(57)【要約】  冷却装置の冷却性能を向上させることが目的である。  本実施形態の冷却装置は、蒸発器と、凝縮器と、通路部と、弁と、圧力調整部とを備える。前記通路部は、前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で冷媒を循環させる。前記弁は、前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられている。前記圧力調整部は、前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる。
2016129044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が収容され、前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器によって蒸発させられた前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
を備える冷却装置。
【請求項２】
前記圧力調整部は、前記蒸発器内と連通する圧力伝達通路を有すると共に、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い前記弁の開度を増加させる圧力伝達部である、
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記圧力伝達部は、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内と連通された圧力作動空間をさらに有し、
前記弁は、前記圧力作動空間の圧力の増加に伴い開度が増加される、
請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記圧力作動空間は、前記蒸気通路及び前記液通路に対して独立して設けられている、
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記圧力伝達部は、前記圧力作動空間の壁を形成すると共に、前記弁と連結されたダイヤフラムをさらに有する、
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記圧力作動空間は、前記蒸気通路の一部に形成されている、
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記弁は、前記圧力作動空間の壁を形成するダイヤフラムである、
請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記弁は、前記圧力作動空間に接して設けられている、
請求項６に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記圧力伝達通路の出口は、前記蒸気通路における前記冷媒の流れの方向を向いている、
請求項６〜請求項８のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記弁は、前記蒸気通路における前記蒸発器側の端部に設けられている、
請求項２〜請求項９のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記圧力伝達部は、前記圧力伝達通路が形成された圧力伝達配管を有する、
請求項２〜請求項１０のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記圧力伝達通路の入口の面積は、前記蒸気通路の入口の面積よりも小さい、
請求項２〜請求項１１のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１３】
発熱体である電子部品と、
前記電子部品に熱的に接触されると共に、冷媒が収容され、前記電子部品からの熱により前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の開示する技術は、冷却装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸発器及び凝縮器と、蒸発器及び凝縮器と接続された蒸気管及び液管を備えた冷却装置がある。この冷却装置では、発熱体の熱で蒸発器内の冷媒が気化し蒸発器内に蒸気が発生すると、この蒸気は、蒸気管を通じて蒸発器から凝縮器に搬送される。凝縮器では、蒸気管を通じて搬送された蒸気が液化され、凝縮器で液化された冷媒は、液管を通じて凝縮器から蒸発器に戻される。そして、上述の如く冷媒が蒸発器と凝縮器との間を循環することにより、発熱体の熱が冷媒によって蒸発器から凝縮器に輸送され、これにより発熱体が冷却される。【０００３】
また、この種の冷却装置のなかには、蒸気管及び液管のうち少なくとも蒸気管に弁を備えたものがある。この弁を備えた冷却装置の一例としては、液管の凍結に伴う蒸発器内のドライアウト防止を目的として、冷媒が循環する循環回路の内外の圧力差に応じて弁を作動させ、冷媒の循環量を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
また、弁を備えた冷却装置の他の一例としては、蒸発器の急激な温度上昇に伴う蒸発器内のドライアウト防止を目的として、蒸発器の表面温度に応じて弁を作動させ、冷媒の循環量を調整するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３４０８号公報
【特許文献２】特開２００６−２９６７２号公報
【特許文献３】特開平６−１２５１８８号公報
【特許文献４】特開２００５−１８８８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような冷却装置において、発熱体の発熱量の増加に伴って蒸発器内の冷媒の蒸発量が増加し、蒸発器内の圧力が上昇すると、蒸発器内の冷媒の沸点も上昇する。蒸発器の冷却機能は主として冷媒の蒸発によって発揮されるので、蒸発器内の冷媒の沸点が上昇すると、蒸発器内の冷媒の蒸発量が低減し、結果として冷却性能が低下する虞がある。【０００７】
本願の開示する技術は、一つの側面として、冷却装置の冷却性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の開示する技術の冷却装置は、蒸発器と、凝縮器と、通路部と、弁と、圧力調整部とを備える。前記通路部は、前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で冷媒を循環させる。前記弁は、前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられている。前記圧力調整部は、前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる。
【発明の効果】
【０００９】
本願の開示する技術の冷却装置によれば、冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の平面図である。
【図２】第一実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の側面図である。
【図３】第一実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。
【図４】第一実施形態に係る蒸気管の第一変形例を示す断面図である。
【図５】第一実施形態に係る蒸気管の第二変形例を示す断面図である。
【図６】第二実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。
【図７】第三実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第一実施形態］
はじめに、本願の開示する技術の第一実施形態を説明する。
【００１２】
図１，図２に示される電子機器１４０は、一例として、サーバである。この電子機器１４０は、回路基板１４２を備える。回路基板１４２には、発熱体である電子部品１４４が実装されている。この電子部品１４４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの半導体素子であり、作動に伴い発熱する。
【００１３】
電子機器１４０は、上述の電子部品１４４を冷却するための冷却装置１０を備える。冷却装置１０は、蒸発器１２、凝縮器１４、蒸気管１６、液管１８、圧力調整機構２０、及び、送風機２２を備える。
【００１４】
図２に示されるように、蒸発器１２は、偏平箱型に形成されている。この蒸発器１２は、接続部材２４を介して電子部品１４４と熱的に接続されている。蒸発器１２の内側には、蒸発室２６が形成されており、凝縮器１４の内側には、凝縮流路２８が形成されている。凝縮流路２８は、蛇行して形成されている。この蛇行する凝縮流路２８は、複数の直線状の流路２８Ａを有している。この複数の直線状の流路２８Ａは、一例として、凝縮器１４の高さ方向に並んでいる。
【００１５】
この蒸発器１２及び凝縮器１４は、蒸気管１６及び液管１８によって接続されている。この蒸気管１６及び液管１８は、通路部３４を形成している。蒸気管１６の内側には、蒸気通路３６が形成されており、液管１８の内側には、液通路３８が形成されている。蒸発室２６及び凝縮流路２８は、蒸気通路３６及び液通路３８を通じて連通されている。この蒸気通路３６及び液通路３８については、蒸発室２６で気化された冷媒が蒸気通路３６及び液通路３８のうち蒸気通路３６を通じて凝縮器１４側に流れるように、蒸気通路３６の入口の面積が液通路３８の出口の面積よりも大に設定されている。
【００１６】
この蒸発室２６、凝縮流路２８、蒸気通路３６、及び、液通路３８は、密閉されたループ型の循環回路を形成している。この循環回路には、冷媒４２（作動液）が注入される。冷媒４２には、例えば、純水、純水にエタノールを混合した液体、フッ素系液体等が使用される。冷媒４２は、減圧下で循環回路に注入されても良いし、大気圧下で循環回路に注入されても良い。循環回路に注入された冷媒４２は、蒸発室２６に流入され、この蒸発室２６に収容される。
【００１７】
送風機２２は、凝縮器１４に隣接して配置されている。この送風機２２は、作動に伴い凝縮器１４を冷却する冷却風の流れを形成する。
【００１８】
図３には、蒸気管１６の蒸発器１２側の端部、及び、圧力調整機構２０が縦断面図にて具体的に示されている。蒸気管１６は、蒸発器１２の上方から蒸発器１２の水平方向に沿って直線状に延びる一般部４４と、この一般部４４の蒸発器１２側の端部から蒸発器１２側に突出する接続部４６とを有する。接続部４６は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔４８に圧入されている。
【００１９】
圧力調整機構２０は、容器５２、ダイヤフラム５４、弁５６、及び、圧力伝達配管５８を有する。容器５２は、蒸気管１６又は蒸発器１２の上に固定されている。この容器５２の内側の空間は、密閉されている。ダイヤフラム５４は、例えばゴム等の弾性を有する材料で形成されており、円盤状に形成されている。
【００２０】
このダイヤフラム５４は、容器５２の高さ方向を厚み方向として配置されると共に、容器５２の高さ方向の中央部に設けられている。このダイヤフラム５４は、容器５２の内側の空間を上下に区画しており、このダイヤフラム５４によって区画された容器５２内の上側空間及び下側空間のうち、上側空間は、圧力作動空間６０とされている。
【００２１】
圧力作動空間６０は、蒸気通路３６と連通されずに、蒸気通路３６に対して独立して設けられている。また、この圧力作動空間６０は、上述の液通路３８（図２参照）に対しても独立して設けられている。この圧力作動空間６０の下側の壁は、ダイヤフラム５４によって形成されている。
【００２２】
ダイヤフラム５４の中央部には、容器５２の高さ方向に延びる連結ロッド６２が固定されている。連結ロッド６２の先端側は、容器５２の下壁及び蒸気管１６の上壁を貫通して蒸気通路３６内に挿入されており、この連結ロッド６２の先端部には、弁５６が設けられている。接続部４６の内側は、蒸気通路３６の入口３６Ａであり、弁５６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられている。
【００２３】
圧力伝達配管５８の一端は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されており、圧力伝達配管５８の他端は、容器５２の側壁上部を貫通し、圧力作動空間６０に挿入されている。圧力伝達配管５８の内側には、圧力伝達通路６６が形成されており、蒸発室２６と圧力作動空間６０とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。蒸発器１２内の圧力が増加した場合に圧力伝達通路６６よりも蒸気通路３６に蒸気が流入しやすくなるように、圧力伝達通路６６の入口６６Ａの面積は、蒸気通路３６の入口３６Ａの面積よりも小となっている。
【００２４】
また、圧力作動空間６０には、例えばコイルスプリング等の弾性部材６８が設けられている。この弾性部材６８の一端は、ダイヤフラム５４に固定され、弾性部材６８の他端は、容器５２の上壁に固定されている。
【００２５】
この第一実施形態において、上述の容器５２、ダイヤフラム５４、圧力伝達配管５８、連結ロッド６２、及び、弾性部材６８は、圧力伝達部７０を形成している。この圧力伝達部７０は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部７０は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁５６の開度を調整する構造とされている。
【００２６】
すなわち、図３の上図に示されるように、ダイヤフラム５４及び弾性部材６８が自由状態である場合には、ダイヤフラム５４が平らな状態になる。ダイヤフラム５４が平らな状態では、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａに収まるように、連結ロッド６２の長さは設定されている。弁５６の外径は、蒸気通路３６の入口３６Ａの内径よりも若干小さくされており、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａに収まる状態では、弁５６の開度は小とされる。
【００２７】
一方、図３の下図に示されるように、後述する如く圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に圧力が伝達され、圧力作動空間６０の圧力が増加した状態では、ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形される。ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形された状態では、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動される。弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動されることにより、弁５６の開度は増加される。ダイヤフラム５４及び弾性部材６８の弾性係数は、後述する如く蒸発器１２内の圧力の解放に適した値に設定されている。
【００２８】
このように、圧力伝達部７０は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁５６の開度を増加させる構造とされている。
【００２９】
次に、第一実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３０】
第一実施形態に係る冷却装置１０では、図２に示される電子部品１４４が発熱すると、この電子部品１４４の熱が接続部材２４を介して蒸発器１２に伝わる。蒸発器１２が電子部品１４４の熱で加熱されると、蒸発器１２内の冷媒４２が気化し蒸発器１２内に蒸気が発生する。この蒸気は、蒸気管１６を通じて蒸発器１２から凝縮器１４に搬送される。
【００３１】
また、電子部品１４４が発熱すると、送風機２２が作動する。送風機２２が作動すると、凝縮器１４を冷却する冷却風の流れが形成され、凝縮器１４の熱が放出される。このようにして放熱される凝縮器１４では、蒸気管１６を通じて搬送された蒸気が液化される。凝縮器１４で液化された冷媒４２は、液管１８を通じて凝縮器１４から蒸発器１２に戻される。
【００３２】
そして、上述の如く冷媒４２が蒸発器１２と凝縮器１４との間を循環することにより、電子部品１４４の熱が蒸発器１２から凝縮器１４に輸送され、これにより電子部品１４４が冷却される。
【００３３】
ところで、電子部品１４４の発熱量の増加に伴って蒸発器１２内の冷媒４２の蒸発量が増加し、蒸発器１２内の圧力が上昇すると、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点も上昇する。蒸発器１２の冷却機能は主として冷媒４２の蒸発によって発揮されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇すると、蒸発器１２内の冷媒４２の蒸発量が低減し、結果として冷却性能が低下する虞がある。
【００３４】
しかしながら、第一本実施形態に係る冷却装置１０には、圧力調整機構２０（図３参照）が設けられている。そして、電子部品１４４の発熱量が増加し、蒸発器１２内の圧力が高まると、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に圧力が伝達される。つまり、蒸発室２６の気体の一部が圧力伝達通路６６を通じて圧力作動空間６０に流入する。
【００３５】
また、このようにして圧力作動空間６０に圧力が伝達されると、圧力作動空間６０の圧力が増加し、図３の上図から下図に示されるように、ダイヤフラム５４が圧力作動空間６０の圧力を受けて下側へ弾性変形される。ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形されると、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動され、弁５６の開度が増加される。
【００３６】
そして、このようにして弁５６の開度が増加されると、蒸発器１２内の圧力が解放され、蒸発器１２内での蒸気の滞留が抑制されるので、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制される。この結果、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制でき、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
【００３７】
しかも、蒸発器１２において冷媒４２が気化するときの潜熱を利用して電子部品１４４を冷却する。このため、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制して冷媒４２の蒸発量を確保することにより、冷却装置１０の冷却性能をより効果的に向上させることができる。
【００３８】
また、圧力調整機構２０は、容器５２、ダイヤフラム５４、弁５６、及び、圧力伝達配管５８を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
【００３９】
しかも、圧力調整機構２０では、圧力作動空間６０の圧力を弁５６に伝達する部材として、圧力作動空間６０の壁を形成するダイヤフラム５４が用いられている。これにより、簡単な構造で圧力作動空間６０の圧力を弁５６に伝達することができるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
【００４０】
また、圧力作動空間６０は、蒸気通路３６及び液通路３８（図２参照）に対して独立して設けられている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に流入する蒸気が、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気と干渉することを抑制することができる。これにより、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
【００４１】
また、弁５６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられている。従って、弁５６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁５６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
【００４２】
次に、第一実施形態の変形例について説明する。
【００４３】
上述の第一実施形態において、圧力調整機構２０は、弾性部材６８を備えるが、例えば、ダイヤフラム５４の弾性力で足りる場合には、弾性部材６８は省かれても良い。
【００４４】
また、弁５６は、好ましくは、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられるが、蒸気通路３６のどの場所に設けられても良い。また、弁５６は、蒸気通路３６以外に、液通路３８に設けられても良い。弁５６が液通路３８に設けられた場合でも、蒸発器１２内の圧力増加に伴い弁５６の開度が増加されたときには、循環回路の流路抵抗が低減されるので、蒸発器１２内の圧力を解放することができる。これにより、上記と同様に、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制でき、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇を抑制できる。また、弁５６は、蒸気通路３６と液通路３８の両方に設けられても良い。
【００４５】
また、上述の第一実施形態において、蒸気管１６における蒸発器１２側の端部には、一般部４４の径方向外側に延出する接続部４６が形成され、この接続部４６は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔４８に圧入されている。しかしながら、例えば、図４に示されるように、蒸発器１２から突出する円筒状の被接続部７２が蒸発器１２に一体に形成され、この円筒状の被接続部７２に蒸気管１６の接続部４６が例えば嵌合される等により接続されても良い。また、例えば、図５に示されるように、接続部４６の先端部には、フランジ部７４が形成され、このフランジ部７４が蒸発器１２の接続孔４８の周囲の上壁に結合されても良い。
【００４６】
また、上述の第一実施形態において、蒸気通路３６は、蒸気管１６の一端から他端に亘って形成されている。しかしながら、例えば、図４に示されるように、蒸気通路３６は、蒸発器１２に形成された接続孔４８及び被接続部７２の内側の通路７２Ａから、蒸気管１６に形成された一般部４４の内側の通路４４Ａに亘って形成されても良い。また、例えば、図５に示されるように、蒸気通路３６は、蒸発器１２に形成された接続孔４８及び接続部４６の内側の通路４６Ａから、蒸気管１６の一般部４４の内側の通路４４Ａに亘って形成されても良い。
【００４７】
また、液通路３８についても、上述の蒸気通路３６と同様に、液管１８に形成された通路から蒸発器１２に形成された通路や孔に亘って形成されても良い。
【００４８】
さらに、上述の如く蒸発器１２側に蒸気通路３６の入口や液通路３８の出口が形成される場合に、この蒸発器１２側に形成された蒸気通路３６の入口や液通路３８の出口に、上述の弁５６が配置されても良い。
【００４９】
また、通路部３４は、配管である蒸気管１６及び液管１８により形成されているが、例えば、内部に蒸気通路３６及び液通路３８を有するブロック状や板状の通路部材で形成されても良い。また、蒸発器１２、凝縮器１４、及び、通路部３４は、別部材で形成される以外に、一体に形成されても良い。
【００５０】
また、圧力伝達通路６６は、圧力伝達配管５８に形成されているが、例えば、上述の蒸気管１６及び液管１８と共にブロック状や板状の通路部材に形成されていても良い。
【００５１】
また、圧力伝達部７０は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁５６の開度を増加させても良い。
【００５２】
また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部７０以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁５６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁５６の開度が増加されても良い。
【００５３】
また、凝縮器１４の内側には、蛇行する凝縮流路２８が形成されているが、凝縮流路２８は、蛇行していなくても良い。また、凝縮器１４の内側には、細長い流路では無く、部屋状の凝縮室が形成されていても良い。
【００５４】
また、図２に示されるように、蒸発器１２及び凝縮器１４は、水平方向に並んで配置されているが、蒸発器１２及び凝縮器１４は、鉛直方向に並んで配置されても良い。
【００５５】
また、凝縮器１４は、蒸発器１２よりも鉛直方向における若干高い位置に配置されているが、凝縮器１４及び蒸発器１２は、鉛直方向における同じ高さに配置されても良い。
【００５６】
また、冷却装置１０では、ポンプを使用せずに蒸発器１２と凝縮器１４との間で冷媒４２が自然循環される。しかしながら、蒸気管１６及び蒸気管１６の少なくとも一方にポンプが設けられ、ポンプの動力を利用して蒸発器１２と凝縮器１４との間で冷媒４２が循環されても良い。
【００５７】
また、冷却装置１０の冷却対象である電子部品１４４は、一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とされているが、ＣＰＵ以外の半導体素子でも良い。
【００５８】
また、冷却装置１０の冷却対象は、好ましくは、電子部品１４４とされるが、冷却装置１０は、電子部品１４４以外の発熱体を冷却対象としても良い。
【００５９】
また、冷却装置１０は、好ましくは、電子機器１４０に搭載されるが、冷却装置１０は、電子機器１４０以外のものに搭載されても良い。
【００６０】
また、電子機器１４０は、好ましくは、サーバとされるが、電子機器１４０は、サーバ以外でも良い。
【００６１】
なお、上記複数の変形例のうち、組み合わせ可能な変形例は、適宜、組み合わされて実施されても良い。
【００６２】
［第二実施形態］
次に、本願の開示する技術の第二実施形態を説明する。
【００６３】
図６に示される第二実施形態の冷却装置８０は、上述の第一実施形態の冷却装置１０（図１〜図３参照）に対し、圧力調整機構２０の構造が次のように変更されている。すなわち、第二実施形態において、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８に加えて、収容部８２と、弁８６とを有する。
【００６４】
収容部８２は、蒸気管１６における接続部４６と一般部４４との間に形成されている。この収容部８２は、蒸気管１６における接続部４６と一般部４４との間の部分が上側に拡大されることで形成されている。接続部４６は、収容部８２の底壁の中央部に位置されている。
【００６５】
弁８６は、ダイヤフラムによって形成されている。この弁８６を形成するダイヤフラムは、例えばゴム等の弾性を有する材料で形成されている。この弁８６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に設けられている。この弁８６は、蒸気通路３６の入口３６Ａ側に凸を成すテーパ状に形成されている。
【００６６】
また、この弁８６は、収容部８２の高さ方向の中央部に設けられており、収容部８２の内側の空間を上下に区画している。この弁８６によって区画された収容部８２内の上側空間及び下側空間のうち、下側空間は、圧力作動空間９０とされている。
【００６７】
圧力作動空間９０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、蒸気通路３６の入口３６Ａと、一般部４４の内側の通路４４Ａとを接続している。つまり、蒸発室２６から排出された蒸気は、蒸気通路３６の入口３６Ａ及び圧力作動空間９０を通じて一般部４４の内側の通路４４Ａに流れる。この圧力作動空間９０の上側の壁は、弁８６を形成するダイヤフラムによって形成されている。
【００６８】
圧力伝達配管５８の一端は、第一実施形態と同様に、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されている。一方、圧力伝達配管５８の他端は、収容部８２の側壁下部を貫通し、圧力作動空間９０に挿入されている。この圧力伝達配管５８の他端は、より具体的には、蒸気通路３６の入口３６Ａに対する一般部４４と反対側に位置されている。
【００６９】
また、この圧力伝達配管５８の他端は、一般部４４に向けて折り曲げられている。この圧力伝達配管５８の他端の内側は、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂとして形成されている。この圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向（圧力作動空間９０から一般部４４の内側の通路４４Ａに向かう方向）を向いている。
【００７０】
この第二実施形態において、上述の圧力伝達配管５８及び収容部８２は、圧力伝達部１００を形成している。この圧力伝達部１００は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部１００は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁８６の開度を調整する構造とされている。
【００７１】
すなわち、図６の上図に示されるように、弁８６を形成するダイヤフラムが自由状態である場合には、弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する。弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する状態では、弁８６の開度は小とされる。
【００７２】
一方、図６の下図に示されるように、蒸発器１２内の圧力が増加し、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間９０に伝達される圧力が増加した状態では、ダイヤフラムによって形成された弁８６が上側へ弾性変形される。弁８６が上側へ弾性変形された状態では、弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａから上方へ離間され、弁８６の開度が増加される。
【００７３】
このように、第二実施形態においても、圧力伝達部１００は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁８６の開度を増加させる構造とされている。従って、蒸発器１２内の圧力が高まった場合には、弁８６の開度が増加されることにより、蒸発器１２内の圧力が解放され、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制できる。これにより、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制できる。この結果、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
【００７４】
しかも、圧力作動空間９０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、この圧力作動空間９０が形成された蒸気通路３６と蒸発室２６とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。従って、蒸発器１２内の圧力が増加した状態では、蒸気通路３６の入口３６Ａに加えて、圧力伝達通路６６によっても蒸発室２６から蒸気通路３６に蒸気が移動される。これにより、蒸発器１２内からの蒸気の排出がより一層促進されるので、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇をより一層効果的に抑制できる。
【００７５】
また、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、上述の如く蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向を向いている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間９０に流入する蒸気を、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気に円滑に合流させることができる。これにより、蒸気通路３６の蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
【００７６】
また、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８、収容部８２、及び、弁８６を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
【００７７】
また、圧力調整機構２０では、圧力作動空間９０の壁を形成し圧力作動空間９０の圧力を受けて変形されるダイヤフラムが弁８６として機能する。従って、部材点数の増加を抑制できるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
【００７８】
また、弁８６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に設けられている。従って、弁８６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁８６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
【００７９】
なお、第二実施形態において、上述の第一実施形態と同様の構造については、第一実施形態と同様の変形例を採用することが可能である。
【００８０】
また、圧力伝達部１００は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁８６の開度を増加させても良い。
【００８１】
また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部１００以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁８６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁８６の開度が増加されても良い。
【００８２】
［第三実施形態］
次に、本願の開示する技術の第三実施形態を説明する。
【００８３】
図７に示される第三実施形態の冷却装置１１０は、上述の第一実施形態の冷却装置１０（図１〜図３参照）に対し、圧力調整機構２０の構造が次のように変更されている。すなわち、第三実施形態において、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８に加えて、収容部１１２と、連通部１１４と、弁１１６と、弾性部材１１８とを有する。
【００８４】
収容部１１２は、蒸気管１６における接続部４６の上方部分に形成されている。この収容部１１２は、蒸気管１６における接続部４６の上方部分が上側に拡大されることで形成されている。接続部４６は、収容部１１２の下方に位置されている。連通部１１４は、一般部４４と同様の断面形状を有しており、収容部１１２に対する一般部４４と反対側に延出されている。
【００８５】
弁１１６は、球状に形成されており、収容部１１２の下部に設けられている。蒸気通路３６の入口３６Ａは、接続部４６の内側に形成されており、弁１１６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に入口３６Ａと対向して配置されている。
【００８６】
弾性部材１１８は、一例として、コイルスプリングであり、収容部１１２の上壁と弁１１６との間に介在されている。弾性部材１１８の一端は、弁１１６に固定されており、弾性部材１１８の他端は、収容部１１２の上壁に固定されている。弁１１６の上側には、連結ロッド１２２が設けられており、この連結ロッド１２２は、弾性部材１１８の内側に挿入されている。
【００８７】
また、蒸気通路３６の入口３６Ａと弁１１６との間の空間は、圧力作動空間１２０とされている。この圧力作動空間１２０は、蒸気通路３６の一部、すなわち、一般部４４の内側の通路４４Ａと蒸気通路３６の入口３６Ａとの間の部分に形成されている。上述の弁１１６は、圧力作動空間１２０の上方に位置されており、圧力作動空間１２０に接して設けられている。
【００８８】
圧力伝達配管５８の一端は、第一実施形態と同様に、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されている。一方、圧力伝達配管５８の他端は、連通部１１４の側壁を貫通し、連通部１１４内に挿入されている。この圧力伝達配管５８の他端は、より具体的には、弁１１６に対する一般部４４と反対側に位置されている。
【００８９】
また、この圧力伝達配管５８の他端は、一般部４４に向けて折り曲げられている。この圧力伝達配管５８の他端の内側は、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂとして形成されている。この圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向（圧力作動空間１２０から一般部４４の内側の通路４４Ａに向かう方向）を向いている。
【００９０】
この第三実施形態において、上述の圧力伝達配管５８、収容部１１２、連通部１１４、及び、弾性部材１１８は、圧力伝達部１３０を形成している。この圧力伝達部１３０は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部１３０は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁１１６の開度を調整する構造とされている。
【００９１】
すなわち、図７の上図に示されるように、弾性部材１１８が自由状態である場合には、弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する。弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する状態では、弁１１６の開度は小とされる。
【００９２】
一方、図７の下図に示されるように、蒸発器１２内の圧力が増加し、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間１２０に伝達される圧力が増加した状態では、弾性部材１１８の弾性力に抗して弁１１６が上側へ移動される。弁１１６が上側へ移動された状態では、弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａから上方へ離間され、弁１１６の開度が増加される。
【００９３】
このように、第三実施形態においても、圧力伝達部１３０は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁１１６の開度を増加させる構造とされている。従って、蒸発器１２内の圧力が高まった場合には、弁１１６の開度が増加されることにより、蒸発器１２内の圧力が解放され、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制できる。これにより、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制できる。この結果、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
【００９４】
しかも、圧力作動空間１２０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、この圧力作動空間１２０が形成された蒸気通路３６と蒸発室２６とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。従って、蒸発器１２内の圧力が増加した状態では、蒸気通路３６の入口３６Ａに加えて、圧力伝達通路６６によっても蒸発室２６から蒸気通路３６に蒸気が移動される。これにより、蒸発器１２内からの蒸気の排出がより一層促進されるので、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇をより一層効果的に抑制できる。
【００９５】
また、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、上述の如く蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向を向いている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間１２０に流入する蒸気を、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気に円滑に合流させることができる。これにより、蒸気通路３６の蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
【００９６】
また、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８、収容部１１２、連通部１１４、弁１１６、及び、弾性部材１１８を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
【００９７】
また、圧力調整機構２０では、弁１１６が圧力作動空間１２０と接して設けられており、この弁１１６が圧力作動空間１２０の圧力を直接的に受けることで移動される。従って、部材点数の増加を抑制できるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
【００９８】
また、弁１１６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に入口３６Ａと対向して配置されている。従って、弁１１６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁１１６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
【００９９】
なお、第三実施形態において、上述の第一実施形態と同様の構造については、第一実施形態と同様の変形例を採用することが可能である。
【０１００】
また、圧力伝達部１３０は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁１１６の開度を増加させても良い。
【０１０１】
また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部１３０以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁１１６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁１１６の開度が増加されても良い。
【０１０２】
以上、本願の開示する技術の第一乃至第三実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【図１】
2016129044.tif 000003
【図２】
2016129044.tif 000004
【図３】
2016129044.tif 000005
【図４】
2016129044.tif 000006
【図５】
2016129044.tif 000007
【図６】
2016129044.tif 000008
【図７】
2016129044.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月1日(2017.6.1)
【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】
冷媒が収容され、前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器によって蒸発させられた前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
を備える冷却装置。
【請求項２】
前記圧力調整部は、前記蒸発器内と連通する圧力伝達通路を有すると共に、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い前記弁の開度を増加させる圧力伝達部である、
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記圧力伝達部は、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内と連通された圧力作動空間をさらに有し、
前記弁は、前記圧力作動空間の圧力の増加に伴い開度が増加される、
請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記圧力作動空間は、前記蒸気通路及び前記液通路に対して独立して設けられている、
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記圧力伝達部は、前記圧力作動空間の壁を形成すると共に、前記弁と連結されたダイヤフラムをさらに有する、
請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記圧力作動空間は、前記蒸気通路の一部に形成されている、
請求項３に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記弁は、前記圧力作動空間の壁を形成するダイヤフラムである、
請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記弁は、前記圧力作動空間に接して設けられている、
請求項６に記載の冷却装置。
【請求項９】
発熱体である電子部品と、
前記電子部品に熱的に接触されると共に、冷媒が収容され、前記電子部品からの熱により前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
を備える電子機器。
【国際調査報告】
2016129044.tif 000010
2016129044.tif 000011
2016129044.tif 000012
2016129044.tif 000013