JP5489963B2 - ユニット内蔵電気装置及びファンユニット - Google Patents

Description

本発明は、ラックの内部に発熱部品を有する少なくとも１つの発熱電気部品内蔵ユニットと、発熱電気部品内蔵ユニットを冷却するファンユニットとが配置されているユニット内蔵電気装置及びファンユニットに関するものである。

通信機器やサーバーなどＩＴ産業に利用される電子機器を搭載するラックに設けて電子機器を冷却するためにファンユニットが採用されている。例えば特開２００４−０２３０３６号公報（特許文献１）には、ラックと一体となった専用のダクトとノズルを通して、ラック下部に設置されたファンモータにより空気を冷却対象機器へ送るファンユニットが開示されている。

特開２００４−０２３０３６号公報

近年、ラック内に配置される発熱電気部品内蔵ユニットの側面から吸気して反対の側面に排気する通信機器などが増えてきている。この場合、横に排気された暖かい空気は容易にラックから排出されることがない。またラック内に排出された熱気が、さらに別の発熱電気部品内蔵ユニットに冷却のために吸気されるため、ユニットの冷却に障害が出る可能性がある。

特開２００４−０２３０３６号公報による従来技術では、ラックと一体となったダクトやノズルを通してファンモータの空気を冷却対象機器へ送るものであり、冷却対象の電子機器の設置は専用の棚に限定される。ファンを内蔵した冷却装置本体の設置場所もラック下部に限定される。また、これはラック内の棚上の電子機器に直接風を当てるためのものであり、ラック内の側面にこもった熱気の排出は考慮されていない。さらに、ダクトを装備したラックや、ノズルを設置できる棚板など、特殊な設備が必要になる。

本発明の目的は、簡単な構成で、ラック内の側面に沿い且つ上方に向かって冷却用の風を流すことができるユニット内蔵電気装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ラック内に設置してラック内の側面に沿い且つ上方に向かって冷却用の風を流すことができるファンユニットを提供することにある。

本発明は、ラックの内部に発熱部品を有する少なくとも１つの発熱電気部品内蔵ユニットと、発熱電気部品内蔵ユニットを冷却するファンユニットとが配置されているユニット内蔵電気装置を対象とする。本発明では、ファンユニットが、ケースと、１以上の送風機と、一対の風向板とを備えている。ケースは、一対の側壁部にそれぞれ設けられた１以上の吐き出し口と、該一対の側壁部以外の残りの一対の側壁部の少なくとも一方の側壁部に設けられた１以上の吸い込み口とを有する箱状のケースである。１以上の送風機は、１以上の吸い込み口から空気を吸い込み、一対の側壁部にそれぞれ設けられた１以上の吐き出し口から空気を吐き出すようにケースの内部に配置される。そして一対の風向板は、ケースに対してそれぞれ設けられて、一対の側壁部にそれぞれ設けられた１以上の吐き出し口から吐き出された空気の流れを上方に向かわせる。そして一対の風向板が、ケースをラックに支持するための一対の支持部材を兼ねている。

本発明によれば、ファンユニットをラックに実装することにより、ラックの側面に沿って上方に向かう風の流れを簡単に作ることができる。そのためファンユニットの上に配置された発熱電気部品内蔵ユニットから排出される熱気を上方に向かって流すことができ、熱気が滞留することを防止できる。また一対の風向板がラックの内部にファンユニットを設置する際に使用する支持部材を兼ねているため、部品点数を少ないものとすることができる。

吸い込み口はラックの前面から空気を吸い込むように少なくとも一方の側壁部に設けられている。このようにするとラックの前面側からファンユニットのケースの内部に空気を吸い込んで、ケースの側方から冷却用の空気を上方に送り出すことになる。そのためラックを室内の壁に押し付けた状態で設置しても、冷却に必要な空気を確実にラック内に送り込むことができる。

本発明のファンユニットでは、風向板が、吐き出し口との間に間隙を形成するように側壁部と対向する第１の壁部と、この第１の壁部と連続し且つ間隙の下端を塞ぐ第２の壁部と、少なくとも第１の壁部の両端部と連続し且つ間隙の両端を塞ぐ第３及び第４の壁部とを備えている。風向板がこのような構造を有していると、ファンユニットの吐き出し口から間隙内に吐き出された冷却用の空気は、風向板によって上方のみに導かれる。従って最も効率よく冷却を行うことができる。

ファンユニットの内部構造は任意であるが、例えばケースの内部は、電源が配置される第１の空間と、一対の送風機が配置される第２及び第３の空間とが、第１及び第２の仕切壁部により仕切られた構造とすることができる。そして残りの一対の側壁部の内の一つの側壁部には、第１の空間に対応する位置に電源スイッチを設け、第２の空間と対応する位置に第１の吸い込み口を設け、第３の空間と対応する位置に第２の吸い込み口を設けることができる。このようにすると１つの電源で一対の送風機を駆動することができる。また吸い込み口の設置面積をできるだけ大きくして、しかも電源スイッチの操作を容易に行うことができる。

ケースの内部に配置する一対の送風機として、それぞれ遠心送風機を用いるのが好ましい。そして遠心送風機の吹き出し口をケースに設けた吐き出し口と連通させ、遠心送風機の吸い込み口とケースとの間に隙間を形成する。遠心送風機は、静圧が高く且つ風量が多い。そのためケースの厚みを薄くして、遠心送風機の吸い込み口とケースとの間の隙間が小さくなっても、必要十分な風量を確保することができる。したがってケースの厚みを薄くすることが可能になる。

本発明のユニット内蔵電気装置の実施の形態の一例の主要部の構成を示す斜視図である。 実施の形態のユニット内蔵電気装置の概略正面図である。 実施の形態で使用するファンユニットの斜視図である。 ファンユニットから後述する一対の風向板を除いたファンユニットの斜視図である。 ケースの天板と一対の風向板を除いたファンユニットの平面図である。

以下図面を参照して本発明のユニット内蔵電気装置及びファンユニットの実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明のユニット内蔵電気装置の実施の形態の一例の主要部の構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態のユニット内蔵電気装置１の概略正面図である。ユニット内蔵電気装置１は、いわゆる１９インチラックと呼ばれるラック３内に、発熱電気部品内蔵ユニット５Ａ及び５Ｂと冷却が必要なほどに発熱しない非発熱電気部品内蔵ユニット５Ｃと、本実施の形態のファンユニット７とが収納されている。図２に示すように、ラック３は、図示の２本の縦フレーム９の他にファンユニット７等の後方に別の２本の縦フレームと、これら４本の縦フレーム９の両端をそれぞれ連結する枠体フレーム１１と、前後に並ぶ２本の縦フレーム９に跨がって配置されてラック３の内部に発熱部品を有する少なくとも発熱電気部品内蔵ユニット５Ａ及び５Ｂを支持する図示しない横フレームとを備えたフレーム構造体を有している。最下部の非発熱電気部品内蔵ユニット５Ｃは、下部の枠体フレーム１１に支持されている。またフレーム構造体の前面側に位置する側面を除く３つの側面は側面パネル１３によって塞がれており、またフレーム構造体の上面は、天板パネル１５によって覆われている。天板パネル１５には図示しない通気孔が形成されている。ラック３内を上昇する温風は、この図示しない通気孔を通してラック３の外部に出る。なおこの図示しない通気孔に排気用の送風機が配置されていてもよいのは勿論である。なお発熱電気部品内蔵ユニット５Ａ及び５Ｂは、内部で発生した熱を排熱するための送風機の排気をケースの側面側に吐き出す構造を有している。

図３は、本実施の形態で使用するファンユニット７の斜視図を示しており、図４は図３のファンユニット７から後述する一対の風向板２１を除いたファンユニットの斜視図を示しており、図５は天板３１と一対の風向板２１を除いたファンユニットの平面図を示している。これらの図において、ファンユニット７は、ケース１７と、一対の送風機１９及び２０（図５参照）と一対の風向板２１とを備えている。ケース１７は、ラック３の側面と対向する一対の側壁部２３及び２５と、該一対の側壁部２３及び２５とは異なり、ラック３の正面に向かう側壁部２７及びラック３の背面と対向する側壁部２９と、ラック３の天板パネル１５側に位置する天板３１と、ラックの下部の枠体フレーム側に位置する底板３３とを備えた箱状を呈している。一対の側壁部２３及び２５には、それぞれ１つの吐き出し口３５が設けられている。本実施の形態では、吐き出し口３５が複数のスリットにより構成されている。またラック３の正面側に位置する側壁部２７には、２つの吸い込み口３７及び３８が設けられている。ラック３の背面側に位置する側壁部２９には、図５に示すように、電源コンセント３９が配置されている。

図５に示すように、ケース１７の内部は、トランス４１からなる電源４５と制御回路４３とが配置される第１の空間４７と、一対の送風機１９及び２０が配置される第２及び第３の空間４９及び５１とが、第１及び第２の仕切壁部５３及び５５により仕切られた構造を有している。ケース１７の正面側に位置する側壁部２７には、第１の空間４７に対応する位置に電源スイッチ５７が設けられている。また側壁部２７には、第２の空間４９と対応する位置に第１の吸い込み口３７が設けられ、第３の空間５１と対応する位置に第２の吸い込み口３８が設けられている。吸い込み口３７及び３８は、それぞれ多孔プレートによって覆われている。このような構造にすると、１つの電源４５で一対の送風機１９及び２０を駆動することができる。また吸い込み口３７及び３８の設置面積をできるだけ大きくして、しかも電源スイッチ５７の操作を容易に行うことができる。

本実施の形態では、ケース１７の内部に配置した一対の送風機１９及び２０としては、遠心送風機を用いている。本実施の形態では、送風機１９及び２０の吹き出し口を、ケース１７に設けた吐き出し口３５と連通させている。そして送風機１９及び２０の吸い込み口１９Ａ及び２０Ａとケース１７の天板３１との間には隙間が形成されている。遠心送風機は、静圧が高く且つ風量が多い。そのためケース１７の厚みを薄くして、遠心送風機の吸い込み口１９Ａ及び２０Ａとケース１７の天板３１との間の隙間が小さくなっても、必要十分な風量を確保することができる。本実施の形態のように第１及び第２の仕切壁部５３及び５５により３つの空間４７〜５１を仕切っているので、電源４５の存在の影響を受けることなく、２つの吐き出し口３５から、ほぼ同量の空気が吐き出される。

図１及び図３に示すように、ケース１７の側壁部２３及び２５の前方部分には、取付プレート５９がネジ留めされている。取付プレート５９の前方端部には、貫通孔６０が形成されている。図１に示すように、取付プレート５９は、この貫通孔６０を利用して、縦フレーム９にネジ留めされている。このネジ留めにより、ファンユニット７が振動でラック３から前方に滑り出ることを防止できる。

本実施の形態では、一対の風向板２１が、ケース１７の側壁部２３及び２５に対してそれぞれスライド可能に設けられることになる。図１に示すように、一対の風向板２１は縦フレーム９に図示しない固定手段（ネジ）を用いて固定されて、ファンユニット７をラック３に対してスライド可能に支持する支持部材を兼ねている。一対の風向板２１は、一対の側壁部２３及び２５に設けられた２つの吐き出し口３５から吐き出された空気の流れを上方に向かわせる。そこで一対の風向板２１は、図３に示すように、吐き出し口３５との間に間隙Ｇを形成するように側壁部２３及び２５と対向する第１の壁部２１Ａと、この第１の壁部２１Ａと連続し且つ間隙Ｇの下端を塞ぐ第２の壁部２１Ｂと、少なくとも第１の壁部２１Ａの両端部と連続し且つ間隙Ｇの両端を塞ぐ第３及び第４の壁部２１Ｃ及び２１Ｄとを備えている。特に、間隙Ｇの下端を塞ぐ第２の壁部２１Ｂは、ケース１７の底板３３と接触して、ケース１７を下から支えている。風向板２１がこのような構造を有していると、ファンユニット７の吐き出し口３５から間隙Ｇ内に吐き出された冷却用の空気は、風向板２１によって上方のみに導かれる。従って最も効率よく冷却を行うことができる。

本実施の形態によれば、ファンユニット７をラック３に実装することにより、ラック３の側面に沿って上方に向かう風の流れを簡単に作ることができる。そのためファンユニット７の上に配置された発熱電気部品内蔵ユニット５Ａ及び５Ｂから排出される熱気を上方に向かって流すことができて、熱気が滞留することを防止できる。また一対の風向板２１がラック３の内部にファンユニット７を設置する際に使用する支持部材を兼ねているため、部品点数を少ないものとすることができる。

また本実施の形態では、ラック３の前面側からファンユニット７のケース１７の内部に空気を吸い込んで、ケース１７の側方から冷却用の空気を上方に送り出すことになるため、ラック３を室内の壁に押し付けた状態で設置しても、冷却に必要な空気を確実にラック３内に送り込むことができる。

ファンユニット７を専用のラックサポートレールとなる風向板２１を使用してラック３内に配置し、側方または下部に吸い込み口を備えた発熱電気部品内蔵ユニット（電子機器）の下に設置すれば、発熱電気部品内蔵ユニット内に常に冷えた空気を冷却用空気として送り込むことが可能となる。

上記実施の形態は、一対の送風機１９及び２０を用いたが、ケース１７の大きさが許せば、必要に応じて送風機の台数を増やしてもよい。また送風機１９及び２０としては、軸流送風機等を使用することも可能である。

本発明によれば、ファンユニットをラックに実装することにより、ラックの側面に沿って上方に向かう風の流れを簡単に作ることができる。そのためファンユニットの上に配置された発熱電気部品内蔵ユニットから排出される熱気を上方に向かって流すことができ、熱気が滞留することを防止できる。また一対の風向板がラックの内部にファンユニットを設置する際に使用する支持部材を兼ねているため、部品点数を少ないものとすることができる。

１ ユニット内蔵電気装置
３ ラック
５Ａ 発熱電気部品内蔵ユニット
５Ｃ 非発熱電気部品内蔵ユニット
７ ファンユニット
９ 縦フレーム
１１ 枠体フレーム
１３ 側面パネル
１５ 天板パネル
１７ ケース
１９ 送風機
１９Ａ 吸い込み口
２０ 送風機
２１ 風向板
２３〜２９ 側壁部
３５ 吐き出し口
３７，３８ 吸い込み口
４５ 電源
４７〜５１ 空間
５７ 電源スイッチ
５９ 取付プレート
Ｇ 間隙

Claims (7)

1. ラックの内部に発熱部品を有する少なくとも１つの発熱電気部品内蔵ユニットと、前記発熱電気部品内蔵ユニットを冷却するファンユニットとが配置されているユニット内蔵電気装置であって、
   前記ファンユニットが、
   一対の側壁部にそれぞれ設けられた１以上の吐き出し口と、前記一対の側壁部以外の残りの一対の側壁部の少なくとも一方の側壁部に設けられた１以上の吸い込み口とを有する箱状のケースと、
   前記１以上の吸い込み口から空気を吸い込み、前記一対の側壁部にそれぞれ設けられた前記１以上の吐き出し口から空気を吐き出すように前記ケースの内部に配置された１以上の送風機と、
   前記ケースに対してそれぞれ設けられて、前記一対の側壁部にそれぞれ設けられた前記１以上の吐き出し口から吐き出された空気の流れを上方に向かわせる一対の風向板とを備えており、
   前記一対の風向板が、前記ケースを前記ラックに支持するための一対の支持部材を兼ねていることを特徴とするユニット内蔵電気装置。
2. 前記吸い込み口は前記ラックの前面から空気を吸い込むように前記少なくとも一方の側壁部に設けられている請求項１に記載のユニット内蔵電気装置。
3. 一対の側壁部にそれぞれ設けられた１以上の吐き出し口と、前記一対の側壁部以外の残りの一対の側壁部の少なくとも一方の側壁部に設けられた１以上の吸い込み口とを有する箱状のケースと、
   前記１以上の吸い込み口から空気を吸い込み、前記一対の側壁部にそれぞれ設けられた前記１以上の吐き出し口から空気を吐き出すように前記ケースの内部に配置された１以上の送風機と、
   前記ケースに対してそれぞれ設けられて、前記一対の側壁部にそれぞれ設けられた前記１以上の吐き出し口から吐き出された空気の流れを上方に向かわせる一対の風向板とを備えており、
   前記一対の風向板が、前記ケースをラックに支持するための一対の支持部材であるファンユニット。
4. 前記風向板は、前記吐き出し口との間に間隙を形成するように前記側壁部と対向する第１の壁部と、前記第１の壁部と連続し且つ前記間隙の下端を塞ぐ第２の壁部と、少なくとも前記第１の壁部の両端部と連続し且つ前記間隙の両端を塞ぐ第３及び第４の壁部とを備えている請求項３に記載のファンユニット。
5. 前記ケースの内部には、その中央部に電源が配置され、前記電源の両側に一対の前記送風機が配置されている請求項３に記載のファンユニット。
6. 前記ケースの内部は、前記電源が配置される第１の空間と、前記一対の送風機が配置される第２及び第３の空間とが、第１及び第２の仕切壁部により仕切られており、
   前記残りの一対の側壁部の内の一つの側壁部には、前記第１の空間に対応する位置に電源スイッチが設けられ、前記第２の空間と対応する位置に第１の吸い込み口が設けられ、前記第３の空間と対応する位置に第２の吸い込み口が設けられている請求項５に記載のファンユニット。
7. 前記一対の送風機は、それぞれ遠心送風機であり、
   前記遠心送風機の吹き出し口が前記吐き出し口と連通しており、
   前記遠心送風機の吸い込み口と前記ケースとの間には隙間が形成されている請求項６に記載のファンユニット。

Images