JP6630537B2 - ラックエアフロー導管 - Google Patents

Description

サーバシステムはクライアント−サーバ構成の一部として動作し、クライアントシステムの代わりにいくつかのコンピューティングタスクを行うことによりクライアントシステムの要求を満たす。サーバコンピューティングシステム例は、データベース、ファイル、メール、プリント、アプリケーション、ウェブ、ゲーミングサーバなどを含む。サーバコンピューティングシステムはしばしば間断なく長期間稼働し、サーバシステム可用性の期待値はしばしばとても高いため、サーバ構成部品の信頼性と耐久性が非常に重要となる。サーバ構成部品の最大信頼性を維持するために、サーバ構成部品は一般に指定の温度範囲内に保たれる。

サーバコンピューティングシステムのサーバ構成部品は、様々な業界、たとえばオーディオ、ビデオ、電気通信、コンピューティング、エンターテイメントなどにわたり通例使用されるサーバラックに編成されて搭載されてよい。サーバ構成部品は、サーバラック内に適切な温度環境を維持するために、サーバラックの前側で冷気を受けてサーバラックの後側から熱気を排出するように構成されてよい。１度の温度増加につきサーバ構成部品の期待寿命が半減されることがあるので、サーバ構成部品は温度制御環境で動作する。情報への要求が高まるにつれて、サーバ構成部品の処理能力も向上し、それによりサーバラック内のプロセッサ密度と熱レベルがますます高くなる。

したがって、サーバコンピューティングシステム環境でのサーバ構成部品の改善された冷却を可能にする解決策への要望が発生した。さらには、ラックユニット内に装着されるサーバ構成部品の周囲温度の安定性を改善する要望が存在する。たとえば、サーバ構成部品のための改善された温度環境は、冷通路からの冷気をサーバ構成部品を収容するラックユニットのフレームの後側に熱的に結合することにより実現されてよい。

いくつかの実施形態によれば、ラックユニットは、その前側に装着ブラケットが装着されたフレームを含む。ブラケットはフレームをサーバラックに装着するように構成される。導管がフレームの後側に結合され、フレームから調節可能に延在するように構成されてよい。導管は導管内の空気をサーバラック内の空気から実質的に熱的に隔離するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、ラックユニットはフレームとフレームに結合された導管を含む。導管はフレームから延在するように構成され、フレームとサーバラックのサイドとの間に流路を提供する。流路は、流路を通して気体流を実質的に熱的に隔離するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、ラックユニットはサーバラック内に装着するように構成されたフレームを含む。ラックユニットはまた、フレーム内の第１のボリュームの気体を第１のサーバラック内の第２のボリュームの気体から熱的に隔離する手段を含む。たとえば、隔離する手段は、フレームから調節可能な距離だけ延在するように構成された入れ子式スリーブ要素を含んでよい。別の例として、隔離する手段は、いくつかのレール上に装着されたパネルを含んでよい。さらには、隔離する手段は、フレームから調節可能な距離だけ延在するように構成されてよい。

これらのならびに他の特徴および態様は、以下の図面、記述、および添付の特許請求の範囲を参照することでより良く理解されるであろう。

いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有するラックユニットを例示する図である。 いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有する別のラックユニットを例示する図である。 いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有するサーバラックを例示する図である。 いくつかの実施形態に係るラックユニットを有するサーバラックを例示する図である。

ここで様々な実施形態に詳細な参照がなされていくが、その例は添付の図面に例示される。特許請求される実施形態が様々な実施形態と共に記述されていくが、これらの様々な実施形態は実施形態の範囲を限定するものとは意図されないことが理解されるであろう。それどころか、特許請求される実施形態は代替物、変更、および均等物を包括するものと意図され、これらも添付の特許請求の範囲内に含まれてよい。さらには、以下の詳細な記述では、特許請求される実施形態の完全な理解を提供するために多くの特定の詳細が記載される。しかしながら、特許請求される実施形態はこれらの特定の詳細なしに実施されてよいことが当業者には明白であろう。他の例では、周知の方法、手順、構成部品、および回路は、特許請求される実施形態の態様が分かりにくくならないように、詳細には説明されない。

本明細書で使用される術語はいくつかの概念を記述する目的であり、術語は限定的であるものとは意図されないことも当業者により理解されるべきである。別途の指示がなければ、序数（たとえば、第１の、第２の、第３のなど）は要素またはステップ群での異なる要素またはステップを区別または特定するために使用され、その実施形態の要素またはステップに連続的または数的な限定は加えない。たとえば、「第１の」、「第２の」、および「第３の」要素またはステップは必ずしもその順序で現れる必要はなく、その実施形態は必ずしも３つの要素またはステップに限定される必要はない。別途の指示がなければ、「左」、「右」、「前」、「後」、「頂」、「底」、「先の」、「逆の」、「時計回りに」、「反時計回りに」、「上に」、「下に」などの標識、または「上の」、「下の」、「前の」、「後ろの」、「垂直の」、「水平の」、「近位の」、「遠位の」などの他の同様の用語は便宜上使用され、たとえばいかなる特定の固定位置、方位、または方向を含意するものとは意図されないことも理解されるべきである。代わりに、そのような標識は、たとえば相対位置、方位、または方向を反映するために使用される。別途の文脈の明示がなければ、単数形の「ある１つの」、「その１つの」は複数形の言及を含むことも理解されるべきである。

本明細書では、ラックユニット（ＲＵ）への言及は、サーバ構成部品を保持する装着フレームまたは、必要に応じて、サーバ構成部品の寸法、たとえば高さを記述する測定単位を指してよい。さらには、ラックユニットの前側または後側への言及は、ラックユニットのフレームにより画定される前側または後側をそれぞれ指してよい。いくつかの実施形態では、ラックユニットはサーバ構成部品を装着するためのフレームまたは筐体を含んでよい。

本明細書では、サーバラックのラックユニットに装着される電子機器への冷却エアフローを改善するための実施形態が提供される。サーバラック内に装着される１つまたは複数のサーバ構成部品は、サーバ構成部品の装着位置および奥行のために冷気区域から空気を引き入れることができないことがある。たとえば、サーバ構成部品は、サーバ構成部品の前側がサーバラックの後側に揃えられてサーバ構成部品の後側がサーバラックの前側に向けるように、サーバラック内に後向きに搭載されてよい。さらには、サーバ構成部品の奥行によっては、後向きに搭載されるサーバ構成部品は冷気区域に延在しないことがある。冷気区域から空気を引き入れることができないことはサーバ構成部品の寿命低減に至ることがある。

ネットワーキング構成部品、たとえばネットワークスイッチやルータなどはサーバラック内に搭載される他のサーバ構成部品をコンピュータネットワーク、たとえばインターネットやイーサネット（登録商標）などに接続またはネットワーク接続してよい。さらには、いくつかのサーバ構成部品の後に位置されるネットワーキングポートは、ネットワーキング構成部品の前側に位置されるネットワーキングポートにネットワーキングケーブルを通して接続されてよい。ネットワーキング構成部品とサーバラックに搭載されるその他のサーバ構成部品との間のケーブル布線を容易にするために、ネットワーキング構成部品は、ネットワーキング構成部品の前またはポート側がサーバラックの後側に揃えられてネットワーキング構成部品の後または電源側がサーバラックの前側に向くように搭載されてよい。後向き搭載を補償するために、ネットワーキング構成部品は、空気がサーバラックの前に向くネットワーク構成部品の後側から引き入れられてサーバラックの後側に向くネットワーク構成部品の前側を通して排出され得るように、リバースエアフロー構成で動作してよい。

ネットワーキング構成部品の奥行によっては、後向きに搭載されるネットワーキング構成部品の空気取入口はサーバラックの熱気区域内に位置されることがある。いくつかの実施形態では、ラックユニットはサイズ調節可能長さに延長可能である導管を含む。サイズ調節可能導管の使用は、サーバラックの熱気区域からのネットワーキング構成部品の空気取入口の熱的隔離を容易にし、サーバラックの冷気区域とネットワーキング構成部品の空気取入口との間に流路を提供する。ラックユニットはサーバラックの前側または後側に締結されてよく、サイズ調節可能導管は、ラックユニットがサーバラックに対して後向き搭載か前向き搭載かに応じて、それぞれ、サーバラックの後側または前側に延長される。いくつかの実施形態では、ラックユニットの側面を増加することなく、たとえばラックユニット高さが１ＲＵまたは１．７５インチ内で、冷気区域からの空気がネットワーキング構成部品の空気取入口に導かれてよい。

図１は、いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有するラックユニットを例示する。本開示は構成例の延長要素を有するサイズ調節可能導管を例示して説明するが、本開示は任意の適切な構成の延長要素を有するサイズ調節可能導管を企図して含む。ラックユニット１００はフレーム１０２、サイズ調節可能導管１０４、および装着ブラケット１０６を含んでよい。フレーム１０２はサーバ構成部品１２４と等しい２次元（２Ｄ）断面を画定してよい。装着ブラケット１０６はＬ字状ブラケットであってよく、装着ブラケット１０６の一端がフレーム１０２に締結され、装着ブラケット１０６の他端がサーバラックの装着ポストの対応する装着穴と揃うように離間された装着穴１０８を有する。装着穴１０８は、ラックユニット１００のフレーム１０２をサーバラックに装着するためにフレーム締結具１１０、たとえばねじ、ボルト、ケージナットなどを受け入れるように構成される。

ラックユニット１００の奥行はサイズ調節可能導管１０４の長さを調節することにより変更される。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管１０４は、フレーム１０２から延在または入れ子式に伸縮する１つまたは複数の摺動スリーブ要素１１２を含んでよい。たとえば、摺動スリーブ要素１１２はプラスチックから作製される射出成形スリーブなどの個材スリーブであってよい。別の例として、摺動スリーブ要素１１２は位置決めねじ１１４により適所で締結される複数の要素を有するスリーブであってよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管１０４の総厚とフレーム１０２の高さが業界標準ＲＵ、たとえば１．７５インチを順守するように、複数組のスリーブ要素１１２が互いに入れ子式にされてよい。

いくつかの実施形態では、摺動スリーブ要素１１２は溝１１６付きのレール構造により支持されてよい。レール構造はサイドパネルを含んでよく、またスリーブ要素１１２がレール構造の頂部および底部に重なるように構成されてよい。さらには、スリーブ要素１１２の位置は、対応する溝１１６に締め込まれてよい１つまたは複数の位置決めねじ１１４の使用によって適所に配置されてよい。スリーブ要素１１２はサイドパネルまたはレール構造と共に、空気がサイズ調節可能導管１０４の遠位端からフレーム１０２の後側への間で存在してよいサイズ調節可能導管１０４のボリュームを画定する。

いくつかの実施形態では、ラックユニット１００は、冷気区域からの冷気がラックユニット１００から導かれるように、通気穴１１８が穿孔される面板１２０を含んでよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管１０４は、ラックユニット１００後方に搭載されるサーバ構成部品１２４とサーバラック内の他のラックユニットからの冷気流との間の隔離を提供しつつも、ケーブル、たとえば電源コードやネットワークケーブルなどがサーバ構成部品１２４に結合されるようにする１つまたは複数の入口点または開口１２２を含んでよい。一例として、入口点１２２はサイズ調節可能導管１０４の遠位部に製作されてよい。ケーブル入口点１２２は１つまたは複数のケーブルのサイズに合わせられる切欠き付きのカバー板を含んでよい。いくつかの例では、カバー板は金属、プラスチック、ＰＶＣ、繊維ガラスなどを用いて製作されてよい。別の例では、カバー板は、ケーブルが通される切込み付きの弾性変形可能材料、たとえばゴムやエラストマーなどのパネルであってよい。一例として、カバー板は、ケーブルが通されるように構成された間隙により分離される複数のパネルを含んでよい。いくつかの実施形態では、ケーブル入口点１２２は垂直方向に向けられてよい。他の実施形態では、ケーブル入口点１２２は水平方向に向けられてよい。

上述のように、サーバ構成部品１２４はネットワーキング構成部品、たとえばルータ、スイッチ、ハブなどであってよい。ネットワーキング構成部品は装着ブラケット１０６を用いてサーバラックの後側に搭載されてリバースエアフロー構成で動作してよい。サイズ調節可能導管１０４は、サイズ調節可能導管１０４の遠位端がサーバ構成部品１２４の後側に実質的に揃えられるように延長されてよい。この構成では、冷気はフレーム１０２を通してネットワーク構成部品の電源側に引き入れられてよい。加えて、延長するサイズ調節可能導管１０４はネットワーキング構成部品をサーバラック内の熱気区域から熱的に隔離する。上述のように、一定温度環境を維持することはサーバ構成部品１２４の信頼性を決定する重要な要因であり、サイズ調節可能導管１０４の使用はネットワーキング構成部品のために一定温度環境を維持することを容易にする。

図２は、いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有する別のラックユニットを例示する。ラックユニット２００はフレーム２０２、サイズ調節可能導管２０４、および装着ブラケット２０６を含んでよい。上述のように、装着ブラケット２０６はＬ字状ブラケットであってよく、装着ブラケット２０６の一端がフレーム２０２にボルト締めされ、装着ブラケット２０６の他端がサーバラックの装着ポストの対応する装着穴と揃うように位置決めされる装着穴２０８を有する。装着穴２０８は、ラックユニット２００のフレーム２０２をサーバラックに装着するために装着締結具、たとえばねじ、ボルト、ケージナットなどを受け入れるように構成される。

ラックユニット２００の奥行は、サイズ調節可能導管２０４がフレーム２０２の後側から延在する距離を調節することにより変更可能である。本開示はサイズ調節可能導管をサーバ構成部品の後側に対して位置決めする方法例を例示して説明するが、本開示は、レールの穴に配置される位置締結具またはペグなど、サイズ調節可能導管を位置決めする任意の適切な方法を企図する。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管２０４はレール２１６を含んでよく、１つまたは複数のパネル２１２が１つまたは複数の位置決めねじ２１４の使用によってレール２１６上の適所に配置されてよい。他の実施形態では、サイズ調節可能導管２０４はレール２１６に取り付けられるサイドパネルを含んでよい。レール２１６がサイドパネルを含んでよく、またパネル２１２がレール２１６の頂部および底部に重なるように構成されてよい。いくつかの実施形態では、レール２１６は、フレーム２０２と共に適所に固定されるレール、および固定レールにより支持される対応する可動レールを含んでよい。パネル２１２はサイドパネルまたはレール２１６と共に、冷気がフレーム２０２からサイズ調節可能導管２０４へ流れてよいサイズ調節可能導管２０４のボリュームを画定する。

レール２１６の可動レールはフレーム２０２から延出し、それによりサイズ調節可能導管２０４を適所へ移動させてよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管２０４は固定長であってよく、サイズ調節可能導管２０４がフレーム２０２の後側から延在する距離は、サイズ調節可能導管２０４をレール２１６に沿って移動させることにより調節されてよい。レール２１６およびサイズ調節可能導管２０４の長さはレール２１６と統合されるロック機構（図示せず）によって設定されてよい。一例では、ロック機構は、レール２１６の穴にロックし、それによりレール２１６を適所にロックするばね付きペグであってよい。

いくつかの実施形態では、サーバ構成部品２２４はネットワーキング構成部品、たとえばルータ、スイッチ、ハブなどであってよい。サーバ構成部品２２４の信頼性は、一定温度環境を維持することにより高められる。上述のように、ネットワーキング構成部品の空気取入口は、ネットワーキング構成部品の奥行不足のために、サーバラックの熱気区域内に位置されることがある。サイズ調節可能導管２０４は、サーバラック外部の空気がネットワーキング構成部品の空気取入口に流れるようにする導管を提供することにより、ネットワーキング構成部品のために一定温度環境を維持することを容易にする。たとえば、サイズ調節可能導管２０４は、冷却空気がサイズ調節可能導管２０４を通して流れ込み、ネットワーキング構成部品の電子装置を冷却できるように、サイズ調節可能導管２０４の端がサーバラックのサイドに実質的に揃えられるように位置決めされてよい。加熱空気は次いでサーバラックの反対側を通して排出されてよい。

いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管２０４は位置決めねじ２１４により適所でレール２１６に締結される複数のパネル２１２を含んでよい。別の例として、パネル２１２は、レール２１６により画定される頂面および底面を覆うプラスチックまたは金属の個材として構成されてよい。パネル２１２はサイドパネルまたはレール２１６と共に、サイズ調節可能導管２０４のボリュームを画定する。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管２０４は、サイズ調節可能導管２０４の総厚とフレーム２０２の高さが業界標準ＲＵを順守するように、フレーム２０２内に入れ子式にされてよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管２０４の延在距離はパネル２１２を追加または撤去することにより変更されてよい。別の例として、サイズ調節可能導管２０４の距離は異なる長さのパネル２１２を入れ替えることにより変更されてよい。

上述のように、サイズ調節可能導管２０４は、サーバラックの後に搭載されるサーバ構成部品２２４とサーバラックの前からサーバラックの後への冷気流との間の隔離を提供しつつも、ケーブル、たとえば電源コードやネットワーキングケーブルなどがラックユニット２００後方に収容されるサーバ構成部品２２４に結合されるようにする開口２２２を含んでよい。高可用性サーバ設計では、サーバ構成部品２２４は冗長電源を含んでよく、サーバ構成部品２２４はサーバ構成部品２２４の電源ユニット（ＰＳＵ）の故障の場合にも動作したままでいられる。たとえば、ネットワーキングスイッチは２つのＰＳＵを使用してよく、ネットワーキングスイッチはＰＳＵの一方の故障の場合にも動作し続けられる。サイズ調節可能導管２０４の開口２２２は、単一または二重ＰＳＵを有するサーバ構成部品２２４のためにそれぞれ単一または二重電源ケーブルを収容するように構成されてよい。

図３は、いくつかの実施形態に係るサイズ調節可能導管を有するサーバラックを例示する。サーバ構成部品はネットワーキング構成部品、電源、プロセッサマザーボード、ストレージ構成部品、特殊構成部品などを含んでよい。ストレージ構成部品例はハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＨＤＤとＳＳＤの両方を含むハイブリッドドライブなどを含んでよい。特殊構成部品例はグラフィック、処理システムなどを含む。上述のように、サーバ構成部品はサーバラック３０６内にラックユニット３００Ａ〜３００Ｃを用いて搭載されてよい。サーバコンピューティングシステムが、構造的、電気的、ネットワーキング、温度制御支援などを各サーバラック３０６に搭載されるサーバ構成部品に提供する１つまたは複数のサーバラック３０６として構成されてよい。

ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃは、サーバ構成部品を支持するための、かつ業界標準を順守する物理的寸法、たとえば高さや幅などを有するフレームを含んでよい。いくつかの実施形態では、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃの高さは１．７５インチまたは１ＲＵの倍数に標準化されてよい。他の実施形態では、ラックユニットの幅が標準化されてよい。一例として、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃは１９インチの幅を有してよい。別の例として、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃは２３インチの幅を有してよい。いくつかの実施形態では、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃのフレームはフレーム内に収容されるサーバ構成部品を囲む筐体を形成するために使用されてよい。いくつかの実施形態では、フレームはアルミニウム、スチールなどを用いて製作されてよい。たとえば、金属またはプラスチックパネルが、対応するサーバ構成部品のための筐体を形成するためにラックユニット３００Ａ〜３００Ｃのフレームに取り付けられよい。

サーバラック３０６は、機械的支持をラックユニット３００Ａ〜３００Ｃに提供するためにサーバラック３０６の前側または後側に装着ポスト（図示せず）を含んでよい。たとえば、サーバラック３０６は、１対のポストをサーバラック３０６の前側に、および反転１対の後装着ポストをサーバラック３０６の後側に含む４つのポストを有してよい。装着ポストは特定の種類のねじ付きボルトを受け入れるようにねじ立てられてよい、いくつかの装着穴を有する。たとえば、装着穴は１．２５インチと０．５インチの交互の間隔でねじ立てられてよい。装着ポストが薄くてねじ立てられない場合は、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃはリブナットまたは他のねじ付き締結具を用いて装着されてよい。サーバラック３０６の装着ポストは、ボルトが装着穴を通して拘束なしに自由に挿入されるようにするほど十分に大きいクリアランスホール、たとえば丸穴やねじなし丸穴、Ｖｅｒｓａレールなどを使用してよい。ボルトはケージナットなどの締結具を用いて適所に締結されてよい。いくつかの実施形態では、ネットワーキング構成部品はサーバラック３０６にラックユニット３００Ａ〜３００Ｃを用いて搭載されてよい。いくつかの実施形態では、ラックユニット３００Ｂ〜３００Ｃは、ラックユニット３００Ｂ〜３００Ｃの前がサーバラック３０６の前側に対応し、かつラックユニット３００Ｂ〜３００Ｃの後側がサーバラック３０６の後側に対応するように、サーバラック３０６に前向きに搭載されてよい。他の実施形態では、ラックユニット３００Ａは、ラックユニット３００Ａの前がサーバラック３０６の後側に対応し、ラックユニット３００Ａの後側がサーバラック３０６の前側に向くように、サーバラック３０６に後向きに搭載されてよい。

いくつかの実施形態では、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃはサーバラック３０６のレール（図示せず）により機械的に支持されて、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃはレールに沿ってサーバラック３０６内外へ移動されてよい。サーバ構成部品は、レールにより支持され、かつ前または後装着ポストに締結されるラックユニット３００Ａ〜３００Ｃを用いてサーバラック３０６内に配置されてよい。レールは、ラックユニットに装着されるサーバ構成部品が検査または保守され得るように、ラックユニットをサーバラック３０６外である位置に、たとえば摺動レールによって支持するように構成されてよい。たとえば、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃを支持するレールは、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃが検査または保守のためにサーバラック３０６から延出されたときに移動することを防止するために適所にロックされてよい。たとえば、サーバラック３０６はレールの穴に落ち込んでラックユニット３００Ａ〜３００Ｃを適所に保持するロックピンを有してよい。サーバ構成部品に検査または保守が行われた後、ラックユニット３００Ａ〜３００Ｃはサーバラック３０６内のその装着位置に元の通り配置されてよい。

サーバ構成部品はサーバラック３０６内に、サーバラック３０６の前側から冷気を引き入れてサーバラック３０６の後側を通して加熱空気を排出する構成で搭載されてよい。つまり、サーバ構成部品は、サーバ構成部品のファンがサーバラック３０６の前側に位置される冷通路からサーバ構成部品の電子装置にわたり冷気を引き込むように搭載されてよい。サーバ構成部品のファンは次いでサーバラック３０６の後側を通して加熱空気を排出してよい。いくつかの実施形態では、冷気区域はサーバラック３０６の前部に形成され、熱気区域はサーバラック３０６の後部に形成されてよい。たとえば、熱気区域の温度は７０℃にも達することがある。サーバラック３０６の熱気区域の温度と冷気区域の温度との間に連続温度勾配が存在してよいことが認識されるであろう。

サーバ構成部品３００Ａ〜３００Ｃは異なる奥行を有してよい。たとえば、１つまたは複数のサーバ構成部品３００Ａはサーバラック３０６の全奥行よりも小さい奥行を有してよい。一例として、ネットワーキング構成部品、たとえばネットワークスイッチやルータなどはサーバラック３０６の全奥行よりも小さい奥行を有してよく、また上述のように、サーバラック３０６に後向きに搭載されてよい。上述のように、ネットワーク機器は、ネットワーク構成部品のポート側がサーバラック３０６の後側に揃えられるように搭載され、また空気がサーバラック３０６の後側を通して排出されるようにリバースエアフローで動作するように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、サーバ構成部品は、図１および図２に前述のように、サイズ調節可能導管３０４を含むラックユニット３００Ａ内に装着されてよい。サイズ調節可能導管３０４を有するラックユニット３００Ａは、「新設」サーバシステムのために、および「改設」サーバシステムのために、使用されてよい。「新設」サーバシステムは空のサーバラック３０６に初めてサーバラックユニット３００Ａ〜３００Ｃが組み込まれる状況を指す。対照的に、「改設」サーバシステムは組み込み済みサーバラック３０６に１つのラックユニットのみが設置される状況を指す。上述のように、ラックユニット３００Ａの寸法は、ラックユニット３００Ａがサーバラック３０６の利用可能なスロットに装着され得るように業界標準を順守してよい。加えて、「改設」サーバシステムの場合、ラックユニット３００Ａは非侵入式保守手順、たとえばサーバ構成部品からのＰＳＵの撤去／サーバ構成部品へのＰＳＵの追加を行うように構成されてよい。たとえば、サイズ調節可能導管３０４はその延長位置からラックユニット３００Ａのフレーム内へ元の通り引っ込められてよく、それによりサーバラック３０６に装着されたままでサーバ構成部品への保守のためのアクセスを可能にする。保守が行われれば、サイズ調節可能導管３０４はその延長長さに戻されてよい。

サイズ調節可能導管３０４はアルミニウム、スチール、プラスチック、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、繊維ガラスなどを用いて製作されてよい。サイズ調節可能導管３０４の長さは、サイズ調節可能導管３０４がサーバラック３０６の前側に揃うよう調節されてよく、それにより隣接するラックユニット３００Ｂ〜３００Ｃに装着されるサーバ構成部品から発せられる熱気および／または熱排気がラックユニット３００Ａに引き入れられることを防止し、熱気再循環を排除する。サイズ調節可能導管３０４の長さはラックユニット３００Ａのフレーム内に装着されるサーバ構成部品のサイズに基づいて調節されてよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管３０４の長さは、サイズ調節可能導管３０４の遠位端がサーバラック３０６の前側または後側に揃うように調節されてよい。たとえば、サイズ調節可能導管３０４の長さは、ネットワーキング構成部品を有する後向きに装着されたラックユニット３００のサイズ調節可能導管３０４の遠位端がサーバラック３０６の後側に揃えられるように、調節されてよい。この構成では、サイズ調節可能導管３０４は、ネットワーキング構成部品の電源側が熱気区域から実質的に熱的に隔離され、かつ空気が後述の冷通路から引き込まれてよいようにするボリューム３０２を画定する。本明細書では、熱的隔離への言及は、サイズ調節可能導管３０４のボリューム３０２内の空気とサーバラック内の空気との間の、たとえば１℃よりも少ない熱交換の欠如を指してよい。

一例として、サーバラック内のサーバ構成部品をコンピューティングネットワーク、たとえばインターネットやローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などに接続するために、ネットワークスイッチが使用されてよい。ネットワークスイッチは前側に位置されるネットワークポートを有してよい。ネットワークスイッチは、前向きに搭載されるサーバ構成部品の後側に位置されるネットワークポートとネットワークスイッチの前側に位置されるネットワークポートとの間の有線接続を容易にするためにサーバラックに後向きに搭載されてよい。後向きに搭載されるネットワークスイッチは、冷却空気がネットワーキングスイッチの電源側から引き込まれてネットワーキングスイッチのポート側から排気されるようにリバースエアフローで動作することが通例である。上述のように、ネットワーキングスイッチの奥行はサーバラックの奥行よりも深くなくてよい。この理由で、リバースエアフローで動作する後向きに搭載されるネットワーキングスイッチは、サーバラック外からの冷却空気へのアクセスを有しなくてよく、代わりにサーバラック内からの熱気を引き込んでよい。

後向きに搭載されるネットワーキング構成部品を含むラックユニットのサイズ調節可能導管３０４は、サイズ調節可能導管３０４がネットワーキング構成部品の電源側の空気取入口をサーバラックの前側に位置される冷却空気に熱的に結合するように延長されてよい。本明細書では、熱的結合への言及は、サイズ調節可能導管３０４のボリューム（volume）３０２内の空気とサーバラックの前側に隣接する冷通路の空気との、たとえば２℃以内の実質的な熱平衡状態を指してよい。サーバラックの前側に隣接する冷気はボリューム３０２を通してネットワーキング構成部品の電源側に引き込まれてよく、そこで冷却空気はネットワーキング構成部品により発生される熱を対流によって吸収する。加熱空気は次いでネットワーキング構成部品の電源側を通してサーバラックの後側に排出される。

たとえば、後向きに搭載されるネットワーキング構成部品のサイズ調節可能導管３０４は、サイズ調節可能導管３０４の遠位端をサーバラック３０６の前側の装着ポストに締結することにより、適所に固定されてよい。一例では、レールはサイズ調節可能導管３０４を適所に保持するロック機構を含んでよい。たとえば、ロック機構は、レールの穴にロックし、それによりサイズ調節可能導管３０４をサーバ構成部品の後側に対して延長位置に保持するばね付きペグであってよい。別の例では、サイズ調節可能導管３０４は、サーバ構成部品の後側に対して延長され、レールの穴に挿入される位置決めねじの使用によって適所に保持されてよい。

サイズ調節可能導管３０４がサーバラック３０６の前側に揃えられ、ネットワーキング構成部品がリバースエアフロー構成で動作すると、空気はサーバラック３０６の前側からラックユニット３００Ａのフレームの後側に引き入れられてサーバラック３０６の後側を通して排出されてよい。つまり、サーバラック３０６の前側に揃うように延長されると、サイズ調節可能導管３０４のボリューム３０２はラックユニットのフレームの後側を冷通路に熱的に結合するのに役立つ。サイズ調節可能導管３０４の長さが延長されるにつれ、ボリューム３０２はサイズ調節可能導管３０４の長さおよび幅により画定されてよい。いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管３０４により画定されるボリューム３０２は直方体ボリューム（rectangular-cuboid volume）であってよい。

いくつかの実施形態では、サイズ調節可能導管３０４はサーバ構成部品に直接装着されてよい。一例として、サイズ調節可能導管３０４は、レールまたはブラケットを締結するために通常使用されるサーバ構成部品の装着穴を用いて、サーバ構成部品の後側に装着されてよい。たとえば、サイズ調節可能導管３０４は、サーバ構成部品の装着穴に締結されるＬ字状ブラケットまたはラックイヤーを用いて、サーバ構成部品に装着されてよい。別の例として、サイズ調節可能導管３０４はサーバ構成部品の後側を超えて延在する装着ブラケットに締結されてよい。

図４は、いくつかの実施形態に係る複数サーバラック構成を例示する。上述のように、データセンタ内のサーバコンピューティングシステムは、いくつかのサーバラックに装着されるサーバ構成部品を含んでよい。サーバラックは並行（side-by-side）列４００Ａ〜４００Ｃの形で直線的に配置されてよい。サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃは、サーバラックの前側とそれらの前向きに搭載される構成部品が同じ方向に向いて構成されてよく、サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃを通して一貫したエアフロー方向を提供するであろう。しかしながら、サーバラックの平行（parallel）列４００Ａ〜４００Ｃが同じ向きで配置されると、サーバラックの第１の列４００Ａからの熱排気がサーバラックの第２の列４００Ｂの「冷」気取入口に吸い込まれてしまう。サーバラックの各列が連続的であると、熱気がサーバラックのある列から次列に通されるにつれて空気温度が上昇してしまう。

いくつかの実施形態では、サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃは、隣接するサーバラックの列、たとえば４００Ａ〜４００Ｂでのサーバラックの後側が互いに向き合い、別の隣接するサーバラックの列、たとえば４００Ｂ〜４００Ｃでの各サーバラックの前側が互いに向き合うように位置されてよい。サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃのこの配置は、一対の後側が互いに向き合うサーバラックの列、たとえば４００Ａ〜４００Ｂからの熱気の排出から形成される熱通路、および一対の前側が互いに向き合うサーバラックの列、たとえば４００Ｂ〜４００Ｃの空気入口から形成される冷通路を有してよい。この構成では、冷通路からの空気はサーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃの電子装置を冷却するために使用され、サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃからの加熱空気は熱通路に排出される。

サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃの熱通路および冷通路へのこの構成は、冷／排気が複数サーバラック構成内で混合することを防止するものと意図される。熱通路および冷通路の使用はサーバルーム内のサーバラックの構成の一部であってよい。サーバ構成部品の温度環境は、流路および冷通路を通して流れる気体、たとえば空気、二酸化炭素、ヘリウムなどを用いるサーバ構成部品からの熱の伝達により維持されてよい。流路内の気体は冷通路に、流路内の気体と冷通路との間に、たとえば２℃以内の実質的な熱平衡が存在するように、熱的に結合される。つまり、流路内の気体はサーバ構成部品と冷通路との間に熱伝導経路を提供する。上述のように、ネットワーキング構成部品はサイズ調節可能導管を有するラックユニットを用いてサーバラック内に後向きに搭載されてよい。サイズ調節可能導管により画定されるボリュームは、空気が冷通路からネットワーキング構成部品の電源側に引き込まれてよく、かつ加熱空気がネットワーキング構成部品のポート側を通して熱通路に排出されるようにする流路を提供する。

加えて、空気調和機、ファンまたは揚床も冷却基盤の一部として使用されてよい。いくつかの実施形態では、コンピュータルーム空気調和機（ＣＲＡＣｓ）またはコンピュータルーム空気処理機（ＣＲＡＨｓ）がサーバルームの周囲を囲んで、または熱通路の端に位置決めされてよい。ＣＲＡＨは冷気を揚床下におよび冷通路を通して送り込んでよい。他の実施形態では、冷気をサーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃの前に集中させるために、有孔揚床タイルが冷通路に配置されてよい。サーバラックの列４００Ａ〜４００Ｃの間に形成される熱通路および冷通路のサイズ調整は、最適な冷却および熱放散を確保するように構成されてよい。

いくつかの実施形態では、冷通路の冷気か熱通路の熱気かのどちらかを封じ込めるために格納構造物が使用されてよい。たとえば、格納構造物は、冷通路を形成するサーバラックの列、たとえば４００Ｂ〜４００Ｃにわたり配置されてよい。別の例として、格納構造物はサーバラックの列、たとえば４００Ａ〜４００Ｂにわたり配置されてよい。いずれの場合も、格納構造物は冷通路および熱通路の空気の混合を防止するように構成される。格納構造物の使用はサーバルームの同じまたはより少ない冷却基盤の効率を向上させる。

このように、本明細書では、その前側に１つまたは複数のブラケットが結合されたフレームを含む装置が提供される。一例として、ブラケットはフレームをサーバラックに装着するように構成されてよい。装置はまた、フレームの後側に結合された導管を含む。さらには、フレームはブラケットを通して挿入された１つまたは複数の締結具を用いてサーバラックに装着されてよい。導管はフレームの後側から調節可能に延在するように構成されてよい。たとえば、導管はフレームの後側からサーバラックの前側に調節可能に延長可能であってよい。導管は導管内の空気をサーバラック内の空気から実質的に熱的に隔離するように構成される。いくつかの実施形態では、フレームはブラケットを用いてサーバラックの後側に装着される。

導管は、実質的に直方体ボリュームを画定してよい。一例として、サーバ構成部品は、サーバ構成部品のポート側がサーバラックの後側に実質的に揃うようにフレームに搭載される。いくつかの実施形態によれば、導管は、フレーム内に入れ子式にされた１つまたは複数のスリーブ要素を含み、各スリーブ要素は、フレームの後側から離れる方向に延在するように構成される。他の実施形態では、導管は、フレームに結合された、いくつかのレール、およびレールに結合された、１つまたは複数のパネルを含む。たとえば、パネルは、１つまたは複数の位置決めねじによりレールに装着されてよい。導管は、導管が調節可能距離に延長されたとき、導管内の空気がサーバラック内の空気から熱的に隔離されるように、サーバラックの前側の空気とサーバ構成部品の後側との間に流路が形成されるように構成されてよい。

本明細書ではまた、フレームとフレームの後側に結合される導管とを含む装置が提供される。導管はフレームから調節可能に延在するように構成され、それによりフレームの後側とサーバラックのサイドとの間に流路を提供する。さらには、流路は、流路を通して気体流を実質的に熱的に隔離するように構成される。いくつかの実施形態では、装置はまた、サーバラックの後側の装着穴と揃うように構成された装着穴を有する１つまたは複数のブラケットを含む。いくつかの例では、導管は、冷却通路に隣接するサーバラックの前側へ延在するように構成されたスリーブ要素を含む。他の例では、導管は、冷却通路に隣接するサーバラックの前側へ延在するように構成されたパネルを含む。さらには、パネルは１つまたは複数の位置決めねじによりいくつかのレールに装着されてよい。フレームおよび導管の奥行はサーバラックの奥行に対応してよい。導管が延長されたとき、サーバラックの前側とフレームの後側との間にボリュームが画定されてよい。

本明細書ではまた、第１のサーバラック内に装着するように構成されたフレームと、フレーム内の第１のボリュームの気体を第１のサーバラック内の第２のボリュームの気体から熱的に隔離する手段と、を含む装置が提供される。いくつかの実施形態によれば、隔離する手段はフレームの後側に結合された導管を含んでよい。さらには、導管は、フレームの後側から調節可能な距離だけ延在するように構成された、１つまたは複数の入れ子式スリーブ要素を含んでよい。他の実施形態では、隔離する手段はフレームの後側に結合された導管を含んでよい。さらには、導管はいくつかのレールに装着された１つまたは複数のパネルを含んでよい。パネルはフレームの後側から調節可能な距離だけ延在するように構成されてよい。隔離する手段はフレームの後側と第１のサーバラックの前側との間の距離にわたるように構成されてよい。隔離する手段は、フレームの後側を第１のサーバラックと第２のサーバラックとの間の通路に熱的に結合するように構成されている。

上記の記述は説明の目的で特定の実施形態に関してなされた。しかしながら、上記例示の考察は網羅的であるとは意図されない、または本発明を開示されたまさにその形態に限定するものとは意図されない。多くの変更や変形が上記の教示に鑑みて可能である。

１００ ラックユニット
１０２ フレーム
１０４ サイズ調節可能導管
１０６ 装着ブラケット
１０８ 装着穴
１１０ フレーム締結具
１１２ 摺動スリーブ要素
１１４ 位置決めねじ
１１６ 溝
１１８ 通気穴
１２０ 面板
１２２ 入口点
１２４ サーバ構成部品
２００ ラックユニット
２０２ フレーム
２０４ サイズ調節可能導管
２０６ 装着ブラケット
２０８ 装着穴
２１２ パネル
２１４ 位置決めねじ
２１６ レール
２２４ サーバ構成部品
３００Ａ ラックユニット
３００Ｂ ラックユニット
３００Ｃ ラックユニット
３０２ ボリューム
３０４ サイズ調節可能導管
３０６ サーバラック
４００Ａ サーバラック列
４００Ｂ サーバラック列
４００Ｃ サーバラック列

Claims (15)

1. フレームの前側に結合された１つまたは複数のブラケットを有するフレームであって、前記ブラケットが前記フレームをサーバラックに装着するように構成されたフレームと、
   前記フレームの後側に結合されており、かつ前記フレームから調節可能に延在するように構成された導管であって、前記導管が前記導管内の空気を前記サーバラック内の空気から実質的に熱的に隔離するように構成された導管と、
   を備える装置において、
   前記導管が、前記フレームからサーバ構成部品へ調節可能に延長可能であって、
   前記導管が、前記サーバラックの前側での空気と前記サーバ構成部品の後側での空気との間に流路が形成されるように構成され、
   前記導管が、
   前記フレームに結合された複数のレールと、
   前記レールに結合されているとともに、１つまたは複数の位置決めねじにより前記レールに装着された、１つまたは複数のパネルと、
   を備えていることを特徴とする装置。
2. 前記フレームが前記ブラケットを用いて前記サーバラックに装着された請求項１に記載の装置。
3. 前記導管が、２次元（２Ｄ）断面を画定している請求項２に記載の装置。
4. サーバ構成部品が、前記サーバ構成部品の前側が前記サーバラックの後側に実質的に揃うように前記フレームに搭載された請求項１に記載の装置。
5. 前記導管が前記フレーム内に入れ子式にされた１つまたは複数のスリーブ要素を備えており、かつ各スリーブ要素が前記フレームから離れる方向に延在するように構成された請求項１に記載の装置。
6. 前記フレームが前記ブラケットを通して挿入された１つまたは複数の締結具を用いて前記サーバラックに装着された請求項１に記載の装置。
7. フレームと、
   前記フレームに結合されており、かつ前記フレームから延在するように構成されており、それにより前記フレームとサーバラックのサイドとの間に流路を提供する導管であって、前記流路が前記流路を通して気体流を実質的に熱的に隔離するように構成された、導管と、
   を備える装置において、
   前記導管が、前記フレームからサーバ構成部品へ調節可能に延長可能であり、
   前記導管が、１つまたは複数の位置決めねじにより複数のレールに装着されたパネルを備えていることを特徴とする装置。
8. 前記サーバラックの後側の装着穴と揃うように構成された装着穴を有する、１つまたは複数のブラケットをさらに備える請求項７に記載の装置。
9. 前記サーバラックのサイドが冷却通路に隣接する前記サーバラックの前側に対応しており、かつ前記導管が延長されると、前記サーバラックの前側と前記フレームとの間に流路が画定される請求項７に記載の装置。
10. 前記サーバラックのサイドが冷却通路に隣接する前記サーバラックの前側に対応しており、かつ前記導管がスリーブ要素を備える請求項７に記載の装置。
11. 前記フレーム、前記導管、およびサーバ構成部品の奥行が、前記サーバラックの奥行に対応する請求項７に記載の装置。
12. 第１のサーバラック内に装着するように構成されたフレームと、
    前記フレーム内の第１のボリュームの気体を前記第１のサーバラック内の第２のボリュームの気体から熱的に隔離する手段と、
    を備える装置において、
    前記隔離する手段が、前記フレームに結合された導管を備えており、前記導管が、複数のレールに装着された１つまたは複数のパネルを備えており、前記パネルが、前記フレームからサーバ構成部品へ調節可能な距離だけ延在するように構成されていることを特徴とする装置。
13. 前記隔離する手段が、前記フレームに結合された導管を備えており、前記導管が、前記フレームから調節可能な距離だけ延在するように構成された、１つまたは複数の入れ子式スリーブ要素を備える請求項１２に記載の装置。
14. 前記隔離する手段が、前記フレームとサーバ構成部品との間の距離にわたるように構成された請求項１２に記載の装置。
15. 前記隔離する手段が、前記フレームを前記第１のサーバラックと第２のサーバラックとの間の通路に熱的に結合するように構成された請求項１２に記載の装置。

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