專利名稱：后門熱交換器過渡框架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種支持冷卻發熱的組件的系統和方法，更具體地，涉及一種整合液體冷卻門與相關聯的計算機設備機架的系統和方法。
背景技術：
已知有用液體冷卻電子設備機柜來控制溫度上升的技術。電子設備密度的增加會伴隨著對于電子設備的給定體積內產生的熱量的增加。這已經造成空調系統在不具有額外的液體冷卻之下就無法冷卻運算設施的狀況。在諸如服務器場、通訊供貨商及數據儲存中心這樣的運算提供商之間的競爭使得當他們擴充他們的設施時需要一種可靠、可擴充的冷卻解決方案。后門熱交換器，例如IBM所提供的，并已公開于美國專利7，385，810當中的后門熱交換器，其在處理數據中心熱點時很有效，并利于完全承載的機架的部署。它們對于通常已經超過其冷卻能力的場所能夠提供空間的節省與靈活性。它們可降低空調系統的負載，且利用獨立的冷卻回路而可在當空調系統失效時能夠提供備用配件，但增加了停機時間。例如，溫度在當空調系統失效后每分鐘增加兩攝氏度，造成服務器停機，并在15分鐘之內上升華氏100度。通常，后門熱交換器也是能源最有效率的數據中心冷卻系統。但是現有的液體冷卻解決方案需要對液體熱交換器定制設備機架。這些機架較昂貴，且通常會超過開始階段與成本較為敏感的商業運作的需求與預算。目前，能夠使用的升級選項很有限，且在運作上受到限制，其通常需要關閉設備，并更換所包覆的這些機架。這種機架更換牽涉到關閉有重要任務的服務器，移除硬件，而且重新安裝該設備，這是非常昂貴且耗費人工的程序。即使擴充需要一新的機架來容納后門熱交換器，也不存在有其它方案。升級的路徑在此產業中并不常見。當已經有標準化的機架尺寸時，這些變化妨礙組件(例如門)的直接互換性。鉸鏈與鎖扣為這些變化的示例。如果考慮要做后門熱交換器時，在需要比開始階段所需要的要更為先進的機架的情況下，缺乏互換性需要龐大的初始投資。因此需要一種有效率、節省人工、便宜、可靠且可擴充的設備與方法來滿足熱負載逐漸增加的企業化操作設備的冷卻需求。
發明內容
本發明公開了一種用于整合液體冷卻門與相關聯的計算機設備機架的系統與方法。過渡框架具體實施例包括更換機架鉸鏈與鎖扣，以克服在此領域中缺乏標準化的問題。該解決方案可在當安裝較少的組件時，可在初始時購買較便宜的空氣冷卻機架。然后，當借由加入組件造成尖峰的熱負載而達到機架處理容量時，瑞有的機架即可進行改裝而具有后門熱交換器。具體實施例包括一種設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含上部；底部；第一側邊；及第二側邊；其中上部、底部、第一側邊與第二側邊中的每一個均具有相對于門面的機架面；其中該機架面包含一種接合/封閉該機架的裝置；該門面包含一種接合/封閉冷卻門的裝置；其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，且其中可容納不同尺寸的機架與門。另一具體實施例提供一種設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含一種整合式組件單元體，其具有相對于一門面的一機架面；借此可容納機架與門鉸鏈與鎖扣及不同尺寸的機架與門之間的不匹配，且在該機架中設備的冷卻經由鄰接該過渡框架門面的冷卻門來維持。其他具體實施例包括一種設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含連接至第一側邊與第二側邊的上部，連接至底部的第一側邊與第二側邊；其中上部、底部、第一側邊與第二側邊之中的每一個均具有相對于門面的機架面；其中該機架面鄰接該設備機架并且與該機架操作性地連接；該門面鄰接冷卻系統門并且與該冷卻門操作性地連接；其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，且其中可容納不同尺寸的機架與門。對于其它的具體實施例，該冷卻系統門為一種后門熱交換器，且在不更換機架與不需要設備停機的情況下可加入該冷卻系統門。在一具體實施例中，該框架包含單元體。在其它具體實施例中，該框架與該設備機架結合，而在其它具體實施例中，該框架與該冷卻門結合。其它具體實施例提供了與該設備機架的操作性連接及與該冷卻門的操作性連接中的至少一種包含有更換鎖扣，且與該設備機架的操作性連接及與該冷卻門的操作性連接中的至少一種包含可延長的密合墊。在另一具體實施例中，該密合墊為導熱性，借此維持外殼的屏蔽。在又一種具體實施例中，與該設備機架的操作性連接及與該冷卻門的操作性連接中的至少一種包含至少一個更換鉸鏈。在另一種具體實施例中，至少一個更換鉸鏈可支持最大到270度的打開角度。對于一些具體實施例，與該機架的操作性連接及與該冷卻門的操作性連接中的至少一種包含該過渡框架中的螺紋式配件分接頭，且與該機架的操作性連接及與該冷卻門的操作性連接中的至少一種包含溝槽。對于另一種具體實施例，該框架可維持該后門熱交換器的冷卻軟管的運作。其它具體實施例提供將冷卻門配裝至機架的方法，其包含如下步驟提供設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含連接至第一側邊與第二側邊的上部，第一側邊與第二側邊連接至底部；其中上部、底部、第一側邊與第二側邊中的每一個具有相對于門面的機架面；其中該機架面鄰接該設備機架，并包含用于與該機架接合的裝置；該門面鄰接冷卻系統門，并包含用于與該冷卻門接合的裝置；其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，且其中可容納不同尺寸的機架與門；且安裝該過渡框架在該機架與該門中至少一個之上。對于其它具體實施例，維持氣流阻抗。在其它的具體實施例中，該框架包含單元體，且該框架與該冷卻門結合。其它具體實施例使該框架符合歐盟對于在電氣與電子設備中禁止使用某些有害物質的規定。其它的具體實施例包括一種設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含連接于第一側邊與第二側邊的上部，連接至底部的第一側邊與第二側邊；其中上部、底部、第一側邊與第二側邊之中的每一個具有相對于門面的機架面；其中該機架面鄰接該設備機架，并包含與該機架接合的裝置；該門面鄰接冷卻系統門，并包含與該冷卻門接合的手段；其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，且其中可容納不同尺寸的機架與門。此處所述的這些特征與優點并非囊括一切的，特別是對于本領域技術人員在觀看這些附圖、說明書與權利要求書之后可了解到有許多額外的特征與優點。此外，必須注意到在說明書中使用的語言主要是為了閱讀性與指示性的目的做原則性的選擇，其并未限制本發明的范圍。
圖1為根據具體實施例所配置的多組件框架(圖1A)與整合式組件框架(圖1B) 的簡化的透視圖。圖2為根據一具體實施例所配置的過渡框架與機架及冷卻門對準的簡化透視圖。圖3為根據本發明一具體實施例所配置的包含第一過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖4為根據本發明一具體實施例所配置的包含第二過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖5為根據本發明一具體實施例所配置的包含第三過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖6為根據本發明一具體實施例所配置的包含第四過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖7為根據本發明一具體實施例所配置的包含第五過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖8為根據本發明一具體實施例所配置的包含第六過渡框架具體實施例的組件的圖示。圖9為根據本發明一具體實施例所配置的過渡框架第一與第二鉸鏈具體實施例的簡化圖。圖10為根據本發明一具體實施例所配置的過渡框架第三鉸鏈具體實施例的簡化圖。圖11為根據具體實施例所配置的過渡框架鎖扣接口的簡化透視圖。圖12為根據一具體實施例所配置的與機架結合的過渡框架的簡化透視圖。圖13為根據一具體實施例所配置的與門結合的過渡框架的簡化透視圖。
具體實施例方式本發明可容許有許多具體實施例。以下所述皆為例示性實施例，并非本發明范圍的窮盡敘述。在本說明書中，相關術語，例如“水平”、“垂直”、“上”、“下”、“上方”與”底部”以及
其衍生詞應被視為參照于接下來所述的方向，或是如正在討論的圖未中所示的方向。這些相關術語是為了說明方便，且通常并非需要一特定方向。包括“向內”相對于“向外”、“前方”相對于“后方”及類似的用語要視情況彼此相對地解釋或是相對于軸來解釋。關于附加、耦合及類似的用語，例如“連接”與“互連”等，除非另有明確說明，皆代表其中結構直接或間接地經由中介的結構彼此固定或附著的關系，以及兩者為可移動或固定的附著或關系。用語“操作性連接“代表這種附著、耦合或連接，從而可允許相關的結構可由其關系的本質需要來操作。術語“電子設備機柜”在本申請中可與“電子設備機架”或“機架”互換使用。其代表一種發熱設備的容器。可以是用于包含電子設備系統或計算機系統的組件的任何外殼。 組件可為例如獨立運作的計算機、電源供應器、內存儲存裝置或通訊接口等。該術語“熱交換器”用于定義經由冷卻劑的循環的任何一種熱交換機制。其中可包括串聯或并聯耦合的一或多個分散的熱交換裝置。本發明的具體實施例提供一種低成本的將液體冷卻加入到設備機架的手段，還提供不需要停機時間的安裝和維持機架的投資的簡易升級路徑。具體實施例的元件包括機架接合接口，其很容易連接，并可提供熱性的優點，例如可控制熱膨脹。門接合接口具體實施例可提供簡易連接，能夠將機架熱量傳導到門交換器， 并可控制熱膨脹。熱交換器門軟管組態可由過渡框架軌道容納，并可維持包括氣流阻抗的氣流控制。具體實施例可提供對于機架高度及/或寬度的變化的尺寸可調整性。例如，多種具體實施例能夠支持的寬度大約為25到35英寸，而高度大約為76到83英寸。過渡框架鉸鏈具體實施例可支持鎖定，其可保持門的打開，并提供自動開門。鉸鏈具體實施例支持最大到270度的打開角度。密封方法可提供簡易安裝且非常可靠，并可維持熱控制。在具體實施例中，傳導性密合墊可支持電磁干擾(EMI,Electromagnetic Interference)保護，同時維持門外殼的整體功能以導引空氣通過該熱交換器。密合墊示例包括荷蘭屏蔽系統(Holland Shielding Systems)BV導電橡膠(Conductive Rubber) 5750 在其它具體實施例中，使用發泡性密合墊。鎖扣機構具體實施例提供一均勻縫隙、該密閉密合墊的壓縮、確保EMI控制、氣流效能、并維持該外殼的環境整合性。具體實施例在關閉時可提供可移動組件之間大約1/8英寸或更小的狹窄縫隙。連接包括(借由非限制性示例)螺栓、螺絲、滑動配件、夾鉗、索環、黏著劑、互鎖指、接合通道與環繞密合墊。在具體實施例中，螺絲固定在該過渡框架中的螺紋式配件分接頭中。不需要特別的修改來使用過渡框架。過渡框架具體實施例借由供應兼容的更換組件解決了機架與門鉸鏈之間的不匹配。具體實施例可符合歐盟在電氣與電子設備中限制使用某些有害物質的規定。特別是，2009年6月15日的2002/95/EC中在電氣與電子設備中限制使用某些有害物質的規定(RoHS)，其提供的產品不包含鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯苯(PBB， Polybrominated Biphenyls) 5 ^-(PBDE,Polybrominated Diphenyl Ethers) {% 4(1)條)。這控制了制造期間的風險，及在擴展市場時降低個人與處理的危害。圖1所示為多組件(圖1A)與整合式單元組件(圖1B)過渡框架的具體實施例的簡化透視圖100。在圖IA中，上部105、底部110、第一側邊115與第二側邊120配置成形成具有機架面125與門面130的框架。另外，該框架可由如圖IB的單一整合式單元件135組成，其具有機架面140與門面145。圖2為過渡框架205對準機架210與冷卻門215的簡化透視圖200。過渡框架205 的具體實施例引導來自機架210的氣流通過到熱交換器門215。在圖示中，該框架具有鉸鏈 220、225及鎖扣230。該框架接合并密閉機架與門的周圍。該框架為熱交換器門提供鉸鏈安裝，并支持冷卻劑軟管而不會有干擾。框架軌道組態可提供調整來配合具有多個門的多個機架。圖3為包含第一過渡框架具體實施例300的組件的圖示，示出了垂直側邊305與垂直側邊305的橫截面A-A 310。垂直側邊的第二視圖315為橫截面310的視圖B-B。水平側邊320的透視圖也顯示在正交圖C-C 325中。圖4為包含第二過渡框架具體實施例400的組件的圖示，示出了垂直側邊405與垂直側邊405的橫截面A-A 410。垂直側邊的第二視圖415為橫截面410的視圖B-B。水平側邊420的透視圖也顯示在正交圖C-C 425中。圖5為包含第三過渡框架具體實施例500的組件的圖示，示出了垂直側邊505與垂直側邊505的橫截面A-A 510。垂直側邊的第二視圖515為橫截面510的視圖B-B。水平側邊520的透視圖也顯示在正交圖C-C 525中。圖6為包含第四過渡框架具體實施例600的組件的圖示，示出了垂直側邊605與垂直側邊605的橫截面A-A 610。垂直側邊的第二視圖615為橫截面610的視圖B-B。水平側邊620的透視圖也顯示在正交平面圖C-C 625中。水平側邊630的透視圖也顯示在正交圖D-D 635中。圖7為包含第五過渡框架具體實施例700的組件的圖示，示出了垂直側邊705與垂直側邊705的橫截面A-A 710。垂直側邊的第二視圖715為橫截面710的視圖B-B。水平側邊720的透視圖也顯示在正交平面圖C-C 725中。水平側邊730的透視圖也顯示在正交圖D-D 735中。圖8為包含第六過渡框架具體實施例800的組件的圖示，示出了垂直側邊805與垂直側邊805的橫截面A-A 810。垂直側邊的第二視圖815為橫截面810的視圖B-B。水平側邊820的透視圖也顯示在正交圖C-C 825中。圖9為過渡框架鉸鏈接口具體實施例900的簡化圖。在圖9A中可看到第一過渡框架鉸鏈接口具體實施例。第一鉸鏈組件在透視圖905及正交圖910中示出。請注意到在具體實施例中鉸鏈銷的長度隨著上方或底部鉸鏈的銷變長而變化，以有利于附著對準。在第9B圖中可看到一第二過渡框架鉸鏈接口具體實施例。第二鉸鏈組件在透視圖915及正交圖920中示出。請再次注意到在具體實施例中鉸鏈銷的長度隨著上方或底部鉸鏈的銷變長而變化，以有利于附著對準。過渡框架具體實施例借由供應兼容的更換組件解決機架與門鉸鏈之間的不匹配。圖10為第三過渡框架鉸鏈接口具體實施例1000的簡化透視圖。第三鉸鏈組件示在透視圖1005及正交圖1010中示出。分解圖1015描述了包含鉸鏈具體實施例的個別組件。這些具體實施例支持最大到270度的打開角度。圖11為過渡框架鎖扣接口具體實施例1100的簡化透視圖。在透視圖中所示為第一 1105、第二 1110鎖扣組件。對于該過渡框架鉸鏈接口，過渡框架具體實施例借由供應兼容的更換組件提供機架與門的鎖扣之間的不匹配。
圖12為與機架1200結合的過渡框架的具體實施例的簡化透視圖，示出了設備機架1205，并且過渡框架1210與設備機架1205的面結合，從而容納冷卻門(未示出)。這在初始時可提供機架單元來容納冷卻門。圖13為與門1300結合的過渡框架的具體實施例的簡化透視圖，示出了冷卻門 1305，并且過渡框架1310與冷卻門的面結合，從而容納設備機架(未示出)。此在初始時可提供一門單元來容納一設備機架。本領域技術人員由本說明、附圖和以下的權利要求書將可立即了解到其它多種具體實施例。前述的本發明的具體實施例的說明是為了例示及說明的目的來呈現。其并非窮盡式或將本發明限制在所公開的明確型式。在公開內容的教示之下，有可能有許多種修改及變化。本發明的范圍并非要由此詳細說明所限定，而是由其附屬的權利要求書所限定。
權利要求
1. 一種用于設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含上部，其連接到第一側邊與第二側邊，該第一側和該第二側邊連接至底部；其中該上部、該底部、該第一側邊與該第二側邊中的每一個均具有相對于門面的機架其中該機架面鄰接該設備機架并且與該機架操作性地連接； 該門面鄰接冷卻系統門并且與冷卻門操作性地連接； 其中該機架中的設備的冷卻經由該門來維持，及其中可容納不同尺寸的該機架和該門。
2.如權利要求1的過渡框架，其中該冷卻系統門為后門熱交換器。
3.如權利要求1的過渡框架，其中該冷卻系統門在不需要更換機架且不需要設備停機的情況下加入。
4.如權利要求1的過渡框架，其中該框架包含單元體。
5.如權利要求1的過渡框架，其中該框架與該設備機架結合。
6.如權利要求1的過渡框架，其中該框架與該冷卻門結合。
7.如權利要求1的過渡框架，其中與該設備機架的該操作性連接及與該冷卻門的該操作性連接中的至少一種包含更換鎖扣。
8.如權利要求1的過渡框架，其中與該設備機架的該操作性連接及與該冷卻門的該操作性連接中的至少一種包含可延長密合墊。
9.如權利要求8的過渡框架，其中該密合墊為導熱性，由此維持外殼屏蔽。
10.如權利要求1的過渡框架，其中與該設備機架的該操作性連接及與該冷卻門的該操作性連接中的至少一種包含至少一個更換鉸鏈。
11.如權利要求10的過渡框架，其中該至少一個更換鉸鏈支持最大到270度的打開角度。
12.如權利要求1的過渡框架，其中與該機架的該操作性連接及與該冷卻門的該操作性連接中的至少一種包含該過渡框架中的螺紋式配件分接頭。
13.如權利要求1的過渡框架，其中與該機架的該操作性連接及與該冷卻門的該操作性連接中的至少一種包含溝槽。
14.如權利要求2的過渡框架，其中該框架維持該后門熱交換器的冷卻軟管的運作。
15.一種將冷卻門裝配到機架上的方法，該方法包含以下步驟提供用于設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含上部，其連接至第一側邊與第二側邊，該第一側邊與該第二側邊連接至底部；其中該上部、該底部、該第一側邊與該第二側邊中的每一個均具有相對于門面的機架面；其中該機架面鄰接該設備機架并且包含用于與該機架接合的裝置；該門面鄰接冷卻系統門并且包含用于與該冷卻門接合的裝置；其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，并且其中可容納不同尺寸的該機架與該門；及將該過渡框架安裝在該機架與該門中的至少一個之上。
16.如權利要求15的方法，其中維持了氣流阻抗。
17.如權利要求15的方法，其中該框架包含單元體。
18.如權利要求15的方法，其中該框架與該冷卻門結合。
19.如權利要求1的過渡框架，其中該框架符合歐盟對于在電氣與電子設備中禁止使用某些有害物質的規定。
20. 一種用于設備機架的冷卻系統的過渡框架，其包含上部，其連接到第一側邊與第二側邊，該第一側邊與該第二側邊連接至底部；其中該上部、該底部、該第一側邊與該第二側邊中的每一個均具有相對于門面的機架其中該機架面鄰接該設備機架并且包含用于與該機架接合的裝置； 該門面鄰接冷卻系統門并且包含用于與該冷卻門接合的裝置； 其中在該機架中設備的冷卻經由該門來維持，及其中可容納不同尺寸的該機架與該門。
全文摘要
本發明提供一種過渡框架系統，其將液體冷卻門與相關聯的計算機設備機架相結合。借由一過渡框架可容納不同尺寸的設備機架與冷卻門。該框架具有上部、底部、第一側邊與第二側邊；其中的每一個提供相對于門面的機架面。該框架可為一件式。該機架面包括一種用于接合/密閉該機架的裝置，且該門面包括一種用于接合/密閉可包括更換鉸鏈與鎖扣的冷卻門的裝置。該過渡框架可被包括為該機架或該門的一部份。在該機架中設備的冷卻經由通過該冷卻門的氣流來維持。
文檔編號H05K7/20GK102282919SQ200980151535
公開日2011年12月14日 申請日期2009年9月23日 優先權日2008年10月20日
發明者約翰·P·曼諾其, 西歐摩·諾華尼 申請人:倍億得熱傳科技(東莞)有限公司