JP2004063755A

JP2004063755A - ラック冷却構造

Info

Publication number: JP2004063755A
Application number: JP2002219757A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Miyazaki; 宮崎　剛宏
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-07-29
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-29
Also published as: JP4094906B2

Abstract

【課題】側板同士が当接するように配設されたラックの内部を冷却するラック冷却構造に関し、効率良くラック内の機器の冷却を行なえるラック冷却構造を提供することを課題とする。
【解決手段】ラック１１の側板１３の下部に設けられた開閉可能な給気口１５と、ラック１１の側板１３の上部に設けられた開閉可能な排気口１７とを有し、複数のラック１１のうちの一方の端部側のラック１１′の外部に露出する側板１３′の給気口１５′、排気口１７′を閉じ、それ以外の給気口１３、排気口１７を開き、他方の端部側のラック１１″の外部に露出する側板１３″の給気口１５″と、空調ユニット１９の吐出口とを接続し、他方の端部側のラック１１″の外部に露出する側板１３′の排気口１７″と、空調ユニット１９の吸込口とを接続する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、側板同士が当接するように配設されたラックの内部を冷却するラック冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来のラックの構成図である。（ａ）図は正面図、（ｂ）図は（ａ）図の側面図である。これらの図において、ラック１内には、サーバやネットワーク機器等の機器３が搭載され、前扉５には、ラック１内にラック１外の冷風を取り込む小穴３が複数形成されている。
【０００３】
又、ラック１の天板には、ラック１内の機器３によって温められた空気をラック１外へ排出するためのファン７が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すようなラック１の場合、内部に搭載される機器３の発熱量は低く、又、空調が完全になされる専用の部屋におかれているので、ラック１内の冷却は充分であった。
【０００５】
しかし、
（１）近年、サーバやネットワーク機器等の機器の高性能化により、ラック１内に搭載される機器３の発熱量が高くなってきている。
（２）図５に示すようなラック１を複数並べて使用する場合も増えてきている。この場合、各ラック１の周囲も発熱するので、各ラック１の周囲温度が上昇する。
（３）インターネット等の普及により、空調が完全に行なわれないオフィス等にも図１に示すようなラックが配置されるようになってきている。
【０００６】
（１）〜（３）のいずれの場合も、図１に示すようなラック１では、内部に搭載されている機器３の冷却能力が不足し、ラック１内に熱だまりが発生し、機器３の安定稼動ができない問題点が発生する。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、効率良くラック内の機器の冷却を行なえるラック冷却構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１に係る発明の原理図であり、（ａ）図は、ラックが複数の場合の正面図、（ｂ）図はラックが一つの場合の正面図である。
【０００９】
（ａ）図では、各ラック１１は側板１３同士が当接するように配設されている。各ラック１１の側板１３の下部には、開閉可能な給気口１５が設けられている。各ラックの側板１３の上部には、開閉可能な排気口１７が設けられている。１９は空調ユニット、２１はラック１１内に搭載された機器である。
【００１０】
そして、複数のラック１１のうちの一方の端部側のラック１１′の外部に露出する側板１３′の給気口１５′、排気口１７′は閉じられ、それ以外の給気口１５、排気口１７は開かれている。
【００１１】
複数のラック１１のうちの他方の端部側のラック１１″の外部に露出する側板１３″の給気口１５″と、空調ユニット１９の吐出口１９ａとは、ダクト２５で接続され、複数のラック１１のうちの他方の端部側のラック１１″の外部に露出する側板１３″の排気口１７″と、空調ユニット１９の吸込口１９ｂとはダクト２３で接続されている。
（ａ）に示す構成の作動を説明する。複数のラック１１のうちの一方の端部側のラック１１′の外部に露出する側板１３′の給気口１５′、排気口１７′は閉じられ、それ以外の給気口１５、排気口１７は開かれているので、給気口１５″から給気口１５′に至る流路Ａと、排気口１７′から排気口１７″に至る流路Ｂとが形成される。
【００１２】
空調ユニット１９の吐出口１９ａから吐出される冷気は、ダクト２５、ラック１１″の給気口１５″を介してラック１１″内に入る。ラック１１″内に入った冷気は、流路Ａに沿って流れ、すべてのラック１１に供給され、各ラック１１内の機器２１を冷却し、暖められた空気は上昇し、流路Ｂに沿って流れ、排気口１７″、ダクト２３を介して空調ユニット１９の吸込口１９ｂへ戻され、空調ユニット１９で冷却されて、再びラック１１へ供給される。
【００１３】
上記構成によれば、各ラック１１の機器２１はラック１１の側板１３、正面の扉、背板により形成される筒内に配置されている状態である。
そして、空調ユニット１９で発生した冷気が、前記筒の下部から供給され、機器２１を暖めた空気は、前記筒の上部へ移動することにより、冷気が機器２１の隅々までいきわたり、熱だまりが起こりにくくなる。
【００１４】
また、冷気はラック１１の下部から供給され、機器２１を冷却して暖められた空気はラック１１の上部から排出されるので、空気の自然循環も利用していることとなる。
【００１５】
従って、効率的にラック内の機器を冷却することができる。
（ｂ）図では、ラック１１が一つの場合である。ラック１１の一方の側の側板１３′の給気口１５′、排気口１７′は閉じられている、そして、ラック１１の他方の側の側板１３″の給気口１５″と、空調ユニット１９の吐出口１９ａとをダクト２５で接続し、ラック１１の他方の端部側側の側板１３″の排気口１７″と、空調ユニット１９の吸込口１９ｂとをダクト２３で接続している。
【００１６】
（ｂ）に示す構成の作動を説明する。空調ユニット１９の吐出口１９ａから吐出される冷気は、ダクト２５、ラック１１″の給気口１５″を介してラック１１″内に入る。ラック１１″内に入った冷気は、ラック１１内の機器２１を冷却し、暖められた空気は上昇し、排気口１７″、ダクト２３を介して空調ユニット１９の吸込口１９ｂへ戻され、空調ユニット１９で冷却されて、再びラック１１へ供給される。
【００１７】
上記構成によれば、ラック１１の機器２１はラック１１の側板１３、正面の扉、背板により形成される筒内に配置されている状態である。
そして、空調ユニット１９で発生した冷気が、前記筒の下部から供給され、機器２１を暖めた空気は、前記筒の上部へ移動することにより、冷気が機器２１の隅々までいきわたり、熱だまりが起こりにくくなる。
【００１８】
また、冷気はラック１１の下部から供給され、機器２１を冷却して暖められた空気はラック１１の上部から排出されるので、空気の自然循環も利用していることとなる。
【００１９】
従って、効率的にラック内の機器を冷却することができる。
尚、図１（ａ）において、空調ユニット１９の吐出口１９ａ、吸込口１９ｂと、ラック１１″の給気口１５″、排気口１７″とは、ダクト２５、ダクト２３を介して接続したが、例えば、空調ユニット１９をラック１１″と同じ大きさとし、空調ユニット１９の吐出口１９ａ、吸込口１９ｂと、ラック１１″の給気口１５″、排気口１７″とを直接接続するようにしてもよい。
【００２０】
同様に、図１（ｂ）において、空調ユニット１９の吐出口１９ａ、吸込口１９ｂと、ラック１１の給気口１５″、排気口１７″とは、ダクト２５、ダクト２３を介して接続したが、例えば、空調ユニット１９をラック１１と同じ大きさとし、空調ユニット１９の吐出口１９ａ、吸込口１９ｂと、ラック１１の給気口１５″、排気口１７″とを直接接続するようにしてもよい。
【００２１】
請求項２に係る発明は、前記ラックの底面、及び側板以外の箇所に設けられ、開閉可能なバイパス給気口と、
前記ラックの底面、及び側板以外の箇所に設けられ、前記バイパス給気口より上部に位置し、開閉可能なバイパス排気口と、一方の端部側が前記ラックの前記バイパス給気口に接続され、他方の端部側が前記ラックと異なる他のラックのバイパス給気口、前記空調ユニットの吐出口のいずれか一方に接続されるバイパス給気ダクトと、一方の端部側が前記ラックの前記バイパス排気口に接続され、他方の端部側が前記ラックと異なる他のラックのバイパス排気口、前記空調ユニットの吸込口のいずれか一方に接続されるバイパス給気ダクトと、を具備することを特徴とする請求項１記載のラック冷却構造である。
【００２２】
複数あるラックのうちの一部のラックの機器を停止して保守等を行なう際に、機器を停止するラックの２つの側板の給気口、排気口を閉じる。又は、機器を停止するラックの両隣の２つのラックの機器を停止するラックの側板と対向する側板の給気口及び排気口を閉じる。
【００２３】
前記２つのラックのバイパス給気口、バイパス排気口を開き、２つのラックのバイパス給気口同士をバイパス給気ダクトで接続し、２つのラックのバイパス排気口同士をバイパス排気ダクトで接続することにより、機器を停止するラックをバイパスして他のラック内の機器の冷却を行なうことができる。
【００２４】
請求項３に係る発明は、ラック内に、一方の側の側板の給気口と、他方の側の側板の給気口とを接続する給気ダクトを設け、該給気ダクトに、開口率が調整可能な開口を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のラック冷却構造である。
【００２５】
給気ダクトに設けた開口の開口率を調整することにより、各ラック内の機器の発熱量に応じた冷気を各ラックに供給することができ、更に効率よくラック内の機器を冷却することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態例を説明する。図２は本発明の実施の形態例のラック冷却機構が設けられたラック群を正面から見た構成図、図３は図１の上面図である。
【００２７】
各ラック１１１は側板１１３同士が当接するように配設されている。各ラック１１１の側板１１３の下部には、開閉可能な給気口１１５が設けられている。各ラックの側板１１３の上部には、開閉可能な排気口１１７が設けられている。１１９は空調ユニット、１２１はラック１１１内に搭載された機器である。
【００２８】
そして、複数のラック１１１のうちの一方の端部側のラック１１１′の外部に露出する側板１１３′の給気口１１５′、排気口１１７′は閉じられ、それ以外の給気口１１５、排気口１１７は開かれている。
【００２９】
複数のラック１１１のうちの他方の端部側のラック１１１″の外部に露出する側板１１３″の給気口１１５″と、空調ユニット１１９の吐出口１１９ａとは、ダクト１２５で接続され、複数のラック１１１のうちの他方の端部側のラック１１１″の外部に露出する側板１１３″の排気口１１７″と、空調ユニット１１９の吸込口１１９ｂとはダクト１２３で接続されている。
【００３０】
又、本実施の形態例では、ラック１１１内に、一方の側の側板１１３の給気口１１５と、他方の側の側板１１３の給気口１１５とを接続する給気ダクト１３１が設けられ、給気ダクト１３１に、開口率が調整可能な開口１３３が設けられている。
【００３１】
更に、ラック１１１の底面、及び側板以外の箇所、本実施の形態例ではラック１１１の背板１４１の下部に、開閉可能なバイパス給気口１４３が設けられている。又、ラック１１１の底面、及び側板以外の箇所であって、バイパス給気口１４３より上部に位置する箇所には、本実施の形態例では、背板１４１の上部に開閉可能なバイパス排気口１４５が設けられている。
【００３２】
複数のラック１１１のうちの一方の端部側のラック１１１′の外部に露出する側板１１３′の給気口１１５′、排気口１１７′は閉じられ、それ以外の給気口１１５、排気口１１７は開かれているので、給気ダクト１３１内には、給気口１１５″から給気口１１５′に至る流路Ｃが形成され、更に、排気口１１７′から排気口１１７″に至る流路Ｄが形成されている。
【００３３】
空調ユニット１１９の吐出口１１９ａから吐出される冷気は、ダクト１２５、ラック１１１″の給気口１１５″を介してラック１１１″内に入る。ラック１１１″内に入った冷気は、給気ダクト（流路Ａ）１３１に沿って流れる。そして、開口率が調整可能な開口１３３を介して、すべてのラック１１１に供給され、各ラック１１１内の機器２１を冷却し、暖められた空気は上昇し、流路Ｂに沿って流れ、排気口１１７″、ダクト１２３を介して空調ユニット１１９の吸込口１１９へ戻され、空調ユニット１１９で冷却されて、再びラック１１１へ供給される。
【００３４】
上記構成によれば、各ラック１１１の機器１２１はラック１１１の側板１１３、正面の扉、背板により形成される筒内に配置されている状態である。
そして、空調ユニット１１９で発生した冷気が、前記筒の下部から供給され、機器１２１を暖めた空気は、前記筒の上部へ移動することにより、冷気が機器１２１の隅々までいきわたり、熱だまりが起こりにくくなる。
【００３５】
また、冷気はラック１１１の下部から供給され、機器１２１を冷却して暖められた空気はラック１１１の上部から排出されるので、空気の自然循環も利用していることとなる。
【００３６】
従って、効率的にラック内の機器を冷却することができる。
更に、給気ダクト１３１に設けた開口１３３の開口率を調整することにより、各ラック１１１内の機器１２１の発熱量に応じた冷気を各ラック１１１に供給することができ、更に効率よくラック１１１内の機器１２１を冷却することができる。
【００３７】
又、複数あるラック１１１のうちの一部のラックの機器を停止して保守等を行なう際に、例えば、真ん中のラック１１１の機器１２１を停止して保守等を行なう場合、本実施の形態例では以下のような処置を行なう。
【００３８】
機器を停止するラック１１１の２つの側板１１３の給気口１１５、排気口１１７を閉じる（図２において、二点鎖線で示す）。又は、機器１２１を停止するラック１１１の両隣の２つのラック１１１′、ラック１１１″の機器１２１を停止するラックの側板と対向する側板１１３の給気口１１５及び排気口１１７を閉じる。
【００３９】
機器１２１を停止するラック１１１の両隣の２つのラック１１１′、ラック１１１のバイパス給気口１４３、バイパス排気口１４５を開き、２つのラックのバイパス給気口１４３同士をバイパス給気ダクト１５１で接続し、機器１２１を停止するラック１１１の両隣の２つのラック１１１′、ラック１１１のバイパス排気口１４５同士をバイパス排気ダクト１５３で接続する（図３参照）。このようにして、機器を停止するラック１１１をバイパスして他のラック内の機器の冷却を行なうことができる。
【００４０】
尚、本発明は、上記実施の形態例に限定するものではない。
図２において、空調ユニット１１９の吐出口１１９ａ、吸込口１１９ｂと、ラック１１１″の給気口１１５″、排気口１１７″とは、ダクト１２５、ダクト１２３を介して接続したが、例えば、空調ユニット１１９をラック１１１″と同じ大きさとし、空調ユニット１１９の吐出口１１９ａ、吸込口１１９ｂと、ラック１１１″の給気口１１５″、排気口１１７″とを直接接続するようにしてもよい。
【００４１】
又、上記実施の形態例では、ラック１１１の側板１１３の下部に、開閉可能な給気口１１５を設け、側板１１３の上部に、開閉可能な排気口１１７を設け、ラック１１１の上部と下部とは流路として利用した。
【００４２】
しかし、ラック１１１の高さに制限がある場合は、図４に示すような構成であってもよい。図４はラックの側面図である。ラック２１１の側板２１３の下部の正面側には、給気口２１５が設けられ、ラック２１１の側板２１３の上部の背面側には排気口２１７が設けられている。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る発明によれば、各ラックの機器はラックの側板、正面の扉、背板により形成される筒内に配置されている状態である。
【００４４】
そして、空調ユニットで発生した冷気が、前記筒の下部から供給され、機器を暖めた空気は、前記筒の上部へ移動することにより、冷気が機器の隅々までいきわたり、熱だまりが起こりにくくなる。
【００４５】
また、冷気はラックの下部から供給され、機器を冷却して暖められた空気はラックの上部から排出されるので、空気の自然循環も利用していることとなる。
従って、効率的にラック内の機器を冷却することができる。
【００４６】
請求項２に係る発明によれば、複数あるラックのうちの一部のラックの機器を停止して保守等を行なう際に、機器を停止するラックの２つの側板の給気口、排気口を閉じる。又は、機器を停止するラックの両隣の２つのラックの機器を停止するラックの側板と対向する側板の給気口及び排気口を閉じる。
【００４７】
前記２つのラックのバイパス給気口、バイパス排気口を開き、２つのラックのバイパス給気口同士をバイパス給気ダクトで接続し、２つのラックのバイパス排気口同士をバイパス排気ダクトで接続することにより、機器を停止するラックをバイパスして他のラック内の機器の冷却を行なうことができる。
【００４８】
請求項３に係る発明によれば、給気ダクトに設けた開口の開口率を調整することにより、各ラック内の機器の発熱量に応じた冷気を各ラックに供給することができ、更に効率よくラック内の機器を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の原理図である。
【図２】実施の形態例のラック冷却機構が設けられたラック群を正面から見た構成図である。
【図３】図１の上面図である。
【図４】他の実施の形態例を説明する図である。
【図５】従来のラックの構成図である。
【符号の説明】
１１　ラック
１３　側板
１５　給気口
１７　排気口
１９　空調ユニット

Claims

側板同士が当接するように配設されたラックの内部を冷却するラック冷却構造において、
前記ラックの側板の下部に設けられた開閉可能な給気口と、
前記ラックの側板の上部に設けられた開閉可能な排気口と、
を有し、
複数のラックの側板同士が当接するように配設される場合には、
複数のラックのうちの一方の端部側のラックの外部に露出する側板の給気口、排気口を閉じ、それ以外の給気口、排気口を開き、
複数のラックのうちの他方の端部側のラックの外部に露出する側板の給気口と、前記空調ユニットの吐出口とを接続し、
複数のラックのうちの他方の端部側のラックの外部に露出する側板の排気口と、前記空調ユニットの吸込口とを接続し、
ラックが一つの場合には、
ラックの一方の側の側板の給気口、排気口を閉じ、
ラックの他方の側の側板の給気口と、空調ユニットの吐出口とを接続し、
ラックの他方の側の側板の排気口と、前記空調ユニットの吸込口とを接続することを特徴とするラック冷却構造。
前記ラックの底面、及び側板以外の箇所に設けられ、開閉可能なバイパス給気口と、
前記ラックの底面、及び側板以外の箇所に設けられ、前記バイパス給気口より上部に位置し、開閉可能なバイパス排気口と、
一方の端部側が前記ラックの前記バイパス給気口に接続され、他方の端部側が前記ラックと異なる他のラックのバイパス給気口、前記空調ユニットの吐出口のいずれか一方に接続されるバイパス給気ダクトと、
一方の端部側が前記ラックの前記バイパス排気口に接続され、他方の端部側が前記ラックと異なる他のラックのバイパス排気口、前記空調ユニットの吸込口のいずれか一方に接続されるバイパス給気ダクトと、
を具備することを特徴とする請求項１記載のラック冷却構造。
ラック内に、一方の側の側板の給気口と、他方の側の側板の給気口とを接続する給気ダクトを設け、
該給気ダクトに、開口率が調整可能な開口を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のラック冷却構造。