JP5845713B2

JP5845713B2 - サーバ及びサーバ冷却構造

Info

Publication number: JP5845713B2
Application number: JP2011178814A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　祐; 祐佐藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-08-18
Also published as: JP2013042023A

Description

本発明は、ホットアイル／コールドアイル式エアフローの室内に背中合わせの状態で一対を設置可能なサーバ、及びそれを用いたサーバ冷却構造に関する。

筐体の内部に種々の電子部品が収容されてなるサーバは、内部の電子部品を冷却する手段として冷却構造を備えている。そして、この冷却構造としては、筐体の前面側から吸気し、その空気で電子部品を冷却した後、筐体の背面側から排気するものが従来知られている（例えば、特許文献１を参照）。

そして、このような冷却構造を備えるサーバは、サーバ設置用のラックの前面側及び後面側から背中合わせに一対が設置される場合がある。この場合、一方のサーバはラックの前面側から吸気してラックの中央部へ排気し、他方のサーバはラックの後面側から吸気してラックの中央部へ排気する。そして、このように両方のサーバから排出された空気がラックの中央部で上昇することにより、いわゆる吹き上げ型のエアフローが構成される。

特開２００４−３１９６２８号公報

しかし、特許文献１に記載の冷却構造を備えるサーバは、いわゆるホットアイル／コールドアイル式エアフローの室内においては、ラックの前面側及び後面側から背中合わせに一対を設置することができないという問題がある。尚、ホットアイル／コールドアイル式エアフローの室内とは、サーバの前面側及び後面側のいずれか一方に冷気を集め、他方に暖気を集めることにより、室内の空調を効率的に行うことを目的とするものである。

この問題が生じる理由は、特許文献１に記載の冷却構造を備える一対のサーバを背中合わせに設置する場合に構成されるエアフロー、すなわち両方のサーバから排出された空気がラックの中央部で上昇するエアフローが、ラックの前面側及び後面側のいずれか一方に冷気を集め、他方に暖気を集める室内のエアフローと合致しないからである。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ホットアイル／コールドアイル式エアフローの室内に背中合わせの状態で一対を設置可能なサーバ、及びそれを用いたサーバ冷却構造を提供することにある。

本発明に係るサーバは、筐体の内部に電子機器が収容されてなるサーバであって、前記筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記筐体の内部に連通する第一連通口が形成されるとともに両端部が前記筐体の外部に開口する第一通気路と、前記筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記筐体の内部に連通する第二連通口が形成されるとともに後部側端部が前記筐体の外部に開口する第二通気路と、前記第一連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第一ファンと、前記第二連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第二ファンと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るサーバ冷却構造は、電子機器が収容されてなる第一サーバ筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第一サーバ筐体の内部に連通する第一連通口が形成されるとともに、両端部が前記第一サーバ筐体の外部に開口して前部側端部がコールドアイルに開口する第一通気路と、前記第一サーバ筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第一サーバ筐体の内部に連通する第二連通口が形成されるとともに後部側端部が前記第一サーバ筐体の外部に開口する第二通気路と、電子機器が収容されてなる第二サーバ筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第二サーバ筐体の内部に連通する第三連通口が形成されるとともに、後部側端部が前記第二サーバ筐体の外部に開口して前記第一通気路の後部側端部に接続された第三通気路と、前記第三サーバ筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第二サーバ筐体の内部に連通する第四連通口が形成されるとともに、両端部が前記第二サーバ筐体の外部に開口して後部側端部が前記第二通気路の後部側端部に接続される一方で前部側端部がホットアイルに開口する第四通気路と、前記第一連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第一ファンと、前記第二連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第二ファンと、前記第三連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第三ファンと、前記第四連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第四ファンと、を備えることを特徴とする。

本発明に係るサーバによれば、背中合わせの状態で一対を設置した場合に、一方のサーバの前面側から一対のサーバを通り抜けて他方のサーバの前面側に達するようなエアフローを構成することができる。

本発明の第一実施形態に係るサーバの一使用例を示す概略横断面図である。横断面図である。本発明の第一実施形態に係るサーバの他の使用例を示す概略横断面図である。本発明の第二実施形態に係るサーバを示す概略横断面図である。本発明の第一実施形態に係るサーバを用いたサーバ冷却構造の一使用例を示す概略横断面図である。本発明の第一実施形態に係るサーバを用いたサーバ冷却構造の他の使用例を示す概略横断面図である。

以下、本発明に係る複数の実施形態のサーバ及びそれを用いたサーバ冷却構造について図面を参照して説明する。
（第一実施形態）
図１に示すように、本発明の第一実施形態に係るサーバ１０は、前板１２と、後板１３と、一方の側板１４と、一方の側板１４に対面する他方の側板１５と、底板１６と、天板１７とを有するラックマウント型のハーフサーバ筐体１１を備えるものである。

サーバ１０は、ハーフサーバ筐体１１の一方の側部に前後方向に延びるように配置され、一方の端部１８および他方の端部１９が外部に開口される第一通気路２０を備える。そして、この第一通気路２０における一方の端部１８側には、ハーフサーバ筐体１１の内部に連通するようにして、第一連通口２０１が形成されている。
サーバ１０は、第一通気路２０に対面するハーフサーバ筐体１１の他方の側部に前後方向に延びるように配置されて一方の端部２１が閉塞され、他方の端部２２が開放される第二通気路２３を備える。そして、この第二通気路２３における他方の端部２２側には、ハーフサーバ筐体１１の内部に連通するようにして、第二連通口２０２が形成されている。

サーバ１０は、第一連通口２０１に配置され、正逆回転を切り替え可能な第一ファン２４と、第二連通口２０２に配置され、正逆回転を切り替え可能な第二ファン２５とを備える。
サーバ１０は、第一通気路２０の一方の端部１８に配置され、正逆回転を切り替え可能な補助ファン２６を備える。

第一ファン２４と、第二ファン２５と、補助ファン２６とは、不図示の制御回路に電気的に接続される。
そのため、制御回路から与えられる電流により、第一ファン２４と、第二ファン２５と、補助ファン２６とは、正回転または逆回転する。

次に、サーバ１０の使用例について説明する。
サーバ１０は、第一通気路２０の一方の端部１８および補助ファン２６がコールドアイルに熱的に接続され、第二通気路２３の他方の端部２２がホットアイルに熱的に接続される。

制御回路により、補助ファン２６と、第一ファン２４と、第二ファン２５とが正回転される。
補助ファン２６は、正回転されることにより、第一ファン２４側に負圧を発生させるために、コールドアイルの冷気を第一通気路２０に吸引する。

第一ファン２４は、正回転されることにより、ハーフサーバ筐体１１の内部に負圧を発生させるために、補助ファン２６によって第一通気路２０内に導入された冷気をハーフサーバ筐体１１の内部に吸引する。
これにより、ハーフサーバ筐体１１の内部に冷気が導入される。
そして、ハーフサーバ筐体１１の内部に導入された冷気は、不図示の電子部品を冷却することにより温度が上昇して暖気となる。

第二ファン２５は、正回転されることにより、第二通気路２３内に負圧を発生させるために、ハーフサーバ筐体１１の内部の暖気を第二通気路２３内に吸引する。
そして、第二通気路２３に導入された暖気は、第二通気路２３の他方の端部２２からホットアイル側に排出される。
従って、第一通気路２０の一方の端部１８および補助ファン２６から、ハーフサーバ筐体１１の内部を通過して第二通気路２３の他方の端部２２に至るエアフローを構成できる。

次に、サーバ１０の他の使用例について説明する。
図２に示すように、サーバ１０は、第一通気路２０の一方の端部１８および補助ファン２６がホットアイルに熱的に接続され、第二通気路２３の他方の端部２２がコールドアイルに熱的に接続される。

制御回路により、補助ファン２６と、第一ファン２４と、第二ファン２５とが逆回転される。
第二ファン２５は、逆回転されることにより、ハーフサーバ筐体１１内に負圧を発生させるために、コールドアイルの冷気を第二通気路２３内に吸引してハーフサーバ筐体１１の内部に導入させる。
これにより、ハーフサーバ筐体１１の内部に冷気が導入される。
そして、ハーフサーバ筐体１１の内部に導入された冷気は、電子部品を冷却することにより温度が上昇して暖気となる。

第一ファン２４は、逆回転されることにより、第一通気路２０内に負圧を発生させるために、ハーフサーバ筐体１１の内部から第一通気路２０内に暖気を吸引する。
補助ファン２６は、逆回転されることにより、ホットアイル側に負圧を発生させるために、第一ファン２４によって第一通気路２０内に導入された暖気をホットアイル側に排出する。
従って、第二通気路２３の他方の端部２２から、ハーフサーバ筐体１１の内部を通過して第一通気路２０の一方の端部１８および補助ファン２６に至るエアフローを構成できる。

以上、説明したように第一実施形態のサーバ１０によれば、コールドアイルに面するか或いはホットアイルに面するかのいずれの場合に対しても、第一ファン２４および第二ファン２５を正逆回転させることにより対応できる。
従って、第一実施形態のサーバ１０によれば、同一構造で汎用性を拡大できる。

また、第一実施形態のサーバ１０によれば、第一ファン２４および第二ファン２５に加えて補助ファン２６を備えることにより、空気の流れを増強して冷却効率を向上できる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係るサーバについて説明する。
なお、以下の各実施形態において、前述した第一実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図３に示すように、本発明に係る第二実施形態のサーバ３０は、第一通気路２０に複数の第一連通口２０１が形成されている。そして、これら第一連通口２０１には、正逆回転を切り替え可能な第一ファン３１，３２がそれぞれ設けられている。
サーバ３０は、第二通気路２３に複数の第二連通口２０２が形成されている。そして、これら第二連通口２０２には、正逆回転を切り替え可能な第二ファン３３，３４がそれぞれ設けられている。
なお、第一ファン３１，３２および第二ファン３３，３４は、図３に示す２個ずつに限らず、３個以上であってもよい。

第二実施形態のサーバ３０によれば、複数の第一ファン３１，３２および複数の第二ファン３３，３４を装備することにより、空気の流れを増強して冷却効率を向上できる。

（第三実施形態）
次に、本発明の第一実施形態に係るサーバを用いたサーバ冷却構造について説明する。図４は、本発明の第一実施形態に係るサーバを用いたサーバ冷却構造４０の一使用例を示す概略横断面図である。
サーバ冷却構造４０は、背中合わせの状態で設置されてサーバラック１に収容される第一ハーフサーバ筐体４１および第二ハーフサーバ筐体４２を備えるものである。
すなわち、サーバ冷却構造４０は、第一実施形態のサーバ１０を一対用意して、それぞれの後板１３を背面合わせに合体させて構成される。

サーバ冷却構造４０は、第一ハーフサーバ筐体４１の一方の側板４３に前後方向に延びるように配置され、一方の端部４４および他方の端部４５が開口される第一通気路４６を備える。そして、この第一通気路４６における一方の端部４４側には、第一ハーフサーバ筐体４１の内部に連通するようにして、第一連通口４６１が形成されている。
サーバ冷却構造４０は、第一通気路４６に対面する第一ハーフサーバ筐体４１の他方の側板４７に前後方向に延びるように配置され、一方の端部４８が閉塞され、他方の端部４９が開放される第二通気路５０を備える。そして、この第二通気路５０における他方の端部４９側には、第二ハーフサーバ筐体４２の内部に連通するようにして、第二連通口５０１が形成されている。

サーバ冷却構造４０は、第二ハーフサーバ筐体４２の一方の側板５１に前後方向に延びるように配置され、一方の端部５２が第一通気路４６に連通され、他方の端部５３が閉塞される第三通気路５４を備える。そして、この第三通気路５４における一方の端部５２側には、第二ハーフサーバ筐体４２の内部に連通するようにして、第三連通口５４１が形成されている。
サーバ冷却構造４０は、第三通気路５４に対面する第二ハーフサーバ筐体４２の他方の側板５５に前後方向に延びるように配置され、一方の端部５６が第二通気路５０に連通され、他方の端部５７が開放される第四通気路５８を備える。そして、この第四通気路５８における一方の端部５６側には、第二ハーフサーバ筐体４２の内部に連通するようにして、第四連通口５８１が形成されている。

サーバ冷却構造４０は、第一連通口４６１に配置され、正逆回転を切り替え可能な第一ファン５９を備える。
サーバ冷却構造４０は、第二連通口５０１に配置され、正逆回転を切り替え可能な第二ファン６０を備える。

サーバ冷却構造４０は、第三連通口５４１に配置され、正逆回転を切り替え可能な第三ファン６１を備える。
サーバ冷却構造４０は、第四連通口５８１に配置され、正逆回転を切り替え可能な第四ファン６２を備える。
サーバ冷却構造４０は、第一通気路４６の一方の端部４４に配置され、正逆回転を切り替え可能な第一補助ファン６３と、第四通気路５８の他方の端部５７に配置され、正逆回転を切り替え可能な第二補助ファン６４とを備える。

次に、サーバ冷却構造４０の使用例について説明する。
サーバ冷却構造４０は、第一通気路４６の一方の端部４４および第一補助ファン６３がコールドアイルに熱的に接続され、第四通気路５８の他方の端部５７および第二補助ファン６４がホットアイルに熱的に接続される。

制御回路により、第一補助ファン６３と、第一ファン５９と、第二ファン６０と、第三ファン６１と、第四ファン６２と、第二補助ファン６４とが正回転される。
第一補助ファン６３は、正回転されることにより、第一ファン５９側に負圧を発生させるために、コールドアイルの冷気を第一通気路４６および第三通気路５４に吸引する。

第一ファン５９は、正回転されることにより、第一ハーフサーバ筐体４１の内部に負圧を発生させるために、第一通気路４６内に導入された冷気を第一ハーフサーバ筐体４１の内部に吸引する。
同時に、第三ファン６１は、正回転されることにより、第二ハーフサーバ筐体４２の内部に負圧を発生させるために、第三通気路５４内に導入された冷気を第二ハーフサーバ筐体４２の内部に吸引する。

これにより、第一ハーフサーバ筐体４１の内部および第二ハーフサーバ筐体４２の内部に冷気が導入される。
そして、第一ハーフサーバ筐体４１の内部に導入された冷気および第二ハーフサーバ筐体４２の内部に導入された冷気は、電子部品を冷却することにより温度が上昇して暖気となる。

第二ファン６０は、正回転されることにより、第二通気路５０内に負圧を発生させるために、第一ハーフサーバ筐体４１の内部の暖気を第二通気路５０内に吸引する。
第四ファン６２は、正回転されることにより、第四通気路５８内に負圧を発生させるために、第二ハーフサーバ筐体４２の内部の暖気を第四通気路５８内に吸引する。
第二補助ファン６４は、正回転されることにより、ホットアイル側に負圧を発生させるために、第二通気路５０内に導入された暖気および第四通気路５８内に導入された暖気をホットアイル側に排出する。
従って、第一通気路４６の一方の端部４４および第一補助ファン６３から、２個の第一ハーフサーバ筐体４１および第二ハーフサーバ筐体４２の内部を通過して第四通気路５８の他方の端部５７および第二補助ファン６４に至るエアフローを構成できる。

次に、サーバ冷却構造４０の他の使用例について説明する。
図５に示すように、サーバ冷却構造４０は、第四通気路５８の他方の端部５７および第二補助ファン６４がコールドアイルに熱的に接続され、第一通気路４６の一方の端部４４および第一補助ファン６３がホットアイルに熱的に接続される。

制御回路により、第一補助ファン６３と、第一ファン５９と、第二ファン６０と、第三ファン６１と、第四ファン６２と、第二補助ファン６４とが逆回転される。
第二補助ファン６４は、逆回転されることにより、第四ファン６２側に負圧を発生させるために、コールドアイルの冷気を第四通気路５８および第二通気路５０に吸引する。

第四ファン６２は、逆回転されることにより、第二ハーフサーバ筐体４２の内部に負圧を発生させるために、第四通気路５８内に導入された冷気を第二ハーフサーバ筐体４２の内部に吸引する。
同時に、第二ファン６０は、逆回転されることにより、第一ハーフサーバ筐体４１の内部に負圧を発生させるために、第二通気路５０内に導入された冷気を第一ハーフサーバ筐体４１の内部に吸引する。

第三ファン６１は、逆回転されることにより、第三通気路５４内に負圧を発生させるために、第二ハーフサーバ筐体４２の内部の暖気を第三通気路５４内に吸引する。
第一ファン５９は、逆回転されることにより、第一通気路４６内に負圧を発生させるために、第一ハーフサーバ筐体４１の内部の暖気を第一通気路４６内に吸引する。
第一補助ファン６３は、逆回転されることにより、ホットアイル側に負圧を発生させるために、第一通気路４６内に導入された暖気および第三通気路５４内に導入された暖気をホットアイル側に排出する。
従って、第四通気路５８の他方の端部５７および第二補助ファン６４から、２個の第一ハーフサーバ筐体４１および第二ハーフサーバ筐体４２の内部を通過して第一通気路４６の一方の端部４４および第一補助ファン６３に至るエアフローを構成できる。

第三実施形態のサーバ冷却構造４０によれば、同一構造を有する一対のサーバを組み合わせることにより、背中合わせに合体された第一ハーフサーバ筐体４１と第二ハーフサーバ筐体４２との内部を通り抜けて空気を流通させることができる。
従って、第三実施形態のサーバ冷却構造４０によれば、同一構造で汎用性を拡大できる。

また、第三実施形態のサーバ冷却構造４０によれば、第一補助ファン６３および第二補助ファン６４をさらに備えることにより、空気の流れを増強して冷却効率を向上できる。

なお、本発明のサーバ及びそれを用いたサーバ冷却構造は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。

以上述べたように、本発明のサーバ及びそれを用いたサーバ冷却構造によれば、同一構造で汎用性を拡大できるものである。
以上の結果として、単一構造の部品を大量生産できることにより、生産性の向上を図ってコスト面で有利に製造でき、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。

１サーバラック
１０サーバ
１１ハーフサーバ筐体
１２前板
１３後板
１４一方の側板
１５他方の側板
１６底板
１７天板
１８一方の端部
１９他方の端部
２０第一通気路
２０１第一連通口
２０２第二連通口
２１一方の端部
２２他方の端部
２３第二通気路
２４第一ファン
２５第二ファン
２６補助ファン
３０サーバ
３１第一ファン
３２第一ファン
３３第二ファン
３４第二ファン
４０サーバ冷却構造
４１第一ハーフサーバ筐体
４２第二ハーフサーバ筐体
４３一方の側板
４４一方の端部
４５他方の端部
４６第一通気路
４６１第一連通口
４７他方の側板
４８一方の端部
４９他方の端部
５０第二通気路
５０１第二連通口
５１一方の側板
５２一方の端部
５３他方の端部
５４第三通気路
５４１第三連通口
５５他方の側板
５６一方の端部
５７他方の端部
５８第四通気路
５８１第四連通口
５９第一ファン
６０第二ファン
６１第三ファン
６２第四ファン
６３第一補助ファン
６４第二補助ファン

Claims

筐体の内部に電子機器が収容されてなるサーバであって、
前記筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記筐体の内部に連通する第一連通口が形成されるとともに両端部が前記筐体の外部に開口する第一通気路と、
前記筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記筐体の内部に連通する第二連通口が形成されるとともに、前記前後方向の一方の端部が閉塞され、前記他方の端部が前記筐体の外部に開口する第二通気路と、
前記第一通気路の前記前後方向の一方の端部に配置され、正逆回転を切り替え可能な補助ファンと、
前記第一連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第一ファンと、
前記第二連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第二ファンと、
を備え、
前記補助ファンと、前記第一ファンと、前記第二ファンとがともに正回転または逆回転することを特徴とするサーバ。
前記第一通気路に前記第一連通口が複数形成され、各第一連通口に前記第一ファンがそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載のサーバ。
前記第二通気路に前記第二連通口が複数形成され、各第二連通口に前記第二ファンがそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のサーバ。
電子機器が収容されてなる第一サーバ筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第一サーバ筐体の内部に連通する第一連通口が形成されるとともに、両端部が前記第一サーバ筐体の外部に開口して前部側端部がコールドアイルに開口する第一通気路と、
前記第一サーバ筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第一サーバ筐体の内部に連通する第二連通口が形成されるとともに後部側端部が前記第一サーバ筐体の外部に開口する第二通気路と、
電子機器が収容されてなる第二サーバ筐体の一方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第二サーバ筐体の内部に連通する第三連通口が形成されるとともに、後部側端部が前記第二サーバ筐体の外部に開口して前記第一通気路の後部側端部に接続された第三通気路と、
前記第二サーバ筐体の他方の側部に前後方向に延びるように設けられ、前記第二サーバ筐体の内部に連通する第四連通口が形成されるとともに、両端部が前記第二サーバ筐体の外部に開口して後部側端部が前記第二通気路の後部側端部に接続される一方で前部側端部がホットアイルに開口する第四通気路と、
前記第一連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第一ファンと、
前記第二連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第二ファンと、
前記第三連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第三ファンと、
前記第四連通口に設けられ、正逆回転を切り替え可能な第四ファンと、
を備えることを特徴とするサーバ冷却構造。