JP2020119976A

JP2020119976A - 冷却装置及び電子機器

Info

Publication number: JP2020119976A
Application number: JP2019009287A
Authority: JP
Inventors: 田和　文博; Fumihiro Tawa; 文博田和
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: JP7151503B2; US10952350B2; US20200236809A1

Abstract

【課題】電子機器の姿勢に拘わらず、冷却装置が備えるポンプ内が冷媒で満たされた状態を維持することを目的とする。【解決手段】冷却装置は、冷媒が循環する循環流路と、前記循環流路に配置され、発熱体が発する熱を冷媒が受ける受熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒が前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒を前記受熱部に送出するポンプと、前記循環流路に接続され、内部に空間を有するタンクと、を備え、前記タンクは、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、前記ポンプよりも鉛直方向に高い位置に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、冷却装置及び電子機器に関する。

従来、電子機器は、その使用に伴って発熱することから、電子機器には、ポンプによって冷媒を循環させる冷却装置が組み込まれることがある。通常、ポンプは冷媒で満たされた状態で稼働させることが望ましい。このため、できるだけポンプ内に空気が送り込まれないようにすべく、冷媒の貯留タンク内に連結部を介して回転可能に導引管を設け、その吸入口が貯留された冷媒から露出しないようにした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ポンプへ供給される冷却液の流出口をタンクの略中央に設け、タンク内に冷却液を流入させる連通口と冷却液の流出口との間に仕切り板を設けて、気泡が流出口に移動することを抑制する提案もされている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−１９７５１９号公報国際公開２０１８／０３７５４０号

ところで、冷媒が沸騰できるように冷媒が流通する領域に空間を設け、冷媒が沸騰する際の相変化に伴う潜熱を利用した沸騰型の冷却装置が知られている。このような沸騰型の冷却装置には、冷媒の沸騰温度を調整するために冷媒が流通する領域に設けた空間を真空引きして減圧した減圧沸騰型の冷却装置も存在する。このような減圧沸騰型の冷却装置は、ポンプ内に冷媒が存在しない状態であると、冷媒を圧送することができない。仮に、冷媒が流通する領域に設けた空間が減圧されておらず、空気が存在する形態の冷却装置であれば、ポンプ内に多少の空気が吸い込まれても、ポンプが空気を排出することに伴って、冷媒は圧送されることがある。しかしながら、減圧沸騰型の冷却装置においてポンプ内に冷媒が存在していない状態となると、ポンプ内に空気も存在しておらず、冷媒を圧送することができない。このため、減圧沸騰型の冷却装置は、減圧を行っていない冷却装置と比較して、ポンプ内が冷媒で満たされた状態に維持することの重要性が高い。この点において、特許文献１は、連結部によって導引管を回転させる構造であるため、連結部に不具合が生じると導引管の吸入口が冷媒から露出し、電子機器の姿勢によってはポンプ内の冷媒が排出された状態となることが想定される。また、特許文献２においても、電子機器の姿勢によってはポンプ内の冷媒が排出された状態となることが想定される。

１つの側面では、本明細書開示の発明は、電子機器の姿勢に拘わらず、冷却装置が備えるポンプ内が冷媒で満たされた状態を維持することを目的とする。

１つの態様では、冷却装置は、冷媒が循環する循環流路と、前記循環流路に配置され、発熱体が発する熱を冷媒が受ける受熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒が前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒を前記受熱部に送出するポンプと、前記循環流路に接続され、内部に空間を有するタンクと、を備え、前記タンクは、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、前記ポンプよりも鉛直方向に高い位置に配置されている。

他の態様では、電子機器は、発熱体と、前記発熱体を冷却する冷却装置と、を備えた電子機器であって、前記冷却装置は、冷媒が循環する循環流路と、前記循環流路に配置され、前記発熱体が発する熱を冷媒が受ける受熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒が前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、前記循環流路に配置され、前記冷媒を前記受熱部に送出するポンプと、前記循環流路に接続され、内部に空間を有するタンクと、を備え、前記タンクは、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、前記ポンプよりも鉛直方向に高い位置に配置されている。

本発明は、電子機器の姿勢に拘わらず、冷却装置が備えるポンプ内が冷媒で満たされた状態を維持することができる。

図１は第１実施形態の冷却装置を備えた電子機器を模式的に示し、冷却装置が備えるタンクが鉛直方向上側に位置した状態でポンプが停止しているときの様子を示す説明図である。図２は第１実施形態の冷却装置を模式的に示し、冷却装置が備えるタンクが鉛直方向上側に位置した状態でポンプが稼働しているときの様子を示す説明図である。図３は第１実施形態の冷却装置を模式的に示し、冷却装置が備える放熱部が鉛直方向上側に位置した状態でポンプが停止しているときの様子を示す説明図である。図４は第１実施形態の冷却装置を模式的に示し、冷却装置が備える放熱部が鉛直方向上側に位置した状態でポンプが稼働しているときの様子を示す説明図である。図５は第１実施形態の冷却装置を模式的に示し、冷却装置が備える受熱部が鉛直方向上側に位置した状態でポンプが停止しているときの様子を示す説明図である。図６は第１実施形態の冷却装置を模式的に示し、冷却装置が備える受熱部が鉛直方向上側に位置した状態でポンプが稼働しているときの様子を示す説明図である。図７は第２実施形態の冷却装置を模式的に示す説明図である。図８は第３実施形態の冷却装置を模式的に示す説明図である。図９は第４実施形態の冷却装置を模式的に示す説明図である。図１０は第５実施形態の冷却装置を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。

（第１実施形態）
まず、図１から図６を参照して、第１実施形態の冷却装置１０について説明する。冷却装置１０は、電子機器１００に組み込まれている。電子機器１００は、筐体１０１内に発熱体１０２を備える。冷却装置１０は、発熱体１０２を冷却する。本実施形態における発熱体１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であるが、電子機器１００の使用に際して、発熱することがあるものは、冷却装置１０の冷却対象とすることができる。例えば、電子機器１００がプロジェクターであり、光源等を有し、これらが発熱するときは、冷却装置１０は、これらを発熱体１０２として冷却することができる。冷却装置１０は、電子機器１００が使用に際し、種々の設置姿勢となることが想定される電子機器１００に好適に用いることができる。なお、筐体１０１は、図１にのみ描かれており、他の図においては、省略されている。また、図面では、製造時に行う減圧のための配管は省略している。

冷却装置１０は、冷媒Ｗが循環する循環流路１を備える。循環流路１には、発熱体１０２が発する熱を冷媒Ｗが受ける受熱部１１、冷媒Ｗが受熱部１１で受けた熱を放出する放熱部１２、冷媒Ｗを受熱部１１に送出する第１ポンプ１５を備える。

本実施形態における冷媒Ｗは、純水であるが、他の冷媒とすることもできる。本実施形態の冷却装置１０は、沸騰型であり、冷媒Ｗが沸騰することができるようにするため、冷却装置１０の内部空間の一部に、液相の冷媒Ｗが存在しない領域を形成している。この領域は、効率的な冷媒Ｗの沸騰を阻害しないように冷媒Ｗの気体と異なる気体が排除されていることが望ましい。

純水を冷媒Ｗとした場合、１気圧（大気圧）における冷媒Ｗの沸騰は１００℃である。しかしながら、電子機器１００の素子は、熱伝達率を考慮すると冷却装置１０によって５０℃程度に冷却されることが望ましい。そこで、本実施形態の冷却装置１０では、内部圧力を０．１気圧に調整することで沸点を下げている。また内封された冷媒Ｗが液体時や沸騰時に、冷媒Ｗの気体と異なる、例えば、窒素や酸素などの気体が発生しないように、冷却装置１０には、脱気処理した冷媒Ｗが注入されている。冷媒Ｗを脱気処理することで、冷媒Ｗへの他の気体の溶解が排除される。

循環流路１は、第１配管１７、第２配管１８及び第３配管１９を含んでいる。第１配管１７の第１端部１７ａは、ポンプ１５の吐出口１５ｂに接続されている。第１配管１７の第２端部１７ｂは、受熱部１１内に開口するように配置されている。すなわち、第１配管１７は、ポンプ１５から受熱部１１へ向かって冷媒Ｗを流す。第２配管１８の第１端部１８ａは、受熱部１１に接続されている。第２配管１８の第２端部１８ｂは、放熱部１２に接続されている。すなわち、第２配管１８は、受熱部１１から放熱部１２に向かって冷媒Ｗを流す。但し、本実施形態では、後に説明するように放熱部１２の上流側に上流側タンク１３が設けられているため、第２配管１８の第２端部１８ｂは、上流側タンク１３の導入口１３ａに接続されており、第２配管１８は、上流側タンク１３を介して放熱部１２に接続されている。第３配管１９の第１端部１９ａは、放熱部１２に接続されている。第３配管１９の第２端部１９ｂは、ポンプ１５の吸入口１５ａに接続されている。すなわち、第３配管１９は、放熱部１２からポンプ１５へ向かって冷媒Ｗを流す。但し、本実施形態では、後に説明するように放熱部１２の下流側に下流側タンク１４が設けられているため、第３配管１９の第１端部１９ａは、下流側タンク１４の排出口１４ａに接続されており、第３配管１９は、下流側タンク１４を介して放熱部１２に接続されている。

受熱部１１は、発熱体１０２を接触させる発熱体設置部１１ａを備えている。また、受熱部１１は、その内部に冷媒を貯留する空間、すなわち、受熱部貯留部１１ｂを有している。受熱部貯留部１１ｂ内には、第１配管１７が延びており、その第２端部１７ｂが受熱部貯留部１１ｂの内側まで到達し、開口している。第２端部１７ｂは、発熱体設置部１１ａと対向した状態とされている。

放熱部１２は、いわゆるラジエーターである。放熱部１２の上流側には、上流側タンク１３が設けられており、冷媒Ｗの上流側貯留部１３ｂが形成されている。また、放熱部１２の下流側には、下流側タンク１４が設けられており、冷媒Ｗの下流側貯留部１４ｂが形成されている。下流側タンク１４は、図１や図２に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。

ポンプ１５は、ケース１５１内に羽根状の回転子１５２を備えている。ケース１５１と回転子１５２との間には、隙間が設けられている。これは、回転子１５２が停止している状態のときに、ポンプ１５内に冷媒Ｗが存在していない領域が形成されることがないように、冷媒Ｗが移動でき、ポンプ１５内が冷媒Ｗで満たされることができるようにするためである。このように冷媒Ｗを移動させる要請から、本実施形態では、遠心ポンプが採用されている。

これらの受熱部１１、放熱部１２、第１ポンプ１５が配置された循環流路１は、内部の圧力を制御するために外部圧力の影響を受けない気密性を確保した密閉構造をしている。本実施形態では、内部を０．１気圧にするため、受熱部１１、放熱部１２、第１ポンプ１５が配置された循環流路１において冷媒Ｗとの接液部分は、金属であり、各部品をロウ付けで接続した密閉構造としている。

本実施形態の電子機器１００は、種々の設置姿勢をとることができるが、例えば、図１や図２に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置する姿勢となることがある。具体的に、電子機器１００は、ポンプ１５の吸込口１５ａと吐出口１５ｂのいずれもが受熱部１１と放熱部１２よりも上側に位置する姿勢となることがある。本実施形態の冷却装置１０は、電子機器がこのような姿勢となった場合であっても、ポンプ１５内が冷媒Ｗで満たされるようにタンク１６を備えている。

タンク１６は、図１や図２に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。これは、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域がポンプ１５内に移動してくることを回避するための措置である。ここで、図１は、ポンプが停止しているときの様子を示し、図２はポンプが稼働しているときの様子を示している。

タンク１６は、循環流路１、より具体的には、第１配管１７から分岐した分岐配管２０を介して循環流路１に接続されている。分岐配管２０は、第１配管１７に設けられた分岐点２０ａから分岐している。分岐配管２０は、図１に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、上方に向かって延びている。タンク１６の底部には、連通口１６ｂが設けられており、この連通口１６ｂに分岐配管２０が接続されている。このように、分岐配管２０を介してタンク１６を設けることで、タンク１６は、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。分岐配管２０を用いることで、冷却装置１０が図１に示す姿勢となるときに、タンク１６をポンプ１５よりも高い位置に設置しやすくなる。なお、本実施形態では、タンク１６は、ポンプ１５との位置関係を実現し易くするために、第１配管１７に接続させているが、同様の理由で、タンク１６を第３配管１９に接続するようにしてもよい。

タンク１６は、内部に空間１６ａを有しており、冷却装置１０が、ポンプ１５を停止させた状態で図１に示す姿勢となったとき、冷媒Ｗの液面ＷＳ１はタンク１６内に位置する。すなわち、冷媒Ｗは、その重力によって下方に移動し、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域が空間ＳＰ１として空間１６ａ内に形成される。このように、冷却装置１０が、図１に示す姿勢となったとき、ポンプ１５は、液面ＷＳ１よりも下側に位置しているため、ポンプ１５内は冷媒Ｗで満たされた状態となる。

このようなタンク１６は、循環流路１やこれに配置された受熱部１１、放熱部１２の及びポンプ１５内、すなわち、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域を一時的に収容するためのタンクである。このためタンク１６は、第１配管１７、第２配管１８及び第３配管１９から外れた位置に配置されていてもよい。すなわち、冷却装置１０が稼働しているときに冷媒が通過する経路から外れた位置に配置されていてもよい。

このように、タンク１６は、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域を一時的に収容するものである。このため、タンク１６内の空間１６ａの容積は、冷媒Ｗが沸騰した状態のときに、循環流路１と受熱部１１と放熱部１２とポンプ１５を合わせた領域において、気相の冷媒Ｗが占める容積よりも大きいことが望ましい。本実施形態にあっては、空間１６ａの容積は、冷却装置１０においてタンク１６と分岐配管２０の内部容積を除いた部分において、気相の冷媒Ｗが占める容積よりも大きいことが望ましい。

冷媒Ｗは、沸騰することで液相部分が減少し、気相部分が増す。すなわち、気相の冷媒Ｗが増す。このように、気相の冷媒Ｗが増した状態においても、空間１６ａの容積が気相の冷媒Ｗが占める容積よりも大きければ、空間１６ａ内に液相の冷媒Ｗが存在しない領域を収納することができる。空間１６ａ内に液相の冷媒Ｗが存在しない領域を収納することができれば、ポンプ１５内を液相の冷媒Ｗで満たすことができる。

以上のように本実施形態の冷却装置１０によれば、図１に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置する姿勢となり、ポンプ１５が停止していてもポンプ１５内を液相の冷媒Ｗで満たすことができる。

また、図２に示すように、ポンプ１５が稼働しているときであってもポンプ１５内は液相の冷媒Ｗで満たされており、冷却装置１０は、継続して稼働することができる。ここで、冷却装置１０が稼働している時の冷媒Ｗの状態について図２を参照して説明する。冷却装置１０は、電子機器１００の電源が入れられると稼働し始める。ポンプ１５は、冷却装置１０の稼働開始と共に作動する。

ポンプ１５が作動すると、冷媒Ｗはポンプ１５の吐出口１５ｂから第１配管１７に吐出される。吐出された冷媒Ｗは、第１配管１７を通じて受熱部１１に供給される。受熱部１１に供給された冷媒Ｗは、矢示２１のように発熱体設置部１１ａに噴き付けられ、発熱体１０２の熱を受けて沸騰する。このため、受熱部１１内に気相の冷媒Ｗによって空間ＳＰ２が形成される。そして、冷媒Ｗは、気液混相の状態で、上流側タンク１３を通じて放熱部１２へ送られる。放熱部１２では、冷媒Ｗが冷却される。このため、気相の冷媒Ｗの一部が液相に戻る。液相に戻ることがなかった冷媒Ｗや、元々、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域は、下流側タンク１４内の下流側貯留部１４ｂ内に捕集される。これにより、下流側タンク１４内に液面ＷＳ２が現れ、空間ＳＰ３が形成される。これは、下流側タンク１４が、タンク１６と同様に、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されているためである。

放熱部１２を通過した液相の冷媒Ｗは、再びポンプ１５の吸込口１５ａに吸い込まれ、ポンプ１５によって吐出される。

なお、ポンプ１５が作動しているとき、タンク１６内には、ポンプ１５の吐出圧力によって冷媒Ｗが充満した状態となっている。

つぎに、このような冷却装置１０の姿勢が変化した場合について図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、図１及び図２に示す冷却装置１０の状態から、冷却装置１０を９０°回転させ、放熱部１２が鉛直方向上側に位置した状態を示している。図３は、ポンプ１５が停止しているときの様子を示し、図４はポンプ１５が稼働しているときの様子を示している。

図３や図４に示す状態の冷却装置１０において、鉛直方向上側の位置が最も高いのは、放熱部１２である。このため、図３に示すように、ポンプ１５が停止しているとき、液相の冷媒Ｗはその重力で下方に移動する。そして、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域は、上流側タンク１３、放熱部１２及び下流側タンク１４内に移動する。この結果、これらの内部に液面ＷＳ３が現れ、空間ＳＰ４が形成される。これにより、ポンプ１５の内部は液相の冷媒Ｗで満たされた状態となる。

一方、図４に示すように、ポンプ１５が稼働すると、冷媒Ｗはポンプ１５の吐出口１５ｂから第１配管１７に吐出される。吐出された冷媒Ｗは、第１配管１７を通じて受熱部１１に供給される。受熱部１１に供給された冷媒Ｗは、発熱体設置部１１ａに噴き付けられ、発熱体１０２の熱を受けて沸騰する。このため、受熱部１１内に気相の冷媒Ｗによって空間ＳＰ２が形成される。そして、冷媒Ｗは、気液混相の状態で、上流側タンク１３を通じて放熱部１２へ送られる。このとき、元々、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域は、上流側タンク１３内の上流側貯留部１３ｂ内に捕集される。これにより、上流側タンク１３内に液面ＷＳ４が現れ、空間ＳＰ５が形成される。これは、この状態において、上流側タンク１３が、タンク１６と同様に、鉛直方向に高い位置にあるためである。放熱部１２に送られた冷媒Ｗは、放熱部１２において冷却される。気相の状態で放熱部１２に送られた冷媒Ｗは、液相の状態に戻される。

このように、冷却装置１０が、放熱部１２を鉛直方向上側に位置させた状態であっても、ポンプ１５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

つぎに、図５及び図６を参照して、冷却装置１０の姿勢がさらに変化した場合について説明する。図５及び図６は、図３及び図４に示す冷却装置１０の状態から、冷却装置１０をさらに９０°回転させ、受熱部１１が鉛直方向上側に位置した状態を示している。図５は、ポンプ１５が停止しているときの様子を示し、図６はポンプ１５が稼働しているときの様子を示している。

図５や図６に示す状態の冷却装置１０において、鉛直方向上側の位置が最も高いのは、受熱部１１である。このため、図５に示すように、ポンプ１５が停止しているとき、液相の冷媒Ｗはその重力で下方に移動する。そして、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域は、受熱部１１内に移動する。この結果、受熱部１１の受熱部貯留部１１ｂ内に液面ＷＳ５が現れ、空間ＳＰ６が形成される。これにより、ポンプ１５の内部は液相の冷媒Ｗで満たされた状態となる。

一方、図６に示すように、ポンプ１５が稼働すると、冷媒Ｗはポンプ１５の吐出口１５ｂから第１配管１７に吐出される。吐出された冷媒Ｗは、第１配管１７を通じて受熱部１１に供給される。受熱部１１に供給された冷媒Ｗは、発熱体設置部１１ａに噴き付けられ、発熱体１０２の熱を受けて沸騰する。このため、受熱部１１内に気相の冷媒Ｗによって空間ＳＰ２が形成される。そして、冷媒Ｗは、気液混相の状態で、上流側タンク１３を通じて放熱部１２へ送られる。このとき、元々、冷却装置１０の内部空間の一部に形成される液相の冷媒Ｗが存在しない領域は、上流側タンク１３内の上流側貯留部１３ｂ内に捕集される。これにより、上流側タンク１３内に液面ＷＳ６が現れ、空間ＳＰ７が形成される。これは、この状態において、上流側タンク１３が、導入口１３ａよりも上側に広がる空間を有しているためである。放熱部１２に送られた冷媒Ｗは、放熱部１２において冷却される。気相の状態で放熱部１２に送られた冷媒Ｗは、液相の状態に戻される。

このように、冷却装置１０が、受熱部１１を鉛直方向上側に位置させた状態であっても、ポンプ１５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

なお、放熱部１２を最も下側に配置した場合であっても、同様に、ポンプ１５の内部を液相の冷媒Ｗで満たすことができ、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

（第２実施形態）
つぎに、図７を参照して、第２実施形態の冷却装置３０について説明する。第２実施形態の冷却装置３０は、第１実施形態の冷却装置１０が備える第１配管１７に代えて、第１配管２７を備える。そして、第１実施形態におけるタンク１６に代えてタンク３６を備えている。なお、その他の構成は、第１実施形態と異なるところがないので、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１配管２７の第１端部２７ａは、ポンプ１５の吐出口１５ｂに接続されている。また、第１配管２７の第２端部２７ｂは、受熱部１１内に開口するように配置されている。これらの点は、第１実施形態の第１配管１７と共通する。ただし、第２実施形態では、分岐配管２０が廃止され、第１配管２７の途中にタンク３６が組み込まれている。

タンク３６は、第１実施形態のタンク１６と同様に、図７に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。このため、第２実施形態の冷却装置３０も第１実施形態の冷却装置１０と同様に、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態のとき、ポンプ１５内を冷媒Ｗで満たした状態とすることができる。また、冷却装置１０と同様に、冷却装置３０の設置姿勢が種々変化しても、ポンプ１５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

第２実施形態の冷却装置３０は、分岐配管２０が廃止されているため、清掃等のメンテナンスが容易である。

（第３実施形態）
つぎに、図８を参照して、第３実施形態の冷却装置４０について説明する。第３実施形態の冷却装置４０は、第１実施形態の冷却装置１０が備える第３配管１９に代えて、第３配管４９を備える。そして、第１実施形態におけるタンク１６に代えてタンク４６を備えている。また、これに伴って、下流側タンク１４が廃止されている。なお、その他の構成は、第１実施形態と異なるところがないので、共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３配管４９はポンプ１５と放熱部１２を接続している。そして、その間にタンク４６が組み込まれている。

タンク４６は、第１実施形態のタンク１６と同様に、図８に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。このため、第３実施形態の冷却装置４０も第１実施形態の冷却装置１０と同様に、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態のとき、ポンプ内を冷媒Ｗで満たした状態とすることができる。また、冷却装置１０と同様に、冷却装置４０の設置姿勢が種々変化しても、ポンプ１５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

第３実施形態の冷却装置４０は、ポンプ１５の上流側にタンク４６を備えているので、第１実施形態の冷却装置１０が備えていた下流側タンク１４を廃止することができ、構成を簡素化することができる。

（第４実施形態）
つぎに、図９を参照して、第４実施形態の冷却装置５０について説明する。第４実施形態の冷却装置５０は、いわば、第２実施形態の冷却装置３０と第３実施形態の冷却装置４０を組み合わせた形態である。すなわち、冷却装置５０は、第１配管２７に組み込まれたタンク３６と第３配管４９に組み込まれたタンク４６を備えている。

タンク３６及びタンク４６は、第１実施形態のタンク１６と同様に、図９に示すように、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。このため、第４実施形態の冷却装置５０も第１実施形態の冷却装置１０と同様に、ポンプ１５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態のとき、ポンプ１５内を冷媒Ｗで満たした状態とすることができる。また、冷却装置１０と同様に、冷却装置５０の設置姿勢が種々変化しても、ポンプ１５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５を継続して稼働させることができる。

第４実施形態の冷却装置４０は、ポンプ１５の上流側及び下流側にタンクを備えているので、姿勢の変化に対し、ポンプ１５内に冷媒Ｗを充填する機能を強化することができる。

（第５実施形態）
つぎに、図１０を参照して、第５実施形態の冷却装置６０について説明する。第５実施形態の冷却装置６０は、第４実施形態の冷却装置５０の態様に、ポンプ１５と並べてさらに他のポンプ６５を設けた態様となっている。冷却装置６０は、冷却装置５０と同様に、タンク３６及びタンク４６を備える。タンク３６及びタンク４６は、図１０に示すように、ポンプ１５及びポンプ６５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、ポンプ１５及びポンプ６５よりも鉛直方向に高い位置に配置されている。このため、第５実施形態の冷却装置６０も第１実施形態の冷却装置１０と同様に、ポンプ１５及びポンプ６５が受熱部１１と放熱部１２よりも鉛直方向上側に位置している状態のとき、ポンプ１５及びポンプ６５内を冷媒Ｗで満たした状態とすることができる。また、冷却装置１０と同様に、冷却装置５０の設置姿勢が種々変化しても、ポンプ１５及びポンプ６５内は、液相の冷媒Ｗで満たされた状態となり、ポンプ１５及びポンプ６５を継続して稼働させることができる。

第５実施形態の冷却装置６０は、ポンプの数に対応させたタンクを備えているので、姿勢の変化に対し、ポンプ１５及びポンプ６５内に冷媒Ｗを充填する機能を強化することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１循環流路
１０、３０、４０、５０冷却装置
１１受熱部
１１ａ発熱体設置部
１１ｂ受熱部貯留部
１２放熱部
１３上流側タンク
１３ｂ上流側貯留部
１４下流側タンク
１４ｂ下流側貯留部
１５、６５ポンプ
１６、３６、４６タンク
１７、２７第１配管
１８第２配管
１９、４９第３配管
２０分岐配管
２０ａ分岐点
１００電子機器
１０２発熱体

Claims

冷媒が循環する循環流路と、
前記循環流路に配置され、発熱体が発する熱を冷媒が受ける受熱部と、
前記循環流路に配置され、前記冷媒が前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、
前記循環流路に配置され、前記冷媒を前記受熱部に送出するポンプと、
前記循環流路に接続され、内部に空間を有するタンクと、
を備え、
前記タンクは、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、前記ポンプよりも鉛直方向に高い位置に配置された冷却装置。
前記受熱部、前記放熱部及び前記ポンプが配置された前記循環流路は、気密性を確保した密閉構造を有する請求項１に記載の冷却装置。
前記冷媒は、脱気処理されている請求項１又は２に記載の冷却装置。
前記タンクは、前記循環流路から分岐した分岐配管を介して前記循環流路に接続され、前記分岐配管は、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、上方に向かって延びている請求項１から３のいずれか一項に記載の冷却装置。
前記循環流路は、前記ポンプから前記受熱部へ向かって前記冷媒を流す第１配管と、前記受熱部から前記放熱部に向かって前記冷媒を流す第２配管と、前記放熱部から前記ポンプへ向かって冷媒を流す第３配管と、
を、備え、前記タンクは、前記第１配管及び前記第３配管の少なくともいずれか一方に接続された請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却装置。
前記受熱部は、内部に冷媒を貯留する空間を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却装置。
前記放熱部の上流側及び下流側の少なくともいずれか一方に冷媒を貯留する空間を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却装置。
前記タンク内の前記空間の容積は、前記冷媒が沸騰した状態のときに、前記循環流路と前記受熱部と前記放熱部と前記ポンプを合わせた領域において、気相の前記冷媒が占める容積よりも大きい請求項１から７のいずれか１項に記載の冷却装置。
発熱体と、
前記発熱体を冷却する冷却装置と、を備えた電子機器であって、
前記冷却装置は、
冷媒が循環する循環流路と、
前記循環流路に配置され、前記発熱体が発する熱を冷媒が受ける受熱部と、
前記循環流路に配置され、前記冷媒が前記受熱部で受けた熱を放出する放熱部と、
前記循環流路に配置され、前記冷媒を前記受熱部に送出するポンプと、
前記循環流路に接続され、内部に空間を有するタンクと、
を備え、
前記タンクは、前記ポンプが前記受熱部と前記放熱部よりも鉛直方向上側に位置している状態であるときに、前記ポンプよりも鉛直方向に高い位置に配置された電子機器。