JP6720752B2 - 液浸冷却装置、液浸冷却システム、及び液浸冷却装置の制御方法 - Google Patents
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Description
以下、本願が開示する技術の第1実施形態について説明する。
図1に示されるように、第1実施形態に係る液浸冷却装置20は、ラック10に収容される。ラック10には、複数の液浸冷却装置20がラック10の高さ方向に収容される。このラック10は、箱状に形成される。また、ラック10の前面10F側には、液浸冷却装置20を収容する収容口12が形成される。さらに、ラック10の収容口12の両側には、一対の支柱14が設けられる。
図2に示されるように、液浸冷却装置20は、後述する情報処理装置40を冷却する装置である。この液浸冷却装置20は、筐体22と、液冷ユニット50と、液流発生器60とを備える。なお、本実施形態では、液浸冷却装置20と情報処理装置40とによって液浸冷却システムが構成される。
冷媒槽24内には、情報処理装置40が収容される。情報処理装置40は、収容口12から冷媒槽24内に収容される。この情報処理装置40は、第1冷媒W1に浸けられた状態で、冷媒槽24内に収容される。
高発熱電子部品46は、液冷ユニット50によって冷却される。液冷ユニット50は、液冷ジャケット52と、冷媒冷却器56と、第2冷媒循環配管54と、ポンプ58とを有する。
冷媒槽24には、液流発生器60が設けられる。液流発生器60は、冷媒槽24の下部24Lに、第1冷媒W1に浸された状態で収容される。この液流発生器60は、例えば、第1冷媒W1を所定方向に送出する液中ポンプ(水中ポンプ)又は液中ファン(水中ファン)とされる。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成の部材等には、第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
図3に示されるように、第2実施形態に係る記載の液浸冷却装置70は、第1冷媒循環配管72と、流動ポンプ74とを有する。
第1冷媒循環配管72は、冷媒槽24内の第1冷媒W1を循環させる循環配管である。この第1冷媒循環配管72は、筐体22の設備室32に収容される。また、第1冷媒循環配管72の一端部72Aは、冷媒槽24の下部24Lに接続される。一方、第1冷媒循環配管72の他端部72Bは、冷媒槽24の上部24Uに接続される。
図3に示されるように、第1冷媒循環配管72には、流動ポンプ74が設けられる。流動ポンプ74は、作動することにより、第1冷媒循環配管72内の第1冷媒W1を第1冷媒循環配管72の一端部72Aへ送出する液中ポンプ(水中ポンプ)とされる。この流動ポンプ74が作動すると、冷媒槽24内の第1冷媒W1が第1冷媒循環配管72を介して循環される。
次に、第2実施形態の変形例について説明する。
次に、第1実施形態及び第2実施形態に共通の変形例について説明する。なお、以下では、第1実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は、第2実施形態にも適宜適用可能である。
次に、液浸冷却装置の冷却性能の解析について説明する。
図4及び図5に示されるように、実施例に係る液浸冷却装置80の解析モデルは、冷媒槽82と、冷媒循環装置84と、液冷ジャケット86とを備える。冷媒槽82には、第1冷媒W1が収容される。冷媒循環装置84は、冷媒槽82に第1冷媒W1を供給する供給口84Aと、冷媒槽82から排出された第1冷媒W1を回収する排出口84Bとを有する。なお、図4に示される矢印Vは、第1冷媒W1の流れを示す。
図6に示されるように、比較例に係る液浸冷却装置110の解析モデルは、冷媒槽112を備える。冷媒槽112には、第1冷媒W1が収容される。また、冷媒槽112は、第1冷媒W1が供給される供給口112Aと、第1冷媒W1を排出する排出口112Bとを有する。なお、図6に示される矢印Vは、第1冷媒W1の流れを示す。
表8には、実施例及び比較例に係る液浸冷却装置80,100のCPU(CPUモジュール92,122)、DIMM96,126、及びHDD94,124、第1冷媒W1の排出口84B,112B、及び第2冷媒W2の排出口86Bの解析温度が示される。表8に示されるように、実施例に係る液浸冷却装置80の方が、比較例に係る液浸冷却装置110よりもCPU(CPUモジュール92)、DIMM96、及びHDD94の解析温度の最小値が小さい。
電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、
前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給する供給配管と、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出する排出配管と、
前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる流動部と、
を備える液浸冷却装置。
(付記2)
前記流動部は、前記冷媒槽内に設けられ、第1冷媒を流動させる液流発生器を有する、
付記1に記載の液浸冷却装置。
(付記3)
前記液流発生器は、前記供給配管及び前記排出配管の少なくとも一方へ向けて第1冷媒を流動させる、
付記2に記載の液浸冷却装置。
(付記4)
前記液流発生器は、前記冷媒槽の下部に配置され、第1冷媒を上方へ流動させる、
付記2又は付記3に記載の液浸冷却装置。
(付記5)
前記供給配管及び前記排出配管は、前記液流発生器の上方に配置される、
付記2〜付記4の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記6)
前記流動部は、
前記冷媒槽に両端部が接続される第1冷媒循環配管と、
前記第1冷媒循環配管に設けられ、前記第1冷媒循環配管内の第1冷媒を前記第1冷媒循環配管の一端部を介して前記冷媒槽へ送る流動ポンプと、
を有する、
付記1〜付記5の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記7)
前記第1冷媒循環配管の前記一端部は、前記供給配管及び前記排出配管よりも下方で前記冷媒槽に接続され、
前記第1冷媒循環配管の他端部は、前記供給配管及び前記排出配管よりも上方で前記冷媒槽に接続される、
付記6に記載の液浸冷却装置。
(付記8)
前記第1冷媒循環配管の他端部は、前記第1冷媒循環配管の前記一端部よりも上方で、前記冷媒槽に接続される、
付記6に記載の液浸冷却装置。
(付記9)
前記供給配管及び前記排出配管は、金属管を含む、
付記1〜付記8の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記10)第1,第2実施形態
前記金属管は、銅製又はアルミニウム製とされる、
付記9に記載の液浸冷却装置。
(付記11)
前記液浸冷却装置はさらに、
前記排出配管と前記供給配管とを接続する接続配管と、
前記接続配管に設けられ、前記接続配管内を流れる第2冷媒を冷却する冷媒冷却器と、
を備える、
付記1〜付記10の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記12)
前記接続配管に設けられ、前記接続配管内の第2冷媒を前記供給配管へ送るポンプを備える、
付記11に記載の液浸冷却装置。
(付記13)
前記供給配管、前記排出配管、及び接続配管は、前記液冷ジャケットと前記冷媒冷却器との間で第2冷媒を循環させる第2冷媒循環配管を形成する、
付記11又は付記12に記載の液浸冷却装置。
(付記14)
前記供給配管は、前記冷媒槽の下部に配置され、
前記排出配管は、前記冷媒槽の上部に配置される、
付記1〜付記13の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記15)第1,第2実施形態
第2冷媒の熱伝導率は、第1冷媒の熱伝導率よりも高い、
付記1〜付記14の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記16)
第1冷媒は、電気絶縁性を有する不活性冷媒である、
付記1〜付記15の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記17)
第2冷媒は、水である、
付記1〜付記16の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記18)
前記液冷ジャケットは、前記電子装置の上方に配置される、
付記1〜付記17の何れか1つに記載の液浸冷却装置。
(付記19)
電子装置と、
前記電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、
前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給する供給配管と、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出する排出配管と、
前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる流動部と、
を備える液浸冷却システム。
(付記20)
電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、を有する液浸冷却装置の制御方法において、
前記冷媒槽に設けられるとともに第1冷媒に浸された供給配管が、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給し、
前記冷媒槽に設けられるとともに第1冷媒に浸された排出配管が、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出し、
前記液浸冷却装置が備える流動部が、前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる液浸冷却装置の制御方法。
24 冷媒槽
24L 下部
24U 上部
46 高発熱電子部品(電子部品の一例)
52 液冷ジャケット
54 第2冷媒循環配管
54A 供給配管
54B 排出配管
54C 接続配管
56 冷媒冷却器
58 ポンプ
60 液流発生器(流動部の一例)
70 液浸冷却装置
72 第1冷媒循環配管(流動部の一例)
72A 一端部
72B 他端部
74 流動ポンプ(流動部の一例)
W1 第1冷媒
W2 第2冷媒
Claims (9)
- 電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、
前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給する供給配管と、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出する排出配管と、
前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる流動部と、
を備え、
前記流動部は、前記冷媒槽内に設けられ、第1冷媒を流動させる液流発生器を有する、
液浸冷却装置。 - 前記液流発生器は、前記供給配管及び前記排出配管の少なくとも一方へ向けて第1冷媒を流動させる、
請求項1に記載の液浸冷却装置。 - 前記液流発生器は、前記冷媒槽の下部に配置され、第1冷媒を上方へ流動させる、
請求項1又は請求項2に記載の液浸冷却装置。 - 前記供給配管及び前記排出配管は、前記液流発生器の上方に配置される、
請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の液浸冷却装置。 - 前記流動部は、
前記冷媒槽に両端部が接続される第1冷媒循環配管と、
前記第1冷媒循環配管に設けられ、前記第1冷媒循環配管内の第1冷媒を前記第1冷媒循環配管の一端部を介して前記冷媒槽へ送る流動ポンプと、
を有する、
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の液浸冷却装置。 - 前記第1冷媒循環配管の前記一端部は、前記供給配管及び前記排出配管よりも下方で前記冷媒槽に接続され、
前記第1冷媒循環配管の他端部は、前記供給配管及び前記排出配管よりも上方で前記冷媒槽に接続される、
請求項5に記載の液浸冷却装置。 - 前記液浸冷却装置はさらに、
前記排出配管と前記供給配管とを接続する接続配管と、
前記接続配管に設けられ、前記接続配管内を流れる第2冷媒を冷却する冷媒冷却器と、
を備える、
請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の液浸冷却装置。 - 電子装置と、
前記電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、
前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給する供給配管と、
前記冷媒槽に設けられ、第1冷媒に浸されるとともに、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出する排出配管と、
前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる流動部と、
を備え、
前記流動部は、前記冷媒槽内に設けられ、第1冷媒を流動させる液流発生器を有する、
液浸冷却システム。 - 電子装置を浸す第1冷媒を収容する冷媒槽と、前記電子装置に設けられ、内部を流れる第2冷媒によって前記電子装置を冷却する液冷ジャケットと、を有する液浸冷却装置の制御方法において、
前記冷媒槽に設けられるとともに第1冷媒に浸された供給配管が、前記冷媒槽の外から前記液冷ジャケットに第2冷媒を供給し、
前記冷媒槽に設けられるとともに第1冷媒に浸された排出配管が、前記液冷ジャケットの内部を流れた第2冷媒を前記冷媒槽の外に排出し、
前記冷媒槽内に設けられるとともに前記液浸冷却装置が備える液流発生器が、前記冷媒槽内の第1冷媒を流動させる、
液浸冷却装置の制御方法。
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