KR101533004B1 - 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 관한 것으로, 복수의 수평판과 수직판을 구비한 본체 케이스, 냉동사이클을 구성하여 본체 케이스 내부의 냉방 기능을 수행하는 냉방모듈, 및 냉방모듈로부터 공급된 냉기에 의한 내부 공기압에 따라 팽창하여 튜브 모양을 형성하도록 유연한 소재로 이루어지고, 냉방모듈로부터 신장되어 수직판 및 수평판의 내면 중 하나 이상에 부착 설치되며, 냉방모듈로부터 공급된 냉기를 상기 본체 케이스 내부에 탑재된 전산장비로 공급하기 위한 적어도 하나의 냉기 토출구가 형성된 덕트를 포함하며, 이를 통해 서버랙 내부에 탑재된 전산장비를 냉기를 전달할 수 있고 서버랙의 소형화를 달성할 수 있다.

Description

플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙 {Server rack with flexible cooling duct}

본 발명은 서버랙과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 내부에 탑재된 전산장비가 원활히 동작할 수 있도록, 유연한 소재로 이루어진 덕트를 이용해 냉방 기능을 수행할 수 있는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 관한 것이다.

통상 기업이나 연구소 등에서는 서버, 중계기, 교환기, 각종 네트워크 장비 등이 탑재되는 서버랙(server rack)을 구비하고 있다. 그런데 서버랙에 탑재되는 서버 등의 전산장비는 그 동작 중에 열을 발생하여 서버랙 내부의 온도를 상승시키게 되는데, 이러한 전산장비는 일정 온도 구간에서는 원활히 동작하는 반면, 온도가 너무 높은 경우 장비 자체의 수명 저하나 오작동을 일으킬 위험이 존재한다.

이에 서버랙은 내부의 온도를 일정 범위 이내로 유지하기 위한 냉방장치를 구비하고, 해당 냉방장치로부터 서버랙 내부로 냉기를 공급하여 냉방 동작을 수행한다. 그런데 냉방장치로부터의 냉기는 각 전산장비에 고르게 전달되기 어려워, 냉기를 전산장비의 흡기팬 근처에 전달하기 위한 방안이 필요하며, 이 경우 냉방장치로부터의 냉기를 전산장비 근처로 유도하기 위한 파이프 등이 위치하는 별도의 공간이 필요하다.

일 예로 선행기술문헌인 미국등록특허 제7074123호를 참조하면, 서버랙의 내부 전면 양측에 직사각 기둥 모양의 덕트를 채용하고 있으며, 양 덕트의 사이 공간으로 서버를 마운트하도록 되어 있어, 서버랙의 수평 폭을 증가시키는 원인이 된다. 이때 서버의 수평 폭에 맞추어 양 덕트 사이의 공간을 최대한 좁게 조정하는 경우, 서버의 마운트시 덕트 외벽과 충돌함으로써 서버가 손상될 위험이 존재한다.

또한 선행기술문헌인 미국등록특허 제6882531호를 참조하면, 서버랙의 양측으로부터 신장된 도관(conduit)을 이용해 서버의 냉각을 수행하는데, 해당 도관으로 냉기를 공급하기 위한 덕트가 서버랙의 양측에 위치하여 서버랙의 수평 폭을 증가시키는 원인이 되며, 상기와 마찬가지로 충돌에 의한 서버의 손상 위험이 존재하는 문제가 있다.

미국등록특허 제7074123호 "CABINET FOR COMPUTER DEVICES WITH AIR DISTRIBUTION DEVICE" (2006년 7월 11일 등록) 미국등록특허 제6882531호 "METHOD AND RACK FOR EXCHANGING AIR WITH MODULAR BRICKS IN A COMPUTER SYSTEM" (2005년 4월 19일 등록)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 내부 공기압에 따라 팽창하여 튜브 모양을 형성하도록 유연한 소재로 이루어진 덕트를 이용해 서버랙에 탑재된 각 전산장비로 냉기를 공급함으로써, 서버랙의 부피 증가를 최소화하면서도 효율적으로 냉방 동작을 수행할 수 있는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙은, 복수의 수평판과 상기 복수의 수평판을 연결하여 수직 형성된 수직판을 구비한 본체 케이스, 상기 본체 케이스에 위치하며 냉동사이클을 구성하여 상기 본체 케이스 내부의 냉방 기능을 수행하는 냉방모듈, 및 상기 냉방모듈로부터 공급된 냉기에 의한 내부 공기압에 따라 팽창하여 튜브 모양을 형성하도록 유연한 소재로 이루어지고, 상기 냉방모듈로부터 신장되어 상기 수직판 및 상기 수평판의 내면 중 하나 이상에 부착 설치되며, 상기 냉방모듈로부터 공급된 냉기를 상기 본체 케이스 내부에 탑재된 전산장비로 공급하기 위한 적어도 하나의 냉기 토출구가 형성된 덕트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 있어서, 상기 덕트는 상기 수직판의 내면을 따라 수직 방향으로 형성되거나, 상기 수평판의 내면을 따라 수평 방향으로 형성되고, 상기 냉기 토출구는 상기 전산장비 방향으로 서로 이격하여 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 있어서, 상기 덕트는 내부 공기압에 따라 원기둥, 타원기둥이나 각기둥 모양을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 있어서, 상기 덕트는 상기 전산장비 방향으로 서로 이격하여 돌출 형성된 적어도 하나의 돌출부를 포함하고, 상기 냉기 토출구는 상기 덕트의 내부와 외부를 연결하도록 상기 돌출부를 관통한 채널 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 있어서, 상기 냉기 토출구는 상기 덕트의 외면을 관통한 홀 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 있어서, 상기 덕트는 천, 고무, 합성수지 또는 실리콘을 포함한 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 서버랙에 탑재된 각 전산장비의 위치로 냉기를 공급함으로써, 모든 전산장비를 고르게 냉각할 수 있다.

둘째, 냉기를 공급하기 전 수축된 상태의 덕트를 이용해 전산장비의 탑재를 위한 공간을 확보할 수 있고, 냉기가 공급되는 경우 덕트가 일정 모양으로 팽창하여 전산장비와 인접한 위치로 냉기를 공급할 수 있어, 덕트를 위한 필요 공간이 최소화되고 서버랙의 소형화를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버랙의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따라 냉기를 공급하기 전 덕트의 모습을 나타낸 정면 예시도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따라 냉기가 공급되어 팽창한 덕트의 모습을 나타낸 정면 예시도이다.
도 4는 도 1의 실시예에 따라 냉기 공급 전후의 덕트의 모습을 나타낸 부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 냉기를 공급하기 전 덕트의 모습을 나타낸 정면 예시도이다.
도 6은 도 5의 실시예에 따라 냉기가 공급되어 팽창한 덕트의 모습을 나타낸 정면 예시도이다.
도 7은 도 6의 일 실시예에 따라 냉기 공급 전후의 덕트의 모습을 나타낸 부분 확대도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 내부에 서버 등의 전산장비를 탑재하는 서버랙과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서버랙(100)의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예에 따라 냉기를 공급하기 전 덕트(30)의 모습을 나타낸 정면 예시도이며, 도 3은 도 1의 실시예에 따라 냉기가 공급되어 팽창한 덕트(30)의 모습을 나타낸 정면 예시도이고, 도 4는 도 1의 일 실시예에 따라 냉기 공급 전후의 덕트(30)의 모습을 나타낸 부분 확대도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 서버랙(100)은 본체 케이스(10), 냉방모듈(20) 및 덕트(30)를 포함하여 구성된다.

본체 케이스(10)는 상하로 위치한 복수의 수평판(11)과, 해당 수평판(11)을 연결하여 수직으로 형성된 복수의 수직판(12)을 포함하여, 서버랙(100)의 외관을 이룬다. 본체 케이스(10)의 수평판(11)과 수직판(12)은 금속과 같은 견고한 소재로 이루어질 수 있다.

본체 케이스(10)의 내부에는 복수의 수평 선반(1)이 위치하며, 해당 선반(1)에 서버 등의 전산장비(2)가 탑재된다. 그리고 본체 케이스(10)의 전면에는 전산장비(2)를 탑재하기 위해 여닫히는 도어(door)(3)가 위치하며, 도어(3)는 경첩과 같은 연결기구를 통해 본체 케이스(10)의 수직판(12)에 부착된다.

냉방모듈(20)은 냉각사이클을 통해 덕트(30)로 냉기를 공급하여 본체 케이스(10) 내부의 냉방 동작을 수행한다. 이때, 냉방모듈(20)은 봉입된 냉매가 증발하면서 외부의 열을 흡수하는 기능을 수행하는 증발기와, 증발 또는 팽창된 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매가 응축하면서 외부로 열을 방출하는 응축기와, 응축된 냉매를 팽창시켜 응축기로 공급하는 팽창밸브를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 냉방모듈(20)은 본체 케이스(10)의 하부에 위치하지만, 실시예에 따라서 냉방모듈(20)은 본체 케이스(10) 내부 또는 외부의 어느 곳에도 위치할 수 있다.

덕트(30)는 냉방모듈(20)로부터 공급된 냉기가 본체 케이스(10) 내부로 공급되도록 인도하는 역할을 하며, 이를 위해 일단이 냉방모듈(20) 측과 연결되고, 냉방모듈(20)로부터 내부로 인입된 냉기를 본체 케이스(10) 내부에 탑재된 전산장비(2)로 공급하기 위한 적어도 하나의 냉기 토출구(33)가 형성된다.

본 실시예의 덕트(30)는 냉방모듈(20)로부터 신장되어 본체 케이스(10)의 수직판(12)의 내면에 수직 방향으로 부착 설치되었으며, 실시예에 따라서는 덕트(30)가 수직판(12) 및 수평판(11)의 내면 중 하나 이상에 부착 설치될 수 있다. 예를 들어, 덕트(30)는 좌우 수평판(11)의 내면을 따라 수직 방향으로 형성되고, 상단의 수직판(12) 내면을 따라 수평 방향으로 형성된 형태를 취할 수 있다. 덕트(30)는 접착제, 소켓 구조나 볼트 등을 이용해 수직판(12) 또는 수평판(11)에 부착 설치될 수 있으며, 이때 덕트(30)를 수직판(12) 또는 수평판(11)에 결합시키기 위한 별도의 결합부재를 채용할 수도 있다. 이 경우 냉기 토출구(33)는 전산장비(2) 방향으로 서로 이격하여 형성되어, 덕트(30) 내부의 공기를 전산장비(2)로 공급한다.

덕트(30)는 천, 고무, 합성수지 또는 실리콘과 같이 내부 공기압에 따라 일정 모양을 형성하는 유연한 소재로 이루어지며, 냉방모듈(20)로부터의 냉기가 공급되면, 내부 공기압의 증가에 따라 팽창하여 특정 튜브 모양을 형성한다. 예를 들어 덕트(30)는 내부 공기압에 따라 원기둥, 타원기둥이나 각기둥 모양을 형성할 수 있으며, 이때 수직판(12) 또는 수평판(11) 과의 결합 부분이 일정 정도 평평한 모양의 튜브 형태가 될 수 있다.

도 2 및 도 4 좌측의 (a)도면은 덕트(30)에 냉기가 공급되지 않은 상태를 나타내는데, 이 경우 덕트(30)는 내부 공기압이 상대적으로 낮음에 따라 그 부피가 줄어들어 수축된 형태를 취하게 된다. 그리고 덕트(30)가 수축됨에 따라 선반(1)을 가리지 않게 되어 전산장비(2)를 탑재하기 위한 공간을 제공하게 된다. 이러한 상태에서 선반(1)에 전산장비(2)를 탑재하는 경우, 전산장비(2)가 덕트(30)에 걸리지 않게 되고, 설사 걸리더라도 덕트(30)의 연성 재질에 따라 전산장비(2)의 파손이 방지된다.

도 3 및 도 4 우측의 (b)도면은 덕트(30)에 냉기가 공급되는 상태를 나타내는데, 이 경우 덕트(30)는 내부 공기압이 상대적으로 높아짐에 따라 그 부피가 늘어나 팽창된 형태를 취하게 된다. 이 경우 덕트(30)가 팽창함에 따라 비로소 선반(1)의 일부분을 가리게 되며, 전산장비(2)와 가까운 쪽에 형성된 냉기 토출구(33)를 통해 냉기를 공급한다.

이때 덕트(30)는 전산장비(2) 방향으로 서로 이격하여 돌출 형성된 적어도 하나의 돌출부(31)를 포함한다. 그리고 냉기 토출구(33)는 덕트(30)의 내부와 외부를 연결하도록 돌출부(31)를 관통한 채널 형태로 형성된다. 본 실시예에서 덕트(30) 내부의 냉기는 돌출부(31)의 채널을 통해 전산장비(2)와 좀 더 인접한 위치로 토출되며 그 결과 전산장비(2)의 냉각 효율이 개선된다.

본 실시예에서 냉방모듈(20)로부터의 냉기를 전산장비(2)로 공급하는 덕트(30)는, 냉기 공급 여부에 따라 수축 및 팽창하므로, 서버랙(100)내 최소한의 공간을 이용하여 설치하는 것이 가능하다. 이는 서버랙(100)의 소형화에 기여하게 된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 다른 서버랙(200)의 구성 및 동작에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 냉기를 공급하기 전 덕트(32)의 모습을 나타낸 정면 예시도이고, 도 6은 도 5의 실시예에 따라 냉기가 공급되어 팽창한 덕트(32)의 모습을 나타낸 정면 예시도이며, 도 7은 도 6의 일 실시예에 따라 냉기 공급 전후의 덕트(32)의 모습을 나타낸 부분 확대도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하여 설명하는 서버랙(200)의 각 구성 중, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 서버랙(100)의 구성과 유사한 부분에 대해서는, 자세한 설명을 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 서버랙(200)은 본체 케이스(10), 냉방모듈(20) 및 덕트(32)를 포함하여 구성된다.

본체 케이스(10)는 상하로 위치한 복수의 수평판(11)과, 해당 수평판(11)을 연결하여 수직으로 형성된 복수의 수직판(12)을 포함하여, 서버랙(200)의 외관을 이룬다. 본체 케이스(10) 내부의 선반(1) 상에는 전산장비(2)가 탑재되고, 전면에는 도어(3)가 위치한다.

냉방모듈(20)은 냉각사이클을 통해 덕트(32)로 냉기를 공급하여 본체 케이스(10) 내부의 냉방 동작을 수행한다.

덕트(32)는 냉방모듈(20)로부터 공급된 냉기가 본체 케이스(10) 내부로 공급되도록 인도하는 역할을 한다. 덕트(32)는 냉방모듈(20)로부터 신장되어 본체 케이스(10)의 수직판(12)의 내면에 수직 방향으로 부착 설치되었다.

본 실시예의 덕트(32)는 천, 고무, 합성수지 또는 실리콘과 같이 내부 공기압에 따라 일정 모양을 형성하는 유연한 소재로 이루어지며, 본체 케이스(10) 내부에 탑재된 전산장비(2)로 냉기를 공급하기 위한 적어도 하나의 냉기 토출구(34)를 포함한다. 이때, 냉기 토출구(34)는 덕트(32)의 외면을 관통한 하나 이상의 홀 형태로 형성되며, 각 냉기 토출구(34)는 서로 간격을 두고 이격하여 위치한다.

이때, 냉방모듈(20)로부터 튜브 형태의 덕트(32) 내부로 냉기가 공급되면, 덕트(32)는 내부 공기압의 증가에 따라 팽창하여 원기둥, 타원기둥이나 각기둥 모양 등을 형성하게 된다.

도 5 및 도 7 좌측의 (a)도면은 덕트(32)에 냉기가 공급되지 않은 상태를 나타내는데, 이 경우 덕트(32)는 내부 공기압이 상대적으로 낮음에 따라 그 부피가 줄어들어 수축된 형태를 취하게 된다. 그리고 덕트(32)가 수축됨에 따라 선반(1)을 가리지 않게 되어 전산장비(2)를 탑재하기 위한 공간을 제공하게 된다. 이러한 상태에서 선반(1)에 전산장비(2)를 탑재하는 경우, 전산장비(2)가 덕트(32)에 걸리지 않게 되고, 설사 걸리더라도 덕트(32)의 연성 재질에 따라 파손이 방지된다.

도 6 및 도 7 우측의 (b)도면은 덕트(32)에 냉기가 공급되는 상태를 나타내는데, 이 경우 덕트(32)는 내부 공기압이 상대적으로 높아짐에 따라 그 부피가 늘어나 팽창된 형태를 취하게 된다. 이 경우 덕트(32)가 팽창함에 따라 비로소 선반(1)의 일부분을 가리게 되며, 전산장비(2)와 가까운 쪽에 형성된 홀 형태의 냉기 토출구(34)를 통해 냉기를 공급한다.

본 실시예에서 냉방모듈(20)로부터의 냉기를 전산장비(2)로 공급하는 덕트(32)는, 냉기 공급 여부에 따라 수축 및 팽창하므로, 서버랙(200)내 최소한의 공간을 이용하여 설치하는 것이 가능하다. 이는 서버랙(200)의 소형화에 기여하게 된다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

1: 선반 2: 전산장비
3: 도어 10: 본체 케이스
11: 수평판 12: 수직판
20: 냉방모듈 30, 32: 덕트
31: 돌출부 33, 34: 냉기 토출구
100, 200: 서버랙

Claims (6)

1. 복수의 수평판과 상기 복수의 수평판을 연결하여 수직 형성된 수직판을 구비한 본체 케이스;
   상기 본체 케이스에 위치하며 냉동사이클을 구성하여 상기 본체 케이스 내부의 냉방 기능을 수행하는 냉방모듈;
   상기 냉방모듈로부터 공급된 냉기에 의한 내부 공기압에 따라 팽창하여 튜브 모양을 형성하도록 유연한 소재로 이루어지고, 상기 냉방모듈로부터 신장되어 상기 수직판 및 상기 수평판의 내면 중 하나 이상에 부착 설치되며, 상기 냉방모듈로부터 공급된 냉기를 상기 본체 케이스 내부에 탑재된 전산장비로 공급하기 위한 적어도 하나의 냉기 토출구가 형성된 덕트;
   상기 덕트는 상기 전산장비 방향으로 서로 이격하여 돌출 형성된 적어도 하나의 돌출부; 를 포함하고,
   상기 냉기 토출구는 상기 덕트의 내부와 외부를 연결하도록 상기 돌출부를 관통한 채널 형태로 형성되고,
   상기 덕트는 냉기를 공급하기 전 수축된 상태를 이용해 상기 전산장비의 탑재를 위한 공간을 확보하고, 냉기가 공급되는 경우 일정 모양으로 팽창하여 상기 전산장비와 인접한 위치로 냉기를 공급하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙.
2. 제1항에 있어서,
   상기 덕트는 상기 수직판의 내면을 따라 수직 방향으로 형성되거나, 상기 수평판의 내면을 따라 수평 방향으로 형성되고,
   상기 냉기 토출구는 상기 전산장비 방향으로 서로 이격하여 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙.
3. 제1항에 있어서,
   상기 덕트는 내부 공기압에 따라 원기둥, 타원기둥이나 각기둥 모양을 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 냉기 토출구는 상기 덕트의 외면을 관통한 홀 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙.
6. 제1항에 있어서,
   상기 덕트는 천, 고무, 합성수지 또는 실리콘을 포함한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 냉방 덕트를 구비한 서버랙.

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