(57)【要約】本発明が提供するのは、調節液体を最適に蓄積する貯蔵容器と、調節液体を最適に加圧する加圧装置と、加圧された液体を最適に受け取る少なくとも１つのスプレー部であって、液体を少なくとも１つの電子部品に最適にスプレーし、スプレーされた液体と部品との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置を備える、少なくとも１つのスプレー部と、部品から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる調節液体を、最適に冷却する熱除去器とを備える温度管理構成であって、熱エネルギーが部品に与えられる場合、スプレー前に調節液体を最適に加熱する加熱装置をさらに備える温度管理構成である。加えて、本発明は蒸気温度管理構成を使用する方法も提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節液体（２４２）を最適に蓄積する貯蔵容器（１４０、２４０）と、
前記調節液体（２４２）を最適に加圧する加圧装置（１１０、２１０）と、
加圧された前記液体（２４２）を最適に受け取るものであって、前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）に最適にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備えるものである、少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）と、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、最適に冷却する熱除去器（１３０、２３０）と
を備える温度管理構成（１００、２００）であって、
熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に前記調節液体（２４２）を最適に加熱する加熱装置（１４５、２４５）をさらに備える温度管理構成（１００、２００）。
【請求項２】
熱エネルギーは二相冷却によって前記部品（２２４）から除去される、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項３】
前記調節液体（２４２）は電気的に絶縁性の流体である、請求項１〜２に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項４】
前記加熱装置（１４５、２４５）は、熱エネルギーを与えられる前記電子部品（２２４）の製造業者に特定される温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで、前記調節液体（２４２）を最適に加熱する、請求項１〜３に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜４に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜５に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子機器に熱的に連結された冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜６に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項８】
前記スプレー部（１２０、２２０）は少なくとも２種類のスプレー装置（２２２）を備え、第１種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が冷却構成として作動する場合に最適に使用されるものであり、第２種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が加熱システムとして作動する場合に最適に使用されるものである、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項９】
貯蔵容器（１４０、２４０）に調節液体（２４２）を蓄積するステップと、
加圧装置（１１０、２１０）によって前記調節液体（２４２）を加圧するステップと、
前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備える少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）に、加圧された前記液体（２４２）を提供するステップと、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、熱除去器（１３０、２３０）によって冷却するステップと、
熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に前記調節液体（２４２）を加熱装置（１４５、２４５）によって加熱するステップと
を含む温度管理方法。
【請求項１０】
前記調節液体（２４２）は、加熱される前記電子部品（２２４）の製造業者が特定する温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで加熱される、請求項９に記載の温度管理方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１０に記載の温度管理方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１１に記載の温度管理方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子機器に熱的に連結された冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１２に記載の温度管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、電子部品を冷却及び加熱可能なスプレー調節構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、液体冷却は電子機器冷却の分野で周知である。空気冷却システムが新たなパフォーマンスレベルに押し上げられ続けるにつれて、空気冷却システムのコスト、複雑性及び重量もまた新たなパフォーマンスレベルへと押し上げられてきている。液体冷却は、空気冷却に取って代わろうとしており、電子機器のパフォーマンスの飛躍的な増進を可能にする。
【０００３】
液体冷却の好ましい方法は、いわゆる二相冷却である。冷却剤がある相から別の相へ、例えば液相から気相と変化すると、二相冷却が起こる。相変化に必要な増加エネルギーのため、二相冷却システムは、しばしば単相システムよりもコンパクトで高パフォーマンスの冷却システムを与える能力を提供する。対して、冷却剤が冷却処理全体の間同一相のまま、例えば冷却処理全体の間液化したまま又は気化したままであると、単相冷却が起きる。
【０００４】
典型的二相冷却方法はスプレー冷却である。一般的なスプレー冷却システムは、流体を液滴に変える少なくとも１つのノズルへ流体を供給する少なくとも１つのポンプを使用する。冷却する部品の表面にこの液滴を当てると、典型的に液体薄膜が形成される。部品の表面から液体薄膜へエネルギーが移動し、液体は蒸発する。流体は飽和点か、又は飽和点付近かにしてあってもよいため、吸収熱は薄膜を気体にする。この気体は、その後熱変換器又は凝縮器によって凝縮され、貯蔵容器及び／又はポンプへ戻される。
【０００５】
しかしながら、スプレー冷却システムの冷却能が十分であったとしても、逆の問題は対処されない。今日、低温で電子機器を起動させる、又は適当に起動させるという問題がある。このような場合には、例えば冬という条件又は高い標高で電源を入れる間という場合があるかもしれない。加えて、作動可能電子部品が環境温度にさらされている場合もあれば、又は作動可能部品の稼動温度を不十分なレベルまで低下させる作動可能条件下におかれている場合もある。
【０００６】
しかしながら、電子部品における低温を対処する選択肢がいくつか存在する。
フォイル又はレジスタ又は他の種類の電子ヒータを電子部品の付近に配置することができる。しかしながら、これには、ある量の容積及び追加の配線が必要となり、はじめからシステムの中に設計されている必要もある。加えて、トレンドは、多くの追加部品を挿入しないように、電子部品の高密度パッケージングである。
加熱空気を電子部品の周囲を流れるようにすることができる。しかしながら、これには、空気チャネル、ファン及びヒータ用に追加の容積が必要になる。また、システムに追加の重量が加わるであろう。
加熱液体を電子機器付近のラジエータ又はコンベクタに流すことが可能である。しかしながら、これには、配管、ラジエータ／コンベクタ及びポンプ用に追加の容積が必要になる。また、システムに追加の重量が加わるであろう。
特に低い温度向けの部品のうちから電子部品を選択することができる。しかしながら、これはある程度までしか可能ではなく、例えば、必要な機能を有するかかる部品の使用可能制限に依存する。また、このような部品は費用が高く、通常の部品よりも希少である。
【０００７】
ゆえに、電子部品を冷却する二相冷却方法又は少なくとも単相冷却方法の効果を活用し、上述のように低温で起動及び／又は作動中の電子部品に関する少なくとも１つの欠点を回避する温度管理構成の改良が必要である。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、電子部品の加熱と冷却との両方が可能なスプレー調節構成を提供することによって、先行技術と比較した改良を表す。
【０００９】
この改良は温度管理構成によって達成され、この温度管理構成は、調節液体を最適に蓄積する貯蔵容器と、調節液体を選択的に加圧する加圧装置と、加圧された液体を最適に受け取る少なくとも１つのスプレー部とを備える。少なくとも１つの電子部品に液体を最適にスプレーして、スプレーされた液体と部品との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置、例えばノズルを、少なくとも１つのスプレー部は備える。加えて、温度管理構成は、熱エネルギーが上記部品（２２４）から除去される場合、スプレー後に調節液体を最適に冷却する熱除去器も備える。ここで、例えばスプレー装置における散布又は電子部品による過熱のため、調節液体は、スプレー後に液体、蒸気又は霧のうちの少なくとも１つとなる。さらに、調節管理構成は、熱エネルギーが上記部品に提供される場合、スプレー前に調節液体を最適に加熱する加熱装置を備える。ここで、調節液体は、スプレー前は液体である。
【００１０】
熱エネルギー除去に関して、熱エネルギーは、二相冷却によって上記部品から除去されるということが好ましい。
【００１１】
調節液体は、好ましくは、電気的に絶縁性の流体である。
【００１２】
加熱装置は、このましくは、熱エネルギーが与えられる電子部品の製造業者が特定する温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで、調節液体を最適に加熱するものである。
【００１３】
上記少なくとも１つのスプレー装置は、液体で加熱又は冷却する第２の電子部品へ熱的に連結される冷却フランジ又は冷却表面の形の第１の電子部品に調節液体を最適にスプレーするものとすることができる。
【００１４】
上記少なくとも１つのスプレー装置は、回路基板、又は複数の回路基板を設けたラックの形の電子部品に調節液体を最適にスプレーするものとすることができる。
【００１５】
上記少なくとも１つのスプレー装置は、液体で加熱又は冷却する第２の電子機器に熱的に連結される冷却フランジ又は冷却表面の形の第１電子部品に調節液体を最適にスプレーするものとすることができる。
【００１６】
上記スプレー部は、少なくとも２種類のスプレー装置を備えることが可能であり、第１種のスプレー装置は、温度管理構成が冷却構成として作動する場合に最適に使用されるものであり、第２種のスプレー装置は、温度管理構成が加熱システムとして作動する場合に最適に使用されるものである。
【００１７】
加えて、本発明は、蒸気温度管理構成を用いた温度管理方法を提供することによって、先行技術と比較した改良を表す。当該温度管理方法は、貯蔵容器（１４０、２４０）に調節液体（２４２）を蓄積するステップと、加圧装置（１１０、２１０）によって調節液体（２４２）を加圧するステップと、液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）にスプレーし、スプレーされた液体（２４２）と部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備える少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）に、加圧された液体（２４２）を提供するステップと、上記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる調節液体（２４２）を、熱除去器（１３０、２３０）によって冷却するステップと、熱エネルギーが上記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に調節液体（２４２）を加熱装置（１４５、２４５）によって加熱するステップとを含む温度管理方法である。
【００１８】
ステップは必ずしも上述の順序で行われる必要はない。
【００１９】
上記方法によれば、調節液体は、好ましくは、熱エネルギーが与えられる電子部品の製造業者が特定する温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで加熱される。
【００２０】
上記方法によれば、少なくとも１つのスプレー装置は、液体で加熱又は冷却する第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ又は冷却表面の形の第１の電子部品に調節液体をスプレーしている。
【００２１】
上記方法によれば、上記少なくとも１つのスプレー装置は、回路基板、又は複数の回路基板を設けたラックの形の電子部品に調節液体をスプレーしている。
【００２２】
上記方法によれば、上記少なくとも１つのスプレー装置は、液体で加熱又は冷却する第２の電子機器に熱的に連結された冷却フランジ又は冷却表面の形の第１の電子部品に調節液体をスプレーしている。
【００２３】
本発明及びその実施形態のさらなる効果は、以下の発明を実施するための形態から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態による典型的スプレー調整システム１００の形態の温度管理構成の概略図である。
【図２】本発明の第２実施形態による典型的スプレー調節システム２００の形態の温度管理構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜第１実施形態＞
［構成要素］
図１は、本発明の第１典型実施形態による閉ループ二相スプレー調節システム１００の概略図である。典型的スプレー調節システム１００は、ポンプ１１０と、スプレー部１２０と、熱除去器１３０と、加熱装置１３５が設けられた貯蔵容器１４０とを備える。上記部品を適当に接続する、すなわち上記貯蔵容器１４０を上記加圧装置１１０へ接続し、さらに上記スプレー部１２０と上記熱除去器１３０とへ接続し、そして上記加圧装置１１０へ戻るように接続する管システムも、調節システム１００は備える。
【００２６】
ポンプ１１０は、適当な調節液体（図１では図示せず）を加圧するものである。好ましくは、ポンプ１１０は、直流モータ手段によって駆動され、正確で精密な圧力及び流量を生み出すものである。しかしながら、ポンプ１１０は他の手段によっても駆動可能であり、例えば、交流モータや油圧モータ、又は他の適当ないかなる動力手段によって駆動されてもよい。ポンプ１１０は、調節液体を加圧するいずれかの適当な方法に従って作動し、例えば、排気ポンピング又は動力学的ポンピングに関連した往復方法又は回転方法に従って作動する。
【００２７】
スプレー部１２０には、少なくとも１つのノズルが設けられている。いくつかのスプレー部１２０がスプレー調節システム１００の中で使用されてもよく、各スプレー部は複数のノズルを備えてもよい。
【００２８】
熱除去器１３０は、冷却中にスプレー部１２０のうち又は付近に作り出される液体、霧（すなわち空気又は他の気体に浮揚する液体の小液滴）及び蒸気（すなわち液体の気体状態）の混合物を最適に凝縮可能なものである熱交換器又は何か他の適当な凝縮手段であってもよい。
【００２９】
貯蔵容器１４０は調節システム１００の調節液体を蓄積するものである。貯蔵容器は、図１では管システム１５０によってスプレー調節システムに接続する個別のユニットとして示してある。つまりは、貯蔵容器１４０は適当な大きさの個別チャンバーとして形成されるということを示す。しかしながら、ある実施形態では、管システム１５０が全体として貯蔵容器を形成する場合があり、それはすなわち、適当な貯蔵容器を形成するのと同じだけの十分な容積を、管が単独で提供する場合があるということである。
【００３０】
加熱装置１４５は、好ましくは、調節システム１００の液体充填部に配置される。図１に示すように、加熱装置１４５は貯蔵容器１４０に配置され、容器内の調節液体を最適に加熱可能であるということが特に好ましい。加熱装置１４５は、好ましくは、調節液体中に配置される液浸ヒータ又は同等のものである。しかしながら、他の熱源も明らかに考えられるのであって、例えば熱交換器、又はマイクロ波発生器でさえあり得るものである。
【００３１】
［構成要素の機能及び構成要素間の連携］
作動中、調節液体はポンプ１１０によって加圧され、続いて管システム１５０を介して一連のシステム部品へ移動される。管システム１５０は、調節液体と相性の良い材料でできている。この材料は、剛性又は準剛性のものであってもよく、又は様々な３次元配置をとることが可能な柔軟性のものであってさえよい。
【００３２】
スプレー調節システム１００におけるスプレー部１２０は、加圧された調節液体をポンプ１１０から最適に受取可能なものである。スプレー部１２０のノズルは、受け取った調節液体を少なくとも１つの電子部品（図１では図示せず）に最適にスプレー可能なものである。
【００３３】
スプレー部１２０によって電子部品が冷却されると、液体、霧又は蒸気の混合物が、スプレー部１２０内又は付近で作り出される。液体及び霧はスプレー部１２０のスプレー動作によって本質的に作り出され、一方蒸気は、スプレー部１２０内又は付近の熱い部品からエネルギーを吸収することで気化された液体から本質的に作り出される。
【００３４】
得られる液体、霧及び蒸気の混合物は、スプレー調節システム１００の管システム１５０を介して熱除去器１３０によって受け取られる。熱除去器１３０はスプレー調節システム１００の混合物充填部に配置されるのであって、液体充填部に配置されるのではない、ということが好ましい。図１における熱除去部１３０は、管システム１５０によってスプレー調節システム１００へ接続された個別ユニットとして示してある。しかしながら、熱除去部１３０は、スプレー部１２０に、又は貯蔵容器１４０に、又はスプレー調節システム１００の混合物充填部における他のいずれかの適当な位置に代替的に配置されてもよい。
【００３５】
凝縮された液体は、貯蔵容器１４０に集められ、続いてそこから液体が回収され、再びポンプ１１０によって加圧されることとなる。
【００３６】
以上、図１における典型的スプレー調節システム１００のスプレー冷却機能を幾分詳細に説明してきた。ここで、図１におけるスプレー調節システム１００のスプレー加熱能の説明へと進むことにする。
【００３７】
スプレー調節システム１００の加熱能は加熱装置を必要とする。ゆえに、貯蔵容器１４０に配置された典型的加熱装置１４５を図１に概略的に示してある。ヒータ１４５は貯蔵容器１４０に配置され、電子部品の製造業者が特定する（例えば集積回路の製造業者が特定する）温度区間内の温度まで、容器内の調節液体を最適に加熱可能なものである、ということが特に好ましい。温度範囲が０〜７０℃に特定された部品について、調節液体は、例えば１０〜６５℃の区間内、又は２０〜５５℃の区間内の温度まで加熱される場合があり、さらに好ましくは、製造業者が特定した温度範囲の中間付近の温度まで加熱される場合がある。このことは、温度範囲が０〜７０℃特定された部品について、調節液体は３５℃付近の温度まで加熱される場合がある、ということを示す。しかしながら、管システム２５０やスプレー調節システム１００の他の部品における損失のために、さらにもっと、例えばさらに５〜２０℃、調節液体を加熱することが必要となる場合がある。
【００３８】
貯蔵容器１４０における加熱された調節液体は、ポンプ１１０によってスプレー部１２０へ移動される。受け取った加熱された調節液体を少なくとも１つの電子部品（図１では図示せず）に最適にスプレー可能なものである。スプレーは、好ましくは、上述の電子部品のスプレー冷却に用いられるものと同一のスプレー手段（例えば同一のノズル）を活用することによって達成される。
【００３９】
電子部品がスプレー部１２０によってスプレー加熱されると、加熱された液体と霧（すなわち空気又は同様の気体に浮揚する小液滴）との混合物がスプレー部１２０内のスプレー動作によって作り出される。しかしながら、電子部品の温度は、スプレーされる混合物の温度を下回ると想定されるため、システム１００のスプレー加熱能が活用される場合、加熱された混合物へ部品から移動するエネルギーはないであろう。結果的に、蒸気が作り出されることはない。代わりに、加熱された混合物は、部品に当たってスプレー部１２０で物体化する（ｏｂｊｅｃｔ）際、液体状態であると想定されると同時に、混合物がスプレー部１２０における電子部品によって冷却されるであろう。
【００４０】
液化混合物は、熱除去器１３０が受け取り、次に貯蔵容器１４０に集められるが、そこで液体は加熱され、続いて回収され、ポンプ１１０が再び加圧する。スプレー加熱能が活用されるとき、実質的には凝縮する霧又は蒸気がないため、スプレー調節システム１００の加熱能が用いられるとき、熱除去器１３０はアイドル状態であってもよく、又は動力を切っていることさえ可能である、ということを追記すべきである。言い換えると、液化混合物（すなわち調節液体）は、熱除去器１３０を通して単純に移動されるか、又は代わりに、図１におけるバイパス管１５１で概略的に示すように熱除去器１３０をバイパスしている。
【００４１】
上記述から、加熱された調節液体によって、スプレー調節システム１００は上述のように電子部品を加熱することも部品を冷却することも可能になる、ということが明らかであろう。
【００４２】
電子部品の加熱は、寒冷な環境で部品が立ち上げられる場合に、例えば冬の条件又は高い高度において立ち上げられる間には、特に効果的である。また、部品の稼動温度を不十分なレベルまで下げる環境温度及び／又は作動条件に、作動可能な電子部品がさらされている場合にも、加熱が効果的である。全体的に、電子部品の温度が、電子部品の製造業者が特定する許容低稼働温度を下回ったり、又は付近であったりする場合なら、スプレー調節システム１００の加熱能は一般的に効果的である。
【００４３】
＜第２実施形態＞
［構成要素］
図２は、本発明の第２の典型的実施形態による閉ループ二相スプレー調節システム１００の概略図である。典型的スプレー調節システム２００は、ポンプ２１０と、フィルタ２１５と、スプレー部２２０と、熱除去器２３０と、貯蔵容器２４０とを備える。上記部品を適当に接続する、すなわち上記貯蔵容器２４０を上記加圧装置２１０へ接続し、さらにスプレー部２２０へ接続し、上記熱除去器２３０へ接続し、そして上記加圧装置１１０に戻るように接続する管システム２５０も、調節システム２００は備える。
【００４４】
ポンプ２１０、スプレー部２２０、熱除去器２３０、貯蔵容器２４０及び管システム２５０は、本発明の第１実施形態に関して上述した対応の部品と同一又は同様に作動する。
【００４５】
ゆえに、例えばポンプ２１０は、第１実施形態におけるポンプ１１０関する上記述と同一又は同様に、適当な調節液体２４２を加圧するものである。
【００４６】
同様に、スプレー部２２０には、好ましくは、少なくとも１つのノズルが設けられている。１よりも多くのスプレー部２２０をスプレー調節システム２００内で用いてもよく、各スプレー部は複数のノズルを備えてもよい。
【００４７】
加えて、熱除去部２３０は、得られる混合物を液体に最適に凝縮可能なものである熱交換器又は何か他の適当な凝縮手段であってもよい。
【００４８】
しかしながら、第２実施形態において、調節液体２４２はいずれかの周知の電子調整液体であると定められており、例えばＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔＴＭ（フロリナート（登録商標））等があり、これは３Ｍが市販する一連のエレクトロニクス冷却剤液体ブランド名である。これは、電磁的に絶縁性の不活性ペルフルオロカーボン流体であり、様々な冷却用途で使用される。沸点が様々である色々な分子組成が得られ、その沸点により、流体のままの「単相」用途に用いることも可能であり、又は「二相」用途なら、液体は沸騰し、蒸発冷却を介してさらに熱を除去することも可能である。３Ｍが用いる組成の１つの例は、例えばＦＣ‐７２、すなわちペルフルオロヘクサン（Ｃ６Ｆ１４）であり、沸点が５６℃であるために低温熱移動用途に用いられる。空気から熱が十分に取り除かれないという状況、又は気流が制限され、どうしても何らかの強制ポンピングが必要になるという状況において、ＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔＴＭがしばしば使用される。一般的に、調節液体２４２は、電子部品のスイッチがオンにされる時の温度で液体であるということが好ましい。
【００４９】
［構成要素の機能及び構成要素間の連携］
作動中、調節液体２４２は、ポンプ２１０が加圧して、フィルタ２１５を通ってスプレー部２２０へ管システム２５０を介して貯蔵容器２４０へ移動する。
【００５０】
好ましくは、スプレー調節システム２００におけるスプレー部２２０は、加圧された調節液体２４２をポンプ２１０から受け取るものである実質的に閉じた空間、例えば実質的に閉じたボックスを備える。内部で、スプレー部２２０は、受け取った調節液体２４２を少なくとも１つの電子部品２２４に最適にスプレー可能なものである。このスプレーは、好ましくは、少なくとも１つのノズル２２２に設けられたノズル構成２２１の手段が達成する。ノズル２２２は、加圧された調節液体２４２をポンプ２１０からスプレー部２２０が受け取ると、霧及び／又は液滴のスプレー２２３を電子部品２２４に対して最適に方向調整可能なものである。
【００５１】
電子部品２２４がスプレー２２３によって冷却されると、液体、霧（すなわち空気又は他の気体に浮揚する液体の小液滴）及び蒸気（すなわち液体の気体状態）の混合物がスプレー部２２０内で作り出される。液体及び霧は、ノズル２２２のスプレー動作によって本質的に作り出され、一方蒸気は、熱い部品２２４からエネルギーを吸収することによって気化される液体から本質的に作り出される。
【００５２】
得られる液体、霧及び蒸気の混合物は、スプレー部２２０に設けられた熱除去器２３０が冷却する。図２における熱除去部２３０は、蒸気は部２２０内を上昇するという想定の下、スプレー部２２０の上端に配置されている。部２２０内の他の蒸気分布に見合うように、他の位置も明らかに考えられる。熱除去器２３０は、冷却剤を通して循環させて、得られる液体、霧及び蒸気を液体２４２へ凝縮可能な熱伝導性のヘリックス又は何か他の熱伝導性構造である、ということが好ましい。しかしながら、他の周知の冷却構成も明らかに考えられる。熱除去器２３０における冷却剤の循環は、図２の最上部において対向する２つの矢印で示す。
【００５３】
凝縮された液体２４２は、重力によって、図２におけるスプレー部２２０の下方へ、部２２０の下端まで流れていき、そこから管システム２５０の一部を介して貯蔵容器２４０に集められる。続いて、調節液体２４２は、貯蔵容器２４０から回収され、ポンプ２１０が再び加圧することとなる。
【００５４】
以上、図１における典型的スプレー調節システム１００のスプレー冷却機能を幾分詳細に説明してきた。ここで、図２におけるスプレー調節システム２００のスプレー加熱能の説明へと進むことにする。
【００５５】
図２におけるスプレー調節システム２００の加熱能は加熱装置を必要とする。すなわち図１に関して上述した第１実施形態と同様である。ゆえに、典型的加熱装置２４５を図２に概略的に示す。加熱装置２４５は、貯蔵容器２４０に配置され、容器内の調節液体２４２を最適に加熱可能なものである。加熱装置２４５は、電動の液浸ヒータ又は同様のものである方が、他の熱源も考えられるとはいえ、好ましい。加熱装置２４５の電気供給は図２の最下部において対向する２つの矢印で示す。
【００５６】
貯蔵容器２４０における加熱された調節液体２４２は、ポンプ２１０によってスプレー部２２０へ移動する。スプレー部２２０は、受け取った加熱された調節液体２４２を少なくとも１つの電子部品２２４に最適にスプレー可能なものである。このスプレーは、好ましくは、上述の電子部品のスプレー冷却に使用する同一のスプレー手段（例えば同一のノズル）を活用することで達成される。
【００５７】
電子部品２２４がスプレー２２３によって加熱されると、液体と霧（すなわち空気又は同様の気体に浮揚する小液滴）との熱混合物がスプレー部２２０において作り出される。しかしながら、電子部品２２４の温度は熱混合物の温度を下回ると想定されるため、部品２２４から混合物へ移動する熱エネルギーはないであろう。結果的に、蒸気が作り出されることはない。代わりに、熱混合物は、冷たい部品２２４に当たってスプレー部２２０で物体化する際、液体状態であると想定されると同時に、熱混合物がスプレー部２２０における電子部品２２４によって冷却されるであろう。
【００５８】
液化混合物は、熱除去部２３０が受け取り、次に貯蔵容器２４０に集められ、そこで液体２４２は再加熱される。一般的に、加熱する電子部品２２４の製造業者が特定する適当な稼動温度を保証する温度まで、調節液体２４２が加熱される、ということが好ましい。しかしながら、すでに上述のように、管システム２５０及びスプレー調節システム２００の他の部品における損失のため、さらにもっと、例えばさらに５〜２０℃、調節液体２４２を加熱することが必要となる場合がある。
【００５９】
上記述から、加熱された調節液体によって、スプレー調節システム２００は上述のように電子部品２２４を加熱することも部品２２４を冷却することも可能になる、ということが明らかであろう。
【００６０】
本発明は、決して１つ又はいくつかの単式の電子部品２４２に限定されることはない、ということが追記されるべきである。逆に、電子部品は、複数の色々な電子部品及び非電子部品を備えるフル回路基板であってもよい。電子部品は、複数の色々な電子部品及び非電子部品を備えたかかる回路基板が複数設けられたラックであったとしてもよい。ラックにおける回路基板を操作するよう構成されるスプレー冷却システムは、例えばＭｃＤｕｎｎ（マクダン）等に与えられた米国特許第５，７１８，１１７号の明細書において説明されている。しかしながら、ＭｃＤｕｎｎの特許は加熱能を提供するものではなく、特に本発明のようにスプレー冷却システムに集積される加熱能を提供するものではない。
【００６１】
さらに、図２におけるスプレー調節システム２００を、単種のノズル２２２を有するものとして説明してきたとはいえ、このことによって、他の実施形態において２つ又はいくつかの色々な種類のノズルを活用することを妨げるものではない。
【００６２】
また、スプレー部２２０におけるノズル２２はスプレー２２３を直接電子部品２２４に届けるとはいえ、当の電子部品と熱的に連結された冷却フランジ又は何か他の冷却表面又は冷却構成へスプレーが届けられる場合もある、すなわちスプレーは直接には冷却構成へ届けられ、冷却又は加熱する電子部品へはおそらく直接は届かない、ということを強調すべきである。その場合、冷却フランジ又は他の冷却表面又は冷却構成は、「電子部品」として見なされるべきである。
【００６３】
さて、典型的実施形態を参照しながら本発明を説明してきた。しかしながら、本発明は、説明した実施形態に限定されるものではない。対して、本発明の全範囲は、添付の特許請求の範囲に記載の範囲が定めるものである。
【図１】
2009539246.tif 000003
【図２】
2009539246.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節液体（２４２）を最適に蓄積する貯蔵容器（１４０、２４０）と、
前記調節液体（２４２）を最適に加圧する加圧装置（１１０、２１０）と、
加圧された前記液体（２４２）を最適に受け取るものであって、前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）に最適にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備えるものである、少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）と、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、最適に冷却する熱除去器（１３０、２３０）と
を備える温度管理構成（１００、２００）であって、
熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に前記調節液体（２４２）を最適に加熱する加熱装置（１４５、２４５）をさらに備える温度管理構成（１００、２００）。
【請求項２】
熱エネルギーは二相冷却によって前記部品（２２４）から除去される、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項３】
前記調節液体（２４２）は電気的に絶縁性の流体である、請求項１〜２のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項４】
前記加熱装置（１４５、２４５）は、熱エネルギーを与えられる前記電子部品（２２４）の製造業者に特定される温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで、前記調節液体（２４２）を最適に加熱する、請求項１〜３のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜４のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜５のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子機器に熱的に連結された冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜６のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項８】
前記スプレー部（１２０、２２０）は少なくとも２種類のスプレー装置（２２２）を備え、第１種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が冷却構成として作動する場合に最適に使用されるものであり、第２種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が加熱システムとして作動する場合に最適に使用されるものである、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項９】
貯蔵容器（１４０、２４０）に調節液体（２４２）を蓄積するステップと、
加圧装置（１１０、２１０）によって前記調節液体（２４２）を加圧するステップと、
前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備える少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）に、加圧された前記液体（２４２）を提供するステップと、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、熱除去器（１３０、２３０）によって冷却するステップと、
熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に前記調節液体（２４２）を加熱装置（１４５、２４５）によって加熱するステップと
を含む温度管理方法。
【請求項１０】
前記調節液体（２４２）は、加熱される前記電子部品（２２４）の製造業者が特定する温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで加熱される、請求項９に記載の温度管理方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１０のいずれかに記載の温度管理方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１１のいずれかに記載の温度管理方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子機器に熱的に連結された冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１２のいずれかに記載の温度管理方法。
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月2日(2008.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温において起動する電子部品を最適に加熱する温度管理構成（１００、２００）であって、
調節液体（２４２）を最適に蓄積する貯蔵容器（１４０、２４０）と、
前記調節液体（２４２）を最適に加圧する加圧装置（１１０、２１０）と、
加圧された前記液体（２４２）を最適に受け取るものであって、前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）に最適にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備えるものである、少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）と、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、最適に冷却する熱除去器（１３０、２３０）と
を備える温度管理構成（１００、２００）であって、
低温における起動時に熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、スプレー前に前記調節液体（２４２）を最適に加熱する、前記貯蔵容器（１４０、２４０）に配置された加熱装置（１４５、２４５）をさらに備える温度管理構成（１００、２００）。
【請求項２】
熱エネルギーは二相冷却によって前記部品（２２４）から除去される、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項３】
前記調節液体（２４２）は電気的に絶縁性の流体である、請求項１〜２のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項４】
前記加熱装置（１４５、２４５）は、熱エネルギーを与えられる前記電子部品（２２４）の製造業者に特定される温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで、前記調節液体（２４２）を最適に加熱する、請求項１〜３のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜４のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）を最適にスプレーする、請求項１〜５のいずれかに記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項７】
前記スプレー部（１２０、２２０）は少なくとも２種類のスプレー装置（２２２）を備え、第１種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が冷却構成として作動する場合に最適に使用されるものであり、第２種のスプレー装置は、前記温度管理構成（１００、２００）が加熱システムとして作動する場合に最適に使用されるものである、請求項１に記載の温度管理構成（１００、２００）。
【請求項８】
低温において起動する電子部品を最適に加熱する方法であって、
貯蔵容器（１４０、２４０）に調節液体（２４２）を蓄積するステップと、
加圧装置（１１０、２１０）によって前記調節液体（２４２）を加圧するステップと、
前記液体（２４２）を少なくとも１つの電子部品（２２４）にスプレーし、スプレーされた前記液体（２４２）と前記部品（２２４）との間に熱的連結を生み出す少なくとも１つのスプレー装置（２２２）を備える少なくとも１つのスプレー部（１２０、２２０）に、加圧された前記液体（２４２）を提供するステップと、
前記部品（２２４）から熱エネルギーが除去される場合、スプレー後に液体状、蒸気状又は霧状のうちの少なくとも１つとなる前記調節液体（２４２）を、熱除去器（１３０、２３０）によって冷却するステップと、
低温における起動時に熱エネルギーが前記部品（２２４）に与えられる場合、前記貯蔵容器（１４０、２４０）に配置された加熱装置（１４５、２４５）によって、スプレー前に前記調節液体（２４２）を加熱するステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記調節液体（２４２）は、加熱される前記電子部品（２２４）の製造業者が特定する温度範囲の中間付近又は中間を上回る温度まで加熱される、請求項９に記載の温度管理方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、前記液体（２４２）によって加熱又は冷却される第２の電子部品に熱的に連結する冷却フランジ状又は冷却表面状の第１の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１０のいずれかに記載の温度管理方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのスプレー装置（２２２）は、回路基板状又は複数の回路基板が設けられたラック状の電子部品に前記調節液体（２４２）をスプレーしている、請求項９〜１１のいずれかに記載の温度管理方法。
【国際調査報告】
2009539246.tif 000005
2009539246.tif 000006
2009539246.tif 000007