(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
前記隙間を保持する複数のスペーサと、
複数のねじを有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定し、
前記第１のボード又は第２のボードは、１つ以上のコネクタを有し、
前記コネクタは、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続される、電子機器。
【請求項２】
冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
前記隙間を保持する複数のスペーサと、
複数のねじを有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定し、
前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、
前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のねじを介して電気的に接続し、
前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続される、電子機器。
【請求項３】
前記スペーサには、前記導電性のねじが貫通する導電性ホールが形成されている、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
前記隙間を保持する複数のスペーサと、
複数のねじを有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定し、
前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、
前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のねじ及び導電性のスペーサを介して電気的に接続し、
前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続される、電子機器。
【請求項５】
冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
前記隙間を保持する複数のスペーサと、
複数のねじを有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定し、
前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、
前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、前記スペーサに形成された、前記ねじが貫通する導電性ホールを介して電気的に接続し、
前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続される、電子機器。
【請求項６】
冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、
前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記電子機器は、
１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、
前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、
前記隙間を保持する複数のスペーサと、
複数のねじを有し、
前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定し、
前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、
前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のスペーサを介して電気的に接続し、
前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続される、電子機器。
【請求項７】
複数の電子機器を冷却液中に浸漬して直接冷却する冷却装置であって、
底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、
前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された複数の収納部と、
前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口と、
前記各収納部に設けられた一対のボードリテーナと、
を有し、
前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、
前記一対のボードリテーナは、電子機器が有する第１のボード及び第２のボードのいずれか一方又は両方を保持するよう構成され、前記電子機器は、１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、を有している、
冷却装置。
【請求項８】
前記流出開口及び／又は前記流入開口は、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に形成されている、請求項７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流出管をさらに有し、該流出管の一端に前記流出開口が形成されている、請求項７又は８に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記流出管の長手方向に１つ以上の小孔が形成されている、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管をさらに有し、
前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成されている、請求項７又は８に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管及び流出管をさらに有し、
前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成され、
前記流出管の上端に前記流出開口が形成され、
前記流入管及び前記流出管が、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に、交互に配置されている、
請求項７に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管及び流出管をさらに有し、
前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成され、
前記流出管の上端に前記流出開口が形成され、
前記流入管及び前記流出管が、該流入管内に該流出管を内包する二重管を構成している、
請求項７に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記二重管が、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に配置されている、請求項１３に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記冷却液が、主成分として完全フッ素化物を含む、請求項７から１４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１６】
前記冷却槽は、各収納部の前記流入開口に向けて前記冷却液を分配するための入口と、
各収納部の前記流出開口を通った前記冷却液を集めるための出口とを有し、
前記出口と前記入口が、前記冷却槽の外部にある流通路により連結されており、
前記流通路中に、前記冷却液を移動させる少なくとも１つのポンプと、前記冷却液を冷やす熱交換器が設けられている、請求項７又は８に記載の冷却装置。
【請求項１７】
各収納部内の温度変化に応じた入力信号を受けて、各収納部の前記流入開口を通る前記冷却液の流量、又は前記流入管に設けられた各ノズルを通る前記冷却液の流量を調整する機構をさらに有している、請求項１６に記載の冷却装置。
【請求項１８】
各収納部内に液体用の第１の温度センサーを設けるとともに、予め設定された以上の温度が前記第１の温度センサーにより検知された場合に、該収納部内に収納された前記電子機器の運用を中止させ、又は前記電子機器への電源供給を遮断する機構をさらに有している、請求項７から１７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１９】
各収納部内に収納された電子機器内、又は各収納部内に収納された電子機器周辺部に第２の温度センサーを設けるとともに、予め設定された以上の温度が前記第２の温度センサーにより検知された場合に、前記電子機器の運用を中止させ、又は前記電子機器への電源供給を遮断する機構をさらに有している、請求項７から１７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項２０】
前記一対のボードリテーナは、前記第１のボード又は第２のボードの一方又は両方に電気的に接続される電源ライン又は信号ラインを有する、請求項７に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器、及び電子機器の冷却装置に係り、特に、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器、及び当該電子機器の冷却装置に関するものである。本明細書において電子機器とは、一般に、スーパーコンピュータやデータセンター等の超高性能動作や安定動作が要求され、かつそれ自体からの発熱量が大きな電子機器をいうが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【０００２】
近年のスーパーコンピュータの性能の限界を決定する最大の課題の一つは消費電力であり、スーパーコンピュータの省電力性に関する研究の重要性は、既に広く認識されている。すなわち、消費電力当たりの速度性能（Ｆｌｏｐｓ／Ｗ）が、スーパーコンピュータを評価する一つの指標となっている。また、データセンターにおいては、データセンター全体の消費電力の４５％程度を冷却に費やしているとされ、冷却効率の向上による消費電力の削減の要請が大きくなっている。【０００３】
スーパーコンピュータやデータセンターの冷却には、従来から空冷式と液冷式が用いられている。液冷式は、空気より格段に熱伝達性能の優れる液体を用いるため、一般的に冷却効率がよいとされている。例えば、東京工業大学が構築した「ＴＳＵＢＡＭＥ−ＫＦＣ」では、合成油を用いた液浸冷却システムにより、４．５０ＧＦｌｏｐｓ／Ｗを達成し、２０１３年１１月、及び２０１４年６月発表の「Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒｅｅｎ５００  Ｌｉｓｔ」において１位を獲得している。しかし、冷却液に粘性の高い合成油を用いているため、油浸ラックから取り出した電子機器から、そこに付着した油を完全に除去することが困難であり、電子機器のメンテナンス（具体的には、例えば調整、点検、修理、交換、増設。以下同様）が極めて困難であるという問題がある。更には、使用する合成油が、冷却系を構成するパッキン等を短期間に腐食させて漏えいするなどし、運用に支障を来す問題の発生も報告されている。【０００４】
他方、上記のような問題を生ずる合成油ではなく、フッ化炭素系冷却液を用いる液浸冷却システムが提案されている。具体的には、フッ化炭素系の冷却液（３Ｍ社の商品名「Ｎｏｖｅｃ（３Ｍ社の商標。以下同様）７１００」、「Ｎｏｖｅｃ７２００」、「Ｎｏｖｅｃ７３００」で知られる、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）化合物）を用いる例である（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１８７２５１号公報
【特許文献２】特表２０１２−５２７１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示する冷却システムは、データセンターに設置されたラックに、サーバを収納する複数の容器が格納され、各容器内には複数のサーバが収納され、各容器の入口から出口に向かう液冷媒の流れを形成する冷媒流通機構が接続されている。このため、１つの容器内で、入口から出口に近いほど液冷媒の温度が高くなり、また、大きい体積の容器内に高密度に収納した電子機器によって液冷媒の流通が阻害され、温められた液冷媒が容器の中央付近に滞留しやすいため、容器内に不均一な温度分布が発生してしまい、サーバの収納位置によってサーバ自体の、或いはサーバ内の主要な半導体部品や電子部品間の冷却性能に大きな差が出てしまうという問題がある。【０００７】
一方、特許文献２が開示する冷却システムは、１つ又はそれ以上の発熱する電子機器を収容する密封型モジュールの構成を採用している。このため、個々の密封型モジュールに冷却液を流通させるための機構全体が複雑となり、また、密封型モジュールから電子機器全体を簡単に取り出すことができないため、電子機器のメンテナンス性に劣るという問題がある。【０００８】
最近のスーパーコンピュータやデータセンター等で使用される電子機器には、冷却すべき対象がＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）以外にも、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、高速メモリ、チップセット、ネットワークユニット、バススイッチユニット、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）、交流−直流変換器、直流−直流電圧変換器等、多数存在しており、これら電子部品のいずれか１つもしくは複数、又はこれらの電子部品の組み合わせを、１枚又は複数枚のボードを搭載すること（例えば、１枚のマザーボードと、ＧＰＵを搭載した複数枚の汎用ボードを組み合わせて搭載すること）が多い。このため、例えば、データセンターなどで一般的な１９インチラックのサイズのサーバを、液浸ラックに収納して液浸冷却する場合、サイズが高さ７０〜９０ｃｍ、幅４５ｃｍ程度と大きくかつ重量があるサーバを、液浸ラックに差し込み又は抜き出すためには、吊り上げ用のクレーンを使用するなどしている。従って、従来の液浸冷却装置では、サイズが大きく重量のある電子機器の取り扱いが不便であり、その設置とメンテナンスに手間がかかるという問題がある。【０００９】
電子機器のボードには、ＣＰＵ及び他の電子部品が高密度に実装されているため、多層配線を有するボードが一般に使用されている。しかし、高密度化に応じて多層配線の層数を増やす必要があるため、ボードが厚くなり、ボードの一方の面からその反対側の面に熱が伝達しにくい。従って、冷却液がボードの両面から熱を奪うことによって電子機器を冷却する効率が損なわれてしまうという問題がある。【００１０】
以上のように、従来の液浸冷却装置においては、冷却槽内の冷却液に温度分布が発生し、電子機器の収納位置によって電子機器の冷却性能に大きな差が出てしまうという問題がある。また、密封型モジュールに冷却液を流通させるための機構全体が複雑となり、電子機器のメンテナンス性に劣るという問題がある。さらに、サイズが大きく重量のある電子機器の取り扱いが不便であり、その設置とメンテナンスに手間がかかるという問題がある。また、冷却液がボードの両面から熱を奪うことによって電子機器を冷却する効率が損なわれてしまうという問題がある。【００１１】
従って、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、複数の電子機器の冷却性能を向上させ、かつ冷却性能のばらつきを無くして安定化させた冷却装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、浸漬冷却における複数の電子機器の取り扱い性とメンテナンス性を向上させた冷却装置を提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、液浸冷却による冷却効率を向上させた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の一局面によれば、冷却装置内の冷却液中に浸漬されて直接冷却される電子機器であって、前記電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成され、前記冷却装置は、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された前記複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口とを有し、前記流入開口が、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口が、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、前記電子機器は、１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルと、を有する、電子機器が提供される。【００１３】
本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記電子機器は、前記隙間を保持する複数のスペーサと、複数のねじをさらに有し、前記複数のねじの各々は、前記第１のボード、前記第２のボード、及び前記複数のスペーサの各々を貫通し、固定するよう構成してよい。【００１４】
また、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記第１のボード又は第２のボードは、１つ以上のコネクタを有し、前記コネクタは、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続されるよう構成してよい。【００１５】
さらに、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のねじを介して電気的に接続し、前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続されるよう構成してよい。【００１６】
また、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記スペーサには、前記導電性のねじが貫通する導電性ホールが形成されていてよい。【００１７】
さらに、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のねじ及び導電性のスペーサを介して電気的に接続し、前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続されるよう構成してよい。【００１８】
また、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、前記スペーサに形成された、前記ねじが貫通する導電性ホールを介して電気的に接続し、前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続されるよう構成してよい。【００１９】
さらに、本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態において、前記第１のボード及び前記第２のボードは、それぞれ電気接点を有し、前記第１のボードの電気接点と前記第２のボードの電気接点を、導電性のスペーサを介して電気的に接続し、前記第１のボードの電気接点及び前記第２のボードの電気接点の一方又は両方は、前記各収納部内で前記第１のボード及び前記第２のボードのいずれか一方又は両方を保持する一対のボードリテーナに設けられた電源ライン又は信号ラインと電気的に接続されるよう構成してよい。【００２０】
本発明の他の局面によれば、複数の電子機器を冷却液中に浸漬して直接冷却する冷却装置であって、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽と、前記冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより前記開放空間を分割して形成される、配列された複数の収納部と、前記複数の収納部の各々に形成される、冷却液の流入開口及び流出開口と、  前記各収納部に設けられた一対のボードリテーナと、を有し、前記流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、前記流出開口は、各収納部を流通する前記冷却液の液面近傍に形成されており、前記一対のボードリテーナは、電子機器が有する第１のボード及び第２のボードのいずれか一方又は両方を保持するよう構成され、前記電子機器は、１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面と、前記第１の面と反対側の第２の面とを有する、第１のボードと、前記第１のボードの前記第２の面に対向する第３の面を有する第２のボードと、前記第１のボードの前記第２の面と前記第２のボードの前記第３の面との隙間により形成されるフローチャネルとを有している、冷却装置が提供される。【００２１】
本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記流出開口及び／又は前記流入開口は、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に形成されているよう構成してよい。【００２２】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流出管をさらに有し、該流出管の一端に前記流出開口が形成されているよう構成してよい。【００２３】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記流出管の長手方向に１つ以上の小孔が形成されていてよい。【００２４】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管をさらに有し、前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成されていてよい。【００２５】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管及び流出管をさらに有し、前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成され、前記流出管の上端に前記流出開口が形成され、前記流入管及び前記流出管が、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に、交互に配置されていてよい。【００２６】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記底壁を貫通し前記液面近傍まで延びる流入管及び流出管をさらに有し、前記流入管は、該流入管の長手方向に複数のノズルを有し、該複数のノズルの各々に前記流入開口が形成され、前記流出管の上端に前記流出開口が形成され、前記流入管及び前記流出管が、該流入管内に該流出管を内包する二重管を構成していてよい。【００２７】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記二重管が、各収納部を形成している前記複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に配置されていてよい。【００２８】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記冷却液が、主成分として完全フッ素化物を含むよう構成してよい。【００２９】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記冷却槽は、各収納部の前記流入開口に向けて前記冷却液を分配するための入口と、各収納部の前記流出開口を通った前記冷却液を集めるための出口とを有し、前記出口と前記入口が、前記冷却槽の外部にある流通路により連結されており、前記流通路中に、前記冷却液を移動させる少なくとも１つのポンプと、前記冷却液を冷やす熱交換器が設けられていてよい。【００３０】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、各収納部内の温度変化に応じた入力信号を受けて、各収納部の前記流入開口を通る前記冷却液の流量、又は前記流入管に設けられた各ノズルを通る前記冷却液の流量を調整する機構をさらに有していてよい。【００３１】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、各収納部内に液体用の第１の温度センサーを設けるとともに、予め設定された以上の温度が前記第１の温度センサーにより検知された場合に、該収納部内に収納された前記電子機器の運用を中止させ、又は前記電子機器への電源供給を遮断する機構をさらに有していてよい。【００３２】
また、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、各収納部内に収納された電子機器内、又は各収納部内に収納された電子機器周辺部に第２の温度センサーを設けるとともに、予め設定された以上の温度が前記第２の温度センサーにより検知された場合に、前記電子機器の運用を中止させ、又は前記電子機器への電源供給を遮断する機構をさらに有していてよい。【００３３】
さらに、本発明に係る冷却装置の好ましい実施の形態において、前記一対のボードリテーナは、前記第１のボード又は第２のボードの一方又は両方に電気的に接続される電源ライン又は信号ラインを有していてよい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る電子機器、及び電子機器の冷却装置によれば、電子機器は、冷却装置の複数の収納部の各々に収納されるよう構成される。冷却装置には、底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽内に複数の内部隔壁を設けることにより、開放空間を分割して、配列された複数の収納部が形成される。そして、複数の収納部の各々には、冷却液の流入開口及び流出開口が形成され、流入開口は、各収納部の底部又は側面に形成され、流出開口は、各収納部を流通する冷却液の液面近傍に形成されている。従って、冷却槽の開放空間の体積の約１／４の体積か、約１／４よりも小さい体積（例えば、開放空間の体積の約１／９（縦３×横３に分割する場合）、１／１２（縦３×横４に分割する場合）、１／１６（縦４×横４に分割する場合））の収納部に、従来よりも小さい幅（例えば、約１／２、１／３、１／４）の電子機器を収納して、冷却液を個別に流通させることにより、複数の電子機器を、個別に効率よく冷却することができる。換言すると、本発明においては、温められた冷却液を冷却槽の中央部からも流出させることができるので、温められた冷却液を冷却槽の側面から流出させる従来技術におけるように、冷却液が冷却槽の中央付近に滞留して、冷却槽内の電子機器の収納位置によって冷却性能に差が生じるのを避けることができる。従って、複数の電子機器の冷却性能を向上させ、かつ冷却性能のばらつきを無くして安定化させることができる。また、収納部に収納する電子機器のサイズを小さくできるので、電子機器の取り扱い性及びメンテナンス性を向上させることができる。また、本発明における電子機器においては、プロセッサ及び他の電子部品を複数のボードに搭載できるため、ボード１枚あたりの多層配線の層数を従来よりも少なくして、プロセッサボードの厚さを薄くできる。従って、プロセッサボードに搭載されているプロセッサからの熱が、プロセッサボードの背面に伝達し易くなっている。そして、各収納部を流通する冷えた冷却液の一部が、第１のボードの第２の面と第２のボードの第３の面との隙間により形成されるフローチャネルを通るとき、プロセッサボードの背面から、熱を速やかにかつ効率よく奪い取る。これにより、冷却液がプロセッサボードの両面から熱を速やかにかつ効率よく奪い取ることによって、電子機器を冷却する効率が向上する。なお、本明細書における「開放空間」を有する冷却槽には、電子機器の保守性を損なわない程度の簡素な密閉構造を有する冷却槽も含まれるものである。例えば、冷却槽の開口部に、パッキン等を介して天板を着脱可能に取り付ける構造は、簡素な密閉構造といえる。【００３５】
上記した本発明の目的及び利点並びに他の目的及び利点は、以下の実施の形態の説明を通じてより明確に理解される。もっとも、以下に記述する実施の形態は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷却装置の全体構成を示す、部分断面を含む斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子機器の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子機器の平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図１０】冷却槽の出口と入口とを連結する流通路中に、駆動系と冷却系を設けた冷却装置の模式図である。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大縦断面図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大平面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大縦断面図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図１７】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図１９】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図２０】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図２１】本発明のさらに他の実施形態に係る電子機器と冷却装置との結合関係を示す拡大部分断面図である。
【図２２】本発明の他の実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す平面図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２４】本発明のさらに他の実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る電子機器、及び電子機器の冷却装置の好ましい実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の説明では、電子機器として、ＣＰＵ及びＧＰＵからなる複数のプロセッサを搭載したプロセッサボードと、他の電子部品を搭載したボードからなる多段ボードを有する電子機器（１ユニット）を、合計１６ユニット、冷却槽の各収納部に収納して冷却する、高密度冷却装置の構成を説明する。なお、これは例示であって、ボード当たりのプロセッサの数や種類（ＣＰＵ又はＧＰＵ）は任意であり、また、高密度冷却装置における電子機器のユニット数も任意であり、これらを特に限定するものではない。本実施形態の多段ボード構成において、複数のプロセッサを搭載したプロセッサボードは、本発明における「第１のボード」に相当し、他の電子部品を搭載したボードは、本発明における「第２のボード」に相当する。
【００３８】
図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態に係る冷却装置１０は冷却槽１２を有し、冷却槽１２の底壁１２ａ及び側壁１２ｂによって開放空間１０ａが形成されている。冷却槽１２内に、縦方向の内部隔壁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅと、横方向の内部隔壁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを設けることにより、開放空間１０ａを均等に１６分割して、配列された１６個の収納部１５ａａ、１５ａｂ、１５ａｃ、１５ａｄ、１５ｂａ、１５ｂｂ、１５ｂｃ、１５ｂｄ、１５ｃａ、１５ｃｂ、１５ｃｃ、１５ｃｄ、１５ｄａ、１５ｄｂ、１５ｄｃ、１５ｄｄ（以下、まとめて「収納部１５ａａ〜１５ｄｄ」と記載することがある。）が形成されている。そして、各収納部に少なくとも１つの電子機器１００が収納される。冷却槽１２の開放空間１０ａ内には、冷却液１１が液面１９まで入れられている。収納部１５ａａ、１５ａｂ、１５ａｃ、１５ａｄ、１５ｂａ、１５ｂｂ、１５ｂｃ、１５ｂｄ、１５ｃａ、１５ｃｂ、１５ｃｃ、１５ｃｄ、１５ｄａ、１５ｄｂ、１５ｄｃ、１５ｄｄの底部には、冷却液１１の流入開口１６ａａ、１６ａｂ、１６ａｃ、１６ａｄ、１６ｂａ、１６ｂｂ、１６ｂｃ、１６ｂｄ、１６ｃａ、１６ｃｂ、１６ｃｃ、１６ｃｄ、１６ｄａ、１６ｄｂ、１６ｄｃ、１６ｄｄ（以下、まとめて「流入開口１６ａａ〜１６ｄｄ」と記載することがある。）が形成されている。
【００３９】
また、収納部１５ａａ〜１５ｄｄを流通する冷却液１１の液面１９近傍には、流出開口１７ａａ、１７ａｂ、１７ａｃ、１７ａｄ、１７ａｅ、１７ｂａ、１７ｂｂ、１７ｂｃ、１７ｂｄ、１７ｂｅ、１７ｃａ、１７ｃｂ、１７ｃｃ、１７ｃｄ、１７ｃｅ、１７ｄａ、１７ｄｂ、１７ｄｃ、１７ｄｄ、１７ｄｅ、１７ｅａ、１７ｅｂ、１７ｅｃ、１７ｅｄ、１７ｅｅ（以下、まとめて「流出開口１７ａａ〜１７ｅｅ」と記載することがある。）が形成されている。
【００４０】
図示の例において、流出開口は、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に形成されている。例えば、図１を参照すると、収納部１５ａａは、縦方向の内部隔壁１３ａ、１３ｂと、横方向の内部隔壁１４ａ、１４ｂによって形成されており、内部隔壁１３ａと内部隔壁１４ａが交差する点、内部隔壁１３ａと内部隔壁１４ｂが交差する点、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ａが交差する点、及び内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｂが交差する点にそれぞれ位置するように、流出開口１７ａａ、１７ｂａ、１７ａｂ、１７ｂｂが形成されている。同様にして、図７を参照すると、収納部１５ｂｂは、縦方向の内部隔壁１３ｂ、１３ｃと、横方向の内部隔壁１４ｂ、１４ｃによって形成されており、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｂが交差する点、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｃが交差する点、内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｂが交差する点、及び内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｃが交差する点にそれぞれ位置するように、流出開口１７ｂｂ、１７ｃｂ、１７ｂｃ、１７ｃｃが形成されている。
【００４１】
本実施形態では、流出開口は、冷却槽１２の底壁１２ａを貫通し液面１９近傍まで延びる流出管１７０の一端に形成されている。例えば、図７を参照すると、収納部１５ｂｂに関し、流出開口１７ｂｂ、１７ｃｂ、１７ｂｃ、１７ｃｃは、縦方向の内部隔壁１３ｂ、１３ｃと、横方向の内部隔壁１４ｂ、１４ｃによって形成されており、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｂが交差する点、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｃが交差する点、内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｂが交差する点、及び内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｃが交差する点にそれぞれ位置する流出管１７０の一端に形成されている。なお、流出管の他端には、底部開口１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ａｄ、１８ａｅ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃ、１８ｂｄ、１８ｂｅ、１８ｃａ、１８ｃｂ、１８ｃｃ、１８ｃｄ、１８ｃｅ、１８ｄａ、１８ｄｂ、１８ｄｃ、１８ｄｄ、１８ｄｅ、１８ｅａ、１８ｅｂ、１８ｅｃ、１８ｅｄ、１８ｅｅ（以下、まとめて「底部開口１８ａａ〜１８ｅｅ」という場合がある。）が形成されている。
【００４２】
流出開口が、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置に形成されている場合、各収納部に設けられる流出開口を、各収納部の四隅に分散して確保できるので有利である。例えば、収納部１５ｂｂでは、その四隅に配置される流出管１７０によって、流出開口１７ｂｂ、１７ｂｃ、１７ｃｂ、及び１７ｃｃが形成されている。なお、このように流出開口が形成されている場合、１つの流出開口が複数の収納部にとっての共通の流出開口となりうる。例えば、流出開口１７ｂｂは、収納部１５ａａにとっての流出開口の一部であると同時に、収納部１５ａｂ、１５ｂａ、及び１５ｂｂにとっての流出開口の一部でもある。同様のことが、流出開口１７ｂｃ、１７ｃｂ、及び１７ｃｃについても当てはまる。ただし、各収納部について、流出管を設ける位置及び本数は任意であり、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置の近傍に流出管を１本又は複数本設けてよいことは勿論である。また、流出管は、内部隔壁と一体化されている必要はなく、内部隔壁から離れて配置された管であってもよい。
【００４３】
また、流出管１７０には、図７及び図９に示すように、流出管１７０の長手方向に１つ以上の小孔１７１が形成されていてよい。これら小孔１７１は、後述するように、収納部の深さ方向の途中における冷却液１１の流通を促進する。一方、流入開口１６ａａ〜１６ｄｄは、図示のように円筒状の開口であることは必要でなく、例えば、複数のノズルを有するヘッダを円筒の一端に連結して、多数のノズルによって流入開口を形成してもよい。
【００４４】
各収納部１５ａａ〜１５ｄｄには、電子機器１００が収納され、冷却液１１に浸漬されている。電子機器１００は、多段ボード１２０の構造を有する。具体的には、電子機器１００は、１つのプロセッサ（ＣＰＵ）１１０及び２つのプロセッサ（ＧＰＵ）１１２を、表面１２１ａ（「第１の面」）に搭載したプロセッサボード１２１（「第１のボード」）と、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ（「第２の面」）に対向する面１２２ａ（「第３の面」）を有するボード１２２（「第２のボード」）とからなる多段ボード１２０の構造を有し、また、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂとボード１２２の面１２２ａとの隙間により形成されるフローチャネル１２３を有する。図３、図４及び図５に示すように、電子機器１００は、当該隙間を保持する複数のスペーサ１２４と、複数のねじ１２５をさらに有する。複数のねじ１２５の各々は、プロセッサボード１２１、ボード１２２、及び複数のスペーサ１２４の各々を貫通し、固定する。また、プロセッサ（ＣＰＵ）１１０及びプロセッサ（ＧＰＵ）１１２は、各々、それに熱的に接続された放熱部材（放熱フィン）１１４を含む。なお、プロセッサボード１２１の表面１２１ａには、プロセッサ以外に、周辺の電子部品が当然に搭載されており、また、ボード１２２の一方の面１２２ｂ上にも、同様に周辺の電子部品が搭載されているが、これら電子部品については図示を省略している。ボード１２２の他方の面１２２ａ上にも、周辺の電子部品が搭載されてもよい。しかし、フローチャネル１２３を通る冷却液の流れに対して、電子部品ができるだけ障害とならないように搭載することが好ましい。
【００４５】
図１、図７、及び図８に示すように、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄには、一対のボードリテーナ２０ａ又は２０ｂが設けられている。一対のボードリテーナ２０ａ又は２０ｂは、電子機器１００が有するプロセッサボード１２１及びボード１２２のいずれか一方又は両方を保持するよう構成されている。また、ボードリテーナの各要素は、図５、図６、図７及び図８に示すように、プロセッサボード１２１の両側端が挿入される溝が形成されたガイドレールにおいて溝の下端を閉じたような構造を有する。図５〜図８に示す収納部１５ｂｂに電子機器１００を収納する例では、一対のボードリテーナ２０ｂは、プロセッサボード１２１の両側端を保持している。なお、ボードリテーナ２０ａ又は２０ｂは、各収納部を形成している複数の内部隔壁上の任意の位置に設けることができるが、内部隔壁から離れた独立した要素として設置されてもよい。また、図示の例では、ボードリテーナの要素の一部が内部隔壁に埋め込まれることにより固定されているが、これは一例であって、ボードリテーナの固定方法は、これに限定されるものではない。
【００４６】
冷却槽１２には、電子機器１００の全体を浸漬するのに十分な量の冷却液１１が、液面１９まで入れられている。冷却液１１としては、３Ｍ社の商品名「フロリナート（３Ｍ社の商標、以下同様）ＦＣ−７２」（沸点５６℃）、「フロリナートＦＣ−７７０」（沸点９５℃）、「フロリナートＦＣ−３２８３」（沸点１２８℃）、「フロリナートＦＣ−４０」（沸点１５５℃）、「フロリナートＦＣ−４３」（沸点１７４℃）として知られる、完全フッ素化物（パーフルオロカーボン化合物）からなるフッ素系不活性液体を好適に使用することができるが、これらに限定されるものではない。なお、フロリナートＦＣ−４０、ＦＣ−４３は、沸点が１５０℃よりも高く、極めて蒸発しにくいため、いずれかを冷却液に使用する場合、液面１９の高さが長期間に亘って保たれ、有利である。
【００４７】
本発明者は、完全フッ素化物が、高い電気絶縁性と、高い熱伝達能力を有し、不活性で熱的・化学的に安定性が高く、不燃性で、かつ酸素を含まない化合物であるためオゾン破壊係数がゼロである等の優れた特性を有している点に着目し、そのような完全フッ素化物を主成分として含む冷却液を、高密度の電子機器の浸漬冷却用の冷媒として使用する冷却システムの発明を完成し、特許出願している（特願２０１４−１７０６１６）。この先行出願において開示しているように、特に、フロリナートＦＣ−４３又はＦＣ−４０を冷却液に用いると、開放空間を有する冷却槽からの、冷却液１１の蒸発による損失を大幅に低減しながら、小さい体積の冷却槽内に高密度に設置された複数の電子機器を効率よく冷却することができ、極めて有利である。ただし、他の種類の冷却液を選択することを、特に制限するものではない。
【００４８】
冷却槽１２には、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄに設けられた流入開口１６ａａ〜１６ｄｄに向けて、分配管（図示せず）を介して冷却液１１を分配するための入口１６と、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄの流出開口１７ａａ〜１７ｅｅを通った冷却液１１を、集合管（図示せず）を介して集めるための出口１８とが設けられている。
【００４９】
図１０を参照して、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄに収納された電子機器１００が、動作中に所定の温度以下に保たれるよう、所望の温度に冷やされた冷却液１１が連続的に各収納部１５ａａ〜１５ｄｄ内を流通するようにするために、冷却槽１２の出口１８から出た温められた冷却液１１を、熱交換器で冷やし、冷えた冷却液を冷却槽１２の入口１６に戻す流通路３０を構成するとよい。図示のとおり、冷却槽１２の出口１８と入口１６が流通路３０により連結されており、流通路３０中に、冷却液１１を移動させるポンプ４０と、冷却液１１を冷やす熱交換器９０が設けられている。なお、流通路３０を流れる冷却液１１の流量を調整するための流量調整バルブ５０と流量計７０も、流通路３０中に設けられている。
【００５０】
ポンプ４０は、動粘度が比較的大きい（室温２５℃における動粘度が３ｃＳｔを超える）液体を移動させる性能を備えていることが好ましい。例えば、冷却液１１として、フロリナートＦＣ−４３又はＦＣ−４０を使用する場合、ＦＣ−４３の動粘度は２．５〜２．８ｃＳｔ程度であり、ＦＣ−４０の動粘度は１．８〜２．２ｃＳｔ程度だからである。流量調整バルブ５０は、手動で動作させるものでよく、また、流量計７０の計測値に基づき流量を一定に保つような調整機構を備えたものでもよい。加えて、熱交換器９０は、循環式の各種の熱交換器（ラジエータ又はチラー）や冷却器でよい。
【００５１】
次に、冷却装置１０の動作について説明する。入口１６から入った冷却液１１は、図示しない分配管を介して、収納部１５ａａ〜１５ｄｄの底部に形成された流入開口１６ａａ〜１６ｄｄに向けて分配される。冷却液１１は、流入開口１６ａａ〜１６ｄｄから上方に吹き上がり、電子機器１００のプロセッサボード１２１の表面１２１ａ上の３つのプロセッサ１１２、１１０、１１２及び周辺の電子部品（図示せず）を直接冷却する。例えば、図７及び図９に示すように、冷却液１１は、流入開口１６ｂｂから吹き上がると、３つのプロセッサ１１２、１１０、１１２に熱的に接続された放熱部材１１４、並びに周辺の電子部品（図示せず）の表面から熱を奪い取りながら液面１９に向けて上昇し、さらには流出開口１７ｂｂ、１７ｂｃ、１７ｃｂ、１７ｃｃに向けて移動する。このとき、収納部１５ａａ〜１５ｄｄの体積は、冷却槽１２の開放空間１０ａの体積の約１／１６の体積と小さく、そこに収納される電子機器１００も、冷却槽１２の幅の約１／４の幅と小さいため、冷却液１１による電子機器１００の冷却効率が極めてよく、また、電子機器１００の周囲で冷却液１１が滞留するのを有効に防ぐことができる。加えて、電子機器１００を、多段ボード１２０の構造としているので、ボード１枚あたりの多層配線の層数を従来よりも少なくして、プロセッサボード１２１の厚さを薄くできる。従って、プロセッサボード１２１に搭載されているプロセッサ１１２、１１０、１１２からの熱が、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂに伝達し易くなっている。そして、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄを流通する冷えた冷却液１１の一部が、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂとボード１２２の面１２２ａとの隙間により形成されるフローチャネル１２３を通るとき、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂから、熱を速やかにかつ効率よく奪い取る。このようにして、冷却液１１によって、発熱量の大きいプロセッサボード１２１の両面から熱を速やかにかつ効率よく奪い取ることができ、電子機器を冷却する効率が向上する。
【００５２】
電子機器１００から熱を奪い取って温められた冷却液１１は、冷却槽１２上の液面１９の近傍に位置する流出開口１７ａａ〜１７ｅｅを通り、流出管１７０内を下降し、底部開口１８ａａ〜１８ｅｅを通り、集合管（図示せず）を介して出口１８に集められる。このとき、流出管１７０の長手方向に１つ以上の小孔１７１が形成されていると、冷却液１１がこれら小孔１７１を通って流出管１７０内へ流出する。従って、収納部の深さ方向の途中における冷却液１１の流通が促進され、冷却液１１が電子機器１００の多段ボード１２０全体により行き渡ることによって、より高い効率で周辺の電子部品（図示せず）を冷却することが可能となる。なお、図示した例において、各流出管１７０に、一定間隔で６つの小孔１７１が形成されているが、これは一例であって、当業者は小孔の個数や位置を任意に決定してよい。
【００５３】
本実施形態の冷却装置１０において、各収納部の温度を制御装置（図示せず）において常時モニターしておき、制御装置から送信される、収納部内の温度変化に応じた入力信号を受けて、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄの流入開口１６ａａ〜１６ｄｄを通る冷却液１１の流量を調整するための別の流量調整バルブ（図示せず）が、入口１６から流入開口１６ａａ〜１６ｄｄまでの各分配管（図示せず）中に設けられていてよい。このように構成した場合、各収納部を流通する冷却液の流量を個別に調整することによって、冷却液による電子機器の冷却強度を個別に管理することができるので、複数の電子機器の冷却性能をきめ細かく管理することができる。
【００５４】
本実施形態の冷却装置１０において、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄ内に、液体用の第１の温度センサー（図示せず）を設けるとともに、予め設定された以上の温度が第１の温度センサーにより検知された場合に、当該温度の検知された収納部に収納された電子機器１００の運用を中止させ、又は電子機器１００への電源供給を遮断する機構（図示せず）を、さらに有していてよい。かかるフェールセーフ機構を付加的に設けることにより、各収納部を流通する冷却液１１に設定温度を超える異常な温度上昇が起こらないようにし、電子機器の破損とフッ化炭素からの有害な化合物の発生を防止することができる。
【００５５】
また、フェールセーフ機構の他の構成として、本実施形態の冷却装置１０において、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄ内に収納された電子機器１００内、又は各収納部１５ａａ〜１５ｄｄ内に収納された電子機器１００周辺部に第２の温度センサー（図示せず）を設けるとともに、予め設定された以上の温度が第２の温度センサーにより検知された場合に、電子機器１００の運用を中止させ、又は電子機器１００への電源供給を遮断する機構（図示せず）を、さらに有していてよい。
【００５６】
上記の一実施形態では、電子機器１００を、１枚のプロセッサボード１２１と１枚のボード１２２の２段構造の多段ボード１２０としているが、３段以上の多段ボードを構成してもよい。例えば、２枚のプロセッサボードと１枚のボードを用いた３段構造とし、一方のプロセッサボードの背面と、１枚のボードの一方の面を対向させて、これらの２つの面により第１のフローチャネルを形成し、また、当該１枚のボードの他方の面を、他方のプロセッサボードの背面と対向させて、これら２つの面により第２のフローチャネルを形成してよい。このような構成例によっても、冷却液によって、発熱量の大きいプロセッサボードの両面から熱を速やかにかつ効率よく奪い取ることができ、電子機器を冷却する効率が向上するという、上記の一実施形態と同様の効果を達成できる。
【００５７】
ところで、冷却装置内で冷却される複数の電子機器の各々は、冷却槽の開口部側から延びる電源ライン及び信号ライン（図示せず）を介して、外部電源及び外部制御装置と接続される。しかし、電子機器の多段ボード化、及びユニット数の増加に起因して、電子機器に接続される電源ライン及び信号ラインの本数が膨大となり、電子機器の有効な冷却に不可欠な冷媒の移動を妨げたり、せっかく多段ボード化して冷却効率を高めたにもかかわらず、その冷媒の流動性が低下して冷却効率が低下したり、電子機器の設置、メンテナンス等における取り扱いが面倒になったりするという問題がある。そこで、本発明における一対のボードリテーナを、電源ライン及び／又は信号ラインの設置のために利用することにより、さらには、電子機器の多段ボード同士を固定する部分を電気的な相互接続に利用することにより、かかる問題点を軽減することができる。以下、図１１〜図２１を参照して、複数の実施形態を説明する。
【００５８】
図１１及び図１２は、他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、電子機器１００が有するプロセッサボード１２１の両側端と、冷却装置１０の内部隔壁１３ｃに設けられたボードリテーナ２０ｂとの隙間に、電源ライン１４０及び信号ライン１５０を設置するとともに、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に設けられたコネクタ１３０に電源ライン１４０を接続し、表面１２１ａ上に設けられたコネクタ１３１に信号ライン１５０を接続できるようにしている。なお、電源ライン１４０及び信号ライン１５０は、縦方向の任意の場所から分岐できるように、バス構造を有するとよい。
【００５９】
図１３及び図１４は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、冷却装置１０の内部隔壁１３ｃに設けられたボードリテーナ２０ｂの溝に、電源ライン１４１が埋め込まれている。また、電子機器１００が有するプロセッサボード１２１の両側端のうち、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ上には、帯状の電気接点１３２が設けられており、当該帯状の電気接点１３２は、ねじ１２５が貫通する孔の周囲に、ねじ１２５の頭とナットの最大径、及びスペーサ１２４の径とほぼ等しい幅を有している。ボード１２２の面１２２ｂ上にも、同様の形状の電気接点１３２が設けられている。そして、これら２つの電気接点が、導電性のねじを介して電気的に接続されている。電子機器１００の側端をボードリテーナ２０ｂの溝に挿入して、電子機器１００を設置したとき、電源ライン１４１が、プロセッサボード１２１の電気接点１３２と電気的に接続される。これにより、電源ライン１４１からの電力が、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２を介して、プロセッサ１１２や周辺の電子部品に供給されるだけでなく、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２、ねじ１２５、及びボード１２２上の電気接点１３２を介して、ボード１２２上の電子部品にも供給される。なお、電源ライン１４１に替えて信号ライン１５０を用い、電気信号が上記した経路を伝達するよう構成してもよい。
【００６０】
図１５は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、ボード１２２の面１２２ａ上に、帯状の電気接点１３２が設けられている。プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ上の電気接点１３２と、ボード１２２の面１２２ａ上の電気接点１３２が、導電性のスペーサ１２４を介して電気的に接続されている。本実施形態では、ねじ１２５は導電性でなくてよい。他の構成部分は、図１３及び図１４に示した実施形態と同様である。本実施形態によれば、電源ライン１４１からの電力が、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２を介して、プロセッサ１１２や周辺の電子部品に供給されるだけでなく、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２、スペーサ１２４、及びボード１２２上の電気接点１３２を介して、ボード１２２上の電子部品にも供給される。なお、電源ライン１４１に替えて信号ライン１５０を用い、電気信号が上記した経路を伝達するよう構成してもよい。
【００６１】
図１６は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に、帯状の電気接点１３２が設けられている。また、スペーサ１２４には、ねじ１２５が貫通する導電性ホール１３４が形成されている。プロセッサボード１２１及びボード１２２にも、ねじ１２５が貫通する導電性ホール１３４が、同様に形成されている。これにより、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上の電気接点１３２が、ボード１２２の面１２２ｂ上の電気接点１３２と、導電性のねじ１２５及び導電性ホール１３４を介して、電気的に接続されている。他の構成部分は、図１３及び図１４に示した実施形態と同様である。
【００６２】
図１７は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態の構成は、ねじ１２５として導電性のねじを用いることを除き、図１５に示す実施形態の構成と同様である。
【００６３】
図１８は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態の構成は、ねじ１２５として導電性を有しないねじを用いることを除き、図１６に示す実施形態の構成と同様である。
【００６４】
図１９は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態の構成は、スペーサ１２４として導電性のスペーサを用いることを除き、図１８に示す実施形態の構成と同様である。
【００６５】
図２０は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に帯状の電気接点１３２ｂが、背面１２１ｂ上にもう一つの帯状の電気接点１３２ａが設けられている。また、ボード１２２の面１２２ａ上に電気接点１３２ｂが、面１２２ｂ上に電気接点１３２ａが設けられている。スペーサ１２４は、導電性のねじ１２５が貫通する内側の絶縁性部分と、外側の導電性カラー１３３を有している。プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上の電気接点１３２ｂは、プロセッサボード１２１を貫通する導体部を介してスペーサ１２４の導電性カラー１３３に電気的に接続され、ボード１２２の面１２２ａ上の電気接点１３２ｂは、スペーサ１２４の導電性カラー１３３に電気的に接続されている。加えて、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ上の電気接点１３２ａは、プロセッサボード１２１内の導体部を介して導電性のねじ１２５に電気的に接続され、ボード１２２の面１２２ｂ上の電気接点１３２ａは、導電性のねじ１２５に電気的に接続されている。本実施形態では、特に、内部隔壁１３ｃに設けられた絶縁性のボードリテーナ２０ｂに、正極の電源ライン１４１ａ及び負極の電源ライン１４１ｂが、互いの電気的絶縁性を保って埋め込まれている。プロセッサボード１２１の側端をボードリテーナ２０ｂの溝に挿入して、電子機器１００を設置したとき、プロセッサボード１２１の電気接点１３２ａが、正極の電源ライン１４１ａに電気的に接続されると同時に、ボード１２２の電気接点１３２ａが、導電性のねじ１２５及びプロセッサボード１２１の電気接点１３２ａを介して、正極の電源ライン１４１ａに電気的に接続される。同様に、プロセッサボード１２１の電気接点１３２ｂが、負極の電源ライン１４１ｂに電気的に接続されると同時に、ボード１２２の電気接点１３２ｂが、スペーサ１２４の外側の導電性カラー１３３及びプロセッサボード１２１の電気接点１３２ｂを介して、負極の電源ライン１４１ｂに電気的に接続される。これにより、正極の電源ライン１４１ａ及び負極の電源ライン１４１ｂからの電力が、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２ａ、１３２ｂを介して、プロセッサ１１２や周辺の電子部品に供給されるだけでなく、プロセッサボード１２１上の電気接点１３２ａ、１３２ｂ、導電性のねじ１２５、導電性カラー１３３及びボード１２２上の電気接点１３２ａ、１３２ｂを介して、ボード１２２上の電子部品にも供給される。
【００６６】
図２１は、さらに他の実施形態に係る電子機器１００と冷却装置１０との結合関係を示す。本実施形態においては、特に、導電性のボードリテーナ２０ｃ、２０ｄが、絶縁性の内部隔壁１３ｃに埋め込まれており、かつ、電子機器１００及び冷却装置１０の動作時に、導電性のボードリテーナ２０ｃに正の電圧が、導電性のボードリテーナ２０ｄに負の電圧がそれぞれ付与されるよう構成されている。従って、動作時において導電性のボードリテーナ２０ｃは正極の電源ラインとして、また、導電性のボードリテーナ２０ｄは負極の電源ラインとしてそれぞれ機能する。プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ上には、側端寄りに帯状の電気接点１３２ｂが、内側寄りに電気接点１３２ａが設けられている。また、ボード１２２の面１２２ａ上に電気接点１３２ａが、面１２２ｂ上に電気接点１３２ｂが設けられている。スペーサ１２４は、図２０の例と同様、導電性のねじ１２５が貫通する内側の絶縁性部分と、外側の導電性カラー１３３を有している。プロセッサボード１２１の背面１２１ｂ上の電気接点１３２ｂは、プロセッサボード１２１内の導体部を介して導電性のねじ１２５に電気的に接続され、電気接点１３２ａはスペーサ１２４の導電性カラー１３３に電気的に接続されている。ボード１２２の面１２２ａ上の電気接点１３２ａは、スペーサ１２４の導電性カラー１３３に電気的に接続され、ボード１２２の面１２２ｂ上の電気接点１３２ｂは導電性のねじ１２５に電気的に接続されている。ボード１２２の側端をボードリテーナ２０ｃの溝に、プロセッサボード１２１の側端をボードリテーナ２０ｄの溝にそれぞれ挿入して、電子機器１００を設置したとき、ボード１２２の電気接点１３２ａは、正極の電源ラインとして機能するボードリテーナ２０ｃに電気的に接続されると同時に、プロセッサボード１２１の電気接点１３２ａが、スペーサ１２４の外側の導電性カラー１３３を介して、当該ボードリテーナ２０ｃに電気的に接続される。同様に、プロセッサボード１２１の電気接点１３２ｂが、負極の電源ラインとして機能するボードリテーナ２０ｄに電気的に接続されると同時に、ボード１２２の電気接点１３２ｂが、導電性のねじ１２５及びプロセッサボード１２１の電気接点１３２ｂを介して、当該ボードリテーナ２０ｄに電気的に接続される。これにより、ボードリテーナ２０ｃ、２０ｄからの電力が、これら電気接点１３２ａ、１３２ｂ、導電性のねじ１２５、及び導電性カラー１３３を介して、プロセッサボード１２１上のプロセッサ及び周辺の電子部品、ボード１２２上の電子部品に供給される。電源ライン又は信号ラインは、必ずしもボードリテーナと別の部材によって提供される必要はなく、本実施形態のように、ボードリテーナを電源ライン又は信号ラインとして機能させてよい。
【００６７】
以上のとおり、図１１〜図２１に示す上記の複数の実施形態によれば、多段ボード化、及びユニット数の増加によって、電源ライン及び信号ラインの本数が膨大となり、電子機器の有効な冷却に不可欠な冷媒の移動を妨げたり、せっかく多段ボード化して冷却効率を高めたにもかかわらず、その冷媒の流動性が低下して冷却効率が低下したり、電子機器の設置、メンテナンス等における取り扱いが面倒になったりするという問題点を軽減することができる。
【００６８】
上記の図１、図７〜図９に示す冷却装置の一実施形態では、流入開口を各収納部の底部に形成する例を説明したが、流入開口を各収納部の側面に形成してもよい。以下、図２２及び図２３を参照して、本発明の他の実施形態に係る冷却装置を説明し、図２４を参照して、さらに他の実施形態に係る冷却装置を説明する。
【００６９】
図２２及び図２３は、他の実施形態に係る冷却装置の要部の構成を示す平面図及び縦断面図であり、冷却装置１０の各収納部１５ａａ〜１５ｄｄの底部に冷却液１１の流入開口が形成されるかわりに、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄの側面に設けられた流入管１６０によって流入開口が形成されている。すなわち、冷却装置１０は、底壁１２ａを貫通し液面１９近傍まで延びる流入管１６０をさらに有しており、流入管１６０は、流入管１６０の長手方向に複数のノズル１６１を有し、複数のノズル１６１の各々に流入開口１１６ａａ、１１６ａｂ、１１６ａｃ、１１６ａｄ、１１６ａｅ、１１６ｂａ、１１６ｂｂ、１１６ｂｃ、１１６ｂｄ、１１６ｂｅ、１１６ｃａ、１１６ｃｂ、１１６ｃｃ、１１６ｃｄ、１１６ｃｅ、１１６ｄａ、１１６ｄｂ、１１６ｄｃ、１１６ｄｄ、１１６ｄｅ、１１６ｅａ、１１６ｅｂ、１１６ｅｃ、１１６ｅｄ、１１６ｅｅ（以下、まとめて「流入開口１１６ａａ〜１１６ｅｅ」という場合がある。）が形成されている。
【００７０】
本実施形態においては、流入管１６０及び流出管１７０が、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄを形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に、交互に配置されていてよい。よって、例えば図２２を参照すると、収納部１５ｂｂは、縦方向の内部隔壁１３ｂ、１３ｃと、横方向の内部隔壁１４ｂ、１４ｃによって形成されており、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｃが交差する点、及び内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｂが交差する点に、それぞれ流出管１７０が配置され、流出管１７０の上端に、それぞれ流出開口１７ｃｂ、１７ｂｃが形成されているのは、図８におけるのと同様である。一方、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｂが交差する点、及び内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｃが交差する点には、それぞれ流入管１６０が配置され、流入管１６０は、その長手方向に複数のノズル１６１を有し、複数のノズルの各々に流入開口１１６ｂｂが形成されている。なお、流入管及び流出管は、内部隔壁と一体化されている必要はなく、内部隔壁から離れて配置された管であってもよい。
【００７１】
図２２を参照して、流入管１６０は、内部が４つの区画に分けられた構造を有し、このうちの１つの区画を流れる冷却液１１が、複数のノズル１６１の各々に形成された流入開口１１６ｂｂを通って収納部１５ｂｂ内に吹き出すようになっている。従って、本実施形態においては、各収納部の側面に、対角方向に１対の流入開口が形成されていることになる。また、流入管１６０が、内部が４つの区画に分けられた構造を有しているので、各区画を流れる冷却液の流量を個別に制御することもできる。すなわち、各収納部の温度を制御装置（図示せず）において常時モニターしておき、制御装置から送信される、収納部内の温度変化に応じた入力信号を受けて、複数のノズル１６１の流入開口を通る冷却液１１の流量を調整するための別の流量調整バルブ（図示せず）が、区画ごとに、後述する底部開口から流入開口までの経路の適宜の位置に設けられていてよい。これにより、対角方向に１対の流入開口からの冷却液の流量を、収納部ごとに個別に制御することが可能である。なお、流入管１６０の下端には底部開口１１８ａａ、１１８ａｂ、１１８ａｃ、１１８ａｄ、１１８ａｅ、１１８ｂａ、１１８ｂｂ、１１８ｂｃ、１１８ｂｄ、１１８ｂｅ、１１８ｃａ、１１８ｃｂ、１１８ｃｃ、１１８ｃｄ、１１８ｃｅ、１１８ｄａ、１１８ｄｂ、１１８ｄｃ、１１８ｄｄ、１１８ｄｅ、１１８ｅａ、１１８ｅｂ、１１８ｅｃ、１１８ｅｄ、１１８ｅｅ（以下、まとめて「底部開口１１８ａａ〜１１８ｅｅ」という場合がある。）が形成されているが、底部開口１１８ａａ〜１１８ｅｅは、流入管１６０内部の４つの区画にそれぞれ対応するように４つに分割されていてよい。また、流入管１６０の上端は完全に閉じられている。
【００７２】
本実施形態において、図２２及び図２３に示すように、流出管１７０に小孔を形成しないで、流出管１７０の上端に流出開口１７ｂｃ、１７ｃｂを形成することでよい。なお、これら流出開口が、複数の収納部にとっての共通の流出開口となりうることは、図７〜図９に示した実施形態における流出開口と同様である。
【００７３】
本実施形態においては、収納部１５ｂｂの側面の、対角方向に１対に形成された、深さ方向に複数ある流入開口１１６ｂｂから、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に搭載された３つのプロセッサ１１２、１１０、１１２に向かう、冷却液１１の複数の流れによって、電子機器１００が強制冷却されるので、冷却効率がより一層向上する。なお、各収納部において、流入管及び流出管を設ける位置及び本数は任意であり、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置の近傍に、流入管及び流出管をそれぞれ１本又は複数本設けてよいことは勿論である。ただし、本実施形態においても、収納部１５ｂｂを流通する冷えた冷却液１１の一部が、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂとボード１２２の面１２２ａとの隙間により形成されるフローチャネル１２３を通ることが重要である。
【００７４】
次に、図２４を参照して、さらに他の実施形態に係る冷却装置を説明する。本実施形態では、底壁１２ａを貫通し液面１９近傍まで延びる流入管１６０を有している構成は、図２２及び図２３に示した実施形態の構成と同様であるが、流入管１６０及び流出管１７０が、流入管１６０内に流出管１７０を内包する二重管１８０を構成している点、換言すれば、流出管１７０を内管とし、流入管１６０を外管として有する二重管１８０を構成している点に特徴がある。なお、流入管１６０が、流入管１６０の長手方向に複数のノズル１６１を有し、複数のノズル１６１の各々に流入開口１１６ａａ〜１１６ｅｅが形成されていること、流入管１６０の上端は完全に閉じられていること、流入管１６０は、内部が４つの区画に分けられた構造を有し、このうちの１つの区画を流れる冷却液１１が、複数のノズル１６１の各々に形成された流入開口１１６ａａ〜１１６ｅｅを通って収納部１５ａａ〜１５ｄｄ内に吹き出すようになっていることは、図２２及び図２３に示す実施形態におけるのと同様である。
【００７５】
本実施形態では、二重管１８０が、各収納部１５ａａ〜１５ｄｄを形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に配置されていてよい。すなわち、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｂが交差する点、内部隔壁１３ｂと内部隔壁１４ｃが交差する点、内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｂが交差する点、及び内部隔壁１３ｃと内部隔壁１４ｃが交差する点にそれぞれ位置するように、二重管１８０が配置されていてよい。なお、二重管は、内部隔壁と一体化されている必要はなく、内部隔壁から離れて配置された管であってもよい。
【００７６】
従って、本実施形態においては、各収納部の側面の四隅に流入開口が形成されていることになる。また、流入管１６０が、内部が４つの区画に分けられた構造を有しているので、各区画を流れる冷却液の流量を個別に制御することもできる。すなわち、各収納部の温度を制御装置（図示せず）において常時モニターしておき、制御装置から送信される、収納部内の温度変化に応じた入力信号を受けて、複数のノズル１６１の流入開口を通る冷却液１１の流量を調整するための別の流量調整バルブ（図示せず）が、区画ごとに、底部開口から流入開口までの経路の適宜の位置に設けられていてよい。これにより、各収納部の側面の、四隅の流入開口からの冷却液の流量を、収納部ごとに個別に制御することが可能である。なお、二重管１８０の外管にあたる流入管１６０の下端には、底部開口１１８ａａ〜１１８ｅｅが形成されているが、各底部開口１１８ａａ〜１１８ｅｅは、流入管１６０内部の４つの区画にそれぞれ対応するように４つに分割されていてよい。また、二重管１８０の外管にあたる流入管１６０の上端は完全に閉じられている。なお、流出管１７０の下端には、底部開口１８ａａ〜１８ｅｅが形成されている。二重管１８０の内管にあたる流出管１７０の上端に形成された流出開口が、複数の収納部にとっての共通の流出開口となりうることは、図２２及び図２３に示した実施形態における流出開口と同様である。
【００７７】
本実施形態においては、収納部１５ｂｂの側面の四隅に形成された、深さ方向に複数ある流入開口１１６ｂｂから、プロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に搭載された３つのプロセッサ１１２、１１０、１１２に向かう、冷却液１１の複数の流れによって、電子機器１００が強制冷却されるので、冷却効率がさらにより一層向上する。なお、各収納部において、二重管を設ける位置及び本数は任意であり、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置の近傍に、二重管を１本又は複数本設けてよいことは勿論である。ただし、本実施形態においても、収納部１５ｂｂを流通する冷えた冷却液１１の一部が、プロセッサボード１２１の背面１２１ｂとボード１２２の面１２２ａとの隙間により形成されるフローチャネル１２３を通ることが重要である。
【００７８】
上記した図２２及び図２３に示す冷却装置の実施形態、並びに図２４に示す冷却装置の実施形態において、各収納部の側面に流入開口を形成する例として、各収納部の対角方向に１対に形成する例と、各収納部の四隅に形成する例を説明し、また、各収納部の側面に流入開口を形成するために、流入開口が形成された複数のノズルを有する流入管を利用し、また、流入管を、各収納部を形成している複数の内部隔壁が互いに交差する位置もしくはその近傍に配置するようにしたが、各収納部の側面に流入開口を形成する形態はこれらに限定されない。例えば、別の構成例として、流入管を配置するかわりに、中空構造の内部隔壁を採用し、内部隔壁の壁面に１つ以上のスリットを入れて流入開口を形成し、冷えた冷却液を内部隔壁内に流して、１つ以上のスリットを通して収納部内に冷却液が吹き出すようにしてもよい。また、さらに別の構成例として、内部隔壁の表面の一部又は全面に、冷えた冷却液が通る枝管を設け、枝管の任意の位置及び個数だけ流入開口を形成し、これら流入開口を通して収納部内に冷却液が吹き出すようにしてもよい。
【００７９】
上記の一実施形態及び他の実施形態において、電子機器１００のプロセッサボード１２１の表面１２１ａ上に、１つのプロセッサ（ＣＰＵ）１１０及び２つのプロセッサ（ＧＰＵ）１１２を搭載する例を説明したが、図示しない高速メモリ、チップセット、ネットワークユニット、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓバスや、バススイッチユニット、ＳＳＤ、パワーユニット（交流−直流変換器、直流−直流電圧変換器等）を含んでよい。また、電子機器１００は、ブレードサーバを含むサーバ、ルータやネットワークスイッチ等のネットワーク機器、ＳＳＤや密閉型のＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置等の電子機器であってもよい。ただし、既に述べたように、従来の一般的な幅よりも小さい幅（例えば、約１／２、１／３、１／４）の電子機器でよいことは勿論である。
【００８０】
以上、要するに、本発明に係る冷却装置によれば、冷却槽の開放空間の体積の約１／４の体積か、約１／４よりも小さい体積の収納部に、従来よりも小さい幅の電子機器を収納して、冷却液を個別に流通させることにより、複数の電子機器を、個別に効率よく冷却することができ、従来技術におけるように冷却槽内の電子機器の収納位置によって冷却性能に差が生じるのを避けることができる。従って、複数の電子機器の冷却性能を向上させ、かつ安定化させることができる。また、収納部に収納する電子機器のサイズを小さくできるので、電子機器の取り扱い性及びメンテナンス性を向上させることができる。さらに、電子機器における液浸冷却による冷却効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、超高性能動作や安定動作が要求され、かつそれ自体からの発熱量が大きな電子機器の冷却に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０    冷却装置
１０ａ    開放空間
１００    電子機器
１１０    プロセッサ（ＣＰＵ）
１１２    プロセッサ（ＧＰＵ）
１１４    放熱部材
１２０    多段ボード
１２１    プロセッサボード（第１のボード）
１２１ａ    表面（第１の面）
１２１ｂ    背面（第２の面）
１２２    ボード（第２のボード）
１２２ａ    面（第３の面）
１２２ｂ    面
１２３    フローチャネル
１２４    スペーサ
１２５    ねじ
１３０、１３１    コネクタ
１３２、１３２ａ、１３２ｂ    電気接点
１３３    導電性カラー
１３４    導電性ホール
１４０、１４１、１４１ａ、１４１ｂ    電源ライン
１５０    信号ライン
１１    冷却液
１２    冷却槽
１２ａ    底壁
１２ｂ    側壁
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ    内部隔壁
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ    内部隔壁
１５ａａ、１５ａｂ、１５ａｃ、１５ａｄ、１５ｂａ、１５ｂｂ、１５ｂｃ、１５ｂｄ、１５ｃａ、１５ｃｂ、１５ｃｃ、１５ｃｄ、１５ｄａ、１５ｄｂ、１５ｄｃ、１５ｄｄ    収納部
１６    入口
１６ａａ、１６ａｂ、１６ａｃ、１６ａｄ、１６ｂａ、１６ｂｂ、１６ｂｃ、１６ｂｄ、１６ｃａ、１６ｃｂ、１６ｃｃ、１６ｃｄ、１６ｄａ、１６ｄｂ、１６ｄｃ、１６ｄｄ    流入開口
１１６ａａ、１１６ａｂ、１１６ａｃ、１１６ａｄ、１１６ａｅ、１１６ｂａ、１１６ｂｂ、１１６ｂｃ、１１６ｂｄ、１１６ｂｅ、１１６ｃａ、１１６ｃｂ、１１６ｃｃ、１１６ｃｄ、１１６ｃｅ、１１６ｄａ、１１６ｄｂ、１１６ｄｃ、１１６ｄｄ、１１６ｄｅ、１１６ｅａ、１１６ｅｂ、１１６ｅｃ、１１６ｅｄ、１１６ｅｅ    流入開口
１６０    流入管
１６１    ノズル
１７ａａ、１７ａｂ、１７ａｃ、１７ａｄ、１７ａｅ、１７ｂａ、１７ｂｂ、１７ｂｃ、１７ｂｄ、１７ｂｅ、１７ｃａ、１７ｃｂ、１７ｃｃ、１７ｃｄ、１７ｃｅ、１７ｄａ、１７ｄｂ、１７ｄｃ、１７ｄｄ、１７ｄｅ、１７ｅａ、１７ｅｂ、１７ｅｃ、１７ｅｄ、１７ｅｅ    流出開口
１７０    流出管
１７１    小孔
１８    出口
１８０    二重管
１８ａａ、１８ａｂ、１８ａｃ、１８ａｄ、１８ａｅ、１８ｂａ、１８ｂｂ、１８ｂｃ、１８ｂｄ、１８ｂｅ、１８ｃａ、１８ｃｂ、１８ｃｃ、１８ｃｄ、１８ｃｅ、１８ｄａ、１８ｄｂ、１８ｄｃ、１８ｄｄ、１８ｄｅ、１８ｅａ、１８ｅｂ、１８ｅｃ、１８ｅｄ、１８ｅｅ    底部開口
１１８ａａ、１１８ａｂ、１１８ａｃ、１１８ａｄ、１１８ａｅ、１１８ｂａ、１１８ｂｂ、１１８ｂｃ、１１８ｂｄ、１１８ｂｅ、１１８ｃａ、１１８ｃｂ、１１８ｃｃ、１１８ｃｄ、１１８ｃｅ、１１８ｄａ、１１８ｄｂ、１１８ｄｃ、１１８ｄｄ、１１８ｄｅ、１１８ｅａ、１１８ｅｂ、１１８ｅｃ、１１８ｅｄ、１１８ｅｅ    底部開口
１９    液面
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ    ボードリテーナ
３０    流通路
４０    ポンプ
５０    流量調整バルブ
７０    流量計
９０    熱交換器
【要約】
複数の電子機器の冷却性能を向上させ、かつ冷却性能のばらつきを無くして安定化させる冷却装置、及び液浸冷却による冷却効率を向上させた電子機器を提供する。底壁及び側壁によって形成される開放空間を有する冷却槽１２内に複数の内部隔壁１３ａ〜１３ｅ、１４ａ〜１４ｅを設けることにより開放空間を分割し、配列された複数の収納部１５ａａ〜１５ｄｄが形成される。各収納部に電子機器１００が収納される。収納部の各々には、冷却液１１の流入開口１６ａａ〜１６ｄｄが各収納部の底部又は側面に形成され、流出開口１７ａａ〜１７ｅｅが各収納部を流通する冷却液の液面近傍に形成される。電子機器は、１つ以上のプロセッサがその上に搭載される第１の面とその反対側の第２の面とを有する第１のボード１２１、第１のボードの第２の面に対向する第３の面を有する第２のボード１２２、第２の面と第３の面との隙間により形成されるフローチャネル１２３を有する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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