WO2017064871A1 - 冷却装置および冷媒中継装置 - Google Patents

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WO2017064871A1
WO2017064871A1 PCT/JP2016/004592 JP2016004592W WO2017064871A1 WO 2017064871 A1 WO2017064871 A1 WO 2017064871A1 JP 2016004592 W JP2016004592 W JP 2016004592W WO 2017064871 A1 WO2017064871 A1 WO 2017064871A1
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refrigerant
housing
relay device
liquid
phase
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PCT/JP2016/004592
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English (en)
French (fr)
Inventor
安仁 中村
俊輔 藤井
Original Assignee
Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/06—Control arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/01—Heaters

Definitions

  • the present invention relates to a cooling device or the like, for example, a cooling device or the like that cools a heating element by circulating a refrigerant between an evaporator and a condenser.
  • a method using a phase change phenomenon of a refrigerant As a method for transporting exhaust heat from an electronic device, a method using a phase change phenomenon of a refrigerant is known. This utilizes latent heat when the phase of the refrigerant changes into a liquid phase and a gas phase depending on the cycle of vaporization and condensation of the refrigerant, and is characterized by a large amount of heat transfer. For this reason, the system using the phase change phenomenon of the refrigerant is expected to reduce the air conditioning power of the data center.
  • Patent Document 1 An example of a cooling device using such a refrigerant phase change phenomenon is disclosed in Patent Document 1.
  • the heat of the heating element 35 is cooled by circulating a refrigerant between the boiling cooler 15 (corresponding to an evaporator) and the condenser 30.
  • a gas-liquid separator 20 is connected to the boiling cooler 15 and the condenser 30.
  • Liquid phase refrigerant (liquid refrigerant) and gas phase refrigerant (refrigerant vapor) flow into the gas-liquid separator 20 from the boiling cooler 15.
  • the gas-liquid separator 20 causes the liquid-phase refrigerant to flow out to the boiling cooler 15 via the return passage 23.
  • the gas-liquid separator 20 causes the gas-phase refrigerant to flow out to the condenser 30 via the second cooler 25.
  • the gas-liquid separator 20 includes a float valve 21 that opens and closes the return passage 23. While the liquid-phase refrigerant is sufficiently stored in the gas-liquid separator 20, the float valve 21 opens the return passage 23 by the buoyancy of the liquid-phase refrigerant. On the other hand, when the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 20 runs out, the float valve 21 closes the return passage 23 due to the gravity of the float valve 21 itself. This prevents the gas-phase refrigerant in the gas-liquid separator 20 from flowing into the return passage 23.
  • the float valve 21 may be lifted and the return passage 23 may be opened. If the return passage 23 is opened when the liquid-phase refrigerant in the gas-liquid separator 20 is exhausted, the gas-phase refrigerant flows into the boiling cooler 15 through the return passage 23. As a result, there has been a problem that the cooling efficiency of the heat of the heating element 35 is lowered.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a cooling device or the like that can efficiently cool the heat of the heating element.
  • the cooling device of the present invention receives the heat of the heating element, evaporates the liquid-phase refrigerant stored therein by the heat of the heating element, and flows out the vapor-phase refrigerant from the evaporator.
  • a condenser that condenses the gas-phase refrigerant to flow out, and a liquid-phase refrigerant that flows out, and is connected to the evaporator and the condenser, stores the gas-phase refrigerant that flows out from the evaporator, and flows out to the condenser
  • a refrigerant relay device that stores the liquid-phase refrigerant flowing out of the condenser and that flows out to the evaporator, and the refrigerant relay device includes a housing that stores the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant.
  • the refrigerant relay device of the present invention includes a casing that stores liquid-phase refrigerant and gas-phase refrigerant, a refrigerant inlet that allows the liquid-phase refrigerant to flow into the casing, and a refrigerant that allows the gas-phase refrigerant to flow out of the casing.
  • the opening is disposed so as to face the bottom of the housing.
  • the heat of the heating element can be efficiently cooled.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a refrigerant relay device 1300 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the refrigerant relay device 1300 taken along a cut surface along the vertical direction G, including the center line CL1 of the refrigerant relay device 1300 shown in FIG.
  • FIG. 2 is an exploded cross-sectional view showing the structure of the refrigerant relay device 1300 in an exploded manner.
  • FIG. 2 shows an exploded configuration of the refrigerant relay device 1300 cut along a cut surface corresponding to the cut surface of FIG.
  • the configuration of the refrigerant relay device 1300 is shown with the central portion of the refrigerant relay device 1300 omitted.
  • FIG. 3 is a diagram showing an outline of the configuration of the cooling device 1000.
  • FIG. 4 is an external perspective view showing the configuration of the cooling device 1000. 4 shows an example in which four racks 1100 of FIG. 3 are provided. FIG. 4 shows an example in which the evaporator 1200 mounted on each rack 1100 is connected to one refrigerant relay device 1300.
  • FIG. 5 is an external perspective view showing the configuration of the refrigerant relay device 1300.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the refrigerant relay device 1300.
  • FIG. 6 is a cut surface that is perpendicular to the center line CL1 of the refrigerant relay device 1300 and includes the center lines of the second steam pipe connection portion 1323 and the second liquid pipe connection portion 1324.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the relay device 1300 cut. 1 to 6, the vertical direction G is shown.
  • the cooling device 1000 is installed in a data center, for example.
  • the cooling device 1000 includes at least an evaporator 1200, a refrigerant relay device 1300, and a condenser 1400.
  • the cooling device 1000 includes, for example, four evaporators 1200, a refrigerant relay device 1300, and a condenser 1400.
  • the evaporator 1200 and the refrigerant relay device 1300 are connected by a first steam pipe 1500 and a first liquid pipe 1600.
  • the refrigerant relay device 1300 and the condenser 1400 are connected by a second vapor pipe 1700 and a second liquid pipe 1800.
  • the rack 1100 houses a heating element 1110.
  • the first steam pipe 1500, the first liquid pipe 1600, the second steam pipe 1700, the second liquid pipe 1800, the rack 1100, and the heating element 1110 are not essential components of the present invention. Accordingly, these can be omitted to constitute the cooling device of the present invention.
  • the rack 1100 accommodates one or more heating elements 1110.
  • the rack 1100 accommodates one or more heating elements 1110.
  • four heating elements 1110 are accommodated in the rack 1100.
  • one or more, three or less, or five or more heating elements 1110 may be accommodated in the rack 1100.
  • the heating element 1110 refers to a component that generates heat when operated.
  • the heating element 1110 is, for example, an electronic device including a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) or an integrated circuit (LSI: Large Scale Integration). That is, an electronic device or the like generates heat as the heating element 1110 by performing various data processing.
  • CPU Central Processing Unit
  • LSI Large Scale Integration
  • the cooling device 1000 has a coolant that circulates between the evaporator 1200, the coolant relay device 1300, and the condenser 1400. That is, a cavity is provided inside the evaporator 1200, the refrigerant relay device 1300, and the condenser 1400.
  • the refrigerant is closed by an evaporator 1200, a refrigerant relay device 1300, a condenser 1400, a first vapor pipe 1500, a first liquid pipe 1600, a second vapor pipe 1700, and a second liquid pipe 1800. It is confined in a space in a sealed state.
  • the refrigerant is sealed between the evaporator 1200, the refrigerant relay device 1300, and the condenser 1400 between the first vapor pipe 1500, the first liquid pipe 1600, the second vapor pipe 1700, and the second vapor pipe. It circulates through the liquid pipe 1800.
  • the refrigerant is made of, for example, a polymer material, and has a characteristic of vaporizing at a high temperature and liquefying at a low temperature.
  • hydrofluorocarbon HFC
  • hydrofluoroether HFE
  • the evaporator 1200 is provided on the back side of one or more heating elements 1110. More preferably, the evaporator 1200 is provided in close proximity to face the heating element 1110. Thereby, the evaporator 1200 can receive the heat of the heating element 1110 efficiently.
  • the evaporator 1200 is connected to the refrigerant relay device 1300 by a first vapor pipe 1500 and a first liquid pipe 1600.
  • the evaporator 1200 is attached to, for example, a rear door provided on the back side of the rack 1100.
  • a rear door provided on the back side of the rack 1100.
  • the evaporator 1200 receives the heat of the heating element 1110, and evaporates the liquid phase refrigerant (hereinafter sometimes referred to as “liquid phase refrigerant”) stored therein by the heat of the heating element 1110. Then, a refrigerant in a gas phase state (hereinafter sometimes referred to as a gas phase refrigerant) is discharged.
  • the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 flows into the condenser 1400 via the first vapor pipe 1500, the refrigerant relay device 1300, and the second vapor pipe 1700.
  • the condenser 1400 is provided above the vertical direction G with respect to the evaporator 1200. Thereby, the liquid phase refrigerant in the condenser 1400 easily flows to the evaporator 1200 via the second liquid pipe 1800, the refrigerant relay device 1300, and the first liquid pipe 1600 due to gravity. More preferably, the condenser 1400 is provided outdoors such as a data center. Thereby, the condenser 1400 can radiate the heat of the heating element 1110 more efficiently.
  • the condenser 1400 is connected to the refrigerant relay device 1300 by a second vapor pipe 1700 and a second liquid pipe 1800.
  • the condenser 1400 receives the gas-phase refrigerant flowing out from the evaporator 1200 via the refrigerant relay device 1300. And the condenser 1400 condenses the gaseous-phase refrigerant
  • the refrigerant relay device 1300 is provided above the vertical direction G with respect to the evaporator 1200. Thereby, the liquid-phase refrigerant in the refrigerant relay device 1300 easily flows to the evaporator 1200 via the first liquid pipe 1600 due to gravity.
  • the refrigerant relay device 1300 is provided above the rack 1100.
  • the refrigerant relay device 1300 is suspended and fixed on the ceiling wall of the data center, for example, by a building tool.
  • the refrigerant relay device 1300 may be simply referred to as a reserve tank or a tank.
  • the refrigerant relay device 1300 is connected to an evaporator 1200 and a condenser 1400. More specifically, the refrigerant relay device 1300 is connected to the evaporator 1200 by a first steam pipe 1500 and a first liquid pipe 1600. The refrigerant relay device 1300 is connected to the condenser 1400 by a second steam pipe 1700 and a second liquid pipe 1800.
  • the refrigerant relay device 1300 stores the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 and flows it out to the condenser 1400. Further, the refrigerant relay device 1300 stores the liquid-phase refrigerant that flows out of the condenser 1400 and causes it to flow out to the evaporator 1200. As a result, the cooling device 1000 changes the phase of the refrigerant between the evaporator 1200 and the condenser 1300 while storing a part of the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant in the refrigerant relay device 1300 (liquid-phase refrigerant ⁇ ⁇ The heat of the heating element 1110 is cooled by circulating the gas phase refrigerant).
  • the refrigerant relay device 1300 includes at least a housing 1310, a first refrigerant outlet 1350, a first refrigerant inlet 1360, and a refrigerant inflow pipe 1370.
  • the housing 1310 includes a cylindrical housing 1320, a first lid portion 1330, and a second lid portion 1340.
  • the housing 1310 stores a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant.
  • Cylindrical housing 1320, first lid portion 1330, and second lid portion 1340 are formed of a metal material such as stainless steel, for example.
  • the cylindrical housing 1320 has an opening at least at one end and is formed in a cylindrical shape. In the example of FIGS. 1 and 2, openings are provided at both ends of the cylindrical housing 1320.
  • the second lid 1340 may be integrally attached to the cylindrical housing 1320. 1 and 2 exemplify a cylindrical housing 1320 formed in a cylindrical shape.
  • the cylindrical housing 1320 may be formed in a polygonal cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape.
  • a flange portion 1321 is formed so as to protrude.
  • a second lid portion 1340 is attached to the left flange portion 1321 of FIG. 1 by welding or a fastening member (not shown; for example, screws, bolts, nuts).
  • a first lid portion 1330 is attached to the right flange portion 1321 of FIG. 1 by welding or a fastening member (not shown; for example, a screw, bolt, or nut).
  • the basic shapes of the first lid portion 1330 and the second lid portion 1340 are formed in a disc shape. Further, as shown in FIG. 1, the first lid portion 1330 and the second lid portion 1340 are welded or fastened to the flange portion 1321 of the cylindrical housing 1320 (not shown. For example, screws, bolts, Nut.) Etc.
  • a first refrigerant outlet 1350 and a first refrigerant inlet 1360 are formed in the first lid portion 1330 of the housing 1310.
  • the first refrigerant outlet 1350 is provided in the housing 1310 and allows the gas-phase refrigerant to flow out of the housing 1310. More specifically, the first refrigerant outlet 1350 is provided in the casing 1310 in order to allow the gas-phase refrigerant to flow out to the condenser 1400 outside the casing 1310. In the example of FIG. 1, the first refrigerant outlet 1350 is provided in the first lid 1330. On the other hand, the first refrigerant outlet 1350 may be provided in the cylindrical housing 1320.
  • the first refrigerant inlet 1360 is provided in the housing 1310 and allows liquid phase refrigerant to flow into the housing 1310. More specifically, the first refrigerant inlet 1360 is provided in the casing 1310 in order to allow the liquid-phase refrigerant flowing out of the condenser 1400 to flow into the casing 1310. In the example of FIG. 1, the first refrigerant inlet 1360 is provided in the first lid portion 1330. On the other hand, the first refrigerant inlet 1360 may be provided in the cylindrical housing 1320.
  • the first steam pipe connection portion 1331 and the first liquid pipe connection portion 1332 are formed in the first lid portion 1330 of the housing 1310. Has been.
  • the first steam pipe connection portion 1331 is connected to the first refrigerant outlet 1350. Further, the second steam pipe 1700 (shown by a dotted line) is connected to the first steam pipe connecting portion 1331. Note that when the first refrigerant outlet 1350 is provided in the cylindrical housing 1320, the first steam pipe connection portion 1331 is formed in the cylindrical housing 1320.
  • the first liquid pipe connecting portion 1332 is connected to the first refrigerant inflow port 1360. Further, the second liquid pipe 1800 (shown by a dotted line) is connected to the first liquid pipe connecting portion 1332. Note that when the first refrigerant inlet 1360 is provided in the cylindrical housing 1320, the first liquid pipe connection portion 1332 is formed in the cylindrical housing 1320.
  • the refrigerant inflow pipe 1370 is provided in the housing 1310. As shown in FIGS. 1 and 2, the refrigerant inflow pipe 1370 is attached to the inner surface side of the first lid portion 1330 (the left side in FIG. 1 and FIG. 2).
  • one end of the refrigerant inflow pipe 1370 is connected to the first refrigerant inflow port 1360.
  • An opening 1371 is formed at the other end of the refrigerant inflow pipe 1370.
  • the refrigerant inflow pipe 1370 allows liquid phase refrigerant flowing into the first refrigerant inflow port 1360 to flow into the housing 1310 from the opening 1371. Note that when the first refrigerant inlet 1360 is provided in the cylindrical housing 1320, the refrigerant inflow pipe 1370 is attached to the inner surface of the cylindrical housing 1320.
  • the opening 1371 of the refrigerant inflow pipe 1370 is disposed so as to face the bottom 1311 of the housing 1310. Further, the opening 1371 is disposed in the liquid phase refrigerant in the housing 1310.
  • the bottom portion 1311 of the housing 1310 refers to a region below the vertical direction G in the housing 1310.
  • the lowermost part A of the cylindrical casing 1320 when the length from the lowermost part A to the uppermost part B (excluding the flange part 1321) of the cylindrical casing 1320 is L, the lowermost part A of the cylindrical casing 1320.
  • a region included from 0.2 to 0.2 ⁇ L upward in the vertical direction G is referred to as a bottom portion 1311 of the housing 1310.
  • 0.2 of 0.2 * L is an illustration, Comprising: According to the shape and magnitude
  • the second refrigerant outlet 1380 and the second refrigerant inlet 1390 are formed in the cylindrical casing 1320 of the casing 1310.
  • the second refrigerant outlet 1380 is provided in the housing 1310 and allows the liquid-phase refrigerant to flow out of the housing 1310. More specifically, the second refrigerant outlet 1380 is provided in the housing 1310 for allowing the liquid-phase refrigerant to flow out to the evaporator 1200 outside the housing 1310.
  • the second refrigerant inflow port 1390 is provided in the housing 1310 and allows the gas-phase refrigerant to flow into the housing 1310. More specifically, the second refrigerant inlet 1390 is provided in the casing 1310 in order to allow the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 to flow into the casing 1310.
  • the second steam pipe connecting portion 1323 and the second liquid pipe connecting portion 1324 are provided in the cylindrical casing 1320 of the casing 1310.
  • four second steam pipe connection parts 1323 and four second liquid pipe connection parts 1324 are shown as examples.
  • one or more second steam pipe connection portions 1323 and second liquid pipe connection portions 1324 may be provided.
  • the second steam pipe connecting portion 1323 is connected to the second refrigerant inlet 1390.
  • the first steam pipe 1500 (shown by a dotted line) is connected to the second steam pipe connecting portion 1323.
  • the second steam pipe connecting portion 1323 and the first steam pipe 1500 are connected by, for example, welding or a fastening member (not shown; for example, a screw, bolt, or nut).
  • the second steam pipe connection portion 1323 corresponds to a connection portion between the first steam pipe 1500 and the housing 1310.
  • the second liquid pipe connecting portion 1324 is connected to the second refrigerant outlet 1380. Further, the first liquid pipe 1600 (shown by a dotted line) is connected to the second liquid pipe connecting portion 1324.
  • the second liquid pipe connecting portion 1324 and the first liquid pipe 1600 are connected by, for example, welding or a fastening member (not shown; for example, a screw, bolt, or nut).
  • the second liquid pipe connection portion 1324 corresponds to a connection portion between the first liquid pipe 1600 and the housing 1310.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is perpendicular to the center line CL1 of the cylindrical housing 1320. It is set so as not to pass over the central portion C of the cut surface of the cylindrical housing 1320 when the cylindrical housing 1320 is cut in the direction.
  • the center line CL1 of the cylindrical housing 1320 corresponds to the extending direction of the cylindrical housing 1320.
  • the center part C in FIG. 6 corresponds to the center line CL1 shown in FIG. That is, the center line CL1 is set so as to pass through the center portion C.
  • the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion between the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is higher in the vertical direction G than the center portion C of the cut surface of the cylindrical housing 1320. Is provided.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the refrigerant relay device 1300.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the refrigerant relay device 1300 taken along a cut surface perpendicular to the center line CL1 of the refrigerant relay device 1300, and is similar to FIG. In FIG. 7, the vertical direction G is shown.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is along the tangent of the outer circumference circle of the cylindrical housing 1320. It may be set. At this time, it is preferable that the second steam pipe connection portion 1323 (the connection portion between the first steam pipe 1500 and the housing 1310) be in the vertical direction G more than the center portion C of the cut surface of the cylindrical housing 1320. It is provided above.
  • FIG. 8 is a top view showing the configuration of the refrigerant relay device 1300. That is, FIG. 8 is an external top view of the refrigerant relay device 1300 when viewed from the top in the vertical direction G toward the bottom.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion between the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is set so as not to pass over the central portion C of the cut surface of the cylindrical housing 1320.
  • it is set toward the first refrigerant outlet 1350 provided in the first lid 1330. That is, the GG cut surface of FIG. 8 has the same configuration as that of FIG.
  • the second steam pipe connecting portion 1323 is provided as shown in FIG.
  • the heating element 1110 When the heating element 1110 operates, the heating element 1110 generates heat. Further, the evaporator 1200 of the cooling device 1000 receives the heat of the heating element 1110. The evaporator 1200 evaporates the liquid refrigerant stored in the evaporator 1200 by the heat of the heating element 1110 to generate a gas phase refrigerant.
  • the evaporator 1200 flows out a gaseous-phase refrigerant
  • FIG. At this time, a part of the gas phase refrigerant is stored in the refrigerant relay device 1300.
  • a part of the gas-phase refrigerant stored in the refrigerant relay device 1300 is cooled in the refrigerant relay device 1300 and changes in phase to a liquid phase refrigerant. As a result, a part of the liquid-phase refrigerant is stored in the refrigerant relay device 1300.
  • the condenser 1400 condenses the inflowing gas phase refrigerant to generate a liquid phase refrigerant.
  • the condenser 1400 flows the liquid-phase refrigerant into the evaporator 1200 via the second liquid pipe 1800, the refrigerant relay device 1300, and the first liquid pipe 1600. At this time, a part of the liquid-phase refrigerant is stored in the refrigerant relay device 1300.
  • the cooling device 1000 stores a phase change (liquid phase refrigerant) between the evaporator 1200 and the condenser 1300 while storing some liquid phase refrigerant and gas phase refrigerant in the refrigerant relay device 1300.
  • the heat of the heating element 1110 is cooled by being circulated while being made ( ⁇ ⁇ gas phase refrigerant).
  • the amount of refrigerant in the evaporator 1200 and the condenser 1400 can be adjusted appropriately.
  • coolants amount supplied to the evaporator 1200 and the condenser 1400 it will be only liquid cooling using sensible heat with a small heat transport amount instead of a latent heat.
  • the amount of refrigerant supplied to the evaporator 1200 and the condenser 1400 is insufficient, the heat of the heating element 1110 cannot be received due to the phase change of the refrigerant.
  • the liquid-phase refrigerant in the evaporator 1200 may flow backward in the first vapor pipe 1500 due to the pressure of the gas-phase refrigerant flowing from the evaporator 1200 into the refrigerant relay device 1300. That is, even the liquid phase refrigerant in the evaporator 1200 may flow into the refrigerant relay device 1300 via the first vapor pipe 1500. Even in such a case, by providing the refrigerant relay device 1300, the liquid-phase refrigerant flowing from the evaporator 1200 via the first vapor pipe 1500 is stored in the refrigerant relay device 1300. As a result, the liquid-phase refrigerant in the evaporator 1200 can be prevented from flowing into the condenser 1400.
  • the opening 1371 of the refrigerant inflow pipe 1370 is arranged to face the bottom 1311 of the housing 1310.
  • the opening 1371 of the refrigerant inflow pipe 1370 is connected to the refrigerant relay device 1300. It can be immersed in the liquid phase refrigerant in the housing 1310.
  • the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300 the gas-phase refrigerant in the refrigerant relay device 1300 can be prevented from flowing out to the condenser 1400 via the second liquid pipe 1800.
  • the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is relative to the center line CL1 of the cylindrical housing 1320.
  • the extending direction of the cylindrical casing 1320 is along the center line CL1 of the cylindrical casing 1320.
  • the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 swirls around the center portion C as indicated by an arrow E1 in FIG. Thereby, a swirling flow of the gas-phase refrigerant is generated in the housing 1310.
  • the swirling flow of the gas-phase refrigerant flows toward the first refrigerant outlet 1350 having a low pressure.
  • the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300 efficiently cause the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 to flow out to the condenser 1400 through the first refrigerant outlet 1350 and the second vapor pipe 1700. be able to. Therefore, according to the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300, the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 is contained in the refrigerant relay device 1300. After flowing in and passing through the central portion C, it collides with the inner wall surface of the casing 1310 or the coolant level and is dispersed. For this reason, the swirl
  • the refrigerant relay apparatus 1300 can cause the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 to flow out to the condenser 1400 more efficiently via the first refrigerant outlet 1350 and the second vapor pipe 1700.
  • the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • each of the plurality of second steam pipe connection portions 1323 (connection portions of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is on the first refrigerant outlet 1350 side. It can also be set.
  • the swirl flows of the plurality of gas-phase refrigerants generated for each second vapor pipe connection 1323 are sequentially synthesized more efficiently while moving toward the first refrigerant outlet 1350 side.
  • the flow pressure of the gas-phase refrigerant on the 1350 side can be further increased.
  • the cooling device 1000 includes the evaporator 1200, the condenser 1400, and the refrigerant relay device 1300.
  • the evaporator 1200 receives the heat of the heating element 1110, evaporates the liquid-phase refrigerant stored therein by the heat of the heating element 1110, and flows out the gas-phase refrigerant.
  • the condenser 1400 condenses the gas phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 and flows out the liquid phase refrigerant.
  • the refrigerant relay device 1300 is connected to the evaporator 1200 and the condenser 1400.
  • the refrigerant relay device 1300 stores the gas-phase refrigerant flowing out from the evaporator 1200 and flows it out to the condenser 1400. Further, the refrigerant relay device 1300 stores the liquid-phase refrigerant that flows out of the condenser 1400 and causes it to flow out to the evaporator 1200.
  • the refrigerant relay device 1300 includes a casing 1310, a first refrigerant inlet 1360, a first refrigerant outlet 1350, and a refrigerant inflow pipe 1370.
  • the housing 1310 stores a liquid phase refrigerant and a gas phase refrigerant.
  • the first refrigerant inflow port 1360 allows liquid phase refrigerant to flow into the housing 1310.
  • First refrigerant outlet 1350 allows gas phase refrigerant to flow out of housing 1310.
  • the refrigerant inflow pipe 1370 one end is connected to the first refrigerant inflow port 1360, and an opening 1371 is formed at the other end.
  • the refrigerant inflow pipe 1370 allows the liquid phase refrigerant flowing into the first refrigerant inflow port 1360 to flow into the housing 1310 from the opening 1371.
  • the opening 1371 is disposed so as to face the bottom 1311 of the housing 1310.
  • the opening 1371 of the refrigerant inflow pipe 1370 is arranged so as to face the bottom 1311 of the housing 1310.
  • the gas-phase refrigerant in the housing 1310 can be prevented from flowing out of the housing 1310 from the first refrigerant inflow port 1360. Therefore, according to the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300, the gas-phase refrigerant in the refrigerant relay device 1300 can be prevented from flowing out to the condenser 1400 via the second liquid pipe 1800.
  • the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • the opening 1371 of the refrigerant inflow pipe 1370 is connected to the refrigerant relay device 1300. It can be immersed in the liquid phase refrigerant in the housing 1310 of the present invention.
  • the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300 the amount of liquid-phase refrigerant stored in the refrigerant relay device 1300 can be reduced as compared with the case where the refrigerant inflow pipe 1370 is not provided.
  • the refrigerant relay device 1300 can be relatively miniaturized. Therefore, according to the cooling apparatus 1000, the housing
  • the other end of the refrigerant inflow pipe 1370 may be provided so as to extend toward the bottom 1311 of the housing 1310. Thereby, the opening 1371 provided at the other end of the refrigerant inflow pipe 1370 can be more reliably immersed in the liquid phase refrigerant stored in the bottom 1311 of the casing 1310 of the refrigerant relay device 1300.
  • the other end of the refrigerant inflow pipe 1370 may be provided so as to extend vertically downward. Thereby, the opening 1371 provided at the other end of the refrigerant inflow pipe 1370 can be more reliably immersed in the liquid phase refrigerant stored in the bottom 1311 of the casing 1310 of the refrigerant relay device 1300.
  • the housing 1310 includes a cylindrical housing 1320 and a first lid portion 1330.
  • the cylindrical housing 1320 is formed in a cylindrical shape and has an opening at least at one end.
  • a first refrigerant inlet 1360 is formed in the first lid portion 1330.
  • First lid portion 1330 closes the opening of cylindrical housing 1320.
  • One end of the refrigerant inflow pipe 1370 is attached to the first refrigerant inlet 1360 of the first lid 1330.
  • the housing 1310 is configured to be disassembled into the cylindrical housing 1320 and the first lid portion 1330. For this reason, by attaching one end of the refrigerant inflow pipe 1370 to the first refrigerant inlet 1360 of the first lid 1330, the gap between the one end of the refrigerant inflow pipe 1370 and the first refrigerant inlet 1360 is established. Can be connected easily. Then, the refrigerant inflow pipe 1370 can be easily arranged in the housing 1310 by combining the first lid portion 1330 to which the refrigerant inflow pipe 1370 is attached and the cylindrical housing 1320.
  • the housing 1310 includes a cylindrical housing 1320 and a first lid portion 1330.
  • the cylindrical housing 1320 is formed in a cylindrical shape and has an opening at least at one end.
  • First lid portion 1330 closes the opening of cylindrical housing 1320.
  • One or more first steam pipes 1500 are connected to the cylindrical housing 1320.
  • the one or more first steam pipes 1500 allow the gas phase refrigerant to flow into the housing 1310. More specifically, the one or more first steam pipes 1500 allow the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator 1200 to flow into the housing 1310.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the casing 1310) is in the extending direction of the cylindrical casing 1320 (parallel to the center line CL1).
  • it is set so that it does not pass over the center portion C of the cut surface of the cylindrical casing 1320 when the cylindrical casing 1320 is cut in the vertical direction.
  • the gas-phase refrigerant flowing from the evaporator 1200 into the housing 1310 swirls around the center portion C as indicated by an arrow E1 in FIG. Thereby, a swirling flow of the gas-phase refrigerant is generated in the housing 1310.
  • the swirling flow of the gas-phase refrigerant flows toward the first refrigerant outlet 1350 having a low pressure.
  • the refrigerant relay device 1300 can efficiently flow out the gas-phase refrigerant flowing in from the first vapor pipe 1500 out of the housing 1310 from the first refrigerant outlet 1350.
  • the refrigerant relay device 1300 can efficiently cause the gas-phase refrigerant flowing from the first vapor pipe 1500 to flow out from the first refrigerant outlet 1350 to the condenser 1400. Therefore, according to the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300, the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion between first steam pipe 1500 and housing 1310) is a cut surface of cylindrical housing 1320. It is provided vertically above the central part C.
  • the refrigerant relay device 1300 can more efficiently flow out the gas-phase refrigerant flowing in from the first vapor pipe 1500 from the first refrigerant outlet 1350 to the outside of the housing 1310. More specifically, the refrigerant relay device 1300 can efficiently cause the gas-phase refrigerant flowing from the first vapor pipe 1500 to flow out from the first refrigerant outlet 1350 to the condenser 1400. Therefore, according to the cooling device 1000 and the refrigerant relay device 1300, the heat of the heating element 1110 can be efficiently cooled.
  • the cylindrical housing 1320 is formed in a cylindrical shape.
  • the extending direction of the second steam pipe connection portion 1323 (the connection portion between the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is set along the tangent line of the outer circumference circle of the cylindrical housing 1320.
  • the gas-phase refrigerant flowing from the evaporator 1200 into the housing 1310 can be smoothly flowed into the housing 1310 along the curved inner wall of the cylindrical housing 1320.
  • the maximum diameter of the swirling flow of the gas-phase refrigerant generated in the housing 1310 can be maximized. Therefore, the refrigerant relay device 1310 can cause the gas-phase refrigerant flowing in from the first vapor pipe 1500 to flow out of the housing 1310 from the first refrigerant outlet 1350 more efficiently.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is further It is set toward the refrigerant outlet 1350 side.
  • the extending direction of the second steam pipe connecting portion 1323 (the connecting portion of the first steam pipe 1500 and the housing 1310) is set so as not to pass over the central portion C of the cut surface of the cylindrical housing 1320. And is set toward the first refrigerant outlet 1350 provided in the first lid 1330.
  • casing 1310 can be efficiently guide
  • the refrigerant relay device 1300 can more efficiently flow out the gas-phase refrigerant flowing in from the first vapor pipe 1500 from the first refrigerant outlet 1350 to the outside of the housing 1310.
  • a housing for storing a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant A refrigerant inlet through which the liquid-phase refrigerant flows into the housing; A refrigerant outlet for allowing the gas-phase refrigerant to flow out of the housing; One end is connected to the refrigerant inlet, an opening is formed at the other end, and a refrigerant inflow pipe for allowing the liquid-phase refrigerant flowing into the refrigerant inlet to flow into the housing from the opening.
  • the housing is A cylindrical housing formed in a cylindrical shape and having an opening at least at one end;
  • the refrigerant inflow port is formed, and includes a lid portion that closes the opening of the cylindrical housing,
  • the said relay part is a refrigerant
  • Appendix 2 The refrigerant relay device according to appendix 1, wherein the other end of the refrigerant inflow pipe is provided so as to extend toward a bottom of the casing.
  • An evaporator that receives the heat of the heating element, evaporates the liquid-phase refrigerant stored therein by the heat of the heating element, and flows out the gas-phase refrigerant;
  • a condenser that condenses the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator and outflows a liquid-phase refrigerant;
  • the refrigerant relay device is connected to the evaporator and the condenser, stores the gas-phase refrigerant flowing out from the evaporator and flows out to the condenser, and stores the liquid-phase refrigerant flowing out from the condenser.
  • An evaporator that receives the heat of the heating element, evaporates the liquid-phase refrigerant stored therein by the heat of the heating element, and flows out the gas-phase refrigerant;
  • a condenser that condenses the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator and outflows a liquid-phase refrigerant;
  • Connected to the evaporator and the condenser stores the gas-phase refrigerant flowing out from the evaporator and flows out to the condenser, stores the liquid-phase refrigerant flowing out from the condenser and stores it in the evaporator
  • a refrigerant relay device for discharging The refrigerant relay device is A housing for storing the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant; A refrigerant inlet through which the liquid-phase refrigerant flowing out of the condenser flows into the housing;
  • the cooling device is arranged such that the opening is opposed to the bottom of the housing.
  • Appendix 11 The cooling device according to appendix 10, wherein the other end portion of the refrigerant inflow pipe is provided so as to extend toward a bottom portion of the casing.
  • Appendix 12 The cooling device according to appendix 10 or 11, wherein the other end of the refrigerant inflow pipe is provided so as to extend vertically downward.
  • the housing is A cylindrical housing formed in a cylindrical shape and having an opening at least at one end;
  • the refrigerant inflow port is formed, and includes a lid portion that closes the opening of the cylindrical housing,
  • the cooling device according to any one of appendices 10 to 12, wherein the one end portion of the refrigerant inflow pipe is attached to the refrigerant inflow port of the lid portion.
  • One or more steam pipes for allowing the gas-phase refrigerant flowing out of the evaporator to flow into the casing are connected to the cylindrical casing, The connection direction between the steam pipe and the cylindrical casing is cut in the cylindrical casing when the cylindrical casing is cut in a direction perpendicular to the extending direction of the cylindrical casing.
  • the cooling device according to appendix 13 which is set so as not to pass over the center of the surface.
  • Appendix 15 15. The cooling device according to appendix 14, wherein a connection portion between the steam pipe and the cylindrical casing is provided vertically above the central portion of the cut surface of the cylindrical casing.
  • Appendix 16 The cylindrical housing is formed in a cylindrical shape, The cooling device according to appendix 14 or 15, wherein an extending direction of a connection portion between the steam pipe and the cylindrical casing is set along a tangent line of an outer circumference circle of the cylindrical casing.
  • Appendix 17 The cooling device according to any one of appendices 14 to 16, wherein an extending direction of a connection portion between the steam pipe and the cylindrical casing is further set toward the refrigerant outlet side.
  • Appendix 18 A housing for storing a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant; A refrigerant inlet through which the liquid-phase refrigerant flows into the housing; A refrigerant outlet for allowing the gas-phase refrigerant to flow out of the housing; One end is connected to the refrigerant inlet, an opening is formed at the other end, and a refrigerant inflow pipe for allowing the liquid-phase refrigerant flowing into the refrigerant inlet to flow into the housing from the opening.
  • the said relay part is a refrigerant
  • Appendix 19 19.
  • Appendix 20 20.
  • the housing is A cylindrical housing formed in a cylindrical shape and having an opening at least at one end;
  • the refrigerant inflow port is formed, and includes a lid portion that closes the opening of the cylindrical housing,
  • the refrigerant relay device according to any one of appendices 18 to 20, wherein the one end of the refrigerant inflow pipe is attached to the refrigerant inlet of the lid.
  • One or more steam pipes for allowing a gas-phase refrigerant to flow into the casing are connected to the cylindrical casing, The connection direction between the steam pipe and the cylindrical casing is cut in the cylindrical casing when the cylindrical casing is cut in a direction perpendicular to the extending direction of the cylindrical casing.
  • the refrigerant relay device according to appendix 21 which is set so as not to pass over the center of the surface.
  • Appendix 23 23.
  • Appendix 24 The cylindrical housing is formed in a cylindrical shape, 24.
  • Appendix 25 25.
  • Cooling device 1100 Rack 1110 Heating body 1200 Evaporator 1300 Refrigerant relay device 1310 Case 1311 Bottom 1320 Cylindrical case 1321 Flange part 1323 2nd steam pipe connection part 1324 2nd liquid pipe connection part 1330 1st cover part 1331 1st steam pipe connection part 1332 1st liquid pipe connection part 1340 2nd cover part 1350 1st refrigerant

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Abstract

［課題］発熱体の熱を効率よく冷却できる冷却装置を提供すること。 ［解決手段］冷媒中継装置１３００は、筐体１３１０と、第１の冷媒流入口１３６０と、第１の冷媒流出口１３５０と、冷媒流入用配管１３７０とを備えている。筐体１３１０は、液相冷媒および気相冷媒を貯留する。第１の冷媒流入口１３６０は、液相冷媒を筐体１３１０内に流入させる。第１の冷媒流出口１３５０は、気相冷媒を筐体１３１０外へ流出させる。冷媒流入用配管１３７０では、一端部が第１の冷媒流入口１３６０に接続され、開口部１３７１が他端部に形成されている。また、冷媒流入用配管１３７０は、第１の冷媒流入口１３６０に流入する液相冷媒を開口部１３７１から筐体１３１０内へ流入させる。そして、開口部１３７１は、筐体１３１０の底部１３１１と向かい合うように配置されている。

Description

冷却装置および冷媒中継装置
　本発明は、冷却装置等に関し、例えば、蒸発器および凝縮器の間で冷媒を循環させて発熱体を冷却する冷却装置等に関する。
　近年、インターネットサービスなどの拡大に伴い、情報処理を行うサーバやネットワーク機器を一箇所に集約したデータセンタの役割が大きくなってきている。データセンタで扱う情報処理量の増大に伴い、データセンタの電力消費量も増大している。
　特にデータセンタでは、サーバ等の電子機器装置を冷却するための空調機が消費する電力が大きい。このため、データセンタの空調機の消費電力の削減が求められている。そして、空調機を介さずに電子機器装置からの排気熱を直接屋外に輸送して外気に放熱する方法を実施する試みがなされている。
　電子機器装置からの排気熱を輸送する方式として、冷媒の相変化現象を利用する方式が知られている。これは、冷媒の気化と凝縮のサイクルによって、液相と気相に冷媒の相が変化する際の潜熱を利用するもので、熱移動量が大きいという特徴がある。このため、冷媒の相変化現象を利用する方式は、データセンタの空調電力の削減に向けて期待されている。
　このような冷媒の相変化現象を用いた冷却装置の一例が、特許文献１に開示されている。
　特許文献１に記載の技術では、沸騰冷却器１５（蒸発器に相当）および凝縮器３０の間で冷媒を循環させることにより、発熱体３５の熱を冷却する。また、気液分離器２０が沸騰冷却器１５および凝縮器３０に接続されている。
　液相冷媒（液冷媒）および気相冷媒（冷媒蒸気）が、沸騰冷却器１５から気液分離器２０に、流入する。気液分離器２０は、戻し通路２３を介して液相冷媒を沸騰冷却器１５へ流出させる。また、気液分離器２０は、第２の冷却器２５を介して、気相冷媒を凝縮器３０へ流出させる。
　また、気液分離器２０は、戻し通路２３を開閉するフロート弁２１を備えている。液相冷媒が気液分離器２０内に十分に貯留されている間、フロート弁２１は、液相冷媒の浮力によって、戻し通路２３を開く。一方、気液分離器２０内の液相冷媒が無くなると、フロート弁２１は、フロート弁２１自体の重力により、戻し通路２３を閉じる。これにより、気液分離器２０内の気相冷媒が戻し通路２３に流入しないようにしていた。
　なお、本発明に関連する技術が、たとえば、特許文献２～４にも記載されている。
特開２００４－３４９５５１号公報 国際公開第２０１５／０７２１２８号 特開２０１４－１２２７８２号公報 特開平０８－１４５３８５号公報
　しかしながら、沸騰冷却器１５から気液分離器２０内に流入する気相冷媒の圧力によっては、フロート弁２１が浮き上がってしまい、戻し通路２３が開いてしまうおそれがある。そして、気液分離器２０内の液相冷媒が無くなったときに戻し通路２３が開いてしまうと、気相冷媒が戻し通路２３を介して沸騰冷却器１５に流入してしまう。この結果、発熱体３５の熱の冷却効率が低下するという問題があった。
　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、発熱体の熱を効率よく冷却することができる冷却装置等を提供することにある。
　本発明の冷却装置は、発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相冷媒を流出する蒸発器と、前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する凝縮器と、前記蒸発器および前記凝縮器に接続され、前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を貯留するとともに前記凝縮器へ流出させ、前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を貯留するとともに前記蒸発器へ流出させる冷媒中継装置とを備え、前記冷媒中継装置は、前記液相冷媒および前記気相冷媒を貯留する筐体と、前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、前記筐体内に貯留されている前記気相冷媒を前記凝縮器へ流出させる冷媒流出口と、一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置されている。
　本発明の冷媒中継装置は、液相冷媒および気相冷媒を貯留する筐体と、前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、前記気相冷媒を前記筐体外へ流出させる冷媒流出口と、一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置されている。
　本発明にかかる冷却装置等によれば、発熱体の熱を効率よく冷却することができる。
本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を分解して示す分解断面図である。 本発明の実施の形態における冷却装置の構成の概要を示す図である。 本発明の実施の形態における冷却装置の構成を示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を示す外観斜視図である。 本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態における冷媒中継装置の構成を示す上面図である。
＜実施の形態＞
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００の構成について説明する。
　図１は、本発明の実施の形態における冷媒中継装置１３００の構成を示す断面図である。図１は、図４に示される冷媒中継装置１３００の中心線ＣＬ１を含み、且つ、鉛直方向Ｇに沿った切断面で、冷媒中継装置１３００を切断した断面図である。図２は、冷媒中継装置１３００の構成を分解して示す分解断面図である。図２は、図１の切断面に対応した切断面で切断した冷媒中継装置１３００の構成を分解して示している。図１および図２では、便宜上、冷媒中継装置１３００の中央部を省略して冷媒中継装置１３００の構成を示している。
　図３は、冷却装置１０００の構成の概要を示す図である。図４は、冷却装置１０００の構成を示す外観斜視図である。なお、図４では、図３のラック１１００を４つ設けた例を示している。また、図４では、ラック１１００各々に搭載された蒸発器１２００が１つの冷媒中継装置１３００に接続された例を示している。
　図５は、冷媒中継装置１３００の構成を示す外観斜視図である。図６は、冷媒中継装置１３００の構成を示す断面図である。図６は、冷媒中継装置１３００の中心線ＣＬ１に対して垂直な切断面であって、第２の蒸気管接続部１３２３および第２の液管接続部１３２４の中心線を含む切断面で、冷媒中継装置１３００を切断した断面図である。なお、図１～図６には、鉛直方向Ｇが示されている。冷却装置１０００は、たとえばデータセンタに設置されている。
　図３および図４に示されるように、冷却装置１０００は、少なくとも蒸発器１２００と、冷媒中継装置１３００と、凝縮器１４００とを備えている。図４では、冷却装置１０００は、一例として、４つの蒸発器１２００と、冷媒中継装置１３００と、凝縮器１４００とを備えている。しかしながら、１以上３つ以下または５つ以上の蒸発器１２００が、冷却装置１０００に設けられてもよい。また、蒸発器１２００および冷媒中継装置１３００の間は、第１の蒸気管１５００および第１の液管１６００により接続されている。冷媒中継装置１３００および凝縮器１４００の間は、第２の蒸気管１７００および第２の液管１８００により接続されている。また、ラック１１００には、発熱体１１１０が収容されている。なお、第１の蒸気管１５００、第１の液管１６００、第２の蒸気管１７００、第２の液管１８００、ラック１１００および発熱体１１１０は、本発明の必須の構成要素ではない。したがって、これらを省略して、本発明の冷却装置を構成することもできる。
　図３に示されるように、ラック１１００は、１以上の発熱体１１１０を収容する。図３の例では、４つの発熱体１１１０がラック１１００内に収容されている。しかしながら、１つ以上３つ以下または５つ以上の発熱体１１１０がラック１１００内に収容されてもよい。
　発熱体１１１０は、動作することにより熱を発生する部品をいう。発熱体１１１０は、たとえば、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）や、集積回路（ＬＳＩ：Large Scale Integration）等を備えた電子機器等である。すなわち、電子機器等は、様々なデータ処理を行うことにより、発熱体１１１０として熱を発生する。
　冷却装置１０００は、蒸発器１２００、冷媒中継装置１３００および凝縮器１４００の間を循環する冷媒（Coolant）を有する。すなわち、蒸発器１２００、冷媒中継装置１３００および凝縮器１４００の内部には、空洞が設けられている。また、冷媒は、蒸発器１２００、冷媒中継装置１３００、凝縮器１４００、第１の蒸気管１５００、第１の液管１６００、第２の蒸気管１７００および第２の液管１８００により形成される閉鎖空間内に、密閉された状態で閉じ込められる。この冷媒は、密閉された状態で、蒸発器１２００、冷媒中継装置１３００および凝縮器１４００の間を、第１の蒸気管１５００、第１の液管１６００、第２の蒸気管１７００および第２の液管１８００を介して、循環する。冷媒は、例えば高分子材料などにより構成されており、高温になると気化し、低温になると液化する特性を有している。
　冷媒には、低沸点の冷媒として、例えば、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ：Hydro Fluorocarbon）やハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ：Hydro Fluoroether）などを用いることができる。
　図３に示されるように、蒸発器１２００は、１以上の発熱体１１１０の背面側に設けられている。より好ましくは、蒸発器１２００は、近接して、発熱体１１１０と向かい合うように設けられている。これにより、蒸発器１２００は、発熱体１１１０の熱を効率よく受熱することができる。
　図３および図４に示されるように、蒸発器１２００は、第１の蒸気管１５００および第１の液管１６００によって、冷媒中継装置１３００に連結されている。
　蒸発器１２００は、たとえば、ラック１１００の背面側に設けられたリアドアに取り付けられている。これにより、リアドアを開くことにより、発熱体１１１０や蒸発器１２００の接続関係の調整や保守作業を容易に行える。
　また、蒸発器１２００は、発熱体１１１０の熱を受けて、内部に貯留されている液相状態の冷媒（以下、液相冷媒と称する場合がある。）を発熱体１１１０の熱により蒸発させて、気相状態の冷媒（以下、気相冷媒と称する場合がある。）を流出する。蒸発器１２００から流出する気相冷媒は、第１の蒸気管１５００、冷媒中継装置１３００および第２の蒸気管１７００を介して、凝縮器１４００へ流入する。
　図３および図４に示されるように、凝縮器１４００は、蒸発器１２００に対して、鉛直方向Ｇの上方に、設けられている。これにより、凝縮器１４００内の液相冷媒は、重力により、第２の液管１８００、冷媒中継装置１３００および第１の液管１６００を介して、蒸発器１２００へ流れやすくなる。より好ましくは、凝縮器１４００は、データセンタ等の屋外に設けられる。これにより、凝縮器１４００は、より効率よく発熱体１１１０の熱を放熱することができる。
　図３および図４に示されるように、凝縮器１４００は、第２の蒸気管１７００および第２の液管１８００によって、冷媒中継装置１３００に連結されている。
　また、凝縮器１４００は、冷媒中継装置１３００を介して蒸発器１２００から流出する気相冷媒を受け取る。そして、凝縮器１４００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する。このとき、凝縮器１４００は、冷媒を介して発熱体１１１０の熱を蒸発器１２００から受熱し、受熱した発熱体１１１０の熱を外気に放熱する。すなわち、凝縮器１４００は、冷媒により吸熱された発熱体１１１０の熱と、外気の熱とを熱交換する。また、凝縮器１４００から流出する液相冷媒は、第２の液管１８００、冷媒中継装置１３００および第１の液管１６００を介して、蒸発器１２００へ向けて流出する。
　図３および図４に示されるように、冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００に対して、鉛直方向Ｇの上方に、設けられている。これにより、冷媒中継装置１３００内の液相冷媒は、重力により、第１の液管１６００を介して、蒸発器１２００へ流れやすくなる。図４の例では、冷媒中継装置１３００は、ラック１１００の上方に設けられている。冷媒中継装置１３００は、たとえば建築器具により、データセンタの天井壁に吊されて、固定される。冷媒中継装置１３００は、単にリザーブタンクやタンクと呼ばれることもある。
　図３および図４に示されるように、冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００および凝縮器１４００に接続されている。より具体的には、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００および第１の液管１６００によって、蒸発器１２００に連結されている。また、冷媒中継装置１３００は、第２の蒸気管１７００および第２の液管１８００によって、凝縮器１４００に連結されている。
　冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を貯留するとともに凝縮器１４００へ流出させる。また、冷媒中継装置１３００は、凝縮器１４００から流出する液相冷媒を貯留するとともに蒸発器１２００へ流出させる。これにより、冷却装置１０００は、一部の液相冷媒および気相冷媒を冷媒中継装置１３００内に貯留させつつ、蒸発器１２００および凝縮器１３００の間で、冷媒を相変化（液相冷媒←→気相冷媒）させながら循環させて、発熱体１１１０の熱を冷却する。
　次に、冷媒中継装置１３００の具体的な構成について説明する。
　図１に示されるように、冷媒中継装置１３００は、少なくとも、筐体１３１０と、第１の冷媒流出口１３５０と、第１の冷媒流入口１３６０と、冷媒流入用配管１３７０を備えている。
　図１および図２に示されるように、筐体１３１０は、筒状筐体１３２０と、第１の蓋部１３３０と、第２の蓋部１３４０とから構成されている。筐体１３１０は、液相冷媒および気相冷媒を貯留する。筒状筐体１３２０、第１の蓋部１３３０および第２の蓋部１３４０は、たとえばステンレス鋼などの金属材料により形成される。
　筒状筐体１３２０は、少なくとも一端部に開口を有し、筒形状に形成されている。図１および図２の例では、筒状筐体１３２０の両端部に開口が設けられている。しかしながら、第２の蓋部１３４０は、筒状筐体１３２０に一体に取り付けられてもよい。また、図１および図２では、筒状筐体１３２０の一例として、円筒形状に形成されたものを例示する。しかしながら、筒状筐体１３２０は、多角形筒状や楕円筒状に形成されてもよい。
　筒状筐体１３２０の両端部には、フランジ部１３２１が突出するように形成されている。図１に示されるように、図１の紙面左側のフランジ部１３２１には、第２の蓋部１３４０が溶接または締結部材（不図示。例えば、ネジやボルトやナット。）等により取り付けられる。図１の紙面右側のフランジ部１３２１には、第１の蓋部１３３０が溶接または締結部材（不図示。例えば、ネジやボルトやナット。）等により取り付けられる。
　図１および図２に示されるように、第１の蓋部１３３０および第２の蓋部１３４０の基本形状は、円板状に形成されている。また、図１に示されるように、第１の蓋部１３３０および第２の蓋部１３４０は、筒状筐体１３２０のフランジ部１３２１に、溶接または締結部材（不図示。例えば、ネジやボルトやナット。）等により取り付けられる。
　また、図１および図２に示されるように、第１の冷媒流出口１３５０と、第１の冷媒流入口１３６０が、筐体１３１０の第１の蓋部１３３０に形成されている。
　第１の冷媒流出口１３５０は、筐体１３１０に設けられ、気相冷媒を筐体１３１０外へ流出させる。より具体的には、第１の冷媒流出口１３５０は、気相冷媒を筐体１３１０外の凝縮器１４００へ流出させるために、筐体１３１０に設けられている。図１の例では、第１の冷媒流出口１３５０は、第１の蓋部１３３０に設けられている。一方、第１の冷媒流出口１３５０は、筒状筐体１３２０に設けられてもよい。
　第１の冷媒流入口１３６０は、筐体１３１０に設けられ、液相冷媒を筐体１３１０内に流入させる。より具体的には、第１の冷媒流入口１３６０は、凝縮器１４００から流出する液相冷媒を筐体１３１０内に流入させるために、筐体１３１０に設けられている。図１の例では、第１の冷媒流入口１３６０は、第１の蓋部１３３０に設けられている。一方、第１の冷媒流入口１３６０は、筒状筐体１３２０に設けられてもよい。
　また、図１、図２、図４および図５に示されるように、第１の蒸気管接続部１３３１および第１の液管接続部１３３２が、筐体１３１０の第１の蓋部１３３０に形成されている。
　図１および図２に示されるように、第１の蒸気管接続部１３３１は、第１の冷媒流出口１３５０に接続されている。また、第２の蒸気管１７００（点線表示）が第１の蒸気管接続部１３３１に接続される。なお、第１の冷媒流出口１３５０が筒状筐体１３２０に設けられている場合、第１の蒸気管接続部１３３１は筒状筐体１３２０に形成される。
　図１および図２に示されるように、第１の液管接続部１３３２は、第１の冷媒流入口１３６０に接続されている。また、第２の液管１８００（点線表示）が第１の液管接続部１３３２に接続される。なお、第１の冷媒流入口１３６０が筒状筐体１３２０に設けられている場合、第１の液管接続部１３３２は筒状筐体１３２０に形成される。
　図１に示されるように、冷媒流入用配管１３７０は、筐体１３１０内に設けられる。また、図１および図２に示されるように、冷媒流入用配管１３７０は、第１の蓋部１３３０の内面側（図１および図２の紙面左側）に、取り付けられる。
　図１および図２に示されるように、冷媒流入用配管１３７０の一端部は、第１の冷媒流入口１３６０に接続されている。また、冷媒流入用配管１３７０の他端部には、開口部１３７１が形成されている。冷媒流入用配管１３７０は、第１の冷媒流入口１３６０に流入する液相冷媒を開口部１３７１から筐体１３１０内へ流入させる。なお、第１の冷媒流入口１３６０が筒状筐体１３２０に設けられている場合、冷媒流入用配管１３７０は筒状筐体１３２０の内面に取り付けられる。
　図１に示されるように、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１は、筐体１３１０の底部１３１１と向かい合うように配置されている。また、開口部１３７１は、筐体１３１０内の液相冷媒中に配置される。
　ここで、筐体１３１０の底部１３１１とは、筐体１３１０のうちで、鉛直方向Ｇの下方側の領域をいう。たとえば、図１に示されるように、筒状筐体１３２０の最下部Ａから最上部Ｂまでの長さ（フランジ部１３２１を除く。）をＬとした場合、筒状筐体１３２０の最下部Ａから鉛直方向Ｇの上方へ向けて０．２×Ｌまでに含まれる領域を、筐体１３１０の底部１３１１と呼ぶ。なお、０．２×Ｌの０．２は例示であって、筒状筐体１３２０の形状や大きさに応じて、適宜、変更可能であるものとする。
　また、図６に示されるように、第２の冷媒流出口１３８０と、第２の冷媒流入口１３９０が、筐体１３１０の筒状筐体１３２０に形成されている。
　第２の冷媒流出口１３８０は、筐体１３１０に設けられ、液相冷媒を筐体１３１０外へ流出させる。より具体的には、第２の冷媒流出口１３８０は、液相冷媒を筐体１３１０外の蒸発器１２００へ流出させるために、筐体１３１０に設けられている。
　第２の冷媒流入口１３９０は、筐体１３１０に設けられ、気相冷媒を筐体１３１０内に流入させる。より具体的には、第２の冷媒流入口１３９０は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を筐体１３１０内に流入させるために、筐体１３１０に設けられている。
　また、図４～図６に示されるように、第２の蒸気管接続部１３２３および第２の液管接続部１３２４が、筐体１３１０の筒状筐体１３２０に設けられている。図４および図５では、例示として、第２の蒸気管接続部１３２３および第２の液管接続部１３２４は、それぞれ４つずつ示されている。一方、第２の蒸気管接続部１３２３および第２の液管接続部１３２４は、１以上設けられていればよい。
　図６に示されるように、第２の蒸気管接続部１３２３は、第２の冷媒流入口１３９０に接続されている。また、第１の蒸気管１５００（点線表示）が第２の蒸気管接続部１３２３に接続される。第２の蒸気管接続部１３２３および第１の蒸気管１５００は、たとえば、溶接または締結部材（不図示。例えば、ネジやボルトやナット。）等により接続される。第２の蒸気管接続部１３２３は、第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部に相当する。
　図６に示されるように、第２の液管接続部１３２４は、第２の冷媒流出口１３８０に接続されている。また、第１の液管１６００（点線表示）が第２の液管接続部１３２４に接続される。第２の液管接続部１３２４および第１の液管１６００は、たとえば、溶接または締結部材（不図示。例えば、ネジやボルトやナット。）等により接続される。第２の液管接続部１３２４は、第１の液管１６００および筐体１３１０の接続部に相当する。
　図６に示されるように、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の中心線ＣＬ１に対して垂直方向で筒状筐体１３２０を切断したときの筒状筐体１３２０切断面の中心部Ｃ上を通らないように、設定されている。筒状筐体１３２０の中心線ＣＬ１は、筒状筐体１３２０の延在方向に対応する。図６の中心部Ｃは、図４に示した中心線ＣＬ１に対応する。すなわち、中心線ＣＬ１は、中心部Ｃを通るように設定されている。また、好ましくは、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）は、筒状筐体１３２０の切断面の中心部Ｃよりも、鉛直方向Ｇの上方に設けられている。
　第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の設置位置の第１の変形例について説明する。図７は、冷媒中継装置１３００の構成を示す断面図である。また、図７は、冷媒中継装置１３００の中心線ＣＬ１に対して垂直な切断面で、冷媒中継装置１３００を切断した断面図であって、図６と同様である。なお、図７には、鉛直方向Ｇが示されている。
　図７に示されるように、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の外周円の接線に沿って設定されてもよい。このとき、好ましくは、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）は、筒状筐体１３２０の切断面の中心部Ｃよりも、鉛直方向Ｇの上方に設けられている。
　第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の設置位置の第２の変形例について説明する。図８は、冷媒中継装置１３００の構成を示す上面図である。すなわち、図８は、鉛直方向Ｇの上方から下方に向けて見たときの冷媒中継装置１３００の外観上面図である。
　第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の切断面の中心部Ｃ上を通らないように設定されるとともに、図８に示されるように、第１の蓋部１３３０に設けられた第１の冷媒流出口１３５０側に向けて設定されている。すなわち、図８のＧ－Ｇ切断面が図６と同等の構成となる。併せて、第２の蒸気管接続部１３２３は、図８に示されるように設けられている。
　つぎに、冷却装置１０００の動作について説明する。
　発熱体１１１０が動作すると、発熱体１１１０は発熱する。また、冷却装置１０００の蒸発器１２００は、発熱体１１１０の熱を受熱する。蒸発器１２００は、発熱体１１１０の熱により、当該蒸発器１２００の内部に貯留されている液相冷媒を蒸発させて、気相冷媒を発生させる。
　そして、蒸発器１２００は、第１の蒸気管１５００、冷媒中継装置１３００および第２の蒸気管１７００を介して、気相冷媒を凝縮器１４００へ流出する。このとき、一部の気相冷媒は、冷媒中継装置１３００内に貯留される。また、冷媒中継装置１３００内に貯留された気相冷媒の一部は、冷媒中継装置１３００内で冷却されて、液相冷媒に相変化する。この結果、一部の液相冷媒が冷媒中継装置１３００に貯留される。
　次に、蒸発器１２００から流出する気相冷媒が凝縮器１４００に流入すると、凝縮器１４００は、流入する気相冷媒を凝縮させて、液相冷媒を発生させる。
　そして、凝縮器１４００は、第２の液管１８００、冷媒中継装置１３００および第１の液管１６００を介して、蒸発器１２００へ液相冷媒を流出する。このとき、一部の液相冷媒は、冷媒中継装置１３００内に貯留される。
　このようにして、冷却装置１０００は、一部の液相冷媒および気相冷媒を冷媒中継装置１３００内に貯留させつつ、蒸発器１２００および凝縮器１３００の間で、冷媒を相変化（液相冷媒←→気相冷媒）させながら循環させて、発熱体１１１０の熱を冷却している。
　このように、蒸発器１２００および凝縮器１４００の間に冷媒中継装置１３００を設けることにより、蒸発器１２００および凝縮器１４００内の冷媒量を適度に調整することができる。なお、蒸発器１２００および凝縮器１４００に供給される冷媒量が多過ぎると、潜熱ではなく、熱輸送量の小さな顕熱を使うただの液冷になってしまう。逆に、蒸発器１２００および凝縮器１４００に供給される冷媒量が不足すると、冷媒の相変化によって発熱体１１１０の熱を受熱できない。また、たとえば、蒸発器１２００から冷媒中継装置１３００に流入する気相冷媒の圧力により、蒸発器１２００内の液相冷媒が第１の蒸気管１５００内を逆流する場合がある。すなわち、蒸発器１２００内の液相冷媒までもが、第１の蒸気管１５００を介して、冷媒中継装置１３００内に流入してしまう場合がある。このような場合であっても、冷媒中継装置１３００を設けたことにより、蒸発器１２００から第１の蒸気管１５００を介して流入する液相冷媒は、冷媒中継装置１３００内に貯留される。この結果、蒸発器１２００内の液相冷媒が、凝縮器１４００内に流入することを抑止することができる。
　ここで、図１に示されるように、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１は、筐体１３１０の底部１３１１と向かい合うように配置されている。これにより、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０内に貯留される冷媒が少なくても、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１を、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０内の液相冷媒中に浸すことができる。この結果、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒中継装置１３００内の気相冷媒が第２の液管１８００を介して凝縮器１４００へ流出することを抑止することができる。
　したがって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　また、図６に示されるように、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の中心線ＣＬ１に対して垂直方向で筒状筐体１３２０を切断したときの筒状筐体１３２０切断面の中心部Ｃ上を通らないように、設定されている。ここで、筒状筐体１３２０の延在方向は、筒状筐体１３２０の中心線ＣＬ１に沿う。
　このため、蒸発器１２００から流出する気相冷媒は、図６の矢印Ｅ１に示されるように、中心部Ｃの周囲を旋回する。これにより、筐体１３１０内で気相冷媒の旋回流が生成される。そして、この気相冷媒の旋回流は、圧力が低い第１の冷媒流出口１３５０側へ向けて流れる。これにより、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０および第２の蒸気管１７００を介して、効率よく凝縮器１４００へ流出させることができる。したがって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　一方、本実施形態と異なり、仮に、第２の蒸気管接続部１３２３の延在方向が中心部Ｃ上を通っている場合、蒸発器１２００から流出する気相冷媒は、冷媒中継装置１３００内に流入し、中心部Ｃを通過した後に、筐体１３１０の内壁面または冷媒液面に衝突し、分散する。このため、図６の矢印Ｅ１に示したような気相冷媒の旋回流は生じない。この場合、冷媒中継装置１３００内での第１の冷媒流出口１３５０側へ向けた気相冷媒の流れは、図６で示した例と比較して小さくなり、気相冷媒の輸送効率が低下する。
　なお、複数の第２の蒸気管接続部１３２３が筒状筐体１３２０に設けられている場合、それぞれの第２の蒸気管接続部１３２３から冷媒中継装置１３００内に流入する気相冷媒が、図６の矢印Ｅ１に示されるように、中心部Ｃの周囲を旋回する。したがって、気相冷媒の旋回流が第２の蒸気管接続部１３２３ごとに生成される。そして、このようにして生成された複数の気相冷媒の旋回流は、図５のＦ１～Ｆ４に示すように順次合成しながら、筐体１３１０内を、圧力が低い第１の冷媒流出口１３５０側へ向けて流れる。したがって、冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０および第２の蒸気管１７００を介して、より効率よく凝縮器１４００へ流出させることができる。この結果、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　複数の第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の各々の延在方向を、図８に示したように、第１の冷媒流出口１３５０側に向けて設定することもできる。
　この場合、第２の蒸気管接続部１３２３ごとに生成される複数の気相冷媒の旋回流は、第１の冷媒流出口１３５０側に向かいながら、より効率よく順次合成されるので、冷媒流出口１３５０側での気相冷媒の流圧をより大きくすることができる。
　以上の通り、本発明の実施の形態における冷却装置１０００は、蒸発器１２００と、凝縮器１４００と、冷媒中継装置１３００とを備えている。
　蒸発器１２００は、発熱体１１１０の熱を受けて、内部に貯留されている液相冷媒を発熱体１１１０の熱により蒸発させて、気相冷媒を流出する。凝縮器１４００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する。冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００および凝縮器１４００に接続されている。冷媒中継装置１３００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を貯留するとともに凝縮器１４００へ流出させる。また、冷媒中継装置１３００は、凝縮器１４００から流出する液相冷媒を貯留するとともに蒸発器１２００へ流出させる。
　また、冷媒中継装置１３００は、筐体１３１０と、第１の冷媒流入口１３６０と、第１の冷媒流出口１３５０と、冷媒流入用配管１３７０とを備えている。
　筐体１３１０は、液相冷媒および気相冷媒を貯留する。第１の冷媒流入口１３６０は、液相冷媒を筐体１３１０内に流入させる。第１の冷媒流出口１３５０は、気相冷媒を筐体１３１０外へ流出させる。冷媒流入用配管１３７０では、一端部が第１の冷媒流入口１３６０に接続され、開口部１３７１が他端部に形成されている。また、冷媒流入用配管１３７０は、第１の冷媒流入口１３６０に流入する液相冷媒を開口部１３７１から筐体１３１０内へ流入させる。そして、開口部１３７１は、筐体１３１０の底部１３１１と向かい合うように配置されている。
　このように、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１は、筐体１３１０の底部１３１１と向かい合うように配置されている。これにより、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０内に貯留される液相冷媒が少なくても、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１を、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０の底部１３１１に貯留されている液相冷媒中に浸すことができる。この結果、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、筐体１３１０内の気相冷媒が第１の冷媒流入口１３６０から筐体１３１０の外に逆に流出することを抑止できる。よって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒中継装置１３００内の気相冷媒が第２の液管１８００を介して凝縮器１４００へ流出することを抑止することができる。
　したがって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　前述の通り、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０内に貯留される冷媒が少なくても、冷媒流入用配管１３７０の開口部１３７１を、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０内の液相冷媒中に浸すことができる。この結果、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、冷媒流入用配管１３７０を設けない場合と比較して、冷媒中継装置１３００内に貯留する液相冷媒の量を少なくすることができる。また、冷媒中継装置１３００の冷媒の貯留容量も相対的に少なくすることができるので、冷媒中継装置１３００を相対的に小型化することができる。よって、冷却装置１０００によれば、冷媒中継装置１３００の筐体を小型化し、少ない冷媒で発熱体１１１０の熱を冷却することができる。
　また、本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、冷媒流入用配管１３７０の他端部は、筐体１３１０の底部１３１１へ向けて延在するように設けられてもよい。これにより、冷媒流入用配管１３７０の他端部に設けられた開口部１３７１を、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０の底部１３１１に貯留されている液相冷媒中により確実に浸すことができる。
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、冷媒流入用配管１３７０の他端部は、鉛直下方へ向けて延在するように設けられてもよい。これにより、冷媒流入用配管１３７０の他端部に設けられた開口部１３７１を、冷媒中継装置１３００の筐体１３１０の底部１３１１に貯留されている液相冷媒中により確実に浸すことができる。
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、筐体１３１０は、筒状筐体１３２０と、第１の蓋部１３３０とを備えている。筒状筐体１３２０は、筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する。第１の蓋部１３３０には、第１の冷媒流入口１３６０が形成されている。第１の蓋部１３３０は、筒状筐体１３２０の開口を塞ぐ。冷媒流入用配管１３７０の一端部は、第１の蓋部１３３０の第１の冷媒流入口１３６０に取り付けられる。
　このように、筐体１３１０は、筒状筐体１３２０と第１の蓋部１３３０とに分解できるように構成されている。このため、冷媒流入用配管１３７０の一端部を第１の蓋部１３３０の第１の冷媒流入口１３６０に取り付けることで、冷媒流入用配管１３７０の一端部および第１の冷媒流入口１３６０の間を容易に接続することができる。そして、冷媒流入用配管１３７０が取り付けられた第１の蓋部１３３０と、筒状筐体１３２０とを組み合わせることにより、冷媒流入用配管１３７０を筐体１３１０内に簡単に配置することができる。
　また、本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、筐体１３１０は、筒状筐体１３２０と、第１の蓋部１３３０とを備えている。筒状筐体１３２０は、筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する。第１の蓋部１３３０は、筒状筐体１３２０の開口を塞ぐ。１以上の第１の蒸気管１５００が筒状筐体１３２０に接続される。１以上の第１の蒸気管１５００は、気相冷媒を筐体１３１０内へ流入させる。より具体的には、１以上の第１の蒸気管１５００は、蒸発器１２００から流出する気相冷媒を筐体１３１０内へ流入させる。
　このとき、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の延在方向（中心線ＣＬ１に平行）に対して垂直方向で筒状筐体１３２０を切断したときの筒状筐体１３２０の切断面の中心部Ｃ上を通らないように、設定されている。
　このため、蒸発器１２００から筐体１３１０に流入する気相冷媒は、図６の矢印Ｅ１に示されるように、中心部Ｃの周囲を旋回する。これにより、筐体１３１０内で気相冷媒の旋回流が生成される。そして、この気相冷媒の旋回流は、圧力が低い第１の冷媒流出口１３５０側へ向けて流れる。これにより、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から筐体１３１０の外へ効率よく流出させることができる。より具体的には、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から凝縮器１４００へ効率よく流出させることができる。したがって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）は、筒状筐体１３２０の切断面の中心部Ｃよりも、鉛直上方に設けられている。
　これにより、蒸発器１２００から筐体１３１０に流入する気相冷媒にさらに重力が加わって、気相冷媒の旋回流の流圧をより大きくすることができる。このため、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から筐体１３１０の外へさらに効率よく流出させることができる。より具体的には、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から凝縮器１４００へ効率よく流出させることができる。したがって、冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００によれば、発熱体１１１０の熱を効率よく冷却することができる。
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、筒状筐体１３２０は、円筒形状に形成されている。また、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０の外周円の接線に沿って設定されている。
　これにより、蒸発器１２００から筐体１３１０に流入する気相冷媒を、筒状筐体１３２０の曲面状の内壁に沿って筐体１３１０内に、円滑に流入させることができる。また、筐体１３１０内で生じる気相冷媒の旋回流の最大直径を最大限に大きくすることができる。したがって、冷媒中継装置１３１０は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から筐体１３１０の外へさらに効率よく流出させることができる。
　本発明の実施の形態における冷却装置１０００および冷媒中継装置１３００において、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、さらに第１の冷媒流出口１３５０側に向けて設定されている。
　すなわち、第２の蒸気管接続部１３２３（第１の蒸気管１５００および筐体１３１０の接続部）の延在方向は、筒状筐体１３２０切断面の中心部Ｃ上を通らないように設定されるとともに、第１の蓋部１３３０に設けられた第１の冷媒流出口１３５０側に向けて設定されている。これにより、筐体１３１０内で生じる気相冷媒の旋回流を、第１の冷媒流出口１３５０側へ効率よく導くことができる。このため、冷媒中継装置１３００は、第１の蒸気管１５００から流入する気相冷媒を、第１の冷媒流出口１３５０から筐体１３１０の外へさらに効率よく流出させることができる。
　以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　また、前述の各実施の形態の一部または全部は、以下のようにも記載されうるが、以下に限定されない。
［付記１］
　液相冷媒および気相冷媒を貯留する筐体と、
　前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、
　前記気相冷媒を前記筐体外へ流出させる冷媒流出口と、
　一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、
　前記筐体は、
　筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する筒状筐体と、
　前記冷媒流入口が形成され、前記筒状筐体の前記開口を塞ぐ蓋部とを備え、
　前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置された冷媒中継装置。
［付記２］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、前記筐体の底部へ向けて延在するように設けられた付記１に記載の冷媒中継装置。
［付記３］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、鉛直下方へ向けて延在するように設けられた付記１または２に記載の冷媒中継装置。
［付記４］
　前記冷媒流入用配管の前記一端部は、前記蓋部の前記冷媒流入口に取り付けられる付記１～３のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
［付記５］
　気相冷媒を前記筐体内へ流入させる１以上の蒸気管が前記筒状筐体に接続され、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の延在方向に対して垂直方向で前記筒状筐体を切断したときの筒状筐体の切断面の中心部上を通らないように、設定された付記４に記載の冷媒中継装置。
［付記６］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部は、前記筒状筐体の切断面の前記中心部よりも、鉛直上方に設けられている付記５に記載の冷媒中継装置。
［付記７］
　前記筒状筐体は、円筒形状に形成されており、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の外周円の接線に沿って設定されている付記５または６に記載の冷媒中継装置。
［付記８］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、さらに前記冷媒流出口側に向けて設定されている付記５～７のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
［付記９］
　発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相冷媒を流出する蒸発器と、
　前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する凝縮器と、
　付記１～８のいずれか１項に記載の冷媒中継装置とを備え、
　前記冷媒中継装置は、前記蒸発器および前記凝縮器に接続され、前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を貯留するとともに前記凝縮器へ流出させ、前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を貯留するとともに前記蒸発器へ流出させる冷却装置。
［付記１０］
　発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相冷媒を流出する蒸発器と、
　前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する凝縮器と、
　前記蒸発器および前記凝縮器に接続され、前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を貯留するとともに前記凝縮器へ流出させ、前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を貯留するとともに前記蒸発器へ流出させる冷媒中継装置とを備え、
　前記冷媒中継装置は、
　前記液相冷媒および前記気相冷媒を貯留する筐体と、
　前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、
　前記筐体内に貯留されている前記気相冷媒を前記凝縮器へ流出させる冷媒流出口と、
　一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、
　前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置された冷却装置。
［付記１１］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、前記筐体の底部へ向けて延在するように設けられた付１０記に記載の冷却装置。
［付記１２］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、鉛直下方へ向けて延在するように設けられた付記１０または１１に記載の冷却装置。
［付記１３］
　前記筐体は、
　筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する筒状筐体と、
　前記冷媒流入口が形成され、前記筒状筐体の前記開口を塞ぐ蓋部とを備え、
　前記冷媒流入用配管の前記一端部は、前記蓋部の前記冷媒流入口に取り付けられる付記１０～１２のいずれか１項に記載の冷却装置。
［付記１４］
　前記蒸発器から流出する気相冷媒を前記筐体内へ流入させる１以上の蒸気管が前記筒状筐体に接続され、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の延在方向に対して垂直方向で前記筒状筐体を切断したときの筒状筐体の切断面の中心部上を通らないように、設定された付記１３に記載の冷却装置。
［付記１５］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部は、前記筒状筐体の切断面の前記中心部よりも、鉛直上方に設けられている付記１４に記載の冷却装置。
［付記１６］
　前記筒状筐体は、円筒形状に形成されており、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の外周円の接線に沿って設定されている付記１４または１５に記載の冷却装置。
［付記１７］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、さらに前記冷媒流出口側に向けて設定されている付記１４～１６のいずれか１項に記載の冷却装置。
［付記１８］
　液相冷媒および気相冷媒を貯留する筐体と、
　前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、
　前記気相冷媒を前記筐体外へ流出させる冷媒流出口と、
　一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、
　前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置された冷媒中継装置。
［付記１９］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、前記筐体の底部へ向けて延在するように設けられた付記１８に記載の冷媒中継装置。
［付記２０］
　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、鉛直下方へ向けて延在するように設けられた付記１８または１９に記載の冷媒中継装置。
［付記２１］
　前記筐体は、
　筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する筒状筐体と、
　前記冷媒流入口が形成され、前記筒状筐体の前記開口を塞ぐ蓋部とを備え、
　前記冷媒流入用配管の前記一端部は、前記蓋部の前記冷媒流入口に取り付けられる付記１８～２０のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
［付記２２］
　気相冷媒を前記筐体内へ流入させる１以上の蒸気管が前記筒状筐体に接続され、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の延在方向に対して垂直方向で前記筒状筐体を切断したときの筒状筐体の切断面の中心部上を通らないように、設定された付記２１に記載の冷媒中継装置。
［付記２３］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部は、前記筒状筐体の切断面の前記中心部よりも、鉛直上方に設けられている付記２２に記載の冷媒中継装置。
［付記２４］
　前記筒状筐体は、円筒形状に形成されており、
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の外周円の接線に沿って設定されている付記２２または２３に記載の冷媒中継装置。
［付記２５］
　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、さらに前記冷媒流出口側に向けて設定されている付記２２～２４のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
　この出願は、２０１５年１０月１５日に出願された日本出願特願２０１５－２０３５３８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１０００　　冷却装置
　１１００　　ラック
　１１１０　　発熱体
　１２００　　蒸発器
　１３００　　冷媒中継装置
　１３１０　　筐体
　１３１１　　底部
　１３２０　　筒状筐体
　１３２１　　フランジ部
　１３２３　　第２の蒸気管接続部
　１３２４　　第２の液管接続部
　１３３０　　第１の蓋部
　１３３１　　第１の蒸気管接続部
　１３３２　　第１の液管接続部
　１３４０　　第２の蓋部
　１３５０　　第１の冷媒流出口
　１３６０　　第１の冷媒流入口
　１３７０　　冷媒流入用配管
　１３７１　　開口部
　１４００　　凝縮器
　１５００　　第１の蒸気管
　１６００　　第１の液管
　１７００　　第２の蒸気管
　１８００　　第２の液管

Claims (9)

  1. 　液相冷媒および気相冷媒を貯留する筐体と、
    　前記液相冷媒を前記筐体内に流入させる冷媒流入口と、
    　前記気相冷媒を前記筐体外へ流出させる冷媒流出口と、
    　一端部が前記冷媒流入口に接続され、開口部が他端部に形成され、前記冷媒流入口に流入する前記液相冷媒を前記開口部から前記筐体内へ流入させる冷媒流入用配管とを備え、
    　前記筐体は、
    　筒形状に形成され、少なくとも一端部に開口を有する筒状筐体と、
    　前記冷媒流入口が形成され、前記筒状筐体の前記開口を塞ぐ蓋部とを備え、
    　前記開口部は、前記筐体の底部と向かい合うように配置された冷媒中継装置。
  2. 　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、前記筐体の底部へ向けて延在するように設けられた請求項１に記載の冷媒中継装置。
  3. 　前記冷媒流入用配管の前記他端部は、鉛直下方へ向けて延在するように設けられた請求項１または２に記載の冷媒中継装置。
  4. 　前記冷媒流入用配管の前記一端部は、前記蓋部の前記冷媒流入口に取り付けられる請求項１～３のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
  5. 　気相冷媒を前記筐体内へ流入させる１以上の蒸気管が前記筒状筐体に接続され、
    　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の延在方向に対して垂直方向で前記筒状筐体を切断したときの筒状筐体の切断面の中心部上を通らないように、設定された請求項４に記載の冷媒中継装置。
  6. 　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部は、前記筒状筐体の切断面の前記中心部よりも、鉛直上方に設けられている請求項５に記載の冷媒中継装置。
  7. 　前記筒状筐体は、円筒形状に形成されており、
    　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、前記筒状筐体の外周円の接線に沿って設定されている請求項５または６に記載の冷媒中継装置。
  8. 　前記蒸気管と前記筒状筐体との接続部の延在方向は、さらに前記冷媒流出口側に向けて設定されている請求項５～７のいずれか１項に記載の冷媒中継装置。
  9. 　発熱体の熱を受けて、内部に貯留されている液相冷媒を前記発熱体の熱により蒸発させて、気相冷媒を流出する蒸発器と、
    　前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を凝縮して、液相冷媒を流出する凝縮器と、
    　請求項１～８のいずれか１項に記載の冷媒中継装置とを備え、
    　前記冷媒中継装置は、前記蒸発器および前記凝縮器に接続され、前記蒸発器から流出する前記気相冷媒を貯留するとともに前記凝縮器へ流出させ、前記凝縮器から流出する前記液相冷媒を貯留するとともに前記蒸発器へ流出させる冷却装置。
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