JP4800237B2 - 電子機器収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、収納装置内に冷気を効率よく送風することで、収納装置内の電子機器を冷却する電子機器収納装置に関するものである。

従来、この種の収納装置としては、電子機器収納ラックの前面扉と、ラック内に収納した電子機器との間に冷却用空気通路を形成し、ファンの送風で冷却通路からラック後面方向に冷気を送ることで、電子機器を冷却するものがある。（例えば特許文献１参照）

特許文献１では、冷気の供給口をラック前面の下端部に形成しているので、供給された冷気が供給口に近いラック下部に集中するので、ラックに収納された電子機器は下部に近いほど冷却されることとなり、又、冷気の吹出口に近いほど冷却能力がおとるといった現象が生じる。
さらに、ラック内に収納したサーバーの数が少ない場合は、ショートサーキット現象と称する不具合も生じる。
例えば、ラックの下部に電子機器を収納し、ラックの上部が空いている場合、冷気は下部の電子機器を冷やして暖気となってラック後面に移動するが、ラック上部では、冷気が直接後面に移動し、冷気のままで排気されることがある。この時の排気温度は当然低くなるので、排気温度を感知するセンサーは、ラック内が十分に冷却されたと誤って判断し、冷却運転を停止する場合がある、

一方、ラックに収納されるラックマウント型のサーバー（ブレードサーバ−）は、ラック内のマウントアングルに装着され、上下に積層した状態で収納されるので上下に隣接するサーバーに妨げられないようにして電源周辺やＣＰＵなどの半導体装置を冷却する必要がある。そのため、現在のマウント型のサーバーでは、サーバーの前面に空気取り入れ口を設け、サーバーの後部に装着した排熱ファンを使用して電源周辺や半導体装置を強制的に冷却し、サーバーの背面に設けた排出口から冷却後の排熱を排出する構造になっている。
ところが、サーバーラック側では、ラック内部全体を冷却してサーバーを冷却する手段が採用されていた。前記特許文献１においても、ラックの前面から後面にいたるようにラックの内部全体を冷却するよう冷気を送風している。
しかしながら、サーバーの冷却が必要な個所は、サーバー内部の電源周辺や前記半導体装置に限られており、その他の部分は比較的耐熱性に優れている。従って、ラック内部全体に冷気を送り、サーバー全体を冷却する従来の手法は極めて無駄が多い冷却手段であるといえる。

しかも、冷却の必要がない部分を冷却する冷気は、全くの無駄になるばかりでなく、暖気に変わった後で、有効な冷気の温度を上げてしまう不都合も生じる。
すなわち、特許文献１に記載の冷却手段では、ラックの前面からサーバー全体を冷却した冷気は、暖気となって、ラックの後面に循環し、その後、ラックの上端部等から排出されるよう設けられているので、暖気のラック外への排出が十分でない場合は、この暖気が再び前面に循環して冷気を暖めてしまうことになる。
又、排出されない暖気の熱は、ラック上部にこもり、当該位置に設置しているサーバーに影響を与えるおそれもある。

特開２００４−３９６７５号公報

本発明は、従来の問題点に鑑みて、電子機器を極めて効率よく、かつ必要な個所を的確に冷却することが可能な電子機器収納装置を提供することを課題とする。

そこで、上記課題を解決する為、本発明が第１の手段として構成したところは、上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の前面側に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、後面側に排熱用通路を上下方向に設け、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する下方冷気供給ファンからの冷気を電子機器の収納位置をとおって排熱用通路に流通させ、排熱用通路に臨む排気ファンによって暖気を外部に排出するようにし、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設ける一方、エアーコントロールダクトの前面に開閉自在に設けられた前扉に電子機器に対応して複数個の吸気ファンを上下方向に設けた電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトは、上下の電子機器間及び電子機器が装着されていない個所に閉塞板が取付けられ、筒状に形成されているものである。

次に本発明が第２の手段として構成したところは、上記第１の手段として構成したところに加え、吸気ファンは、電子機器収納装置に収納された各電子機器の上下位置に対応して上下方向に取付け位置変更可能に構成されているものである。

次に本発明が第３の手段として構成したところは、ラック本体と、ラック本体の前面に開閉自在に設けられた前扉と、ラック本体の後面に開閉自在に設けられた後扉と、ラック本体の上面に設けられた天板部と、ラック本体の下部に設けられた底枠部と、ラック本体の左右側面に設けられた左右側パネルよりなり、ラック本体の上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の前面側と前扉間に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、電子機器の後面側と後扉間に排熱用通路を設けると共に、エアーコントロールダクトの下方に冷気を供給する下方冷気供給ファンを設け、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設ける一方、前扉に電子機器に対応して複数個の吸気ファンを上下方向に取付位置変更可能に設け、前扉と後扉に多数の通気孔を形成した電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトは、上下の電子機器間及び電子機器が装着されていない個所に閉塞板が取付けられ、筒状に形成されているものである。

請求項１に記載の発明によると、エアーコントロールダクトの下方に冷気を供給する冷気供給ファンを設け、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設けることで、エアーコントロールダクト内に冷気の上昇気流を発生させることにより、冷気は冷気供給口の近くで滞留することがなく、確実に上部まで導くことができ、吸気ファンを電子機器に対応して複数個上下方向に渡って前扉に設けたので、吸気された気流によって、より確実に冷気を電子機器に送り込むことができ、エアーコントロールダクトの、上下の電子機器間及び電子機器が装着されていない個所に取付けた閉塞板等によって、暖気が再び、エアーコントロールダクト内に逆流することがない。

請求項２に記載の発明によると、前記効果に加え、吸気ファンは上下方向に取付け位置変更可能に構成されているので、電子機器の収納位置に対応して吸気ファンの取付位置を変更できるので、効率よく電子機器を冷却することができる。

請求項３に記載の発明によると、前記効果に加え、前扉と後扉に多数の通気孔が形成されているので、サーバーの後部に装着された排熱ファンの容量が大きくとも十分に室内空気をサーバーに供給することも、又、サーバー内を通過した空気を効率よくラック外に排出することも可能である。

本発明は、ラック本体と、ラック本体の前面に開閉自在に設けられた前扉と、ラック本体の後面に開閉自在に設けられた後扉と、ラック本体の上面に設けられた天板部と、ラック本体の下部に設けられた底枠部と、ラック本体の左右側面に設けられた左右側パネルよりなり、ラック本体の上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の前面側と前扉間に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、電子機器の後面側と後扉間に排熱用通路を設けると共に、エアーコントロールダクトの下方に冷気を供給する下方冷気供給ファンを設け、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設ける一方、前扉に電子機器に対応して複数個の吸気ファンを上下方向に取付位置変更可能に設け、前扉と後扉に多数の通気孔を形成したものである。

以下、第１実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１から図８において、符号１００は本発明の電子機器収納装置を示し、電子機器収納装置１００の基本構造体は、ラック本体１と、ラック本体１の前面に開閉自在に設けられた前扉２と、ラック本体１の後面に開閉自在に設けられた後扉３と、ラック本体の上面に設けられた天板部４と、ラック本体１の下部に連結された底枠部５と、ラック本体１の左右側面に設けられた左右側パネル６０、６より構成されている。

ラック本体１は、左右方向に所定間隔を有して立設された、前後の縦枠１１、１１の上下端部を上下前後枠１２、１２で連結して、やや縦長の長方形状の枠状とした左右枠体１０、１０と、左右の枠体１０、１０の４隅を左右方向で連結する上下前後枠１３・・・と、左右枠体１０、１０間の内面側に対向して、左右枠体１０、１０内のそれぞれの上下端部と、上下方向の中間部分に、前後方向に渡って配設されたレール部材１４・・・と、レール部材１４・・・の内面側に対向して、前後端部よりに上下方向に渡って連結されたマウントアングル１５・・・等より構成されている。
そして、各レール部材1４の内面側には、マウントアングル１５・・・に装着される各種サーバーＳの奥行き寸法に対応できるよう、マウントアングル１５・・・を連結するための複数個の連結用螺孔が、前後方向に所定間隔を有して多数形成され、各マウントアングル１５の前面側には、サーバーＳを連結する為の連結孔１５０・・・（図１４、１５に示す。）が、各種サーバーＳの高さ寸法に対応できるよう、上下方向に所定間隔を有して多数形成されている。

前扉２は、裏面側に前扉補強材２１・・・を有する額縁状の前扉枠２２と、前扉枠２２内に位置する前扉板２３より構成され、右側の枠体１０の前端部分に兆番（図示せず。）を介して開閉自在に連結されている。
そして、前扉板２３は多数の通気孔２３１・・・を有するいわゆるパンチングメタルより成り、中央部分の裏面側に、左右方向に所定間隔を有して上下方向に吸気ファン取付座２４、２４が設けられ、吸気ファン取付座２４、２４には上下方向に所定間隔を有して複数個の連結孔２４１・・・が上下方向に形成され、上下方向で吸気ファン２０・・・の取付位置を変更可能としている。
尚、符号２６は前扉２の開閉用の取手を示し、符号２７は、前扉２の錠前を示している。

後扉３は、内面側に後扉補強材３１・・・を有する額縁状の後扉枠３２と、後扉枠３２内に位置する後扉板３３より構成され、左側の枠体１０の後端部分に兆番（図示せず。）を介して開閉自在に連結されている。

そして、後扉板３３は多数の通気孔３３１・・・を有するいわゆるエキスパンドメタルよりなり、後扉３の内面と左右側パネル６０、６の後端部内面で上下方向に渡る暖気が通る排熱用通路３００が形成されている。
尚、符号３５は後扉３の開閉用の取手を示し、符号３６は後扉３の錠前を示している。

左右側パネル６０、６は、対称形に構成されているので右側パネル６についてのみ説明する。
右側パネル６は、前側塞ぎ板６１と側面塞ぎパネル６２より構成されている。
前側塞ぎ板６１は、前端部裏面と所定の間隙を有して前方に突出する係止部材６３、６３が裏面側の上下端部に設けられた表面部６４と、表面部６４の後端部からラック本体１側に突出し、レール部材１４の前部と連結されるL字形の連結片部６５と、連結片部６５の後端から内方に突出する遮蔽片部６６より構成されている。
そして、前端部裏面と係止部材６３、６３が前側の縦枠１１に係止し、レール部材１４の前部と連結片部６５が連結された状態で、遮蔽片部６６の内方側の端部が密閉材を介してマウントアングル１５に当接する事で、前側の縦枠１１と前側のマウントアングル１５間を区画する。
すなわち、左右の前側塞ぎ板６１、６０１は、前扉２と、マウントアングル１５・・・に装着されたサーバーＳと、上下のサーバーＳ、Ｓ間及びサーバーＳが装着されていない個所の前側の左右のマウントアングル１５、１５間に取付けた閉塞板６００（図６に示す）・・・によって、上下方向に連続する筒状のエアーコントロールダクト２００を形成する。

側面塞ぎパネル６２は、下端面の前後所定位置に形成された下方に突出する係止突片６２１、６２１（図１５に示す。）を下前後枠１２に形成された係止孔（図示せず。）に嵌入し、上端部を上前後枠１２に設けた施錠座１２１に施錠することにより、前側塞ぎ板６１と後側の縦枠１１間および上下前後枠１２、１２間を閉塞するように取付けられる。
尚、符号６２２は、上前後枠１２の施錠座１２１に対応して設けられた錠前を示し、符号６２３、６２３は、側面塞ぎパネル６２を持ち上げる時の取手を示している。
本実施例では、右側パネル６は、前側塞ぎ板６１と側面塞ぎパネル６２の２つの部材より構成されているが、前側塞ぎパネル６１の機能を有する部材を側面塞ぎパネル６２の前端部裏面に一体に形成する事で、一つの部材として構成することも可能である。

天板部４は、中央部分に着脱自在に副天板４１を設け必要に応じて中央部が開口でき、エアーコントロールダクト２００の上方に位置する前側に冷気排気ファン４０が設けられ
、排熱用通路３００の上方に位置する後側に暖気排気ファン４００がもうけられている。

底枠部５は、下方が開口する偏平な箱型で、４隅にアジャスターとキャスター（図示せず。）を配し、中央部分に複数枚の着座自在な副底板５１・・・が設けられ、エアーコントロールダクト２００の下方に位置する前側に冷気供給ファン５０が設けられ、排熱用通路３００の下方に位置する後側に冷気供給用開口部５００が設けられている。
そして、アンダーフロアー空調の吹出し口が底枠部５の内側に位置するよう電子機器収納装置１００を設置すると、アンダーフロアー空調の吹出し口から吹出された冷気は冷気供給ファン５０によってエアーコントロールダクト２００内に送り込まれるが、エアーコントロールダクト２００の上方には冷気排気ファン４０が設けられているから、冷気は上昇気流となるが、そのまま電子機器収納装置１００外に吹出されず、電子機器方向に廻り込むよう、前扉２の裏面側に吸気ファン２０を設けている。

本発明は、上記のように構成され、図９に示すように、アンダーフロアー空調の吹出し口から吹出された冷気は、冷気供給ファン５０によってエアーコントロールダクト２００内に送り込まれ、最下段の吸気ファン２０の吸い込み気流によって、収納されたサーバーＳ（ブレードサーバーの空気取り入れ口）に送り込まれる冷気の一部と、上昇する冷気に別れ、上昇した冷気は中段の吸気ファン２０の吸い込み気流によって、同様のことが繰り返され、ほとんどの冷気は上下方向に影響されず均一にサーバーＳ内に送り込まれる。
サーバーＳ内に送り込まれた冷気は、サーバーＳ内に装着したファン８０・・・によってサーバーＳ内を通過後暖気となって後扉３側に吹出され、吹出された暖気は通気孔３３１・・・及び暖気排気ファン４００によって電子機器収納装置１００外に排出される。
したがって、左右の前側塞ぎ板６１、６０１と、上下のサーバーＳ、Ｓ間及びサーバーＳが装着されていない個所の前側の左右のマウントアングル１５、１５間に取付けた閉塞板６００（図６に示す）・・・等によって、暖気が再び、エアーコントロールダクト２００内に逆流することはない。

本発明の正面図 本発明の背面図 本発明の右側面図 本発明の平面図 本発明の底面図 図１のA―A線要部拡大断面図 図３のB―B線要部拡大断面図 図３のC―C線要部拡大断面図 本発明の冷気の流れを示す説明図 図６のＤ部拡大図 図６のＥ部拡大図 図６のＦ部拡大図 図６のＧ部拡大図 図７のＨ部拡大図 図７のＪ部拡大図 図８のＭ部拡大図 図８のＮ部拡大図 後扉の内面側正面図

符号の説明

１ ラック本体
１０ 枠体
１００ 電子機器収納装置
２ 前扉
２０ 吸気ファン
２００ エアーコントロールダクト
３ 後扉
３００ 排熱用通路
４ 天板部
４０ 冷気排気ファン
４００ 暖気排気ファン
５ 底枠部
５０ 冷気供給ファン
６
右側パネル
６０ 左側パネル

Claims (3)

1. 上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の前面側に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、後面側に排熱用通路を上下方向に設け、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する下方冷気供給ファンからの冷気を電子機器の収納位置をとおって排熱用通路に流通させ、排熱用通路に臨む排気ファンによって暖気を外部に排出するようにし、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設ける一方、エアーコントロールダクトの前面に開閉自在に設けられた前扉に電子機器に対応して複数個の吸気ファンを上下方向に設けた電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトは、上下の電子機器間及び電子機器が装着されていない個所に閉塞板が取付けられ、筒状に形成されている事を特徴とする電子機器収納装置。
2. 吸気ファンは、電子機器収納装置に収納された各電子機器の上下位置に対応して上下方向に取付け位置変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器収納装置。
3. ラック本体と、ラック本体の前面に開閉自在に設けられた前扉と、ラック本体の後面に開閉自在に設けられた後扉と、ラック本体の上面に設けられた天板部と、ラック本体の下部に設けられた底枠部と、ラック本体の左右側面に設けられた左右側パネルよりなり、ラック本体の上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の前面側と前扉間に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、電子機器の後面側と後扉間に排熱用通路を設けると共に、エアーコントロールダクトの下方に冷気を供給する下方冷気供給ファンを設け、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設ける一方、前扉に電子機器に対応して複数個の吸気ファンを上下方向に取付位置変更可能に設け、前扉と後扉に多数の通気孔を形成した電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトは、上下の電子機器間及び電子機器が装着されていない個所に閉塞板が取付けられ、筒状に形成されている事を特徴とする電子機器収納装置。