JP2009524253A - 排気ユニット - Google Patents

Abstract

排気を機器ラック又は筐体から除去するよう構成された排気ユニットは、コンパクトで可搬性がある構造を画定しつつ、高い空気流能力を達成する多数のファンを含む。このユニットは、機器ラック又は筐体の排気側に沿って取り外し可能に取り付けられ、サーバ、CPU、通信、ネットワーク間通信、及び他タイプの機器などの機器の熱出力を管理する能力を備えている。このユニットは、1つ又は複数の上ファンモジュールと、上ファンモジュールの下に配置された1つ又は複数の下ファンモジュールとを含む。上及び下ファンモジュールは、このユニットの奥行きに沿って積み重ね構成で配置されており、下ファンモジュールは上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている。ファンモジュールの積み重ね構成及びオフセット配向は、コンパクトで可搬性のある設計を維持しつつ、多数のファンをユニットに組み込む助けとなる。更に、このユニットは機器ラック又は筐体のドアとして機能し、従って使用時にこのユニット並びにラック又は筐体に手が届くよう構成されている。このユニットは、機器室又はデータセンターに関連付けられた換気システム又は冷却空気システムに組み込むこともできる。

Description

本発明は、情報、通信、及び／又は他のタイプの電子機器を収納する機器ラック又は機器筐体と共に使用する排気ユニットに関する。本発明は、この排気ユニットを含んだ機器室又はデータセンターの空気冷却システムにも関する。

サーバ、CPU、通信及びネットワーク間通信機器などのラックに搭載する通信及び情報技術機器は、動作時に電力を消費して発熱する。効果的な熱管理を行わなければ、発熱は機器の性能、信頼性、及び耐用寿命に悪影響を及ぼしかねない。例えば、筐体内部に収容されたラック搭載機器から発せされる熱は、筐体内部に蓄積し、電子機器の構成要素が特に悪影響を受けやすい熱点を作り出す。同様に、機器ラック又は筐体の熱出力を管理しなければ、熱点及び有害な熱条件が機器室及びデータセンター内で発生し、粗悪な動作環境が作り出されてしまう。

任意の機器ラック又は筐体が発生する熱の量は大きく変化することがあり、ラック搭載機器が動作時に消費する電力の量に依存する。熱出力としてはキロワット単位の電力消費が報告されることもあり、機器タイプによっては数十ワットから約10kWまで大きな幅がある。機器の必要性は変化し、新しい機器開発の必要性が発生するので、ラック内で機器の構成要素が追加、取り替え、再配置される度に熱出力は大きく変化することがある。これによっていかなる熱管理方式であっても調整する必要が生まれる。例えば、構成要素のタイプ及び数によっては、熱出力は、ラック能力でユニット毎に数ワットからユニット毎に1kW以上まで変化しうる。

ラック搭載機器の構成要素は、典型的には空気をラック又は筐体の空気取り入れ部から、それらの外表面及び／又は構成要素の内部を介して引き込み、構成要素の熱を除去し且つ冷却することで、冷却要件を満たすよう設計されている。従って、所与のラック又は筐体の効果的な熱管理では、冷却の必要性を満たすには、十分な容積の冷却用空気及び、ラック又は筐体への効果的な空気流量が必要である。例えば、ほとんどの機器設計は、1キロワットの電力消費毎に約120立方フィート／分(cfm)の冷却空気流量を必要とする。この例では、約15
kWの電力を消費するラック又は筐体は、1,800 cfmの比較的大きな空気流量を必要とするはずである。

ラック搭載機器の構成要素を冷却し且つ熱管理を行う従来のシステム及び方法は、冷やされた又は冷却された空気を機器室及びデータセンターに供給し、循環させる空気調和装置又は空気冷却システムを含む。こうした従来のシステム及び方法の多くは、空気調和及び空気循環機能を向上させるために機器室及びデータセンターの上げ床又は二重床基礎構造を含む。上げ床又は二重床は、機器室及びデータセンターの外床と下床との間に画定された給気チャンネルを含み、これが冷えた又は冷却された空気を空気調和装置又は空気冷却システムから機器室及びデータセンターへ送出する。冷えた又は冷却された空気は、典型的には給気チャンネルから、ラック及び筐体の前方でラック及び筐体の列間の通路に沿って設けた開放床タイル、グリル、又はベントを介して機器室へ排出される。更に、冷えた又は冷却された空気は、開放床タイル、グリル、又はベント上に接続された導管又はホースを使って給気チャンネルからラック及び筐体内部へ直接排出される。

例えば約5kWから約15kWまでの電力を消費する、高出力機器を収納するラック及び筐体は、結果として高い熱出力を備えることになり、発熱を管理し且つ機器の構成要素を冷却するのに最大概ね1,800 cfmの高い空気流量を必要とするはずである。上げ床構成で用いられる開放床タイル、グリル、又はベントは、典型的には約1平方フィートの通気面積を画定し、典型的には概ね200
cfm乃至500 cfmの冷却空気を送出するよう構成されている。こうした空気流量は、静止空気圧及び他の床タイルを含む多くの条件や障害により影響を受けることがある。結果として、床タイル、グリル、又はベントを介して送出される典型的な空気流量は、概ね100
cfm乃至200 cfm程度であることが多い。従って、最大で概ね1,800 cfmの高い空気流量を高出力機器のラック又は筐体に与えて十分な冷却空気を供給するには、3.5乃至約5の開放床タイル、グリル、又はベントが必要となる。仮に機器室及びデータセンターが混雑していて、多数の高出力ラック又は筐体を含んでおり、且つこうしたラック又は筐体が横並びの列で配置されていれば、この床構成を設けるのは困難か不可能である。

更に、上げ床構成は、常に変化する必要性や新たな機器要件を満たすという点では、機器室及びデータセンターの再構成及び再配置に関して比較的柔軟性に欠ける。機器室の再構成の結果として冷却要件の変化に対応するには、上げ床構成及びそれに関連付けられた冷却システムは、かなりのコストを投じて再構成し且つ／又は後付改修しなければ、異なる新たな空気流量及び通路を設置できない。従って、こうした上げ床構成は、機器の構成要素及びラック又は筐体が機器室に設置される様態に安価に対応できない。

更に、上げ床構成及びそれに関連付けられた冷却システムは、所与の機器室又はデータセンターにおける異なるラック及び筐体と異なる区域との間の異なる電力消費に関して柔軟性に欠け、それら区間での可搬性に欠ける。従って、所与の機器室は、複数ラックや複数列のラック毎に異なる空気流要件を備えることがある。この場合、上げ床構成は、機器室内の必要な場所で冷却空気流を容易に且つコスト効率良く変化させ且つ／又は集中させることができない。従って、不十分な冷却のために、温度勾配及び熱点などの局所的熱問題が引き起こされることがある。

よって、ラック並びに機器室及びデータセンターの構成に関して可搬性と柔軟性を達成しつつ、比較的高い熱出力を発する機器構成要素並びにラック及び筐体の冷却要件を満たすのに必要な比較的高い空気流量に対応できる費用効率が良い装置及び／又はシステムの必要性が存在する。

発明の概要
一般に、一側面では、本発明は、機器ラック又は筐体から排気を除去する排気ユニットを提供する。前記ユニットは、内部チャンバを画定するハウジングと該内部チャンバ内に設けられた上排気モジュールとを含む。前記上排気モジュールは、第1内部空気プレナムに結合されたファンを含む少なくとも1つの上ファンモジュールを更に含んでいる。前記ユニットは、前記上排気モジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けた下排気モジュールを更に含む。前記下排気モジュールは、第2内部空気プレナムに結合されたファンを含む少なくとも1つの下ファンモジュールを更に含んでいる。前記上排気モジュール及び前記下排気モジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で配置されており、前記下ファンモジュールは前記上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている。前記ユニットの各ファンは、前記ユニットが機器ラック又は筐体の排気側に取り付けられると、各ファンの空気取り入れ側が該ラック及び筐体の内部と流体連通するように配置されている。

本発明の実施例は、次の特徴の内１つ又は複数を含むことができる。前記ユニットの前記ハウジングは、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に取り付けられると前記機器ラック又は筐体のドアの少なくとも一部を構成するよう作製且つ配置されている。前記ハウジングは、その第1側部に沿って前記機器ラック又は筐体に取り外し可能に接続するよう構成されており、前記ユニットが該第1側部に沿って前記機器ラック又は筐体に向かう方向と離れる方向にドア式に旋回することを許容する。

前記ユニットは、機器ラック又は筐体に取り外し可能に接続するよう作製且つ配置され、更に、前記ユニットを収容し、拘束するよう作製且つ配置されたフレームアセンブリを更に含む。前記フレームアセンブリは、その第1側部に沿って前記ハウジングの第1側部に取り外し可能に接続するよう構成されており、更に、前記ハウジングに接続して、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に向かう方向と離れる方向にドア式に旋回することを許容する。前記フレームアセンブリの前記第1側部は、ヒンジ手段を介して前記ハウジングの前記第1側部に接続している。前記フレームアセンブリは一対の隣接する平行な縦方向部材を含み、それぞれの縦方向部材が入れ子式に伸長又は縮小して前記フレームアセンブリの高さを調節するよう作製且つ配置されている。

更に、前記ユニットは盲パネルも含むことができる。前記盲パネルは、前記ユニットの底部に取り外し可能に接続するよう作製且つ配置され、更に、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に取り付けられると、前記ユニットの下の露出領域を塞いで前記ユニットからの空気の損失を最小限とし且つ前記機器ラック又は筐体に出入りする空気流を最小限とする助けともなるよう作製且つ配置されている。

本発明の実施例は、次の特徴の内１つ又は複数を更に含むことができる。前記第1及び第2内部空気プレナムは、前記ユニットの頂部に沿って画定された排気ポート内で終端するよう構成且つ配置されている。前記第1内部空気プレナム及び前記第2内部空気プレナムのそれぞれは対応する上排気モジュール及び下排気モジュール内に構成且つ配置され、前記第1内部空気プレナム及び前記第2内部空気プレナムのそれぞれがファン排気に対して概ね等しく障害物となる。前記上ファンモジュールは空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第1内部空気プレナム内に強制的に流動するが、その際の流量は、(i)前記下ファンモジュールが空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第2内部空気プレナム内に強制的に流動させるのと概ね等しい流量と、(ii)前記下ファンモジュールが空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第2内部空気プレナム内に強制的に流動させる流量に対して可変の流量とのうち少なくとも1つである。

本発明の実施例は、次の特徴の内１つ又は複数を更に含むことができる。前記上ファンモジュールの前記ファン及び前記下ファンモジュールの前記ファンのうち少なくとも1つはコントローラに動作可能に結合されている。前記コントローラは前記ファンの速度を調整するよう構成されている。前記ファンは可変速度で動作するよう構成されている。前記コントローラは、前記ファンの前記可変速度を、前記ユニットの1つ又は複数の動作パラメータに応答して調節するよう構成されている。前記コントローラは前記ファン速度を、(i)1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記ユニット内の1つ又は複数の温度と、（ｉｉ）1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記機器ラック又は筐体内の1つ又は複数の温度と、（Iｉｉ）1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記機器ラック又は筐体の1つ又は複数の電力負荷と、の少なくとも1つに応じて調節する。前記コントローラはネットワークを介してネットワークコントローラに動作可能に接続し、更に、該ネットワークコントローラに前記ユニットの1つ又は複数の動作パラメータに関連した情報を与えるよう構成されている。前記ネットワークコントローラは、前記ユニットの前記1つ又複数の動作パラメータを制御するための1つ又は複数の制御信号を、前記コントローラと前記上又は下ファンモジュールとの少なくとも1つに与えるよう構成されている。

一般に、別の側面では、本発明は、機器ラック又は筐体から排気を除去する排気ユニットであって、内部チャンバを画定するハウジングと該内部チャンバ内に設けられた少なくとも1つの上ファンモジュールとを含む排気ユニットを提供する。前記少なくとも1つの上ファンモジュールは、第1内部空気プレナムに結合されたファンを含む。また、前記ユニットは、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けた少なくとも1つの下ファンモジュールを更に含む。前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、第2内部空気プレナムに結合されたファンを含む。前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で前記少なくとも1つの上ファンモジュール組み合わされ、前記少なくとも1つの下ファンモジュールの空気取り入れ側は、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの空気取り入れ側に対してオフセット配向で配置されている。

一般に、更なる側面では、本発明は、機器ラック又は筐体から排気を除去する排気ユニットであって、内部チャンバを画定するハウジングと該内部チャンバ内に設けられた第1及び第2上ファンモジュールとを含む排気ユニットを提供する。各上ファンモジュールは、上内部空気プレナムに結合されたファンを含む。前記第1及び第2上ファンモジュールは、前記ユニットの幅に沿って互いに隣接して配置されている。第1及び第2下ファンモジュールが、前記第1及び第2上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けられている。各下ファンモジュールは、下内部空気プレナムに結合されたファンを含む。前記第1及び第2下ファンモジュールは、前記ユニットの幅に沿って互いに隣接して配置されている。前記第1及び第2上ファンモジュールと前記第1及び第2下ファンモジュールとは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で更に配置されており、前記第1及び第2下ファンモジュールは前記第1及び第2上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている。

一般に、更に別の側面では、本発明は機器ラック又は機器筐体から排気を排出するシステムを提供する。前記システムは、排気が排出される前記機器ラック又は筐体の部分に取り付けられるよう作製且つ配置された排気ユニットであって、該排気ユニットと前記機器ラック又は筐体の内部との間に流体連通をもたらすよう作製且つ配置された排気ユニットを含む。前記排気ユニットは、ハウジングの内部チャンバ内に設けられた少なくとも1つの上ファンモジュールを含む。前記少なくとも1つの上ファンモジュールは、前記ハウジングの頂部に画定された排気ポートまで延在する第1内部空気プレナムに結合されたファンを含む。また、前記ユニットは、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けた少なくとも1つの下ファンモジュールを更に含む。前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、前記排気ポートまで延在する第2内部空気プレナムに結合されたファンを含む。前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で前記少なくとも1つの上ファンモジュールと組み合わされ、前記少なくとも1つの下ファンモジュールの空気取り入れ側は、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの空気取り入れ側に対してオフセット配向で配置されている。前記システムは、前記排気ポートに結合した外部排気ダクトであって、前記第1及び第2内部空気プレナムから排気を受け取ると共に、該排気を前記ユニットの外部領域に送出するよう構成された外部排気ダクトを更に含む。

本発明の実施例は、次の特徴の内１つ又は複数を提供することができる。前記冷却空気システムの前記外部排気ダクトは、空気調和装置と流体連通した帰り空気プレナムを含み、排気が前記機器ラック又は筐体が配置された機器室又はデータセンターに返される前に、冷却のため該排気を該空気調和装置に送出するよう構成されている。前記前記空気調和装置は、前記排気を華氏約60度乃至華氏70度の温度範囲に冷却するよう構成されている。代替的に又は付加的に、前記外部排気ダクトは、通気システムと流体連通した排気プレナムを含み、前記機器ラック又は筐体が配置された機器室又はデータセンターから前記排気を除去するために該通気システムに送出するよう構成されている。

本発明の様々な様態は、次の特徴又は利点の1つ又は複数を提供する。多数のファンを含み且つコンパクトで可搬性がある排気ユニットは、機器ラック又は筐体の排気側に直接的且つ取り外し可能に取り付けられるよう構成されている。前記排気ユニットは、例えば情報及び通信機器などの機器の熱出力を効果的に管理できる流量で排気をラック又は筐体から除去するための、例えば約400cfm乃至約2,000cfmの高い空気流能力を備えている。

前記ユニットは、該ユニットの例えばＺ軸などの奥行き軸に沿った積み重ね構成で配置された上排気モジュール及び下排気モジュールを含む少なくとも2つの隣接した排気モジュールを含んだシャーシハウジングを含む。各排気モジュールは、熱除去冗長性を与えるため少なくとも2つの隣接したファンモジュールを含む。

各ファンモジュールは、ファンと、空気取り入れ吸い込みリングと、前記シャーシハウジングの背面パネルに取り外し可能に接続された関連付けられたファン監視及び制御電子機器とを含む。各ファンモジュールは、独立して且つ／又は他のファンモジュールと同時に動作して、機器の熱出力を効果的に管理する。

前記上排気モジュール及び前記下排気モジュールの２つの前記ファンモジュールそれぞれが組み付けられ且つ前記背面パネル及び前記シャーシハウジングに取り外し可能に取り付けられると、各モジュールの前記空気取り入れ吸い込みリング及び前記ハウジングにより画定された1つ又は内壁が結合して、前記ファンが結合する内部空気プレナムを画定する。前記上及び下ファンモジュールはそれぞれが前記ファンと前記吸い込みリングとを含むので、前記上及び下排気モジュール内で別々の内部空気プレナムを画定する助けとなる。更に、前記空気取り入れ吸い込みリングは、各ファンからその空気プレナムへ排出される空気の動き及び経路を画定する助けとなる。

前記空気取り入れ吸い込みリング及び前記内部空気プレナムの構成は、前記上排気モジュールを通過する少なくとも2つの別個で最適な空気流路と、前記下排気モジュールを通過する少なくとも2つの別個で最適な空気流路とを画定する助けとなるので、前記ユニット内に排気専用の4つの内部空気プレナムを備えた4つのファンを提供する。前記空気取り入れ吸い込みリング及び前記内部空気プレナムの構成は、前記空気プレナム内を流れるファン排気の乱気流を最小化すると共に、前記空気プレナム内の空気抵抗を最小化する助けにもなる。このファンの数や前記空気取り入れ吸い込みリング及び前記内部空気プレナムは、乱気流及び空気抵抗を制限しつつ前記ユニットの空気流能力及び排気能力を向上する助けとなる。

前記上排気モジュール及び前記下排気モジュールの前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成は、多数のファンを前記ユニットに組み込む助けとなり、従って前記ユニットに高い空気流能力を与える。更に、前記上及び下排気モジュールの積み重ね構成は、前記ユニットの取り付けを容易とするコンパクト且つ可搬性がある設計を実現し、前記ユニットのラック又は筐体への取り付け時又は前記ユニットの動作時に前記ユニット及びその構成要素に手が届く。更に、前記下排気モジュールは前記上排気モジュールに対してオフセット配向で配置されており、前記ユニットの所望の垂直長さすなわち高さを維持しつつ、前記ユニットに多数のファンを組み込む更なる助けとなる。前記上ファンモジュール及び前記下ファンモジュールは互いにオフセット配向で配置され、これによって、空気がいずれかのファンモジュールに流入する際に隣接するファンモジュールの空気流による干渉又は妨害を減少又は無くなる。更に、前記下ファンモジュールは、前記上ファンモジュールに対して角度をつけて配向されている。更に、前記下ファンモジュールが前記上ファンモジュールに対してオフセット去れ且つ角度をつけて配向されていることで、前記ユニットの垂直長さすなわち高さを最小化し、前記ユニットに多数のファンを組み込むことで高い空気流能力を与える一方、全体的にコンパクト且つ可搬性のある設計を維持する助けとなる。

可搬性がありコンパクトなこの設計により、前記排気ユニットは軽量化され、機器ラック又は筐体への取り付け及び取り外しが容易となる。このコンパクト設計の容易な取り付け及び可搬性は、新たな又は常に変化する機器の必要性を満たすために機器室又はデータセンターを構成又は再配置する上で、前記ユニットに柔軟性を与える。

前記排気ユニットはラック又は筐体に取り外し可能に接続され、現場での設置及び取り替えを可能とするよう設計されている。更に、前記ユニットの多くの構成要素は取り外し可能に前記ユニットに接続されており、現場での設置、保守、修理、及び取り替えが可能である。例えば、対話型プログラム可能コントローラ及び他の制御電子モジュールを含む前記ユニットの監視及び制御電子モジュールは取り外し可能に接続され、従って現場修理及び現場取り替え可能である。他の例では、各ファンモジュール及び前記ファンと、前記吸い込みリングと、関連電子機器とを含む前記ファンの構成要素は、前記ハウジングの前記上又は下背面パネルに取り外し可能に接続されており、これら構成要素は、前記ユニットの動作を停止することなく現場で容易に保守、修理、又は取り替え可能である。更に、前記ユニットは、ラック又は筐体内に収容された機器構成要素の現場設置、保守、及び修理を可能とする。

前記排気ユニットは、ラック又は筐体にフレームアセンブリによって取り外し可能に接続されており、該フレームアセンブリは、ラックへの取り付け及び取り外しが迅速且つ容易となるよう作製且つ配置されている。前記フレームアセンブリは、前記ユニットを収容すると共に前記ユニットを蝶番式結合部で拘束するよう構成且つ配置されており、前記ユニットは、前記フレームアセンブリに接続されると該蝶番式結合部を中心に旋回する。従って、前記蝶番式結合部は、前記ユニットがラック又は筐体に取り付けられるとドア式に動作することを許容し、前記ユニットは前記ラック又は筐体から外側へ離れる方向に動き、例えば前記ユニットの内部、前記ファンモジュール、及び前記ユニットの監視及び制御電子モジュールに手が届く。更に、前記ユニットによれば、前記ラック又は筐体の内部にも手が届く。

更に、前記フレームアセンブリは、上及び下の組の長手方向入れ子式部材をそなえるよう作製且つ配置され、一方の組が他方の組に摺動して収容されるので、前記フレームアセンブリの垂直長さすなわち高さは所与のラックの高さに合わせて調節できる。従って、前記フレームアセンブリによって、前記ユニットは、実質的に前記ユニット及び前記フレームアセンブリを後付け改修することなく高さが異なるラックに取り付けることができる。

前記上及び下ファンモジュールにより達成される高い空気流能力は、機器運転時にラック又は筐体内での発熱及び熱点発生を排除又は最小化する助けとなる。更に、前記上及び下内部空気プレナムは、例えば空気取り入れ吸い込みリングなどの前記ファンモジュールと、前記ハウジング内の前記1つ又は複数の内壁とにより部分的には画定されており、それぞれのファンが除去する排気を、前記ユニットから実質的に全く又はほとんど漏らすことなく受け取り且つ閉じ込めるよう構成されている。従って、排気はラック又は筐体から除去され、そして該ラック又は筐体の外部領域へ排出されるまで前記排気ユニット内に閉じ込められる。更に、上述したように、前記内部空気プレナムの構成は、前記空気プレナム沿いの空気抵抗及び乱気流を減少させ、ファン排気が前記ユニットから効果的に排出される。

前記ユニットが可能とする排気の除去及び閉じ込めによって、冷却の必要性を満たすために機器構成要素が空気を引き込む元である、例えば機器室又はデータセンター内で循環する周囲空気などの冷却用空気と排気との混合を最小化する助けとなる。

更に、前記排気ユニットの空気流能力及び排気を閉じ込め且つ排出する能力は、高温又は暖かい排気の十分な排出を保証する助けとなるだけでなく、ラック又は筐体の排気側に沿った通気抵抗を防止又は最小化する助けにもなる。排気側に沿った通気抵抗は高い空気圧又は背圧が原因である。空気圧又は背圧が高いと、ラック又は筐体に空気を引き込んで冷却化するためには機器構成要素の冷却ファンが克服しなければならない不都合な空気流条件がラック又は筐体内に発生してしまう。冷却の必要性を満たすには、機器の冷却ファンは、動作時に、ラック又は筐体の空気取り入れ側から機器構成要素の内部に十分な量の冷却空気を効果的な流量で取り込む必要がある。冷却ファンが通気抵抗に打ち勝つことができなければ、十分な冷却空気が前記ラック又は筐体或いは機器内部に引き込まれないこともある。結果として、発熱及び熱点が前記ラック又は筐体内部に発生する可能性がある。前記排気ユニットは、ラック又は筐体の排気側に沿って高いすなわち効果的な流量で排気を除去するので、例えば、機器冷却ファンが適切に動作するよう空気圧又は背圧による通気抵抗を無くすか又は大幅に減少させる。従って、前記排気ユニットは、動作時に構成要素を冷却するのに十分な冷却用空気を効果的な流量で取り込めるように機器冷却ファンの最適動作を促進する。

前記排気ユニットは、機器室又はデータセンター内で循環する周囲空気を使って機器を冷却する機器冷却方式に適している。この場合、機器冷却ファンは、周囲空気をラック又は筐体内部へそして機器構成要素の内部へ引き込むことになる。部分的には前記排気ユニットが実現する排気の閉じ込め及び除去によって、更に、結果的に排気と周囲空気との混合を防止又は最小化することによって、機器室又はデータセンター内の周囲空気の温度は、例えば華氏約60度から華氏約70度の所望の冷却範囲に保たれるはずである。こうした方式では、前記排気ユニットは、空気を機器室又はデータセンターの外部領域に排出する、例えば天井プレナムなどの排気又は帰り空気プレナムに動作可能に接続できる。

更に、前記排気ユニットは、空気冷却器又は空気調和装置及び上述した帰り空気プレナムを含む空気冷却システムに統合してもよい。前記帰り空気プレナムは前記排気ユニットから排気を受け取り、それを前記空気冷却器又は空気調和装置に供給するので、空気は冷却又は調整されてから、それが元々排出された機器室又はデータセンターに戻され供給される。従って、前記排気ユニットが組み込まれた空気冷却器は、冷えた又は空気冷却を提供するための二重又は上げ床構成及び冷却機器の必要性を排除する。実質的に、前記排気ユニット及び前記空気冷却器は、こうした基礎構造並びに上げ床構成に関連した運転及び維持コストの必要性を事実上回避しつつ、冷却用空気を高い流量で供給する。

本発明の上述及び他の利点並びに本発明そのものは、次の図面、詳細な説明、及び特許請求の範囲を参照すればより完全に理解できるはずである。

本発明は、情報、通信、及び／又は他のタイプの電子機器を収納するよう設計されたラック又は筐体から排気を除去する排気ユニットに関する。本発明による排気ユニットは、サーバ、CPU、及び他の電子機器などラック搭載機器の熱出力の管理を補助するため、機器ラック又は筐体から排気を除去するように構成されている。このユニットは、機器ラック又は筐体の排気側に直接設置又は取り付けたり、該ラック及び筐体の取り外し可能パネル又はドアとして機能したりするように作製且つ構成されている。このユニットの構成及び設計によって、大幅な後付改修なしでこのユニットを既存のラック及び筐体に取り付けでき、更に、このユニット及びその構成要素の現場設置、保守、修理、及び取り替えが可能となる。

このユニットは、単一のハウジングに収容された上排気モジュールと下排気モジュールとを含み、各排気モジュールは2つのファンモジュールを含む。各ファンモジュールは、現場取り替え可能な排気ファンと、ファン速度を監視且つ制御する関連した電子機器とを含む。各ファンは、ラック又は筐体から排気を引き込み、引き込んだ空気を、当該ファンが取り付けられたユニットハウジングの内部に画定された内部空気プレナム内に排出するよう配置且つ構成されている。内部空気プレナムは、排気をこのユニットから排出するための空気流路を画定するよう構成され、更に、空気流路に沿った乱気流及び通気抵抗を最小化する助けとなるように構成されている。このファンモジュールは、更に、各ファンに接続された空気取り入れ吸い込みリングを含み、これがファンのこのユニットへの取り付けの助けとなり、更にファンの内部空気プレナムを画定する助けになる。吸い込みリングは、ファンから排気される空気の経路と動きを各ファンの空気プレナム内に向ける助けとなり、従って排気の空気流路に沿った乱気流及び通気抵抗を最小化する助けとなる。

従って、ファンモジュール及び対応する内部空気プレナムは、高い排気流能力を実現し、排気除去に最適な空気流路を画定するよう作製且つ構成されている。更に、ファンモジュール及び内部空気プレナムは、排気を閉じ込め且つ機器ラック又は筐体から離れる方向へ送り出すよう作製且つ構成されていて、機器への排気の再循環を防止又は減少する助けとなり、更に、排気が利用可能な冷却用空気と混合するのを防止又は減少する助けとなる。更に、排気を機器ラック又は筐体から除去することで、ファンモジュール及び空気プレナムは、ラック又は筐体内の通気抵抗を減少又は最小限とする助けとなり、ラック搭載機器の構成要素は、冷却必要性を満たし従ってラック又は筐体の熱出力を管理する助けとなるのに十分な量の冷却用空気を効果的な流量で取り込み可能となる。

従って、上及び下排気モジュールそれぞれは、2つのファンモジュールと2つの専用の内部空気プレナムを単一のユニットハウジング内に含み、このユニットに4つの排気ファンと4つの内部空気プレナムを設けることになる。上排気モジュールと下排気モジュールは、ハウジング内でこのユニットの奥行きに沿って互いに対して積み重ね構成で配置されている。更に、下排気モジュールの下ファンモジュールは、上排気モジュールの上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている。上及び下排気モジュールの積み重ね構成並びに上及び下ファンモジュールのオフセット配向は、このユニットをコンパクトな設計としつつ、高い空気流能力を達成するように多数の排気ファンを備えたこのユニットを構成する助けとなる。このユニットのコンパクトな設計は、このユニットの設置に関しても、このユニット及び排気ファンや監視及び制御電子機器などその任意の構成要素の現場保守、修理、及び取り替えに関しても可搬性及び柔軟性を実現する。排気モジュールの積み重ね構成及びファンモジュールのオフセット配向は、このユニットを機器ラック又は筐体のドアとして機能させる全体的寸法で構成する助けにもなる。

このユニットは、ユニットハウジングの内部に配置された対話型プログラム可能コントローラを更に含む。このコントローラは、ファン速度を監視し、手動且つ／又は自動で制御するためのファンモジュール電子機器に動作可能に接続するよう構成且つ設計されている。更に、このユニットは、プログラム可能コントローラをネットワーク及びリモート・ネットワークコントローラに動作可能に接続するためのリモート・ネットワークコネクタを更に含み、1つ又は複数の機器室又はデータセンター内に設置された単一ユニット及び／又は多数のユニットの遠隔監視及び制御を可能とする。

本発明による本排気ユニットの構造及び構成により、このユニットは、機器室又はデータセンターの通気システムと動作可能に結合できる。この通気システムは、空気を調和し且つ／又は排気を機器室又はデータセンターの外部領域に排出するのに使用される。更に、このユニットは、機器室又はデータセンターに関連付けられた空気調和装置に動作可能に結合するよう作製且つ構成され、この空気調和装置は、機器冷却必要性を満たすため、調和空気又は冷却空気を機器室又はデータセンターに供給する。この場合、このユニットが除去する排気は、この空気が機器室又はデータセンターに戻される前に、調和及び／又は冷却のため空気調和装置に循環される。何れの例でも、熱出力を管理し且つ機器冷却要件を満たすために、このユニットは、排気を除去するため且つ／又は調和空気及び／又は冷却空気を機器室又はデータセンターに供給するための統合システムに組み込まれる。

図1及び2A乃至2Bを参照すると、一様態では、本発明は排気ユニット10を提供し、この排気ユニットは、三面シャーシとして構成され、第1すなわち上排気モジュール24と第2すなわち下排気モジュール26とを収容するよう作製且つ配置されたハウジング12を含む。ユニット10が組み付けられると、シャーシハウジング12は上及び下排気モジュール24及び26を含み、これら排気モジュール24及び26は、互いに隣接し且つユニット10の奥行きZの軸に沿って積み重ねられた構成で配置されている。図2A及び2Bに示し、後に詳述するように、多数の排気ファンをユニット10内に取り入れるため、下排気モジュール26は、上排気モジュール24に対してオフセットした配向で配置されている。

上及び下排気モジュール24及び26の積み重ね構成によって、多数の排気ファンをユニット10内に取り付けることができ、各排気モジュール24及び26の空気流能力が向上し、よってユニット10の排気又は空気排出能力が向上又は最適化される。更に、排気モジュール24及び26の積み重ね構成は、排気流路に沿った乱気流及び通気抵抗を最小化する助けとなる。更に、この積み重ね構成はユニット10をコンパクトで可搬性がある設計によって画定し、それが、特にユニット10の機器ラック又は筐体の取り付け時又はユニット10の使用時に、ユニット10の設置を容易とし、ユニット10とその任意の構成要素の現場保守、修理、及び取り替えを可能とする。ユニット10のコンパクトで可搬性がある設計は、機器室及びデータセンターの構成に関して柔軟性を与え、必要な場所で熱出力を管理可能とする。

三面シャーシハウジング12は、前パネル14、前パネル14に接続された第1側壁16及び第2側壁18を含む。ハウジング12は、第1側壁16と第2側壁18との間でハウジング12の底部に沿って設けられた底板13を更に含む。更に、ハウジング12は、その頂部すなわち最上部に沿って排気口32を画定している。この排気口32は、排気モジュール24及び26に引き込まれると共にモジュール24及び26から排出される空気が、排気モジュール24及び26の内部からユニット10の外部領域に排出されるように構成されている。ハウジングの最上部及び排気口32は、後に詳述するように、ユニット10が1つ又は複数の排気ダクト又はプレナムに接続されるよう構成されている。更に、排気口32は、物体又はゴミがユニット10内に落ち込むことを防ぎ、運転員の手又は指の負傷を防止する助けとしてのガードの役目をする上グリル34を収容するよう構成されている。

ユニット10が組み付けられた状態で、シャーシハウジング12は、ユニット10が機器ラック又は筐体の排気側に沿って取り付けられるよう構成される。又、サーバ及び他の機器の構成要素は排気をこの排気側に排出する。シャーシハウジング12の構造及び構成は、ユニット10が機器ラック又は筐体に取り付けられた際に、ドア又は蝶番式パネルとして機能する蝶番式アセンブリとしてユニット10を画定する助けとなる。従って、ユニット10はドアのように機能して、機器ラック又は筐体内部に手が届くようにし、ユニット10の内部及びその構成要素にも手が届くようにするので、その取り付け、保守、修理、及び取り替えが可能となる。

後に詳述するように、ユニット10が機器ラック又は筐体に取り付けられたとき、各排気モジュール24及び26は、当該ラック及び筐体の内部から排気を引き込み且つ従って除去するように配置、構成されている。各排気モジュール24及び26が、引き込まれた排気を閉じ込め且つ排気口32に向けて送り出すと、排気は排気口32からユニット10並びにラック及び筐体の外部領域へ出る。

更に、後に詳述するように、シャーシハウジング12は、その内部にユニット10の監視及び制御電子機器モジュールを収容するよう作製且つ配置されている。このモジュールは、対話型プログラム可能コントローラと、電力エレクトロニクスと、例えば、ファン速度制御、及び／又はユニット10又はユニット10が取り付けられたラック若しくは筐体内の環境条件など様々な動作パラメータのうち任意のものを検出且つ／又は測定するよう構成された他の電子機器とを含むがそれらには限定されない様々な電子機器を収納する。

図3A及び3Bと更に図2A及び2Bとを参照すると、上排気モジュール24は三面シャーシハウジング12の上部によって部分的に画定されており、シャーシハウジング12内に画定された第1内部空気プレナム50Aに結合された第1上ファンモジュール28Aを含む。上排気モジュール24は、シャーシハウジング12内に画定された第2内部空気プレナム50Bに結合された第2上ファンモジュール28Bを更に含んでいる。上排気モジュール24は、ファンモジュール28A及び28Bをシャーシハウジング12に取り外し可能に取り付けるよう構成された上背面パネル21Aを更に含んでいる。各ファンモジュール28A及び28Bは、それぞれの空気プレナム50A及び50Bを画定し且つこれらプレナムに結合する助けとなるよう構成且つ配置されており、ユニット10の動作時には、各ファンモジュール28A及び28Bはラック搭載機器から排出された排気を引き込み、各空気プレナム50A及び50Bは、ファンモジュール28A及び28Bから排出された引き込み空気を受け取る。

図3A及び3Bに示したように、ファンモジュール28A及び28Bはユニット10の幅Xの軸に沿って互いに隣接しており、ユニット10の高さYの軸に沿って互いにオフセット配向で配置されている。更に、内部空気プレナム50A及び50Bは、上排気モジュール24の内部に互いに隣接して配置されている。

図2Bに示したように、上背面パネル21Aは、ファンモジュール28A及び28Bの何れかを収容し且つそれと係合するよう構成された各ファンモジュール28A及び28Bのポートであって、背面パネル21Aへのファンモジュール28A及び28Bの取り外し可能な接続を許容するよう構成されたポートを画定する。ファンモジュール28A及び28Bが背面パネル21Aに結合されると、背面パネル21Aが三面シャーシハウジング12に取り付け且つ結合され、ファンモジュール28A及び28Bを取り付けると共にシャーシハウジング12の空気取り入れ側の上部分を画定する。背面パネル21A並びにファンモジュール28A及び28Bのハウジング12への取り付けは、上排気モジュール24の内部空気プレナム50A及び50Bそれぞれを更に画定する。

よって、シャーシハウジング12の上部分、上ファンモジュール28A及び28B、それらの内部空気プレナム50A及び50B、並びに上背面パネル21Aが組み付けられると、合わせて上排気モジュール24を画定する。

図3Bに示したように、且つ後に詳述するように、各ファンモジュール28A及び28Bは、ハウジング12に取り付けられると、上排気モジュール24のシャーシハウジング12の内部に画定された1つ又は複数の内壁51に接続し、それぞれの空気プレナム50A及び50Bを画定する助けとなる。内壁51の配置及び構成によって、各ファンモジュール28A及び28Bが背面パネル21Aに結合され、背面パネル21Aがハウジング12の上部に取り付けられると、ファンモジュール28A及び28Bと、1つ又は複数の内壁51と、背面パネル21Aとは合わせて内部空気プレナム50A及び50Bを画定する。各空気プレナム50A及び50Bは、それぞれのファンモジュール28A及び28Bから受け取ったファン排気用の別々の空気流路を画定する別個のプレナムである。図3Bに示したように、上空気プレナム50A及び50Bはユニット10の幅Xの軸に沿って互いに隣接している。

背面パネル21A並びにファンモジュール28A及び28Bがハウジング12へ取り付けられると、各空気プレナム50A及び50Bは、対応するファンモジュール28A及び28Bから排出される空気を受け取り且つ閉じ込めるようにサイズ設定され且つ構成された内部容積を画定する。更に、空気プレナム50A及び50Bそれぞれの内部容積は、隣接する空気プレナム50A及び50Bの内部容積により形成される空気流路とは別個で隔離されたファン排出空気用の空気流路を形成する。従って、各空気プレナム50A及び50Bは、隣接するプレナム50A及び50Bを介したファン排出空気流からの干渉又は抵抗を受けることなくファン排出空気流を受け取る。各空気プレナム50A及び50Bの内部容積は、ファン排出空気を上ファンモジュール28A及び28Bから離れる方向で上排気モジュール24を通過して排気口32へ向け送り出すよう更にサイズ設定且つ構成されており、ファン排出空気は排気口32から排出される。

後に詳述するように、上ファンモジュール28A及び28B並びに空気プレナム50A及び50Bの構成は、上ファンモジュール28A及び28Bから離れる方向で、空気プレナム50A及び50Bを通過する排気の動き及び経路を画定する助けとなり、乱気流及び空気抵抗が最小限となるか或いは減少する。乱気流と空気抵抗を最小化或いは減少させると、空気プレナム50A及び50Bを通過する排気が最適の流れになる助けとなり、従って、ユニット10の全体的な排気又は空気除去能力が向上する。

図2A及び2Aと図3A及び3Bを更に参照すると、下排気モジュール26は三面シャーシハウジング12により部分的に画定されており、シャーシハウジング12内に画定された第1内部空気プレナム52Aに結合された第1下ファンモジュール30Aを含む。又、下排気モジュール26は、シャーシハウジング12内に画定された第2内部空気プレナム52Bに結合された第2下ファンモジュール30Bも含んでいる。下排気モジュール26は、下ファンモジュール30A及び30Bをシャーシハウジング12に取り外し可能に取り付けるよう構成された下背面パネル21Bを更に含んでいる。各ファンモジュール30A及び30Aは、それぞれの空気プレナム52A及び52Bを画定し且つこれらプレナムに結合する助けとなるよう構成且つ配置されており、ユニット10の動作時には、各ファンモジュール30A及び30Aはラック搭載機器から排出された排気を引き込み、各空気プレナム52A及び52Bはファンモジュール30A及び30Bから排出された引き込み空気を受け取る。

図3A及び3Bに示したように、ファンモジュール30A及び30Bはユニット10の幅Xの軸に沿って互いに隣接しており、ユニット10の高さYの軸に沿って互いにオフセット配向で配置されている。更に、内部空気プレナム52A及び52Bは、下排気モジュール26の内部に互いに隣接して配置されている。

図2Bに示したように、下背面パネル21Aは、ファンモジュール30B及び30Aの何れかを収容し且つ係合するよう構成された、各ファンモジュール28A及び30A用のポートを画定する。下ファンモジュール30A及び30Bが下背面パネル21Bに結合されると、背面パネル21Bは三面シャーシハウジング12に取り付け且つ結合され、ファンモジュール30A及び30Bを取り付けると共にシャーシハウジング12の空気取り入れ側の下部分を画定する。下背面パネル21B並びに下ファンモジュール30A及び30Bのハウジング12への取り付けは、下排気モジュール26の各内部空気プレナム52A及び52Bを更に画定する。

よって、シャーシハウジング12の下部分、下ファンモジュール30A及び30B、それらの内部空気プレナム52A及び52B、及び下背面パネル21Bは組み付けられると、合わせて下排気モジュール26を画定する。

図3Bに示したように、且つ後に詳述するように、各下ファンモジュール30A及び30Bは、ハウジング12に取り付けられると、下排気モジュール26のシャーシハウジング12の内部に画定された1つ又は複数の内壁53に結合し、それぞれの空気プレナム52A及び52Bを画定する助けとなる。上排気モジュール24と同様に、下排気モジュール26の内壁52の配置と構成によって、下ファンモジュール30A及び30Bそれぞれが下背面パネル21Bに接続され且つ下背面パネル21Aがハウジング12の下部分に取り付けられると、下ファンモジュール30A及び30Bと、1つ又は複数の内壁52と、下背面パネル21Bとは合わせて内部空気プレナム52A及び52Bを画定する。各空気プレナム52A及び52Bは、それぞれのファンモジュール28A及び28Bから受け取ったファン排気用の別々の空気流路を画定する別個のプレナムである。図3Bに示したように、下空気プレナム52A及び52Bはユニット10の幅Xの軸に沿って互いに隣接している。

上排気モジュール24と同様に、下背面パネル21A並びに下ファンモジュール30A及び30Bがハウジング12の下部分に取り付けられると、各空気プレナム52A及び52Bは、対応するファンモジュール30A及び30Bから排出される空気を受け取り且つ閉じ込めるようにサイズ設定され且つ構成された内部容積を画定する。更に、各空気プレナム52A及び52Bの内部容積は、隣接する空気プレナム52A及び52Bの内部容積により形成される空気流路とは別個で、隔離されたファン排出空気用の空気流路を形成する。従って、各空気プレナム52A及び52Bは、隣接するプレナム50A及び50Bを介したファン排出空気流からの干渉又は抵抗を受けることなくファン排出空気流を受け取る。更に、各空気プレナム52A及び52Bの内部容積は、ファン排出空気を下ファンモジュール30A及び30Bから離れる方向で排気口32へ向け送り出すようサイズ設定且つ構成されており、ファン排出空気は排気口32から排出される。

後に詳述するように、下ファンモジュール30A及び30B並びに空気プレナム52A及び52Bの構成は、下ファンモジュール30A及び30Bから離れる方向で、空気プレナム52A及び52Bを通過する排気の動き及び経路を画定する助けとなり、空気プレナム52A及び52B内で乱気流及び空気抵抗が最小限となるか或いは減少する。上述したように、乱気流と空気抵抗を最小化或いは減少させると、空気プレナム52A及び52Bを通過する排気が最適の流れになる助けとなり、従って、ユニット10の全体的な排気又は空気除去能力が向上する。

図4を参照し、更に図2A及び2B並びに図3A及び3Bを参照すると、ハウジング12の側断面図は、ユニット10の奥行きZの軸に沿った上及び下排気モジュール24及び26の積み重ね構成を示す。更に、図3A及び4に最も明確に示したように、下ファンモジュール30A及び30Bは、ユニット10の奥行きZに沿って上ファンモジュール28A及び28Bに対してオフセット配向で配置されている。更に、図4に最も明確に示したように、下ファンモジュール30A及び30Bは、上ファンモジュール28A及び28Bに対して角度を付けた配向で配置されている。更に、図4は、内部空気プレナム50A、50B及び52A、52が別々の個別プレナムであることを示している。

排気モジュール24及び26の積み重ね構成は、上ファンモジュール28A及び28Bを下ファンモジュール30A及び30Bから分離する助けとなり、更に、ファンモジュール28A、28B及び30A、30Bのオフセット配向を容易にする。更に、排気モジュール24及び26の積み重ね構成は、多数のファンをユニット10に組み込んで所望の高い空気流能力を達成しつつ、多くのファンを収納する必要があるユニット10の高さすなわち垂直距離Yを最小化する助けとなり、従ってユニット10のコンパクト且つ可搬性の設計を維持する。更に、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bのオフセット及び角度付け配向は、ユニット10の高さすなわち垂直距離Yを最小化する助けにもなる。更に、排気モジュール24及び26の積み重ね構成並びにファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bのオフセット及び角度付け配向は、隣接するファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bから干渉を受けたり、それらが障害物なったりすることなく、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bを分離し、背面パネル21A及び21Bから離れる方向に外側に配向する助けとなる。

図4を更に参照すると、下排気モジュール26は、上排気モジュール24の裏側でハウジング12内に画定されたオフセット空気プレナム53を更に含む。オフセット空気プレナム53は、ハウジング12の前パネル14、側壁16及び18並びにハウジング12内に配置された内壁19によって画定され、上排気モジュール24の裏側に垂直に延伸し、排気口32内で終端する。図4に示したように、下空気プレナム52A及び52Bはオフセット空気プレナム53内で終端し、ユニット10の動作時には、オフセット空気プレナム53は下空気プレナム52A及び52Bからファン排出空気を受け取る。図4に矢印100で示したように、オフセット空気プレナム53は下空気プレナム52A及び52Bからファン排出空気を受け取り、その空気を下空気プレナム52A及び52Bから離れる方向で排気口32へ流す。更に、図4に矢印102で示したように、上空気プレナム50A及び50Bは上ファンモジュール28A及び28Bからファン排出空気を受け取り、その空気を上ファンモジュール28A及び28Bから離れる方向で排気口32に流す。

上及び下空気プレナム50A及び50B並びに52A及び52Bの構成と、排気モジュール24及び26の積み重ね構成並びにファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bのオフセット構成とは、4つの個別排気流路をユニット10内部に形成し、それぞれの流路は対応するファンモジュール専用である。ユニット10が組み付けられると、上及び下ファンモジュール28A、28B、及び30A、30B並びに内部空気プレナム50A、50B及び52A、52Bの構造及び配置によって、排気がプレナム50A、50B及び52A、52Bを通過して排気口32に送られる以前の段階で空気プレナム50A、50B及び52A、52B並びに／又はユニット10から漏れる排気の量は、例えば10パーセント(10%)未満など最小限或いは微量の排気にとどまる。排気を閉じ込め且つ送出することによって、ユニット10は熱い或いは暖かい排気を隔離し、排気がラック又は筐体から除去され、その後にラック又は筐体の外部領域に排出されるようにする。後に詳述するように、ユニット10は、当該ユニット10を、機器室又はデータセンターに関連付けられた排気システム及び／又は空気調和装置と組み合わせるという点で可搬性及び柔軟性を実現するように作製且つ配置されている。

更に、排気を閉じ込め且つ送出することで、ユニット10は、排気と利用可能な冷却用空気との混合を防止したり、それを最小化したりする助けとなる。従って、ユニット10は、冷却要件を満たすためラック搭載機器が吸気する十分な冷却用空気(例えば、機器室又はデータセンター内で循環する周囲又は冷却空気)を所望の温度で供給するための条件をラック又は筐体及び／或いは機器室又はデータセンター内で整えやすくする。

図5A乃至5Cと、更に図2B及び3Bを参照すると、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bはファン25、空気取り入れ吸い込みリング26、及び各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30B及び／又はユニット10の様々な動作パラメータのうち任意のパラメータを監視且つ／又は制御する助けとなる監視／制御電子モジュール27を含む。この電子モジュール27は、例えばファン速度制御電子機器を含む。図2Bに示したように、上及び下背面パネル21A及び21Bそれぞれは2つのポート48を画定する。各ポート48は、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの1つを収容し、それに係合するよう構成されている。各ポート48の位置は、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bを、ユニット10の幅Xの軸に沿った他のファンモジュールに対して、互いからオフセットした配向で配置する助けとなり、更に、上ファンモジュール28A及び28Bを、下ファンモジュール30A及び30Bに対してオフセット位置に配向する助けともなる。各ポート48が画定する区域は、図2Bに示したように、ファン25及び空気取り入れ吸い込みリング26を収容し、それらと係合するよう構成且つサイズ設定されている。各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bはそれぞれのポート48を覆って配置されており、ファン25の空気取り入れ側70が露出し、背面パネル21A及び21Bから外側に離れるように配向されている。ファン25及び吸い込みリング26は、ネジ、ナット/ボルト組み合わせなど、ファン25及び吸い込みリング26を背面パネル21A及び21Bに取り外し可能に固定するのに適した任意タイプの接合具を用いて、背面パネル21A及び21Bに取り外し可能に接続されている。ファン25及び吸い込みリング26を背面パネル21A及び21Bに取り外し可能に接続することで、ユニット10の機器ラック又は筐体への取り付け時及びユニット10の動作時に、ファン26、吸い込みリング26、及び各ファン25に関連付けられた電子機器27の現場保守、修理、及び取り替えが容易となる。

ユニット10が機器ラック又は筐体に取り付けられると、各ファン25の空気取り入れ側70はラック又は筐体の排気側を向く位置関係となり、空気取り入れ側70は、ラック搭載機器がその内部に排気を排出するラック又は筐体に沿った部分と流体連通する。ユニット10の動作時には、図5Bの矢印101で示したように、各ファン25は、ラック又は筐体の排気側から、その空気取り入れ側70に沿ってファン25の内部72に空気を引き込む。図5B及び5Cの矢印106で示したように、各ファン25はそれぞれのポート48を覆って配置されており、半径方向外側の空気流を発生するよう作製且つ配置されている。ファン25は、固定上部62及び回転下部(図示しない)を含むハブの周りを回転し、図5B及び5Cに示したように、その内部にファン25が空気を引き込む羽根車、ブレード、又はフィン68のリング66を含む。各ファン25は、電動式の羽根車(例えば、後ろ向き羽根車)付きのファン、又はコネチカット州ファーミントン所在のEBMインダストリーズ社及び中国のファンズテック社製のファンのような軸式ファンを含むがそれらに限定されない(ただし、多数の他のタイプのファンが受け入れ可能で、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bのファン25として使用できる)。

羽根車、ブレード、及び／又はフィン68のリング66はファンの半径方向に対して角度を付けられており、ファンモータ又は制御電子機器27によるリング66の回転が、吸い込みリング26及びポート48を介して、ラック又は筐体110と流体連通したファン25の内部72に空気を引き込むことになる。図5B及び5Cの矢印106で示したように、各ファン25の回転は、引き込まれた空気をファンの内部72から半径方向外側へ強制的に排出する。各リング66の構成によって、各ファン25の内部72は、ポート48がまたがる範囲と少なくとも同じ大きさの範囲にまたがり、空気はポート48を介してファン25の内にのみ或いは概ねファン25の内にのみ流入する。

各ファン25には、該ユニットを取り付けたラック又は筐体内に搭載された機器構成要素の熱出力に本発明によるユニット10が対処且つ管理する補助となるのに十分な、例えば立方フィート/分(cfm)単位などの空気流量を供給する流量能力が備わっている。各ファン25は、例えば、標準的な情報技術(IT)機器、又はブレードサーバ及び標準サーバ若しくはブレードサーバのみを含む様々な機器の組み合わせから排出された排気を吸い込むように作製つ配置されるのが好ましい。

例えば、各ファン25は、約500 cfm乃至約800 cfmの空気流能力を備えることができる。排気量が約8
cfm乃至25 cfmの熱出力を発生する典型的なサーバについては、各ファン25は、排気を引き込み且つ例えば最大2,000 cfmの能力でそれぞれの空気プレナム52A、52B及び50A、50Bへ、ユニット10の上部にある排気口32を介して排出できる。従って、ユニット10は、例えばブレード又はレガシーサーバラックが発生する約16.5kWまでの熱出力に対処し、管理する助けとなる。

より大きい又は小さい熱出力を備えた異なるタイプの機器や、異なる数の機器構成要素を収容する他のラック構成では、ファン25の空気流能力を、ユニット10による所与の熱出力の管理に役立つように調整できる。本発明によるユニット10は、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの構造及び配置に関して高い柔軟性を備えており、ファン25及び／又はファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bは、1つ又は複数ファン25及びユニット10の空気流能力(cfm)を変更するため、現場で容易且つ直ちに取り替え且つ／又は修理可能である。本発明はこの意味では限定されておらず、排気ユニット10を変更又は修正することで、ラック又は筐体の所与の熱出力に応答してユニット10の流量能力、従って排気又は空気除去能力を調整できる。

ファン25は、ユニット10の動作時に各ファン25が達成可能な空気流量に影響を与える可変速度を備える。例えば、ファン25は、多数の固定段階速度か実質的に可変の速度を備える。ファン25の動作速度は動作に先立って設定し、実質的に一定した速度に維持できる。或いは、又は更に、図8を参照して後述するように、ファン25の動作速度は動作に先立って設定し、その後、ユニット10の対話型プログラム可能コントローラ425が検出且つ／又は測定する動作パラメータ及び／又は環境条件に応じて調節すればよい。ファン25の速度を設定且つ調節し、従ってファン25が発生する空気流量を制御するための、適切な電圧が各ファン25に印加される。上述したように、ファン速度は、例えば1つ又は複数の動作パラメータ並びに／或いは1つ又は複数の環境条件の検出及び／又は測定に応答して調節できる。こうした動作パラメータには、例えば、ユニット10又は該ユニットが取り付けられたラック又は筐体内に搭載された機器構成要素に関連したものがあり、1つ又は複数の環境条件には、例えばラック又は筐体或いはラック又は筐体が配置された機器室又はデータセンターの内部に関連したものがある。

図3B及び図5B乃至5Cを参照すると、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bは、ファン速度制御電子機器と、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの様々な動作パラメータのうち任意のものを監視且つ／又は制御する他の電子機器とを含みうる監視／制御電子モジュール27を更に含む。電子機器モジュール27の取り付け、現場での保守、修理、及び取り替えを容易にするため、電子機器モジュール27は、ファン25及び／又はファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bに取り外し可能に接続されることが好ましい。

各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの空気取り入れリング26に関しては、この吸い込みリング26は図2B及び5Aに示したように、ファングリル又は指ガード26Aを画定する面板を含む。ユニット10が組み付けられ且つ機器ラック又は筐体に取り付けられると、この面板は、機器ラック又は筐体の排気側に面した外面に沿って配置される。ファングリル又は指ガード26Aは、ファン25の動作時に、空気がファン25の空気取り入れ側70に沿ってファン25に入ることを許容する一方、ゴミや運転員の手又は指がファン25に入るのを防止するように構成されている。

図2B、3B、及び5Cに示したように、空気取り入れ吸い込みリング26は、この吸い込みリング26の内表面から外側に延伸する半円形壁26Bも備えている。吸い込みリングが背面パネル21A及び21Bに接続され、ユニット10が組み付けられた状態では、半円形壁26Bはハウジング12の内部を向くように設置されている。

上述したように、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bがそれぞれの背面パネル21A及び21Bに接続され、背面パネル21A及び21Bがハウジング12に取り付けられてユニット10を組み付けると、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bはそれぞれの空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを画定する助けとなる。より具体的には、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの各吸い込みリング26の半円形壁26Bは、ハウジング12内に画定された1つ又は複数の内壁51及び53と実質的に結合して、各空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを画定する助けとなる。半円形壁26B並びに1つ又は複数の内壁51及び53は、各内部空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを、それぞれのファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bから離れる方向に延伸し且つハウジング12頂部の排気口32内で終端する、別個の概ね閉鎖された空気プレナム50A、50B及び52A、52Bとして画定する助けとなる。ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bがハウジング12に接続された状態での吸い込みリング26の配置及び構成は、図3Bに最も明確に示されている。吸い込みリング26又はより具体的には半円形壁26Bは、1つ又は複数の内壁51及び53に結合して、各空気プレナム50A、50B及び52A、52Bの下部を画定する助けとなる。空気取り入れ吸い込みリング26及びその後半円形壁26Aは、各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bが、それぞれの空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを、当該ファンモジュールから離れる方向に延伸する別個の空気流路として画定する助けとなる。

図5Cを更に参照すると、空気取り入れ吸い込みリング26を備えたファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bがユニット10に組み付け且つ搭載されると、吸い込みリング26が、各ファン25により空気プレナム50A、50B及び52A、52B内に排出される空気の流路及び動きを画定する助けとなる。図5Cに示したように、吸い込みリング26の半円形壁26Bの構成及び深さは、ファン排出空気の流路及び動きを画定する助けとなり、ファン排出空気はファン25から離れる方向に流動する。この場合、ファン25は、図5Cの矢印104に示したように時計回り方向に回転する。半円形壁26Bは、例えば、ファン25から離れるにつれ時計回り方向に増大するファン25に隣接した空気流路を画定する助けとなる。半円形壁26Bは、図5Cの矢印106に示したようにファン排出空気を集め、図5Cの矢印108に示したようにファン排出空気の動きを、広くなる空気流路に沿って誘導するよう配置且つ構成されている。こうした様態で、吸い込みリング26は、各空気プレナム50A、50B及び52A、52B内でファン排出空気の最適な空気流路を画定する助けとなり、ファン排出空気の動きと流れを誘導して、空気流路に沿い且つ空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを通過する乱気流及び空気抵抗が最小限となるか或いは減少する。

図6A乃至6Cを参照し、更に図1並びに図2A及び2Bを参照すると、ユニット10は機器ラック又は筐体を、フレームアセンブリ15を介して搭載又は取り付けるように作製且つ配置されている。フレームアセンブリ15は、多くの異なるタイプの機器ラック又は筐体に直接搭載又は取り付け、更に、ラック及び筐体の排気側にユニット10を収容且つ固定するように作製且つ配置されている。更に、フレームアセンブリ15は、ユニット10が異なるU高さを備えた多くの異なるラック又は筐体に取り付けられるように作製且つ配置されている。フレームアセンブリ15は、一対の隣接し平行な入れ子式の縦方向部材を含み、この縦方向部材が、上部材33及び下部材41を含むフレームアセンブリ15を画定する助けとなる。上部材33及び下部材41は、上又は下部材が他方の部材33及び41を入れ子式に収容するように互いに結合されており、この他方の部材33又は41が収容側部材の内部に摺動して入り、フレームアセンブリ15の垂直高さを伸縮させる。部材33及び41は一定の増分で互いに対して摺動又は伸縮するよう構成されていて、例えば、部材33及び41を容易に伸縮させてラック又は筐体の高さを調節するため、これら増分は1U増分、2U増分又はそれ以上を含むU単位で定められる。従って、フレームアセンブリ15はその高さに関して調節可能で、入れ子式に摺動する上及び下部材33及び41は、フレームアセンブリ15の垂直長さを調節できるよう伸縮し、所与のラック又は筐体のU高さに対応する。更に、上及び下部材33及び41は高さ調節を可能とする一方、フレームアセンブリ15の構造的強度も維持するように作製且つ配置されている。

図6A及び6Cに示したように、フレームアセンブリ15の上及び下部材33は、上及び下部材33及び41の垂直長さに沿って画定された多数の開口部又は穴17を更に含む。多数の開口部又は穴17は、図6Fに示したように、機器ラック又は筐体の各側部に沿って、或いはラックの横レールに沿って画定された開口部又は穴と位置合わせされるよう配置且つ構成されている。又、これら開口部又は穴17は、フレームアセンブリ15をラック又は筐体に取り付けるのに適した、例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどの接合具を収容するよう配置且つ構成されている。フレームアセンブリ15を機器ラックに取り付ける際に、多数の開口部又は穴17はラックレール又は筐体の開口部又は穴と位置合わせされ、フレームアセンブリ15及びラックレール又は筐体の位置合わせされた開口部又は穴は、例えばネジなどの接合具を収容して、フレームアセンブリ15を確実に且つ取り外し可能にラック又は筐体に接続するフレームアセンブリ15の高さ調節は、ラック又は筐体への取り付けの前又は後に実行できる。フレームアセンブリ15は一旦ラック又は筐体に固定されると、ユニット10を収容且つ拘束して、ユニット10がラックに確実且つ取り外し可能に接続されるようにする。

図6A乃至6Cに示したように、フレームアセンブリ15の側壁19は、取り付けピン30を備えた下ヒンジ支持部材29と上ヒンジ収容プレート31とを含み、これらプレートはそれぞれフレームアセンブリ15の垂直縁部に沿って設けられている。下ヒンジ支持部材29、取り付けピン30、及び上ヒンジ収容プレート31は、ユニット10の左側壁18に沿った対応する位置にある補完的ヒンジ手段29A及び31Aと係合且つ結合するよう作製且つ配置されている。ユニット10のシャーシハウジング12はヒンジ支持部材29に取り付けられ、その際に、取り付けピン30が、ハウジング12の底板13又は側壁18に接続又は取り付けられた補完的ヒンジ手段29Aに係合する。ヒンジプレート29Aは、下ヒンジ支持部材29の取り付けピン30を収容するよう構成されているので、ハウジング12の下部分をフレームアセンブリ15に確実に取り付ける。ハウジング12の最上部又は頂部を傾けて差し入れ、フレームアセンブリ15の上ヒンジ収容プレート31が、ハウジング側壁18の上部分に沿って設けられた補完的ヒンジピン収容部31Aと位置合わせされるようにする。図6Bに示したように、ヒンジピン31Bは、補完的ヒンジピン収容部31Aと位置合わせした上ヒンジ収容プレート31の穴又は開口部内に挿入し、従ってハウジング12を確実にフレームアセンブリ15に取り付け且つ拘束する。

図6D乃至6Eを参照すると、更に、ユニット10のシャーシハウジング12は、盲パネル35がユニット10の下部分に接続又は取り付け可能となるように作製且つ配置されている。盲パネル35は、ハウジング12の底板13及び／又はハウジング12の側壁16及び18それぞれに接合具を用いて接続又は取り付ければよい。これら接合具には、盲パネル35をハウジング12に、従ってユニット10に取り外し可能に結合するのに適したネジ、ナット/ボルトの組み合わせなどが含まれる。図6Eに示したように、盲パネル35の構造、配置、及びユニット10への結合によって、ユニット10がラック又は筐体に取り付けられると、盲パネル35は、ユニット10の下方に位置した、ラック又は筐体がユニット10の外部に露出又は開放されるユニット10の領域を隠す又は塞ぐよう配置されている。盲パネル35は、排気がユニット10から排出され且つ／又はユニット10が取り付けられたラック又は筐体に進入するのを防止するように配置、作製、且つ構成されている。従って、ユニット10の動作時に、盲パネル35は、ファンモジュール28A、28B及び30A、30B並びにユニット10からの排気の漏れを減少又は防止する助けとなる。ユニット10からの排気消失を減少又は防止することで、ラック又は筐体内の動作中の機器構成要素へ排気が循環してしまうのを確実に防ぐ助けとなる。

図6Dに示したように、盲パネル35は、入れ子式に下パネル35Bを収容する上パネル35Aを含み、下パネル35Bは上パネル35Aから伸長したり、上パネル35A内へ収縮したりして盲パネル35の垂直長さすなわち高さを調節するよう更に構成されている。フレームアセンブリ15の上及び下部材33及び41と同様に、盲パネル35の上及び下パネル35A及び35Bは一定の増分で互いに対して摺動又は伸縮するよう構成されていて、例えば、ユニット10がラック又は筐体に取り付けられた際に、部材35Bを容易に伸縮させてユニット10の下に位置するラック又は筐体の露出領域の高さを調節するため、これら増分は1U増分、2U増分又はそれ以上を含むU単位で定められる。上及び下パネル35A及び35Bが互いに対して摺動又は伸縮する増分は、フレームアセンブリ15の上及び下部材33及び41が互いに対して摺動又は伸縮する増分と同様とするのが好ましい。

本発明は、図6D乃至6Eを参照して説明した盲パネル35には限定されず、他の構成の盲パネル35が開示したユニット10及びフレームアセンブリ15と共に使用されることも予期している。例えば、ラック又は筐体内からの冷却用空気の消失を防止し、周囲空気又は排気がラック又は筐体に流入するのを防ぐ助けとするため、盲パネル35は、ユニット10の下の露出領域を隠す又は塞ぐには入れ子式パネル35A及び35Bではなく連続パネルを含んでもよい。或いは、ユニット10のシャーシハウジング12がより長い垂直長さすなわち高さH1を画定して、ハウジング12が、ユニット10の下の露出領域を隠す又は塞ぐように下部に沿って延伸することで、盲パネル35の必要性を無くすようにしてもよい。この場合、延伸ハウジング12は、ユニット10の下の露出領域を収容する長さを備えた長尺前パネル14並びに長尺側壁16及び18で画定される。通常の技能を備えた当業者であれば、ラック又は筐体のユニット10下方の露出領域を効果的に閉鎖又は塞いで、空気流がラック又は筐体に流入や流出するのを防止するための、盲パネル35及び／又はハウジング12の他の構成が存在することを理解するはずである。

図6Fと更に図6B及び6Dを参照すると、ユニット10の下をフレームアセンブリ15に取り付ける蝶番式結合によって、ユニット10は図6Fの矢印107で示したようにこの蝶番式結合を中心に回転可能で、従って、ユニット10が機器ラック又は筐体に取り付けられると、ドアのように動作可能となる。図6D及び6Fに示したように、ユニット10はフレームアセンブリ15から遠ざかる方向でドア式に外側に旋回する。図6Fに示したように、フレームアセンブリ15及びユニット10が機器ラック又は筐体110に取り付けられると、ユニット10によってラック又は筐体の内部だけでなく、ユニットハウジング12及びファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの内部にも手が届くようになる。

開放位置では、ユニット10のファンモジュール28A、28B、及び30A、30B並びに電子モジュール415は、取り付けのために手が届き、現場の保守、修理、及び取替のためにも手が届く。具体的には、ファン25にも、各ファン25に関連付けられた取り外し可能電子機器27も保守、修理、及び取替のために手が届く。更に、ユニット10をラック又は筐体110に取り付ける時又はユニット10の動作時に、電子モジュール415にも、後述する対話型プログラム可能コントローラ425を含む電子モジュール415の任意の構成要素にも、必要なら保守、修理、取り替え、及びプログラミングのために同様に手が届く。更に、ユニット10がドアのように動作する機能によって、ラック又は筐体110内に収容されたラック搭載機器の構成要素を現場で保守、修理、取り替えできるようになる。

図1及び図6Eを更に参照すると、ユニット10の前パネル14は、ユニット10がドアとして動作するのを助ける特徴を更に含んでいる。前パネルは、掛け金ハンドル38と2つのリフトハンドル40とを含んでいる。掛け金ハンドル38は、ユニットをフレームアセンブリ15に閉鎖又はロック位置でロックし安全に保護するよう構成されている。掛け金ハンドル38を例えば持ち上げるなどして動作させると、掛け金ハンドル38のカムがフレームアセンブリ15からロック解除して、蝶番式結合部29、29A、31、31Aを中心としたユニット10の旋回を可能とし、ユニット10がフレームアセンブリ15から離れる方向に外側に動く。2つのリフトハンドル40それぞれは、運転員の手の少なくとも一部が入るよう構成されており、且つハウジング12の前パネル14に沿って配置されていて、運転員がユニット10をフレームアセンブリ15まで持ち上げ且つアセンブリ15に取り付ける助けとなる。

更に図1及び図6Eを参照すると、ユニット10の前パネル14は、1つ又は複数のLCD及び／又は1つ又複数の表示灯を含む対話型電力及び制御表示装置46を更に含む。この表示装置46は、例えば、ユニット10及び／又は各ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの動作モード、個別のファン速度、ラックの電力消費、ユニット10及びラック又は筐体110の内部温度、並びに他の動作パラメータ及び環境条件を表示する。対話型表示装置46は、ユニット10の電子モジュール415と、従って対話型プログラム可能コントローラ425にも動作可能に接続されている

図6Fを更に参照すると、ユニット10が画定する高さH1、幅W1、及び奥行きD1は、上述し且つ後に詳述するように、ユニット10が、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30B並びに電子モジュール415を収納でき、且つユニット10を19インチや23インチラック、又は19インチや23インチラックを収納する機器筐体などの、新たな或いは既存の標準寸法機器ラック又は筐体110に搭載又は取り付け可能とするものである。盲パネル35の入れ子式パネル35A及び35Bにより実現するユニット10の調節可能な高さH1並びにフレームアセンブリ15の調節可能な高さH2のおかげで、ユニット10は、様々な高さの標準的な19インチや23インチ機器ラック又は筐体110の既存のパネル又はドアと交換可能であり、その際に、ユニット10、盲パネル35、フレームアセンブリ15、又はラック若しくは筐体110の後付改修はほとんど或いは全く必要としない。

図6Gと更に図6Aを参照すると、フレームアセンブリ15は、標準的な19インチや23インチ機器ラック又は筐体より幅広のラック又は筐体112に取り付け又は設置するようにも作製且つ配置可能である。図6Gに示したように、フレームアセンブリ15のW₂をラック又は筐体112のより大きな幅に対応するよう増大させ、ユニット10及び盲パネル35を、フレームアセンブリ15とより大きな幅のラック又は筐体112とに取り付け又は設置可能とし、その際に、ユニット10、盲パネル35、又はラック又は筐体110の後付改修はほとんど或いは全く必要としない。本発明はこの点については限定されず、ユニット10及び盲パネル35を多種多様な設計の機器ラック又は筐体に取り付け又は設置可能とするフレームアセンブリ15の代替的な寸法も考慮する。

図7と、更に図4も参照すると、ユニット10がラック又は筐体112に設置されると、上述し且つ図6乃至6Gに示したように、各排気モジュール24及び26のファン25は、ラック搭載機器の構成要素111からの排気を引き込み、ラック又は筐体110及び112の排気側120に沿ってこ排気を放出させる。具体的には、図7の矢印130に示したように、ファン25は、機器の構成要素111に沿って画定された且つ／又は機器ラック又は筐体110及び112の背面パネル110Aに沿って画定された排気口又はポート117を介して機器の構成要素111により排出される排気を引き込む。図7の矢印100で示したように、各ファン25は引き込まれた空気を対応する空気プレナム50A、50B及び52A、52B内に排出し、図7の矢印150で示したように、このファン排気はここから空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを通過してユニット10の頂部にある排気ポート32に至る。

ラック又は筐体110及び112の排気側120から排気を引き込む結果、本発明のユニット10は、冷却用空気をラック又は筐体110及び112の空気取り入れ側160からラック又は筐体110及び112に吹き込む助けともなる。
図7の矢印１70に示したように、例えば周囲空気又は冷却空気が、ラック又は筐体110及び112が配置された機器室又はデータセンター300からラック又は筐体110及び112へ流入する。機器構成要素111は典型的には内部冷却ファン(図示しない)を備えており、ラック又は筐体110及び112の取り入れ側160から冷却用空気を引き込んで、機器構成要素111の内部に送り込みそれらを通過させるよう作用し、動作時に内部電子機器を冷却する助けとなる。従って、冷却要件を満たすには、内部冷却ファンは、機器構成要素111の熱出力を管理するのに十分な空気流量を発生する必要がある。

しかし、機器構成要素111がもたらす空気流量は、ラック又は筐体110及び112の排気側120と空気取り入れ側160との間の通気抵抗や空気圧力の差などの要因により影響を受ける。図7に示したように、空気取り入れ領域162は、ラック又は筐体110及び112の取り入れ側160に沿って、しばしば機器構成要素111の前パネル又はドア112と吸気口119との間で典型的には画定されている。同様に、排気領域122は、典型的にラック又は筐体110及び112の排気側120に沿って、機器構成要素111の排気口117とラック又は筐体110及び112の背面パネル110Aとの間に、或いは本発明の場合は、ユニット10の背面パネル21Aと21Bの間に画定されている。

排気領域122と取り入れ領域162との間に大きな空気圧力差がある場合は、機器構成要素111の内部冷却ファンが、ラック又は筐体110及び112内に十分な空気を流入させるのが困難又は不可能となることもある。例えば、排気領域122沿いの空気圧力が、取り入れ領域162沿いの空気圧力より高い場合に圧力差が存在することになる。こうした差は、ラック又は筐体110及び112の取り入れ側160沿いの通気抵抗を克服するために動作する機器冷却ファンが原因となる場合がある。機器冷却ファンは取り入れ領域162沿いの空気圧力を減少させて、排気領域122沿いにより高い空気圧力を発生させ、通気抵抗の原因となる。排気領域122沿いの高い空気圧力は、ラック又は筐体110及び112に接続された任意排気プレナムの曲率及び／又は角度による背圧が原因となることもあり、排気が適切且つ効率的に排出されなくなる。更に、背圧は、ラック又は筐体110及び112を通過する空気流のインピーダンスであって、ラック又は筐体110及び112の内部に収容されたワイヤ束及び／又は他の物品が原因のインピーダンスにより発生することがある。

空気圧差や背圧が存在する場合、機器構成要素111の冷却ファンは、例えば、十分な空気流量で冷却用空気を取り込み且つ排気を排出するなどの効果的な動作を行うには、ラック又は筐体110及び112内に発生する通気抵抗を克服しなければならない。圧力差及び背圧が顕著で、冷却ファンがこれら条件を効果的に克服できない場合、機器構成要素111の冷却が不十分となりラック又は筐体110及び112内で過熱及び熱点に曝されることになる。空気圧差及び／又は背圧を最小化或いは減少すると、機器構成要素111の冷却ファンが、そうした差圧又は背圧がラック又は筐体110及び112内に存在しないかのように効果的に動作する助けとなりうる。排気ユニット10のファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bは、排気領域162に沿った部分から排気を除去し、従って排気領域162沿いの背圧を最小化或いは減少させる助けとなり、更に、ラック又は筐体110及び112の排気領域122と取り入れ領域162との間の空気圧差を最小化或いは減少させる助けとなる。従って、本発明の排気ユニット10は、ラック又は筐体110及び112から熱い或いは暖かい排気を除去且つ排出して熱出力管理の助けとなるだけでなく、機器構成要素111の冷却ファンが、機器構成要素111の冷却要件を満たすのに十分な量の冷却用空気を効果的な流量で取り込んで、適切且つ効率的に動作するのを保証する助けともなる。

図8A及び8Bを参照すると、ユニット10は、ハウジング12の頂部に位置した排気ポート32が1つ又は複数の空気ダクト又はプレナム320A及び320Bと接続することを許容するよう更に作製且つ配置されている。1つ又は複数のダクト又はプレナム320A及び320Bは、ユニット10から排出される排気を排気ポート32を介して受け取り、この排気をユニット10から取り去るよう構成されている。更に、1つ又は複数のダクト又はプレナム320A及び320Bは、第1端部324に沿って構成されており、排気ポート32を画定するハウジング12の上部分と例えば取り外し可能に接続していて、第1端部324はユニット10と結合して、ユニット10の内部とダクト又はプレナム320A及び320Bの内部とを流体連通させると共に、ユニット10とダクト又はプレナム320A及び320Bとを概ね気密接続する。従ってダクト又はプレナム320A及び320Bは、排気がダクト又はプレナム320A及び320B並びにユニット10から、ユニット10が配置されている機器室又はデータセンター300内に漏れることなく排気を受け取り、閉じ込めるよう配置且つ構成されている。図8A及び8Bに示したように、ダクト又はプレナム320A及び320Bは、排気をユニット10の上で機器室又はデータセンター300内に直接排出して、排気の循環を可能としてもよいし、図9を参照して後述するように、ダクト又はプレナム320A及び320Bを付加的空気プレナムと結合させて、排気を機器室又はデータセンター300の外部領域に除去してもよい。

図8Bに示したように、ユニット10は、それが取り付けられる機器ラック又は筐体110に対して開放位置にあるときは、ダクト又はプレナム320A及び320Bは、ユニット10に接続されたときの位置を維持するよう作製且つ構成されていて、そのためダクト又はプレナム320A及び320Bが取り付けられていてもいなくても、ユニット10及びラック又は筐体110に手が届く。更に、図8A及び8Bはハウジング12が2つのダクト又はプレナム320A及び320Bと組み合わされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な構成及び／又は長さを備えた単一のダクト又はプレナムを同様に排気ポート32と組み合わせて、ユニット10から排気を受け取らせるようにしてもよい。

図9と、更に図8A及び8Bを参照すると、図8A及び8Bに示した1つ又は複数のダクト又はプレナム320A及び320Bは第2端部322に沿って構成されており、機器室又はデータセンター300に関連付けられた排気又は帰り空気プレナム312に結合している。ダクト又はプレナム320A及び320Bの第2端部322は、排気又は帰り空気プレナム312に例えば取り外し可能に結合され、空気プレナム312の内部とダクト又はプレナム320A及び320B並びにユニット10の内部との間に流体連通を確立し、更にダクト又はプレナム320A及び320Bと概ね気密に接続する。従って、図9の矢印100で示したように、ダクト又はプレナム320A及び320Bは、排気をダクト又はプレナム320A及び320B又はユニット10から機器室又はデータセンター300内に漏らすことなく、ユニット10から排出された排気を受け取って閉じ込めるよう配置且つ構成され、更に、排気を排気又は帰り空気プレナム312に案内するよう配置且つ構成されている。

図9の矢印101に示したように、排気又は帰り空気プレナム312は、機器室又はデータセンター300の天井に画定された落とし天井空気プレナムであって、ダクト又はプレナム320A及び320Bから空気を受け取って、排気を機器室又はデータセンター300から離れる方向に送るよう構成された落とし天井空気プレナムを含みうるがそれには限定されない。この場合、天井プレナム312は、排気を機器室又はデータセンター300の外部へ排出するよう構成且つ配置してもよいし、排気を機器室又はデータセンター300に関連付けられた換気システムまで循環させ、この換気システムが、天井プレナム312及び／又は機器室又はデータセンター300から除去した空気を隔離且つ機器室又はデータセンター300の外部領域へ排出するように構成してもよい。別法として、天井プレナム312は、機器室又はデータセンター300に関連付けられた空気調和装置に排気を排出するように構成且つ配置してもよく、この空気調和装置が、空気プレナム312から暖かい排気を受け取り、ラック又は筐体110内に設けられた機器構成要素の冷却空気として機器室又はデータセンター300に返す前に、その空気を調和すなわち冷却させる。この場合、ユニット10は図10を参照して詳述する冷却システムに統合してもよい。本発明によるユニット10は、ダクト又はプレナム320A及び320B及び／又は排気又は帰り空気プレナム312との組み合わせにおいて十分な可搬性と柔軟性とを実現し、本発明は、ユニット10が排気を除去し且つ空気を調和する様々な構成で使用されることを想定している。

図2A及び2B並びに図3A及び3Bを更に参照すると、排気ユニット10は、ハウジング12の内部に設けられたユニットの電子機器モジュール415を含む。このモジュール415は、電力及び制御電子機器並びにネットワーク管理電子機器を含むがそれらに限定されない。これら電力、制御、及びネットワーク管理電子機器は、電子機器モジュール415の内部及び／又はハウジング12内部の空所に配置且つ取り付けられた1つ又は複数のモジュールとして作製且つ構成されている。

概して電力モジュールは、電力をユニット10に供給し、電気的冗長性をもたらす二重入力を含む。更に、制御電子機器モジュールは、ローカルの対話型プログラム可能コントローラ425と、手動及び／又は自動可変ファン速度制御用のファン速度制御電子機器など他の制御電子機器モジュールとを含む。対話型プログラム可能コントローラ425及び制御電子機器モジュールは、ユニット10の前パネル14に沿って設けられたローカルの対話型電力及び制御表示装置46に動作可能に接続してもよい。更に、対話型プログラム可能コントローラ425及び／又は制御電子機器モジュールは、コントローラ425及び／又は制御電子機器モジュールのHUB又はネットワークへの接続を容易にするリモート・ネットワークコネクタ426を含むこともできる。プログラム可能コントローラ425、電力に関わる電子機器モジュール、及び制御電子機器モジュールや、リモートのネットワークコネクタ426には、全て現場で手が届き、現場で取り替え可能である。

対話型プログラム可能コントローラ425及び他の制御電子機器モジュールを対話型電力及び制御表示装置46に接続することで、表示装置46が、1つ又は複数の表示灯及び／又はLCDを介して1つ又は複数のパラメータを表示可能となる。これらパラメータは、例えば、設定ファン速度及び現在のファン速度に加え、ユニット10内又はユニット10が取り付けられたラック若しくは筐体110及び112内で検出且つ／或いは測定された動作パラメータ及び条件である。更に、対話型電力及び制御表示装置46は、動作パラメータに関して簡単にメニューをスクロールできる1つ又は複数のスイッチを含む。

図3Bに示したように、二重電力入力が設けられていて、これには電気的冗長性をもたらす2つの電力ポート202及び204が含まれ、各電力ポート202及び204は、AVA変圧器を介した耐故障(原語：fail-proof)回路(合わせて214で示す)を通ってファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの各ファン25に接続されている。電力ポート202及び204は、例えば標準的な3ピン式コードコネクタや、電力をユニット10に供給に供給するのに適した他のタイプのコネクタが差し込まれるよう構成されている。

更に、耐故障回路214は、電源の故障を検出して代替電源に切り替えるよう構成されている。例えば、回路214は第1ポート202からの電力供給の失敗を検出し、それに応答して、AVR変圧器214を介して代替電源に接続された第2ポート204を結合し、ファン25に電力を供給できる。どの電線又は電源をユニット10が使用しているかは、対話型電力及び制御表示装置46の1つのLCDが表示する。

代替的に、或いは付加的に、電力ポート202及び204はフェールオーバー回路214を介して4つのファンスイッチ206、208、210、及び212(破線で示した)に接続でき、各スイッチを何れかのファン25に動作可能に結合して、ローカルオン／オフファン制御並びに／又は手動ファン速度設定及び調節を実現する。フェールオーバー回路214は、ポート202及び204の一方を例えば通常動作モードではスイッチ206、208、210、及び212に接続するよう構成されている。駆動／停止ボタン221、222、223、及び224は、ファン25を作動し停止させるためスイッチ206、208、210、及び212に関連付けられている。更に、ボタン221、222、223、及び224の操作によってスイッチ206、208、210、及び212が閉じ、フェールオーバー回路214を動作可能に各ファン25に接続させ、電力を供給する。ボタン221、222、223、及び224の停止によってファンスイッチ206、208、210、及び212が開き、各ファン25に接続されたフェールオーバー回路214を切断し、ファン25への電力供給を中止する。ボタン221、222、223、及び224は、手動操作アクチュエータとして及び／又はローカル若しくはリモートソース或いはコントローラから制御信号を受け取る信号入力として構成してよい。

図3Bを参照すると、各ファン25は、ファン25及び／又はファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bに取り外し可能に接続された関連電子機器27を含み、電子機器27には現場で手が届き、現場で取り替え可能である。電子機器27は、各ファン25に内部温度保護と、より具体的には内部過熱防止を施す。こうした電子機器27は、対応するファン25の温度がその断熱等級を超えればそれを検出し、それに応答してファン25を電源から切断する。結果として、ファン25は回転すなわち動作を停止し、それによって電子機器27は故障状態を示す出力信号を対話型プログラム可能コントローラ425に送信する。図10を参照して後に詳述するように、それに応答して、対話型コントローラ425はリモートネットワークコネクタ426を介してネットワークコントローラ454に適切な情報を与える。更に、対話型コントローラ425は、表示装置46に、ファン25の温度がどれだけ低下する必要があるかを示し、且つ／又はファン25の取替が必要であることを示す情報を与える。

図10を参照すると、1つ又は複数の機器室又はデータセンターに設置された単一のユニット10又は多数のユニット10の動作パラメータ及び他の変数を遠隔地から監視且つ制御するため、本発明による排気ユニット10は、ネットワークコントローラ454と、例えば、イントラネット、イーサネット（登録商標）、又はインターネットなどを含むコンピュータネットワーク456とを含むリモート制御システムに組み合わせ可能である。この場合、ネットワークコントローラ454は、コンピュータネットワーク456及びリモート・ネットワークコネクタ又はインターフェース426を介して、ユニット10の電力及び制御電子機器モジュール415にローカルで結合した対話型プログラム可能コントローラ425と動作可能に接続している。或いは、対話型コントローラ425は、そのユニット10から遠隔地に配置させて、ネットワークコントローラ454に同様に接続してもよい。

例えば、リモートネットワークコントローラ454は、各ユニット10内の温度及び／又は各ラック又は筐体110及び112内の温度を含むがそれには限定されない動作変数及びパラメータに応答して単一のユニット10又は多数のユニット10のファン速度を監視し、制御するように作製且つ構成されている。従って、ネットワークコントローラ454は、対話型プログラム可能コントローラ425を用いることでファン速度の遠隔且つ自動の制御を可能とする。代替的又は付加的に、ファン速度制御は、ユニット10のハウジング12内にローカルで設けたコントローラ425を用いることにより、ローカルで自動的に且つ／或いは手動で実行できる。

図10を更に参照すると、ファンの監視且つ制御には、ユニット10内の様々な場所に配置された多数の熱センサ407であって、ユニット10内の温度を検出且つ監視するための多数の熱センサ407を含む。熱センサ407は、温度を測定し、出力信号を対話型プログラム可能コントローラ425に送信するよう構成且つ設計されている。更に、ラック又は筐体110及び112内の温度を検出且つ監視するために、多数の熱センサ405をラック又は筐体110及び112内の様々な位置に設けてもよい。同様に、熱センサ405は、温度を測定し、出力信号をコントローラ425に送信するよう作製且つ構成されている。

熱センサ405及び407が与えるこうしたセンサ信号は、所与の時刻における温度の測定値を表す。こうした測定温度値は個々の機器構成要素111、1つ又は複数グループの機器構成要素111、及び／又はラック又は筐体110及び112全体の電力負荷に関連している。センサー信号の受信に応答して、対話型コントローラ425はこれら信号を処理し、受信した測定値を、コントローラ425がプログラムされている標準的な又は実験で求められた温度値と比較する。これら温度値により、コントローラ425は現在のファン速度及びこうしたファン速度がもたらす現在の空気流量(cfm)が、構成要素111及び／又はラック又は筐体110及び112全体の電力負荷、すなわち現在の熱出力に対処し管理するのに十分かどうかを判断する。個々の機器構成要素111、1つ又は複数グループの機器構成要素111、及び／又はラック又は筐体110及び112全体の熱出力の増加又は減少に対応するために、ファン速度を調節してラック又は筐体110及び112内の空気流量を増減する必要があれば、コントローラ425は1つ又は複数ファン25の電圧入力を増加又は減少する速度制御信号を送って、1つ又は複数ファン25の速度を適切に調節する。従って、排気を除去する助けとなり且つ十分な冷却用空気がラック又は筐体110及び112に確実に引き込まれる助けとなるように、コントローラ425はファン25が達成する流量を調節且つ制御する。従って、各ファン25は、ユニット10の他のファン25とは個別に或いは同時に監視且つ制御される。

上述したように、コントローラ425は、ユニット10の前パネル14に沿って配置されたローカルの対話型電力及び制御表示装置46に動作可能に接続し、1つ又は複数のLCD及び／又は表示灯を介して、例えば、設定及び現在のファン速度、設定及び現在の空気流量、個別の機器構成要素111或いは1つ又は複数グループの機器構成要素111の電力負荷、及び／又はラック又は筐体110及び112全体の全電力負荷をローカルで表示できる。

図10に示したように、1つ又は複数の熱センサ407をファンモジュール28A、28B、及び30A、30B内の、ファン25がユニット10に引き込む排気の温度を測定する最適位置か、且つ／又はファン25からそれぞれの空気プレナム50A、50B及び52A、52B内に排出される排気の温度を測定する最適位置に設けることができる。例えば、1つ又は複数のセンサ407を、上ファンモジュール28A、28B及び／又は下排気モジュール30A、30Bの背面パネル21A及び21Bの裏面に沿って、1つ又は複数ファン25が取り付けられた1つ又は複数ポート48に近接して配置すれば、ファン25に引き込まれる排気の温度を測定できる。代替的に又は付加的に、1つ又は複数のセンサ407を1つ又は複数の空気プレナム50A、50B及び52A、52B内に設けて、ファン25から排出され且つプレナム50A、50B及び52A、52Bを通過して送出される排気の温度を測定できる。熱センサ407は、ユニット10の特定場所における所与の時刻の測定温度値を表す信号をコントローラ454に送信する。

同様に、ラック又は筐体110及び112内の様々な位置に設けられた1つ又は複数の熱センサ405は、取り込んだ空気の温度、ラック又は筐体110及び112の内部の温度、及び／或いは機器構成要素から排出される排気の温度を測定して、コントローラ425にラック又は筐体110及び112における所与の時刻の温度測定値を表す出力信号を与える最適な位置に設けてもよい。

上述したように、コントローラ425は温度センサ405及び407から受信した信号を処理し、受信した測定値を、例えば、空気流量(cfm)及びファン速度と相関させた所定の温度及び／又は温度範囲などの標準的な又は実験で求められた温度値と比較して、ユニット10及び／又はラック又は筐体110及び112内の温度を、許容範囲の温度又は所定温度まで調節するのにどの程度のファン速度調節が必要かを求める。

更に、コントローラ425は、ユニット10内に位置し且つユニット10の前パネル14の掛け金ハンドル38に動作可能に接続された1つ又は複数のセンサ435からの信号であって、フレームアセンブリ15及びユニット10が取り付けられているラック又は筐体110及び112に対して、ユニット10が「開放」位置にあるか「閉鎖」位置にあるかを示す信号を受け取るように構成できる。この場合、1つ又は複数のセンサ335を対話型プログラム可能コントローラ425に動作可能に接続する。例えば、ユニット10が「開放」位置にあることを示す、1つ又は複数のセンサ435からの1つ又は複数信号の受信に応答して、コントローラ425は、ユニット10の「開放」位置に応答し、1つ又は複数ファン25の信号入力430に1つ又は複数の信号を送って、1つ又は複数ファン25を運転停止にできる。従って、コントローラ425及び1つ又は複数のセンサ435は、ユニット10が取り付けられているラック又は筐体110及び112に対するユニット10の位置に応答して、ユニット10に自動「オン／オフ」機能を与える。

図11を参照すると、1つ又は複数の機器室又はデータセンター300内に位置した多数の機器ラック又は筐体110及び112に取り付けられた多数のユニット10は、リモート・ネットワークコントローラ454を介して同様に自動的に監視且つ制御できる。図11に示したように、多数のユニット10は、それぞれがハウジング12内に設けられたローカルの対話型プログラム可能コントローラ425を含み、ネットワークコントローラ454を用いて遠隔地から監視且つ／又は制御される。ネットワークコントローラ454は、コンピュータネットワーク456を介してそれぞれの対話型プログラム可能コントローラ425に動作可能に接続されている。上述のように、それぞれの対話型コントローラ425と他の制御電子機器モジュールは、ネットワークコントローラ454を用いてリモート・ネットワークコネクタすなわちコントローラ425と動作可能に接続しているが、これは、例えば1つ又は複数のユニット10における所与の時刻に測定された温度値に応答し、或いは、例えば1つ又は複数のラック又は筐体110及び112の総電力負荷の測定値などの、1つ又は複数のラック又は筐体内で検出且つ／又は測定された環境条件に応答してネットワークコントローラ454にコントローラ425が生成する情報を送信するためである。各コントローラ425からの測定温度値などの情報受信に応答して、ネットワークコントローラ454は、例えば単一のユニット10又は複数のユニット10内の1つ又は複数ファン25の電圧入力を増大又は減少させる速度制御信号などの出力信号を送信して、機器室又はデータセンター300におけるユニット10又は別々の複数ユニット10内の個々のファン25を制御する。個々のユニット10及び多数のユニット10の様々な動作パラメータや、1つ又は複数の機器室及びデータセンター300内に位置した個々のラック又は筐体110及び112或いは多数のラック又は筐体の環境条件は、ローカルコントローラ425から送信された情報に応答し、且つ／又は異なるタイプのセンサーからネットワーク456を介して送信された検出条件及び測定値を表す出力信号に応答して、ネットワークコントローラ454を介して検出、測定、且つ／或いは制御できることは、通常の技能を備えた当業者であれば理解するはずである。

図12を参照すると、本発明の別の様態では、ユニット10は、上述した上及び下排気モジュール24及び26と組み合わせた付加的な排気モジュール28を含む。図12に示したように、付加的排気モジュール28は、ユニット10の奥行きZの軸に沿って排気モジュール24及び26の積み重ね構成と共に配置されている。付加的排気モジュール28は下排気モジュール26に実質的に結合し、従ってユニット10の奥行きを増大させる。付加的排気モジュール28は、上述したように1つ又は複数の付加的ファン25をユニット10に組み込むため1つ又は複数のファンモジュール40Bを含む。付加的排気モジュール28は、各ファンモジュール40Bについて1つの内部空気プレナム54Bを更に画定し、このプレナム54Bは、ファン排気を各ファンモジュール40Bから空気プレナム55に送り込む。空気プレナム55は、ファン排気を各ファンモジュール40Bからユニット10の頂部に位置した排気ポート32に向けて送る。

図12に示したように、付加的排気モジュール28の1つ又は複数のファンモジュール40Bは、上ファンモジュール28A、28B及び下排気モジュール30A、30Bに対してオフセットし且つ角度付けした配向で設置されており、付加的ファンモジュール40Bのファンを付加的排気モジュール28の背面パネル21Cから外側に離れるように配向している。上述したように、排気モジュール24、26、及び28の積み重ね構成、並びに下ファンモジュール30A、30B及び1つ又は複数の付加的ファンモジュール40Bのオフセットし且つ角度付けした配向は、ユニット10のコンパクトで可搬性を備えた設計を維持しつつ、ユニット10の空気流能力を増大する助けとなる。

例えば、個別のファンモジュール28A、28B、30A、30B、及び40Bを追加又は除去して各排気モジュール24、26、及び28の空気流能力を増減したり、例えば、個別のモジュール24、26、及び28を追加又は除去してユニット10の排気すなわち空気除去能力を増減したりするための、上及び下排気モジュール24及び24並びに付加的な排気モジュール28の上述以外の構成及び配置が存在することは、通常の技能を備えた当業者であれば理解できるはずである。

図13を参照すると、更なる様態では、本発明は本発明に従った排気ユニット10を組み込んだ空気冷却システム310を提供する。この空気冷却システム310は、機器室又はデータセンター300に冷却空気などの調和空気を供給するものである。空気冷却システム310は、空気を機器室又はデータセンター300に、例えば華氏約60度乃至華氏約70度の範囲の所望温度で供給し、ラック又は筐体110内に取り付けられた機器構成要素111が冷却の必要性を満たす助けとなるような、機器室又はデータセンター300内の周囲空気条件が形成且つ維持される。機器室又はデータセンター300の温度を所望の範囲に維持するには、調和空気を機器室又はデータセンター300に所望温度で供給しつつ、ラック又は筐体110が発生する排気を除去且つ閉じ込め、更にユニット10を使って排気を機器室又はデータセンター300から排出する。こうすることで、システム310は、熱い排気及び暖かい排気が、機器室又はデータセンター300内で循環している冷却用の周囲空気と混合するのを防止する。更に、システム310は、機器構成要素111の冷却ファンが効果的に動作することを保証する助けとなり、ファンが冷却の必要性を満たすのに十分な量の周囲空気を効果的な流量で取り込むことで、ラック又は筐体110内での過熱及び熱点を最小限に抑えたり防止したりする。

冷却空気システム310は、本発明による排気ユニット10を含み、更に、天井プレナムなどの排気又は帰り空気プレナム312と、排気ユニット10を排気又は帰り空気プレナム312に接続する1つ又は複数のダクト320と、返された排気を冷却又は調和するための、機器室又はデータセンター300の内部又は外部に位置した空気冷却器又は調和装置315とを含む。図13に示したように、帰り空気プレナム312は、ダクト320を介してユニット10のファンモジュール28A、28B、及び30A、30B及びそれぞれの内部空気プレナム50A、50B及び52A、52Bと流体連通している。ダクト320はユニット10の排気ポート32の上で接続するよう構成されている。

帰り空気プレナム312は、機器室又はデータセンター300の天井に作製された天井プレナムとするのが好ましい。天井プレナム312は、機器室又はデータセンター300の天井326により一平面に沿って画定され、対向し且つ平行の平面に沿って落とし天井328によって画定される。落とし天井328は多数の天井タイル330から作製でき、1つ又は複数の通気口又はポート332を含むことができる。

図13に示したように、ダクト320は、落とし天井328の通気口又はポート332と係合且つ接続して排気ユニット10の内部、より具体的にはファンモジュール24及び26の空気プレナム50及び52を、天井プレナム312の内部と流体連通するよう構成されている。従って、天井プレナム312は、排気ポート58及び60を介してダクト320内に排出される排気をファンモジュール24及び26から受け取るように配置されている。天井プレナム312は、図13の矢印151に示したように、排気を空気冷却器又は調和装置315まで案内又は送出するよう構成されている。空気冷却器又は調和装置315は、帰り空気を機器室又はデータセンター300に戻す前に、その空気から熱を取り除き且つ／又は冷やす。

或いは、ダクト320は、落とし天井328の1つ又は複数の天井タイル330が除去された場所に形成された開口部と係合且つ接続するように構成してもよい。ダクト320が天井ポート332の上に配置されていても、(1つ又は複数の)天井タイル330を除去して形成した開口部上に配置されていても、ダクトの第1終端部322が天井プレナム312に取り外し可能に接続するよう構成且つ配置されており、第2終端部324はユニット10の排気ポート32に取り外し可能に接続するよう構成且つ配置されている。こうすることで、冷却空気システム310は、機器室又はデータセンター300内に位置したラック又は筐体の構成及び再配置に関して可搬性と柔軟性を有することになる。更に、取り外し可能なダクト320によって、排気ユニット10は単独でもラック又は筐体110に取り付けられていても、排気ユニット10及びラック又は筐体110を天井プレナム312に再結合する際に大きな後付改修や工事を必要とせずに、機器室又はデータセンター300内で再配置可能となる。

上述のように、空気冷却器又は調和装置315は、機器室又はデータセンター300内に設けられていてもよいし、機器室又はデータセンター300の外部に設けられていてもよい。空気冷却器又は調和装置315は、帰り空気を冷やすためのルームサイズの空気調和装置ユニット又は帰り空気から熱を取り除くための熱交換器アセンブリを含むが、それらに限定されない。何れの場合も、帰り空気が冷却されれば、空気冷却器又は調和装置315は冷えた空気を、上述のように好ましくは華氏約60度乃至華氏約70度の範囲で機器室又はデータセンター300に再び循環させる。

排気ユニット10による排気除去及び閉じ込め作用と組み合わせると、こうした温度は、機器室又はデータセンター300における機器構成要素111の冷却ファンの最適動作を促す周囲空気条件を形成しやすくする。最適動作には、冷却ファンが、機器111及びラック又は筐体110の内部に冷却用空気を、冷却必要性を満たすのに十分な流量で引き込むことが含まれる。機器冷却ファンの最適動作は、ユニット10が排気を取り除き且つ閉じ込め、排気が機器室又はデータセンター300内で循環する低温の周囲空気と混合せず、周囲空気温度を上昇させないことによっても促進される。更に、ユニット10は、ラック又は筐体110の内の通気抵抗又は高い空気圧／背圧を最小限とし、更に排気領域122と取り入れ領域162との間の空気圧差を最小限とすることによっても機器冷却ファンの最適動作を促進する。従って、機器冷却ファンは、ラック又は筐体110の排気領域122及び取り入れ領域162に沿った静止空気又は通気抵抗を克服できる。従って、空気冷却システム310を排気ユニット10と組み合わせることで、機器構成要素111が周囲空気を用いてそれ自身を効果的に冷却する助けとなり、更にラック又は筐体110の内部の発熱及び熱点を減少又は除去する助けとなる。

機器冷却の必要性を満たすため機器室又はデータセンター300内で循環する周囲空気を使用することで多くの利点が得られる。空気冷却システム310は、冷たい或いは冷やされた空気を機器室又はデータセンターへ且つ／又は直接ラック又は筐体内に供給するために必要な二重又は上げ床構成や他の類似の閉鎖構成を不要とする。更に、空気冷却システム310は、十分な冷却を達成するのに例えば華氏55度の冷えた又は冷やされた空気を必要とせず、冷えた空気を供給するための比較的高いエネルギー要件を回避する。空気冷却システム310は、冷たい空気を発生し送出するための冷凍機器及び上げ床基盤構造を運転し管理する費用を回避する。

更に、冷却空気システム310は、冷えた又は冷やされた空気を供給することで発生しかねない機器室又はデータセンター内での好ましくない環境条件を回避する。例えば、冷えた空気は典型的には湿度が低い。従って、冷えた供給空気を機器室又はデータセンターで循環させる前に、有利な動作環境を提供するために加湿装置で冷えた供給空気を加湿する必要があることもあり、そうなれば動作及び保守コストを増加させてしまう。対照的に、別の例では、冷やされた空気は機器室又はデータセンター内で循環させると、この部屋又はセンター及び／又は機器を収納しているラック又は筐体内で凝結を発生させることもあり、その除去が必要なことから動作及び保守コストを増加させてしまう。

本発明による排気ユニット10の1つ又は複数の構成要素は、少なくともシャーシハウジング12、ファンモジュール28A、28B、及び30A、30B、それらの空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを含み、動作時に発熱する機器構成要素111と共に用いるのに適し、更に、温度及び湿度などの空気条件並びに、凝結の発生などのラック又は筐体110及び112或いはユニット10内の他の環境条件と共に用いるのに適した1つ又は複数の材料製であることが好ましい。こうした材料は、例えば鋼鉄及びアルミなどの金属と、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びプラスチック用樹脂などのプラスチック、及びそうした材料の組み合わせを含むがそれらに限定されない。

図1、2A乃至2B、3A乃至3B、6A乃至6D、6F乃至6G、及び10を更に参照しながら、本発明の排気ユニット10の組み付け及び設置を説明する。ユニット10の組み付けとユニット10のラック又は筐体110及び112への設置は比較的単純で短時間しか要せず、保守、修理、及び取替のための、ユニット10及びその構成要素の分解を容易とする。各ファン25及びその空気取り入れ吸い込みリング26は、上及び下背面パネル21A及び21内で画定された対応するポート48上に配置され、更に、例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどを用いて上及び下背面パネル21A及び21Bに取り外し可能に結合される。上背面パネル21Aはハウジング12に取り付けられ、上ファンモジュール28A、28Aを対応する上空気プレナム50A、50Bに係合させて、上空気プレナム50A、50Bを更に画定する。上背面パネル21Aは、例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどを用いてハウジング12の上部分に取り外し可能に結合される。同様に、下背面パネル21Bはハウジング12に取り付けられ、下ファンモジュール30A、30Aを対応する下空気プレナム52A、52Bに係合させて、下空気プレナム50A、50Bを更に画定する。下背面パネル21Aは、例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどを用いてハウジング12の下部分に取り外し可能に結合される。ユニット10はこうして組み付けられる。

フレームアセンブリ15の垂直長さすなわち高さH₂は調整して、ユニット10が取り付けられるラック又は筐体110及び112の高さに対応させる。フレームアセンブリ15は、例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどを用いてラック又は筐体110及び112の排気側120に沿ってラック110又は112のレールに取り外し可能に結合される。必要なら、フレームアセンブリ15がラック110及び112に取り付けられる前か後に、フレームアセンブリ15の入れ子部材33及び41を例えば延伸又は収縮などして調整し、よってフレームアセンブリ15の高さH₂を増減してラック又は筐体110及び112のU高さに対応する。

組み付けられたユニット10は持ち上げて、ハウジング12のヒンジプレート29Aが、下ヒンジ支持部材29の取り付けピン30と位置が合い且つ係合させるようにし、従ってハウジング12の下部分をフレームアセンブリ15に確実に取り付ける。ハウジング12の最上部又は頂部を傾けて差し入れ、フレームアセンブリ15の上ヒンジ収容プレート31が、ハウジングの上部分に沿って設けられた補完的ヒンジピン収容部31Aと位置合わせされ、ハウジングの上部分がフレームアセンブリ15に確実に取り付けられるようにする。

盲パネル35が設けられている場合は例えばネジ、ナット／ボルトの組み合わせなどを用いてハウジング12の底板13及び／又は側壁16及び18に取り外し可能に結合されて、盲パネルをユニット10に固定する。盲パネル35の垂直長さを、ハウジング12の垂直長さを伸長させる入れ子パネルなどを介して調節して、ユニット10及びフレームアセンブリ15がラック又は筐体110及び112に取り付けられる際に、ユニット10の下方に位置したラック又は筐体110及び112の露出領域を隠す又は塞ぐ。

電源コードを電力ポート202及び204に繋ぎ、例えばコンセント又は無停電電源装置などの交流電源をポート202、204に好ましくは接続したり、バッテリをポート202及び204に接続したりする。上述したセンサの任意のものをローカルの対話型プログラム可能コントローラ425に動作可能に接続できる。例えば、所定温度及び／又は温度範囲などの動作設定点及びパラメータは、ローカルコントローラ425を介して手動且つ／又は自動設定し、且つ／又はネットワークコントローラ454を介して自動設定する。

図14を参照し、更に図1、2A乃至2B、3A乃至3B、6A乃至6D、6F乃至6F、7、及び10を更に参照すると、本発明による排気ユニット10を用いて機器ラック又は筐体110及び112から空気を排気する方法500は、動作時に図示した段階を含む。しかし、方法500は例示的であって限定的なものではない。方法500は、例えば段階を追加、削除、且つ／又は再編成することで変更できる。

段階502では、ユーザは、例えば手動又は自動で1つ又は複数の駆動／停止ボタン206、208、210、及び212を操作することによりローカルで、或いはローカルの対話型プログラム可能コントローラ425及び／又はネットワークコントローラ454を用いてファン速度に関連したデータを選択且つ／又は入力することによりリモートで、少なくとも各ファン25の速度を選択し、各ファンの所望の速度を設定できる。随意選択で、ユーザは、ユニット10の1つ又は複数の動作パラメータに関連したデータを、ローカルの対話型プログラム可能コントローラ425及び／又はネットワークコントローラ454を介して選択且つ／又は入力する。これらパラメータは、機器ラック及び筐体110及び112内の温度、ユニット10内の温度、個々の構成要素111又は1つ又は複数の構成要素111のグループの電力負荷、ラック又は筐体110及び112並びにそれら組み合わせの総電力負荷を含むが、それらに限定されない。ユニット10は給電されて排気を機器ラック又は筐体110及び112から引き込み、排気を機器ラック又は筐体110及び112の外部領域に排出する。

段階504で、ファン25の羽根車、ブレード、及び／又はフィン68のリング66が回転することで、ラック又は筐体110及び112の排気側120からリング66を介して空気を引き込む。ファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bそれぞれのファン25の動作が空気をファン25の内部70に引き込む。引き込まれた空気は、ファン25によって内部70から羽根車、ブレード、及び／又はフィン68により、上及び下排気モジュール24及び26のハウジング内に画定されたそれぞれの内部空気プレナム50A、50B及び52A、52B内に強制的に送り込まれる。ファン25の引き込み動作は、空気圧を低下させ、従ってラック又は筐体110及び112の排気側120に沿って、とりわけラック又は筐体110及び112内に画定された排気領域122に沿って通気抵抗を減少する助けとなる。排気側120及び排気領域122に沿って通気抵抗を減少させることで、ラック又は筐体110及び112の取り入れ側160と排気側120との間に存在する空気圧差を最小限とする助けとなる。更に、排気側120に沿った通気抵抗の減少を助けることで、且つ／又はラック又は筐体110及び112内の空気圧差の最小化を助けることで、機器構成要素111の内部に配置された冷却ファンの最適且つ／又は効果的な動作を促進する助けとなり、これら冷却ファンはラック又は筐体110及び112や機器構成要素111の内部に、構成要素111の冷却必要性を満たすのに十分な冷却用空気を効果的な流量で引き込む。

段階506では、ファン25は、ファン排気をそれぞれの空気プレナム50A、50B及び52A、52Bを通過させる、これら空気プレナムは、ファン排気を排気ポート32に向けて実質的に上方向に送り出す。排気ポート32は、ファン排気を、例えば機器室又はデータセンター300の周囲空気空間などのユニット10並びにラック又は筐体110及び112の外部領域や、且つ／又は排気又は帰り空気プレナム312に排出する。排気又は帰り空気プレナム312は、機器室又はデータセンター300から空気を通気システム又は空気冷却器／調和装置315に循環させる。

段階508では、熱センサ405及び407などの少なくとも1つのセンサが、所与の時刻におけるユニット10内の温度などの1つ又は複数の条件を検出し且つ／又は測定し、これら1つ又は複数条件の検出及び／又は測定値を表す出力信号をローカルコントローラ425及び／又はネットワークコントローラ454に送信する。ローカルコントローラ425及び／又はネットワークコントローラ454はこれら信号を受信且つ処理して、これら検出及び／又は測定値に基づいて1つ又は複数のファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bのファン速度など上述の1つ又は複数条件を調節するための動作が必要かどうかを判断する。

段階510では、ローカルコントローラ425及び／又はネットワークコントローラ454を使用して、例えばファン速度出力信号などの出力信号を発生し、それらをユニット10及び1つ又は複数の適切なファン25に送信することで、1つ又は複数のファンモジュール28A、28B、及び30A、30Bの空気流能力などの1つ又は複数の検出／測定条件を自動的に調節する。

本発明の少なくとも1つの様態を説明してきたが、当業者であれば様々な変更、修正、及び改善を容易に思いつくことができることには注目すべきである。こうした変更、修正、及び改善は、本発明の精神及び範囲に入ることが意図されている。従って、上述の記載は例示のみを目的としていて、限定的ではない。本発明の限定は、次の特許請求の範囲及びその等価物のみに定義される。

主ハウジングを含む本発明による排気ユニットの正面透視図である。 (A) 多数のファンモジュールが図示された状態の、図1に図示したユニットの空気取り入れ側の透視図である。 (B) 空気取り入れ吸い込みリング及びファンを含むファンモジュールの構成要素を示した、図1及び2Aに図示したユニットの空気取り入れ側の透視図である。 (A) 図2A及び2Bに示したユニットの断面透視図である。 (B) 上及び下背面パネルを取り除き、そこから図2A及び2Bに示したそれぞれの空気取り入れ吸い込みリングを取り除いた状態の、図1及び2Aに図示したユニットの空気取り入れ側の図である。 図2A及び2Bに示したユニットの側部断面図である。 (A) ファンに取り付けられた図2A及び2Bに示した空気取り入れ吸い込みリングの空気取り入れ側の正面透視図である。 (B) 空気取り入れ吸い込みリングを取り除いた状態の、図5Aに示したファンの空気取り入れ側の正面透視図である。 (C) 空気取り入れ吸い込みリングを取り付けた状態の、図5Bに示したファンの背面図である。 (A) 本発明によるフレームの正面透視図である。 (B) 図1、図2A及び2Bに示したユニットが取り付けられ且つ開放位置にある、図6Aに示したフレームアセンブリの正面透視図である。 (C) 図6Bに示したフレームアセンブリの一部及びユニットの一部の正面透視図である（取り付けられた状態）。 (D) 盲パネルをユニットに取り付けた状態の、図6Bに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 (E) ユニットが閉位置にある状態での、図6B及び6Dに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 (F) ユニットが開放位置にある状態での、標準寸法ラック又は筐体に取り付けられた図6Dに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 (G) ユニットが開放位置にある状態での、非標準寸法ラック又は筐体に取り付けられた図6Dに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 ユニットがラックに取り付けられ且つ開放位置にある状態の、図1、図2A及び2B、並びに図6Dに示したユニットの一部と、図6F及び6Gに示したラックの一部の側断面図である。 (A) ユニットが閉位置にあり、二本の排気ダクトがユニットに取り付けられた状態での、図6F及び6Gに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 (B) ユニットが閉位置にある状態での、図8Aに示したフレームアセンブリ及びユニットの正面透視図である。 帰り又は排気プレナムに接続された排気ダクト又はプレナムに取り付けられた図1並びに図2A及び2Bに示したユニットの側断面図である。 ネットワークコントローラを含む制御構成の概略図を含む、図6F及び6Gに示したユニット及びラックの側部断面図である。 機器室又はデータセンター内に位置した多数のユニットに適用した図10に示す制御構成の概略図である。 付加的なファンモジュールを含んだ、本発明の別の様態による排気ユニットの側部断面図である。 冷却空気システムと組み合わせた、図6F及び6Gに示したユニット及びラックの側部断面図である。 図6F及び図6G並びに図12に示したユニットを用いた排気方法のブロック図である。

Claims (26)

1. 機器ラック又は筐体から排気を除去するための排気ユニットであって、
   内部チャンバを画定するハウジングと、
   前記内部チャンバ内に配置された上排気モジュールであって、第1内部空気プレナムに結合されたファンを含む少なくとも1つの上ファンモジュールを含む上排気モジュールと、
   前記上排気モジュールの下方で前記内部チャンバ内に配置された下排気モジュールであって、第2内部空気プレナムに結合されたファンを含む少なくとも1つの下ファンモジュールを含む下排気モジュールとを含み、
   前記上排気モジュール及び前記下排気モジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で更に配置されており、前記下ファンモジュールは前記上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている、排気ユニット。
2. 各ファンは、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体の排気側に取り付けられると、各ファンの空気取り入れ側が前記ラック及び筐体の内部と流体連通するように配置されている、請求項1に記載のユニット。
3. 前記ハウジングは、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に取り付けられると、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体のドアの少なくとも一部を構成するよう作製且つ配置されている、請求項1に記載のユニット。
4. 前記ハウジングは、その第1側部に沿って前記機器ラック又は筐体に取り外し可能に接続するよう構成されており、前記ユニットが該第1側部に沿って前記機器ラック又は筐体に向かう方向と離れる方向にドア式に旋回することを許容する、請求項3に記載のユニット。
5. 機器ラック又は筐体に取り外し可能に接続するよう作製且つ配置されたフレームアセンブリであって、前記ユニットを収容し、拘束するよう作製且つ配置されたフレームアセンブリを更に含む、請求項1に記載のユニット。
6. 前記フレームアセンブリは、第1側部に沿って前記ハウジングの第1側部に取り外し可能に接続するよう構成されており、更に、前記ハウジングに接続して、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に向かう方向と離れる方向にドア式に旋回することを許容する、請求項5に記載のユニット。
7. 前記フレームアセンブリの前記第1側部は、ヒンジ手段を介して前記ハウジングの前記第1側部に接続している、請求項6に記載のユニット。
8. 前記フレームアセンブリは一対の隣接する平行な縦方向部材を含み、それぞれの縦方向部材が入れ子式に伸長又は縮小して前記フレームアセンブリの高さを調節するよう作製且つ配置されている、請求項5に記載のユニット。
9. 前記フレームアセンブリは、(i)標準寸法の19インチ又は23インチラックと、(ii)非標準寸法ラック又は筐体とのうち少なくとも一方に接続するよう構成されている、請求項5に記載のユニット。
10. 前記ユニットの底部に取り外し可能に接続するよう作製且つ配置された盲パネルであって、前記ユニットが前記機器ラック又は筐体に取り付けられると、前記ユニットの下の露出領域を塞いで前記ユニットからの空気の損失を最小限とするよう作製且つ配置された盲パネルを更に含む、請求項1に記載のユニット。
11. 前記第1及び第2内部空気プレナムは、前記ユニットの頂部に沿って画定された排気ポート内で終端するよう構成且つ配置される、請求項1に記載のユニット。
12. 前記第1内部空気プレナム及び前記第2内部空気プレナムのそれぞれは、対応する上排気モジュール及び下排気モジュール内に構成且つ配置され、前記第1内部空気プレナム及び前記第2内部空気プレナムのそれぞれがファン排気に対して概ね等しく障害物となる、請求項1に記載のユニット。
13. 前記上ファンモジュールは空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第1内部空気プレナム内に強制的に流動し、その際の流量は、(i)前記下ファンモジュールが空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第2内部空気プレナム内に強制的に流動させるのと概ね等しい流量と、(ii)前記下ファンモジュールが空気を引き込み、引き込んだ空気を前記第2内部空気プレナム内に強制的に流動させる流量に対して可変の流量とのうち少なくとも1つである、請求項1に記載のユニット。
14. 前記上ファンモジュールの前記ファン及び前記下ファンモジュールの前記ファンのうち少なくとも1つがコントローラに動作可能に結合されている、請求項1に記載のユニット。
15. 前記コントローラは前記ファンの速度を調整するよう構成されている、請求項14に記載のユニット。
16. 前記ファンは可変速度で動作するよう構成されている、請求項15に記載のユニット。
17. 前記コントローラは、前記ファンの前記可変速度を、前記ユニットの1つ又は複数の動作パラメータに応答して調節するよう構成された、請求項16に記載のユニット。
18. 前記コントローラは前記ファン速度を、(i)1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記ユニット内の1つ又は複数の温度と、（ｉｉ）1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記機器ラック又は筐体内の1つ又は複数の温度と、（iｉｉ）1つ又は複数の所与の時刻に求められた前記機器ラック又は筐体の1つ又は複数の電力負荷と、の少なくとも1つに応じて調節する、請求項15に記載のユニット。
19. 前記コントローラはネットワークを介してネットワークコントローラに動作可能に接続し、更に、該ネットワークコントローラに前記ユニットの1つ又は複数の動作パラメータに関連した情報を与えるよう構成された、請求項14に記載のユニット。
20. 前記ネットワークコントローラは、前記ユニットの前記1つ又複数の動作パラメータを制御するための1つ又は複数の制御信号を、前記コントローラと前記上又は下ファンモジュールとの少なくとも1つに与えるよう構成された、請求項19に記載のユニット。
21. 機器ラック又は筐体から排気を除去するための排気ユニットであって、
    内部チャンバを画定するハウジングと、
    前記内部チャンバ内に設けられた少なくとも1つの上ファンモジュールであって、第1内部空気プレナムと結合されたファンを含む少なくとも1つの上ファンモジュールと、
    前記少なくとも1つの上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けた少なくとも1つの下ファンモジュールであって、第2内部空気プレナムと結合されたファンを含む少なくとも1つの下ファンモジュールとを含み、
    前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で前記少なくとも1つの上ファンモジュールと組み合わされ、前記少なくとも1つの下ファンモジュールの空気取り入れ側は、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの空気取り入れ側に対してオフセット配向で配置されている、排気ユニット。
22. 機器ラック又は筐体から排気を除去するための排気ユニットであって、
    内部チャンバを画定するハウジングと、
    前記内部チャンバ内に設けられると共にそれぞれが上内部空気プレナムに結合されたファンを含む第1及び第2上ファンモジュールであって、前記ユニットの幅に沿って互いに隣接して配置された第1及び第2上ファンモジュールと、
    前記第1及び第2上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けられると共にそれぞれが下内部空気プレナムに結合されたファンを含む第1及び第2下ファンモジュールであって、前記ユニットの幅に沿って互いに隣接して配置された第1及び第2下ファンモジュールとを含み、
    前記第1及び第2上ファンモジュールと前記第1及び第2下ファンモジュールとは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で更に配置されており、前記第1及び第2下ファンモジュールは前記第1及び第2上ファンモジュールに対してオフセット配向で配置されている、排気ユニット。
23. 機器ラック又は機器筐体から空気を排出するためのシステムであって、
    排気が排出される元となる前記機器ラック又は筐体の部分に取り付けられるよう作製且つ配置された排気ユニットであって、該排気ユニットと前記機器ラック又は筐体の内部との間に流体連通をもたらすよう作製且つ配置された排気ユニットを含み、該該排気ユニットが、
    i)ハウジングの内部チャンバ内に設けられた少なくとも1つの上ファンモジュールであって、該ハウジングの頂部に画定された排気ポートまで延在する第1内部空気プレナムと結合されたファンを含む少なくとも1つの上ファンモジュールと、
    ii)前記少なくとも1つの上ファンモジュールの下方で前記内部チャンバ内に設けた少なくとも1つの下ファンモジュールであって、前記排気ポートまで延在する第2内部空気プレナムと結合されたファンを含む少なくとも1つの下ファンモジュールとを含み、
    (iii)前記少なくとも1つの下ファンモジュールは、前記ユニットの奥行きに沿った積み重ね構成で前記少なくとも1つの上ファンモジュールと組み合わされ、前記少なくとも1つの下ファンモジュールの空気取り入れ側は、前記少なくとも1つの上ファンモジュールの空気取り入れ側に対してオフセット配向で配置されており、
    前記排気ポートに結合した外部排気ダクトであって、前記第1及び第2内部空気プレナムから排気を受け取ると共に、該排気を前記ユニットの外部領域に送出するよう構成された外部排気ダクトを更に含む、システム。
24. 前記外部排気ダクトは、空気調和装置と流体連通した帰り空気プレナムを含み、排気が前記機器ラック又は筐体が配置された機器室又はデータセンターに返される前に、冷却のため該排気を該空気調和装置に送出するよう構成された、請求項23に記載のシステム。
25. 前記空気調和装置は、前記排気を華氏約60度乃至華氏70度の温度範囲に冷却する、請求項24に記載のシステム。
26. 前記外部排気ダクトは通気システムと流体連通した排気プレナムを含み、前記機器ラック又は筐体が配置された機器室又はデータセンターから前記排気を除去するために該通気システムに送出するよう構成された、請求項23に記載のシステム。

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