WO2016129044A1 - 冷却装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2016129044A1
WO2016129044A1 PCT/JP2015/053554 JP2015053554W WO2016129044A1 WO 2016129044 A1 WO2016129044 A1 WO 2016129044A1 JP 2015053554 W JP2015053554 W JP 2015053554W WO 2016129044 A1 WO2016129044 A1 WO 2016129044A1
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pressure
evaporator
passage
valve
cooling device
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PCT/JP2015/053554
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林　信幸
中西　輝
木村　孝浩
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富士通株式会社
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Definitions

  • the technology disclosed in the present application relates to a cooling device and an electronic device.
  • cooling devices provided with an evaporator and a condenser, and a vapor pipe and a liquid pipe connected to the evaporator and the condenser.
  • this cooling device when the refrigerant in the evaporator is vaporized by the heat of the heating element and vapor is generated in the evaporator, the vapor is conveyed from the evaporator to the condenser through the vapor pipe.
  • the condenser the vapor conveyed through the vapor pipe is liquefied, and the refrigerant liquefied by the condenser is returned from the condenser to the evaporator through the liquid pipe. Then, as described above, the refrigerant circulates between the evaporator and the condenser, whereby the heat of the heating element is transported from the evaporator to the condenser by the refrigerant, thereby cooling the heating element.
  • some of the cooling devices of this type include a steam pipe and a liquid pipe provided with a valve on at least the steam pipe.
  • a cooling device provided with this valve for the purpose of preventing dryout in the evaporator accompanying freezing of the liquid pipe, the valve is operated according to the pressure difference between the inside and outside of the circulation circuit through which the refrigerant circulates. There is one that adjusts the circulation amount (see, for example, Patent Document 1).
  • the valve is operated according to the surface temperature of the evaporator for the purpose of preventing the dryout in the evaporator accompanying the rapid temperature rise of the evaporator, There is one that adjusts the circulation amount (see, for example, Patent Document 2).
  • the cooling device as described above, when the amount of refrigerant in the evaporator increases as the amount of heat generated by the heating element increases, and the pressure in the evaporator rises, the boiling point of the refrigerant in the evaporator also rises. Since the cooling function of the evaporator is exhibited mainly by the evaporation of the refrigerant, when the boiling point of the refrigerant in the evaporator rises, the amount of evaporation of the refrigerant in the evaporator decreases, and as a result, the cooling performance may deteriorate.
  • the technique disclosed in the present application is aimed at improving the cooling performance of the cooling device as one aspect.
  • the cooling device of the technology disclosed in the present application includes an evaporator, a condenser, a passage portion, a valve, and a pressure adjusting portion.
  • the passage section includes a vapor passage and a liquid passage that communicate between the evaporator and the condenser, and circulates the refrigerant between the evaporator and the condenser.
  • the valve is provided in at least one of the steam passage and the liquid passage.
  • the pressure adjusting unit increases the opening of the valve in accordance with an increase in pressure in the evaporator.
  • the cooling performance can be improved.
  • the electronic device 140 shown in FIGS. 1 and 2 is a server as an example.
  • the electronic device 140 includes a circuit board 142.
  • An electronic component 144 that is a heating element is mounted on the circuit board 142.
  • the electronic component 144 is, for example, a semiconductor element such as a CPU (Central Processing Unit), and generates heat as it operates.
  • CPU Central Processing Unit
  • the electronic device 140 includes the cooling device 10 for cooling the electronic component 144 described above.
  • the cooling device 10 includes an evaporator 12, a condenser 14, a steam pipe 16, a liquid pipe 18, a pressure adjustment mechanism 20, and a blower 22.
  • the evaporator 12 is formed in a flat box shape.
  • the evaporator 12 is thermally connected to the electronic component 144 via the connection member 24.
  • An evaporation chamber 26 is formed inside the evaporator 12, and a condensation channel 28 is formed inside the condenser 14.
  • the condensing flow path 28 is formed to meander.
  • the meandering condensing flow path 28 has a plurality of linear flow paths 28A. As an example, the plurality of linear flow paths 28 ⁇ / b> A are arranged in the height direction of the condenser 14.
  • the evaporator 12 and the condenser 14 are connected by a vapor pipe 16 and a liquid pipe 18.
  • the steam pipe 16 and the liquid pipe 18 form a passage portion 34.
  • a steam passage 36 is formed inside the steam pipe 16, and a liquid passage 38 is formed inside the liquid pipe 18.
  • the evaporation chamber 26 and the condensation channel 28 are communicated with each other through a vapor passage 36 and a liquid passage 38.
  • the area of the inlet of the vapor passage 36 is such that the refrigerant vaporized in the evaporation chamber 26 flows to the condenser 14 side through the vapor passage 36 of the vapor passage 36 and the liquid passage 38. It is set larger than the area of the outlet of the liquid passage 38.
  • the evaporation chamber 26, the condensing channel 28, the vapor passage 36, and the liquid passage 38 form a closed loop type circulation circuit.
  • the refrigerant 42 (working fluid) is injected into this circulation circuit.
  • the refrigerant 42 for example, pure water, a liquid obtained by mixing ethanol with pure water, a fluorinated liquid, or the like is used.
  • the refrigerant 42 may be injected into the circulation circuit under reduced pressure, or may be injected into the circulation circuit under atmospheric pressure.
  • the refrigerant 42 injected into the circulation circuit flows into the evaporation chamber 26 and is accommodated in the evaporation chamber 26.
  • the blower 22 is disposed adjacent to the condenser 14.
  • the blower 22 forms a flow of cooling air that cools the condenser 14 when activated.
  • FIG. 3 specifically shows the end of the vapor pipe 16 on the evaporator 12 side and the pressure adjusting mechanism 20 in a longitudinal sectional view.
  • the steam pipe 16 has a general part 44 extending linearly from above the evaporator 12 along the horizontal direction of the evaporator 12 and a connection projecting from the end of the general part 44 on the evaporator 12 side to the evaporator 12 side.
  • the connecting portion 46 is press-fitted into a connecting hole 48 formed in the upper wall of the evaporator 12.
  • the pressure adjustment mechanism 20 includes a container 52, a diaphragm 54, a valve 56, and a pressure transmission pipe 58.
  • the container 52 is fixed on the steam pipe 16 or the evaporator 12.
  • the space inside the container 52 is sealed.
  • the diaphragm 54 is formed of an elastic material such as rubber, and is formed in a disk shape.
  • the diaphragm 54 is arranged with the height direction of the container 52 as the thickness direction, and is provided at the center of the container 52 in the height direction.
  • the diaphragm 54 divides the space inside the container 52 up and down, and of the upper space and the lower space in the container 52 defined by the diaphragm 54, the upper space is a pressure working space 60. Yes.
  • the pressure working space 60 is not connected to the steam passage 36 but is provided independently of the steam passage 36.
  • the pressure working space 60 is also provided independently for the liquid passage 38 (see FIG. 2).
  • the lower wall of the pressure working space 60 is formed by a diaphragm 54.
  • a connecting rod 62 extending in the height direction of the container 52 is fixed to the center portion of the diaphragm 54.
  • the distal end side of the connecting rod 62 passes through the lower wall of the container 52 and the upper wall of the steam pipe 16 and is inserted into the steam passage 36.
  • a valve 56 is provided at the distal end of the connecting rod 62. Yes.
  • the inside of the connecting portion 46 is an inlet 36A of the steam passage 36, and the valve 56 is provided at the inlet 36A of the steam passage 36 as an example of “an end portion on the evaporator side in the steam passage”.
  • One end of the pressure transmission pipe 58 is press-fitted into a connection hole 64 formed in the upper wall of the evaporator 12, and the other end of the pressure transmission pipe 58 penetrates the upper part of the side wall of the container 52 and enters the pressure working space 60.
  • a pressure transmission passage 66 is formed inside the pressure transmission pipe 58, and the evaporation chamber 26 and the pressure working space 60 are communicated by the pressure transmission passage 66.
  • the area of the inlet 66A of the pressure transmission passage 66 is larger than the area of the inlet 36A of the steam passage 36 so that the steam is more likely to flow into the steam passage 36 than the pressure transmission passage 66 when the pressure in the evaporator 12 increases. Is also small.
  • an elastic member 68 such as a coil spring is provided in the pressure working space 60.
  • One end of the elastic member 68 is fixed to the diaphragm 54, and the other end of the elastic member 68 is fixed to the upper wall of the container 52.
  • the container 52, the diaphragm 54, the pressure transmission pipe 58, the connecting rod 62, and the elastic member 68 described above form a pressure transmission unit 70.
  • the pressure transmission unit 70 is an example of a “pressure adjustment unit”.
  • the pressure transmission unit 70 is configured to adjust the opening degree of the valve 56 using the pressure transmitted from the evaporator 12 as described below.
  • the diaphragm 54 and the elastic member 68 are in a free state, the diaphragm 54 is in a flat state.
  • the length of the connecting rod 62 is set so that the valve 56 is accommodated in the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • the outer diameter of the valve 56 is slightly smaller than the inner diameter of the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • the diaphragm 54 is Elastically deformed downward.
  • the valve 56 is moved below the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • the opening degree of the valve 56 is increased.
  • the elastic coefficients of the diaphragm 54 and the elastic member 68 are set to values suitable for releasing the pressure in the evaporator 12 as will be described later.
  • the pressure transmission unit 70 is configured to use the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 and increase the opening of the valve 56 as the pressure increases.
  • the cooling device 10 when the electronic component 144 shown in FIG. 2 generates heat, the heat of the electronic component 144 is transmitted to the evaporator 12 via the connection member 24.
  • the evaporator 12 is heated by the heat of the electronic component 144, the refrigerant 42 in the evaporator 12 is vaporized and vapor is generated in the evaporator 12. This steam is conveyed from the evaporator 12 to the condenser 14 through the steam pipe 16.
  • the blower 22 is activated.
  • the blower 22 operates, a flow of cooling air that cools the condenser 14 is formed, and heat of the condenser 14 is released.
  • the vapor conveyed through the vapor pipe 16 is liquefied.
  • the refrigerant 42 liquefied by the condenser 14 is returned from the condenser 14 to the evaporator 12 through the liquid pipe 18.
  • the refrigerant 42 circulates between the evaporator 12 and the condenser 14, whereby the heat of the electronic component 144 is transported from the evaporator 12 to the condenser 14, thereby cooling the electronic component 144. .
  • the amount of heat generated by the electronic component 144 increases, the amount of evaporation of the refrigerant 42 in the evaporator 12 increases, and when the pressure in the evaporator 12 increases, the boiling point of the refrigerant 42 in the evaporator 12 also increases. Since the cooling function of the evaporator 12 is mainly exerted by the evaporation of the refrigerant 42, when the boiling point of the refrigerant 42 in the evaporator 12 increases, the evaporation amount of the refrigerant 42 in the evaporator 12 decreases, and as a result, the cooling performance is improved. May decrease.
  • the cooling device 10 is provided with a pressure adjustment mechanism 20 (see FIG. 3).
  • a pressure adjustment mechanism 20 see FIG. 3
  • the pressure is transmitted from the evaporator 12 to the pressure working space 60 through the pressure transmission passage 66. That is, part of the gas in the evaporation chamber 26 flows into the pressure working space 60 through the pressure transmission passage 66.
  • the diaphragm 54 has a pressure in the pressure working space 60 as shown in the upper diagram to the lower diagram in FIG. And is elastically deformed downward.
  • the valve 56 is moved below the inlet 36A of the steam passage 36, and the opening degree of the valve 56 is increased.
  • the electronic component 144 is cooled using latent heat generated when the refrigerant 42 is vaporized in the evaporator 12. For this reason, the cooling performance of the cooling device 10 can be more effectively improved by suppressing the boiling point of the refrigerant 42 in the evaporator 12 from increasing and securing the evaporation amount of the refrigerant 42.
  • the pressure adjustment mechanism 20 has a mechanical structure including a container 52, a diaphragm 54, a valve 56, and a pressure transmission pipe 58. Therefore, for example, the reliability can be improved as compared with an electrical structure having a pressure sensor for detecting the pressure in the evaporator 12 and an electromagnetic valve or the like that operates according to an output signal of the pressure sensor. In addition, the structure can be simplified.
  • a diaphragm 54 that forms a wall of the pressure working space 60 is used as a member that transmits the pressure in the pressure working space 60 to the valve 56.
  • the pressure working space 60 is provided independently with respect to the steam passage 36 and the liquid passage 38 (see FIG. 2). Accordingly, it is possible to suppress the steam flowing into the pressure working space 60 from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 from interfering with the steam flowing into the steam passage 36 from the evaporator 12 through the inlet 36A of the steam passage 36. it can. Thereby, the vapor
  • valve 56 is provided at the inlet 36A of the steam passage 36 as an example of “an end portion on the evaporator side in the steam passage”. Therefore, since the valve 56 is disposed at a position closer to the evaporator 12, the pressure in the evaporator 12 can be quickly reduced when the opening of the valve 56 is increased. Thereby, the responsiveness of pressure reduction can be improved.
  • the pressure adjustment mechanism 20 includes the elastic member 68.
  • the elastic member 68 may be omitted.
  • the valve 56 is preferably provided at the inlet 36A of the steam passage 36, but may be provided at any location in the steam passage 36. Further, the valve 56 may be provided in the liquid passage 38 in addition to the steam passage 36. Even when the valve 56 is provided in the liquid passage 38, when the opening degree of the valve 56 is increased with an increase in pressure in the evaporator 12, the flow path resistance of the circulation circuit is reduced. The pressure can be released. Thereby, like the above, the residence of the vapor
  • connection portion 46 extending outward in the radial direction of the general portion 44 is formed at the end of the vapor pipe 16 on the evaporator 12 side. 12 is press-fitted into a connection hole 48 formed in the upper wall.
  • a cylindrical connected portion 72 protruding from the evaporator 12 is formed integrally with the evaporator 12, and the connecting portion of the steam pipe 16 is connected to the cylindrical connected portion 72.
  • 46 may be connected, for example, by fitting.
  • a flange portion 74 is formed at the distal end portion of the connection portion 46, and this flange portion 74 is coupled to the upper wall around the connection hole 48 of the evaporator 12. good.
  • the steam passage 36 is formed from one end of the steam pipe 16 to the other end.
  • the steam passage 36 is formed from the connection hole 48 formed in the evaporator 12 and the passage 72 ⁇ / b> A inside the connected portion 72 of the general portion 44 formed in the steam pipe 16. It may be formed over the inner passage 44A.
  • the steam passage 36 is formed from a connection hole 48 formed in the evaporator 12 and a passage 46 ⁇ / b> A inside the connection portion 46 to a passage 44 ⁇ / b> A inside the general portion 44 of the steam pipe 16. It may be formed over.
  • liquid passage 38 may be formed from a passage formed in the liquid pipe 18 to a passage or hole formed in the evaporator 12, similarly to the above-described vapor passage 36.
  • the inlet of the vapor passage 36 and the outlet of the liquid passage 38 are formed on the evaporator 12 side as described above, the inlet of the vapor passage 36 and the outlet of the liquid passage 38 formed on the evaporator 12 side are The valve 56 described above may be disposed.
  • the passage portion 34 is formed by the steam pipe 16 and the liquid pipe 18 which are pipes, but may be formed by a block-like or plate-like passage member having the steam passage 36 and the liquid passage 38 therein, for example. good.
  • path part 34 may be integrally formed besides being formed with another member.
  • pressure transmission passage 66 is formed in the pressure transmission pipe 58, for example, it may be formed in a block-like or plate-like passage member together with the steam pipe 16 and the liquid pipe 18 described above.
  • the pressure transmission unit 70 has a structure other than the above, and uses the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 to increase the opening of the valve 56 as the pressure increases. May be.
  • a pressure adjusting unit in addition to the pressure transmitting unit 70, for example, a pressure sensor that detects the pressure in the evaporator 12, a driving unit that drives the valve 56, and a control unit may be used. . And a drive part is controlled by a control part according to the increase in the pressure in the evaporator 12 detected by the pressure sensor, and the opening degree of the valve 56 may be increased.
  • condensing condensing channel 28 is formed inside the condenser 14, but the condensing channel 28 may not be meandering.
  • a condensing chamber in a room shape may be formed inside the condenser 14 instead of a long and narrow channel.
  • the evaporator 12 and the condenser 14 are arranged side by side in the horizontal direction, but the evaporator 12 and the condenser 14 may be arranged side by side in the vertical direction.
  • the condenser 14 is disposed at a slightly higher position in the vertical direction than the evaporator 12, the condenser 14 and the evaporator 12 may be disposed at the same height in the vertical direction.
  • the refrigerant 42 is naturally circulated between the evaporator 12 and the condenser 14 without using a pump.
  • at least one of the steam pipe 16 and the steam pipe 16 may be provided with a pump, and the refrigerant 42 may be circulated between the evaporator 12 and the condenser 14 using the power of the pump.
  • the electronic component 144 that is the cooling target of the cooling device 10 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), but may be a semiconductor element other than the CPU.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the cooling target of the cooling device 10 is preferably the electronic component 144, but the cooling device 10 may use a heating element other than the electronic component 144 as a cooling target.
  • cooling device 10 is preferably mounted on the electronic device 140, but the cooling device 10 may be mounted on a device other than the electronic device 140.
  • the electronic device 140 is preferably a server, but the electronic device 140 may be other than a server.
  • the cooling device 80 of the second embodiment shown in FIG. 6 differs from the cooling device 10 of the first embodiment described above (see FIGS. 1 to 3) in that the structure of the pressure adjustment mechanism 20 is changed as follows. Yes.
  • the pressure adjustment mechanism 20 includes the accommodating portion 82 and the valve 86 in addition to the pressure transmission pipe 58.
  • the accommodating part 82 is formed between the connection part 46 and the general part 44 in the steam pipe 16.
  • the accommodating portion 82 is formed by enlarging a portion between the connecting portion 46 and the general portion 44 in the steam pipe 16 upward.
  • the connecting portion 46 is located at the center of the bottom wall of the accommodating portion 82.
  • the valve 86 is formed by a diaphragm.
  • the diaphragm forming the valve 86 is made of an elastic material such as rubber.
  • the valve 86 is provided above the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36 as an example of “an end portion on the evaporator side in the steam passage”.
  • the valve 86 is formed in a tapered shape that protrudes toward the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • valve 86 is provided at the center in the height direction of the accommodating portion 82, and divides the space inside the accommodating portion 82 vertically.
  • the lower space is a pressure working space 90.
  • the pressure working space 90 is formed in a part of the steam passage 36, and connects the inlet 36A of the steam passage 36 and the passage 44A inside the general portion 44. That is, the steam discharged from the evaporation chamber 26 flows into the passage 44A inside the general portion 44 through the inlet 36A of the steam passage 36 and the pressure working space 90.
  • the upper wall of the pressure operating space 90 is formed by a diaphragm that forms a valve 86.
  • One end of the pressure transmission pipe 58 is press-fitted into a connection hole 64 formed in the upper wall of the evaporator 12 as in the first embodiment.
  • the other end of the pressure transmission pipe 58 passes through the lower portion of the side wall of the accommodating portion 82 and is inserted into the pressure working space 90. More specifically, the other end of the pressure transmission pipe 58 is located on the opposite side of the general portion 44 with respect to the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • the other end of the pressure transmission pipe 58 is bent toward the general part 44.
  • An inner side of the other end of the pressure transmission pipe 58 is formed as an outlet 66 ⁇ / b> B of the pressure transmission passage 66.
  • the outlet 66B of the pressure transmission passage 66 faces the flow direction of the refrigerant 42 in the vapor passage 36 (the direction from the pressure working space 90 toward the passage 44A inside the general portion 44).
  • the pressure transmission pipe 58 and the accommodating portion 82 described above form the pressure transmission portion 100.
  • the pressure transmission unit 100 is an example of a “pressure adjustment unit”.
  • the pressure transmission unit 100 has a structure that adjusts the opening degree of the valve 86 using the pressure transmitted from the evaporator 12 as described below.
  • the pressure transmission unit 100 uses the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 and increases the opening degree of the valve 86 as the pressure increases. It is said that. Therefore, when the pressure in the evaporator 12 increases, the opening degree of the valve 86 is increased, so that the pressure in the evaporator 12 is released, and the residence of vapor in the evaporator 12 can be suppressed. Thereby, since the excessive pressure rise in the evaporator 12 is suppressed, it can suppress that the boiling point of the refrigerant
  • the pressure working space 90 is formed in a part of the steam passage 36, and the steam passage 36 in which the pressure working space 90 is formed and the evaporation chamber 26 are communicated by a pressure transmission passage 66. Therefore, in a state where the pressure in the evaporator 12 is increased, the steam is moved from the evaporation chamber 26 to the steam passage 36 by the pressure transmission passage 66 in addition to the inlet 36A of the steam passage 36. Thereby, since discharge
  • the outlet 66B of the pressure transmission passage 66 faces the flow direction of the refrigerant 42 in the vapor passage 36 as described above. Therefore, the steam flowing into the pressure working space 90 from the inside of the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 can be smoothly merged with the steam flowing into the steam passage 36 from the inside of the evaporator 12 through the inlet 36A of the steam passage 36. Thereby, the vapor
  • the pressure adjustment mechanism 20 has a mechanical structure having a pressure transmission pipe 58, a housing portion 82, and a valve 86. Therefore, for example, the reliability can be improved as compared with an electrical structure having a pressure sensor for detecting the pressure in the evaporator 12 and an electromagnetic valve or the like that operates according to an output signal of the pressure sensor. In addition, the structure can be simplified.
  • a diaphragm that forms a wall of the pressure working space 90 and is deformed by receiving the pressure in the pressure working space 90 functions as the valve 86. Therefore, since the increase in the number of members can be suppressed, the structure of the pressure adjustment mechanism 20 can be simplified.
  • valve 86 is provided above the inlet 36A of the steam passage 36 as an example of “an end portion on the evaporator side in the steam passage”. Therefore, since the valve 86 is disposed at a position closer to the evaporator 12, when the opening degree of the valve 86 is increased, the pressure in the evaporator 12 can be quickly reduced. Thereby, the responsiveness of pressure reduction can be improved.
  • the pressure transmission unit 100 has a structure other than the above, and uses the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66, and increases the opening degree of the valve 86 as the pressure increases. May be.
  • a pressure adjusting unit in addition to the pressure transmitting unit 100, for example, a pressure sensor that detects the pressure in the evaporator 12, a driving unit that drives the valve 86, and a control unit may be used. . And the drive part may be controlled by the control part according to the increase in the pressure in the evaporator 12 detected by the pressure sensor, and the opening degree of the valve 86 may be increased.
  • the cooling device 110 of the third embodiment shown in FIG. 7 differs from the cooling device 10 of the first embodiment described above (see FIGS. 1 to 3) in that the structure of the pressure adjustment mechanism 20 is changed as follows. Yes. That is, in the third embodiment, the pressure adjustment mechanism 20 includes the accommodating portion 112, the communication portion 114, the valve 116, and the elastic member 118 in addition to the pressure transmission pipe 58.
  • the accommodating part 112 is formed in the upper part of the connection part 46 in the steam pipe 16.
  • the accommodating portion 112 is formed by expanding an upper portion of the connection portion 46 in the steam pipe 16 upward.
  • the connecting portion 46 is located below the accommodating portion 112.
  • the communication part 114 has the same cross-sectional shape as the general part 44, and extends to the opposite side of the general part 44 with respect to the accommodating part 112.
  • the valve 116 is formed in a spherical shape, and is provided in the lower part of the accommodating portion 112.
  • the inlet 36A of the steam passage 36 is formed inside the connecting portion 46, and the valve 116 is an example of the “end portion on the evaporator side in the steam passage” and the inlet 36A and the inlet 36A above the inlet 36A of the steam passage 36. Opposed to each other.
  • the elastic member 118 is, for example, a coil spring, and is interposed between the upper wall of the accommodating portion 112 and the valve 116. One end of the elastic member 118 is fixed to the valve 116, and the other end of the elastic member 118 is fixed to the upper wall of the accommodating portion 112. A connecting rod 122 is provided above the valve 116, and the connecting rod 122 is inserted inside the elastic member 118.
  • a space between the inlet 36A of the steam passage 36 and the valve 116 is a pressure working space 120.
  • the pressure working space 120 is formed in a part of the steam passage 36, that is, in a portion between the passage 44 A inside the general portion 44 and the inlet 36 A of the steam passage 36.
  • the valve 116 described above is positioned above the pressure working space 120 and is provided in contact with the pressure working space 120.
  • One end of the pressure transmission pipe 58 is press-fitted into a connection hole 64 formed in the upper wall of the evaporator 12 as in the first embodiment.
  • the other end of the pressure transmission pipe 58 passes through the side wall of the communication portion 114 and is inserted into the communication portion 114. More specifically, the other end of the pressure transmission pipe 58 is located on the opposite side of the general portion 44 with respect to the valve 116.
  • the other end of the pressure transmission pipe 58 is bent toward the general part 44.
  • An inner side of the other end of the pressure transmission pipe 58 is formed as an outlet 66 ⁇ / b> B of the pressure transmission passage 66.
  • the outlet 66B of the pressure transmission passage 66 faces the flow direction of the refrigerant 42 in the vapor passage 36 (the direction from the pressure working space 120 toward the passage 44A inside the general portion 44).
  • the pressure transmission pipe 58, the accommodating portion 112, the communication portion 114, and the elastic member 118 described above form the pressure transmission portion 130.
  • the pressure transmission unit 130 is an example of a “pressure adjustment unit”.
  • the pressure transmission unit 130 is configured to adjust the opening degree of the valve 116 using the pressure transmitted from the evaporator 12 as described below.
  • valve 116 faces the inlet 36 ⁇ / b> A of the steam passage 36.
  • the opening degree of the valve 116 is small.
  • the pressure transmission unit 130 uses the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 and increases the opening of the valve 116 as the pressure increases. It is said that. Therefore, when the pressure in the evaporator 12 increases, the opening degree of the valve 116 is increased, so that the pressure in the evaporator 12 is released, and the residence of vapor in the evaporator 12 can be suppressed. Thereby, since the excessive pressure rise in the evaporator 12 is suppressed, it can suppress that the boiling point of the refrigerant
  • the pressure working space 120 is formed in a part of the steam passage 36, and the steam passage 36 in which the pressure working space 120 is formed and the evaporation chamber 26 are communicated by a pressure transmission passage 66. Therefore, in a state where the pressure in the evaporator 12 is increased, the steam is moved from the evaporation chamber 26 to the steam passage 36 by the pressure transmission passage 66 in addition to the inlet 36A of the steam passage 36. Thereby, since discharge
  • the outlet 66B of the pressure transmission passage 66 faces the flow direction of the refrigerant 42 in the vapor passage 36 as described above. Therefore, the steam flowing from the evaporator 12 into the pressure working space 120 through the pressure transmission passage 66 can be smoothly joined to the steam flowing from the evaporator 12 into the steam passage 36 through the inlet 36A of the steam passage 36. Thereby, the vapor
  • the pressure adjusting mechanism 20 has a mechanical structure including the pressure transmission pipe 58, the accommodating portion 112, the communicating portion 114, the valve 116, and the elastic member 118. Therefore, for example, the reliability can be improved as compared with an electrical structure having a pressure sensor for detecting the pressure in the evaporator 12 and an electromagnetic valve or the like that operates according to an output signal of the pressure sensor. In addition, the structure can be simplified.
  • the valve 116 is provided in contact with the pressure working space 120, and the valve 116 is moved by receiving the pressure of the pressure working space 120 directly. Therefore, since the increase in the number of members can be suppressed, the structure of the pressure adjustment mechanism 20 can be simplified.
  • valve 116 is disposed above the inlet 36A of the steam passage 36 so as to face the inlet 36A as an example of “an end portion on the evaporator side in the steam passage”. Therefore, since the valve 116 is disposed at a position closer to the evaporator 12, the pressure in the evaporator 12 can be quickly reduced when the opening of the valve 116 is increased. Thereby, the responsiveness of pressure reduction can be improved.
  • the same modification as that of the first embodiment can be adopted for the same structure as that of the first embodiment.
  • the pressure transmission unit 130 has a structure other than the above, and uses the pressure transmitted from the evaporator 12 through the pressure transmission passage 66 to increase the opening of the valve 116 as the pressure increases. May be.
  • a pressure adjusting unit in addition to the pressure transmitting unit 130, for example, a pressure sensor that detects the pressure in the evaporator 12, a driving unit that drives the valve 116, and a control unit may be used. . And a drive part may be controlled by a control part according to the increase in the pressure in the evaporator 12 detected by the pressure sensor, and the opening degree of the valve 116 may be increased.

Abstract

　冷却装置の冷却性能を向上させることが目的である。　本実施形態の冷却装置は、蒸発器と、凝縮器と、通路部と、弁と、圧力調整部とを備える。前記通路部は、前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で冷媒を循環させる。前記弁は、前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられている。前記圧力調整部は、前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる。

Description

冷却装置及び電子機器
　本願の開示する技術は、冷却装置及び電子機器に関する。
　従来、蒸発器及び凝縮器と、蒸発器及び凝縮器と接続された蒸気管及び液管を備えた冷却装置がある。この冷却装置では、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、蒸気管を通じて蒸発器から凝縮器に搬送される。凝縮器では、蒸気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、液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。
　また、この種の冷却装置のなかには、蒸気管及び液管のうち少なくとも蒸気管に弁を備えたものがある。この弁を備えた冷却装置の一例としては、液管の凍結に伴う蒸発器内のドライアウト防止を目的として、冷媒が循環する循環回路の内外の圧力差に応じて弁を作動させ、冷媒の循環量を調整するものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、弁を備えた冷却装置の他の一例としては、蒸発器の急激な温度上昇に伴う蒸発器内のドライアウト防止を目的として、蒸発器の表面温度に応じて弁を作動させ、冷媒の循環量を調整するものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６－１３４０８号公報 特開２００６－２９６７２号公報 特開平６－１２５１８８号公報 特開２００５－１８８８１３号公報
　上述のような冷却装置において、発熱体の発熱量の増加に伴って蒸発器内の冷媒の蒸発量が増加し、蒸発器内の圧力が上昇すると、蒸発器内の冷媒の沸点も上昇する。蒸発器の冷却機能は主として冷媒の蒸発によって発揮されるので、蒸発器内の冷媒の沸点が上昇すると、蒸発器内の冷媒の蒸発量が低減し、結果として冷却性能が低下する虞がある。
　本願の開示する技術は、一つの側面として、冷却装置の冷却性能を向上させることを目的とする。
　本願の開示する技術の冷却装置は、蒸発器と、凝縮器と、通路部と、弁と、圧力調整部とを備える。前記通路部は、前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で冷媒を循環させる。前記弁は、前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられている。前記圧力調整部は、前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる。
　本願の開示する技術の冷却装置によれば、冷却性能を向上させることができる。
第一実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の平面図である。 第一実施形態に係る冷却装置を備えた電子機器の側面図である。 第一実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。 第一実施形態に係る蒸気管の第一変形例を示す断面図である。 第一実施形態に係る蒸気管の第二変形例を示す断面図である。 第二実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。 第三実施形態に係る圧力調整機構の構成及び動作を説明する図である。
　［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，図２に示される電子機器１４０は、一例として、サーバである。この電子機器１４０は、回路基板１４２を備える。回路基板１４２には、発熱体である電子部品１４４が実装されている。この電子部品１４４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。
　電子機器１４０は、上述の電子部品１４４を冷却するための冷却装置１０を備える。冷却装置１０は、蒸発器１２、凝縮器１４、蒸気管１６、液管１８、圧力調整機構２０、及び、送風機２２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２４を介して電子部品１４４と熱的に接続されている。蒸発器１２の内側には、蒸発室２６が形成されており、凝縮器１４の内側には、凝縮流路２８が形成されている。凝縮流路２８は、蛇行して形成されている。この蛇行する凝縮流路２８は、複数の直線状の流路２８Ａを有している。この複数の直線状の流路２８Ａは、一例として、凝縮器１４の高さ方向に並んでいる。
　この蒸発器１２及び凝縮器１４は、蒸気管１６及び液管１８によって接続されている。この蒸気管１６及び液管１８は、通路部３４を形成している。蒸気管１６の内側には、蒸気通路３６が形成されており、液管１８の内側には、液通路３８が形成されている。蒸発室２６及び凝縮流路２８は、蒸気通路３６及び液通路３８を通じて連通されている。この蒸気通路３６及び液通路３８については、蒸発室２６で気化された冷媒が蒸気通路３６及び液通路３８のうち蒸気通路３６を通じて凝縮器１４側に流れるように、蒸気通路３６の入口の面積が液通路３８の出口の面積よりも大に設定されている。
　この蒸発室２６、凝縮流路２８、蒸気通路３６、及び、液通路３８は、密閉されたループ型の循環回路を形成している。この循環回路には、冷媒４２（作動液）が注入される。冷媒４２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。冷媒４２は、減圧下で循環回路に注入されても良いし、大気圧下で循環回路に注入されても良い。循環回路に注入された冷媒４２は、蒸発室２６に流入され、この蒸発室２６に収容される。
　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。
　図３には、蒸気管１６の蒸発器１２側の端部、及び、圧力調整機構２０が縦断面図にて具体的に示されている。蒸気管１６は、蒸発器１２の上方から蒸発器１２の水平方向に沿って直線状に延びる一般部４４と、この一般部４４の蒸発器１２側の端部から蒸発器１２側に突出する接続部４６とを有する。接続部４６は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔４８に圧入されている。
　圧力調整機構２０は、容器５２、ダイヤフラム５４、弁５６、及び、圧力伝達配管５８を有する。容器５２は、蒸気管１６又は蒸発器１２の上に固定されている。この容器５２の内側の空間は、密閉されている。ダイヤフラム５４は、例えばゴム等の弾性を有する材料で形成されており、円盤状に形成されている。
　このダイヤフラム５４は、容器５２の高さ方向を厚み方向として配置されると共に、容器５２の高さ方向の中央部に設けられている。このダイヤフラム５４は、容器５２の内側の空間を上下に区画しており、このダイヤフラム５４によって区画された容器５２内の上側空間及び下側空間のうち、上側空間は、圧力作動空間６０とされている。
　圧力作動空間６０は、蒸気通路３６と連通されずに、蒸気通路３６に対して独立して設けられている。また、この圧力作動空間６０は、上述の液通路３８（図２参照）に対しても独立して設けられている。この圧力作動空間６０の下側の壁は、ダイヤフラム５４によって形成されている。
　ダイヤフラム５４の中央部には、容器５２の高さ方向に延びる連結ロッド６２が固定されている。連結ロッド６２の先端側は、容器５２の下壁及び蒸気管１６の上壁を貫通して蒸気通路３６内に挿入されており、この連結ロッド６２の先端部には、弁５６が設けられている。接続部４６の内側は、蒸気通路３６の入口３６Ａであり、弁５６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられている。
　圧力伝達配管５８の一端は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されており、圧力伝達配管５８の他端は、容器５２の側壁上部を貫通し、圧力作動空間６０に挿入されている。圧力伝達配管５８の内側には、圧力伝達通路６６が形成されており、蒸発室２６と圧力作動空間６０とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。蒸発器１２内の圧力が増加した場合に圧力伝達通路６６よりも蒸気通路３６に蒸気が流入しやすくなるように、圧力伝達通路６６の入口６６Ａの面積は、蒸気通路３６の入口３６Ａの面積よりも小となっている。
　また、圧力作動空間６０には、例えばコイルスプリング等の弾性部材６８が設けられている。この弾性部材６８の一端は、ダイヤフラム５４に固定され、弾性部材６８の他端は、容器５２の上壁に固定されている。
　この第一実施形態において、上述の容器５２、ダイヤフラム５４、圧力伝達配管５８、連結ロッド６２、及び、弾性部材６８は、圧力伝達部７０を形成している。この圧力伝達部７０は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部７０は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁５６の開度を調整する構造とされている。
　すなわち、図３の上図に示されるように、ダイヤフラム５４及び弾性部材６８が自由状態である場合には、ダイヤフラム５４が平らな状態になる。ダイヤフラム５４が平らな状態では、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａに収まるように、連結ロッド６２の長さは設定されている。弁５６の外径は、蒸気通路３６の入口３６Ａの内径よりも若干小さくされており、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａに収まる状態では、弁５６の開度は小とされる。
　一方、図３の下図に示されるように、後述する如く圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に圧力が伝達され、圧力作動空間６０の圧力が増加した状態では、ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形される。ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形された状態では、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動される。弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動されることにより、弁５６の開度は増加される。ダイヤフラム５４及び弾性部材６８の弾性係数は、後述する如く蒸発器１２内の圧力の解放に適した値に設定されている。
　このように、圧力伝達部７０は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁５６の開度を増加させる構造とされている。
　次に、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冷却装置１０では、図２に示される電子部品１４４が発熱すると、この電子部品１４４の熱が接続部材２４を介して蒸発器１２に伝わる。蒸発器１２が電子部品１４４の熱で加熱されると、蒸発器１２内の冷媒４２が気化し蒸発器１２内に蒸気が発生する。この蒸気は、蒸気管１６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１４４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、蒸気管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４２は、液管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４２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１４４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１４４が冷却される。
　ところで、電子部品１４４の発熱量の増加に伴って蒸発器１２内の冷媒４２の蒸発量が増加し、蒸発器１２内の圧力が上昇すると、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点も上昇する。蒸発器１２の冷却機能は主として冷媒４２の蒸発によって発揮されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇すると、蒸発器１２内の冷媒４２の蒸発量が低減し、結果として冷却性能が低下する虞がある。
　しかしながら、第一本実施形態に係る冷却装置１０には、圧力調整機構２０（図３参照）が設けられている。そして、電子部品１４４の発熱量が増加し、蒸発器１２内の圧力が高まると、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に圧力が伝達される。つまり、蒸発室２６の気体の一部が圧力伝達通路６６を通じて圧力作動空間６０に流入する。
　また、このようにして圧力作動空間６０に圧力が伝達されると、圧力作動空間６０の圧力が増加し、図３の上図から下図に示されるように、ダイヤフラム５４が圧力作動空間６０の圧力を受けて下側へ弾性変形される。ダイヤフラム５４が下側へ弾性変形されると、弁５６が蒸気通路３６の入口３６Ａよりも下方に移動され、弁５６の開度が増加される。
　そして、このようにして弁５６の開度が増加されると、蒸発器１２内の圧力が解放され、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４２の沸点が上昇することを抑制でき、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
　しかも、蒸発器１２において冷媒４２が気化するときの潜熱を利用して電子部品１４４を冷却する。このため、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制して冷媒４２の蒸発量を確保することにより、冷却装置１０の冷却性能をより効果的に向上させることができる。
　また、圧力調整機構２０は、容器５２、ダイヤフラム５４、弁５６、及び、圧力伝達配管５８を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
　しかも、圧力調整機構２０では、圧力作動空間６０の圧力を弁５６に伝達する部材として、圧力作動空間６０の壁を形成するダイヤフラム５４が用いられている。これにより、簡単な構造で圧力作動空間６０の圧力を弁５６に伝達することができるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
　また、圧力作動空間６０は、蒸気通路３６及び液通路３８（図２参照）に対して独立して設けられている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間６０に流入する蒸気が、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気と干渉することを抑制することができる。これにより、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
　また、弁５６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられている。従って、弁５６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁５６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
　次に、第一実施形態の変形例について説明する。
　上述の第一実施形態において、圧力調整機構２０は、弾性部材６８を備えるが、例えば、ダイヤフラム５４の弾性力で足りる場合には、弾性部材６８は省かれても良い。
　また、弁５６は、好ましくは、蒸気通路３６の入口３６Ａに設けられるが、蒸気通路３６のどの場所に設けられても良い。また、弁５６は、蒸気通路３６以外に、液通路３８に設けられても良い。弁５６が液通路３８に設けられた場合でも、蒸発器１２内の圧力増加に伴い弁５６の開度が増加されたときには、循環回路の流路抵抗が低減されるので、蒸発器１２内の圧力を解放することができる。これにより、上記と同様に、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制でき、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇を抑制できる。また、弁５６は、蒸気通路３６と液通路３８の両方に設けられても良い。
　また、上述の第一実施形態において、蒸気管１６における蒸発器１２側の端部には、一般部４４の径方向外側に延出する接続部４６が形成され、この接続部４６は、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔４８に圧入されている。しかしながら、例えば、図４に示されるように、蒸発器１２から突出する円筒状の被接続部７２が蒸発器１２に一体に形成され、この円筒状の被接続部７２に蒸気管１６の接続部４６が例えば嵌合される等により接続されても良い。また、例えば、図５に示されるように、接続部４６の先端部には、フランジ部７４が形成され、このフランジ部７４が蒸発器１２の接続孔４８の周囲の上壁に結合されても良い。
　また、上述の第一実施形態において、蒸気通路３６は、蒸気管１６の一端から他端に亘って形成されている。しかしながら、例えば、図４に示されるように、蒸気通路３６は、蒸発器１２に形成された接続孔４８及び被接続部７２の内側の通路７２Ａから、蒸気管１６に形成された一般部４４の内側の通路４４Ａに亘って形成されても良い。また、例えば、図５に示されるように、蒸気通路３６は、蒸発器１２に形成された接続孔４８及び接続部４６の内側の通路４６Ａから、蒸気管１６の一般部４４の内側の通路４４Ａに亘って形成されても良い。
　また、液通路３８についても、上述の蒸気通路３６と同様に、液管１８に形成された通路から蒸発器１２に形成された通路や孔に亘って形成されても良い。
　さらに、上述の如く蒸発器１２側に蒸気通路３６の入口や液通路３８の出口が形成される場合に、この蒸発器１２側に形成された蒸気通路３６の入口や液通路３８の出口に、上述の弁５６が配置されても良い。
　また、通路部３４は、配管である蒸気管１６及び液管１８により形成されているが、例えば、内部に蒸気通路３６及び液通路３８を有するブロック状や板状の通路部材で形成されても良い。また、蒸発器１２、凝縮器１４、及び、通路部３４は、別部材で形成される以外に、一体に形成されても良い。
　また、圧力伝達通路６６は、圧力伝達配管５８に形成されているが、例えば、上述の蒸気管１６及び液管１８と共にブロック状や板状の通路部材に形成されていても良い。
　また、圧力伝達部７０は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁５６の開度を増加させても良い。
　また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部７０以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁５６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁５６の開度が増加されても良い。
　また、凝縮器１４の内側には、蛇行する凝縮流路２８が形成されているが、凝縮流路２８は、蛇行していなくても良い。また、凝縮器１４の内側には、細長い流路では無く、部屋状の凝縮室が形成されていても良い。
　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、冷却装置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４２が自然循環される。しかしながら、蒸気管１６及び蒸気管１６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４２が循環されても良い。
　また、冷却装置１０の冷却対象である電子部品１４４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、冷却装置１０の冷却対象は、好ましくは、電子部品１４４とされるが、冷却装置１０は、電子部品１４４以外の発熱体を冷却対象としても良い。
　また、冷却装置１０は、好ましくは、電子機器１４０に搭載されるが、冷却装置１０は、電子機器１４０以外のものに搭載されても良い。
　また、電子機器１４０は、好ましくは、サーバとされるが、電子機器１４０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。
　［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６に示される第二実施形態の冷却装置８０は、上述の第一実施形態の冷却装置１０（図１～図３参照）に対し、圧力調整機構２０の構造が次のように変更されている。すなわち、第二実施形態において、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８に加えて、収容部８２と、弁８６とを有する。
　収容部８２は、蒸気管１６における接続部４６と一般部４４との間に形成されている。この収容部８２は、蒸気管１６における接続部４６と一般部４４との間の部分が上側に拡大されることで形成されている。接続部４６は、収容部８２の底壁の中央部に位置されている。
　弁８６は、ダイヤフラムによって形成されている。この弁８６を形成するダイヤフラムは、例えばゴム等の弾性を有する材料で形成されている。この弁８６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に設けられている。この弁８６は、蒸気通路３６の入口３６Ａ側に凸を成すテーパ状に形成されている。
　また、この弁８６は、収容部８２の高さ方向の中央部に設けられており、収容部８２の内側の空間を上下に区画している。この弁８６によって区画された収容部８２内の上側空間及び下側空間のうち、下側空間は、圧力作動空間９０とされている。
　圧力作動空間９０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、蒸気通路３６の入口３６Ａと、一般部４４の内側の通路４４Ａとを接続している。つまり、蒸発室２６から排出された蒸気は、蒸気通路３６の入口３６Ａ及び圧力作動空間９０を通じて一般部４４の内側の通路４４Ａに流れる。この圧力作動空間９０の上側の壁は、弁８６を形成するダイヤフラムによって形成されている。
　圧力伝達配管５８の一端は、第一実施形態と同様に、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されている。一方、圧力伝達配管５８の他端は、収容部８２の側壁下部を貫通し、圧力作動空間９０に挿入されている。この圧力伝達配管５８の他端は、より具体的には、蒸気通路３６の入口３６Ａに対する一般部４４と反対側に位置されている。
　また、この圧力伝達配管５８の他端は、一般部４４に向けて折り曲げられている。この圧力伝達配管５８の他端の内側は、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂとして形成されている。この圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向（圧力作動空間９０から一般部４４の内側の通路４４Ａに向かう方向）を向いている。
　この第二実施形態において、上述の圧力伝達配管５８及び収容部８２は、圧力伝達部１００を形成している。この圧力伝達部１００は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部１００は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁８６の開度を調整する構造とされている。
　すなわち、図６の上図に示されるように、弁８６を形成するダイヤフラムが自由状態である場合には、弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する。弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する状態では、弁８６の開度は小とされる。
　一方、図６の下図に示されるように、蒸発器１２内の圧力が増加し、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間９０に伝達される圧力が増加した状態では、ダイヤフラムによって形成された弁８６が上側へ弾性変形される。弁８６が上側へ弾性変形された状態では、弁８６の中央先端部が蒸気通路３６の入口３６Ａから上方へ離間され、弁８６の開度が増加される。
　このように、第二実施形態においても、圧力伝達部１００は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁８６の開度を増加させる構造とされている。従って、蒸発器１２内の圧力が高まった場合には、弁８６の開度が増加されることにより、蒸発器１２内の圧力が解放され、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制できる。これにより、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制できる。この結果、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
　しかも、圧力作動空間９０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、この圧力作動空間９０が形成された蒸気通路３６と蒸発室２６とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。従って、蒸発器１２内の圧力が増加した状態では、蒸気通路３６の入口３６Ａに加えて、圧力伝達通路６６によっても蒸発室２６から蒸気通路３６に蒸気が移動される。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をより一層効果的に抑制できる。
　また、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、上述の如く蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向を向いている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間９０に流入する蒸気を、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気に円滑に合流させることができる。これにより、蒸気通路３６の蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
　また、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８、収容部８２、及び、弁８６を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
　また、圧力調整機構２０では、圧力作動空間９０の壁を形成し圧力作動空間９０の圧力を受けて変形されるダイヤフラムが弁８６として機能する。従って、部材点数の増加を抑制できるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
　また、弁８６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に設けられている。従って、弁８６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁８６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
　なお、第二実施形態において、上述の第一実施形態と同様の構造については、第一実施形態と同様の変形例を採用することが可能である。
　また、圧力伝達部１００は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁８６の開度を増加させても良い。
　また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部１００以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁８６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁８６の開度が増加されても良い。
　［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７に示される第三実施形態の冷却装置１１０は、上述の第一実施形態の冷却装置１０（図１～図３参照）に対し、圧力調整機構２０の構造が次のように変更されている。すなわち、第三実施形態において、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８に加えて、収容部１１２と、連通部１１４と、弁１１６と、弾性部材１１８とを有する。
　収容部１１２は、蒸気管１６における接続部４６の上方部分に形成されている。この収容部１１２は、蒸気管１６における接続部４６の上方部分が上側に拡大されることで形成されている。接続部４６は、収容部１１２の下方に位置されている。連通部１１４は、一般部４４と同様の断面形状を有しており、収容部１１２に対する一般部４４と反対側に延出されている。
　弁１１６は、球状に形成されており、収容部１１２の下部に設けられている。蒸気通路３６の入口３６Ａは、接続部４６の内側に形成されており、弁１１６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に入口３６Ａと対向して配置されている。
　弾性部材１１８は、一例として、コイルスプリングであり、収容部１１２の上壁と弁１１６との間に介在されている。弾性部材１１８の一端は、弁１１６に固定されており、弾性部材１１８の他端は、収容部１１２の上壁に固定されている。弁１１６の上側には、連結ロッド１２２が設けられており、この連結ロッド１２２は、弾性部材１１８の内側に挿入されている。
　また、蒸気通路３６の入口３６Ａと弁１１６との間の空間は、圧力作動空間１２０とされている。この圧力作動空間１２０は、蒸気通路３６の一部、すなわち、一般部４４の内側の通路４４Ａと蒸気通路３６の入口３６Ａとの間の部分に形成されている。上述の弁１１６は、圧力作動空間１２０の上方に位置されており、圧力作動空間１２０に接して設けられている。
　圧力伝達配管５８の一端は、第一実施形態と同様に、蒸発器１２の上壁に形成された接続孔６４に圧入されている。一方、圧力伝達配管５８の他端は、連通部１１４の側壁を貫通し、連通部１１４内に挿入されている。この圧力伝達配管５８の他端は、より具体的には、弁１１６に対する一般部４４と反対側に位置されている。
　また、この圧力伝達配管５８の他端は、一般部４４に向けて折り曲げられている。この圧力伝達配管５８の他端の内側は、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂとして形成されている。この圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向（圧力作動空間１２０から一般部４４の内側の通路４４Ａに向かう方向）を向いている。
　この第三実施形態において、上述の圧力伝達配管５８、収容部１１２、連通部１１４、及び、弾性部材１１８は、圧力伝達部１３０を形成している。この圧力伝達部１３０は、「圧力調整部」の一例である。この圧力伝達部１３０は、以下に説明する如く蒸発器１２内から伝達された圧力を利用して弁１１６の開度を調整する構造とされている。
　すなわち、図７の上図に示されるように、弾性部材１１８が自由状態である場合には、弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する。弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａと対向する状態では、弁１１６の開度は小とされる。
　一方、図７の下図に示されるように、蒸発器１２内の圧力が増加し、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間１２０に伝達される圧力が増加した状態では、弾性部材１１８の弾性力に抗して弁１１６が上側へ移動される。弁１１６が上側へ移動された状態では、弁１１６が蒸気通路３６の入口３６Ａから上方へ離間され、弁１１６の開度が増加される。
　このように、第三実施形態においても、圧力伝達部１３０は、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁１１６の開度を増加させる構造とされている。従って、蒸発器１２内の圧力が高まった場合には、弁１１６の開度が増加されることにより、蒸発器１２内の圧力が解放され、蒸発器１２内での蒸気の滞留を抑制できる。これにより、蒸発器１２内の過剰な圧力上昇が抑制されるので、蒸発器１２内の冷媒４２の沸点が上昇することを抑制できる。この結果、冷媒４２の蒸発量を確保できるので、冷却装置１０の冷却性能を向上させることができる。
　しかも、圧力作動空間１２０は、蒸気通路３６の一部に形成されており、この圧力作動空間１２０が形成された蒸気通路３６と蒸発室２６とは、圧力伝達通路６６によって連通されている。従って、蒸発器１２内の圧力が増加した状態では、蒸気通路３６の入口３６Ａに加えて、圧力伝達通路６６によっても蒸発室２６から蒸気通路３６に蒸気が移動される。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をより一層効果的に抑制できる。
　また、圧力伝達通路６６の出口６６Ｂは、上述の如く蒸気通路３６における冷媒４２の流れの方向を向いている。従って、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から圧力作動空間１２０に流入する蒸気を、蒸気通路３６の入口３６Ａを通じて蒸発器１２内から蒸気通路３６に流入する蒸気に円滑に合流させることができる。これにより、蒸気通路３６の蒸気を円滑に凝縮器１４側に流すことができる。
　また、圧力調整機構２０は、圧力伝達配管５８、収容部１１２、連通部１１４、弁１１６、及び、弾性部材１１８を有する機械的な構造とされている。従って、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に応じて作動する電磁弁等を有する電気的な構造に比して、信頼性を向上させることができると共に構造を簡単にすることができる。
　また、圧力調整機構２０では、弁１１６が圧力作動空間１２０と接して設けられており、この弁１１６が圧力作動空間１２０の圧力を直接的に受けることで移動される。従って、部材点数の増加を抑制できるので、圧力調整機構２０の構造をより簡単にすることができる。
　また、弁１１６は、「蒸気通路における蒸発器側の端部」の一例として、蒸気通路３６の入口３６Ａの上方に入口３６Ａと対向して配置されている。従って、弁１１６が蒸発器１２により近い位置に配置されているので、弁１１６の開度が増加されたときには、蒸発器１２内の圧力を速やかに低下させることができる。これにより、圧力低減の応答性を高めることができる。
　なお、第三実施形態において、上述の第一実施形態と同様の構造については、第一実施形態と同様の変形例を採用することが可能である。
　また、圧力伝達部１３０は、上記以外の構造とされることで、圧力伝達通路６６を通じて蒸発器１２内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い弁１１６の開度を増加させても良い。
　また、「圧力調整部」の一例として、圧力伝達部１３０以外に、例えば、蒸発器１２内の圧力を検出する圧力センサ、弁１１６を駆動させる駆動部、及び、制御部が用いられても良い。そして、圧力センサによって検出された蒸発器１２内の圧力の増加に応じて制御部により駆動部が制御され、弁１１６の開度が増加されても良い。
　以上、本願の開示する技術の第一乃至第三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。

Claims (13)

  1. 　冷媒が収容され、前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
    　前記蒸発器によって蒸発させられた前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
    　前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
    　前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
    　前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
    　を備える冷却装置。
  2. 　前記圧力調整部は、前記蒸発器内と連通する圧力伝達通路を有すると共に、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内から伝達された圧力を利用し、該圧力の増加に伴い前記弁の開度を増加させる圧力伝達部である、
    　請求項１に記載の冷却装置。
  3. 　前記圧力伝達部は、前記圧力伝達通路を通じて前記蒸発器内と連通された圧力作動空間をさらに有し、
    　前記弁は、前記圧力作動空間の圧力の増加に伴い開度が増加される、
    　請求項２に記載の冷却装置。
  4. 　前記圧力作動空間は、前記蒸気通路及び前記液通路に対して独立して設けられている、
    　請求項３に記載の冷却装置。
  5. 　前記圧力伝達部は、前記圧力作動空間の壁を形成すると共に、前記弁と連結されたダイヤフラムをさらに有する、
    　請求項４に記載の冷却装置。
  6. 　前記圧力作動空間は、前記蒸気通路の一部に形成されている、
    　請求項３に記載の冷却装置。
  7. 　前記弁は、前記圧力作動空間の壁を形成するダイヤフラムである、
    　請求項６に記載の冷却装置。
  8. 　前記弁は、前記圧力作動空間に接して設けられている、
    　請求項６に記載の冷却装置。
  9. 　前記圧力伝達通路の出口は、前記蒸気通路における前記冷媒の流れの方向を向いている、
    　請求項６～請求項８のいずれか一項に記載の冷却装置。
  10. 　前記弁は、前記蒸気通路における前記蒸発器側の端部に設けられている、
    　請求項２～請求項９のいずれか一項に記載の冷却装置。
  11. 　前記圧力伝達部は、前記圧力伝達通路が形成された圧力伝達配管を有する、
    　請求項２～請求項１０のいずれか一項に記載の冷却装置。
  12. 　前記圧力伝達通路の入口の面積は、前記蒸気通路の入口の面積よりも小さい、
    　請求項２～請求項１１のいずれか一項に記載の冷却装置。
  13. 　発熱体である電子部品と、
    　前記電子部品に熱的に接触されると共に、冷媒が収容され、前記電子部品からの熱により前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、
    　前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、
    　前記蒸発器内と前記凝縮器内とを連通する蒸気通路及び液通路を有し、前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記冷媒を循環させる通路部と、
    　前記蒸気通路及び前記液通路の少なくとも一方の通路に設けられた弁と、
    　前記蒸発器内の圧力の増加に応じて前記弁の開度を増加させる圧力調整部と、
    　を備える電子機器。
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