JP2014216351A - 筐体ユニット収納ラック - Google Patents

Abstract

【課題】上下に積み重ねて収納した複数の筐体ユニットに対する排熱効率を高めた筐体ユニット収納ラックを提供する。
【解決手段】ラック本体に収納される複数の筐体ユニットの背面にそれぞれ対向させて設けられて前記各筐体ユニットから排出される温排風を前記ラック本体の奥部空間に導く複数の風洞体と、これらの各風洞体の前記各筐体ユニットの背面に対峙する開口部と反対側の後端面にそれぞれ設けられて、前記各風洞体内に導入された温排風を前記ラック本体の奥部空間における幅方向の互いに異なる部位に向けて排出する排風フィンとを備える。そして前記各風洞体の奥行き長を前記ラック本体の下段側から上段側に向けて順次短くすると共に、前記各風洞体にそれぞれ対をなして設けられる前記排熱フィンの各対間の幅を前記ラック本体の上段側から下段側に向けて順に広くする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて収納する筐体ユニット収納ラックに係り、特に前記各筐体ユニットに対する排熱効率を高めた筐体ユニット収納ラックに関する。

例えば無停電電源装置等の電力設備においては、その基本単位である電力変換ユニット等の複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて筐体ユニット収納ラックに収納して構築することが多い。またこの種の筐体ユニット（電力変換ユニット）における本体部は、一般的にはその動作に伴って大量の熱を発する。この為、通常、前記筐体ユニットにはその内部に空気を通流させて前記本体部から発せられる熱を該筐体ユニットの外部に放出する為の放熱ファンが設けられる。これ故、この種の筐体ユニットを複数台収納する前記筐体ユニット収納ラックにおいては、前記各筐体ユニットに対する排熱を効率的に行うことが重要である。

ちなみに従来、筐体ユニット収納ラックにおける複数段の収納部にそれぞれ連通する導風室を上下に連通させて設けること、また最上段の導風室の流出口に送風ファンを設けると共に、最下段の導風室の排気ダクト接続口に排気ファンを設けることが提唱されている。更に前記各導風室に整風板を設け、排風の通過断面積の比を上段側から下段側に向けて順次小さくして各段の排風量を略等しくすることが提唱されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００５−２６８５４６号公報

しかしながら特許文献１に示される収納ラック構造においては、各球体ユニットから排出される熱を持った排風（温排風）を強制的に該収納ラックの下段に設けられた排気ダクトに導く必要がある。しかも前記整風板を用いて排風の通過断面積の比を変え、これによって各段の排風量を略等しくする必要があるので、その構造が大掛かりで複雑化すると言う問題がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、上下に積み重ねて収納した複数の筐体ユニットに対する排熱効率を高めることのできる簡易な構成の筐体ユニット収納ラックを提供することにある。

上述した目的を達成するべく本発明に係る筐体ユニット収納ラックは、
複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて収納するラック本体と、
このラック本体の収納された前記複数の筐体ユニットの背面にそれぞれ対向させて設けられて前記各筐体ユニットから排出される温排風を前記ラック本体の奥部空間に導く複数の風洞体と
前記複数の風洞体の前記各筐体ユニットの背面に対峙する開口部と反対側の後端面にそれぞれ設けられて、前記各風洞体内に導入された温排風を前記ラック本体の奥部空間における幅方向の互いに異なる部位に向けて排出する排風フィンと
を備えたことを特徴としている。

前記複数の風洞体は、好ましくは前記ラック本体の下段側から上段側に向けて順次奥行き長を短くしたものである。また前記各風洞体は、それぞれその後端面を前記ラック本体の上方に向けて傾斜させた構造を有する。

前記排風フィンは、好ましくは前記ラック本体の幅方向に向けて前記温排風を排出するものである。また前記排風フィンは、前記ラック本体の幅方向に対をなして左右対称に設けられて該ラック本体の奥部空間の両側に向けて前記温排風をそれぞれ排出するものであって、前記各風洞体にそれぞれ対をなして設けられる前記排熱フィンは、前記ラック本体の上段側から下段側に向けて各対間の幅を順に広くして設けられる。

尚、前記風洞体は、その風洞体内に前記排風フィンに向けて前記温排風を導く整風体を備えることも好ましい。

上記構成の筐体ユニット収納ラックによれば、上下に重ねて収納される複数の筐体ユニットからそれぞれ排出される温排風を、前記風洞体と該風洞体に設けられた排熱フィンによりラック本体の奥部空間の幅方向に互いに異なる部位に向けて排出することができる。従って各筐体ユニットからそれぞれ排出される温排風の空気流を、前記ラック本体の奥部空間において互いに干渉させることなく上方に向けて形成することができる。

故に、温排風が上昇気流を形成し易いことと相俟って、前記ラック本体の上部に設けられる排熱口に向けて前記各筐体ユニットからそれぞれ排出される温排風を簡易に、且つ効率的に導くことができる。しかも前記各風洞体の奥行き長および後端面の傾きと、前記各排風フィンを設ける位置を適正に定めるだけで良いので、その構造が簡単であり、安価に実現することができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

本発明の一実施形態に係る筐体ユニット収納ラックの要部概略構成を示す側面構造図。 筐体ユニットの一例を示す外観図。 風洞体の構造と該風洞体内に設けられる整風体の例を示す図。 風洞体の後端面に設けられる排風フィンの配置例を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る筐体ユニット収納ラックについて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る筐体ユニット収納ラック１の要部概略構成を示す側面構造図である。この筐体ユニット収納ラック１は、例えばＥＩＡ規格に準拠した、いわゆる１９インチサイズのラック本体２を主体として構成される。このラック本体２は、例えば高さが７インチ（略１７９ｍｍ）の４Ｕサイズの複数の筐体ユニット３を上下に積み重ねて収容可能な、例えば高さが略１９０ｃｍ（４２Ｕ）程度の大きさを有するものからなる。尚、上記４Ｕサイズとは、高さが１.７５インチ（略４４.４５ｍｍ）として定められた基本ユニットサイズ（１Ｕ）の４倍の高さを有する筐体ユニット３の大きさを指す。

前記ラック本体２は、概略的には４本の支柱を含んで直方体形状に枠組みされたフレーム体と、このフレーム体の両側面、背面、および上下面をそれぞれ覆って設けられたパネル体と、前記フレーム体の前面側に開閉自在に設けられたフロントドアとを備えて構成される。また前記ラック本体２の上面に設けられたパネル体（上面パネル）２ａには、該ラック本体２に収納した前記筐体ユニット３から排出される温熱風を外部に放出する為の排風口２ｂが設けられる。この排風口２ｂには、適宜、前記温熱風を強制的に外部に排出する排気ファン４が設けられる。

一方、前記筐体ユニット３は、例えば無停電電源装置等の電力設備を構築する電力変換ユニットからなる。前記無停電電源装置を構築する場合には、その電力容量に応じて複数台（例えば５台）の前記筐体ユニット（電力変換ユニット）３が上下に積み重ねて前記ラック本体２に装着される。これらの複数台の筐体ユニット３の前記ラック本体２への収納は、例えば該ラック本体２の前面側から前記フレーム体に着脱自在に装着することによって行われる。

ここで前記筐体ユニット３について簡単に説明すると、例えば図２(ａ)に筐体ユニット３の前面側の概略構成を示すように、前記筐体ユニット３は、その前面部に送風ファン３ａを備える。また前記筐体ユニット３の背面側には、図２(ｂ)に示すように排風口３ｂが設けられている。尚、図中３ｃは該筐体ユニット３を前記ラック本体２に取り付ける為のアングル部材であり、３ｄは筐体ユニット３の電気的接続を行う為のコネクタである。

前記送風ファン３ａは、前記筐体ユニット３の内部に強制的に空気を導入して、該筐体ユニット３の内部に装備されている電力変換器等の電気回路ユニット（図示せず）を冷却する役割を担う。そして前記排風口３ｂは、前記筐体ユニット３の内部に導入され、前記電気回路ユニットを冷却することにより温まった空気を前記温排風として外部に排出する役割を担う。前記排風口３ｂからの温排風の排出は、前記送風ファン３ａにより形成される空気流によって行われる。

さて本発明の実施形態に係る筐体ユニット収納ラック１は、複数台（この例では５台）の筐体ユニット３を上下に積み重ねて収容する（図１を参照）。また前記筐体ユニット収納ラック１は、前記ラック本体２に収納された複数の前記筐体ユニット３の背面にそれぞれ対峙させて設けられる複数の風洞体５を、該ラック本体２の内部に備える。従ってこれらの風洞体５は、前記ラック本体２における前記各筐体ユニット３の収納位置にそれぞれに対応して、該ラック本体２の上下方向に順に重なるように設けられている。尚、これらの風洞体５を前記ラック本体２に設けることに代えて、前記各筐体ユニット３の背面部にそれぞれ一体的に装着しておくようにしても良い。

図３は前記風洞体５を上方向から見た断面構造を示している。前記各風洞体５は、前記筐体ユニット３の大きさに適合した、例えば４Ｕサイズの矩形状の通風ダクトを形成したもので、前記筐体ユニット３の背面から排出される温排風を前記ラック本体２の奥部空間Ａに導く役割を担う。特に前記各風洞体５の奥行き長Ｄは、図１に示すように前記ラック本体２の下段側から上段側に向けて順次短く形成されている。

また前記各風洞体５の前記各筐体ユニット３の背面に対峙する開口部と反対側の後端面５ａは、前記ラック本体２の上方に向けてそれぞれ所定の角度θだけ傾斜している（図１を参照）。特に上下に積み重ねて設けられる複数の前記風洞体５の各後端面５ａの傾斜角度θは、その面位置を揃えて前記奥部空間Ａに向けて傾斜する１つの平面上を形成するように設定されている。

また前記各風洞体５の後端面５ａには、図３に示すように前記各風洞体５内に導入された温排風を前記ラック本体２の奥部空間Ａにおける幅方向の互いに異なる部位に向けて排出する排風フィン６がそれぞれ設けられている。これらの各排風フィン６は、例えば前記各風洞体５の後端面５ａの一部に、上下方向に延びるスリット状の開口部を形成して切り起こした片部からなる。尚、前記排風フィン６を形成する片部の大きさ・形状およびその数は、前記筐体ユニット３の排風（排熱）仕様に応じて定められる。

ちなみに前記各風洞体５にそれぞれ設けられる前記排風フィン６は、図２に示すように前記各風洞体５の幅方向に所定の距離Ｗを隔てて対をなして左右対称に設けられる。これらの左右に対をなす前記各排風フィン６は、前記各風洞体５内に導かれた温排風を前記ラック本体の幅方向に、特に前記ラック本体２の両側部にそれぞれ向けて偏向して前記奥部空間Ａに排出する役割を担う。

特に前記風洞体５がそれぞれ備える前記各排風フィン６は、図４に前記各風洞体５を裏面側から見た状態を示すように、前記ラック本体２の上段側から下段側に向けて各対間の幅（距離）Ｗが順に広くなるように設定されている。具体的には最上段の風洞体５_１に設けられた前記排風フィン６_１は、前記奥部空間Ａの略中央部に温排風を排出するように、その対間の幅（距離）Ｗ_１を最も狭くして設けられる。またその下段の風洞体５_２〜５_４にそれぞれ設けられた排風フィン６_２〜６_４は、その上段の排風フィン６よりも外側に温排風を排出するように、その対間の幅Ｗを上段の排風フィン６の対間の幅Ｗよりも所定幅だけ拡げて設けられる。そして最下段の風洞体５_５に設けられた排風フィン６_５は、前記奥部空間Ａの最も外側に温排風を排出するように、その対間の幅Ｗ_５を最も広くして設けられる。

このような排風フィン６の配列位置関係により、該排風フィン６からそれぞれ排出される温排風は、図４に矢印で示すように前記ラック本体２の奥部空間Ａ内における幅方向の異なる領域においてそれぞれ上昇気流を形成しながら互いに干渉することなく流れる。そして前記ラック本体２の上面を覆うパネル体２ａに開口された排風口２ｂから外部に排出される。

尚、前記各風洞体５の内部に、例えば図３に示すように前記筐体ユニット３から排出されて該風洞体５内に導入された温排風を前記排風フィン６に向けて導く為の、例えば三角形状の整風体７を設けておくことも好適である。この整風体７の大きさ・形状は、前述した排風フィン６が設けられる位置に応じて、前記温排風が前記排風フィン６を介して効率的に排出されるように設定される。

かくして上述した如く風洞体５を備えて構成される筐体ユニット収納ラック１によれば、上下に重ねて設けられる複数の風洞体５（５_１〜５_５）の奥行き長Ｄが、下段の風洞体５_５から上段の風洞体５_１に向けて順に短く設定されている。従って前記各風洞体５から前記ラック本体２の奥部空間Ａに排出される温熱風は、該奥部空間Ａの奥行き方向の互いに異なる領域に吹き出されて上昇する空気流を形成する。

しかも前記各風洞体５（５_１〜５_５）の後端面５ａに設けられた排風フィン６（６_１〜６_５）の形成位置、即ち、その対間幅Ｗが、上段の風洞体５_１から下段の風洞体５_５に向けて順に幅広く設定されている。従って前記各風洞体５（５_１〜５_５）から前記ラック本体２の奥部空間Ａに排出される温熱風は、該奥部空間Ａの幅方向の互いに異なる領域に吹き出されて上昇する空気流を形成する。

これ故、前記奥部空間Ａにおいては前記各筐体ユニット３からそれぞれ排出された温熱風が互いに干渉することなく上昇する空気流を形成して前記ラック本体２の上面パネル２ａに設けられた排風口２ｂに導かれて外部に排出される。従って温熱風の排出効率を高めることができ、また下段側の筐体ユニット３から排出された温熱風によって上段側の筐体ユニット３の冷却効率が阻害されるような不具合を招来することがない。

特に前述したように前記各風洞体５の後端面５ａが上方に向けて傾斜する、実質的に一つの連続した傾斜面とみなし得る面を形成しているので、前記各風洞体５からそれぞれ排出される温熱風間の干渉を、より効果的に防ぐことができる。従って前記排風フィン６の形成位置の異なりと相俟って、前記各筐体ユニット３からそれぞれ排出された温熱風を、簡易にして効果的に外部に排出することが可能となる。しかも上述した簡素な構成の風洞体５を設けるだけで良いので、前記筐体ユニット収納ラック１を構造の複雑化を招来することなしに安価に実現することができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えばここでは筐体ユニット３の前面側に設けた前記送風ファン３ａにより空気流を形成して該筐体ユニット３を冷却する例について示したが、前記筐体ユニット３の背面側に排気ファンを設けて該筐体ユニット３を冷却するものであっても良い。また或いは前記筐体ユニット３自体はファンを備えてなく、例えばラック本体２に設けられた排気ファン４等によって生起される空気流によって前記筐体ユニット３に溜まった熱をその背面部から熱温風として排出するものであっても良い。

更には前記排風フィン６を前記ラック本体２の上方に向けて斜めに傾けて設け、これによって前記奥部空間Ａにおいて上昇する空気流を積極的に形成するように設定することも有用である。また前述した４Ｕサイズの筐体ユニット３と、例えば８Ｕサイズの筐体ユニットとを重ねて収納するような場合には、当該８Ｕサイズの筐体ユニットに対応した風洞体５を準備しても良いが、４Ｕサイズの風洞体５を２段重ねて上記８Ｕサイズの筐体ユニットの背面に対峙させて設けるようにしても良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 筐体ユニット収納ラック
２ ラック本体
２ａ 上面パネル
２ｂ 排風口
３ 筐体ユニット
３ａ 送風ファン
３ｂ 排風口
４ 排気ファン
５（５_１〜５_５） 風洞体
６（６_１〜６_５） 排風フィン
７ 整風体

Claims (6)

1. 複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて収納するラック本体と、
   このラック本体に収納された前記複数の筐体ユニットの背面にそれぞれ対峙させて設けられて前記各筐体ユニットから排出される温排風を前記ラック本体の奥部空間に導く複数の風洞体と
   前記複数の風洞体の前記各筐体ユニットの背面に対峙する開口部と反対側の後端面にそれぞれ設けられて、前記各風洞体内に導入された温排風を前記ラック本体の奥部空間における幅方向の互いに異なる部位に向けて排出する排風フィンと
   を具備したことを特徴とする筐体ユニット収納ラック。
2. 前記複数の風洞体は、前記ラック本体の下段側から上段側に向けて順次奥行き長を短くしたものである請求項１に記載の筐体ユニット収納ラック。
3. 前記複数の風洞体は、それぞれその後端面を前記ラック本体の上方に向けて傾斜させたものである請求項１に記載の筐体ユニット収納ラック。
4. 前記排風フィンは、前記ラック本体の幅方向に向けて前記温排風を排出するものである請求項１に記載の筐体ユニット収納ラック。
5. 前記排風フィンは、前記ラック本体の幅方向に対をなして左右対称に設けられて該ラック本体の奥部空間の両側に向けて前記温排風をそれぞれ排出するものであって、
   前記各風洞体にそれぞれ対をなして設けられる前記排熱フィンは、前記ラック本体の上段側から下段側に向けて各対間の幅を順に広くしたものである請求項１に記載の筐体ユニット収納ラック。
6. 前記風洞体は、その風洞体内に前記排風フィンに向けて前記温排風を導く整風体を備えている請求項１〜５のいずれかに記載の筐体ユニット収納ラック。

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