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(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】P2024014595
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】液浸冷却装置
(51)【国際特許分類】
H05K 7/20 20060101AFI20240125BHJP
H01L 23/44 20060101ALI20240125BHJP
G06F 1/20 20060101ALI20240125BHJP
F28F 9/02 20060101ALI20240125BHJP
【ＦＩ】
H05K7/20 M
H01L23/44
G06F1/20 A
G06F1/20 C
F28F9/02 301E
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022117545
(22)【出願日】2022-07-22
(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】内田 澄生
(72)【発明者】
【氏名】北本 博子
【テーマコード（参考）】
5E322
5F136
【Ｆターム（参考）】
5E322AA01
5E322AA02
5E322AA09
5E322DA01
5E322DA03
5E322DA04
5E322EA05
5E322FA01
5E322FA04
5F136CB01
5F136CB11
5F136CB13
(57)【要約】
【課題】小型化を実現しつつ、冷媒の管理性を向上させることができる液浸冷却装置を提供する。
【解決手段】液浸冷却装置は、基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、水平方向に延びる箱型をなして、内部に基板が水平方向に延びるように配置された複数のケーシングを有し、これらケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング内にそれぞれ第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシングのそれぞれから第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、排出側ヘッダから供給側ヘッダに第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、排出側ヘッダ及び供給側ヘッダの少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒と第一冷媒とを熱交換させて第一冷媒を冷却する伝熱管と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】液浸冷却装置は、基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、水平方向に延びる箱型をなして、内部に基板が水平方向に延びるように配置された複数のケーシングを有し、これらケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング内にそれぞれ第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシングのそれぞれから第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、排出側ヘッダから供給側ヘッダに第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、排出側ヘッダ及び供給側ヘッダの少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒と第一冷媒とを熱交換させて第一冷媒を冷却する伝熱管と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、
水平方向に延びる箱型をなして、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置された複数のケーシングを有し、これらケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、
前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシング内にそれぞれ第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、
前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシングのそれぞれから前記第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、
前記排出側ヘッダから前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、
前記排出側ヘッダ及び前記供給側ヘッダの少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とを熱交換させて前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、
を備える液浸冷却装置。
水平方向に延びる箱型をなして、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置された複数のケーシングを有し、これらケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、
前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシング内にそれぞれ第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、
前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシングのそれぞれから前記第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、
前記排出側ヘッダから前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、
前記排出側ヘッダ及び前記供給側ヘッダの少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とを熱交換させて前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、
を備える液浸冷却装置。
【請求項2】
前記伝熱管は、上下方向に延びている請求項１に記載の液浸冷却装置。
【請求項3】
前記冷媒圧送部は、前記排出側ヘッダの下部から前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送し、
前記伝熱管は、前記排出側ヘッダの内側で延びるように設けられ、下方から上方に向かって前記第二冷媒が流通する請求項２に記載の液浸冷却装置。
前記伝熱管は、前記排出側ヘッダの内側で延びるように設けられ、下方から上方に向かって前記第二冷媒が流通する請求項２に記載の液浸冷却装置。
【請求項4】
前記供給側ヘッダは、前記ケーシング群の水平方向一方側に設けられ、
前記排出側ヘッダは、前記ケーシング群の水平方向他方側に設けられ、
各前記ケーシング内に設けられた冷媒供給部をさらに備え、
前記冷媒供給部は、
前記供給側ヘッダから供給される前記第一冷媒を前記供給側ヘッダと前記排出側ヘッダとの対向方向に直交する水平方向である幅方向に導く供給側マニホールドと、
前記供給側マニホールドに前記幅方向に複数が並設されるように設けられて、前記供給側マニホールド内の前記第一冷媒を前記排出側ヘッダ側に噴出可能なノズルと、
を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
前記排出側ヘッダは、前記ケーシング群の水平方向他方側に設けられ、
各前記ケーシング内に設けられた冷媒供給部をさらに備え、
前記冷媒供給部は、
前記供給側ヘッダから供給される前記第一冷媒を前記供給側ヘッダと前記排出側ヘッダとの対向方向に直交する水平方向である幅方向に導く供給側マニホールドと、
前記供給側マニホールドに前記幅方向に複数が並設されるように設けられて、前記供給側マニホールド内の前記第一冷媒を前記排出側ヘッダ側に噴出可能なノズルと、
を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
【請求項5】
基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、
第一冷媒が貯留され、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置されたケーシングと、
前記発熱体に前記第一冷媒の噴流を供給する噴流供給部と、
前記ケーシングを貫通し、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とで熱交換を行い前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、
を備える液浸冷却装置。
第一冷媒が貯留され、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置されたケーシングと、
前記発熱体に前記第一冷媒の噴流を供給する噴流供給部と、
前記ケーシングを貫通し、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とで熱交換を行い前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、
を備える液浸冷却装置。
【請求項6】
前記噴流供給部は、
前記ケーシングの外部に設けられるとともに両端が前記ケーシング内と連通し、前記第一冷媒が流通可能な循環配管と、
前記循環配管に設けられ、前記循環配管の一端から他端に向けて前記第一冷媒を流通させるポンプと、
を有し、
前記循環配管の他端は、前記発熱体と対向する位置に配置されている、請求項５に記載の液浸冷却装置。
前記ケーシングの外部に設けられるとともに両端が前記ケーシング内と連通し、前記第一冷媒が流通可能な循環配管と、
前記循環配管に設けられ、前記循環配管の一端から他端に向けて前記第一冷媒を流通させるポンプと、
を有し、
前記循環配管の他端は、前記発熱体と対向する位置に配置されている、請求項５に記載の液浸冷却装置。
【請求項7】
前記噴流供給部は、前記ケーシング内で前記発熱体に対向する位置に配置され、回転軸が前記発熱体に向けて延びるプロペラである、
請求項５に記載の液浸冷却装置。
請求項５に記載の液浸冷却装置。
【請求項8】
前記ケーシング内で、
前記伝熱管は、前記発熱体よりも前記第一冷媒の流通方向の下流側に配置される、
請求項５から７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
前記伝熱管は、前記発熱体よりも前記第一冷媒の流通方向の下流側に配置される、
請求項５から７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
【請求項9】
前記伝熱管の内周面には、フィンが設けられている、
請求項５から７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
請求項５から７のいずれか一項に記載の液浸冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液浸冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、発熱体を有する電子機器を冷却する冷却システムが開示されている。冷却システムは、冷媒が入れられた冷却槽を有する。電子機器は、冷却槽の冷媒中に浸漬される。電子機器は、冷却槽内に複数縦置きで配置されている。冷却槽内の冷媒は、発熱体を冷却した後、冷却槽の外部で冷却されて再び冷却槽に供給されるように循環する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１６／０７５８３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の冷却システムでは、１つの冷却槽内に複数の電子機器が縦置きで配置されるため、冷却システムが大型化してしまう。
また、大型の冷却槽内を冷媒で満たす必要があるため、冷媒の使用量が多くなる。さらに、冷却槽内の冷媒を外部で冷却するための設備が別途必要となる。このため、冷媒の管理に多くの手間とコストを要し、冷媒の管理が困難となっていた。
また、大型の冷却槽内を冷媒で満たす必要があるため、冷媒の使用量が多くなる。さらに、冷却槽内の冷媒を外部で冷却するための設備が別途必要となる。このため、冷媒の管理に多くの手間とコストを要し、冷媒の管理が困難となっていた。
【0005】
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、小型化を実現しつつ、冷媒の管理性を向上させることができる液浸冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示に係る液浸冷却装置は、基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、水平方向に延びる箱型をなして、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置された複数のケーシングを有し、これらケーシングが上下方向に配列されてなるケーシング群と、前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシング内にそれぞれ第一冷媒を導入可能な供給側ヘッダと、前記ケーシングに隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシングのそれぞれから前記第一冷媒が導入される排出側ヘッダと、前記排出側ヘッダから前記供給側ヘッダに前記第一冷媒を圧送する冷媒圧送部と、前記排出側ヘッダ及び前記供給側ヘッダの少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とを熱交換させて前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、を備える。
【0007】
本開示に係る液浸冷却装置は、基板に設けられた発熱体を冷却する液浸冷却装置であって、第一冷媒が貯留され、内部に前記基板が水平方向に延びるように配置されたケーシングと、前記発熱体に前記第一冷媒の噴流を供給する噴流供給部と、前記ケーシングを貫通し、内部を流通する第二冷媒と前記第一冷媒とで熱交換を行い前記第一冷媒を冷却する伝熱管と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の液浸冷却装置によれば、小型化を実現しつつ、冷媒の管理性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第一実施形態に係る液浸冷却装置の概略構成を示す全体図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係る液浸冷却装置を斜方から見た模式図である。
【図3】本開示の第一実施形態に係るヒートシンク機構を側方から見た模式図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る伝熱管の断面図である。
【図5】本開示の第一実施形態の第一変形例に係る液浸冷却装置を側方から見た模式図である。
【図6】本開示の第一実施形態の第二変形例に係る伝熱管の断面図である。
【図7】本開示の第一実施形態の第三変形例に係る液浸冷却装置の概略構成を示す全体図である。
【図8】本開示の第一実施形態の第四変形例に係る液浸冷却装置を側方から見た模式図である。
【図9】本開示の第一実施形態の第五変形例に係る液浸冷却装置の概略構成を示す全体図である。
【図10】本開示の第一実施形態の第五変形例に係る液浸冷却装置を斜方から見た模式図である。
【図11】本開示の第一実施形態の第六変形例に係る液浸冷却装置の概略構成を示す全体図である。
【図12】本開示の第二実施形態に係る液浸冷却装置を側方から見た模式図である。
【図13】本開示の第三実施形態に係る液浸冷却装置全体の概略構成を示す模式図である。
【図14】本開示の第三実施形態に係るケーシング内部の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜第一実施形態＞
以下、本開示の実施形態に係る液浸冷却装置１０について、図１から図４を参照して説明する。
図１に示すように、液浸冷却装置１０は、高速計算を行う電子機器の冷却に用いられる。本実施形態では、液浸冷却装置１０は、データセンターに設置されたサーバ１に使用されている。サーバ１は複数設けられている。複数のサーバ１は、空冷用のラック８の各段に設置されている。このラック８は、例えば１９インチ程度の大きさに形成された一般的なものである。
以下、本開示の実施形態に係る液浸冷却装置１０について、図１から図４を参照して説明する。
図１に示すように、液浸冷却装置１０は、高速計算を行う電子機器の冷却に用いられる。本実施形態では、液浸冷却装置１０は、データセンターに設置されたサーバ１に使用されている。サーバ１は複数設けられている。複数のサーバ１は、空冷用のラック８の各段に設置されている。このラック８は、例えば１９インチ程度の大きさに形成された一般的なものである。
【0011】
図２に示すように、サーバ１は、プリント基板と、プリント基板に設けられたＣＰＵやＧＰＵのチップ等の素子と、を有する。ＣＰＵやＧＰＵは、高速計算処理を担う部品であるため高負荷がかかり、サーバ１の他の箇所に比べて高温に発熱する。
【0012】
データセンターには、水を冷媒とする熱交換器７が設置されている。熱交換器７として、例えばドライクーラやチラー等が挙げられる。本実施形態の液浸冷却装置１０は、熱交換器７とは別に設けられ、ＣＰＵやＧＰＵ等の高温に発熱する素子を冷却するために用いられる。
【0013】
以下では、サーバ１のプリント基板を単に「基板２」と称し、ＣＰＵやＧＰＵ等の基板２中で特に高温に発熱する素子を「発熱体３」と称する場合がある。
【0014】
図３に示すように、基板２は、矩形板状に形成されている。基板２の表面には、発熱体３が設けられている。
【0015】
発熱体３は、基部４と、発熱体本体６と、を有する。基部４は、矩形板状の部材である。基部４は、基板２の表面に張り付けられている。基部４の表面のうち基板２と反対側の表面には、凹部５が設けられている。凹部５は、基部４の中央部に設けられている。凹部５には、発熱体本体６が取り付けられている。発熱体本体６は、発熱体３のうち主に発熱する部分である。本実施形態では、発熱体本体６は、ＣＰＵやＧＰＵを構成する半導体である。発熱体本体６の表面のうち基板２とは反対側の表面は、基部４の表面と面一となっている。
【0016】
（液浸冷却装置の構成）
続いて、液浸冷却装置１０の構成について説明する。
図１、図２に示すように、液浸冷却装置１０は、ケーシング１１と、ヒートシンク機構２０と、噴流供給部３０と、ヘッダ管４０と、伝熱管５０と、を有する。
続いて、液浸冷却装置１０の構成について説明する。
図１、図２に示すように、液浸冷却装置１０は、ケーシング１１と、ヒートシンク機構２０と、噴流供給部３０と、ヘッダ管４０と、伝熱管５０と、を有する。
【0017】
（ケーシング）
ケーシング１１は、ラック８の各段に配置されている。ケーシング１１は、水平方向に延びる矩形箱状に形成されている。ケーシング１１内には、第一冷媒Ｒ１が貯留されている。本実施形態では、ケーシング１１は、第一冷媒Ｒ１で満液となっている。すなわち、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング１１内の全貯留空間に満たされている。第一冷媒Ｒ１は、絶縁性を有する冷媒である。第一冷媒Ｒ１は、液相の状態で発熱体３を冷却する。このため、第一冷媒Ｒ１の沸点は、７０度以上であることが望ましい。第一冷媒Ｒ１の例として、フルオロカーボン類を基にした液体等が挙げられる。
ケーシング１１は、ラック８の各段に配置されている。ケーシング１１は、水平方向に延びる矩形箱状に形成されている。ケーシング１１内には、第一冷媒Ｒ１が貯留されている。本実施形態では、ケーシング１１は、第一冷媒Ｒ１で満液となっている。すなわち、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング１１内の全貯留空間に満たされている。第一冷媒Ｒ１は、絶縁性を有する冷媒である。第一冷媒Ｒ１は、液相の状態で発熱体３を冷却する。このため、第一冷媒Ｒ１の沸点は、７０度以上であることが望ましい。第一冷媒Ｒ１の例として、フルオロカーボン類を基にした液体等が挙げられる。
【0018】
ケーシング１１の内部には、各サーバ１の基板２が水平方向に延びるように配置されている。本実施形態では、基板２は、発熱体３が設けられた側の表面が上向きとなるように配置されている。基板２に設けられた発熱体３には、ヒートシンク機構２０が設けられている。
【0019】
（ヒートシンク機構）
ヒートシンク機構２０は、発熱体３の基板２とは反対側の表面に取り付けられている。図３に示すように、ヒートシンク機構２０は、第一伝熱板２１と、グリース２２と、第二伝熱板２３と、ヒートシンクフィン２４と、を有する。
ヒートシンク機構２０は、発熱体３の基板２とは反対側の表面に取り付けられている。図３に示すように、ヒートシンク機構２０は、第一伝熱板２１と、グリース２２と、第二伝熱板２３と、ヒートシンクフィン２４と、を有する。
【0020】
（第一伝熱板）
第一伝熱板２１は、発熱体３の表面のうち基板２とは反対側の表面に重ねて取り付けられている。上下方向から見て、第一伝熱板２１の外縁は、発熱体３の外縁と一致している。第一伝熱板２１は、例えばステレンスにより形成されている。第一伝熱板２１は、発熱体本体６の表面積を増大させて、発熱体本体６の発熱を拡散させるために設けられている。
第一伝熱板２１は、発熱体３の表面のうち基板２とは反対側の表面に重ねて取り付けられている。上下方向から見て、第一伝熱板２１の外縁は、発熱体３の外縁と一致している。第一伝熱板２１は、例えばステレンスにより形成されている。第一伝熱板２１は、発熱体本体６の表面積を増大させて、発熱体本体６の発熱を拡散させるために設けられている。
【0021】
（グリース）
グリース２２は、第一伝熱板２１の表面のうち発熱体３とは反対側の表面に設けられている。グリース２２は、第一伝熱板２１と第二伝熱板２３とを接着する。第一伝熱板２１と第二伝熱板２３とは、グリース２２によって密着している。
グリース２２は、第一伝熱板２１の表面のうち発熱体３とは反対側の表面に設けられている。グリース２２は、第一伝熱板２１と第二伝熱板２３とを接着する。第一伝熱板２１と第二伝熱板２３とは、グリース２２によって密着している。
【0022】
（第二伝熱板２３）
第二伝熱板２３は、グリース２２を介して第一伝熱板２１の表面のうち発熱体３とは反対側の表面に設けられている。第二伝熱板２３は、例えば銅等の金属により形成されている。
第二伝熱板２３は、グリース２２を介して第一伝熱板２１の表面のうち発熱体３とは反対側の表面に設けられている。第二伝熱板２３は、例えば銅等の金属により形成されている。
【0023】
（ヒートシンクフィン）
ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３の表面のうちの第一伝熱板２１とは反対側の表面に設けられている。ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３に複数設けられている。ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３に対して垂直に延びる棒状に形成されている。ヒートシンクフィン２４は、例えば第二伝熱板２３と同じ銅等の金属により形成されている。ヒートシンクフィン２４は、発熱体本体６の表面積をさらに増大させて、発熱体本体６の発熱をより一層拡散させるために設けられている。
ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３の表面のうちの第一伝熱板２１とは反対側の表面に設けられている。ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３に複数設けられている。ヒートシンクフィン２４は、第二伝熱板２３に対して垂直に延びる棒状に形成されている。ヒートシンクフィン２４は、例えば第二伝熱板２３と同じ銅等の金属により形成されている。ヒートシンクフィン２４は、発熱体本体６の表面積をさらに増大させて、発熱体本体６の発熱をより一層拡散させるために設けられている。
【0024】
（噴流供給部）
図２に示すように、噴流供給部３０は、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する。噴流供給部３０は、循環配管３１と、ポンプ３２と、フィルタ３３と、を有する。
図２に示すように、噴流供給部３０は、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する。噴流供給部３０は、循環配管３１と、ポンプ３２と、フィルタ３３と、を有する。
【0025】
（循環配管）
循環配管３１は、ケーシング１１の外部に設けられている。循環配管３１は、両端がケーシング１１内と連通している。循環配管３１には、第一冷媒Ｒ１が流通可能である。本実施形態では、循環配管３１の一端は３１ａ、ケーシング１１の下面に接続されている。循環配管３１の一端３１ａは、発熱体３と上下方向で重なる位置に設けられている。循環配管３１の他端３１ｂは、ケーシング１１の上面に接続されている。循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３と上下方向で重なる位置に設けられている。このため、循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３及びヒートシンク機構２０と対向する位置に配置されている。
循環配管３１は、ケーシング１１の外部に設けられている。循環配管３１は、両端がケーシング１１内と連通している。循環配管３１には、第一冷媒Ｒ１が流通可能である。本実施形態では、循環配管３１の一端は３１ａ、ケーシング１１の下面に接続されている。循環配管３１の一端３１ａは、発熱体３と上下方向で重なる位置に設けられている。循環配管３１の他端３１ｂは、ケーシング１１の上面に接続されている。循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３と上下方向で重なる位置に設けられている。このため、循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３及びヒートシンク機構２０と対向する位置に配置されている。
【0026】
（ポンプ）
ポンプ３２は、循環配管３１に設けられている。ポンプ３２は、循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて第一冷媒Ｒ１を流通させる。
ポンプ３２は、循環配管３１に設けられている。ポンプ３２は、循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて第一冷媒Ｒ１を流通させる。
【0027】
（フィルタ）
フィルタ３３は、循環配管３１に設けられている。フィルタ３３は、ポンプ３２よりも第一冷媒Ｒ１の流通方向の下流側に設けられている。フィルタ３３は、例えば活性炭フィルタである。
フィルタ３３は、循環配管３１に設けられている。フィルタ３３は、ポンプ３２よりも第一冷媒Ｒ１の流通方向の下流側に設けられている。フィルタ３３は、例えば活性炭フィルタである。
【0028】
上記噴流供給部３０によって、第一冷媒Ｒ１がケーシング１１及び循環配管３１の内部を循環する。これにより、ケーシング１１内では、第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１の他端３１ｂから噴出されて基板２を迂回し、循環配管３１の一端３１ａに流入する。
【0029】
以下、ケーシング１１内では、第一冷媒Ｒ１の流通方向を単に「流通方向」と称し、第一冷媒Ｒ１の流通方向のうち、循環配管３１の他端３１ｂ側を「上流側」と称し、循環配管３１の一端３１ａ側を「下流側」と称する場合がある。
【0030】
（ヘッダ管）
図１に示すように、ヘッダ管４０は、熱交換器７と連通している。ヘッダ管４０には、熱交換器７の冷媒が流通する。以下では、熱交換器７の冷媒を単に「第二冷媒Ｒ２」と称する。
ヘッダ管４０は、母管４３と、サブヘッダ４４と、を有する。母管４３は、ヘッダ管４０ごとに１本設けられている。母管４３は、上下方向に延びている。サブヘッダ４４は、１本の母管４３から複数延びる配管である。複数のサブヘッダ４４は、全て水平方向に延びている。複数のサブヘッダ４４は、互いに平行に延びるとともに、上下方向で等間隔に配置されている。ヘッダ管４０は、２本設けられている。本実施形態では、２本のヘッダ管４０は、ケーシング１１を挟んで互いに反対側に設けられている。一方のヘッダ管４０には、熱交換器７から第二冷媒Ｒ２が供給される。この一方のヘッダ管４０に供給された第二冷媒Ｒ２は、ケーシング１１内を通り、他方のヘッダ管４０に戻される。この他方のヘッダ管４０は、ケーシング１１内を通過した第二冷媒Ｒ２を熱交換器７に戻す。
図１に示すように、ヘッダ管４０は、熱交換器７と連通している。ヘッダ管４０には、熱交換器７の冷媒が流通する。以下では、熱交換器７の冷媒を単に「第二冷媒Ｒ２」と称する。
ヘッダ管４０は、母管４３と、サブヘッダ４４と、を有する。母管４３は、ヘッダ管４０ごとに１本設けられている。母管４３は、上下方向に延びている。サブヘッダ４４は、１本の母管４３から複数延びる配管である。複数のサブヘッダ４４は、全て水平方向に延びている。複数のサブヘッダ４４は、互いに平行に延びるとともに、上下方向で等間隔に配置されている。ヘッダ管４０は、２本設けられている。本実施形態では、２本のヘッダ管４０は、ケーシング１１を挟んで互いに反対側に設けられている。一方のヘッダ管４０には、熱交換器７から第二冷媒Ｒ２が供給される。この一方のヘッダ管４０に供給された第二冷媒Ｒ２は、ケーシング１１内を通り、他方のヘッダ管４０に戻される。この他方のヘッダ管４０は、ケーシング１１内を通過した第二冷媒Ｒ２を熱交換器７に戻す。
【0031】
以下では、熱交換器７から第二冷媒Ｒ２が供給される一方のヘッダ管４０を「供給ヘッダ管４１」と称し、熱交換器７に第二冷媒Ｒ２を戻す他方のヘッダ管４０を「戻りヘッダ管４２」と称する。
【0032】
供給ヘッダ管４１のサブヘッダ４４と、戻りヘッダ管４２のサブヘッダ４４とは、複数の伝熱管５０によって接続されている。
【0033】
（伝熱管）
伝熱管５０は、各ケーシング１１に複数本設けられている。伝熱管５０は、熱交換器７と連通している。伝熱管５０の内部には、熱交換器７の第二冷媒Ｒ２が流通する。伝熱管５０は、ケーシング１１を水平方向に貫通している。複数の伝熱管５０は、互いに平行に延びるとともに、等間隔に配置されている。複数の伝熱管５０は、上下方向で同じに位置に設けられている。各伝熱管５０内の第二冷媒Ｒ２の流れは、供給ヘッダ管４１から戻りヘッダ管４２へ向かう層流である。伝熱管５０は、第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とで熱交換を行い、第一冷媒Ｒ１を冷却する。
伝熱管５０は、各ケーシング１１に複数本設けられている。伝熱管５０は、熱交換器７と連通している。伝熱管５０の内部には、熱交換器７の第二冷媒Ｒ２が流通する。伝熱管５０は、ケーシング１１を水平方向に貫通している。複数の伝熱管５０は、互いに平行に延びるとともに、等間隔に配置されている。複数の伝熱管５０は、上下方向で同じに位置に設けられている。各伝熱管５０内の第二冷媒Ｒ２の流れは、供給ヘッダ管４１から戻りヘッダ管４２へ向かう層流である。伝熱管５０は、第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とで熱交換を行い、第一冷媒Ｒ１を冷却する。
【0034】
伝熱管５０は、ケーシング１１内で、発熱体３よりも第一冷媒Ｒ１の流通方向の下流側に配置されている。
【0035】
また、図４に示すように、伝熱管５０は、四角形筒状に形成されている。伝熱管５０の内周面には、フィン５１が複数設けられている。フィン５１は、伝熱管５０の内周面の角部に設けられている。伝熱管５０は、押出加工によって製造された、いわゆる押出管である。
【0036】
（第一冷媒の循環）
続いて、液浸冷却装置１０内の第一冷媒Ｒ１の循環について説明する。
まず、ケーシング１１の第一冷媒Ｒ１が、循環配管３１の一端３１ａから循環配管３１に流入する。第一冷媒Ｒ１は、ポンプ３２によって循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて圧送される。そして、第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１の他端３１ｂからジェット噴流として噴出される。第一冷媒Ｒ１の噴流は、ヒートシンク機構２０に供給される。第一冷媒Ｒ１には、ヒートシンク機構２０を介して発熱体３の熱が伝達される。このようにして、発熱体３が冷却される。また、第一冷媒Ｒ１は、ヒートシンク機構２０に衝突するように供給される。このため、発熱体３には、いわゆるインピンジ冷却が行われることとなる。
続いて、液浸冷却装置１０内の第一冷媒Ｒ１の循環について説明する。
まず、ケーシング１１の第一冷媒Ｒ１が、循環配管３１の一端３１ａから循環配管３１に流入する。第一冷媒Ｒ１は、ポンプ３２によって循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて圧送される。そして、第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１の他端３１ｂからジェット噴流として噴出される。第一冷媒Ｒ１の噴流は、ヒートシンク機構２０に供給される。第一冷媒Ｒ１には、ヒートシンク機構２０を介して発熱体３の熱が伝達される。このようにして、発熱体３が冷却される。また、第一冷媒Ｒ１は、ヒートシンク機構２０に衝突するように供給される。このため、発熱体３には、いわゆるインピンジ冷却が行われることとなる。
【0037】
その後、第一冷媒Ｒ１は、ヒートシンク機構２０のヒートシンクフィン２４を通過し、基板２の上面に沿って放射状に流れる。第一冷媒Ｒ１は、基板２の外縁に到達すると、基板２の下側に回り込む。そして、第一冷媒Ｒ１は、基板２の下面に沿って流れる。この際、第一冷媒Ｒ１は、複数の伝熱管５０を通過する。第一冷媒Ｒ１は、複数の伝熱管５０を通過する過程で、第二冷媒Ｒ２と熱交換を行って冷却される。伝熱管５０によって冷却された第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１の一端３１ａに流入する。循環配管３１の一端３１ａに流入した第一冷媒Ｒ１は、ポンプ３２によって再び圧送される。このようにして、第一冷媒Ｒ１は、液浸冷却装置１０内を循環する。
【0038】
（作用効果）
本実施形態の液浸冷却装置１０によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、液浸冷却装置１０は、第一冷媒Ｒ１が貯留され、内部に基板２が水平方向に延びるように配置されたケーシング１１と、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する噴流供給部３０と、ケーシング１１を貫通し、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とで熱交換を行い第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管５０と、を備える。
本実施形態の液浸冷却装置１０によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、液浸冷却装置１０は、第一冷媒Ｒ１が貯留され、内部に基板２が水平方向に延びるように配置されたケーシング１１と、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する噴流供給部３０と、ケーシング１１を貫通し、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とで熱交換を行い第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管５０と、を備える。
【0039】
これにより、液浸冷却装置１０は、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を吹き付けて発熱体３をインピンジ冷却することができる。発熱体３に吹き付けられた第一冷媒Ｒ１は、伝熱管５０によって冷却されて再び発熱体３の冷却に用いられる。このように、本実施形態によれば、第一冷媒Ｒ１を循環させるための大規模なサイクルが不要となる。したがって、設備全体として小型化を実現することができる。
【0040】
さらに、各ケーシング１１は、基板２を１つ分収容できる程度の大きさであればよいので、ケーシング１１上部の空間を自由に利用することが容易となる。これにより、本実施形態のように、既存の空冷用のラック８の各段に、ケーシング１１を水平方向に延びるように横置きで設置することができる。また、本実施形態ではケーシング１１を横置きで配置したが、ケーシング１１の縦置き及び横置きを問わずに、ケーシング１１を配置することも可能である。また、ケーシング１１を、基板２を１つ分収容できる程度の小型に設計することにより、液浸冷却装置１０を可搬とすることができる。これにより、他の高速計算を行う設備に液浸冷却を搬送することが容易となる。また、第一冷媒Ｒ１の量は、ケーシング１１内を充填させる程度でよいため、絶縁性を有するため高価な第一冷媒Ｒ１の使用量を低減することも可能となる。
【0041】
また、液浸冷却装置１０は、伝熱管５０によって、ケーシング１１に貯留された第一冷媒Ｒ１をケーシング１１内で冷却することができる。これにより、第一冷媒Ｒ１を冷却するために、外部に熱交換器を別途設ける必要が無くなり、設備全体として熱交換器の台数を減らすことができる。また、第一冷媒Ｒ１の循環を液浸冷却装置１０内で完結させることができる。
以上のように、第一冷媒Ｒ１の使用量を低減しつつ、第一冷媒Ｒ１の循環を液浸冷却装置１０内で完結させることができるので、第一冷媒Ｒ１の管理性を向上させることもできる。
以上のように、第一冷媒Ｒ１の使用量を低減しつつ、第一冷媒Ｒ１の循環を液浸冷却装置１０内で完結させることができるので、第一冷媒Ｒ１の管理性を向上させることもできる。
【0042】
本実施形態では、噴流供給部３０は、ケーシング１１の外部に設けられるとともに両端がケーシング１１内と連通し、第一冷媒Ｒ１が流通可能な循環配管３１と、循環配管３１に設けられ、循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて第一冷媒Ｒ１を流通させるポンプ３２と、を有する。循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３と対向する位置に配置されている。
【0043】
これにより、ケーシング１１内の第一冷媒Ｒ１の流通方向が、循環配管３１の一端３１ａと他端３１ｂの設置箇所により設定される。したがって、ケーシング１１内の第一冷媒Ｒ１の流路の任意に設定できるので、液浸冷却装置１０の冷却効率を向上させることができる。
さらに、ポンプ３２の圧力を調整することにより、発熱体３の発熱量に応じて噴流の強さをコントロールすることができる。これにより、発熱体３に必要な除熱量に見合った最低限の噴流で発熱体３を冷却することができる。したがって、液浸冷却装置１０の冷却効率を向上させることができる。
さらに、ポンプ３２の圧力を調整することにより、発熱体３の発熱量に応じて噴流の強さをコントロールすることができる。これにより、発熱体３に必要な除熱量に見合った最低限の噴流で発熱体３を冷却することができる。したがって、液浸冷却装置１０の冷却効率を向上させることができる。
【0044】
本実施形態では、ケーシング１１内で、伝熱管５０は、発熱体３よりも第一冷媒Ｒ１の流通方向の下流側に配置されている。
【0045】
これにより、伝熱管５０内を流通する第二冷媒Ｒ２は、発熱体３を冷却した後の第一冷媒Ｒ１と熱交換を行うことができる。したがって、液浸冷却装置１０の冷却効率をより一層向上させることができる。
【0046】
本実施形態では、伝熱管５０の内周面には、フィン５１が設けられている。
【0047】
これにより、第二冷媒Ｒ２と接触する伝熱管５０の内周面の表面積が増加する。したがって、伝熱管５０は、第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１との熱交換の効率を向上させることができる。
【0048】
（第一実施形態の第一変形例）
続いて、第一実施形態の第一変形例について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、本変形例では、発熱体３及び伝熱管５０は、基板２に対して同じ側（例えば、基板２の下側）に配置されている。噴流供給部３０の第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３の真下に設けられている。また、循環配管３１の一端３１ａは、ケーシング１１の側壁に近い位置に設けられている。なお、本変形例では、循環配管３１の一端３１ａは、二股に分岐している。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、ともにケーシング１１の下面に設けられている。
さらに、複数の伝熱管５０は、上下方向の位置が異なるように配置されている。
続いて、第一実施形態の第一変形例について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、本変形例では、発熱体３及び伝熱管５０は、基板２に対して同じ側（例えば、基板２の下側）に配置されている。噴流供給部３０の第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する循環配管３１の他端３１ｂは、発熱体３の真下に設けられている。また、循環配管３１の一端３１ａは、ケーシング１１の側壁に近い位置に設けられている。なお、本変形例では、循環配管３１の一端３１ａは、二股に分岐している。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、ともにケーシング１１の下面に設けられている。
さらに、複数の伝熱管５０は、上下方向の位置が異なるように配置されている。
【0049】
第一冷媒Ｒ１の噴流は、下方から発熱体３に供給される。第一冷媒Ｒ１は、発熱体３を冷却した後、基板２の下面に沿って流れる。この時、第一冷媒Ｒ１は、伝熱管５０を通過し、伝熱管５０を通過する過程で伝熱管５０内の第二冷媒Ｒ２と熱交換を行って冷却される。その後、第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１に戻り、再びポンプ３２によって圧送されて、発熱体３に吹き付けられる。
【0050】
本変形例では、複数の伝熱管５０は、上下方向の位置が異なるように配置されている。
これにより、第一冷媒Ｒ１は、複数の伝熱管５０を蛇行しながら通過する。このため、第一冷媒Ｒ１は、第二冷媒Ｒ２と良好に熱交換を行うことができる。したがって、本変形例の液浸冷却装置１０によれば、冷却効率をより一層向上させることができる。
これにより、第一冷媒Ｒ１は、複数の伝熱管５０を蛇行しながら通過する。このため、第一冷媒Ｒ１は、第二冷媒Ｒ２と良好に熱交換を行うことができる。したがって、本変形例の液浸冷却装置１０によれば、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0051】
【0052】
これにより、伝熱管５０内により多くの第二冷媒Ｒ２を流通させることができる。したがって、本変形例の液浸冷却装置１０によれば、冷却効率をより一層向上させることが出来る。
【0053】
伝熱管５０が五角、又は七角以上の多角形筒状に形成されている場合でも、上述の作用効果と同様の作用効果を発揮することが可能となる。
【0054】
（第一実施形態の第三変形例）
続いて、第一実施形態の第三変形例について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、本変形例では、供給ヘッダ管４１と戻りヘッダ管４２とがケーシング１１に対して同じ側に設けられている。伝熱管５０は、ケーシング１１内のヘッダ管４０とは反対側で折り返されるように曲げられている。
続いて、第一実施形態の第三変形例について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、本変形例では、供給ヘッダ管４１と戻りヘッダ管４２とがケーシング１１に対して同じ側に設けられている。伝熱管５０は、ケーシング１１内のヘッダ管４０とは反対側で折り返されるように曲げられている。
【0055】
（第一実施形態の第四変形例）
続いて、第一実施形態の第四変形例について、図８を参照して説明する。
図８に示すように、本変形例では、液浸冷却装置１０は、補助プロペラ１５をさらに有する。補助プロペラ１５は、ケーシング１１内に設けられている。補助プロペラ１５は、ケーシング１１内を流れる第一冷媒Ｒ１を攪拌する。補助プロペラ１５の攪拌速度は、噴流供給部３０の噴出速度と比較して小さい。
続いて、第一実施形態の第四変形例について、図８を参照して説明する。
図８に示すように、本変形例では、液浸冷却装置１０は、補助プロペラ１５をさらに有する。補助プロペラ１５は、ケーシング１１内に設けられている。補助プロペラ１５は、ケーシング１１内を流れる第一冷媒Ｒ１を攪拌する。補助プロペラ１５の攪拌速度は、噴流供給部３０の噴出速度と比較して小さい。
【0056】
本変形例によれば、液浸冷却装置１０は、補助プロペラ１５によって第一冷媒Ｒ１をケーシング１１内に均一に流通させることができる。これにより、液浸冷却装置１０は、例えば基板２の発熱体３以外の素子を良好に冷却することができる。したがって、本変形例の液浸冷却装置１０によれば、冷却効率をより一層向上させることができる。
【0057】
（第一実施形態の第五変形例）
続いて、第一実施形態の第五変形例について、図９、図１０を参照して説明する。
図９、図１０に示すように、本変形例では、循環配管３１は、ケーシング１１の側面に沿って設けられている。循環配管３１は、ケーシング１１を側方から囲うように配置されている。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、それぞれ、ケーシング１１の対向する一対の側面に設けられている。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、ヒートシンク機構２０と水平方向で重なる位置に設けられている。
続いて、第一実施形態の第五変形例について、図９、図１０を参照して説明する。
図９、図１０に示すように、本変形例では、循環配管３１は、ケーシング１１の側面に沿って設けられている。循環配管３１は、ケーシング１１を側方から囲うように配置されている。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、それぞれ、ケーシング１１の対向する一対の側面に設けられている。循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、ヒートシンク機構２０と水平方向で重なる位置に設けられている。
【0058】
循環配管３１及びポンプ３２、フィルタ３３は、ケーシング１１の上下ではなく、ケーシング１１と水平方向で重なる位置に設けられている。
【0059】
ヘッダ管４０のサブヘッダ４４は、Ｌ字状に形成されている。サブヘッダ４４の母管４３と反対側の端部４４ａは、上向きに延びている。このサブヘッダ４４の上方に向けて延びる端部４４ａには、複数の伝熱管５０が設けられている。
【0060】
伝熱管５０は、ケーシング１１内において、基板２を挟んで発熱体３と上下方向で同じ側に設けられている。伝熱管５０は、ケーシング１１の循環配管３１の一端３１ａ側の側面に沿って複数設けられている。すなわち、複数の伝熱管５０は、ケーシング１１内における下流側に設けられている。複数の伝熱管５０は、上下方向で等間隔に配置されている。
【0061】
第一冷媒Ｒ１の噴流は、水平方向にヒートシンク機構２０に向けて直接供給される。第一冷媒Ｒ１は、ヒートシンク機構２０を介して発熱体３と熱交換を行い、発熱体３が冷却される。第一冷媒Ｒ１は、発熱体３を冷却した後、基板２の上面に沿って流れる。その後、第一冷媒Ｒ１は、伝熱管５０を通過し、伝熱管５０を通過する過程で伝熱管５０内の第二冷媒Ｒ２と熱交換を行って冷却される。そして、第一冷媒Ｒ１は、循環配管３１内に戻り、再びポンプ３２によって圧送されてヒートシンク機構２０に吹き付けられる。
【0062】
本変形例では、循環配管３１及びポンプ３２、フィルタ３３は、ケーシング１１と水平方向で重なる位置に設けられている。
【0063】
本変形例によれば、液浸冷却装置１０を上下方向に小型化することができる。これにより、例えば液浸冷却装置１０がラック８等によって上下方向に多段配置される場合に、少ないスペースにより多くの液浸冷却装置１０を配置することができる。
【0064】
本変形例では、循環配管３１の一端３１ａ及び他端３１ｂは、ヒートシンク機構２０と水平方向で重なる位置に設けられている。
【0065】
本変形例によれば、液浸冷却装置１０は、ケーシング１１内に第一冷媒Ｒ１をスムーズに流通させることができる。これにより、液浸冷却装置１０は、ケーシング１１内の第一冷媒Ｒ１の圧損を低減することができる。したがって、液浸冷却装置１０の冷却効率を向上させることができる。
【0066】
（第一実施形態の第六変形例）
続いて、第一実施形態の第六変形例について、図１１を参照して説明する。
図１１に示すように、本変形例では、液浸冷却装置１０ごとに、伝熱管５０が１本設けられている。伝熱管５０は、ケーシング１１内において、水平方向に延在している。伝熱管５０は、ケーシング１１内において、対向する一対の側壁の間を複数回折り返すように波状に設けられている。伝熱管５０の両端は、ケーシング１１の同一の側壁からケーシング１１外に突出している。伝熱管５０の両端は、それぞれ熱交換器７に直接接続されている。
なお、伝熱管５０の両端は、それぞれ供給ヘッダ管４１と戻りヘッダ管４２を介して、熱交換器７と連通していてもよい。
続いて、第一実施形態の第六変形例について、図１１を参照して説明する。
図１１に示すように、本変形例では、液浸冷却装置１０ごとに、伝熱管５０が１本設けられている。伝熱管５０は、ケーシング１１内において、水平方向に延在している。伝熱管５０は、ケーシング１１内において、対向する一対の側壁の間を複数回折り返すように波状に設けられている。伝熱管５０の両端は、ケーシング１１の同一の側壁からケーシング１１外に突出している。伝熱管５０の両端は、それぞれ熱交換器７に直接接続されている。
なお、伝熱管５０の両端は、それぞれ供給ヘッダ管４１と戻りヘッダ管４２を介して、熱交換器７と連通していてもよい。
【0067】
なお、上述した第一実施形態及び各変形例では、噴流供給部３０は１本の循環配管３１を備え、第一冷媒Ｒ１の流入口である循環配管３１の一端３１ａと、第二冷媒Ｒ２の流出口となる循環配管３１の他端３１ｂとが、それぞれ１つずつ設けられている場合ついて説明したが、これに限られるものではない。例えば、循環配管３１は、複数本設けられてそれぞれ流入口としての一端３１ａと流出口としての他端３１ｂとを有してもよい。また、例えば、１本の循環配管３１の両端が複数に分岐し、この１本の循環配管３１が流入口としての一端３１ａと流出口としての他端３１ｂとをそれぞれ複数個有してもよい。
【0068】
なお、上述した第一実施形態及び各変形例では、循環配管３１にフィルタ３３が設けられているとしたが、これに限られない。循環配管３１にはフィルタ３３が設けられていなくてもよい。
【0069】
＜第二実施形態＞
以下、本開示の第二実施形態に係る液浸冷却装置２１０について、図１２を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
以下、本開示の第二実施形態に係る液浸冷却装置２１０について、図１２を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
【0070】
図１２に示すように、本実施形態では、噴流供給部２３０は、ケーシング１１内で発熱体３に対向する位置に配置されたプロペラ２３４である。プロペラ２３４は、基板２よりも上方に設置されている。プロペラ２３４の回転軸２３５は、発熱体３に向けて延びている。また、本実施形態では、発熱体３及び伝熱管５０は、基板２に対して同じ側（例えば、基板２の下側）に配置されている。
【0071】
さらに、液浸冷却装置１０は、ケーシング１１内に、第一冷媒Ｒ１の流れを決定するガイド２６０が設けられている。ガイド２６０は、発熱体３及びプロペラ２３４よりもケーシング１１の側壁側に設けられている。ガイド２６０は、傾斜ガイド２６１と、水平ガイド２６２と、を有する。傾斜ガイド２６１は、発熱体３の下方に設けられている。傾斜ガイド２６１は、下方に傾斜しながら水平方向に延びている。水平ガイド２６２は、傾斜ガイド２６１の下端から、水平方向で発熱体３から離間する方向に延びている。
【0072】
プロペラ２３４は、第一冷媒Ｒ１の噴流を、下方から発熱体３に向かうように発生させる。第一冷媒Ｒ１は、発熱体３を冷却した後、ガイド２６０の上面によって案内されることにより、基板２の下面に沿って流れる。この時、第一冷媒Ｒ１は、伝熱管５０を通過し、伝熱管５０を通過する過程で伝熱管５０内の第二冷媒Ｒ２と熱交換を行って冷却される。その後、第一冷媒Ｒ１は、ガイド２６０の下面に沿って流れてプロペラ２３４に戻り、再びプロペラ２３４によって、発熱体３に吹き付けられる。
【0073】
本実施形態では、噴流供給部２３０は、ケーシング１１内で発熱体３に対向する位置に配置され、回転軸２３５が発熱体３に向けて延びるプロペラ２３４である。
【0074】
これにより、噴流供給部２３０の全体が、ケーシング１１内に配置される。したがって、液浸冷却装置２１０の移動がより一層容易となる。
【0075】
なお、上述した第一実施形態及び第二実施形態では、伝熱管５０が四角形筒状又は五角以上の多角形筒状に形成される場合について説明したが、これに限られるものではない。伝熱管５０は、例えば三角形筒状や円筒状に形成されていてもよい。
【0076】
なお、上述した第一実施形態の各変形例同士を適宜組み合わせてもよく、第一実施形態の各変形例と第二実施形態とを適宜組み合わせてもよい。
【0077】
＜第三実施形態＞
以下、本開示の第三実施形態に係る液浸冷却装置３１０について、図１２、図１３を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
以下、本開示の第三実施形態に係る液浸冷却装置３１０について、図１２、図１３を参照して説明する。前述した第一実施形態と同様の構成については、同一の名称及び同一の符号を付す等して説明を適宜省略する。
【0078】
図１２、図１３に示すように、本実施形態の液浸冷却装置３１０は、基板２に設けられた発熱体３を冷却する。第一実施形態及び第二実施形態と同様に、液浸冷却装置３１０は、ケーシング群３１１と、供給側ヘッダ３２０と、排出側ヘッダ３３０と、冷媒圧送部３４０と、伝熱管３５０と、上側第二ヘッダ３１４と、下側第二ヘッダ３１３と、冷媒供給部３６０と、冷媒排出部３７０と、第一接続管３１５と、第二接続管３１６と、第三接続管３１７と、第四接続管３１８と、を備える。
【0079】
（ケーシング群）
ケーシング群３１１は、ケーシング３１２が上下方向に配列されてなる集合体である。ケーシング３１２は、水平方向に延びる、立方体状の箱型をなしている。ケーシング３１２は、ラック８の各段に設けられている。本実施形態では、ケーシング３１２は、上下方向に並んで７個配置されている。
ケーシング群３１１は、ケーシング３１２が上下方向に配列されてなる集合体である。ケーシング３１２は、水平方向に延びる、立方体状の箱型をなしている。ケーシング３１２は、ラック８の各段に設けられている。本実施形態では、ケーシング３１２は、上下方向に並んで７個配置されている。
【0080】
ケーシング３１２内には、第一冷媒Ｒ１が貯留されている。本実施形態では、ケーシング３１２は、第一冷媒Ｒ１で満液となっている。すなわち、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング３１２内の全貯留空間に満たされている。
ケーシング３１２の内部には、基板２が水平方向に延びるように配置されている。基板２の表面には、発熱体３が設けられている。
ケーシング３１２の内部には、基板２が水平方向に延びるように配置されている。基板２の表面には、発熱体３が設けられている。
【0081】
また、ケーシング群３１１の水平方向一方側には、供給側ヘッダ３２０が設けられ、ケーシング群３１１の水平方向他方側には、排出側ヘッダ３３０が設けられている。すなわち、ケーシング群３１１を挟んで、供給側ヘッダ３２０と排出側ヘッダ３３０とが水平方向に対向するように設けられている。
【0082】
以下では、供給側ヘッダ３２０と排出側ヘッダ３３０との対向方向Ｄａを単に「対向方向Ｄａ」と称し、対向方向Ｄａに直交する水平方向を「幅方向Ｄｗ」と称する。
【0083】
（供給側ヘッダ）
供給側ヘッダ３２０は、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びている。供給側ヘッダ３２０は、複数のケーシング３１２内にそれぞれ第一冷媒Ｒ１を導入可能とされている。供給側ヘッダ３２０は、供給側ヘッダ本体３２１と、供給側分岐管３２２と、を有する。
供給側ヘッダ３２０は、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びている。供給側ヘッダ３２０は、複数のケーシング３１２内にそれぞれ第一冷媒Ｒ１を導入可能とされている。供給側ヘッダ３２０は、供給側ヘッダ本体３２１と、供給側分岐管３２２と、を有する。
【0084】
供給側ヘッダ本体３２１は、上下方向に延びる筒状に形成されている。供給側ヘッダ本体３２１の延在方向の両端部は、閉塞されている。供給側ヘッダ本体３２１の内部では、第一冷媒Ｒ１が上下方向に流通する。
【0085】
供給側分岐管３２２は、供給側ヘッダ本体３２１に複数設けられている。複数の供給側分岐管３２２は、ケーシング群３１１に沿って上下方向に等間隔で配置されている。供給側分岐管３２２は、ケーシング３１２毎に１つずつ設けられている。供給側分岐管３２２は、ケーシング３１２の供給側ヘッダ３２０側の側壁３１２ａに接続されている。供給側分岐管３２２は、ケーシング３１２の側壁３１２ａを貫通している。供給側分岐管３２２は、ケーシング３１２の側壁３１２ａの幅方向Ｄｗ一方側の端部に設けられている。
【0086】
（排出側ヘッダ）
排出側ヘッダ３３０は、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びている。排出側ヘッダ３３０には、複数のケーシング３１２のそれぞれから第一冷媒Ｒ１が導入される。排出側ヘッダ３３０は、排出側ヘッダ本体３３１と、排出側分岐管３３２と、を有する。
排出側ヘッダ３３０は、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びている。排出側ヘッダ３３０には、複数のケーシング３１２のそれぞれから第一冷媒Ｒ１が導入される。排出側ヘッダ３３０は、排出側ヘッダ本体３３１と、排出側分岐管３３２と、を有する。
【0087】
排出側ヘッダ本体３３１は、上下方向に延びる筒状に形成されている。排出側ヘッダ本体３３１の延在方向の両端部は、閉塞されている。排出側ヘッダ本体３３１の内部では、第一冷媒Ｒ１が上下方向に流通する。
【0088】
排出側分岐管３３２は、排出側ヘッダ本体３３１に複数設けられている。複数の排出側分岐管３３２は、ケーシング群３１１に沿って上下方向に等間隔で配置されている。排出側分岐管３３２は、ケーシング３１２毎に１つずつ設けられている。排出側分岐管３３２は、ケーシング３１２の排出側ヘッダ３３０側の側壁３１２ａに接続されている。排出側分岐管３３２は、ケーシング３１２の側壁３１２ａを貫通している。排出側分岐管３３２は、ケーシング３１２の側壁３１２ａの幅方向Ｄｗ一方側の端部に設けられている。排出側分岐管３３２は、供給側分岐管３２２と対向方向Ｄａで重なる位置に設けられている。
【0089】
（冷媒圧送部）
冷媒圧送部３４０は、ケーシング群３１１の下方に設けられている。冷媒圧送部３４０は、第一接続管３１５によって排出側ヘッダ３３０の下部と接続され、第二接続管３１６によって供給側ヘッダ３２０の下部と接続されている。第一接続管３１５は、排出側ヘッダ３３０と冷媒圧送部３４０とを連通させ、第二接続管３１６は、供給側ヘッダ３２０と冷媒圧送部３４０とを連通させている。冷媒圧送部３４０は、排出側ヘッダ３３０の下部から供給側ヘッダ３２０の下部に第一冷媒Ｒ１を圧送する。本実施形態の冷媒圧送部３４０は、ポンプである。
冷媒圧送部３４０は、ケーシング群３１１の下方に設けられている。冷媒圧送部３４０は、第一接続管３１５によって排出側ヘッダ３３０の下部と接続され、第二接続管３１６によって供給側ヘッダ３２０の下部と接続されている。第一接続管３１５は、排出側ヘッダ３３０と冷媒圧送部３４０とを連通させ、第二接続管３１６は、供給側ヘッダ３２０と冷媒圧送部３４０とを連通させている。冷媒圧送部３４０は、排出側ヘッダ３３０の下部から供給側ヘッダ３２０の下部に第一冷媒Ｒ１を圧送する。本実施形態の冷媒圧送部３４０は、ポンプである。
【0090】
（伝熱管）
伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０及び供給側ヘッダ３２０の少なくとも一方の内側で延びる配管である。本実施形態では、伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０の内側で上下方向に延びるように設けられている。伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０内で、水平方向に間隔を空けて複数本設けられている。伝熱管３５０の内部では、下方から上方に向かって第二冷媒Ｒ２が流通する。伝熱管３５０は、伝熱管３５０の内部を流通する第二冷媒Ｒ２と伝熱管３５０の周りを流通する第一冷媒Ｒ１とを熱交換させて第一冷媒Ｒ１を冷却する。本実施形態では、伝熱管３５０は、第二冷媒Ｒ２と排出側ヘッダ３３０内の第一冷媒Ｒ１とを熱交させて排出側ヘッダ３３０内の第一冷媒Ｒ１を冷却する。
伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０及び供給側ヘッダ３２０の少なくとも一方の内側で延びる配管である。本実施形態では、伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０の内側で上下方向に延びるように設けられている。伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０内で、水平方向に間隔を空けて複数本設けられている。伝熱管３５０の内部では、下方から上方に向かって第二冷媒Ｒ２が流通する。伝熱管３５０は、伝熱管３５０の内部を流通する第二冷媒Ｒ２と伝熱管３５０の周りを流通する第一冷媒Ｒ１とを熱交換させて第一冷媒Ｒ１を冷却する。本実施形態では、伝熱管３５０は、第二冷媒Ｒ２と排出側ヘッダ３３０内の第一冷媒Ｒ１とを熱交させて排出側ヘッダ３３０内の第一冷媒Ｒ１を冷却する。
【0091】
本実施形態では、伝熱管３５０は、排出側ヘッダ本体３３１内に設けられ、排出側ヘッダ本体３３１の延在方向両側の端壁を貫通している。
【0092】
（下側第二ヘッダ）
排出側ヘッダ３３０の上端部には、下側第二ヘッダ３１３が設けられている。下側第二ヘッダ３１３は、排出側ヘッダ３３０の下端の端壁を下方から覆うように設けられている。下側第二ヘッダ３１３は、伝熱管３５０の下端と連通している。下側第二ヘッダ３１３内には、伝熱管３５０に供給される第二冷媒Ｒ２が供給される。下側第二ヘッダ３１３は、第三接続管３１７によって外部の熱交換器７と接続されている。第三接続管３１７は、下側第二ヘッダ３１３と熱交換器７とを連通させる。
排出側ヘッダ３３０の上端部には、下側第二ヘッダ３１３が設けられている。下側第二ヘッダ３１３は、排出側ヘッダ３３０の下端の端壁を下方から覆うように設けられている。下側第二ヘッダ３１３は、伝熱管３５０の下端と連通している。下側第二ヘッダ３１３内には、伝熱管３５０に供給される第二冷媒Ｒ２が供給される。下側第二ヘッダ３１３は、第三接続管３１７によって外部の熱交換器７と接続されている。第三接続管３１７は、下側第二ヘッダ３１３と熱交換器７とを連通させる。
【0093】
（上側第二ヘッダ）
排出側ヘッダ３３０の上端部には、上側第二ヘッダ３１４が設けられている。上側第二ヘッダ３１４は、排出側ヘッダ３３０の上端の端壁を上方から覆うように設けられている。上側第二ヘッダ３１４は、伝熱管３５０の上端と連通している。上側第二ヘッダ３１４内には、伝熱管３５０を通過した第二冷媒Ｒ２が供給される。上側第二ヘッダ３１４は、第四接続管３１８によって外部の熱交換器７と接続されている。第四接続管３１８は、上側第二ヘッダ３１４と熱交換器７とを連通させる。
排出側ヘッダ３３０の上端部には、上側第二ヘッダ３１４が設けられている。上側第二ヘッダ３１４は、排出側ヘッダ３３０の上端の端壁を上方から覆うように設けられている。上側第二ヘッダ３１４は、伝熱管３５０の上端と連通している。上側第二ヘッダ３１４内には、伝熱管３５０を通過した第二冷媒Ｒ２が供給される。上側第二ヘッダ３１４は、第四接続管３１８によって外部の熱交換器７と接続されている。第四接続管３１８は、上側第二ヘッダ３１４と熱交換器７とを連通させる。
【0094】
（冷媒供給部）
冷媒供給部３６０は、各ケーシング３１２内に設けられている。冷媒供給部３６０は、ケーシング３１２内の供給側ヘッダ３２０側に設けられている。冷媒供給部３６０は、供給側マニホールド３６１と、ノズル３６２と、を有する。
冷媒供給部３６０は、各ケーシング３１２内に設けられている。冷媒供給部３６０は、ケーシング３１２内の供給側ヘッダ３２０側に設けられている。冷媒供給部３６０は、供給側マニホールド３６１と、ノズル３６２と、を有する。
【0095】
供給側マニホールド３６１は、ケーシング３１２の供給側ヘッダ３２０側の側壁３１２ａに沿って幅方向Ｄｗに延びる管状の部材である。供給側マニホールド３６１は、幅方向Ｄｗ一方側の端部で供給側分岐管３２２と連通している。供給側マニホールド３６１は、供給側ヘッダ３２０から供給される第一冷媒Ｒ１を、ケーシング３１２内に、幅方向Ｄｗに導く。
【0096】
ノズル３６２は、供給側マニホールド３６１に幅方向Ｄｗに複数が並設されるように設けられている。本実施形態では、ノズル３６２は、幅方向Ｄｗに並んで６個設けられている。ノズル３６２は、供給側マニホールド３６１と連通し、対向方向Ｄａに延びる円筒状の部材である。ノズル３６２は、ケーシング３１２内に向けて対向方向Ｄａに開口している。ノズル３６２は、供給側マニホールド３６１内の第一冷媒Ｒ１を排出側ヘッダ３３０側に噴出可能とされている。ノズル３６２は、供給側マニホールド３６１から対向方向Ｄａで排出側ヘッダ３３０側に向かうしたがい漸次拡径している。
【0097】
（冷媒排出部）
冷媒排出部３７０は、各ケーシング３１２内に設けられている。冷媒排出部３７０は、ケーシング３１２内の排出側ヘッダ３３０側に設けられている。冷媒排出部３７０は、排出側マニホールド３７１を有する。
冷媒排出部３７０は、各ケーシング３１２内に設けられている。冷媒排出部３７０は、ケーシング３１２内の排出側ヘッダ３３０側に設けられている。冷媒排出部３７０は、排出側マニホールド３７１を有する。
【0098】
排出側マニホールド３７１は、ケーシング３１２の排出側ヘッダ３３０側の側壁３１２ａに沿って幅方向Ｄｗに延びる管状の部材である。排出側マニホールド３７１の供給側ヘッダ３２０側の側壁には、該側壁３１２ａを貫通する導入孔３７２が設けられている。排出側マニホールド３７１内には、ケーシング３１２内の第一冷媒Ｒ１が導入孔３７２から導入される。排出側マニホールド３７１は、幅方向Ｄｗ一方側の端部で排出側分岐管３３２と連通している。排出側マニホールド３７１は、ケーシング３１２内から排出される第一冷媒Ｒ１を排出側ヘッダ３３０に導く。
【0099】
（第一冷媒の循環）
続いて、液浸冷却装置３１０内の第一冷媒Ｒ１の循環について説明する。
まず、冷媒圧送部３４０を稼動させると、供給側ヘッダ３２０からケーシング３１２内に第一冷媒Ｒ１が供給される。この時、第一冷媒Ｒ１は、複数のノズル３６２によってケーシング３１２内に噴出される。第一冷媒Ｒ１は、噴流としてケーシング３１２内を対向方向Ｄａに流れる。ケーシング３１２内の第一冷媒Ｒ１は、発熱体３を通過し、発熱体３と熱交換を行う。これにより、発熱体３が冷却される。一方で、第一冷媒Ｒ１は発熱体３の熱を受けて加熱される。その後、第一冷媒Ｒ１は、各ケーシング３１２から排出側ヘッダ３３０に導入される。第一冷媒Ｒ１は、冷媒圧送部３４０の圧力と自重によって、排出側ヘッダ３３０内を上方から下方に向けて流れる。
続いて、液浸冷却装置３１０内の第一冷媒Ｒ１の循環について説明する。
まず、冷媒圧送部３４０を稼動させると、供給側ヘッダ３２０からケーシング３１２内に第一冷媒Ｒ１が供給される。この時、第一冷媒Ｒ１は、複数のノズル３６２によってケーシング３１２内に噴出される。第一冷媒Ｒ１は、噴流としてケーシング３１２内を対向方向Ｄａに流れる。ケーシング３１２内の第一冷媒Ｒ１は、発熱体３を通過し、発熱体３と熱交換を行う。これにより、発熱体３が冷却される。一方で、第一冷媒Ｒ１は発熱体３の熱を受けて加熱される。その後、第一冷媒Ｒ１は、各ケーシング３１２から排出側ヘッダ３３０に導入される。第一冷媒Ｒ１は、冷媒圧送部３４０の圧力と自重によって、排出側ヘッダ３３０内を上方から下方に向けて流れる。
【0100】
一方で、伝熱管３５０内では、第二冷媒Ｒ２が下方から上方に向けて流れる。すなわち、第一冷媒Ｒ１と第二冷媒Ｒ２とは、上下方向で互いに逆方向に流れる。第一冷媒Ｒ１は、排出側ヘッダ３３０内を流通する過程で、第二冷媒Ｒ２と熱交換を行う。これにより、第一冷媒Ｒ１は冷却され、第二冷媒Ｒ２は加熱される。第二冷媒Ｒ２は、第一冷媒Ｒ１と熱交換を行った後、外部の熱交換器７に送られる。第二冷媒Ｒ２は、熱交換器７によって冷却されて、再び各伝熱管３５０に供給される。
【0101】
第一冷媒Ｒ１は、第二冷媒Ｒ２との熱交換によって冷却されると、冷媒圧送部３４０によって供給側ヘッダ３２０に再び圧送される。そして上述したように、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング３１２内に再び供給される。このようにして、第一冷媒Ｒ１は、液浸冷却装置３１０内を循環する。
【0102】
（作用効果）
本実施形態の液浸冷却装置３１０によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、液浸冷却装置３１０は、水平方向に延びる箱型をなして、内部に基板２が水平方向に延びるように配置された複数のケーシング３１２を有し、これらケーシング３１２が上下方向に配列されてなるケーシング群３１１と、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング３１２内にそれぞれ第一冷媒Ｒ１を導入可能な供給側ヘッダ３２０と、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング３１２のそれぞれから第一冷媒Ｒ１が導入される排出側ヘッダ３３０と、排出側ヘッダ３３０から供給側ヘッダ３２０に第一冷媒Ｒ１を圧送する冷媒圧送部３４０と、排出側ヘッダ３３０及び供給側ヘッダ３２０の少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とを熱交換させて第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管３５０と、を備える。
本実施形態の液浸冷却装置３１０によれば、以下の作用効果が発揮される。
本実施形態では、液浸冷却装置３１０は、水平方向に延びる箱型をなして、内部に基板２が水平方向に延びるように配置された複数のケーシング３１２を有し、これらケーシング３１２が上下方向に配列されてなるケーシング群３１１と、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング３１２内にそれぞれ第一冷媒Ｒ１を導入可能な供給側ヘッダ３２０と、ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、複数のケーシング３１２のそれぞれから第一冷媒Ｒ１が導入される排出側ヘッダ３３０と、排出側ヘッダ３３０から供給側ヘッダ３２０に第一冷媒Ｒ１を圧送する冷媒圧送部３４０と、排出側ヘッダ３３０及び供給側ヘッダ３２０の少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と第一冷媒Ｒ１とを熱交換させて第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管３５０と、を備える。
【0103】
これにより、上下方向に配列される複数のケーシング３１２に対して、伝熱管３５０を、ケーシング３１２に沿うように設けることができる。このため、液浸冷却装置３１０が水平方向に広がることを抑制することができる。したがって、液浸冷却装置３１０を水平方向に小型化することができる。また、第一冷媒Ｒ１の流路が水平方向にコンパクトにまとめられるので、第一冷媒Ｒ１の管理が容易となる。すなわち、第一冷媒Ｒ１の管理性を向上させることができる。
【0104】
本実施形態では、伝熱管３５０は、上下方向に延びている。
【0105】
これにより、ケーシング３１２の配列方向と伝熱管３５０の延在方向が一致する。このため、ケーシング３１２や伝熱管３５０等の液浸冷却装置３１０の構成の配置効率が向上される。さらに、上下方向に延びる供給側ヘッダ３２０と排出側ヘッダ３３０の内側に、伝熱管３５０を上下方向に延びるように設けることができるため、第一冷媒Ｒ１と第二冷媒Ｒ２とで熱交換が行われる距離を長くすることができる。したがって、液浸冷却装置３１０は、第一冷媒Ｒ１を良好に冷却することができる。よって、液浸冷却装置３１０の冷却効率を向上させることができる。
【0106】
本実施形態では、冷媒圧送部３４０は、排出側ヘッダ３３０の下部から供給側ヘッダ３２０に第一冷媒Ｒ１を圧送し、伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０の内側で延びるように設けられ、下方から上方に向かって第二冷媒Ｒ２が流通する。
【0107】
これにより、第一冷媒Ｒ１は、供給側ヘッダ３２０内を上方に向けて流れ、ケーシング３１２内に供給される。その後、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング３１２内から排出側ヘッダ３３０に排出され、排出側ヘッダ３３０内を下方に向けて流れる。一方で、第二冷媒Ｒ２は、排出側ヘッダ３３０内に設けられた伝熱管３５０内を上方に向けて流れる。よって、排出側ヘッダ３３０内において、第一冷媒Ｒ１の流れと第二冷媒Ｒ２の流れとは、互いに流通方向が反対向きの対向流となる。このため、第一冷媒Ｒ１と第二冷媒Ｒ２との熱交換効率が向上する。したがって、液浸冷却装置３１０は、第一冷媒Ｒ１をより一層良好に冷却することができる。よって、液浸冷却装置３１０の冷却効率をより一層向上させることができる。
また、伝熱管３５０が排出側ヘッダ３３０の内側に設けられているので、液浸冷却装置３１０は、伝熱管３５０で第一冷媒Ｒ１を冷却してから、冷媒圧送部３４０に第一冷媒Ｒ１を導くことができる。
また、伝熱管３５０が排出側ヘッダ３３０の内側に設けられているので、液浸冷却装置３１０は、伝熱管３５０で第一冷媒Ｒ１を冷却してから、冷媒圧送部３４０に第一冷媒Ｒ１を導くことができる。
【0108】
本実施形態では、供給側ヘッダ３２０は、ケーシング群３１１の水平方向一方側に設けられ、排出側ヘッダ３３０は、ケーシング群３１１の水平方向他方側に設けられ、各ケーシング３１２内に設けられた冷媒供給部３６０をさらに備え、冷媒供給部３６０は、供給側ヘッダ３２０から供給される第一冷媒Ｒ１を供給側ヘッダ３２０と排出側ヘッダ３３０との対向方向Ｄａに直交する水平方向である幅方向Ｄｗに導く供給側マニホールド３６１と、供給側マニホールド３６１に幅方向Ｄｗに複数が並設されるように設けられて、供給側マニホールド３６１内の第一冷媒Ｒ１を排出側ヘッダ３３０側に噴出可能なノズル３６２と、を有する。
【0109】
これにより、液浸冷却装置３１０は、第一冷媒Ｒ１を基板２の発熱体３に噴出することができる。さらに、第一冷媒Ｒ１の噴出方向に排出側ヘッダ３３０があるため、熱交換を終えた第一冷媒Ｒ１をスムーズに排出することができる。したがって、液浸冷却装置３１０は、ケーシング３１２内の第一冷媒Ｒ１の圧損を低減することができる。よって、液浸冷却装置３１０の冷却効率をより一層向上させることができる。
【0110】
なお、上述した第三実施形態では、ケーシング３１２は、上下方向に並んで７個配置されている場合について説明したが、これに限られるものではない。ケーシング３１２の個数は適宜変更可能である。
【0111】
なお、上述した第三実施形態では、冷媒圧送部３４０は、ケーシング群３１１の下方に設けられている場合について説明したが、これに限られるものではない。冷媒圧送部３４０は、ケーシング群３１１の上方に設けられていてもよい。この場合、冷媒圧送部３４０は、排出側ヘッダ３３０の上部から供給側ヘッダ３２０に第一冷媒Ｒ１を圧送する。
【0112】
なお、上述した第三実施形態では、伝熱管３５０は、排出側ヘッダ３３０の内側で延びるように設けられている場合ついて説明したが、これに限るものではない。伝熱管３５０は、供給側ヘッダ３２０の内側で延びるように設けられていてもよい。この場合、第一冷媒Ｒ１がケーシング３１２内に導入される直前に、第一冷媒Ｒ１が伝熱管３５０によって冷却される。このため、液浸冷却装置３１０は、ケーシング３１２内の発熱体３をより良好に冷却することができる。すなわち、液浸冷却装置３１０の冷却効率を向上させることができる。また、排出側ヘッダ３３０及び供給側ヘッダ３２０の両方の内側で延びるように設けられていてもよい。
【0113】
なお、上述した第三実施形態では、伝熱管３５０は、ケーシング群３１１に沿うように上下方向に延びて、水平方向に間隔を空けて複数本設けられている場合ついて説明したが、これに限るものではない。伝熱管３５０は、水平方向に延びて、ケーシング群３１１に沿うように上下方向に間隔を空けて複数本設けられていてもよい。
【0114】
なお、上述した第三実施形態では、ノズル３６２は、幅方向Ｄｗに並んで６個設けられている場合ついて説明したが、これに限るものではない。ノズル３６２の個数は適宜変更可能である。
【0115】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【0116】
＜付記＞
各実施形態に記載の液浸冷却装置１０、２１０、３１０は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の液浸冷却装置１０、２１０、３１０は、例えば以下のように把握される。
【0117】
（１）第１の態様に係る液浸冷却装置３１０は、基板２に設けられた発熱体３を冷却する液浸冷却装置３１０であって、水平方向に延びる箱型をなして、内部に前記基板２が水平方向に延びるように配置された複数のケーシング３１２を有し、これらケーシング３１２が上下方向に配列されてなるケーシング群３１１と、前記ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシング３１２内にそれぞれ第一冷媒Ｒ１を導入可能な供給側ヘッダ３２０と、前記ケーシング３１２に隣接するように上下方向に延びて、前記複数のケーシング３１２のそれぞれから前記第一冷媒Ｒ１が導入される排出側ヘッダ３３０と、前記排出側ヘッダ３３０から前記供給側ヘッダ３２０に前記第一冷媒Ｒ１を圧送する冷媒圧送部３４０と、前記排出側ヘッダ３３０及び前記供給側ヘッダ３２０の少なくとも一方の内側で延びて、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と前記第一冷媒Ｒ１とを熱交換させて前記第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管３５０と、を備える。
【0118】
これにより、上下方向に配列される複数のケーシング３１２に対して、伝熱管３５０を、ケーシング３１２に沿うように設けることができる。このため、液浸冷却装置３１０が水平方向に広がることを抑制することができる。
【0119】
（２）第２の態様の液浸冷却装置３１０は、（１）の液浸冷却装置３１０であって、前記伝熱管３５０は、上下方向に延びていてもよい。
【0120】
これにより、ケーシング３１２の配列方向と伝熱管３５０の延在方向が一致する。このため、ケーシング３１２や伝熱管３５０等の液浸冷却装置３１０の構成の配置効率が向上される。さらに、上下方向に延びる供給側ヘッダ３２０と排出側ヘッダ３３０の内側に、伝熱管３５０を上下方向に延びるように設けることができるため、第一冷媒Ｒ１と第二冷媒Ｒ２とで熱交換が行われる距離を長くすることができる。
【0121】
（３）第３の態様の液浸冷却装置３１０は、（２）の液浸冷却装置３１０であって、前記冷媒圧送部３４０は、前記排出側ヘッダ３３０の下部から前記供給側ヘッダ３２０に前記第一冷媒Ｒ１を圧送し、前記伝熱管３５０は、前記排出側ヘッダ３３０の内側で延びるように設けられ、下方から上方に向かって前記第二冷媒Ｒ２が流通してもよい。
【0122】
これにより、第一冷媒Ｒ１は、供給側ヘッダ３２０内を上方に向けて流れ、ケーシング３１２内に供給される。その後、第一冷媒Ｒ１は、ケーシング３１２内から排出側ヘッダ３３０に排出され、排出側ヘッダ３３０内を下方に向けて流れる。一方で、第二冷媒Ｒ２は、排出側ヘッダ３３０内に設けられた伝熱管３５０内を上方に向けて流れる。よって、排出側ヘッダ３３０内において、第一冷媒Ｒ１の流れと第二冷媒Ｒ２の流れとは、互いに流通方向が反対向きの対向流となる。このため、第一冷媒Ｒ１と第二冷媒Ｒ２との熱交換効率が向上する。
【0123】
（４）第４の態様の液浸冷却装置３１０は、（１）から（３）のいずれかの液浸冷却装置３１０であって、前記供給側ヘッダ３２０は、前記ケーシング群３１１の水平方向一方側に設けられ、前記排出側ヘッダ３３０は、前記ケーシング群３１１の水平方向他方側に設けられ、各前記ケーシング３１２内に設けられた冷媒供給部３６０をさらに備え、前記冷媒供給部３６０は、前記供給側ヘッダ３２０から供給される前記第一冷媒Ｒ１を前記供給側ヘッダ３２０と前記排出側ヘッダ３３０との対向方向Ｄａに直交する水平方向である幅方向Ｄｗに導く供給側マニホールド３６１と、前記供給側マニホールド３６１に前記幅方向Ｄｗに複数が並設されるように設けられて、前記供給側マニホールド３６１内の前記第一冷媒Ｒ１を前記排出側ヘッダ３３０側に噴出可能なノズル３６２と、を有してもよい。
【0124】
これにより、液浸冷却装置３１０は、第一冷媒Ｒ１を基板２の発熱体３に噴出することができる。さらに、第一冷媒Ｒ１の噴出方向に排出側ヘッダ３３０があるため、熱交換を終えた第一冷媒Ｒ１をスムーズに排出することができる。
【0125】
（５）第５の態様に係る液浸冷却装置１０、２１０は、基板２に設けられた発熱体３を冷却する液浸冷却装置１０、２１０であって、第一冷媒Ｒ１が貯留され、内部に前記基板２が水平方向に延びるように配置されたケーシング１１と、前記発熱体３に前記第一冷媒Ｒ１の噴流を供給する噴流供給部３０、２３０と、前記ケーシング１１を貫通し、内部を流通する第二冷媒Ｒ２と前記第一冷媒Ｒ１とで熱交換を行い前記第一冷媒Ｒ１を冷却する伝熱管５０と、を備える。
【0126】
これにより、液浸冷却装置１０、２１０は、発熱体３に第一冷媒Ｒ１の噴流を吹き付けて発熱体３をインピンジ冷却することができる。発熱体３に吹き付けられた第一冷媒Ｒ１は、伝熱管５０によって冷却されて再び発熱体３の冷却に用いられる。このように、本態様によれば、第一冷媒Ｒ１の循環をさせるために大規模な循環サイクルが不要となる。また、液浸冷却装置１０、２１０は、伝熱管５０によって、ケーシング１１に貯留された第一冷媒Ｒ１をケーシング１１内で冷却することができる。
【0127】
（６）第６の態様の液浸冷却装置１０は、（５）の液浸冷却装置１０であって、前記噴流供給部３０は、前記ケーシング１１の外部に設けられるとともに両端が前記ケーシング１１内と連通し、前記第一冷媒Ｒ１が流通可能な循環配管３１と、前記循環配管３１に設けられ、前記循環配管３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて前記第一冷媒Ｒ１を流通させるポンプ３２と、を有し、前記循環配管３１の他端３１ｂは、前記発熱体３と対向する位置に配置されていてもよい。
【0128】
これにより、ケーシング１１内の第一冷媒Ｒ１の流通方向が、循環配管３１の一端３１ａと他端３１ｂの設置箇所により設定される。
【0129】
（７）第７の態様の液浸冷却装置２１０は、（５）の液浸冷却装置２１０であって、前記噴流供給部２３０は、前記ケーシング１１内で前記発熱体３に対向する位置に配置され、回転軸２３５が前記発熱体３に向けて延びるプロペラ２３４であってもよい。
【0130】
これにより、噴流供給部２３０の全体が、ケーシング１１内に配置される。
【0131】
（８）第８の態様の液浸冷却装置１０、２１０は、（５）から（７）のいずれかの液浸冷却装置１０、２１０であって、前記ケーシング１１内で、前記伝熱管５０は、前記発熱体３よりも前記第一冷媒Ｒ１の流通方向の下流側に配置されてもよい。
【0132】
これにより、伝熱管５０内を流通する第二冷媒Ｒ２は、発熱体３を冷却した後の第一冷媒Ｒ１と熱交換を行うことができる。
【0133】
（９）第９の態様の液浸冷却装置１０、２１０は、（５）から（８）のいずれかの液浸冷却装置１０、２１０であって、前記伝熱管５０の内周面には、フィン５１が設けられていてもよい。
【0134】
これにより、第二冷媒Ｒ２と接触する伝熱管５０の内周面の表面積が増加する。
【符号の説明】
【0135】
１…サーバ ２…基板 ３…発熱体 ４…基部 ５…凹部 ６…発熱体本体 ７…熱交換器 ８…ラック １０…液浸冷却装置 １１…ケーシング １５…補助プロペラ ２０…ヒートシンク機構 ２１…第一伝熱板 ２２…グリース ２３…第二伝熱板 ２４…ヒートシンクフィン ３０…噴流供給部 ３１…循環配管 ３１ａ…一端 ３１ｂ…他端 ３２…ポンプ ３３…フィルタ ４０…ヘッダ管 ４１…供給ヘッダ管 ４２…戻りヘッダ管 ４３…母管 ４４…サブヘッダ ４４ａ…端部 ５０…伝熱管 ５１…フィン ２１０…液浸冷却装置 ２３０…噴流供給部 ２３４…プロペラ ２３５…回転軸 ２６０…ガイド ２６１…傾斜ガイド ２６２…水平ガイド ３１０…液浸冷却装置 ３１１…ケーシング群 ３１２…ケーシング ３１２ａ…側壁 ３１３…下側第二ヘッダ ３１４…上側第二ヘッダ ３１５…第一接続管 ３１６…第二接続管 ３１７…第三接続管 ３１８…第四接続管 ３２０…供給側ヘッダ ３２１…供給側ヘッダ本体 ３２２…供給側分岐管 ３３０…排出側ヘッダ ３３１…排出側ヘッダ本体 ３３２…排出側分岐管 ３４０…冷媒圧送部 ３５０…伝熱管 ３６０…冷媒供給部 ３６１…供給側マニホールド ３６２…ノズル ３７０…冷媒排出部 ３７１…排出側マニホールド ３７２…導入孔 Ｒ１…第一冷媒 Ｒ２…第二冷媒 Ｄａ…対向方向 Ｄｗ…幅方向
【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】