(57)【要約】【課題】槽内の冷媒に浸漬される電子機器を十分に冷却する。【解決手段】液浸槽１０は、冷媒４０が貯留される槽本体１１と、槽本体１１に設けられた蛇腹管１３とを有する。蛇腹管１３は、槽本体１１内に電子機器２が搭載されると底部１１ｄへ退避し、槽本体１１外に電子機器２が撤去されると底部１１ｄから上方へ延伸する。液浸槽１０では、槽本体１１内の電子機器２の搭載と撤去によらず、槽本体１１内の冷媒４０の水位、温度、流れの変動が抑えられ、冷媒４０に浸漬される電子機器２の十分な冷却が実現される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が貯留される槽本体と、
前記槽本体に設けられ、前記槽本体内に電子機器が搭載されると前記槽本体の底部へ退避し、前記槽本体外に前記電子機器が撤去されると前記底部から上方へ延伸する部材と
を有することを特徴とする液浸槽。
【請求項２】
前記底部から上方へ延伸した前記部材は、前記槽本体内において、搭載される前記電子機器に相当する体積を占有することを特徴とする請求項１に記載の液浸槽。
【請求項３】
前記部材は、一端が前記槽本体の底に固定され、他端に前記電子機器が載置される台座が設けられた、伸縮性の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液浸槽。
【請求項４】
搭載される前記電子機器及び前記部材の外側に、前記部材の伸縮方向に立設され、前記部材の伸縮に伴う前記台座の昇降をガイドする支柱を更に有することを特徴とする請求項３に記載の液浸槽。
【請求項５】
前記部材の内圧を調整する調整部を更に有し、
前記台座は、前記部材が前記調整部による前記内圧の増大によって伸長すると上昇し、前記部材が前記調整部による前記内圧の減少によって収縮すると下降することを特徴とする請求項３又は４に記載の液浸槽。
【請求項６】
前記部材の前記一端から前記他端に向かって前記台座を付勢するバネを更に有し、
前記台座は、前記バネの付勢力に支援されて上昇し、前記バネの付勢力に抗して下降することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の液浸槽。
【請求項７】
前記台座は、前記冷媒よりも小さい比重を有し、前記台座の浮力に支援されて上昇し、前記台座の浮力に抗して下降することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の液浸槽。
【請求項８】
前記台座の位置を固定する固定部を更に有することを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の液浸槽。
【請求項９】
冷媒が貯留される槽本体と、
前記槽本体に設けられ、前記槽本体内に電子機器が搭載されると前記槽本体の底部へ退避し、前記槽本体外に前記電子機器が撤去されると前記底部から上方へ延伸する部材と
を有する液浸槽と、
前記槽本体内に前記冷媒を供給する第１ダクトと、
前記槽本体内から前記冷媒を排出する第２ダクトと、
前記第２ダクトから排出される前記冷媒を冷却して前記第１ダクトに送る冷却装置と
を備えることを特徴とする液浸冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸槽及び液浸冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱する電子機器を冷却するための技術が知られている。
例えば、半導体スタックを密閉容器内の冷媒に浸しその気液の相変化を伴う循環を利用して冷却を行う技術、その密閉容器に気体冷媒の蒸気圧に応じて膨張又は収縮する副室を設けて液体冷媒の液面を調整する技術が知られている。
【０００３】
また、槽内の冷媒に複数の電子部品を浸漬してそれらの間に複数の噴射口から冷媒を供給する技術、電子部品が配置されない部分には噴射口を塞いで冷媒を供給しない技術が知られている。
【０００４】
また、ケーシング内に多段装着された複数の電子ユニットを冷却ファンユニットにより冷却する技術、電子ユニットが装着されないケーシング内の空き領域にその大きさに応じて伸縮するダミー部材を設ける技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１５６７５５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６３０６５号公報
【特許文献３】特開２００６−２１６５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器を槽内の冷媒に浸漬して冷却する液浸冷却技術では、槽内の冷媒に浸漬される電子機器の種類、個数、配置によって、槽内の冷媒の水位、温度分布、流速分布が変動し、個々の電子機器を十分に冷却することができないことが問題となる場合があった。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、槽内の冷媒に浸漬される電子機器を十分に冷却することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様では、冷媒が貯留される槽本体と、前記槽本体に設けられ、前記槽本体内に電子機器が搭載されると前記槽本体の底部へ退避し、前記槽本体外に前記電子機器が撤去されると前記底部から上方へ延伸する部材とを有する液浸槽が提供される。
【０００９】
また、１つの態様では、上記のような液浸槽を備える液浸冷却システムが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
１つの側面では、槽内の冷媒に浸漬される電子機器を十分に冷却することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液浸冷却システムの一例を示す図である。
【図２】液浸槽の槽本体内に貯留される冷媒について説明するための図である。
【図３】液浸槽の槽本体内における冷媒の流れとそれによる冷却の違いについて説明するための図である。
【図４】第１の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図（その１）である。
【図５】第１の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図（その２）である。
【図６】第１の実施の形態に係る液浸槽のラッチ部について説明するための図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態に係る液浸槽のラッチ部について説明するための図（その２）である。
【図８】第１の実施の形態に係る液浸槽のストッパについて説明するための図である。
【図９】第１の実施の形態に係る液浸槽の調整部について説明するための図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る液浸槽における電子機器の搭載及び撤去について説明するための図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る液浸槽における冷媒の流れについて説明するための図である。
【図１２】第１の実施の形態に係る液浸槽における冷媒の流速について説明するための図である。
【図１３】熱流体解析に用いた液浸槽のモデルについて説明するための図である。
【図１４】フル搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。
【図１５】蛇腹管を有しない間引き搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。
【図１６】蛇腹管を有する間引き搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。
【図１７】電子機器温度の比較結果を示す図である。
【図１８】第１の実施の形態に係る液浸冷却システムの一例を示す図である。
【図１９】第２の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図（その１）である。
【図２０】第２の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図（その２）である。
【図２１】第３の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。
【図２２】第４の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。
【図２３】第５の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
はじめに、液浸冷却技術について説明する。
液浸冷却は、熱輸送効率が高く絶縁性のあるフッ素系不活性液体等を冷媒に用い、このような冷媒が貯留された槽内に、サーバやストレージ等、被冷却物である電子機器を浸漬し、その動作に伴って発生する熱を冷媒で奪い、電子機器を冷却する技術である。通常、冷媒が貯留される槽には、比較的低温の冷媒が供給され、その槽からは、電子機器の熱を奪って暖められた比較的高温の冷媒が排出されて、継続的に電子機器が冷却される。このような液浸冷却を採用する、いわゆる液浸冷却システムは、例えば、発熱密度や実装密度の比較的高い、スーパーコンピュータやハイパフォーマンスコンピュータといったコンピュータシステムを構成する電子機器の冷却に用いられている。
【００１３】
図１は液浸冷却システムの一例を示す図である。図１（Ａ）には、液浸冷却システムの一例の要部斜視模式図を示し、図１（Ｂ）には、液浸冷却システムの一例の構成図を示している。
【００１４】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す液浸冷却システム１００は、被冷却物である電子機器２００の液浸冷却を行う液浸槽１１０を備える。液浸槽１１０の槽本体１１１に、フッ素系不活性液体等の冷媒１４０が貯留され、その貯留されている冷媒１４０に電子機器２００が浸漬される。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）には一例として、槽本体１１１内の、電子機器２００を搭載するために設けられた複数の箇所の全てにそれぞれ電子機器２００が搭載（フル搭載）された状態を図示している。尚、槽本体１１１内に搭載される複数の電子機器２００は、同種であってもよいし、異種であってもよい。
【００１５】
液浸槽１１０の槽本体１１１には、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、冷媒１４０の供給口１１１ａ及び排出口１１１ｂが設けられる。比較的低温の冷媒１４０が、供給口１１１ａから槽本体１１１内に供給（流入）され、電子機器２００の熱を奪って暖められた槽本体１１１内の比較的高温の冷媒１４０が、排出口１１１ｂから排出（流出）される。供給口１１１ａ及び排出口１１１ｂにはそれぞれ、ダクト１２０ａ及びダクト１２０ｂが接続される。図１（Ｂ）に示すように、供給口１１１ａに接続されたダクト１２０ａは、熱交換器１３０の冷媒１４０の出口１３０ａに接続され、排出口１１１ｂに接続されたダクト１２０ｂは、熱交換器１３０の冷媒１４０の入口１３０ｂに接続される。
【００１６】
液浸冷却システム１００では、熱交換器１３０で冷却された比較的低温の冷媒１４０が、ダクト１２０ａを通って供給口１１１ａから槽本体１１１内に供給される。供給口１１１ａから槽本体１１１内に供給された冷媒１４０は、電子機器２００が動作時に発する熱を奪い、それによって電子機器２００を冷却する。電子機器２００が発する熱を奪って暖められた比較的高温の冷媒１４０は、排出口１１１ｂから槽本体１１１外に排出され、ダクト１２０ｂを通って熱交換器１３０に送られる。熱交換器１３０に送られた比較的高温の冷媒１４０は、熱交換器１３０で冷却される。そして、熱交換器１３０で冷却された冷媒１４０が、ダクト１２０ａを通って再び槽本体１１１へと送られる。液浸冷却システム１００では、このように冷媒１４０が循環され、槽本体１１１内に搭載された電子機器２００の冷却が行われる。
【００１７】
ここで、上記のような液浸冷却システム１００における、液浸槽１１０の槽本体１１１に貯留される冷媒１４０について述べる。
液浸冷却システム１００では、例えば、ダクト１２０ａ，１２０ｂ内及び熱交換器１３０内を満たし且つ液浸槽１１０の槽本体１１１内に搭載される電子機器２００の所定の部位又は全体を十分に覆う量の冷媒１４０が使用される。
【００１８】
図２は液浸槽の槽本体内に貯留される冷媒について説明するための図である。図２（Ａ）には、比較的少数の電子機器が槽本体内に搭載された液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示し、図２（Ｂ）には、比較的多数の電子機器が槽本体内に搭載された液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００１９】
例えば、図２（Ａ）に示すように、液浸槽１１０の槽本体１１１内には、搭載される電子機器２００の個数が少ない場合でも、電子機器２００（一例としてその所定の部位）を十分に覆うことのできる量（水位ｈ０）の冷媒１４０が貯留される。
【００２０】
今、このように電子機器２００の搭載数が少ない状態から、水位ｈ０の冷媒１４０が貯留された槽本体１１１内に、増設等によって、追加で更に電子機器２００が搭載される場合を考える。この場合、図２（Ｂ）に示すように、追加で搭載される電子機器２００の分、槽本体１１１内に貯留される冷媒１４０の水位が、水位ｈ０（図２（Ｂ）の鎖線位置）から水位ｈ１へと上昇する。電子機器２００が追加で搭載されることで、冷媒１４０が槽本体１１１の容量を超えると、槽本体１１１から冷媒１４０が溢れ出してしまう（図２（Ｂ）の点線太矢印）。或いは、槽本体１１１から冷媒１４０が溢れ出してしまわないように、冷媒１４０をポンプ等で汲み上げることを要する（図２（Ｂ）の点線太矢印）。
【００２１】
逆に、ここでは図示を省略するが、比較的多数の電子機器２００が搭載され、それらを十分に覆う水位ｈ０の冷媒１４０が貯留された槽本体１１１から、１つ又は複数の電子機器２００を撤去する場合を考える。この場合には、槽本体１１１内からの電子機器２００の撤去によって冷媒１４０の水位が下がり、槽本体１１１内に残る電子機器２００が冷媒１４０で十分に覆われなくなることが起こり得る。或いは、槽本体１１１内に残る電子機器２００が冷媒１４０で十分に覆われるように、槽本体１１１内に冷媒１４０を追加することを要する。
【００２２】
続いて、上記のような液浸冷却システム１００における、液浸槽１１０の槽本体１１１に搭載される電子機器２００について述べる。
液浸冷却システム１００において、液浸槽１１０の槽本体１１１内には、様々な種類の電子機器２００が、様々な個数、様々な配置で搭載される可能性がある。搭載される電子機器２００の種類、個数、配置の組み合わせによって、槽本体１１１内の冷媒１４０の流れ方、温度分布、流速分布は変わってくる。
【００２３】
図３は液浸槽の槽本体内における冷媒の流れとそれによる冷却の違いについて説明するための図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）には、互いに異なる配置で複数の電子機器が搭載された液浸槽の一例の要部平面図を模式的に示している。
【００２４】
例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すような、液浸槽１１０の槽本体１１１内に、複数の電子機器２００が、フル搭載ではなく、電子機器２００を搭載するために設けられた複数の箇所のうちのいくつかに搭載（間引き搭載）された２つのケースを考える。ここでは、槽本体１１１内に搭載される複数の電子機器２００のうち、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すいずれのケースでも同じ箇所に搭載される電子機器Ｐに着目する。電子機器Ｐは、平面視で、槽本体１１１の供給口１１１ａと排出口１１１ｂとを結ぶ線上に位置する電子機器２００である。
【００２５】
図３（Ａ）に示すケースでは、槽本体１１１の供給口１１１ａと電子機器Ｐとを結ぶ線上に他の電子機器２００が配置されない。そのため、図３（Ａ）に示すケースでは、供給口１１１ａから供給される冷媒１４０の流れ１４１が比較的電子機器Ｐに当たり易い。一方、図３（Ｂ）に示すケースでは、槽本体１１１の供給口１１１ａと電子機器Ｐとを結ぶ線上に他の電子機器２００が配置される。そのため、図３（Ｂ）に示すケースでは、他の電子機器２００の間を通り抜けた冷媒１４０の流れ１４１が電子機器Ｐに当たり、また、他の電子機器２００の間を通り抜ける間にそれらの熱を奪って暖められた比較的高温の冷媒１４０の流れ１４１が電子機器Ｐに当たる可能性がある。電子機器Ｐは、図３（Ａ）に示すケースに比べ、図３（Ｂ）に示すケースで冷却上不利になると言える。
【００２６】
液浸槽１１０の槽本体１１１内に搭載される電子機器２００の種類、個数、配置の考えられる組み合わせは極めて多い。そのため、供給され排出される冷媒１４０の流量が一定でも、各組み合わせで槽本体１１１内における冷媒１４０の流れ方（流路）、温度分布、流速分布が変わってくる。その結果、個々の電子機器２００について、その槽本体１１１内での位置及びその周囲の状況（他の電子機器２００が配置されるのか配置されないのか、配置される場合にはその種類や個数）によっては、十分な冷却を行うことができないことが起こり得る。
【００２７】
また、電子機器２００の開発においては、最悪条件での動作試験が実施されることがある。しかし、上記のように、槽本体１１１内に搭載されて冷却される電子機器２００は、槽本体１１１内での位置及びその周囲の状況によって冷却のされ方に違いが出てくる。そのため、槽本体１１１内の冷媒１４０の流れ方が電子機器２００の槽本体１１１内での位置及びその周囲の状況によって変わる液浸槽では、個々の電子機器２００についてその最悪条件を見つけ出すだけでも比較的長時間を要してしまうことが起こり得る。
【００２８】
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような構成を採用する。
［第１の実施の形態］
図４及び図５は第１の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。図４並びに図５（Ａ）及び図５（Ｂ）にはそれぞれ、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００２９】
図４に示す液浸槽１０は、冷媒４０の供給口１１ａ及び排出口１１ｂが設けられた槽本体１１を備える。槽本体１１内には、電子機器２の所定の部位又は全体を十分に覆う量（この例では電子機器２の上端の高さまでを覆う量）の冷媒４０が貯留される。
【００３０】
図４には一例として、槽本体１１内の、電子機器２を搭載するために設けられた複数の搭載用箇所１１ｃ（図４では断面視で４箇所）のうちのいくつか（図４では断面視で２箇所）に電子機器２（図４では断面視で２個）が搭載された状態を図示している。
【００３１】
電子機器２の搭載用箇所１１ｃの数、槽本体１１内に搭載される電子機器２の個数は、図４に示す例に限定されるものではない。例えば、図５（Ａ）に示すように、槽本体１１に設けられた搭載用箇所１１ｃの全てにそれぞれ電子機器２が搭載されてもよい。尚、液浸槽１０は、槽本体１１に設けられた搭載用箇所１１ｃの全てに電子機器２が搭載される前（電子機器２の未搭載時）は、図５（Ｂ）に示すような状態になっている。
【００３２】
各搭載用箇所１１ｃには、伸縮性の部材、例えば、図４並びに図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すような蛇腹管１３が設けられる。各搭載用箇所１１ｃの蛇腹管１３は、下端１３ａが槽本体１１の底に固定され、上端１３ｂには電子機器２が搭載される台座１２が設けられる。
【００３３】
各搭載用箇所１１ｃには、そこに搭載される電子機器２及びそこに設けられた蛇腹管１３の外側にあって蛇腹管１３の伸縮方向に立てられたガイドレール１４（支柱）が設けられる。例えば、各搭載用箇所１１ｃにつき複数本（例えば４本、図４では断面視で２本）のガイドレール１４が設けられる。
【００３４】
蛇腹管１３の上端１３ｂに設けられた台座１２は、蛇腹管１３の上下方向の伸縮に伴い、ガイドレール１４にガイドされて昇降する。台座１２及びガイドレール１４には、台座１２を上昇した位置でガイドレール１４に固定するラッチ部１５（固定部）が設けられる。
【００３５】
ここで、ラッチ部１５について図６及び図７を参照して説明する。
図６及び図７は第１の実施の形態に係る液浸槽のラッチ部について説明するための図である。図６には、ラッチ部の一例を模式的に示している。図７（Ａ）には、ラッチ部による固定が行われていない状態の一例を模式的に示し、図７（Ｂ）には、ラッチ部による固定が行われている状態の一例を模式的に示している。
【００３６】
例えば、図６に示すように、台座１２には、ガイドレール１４が挿通されるガイド孔１２ａが設けられる。台座１２は、ガイド孔１２ａに挿通されたガイドレール１４にガイドされて昇降するようになっている。台座１２には、ガイド孔１２ａの内側に向かって突出可能な係止部１２ｂと、係止部１２ｂをガイド孔１２ａの内側に向かって付勢するバネ１２ｃと、バネ１２ｃの付勢力に抗して係止部１２ｂをガイド孔１２ａの側壁の方に退避させるレバー１２ｄとが設けられる。ガイドレール１４には、ガイド孔１２ａの内側に突出した係止部１２ｂを受容可能な凹部１４ａが設けられる。凹部１４ａは、所定の高さ位置、例えば、搭載用箇所１１ｃに搭載される電子機器２の上端に相当する高さ位置、或いは冷媒４０の設定水位に相当する高さ位置に設けられる。
【００３７】
台座１２は、上昇する際、図７（Ａ）に示すような、係止部１２ｂがバネ１２ｃの付勢力によってガイドレール１４に押し当てられた状態で、ガイドレール１４にガイドされて上昇する。台座１２が上昇し、その係止部１２ｂがガイドレール１４の凹部１４ａに到達すると、図７（Ｂ）に示すように、バネ１２ｃの付勢力によって係止部１２ｂが凹部１４ａ内に突出し受容される。これにより、係止部１２ｂが凹部１４ａに係止され、台座１２が、上昇した所定の高さ位置、即ち凹部１４ａの高さ位置で、ガイドレール１４に固定される。
【００３８】
図７（Ｂ）に示すような、台座１２がガイドレール１４に固定された状態から、台座１２が下降される際には、レバー１２ｄによって係止部１２ｂが凹部１４ａ内から退避される。これにより、係止部１２ｂの、凹部１４ａによる係止が解除される。係止部１２ｂの係止が解除された台座１２は、図７（Ａ）に示すような、係止部１２ｂがバネ１２ｃの付勢力によってガイドレール１４に押し当てられた状態で、ガイドレール１４にガイドされて下降する。
【００３９】
尚、ガイドレール１４には、凹部１４ａと同様に、台座１２が下降した位置で固定される凹部が設けられてもよい。その場合は、上記同様、当該凹部に到達した時点で台座１２がその係止部１２ｂで係止されることで、台座１２が下降した位置でガイドレール１４に固定され、台座１２が上昇される際には、レバー１２ｄによって係止部１２ｂの係止が解除される。
【００４０】
また、ガイドレール１４には、台座１２を下降した位置で固定するために、次の図８に示すようなストッパが設けられてもよい。
図８は第１の実施の形態に係る液浸槽のストッパについて説明するための図である。図８には、ストッパの一例を模式的に示している。
【００４１】
例えば、ガイドレール１４には、図８に示すような、ストッパ１６（固定部）が設けられてもよい。ストッパ１６は、ガイドレール１４にそれとは別の部品として用意されたものを取り付けることで設けられてもよいし、予めストッパ１６となる部位をガイドレール１４に形成しておくことで設けられてもよい。
【００４２】
ガイドレール１４にガイドされて台座１２が下降し、ストッパ１６に到達すると、それより下方への台座１２の移動が規制され、台座１２の下降が停止される。尚、ここでは図示を省略するが、下降する台座１２上には電子機器２が搭載されていてもよい。ストッパ１６は、台座１２上に搭載される電子機器２の重量にも耐えられるように、ガイドレール１４に設けられる。
【００４３】
液浸槽１０について、再び図４及び図５を参照して更に説明する。
液浸槽１０において、電子機器２が搭載される搭載用箇所１１ｃでは、図４（及び図５（Ａ））に示すように、台座１２に載置された電子機器２の高さ分、台座１２がガイドレール１４にガイドされて下降する。電子機器２が搭載される搭載用箇所１１ｃでは、このような台座１２の下降に伴い、蛇腹管１３が槽本体１１の下方に収縮してその底部１１ｄに退避した状態になっている。
【００４４】
一方、電子機器２が搭載されない搭載用箇所１１ｃでは、図４（及び図５（Ｂ））に示すように、別の台座１２に載置されている電子機器２の上端に相当する位置まで、自身の台座１２がガイドレール１４にガイドされて上昇する。台座１２は、上昇した位置でラッチ部１５によって固定される。電子機器２が搭載されない搭載用箇所１１ｃでは、このような台座１２の上昇に伴い、蛇腹管１３が槽本体１１の上方に延伸（又は膨張）した状態になっている。
【００４５】
蛇腹管１３の延伸及び収縮は、例えば、蛇腹管１３の内圧を調整することで行われる。この場合、液浸槽１０は、図４並びに図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、槽本体１１（その底部１１ｄ）の下に、蛇腹管１３の内圧を調整する調整部５０を備える。
【００４６】
調整部５０は、蛇腹管１３に、その下端１３ａに設けられた通気口１３ｃから、所定のガス、例えば空気を導入し、蛇腹管１３の内圧を増大させることによって、蛇腹管１３を上方に延伸させる。また、調整部５０は、蛇腹管１３内の空気を、通気口１３ｃから排気し、蛇腹管１３の内圧を減少させることによって、蛇腹管１３を下方に収縮させる。調整部５０は、例えば、各蛇腹管１３に対して独立に、このような空気の導入及び排気が行えるようになっている。
【００４７】
ここで、調整部５０の構成例について、図９を参照して説明する。
図９は第１の実施の形態に係る液浸槽の調整部について説明するための図である。
調整部５０は、例えば、図９に示すように、コンプレッサー５１と、コンプレッサー５１から各搭載用箇所１１ｃの蛇腹管１３の通気口１３ｃに通じる配管５２と、配管５２に設けられた導入バルブ５３及び排気バルブ５４とを含む。例えば、コンプレッサー５１並びに導入バルブ５３及び排気バルブ５４の動作は、制御部５５によって制御される。尚、制御部５５は、コンピュータを用いて実現することができる。
【００４８】
例えば、コンプレッサー５１から配管５２に空気が送られ、導入バルブ５３が開状態、排気バルブ５４が閉状態とされた蛇腹管１３内に通気口１３ｃを通じて空気が導入されると、その蛇腹管１３は、内圧の増大に伴って膨張し、上方に延伸する。また、例えば、導入バルブ５３が閉状態、排気バルブ５４が開状態とされた蛇腹管１３内から通気口１３ｃを通じて空気が排気されると、その蛇腹管１３は、内圧の減少に伴って収縮する。
【００４９】
例えば、各蛇腹管１３について、その通気口１３ｃに通じる導入バルブ５３の開閉状態、排気バルブ５４の開閉状態、或いは、導入バルブ５３の開度、排気バルブ５４の開度は、制御部５５によって制御される。これにより、各蛇腹管１３の内圧、換言すればその延伸及び収縮（その量や速度等）が調整される。
【００５０】
尚、蛇腹管１３の上方への延伸は、台座１２に電子機器２が載置されていない状態で行われてもよいし、台座１２に載置されている電子機器２の自重に抗した蛇腹管１３の内圧の増大によって行われてもよい。また、蛇腹管１３の下方への収縮は、台座１２に載置される電子機器２の自重によって行われてもよいし、台座１２に載置される電子機器２の自重と蛇腹管１３の内圧の減少とによって行われてもよい。
【００５１】
次に、液浸槽１０における電子機器２の搭載及び撤去について説明する。
図１０は第１の実施の形態に係る液浸槽における電子機器の搭載及び撤去について説明するための図である。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）には、電子機器の搭載及び撤去が行われる搭載用箇所の要部断面図を時系列で模式的に示している。尚、図１０中、実線太矢印は電子機器の撤去の流れを表し、点線太矢印は電子機器の搭載の流れを表している。
【００５２】
まず、電子機器２の撤去（実線太矢印の流れ）について述べる。
図１０（Ａ）は、液浸槽１０の槽本体１１内に設けられた搭載用箇所１１ｃに、電子機器２が搭載されている状態の一例を示したものである。ここでは、このように搭載用箇所１１ｃに搭載されている電子機器２の上端位置を、冷媒４０の液面高さｈとしている。電子機器２が搭載されている搭載用箇所１１ｃの蛇腹管１３は、電子機器２が載置された台座１２で押されて下方に収縮し、槽本体１１の底部１１ｄに退避している。
【００５３】
図１０（Ａ）に示すような状態から、例えば、上記のような調整部５０により、蛇腹管１３内に空気を導入し、蛇腹管１３の内圧を増大させる。蛇腹管１３は、内圧の増大により、図１０（Ｂ）に示すように、膨らんで上方に延伸する。蛇腹管１３の上方への延伸に伴い、その上端１３ｂの台座１２がガイドレール１４にガイドされて上昇し、台座１２に載置されている電子機器２が上方に持ち上げられる。
【００５４】
蛇腹管１３が内圧の増大によって上方に延伸し、図１０（Ｃ）に示すように、台座１２が所定の高さ、例えば、搭載時の電子機器２の上端位置（図１０（Ａ））又は冷媒４０の液面高さｈに達すると、その位置で台座１２がラッチ部１５でガイドレール１４に固定される。台座１２が固定されると、蛇腹管１３の上方への延伸が停止される。例えば、蛇腹管１３の通気口１３ｃに通じる配管５２の導入バルブ５３が閉じられることで、或いは、蛇腹管１３が下方に収縮しないように蛇腹管１３内への空気の導入が継続されることで、蛇腹管１３の内圧の増大が停止される。それにより、蛇腹管１３の上方への延伸が停止される。
【００５５】
尚、蛇腹管１３の上方への延伸時（図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ））には、人手やクレーン等で電子機器２の持ち上げが補助されてもよい。
蛇腹管１３の上方への延伸（台座１２の上昇）が停止されると、図１０（Ｄ）に示すように、台座１２上の電子機器２が液浸槽１０外に撤去される。電子機器２の撤去は、例えば、人手やクレーン等で行われる。
【００５６】
このような流れで順に行われる電子機器２の撤去では、電子機器２が持ち上げられるのに伴い、蛇腹管１３が膨らんで上方に延伸していく（図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ））。液浸槽１０では、電子機器２の撤去後の搭載用箇所１１ｃに、撤去された電子機器２に代わって、上方に延伸した蛇腹管１３が存在するようになる（図１０（Ｄ））。このように蛇腹管１３は、槽本体１１内に貯留される冷媒４０内から撤去される電子機器２に代わってその冷媒４０内に存在する、電子機器２相当の体積物としての役割を果たす。液浸槽１０では、撤去される電子機器２相当の体積物として蛇腹管１３が冷媒４０内に存在するため、電子機器２の撤去に伴う冷媒４０の液面高さｈ（水位）の変動が抑えられる。
【００５７】
続いて、電子機器２の搭載（点線太矢印の流れ）について述べる。
液浸槽１０への電子機器２の搭載は、上記撤去と逆の流れで行われる。
即ち、図１０（Ｄ）に示すような搭載用箇所１１ｃに搬送された電子機器２が、図１０（Ｃ）に示すように、冷媒４０の液面高さｈまで延伸している蛇腹管１３の上端１３ｂの台座１２上に載置される。
【００５８】
電子機器２が台座１２上に載置されると、ラッチ部１５による固定が解除され、蛇腹管１３内の空気が排気され、図１０（Ｂ）に示すように、台座１２がガイドレール１４にガイドされて下降する。例えば、蛇腹管１３の通気口１３ｃに通じる配管５２の排気バルブ５４が開けられる或いはその開度を調整されて開けられることで、電子機器２の自重で台座１２が押され、蛇腹管１３内から空気が排気される。それにより、蛇腹管１３が下方に収縮し、台座１２が下降する。
【００５９】
蛇腹管１３が下方に収縮し、台座１２又は電子機器２の上端が所定の高さ、例えば、図１０（Ａ）に示すように、搭載時の電子機器２の上端位置が冷媒４０の液面高さｈとなる位置に達すると、蛇腹管１３の収縮が停止される。例えば、ラッチ部１５による台座１２の固定により或いは図示しないストッパ１６による台座１２の下降の規制により、蛇腹管１３の収縮が停止される。蛇腹管１３は、収縮によって槽本体１１の底部１１ｄに退避し、搭載用箇所１１ｃに電子機器２が搭載される。
【００６０】
このような流れで順に行われる電子機器２の搭載では、電子機器２の下降に伴い、蛇腹管１３が下方に収縮していく（図１０（Ｃ）及び図１０（Ｂ））。電子機器２に代わって冷媒４０内に存在していた蛇腹管１３（図１０（Ｄ））は、槽本体１１の底部１１ｄに退避し、今度は蛇腹管１３に代わって槽本体１１内に電子機器２が存在するようになる（図１０（Ａ））。このように、電子機器２の搭載に伴い、電子機器２相当の体積物として冷媒４０内に存在していた蛇腹管１３が収縮して槽本体１１の底部１１ｄに退避するため、電子機器２の搭載に伴う冷媒４０の液面高さｈ（水位）の変動が抑えられる。
【００６１】
以上述べたように、液浸槽１０では、冷媒４０が貯留される槽本体１１内に、電子機器２が搭載されると下方に収縮して底部１１ｄに退避し、電子機器２が撤去されると上方に延伸して電子機器２相当の体積物として冷媒４０内に存在する、蛇腹管１３が設けられる。液浸槽１０では、このような蛇腹管１３が設けられることで、電子機器２の搭載に伴う冷媒４０の水位の変動、及び電子機器２の撤去に伴う冷媒４０の水位の変動を、共に抑えることができる。換言すれば、液浸槽１０では、槽本体１１内に電子機器２が搭載されてもされなくても、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の水位を、一定にする又は一定範囲に収めることができる。
【００６２】
液浸槽１０では、槽本体１１内に新たに電子機器２を搭載する際、冷媒４０の水位の上昇を抑え、新たに搭載される電子機器２及び元々搭載されている電子機器２を共に、冷媒４０で十分に覆った状態にすることができる。槽本体１１内の電子機器２を冷媒４０で十分に覆い且つ冷媒４０の水位の上昇を抑えることで、冷媒４０による電子機器２の十分な冷却を実現すると共に、水位の上昇による冷媒４０の溢れ出しやポンプ等での汲み上げを不要にすることができる。
【００６３】
液浸槽１０では、槽本体１１内から電子機器２を撤去する際、冷媒４０の水位の低下を抑え、槽本体１１内に残される電子機器２を、引き続き冷媒４０で十分に覆った状態にすることができる。これにより、槽本体１１内に残される電子機器２の、冷媒４０による十分な冷却を実現すると共に、水位の低下を抑えるための冷媒４０の追加を不要にすることができる。
【００６４】
液浸槽１０では、槽本体１１の全ての搭載用箇所１１ｃに電子機器２が搭載された時（又は全ての搭載用箇所１１ｃの蛇腹管１３が延伸した状態の時）の、最も少ない量の冷媒４０が槽本体１１内に貯留されるようにすればよい。上記のような溢れ出しや汲み上げが不要になるほか、使用する冷媒４０が最少量に抑えられることで、電子機器２の冷却に伴うコストの低減を図ることができる。
【００６５】
また、液浸槽１０では、上記のように、電子機器２の搭載時に下方に収縮して槽本体１１の底部１１ｄに退避し、電子機器２の撤去時に上方に延伸する蛇腹管１３が設けられることで、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の流れの変動を抑えることができる。換言すれば、液浸槽１０では、槽本体１１内に電子機器２が搭載されてもされなくても、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の流れを、同様の状況或いは同様と見做せる状況にすることができる。
【００６６】
図１１は第１の実施の形態に係る液浸槽における冷媒の流れについて説明するための図である。図１１（Ａ）には、電子機器がフル搭載された液浸槽の一例の要部平面図を模式的に示し、図１１（Ｂ）には、電子機器が間引き搭載された液浸槽の一例の要部平面図を模式的に示している。尚、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、液浸槽の槽本体をその冷媒の供給口及び排出口の中間高さ位置で平面方向に切断した時の断面図に相当する。
【００６７】
図１１（Ａ）は、槽本体１１内の全ての搭載用箇所１１ｃ（この例では１６箇所）に電子機器２がフル搭載された液浸槽１０の一例である。各搭載用箇所１１ｃでは、上記図１０（Ａ）に示したように、槽本体１１の下方に収縮してその底部１１ｄに退避した蛇腹管１３の台座１２上に、電子機器２が載置された状態になっている。
【００６８】
図１１（Ｂ）は、槽本体１１内の全ての搭載用箇所１１ｃのうちのいくつかに電子機器２が間引き搭載された液浸槽１０の一例である。電子機器２が搭載された搭載用箇所１１ｃでは、上記図１０（Ａ）に示したように、槽本体１１の下方に収縮してその底部１１ｄに退避した蛇腹管１３の台座１２上に、電子機器２が載置された状態になっている。電子機器２が搭載されない搭載用箇所１１ｃでは、上記図１０（Ｄ）に示したように、槽本体１１の上方に延伸した蛇腹管１３の台座１２が、電子機器２が搭載された搭載用箇所１１ｃのその電子機器２の上端位置に相当する高さまで持ち上げられた状態になっている。
【００６９】
図１１（Ｂ）に示すような間引き搭載では、電子機器２が搭載されない搭載用箇所１１ｃに、蛇腹管１３が上方に延伸した状態で存在するため、槽本体１１内の冷媒４０の流れ４１を、その搭載用箇所１１ｃに電子機器２が搭載されている時と同様にすることができる。即ち、液浸槽１０では、図１１（Ｂ）に示すような間引き搭載であっても、槽本体１１内において、図１１（Ａ）に示すようなフル搭載時と同様の冷媒４０の流れ４１を実現することができる。
【００７０】
このように液浸槽１０では、間引き搭載時にもフル搭載時と同様の冷媒４０の流れ４１が実現され、槽本体１１内の或る電子機器２の周りを流れる冷媒４０の、当該電子機器２の周囲に搭載される他の電子機器２の種類、個数、配置による流れ４１の変動が抑えられる。換言すれば、間引き搭載時とフル搭載時とで、槽本体１１内の冷媒４０の流速分布の変動を抑えることができる。液浸槽１０では、或る搭載用箇所１１ｃに配置される電子機器２について、その周りを流れる冷媒４０の流れ４１の変動が抑えられる。そのため、当該電子機器２について、その周囲に搭載される他の電子機器２の種類、個数、配置による影響が抑えられ、動作時の最悪条件を把握し易くなる。
【００７１】
槽本体１１内の冷媒４０の流速について、更に図１２を参照して説明する。
図１２は第１の実施の形態に係る液浸槽における冷媒の流速について説明するための図である。図１２には、電子機器がフル搭載された液浸槽の一例の要部平面図を模式的に示している。尚、図１２は、液浸槽の槽本体をその冷媒の供給口及び排出口の中間高さ位置で平面方向に切断した時の断面図に相当する。
【００７２】
図１２には便宜上、電子機器２がフル搭載された液浸槽１０を示すが、以下に示す流速計算は、電子機器２が間引き搭載された液浸槽１０でも同様である。液浸槽１０では、電子機器２が間引かれた搭載用箇所１１ｃに、延伸した蛇腹管１３が存在するためである。
【００７３】
今、供給口１１ａから槽本体１１内に供給される冷媒４０の流量Ｑ［ｍ３／ｓ］、槽本体１１内を流れる冷媒４０の流速Ｖ［ｍ／ｓ］、冷媒４０の流路の断面積Ａ［ｍ２］とすると、これらの関係は、連続の式より、次式（１）で表される。
【００７４】
Ｑ＝Ｖ×Ａ・・・（１）
ここで、流路の断面積Ａは、槽本体１１の内幅Ｗ［ｍ］から、電子機器２及び蛇腹管１３（延伸時）の幅ＷＥ［ｍ］×搭載用箇所１１ｃの箇所数Ｂ（４箇所）を引いたものに、冷媒４０の水位ｈ［ｍ］を乗じた、次式（２）で表される。
【００７５】
Ａ＝（Ｗ−ＷＥ×４）×ｈ・・・（２）
式（１）より、Ｖ＝Ｑ／Ａであるため、冷媒４０の流量Ｑが一定であれば、流路の断面積Ａが小さいほど、冷媒４０の流速Ｖは大きくなる。この例では、電子機器２がフル搭載でも間引き搭載でも、幅ＷＥ×箇所数Ｂの値が一定であるため、電子機器２の搭載数によらず、冷媒４０の流速Ｖ（或る断面の平均流速）は一定となる。
【００７６】
一方、間引き搭載において、上記液浸槽１０のように蛇腹管１３が上方に延伸しない液浸槽の場合には、幅ＷＥ×箇所数Ｂの値が小さくなり、流路の断面積Ａが大きくなる。従って、冷媒４０の流量Ｑが一定であれば、冷媒４０の流速Ｖは小さくなる。つまり、電子機器２が撤去されると蛇腹管１３が上方に延伸する上記液浸槽１０では、或る流路断面位置での、電子機器２が搭載されないことで生じる流速Ｖの低下を抑え、フル搭載時に得られる最大流速Ｖをキープすることが可能になる。
【００７７】
次に、上記のような構成を有する液浸槽１０についての熱流体解析の結果について説明する。
図１３は熱流体解析に用いた液浸槽のモデルについて説明するための図である。
【００７８】
図１３に示すモデル１０Ａは、上記のような液浸槽１０の一例に相当するモデルであって、槽本体１１内に被冷却物として最大２０個の電子機器２を搭載することのできるモデルである。
【００７９】
モデル１０Ａにおいて、搭載される電子機器２は、１個当たりの発熱量を５００Ｗとしている。従って、フル搭載時の電子機器２の発熱量合計は、１０ｋＷ（５００Ｗ×２０個）となる。槽本体１１には、１０℃に保たれた流量３Ｌ／ｓ（Ｑ＝３×１０−３ｍ３／ｓ）の冷媒（フッ素系不活性液体）が供給口１１ａから供給され、槽本体１１内を流れて排出口１１ｂから排出される。槽本体１１のサイズは、幅０．８ｍ×奥行１ｍ×高さ０．６ｍである。電子機器２のサイズは、縦０．１５ｍ×横０．１５ｍ×高さ０．５ｍである。槽本体１１内には、その上端の高さまで冷媒４０（図示せず）が貯留される。
【００８０】
このようなモデル１０Ａを用いた熱流体解析の結果の一例を図１４〜図１６に示す。
図１４はフル搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。図１４（Ａ）には、槽本体内の電子機器の温度分布の一例を示し、図１４（Ｂ）には、槽本体内の冷媒の流速分布の一例を示している。尚、図１４（Ａ）に示す温度分布及び図１４（Ｂ）に示す流速分布は、槽本体をその冷媒の供給口及び排出口の中間高さ位置で平面方向に切断した時の断面における分布である。
【００８１】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）では、フル搭載された電子機器２にそれぞれＮｏ．１〜Ｎｏ．２０の番号を付与している。図１４（Ａ）より、槽本体１１内に搭載される電子機器２の温度は、搭載される位置によってバラツキが見られ、最低温度が４４．５℃（Ｎｏ．１８）、最高温度が６２．３℃（Ｎｏ．５）である。図１４（Ｂ）より、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の流速にもバラツキが見られる。冷媒４０の流速は、供給口１１ａ付近に搭載されるＮｏ．２，３の電子機器２間で最も早く０．１４ｍ／ｓであり、左右の端で流速が遅くなることが分かる。電子機器２にとっての最悪条件は、温度が６０℃を上回るＮｏ．５，８，９〜１６の辺りに搭載される場合となる。
【００８２】
図１５は蛇腹管を有しない間引き搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。図１５（Ａ）には、槽本体内の電子機器の温度分布の一例を示し、図１５（Ｂ）には、槽本体内の冷媒の流速分布の一例を示している。尚、図１５（Ａ）に示す温度分布及び図１５（Ｂ）に示す流速分布は、槽本体をその冷媒の供給口及び排出口の中間高さ位置で平面方向に切断した時の断面における分布である。
【００８３】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）では、間引き搭載された電子機器２にそれぞれ、上記フル搭載時と同じＮｏ．１，４，５，７，８，１３〜１５，１９，２０の番号を付与している。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）では、上記フル搭載時のＮｏ．２，３，６，９〜１２，１６〜１８の電子機器２が間引かれている。
【００８４】
図１５（Ａ）より、槽本体１１内に搭載される電子機器２の温度は、５０．６℃（Ｎｏ．１９）〜６３．８℃（Ｎｏ．１）の範囲となる。電子機器２が間引かれている位置の温度は、概ね供給される冷媒４０の温度程度（１０．２℃〜１０．９℃）となる。図１５（Ｂ）より、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の流速は、上記フル搭載時と比べると、供給される冷媒４０の流量が同じでも、槽本体１１内での流速が小さくなる。これは、上記図１２で述べたように、電子機器２が間引き搭載されたことで、流路の断面積が大きくなり、供給される冷媒４０の流量が一定であれば流速が小さくなるためである。上記フル搭載時と同じ位置で比較すると、間引かれたＮｏ．２，３の電子機器２間の位置での流速は、０．０７５１ｍ／ｓと大幅に減少する。間引き搭載には極めて多くの組み合わせがあるが、この図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す間引き搭載の例では、温度が６３℃を上回るＮｏ．１，５の辺りに搭載される場合が電子機器２にとっての最悪条件となる。
【００８５】
図１６は蛇腹管を有する間引き搭載時の液浸槽についての熱流体解析結果の一例である。図１６（Ａ）には、槽本体内の電子機器の温度分布の一例を示し、図１６（Ｂ）には、槽本体内の冷媒の流速分布の一例を示している。尚、図１６（Ａ）に示す温度分布及び図１６（Ｂ）に示す流速分布は、槽本体をその冷媒の供給口及び排出口の中間高さ位置で平面方向に切断した時の断面における分布である。
【００８６】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）では、間引き搭載された電子機器２にそれぞれ、上記フル搭載時と同じＮｏ．１，４，５，７，８，１３〜１５，１９，２０の番号を付与している。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）では、上記フル搭載時のＮｏ．２，３，６，９〜１２，１６〜１８の電子機器２が間引かれているが、これらの間引かれた位置には、電子機器２に代わって、上方に延伸した蛇腹管１３が存在している。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）には、このように上方に延伸して存在する蛇腹管１３を点線で図示している。
【００８７】
図１６（Ａ）より、蛇腹管１３が延伸して存在する位置の温度は、蛇腹管１３が発熱体ではないため、概ね供給される冷媒４０の温度程度（１０．３℃〜１０．８℃）となる。槽本体１１内に搭載される電子機器２の温度は、概ね上記フル搭載時と同様の分布となるが、周囲の発熱量が減って熱の煽りが抑えられるため、若干低い温度になる傾向がある。図１６（Ｂ）より、槽本体１１内に貯留される冷媒４０の流速も、概ね上記フル搭載時と同様の分布となる。電子機器２にとっての最悪条件は、温度が６０℃前後となるＮｏ．５，８，１３の辺りに搭載される場合で、上記フル搭載時と同様となる。
【００８８】
図１７は電子機器温度の比較結果を示す図である。
図１７は、上記図１４〜図１６の熱流体解析で得られたＮｏ．１〜２０の電子機器２の温度をグラフ化したものである。
【００８９】
間引き搭載時に、間引かれた電子機器２に代わって蛇腹管１３が上方に延伸して存在するようにした、上記液浸槽１０（図１７の「間引き搭載（蛇腹管あり）」）では、間引かれずに搭載された電子機器２について、フル搭載時（図１７の「フル搭載」）と同様の温度となる傾向が見られる。これに対し、間引かれた電子機器２の位置にそのような上方に延伸した蛇腹管１３が存在しない液浸槽（図１７の「間引き搭載（蛇腹管なし）」）では、間引かれずに搭載された電子機器２について、その搭載位置によって、フル搭載時（図１７の「フル搭載」）よりも温度が高くなる場合がある。
【００９０】
上記液浸槽１０によれば、間引き搭載時にも、フル搭載時と同等又はフル搭載時よりも温度上昇を抑えた冷却が可能になり、槽本体１１内に搭載される電子機器２を冷媒４０によって十分に冷却することが可能になる。また、上記液浸槽１０によれば、特定の電子機器２の槽本体１１内での位置が決まれば、その電子機器２がどの程度まで温度上昇するのかを概ね把握することができるため、槽本体１１内におけるその電子機器２にとっての最悪条件となる搭載位置を効率的に見つけ出すことが可能になる。
【００９１】
次に、上記液浸槽１０を採用した液浸冷却システムについて説明する。
図１８は第１の実施の形態に係る液浸冷却システムの一例を示す図である。図１８には、液浸冷却システムの一例の構成図を示している。
【００９２】
図１８に示す液浸冷却システム１は、電子機器２、例えばスーパーコンピュータやハイパフォーマンスコンピュータといった各種コンピュータシステムを構成する電子機器２の液浸冷却を行うシステムである。
【００９３】
液浸冷却システム１は、上記のような液浸槽１０を備える。液浸槽１０は、冷媒４０の供給口１１ａ及び排出口１１ｂが設けられた槽本体１１を備え、槽本体１１内に貯留される冷媒４０に電子機器２が浸漬される。図１８には、槽本体１１内に電子機器２を間引き搭載した例を示している。槽本体１１内の各搭載用箇所１１ｃには、上端１３ｂに台座１２が設けられた蛇腹管１３が配置される。電子機器２が搭載される搭載用箇所１１ｃでは、台座１２上に電子機器２が載置され、蛇腹管１３が下方に収縮している。電子機器２が搭載されない搭載用箇所１１ｃでは、蛇腹管１３が上方に延伸して存在している。
【００９４】
槽本体１１に設けられた供給口１１ａ及び排出口１１ｂにはそれぞれ、ダクト２０ａ及びダクト２０ｂが接続される。供給口１１ａに接続されたダクト２０ａは、熱交換器３０（冷却装置）の冷媒４０の出口３０ａに接続され、排出口１１ｂに接続されたダクト２０ｂは、熱交換器３０の冷媒４０の入口３０ｂに接続される。
【００９５】
液浸冷却システム１では、熱交換器３０で冷却された比較的低温の冷媒４０が、ダクト２０ａを通って供給口１１ａから槽本体１１内に供給される。供給口１１ａから槽本体１１内に供給された冷媒４０は、電子機器２が動作時に発する熱を奪い、それによって電子機器２を冷却する。電子機器２が発する熱を奪って暖められた比較的高温の冷媒４０は、排出口１１ｂから槽本体１１外に排出され、ダクト２０ｂを通って熱交換器３０に送られる。熱交換器３０に送られた比較的高温の冷媒４０は、熱交換器３０で冷却される。そして、熱交換器３０で冷却された冷媒４０が、ダクト２０ａを通って再び槽本体１１へと送られる。液浸冷却システム１では、このように冷媒４０が循環され、槽本体１１内に搭載された電子機器２の冷却が行われる。
【００９６】
液浸槽１０では、搭載用箇所１１ｃの電子機器２の搭載及び非搭載に応じた蛇腹管１３の収縮及び延伸によって、槽本体１１内の冷媒４０の水位の変動が抑えられる。また、液浸槽１０では、搭載用箇所１１ｃの電子機器２の搭載及び非搭載によらず、槽本体１１内の冷媒４０の流れ方、それによる温度分布及び流速分布の変動が抑えられる。これにより、槽本体１１内に搭載される電子機器２の十分な冷却が実現される。このような液浸槽１０を採用することで、各種コンピュータシステムを構成する電子機器２の十分な冷却を行うことのできる液浸冷却システム１が実現される。
【００９７】
尚、以上の説明では、蛇腹管１３を例示したが、電子機器２の搭載時に収縮して槽本体１１の底部１１ｄに退避し、電子機器２の撤去時に槽本体１１の底部１１ｄから上方に延伸する部材であれば、上記のような蛇腹管１３には限定されない。例えば、上記のような蛇腹管１３に代えて、折り畳み式や飛び出し式で伸縮する管のほか、袋、ダンパ等が用いられてもよい。
【００９８】
［第２の実施の形態］
図１９及び図２０は第２の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。図１９及び図２０にはそれぞれ、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【００９９】
図１９に示す液浸槽１０ａは、槽本体１１の各搭載用箇所１１ｃの台座１２に、フック６０が設けられるようになっている点で、上記第１の実施の形態で述べた液浸槽１０と相違する。フック６０は、例えば、台座１２に予め設けられたフック取り付け部６１、例えばネジ穴に螺着され、台座１２に取り付けられる。或いは、フック６０は、台座１２上に電子機器２が搭載されている時には台座１２の内部に収納されていて、台座１２上から電子機器２が撤去されると台座１２から突出する、飛び出し式のような仕組みで設けられていてもよい。
【０１００】
液浸槽１０ａにおいて、電子機器２は、台座１２上に載置され、冷媒４０が貯留される槽本体１１内に搭載される（図１９の最も左の搭載用箇所１１ｃ）。槽本体１１内から電子機器２が撤去されると（図１９の左から２番目の搭載用箇所１１ｃ）、電子機器２の撤去後の台座１２にフック６０が設けられ、そのフック６０を利用して台座１２が持ち上げられる（図１９の左から３番目の搭載用箇所１１ｃ）。この台座１２の持ち上げに伴い、蛇腹管１３が上方に延伸され、ラッチ部１５によって台座１２がガイドレール１４に固定される（図１９の左から４番目の搭載用箇所１１ｃ）。着脱可能なフック６０の場合には、台座１２の持ち上げ後、フック６０が取り外されてもよい（図１９の左から４番目の搭載用箇所１１ｃ）。
【０１０１】
槽本体１１の、電子機器２が撤去された搭載用箇所１１ｃには、このような台座１２に設けられるフック６０を利用して、蛇腹管１３を上方に延伸させて存在させるようにしてもよい。
【０１０２】
また、図２０に示す液浸槽１０ｂは、台座１２に予めフック６０が取り付けられている点で、図１９に示した液浸槽１０ａと相違する。
液浸槽１０ｂでは、台座１２上に載置される電子機器２として、予め台座１２に取り付けられているフック６０と干渉しないような空間２ａが設けられた電子機器２が用いられる。液浸槽１０ｂにおいて、電子機器２は、空間２ａにフック６０が収まるように台座１２上に載置され、冷媒４０が貯留される槽本体１１内に搭載される（図２０の最も左の搭載用箇所１１ｃ）。槽本体１１内から電子機器２が撤去されると（図２０の左から２番目の搭載用箇所１１ｃ）、フック６０を利用して台座１２が持ち上げられる（図２０の左から３番目の搭載用箇所１１ｃ）。この台座１２の持ち上げに伴い、蛇腹管１３が上方に延伸され、ラッチ部１５によって台座１２がガイドレール１４に固定される（図２０の左から４番目の搭載用箇所１１ｃ）。
【０１０３】
槽本体１１の、電子機器２が撤去された搭載用箇所１１ｃには、このような台座１２に予め取り付けられたフック６０を利用して、蛇腹管１３を上方に延伸させて存在させるようにしてもよい。
【０１０４】
液浸槽１０ａ，１０ｂのように、フック６０を利用して蛇腹管１３を上方に延伸させ、また、ラッチ部１５による固定を解除しフック６０を利用して蛇腹管１３を収縮させる場合には、蛇腹管１３の内圧を調整する調整部５０は省略されてもよい。
【０１０５】
［第３の実施の形態］
図２１は第３の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。図２１には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１０６】
図２１に示すように、台座１２の昇降をガイドするガイドレール１４には、台座１２を上方に付勢するバネ７０が設けられてもよい。尚、図２１には、台座１２が上昇した位置でラッチ部１５によってガイドレール１４に固定された状態を図示している。バネ７０は、例えば上記の液浸槽１０（図４等）において、蛇腹管１３の下端１３ａから上端１３ｂに向かって台座１２を付勢する。バネ７０は、例えば、ガイドレール１４を取り巻くように設けられる。バネ７０は、台座１２を上方に付勢するものであれば、必ずしもガイドレール１４を取り巻くように設けられることを要しない。
【０１０７】
台座１２は、バネ７０の付勢力によって或いはバネ７０の付勢力に支援されて上方に持ち上げられ、台座１２が上昇すると蛇腹管１３が上方に延伸する。台座１２は、バネ７０の付勢力に抗して下方に押し下げられ、台座１２が下降すると蛇腹管１３が下方に収縮する。台座１２の延伸及び収縮の際には、例えば、調整部５０（図４，図５，図９等）によって蛇腹管１３の内圧が調整されてもよい。
【０１０８】
図２１に示すようなバネ７０は、上記第１の実施の形態で述べた液浸槽１０に採用することができるほか、上記第２の実施の形態で述べた液浸槽１０ａ（図１９）や液浸槽１０ｂ（図２０）にも同様に採用することができる。
【０１０９】
［第４の実施の形態］
図２２は第４の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。図２２には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１１０】
図２２（最も右側の搭載用箇所１１ｃ）に示すように、台座１２には、その内部に空洞１２ｅを設け、その空洞１２ｅ内に、冷媒４０よりも比重の小さい物質１２ｆを充填してもよい。台座１２の空洞１２ｅ内に充填される物質１２ｆには、例えば、空気等のガスを用いることができる。
【０１１１】
槽本体１１に貯留された冷媒４０中では、このように内部の空洞１２ｅに比重の小さい物質１２ｆが充填された台座１２に浮力が働く。台座１２上に電子機器２が載置される場合には、浮力に抗して台座１２が下方に押し下げられ、台座１２が下降すると蛇腹管１３が下方に収縮する（図２２の最も左の搭載用箇所１１ｃ）。台座１２上から電子機器２が撤去されると（図２２の左から２番目の搭載用箇所１１ｃ）、台座１２はその浮力によって或いはその浮力に支援されて上方に持ち上げられ、台座１２が上昇すると蛇腹管１３が上方に延伸する。
【０１１２】
図２２に示すような台座１２は、上記第１の実施の形態で述べた液浸槽１０に採用することができるほか、上記第２の実施の形態で述べた液浸槽１０ａ（図１９）や液浸槽１０ｂ（図２０）にも同様に採用することができる。また、図２２に示すような台座１２は、上記第３の実施の形態で述べたようなバネ７０を利用した液浸槽１０，１０ａ，１０ｂにも同様に採用することができる。
【０１１３】
［第５の実施の形態］
図２３は第５の実施の形態に係る液浸槽の一例について説明するための図である。図２３には、液浸槽の一例の要部断面図を模式的に示している。
【０１１４】
例えば、上記第１の実施の形態で述べたような液浸槽１０において、その槽本体１１の各搭載用箇所１１ｃには、種類の異なる電子機器２が搭載される場合がある。種類の異なる電子機器２は、互いの体積も異なり得る。
【０１１５】
図２３に示す液浸槽１０ｃは、このような電子機器２の体積の違いに対応可能としたものである。液浸槽１０ｃでは、上記同様、蛇腹管１３が、調整部５０による内圧の調整によって、延伸及び収縮される。更に、液浸槽１０ｃでは、延伸された蛇腹管１３を、調整部５０による内圧の調整（微調整）によって、太らせたり細らせたりすることができるようになっている。
【０１１６】
例えば、比較的体積の大きい電子機器２が撤去された搭載用箇所１１ｃでは、上方に延伸された蛇腹管１３を、調整部５０による内圧の増大によって太らせる（図２３の左から２番目の搭載用箇所１１ｃ）。比較的体積の小さい電子機器２が撤去された搭載用箇所１１ｃでは、上方に延伸された蛇腹管１３を、調整部５０による内圧の減少によって細らせる（図２３の左から４番目の搭載用箇所１１ｃ）。
【０１１７】
或いは、槽本体１１内に搭載されている１又は２以上の電子機器２の体積、及び貯留される冷媒４０の液面高さｈ（又は体積）とその設定値に基づき、電子機器２が搭載されない１又は２以上の搭載用箇所１１ｃの蛇腹管１３の内圧を調整し、太らせたり細らせたりする。この場合、槽本体１１には、貯留される冷媒４０の液面高さｈを検知するセンサ８０が設けられる。
【０１１８】
例えば、液浸槽１０ｃでは、調整部５０の制御部５５が、撤去される電子機器２の体積の情報を取得し、その体積に基づき、導入バルブ５３及び排気バルブ５４の開閉や開度を制御し、蛇腹管１３の内圧を調整する。この内圧の調整により、延伸された蛇腹管１３を膨張させて太らせたり、延伸された蛇腹管１３を収縮させて細らせたりする。
【０１１９】
或いは、制御部５５は、槽本体１１内に搭載されている電子機器２の体積の情報、センサ８０で検知される冷媒４０の液面高さｈの情報、及び冷媒４０の液面高さｈの設定値を取得する。そして、制御部５５は、検知される液面高さｈを設定値にする或いは近付けるように、導入バルブ５３及び排気バルブ５４の開閉や開度を制御し、蛇腹管１３の内圧を調整する。この内圧の調整により、延伸された蛇腹管１３を膨張させて太らせたり、延伸された蛇腹管１３を収縮させて細らせたりする。
【０１２０】
このように、上方に延伸される蛇腹管１３が冷媒４０中で占める体積を調整することで、槽本体１１に貯留される冷媒４０の液面高さｈを一定に保つことができる。これにより、槽本体１１内の電子機器２を最少量の冷媒４０で十分に覆い、冷媒４０による電子機器２の十分な冷却を実現すると共に、冷媒４０の追加、溢れ出し、汲み上げを不要にすることができる。
【０１２１】
この第５の実施の形態で述べた手法、即ち、上方に延伸される蛇腹管１３が冷媒４０中で占める体積を調整する手法は、上記第１の実施の形態で述べた液浸槽１０のほか、上記第２の実施の形態で述べた液浸槽１０ａ，１０ｂにも同様に採用することができる。また、この第５の実施の形態で述べた手法は、上記第３の実施の形態で述べたようなバネ７０や上記第４の実施の形態で述べたような台座１２を用いた液浸槽１０，１０ａ，１０ｂにも同様に採用することができる。
【０１２２】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  冷媒が貯留される槽本体と、
前記槽本体に設けられ、前記槽本体内に電子機器が搭載されると前記槽本体の底部へ退避し、前記槽本体外に前記電子機器が撤去されると前記底部から上方へ延伸する部材と
を有することを特徴とする液浸槽。
【０１２３】
（付記２）  前記底部から上方へ延伸した前記部材は、前記槽本体内において、搭載される前記電子機器に相当する体積を占有することを特徴とする付記１に記載の液浸槽。
（付記３）  前記部材は、一端が前記槽本体の底に固定され、他端に前記電子機器が載置される台座が設けられた、伸縮性の部材であることを特徴とする付記１又は２に記載の液浸槽。
【０１２４】
（付記４）  搭載される前記電子機器及び前記部材の外側に、前記部材の伸縮方向に立設され、前記部材の伸縮に伴う前記台座の昇降をガイドする支柱を更に有することを特徴とする付記３に記載の液浸槽。
【０１２５】
（付記５）  前記部材の内圧を調整する調整部を更に有し、
前記台座は、前記部材が前記調整部による前記内圧の増大によって伸長すると上昇し、前記部材が前記調整部による前記内圧の減少によって収縮すると下降することを特徴とする付記３又は４に記載の液浸槽。
【０１２６】
（付記６）  前記部材は、前記台座の前記電子機器が載置される面に設けられたフック又はフック取り付け部を更に含むことを特徴とする付記３乃至５のいずれかに記載の液浸槽。
【０１２７】
（付記７）  前記部材の前記一端から前記他端に向かって前記台座を付勢するバネを更に有し、
前記台座は、前記バネの付勢力に支援されて上昇し、前記バネの付勢力に抗して下降することを特徴とする付記３乃至６のいずれかに記載の液浸槽。
【０１２８】
（付記８）  前記台座は、前記冷媒よりも小さい比重を有し、前記台座の浮力に支援されて上昇し、前記台座の浮力に抗して下降することを特徴とする付記３乃至７のいずれかに記載の液浸槽。
【０１２９】
（付記９）  前記槽本体外に撤去される前記電子機器の体積に基づき、延伸した前記部材の膨張又は収縮を制御する制御部を有することを特徴とする付記３乃至８のいずれかに記載の液浸槽。
【０１３０】
（付記１０）  前記台座の位置を固定する固定部を更に有することを特徴とする付記３乃至９のいずれかに記載の液浸槽。
（付記１１）  冷媒が貯留される槽本体と、
前記槽本体に設けられ、前記槽本体内に電子機器が搭載されると前記槽本体の底部へ退避し、前記槽本体外に前記電子機器が撤去されると前記底部から上方へ延伸する部材と
を有する液浸槽と、
前記槽本体内に前記冷媒を供給する第１ダクトと、
前記槽本体内から前記冷媒を排出する第２ダクトと、
前記第２ダクトから排出される前記冷媒を冷却して前記第１ダクトに送る冷却装置と
を備えることを特徴とする液浸冷却システム。
【符号の説明】
【０１３１】
１，１００  液浸冷却システム
２，２００  電子機器
２ａ  空間
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１０  液浸槽
１０Ａ  モデル
１１，１１１  槽本体
１１ａ，１１１ａ  供給口
１１ｂ，１１１ｂ  排出口
１１ｃ  搭載用箇所
１１ｄ  底部
１２  台座
１２ａ  ガイド孔
１２ｂ  係止部
１２ｃ  バネ
１２ｄ  レバー
１２ｅ  空洞
１２ｆ  物質
１３  蛇腹管
１３ａ  下端
１３ｂ  上端
１３ｃ  通気口
１４  ガイドレール
１４ａ  凹部
１５  ラッチ部
１６  ストッパ
２０ａ，２０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ  ダクト
３０，１３０  熱交換器
３０ａ，１３０ａ  出口
３０ｂ，１３０ｂ  入口
４０，１４０  冷媒
４１，１４１  冷媒の流れ
５０  調整部
５１  コンプレッサー
５２  配管
５３  導入バルブ
５４  排気バルブ
５５  制御部
６０  フック
６１  フック取り付け部
７０  バネ
８０  センサ
【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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