CN101068454A - 用于调节电气、电子及电信仪器等的机架的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置，该装置的类型为包括至少一个机箱(11)，机箱内部具有用于支承电子设备等(17)的机架底架(16)、在机箱的门(12)与机架底架(16)之间以及机箱后壁(15)与机架底架(16)之间形成的气路间隙(18，19)。两个相邻输送元件(20，21，22，23，26，27)中的至少一个具有适用于允许、调节或禁止两个相邻输送元件(20，21，22，23，26，27)之间的空气循环的至少一个第一活门(28，29)，与机箱(11)相关联的第一和第二输送元件(20，21)各自设有用于居间的机箱(11)的自由冷却类型调节的至少一个第二上部活门(30)和至少一个第三下部活门(32)，并且第一和第二输送元件(20，21)中的至少一个设有用于机箱(11)内部的环境空气的强制循环的通风装置。

Description

用于调节电气、电子及电信仪器等的机架的装置

技术领域

本发明涉及一种用于调节电气、电子以及电信仪器等的机架的装置。

背景技术

计算机以及内部和外部数据通信网络(因特网、内联网等)的使用、以及形成所述计算机(服务器、辅助存储器等)和定义此类网络的节点(路由器等)的电气和电子仪器的支承底架越来越普遍，在支承底架上这些设备可被安装并在很小的空间中接口连接。

适用于该用途的底架被称为机架，并且在例如移动电话网络站点等领域中非常普遍。

机架通常被设在机箱内以保护基本不受灰尘和外部介质的影响。

与机架和包含机架的机箱关联的主要问题涉及封装在机箱中的电子仪器的过热，特别是由于移动电话和其它电子及计算部分的不断增长导致由同一机架支承以及包装在同一机箱内的仪器数目增加。

因此造成的问题涉及机箱内由这些仪器生成的热量的驱散以及由此对所述机箱的适当调节。

例如，近年来以更大散热为特征的、GSM/GPRS网络站点内机架数目的增长以及UMTS网络的产生，已必然地改变了调节要求。

过度升温事实上会导致各种故障，甚至达到机箱中所包含的仪器的不能工作的程度。

当前，此类机架机箱的散热有赖于机箱所位于的房间的调节系统以及机箱的开槽和格栅，这些开槽和格栅适用于允许来自房间的空气在所述房间包含的(诸)机架所支承的仪器中间通过。

这种冷却方法通常是不够的，特别是在出现了每单位体积产生极高功耗的、极其紧凑的新一代服务器的情况下。

相应地，由此在机架机箱内部形成了持续过热的区域(被称为“热点”)，从而局部地使电气和电子仪器出现问题甚至不能工作。

为了消除这些缺点，本申请人已发明了一种调节装置，该调节装置在2005年11月7日欧洲专利申请第05110402.4号中公开并要求保护。

这种尤其用于电气、电子、电信仪器等的机架的装置的特征在于：它由至少一个机箱构成，该机箱由用于通入其内部的至少一个门、两个侧壁以及一个后壁构成，所述机箱包含用于支承电子设备等的机架底架；在该至少一个门与机架底架之间以及后壁与所述机架底架之间形成气路间隙；机箱在上部区域敞开通到第一空气输送元件，并在下部区域敞开通到第二空气输送元件，所述第一和第二元件进而分别连接到设于空气调节模块上方和下方的第三和第四输送元件，空气调节模块侧面相邻于机箱并适用于从其抽取热空气并在其中注入冷却的空气。

这种装置可被有利地配置成包括机箱和调节单元的交替序列并相对于机架机箱的数目可具有一个额外的调节单元，这种冗余极大地提高了该装置整体的可靠性。

虽然该装置完全实现了调节机架底架及其支承的仪器的目标，但是它没有允许即使在极其紧急情况下，诸如在所有的空气调节模块同时故障、例如链接到移动电话的服务器、路由器和电子设备正常工作处于攸关状态时不能容许的意外事故等情形中也能冷却机架的安全系统。

发明内容

本发明的目标是提供用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置，该装置即使在所有的空气调节模块都故障的情况下也能确保冷却其中所包含的电子仪器。

在这一目标内，本发明的一个目的是提供一种装置，其在具有多个机架机箱的情况下，即使在属于所述装置的调节模块中的任何一个失灵的情况下也能调节所有机架机箱。

本发明的另一目的是提供一种能够被容易地配置用于彼此紧密排列的多个机架机箱的装置。

本发明的另一目的是提供一种借助其就能够调节空气的流率并改变空气路径以便总能最佳地冷却有关机架的装置。

本发明的另一目的是提供一种防止在机架机箱内部形成持久过热的区域的调节装置。

本发明的另一目的是提供一种用于电气、电子、以及电信仪器等的机架的调节装置，该装置可用已知的系统和技术廉价地制造。

以下将更为显而易见的这个目标以及这些和其它目的通过一种用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置来实现，该装置的类型为包括由用于通入其内部的至少一个门、两个侧壁以及一个后壁构成的至少一个机箱，并且机箱内部具有用于支承电子设备等的机架底架，在所述至少一个门与所述机架底架之间以及所述后壁与所述机架底架之间形成气路间隙；所述机箱在上部区域敞开通到第一空气输送元件，并在下部区域敞开通到第二空气输送元件，所述第一和第二元件进而分别连接到设于至少一个相关联的、侧面相邻于所述机箱的空气调节模块上方和下方的至少一个第三和一个第四输送元件，并且所述空气调节模块适用于从所述机箱抽取暖空气以向其中注入冷却的空气；所述装置的特征在于，两个相邻输送元件中的至少一个具有适用于允许、调节或禁止所述两个相邻输送元件之间的空气循环的至少一个第一活门，与机箱相关联的所述第一和第二输送元件各自设有用于居间的机箱的自由冷却类型调节的第二活门，所述第一和第二输送元件中的至少一个设有用于所述居间的机箱内部的环境空气的强制循环的通风装置。

附图说明

通过对附图中作为非限制性的示例示出的、本发明的优选但非排它性的实施例的具体说明，本发明进一步的特性和优点将更为显而易见，其中：

图1是根据本发明的装置的示意性主视图；

图2是根据本发明在第一或第二运行模式下的装置所属的机架机箱内部的空气的路径的示意性侧视图；

图3是根据本发明的装置的机箱的立体图；

图4是根据本发明的装置的调节模块的立体图；

图5是根据本发明的装置的细节的立体图；

图6是根据本发明的第二实施例并在第一工作模式下的装置的示意性主视图；

图7是与图6相同的主视图，其中根据本发明的装置在第二工作模式下；

图8是根据本发明在第三工作模式下的装置所属的机架机箱内部空气的路径的示意性侧视图；

图9是与图6和7相同的主视图，其中根据本发明的装置在第三工作模式下；

图10是根据本发明的装置的机箱的上部输送元件的细节的局部分解立体图；

图11是根据本发明的装置的机箱的下部输送元件的细节的局部分解立体图。

具体实施方式

参照附图，根据本发明的用于电气、电子以及电信仪器等的机架的调节装置通常由图1所示的其第一示例性和非限定性实施例中的标号10来标示。

在图1的实施例中，装置10包括：由用于通入其内部的门12、两个侧壁13和14、以及一个后壁构成的机箱11，在机箱内部具有用于支承电子设备或仪器等17的机架底架16。

气路间隙18和19分别形成于门12与机架底架16之间以及后壁15与机架底架16之间。

机箱11在上部区域敞开通到第一空气输送元件20，并在下部区域敞开到第二空气输送元件21。

第一和第二元件20、21进而分别连接到设于与机箱11侧面相邻的、相关联的第一空气调节模块24的上方和下方的第三输送元件22和第四输送元件23；调节模块24被设计成从机箱11中抽取暖空气并在其中注入冷却的空气。

装置10还包括在相对于第一模块24的对侧与机箱11侧面相邻的第二空气调节模块25。

第二模块25具有连接到机箱11的与其相邻的输送元件20和21的第五上部空气输送元件26和第六下部空气输送元件27。

在根据本发明的装置的该第一实施例中，这两个空气调节模块24和25的下部输送元件23和27各自分别设有适用于允许、调节或禁止所述输送元件23或27与机箱11的下部输送元件21之间的空气循环的第一活门28和29。

本身为已知类型的第一活门28和29由塑料或金属材料制成，它们的配置即其打开的程度由本身为已知类型且未示出的机电致动器来管理，该机电制动器进而由用于控制整个装置10的中央单元来管理。

与机箱11相关联的第一输送元件20和第二输送元件21各自设有用于居间的机箱11的自由冷却类型调节的至少一个外加的活门，所述第一和第二输送元件20、21中的至少一个设有用于机箱11内的环境空气的强制循环的通风装置。

在本发明的所述第一示例性和非限定性实施例中，第一输送元件20设有两个第二上部活门30，其中每个都被设于第一输送元件20内所设的通风装置的一部分上。

通风装置由在图10的局部分解视图中清楚可见的两个应急风扇31组成。

第二上部活门30可以由金属或塑料材料制成并可以选择性地机动化或利用重力来操作。

在本发明的所述第一示例性和非限定性实施例中，第二输送元件21具有由塑料或金属材料制成的第三下部前活门32，其也是机动化或利用重力操作的类型。

如图4中的模块25所示例的，调节模块24或25内部包含风扇33、蒸发器34和压缩机35。

上部输送元件20、22和26各自由连接到相邻的上部输送元件的增压室构成，从而在机箱11的内部形成朝向调节模块24或25的进气总管。

下部输送元件21、23和27各自由通过第一活门连接到相邻的下部输送元件的、用于搁置在地面上的底脚板组成，所述底脚板构成用于将已调节的空气从启用的调节模块引到机箱11的另一总管。

如图5到9所示并且其中总地由标号110标示的装置的第二实施例如图6的图解所示地包括：两个机架机箱111a和111b；以及三个调节模块，即第一居中模块124以及外侧的第二模块125和第三模块136。

图中用虚线示意性地示出了机箱111a和111b的应急风扇131a和131b以及调节模块的风扇133。

因此装置110包括两个机箱111a和111b以及两个调节模块加一个冗余调节模块；该实施例应仅被看成一个示例，因为通常根据本发明的装置被理解成包括N个机箱和(N+1)个调节模块。

第二外侧调节模块125的底脚板127具有在图6中被示意性地示为处于关闭状态的单个第一活门129，并且对应的调节模块125为停用。

第一居中调节模块124的底脚板123设有两个第一活门128和137，各自用于将气路调节为交替地朝向相邻机箱的相邻底脚板121a或121b中的一个或另一个；在图6中，第一左活门128被示意性地示为打开的，而第一右活门137被示意性地示为关闭的。

第三调节模块136的底脚板138具有被示意性地示为打开的单个第一活门139。

在装置110的所述第一工作模式下，第一机箱111a由第一居中调节模块124冷却，第二机箱111b由第三模块136冷却，而第二模块125被关闭或待机。

图5作为示例示出了第一模块124的两个活门128和137。

在图7中，装置110被示意性地示为在第二模式下工作。

所述第二模式要求分属第二模块125和第三模块136的第一活门129和139打开，而第一居中模块124的第一活门都关闭。

因此所述第二模式将第一机箱111a连接到第二模块125，并将第二机箱111b连接到第三模块136，而第一居中模块124关闭或者待机。

根据本发明的具有N个机箱和N+1个模块的装置配置允许总是有一个待机的调节模块可供连接到由于当时与其相关联的调节模块故障而处于危急状态的机箱，并允许通过以规律的时间间隔将所有调节模块或其中至少一些逐一交替地置为待机来减轻每个调节模块的负荷。

图9示出了根据本发明的装置110的第三工作模式。

所述第三紧急模式要求三个调节模块124、125和136由于任何原因不能工作并且相应的第一活门128和137、129以及139全部关闭。

在这种情形中，机箱111a和111b的冷却通过启用紧急风扇并同时打开第二活门130和第三活门132来确保。

在该模式下，与邻近的停用调节模块隔离的机箱111a和111b被环境空气从底部向上穿过，环境空气沿图8中示意性地示出的路径通过机箱。

所述第三工作模式可手动地或由装置110的电子控制单元自动地启动。

应急风扇131a和131b由机架机箱内部或外部的不间断电源(UPS)供电，从而使得该系统独立于任何电力中断。

在实践中已发现如上所述的发明解决了在已知类型的用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置中注意到的问题。

尤其地，本发明提供了用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置，由于机箱的上部输送元件中所安装的应急风扇31及13a和13b、以及对应的相关联的活门，该装置即使在所有空气调节模块都故障的情况下也能确保其中所包含电子仪器的冷却。

此外，本发明提供了一种装置，在其设有多个机架机箱时，由于调节模块和机箱所设的活门允许改变气路，所以即使在该装置所属的调节模块中的任意一个失灵的情况下也能调节所有的机架机箱。

此外，本发明提供了能为彼此相邻排列的多个机架机箱容易地安装的装置。

此外，本发明提供了借助其就能够调节空气流率并改变其路径以便总能最佳冷却有关机架的装置。

此外，本发明提供了用于调节电气、电子和电信仪器等的机架的、可用已知的系统和技术廉价地制造的装置。

实践中，尺寸以及所用的材料可以是依据要求和技术水平的任意尺寸和材料，只要它们与具体的用途相容。

Claims (18)

1.一种用于电气、电子和电信仪器等的机架的调节装置，所述装置的类型为包括由用于通入其内部的至少一个门(12)、两个侧壁(13，14)以及一后壁(12)构成的至少一个机箱(11)，并且在所述机箱内部有用于支承电子设备等(17)的机架底架(16)，在所述至少一个门(12)与所述机架底架(16)之间以及在所述后壁(15)与所述机架底架(16)之间形成气路间隙(18，19)；所述机箱(11)在上部区域敞开通到第一空气输送元件(20)，并在下部区域敞开通到第二空气输送元件(21)，所述第一和第二元件(20，21)进而分别连接到设于与所述机箱(11)侧向相邻的至少一个相关联的空气调节模块(24，25)上方和下方的至少一个第三(22，26)和一个第四(23，27)输送元件，并且所述空气调节模块适于从所述机箱(11)抽取暖空气以在其中注入冷却的空气；所述装置特征在于，两个相邻输送元件(20，21，22，23，26，27)中的至少一个具有适于允许、调节或禁止所述两个相邻输送元件(20，21，22，23，26，27)之间的空气循环的至少一个第一活门(28，29)，与所述机箱(11)相关联的所述第一和第二输送元件(20，21)各自设有用于居间的机箱(11)的自由冷却类型调节的至少一个第二上部活门(30)和至少一个第三下部前活门(32)，所述第一和第二输送元件(20，21)中的至少一个设有用于所述居间的机箱内的环境空气的强制循环的通风装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括第一空气调节模块(24)，以及在相对于所述第一模块(2)的对侧与所述机箱(11)侧向相邻的第二空气调节模块(25)。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述机箱(11)的所述第一(20)和第二(21)输送元件分别连接到设于一个相关联的第一空气调节模块(24)上方和下方的第三输送元件(22)和第四输送元件(23)，所述第二模块(25)具有第五上部空气输送元件(26)和第六下部空气输送元件(27)，所述第五上部空气输送元件(26)和第六下部空气输送元件(27)连接于相邻的所述机箱(11)的输送元件(20，21)。

4.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述两个调节模块(24，25)的所述下部输送元件(23，27)各自设有适于允许、调节或禁止所述输送元件(23，27)与所述机箱(11)的下部输送元件(21)之间的空气循环的第一活门(28，29)。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一活门(28，29)由塑料或金属材料制成，并且它们的配置、即打开的程度由机电、机械或等效的致动器来管理，而所述致动器进而由用于整个所述装置(10)的中央控制单元来管理。

6.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第一输送元件(20)具有两个第二上部活门(30)，其中每个都设于所述第一输送元件(20)内所设的通风装置的一部分上。

7.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述通风装置包括一对应急风扇(31)。

8.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二上部活门(30)由金属或塑料材料或其它等效材料制成。

9.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二活门(30)选择性地被机动化或利用重力来操作。

10.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第二输送元件(21)具有机动化或利用重力操作的类型的、由塑料或金属材料制成的第三下部活门(32)。

11.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述上部输送元件(20，22，26)各自包括连接到所述相邻的上部输送元件的增压室，从而形成用于将空气从所述机箱(11)的内部向调节模块(24，25)抽取的总管。

12.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述下部输送元件(21，23，27)各自包括搁置在地面上并通过第一活门连接到相邻的下部输送元件的底脚板，所述底脚板形成用于将已调节的空气从启用的调节模块引入到所述机箱(11)中的另一总管。

13.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括N个机架机箱和N+1个调节模块。

14.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括两个机架机箱(111a，111b)，以及三个调节模块，即第一居中调节模块(124)、以及外侧的第二(125)和第三(136)调节模块。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二外侧调节模块(125)的底脚板具有单个第一活门(129)。

16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述第一居中调节模块(124)的底脚板(123)设有两个第一活门(128，137)，各自用于将气路调节为交替地朝向所述相邻机箱(111a，111b)中与其相邻的底脚板(121a，121b)中的一个或另外一个。

17.如权利要求14到16中的任一项所述的装置，其特征在于，所述第三调节模块(136)的底脚板(138)具有单个第一活门(139)。

18.如在前的权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述应急风扇(131a，131b)由所述机架机箱内部或外部的不间断电源来供电，从而确保所述装置(110)不受任何电力中断的影响。

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