JP6390225B2

JP6390225B2 - 冷却システム及び電子装置

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Publication number: JP6390225B2
Application number: JP2014143345A
Authority: JP
Inventors: 林　信幸; 信幸林; 中西　輝; 輝中西; 木村　孝浩; 孝浩木村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: JP2016017732A; US9625962B2; US20160011635A1

Description

本願の開示する技術は、冷却システム及び電子装置に関する。

例えば電子部品等の発熱体を冷却するための冷却システムとしては、蒸発器及び凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続する送り管及び戻り管とを備えた冷却システムがある（例えば、特許文献１参照）。

この冷却システムでは、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、送り管を通じて蒸発器から凝縮器に搬送される。凝縮器では、送り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、戻り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。

特開２０１２−１３２６１３号公報実公平７−１４０１５号公報

しかしながら、上述の冷却システムにおいて、発熱体の発熱量の増加に伴い蒸発器内の蒸気圧が上昇すると、蒸発器内の冷媒の沸点も上昇する。蒸発器内の蒸気圧が上昇して蒸発器内の冷媒の沸点が上昇すると、冷媒の蒸発量が低減し、発熱体に対する冷却性能が低下する虞がある。

そこで、本願の開示する技術は、一つの側面として、発熱体に対する冷却性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本願の開示する技術によれば、蒸発器と、凝縮器と、送り管と、戻り管と、迂回管とを備えた冷却システムが提供される。送り管は、送り管本体を有する。送り管本体は、蒸発器内に開口する開口部と凝縮器とを接続し、蒸発器で発生した蒸気を凝縮器に搬送する。戻り管は、凝縮器と蒸発器とを接続し、凝縮器で液化された冷媒を蒸発器に戻す。送り管本体の長さ方向の少なくとも一部における内側の断面積は、開口部の内側の断面積よりも大きい。迂回管は、蒸発器と送り管本体とを接続し、蒸発器から送り管本体に蒸気を移動させる。迂回管における上流管と下流管との間には、圧力調整弁が設けられている。圧力調整弁は、蒸発器内の圧力上昇に伴って上流管の内側の圧力が作動圧力以上に達した場合に作動し、上流管の内側と下流管の内側とを連通する。

本願の開示する技術によれば、発熱体に対する冷却性能を向上させることができる。

冷却システムを備えた電子装置の平面図である。冷却システムを備えた電子装置の一部断面を含む側面図である。蒸発器及び送り管の縦断面図である。蒸発器及び迂回管の縦断面図である。圧力調整弁の動作を説明する図である。発熱体の発熱量と冷却システムの冷却性能比との関係を示す図である。送り管の第一変形例を示す縦断面図である。送り管の第二変形例を示す縦断面図である。送り管の第三変形例を示す縦断面図である。送り管の第四変形例を示す縦断面図である。送り管の第五変形例を示す縦断面図である。拡大部の第一変形例を示す縦断面図である。拡大部の第二変形例を示す縦断面図である。拡大部の第三変形例を示す縦断面図である。拡大部の第四変形例を示す縦断面図である。拡大部の第五変形例を示す縦断面図である。

以下、本願の開示する技術の一実施形態を説明する。

図１，図２に示される電子装置１００は、一例として、サーバである。この電子装置１００は、回路基板１０２を備える。回路基板１０２には、「発熱体」の一例である電子部品１０４が実装されている。この電子部品１０４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。

また、電子装置１００は、上述の電子部品１０４を冷却するための冷却システム１０を備える。冷却システム１０は、蒸発器１２と、凝縮器１４と、送り管１６と、戻り管１８と、迂回管２０と、送風機２２とを備える。

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１０６を介して電子部品１０４と熱的に接続されている。

蒸発器１２の内側には、蒸発室２４が形成されており、凝縮器１４の内側には、凝縮流路２６が形成されている。蒸発器１２及び凝縮器１４は、送り管１６及び戻り管１８によって接続されている。蒸発室２４及び凝縮流路２６は、送り管１６の内側に形成された送り流路２８、及び、戻り管１８の内側に形成された戻り流路３０を通じて連通されている。

この蒸発室２４、凝縮流路２６、送り流路２８、及び、戻り流路３０は、密閉されたループ型の循環回路３２を形成しており、この循環回路３２には、冷媒３４（作動液）が収容されている。冷媒３４は、減圧下で循環回路３２に注入されても良いし、大気圧下で循環回路３２に注入されても良い。冷媒３４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。

蒸発器１２の内側に開口する送り管１６の開口径は、蒸発器１２の内側に開口する戻り管１８の開口径よりも大に設定される。これにより、後述するように蒸発器１２にて冷媒３４が気化された場合には、冷媒３４が送り管１６及び戻り管１８のうち送り管１６を通じて蒸発器１２から凝縮器１４に移動する。

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。

また、上述の送り管１６は、より具体的には、次のような構造とされる。つまり、図３に示されるように、送り管１６は、円筒状の開口部３８と、円管状の送り管本体４０とを有する。この開口部３８及び送り管本体４０を含む送り管１６の全体における内側の断面形状は、円形状である。

蒸発器１２における電子部品１０４側と反対側の天壁部４２には、この天壁部４２を貫通する連通孔４４が形成されており、この連通孔４４は、蒸発室２４と連通されている。筒状の開口部３８は、この連通孔４４に挿入（嵌合）されており、蒸発器１２内（蒸発室２４）に開口する。送り管１６のうち連通孔４４に挿入された部分が開口部３８であり、この開口部３８の先端３８Ａは、天壁部４２の内面４２Ａと面一状を成している。この開口部３８における蒸発室２４側の開口の径（開口部３８における蒸発器１２内への開口径）を含む開口部３８の全体の内径は、Ｄ１であり、この内径Ｄ１は、開口部３８の軸方向に亘って一定である。

送り管本体４０は、上述の開口部３８と凝縮器１４（図２参照）とを接続している。この送り管本体４０は、拡大部４６と、一般部４８，５０とを有する。拡大部４６は、開口部３８よりも大きい内径を有する。つまり、拡大部４６の内径Ｄ２は、開口部３８の内径Ｄ１よりも大である。拡大部４６の内径Ｄ２が開口部３８の内径Ｄ１よりも大とされることにより、拡大部４６の内側の断面積（長さ方向と直交する断面の面積）は、開口部３８の内側の断面積よりも大とされている。一般部４８，５０は、拡大部４６よりも内径が小さく、開口部３８と同一の内径を有する。

図１，図２に示されるように、拡大部４６は、送り管本体４０の長さ方向の一部に形成されている。この拡大部４６は、より具体的には、送り管本体４０における長さ方向の中央部よりも蒸発器１２側に形成されている。図３に示されるように、蒸発器１２側の一般部４８は、開口部３８と連続して形成されている。この蒸発器１２側の一般部４８は、拡大部４６と開口部３８との間に形成されている。一方、図２に示されるように、凝縮器１４側の一般部５０は、拡大部４６と凝縮器１４との間に形成されている。

また、送り管本体４０は、直線状に延びる直線部５２と、直線部５２に対して屈曲する屈曲部５４とを有する。上述の拡大部４６は、直線部５２に形成されており、蒸発器１２側の一般部４８には、屈曲部５４が形成されている。

迂回管２０は、送り管１６と並列に設けられており、蒸発器１２と、送り管本体４０のうちの拡大部４６とを接続する。迂回管２０の内側には、図４に示されるように、迂回流路５６が形成されており、蒸発器１２内の蒸発室２４と、拡大部４６の内側空間５８とは、迂回流路５６を通じて連通される。

この迂回管２０には、圧力調整弁６０が設けられている。この圧力調整弁６０は、円筒状のケース６２と、球状の弁体６４とを有する。迂回管２０は、上流管６６と下流管６８とに分割されており、上流管６６と下流管６８とは、ケース６２を介して接続されている。弁体６４は、ケース６２の内側に収容されている。この弁体６４は、ケース６２の軸方向に移動可能とされると共に、例えばコイルスプリング等の弾性部材によって上流管６６側に付勢されている。

図５の上図に示されるように、弁体６４が弾性部材によって上流管６６側に付勢された状態では、弁体６４が上流管６６における下流側の開口を閉塞する。つまり、上流管６６の内側の圧力が所定の圧力未満である場合には、弁体６４が弾性部材によって上流管６６側に付勢され、この弁体６４によって上流管６６における下流側の開口が閉塞される。

一方、図５の下図に示されるように、上流管６６の内側の圧力が所定の圧力（作動圧力）以上である場合には、弁体６４が弾性部材の付勢力に抗して下流管６８側に移動され、下流管６８における上流側の端部に当接する。下流管６８における上流側の端部には、切欠き７０が形成されており、弁体６４が下流管６８における上流側の端部に当接された状態では、切欠き７０を通じて上流管６６の内側と下流管６８の内側とが連通する。上述の如く圧力調整弁６０が作動するときの作動圧力の設定については、後述する図６の説明と併せて説明する。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態に係る冷却システム１０では、図２に示される電子部品１０４が発熱すると、この電子部品１０４の熱が接続部材１０６を介して蒸発器１２に伝わる。蒸発器１２が電子部品１０４の熱で加熱されると、蒸発器１２内の冷媒３４が気化し蒸発器１２内に蒸気が発生する。この蒸気は、送り管１６（図３に示される開口部３８及び送り管本体４０）を通じて蒸発器１２から凝縮器１４に搬送される。

また、電子部品１０４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、送り管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３４は、戻り管１８を通じて凝縮器１４から蒸発器１２に戻される。

そして、上述の如く冷媒３４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１０４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１０４が冷却される。

ところで、電子部品１０４の発熱量の増加に伴い蒸発器１２内の蒸気圧が上昇すると、蒸発器１２内の冷媒３４の沸点も上昇する。蒸発器１２内の蒸気圧が上昇して蒸発器１２内の冷媒３４の沸点が上昇すると、冷媒３４の蒸発量が低減し、電子部品１０４に対する冷却性能が低下する虞がある。

しかしながら、本実施形態に係る冷却システム１０において、送り管本体４０には、図３に示されるように、開口部３８よりも内径の大きい拡大部４６が形成されている。従って、電子部品１０４の発熱量が増加した場合でも、蒸発器１２内よりも圧力の低い拡大部４６内へ蒸気が移動することにより、蒸発器１２内からの蒸気の排出が促進される。これにより、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３４の沸点が上昇することを抑制でき、冷媒３４の蒸発量を確保できるので、電子部品１０４に対する冷却性能を向上させることができる。

しかも、本実施形態に係る冷却システム１０では、図４に示されるように、蒸発器１２と拡大部４６とが迂回管２０によって接続されており、さらに、この迂回管２０における上流管６６と下流管６８との間には、圧力調整弁６０が設けられている。圧力調整弁６０は、蒸発器１２内の圧力上昇に伴って上流管６６の内側の圧力が所定の圧力（作動圧力）以上に達すると作動し、圧力調整弁６０が作動すると（図５の下図参照）、迂回管２０における上流管６６の内側と下流管６８の内側とが連通される。

従って、電子部品１０４の発熱量がさらに増加した場合には、上述の如く開口部３８及び一般部４８（図３参照）を通じて蒸発器１２から拡大部４６に蒸気が移動することに加え、迂回管２０を通じても蒸発器１２から拡大部４６に蒸気が移動する。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がより一層効果的に抑制される。この結果、電子部品１０４に対する冷却性能をより一層向上させることができる。

このように、本実施形態に係る冷却システム１０によれば、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制されることにより、蒸発器１２内の冷媒３４の沸点が上昇することを抑制できる。これにより、冷媒３４の蒸発量を確保できるので、電子部品１０４に対する冷却性能を向上させることができる。

特に、本実施形態に係る冷却システム１０では、蒸発器１２において冷媒３４が気化するときの潜熱を利用して電子部品１０４を冷却する。このため、蒸発器１２内の冷媒３４の沸点が上昇することを抑制して冷媒３４の蒸発量を確保することにより、電子部品１０４に対する冷却性能をより効果的に向上させることができる。

ここで、図６には、第一乃至第三参考例に係る冷却システムについて、発熱体の発熱量と冷却性能比との関係が示されている。図６の横軸は、上述の電子部品１０４に相当する発熱体の発熱量［Ｗ］を示し、図６の縦軸は、冷却性能比を示している。冷却性能比は、発熱体の発熱量が「低」の場合における第三実施例に係る冷却システムの冷却性能を１．０として計算される。冷却性能比は、数値が高くなるほど冷却性能が高くなることを示している。また、グラフＧ１〜Ｇ３は、第一乃至第三参考例に係る冷却システムの結果をそれぞれ示している。

グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムでは、上述の本実施形態に係る冷却システム１０に対し、発熱体の発熱開始時から圧力調整弁６０が開放されたままの状態とされる。また、グラフＧ２で示される第二参考例に係る冷却システムでは、上述の本実施形態に係る冷却システム１０に対し、発熱体の発熱開始時から圧力調整弁６０が閉止されたままの状態とされる。

また、グラフＧ３で示される第三参考例に係る冷却システムでは、上述の本実施形態に係る冷却システム１０に対し、迂回管２０が省かれると共に、送り管本体４０が長さ方向の全長に亘って開口部３８と同一の内径を有する構造とされる。

図６に示されるように、発熱体の発熱量が「低」の場合、グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムは、グラフＧ３で示される第三参考例に係る冷却システムと同等の冷却性能比を有する。しかしながら、発熱体の発熱量が「中」、「高」の場合、グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムは、グラフＧ３で示される第三参考例に係る冷却システムよりも冷却性能比が高くなる。

また、発熱体の発熱量が「低」、「中」、「高」のいずれの場合においても、グラフＧ２で示される第二参考例に係る冷却システムは、グラフＧ３で示される第三参考例に係る冷却システムよりも冷却性能比が高くなる。

また、発熱体の発熱量が「低」の場合、グラフＧ２で示される第二参考例に係る冷却システムは、グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムよりも冷却性能比が高くなる。そして、発熱体の発熱量が「中」になると、グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムと、グラフＧ２で示される第二参考例に係る冷却システムとは、同等の冷却性能比となる。一方、発熱体の発熱量が「高」の場合、グラフＧ１で示される第一参考例に係る冷却システムは、グラフＧ２で示される第二参考例に係る冷却システムよりも冷却性能比が高くなる。

本実施形態に係る冷却システム１０では、上記結果に基づいて、圧力調整弁６０が作動するときの作動圧力が設定されている。つまり、本実施形態に係る冷却システム１０において、圧力調整弁６０が作動するときの作動圧力は、上述の発熱体の発熱量が「中」になるときの値に設定されている。この作動圧力の設定は、弁体６４を付勢する弾性部材の弾性率を調整することにより可能である。

そして、上述の作動圧力の設定により、本実施形態に係る冷却システム１０では、電子部品１０４の発熱量が「中」より小さい状態では圧力調整弁６０が閉止した状態に維持される。一方、電子部品１０４の発熱量が「中」より大きい状態では圧力調整弁６０が開放される。

従って、本実施形態に係る冷却システム１０によれば、電子部品１０４の発熱量が「中」より小さい状態では、図６のグラフＧ２で示される冷却性能比が確保される。また、電子部品１０４の発熱量が「中」より大きい状態では、図６のグラフＧ１で示される冷却性能比が確保される。これにより、電子部品１０４の発熱量の低い状態から高い状態までの全域において、電子部品１０４に対して高い冷却性能を維持できる。

なお、本実施形態に係る冷却システム１０によれば、上述の如く電子部品１０４に対する冷却性能を向上させること以外に、以下の作用効果が得られる。

つまり、本実施形態に係る冷却システム１０によれば、図１，図２に示されるように、拡大部４６は、送り管本体４０における長さ方向の中央部よりも蒸発器１２側に形成されている。従って、蒸発器１２から排出された蒸気が拡大部４６に向かって移動する際に、この蒸気が冷却されて液化されることを抑制できる。これにより、より多くの蒸気を拡大部４６へ移動させることができるので、蒸発器１２内からの蒸気の排出を促進でき、蒸発器１２内の圧力を低下させることができる。

また、拡大部４６は、送り管本体４０における長さ方向の一部に形成されているので、例えば、送り管本体４０の長さ方向の全長に亘って拡大部４６が形成される場合に比して、送り管本体４０を小型化でき、ひいては、冷却システム１０を小型化することができる。

また、送り管本体４０は、直線状に延びる直線部５２と、屈曲する屈曲部５４とを有し、拡大部４６は、直線部５２に形成され、屈曲部５４は、一般部４８に形成されている。従って、例えば、拡大部４６に屈曲部５４が形成される場合に比して、屈曲部５４の曲げ加工が容易であるので、コストダウンを図ることができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

本実施形態において、開口部３８の先端３８Ａは、図３に示されるように、天壁部４２の内面４２Ａと面一状を成している。しかしながら、図７に示されるように、開口部３８の先端３８Ａ側の部分は、天壁部４２の内面４２Ａに対して蒸発室２４側に突出していても良い。

また、図３に示されるように、送り管本体４０は、拡大部４６と一般部４８，５０とを有する。しかしながら、図８に示されるように、送り管本体４０は、長さ方向の全長に亘って開口部３８よりも内径が大きくても良い。つまり、拡大部４６は、送り管本体４０の長さ方向の全長に亘って形成されても良い。

また、図３に示されるように、送り管１６は、送り管本体４０に加えて開口部３８を有する。しかしながら、図９に示されるように、開口部３８は、送り管本体４０に形成されずに、蒸発器１２に形成されても良い。

つまり、この図９に示される変形例において、開口部３８は、蒸発器１２の天壁部４２に形成された連通孔４４の内周部で形成されており、開口部３８の内側には、連通孔４４が形成されている。また、この図９に示される変形例において、送り管１６は、送り管本体４０における蒸発器１２側の端部に形成されたフランジ７２を有する。送り管本体４０は、このフランジ７２を介して蒸発器１２に固定されており、送り管本体４０における蒸発器１２側の一般部４８は、開口部３８と接続される。この図９に示される変形例において、一般部４８は、開口部３８と同一の内径を有する。

また、この図９に示される変形例のように開口部３８が蒸発器１２に形成された上で、送り管本体４０は、図１０に示されるように、長さ方向の全長に亘って開口部３８よりも内径が大きくても良い。つまり、図１０に示される変形例において、送り管１６は、送り管本体４０を形成する拡大部４６と、フランジ７２とを有する。

また、図１１に示されるように、送り管本体４０における蒸発器１２側の一般部４８に加え、送り管本体４０における凝縮器１４側の一般部５０にも、屈曲部５４が形成されても良い。そして、一般部４８，５０に形成された屈曲部５４と、直線部５２とを有する送り管本体４０において、拡大部４６は、直線部５２に形成されても良い。

また、図１２〜図１５に示されるように、管状の拡大部４６の外形は、種々の形状とされても良い。そして、拡大部４６の外形の変更に伴い、拡大部４６の内側空間５８は、例えば、次のように形成されていても良い。

例えば、図１２に示される変形例において、拡大部４６の外形及び拡大部４６の内側空間５８は、側方視にて断面円形状（球状）に形成されている。また、図１３に示される変形例において、拡大部４６の外形及び拡大部４６の内側空間５８は、側方視にて断面楕円形状に形成されている。さらに、図１４に示される変形例において、拡大部４６の外形及び拡大部４６の内側空間５８は、側方視にて断面ひし形状に形成されている。

図１２〜図１４に示される変形例において、拡大部４６の内側空間５８における入口５８Ａ側は、入口５８Ａから遠ざかるに従って拡大し、拡大部４６の内側空間５８における出口５８Ｂ側は、出口５８Ｂに近づくに従って縮小する。

また、図１５，図１６に示される変形例において、拡大部４６の外形及び拡大部４６の内側空間５８は、側方視にて断面三角形状に形成されている。図１５に示される変形例において、拡大部４６の内側空間５８は、入口５８Ａから遠ざかるに従って拡大する。一方、図１６に示される変形例において、拡大部４６の内側空間５８は、出口５８Ｂに近づくに従って縮小する。

図１２〜図１５に示される変形例では、拡大部４６の内側空間５８における少なくとも入口５８Ａ側が、入口５８Ａから遠ざかるに従って拡大するので、内側空間５８における入口５８Ａ付近において乱流が発生することを抑制することができる。

一方に、図１２〜図１４及び図１６に示される変形例では、拡大部４６の内側空間５８における少なくとも出口５８Ｂ側が、出口５８Ｂに近づくに従って縮小するので、内側空間５８における出口５８Ｂ付近において乱流が発生することを抑制することができる。

図１２〜図１５に示されるように、拡大部４６の内径が拡大部４６の長さ方向において変化する場合には、拡大部４６において最も径が大きい箇所での径（最大内径）が拡大部４６の内径Ｄ２とされる。

また、本実施形態において、開口部３８は、図３に示されるように、一定の内径を有するように直線状に形成されている。しかしながら、例えば、開口部３８の内側は、蒸発室２４から遠ざかるに従って拡径するようにテーパ状に形成されても良い。また、開口部３８の内周面における蒸発器１２側の端部には、面取りやフィレットが施されていても良い。このように開口部３８の内径は、開口部３８の長さ方向において変化しても良い。

また、開口部３８の内径が開口部３８の長さ方向において変化する場合、開口部３８の内径Ｄ１は、開口部３８における蒸発器１２内への開口径とされても良いし、開口部３８の最小内径や最大内径とされても良い。つまり、開口部３８の内径が開口部３８の長さ方向において変化する場合においても、拡大部４６の内径Ｄ２は、開口部３８のいずれかの箇所の内径よりも大とされる。

また、図４に示されるように、迂回管２０は、より好ましくは、蒸発器１２と拡大部４６とを接続する。しかしながら、迂回管２０は、蒸発器１２と、一般部４８，５０のいずれかとを接続しても良い。

また、冷却システム１０は、圧力調整弁６０として電磁弁を備えていても良い。そして、電子部品１０４の発熱量が「中」より小さい状態では圧力調整弁６０が閉止され、電子部品１０４の発熱量が「中」より大きい状態では圧力調整弁６０が開放されるように、圧力調整弁６０が制御回路によって制御されても良い。

また、開口部３８及び送り管本体４０の内側は、送り管１６の長さ方向と直交する断面が円形状（断面円形状）となるように形成されているが、開口部３８及び送り管本体４０の内側は、例えば断面四角形状など断面円形状以外の形状で形成されても良い。開口部３８及び送り管本体４０の内側が断面円形状以外の形状で形成された場合において、拡大部４６は、開口部３８よりも内側の断面積が大とされ、一般部４８，５０は、拡大部４６よりも内側の断面積が小とされる。また、一般部４８，５０の内側は、より好ましくは、開口部３８の内側と同一の断面形状とされると共に、同一の断面積とされる。

また、開口部３８、一般部４８，５０は、円筒状又は円管状に形成され、拡大部４６は、例えば中空直方体で形成されるなど、円筒状又は円管状以外の形状で形成されても良い。

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。

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。

また、冷却システム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３４が自然循環される。しかしながら、送り管１６及び蒸気管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３４が循環されても良い。

また、冷却システム１０の冷却対象である電子部品１０４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。

また、冷却システム１０の冷却対象は、より好ましくは、電子部品１０４とされるが、冷却システム１０は、電子部品１０４以外の発熱体を冷却対象としても良い。

また、冷却システム１０は、より好ましくは、電子装置１００に搭載されるが、冷却システム１０は、電子装置１００以外のものに搭載されても良い。

また、電子装置１００は、より好ましくは、サーバとされるが、電子装置１００は、サーバ以外でも良い。

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。

以上、本願の開示する技術の一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。

なお、上述の本願の開示する技術の一実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
蒸発器及び凝縮器と、
前記蒸発器内に開口する開口部と前記凝縮器とを接続すると共に長さ方向の少なくとも一部における内側の断面積が前記開口部の内側の断面積よりも大きい送り管本体を有する送り管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する戻り管と、
前記蒸発器と前記送り管本体とを接続する迂回管と、
を備える冷却システム。
（付記２）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有する、
付記１に記載の冷却システム。
（付記３）
前記拡大部は、前記送り管本体における長さ方向の中央部よりも前記蒸発器側に形成されている、
付記２に記載の冷却システム。
（付記４）
前記送り管本体は、直線状に延びる直線部と、屈曲する屈曲部とを有し、
前記拡大部は、前記直線部に形成され、
前記屈曲部は、前記一般部に形成されている、
付記２又は付記３に記載の冷却システム。
（付記５）
前記迂回管は、前記蒸発器と前記拡大部とを接続する、
付記２〜付記４のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記６）
前記迂回管に設けられた圧力調整弁をさらに備える、
付記１〜付記５のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記７）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体の長さ方向の少なくとも一部における内径は、前記開口部の内径よりも大きい、
付記１〜付記６のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記８）
前記送り管本体の長さ方向の少なくとも一部における内径は、前記開口部の内径としての前記開口部における前記蒸発器内への開口径よりも大きい、
付記７に記載の冷却システム。
（付記９）
前記蒸発器は、蒸発室と、前記蒸発室と連通する連通孔とを有し、
前記送り管は、前記連通孔に挿入された前記開口部を有する、
付記１〜付記８のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記１０）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体は、前記開口部よりも内径が大きい拡大部と、前記開口部と連続して形成されると共に前記開口部と内径が同一で前記拡大部よりも内径が小さい一般部とを有する、
付記９に記載の冷却システム。
（付記１１）
前記開口部は、前記蒸発器に形成されている、
付記１〜付記８のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記１２）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体は、前記開口部よりも内径が大きい拡大部と、前記開口部と接続されると共に前記開口部と内径が同一で前記拡大部よりも内径が小さい一般部とを有する、
付記１１に記載の冷却システム。
（付記１３）
前記送り管本体は、長さ方向の全長に亘って前記開口部よりも内側の断面積が大きい、
付記１〜付記１２のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記１４）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有し、
前記拡大部の内側空間における少なくとも入口側は、入口から遠ざかるに従って拡大する、
付記１〜付記１３のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記１５）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有し、
前記拡大部の内側空間における少なくとも出口側は、出口に近づくに従って縮小する、
付記１〜付記１３のいずれか一項に記載の冷却システム。
（付記１６）
発熱体と、
前記発熱体と熱的に接続された蒸発器と、
凝縮器と、
前記蒸発器内に開口する開口部と前記凝縮器とを接続すると共に長さ方向の少なくとも一部における内側の断面積が前記開口部の内側の断面積よりも大きい送り管本体を有する送り管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する戻り管と、
前記蒸発器と前記送り管本体とを接続する迂回管と、
を備える電子装置。
（付記１７）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有する、
付記１６に記載の電子装置。
（付記１８）
前記拡大部は、前記送り管本体における長さ方向の中央部よりも前記蒸発器側に形成されている、
付記１７に記載の電子装置。
（付記１９）
前記送り管本体は、直線状に延びる直線部と、屈曲する屈曲部とを有し、
前記拡大部は、前記直線部に形成され、
前記屈曲部は、前記一般部に形成されている、
付記１７又は付記１８に記載の電子装置。
（付記２０）
前記迂回管は、前記蒸発器と前記拡大部とを接続する、
付記１７〜付記１９のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２１）
前記迂回管に設けられた圧力調整弁をさらに備える、
付記１６〜付記２０のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２２）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体の長さ方向の少なくとも一部における内径は、前記開口部の内径よりも大きい、
付記１６〜付記２１のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２３）
前記送り管本体の長さ方向の少なくとも一部における内径は、前記開口部の内径としての前記開口部における前記蒸発器内への開口径よりも大きい、
付記２２に記載の電子装置。
（付記２４）
前記蒸発器は、蒸発室と、前記蒸発室と連通する連通孔とを有し、
前記送り管は、前記連通孔に挿入された前記開口部を有する、
付記１６〜付記２３のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２５）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体は、前記開口部よりも内径が大きい拡大部と、前記開口部と連続して形成されると共に前記開口部と内径が同一で前記拡大部よりも内径が小さい一般部とを有する、
付記２４に記載の電子装置。
（付記２６）
前記開口部は、前記蒸発器に形成されている、
付記１６〜付記２３のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２７）
前記開口部及び前記送り管本体の内側は、断面円形状に形成され、
前記送り管本体は、前記開口部よりも内径が大きい拡大部と、前記開口部と接続されると共に前記開口部と内径が同一で前記拡大部よりも内径が小さい一般部とを有する、
付記２６に記載の電子装置。
（付記２８）
前記送り管本体は、長さ方向の全長に亘って前記開口部よりも内側の断面積が大きい、
付記１６〜付記２７のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記２９）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有し、
前記拡大部の内側空間における少なくとも入口側は、入口から遠ざかるに従って拡大する、
付記１６〜付記２８のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記３０）
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有し、
前記拡大部の内側空間における少なくとも出口側は、出口に近づくに従って縮小する、
付記１６〜付記２８のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記３１）
前記発熱体は、電子部品である、
付記１６〜付記３０のいずれか一項に記載の電子装置。
（付記３２）
前記電子装置は、サーバである、
付記１６〜付記３０のいずれか一項に記載の電子装置。

１０冷却システム
１２蒸発器
１４凝縮器
１６送り管
１８戻り管
２０迂回管
２４蒸発室
２６凝縮流路
２８送り流路
３０戻り流路
３２循環回路
３４冷媒
３８開口部
４０送り管本体
４４連通孔
４６拡大部
４８，５０一般部
５２直線部
５４屈曲部
５６迂回流路
５８内側空間
５８Ａ入口
５８Ｂ出口
６０圧力調整弁
１００電子装置
１０４電子部品（発熱体の一例）

Claims

蒸発器及び凝縮器と、
前記蒸発器内に開口する開口部と前記凝縮器とを接続し、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮器に搬送すると共に長さ方向の少なくとも一部における内側の断面積が前記開口部の内側の断面積よりも大きい送り管本体を有する送り管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、前記凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に戻す戻り管と、
前記蒸発器と前記送り管本体とを接続し、前記蒸発器から前記送り管本体に前記蒸気を移動させる迂回管と、
前記迂回管における上流管と下流管との間に設けられ、前記蒸発器内の圧力上昇に伴って前記上流管の内側の圧力が作動圧力以上に達した場合に作動し、前記上流管の内側と前記下流管の内側とを連通する圧力調整弁と、
を備える冷却システム。
前記送り管本体は、前記開口部よりも内側の断面積が大きい拡大部と、前記拡大部よりも内側の断面積が小さい一般部とを有する、
請求項１に記載の冷却システム。
前記迂回管は、前記蒸発器と前記拡大部とを接続する、
請求項２に記載の冷却システム。
発熱体と、
前記発熱体と熱的に接続された蒸発器と、
凝縮器と、
前記蒸発器内に開口する開口部と前記凝縮器とを接続し、前記蒸発器で発生した蒸気を凝縮器に搬送すると共に長さ方向の少なくとも一部における内側の断面積が前記開口部の内側の断面積よりも大きい送り管本体を有する送り管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、前記凝縮器で液化された冷媒を前記蒸発器に戻す戻り管と、
前記蒸発器と前記送り管本体とを接続し、前記蒸発器から前記送り管本体に前記蒸気を移動させる迂回管と、
前記迂回管における上流管と下流管との間に設けられ、前記蒸発器内の圧力上昇に伴って前記上流管の内側の圧力が作動圧力以上に達した場合に作動し、前記上流管の内側と前記下流管の内側とを連通する圧力調整弁と、
を備える電子装置。