized in that, in the eleventh aspect, a heat exchanger for reducing the temperature of the coolant is further provided.
また、本発明の第13の態様は、第1から第12のいずれかの態様の冷却装置と、前記ラックに収容された複数の電子機器とを備えることを特徴とする冷却システムである。 A thirteenth aspect of the present invention is a cooling system comprising the cooling device according to any one of the first to twelfth aspects and a plurality of electronic devices housed in the rack.
また、本発明の第14の態様は、第13の態様において、前記冷却装置が海、川、湖又はダム内に浸されていることを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the cooling device is immersed in a sea, a river, a lake, or a dam.
本発明の一態様によれば、ラックに収容した複数の電子機器を水を冷却液として接触させることによって、既存の設備よりも簡便に実現可能な冷却装置を実現することができる。 According to one embodiment of the present invention, a cooling device that can be realized more simply than existing equipment can be realized by bringing a plurality of electronic devices housed in a rack into contact with water as a coolant.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1に、本発明の第1の実施形態にかかる冷却設備の断面図を示す。冷却設備100は、複数の電子機器110を冷却するための冷却装置であって、冷却液101と、冷却液101を保持する冷却槽102と、冷却槽102内において複数の電子機器110を収容するためのラック103とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cooling facility according to the first embodiment of the present invention. The
冷却液101としては、水が挙げられる。水を用いた場合、低温への冷却の必要性が緩和され、常温での動作が可能となる。
An example of the
ラック103は、サーバなどを収容するためのサーバラック、ルータ・ハブなどのネットワーク機器ないし通信機器を収容するためのネットワークラックなどを含み、収容された複数の電子機器110を冷却液101に接触させるように構成されている。冷却液101と複数の電子機器110との間に介在する要素が存在することも可能であるが、両者を直接接触させることが可能である。
The
冷却設備100は、さらに冷却液101の冷却槽102への入口104、出口105及び流路106を備える。流路106は、ノズルなどの冷却液101の冷却槽102への導入口を有し、ラック103の各収容位置に対応する複数の導入口106Aを有していてもよい。冷却槽102の底面付近に流路106を配置し、入口104から供給される冷却液101を複数の導入口106Aから吐き出すように構成すると、冷却液101を冷却槽102の全体に流通させることができ、対流による冷却効果を高めることができる。また、ラック103の各収容位置に対応させて複数の導入口106を設けることによって、各電子機器の冷却性能を均一にすることができる。
The
ラック103に収容される複数の電子機器110には、粒子による防水性のあるシールディングが施されており、通常の動作を損なうことなく、冷却液101と直接接触させることができる。粒子は、シリコンなどのナノ粒子であり、平均直径10nm未満、7nm未満、より好ましくは2nm未満のナノ粒子が好ましい。より具体的には、1.5nm以上2.0nm未満がたとえば好ましい。粒子は、各電子機器の表面に埋め込まれていることが好ましい。
The plurality of
防水性のある、粒子によるシールディングを施すことによって、冷却液101を純水よりも電気伝導度の高い不純物を含む水(純粋ではない水)とすることが可能となり、常温での動作が安価に可能となる。たとえば、水道水、海水などを用いることができる。
By providing particle-based shielding that is waterproof, it is possible to make the
図3及び4に、各電子機器又はその構成要素の表面にナノ粒子が埋め込まれている概略図を示す。PCBボードなどの平坦でない表面に対しても、2リットルなど数リットルのナノ粒子溶液に数秒間浸した後、約30分ベーキングを行い乾燥させることにより、シールディングを施すことができる。各電子機器又はその構成要素の表面には、20〜250nm程度のギャップが存在することがあり、これらのギャップをナノ粒子で埋めることが可能である。 3 and 4 show schematic views in which nanoparticles are embedded on the surface of each electronic device or its components. Even an uneven surface such as a PCB board can be shielded by immersing it in a nanoliter solution of several liters such as 2 liters for several seconds, followed by baking for about 30 minutes and drying. There may be gaps of about 20 to 250 nm on the surface of each electronic device or its component, and these gaps can be filled with nanoparticles.
防水性のあるシールディングは、ナノ粒子を含む1層のシールディングに加えて、1又は複数の層をさらにシールディング又はコーティングして性能を高めることも可能である。 In addition to a single layer of shielding containing nanoparticles, the waterproof shielding can be further shielded or coated with one or more layers to enhance performance.
このように、本実施形態によれば、水を冷却液101として簡便に実現可能な冷却設備100を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide the
なお、冷却設備100は、複数の冷却設備を設け、前後の冷却設備100の入口104及び出口105を直列に接続することもできる。
Note that the
また、複数の電子機器110は、ラック103に収容されて冷却設備100と共に冷却システムを構成する。
The plurality of
また、冷却液101として海水を用いる場合には、冷却設備100を海底等の海中に設置することができる。あるいは、冷却設備100は、海、川、湖、ダムなどの中で水に浸してもよい。
When seawater is used as the
なお、上述の説明においては、電子機器110としてサーバ、PCBボードなどを例に記述を行ったが、リチウムイオン電池などの電池や、その他の発熱を伴う装置に対しても本発明は同様に適用可能である。
In the above description, a server, a PCB board, and the like are described as examples of the
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、入口104及び出口105を通して冷却液101が通過していく解放系のシステムを説明したが、冷却液501を冷却槽502内で循環させる閉鎖系のシステムも考えられる。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the open system in which the
図5に、第2の実施形態にかかる冷却設備の概略図を示す。冷却設備500は、冷却液501と、冷却液501を保持する冷却槽502と、冷却槽502内において複数の電子機器110を収容するためのラック503とを備える。
FIG. 5 shows a schematic diagram of a cooling facility according to the second embodiment. The
第1の実施形態にかかる冷却設備100と異なる点は、冷却液501が冷却槽502内で循環している点である。循環には、サーキュレーションポンプをたとえば用いることができる。
The difference from the
複数の電子機器110から循環する冷却液501に与えられる熱は、ラジエーターなどの熱交換器504によって放熱され、冷却液501の温度が低下する。たとえば、冷却設備500を海底等の海中に設置して、熱交換器504において冷却液501からの熱を海水に放熱することが可能である。
Heat given to the
100 冷却設備
101 冷却液
102 冷却槽
103 ラック
104 入口
105 出口
106 流路
106A 排出口
301 表面
302 ナノ粒子
401 表面
402 ナノ粒子
500 冷却設備
501 冷却液
502 冷却槽
503 ラック
504 熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (10)
冷却液と、
前記冷却液を保持する冷却槽と、
前記冷却槽内において前記複数の電子機器を収容するためのラックと
を備え、
前記冷却液は、水を含み、
前記複数の電子機器は、それぞれ直径10nm未満のナノ粒子を含む防水シールディングが施されており、
前記ラックは、前記複数の電子機器を前記冷却液に接触させることを特徴とする冷却装置。 A cooling device for cooling a plurality of electronic devices,
Coolant,
A cooling tank for holding the coolant;
A rack for accommodating the plurality of electronic devices in the cooling tank,
The coolant includes water,
Each of the plurality of electronic devices is subjected to waterproof shielding including nanoparticles having a diameter of less than 10 nm,
The rack is configured to bring the plurality of electronic devices into contact with the coolant.
前記ラックに収容された複数の電子機器と
を備えることを特徴とする冷却システム。 A cooling device according to any one of claims 1 to 7,
A cooling system comprising: a plurality of electronic devices housed in the rack.
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