浸液冷却槽架及其制作方法

技术领域

本发明涉及浸液冷却系统。更特定地，本发明涉及用于计算机设备的一种浸液冷却架。

背景技术

计算机构件(例如：服务器)包括多种通过一般电源供应器供电的电子构件。服务器由于内部电子装置(例如：控制器、处理器及存储器)的运作而产生大量的热。散热效率低而导致的过热将有死机(shut down)或妨碍此类装置运转的可能性。因此，现有的服务器设计为依赖通过服务器内的气流以带走由电子构件所产生的热。服务器经常包括附接至电子构件(例如：处理单元)的各种散热器(heat sinks)。散热器吸收来自电子构件的热，而将热传递远离上述构件。来自散热器的热必须被排放远离服务器。用以排放上述热的气流通常由一风扇系统产生。

由于高性能系统的改善，需要被去除的热量随着电子构件的每一新世代变得愈来愈高。随着功效更强的构件出现，现有结合风扇系统的空气冷却不足以有效地去除新世代电子构件所产生的热。液体冷却的发展受到冷却需求的增加所刺激。由于液体冷却较好的热性能(如热传系数)，液体冷却为目前公认用于快速移除热的解决方案。在室温下，空气的热传系数只有0.024W/mK，而冷却剂(例如：水)具有0.58W/mK的热传系数，也就是空气的热传系数的24倍。因此，液体冷却用在从热源将热传送至辐射器(radiator)更为有效，且容许从关键零件移除热而无噪音(noise)污染。

在浸液冷却系统中，计算机构件(例如：服务器、切换装置、及存储装置)将会被浸入容纳冷却剂的槽(tank)中。此种系统的底盘未被密封，且冷却剂液体可循环通过构件之间以带走所产生的热。为了进行维修，计算机构件从槽的顶部被拉出。计算机构件通常为并排放置，而槽的占地面积(foot print)限制了槽中装置的数量。

因此，具有对于增加可存储在一浸液冷却系统中的计算机构件数量的系统的需求。

发明内容

根据一实施例，一种用于数个发热构件的浸液冷却槽架包括：多个浸液冷却槽，每一浸液冷却槽具有一基部以及数个侧面，用于容纳冷却剂液体。至少一水平伸缩滑轨装设在每一浸液冷却槽的相对侧面上以及浸液冷却槽架的相对侧壁上。水平伸缩滑轨可在一关闭位置与一延伸开放位置之间移动，以容许浸液冷却槽水平地滑动进出浸液冷却槽架。多个支撑结构装设在每一浸液冷却槽的基部上。每一支撑结构对应浸液冷却槽其中之一。每一支撑结构包括设置在支撑结构的基部的一轮组件。支撑结构从浸液冷却槽的基部延伸至支撑浸液冷却槽架的一地面。

根据另一实施例，一种用于制作一浸液冷却槽架的方法，上述浸液冷却槽架用于存储数个发热构件，上述方法包括：提供多个浸液冷却槽。每一浸液冷却槽界定一内部容纳空间，容纳空间用于承载冷却剂液体及数个发热构件。将至少一伸缩滑轨安装在每一浸液冷却槽的相对侧面上以及浸液冷却槽架的相对侧壁上。伸缩滑轨可在一关闭位置与一延伸开放位置之间移动，以容许浸液冷却槽滑动进出浸液冷却槽架。将多个支撑结构装设至每一浸液冷却槽的一基部。每一支撑结构对应浸液冷却槽其中之一。每一支撑结构包括一轮组件，轮组件设置在支撑结构的基部。支撑结构从浸液冷却槽的基部延伸至支撑浸液冷却槽架的一地面。

上述发明内容并非意欲代表各个实施例或本发明的每种型态。反而，前述发明内容仅提供阐述的一些新颖的型态及特征的其中一种范例。上述的特征及优点以及本发明的其他特征及优点将从以下说明书的代表实施例及模式以及附图及所附权利要求变得全然地明显。

附图说明

本发明将从以下示例性实施例的描述并参照附图而被更加地理解，其中：

图1为本发明的一些实施例的浸液冷却槽的立体图；

图2为本发明的一些实施例，包括多个堆叠的浸液冷却槽的浸液冷却架的立体图；

图3为本发明的一些实施例的图2的浸液冷却架的立体图，绘示堆叠的浸液冷却槽可操作以滑动进出浸液冷却架。

本发明容许各种变更及替代形式。一些代表的实施例已在附图中以范例呈现并在本文详细地描述。然而，可以了解的是，并无意限制本发明于揭露的特定形式。反而，在所附的权利i要求定义的本发明的精神及范畴之中，本发明涵盖所有变更、等效及替代物。

符号说明

100，210a，210b，210b’，210c：浸液冷却槽

104：侧壁

106：基部

110：开放顶部

120，120’：发热构件

130：容纳空间

200：浸液冷却架

212a，212b，212c：前面壁

214a，214b，214c：握把

220a，220b，220c，220d，220e，220f，230a，230b，230c，230d，230e，230f，240a，240b，240c，240d，240e：伸缩滑轨

216a，216b，216c：支撑结构

231，233：长条支柱

232a，232b，232c：轮组件

234，235：前侧壁角

250：底框架

260a，260b：纵向支撑件

265：顶板

268，269：横向撑件

270a，270b：前面框架支撑件

具体实施方式

多种实施例参考所附附图描述，其中在各处附图中使用相同的符号表示类似或相同的元件。附图未按照比例绘制，且所提供的附图仅用于说明本发明。应理解的是，阐述了许多特定细节、关系以及方法以提供对本发明的完全理解。然而，本技术领域具有通常知识者将轻易了解可在不具有一个或多个特定细节的情形下或以其他方法实践多种实施例。在其他情形下，未详细示出众所周知的结构或操作，以避免模糊多种实施例的特定型态。多种实施例不限于所示出的动作或事件的排序，因为一些动作可以不同的顺序发生及/或与其他动作或事件同时发生。除此之外，不需要所有示出的动作或事件以运用根据本发明的方法。

在例如摘要、发明内容、说明书中揭露但在权利要求中无明确阐述的元件及限制，不应通过暗示、推断等，单独地、或集体地被包含在权利要求中。就本说明书而言，除非特别排除，单数形包括多个形，且反之亦然。字词「包括」意即「包括但不限于」。此外，近似的字词如「大约(about)」、「几乎(almost)」、「实质上(substantially)」、「近乎(approximately)」等，在此可意即例如：「在(at)」、「附近(near)」、或「在附近(near at)」、或「在3到5百分比之内」、或「在可接受的制造公差之内」或上述任意合理的组合。

本技术有关于一种浸液冷却架(immersion liquid cooling rack)，包括多个浸液冷却槽(immersion liquid cooling tanks)，浸液冷却槽设置在滑轨上，滑轨装设至侧壁或者通过浸液冷却架支撑。浸液冷却槽垂直地对齐在另一浸液冷却槽的顶部上。每一浸液冷却槽可从一关闭位置(无法看见浸液冷却槽的开放顶部)沿着滑轨滑动至一延伸开放位置(显露浸液冷却槽的开放顶部)。在延伸开放位置中，发热构件可安装在开放顶部，且可从在延伸开放位置中的浸液冷却槽被移除。浸液冷却槽的前面侧边包括一槽支撑件或支撑结构，浸液冷却槽在前面侧边从浸液冷却架滑出。槽支撑件延伸至地面以支撑浸液冷却架且可包括支撑轮，用以与浸液冷却槽一起从关闭位置滚动至延伸开放位置，以容许浸液冷却槽容易地滑出浸液冷却架。

当浸液冷却槽处于延伸开放位置时，对于浸液冷却槽架而言，需要将槽支撑件延伸至地面，以抵消或最小化浸液冷却架上的偏心负重(eccentric loads)。由于槽中的液体冷却剂以及发热构件本身的重量，浸液冷却槽是非常重的，上述液体冷却剂系作为发热构件的散热器。填充液体冷却剂以及安装发热构件的浸液冷却槽的重量至少可重达约数百磅或更多。

图1为根据本发明的一些实施例的浸液冷却槽100的立体图。浸液冷却槽100包括一开放顶部110及一系列的发热构件120，发热构件120例如：存储服务器、应用服务器、切换装置(switches)、或其他电子装置。发热构件120浸在容纳空间130中的液体冷却剂中，容纳空间130通过浸液冷却槽100的侧壁104及基部106而界定。可通过将发热构件(例如：发热构件120’)拉出浸液冷却槽100而维修发热构件120，或替换所需的构件。本技术考虑一种浸液冷却槽(例如浸液冷却槽100)，设置在图2及图3所详述的机架系统上。

现在请参考图2。图2为包含多个堆叠的浸液冷却槽(例如：浸液冷却槽210a、210b及210c)的浸液冷却架200处在关闭位置中的立体图。请参考图3，图3为图2的包含堆叠浸液冷却槽的浸液冷却架的立体图，例如：浸液冷却槽210a及210c处于关闭位置，而浸液冷却槽210b’处于延伸开放位置。

如图2及图3所示，浸液冷却架200包括矩形的底框架250。底框架250可包括附接至底框架250底部的一组轮子(图未示)。上述轮子可容许浸液冷却架200移动至数据中心所需要的位置。底框架250的侧部件支撑纵向支撑件260a、260b以及浸液冷却架200另一侧对应相对的纵向支撑件(图未示)，上述纵向支撑件界定浸液冷却架200的相对侧壁的全部或一部分。顶板265连接纵向支撑件260a、260b以及对应相对的纵向支撑件的顶部。顶板265(lateral bracing members)承载横向撑件268及269，横向撑件268及269连接纵向支撑件260a、260b以及对应相对的纵向支撑件的顶部。每一纵向支撑件260a、260b以及对应相对的纵向支撑件可包括孔洞，以容许销件(pins)插入水平伸缩滑轨，上述水平伸缩滑轨可安装在纵向支撑件之间。纵向支撑件260a及对应相对的纵向支撑件(图未示)以及前面框架支撑件270a、270b界定了浸液冷却架200的前端。浸液冷却架200的后端由纵向支撑件260b及对应相对的纵向支撑件(图未示)所界定。

类似于图1所示的浸液冷却槽100，示例的浸液冷却槽210a、210b及210c具有用于容纳冷却剂液体的基部及侧面。每一浸液冷却槽210a、210b及210c具有前面壁212a、212b及212c，且可具有握把214a、214b及214c，用于水平地将浸液冷却槽平移移出浸液冷却架200而至延伸开放位置(如图3中浸液冷却槽210b’所示)，并平移进入浸液冷却架而至关闭位置(如图2及图3中浸液冷却槽210a、210b及210c所示)。伸缩滑轨装设在每一浸液冷却槽的侧面上，如图3中在延伸开放位置的浸液冷却槽210b’，浸液冷却槽210b’包括多个伸缩滑轨220a-f。类似的伸缩滑轨也装设在浸液冷却槽210b’的相对侧面上。此外，伸缩滑轨220a-f进一步装设在浸液冷却架200的另一侧相对的侧壁上。上述侧壁由纵向支撑件(例如：纵向支撑件260a及260b)以及相对的纵向支撑件(图未示)而界定。浸液冷却槽210a及210c也具有大致由元件230a-f、240a-e所示的伸缩滑轨，上述伸缩滑轨装设在每一浸液冷却槽的相对侧面及浸液冷却架200的相对侧壁上。水平伸缩滑轨220a-f、230a-f及240a-e可在关闭位置(如图2中所有三个浸液冷却槽210a-c所示)与延伸开放位置(如图3中示例的浸液冷却槽210b’所示)之间移动。伸缩滑轨容许浸液冷却槽210a-c水平地滑动进出浸液冷却架200。在一些实施例中，比图2及图3所绘示更多或更少的伸缩滑轨也可用以将浸液冷却槽210a-c装设至侧壁，伸缩滑轨的数量经常依浸液冷却槽的操作重量及尺寸而定。

支撑结构216a、216b及216c各自装设至每一浸液冷却槽210a、210b及210c的基部。每一支撑结构216a-c包括装设在支撑结构216a-c的基部的轮组件232a、232b及232c其中之一。举例而言，支撑结构216a包含轮组件232a，支撑结构216b包含轮组件232b，而支撑结构216c包含轮组件232c。在浸液冷却槽210b的范例中，支撑结构216b从浸液冷却槽210b的基部延伸至支撑浸液冷却架200的地面。水平伸缩滑轨220a-f及包含轮组件232b的支撑结构216b实质上支撑在关闭位置(请见图2的浸液冷却槽210b)与延伸开放位置(请见图3的浸液冷却槽210b’)之间水平平移运转过程中的浸液冷却槽(例如：填充冷却剂液体及多个发热构件)。

在一些实施例中，浸液冷却槽210a-c垂直地对齐在一纵列中，使得其中一浸液冷却槽(例如：浸液冷却槽210b)设置在另一浸液冷却槽(例如：浸液冷却槽210a)的顶部。虽然图2及图3绘示三个堆叠的浸液冷却槽，在一些实施例中，浸液冷却架可配置以容纳两个浸液冷却槽、三个浸液冷却槽、或多于三个浸液冷却槽，上述浸液冷却槽大致垂直地对齐在一纵列中。此外，如图3所绘示的浸液冷却槽210b’，当一或多个浸液冷却槽在延伸开放位置时，用于浸液冷却槽的支撑结构抵消浸液冷却槽架200上的偏心负重。

在一些实施例中，浸液冷却槽210a-c绘示为包含一开放顶部，类似于图1中的浸液冷却槽100。当浸液冷却槽在关闭位置时，无法看见上述开放顶部，而当浸液冷却槽在延伸开放位置时，可看见上述开放顶部。当浸液冷却槽在延伸开放位置时，开放顶部容许安装及移除发热构件。

在一些实施例中，每一支撑结构216a-c包括两个长条支柱231及233，如示例的浸液冷却槽210b所示，长条支柱231及233从基部靠近每一浸液冷却槽的前侧壁角234及235处向下延伸。在一具体实施例中，当浸液冷却槽全部在关闭位置时，支撑结构216a-b的前面表面实质上与浸液冷却槽210a-c的前面壁212a、212b及212c齐平，如图2所示。

轮组件232a-c可包括轮体(caster wheels)、滚子(roller)、或类似的组件，容许浸液冷却槽容易地水平平移进出浸液冷却架，而不需数据中心的技术员过于费力。

在此使用的用语仅为了描述特定实施例的目的，并非意欲限制本发明。除非上下文清楚地指出，在此所使用的单数形式「一」、「一个」以及「该」也意欲包括多个形式。除此之外，在某种程度上，不管是在说明书及/或权利要求中所使用的用语「包括(including、includes)」、「具有(having、has)」、「包含(with)」或其变异，这样的用语意欲以类似于用语「包括(comprising)」的方式包含在内。

除非另有定义，在此使用的所有用语(包括技术用语以及科学用语)具有与本发明所属技术领域中具有通常知识者通常理解的相同意义。除此之外，用语(例如，在常用字典中所定义的用语)应当被解释为具有在相关领域的上下文的意义一致的意义，且除非在此明确地定义，并不会以理想化或过于正式的理解解释。

虽然前文已经描述了本发明的多种实施例，应该了解的是，它们仅作为呈现范例，而并非限制。在不脱离本发明的精神及范畴的情形下，可做出众多改变。因此，本发明的广度及范畴不应受任何上述的实施例所限制。反而，本发明的范畴应由所附权利要求以及其均等范围(equivalents)而定义。

尽管已经图示并描述了本发明的一或多个实施例，不过对本技术领域具有通常知识者在阅读及了解此说明书(specification)及所附附图的情形下，可进行均等的改变及修改。此外，本发明的一特定特征虽然可能只在几个实施例之一中揭露，在任意期望及有利的给定或特定应用中，此特征可与其他实施例之一或多个特征组合。