CN110087443B - 利用集成的精密空气流动的计算机服务器 - Google Patents

Abstract

公开了用于有利地冷却计算机设备305的系统、方法和机架支座部分。机架支座200包括中空本体210、212，所述中空本体可以由盒2416形成。来自气流源5204的气体被引导至机架支座的主体中并随后进入到计算机设备的封闭壳体中。气流随后被引导离开计算机设备，用于再循环、排放或者其它目的。

Description

利用集成的精密空气流动的计算机服务器

技术领域

本公开涉及一种计算机服务器机架，并且更特别地涉及一种计算机服务器机架系统，所述计算机服务器机架系统能够用于将空气流有效地引导到诸如服务器和其它网络装置的电子设备，用于散热。

背景技术

现有的机架安装式服务器系统包括服务器机架和接收在服务器机架中的多个服务器单元。典型地，每个服务器单元均利用一对安装托架或者轨道安装到服务器机架，该对安装托架或者轨道分别固定到服务器机架的相对两侧壁的内表面。已经付出许多努力将空气和其它流体引导到电子设备，以辅助散热。

发明内容

根据本发明的服务器机架包括框架，所述框架包括位于装置的前侧和后侧上的中空管状支撑支柱。前侧面板和后侧面板位于前支柱和后支柱之间。面板接收一整套盒，所述盒具有阀构件，以便控制空气从后腔体通过盒中的通道、通过轨道并且进入到服务器中的流动。用于接收服务器的多个侧轨道附接到前支柱和后支柱。轨道具有穿过侧壁的通道，该通道对应于设置在服务器的侧壁上的通道。

在一优选实施例中，将经过空气调节的空气通过设置在上表面和下表面上的通道引入到前侧面板。接下来，空气从前侧面板行进通过设置为穿过盒构件的一个或多个通道，并且随后通过设置在服务器的侧向侧壁上的通道进入到服务器的前部段中。空气从服务器的前部段行进通过服务器至后部段，并且随后通过侧向侧壁中的通道离开到达设置在后面板中的盒。接下来，空气返回到空气调节器单元以便再循环。

在一实施例中，服务器机架高大约6英尺并且设计成以4.445cm(1.75英寸)的增量容纳42个服务器单元。轨道构件设置在侧面板上的每个单元分段处并且支撑服务器。在下文进一步讨论的实施例中，穿过盒的通道具有至少一个阀构件，所述阀构件能够独立地机电控制或者手动控制。当在特定轨道单元中没有设置服务器时或者当在特定服务器单元中用其它方法适当地控制温度时，可以关闭孔。在实施例中，控制器响应来自温度计的信号自动打开或关闭设置在盒中的阀构件。

像这样，应当理解，可以根据服务器的冷却需求为每个服务器可变地打开和关闭阀或通道。此外，如在此讨论的那样，可以使用阻尼器或挡堰布置来控制通过孔的空气流动的程度。因此，在实施例中，设置有本地控制器，本地控制器可以从读取服务器的温度的温度计接收输入信息并且可以相应地调节阀孔的打开和关闭。可替代地，可以手动调节阻尼器。在其它实施例中，中央控制器接收来自多个服务器机架的信号。

支柱上的开口中的每个开口均设置有可释放的密封件，以根据服务器的特定构造阻挡流动。在实施例中，柔性歧管从支柱延伸，以将流体引导到设置在服务器上的进入区域以及从所述进入区域引导流体。尽管优选实施例构思的是使用空气流，但是在实施例中，框架可构造成接收液体并且支柱和歧管将流体引导到热交换元件，所述热交换元件接合相应服务器。

在其它实施例中，机架构造成允许液体流和空气流两者。

在此公开了一种服务器设施，所述服务器设施包括：建筑物，所述建筑物限定了封闭的建筑物内部并且具有建筑物进入管道和输出管道，所述进入管道用于使得气体在所述建筑物内封闭运动，所述输出管道用于将气体排放到热储器；服务器机架支座，所述机架支座包括侧向支撑构件，所述侧向支撑构件限定了内部空隙、与所述建筑物进入管道流体地连通的气流进入通道以及与所述建筑物输出管道流体地连通的气流输出通道；大体上密封的计算机，所述计算机适于可释放地固定在所述服务器机架支座的侧向支撑构件之间，所述计算机具有壳体，所述壳体限定了气流进入开口和气流输出开口，所述气流进入开口和所述气流输出开口的尺寸设计成在所述固定时分别邻近所述气流进入通道和所述气流输出通道定位；服务器管道，所述服务器管道形成了所述气流进入开口和所述气流进入通道之间以及所述气流输出开口和所述气流输出通道之间的密封连接；和气流源，所述气流源用于将空气从所述建筑物进入管道推动到所述热储器，并且其中，所述服务器机架支座包括：面板，所述面板限定了所述内部空隙和一对外周支柱；和至少一个盒，所述盒可移除地定位在所述侧向支柱之间，限定了所述气流出口和所述服务器机架空隙的侧壁。

在一个实施例中，服务器机架支座包括侧向支柱，所述侧向支柱在所述支柱中限定了中空室，所述中空室与所述建筑物进入管道和所述支座内部空隙流体地连通。在另一个实施例中，所述支座包括所述空隙侧壁，由多个所述盒构成。在又一个实施例中，所述盒包括选择性致动阻挡构件，所述选择性致动阻挡构件适于阻挡气流从所述支座空隙进入到所述壳体中。

该设施还包括支座轨道，所述支座轨道将所述计算机固定到所述盒，其中，所述支座轨道包括轨道通道，所述通道对应于以下两者：(i)所述壳体的气流进入开口和所述壳体的气流输出开口中的至少一个；和(ii)所述气流进入通道和所述气流输出通道中的至少一个。

设施还可以包括温度传感器，所述温度传感器与所述阻挡构件电气地通信并且基于所述温度致动所述阻挡构件。

在一个实施例中，所述机架支座支撑多个大体上密封的计算机，所述计算机中的每个计算机均适于可释放地固定在所述服务器机架支座的侧向支撑构件之间并且具有所述壳体，所述壳体限定了所述气流进入开口和所述气流输出开口，所述气流进入开口和所述气流输出开口的尺寸设计成在所述固定时分别邻近所述气流进入通道和所述气流输出通道定位。

在一个实施例中，热储器与所述气流源流体地连通。在另一个实施例中，气流源与冷源流体地连通。在又一个实施例中，热储器与建筑物排放部流体地连通，用于将加热的气体排放到所述建筑物外部。

还公开了一种用于冷却计算机设备的方法，所述方法包括：从气流源推动空气进入容纳计算机的建筑物内；将密封的建筑物管道内的气流导引到中空服务器支座部分的流入室中，所述支座支撑所述计算机中的至少一个；将气流从所述支座室引导通过服务器管道进入到所述计算机的密封壳体中；以及将气流从所述计算机壳体移动通过所述建筑物管道至所述支座部分外部的热储器。在一个实施例中，在此公开的用于冷却计算机设备的方法还包括将气流从所述计算机壳体传送至所述中空服务器支座部分的流出室中的步骤，并且所述引导步骤包括将气流从所述流出室引导到所述热储器。在另一个实施例中，在此公开的用于冷却计算机设备的方法还包括将气流从所述计算机壳体传送至附加(supplemental)中空服务器支座部分的流出室的步骤，所述引导步骤包括将气流从所述流出室引导到所述热储器。

在一个实施例中，在此公开的用于冷却计算机设备的方法还包括：由多个支座盒制造所述流出室的步骤，所述盒中的每个均构成了所述服务器管道和所述流入室的侧壁两者；和由多个支座盒构造所述流入室的步骤，所述盒中的每个均构成了所述流入室的侧壁和所述服务器管道两者。

在一个实施例中，所述引导步骤包括通过致动阻挡构件选择性地阻挡所述服务器管道而将气流从所述支座室引导到所述计算机的所述密封壳体中；所述移动步骤包括将气流从所述计算机壳体通过所述建筑物管道移动至与所述气流源流体地连通的热储器；所述移动步骤包括将气流从所述计算器壳体通过所述建筑物管道移动至与所述建筑物的外部流体地连通的热储器，以便将加热的气体排放到所述建筑物的外部。

还公开了一种服务器机架支座部分，所述服务器机架支座部分包括：竖直支撑支柱，所述竖直支撑支柱具有支柱高度并且限定了中央支撑空隙，其中所述支柱包括大体上密封的内部腔体和限定了第一开口以及第二开口的表面，所述第一开口朝向所述空隙定向；与所述第二开口流体地连通的气流管道；和至少一个盒，所述盒的盒高度小于所述支柱高度的一半，所述盒适于密封地固定至所述支柱以及固定于所述支柱之间，并且适于支撑计算机侧向固定于所述盒，所述盒限定了所述第一开口并限定了所述空隙的外周边界；并且其中，所述服务器机架支座部分包括面板，所述面板限定了所述内部空隙和一对外周支柱；并且所述盒适于可移除地定位在所述侧向支柱之间，所述盒限定了所述第一开口并限定了所述支撑空隙的侧壁。

在一个实施例中，支座部分包括多个盒，所述多个盒跨越所述中央支撑空隙，以密封所述中央支撑空隙。在另一个实施例中，支座部分包括多个毛坯，所述多个毛坯在尺寸上与所述盒相等，并具有密封的侧向表面。在又一个实施例中，支撑空隙大体上由多个盒密封，以创建气体流入室，用于供气流从所述第二开口流至所述第一开口。

在一个实施例中，支撑支柱还限定了附加中央支撑空隙，并且所述表面限定了第三开口和第四开口，所述第三开口朝向所述空隙定向；并且其中，所述附加空隙大体上由多个盒密封，以便创建气体流出室，用于供气流从所述第三开口流至所述第四开口。

还公开了一种机架支座，所述机架支座包括在此公开的支座部分并且还包括：附加竖直支撑支柱，所述附加竖直支撑支柱具有支柱高度并且限定了附加中央支撑空隙，并且其中所述支柱包括大体上密封的内部附加腔体和限定了第三开口以及第四开口的表面，所述第三开口朝向所述空隙定向；其中，所述附加支撑空隙由多个盒大体上密封，以创建气体流出室，用于供气流从所述第三开口流至所述第四开口。

本发明的这些方面并不意味着是排他的。此外，一些特征可以应用于本发明的某些版本，但不是其他版本。当结合以下描述和附图阅读时，本发明的其它特征、方面和优势对于那些本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

图1是现有技术的服务器机架和侧面板的透视图；

图2a是根据本发明的实施例的部分机架组件的透视图；

图2b是根据本发明的实施例的部分机架组件的两个侧面板的透视图；

图3是根据本发明的实施例的第一轨道组件、服务器和第二轨道组件的分解透视图；

图4A是根据本发明的实施例的第一轨道组件、服务器和第二轨道组件的分解俯视图；

图4B是根据本发明的实施例的附接在一起的第一轨道组件、服务器和第二轨道组件的俯视图；

图5是根据本发明的实施例的在组装之前对齐的侧面板和服务器的分解透视图；

图6是附接到彼此的侧面板和服务器的透视图；

图7是根据本发明的实施例的侧面板轨道、服务器和第二面板的分解透视图；

图8是已经组装的根据图7的实施例的侧面板轨道、服务器和第二面板的透视图；

图9是轨道组件的透视图，所述轨道组件包括侧面板、轨道和服务器，该透视图示意性地示出了滑动到该组件中的服务器；

图10是侧面板、轨道、服务器和第二面板的透视图，所述第二面板还包括接收在前侧面板和后侧面板中的盒，该图示出了滑动到组件中的服务器；

图11是图10中描绘的实施例的透视图，其中服务器固定在装置内；

图12是本发明的实施例的透视图，该图包括从前面板至服务器的空气流动方向的示意性表示；

图13是本发明的实施例的透视图，该图包括从服务器通过后侧面板的空气流动方向的示意性表示；

图14是与本发明的实施例结合使用的轨道组件的透视图；

图15是图14中示出的轨道组件的俯视图；

图16是轨道组件的立视透视图，其中前部段从图14中示出的后部段延伸；

图17是轨道组件的俯视图，其中前部段从后部段延伸；

图18是根据本发明的实施例的前侧面板和前支柱的透视图，描绘了面板的顶表面；

图19是图18中示出的前侧面板和前支柱的透视图，描绘了面板的底表面；

图20是图18中示出的前侧面板和前支柱的俯视图；

图21是图18中示出的前侧面板和前支柱的俯视截面图，还描绘了盒和将盒接收在面板中的方式；

图22是图18中示出的前侧面板和前支柱的俯视截面图，其中盒保持在面板中；

图23是与本发明结合使用的支柱构件的前立视图；

图24是根据本发明的实施例的前侧面板、一系列盒、盖板和前支柱的片断立视图；

图25是具有一整套(a complete complement of)盒的前面板的前立视图；

图26是描绘了顶表面的后侧面板的透视图；图27是描绘了下表面的后侧面板的透视图；

图28是根据本发明的实施例的在盒中使用的光圈空气流动控制阀的俯视图；

图29是根据本发明的实施例的在盒中使用的光圈阀的侧视图；

图30a是根据本发明的实施例的处于闭合位置的在盒中使用的光圈阀的透视图；

图30b是根据本发明的实施例的处于部分打开位置的在盒中使用的光圈阀的透视图；

图30c是根据本发明的实施例的处于完全打开位置的在盒中使用的光圈阀的透视图；

图31是盒组件的局部侧视立视图，其中阀部分打开；

图32是盒组件的局部侧视立视图，其中阀完全打开；

图33是盒组件的局部侧视截面立视图；

图34A是根据本发明的实施例的盒的局部侧视截面图；

图34B是根据本发明的另外的实施例的盒的局部侧视截面图；

图35是根据本发明的实施例的盒的局部透视图；

图36是根据本发明的实施例的盒的局部透视图，描绘了由阻塞构件阻挡的中央流道；

图37是根据本发明的另外的实施例的盒的局部透视图，其中中央流道被可调节挡板部分地阻挡，该图示意性地描绘了通过装置的空气流。

图38是根据图36中描绘的实施例的盒的局部透视图，该图示意性描绘了通过装置的空气流；

图39是根据本发明的另外的实施例的替代盒的局部透视图，其中光圈阀处于部分打开位置，该图示意性地描绘了通过装置的空气流；

图40是根据图39中描绘的实施例的盒的局部透视图，其中光圈阀处于完全打开位置，该图示意性地描绘了通过装置的空气流；

图41是侧面板构件和服务器的局部透视前视图，该图示意性地描绘了通过装置的空气流；

图42是侧面板构件和服务器的局部透视后视图，该图示意性地描绘了通过装置的空气流；

图43是具有一系列环形通道的根据本发明的另外的实施例的盒的局部透视图；

图43A是没有顶部密封构件的图43中描绘的盒实施例的侧视截面图；

图43B是前面板、盒轨道和服务器的截面图，该图示出了通过这些元件的气流方向；

图43C是根据本发明的另外的实施例的前面板、盒、轨道和服务器的截面图，该图示出了通过这些元件的气流方向；

图43D是根据本发明的实施例的后面板、盒、轨道和服务器的截面图，该图示出了通过这些元件的气流方向；

图44是根据图43的实施例的盒的局部透视图，其中通道被堵塞；

图45是描绘了多个不同盒的前侧面板的局部透视图；

图46是描绘了多个不同盒的前侧面板的透视图；

图47是描绘了多个不同盒的替代实施例中的前侧面板的透视图；

图48是描绘了全部没有通道的多个不同盒的前侧面板的透视图；

图49是具有一整套服务器的根据本发明的机架的实施例的透视图；

图50是本发明的机架的实施例的分解透视图，描绘了外部面板；

图51是描绘了控制器和外部面板的本发明的实施例的透视图；

图52是本发明的实施例的局部透视俯视图，其具有空气调节器和空气泵系统并且示意性地表示了空气流动系统；

图53是本发明的实施例的局部透视仰视图，其中示意性地表示了具有空气调节器和空气泵系统的空气流动系统；

图54是本发明的实施例的局部透视前视图，其中，使用柔性软管将空气从侧面板盒输送到服务器的前部；

图55是图54中描绘的实施例的俯视图；

图56是本发明的实施例的局部透视前视图，其中，使用柔性软管将空气从侧面板盒输送到服务器的顶部中的开口；

图57是图54中描绘的实施例的俯视图；

图58是本发明的实施例的局部透视前视图，其中，使用柔性软管将空气从服务器的后部输送到后部盒；

图59是图58中描绘的实施例的俯视图；

图60是另外的实施例的透视图，该实施例在单个机架单元中使用了两个服务器和替代的空气流动构造；

图61是根据现有技术的多个刀片式服务器的透视图；

图62是根据现有技术的刀片式服务器的替代布置的透视图；

图63是根据本发明的实施例的包含多个刀片式服务器的底架的局部透视前视图；

图64是包含以多行布置的多个刀片式服务器的底架的局部透视前视图；

图65是根据本发明的实施例的包含多个刀片式服务器的底架的局部前视图；

图66是根据本发明的实施例的包含以多行布置的多个刀片式服务器的底架的局部透视前视图；

图67是与数据中心结合使用的系统的示意图。

具体实施方式

包括附图的前文描述以示例的方式阐释，并且并不旨在被理解为限制本发明。现在参照图1，描绘了现有技术的机架系统，其包括直立构件和侧构件并且构造成接收多个服务器。在此使用的通道指的是开口并且还可以指的是空气通道。

图2A和图2B描绘了本发明的实施例200的各方面，包括前侧面板204和202以及后侧面板201和203。如图2B中最佳地示出的，侧面板具有位于它们的内侧上的相应的腔体210和212。相对的侧面板可以通过后构件或后面板或其它横向构件附接在一起，所述后构件或后面板或其它横向构件跨越装置的相对侧壁。

现在参照图3，本发明的实施例的另外的特征包括使用轨道构件307，该轨道构件构造成附接到服务器305。轨道309位于服务器的相对一侧上，该轨道包括通道315和322，这两个通道对应于诸如位于服务器305的侧向侧壁312上的通道310和320的相邻通道。图4a示出了轨道307和309如何使用一侧上的紧固件410、411和412以及相对侧上的414、415和416接合服务器305。图4b描绘了附接到服务器305的轨道307、309。

图5显示了固定到侧向面板505的多个轨道307、308和309。这些轨道构造成接合服务器305。图6描绘了侧面板505，其中，服务器305在顶部轨道处与面板相接合。

图7描绘了机架组件部件的组件的分解视图，所述机架组件部件包括侧面板505、轨道307(服务器305的左侧)和309(服务器305的右侧)以及相对侧面板702。

图8是本发明的实施例，该实施例将服务器305保持在面板505和702之间。服务器305沿着轨道307、508和309滑动，这些轨道固定到侧面板部段505和702。

图9描绘了在本发明的实施例中服务器305如何沿着附接至面板505和702的相对的轨道307和309从前部滑动到机架系统中。

图10描绘了组件1000，该图包括在侧向侧面板1002中的空气通道1010、1011、1015和1020的描绘。在这个实施例中，在侧面板中设置有多个盒，诸如盒1028、1025及1030。通过将服务器1005在示出的方向上沿着相对的轨道1007、1009滑动而将服务器接收在组件中。

图11描绘了本发明的机架，所述机架包括在适当位置处与轨道1107、1109接合的服务器1005。面板描绘了一系列盒1028、1025，所述一系列盒附接并且连接到面板1102，其中，盒设计成控制从面板1102至服务器1105的空气流。

图12示出了通过本发明的机架的气流。气流通过设置在顶表面和底表面上的通道1220、1221、1230、1234进入左侧面板1210和右侧面板1215并且从面板前部通过盒经由侧部进入服务器1205中。如图13中最佳地示出的，来自服务器1305的空气向后流动并且离开侧壁中的通道返回至后面板部段1216、1211。空气从设置在面板的顶部和底部上的贯通通道1224、1225、1227流过。

现在参照图14，描绘了两部分式轨道构件，所述轨道构件包括位于轨道构件1400的前部处的用以允许空气流动的通道1450和1451以及位于相对端部附近的通道1460和1461。轨道的两个部分沿着彼此滑动，以允许轨道延伸，诸如传统抽屉中使用的那样。在实施例中，轨道可以包括轴承和滚子元件。轨道1400的每个端部均具有附接部段1480和1481并且包括用以接合直立构件的紧固装置，所述附接部段垂直于轨道元件的长度定向。轨道包括接合服务器的紧固元件1420、1421和1422。图15是轨道1400的俯视图，描绘了紧固构件1420、1421和1422。如图16所示，通道1450、1451、1460和1461允许空气流过轨道。图17描绘了轨道1400，通道1450、1451、1460和1461允许空气流过轨道，其中前构件从部段1481完全延伸。

图18描绘了面板1800，所述面板包括框住面板1828的前中空直立构件1825和后直立构件1850。面板1800包括允许气流进入面板构件中的通道1830。一系列电接触销1840沿着面板的内表面设置，所述电接触销设计成接收盒构件。图19描绘了面板1800，示出了底表面1905，所述底表面包括允许空气流进入面板中的一系列通道，诸如通道1910、1911、1913和1914。在实施例中，面板的内部水平表面1980设置有位于该表面上的弹性体材料，所述弹性体材料能够接合盒的相对表面并且建立气密密封。竖直表面1940具有一系列接触销1945，所述接触销能够建立与盒构件的电连接。在实施例中，如表面1980一样，面板的表面1940设置有位于表面上的弹性体材料，所述弹性体表面能够接合盒的相对表面并且建立气密密封。

图20是面板构件2100的俯视图，显示了穿过顶表面2150的开口2140、2142和2143。这些开口提供了供空气流动到面板构件的一部段的入口。延伸部2180从面板2100突出并且提供了用于将面板固定到机架的安装区域。

图21和图22是面板2100的俯视截面图，示出了盒2164如何被接收在面板2100中。就这一点而言，盒2164由销2165和2166保持就位，所述销接合位于侧向面板中的直立构件2168和2169。组件创建了位于盒后方的空隙2159。图22描绘了盒2164与侧面板构件2100的接合的俯视截面图。

图24包括一系列不同的盒2410、2412、2414和2416的侧视图，这些盒具有穿过它们的相应侧向侧部的通道，所述通道位于不同位置处。盒设计成适应(complement)可以在机架系统中使用的不同的服务器。所描绘的盒2416与侧面板构件2400接合。所述盒通过控制电线2450电连接到中央总线2455，所述控制电线布线通过面板2400的侧部部分中的腔体2475。侧面板内的腔体2475由板2420或板2425覆盖。还显示了用以将四分之一面板2400保持在合适位置中的安装孔2485。图23是构件2482的前视图并且描绘了沿着构件2482的表面的孔2302，所述孔用于附接轨道构件。凸缘部段2480设置成用于附接至用于机架系统的支撑框架。

图25描绘了包含多个盒、诸如盒2510、2511、2512和2513的示例性面板的侧视图。另外，图25还描绘了盖板2482或2480的替代构造。

图26描绘了后侧面板2600，所述后侧面板设计成在本发明的机架系统中被使用。与前面板一样，后面板包括穿过面板2600的顶表面2605的一系列竖直通道2620、2621、2622和2623。这些通道终止于由直立构件2630和2631、水平构件2635和2636以及后平坦部段2618限定的凹陷区域2608中。面板2600使用凸缘构件2675附接到用于机架的支撑框架。在该部段的后部处，直立支柱构件2650提供了用于面板的附加结构支撑。如图27所示，面板2700还包括穿过下构件2635的通道，诸如通道2620。一系列连接销2615设置在直立构件2631上，用于接合至盒。

现在参照图28-30，显示了示例性光圈控制阀。该阀包括可动面板2804，所述可动面板能够打开和闭合，以限定由环形环2802保持的不同尺寸的开口。

图31描绘了盒组件3100，所述盒组件包括控制开关1301，所述控制开关能够用来将销构件滑入面板中或者滑出面板，以将盒锁定到合适位置。在实施例中，手动操纵控制阀，以选择性地打开和关闭阀1340、1341、1342和1343。在另外设想的实施例中，可以使用覆盖通道的滑动平面片材打开和关闭阀。在又一个实施例中，盒可以使用机动化螺杆齿轮，所述机动化螺杆齿轮可以由附接到延伸的螺纹杆的面板的顶部处的旋转手柄控制，并且杆的旋转运动被转换成直线运动。在又另一个实施例中，盒可以使用伺服马达，所述伺服马达可以由连接杆连接到光圈控制阀选择器臂。在实施例中，在盒的端部上设置有弹簧偏压的接触销，诸如销1310，该销设计成接合前面板构件或后面板构件的内部侧向侧表面。

图32显示了图31的盒组件，其中所示的阀1340、1341、1342、1343完全打开，并且还显示了传感器1319。

如图33所示，传感器1319设计成检测相邻服务器的存在。在实施例中，传感器包括红外光1320和光检测器1365，其中，能够检测从设置在服务器上的反射表面反射的光。当服务器与检测器相对时，红外光被反射离开服务器上的表面并且撞击在光检测器上。光检测器1365随后经由电线1371将信号发送至控制器1348，所述控制器转而能够提供信号以打开阀、诸如与服务器相对的盒上的阀1340、1341、1342、1343并且允许空气流动。还显示了电源销1310。

在又另外设想的实施例中，传感器可以通过由服务器发射的信号与服务器通信，诸如包含关于服务器部件的内部温度的信息的信号。该信号被传输到控制器并且可以进一步关联到与服务器机架相联的处理器。服务器机架处理器从各个服务器接收数据以及与盒相联的阀的状态。如下文讨论的那样，处理器可以构造成与远程计算机通信，所述远程计算机可以包括显示器，所述显示器允许管理员远程监测和控制并且发出提供关于相应服务器的状态的信息的警报。这种通信可以采用以太网连接、USB连接、其它缆线连接、或者使用无线技术。

如图33中最佳地示出，销1310还连接到控制器1348，所述控制器能够从外部源获得电力和控制信号。接触构件1340位于与销1310相对的盒3300的端部上。接触构件1340接合其相邻的侧面板，以便完成电力电路。沿着侧表面和顶部内表面的接触表面由弹性体材料制成，当盒处于与面板接合的接合位置中时，建立气密密封，其中，面板中的形成在盒后方的腔体可以被加压。

控制器1348附接到阀1340、1341、1342和1343。在实施例中，传感器1319包括红外光源和光检测器并且将向控制器发送反映是否存在与传感器相对的服务器的信号。如果存在服务器，则将打开阀。如果没有检测到与传感器相对的服务器，则阀保持关闭。

现在参照图34A，示出的盒3300与侧构件2168和2169相对，所述侧构件由销1310和1311安装到盒(凹凸接合)。

图34B描绘了另外的实施例，其中，盒3300包括容器3412(未按照比例示出)，所述容器包含一定压力下的惰性气体，所述惰性气体能够用于灭火。容器3412由管状通道3413连接到阀3414。阀3414控制进入穿过盒3400的通路中的一个中的气体的调节。阀3414由控制器3401控制，并且在实施例中，与中央控制器通信的温度控制传感器能够发送指示温度的信号。中央控制器被编程为当服务器内的温度快速升高从而反映可能的火灾事件时通过电线3415将信号发送到本地控制器3401。

图35描绘了通过示例性盒3500的空气流动，所述盒包括处于部分打开位置中的阀3505、3511、3512和3513。如图36所示，盒3600的替代实施例描绘了腔体3608，所述腔体可以接收可移除插入件3610，所述可移除插入件起到阻挡通过盒的气流的作用。在另外的实施例中，如图37中有关盒3700所描绘的，设置有可动折片3709来调节气体流动。如图所示，安装有挡板3709用于枢转运动并且仅仅允许通过间隙3707流动。在实施例中，使用步进马达递增地打开挡板3709，所述步进马达能够递增地调节挡板的位置并且相应地递增地调节开口的尺寸。在其它实施例中，可以手动地调节挡板。可以设想的是，这个盒设计可以与服务器一起使用，所述服务器具有位于侧向侧壁(未显示)上的相应矩形通道。参照图38，挡板3709描绘为处于完全打开位置中并且由空间3809限定间隙或开口。在这个位置中，最大化通过盒的气体流动。

图39示出了盒3900的局部视图，所述盒具有处于部分打开位置中的一系列阀3910、3911、3912和3913，该图描绘了通过阀的气流方向。图40描绘了处于完全打开位置中的阀3910、3911、3912和3913，其中，空气流动增加。

图41是机架系统和服务器的前部段的截面图，描绘了空气首先从下方向和上方向两者流入到面板4100的被接收的腔体部段4105中。空气流入到通道4120中并通过轨道部段(未显示)流入到服务器4150中。示出的另一个流动路径从面板腔体4105行进通过穿过盒4109设置的通道4125。被引入到服务器4150和4151的前部中的空气冷却服务器内的部件并且向后流动。如

图42所示，空气从服务器4150的前部流动通过穿过盒4185设置的通道4195并流入到面板腔体部段4205中。从后腔体4205，空气向上或向下流动到后侧面板部段的顶部和底部中的通道。

图43描绘了盒构件4300的实施例，所述盒构件具有被描绘成处于打开位置的多个通道4310、4311、4312和4313。在这个实施例中，存在密封构件4370，所述密封构件被接收在沿着盒构件4300的顶表面设置的槽4325中。密封构件4370设计成接合相邻盒的底表面或者面板的顶部水平构件并且形成气密密封。密封构件4370能够经由与构件4380的机械连接而被升高和降低。当构件4380处于缩回位置时，销4381和4382将随着密封件4370一起收回，从而被降低。当构件4380处于接合位置时，销4381和4382将向前移动并且密封件4370将处于升高位置中。盒的底部还设置有下槽4330，所述下槽能够接收定位在盒4300下方的盒的顶部。在这个实施例中，平坦的阻塞构件4330设置在盒4300内，其能够通过构件4345的接合而得到控制，以使阻塞构件侧向滑动来阻塞通道并从而阻挡空气流动通过盒。在这个实施例中，销4381和销4382被弹簧偏压并且能够通过沿着侧向方向滑动控制杆4380而收回。在释放控制杆时，销可以被接收在设置于侧面板构件上的相对的开口中，以将盒构件保持在合适位置中。在图43A中，阻塞构件4330被描绘为保持在相对的槽4351和4352中并且被接合以允许在槽内运动，所述相对的槽设置在盒4300的顶部内表面4370和底部内表面4372中。

图43B描绘了组件的截面图，所述组件包括限定了空隙区域的平面片材构件4105，空气通过所述空隙区域流入到盒4110的后部中。盒包括由弹性材料构成的顶部密封构件4370，所述弹性材料设置成辅助与相邻盒形成密封。空气流动被构件4351干涉，该构件将滑动以打开和关闭允许空气流动至服务器4150的通道4310。轨道构件被描绘为两部分构件307和308，穿过所述两部分构件设置有通道，以允许空气从盒4110流动至服务器4150。

图43C从图43B继续，描绘了另外的实施例，该实施例包括环形密封环构件4398。在这个实施例中，环形织物罩将从设置在空气通道的接合部处的环形环4399轴向地延伸，并且响应于空气流动，罩4399径向地位移，以密封部件之间的接合部。像这样，当空气流动时，罩填充盒、轨道和服务器之间的间隙。

图43D从图43C和43B继续，示意性描绘了从服务器4150至后面板的空气流动。与图43C中示出的实施例一样，该实施例包括环形密封构件4388和罩构件4389，所述罩构件响应于空气流动而位移，以最小化通过服务器4150、轨道构件307和308以及盒4162之间的界面的空气损失。

图44描绘了构件4380处于收回位置和构件4345处于闭合位置的盒4300，其中，阻塞构件4330已经移动以关闭通道4310、4311、4312和4313并且销4381和4382被描绘处于收回位置。在实施例中，通过凸轮构件的旋转机械地提升密封件，所述凸轮构件交替地降低和升高密封构件、例如密封构件4370。在又替代实施例中，弹性构件被弹簧偏压并且能够在组件上向下位移。在又另外的实施例中，设置有机械开关，其通过开关延伸部的侧向运动提升和机械锁定弹性构件，所述开关延伸部能够通过L形开口接近。图45示出了侧面板组件4500，其包括多个盒，诸如跨越直立构件4521和直立构件4520的盒4550和4551。盒的后表面限定了面板的内腔体的前表面。直立前支柱构件4575与直立构件4521相邻，所述直立前支柱构件设置成支撑装置的轨道和服务器。

图46描绘了完整地组装好的前面板，所述前面板包括侧面板组件4500、直立前支柱构件4575、部段和诸如4558、4559、4560的盒。图47描绘了替代组件，其包括若干盒4840，这些盒没有阀和通道。图48描绘了另外的替代组件，其中，被选择的盒4840不包括阀或通道。因此，图47和48示出了盒4750、4730、4710的替代构造并且包括毛坯盒4720，所述毛坯盒可以与本发明一起使用。如图47最佳地示出的，盒可以具有不同的竖直尺寸，以符合服务器的竖直尺寸。另外，在实施例中，盒可以具有光圈阀和通道的不同侧向安置，以符合不同服务器和网络设备的需求。

图49描绘了服务器组件4900，其中一整套的单个机架单元服务器4905安装在四分之一面板4950、4951、4952、4953内。

如图50所示，服务器机架组件和服务器可选地被封闭在机柜5000内，机柜包括侧部外面板5005和5006、顶部外面板5025和底部外面板5008。所有四分之一面板5010、5011、5012、5013附接到中间框架，以被完全支撑。整个机架通过支腿5020、5021、5022或替代地在脚轮上从支撑表面升高。顶部面板设置有通道，所述通道允许空气流动至容纳在外面板内的前面板5012和后面板5010。可以将没有画出的附加通道添加到5008和5025，用于电力、网络线缆、和其它缆线布线。

现在参照图51，组装好的机架系统5100包括外侧盖5008和5009，所述外侧盖覆盖保持服务器5170的前侧面板和后侧面板。

在实施例中，设置有前门和后门，所述前门和后门能够用于关闭和锁定整个机架。在另外的实施例中，被使用的面板为绝缘的。再次参照图51，装置的顶部包括前顶部通道(进入)5121和5130(还显示了排放通道5125和5135)，所述前顶部通道与前侧向侧面板连通。邻近进入通道5121和5130的是卸压阀5128和5131。当系统中的压力超过预定压力时，阀将空气释放到大气中并且防止损坏系统部件。类似的卸压阀5138和5142位于后面板中。控制器5150位于面板的顶部上，所述控制器经由电线5140与盒通信。

图52中描绘了机架装置5200的俯视图，所述机架装置包括空气调节器5204，所述空气调节器通过管道5220和5223向前面板中的顶部进入通道提供冷空气。空气在流过服务器之后流动至后面板并且可以通过顶部通道5282和5285离开。随后，离开面板的空气被引导通过管道5228到达泵5229，所述泵维持排放系统中的负压力并且将空气从前面板移动通过服务器并且从后面板出来。可以将来自泵的空气通过通道(未显示)传送返回到空气调节器，用于通过系统的再循环。还显示了控制器5050(与图51中的5150相同)。

如图53所示，机架系统5300的底表面5310从管道5325接收来自空气调节器5340的冷空气。空气通过管道5329和5330从系统排放。泵5345设置成产生和保持排放空气流动系统中的负压力并且可以将空气通过通道(未显示)传送返回至空气调节器。

在实施例中，该系统包括控制器和伺服马达，所述控制器和所述伺服马达能够根据服务器或者服务器组的温度调节流动参数。在另外的实施例中，该系统包括控制板，所述控制板包括小型电路板，所述小型电路板具有用于与服务器、阀控制器、空气调节器、热泵和远程中央监控位置通讯的以太通信端口。

现在参照图54，在另外的实施例5400中，使用柔性管状构件5420、5421和5422将空气从盒构件5410引导到设置在服务器5415的前面板5412中的开口。图示包括接收在此所述的盒的面板5428和5429，图55描绘了上文在图54中所描述的系统5400的俯视图并且包括柔性管5420、5421和5422，这些柔性管被描绘为延伸穿过服务器5417的前边缘。

在图56中描绘的本发明的另一个实施例中，通过柔性管状构件5620、5621和5622将空气从盒构件5602分布到服务器5615的顶部上的开口。在这个实施例中，服务器5615仅仅延伸服务器机架5600的距离的一半。还显示了四分之一面板5628、5629以及轨道5625。图57是图56中描绘的实施例的俯视图，显示了从侧向面板5627延伸到服务器5615的顶部的管道。现在参照图58，描绘了本发明的另外的方面，其中，使用柔性软管或管状构件从服务器5905的后部将空气移除或排放到后面板5908中的盒5930。如图59所示，使用管状构件5917、5916和5915将空气从服务器5905引导到后面板部段5908。

图60描绘了本发明的另外的实施例中的替代空气流动布置6000的示意性表示。在这个实施例中，服务器6011和6012附接到相同的竖直位置，所述相同的竖直位置转而附接到前侧面板6005和后侧面板6006。还显示了服务器6010和6009，所述服务器也使用传统的机架安装硬件附接到前侧面板6005和相对的后侧面板6006。来自设置在前面板6005和后面板6006中的盒的空气侧向地流入到服务器6009、6010、6011和6012中并且通过诸如开口6025、6076、6027和6078的开口离开服务器。开口位于服务器的相对侧上，通道位于设置在侧向面板(未显示)上的盒(未显示)上，所述侧向面板与面板6005和6006相对并且从服务器接收空气并且将空气分布至面板外。

图61是现有技术的刀片式服务器系统6100的描绘，其中，多个服务器刀片6121、6122、6123、6124、6125、6126、6127和6128在竖直方向上定向并且被容纳在外部壳体6110中。外部壳体6110设计成被接收在服务器机架中。图62描绘了另外的替代方案，其中，外部壳体6120封装多个服务器，诸如服务器6221和6222。刀片式服务器系统6200包括两排竖直定向的服务器。图63描绘了本发明的实施例，所述实施例适于向竖直定向的刀片式服务器提供冷空气以及从竖直定向的刀片式服务器移除空气。在此，管道6320连接到根据上文讨论的本发明的实施例之一的盒并且将空气引导到设置在服务器6301的顶表面上的开口。使用中空管状管道6328从服务器6301移除空气，所述中空管状管道将空气引导至设置在如上所述的后侧向面板中的盒。

图63因此描绘了服务器装置6300，其中，服务器6301、6302、6303、6304、6307、6308、6309和6310中的每个均设置成空气流动到服务器以及从服务器流出。显示为进入管道6320-6327和排放管道6328-6335的这些管道穿过保持服务器的外部壳体6340，然后侧向地引导空气。

图64描绘了另外的实施例6400，其中，诸如6420和6421的中空管状冷却管道提供进入到服务器6401和6402中的气流。空气以类似于上文关于在此描绘的实施例6300中所述的方式从服务器被移除。服务器6342搁置在刀片底架布置中的外部壳体6340中(竖直方向)。

图65示出了刀片式服务器布置6500，其中，通过连接到服务器的管状管道6530、6531、6532、6533、6534、6535、6536和6537经由设置在服务器的底表面上的开口将空气分布到服务器。使用管状管道6538、6539、6540、6541、6542、6543和6544从服务器移除空气并被侧向地引导，其中，可以由在此描述的设置在侧向面板上的盒构件接收空气。在图66中描绘的另外的实施例6600中，一排刀片式服务器包括竖直定向的多排服务器。使用诸如6630和6631的贯通管状管道，将空气提供给位于下排上的服务器。这些管道从装置6600的侧向侧提供空气流动并且将空气输送到服务器的底表面。空气使用类似的管道从服务器被移除并且被侧向地引导。服务器6501竖直地布置在图66中的壳体6340和6642内。

在另外的实施例中(未显示)，风扇设置在盒中，以辅助空气流动到服务器并且辅助从服务器移除空气。在又其它实施例中，风扇可以设置成与面板中的进入开口和排放开口相连接，或者可以沿着管道设置，所述管道用于向面板和从面板运送空气。

图67是实施例的示意图，其中，多个机架6705定位在建筑物结构6701上，以构成服务器设施或者数据中心。数据中心包括中央控制器6730，所述中央控制器可以位于数据中心附近或进行远程通信。该系统可选地包括空气调节器系统，所述空气调节器系统包括诸如压缩机、冷凝器元件和风扇的传统外部部件6710以及内部部件6711，所述内部部件包括风扇、蒸发器盘管和用于在系统中使用的冷却剂的膨胀装置。该系统还可以包括热泵技术，所述热泵技术包括内部部件6721(未显示)以及传统外部部件6720，所述内部部件可以包括鼓风机、膨胀装置和外部盘管，所述外部部件包括压缩机、止回阀、膨胀装置、外部盘管和风扇。

在又另外的实施例中，各种轨道构件设置成与机架系统相连接，以接收不同的服务器模式，其中，轨道具有不同设计，所述不同设计具有不同的通道，以适应不同服务器中的通道。

然而，应当理解，尽管已经在前文描述中陈述了实施例的若干特征和优势以及实施例的结构的细节和功能，但是本公开仅仅为说明性的，并且可以在细节上进行改变，尤其是在本公开的至由附属权利要求表示的术语的广泛的一般意义指示的最大程度的原理内可以就零件的形状、尺寸和布置进行改变。

尽管已经参照本发明的某些优选版本描述了本发明，但是其它版本对于那些本领域普通技术人员而言也是显而易见的。因此，附属权利要求的精神和范围不应局限于包含于此的优选版本的描述。

工业应用

本发明允许计算机设备的有效冷却，特别是被约束在封闭空间中的集群计算机设备。专门提供计算和存储可用性的服务器群组、主机代管设施和其它数据中心的功率用途正在使用相当大比例的可用电。该功率用途的大部分不仅仅与操作计算机设备有关而且还与冷却计算机设备有关。本发明代表了以不需要对设施作出本质修改的方式在冷却这种设备的效率方面的实质性进步并且实现了模块化和可升级解决方案。

Claims (5)

1.一种服务器机架支座部分，包括：

竖直支撑支柱，所述竖直支撑支柱具有支柱高度并且限定了中央支撑空隙，并且其中所述竖直支撑支柱包括大体上密封的内部腔体和限定了第一开口以及第二开口的表面，所述第一开口朝向所述中央支撑空隙定向；

与所述第二开口流体地连通的气流管道；

至少一个盒，所述盒具有小于所述支柱高度的一半的盒高度并且适于密封地固定至所述竖直支撑支柱并固定于所述竖直支撑支柱之间，并适于支撑计算机侧向固定于所述盒，所述盒限定了所述第一开口和所述中央支撑空隙的外周边界；和

包括多个阀，多个阀适用于在计算机附接至盒时打开，以允许空气流通，并且适用于在没有计算机附接至盒时关闭；

所述中央支撑空隙通过多个盒大体上密封，以建立气体流入室，用于供气流从所述第二开口流至所述第一开口；

还包括附加竖直支撑支柱，所述附加竖直支撑支柱还限定了附加中央支撑空隙，所述附加竖直支撑支柱包括限定了第三开口以及第四开口的表面， 所述第三开口朝向所述附加中央支撑空隙定向；并且其中，所述附加中央支撑空隙通过多个盒大体上密封，以建立气体流出室，用于供气流从所述第三开口流至所述第四开口。

2.根据权利要求1所述的服务器机架支座部分，其特征在于，所述服务器机架支座部分包括面板，所述面板限定了所述中央支撑空隙和一对外周支柱；并且所述盒适于可移除地定位在所述竖直支撑支柱之间，所述盒限定了所述第一开口和所述中央支撑空隙的侧壁。

3.根据权利要求2所述的服务器机架支座部分，包括多个盒，所述多个盒跨越所述中央支撑空隙，以密封所述中央支撑空隙。

4.根据权利要求3所述的服务器机架支座部分，包括多个毛坯，所述多个毛坯在尺寸上与所述盒相等，具有密封的侧向表面。

5.一种机架支座，所述机架支座包括根据权利要求1所述的服务器机架支座部分，所述附加竖直支撑支柱具有支柱高度，并且其中，所述附加竖直支撑支柱包括大体上密封的内部附加腔体。

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