JP4691144B2 - 電子機器収容ラック - Google Patents

Description

本発明は、サーバコンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収容する電子機器収容ラックに関する。

従来、サーバコンピュータやネットワーク機器等の電子機器を管理する際には、１９インチキャビネットや１９インチラック等の電子機器収容ラックが用いられている。

この電子機器収容ラックには、例えばサーバー等の電子機器が実装されるように構成されており、これらの電子機器の発熱によってラック内温度が上昇する。すると、当該電子機器の安定に運転に支障をきたし、最悪の場合は、電子機器停止等の問題が発生し得る。

これを防止する為に、この電子機器収容ラックには、その前面部や側面部や背面部や天井部に何れかに冷却用の通風穴を設けたり、ファンモーターを用いてラック外の空気を強制的に取り入れ、電子機器から発生した熱をラック外部に排出する空冷方式が採用されている。

しかしながら、このような電子機器収容ラックにあっては、冷却用の通風穴やファンモーターを用いてラック外の空気を強制的に取り入れる方式では、ラック外温度の影響を受けるため、ラック内温度の安定化が難しかった。

また、通風穴面積やファンモーターの性能、外気温、電子機器動作可能温度等で定まるラック内許容温度の関係で電子機器の搭載台数を制限せざるを得なかった。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ラック外温度の影響を受けること無く、ラック内温度を安定して低下することができる電子機器収容ラックを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本発明の請求項１の電子機器収容ラックにあっては、ラック本体に複数の電子機器が収容される電子機器収容ラックにおいて、単一の前記ラック本体内部を、前記電子機器が実装される実装エリアと、水冷式空調機エリアと、水冷式空調機メンテナンスエリアとに区画し、前記水冷式空調機エリアに、ユニット化された水冷式空調機を着脱可能に設けるとともに、該水冷式空調機に、冷却水が循環する熱交換機と、前記実装エリアの空気を前記熱交換機を介して循環させるファンとを設け、前記実装エリア内で発生した熱を前記熱交換機内の冷却水へ移し該冷却水を媒体として前記実装エリア内の熱を当該ラック本体外に排出可能に構成する一方、前記水冷式空調機を前記水冷式空調機エリアにセットした状態で、前記水冷式空調機の前記熱交換機に接続された給水用継ぎ手及び排水用継ぎ手が前記水冷式空調機メンテナンスエリアに配置され、前記給水用継ぎ手への給水管の着脱と前記排水用継ぎ手への排水管の着脱とを当該水冷式空調機メンテナンスエリアで行えるように構成した。

すなわち、電子機器が収容されたラック本体内には、水冷式空調機が設けられており、当該ラック本体内の空気は、前記水冷式空調機のファンによって熱交換機を介して循環される。

このとき、前記電子機器から発生したラック本体内の熱は、前記熱交換機内で循環する冷却水へ移され、当該冷却水を媒体としてラック本体外に排出される。
また、このラック本体には、電子機器が実装される実装エリアと、水冷式空調機が配設される水冷式空調機エリアと、水冷式空調機メンテナンスエリアとが設けられており、例えばＪＩＳ規格やＥＩＡ規格等で定められたように、１９インチ実装用機器の取付、ドアの開閉、カバーの取り外し、ラック本体内外への配線ケーブル通線、アンカー設置、キャスター取り付け等、従来通りのラック機能を損なうことなく、水冷式空調機を用いた冷却が可能となる。
さらに、前記熱交換機に継ぎ手が設けられており、この継ぎ手によって冷却水用の配管を着脱することができる。これにより、前記熱交換機への配管が容易に行われる。
そして、前記水冷式空調機は、ラック本体に着脱可能であり、容易に交換するこができる。

また、請求項２の電子機器収容ラックにおいては、直方体形状の前記ラック本体内の左側部側に直方体形状の前記水冷式空調機を配置し、該水冷式空調機の右側に直方体形状の前記電子機器を配設する一方、前記ラック本体の前面に対向する前記水冷式空調機の部位を前部とし、前記ラック本体の前記前面に対向する前記電子機器の部位を前面とするとともに、前記ラック本体の背面に対向する前記水冷式空調機の部位を後部とし、前記ラック本体の前記背面に対向する前記電子機器の部位を背面とした際に、前記水冷式空調機の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器の前記前面から該電子機器の内部を介して当該電子機器の前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の前記後部側へ戻す環流経路を構成した。

すなわち、前記ラック本体に実装される電子機器は、一般的に前面から空気を吸入して内部を通過させた後、背面から排出するように構成されており、前記水冷式空調機は、前記ラック本体の左側部側に配置され、前記電子機器の前記背面から排出された空気を後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して前部側から前記電子機器の前面側へ供給するように構成されている。また、前記水冷式空調機の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器の前記前面から前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の後部側へ戻す環流経路が構成されている。

このため、前記水冷式空調機の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器の前記前面から前記背面側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して前部側から前記電子機器の前面側へ供給することで、前記電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機で冷却して再び前記電子機器へ供給するといったラック本体内での循環サイクルを形成することができる。

これにより、前記電子機器には、連続的に安定した冷風が供給される。

さらに、請求項３の電子機器収容ラックでは、直方体形状の前記ラック本体内の左側部側に直方体形状の前記水冷式空調機を配置し、該水冷式空調機の右側に直方体形状の前記電子機器を配設する一方、前記水冷式空調機の右側面に前記電子機器の左側面が対向するとともに、前記ラック本体の背面に対向する前記水冷式空調機の部位を後部とし、前記ラック本体の前記背面に対向する前記電子機器の部位を背面とした際に、前記水冷式空調機の前記右側面から供給された空気を、前記電子機器の前記左側面から該電子機器の内部を介して当該電子機器の前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の前記後部側へ戻す環流経路を構成した。

すなわち、前記ラック本体に実装される電子機器としては、側面から空気を吸気して内部を通過させた後、背面から排出する機器があり、前記水冷式空調機は、前記ラック本体の側部側に配置され、前記電子機器の前記背面から排出された空気を後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して側部側から前記電子機器の側面側へ供給するように構成されている。また、前記水冷式空調機の前記側部側から供給された空気を、前記電子機器の前記側面から前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の後部側へ戻す環流経路が構成されている。

このため、前記水冷式空調機の前記側部側から供給された空気を、前記電子機器の前記側面から前記背面側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して側部側から前記電子機器の側面側へ供給することで、前記電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機で冷却して再び前記電子機器へ供給するといったラック本体内での循環サイクルを形成することができる。

これにより、側面に吸気部が設けられた電子機器であっても、連続的に安定した冷風が供給される。

また、請求項４の電子機器収容ラックにおいては、前記水冷式空調機エリアと前記実装エリアとを仕切板で区画した。

すなわち、前記水冷式空調機の取り付け部と電子機器実装部とを仕切板で区切ることによって、前記熱交換機による冷却前の空気が前記電子機器側へ流入することを抑制し、冷却性能が維持される。

さらに、請求項５の電子機器収容ラックでは、前記ラック本体と外部とを連通するケーブル通線穴に通線プレートを設けた。

すなわち、当該ラック本体は、冷却性能を安定させる為に、内部と外部とを連通する開口部を閉鎖する必要がある。

一方、ラック本体には、ケーブルを接続する為のケーブル挿通穴が設けられており、このケーブル通線穴は、通線プレートによって閉鎖され、開放が防止される。このため、この通線プレートを設けることによって、密閉性を保持したまま通線が行われる。

さらに、請求項６の電子機器収容ラックでは、前記ラック本体に設けられたカバー及び前記水冷式空調機を断熱構造とした。

すなわち、前記ラック本体に設けられたカバー類及び水冷式空調機は、断熱構造を備えており、外気温の影響やラック連結時でのラック間の熱伝導が最小限に抑えられる。

以上説明したように本発明の請求項１の電子機器収容ラックにあっては、ラック本体内部の空気を、水冷式空調機のファンによって熱交換機を介して循環することで、前記ラック本体内の電子機器からの熱を、前記熱交換機を循環する冷却水へ移動するとともに、当該冷却水を媒体としてラック本体外に排出することができる。

これにより、前記ラック本体に前記水冷式空調機を搭載することで、前記ラック本体を密閉状態に保ったまま、ラック外温度の影響を最小にし、ラック内温度の安定化を図ることができる。

したがって、ラック本体外の空気を取り込んで冷却する構造上、ラック外温度の影響を受けてしまう従来と比較して、ラック外温度の影響を受けること無く、ラック内温度を安定して低下することができる。

また、通風穴面積やファンモーターの性能や外気温によって定まるラック内許容温度により、電子機器の搭載台数が制限されてしまう従来と比較して、搭載台数を増大することができる。

そして、前記ラック本体内に搭載する前記水冷式空調機の冷却能力を変えることで、空冷方式より大きな発熱を処理することができる。これにより、ラック内温度上昇を抑えることができ、空冷方式より、さらに多くの電子機器を搭載することができる。
また、ラック本体に、電子機器が実装される実装エリアと、水冷式空調機が配設される水冷式空調機エリアと、水冷式空調機メンテナンスエリアとが設けられており、例えばＪＩＳ規格やＥＩＡ規格等で定められたように、１９インチ実装用機器の取付、ドアの開閉、カバーの取り外し、ラック本体内外への配線ケーブル通線、アンカー設置、キャスター取り付け等、従来通りのラック機能を損なうことなく、前記水冷式空調機を用いた冷却を行うことができる。
さらに、前記水冷式空調機の前記熱交換機に冷却水用の配管が着脱可能に接続される継ぎ手を設けることで、この継ぎ手によって冷却水用の配管を着脱することができる。
これにより、前記熱交換機への配管を容易に行うことができる。
そして、前記水冷式空調機を前記ラック本体に着脱可能に設けたため、前記水冷式空調機の前記ラック本体の着脱が可能となる。これにより、当該水冷式空調機の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性が向上する。

また、請求項２の電子機器収容ラックにおいては、前面から空気を吸入して背面から排出する一般的な電子機器を収容した状態において、前記水冷式空調機の前部側から供給された空気を、前記電子機器の前記前面から前記背面側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して前部側から前記電子機器の前面側へ供給することで、前記電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機で冷却して再び前記電子機器へ供給するといった循環サイクルをラック本体内で形成することができる。

これにより、前面から吸入した空気が背面から排出される電子機器に、連続的に安定した冷風を供給することができ、安定した冷却性を維持することができる。

さらに、請求項３の電子機器収容ラックにおいては、側面から空気を吸入して背面から排出する電子機器を収容した場合には、前記水冷式空調機の側部側から供給された空気を、前記電子機器の前記側面から前記背面側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機で冷却して側部側から前記電子機器の側面側へ供給することで、前記電子機器で暖められた空気を、前記水冷式空調機で冷却して再び前記電子機器へ供給するといった循環サイクルをラック本体内で形成することができる。

これにより、側面から吸入した空気が背面から排出される電子機器であっても、連続的に安定した冷風を供給することができ、安定した冷却性を維持することができる。

また、請求項４の電子機器収容ラックにおいては、前記水冷式空調機の取り付け部と電子機器実装部とを仕切板で区切ることによって、前記熱交換機による冷却前の空気が前記電子機器側へ流入することを抑制することができる。これにより、前記水冷式空調機による冷却性能を維持することができる。

さらに、請求項５の電子機器収容ラックでは、ラック本体には、ケーブルを接続する為のケーブル挿通穴が設けられており、このケーブル通線穴を、通線プレートによって閉鎖することで、開放を防止することができる。

このため、この通線プレートを設けることによって、密閉性を保持したまま通線を行うことができ、ラック本体での冷却性能を安定化することができる。

さらに、請求項６の電子機器収容ラックでは、前記ラック本体に設けられたカバー類及び前記水冷式空調機を断熱構造とすることにより、外気温の影響を抑えることができるとともに、ラック連結時でのラック間の熱伝導を最小限に抑えることができる。

これにより、外部からの影響を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。なお、この実施の形態は、本発明の一例である。

図１は、本実施の形態にかかる電子機器収容ラック１を示す図である。この電子機器収容ラック１は、サーバコンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収容して管理するものであり、工場設備、Ｎｅｔｗｏｒｋ設備等での使用に適した１９インチラックが示されている。

この電子機器収容ラック１のラック本体１１は、縦長の直方体形状に形成されており、当該ラック本体１１の底部には、矩形状のベース１２が設けられている。このベース１２には、従来のラックと同様にアンカーやキャスター等が設けられており（図示省略）、当該ベース１２の前面には、例えば電源コンセント１３やコネクタ１４類を設けることも出来る。

前記ラック本体１１は、図２にも示すように、矩形状のボトムシャーシ２１を備えており、該ボトムシャーシ２１によって底部が覆われている。該ボトムシャーシ２１の後縁には、長方形状のボトムシャーシケーブル通線口２２が開設されており、該ボトムシャーシケーブル通線口２２によってラック本体１１内部と外部とが連通されている。

前記ボトムシャーシ２１には、前記ボトムシャーシケーブル通線口２２を開放可能に閉鎖するボトムシャーシ通線プレート２３が取り付けられており、該ボトムシャーシ通線プレート２３を取り外し、必要に応じて前記ボトムシャーシケーブル通線口２２を開放することで、当該ラック本体１１内部から外部へケーブル等を延出できるように構成されている。

このとき、前記ボトムシャーシケーブル通線口２２と前記ボトムシャーシ通線プレート２３間に隙間を形成してケーブルを延出することで、前記ボトムシャーシケーブル通線口２２の開口面積を最小限に抑えつつ、前記ケーブルを配索できるように構成されている。

このボトムシャーシ２１の両側縁には、図１及び図２にも示したように、サイドカバー３１，３１が立設されている。前記ボトムシャーシ２１の前縁には、一対の各アクリルドアもしくはスチールドア３２，３２が設けられており、各アクリルドアもしくはスチールドア３２，３２は、対応した本体フレームの箇所にヒンジ３３を介して支持されている。前記ボトムシャーシ２１の後縁には、一対のスチールドア３４，３４が設けられており、各スチールドア３４，３４は、対応した本体フレームの箇所にヒンジ３５を介して支持されている。

このラック本体１１の天部には、矩形状のトップカバー４１が設けられており、該トップカバー４１によって天部が覆われている。該トップカバー４１の後縁寄りには、長方形状のトップカバーケーブル通線穴４２が開設されており、該トップカバーケーブル通線穴４２によってラック本体１１の内部と外部とが連通されている。

前記トップカバー４１には、長方形状のトップカバー通線プレート４３が着脱可能に取り付けられており、該トップカバー通線プレート４３を必要に応じて取り外し、前記トップカバーケーブル通線穴４２を開放することによって、前記ラック本体１１内部から外部へケーブル等を延出できるように構成されている。

このとき、前記トップカバーケーブル通線穴４２と前記トップカバー通線プレート４３間に隙間を形成してケーブルを延出することで、前記トップカバーケーブル通線穴４２の開口面積を最小限に抑えつつ、前記ケーブルを配索できるように構成されている。

前記ラック本体１１は、図２から図４に示したように、実装用機器実装エリア５１が右側に設定されており、その左側には、上側に水冷式空調機エリア５２が設定されている。この水冷式空調機エリア５２の下部には、水冷式空調機メンテナンスエリア５３が設定されており、前記ラック本体１１の内部は、前記実装用機器実装エリア５１と前記水冷式空調機エリア５２と前記水冷式空調機メンテナンスエリア５３とに区画されている。

前記水冷式空調機エリア５２と前記実装用機器実装エリア５１との間には、図４に示したように、仕切板６１が設けられており、この仕切板６１によって前記水冷式空調機エリア５２と前記実装用機器実装エリア５１が区画されている。前記水冷式空調機エリア５２と前記水冷式空調機メンテナンスエリア５３との間には、図５に示すように、ブラケット６２が設けられており、このブラケット６２によって前記水冷式空調機エリア５２と前記水冷式空調機メンテナンスエリア５３とが区画されている。

前記実装用機器実装エリア５１には、図２に示したように、電子機器７１を支持する支持柱７２，７２が設けられており、収容した電子機器７１を、両支持柱７２，７２によって両側部から支持できるように構成されている。これにより、前記実装用機器実装エリア５１には、複数の電子機器７１を上下に配置した状態で収容できるように構成されている。

そして、前記水冷式空調機エリア５２には、図５に示したように、水冷式空調機８１がセットされている。

この水冷式空調機８１は、ユニット化されており、当該水冷式空調機８１を前記ラック本体１１の前記水冷式空調機エリア５２内へ着脱可能に取り付けられるように構成されている。これにより、前記水冷式空調機８１は、前記ラック本体１１の側部側に配置されるように構成されている。

前記水冷式空調機８１のケーシング９１は、前記水冷式空調機エリア５２に適合した縦長の直方体形状に形成されており、当該ケーシング９１は、奥長形状に形成されている。

このケーシング９１内には、図３及び図４に示したように、冷却水が循環するラジエータで構成された矩形板状の熱交換機１０１が配設されており、該熱交換機１０１は、その後端部がラック本体１１内側に位置する前記ケーシング９１の右側面１０２側に固定されている。また、前記熱交換機１０１は、その前端部が前記ケーシング９１の左側面１０３側に固定されており、当該熱交換機１０１は、前記ケーシング９１内に斜めに配置されている。

前記ケーシング９１の底面１１１からは、図５に示したように、前記熱交換機１０１に接続された給水用継ぎ手１１２と排水用継ぎ手１１３とが延出しており、両継ぎ手１１２，１１３は、当該ケーシング９１を前記ブラケット６２に載置した状態で、当該ブラケット６２前部に形成された挿通部１１４を介して下側の前記水冷式空調機メンテナンスエリア５３へ延出するように構成されている。

前記給水用継ぎ手１１２には、前記水冷式空調機メンテナンスエリア５３において、冷却水を前記熱交換機１０１に供給する給水管１２１を着脱可能に接続できるように構成されており、前記排水用継ぎ手１１３には、前記熱交換機１０１からの冷却水を外部に排出する排水管１２２を着脱自在に接続できるように構成されている。

前記ケーシング９１の後端面１３１には、図３及び図４にも示したように、前記ラック本体１１の背面を構成するスチールドア３４，３４に沿って延設されており、この後端面１３１に対向する前端面１３２は、前記実装用機器実装エリア５１側へ向けて傾斜した傾斜面によって構成されている。前記後端面１３１には、前記実装用機器実装エリア５１からの空気を取り込む為に開放状態にあるフィルター付きの後部取り込み口１３５が複数開設されており、前記前端面１３２には、前記実装用機器実装エリア５１側へ向けて開口した前部供給口１３６が複数開設されている。

この前端面１３２には、当該ラック本体１１内の空気を循環させる前部ファン１４１が上下方向に設けられており、当該ケーシング９１内の空気を前記前部供給口１３６を介して前記実装用機器実装エリア５１側へ供給できるように構成されている。

これにより、前記実装用機器実装エリア５１からの空気を、前記水冷式空調機８１の前記後部取り込み口１３５から前記ケーシング９１内に取り込んで前記熱交換機１０１を通過させる際に、前記実装用機器実装エリア５１の前記電子機器７１から発生した熱を前記熱交換機１０１内の冷却水へ移動して冷却するとともに、この冷却された空気を前記前部ファン１４１によって前記前部供給口１３６から前記実装用機器実装エリア５１側へ供給するように構成されており、前記熱交換機１０１内の冷却水を媒体として前記実装用機器実装エリア５１の前記電子機器７１から発生したラック本体１１内の熱をラック本体１１外部へ排出できるように構成されている。

この水冷式空調機８１は、図３中の左側に示したように、前面１５１から吸入した空気を背面１５２から排出する電子機器７１ａ用に設計されており、該電子機器７１ａの前記背面１５２から排出された空気を後部側に設けられた後部取り込み口１３５から取り込んで、前記熱交換機１０１により冷却した後、前部側に設けられた前記前部供給口１３６から前記電子機器７１ａの前記前面１５１側へ供給するように構成されており、前記水冷式空調機８１の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器７１ａの前記前面１５１から前記背面１５２側へ通過させ、前記水冷式空調機８１の後部側へ戻す第一環流経路１５５を形成できるように構成されている。

一方、図３中の右側に示したように、側面１６１から吸入した空気を背面１６２から排出する電子機器７１ｂも知られており、この電子機器７１ｂに適用する場合には、ケーシング９１の右側面１０２に側部ファン１６３が設けられた水冷式空調機８１を使用する。

この水冷式空調機８１の場合、前記実装用機器実装エリア５１からの空気を、前記水冷式空調機８１の前記後部取り込み口１３５から当該水冷式空調機８１のケーシング９１内に取り込んで前記熱交換機１０１を通過させる際に、前記実装用機器実装エリア５１の前記電子機器７１ｂから発生した熱を前記熱交換機１０１内の冷却水へ移動して冷却するとともに、この冷却された空気を前記側部ファン１６３によって前記右側面１０２に開設された側部供給口１６４から前記実装用機器実装エリア５１側へ供給するように構成されており（図５参照）、前記熱交換機１０１内の冷却水を媒体として前記実装用機器実装エリア５１の前記電子機器７１ｂから発生したラック本体１１内の熱を外部に排出できるように構成されている。

これにより、前記側面１６１から吸入した空気を前記背面１６２から排出する電子機器７１ｂの前記背面１６２から排出された空気を後部側に設けられた後部取り込み口１３５から取り込んで、前記熱交換機１０１により冷却した後、側部側に設けられた前記側部供給口１６４から前記電子機器７１ｂの前記側面１６１側へ供給するように構成されており、前記水冷式空調機８１の側部側から供給された空気を、前記電子機器７１ｂの前記側面１６１から前記背面１６２側へ通過させ、前記水冷式空調機８１の後部側へ戻す第二環流経路１６５を形成できるように構成されている。

そして、前記ラック本体１１の前記トップカバー４１、前記トップカバー通線プレート４３、前記サイドカバー３１、及び前記スチールドア３４，３４と、前記水冷式空調機８１とは、断熱構造を備えており、その断熱構造としては、前記ラック本体１１の前記各部材４１，４３，３１，３４，３４の内側面及び前記水冷式空調機８１の前記ケーシング９１の内側面に断熱材を設けたり、断熱塗料を塗布する等の構造が挙げられる。

なお、図２では、説明の都合上、ケーシング９１の前端面１３２に前部供給口１３６が設けられるとともに、前記ケーシング９１の右側面１０２に前記側部供給口１６４が設けられた水冷式空調機８１を示したが、冷却対象となる電子機器７１ａ，７１ｂに応じて、前部供給口１３６又は前記側部供給口１６４を選択的に設けるものとする。

以上の構成にかかる本実施の形態において、電子機器７１が収容されたラック本体１１内には、水冷式空調機８１が設けられており、当該ラック本体１１内の空気は、前記水冷式空調機８１のファン１４１，１６３によって熱交換機１０１を介して循環される。

このとき、前記電子機器７１から発生したラック本体１１内の熱は、前記熱交換機１０１内を循環する冷却水へ移され、当該冷却水を媒体としてラック本体１１外に排出される。

このように、前記ラック本体１１内の電子機器７１から発生した熱を、前記熱交換機１０１を循環する冷却水によってラック本体１１外へ排出することができる。これにより、前記ラック本体１１に前記水冷式空調機８１を搭載することで、前記ラック本体１１を密閉状態に保ったまま、ラック外温度の影響を最小として、ラック内温度の安定化を図ることができる。

したがって、ラック本体１１外部の空気を取り込んで冷却する構造上、ラック外温度の影響を受けてしまう従来と比較して、ラック外温度の影響を受けること無く、ラック本体１１内の温度を安定して低下することができる。

また、通風穴面積やファンモーターの性能や外気温によって定まるラック内許容温度により、電子機器７１の搭載台数が制限されてしまう従来と比較して、搭載台数を増大することができる。

そして、前記ラック本体１１内に搭載する前記水冷式空調機８１の冷却能力を変えることで、空冷方式より大きな発熱を処理することができる。このため、ラック本体１１内の温度上昇を抑えることができ、空冷方式より、さらに多くの電子機器７１を搭載することができる。

そして、図３中左方に示したように、前記ラック本体１１に実装される電子機器７１は、一般的に前面１５１から空気を吸入して内部を通過させた後、背面１５２から排出するように構成されており、前記水冷式空調機８１は、前記ラック本体１１の側部側に配置され、前記電子機器７１ａの前記背面１５２から排出された空気を後部側の後部取り込み口１３５から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機１０１で冷却して前部側の前部供給口１３６から前記電子機器７１ａの前面１５１側へ供給するように構成されている。また、前記水冷式空調機８１の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器７１ａの前記前面１５１から前記背面１５２側へ通過させ、前記水冷式空調機８１の後部側へ戻す第一環流経路１５５が構成されている。

このため、前記水冷式空調機８１の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器７１ａの前記前面１５１から前記背面１５２側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器７１ａで暖められた空気を、前記水冷式空調機８１の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機１０１で冷却して前部側から前記電子機器７１ａの前面１５１側へ供給することで、前記電子機器７１ａで暖められた空気を、前記水冷式空調機８１で冷却して再び前記電子機器７１ａへ供給するといったラック本体１１内での循環サイクルを形成することができる。

これにより、前面１５１から吸入した空気が背面１５２から排出される電子機器７１ａに、連続的に安定した冷風を供給することができ、安定した冷却性を維持することができる。

一方、図３中右方に示したように、前記ラック本体１１に実装される電子機器７１としては、側面１６１から空気を吸気して内部を通過させた後、背面１６２から排出する電子機器７１ｂがあり、前記水冷式空調機８１は、前記ラック本体１１の側部側に配置され、前記電子機器７１ｂの前記背面１６２から排出された空気を後部側の後部取り込み口１３５から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機１０１で冷却して側部側の側部供給口１６４から前記電子機器７１ｂの側面１６１側へ供給するように構成されている。また、前記水冷式空調機８１の前記側部側から供給された空気を、前記電子機器７１ｂの前記側面１６１から前記背面１６２側へ通過させ、前記水冷式空調機８１の後部側へ戻す第二環流経路１６５が構成されている。

このため、前記水冷式空調機８１の側部側から供給された空気を、前記電子機器７１ｂの前記側面１６１から前記背面１６２側へ通過させて内部を冷却し、当該電子機器７１ｂで暖められた空気を、前記水冷式空調機８１の後部側から取り込むとともに、取り込んだ空気を前記熱交換機１０１で冷却して側部側から前記電子機器７１ｂの側面１６１側へ供給することで、前記電子機器７１ｂで暖められた空気を、前記水冷式空調機８１で冷却して再び前記電子機器７１ｂへ供給するといったラック本体１１内での循環サイクルを形成することができる。

これにより、側面１６１から吸入した空気が背面１６２から排出される前述した電子機器７１ｂであっても、連続的に安定した冷風を供給することができ、安定した冷却性を維持することができる。

また、このラック本体１１には、前記電子機器７１が実装される実装用機器実装エリア５１と、前記水冷式空調機８１が配設される水冷式空調機エリア５２と、水冷式空調機メンテナンスエリア５３とが設けられており、例えばＪＩＳ規格やＥＩＡ規格等で定められたように、１９インチ実装用機器の取付、ドアの開閉、カバーの取り外し、ラック本体内外への配線ケーブル通線、アンカー設置、キャスター取り付け等、従来通りのラック機能を損なうことなく、前記水冷式空調機８１を用いた冷却を行うことができる。

このとき、前記水冷式空調機８１の取り付け部としての水冷式空調機エリア５２と、電子機器実装部としての前記実装用機器実装エリア５１とを仕切板６１で区切ることによって、前記熱交換機１０１による冷却前の空気が前記電子機器７１側へ流入することを抑制することができる。

これにより、前記水冷式空調機８１による冷却性能を維持することができる。

そして、このラック本体１１では、冷却性能を安定させる為に、内部と外部とを連通する開口部を閉鎖する必要があるが、当該ラック本体１１には、ケーブルを配索する為のトップカバーケーブル通線穴４２やボトムシャーシケーブル通線口２２が開設されている。

しかし、本実施の形態では、前記トップカバーケーブル通線穴４２を開放可能に閉鎖するトップカバー通線プレート４３と、前記ボトムシャーシケーブル通線口２２を開放可能に閉鎖するボトムシャーシ通線プレート２３とを備えており、前記トップカバーケーブル通線穴４２及び前記ボトムシャーシケーブル通線口２２の不用意な開放を防止することができる。

このため、前記トップカバー通線プレート４３及び前記ボトムシャーシ通線プレート２３を設けることによって、開口部を最小限に抑え、密閉性を保持した状態での通線が可能となり、ラック本体１１での冷却性能を安定化することができる。

一方、前記水冷式空調機８１には、前記熱交換機１０１に接続された給水用継ぎ手１１２及び排水用継ぎ手１１３が設けられており、これらの継ぎ手１１２，１１３によって冷却水用の配管を着脱することができる。

これにより、前記熱交換機１０１への配管を容易に行うことができる。

また、前記水冷式空調機８１は、前記ラック本体１１に着脱可能に設けられており、当該水冷式空調機８１の前記ラック本体１１への着脱が可能となる。

これにより、容量変更時や故障時に前記水冷式空調機８１を容易に交換することができ、メンテナンス性を高めることができる。

そして、前記ラック本体１１に設けられたカバー類、すなわち前記トップカバー４１、前記トップカバー通線プレート４３、前記サイドカバー３１、及び前記スチールドア３４，３４と、前記水冷式空調機８１とは、断熱構造を備えており、外気温の影響を抑えることができる。さらに、ラック本体１１同士を連結する際には、隣接するラック本体１１間での熱伝導を最小限に抑えることができる。

これにより、外部からの影響を最小限に抑えることができ、内部温度の安定化に貢献することができる。

本発明の一実施の形態を示す図である。 同実施の形態の内部を示す説明図である。 図１のＡ−Ａ断面に相当する説明図である。 同実施の形態の内部の状態を示す説明図である。 同実施の形態の背面側を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 電子機器収容ラック
１１ ラック本体
２２ ボトムシャーシケーブル通線口
２３ ボトムシャーシ通線プレート
３１ サイドカバー
３４ スチールドア
４１ トップカバー
４２ トップカバーケーブル通線穴
４３ トップカバー通線プレート
５１ 実装用機器実装エリア
５２ 水冷式空調機エリア
５３ 水冷式空調機メンテナンスエリア
６１ 仕切板
７１ 電子機器
７１ａ 電子機器
７１ｂ 電子機器
８１ 水冷式空調機
１０１ 熱交換機
１１２ 給水継ぎ手
１１３ 排水継ぎ手
１２１ 吸水管
１２２ 排水管
１３５ 後部取り込み口
１３６ 前部供給口
１４１ 前部ファン
１５１ 前面
１５２ 背面
１５５ 第一環流経路
１６１ 側面
１６２ 背面
１６３ 側部ファン
１６４ 側部供給口
１６５ 第二環流経路

Claims (6)

1. ラック本体に複数の電子機器が収容される電子機器収容ラックにおいて、
   単一の前記ラック本体内部を、前記電子機器が実装される実装エリアと、水冷式空調機エリアと、水冷式空調機メンテナンスエリアとに区画し、
   前記水冷式空調機エリアに、ユニット化された水冷式空調機を着脱可能に設けるとともに、該水冷式空調機に、冷却水が循環する熱交換機と、前記実装エリアの空気を前記熱交換機を介して循環させるファンとを設け、前記実装エリア内で発生した熱を前記熱交換機内の冷却水へ移し該冷却水を媒体として前記実装エリア内の熱を当該ラック本体外に排出可能に構成する一方、
   前記水冷式空調機を前記水冷式空調機エリアにセットした状態で、前記水冷式空調機の前記熱交換機に接続された給水用継ぎ手及び排水用継ぎ手が前記水冷式空調機メンテナンスエリアに配置され、前記給水用継ぎ手への給水管の着脱と前記排水用継ぎ手への排水管の着脱とを当該水冷式空調機メンテナンスエリアで行えるように構成したことを特徴とする電子機器収容ラック。
2. 直方体形状の前記ラック本体内の左側部側に直方体形状の前記水冷式空調機を配置し、該水冷式空調機の右側に直方体形状の前記電子機器を配設する一方、
   前記ラック本体の前面に対向する前記水冷式空調機の部位を前部とし、前記ラック本体の前記前面に対向する前記電子機器の部位を前面とするとともに、前記ラック本体の背面に対向する前記水冷式空調機の部位を後部とし、前記ラック本体の前記背面に対向する前記電子機器の部位を背面とした際に、前記水冷式空調機の前記前部側から供給された空気を、前記電子機器の前記前面から該電子機器の内部を介して当該電子機器の前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の前記後部側へ戻す環流経路を構成したことを特徴とする請求項１記載の電子機器収容ラック。
3. 直方体形状の前記ラック本体内の左側部側に直方体形状の前記水冷式空調機を配置し、該水冷式空調機の右側に直方体形状の前記電子機器を配設する一方、
   前記水冷式空調機の右側面に前記電子機器の左側面が対向するとともに、前記ラック本体の背面に対向する前記水冷式空調機の部位を後部とし、前記ラック本体の前記背面に対向する前記電子機器の部位を背面とした際に、前記水冷式空調機の前記右側面から供給された空気を、前記電子機器の前記左側面から該電子機器の内部を介して当該電子機器の前記背面側へ通過させ、前記水冷式空調機の前記後部側へ戻す環流経路を構成したことを特徴とする請求項１記載の電子機器収容ラック。
4. 前記水冷式空調機エリアと前記実装エリアとを仕切板で区画したことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電子機器収容ラック。
5. 前記ラック本体と外部とを連通するケーブル通線穴に通線プレートを設けたことを特徴とする請求項１から４にいずれか記載の電子機器収容ラック。
6. 前記ラック本体に設けられたカバー及び前記水冷式空調機を断熱構造としたことを特徴とする請求項１から５にいずれか記載の電子機器収容ラック。

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