JP2801998B2

JP2801998B2 - 電子機器の冷却装置

Info

Publication number: JP2801998B2
Application number: JP4273239A
Authority: JP
Inventors: 明彦藤▲崎▼; 日出夫勝見
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH06125188A; US5535818A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器、特に発熱密
度の高いＬＳＩを多数使用するコンピュータ等の電子機
器を、冷媒を循環させて冷却を行なう電子機器の冷却装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子機器の循環冷却を行なうた
めの循環系は、図１８に示すように、冷媒１を貯めた
り、あるいは補給するためのタンク６と、冷媒１を循環
させるポンプ２と、冷媒１から熱を取り除くための熱交
換器３と、電子機器４に冷媒１を直接、あるいは間接に
接触させる冷却モジュール５を構成要素として含み、冷
媒１を、タンク６、ポンプ２、熱交換器３、冷却モジュ
ール５、タンク６の順で循環させるように構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、冷却モジュール
５や電子機器４は精密部品であり、過大な圧力が加わる
のは望ましくないにもかかわらず、上述した従来例にお
いては、タンク６が循環系８の一部分を構成するため
に、タンク６と他の部分との圧力差は系の形状、流量等
に応じて一義的に決定され、冷却系の他の要素に大きな
圧力が負荷されてしまうという欠点を有するものであっ
た。

【０００４】すなわち、循環系８が密閉系の場合には、
循環系８に沿う圧力分布を示した図１９に明らかなよう
に、液温の上昇により冷媒１の蒸気圧が上昇し、それに
伴なうタンク内圧の上昇がそのまま循環系８の圧力上昇
につながり、また、開放系の場合には、タンク内圧が大
気圧で固定されるために、冷却モジュール５等、循環系
８を構成する他の要素の圧力を低減させることは、制限
が多く、困難である。

【０００５】なお、図１９において、初期状態は、実線
で、電子機器４が発熱して液温が上昇した状態は２点鎖
線で示されており、初期状態は、冷媒１の循環を始める
前、タンク６内は大気圧であったものとして表わされて
いる。また、図１９におけるアルファベットは、図１８
に示す各部位に対応して示されており、装置内での各部
位の高さは略同等であるものとしている。

【０００６】本発明は、以上の欠点を解消すべくなされ
たものであって、循環系８の圧力、および密閉系での圧
力上昇を低く抑えることのできる電子機器の冷却装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
は、実施例に対応する図１に示すように、冷媒１を循環
させるポンプ２と、冷媒１を冷却する熱交換器３と、電
子機器４を冷却する冷却モジュール５と、タンク６とを
有し、前記ポンプ２、熱交換器３、冷却モジュール５を
配管７により順に接続して循環系８を構成し、前記タン
ク６は、前記循環系８におけるポンプ２と熱交換器３間
の配管７から分岐する流入側バイパス流路９ａと、冷却
モジュール５とポンプ２間の配管７に合流する流出側バ
イパス流路９ｂを介して循環系８に接続される電子機器
の冷却装置を提供することにより達成される。

【０００８】また、図５に示すように、タンク６に、内
圧により内容積が増減する弾性可動部１０を備えたり、
あるいは図７に示すように、流出側バイパス流路９ｂと
循環系８との合流部に液溜り１１を設けることも可能で
ある。

【０００９】さらに、上記冷却構造において、図３に示
すように、流入側バイパス流路９ａを、熱交換器３と冷
却モジュール５間の配管７から分岐することも可能であ
り、この態様において、流出側バイパス流路９ｂと循環
系８との合流部に液溜り１１を設けたり、あるいは、図
９に示すように、タンク６と液溜り１１とを隔てる仕切
り部材１２に設けられた孔状の流路を流出側バイパス流
路９ｂとしたり、図１０に示すように、流出側バイパス
流路９ｂの液溜り１１との境界部にノズル１３を設ける
ことが可能である。

【００１０】また、図１１に示すように、冷却モジュー
ル５とポンプ２間の配管７の途中に、上部にベントバル
ブ２３を備えた液溜り１１を設けることも可能である。
さらに、図１２に示すように、流入側バイパス流路９ａ
に、循環系８側が所定の圧力になると開く弁を備えたリ
リーフバルブ１４を設けたり、図１４に示すように、流
入側バイパス流路９ａと流出側バイパス流路９ｂのいず
れか一方、または両方に弁開度が操作可能な調整弁１５
を設け、調整弁１５の弁開度を、液温センサ２１、ある
いはタンク６に設けた圧力センサ１７による検出値の所
定の関数として変化させる制御器１６により制御するこ
とも可能であり、あるいは、上記制御器１６により、調
整弁１５の弁開度を操作量とし、循環系８内に設けた圧
力センサ１７による検出値を制御量とする定値制御を行
なうこともできる。

【００１１】さらに、図１７に示すように、タンク６
に、タンク６内が所定の圧力になると外部への流路を開
く弁を備えた第２のリリーフバルブ２２を設けることも
可能である。

【００１２】

【作用】ポンプ２、熱交換器３、冷却モジュール５から
なる冷媒１の循環系８に対して、ポンプ２を跨架するよ
うにバイパス流路９ａ、９ｂを介してタンク６を接続し
た場合、タンク内圧は、バイパス流路９ａ、９ｂと循環
系８との接続点における循環系８の圧力と、バイパス流
路９ａ、９ｂの流体抵抗の関数で与えられる。

【００１３】ここで、バイパス流路９ａ、９ｂの流体抵
抗は、流路の内径等を変更することにより可変であり、
該バイパス流路９ａ、９ｂの流体抵抗を適宜値に設定す
ることにより、タンク内圧と循環系８の圧力分布との相
対的な関係の制御が可能となる。

【００１４】また、請求項２記載の発明における弾性可
動部１０は、密閉系における、液温変化等によるタンク
内圧の変動を低減させ、請求項３記載の液溜り１１は、
循環系８の流速を一旦低下させ、冷媒１液と気泡の分離
を行う。

【００１５】さらに、請求項４記載の発明において、タ
ンク６内の液温の上昇を抑えることが可能となる。ま
た、請求項５記載の発明における液溜り１１は、請求項
３記載の発明と同様に、循環系８の流速を一旦低下さ
せ、冷媒液と気泡１８の分離を行い、請求項６記載の発
明における仕切り部材１２、および請求項７記載のノズ
ル１３は、液溜り１１上部の気泡１８と低温の冷媒１と
の接触、熱交換を促進する。

【００１６】また、請求項８記載の発明における液溜り
１１は、請求項３記載の発明と同様に、循環系８の流速
を一旦低下させて冷媒液と気泡１８の分離を行うととも
に、その上部に設けられたベントバルブ２３から、液溜
り１１内に溜まった気体を外部へ放出することを可能と
する。

【００１７】さらに、請求項９記載のリリーフバルブ１
４は、内圧の上昇により動作し、循環系８の圧力上昇を
抑え、請求項１０記載の発明における調整弁１５は、タ
ンク内圧変化による循環系８の圧力変化を相殺し、請求
項１１記載の発明において、調整弁１５の弁開度は、循
環系８内の圧力センサ１７の検出値が一定となるように
調整される。

【００１８】また、請求項１２記載の発明における第２
のリリーフバルブ２２は、タンク内圧の上昇により動作
し、タンク６および循環系８における過大な圧力上昇を
抑える。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に
基づいて詳細に説明する。本発明の第１の実施例を図１
に示す。この実施例において、例えば、水、フッ化炭素
等からなる冷媒１の循環系８は、ポンプ２と、熱交換器
３と、冷却モジュール５を構成要素として含み、各要素
は、配管７により上記順序で連結される。なお、図１に
おいて１９は熱交換器３に設けられるファンを示し、２
０は電子機器４に接続される電源、および信号の配線を
示す。

【００２０】また、上記循環系８に供給される冷媒１の
貯蔵、補給を行なうためのタンク６は、バイパス流路９
ａ、９ｂを介して循環系８に連結される。バイパス流路
９ａ、９ｂは、流出側９ｂがポンプ２の流入側に、流入
側９ａがポンプ２の出力側に接続されている。なお、図
１において冷媒１の流れの向きは、図中矢印で示されて
おり、タンク６は、密閉型であっても、開放型であって
もよい。

【００２１】上記冷却装置における圧力分布を密閉系に
ついて図２に示す。図２において左側は、循環系８内に
おける圧力分布を示し、右側がバイパス流路９ａ、９
ｂ、およびタンク６部分の圧力分布を示し、図１９と同
様に、初期状態は、実線で、電子機器４が発熱して液温
が上昇した状態は２点鎖線で示されている。なお、図２
におけるアルファベットは、図１に示す各部位に対応し
て示されており、装置内での各部位の高さは略同等であ
るものとしている。

【００２２】いま、タンク６への流入側バイパス流路９
ａの流体抵抗をＲi、タンク６からの流出側バイパス流
路９ｂの流体抵抗をＲo、バイパス流路の接続点ｃ、ｈ
における循環系８の圧力をそれぞれｐi、ｐoとすると、
タンク内圧とｐi、ｐoとの関係は、

【００２３】

【数１】

【００２４】となり、例えば、Ｒi ＝Ｒo ならば、タ
ンク内圧は、（ｐi＋ｐo ）／２と等しくなり、また、
Ｒi ＞＞Ｒo ならば、タンク内圧はｐo と等しくな
り、従来例における圧力分布と同じになる。

【００２５】ここで、バイパス流路９ａ、９ｂの流体抵
抗Ｒi、Ｒoは、流路の内径、長さ、途中に配置された弁
等の部品により変更可能であり、該流体抵抗Ｒi、Ｒoを
調整することにより、ｐiとｐoの間の任意の圧力が、タ
ンク内圧と等しくなるように設定することができる。

【００２６】したがって、予めｐo をタンク内圧よりΔ
ｐだけ低く設定しておけば、その分、純化畏敬８側の圧
力分布は従来例より下がることになり、液温の上昇等で
タンク内圧が大気圧より上昇しても、循環系８側の大気
圧に対する圧力上昇は、従来例より低く抑えられる。

【００２７】すなわち、この場合の圧力上昇抑制量Δｐ
は、

【００２８】

【数２】

【００２９】となる。この場合、ｐo をタンク内圧に対
して低くし過ぎると、初期状態でポンプ２の入口圧が低
くなり過ぎて、ポンプ２でのキャビテーションが生じて
しまうため、Δｐの値は、このような不具合が生じない
範囲で決定される。

【００３０】なお、以上の説明においては、密閉系を例
に取ったが、大気に対して開放されている開放系におい
ても、循環系８の圧力を低く抑える効果が発揮されるた
めに、冷却モジュール５等に加わる圧力を従来例に比し
て低くすることが可能となる。

【００３１】本発明の第２の実施例を図３に示す。この
実施例において、流入側バイパス流路９ａは、熱交換器
３と冷却モジュール５間の配管７から分岐される。な
お、以下の実施例の説明において、上述した実施例と同
一の構成は、図中に同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００３２】この実施例における循環系８の圧力分布
は、図４に示すように、上述した第１の実施例と略同様
であるが、タンク６への流入側バイパス流路９ａの接続
点が熱交換器３と冷却モジュール５との間に移動してい
るため、液温が上昇しても、タンク６内は、熱交換器３
を通った後の比較的低温の冷媒１で満たされることとな
り、第１の実施例に比して、内圧の上昇はごく僅かに収
めることができる。

【００３３】さらに、本実施例においては、開放系の場
合の動作も上述した第１の実施例と同様の効果を奏する
ものであるが、タンク６内の温度が第１の実施例よりも
低く抑えられるために、冷媒１の蒸散を抑えることがで
きるという効果をも奏することができる。

【００３４】図５に上述した実施例におけるタンク６の
変形を示す。この変形例は、密閉系において特に有効で
あり、タンク６は、弾性可動部１０を備える。弾性可動
部１０は、タンク６の内圧に応じてその内容積が変化す
るように構成されるもので、図示の弾性可動部１０は、
ベローズにより形成されるが、この外に、ゴム膜、アキ
ュムレータ等、適宜の構造を採用することができ、さら
に、弾性可動部１０の設置位置は、タンク６のどこであ
ってもよい。

【００３５】上記弾性可動部１０の効果を図６に示す。
図６において実線は弾性可動部１０を有しないタンク６
を使用して本実施例の冷却装置を構成した場合の液温−
タンク内圧線図であり、１点鎖線は、本変形例に係るタ
ンク６を使用する場合の液温−タンク内圧線図を示す。

【００３６】図６において明らかなように、密閉系内部
の圧力は、冷媒蒸気圧等の変化をもたらす液温の変動に
よって変化し、液温の上昇により、徐々に上昇するが、
弾性可動部１０は、密閉系内容積がある程度増減する余
裕をタンク６に与え、タンク内圧の変動は、緩和され
る。この結果、同じ圧力上昇抑制量Δｐに対して、弾性
可動部１０を有しない場合は、液温がＴA まで上昇した
ところで抑制効果が相殺されてしまうのに対し、弾性可
動部１０を設けた場合の方は、より広い液温範囲（初期
液温〜ＴB）において、圧力上昇の抑制効果をもてるこ
ととなるのである。

【００３７】また、図７に示すように、流出側バイパス
流路９ｂと循環系８との接続部に液溜り１１を設け、該
液溜り１１の上部に流出側バイパス流路９ｂを接続する
と、液溜り１１において循環系８の流速が落ちるため、
循環してきた冷媒１液と気泡１８との分離を促進させる
ことができ、循環系８への冷媒１注入時等におけるガス
抜きを容易に行うことができる。

【００３８】なお、図７に示すように、流出側バイパス
流路９ｂは、分離した気泡１８が途中に滞留することな
くスムーズにタンク６へと抜けるような構造とすること
が望ましい。また、図７においては、第１の実施例を基
本に液溜り１１を設けた場合を示したが、図８に示すよ
うに、第２の実施例を基本に液溜り１１を設けることも
可能であり、この場合においても、上記効果を奏するこ
とが可能である。

【００３９】さらに、図９に示すように、第２の実施例
を基本に液溜り１１を設けた冷却装置において、タンク
６と液溜り１１とを、仕切り部材１２を介して隣接配置
し、該仕切り部材１２に穿孔した孔を流出側バイパス流
路９ｂとして構成したり、図１０に示すように、仕切り
部材１２にノズル１３を設け、タンク６内の冷媒１をノ
ズル１３を介して液溜り１１に供給するように構成する
こともでき、このように構成することにより、冷却モジ
ュール５における冷媒１の沸騰等で生じた気泡１８とタ
ンク６内の低温の冷媒１との接触、熱交換を促進するこ
とができる。

【００４０】なお、図９において、仕切り部材１２に設
けられる孔の形状、個数、配置は任意であり、仕切り部
材１２内で流路が分岐、合流を繰り返す多孔質状のもの
であってもよい。

【００４１】また、図１１に示すように、冷却モジュー
ル５とポンプ２間の配管７の途中に液溜り１１を設け、
該液溜り１１内の気体を外部へ放出するベントバルブ２
３を液溜り１１の上部に設けると、図７に示した実施例
と同様に、液溜り１１において循環系８の流速が落ちる
ため、循環してきた冷媒液と気泡１８との分離を促進さ
せることができる。

【００４２】気体を外部へ放出するベントバルブ２３に
は、必要に応じて弁を開閉する主動式のバルブや、気体
と液体の密度差を利用して気体のみを自動的に放出する
タイプのバルブ等を用いることができるほか、タンク６
との高さの差による静水圧を考慮しても液溜り１１内の
圧力が大気圧以下になり得る場合には、空気の吸い込み
を防止するように、これらのバルブと直列に逆止弁を併
用してもよい。

【００４３】なお、図１１においては、第１の実施例を
基本に液溜り１１を設けた場合を示したが、同様に第２
の実施例に対して設けることも可能である。また、流出
側バイパス流路９ｂの循環系８への合流点と液溜り１１
との位置関係は、図１１のように液溜り１１の方が上流
であるか、またはその逆でもよく、あるいは一致（流出
側バイパス流路９ｂが液溜り１１に接続）していてもよ
い。

【００４４】図１２に本発明の第３の実施例を示す。こ
の実施例は、循環系８の圧力を適切に調整することを可
能としたもので、流入側バイパス流路９ａの途中には、
リリーフバルブ１４が配置される。このリリーフバルブ
１４は、循環系８側が所定の圧力に達すると、冷媒１が
タンク６側に流れるように開く弁を備えており、循環系
８の圧力は、以下のように決定される。

【００４５】すなわち、液温の上昇等によりｐiが上昇
し、リリーフバルブ１４の弁作動圧力を越えると、リリ
ーフバルブ１４は開き始め、以下、図１３に示すよう
に、右上がりの圧力−開度特性に沿って開度が増してい
く。一方、リリーフバルブ１４が開くにつれて、Ｒiは
減少するために、（２）式より、圧力上昇抑制量Δｐが
増加し、循環系８の圧力は、右下がりの曲線で表わされ
る特性曲線に沿って降下していく。したがって、この特
性曲線とリリーフバルブ１４の特性との交点が実際のｐ
iを与えることとなる。このため、リリーフバルブ１４
が１００％開き切るまでは、ｐiは、略弁作動圧力の付
近に保たれる。

【００４６】なお、この実施例において、タンク６は密
閉型であっても、開放型であってもよい。また、熱交換
器３は、水冷式のものを使用しているが、図１に示すよ
うに、空冷式のものを使用することも可能であり、さら
に、図１、３、７、８、９、１１に示す熱交換器３を水
冷式とすることも自由である。

【００４７】図１４に本発明の第４の実施例を示す。こ
の実施例において、タンク６と循環系８とを接続する２
本のバイパス流路９ａ、９ｂには、制御器１６からの指
令により弁開度が調整される調整弁１５が設けられ、タ
ンク６には、タンク内圧を計測するための圧力センサ１
７が設けられる。

【００４８】図１５は制御器１６による調整弁１５の制
御状態を示すもので、圧力センサ１７からの制御入力が
高くなると、制御器１６は、流出側バイパス流路９ｂに
配置された調整弁１５に対して弁開度を低下させ、流入
側バイパス流路９ａに配置された調整弁１５に対して弁
開度を増加させるように動作する。

【００４９】この結果、タンク内圧の上昇に伴なって、
流入側バイパス流路９ａの流路抵抗Ｒiは減少し、流出
側バイパス流路９ｂの流路抵抗Ｒoは増加し、（２）式
より、圧力上昇抑制量Δｐが増加する。したがって、こ
のΔｐがタンク内圧の上昇量と一定の差を保つように、
予め、図１５の各制御状態線図の詳細を決めておくこと
により、循環系８側の圧力上昇は相殺される。すなわ
ち、この条件は、

【００５０】

【数３】

【００５１】と表わされる。ただし、Δｐoは、初期状
態における圧力上昇抑制量を与える定数である。ここ
で、タンク内圧上昇量は、タンク内圧と大気圧との差で
あること、および（２）式を用いると、（３）式は次の
ようになる。

【００５２】

【数４】

【００５３】これは、さらに、

【００５４】

【数５】

【００５５】と変形できる。ここで、（ｐi−ｐo）の値
は、循環系８内の２点間の圧力差であるため、一定とな
る。したがって、タンク内圧の値に対して、（５）式か
ら決まるＲi、Ｒoの比に等しくなるようにＲi、Ｒoの値
を適宜定め、その流路抵抗値に相当する調整弁の開度を
制御状態線図の値とすることにより、（３）式の条件を
満たすことができる。

【００５６】なお、上述した実施例において、調整弁１
５は、流入側、流出側バイパス流路９ａ、９ｂの両方に
設けられているが、いずれか一方のみに設けておくこと
も可能であり、さらに、制御器１６に入力される検出値
としては、図６のような液温−タンク内圧関係を利用し
て、例えば、図１４の１点鎖線で示すように、タンク６
に設けた液温センサ２１の値を使用することも可能であ
る。

【００５７】また、上記制御器１６における制御に、調
整弁１５の弁開度を操作量とし、図１４に点線で示すよ
うに、循環系８内に設けた圧力センサ１７による検出値
を制御量とする定値制御を行なわせることで、タンク６
が密閉型、開放型のいずれであっても、圧力センサ１７
の検出値が一定となるように、弁開度を操作することが
可能である。また、例えば、流入側バイパス流路９ａの
調整弁１５のみを操作するように構成する場合には、制
御器１６において、図１６に示す処理を行なえばよい。

【００５８】なお、図１６においてｋは正の値の制御パ
ラメータ（比例ゲイン）であり、系の特性に応じて適宜
決定される。さらに、例えば、ＰＩＤ制御等、より応答
性、安定性に優れた制御方式を適用することももちろん
可能である。

【００５９】図１７に、上述した実施例におけるタンク
６のさらに他の変形例を示す。この変形例は、密閉系に
おいて特に有効であり、タンク６には、第２のリリーフ
バルブ２２が設けられる。この第２のリリーフバルブ２
２は、タンク６内が所定の圧力に達すると、タンク６内
から外部への流路を開く弁を備えており、以下のように
機能する。

【００６０】すなわち、上述した各実施例において、圧
力上昇抑制量Δｐは無制限に大きくできるわけではな
く、（２）式より、（ｐi−ｐo）がその上限であること
がわかる。したがって、ファン１９の故障による液温上
昇等によりタンク内圧が異常に上昇すると、循環系８に
過大な圧力が加わることにもなり得るが、このような場
合に、上記第２のリリーフバルブ２２からタンク内のガ
ス等を外部に放出することで、タンク内圧を低下させ、
循環系８における過大な圧力上昇を未然に防止すること
ができる。

【００６１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、循環系の圧力、および密閉系での圧力上昇を
低く抑えることができ、冷却モジュール、および電子機
器の信頼性を向上させることができる。

【００６２】また、タンクに弾性可動部を設けた場合に
は、液温等、密閉系のタンク内圧を変化させる因子に対
して、より広い範囲で圧力上昇を抑制することができ
る。さらに、流出側バイパス流路と循環系との合流部、
あるいは冷却モジュールとポンプ間の配管の途中に液溜
りを設けると、循環系の冷媒からの気泡の分離が促進さ
れ、保守性を向上させることができる。

【００６３】また、流入側バイパス流路を、熱交換器と
冷却モジュール間の配管から分岐した場合には、タンク
内の冷媒温度を低くすることができるために、圧力上昇
を効果的に抑えることができる上に、開放系での冷媒蒸
散を抑えることができ、さらに、タンクと液溜りとを隔
てる仕切り部材に設けられた孔状の流路を流出側バイパ
ス流路としたり、流出側バイパス流路の液溜りとの境界
部にノズルを設けた場合には、沸騰循環系での蒸気泡の
消泡を効率よく行なうことができ、沸騰循環系の小型
化、安定化を図ることができる。

【００６４】また、流入側バイパス流路にリリーフバル
ブを設けたり、流入側、流出側バイパス流路に調整弁を
設けると、循環系の圧力変動が抑えられ、冷却性能の安
定性、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す図である。

【図２】図１の圧力分布図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図４】図３の圧力分布図である。

【図５】タンクの変形例を示す図である。

【図６】弾性可動部の動作を示す図である。

【図７】液溜りを設けた変形例を示す図である。

【図８】第２の実施例に液溜りを設けた変形例を示す図
である。

【図９】図８の変形例を示す図である。

【図１０】図９の他の変形例を示す図である。

【図１１】液溜りを設けたさらに他の変形例を示す図で
ある。

【図１２】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１３】リリーフバルブの動作を示す図である。

【図１４】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１５】調整弁の動作を示す図である。

【図１６】制御器の動作を示す図である。

【図１７】タンクのさらに他の変形例を示す図である。

【図１８】従来例を示す図である。

【図１９】従来例における圧力分布を示す図である。

【符号の説明】

１冷媒２ポンプ３熱交換器４電子機器５冷却モジュール６タンク７配管８循環系９ａ流入側バイパス流路９ｂ流出側バイパス流路１０弾性可動部１１液溜り１２仕切り部材１３ノズル１４リリーフバルブ１５調整弁１６制御器１７圧力センサ２１液温センサ２２第２のリリーフバルブ２３ベントバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｌ 23/473 Ｈ０１Ｌ 23/46 Ｚ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒(１)を循環させるポンプ(２)と、冷媒(１)を冷却する熱交換器(３)と、電子機器(４)を冷却する冷却モジュール(５)と、タンク(６)とを有し、前記ポンプ(２)、熱交換器(３)、冷却モジュール(５)を
配管(７)により順に接続して循環系(８)を構成し、前記タンク(６)は、前記循環系(８)におけるポンプ(２)
と熱交換器(３)間の配管(７)から分岐する流入側バイパ
ス流路(９ａ)と、冷却モジュール(５)とポンプ(２)間の配管(７)に合流す
る流出側バイパス流路(９ｂ)を介して循環系(８)に接続
される電子機器の冷却装置。
【請求項２】前記タンク(６)は、内圧により内容積が増
減する弾性可動部(１０)を備える請求項１記載の電子機
器の冷却装置。
【請求項３】前記流出側バイパス流路(９ｂ)と循環系
(８)との合流部に液溜り(１１)を設け、かつ、前記流出
側バイパス流路(９ｂ)を、液溜り(１１)の上部に接続し
た請求項１または２記載の電子機器の冷却装置。
【請求項４】請求項１または２記載の電子機器の冷却装
置における流入側バイパス流路(９ａ)の配管(７)からの
分岐点を、熱交換器(３)と冷却モジュール(５)間の間に
代えた電子機器の冷却装置。
【請求項５】前記流出側バイパス流路(９ｂ)と循環系
(８)との合流部に液溜り(１１)を設け、かつ、前記流出
側バイパス流路(９ｂ)を、液溜り(１１)の上部に接続し
た請求項４記載の電子機器の冷却装置。
【請求項６】前記流出側バイパス流路(９ｂ)は、タンク
(６)と液溜り(１１)とを隔てる仕切り部材(１２)に設け
られた孔状の流路である請求項５記載の電子機器の冷却
装置。
【請求項７】前記流出側バイパス流路(９ｂ)の液溜り
(１１)との境界部には、液溜り(１１)内に冷媒(１)を噴
霧するノズル(１３)を設けた請求項５または６記載の電
子機器の冷却装置。
【請求項８】前記冷却モジュール(１５)とポンプ(２)間
の配管(７)の途中に液溜り(１１)を設け、かつ、該液溜
り(１１)内の気体を外部へ放出するベントバルブ(２３)
を、液溜り(１１)の上部に設けた請求項１、２または４
記載の電子機器の冷却装置。
【請求項９】前記流入側バイパス流路(９ａ)には、循環
系(８)側が所定の圧力になると開く弁を備えたリリーフ
バルブ(１４)を設けた請求項１、２、３、４、５、６、
７または８記載の電子機器の冷却装置。
【請求項１０】流入側バイパス流路(９ａ)と流出側バイ
パス流路(９ｂ)のいずれか一方、または両方に設けら
れ、弁開度が操作可能な調整弁(１５)と、該調整弁(１５)の弁開度を、液温センサ(２１)、あるい
はタンク(６)に設けた圧力センサ(１７)による検出値の
所定の関数として変化させる制御器(１６)とを有する請
求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の電
子機器の冷却装置。
【請求項１１】流入側バイパス流路(９ａ)と流出側バイ
パス流路(９ｂ)のいずれか一方、または両方に設けら
れ、弁開度が操作可能な調整弁(１５)と、該調整弁(１５)の弁開度を操作量とし、循環系(８)内に
設けた圧力センサ(１７)による検出値を制御量とする定
値制御を行う制御器(１６)とを有する請求項１、２、
３、４、５、６、７、８または９記載の電子機器の冷却
装置。
【請求項１２】前記タンク(６)には、タンク(６)内が所
定の圧力になると外部への流路を開く弁を備えた第２の
リリーフバルブ(２２)を設けた請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０または１１記載の電子機器の
冷却構造。