【手続補正書】
【提出日】平成19年1月15日(2007.1.15)
【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】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
少なくとも１つの熱交換器と、
第１の開口を介して延び、複数のチャネル及び流路に流体を輸送する少なくとも１つのインレットポートと、
第２の開口を介して延び、上記複数のチャネル及び流路から流体を流出する少なくとも１つのアウトレットポートと、
上記インレットポート及びアウトレットポートに連結され、圧力が加えられていない条件下では、該インレットポート及びアウトレットポートの容積を減少させ、圧力が加えられると、該インレットポート及びアウトレットポートの容積を増加させる１つ以上の収縮可能な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項２】
上記収縮可能な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項３】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項２記載のクラッキング防止装置。
【請求項４】
上記収縮可能な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項５】
上記収縮可能な物体は、上記インレットポート及びアウトレットポート内で固定されていることを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項６】
上記収縮可能な物体は、インレットポート及びアウトレットポート内に収容されていることを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項７】
上記収縮可能な物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項８】
上記スポンジ又は発泡体は、疎水性であることを特徴とする請求項７記載のクラッキング防止装置。
【請求項９】
上記収縮可能な物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項１記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項９記載のクラッキング防止装置。
【請求項１１】
上記パッケージは、親水性表面又は親水性コーティングが施されたことを特徴とする請求項９記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項９記載のクラッキング防止装置。
【請求項１３】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項１２記載のクラッキング防止装置。
【請求項１４】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
上部要素及び底部要素を有する少なくとも１つの熱交換器と、
上記底部要素内に形成され、流体を流す複数のチャネル及び通路と、
上記１つ以上のチャネル及び通路内に配設され、圧力が加えられていない状態では、各チャネル及び通路の容積を減少させ、該チャネル及び通路内で圧力が加えられた状態では、収縮し、各チャネル及び通路の容積を増加させる１つ以上の収縮可能な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項１５】
上記収縮可能な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項１４記載のクラッキング防止装置。
【請求項１６】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１５記載のクラッキング防止装置。
【請求項１７】
上記収縮可能な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１４記載のクラッキング防止装置。
【請求項１８】
上記収縮可能な物体は、上記上部要素の一部に配設されることを特徴とする請求項１４記載のクラッキング防止装置。
【請求項１９】
上記収縮可能な物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項１４記載のクラッキング防止装置。
【請求項２０】
上記収縮可能な物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項１４記載のクラッキング防止装置。
【請求項２１】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項２０記載のクラッキング防止装置。
【請求項２２】
上記パッケージは、親水性表面又は親水性コーティングが施されたことを特徴とする請求項２０記載のクラッキング防止装置。
【請求項２３】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項２０記載のクラッキング防止装置。
【請求項２４】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項２３記載のクラッキング防止装置。
【請求項２５】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
筐体と、
該筐体に浸された１つ以上の収縮可能な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項２６】
上記物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項２７】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項２６記載のクラッキング防止装置。
【請求項２８】
上記物体は、上記筐体内の流体の体積に比例するサイズ及び容積を有することを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項２９】
上記物体は、疎水性の発泡体であることを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項３０】
上記物体は、疎水性のスポンジであることを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項３１】
上記物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項３２】
上記物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項２５記載のクラッキング防止装置。
【請求項３３】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項３２記載のクラッキング防止装置。
【請求項３４】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項３２記載のクラッキング防止装置。
【請求項３５】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項３４記載のクラッキング防止装置。
【請求項３６】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに浸された１つ以上の収縮可能な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項３７】
上記物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項３８】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項３７記載のクラッキング防止装置。
【請求項３９】
上記物体は、上記筐体内の流体の体積に比例するサイズ及び容積を有することを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項４０】
上記物体は、疎水性の発泡体であることを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項４１】
上記物体は、疎水性のスポンジであることを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項４２】
上記物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項４３】
上記物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項３６記載のクラッキング防止装置。
【請求項４４】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項４３記載のクラッキング防止装置。
【請求項４５】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項４３記載のクラッキング防止装置。
【請求項４６】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項４５記載のクラッキング防止装置。
【請求項４７】
１つ以上のポンプ及び１つ以上の熱交換器を備える流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
筐体を準備する工程と、
上記筐体内に１つ以上の収縮可能な物体を浸す工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項４８】
上記物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項４９】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項４８記載のクラッキング防止方法。
【請求項５０】
上記物体は、上記筐体内の流体の体積に比例するサイズ及び容積を有することを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項５１】
上記物体は、疎水性の発泡体であることを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項５２】
上記物体は、疎水性のスポンジであることを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項５３】
上記物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項５４】
上記物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項４７記載のクラッキング防止方法。
【請求項５５】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項５４記載のクラッキング防止方法。
【請求項５６】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項５４記載のクラッキング防止方法。
【請求項５７】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項５６記載のクラッキング防止方法。
【請求項５８】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに１つ以上の収縮可能な物体を浸す工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項５９】
上記物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６０】
上記膨張は、上記筐体に収容された物質が液相から固相に変化した場合に発生することを特徴とする請求項５９記載のクラッキング防止方法。
【請求項６１】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項５９記載のクラッキング防止方法。
【請求項６２】
上記物体は、上記筐体内の流体の体積に比例するサイズ及び容積を有することを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６３】
上記物体は、疎水性の発泡体であることを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６４】
上記物体は、疎水性のスポンジであることを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６５】
上記物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体及びバルーンのうちのいずれかから構成されることを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６６】
上記物体は、気体又は液体不浸透性のパッケージ内に封入されていることを特徴とする請求項５８記載のクラッキング防止方法。
【請求項６７】
上記パッケージは、金属保護材料又はメッキプラスチックシート材によって形成されることを特徴とする請求項６６記載のクラッキング防止方法。
【請求項６８】
上記パッケージは、プラスチック材料によって形成されることを特徴とする請求項６６記載のクラッキング防止方法。
【請求項６９】
上記プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステルエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なプラスチック材料から選択されることを特徴とする請求項６８記載のクラッキング防止方法。
【請求項７０】
１つ以上のポンプ及び１つ以上の熱交換器を備える流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
最小のサイズ及び容積と、最大のサイズ及び容積との間で収縮及び膨張する筐体を備えるクラッキング防止装置。
【請求項７１】
ポンプにおけるクラッキングを防止するためのクラッキング防止装置において、
比較的狭くされた中央部と、略同一に拡張された端部とを有する少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、
上記狭くされた中央部から拡張された端部に向けて凍結を開始させる凍結開始手段とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項７２】
上記凍結開始手段は、上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの金属挿入部材であることを特徴とする請求項７１記載のクラッキング防止装置。
【請求項７３】
上記金属挿入部材は、銅、金、銀、若しくは、シリコン、アルミニウム、又は他の金属を含む熱伝導率が高い材料から形成されることを特徴とする請求項７２記載のクラッキング防止装置。
【請求項７４】
上記金属挿入部材は、ニッケル又は銅でコーティングされることを特徴とする請求項７２記載のクラッキング防止装置。
【請求項７５】
ポンプにおけるクラッキングを防止するためのクラッキング防止方法において、
比較的狭くされた中央部と、略同一に拡張された端部とを有する少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、
上記狭くされた中央部から拡張された端部に向けて凍結を開始させる凍結開始部材を準備する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項７６】
上記凍結開始部材は、上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの少なくとも１つに取り付けられた、少なくとも１つの金属挿入部材であることを特徴とする請求項７５記載のクラッキング防止方法。
【請求項７７】
上記金属挿入部材は、銅、金、銀、若しくは、シリコン、アルミニウム、又は他の金属を含む熱伝導率が高い材料から形成されることを特徴とする請求項７６記載のクラッキング防止方法。
【請求項７８】
上記金属挿入部材は、ニッケル又は銅でコーティングされることを特徴とする請求項７６記載のクラッキング防止装置。
【請求項７９】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
筐体と、
上記筐体内で、流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設された少なくとも１つのエアポケットとを備えるクラッキング防止装置。
【請求項８０】
上記エアポケットは、上記筐体内の流体の体積に比例した容量を有することを特徴とする請求項７９記載のクラッキング防止装置。
【請求項８１】
上記エアポケットは、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項７９記載のクラッキング防止装置。
【請求項８２】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項８１記載のクラッキング防止装置。
【請求項８３】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内で、流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設された少なくとも１つのエアポケットとを備えるクラッキング防止装置。
【請求項８４】
上記エアポケットは、上記筐体内の流体の体積に比例した容量を有することを特徴とする請求項８３記載のクラッキング防止装置。
【請求項８５】
上記エアポケットの容量は、上記筐体内の流体の体積の５〜２５％の間であることを特徴とする請求項８４記載のクラッキング防止装置。
【請求項８６】
上記エアポケットは、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項８３記載のクラッキング防止装置。
【請求項８７】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項８６記載のクラッキング防止装置。
【請求項８８】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
筐体を準備する工程と、
上記筐体内で、流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に、少なくとも１つのエアポケットを配設する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項８９】
上記エアポケットは、上記筐体内の流体の体積に比例した容量を有することを特徴とする請求項８８記載のクラッキング防止方法。
【請求項９０】
上記エアポケットは、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項８８記載のクラッキング防止方法。
【請求項９１】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項９０記載のクラッキング防止方法。
【請求項９２】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内で、流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に少なくとも１つのエアポケットを配設する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項９３】
上記エアポケットは、上記筐体内の流体の体積に比例した容量を有することを特徴とする請求項９２記載のクラッキング防止方法。
【請求項９４】
上記エアポケットは、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項９２記載のクラッキング防止方法。
【請求項９５】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項９４記載のクラッキング防止方法。
【請求項９６】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
複数の壁を有し、流体を収容する筐体と、
上記筐体の少なくとも１つの壁の一部を構成し、圧力が加えられると、上記筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項９７】
上記柔軟な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項９６記載のクラッキング防止装置。
【請求項９８】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項９７記載のクラッキング防止装置。
【請求項９９】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項９６記載のクラッキング防止装置。
【請求項１００】
上記柔軟な物体は、上記筐体内で固定されていることを特徴とする請求項９６記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０１】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項９６記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０２】
上記筐体は、管であることを特徴とする請求項９６記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０３】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有し、流体を収容する筐体と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに連結されて、該インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの一部を構成し、圧力が加えられると、該筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項１０４】
上記柔軟な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項１０３記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０５】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１０４記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０６】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１０３記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０７】
上記柔軟な物体は、上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内で固定されていることを特徴とする請求項１０３記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０８】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１０３記載のクラッキング防止装置。
【請求項１０９】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
複数の壁を有し、流体を収容する筐体を準備する工程と、
上記筐体の少なくとも１つの壁の一部を構成し、圧力が加えられると、該筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体を該筐体に連結する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項１１０】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１０９記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１１】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１０９記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１２】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１０９記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１３】
上記筐体は、管であることを特徴とする請求項１０９記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１４】
流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有し、流体を収容する筐体を準備する工程と、
上記インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの一部を構成し、圧力が加えられると、該筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体をインレットチャンバ及びアウトレットチャンバに連結する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項１１５】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１１４記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１６】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１１４記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１７】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１１４記載のクラッキング防止方法。
【請求項１１８】
ポンプにおけるクラッキングを防止するためのクラッキング防止装置において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、
それぞれが離間して配設され、上記筐体の少なくとも１つの壁の一部を形成し、圧力が加えられると該筐体の容積を増加させる複数の柔軟な物体とを備えるクラッキング防止装置。
【請求項１１９】
上記柔軟な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２０】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１１９記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２１】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２２】
上記ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２３】
上記柔軟な物体は、エラストマヒンジから形成されていることを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２４】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２５】
上記柔軟な物体は、上記筐体の堅いプレートに固定されていることを特徴とする請求項１１８記載のクラッキング防止装置。
【請求項１２６】
ポンプにおけるクラッキングを防止するためのクラッキング防止方法において、
少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、
それぞれが離間して配設され、上記筐体の少なくとも１つの壁の一部を形成し、圧力が加えられると該筐体の容積を増加させる複数の柔軟な物体を該筐体に連結する工程とを有するクラッキング防止方法。
【請求項１２７】
上記流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であることを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【請求項１２８】
上記柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【請求項１２９】
上記ポンプは、電気浸透流ポンプであることを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【請求項１３０】
上記柔軟な物体は、エラストマヒンジから形成されていることを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【請求項１３１】
上記柔軟な物体は、ゴム、プラスチック及び発泡体のうちのいずれかから形成されていることを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【請求項１３２】
上記柔軟な物体は、上記筐体の堅いプレートに固定されていることを特徴とする請求項１２６記載のクラッキング防止方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２００３年１月３１日に出願された係属中の米国仮特許出願番号第６０／４４４，２６９号、発明の名称「電子デバイス用の循環型液体冷却装置における凍結予防方法（REMEDIES FOR FREEZING IN CLOSED-LOOP LIQUID COOLING FOR ELECTRONIC DEVICES）」に対する優先権を主張する。２００３年１月３１日に出願された係属中の米国仮特許出願番号第６０／４４４，２６９号、発明の名称「電子デバイス用の循環型液体冷却装置における凍結予防方法（REMEDIES FOR FREEZING IN CLOSED-LOOP LIQUID COOLING FOR ELECTRONIC DEVICES）」は、引用により本願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、例えば、電子デバイス及びそのコンポーネントから熱を伝達するために用いられる流体循環系におけるクラッキングを防止する装置及び方法に関する。詳しくは、本発明は、様々な要素及び手法を用いて、流体循環系における水を主体とする溶液の凍結による膨張に対する保護に関する。
【背景技術】
【０００３】
水又はその他多くの混合液は、凝固点以下に冷却されると、液相から固相に変化し、水又は水を主体とする溶液の場合、体積が最大１０％以上も膨張する。水は、パイプ内で凍結する場合も同様に膨張する。パイプ又は他の制限された空間内で水が凍結すると、パイプが詰まり、流れが遮られるだけではなく、他の問題も生じる。例えば、鋼管等の制限された空間内で凍結が起こると、氷は膨張し、大きな圧力を発生し、これにより、パイプにクラックを生じさせる等の重大な故障を引き起こすことがある。この現象は、温水暖房装置及び自動車の冷却装置にも共通する故障の原因である。
【０００４】
パイプ内で氷が形成されても、必ずしも、氷によって封鎖された部分でクラッキングが生じるわけではない。例えば、パイプが氷によって完全に封鎖され、パイプ内で凍結及び膨張が継続すると、下流側の水圧が大きくなる。この水圧の上昇によって、むしろ、水圧のかかったパイプにおいて故障及び／又はクラッキングが生じることもある。氷によって封鎖された部分の上流側では、水は、そのインレットソース側に向かって逆流するが、クラッキングを引き起こす程の圧力の上昇が生じることは余りない。
【０００５】
電子デバイス用の液体冷却装置は、出荷時、保管時又は使用中に、凍結環境に晒されることがある。これらの装置は、このような凍結環境に晒される可能性に鑑みて、凍結時の水の膨張を許容するように設計する必要がある。不凍液等の添加物は、潜在的に有毒で、可燃性を有しており、機械部品、高感度センサ、電子部品等を破損する虞があり、このため、冷却剤としては、一般的に純水又は実質的な純水が選択されることが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電子部品を破損することなく、又は、システム性能に影響を及ぼすことなく、制限された空間内において所定のレベルの凍結及び膨張を許容でき、液体冷却装置におけるクラッキングを防止する装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
水を用いた溶液の凍結による膨張から装置を守るための、サイズ及び容積を減少させる部材、エアポケット、収縮可能な物体及び柔軟な物体を提供する。このような装置は、パイプ、ポンプ及び熱交換器の筐体及びチャンバにおいてクラッキングを防止するように設計される。
【０００８】
本発明の第１の側面では、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。このクラッキング防止装置は、少なくとも１つの熱交換器と、第１の開口を介して延び、複数のチャネル及び流路に流体を輸送する少なくとも１つのインレットポートと、第２の開口を介して延び、複数のチャネル及び流路から流体を流出する少なくとも１つのアウトレットポートと、インレットポート及びアウトレットポートに連結され、圧力が加えられていない条件下では、インレットポート及びアウトレットポートの容積を減少させ、圧力が加えられると、インレットポート及びアウトレットポートの容積を増加させる１つ以上の収縮可能な物体とを備える。
【０００９】
収縮可能な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収することができる。流体の膨張の所定のレベルは、例えば、５〜２５％の間であってもよい。収縮可能な物体は、好ましくは、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張する。収縮可能な物体は、インレットポート及びアウトレットポート内で固定してもよい。これに代えて、収縮可能な物体は、装置内の如何なる位置に配設してもよい。収縮可能な物体は、スポンジ、気泡、空気が満たされた発泡体、バルーン等から形成でき、気体又は液体不浸透性に密閉されたパッケージ内に封入してもよい。パッケージは、金属材料、メッキプラスチックシート材料又はプラスチック材料から形成してもよい。プラスチック材料は、フッ素樹脂、強化ポリエステルエステル樹脂、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＶＣ又は他の適切なパッケージから選択してもよい。
【００１０】
本発明の第２の側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置において、上部要素及び底部要素を有する少なくとも１つの熱交換器と、底部要素内に形成され、流体を流す複数のチャネル及び通路と、１つ以上のチャネル及び通路内に配設され、圧力が加えられていない状態では、各チャネル及び通路の容積を減少させ、チャネル及び通路内内で圧力が加えられた状態では、収縮し、各チャネル及び通路の容積を増加させる１つ以上の収縮可能な物体とを備える。
【００１１】
本発明の更に別の側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。この流体循環系は、好ましくは、１つ以上のポンプ及び１つ以上の熱交換器を備える。このクラッキング防止装置は、筐体を備え、筐体内で流体が占めるサイズ及び容積は、最小化される。ポンプは、電気浸透流ポンプであってもよい。
【００１２】
筐体は、好ましくは、最小のサイズ及び容積と、最大のサイズ及び容積との間で収縮及び膨張する。
【００１３】
本発明の第２の独立した側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。このクラッキング防止装置は、少なくとも１つのインレットチャンバと、少なくとも１つのアウトレットチャンバとを有する筐体を備え、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内で流体が占めるサイズ及び体積は、最小化される。
【００１４】
インレットチャンバ及びアウトレットチャンバは、好ましくは、最小のサイズ及び容積と、最大のサイズ及び容積との間で収縮及び膨張する。インレットチャンバ及びアウトレットチャンバは、ポンピング構造体又はメカニズムによって分離してもよい。
【００１５】
本発明の更に別の側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。流体循環系は、１つ以上のポンプ及び１つ以上の熱交換器を備える。クラッキング防止方法は、筐体を準備する工程と、筐体内の流体によって占められるサイズ及び容積を最小化する工程とを有する。
【００１６】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内の流体によって占められるサイズ及び容積を最小化する工程とを有する。
【００１７】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。流体循環系は、少なくとも１つのポンプ及び少なくとも１つの熱交換器を備える。クラッキング防止装置は、筐体と、筐体に浸された１つ以上の収縮可能な物体とを備える。
【００１８】
物体は、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。流体の膨張の所定のレベルは、５〜２５％の間であってもよい。物体は、好ましくは、筐体内の流体の体積に比例するサイズ及び容積を有する。物体は、疎水性の発泡体であってもよい。これに代えて、物体は、疎水性のスポンジであってもよい。また、物体は、疎水性のバッグからなるバルーンであってもよい。この物体は、ゴム、プラスチック、気泡、密閉された発泡体又はゴム、又は真空積層された発泡体又はゴムであってもよい。この物体は、真空積層されたバッグ内に収納してもよい。
【００１９】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するためのクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに浸された１つ以上の収縮可能な物体とを備える。この物体は、好ましくは、筐体内の流体の体積に比例する容積を有する。
【００２０】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、筐体を準備する工程と、筐体内に１つ以上の収縮可能な物体を浸す工程とを有する。
【００２１】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに１つ以上の収縮可能な物体を浸す工程とを有する。
【００２２】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、筐体と、この筐体内に配設された１つ以上のエアポケットとを備える。エアポケットは、筐体内の流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設することが好ましい。
【００２３】
エアポケットは、好ましくは、筐体内の流体の体積に比例する容積を有する。エアポケットは、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。流体の膨張の所定のレベルは、好ましくは、５〜２５％の間である。
【００２４】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内に配設された１つ以上のエアポケットとを備える。エアポケットは、チャンバ内の流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設することが好ましい。エアポケットは、好ましくは、チャンバ内の流体の体積に比例する容積を有する。
【００２５】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、筐体を準備する工程と、筐体内に１つ以上のエアポケットを配設する工程とを有する。エアポケットは、筐体内の流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設することが好ましい。
【００２６】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバ内に１つ以上のエアポケットを配設する工程とを有する。エアポケットは、チャンバ内の流体の凍結が開始する位置から最も離れた位置に配設することが好ましい。
【００２７】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、複数の壁を有し、流体を収容する筐体と、筐体に連結されて、筐体の少なくとも１つの壁の一部を構成し、圧力が加えられると、筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体とを備える。
【００２８】
柔軟な物体は、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。柔軟な物体は、所定の距離離間させて配設してもよい。柔軟な物体は、好ましくは、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張する。柔軟な物体は、好ましくは、筐体内で固定され、圧力によって変位する。柔軟な物体は、ゴムにより形成してもよい。これに代えて、柔軟な物体は、プラスチック又は発泡体から形成してもよい。
【００２９】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止装置を提供する。クラッキング防止装置は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバと、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバに連結されて、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの一部を構成し、圧力が加えられると、筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体とを備える。柔軟な物体は、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。
【００３０】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、筐体を準備する工程と、筐体の少なくとも１つの壁の一部を構成し、圧力が加えられると、筐体の体積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体を筐体に連結する工程とを有する。柔軟な物体は、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。
【００３１】
本発明の更なる側面として、本発明は、流体循環系におけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法を提供する。クラッキング防止方法は、少なくとも１つのインレットチャンバ及び少なくとも１つのアウトレットチャンバを有する筐体を準備する工程と、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバの一部を構成し、圧力が加えられると、筐体の容積を増加させる少なくとも１つの柔軟な物体をインレットチャンバ及びアウトレットチャンバに連結する工程とを有する。柔軟な物体は、好ましくは、所定のレベルの流体の膨張を吸収する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の最良の実施の形態及び他の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明を、最良の実施の形態を用いて説明するが、本発明は、ここで説明する実施の形態に限定されるものではない。逆に、本発明は、特許請求の範囲によって定義される思想及び範囲内に含まれる変形例、変更例、等価物を包含する。更に、以下に示す本発明の詳細な説明では、本発明を完全に理解できるようにするために、多くの特定事項に言及する。しかしながら、本発明がこれらの特定事項によらずに実現できることは、当業者には明らかである。また、他の実施の形態においては、本発明の側面を不必要に曖昧にしないために、周知の方法、手続、コンポーネント、回路については、詳細には説明しない。
【００３３】
図１は、循環冷却装置１００の概略を示すブロック図であり、循環冷却装置１００は、発熱デバイス５５（回路基板に取り付けられた集積回路として示しているが、これは、回路基板であってもよく、又は他の発熱デバイスであってもよい。）に取り付けられた熱交換器２０と、流体を循環させるためのポンプ３０と、循環冷却装置１００から熱を除去するのに役立つ複数のフィン４６を有する除熱器４０と、熱交換器２０において測定された温度に基づいてポンプ３０の圧力を制御するコントローラ５０とを備える。インレット３２から流入する流体は、電気浸透力（electroosmotic force）によって、ポンプ３０内の多孔構造（図示せず）に吸い込まれ、アウトレット３４を介して流出する。好ましい実施の形態では、電気浸透流ポンプを用いるが、本発明は、他の種類のポンプを用いる循環冷却装置においても同様に実施できる。
【００３４】
図１に示すように、流体は、それぞれ管１１４、１１０を介して、熱交換器２０及び除熱器４０を流通し、更なる管１１２を介してポンプ３０のインレット３２に戻る。コントローラ５０は、熱交換器２０内の温度計から、又は冷却される発熱デバイス５５の温度計から、信号線１２０を介して入力信号を受け取る電子回路である。コントローラ５０は、この入力信号に基づいて、信号線１２２を介してポンプ３０の電源（図示せず）に適切な信号を送ることによって、ポンプ３０を用いて流れを調整し、必要な熱性能を実現する。
【００３５】
流体の温度が凝固点以下になると、氷が形成され、流路が封鎖される。循環冷却装置１００内で氷が更に成長すると、過度の流体圧が生じる。この圧力により、例えば、管１１０、１１２、１１４、熱交換器２０、４０内のチャネル、及び／又は、ポンプ３０内のチャンバ等の個々の要素が破裂又は破損することがある。後に更に詳細に説明し、理解されるように、個々の要素は、凍結時の流体又は水の膨張を許容するように設計される必要がある。
【００３６】
図２に示す一実施の形態においては、本発明を適用した装置、すなわちポンプ６０は、インレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）６２及びアウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）６４を有する筐体６８を備える。ポンピング機構又は構造体６９は、筐体６８の底面から筐体６８の上面に亘ってインレットチャンバ６２とアウトレットチャンバ６４とを分離する。ポンピング構造体６９は、ポンプインレット６１からポンプアウトレット６６に流体を流通させる。チャンバ６２、６４は、流体で満たされる。ポンプ６０で用いられる流体は、好ましくは、水である。なお、本発明では、他の如何なる適切な流体を用いてもよい。
【００３７】
更に、図２に示すように、ポンプ６０は、チャンバ６２、６４のいずれにも、水を収容する大きなポケットが存在しないように設計することができる。水は、凍って氷になると膨張するので、氷は、液体である水より多くの体積を必要とする。チャンバ６２、６４等の制限された空間で水が凍結した場合、流体の膨張に起因して押しのけられる容積（displacement）は、チャンバ６２、６４内の流体の体積に比例する。チャンバ６２、６４によって占められるサイズ及び容積を最小化すれば、このように押しのけられる容積を低減することができ、この結果、チャンバ６２、６４の屈曲、伸張、又はクラッキングを抑制することができる。
【００３８】
図３に示すインレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）７２、及び、アウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）７４の容積は、図２に示すチャンバ６２、６４に比べて、実質的に縮小されている。したがって、ポンプ７０内に存在する水の量も大きく削減されている。チャンバ７２、７４については、詳細な機械的分析を行う必要があるが、チャンバ７２、７４は、水が凍ることによって及ぼされる力に耐えるように設計することができる。インレットチャンバ７２及びアウトレットチャンバ７４は、最小のサイズ及び容積と、最大のサイズ及び容積との間で収縮及び膨張することができる。なお、図１の管１１０、１１２、１１４のサイズ及び容積を縮小することによって、循環冷却装置１００（図１）の領域内の流体の膨張によって押しのけられる容積を減少させることができる。
【００３９】
図４に示す他の実施の形態においては、本発明を適用した装置、すなわちポンプ８０は、インレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）８２及びアウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）８４を有する筐体８８を備える。ポンピング構造体８９は、筐体８８の底面から筐体８８の上面に亘って、インレットチャンバ８２とアウトレットチャンバ８４とを分離する。ポンピング構造体８９は、ポンプインレット８１からポンプアウトレット８６に流体を流通させる。チャンバ８２、８４は、大部分が流体で満たされている。ポンプ８０で用いられる流体は、好ましくは、水である。なお、本発明では、他の如何なる適切な流体を用いてもよい。
【００４０】
図４に示すように、インレットチャンバ８２、アウトレットチャンバ８４内には、エアポケット８５、８７が設けられている。エアポケット８５、８７は、好ましくは、チャンバ８２、８４内で流体が凍り始める位置から最も遠い位置に配設される。チャンバ８２、８４内での凍結における氷の膨張により、エアポケット８５、８７によって占められる空間の一部が減少し、これにより、チャンバ８２、８４内の圧力が微増する。なお、空気は十分な圧縮性を有し、すなわち、空気は比較的小さい力で大幅に圧縮できるため、氷の膨張は、容易に吸収される。エアポケット８５、８７の容積は、チャンバ８２、８４内の流体の体積に比例させることが好ましい。エアポケット８５、８７は、５〜２５％の間の所定のレベルの流体の膨張を吸収できることが望ましい。
【００４１】
上述したように、制限された空間内で形成される氷は、最初に形成される氷によって封鎖された部分で破損を生じさせることは少ない。例えば、制限された空間が氷によって完全に封鎖され、制限された空間内で凍結及び膨張が継続すると、下流側の流体圧が大きくなる。密閉型の循環冷却装置では、流体圧は、凍結が起こる最後の位置で極限に達する。その領域にエアポケットが配設されていなければ、流体の圧力は、非常に大きくなる。そこで、流体が凍り始める位置を選択し、凍結がその位置から開始され、他の位置に設けられるエアポケットに向かって凍結が継続的に進行するように、チャンバ８２、８４の熱設計を変更してもよい。例えば、チャンバ８２、８４の上面にエアポケットを設けている場合、流体の凍結は、チャンバ８２、８４の底面から開始される必要がある。流体がチャンバ８２、８４の底面で凍り始めると、氷の膨張は、水を押しのけ、エアポケットを圧縮する。空気は、容易に圧縮されるため、このチャンバ８２、８４では、チャンバ８２、８４内の如何なる位置にも大きな圧力が加わることなく、流体が完全に凍結される。
【００４２】
チャンバ８２、８４内での最初の凍結位置を指定するためには、最初の凍結位置からその周囲に熱の伝達経路を設ける必要がある。流体又はチャンバ８２、８４が凝固点以上の温度から冷却されると、熱の伝達経路は、凍結位置における熱を効率的に除熱する作用を有する。例えば、チャンバ８２、８４内の最初の凍結位置からチャンバ８２、８４の上面に向けての凍結を実現するために、金属挿入部材（metallic insert）２８８を最初の凍結位置に設けてもよい。金属挿入部材２８８は、好ましくは、銅等の流体を汚染しない材料によって形成される。これに代えて、チャンバ８２、８４のサイズ及び容積を減少させ、又はチャンバ８２、８４のパッケージの断熱性を低下させてもよい。如何なる材料又は構造を用いる場合も、重要な点は、特定の位置が最も速く冷たくなり、これにより、この特定の位置から、図４に示すようなエアポケット８５、８７に向けて、凍結が連続的に進行するような構成とする点である。
【００４３】
幾つかの具体例では、チャンバ８２、８４内におけるエアポケット８５、８７の場所及び位置を任意に決めることが困難な場合がある。更に、循環冷却装置１００（図１）の各チャンバ８２、８４内にエアポケット８５、８７を配置すること自体が困難な場合もある。図５に示す更なる他の実施の形態では、１つ以上の圧縮可能な物体９５、９７をポンプ９０に浸している。ポンプ９０は、インレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）９２及びアウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）９４を有する筐体９８を備えている。ポンピング構造体９９は、筐体９８の底面から筐体９８の上面に亘って、インレットチャンバ９２とアウトレットチャンバ９４とを分離する。ポンピング構造体９９は、ポンプインレット９１からポンプアウトレット９６に流体を流通させる。チャンバ９２、９４は、大部分が流体で満たされている。ポンプ９０で用いられる流体は、好ましくは、水である。なお、本発明では、他の如何なる適切な流体を用いてもよい。
【００４４】
図５に示すように、１つ以上の圧縮可能な物体９５、９７は、流体に浸され、それぞれインレットチャンバ９２、アウトレットチャンバ９４に連結されている。物体９５、９７は、疎水性の発泡体又はスポンジであってもよい。物体９５、９７は、５〜２５％の間の所定のレベルの流体の膨張を吸収できることが望ましい。流体の膨張を吸収するために、物体９５、９７のサイズ及び容積は、チャンバ９２、９４内の流体の体積に比例させるとよい。
【００４５】
物体９５、９７は、収縮可能な材料、例えば、開放気泡又は独立気泡、ゴム、スポンジ、空気が満たされた発泡体、エラストマ又は関連する任意の材料及び収縮可能な材料の全ての表面を覆う保護層等によって形成することができる。保護層は、収縮可能な材料と周囲の流体とが接触することを防ぐために設けられる。保護層は、包装及び密封、浸漬塗装、吹き付け塗装、又は他の類似する手法を含む様々な手法によって形成することができる。保護層は、真空積層カバー、例えば、スプレーオン層（spray-on layer）、堆積層、又は収縮可能な材料の表面を反応させ又は加熱することによって形成された層等であってもよい。更に、保護層は、収縮可能な材料の表面を熱によって融解又は溶解し、又は化学的に改質することによって形成してもよい。保護層は、収縮可能な材料の容積を圧力によって減少させるために十分な柔軟性を有するとよい。このような柔軟性を実現するために、保護層は、収縮可能な材料よりはるかに薄く形成してもよい。更に、保護層は、循環冷却装置内で用いられる流体によって化学的に変質することなく、又は、凝固点以上及び凝固点以下の温度サイクルによって劣化することがない材料から形成するとよい。保護層は、保護層内の気体が保護層を介して出入りしないように、密閉するように形成してもよい。保護層は、フッ素樹脂、強化ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ナイロン、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＥＮ又は他の適切なプラスチックを含む様々な材料から形成でき、更に、気密性を向上させるために、内表面又は外表面に金属膜を形成してもよい。更に、保護層は、ポテトチップの包装で使われているような、全ての気体及び液体の拡散を遮蔽する不浸透性層として機能するメッキが施されたプラスチックシート材料から形成してもよい。更に、電気浸透流ポンプが水素気泡及び酸素気泡を発生させ、循環冷却装置内でこの気泡が偶発的に移動することがある場合、この気泡が表面に付着する可能性を低減するために、保護層は、親水性を有していてもよい。
【００４６】
図６Ａに示す更なる他の実施の形態では、本発明を適用した装置、すなわちポンプ１０３は、インレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）１０２及びアウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）１０４を有する筐体１０８を備える。ポンピング構造体１０９は、筐体１０８の底面から筐体１０８の上面に亘って、インレットチャンバ１０２とアウトレットチャンバ１０４とを分離する。ポンピング構造体１０９は、ポンプインレット１０１からポンプアウトレット１０６に流体を流通させる。チャンバ１０２、１０４は、大部分が流体で満たされている。ポンプ１０３で用いられる流体は、好ましくは、水である。なお、本発明では、他の如何なる適切な流体を用いてもよい。
【００４７】
更に、図６Ａに示す実施の形態では、分離して設けられた複数の柔軟な物体１０５、１０７がそれぞれインレットチャンバ１０２、アウトレットチャンバ１０４に連結されている。この実施の形態では、柔軟な物体１０５、１０７は、好ましくは、例えばゴム又はプラスチック等の柔軟性を有する材料から形成される。柔軟性を有する材料は、好ましくは、自ら又はインレットチャンバ１０２、アウトレットチャンバ１０４の他の堅い要素にクラッキングを生じさせることなく、氷の膨張を吸収するために部分的に変形するように設計及び構成される。柔軟な物体１０５、１０７は、５〜２５％の間の所定のレベルの流体の膨張を吸収できることが望ましい。柔軟な物体１０５、１０７は、互いに所定の距離離間して配設してもよい。柔軟な物体１０５、１０７は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することができることが望ましい。これに代えて、チャンバ１０２、１０４内で柔軟な物体１０５、１０７を固定してもよい。
【００４８】
図７Ａは、熱交換器１３０内でインレットポート１３１及びアウトレットポート１３５に連結された収縮可能な物体１３２、１３４を概略的に示している。流体は、通常、矢印によって示すように、１つ以上のインレットポート１３１から流入し、底面１３７に設けられた任意の構成のマイクロチャネル壁１３８に沿って流れ、アウトレットポート１３５から流出する。収縮可能な物体１３２、１３４は、好ましくは、それ自体又は図７Ａに示すインレットポート１３１及びアウトレットポート１３５の他の柔軟性がない要素にクラッキングを生じさせることなく、氷の膨張を吸収するために部分的に変形するように設計及び構成される。
【００４９】
図７Ｂは、熱交換器１４０の底面１４７に沿って設けられたマイクロチャネル壁１４８内に配設された収縮可能な物体１４５を概略的に示している。図７Ｂに示すように、収縮可能な物体１４５は、マイクロチャネル壁１４８内で、上面１４９と底面１４７とのシールの一部を構成するように構成してもよい。図７Ａ及び図７Ｂの両方において、収縮可能な物体１３２、１３４、１４５は、熱交換器１３０、１４０内での凍結予防部材として機能する。収縮可能な物体１４５の位置は、流体抵抗を最小化し、底面１４７から流体への熱伝達率が低下することを避けるように決定されている。また、図８Ａに示す位置ほど有利ではないが、収縮可能な物体１４５をマイクロチャネル壁１４８の側面に配設してもよい。収縮可能な物体１４５を底面１４７に配設すると、収縮可能な物体１４５の高い熱抵抗のために、熱交換器１４０の性能が深刻に劣化する虞がある。
【００５０】
図８Ａは、除熱器内で流体が満たされた管１５０の壁１５１、１５５に固定された収縮可能な物体１５２、１５４を概略的に示している。管１５０は、循環冷却装置内の他の部分より実質的に長い場合があり、例えば、循環冷却装置１００（図１）のある部分より数ｃｍ長く、他の部分においては数ｍも長い場合がある。管１５０の壁１５１、１５５の長手方向に沿って、収縮可能な物体１５２、１５４を配設することにより、収縮可能な物体１５２、１５４は、除熱器内の凍結予防部材として機能する。これに代えて、図８Ｂに示すように、収縮可能な要素１６５、例えば、収縮可能な発泡体を管１６０の長手方向に挿入してもよい。収縮可能な要素１６５は、管１６０内に自由に浮遊させてもよい。収縮可能な要素１６５は、管１６０より細いため、管１６０を封鎖されることなく、管１６０に挿入することができる。収縮可能な要素１６５の長さは、管１６０の長さに基づいて決定される。
【００５１】
図９は、除熱器内のプレート１８０に設けられた流体が満たされたチャネル１７０内に配設される収縮可能な物体１７１、１７３、１７５、１７７の様々な構成例を概略的に示している。図９に示すように、流体は、プレート１８０内に配置されたチャネル１７０を介して、流体インレット１７２から流体アウトレット１７４に流動する。除熱器は、プレート１８０に熱交換可能に接触するように取り付けられたフィン１９０を備えていてもよい。チャネル１７０内に配設された収縮可能な物体１７１、１７３、１７５、１７７は、凍結予防部材として機能し、この結果、循環冷却装置の全体の性能が改善される。
【００５２】
上述したサイズ及び容積を減少させる部材、エアポケット、収縮可能な物体に加えて、他の技術を用いて循環冷却装置におけるクラッキングを防止することもできることは、当業者には明らかである。例えば、図１０に示すように、収縮可能な要素は、冷却流体のループの全ての流体部分において、その一部を占めるように満たしていてもよい。当業者には明らかなように、いずれの場合も、通常の機械設計の分析により、以下に限定されるものではないが、チャンバ、管の長手方向、エアポケット及び収縮可能な物体を収容するこの他の筐体を含む循環冷却装置に亘って発生する応力を計算し、筐体が故障する程の大きな応力が如何なる位置にも蓄積されないように、設計することが望ましい。電子デバイスのための循環冷却装置では、熱交換器内のポンプ又は管のチャンバ内に比較的大きな流体層が設けられることが多い。システム設計では、これらの流体の体積を削減し、これにより、各部材における流体層の容積を削減するように努めなくてはならない。このような削減が困難な場合、又は拡張用途で十分な流体を保証するために大量の流体が必要な場合、上述した実施の形態により、凍結時に発生する力を、管理可能なレベルに抑制することができる。
【００５３】
図１１に示す他の実施の形態においては、本発明を適用した装置、すなわちポンプ２００は、インレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）２０２及びアウトレットチャンバ（以下、単にチャンバともいう。）２０４を有する筐体２０８を備える。ポンピング構造体２０９は、筐体２０８の底面から筐体２０８の上面に亘って、インレットチャンバ２０２とアウトレットチャンバ２０４とを分離する。ポンピング構造体２０９は、ポンプインレット２０１からポンプアウトレット２０６に流体を流通させる。チャンバ２０２、２０４は、流体で満たされている。ポンプ２０３で用いられる流体は、好ましくは、水である。なお、本発明では、他の如何なる適切な流体を用いてもよい。
【００５４】
図１１に示す筐体２０８は、凍結時の流体の膨張に耐えるように設計されている。筐体２０８の少なくとも１つの壁には、複数の柔軟な物体２１０が連結されている。筐体２０８は、堅いプレートから構成され、チャンバ２０２、２０４を支持する。プレートは、チャンバ２０２、２０４の複数の側面を形成し、それぞれのプレートが柔軟な物体２１０を介して連結されている。柔軟な物体２１０は、プレートに固定してもよい。柔軟な物体２１０は、コーナの端部を含むチャンバ２０２、２０４の複数の側面のいずれか又はそれぞれに形成してもよく、これにより、プレートは、図１２に示すように、力が加えられると外側に変位できるようになる。柔軟な物体２１０は、力が加わることによって形状を変化させる性質を有している限り、エラストマヒンジ又は任意の適切なポリマヒンジによって形成してもよい。
【００５５】
他の実施の形態として図１３に示す、ポンプにおけるクラッキングを防止するクラッキング防止方法は、ステップ３００から開始される。ステップ３１０においては、ポンピング構造体によって分離されたインレットチャンバ及びアウトレットチャンバを有する筐体を準備する。ステップ３２０においては、筐体の少なくとも１つの壁を形成する複数の離間した柔軟な物体を配設し、これにより、複数の離間した柔軟な物体に圧力が加わると、筐体の容積が増加する。柔軟な物体は、所定のレベルの流体の膨張を吸収できる。
【００５６】
柔軟な物体による流体の膨張を吸収できる所定のレベルとは、例えば、５〜２５％の間のレベルである。柔軟な物体は、好ましくは、所定の距離離間して配設される。更に、柔軟な物体は、最小の容積及び最大の容積の間で収縮及び膨張することができることが望ましい。ポンプは、電気浸透流ポンプであってもよい。筐体は、堅いプレートを備えていてもよい。更に、堅いプレートに柔軟な物体が固定されていてもよい。柔軟な物体は、例えば、ゴム、プラスチック又は発泡体から形成してもよい。
【００５７】
図１４に示す他の実施の形態においては、本発明を適用した装置、すなわちポンプ４００は、砂時計状のインレットチャンバ及びアウトレットチャンバを有する筐体４１０を備える。砂時計状のチャンバは、比較的狭く形成された中間部すなわち中央部４０５と、略同一に拡張された端部４０７とを有する。ポンピング構造体４２０は、筐体４１０の底面から筐体４１０の上面に亘って、インレットチャンバとアウトレットチャンバとを分離する。この装置は、最初の凍結位置からその周囲への熱伝達経路を設けてもよい。
【００５８】
流体又はチャンバが凝固点以上の温度から冷却されると、熱伝達経路は、凍結位置の熱を効率的に除熱する作用を有する。例えば、チャンバ内の最初の凍結位置からチャンバの上面に向けての凍結を実現するために、金属挿入部材４３０を任意に設けてもよい。金属挿入部材４３０は、好ましくは、銅等の流体を汚染しない材料によって形成される。如何なる材料又は構造を用いる場合も、重要な点は、特定の位置が最も速く冷たくなり、これにより、この特定の位置から、チャンバの拡張された端部４０７に向けて、凍結が連続的に進行するような構成となる点である。砂時計状のチャンバ及び金属挿入部材４３０の組み合わせにより、凍結は、砂時計状のチャンバの狭く形成された中間部すなわち中央部４０５で開始され、拡張された端部４０７に向けて進行する。
【００５９】
上述の実施の形態では、本発明は、インレットチャンバ及びアウトレットチャンバを有するポンプ又は筐体に適用される。これに代えて、本発明は、流体冷却装置の如何なる筐体に適用してもよい。流体冷却装置は、好ましくは、電気浸透流ポンプ及び熱交換器を備える。したがって、サイズ及び容積を減少させる部材、エアポケット、収縮可能な物体は、流体冷却装置の管を含む装置の各筐体のいずれにも又はそれぞれに適用できる。
【００６０】
本発明の構成及び動作原理を明瞭に説明するために、様々な詳細な説明を含む特定の実施例を用いて本発明を説明した。このような特定の実施例の説明及びその詳細な説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、例示的に示された実施例を変更できることは、当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
電気浸透流ポンプ及び熱交換器備える従来の循環冷却装置の概略図である。
【図２】
インレットチャンバ及びアウトレットチャンバを有する筐体の概略図である。
【図３】
サイズ及び容積が減少するインレットチャンバ及びアウトレットチャンバを有する本発明に基づく筐体の概略図である。
【図４】
本発明に基づく筐体のインレットチャンバ及びアウトレットチャンバに配設されるエアポケットの概略図である。
【図５】
本発明に基づく筐体のインレットチャンバ及びアウトレットチャンバに配設される収縮可能な物体の概略図である。
【図６Ａ】
インレットチャンバ及びアウトレットチャンバと、それぞれのチャンバに連結され、離間して配設された複数の柔軟な物体とを有する筐体の概略図である。
【図６Ｂ】
離間して配設され、流体が膨張する間に、クラッキングを防止するために変位した複数の柔軟な物体を有する筐体の概略図である。
【図７Ａ】
熱交換器内のインレットポート及びアウトレットポートに連結された収縮可能な物体の概略図である。
【図７Ｂ】
隣接するマイクロチャネル壁内で、熱交換器の底面に沿って配置された収縮可能な物体の概略図である。
【図８Ａ】
除熱器内の、流体が満たされた管の壁に連結される収縮可能な物体の概略図である。
【図８Ｂ】
除熱器内の、流体が満たされた管の長手方向に沿って配置された収縮可能な物体の概略図である。
【図９】
除熱器内のプレートの、流体が満たされたチャネル内に配置された収縮可能な物体の概略図である。
【図１０】
冷却流体ループの流体部分に配置された収縮可能な物体の概略図である。
【図１１】
インレットチャンバ及びアウトレットチャンバと、それぞれのチャンバに連結され、離間して配設された複数の柔軟な物体とを有する筐体の概略図である。
【図１２】
インレットチャンバ及びアウトレットチャンバと、それぞれのチャンバに連結され、離間して配設され、流体が膨張する間に、クラッキングを防止するために変位した複数の柔軟な物体とを有する筐体の概略図である。
【図１３】
本発明の一実施の形態を適用した方法のステップを示すフローチャートである。
【図１４】
比較的狭く形成された中央部と、略同一に拡張された端部とを有するインレットチャンバ及びアウトレットチャンバを備える筐体の概略図である。