JP5622628B2

JP5622628B2 - キャビネットの排熱構造

Info

Publication number: JP5622628B2
Application number: JP2011064689A
Authority: JP
Inventors: 俊彦植村
Original assignee: 河村電器産業株式会社
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: JP2012204383A

Description

本発明は電子機器を収納したラック等のキャビネットの排熱構造に関し、詳しくは内部機器の発熱により暖められた空気をキャビネットの天井から排熱するキャビネットの排熱構造に関する。

空調により冷却した室内の空気を使用してキャビネット内の機器を冷却する場合、室内空調を有効に利用するために、キャビネットから天井に連通したダクトに熱を集めて排熱する方法がある。例えば特許文献１では、キャビネット本体をカバーで覆いカバーの天井に設けた排気管（ダクト）からキャビネット内部の空気を排熱した。

特開２０１０−１１４１２８号公報

しかしながら、キャビネット内に搭載される電子機器、通信機器等は機器の種類や形状によって発熱する場所や排熱の流路が異なる。そのため上記従来のダクト位置が固定された排熱構造では最適な位置での排熱とはならず、排熱効率の悪い場合があった。
特に、情報通信に使用されるサーバ等のラックマウント型の機器を収納するラック（キャビネット）の場合、機器形状にフルサイズとハーフサイズが存在し、ハーフサイズはフルサイズの略２分の１の奥行きで形成されている。そのため、例えばハーフサイズのサーバ（以下、「ハーフサーバ」とする）をフルサイズのサーバ（以下、「フルサーバ」とする）と同一の形状のラックに収納する場合は、前面に加えて背面からもサーバが収納される。その結果、フルサイズサーバを収納しラックの場合はラックの後部に空間が形成され。この空間が排熱の流路となる。一方、ハーフサーバを収納したラックの場合はラック中央に空間が形成され、この空間が排熱の流路となる。このように、排熱流路の位置が大きく異なった。

上記特許文献１の構成はキャビネットをカバーで覆った構成であるが、キャビネット自体にダクトを取り付けた場合も同様であり、図５はサーバを収納したラック２２にダクト２４を取り付けた説明図である。図５（ａ）はハーフサーバ２１を収納した場合にダクト２４を最適位置に取り付けた図、図５（ｂ）はフルサーバ２５を収納した場合にダクト２４を最適位置に取り付けた図を示している。
図５（ａ）に示すように、ハーフサーバ２１を収納した場合は、ラック２２の中央部に上下に渡り排熱流路となる空間Ｓ１１が形成されるため、ダクト２４はラック２２の天板中央を開口して取り付けられる。一方、フルサーバ２５を収納した場合は、図５（ｂ）に示すようにラック２２後部に上下にわたる空間Ｓ１２ができ、この空間Ｓ１２が排熱の流路となるため、この上部にあたる部位にダクト２４を取り付けると効果的に排熱できる。
このように、ハーフサーバ２１とフルサーバ２５とで共通するラック２２が使用できても、ラック２２に直接ダクト２４を取り付ける場合、ラック２２内の排熱流路が異なることによりラック２２の天板の変更が必要であったし、ダクト２４の設置位置も変更しなければならなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、共通する天板を使用でき、かつダクトの位置も変更することなく、排熱流路位置が変わっても効率よく排熱することができるキャビネットの排熱構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、キャビネットの天板に形成した開口部に上方に延設したダクトを接続し、キャビネット内の空気を前記開口部から前記ダクトを介して外部へ排気するキャビネットの排熱構造において、前記開口部は前記天板の中央部から後部にかけて形成される一方、前記ダクトは四角形の筒体であって、ダクトの背面下部には前記開口部に連続するよう開口された切り欠き部を有し、前記ダクトをキャビネットの中央部となる前記開口部の前側部分を覆う部位に装着すると共に、排熱路変更部材により前記開口部の残部及び前記切り欠き部を外側から閉塞することで排熱路が形成され、前記排熱路変更部材は、直交する２つの面を有するＬ字状部材を有して一方の面を前記開口部の残部を閉塞するための開口部閉塞面、他方の面を前記切り欠き部を閉塞するための起立閉塞面とし、更に前記Ｌ字状部材の左右端部を閉塞するための左右側板を有し、前後反転して前記開口部及び前記切り欠き部に装着可能であり、前後及び上下反転して装着することで、前記切り欠き部及び前記開口部の残部を閉塞して前記天板の中央部のみを排熱口として排熱路を形成する状態から、前記切り欠き部及び前記開口部の残部を連結して前記開口部全体を排熱口として排熱路を形成する状態へ変更可能であることを特徴とする。
この構成によれば、キャビネットの排熱口を天板の中央部のみとする構成と、中央部から後部にかけて排熱流路を形成してキャビネット後部からの排熱を良好に行う構成とを、排熱路変更部材を操作するだけで変更することができる。そのため、キャビネットの中央部付近に排熱流路がある場合とキャビネット後部に排熱流路がある場合の双方に対して、ダクトの位置や天板を変更することなく簡易な変更操作で排熱位置を変更して対応できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記排熱路変更部材の前記側板は、着脱自在であることを特徴とする。
この構成によれば、切り欠き部及び開口部を閉塞するよう排熱路変更部材を装着する場合、側板は閉塞に寄与しないため取り外すことができ、大きな突起部となる側板を取り外すことで、排熱路変更部材はメンテナンス作業等の邪魔にならない。

本発明によれば、キャビネットの排熱位置を天板の中央部のみとする構成と、中央部から後部にかけて排熱空間を形成してキャビネット後部からの排熱を良好に行う構成とを、排熱路変更部材を操作するだけで変更することができる。そのため、キャビネットの中央部付近に排熱流路がある場合とキャビネット後部に排熱流路がある場合の双方に対して、ダクトの位置や天板を変更することなく簡易な変更操作で排熱位置を変更して対応できる。

本発明に係るキャビネットの排熱構造の一例を示す縦断面説明図であり、（ａ）はキャビネット中央上部から排熱する構成、（ｂ）はキャビネット後部の熱を排熱する構成を示している。排熱路変更部材の斜視図を示し、（ａ）は基本状態、（ｂ）は前後及び上下を反転した状態、（ｃ）は分解した状態を示している。キャビネット中央部から排熱する構成のキャビネット斜視図である。図３のＡ部拡大図である。従来のキャビネットの排熱構造の縦断面説明図であり、（ａ）はキャビネット中央から排熱する構成、（ｂ）はキャビネと後部から排熱する構成を示している。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るキャビネットの排熱構造の一例を示す縦断面説明図であり、（ａ）はキャビネット中央上部から排熱する構成、（ｂ）はキャビネット後部の熱を排熱する構成を示している。図１において、１は通信機器等の電子機器１０を収納するキャビネット、２はキャビネット１内で発生する熱を排出するために天井に伸びたダクト、３は後述する排熱路変更部材である。尚、ダクト２内には図示しないファンが設置されて強制排気される。

キャビネット１は、ここではラックマウントタイプの電子機器１０を収納するラック型の箱体を示し、図示しないが前面と背面には扉が設けられ、左右側面は側板により閉塞して使用される。そして、図１（ａ）では電子機器１０であるハーフサイズのサーバ、すなわちハーフサーバ２１が前面と背面の双方から収納され、上下にわたり多数収納された状態を示している。図１（ｂ）では、電子機器で１０あるフルサイズのサーバすなわちフルサーバ２５が前面から多数収納された状態を示している。

図１に示すように、キャビネット１の天板１１には、中央から後部にかけて奥行きＬ１の大口径の開口部１１ａが形成され、ダクト２は天板１１中央となる開口部１１ａの全体の奥行きＬ１の前側の約２分の１（奥行きＬ２）を覆うように形成されて配置されている。尚、天板１１の中央はキャビネット１の中央でもある。
ダクト２に覆われない開口部１１ａの後側約２分の１は、排熱路閉塞部材３により閉塞されている。開口部１１ａは四角形状に形成され、ダクト２の幅はその開口部１１ａの幅に合わせて形成されている。また、ダクト２も断面四角形の筒体であり、平坦な背面の下端には左右にわたり切り欠き部２ａが形成され、天板１１の開口部１１ａに連続するよう開口されている。

ハーフサーバ２１を収納したキャビネット１の場合、図１（ａ）に示すように排熱路変更部材３が折り曲げ突部Ｂを下にして設置される。この結果、開口部１１ａと切り欠き部２ａの双方が閉塞され、ダクト２を配置した天板１１の中央部に排熱口１４が形成された状態となる。
このようにハーフサーバ２１が収納された場合、キャビネット１内の中央部において上下にわたり空間Ｓ１が形成され、この空間Ｓ１が暖められた空気の流路となる。そのため、この流路にあわせて天板１１に排熱口１４（開口部１１ａの奥行きＬ２の部分）を形成することで、矢印で示すような空気の流れができ、滞留すること無く効率よく排熱させることができる。

そして、図１（ｂ）に示すように、フルサーバ２５を収納したキャビネット１の場合、排熱路変更部材３が前後及び上下を反転して折り曲げ突部Ｂを上にして設置される。この結果、開口部１１ａ全体（図１（ａ）に示す奥行きＬ１の部分）が排熱口１４となる。更に、切り欠き部２ａ及び排熱路変更部材３が形成した空間を介して、ダクト２とキャビネット１の後部が連通される。
フルサーバ２５を収納したキャビネット１の場合、キャビネット１の後部において上下にわたる空間Ｓ２が形成され、この空間Ｓ２が暖められた空気の流路となる。そのため、この流路にあわせて排熱流路を形成する必要があるが、上述したように、天板１１に形成した開口部１１ａ全体を排熱口１４として、排熱路変更部材３により新たな流路を形成することで、図１（ｂ）の矢印で示すような空気の流れを発生させることができ、滞留すること無く効率よく排熱させることができる。

図２は排熱路変更部材３の構成を示している。図２において、（ａ）は基本状態、（ｂ）は前後及び上下を反転した状態、（ｃ）は分解した状態を示している。図２に示すように排熱路変更部材３は、鋼板をＬ字状に折り曲げて直交形成した２つの平坦面を備えたＬ字状部材１７を主要部とし、左右に側板１８（１８ａ，１８ｂ）を備えた構成となっている。平坦面のうち、一方の面が開口部１１ａの後部略２分の１を閉塞するための開口部閉塞面１７ａ、他方の面が切り欠き部２ａを閉塞する起立閉塞面１７ｂとなっている。
左右の側板１８ａ，１８ｂは、図２（ｂ）に示すように折り曲げ突部Ｂを上にして使用する際に左右に形成される開口部を閉塞するために使用される。折り曲げ突部Ｂを下にして使用する場合は、側板１８による閉塞は必要ないため、取り外しできるようＬ字状部材１７にねじ止めして連結される。

図３はハーフサーバ２１を収納してダクト２を取り付けたキャビネット１の斜視図を示している。ただし、キャビネット１の前面に設ける扉や側板を外した状態を示し、複数のキャビネット１，１，・・を横方向に連結した状態を示している。このように、キャビネット１内の中央部に上下方向に空間Ｓ１が形成される場合は、この空間Ｓ１が排熱流路となるため、排熱路変更部材３を図１（ａ）に示すように、折り曲げ突部Ｂを下にして天板１１の開口部１１ａとダクト２の切り欠き部２ａを閉塞するように取り付けられる。図４は、こうして排熱路変更部材３を取り付けた図３のＡ部の拡大図を示している。

尚、排熱路変更部材３の取り付けは、Ｌ字状部材１７を天板１１及びダクト２にねじ止めして実施され、折り曲げ突部Ｂを下にして使用する場合は側板１８は外される。

このように、キャビネット１の排熱口１４を天板１１の中央部のみとする構成と、中央部から後部にかけて排熱流路を形成してキャビネット１後部からの排熱を良好に行う構成とを、排熱路変更部材３を操作するだけで変更することができる。そのため、キャビネット１の中央部付近に排熱流路がある場合とキャビネット１後部に排熱流路がある場合の双方に対して、ダクト２の位置や天板１１を変更することなく簡易な変更操作で排熱位置を変更して対応できる。
また、切り欠き部２ａ及び開口部１１ａを閉塞するよう排熱路変更部材３を装着する場合は、閉塞に寄与しない側板１８を取り外すことができ、大きな突起部となる側板１８をなくすことで、排熱路変更部材３はメンテナンス作業等の邪魔にならない。

尚、上記実施形態は、サーバ２２，２５を収納するラックとしてのキャビネット１について説明したが、サーバ以外の電子機器、例えばルータやハブの収納に対しても良好に適用できる。
また、天板１１に形成した開口部１１ａをダクト２の略２倍の大きさとして形成しているが、この比率に限定するものでなく、たとえば開口部１１ａがダクトの３倍の奥行きとなっていても良い。この比率はキャビネット１の形状とダクトの大きさの関係や収納される電子機器の形状等で適宜変更されるものである。

１・・キャビネット、２・・ダクト、２ａ・・切り欠き部、３・・排熱路変更部材、１１・・天板、１０・・電子機器、１１ａ・・開口部、１４・・排熱口、１７・・Ｌ字状部材、１７ａ・・開口部閉塞面、１７ｂ・・起立閉塞面、１８・・側板。

Claims

キャビネットの天板に形成した開口部に上方に延設したダクトを接続し、キャビネット内の空気を前記開口部から前記ダクトを介して外部へ排気するキャビネットの排熱構造において、
前記開口部は前記天板の中央部から後部にかけて形成される一方、前記ダクトは四角形の筒体であって、ダクトの背面下部には前記開口部に連続するよう開口された切り欠き部を有し、
前記ダクトをキャビネットの中央部となる前記開口部の前側部分を覆う部位に装着すると共に、排熱路変更部材により前記開口部の残部及び前記切り欠き部を外側から閉塞することで排熱路が形成され、
前記排熱路変更部材は、直交する２つの面を有するＬ字状部材を有して一方の面を前記開口部の残部を閉塞するための開口部閉塞面、他方の面を前記切り欠き部を閉塞するための起立閉塞面とし、更に前記Ｌ字状部材の左右端部を閉塞するための左右側板を有し、前後反転して前記開口部及び前記切り欠き部に装着可能であり、
前後及び上下反転して装着することで、前記切り欠き部及び前記開口部の残部を閉塞して前記天板の中央部のみを排熱口として排熱路を形成する状態から、前記切り欠き部及び前記開口部の残部を連結して前記開口部全体を排熱口として排熱路を形成する状態へ変更可能であることを特徴とするキャビネットの排熱構造。
前記排熱路変更部材の前記側板は、着脱自在であることを特徴とする請求項１記載のキャビネットの排熱構造。