JP6278053B2

JP6278053B2 - 液浸冷却装置

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Publication number: JP6278053B2
Application number: JP2016064062A
Authority: JP
Inventors: 渡邉　雅之; 雅之渡邉; 久保　秀雄; 秀雄久保
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: US10015905B2; JP2017183344A; US20170280587A1

Description

本願が開示する技術は、液浸冷却装置に関する。

電子機器を冷却する冷却装置がある（例えば、特許文献１，２参照）。また、パネル材の貫通孔に貫通されるワイヤーの止水構造がある（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６０−１１７７６０号公報特開２００７−１０３８２０号公報特開２０１２−０８４２６０号公報

ところで、電子機器の冷却装置としては、冷媒槽に貯留された冷媒液に電子機器を浸す液浸冷却装置がある。この種の液浸冷却装置では、電子機器に接続されたケーブルは、冷媒槽に形成されたケーブル引出口から冷媒槽の外部へ引き出される。

ここで、冷媒液には、常温で蒸発し易いものがある。特に、電子機器によって冷媒液が加熱されると、冷媒液が蒸発し易くなる。そのため、ケーブル引出口とケーブルとの隙間から、冷媒液が蒸発した蒸発冷媒が冷媒槽の外部へ漏れる可能性がある。この対策としては、例えば、ケーブル引出口とケーブルとの隙間にシール材が充填することが考えられる。

しかしながら、例えば、ケーブル引出口に複数のケーブルが配線される場合は、隣接するケーブル間の隙間にシール材に充填されず、当該隙間から蒸発冷媒が漏れる可能性がある。

本願が開示する技術は、一つの側面として、冷媒液が蒸発した蒸発冷媒の漏れを抑制することを目的とする。

本願が開示する技術では、液浸冷却装置は、冷媒槽と、封止槽と、仕切部材とを備える。冷媒槽は、電子機器を浸す冷媒液を収容する。封止槽は、封止材を収容するとともに上部空間が冷媒槽に接続され、電子機器に接続されるケーブルが上部空間に配置される。仕切部材は、上部空間に配置されたケーブルの一部が液相状態の封止材に浸された状態で、上部空間を冷媒槽に通じる第１空間と、封止槽の外部に通じる第２空間と、に仕切る。

本願が開示する技術によれば、一つの側面として、冷媒液が蒸発した蒸発冷媒の漏れを抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係る液浸冷却システムを示すシステム構成図である。図２は、図１に示される液浸冷却装置を示す斜視図である。図３は、図２に示される液浸冷却装置を示す縦断面図である。図４Ａは、図３に示される冷媒槽蓋部及び封止槽蓋部が開けられた状態を示す縦断面図である。図４Ｂは、図４Ａに示される冷媒槽に電子機器を収容する過程を示す縦断面図である。図５Ａは、図４Ｂに示される封止槽を示す拡大断面図である。図５Ｂは、図５Ａに示される封止槽蓋部が閉じられた状態を示す断面図である。図６は、図５Ｂの６−６線断面図である。図７は、第２実施形態に係る封止槽を示す図５Ｂに対応する縦断面図である。図８は、第３実施形態に係る封止槽を示す図５Ｂに対応する縦断面図である。図９は、第１実施形態に係る封止槽の変形例を示す図３に対応する縦断面図である。図１０Ａは、蒸発抑制材を示す図３に対応する縦断面図である。図１０Ｂは、蒸発抑制材を示す図３に対応する縦断面図である。図１１は、第１実施形態に係る封止槽の変形例を示す図３の一部拡大図に対応する縦断面図である。図１２は、第１実施形態に係る封止槽の変形例を示す図５Ｂに対応する縦断面図である。図１３は、第１実施形態における仕切部材の変形例を示す斜視図である。図１４Ａは、第１実施形態の変形例における冷媒槽及び封止槽の蓋部が閉じられた状態示す図３に対応する縦断面図である。図１４Ｂは、第１実施形態の変形例における冷媒槽及び封止槽の蓋部が開かれた状態示す図３に対応する縦断面図である。

[第１実施形態]
以下、本願が開示する技術の第１実施形態について説明する。

（液浸冷却システム）
図１に示されるように、第１実施形態に係る液浸冷却システム１０は、液浸冷却装置１２と、冷媒冷却装置４０とを備える。これらの液浸冷却装置１２と冷媒冷却装置４０とは、循環路１６を介して互いに接続される。

（液浸冷却装置）
図２に示されるように、液浸冷却装置１２は、冷媒槽２０と、封止槽５０とを備える。冷媒槽２０は、冷媒液１４を収容する密閉容器（気密容器）とされる。この冷媒槽２０は、冷媒槽本体部２２と、冷媒槽蓋部２６とを有する。冷媒槽本体部２２は、上部に収容口３０（図４Ａ参照）を有する箱状の容器とされる。

冷媒槽本体部２２は、４つの側壁部２２Ｓを有する。図３に示されるように、冷媒槽本体部２２の４つの側壁部２２Ｓのうち所定の側壁部２２Ｓ１の上部には、接続口２４が形成される。接続口２４は、例えば、側壁部２２Ｓを厚み方向に貫通する矩形状の貫通孔とされる。

冷媒槽本体部２２には、冷媒液１４が収容（貯留）される。冷媒液１４は、接続口２４から漏れないように、収容口３０から冷媒槽本体部２２に収容される。また、冷媒槽本体部２２に冷媒液１４が収容された状態で、冷媒槽本体部２２（冷媒槽２０）の上部は、冷媒液１４がない空間（以下、「上部空間２０Ｕ」という）とされる。

冷媒液１４は、電気絶縁性及び熱伝導性を有し、かつ、常温で蒸発し易い液体（液状冷媒）とされる。なお、常温とは、例えば、液浸冷却装置１２が設置される地域の年間の平均気温を意味する。このような冷媒液１４としては、例えば、不活性のフッ素系液体（例えば、フロリナート（登録商標）及びノベック（登録商標））がある。

冷媒槽蓋部２６は、冷媒槽本体部２２の上端部に、ヒンジ部２８を介して取り付けられる。そして、図４Ａに示されるように、冷媒槽本体部２２に対して冷媒槽蓋部２６がヒンジ部２８を中心として回動することにより、冷媒槽本体部２２の収容口３０が開閉される。また、冷媒槽本体部２２の収容口３０の周縁部には、図示しないシール材が設けられる。これにより、冷媒槽蓋部２６が閉じられた状態では、冷媒槽蓋部２６と収容口３０の周縁部との隙間がシール材によって密閉される。

図３に示されるように、冷媒槽２０には、冷却対象物としての複数の電子機器３２が収容される。各電子機器３２は、収容口３０から冷媒槽本体部２２内に収容される。また、各電子機器３２は、冷媒液１４に浸けられた状態で、冷媒槽本体部２２に収容される。

各電子機器３２は、例えば、複数の電子部品が実装されたプリント基板と、プリント基板を収容する筐体とを有するサーバとされる。また、電子機器３２のプリント基板には、ケーブル３４が電気的に接続される。このケーブル３４は、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕから接続口２４を介して後述する封止槽５０の上部空間５０Ｕに配線される。

（冷媒冷却装置）
図１に示されるように、冷媒槽２０には、循環路１６を介して冷媒冷却装置４０が接続される。循環路１６は、内部に冷媒液１４が流れる配管等で形成される。また、循環路１６には、ポンプ１７が設けられる。このポンプ１７が駆動されると、冷媒槽２０と冷媒冷却装置４０との間で冷媒液１４が循環される。なお、図１に示される矢印ａは、冷媒液１４の循環方向を示す。

冷媒冷却装置４０は、例えば、冷凍サイクルを利用して冷媒液１４を冷却する冷凍機とされる。この冷媒冷却装置４０によって冷却された冷媒液１４と電子機器３２とが熱交換することにより、電子機器３２が冷却される。

具体的には、冷媒冷却装置４０は、凝縮器４２及び熱交換器４４を備える。凝縮器４２及び熱交換器４４は、冷媒循環路４６を介して互いに接続される。冷媒循環路４６は、例えば、内部に冷媒が流れる配管等によって形成される。なお、図１に示される矢印ｂは、冷媒の循環方向を示す。

また、冷媒循環路４６には、圧縮機（コンプレッサ）４８が設けられる。圧縮機４８は、熱交換器４４から凝縮器４２へ流れる気相状態の冷媒を圧縮する。凝縮器４２は、圧縮機４８で圧縮された気相状態の冷媒を冷却する図示しない冷却ファンを有する。この冷却ファンによって気相状態の冷媒を冷却することにより、冷媒が凝縮される。

また、冷媒循環路４６には、膨張弁４９が設けられる。膨張弁４９は、凝縮器４２から熱交換器４４へ流れる液相状態の冷媒を膨張し、減圧させる。熱交換器４４は、膨張弁４９で減圧された液相状態の冷媒と、循環路１６を流れる冷媒液１４とを熱交換させ、冷媒を気化させる。これにより、冷媒の気化潜熱が冷媒液１４から奪われ、当該冷媒液１４が冷却される。

熱交換器４４で気化された冷媒は、圧縮機４８によって圧縮された後、前述した凝縮器４２で凝縮される。このように圧縮機４８、凝縮器４２、膨張弁４９、及び熱交換器４４に冷媒を循環させることにより、冷媒液１４が冷却される。

なお、冷媒冷却装置は、例えば、冷媒の熱を大気に放出させることで、当該冷媒を冷却する冷却塔とされても良い。

（封止槽）
図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、封止槽５０は、冷媒槽２０に隣接して設けられる。封止槽５０は、封止液５８を収容する容器とされる。この封止槽５０は、封止槽本体部５２と、封止槽蓋部６０とを有する。封止槽本体部５２は、上部に封止槽開口５４を有する箱状の容器とされる。この封止槽本体部５２は、複数の側壁部５２Ｓ（図２参照）を有する。なお、封止槽本体部５２は、前述した冷媒槽本体部２２と側壁部２２Ｓ１を共有する。

また、封止槽本体部５２は、側壁部２２Ｓ１と対向する側壁部５２Ｓ１を有する。この側壁部５２Ｓ１の上部には、ケーブル３４を封止槽５０の外部へ引き出すためのケーブル引出口５６が形成される。ケーブル引出口５６は、例えば、側壁部５２Ｓ１を厚み方向に貫通する矩形状の開口とされる。

封止槽本体部５２の内部には、封止液５８が収容（貯留）される。封止液５８は、常温で蒸発し難く、冷媒液１４が溶け難い水又は油等の液体（液状封止材）が用いられる。この封止液５８は、接続口２４及びケーブル引出口５６から漏れないように、封止槽開口５４から封止槽本体部５２に収容される。なお、封止液５８には、例えば、藻及び苔等の発生を抑制する添加剤が添加されても良い。また、封止液５８は、封止材の一例である。

また、封止槽本体部５２に封止液５８が収容された状態で、封止槽本体部５２の上部は、封止液５８がない空間（以下、「上部空間５０Ｕ」という）とされる。この封止槽５０の上部空間５０Ｕは、接続口２４を介して前述した冷媒槽２０の上部空間２０Ｕと接続（連通）される。

封止槽蓋部６０は、封止槽本体部５２の上端部に、ヒンジ部６２を介して取り付けられる。この封止槽本体部５２がヒンジ部６２を中心として回動することにより、封止槽本体部５２の封止槽開口５４が開閉される。また、封止槽開口５４の周縁部には、図示しないシール材が設けられる。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、封止槽蓋部６０と封止槽開口５４の周縁部との隙間がシール材によって密閉される。

図５Ａに示されるように、封止槽蓋部６０には、仕切部材７０が設けられる。仕切部材７０は、仕切部７２と、押し部７６とを有する。仕切部７２は、板状に形成される。この仕切部７２は、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、封止槽蓋部６０の下面から下方へ延出するとともに、冷媒槽本体部２２の側壁部２２Ｓ１と対向する。

液浸冷却装置１２を真上から見た図６に示されるように、仕切部７２の横幅方向両側の端部７２Ｅには、シール材７４が設けられる。シール材７４は、仕切部７２の端部７２Ｅに沿って設けられる。このシール材７４は、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、封止槽本体部５２の側壁部５２Ｓの内壁面５２ＳＡに圧接される。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、仕切部７２の端部７２Ｅと封止槽本体部５２の内壁面５２ＳＡとの隙間が密閉される。

また、図５Ｂに示されるように、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、仕切部７２の下端部（延出方向の先端部）は、封止液５８に接触される（浸けられる）。これにより、仕切部材７０の仕切部７２によって、封止槽５０の上部空間５０Ｕが、第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。

第１空間５０Ｕ１は、仕切部７２に対する冷媒槽２０側に形成される。この第１空間５０Ｕ１は、接続口２４を介して冷媒槽２０の上部空間２０Ｕに接続（連通）される。また、冷媒槽蓋部２６及び封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕ及び封止槽５０の第１空間５０Ｕ１が、密閉空間（気密空間）とされる。なお、第１空間５０Ｕ１の下側は、封止液５８の液面５８Ｆによって塞がれる。

第２空間５０Ｕ２は、仕切部７２に対して冷媒槽２０と反対側に形成される。この第２空間５０Ｕ２は、ケーブル引出口５６を介して封止槽５０の外部に接続（連通）される。

仕切部７２の下端部には、押し部７６が設けられる。押し部７６の横断面形状は、半円形状を成す。この押し部７６は、封止槽５０の底部５０Ｌから離れた状態で、封止液５８に浸けられる。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、押し部７６と封止槽５０の底部５０Ｌとの間に、ケーブル３４の配線スペース７８が形成される。換言すると、仕切部材７０は、封止槽５０の底部５０Ｌとの間にケーブル３４の配線スペース７８を空けた状態で、封止槽５０の上部空間５０Ｕを仕切る。この配線スペース７８は、仕切部材７０の横幅方向（図２の矢印Ｗ方向）の全長に亘って形成される。

また、押し部７６の下面７６Ｌは、下方へ凸を成す湾曲面とされる。この下面７６Ｌによって、ケーブル３４が封止液５８中に沈められる。これにより、ケーブル３４の一部３４Ｘが、湾曲した状態で封止液５８に浸される。なお、押し部７６は、仕切部材７０の下端部の一例である。

ここで、湾曲したケーブル３４の一部（湾曲部）３４Ｘの曲率が所定値以上になると、当該一部３４Ｘが破損する可能性がある。この対策として本実施形態では、押し部７６の下面７６Ｌの曲率が、ケーブル３４が破損する所定の曲率未満とされる。これにより、押し部７６の下面７６Ｌに沿ってケーブル３４の一部３４Ｘが湾曲した場合に、当該一部３４Ｘの破損が抑制される。

次に、液浸冷却装置１２に対する電子機器３２の収容方法、及びケーブル３４の配線方法について説明する。

先ず、図４Ａに示されるように、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を開くとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を開く。これにより、冷媒槽本体部２２の収容口３０が開放されるとともに、封止槽本体部５２の封止槽開口５４が開放される。なお、冷媒槽２０の冷媒槽本体部２２には、所定量の冷媒液１４が予め収容される。これと同様に、封止槽の封止槽本体部５２には、所定量の封止液５８が予め収容される。

次に、作業者は、収容口３０から冷媒槽本体部２２の内部に電子機器３２を収容し、当該電子機器３２の下部を冷媒液１４に浸ける。この際、電子機器３２は、冷媒槽本体部２２の内壁面に設けられた図示しないガイドレールに沿って、冷媒槽本体部２２の内部に収容される。

次に、作業者は、封止槽５０のケーブル引出口５６及び冷媒槽２０の接続口２４にケーブル３４を通す。これにより、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕと封止槽５０の上部空間５０Ｕとに亘って、ケーブル３４が配線される。

次に、作業者は、ケーブル３４の端部に設けられた図示しないコネクタを、電子機器３２の上部に設けられた図示しないコネクタに電気的に接続する。この際、作業者は、電子機器３２のコネクタを冷媒液１４に浸ける前に、当該コネクタにケーブル３４のコネクタを接続する。その後、作業者は、電子機器３２を冷媒液１４中にさらに沈め、電子機器３２の全体を冷媒液１４に浸ける。

次に、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を閉じるとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を閉じる。これにより、冷媒槽本体部２２の収容口３０が閉塞（密閉）されるとともに、封止槽本体部５２の封止槽開口５４が閉塞（密閉）される。

ここで、図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、封止槽蓋部６０が閉じられると、封止槽蓋部６０の下面に設けられた仕切部材７０が、封止槽本体部５２に内部に挿入される。これにより、封止槽５０の上部空間５０Ｕに配置されたケーブル３４の一部３４Ｘが、仕切部材７０の押し部７６の下面７６Ｌによって封止液５８中に沈められる。この結果、ケーブル３４の一部３４Ｘが、押し部７６の下面７６Ｌに沿って湾曲した状態で封止液５８に浸される。

また、図６に示されるように、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、仕切部７２の横幅方向両側の端部７２Ｅに設けられたシール材７４が封止槽本体部５２の側壁部５２Ｓの内壁面５２ＳＡに圧接される。これにより、図５Ｂに示されるように、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、仕切部７２によって封止槽５０の上部空間５０Ｕが、第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。

また、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、封止液５８中にケーブル３４の配線スペース７８が形成される。具体的には、配線スペース７８は、仕切部材７０の押し部７６の下面７６Ｌと封止槽５０の底部５０Ｌとの間に形成される。この配線スペース７８には、押し部７６によって封止液５８中に沈められたケーブル３４の一部３４Ｘが配置される。そして、ケーブル３４は、配線スペース７８を介して第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２に亘って配線される。さらに、冷媒槽蓋部２６及び封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕ及び封止槽５０の第１空間５０Ｕ１が密閉空間とされる。

ここで、冷媒槽２０の冷媒液１４が蒸発すると、蒸発した気相状態の冷媒（以下、「蒸発冷媒１４Ｖ」という）が冷媒槽２０の上部空間２０Ｕ及び接続口２４を介して封止槽５０の第１空間５０Ｕ１に流れ込む。一方、第１空間５０Ｕ１は、前述したように、密閉空間とされる。これにより、蒸発冷媒１４Ｖが、配線スペース７８を介してケーブル引出口５６から封止槽５０の外部に漏れることが抑制される。

なお、蒸発冷媒１４Ｖは、封止液５８に溶ける可能性があるが、本実施形態の封止液５８は、蒸発冷媒１４Ｖが溶け難い液体とされる。これにより、蒸発冷媒１４Ｖが封止液５８に溶けることが抑制される。したがって、冷媒液１４の減少が抑制される。

次に、電子機器３２のメンテナンス方法の一例について説明する。

電子機器３２に実装された電子部品を作業者が交換等する場合には、次のようになる。すなわち、作業者は、先ず、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を開くとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を開く。これにより、冷媒槽２０の収容口３０が開放されるとともに、封止槽５０の封止槽開口５４が開放される。

次に、作業者は、冷媒槽２０の収容口３０から電子機器３２を引き上げ、当該電子機器３２に実装された電子部品等を交換する。この際、作業者は、電子機器３２に対してケーブル３４が適宜着脱する。

次に、作業者は、電子機器３２を冷媒槽本体部２２の内部に収容し、当該電子機器３２の全体を冷媒液１４に浸ける。次に、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を閉じるとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を閉じる。これにより、封止槽５０の上部空間５０Ｕに配線されたケーブル３４の一部３４Ｘが、仕切部材７０によって封止液５８中に沈められる。

また、作業者が封止槽蓋部６０を閉じると、封止槽５０の上部空間５０Ｕが仕切部材７０によって第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。これにより、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕ及び封止槽５０の第１空間５０Ｕ１が密閉空間とされる。この結果、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕから冷媒槽２０の第１空間５０Ｕ１に流れ込んだ蒸発冷媒１４Ｖが、配線スペース７８を介してケーブル引出口５６から封止槽５０の外部に漏れることが抑制される。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

本実施形態によれば、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、封止槽５０の上部空間５０Ｕに配置されたケーブル３４の一部３４Ｘが、仕切部材７０の押し部７６によって封止液５８中に沈められる。このケーブル３４の一部３４Ｘは、仕切部材７０の押し部７６の下面７６Ｌと、封止槽５０の底部５０Ｌとの間に形成された配線スペース７８に配置される。

また、封止槽蓋部６０が閉じられた状態では、封止槽５０の上部空間５０Ｕが、仕切部材７０の仕切部７２によって第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。第１空間５０Ｕ１は、ケーブル３４を通す接続口２４を介して冷媒槽２０の上部空間２０Ｕと接続されるが、これらの第１空間５０Ｕ１及び冷媒槽２０の上部空間２０Ｕは、密閉空間（気密空間）とされる。

これにより、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕから接続口２４を介して第１空間５０Ｕ１に流れ込んだ蒸発冷媒１４Ｖが、配線スペース７８を介してケーブル引出口５６から封止槽５０の外部に漏れることが抑制される。したがって、冷媒液１４の減少が抑制される。

一方、冷媒槽２０から接続口２４を介して封止槽５０の第１空間５０Ｕ１に配線されたケーブル３４は、封止液５８中に形成された配線スペース７８を介して第２空間５０Ｕ２に配線され、ケーブル引出口５６から封止槽５０の外部に引き出される。

このように本実施形態では、封止槽５０のケーブル引出口５６からケーブル３４を引き出しつつ、封止槽５０からの蒸発冷媒１４Ｖの漏れを抑制することができる。

また、封止液５８には、蒸発冷媒１４Ｖが溶け難い封止材が用いられる。これにより、第１空間５０Ｕ１の蒸発冷媒１４Ｖが封止液５８に溶ける量が低減されるため、冷媒液１４の減少が低減される。

さらに、本実施形態では、封止液５８中にケーブル３４の配線スペース７８が形成される。これにより、例えば、ケーブルの配線孔にシール材を充填する場合と比較して、本実施形態では、配線スペース７８を容易に密封（封止）することができる。

また、配線スペース７８に複数のケーブル３４を配線しても、隣り合うケーブル３４間の隙間が封止液５８で満たされる。したがって、配線スペース７８に複数のケーブル３４を配線しても、配線スペース７８をより確実に密封することができる。

また、配線スペース７８は、仕切部材７０の横幅方向の全長に亘って形成される。これにより、配線スペース７８に、多数のケーブル３４を容易に配線することができる。

さらに、封止液５８は、液体とされる。そのため、作業者は、仕切部材７０の押し部７６によってケーブル３４を封止液５８中に沈めることで、ケーブル３４を配線スペース７８に配線することができる。一方、作業者が配線スペース７８からケーブル３４を取り出す場合には、封止槽蓋部６０を開けて封止槽本体部５２から仕切部材７０を引き出すことにより、封止液５８中からケーブル３４を引き上げることができる。したがって、電子機器３２のメンテナンス等が容易となる。

[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成の部材等については、同符号を付して説明を適宜省略する。

図７に示されるように、第２実施形態に係る液浸冷却装置８０は、封止槽５０に収容される封止材８２として、ろう材を用いる。ろう材は、常温で固相状態（固体）であるが、加熱されると、溶融（溶解）して液相状態（液状）となる。また、液相状態のろう材が冷却されると、固相状態となる。

液浸冷却装置８０は、封止材８２を加熱する封止材加熱器８４を備える。封止材加熱器８４は、例えば、電気ヒータを有し、電源８６から電気の供給を受けて発熱する。この封止材加熱器８４は、封止槽５０の下に配置されており、当該封止槽５０の底部５０Ｌを介して封止槽５０に収容された封止材８２を加熱可能とされる。

次に、封止槽５０に対するケーブル３４の配線方法について説明する。

図７には、封止槽蓋部６０が閉じられ、かつ、封止材加熱器８４が停止した状態が示される。この状態では、仕切部材７０の押し部７６が封止材８２に浸けられた状態で、かつ、封止材８２中の配線スペース７８にケーブル３４が配線された状態で、当該封止材８２が固相状態となる。

この状態から、電子機器３２（図３参照）のメンテナンス等に伴って、封止槽５０からケーブル３４を取り出す場合には、先ず、作業者は、封止材加熱器８４を作動する。これにより、封止材加熱器８４によって、封止材８２が加熱される。そして、封止材８２の温度が所定値以上になると、封止材８２が溶融し、液相状態となる。この結果、封止材８２から仕切部材７０の押し部７６を引き上げ可能になる。

次に、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を開けるとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を開ける。これにより、封止槽５０の収容口３０が開放されるとともに、封止槽開口５４が開放される。また、作業者が封止槽蓋部６０を開けると、封止槽蓋部６０に設けられた仕切部材７０が、封止槽本体部５２から引き出される。

次に、作業者は、封止槽５０の封止材８２からケーブル３４を引き上げつつ、冷媒槽２０の封止液５８から電子機器３２を引き上げる。この状態で、作業者は、電子機器３２をメンテナンスする。

その後、作業者は、電子機器３２を冷媒槽２０の冷媒液１４中に沈め、当該電子機器３２の全体を冷媒液１４に浸ける。次に、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を閉じるとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を閉じる。これにより、冷媒槽２０の収容口３０が閉じられるとともに、封止槽５０の封止槽開口５４が閉じられる。

また、作業者が、封止槽蓋部６０を閉じると、封止槽蓋部６０に設けられた仕切部材７０が封止槽本体部５２内に収容される。そして、仕切部材７０の押し部７６によって、上部空間５０Ｕに配線されたケーブル３４の一部３４Ｘが、液相状態の封止材８２中に沈められるとともに、封止材８２中に形成された配線スペース７８に配置される。また、封止槽５０の上部空間５０Ｕが、仕切部材７０の仕切部７２によって第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。

次に、作業者は、封止材加熱器８４の作動を停止する。これにより、封止材８２の温度が徐々に低下し、固相状態となる。

ここで、封止材８２が固相状態になると、第１空間５０Ｕ１の蒸発冷媒１４Ｖが封止材９２に溶け込むことが抑制される。したがって、冷媒液１４の減少が低減される。

また、封止材８２が固相状態になると、封止材８２に仕切部材７０の押し部７６が固定される。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、ロックされる。したがって、作業者の意図に反して、封止槽蓋部６０が開かれることが抑制される。

[第３実施形態]
次に、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成の部材等については、同符号を付して説明を適宜省略する。

図８に示されるように、第３実施形態に係る液浸冷却装置９０は、封止槽５０に収容される封止材９２として、水等の液体を用いる。

また、液浸冷却装置９０は、封止材９２を冷却する封止材冷却器９４を備える。封止材冷却器９４は、例えば、ペルチェ素子（熱電素子）を有し、電源９６から電気の供給を受けて冷却作用を奏する。この封止材冷却器９４は、封止槽５０の下に配置されており、当該封止槽５０の底部５０Ｌを介して封止槽５０に収容された封止材９２を冷却可能とされる。

図８には、封止槽蓋部６０が閉じられ、かつ、封止材冷却器９４が作動した状態が示される。この状態では、封止材冷却器９４によって封止材９２が冷却される。これにより、仕切部材７０の押し部７６が封止材９２に浸けられた状態で、かつ、封止材９２中の配線スペース７８にケーブル３４の一部３４Ｘが配線された状態で、当該封止材９２が凍結状態（固相状態）となる。

この状態から、電子機器３２（図３参照）のメンテナンス等に伴って、封止槽５０からケーブル３４を取り出す場合には、先ず、作業者は、封止材冷却器９４の作動を停止する。これにより、封止材冷却器９４による封止材９２の冷却が停止される。そして、封止材９２の温度が所定値以上になると、封止材９２が溶融し、液相状態となる。この結果、封止材９２から仕切部材７０の押し部７６が引き上げ可能になる。

次に、作業者は、冷媒槽２０の冷媒槽蓋部２６を開けるとともに、封止槽５０の封止槽蓋部６０を開ける。これにより、冷媒槽２０の収容口３０が開放されるとともに、封止槽５０の封止槽開口５４が開放される。また、作業者が封止槽蓋部６０を開けると、封止槽蓋部６０に設けられた仕切部材７０が、封止槽本体部５２から引き出される。

次に、作業者は、封止槽５０の封止材９２からケーブル３４を引き上げつつ、冷媒槽２０の封止液５８から電子機器３２を引き上げる。この状態で、作業者は、電子機器３２をメンテナンスする。

また、作業者が、封止槽蓋部６０を閉じると、封止槽蓋部６０に設けられた仕切部材７０が封止槽本体部５２内に収容される。そして、仕切部材７０の押し部７６によって、上部空間５０Ｕに配線されたケーブル３４の一部３４Ｘが、液相状態の封止材９２中に沈められるとともに、封止材９２中に形成された配線スペース７８に配置される。また、封止槽５０の上部空間５０Ｕが、仕切部材７０の仕切部７２によって第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切られる。

次に、作業者は、封止材冷却器９４を作動し、当該封止材冷却器９４に封止材９２を冷却させる。これにより、封止材９２の温度が徐々に低下し、凍結状態（固相状態）となる。

ここで、封止材９２が凍結すると、第１空間５０Ｕ１の蒸発冷媒１４Ｖが封止材９２に溶け込むことが抑制される。したがって、冷媒液１４の減少が低減される。

また、封止材９２が凍結すると、封止材９２に仕切部材７０の押し部７６が固定される。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、ロックされる。したがって、作業者の意図に反して、封止槽蓋部６０が開かれることが抑制される。

[変形例]
次に、上記第１〜第３実施形態の変形例について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は、第２，第３実施形態にも適宜適用可能である。

先ず、図９に示される変形例では、第１実施形態と比較して、冷媒槽２０に対する封止槽５０の大きさが大きくされる。具体的には、封止槽５０の高さＨ２が、第１実施形態に封止槽５０の高さＨ１（図５Ａ参照）よりも高くされる。

ここで、封止液５８は、常温では蒸発し難いが、僅かに蒸発する。そして、蒸発した封止液５８は、ケーブル引出口５６から封止槽５０の外部へ流出する。そのため、封止槽５０内の封止液５８は、時間の経過に伴って、徐々に減少する。したがって、封止槽５０には、封止液５８が定期的に補充される。

これに対して図９に示される変形例では、第１実施形態よりも多量の封止液５８を封止槽５０に収容（貯留）することができる。そのため、封止槽５０に対する封止液５８の補充間隔が長くなる。したがって、封止槽５０のメンテナンスが容易となる。

また、図９に示される変形例では、封止槽５０の高さＨ２に応じて仕切部材１００も長くされる。この仕切部材１００は、仕切部１０２と、押し部１０４とを有する。なお、押し部１０４は、仕切部材１００の下端部の一例である。

一方、封止槽蓋部６０の中央部には、当該封止槽蓋部６０を厚み方向（上下方向）に貫通する挿入孔１０６が形成される。この挿入孔１０６に、仕切部材１００の仕切部１０２がスライド可能に挿入される。なお、仕切部１０２と挿入孔１０６との隙間は、ゴム等のシール材１０８によってシールされる。

ここで、仕切部材１００は、封止槽蓋部６０に対し、当該封止槽蓋部６０の厚み方向にスライド可能とされる。これにより、封止槽蓋部６０が閉じられた状態で、仕切部材１００によって、封止槽５０の上部空間５０Ｕを第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とに仕切るとともに、上部空間５０Ｕに配線されたケーブル３４の一部３４Ｘを封止液５８内に沈めることができる。

また、作業者は、封止槽５０に配線されるケーブル３４の本数に応じて、封止槽蓋部６０に対する仕切部材１００のスライド量を増減することで、押し部１０４と封止槽５０の底部５０Ｌとの間の配線スペース７８の大きさを調整することができる。したがって、封止槽５０の汎用性が向上する。

次に、図１０Ａに示される変形例では、封止槽５０に、複数の蒸発抑制材１２０が収容される。複数の蒸発抑制材１２０は、球状に形成される。また、蒸発抑制材１２０は、スポンジ又は発泡材のように、封止液５８よりも比重が軽い材料で形成される。これにより、蒸発抑制材１２０は、封止液５８の液面５８Ｆに浮かんだ状態で封止槽５０に収容される。

ここで、封止液５８の液面５８Ｆには、上記のように複数の蒸発抑制材１２０が浮かべられる。これにより、封止液５８の液面５８Ｆと封止槽５０の上部空間５０Ｕ内の気体との接触面積が減少する。この結果、封止液５８が蒸発し難くなる。したがって、封止液５８の減少が低減される。

なお、図１０Ｂに示されるように、蒸発抑制材１２２は、板状又はシート状であっても良いし、他の形状であっても良い。

ところで、図１１に示されるように、冷媒槽２０の冷媒液１４が蒸発すると、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕの内圧が上昇するととともに、封止槽５０の第１空間５０Ｕ１の内圧Ｐが上昇する。この結果、二点鎖線で示されるように、封止槽５０の第２空間５０Ｕ２側の封止液５８の液面５８Ｆが上昇し、封止液５８がケーブル引出口５６から封止槽５０の外部へ漏れる可能性がある。

この対策として、図１１に示される変形例では、冷媒槽２０は、上部空間２０Ｕの内圧を調整する内圧調整孔１３０を有する。内圧調整孔１３０は、冷媒槽蓋部２６を厚み方向に貫通する貫通孔とされる。この内圧調整孔１３０により、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕが大気に開放される。この結果、冷媒槽２０の上部空間２０Ｕの内圧上昇が抑制されるとともに、封止槽５０の第１空間５０Ｕ１の内圧Ｐの上昇が抑制される。この結果、封止槽５０の第２空間５０Ｕ２側の封止液５８の液面５８Ｆの上昇が抑制される。したがって、封止槽５０内の封止液５８が、ケーブル引出口５６から封止槽５０の外部へ漏れることが抑制される。

また、仕切部材７０は、第１空間５０Ｕ１の内圧を調整する内圧調整孔１３２を有する。内圧調整孔１３２は、仕切部材７０の仕切部７２を厚み方向に貫通する貫通孔とされる。この内圧調整孔１３２によって、第１空間５０Ｕ１と第２空間５０Ｕ２とが互いに接続（連通）される。この内圧調整孔１３２によって、第１空間５０Ｕ１が第２空間５０Ｕ２及びケーブル引出口５６を介して大気に開放される。これにより、封止槽５０の第１空間５０Ｕ１の内圧上昇が抑制される。したがって、ケーブル引出口５６から封止槽５０の外部へ漏れることがさらに抑制される。

なお、内圧調整孔１３０，１３２の数及び配置は、適宜変更可能である。例えば、内圧調整孔は、冷媒槽本体部２２の側壁部２２Ｓに形成されても良い。また、例えば、内圧調整孔は、封止槽５０の封止槽蓋部６０に形成されても良い。

次に、図１２に示される変形例では、封止槽５０にケーブル保持部１４０が設けられる。ケーブル保持部１４０は、封止槽５０の底部５０Ｌから上方へ延出される。このケーブル保持部１４０の上端部には、フック状に屈曲されたフック部１４０Ａが設けられる。このフック部１４０Ａには、ケーブル３４が引っ掛けられる。これにより、ケーブル３４が封止液５８中に保持される。そのため、図１２に示される変形例では、仕切部材７０の押し部７６（図５Ｂ参照）を省略することができる。したがって、仕切部材７０の構造が単純化される。

また、図１２に示される変形例では、作業者が封止槽蓋部６０を開けた場合に、ケーブル３４が封止槽５０の封止槽開口５４から飛び出すことが抑制される。

次に、図１３に示される変形例では、仕切部材７０の仕切部７２に、ケーブル保持部１４２が設けられる。ケーブル保持部１４２は、仕切部７２の端部７２Ｅに形成されたＵ字状の溝とされる。このケーブル保持部１４２内にケーブル３４が挿入されると、仕切部材７０によってケーブル３４が保持される。

これにより、封止槽蓋部６０が開けられた場合に、ケーブル３４が封止槽５０の封止槽開口５４から飛び出すことが抑制される。なお、図１３に示される仕切部材７０には、押し部７６が設けられていない。また、図１３に示される変形例では、仕切部材７０の下端部を封止槽５０の底部５０Ｌに接触させることができる。

次に、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される変形例では、冷媒槽蓋部２６と封止槽蓋部６０とが一体化される。具体的には、冷媒槽２０及び封止槽５０は、冷媒槽本体部２２と封止槽本体部５２とに亘る蓋部１５０を有する。この蓋部１５０は、冷媒槽本体部２２の上端部にヒンジ部１５２を介して取り付けられる。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示される変形例では、１つの蓋部１５０を開閉するため、冷媒槽蓋部２６及び封止槽蓋部６０をそれぞれ開閉する場合と比較して、蓋部１５０の開閉作業の手間が低減される。

また、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される変形例では、冷媒槽２０及び封止槽５０が共有する側壁部２２Ｓ１（境界壁部）には、上方が開放された溝状の接続口１５４が形成される。これにより、接続口１５４にケーブル３４を配線し易くなる。したがって、電子機器３２（図３参照）のメンテナンス等が容易となる。

また、上記第１実施形態では、冷媒槽蓋部２６は、ヒンジ部２８を介して冷媒槽本体部２２に取り付けられる。しかし、冷媒槽蓋部２６は、ヒンジ部２８を介さずに、冷媒槽本体部２２に着脱可能に取り付けられても良い。これと同様に、封止槽蓋部６０は、ヒンジ部６２を介さずに、封止槽蓋部６０に着脱可能に取り付けられても良い。

また、上記第１実施形態では、仕切部材７０に押し部７６の下面７６Ｌが湾曲面とされる。しかし、押し部７６の下面７６Ｌの形状は、適宜変更可能であり、例えば、平坦面とされても良い。また、押し部７６は、仕切部材７０から省略されても良い。

また、上記第１実施形態では、冷媒槽２０及び封止槽５０が側壁部２２Ｓ１を共有する。しかし、冷媒槽２０及び封止槽５０には、別々の側壁部が設けられても良い。この場合、冷媒槽２０と封止槽５０の上部空間５０Ｕとは、例えば、接続路を介して接続される。また、ケーブル引出口５６の位置及び形状は、適宜変更可能である。

以上、本願が開示する技術の一実施形態について説明したが、本願が開示する技術は上記の実施形態に限定されるものでない。また、上記実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本願が開示する技術の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

なお、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）
電子機器を浸す冷媒液を収容する冷媒槽と、
封止材を収容するとともに上部空間が前記冷媒槽に接続され、前記電子機器に接続されるケーブルが前記上部空間に配置される封止槽と、
前記上部空間に配置された前記ケーブルの一部が液相状態の前記封止材に浸された状態で、該上部空間を前記冷媒槽に通じる第１空間と、前記封止槽の外部に通じる第２空間と、に仕切る仕切部材と、
を備える液浸冷却装置。
（付記２）
前記封止槽は、
上部に封止槽開口を有し、前記封止材を収容する封止槽本体部と、
前記封止槽開口を開閉する封止槽蓋部と、
を有し、
前記仕切部材は、前記封止槽蓋部に設けられ、該封止槽蓋部が前記封止槽開口を閉じた状態で前記上部空間を仕切る、
付記１に記載の液浸冷却装置。
（付記３）
前記封止槽蓋部は、ヒンジ部を介して封止槽本体部に連結され、該ヒンジ部を中心とした回動に伴って前記封止槽開口を開閉する、
付記２の記載の液浸冷却装置。
（付記４）
前記仕切部材は、前記封止槽蓋部に対して該封止槽蓋部の厚み方向にスライドする、
付記２に記載の液浸冷却装置。
（付記５）
前記仕切部材が前記上部空間を仕切った状態で、該仕切部材の下端部は、前記封止材に接触される、
付記１〜付記４の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記６）
前記仕切部材が前記上部空間を仕切った状態で、該仕切部材の下端部は、液相状態の前記封止材に浸けられる、
付記１〜付記４の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記７）
前記仕切部材は、該仕切部材の前記下端部と前記封止槽の底部との間に前記ケーブルの配線スペースを空けた状態で、前記上部空間を仕切る、
付記５又は付記６に記載の液浸冷却装置。
（付記８）
前記仕切部材の前記下端部の下面は、下方へ凸を成す湾曲面を有する、
付記５〜付記７の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記９）
液相状態の前記封止材の液面に浮く蒸発抑制材を備える、
付記１〜付記８の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１０）
前記封止槽は、前記第１空間を大気に開放する内圧調整孔を有する、
付記１〜付記９の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１１）
前記仕切部材は、前記第１空間と前記第２空間とを接続する内圧調整孔を有する、
付記１〜付記１０の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１２）
前記冷媒槽は、該冷媒槽の上部空間を大気に開放する内圧調整孔を有する、
付記１〜付記１１の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１３）
前記封止槽は、前記第１空間と前記冷媒槽とを接続するとともに、前記ケーブルを通す接続口を有する、
付記１〜付記１２の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１４）
前記封止槽は、前記第２空間から該冷媒槽の外部に前記ケーブルを引き出すケーブル引出口を有する、
付記１〜付記１３の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１５）
前記仕切部材は、前記ケーブルを保持した状態で、該ケーブルを液相状態の前記封止材内に浸すケーブル保持部を有する、
付記１〜付記１４の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１６）
前記封止材は、液体とされ、
前記封止材を冷却し、該封止材を固相状態にする封止材冷却器を有する、
付記１〜付記１５の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１７）
前記封止材は、固体とされ、
前記封止材を加熱し、該封止材を液相状態にする封止材加熱器を有する、
付記１〜付記１５の何れか１つに記載の液浸冷却装置。
（付記１８）
前記冷媒槽は、
前記電子機器を収容する収容口を上部に有し、該電子機器及び前記冷媒液を収容する冷媒槽本体部と、
前記収容口を開閉する冷媒槽蓋部と、
を有する、
付記１〜付記１７の何れか１つに記載の液浸冷却装置。

１０液浸冷却システム
１２液浸冷却装置
１４冷媒液
１６循環路
２０冷媒槽
２０Ｕ上部空間
２２冷媒槽本体部
２４接続口
２６冷媒槽蓋部
３０収容口
３２電子機器
３４ケーブル
４０冷媒冷却装置
５０封止槽
５０Ｌ底部（封止槽の底部の一例）
５０Ｕ上部空間
５０Ｕ１第１空間
５０Ｕ２第２空間
５２封止槽本体部
５４封止槽開口
５６ケーブル引出口
５８封止液（封止材の一例）
５８Ｆ液面（封止液の液面の一例）
６０封止槽蓋部
６２ヒンジ部
７０仕切部材
７６押し部（仕切部材の下端部の一例）
７６Ｌ下面（押し部の下面の一例）
７８配線スペース
８０液浸冷却装置
８２封止材
８４封止材加熱器
９０液浸冷却装置
９２封止材
９４封止材冷却器
１００仕切部材
１０４押し部（仕切部材の下端部の一例）
１２０蒸発抑制材
１２２蒸発抑制材
１３０内圧調整孔
１３２内圧調整孔
１４２ケーブル保持部
１５４配線口

Claims

電子機器を浸す冷媒液を収容する冷媒槽と、
封止材を収容するとともに上部空間が前記冷媒槽に接続され、前記電子機器に接続されるケーブルが前記上部空間に配置される封止槽と、
前記上部空間に配置された前記ケーブルの一部が液相状態の前記封止材に浸された状態で、該上部空間を前記冷媒槽に通じる第１空間と、前記封止槽の外部に通じる第２空間と、に仕切る仕切部材と、
を備える液浸冷却装置。
前記封止槽は、
上部に封止槽開口を有し、前記封止材を収容する封止槽本体部と、
前記封止槽開口を開閉する封止槽蓋部と、
を有し、
前記仕切部材は、前記封止槽蓋部に設けられ、該封止槽蓋部が前記封止槽開口を閉じた状態で前記上部空間を仕切る、
請求項１に記載の液浸冷却装置。
前記封止槽蓋部は、ヒンジ部を介して封止槽本体部に連結され、該ヒンジ部を中心とした回動に伴って前記封止槽開口を開閉する、
請求項２の記載の液浸冷却装置。
前記仕切部材は、前記封止槽蓋部に対して該封止槽蓋部の厚み方向にスライドする、
請求項２に記載の液浸冷却装置。
前記仕切部材が前記上部空間を仕切った状態で、該仕切部材の下端部は、前記封止材に接触される、
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の液浸冷却装置。
前記仕切部材は、該仕切部材の前記下端部と前記封止槽の底部との間に前記ケーブルの配線スペースを空けた状態で、前記上部空間を仕切る、
請求項５に記載の液浸冷却装置。
液相状態の前記封止材の液面に浮く蒸発抑制材を備える、
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の液浸冷却装置。
前記封止材は、液体とされ、
前記封止材を冷却し、該封止材を固相状態にする封止材冷却器を有する、
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の液浸冷却装置。
前記封止材は、固体とされ、
前記封止材を加熱し、該封止材を液相状態にする封止材加熱器を有する、
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の液浸冷却装置。