JP7304640B2 - 冷却部を活用した電算ラック装置 - Google Patents

Description

本発明は、電算ラック装置に関し、より詳細には、サーバを装着するためのラックハウジングの内部を冷却するための冷却部を活用する電算ラック装置に関する。

近年、サーバなどの情報処理装置の構成及び収納と設置において電算ラック方式が主流となっている。電算ラック方式とは、それぞれの機能を有する機器、例えば、サーバを特定の規格に合わせた電算ラックに段積み収納するものである。前記装置は、それぞれ、機器の選択及び配置を自由に行うことができるので、装置構成の柔軟性及び拡張性に優れ、装置全体の占有面積を減らすことができる。一方、サーバ関連では、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格及びＥＩＡ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）規格に規定された１９インチの電算ラックが主流となっている。１９インチの電算ラックは、サーバを搭載するためのラックフレームの左右幅寸法が４５１ｍｍ、搭載における高さ寸法が１Ｕ（１ＥＩＡ）＝４４．４５ｍｍという単位で規定されている。

電算ラック装置は、サーバから発生する熱を効果的に除去するために冷却が要求される。電算ラック装置の冷却技術に関連して、日本公開特許第２００４－２４６６４９号の液体で冷却する冷却構造、日本公開特許第２００４－０６３７５５号の空調ユニットから送風される冷気を活用する方案などが提示されている。前記特許で提示されたような従来の冷却構造を有する電算ラック装置は、冷却構造が複雑であり、外部装置が別途に構成されなければならないので製作原価を上昇させる。

上記問題点を解決するために、韓国登録特許第１０－１７１８４１４号において内部空気を冷却させる冷却部を活用する方案が提示された。前記特許は、冷却ゾーンと冷却部を分離する分離板が存在し、吸入筒の構造を備えている。また、前記特許には表現されていないが、電算ラック装置を制御する制御部は一般に上部に配置し、このために、制御部は、別途のケースに内蔵される。ところが、前記特許による電算ラック装置は、分離板、吸入筒、制御部のケースなどが要求されるので、構造が過度に複雑で製造原価を上昇させる要因となる。また、分離板により、内部空気の温度を冷却部に十分に活用できずに浪費される熱損失が発生する。

本発明が解決しようとする課題は、構造を簡単にして製造原価を減らし、内部空気の温度が冷却部に活用されるようにする電算ラック装置を提供することにある。

本発明の課題を解決するための冷却部を活用した電算ラック装置は、サーバを収納するためのラックハウジングと、前記ラックハウジングの内部に配置され、前記サーバが締結して搭載されるラックフレームと、前記ラックハウジングの内部に配置され、冷却空気を吐出する吐出口、及び冷却ゾーンを経た内部空気を吸入する吸入口を有する冷却部とを含む。このとき、前記吐出口は、前記サーバの前面として定義される境界部を基準として第１領域に位置し、前記吸入口は、前記境界部を基準として第２領域に位置し、前記第１及び第２領域は前記冷却ゾーンをなす。

本発明の装置において、前記サーバと前記冷却部との間の空間は開放されてオープン構造をなす。前記吐出口から吐出される前記冷却空気は、前記吐出口、前記冷却ゾーン及び前記吸入口の方向に沿って流れる。前記吐出口から吐出される前記冷却空気は、前記冷却部の上側にあるサーバの方向に流れるか、または前記冷却部の下側にあるサーバの方向に流れる。前記冷却部は前記ラックフレームに固定される。前記冷却部の内部には、蒸発器、空冷式全熱交換器、水冷式熱交換器、またはそれらの組み合わせから選択されたいずれか１つの冷却手段を含むことができる。

本発明の装置において、前記冷却部は、冷却手段を含む第３領域は、外部空気が流れる第４領域と隔壁によって区分される。前記第４領域は、前記外部空気が吸入される吸気通路と連通する吸入ダクト、及び前記外部空気が排出される排気通路と連通する排出ダクトのうちの少なくともいずれか１つを含むことができる。前記ラックハウジングは、前面ドアに形成され、前記吸入ダクトと接続された複数個の吸入ベントホール、及び後面ドアに形成され、前記排出ダクトと接続された複数個の排出ベントホールのうちの少なくともいずれか１つを含むことができる。

好ましい本発明の装置において、前記第３領域には、水分を貯蔵する貯水槽を含む。前記貯水槽は、水位センサ及びヒータを含むことができる。前記第３領域には制御部が搭載されてもよい。

本発明の装置において、前記冷却部は、冷却手段を含む第３領域、及び隔壁によって前記第３領域と区分される第４領域を含み、前記第４領域は、外部空気が吸入される吸気通路及び前記外部空気が排出される排気通路のうちの少なくともいずれか１つが、前記冷却部の底または天井に配置されてもよい。

本発明の冷却部を活用した電算ラック装置によれば、冷却部で冷却される冷却空気が吐出される位置をサーバの前面の空間に設定することによって、構造を簡単にして製造原価を減らし、内部空気の温度を冷却部に活用することができる。また、冷却手段は蒸発器を含むことができ、圧縮機などが含まれた空間は、吸気及び排気のための手段を活用して、蒸発器がある空間から遮断することができる。

本発明に係る冷却部を活用した電算ラック第１装置を概略的に説明するための図である。 本発明に係る第１冷却部を説明するための斜視図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。 本発明に係る第２冷却部を示す断面図である。 本発明に係る第３冷却部を示す断面図である。 本発明に係る第４冷却部を示す断面図である。 本発明に係る第５冷却部を示す断面図である。 本発明に係る冷却部を活用した電算ラック第２装置を概略的に説明するための図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。以下で説明される実施例は様々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が、以下に詳述される実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、当分野で通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。一方、上部、下部、正面などのように位置を指す用語は、図面に示したものと関連するだけである。実際に、電算ラック装置は、任意の選択的な方向に使用され得、実際に使用するときの空間的な方向は、電算ラック装置の方向及び回転に応じて変わる。

本発明の実施例は、冷却部で冷却される冷却空気が吐出される位置をサーバの前面の空間に設定することによって、構造を簡単にして製造原価を減らし、内部空気の温度を冷却部に活用するようにする電算ラック装置を提示する。このために、冷却空気の吐出位置が調節された冷却部の構造及びこれを活用した電算ラック装置の構造について具体的に説明し、前記電算ラック装置が作動する過程を詳細に説明する。また、本発明の実施例に係る電算ラック装置に加えて、前記電算ラック装置の運用をより効率的に行うための要素を詳細に調べる。

図１は、本発明の実施例に係る冷却部を活用した電算ラック第１装置１００を概略的に説明するための図である。

図１によれば、本発明の第１装置１００は、内部にサーバＳが収納されたラックハウジング１０を含む。ラックハウジング１０の内部には、好ましくは、地面に対して垂直に位置するラックフレーム２０が設置されている。ラックフレーム２０には、サーバＳのような電算装備がボルトなどの締結により設置され、１９インチ又は２３インチの国際規格（ＩＥＣ、ＥＩＡ、ＤＩＮ）で定める標準ラックを構成する。ラックハウジング１０は、直方体の室内空間を提供し、本発明の電算ラック装置の外観を形成する。ラックハウジング１０の内部には、第１冷却部３０によって冷却が起こる冷却ゾーンＣＺを形成する。ラックハウジング１０には、ヒンジ軸を中心に回転する前面ドア１１及び後面ドア１２が設置されている。ドア１１，１２は、透明な材質、例えば、ガラスからなっているので、内部を目視で確認することができる。

図示していないが、それぞれのドア１１，１２及びラックハウジング１０にはロック装置が含まれる。前記ロック装置は、様々な方式を適用できるが、電磁気的な力によって動作する電気錠（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｌｏｃｋ）が好ましい。また、それぞれのドア１１，１２にはプランジャー（ｐｌｕｎｇｅｒ）が存在し得、ドア１１，１２は、パスワードや臨界温度のような方式で開放され得る。さらに、ラックハウジング１０にはドアセンサが装着されて、ドア１１，１２が開くと、第１冷却部３０の動作を停止させることができる。このようなロック装置、プランジャー及びドアセンサは、公知の方式が活用される。また、本発明の範疇内で電算ラック装置をより効率的に動作させるために、ここで提示していない部品が装着されてもよい。

ラックハウジング１０の下部及び中間には、吐出口３１及び吸入口３２を含む第１冷却部３０が位置する。図面では、下部に位置する第１冷却部３０を示した。第１冷却部３０は、固定フランジ３３によってラックフレーム２０に固定される。言い換えると、ラックフレーム２０には、サーバＳだけでなく第１冷却部３０が固定される。サーバは、サーバの前面Ｓ１、サーバの上面Ｓ２、サーバの後面Ｓ３、及びサーバの下面Ｓ４を含む。サーバＳの固定は、サーバの前面Ｓ１の部分が固定される。第１冷却部３０は、冷却された冷却空気を発生させ、吐出口３１を介して冷却ゾーンＣＺに流す。説明の便宜のため、吐出口３１から吐出される空気は冷却空気、冷却ゾーンＣＺを流れる空気は内部空気、及び吸入口３２に吸入される空気は吸入空気という。

冷却ゾーンＣＺは、サーバの前面Ｓ１として定義される境界部ａを中心に第１領域ｂと第２領域ｃとに区分される。実質的には、サーバの前面Ｓ１がラックフレーム２０に搭載されるので、境界部ａはラックフレーム２０と見なすことができる。ここで、境界部ａは、線のように明確に区分されるものでなく、吐出口３１及び吸入口３２を中心に概念的に区画したものである。これによって、境界部ａは、本発明の範疇内でサーバの前面Ｓ１またはラックフレーム２０のいずれか１つとして定義することができる。ここでは、説明の便宜のため、境界部ａを、サーバの前面Ｓ１として設定する。すなわち、サーバの前面Ｓ１を基準として左側空間は第１領域ｂであり、右側空間は第２領域ｃとなる。

吐出口３１を経た前記内部空気は、サーバＳの上側の経路（

）、サーバＳとサーバＳとの間の経路（

）、サーバＳの内部の経路（

）、及びサーバＳの下側の経路（

）を経て再び吸入口３２に戻る。前記経路（

、

、

、

）を経ながら、サーバＳは、前記内部空気によって冷却される。実質的にサーバＳの冷却は、サーバの内部の経路（

）による冷却が主なメカニズムである。具体的には、サーバＳは、前面Ｓ１から第１領域ｂに存在する前記冷却空気を吸入し、サーバＳの内部のＣＰＵ、メモリ、電源供給装置などの部品を冷やした後、前記内部空気を後面Ｓ３に放出する。前記内部空気はサーバＳの熱を吸収して温められ、温められた内部空気は吸入口３２に吸入される。吸入口３２から流入した吸入空気は、第１冷却部３０で再び冷却される。

第１領域ｂは吐出口３１を含み、第２領域ｃは吸入口３２を含む所である。第２領域ｃは、サーバＳを冷却させ、また、温められた内部空気を吸入口３２に吸入する。言い換えると、第１領域ｂを経た冷却空気は、第２領域ｃにおいて、サーバＳを含む冷却ゾーンＣＺを冷却させる。もし、サーバＳが従来の韓国登録特許第１０－１７１８４１４号のように吐出口３１の上部に位置すると、前述した経路（

、

、

、

）を円滑に形成しにくい。なぜなら、吐出口３１がサーバの下面Ｓ４と対向して、前記冷却空気はサーバの下面Ｓ４と衝突するためである。これによって、吐出口３１は、ラックフレーム２０に締結されたサーバの前面Ｓ１と前面ドア１１との間の空間に突出した形状を有する。一方、第１冷却部３０とサーバＳとの間の最短間隔Ｄは、流体力学的な流れ、前記内部空気の量、流速などを考慮して定められる。

第１冷却部３０の内部には冷却手段が内蔵され、前記冷却手段は、冷却ゾーンＣＺから吸入される吸入空気を冷却することができれば、いずれも使用可能である。例えば、前記冷却手段は、蒸発器、空冷式全熱交換器、水冷式熱交換器、またはそれらの組み合わせであってもよい。前記蒸発器は、膨張弁を通過して低温及び低圧に減圧された冷媒を流入して液体の蒸発による熱吸収を行う機器である。前記空冷式全熱交換器は、熱交換を通じて熱い空気と冷たい空気が熱交換する機器である。前記水冷式熱交換器は、前記吸入空気と冷たい液体との熱交換が行われる機器である。

前記組み合わせは、蒸発器と空冷式全熱交換器、蒸発器と水冷式熱交換器、空冷式全熱交換器と水冷式熱交換器のように冷却手段が複合されるものである。前記冷却手段は、蒸発器、空冷式全熱交換器、及び水冷式熱交換器のいずれか１つを複数個とすることができる。例えば、前記蒸発器を複数台設置することができる。さらに、複数個の蒸発器、複数個の空冷式全熱交換器、及び複数個の水冷式熱交換器のいずれか１つを、１つの蒸発器、１つの空冷式全熱交換器、及び１つの水冷式熱交換器のいずれか１つと組み合わせることができる。例えば、複数個の空冷式全熱交換器を１つの蒸発器と組み合わせることができる。

選択的に、第１冷却部３０と前面ドア１１との間には、外部空気を吸入する吸入ダクト４０、及び第１冷却部３０と後面ドア１２との間には、外部空気を外部に排出する排出ダクト４１を含むことができる。ここで、間とは、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１の少なくとも１つが、前面もしくは後面ドア１１，１２に付着されるか、または第１冷却部３０に付着されることをいう。これに符合するために、前面ドア１１及び後面ドア１２には、複数個の吸入ベントホール１３及び複数個の排出ベントホール１４が存在する。すなわち、吸入ベントホール１３及び吸入ダクト４０を介して吸入された外部空気は、第１冷却部３０を経た後、排出ダクト４１及び排出ベントホール１４を介してラックハウジング１０の外部に排出される。前記外部空気は、後で図２及び図３を通じて説明するが、冷却手段によって冷却される空気と区分される。

吸入ダクト４０と前面ドア１１との間及び排出ダクト４１と後面ドア１２との間にはそれぞれ、密閉のための吸入パッキン４２及び排出パッキン４３が付加され得る。吸入パッキン４２及び排出パッキン４３によって、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１を流れる外部空気は冷却ゾーンＣＺに漏出しない。前記外部空気が冷却ゾーンＣＺに流入すると、冷却ゾーンＣＺの温度の制御が難しくなる。また、吸入パッキン４２及び排出パッキン４３はそれぞれ、吸入ダクト４０と第１冷却部３０との間及び第１冷却部３０と排出ダクト４１との間に配置することができる。すなわち、吸入パッキン４２及び排出パッキン４３は、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１のいずれか一方または両方の両側に配置することができる。

本発明の実施例に係る電算ラック装置は、第１冷却部３０及びサーバＳがある空間（Ｄ参照）が分離されずに開放されている。これによって、第１冷却部３０とサーバＳがある空間を分離するための分離構造が必要でない。従来の韓国登録特許第１０－１７１８４１４号には、前記分離構造として分離板が提示されている。また、第１冷却部３０は冷却ゾーンＣＺに露出しているため、冷却ゾーンＣＺの温度が第１冷却部３０に直接伝達されて第１冷却部３０を付加的に冷却する。すなわち、冷却ゾーンＣＺの内部空気の温度は第１冷却部３０の冷却に活用される。これによって、吸入空気を冷却させるためのエネルギーを削減することができる。

以下では、蒸発器を前記冷却手段として適用する事例を例に挙げる。前記蒸発器は、冷却の効果が他の冷却手段に比べて相対的に大きく、比較的簡単な構造を有するので、本発明の電算ラック装置の冷却手段として適切であるためである。

図２は、本発明の実施例に係る第１冷却部３０を説明するための斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って切断した断面図である。このとき、本発明の電算ラック第１装置１００の全体的な構造は図１を参照する。これによって、吸入ダクト４０、排出ダクト４１、吸入パッキン４２及び排出パッキン４３は、図１に詳細に説明されている。

図２及び図３を参照すると、第１冷却部３０は、蒸発器５０を含む冷却手段が内蔵されたケース３５を含む。ケース３５は、直方体状のボックス（ｂｏｘ）が好ましい。第１冷却部３０は、固定フランジ３３の固定孔３４によってラックフレーム２０に固定される。もちろん、第１冷却部３０は、ラックハウジング１０の底または中間にラックフレーム２０に固定されてもよい。ケース３５のサーバＳに臨む面３５ａには、前述した吐出口３１及び吸入口３２が存在することがよい。すなわち、吐出口３１及び吸入口３２は、ケース３５をなす複数の面のうちの１つの面に配置される。図面では、ケース３５の上面がサーバＳに臨む面３５ａと同様である。

もちろん、本発明の範疇内で、吸入口３２はケース３５の側面に位置することもできる。また、吸入口３２は、ケース３５のコーナーに位置してもよい。このように、吸入口３２の位置は、流体力学的な流れ、前記内部空気の量、流速などを考慮して定められる。しかし、吐出口３１は、サーバＳに臨む面３５ａに位置することが好ましい。

第１冷却部３０の内部は、第１隔壁３６によって第３領域ｄと第４領域ｅとに区分される。第３領域ｄは蒸発器５０が位置し、第４領域ｅは、蒸発器５０を稼動するための圧縮機６０及び凝縮器６１を含む。これを概念的に拡張すれば、第３領域ｄは、冷却手段が内在された所であり、第４領域ｅは、前記冷却手段の冷却を助けるために付随的に提供される領域である。場合によって、冷却手段の冷却を助けるための空間が必要でなければ、第４領域ｅなしに第３領域ｄのみが存在してもよい。このとき、第１隔壁３６は断熱処理され得る。

第３領域ｄには、吸入口３２から吸入された吸入空気を冷却させる蒸発器５０が位置し、蒸発器５０は支持板５２に載置される。支持板５２には複数個の貫通孔５３があるので、第３領域ｄの内部で形成された湿気を吸い込んで貯水槽５４に送る。蒸発器５０を経た冷却空気は吐出ファン５１によって吐出口３１に送られる。吐出ファン５１は、シロッコファンまたはクロッシングファンであってもよい。吐出口３１に向かう第１隔壁３６は傾斜しているので、前記冷却空気の流れを上部方向である第１領域ｂに向かうようにする。言い換えると、隔壁の傾斜部３６ａは、冷却空気が冷却ゾーンＣＺの方向に向かうようにする役割を果たす。

貯水槽５４には水位センサ５６及びヒータ５５が設置されている。水位センサ５６によって貯水槽５４に一定の程度の水が貯蔵されたと確認されると、ヒータ５５をオン（ＯＮ）させて前記水を加熱する。ここで、ヒータ５５は電気式ヒータであって、水の蒸発温度以上に加熱する機能をする。貯蔵された水がヒータ５５で加熱されると、前記水は蒸発して水蒸気の形態で第３領域ｄを経て冷却ゾーンＣＺに排出される。一方、冷却ゾーンＣＺは、静電気によるサーバＳの故障を防止するために、一定の程度の湿度が必要である。ヒータ５５から蒸発した水蒸気は、前記湿度を形成するのに役立つ加湿器の役割を果たす。もし、水位センサ５６が貯蔵された水が不足すると判定すると、ヒータ５５をオフ（ＯＦＦ）させて前記水の加熱を中断させる。

制御部７０は第３領域ｄに装着される。制御部７０は、別途のケースに内蔵されず、必要な部品及び回路がある印刷回路基板であってもよい。一方、冷却ゾーンＣＺの内部空気は適切な湿度及び温度を維持するので、印刷回路基板に搭載された部品及び回路が損傷しない。このようになると、制御部７０は、従来とは異なって別途のケースに内蔵する必要がない。もちろん、制御部７０は、簡単な蓋などで保護することはできる。このような蓋は、単に開く機能のみがあるので、従来のようにケースを分解して制御部７０を点検する必要がない。また、制御部７０を第３領域ｄに設置する場合、蒸発器５０、圧縮機６０などと距離が近いため、このための電源線、通信線、各種信号線などのような電気的な接続が簡単になる。

第４領域ｅは、第１隔壁３６によって第３領域ｄと遮断され、圧縮機６０、凝縮器６１及び排出ファン６２が配置される。このとき、排出ファン６２は、シロッコファンまたはクロッシングファンであってもよく、凝縮器を冷やす役割を行うことができる。第４領域ｅは、凝縮器６１及び圧縮機６０により、内部の温度が第３領域ｄに比べて高い。第４領域ｅには、図示していない他の装置を付加することができる。例えば、膨張弁、圧縮機６０及び貯水槽５４が溢れる場合に備えるための補助貯水槽、液分離器、受液器、外部の冷たい空気を流入する流入路などがある。

外部空気は、吸入ダクト４０、吸気通路６３、排出ファン６２、排気通路６４及び排出ダクト４１を経る経路（

）を通じて流動する。ここで、吸気通路６３は、前記外部空気が第１冷却部３０の内部に流入する所であり、排気通路６４は、前記外部空気が第１冷却部３０の外に流出される所である。吸気通路６３及び排気通路６４は、一つの貫通孔または複数個の貫通孔で具現されてもよく、例えば、メッシュ（ｍｅｓｈ）で具現することができる。

本発明の実施例に係る第１冷却部３０とサーバの下面Ｓ４との間は、間隔Ｄを有する空き空間である。言い換えると、本発明の第１装置１００は、従来の韓国登録特許第１０－１７１８４１４号とは異なり、冷却ゾーンと冷却部を分離する分離板及び吸入筒などのような構造物が必要でない。これによって、第１装置１００を製造するコストを画期的に削減することができる。このように、第１冷却部３０とサーバの下面Ｓ４との間に空き空間をなすものをオープン（ｏｐｅｎ）構造という。それに対し、従来の韓国登録特許第１０－１７１８４１４号は閉鎖構造という。

図４は、本発明の実施例に係る第２冷却部３０ａを示す断面図である。このとき、第２冷却部３０ａは、吐出口３１の近くの形状が異なることを除いて、第１冷却部３０と同一である。また、第１冷却部３０をなす構成要素の一部は、形状が少し変形するか、または装着される位置が変更されたが、同一の参照符号は同一の機能及び役割を果たす。これによって、重複する部分についての詳細な説明は省略する。ここで、このとき、本発明の電算ラック第１装置１００の全体的な構造は図１を参照する。

図４によれば、第２冷却部３０ａは、第１冷却部３０とは異なり、ケース３５ｂにおいて吐出口３１が、側面が傾斜せずに平坦である。これによって、吸入ダクト４０は平坦な面に付着される。吸入ダクト４０が付着されたケース３５ｂの側面は平坦であるので、第３及び第４領域ｄ，ｅを区分する第２隔壁３６ｂは、平坦であるか、または若干傾斜するようにすることができる。また、蒸発器５０を支持する支持板５２は、第１固定部３７によって支持される。ケース３５ｂを平坦にすると、ケース３５ｂの構造が単純になるので、製作コストを削減することができる。一方、ケース３５ｂにおいて、第２隔壁３６ｂの下部は一定の幅で窪んで形成され得る。このようになると、吸入ダクト４０は、図示されたものより、ケース３５ｂの内側に配置される。

図５は、本発明の実施例に係る第３冷却部３０ｂを示す断面図である。このとき、第３冷却部３０ｂは、排気通路６４がケース３５の底に位置することを除いて、第１冷却部３０と同一である。これによって、重複する部分についての詳細な説明は省略する。もちろん、第３冷却部３０ｂは、第２冷却部３０ａと同様にケース３５ｂの側面が平坦であってもよい。ここで、このとき、本発明の電算ラック第１装置１００の全体的な構造は図１を参照する。

図５によれば、第３冷却部３０ｂは、排気通路６４がケース３５の底に配置される。ここで、底は、第３及び第４領域ｄ，ｅを挟んでサーバＳに臨む面３５ａに対向する部分である。排出ファン６２は、必ずしもこれに限定するものではないが、排気通路６４の近くに位置することがよい。吸気通路６３は、第１冷却部３０でのように、吸入ダクト４０と連通する。すなわち、外部空気は、吸入ダクト４０、吸気通路６３、排出ファン６２及び排気通路６４の経路（

）を通じて地面方向に排出される。図示していないが、第３冷却部３０ｂとラックハウジング１０との間の空間には排出ダクト４１が設置され得、選択的に排出パッキン４３を含むことができる。このために、ラックハウジング１０には、図１で説明したものと同一の機能及び役割を果たす排出ベントホール１４が存在する。

図６は、本発明の実施例に係る第４冷却部３０ｃを示す断面図である。このとき、第４冷却部３０ｃは、吸気通路６３がケース３５の底に位置することを除いて、第２冷却部３０ａと概念的に同一である。これによって、重複する部分についての詳細な説明は省略する。ここで、このとき、本発明の電算ラック第１装置１００の全体的な構造は図１を参照する。

図６によれば、第４冷却部３０ｃは、吸気通路６３がケース３５の底に位置する。排気通路６４は、第１冷却部３０でのように、排出ダクト４１と連通する。すなわち、外部空気は、地面方向から吸入され、吸気通路６３、排出ファン６２、排気通路６４及び排出ダクト４１の経路（

）を通じて後面ドア１２の外部に排出される。このようになると、第４冷却部３０ｃは、第１冷却部３０での吸入ダクト４０及び吸入パッキン４２を備えなくてもよいので、第１装置１００の構造を単純にすることができる。このとき、前面ドア１１の複数個の吸入ベントホール１３は、その位置がラックハウジング１０の底に変更されて設置される。図示していないが、第４冷却部３０ｃとラックハウジング１０との間の空間には吸入ダクト４０が設置され得、選択的に吸入パッキン４２を含むことができる。このために、ラックハウジング１０には、図１で説明したものと同一の機能及び役割を果たす吸入ベントホール１３が存在する。

図７は、本発明の実施例に係る第５冷却部３０ｄを示す断面図である。このとき、第５冷却部３０ｄは、吸気通路６３及び排気通路６４がケース３５の底に位置することを除いて、第２冷却部３０ａとほぼ同一である。これによって、重複する部分についての詳細な説明は省略する。ここで、このとき、本発明の電算ラック第１装置１００の全体的な構造は図１を参照する。

図７によれば、第５冷却部３０ｄは、吸気通路６３及び排気通路６４がケース３５の底に位置する。このようになると、外部空気は、地面方向から吸入され、吸気通路６３、排出ファン６２及び排気通路６４の経路（

）を通じて地面方向に排出される。このようになると、第５冷却部３０ｄは、第１冷却部３０での吸入ダクト４０、吸入パッキン４２、排出ダクト４１及び排出パッキン４３を備えなくてもよいので、第１装置１００の構造をさらに単純にすることができる。このとき、前面ドア１１及び後面ドア１２の複数個の吸入ベントホール１３及び排出ベントホール１４は、その位置がラックハウジング１０の底に変更されて設置される。図示していないが、吸気通路６３が位置する第５冷却部３０ｄとラックハウジング１０との間、排気通路６４が位置する第５冷却部３０ｄとラックハウジング１０との間の空間にはそれぞれ、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１のうちの少なくとも１つが設置され得、それぞれには吸入パッキン４２及び排出パッキン４３を含むことができる。このために、ラックハウジング１０には、図１で説明したものと同一の機能及び役割を果たす吸入ベントホール１３及び排出ベントホール１４が存在する。

図８は、本発明の実施例に係る冷却部を活用した電算ラック第２装置２００を概略的に説明するための図である。このとき、第２装置２００は、第６冷却部３０ｅがラックハウジング１０の上部に配置されることを除いて、第１装置１００と同一である。第６冷却部３０ｅは、本発明の範疇内で第１～第５冷却部３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄでの概念を全て適用することができ、ここでは、第５冷却部３０ｄの概念を導入して説明する。

図８によれば、第２装置２００は、第６冷却部３０ｅが、サーバＳの上側であるラックハウジング１０の上部に配置される。このために、第６冷却部３０ｅは、ラックフレーム２０の上部に固定される。第６冷却部３０ｅを固定する方法は第１装置１００で詳細に提示した。第６冷却部３０ｅでの吐出口３１及び吸入口３２は、第１装置１００とは異なり、サーバＳに向かって下方向に向かっている。吐出口３１を経た前記冷却空気は、サーバＳの下側の経路（

）、サーバＳとサーバＳとの間の経路（

）、サーバＳの内部の経路（

）、及びサーバＳの上側の経路（

）を経て再び吸入口３２に戻る。経路（

）、経路（

）、経路（

）及び経路（

）についての詳細な説明は、第１装置１００の経路（

）、経路（

）、経路（

）及び経路（

）と同一である。

第３及び第４領域ｄ，ｅは第３隔壁３６ｃにより分離される。第２装置２００の第３及び第４領域ｄ，ｅは、第１装置１００の第３及び第４領域ｄ，ｅと上下を変えた構造である。支持板５２は、貯水槽５４を囲む形態の第２固定部３８に固定される。第２固定部３８は、本発明の範疇内で様々な形態に変更可能である。例えば、第２固定部３８は、図示のものよりも小さい構造物で具現することができ、貯水槽５４を囲む程度であれば十分である。図面では、第６冷却部３０ｅがラックハウジング１０に挿入される構造を提示したが、ラックハウジング１０自体で第６冷却部３０ｅを具現することができる。このようになると、ラックハウジング１０の一部が第６冷却部３０ｅとなり得る。

第４領域ｅには、第６冷却部３０ｅの吸気通路６３及び排気通路６４がケース３５の天井に位置する。このようになると、外部空気は、吸気通路６３、排出ファン６２及び排気通路６４の経路（

）を通じて前記天井の外部に排出される。このとき、前面ドア１１及び後面ドア１２の複数個の吸入ベントホール１３及び排出ベントホール１４は、その位置がケース３５の天井に変更されて設置される。ラックハウジング１０の外部には、吸入ベントホール１３及び排出ベントホール１４を介した空気の流れが互いに混合しないように分離壁８０が追加され得る。

本発明の実施例に係る第２装置２００は、サーバの前面Ｓ１として定義される境界部ａを基準として第１領域ｂと第２領域ｃとに分離される。第１領域ｂは吐出口３１を含み、第２領域ｃは吸入口３２を含む所である。第２領域ｃは、サーバＳを冷却させ、また、温められた内部空気を吸入口３２に吸入する。言い換えると、第１領域ｂを経た冷却空気は、第２領域ｃにおいて、サーバＳを含む冷却ゾーンＣＺを冷却させる。また、第６冷却部３０ｅとサーバの上面Ｓ２との間に空き間をなすオープン（ｏｐｅｎ）構造を有する。

図示していないが、吸気通路６３が位置する第６冷却部３０ｅとラックハウジング１０との間、排気通路６４が位置する第６冷却部３０ｅとラックハウジング１０との間の空間にはそれぞれ、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１のうちの少なくとも１つが設置され得、それぞれは吸入パッキン４２及び排出パッキン４３を含むことができる。このために、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１は、ラックハウジング１０の吸入ベントホール１３及び排出ベントホール１４と連通する。

上述したように、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１は、様々な方式で配置され得る。まず、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１は、２つのうち一方または両方である少なくとも１つが設置され得る。また、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１は、図１乃至図４に示したようにそれぞれ前面ドア１１及び後面ドア１２に結合されてもよく、図５乃至図８に示したようにラックハウジング１０に結合されてもよい。場合によって、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１の少なくとも１つは第１冷却部３０と結合されてもよい。これによって、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１はそれぞれ、第１冷却部３０と、前面ドア１１、後面ドア１２またはラックハウジング１０との間に位置するといえる。言い換えると、吸入ダクト４０及び排出ダクト４１はそれぞれ、外部空気の吸入及び排出のために第１冷却部３０と連通すると定義することができる。

以上、本発明は、好ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で当分野における通常の知識を有する者によって様々な変形が可能である。例えば、第１～第６冷却部は、第３及び第４領域ｄ，ｅが全て含まれた状態を表現したが、第３及び第４領域ｄ，ｅが分離されてもよい。分離された第３及び第４領域ｄ，ｅはそれぞれ、ラックハウジング１０の上部及び下部にそれぞれ適切に配置されてもよい。

１０；ラックハウジング １１；前面ドア
１２；後面ドア １３；吸入ベントホール
１４；排出ベントホール ２０；ラックフレーム
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ；第１冷却部～第６冷却部
３１；吐出口 ３２；吸入口
３３；固定フランジ ３４；固定孔
３５，３５ａ；ケース
３６，３６ｂ，３６ｃ；第１～第３隔壁
３６ａ；傾斜部 ４０；吸入ダクト
４１；排出ダクト ４２；吸入パッキン
４３；排出パッキン ５０；蒸発器
５１；吐出ファン ５２；支持板
５３；貫通孔 ５４；貯水槽
５５；ヒータ ５６；水位センサ
６０；圧縮機 ６１；凝縮器
６２；排出ファン ６３；吸気通路
６４；排気通路 ７０；制御部
ａ；境界部
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ；第１～第４領域

Claims (12)

1. サーバを収納するためのラックハウジングと、
   前記ラックハウジングの内部に配置され、前記サーバが締結して搭載されるラックフレームと、
   前記ラックハウジングの内部に配置され、冷却空気を吐出する吐出口、及び冷却ゾーンを経た内部空気を吸入する吸入口を有する冷却部とを含み、
   前記吐出口は、前記サーバの前面として定義される境界部を基準として第１領域に位置し、前記吸入口は、前記境界部を基準として第２領域に位置し、前記第１及び第２領域は前記冷却ゾーンをなし、
   前記サーバと前記冷却部との間の空間は開放されてオープン構造をなし、
   前記ラックフレームは、前記サーバの前面と前面ドアとの間で、地面に対して垂直に位置し、前記吐出口は前記ラックフレームに締結された前記サーバの前面と前記前面ドアとの間の空間に突出され、
   前記冷却部は、前記ラックハウジングから脱着できるように形成されたボックス状のケースを含み、
   前記ケースの内部には、蒸発器、空冷式全熱交換器、水冷式熱交換器、またはそれらの組み合わせから選択されたいずれか１つの冷却手段を含み、
   前記ケースの内部は、前記冷却手段を含む第３領域が、外部空気が流れる領域である第４領域と隔壁によって区分される
   ことを特徴とする、冷却部を活用した電算ラック装置。
2. 前記吐出口から吐出される前記冷却空気は、前記吐出口、前記冷却ゾーン及び前記吸入口の方向に沿って流れることを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
3. 前記吐出口から吐出される前記冷却空気は、前記冷却部の上側にあるサーバの方向に流れるか、または前記冷却部の下側にあるサーバの方向に流れることを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
4. 前記冷却部は前記ラックフレームに固定されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
5. 前記第４領域は、前記外部空気が吸入される吸気通路と連通する吸入ダクト、及び前記外部空気が排出される排気通路と連通する排出ダクトのうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
6. 前記ラックハウジングは、前面ドアに形成され、前記吸入ダクトと接続された複数個の吸入ベントホール、及び後面ドアに形成され、前記排出ダクトと接続された複数個の排出ベントホールのうちの少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
7. 前記第３領域には、水分を貯蔵する貯水槽を含むことを特徴とする、請求項５に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
8. 前記貯水槽は、水位センサ及びヒータを含むことを特徴とする、請求項７に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
9. 前記第３領域には制御部が搭載されることを特徴とする、請求項５に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
10. 前記第４領域は、外部空気が吸入される吸気通路及び前記外部空気が排出される排気通路のうちの少なくともいずれか１つが、前記冷却部の底に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
11. 前記第４領域は、外部空気が吸入される吸気通路及び前記外部空気が排出される排気通路のうちの少なくともいずれか１つが、前記冷却部の天井に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の冷却部を活用した電算ラック装置。
12. サーバを収納するためのラックハウジングと、
    前記ラックハウジングの内部に配置され、前記サーバが締結して搭載されるラックフレームと、
    前記ラックハウジングの内部に配置され、冷却空気を吐出する吐出口、及び冷却ゾーンを経た内部空気を吸入する吸入口を有する冷却部とを含み、
    前記吐出口は、前記サーバの前面として定義される境界部を基準として第１領域に位置し、前記吸入口は、前記境界部を基準として第２領域に位置し、前記第１及び第２領域は前記冷却ゾーンをなし、
    前記サーバと前記冷却部との間の空間は開放されてオープン構造をなし、
    前記ラックフレームは、前記サーバの前面と前面ドアとの間で、地面に対して垂直に位置し、前記吐出口は前記ラックフレームに締結された前記サーバの前面と前記前面ドアとの間の空間に突出され、
    前記冷却部は、前記ラックハウジングから脱着できるように形成されたボックス状のケースを含み、
    前記ケースの内部は、冷却手段を含む第３領域が、外部空気が流れる領域である第４領域と隔壁によって区分され、
    前記第３領域は、蒸発器が位置し、
    前記第４領域は、前記蒸発器を稼働するための圧縮機及び凝縮器を含み、
    前記第４領域は、前記外部空気が吸入される吸気通路と連通する吸入ダクト、及び前記外部空気が排出される排気通路と連通する排出ダクトのうちの少なくとも１つを含み、
    前記第３領域には、水分を貯蔵する貯水槽を含み、前記貯水槽は、水位センサ及びヒータを含む
    ことを特徴とする、冷却部を活用した電算ラック装置。

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