本发明的实施方式总体上涉及数据中心。更具体地，本发明的实施方式涉及一种用于从数据中心中的it部件的电子机架去除热量的模块化自对准液体除热联接系统。
背景技术：
除热在计算机系统和数据中心设计中是一个突出因素。随着服务器性能已经改善，诸如数据中心内部署的服务器等信息技术(it)部件的数量也已经稳定地增加，从而增加了服务器正常操作期间所产生的热量。如果数据中心操作的环境允许随着时间升高温度，那么数据中心内所使用服务器的可靠性就会降低。相当大部分的数据中心功率用于电子设备在服务器水平的热管理。
计算中的最近趋势显示出朝向更高功率密度的趋势。随着数据中心内服务器的数量增加，数据中心会相称地消耗更大部分的功率来从服务器内的电子部件中去除热量。因为相对更高的热容量和更大的能量效率在液体除热情况下是可能的，所以液体除热为更高功率的计算机架提供了解决方案。液体除热解决方案由于增加的复杂性和成本一般更难以组装、测试和操作。这些操作由于需要将液体带入现场可更换模块往往是特别有挑战性的。操作者通常必须手工地连接、断开和组织配件和管件的排列。
液体配件操作的复杂性已经驱使制造商创造各种类型的盲配连接器。这些连接器具有在模块插入和移除的情况下同时进行接合和分离的能力。典型地，这种连接器通常包括自密封特征。一旦连接器组脱离接合，自密封特征会防止液体从连接器组漏出。这防止液体从液体热管理系统漏出。液体泄漏可能会对计算设备操作产生负面影响。如果没有足够的液体来操作该系统，其也可能会对液体热管理操作产生负面影响。然而，为了适应大部分由折叠式金属片构成的电子机架的典型公差，盲配连接器的要求决定了复杂的配件设计。因为现有技术的设计约束条件假定了主机和客户端装配外部主体两者的固定位置，所以所有公差收集能力因此在连接器主体内来设计。
技术实现要素：
根据本申请的一个方面，提供了一种电子机架。该电子机架包括，设置在所述电子机架的后端上的后面板，其中所述后面板包括从外部除热系统提供除热液体的除热液体歧管组件；以及经由所述电子机架的前端容纳于多个服务器插槽中的多个服务器刀片。其中所述服务器刀片中的每个均包括：服务器托盘，容纳代表其中的相应服务器的信息技术(it)部件，以及自装配联接组件，具有第一液体入口连接器和第一液体出口连接器，所述第一液体入口连接器从所述除热液体歧管组件接收所述除热液体，以从所述信息技术部件中去除热量，所述第一液体出口连接器发出将所交换的热量从所述信息技术部件携带到所述除热液体歧管组件的更温液体，其中所述第一液体入口连接器和所述第一液体出口连接器能够在预定的公差空间内相对于所述服务器托盘四处移动，以分别与固定设置在所述后面板的所述除热液体歧管组件上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。
根据本申请的另一方面，提供了一种数据中心。该数据中心包括用于提供除热液体的除热系统以及多个电子机架。所述电子机架中的每个均包括：后面板，设置在所述电子机架的后端上，其中所述后面板包括从所述除热系统提供所述除热液体的除热液体歧管组件；以及多个服务器刀片，经由所述电子机架的前端容纳于多个服务器插槽中。所述服务器刀片中的每个均包括：服务器托盘，容纳表示其中的相应服务器的信息技术(it)部件，以及自装配联接组件，其具有第一液体入口连接器和第一液体出口连接器，所述第一液体入口连接器从所述除热液体歧管组件中接收除热液体，以从所述信息技术部件中去除热量，所述第一液体出口连接器发出将所交换的热量从所述信息技术部件携带到所述除热液体歧管组件的更温液体，其中所述第一液体入口连接器和所述第一液体出口连接器能够在预定的公差空间内相对于所述服务器托盘四处移动以分别与固定设置在所述后面板的所述除热液体歧管组件上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。
根据本申请的另一方面，提供了一种电子机架的服务器刀片。该服务器刀片包括服务器托盘，容纳表示其中的服务器的信息技术(it)部件；以及自装配联接组件，具有第一液体入口连接器和第一液体出口连接器。其中所述第一液体进口连接器将从设置在所述电子支架的后端上的后面板的除热液体歧管组件接收除热液体，以从所述信息技术部件中去除热量，其中所述第一液体出口连接器将发出将所交换的热量从所述信息技术部件携带到所述除热液体歧管组件的更温液体。其中所述第一液体入口连接器和所述第一液体出口连接器能够在预定的公差空间内相对于所述服务器托盘四处移动，以分别与固定地设置在所述后面板的所述除热液体歧管组件上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准，并且其中所述除热液体歧管组件接收从外部除热系统中接收的所述除热液体。
附图说明
本发明的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同参考数字指示相似元件。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的数据中心系统的框图。
图2是示出根据本发明的一个实施方式的电子机架的示例的框图。
图3a至图3b示出了根据本发明的一个实施方式的电子机架的后视立体图。
图4a至图4c示出了根据本发明的一个实施方式的服务器刀片的立体图。
图5是根据本发明的一个实施方式的服务器刀片的俯视图。
图6示出了根据一个实施方式的服务器刀片的后视图。
图7a至图7b示出了根据一个实施方式的电子机架的横截面视图。
图8a至图8b示出了根据本发明的一个实施方式的电子机架的后面板的内部视图。
具体实施方式
将参考以下所讨论的细节来描述本发明的各种实施方式和方面，附图将示出所述各种实施方式。下列描述和附图是对本发明的说明，而不应当解释为限制本发明。描述了许多特定细节以提供对本发明各种实施方式的全面理解。然而，在某些情况下，并未描述众所周知的或常规的细节以提供对本发明的实施方式的简洁讨论。
本说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意味着结合该实施方式所描述的特定特征、结构或特性可以包括在本发明的至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在本说明书中各个地方的出现不必全部指同一实施方式。
根据一些实施方式，提供了一种用于模块化电子计算系统的盲配装配系统，该盲配装配系统能够利用能够与轴向运动(轴向联接)联接和脱离联接的液体配件。利用盲配连接器提供的降低的操作复杂性的益处，这种装配系统将具有降低轴向联接的复杂性的益处。该系统包括机械引导件，以将浮动面板收集成在轴向联接所要求的公差内并且与客户端配件连接的管道附接件必须具有充足的柔韧度以用于使浮动面板移动。
根据本发明的一个方面，电子机架包括后面板、多个服务器插槽和能够插入服务器插槽中并能够从服务器插槽中移除的多个服务器刀片。每个服务器刀片包括处理器、存储器和/或永久存储装置(例如，硬盘)，其表示计算机服务器。后面板设置在电子机架的后端上。后面板包括除热液体歧管组件，以从外部除热系统提供除热液体以从服务器刀片去除热量。每个服务器刀片可以从电子机架前端插入到相应的服务器插槽中以及从其中移除。
在一个实施方式中，每个服务器刀片包括容纳表示相应服务器的信息技术(it)部件的服务器托盘和具有第一液体入口连接器和第一液体出口连接器的自装配联接组件，以与安装在液体歧管组件(安装在后面板上)上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。第一液体入口连接器将经由第二液体入口连接器从除热液体歧管组件接收除热液体。第一液体出口连接器将经由第二液体出口连接器将携带从it部件中交换的热量的更温或更热液体排放到除热液体歧管组件，然后返回到外部除热系统。在一个实施方式中，第一液体入口连接器和第一液体出口连接器能够在预定的公差空间内相对于服务器托盘四处移动。因此，当将服务器刀片插入到相应的服务器插槽中时，它们能够与固定地安装在后面板的除热液体歧管组件上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。根据本发明的另一方面，数据中心包括如上所述的多个电子机架。电子机架中的每个包括如上所述的多个服务器刀片。
图1是示出根据本发明的一个实施方式的数据中心系统的框图。在该示例中，图1示出了数据中心的至少一部分的俯视图。参照图1，根据一个实施方式，数据中心系统100包括it部件、设备或器械101至102的多行电子机架，诸如，例如为多种客户端提供数据服务的计算机服务器。在此实施方式中，数据中心系统100包括布置在行101和行102中的电子机架，诸如电子机架110a至110n。然而，可以实施更多或更少行的电子机架。典型地，将行101至102以前端彼此面对且后端彼此背离的方式平行对准，从而在两者之间形成过道103以允许管理人员在其中行走。然而，也可以应用其它的配置或布置。
在一个实施方式中，电子机架(例如，电子机架110a至110n)中的每个包括后面板、多个服务器插槽和能够插入服务器插槽中并从服务器插槽中移除的多个服务器刀片。每个服务器刀片包括处理器、存储器和/或永久存储装置(例如，硬盘)，其表示计算机服务器。后面板设置在电子机架的后端上。后面板包括除热液体歧管组件，以从外部除热系统120提供除热液体来从服务器刀片去除热量。每个服务器刀片可以从电子机架前端插入相应的服务器插槽中以及从其中移除。除热系统120可以是具有主动制冷循环的深冷系统。可替代地，除热系统120可以包括但不限于蒸发式冷却、自由空气、对较大热质的排斥以及废热回收设计。
在一个实施方式中，每个服务器刀片包括含有表示相应服务器的信息技术(it)部件的服务器托盘和具有第一液体入口连接器和第一液体出口连接器的自装配联接组件，以与安装在液体歧管组件(安装在后面板上)上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。第一液体入口连接器将经由第二液体入口连接器从除热液体歧管组件接收除热液体。第一液体出口连接器将经由第二液体出口连接器将携带从it部件中交换的热量的更温或更热液体排放到除热液体歧管组件，然后返回到外部冷却系统。在一个实施方式中，第一液体入口连接器和第一液体出口连接器能够在预定的公差空间内相对于服务器托盘四处移动。因此，它们能够与固定地安装在后面板的除热液体歧管组件上的第二液体入口连接器和第二液体出口连接器自对准。
将设置在每个电子机架的后端上的除热液体歧管组件联接到液体供应管线132以从除热系统120接收除热液体。除热液体将从it部件去除热量。携带从it部件中交换的热量而获得的更温或更热液体经由供应管线131传输回到除热系统120。液体供应管线131至132被称为数据中心液体供应管线(如，全局液体供应管线)，而这些数据中心液体供应管线将除热液体供应到行101至102的所有电子机架。
图2示出了根据本发明的一个实施方式的电子机架的主视立体图。电子机架200可以表示任何电子机架，诸如图1所示的电子机架110a至110n。参照图2，电子机架200包括外壳，以容纳多个服务器插槽(诸如服务器插槽203)，以接收服务器刀片(诸如服务器刀片204)。电子机架200包括前端201和后端202。后端202包括其中具有除热液体歧管组件(未示出)的后面板。除热液体歧管组件包括主液体入口连接器211和主液体出口连接器212，主液体出口连接器212可以联接到液体供应管线(诸如液体供应管线131至132)，以从外部除热系统(诸如图1的除热系统120)接收除热液体。例如，主液体入口连接器211可以联接到供应管线132以接收除热液体，并且主液体出口连接器212可以联接到供应管线131以将携带从服务器刀片中交换的热量的较温或较热液体传输回到除热系统。
根据一个实施方式，对于服务器插槽中的每个(诸如服务器插槽203)，存在设置在除热液体歧管组件(未示出)上的一对液体入口连接器和液体出口连接器。服务器刀片中的每个包括设置在服务器刀片的后端上的一对液体入口连接器和液体出口连接器。该对液体连接器能够相对于服务器刀片四处移动或浮动。当将服务器刀片插入到服务器插槽中时，服务器刀片的第一对液体连接器可以与安装在后面板上的除热液体歧管组件上的第二对液体连接器接合并对准。由于服务器刀片的第一对液体连接器可以在预定的公差空间内四处移动或浮动的设计特征，因此当将服务器刀片插入到相应的服务器插槽中时，第一对液体连接器可以与安装在除热液体歧管组件上的第二对液体连接器自对准。第一对液体连接器和第二对液体连接器是盲配配对连接器。因此，它们可以以自对准的方式容易地联接和脱离联接。
图3a至图3b示出了根据本发明的一个实施方式的电子机架的后视立体图。图3b示出了如图3a所示的电子机架的一部分的放大视图。参照图3a至图3b，后端/后面板202包括除热液体歧管组件250，除热液体歧管组件250可以包括联接到主液体连接器211至212的一对液体供应管线。液体歧管组件250包括多对液体连接器。这些对中的每个都对应于服务器插槽中的一个以与自对准的服务器刀片的配对液体连接器(如，盲配连接器225)接合并联接。
图4a至图4c示出了根据本发明的一个实施方式的服务器刀片的立体图。图4b示出了如图4a所示的服务器刀片的一部分的放大视图。图4c是图4b的放大视图的分解视图。参照图4a至图4b，服务器刀片400包括服务器托盘或服务器保持器401以将it部件(未示出)容纳在其中，该it部件可以是处理器、存储器和/或永久存储装置，或者可以合理地包括为计算机服务器的一部分的任何其它部件。服务器刀片400还包括具有一对液体连接器403至404的自装配组件402，以联接到安装在如上所述的除热液体歧管组件上的一对配对的液体连接器。
液体连接器403至404联接到液体分配管件或管道405的第一端和第二端，从而形成闭合回路。液体分配管件405在服务器刀片内的多个位置处将除热液体分配到it部件，其中除热液体交换从it部件生成的热量。为了说明的目的，液体连接器403是从除热液体歧管组件250接收除热液体的液体入口连接器。然后通过液体分配管件405来携带除热液体以从it部件去除热量。液体连接器404是液体出口连接器，液体出口连接器将携带交换的热量的较温或较热的液体排放回除热液体歧管组件250。
根据一个实施方式，现在参照图4b，自装配组件402包括对准板410，对准板410具有安装在其上的第一液体连接器403和第二液体连接器404。例如，液体连接器403可以是液体入口连接器并且液体连接器404可以是液体出口连接器。液体连接器403至404固定地安装在对准板410上。然而，对准板410与液体连接器403至404一起不固定地安装在服务器托盘401上。相反，根据一个实施方式，对准板410与液体连接器403至404一起可以相对于服务器托盘401的其余部分四处移动或四处浮动。对准板410与液体连接器403至404一起可以在预定的公差空间内相对于服务器托盘401四处移动。因此，当将具有服务器托盘401的相应服务器刀片插入到服务器插槽中时，液体连接器403至404可以四处移动以与设置在后面板上的除热液体歧管组件上的配对液体连接器自对准或自装配。
在一个实施方式中，如图4c所示，对准板410包括一对安装孔，以安装液体连接器403至404。这些液体连接器中的每个包括螺纹段(例如，段403a)和螺母段(例如，段403b)。可以通过安装孔(例如，安装孔406)将螺纹段拧到螺母段上，以通过夹持对准板410固定地安装到对准板410上。因此，液体连接器403至404相对于对准板410安装在固定位置上。因为对准板410可以在不固定到固定位置上的情况下四处浮动，所以对准板410也被称为浮动对准板。
参照图4b和图4c，对准板410可以定位成与固定地附接到服务器托盘的对准支架421a至421b对准。在对准支架421a至421b之间具有开口以在服务器托盘401的后端上暴露液体连接器403至404。注意对准支架421a至421b可以是具有开口或窗口的单件对准支架以暴露液体连接器403至404。在一个实施方式中，对准支架421a至421b包括两个l形板以形成管道或管件(例如，此示例中的矩形管道或管件)以将对准板410松弛地容纳在其中，使得对准板410可以在矩形管道或管件的内部空间或隧道内四处移动。
在一个实施方式中，对准板410包括附接在其上并向外延伸的止动件411a至411b。这些对准支架421a至421b中的每个包括对准引导部(诸如对准引导部412a至412b)。在此示例中，对准引导部412a至412b形成为圆形形状以允许通过其暴露止动件411a至411b。在一个实施方式中，止动件411a至411b是模制或附接到对准板410上的螺母。螺母411a至411b包括内螺纹以允许将螺钉拧入其中。在不固定地附接到对准支架421a至421b的情况下，一对螺钉413a至413b与一对垫圈414a至414b一起可以用于将对准板410约束到受限的垂直空间(如，往返式公差空间)。
垫圈414a至414b的尺寸大于对准引导部412a至412b的尺寸，使得对准板410不会从对准支架421a至421b的表面脱落或漂移过多。在一个实施方式中，螺母411a至411b的长度或高度比对准板410的厚度更长或更厚，使得当螺钉(诸如螺钉413a至413b)拧到其上时，螺母允许对准板410和对准支架421a至421b的表面之间的一定空间来四处移动。注意在此示例中，具有分别设置在液体连接器403至404附近的两个止动件411a至411b。在另一实施方式中，一对止动件和对准引导部对于自对准目的可能是足够的。
根据一个实施方式，对准板410与液体连接器403至404一起的移动可以由对准引导部412a至412b通过将止动件411a至411b的移动限制在由对准引导部412a至412b所限定的空间内来约束，而对准支架421a至421b保持在固定位置中。对准引导部412a至412b的尺寸(例如，直径)大于止动件411a至411b的尺寸。对准引导部412a至412b和止动件411a至411b的边缘之间的物理空间限定了公差空间。为了与设置在除热液体歧管组件250上的配对液体连接器自对准的目的，对准板410和液体连接器403至404的组合可以在公差空间内移动或浮动。公差空间的尺寸可以依赖于特定的实施例而变化。注意在此示例中，对准引导部412a至412b的形状形成为圆形形状。然而，对准引导部412a至412b的形状可以形成为其它形状，诸如椭圆形状、矩形形状等。
图5是根据本发明的一个实施方式的服务器刀片的附视图。参照图5，液体连接器403至404与浮动对准板410一起可以与安装在除热液体歧管组件250上的配对液体连接器415至416自对准。为了更好地对准，利用具有相对于液体连接器425至426固定地设置的销段427a和427b的对准销(诸如对准销427)，以与设置在对准板410上的对准孔(诸如图4b中的对准孔428)对准。也就是说，上面描述的自装配或自对准机构可以用于将液体连接器403至404与配对的液体连接器425至426粗略地对准，而利用对准销427来将液体连接器403至404与液体连接器425至426精确地或精细地对准。
在一个实施方式中，为了对准的目的利用销段427a，而具有比销段427a和对准孔428更大直径的销段727b可以用于维持液体连接器403至404与425至426之间的距离，以防止这些液体连接器抵靠彼此过多地推挤。图6示出了根据一个实施方式的服务器刀片的后视图。在服务器刀片400的后端上，还安装了电源连接器424以连接数据中心的主电源线。
图7a至7b示出了根据一个实施方式的电子机架的横截面视图。电子机架700可以表示图2中的电子机架200。参照图7a，电子机架700包括多个服务器插槽701a至701n以允许多个服务器刀片从前端201插入。在后端202上，除热液体歧管组件250安装在电子机架700的后端上的后面板202上。可以利用设置在服务器刀片的后端上的自装配机构来与如上所述固定地安装在除热液体歧管组件250上的液体连接器自对准。图7b示出了如图7a所示的电子机架700的放大部分710。
图8a至8b示出了根据本发明的一个实施方式的电子机架的后面板的内部视图。电子机架800可以表示上面描述的这些电子机架的任何一个。图8a示出了后面板的内部视图，其中通过移除其间的任何障碍物，观看者正从电子机架800的前端观看。参照图8a，电子机架800包括可插入到对应服务器插槽中的多个服务器刀片801a至801n。在后面板上具有两个液体歧管250a至250b，以经由液体入口连接器211从外部除热系统接收除热液体，并且经由液体出口连接器212将更温/更热的液体排放回除热系统。对于服务器插槽中的每个，具有安装在液体歧管250a至250b上的一对液体连接器(如，液体连接器425至426)，以与如上所述设置在对应服务器刀片的后端上的配对液体连接器连接。图8b示出了电子机架800的一部分的放大视图。
注意上面描述的除热技术可以应用于各种不同类型的数据中心，诸如，例如传统的主机托管数据中心和绿地数据中心(greenfielddatacenters)。主机托管数据中心是这样一种类型的数据中心，在这种数据中心中，设备、空间和带宽可以用于租赁给零售客户。主机托管设施为其它公司的服务器、存储装置和网络设备提供空间、电力、冷却以及物理安全，并且以最小的成本和复杂性将它们连接到各种电信和网络服务提供商。绿地数据中心是指在以前没有东西存在的地方所构建和所配置的数据中心。上面描述的这些技术也可以应用于性能优化的数据中心(pod)或便携式按需或集装箱数据中心或者与其联合工作，在这些数据中心中将服务器的机架放置在一个或多个单独的集装箱、模块化房间或模块化壳体中。
可以通过包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，具体化在非暂时性计算机可读介质上的)或两者的组合的处理逻辑来执行前面的图中所描绘的过程或方法。虽然这些过程或方法是在上文中是基于一些顺序操作来描述的，但是应当理解的是所描述的操作中的一些可以以不同的次序来执行。此外，一些操作可以并行地而不是按顺序地执行。
在前述说明书中，已经参考本发明的特定示例性实施方式描述了本发明的实施方式。将显而易见的是，在不偏离如所附权利要求书中阐述的本发明的更宽泛的精神和范围的情况下可以对其进行各种修改。因此，说明书和附图应以说明性意义而不是限制性意义来看待。