WO2018186095A1 - 冷却システム、冷却装置、及び電子システム - Google Patents

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WO2018186095A1
WO2018186095A1 PCT/JP2018/008624 JP2018008624W WO2018186095A1 WO 2018186095 A1 WO2018186095 A1 WO 2018186095A1 JP 2018008624 W JP2018008624 W JP 2018008624W WO 2018186095 A1 WO2018186095 A1 WO 2018186095A1
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WO
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refrigerant
tank
pump
cooling
heat
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PCT/JP2018/008624
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聡 稲野
裕幸 福田
石鍋　稔
有希子 脇野
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富士通株式会社
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Publication date
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20236—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures by immersion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
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    • H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/20763—Liquid cooling without phase change
    • H05K7/20772—Liquid cooling without phase change within server blades for removing heat from heat source

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system, a cooling device, and an electronic system.
  • ICT information communication technology
  • an immersion cooling method As one of such cooling methods, it has been proposed to cool an electronic device by immersing it in a liquid refrigerant.
  • this type of cooling method is referred to as an immersion cooling method.
  • an insulative inert refrigerant for example, a fluorine compound or oil
  • the electronic device is immersed in the refrigerant, and the heat generated in the electronic device through the refrigerant is outdoors. It is transported to a heat exhausting device (such as a chiller or a cooling tower) and dissipated from the heat exhausting device into the atmosphere.
  • the insulating inert refrigerant is simply referred to as “inert refrigerant”.
  • a substrate mounted with electronic components and a cooling plate are immersed in a liquid immersion tank containing a primary refrigerant, and heat generated on the substrate is transferred to the secondary refrigerant via the primary refrigerant and the cooling plate to exhaust heat.
  • a cooling method for transporting to the apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a heat exchanger is attached to the outer surface of the immersion tank containing the primary refrigerant, and the heat generated by the electronic device in the immersion tank is transferred to the exhaust heat device via the primary refrigerant, the heat exchanger, and the secondary refrigerant.
  • a cooling system for transportation has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • the heat generated in the electronic device is transported to an outdoor heat exhaust device and dissipated into the atmosphere.
  • the installation location of the electronic device (indoor) and the installation location of the heat exhaust device (outdoors) are separated, it is inactive if an inert refrigerant circulates between the immersion tank and the heat exhaust device.
  • the amount of refrigerant used increases. Since the inert refrigerant is more expensive than a normal refrigerant, the system construction cost and operation cost increase as the amount of the inert refrigerant used increases.
  • a heat exchanger is installed near the immersion tank to exchange heat between the primary refrigerant (inert refrigerant) and the secondary refrigerant (for example, water), and through the secondary refrigerant. It is conceivable to reduce the amount of inert refrigerant used by transporting heat to the exhaust heat device. However, in that case, a heat exchanger and a pump are required, and a place to install them is necessary, which causes a problem that the equipment cost increases.
  • An object of the disclosed technology is to provide a cooling system, a cooling device, and an electronic system in which the amount of the inert refrigerant used is smaller than that in the past and the equipment cost can be reduced.
  • a cooling system including a cooling device, a pump connected to the cooling device, and a heat exhaust device
  • the cooling device is output from the heat exhaust device and the exhaust heat.
  • An electronic device is held in the first refrigerant tank and the second refrigerant tank that respectively store the first refrigerant input to the apparatus, and the second refrigerant that is output from the pump and input to the pump.
  • a cooling system is provided that includes a liquid immersion tank sandwiched between the first refrigerant tank and the second refrigerant tank.
  • the first refrigerant that is output from the exhaust heat device and input to the exhaust heat device is stored.
  • An electronic device can be held in the first refrigerant tank and the second refrigerant tank, and the second refrigerant that is output from the pump and input to the pump, and the first refrigerant tank and the There is provided a cooling device having an immersion tank sandwiched between a second refrigerant tank.
  • an electronic system connected to an exhaust heat device and a pump, the electronic device that generates heat, and the heat output from the exhaust device and input to the exhaust heat device.
  • the first refrigerant tank and the second refrigerant tank that respectively store the first refrigerant, the second refrigerant that is output from the pump and input to the pump, and holds the electronic device.
  • An electronic system having a liquid immersion tank sandwiched between a first refrigerant tank and the second refrigerant tank is provided.
  • the amount of inert refrigerant used is small, and the equipment cost can be reduced.
  • Drawing 1 is a mimetic diagram showing the outline of the cooling system concerning a 1st embodiment.
  • 2A is a top view of the electronic system
  • FIG. 2B is a front view of the electronic system.
  • FIG. 3 is a side view of the electronic system.
  • FIG. 4A is a top view of the cooling device
  • FIG. 4B is a front view of the cooling device.
  • FIGS. 5A and 5B are views in which the flow path of the cooling water is deleted from FIGS. 4A and 4B.
  • 6 (a) and 6 (b) are diagrams in which the flow path of the inert refrigerant is deleted from FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • FIG. 7A is a plan view of the electronic device, and FIG.
  • FIG. 7B is a side view of the electronic device.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for controlling the pump and the flow rate adjusting valve by the control unit.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature difference ⁇ T and the control amount (rotation rate) of the pump, and the relationship between the temperature difference ⁇ T and the control amount (opening) of the flow rate adjusting valve.
  • FIG. 10A is a front view of an electronic system according to the second embodiment
  • FIG. 10B is a side view of the electronic system.
  • FIG. 11 is an enlarged side view showing a pair of cooling bath and immersion bath.
  • 12A is a top view of the electronic device
  • FIG. 12B is a side view of the electronic device
  • FIG. 12C is a back view of the electronic device.
  • Drawing 1 is a mimetic diagram showing the outline of the cooling system concerning a 1st embodiment.
  • 2A is a top view of the electronic system
  • FIG. 2B is a front view of the electronic system
  • FIG. 3 is a side view of the electronic system.
  • 4A is a top view of the cooling device
  • FIG. 4B is a front view of the cooling device.
  • the cooling system 10 includes an electronic system 25 and a heat exhaust device 30.
  • the electronic system 25 includes a cooling device 26 and an electronic device 27 arranged in the cooling device 26.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) are diagrams in which the cooling water flow paths (pipes 23a and 23b) are deleted from FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • 6 (a) and 6 (b) are diagrams in which the flow path (pipe 22a, 22b and pump 21) of the inert refrigerant is deleted from FIGS. 4 (a) and 4 (b).
  • the structure of the cooling device 26 will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b), FIGS. 5 (a) and 5 (b), and FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • the cooling device 26 is provided in the housing 11 and the housing 11. It has a plurality of refrigerant tanks 12 provided and a plurality of liquid immersion tanks 13 provided in the housing 11.
  • the refrigerant tanks 12 and the liquid immersion tanks 13 are alternately arranged, and each liquid immersion tank 13 is sandwiched between two refrigerant tanks 12.
  • One of the two refrigerant tanks 12 sandwiching the liquid immersion tank 13 is a first refrigerant tank, and the other is a second refrigerant tank.
  • the casing 11 of the cooling device 26 is formed in a box shape whose upper side is opened by, for example, a stainless steel plate having a thickness of 5 mm.
  • the refrigerant tank 12 and the immersion tank 13 are partitioned by a stainless plate having a thickness of 0.5 mm, for example.
  • the cooling water 19 is an example of a first refrigerant
  • the inert refrigerant 16 is an example of a second refrigerant.
  • the pipe 23a is an example of a first delivery refrigerant pipe
  • the pipe 23b is an example of a first reflux refrigerant pipe.
  • the pipe 22a is an example of a second delivery refrigerant pipe
  • the pipe 22b is an example of a second reflux refrigerant pipe.
  • the pipe 22a and the pipe 23b are disposed in the vicinity of one side plate of the housing 11, the pipe 22a is disposed on the lower side, and the pipe 23b is disposed on the upper side.
  • the piping 22b and the piping 23a are arrange
  • reference numeral 17a indicates an outlet for the inert refrigerant 16 provided in the pipe 22a
  • reference numeral 17b indicates an inlet for the inert refrigerant 16 provided in the pipe 22b
  • a reference numeral 18a indicates an outlet for the cooling water 19 provided in the pipe 23a
  • a reference numeral 18b indicates an inlet for the cooling water 19 provided in the pipe 23b.
  • a pump 21 is attached to the outer wall of the housing 11.
  • Reference numeral 29 in FIGS. 3 and 4A denotes a support base for fixing the pump 21 to the housing 11.
  • the discharge port (delivery) of the pump 21 is connected to the pipe 22a, and the suction port (suction) of the pump 21 is connected to the pipe 22b.
  • the pump 21 passes through the pipe 22a, enters the liquid immersion tank 13 from the jet port 17a, flows through the liquid immersion tank 13, enters the pipe 22b through the suction port 17b, passes through the pipe 22b, and the pump 21. A flow of inert refrigerant 16 returning to is formed.
  • the rotation speed (discharge amount) of the pump 21 is controlled by the control unit 28 (see FIG. 1).
  • the pump 21 is attached to the outer wall of the immersion tank 13. Therefore, the piping length between the immersion tank 13 and the pump 21 is short, and the load applied to the pump 21 is relatively small. Therefore, a small pump can be used as the pump 21, and the increase in equipment cost and installation space can be suppressed.
  • the pipes 23a and 23b are connected to a heat exhaust device 30 installed outdoors.
  • the heat exhaust apparatus 30 has a pump (not shown). By this pump, cooling enters the refrigerant tank 12 from the jet outlet 18a through the pipe 23a, flows through the refrigerant tank 12, enters the pipe 23b from the suction port 18b, and returns to the exhaust heat device 30 through the pipe 23b. A stream of water 19 is formed.
  • the heat exhaust device 30 for example, a known chiller or a cooling tower can be used.
  • oil such as a fluorine compound (for example, Florinart (trademark)) or POA (polyalphaolefin) is used.
  • a flow rate adjusting valve 31 is provided in the pipe 23a.
  • the opening degree of the flow rate adjusting valve 31 is controlled by a signal from the control unit 28, and the flow rate of the cooling water 19 passing through the pipe 23 a is determined by the opening degree of the flow rate adjusting valve 31.
  • the pipe 22b is provided with a temperature sensor 24 for detecting the temperature of the inert refrigerant 16 discharged from the liquid immersion tank 13. The output of the temperature sensor 24 is transmitted to the control unit 28.
  • the flow rate adjustment valve 31 is an example of a flow rate adjustment unit.
  • the control unit 28 controls the rotation speed of the pump 21 and the opening degree of the flow rate adjustment valve 31 according to the output of the temperature sensor 24. A method for controlling the flow rate adjusting valve 31 and the pump 21 by the control unit 28 will be described later.
  • the upper plate 13a of the immersion bath 13 is provided with an opening 13b for inserting the electronic device 27.
  • Each immersion tank 13 is vertically provided with a pair of guide rails 14 for guiding both sides of the electronic device 27 when the electronic device 27 is inserted into the immersion tank 13. Furthermore, a screw hole 15 for fixing the electronic device 27 to the immersion tank 13 is provided in the upper plate 13a of the immersion tank 13.
  • FIG. 7A is a plan view of the electronic device 27, and FIG. 7B is a side view of the electronic device 27.
  • FIG. 7A is a plan view of the electronic device 27, and FIG. 7B is a side view of the electronic device 27.
  • FIG. 7A is a plan view of the electronic device 27, and FIG. 7B is a side view of the electronic device 27.
  • FIG. 7A is a plan view of the electronic device 27, and FIG. 7B is a side view of the electronic device 27.
  • the electronic device 27 includes a substrate 41, a CPU 42, a memory 43, a storage 44, and a power supply unit (PSU) 45 mounted on the substrate 41.
  • the electronic device 27 includes a handle 48, a fixing screw 49 that is screwed into the screw hole 15 to fix the electronic device 27 to the upper plate 13a of the liquid immersion tank 13, and the guide rail 14 (FIG. 4A).
  • a sliding member 47 that slides along the line (see FIG. 5).
  • the electronic device 27 generates heat as it operates.
  • the heat generated in the electronic device 27 moves to the refrigerant tank 12 through the inert refrigerant 16 in the liquid immersion tank 13.
  • the temperature of the electronic device 27 is maintained below the allowable upper limit temperature.
  • the heat transferred to the refrigerant tank 12 through the inert refrigerant 16 is transported to the exhaust heat device 30 by the cooling water 19 passing through the refrigerant tank 12 and is dissipated from the exhaust heat device 30 to the atmosphere. Thereby, the temperature of the cooling water 19 passing through the exhaust heat device 30 is lowered. The cooling water 19 whose temperature has been lowered moves from the exhaust heat device 30 to the refrigerant tank 12 through the pipe 23a.
  • the heat generated in the electronic device 27 moves to the cooling water 19 in the cooling tank 12 through the inert refrigerant 16 in the liquid immersion tank 13 in the casing 11, and the cooling water 19 It is transported to the outdoor heat exhausting device 30 via.
  • the inert refrigerant 16 is circulated between the pump 21 and the immersion tank 13 by the pump 21. This is due to the following reason.
  • Fluorine compounds or oils used as the inert refrigerant 16 in this embodiment generally have a low heat transfer coefficient. Therefore, if the electronic device 27 is simply immersed in the inert refrigerant 16 stored in the immersion tank 13, the heat generated by the CPU 42 (see FIGS. 5A and 5B) stays around the CPU 42. The temperature of the CPU 42 may exceed the allowable upper limit temperature. By forcibly generating the flow of the inert refrigerant 16 in the immersion tank 13 by the pump 21, the heat generated from the CPU 42 is quickly moved from the periphery of the CPU 42, and the temperature of the CPU 42 is maintained below the allowable upper limit temperature. can do.
  • the target temperature is a preset temperature and can be set arbitrarily. However, if the target temperature is too low, the amount of electricity used by the pump 12 and the heat exhausting device 30 increases, and if the target temperature is too high, the electronic device 27 may malfunction or fail, or the processing capacity may be reduced. Therefore, the target temperature is preferably set to 35 ° C. or higher and 45 ° C. or lower. Here, it is assumed that the target temperature is set to 35 ° C.
  • step S12 After calculating the temperature difference ⁇ T in step S12, the process proceeds to step S13, and the control unit 28 determines whether the temperature difference ⁇ T is 0, a positive value, or a negative value. If it is determined that the temperature difference ⁇ T is 0 or a positive value, the process proceeds to step S14. If it is determined that the temperature difference ⁇ T is a negative value, the process proceeds to step S16.
  • step S14 the control unit 28 calculates the control amount (rotation rate) of the pump 21 by the following equation (1).
  • the control amount of the flow rate adjustment valve 27 is set to 50%.
  • the control amount of the pump 21 is 50%.
  • Control amount (%) 5 ⁇ ( ⁇ T + 10) +50 (1)
  • the control amount of the pump 21 100%.
  • the control amount of the pump 21 is 75%.
  • the control amount of the pump 21 is 50%.
  • step S14 After calculating the control amount of the pump 21 in step S14, the process proceeds to step S15, and the control unit 28 controls the pump 21 so as to obtain the calculated control amount (rotation rate). Thereafter, the process proceeds to step S18.
  • step S16 when the process proceeds from step S13 to step S16, that is, when the temperature of the inert refrigerant 16 is higher than the target temperature, the control unit 28 calculates the control amount (opening) of the flow rate adjustment valve 27 by the following equation (2). To do. However, when it transfers to step S16, the controlled variable of the pump 21 shall be 100%. When the temperature difference ⁇ T is ⁇ 10 ° C. or more, the control amount of the flow rate adjustment valve 27 is set to 100%.
  • Control amount (%) (5 ⁇ ( ⁇ T)) + 50 (2)
  • the control amount of the flow rate adjustment valve 27 is 50%.
  • the control amount of the flow rate adjustment valve 27 is 75%.
  • the control amount of the flow rate adjusting valve 27 is 100%.
  • step S16 After calculating the control amount of the flow rate adjustment valve 27 in step S16, the process proceeds to step S17, and the control unit 28 controls the flow rate adjustment valve 27 so that the calculated control amount (opening degree) is obtained. Thereafter, the process proceeds to step S18.
  • FIG. 9 also shows the relationship between the temperature difference ⁇ T and the control amount (rotation rate) of the pump 21, and the relationship between the temperature difference ⁇ T and the control amount (opening degree) of the flow rate adjustment valve 27.
  • the opening degree of the flow rate adjustment valve 27 is set to 50%, and the rotation rate of the pump 21 is controlled.
  • the temperature difference ⁇ T is a negative value, the rotation rate of the pump 21 is set to 100%, and the opening degree of the flow rate adjustment valve 27 is controlled.
  • step S18 the control unit 28 waits for a predetermined time to elapse. This is because it takes time to stabilize the temperature of the inert refrigerant 16 discharged from the immersion tank 13 after changing the opening degree of the flow rate adjusting valve 27 or the rotation rate of the pump 21.
  • the predetermined time is 10 minutes.
  • step S18 If it is determined in step S18 that the predetermined time has elapsed, the process returns to step S11 and the above steps are repeated.
  • the target temperature is set to a relatively high temperature of 35 ° C. to 45 ° C. Therefore, the load on the heat exhaust device 30 is relatively light, and the amount of power consumed by the heat exhaust device 30 can be reduced.
  • the partition plate that partitions the cooling tank 12 and the liquid immersion tank 13 is a flat plate, but in order to increase the heat exchange efficiency between the cooling tank 12 and the liquid immersion tank 13, Concavities and convexities may be provided on the surface.
  • FIG. 10A is a front view of an electronic system according to the second embodiment
  • FIG. 10B is a side view of the electronic system.
  • the electronic system 55 includes a cooling device 56 and an electronic device 57 disposed in the cooling device 56.
  • the cooling device 56 includes a housing 61, a plurality of refrigerant tanks 62 provided in the housing 61, and a plurality of liquid immersion tanks 63 provided in the housing 61.
  • the refrigerant tanks 62 and the liquid immersion tanks 63 are alternately arranged in the height direction.
  • a pipe 51a for supplying the cooling water 19 to the cooling tank 62 and a pipe 51b for collecting the cooling water 19 from the cooling tank 62 are provided.
  • reference numeral 52a indicates the outlet for the cooling water 19 provided in the pipe 51a
  • reference numeral 52b indicates the inlet for the cooling water 19 provided in the pipe 51b.
  • the pipes 51a and 51b are connected to the heat exhaust device 30 (see FIG. 1) installed outdoors as in the first embodiment.
  • the front panel of the immersion bath 63 is provided with an opening for inserting the electronic device 57 and a screw (not shown) for fixing the electronic device 57 to the immersion bath 63.
  • a pair of guide rails (not shown) for guiding both sides of the electronic device 57 when the electronic device 57 is inserted into the immersion bath 63 are horizontally disposed in the immersion bath 68.
  • FIG. 11 is an enlarged side view showing a pair of the cooling tank 62 and the immersion tank 63.
  • the cooling water 19 flows from the outlet 52a of the pipe 51a shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b) toward the suction port 52b of the pipe 51b.
  • a liquid immersion tank 63 is disposed on the cooling tank 62.
  • the refrigerant tank 62 and the immersion tank 63 are partitioned by, for example, a stainless steel plate having a thickness of 0.5 mm.
  • a pump 65 is provided on the back side of the immersion bath 63.
  • a suction pipe 65a is provided on the lower side of the pump 65, and a discharge pipe 65b is provided on the upper side.
  • the tip of the discharge pipe 65 b extends to above the electronic device 57 disposed in the liquid immersion tank 63.
  • the pump 65 sucks the inert medium 16 from the lower side of the immersion bath 63 and discharges the inert refrigerant 16 into the electronic device 57 from the upper side.
  • FIG. 12A is a top view of the electronic device 57
  • FIG. 12B is a side view of the electronic device 57
  • FIG. 12C is a back view of the electronic device 57.
  • the electronic device 57 includes a box-shaped case 58 whose upper side is opened, a substrate 41 disposed in the case 58, a CPU 42, a memory 43, a storage 44, and a power supply unit 45 mounted on the substrate 41.
  • the electronic device 57 is provided with a handle 48, a fixing screw 49 for fixing the electronic device 57 to the panel of the liquid immersion tank 63, and a sliding member 47 that slides along the guide rail. Yes. Further, an opening 58 a through which the inert refrigerant 16 overflows is provided on the side surface of the case 58.
  • the inert refrigerant 16 is placed until it overflows from the opening 58a, so that components (heat generating components) such as the CPU 42 are immersed in the inert refrigerant 16.
  • a notch 58b through which the pipe 65b on the discharge port side of the pump 65 passes is provided.
  • the inert refrigerant 16 is supplied into the case 58 of the electronic device 57 by the pump 65 disposed in the immersion bath 63. Since the opening 58a is provided on the side surface of the case 58, the inert refrigerant 16 overflows downward from the opening 58a. The overflowing inert refrigerant 16 is sent again into the case 58 of the electronic device 57 by the pump 65.
  • the heat generated in the electronic device 57 is transferred to the inert refrigerant 16 and moves to the lower side of the immersion bath 63 along with the overflow of the inert refrigerant 16. As the heat generated in the electronic device 57 moves to the inert refrigerant 16, the temperature of the electronic device 57 is maintained below the allowable upper limit temperature.
  • the heat transferred to the lower side of the immersion bath 63 by the inert refrigerant 16 further moves from the immersion bath 63 to the cooling bath 62. And it is transported to the exhaust heat apparatus 30 (refer FIG. 1) with the cooling water 19 which flows through the inside of the cooling tank 62, and is diffused from the exhaust heat apparatus 30 in air
  • the cooling device is A first refrigerant tank and a second refrigerant tank that respectively store the first refrigerant that is output from the exhaust heat device and input to the exhaust heat device;
  • An electronic device can be held in the second refrigerant that is output from the pump and input to the pump, and is immersed between the first refrigerant tank and the second refrigerant tank.
  • the immersion tank is A first delivery refrigerant pipe through which the first refrigerant is sent from the second refrigerant tank to the first refrigerant tank; and the first refrigerant pipe from the first refrigerant tank to the second refrigerant tank.
  • the second refrigerant tank is The second refrigerant pipe for sending out the second refrigerant going to the liquid immersion tank and the second refrigerant pipe for refluxing the second refrigerant going to the liquid immersion tank pass through.
  • a temperature sensor that detects the temperature of the second refrigerant from the liquid immersion tank toward the pump;
  • a flow rate adjusting unit for adjusting the flow rate of the first refrigerant output from the exhaust heat device;
  • the cooling system according to any one of supplementary notes 1 to 3, further comprising: a control unit that controls the pump and the flow rate adjusting unit based on an output of the temperature sensor.
  • a cooling device In a cooling device connected to a heat exhaust device and a pump, A first refrigerant tank and a second refrigerant tank that respectively store the first refrigerant that is output from the exhaust heat device and input to the exhaust heat device; An electronic device can be held in the second refrigerant that is output from the pump and input to the pump, and is immersed between the first refrigerant tank and the second refrigerant tank.
  • a cooling device comprising: a tank.

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Abstract

【課題】不活性冷媒の使用量が少なく、且つ設備コストも削減できる冷却システム、冷却装置、及び電子システムを提供する。 【解決手段】冷却システム１０は、冷却装置２６と、冷却装置２６に接続されるポンプ２１と排熱装置３０とを有する。冷却装置２６は、排熱装置３０から出力されるとともに排熱装置３０へ入力される第１の冷媒１９をそれぞれ貯留する第１及び第２の冷媒槽１２と、ポンプ２１から出力されるとともにポンプ２１へ入力される第２の冷媒１６の中に電子装置２７を保持しうるとともに、第１及び第２の冷媒槽１２との間に挟持された液浸槽１３とを有する。

Description

冷却システム、冷却装置、及び電子システム
　本発明は、冷却システム、冷却装置、及び電子システムに関する。
　近年、高度情報化社会の到来にともなって、情報通信技術（Information and Communication Technology：ＩＣＴ）を利用した電子装置の重要性がますます増加している。例えばデータセンターでは、室内に多数のラックを設置し、各ラックにそれぞれサーバやストレージ装置等の電子装置を複数収納して、それらの電子装置を一括管理している。
　ところで、電子装置の高性能化にともない、電子装置の発熱量が増大している。発熱量が大きい電子装置を高密度に実装すると、他の電子装置が排気した高温の空気を吸入することを繰り返すことにより電子装置の温度が許容上限温度を超えてしまい、誤動作や故障又は処理能力の低下の原因となる。そのため、発熱量が大きい電子装置を高密度に実装しても十分に冷却できる冷却方法が要求されている。
　そのような冷却方法の一つとして、電子装置を液体の冷媒中に浸漬して冷却することが提案されている。以下、この種の冷却方法を、液浸冷却法と呼ぶ。液浸冷却法では、液浸槽内に絶縁性の不活性冷媒（例えば、フッ素化合物又は油等）を入れ、冷媒中に電子装置を浸漬し、冷媒を介して電子装置で発生した熱を屋外の排熱装置（チラー又はクーリングタワー等）まで輸送して、排熱装置から大気中に放散している。以下、絶縁性の不活性冷媒を、単に「不活性冷媒」という。
　従来から、一次冷媒を入れた液浸槽内に電子部品を実装した基板と冷却板とを浸漬し、基板で発生した熱を一次冷媒及び冷却板を介して二次冷媒に伝達して排熱装置まで輸送する冷却方法が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。また、一次冷媒を入れた液浸槽の外面に熱交換器を取り付け、液浸槽内の電子装置で発生した熱を、一次冷媒、熱交換器、及び二次冷媒を介して排熱装置に輸送する冷却システムも提案されている（例えば、特許文献２等参照）。
特開昭６４－２３９７号公報 特表２０１６－５０９２７８号公報
　前述したように、液浸冷却法では、電子装置で発生した熱を屋外の排熱装置まで輸送して大気中に放散している。しかし、電子装置の設置場所（室内）と排熱装置の設置場所（屋外）とが離れているため、液浸槽と排熱装置との間を不活性冷媒が循環するようにすると、不活性冷媒の使用量が多くなる。不活性冷媒は通常の冷媒よりも高価であるため、不活性冷媒の使用量が多くなるとシステムの構築コスト及び運用コストが高くなる。
　例えば特許文献２のように液浸槽の近くに熱交換器を設置して一次冷媒（不活性冷媒）と二次冷媒（例えば水）との間で熱交換を行い、二次冷媒を介して排熱装置まで熱を輸送することで、不活性冷媒の使用量を削減することが考えられる。しかし、その場合は、熱交換器とポンプとが必要になるとともに、それらを設置する場所が必要であり、設備コストが高くなるという問題がある。
　開示の技術は、従来よりも不活性冷媒の使用量が少なく、且つ設備コストも削減できる冷却システム、冷却装置、及び電子システムを提供することを目的とする。
　開示の技術の一観点によれば、冷却装置と、前記冷却装置に接続されるポンプと排熱装置とを有する冷却システムにおいて、前記冷却装置は、前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽とを有する冷却システムが提供される。
　開示の技術の他の一観点によれば、排熱装置とポンプとに接続される冷却装置において、前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽とを有する冷却装置が提供される。
　開示の技術の更に他の一観点によれば、排熱装置とポンプとに接続される電子システムにおいて、発熱する電子装置と、前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に前記電子装置を保持するとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽とを有する電子システムが提供される。
　上記一観点に係る冷却システム、冷却装置、及び電子システムによれば、不活性冷媒の使用量が少なく、且つ設備コストも削減できる。
図１は、第１の実施形態に係る冷却システムの概要を示す模式図である。 図２（ａ）は電子システムの上面図、図２（ｂ）は同じくその電子システムの正面図である。 図３は、同じくその電子システムの側面図である。 図４（ａ）は冷却装置の上面図、図４（ｂ）は同じくその冷却装置の正面図である。 図５（ａ）,（ｂ）は、図４（ａ）,（ｂ）から冷却水の流路を削除した図である。 図６（ａ）,（ｂ）は、図４（ａ）,（ｂ）から不活性冷媒の流路を削除した図である。 図７（ａ）は電子装置の平面図、図７（ｂ）は同じくその電子装置の側面図である。 図８は、制御部によるポンプ及び流量調整弁の制御方法を示すフローチャートである。 図９は、温度差ΔＴとポンプの制御量（回転率）との関係、及び温度差ΔＴと流量調整弁の制御量（開度）との関係を併せて示す図である。 図１０（ａ）は第２の実施形態に係る電子システムの正面図、図１０（ｂ）は同じくその電子システムの側面図である。 図１１は、一組の冷却槽及び液浸槽を拡大して示す側面図である。 図１２（ａ）は電子装置の上面図、図１２（ｂ）は同じくその電子装置の側面図、図１２（ｃ）は電子装置の裏面図である。
　以下、実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る冷却システムの概要を示す模式図である。また、図２（ａ）は電子システムの上面図、図２（ｂ）は同じくその電子システムの正面図、図３は同じくその電子システムの側面図である。更に、図４（ａ）は冷却装置の上面図、図４（ｂ）は同じくその冷却装置の正面図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る冷却システム１０は、電子システム２５と、排熱装置３０とを有している。
　また、図２（ａ）,（ｂ）及び図３に示すように、電子システム２５は、冷却装置２６と、冷却装置２６内に配置された電子装置２７とを有している。
　図５（ａ）,（ｂ）は、図４（ａ）,（ｂ）から冷却水の流路（配管２３ａ，２３ｂ）を削除した図である。また、図６（ａ）,（ｂ）は、図４（ａ）,（ｂ）から不活性冷媒の流路（配管２２ａ，２２ｂ及びポンプ２１）を削除した図である。これらの図４（ａ）,（ｂ）、図５（ａ）,（ｂ）、及び図６（ａ）,（ｂ）を参照して、冷却装置２６の構造について説明する。
　図４（ａ）,（ｂ）、図５（ａ）,（ｂ）、及び図６（ａ）,（ｂ）に示すように、冷却装置２６は、筐体１１と、筐体１１内に設けられた複数の冷媒槽１２と、同じく筐体１１内に設けられた複数の液浸槽１３とを有する。冷媒槽１２と液浸槽１３とは交互に配置されており、各液浸槽１３はそれぞれ２つの冷媒槽１２に挟まれている。液浸槽１３を挟む２つの冷媒槽１２のうちの一方が第１の冷媒槽であり、他方が第２の冷媒槽である。
　冷却装置２６の筐体１１は、例えば厚さが５ｍｍのステンレス板により、上側が開放された箱状に形成されている。また、冷媒槽１２と液浸槽１３とは、例えば厚さが０．５ｍｍのステンレス板により仕切られている。
　冷却装置２６の筐体１１内には、液浸槽１３に不活性冷媒１６を供給する配管２２ａと、液浸槽１３から不活性冷媒１６を回収する配管２２ｂと、冷媒槽１２に冷却水１９を供給する配管２３ａと、冷媒槽１２から冷却水１９を回収する配管２３ｂとが設けられている。これらの配管２２ａ，２２ｂ及び配管２３ａ，２３ｂは筐体１１を貫通している。
　冷却水１９は第１の冷媒の一例であり、不活性冷媒１６は第２の冷媒の一例である。また、配管２３ａは第１の送出用冷媒管の一例であり、配管２３ｂは第１の還流用冷媒管の一例である。更に、配管２２ａは第２の送出用冷媒管の一例であり、配管２２ｂは第２の還流用冷媒管の一例である。
　筐体１１内において、配管２２ａ及び配管２３ｂは、筐体１１の一方の側板の近傍に配置されており、配管２２ａは下側に、配管２３ｂは上側に配置されている。また、配管２２ｂ及び配管２３ａは上述の一方の側板に対向する他方の側板の近傍に配置されており、配管２２ｂは上側に、配管２３ａは下側に配置されている。
　図２（ａ），図５（ａ）中の符号１７ａは配管２２ａに設けられた不活性冷媒１６の噴出口を示し、符号１７ｂは配管２２ｂに設けられた不活性冷媒１６の吸込み口を示している。また、図２（ａ），図６（ａ）中の符号１８ａは配管２３ａに設けられた冷却水１９の噴出口を示し、符号１８ｂは配管２３ｂに設けられた冷却水１９の吸込み口を示している。
　筐体１１の外壁にはポンプ２１が取り付けられている。図３、及び図４（ａ）中の符号２９は、ポンプ２１を筐体１１に固定するための支持台を示している。ポンプ２１の吐出口（デリバリー）は配管２２ａに接続されており、ポンプ２１の吸引口（サクション）は配管２２ｂに接続されている。
　このポンプ２１により、配管２２ａ内を通って噴出口１７ａから液浸槽１３内に入り、液浸槽１３内を通流し、吸込み口１７ｂから配管２２ｂ内に入り、配管２２ｂ内を通ってポンプ２１に戻る不活性冷媒１６の流れが形成される。ポンプ２１は、制御部２８（図１参照）により回転数（吐出量）が制御される。
　なお、本実施形態では、ポンプ２１が液浸槽１３の外壁に取り付けられている。そのため、液浸槽１３とポンプ２１との間の配管長が短く、ポンプ２１にかかる負荷は比較的小さい。従って、ポンプ２１として小型のポンプを使用することができ、設備コスト及び設置スペースの増加を抑えることができる。
　配管２３ａ，２３ｂは、図１に示すように、屋外に設置された排熱装置３０に接続されている。排熱装置３０はポンプ（図示せず）を有している。このポンプにより、配管２３ａを通って噴出口１８ａから冷媒槽１２内に入り、冷媒槽１２内を通流し、吸い込み口１８ｂから配管２３ｂ内に入り、配管２３ｂを通って排熱装置３０に戻る冷却水１９の流れが形成される。
　排熱装置３０として、例えば公知のチラー又はクーリングタワーを使用することができる。また、本実施形態では、不活性冷媒１６として、フッ素化合物（例えばフロリナート（商標））又はＰＯＡ（ポリアルファオレフィン）等の油を使用する。
　図１に示すように、配管２３ａには流量調整弁３１が設けられている。この流量調整弁３１は制御部２８からの信号により開度が制御され、流量調整弁３１の開度により配管２３ａを通る冷却水１９の流量が決定される。また、配管２２ｂには、液浸槽１３から排出される不活性冷媒１６の温度を検出する温度センサ２４が設けられている。この温度センサ２４の出力は制御部２８に伝送される。流量調整弁３１は流量調整部の一例である。
　制御部２８は、温度センサ２４の出力に応じて、ポンプ２１の回転数と流量調整弁３１の開度とを制御する。制御部２８による流量調整弁３１及びポンプ２１の制御方法については後述する。
　図４（ａ），（ｂ）に示すように、液浸槽１３の上板１３ａには、電子装置２７を挿入するための開口部１３ｂが設けられている。また、各液浸槽１３には、電子装置２７を液浸槽１３内に挿入するときに電子装置２７の両側を案内する一対のガイドレール１４が垂直に配置されている。更に、液浸槽１３の上板１３ａには、電子装置２７を液浸槽１３に固定するためのねじ穴１５が設けられている。
　図７（ａ）は電子装置２７の平面図、図７（ｂ）は同じくその電子装置２７の側面図である。
　図７（ａ）,（ｂ）に示すように、電子装置２７は、基板４１と、基板４１上に搭載されたＣＰＵ４２、メモリ４３、ストレージ４４及び電源ユニット（Power Supply Unit：ＰＳＵ）４５とを有する。また、電子装置２７には、ハンドル４８と、ねじ穴１５に螺合して電子装置２７を液浸槽１３の上板１３ａに固定する固定用ねじ４９と、ガイドレール１４（図４（ａ）参照）に沿って摺動する摺動部材４７とが設けられている。
　以下、本実施形態に係る冷却システム１０の動作について、図１の模式図を参照して説明する。
　電子装置２７は、稼働にともなって熱を発生する。電子装置２７で発生した熱は、液浸槽１３内の不活性冷媒１６を介して冷媒槽１２に移動する。熱が冷媒槽１２に移動することにより、電子装置２７の温度は許容上限温度以下に維持される。
　一方、不活性冷媒１６を介して冷媒槽１２に移動した熱は、冷媒槽１２を通る冷却水１９により排熱装置３０まで輸送され、排熱装置３０から大気中に放散される。これにより、排熱装置３０を通る冷却水１９の温度が低下する。この温度が低下した冷却水１９は、排熱装置３０から配管２３ａを通って冷媒槽１２に移動する。
　このようにして、本実施形態では、電子装置２７で発生した熱は筐体１１内において液浸槽１３内の不活性冷媒１６を介して冷却槽１２の冷却水１９に移動し、冷却水１９を介して屋外の排熱装置３０まで輸送される。
　本実施形態では、不活性冷媒１６中に電子装置２７を浸漬するため、発熱量が大きい電子装置であっても効率的に冷却できる。
　また、本実施形態では、筐体１１から排熱装置３０まで冷却水１９により熱を輸送する。このため、不活性冷媒１６の使用量が少なくてすみ、不活性冷媒１６に要するコストを抑制することができる。
　更に、本実施形態では、冷却装置２６の筐体１１内で不活性冷媒１６から冷却水１９に熱を移動させるため、熱交換器を別途設ける必要がない。これにより、設備コストを抑制することができる。
　ところで、本実施形態では、ポンプ２１により、ポンプ２１と液浸槽１３との間で不活性冷媒１６を循環させている。これは、以下の理由による。
　本実施形態において不活性冷媒１６として使用するフッ素化合物又は油等は、一般的に伝熱係数が低い。そのため、単に液浸槽１３内に貯留した不活性冷媒１６中に電子装置２７を浸漬しただけでは、ＣＰＵ４２（図５（ａ）,（ｂ）参照）で発生した熱がＣＰＵ４２の周囲に滞留してＣＰＵ４２の温度が許容上限温度を超えてしまうおそれがある。ポンプ２１により液浸槽１３内に不活性冷媒１６の流れを強制的に発生させることで、ＣＰＵ４２から発生した熱をＣＰＵ４２の周囲から迅速に移動させて、ＣＰＵ４２の温度を許容上限温度以下に維持することができる。
　次に、制御部２８によるポンプ２１及び流量調整弁３１の制御について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。
　まず、ステップＳ１１において、制御部２８は、温度センサ２４の出力に基づき液浸槽１３から排出される不活性冷媒１６の温度を取得する。その後、ステップＳ１２に移行し、制御部２８は不活性冷媒１６の温度と目標温度との温度差ΔＴ（＝目標温度－不活性冷媒１６の温度）を計算する。
　目標温度とは予め設定された温度であり、任意に設定することができる。但し、目標温度が低すぎるとポンプ１２や排熱装置３０で使用する電気量が多くなり、目標温度が高すぎると電子装置２７の誤動作、故障又は処理能力の低下の原因となる。そのため、目標温度は３５℃以上、且つ４５℃以下に設定することが好ましい。ここでは、目標温度を３５℃に設定したものとする。
　ステップＳ１２で温度差ΔＴを算出した後、ステップＳ１３に移行し、制御部２８は温度差ΔＴが０又はプラスの値になるか、又はマイナスの値になるかを判定する。ここで、温度差ΔＴが０又はプラスの値になると判定した場合はステップＳ１４に移行し、温度差ΔＴがマイナスの値になると判定した場合はステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１３からステップＳ１４に移行した場合、すなわち目標温度よりも不活性冷媒１６の温度が低い場合、制御部２８は下記（１）式によりポンプ２１の制御量（回転率）を計算する。但し、ステップＳ１４に移行した場合、流量調整弁２７の制御量は５０％とする。また、温度差ΔＴが１０℃以上の場合、ポンプ２１の制御量は５０％とする。
　制御量（％）＝５×（－ΔＴ＋１０）＋５０　…（１）
　例えば温度差ΔＴが０℃の場合、ポンプ２１の制御量は１００％となる。また、温度差ΔＴが５℃の場合、ポンプ２１の制御量は７５％となる。更に、温度差ΔＴが１０℃又はそれよりも大きい場合、ポンプ２１の制御量は５０％となる。
　このようにしてステップＳ１４でポンプ２１の制御量を算出した後、ステップＳ１５に移行し、制御部２８は算出した制御量（回転率）となるようにポンプ２１を制御する。その後、ステップＳ１８に移行する。
　一方、ステップＳ１３からステップＳ１６に移行した場合、すなわち目標温度よりも不活性冷媒１６の温度が高い場合、制御部２８は下記（２）式により流量調整弁２７の制御量（開度）を計算する。但し、ステップＳ１６に移行した場合、ポンプ２１の制御量は１００％とする。また、温度差ΔＴが－１０℃以上の場合、流量調整弁２７の制御量は１００％とする。
　制御量（％）＝（５×（－ΔＴ））＋５０　…（２）
　例えば温度差ΔＴが０℃の場合、流量調整弁２７の制御量は５０％となる。また、温度差ΔＴが－５℃の場合、流量調整弁２７の制御量は７５％となる。更に、温度差ΔＴが－１０℃又はそれ以上の場合、流量調整弁２７の制御量は１００％となる。
　このようにしてステップＳ１６で流量調整弁２７の制御量を計算した後、ステップＳ１７に移行し、制御部２８は算出した制御量（開度）となるように流量調整弁２７を制御する。その後、ステップＳ１８に移行する。
　図９に、温度差ΔＴとポンプ２１の制御量（回転率）との関係、及び温度差ΔＴと流量調整弁２７の制御量（開度）との関係を併せて示す。この図９に示すように、温度差ΔＴが０又はプラスの値のときは、流量調整弁２７の開度を５０％とし、ポンプ２１の回転率を制御する。また、温度差ΔＴがマイナスの値のときは、ポンプ２１の回転率を１００％とし、流量調整弁２７の開度を制御する。
　ステップＳ１５又はステップＳ１７からステップＳ１８に移行すると、制御部２８は所定の時間経過するのを待つ。これは、流量調整弁２７の開度又はポンプ２１の回転率を変更した後に液浸槽１３から排出される不活性冷媒１６の温度が安定するまでに時間がかかるためである。本実施形態では、所定の時間は１０分間とする。
　ステップＳ１８において所定の時間が経過したと判定した場合は、ステップＳ１１に戻り、上述した各ステップを繰り返す。
　上述したように、本実施形態では目標温度を３５℃～４５℃と比較的高い温度に設定している。そのため、排熱装置３０の負荷は比較的軽くなり、排熱装置３０で消費する電力量を削減できる。
　なお、本実施形態では冷却槽１２と液浸槽１３との間を仕切る仕切り板を平板としているが、冷却槽１２と液浸槽１３との間の熱交換効率を高めるために、仕切り板の表面に凹凸を設けてもよい。
　（第２の実施形態）
　図１０（ａ）は第２の実施形態に係る電子システムの正面図、図１０（ｂ）は同じくその電子システムの側面図である。
　図１０（ａ）,（ｂ）に示すように、電子システム５５は、冷却装置５６と、冷却装置５６内に配置された電子装置５７とを有している。また、冷却装置５６は、筐体６１と、筐体６１内に設けられた複数の冷媒槽６２と、同じく筐体６１内に設けられた複数の液浸槽６３とを有する。本実施形態では、冷媒槽６２と液浸槽６３とが高さ方向に交互に配置されている。
　冷却装置５６の筐体６１内には、冷却槽６２に冷却水１９を供給する配管５１ａと、冷却槽６２から冷却水１９を回収する配管５１ｂとが設けられている。図１０（ａ）中の符号５２ａは配管５１ａに設けられた冷却水１９の噴出口を示し、符号５２ｂは配管５１ｂに設けられた冷却水１９の吸込み口を示している。配管５１ａ，５１ｂは、第１の実施形態と同様に、屋外に設置された排熱装置３０（図１参照）に接続されている。
　液浸槽６３の正面側のパネルには、電子装置５７を挿入するための開口部と、電子装置５７を液浸槽６３に固定するためのねじ（図示せず）とが設けられている。また、液浸槽６８内には、電子装置５７を液浸槽６３内に挿入するときに電子装置５７の両側を案内する一対のガイドレール（図示せず）が水平に配置されている。
　図１１は、一組の冷却槽６２及び液浸槽６３を拡大して示す側面図である。
　冷却槽６２内では、図１０（ａ）,（ｂ）に示す配管５１ａの噴出口５２ａから配管５１ｂの吸込み口５２ｂに向けて冷却水１９が流れる。この冷却槽６２の上には、液浸槽６３が配置されている。冷媒槽６２と液浸槽６３との間は、例えば厚さが０．５ｍｍのステンレス板により仕切られている。
　液浸槽６３の背面側には、ポンプ６５が設けられている。ポンプ６５の下側には吸い込み用のパイプ６５ａが設けられており、上側には吐出用のパイプ６５ｂが設けられている。吐出用パイプ６５ｂの先端は、液浸槽６３内に配置された電子装置５７の上まで延びている。このポンプ６５は、液浸槽６３の下側から不活性媒体１６を吸込み、上側から電子装置５７内に不活性冷媒１６を吐出する。
　図１２（ａ）は電子装置５７の上面図、図１２（ｂ）は同じくその電子装置５７の側面図、図１２（ｃ）は電子装置５７の裏面図である。
　電子装置５７は、上側が開放された箱状のケース５８と、ケース５８内に配置された基板４１と、基板４１上に搭載されたＣＰＵ４２、メモリ４３、ストレージ４４及び電源ユニット４５とを有する。また、電子装置５７には、ハンドル４８と、電子装置５７を液浸槽６３のパネルに固定するための固定用ねじ４９と、ガイドレールに沿って摺動する摺動部材４７とが設けられている。更に、ケース５８の側面には、不活性冷媒１６がオーバーフローする開口部５８ａが設けられている。
　ケース５８内には、開口部５８ａからオーバーフローするまで不活性冷媒１６が入れられ、それによりＣＰＵ４２等の部品（発熱部品）は不活性冷媒１６中に浸漬された状態となる。ケース５８の裏面側にはポンプ６５の吐出口側のパイプ６５ｂが通る切り欠き５８ｂが設けられている。
　以下、本実施形態に係る冷却システムの動作について説明する。
　液浸槽６３内に配置されたポンプ６５により、電子装置５７のケース５８内に不活性冷媒１６が供給される。ケース５８の側面には開口部５８ａが設けられているので、この開口部５８ａから下方に不活性冷媒１６がオーバーフローする。オーバーフローした不活性冷媒１６は、ポンプ６５により再度電子装置５７のケース５８内に送られる。
　電子装置５７で発生した熱は不活性冷媒１６に伝達され、不活性冷媒１６のオーバーフローとともに液浸槽６３の下側に移動する。電子装置５７で発生した熱が不活性冷媒１６に移動することにより、電子装置５７の温度は許容上限温度以下に維持される。
　不活性冷媒１６により液浸槽６３の下側に移動した熱は、更に液浸槽６３から冷却槽６２に移動する。そして、冷却槽６２内を通流する冷却水１９とともに排熱装置３０（図１参照）まで輸送され、排熱装置３０から大気中に放散される。
　本実施形態においても、不活性冷媒１６中に電子装置５７の発熱部品（ＣＰＵ４２等）を浸漬するため、発熱量が大きい電子装置であっても効率的に冷却できる。
　また、本実施形態においても、筐体６１から排熱装置３０まで冷却水１９により熱を輸送する。このため、不活性冷媒１６の使用量が少なくてすみ、不活性冷媒１６に要するコストを抑制することができる。
　更に、本実施形態においても、冷却装置５６の筐体６１内で不活性冷媒１６から冷却水１９に熱を移動させるため、熱交換器を別途設ける必要がなく、設備コストを抑制することができる。
　以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
　（付記１）冷却装置と、前記冷却装置に接続されるポンプと排熱装置とを有する冷却システムにおいて、
　前記冷却装置は、
　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
　を有することを特徴とする冷却システム。
　（付記２）前記液浸槽は、
　前記第２の冷媒槽から前記第１の冷媒槽に向かう前記第１の冷媒が送出される第１の送出用冷媒管と、前記第１の冷媒槽から前記第２の冷媒槽に向かう前記第１の冷媒が還流される第１の還流用冷媒管とが貫通することを特徴とする付記１に記載の冷却システム。
　（付記３）前記第２の冷媒槽は、
　前記液浸槽に向かう前記第２の冷媒が送出される第２の送出用冷媒管と前記液浸槽に向かう前記第２の冷媒が還流される第２の還流用冷媒管とが貫通することを特徴とする付記１又は２に記載の冷却システム。
　（付記４）前記液浸槽から前記ポンプに向かう前記第２の冷媒の温度を検出する温度センサと、
　前記排熱装置から出力される前記第１の冷媒の流量を調整する流量調整部と、
　前記温度センサの出力に基づいて前記ポンプ及び前記流量調整部を制御する制御部と
　を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の冷却システム。
　（付記５）前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする付記１に記載の冷却システム。
　（付記６）排熱装置とポンプとに接続される冷却装置において、
　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
　を有することを特徴とする冷却装置。
　（付記７）前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする付記６に記載の冷却装置。
　（付記８）排熱装置とポンプとに接続される電子システムにおいて、
　発熱する電子装置と、
　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に前記電子装置を保持するとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
　を有することを特徴とする電子システム。
　（付記９）前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする付記８に記載の電子システム。
　１０…冷却システム、１１，６１…筐体、１２，６２…冷媒槽、１３，６３…液浸槽、１６…不活性冷媒、１９…冷却水、２１，６５…ポンプ、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，５１ａ，５１ｂ…配管、２４…温度センサ、２５，５５…電子システム、２６，５６…冷却装置、２７，５７…電子装置、２８…制御部、３０…排熱装置、３１…流量調整弁、４１…基板、４２…ＣＰＵ、４３…メモリ、４４…ストレージ、４５…電源ユニット、４７…摺動部材、４８…ハンドル、４９…固定用ねじ、５８…ケース、５８ａ…開口部。

Claims (9)

  1. 　冷却装置と、前記冷却装置に接続されるポンプと排熱装置とを有する冷却システムにおいて、
    　前記冷却装置は、
    　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
    　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
    　を有することを特徴とする冷却システム。
  2. 　前記液浸槽は、
    　前記第２の冷媒槽から前記第１の冷媒槽に向かう前記第１の冷媒が送出される第１の送出用冷媒管と、前記第１の冷媒槽から前記第２の冷媒槽に向かう前記第１の冷媒が還流される第１の還流用冷媒管とが貫通することを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
  3. 　前記第２の冷媒槽は、
    　前記液浸槽に向かう前記第２の冷媒が送出される第２の送出用冷媒管と前記液浸槽に向かう前記第２の冷媒が還流される第２の還流用冷媒管とが貫通することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
  4. 　前記液浸槽から前記ポンプに向かう前記第２の冷媒の温度を検出する温度センサと、
    　前記排熱装置から出力される前記第１の冷媒の流量を調整する流量調整部と、
    　前記温度センサの出力に基づいて前記ポンプ及び前記流量調整部を制御する制御部と
    　を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却システム。
  5. 　前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
  6. 　排熱装置とポンプとに接続される冷却装置において、
    　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
    　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に電子装置を保持しうるとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
    　を有することを特徴とする冷却装置。
  7. 　前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
  8. 　排熱装置とポンプとに接続される電子システムにおいて、
    　発熱する電子装置と、
    　前記排熱装置から出力されるとともに前記排熱装置へ入力される第１の冷媒をそれぞれ貯留する第１の冷媒槽及び第２の冷媒槽と、
    　前記ポンプから出力されるとともに前記ポンプへ入力される第２の冷媒の中に前記電子装置を保持するとともに、前記第１の冷媒槽と前記第２の冷媒槽との間に挟持された液浸槽と
    　を有することを特徴とする電子システム。
  9. 　前記ポンプが、前記液浸槽内に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の電子システム。
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