(57)【要約】【課題】  冷却効率が高く、かつ、冗長性のある冷却システムを備えたデスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等を提供する。【解決手段】  筐体１００内に、冷却を必要とするＣＰＵ２００を搭載し、このＣＰＵを冷却する液冷システムは、冷却ジャケット５０と、ラジエータ６０と、２個の循環ポンプとを備えており、２台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合においても、他方の循環ポンプにより液体冷媒の循環を維持するように逆止弁９１、９２と、バイパス通路を形成する配管８１、８２…が施されており、冗長系の液冷システムを構成する。【選択図】      図１
2005228237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、発熱する半導体素子であって、その正常な動作を確保するために冷却を必要とする素子を搭載した電子機器であって、当該筐体内又はその一部に、少なくとも以下のものを備えた液冷システムを備えており、
半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、
かかる構成において、更に、
前記循環ポンプを複数台設置すると共に、当該複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合においても、他方の循環ポンプにより前記液体冷媒の循環を維持するための手段を備えていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項２】
前記請求項１に記載した電子機器において、前記循環ポンプ２台を直列に接続すると共に、前記液体冷媒循環維持手段は、前記２台の循環ポンプのそれぞれに並列に接続された液体冷媒の通路と、各通路の一部に取り付けられた逆止弁とにより構成されていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項３】
前記請求項１に記載した電子機器において、前記循環ポンプ２台を並列に接続すると共に、前記液体冷媒循環維持手段は、前記２台の循環ポンプに接続された三方弁により構成されていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項４】
前記請求項１に記載した電子機器において、前記液体冷媒循環維持手段は、さらに、複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合、前記他方の循環ポンプの回転速度を上昇するための手段を備えていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項５】
前記請求項４に記載した電子機器において、前記循環ポンプの回転速度上昇手段は、前記半導体素子の一部を利用して構成されていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項６】
前記請求項４に記載した電子機器において、前記液体冷媒循環維持手段は、さらに、前記複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合、当該機能の停止を警告するためのアラーム手段を備えていることを特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項７】
前記請求項１に記載した電子機器において、前記液冷システムは、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えていることと特徴とする液冷システムを備えた電子機器。
【請求項８】
発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：
半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、
かかる構成において、更に、
前記循環ポンプを複数台設置すると共に、当該複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合においても、他方の循環ポンプにより前記液体冷媒の循環を維持するための手段を備えていることを特徴とする液冷システム。
【請求項９】
発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：
半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、
前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、
かかる構成において、更に、
前記循環ポンプの上流側に複数の空間に分割されてなる冷媒タンクを備えていることを特徴とする液冷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器であって、特に、その内部に搭載した発熱素子である半導体集積回路素子を液体冷媒により効率的に冷却することが可能な液冷システム及びそれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等の電子機器における発熱体である半導体集積回路素子、特に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）に代表される発熱素子の冷却は、通常、その正常な動作を確保するために冷却を必要とし、そのため、従来、一般的には、ヒートシンクと呼ばれるフィンを一体に形成した伝熱体と、それに冷却風を送るファンとを用いることによってその冷却を実現されていた。しかしながら、近年、上記発熱素子である半導体集積回路素子の小型化及び高集積化は、発熱素子における発熱部位の局所化などを生じており、そのためにも、従来の空冷式の冷却システムに代えて、例えば水等の冷媒を用いた冷却効率の高い液冷式の冷却システムが注目されてきている。
【０００３】
すなわち、上記デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられる冷却効率の高い液冷式の冷却システムは、例えば、以下の特許文献等によっても知られるように、一般に、発熱体であるＣＰＵの表面に、所謂、受熱（冷却）ジャケットと呼ばれる部材を直接に搭載し、一方、この受熱ジャケットの内部に形成された流路内に液状の冷媒を通流させ、ＣＰＵからの発熱を上記ジャケット内を流れる冷媒に伝達し、もって、発熱体を高効率で冷却するものである。なお、かかる液冷式の冷却システムでは、通常、上記クーラージャケットを受熱部とするヒートサイクルが形成されており、具体的には、上記液体冷媒をサイクル内に循環させるための循環ポンプ、上記液体冷媒の熱を外部に放熱するための放熱部である、所謂、ラジエータ、さらには、必要に応じてサイクルの一部に設けられた冷媒タンクを備えており、そして、これらを金属製のチューブや、例えば、ゴムなどの弾性体からなるチューブを介して接続して構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０４０８６号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００３−  ２２１４８号公報
【特許文献３】特開２００２−１８２７９７号公報
【特許文献４】特開２００２−１８９５３６号公報
【特許文献５】特開２００２−１８８８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術になる冷却システム、特に、上記デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられる冷却効率の高い液冷式の冷却システムでは、その熱サイクルの一部に設けられて液体冷媒を駆動するための循環ポンプは、通常、ただ一個が設けられているだけであり、そのため、この循環ポンプが何等かの原因によって故障した場合には、冷却システムを構成する熱サイクル内に冷媒を循環することが出来なくなってしまう。かかる場合、発熱素子であるＣＰＵは、それ自体の発熱により高温となってしまい、熱暴走をしてしまい、場合によっては熱破壊してしまうこととなり、装置が故障・停止してしまうこととなる。なお、パーソナルコンピュータでは、例えば、この循環ポンプの故障を検出する手段を設け、これにより検出した循環ポンプの故障をアラームランプ等によって使用者に警報することによれば、装置を一旦停止させて故障したポンプを修理、又は、新たなポンプと交換させることにより、かかる循環ポンプの故障による装置の故障・停止を回避することが可能である。
【０００７】
しかしながら、その場合、パーソナルコンピュータを、その作業中にもかかわらず、電源を停止する等、一旦、装置の動作を停止させる必要があり、そのため、パーソナルコンピュータを使用中の作業者にとっては煩わしい。更には、特に、サーバに代表される装置は、複数のコンピュータに常に接続されており、上記のように循環ポンプが故障しても、直ちにその装置を停止することは難しいという問題点があった。
【０００８】
すなわち、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて成されたものであり、すなわち、上記デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられるに適した、冷却効率が高く、かつ、冗長性のある冷却システム及びそれを備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上述した目的を達成するため、まず、筐体内に、発熱する半導体素子であって、その正常な動作を確保するために冷却を必要とする素子を搭載した電子機器であって、当該筐体内又はその一部に、少なくとも以下のものを備えた液冷システムを備えており、半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、
前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、かかる構成において、更に、前記循環ポンプを複数台設置すると共に、当該複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合においても、他方の循環ポンプにより前記液体冷媒の循環を維持するための手段を備えている電子機器が提供される。
【００１０】
なお、本発明によれば、前記に記載した電子機器において、前記循環ポンプ２台を直列に接続すると共に、前記液体冷媒循環維持手段は、前記２台の循環ポンプのそれぞれに並列に接続された液体冷媒の通路と、各通路の一部に取り付けられた逆止弁とにより構成され、又は、前記循環ポンプ２台を並列に接続すると共に、前記液体冷媒循環維持手段は、前記２台の循環ポンプに接続された三方弁により構成されている。
【００１１】
また、本発明によれば、前記に記載した電子機器において、前記液体冷媒循環維持手段は、さらに、複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合、前記他方の循環ポンプの回転速度を上昇するための手段を備えており、更には、前記循環ポンプの回転速度上昇手段は、前記半導体素子の一部を利用して構成されている。加えて、前記に記載した電子機器において、前記液体冷媒循環維持手段は、さらに、前記複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合、当該機能の停止を警告するためのアラーム手段を備えていてもよく、或いは、前記液冷システムは、更に、その配置方向にも拘らず常に液体冷媒を供給することの可能なタンクを備えていてもよい。
【００１２】
加えて、本発明によれば、上述した目的を達成するため、発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、かかる構成において、更に、前記循環ポンプを複数台設置すると共に、当該複数台の循環ポンプの一方がその機能を停止した場合においても、他方の循環ポンプにより前記液体冷媒の循環を維持するための手段を備えている液冷システムが提供される。
【００１３】
そして、更に、本発明によれば、やはり上述した目的を達成するため、発熱する半導体素子を冷却するための液冷システムであって：半導体素子に熱的に接続され、その発熱を内部に通流する液体冷媒に伝達するための冷却ジャケットと、前記冷却ジャケットにおいて液体冷媒に伝達された熱を機器の外部へ放出するラジエータと、そして、前記冷却ジャケットと前記ラジエータとを含むループに前記液体冷媒を循環するための循環ポンプと、かかる構成において、更に、前記循環ポンプの上流側に複数の空間に分割されてなる冷媒タンクを備えている液冷システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
すなわち、上述の本発明によれば、デスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられるに適した構造で、かつ、冷却効率が高く、かつ、冗長性のある冷却システム、更には、それを備えた電子機器が得られるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
まず、添付の図２は、本発明の一実施の形態になる、液冷システムを備えた電子機器の全体構成の一例が示されている。なお、本例では、例えば、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分に本発明を適用した場合について示している。
【００１７】
まず、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの本体部分は、図示のように、例えば、金属板を立方形状に形成してなる筐体１００を備えており、その前面パネル部１０１には、電源スイッチを含む各種のスイッチや接続端子やインジケータランプなどが設けられており、また、その内部には、フロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ、ＤＶＤ等の各種の外部情報記録媒体を駆動するドライバ装置１０２が、上記前面パネル部１０１に開口するように配置されている。また、図中の符号１０３は、上記筐体１００内に設けられた、例えば、ハードディスク装置からなる記憶部を示している。また、図中の参照符号１０４は、上記筐体１００の上に被せられる蓋を示している。
【００１８】
一方、上記筐体１００の背面側には、本発明になる液冷システムを備えた電子回路部１０５が配置されており、また、図中の符号１０６は、商用電源から上記ドライバ装置１０２、記憶部１０３、電子回路部１０５を含む各部に所望の電源を供給するための電源部を示している。
【００１９】
次に、添付の図１には、上記にその概略構成を説明した電子装置、すなわち、デスクトップ型のパーソナルコンピュータにおける電子回路部１０５が、特に、その主要な構成部である発熱素子、即ち、ＣＰＵを搭載する受熱ジャケット５０を中心として示されている。なお、本例では、上記発熱素子であるＣＰＵのチップ２００は、上記受熱ジャケット５０の下面側に直接接触されて搭載されており、そのため、ここでは図示されていない。
【００２０】
そして、この電子回路部１０５は、図からも明らかなように、上記ＣＰＵを搭載する受熱（冷却）ジャケット５０と、上記ＣＰＵからの発熱を装置の外部へ放熱するラジエータ部６０と、冗長系の冷却システムを形成するための複数（本例では、２個）の循環ポンプ７１、７２とを備えており、更に、これらにより熱サイクルを構成する各部に液体冷媒（例えば、水、又は、プロピレングリコール等、所謂、不凍液を所定の割合で混合した水など）を通流するための流路が、例えば、金属、又は、例えばゴム等の弾性体から形成され、かつ、その表面に金属被膜等を施してなる、内部の冷媒が外部へ漏洩に難いたチューブ（配管）８１、８２…を接続することによって形成されている。また、上記ラジエータ部６０の一部には、その構成要素である多数のフィン６１に送風し、もって、上記受熱ジャケット５０から搬送された熱を強制的に放熱するための平板状のファン６２、６２…（本例では、複数、例えば３個）が、装置の外部に向かって取り付けられている。なお、この受熱（冷却）ジャケット５０とは、例えば、銅等の伝熱性の高い金属からなる板状部材の内部に冷却通路を形成し、その通路内に上記の液体冷媒を通流し、もって、ＣＰＵからの発熱を外部へ取り除く（移動）させるものである。
【００２１】
続いて、添付の図３には、上記した受熱ジャケット５０やラジエータ部６０を含む冗長系の冷却システムの構成がブロックで示されている。すなわち、この図からも明らかなように、上記ラジエータ部６０は、チューブ（配管）８１により第１の循環ポンプＰ１に接続され、更に、チューブ（配管）８２を介して第２の循環ポンプＰ２に接続されている。そして、この第２の循環ポンプＰ２は、チューブ（配管）８３を介して上記受熱ジャケット５０へ接続され、その後、チューブ（配管）８４を介して、再び、上記ラジエータ部６０へ戻るループを構成している。すなわち、本例では、上記第１の循環ポンプＰ１（７１）と第２の循環ポンプＰ２（７２）とが、所謂、直列に接続されている。加えて、上記第１の循環ポンプＰ１と第２の循環ポンプＰ２には、それぞれ、その入出力口に、ポンプをバイパスするためのチューブ（配管）８５、８６が設けられており、更には、その出力（吐出）口側に、それぞれ、以下に詳述するような逆止弁９１、９２が接続されている。なお、上述した液体回路内には、上記の水、又は、不凍液との混合液が液体冷媒として循環することは言うまでもなかろう。
【００２２】
すなわち、上述した構成になる冗長系の冷却システムによれば、複数（本例では、２個）設けられた循環ポンプ７１、７２の働きにより、冗長性のある冷却機構が得られることとなる。具体的には、上記の構成において、上記２個の循環ポンプ７０、７１が、故障無く、通常の運転をしている場合には、冷却システム内に流れる液体冷媒は、上記２個の循環ポンプ７１、７２の働きにより、添付の図４（ａ）において矢印で示す経路に沿って流れることとなる。なお、この時の上記２個の逆止弁９１、９２の状態を、添付の図４（ａ）及び（ｂ）に示す。すなわち、各ポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７１）、（ｐ７２）は、そのバイパス通路を構成するチューブ（配管）８５、８６内の液圧（ｐ８５）、（ｐ８６）よりも大きく、そのため、ボール弁９１１又は９２１はシート９１２又は９２２に押し付けられることとなる。即ち、液体冷媒は、バイパス通路８５、８６を通ることなく、循環ポンプ７１、７２を通って冷却システム内を循環する。なお、本実施例においてはボール弁９１１及び９２１は、液体冷媒と比重がほぼ等しくなるよう調整されており、僅かな圧力差で移動を開始する。
【００２３】
一方、上記冷却システム内に設けた２個の循環ポンプ７１、７２の一方、例えば、循環ポンプ７１が、例えば、その駆動部である電動モータ（この場合には、図のＭ１）が停止する、或いは、ポンプのブレードが固着してしまうなどの原因により、その機能を停止した場合には、冷却システム内に流れる液体冷媒の大部分は、他方の循環ポンプ７２の働きにより、添付の図５において矢印で示す経路に沿って流れることとなる。すなわち、上記ラジエータ部６０からの液体冷媒の大部分は、故障・停止した循環ポンプ７１を通ることなく、そのバイパス通路となるチューブ（配管）８５を通り、その後、正常に動作する他方の循環ポンプ７２を通って受熱ジャケット５０へ流れる。なお、この時の上記２個の逆止弁９１、９２の状態を、添付の図６（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００２４】
すなわち、この時、図６（ａ）にも示すように、一方の循環ポンプ７１における動作の停止により、第１のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７１）が低下してボール弁９１１がシート９１２から離れ、バイパス通路が開通する。しかしながら、他方の循環ポンプ７２は、なおその動作を続けており、図６（ｂ）にも示すように、第２のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７２）は、そのバイパス通路を構成するチューブ（配管）８６内の液圧（ｐ８６）よりも大きく、そのため、ボール弁９２１はシート９２２に押し付けられてバイパス通路は閉じている。即ち、液体冷媒は、バイパス通路８５を通り、その後、第２のポンプである循環ポンプ７２を通って、冷却システム内を循環することとなる。
【００２５】
他方、上記冷却システム内に設けた２個の循環ポンプ７１、７２の他方、即ち、循環ポンプ７２が、やはり上記の原因等により、その機能を停止した場合には、冷却システム内に流れる液体冷媒の大部分は、一方の循環ポンプ７１の働きにより、添付の図７において矢印で示す経路に沿って流れることとなる。すなわち、上記ラジエータ部６０からの液体冷媒の大部分は、正常に動作する一方の循環ポンプ７１を通って、故障・停止した循環ポンプ７２へ向かう。しかしながら、この時には、循環ポンプ７２が停止しているため、その循環ポンプ７２を通ることなく、そのバイパス通路となるチューブ（配管）８６を通り、その後、受熱ジャケット５０へ流れる。なお、この時の上記２個の逆止弁９１、９２の状態を、添付の図８（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００２６】
すなわち、この時、図８（ｂ）にも示すように、他方の循環ポンプ７２における動作の停止により、第２のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７２）が低下してボール弁９２１がシート９２２から離れ、バイパス通路が開通する。しかしながら、この時、一方の循環ポンプ７１は、なおその動作を続けており、図８（ａ）にも示すように、第１のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７１）は、そのバイパス通路を構成するチューブ（配管）８５内の液圧（ｐ８５）よりも大きく、そのため、ボール弁９１１はシート９１２に押し付けられてバイパス通路は閉じている。即ち、液体冷媒は、一方の循環ポンプ７１を通り、その後、バイパス通路８６を通って、冷却システム内を循環することとなる。
【００２７】
以上に詳述したように、上記の冗長系の冷却システムによれば、システム内を循環する液体冷媒を駆動するために複数設けられた循環ポンプの内の一部（特に、上記の例では、２個設けた循環ポンプ７１、７２の一方のポンプ）が故障してその機能を停止しても、残り（又は、他方）の循環ポンプの働きにより、システム内を循環することとなり、従来技術で述べたように、循環ポンプの故障によって液体冷媒の循環が停止してしまうことはない。即ち、その一方が停止しても、装置の中心的な機能を担うＣＰＵ、即ち、発熱体の冷却を停止することなく継続することが出来ることから、上記したデスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられるに適した、冷却効率が高く、かつ、冗長性のある冷却システムを備えた電子機器を提供することが可能となる。
【００２８】
なお、ここで、上記の実施の形態では、各循環ポンプには、それぞれ、逆止弁の働きにより故障時に開通するバイパス通路を設けたが、これは、循環ポンプが故障・停止した場合には、故障・停止した循環ポンプ自体が冷却システム内を循環する液体冷媒にとっては大きな抵抗となってしまい、そのため、循環する液体冷媒の通流量が低下してしまうことによる。また、上記の実施の形態では、上記の逆止弁についてボール弁を利用した構造の弁として説明したが、しかしながら、上述した機能を達成するものであればよく、その構成が限定されるものではない。
【００２９】
さらに、添付の図９及び図１０により、上記冗長性の冷却システムにおける制御系について以下に説明する。まず、添付の図９には、上記冷却システムにおける制御系の回路構成が、ブロック図として示されている。すなわち、図示のように、複数の循環ポンプ、本例では、循環ポンプ７１、７２には、それぞれ、その回転を検出するための検出器（センサ）７５、７６が設けられている。なお、より具体的には、上記した循環ポンプ７１又は７２としては、一般に、扁平の遠心ポンプであり、これを回転駆動するための駆動源としては、やはり、扁平型の電動機であり、直流（ＤＣ）モータが採用されており、このＤＣモータの回転数を検出することにより、循環ポンプの停止、故障を検知することが可能である。また、かかるＤＣモータでは、その回転数を示す信号を出力する端子を設けているものもあり、そのような場合には、当該端子の出力を利用することも出来るであろう。
【００３０】
そして、これらの検出器７５、７６の検出出力は、制御系の一部を構成する上記ＣＰＵ２００に対して、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部２０１を介して入力されている。なお、この図では、上記ＣＰＵ２００と共に、その外部回路として、その演算処理のために使用する各種のメモリ、例えば、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３が、バス２０４を介して接続されているが、しかしながら、これらは一体に構成されもよい。加えて、上記のインターフェース部２０１には、循環ポンプの故障を警報するためのアラームランプ７７が接続されている。
【００３１】
上記にその構成を述べた冗長性の冷却システムにおける制御系の基本的な動作について、その一部を構成する上記ＣＰＵ２００により実行されるプログラムを基に、添付の図１０（ａ）及び（ｂ）により説明する。なお、これらのプログラムは、所定の期間毎に、交互に、実行される。
【００３２】
まず、図１０（ａ）に示すように、このプログラムが開始すると、まず、上記第１の循環ポンプ７１（ポンプＰ１）の回転数（回転速度Ｖ１）を上記Ｉ／Ｆ部２０１を介して入力する（ステップＳ１１）。続いて、この入力した回転速度Ｖ１を、ポンプの故障を判定するために予め設定しておいた基準値（Ｖｔｈ）と比較し、ポンプＰ１が故障しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。本例では、この基準値（Ｖｔｈ）は、例えば、通常の回転速度の３０％程度に設定する。
【００３３】
上記ステップＳ１２の判定の結果、ポンプＰ１が故障していない（図では、「Ｙｅｓ」）の場合、処理を終了する。他方、ポンプＰ１が故障している（図では、「Ｎｏ」）と判定された場合には、他方の循環ポンプ、即ち、第２の循環ポンプ７２（ポンプＰ２）の回転数（回転速度Ｖ２）を上昇させ（ステップＳ１３）、さらに、アラームランプ７７を点灯させる（ステップＳ１４）。なお、上記のステップＳ１３における速度上昇は、上述のようにポンプの駆動源としてＤＣモータを使用している場合には、その駆動電圧を上昇することにより、例えば、通常の回転速度の１．５倍〜２倍程度にする。
【００３４】
続いて、図１０（ｂ）に示すように、上記第２の循環ポンプ７２（ポンプＰ２）の回転数（回転速度Ｖ２）を上記Ｉ／Ｆ部２０１を介して入力する（ステップＳ２１）。そして、この入力した回転速度Ｖ２を、やはり、上記のポンプの故障を判定するために予め設定しておいた基準値（Ｖｔｈ）と比較し、ポンプＰ２が故障しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。その後、判定の結果、ポンプＰ２が故障していない（図では、「Ｙｅｓ」）の場合、処理を終了し、他方、ポンプＰ２が故障している（図では、「Ｎｏ」）と判定された場合には、他方の循環ポンプ、即ち、第１の循環ポンプ７１（ポンプＰ１）の回転数（回転速度Ｖ１）を上昇させ（ステップＳ２３）、さらに、アラームランプ７７を点灯させる（ステップＳ２４）。なお、この場合にも、上記のステップＳ２３では、第１の循環ポンプ７１（ポンプＰ１）の回転数（回転速度Ｖ１）を、通常の回転速度の１．５倍〜２倍程度に上昇させる。
【００３５】
すなわち、上述した冷却システムにおける制御系の働きによれば、冷却システム内に液体冷媒を循環するため複数設けられた循環ポンプの一部が故障して停止しても、残り（又は、他方）の循環ポンプによる冷媒液の循環を確保すると共に、当該他方の循環ポンプの回転速度の増大により、ポンプの冷媒液の搬送量を増大することが出来、発熱体の冷却を停止することなく、安定して継続することが出来ることとなる。
【００３６】
また、上記のアラームランプ７７の点灯により、循環ポンプの一部に何等かの障害が生じた事実を利用者に警告することが出来、これにより、利用者は、一部に障害が生じた循環ポンプを修理し、又は、新たなポンプと交換する。なお、その場合にも、冷却システムに障害が発生すると同時に、直ちに、装置を停止し、もって、障害が生じた循環ポンプを修理し、又は、新たなポンプと交換する必要が無い。すなわち、パーソナルコンピュータを利用した作業を不本意に停止するなどの不便を生じない。なお、かかる機能は、特に、サーバ等、循環ポンプが故障しても、直ちにその装置を停止することは難しい装置にとっては有用である。なお、この障害の発生を警告する手段としてのアラームランプ７７は、これに代えて、例えば、警告音や警告のための音声などを発生するブザーやスピーカ等の手段で構成してもよく、或いは、図には示さない上記パーソナルコンピュータを構成するディスプレイ装置上に警告を表示するようにすることも可能である。
【００３７】
続いて、添付の図１１（ａ）には、上述した液冷システムを備えた電子機器内に設けられる液冷システムの、本発明の他の実施例になる構成が示されている。なお、この例においても、上記と同じ参照符号は、上記の実施例における構成要素と示すものとする。すなわち、これらの図からも明らかなように、この他の実施例では、２個の循環ポンプ７１、７２を液体冷媒の流路に対して並列に接続したものであり、そして、これらポンプの吐出口側に、三方弁９０を取り付けると共に、上記のバイパス通路を省略したより簡素な構成となっている。なお、図中の符号９０１は、上記三方弁９０内も移動可能に設けられたボール弁を示している。本実施例においても、ボール弁９０１の比重は液体冷媒とほぼ等しくなるよう調整されている。
【００３８】
また、図１１（ｂ）には、上記２個の循環ポンプ７１、７２が、故障無く、通常の運転をしている場合の三方弁９０の状態を示しており、かかる場合、各ポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７１）と（ｐ７２）は、ほぼ等しくなっている（ｐ７１≒ｐ７２）。そのため、ボール弁９０１は中央部に位置し、図に矢印で示すように、液体冷媒はこれら２個の循環ポンプ７１、７２の両方を通って冷却システム内を循環することとなる。
【００３９】
一方、添付の図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、一方の循環ポンプ７１の停止により、第１のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７１）が低下すると（ｐ７１＜ｐ７２）、上記三方弁９０のボール弁９０１は、図の上方に移動して、停止した循環ポンプ７１側の流路を閉止する。これにより、他方の循環ポンプ７２から吐出される冷媒だけが冷却システム内を循環することとなる。
【００４０】
他方、添付の図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、他方の循環ポンプ７２が停止すると、第２のポンプから吐出される冷媒の液圧（ｐ７２）が低下する（ｐ７１＞ｐ７２）。そこで、上記三方弁９０のボール弁９０１は、図の下方に移動して、停止した循環ポンプ７２側の流路を閉止する。これにより、一方の循環ポンプ７１から吐出される冷媒だけが冷却システム内を循環することとなる。
【００４１】
以上のように、上記の他の実施例の構成によっても、やはり上記の実施例と同様に、上記複数（本例では２個）設けた循環ポンプ７１、７２の一方が故障してその機能を停止しても、残り（又は、他方）の循環ポンプの働きにより、システム内を液体冷媒を循環することとなり、従来技術で述べたように、循環ポンプの故障によって液体冷媒の循環が停止してしまうことはない。即ち、その一方が停止しても、装置の中心的な機能を担うＣＰＵ、即ち、発熱体の冷却を停止することなく継続することが出来ることから、上記したデスクトップ型やノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータやサーバ等において用いられるに適した、冷却効率が高く、かつ、冗長性のある冷却システムを備えた電子機器を提供することが可能となる。また、この他の実施例の構成においても、上記図９及び図１０により示した制御系を採用することが出来ることは、当業者にとっては、自明な事項であろう。
【００４２】
また、上述した実施例において、特に、上記図１に示した逆止弁９１、９２、その間を連結するチューブ（配管）８２、８３等は、上記の循環ポンプ７１、７２と、それぞれ、一体に構成してもよく、又は、これら全体を一体に構成してもよい。または、上記図１１に示した三方弁９０やその間のチューブ（配管）についても、上記循環ポンプ７１、７２と一体に構成してもよい。なお、これらの部分を一体構成にした場合、その取り付け作業が容易になることから、特に好ましいであろう。また、上記の実施例においては、本発明を、特に、デスクトップ型のパーソナルコンピュータへ適用した例について説明したが、やはり、上記と同様にして、サーバ等に適用することが可能であることは明らかであろう。また、本発明をノート型と呼ばれるパーソナルコンピュータに適用した場合には、特に、上記のラジエータ６０については、上述したような多数のフィン６１や送風ファン６２を備えたものに代えて、金属の平板上に金属パイプを這い回して構成される放熱プレートを採用し、これを蓋体側に備えた液晶ディスプレイの背面側に取り付ける。
【００４３】
続いて、添付の図１４には、本発明の更に他の実施例になる冗長系の冷却システムが、上記図１と同様に、ＣＰＵを搭載する受熱ジャケット５０を中心として示されている。なお、この例においても、上記図１と同じ参照符号は、上記の実施例における構成要素と示す。すなわち、この図からも明らかなように、この更に他の実施例では、冗長系の冷却システムを構成する上記ラジエータ６０と２個の循環ポンプ７１、７２との間に、さらに、システム内を循環する液体冷媒である水、又は、プロピレングリコール等の不凍液との混合水等を、その内部に蓄積するための冷媒タンク２００を設けたものである。なお、この冷媒タンク２００は、上記図２にも示したデスクトップ型パーソナルコンピュータの筐体１００の内部に配置される場合には、内部のスペースの制約などによって、例えば、図に実線でしめすように横向きに配置される場合や、又は、図に破線で示すように、縦向きに配置される場合等が生じる。あるいは、冷却システムを搭載した筺体１００（図２）自体が、場合によって横置きされたり縦置きされたりする場合がありうる。
【００４４】
さらに言うと、1Ｕサーバなど天井が低く狭小な空間しかない電子機器筺体内では、タンク２００の形状は縦横のアスペクト比が大きないわゆる扁平形状なものとなる。この場合、タンク２００が一つの空間で構成されかつ長手方向が水平となるよう実装されていると、筺体のちょっとしたゆれでタンク２００内の液面が大きく変動し、そのはずみで気泡が下流の循環ポンプ側へ出て行く可能性がある。
【００４５】
そこで、この冷媒タンク２００は、添付の図１５（ａ）及び（ｂ）にも示すように、その内部の冷媒蓄積空間を、その間に、断面略「Ｌ」字状の仕切壁２０１、２０２、２０３、２０４を組み合わせてラビリンスを形成し、複数の空間に分離（本例では、３つの空間ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３に分離）して構成されている。また、図中の符号２０５は、上記ラジエータ６０から流入する液体冷媒の入口であり、２０６は、液体冷媒を上記循環ポンプ（具体的には、第１のポンプ７１）へ流出する出口である。また、図中の符号２０６、２０７は、上記「Ｌ」字状の仕切壁２０２、２０４の一部、即ち、タンク外壁に近い位置に形成された開口部である。
【００４６】
かかる構成になる冷媒タンク２００によれば、上記図１５（ａ）及び（ｂ）からも明らかなように、液体冷媒が冷却システム中を循環している間に、その一部が気化等により外部に漏出して気泡がその一部に混じり込んでタンクの入口２０４へ流入しても、その出口２０５からは常に気泡を除く液体冷媒だけが上記循環ポンプへ送られることとなり、特に、遠心ポンプを利用した場合、その起動時に空回りすることがなく、確実に、液体冷媒のポンプ作用が得られる。
【００４７】
あるいは、更に、仮に筺体１００自体が正規の置き方と転地逆転して置かれたとしても、図１６（ａ）及び（ｂ）に示されるごとく、液体冷媒中に含まれる気泡を３つの空間ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３内に確実に留めることができる。このためポンプの信頼性を大幅に向上させることができる。
【００４８】
なお、転地逆転して置かれた状態から、正規の置き方に戻った際には、タンク２００内の空気は開口部２０６、２０７を通り図１５（ａ）及び（ｂ）に示される元の状態に近づく。具体的には、例えば、図１６（ｂ）の状態から図１５（ｂ）の状態に向きが変更された場合、内部の空気も開口部２０６、２０７を通り図１５（ｂ）の状態へ速やかに移行する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例になる電子装置における電子回路部の、特に、その冗長系の冷却システムを示すための斜視図である。
【図２】上記に示した冗長系の冷却システムを搭載した、例えば、デスクトップ型のパーソナルコンピュータの内部における、各部の配置の一例を示す一部展開斜視図である。
【図３】上記冗長系の冷却システムの構成を示す、特に、通常の運転時におけるブロック図である。
【図４】上記冗長系の冷却システムの動作を説明する、特に、通常の運転時における２個の逆止弁の状態を示す図である。
【図５】上記冗長系の冷却システムの構成を示す、特に、一方の循環ポンプの停止時におけるブロック図である。
【図６】上記冗長系の冷却システムの動作を説明する、特に、一方の循環ポンプの停止時における２個の逆止弁の状態を示す図である。
【図７】上記冗長系の冷却システムの構成を示す、特に、他方の循環ポンプの停止時におけるブロック図である。
【図８】上記冗長系の冷却システムの動作を説明する、特に、他方の循環ポンプの停止時における２個の逆止弁の状態を示す図である。
【図９】上記冗長性の冷却システムにおける制御系の構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】上記冗長性の冷却システムにおける制御系の動作の一例を説明するためのフローチャート図である。
【図１１】本発明の他の実施例になる液冷システムを備えた電子機器の構成のブロック図と、特に、通常の運転時における三方弁の状態を示す図である。
【図１２】やはり、上記本発明の他の実施例になる液冷システムを備えた電子機器の構成のブロック図と、特に、一方の循環ポンプが停止した時の三方弁の状態を示す図である。
【図１３】やはり、上記本発明の他の実施例になる液冷システムを備えた電子機器の構成のブロック図と、特に、他方の循環ポンプが停止した時の三方弁の状態を示す図である。
【図１４】本発明の更に他の実施例になる電子機器における冗長系の冷却システムを示すための斜視図である。
【図１５】上記冗長性の冷却システムにおいて使用される、液体冷媒を蓄積するための冷媒タンクを、種々の配置状態に対応して示す断面斜視図である。
【図１６】やはり、上記冗長性の冷却システムにおいて使用される、液体冷媒を蓄積するための冷媒タンクを、種々の配置状態に対応して示す断面斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
５０  受熱（冷却）ジャケット
２００  ＣＰＵチップ
６０  ラジエータ部
６２、６２…  ファン
７１、７２  循環ポンプ
８１、８２…  チューブ（配管）
９０  三方弁
９１、９２  逆止弁。
【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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