WO2012120830A1 - ラック型電子機器の冷却装置およびデータセンター - Google Patents

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cooling
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柴田　洋
睦彦 松本
雅史 松井
誉章 細野
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パナソニック株式会社
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    • H05K7/20827—Liquid cooling with phase change within rooms for removing heat from cabinets, e.g. air conditioning devices

Definitions

  • the present invention relates to a rack-type electronic device cooling apparatus and a data center for cooling an electronic device such as an electronic computer housed in a rack-type storage device.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional cooling device for a rack-type electronic device.
  • a conventional rack-type electronic device includes a circuit board group 102 that constitutes an electronic circuit inside a housing 101, and a cooling device that includes a heat pipe 103, a heat exchanger 104, and the like. Yes.
  • the circuit board group 102 is neatly arranged in a rack shape in the housing 101.
  • the heat pipe 103 is provided so as to sew a gap between the circuit board groups 102.
  • the heat exchanger 104 is provided in the upper part of the housing 101, and a heat pipe 103 is connected to the heat exchanger 104.
  • openings serving as a suction port 105 and a blowout port 106 are provided in the upper part of the housing 101.
  • the blower 107 provided in the vicinity of the suction port 105 is moved, and external air is passed through the housing 101. Then, the air sucked from the suction port 105 passes through the heat exchanger 104 and is then discharged from the air outlet 106.
  • the heat generated in the circuit board group 102 warms the surrounding air.
  • the heated air is cooled by exchanging heat with the refrigerant in the heat pipe 103.
  • the refrigerant that has received heat evaporates and rises in the heat pipe 103 and moves into the heat exchanger 104.
  • heat exchanger 104 heat is exchanged with the cold outside air sucked in by the blower 107 to become liquid again, and the inside of the heat pipe 103 is lowered.
  • the heat pipe 103 constitutes one cooling cycle as the entire cooling apparatus. Therefore, it is difficult to cope with the difference in the amount of heat generated for each circuit board group 102.
  • the present invention is a rack-type electronic device cooling apparatus having a rack-type electronic device having electronic circuit devices with different calorific values in a housing, and cooling by a heat pipe having a condenser part and an evaporator part, A plurality of heat pipes are provided, the condenser section has a condenser and an outside air blower and is provided on the top surface of the casing, and the evaporator section has an evaporator and is provided on the rear face of the casing.
  • the condenser and the evaporator Is connected by a liquid pipe and a vapor pipe.
  • the liquid refrigerant is vaporized by the heat generated from the electronic circuit equipment, and in the condenser, the vaporized refrigerant is liquefied by the air sucked from the outside of the housing, and the calorific value.
  • Each electronic circuit device having a different temperature is cooled by each heat pipe.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a data center including a rack-type electronic device cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the cooling device for the rack-type electronic device.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rack-type electronic device cooling device with the door portion open.
  • FIG. 4 is a pipe connection diagram of the evaporator inside the door portion of the cooling device of the rack-type electronic device.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view in which the door portion of the cooling device of the rack-type electronic device is a door-to-door type.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view in which the door portion of the cooling device of the same rack type electronic device is a flap type.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a data center including a rack-type electronic device cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the cooling device for the rack-type electronic device.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rack-type electronic
  • FIG. 7 is a layout diagram of a control box of the cooling device for the rack-type electronic device.
  • FIG. 8 is a layout diagram of a control box of the cooling device for the rack-type electronic device.
  • FIG. 9 is a layout diagram of a control box of the cooling device for the rack-type electronic device.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional cooling device for a rack-type electronic device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a data center including a rack-type electronic device cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of rack-type electronic devices 2 are installed in the data center 1.
  • the rack-type electronic device 2 includes a housing 30 having openings on the front side and the back side. Inside the housing 30, a plurality of electronic circuit devices 3 are provided in a rack shape.
  • an operation panel and a display unit (not shown) are provided toward the front side of the rack-type electronic device 2.
  • Wiring and power lines (not shown) for connecting the electronic circuit devices 3 to each other or to external devices are provided on the back side of the rack-type electronic device 2.
  • Note that not all electronic circuit devices 3 are provided with an operation panel or a display unit.
  • a plurality of rack-type electronic devices 2 are installed in the data center 1 and are called an electronic computer room or a server room as a whole.
  • FIG. 2 is a side view of the rack-type electronic apparatus cooling device according to the embodiment of the present invention.
  • the cooling device 4 includes an evaporator unit 5 provided so as to cover the back surface 30 b of the housing 30, and a condenser unit 6 provided on the top surface 30 a of the housing 30. Yes.
  • a plurality of flat plate-shaped evaporators 5 a are attached to the evaporator unit 5.
  • the condenser unit 6 a plurality of flat plate-like condensers 6 a and an outside air blower 19 are incorporated.
  • both the condenser unit 6 and the evaporator unit 5 have openings so that air passes back and forth inside. That is, the condenser unit 6 is provided with an outside air inlet 7 and an outside air outlet 8.
  • the evaporator unit 5 is provided with an exhaust air inlet 9 and an exhaust air outlet 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rack type electronic device cooling device according to the embodiment of the present invention with the door portion open. As shown in FIG. 3, the evaporator part 5 is attached to the door shape so that opening and closing is possible by the rotating shaft 13a. And the evaporator part 5 is provided in one side.
  • the rack-type electronic device 2 has openings through which air passes on the front surface and the back surface as described above.
  • the air intake 11 is an opening on the front side.
  • the air discharge port 12 is an opening on the back side.
  • the air intake port 11 and the air discharge port 12 may be any openings that substantially allow air to pass through.
  • the air intake 11 may be punched, latticed, or net-like.
  • FIG. 3 when the door-shaped evaporator part 5 is open
  • a plurality of electronic circuit devices 3 are arranged in parallel with the ceiling surface (or floor surface) inside the housing 30.
  • the electronic circuit device 3 may be arranged in parallel to the side surface.
  • the evaporator unit 5 includes a door unit 13 and a frame unit 14 in the frame.
  • the frame is composed of a surrounding frame and a lattice-like panel portion through which air passes from the front side to the back side.
  • the door portion 13 is provided with a plate-like evaporator 5a in parallel with the panel portion.
  • the frame portion 14 pivotally supports the door portion 13.
  • the panel portion may be punched or reticulated as long as the air passage 11 is configured to allow air to pass therethrough.
  • the evaporator 5a is disposed in the entire evaporator unit 5 so that the air that has passed through the housing 30 of the rack-type electronic device 2 is cooled. In the embodiment of the present invention, four evaporators 5a are arranged one above the other.
  • FIG. 4 is a pipe connection diagram of the evaporator inside the door portion of the cooling device for the rack-type electronic device according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid pipe 15 a and the steam pipe 15 b that connect the evaporator 5 a and the condenser 6 a are arranged in the vertical direction along the inner wall surface of the frame portion 14.
  • the liquid pipe 15a has an end near the lower side of the evaporator 5a.
  • the liquid pipe connection port 16 provided in the lower side of the evaporator 5a and the edge part of the liquid pipe 15a are connected by the bendable rubber hose 17a.
  • the steam pipe 15b is provided with an end portion above the upper side of the evaporator 5a.
  • the end of the steam pipe 15b and the steam pipe connection port 18 provided on the upper side of the evaporator 5a are connected by a rubber hose 17b.
  • the rubber hose 17a and the rubber hose 17b for example, a refrigerant hose whose inner surface is made of IIR (Isobutylene-lsoprene Rubber) rubber or whose inner surface is coated with a nylon resin may be used.
  • the rubber hose 17a and the rubber hose 17b are arranged so as to be in a substantially horizontal direction (a direction substantially orthogonal to the rotation shaft 13a) in the vicinity of the rotation shaft 13a of the door portion 13.
  • the evaporator 5a and the steam pipe 15b are connected by the rubber hose 17a and the rubber hose 17b, which are flexible pipes that can be bent perpendicularly to the rotating shaft 13a.
  • the elbows are connected at the connection parts (the liquid pipe 15a, the connection part between the evaporator 5a and the rubber hose 17a, and the connection part between the vapor pipe 15b, the evaporator 5a and the rubber hose 17b) at both ends of the rubber hose 17a and the rubber hose 17b.
  • the rubber hose 17a and the rubber hose 17b may be bent.
  • the rubber hose 17a and the rubber hose 17b are used.
  • a tube made of a material other than rubber may be used as long as it can be bent.
  • flexible piping such as a metal flexible hose may be used.
  • the condenser unit 6 includes a condenser 6 a and an outside air blower 19 in a box-shaped condenser unit housing.
  • the box-shaped condenser section housing is formed so that the outside air inlet 7 and the outside air outlet 8 which are openings through which air can flow are opposed to each other.
  • the outside air inlet 7 and the outside air outlet 8 may have a lattice shape, a punching shape, a net shape, or the like as long as the air can pass through like the other ventilation ports.
  • the condenser 6a is arranged so that it passes through the air sent out by the outside air blower 19. In FIG.
  • the condenser 6a is disposed obliquely with respect to the ventilation direction. Further, the same number of condensers 6a as the number of evaporators 5a are provided. One evaporator 5a and one condenser 6a are connected by a liquid pipe 15a and a steam pipe 15b shown in FIG. 4 to constitute one thermosiphon heat pipe.
  • a plurality of rack-type electronic devices 2 are provided in the data center 1. Further, as shown in FIG. 2, the cooling device 4 is attached in a form that hangs down on the rack-type electronic device 2. That is, the condenser unit 6 is mounted on the top surface 30 a of the housing 30. The evaporator unit 5 is attached to the back surface 30 b of the housing 30.
  • the data center 1 is partitioned into a lower main body space 51 and an upper outside air ventilation space 52 with the top surface 30a as a boundary.
  • the rack-type electronic device 2 is disposed in the main body space 51.
  • Each rack-type electronic device 2 is provided with a cooling device 4.
  • the condenser 6 a is disposed in the outside air ventilation space 52.
  • the main body space 51 is provided with an air conditioner 53 for adjusting the temperature inside.
  • the cooling device 4 since the amount of heat discharged from the rack-type electronic device 2 into the main body space 51 by the cooling device 4 is reduced, the load on the air conditioner 53 is reduced. And by the efficient use of the outside air, temperature control with low energy consumption is possible as the entire data center 1. As shown in FIG. 2, since the cooling device 4 is provided for each rack-type electronic device 2, the air volume control of the outside air blower 19 is performed for each cooling device 4. Therefore, appropriate cooling is performed for the amount of heat generated for each rack-type electronic device 2.
  • the evaporator part 5 can be opened in a door shape. Therefore, wiring work at the time of installation or maintenance after installation can be easily performed.
  • the rubber hose 17a and the rubber hose 17b are provided so as to be orthogonal to the rotating shaft 13a of the evaporator section 5. Therefore, the rubber hose 17a and the rubber hose 17b are not twisted, and the evaporator unit 5 is opened and closed with a small force.
  • the rack-type electronic device 2 contains electronic circuit devices 3 having different calorific values.
  • the system configuration is such that cooling is possible even if the amount of heat generated is different.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view in which the door portion of the cooling device of the rack-type electronic device according to the embodiment of the present invention is a door-to-door type.
  • the door-shaped evaporator section 5 may be not only a single opening as shown in FIG. 3 but also a double door opening type as shown in FIG. In this case, the necessary space on the back side of the rack-type electronic device 2 is reduced.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view in which the door portion of the cooling device for the rack-type electronic device according to the embodiment of the present invention is a flap type.
  • the evaporator unit 5 may be of a type that opens and closes in a flap shape.
  • the rotation shaft 13a is arranged in the horizontal direction. Therefore, the vicinity of the rotating shaft 13a of the rubber hose 17a and the rubber hose 17b connected to the evaporator 5a is substantially vertical. Further, in this case, if the opening and closing is performed for each evaporator 5a, a necessary space on the back surface 30b side is reduced.
  • a control box 20 having an electronic circuit for controlling the operation of the outside air blower 19 is required.
  • the control device in the control box 20 detects the temperature on the outlet side of the evaporator 5 a and controls the air flow rate of the outside air blower 19.
  • FIG. 7 is a layout diagram of the control box of the cooling device for the rack-type electronic device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the control box 20 a is disposed below the door portion 13.
  • FIG. 8 is a different layout of the control box of the cooling device for the rack-type electronic device according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the control box 20 b may be disposed on the inner wall surface 14 a of the frame portion 14.
  • FIG. 9 is a further different layout of the control box of the cooling device for the rack-type electronic apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the control box 20 c may be disposed between the condenser unit 6 and the evaporator unit 5. Since the installation positions of the control boxes 20a, 20b, and 20c are dead spaces of the cooling device 4 or the rack-type electronic device 2, the space can be effectively used. Furthermore, since each of the control boxes 20a, 20b, and 20c is provided on the cooling device 4 side, the cooling device 4 can be retrofitted without affecting the form of the rack-type electronic device 2.
  • the cooling device for a rack-type electronic device of the present invention can be used for cooling an indoor heating element storage device having an electronic circuit device therein.

Abstract

筐体内に発熱量の異なる電子回路機器を備えたラック型電子機器を有し、ラック型電子機器をヒートパイプにより冷却するラック型電子機器の冷却装置は、ヒートパイプを複数有し、凝縮器部が筐体の天面に備えられ、蒸発器部が筐体の背面に備えられ、発熱量の異なる電子回路機器ごとにそれぞれのヒートパイプにより冷却する。

Description

ラック型電子機器の冷却装置およびデータセンター
　本発明は、ラック型の収納装置に納めた電子計算機などの電子機器を冷却するラック型電子機器の冷却装置およびデータセンターに関する。
　近年、電子部品の高性能化と、制御基板への電子部品の高密度化とが進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加している。また電子部品等の小型化、高集積化、および処理する情報量が増加し、発熱箇所近傍において効率的に冷却する、ラック個別に冷却する方式が考案されている（例えば、特許文献１）。
　以下、従来のラック型電子機器の冷却装置について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来のラック型電子機器の冷却装置の説明図である。図１０に示すように従来のラック型電子機器は、筐体１０１の内部に電子回路を構成する回路基板群１０２と、ヒートパイプ１０３および熱交換器１０４などにより構成される冷却装置とを備えている。回路基板群１０２は、筐体１０１内においてラック型に整然と並べられている。そして、ヒートパイプ１０３は回路基板群１０２の隙間を縫うように設けられている。熱交換器１０４は筐体１０１の上部に設けられ、熱交換器１０４にはヒートパイプ１０３が接続されている。筐体１０１の上部には、吸込口１０５、吹出口１０６となる開口が設けられている。吸込口１０５近傍に設けられた送風機１０７が動かされ、筐体１０１に外部の空気が通される。そして、吸込口１０５から吸い込まれた空気は、熱交換器１０４を通過した後、吹出口１０６から排出される。
　回路基板群１０２において発生した熱は、周りの空気を暖める。高温になった空気は、ヒートパイプ１０３内の冷媒と熱交換して冷やされる。熱を受けた冷媒は、蒸発してヒートパイプ１０３内を上昇し、熱交換器１０４内へと移動する。熱交換器１０４では、送風機１０７によって吸い込まれた冷たい外気と熱交換して再び液体となり、ヒートパイプ１０３内を下降していく。
　このような従来の冷却装置では、ヒートパイプ１０３が回路基板群１０２の間を縫うように設けられているため、筐体１０１、回路基板群１０２を含んだ冷却装置全体として設計する必要がある。そのため回路基板群１０２の大きさ、枚数ごとにヒートパイプ１０３の設計が必要になるという課題があった。
　そして図１０に示す冷却装置では、ヒートパイプ１０３は冷却装置全体として一つの冷却サイクルを構成している。そのため、回路基板群１０２ごとの発熱量の違いに対応することが困難であった。
特開昭６２－７１２９９号公報
　本発明は筐体内に発熱量の異なる電子回路機器を備えたラック型電子機器を有し、凝縮器部と蒸発器部とを有するヒートパイプにより冷却するラック型電子機器の冷却装置であって、ヒートパイプを複数備え、凝縮器部は凝縮器と外気送風機とを有するとともに筐体の天面に備えられ、蒸発器部は蒸発器を有するとともに筐体の背面に備えられ、凝縮器と蒸発器とは液管と蒸気管とにより接続され、蒸発器では液状の冷媒が電子回路機器からの発熱により気化され、凝縮器では気化した冷媒が筐体の外部から吸い込んだ空気により液化され、発熱量の異なる電子回路機器ごとにそれぞれのヒートパイプにより冷却される。
　そのため電子回路機器の配置に関係なく、電子回路機器から排出される発熱が個別に処理される。
図１は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置を備えたデータセンターの概略図である。 図２は、同ラック型電子機器の冷却装置を側面から見た図である。 図３は、同ラック型電子機器の冷却装置の扉部開放状態の斜視図である。 図４は、同ラック型電子機器の冷却装置の扉部内部の蒸発器の配管接続図である。 図５は、同ラック型電子機器の冷却装置の扉部を観音扉型とした概略斜視図である。 図６は、同ラック型電子機器の冷却装置の扉部をフラップ型とした概略斜視図である。 図７は、同ラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスの配置図である。 図８は、同ラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスの配置図である。 図９は、同ラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスの配置図である。 図１０は、従来のラック型電子機器の冷却装置の説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置を備えたデータセンターの概略図である。図１に示すようにデータセンター１内には、複数のラック型電子機器２が設置されている。ラック型電子機器２は、前面側と背面側とに開口を設けた筐体３０を有している。筐体３０の内部には、ラック状に複数の電子回路機器３が備えられている。また、ラック型電子機器２の前面側に向けて図示していない操作パネルおよび表示部が備えられている。そして、ラック型電子機器２の背面側に電子回路機器３同士、あるいは外部機器との接続を行う図示していない配線類、電源線類が設けられている。なお、全ての電子回路機器３に操作パネル、または表示部が備わっているとは限らない。ラック型電子機器２は、データセンター１内に複数台設置されて、全体として電子計算機室、またはサーバールームなどと呼ばれている。
　図２は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置を側面から見た図である。図２に示すように冷却装置４は、筐体３０の背面３０ｂを覆うように設けられた蒸発器部５と、筐体３０の天面３０ａに設けられた凝縮器部６とから構成されている。蒸発器部５には、平板状の蒸発器５ａが複数枚取り付けられている。凝縮器部６内には、複数の平板状の凝縮器６ａと外気送風機１９とが内蔵されている。また、凝縮器部６と、蒸発器部５とはともに内部を前後に空気が通過するように開口を有している。すなわち凝縮器部６には外気吸込口７と、外気吹出口８とが設けられている。蒸発器部５には排気吸込口９と、排気吹出口１０とが設けられている。
　図３は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の扉部開放状態の斜視図である。図３に示すように蒸発器部５は、回動軸１３ａにより扉状に開閉可能に取り付けられている。そして蒸発器部５は、片開きに設けられている。
　一方、ラック型電子機器２は、前述のように前面と背面とに空気の通過する開口を有している。空気取入口１１は、この前面側の開口である。空気吐出口１２は、背面側の開口である。空気取入口１１、および空気吐出口１２は、実質的に空気が通過する開口であればよい。空気取入口１１はパンチング、あるいは格子状、網状であればよい。図３では、空気吐出口１２は扉状の蒸発器部５が開放されたときに、背面のほぼ全体が一つの開口となっている。そして筐体３０の内部には、複数の電子回路機器３が天井面（あるいは床面）と平行に並んでいる。なお、電子回路機器３は側面に平行に並べてもよい。そして、ラック型電子機器２の内部が冷却されるときには、空気取入口１１から空気が吸い込まれる。そしてその空気が、天井面（あるいは側面）に平行に並んだ電子回路機器３を通過するときに、電子回路機器３から発する熱を奪った後、空気吐出口１２から排出される。
　次に、蒸発器部５について説明する。蒸発器部５は枠体内に、扉部１３と、枠部１４とから構成されている。ここで枠体は、周囲の枠と、前面側から背面側へ空気が通り抜けられる格子状のパネル部とから構成されている。扉部１３には、パネル部と平行に板状の蒸発器５ａが設けられている。枠部１４は、扉部１３を軸支する。パネル部は、空気取入口１１と同様、空気が通過する構成であれば、パンチング、あるいは網状などでよい。蒸発器５ａは、ラック型電子機器２の筐体３０内を通過した空気が冷却されるよう、蒸発器部５全体に配置されている。本発明の実施の形態では、４枚の蒸発器５ａが上下に並べられている。
　図４は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の扉部内部の蒸発器の配管接続図である。図４に示すように、蒸発器５ａと凝縮器６ａとを接続する液管１５ａおよび蒸気管１５ｂは、枠部１４の内壁面に沿って鉛直方向に配置されている。液管１５ａは、蒸発器５ａの下辺付近に端部を設けている。そして、蒸発器５ａ下辺に設けた液管接続口１６と、液管１５ａの端部とが曲げ自在のゴムホース１７ａにより接続されている。一方、蒸気管１５ｂは蒸発器５ａの上辺よりも上側に端部を設けている。蒸気管１５ｂの端部と、蒸発器５ａの上辺に設けた蒸気管接続口１８とがゴムホース１７ｂにより接続されている。
　ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂは、内面をＩＩＲ（Isobutylene-lsoprene　Rubber）系ゴムとしたもの、または内面をナイロン系樹脂にてコーティングした、例えば冷媒用ホースが用いられるとよい。そしてゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂは、扉部１３の回動軸１３ａ近傍において略水平方向（回動軸１３ａに略直交する方向）になるように配置されている。このように蒸発器５ａと蒸気管１５ｂとは、回動軸１３ａと直交する曲げ自在のフレキシブル配管であるゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂにより接続されている。
　また、ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂのそれぞれの両端における接続部分（液管１５ａ、蒸発器５ａとゴムホース１７ａとの接続部分、および蒸気管１５ｂ、蒸発器５ａとゴムホース１７ｂとの接続部分）では、エルボが介されてもよいし、ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂが曲げられてもよい。本発明の実施の形態では、ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂとしたが、曲げることができればゴム以外の材質のチューブが用いられてもよい。例えば、金属製のフレキシブルホースなどのフレキシブル配管でもよい。
　次に、凝縮器部６について説明する。図２に示すように凝縮器部６は、箱形の凝縮器部筐体内に、凝縮器６ａと外気送風機１９とが備えられている。ここで箱形の凝縮器部筐体は、通風可能な開口である外気吸込口７と外気吹出口８とが向かい合い形成されている。また外気吸込口７と、外気吹出口８とは、他の通気口同様、空気が通過する構成であれば格子状、パンチング、あるいは網状などでよい。凝縮器６ａは、外気送風機１９が送り出す空気があたって通過するように配置される。図２においては、凝縮器６ａは通風方向に対して斜めに傾けて配置されている。また、凝縮器６ａは蒸発器５ａの枚数と同数備えられている。一枚の蒸発器５ａと一枚の凝縮器６ａとが図４に示す液管１５ａ、蒸気管１５ｂとにより接続され、一つのサーモサイフォン型ヒートパイプが構成されている。
　図１に示すように、データセンター１内には複数のラック型電子機器２が設けられている。また図２に示すように冷却装置４は、ラック型電子機器２に垂れかけるような形態にて取り付けられている。すなわち、凝縮器部６は筐体３０の天面３０ａに乗せられて取り付けられている。また蒸発器部５は、筐体３０の背面３０ｂに取り付けられている。
　そして図１に示すようにデータセンター１は、天面３０ａを境にして、下部の本体空間５１と、上部の外気通風空間５２とに仕切られている。ここでラック型電子機器２は、本体空間５１に配置されている。また、それぞれのラック型電子機器２には、冷却装置４が備えられている。さらに凝縮器６ａは、外気通風空間５２に配置されている。本体空間５１には、その内部の温度調節を行う空調装置５３が設けられている。
　上記構成において、ラック型電子機器２からの発熱の処理方法について説明する。まず外気通風空間５２において、凝縮器部６では、通過する外気によって凝縮器６ａ内の冷媒が冷却、凝縮される。液化した冷媒は、蒸発器５ａへ降下していく。一方、ラック型電子機器２内から発生する熱は、ラック型電子機器２内に設けられた排気送風機（図示せず）によって本体空間５１内に排出される。そのとき、高温の排気空気は蒸発器部５を通過するので、蒸発器５ａ内の冷媒を気化させて熱交換し、冷却される。さらに、本体空間５１全体は空調装置５３によって温度調節されている。
　従って、冷却装置４によってラック型電子機器２から本体空間５１内へ排出される熱量が小さくなるので、空調装置５３の負荷が軽減される。そして、外気の効率的利用によって、データセンター１全体として、エネルギー消費の少ない温度制御が可能となる。また図２に示すように、ラック型電子機器２ごとに冷却装置４が設けられているので、それぞれの冷却装置４ごとに外気送風機１９の送風量制御が行われる。そのため、ラック型電子機器２ごとの発熱量に対し、適切な冷却が行われる。
　前述したとおり、ラック型電子機器２の背面３０ｂ側には内部の電子回路機器３同士、あるいは外部機器との接続を行う配線類、電源線類が設けられている。図４に示すように蒸発器５ａと凝縮器６ａとの間の配管には、ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂが用いられているので、蒸発器部５は扉状に開けることができる。従って設置時の配線作業、あるいは設置後のメンテナンスが容易に行える。そしてゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂは、蒸発器部５の回動軸１３ａに直交するように設けられている。そのため、ゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂはねじられることがなく、蒸発器部５は少ない力により開閉動作が行われる。
　また図３に示すように、ラック型電子機器２内には発熱量の異なる電子回路機器３が収納されている。しかし冷却装置４内には、複数のヒートパイプ３１が配置されているので、発熱量が異なっても冷却が可能なシステム構成となっている。
　図５は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の扉部を観音扉型とした概略斜視図である。扉状の蒸発器部５は、図３に示すような片開きだけでなく、図５に示すような観音開き型でもよい。この場合には、ラック型電子機器２の背面側の必要なスペースは小さくなる。
　図６は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の扉部をフラップ型とした概略斜視図である。図６に示すように、蒸発器部５は、フラップ型に開閉するタイプでもよい。この場合、回動軸１３ａは水平方向に配置される。そのため、蒸発器５ａに接続されるゴムホース１７ａ、ゴムホース１７ｂの回動軸１３ａ近傍は、ほぼ鉛直方向になる。またこの場合には、蒸発器５ａごとに開閉されるようにすると、背面３０ｂ側の必要なスペースが小さくなる。
　冷却装置４においては、外気送風機１９の運転制御を行う電子回路を備えた制御ボックス２０が必要になる。制御ボックス２０内の制御装置は、蒸発器５ａの出口側の温度を検出し、外気送風機１９の送風量制御を行う。
　図７は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスの配置図である。図７に示すように制御ボックス２０ａは、扉部１３の下部に配置される。
　図８は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスの異なる配置図である。図８に示すように、制御ボックス２０ｂは枠部１４の内壁面１４ａに配置されてもよい。
　図９は、本発明の実施の形態のラック型電子機器の冷却装置の制御ボックスのさらに異なる配置図である。図９に示すように、制御ボックス２０ｃは、凝縮器部６と蒸発器部５との間に配置されてもよい。制御ボックス２０ａ、２０ｂ、２０ｃそれぞれの設置位置は冷却装置４、あるいはラック型電子機器２のデッドスペースとなっているので、スペースの有効利用が図られる。さらに、制御ボックス２０ａ、２０ｂ、２０ｃそれぞれは、冷却装置４側に設けられているので、ラック型電子機器２の形態に影響を与えず、冷却装置４は後付けが可能になる。
　本発明のラック型電子機器の冷却装置は、内部に電子回路機器を備えた屋内型の発熱体収納装置の冷却に利用可能である。
１　　データセンター
２　　ラック型電子機器
３　　電子回路機器
４　　冷却装置
５　　蒸発器部
５ａ　　蒸発器
６　　凝縮器部
６ａ　　凝縮器
７　　外気吸込口
８　　外気吹出口
９　　排気吸込口
１０　　排気吹出口
１１　　空気取入口
１２　　空気吐出口
１３　　扉部
１３ａ　　回動軸
１４　　枠部
１４ａ　　内壁面
１５ａ　　液管
１５ｂ　　蒸気管
１６　　液管接続口
１７ａ，１７ｂ　　ゴムホース
１８　　蒸気管接続口
１９　　外気送風機
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ　　制御ボックス
３０　　筐体
３０ａ　　天面
３０ｂ　　背面
３１　　ヒートパイプ
５１　　本体空間
５２　　外気通風空間
５３　　空調装置

Claims (10)

  1. 筐体内に発熱量の異なる電子回路機器を備えたラック型電子機器を有し、前記ラック型電子機器を凝縮器部と蒸発器部とを有するヒートパイプにより冷却するラック型電子機器の冷却装置であって、
    前記ヒートパイプを複数備え、
    前記凝縮器部は凝縮器と外気送風機とを有するとともに前記筐体の天面に備えられ、
    前記蒸発器部は蒸発器を有するとともに前記筐体の背面に備えられ、
    前記凝縮器と前記蒸発器とは液管と蒸気管とにより接続され、
    前記蒸発器では液状の冷媒が前記電子回路機器からの発熱により気化され、
    前記凝縮器では気化した前記冷媒が前記筐体の外部から吸い込んだ空気により液化され、
    発熱量の異なる前記電子回路機器ごとにそれぞれの前記ヒートパイプにより冷却されることを特徴とするラック型電子機器の冷却装置。
  2. 前記蒸発器部は回動軸により扉状に開閉することを特徴とする請求項１記載のラック型電子機器の冷却装置。
  3. 前記蒸発器部は片開きに開閉することを特徴とする請求項２記載のラック型電子機器の冷却装置。
  4. 前記蒸発器部は観音開きに開閉することを特徴とする請求項２記載のラック型電子機器の冷却装置。
  5. 前記蒸発器部はフラップ型に開閉することを特徴とする請求項２記載のラック型電子機器の冷却装置。
  6. 前記蒸発器と前記蒸気管とは、前記回動軸と直交する曲げ自在のフレキシブル配管により接続されることを特徴とする請求項２記載のラック型電子機器の冷却装置。
  7. 前記蒸発器部は前記蒸発器が設けられる扉部を備え、前記扉部の下部に前記外気送風機の運転制御を行う制御ボックスを配置したことを特徴とする請求項１記載のラック型電子機器の冷却装置。
  8. 前記蒸発器部は前記扉部を軸支する枠部を備え、前記枠部の内壁面に前記制御ボックスを配置したことを特徴とする請求項７記載のラック型電子機器の冷却装置。
  9. 前記蒸発器部と前記凝縮器部との間に前記外気送風機の運転制御を行う制御ボックスを配置したことを特徴とする請求項１記載のラック型電子機器の冷却装置。
  10. 前記ラック型電子機器を複数台配置したデータセンターにおいて、前記天面より上部の外気通風空間と前記天面より下部の本体空間とに分離され、前記ラック型電子機器は前記本体空間に配置され、発熱量の異なる前記電子回路機器ごとに請求項１記載のラック型電子機器の冷却装置が備えられ、前記凝縮器は前記外気通風空間に配置されたことを特徴とするデータセンター。
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