JP2015177017A - 機器の収容装置、及び、方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 使い勝手がよく、冷却効果を十分得られる機器用の収容装置を提供する。
【解決手段】 収容装置は、前面から挿入された機器を収容し、機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラックと、ラックの背面側に取り付けられて、放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレームと、ダクトフレームの底面及び天井面の開口部に取り付けられて、ダクトフレーム内に上または下方向の空気の流れを作るファンと、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、機器の収容装置、及び、方法、特に、機器の冷却効果が高い収容装置、及び、方法に関する。

データセンタやマシン室には、サーバコンピュータやディスクアレイ装置などの電子機器が多数設置される。これらの電子機器は熱を発生する。この熱により電子機器が不具合を起こさないよう、データセンタやマシン室には空調機が設けられている。この空調機は、床に設置されている機器に冷気を供給し、電子機器が発生する熱によって暖められた暖気を天井側から排気するのが一般的である。

一方、電子機器は、前面側から吸気を行い、内部の熱を背面側へ排出する。電子機器は、ラックに搭載されて、データセンタやマシン室に設置される。

このように、電子機器は熱を背面に排出する一方、データセンタやマシン室は天井側から排気する。このため、電子機器が後方に排出した熱を、如何に効率よく天井側へ排出するかが課題となる。これに関連して、以下の技術が開示されている。

特許文献１は、複数の挿入コンポーネントを保持するラックハウジングを開示する。このラックハウジングは、収容キャビネット、２つのベンチレータユニットを備えた排気ユニットを有している。ラックの正面の部分には、コンポーネントが挿入される。コンポーネントによって熱せられた空気は、ラックの後ろの部分に吸い取られ、その後、ベンチレータユニットによって外部に放出される。

特許文献２は電子機器収容装置を開示する。この装置は、アンダーフロア空調の吹き出し口から噴出された空気を、冷気供給ファンによって装置内のエアーコントロールダクトに送り込む。送り込まれた冷気の一部は、エアーコントロールダクト内に設けられた冷気誘導フラップによって電子機器に送り込まれ、暖気となって反対側に排出される。この冷気誘導フラップは、収納されている電子機器対応に設けられる。電子機器に送り込まれなかった冷気の一部は、エアーコントロールダクトから冷気排気ファンによって外部に排出される。

特表２０１３−５２６０７０号公報 特開２００８−１５９７４７号公報

特許文献１のラックハウジングは、ベンチレータユニットをラックハウジングの上部にのみ備える。その為、当該ラックハウジングは減圧通路内の気圧を十分下げることができず、冷却効果が十分得られない可能性がある。

特許文献２の装置は、排気ダクト内に、電子機器対応の冷気誘導フラップを必要とする。したがって、収容される電子機器の台数に合わせて冷気誘導フラップを増減する必要があり、使い勝手が悪い。

本発明は、上記課題を解決した、機器用の収容装置、及び、方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態にかかる収容装置は、前面から挿入された機器を収容し、前記機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラックと、前記ラックの背面側に取り付けられて、前記放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレームと、前記ダクトフレームの底面及び天井面の開口部に取り付けられて、前記ダクトフレーム内に上または下方向の空気の流れを作るファンと、を備える。

本発明の一実施形態にかかる方法は、前面から挿入された機器を収容し、前記機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラックの背面側に、前記放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレームを取り付け、前記ダクトフレームの底面及び天井面の開口部に、前記ダクトフレーム内に上または下方向の空気の流れを作るファンを取り付ける。

本発明にかかる機器用の収容装置は、使い勝手がよく、機器の冷却効果を十分得られる。

図１は、収容装置５０の斜視図である。 図２は、収容装置５０を分解したときの構造を示す図である。 図３は、収容装置５０における冷却用の空気の流れを示す図である。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる収容装置５０の斜視図である。収容装置５０は、ラック２０とダクトフレーム３０を包含する。収容装置５０は、例えば、空調機を備えたマシン室に設置される。

ラック２０は、その内部に電子機器１０を収容する為の筐体である。電子機器１０は、例えば、ブレードサーバと呼ばれるコンピュータであり、通常は、複数台が収納される。ラック２０の前面は開放されており、前面から電子機器１０が挿入される。ラック２０の前面部は、通気性が良い開閉式の扉（図示されない）を備えていても良い。電子機器１０は、例えば、前面から冷却用空気を取り込み、冷却後の温まった空気を背面から放出する。

ラック２０に挿入された電子機器１０は、ラック２０に備えられた機構、例えば、内部の両側面に設けられたガイドレールによって、ほぼ水平に保たれて収容される。複数台の電子機器１０が挿入されている場合、各電子機器１０は、上下方向に一定の間隔離れている。この間隔は、電子機器１０の筐体から熱を奪う冷却用空気の流れに利用される。

マシン室において、例えば、空調機の冷気４１はラック２０の前面から供給され、電子機器１０によって暖められた空気は天井から排気される。ラック２０は、四隅に設置されている脚２１によって、その底面が床面（設置面６０）より、例えば、数十センチメートル程度高く設置されていても良い。

ダクトフレーム３０は、ラック２０の背面に取り付けられている。ダクトフレーム３０は、例えば、ラック２０とほぼ同じ幅および高さの箱体である。ダクトフレーム３０は、天井面の開口部と、底面の開口部（本図では図示されない）を有し、各々の開口部に、例えば、ファン３２が設けられている。

図２は、収容装置５０を分解したときの構造を示す図である。吸気板２３はラック２０の背面板である。排気板３３はダクトフレーム３０の背面板である。ダクトフレーム３０の前面は開放されている。

吸気板２３には、ラック２０に収容されている電子機器１０の熱を放熱する為の貫通孔である、放熱孔２５が設けられている。放熱孔２５は、吸気板２３の全面に隈なく設けられていても良い。あるいは、ファン３２により底面から天井面への空気の流れが拡散するのを防ぐため、一部、例えば、ファン３２の近傍には放熱孔２５が設けられていなくても良い。

放熱孔２５は、例えば、ラック２０に収容された電子機器１０の背面と対向する位置に設けられている。放熱孔２５は、電子機器１０ごとに１つでもよいし、図２に例示するように電子機器１０対応に多数設けられていても良い。

排気板３３にも、ラック２０に収容されている電子機器１０の熱を放熱する為の貫通孔である放熱孔３５が設けられている。放熱孔３５は、放熱孔２５と同様の条件で設けられている。放熱孔２５と放熱孔３５は、１対１に対応していても良いし、対応していなくても良い。

本図において、ダクトフレーム３０は、天井面と底面の各々に、２つの開口部を有し、各々の開口部にファン３２が設けられている。天井面と底面の開口部は、おのおの１つでも良いし、３以上でも良い。

なお、本図において、吸気板２３は、必ずしも、ラック２０の一部をなしている必要は無い。さらに、排気板３３は、必ずしも、ダクトフレーム３０の一部をなしている必要は無い。例えば、ラック２０の背面、ダクトフレーム３０の前面、背面が開放されており、別個に作成されたラック２０、吸気板２３、ダクトフレーム３０、及び、排気板３３が、前面から順に接合されて、収容装置５０を形成しても良い。

図３は、収容装置５０における冷却用の空気の流れを示す図である。

収容装置５０は、ダクトフレーム３０の上下に設けられたファン３２を用いて、ダクトフレーム３０、吸気板２３、及び、排気板３３で囲まれた空気の通路（以降、排気ダクト）内に、底面から天井側へ向かう上昇気流４０を発生させる。この時、放熱孔２５付近では、排気ダクト内の気圧がラック２０内の気圧よりも下がり、放熱孔２５を通じて、ラック２０から排気ダクトへの空気の流れ４３が発生する。

この排気ダクトへの空気の流れ４３に沿って、空調機から供給された冷気４１が電子機器１０に送り込まれて、その熱を奪って暖気４２となり、排気ダクト内に流入する。流入した暖気４２は、排気ダクト内の上昇気流４０に乗って、ダクトフレーム３０の天井面に設けられた開口部から外部に放出される。また、暖気４２の一部は、排気板３３の放熱孔３５から外部に排出される。

なお、収容装置５０は、例えば、その脚２１によって、そのダクトフレーム３０の底面が設置面６０より高くなるように設置されている。したがって、ダクトフレーム３０の底面に設けられたファン３２は、設置面６０とダクトフレーム３０の底面との隙間から空気を吸い込むことができる。

本実施形態の収容装置５０は、電子機器１０を効率よく冷却することができる。その理由は、ダクトフレーム３０の天井面及び底面の両方に設けられたファン３２により、冷却に十分な上昇気流４０を生成することができるからである。これにより、収容装置５０は、ラック２０の前面から吸気される冷気４１を妨げることなく、暖気４２を天井側に排気することができる。さらに、収容装置５０は、ラック２０内部の熱の逆流現象を防ぐことができる。

また、本実施形態の収容装置５０は使い勝手が良い。その第１の理由は、ラック２０に収容される台数に応じて、特許文献２の装置のように、その構成を変える必要が無いからである。第２の理由は、アンダーフロア空調を必須としないからである。上昇気流４０は、直接電子機器１０を冷却するものではないため、底面側のファン３２が吸い込む空気は、アンダーフロア空調から供給される必要は無い。

＜本実施の形態の変形＞
なお、収容装置５０は脚２１を備えず、代わりに、ダクトフレーム３０の底面が、ラック２０の底面より数十センチメートル程度高い位置に配置される構成を採用しても良い。

また、収容装置５０は脚２１を備えず、底面側のファン３２は、アンダーフロア空調から空気を取り込んでも良い。

排気板３３は、放熱孔３５を備えていなくても良い。

なお、収容装置５０が設置される、例えば、マシン室の排気は、床面から行われても良い。この場合、ファン３２は、上昇気流４０の代わりに、下降気流を発生させる。

＜第２の実施形態＞
本実施の形態の収容装置５０は、前面から挿入された機器を収容し、機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラック２０と、ラック２０の背面側に取り付けられて、放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレーム３０と、を備える。ダクトフレーム３０は、底面及び天井面の開口部に取り付けられて、ダクトフレーム３０内に上または下方向の空気の流れを作るファン３２を備える。

本実施形態の収容装置５０は、機器を効率よく冷却することができる。その理由は、ダクトフレーム３０の天井面及び底面の両方に設けられたファン３２により、冷却に十分な上方向または下方向の気流を生成することができるからである。

また、本実施形態の収容装置５０は使い勝手が良い。その理由は、ラック２０に収容される台数に応じて、特許文献２の装置のように、その構成を変える必要が無いからである。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ 電子機器
２０ ラック
２３ 吸気板
２５ 放熱孔
３０ ダクトフレーム
３２ ファン
３３ 排気板
３５ 放熱孔
４０ 上昇気流
４１ 冷気
４２ 暖気
４３ 排気ダクトへの空気の流れ
５０ 収容装置
６０ 設置面

Claims (6)

1. 前面から挿入された機器を収容し、前記機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラックと、
   前記ラックの背面側に取り付けられて、前記放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレームと、
   前記ダクトフレームの底面及び天井面の開口部に取り付けられて、前記ダクトフレーム内に上または下方向の空気の流れを作るファンと、を備える収容装置。
2. 前記ダクトフレームの背面は、前記ラックの背面の放熱孔と対向する位置に放熱孔を有する、請求項１の収容装置。
3. 前記ダクトフレームの底面は当該機器用ラックの設置面より高いことを特徴とする請求項１乃至２の何れかの収容装置。
4. 前面から挿入された機器を収容し、前記機器で熱せられた空気を背面に設けられた放熱孔から排出するラックの背面側に、前記放熱孔から排出された空気の通路となるダクトフレームを取り付け、
   前記ダクトフレームの底面及び天井面の開口部に、前記ダクトフレーム内に上または下方向の空気の流れを作るファンを取り付ける、方法。
5. 前記ダクトフレームの背面の、前記ラックの背面の放熱孔と対向する位置に放熱孔を設ける、請求項４の方法。
6. 前記ダクトフレームの底面を、当該機器用ラックの設置面より高くする請求項４乃至５の何れかの方法。