CN2645410Y

CN2645410Y - 电子设备机柜

Info

Publication number: CN2645410Y
Application number: CN 03208464
Authority: CN
Inventors: 吕明光
Original assignee: CQ Inc
Current assignee: CQ Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2013-08-27

Abstract

本实用新型公开了一种电子设备机柜，由一机柜本体设置排气单元、进气单元、风道与控制单元所构成，内部可供设置复数单位的电子设备。该排气单元用以向外排气，进气单元用以抽取外部空气供应至该风道，而风道位于机柜本体对应邻近前门的一侧，并于该风道对应各电子设备的相对位置均设有风扇，并藉由控制单元连接复数设置于各电子设备的感温组件，藉以判断各电子设备的温度在超过额定温度时，激活对应位置的风扇以供气至该电于设备的吸气口，可提供准确针对热点的主动式冷却效果。

Description

电子设备机柜

技术领域

本实用新型涉及一种机柜的构造，尤指一种适合提供堆栈或并排设置诸如服务器、电信主机、交换机等的电子设备机柜。

背景技术

因应半导体产业的快速发展，伴随而来计算机产业与相关网络服务的普及化，使得个人、企业与团体对于计算机及网络服务的依赖程度越来越甚，尤其是在很多商业行为、交易计算机化及网络化后，更是大幅提升商业竞争力、时效性与降低相关成本。但是，在这些行为或交易的运行中，若遇到例如电力中断、计算机当机、网络断线等突发状况时，所可能造成的损失将难以估计。因此，建构一个提供电子设备稳定运作的工作环境，更是维持这些行为或交易正常运行所必备条件。

常见诸如影音、视讯、监控仪器、交换机、服务器、计算机、电信、仪控主机等应用为工作站关键主控的电子设备，以堆栈或并排方式设置于机柜中，再将机柜置放于保持适当温度、湿度等空调环境的机房中，来构成电子设备稳定运作的工作环境。其中，尤其对于电子设备的冷却降温工作更显格外重要，因为绝大部分导致电子设备当机的原因皆来自于半导体与硬盘等组件的过热现象，以目前为提高集成电路工作效能，不断朝提高半导体晶体密度频率着手，但半导体工作温度每增加1℃，执行速度将会下降0.15％，电子设备的运作效率就会降低。因此，在散热效能不良的情况下，随着电子设备的工作温度提高，伴随而来的必然是发生工作不稳定的现象，也会降低电子设备的寿命。

目前广泛使用的电子设备形式，以美国国家标准协会(ANSI)所规范的为主，结构上大致由对应功能的若干主机板组设于箱本体内所构成(如台湾公告第534573号、第536142号及第536143号等新型专利中已揭示)，且于箱本体一侧设置抽气装置以将工作热源(绝大部分源自于各主机板上的半导体组件)排出至外部。抽气装置通常设置于箱本体后侧，而前侧则设有吸气口，以令抽气装置的风扇组运转时自前侧吸入外界冷空气，强迫流经工作热源进行热交换后由后侧排出。依此结构型态可知，目前通用规范的电子设备具有内部主动散热的结构，但必须由外界提供冷空气供其进行热交换，才得以有效降低工作温度使之稳定工作，这些冷空气的来源实务上由机房的空调环境所提供。

现有机房采用半开放式结构，其空调环境所需的冷空气持续供应于预先规划设置的高架地板1中，如图1所示，并依规划置放机柜2的地方预留开口11，使冷空气可通过各开口11而被对应设置的机柜2所取用。其中，公知机柜2大致由一框架外围组装侧封板、前后门及顶底封板所构成(如台湾公告第213264号新型专利中已揭示)，并于框架两侧依规范预设若干锁孔供安装相互间隔堆栈的若干电子设备3。为了提供布线上的方便及需要，各电于设备3皆以尽可能接近于前门的方式安装，以使其后侧与后门间维持足够的布线空间。机柜2的底封板预留有对应于开口11的进气口21，另于顶封板上安装有若干风扇22以自顶部向外抽气。但是此公知机柜2却有如下的缺点尚待改进：

一、各电子设备3的电源线或信号线等，是汇集穿经机柜2底部的进气口21与高架地板1的开口11后，朝向高架地板1下所预设的线槽牵引。亦即机柜2的进气口21不但是冷空气的唯一入口，同时也是布线的必经信道，如此将严重影响冷空气的进气量，相对降低冷、热空气的对流效率。

二、因顶部风扇22的运作，冷空气持续流入机柜2中，但各电子设备3本身抽气装置的运转也将造成压力差而吸引冷空气，因此机柜2内部将产生复杂的紊流现象阻碍对流效率。

三、冷空气并未充分而平均的被各个电子设备3所吸取进行热交换，且绝大部分的冷空气会趋向直接自顶部风扇22排出，因此对于真正的发热点(电子设备中的半导体或硬盘组件)并无法发挥预期的热交换效果，更极易导致位于中间、底部地带的电子设备3产生过热的不稳定或甚至当机现象。

四、因前述各项因素导致各电子设备3的散热效果不良，实务上的做法是提供机房中更加低温的空调环境，以期降低机柜2内的平均温度，但此法实际效果不佳，且显然不符经济效益，又更加耗费电力，实不足采。

有鉴于上述公知机柜中冷却效果不理想的现况，其实源自机柜结构不良所致，因此本设计人遂竭其心智悉心研究克服，凭其从事该项产业的累积经验，而研制出本实用新型。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可提供准确针对热点主动式冷却的电子设备机柜。

本实用新型的技术方案是：一种电子设备机柜，其包含：

一机柜本体，至少具有前、后门，内部可供设置复数单位的电子设备；

一用以向外排气的排气单元，设置于机柜本体一侧，其内部为导通设置；

一风道，位于机柜本体对应邻近前门的一侧，并于对应各电子设备的相对位置均设有风扇；

一用以抽取外部空气供应至该风道的进气单元，设置于机柜本体一侧所述风道为导通设置；

一控制单元，连接复数设置于各电子设备的藉以判断各电子设备的温度在超过额定温度时、可启动对应位置的风扇以供气至该电子设备的吸气口的感温组件。

如上所述的电子设备机柜，该排气单元由一风箱、排气风扇与一导通机柜本体内部的开口所构成。

如上所述的电子设备机柜，该开口邻近于机柜本体的后门。

如上所述的电子设备机柜，该排气单元位于机柜本体的顶部。

如上所述的电子设备机柜，该进气单元由一风箱、进气风扇与一导通风道的开口所构成。

如上所述的电子设备机柜，该进气单元位于机柜本体的底部。

如上所述的电子设备机柜，设于风道的各风扇为朝向机柜本体内部侧斜设置。

如上所述的电子设备机柜，设于风道的风扇外部设有导风管连接至电子设备的吸气口。

如上所述的电子设备机柜，设于风道的风扇外部设有导风管连接至电子设备的热点。

如上所述的电子设备机柜，该风道位于机柜本体的其一支柱内。

如上所述的电子设备机柜，该控制单元包含连接设置于机柜本体内部的藉以判断在内部烟雾浓度超过额定值时激活告警机制的烟雾感测组件。

如上所述的电子设备机柜，该控制单元包含连接设置于机柜本体前、后门的藉以提供门禁控管的电锁。

如上所述的电子设备机柜，该控制单元包含独立连接至藉以判断在电力供应源断电时激活告警机制的电力供应源。

本实用新型的特点及优点是：

本实用新型提出的电子设备机柜，可提供准确针对机柜内各热点的主动式冷却效果，有效控制机柜内各电子设备的均匀散热，以维持各电子设备的稳定与高效率运作。也就是说，本实用新型主动供应冷空气至机柜内部真实热点，并提供顺畅的对流路径与足够风量以提高对流效率、加速冷却效果，藉以对于内部各电子设备提供主动式冷却效果，并得相对降低电力的耗费。

其中，排气单元可设置于机柜本体的顶部以利于排出热气，而进气单元则可设置于机柜本体的底部以利吸入来自于高架地板的冷空气。风道以位于机柜本体的邻近前门一侧的支柱内为适当，藉以符合各电子设备皆朝向邻近前门，且其吸气口在前(前吸)而排气口在后(后排)的安装方式。当然，也可在邻近前门的两侧均设置风道以供备援之用，而风道中对应电子设备所设的风扇也可为一个或多个。

另外，该控制单元除了提供适时激活对应风扇给予适当的风量的功能外，亦可整合消防侦测、断电侦测、门禁控管等功能，而令其具备机柜所处环境的全方位控管弹性。

附图说明

图1为公知机柜的构造和使用状态示意图；

图2为本实用新型的实施例构造立体示意图；

图3为本实用新型的实施例构造侧剖示意图；

图4为本实用新型的使用状态示意图。

附图标号说明：

1、高架地板 11、开口 2、机柜 21、进气口

22、风扇 3、电子设备 31、吸气口 32、排气口

4、机柜本体 41、前门 42、后门 5、排气单元

51、风箱 52、排气风扇 53、开口 6、进气单元

61、风箱 62、进气风扇 63、开口 7、风道

71、风扇 8、控制单元 81、感温组件

具体实施方式

为使贵审查员了解本实用新型技术问题、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合附图，对本实用新型做一详细说明，说明如后。

请参阅图2及3所示，分别为本实用新型的实施例构造立体示意图及其侧剖示意图。如图所示，本实用新型提出的一种电子设备机柜，大致由一机柜本体4、排气单元5、进气单元6、风道7与控制单元8所构成，其中：

该机柜本体4，大致由一包含四支支柱的框架外围组装侧封板、前门41、后门42所构成，并于框架两侧依规范预设若干锁孔供安装相互间隔堆栈的若干电子设备3(由于此部份的构造为一般通用规格，且与公知技术无异，在此不予详加赘述)。

一排气单元5，设置于机柜本体4的顶部用以向外排气，其包括一设置于机柜本体4顶部的风箱51、设置于风箱51顶面的排气风扇52、及一位于风箱51底面以导通机柜本体4内部并邻近后门42的开口53。

一风道7，位于机柜本体4对应邻近前门41的一侧支柱内，并于对应各电子设备3的相对位置均设有一风扇71，且各风扇71为朝向机柜本体4内部侧斜设置，以令各风扇71运转时的风向更对准于电子设备3的吸气口31。

一进气单元6，设置于机柜本体4的底部用以抽取外部的冷空气供应至该风道7，其包括一设置于机柜本体4底部的风箱61、设置于风箱61底面的进气风扇62、及一位于风箱62顶面以导通风道7的开口63。

一控制单元8，至少连接复数设置于各电子设备3排气口32的感温组件81，藉以判断各电子设备3的温度在超过额定温度时，激活对应位置的风扇71以供气至该电子设备3的吸气口31。

由前述构造说明可知，机柜内部的冷却工作，除了透过各电子设备3本身的抽气装置强制向后排气，以及透过排气单元5将热空气排出外，并利用控制单元8透过各感温组件81撷取各电子设备3的工作温度，以判断在超过额定温度值时立即激活进气单元6及对应位置的风扇71，藉以导入外部的冷空气直接供应给工作温度较高的电子设备3。

请参阅图4，为本实用新型的使用状态示意图。如图所示，当本实用新型的机柜应用设置于机房的高架地板1上，依其进气单元6的进气风扇62对准于开口11而设置。

其一，在各电子设备3的工作温度处于低温而不影响其运算效率的情况下，仅激活排气单元5，利用排气风扇52运转所产生的对流而将各电子设备3排放至后侧的热空气排出。在此状态下，虽然进气单元6与各风扇71均未激活，但风道7与机柜本体4内部、外部的路径也并未完全封闭，因此在排气单元5常开运转排气情况下，将造成机柜内、外的压力差而仍可小流量的吸引外部来自于高架地板1中的冷空气。

其二，当各感温组件81所撷取对应电子设备3的工作温度，经判断在超过额定温度值时，即代表各电子设备3的工作温度非处于低温而有影响其运算效率的情况下，控制单元8将立即激活进气单元6及对应位置的风扇71，藉以将高架底板中所提供的冷空气直接供应至工作温度较高的电子设备3的吸气口31。而经过电子设备3本身的抽气装置强制进行热交换并经排气口32所排出的热空气，亦将立即因为排气单元5的常开运转而排出至外部。在此状态下，由于冷、热空气均沿着单一而顺畅的路径流通(高架地板1→进气单元6→风道7→风扇71→电子设备3→机柜本体4内部后侧→排气单元5→外部)，不会产生例如紊流的阻碍现象，因此形成快速且顺畅的对流与高效率冷却效果，以确保各电子设备3均保持在高效能且稳定的正常工作环境中。

综前所述，本实用新型具有改善公知技术的特点如下：

一、各电子设备3的电源线或信号线等可穿经位于后侧的支柱后，朝向高架地板1下所预设的线槽牵引。因此，布线与冷空气的信道并非同一，并不会影响对流效率。

二、冷、热空气均沿着单一而顺畅的路径流通，不会产生例如紊流的阻碍现象，因此形成快速且顺畅的对流与高效率冷却效果。

三、冷空气因各个电子设备3的所需而主动供应，可充分发挥预期的热交换效果，得以确保各电子设备3均保持在高效能且稳定的正常工作环境中。

四、克服了公知技术中需提供机房中更加低温的空调环境的缺点，其各风扇71及进气单元6是在需要时才激活运转，显然符合经济效益，且结省电力。

前述将风道7设置于机柜本体4前侧其一支柱，为了满足各电子设备3均朝向邻近于前门41安装的现况而设，并非唯一的实施态样。举凡邻近各电子设备3吸气口31之处均满足本实用新型的设计理念。

另外，设于风道7的风扇71外部，可设置导风管以连接至电子设备3的吸气口31或热点，藉此更可确保冷空气直接供应至电子设备7内部。

上述排气单元5、进气单元6的设置位置，是为满足设置于机房中高架地板1的现况而设，但亦非唯一实施态样。举凡将排气单元5与进气单元6分设于机柜本体4的两侧，或区分前、后同设于顶部(适用于设置大型立式冷气而未设高架地板的老旧机房中)，亦可满足本实用新型所强调的顺畅对流，因此不以顶、底部为限。

再者，该控制单元并不以连接复数的感温组件为限，亦可包含连接设置于机柜本体内部适当处的烟雾感测组件，藉以判断在内部烟雾浓度超过额定值时激活告警机制(例如响铃、通告监控端、断电控制等)；或包含连接设置于机柜本体前、后门的电锁，藉以提供门禁控管；亦可包含独立连接至电力供应源(市电)，藉以判断在电力供应源断电时激活告警机制。如此，该控制单元除了提供适时激活对应风扇的功能外，亦可整合消防侦测、断电侦测、门禁控管等功能，而令其具备机柜所处环境的全方位控管弹性。

综前所述，由本实用新型电子设备机柜的，已然提供绝佳的对流环境及针对热源的主动冷却效果，确实改善公知机柜的各项缺点。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而己，并非用来限定本实用新型实施的范围。即凡依本实用新型权利要求书所作的均等变化与修饰，理应为本实用新型专利保护范围所涵盖。

Claims

1.一种电子设备机柜，其特征在于：其包含：

2.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该排气单元由一风箱、排气风扇与一导通机柜本体内部的开口所构成。

3.如权利要求2所述的电子设备机柜，其特征在于：该开口邻近于机柜本体的后门。

4.如权利要求1或2所述的电子设备机柜，其特征在于：该排气单元位于机柜本体的顶部。

5.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该进气单元由一风箱、进气风扇与一导通风道的开口所构成。

6.如权利要求1或5所述的电子设备机柜，其特征在于：该进气单元位于机柜本体的底部。

7.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：设于风道的各风扇为朝向机柜本体内部侧斜设置。

8.如权利要求1或7所述的电子设备机柜，其特征在于：设于风道的风扇外部设有导风管连接至电子设备的吸气口。

9.如权利要求1或7所述的电子设备机柜，其特征在于：设于风道的风扇外部设有导风管连接至电子设备的热点。

10.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该风道位于机柜本体的其一支柱内。

11.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该控制单元包含连接设置于机柜本体内部的藉以判断在内部烟雾浓度超过额定值时激活告警机制的烟雾感测组件。

12.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该控制单元包含连接设置于机柜本体前、后门的藉以提供门禁控管的电锁。

13.如权利要求1所述的电子设备机柜，其特征在于：该控制单元包含独立连接至藉以判断在电力供应源断电时激活告警机制的电力供应源。