JP7003491B2 - 液浸冷却装置及び情報処理装置 - Google Patents

Description

本願の開示する技術は、液浸冷却装置及び情報処理装置に関する。

電子機器を冷却する装置として、液浸槽に貯留された冷媒液に電子機器を浸漬させて冷却する液浸冷却装置が提案されている。この液浸冷却装置には、上方に開口する開放型の液浸槽を有する液浸冷却装置（例えば、特許文献１参照）と、天壁を有する密閉型の液浸槽を有する液浸冷却装置（例えば、特許文献２参照）がある。

国際公開第２０１６／１１７０９８号パンフレット 特開２００７－１６７５１７号公報 特開昭６０－８１８４８号公報 特開平７－１１５１５５号公報 実開昭５９－４２０４７号公報

開放型の液浸槽を有する液浸冷却装置では、液浸槽が上方に開口するため、冷媒液が常に蒸発し減少する。一方、密閉型の液浸槽を有する液浸冷却装置では、液浸槽が密閉されるため、冷媒液が常に蒸発し減少することを抑制できる。

ところが、密閉型の液浸槽を有する液浸冷却装置には、液浸槽の内部圧力の過度な上昇を抑制するために、液浸槽に圧力調整弁が設けられることがある。液浸槽に圧力調整弁が設けられていると、圧力調整弁が開いた際に冷媒液の蒸気が放出される。したがって、密閉型の液浸槽を有する液浸冷却装置においても、冷媒液が減少する虞がある。

本願の開示する技術は、一つの側面として、冷媒液の減少を抑制することを目的とする。

本願の開示する技術の一観点に係る液浸冷却装置は、天壁を有する密閉型の第一槽と、
第一槽の側方に隣接して設けられた第二槽と、第一槽及び第二槽に貯留された冷媒液と、第一槽における冷媒液の液面と第二槽における冷媒液の液面の第一領域とを接続する密閉された気体空間と、第二槽における冷媒液の液面の第二領域を大気空間に開放する開放口と、第二領域に浮かべられ、第二領域を覆っている複数の充填材と、を有する。第二槽は、上壁及び下壁と、上壁から下壁の側に延びる仕切壁と、を有する。第一槽及び第二槽の間の隔壁と前記上壁との間には、気体空間の中に位置する気体通路が設けられ、下壁と仕切壁との間には、第二槽における冷媒液の中に位置する冷媒液通路が設けられ、第二槽における仕切壁よりも隔壁と反対側には、開放口が形成されている。

本願の開示する技術の一観点によれば、冷媒液の減少を抑制することができる。

第一実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第二実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第三実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第四実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第五実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第六実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第七実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第八実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第九実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。 第十実施形態に係る液浸冷却装置を示す図である。

［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。

図１に示される第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１は、冷媒液３０に電子機器７０を浸漬させて冷却するものであり、液浸槽１０と、冷媒液３０と、複数の充填材４０と、循環機構５０とを備える。

液浸槽１０は、第一槽１１と、第二槽１２と、気体空間１３と、開放口１４とを有する。第一槽１１は、天壁１５を有する密閉型であり、密閉された箱形に形成されている。第二槽１２は、第一槽１１よりも小型であり、第一槽１１の側方に隣接して設けられている。

第二槽１２は、上壁１６と、下壁１７と、仕切壁１８とを有している。上壁１６は、第一槽１１の天壁１５を延長して形成されており、天壁１５の側方に設けられている。下壁１７は、鉛直方向に上壁１６と対向しており、仕切壁１８は、上壁１６の延長方向の先端部から下壁１７の側（下方）に延びている。仕切壁１８は、第二槽１２の内側に挿入されている。第一槽１１及び第二槽１２の間には、隔壁１９が設けられており、この隔壁１９と上壁１６との間には、気体通路２０が設けられている。また、下壁１７と仕切壁１８との間には、冷媒液通路２１が設けられている。

仕切壁１８及び隔壁１９は、水平方向に対向しており、隔壁１９の上端部は、仕切壁１８の下端部よりも上側に位置している。隔壁１９における冷媒液通路２１よりも上側の部分と、仕切壁１８における気体通路２０よりも下側の部分とは、上下方向にオーバラップしている。

液浸槽１０に貯留される冷媒液３０には、絶縁性を有し冷却効率の高い液体として、例えば、フッ素系不活性液体や油が用いられる。特に、フッ素系不活性液体は、冷却効率が高いので有効である。冷媒液３０は、具体的には、第一槽１１及び第二槽１２に貯留される。冷媒液３０の液面の高さは、隔壁１９の上端部よりも低い位置に設定され、隔壁１９の上端部は、冷媒液３０の液面から突出する。

第一槽１１及び第二槽１２は、隔壁１９により区切られており、液浸槽１０に貯留された冷媒液３０は、第一槽１１に貯留された第一冷媒液３１と、第二槽１２に貯留された第二冷媒液３２とに分けられている。第一冷媒液３１と、第二冷媒液３２とは、同一の液体である。第一冷媒液３１の液面と、第二冷媒液３２の液面とは、例えば、同一の高さに設定されるが、異なる高さに設定されても良い。

なお、以下、第一槽１１に貯留された第一冷媒液３１と、第二槽１２に貯留された第二冷媒液３２とを区別しない場合には、第一冷媒液３１及び第二冷媒液３２をまとめて冷媒液３０と称する。

天壁１５及び上壁１６と、冷媒液３０の液面との間には、気体空間１３が形成されている。気体空間１３は、第一槽１１における隔壁１９と対向する側壁２３と、天壁１５、１６と、仕切壁１８と、冷媒液３０の液面に囲まれることにより密閉されている。冷媒液３０の液面の高さが隔壁１９の上端部よりも低い位置に設定されることにより、気体通路２０は、気体空間１３の中に位置する。気体空間１３は、気体通路２０を通じて形成されており、気体空間１３の気体は、気体通路２０を通じて流通する。気体空間１３の気体には、第一冷媒液３１の蒸気３３が含まれる。

第一冷媒液３１の液面と、第二冷媒液３２の液面の第一領域３４とは、気体空間１３によって接続されている。第一領域３４は、より具体的には、隔壁１９と仕切壁１８との間における第二冷媒液３２の液面に相当する。第一冷媒液３１の液面は、「第一槽における冷媒液の液面」の一例であり、第二冷媒液３２の液面は、「第二槽における冷媒液の液面」の一例である。

仕切壁１８の下端部は、第二冷媒液３２の液面よりも低い位置にあり、これにより、冷媒液通路２１は、第二冷媒液３２の中に位置する。第二槽１２において、第二冷媒液３２は、冷媒液通路２１を通じて流通する。第二槽１２には、隔壁１９と対向する側壁２４が形成されている。第二槽１２における仕切壁１８よりも隔壁１９と反対側であって、第二槽１２における側壁２４と仕切壁１８との間には、上方に開口する開放口１４が形成されている。

第二冷媒液３２の液面の第二領域３５は、開放口１４を通じて大気空間６０に開放されている。第二領域３５は、より具体的には、側壁２４と仕切壁１８との間における第二冷媒液３２の液面に相当する。また、この第二領域３５は、第二冷媒液３２の液面のうち第一領域３４を除く残余の領域に相当する。

第二槽１２における側壁２４と仕切壁１８との間の間隔（開放口１４の幅）は、第一槽１１における側壁２３と隔壁１９との間の間隔よりも狭くなっている。そして、これにより、第二領域３５の表面積は、第一冷媒液３１の液面の表面積よりも小さくなっている。

複数の充填材４０（被覆材）は、互いに分離（独立）して形成されている。この複数の充填材４０は、例えばポリスチレン樹脂を主原料とする樹脂発泡材であり、液浸槽１０の開放口１４に充填されている。複数の充填材４０は、冷媒液３０よりも密度が低いものであり、第二領域３５に浮かべられて第二領域３５を覆っている。この複数の充填材４０は、それぞれ冷媒液３０に対して難吸収性を有している。複数の充填材４０の形状は、どのような形状でも良く、例えば、球状、楕円球状、Ｓ字状などでも良い。

電子機器７０は、第一槽１１に収容され、第一冷媒液３１に浸漬される。電子機器７０から延びるケーブル７１は、例えば、開放口１４を通じて液浸槽１０の外部（大気空間６０）へ導出される。開放口１４において、複数の充填材４０は、ケーブル７１を避けて配置される。複数の充填材４０は、ケーブル７１を避けて配置される際に、互いの間に隙間が空かないように適度な大きさで形成されることが望ましい。

上述の液浸冷却装置Ａ１は、電子機器７０とで情報処理装置８０を構成している。例えば、第一槽１１の天壁１５は、蓋になっており、この天壁１５を開くことにより、電子機器７０を第一槽１１に収容可能となっている。

循環機構５０は、吸入配管５１と、供給配管５２と、ポンプ５３と、冷凍機５４とを備える。吸入配管５１及び供給配管５２は、第一槽１１の側壁２３及び隔壁１９とそれぞれ接続されている。

この循環機構５０は、第一槽１１との間で第一冷媒液３１を循環させ、第一冷媒液３１を冷却する機能を有する。すなわち、この循環機構５０では、ポンプ５３が作動すると、第一冷媒液３１が吸入配管５１及びポンプ５３を通じて冷凍機５４に運ばれ、冷凍機５４で冷却された第一冷媒液３１は、供給配管５２を通じて第一槽１１に戻される。

続いて、第一実施形態の作用及び効果について説明する。

第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１では、電子機器７０が第一冷媒液３１に浸漬されて冷却される第一槽１１が密閉型とされている。したがって、開放型である場合のように第一冷媒液３１が常に蒸発し減少することを抑制することができる。

また、密閉型の第一槽１１の側方には、第二槽１２が隣接して設けられている。そして、第一槽１１における第一冷媒液３１の液面と第二槽１２における第二冷媒液３２の液面の第一領域３４とは、密閉された気体空間１３によって接続されている。したがって、例えば、第一冷媒液３１から生じる蒸気３３により、気体空間１３の体積が増加しても、気体空間１３によって第一領域３４が押圧されることにより、第一領域３４の位置が下がる。これにより、第一槽１１の内部圧力が大気空間６０の圧力と略同じになるので、第一冷媒液３１の蒸気３３が例えば第一槽１１における壁部間の隙間等を通じて外部に流出することを抑制することができる。この結果、冷媒液３０の減少を抑制することができる。

また、第一冷媒液３１の液面と第二冷媒液３２の液面の第一領域３４とを接続する気体空間１３は、密閉されている。このため、第一冷媒液３１が蒸発しても、第一冷媒液３１の蒸気３３が気体空間１３から外部に流出することが抑制される。したがって、このことによっても、冷媒液３０の減少を抑制することができる。

また、第二槽１２における側壁２４と仕切壁１８との間の間隔（開放口１４の幅）は、第一槽１１における側壁２３と隔壁１９との間の間隔よりも狭くなっている。そして、これにより、第二領域３５の表面積は、第一冷媒液３１の液面の表面積よりも小さくなっている。したがって、大気空間６０に開放される第二領域３５の表面積を小さくする分、第二冷媒液３２の蒸発を抑制し、ひいては、冷媒液３０の減少を抑制することができる。

また、第二冷媒液３２の液面の第二領域３５は、開放口１４を通じて大気空間６０に開放されている。ここで、この開放口１４には、複数の充填材４０が充填されており、この複数の充填材４０は、第二領域３５に浮かべられ、第二領域３５を覆っている。したがって、第二領域３５の露出を抑制することができるので、第二領域３５において第二冷媒液３２が蒸発することを抑制することができる。

このように、第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１によれば、一般に高価とされる冷媒液３０の蒸発を抑制することができる。これにより、冷媒液３０の補充やそのためのメンテナンスの回数を減らすことができるので、情報処理装置８０のランニングコストを抑制することができる。

また、第一冷媒液３１から生じる蒸気３３により、気体空間１３の体積が増加しても、第一領域３４の位置が下がることにより、第一槽１１の内部圧力の過度な上昇を抑制することができる。これにより、圧力調整弁を不要にできるので、情報処理装置８０のイニシャルコストを抑制することができる。

また、上述のように、第二槽１２における側壁２４と仕切壁１８との間の間隔（開放口１４の幅）は、第一槽１１における側壁２３と隔壁１９との間の間隔よりも狭くなっている。そして、これにより、第二領域３５の表面積は、第一冷媒液３１の液面の表面積よりも小さくなっている。したがって、例えば第一冷媒液３１の液面を複数の充填材４０で覆う場合に比して、複数の充填材４０の使用量を減らすことができるので、このことによっても、情報処理装置８０のイニシャルコストを抑制することができる。

また、液浸槽１０は、第一槽１１の側方に隣接して、上壁１６、下壁１７、仕切壁１８を有する第二槽１２を設けただけの簡単な構造である。したがって、液浸槽１０の製造コスト、ひいては、情報処理装置８０のイニシャルコストを抑制することができる。

また、冷媒液３０を循環させる循環機構５０は、第一槽１１と接続されている。したがって、冷媒液３０は、複数の充填材４０が設けられた第二槽１２と循環機構５０との間ではなく、複数の充填材４０が設けられていない第一槽１１と循環機構５０との間で循環する。これにより、充填材４０が循環機構５０に吸い込まれて循環機構５０に詰り等の不具合が生じることを抑制することができる。

また、冷媒液３０は、第一槽１１に貯留された第一冷媒液３１と、第二槽１２に貯留された第二冷媒液３２とを有している。この第一冷媒液３１と第二冷媒液３２とは、同一の液体である。したがって、第一冷媒液３１と第二冷媒液３２とに異なる液体を用いる場合に比して、セットアップ性及びメンテナンス性を向上させることができる。

［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。

図２に示される第二実施形態に係る液浸冷却装置Ａ２は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）に対し、次のように構成が変更されている。すなわち、液浸槽１０の開放口１４に充填された複数の充填材４０は、二層に積み重ねられている。

このようにすると、複数の充填材４０の密閉性が向上するので、第二領域３５において第二冷媒液３２が蒸発することをより一層効果的に抑制することができる。

なお、液浸槽１０の開放口１４に充填された複数の充填材４０は、三層以上の層状に積み重ねられていても良い。

［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。

図３に示される第三実施形態に係る液浸冷却装置Ａ３は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）に対し、次のように構成が変更されている。

すなわち、第二領域３５は、第二冷媒液３２の蒸発を抑制する蒸発抑制液９０で覆われている。この蒸発抑制液９０には、冷媒液３０よりも密度が低く、かつ、充填材４０よりも密度の高い液体が用いられる。このような蒸発抑制液９０としては、例えば、シリコンオイルが用いられる。複数の充填材４０は、蒸発抑制液９０を介して第二領域３５に浮かべられている。

このようにすると、第二領域３５に対する密閉性が向上するので、第二領域３５において第二冷媒液３２が蒸発することをより一層効果的に抑制することができる。

なお、上述の第二実施形態のように、複数の充填材４０は、蒸発抑制液９０の上で層状に積み重ねられていても良い。このようにすると、第二領域３５に対する密閉性をさらに向上させることができる。

［第四実施形態］
次に、本願の開示する技術の第四実施形態を説明する。

図４に示される第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）に対し、次のように構成が変更されている。

すなわち、第二槽１２における仕切壁１８の上端部と側壁２４の上端部とは、上壁２６によって連結されている。開放口１４は、側壁２４の上部に形成されており、第二槽１２の側方に開口している。この開放口１４は、気体通路２０よりも低い位置に形成されている。この開放口１４を有する第二槽１２では、開放口１４を通じて大気空間６０と接する第二領域３５に加えて、気体空間１３と接する第一領域３４にも、複数の充填材４０が浮かべられている。この複数の充填材４０は、第一領域３４を覆っている。なお、電子機器７０から延びるケーブル７１は、この後の説明や図面では省略している。

ところで、第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４では、第二領域３５が大気空間６０と接するため、第二領域３５が複数の充填材４０で覆われていても、第二領域３５から第二冷媒液３２が僅かに蒸発する。そして、第二冷媒液３２が蒸発し続け、第二領域３５の高さが仕切壁１８の下端部を下回ると、第一槽１１が大気空間６０に開放されて第一槽１１の気密性が保てなくなり、第一冷媒液３１の蒸気３３が開放口１４を通じて大気空間６０に放出される虞がある。

そこで、第一冷媒液３１の蒸気３３が大気空間６０に放出されることを防止するために、第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４は、吸入チューブ１１０と、吐出チューブ１１１と、液位スイッチ１１４と、ポンプ１１６と、制御部１１８とを備える。

吸入チューブ１１０は、第一槽１１から気体通路２０を通じて隔壁１９と仕切壁１８との間の第一室２７に挿入されると共に、第一室２７から冷媒液通路２１を通じて仕切壁１８と側壁２４との間の第二室２８に挿入されている。吸入チューブ１１０の一端１１０Ａは、第一冷媒液３１に浸漬されている。

吐出チューブ１１１は、第二室２８に配置されている。この吐出チューブ１１１の一端１１２Ａは、第二領域３５の上方で開放口１４よりも上側に位置している。この吐出チューブ１１１の一端１１２Ａは、サイフォンの原理により冷媒液３０が出続けることを抑制するために、第一冷媒液３１の液面よりも上側に位置している。

液位スイッチ１１４は、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。この液位スイッチ１１４は、仕切壁１８の下端部よりも上側に配置されており、第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する。この予め定められた位置は、液位スイッチ１１４が配置された高さに相当し、開放口１４よりも下側で仕切壁１８の下端部よりも上側である。

ポンプ１１６は、液位スイッチ１１４と同様に、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。このポンプ１１６には、吸入チューブ１１０の他端及び吐出チューブ１１１の他端が接続されている。このポンプ１１６は、吸入チューブ１１０から吐出チューブ１１１に冷媒液３０を送るように作動する。このポンプ１１６には、常時、吸入口と吐出口とが連通している開放型が適用されている。

制御部１１８は、例えば、演算装置及び記憶装置を有する回路基板である。この制御部１１８は、液位スイッチ１１４及びポンプ１１６と電気的に接続されており、液位スイッチ１１４の検出信号に基づいてポンプ１１６を作動及び停止させる。

そして、この第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４では、液位スイッチ１１４によって第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合には、制御部１１８によって制御されることによりポンプ１１６が作動する。これにより、ポンプ１１６を通じて吸入チューブ１１０から吐出チューブ１１１に冷媒液３０が送られ、第一槽１１から第二槽１２の第二室２８に冷媒液３０が供給される。

この結果、第二領域３５において第二冷媒液３２が蒸発し続けても、第二領域３５の高さが仕切壁１８の下端部を下回ることを回避できる。したがって、第一槽１１の気密性が保たれるので、第一冷媒液３１の蒸気３３が開放口１４を通じて大気空間６０に放出されることを防止できる。なお、ポンプ１１６は、第二領域３５の高さが規定高さにまで上昇したタイミングで停止される。

［第五実施形態］
次に、本願の開示する技術の第五実施形態を説明する。

図５に示される第五実施形態に係る液浸冷却装置Ａ５は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）に対し、次のように構成が変更されている。

すなわち、第二槽１２における仕切壁１８の上端部と側壁２４の上端部とは、上壁１６によって連結されている。開放口１４は、側壁２４の上部に形成されており、第二槽１２の側方に開口している。この開放口１４を有する第二槽１２では、開放口１４を通じて大気空間６０と接する第二領域３５に加えて、気体空間１３と接する第一領域３４にも、複数の充填材４０が浮かべられている。この複数の充填材４０は、第一領域３４を覆っている。

ところで、この第五実施形態に係る液浸冷却装置Ａ５では、第一冷媒液３１の蒸気３３が第一領域３４に接すると、第二槽１２内で冷媒液３０が凝縮する。このように第二槽１２内で冷媒液３０の凝縮が継続すると、第二冷媒液３２の液位（第二領域３５の高さ）が上昇し、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出す虞がある。

そこで、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止するために、第五実施形態に係る液浸冷却装置Ａ５では、上壁１６及び下壁１７を有する第二槽１２が、第一槽１１に対して全体的に高い位置に設けられている。すなわち、第二槽１２の上壁１６は、第一槽１１の天壁１５よりも上側に位置し、第二槽１２の下壁１７は、第一槽１１の底壁２９よりも上側に位置する。また、開放口１４は、気体通路２０よりも高い位置にある。

この第五実施形態に係る液浸冷却装置Ａ５では、第二槽１２が第一槽１１に対して全体的に高い位置に設けられ、開放口１４が気体通路２０よりも高い位置にある。したがって、第二冷媒液３２の液位が上昇しても、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止しつつ、気体通路２０を通じて第二槽１２から第一槽１１に冷媒液３０を供給できる。これにより、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止でき、第一冷媒液３１及び第二冷媒液３２の液位を一定に保つことができる。

［第六実施形態］
次に、本願の開示する技術の第六実施形態を説明する。

図６に示される第六実施形態に係る液浸冷却装置Ａ６は、上述の第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４（図４参照）と同様の構造の第一槽１１及び第二槽１２を有する。この第一槽１１及び第二槽１２において、開放口１４は、気体通路２０よりも低い位置に形成されている。

ところで、このような構造の第一槽１１及び第二槽１２を有する液浸槽１０では、第一冷媒液３１の蒸気３３が第一領域３４に接すると、第二槽１２内で冷媒液３０が凝縮する。このように第二槽１２内で冷媒液３０の凝縮が継続すると、第二冷媒液３２の液位（第二領域３５の高さ）が上昇し、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出す虞がある。特に、開放口１４は、気体通路２０よりも低い位置に形成されているため、開放口１４が気体通路２０よりも高い位置に形成されている場合に比して、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出し易くなっている。

そこで、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止するために、第六実施形態に係る液浸冷却装置Ａ６では、吸入チューブ１１２と、吐出チューブ１１３と、液位スイッチ１１５と、ポンプ１１７と、制御部１１８とを備える。

吸入チューブ１１２は、第二室２８に配置されている。この吸入チューブ１１２の一端１１２Ａは、第二冷媒液３２に浸漬されている。

吐出チューブ１１３は、第一槽１１から気体通路２０を通じて隔壁１９と仕切壁１８との間の第一室２７に挿入されると共に、第一室２７から冷媒液通路２１を通じて仕切壁１８と側壁２４との間の第二室２８に挿入されている。吐出チューブ１１３の一端１１３Ａは、第一冷媒液３１の液面の上方に位置している。この吐出チューブ１１３の一端１１３Ａは、サイフォンの原理により冷媒液３０が出続けることを抑制するために、第一冷媒液３１の液面よりも上側に位置している。

液位スイッチ１１５は、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。この液位スイッチ１１５は、仕切壁１８の下端部よりも上側に配置されており、第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する。この予め定められた位置は、液位スイッチ１１５が配置された高さに相当し、開放口１４よりも下側で仕切壁１８の下端部よりも上側である。

ポンプ１１７は、液位スイッチ１１５と同様に、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。このポンプ１１７には、吸入チューブ１１２の他端及び吐出チューブ１１３の他端が接続されている。このポンプ１１７は、吸入チューブ１１２から吐出チューブ１１３に冷媒液３０を送るように作動する。このポンプ１１７には、常時、吸入口と吐出口とが連通している開放型が適用されている。

制御部１１８は、例えば、演算装置及び記憶装置を有する回路基板である。この制御部１１８は、液位スイッチ１１５及びポンプ１１７と電気的に接続されており、液位スイッチ１１５の検出信号に基づいてポンプ１１７を作動及び停止させる。

そして、この第六実施形態に係る液浸冷却装置Ａ６では、液位スイッチ１１５によって第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合には、制御部１１８によって制御されることによりポンプ１１７が作動する。これにより、ポンプ１１７を通じて吸入チューブ１１２から吐出チューブ１１３に冷媒液３０が送られ、第二槽１２の第二室２８から第一槽１１に冷媒液３０が供給される。これにより、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止できる。この結果、第一冷媒液３１及び第二冷媒液３２の液位を一定に保つことができる。なお、ポンプ１１７は、第二領域３５の高さが規定高さにまで低下したタイミングで停止される。

［第七実施形態］
次に、本願の開示する技術の第七実施形態を説明する。

図７に示される第七実施形態に係る液浸冷却装置Ａ７は、上述の第四実施形態に係る液浸冷却装置Ａ４（図４参照）と、上述の第六実施形態に係る液浸冷却装置Ａ６（図６参照）とを組み合わせたものである。

すなわち、第七実施形態に係る液浸冷却装置Ａ７は、吸入チューブ１１０と、吐出チューブ１１１と、吸入チューブ１１２と、吐出チューブ１１３と、液位スイッチ１１４と、液位スイッチ１１５と、ポンプ１１６と、ポンプ１１７と、制御部１１８とを備える。

吸入チューブ１１０及び吐出チューブ１１１は、「第一吸入チューブ」及び「第一吐出チューブ」の一例であり、吸入チューブ１１２及び吐出チューブ１１３は、「第二吸入チューブ」及び「第二吐出チューブ」の一例である。さらに、液位スイッチ１１４及び液位スイッチ１１５は、「第一液位スイッチ」及び「第二液位スイッチ」の一例であり、ポンプ１１６及びポンプ１１７は、「第一ポンプ」及び「第二ポンプ」の一例である。

吸入チューブ１１０は、第一槽１１から気体通路２０を通じて隔壁１９と仕切壁１８との間の第一室２７に挿入されると共に、第一室２７から冷媒液通路２１を通じて仕切壁１８と側壁２４との間の第二室２８に挿入されている。吸入チューブ１１０の一端１１０Ａは、第一冷媒液３１に浸漬されている。

吐出チューブ１１１は、第二室２８に配置されている。この吐出チューブ１１１の一端１１１Ａは、第二領域３５の上方で開放口１４よりも上側に位置している。この吐出チューブ１１１の一端１１１Ａは、サイフォンの原理により冷媒液３０が出続けることを抑制するために、第一冷媒液３１の液面よりも上側に位置している。

吸入チューブ１１２は、第二室２８に配置されている。この吸入チューブ１１２の一端１１２Ａは、第二冷媒液３２に浸漬されている。

吐出チューブ１１３は、第一槽１１から気体通路２０を通じて隔壁１９と仕切壁１８との間の第一室２７に挿入されると共に、第一室２７から冷媒液通路２１を通じて仕切壁１８と側壁２４との間の第二室２８に挿入されている。吐出チューブ１１３の一端１１３Ａは、第一冷媒液３１の液面の上方に位置している。この吐出チューブ１１３の一端１１３Ａは、サイフォンの原理により冷媒液３０が出続けることを抑制するために、第一冷媒液３１の液面よりも上側に位置している。

液位スイッチ１１４は、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。この液位スイッチ１１４は、仕切壁１８の下端部よりも上側に配置されており、第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する。この予め定められた位置は、液位スイッチ１１４が配置された高さに相当し、開放口１４よりも下側で仕切壁１８の下端部よりも上側である。

液位スイッチ１１５は、第二室２８に設けられ、仕切壁１８に固定されている。この液位スイッチ１１５は、仕切壁１８の下端部よりも上側に配置されており、第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する。この予め定められた位置は、液位スイッチ１１５が配置された高さに相当し、開放口１４よりも下側で仕切壁１８の下端部よりも上側であり、且つ、液位スイッチ１１４よりも上側である。

ポンプ１１６は、第二室２８に設けられている。このポンプ１１６には、吸入チューブ１１０の他端及び吐出チューブ１１１の他端が接続されている。このポンプ１１６は、吸入チューブ１１０から吐出チューブ１１１に冷媒液３０を送るように作動する。このポンプ１１６には、常時、吸入口と吐出口とが連通している開放型が適用されている。

ポンプ１１７は、第二室２８に設けられている。このポンプ１１７には、吐出チューブ１１３の他端及び吸入チューブ１１２の他端が接続されている。このポンプ１１７は、吸入チューブ１１２から吐出チューブ１１３に冷媒液３０を送るように作動する。このポンプ１１７には、ポンプ１１６と同様に、常時、吸入口と吐出口とが連通している開放型が適用されている。

制御部１１８は、液位スイッチ１１４、１１５及びポンプ１１６、１１７と電気的に接続されており、液位スイッチ１１４、１１５の検出信号に基づいてポンプ１１６、１１７を作動及び停止させる。

そして、この第七実施形態に係る液浸冷却装置Ａ７では、液位スイッチ１１４によって第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合には、制御部１１８によって制御されることによりポンプ１１６が作動する。これにより、ポンプ１１６を通じて吸入チューブ１１０から吐出チューブ１１１に冷媒液３０が送られ、第一槽１１から第二槽１２の第二室２８に冷媒液３０が供給される。

この結果、第二領域３５において第二冷媒液３２が蒸発し続けても、第二領域３５の高さが仕切壁１８の下端部を下回ることを回避できる。したがって、第一槽１１の気密性が保たれるので、第一冷媒液３１の蒸気３３が開放口１４を通じて大気空間６０に放出されることを防止できる。なお、ポンプ１１６は、第二領域３５の高さが規定高さにまで上昇したタイミングで停止される。

また、この第七実施形態に係る液浸冷却装置Ａ７では、液位スイッチ１１５によって第二領域３５の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合には、制御部１１８によって制御されることによりポンプ１１７が作動する。これにより、ポンプ１１７を通じて吸入チューブ１１２から吐出チューブ１１３に冷媒液３０が送られ、第二槽１２の第二室２８から第一槽１１に冷媒液３０が供給される。これにより、開放口１４から冷媒液３０が溢れ出すことを防止できる。この結果、第一冷媒液３１及び第二冷媒液３２の液位を一定に保つことができる。なお、ポンプ１１７は、第二領域３５の高さが規定高さにまで低下したタイミングで停止される。

［第八実施形態］
次に、本願の開示する技術の第八実施形態を説明する。

図８に示される第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）に対し、次のように構成が変更されている。

すなわち、第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８は、液浸槽１００を備える。この液浸槽１００は、単一の槽で構成されている。この液浸槽１００は、一例として、天壁１０１を有する密閉型となっている。なお、液浸槽１００は、上方に開口する開放型となっていても良い。

液浸槽１００には、冷媒液３０が貯留されており、冷媒液３０の表面には、液浸槽１００に充填された複数の充填材４０が浮かべられている。そして、冷媒液３０の表面は、複数の充填材４０で覆われている。

第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８において、循環機構５０は、上述の第一実施形態のものと同一である。循環機構５０の吸入配管５１及び供給配管５２は、液浸槽１００における一対の側壁１０２、１０３とそれぞれ接続されている。複数の充填材４０の各々は、吸入配管５１と液浸槽１００との接続口５５よりも大きく形成されている。吸入配管５１は、「循環機構の配管」の一例である。

なお、充填材４０と接続口５５との大きさを比較する場合に、充填材４０の大きさは、充填材４０の複数の任意の方向の寸法を直線的に測定した場合の測定値のうちの最小値で規定される。また、接続口５５の大きさは、接続口５５が円形である場合には、接続口５５の内径（直径）で規定される。

第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８において、上記以外の構成は、上述の第一実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１（図１参照）と同様である。

続いて、第八実施形態の作用及び効果について説明する。

第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８では、液浸槽１００に複数の充填材４０が充填されており、この複数の充填材４０は、液浸槽１００に貯留された冷媒液３０の表面に浮かべられ、冷媒液３０の表面を覆っている。したがって、冷媒液３０の表面の露出を抑制することができるので、冷媒液３０が蒸発することを抑制することができる。これにより、冷媒液３０の減少を抑制することができる。

また、複数の充填材４０の各々は、吸入配管５１と液浸槽１００との接続口５５よりも大きいので、充填材４０が循環機構５０に吸い込まれて循環機構５０に詰り等の不具合が生じることを抑制することができる。

［第九実施形態］
次に、本願の開示する技術の第九実施形態を説明する。

図９に示される第九実施形態に係る液浸冷却装置Ａ９は、上述の第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８（図８参照）に対し、次のように構成が変更されている。すなわち、液浸槽１００に充填された複数の充填材４０は、二層に積み重ねられている。

このようにすると、複数の充填材４０の密閉性が向上するので、冷媒液３０が蒸発することをより一層効果的に抑制することができる。

なお、液浸槽１００に充填された複数の充填材４０は、三層以上の層状に積み重ねられていても良い。

［第十実施形態］
次に、本願の開示する技術の第十実施形態を説明する。

図１０に示される第十実施形態に係る液浸冷却装置Ａ１０は、上述の第八実施形態に係る液浸冷却装置Ａ８（図８参照）に対し、次のように構成が変更されている。

すなわち、冷媒液３０の表面は、冷媒液３０の蒸発を抑制する蒸発抑制液９０で覆われている。この蒸発抑制液９０には、冷媒液３０よりも密度が低く、かつ、充填材４０よりも密度の高い液体が用いられる。このような蒸発抑制液９０としては、例えば、シリコンオイルが用いられる。複数の充填材４０は、蒸発抑制液９０を介して冷媒液３０の表面に浮かべられている。

このようにすると、冷媒液３０の表面に対する密閉性が向上するので、冷媒液３０が蒸発することをより一層効果的に抑制することができる。

なお、上述の第九実施形態のように、複数の充填材４０は、蒸発抑制液９０の上で層状に積み重ねられていても良い。このようにすると、冷媒液３０の表面に対する密閉性をさらに向上させることができる。

また、上記第一乃至第十実施形態に適用される複数の技術のうち、組み合わせ可能な技術は、適宜組み合わされても良い。

以上、本願の開示する技術の一例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例に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
液浸槽と、
前記液浸槽に貯留された冷媒液と、
前記液浸槽に充填されると共に、前記冷媒液の表面に浮かべられ、前記冷媒液の表面を覆う複数の充填材と、
を備える液浸冷却装置。
（付記２）
前記液浸槽は、
天壁を有する密閉型の第一槽と、
前記第一槽の側方に隣接して設けられた第二槽と、
前記第一槽における前記冷媒液の液面と前記第二槽における前記冷媒液の液面の第一領域とを接続する密閉された気体空間と、
前記第二槽における前記冷媒液の液面の第二領域を大気空間に開放する開放口と、
を有し、
前記複数の充填材は、前記第二領域に浮かべられ、前記第二領域を覆っている、
付記１に記載の液浸冷却装置。
（付記３）
前記第二槽は、
上壁及び下壁と、
前記上壁から前記下壁の側に延びる仕切壁と、
を有し、
前記第一槽及び前記第二槽の間の隔壁と前記上壁との間には、前記気体空間の中に位置する気体通路が設けられ、
前記下壁と前記仕切壁との間には、前記第二槽における前記冷媒液の中に位置する冷媒液通路が設けられ、
前記第二槽における前記仕切壁よりも前記隔壁と反対側には、前記開放口が形成されている、
付記２に記載の液浸冷却装置。
（付記４）
一端が前記第一槽における前記冷媒液に浸漬された吸入チューブと、
一端が前記第二領域の上方で前記第二槽における前記冷媒液の液面よりも上側に位置する吐出チューブと、
前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する液位スイッチと、
前記吸入チューブの他端及び前記吐出チューブの他端が接続され、前記吸入チューブから前記吐出チューブに前記冷媒液を送るポンプと、
前記液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合に、前記ポンプを作動させる制御部と、
をさらに備える、
付記３に記載の液浸冷却装置。
（付記５）
前記開放口は、前記気体通路よりも高い位置にある、
付記３に記載の液浸冷却装置。
（付記６）
一端が前記第二槽における前記冷媒液に浸漬された吸入チューブと、
一端が前記第一槽における前記冷媒液の液面の上方に位置する吐出チューブと、
前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する液位スイッチと、
前記吸入チューブの他端及び前記吐出チューブの他端が接続され、前記吸入チューブから前記吐出チューブに前記冷媒液を送るポンプと、
前記液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合に、前記ポンプを作動させる制御部と、
をさらに備える、
付記３に記載の液浸冷却装置。
（付記７）
一端が前記第一槽における前記冷媒液に浸漬された第一吸入チューブと、
一端が前記第二領域の上方で前記第二槽における前記冷媒液の液面よりも上側に位置する第一吐出チューブと、
一端が前記第二槽における前記冷媒液に浸漬された第二吸入チューブと、
一端が前記第一槽における前記冷媒液の液面の上方に位置する第二吐出チューブと、
前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する第一液位スイッチと、
前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する第二液位スイッチと、
前記第一吸入チューブの他端及び前記第一吐出チューブの他端が接続され、前記第一吸入チューブから前記第一吐出チューブに前記冷媒液を送る第一ポンプと、
前記第二吸入チューブの他端及び前記第二吐出チューブの他端が接続され、前記第二吸入チューブから前記第二吐出チューブに前記冷媒液を送る第二ポンプと、
前記第一液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合に、前記第一ポンプを作動させ、前記第二液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合に、前記第二ポンプを作動させる制御部と、
をさらに備える、
付記３に記載の液浸冷却装置。
（付記８）
前記第二領域の表面積は、前記第一槽における前記冷媒液の液面の表面積よりも小さい、
付記２～付記７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記９）
前記第一槽と接続され、前記第一槽との間で前記冷媒液を循環させ、前記冷媒液を冷却する循環機構をさらに備える、
付記２～付記８のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１０）
前記冷媒液は、
前記第一槽に貯留された第一冷媒液と、
前記第二槽に貯留された第二冷媒液と、
を有し、
前記第一冷媒液と、前記第二冷媒液とは、同一の液体である、
付記２～付記９のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１１）
前記液浸槽と接続され、前記液浸槽との間で前記冷媒液を循環させ、前記冷媒液を冷却する循環機構をさらに備え、
前記充填材は、前記循環機構の配管と前記液浸槽との接続口よりも大きい、
付記１に記載の液浸冷却装置。
（付記１２）
前記充填材は、樹脂発泡材である、
付記１～付記１１のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１３）
前記充填材は、前記冷媒液よりも密度が低い、
付記１～付記１２のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１４）
前記充填材は、前記冷媒液に対して難吸収性を有する、
付記１～付記１３のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１５）
前記複数の充填材は、層状に積み重ねられている、
付記１～付記１４のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１６）
前記冷媒液の表面は、前記冷媒液の蒸発を抑制する蒸発抑制液で覆われており、
前記複数の充填材は、前記蒸発抑制液を介して前記冷媒液の表面に浮かべられている、
付記１～付記１５のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１７）
前記冷媒液は、フッ素系不活性液体である、
付記１～付記１６のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
（付記１８）
液浸槽と、
前記液浸槽に貯留された冷媒液と、
前記液浸槽に充填されると共に、前記冷媒液の表面に浮かべられ、前記冷媒液の表面を覆う複数の充填材と、
前記冷媒液に浸漬された電子機器と、
を備える情報処理装置。

Ａ１～Ａ１０ 液浸冷却装置
１０ 液浸槽
１１ 第一槽
１２ 第二槽
１３ 気体空間
１４ 開放口
１５ 天壁
１６ 上壁
１７ 下壁
１８ 仕切壁
１９ 隔壁
２０ 気体通路
２１ 冷媒液通路
２３ 第一槽における隔壁と対向する側壁
２４ 第二槽における仕切壁と対向する側壁
３０ 冷媒液
３１ 第一冷媒液
３２ 第二冷媒液
３４ 第一領域
３５ 第二領域
４０ 充填材
５０ 循環機構
５１ 吸入配管
６０ 大気空間
７０ 電子機器
８０ 情報処理装置
９０ 蒸発抑制液
１００ 液浸槽
１０１ 天壁
１０２ 側壁
１１０ 吸入チューブ
１１１ 吐出チューブ
１１２ 吸入チューブ
１１３ 吐出チューブ
１１４ 液位スイッチ
１１５ 液位スイッチ
１１６ ポンプ
１１７ ポンプ
１１８ 制御部

Claims (9)

1. 天壁を有する密閉型の第一槽と、
   前記第一槽の側方に隣接して設けられた第二槽と、
   前記第一槽及び前記第二槽に貯留された冷媒液と、
   前記第一槽における前記冷媒液の液面と前記第二槽における前記冷媒液の液面の第一領域とを接続する密閉された気体空間と、
   前記第二槽における前記冷媒液の液面の第二領域を大気空間に開放する開放口と、
   前記第二領域に浮かべられ、前記第二領域を覆っている複数の充填材と、
   を有し、
   前記第二槽は、
   上壁及び下壁と、
   前記上壁から前記下壁の側に延びる仕切壁と、
   を有し、
   前記第一槽及び前記第二槽の間の隔壁と前記上壁との間には、前記気体空間の中に位置する気体通路が設けられ、
   前記下壁と前記仕切壁との間には、前記第二槽における前記冷媒液の中に位置する冷媒液通路が設けられ、
   前記第二槽における前記仕切壁よりも前記隔壁と反対側には、前記開放口が形成されている、
   液浸冷却装置。
2. 一端が前記第一槽における前記冷媒液に浸漬された吸入チューブと、
   一端が前記第二領域の上方で前記第二槽における前記冷媒液の液面よりも上側に位置する吐出チューブと、
   前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する液位スイッチと、
   前記吸入チューブの他端及び前記吐出チューブの他端が接続され、前記吸入チューブから前記吐出チューブに前記冷媒液を送るポンプと、
   前記液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合に、前記ポンプを作動させる制御部と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の液浸冷却装置。
3. 前記開放口は、前記気体通路よりも高い位置にある、
   請求項１に記載の液浸冷却装置。
4. 一端が前記第二槽における前記冷媒液に浸漬された吸入チューブと、
   一端が前記第一槽における前記冷媒液の液面の上方に位置する吐出チューブと、
   前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する液位スイッチと、
   前記吸入チューブの他端及び前記吐出チューブの他端が接続され、前記吸入チューブから前記吐出チューブに前記冷媒液を送るポンプと、
   前記液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合に、前記ポンプを作動させる制御部と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の液浸冷却装置。
5. 一端が前記第一槽における前記冷媒液に浸漬された第一吸入チューブと、
   一端が前記第二領域の上方で前記第二槽における前記冷媒液の液面よりも上側に位置する第一吐出チューブと、
   一端が前記第二槽における前記冷媒液に浸漬された第二吸入チューブと、
   一端が前記第一槽における前記冷媒液の液面の上方に位置する第二吐出チューブと、
   前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことを検出する第一液位スイッチと、
   前記仕切壁の下端部よりも上側に配置され、前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことを検出する第二液位スイッチと、
   前記第一吸入チューブの他端及び前記第一吐出チューブの他端が接続され、前記第一吸入チューブから前記第一吐出チューブに前記冷媒液を送る第一ポンプと、
   前記第二吸入チューブの他端及び前記第二吐出チューブの他端が接続され、前記第二吸入チューブから前記第二吐出チューブに前記冷媒液を送る第二ポンプと、
   前記第一液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで低下したことが検出された場合に、前記第一ポンプを作動させ、前記第二液位スイッチによって前記第二領域の高さが予め定められた位置にまで上昇したことが検出された場合に、前記第二ポンプを作動させる制御部と、
   をさらに備える、
   請求項１に記載の液浸冷却装置。
6. 前記第二領域の表面積は、前記第一槽における前記冷媒液の液面の表面積よりも小さい、
   請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
7. 前記第一槽と接続され、前記第一槽との間で前記冷媒液を循環させ、前記冷媒液を冷却する循環機構をさらに備える、
   請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
8. 前記冷媒液は、
   前記第一槽に貯留された第一冷媒液と、
   前記第二槽に貯留された第二冷媒液と、
   を有し、
   前記第一冷媒液と、前記第二冷媒液とは、同一の液体である、
   請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
9. 請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の液浸冷却装置と、
   前記第一槽に収容され、前記冷媒液に浸漬された電子機器と、
   を備える情報処理装置。

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