JP4613207B2 - ネットワークキャビネット - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルに記載のネットワークキャビネットに関する。

本発明は、電子モジュール式の装置である複数のサーバが重ねられる又は並列配置される、サーバキャビネットに特に適している。サーバ、特に、例えば、平たい電子機器の筐体やブレードサーバなどの高さユニット（Ｕ）を含むコンパクトな構造のサーバは、相当量のエネルギの放散に曝される。熱を放散するために、少なくとも１つのファンと、空気の入口及び空気の出口と、を備えるハウジング内に電子モジュール式装置を配置することが知られている。

装置及びネットワークキャビネット、特に、サーバキャビネットを、ほぼ密封状態に構成し、閉じた冷却空気循環路を形成し、熱エネルギ損失を取り除くための熱交換器を設けることが知られている（下記特許文献２）。下記特許文献１に記載の技術では、電子モジュール式装置によって加熱された出口側空気が、出口側空気ダクトを通じて供給される、空気−水熱交換器を用いる。熱交換器において冷却された入口側空気は、入口側空気ダクトを通じて電子モジュール式装置へと移動する。

処理コンピュータやサーバなどの電子部品における、エネルギレベルの増大は、常に増加する熱損失に関係する。装置内及びネットワークキャビネット又はサーバキャビネットにおける、非常に高く、常に増大する熱エネルギ損失の結果、より大きな量の空気の流れが必要とされる。しかしながら、空気ダクトキャビネット部品の断面は、非常に制限された程度にしか広げることができず、このため、キャビネット又はハウジング内の空気の流量（流率）が上がる。これに関連し、再循環される冷却空気の圧力損失が相当に増大される。

同時に、ファンを設置するスペースも、非常に制限されている。また、ノイズ保護のため、ファンもまた、その使用に制限が存在する。さらに、キャビネット又はハウジング間の圧力差が増大することにより、より高度なキャビネット又はハウジング構造の密封構造が要求される。

独国特許第２０ ２００４ ００６ ５５２．５号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１７３２６６号公報

本発明の目的は、冷却空気循環路の増大された流率に関する短所の大半が回避される電子モジュール式装置を収容するネットワークキャビネットを提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴により達成される。適切及び有利な実施形態は、従属項及び図面に関する特定の記載により説明される。

本発明の根本の考えは、冷却空気の増大された流率に起因する圧力損失の増大を低減させることである。本発明によれば、冷却空気循環路の流れ抵抗が、流れ修正部品により低減される。用語「流れ修正部品」は、空気の流れを最適化し、導き、偏向させるために使われる全ての部品を意味すると理解されたい。

本発明によれば、流れ修正部品は、予め組み立て可能及び／又は改装可能な偏向装置と一体化される。このような偏向装置は、キャビネット又はハウジング内に、例えば、側壁、前部ドア、又は後部ドアなどの囲い部品上に固定することができる。

流れ修正部品としては、再循環される空気の流れを偏向させる素子が用意できる。偏向装置内の偏向素子は、例えば、空気又はガイド羽根及び傾斜または湾曲した板（以下「輻射状板」という）の形であってもよい。バッフルプレートを、好適には、冷却空気循環路の、入口側空気及び／又は出口側空気が相当の方向の変更、例えば、９０度の方向に偏向される領域に配置できる。

偏向領域は、特に、熱交換器の上流又は下流に形成される。空気羽根及び輻射状板を有する偏向装置がこのような偏向領域において定義されたような形で配置されると、流れ抵抗の低減により、全体の流れが向上する。

有利なことに、例えば、空気−水熱交換器などの熱交換器は、キャビネット又はハウジングの底面側の領域に配置され、熱交換器において冷却された入口側空気のための実質的に垂直な向きの入口側空気ダクトと接続され、電子モジュール式装置によって加熱された出口側空気の供給のための出口側空気ダクトと接続されている。適切には、熱交換器の上流及び下流に設けられた偏向領域には、偏向装置及び流れ修正部品、特に、空気羽根及び輻射状板が設けられる。

出口側空気ダクトが後部ドア内に形成された場合、関連する偏向装置もまた、ドアに対して特に着脱可能に固定することができる。複数の空気羽根は好適には弓形であり、ほぼ同一のデザインを有し、特に、例えば、偏向領域の断面全体上の仮想の対角線上に、ずらして重ねた形に配置することができる。

輻射状板は、適切には、キャビネット又は囲い部品のおおよそ直角の隅領域を架橋するように設けられ、特に、空気羽根と同じ形に設計された弓形である。

特に入口側空気ダクトにおいて、個々の電子モジュール式装置への冷却された入口側空気の予定されている供給のために、流れ修正部品としてバッフルプレートを設けることが適切である。このバッフルプレートを着脱可能に固定することができれば、必要な場合のそれぞれにおいて、このバッフルプレートを所定の位置に配置することが、少ない努力で可能となる。

適切には、バッフルプレートは、スポイラ状の構造を有し、入口側空気のための衝突表面を有し、この表面は、収納領域又は冷却される電子モジュール式装置の近くに形成される。

図１及び図２にサーバキャビネットを高度に略した形で装置又はネットワークキャビネット２として示す。ほぼ密封された内部領域３には、スタック状の形式で、電子モジュール式装置４としてサーバが重ねられ、サーバの熱損失が、閉じられた冷却空気循環路及び熱交換器５の機能により取り除かれる。

熱交換器５は、空気−水熱交換器であり、垂直方向を向く入口側空気ダクト１１及び垂直方向を向く出口側空気ダクト１４と接続されている。本実施形態では、入口側空気ダクト１１は、キャビネット２の高さのほぼ全体の上に形成され、流れ方向に考えたときに、熱交換器５の下流に、流れ修正部品を有する偏向領域１２を含む。入口側空気ダクト１１からの入口側空気１３が、ハウジング内に配置された電子モジュール式装置４に供給され、本実施形態では、ファン２６が使われる。図２に、電子モジュール式装置４付近の空気の流れを矢印２５で示す。原理的には、図１に示された電子モジュール式装置４に関連したファン２６は不要である。これは、出口側空気ダクト１４の付近にファン１９が設けられ、これらのファン１９が、第１のダクト部において電子モジュール式装置４から出口側空気を吸引し、最初に上昇する出口側空気流１７を与え、その後、平行な下降出口側流１６を与えるからである。偏向領域１５においては、出口側空気１６は、９０度方向が変更され、底面側の熱交換器５に入る。

冷却空気循環路内での流れ抵抗及び圧力損失を低減するために、流れ修正部品６、特に空気羽根７及び輻射状板８（図３から図５を比べられたい）、が、出口側空気側の偏向領域１５内に配置される。図１は、出口側空気１６のための偏向領域１５と同じように、実質的に直角に偏向され、熱交換器５の外へ通過する、冷却された入口側空気１４のための偏向領域１２も存在し、ここには流れ修正部品６が設けられる。

図３は、出口側空気側偏向領域１５の拡大図である。図１と一致させると、出口側空気側偏向領域１５は、キャビネット２の囲い部品２０、本実施形態では後部ドア２２に形成される。輻射状板８が、後部ドア２２の隅領域を覆い、弓形又は三日月状のデザインを有する。更なる流れ修正部品として、偏向領域１５内に３つの空気羽根７が設けられ、これらの羽根は、実質的に同じ弓形又は三日月形状に構成され、対角線方向にほぼ同じ間隔で互いに対して固定される。このデザインの結果、偏向領域内の流れ抵抗を相当に低減でき、これにより、必要な空気の速度における圧力損失を最低限にできる。ランダムな数の空気羽根７を設けることができる。

図４及び図５に、流れ修正部品６が一体化された偏向装置１０を示す。有利な改装可能及び／又は予め組立て可能な変更装置１０は、本実施形態においては、３つの互いにずらして配置された空気羽根７と底面側輻射状板８とを有し、これらはハウジング２３内に設けられている。ハウジング２３は、入口側空気ダクト１１又は出口側空気ダクト１４の方向及び熱交換器５の方向に開口した構造を有する。壁側フランジ３０上の締め素子２８を、例えば、スロット又はキーホール開口部又は吊り締めピンの形で形成し、偏向装置１０の着脱可能な締めを可能にできる。垂直方向に向いた仕切り３１を使い、ずらされ重ねられた弓形の空気羽根７を締め、この仕切り３１を、下降出口側空気流１６のための垂直に形成された部分ダクトと一致するよう配置することができる。

図６に、入口側空気ダクト１１（図１及び図２）に配置されるバッフルプレート９を示す。このバッフルプレート９は、好適には、ブランクから製造され、傾いた衝突表面２９と両側の締めアーム３２と、を有し、囲い部品、例えば、前部ドア２１への好適な着脱可能な固定のための、角度を付けられた締めウェブ３３を有する。図１及び図２から明らかなように、衝突表面２９は、電子モジュール式装置４のスタック構造の近くに配置され、これにより、入口側空気１３が、衝突表面２９において電子モジュール式装置４の方向に偏向され、エネルギ放散を増大できる。

本発明は、添付の、高度に略されている図面に関連して、以下に、より詳しく説明される。図は、以下のものを示す。
本発明の装置及びネットワークキャビネットを通る縦方向の断面図である。 本発明の装置及びネットワークキャビネットを通る断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す。 図１の出口側空気偏向領域を示す、拡大図である。 偏向装置の斜視図である。 図４の矢印Ｖに沿った偏向装置の側面図である。 バッフルプレートの斜視図である。

Claims (13)

1. 電子モジュール式装置（４）が配置される内部領域（３）と、入口側空気ダクト（１１）及び出口側空気ダクト（１４）及びキャビネット（２）から前記電子モジュール式装置（４）の熱損失を取り除くための、前記入口側空気ダクト及び前記出口側空気ダクトの間に配置された熱交換器（５）を有する閉じた冷却空気循環路と、を含む、ネットワークキャビネットであって、
   流れ抵抗を低減するために、流れ修正部品（６）が、前記入口側空気ダクト（１１）及び／又は前記出口側空気ダクト（１４）に設けられ、空気羽根（７）及び傾斜または湾曲した板（８）として構成され、予め組み立て可能及び／又は改装可能な偏向装置内に配置され、
   前記流れ修正部品（６）として、前記入口側空気ダクトおよび前記出口側空気ダクトのうち前記熱交換器に隣接する偏向領域に配置される前記空気羽根（７）が、入口側空気（１３）の９０度以上の偏向のために又は前記電子モジュール式装置（４）からの出口側空気（１６）の偏向のために環状又は弓形に設計されている、
   ことを特徴とするキャビネット。
2. 請求項１に記載のキャビネットであって、
   空気の流れを最適化し、導き、偏向するために、前記偏向装置（１０）が、前記電子モジュール式装置（４）のための前記入口側空気（１３）の偏向領域（１２）内及び／又は電子モジュール式装置（４）からの前記出口側空気（１６）の偏向領域（１５）内に配置されていることを特徴とするキャビネット。
3. 請求項１又は２に記載のキャビネットであって、
   空気羽根（７）及び傾斜または湾曲した板（８）に加え、バッフルプレート（９）が、前記冷却空気循環路内に前記流れ修正部品（６）として配置されていることを特徴とするキャビネット。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
   垂直方向に向いた入口側空気ダクト（１１）と垂直方向に向いた出口側空気ダクト（１４）との間のキャビネットの底面上に配置された前記熱交換器（５）に隣接して、前記入口側空気ダクト（１１）に供給され前記熱交換器（５）において冷却される前記入口側空気（１３）のための偏向領域（１２）及び／又は前記出口側空気ダクト（１４）内の前記熱交換器（５）に供給され前記電子モジュール式装置（４）によって加熱された前記出口側空気（１６）のための偏向領域（１５）が設けられ、前記偏向装置（１０）がその中に配置されることを特徴とするキャビネット。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
   前記出口側空気ダクト（１４）は、上昇する出口側空気の流れ（１７）のための第１のダクト部と、これに続く、下降する出口側空気の流れ（１６）のための第２のダクト部と、を有し、前記下降する出口側空気の流れ（１６）のための前記第２ダクト部が、前記キャビネットの囲い部分（２０）内に形成され、前記熱交換器（５）に供給される前記出口側空気（１６）のための前記偏向装置（１０）が、配置されることを特徴とするキャビネット。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のキャビネットであって、
   前記偏向装置（１０）の複数の前記空気羽根（７）は、同一に形成され、前記偏向領域の対角線上に互いから均一の間隔を置いて配置されていることを特徴とするキャビネット。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
   前記流れ修正部品（６）として設けられる前記傾斜または湾曲した板（８）が、前記キャビネット（２）及び／又はドア（２１，２２）の直角の隅領域を架橋するよう設計されていることを特徴とするキャビネット。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
   前記偏向装置（１０）が、ケース状の構成を有し、隣接する前記熱交換器（５）及び入口側空気ダクト（１１）又は出口側空気ダクト（１４）の方向に開口した形に設計され、底面側傾斜または湾曲した板（８）がいずれの場合においても、傾斜の付いた下向きのハウジング底部（２４）として設計されていることを特徴とするキャビネット。
9. 請求項３から８のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
   個々の電子モジュール式装置（４）への、前記熱交換器（５）によって冷却された前記入口側空気（１３）の予定された供給のためのバッフルプレート（９）が、前記入口側空気ダクト内に設けられることを特徴とするキャビネット。
10. 請求項９に記載のキャビネットであって、
    前記バッフルプレート（９）が、着脱可能な形で、前記入口側空気ダクト（１１）の壁に所定の高さで固定されていることを特徴とするキャビネット。
11. 請求項９又は１０に記載のキャビネットであって、
    前記バッフルプレート（９）は、前記入口側空気の流れ（１３）に対してダイヤメトラル方向に配置された衝突表面（２９）が設けられていることを特徴とするキャビネット。
12. 請求項９から１１のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
    バッフルプレート（９）が衝突表面（２９）を有し、この衝突表面が、前記入口側空気ダクト（１１）の断面の１／３から１／４であることを特徴とするキャビネット。
13. 請求項９から１２のいずれか１つに記載のキャビネットであって、
    前記衝突表面（２９）が、冷却される前記電子モジュール式装置（４）に隣接するような形に、前記バッフルプレート（９）が配置されることを特徴とするキャビネット。

Images