(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022158103
(43)【公開日】2022-10-17
(54)【発明の名称】冷却システム
(51)【国際特許分類】
F28D 15/02 20060101AFI20221006BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20221006BHJP
F28F 1/00 20060101ALI20221006BHJP
F28F 1/06 20060101ALI20221006BHJP
G06F 1/20 20060101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
F28D15/02 D
H05K7/20 Q
F28D15/02 102H
F28D15/02 101L
F28F1/00 E
F28F1/06
G06F1/20 A
G06F1/20 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】27
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021062776
(22)【出願日】2021-04-01
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】原 伸英
(72)【発明者】
【氏名】大谷 雄一
(72)【発明者】
【氏名】内田 澄生
(72)【発明者】
【氏名】鈴田 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】北本 博子
(72)【発明者】
【氏名】林 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】今井 篤史
【テーマコード（参考）】
5E322
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA05
5E322AA10
5E322BA03
5E322BB03
5E322DB02
5E322DB04
5E322DB06
5E322DB07
5E322DB09
5E322DB10
5E322FA01
5E322FA04
(57)【要約】
【課題】冷却効率を向上させることができる冷却システムを提供する。
【解決手段】発熱体から熱を除去する冷媒を、閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、 冷媒槽から該冷媒槽の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒が移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプと、冷媒槽の外部で複数のヒートパイプに対してこれらヒートパイプの配列方向に送風する送風ファンと、を備え、各ヒートパイプの延在方向に直交する断面形状が、送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁とし下流側を後縁とする偏平状をなしている。
【選択図】図１
【解決手段】発熱体から熱を除去する冷媒を、閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、 冷媒槽から該冷媒槽の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒が移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプと、冷媒槽の外部で複数のヒートパイプに対してこれらヒートパイプの配列方向に送風する送風ファンと、を備え、各ヒートパイプの延在方向に直交する断面形状が、送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁とし下流側を後縁とする偏平状をなしている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発熱体から熱を除去する冷媒を、閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、
前記冷媒槽から該冷媒槽の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒が移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプと、
前記冷媒槽の外部で複数の前記ヒートパイプに対してこれらヒートパイプの配列方向に送風する送風ファンと、
を備え、
各前記ヒートパイプの延在方向に直交する断面形状が、前記送風ファンの送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁とし下流側を後縁とする偏平状をなしている冷却システム。
前記冷媒槽から該冷媒槽の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒が移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプと、
前記冷媒槽の外部で複数の前記ヒートパイプに対してこれらヒートパイプの配列方向に送風する送風ファンと、
を備え、
各前記ヒートパイプの延在方向に直交する断面形状が、前記送風ファンの送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁とし下流側を後縁とする偏平状をなしている冷却システム。
【請求項2】
複数の前記ヒートパイプは、前記送風方向の上流側よりも下流側の方が疎となるように配列されている請求項１に記載の冷却システム。
【請求項3】
前記冷媒槽の外部で複数の前記ヒートパイプの延在方向に直交する方向に延びて、これらヒートパイプが貫通する貫通孔を有する板状フィンをさらに備え、
前記ヒートパイプの前記前縁は、前記板状フィンの前記貫通孔の内周縁部と接触しており、
前記ヒートパイプの前記後縁は、前記板状フィンの前記貫通孔の内周縁部との間に隙間を介している請求項１又は２に記載の冷却システム。
前記ヒートパイプの前記前縁は、前記板状フィンの前記貫通孔の内周縁部と接触しており、
前記ヒートパイプの前記後縁は、前記板状フィンの前記貫通孔の内周縁部との間に隙間を介している請求項１又は２に記載の冷却システム。
【請求項4】
前記ヒートパイプは、該ヒートパイプ内の前記通路を、前記上流側の前縁側通路と、前記下流側の後縁側通路とに隔てる仕切り部をさらに有する請求項１から３のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項5】
前記ヒートパイプは、前記冷媒槽の内方側の端部が前記冷媒槽内に連通しているとともに、
前記冷媒槽内の前記冷媒と、前記ヒートパイプ内の前記冷媒とが同一である請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記冷媒槽内の前記冷媒と、前記ヒートパイプ内の前記冷媒とが同一である請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項6】
前記ヒートパイプは、前記冷媒槽の内方側の端部が閉塞されているとともに、前記冷媒槽の内部まで延びて前記冷媒に浸漬されており、
前記冷媒槽の内部の冷媒は、第一の冷媒であって、
前記ヒートパイプの内部の冷媒は第二の冷媒である請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記冷媒槽の内部の冷媒は、第一の冷媒であって、
前記ヒートパイプの内部の冷媒は第二の冷媒である請求項１から４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項7】
室内と室外とを区画する外壁と、
前記室内に配置されて、発熱体から熱を除去する冷媒を閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、
前記室外に配置された熱交換器と、
前記冷媒槽内で蒸発して気相となった作動流体としての前記冷媒を前記熱交換器に導く気相管と、
前記熱交換器で気相から液相となった作動流体としての前記冷媒を前記冷媒槽に導く液相管と、
を備える冷却システム。
前記室内に配置されて、発熱体から熱を除去する冷媒を閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、
前記室外に配置された熱交換器と、
前記冷媒槽内で蒸発して気相となった作動流体としての前記冷媒を前記熱交換器に導く気相管と、
前記熱交換器で気相から液相となった作動流体としての前記冷媒を前記冷媒槽に導く液相管と、
を備える冷却システム。
【請求項8】
前記外壁の外面とともに、下方から上方に抜けるダクト通路を形成するダクト形成部をさらに備え、
前記熱交換器は、前記ダクト通路内に設けられている請求項７に記載の冷却システム。
前記熱交換器は、前記ダクト通路内に設けられている請求項７に記載の冷却システム。
【請求項9】
前記熱交換器は、前記外壁の外面に沿うように一体に設けられている請求項７又は８に記載の冷却システム。
【請求項10】
前記冷媒槽内で前記冷媒に浸漬されるように配置されて、前記発熱体からの熱を伝達される放熱体と、
前記放熱体の放熱面から前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部と、
をさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面から前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部と、
をさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項11】
発熱体から熱を除去する冷媒を閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、
前記冷媒槽内で前記冷媒に浸漬されて、前記発熱体からの熱が伝達される放熱体と、
前記放熱体の放熱面から前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部と、
を備える冷却システム。
前記冷媒槽内で前記冷媒に浸漬されて、前記発熱体からの熱が伝達される放熱体と、
前記放熱体の放熱面から前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部と、
を備える冷却システム。
【請求項12】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面に、超音波を照射する超音波発生器を含む請求項１０又は１１に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面に、超音波を照射する超音波発生器を含む請求項１０又は１１に記載の冷却システム。
【請求項13】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面に、前記冷媒によるジェット噴流を噴射するジェット噴射器を含む請求項１０から１２のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面に、前記冷媒によるジェット噴流を噴射するジェット噴射器を含む請求項１０から１２のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項14】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面に前記ジェット噴流の流通方向に延びる流路を形成する流路形成部をさらに含む請求項１３に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面に前記ジェット噴流の流通方向に延びる流路を形成する流路形成部をさらに含む請求項１３に記載の冷却システム。
【請求項15】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面に、前記冷媒による旋回流を発生させる旋回流発生器を含む請求項１０から１４のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面に、前記冷媒による旋回流を発生させる旋回流発生器を含む請求項１０から１４のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項16】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面に設けられて、該放熱体よりも熱伝導率の高いバインダを含む請求項１０から１５のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面に設けられて、該放熱体よりも熱伝導率の高いバインダを含む請求項１０から１５のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項17】
前記熱伝達促進部は、
前記放熱体の放熱面から突出するように設けられた放熱フィンを含む請求項１０から１５のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記放熱体の放熱面から突出するように設けられた放熱フィンを含む請求項１０から１５のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項18】
上下方向に直線状に延びて内側が空気通路とされた複数の伝熱管を有し、これら伝熱管が互いに間隔をあけて束ねられることで前記伝熱管同士の間に冷媒通路が形成された伝熱管群、各前記伝熱管の両端が外部に開口するように前記伝熱管群を覆うケーシング、及び、前記ケーシング内に冷媒を供給する冷媒供給部、及び、前記ケーシング内から冷媒を排出する冷媒排出部を有する熱交換部と、
前記熱交換部の下方に設けられて、前記伝熱管群に対して下方から送風する送風部と、
を備える冷却システム。
前記熱交換部の下方に設けられて、前記伝熱管群に対して下方から送風する送風部と、
を備える冷却システム。
【請求項19】
前記伝熱管は、該伝熱管の内周面から突出して上下方向に延びる内面フィンを有する請求項１８に記載の冷却システム。
【請求項20】
前記ケーシングは、
前記伝熱管群を外周側から囲う筒部と、
前記筒部の上部で該筒部を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部と前記冷媒排出部とのうちの一方が設けられた上部ヘッダと、
前記筒部の下部で該筒部を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部と前記冷媒排出部とのうちの他方が設けられた下部ヘッダと、
前記筒部は、
前記上部ヘッダ内の空間と前記筒部内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された上部連通孔と、
前記下部ヘッダ内の空間と前記筒部内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された下部連通孔と、
を有する請求項１８又は１９に記載の冷却システム。
前記伝熱管群を外周側から囲う筒部と、
前記筒部の上部で該筒部を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部と前記冷媒排出部とのうちの一方が設けられた上部ヘッダと、
前記筒部の下部で該筒部を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部と前記冷媒排出部とのうちの他方が設けられた下部ヘッダと、
前記筒部は、
前記上部ヘッダ内の空間と前記筒部内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された上部連通孔と、
前記下部ヘッダ内の空間と前記筒部内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された下部連通孔と、
を有する請求項１８又は１９に記載の冷却システム。
【請求項21】
前記熱交換部は、
前記冷媒通路内で前記伝熱管の外周面水平方向に所定の間隔をあけて水平方向に延びる抵抗体をさらに有する請求項１８から２０のいずれか一項に記載の冷却システム。
前記冷媒通路内で前記伝熱管の外周面水平方向に所定の間隔をあけて水平方向に延びる抵抗体をさらに有する請求項１８から２０のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項22】
前記抵抗体は、前記熱交換部の径方向外側から内側に向かうにしたがって、前記伝熱管との間の間隔が大きくなるように形成されている請求項２１に記載の冷却システム。
【請求項23】
前記熱交換部は、前記ケーシングの内面と前記伝熱管群の最外面との間の空間を閉塞する閉塞部をさらに備える請求項１８から２２のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項24】
前記送風部は、
上下方向に延びる軸線回りに回転可能な羽根車と、
該羽根車の下方に配置されて該羽根車を回転駆動させる駆動部と、
を有し、
前記羽根車を外周側から囲うように上下方向に延びる筒状をなして内側が空気の流路とされるとともに、上端が前記熱交換部の下端に接続された上部ハウジングと、
前記駆動部を外周側から覆いながら上方に向かうにしたがって縮径する内側環状壁、及び、前記内側環状壁を外周側から覆いながらに上方に向かうにしたがって縮径するとともに前記内側環状壁とともに前記羽根車への空気の導入流路を形成する外側環状壁を有する下部ハウジングと、
をさらに備える請求項１８から２３のいずれか一項に記載の冷却システム。
上下方向に延びる軸線回りに回転可能な羽根車と、
該羽根車の下方に配置されて該羽根車を回転駆動させる駆動部と、
を有し、
前記羽根車を外周側から囲うように上下方向に延びる筒状をなして内側が空気の流路とされるとともに、上端が前記熱交換部の下端に接続された上部ハウジングと、
前記駆動部を外周側から覆いながら上方に向かうにしたがって縮径する内側環状壁、及び、前記内側環状壁を外周側から覆いながらに上方に向かうにしたがって縮径するとともに前記内側環状壁とともに前記羽根車への空気の導入流路を形成する外側環状壁を有する下部ハウジングと、
をさらに備える請求項１８から２３のいずれか一項に記載の冷却システム。
【請求項25】
前記上部ハウジング及び前記下部ハウジングの少なくとも一方の一部が、吸音材によって形成されている請求項２４に記載の冷却システム。
【請求項26】
前記上部ハウジング内の空気の流路に設けられて、上下方向に貫通する整流孔が水平方向に複数配列されている整流体をさらに備える請求項２４又は２５に記載の冷却システム。
【請求項27】
前記上部ハウジング内の空気の流路に水を供給する水供給部をさらに備える請求項２４から２６のいずれか一項に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、冷却システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、作動液によって電子機器を冷却し、蒸発した作動液をヒートパイプで冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献２には、電子機器を冷媒内に浸漬し、蒸発した冷媒をフィンを介して冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献３には、電子機器を冷媒に浸漬して冷却するとともに該冷媒をヒートパイプで冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献２には、電子機器を冷媒内に浸漬し、蒸発した冷媒をフィンを介して冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献３には、電子機器を冷媒に浸漬して冷却するとともに該冷媒をヒートパイプで冷却する冷却システムが開示されている。
【0003】
特許文献４には、電子機器を冷媒で冷却し、蒸発した冷媒をヒートパイプで移送して冷却・凝縮する冷却システムが開示されている。
特許文献５には、電子機器を冷媒に浸漬し、蒸発した冷媒を冷却管で凝縮する冷却システムが開示されている。
特許文献６には、コンピュータにヒートパイプを接続し、蒸発したヒートパイプ内の作動流体を煙突下部の熱交換器で冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献５には、電子機器を冷媒に浸漬し、蒸発した冷媒を冷却管で凝縮する冷却システムが開示されている。
特許文献６には、コンピュータにヒートパイプを接続し、蒸発したヒートパイプ内の作動流体を煙突下部の熱交換器で冷却する冷却システムが開示されている。
【0004】
特許文献７には、サーバを冷却する一次冷媒を二次冷媒によって冷却し、当該二次冷媒を外気と熱交換をして冷却する冷却システムが開示されている。
特許文献８には、空気と冷媒との流れ方向を同一とした熱交換器が開示されている。
特許文献８には、空気と冷媒との流れ方向を同一とした熱交換器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平６－２１２７９号公報
【特許文献2】特開２０１６－５４２４８号公報
【特許文献3】特開２０１８－８８４３３号公報
【特許文献4】国際公開第２０１５／１２８９５１号
【特許文献5】特表２０１９－５１６１９５号公報
【特許文献6】特許第５７９７７５８号公報
【特許文献7】特開２０２０－１３６３３５号公報
【特許文献8】特許第４３４７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、近年電子機器の発熱密度が増加しており、冷却効率をさらに向上させることが望まれている。
さらに、蒸発した冷媒を冷却・凝縮に適した場所まで移送する際には、ポンプ等の外部のエネルギーを使用せずに移送できることが省エネルギーの観点から好ましい。
また、電子機器の発熱密度が高い場合、冷媒と電子機器との接触箇所では、冷媒による上記の膜が形成され、熱の除去能力が低下してしまうという問題があった。
さらに、蒸発した冷媒を冷却する機器については、メンテナンスが容易であることが好ましい。
さらに、蒸発した冷媒を冷却・凝縮に適した場所まで移送する際には、ポンプ等の外部のエネルギーを使用せずに移送できることが省エネルギーの観点から好ましい。
また、電子機器の発熱密度が高い場合、冷媒と電子機器との接触箇所では、冷媒による上記の膜が形成され、熱の除去能力が低下してしまうという問題があった。
さらに、蒸発した冷媒を冷却する機器については、メンテナンスが容易であることが好ましい。
【0007】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、冷却効率を向上させることができる冷却システムを提供することを第一の目的とする。
また本開示は、冷媒の移送に際して省エネルギーを実現できる冷却システムを提供することを第二の目的とする。
さらに本開示は、冷媒による発熱体からの熱の除去能力を高く維持することができる冷却システムを提供することを第三の目的とする。
さらに本開示は、メンテナンス性の高い冷却システムを提供することを第四の目的とする。
また本開示は、冷媒の移送に際して省エネルギーを実現できる冷却システムを提供することを第二の目的とする。
さらに本開示は、冷媒による発熱体からの熱の除去能力を高く維持することができる冷却システムを提供することを第三の目的とする。
さらに本開示は、メンテナンス性の高い冷却システムを提供することを第四の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本開示の第一の態様に係る冷却システムは、発熱体から熱を除去する冷媒を、閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、前記冷媒槽から該冷媒槽の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒が移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプと、前記冷媒槽の外部で複数の前記ヒートパイプに対してこれらヒートパイプの配列方向に送風する送風ファンと、を備え、各前記ヒートパイプの延在方向に直交する断面形状が、前記送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁とし下流側を後縁とする偏平状をなしている。
【0009】
また、本開示の第二の態様に係る冷却システムは、室内と室外とを区画する外壁と、前記室内に配置されて、発熱体から熱を除去する冷媒を閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、前記室外に配置された熱交換器と、前記冷媒槽内で蒸発して気相となった作動流体としての前記冷媒を前記熱交換器に導く気相管と、前記熱交換器で気相から液相となった作動流体としての前記冷媒を前記冷媒槽に導く液相管と、を備える。
【0010】
さらに、本開示の第三の態様に係る冷却システムは、発熱体から熱を除去する冷媒を閉空間とされた内部に収容する冷媒槽と、前記冷媒槽内で前記冷媒に浸漬されて、前記発熱体からの熱が伝達される放熱体と、前記放熱体の放熱面への前記冷媒の蒸気膜の付着を阻害する蒸気膜除去部と、を備える。
【0011】
また、本開示の第四の態様に係る冷却システムは、上下方向に直線状に延びて内側が空気通路とされた複数の伝熱管を有し、これら伝熱管が互いに間隔をあけて束ねられることで前記伝熱管同士の間に冷媒通路が形成された伝熱管群、各前記伝熱管の両端が外部に開口するように前記伝熱管群を覆うケーシング、及び、前記ケーシング内に冷媒を供給する冷媒供給部、及び、前記ケーシング内から冷媒を排出する冷媒排出部を有する熱交換部と、前記熱交換部の下方に設けられて、前記伝熱管群に対して下方から送風する送風部と、を備える。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、冷却効率を向上させることができる冷却システムを提供することを第一の目的とする。
また本開示によれば、冷媒の移送に際して省エネルギーを実現することができる。
さらに本開示によれば、冷媒による発熱体からの熱の除去能力を高く維持することができる。
さらに本開示によれば、メンテナンス性の高い冷却システムを提供することができる。
また本開示によれば、冷媒の移送に際して省エネルギーを実現することができる。
さらに本開示によれば、冷媒による発熱体からの熱の除去能力を高く維持することができる。
さらに本開示によれば、メンテナンス性の高い冷却システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示の第一実施形態に係る第一冷却システムの全体構成を示す縦断面図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係る第一冷却システムにおけるヒートパイプ群の模式的な水平断面図である。
【図3】本開示の第一実施形態に係る第一冷却システムにおけるヒートパイプの水平断面図であって、ファンによる空気の流れ及びヒートパイプ内の冷媒の流れを説明する図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る第一冷却システムにおけるヒートパイプの縦断面図であって、冷媒の流れを説明する図である。
【図5】本開示の第一実施形態の第一変形例のヒートパイプ群の模式的な水平断面図である。
【図6】本開示の第一実施形態の第二変形例のヒートパイプの水平断面図である。
【図7】本開示の第一実施形態の第三変形例のヒートパイプの縦断面図である。
【図8】本開示の第一実施形態の第四変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図9】本開示の第二実施形態に係る第二冷却システムの模式的な全体構成図である。
【図10】本開示の第二実施形態の第一変形例の模式的な全体構成図である。
【図11】本開示の第二実施形態の第一変形例の熱交換器の構成を示す図である。
【図12】本開示の第二実施形態の第二変形例の模式的な全体構成図である。
【図13】本開示の第三実施形態に係る第三冷却システムの模式的な全体構成図である。
【図14】本開示の第三実施形態の第一変形例の模式的な全体構成図である。
【図15】本開示の第三実施形態の第二変形例の模式的な全体構成図である。
【図16】本開示の第三実施形態の第三変形例の模式的な全体構成図である。
【図17】本開示の第三実施形態の第四変形例の模式的な全体構成図である。
【図18】本開示の第三実施形態の第五変形例の模式的な全体構成図である。
【図19】本開示の第四実施形態に係る第三冷却システムの模式的な全体構成図である。
【図23】本開示の第四実施形態の第一変形例の伝熱管群の水平断面図である。
【図24】本開示の第四実施形態の第二変形例の熱交換部の水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図１から図４を参照して詳細に説明する。
＜第一冷却システム＞
図１及び図２に示すように、第一冷却システム１は、サーバ２、冷媒槽３、ヒートパイプ１０、板状フィン２０、カバー２５及び送風ファン２７を備えている。
以下、本発明の実施形態について図１から図４を参照して詳細に説明する。
＜第一冷却システム＞
図１及び図２に示すように、第一冷却システム１は、サーバ２、冷媒槽３、ヒートパイプ１０、板状フィン２０、カバー２５及び送風ファン２７を備えている。
【0015】
＜サーバ＞
サーバ２は、第一冷却システム１における冷却対象となる発熱体である。サーバ２は筐体を有しており、筐体の中にＣＰＵ等のコンピュータを構成する機器が収容されている。本実施形態のサーバ２は、略直方体状をなしている。
サーバ２は、第一冷却システム１における冷却対象となる発熱体である。サーバ２は筐体を有しており、筐体の中にＣＰＵ等のコンピュータを構成する機器が収容されている。本実施形態のサーバ２は、略直方体状をなしている。
【0016】
＜冷媒槽３＞
冷媒槽３は、サーバ２に接触するように設けられている。本実施形態の冷媒槽３はサーバ２の上面に設置されている。冷媒槽３は、槽底壁３ａ、槽側壁３ｂ、及び槽天壁３ｃによって構成されている。
槽底壁３ａは、水平方向に広がる板状をなしており、サーバ２の上面に接触するように設けられている。槽底壁３ａは、サーバ２の上面からさらに水平方向に広がるように延びている。槽底壁３ａは、熱伝導率の高い金属から構成されており、例えばアルミニウムや銅を含む材料から構成されている。
冷媒槽３は、サーバ２に接触するように設けられている。本実施形態の冷媒槽３はサーバ２の上面に設置されている。冷媒槽３は、槽底壁３ａ、槽側壁３ｂ、及び槽天壁３ｃによって構成されている。
槽底壁３ａは、水平方向に広がる板状をなしており、サーバ２の上面に接触するように設けられている。槽底壁３ａは、サーバ２の上面からさらに水平方向に広がるように延びている。槽底壁３ａは、熱伝導率の高い金属から構成されており、例えばアルミニウムや銅を含む材料から構成されている。
【0017】
槽側壁３ｂは、槽底壁３ａの外周縁部から上方に向かって立ち上がる壁状をなしている。槽側壁３ｂの上部は、上方に向かうにしたがって槽底壁３ａの外周縁部から後退するように傾斜している。
槽天壁３ｃは、水平方向に広がる板状をなしており、槽側壁３ｂの上端開口を閉塞するように設けられている。
冷媒槽３は、槽底壁３ａ、槽側壁３ｂ及び槽天壁３ｃによって内部が閉空間とされた中空状の箱型をなしている。冷媒槽３の内部には、冷媒Ｃが収容されている。冷媒Ｃとしては、揮発性を有するとともに常温で液体となる物質（例えば水や空調用冷媒）を用いることができる。
槽天壁３ｃは、水平方向に広がる板状をなしており、槽側壁３ｂの上端開口を閉塞するように設けられている。
冷媒槽３は、槽底壁３ａ、槽側壁３ｂ及び槽天壁３ｃによって内部が閉空間とされた中空状の箱型をなしている。冷媒槽３の内部には、冷媒Ｃが収容されている。冷媒Ｃとしては、揮発性を有するとともに常温で液体となる物質（例えば水や空調用冷媒）を用いることができる。
【0018】
＜ヒートパイプ＞
ヒートパイプ１０は、冷媒槽３から該冷媒槽３の外方に向かって延びるように複数が配列されている。本実施形態のヒートパイプ１０は、冷媒槽３の上面、即ち、冷媒槽３の槽天壁３ｃの上面から上方に向かって延びるように設けられている。
ヒートパイプ１０は、冷媒槽３から該冷媒槽３の外方に向かって延びるように複数が配列されている。本実施形態のヒートパイプ１０は、冷媒槽３の上面、即ち、冷媒槽３の槽天壁３ｃの上面から上方に向かって延びるように設けられている。
【0019】
ヒートパイプ１０は、熱伝導率の高い金属によって構成されている。ヒートパイプ１０は、例えば、銅やアルミニウムを含む材料によって構成されている。
ヒートパイプ１０は内部が中空状とされて上下に延びる筒状をなしている。ヒートパイプ１０の上端は閉塞されている。ヒートパイプ１０の上端の内面は上方に向かって凹となる凹曲面状をなしている。
ヒートパイプ１０は内部が中空状とされて上下に延びる筒状をなしている。ヒートパイプ１０の上端は閉塞されている。ヒートパイプ１０の上端の内面は上方に向かって凹となる凹曲面状をなしている。
【0020】
ヒートパイプ１０の一方側の端部である下端は下方に向かって連通しており、槽天壁３ｃの上面に固定されている。ヒートパイプ１０は下端を介して冷媒槽３の内部と連通状態とされている。即ち、冷媒槽３の内部空間に加えてこれに連通するヒートパイプ１０の内部空間も、外部と隔離された閉空間とされている。これによりヒートパイプ１０内は、該ヒートパイプ１０内に入り込んだ冷媒Ｃの通路となる。
冷媒槽３及びヒートパイプ１０の内部空間は、冷媒Ｃを収容した状態で真空引きをされていることが好ましい。当該内部空間に、冷媒Ｃが気相及び液相の状態で収容されている。
冷媒槽３及びヒートパイプ１０の内部空間は、冷媒Ｃを収容した状態で真空引きをされていることが好ましい。当該内部空間に、冷媒Ｃが気相及び液相の状態で収容されている。
【0021】
このようなヒートパイプ１０は、図１及び図２に示すように、水平方向を配列方向として配列されている。即ち、複数のヒートパイプ１０は、水平第一方向（図１及び図２における左右方向）、及び、該水平第一方向に直交する水平第二方向（図１の紙面奥行方向、図２の上下方向）に配列されている。各ヒートパイプ１０は同一構造とされている。
【0022】
ここで、図２及び図３に示すように、ヒートパイプ１０の延在方向に直交する断面形状、即ち、ヒートパイプ１０の水平断面形状は、水平第一方向を長手方向とする偏平状をなしている。ヒートパイプ１０の水平断面形状は、水平第一方向一方側（図１～図３の左側）を前縁１１とし、水平第一方向他方側（図１～図３の右側）を後縁１２とした流線形状をなしている。ヒートパイプ１０の水平断面形状は、水平第一方向を長軸とし水平第二方向を短軸とした楕円形状をなしていてもよい。ヒートパイプ１０の水平断面形状は、上記の前縁１１及び後縁１２を有する翼型をなしていてもよい。
【0023】
＜板状フィン２０＞
図１に示すように、板状フィン２０は、水平方向に広がる板状をなしており、上下方向に間隔をあけて複数が設けられている。各板状フィン２０には、複数のヒートパイプ１０が上下に貫通するように接している。即ち、各板状フィン２０は、複数のヒートパイプ１０が貫通する孔部の内周縁部を介して各ヒートパイプ１０の外周面に固定されている。板状フィン２０は、例えば銅やアルミニウムを含む金属等の熱伝導率の高い材料によって構成されている。
図１に示すように、板状フィン２０は、水平方向に広がる板状をなしており、上下方向に間隔をあけて複数が設けられている。各板状フィン２０には、複数のヒートパイプ１０が上下に貫通するように接している。即ち、各板状フィン２０は、複数のヒートパイプ１０が貫通する孔部の内周縁部を介して各ヒートパイプ１０の外周面に固定されている。板状フィン２０は、例えば銅やアルミニウムを含む金属等の熱伝導率の高い材料によって構成されている。
【0024】
＜カバー＞
図１に示すように、カバー２５は、複数のヒートパイプ１０及び複数の板状フィン２０を上方及び水平第二方向から囲うように設けられている。これによってカバー２５内には、水平第一方向に延びる空気の流路を区画形成している。即ち、複数のヒートパイプ１０及び複数の板状フィン２０は、カバー２５によって区画形成される流路内に収容されている。
図１に示すように、カバー２５は、複数のヒートパイプ１０及び複数の板状フィン２０を上方及び水平第二方向から囲うように設けられている。これによってカバー２５内には、水平第一方向に延びる空気の流路を区画形成している。即ち、複数のヒートパイプ１０及び複数の板状フィン２０は、カバー２５によって区画形成される流路内に収容されている。
【0025】
＜送風ファン＞
送風ファン２７は、複数のヒートパイプ１０の配列方向である水平方向に空気を送風する。送風ファン２７は、カバー２５が形成する流路の水平第一方向一方側に設けられている。送風ファン２７は、水平第一方向一方側から他方側に向かって、カバー２５内の空気の流路に沿って空気を送風する。水平第一方向一方側が空気の流れの上流側となり、水平第一方向他方側が空気の流れの下流側となる。
送風ファン２７は、複数のヒートパイプ１０の配列方向である水平方向に空気を送風する。送風ファン２７は、カバー２５が形成する流路の水平第一方向一方側に設けられている。送風ファン２７は、水平第一方向一方側から他方側に向かって、カバー２５内の空気の流路に沿って空気を送風する。水平第一方向一方側が空気の流れの上流側となり、水平第一方向他方側が空気の流れの下流側となる。
【0026】
＜第一実施形態の作用効果＞
図１に示すように、サーバ２が稼働されることにより発熱すると、該サーバ２の熱が冷媒槽３の槽底壁３ａを介して冷媒槽３内の液相の冷媒Ｃ（凝縮液）に伝達される。この熱によって凝縮液が蒸発・沸騰して蒸気になることで、サーバ２の熱が除去されてサーバ２が冷却される。蒸気となった気相の冷媒Ｃは、冷媒Ｃの液面よりも上方に移動して、ヒートパイプ１０の下端から該ヒートパイプ１０内に導入される。ヒートパイプ１０内に導入された蒸気としての冷媒Ｃは、ヒートパイプ１０内を上方に向かって移動する。そして、冷媒Ｃがヒートパイプ１０の上端に到達すると当該上端の凹曲面形状に応じて下方に向かって転向する。これによって、冷媒Ｃは、ヒートパイプ１０の内面を伝って下方に移動する。
図１に示すように、サーバ２が稼働されることにより発熱すると、該サーバ２の熱が冷媒槽３の槽底壁３ａを介して冷媒槽３内の液相の冷媒Ｃ（凝縮液）に伝達される。この熱によって凝縮液が蒸発・沸騰して蒸気になることで、サーバ２の熱が除去されてサーバ２が冷却される。蒸気となった気相の冷媒Ｃは、冷媒Ｃの液面よりも上方に移動して、ヒートパイプ１０の下端から該ヒートパイプ１０内に導入される。ヒートパイプ１０内に導入された蒸気としての冷媒Ｃは、ヒートパイプ１０内を上方に向かって移動する。そして、冷媒Ｃがヒートパイプ１０の上端に到達すると当該上端の凹曲面形状に応じて下方に向かって転向する。これによって、冷媒Ｃは、ヒートパイプ１０の内面を伝って下方に移動する。
【0027】
冷媒Ｃは、ヒートパイプ１０の内面に沿って移動する時に、板状フィン２０及びヒートパイプ１０の内面を介して、送風ファン２７によって送風される空気と熱交換をする。これによって冷媒Ｃの熱が奪われることで、該冷媒Ｃは気相から液相に相変化して凝縮水となり、冷媒槽３内の下部に垂れ落ちる。このように第一冷却システム１では、冷媒Ｃが冷媒槽３及びヒートパイプ１０の内部を循環することで、サーバ２の熱を外部に逃がす。これによって、冷媒Ｃを循環させるためのポンプ等の動力を必要とせずに、サーバ２の継続的な冷却を行うことができる。
【0028】
ここで本実施形態では、図３に示すように、各ヒートパイプ１０の水平断面形状が送風ファン２７による送風方向の上流側を前縁１１とし、下流側を後縁１２とする偏平状をなしている。これによって、各ヒートパイプ１０の外面における空気の圧損を低下させ、送風方向の下流側に位置するヒートパイプ１０にも適切に送風を行うことができる。
【0029】
また、ヒートパイプ１０の前縁１１側では、送風される空気とヒートパイプ１０内部の冷媒Ｃとの熱交換が盛んに行われる。これに対して、ヒートパイプ１０の後縁１２側では、空気がヒートパイプ１０の外面から剥離する結果、ヒートパイプ１０と空気との熱伝達率が低下する。そのため、ヒートパイプ１０の後縁１２側では、送風される空気とヒートパイプ１０内部の冷媒Ｃとの熱交換が前縁１１側に比べて行われなくなる。即ち、ヒートパイプ１０の前縁１１側では空気による冷却が促される一方、後縁１２側では空気による冷却が阻害される。
【0030】
そのため、図３及び図４に示すように、ヒートパイプ１０内部の後縁１２側の領域では、冷媒Ｃの凝縮が阻害されて気相としての冷媒Ｃの流れである気相流Ｆ１が形成される。一方では、ヒートパイプ１０内部の前縁１１側の領域では、冷媒Ｃの凝縮が促されて凝縮水の流れである液相流Ｆ２が形成される。
【0031】
このように、ヒートパイプ１０内部の後縁１２側の領域では上方に向かう気相流Ｆ１が支配的となり、前縁１１側の領域では下方に向かう液相流Ｆ２が支配的となる。その結果、ヒートパイプ１０内で気相流Ｆ１と液相流Ｆ２との通路を分離することができ、気相流Ｆ１と液相流Ｆ２とが互いに干渉してしまうことが抑制することができる。これにより、ヒートパイプ１０による熱の移送を効率的に行うことができ、サーバ２の冷却効率を向上させることができる。
【0032】
なお、本実施形態では、ヒートパイプ１０の内部を単なる中空状としており、毛細管現象により凝縮水の移動を促すウィックを設けない構成としたが、ヒートパイプ１０の内部にウィックを設けてもよい。この場合、ヒートパイプ１０の内部の前縁１１側の領域にウィックを設ければよい。
【0033】
＜第一実施形態の第一変形例＞
図５に示すように、複数のヒートパイプ１０を上流側ほど密に配置し、下流側ほど疎に配置してもよい。即ち、ヒートパイプ１０群の上流側の部分では、隣り合うヒートパイプ１０同士の間隔を相対的に小さくする一方、ヒートパイプ１０の下流側の部分では、隣り合うヒートパイプ１０同士の間隔を相対的に大きくしてもよい。
図５に示すように、複数のヒートパイプ１０を上流側ほど密に配置し、下流側ほど疎に配置してもよい。即ち、ヒートパイプ１０群の上流側の部分では、隣り合うヒートパイプ１０同士の間隔を相対的に小さくする一方、ヒートパイプ１０の下流側の部分では、隣り合うヒートパイプ１０同士の間隔を相対的に大きくしてもよい。
【0034】
一般に、空気の温度が上昇する下流側では、空気密度が小さくなり、体積流量が大きくなる。そのため、ヒートパイプ１０群の配列を下流側ほど疎とすることで、圧力損失の適正化を図ることができる。
なお、例えば下流側のヒートパイプ１０を上流側のヒートパイプ１０に比べて細くすることで、下流側ほど疎となる構成としてもよい。これによっても上記同様の効果を得ることができる。
なお、例えば下流側のヒートパイプ１０を上流側のヒートパイプ１０に比べて細くすることで、下流側ほど疎となる構成としてもよい。これによっても上記同様の効果を得ることができる。
【0035】
＜第一実施形態の第二変形例＞
図６に示すように、ヒートパイプ１０の外面のうち前縁１１を含む前縁１１側の部分を板状フィン２０に接触させる一方、ヒートパイプ１０の外面のうち後縁１２を含む後縁１２側の部分を板状フィン２０と非接触してもよい。
図６に示すように、ヒートパイプ１０の外面のうち前縁１１を含む前縁１１側の部分を板状フィン２０に接触させる一方、ヒートパイプ１０の外面のうち後縁１２を含む後縁１２側の部分を板状フィン２０と非接触してもよい。
【0036】
即ち、板状フィン２０におけるヒートパイプ１０が貫通する貫通孔２１の内周縁部のうちの上流側の部分は、ヒートパイプ１０の外面に合った形状をなす当接縁部２１ａとする。一方で、貫通孔２１の内周縁部のうちの下流側の部分は、例えば矩形に切り欠いた形状とする。これによって、貫通孔２１の内周縁部のうちの下流側の部分を、ヒートパイプ１０の外面と当接しない被当接縁部２１ｂとする。
【0037】
当該構成によって、板状フィン２０と接触するヒートパイプ１０の前縁１１側の部分では、冷却をより促進させて冷媒Ｃの凝縮を促すことができる。一方で、板状フィン２０と非当接とするヒートパイプ１０の後縁１２側の部分では冷却を阻害することで、冷媒Ｃの凝縮を阻害することができる。これによって、第一実施形態同様、冷媒Ｃの気相流Ｆ１と液相流Ｆ２との流通領域を適切に分離することができ、熱の移動効率をより一層向上させることができる。
【0038】
＜第一実施形態の第三変形例＞
図７に示すように、各ヒートパイプ１０内の通路を上流側の前縁側通路１６と下流側の後縁側通路１７とに隔てる仕切り部１５を設けてもよい。仕切り部１５の上端は、ヒートパイプ１０の内面の上端に接していない。そのため、前縁側通路１６と後縁側通路１７とは、ヒートパイプ１０の通路の上端で連通している。
これによっても、冷媒Ｃの気相流Ｆ１と液相流Ｆ２との流通領域を適切に分離することができ、熱の移動効率をさらに向上させることができる。
図７に示すように、各ヒートパイプ１０内の通路を上流側の前縁側通路１６と下流側の後縁側通路１７とに隔てる仕切り部１５を設けてもよい。仕切り部１５の上端は、ヒートパイプ１０の内面の上端に接していない。そのため、前縁側通路１６と後縁側通路１７とは、ヒートパイプ１０の通路の上端で連通している。
これによっても、冷媒Ｃの気相流Ｆ１と液相流Ｆ２との流通領域を適切に分離することができ、熱の移動効率をさらに向上させることができる。
【0039】
＜第一実施形態の第四変形例＞
例えば図８に示すように、ヒートパイプ１０の下端（冷媒槽３の内方側の端部）をヒートパイプ１０の上端（冷媒槽３の外方側の端部）と同様に閉塞するとともに、冷媒槽３の内部へ下方に向かって延ばして液相の冷媒Ｃに浸漬させた構成であってもよい。この場合、冷媒槽３に収容された冷媒Ｃ（第一の冷媒Ｃ１）とヒートパイプ１０に収容された冷媒Ｃ（第二の冷媒Ｃ２）を異なるものとしてもよい。
例えば図８に示すように、ヒートパイプ１０の下端（冷媒槽３の内方側の端部）をヒートパイプ１０の上端（冷媒槽３の外方側の端部）と同様に閉塞するとともに、冷媒槽３の内部へ下方に向かって延ばして液相の冷媒Ｃに浸漬させた構成であってもよい。この場合、冷媒槽３に収容された冷媒Ｃ（第一の冷媒Ｃ１）とヒートパイプ１０に収容された冷媒Ｃ（第二の冷媒Ｃ２）を異なるものとしてもよい。
【0040】
当該構成によれば、サーバ２の熱により蒸気となった第一の冷媒Ｃ１は、ヒートパイプ１０内の凝縮液としての第二の冷媒Ｃ２と熱交換することで凝縮する。ヒートパイプ１０内の第二の冷媒Ｃ２は、第一の冷媒Ｃ１から熱を奪った後、蒸気として上方に向かい、外気と熱交換をすることで凝縮して下方に流れ落ちる。
これによっても第一実施形態同様、ポンプ等の動力を必要とせずに、第一の冷媒Ｃ１及び第二の冷媒Ｃ２の循環によってサーバ２を継続的に冷却することができる。
また、サーバ２及び外気の温度に適した冷媒Ｃをそれぞれ選択することができるため、熱交換効率をより一層高めることもできる。
これによっても第一実施形態同様、ポンプ等の動力を必要とせずに、第一の冷媒Ｃ１及び第二の冷媒Ｃ２の循環によってサーバ２を継続的に冷却することができる。
また、サーバ２及び外気の温度に適した冷媒Ｃをそれぞれ選択することができるため、熱交換効率をより一層高めることもできる。
【0041】
なお、第一実施形態では、ヒートパイプ１０は冷媒槽３の外方、即ち、冷媒槽３から遠ざかる方向に延びていればよく、例えばヒートパイプ１０が水平方向や上斜め方向に延びていてもよい。この場合、複数のヒートパイプ１０は、上下方向に配列されていてもよく。送風ファン２７によって上下方向に空気を送風してもよい。
【0042】
＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態について図９を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
＜第二冷却システム＞
第二実施形態に係る第二冷却システム３０は、第一実施形態同様、サーバ２の冷却を行うシステムである。第二冷却システム３０は、コンテナ３１、サーバ２、冷媒槽３、熱交換器４０、気相管４７、液相管４８及び送風ファン２７を備えている。
次に本発明の第二実施形態について図９を参照して説明する。第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
＜第二冷却システム＞
第二実施形態に係る第二冷却システム３０は、第一実施形態同様、サーバ２の冷却を行うシステムである。第二冷却システム３０は、コンテナ３１、サーバ２、冷媒槽３、熱交換器４０、気相管４７、液相管４８及び送風ファン２７を備えている。
【0043】
＜コンテナ＞
コンテナ３１は、内側に居室又は機器室を区画する直方体形状の箱型をなしている。コンテナ３１は、水平方向に広がり床面や地面に設置される底壁３２、該底壁３２から上方に向かって立ち上がる側壁３３、側壁３３の上端に接してコンテナ３１内を上方から閉塞する天壁３４を有している。即ち、コンテナ３１は、底壁３２、側壁３３及び天壁３４から構成された外壁を有している。コンテナ３１の内側が室内Ｒとされ、該コンテナ３１の外側が室外Ｅとされている。
コンテナ３１は、内側に居室又は機器室を区画する直方体形状の箱型をなしている。コンテナ３１は、水平方向に広がり床面や地面に設置される底壁３２、該底壁３２から上方に向かって立ち上がる側壁３３、側壁３３の上端に接してコンテナ３１内を上方から閉塞する天壁３４を有している。即ち、コンテナ３１は、底壁３２、側壁３３及び天壁３４から構成された外壁を有している。コンテナ３１の内側が室内Ｒとされ、該コンテナ３１の外側が室外Ｅとされている。
【0044】
＜サーバ及び冷媒槽＞
コンテナ３１内には、サーバ２及び冷媒槽３が設置されている。本実施形態では、サーバ２の側方に接するように冷媒槽３が設置されている。冷媒槽３の内部の閉空間には冷媒Ｃが収容されている。冷媒Ｃは、サーバ２と冷媒槽３との接触部を介してサーバ２から熱を除去する。
コンテナ３１内には、サーバ２及び冷媒槽３が設置されている。本実施形態では、サーバ２の側方に接するように冷媒槽３が設置されている。冷媒槽３の内部の閉空間には冷媒Ｃが収容されている。冷媒Ｃは、サーバ２と冷媒槽３との接触部を介してサーバ２から熱を除去する。
【0045】
＜熱交換器＞
熱交換器４０は、室外Ｅにおける冷媒槽３よりも上方に設置されている。熱交換器４０は、冷媒Ｃと外気との間での熱交換を行う。熱交換器４０は、外部伝熱管４１、上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３を有している。
外部伝熱管４１は、例えば上下方向に延びる管状をなしており、水平方向に間隔をあけて複数が並設されている。各外部伝熱管４１の内部は、上下方向に延びる冷媒Ｃの通路とされている。冷媒Ｃの通路は、上方を上流側とし下方を下流側としている。
熱交換器４０は、室外Ｅにおける冷媒槽３よりも上方に設置されている。熱交換器４０は、冷媒Ｃと外気との間での熱交換を行う。熱交換器４０は、外部伝熱管４１、上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３を有している。
外部伝熱管４１は、例えば上下方向に延びる管状をなしており、水平方向に間隔をあけて複数が並設されている。各外部伝熱管４１の内部は、上下方向に延びる冷媒Ｃの通路とされている。冷媒Ｃの通路は、上方を上流側とし下方を下流側としている。
【0046】
上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３は、水平方向に延びており、内部が中空部とされている。
上流側ヘッダ４２は複数の外部伝熱管４１の上方に配置されている。上流側ヘッダ４２の内部は、各外部伝熱管４１の上端と連通している。即ち、上流側ヘッダ４２は、複数の外部伝熱管４１の上端を接続している。
下流側ヘッダ４３は複数の外部伝熱管４１の下方に配置されている。下流側ヘッダ４３の内部は、各外部伝熱管４１の下端と連通している。即ち、下流側ヘッダ４３は、複数の外部伝熱管４１の下端を接続している。
上流側ヘッダ４２は複数の外部伝熱管４１の上方に配置されている。上流側ヘッダ４２の内部は、各外部伝熱管４１の上端と連通している。即ち、上流側ヘッダ４２は、複数の外部伝熱管４１の上端を接続している。
下流側ヘッダ４３は複数の外部伝熱管４１の下方に配置されている。下流側ヘッダ４３の内部は、各外部伝熱管４１の下端と連通している。即ち、下流側ヘッダ４３は、複数の外部伝熱管４１の下端を接続している。
【0047】
＜気相管＞
気相管４７は、冷媒槽３と熱交換器４０の上流側ヘッダ４２とを接続する。気相管４７の上流側の端部である一端は、冷媒槽３の上端に該冷媒槽３の内部と連通状態で接続されている。気相管４７の下流側の端部である他端は、上流側ヘッダ４２の内部と連通状態で接続されている。
気相管４７は、冷媒槽３と熱交換器４０の上流側ヘッダ４２とを接続する。気相管４７の上流側の端部である一端は、冷媒槽３の上端に該冷媒槽３の内部と連通状態で接続されている。気相管４７の下流側の端部である他端は、上流側ヘッダ４２の内部と連通状態で接続されている。
【0048】
＜液相管＞
液相管４８は、熱交換器４０の下流側ヘッダ４３と冷媒槽３とを接続する。液相管４８の上流側の端部である一端は、下流側ヘッダ４３に対して下方から接続されている。液相管４８の一端は、下流側ヘッダ４３の内部と連通状態とされている。気相管４７は、一端から下方及び水平方向に延びて、もう一方の端部である他端が冷媒槽３に連通状態で接続されている。
液相管４８は、熱交換器４０の下流側ヘッダ４３と冷媒槽３とを接続する。液相管４８の上流側の端部である一端は、下流側ヘッダ４３に対して下方から接続されている。液相管４８の一端は、下流側ヘッダ４３の内部と連通状態とされている。気相管４７は、一端から下方及び水平方向に延びて、もう一方の端部である他端が冷媒槽３に連通状態で接続されている。
【0049】
＜送風ファン＞
送風ファン２７は、熱交換器４０の複数の外部伝熱管４１に送風を行うことで、該外部伝熱管４１及び該外部伝熱管４１内を流通する冷媒Ｃを冷却する。
送風ファン２７は、熱交換器４０の複数の外部伝熱管４１に送風を行うことで、該外部伝熱管４１及び該外部伝熱管４１内を流通する冷媒Ｃを冷却する。
【0050】
＜第二実施形態の作用効果＞
冷媒槽３内の液相としての冷媒Ｃは、サーバ２から熱を奪うことでサーバ２を冷却する。この際、冷媒Ｃは蒸発・沸騰することで蒸気となり、即ち、気相の冷媒Ｃとなる。気相の冷媒Ｃは、気相管４７内に導入されて、該気相管４７内を気相流Ｆ１として室外Ｅの熱交換器４０に導かれる。熱交換器４０に到達した気相流Ｆ１としての冷媒Ｃは、上流側ヘッダ４２を介して各外部伝熱管４１に導入される。
冷媒槽３内の液相としての冷媒Ｃは、サーバ２から熱を奪うことでサーバ２を冷却する。この際、冷媒Ｃは蒸発・沸騰することで蒸気となり、即ち、気相の冷媒Ｃとなる。気相の冷媒Ｃは、気相管４７内に導入されて、該気相管４７内を気相流Ｆ１として室外Ｅの熱交換器４０に導かれる。熱交換器４０に到達した気相流Ｆ１としての冷媒Ｃは、上流側ヘッダ４２を介して各外部伝熱管４１に導入される。
【0051】
の
冷媒Ｃは外部伝熱管４１を上方から下方に流通する過程で、送風ファン２７が送風する空気と熱交換をすることで冷却され凝縮する。これにより、冷媒Ｃは凝縮水の液相流Ｆ２として、下流側ヘッダ４３及び液相管４８を重力にしたがって流通して冷媒槽３に還流される。
以上のように、第二実施形態の第二冷却システム３０は、冷媒Ｃを循環させるポンプ等を必要としないループ型サーモサイフォン式ヒートパイプを構成している。これにより、外部動力を必要とせずに、継続的にサーバ２の冷却を行うことができる。
冷媒Ｃは外部伝熱管４１を上方から下方に流通する過程で、送風ファン２７が送風する空気と熱交換をすることで冷却され凝縮する。これにより、冷媒Ｃは凝縮水の液相流Ｆ２として、下流側ヘッダ４３及び液相管４８を重力にしたがって流通して冷媒槽３に還流される。
以上のように、第二実施形態の第二冷却システム３０は、冷媒Ｃを循環させるポンプ等を必要としないループ型サーモサイフォン式ヒートパイプを構成している。これにより、外部動力を必要とせずに、継続的にサーバ２の冷却を行うことができる。
【0052】
＜第二実施形態の第一変形例＞
例えば図１０に示すように、コンテナ３１の外壁に熱交換器４０を収容するダクト形成部４９を設けてもよい。ダクト形成部４９は、コンテナ３１の外壁に沿って上下方向に延びるとともに上端及び下端が開放されたダクトを形成する。
例えば図１０に示すように、コンテナ３１の外壁に熱交換器４０を収容するダクト形成部４９を設けてもよい。ダクト形成部４９は、コンテナ３１の外壁に沿って上下方向に延びるとともに上端及び下端が開放されたダクトを形成する。
【0053】
この場合、図１１に示すように、熱交換器４０の外部伝熱管４１をそれぞれ水平方向に延びるように、かつ、上下方向に並設するように配置し、その水平方向両側の上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３を設けてもよい。各外部伝熱管４１には、該外部伝熱管４１の外周面と接する複数の外部フィン４４を設けてもよい。
【0054】
当該構成によれば、熱交換器４０に温度の高い冷媒Ｃが導入されることでダクト内に上昇気流が生じる。その結果、ダクトの下端から上端に向かって継続的な空気の流れが形成される。これにより、熱交換器４０での冷媒Ｃの冷却をより効率良く行うことができ、サーバ２の冷却をより一層効率的に行うことができる。
【0055】
＜第二実施形態の第二変形例＞
例えば図１２に示すように、熱交換器４０をコンテナ３１の外壁の外面に沿うように該外壁に一体に設けてもよい。この場合、外壁に沿って複数の外部伝熱管４１が配置されるとともに、これらを接続する上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３も外壁に沿って配置される。
例えば図１２に示すように、熱交換器４０をコンテナ３１の外壁の外面に沿うように該外壁に一体に設けてもよい。この場合、外壁に沿って複数の外部伝熱管４１が配置されるとともに、これらを接続する上流側ヘッダ４２及び下流側ヘッダ４３も外壁に沿って配置される。
【0056】
このようにコンテナ３１の外壁自体に一体に熱交換器４０を設けることで、熱交換器４０の収容スペースを別途確保する必要がなく、全体としてコンパクトな構成を実現できる。さらに、外壁自体を放熱部として利用することができるため、熱交換器４０での冷媒Ｃと外気との熱交換をさらに促し、冷媒Ｃの凝縮性能を向上させることができる。その結果、サーバ２の冷却をより一層効率的に行うことができる。
【0057】
＜第三実施形態＞
次に本発明の第二実施形態について図１３を参照して説明する。第三実施形態では他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
＜第三冷却システム＞
図１３に示すように、第三実施形態の第三冷却システム５０は、サーバ２、冷媒槽３、放熱体５１及び熱伝達促進部としての蒸気膜除去部６０を有している。
次に本発明の第二実施形態について図１３を参照して説明する。第三実施形態では他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
＜第三冷却システム＞
図１３に示すように、第三実施形態の第三冷却システム５０は、サーバ２、冷媒槽３、放熱体５１及び熱伝達促進部としての蒸気膜除去部６０を有している。
【0058】
サーバ２及び冷媒槽３は、第二実施形態と同様の構成を有している。即ち、冷媒槽３内の冷媒Ｃによってサーバ２からの熱を除去する構成とされている。
【0059】
＜放熱体＞
放熱体５１は、例えば、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属を含む材料によって構成されている。放熱体５１は、冷媒槽３内で該冷媒槽３内の冷媒Ｃに浸漬されるように設けられている。放熱体５１は、冷媒槽３におけるサーバ２と接触する側の内壁面に接触するように設けられている。即ち、放熱体５１は、冷媒槽３の内壁面を介してサーバ２と熱的に接触している。放熱体５１は、冷媒槽３の内壁面に沿って延びる平板状をなしており、即ち、上下方向及び水平方向に広がる板状をなしている。
放熱体５１は、例えば、アルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属を含む材料によって構成されている。放熱体５１は、冷媒槽３内で該冷媒槽３内の冷媒Ｃに浸漬されるように設けられている。放熱体５１は、冷媒槽３におけるサーバ２と接触する側の内壁面に接触するように設けられている。即ち、放熱体５１は、冷媒槽３の内壁面を介してサーバ２と熱的に接触している。放熱体５１は、冷媒槽３の内壁面に沿って延びる平板状をなしており、即ち、上下方向及び水平方向に広がる板状をなしている。
【0060】
放熱体５１の一対の板面のうちの一方は、冷媒槽３の内壁面に固定一体化されている。放熱体５１の一対の板面のうちの他方は、該放熱体５１の放熱面５１ａとされており、冷媒槽３内の冷媒Ｃに面している。
【0061】
＜蒸気膜除去部＞
蒸気膜除去部６０は、放熱体５１の放熱面５１ａへの冷媒Ｃの蒸気膜の付着を阻害する。
＜超音波発生器＞
本実施形態では、蒸気膜除去部６０として超音波発生器６１を採用している。超音波発生器６１は、冷媒槽３内に配置されており、例えば冷媒槽３の底面における放熱体５１の直下に設置されている。超音波発生器６１は、上方に向かって、即ち、放熱体５１の放熱面５１ａに向かって超音波を照射する。照射された超音波は、冷媒Ｃを媒体として放熱体５１の放熱面５１ａに伝達される。
蒸気膜除去部６０は、放熱体５１の放熱面５１ａへの冷媒Ｃの蒸気膜の付着を阻害する。
＜超音波発生器＞
本実施形態では、蒸気膜除去部６０として超音波発生器６１を採用している。超音波発生器６１は、冷媒槽３内に配置されており、例えば冷媒槽３の底面における放熱体５１の直下に設置されている。超音波発生器６１は、上方に向かって、即ち、放熱体５１の放熱面５１ａに向かって超音波を照射する。照射された超音波は、冷媒Ｃを媒体として放熱体５１の放熱面５１ａに伝達される。
【0062】
＜第三実施形態の作用効果＞
上記のような第三冷却システム５０では、サーバ２から発生する熱は、放熱体５１に伝達され、該放熱体５１の放熱面５１ａで冷媒Ｃが蒸発・沸騰することで除去される。ここで、サーバ２による発熱密度が高い場合、放熱体５１から冷媒Ｃへの限界熱流束を超えるような条件となると、放熱体５１の放熱面５１ａ全域に冷媒Ｃの蒸気による膜（蒸気膜）が形成された状態となる。このような蒸気膜が形成されると放熱体５１から冷媒Ｃへの熱伝達率が急激に低下し、放熱体５１から十分に熱を放熱できない場合がある。
上記のような第三冷却システム５０では、サーバ２から発生する熱は、放熱体５１に伝達され、該放熱体５１の放熱面５１ａで冷媒Ｃが蒸発・沸騰することで除去される。ここで、サーバ２による発熱密度が高い場合、放熱体５１から冷媒Ｃへの限界熱流束を超えるような条件となると、放熱体５１の放熱面５１ａ全域に冷媒Ｃの蒸気による膜（蒸気膜）が形成された状態となる。このような蒸気膜が形成されると放熱体５１から冷媒Ｃへの熱伝達率が急激に低下し、放熱体５１から十分に熱を放熱できない場合がある。
【0063】
これに対して本実施形態では、放熱体５１の放熱面５１ａに蒸気膜が生成された場合であっても、蒸気膜除去部６０としての超音波発生器６１が放熱体５１の放熱面５１ａに超音波を当てることで蒸気膜を除去することができる。即ち、超音波を放熱体５１の放熱面５１ａに当てることで蒸気膜を微細化させて蒸気膜を崩壊させることができる。これにより、放熱体５１の放熱面５１ａに冷媒Ｃが直接的に触れることが可能となるため、放熱体５１から冷媒Ｃによって効果的に熱を奪うことができる。これにより、サーバ２の冷却をより効果的に行うことができる。
【0064】
また、蒸気膜除去部６０によって放熱面５１ａの蒸気膜を除去できることで、限界熱流束を高めることができる。当該限界熱流束が向上すれば、冷媒Ｃをより高い温度で運転することが可能となる。これにより、冷媒Ｃと大気との温度差を大きくすることができるため、該冷媒Ｃを冷却する機器のサイズのコンパクト化を図ることができる。また、冷媒Ｃからの廃熱回収が容易となり、例えば有機ランキンサイクル等を用いることで熱回収を効果的に行うことができる。
【0065】
＜第三実施形態の第一変形例＞
例えば図１４に示すように、蒸気膜除去部６０としてジェット噴射器６２を採用してもよい。ジェット噴射器６２は、冷媒槽３における放熱面５１ａの直下から該放熱面５１ａに対して冷媒Ｃによるジェット噴流を供給する。即ち、放熱面５１ａに沿ってジェット噴流を噴射する。
これにより第三実施形態同様、放熱面５１ａから蒸気膜を容易に除去することができる。
例えば図１４に示すように、蒸気膜除去部６０としてジェット噴射器６２を採用してもよい。ジェット噴射器６２は、冷媒槽３における放熱面５１ａの直下から該放熱面５１ａに対して冷媒Ｃによるジェット噴流を供給する。即ち、放熱面５１ａに沿ってジェット噴流を噴射する。
これにより第三実施形態同様、放熱面５１ａから蒸気膜を容易に除去することができる。
【0066】
＜第三実施形態の第二変形例＞
例えば図１５に示すように、ジェット噴射器６２に加えて放熱面５１ａに流路形成部６３を形成してもよい。流路形成部６３としては、例えば、放熱面５１ａから立ち上がり上下方向に延びるフィン状の構成や、放熱面５１ａ上に上下方向に延びる流路を形成するカバー２５状の部材を採用することができる。これにより、放熱面５１ａの表面に沿ってジェット噴射器６２を局所的に供給することができ、蒸気膜を容易に除去することができる。さらに、ジェット噴流としての冷媒Ｃと放熱面５１ａとの熱交換を促すことができ、サーバ２からの熱の除去をより効果的に行うことができる。
例えば図１５に示すように、ジェット噴射器６２に加えて放熱面５１ａに流路形成部６３を形成してもよい。流路形成部６３としては、例えば、放熱面５１ａから立ち上がり上下方向に延びるフィン状の構成や、放熱面５１ａ上に上下方向に延びる流路を形成するカバー２５状の部材を採用することができる。これにより、放熱面５１ａの表面に沿ってジェット噴射器６２を局所的に供給することができ、蒸気膜を容易に除去することができる。さらに、ジェット噴流としての冷媒Ｃと放熱面５１ａとの熱交換を促すことができ、サーバ２からの熱の除去をより効果的に行うことができる。
【0067】
＜第三実施形態の第三変形例＞
例えば図１６に示すように、蒸気膜除去部６０として旋回流発生器６４を採用してもよい。
旋回流発生器６４は、放熱面５１ａの直下で鉛直方向に延びる軸線回りに回転可能なプロペラ６４ａを有している。該プロペラ６４ａによって鉛直軸線Ｏ回りの旋回流が放熱面５１ａに供給されることで、放熱面５１ａの蒸気膜を容易に除去できる他、旋回流としての冷媒Ｃと放熱面５１ａとの熱交換を促し、サーバ２の熱をより容易に除去することができる。
例えば図１６に示すように、蒸気膜除去部６０として旋回流発生器６４を採用してもよい。
旋回流発生器６４は、放熱面５１ａの直下で鉛直方向に延びる軸線回りに回転可能なプロペラ６４ａを有している。該プロペラ６４ａによって鉛直軸線Ｏ回りの旋回流が放熱面５１ａに供給されることで、放熱面５１ａの蒸気膜を容易に除去できる他、旋回流としての冷媒Ｃと放熱面５１ａとの熱交換を促し、サーバ２の熱をより容易に除去することができる。
【0068】
＜第三実施形態の第四変形例＞
例えば図１７に示すように、蒸気膜除去部６０として放熱面５１ａに沿ってバインダ６５を設けてもよい。バインダ６５は、例えば熱伝導率の高い繊維とその他の金属等の材料から構成されたものを採用することができる。バインダ６５としては、例えば炭素繊維とアルミニウムや銅を複合化したものを採用してもよい。
放熱体５１の放熱面５１ａに該放熱体５１よりも熱伝導率の高いバインダ６５を設けることで、冷媒Ｃとの間の限界熱流束を高めることができる。これによって、上記同様の利点を得ることができる。
例えば図１７に示すように、蒸気膜除去部６０として放熱面５１ａに沿ってバインダ６５を設けてもよい。バインダ６５は、例えば熱伝導率の高い繊維とその他の金属等の材料から構成されたものを採用することができる。バインダ６５としては、例えば炭素繊維とアルミニウムや銅を複合化したものを採用してもよい。
放熱体５１の放熱面５１ａに該放熱体５１よりも熱伝導率の高いバインダ６５を設けることで、冷媒Ｃとの間の限界熱流束を高めることができる。これによって、上記同様の利点を得ることができる。
【0069】
＜第三実施形態の第四変形例＞
例えば図１８に示すように、蒸気膜除去部６０として放熱体５１の放熱面５１ａに該放熱面５１ａから立ち上がる複数のフィンを設けてもよい。フィンは放熱体５１と同一の材料によって構成されている。これによって放熱面５１ａ積を増加させることができ、限界熱流束を引き上げることができる。
なお、放熱体５１にフィンを設ける場合には、フィンと放熱体５１との間にバインダ６５を介在させてもよい。これによって、フィンと放熱体５１との接合面での熱抵抗を低下させることができる他、上記バインダ６５を設けた場合と同様の作用効果も得ることができる。
例えば図１８に示すように、蒸気膜除去部６０として放熱体５１の放熱面５１ａに該放熱面５１ａから立ち上がる複数のフィンを設けてもよい。フィンは放熱体５１と同一の材料によって構成されている。これによって放熱面５１ａ積を増加させることができ、限界熱流束を引き上げることができる。
なお、放熱体５１にフィンを設ける場合には、フィンと放熱体５１との間にバインダ６５を介在させてもよい。これによって、フィンと放熱体５１との接合面での熱抵抗を低下させることができる他、上記バインダ６５を設けた場合と同様の作用効果も得ることができる。
【0070】
＜第三実施形態の他の変形例＞
また、第三実施形態及びその変形例では、熱伝達促進部として蒸気膜除去部６０を設けた例について説明したが、これに限定されることはない。放熱体５１の放熱面５１ａに蒸気膜が形成されていない場合であっても、上記構成の蒸気膜除去部６０の各構成を熱伝達促進部として用いることで、放熱面５１ａに沿う冷媒Ｃの流れを乱すことができる。これによって、放熱面５１ａでの熱伝達率を大きくすることができるため、サーバの冷却をより効率的に行える他、温度ムラが低減され、運転温度を適切に管理することが可能となる。
また、第三実施形態及びその変形例では、熱伝達促進部として蒸気膜除去部６０を設けた例について説明したが、これに限定されることはない。放熱体５１の放熱面５１ａに蒸気膜が形成されていない場合であっても、上記構成の蒸気膜除去部６０の各構成を熱伝達促進部として用いることで、放熱面５１ａに沿う冷媒Ｃの流れを乱すことができる。これによって、放熱面５１ａでの熱伝達率を大きくすることができるため、サーバの冷却をより効率的に行える他、温度ムラが低減され、運転温度を適切に管理することが可能となる。
【0071】
＜第四実施形態＞
次に本発明の第四実施形態について図１９～図２２を参照して説明する。
＜第四冷却システム＞
第四実施形態に係る第四冷却システム７０は、例えばサーバ２から熱を奪って上記となった冷媒Ｃを冷却する際に用いられる。第四冷却システム７０は、鉛直軸線Ｏに沿って上下に延びている。第四冷却システム７０は、下部ハウジング８０、送風部９０、上部ハウジング１００、整流体１１０、水噴射部１１２及び熱交換部１２０を備えている。
次に本発明の第四実施形態について図１９～図２２を参照して説明する。
＜第四冷却システム＞
第四実施形態に係る第四冷却システム７０は、例えばサーバ２から熱を奪って上記となった冷媒Ｃを冷却する際に用いられる。第四冷却システム７０は、鉛直軸線Ｏに沿って上下に延びている。第四冷却システム７０は、下部ハウジング８０、送風部９０、上部ハウジング１００、整流体１１０、水噴射部１１２及び熱交換部１２０を備えている。
【0072】
＜下部ハウジング＞
下部ハウジング８０は、第四冷却システム７０の最下部を構成する部分である。下部ハウジング８０は、鉛直軸線Ｏを取り囲む筒状をなすハウジング外周壁８１を有している。ハウジング外周壁８１は例えば、鉛直軸線Ｏに直交する断面形状が矩形状をなしている。ハウジング外周壁８１の上部には、該ハウジング外周壁８１を鉛直軸線Ｏの径方向に貫通する外周開口部８１ａが形成されている。該外周開口部８１ａは、第四冷却システム７０への空気の取入れ口とされている。
下部ハウジング８０は、第四冷却システム７０の最下部を構成する部分である。下部ハウジング８０は、鉛直軸線Ｏを取り囲む筒状をなすハウジング外周壁８１を有している。ハウジング外周壁８１は例えば、鉛直軸線Ｏに直交する断面形状が矩形状をなしている。ハウジング外周壁８１の上部には、該ハウジング外周壁８１を鉛直軸線Ｏの径方向に貫通する外周開口部８１ａが形成されている。該外周開口部８１ａは、第四冷却システム７０への空気の取入れ口とされている。
【0073】
ハウジング外周壁８１の下端には、該ハウジング外周壁８１の下端から径方向内側に延びるハウジング底壁８２が全周にわたって接続されている。ハウジング底壁８２は、平面視で環状をなしている。
【0074】
ハウジング外周壁８１の上端には、該ハウジング外周壁８１の上端から径方向内側に延びるハウジング天壁８３が全周にわたって接続されている、ハウジング天壁８３は、平面視で環状をなしており、ハウジング底壁８２と平行かつ略同一外形をなしている。ハウジング天壁８３には、該ハウジング天壁８３を上下方向に貫通する上部開口部８３ａを有している。該上部開口部８３ａは、第四冷却システム７０への空気の取入れ口となる。
【0075】
下部ハウジング８０の内部には、内側環状壁８４及び外側環状壁８５が設けられている。
内側環状壁８４は、鉛直軸線Ｏを中心とするとともに下方から上方に向かうにしたがって漸次縮径する円錐台状をなしている。内側環状壁８４の下端は全周にわたってハウジング底壁８２の内周縁部に接続されている。内側環状壁８４の上端は、ハウジング天壁８３と略同一の高さとされている。
内側環状壁８４は、鉛直軸線Ｏを中心とするとともに下方から上方に向かうにしたがって漸次縮径する円錐台状をなしている。内側環状壁８４の下端は全周にわたってハウジング底壁８２の内周縁部に接続されている。内側環状壁８４の上端は、ハウジング天壁８３と略同一の高さとされている。
【0076】
外側環状壁８５は、内側環状壁８４の外周側に配置されており、鉛直軸線Ｏを中心とするとともに下方から上方に向かうにしたがって漸次縮径する円錐台状をなしている。外側環状壁８５の上端は全周にわたってハウジング天壁８３の内周縁部に接続されている。外側環状壁８５と内側環状壁８４との間の空間は、下方から上方に向かうにしたがって漸次縮径する空気の導入流路とされている。
このような構成の下部ハウジング８０は、脚部８８によって下方から支持されている。即ち、下部ハウジング８０は、脚部８８を介して床面に設置されている。
このような構成の下部ハウジング８０は、脚部８８によって下方から支持されている。即ち、下部ハウジング８０は、脚部８８を介して床面に設置されている。
【0077】
＜送風部＞
送風部９０は、駆動部９１、軸部９２及び羽根車９３を有している。
駆動部９１は、例えば電動機であって、外部からの給電によって鉛直軸線Ｏ回りに回転駆動する。駆動部９１は、内側環状壁８４の径方向内側に配置されている。即ち、内側環状壁８４は駆動部９１を外周側から覆っている。
軸部９２は駆動部９１から上方に向かって鉛直軸線Ｏに沿って延びている。駆動部９１の駆動によって軸部９２が鉛直軸線Ｏ回りに回転する。
送風部９０は、駆動部９１、軸部９２及び羽根車９３を有している。
駆動部９１は、例えば電動機であって、外部からの給電によって鉛直軸線Ｏ回りに回転駆動する。駆動部９１は、内側環状壁８４の径方向内側に配置されている。即ち、内側環状壁８４は駆動部９１を外周側から覆っている。
軸部９２は駆動部９１から上方に向かって鉛直軸線Ｏに沿って延びている。駆動部９１の駆動によって軸部９２が鉛直軸線Ｏ回りに回転する。
【0078】
羽根車９３は、ボス部９４と複数の羽根９５とを有している。ボス部９４は軸部９２の上端に一体に設けられている。複数の羽根９５は、ボス部９４の外周面から径方向外側に延びるように、かつ、周方向に間隔をあけて設けられている。複数の羽根９５は、内側環状壁８４と外側環状壁８５とによって構成される導入流路の出口側、即ち、導入流路の直上に配置されている。駆動部９１が回転駆動されることで、羽根車９３が回転し、下方から上方に向かって空気が送風される。
【0079】
＜上部ハウジング＞
上部ハウジング１００は、軸線を中心して上下方向に延びる筒状をなしている。上部ハウジング１００の下端は、下部ハウジング８０におけるハウジング天壁８３の上面に全周にわたって固定されている。上部ハウジング１００は、送風部９０の羽根車９３を全周から囲んでいる。羽根車９３の径方向外側の端部と上部ハウジング１００の内周面との間にはクリアランスが形成されている。上部ハウジング１００の内側の空間は、送風部９０が送風する空気の上方への流路とされている。
上部ハウジング１００は、軸線を中心して上下方向に延びる筒状をなしている。上部ハウジング１００の下端は、下部ハウジング８０におけるハウジング天壁８３の上面に全周にわたって固定されている。上部ハウジング１００は、送風部９０の羽根車９３を全周から囲んでいる。羽根車９３の径方向外側の端部と上部ハウジング１００の内周面との間にはクリアランスが形成されている。上部ハウジング１００の内側の空間は、送風部９０が送風する空気の上方への流路とされている。
【0080】
上部ハウジング１００の内周面は、下端から上方に向かっての所定の高さまでは、一様の流路断面積で延びる第一内周面１００ａとされている。上部ハウジング１００の内周面における第一内周面１００ａよりも上方の部分は、上方に向かうにしたがって次第に拡径する第二内周面１００ｂとされている。
【0081】
ここで本実施形態の上部ハウジング１００の内周面には、吸音材が設けられている。吸音材としては、例えば音響ダンパ等の音響ライナを採用することができる。また、吸音材として、多孔材、発砲材等を上部ハウジング１００の内周面に設けてもよい。
【0082】
＜整流体＞
整流体１１０は、上部ハウジング１００内における第一内周面１００ａと第二内周面１００ｂとの境界の高さ位置に設けられている。整流体１１０は、鉛直軸線Ｏに直交する平板状をなしており、上部ハウジング１００内の流路を閉塞するように延びている。整流体１１０には、上下方向に貫通する整流孔１１０ａが水平方向に間隔をあけて複数が配列されている。
なお、整流体１１０としては、上下方向にある程度の厚さを有するとともに上下方向に貫通する複数の孔部が形成されたハニカム構造体であってもよい。
整流体１１０は、上部ハウジング１００内における第一内周面１００ａと第二内周面１００ｂとの境界の高さ位置に設けられている。整流体１１０は、鉛直軸線Ｏに直交する平板状をなしており、上部ハウジング１００内の流路を閉塞するように延びている。整流体１１０には、上下方向に貫通する整流孔１１０ａが水平方向に間隔をあけて複数が配列されている。
なお、整流体１１０としては、上下方向にある程度の厚さを有するとともに上下方向に貫通する複数の孔部が形成されたハニカム構造体であってもよい。
【0083】
＜水噴射部＞
水噴射部１１２は、上部ハウジング１００の内周面に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。水噴射部１１２は、上部ハウジング１００内における整流体１１０よりも下方である第一内周面１００ａに設けられている。水噴射部１１２は上部ハウジング１００内における整流体１１０よりも上方である第二内周面１００ｂに設けられていてもよい。各水噴射部１１２は、上部ハウジング１００の内部で径方向内側かつ上方に向かっての斜め上方向に水を噴射可能に構成されている。
水噴射部１１２は、上部ハウジング１００の内周面に周方向に間隔をあけて複数が設けられている。水噴射部１１２は、上部ハウジング１００内における整流体１１０よりも下方である第一内周面１００ａに設けられている。水噴射部１１２は上部ハウジング１００内における整流体１１０よりも上方である第二内周面１００ｂに設けられていてもよい。各水噴射部１１２は、上部ハウジング１００の内部で径方向内側かつ上方に向かっての斜め上方向に水を噴射可能に構成されている。
【0084】
＜熱交換部＞
次に熱交換部１２０について説明する。熱交換部１２０は、第四冷却システム７０の最上部に設けられている。熱交換部１２０は、上部ハウジング１００の上端に一体に固定されている。熱交換部１２０は、伝熱管群１３０、ケーシング１４０、冷媒供給部１８０及び冷媒排出部１９０を有している。
次に熱交換部１２０について説明する。熱交換部１２０は、第四冷却システム７０の最上部に設けられている。熱交換部１２０は、上部ハウジング１００の上端に一体に固定されている。熱交換部１２０は、伝熱管群１３０、ケーシング１４０、冷媒供給部１８０及び冷媒排出部１９０を有している。
【0085】
＜伝熱管群＞
伝熱管群１３０は、図１９～図２２に示すように、複数の伝熱管１３１の集合体である。各伝熱管１３１は、上下方向に延びている。各伝熱管１３１の内側の空間は、上下方向に延びて上端及び下端が開放された空気通路Ｐ１とされている。
伝熱管群１３０は、図１９～図２２に示すように、複数の伝熱管１３１の集合体である。各伝熱管１３１は、上下方向に延びている。各伝熱管１３１の内側の空間は、上下方向に延びて上端及び下端が開放された空気通路Ｐ１とされている。
【0086】
各伝熱管１３１の水平断面形状は、内周面及び外周面がともに正六角形状をなしている。各伝熱管１３１の水平断面形状は、多角形状であってもよく、円形であってもよい。伝熱管１３１の厚さは全周にわたって一様に形成されている。各伝熱管１３１の内周面には、該内周面から該伝熱管１３１の径方向内側に突出するとともに上下方向全域にわたって延びる内面フィン１３１ａが形成されている。内面フィン１３１ａは、伝熱管１３１の内面を構成する六つの内面にそれぞれ一つずつが形成されている。即ち、内面フィン１３１ａは、伝熱管１３１の内周面に周方向に等間隔をあけて複数（本実施形態では六つ）が形成されている。
【0087】
このような複数の伝熱管１３１は、互いに等間隔をあけて集合的に設けられている。隣り合う伝熱管１３１同士は、互いの外周面を構成する平面同士を対向させた状態で規則的に配列されている。これによって、伝熱管１３１同士の間には、上下方向及び水平方向に延びる冷媒通路Ｐ２が形成されている。平面視においては、冷媒通路Ｐ２は、正六角形状をなす伝熱管１３１を避けるように網の目状に形成されている。
【0088】
＜ケーシング＞
ケーシング１４０は、図１９から図２１に示すように、伝熱管群１３０を外周側から覆うように設けられている。ケーシング１４０は、筒部１５０、上部管板１５５、下部管板１５６、上部ヘッダ１６０及び下部ヘッダ１７０を有している。
ケーシング１４０は、図１９から図２１に示すように、伝熱管群１３０を外周側から覆うように設けられている。ケーシング１４０は、筒部１５０、上部管板１５５、下部管板１５６、上部ヘッダ１６０及び下部ヘッダ１７０を有している。
【0089】
筒部１５０は、鉛直軸線Ｏを中心として上下方向に延びる筒状をなしており、本実施形態では円筒状をなしている。筒部１５０の上下方向の寸法は、伝熱管群１３０の上下方向の寸法と略同一とされている。これにより、筒部１５０は、伝熱管群１３０を外周側から上下方向全域にわたって覆っている。
【0090】
上部管板１５５は、筒部１５０の上端開口を閉塞するように設けられている。上部管板１５５には、上下方向に貫通する孔が多数形成されている。当該孔には、伝熱管群１３０の各伝熱管１３１の上端がそれぞれ嵌まり込んでいる。伝熱管１３１の上端開口は、上部管板１５５の上面と面一とされている。これによって、伝熱管１３１の上端開口は上部管板１５５によって閉塞されることなく、上方の空間と連通状態とされている。
【0091】
下部管板１５６は、筒部１５０の下端開口を閉塞するように設けられている。下部管板１５６には、上下方向に貫通する孔が多数形成されている。当該孔には、伝熱管群１３０の各伝熱管１３１の下端がそれぞれ嵌まり込んでいる。伝熱管１３１の下端開口は、下部管板１５６の下面と面一とされている。これによって、伝熱管１３１の下端開口はした部管板によって閉塞されることなく、上方の空間と連通状態とされている。
【0092】
即ち、これら上部管板１５５及び下部管板１５６によって、各伝熱管１３１が互いに間隔をあけて集合した構造の伝熱管群１３０が支持されている。また、筒部１５０、上部管板１５５及び下部管板１５６によって囲われる空間は、外部から供給される冷媒Ｃが導入される冷媒室とされている。伝熱管群１３０における伝熱管１３１同士の間の冷媒通路Ｐ２は、冷媒室内に位置している。
【0093】
＜上部ヘッダ＞
図１９に示すように、上部ヘッダ１６０は、筒部１５０の上端の外周に環状に設けられている。上部ヘッダ１６０内には、筒部１５０を囲う環状の流路が区画形成されている。図２０に示すように、筒部１５０における上部ヘッダ１６０に対応する高さ位置には、該筒部１５０を径方向に貫通するとともに周方向に間隔あけて形成された複数の上部連通孔１５１が設けられている。即ち、上部連通孔１５１を介して上部ヘッダ１６０内の空間と筒部１５０内の冷媒室とが連通状態とされている。
図１９に示すように、上部ヘッダ１６０は、筒部１５０の上端の外周に環状に設けられている。上部ヘッダ１６０内には、筒部１５０を囲う環状の流路が区画形成されている。図２０に示すように、筒部１５０における上部ヘッダ１６０に対応する高さ位置には、該筒部１５０を径方向に貫通するとともに周方向に間隔あけて形成された複数の上部連通孔１５１が設けられている。即ち、上部連通孔１５１を介して上部ヘッダ１６０内の空間と筒部１５０内の冷媒室とが連通状態とされている。
【0094】
＜下部ヘッダ＞
図１９に示すように、下部ヘッダ１７０は、筒部１５０の下端の外周に環状に設けられている。下部ヘッダ１７０内には、筒部１５０を囲う環状の流路が区画形成されている。図２０に示すように、筒部１５０における下部ヘッダ１７０に対応する高さ位置には、該筒部１５０を径方向に貫通するとともに周方向に間隔あけて形成された複数の下部連通孔１５２が設けられている。即ち、下部連通孔１５２を介して下部ヘッダ１７０内の空間と筒部１５０内の冷媒室とが連通状態とされている。
図１９に示すように、下部ヘッダ１７０は、筒部１５０の下端の外周に環状に設けられている。下部ヘッダ１７０内には、筒部１５０を囲う環状の流路が区画形成されている。図２０に示すように、筒部１５０における下部ヘッダ１７０に対応する高さ位置には、該筒部１５０を径方向に貫通するとともに周方向に間隔あけて形成された複数の下部連通孔１５２が設けられている。即ち、下部連通孔１５２を介して下部ヘッダ１７０内の空間と筒部１５０内の冷媒室とが連通状態とされている。
【0095】
＜冷媒供給部＞
冷媒供給部１８０は、上部ヘッダ１６０内に冷媒Ｃを供給する。冷媒供給部１８０は、上部ヘッダ１６０の外周面に周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では周方向に等間隔に４つ）が設けられている。
冷媒供給部１８０は、上部ヘッダ１６０内に冷媒Ｃを供給する。冷媒供給部１８０は、上部ヘッダ１６０の外周面に周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では周方向に等間隔に４つ）が設けられている。
【0096】
＜冷媒排出部＞
冷媒排出部１９０は、下部ヘッダ１７０内に冷媒Ｃを供給する。冷媒排出部１９０は、下部ヘッダ１７０の外周面に周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では周方向に等間隔に４つ）が設けられている。
冷媒排出部１９０は、下部ヘッダ１７０内に冷媒Ｃを供給する。冷媒排出部１９０は、下部ヘッダ１７０の外周面に周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では周方向に等間隔に４つ）が設けられている。
【0097】
＜第四実施形態の作用効果＞
第四冷却システム７０は、例えばサーバ２から熱を奪うことで蒸発して蒸気となった冷媒Ｃを冷却・凝縮する。
送風部９０の駆動部９１が回転駆動するとこれに伴い羽根車９３が回転する。すると、該羽根車９３によって空気が下方から上方に送風される。即ち。下部ハウジング８０の外周開口部８１ａ及び上部開口部８３ａを介して下部ハウジング８０内に流入する空気は、内側環状壁８４と外側環状壁８５との間の導入流路を通過し、羽根車９３の羽根９５同士の間を通って上部ハウジング１００内を上方に向かって送風される。空気は上部ハウジング１００を流通する際に、水噴射部１１２によって水が混入される。そして、当該空気は、整流体１１０の整流孔１１０ａを通過することで旋回成分が除去された上方に向かって整流された流れとなる。
第四冷却システム７０は、例えばサーバ２から熱を奪うことで蒸発して蒸気となった冷媒Ｃを冷却・凝縮する。
送風部９０の駆動部９１が回転駆動するとこれに伴い羽根車９３が回転する。すると、該羽根車９３によって空気が下方から上方に送風される。即ち。下部ハウジング８０の外周開口部８１ａ及び上部開口部８３ａを介して下部ハウジング８０内に流入する空気は、内側環状壁８４と外側環状壁８５との間の導入流路を通過し、羽根車９３の羽根９５同士の間を通って上部ハウジング１００内を上方に向かって送風される。空気は上部ハウジング１００を流通する際に、水噴射部１１２によって水が混入される。そして、当該空気は、整流体１１０の整流孔１１０ａを通過することで旋回成分が除去された上方に向かって整流された流れとなる。
【0098】
このような流れの空気は、熱交換部１２０の下端で伝熱管群１３０を構成する各伝熱管１３１内の空気通路Ｐ１に下方から導入される。伝熱管１３１に導入された空気は該伝熱管１３１の直線形状に従って空気通路Ｐ１を下方から上方に向かって流通し、該伝熱管１３１の上端から外部に排出される。
【0099】
一方、蒸気としての冷媒Ｃは、冷媒供給部１８０を介して熱交換部１２０のケーシング１４０における上部ヘッダ１６０内に導入される。上部ヘッダ１６０内に導入された冷媒Ｃは、該上部ヘッダ１６０内を周方向に移動して、複数の上部連通孔１５１のいずれかから筒部１５０内の冷媒室へと導入される。冷媒Ｃは冷媒室内で伝熱管１３１同士の間の冷媒通路Ｐ２を水平方向及び下方に向かって流通する。この際、各伝熱管１３１を介して冷媒通路Ｐ２を流通する冷媒Ｃと空気通路Ｐ１を流通する空気との間で熱交換が行われる。即ち、冷媒Ｃの熱が空気に伝達されることで冷媒Ｃが冷却され、該冷媒Ｃは冷媒通路Ｐ２を流通する過程で液相の冷媒Ｃへと凝縮する。
【0100】
このように凝縮された冷媒Ｃは、重量及び冷媒Ｃの供給圧に応じて下方に向かって進行し、筒部１５０の下端に形成された下部連通孔１５２を介して下部ヘッダ１７０内に排出される。そして、下部ヘッダ１７０内の冷媒Ｃは、周方向に移動しながら複数の冷媒排出部１９０のいずれかから熱交換部１２０の外部に導出される。このような冷媒Ｃは、再度サーバ２に移送され、該サーバ２を冷却する。
【0101】
以上のような構成の第四冷却システム７０によれば、伝熱管１３１内の空気通路Ｐ１は、すべての伝熱管１３１で上下方向に延びる直線状をなしている。したがって、空気通路Ｐ１内に侵入した塵や埃は、重量によって下方へ、または、送風部９０の送風によって上方へ抜け出ることになる。よって、空気通路Ｐ１内に塵や埃が溜まってしまうことを抑制できる。
また、各伝熱管１３１内の空気通路Ｐ１は、例えばメンテナンス作業者が一方向から見通すことができる。そのため、いずれの空気通路Ｐ１に異物があるかを容易に判断することができる。また、空気通路Ｐ１が直線状であるため、洗浄を容易に行うことができる。即ち、メンテナンス性を向上させることができる。
また、各伝熱管１３１内の空気通路Ｐ１は、例えばメンテナンス作業者が一方向から見通すことができる。そのため、いずれの空気通路Ｐ１に異物があるかを容易に判断することができる。また、空気通路Ｐ１が直線状であるため、洗浄を容易に行うことができる。即ち、メンテナンス性を向上させることができる。
【0102】
また、伝熱管１３１内には該伝熱管１３１の内周面から突出する内面フィン１３１ａが形成されている。これによって、空気通路Ｐ１を流通する空気と伝熱管１３１との接触面積を造作させることができ冷媒Ｃと空気との熱交換を促すことができる。そのため、伝熱管１３１の総数を少なくしても十分に冷媒Ｃの冷却を行うことができる。
さらにフィンは、上下方向にわたって一様に延びているため、空気通路Ｐ１の直線性を損なうことはない。そのため、メンテナンス性を高く維持することができる。
さらにフィンは、上下方向にわたって一様に延びているため、空気通路Ｐ１の直線性を損なうことはない。そのため、メンテナンス性を高く維持することができる。
【0103】
また、ケーシング１４０が上部ヘッダ１６０を介して周方向の全域から冷媒室に冷媒Ｃを導入する構成とされているため、伝熱管群１３０の周方向一部に冷媒Ｃが偏って導入されてしまうことを回避できる。さらに、冷媒室内を流通した冷媒Ｃは、周方向の全域から下部ハウジング８０に排出されるため、冷媒室の下部でも冷媒Ｃが周方向の一部に偏ってしまうことを抑制できる。これにより、冷媒Ｃ流路への冷媒Ｃの流量分配を均一化することができ、空気との熱交換を効率よく行うことができる。
【0104】
さらに、送風部９０の駆動部９１は、羽根車９３への導入流路を区画形成する内側環状壁８４の径方向内側に設けられている。そのため、駆動部９１が空気の流れの障害物となることはない。よって、空気の流れが偏ってしまうことを抑制し、熱交換部１２０の各伝熱管１３１への流量分配を適正に行うことができる。さらに、内側環状壁８４の内側といったデッドスペースに駆動部９１を配置しているため、駆動部９１のための余分なスペースを設ける必要はない。そのため、第四冷却システム７０全体として大型化してしまうことを回避できる。
【0105】
また、上部ハウジング１００に吸音材が設けられているため、羽根車９３の駆動によって生じる音を当該吸音材によって吸収することができる。これにより、第四冷却システム７０の駆動によって生じる騒音の周囲への影響を低減させることができる。
なお、上部ハウジング１００に加えて又は、上部ハウジング１００に変えて、下部ハウジング８０に吸音材を設けてもよい。これによっても、同様の作用効果を奏する。
なお、上部ハウジング１００に加えて又は、上部ハウジング１００に変えて、下部ハウジング８０に吸音材を設けてもよい。これによっても、同様の作用効果を奏する。
【0106】
さらに、上部ハウジング１００内に整流体１１０が設けられているため、空気が整流体１１０の整流孔１１０ａを通過することで、伝熱管１３１の空気通路Ｐ１に沿って該伝熱管１３１内の空気流路に空気を導入することができる。そのため、外部環境の風の影響を受けにくく、冷却性能を安定化することができる。
【0107】
また、上部ハウジング１００を通過する際に水噴射部１１２によって空気に水を混入することができる。これにより、例えば外気温が高い条件の場合であっても、水が蒸発する際の気化熱を利用し、見かけの空気温度を低下させることができる。よって、熱交換部１２０での冷媒Ｃの冷却性能を向上させることができる。また、上部ハウジング１００の内部で水を噴射する構成のため、第四冷却システム７０内部のスペースで完結させることができ、別途大掛かりな構成を導入する必要はない。そのため、コンパクトかつ低コストにして冷却性能を向上させることができる。
【0108】
＜第四実施形態の第一変形例＞
例えば図２３に示すように、伝熱管群１３０における冷媒通路Ｐ２内に、抵抗体２００を設けた構成であってもよい。抵抗体２００は、上下方向に間隔をあけて複数が設けられており、上下方向を厚さ方向とする板状をなしている。抵抗体２００は、平面視で冷媒通路Ｐ２に沿って水平方向に延びている。抵抗体２００は、伝熱管１３１の外周面と所定の通路間隔Ｄをあけて冷媒通路Ｐ２同様に平面視網目状に延びている。冷媒通路Ｐ２を延びる抵抗体２００の両側に、通路間隔Ｄが形成されている。
例えば図２３に示すように、伝熱管群１３０における冷媒通路Ｐ２内に、抵抗体２００を設けた構成であってもよい。抵抗体２００は、上下方向に間隔をあけて複数が設けられており、上下方向を厚さ方向とする板状をなしている。抵抗体２００は、平面視で冷媒通路Ｐ２に沿って水平方向に延びている。抵抗体２００は、伝熱管１３１の外周面と所定の通路間隔Ｄをあけて冷媒通路Ｐ２同様に平面視網目状に延びている。冷媒通路Ｐ２を延びる抵抗体２００の両側に、通路間隔Ｄが形成されている。
【0109】
このような構成によれば、抵抗体２００によって上下方向の冷媒Ｃの移動が制限される。即ち、冷媒Ｃにとって上下方向の抵抗が大きくなるため、該冷媒Ｃは水平方向に進行し易くなる。これによって、伝熱管群１３０の径方向内側の内部にも冷媒Ｃを適切に行き渡らせることができ、熱交換器４０全体としての流量分配を均一化することができる。
【0110】
なお、例えば、抵抗体２００と伝熱管１３１の外周面との間の通路間隔Ｄの大きさは、伝熱管群１３０の内部に向かうに連れて、即ち、径方向内側に向かうに連れて大きくなるように構成されていてみよい。
これにより、冷媒Ｃが到達しにくい伝熱管群１３０の径方向内側の部分にも積極的に冷媒Ｃを到達させることができる。そのため、流量分配のより一層の均一化を図ることができる。
これにより、冷媒Ｃが到達しにくい伝熱管群１３０の径方向内側の部分にも積極的に冷媒Ｃを到達させることができる。そのため、流量分配のより一層の均一化を図ることができる。
【0111】
＜第四実施形態の第一変形例＞
例えば図２４に示すように、ケーシング１４０の筒部１５０の内周面と伝熱管群１３０の最外面との間を閉塞する閉塞部２１０を設けてもよい。閉塞部２１０は、例えば筒部１５０の内周面から径方向内側に突出するとともに周方向にわたって配列されたブラシ毛を有するブラシである。なお、閉塞部２１０としては、ケーシング１４０の筒部１５０の内周面と伝熱管群１３０の最外面との間の空間を埋めることができればよく、例えば、スポンジやゴム等の弾性体であってもよい。
例えば図２４に示すように、ケーシング１４０の筒部１５０の内周面と伝熱管群１３０の最外面との間を閉塞する閉塞部２１０を設けてもよい。閉塞部２１０は、例えば筒部１５０の内周面から径方向内側に突出するとともに周方向にわたって配列されたブラシ毛を有するブラシである。なお、閉塞部２１０としては、ケーシング１４０の筒部１５０の内周面と伝熱管群１３０の最外面との間の空間を埋めることができればよく、例えば、スポンジやゴム等の弾性体であってもよい。
【0112】
これにより、熱交換に寄与しない伝熱管群１３０とケーシング１４０との隙間を冷媒Ｃが流通してしまうことを抑制できる。そのため、熱交換を行うことができる伝熱管１３１同士の間の冷媒通路Ｐ２に冷媒Ｃを積極的に導入することができ、熱交換効率を向上させることができる。
【0113】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0114】
例えば第一実施形態の第一冷却システム１の冷媒槽３を第二冷却システム３０のコンテナ３１内の室内Ｒに配置して、ヒートパイプ１０の一部及び板状フィン２０をコンテナ３１外の室外Ｅに配置してもよい。
【0115】
第三実施形態の第三冷却システム５０を、第一実施形態及び第二実施形態の冷媒槽３に適用してもよい。
また、第二実施形態の熱交換器４０に変えて、第四実施形態の第四冷却システム７０を設けてもよい。
また、第二実施形態の熱交換器４０に変えて、第四実施形態の第四冷却システム７０を設けてもよい。
【0116】
＜付記＞
各実施形態に記載の、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の、例えば以下のように把握される。
【0117】
（１）の冷却システムは、発熱体から熱を除去する冷媒Ｃを、閉空間とされた内部に収容する冷媒槽３と、前記冷媒槽３から該冷媒槽３の外方に延在するように複数が配列されているとともに、それぞれの内部に作動流体としての冷媒Ｃが移動可能な通路が形成された複数のヒートパイプ１０と、前記冷媒槽３の外部で複数の前記ヒートパイプ１０に対してこれらヒートパイプ１０の配列方向に送風する送風ファン２７と、を備え、各前記ヒートパイプ１０の延在方向に直交する断面形状が、前記送風方向を長手方向とするとともに、該送風方向の上流側を前縁１１とし下流側を後縁１２とする偏平状をなしている冷却システムである。
【0118】
これにより、ヒートパイプ１０の前縁１１では冷却が促される一方、後縁１２では冷却が阻害される。そのため、ヒートパイプ１０の前縁１１側では冷媒Ｃが凝縮し易くなることで液相の冷媒Ｃの通路となり、後縁１２側では冷媒Ｃが凝縮し易くなることで気相の冷媒Ｃの通路となる。そのため、ヒートパイプ１０内での冷媒Ｃの移動が促進され、熱の移送を効率的に行うことができる。
【0119】
（２）の冷却システムは、前記ヒートパイプ１０は、前記送風方向の上流側よりも下流側の方が疎となるように配列されている（１）の冷却システムである。
【0120】
空気の温度が上昇する下流側では、空気密度が小さくなり、体積流量が大きくなる。そのため、ヒートパイプ１０群の下流側を疎とすることで、圧力損失を適正化することができる。
【0121】
（３）の冷却システムは、前記冷媒槽３の外部で複数の前記ヒートパイプ１０の延在方向に直交する方向に延びて、これらヒートパイプ１０が貫通する貫通孔２１を有する板状フィン２０をさらに備え、前記ヒートパイプ１０の前記前縁１１は、前記板状フィン２０の前記貫通孔２１の内周縁部と接触しており、前記ヒートパイプ１０の前記後縁１２は、前記板状フィン２０の前記貫通孔２１の内周縁部との間に隙間を介している（１）又は（２）の冷却システムである。
【0122】
これにより、ヒートパイプ１０の前縁１１側での冷媒Ｃの凝縮を促しながら、後縁１２側での冷媒Ｃの凝縮を妨げることができる。
【0123】
（４）の冷却システムは、前記ヒートパイプ１０は、該ヒートパイプ１０内の前記通路を、前記上流側の前縁側通路１６と、前記下流側の後縁側通路１７とに隔てる仕切り部１５をさらに有する（１）から（３）のいずれか一項に記載の冷却システムである。
【0124】
これによって、ヒートパイプ１０での冷媒Ｃの気相の通路（蒸気流路）と液相との通路（凝縮液流路）を区画形成することができ、移送効率を向上させることができる。
【0125】
（５）の冷却システムは、前記ヒートパイプ１０は、前記冷媒槽３の内方側の端部が前記冷媒槽３内に連通しているとともに、前記冷媒槽３内の前記冷媒Ｃと、前記ヒートパイプ１０内の前記冷媒Ｃとが同一である（１）から（４）のいずれかの冷却システムである。
【0126】
これにより、冷媒Ｃを循環させるためのポンプ等を不要とすることができる。
【0127】
（６）の冷却システムは、前記ヒートパイプ１０は、前記冷媒槽３の内方側の端部が閉塞されているとともに、前記冷媒槽３の内部まで延びて前記冷媒Ｃに浸漬されており、前記冷媒槽３の内部の冷媒Ｃは、第一の冷媒Ｃ１であって、前記ヒートパイプ１０の内部の冷媒Ｃは第二の冷媒Ｃ２である（１）から（４）のいずれかの冷却システムである。
【0128】
これによっても、冷媒Ｃを循環させるためのポンプ等を不要とすることができる。
【0129】
（７）の冷却システムは、室内Ｒと室外Ｅとを区画する外壁と、前記室内Ｒに配置されて、発熱体から熱を除去する冷媒Ｃを閉空間とされた内部に収容する冷媒槽３と、前記室外Ｅに配置された熱交換器４０と、前記冷媒槽３内で蒸発して気相となった作動流体としての前記冷媒Ｃを前記熱交換器４０に導く気相管４７と、前記熱交換器４０で気相から液相となった作動流体としての前記冷媒Ｃを前記冷媒槽３に導く液相管４８と、を備える冷却システムである。
【0130】
冷媒槽３内で発熱体から熱を奪うことで蒸気となった冷媒Ｃは、気相管４７に導入されて室外Ｅの熱交換器４０に導かれる。当該冷媒Ｃは熱交換器４０で凝縮して凝縮水となりその自重によって液相管４８を流通して冷媒槽３に導入される。そのため、冷媒Ｃを循環させるポンプ等を設けることなく、発熱体を効率的に冷却することができる。
【0131】
（８）の冷却システムは、前記外壁の外面とともに、下方から上方に抜けるダクト通路を形成するダクト形成部４９をさらに備え、前記熱交換器４０は、前記ダクト通路内に設けられている（７）に記載の冷却システムである。
【0132】
熱交換器４０に温度の高い冷媒Ｃが導入されることでダクト内に上昇気流が生じ、該ダクト内に外気が導かれる。これにより、熱交換器４０での冷媒Ｃの冷却をより効率良く行うことができる。
【0133】
（９）の冷却システムは、前記熱交換器４０は、前記外壁の外面に沿うように一体に設けられている（７）又は（８）に記載の冷却システムである。
【0134】
外壁自体に一体に熱交換器４０を設けることで、外壁自体を放熱体５１として使用することができる。これにより、コンパクトかつ冷媒Ｃの凝縮性能の高い熱交換器４０を実現できる。
【0135】
（１０）の冷却システムは、前記冷媒槽３内で前記冷媒Ｃに浸漬されるように配置されて、前記発熱体からの熱を伝達される放熱体５１と、前記放熱体５１の放熱面５１ａから前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部と、をさらに備える（１）から（９）のいずれかの冷却システムである。
【0136】
これにより、例えば放熱体５１に蒸気膜が付着することを抑制できるため、冷媒Ｃと放熱体５１との間での熱伝達率を高く維持することができる。
また、放熱体の放熱面に冷媒の単相流が形成されている場合には、当該単層流を乱すことによって熱伝達を促進させることができる。
また、放熱体の放熱面に冷媒の単相流が形成されている場合には、当該単層流を乱すことによって熱伝達を促進させることができる。
【0137】
（１１）の冷却システムは、発熱体から熱を除去する冷媒Ｃを閉空間とされた内部に収容する冷媒槽３と、前記冷媒槽３内で前記冷媒Ｃに浸漬されて、前記発熱体からの熱が伝達される放熱体５１と、前記放熱体５１の放熱面５１ａから前記冷媒への熱伝達を促進させる熱伝達促進部６０と、を備える冷却システムである。
【0138】
放熱体５１に蒸気膜が付着することを抑制できる他、流れを乱すことで冷媒Ｃと放熱体５１との間での熱伝達率を高く維持することができる。
【0139】
（１２）の冷却システムは、前記熱伝達促進部は、前記放熱体５１の放熱面５１ａに、超音波を照射する超音波発生器６１を含む（１０）又は（１１）に記載の冷却システムである。
【0140】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことができる。例えば、層流域を乱流域に遷移させることに繋がる。
【0141】
（１３）の冷却システムは、前記熱伝達促進部は、前記放熱体５１の放熱面５１ａに、前記冷媒Ｃによるジェット噴流を噴射するジェット噴射器６２を含む（１０）から（１２）のいずれかの冷却システムである。
【0142】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことでできる。
【0143】
（１４）の冷却システムは、前記熱伝達促進部は、前記放熱体５１の放熱面５１ａに前記ジェット噴流の流通方向に延びる流路を形成する流路形成部６３をさらに含む（１３）の冷却システムである。
【0144】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことができる。
【0145】
（１５）の冷却システムは、前記熱伝達促進部は、前記放熱体５１の放熱面５１ａに、前記冷媒Ｃによる旋回流を発生させる旋回流発生器６４を含む（１０）から（１４）のいずれかの冷却システムである。
【0146】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことができる。
【0147】
（１６）の冷却システムは、前記熱伝達促進部は、前記放熱体５１の放熱面５１ａに設けられて、該放熱体５１よりも熱伝導率の高いバインダ６５を含む（１０）から（１５）のいずれかの冷却システムである。
【0148】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことができる。
【0149】
（１７）の冷却システムは、前記熱伝達促進部６０は、前記放熱体５１の放熱面５１ａから突出するように設けられた放熱フィン６６を含む（１０）から（１５）のいずれかの冷却システムである。
【0150】
これによって、放熱体５１の放熱面５１ａへの蒸気膜の付着を抑制し、また、放熱面の流れを乱すことができる。
【0151】
（１８）の冷却システムは、上下方向に直線状に延びて内側が空気通路Ｐ１とされた複数の伝熱管１３１を有し、これら伝熱管１３１が互いに間隔をあけて束ねられることで前記伝熱管１３１同士の間に冷媒通路Ｐ２が形成された伝熱管群１３０、各前記伝熱管１３１の両端が外部に開口するように前記伝熱管群１３０を覆うケーシング１４０、及び、前記ケーシング１４０内に冷媒Ｃを供給する冷媒供給部１８０、及び、前記ケーシング１４０内から冷媒Ｃを排出する冷媒排出部１９０を有する熱交換部１２０と、前記熱交換部１２０の下方に設けられて、前記伝熱管群１３０に対して下方から送風する送風部９０と、を備える冷却システムである。
【0152】
伝熱管１３１内の空気通路Ｐ１は、すべての伝熱管１３１で上下方向に延びる直線状をなしている。そのため、空気通路Ｐ１内に塵や埃がたまりにくく、かつ、空気通路Ｐ１を一方向から見通すことができるため洗浄等を容易に行うことができる。
【0153】
（１９）の冷却システムは、前記伝熱管１３１は、該伝熱管１３１の内周面から突出して上下方向に延びる内面フィン１３１ａを有する（１８）の冷却システムである。
【0154】
これによって冷媒Ｃと空気との熱交換を促すことができる。そのため、伝熱管１３１の総数を少なくしても十分に冷媒Ｃの冷却を行うことができ、製造性、メンテナンス性を向上させることができる。
【0155】
（２０）の冷却システムは、ケーシング１４０は、前記伝熱管群１３０を外周側から囲う筒部１５０と、前記筒部１５０の上部で該筒部１５０を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部１８０と前記冷媒排出部１９０とのうちの一方が設けられた上部ヘッダ１６０と、前記筒部１５０の下部で該筒部１５０を外周側から囲う環状をなして、前記冷媒供給部１８０と前記冷媒排出部１９０とのうちの他方が設けられた下部ヘッダ１７０と、前記筒部１５０は、前記上部ヘッダ１６０内の空間と前記筒部１５０内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された上部連通孔１５１と、前記下部ヘッダ１７０内の空間と前記筒部１５０内の空間とを連通させるとともに周方向に間隔をあけて複数が形成された下部連通孔１５２と、を有する（１８）又は（１９）の冷却システムである。
【0156】
これにより、冷媒Ｃ流路への冷媒Ｃの流量分配を均一化することができる。
【0157】
（２１）の冷却システムは、前記熱交換部１２０は、前記冷媒通路Ｐ２内で前記伝熱管１３１の外周面水平方向に所定の間隔をあけて水平方向に延びる抵抗体２００をさらに有する（１８）から（２０）のいずれかの冷却システムである。
【0158】
抵抗体２００によって、上下方向のみならず水平方向に冷媒Ｃを導入し易くなる。そのため、熱交換部１２０全体として流量分配をより均一化することができる。
【0159】
（２２）の冷却システムは、前記抵抗体２００は、前記熱交換部１２０の径方向外側から内側に向かうにしたがって、前記伝熱管１３１との間の間隔が大きくなるように形成されている（２１）の冷却システムである。
【0160】
これにより、冷媒Ｃが到達しにくい径方向内側にも冷媒Ｃを到達させ易くなる。そのため、流量分配をより一層均一化することができる。
【0161】
（２３）の冷却システムは、前記熱交換部１２０は、前記ケーシング１４０の内面と前記伝熱管群１３０の最外面との間の空間を閉塞する閉塞部２１０をさらに備える（１８）から（２２）のいずれかの冷却システムである。
【0162】
これにより、熱交換に寄与しない伝熱管群１３０とケーシング１４０との隙間を冷媒Ｃが流通してしまうことを抑制できる。
【0163】
（２４）の冷却システムは、前記送風部９０は、上下方向に延びる軸線回りに回転可能な羽根車９３と、該羽根車９３の下方に配置されて該羽根車９３を回転駆動させる駆動部９１と、を有し、前記羽根車９３を外周側から囲うように上下方向に延びる筒状をなして内側が空気の流路とされるとともに、上端が前記熱交換部１２０の下端に接続された上部ハウジング１００と、前記駆動部９１を外周側から覆いながら上方に向かうにしたがって縮径する内側環状壁８４、及び、前記内側環状壁８４を外周側から覆いながらに上方に向かうにしたがって縮径するとともに前記内側環状壁８４とともに前記羽根車９３への空気の導入流路を形成する外側環状壁８５を有する下部ハウジング８０と、をさらに備える（１８）から（２３）のいずれかの冷却システムである。
【0164】
これにより、駆動部９１が空気の流れの障害物とならず、偏流を回避することができる。また、全体としてコンパクトな構成を実現できる。
【0165】
（２５）の冷却システムは、前記上部ハウジング１００及び前記下部ハウジング８０の少なくとも一方の一部が、吸音材によって形成されている（２４）の冷却システムである。
【0166】
これによって、周囲への騒音を低減することができる。
【0167】
（２６）の冷却システムは、前記上部ハウジング１００内の空気の流路に設けられて、上下方向に貫通する整流孔１１０ａが水平方向に複数配列されている整流体１１０をさらに備える（２４）又は（２５）の冷却システムである。
【0168】
これによって、伝熱管１３１の空気通路Ｐ１に沿って空気を導入することができる。そのため、外部環境の風の影響を受けにくく、冷却性能を安定化することができる。
【0169】
（２７）の冷却システムは、前記上部ハウジング１００内の空気の流路に水を供給する水供給部をさらに備える（２４）から（２６）のいずれかの冷却システムである。
【0170】
これによって、熱交換部１２０での冷媒Ｃの冷却性能をより向上させることができる。
【符号の説明】
【0171】
１…第一冷却システム ２…サーバ ３…冷媒槽 ３ａ…槽底壁 ３ｂ…槽側壁 ３ｃ…槽天壁 １０…ヒートパイプ １１…前縁 １２…後縁 １３…前縁側領域 １４…後縁側領域 １５…仕切り部 １６…前縁側通路 １７…後縁側通路 ２０…板状フィン ２１…貫通孔 ２１ａ…当接縁部 ２１ｂ…被当接縁部 ２５…カバー ２７…送風ファン ３０…第二冷却システム ３１…コンテナ ３２…底壁 ３３…側壁 ３４…天壁 ４０…熱交換器 ４１…外部伝熱管 ４２…上流側ヘッダ ４３…下流側ヘッダ ４４…外部フィン ４７…気相管 ４８…液相管 ４９…ダクト形成部 ５０…第三冷却システム ５１…放熱体 ５１ａ…放熱面 ６０…蒸気膜除去部（熱伝達促進部） ６１…超音波発生器 ６２…ジェット噴射器 ６３…流路形成部 ６４…旋回流発生器 ６４ａ…プロペラ ６５…バインダ ６６…放熱フィン ７０…第四冷却システム ８０…下部ハウジング ８１…ハウジング外周壁 ８１ａ…外周開口部 ８２…ハウジング底壁 ８３…ハウジング天壁 ８３ａ…上部開口部 ８４…内側環状壁 ８５…外側環状壁 ８８…脚部 ９０…送風部 ９１…駆動部 ９２…軸部 ９３…羽根車 ９４…ボス部 ９５…羽根 １００…上部ハウジング １００ａ…第一内周面 １００ｂ…第二内周面 １１０…整流体 １１０ａ…整流孔 １１２…水噴射部 １２０…熱交換部 １３０…伝熱管群 １３１…伝熱管 １３１ａ…内面フィン １４０…ケーシング １５０…筒部 １５１…上部連通孔 １５２…下部連通孔 １５５…上部管板 １５６…下部管板 １６０…上部ヘッダ １７０…下部ヘッダ １８０…冷媒供給部 １９０…冷媒排出部 ２００…抵抗体 ２１０…閉塞部 Ｃ…冷媒 Ｃ１…第一の冷媒 Ｃ２…第二の冷媒 Ｒ…室内 Ｅ…室外 Ｆ１…気相流 Ｆ２…液相流 Ｏ…鉛直軸線 Ｐ１…空気通路 Ｐ２…冷媒通路 Ｄ…通路間隔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】