JP4541319B2 - キャビネット - Google Patents

Description

本発明は、電子機器を搭載可能なキャビネットの技術に関し、特に、キャビネットの配置形態および空調装置の配置形態の技術に関する。

近年、インターネットの普及や就業形態の変化により、いわゆるSOHOと呼ばれる小規模オフィス内においてもサーバ運用が拡大してきている。このような小規模オフィスでは、サーバやネットワーク機器などの各種電子機器を搭載可能なラック（キャビネット）が設置されている。通常、このラックには、サーバやネットワーク機器などの安定稼動を図るために、空調システムが搭載されている。

このようなラック構造の例として、特開２００４−６３７５５号公報を抽出した。
図５に示すのは、ラック構造の説明をした図であり、（ａ）は、ラックが複数ある場合の正面図、（ｂ）は、ラックが一つの場合の正面図である。

（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。

そして、複数のラック１１のうち、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。

複数のラック１１のうち、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、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、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。

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。

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。

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り、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における他方の端部側の側板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。

（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。

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。

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り、効率的にラック内の機器を冷却することができる。

特開２００４−６３７５５号公報

前述したようなラックを小規模オフィス内や、医療機関などに設置するためには、そのラックを設置するためのスペースを確保する必要がある。
しかしながら、小規模なオフィスや病院内などである場合、スペースの都合上、設置場所の自由度が制限される。また、ラック内に溜まった熱を外部に排熱するための室外機（ヒートポンプ）が必要となる。この室外機は、空調システムと室外機とを連結する排熱パイプによって排出されることが一般的であるが、空調システムの設置場所によっては、排熱パイプをオフィス内で引き回すことになってしまう。このため、排熱パイプが邪魔になり、美観的にも損なわれてしまう。

また、業務拡大などの理由から、サーバ等が増設されていくことも考えられる。しかし、一度設置したラックを再度組み直すためには、手間やコストが掛ってしまう。このため、容易に増設することが可能なラック構造が望まれていた。

請求項１から請求項５記載の発明は、限定された空間を有効利用して室外機とラックを設置可能にするとともに、増設作業を低コストかつ容易に実施できるラック構造を提供することにある。

（請求項１）
空調装置(60)および電子機器(70,72,74)の搭載が可能な複数のラック(90,91,92,93,94)を連結するとともに、前記複数のラック(90,91,92,93,94)のうちの外側に前記空調装置(60)を配設するキャビネット(1)を提供する。
そして、前記キャビネット(1)の横方向の一端(1a)が、そのキャビネット(1)が設置されるキャビネット設置ルームの入隅(5)に当接され、前記入隅(5)側に位置されるキャビネット設置ルームの外部には、キャビネット(1)内部の熱を排熱させるヒートポンプ(50＝いわゆる室外機)が配置されていることを特徴とする。

（作用）
空調装置(60)をキャビネット(1)の一番外側に配置し、キャビネット設置ルームの外部にはヒートポンプ(50)を配置する。 キャビネット設置ルームの外部にヒートポンプ(50)を配置すると、空調装置(60)からヒートポンプ(50)を連結する排熱パイプ(55)を短く形成することができる。 すなわち、排熱パイプ(55)を短く形成できれば、キャビネット設置ルームの内外で排熱パイプ(55)を引き回さずにすみ、キャビネット設置ルームの美観向上および空間の効率化に寄与する。

（請求項２）
請求項２記載の発明は、空調装置(60)および電子機器(70,72,74)を搭載した複数のラック(90,91,92,93,94)を連結するとともに、前記複数のラック(90,91,92,93,94)のうちの外側に前記空調装置(60)を配設するキャビネット(1)を提供する。
そして、前記キャビネット(1)の横方向の一端(1a)が、そのキャビネット(1)が設置されるキャビネット設置ルームの出隅(8)に当接され、前記出隅(8)側に位置されるキャビネット設置ルームの外部には、キャビネット(1)内部の熱を排熱させるヒートポンプ(50)が配置されていることを特徴とする。

（作用）
請求項２に記載のキャビネットは、請求項１に記載のキャビネットのバリエーションであり、キャビネット設置ルームの出隅(8)に対面するように、空調装置(60)を配置している。このようにしても、請求項１同様に空調装置(60)からヒートポンプ(50)を連結する排熱パイプ(55)を短く形成することができるので、キャビネット設置ルームの内外で排熱パイプ(55)を引き回さずにすみ、キャビネット設置ルームの美観向上および空間の効率化に寄与する。

（請求項３）
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のキャビネットを限定したものであり、
前記キャビネット(1)は、各ラック(90,91,92,93,94)を連結可能な連結機構を備えていることを特徴とする。

（作用）
複数のラック(90,91,92,93,94)は、連結機構によって連結されている。したがって、キャビネット１の設計自由後が向上する。これにより、キャビネット１を使用するユーザの要望に的確に応じることが可能となる。また、ラックを増設する際には、連結機構を介して連結すればよいので、増設作業も容易である。

（請求項４）
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３に記載のキャビネットを限定したものであり、
前記キャビネット(1)内に配置された両端のラック(90a,90b)には、空調装置(60)を配置することを特徴とする。

（作用）
空調装置(60)を両端のラック(90a,90b)に配置して運転させれば、キャビネット(1)内の冷却性能を向上させることができる。また、両端に配置したうちの一方の空調装置(60)が故障した場合であっても、他方の空調装置(60)によるバックアップ運転が可能となる。このように、空調装置(60)の多重化を達成でき、信頼性の向上に寄与することになる。

（請求項５）
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４に記載のキャビネットを限定したものであり、
前記空調装置(60)を収納したラックに隣接させたユーティリティラック(91)を配置することを特徴とする。

（作用）
ユーティリティラック(91)が確保している空間が単なるスペースである場合には、急速冷却におけるバッファ空間として機能し、結露の抑制などに寄与する。また、ユーティリティラック(91)が確保している空間は、その空間に特有な機器を配置したり、サーバ装置の増設空間として活用したりすることも可能である。

請求項１から請求項５に記載の発明によれば、限定された空間を有効利用して室外機とラックを設置可能にするとともに、増設作業を低コストかつ容易に実施できるラック構造を提供することができた。

本発明の実施の形態について、図面を参照させながら説明する。ここで使用する図面は、図１から図４である。

（キャビネット）
図１に示すように、略長方形に形成されたキャビネット１は、平面視ではキャビネット設置ルームの左上の入隅５に、キャビネット１の側板１ａが寄せて配置されている。そして、この側板１ａとは反対側となる側板１ｂは、キャビネット設置ルームの出隅８側向かって延設されている。
本実施形態におけるキャビネット設置ルームは、例えば、SOHO（Small Office Home Office）などの小規模オフィスである。詳細な図示は省略するが、当該オフィス内の空調を制御するメイン空調システムが設置されている。

また、図２（ａ）にも示すように、キャビネット１は、空調ラック９０、ユーティリティラック９１、ペリフェラルラック９２、ジェネレータラック９３およびメインパワーラック９４を内蔵し、各ラックはそれぞれ連結機構（図示を省略）によって連結されている。また、入隅５側に位置されるキャビネット設置ルームの外部には、キャビネット１内部の熱を外部に排熱させるヒートポンプ５０が配置されている。

なお、本実施形態における各ラック９０〜９４と空調装置６０の基本的な構成および排熱構造などについては、特開２００４−６３７５５号公報に記載されているラック構造の技術と同様であるため省略するものとし、ここでは、その相違点について詳述していく。

（空調ラック・空調装置）
空調ラック９０は、その内部に空調装置６０を搭載可能な空間を備え、この空間に空調装置６０が設置されている。空調装置６０は、キャビネット設置ルームの外壁２に寄せられており、その外壁２を貫通し、ヒートポンプ５０に連結された排熱パイプ５５を備えている。

（ユーティリティラック）
ユーティリティラック９１とは、ラック下の棚下に、ユーティリティワゴンを入れ、プリンターなどの重量物や用紙の保管など、機器台と備品庫として利用可能なラックである。
このユーティリティラック９１は、空調装置６０が搭載されている空調ラック９０と、サーバなどが搭載されたペリフェラルラック９２との間に設置されているため、空調装置によって急激な冷却を実施しても、各ラック間の空間が形成されることによるバッファ効果が生じることになる。このため、結露の抑制などに寄与する。

（ペリフェラルラック）
ペリフェラルラック９２とは、主にサーバなどのコンピュータ７０が搭載されたラックである。
このペリフェラルラック９２には、コンピュータ７０と組み合わせて利用される各種の機器が搭載することもできる。例えば、外付けのハードディスクドライブなどの外部記憶装置、ディスプレイやプリンターなどの出力装置、キーボードやマウス、スキャナーなどの入力装置、モデムやLANボードなどの通信装置などが搭載される。

（ジェネレータラック）
ジェネレータラック９３とは、ジェネレータ７２が搭載されている。ジェネレータ７２は、水冷方式である。

（メインパワーラック）
メインパワーラック９４とは、サーバや各種ネットワーク機器等に対して電源を供給する電源装置７４が搭載されたラックのことである。

空調ラック９０、ユーティリティラック９１、ペリフェラルラック９２、ジェネレータラック９３及びメインパワーラック９４は、例えば、ボルト等の固定部材によって着脱自在な連結機構が設けられており、この連結機構によって各ラックが連結されている。したがって、キャビネット１の設計自由後が向上する。例えば、業務拡大などの理由により、サーバ等が増設されていく場合がある。しかし、一度設置したラックを組み直すためには手間やコストが掛ってしまう。

しかし、本実施形態のキャビネット１によれば、キャビネット１を使用するユーザの要望に的確に応じることが可能になる。また、ラックを増設する際には、連結機構を介して連結すればよいので、増設作業も容易になりコストダウンにも寄与する。

（ヒートポンプ＝いわゆる室外機）
図１に示すように、ヒートポンプ５０は、空調装置６０から排出される熱が排熱パイプ５５を介してヒートポンプ５０に送出され、キャビネット１内部の熱を外部に排熱させる、いわゆる室外機である。このヒートポンプ５０と空調装置６０との間には、外壁２が設けられているが、空調装置６０の設置位置が入隅５に寄せて配置されているため、排熱パイプ５５のパイプ長を短くすることができる。このように、排熱パイプ５５を短く形成できれば、キャビネット設置ルームの内外で排熱パイプ５５を引き回さずにすみ、キャビネット設置ルームの美観向上および空間の効率化に寄与する。

（第二実施形態）
図３は、オフィス内のキャビネット設置ルームに設置したキャビネット１を示しており、平面視ではキャビネット設置ルームの右下の出隅８に、キャビネット１の側板１ａが寄せられている。そして、この側板１ａとは反対側となる側板１ｂは、キャビネット設置ルームの入隅５側に向かって延設されている。つまり、図１ではキャビネット１の側板１ａが入隅５に寄せられていたのに対し、本実施形態では側板１ａが出隅８に寄せられている点で異なっている。

キャビネット１は、キャビネット設置ルームの出隅８に対面して空調装置６０が配置されている。このようにすると、空調装置６０からの排出される排熱を、ヒートポンプ５０に連結された排熱パイプ５５を介して外部へ排出する際に、その排熱パイプ５５のパイプ長を短く形成することができる。このため、キャビネット設置ルームの内外で排熱パイプ５５を引き回さずにすみ、キャビネット設置ルームの美観向上および空間の効率化に寄与する。
なお、第二実施形態においてのキャビネット１の構造は、図１に示したキャビネット１の構造と同様となっている。

（第三実施形態）
図４は、図２（ｂ）に示したキャビネット１Ｂをキャビネット設置ルームに設置した形態を示している。
このキャビネット１Ｂは、空調ラック９０ａ、ユーティリティラック９１、ペリフェラルラック９２ａ、ペリフェラルラック９２ｂ、ジェネレータラック９３ａ、ジェネレータラック９３ｂ、メインパワーラック９４および空調ラック９０ｂを内蔵し、各ラックはそれぞれ連結機構（図示は表示しない）によって連結されており、入隅５側に位置されるキャビネット設置ルームの外部には、キャビネット１内部の熱を外部に排熱させるヒートポンプ５０が配置されている。

前述したキャビネット１の構造と異なる点としては、キャビネット１Ｂの両端に、二つの空調ラック９０ａ、９０ｂを備え、また、ペリフェラルラック９２ａ、９２ｂ、ジェネレータラック９３ａ、９３ｂをそれぞれ設置されている点である。
キャビネット１Ｂの両端に空調ラック９０ａ、９０ｂを配置させ、空調ラック９０ａ、９０ｂのそれぞれの空調装置６０を搭載して運転させれば、キャビネット１Ｂ内の冷却機能を向上させることができる。また、例えば、空調ラック９０ａに搭載した空調装置６０が故障した場合には、空調ラック９０ｂに搭載した空調装置６０が動作するようにもできるので、バックアップ運転が可能となる。このように、空調装置６０を多重化しておけば、信頼性の向上に寄与することになる。

本願発明は、サーバ装置の設置サービス、空調設備のメンテナンス、サーバ装置が必要な医療機器の設置サービスなどの業界において利用可能性を有する。

オフィス内に配置したキャビネットの形態を示した平面図である。 キャビネット内のラック構造を示した概略図であり、（ａ）は、合計５本のラックを搭載したキャビネットを示した図であり、（ｂ）は、合計８本のラックを搭載したキャビネットを示した図である。 図１に示したキャビネットの他の配置形態を示した平面図である。 空調ラックを多重化したキャビネットをオフィス内に配置した形態を示した平面図である。 従来のラック（キャビネット）機構の説明をした図である。

符号の説明

１ キャビネット
１ａ、１ｂ 側板
２ 外壁
５ 入隅 ８ 出隅
５０ ヒートポンプ ５５ 排熱パイプ
６０ 空調装置
７０ コンピュータ ７２ ジェネレータ
７４ 電源装置
９０ 空調ラック ９１ ユーティリティラック
９２ ペリフェラルラック ９３ ジェネレータラック
９４ メインパワーラック

Claims (5)

1. 空調装置および電子機器の搭載が可能な複数のラックを連結するとともに、前記複数のラックの外側に前記空調装置を配設するキャビネットであって、
   前記キャビネットの横方向の一端を、そのキャビネットが設置されるキャビネット設置ルームの入隅に当接させ、
   前記空調装置からキャビネット設置ルームの外部に向かって延設した排熱パイプと、その排熱パイプを介してキャビネット設置ルームの外部に熱を排熱させるヒートポンプとを備えたことを特徴とするキャビネット。
2. 空調装置および電子機器の搭載が可能な複数のラックを連結するとともに、前記複数のラックの外側に前記空調装置が配設するキャビネットであって、
   前記キャビネットの横方向の一端を、そのキャビネットが設置されるキャビネット設置ルームの出隅に当接させ、
   前記空調装置からキャビネット設置ルームの外部に向かって延設した排熱パイプと、その排熱パイプを介してキャビネット設置ルームの外部に熱を排熱させるヒートポンプとを備えたことを特徴とするキャビネット。
3. 前記キャビネットは、隣り合う各ラックを連結可能な連結機構を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャビネット。
4. 前記キャビネット内に配置されたキャビネット設置ルームにおける壁側のラックには、空調装置を配置したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のキャビネット。
5. 前記空調装置を収納したラックに隣接させたユーティリティラックを配置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のキャビネット。
   

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