JP2019132268A - ルーバファンモジュール及びそれを有するファン部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの運転が停止する場合、逆空気流を防止可能なファンモジュールを提供する。【解決手段】空気入口末端１２６、モーターケース１３０、及びファン１０４を推進するためのモーター１３６を有するファンモジュール１０２と、気流の流通を可能にする開放位置及び気流を阻止可能な閉止位置を有する複数のルーバプレートを有し、モーターケースとの間に封止箇所を提供するように前記モーターケースに接続されるルーバファンモジュール１１０と、を含むファン部材１００。【選択図】図３

Description

本開示は、ファン部材に関し、特に、逆空気流を避けるためにルーバファンモジュールを組み合わせたファン部材に関する。

サーバ等の電子装置には、共通電源により給電される様々な電子素子が含まれる。コントローラ、プロセッサ及びメモリ等の内部の電子素子の動作により、サーバは、熱を大量に発生させる。よくない放熱効率による過熱の原因で、電子素子が停電し又は電子素子の動作が阻害される可能性がある。従って、サーバは、電子素子から発生した熱を気流によって電子装置の内部から除去する必要がある。サーバは、一般的に、処理ユニット等の電子素子に設けられる様々なヒートシンクを含む。ヒートシンクは、通常、熱伝導性材料で作られる。ヒートシンクは、電子素子からの熱を吸収するので、素子から熱を取り除くことができる。ヒートシンクにより奪われた熱は、サーバから排出されなければならない。放熱のための気流は、一般的に、ファンシステムにより生成される。ファンシステムにより生成された気流は、集められた熱を素子及びヒートシンクから排出することができる。優れた熱伝達設計により、最小限のファン出力及び限られた気流で、固定されたサーバを十分に冷却させたり、システムの電力値を切り替えることができる。内部レイアウトが気流流路を効果的に制御することができるので、気流は、如何なる逆空気流もなしに装置内の熱電子素子を流れることができる。

よく見られるファンシステムは、複数のファンを含む。ファン群は、最高の温度低下効果を提供するように、ファン壁内に配置される。更に、ファン壁内の何れのファンが機能を失ったとしても、他のファンが相変わらずファンシステムに稼動状態を維持させることができる。しかしながら、ファン群であると、ファンのうちの１つが機能を失うとその低圧により逆空気流を生成するという問題がある。図１は、逆空気流の問題を有するサーバ１０を示す斜視図である。サーバ１０は、複数の電子素子１２を含む。電子素子１２は、ファン壁１４によって温度が低下する。この実施形態において、ファン壁１４は、分離されるファン２０、２２、２４を含む。この実施形態において、ファン２２は、機能を失い、気流の提供を停止する。ファン２０、２４が続けて気流を提供するので、ファン２２からの気流がないので、低圧領域が生じる。逆空気流は、主に、ファン出口の高圧領域に由来し、機能の失われたファンを取り囲むファン入口箇所の低圧領域に逆転する。低圧領域では、矢印３０に示す逆空気流が生じる。逆空気流によりシステム全体の気流量が減少するため、サーバ１０の素子に対する温度低下効果を低減する。

逆空気流の問題を解決するために、ルーバファン装置はファンモジュールの各々の前端に設置される。図２は、複数の電子素子５２を含む上記のようなサーバ５０を示す。電子素子５２は、ファン壁５４によって温度が低下する。ファン壁５４は、分離されるファン６０、６２、６４を含む。ファン６０、６２、６４の各々は、対応するフロントルーバファン７０、７２、７４を有する。一方のファンが機能しなくなると、対応するフロントルーバのインペラーが閉じられるので、逆空気流が阻止される。しかしながら、全ての逆空気流を遮断するために、フロントルーバファンの設計は完璧な気流流路を必要とし、且つファンとルーバファンとの間に気流の漏れが必ずない。フロントルーバファン７０、７２、７４とファン６０、６２、６４の空気入口との間にギャップを有するので、一方のファンが機能しなくなると、相変わらず逆空気流が発生する。従って、ルーバファンを追加しても、何れのファンが機能を失って逆空気流が発生する場合、従来の温度低下システムでは、依然として温度低下効率が低減されるという問題がある。

従って、ファンが機能を失う時に、逆空気流を効果的に防止するためのルーバファンモジュールを使用するファン部材が望まれている。それと同時に、ルーバファンモジュールのフレームをファンモジュールに容易に接続させるファン部材も望まれている。且つ、将来、ルーバが作動する時に如何なる漏れる逆空気流も遮断される統合型ファン部材が望まれる見込みである。

本開示の一実施例によると、空気入口末端、モーターケース、及びファンを推進するように配置されるモーター及び排気口を有するファンモジュールと、複数のルーバプレートを有し、ルーバプレートが気流の流通を可能にする開放位置及び気流を阻止可能な閉止位置を有し、モーターケースとの間に封止箇所を提供するようにモーターケースに接続されるルーバファンモジュールと、を含むファン部材を提出する。

本開示の別の実施例によると、ファンのモーターケースに接続されるためのルーバファンモジュールであって、側端部材、上端部材及び下端部材を有するフレームと、フレーム内に取り付けられ、気流のフレームでの流通を可能にする開放位置及び気流のフレームでの流通を阻止可能な閉止位置を有し、フレームの断面積とファンのモーターケースの断面積とがほぼ同じ、且つフレームがモーターケースとの間に封止箇所を提供するようにモーターケースに設けられる複数のルーバプレートと、を含むルーバファンモジュールを提出する。

前記の発明内容は、本開示の各実施形態又は各態様を表すことを意図するものではない。むしろ、前記の発明内容は、本開示の新規な技術方向又は特徴の単なる例示である。上記及び他の実施形態の特徴及び利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明及び特許請求の範囲からより完全に理解される。
本開示をより分かりやすくするために、添付図面は以下に詳しく説明される。

従来技術に係る一連のファンモジュールを有するサーバを示し、また逆空気流の問題を示す。 別の従来技術に係るファン前端に位置する一連のルーバファンモジュールを有するサーバを示し、逆空気流の問題を試して解決する。 ルーバファンモジュールを有するファンモジュールを示す背面斜視図である。 図３におけるファンモジュール及びルーバファン構造を示す正面斜視図である。 図３におけるルーバファンモジュールを示す背面斜視図である。 図３におけるルーバファンモジュールの開放位置にある時の斜視図である。 図３におけるルーバファンモジュールの閉止位置にある時の斜視図である。

以下、図面で本発明の複数の実施例を説明し、明らかに説明するために、数多くの実際の細部を以下の説明で併せて説明する。しかしながら、これらの実際の細部は本発明を制限するためのものではないことが理解すべきである。つまり、本発明の一部の実施例において、これらの実際の細部は必要なものではない。そのほか、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造と素子を図面において簡単に模式的に示す。また、別に表示されない限り、異なる図面における同じ素子符号は対応する部材と見なされてよい。これらの図面は、実施形態における様々な素子間の接続関係を明確に示すために描かれており、素子の実際の寸法を示すことを意図するものではない。本開示をより明瞭にするために、参照番号及び／又は本文は、様々な実施態様において繰り返されるが、様々な実施形態間の関係を表すことを意図するものではない。

図３は、ファンモジュール１０２とルーバファンモジュール１１０を有するファン部材１００を示す背面斜視図である。図４は、ファン部材１００を示す正面斜視図である。図５は、ファンモジュール１０２から分離されるルーバファンモジュール１１０を示す背面斜視図である。図３〜図５において、類似する素子は、同じ素子符号で示される。

図３に示すように、ファンモジュール１０２は、ファンブラケット構造１２０を含む。ファンブラケット構造１２０は、ファンモジュール１０２をサーバ又はネットワークスイッチのような電子装置から取り外しやすくするハンドル１２２を含む。ファンブラケット構造１２０は、空気を排出するための末端１２４、及び空気を吸入するための対向する前方に位置する空気入口末端１２６を含む。ファンブラケット構造１２０は、空気入口末端１２６と末端１２４との間に位置するモーターケース１３０を含む。モーターケース１３０は、モーター１３６及びファン１０４を覆う。ファンは、一連のモーター１３６により推進されるファンブレードを有する。モーター１３６の電力は、電子装置パネルにおける電源ユニットのような電力源に電線によって接続されることで提供される。電源は、信号をモーター１３６に提供してファン１０４を回転させる。ファン１０４は、回転して空気を空気入口末端１２６から入るように吸入して末端１２４から排出するように押す。

ファンブラケット構造１２０は、フロントフレーム１３２及びリアフレーム１３４を含む。フロントフレーム１３２及びリアフレーム１３４は、モーターケース１３０の対向する側辺に位置する。リアフレーム１３４は、側端部材１４０、１４２を含む。側端部材１４０、１４２は、ハンドル１２２に接続される。側端部材１４０、１４２は、上端部材１４４及び下端部材１４６により互いに接続される。リアフレーム１３４は、粒子がファンブラケット構造１２０に入らないように提供されるグリル１４８を含む。側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６によりルーバファンモジュール１１０を形成することについては、次の段落で説明する。

図４に示すように、フロントフレーム１３２は、側端部材１５０、１５２を含む。側端部材１５０、１５２は、上端部材１５４及び下端部材１５６によって互いに接続される。側端部材１５０、１５２、上端部材１５４及び下端部材１５６は、空気入口開口１６０を定義する前面１５８を形成する。空気入口開口１６０は、ウェビングパターン（ｗｅｂｂｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ）１６２を有し、気流をモーターケース１３０の中のモーター１３６により推進されるファンにガイドすることができる。一連のロッド１７０は、フロントフレーム１３２及びリアフレーム１３４に接続されるように設けられる（図３参照）。ロッド１７０は、モーターケース１３０を跨ぐ。

図５に示すように、ルーバファンモジュール１１０は、リアフレーム１３４内に統合される。リアフレーム１３４は、上端部材１４４、下端部材１４６及び側端部材１４０、１４２により定義される。リアフレーム１３４の一側は、側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６の一側に設けられるグリル１４８により封止される。上端部材１４４及び下端部材１４６は、それぞれ内面２２０、２２２を有する。側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６の対向する側辺は、接触表面２３０を形成する。接触表面２３０が側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６の接合箇所に位置する４つのサポートアングル２３２、２３４、２３６、２３８より定義される。

側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６は、モーターケース１３０内のファンの出力面積とほぼ同じサイズの断面積の開口を定義する。リアフレーム１３４とルーバファンモジュール１１０がモーターケース１３０に設けられる場合（図３及び図４に示す）、側端部材１４０、１４２、上端部材１４４及び下端部材１４６の接触表面２３０とモーターケース１３０は、気流がファン部材１００の側辺から漏れないように、面一となり封止箇所を形成する。４つのサポートアングル２３２、２３４、２３６、２３８は、それぞれロッド１７０を挿入させリアフレーム１３４とフロントフレーム１３２とを接続する穴２４０を含む。フロントフレーム１３２は、ロッド１７０を収容するための類似な穴を有する。穴２４０は、ロッド１７０を穴２４０に締め付けフロントフレーム１３２をリアフレーム１３４に固定するネジ山を有してよい。

図６及び図７に示すように、一連のルーバプレート２５０は、上端部材１４４の内面２２０と下端部材１４６の内面２２２との間に回転可能に設けられる。各ルーバプレート２５０は、推進されるファンブレードのように設けられる。ルーバプレート２５０は、開放位置（図６に示す）と閉止位置（図７に示す）との間で回転することができる。開放位置において、ルーバプレート２５０が側端部材１４０、１４２と平行であるため、気流のルーバプレート２５０の間での流動が許可される（図５に示す）。閉止位置において、ルーバプレート２５０が側端部材１４０、１４２に垂直となるため、気流のファン部材１００への流通が阻止される。ファン部材１００の運転中に、気流は、前方の空気入口末端１２６から吸入され、モーターケース１３０及びルーバファンモジュール１１０を通る。このような気流により、ルーバプレート２５０に開放位置が形成される。ファン部材１００が機能を失うと、末端１２４からルーバファンモジュール１１０への方向に流れる逆空気流を形成する。このような逆空気流により、ルーバプレート２５０が閉止位置に揺動するため、気流が残りのファンモジュール１０２を流れることを避ける。この実施例において、ルーバプレート２５０は、垂直配向されるが、水平配向されるルーバプレート２５０を側端部材１４０、１４２の間に設けてよいことを理解すべきである。

上記の実施例は、ルーバファンインペラーを従来のファンブラケット構造１２０に組み立てる概念である。インペラーメカニズム（例えば図６〜７におけるルーバプレート２５０）は、垂直又は水平方向に設計され、ファン１０４によってガイドされる空気によって吹かれて開く。ファン１０４が機能を失う状況が発生すると、ファン１０４の空気入口と空気出口との間の圧力差により、ルーバファンモジュール１１０のインペラーが自動的に閉められる。このようなファン部材１００に統合されるルーバファンモジュール１１０は、ルーバファンモジュール１１０とファンモジュール１０２との間にある如何なるギャップを取り外すことで、逆空気流を避けることができる。本実施例におけるファン部材１００の１つのメリットとしては、ルーバファンモジュール１１０の阻止により逆空気流を取り外すことにある。逆空気流の取り外しにより最大量の空気が他のファンを流れるようにすることができる。上記の原則により、逆空気流を取外し、ファン部材１００のルーバファンモジュール１１０の設計を簡素化することができる。従来の設計において、ルーバファンモジュールのフレーム内にルーバプレートを有し、且つルーバファンモジュールは分離される素子である。このようなルーバファンモジュールは、逆空気流を阻止するようにファンモジュールの前方に位置しなければならない。前記の説明のように、ルーバプレートがファンブラケット構造１２０の内部に統合可能である場合、分離されるルーバファンモジュールを必要としない。ルーバファンモジュールの設計は、上記原則に基づいてファンと統合して簡素化されてよい。

本文において、正文で冠詞に対して特別に限定されない限り、「一」と「前記」は、単一又は複数を総括して指してもよい。更に理解すべきなのは、本明細書に用いる「備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「具備する（ｈａｓ）」、及び「含有（ｗｉｔｈ）」は、それが記載される特徴、整数、工程、操作、素子及び／又は部材を明らかにするが、その記述された又は別の１つ又は複数の他の特徴、整数、工程、操作、素子、部材、及び／又はそれらの群は排除されない。

別に定義されない限り、本明細書に用いるすべての語彙（技術及び科学用語を含む）は、当業者に理解される一般的な意味を有する。更に、上記の語彙は、普通の常用の辞典における定義は、本明細書の内容において本発明の関連分野と一致である意味として理解される。特に明確に定義されない限り、これらの語彙は、理想化又はあまり正式的な意味に解釈されるべきではない。

本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、従って、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明は、１つ又は複数の実施形態について図示及び説明したが、当業者であれば、本実施形態及び図面に対する理解によって同等な修正や改良を加えることができる。また、特定の特徴は、１つ又は複数の実施形態についてのみ本発明に開示されるが、所望又は特定の用途の利点に応じて、この特徴を１つ又は複数の他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。

１０、５０ サーバ
１２、５２ 電子素子
１４、５４ ファン壁
２０、２２、２４、６０、６２、６４、１０４ ファン
３０ 矢印
７０、７２、７４ フロントルーバファン
１００ ファン部材
１０２ ファンモジュール
１１０ ルーバファンモジュール
１２０ ファンブラケット構造
１２２ ハンドル
１２４ 末端
１２６ 空気入口末端
１３０ モーターケース
１３２ フロントフレーム
１３４ リアフレーム
１３６ モーター
１４０、１４２、１５０、１５２ 側端部材
１４４、１５４ 上端部材
１４６、１５６ 下端部材
１４８ グリル
１５８ 前面
１６０ 空気入口開口
１６２ ウェビングパターン
１７０ ロッド
２２０、２２２ 内面
２３０ 接触表面
２３２、２３４、２３６、２３８ サポートアングル

Claims (10)

1. 空気入口末端、モーターケース、及びファンを推進するように配置されるモーターを有するファンモジュールと、
   気流の流通を可能にする開放位置及び気流を阻止可能な閉止位置を有する複数のルーバプレートを有し、前記モーターケースとの間に封止箇所を提供するように前記モーターケースに接続されるルーバファンモジュールと、
   を含むファン部材。
2. 気流が前記ルーバファンモジュールから前記空気入口末端へ生じる場合、前記ルーバプレートは、前記閉止位置に揺動する請求項１に記載のファン部材。
3. 前記モーターケースに接続されるフロントフレームを更に含む請求項１又は２に記載のファン部材。
4. 気流を伝送するように前記ルーバファンモジュールに設けられるグリルを更に含む請求項１〜３の何れか１項に記載のファン部材。
5. 前記ルーバプレートは、垂直配向され且つ前記ルーバファンモジュールの上端部材と下端部材に回転可能に設けられる請求項１〜４の何れか１項に記載のファン部材。
6. 前記ルーバプレートは、水平配向され且つ前記ルーバファンモジュールの複数の側端部材に回転可能に設けられる請求項１〜５の何れか１項に記載のファン部材。
7. ファンのモーターケースに接続されるためのルーバファンモジュールであって、
   複数の側端部材、上端部材及び下端部材を有するフレームと、
   前記フレーム内に取り付けられ、気流の前記フレームでの流通を可能にする開放位置及び気流の前記フレームでの流通を阻止可能な閉止位置を有し、前記フレームの断面積と前記モーターケースの前端の断面積とがほぼ同じ、且つ前記フレームが、前記モーターケースとの間に封止箇所を提供するように前記モーターケースに設けられる複数のルーバプレートと、
   を含むルーバファンモジュール。
8. 気流が前記フレームから前記モーターケースへ生じる場合、前記ルーバプレートは、前記閉止位置に揺動する請求項７に記載のルーバファンモジュール。
9. 前記ルーバプレートは、垂直配向され且つ前記フレームの前記上端部材と前記下端部材に回転可能に設けられる請求項７又は８に記載のルーバファンモジュール。
10. 前記ルーバプレートは、水平配向され且つ前記フレームの前記側端部材に回転可能に設けられる請求項７〜９の何れか１項に記載のルーバファンモジュール。

Images