(57)【要約】【課題】本願は、液面付近に循環経路への流出口があっても循環経路への気体の混入を抑制する電子機器の液浸槽を開示する。【解決手段】本願で開示する電子機器の液浸槽は、電子機器を収容可能であり、電子機器を液浸する液冷用の冷媒の循環経路と接続される槽本体と、循環経路への流出口を内部に有しており、槽本体の液面から溢れた冷媒が流入する囲いと、を備える。【選択図】図１
2018011001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を収容可能であり、前記電子機器を液浸する液冷用の冷媒の循環経路と接続される槽本体と、
前記循環経路への流出口を内部に有しており、前記槽本体の液面から溢れた冷媒が流入する囲いと、を備える、
電子機器の液浸槽。
【請求項２】
前記囲いは、前記液浸槽の液面の冷媒が通過するスリットを有し、
前記スリットの有効幅は、前記槽本体の上側から下側へ向かうにつれて縮小する、
請求項１に記載の電子機器の液浸槽。
【請求項３】
前記スリットの有効幅は、前記槽本体の上側から下側へ向かうにつれて段階的に変化する、
請求項２に記載の電子機器の液浸槽。
【請求項４】
前記囲いは、前記スリットを複数有する、
請求項２または３に記載の電子機器の液浸槽。
【請求項５】
前記囲いは、前記槽本体の内部に設けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器の液浸槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、電子機器の液浸槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器には様々な冷却機構が用いられている（例えば、特許文献１−２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４６４３１号公報
【特許文献２】特開平５−９５０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
データセンタにあるサーバ等の電子機器では、搭載される集積回路の集積密度や電子部品の実装密度が高密度化され、また、処理するデータ量も増大している。これに伴い、電子機器の発熱量も増大の一途を辿っており、効率的な冷却技術の実現が望まれている。電子機器を冷却する方法としては、長年用いられてきた冷却ファンによる強制空冷方式の他、近年開発がすすめられている電子機器を液体の冷媒に浸漬する液浸冷却方式がある。
【０００５】
槽内に溜まる液体は、通常、上側が下側より高温である。電子機器を液浸する液体の冷媒も同様である。したがって、電子機器が液浸槽の内部で液体の冷媒に液浸されており、液浸槽の外側に液浸槽内の冷媒を循環させる循環経路がある場合、冷媒は、液浸槽内の液面付近から循環経路へ流れると熱を効率的に輸送できる。しかし、冷媒は蒸発による液浸槽からの漏れ出しや、保守作業時の蒸発や損失、電子機器が発する熱の量によって膨張収縮するため、液浸槽内の液位は一定でない。よって、液面付近に循環経路への流出口を配置しても、液位の変動や液面の揺らぎ等により、液体の循環経路に気体が混入する可能性がある。液体の循環経路に気体が混入すると、ポンプの故障、循環経路の圧力損失の増大等を招き、冷却能力の低下に繋がる。
【０００６】
そこで、本願は、液面付近に循環経路への流出口があっても循環経路への気体の混入を抑制する電子機器の液浸槽を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願で開示する電子機器の液浸槽は、電子機器を収容可能であり、電子機器を液浸する液冷用の冷媒の循環経路と接続される槽本体と、循環経路への流出口を内部に有しており、槽本体の液面から溢れた冷媒が流入する囲いと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記の液浸槽であれば、液面付近に循環経路への流出口があっても循環経路への気体の混入を抑制可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る電子機器の液浸槽の一例を示した図である。
【図２】図２は、ポケットのスリットを示した図である。
【図３】図３は、ポケットの内部にある流出口とポケットとの位置関係を示した図である。
【図４】図４は、槽本体の冷媒の液位がスリットの途中にある状態を示した図である。
【図５】図５は、液浸槽の第１変形例を示した図である。
【図６】図６は、液浸槽の第２変形例を示した図である。
【図７】図７は、液浸槽の第３変形例を示した図である。
【図８】図８は、液浸槽の第４変形例を示した図である。
【図９】図９は、液浸槽の適用例を示した図である。
【図１０】図１０は、液浸槽のその他の変形例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、単なる例示であり、本開示の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。
【００１１】
図１は、実施形態に係る電子機器の液浸槽の一例を示した図である。液浸槽１は、液体の冷媒３が入る槽本体２を備える。槽本体２には、冷媒３に液浸された電子機器４が収容されている。電子機器４は、作動中に冷却することが好ましい電子機器であり、例えば、サーバ、データベース、通信機器、医療や各種実験設備用の電子機器、その他の様々な電子機器が適用可能である。槽本体２には、冷媒３を槽本体２の内外でポンプにより強制循環させる循環経路５が接続されている。
【００１２】
液浸槽１は、冷媒が沸騰することを前提としない液冷式の冷却機構であり、循環経路５の途中に設けられる除熱手段において冷媒３が液相のまま除熱される機構となっている。よって、槽本体２と循環経路５との接続部分にある流入口９と流出口８は、冷媒３が液体の状態のままで槽本体２の内外を循環するよう、何れも槽本体２内の冷媒３の液面より低い位置に設けられている。そして、槽本体２内に溜まる液体の冷媒３は、通常、上側が下側より高温である。したがって、電子機器４の熱が冷媒３で効率的に除熱されるよう、本実施形態の液浸槽１では、循環経路５から槽本体２へ冷媒３が流入する流入口９が槽本体２の下部に設けられており、槽本体２から循環経路５へ冷媒３が流出する流出口８が槽本体２の上部の液面付近に設けられている。
【００１３】
流出口８が槽本体２の上部の液面付近にある場合、槽本体２の下部にある場合よりも熱を効率的に輸送できる。しかし、冷媒３は蒸発による槽本体２からの漏れ出しや、保守作業時の蒸発や損失、電子機器４が発する熱の量によって膨張収縮するため、槽本体２の内部の液位は一定でない。よって、槽本体２の内部の液面付近に循環経路５への流出口８を配置すると、液位の変動や液面の揺らぎ等により、液体の冷媒３が循環することを前提とする循環経路５に気体が混入する可能性がある。液体の冷媒３が循環することを前提とする循環経路５に気体が混入すると、ポンプの故障、循環経路の圧力損失の増大等を招き、冷却能力の低下に繋がる。そこで、槽本体２の内部の壁面には、槽本体２の内部の液面から溢れた冷媒３が流入するピットのようなポケット６（本願でいう「囲い」の一例である）が備わっている。ポケット６は、槽本体２の内部の冷媒３の液面付近に設置されている。
【００１４】
図２は、ポケット６のスリット７を示した図である。また、図３は、ポケット６の内部にある流出口８とポケット６との位置関係を示した図である。ポケット６の開口部分には、図２に示されるようなスリット７が設けられている。スリット７は、槽本体２の上側から下側へ向かうにつれて有効幅が縮小するように逆三角形となっている。ポケット６は、槽本体２の内部において流出口８を取り囲むように形成されており、上部が開口する箱のような形態を有している。そして、槽本体２の冷媒３の液位がポケット６の開口に達すると、槽本体２の液面から溢れた冷媒３がポケット６の内部へ流入するようになっている。
【００１５】
図４は、槽本体２の冷媒３の液位がスリット７の途中にある状態を示した図である。槽
本体２の液位がポケット６より高い位置の場合は上面開放部より主に冷媒３が排出され、槽本体２の液位がスリット７の途中にある場合はスリットより冷媒３が排出される。
【００１６】
電子機器４の効率的な冷却のために流出口８が液面付近に配置されていても、常に流出口８より高い位置で冷媒３が排出されるため、循環経路５へ空気等の気体が混入する可能性が低い。
【００１７】
そして、本実施形態に係る液浸槽１であれば、槽本体２内の冷媒３の中でも比較的高温な液面付近の冷媒３が流出口８から排出されるため、槽本体２に高温の冷媒３が溜まることによる電子機器４の過熱の虞もない。すなわち、電子機器４の効率的な冷却が図られる。
【００１８】
なお、液浸槽１は、例えば、以下のように変形してもよい。
【００１９】
図５は、液浸槽１の第１変形例を示した図である。本第１変形例では、スリット７Ａの横幅の変化量がスリット７のように上から下へかけて一定ではなく、途中で変化している。スリット７Ａは、スリット７Ａの上側における横幅の変化量が下側における横幅の変化量よりも大きい。すなわち、スリット７Ａの上側を形成する上側スリット部７ＡＵでは液位の低下による有効幅の減少割合が大きいのに対し、スリット７Ａの下側を形成する下側スリット部７ＡＢでは液位の低下による有効幅の減少割合が小さい。このように有効幅が段階的に変化するスリット７Ａを有する本第１変形例の液浸槽１であれば、槽本体２の内部の液位が低下し始めると、流出口８から流出する冷媒３の流出量が速やかに減少するため、槽本体２の内部の液位が速やかに回復する。このため、循環経路５へ空気等の気体が混入する可能性が低い。
【００２０】
図６は、液浸槽１の第２変形例を示した図である。本第２変形例では、ポケット６にスリット７よりも小さいスリット７Ｂが複数設けられている。比較的小さいスリット７Ｂが複数ある本第２変形例の場合、液面の複数箇所からポケット６に冷媒３が流入するので、比較的大きいスリット７が１つある実施形態よりも高温の冷媒３がポケット６に流入しやすい。また、槽本体２の容積が比較的大きい場合や、槽本体２の内部に電子機器４が複数ある場合であっても、槽本体２内の液面付近にある比較的高温の冷媒３をムラなくポケット６へ流入させることができる。
【００２１】
図７は、液浸槽１の第３変形例を示した図である。本第３変形例では、ポケット６の中に流出口８が複数設けられている。ポケット６の中に流出口８が複数ある場合、流出口８が１つの場合よりも冷媒３の循環量を増すことができる。
【００２２】
図８は、液浸槽１の第４変形例を示した図である。本第４変形例では、内部に流出口８を有するポケット６が複数設けられている。槽本体２の中にポケット６が複数ある場合、第２変形例と同様、槽本体２内の液面付近にある比較的高温の冷媒３をムラなくポケット６へ流入させることができる。また、第３変形例と同様、冷媒３の循環量を増すことができる。
【００２３】
図９は、液浸槽１の適用例を示した図である。上記実施形態及び各変形例の液浸槽１は、例えば、図９に示すように、循環経路５の途中に並列に複数設けることも可能である。槽本体２の上側から下側へ向かうにつれて有効幅が縮小するスリット７があるため、槽本体２の液位が上がると槽本体２の液面から溢れてポケット６へ流入する冷媒３の量が増え、流出口８から循環経路５へ流れる冷媒３の量が増加するし、槽本体２の液位が下がると槽本体２の液面から溢れてポケット６へ流入する冷媒３の量が減り、流出口８から循環経路５へ流れる冷媒３の量が減少する。槽本体２の液位が上がって流出口８から循環経路５
へ流れる冷媒３の量が増加すると、槽本体２の液位が徐々に下がる。また、槽本体２の液位が下がって流出口８から循環経路５へ流れる冷媒３の量が減少すると、槽本体２の液位が徐々に上がる。  本実施形態に係る液浸槽１であれば、槽本体２の流出口８を内部に有するポケット６に、槽本体２の液位に応じて冷媒３の流出量を増減させるスリット７があるため、槽本体２の液位が低下する傾向にある場合は流出量が抑制されて液位の上昇が図られる。例えば、液浸槽１を循環経路５の途中に並列に２つ設けても、一方の液浸槽１の液位が上昇して冷媒３の流出量が増加すると液位が下がるし、他方の液浸槽１の液位が低下して冷媒３の流出量が減少すると液位が上がる。このため、各液浸槽１の液位は概ね一定に保たれ、各液浸槽１の流出口８から循環経路５へ気体が混入する可能性は低い。
【００２４】
図９に示した適用例の効果を実験で検証したので、その検証結果を以下に示す。本検証においては、容量１９０Ｌの液浸槽を循環経路の途中に２つ並列に設け、各液浸槽に冷媒を１７０Ｌ入れ、総循環流量８０Ｌ／ｍｉｎで循環させた。ポケットが無い液浸槽の場合、冷媒の循環を開始してから２分経たずに、２つある液浸槽のうち一方から冷媒が溢れ出した。一方、ポケットが有る液浸槽の場合、液浸槽から冷媒が溢れ出すことは無かった。
【００２５】
なお、液浸槽１は２つ並列に設ける態様に限定されるものではない。液浸槽１は、循環経路に１つ設けてもよいし、３つ以上並列に設けてもよい。
【００２６】
図１０は、液浸槽１のその他の変形例を示した図である。上記実施形態及び各変形例の液浸槽１は、槽本体２の内部に流出口８が設けられていた。しかし、液浸槽１は、例えば、図１０に示すように、槽本体２の上部の開口を取り囲むようにポケット６Ｓが槽本体２の外側に形成されており、ポケット６Ｓの中に流出口８が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１・・液浸槽：２・・槽本体：３・・冷媒：４・・電子機器：５・・循環経路：６，６Ｓ・・ポケット：７，７Ａ，７Ｂ・・スリット：７ＡＵ・・上側スリット部：７ＡＢ・・下側スリット部：８・・流出口：９・・流入口
【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】
2018011001.tif 000008
【図７】
2018011001.tif 000009
【図８】
2018011001.tif 000010
【図９】
2018011001.tif 000011
【図１０】
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