JP4713458B2

JP4713458B2 - 電子機器収納装置

Info

Publication number: JP4713458B2
Application number: JP2006345579A
Authority: JP
Inventors: 通栄今井
Original assignee: 株式会社くろがね工作所
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: JP2008159747A

Description

本発明は、収納装置内に冷気を効率よく送風することで、収納装置内の電子機器を冷却する電子機器収納装置に関するものである。

従来、この種の収納装置としては、電子機器収納ラックの前面扉と、ラック内に収納した電子機器との間に冷却用空気通路を形成し、ファンの送風で冷却通路からラック後面方向に冷気を送ることで、電子機器を冷却するものがある。（例えば特許文献１参照）

特許文献１では、冷気の供給口をラック前面の下端部に形成しているので、供給された冷気が供給口に近いラック下部に集中するので、ラックに収納された電子機器は下部に近いほど冷却されることとなり、又、冷気の吹出口に近いほど冷却能力がおとるといった現象が生じる。
さらに、ラック内に収納したサーバーの数が少ない場合は、ショートサーキット現象と称する不具合も生じる。
例えば、ラックの下部に電子機器を収納し、ラックの上部が空いている場合、冷気は下部の電子機器を冷やして暖気となってラック後面に移動するが、ラック上部では、冷気が直接後面に移動し、冷気のままで排気されることがある。この時の排気温度は当然低くなるので、排気温度を感知するセンサーは、ラック内が十分に冷却されたと誤って判断し、冷却運転を停止する場合がある、

一方、ラックに収納されるラックマウント型のサーバー（ブレードサーバ−）は、ラック内のマウントアングルに装着され、上下に積層した状態で収納されるので上下に隣接するサーバーに妨げられないようにして電源周辺やＣＰＵなどの半導体装置を冷却する必要がある。そのため、現在のマウント型のサーバーでは、サーバーの前面に空気取り入れ口を設け、サーバー内に装着したファンを使用して電源周辺や半導体装置を強制的に冷却し、サーバーの背面に設けた排出口から冷却後の排熱を排出する構造になっている。
このように、ラックマウント型のサーバー（ブレードサーバ−）には、ラック内に装着された状態で冷却する冷却手段が備えられているものである。
ところが、サーバーラック側では、ラック内部全体を冷却してサーバーを冷却する手段が採用されていた。前記特許文献１においても、ラックの前面から後面にいたるようにラックの内部全体を冷却するよう冷気を送風している。
しかしながら、サーバーの冷却が必要な個所は、サーバー内部の電源周辺や前記半導体装置に限られており、その他の部分は比較的耐熱性に優れている。従って、ラック内部全体に冷気を送り、サーバー全体を冷却する従来の手法は極めて無駄が多い冷却手段であるといえる。

しかも、冷却の必要がない部分を冷却する冷気は、全くの無駄になるばかりでなく、暖気に変わった後で、有効な冷気の温度を上げてしまう不都合も生じる。
すなわち、特許文献１に記載の冷却手段では、ラックの前面からサーバー全体を冷却した冷気は、暖気となって、ラックの後面に循環し、その後、ラックの上端部等から排出されるよう設けられているので、暖気のラック外への排出が十分でない場合は、この暖気が再び前面に循環して冷気を暖めてしまうことになる。
又、排出されない暖気の熱は、ラック上部にこもり、当該位置に設置しているサーバーに影響を与えるおそれもある。

特開２００４−３９６７５号公報

本発明は、従来の問題点に鑑みて、電子機器を極めて効率よく、かつ必要な個所を的確に冷却することが可能な電子機器収納装置を提供することを課題とする。

そこで、上記課題を解決する為、本発明が第１の手段として構成したところは、上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の一方側に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、他方側に排熱用通路を上下方向に設け、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する冷気供給ファンからの冷気を電子機器の収納位置をとおって排熱用通路に流通させ、排熱用通路に臨む排気ファンによって暖気を外部に排出するようにした電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設け、エアーコントロールダクト内に冷気の上昇気流を発生させる一方、電子機器方向に冷気の一部を導く冷気誘導フラップを、エアーコントロールダクト内に着脱自在で、各電子機器に対応して取付高さ変更可能に設け、冷気誘導フラップは、エアーコントロールダクトを形成する開閉自在な前扉の裏面側に取付けられ、収納された電子機器の方向に突出する第１フラップと、電気機器側から第１フラップの方向に突出する第２フラップより構成され、第１フラップの先端部と第２フラップの先端部間には冷気通過間隙が形成され、第２フラップは第１フラップの上方に位置し、第１フラップ方向で下方に傾斜しているものである。

次に本発明が第２の手段として構成したところは、上記第１の手段として構成したところに加え、冷気通過間隙は、下部に収納された電子機器に対応するものほど水平方向の寸法が大きくなるよう設定されているものである。

請求項１に記載の発明によると、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する冷気供給ファンを設け、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設けることで、エアーコントロールダクト内に冷気の上昇気流を発生させることにより、冷気は冷気供給口の近くで滞留することがなく、確実に上部まで導くことができ、エアーコントロールダクト内に、電子機器方向に冷気の一部を導く冷気誘導フラップを、各電子機器に対応して、エアーコントロールダクト内に着脱自在で、取付高さ変更可能に設けたことにより、必要な個所にのみ冷気誘導フラップを設けることで、より確実に冷気を電子機器に送風することができる。

冷気誘導フラップは、エアーコントロールダクトを形成する開閉自在な前扉の裏面側に取付けられ、収納された電子機器の方向に突出する第１フラップと、電気機器側から第１フラップの方向に突出する第２フラップより構成され、第１フラップの先端部と第２フラップの先端部間には冷気通過間隙が形成され、第２フラップは第１フラップの上方に位置し、第１フラップ方向に傾斜しているので、上昇する冷気の一部は第１フラップによって一旦滞留し、滞留した冷気は、他の上昇気流を第２フラップ側に誘導し、第２フラップによって、収納された電子機器（ラックマウント型のサーバーの空気取り入れ口）に冷気を送り込むので、効率電子機器（ラックマウント型のサーバー）の冷却を行うことができ、冷気通過間隙によって、冷気を上方に支障なく送ることができる。

冷気通過間隙は、下部に収納された電子機器に対応するものほど水平方向の寸法が大きくなるよう設定されているので、上下方向で、電子機器側に送風される冷気の風量を一定に維持することができ、安定した冷却効果を得ることができる。

本発明は、上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の一方側に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、他方側に排熱用通路を上下方向に設け、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する冷気供給ファンからの冷気を電子機器の収納位置をとおって排熱用通路に流通させ、排熱用通路に臨む排気ファンによって暖気を外部に排出するようにした電子機器収納装置において、エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設け、エアーコントロールダクト内に冷気の上昇気流を発生させる一方、電子機器方向に冷気の一部を導く冷気誘導フラップを、エアーコントロールダクト内に着脱自在で、各電子機器に対応して取付高さ変更可能に設け、冷気誘導フラップは、エアーコントロールダクトを形成する開閉自在な前扉の裏面側に取付けられ、収納された電子機器の方向に突出する第１フラップと、電気機器側から第１フラップの方向に突出する第２フラップより構成され、第１フラップの先端部と第２フラップの先端部間には冷気通過間隙が形成され、第２フラップは第１フラップの上方に位置し、第１フラップ方向に傾斜し、冷気通過間隙は、下部に収納された電子機器に対応するものほど水平方向の寸法が大きくなるよう設定されているものである。

以下、第実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１から図５において、符号１００は本発明の電子機器収納装置を示し、電子機器収納装置１００の基本構造体は、ラック本体１と、ラック本体１の前面に開閉自在に設けられた前扉２と、ラック本体１の後面に開閉自在に設けられた後扉３と、の上面に設けられた天板部４と、ラック本体１の下部に連結された底枠部５と、ラック本体１の左右側面に設けられた左右側パネル６０、６より構成されている。

ラック本体１は、左右方向に所定間隔を有して立設された、前後の縦枠１１、１１の上下端部を上下前後枠１２、１２で連結して、やや縦長の長方形状の枠状とした左右枠体１０、１０と、左右の枠体１０、１０の４隅を左右方向で連結する上下前後枠１３・・・と、左右枠体１０、１０間の内面側に対向して、左右枠体１０、１０内のそれぞれの上下端部と、上下方向の中間部分に、前後方向に渡って配設されたレール部材１４・・・と、レール部材１４・・・の内面側に対向して、前後端部よりに上下方向に渡って連結されたマウントアングル１５・・・等より構成されている。
そして、各レール部材1４の内面側には、マウントアングル１５・・・に装着される各種サーバーＳの奥行き寸法に対応できるよう、マウントアングル１５・・・を連結するための複数個の連結用螺孔が、前後方向に所定間隔を有して多数形成され、各マウントアングル１５の前面側には、サーバーＳを連結する為の連結孔１５０・・・（図１４、１５に示す。）が、各種サーバーＳの高さ寸法に対応できるよう、上下方向に所定間隔を有して多数形成されている。

前扉２は、右側の枠体１０の前端部分に兆番（図示せず。）を介して開閉自在に連結されている。
そして、下部中央部分に多数の換気孔２１・・・が形成され、換気孔２１・・・の裏面側の左右に位置して、換気孔２１・・・側が縦方向に開口して、左右支持溝２２、２２が形成された塞ぎ板支持部材２３、２３が連結され、左右端部が、上下方向に左右支持溝２２、２２に嵌合して上下方向にスライド自在の縦断面逆L字形とした塞ぎ板２４が、塞ぎ板支持部材２３、２３に保持されている。
すなわち、供給される冷気の量に対応して、塞ぎ板２４を取付けたり、取り外したりすることで換気孔２１・・・を開閉自在としている。

又、前扉２の裏面側には左右方向に所定間隔を有して、後方にやや突出する第１フラップ取付座２５、２５が扉の補強部材を兼用して上下方向に渡って取り付けられ、第１フラップ取付座２５、２５には、前記各マウントアングル１５に形成された連結孔１５０・・・・と同様に、上下方向に所定の間隔を有して多数のフラップ用連結孔（図示せず。）が形成されている。
尚、符号２６は前扉２の開閉用の取手を示し、符号２７は、前扉２の錠前を示している。

後扉３は、左側の枠体１０の後端部分に兆番（図示せず。）を介して開閉自在に連結されている。
そして、後扉３の左右方向に中央部で、上下方向に所定間隔を有して、3つの後面排気ファン３０・・・が取付けられ、後面排気ファン３０・・・の左右側に所定の幅を有して上下方向に排気補助部３２、３２が設けられている。排気補助部３２は多数の小穴を形成した、いわゆるパンチングメタルにて構成されている。
そして、後扉３の内面と左右側パネル６０、６の後端部内面で上下方向に渡る暖気が通る排熱用通路３００が形成される。
尚、符号３３は後扉３の開閉用の取手を示し、符号３４は後扉３の錠前を示し、符号３５は補強材を示している。

左右側パネル６０、６は、対称形に構成されているので右側パネル６についてのみ説明する。
右側パネル６は、前側塞ぎ板６１と側面塞ぎパネル６２より構成されている。
前側塞ぎ板６１は、前端部裏面と所定の間隙を有して前方に突出する係止部材６３、６３が裏面側の上下端部に設けられた表面部６４と、表面部６４の後端部からラック本体１側に突出し、レール部材１４の前部と連結されるL字形の連結片部６５と、連結片部６５の後端から内方に突出する遮蔽片部６６より構成されている。
そして、前端部裏面と係止部材６３、６３が前側の縦枠１１に係止し、レール部材１４の前部と連結片部６５が連結された状態で、遮蔽片部６６の内方側の端部が密閉材を介してマウントアングル１５に当接する事で、前側の縦枠１１と前側のマウントアングル１５間を区画する。
すなわち、左右の前側塞ぎ板６１、６０１は、前扉２と、マウントアングル１５・・・に装着されたサーバーＳと、上下のサーバーＳ、Ｓ間及びサーバーＳが装着されていない個所の前側の左右のマウントアングル１５、１５間に取付けた閉塞板６００（図６に示す）・・・によって、上下方向に連続する筒状のエアーコントロールダクト２００を形成する。

側面塞ぎパネル６２は、下端面の前後所定位置に形成された下方に突出する係止突片６２１、６２１（図１５に示す。）を下前後枠１２に形成れたけ係止孔（図示せず。）に嵌入し、上端部を上前後枠１２に設けた施錠座１２１に施錠することにより、前側塞ぎ板６１と後側の縦枠１１間および上下前後枠１２、１２間を閉塞するように取付けられる。
尚、符号６２２は、上前後枠１２の施錠座１２１に対応して設けられた錠前を示し、符号６２３、６２３は、側面塞ぎパネル６２を持ち上げる時の取手を示している。
本実施例では、右側パネル６は、前側塞ぎ板６１と側面塞ぎパネル６２の２つの部材より構成されているが、前側塞ぎパネル６１の機能を有する部材を側面塞ぎパネル６２の前端部裏面に一体に形成する事で、一つの部材として構成することも可能である。

天板部４は、中央部分に着脱自在に副天板４１を設け必要に応じて中央部が開口でき、エアーコントロールダクト２００の上方に位置する前側に冷気排気ファン４０が設けられ、
排熱用通路３００の上方に位置する後側に暖気排気ファン４００がもうけられている。

底枠部５は、下方が開口する偏平な箱型で、４隅にアジャスターとキャスター（図示せず。）を配し、中央部分に複数枚の着座自在な副底板５１・・・が設けられ、エアーコントロールダクト２００の下方に位置する前側に冷気供給ファン５０が設けられ、排熱用通路３００の下方に位置する後側に冷気供給用開口部５００がもうけられている。
そして、アンダーフロアー空調の吹出し口が底枠部５の内側に位置するよう電子機器収納装置１００を設置すると、アンダーフロアー空調の吹出し口から吹出された冷気は冷気供給ファン５０によってエアーコントロールダクト２００内に送り込まれるが、エアーコントロールダクト２００の上方には冷気排気ファン４０が設けられているから、冷気は上昇気流となるが、そのまま電子機器収納装置外に吹出されず、電子機器方向に廻り込むよう、エアーコントロールダクト２００内に、冷気誘導フラップ８・・・が構成されている。

冷気誘導フラップ８・・・は、上下方向に収納された各電子機器の高さ位置に対応してもうけられ（本願発明の実施例では３個所）、前扉２の裏面側に取付けられる第１フラップ８１と、第１フラップ８１のやや上方で、前側のマウントアングル１５、１５の連結孔１５０・・・を利用して取り付けられる第２フラップ８２より構成されている。
第１フラップ８１は、前扉２の裏面側に設けられた第１フラップ取付座２５、２５と連結ネジにて着脱自在に連結される連結用下向き突片８１１と、連結用下向き突片８１１の上端から電子機器方向に一体に突出し、一部の冷気の上昇を阻止する遮蔽突片８１２より構成されている。

そして、収納される電子機器の高さと、第２フラップの取付高さに対応して、最も冷却効率のよい高さが選択されて前扉２の裏面に取付けられる。
尚、実施例では、遮蔽突片８１２は水平方向に突出しているが、収納されるサーバーＳの種類、アンダーフロアー空調の吹出し量、取付高さ等に極め細かく対応するため、下方に傾斜しているもの、突出寸法の異なるものなど複数種類用意することにより、第２フラップ８２と連携して冷却効率に優れたものが選択されて、より一層の効率化が図られる。
また、前扉２の裏面に取り付けられているので、前扉２を開放するだけで、手軽に取付け取外しを行うことができる。

第２フラップ８２は、電子機器収納装置１００に収納されたサーバーＳ、Ｓ間と、最も上部のサーバーＳの上方に位置して、前側の左右のマウントアングル１５、１５間に連結ネジ等で着脱自在に連結された前記閉塞板を兼用するフラップ取付杆８２０・・・の左右端部側前面に連結ネジ等で着脱自在に連結される左右フラップ連結座８２１、８２１と、左右フラップ連結座８２１、８２１を左右端部に配し、第１フラップ８１方向に下方に傾斜して突出する傾斜突片８２２より構成されている。
そして、左右フラップ連結座８２１、８２１には上下方向に長い連結用長孔８２３、８２３が形成され、第２フラップ８２は、取付け高さ調整可能にサーバーＳのやや前側でフラップ取付杆８２０・・・に取付けられる。
すなわち、第２フラップ８２は、収納される電子機器の高さと、第１フラップの取付高さに対応して、最も冷却効率のよい高さが選択されて、フラップ取付杆８２０・・・に取付けられる。

尚、実施例では、傾斜突片８２２は第１フラップ方向で下方に傾斜しているが、収納されるサーバーＳの種類、アンダーフロアー空調の吹出し量、取付高さ等に極め細かく対応するため、水平方向のもの、突出寸法の異なるものなど複数種類用意することにより、第１フラップ８１と連携して冷却効率に優れたものが選択されて、より一層の効率化が図られる。
また、前扉２を開放すれば、手軽に取付け高さを変更することができる。
そして、冷気誘導フラップ８は、マウントアングル１５・・・の上下方向に設置されるサーバーＳ（電子機器）の数と同じ数だけ、取付けられる高さに応じた形状の第１フラップ８１と第２フラップ８２が選択されて、エアーコントロールダクト２００内に設けられるが、少なくとも、第１フラップ８１の先端部と第２フラップ８２の先端部間に形成される冷気通過間隙８００の水平方向の寸法Ｌ（図１８に示す）は、下部に収納されたサーバーＳ（電子機器）に対応するものほど大きくなるよう設定されている。
実施例では、第１フラップ８１のサーバーＳ（電子機器）方向への突出寸法を下段ほど小さく設定して、冷気通過間隙８００の水平方向の寸法Ｌが下部ほど大きくなるようにしているが、第１フラップ８１の突出寸法を同じにし、第２フラップ８２の突出寸法を上段ほど大きく設定してもよく、適宜変更可能である。

本発明は、上記のように構成され、図９に示すように、アンダーフロアー空調の吹出し口から吹出された冷気は、冷気供給ファン５０によってエアーコントロールダクト２００内に送り込まれ、最下段の第１フラップ８１によって冷気の一部が一旦滞留し、滞留した冷気は、他の上昇する冷気流を第２フラップ側に誘導し、第２フラップによって、収納されたサバーＳ（ブレードサーバーの空気取り入れ口）に送り込まれる冷気と、冷気通過間隙８００を通過して上昇する冷気に別れ、上昇した冷気は中段の第１フラップ８１によって、最下段の場合と同様のことが繰り返され、残った冷気の一部は冷気排気ファン４０より電子機器収納装置１００外に排出され、ほとんどの冷気は上下方向に影響されず均一にサーバーＳ内に送り込まれる。
サーバーバーＳ内に送り込まれた冷気は、サーバーＳ内に装着したファン８０・・・によってサーバーＳ内を通過後暖気となって後扉３側に吹出され、吹出された暖気は後面排気ファン３０・・・、暖気排気ファン４００によって電子機器収納装置１００外に排出される。
したがって、左右の前側塞ぎ板６１、６０１と、上下のサーバーＳ、Ｓ間及びサーバーＳが装着されていない個所の前側の左右のマウントアングル１５、１５間に取付けた閉塞板６００（図６に示す）・・・等によって、暖気が再び、エアーコントロールダクト２００内に逆流することはない。

本発明の正面図本発明の背面図本発明の右側面図本発明の平面図本発明の底面図図１のA―A線要部拡大断面図図３のB―B線要部拡大断面図図３のC―C線要部拡大断面図本発明の冷気の流れを示す説明図図６のＤ部拡大図図６のＥ部拡大図図６のＦ部拡大図図６のＧ部拡大図図７のＨ部拡大図図７のＪ部拡大図図８のＭ部拡大図図８のＮ部拡大図図６のＰ部拡大図図６のＱ部拡大図

符号の説明

１ラック本体
１０枠体
１００電子機器収納装置
２前扉
２００エアーコントロールダクト
３後扉
３０後面排気ファン
３００排熱用通路
４天板部
４０冷気排気ファン
４００暖気排気ファン
５底枠部
５０冷気供給ファン
６
右側パネル
６０左側パネル
８冷気誘導フラップ
８１第１フラップ
８２第２フラップ
８００冷気通過間隙

Claims

上下方向に複数段にわたって収納された電子機器の一方側に冷気が通るエアーコントロールダクトを上下方向に設け、他方側に排熱用通路を上下方向に設け、エアーコントロールダクトの下方に設けた冷気を供給する冷気供給ファンからの冷気を電子機器の収納位置をとおって排熱用通路に流通させ、排熱用通路に臨む排気ファンによって暖気を外部に排出するようにした電子機器収納装置において、
エアーコントロールダクトの上方に冷気排気ファンを設け、エアーコントロールダクト内に冷気の上昇気流を発生させる一方、電子機器方向に冷気の一部を導く冷気誘導フラップを、エアーコントロールダクト内に着脱自在で、各電子機器に対応して取付高さ変更可能に設け、冷気誘導フラップは、エアーコントロールダクトを形成する開閉自在な前扉の裏面側に取付けられ、収納された電子機器の方向に突出する第１フラップと、電気機器側から第１フラップの方向に突出する第２フラップより構成され、第１フラップの先端部と第２フラップの先端部間には冷気通過間隙が形成され、第２フラップは第１フラップの上方に位置し、第１フラップ方向で下方に傾斜していることを特徴とする電子機器収納装置。
冷気通過間隙は、下部に収納された電子機器に対応するものほど水平方向の寸法が大きくなるよう、設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器収納装置。