冷却ユニット、電子装置ラック、冷却システム及びその構築方法
【課題】サーバラックの冷却効率を向上させ、サーバ室の温度の上昇をできるだけ抑える。
【解決手段】熱源を含むサーバを収納するサーバラック用の冷却ユニットは、熱源より発生する熱気をラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、それらのファンの回転によってラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、このファンユニット及びラジエターユニットを一体的に形成するフレームユニットから構成される。この冷却ユニットは、サーバラックの排熱面側に開閉可能に取付けられる扉として構成される。
【解決手段】熱源を含むサーバを収納するサーバラック用の冷却ユニットは、熱源より発生する熱気をラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、それらのファンの回転によってラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、このファンユニット及びラジエターユニットを一体的に形成するフレームユニットから構成される。この冷却ユニットは、サーバラックの排熱面側に開閉可能に取付けられる扉として構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ユニット、電子装置ラック、冷却システム及びその構築方法に係り、特に、冷媒を用いてサーバラックを冷却する冷却用パネル、サーバラックの冷却構造、サーバの冷却システム及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーバラックの冷却に関して、例えば、特許文献１には、空調ユニットから送風される冷気をラックの下部の給気口に供給し、この冷気でラック内の機器を冷却すると共に、機器によって暖められた、ラックの上部の排気口から排出される空気を、空調ユニットに戻して循環させる、ラックの冷却構造が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、クーラーユニットから交換パネルを介して、サーバラック内の前面上部に着脱自在に設置されたダウンフローユニットに冷気を供給し、このダウンフローユニットにより冷気を下方に強制的に吹き込んで電子機器を冷却し、かつクーラーユニットの廃熱を、室外排気用ダクトを介して室外に排気するようにしたサーバラックの冷却装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６３７５５号公報
【特許文献２】特開２００６−９３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献の技術は、いずれもラック内の機器に冷気を吹き付けて冷却するものであり、ラック内で熱くなった空気（熱気）の処置が重要となる。特許文献１の技術は、ラック内に発熱した空気を、空調ユニットを経由して循環させているが、サーバ及び空調ユニットから放出された廃熱により部屋の温度が上昇する。そこで、部屋の温度の上昇を抑えるために、部屋用のクーラーを十分に稼動させる必要がある。この冷却の仕方では、ラックの冷却効率は良くないし、全体的に電力消費が増加することは否めない。
特許文献２の技術は、ラック内の熱気を、室外排気用ダクトを用いて室外に排気しているので、部屋の温度上昇を抑えることができる。
【０００６】
然しながら、上記特許文献に記載のいずれの技術も、ラック内の熱くなった機器に冷気を吹き付けて冷却する形式なので、冷却効率は依然として良くない。また、上記いずれの技術も、サーバラック内に冷気又は熱気或いは排気を案内するために、サーバラック内の構造を大幅に設計変更したり、更にはラック内部の電子機器の配置や実装構造を変更しなければならない。そのための費用が増加する。
【０００７】
更に、このような設計変更を伴うために、これら従来の冷却方式を採用したサーバラックは、新機種からしか適用できず、既に顧客先に設置されたサーバラックに適用するのは困難である。従って、旧機種を使用している顧客は依然として、サーバ室を冷却するような従来の冷客方式を使用せざるを得ない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電子装置ラックに配置した冷却ユニットに冷媒を導くことで、冷却効率を向上させた、冷却ユニット、電子装置ラック、冷却システム及びその構築方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来から在る電子装置のラックに取り付けることが可能であり、しかも稼動中の電子装置のラックに容易に取り付けることが可能な冷却ユニットを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、電子装置の大きさに応じて、その排気側の面に容易に取り付けが可能な冷却ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷却ユニットは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを構造体として一体的に構成したことを特徴とする冷却ユニットとして構成される。
【００１０】
また、好ましい例では、前記ファンユニットと前記ラジエターユニットを一体的に固定するフレームユニットを有し、前記冷却ユニットは、前記ラックの排熱面側に配置される扉として構成され、前記扉は、前記ラックの該面側に開閉可能に取り付けられる取付け機構を有する。
【００１１】
本発明はまた、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックに取付けられるラック用扉であって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、該ファンユニット及び該ラジエターユニットを一体的に固定して扉を構成し、かつ該ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付ける取付け機構を設けて構成されることを特徴とするラック用扉として構成される。
【００１２】
本発明に係る電子装置ラックは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する電子装置ラックであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させるための複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定した冷却ユニットを該ラックの排気面側に取り付け、該パイプに冷媒を循環させて、該電子装置を冷却することを特徴とする電子装置ラックとして構成される。
【００１３】
本発明に係る冷却システムは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却システムであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定したフレームユニットを、該ラックの排気面側に取り付けた前記ラックと、該パイプに連結された、冷媒を流通するためのホースと、該ホースに連結された熱交換器と、を有することを特徴とする電子装置の冷却システムとして構成される。
好ましい例では、前記熱交換器は、ＡＷ（Air Water）方式、又はＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器である。
【００１４】
本発明に係る電子装置の冷却システムの構築方法は、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納するラックを冷却する冷却システムの構築方法であって、電子装置を収納する該ラックの所定部に固定された第１の扉を取り外すステップと、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定して成る第２の扉を、前記所定部に開閉可能に取付けるステップと、冷媒を流通するホースを前記パイプに取付けるステップと、該ホースに熱交換器を取付けるステップと、を有することを特徴とする冷却システムの構築方法として構成される。
【００１５】
好ましい例では、前記ラックの前記第１の扉の大きさに応じた前記第２の扉を用意して取り付ける。
また、好ましくは、前記電子装置が稼動状態にある時に、第１の扉を取り外し、その後、前記第２の扉を取付ける。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子装置に配置した冷却ユニットに冷媒を導くことで、冷却効率を向上させた、冷却ユニット、電子装置の冷却構造及び冷却システムを実現することができる。
また、従来から在る電子装置のラックに、とりわけ稼動中の電子装置のラックに、冷却ユニットを容易に取り付けることが可能である。また、電子装置の大きさに応じた冷却ユニットを、電子装置の排気側面に容易に取り付けることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１はサーバラックの冷却構造を示す。
サーバラック９の背面に冷却ユニット１が取付けられる構造になっている。サーバラック９は、複数例えば８台ブレードサーバ９１を２列４段に配列して収納する。各ブレードサーバ９１はＣＰＵやメモリ、ハードディスク、及び電源や送風ファンの電子部品を収納した電子装置であり、電源やメモリ等が発熱源となる。サーバ室に設置されたサーバラック９は、各ブレードサーバの送風ファンによって、装置の全面から（矢印Ａ方向）冷却用の風を内部に導き、内部で発熱した空気（熱気）をその送風ファンの作用によって装置の背面（廃熱面側）から装置外へ（矢印Ｂ方向）排出させる。
【００１８】
このサーバラック９は従来の構造のものでよい。因みに、従来のサーバラック９は、冷却ユニット１の代わりに、サーバを保守する時に開閉される背面扉が取付けられていた。換言すれば、本発明の特徴の１つは、従来のサーバラックの背面扉を取り外して、特徴的な新規な構成の冷却ユニット１を備える背面扉と交換するものと言える。一方、新機種のサーバラック９には、当初から本実施例による特徴的な冷却ユニット１が取付けられている。
【００１９】
冷却ユニット１は、背面から排出される熱気を除熱するラジエターユニット１１と、熱気の排出を強制的に行うための、多数例えば３６個（縦横１２×３）のファンが配列されたファンユニット１３と、これらのラジエターユニット１１とファンユニット１３を一体的に取付けたフレームユニット１２から構成される。即ち、一体的に構成された冷却ユニット１はラック９の背面扉として構成される。なお、これら各ユニットの詳細な構成については、図２〜図８を参照して、後述する。
【００２０】
ラジエターユニット１１は、冷却のための冷媒例えば水を流通するパイプが配列される。このパイプの一端には冷媒を通すホース８１及び８２が接続される。ホース８１は吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流通し、ホース８２は吸熱した冷媒を矢印Ｃ２方向へ流通する。
【００２１】
次に、図２〜図８を参照して、冷却ユニット１の構成を詳細に説明する。
ラジエターユニット１１とファンユニット１３をフレームユニット１２に一体的に取付けて構成した冷却用の背面扉が、図２の右側に位置するサーバラック１に取り付けられる。ここで、図２の右側（サーバラック側）から見た図を表面側図（例えば、図４）、図２の左側から見た図を裏面側図（図５，６，７）と言うことにする。
【００２２】
理解の都合上、まずフレームユニット１２の構成について説明する。
図２、図６及び図８を参照するに、フレームユニット１２は、ラジエターユニット１１を収容して固定するラジエターユニット収納枠部３１と、ファンユニット１３を収容して固定するファンフレーム収納枠部３２を備えて構成される。
【００２３】
ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット１１（厚さＷ１´）を収容するに足りる厚さＷ１が確保され、ファンフレーム収納枠部３２はファンユニット１３（厚さＷ２´）を収容するに足りる厚さＷ２が確保されている。
ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に設けられた係合部２２５と位置合わせするための、例えば４ヶ所に設けた凹部３１１、及びラジエターユニット１１をネジ止めするための４ヶ所に設けられたネジ穴３１２を備える。ファンフレーム収納枠部３２は、ファンユニット１３をネジ止めするための、例えば、左右６箇所に設けたネジ取付け部３６を備える。
【００２４】
更に、フレームユニット１２は、ラジエターユニット１１とファンユニット１３とを一体化して構成した背面扉を、サーバラック９の背面に開閉可能に取付けるための蝶番３５を備える。サーバラック９に取付けられた背面扉は、取手３７を持って開閉することができる。
なお、フレームユニット１２には、通常用いられるロック機構（図示せず）が取付けられており、サーバラック９の保守員が必要な時のみ、そのロック機構を解除して背面扉を開閉する。
【００２５】
次に、図２〜図５、図８、図９を参照して、ラジエターユニット１１の構成について説明する。
図２に示すように、ラジエターユニット１１は、サーバラック９側に配置される保護パネル２１と、その内側に配置されるパイプ集合体２２（図３）が、ラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に固定して構成される。
【００２６】
保護パネル２１は、パイプ集合体２２を保護するものであり、表面に多数のスリットが形成されたアルミニウム製の板である。サーバラック９から排出される熱気は、保護パネル２１の多数のスリットを通過してパイプ集合体２２へ送られる。
【００２７】
図３〜図５はラジエターユニット１１のパイプ集合体の構造を示す。
なお、図４、図５はパイプ集合体がラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に固定された状態を示している（但し、保護パネル２１は図示していない）。
ラジエターユニット１１の主な構成は多重に蛇行したパイプの集合体２２である。パイプ集合体２２は、冷媒を流通する１組の下パイプ２２１と、下パイプ２２１に接続され、縦方向に配列された１組の縦パイプ２２２１、２２２２と、この縦パイプ２２２１、２２２２に接続される上パイプ２２３１、２２３２と、縦パイプ２２２１、２２２２にそれぞれ接続され、多重に蛇行して横方向に配設された横パイプ２２４より構成される。
【００２８】
下パイプ２２１１、縦パイプ２２２１、及び上２２３１は、吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流す流入側パイプである。下パイプ２２１２、縦パイプ２２２２、及び上２２３２は吸熱後の冷媒を矢印Ｃ２方向へ流す流出側パイプである。下パイプ２２１の他端はホースを介して熱交換器８６（図１０）に接続される。流出側パイプ２２１２を戻った、吸熱した冷媒は熱交換器８６へ流れて行くことで、冷媒が循環する冷却システムが構築される。
【００２９】
パイプ集合体２２は、主に横パイプ２２４の集合構造であり、この横パイプ２２４の作用によって冷却効果を奏すると言える。横パイプ２２４は、３つの蛇行を持つ蛇行パイプの構造を１つの組とした、複数の横パイプ組２２４１，２２４２〜２２４ｎの集合体である。これら複数の横パイプ組２２４１〜２２４ｎを、縦パイプ２２２１，２２２２に沿って上から下へ配置して、各横パイプ組のパイプ端を縦パイプに溶接することで、パイプ集合体２２の骨格が形成される。
【００３０】
ここで、図９を参照して、パイプ集合体２２の部分構成である横パイプ組について説明する。
横パイプ組２２４ｎは、多数並べられた長形状のフィン２３１に形成された穴に、複数本のパイプ２２４０が貫通し、そのパイプ２２４０のＵ字型に曲げられた両端はお互いに隣りどおしが溶接されて、全体として１本の横パイプとして構成されている。パイプ２２４０の一端２２４０１は縦パイプ２２２１に接続され、その他端２２４０２は縦パイプ２２２２に接続される。ここで、多数のフィン２３１は放熱効果のあるアルミニウム製であり、多数のフィン２３１の間に形成されるスリット２３２の間を熱気が通過する。パイプ２３１を貫通させた、一定間隔で並べられた同じ長形状の多数枚のフィン２３１は、熱気を所定方向へ案内して流す作用をするだけでなく、パイプ２３１を頑丈に支持する役目も果たしている。
【００３１】
ここで、パイプの集合体２２は、これらのパイプ群（縦パイプ２２２＊、上パイプ２２３＊、横パイプ２２４＊）の適当な箇所に、止め金具を固定して枠１１０１，１１０２に取り付けられる。
また、他の例として、図９の右端のフィン２３１１と左端のフィン２３１２を、枠１１０１，１１０２を構成する部材と兼用して構成することもできる。左右端のフィン２３１１，２３１２を枠１１０１，１１０２として形成することで、全体のパイプ集合体２２をより頑丈に構成することができる。
なお、図３ではフィン２３１の図示が省略され、図４及び５では縦方向にフィン２３１が図示されている。
【００３２】
図４及び図５に示すように、ラジエターユニット１１に配列されたパイプ集合体２２のフィン２３１で仕切られた多数の長方形のスリット２３２が形成される。多数のフィン２３１は、ファン４３の回転によってサーバラック９から排出される熱気をパイプ集合体２２の方向へ導き、更にパイプ集合体２２を通過した熱気をファンユニット１３方向へ導く。このように、フィン２３１及びスリット２３２によって熱気の流路を形成して、パイプ集合体２２内に流通する冷媒による吸熱効率を高めている。
【００３３】
下パイプ２２１１，２２１２の一端にはそれぞれジョイント部２６１，２６２が固定される。ジョイント部２６１には、熱交換器８６（図１０）からの冷媒を通すホース８１が接続され、他方のジョイント部２６２には、吸熱した冷媒を熱交換器８６へ送るホース８２が接続される。ジョイント部２６１には、ホース８１から送られる冷媒の流通を制御する開閉レバー２７が設けられる。
ラジエターユニット１１は、フレームユニット１２のラジエターユニット収納枠部３１に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ１´を持つ。
【００３４】
ラジエターユニット１１の縁には、例えばその４箇所に、フレームユニット１２の凹部３１１にフックとして引っ掛かる、凸状の係合部２２５が設けられる。これら係合部２２５と凹部３１１が係合して、ラジエターユニット１１とフレームユニット１２のラジエターユニット収納枠部３１が固定される。
【００３５】
図８は、フレームユニット１２にラジエターユニット１１が固定された状態を示す。
なお、この図は、ラジエターユニット１１の保護パネル２１及びパイプ集合体２２のフィン２３１の図示を省略して、内部のパイプ集合体２２を見える状態にしてある。
【００３６】
次に、ファンユニットの構成について説明する。
図２及び図７に示すように、ファンユニット１３は、縦横３６個（１２×３）に分けられた、鉄製のファンフレーム４１の各枠４２に、ファン４３が収納して取付けられる。なお、ファンフレーム４１は予め縦横１８個（６×３）の枠４２が形成されたものを、上下２段に接合して構成してもよい。ファンフレーム４１の縁には、当該ファンユニット１３をフレームユニット１２の取付け部３６にネジ止めするための、複数のネジ取付け部４６が設けられる。ファンフレーム４１は、フレームユニット１２のファンフレーム収納枠部３２に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ２´を持ち、ネジ取付け部３６とネジ取付け部４６とがそれぞれネジ止めされる。
【００３７】
これらのファン４３の回転によって、サーバラック９の背面から熱気を強制的に排出させる。
なお、各ファン４３に電源を供給する電源コードは図には見えないが、これらはファンフレーム４１の内側部に埋設されている。
【００３８】
図１０はサーバラックの冷却システムの構成例を示す。
この例は、それぞれ冷却ユニット１を備えた２台のサーバラック９がサーバ室に設置されている。サーバ室はフリーアクセス床９９を有し、その床９９の下に冷媒を流通するホース８１，８２が配設され、そのホースの他端は、ポンプ８５を介して、屋外に配置された熱交換器８６に接続される。ポンプ８５は冷媒を強制的に循環させるために駆動される。
【００３９】
ここで、熱交換器８６は例えばＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器、又はＡＷ（Air Water）方式の熱交換器である。図示のような、ＡＣ方式の熱交換機の場合、冷媒の通るホース８１の途中にポンプ８５を配置し、そのポンプの作用によって冷媒を強制的に循環する。ＡＣ方式の熱交換器８６はファンの回転によって冷媒に含まれる熱を矢印Ｗ方向に排出する。ＡＣ方式は、強力な冷却効果が期待できるので、複数台のラックを同時に冷却することが可能である。
【００４０】
一方、ＡＷ方式は、ＡＣ方式よりも冷却能力がやや低下するが、冷却対象のサーバラックが設置されたサーバ室と同じ部屋に熱交換器を設置することが可能である。ＡＷ方式は、ＡＣ方式に比べて屋外の設備工事が不要のため、システムの導入が比較的容易である。
【００４１】
ＡＣ方式及びＡＷ方式のいずれも、従来のサーバラックの冷却に比べて高効率であり、そのためラック内に電子装置或いは電子部品を高密度に実装することが可能である。また、ＡＣ方式及びＡＷ方式のいずれも、共通の冷却ユニット１を使用することが可能である。そのため、当初はＡＷ方式の冷却を採用していたが、その後冷却能力を上げるために、ＡＣ方式に変更することが容易である。即ち、熱交換器８６をＡＷ方式用からＡＣ方式用のものに変えればよい。
なお、図示の例で、サーバラック９が更に増設された場合には、同様にして、新たなサーバラックにホース８１´、８２´を接続し、そのホースの他端を共通のホース８１，８２に接続すればよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、従来のサーバラックの背面扉を取り外して、本実施例を適用した冷却ユニットを採用した背面扉に交換することで、冷却効率を向上させた冷却システムを構築することが可能となる。その場合、従来のサーバラックの内部に収納されたサーバの実装やレイアウトを変更する必要がないので、サーバを稼動状態にしながら、冷却システムを構築できる。
【００４３】
また、サーバラックの大きさや、それに収納されるサーバの台数や容量に応じて発熱量も異なるが、本実施例によれば、サーバラックの大きさに応じて、それに取付けられる冷却ユニットを採用した背面扉の大きさを自在の変更することができる。また、サーバの発熱量に応じて、ファンユニット１３のファン４３の数を変更して調整することが可能である。更に、サーバラック内のサーバの発熱量、或いはサーバ室に設置されるサーバの台数や容量に応じて、ＡＷ方式かＡＣ方式の冷却を採用することができる。また、同じ冷却方式でも熱交換器の能力を変更することで、サーバ台数や容量の変更にも対応することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々変形して実施し得る。
例えば、上記実施例では、サーバラックの背面扉に、特徴的な冷却ユニットを適用しているが、背面扉に限らない。例えば、内部の熱気を、電子装置ラックの上面或いは側面から排出する形式のものにおいては、その上面或いは側面に、本実施例に係る冷却ユニットを取付けることが可能である。上面に取付けられる場合、必ずしもその開閉自在が要求されないときには固定的に取付けてもよい。
【００４５】
また、上記実施例では、ラジエターユニット１１とファンユニット１３を、フレームユニット１２に一体的に取付けた構造体としているが、フレームユニット１２は独立して構成されるとは限らない。例えば、ファンユニット１３の外枠のファンフレーム４１を固定するために構成された構造体、或いは頑丈に構成されたファンフレーム４１それ自体、として構成することも可能である。また、ラジエターユニット１１を固定する頑丈なフレーム状の構造体があれば、その構造体を上記フレームユニット１２として利用してもよい。
【００４６】
また、ファンユニット１３におけるファン４３の配列数も適宜変更してよい。例えば、大型のサーバラックに対してはファンの数は多く必要となるので、図７のファンユニット１３の形状はより大型になる。
【００４７】
また、ファンユニット１３に実装されるファンの個数は適宜調整可能である。例えば、図１のサーバラック９の上２段のみに４台のブレードサーバ９１が搭載されている場合、ファンユニット１３のファン４３の数は、ラック９の背面全面に対応させた数である必要はなく、上２段のみに対応させた数で足りる場合もあろう。
【００４８】
また、上記実施例は、冷却ユニットを、ブレードサーバを収納したサーバラックに適用したものであるが、他の例によれば、サーバラックに限らず、多数のディスクユニットを収納したディスクアレイ装置や複数の通信機器を収納した通信ラック等、一般に熱源を有する電子機器を収納する電子装置ラックに適用可能である。
また、冷媒は低コストの観点から水冷が望ましいが、それに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施例によるサーバラックの冷却構造を示す分解斜視図。
【図２】一実施例による冷却ユニット１の構造を示す分解斜視図。
【図３】一実施例によるラジエターユニット１１のパイプ集合体の構造を示す図（裏面側図）。
【図４】一実施例によるラジエターユニット１１の構造を示す図（表面側図）。
【図５】一実施例によるラジエターユニット１１の構造を示す図（裏面側図）。
【図６】一実施例によるフレームユニット１２の構造を示す図（裏面側図）。
【図７】一実施例によるファンユニット１３の構造を示す図（裏面側図）。
【図８】一実施例による冷却ユニット１の内部構造を示す斜視図。
【図９】一実施例によるラジエターユニット１１のパイプ集合体２２の部分構成を示す図。
【図１０】一実施例によるサーバラックの冷却システムの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１：冷却ユニット １１：ラジエターユニット １２：フレームユニット １３：ファンユニット ２１：保護パネル ２２：パイプ集合体
９：サーバラック ９１：ブレードサーバ
３１：ラジエターユニット収納枠部 ３２：ファンフレーム収納枠部
８１，８２：ホース ８５：ポンプ ８６：熱交換器 ９９：床。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ユニット、電子装置ラック、冷却システム及びその構築方法に係り、特に、冷媒を用いてサーバラックを冷却する冷却用パネル、サーバラックの冷却構造、サーバの冷却システム及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーバラックの冷却に関して、例えば、特許文献１には、空調ユニットから送風される冷気をラックの下部の給気口に供給し、この冷気でラック内の機器を冷却すると共に、機器によって暖められた、ラックの上部の排気口から排出される空気を、空調ユニットに戻して循環させる、ラックの冷却構造が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、クーラーユニットから交換パネルを介して、サーバラック内の前面上部に着脱自在に設置されたダウンフローユニットに冷気を供給し、このダウンフローユニットにより冷気を下方に強制的に吹き込んで電子機器を冷却し、かつクーラーユニットの廃熱を、室外排気用ダクトを介して室外に排気するようにしたサーバラックの冷却装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６３７５５号公報
【特許文献２】特開２００６−９３３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献の技術は、いずれもラック内の機器に冷気を吹き付けて冷却するものであり、ラック内で熱くなった空気（熱気）の処置が重要となる。特許文献１の技術は、ラック内に発熱した空気を、空調ユニットを経由して循環させているが、サーバ及び空調ユニットから放出された廃熱により部屋の温度が上昇する。そこで、部屋の温度の上昇を抑えるために、部屋用のクーラーを十分に稼動させる必要がある。この冷却の仕方では、ラックの冷却効率は良くないし、全体的に電力消費が増加することは否めない。
特許文献２の技術は、ラック内の熱気を、室外排気用ダクトを用いて室外に排気しているので、部屋の温度上昇を抑えることができる。
【０００６】
然しながら、上記特許文献に記載のいずれの技術も、ラック内の熱くなった機器に冷気を吹き付けて冷却する形式なので、冷却効率は依然として良くない。また、上記いずれの技術も、サーバラック内に冷気又は熱気或いは排気を案内するために、サーバラック内の構造を大幅に設計変更したり、更にはラック内部の電子機器の配置や実装構造を変更しなければならない。そのための費用が増加する。
【０００７】
更に、このような設計変更を伴うために、これら従来の冷却方式を採用したサーバラックは、新機種からしか適用できず、既に顧客先に設置されたサーバラックに適用するのは困難である。従って、旧機種を使用している顧客は依然として、サーバ室を冷却するような従来の冷客方式を使用せざるを得ない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電子装置ラックに配置した冷却ユニットに冷媒を導くことで、冷却効率を向上させた、冷却ユニット、電子装置ラック、冷却システム及びその構築方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来から在る電子装置のラックに取り付けることが可能であり、しかも稼動中の電子装置のラックに容易に取り付けることが可能な冷却ユニットを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、電子装置の大きさに応じて、その排気側の面に容易に取り付けが可能な冷却ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷却ユニットは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを構造体として一体的に構成したことを特徴とする冷却ユニットとして構成される。
【００１０】
また、好ましい例では、前記ファンユニットと前記ラジエターユニットを一体的に固定するフレームユニットを有し、前記冷却ユニットは、前記ラックの排熱面側に配置される扉として構成され、前記扉は、前記ラックの該面側に開閉可能に取り付けられる取付け機構を有する。
【００１１】
本発明はまた、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックに取付けられるラック用扉であって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、該ファンユニット及び該ラジエターユニットを一体的に固定して扉を構成し、かつ該ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付ける取付け機構を設けて構成されることを特徴とするラック用扉として構成される。
【００１２】
本発明に係る電子装置ラックは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する電子装置ラックであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させるための複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定した冷却ユニットを該ラックの排気面側に取り付け、該パイプに冷媒を循環させて、該電子装置を冷却することを特徴とする電子装置ラックとして構成される。
【００１３】
本発明に係る冷却システムは、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却システムであって、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定したフレームユニットを、該ラックの排気面側に取り付けた前記ラックと、該パイプに連結された、冷媒を流通するためのホースと、該ホースに連結された熱交換器と、を有することを特徴とする電子装置の冷却システムとして構成される。
好ましい例では、前記熱交換器は、ＡＷ（Air Water）方式、又はＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器である。
【００１４】
本発明に係る電子装置の冷却システムの構築方法は、好ましくは、熱源を含む電子装置を収納するラックを冷却する冷却システムの構築方法であって、電子装置を収納する該ラックの所定部に固定された第１の扉を取り外すステップと、該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定して成る第２の扉を、前記所定部に開閉可能に取付けるステップと、冷媒を流通するホースを前記パイプに取付けるステップと、該ホースに熱交換器を取付けるステップと、を有することを特徴とする冷却システムの構築方法として構成される。
【００１５】
好ましい例では、前記ラックの前記第１の扉の大きさに応じた前記第２の扉を用意して取り付ける。
また、好ましくは、前記電子装置が稼動状態にある時に、第１の扉を取り外し、その後、前記第２の扉を取付ける。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電子装置に配置した冷却ユニットに冷媒を導くことで、冷却効率を向上させた、冷却ユニット、電子装置の冷却構造及び冷却システムを実現することができる。
また、従来から在る電子装置のラックに、とりわけ稼動中の電子装置のラックに、冷却ユニットを容易に取り付けることが可能である。また、電子装置の大きさに応じた冷却ユニットを、電子装置の排気側面に容易に取り付けることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１はサーバラックの冷却構造を示す。
サーバラック９の背面に冷却ユニット１が取付けられる構造になっている。サーバラック９は、複数例えば８台ブレードサーバ９１を２列４段に配列して収納する。各ブレードサーバ９１はＣＰＵやメモリ、ハードディスク、及び電源や送風ファンの電子部品を収納した電子装置であり、電源やメモリ等が発熱源となる。サーバ室に設置されたサーバラック９は、各ブレードサーバの送風ファンによって、装置の全面から（矢印Ａ方向）冷却用の風を内部に導き、内部で発熱した空気（熱気）をその送風ファンの作用によって装置の背面（廃熱面側）から装置外へ（矢印Ｂ方向）排出させる。
【００１８】
このサーバラック９は従来の構造のものでよい。因みに、従来のサーバラック９は、冷却ユニット１の代わりに、サーバを保守する時に開閉される背面扉が取付けられていた。換言すれば、本発明の特徴の１つは、従来のサーバラックの背面扉を取り外して、特徴的な新規な構成の冷却ユニット１を備える背面扉と交換するものと言える。一方、新機種のサーバラック９には、当初から本実施例による特徴的な冷却ユニット１が取付けられている。
【００１９】
冷却ユニット１は、背面から排出される熱気を除熱するラジエターユニット１１と、熱気の排出を強制的に行うための、多数例えば３６個（縦横１２×３）のファンが配列されたファンユニット１３と、これらのラジエターユニット１１とファンユニット１３を一体的に取付けたフレームユニット１２から構成される。即ち、一体的に構成された冷却ユニット１はラック９の背面扉として構成される。なお、これら各ユニットの詳細な構成については、図２〜図８を参照して、後述する。
【００２０】
ラジエターユニット１１は、冷却のための冷媒例えば水を流通するパイプが配列される。このパイプの一端には冷媒を通すホース８１及び８２が接続される。ホース８１は吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流通し、ホース８２は吸熱した冷媒を矢印Ｃ２方向へ流通する。
【００２１】
次に、図２〜図８を参照して、冷却ユニット１の構成を詳細に説明する。
ラジエターユニット１１とファンユニット１３をフレームユニット１２に一体的に取付けて構成した冷却用の背面扉が、図２の右側に位置するサーバラック１に取り付けられる。ここで、図２の右側（サーバラック側）から見た図を表面側図（例えば、図４）、図２の左側から見た図を裏面側図（図５，６，７）と言うことにする。
【００２２】
理解の都合上、まずフレームユニット１２の構成について説明する。
図２、図６及び図８を参照するに、フレームユニット１２は、ラジエターユニット１１を収容して固定するラジエターユニット収納枠部３１と、ファンユニット１３を収容して固定するファンフレーム収納枠部３２を備えて構成される。
【００２３】
ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット１１（厚さＷ１´）を収容するに足りる厚さＷ１が確保され、ファンフレーム収納枠部３２はファンユニット１３（厚さＷ２´）を収容するに足りる厚さＷ２が確保されている。
ラジエターユニット収納枠部３１は、ラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に設けられた係合部２２５と位置合わせするための、例えば４ヶ所に設けた凹部３１１、及びラジエターユニット１１をネジ止めするための４ヶ所に設けられたネジ穴３１２を備える。ファンフレーム収納枠部３２は、ファンユニット１３をネジ止めするための、例えば、左右６箇所に設けたネジ取付け部３６を備える。
【００２４】
更に、フレームユニット１２は、ラジエターユニット１１とファンユニット１３とを一体化して構成した背面扉を、サーバラック９の背面に開閉可能に取付けるための蝶番３５を備える。サーバラック９に取付けられた背面扉は、取手３７を持って開閉することができる。
なお、フレームユニット１２には、通常用いられるロック機構（図示せず）が取付けられており、サーバラック９の保守員が必要な時のみ、そのロック機構を解除して背面扉を開閉する。
【００２５】
次に、図２〜図５、図８、図９を参照して、ラジエターユニット１１の構成について説明する。
図２に示すように、ラジエターユニット１１は、サーバラック９側に配置される保護パネル２１と、その内側に配置されるパイプ集合体２２（図３）が、ラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に固定して構成される。
【００２６】
保護パネル２１は、パイプ集合体２２を保護するものであり、表面に多数のスリットが形成されたアルミニウム製の板である。サーバラック９から排出される熱気は、保護パネル２１の多数のスリットを通過してパイプ集合体２２へ送られる。
【００２７】
図３〜図５はラジエターユニット１１のパイプ集合体の構造を示す。
なお、図４、図５はパイプ集合体がラジエターユニット１１の枠１１０１，１１０２に固定された状態を示している（但し、保護パネル２１は図示していない）。
ラジエターユニット１１の主な構成は多重に蛇行したパイプの集合体２２である。パイプ集合体２２は、冷媒を流通する１組の下パイプ２２１と、下パイプ２２１に接続され、縦方向に配列された１組の縦パイプ２２２１、２２２２と、この縦パイプ２２２１、２２２２に接続される上パイプ２２３１、２２３２と、縦パイプ２２２１、２２２２にそれぞれ接続され、多重に蛇行して横方向に配設された横パイプ２２４より構成される。
【００２８】
下パイプ２２１１、縦パイプ２２２１、及び上２２３１は、吸熱前の冷媒を矢印Ｃ１方向へ流す流入側パイプである。下パイプ２２１２、縦パイプ２２２２、及び上２２３２は吸熱後の冷媒を矢印Ｃ２方向へ流す流出側パイプである。下パイプ２２１の他端はホースを介して熱交換器８６（図１０）に接続される。流出側パイプ２２１２を戻った、吸熱した冷媒は熱交換器８６へ流れて行くことで、冷媒が循環する冷却システムが構築される。
【００２９】
パイプ集合体２２は、主に横パイプ２２４の集合構造であり、この横パイプ２２４の作用によって冷却効果を奏すると言える。横パイプ２２４は、３つの蛇行を持つ蛇行パイプの構造を１つの組とした、複数の横パイプ組２２４１，２２４２〜２２４ｎの集合体である。これら複数の横パイプ組２２４１〜２２４ｎを、縦パイプ２２２１，２２２２に沿って上から下へ配置して、各横パイプ組のパイプ端を縦パイプに溶接することで、パイプ集合体２２の骨格が形成される。
【００３０】
ここで、図９を参照して、パイプ集合体２２の部分構成である横パイプ組について説明する。
横パイプ組２２４ｎは、多数並べられた長形状のフィン２３１に形成された穴に、複数本のパイプ２２４０が貫通し、そのパイプ２２４０のＵ字型に曲げられた両端はお互いに隣りどおしが溶接されて、全体として１本の横パイプとして構成されている。パイプ２２４０の一端２２４０１は縦パイプ２２２１に接続され、その他端２２４０２は縦パイプ２２２２に接続される。ここで、多数のフィン２３１は放熱効果のあるアルミニウム製であり、多数のフィン２３１の間に形成されるスリット２３２の間を熱気が通過する。パイプ２３１を貫通させた、一定間隔で並べられた同じ長形状の多数枚のフィン２３１は、熱気を所定方向へ案内して流す作用をするだけでなく、パイプ２３１を頑丈に支持する役目も果たしている。
【００３１】
ここで、パイプの集合体２２は、これらのパイプ群（縦パイプ２２２＊、上パイプ２２３＊、横パイプ２２４＊）の適当な箇所に、止め金具を固定して枠１１０１，１１０２に取り付けられる。
また、他の例として、図９の右端のフィン２３１１と左端のフィン２３１２を、枠１１０１，１１０２を構成する部材と兼用して構成することもできる。左右端のフィン２３１１，２３１２を枠１１０１，１１０２として形成することで、全体のパイプ集合体２２をより頑丈に構成することができる。
なお、図３ではフィン２３１の図示が省略され、図４及び５では縦方向にフィン２３１が図示されている。
【００３２】
図４及び図５に示すように、ラジエターユニット１１に配列されたパイプ集合体２２のフィン２３１で仕切られた多数の長方形のスリット２３２が形成される。多数のフィン２３１は、ファン４３の回転によってサーバラック９から排出される熱気をパイプ集合体２２の方向へ導き、更にパイプ集合体２２を通過した熱気をファンユニット１３方向へ導く。このように、フィン２３１及びスリット２３２によって熱気の流路を形成して、パイプ集合体２２内に流通する冷媒による吸熱効率を高めている。
【００３３】
下パイプ２２１１，２２１２の一端にはそれぞれジョイント部２６１，２６２が固定される。ジョイント部２６１には、熱交換器８６（図１０）からの冷媒を通すホース８１が接続され、他方のジョイント部２６２には、吸熱した冷媒を熱交換器８６へ送るホース８２が接続される。ジョイント部２６１には、ホース８１から送られる冷媒の流通を制御する開閉レバー２７が設けられる。
ラジエターユニット１１は、フレームユニット１２のラジエターユニット収納枠部３１に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ１´を持つ。
【００３４】
ラジエターユニット１１の縁には、例えばその４箇所に、フレームユニット１２の凹部３１１にフックとして引っ掛かる、凸状の係合部２２５が設けられる。これら係合部２２５と凹部３１１が係合して、ラジエターユニット１１とフレームユニット１２のラジエターユニット収納枠部３１が固定される。
【００３５】
図８は、フレームユニット１２にラジエターユニット１１が固定された状態を示す。
なお、この図は、ラジエターユニット１１の保護パネル２１及びパイプ集合体２２のフィン２３１の図示を省略して、内部のパイプ集合体２２を見える状態にしてある。
【００３６】
次に、ファンユニットの構成について説明する。
図２及び図７に示すように、ファンユニット１３は、縦横３６個（１２×３）に分けられた、鉄製のファンフレーム４１の各枠４２に、ファン４３が収納して取付けられる。なお、ファンフレーム４１は予め縦横１８個（６×３）の枠４２が形成されたものを、上下２段に接合して構成してもよい。ファンフレーム４１の縁には、当該ファンユニット１３をフレームユニット１２の取付け部３６にネジ止めするための、複数のネジ取付け部４６が設けられる。ファンフレーム４１は、フレームユニット１２のファンフレーム収納枠部３２に収容される程度の縦横長さ及び厚さＷ２´を持ち、ネジ取付け部３６とネジ取付け部４６とがそれぞれネジ止めされる。
【００３７】
これらのファン４３の回転によって、サーバラック９の背面から熱気を強制的に排出させる。
なお、各ファン４３に電源を供給する電源コードは図には見えないが、これらはファンフレーム４１の内側部に埋設されている。
【００３８】
図１０はサーバラックの冷却システムの構成例を示す。
この例は、それぞれ冷却ユニット１を備えた２台のサーバラック９がサーバ室に設置されている。サーバ室はフリーアクセス床９９を有し、その床９９の下に冷媒を流通するホース８１，８２が配設され、そのホースの他端は、ポンプ８５を介して、屋外に配置された熱交換器８６に接続される。ポンプ８５は冷媒を強制的に循環させるために駆動される。
【００３９】
ここで、熱交換器８６は例えばＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器、又はＡＷ（Air Water）方式の熱交換器である。図示のような、ＡＣ方式の熱交換機の場合、冷媒の通るホース８１の途中にポンプ８５を配置し、そのポンプの作用によって冷媒を強制的に循環する。ＡＣ方式の熱交換器８６はファンの回転によって冷媒に含まれる熱を矢印Ｗ方向に排出する。ＡＣ方式は、強力な冷却効果が期待できるので、複数台のラックを同時に冷却することが可能である。
【００４０】
一方、ＡＷ方式は、ＡＣ方式よりも冷却能力がやや低下するが、冷却対象のサーバラックが設置されたサーバ室と同じ部屋に熱交換器を設置することが可能である。ＡＷ方式は、ＡＣ方式に比べて屋外の設備工事が不要のため、システムの導入が比較的容易である。
【００４１】
ＡＣ方式及びＡＷ方式のいずれも、従来のサーバラックの冷却に比べて高効率であり、そのためラック内に電子装置或いは電子部品を高密度に実装することが可能である。また、ＡＣ方式及びＡＷ方式のいずれも、共通の冷却ユニット１を使用することが可能である。そのため、当初はＡＷ方式の冷却を採用していたが、その後冷却能力を上げるために、ＡＣ方式に変更することが容易である。即ち、熱交換器８６をＡＷ方式用からＡＣ方式用のものに変えればよい。
なお、図示の例で、サーバラック９が更に増設された場合には、同様にして、新たなサーバラックにホース８１´、８２´を接続し、そのホースの他端を共通のホース８１，８２に接続すればよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施例によれば、従来のサーバラックの背面扉を取り外して、本実施例を適用した冷却ユニットを採用した背面扉に交換することで、冷却効率を向上させた冷却システムを構築することが可能となる。その場合、従来のサーバラックの内部に収納されたサーバの実装やレイアウトを変更する必要がないので、サーバを稼動状態にしながら、冷却システムを構築できる。
【００４３】
また、サーバラックの大きさや、それに収納されるサーバの台数や容量に応じて発熱量も異なるが、本実施例によれば、サーバラックの大きさに応じて、それに取付けられる冷却ユニットを採用した背面扉の大きさを自在の変更することができる。また、サーバの発熱量に応じて、ファンユニット１３のファン４３の数を変更して調整することが可能である。更に、サーバラック内のサーバの発熱量、或いはサーバ室に設置されるサーバの台数や容量に応じて、ＡＷ方式かＡＣ方式の冷却を採用することができる。また、同じ冷却方式でも熱交換器の能力を変更することで、サーバ台数や容量の変更にも対応することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、種々変形して実施し得る。
例えば、上記実施例では、サーバラックの背面扉に、特徴的な冷却ユニットを適用しているが、背面扉に限らない。例えば、内部の熱気を、電子装置ラックの上面或いは側面から排出する形式のものにおいては、その上面或いは側面に、本実施例に係る冷却ユニットを取付けることが可能である。上面に取付けられる場合、必ずしもその開閉自在が要求されないときには固定的に取付けてもよい。
【００４５】
また、上記実施例では、ラジエターユニット１１とファンユニット１３を、フレームユニット１２に一体的に取付けた構造体としているが、フレームユニット１２は独立して構成されるとは限らない。例えば、ファンユニット１３の外枠のファンフレーム４１を固定するために構成された構造体、或いは頑丈に構成されたファンフレーム４１それ自体、として構成することも可能である。また、ラジエターユニット１１を固定する頑丈なフレーム状の構造体があれば、その構造体を上記フレームユニット１２として利用してもよい。
【００４６】
また、ファンユニット１３におけるファン４３の配列数も適宜変更してよい。例えば、大型のサーバラックに対してはファンの数は多く必要となるので、図７のファンユニット１３の形状はより大型になる。
【００４７】
また、ファンユニット１３に実装されるファンの個数は適宜調整可能である。例えば、図１のサーバラック９の上２段のみに４台のブレードサーバ９１が搭載されている場合、ファンユニット１３のファン４３の数は、ラック９の背面全面に対応させた数である必要はなく、上２段のみに対応させた数で足りる場合もあろう。
【００４８】
また、上記実施例は、冷却ユニットを、ブレードサーバを収納したサーバラックに適用したものであるが、他の例によれば、サーバラックに限らず、多数のディスクユニットを収納したディスクアレイ装置や複数の通信機器を収納した通信ラック等、一般に熱源を有する電子機器を収納する電子装置ラックに適用可能である。
また、冷媒は低コストの観点から水冷が望ましいが、それに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施例によるサーバラックの冷却構造を示す分解斜視図。
【図２】一実施例による冷却ユニット１の構造を示す分解斜視図。
【図３】一実施例によるラジエターユニット１１のパイプ集合体の構造を示す図（裏面側図）。
【図４】一実施例によるラジエターユニット１１の構造を示す図（表面側図）。
【図５】一実施例によるラジエターユニット１１の構造を示す図（裏面側図）。
【図６】一実施例によるフレームユニット１２の構造を示す図（裏面側図）。
【図７】一実施例によるファンユニット１３の構造を示す図（裏面側図）。
【図８】一実施例による冷却ユニット１の内部構造を示す斜視図。
【図９】一実施例によるラジエターユニット１１のパイプ集合体２２の部分構成を示す図。
【図１０】一実施例によるサーバラックの冷却システムの構成例を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１：冷却ユニット １１：ラジエターユニット １２：フレームユニット １３：ファンユニット ２１：保護パネル ２２：パイプ集合体
９：サーバラック ９１：ブレードサーバ
３１：ラジエターユニット収納枠部 ３２：ファンフレーム収納枠部
８１，８２：ホース ８５：ポンプ ８６：熱交換器 ９９：床。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを構造体として一体的に構成したことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】
前記ファンユニットと前記ラジエターユニットを一体的に固定するフレームユニットを有し、該冷却ユニットは、前記ラックの排熱面側に配置される扉として構成され、該扉は、前記ラックの該面側に開閉可能に取り付けられる取付け機構を有することを特徴とする請求項１の冷却ユニット。
【請求項３】
熱源を含む電子装置を収納したラックに取付けられるラック用扉であって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、該ファンユニット及び該ラジエターユニットを一体的に固定して扉を構成し、
かつ該ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付ける取付け機構を設けて構成されることを特徴とするラック用扉。
【請求項４】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する電子装置ラックであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させるための複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定した冷却ユニットを、該ラックの排気面側に取り付け、該パイプに冷媒を循環させて、該電子装置を冷却することを特徴とする電子装置ラック。
【請求項５】
該冷却ユニットは、前記ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付けられる扉として構成されることを特徴とする請求項４の電子装置ラック。
【請求項６】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却システムであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定したフレームユニットを、該ラックの排気面側に取り付けた前記ラックと、
該パイプに連結された、冷媒を流通するためのホースと、
該ホースに連結された熱交換器と、を有することを特徴とする電子装置の冷却システム。
【請求項７】
前記熱交換器は、ＡＷ（Air Water）方式、又はＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器であることを特徴とする請求項６の電子装置の冷却システム。
【請求項８】
熱源を含む電子装置を収納するラックを冷却する冷却システムの構築方法であって、
電子装置を収納する該ラックの所定部に固定された第１の扉を取り外すステップと、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定してなる第２の扉を、前記所定部に開閉可能に取付けるステップと、
冷媒を流通するホースを前記パイプに取付けるステップと、
該ホースに熱交換器を取付けるステップと、
を有することを特徴とする冷却システムの構築方法。
【請求項９】
前記ラックの前記第１の扉の大きさに応じた前記第２の扉を用意して、取り付けることを特徴とする請求項８の冷却システムの構築方法。
【請求項１０】
前記電子装置が稼動状態にある時に、第１の扉を取り外し、その後、前記第２の扉を取付けることを特徴とする請求項８又は９の冷却システムの構築方法。
【請求項１１】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、
該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、
該ラジエターユニットを該ラックに面する側から取付け、かつ該ファンユニットを、
該ラジエターユニットの取付け面と反対側から取付けて一体的に構成したフレームユニットとを有し、該フレームユニットを前記ラックに取付ける取付け機構を有することを特徴とする冷却ユニット。
【請求項１】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを構造体として一体的に構成したことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】
前記ファンユニットと前記ラジエターユニットを一体的に固定するフレームユニットを有し、該冷却ユニットは、前記ラックの排熱面側に配置される扉として構成され、該扉は、前記ラックの該面側に開閉可能に取り付けられる取付け機構を有することを特徴とする請求項１の冷却ユニット。
【請求項３】
熱源を含む電子装置を収納したラックに取付けられるラック用扉であって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、該ファンユニット及び該ラジエターユニットを一体的に固定して扉を構成し、
かつ該ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付ける取付け機構を設けて構成されることを特徴とするラック用扉。
【請求項４】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する電子装置ラックであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させるための複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定した冷却ユニットを、該ラックの排気面側に取り付け、該パイプに冷媒を循環させて、該電子装置を冷却することを特徴とする電子装置ラック。
【請求項５】
該冷却ユニットは、前記ラック内の熱気が排出される面側に開閉可能に取り付けられる扉として構成されることを特徴とする請求項４の電子装置ラック。
【請求項６】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却システムであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該電子装置から排出される熱気を除熱するための、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定したフレームユニットを、該ラックの排気面側に取り付けた前記ラックと、
該パイプに連結された、冷媒を流通するためのホースと、
該ホースに連結された熱交換器と、を有することを特徴とする電子装置の冷却システム。
【請求項７】
前記熱交換器は、ＡＷ（Air Water）方式、又はＡＣ（Air Chiller）方式の熱交換器であることを特徴とする請求項６の電子装置の冷却システム。
【請求項８】
熱源を含む電子装置を収納するラックを冷却する冷却システムの構築方法であって、
電子装置を収納する該ラックの所定部に固定された第１の扉を取り外すステップと、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットとを一体的に固定してなる第２の扉を、前記所定部に開閉可能に取付けるステップと、
冷媒を流通するホースを前記パイプに取付けるステップと、
該ホースに熱交換器を取付けるステップと、
を有することを特徴とする冷却システムの構築方法。
【請求項９】
前記ラックの前記第１の扉の大きさに応じた前記第２の扉を用意して、取り付けることを特徴とする請求項８の冷却システムの構築方法。
【請求項１０】
前記電子装置が稼動状態にある時に、第１の扉を取り外し、その後、前記第２の扉を取付けることを特徴とする請求項８又は９の冷却システムの構築方法。
【請求項１１】
熱源を含む電子装置を収納したラックを冷却する冷却ユニットであって、
該熱源より発生する熱気を該ラックから排出させる、複数のファンが配列されたファンユニットと、
該ファンの回転によって該ラックから排出される熱気を除熱する、冷媒を案内するパイプが配列されたラジエターユニットと、
該ラジエターユニットを該ラックに面する側から取付け、かつ該ファンユニットを、
該ラジエターユニットの取付け面と反対側から取付けて一体的に構成したフレームユニットとを有し、該フレームユニットを前記ラックに取付ける取付け機構を有することを特徴とする冷却ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−４１００７（Ｐ２０１０−４１００７Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５８０４（Ｐ２００８−２０５８０４）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００２３３２９５）日立情報通信エンジニアリング株式会社 (195)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００２３３２９５）日立情報通信エンジニアリング株式会社 (195)
【Ｆターム（参考）】
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