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公開番号2024039232
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-22
出願番号2022143625
出願日2022-09-09
発明の名称サーバ冷却システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H05K 7/20 20060101AFI20240314BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】コンパクト化を達成しつつ、発熱体を効率良く冷却することができるサーバ冷却システムを提供する。
【解決手段】サーバ冷却システムは、ラックと、ラック内に上下方向に配列されるように収容され、それぞれ発熱体を有する複数のサーバと、各発熱体を冷却可能な冷却装置と、を備え、冷却装置は、各サーバの発熱体に対応するように複数設けられて、対応する発熱体に接触するコールドプレートと、各コールドプレートにそれぞれ冷媒を供給する冷媒供給路と、各コールドプレートを経由した冷媒を排出する冷媒排出路と、各冷媒排出路を経由した冷媒を冷却して、冷媒供給路に導入する冷却部と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ラックと、
前記ラック内に上下方向に配列されるように収容され、それぞれ発熱体を有する複数のサーバと、
各前記発熱体を冷却可能な冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
各前記サーバの前記発熱体に対応するように複数設けられて、対応する前記発熱体に接触するコールドプレートと、
各前記コールドプレートにそれぞれ冷媒を供給する冷媒供給路と、
各前記コールドプレートを経由した前記冷媒を排出する冷媒排出路と、
各前記冷媒排出路を経由した前記冷媒を冷却して、前記冷媒供給路に導入する冷却部と、
を有するサーバ冷却システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
各前記コールドプレートは、複数の前記発熱体に接するように設けられ、
複数の前記コールドプレートは、
前記冷媒が単相の状態で流れる単相コールドプレートと、
前記単相コールドプレートと前記冷媒の流れる方向に直列に接続されて、前記冷媒が沸騰して前記冷媒が液相と気相の二相の状態で流れる沸騰コールドプレートと、
を含む請求項１に記載のサーバ冷却システム。
【請求項３】
前記単相コールドプレートは、前記沸騰コールドプレートよりも前記冷媒供給路側に設けられ、前記冷媒が液相の状態で流れる、請求項２に記載のサーバ冷却システム。
【請求項４】
前記単相コールドプレートは、前記沸騰コールドプレートよりも前記冷媒排出路側に設けられ、前記冷媒が気相の状態で流れる、請求項２に記載のサーバ冷却システム。
【請求項５】
前記冷却装置は、
前記ラックに併設されて、前記発熱体を通過させるように空気を引き込むファンと、
前記ラックと前記ファンとの間に設けられ、前記発熱体を通過した空気を冷却する第二冷却部と、
を有し、
前記第二冷却部は、前記第二冷却部の周囲の空気と熱交換を行う第二冷媒が流れる冷却コイルを有する、請求項１に記載のサーバ冷却システム。
【請求項６】
前記冷却部は、前記冷却コイルに設けられ、前記冷媒と前記第二冷媒とで熱交換を行う、前記請求項５に記載のサーバ冷却システム。
【請求項７】
前記冷却部は、前記ファンの上方に位置する、請求項５に記載のサーバ冷却システム。
【請求項８】
前記冷却装置は、前記ラックの天板に設けられて、前記ラック内の空気を上方に排出する第二ファンを有し、
前記冷却部は、前記ラック内の全ての前記サーバの上方であって、前記第二ファンの下方に設けられている、請求項５に記載のサーバ冷却システム。
【請求項９】
前記冷却部は、全ての前記サーバの上方に設けられ、
前記冷却装置は、
前記第二冷却部と連通して前記第二冷媒を前記冷却部に導く供給連通管と、
前記冷却部と連通して前記冷却部から前記第二冷媒を排出する排出連通管と、
を有する、請求項５に記載のサーバ冷却システム。
【請求項１０】
前記ラックは、複数設けられ、
前記冷却装置は、
複数の前記ラック内の前記サーバのそれぞれに設けられた各前記冷媒供給路と一の前記冷却部とを接続し、前記冷却部で冷却された前記冷媒を各前記冷媒供給路に分配する分配流路と、
複数の前記ラック内の前記サーバのそれぞれに設けられた各前記冷媒排出路と一の前記冷却部とを接続し、各前記冷媒排出路から前記冷媒を集めて一の前記冷却部に前記冷媒を導く集合流路と、
を有する、請求項１に記載のサーバ冷却システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、サーバ冷却システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
サーバは、メモリ類や、ＧＰＵ、ＣＰＵチップ等の発熱体を有する。サーバ内の発熱体を冷却する方式として、例えばラックに冷却コイルを設置し、風を流して冷却するリアドア方式（例えば特許文献１参照）や、チップ（発熱体）に受熱装置を設置し、この受熱装置に冷媒を供給してチップを冷却するチップ冷却方式（例えば特許文献２参照）等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６４９０９８号公報
特許第５９４９９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、リアドア方式では、例えば１チップ当たり１００Ｗを超える高負荷の発熱体を冷却する場合、大風量の空気を流す必要がある。このため、消費電力が増大し、冷却効率化が悪くなる。一方で、チップ冷却方式では、発熱体毎に冷却デバイスを設置する必要がある。このため、発熱体の数が多いと部品点数が多くなり、冷却システムをコンパクトに設計することができない。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、コンパクト化を達成しつつ、発熱体を効率良く冷却することができるサーバ冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示に係るサーバ冷却システムは、ラックと、前記ラック内に上下方向に配列されるように収容され、それぞれ発熱体を有する複数のサーバと、各前記発熱体を冷却可能な冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、各前記サーバの前記発熱体に対応するように複数設けられて、対応する前記発熱体に接触するコールドプレートと、各前記コールドプレートにそれぞれ冷媒を供給する冷媒供給路と、各前記コールドプレートを経由した前記冷媒を排出する冷媒排出路と、各前記冷媒排出路を経由した前記冷媒を冷却して、前記冷媒供給路に導入する冷却部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のサーバ冷却システムによれば、コンパクト化を達成しつつ、発熱体を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の第一実施形態に係るサーバ冷却システムの構成図である。
本開示の第一実施形態に係るサーバの内部を示す図である。
本開示の第一実施形態の変形例に係るサーバの内部を示す図である。
本開示の第二実施形態に係るサーバ冷却システムを斜方から見た構成図である。
本開示の第二実施形態に係るサーバ冷却システムを側方から見た構成図である。
本開示の第二実施形態の第一変形例に係るサーバ冷却システムの構成図である。
本開示の第二実施形態の第二変形例に係るサーバ冷却システムの構成図である。
本開示の第二実施形態の第三変形例に係るサーバ冷却システムの構成図である。
本開示の第三実施形態に係るサーバ冷却システムの配置図である。
本開示の第三実施形態に係るサーバ冷却システムの構成図である。
本開示の第三実施形態の第一変形例に係るサーバ冷却システムの配置図である。
本開示の第三実施形態の第二変形例に係るサーバ冷却システムの配置図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第一実施形態＞
以下、本開示の実施形態に係るサーバ冷却システム１について、図１、図２を参照して説明する。サーバ冷却システム１は、例えばデータセンターのサーバ２０に使用される。
図１に示すように、サーバ冷却システム１は、ラック１０と、複数のサーバ２０と、冷却装置２と、を備える。
【００１０】
（ラック）
ラック１０は、上下方向Ｄ１に延びる形状をなしている。ラック１０は、複数のサーバ２０を上下方向Ｄ１に配列して収容可能とされている。ラック１０は、フレーム１１と、底板１２と、側板１３と、天板１４と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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