JP5929754B2 - 電子機器排気の冷却装置 - Google Patents
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Description
ラック内に搭載された電子機器からの排気を冷却する電子機器排気の冷却装置であり、
前記電子機器排気の冷却装置は、
前記ラック内に、その高さ方向に複数設置され、流入し通過する前記排気の熱で、内蔵された冷媒液を蒸発させ、冷媒蒸気とすることにより前記排気を冷却する蒸発部と、
前記複数の前記蒸発部への前記冷媒液の供給路であり、前記ラックの高さ方向に延びるマニホールド形状を有し、前記複数の蒸発部に共通のものとして接続される第1の流路と、
前記複数の蒸発部からの前記冷媒蒸気の排出路であり、前記ラックの高さ方向に延びるマニホールド形状を有し、前記複数の蒸発部に共通のものとして接続される第2の流路と、
前記ラックの上方に配置され、前記第1の流路及び前記第2の流路に接続され、前記第2の流路に排出された前記冷媒蒸気を凝縮して前記冷媒液にして、前記第1の流路に供給する凝縮部と、
を有し、
前記蒸発部は、
冷媒蒸気を貯留する冷媒蒸気タンクと、
該冷媒蒸気タンクより下方に設けられ、冷媒液を貯留する冷媒液タンクと、
該冷媒液タンク及び前記冷媒蒸気タンクに連通した複数の冷媒チューブと、
前記冷媒チューブに接合され、前記排気の熱を受熱する受熱フィンと、
から構成されており、
前記第1の流路は、前記ラックの幅方向における前記冷媒液タンクの一端と接続され、
前記第2の流路は、前記ラックの幅方向における前記冷媒蒸気タンクの他端と接続され、
前記ラックの高さ方向の前記蒸発部の長さは、EIA規格で規定される1Uをラックの高さの単位として、前記ラックの高さ方向における前記蒸発部の設置された位置に応じて2U、3U及び4Uのいずれかである。
実施の形態1に係る冷却装置10は、図1に示すように、ラック100と、複数の蒸発部201と、冷媒液が流れる液管306と、冷媒蒸気が流れる蒸気管305とから構成されている。ラック100には高さ方向に複数の電子機器が搭載される。以下では、ラック100の幅方向を、ラック100内に電子機器102を搭載する際に電子機器102を挿入する方向及び高さ方向のいずれにも直交する方向と定義する。
この発明は、上記の例に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記説明では、電子機器102の高さ寸法と蒸発部201の高さ寸法とが一致している例を示したが、必ずしも電子機器102の高さ寸法を蒸発部201の高さ寸法と合わせる必要はない。あらかじめ配置された蒸発部201の高さ寸法に対して、ラック100に搭載される電子機器102の高さ寸法は1U単位で任意である。例えば、図9に示すように、高さ寸法3Uの蒸発部201がラックの高さ方向に4個配置されている場合に、高さ寸法2Uの電子機器102がラックの高さ方向に6個搭載されてもよい。
実施の形態2に係る冷却装置20は、電子機器102と蒸発部201との間に、整流部202を備える。整流部202は、電子機器102からの排気を蒸発部201の排気流入面の方向に向かうように整流し導く。特に、整流部202は、図10に示すように、蒸発部201の幅寸法が、電子機器102の幅寸法と比して短く構成されている場合に、特に有効である。なお、ラック100に搭載される電子機器102の幅寸法は、EIA規格によって規定されており、19インチ(482.6mm)である。なお、実施の形態2において、実施の形態1の場合と同じ部材及び構成については図示及び説明を省略する。
実施の形態3に係る冷却装置30は、図11に示すように、蒸発部201がラックの幅方向に第1の蒸発部307と第2の蒸発部308とに区分され、電子機器102からの排気を第1の蒸発部307へ整流する整流部309が、実施の形態2と同様に、電子機器102と第1の蒸発部307の排気流入面との間に設けられている。整流部309は、電子機器102からの排気を第1の蒸発部307の排気流入面の方向に向かうように整流する。
実施の形態4に係る冷却装置40は、図12に示すように、ラック100の高さ方向に複数段設けられた蒸発部201が、電子機器102からリアドア104に向かって手前から、第1の層310と第2の層311とから構成されている。第1の層310は、4段の蒸発部201を有し、第2の層311は、3段の蒸発部201を有する。さらに、第2の層311の各蒸発部201は、第1の層310において上下に隣り合う蒸発部201同士の境目に重なるように、いわゆる千鳥配置されている。なお、実施の形態4において、実施の形態1の場合と同じ部材及び構成については図示及び説明を省略する。
実施の形態5は、実施の形態1乃至4で説明した冷却装置10、20、30又は40を備えた冷却システム50に関するものである。この冷却システム50は、図13に示すように、実施の形態1乃至4で説明した冷却装置10、20、30又は40と、ラック100外に設けられた凝縮部302と、冷却装置10、20、30又は40内の各蒸発部201と凝縮部302の間を、液管306と蒸気管305とを通って循環する冷媒(冷媒液206及び冷媒蒸気207)と、から構成されている。なお、この冷媒は蒸発部201を構成する冷媒と同一の冷媒である。
上記実施の形態においては、凝縮部302と冷却装置とが1対1の関係で接続される例を示したが、ひとつの凝縮部302に対し、複数の冷却装置が接続されてもよい。
ラック内に搭載された電子機器からの排気を冷却する電子機器排気の冷却装置であり、
前記電子機器排気の冷却装置は、
前記ラック内に、その高さ方向に複数設置され、流入し通過する前記排気の熱で、内蔵された冷媒液を蒸発させ冷媒蒸気とすることにより前記排気を冷却する蒸発部と、
前記蒸発部への前記冷媒液の供給路である第1の流路と、
前記蒸発部からの前記冷媒蒸気の排出路である第2の流路と、
を有し、
前記ラックの高さ方向の前記蒸発部の長さは、1Uを44.45mmとして、前記ラックの高さ方向における前記蒸発部の設置された位置に応じて2U、3U及び4Uのいずれかであり、
前記第1の流路と前記第2の流路とは、前記複数の蒸発部に共通して接続されている、
電子機器排気の冷却装置。
前記蒸発部は、
冷媒蒸気を貯留する冷媒蒸気タンクと、
該冷媒蒸気タンクより下方に設けられ、冷媒液を貯留する冷媒液タンクと、
該冷媒液タンク及び前記冷媒蒸気タンクに連通した複数の冷媒チューブと、
前記冷媒チューブに接合され、前記排気の熱を受熱する受熱フィンと、
から構成されていることを特徴とする付記1に記載の電子機器排気の冷却装置。
前記冷媒チューブは直管で形成されている、
ことを特徴とする付記2に記載の電子機器排気の冷却装置。
前記蒸発部の前記排気の流入側に、前記排気を前記蒸発部方向へ整流する整流部をさらに有する、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の電子機器排気の冷却装置。
前記蒸発部は、前記排気の通過する方向に少なくとも2重の層をなして配置されている、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の電子機器排気の冷却装置。
前記蒸発部は、前記ラックの幅方向に区分された第1の領域と、第2の領域と、から構成され、
前記整流部は、前記排気を前記第1の領域の方向に整流するとともに、前記第2の領域に対して遮蔽し、
前記第1の領域を基準とし、前記第1の領域の前記排気の流入する面とは反対側に設けられ、前記第1の領域を通過した前記排気を前記第1の領域の前記排気の流入する面とは反対側の前記第2の領域の面に導く変流部、をさらに有する、
ことを特徴とする付記4に記載の電子機器排気の冷却装置。
前記2重の層は、各層を構成する複数の前記蒸発部の前記ラックの高さ方向の配置が、相互に千鳥配置となる、
ことを特徴とする付記5に記載の電子機器排気の冷却装置。
前記千鳥配置は、一方の層を構成する複数の前記蒸発部において、前記ラックの高さ方向に隣り合う前記蒸発部間の空隙部、又は前記隣り合う前記蒸発部の内、下方に位置する前記蒸発部の上部所定の長さの部分を通過する前記排気が、いずれも他方の層を構成する前記蒸発部の下部所定の長さの部分を通過するように配置されたものである、
ことを特徴とする付記7に記載の電子機器排気の冷却装置。
付記1乃至8のいずれか1つに記載の電子機器排気の冷却装置と、
前記電子機器排気の冷却装置の上方に配置された凝縮部と、
前記凝縮部と前記電子機器排気の冷却装置との間を循環する冷媒と、
を有し、
前記凝縮部が、前記電子機器排気の冷却装置内の前記第1の流路と前記第2の流路に接続されている、
電子機器排気の冷却システム。
20 冷却装置
30 冷却装置
40 冷却装置
50 冷却システム
100 ラック
101 レール
102 電子機器
103 ファン
104 リアドア
105 排気
106 変流部
201 蒸発部
202 整流部
203 ラック排熱
204 沸騰冷却排熱
205 受熱フィン
206 冷媒液
207 冷媒蒸気
208 冷媒蒸気タンク
209 冷媒液タンク
210 冷媒チューブ
220 排気矢印
230 排気矢印
301 接続部
302 凝縮部
303 冷却部
304 ルーム天井
305 蒸気管
306 液管
307 第1の蒸発部
308 第2の蒸発部
309 整流部
310 第1の層
311 第2の層
312 インナードア
Claims (9)
- ラック内に搭載された電子機器からの排気を冷却する電子機器排気の冷却装置であり、
前記電子機器排気の冷却装置は、
前記ラック内に、その高さ方向に複数設置され、流入し通過する前記排気の熱で、内蔵された冷媒液を蒸発させ、冷媒蒸気とすることにより前記排気を冷却する蒸発部と、
前記複数の前記蒸発部への前記冷媒液の供給路であり、前記ラックの高さ方向に延びるマニホールド形状を有し、前記複数の蒸発部に共通のものとして接続される第1の流路と、
前記複数の蒸発部からの前記冷媒蒸気の排出路であり、前記ラックの高さ方向に延びるマニホールド形状を有し、前記複数の蒸発部に共通のものとして接続される第2の流路と、
前記ラックの上方に配置され、前記第1の流路及び前記第2の流路に接続され、前記第2の流路に排出された前記冷媒蒸気を凝縮して前記冷媒液にして、前記第1の流路に供給する凝縮部と、
を有し、
前記蒸発部は、
冷媒蒸気を貯留する冷媒蒸気タンクと、
該冷媒蒸気タンクより下方に設けられ、冷媒液を貯留する冷媒液タンクと、
該冷媒液タンク及び前記冷媒蒸気タンクに連通した複数の冷媒チューブと、
前記冷媒チューブに接合され、前記排気の熱を受熱する受熱フィンと、
から構成されており、
前記第1の流路は、前記ラックの幅方向における前記冷媒液タンクの一端と接続され、
前記第2の流路は、前記ラックの幅方向における前記冷媒蒸気タンクの他端と接続され、
前記ラックの高さ方向の前記蒸発部の長さは、EIA規格で規定される1Uをラックの高さの単位として、前記ラックの高さ方向における前記蒸発部の設置された位置に応じて2U、3U及び4Uのいずれかである、
電子機器排気の冷却装置。 - 前記第1の流路と前記第2の流路とは、前記ラックの幅方向において前記蒸発部を挟むように配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記冷媒チューブは直管で形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記蒸発部の前記排気の流入側に、前記排気を前記蒸発部方向へ整流する整流部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記蒸発部は、前記排気の通過する方向に少なくとも2重の層をなして配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記蒸発部は、前記ラックの幅方向に区分された第1の領域と、第2の領域と、から構成され、
前記整流部は、前記排気を前記第1の領域の方向に整流するとともに、前記第2の領域に対して遮蔽し、
前記第1の領域を基準とし、前記第1の領域の前記排気の流入する面とは反対側に設けられ、前記第1の領域を通過した前記排気を前記第1の領域の前記排気の流入する面とは反対側の前記第2の領域の面に導く変流部、をさらに有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記2重の層は、各層を構成する複数の前記蒸発部の前記ラックの高さ方向の配置が、相互に千鳥配置となる、
ことを特徴とする請求項5に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記千鳥配置は、一方の層を構成する複数の前記蒸発部において、
前記ラックの高さ方向に隣り合う前記蒸発部間の空隙部、又は前記隣り合う前記蒸発部の内、下方に位置する前記蒸発部の上部所定の長さの部分を通過する前記排気が、いずれも他方の層を構成する前記蒸発部の下部所定の長さの部分を通過するように配置されたものである、
ことを特徴とする請求項7に記載の電子機器排気の冷却装置。 - 前記1Uは44.45mmである、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子機器排気の冷却装置。
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