(57)【要約】【課題】冷却装置において、本体ケース内への結露水の浸入を防止することを目的とする。【解決手段】本発明においては、熱交換器１２の受熱部１４が、電子機器の発熱部品１６に熱的に結合される構成となっており、この熱交換器１２は熱交換器６、７、８、９によって冷却され、さらにこの熱交換器６、７、８、９は熱交換器２によって冷却される構成となっているので、熱交換器６、７、８、９では結露が発生しにくく、その結果として、電子機器への結露水の浸入を防止することが出来るのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却冷媒が供給される第１の熱交換器と、この第１の熱交換器によって冷却される第２の熱交換器と、この第２の熱交換器によって冷却される第３の熱交換器とを備え、前記第２の熱交換器は、第１の熱交換器内に挿入された第１の放熱部と、この第１の放熱部の蒸気入口に蒸気管によって接続された第１の受熱部と、この第１の受熱部と前記第１の放熱部の液体出口とを接続した液体管とを有し、前記第３の熱交換器は、前記第２の熱交換器の第１の受熱部に、熱交換状態で接続された第２の放熱部と、この第２の放熱部に接続された第２の受熱部とを有する冷却装置。
【請求項２】
第２の熱交換器は、第１の放熱部、蒸気管、第１の受熱部、液体管内で構成される減圧状態の閉回路内に、冷媒を密封した請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
第２の熱交換器と第３の熱交換器をそれぞれ複数個、設けた請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
第２の熱交換器と第３の熱交換器は、それぞれ蒸気管を有する請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項５】
第２の熱交換器と第３の熱交換器の液体管を共用化した請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の冷却装置を搭載し、その第２の受熱部を発熱部に熱的に結合した電子機器。
【請求項７】
第１の受熱部と第２の放熱部を、傾斜状態で接触させた請求項１から６のいずれか一つに記載の冷却装置。
【請求項８】
傾斜した第２の放熱部上に、傾斜した第１の受熱部が乗り上げた状態で、前記第１の受熱部と前記第２の放熱部を接触させた請求項７記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電力半導体を搭載した電子機器の冷却装置、およびこれを搭載した電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の冷却装置は、冷媒を循環させる第１の循環路を有する第１の熱交換器と、この第１の熱交換器とは独立した第２の循環路を有する第２の熱交換器とを備えた構成となっていた。
【０００３】
すなわち、前記第２の熱交換器は、その第２の循環路内に配置した受熱部を電子機器の発熱部に当て、この受熱部で加熱された冷媒を、次に、放熱部に供給するようにしている。
【０００４】
そして、この第２の熱交換器の放熱部には、第１の熱交換器の第１の循環路内に配置した受熱部を熱交換可能な状態で接続した構成となっている。
【０００５】
このため、第１の熱交換器の第１の循環路内を循環する冷媒によって、第２の熱交換器の第２の循環路内を循環する冷媒を冷却することが出来るようになっている（これに類似する先行文献としては下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−７９４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来例において電子機器の発熱部を十分に冷却するためには、第１の熱交換器の第１の循環路内に十分に低温の冷媒を流さなくてはならないが、このように低温の冷媒を流すと、第１の循環路の外表面で結露が発生し、これが電子機器内に浸入するなどの問題が発生する。
【０００８】
そこで、本発明は、電子機器への結露水浸入を防止することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明は、冷却冷媒が供給される第１の熱交換器と、この第１の熱交換器によって冷却される第２の熱交換器と、この第２の熱交換器によって冷却される第３の熱交換器とを備え、前記第２の熱交換器は、第１の熱交換器内に挿入された第１の放熱部と、この第１の放熱部の蒸気入口に蒸気管によって接続された第１の受熱部と、この第１の受熱部と前記第１の放熱部の液体出口とを接続した液体管とを有し、前記第３の熱交換器は、前記第２の熱交換器の第１の受熱部に、熱交換状態で接続された第２の放熱部と、この第２の放熱部に接続された第２の受熱部とを有する構成とし、これにより初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、冷却冷媒が供給される第１の熱交換器と、この第１の熱交換器によって冷却される第２の熱交換器と、この第２の熱交換器によって冷却される第３の熱交換器とを備え、前記第２の熱交換器は、第１の熱交換器内に挿入された第１の放熱部と、この第１の放熱部の蒸気入口に蒸気管によって接続された第１の受熱部と、この第１の受熱部と前記第１の放熱部の液体出口とを接続した液体管とを有し、前記第３の熱交換器は、前記第２の熱交換器の第１の受熱部に、熱交換状態で接続された第２の放熱部と、この第２の放熱部に接続された第２の受熱部とを有する構成としたものであるので、電子機器への結露水の浸入を防止することが出来る。
【００１１】
すなわち、本発明においては、第３の熱交換器の第２の受熱部が、電子機器の発熱部に熱的に結合される構成となっており、この第３の熱交換器は第２の熱交換器によって冷却され、さらにこの第２の熱交換器は第１の熱交換器によって冷却される構成となっているので、第２の熱交換器では結露が発生しにくく、その結果として、電子機器への結露水の浸入を防止することが出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の冷却装置を搭載した電子機器の斜視図
【図２】同冷却装置の一部の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１において、１は電子機器の本体ケースで、内部には水平方向に配置されたサーバー（図示せず）が上下方向に、所定間隔をおいて４段配置されている。
【００１５】
また、この本体ケース１の上面には、低温の冷却冷媒（冷却水、５〜１０℃）が供給される熱交換器２の受熱部３が配置されている。
【００１６】
つまり、この低温の冷却冷媒（冷却水）は、管４から受熱部３に供給され、管５から受熱部３外に流出する構成となっている。
【００１７】
また、本体ケース１の側面には、４つの熱交換器が所定間隔で、上下方向の４段で配置されている。
【００１８】
これらの熱交換器６、７、８、９は、それぞれ、受熱部３内に挿入された放熱部（図示せず）と、この放熱部の蒸気入口６ａ、７ａ、８ａ、９ａに蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂによって接続された受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと、受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと前記放熱部の液体出口１０とを接続した液体管１１とを備えている。
【００１９】
そして、これらの受熱部３内に挿入された放熱部（図示せず）と、この放熱部の蒸気入口６ａ、７ａ、８ａ、９ａに蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂによって接続された受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと、受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと前記放熱部の液体出口１０とを接続した液体管１１によって形成された密閉循環回路内に、減圧状態で循環冷媒が封入されている。
【００２０】
なお、この実施形態では、蒸気入口６ａ、７ａ、８ａ、９ａに接続された放熱部（図示せず）を受熱部３内に挿入したが、蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂを受熱部３内に挿入することで、放熱部とすることも出来る（なお蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂの径は、６ｂ＞７ｂ＞８ｂ＞９ｂとなっている）。
【００２１】
また、液体管１１は、受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃごとに、別々に設けても良い。
【００２２】
図２は、本体ケース１内に設けられた熱交換器１２を示し、これは、例えば特開２００９−８８１２７号公報で示された構成となっている。
【００２３】
つまり熱交換器１２内では、逆止弁１３を通過した内循冷媒を受熱部１４で蒸発させ、その蒸発力で放熱部１５にまで気相で送り、ここで、循環冷媒と熱交換し冷却されて液化し、再び、液相となって逆止弁１３を通過させて受熱部１４で蒸発させるという循環が行われる。
【００２４】
なお、この熱交換器１２内の循環経路には減圧状態で内循冷媒（水）を封入しているので、常圧状態での沸点（１００℃）よりも低い温度（５０〜７０℃）で水は蒸発するようになっている。
【００２５】
そして、受熱部１４でサーバーの発熱部品１６から熱を奪い、放熱をさせるものである。
【００２６】
つまり、本実施形態においては、熱交換器１２の受熱部１４でサーバーの発熱部品１６から熱を奪い、それを放熱部１５において、熱交換器６、７、８、９の受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃへと受け渡しを行い、その後、熱交換器２の受熱部３へと受け渡しを行うものである。
【００２７】
この時、熱交換器６、７、８、９では、上記５０〜７０℃の内循冷媒から熱を奪う構成としているので、約３０℃で循環冷媒が循環するようになっている。
【００２８】
すなわち、熱交換器６、７、８、９と受熱部３内に挿入された放熱部（図示せず）と蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂと液体管１１により構成される循環経路においても、減圧状態で循環冷媒が封入されているので、熱交換器６、７、８、９にて上記５０〜７０℃の内循冷媒からの熱により、循環冷媒が約３０℃で蒸発する。
【００２９】
そして、放熱部１５から熱を奪い、その蒸発力と密度差により循環冷媒は蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂを通り、受熱部３内に挿入された放熱部（図示せず）へと送られ、この３０℃の循環冷媒が受熱部３で低温（５〜７℃）の冷却冷媒と熱交換されるようになっている。
【００３０】
つまり、熱交換器６、７、８、９部分では、最低でも３０℃程度の状態で循環冷媒が循環しているので、通常このような電子機器が設置される環境温度との関係で露点を下回ることはなく、この熱交換器６、７、８、９の各部で結露が発生することは無い。したがって、これが本体ケース１内へと浸入することもない。
【００３１】
また、結露水が発生しないため、結露水の排水設備を備える必要がなく、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３２】
また、蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂの径は、６ｂ＞７ｂ＞８ｂ＞９ｂとなっているので、蒸気管６ｂ、７ｂ、８ｂ、９ｂの圧力損失は、６ｂ＜７ｂ＜８ｂ＜９ｂとなる。これにより、４つの熱交換器内の圧力を一様とし、循環冷媒の蒸発温度を４つの熱交換器で均一とすることができる。
【００３３】
なお、図２に示すように、受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと放熱部１５は傾斜状態で接触させ、この状態で熱交換させるようにしている。
【００３４】
その場合、傾斜した放熱部１５上に、傾斜した受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃが乗り上げた状態で、接触させることが好ましい。これにより接触面積の増加と密着性が高まり、冷却性能を向上することができる。
【００３５】
また、受熱部６ｃ、７ｃ、８ｃ、９ｃと放熱部１５との熱的な結合を均一化させるため、間隙材（例えば、放熱グリスや放熱シート）を用いることが好ましい。
【００３６】
また、熱交換器６、７、８、９部分では、起動時には、図１のごとく、熱交換器９の上方（Ｋ線）まで循環冷媒が存在する状態としているが、通常動作時には熱交換器９の下部（Ｔ線）まで、循環冷媒が下がった状態で運転が行われ、最上部に位置する熱交換器９にも常に冷媒が存在し、冷却不能状態になることを防ぐ。
【００３７】
また、図１に示すように、熱交換器２内部に、循環冷媒の予備タンク１７を設けてもよく、これにより発熱部品１６の過渡応答に対応し、循環冷媒が一時的にでも熱交換器９の下部（Ｔ線）を下回ることを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように本発明は、冷却冷媒が供給される第１の熱交換器と、この第１の熱交換器によって冷却される第２の熱交換器と、この第２の熱交換器によって冷却される第３の熱交換器とを備え、前記第２の熱交換器は、第１の熱交換器内に挿入された第１の放熱部と、この第１の放熱部の蒸気入口に蒸気管によって接続された第１の受熱部と、この第１の受熱部と前記第１の放熱部の液体出口とを接続した液体管とを有し、前記第３の熱交換器は、前記第２の熱交換器の第１の受熱部に、熱交換状態で接続された第２の放熱部と、この第２の放熱部に接続された第２の受熱部とを有する構成としたものであるので、電子機器への結露水の浸入を防止することが出来る。
【００３９】
すなわち、本発明においては、第３の熱交換器の第２の受熱部が、電子機器の発熱部に熱的に結合される構成となっており、この第３の熱交換器は第２の熱交換器によって冷却され、さらにこの第２の熱交換器は第１の熱交換器によって冷却される構成となっているので、第２の熱交換器では結露が発生しにくく、その結果として、電子機器への結露水の浸入を防止することが出来るのである。
【００４０】
したがって、各種電子機器の冷却装置として活用される。
【符号の説明】
【００４１】
１  本体ケース
２  熱交換器
３  受熱部
４  管
５  管
６，７，８，９  熱交換器
６ａ，７ａ，８ａ，９ａ  蒸気入口
６ｂ，７ｂ，８ｂ，９ｂ  蒸気管
６ｃ，７ｃ，８ｃ，９ｃ  受熱部
１０  液体出口
１１  液体管
１２  熱交換器
１３  逆止弁
１４  受熱部
１５  放熱部
１６  発熱部品
１７  予備タンク
【図１】
2014135477.tif 000003
【図２】
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