情報機器
【課題】空冷のためのコールドアイル又はラック内の通風路を省くことで、サーバーを高密度に集積可能な情報機器を提供する。
【解決手段】
背面パネル２に吸気口５及び排気口４を有する２台のサーバ１Ａ、１Ｂを、互いの吸気口と排気口とを対向させて収容するラック２０と、２台のサーバの背面パネル間に設置され、一方のサーバの排気口からの排気２２を冷却して冷風とし、他方のサーバの吸気口へ吸気２３として導入する熱交換器６と、２台のサーバの間で、一方のサーバ内、そのサーバの排気口、熱交換器、他方のサーバの吸気口、そのサーバ内、そのサーバの排気口、熱交換器及び一方のサーバの吸気口を経て再び一方のサーバ内へ戻る冷風の循環流２４を生成する送風機７と、を有する。
【解決手段】
背面パネル２に吸気口５及び排気口４を有する２台のサーバ１Ａ、１Ｂを、互いの吸気口と排気口とを対向させて収容するラック２０と、２台のサーバの背面パネル間に設置され、一方のサーバの排気口からの排気２２を冷却して冷風とし、他方のサーバの吸気口へ吸気２３として導入する熱交換器６と、２台のサーバの間で、一方のサーバ内、そのサーバの排気口、熱交換器、他方のサーバの吸気口、そのサーバ内、そのサーバの排気口、熱交換器及び一方のサーバの吸気口を経て再び一方のサーバ内へ戻る冷風の循環流２４を生成する送風機７と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＩＴシステムのクラウド化の進行に伴い、データセンタの限られたスペースに多くの高性能サーバを高密度に集積する要望が高まっている。しかし、高性能なサーバは発熱も大きく、高集積化するには効率の高いサーバの冷却システムが欠かせない。
【０００３】
従来の情報機器では、複数のサーバを、前後パネルがそれぞれコールドアイル及びホットアイルに面するようにラック内に１列に積層して収容し、サーバ前面パネルからコールドアイルの冷気を吸入し、サーバ背面パネルからホットアイルへ排気を排出することでサーバを冷却していた。しかし、コールドアイルやホットアイルを設けるため、データセンタ全体のサーバーの集積密度を高くすることは難しい。
【０００４】
そこで、コールドアイルやホットアイルを建設することなく、閉じられたラック内に多数のサーバを収容し、ラック内で冷気を冷却して循環させる密閉式のサーバの冷却システムを用いた情報機器が考案されている。
【０００５】
かかる密閉式の冷却システムとして、多数のサーバトレイを熱交換器を介して水平方向に一列に並べてラック内に収容するものが知られている。この冷却システムは、冷気を列方向にサーバ内及び熱交換器を通過して一方向に流すことで、風上のサーバー内で加熱された冷気（排気）を熱交換器を通して冷却し、風下のサーバ内に送り込みそのサーバを冷却ずる。従って、コールドアイルやホットアイルの設備が不要である。
【０００６】
他方、サーバトレイを高密度に集積するために、通常の半分の奥行きを有するハーフデプスサーバを背中合わせにラック内に収容する情報機器が知られている。
【０００７】
図６は従来の情報機器の部分斜視図であり、ラック内に収容された２台のハーフデプスサーバを表している。なお、図６は、多段に積層されてラック内に収容されたハーフデプスサーバのうち、その１段を構成するサーバの対を表している。
【０００８】
図６を参照して、この従来の情報機器では、対をなす２台のサーバ１０１Ａ、１０１Ｂ（ハーフデプスサーバ）が互いに背面パネル２を対向させてラックに収容される。サーバ１０１Ａ、１０１Ｂの前面パネル３には吸気口５が、背面パネル２には排気口４が設けられており、両サーバ１０１Ａ、１０１Ｂの吸気口５から吸入された冷気（吸気２３）は、サーバ１０１Ａ、１０１Ｂ内部を冷却した後、排気口４から排気２２として排出される。
【０００９】
なお、この情報機器は、前面パネル３をコールドアイル１０３に面し、背面パネルをホットアイル１０２（又は機器内に設けられた排気の通風路）に面して設置される。従って、多数のサーバ１０１Ａ、１０１Ｂをラック内に高密度に収容できるものの、コールドアイル１０３及びホットアイル１０２（又は通風路）の配置によりデータセンタのサーバ集積密度は制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３４４２８号公報
【特許文献２】米国特許第７３５５８４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来のコールドアイルから冷気をサーバ内へ吸入しホットアイルへ排気するサーバの冷却システムを用いる情報機器では、コールドアイル及びホットアイルを配置するため、データセンタ全体のサーバの集積密度が制限されるという問題がある。
【００１２】
熱交換器を介してサーバを列設し、列の一方方向に冷風を通過させる上述の密閉式冷却システムを用いた従来の情報機器では、コールドアイル及びホットアイルが不要であり、サーバを高密度に収容することができる。
【００１３】
しかし、冷風は１列を構成する全てのサーバに対して同一風量であるため、熱交換器の冷却能力をその列を構成するサーバのうちの発熱量が最大のサーバに合わせなければならない。このため、一部のサーバにとって過剰な冷却能力を有するものとなり、効率的な冷却システムを構築することが難しい。
【００１４】
他方、上述した２台のハーフデプスサーバを背面パネルを対向させて１組とし、この組を積層してラックに収容する従来の情報機器は、ラック内にサーバを高密度に収容することができる。しかし、冷気及び排気の通風路、例えばコールドアイル及びホットアイルを必要とするため、データセンタ全体のサーバ集積密度が制限されるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の情報機器は、本発明の１観点によれば、背面パネルに吸気口及び排気口を有する第１のサーバ及び第２のサーバを、互いのサーバの前記吸気口と前記排気口とが対向するように前記２台のサーバの前記背面パネルを対向させて収容するラックと、前記第１及び第２のサーバの前記背面パネルの間に設置され、一方の前記サーバの前記排気口から排出される温風を冷却して冷風とし、他方の前記サーバの吸気口へ導入する熱交換器と、前記第１及び第２のサーバの間で、一方の前記サーバ内、一方の前記サーバの前記排気口、熱交換器、他方の前記サーバの吸気口、他方の前記サーバ内、他方の前記サーバの前記排気口、熱交換器及び一方の前記サーバの吸気口を経て再び一方の前記サーバ内へ戻る経路で循環する前記冷風の循環流を生成する送風機と、を有する情報機器として提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の情報機器では、２台のサーバを背面パネルを対向させてラック内に収容するので、ラック内のサーバ収容密度が高い。また、密閉式の冷却システムを用いているので、コールドアイル及びホットアイルのような通風路を省いてデータセンタのサーバ収容密度を高くすることができる。一方、冷気は２台のサーバ間を循環し、その循環途中で熱交換器により冷却されるので、熱交換機の冷却能力を対をなす２台のサーバごとに調整することができる。このため、情報機器の冷却システムを、容易に、必要十分な冷却能力を有する冷却効率の高いシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の情報機器斜視図
【図２】本発明の第１実施形態の情報機器水平断面図
【図３】本発明の第１実施形態の熱交換機の配置を示す組立図
【図４】本発明の第１実施形態の冷却板斜視図
【図５】本発明の第２実施形態の情報機器水平断面図
【図６】従来の情報機器の部分斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１実施形態は、同一の２台のサーバ（第１及び第２のサーバ）を互いに背面パネルを対向させてラック内に収容し、密閉式冷却システムで冷却する情報機器に関する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施形態の情報機器斜視図であり、ラック内に収容されたサーバ及びサーバーの冷却システムの主要構成を表している。
【００２０】
図１を参照して、本発明の第１実施形態の情報機器では、密閉されたラック２０内に、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂ（第１のサーバ１Ａ及び第２のサーバ１Ｂ）、例えば２台のハーフデプスサーバを１組として、その複数組を積層して収容する。
【００２１】
ラック２０は、密閉されたシェルを構成し、その前後面（図１中の左右のラック側面）に扉２０ａを備える。この扉２０ａ、サーバ１Ａ、１Ｂの収容及び点検の際に用いられる。さらにラック２０全面が断熱遮音材からなる外周壁２１（図２参照）で被覆されている。この外周壁２１は、気密にラック２０を密閉することができる。なお、この外周壁２１は必要なければ設けなくともよい。
【００２２】
ラック２０内は、水平に設置された仕切り板２６により水平に分割され、分割された各領域はサーバ１Ａ、１Ｂを収容する高さを有する収容室２５となる。即ちラック２０内に、収容室２５が積層されて形成される。その収容室２５ごとに、板状のブレード型の外形を有する２台のサーバ１Ａ、１Ｂが、扉２０ａ側から背面パネル２を奥に向けて水平に挿入されて収容される。
【００２３】
後述するように、収容室２５の中央部には、熱交換器６が収容室２５を前後に分けるように配置される。従って、サーバ１Ａ及びサーバ１Ｂは、熱交換器６の両側に互いの背面パネル２が対向する向きに、即ち背面パネル２が熱交換器６に対向するように配置される。このように、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂからなる組が複数組、ラック２０内に積み重なるように収容される。
【００２４】
なお、ラック２０内に収容室２５を形成するための仕切り板２６は、上下に隣接する収容室２５間の気流（冷気の循環流２４）の混合を遮断するので、上下の収容室２５間の冷気の混合による冷気循環の擾乱が回避される。もちろん、冷気の循環に問題となる程度の擾乱が起きないならば冷気の通風を遮蔽する必要はなく、仕切り板に代えて通風性のある部材を用いてサーバ１Ａ、１Ｂ等を支持することもできる。
【００２５】
熱交換機６は、上記の収容室２５を前後（図１中の左右方向）に分離するように、ラック２０中央（図１中の左右の中央）に設置されている。この熱交換機６は、収容室２５ごとに、即ち１対のサーバ１Ａ、１Ｂごとに１台づつ設けられる。
【００２６】
この構成では、熱交換器６の冷却能力を、１対のサーバ１Ａ、１Ｂ毎の発熱に合わせで調整することができる。従って、複数組のサーバを備える情報機器４０を、必要最小限の冷却能力の状態で運転することが可能であり、高い冷却効率が実現される。
【００２７】
上述のように、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂを１組とし、ラック２０に垂直方向に積み重なって形成された収容室２５のそれぞれに１組ずつ収容する。その結果、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂからなる組が、ラック内に垂直方向に多段に積層されて収容される。
【００２８】
図２は本発明の第１実施形態の情報機器水平断面図であり、ラック２０内を水平に分割して形成された収容室２５（図１参照）に収容されたサーバ１Ａ、１Ｂ及び熱交換器６の１組の水平面内配置を表している。なお、水平断面は、サーバ１Ａ、１Ｂの上部を通る水平面である。
【００２９】
図２を参照して、収容室２５を前後（図２では紙面の左右）に分割するように、熱交換器６が配設される。この熱交換器６は、例えば１対の２台のサーバ１Ａ、１Ｂごとに設けられる。
【００３０】
サーバ１Ａ、１Ｂは、電子部品を収容した平たい箱状の筐体からなるハーフデプスサーバからなり、いずれもその背面パネル２の左右面対称（図２中の上下に対象）位置に、即ち背面パネル２に垂直な鉛直面を対称面とする面対称位置に、排気口４及び吸気口５が開設されている。従って、収容室２５内で２台のサーバ１Ａ、１Ｂの背面パネル２を対向させたとき、サーバ１Ａの排気口４はサーバ１Ｂの吸気口５に対向し、サーバ１Ａの吸気口５はサーバ１Ｂの排気口４に対向する。サーバ１Ａ、１Ｂのそれぞれは、例えば吸気口５に接して、送風機７（例えばファン）を備える。この送風機７は、吸気口５から吸入した吸気２３をサーバ１Ａ、１Ｂ内に送風し、サーバ１Ａ、１Ｂ内を半円状に流した後、排気口４から排気２３として排出する。
【００３１】
このとき、一方のサーバの排気口４から排出された温かい排気２２は、サーバ１Ａ、１Ｂの間に配置された熱交換器６を通過して冷却され、冷たい冷気となって対向する他方のサーバの吸気口２５からその他方のサーバ内へ吸入される。その結果、サーバ１Ａの吸気口５を通りサーバ１Ａ内を半円状に流れサーバ１Ａの排気口４から排出され、熱交換器６を通過して冷却され、サーバ１Ｂの吸気口５を通りサーバ１Ｂ内を半円状に流れた後にサーバ１Ｂの排気口４から排出され、熱交換器６を通過して冷却されて再度サーバ１Ａの吸気口５から吸入される冷気の循環流２４が形成される。なお、排気２２及び吸気２３は、循環流２４の一部を構成する。
【００３２】
サーバ１Ａ、１Ｂ内には、マザーボード１４が水平に設置され、そのマザーボード１４上にＣＰＵ１１、メモリモジュール１３、ハードディスク１２及びその他の電子部品が搭載される。発熱が大きなＣＰＵ１１は、高い冷却能力で冷却するため、熱交換器６を通過した直後の冷たい冷気により冷却されるように、吸気口５の近くに置かれる。なお、ＣＰＵ１１上面には平行平板状の冷却フィンがもうけられており、この冷却フィンの放熱面（板面）は吸気２３の流れに平行に配設される。また、ＤＩＭＭ(Dual Inline Memory Module）規格のメモリモジュール１３は、メモリチップを搭載する基板主面を吸気口４及びマザーボード１４上面に垂直に、ＣＰＵ１１の下流（ＣＰＵ１１を挟み吸気口５とは反対側）のマザーボード１４上に配置される。さらに、ハードディスク１２は、これら発熱部品、例えば発熱の激しい半導体装置から離れた位置、例えばＣＰＵ１１から対角に位置する最遠の隅に配置される。従って、循環流２４は、ＣＰＵ１１、メモリモジュール１３を冷却した後、ハードディスク１２（例えば放熱面である側面）を冷却し、排気口４から排出される。
【００３３】
次に、本第１実施形態の熱交換器６について詳細に説明する。
【００３４】
図３は本発明の第１実施形態の熱交換機の配置を示す組立図であり、熱交換機６の構造と設置位置とを表している。図４は本発明の第１実施形態の冷却板斜視図であり、冷媒を流す冷媒管路を表している。
【００３５】
図３を参照して、本第１実施形態の熱交換機６は、２台のサーバ１Ａ、１Ｂ間に水平に設置される２枚の冷却板６ａ’、６ａ”からなる冷却板６ａと、冷却板６ａ’の上面に設けられた熱交換用のフィン６ｂと、冷却板６ａ”の上面に設けられた熱交換用のフィン６ｃとを備える。
【００３６】
冷却板６ａ’、６ａ”は、良熱伝導材料からなる板、例えば銅の矩形平面形状の板からなり、２台のサーバ１Ａ、１Ｂの一方のサーバの排気口４とその排気口４に対向する他方のサーバの吸気口５との間の下側に置かれる。後述するように、この冷却板６ａ’、６ａ”は冷媒を用いて冷却されており、その上に配置されるフィン６ｂ、６ｃは熱伝導により冷却される。
【００３７】
熱交換器６のフィン６ｂ、６ｃは、良熱伝導材料からなる平行板、例えば互いに平行する銅製の平行板から構成され、冷却板６ａ’、６ａ”の上面に密着して又は一体として設けられる。従って、フィン６ｂ、６ｃは、対向する排気口４と吸気口５との間に配置される。さらに、このフィン６ｂ、６ｃの板面（熱交換がなされる面）が排気２２及び吸気２３の流れに平行になるように、背面パネル２に垂直に設けられる。従って、２組のフィン６ｂ、６ｃの内、フィン６ｂはサーバ１Ｂの排気口４とサーバ１Ａの吸気口５との間に設置され、フィン６ｃはサーバ１Ａの排気口４とサーバ１Ｂの吸気口５との間に設置される。
【００３８】
かかる構造のフィン６ｂ、６ｃは、排気口４から排出される温まった排気２２を冷却して冷たい吸気２３として他方のサーバの吸気口５へ導く機能、即ち、熱交換器としての冷却機能と、排気２２を整流して吸気口５へ導く整流板としての機能とを併せ有する。このように熱交換機６に整流板の機能を持たせることで、循環流２４の一部散逸又は外気の流入及び流れの乱れが抑制されるので、冷却効率を高くまた循環流２４の維持を効率良くなすことができる。
【００３９】
上述のように、２枚の冷却板６ａ’、６ａ”が、排気２２及び吸気２３の流れに垂直方向に隣接して設けられる。このうち、冷却板６ａ’は、サーバ１Ｂの排気口４とサーバ１Ａの吸気口５の間の空間（熱交換器６のフィン６ｂが配設される領域）の下部の仕切り板２６上に設置され、冷却板６ａ”は、サーバ１Ａの排気口４とサーバ１Ｂの吸気口５の間の空間（熱交換器６のフィン６ｃが配設される領域）の下部の仕切り板１６上に設置される。そして、フィン６ｂ、６ｃはそれぞれ冷却板６ａ’、６ａ”上面に密接して又は一体として設けられる。
【００４０】
図４を参照して、冷却板６ａ’、６ａ”には、板面に平行に、排気２２側（排気口４に近い側）から吸気２３側（吸気口５に近い側）に向かって蛇行する冷媒管路３２が設けられている。この蛇行する冷媒管路３２は、例えば、排気２２及び吸気２３に対して直交して延在する複数の管路部分を主たる管路として構成され、その複数の管路部分の両端を曲線部分で接続して折り返し部を構成する。
【００４１】
この冷媒管路３２の排気２２側の先端は、チラー３０（図１参照）で冷却された冷たい冷媒３３が流入する流入口３２ａとなっており、吸気２３側の先端は熱交換後の温かい冷媒３３が流出する流出口３２ｂとなっている。従って、冷却板６は、冷たい冷媒３３が流入する流入口３２ａ側が最も低温に冷却され、冷媒温度が上昇する流出口３２ｂ側へ向かって上昇する温度分布を有する。このように２つの冷却板６ａ’、６ａ”において冷媒３３の流れる方向を逆にすることで、２組の熱交換用フィン６ｂ、６ｃの熱交換能力が等しくなり、冷却システムの設計を容易にすることができる。もちろん、２つの冷却板６ａ’、６ａ”で異なる冷却能力が必要ならば、２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの冷媒管路３２の形状、冷媒の流量、温度、流入方向等を適宜適切に設計する必要がある。
【００４２】
なお、上述した冷媒管路３２への冷媒３３の供給は、ラック２０外に設置されたチラー３０（図１参照）により冷却された冷媒３３を、冷媒送出管３１ａを通して冷媒管路３２の流入口３２ａに供給してなされる。このとき、冷媒送出管３１ａは２分岐され、各分岐の終端が２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの流入口３２ａに接続される。他方、冷媒管路３２を流れた冷媒３３は、２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの流出口３２ｂに接続する冷媒回収管３１ｂの分岐を通り、分岐を合流させた冷媒回収管３１ｂからチラー３０へ回収される。このようにして、２つの冷却板６ａ’、６ａ”に等しい温度及び流量の冷媒３３が供給される。なお、冷媒送出管３１ａ冷媒回収管３１ｂ（図１を参照）は、サーバ１Ａ、１Ｂの間を上下に貫通して設けられ、各収容室２５ごとに分岐して冷却板６に接続される。
【００４３】
上述した第１実施形態では、空冷用の冷気は、１段の収容室２５内に設置された２台のサーバ１Ａ、１Ｂの間を循環するので、収容室２５の外部に冷気の通風路を必要としない。このため、冷却システムが小型になる。このとき、冷気を収容室２５内に閉じ込めてもよいので、ラック２０の外壁又は各収容室２５の外壁を遮音断熱効果を有する材料からなる外周壁２１として、ラック２０全体又は各収容室２５を外周壁２１で密閉することも可能である。これにより、ファンの騒音を遮蔽する高い遮音性と高い熱効率とを有し、加えて外部から冷気を導入する際に生ずサーバ内への塵埃の流入が回避される情報機器が実現される。さらに、収容室２５ごとに熱交換器６の冷却能力をサーバ１Ａ、１Ｂの発熱量に合わせて自由に調整できるので、冷却システム全体の熱効率を高くすることができる。また、２台のサーバ１Ａ、１Ｂは１８０度回転対称位置に配置されるのて、同一のサーバを用いることができ、サーバの設計、製造が容易である。
【００４４】
本第１実施形態の情報機器において、上下につながる複数の収容室２５に収納された複数組のサーバー１Ａ、１Ｂに対して、これら複数の収容室２５を上下に貫通して設置された１台の熱交換機を設けることもできる。また、必要ならば各サーバ１Ａ、１Ｂに設けられたフィンの送風量を制御して冷却能力を調整してもよい。
【００４５】
本発明の第２実施形態は、内部の発熱部品の配置を冷気の循環流を擾乱しないように配置することで、冷却効率を高めたサーバに関する。なお、第２実施形態はの情報機器４１は、サーバ１Ａ’、２Ｂ’内の部品配置を除き、第１実施形態の情報機器４０と同様である。
【００４６】
図５は本発明の第２実施形態の情報機器水平断面図であり、第２実施形態で使用された第１のサーバ１Ａ’及び第２のサーバ１Ｂ’内の部品配置を表している。
【００４７】
図５を参照して、本第２実施形態の情報機器４１で用いられる第１のサーバ１Ａ’及び第２のサーバ１Ｂ’は、マザーボード１４上に、第２実施形態の情報機器４０と同じくＣＰＵ１１、メモリモジュール１３、ハードディスク１２を備える他、特定の情報処理を実行するチップセット１５、拡張カード１７及び特定の情報処理に関わる拡張メモリモジュール１６を備える。
【００４８】
ＣＰＵ１１は、上面に吸気２３の流線に平行に配置された冷却フィンが設けられている。従って、循環流２４（即ち吸気２３）は、第１実施形態と同様に、そのまま方向を変えることなくＣＰＵ上のフィン間を通過する。
【００４９】
メモリモジュール１３及び拡張メモリモジュール１６は、ＣＰＵ１１の下流（循環流２４の後流側）のマザーボード１４隅部に、メモリモジュール１３、１６の放熱面（通常は基板主面）がマザーボード１４上面に垂直に、かつマザーボード１４隅部を頂角とする対辺をなすように配置される。これらメモリモジュール１３、１６の平行に配置された基板は、整流板として機能する。
【００５０】
従って、ＣＰＵ１１上を通過した循環流２４は、メモリモジュール１３、１６の基板により例えば４５度近く風向を変えられ、その後、前面パネル３に沿って流れるように当初の風向から９０度流れが変化する。このとき、整流板として機能する部品を当初の流れにに対して斜めに配置することにより、言い換えれば、整流板として機能する板面を循環流２４の流れに沿って配置することで、吸気口５から吸入された循環流２４を、乱れの発生を抑制しつつ前面パネル３に沿って流れるように循環流２４の方向を変えることができる。
【００５１】
ハードディスク１２は、ＣＰＵ１１が置かれる隅と対角をなすマザーボード１４の隅に、ハードディスク１２の放熱面（外側面）がその隅の対辺をなすように配置される。また、チップセット１５は、その上面に設けられた放熱フィンの放熱面がその隅の対辺をなすように配置される。
【００５２】
従って、前面パネル３に平行に流れる循環流２４は、ハードディスク１２の放熱面（外側面）及び放熱フィンの放熱面に沿って流れの方向を変えられ、排気口４に向かう流れとなる。この循環流２４の流れの９０度の変化の際も、ハードディスク１２の放熱面が隅を斜めに区切るため、循環流２４はこのハードディスク１２の放熱面に沿って緩やかに方向を変える。このため、大きな乱流の発生が抑制される。また、循環流２４の隅から離れた所で方向を変える領域では、チップセット１５の放熱フィンの整流機能により同様に乱れが抑制される。
【００５３】
拡張カード１７は、ハードディスク１及びチップセット１５の下流、排気口４の近くに配置される。拡張カード１７の基板は、基板面を垂直にかつ循環流２４の流れに平行に、即ち排気口４に垂直に設けられる。従って、拡張カード１７の基板は循環流２４に沿うように設けられ、整流板として機能する。
【００５４】
上述のように、本第２実施形態のサーバ１Ａ’、１Ｂ’では、発熱部品の冷却用フィンが或いはハードディスクの放熱面が循環流２４に沿うように配置されるので、整流板として機能し、乱流の発生を抑制する。このため、循環流２４を生成，維持する送風機７の送風効率を高くすることがてきる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明をデータセンタに集積する情報機器に適用することで、コールドアイル及びホットアイルが不要となり、また、ラック内に通風路を設けることもないから、データセンタ内のサーバの高い集積密度を実現することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１Ａ、１Ｂ、１Ａ’、１Ｂ’、１０１Ａ、１０１Ｂ サーバ
２ 背面パネル
３ 前面パネル
４ 排気口
５ 吸気口
６ 熱交換器
６ａ、６ａ’、６ａ” 冷却板
６ｂ、６ｃ フィン
７ 送風機
１１ ＣＰＵ
１２ ハードディスク
１３、１６ メモリモジュール
１４ マザーボード
１５ チップセット
１７ 拡張カード
２０ ラック
２０ａ 扉
２１ 外周壁
２２ 排気
２３ 吸気
２４ 循環流
２５ 収容室
２６ 仕切り板
３０ チラー
３１ａ 冷媒送出管
３１ｂ 冷媒回収管
３２ 冷媒管路
３２ａ 流入口
３２ｂ 流出口
３３ 冷媒
４０、４１ 情報機器
１０２ ホットアイル
１０３ コールドアイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＩＴシステムのクラウド化の進行に伴い、データセンタの限られたスペースに多くの高性能サーバを高密度に集積する要望が高まっている。しかし、高性能なサーバは発熱も大きく、高集積化するには効率の高いサーバの冷却システムが欠かせない。
【０００３】
従来の情報機器では、複数のサーバを、前後パネルがそれぞれコールドアイル及びホットアイルに面するようにラック内に１列に積層して収容し、サーバ前面パネルからコールドアイルの冷気を吸入し、サーバ背面パネルからホットアイルへ排気を排出することでサーバを冷却していた。しかし、コールドアイルやホットアイルを設けるため、データセンタ全体のサーバーの集積密度を高くすることは難しい。
【０００４】
そこで、コールドアイルやホットアイルを建設することなく、閉じられたラック内に多数のサーバを収容し、ラック内で冷気を冷却して循環させる密閉式のサーバの冷却システムを用いた情報機器が考案されている。
【０００５】
かかる密閉式の冷却システムとして、多数のサーバトレイを熱交換器を介して水平方向に一列に並べてラック内に収容するものが知られている。この冷却システムは、冷気を列方向にサーバ内及び熱交換器を通過して一方向に流すことで、風上のサーバー内で加熱された冷気（排気）を熱交換器を通して冷却し、風下のサーバ内に送り込みそのサーバを冷却ずる。従って、コールドアイルやホットアイルの設備が不要である。
【０００６】
他方、サーバトレイを高密度に集積するために、通常の半分の奥行きを有するハーフデプスサーバを背中合わせにラック内に収容する情報機器が知られている。
【０００７】
図６は従来の情報機器の部分斜視図であり、ラック内に収容された２台のハーフデプスサーバを表している。なお、図６は、多段に積層されてラック内に収容されたハーフデプスサーバのうち、その１段を構成するサーバの対を表している。
【０００８】
図６を参照して、この従来の情報機器では、対をなす２台のサーバ１０１Ａ、１０１Ｂ（ハーフデプスサーバ）が互いに背面パネル２を対向させてラックに収容される。サーバ１０１Ａ、１０１Ｂの前面パネル３には吸気口５が、背面パネル２には排気口４が設けられており、両サーバ１０１Ａ、１０１Ｂの吸気口５から吸入された冷気（吸気２３）は、サーバ１０１Ａ、１０１Ｂ内部を冷却した後、排気口４から排気２２として排出される。
【０００９】
なお、この情報機器は、前面パネル３をコールドアイル１０３に面し、背面パネルをホットアイル１０２（又は機器内に設けられた排気の通風路）に面して設置される。従って、多数のサーバ１０１Ａ、１０１Ｂをラック内に高密度に収容できるものの、コールドアイル１０３及びホットアイル１０２（又は通風路）の配置によりデータセンタのサーバ集積密度は制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３４４２８号公報
【特許文献２】米国特許第７３５５８４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来のコールドアイルから冷気をサーバ内へ吸入しホットアイルへ排気するサーバの冷却システムを用いる情報機器では、コールドアイル及びホットアイルを配置するため、データセンタ全体のサーバの集積密度が制限されるという問題がある。
【００１２】
熱交換器を介してサーバを列設し、列の一方方向に冷風を通過させる上述の密閉式冷却システムを用いた従来の情報機器では、コールドアイル及びホットアイルが不要であり、サーバを高密度に収容することができる。
【００１３】
しかし、冷風は１列を構成する全てのサーバに対して同一風量であるため、熱交換器の冷却能力をその列を構成するサーバのうちの発熱量が最大のサーバに合わせなければならない。このため、一部のサーバにとって過剰な冷却能力を有するものとなり、効率的な冷却システムを構築することが難しい。
【００１４】
他方、上述した２台のハーフデプスサーバを背面パネルを対向させて１組とし、この組を積層してラックに収容する従来の情報機器は、ラック内にサーバを高密度に収容することができる。しかし、冷気及び排気の通風路、例えばコールドアイル及びホットアイルを必要とするため、データセンタ全体のサーバ集積密度が制限されるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の情報機器は、本発明の１観点によれば、背面パネルに吸気口及び排気口を有する第１のサーバ及び第２のサーバを、互いのサーバの前記吸気口と前記排気口とが対向するように前記２台のサーバの前記背面パネルを対向させて収容するラックと、前記第１及び第２のサーバの前記背面パネルの間に設置され、一方の前記サーバの前記排気口から排出される温風を冷却して冷風とし、他方の前記サーバの吸気口へ導入する熱交換器と、前記第１及び第２のサーバの間で、一方の前記サーバ内、一方の前記サーバの前記排気口、熱交換器、他方の前記サーバの吸気口、他方の前記サーバ内、他方の前記サーバの前記排気口、熱交換器及び一方の前記サーバの吸気口を経て再び一方の前記サーバ内へ戻る経路で循環する前記冷風の循環流を生成する送風機と、を有する情報機器として提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の情報機器では、２台のサーバを背面パネルを対向させてラック内に収容するので、ラック内のサーバ収容密度が高い。また、密閉式の冷却システムを用いているので、コールドアイル及びホットアイルのような通風路を省いてデータセンタのサーバ収容密度を高くすることができる。一方、冷気は２台のサーバ間を循環し、その循環途中で熱交換器により冷却されるので、熱交換機の冷却能力を対をなす２台のサーバごとに調整することができる。このため、情報機器の冷却システムを、容易に、必要十分な冷却能力を有する冷却効率の高いシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の情報機器斜視図
【図２】本発明の第１実施形態の情報機器水平断面図
【図３】本発明の第１実施形態の熱交換機の配置を示す組立図
【図４】本発明の第１実施形態の冷却板斜視図
【図５】本発明の第２実施形態の情報機器水平断面図
【図６】従来の情報機器の部分斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の第１実施形態は、同一の２台のサーバ（第１及び第２のサーバ）を互いに背面パネルを対向させてラック内に収容し、密閉式冷却システムで冷却する情報機器に関する。
【００１９】
図１は本発明の第１実施形態の情報機器斜視図であり、ラック内に収容されたサーバ及びサーバーの冷却システムの主要構成を表している。
【００２０】
図１を参照して、本発明の第１実施形態の情報機器では、密閉されたラック２０内に、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂ（第１のサーバ１Ａ及び第２のサーバ１Ｂ）、例えば２台のハーフデプスサーバを１組として、その複数組を積層して収容する。
【００２１】
ラック２０は、密閉されたシェルを構成し、その前後面（図１中の左右のラック側面）に扉２０ａを備える。この扉２０ａ、サーバ１Ａ、１Ｂの収容及び点検の際に用いられる。さらにラック２０全面が断熱遮音材からなる外周壁２１（図２参照）で被覆されている。この外周壁２１は、気密にラック２０を密閉することができる。なお、この外周壁２１は必要なければ設けなくともよい。
【００２２】
ラック２０内は、水平に設置された仕切り板２６により水平に分割され、分割された各領域はサーバ１Ａ、１Ｂを収容する高さを有する収容室２５となる。即ちラック２０内に、収容室２５が積層されて形成される。その収容室２５ごとに、板状のブレード型の外形を有する２台のサーバ１Ａ、１Ｂが、扉２０ａ側から背面パネル２を奥に向けて水平に挿入されて収容される。
【００２３】
後述するように、収容室２５の中央部には、熱交換器６が収容室２５を前後に分けるように配置される。従って、サーバ１Ａ及びサーバ１Ｂは、熱交換器６の両側に互いの背面パネル２が対向する向きに、即ち背面パネル２が熱交換器６に対向するように配置される。このように、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂからなる組が複数組、ラック２０内に積み重なるように収容される。
【００２４】
なお、ラック２０内に収容室２５を形成するための仕切り板２６は、上下に隣接する収容室２５間の気流（冷気の循環流２４）の混合を遮断するので、上下の収容室２５間の冷気の混合による冷気循環の擾乱が回避される。もちろん、冷気の循環に問題となる程度の擾乱が起きないならば冷気の通風を遮蔽する必要はなく、仕切り板に代えて通風性のある部材を用いてサーバ１Ａ、１Ｂ等を支持することもできる。
【００２５】
熱交換機６は、上記の収容室２５を前後（図１中の左右方向）に分離するように、ラック２０中央（図１中の左右の中央）に設置されている。この熱交換機６は、収容室２５ごとに、即ち１対のサーバ１Ａ、１Ｂごとに１台づつ設けられる。
【００２６】
この構成では、熱交換器６の冷却能力を、１対のサーバ１Ａ、１Ｂ毎の発熱に合わせで調整することができる。従って、複数組のサーバを備える情報機器４０を、必要最小限の冷却能力の状態で運転することが可能であり、高い冷却効率が実現される。
【００２７】
上述のように、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂを１組とし、ラック２０に垂直方向に積み重なって形成された収容室２５のそれぞれに１組ずつ収容する。その結果、熱交換器６及び２台のサーバ１Ａ、１Ｂからなる組が、ラック内に垂直方向に多段に積層されて収容される。
【００２８】
図２は本発明の第１実施形態の情報機器水平断面図であり、ラック２０内を水平に分割して形成された収容室２５（図１参照）に収容されたサーバ１Ａ、１Ｂ及び熱交換器６の１組の水平面内配置を表している。なお、水平断面は、サーバ１Ａ、１Ｂの上部を通る水平面である。
【００２９】
図２を参照して、収容室２５を前後（図２では紙面の左右）に分割するように、熱交換器６が配設される。この熱交換器６は、例えば１対の２台のサーバ１Ａ、１Ｂごとに設けられる。
【００３０】
サーバ１Ａ、１Ｂは、電子部品を収容した平たい箱状の筐体からなるハーフデプスサーバからなり、いずれもその背面パネル２の左右面対称（図２中の上下に対象）位置に、即ち背面パネル２に垂直な鉛直面を対称面とする面対称位置に、排気口４及び吸気口５が開設されている。従って、収容室２５内で２台のサーバ１Ａ、１Ｂの背面パネル２を対向させたとき、サーバ１Ａの排気口４はサーバ１Ｂの吸気口５に対向し、サーバ１Ａの吸気口５はサーバ１Ｂの排気口４に対向する。サーバ１Ａ、１Ｂのそれぞれは、例えば吸気口５に接して、送風機７（例えばファン）を備える。この送風機７は、吸気口５から吸入した吸気２３をサーバ１Ａ、１Ｂ内に送風し、サーバ１Ａ、１Ｂ内を半円状に流した後、排気口４から排気２３として排出する。
【００３１】
このとき、一方のサーバの排気口４から排出された温かい排気２２は、サーバ１Ａ、１Ｂの間に配置された熱交換器６を通過して冷却され、冷たい冷気となって対向する他方のサーバの吸気口２５からその他方のサーバ内へ吸入される。その結果、サーバ１Ａの吸気口５を通りサーバ１Ａ内を半円状に流れサーバ１Ａの排気口４から排出され、熱交換器６を通過して冷却され、サーバ１Ｂの吸気口５を通りサーバ１Ｂ内を半円状に流れた後にサーバ１Ｂの排気口４から排出され、熱交換器６を通過して冷却されて再度サーバ１Ａの吸気口５から吸入される冷気の循環流２４が形成される。なお、排気２２及び吸気２３は、循環流２４の一部を構成する。
【００３２】
サーバ１Ａ、１Ｂ内には、マザーボード１４が水平に設置され、そのマザーボード１４上にＣＰＵ１１、メモリモジュール１３、ハードディスク１２及びその他の電子部品が搭載される。発熱が大きなＣＰＵ１１は、高い冷却能力で冷却するため、熱交換器６を通過した直後の冷たい冷気により冷却されるように、吸気口５の近くに置かれる。なお、ＣＰＵ１１上面には平行平板状の冷却フィンがもうけられており、この冷却フィンの放熱面（板面）は吸気２３の流れに平行に配設される。また、ＤＩＭＭ(Dual Inline Memory Module）規格のメモリモジュール１３は、メモリチップを搭載する基板主面を吸気口４及びマザーボード１４上面に垂直に、ＣＰＵ１１の下流（ＣＰＵ１１を挟み吸気口５とは反対側）のマザーボード１４上に配置される。さらに、ハードディスク１２は、これら発熱部品、例えば発熱の激しい半導体装置から離れた位置、例えばＣＰＵ１１から対角に位置する最遠の隅に配置される。従って、循環流２４は、ＣＰＵ１１、メモリモジュール１３を冷却した後、ハードディスク１２（例えば放熱面である側面）を冷却し、排気口４から排出される。
【００３３】
次に、本第１実施形態の熱交換器６について詳細に説明する。
【００３４】
図３は本発明の第１実施形態の熱交換機の配置を示す組立図であり、熱交換機６の構造と設置位置とを表している。図４は本発明の第１実施形態の冷却板斜視図であり、冷媒を流す冷媒管路を表している。
【００３５】
図３を参照して、本第１実施形態の熱交換機６は、２台のサーバ１Ａ、１Ｂ間に水平に設置される２枚の冷却板６ａ’、６ａ”からなる冷却板６ａと、冷却板６ａ’の上面に設けられた熱交換用のフィン６ｂと、冷却板６ａ”の上面に設けられた熱交換用のフィン６ｃとを備える。
【００３６】
冷却板６ａ’、６ａ”は、良熱伝導材料からなる板、例えば銅の矩形平面形状の板からなり、２台のサーバ１Ａ、１Ｂの一方のサーバの排気口４とその排気口４に対向する他方のサーバの吸気口５との間の下側に置かれる。後述するように、この冷却板６ａ’、６ａ”は冷媒を用いて冷却されており、その上に配置されるフィン６ｂ、６ｃは熱伝導により冷却される。
【００３７】
熱交換器６のフィン６ｂ、６ｃは、良熱伝導材料からなる平行板、例えば互いに平行する銅製の平行板から構成され、冷却板６ａ’、６ａ”の上面に密着して又は一体として設けられる。従って、フィン６ｂ、６ｃは、対向する排気口４と吸気口５との間に配置される。さらに、このフィン６ｂ、６ｃの板面（熱交換がなされる面）が排気２２及び吸気２３の流れに平行になるように、背面パネル２に垂直に設けられる。従って、２組のフィン６ｂ、６ｃの内、フィン６ｂはサーバ１Ｂの排気口４とサーバ１Ａの吸気口５との間に設置され、フィン６ｃはサーバ１Ａの排気口４とサーバ１Ｂの吸気口５との間に設置される。
【００３８】
かかる構造のフィン６ｂ、６ｃは、排気口４から排出される温まった排気２２を冷却して冷たい吸気２３として他方のサーバの吸気口５へ導く機能、即ち、熱交換器としての冷却機能と、排気２２を整流して吸気口５へ導く整流板としての機能とを併せ有する。このように熱交換機６に整流板の機能を持たせることで、循環流２４の一部散逸又は外気の流入及び流れの乱れが抑制されるので、冷却効率を高くまた循環流２４の維持を効率良くなすことができる。
【００３９】
上述のように、２枚の冷却板６ａ’、６ａ”が、排気２２及び吸気２３の流れに垂直方向に隣接して設けられる。このうち、冷却板６ａ’は、サーバ１Ｂの排気口４とサーバ１Ａの吸気口５の間の空間（熱交換器６のフィン６ｂが配設される領域）の下部の仕切り板２６上に設置され、冷却板６ａ”は、サーバ１Ａの排気口４とサーバ１Ｂの吸気口５の間の空間（熱交換器６のフィン６ｃが配設される領域）の下部の仕切り板１６上に設置される。そして、フィン６ｂ、６ｃはそれぞれ冷却板６ａ’、６ａ”上面に密接して又は一体として設けられる。
【００４０】
図４を参照して、冷却板６ａ’、６ａ”には、板面に平行に、排気２２側（排気口４に近い側）から吸気２３側（吸気口５に近い側）に向かって蛇行する冷媒管路３２が設けられている。この蛇行する冷媒管路３２は、例えば、排気２２及び吸気２３に対して直交して延在する複数の管路部分を主たる管路として構成され、その複数の管路部分の両端を曲線部分で接続して折り返し部を構成する。
【００４１】
この冷媒管路３２の排気２２側の先端は、チラー３０（図１参照）で冷却された冷たい冷媒３３が流入する流入口３２ａとなっており、吸気２３側の先端は熱交換後の温かい冷媒３３が流出する流出口３２ｂとなっている。従って、冷却板６は、冷たい冷媒３３が流入する流入口３２ａ側が最も低温に冷却され、冷媒温度が上昇する流出口３２ｂ側へ向かって上昇する温度分布を有する。このように２つの冷却板６ａ’、６ａ”において冷媒３３の流れる方向を逆にすることで、２組の熱交換用フィン６ｂ、６ｃの熱交換能力が等しくなり、冷却システムの設計を容易にすることができる。もちろん、２つの冷却板６ａ’、６ａ”で異なる冷却能力が必要ならば、２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの冷媒管路３２の形状、冷媒の流量、温度、流入方向等を適宜適切に設計する必要がある。
【００４２】
なお、上述した冷媒管路３２への冷媒３３の供給は、ラック２０外に設置されたチラー３０（図１参照）により冷却された冷媒３３を、冷媒送出管３１ａを通して冷媒管路３２の流入口３２ａに供給してなされる。このとき、冷媒送出管３１ａは２分岐され、各分岐の終端が２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの流入口３２ａに接続される。他方、冷媒管路３２を流れた冷媒３３は、２つの冷却板６ａ’、６ａ”のそれぞれの流出口３２ｂに接続する冷媒回収管３１ｂの分岐を通り、分岐を合流させた冷媒回収管３１ｂからチラー３０へ回収される。このようにして、２つの冷却板６ａ’、６ａ”に等しい温度及び流量の冷媒３３が供給される。なお、冷媒送出管３１ａ冷媒回収管３１ｂ（図１を参照）は、サーバ１Ａ、１Ｂの間を上下に貫通して設けられ、各収容室２５ごとに分岐して冷却板６に接続される。
【００４３】
上述した第１実施形態では、空冷用の冷気は、１段の収容室２５内に設置された２台のサーバ１Ａ、１Ｂの間を循環するので、収容室２５の外部に冷気の通風路を必要としない。このため、冷却システムが小型になる。このとき、冷気を収容室２５内に閉じ込めてもよいので、ラック２０の外壁又は各収容室２５の外壁を遮音断熱効果を有する材料からなる外周壁２１として、ラック２０全体又は各収容室２５を外周壁２１で密閉することも可能である。これにより、ファンの騒音を遮蔽する高い遮音性と高い熱効率とを有し、加えて外部から冷気を導入する際に生ずサーバ内への塵埃の流入が回避される情報機器が実現される。さらに、収容室２５ごとに熱交換器６の冷却能力をサーバ１Ａ、１Ｂの発熱量に合わせて自由に調整できるので、冷却システム全体の熱効率を高くすることができる。また、２台のサーバ１Ａ、１Ｂは１８０度回転対称位置に配置されるのて、同一のサーバを用いることができ、サーバの設計、製造が容易である。
【００４４】
本第１実施形態の情報機器において、上下につながる複数の収容室２５に収納された複数組のサーバー１Ａ、１Ｂに対して、これら複数の収容室２５を上下に貫通して設置された１台の熱交換機を設けることもできる。また、必要ならば各サーバ１Ａ、１Ｂに設けられたフィンの送風量を制御して冷却能力を調整してもよい。
【００４５】
本発明の第２実施形態は、内部の発熱部品の配置を冷気の循環流を擾乱しないように配置することで、冷却効率を高めたサーバに関する。なお、第２実施形態はの情報機器４１は、サーバ１Ａ’、２Ｂ’内の部品配置を除き、第１実施形態の情報機器４０と同様である。
【００４６】
図５は本発明の第２実施形態の情報機器水平断面図であり、第２実施形態で使用された第１のサーバ１Ａ’及び第２のサーバ１Ｂ’内の部品配置を表している。
【００４７】
図５を参照して、本第２実施形態の情報機器４１で用いられる第１のサーバ１Ａ’及び第２のサーバ１Ｂ’は、マザーボード１４上に、第２実施形態の情報機器４０と同じくＣＰＵ１１、メモリモジュール１３、ハードディスク１２を備える他、特定の情報処理を実行するチップセット１５、拡張カード１７及び特定の情報処理に関わる拡張メモリモジュール１６を備える。
【００４８】
ＣＰＵ１１は、上面に吸気２３の流線に平行に配置された冷却フィンが設けられている。従って、循環流２４（即ち吸気２３）は、第１実施形態と同様に、そのまま方向を変えることなくＣＰＵ上のフィン間を通過する。
【００４９】
メモリモジュール１３及び拡張メモリモジュール１６は、ＣＰＵ１１の下流（循環流２４の後流側）のマザーボード１４隅部に、メモリモジュール１３、１６の放熱面（通常は基板主面）がマザーボード１４上面に垂直に、かつマザーボード１４隅部を頂角とする対辺をなすように配置される。これらメモリモジュール１３、１６の平行に配置された基板は、整流板として機能する。
【００５０】
従って、ＣＰＵ１１上を通過した循環流２４は、メモリモジュール１３、１６の基板により例えば４５度近く風向を変えられ、その後、前面パネル３に沿って流れるように当初の風向から９０度流れが変化する。このとき、整流板として機能する部品を当初の流れにに対して斜めに配置することにより、言い換えれば、整流板として機能する板面を循環流２４の流れに沿って配置することで、吸気口５から吸入された循環流２４を、乱れの発生を抑制しつつ前面パネル３に沿って流れるように循環流２４の方向を変えることができる。
【００５１】
ハードディスク１２は、ＣＰＵ１１が置かれる隅と対角をなすマザーボード１４の隅に、ハードディスク１２の放熱面（外側面）がその隅の対辺をなすように配置される。また、チップセット１５は、その上面に設けられた放熱フィンの放熱面がその隅の対辺をなすように配置される。
【００５２】
従って、前面パネル３に平行に流れる循環流２４は、ハードディスク１２の放熱面（外側面）及び放熱フィンの放熱面に沿って流れの方向を変えられ、排気口４に向かう流れとなる。この循環流２４の流れの９０度の変化の際も、ハードディスク１２の放熱面が隅を斜めに区切るため、循環流２４はこのハードディスク１２の放熱面に沿って緩やかに方向を変える。このため、大きな乱流の発生が抑制される。また、循環流２４の隅から離れた所で方向を変える領域では、チップセット１５の放熱フィンの整流機能により同様に乱れが抑制される。
【００５３】
拡張カード１７は、ハードディスク１及びチップセット１５の下流、排気口４の近くに配置される。拡張カード１７の基板は、基板面を垂直にかつ循環流２４の流れに平行に、即ち排気口４に垂直に設けられる。従って、拡張カード１７の基板は循環流２４に沿うように設けられ、整流板として機能する。
【００５４】
上述のように、本第２実施形態のサーバ１Ａ’、１Ｂ’では、発熱部品の冷却用フィンが或いはハードディスクの放熱面が循環流２４に沿うように配置されるので、整流板として機能し、乱流の発生を抑制する。このため、循環流２４を生成，維持する送風機７の送風効率を高くすることがてきる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明をデータセンタに集積する情報機器に適用することで、コールドアイル及びホットアイルが不要となり、また、ラック内に通風路を設けることもないから、データセンタ内のサーバの高い集積密度を実現することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１Ａ、１Ｂ、１Ａ’、１Ｂ’、１０１Ａ、１０１Ｂ サーバ
２ 背面パネル
３ 前面パネル
４ 排気口
５ 吸気口
６ 熱交換器
６ａ、６ａ’、６ａ” 冷却板
６ｂ、６ｃ フィン
７ 送風機
１１ ＣＰＵ
１２ ハードディスク
１３、１６ メモリモジュール
１４ マザーボード
１５ チップセット
１７ 拡張カード
２０ ラック
２０ａ 扉
２１ 外周壁
２２ 排気
２３ 吸気
２４ 循環流
２５ 収容室
２６ 仕切り板
３０ チラー
３１ａ 冷媒送出管
３１ｂ 冷媒回収管
３２ 冷媒管路
３２ａ 流入口
３２ｂ 流出口
３３ 冷媒
４０、４１ 情報機器
１０２ ホットアイル
１０３ コールドアイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面パネルに吸気口及び排気口を有する第１のサーバ及び第２のサーバを、互いのサーバの前記吸気口と前記排気口とが対向するように前記２台のサーバの前記背面パネルを対向させて収容するラックと、
前記第１及び第２のサーバの前記背面パネルの間に設置され、一方の前記サーバの前記排気口から排出される温風を冷却して冷風とし、他方の前記サーバの吸気口へ導入する熱交換器と、
前記第１及び第２のサーバの間で、一方の前記サーバ内、一方の前記サーバの前記排気口、熱交換器、他方の前記サーバの吸気口、他方の前記サーバ内、他方の前記サーバの前記排気口、熱交換器及び一方の前記サーバの吸気口を経て再び一方の前記サーバ内へ戻る経路で循環する前記冷風の循環流を生成する送風機と、
を有する情報機器。
【請求項２】
前記熱交換器は、対向する前記吸気口と前記排気口との間に、前記背面パネルに設けられた複数の冷却フインを有することを特徴とする請求項１記載の情報機器。
【請求項３】
前記熱交換器は、
前記第１及び第２のサーバの前記排気口にそれぞれ設けられた２組の前記冷却フィンと、
前記複数のフィンをそれぞれ上面に固設する良熱伝導性材料からなる２個の冷却板と、
前記冷却板に前記冷却板の板面に平行に蛇行して設けられ、前記フィンの垂直方向に延在する複数の管路部分を有する冷媒を流すための冷媒管路と、
前記冷媒管路の前記排気口に近い先端に設けられた前記冷媒の流入口と、
前記冷媒管路の前記排気口に近い先端に設けられた前記冷媒の流出口と、
を有することを特徴とする請求項２記載の情報機器。
【請求項４】
前記サーバ内に収容される発熱部品を、その空冷される主面が前記冷風の循環流の流れに沿うように前記サーバ内に配置することを特徴とする請求項１、２又は３記載の情報機器。
【請求項５】
前記ラックは、断熱かつ遮音性を有する外周壁内に収容されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の情報機器。
【請求項１】
背面パネルに吸気口及び排気口を有する第１のサーバ及び第２のサーバを、互いのサーバの前記吸気口と前記排気口とが対向するように前記２台のサーバの前記背面パネルを対向させて収容するラックと、
前記第１及び第２のサーバの前記背面パネルの間に設置され、一方の前記サーバの前記排気口から排出される温風を冷却して冷風とし、他方の前記サーバの吸気口へ導入する熱交換器と、
前記第１及び第２のサーバの間で、一方の前記サーバ内、一方の前記サーバの前記排気口、熱交換器、他方の前記サーバの吸気口、他方の前記サーバ内、他方の前記サーバの前記排気口、熱交換器及び一方の前記サーバの吸気口を経て再び一方の前記サーバ内へ戻る経路で循環する前記冷風の循環流を生成する送風機と、
を有する情報機器。
【請求項２】
前記熱交換器は、対向する前記吸気口と前記排気口との間に、前記背面パネルに設けられた複数の冷却フインを有することを特徴とする請求項１記載の情報機器。
【請求項３】
前記熱交換器は、
前記第１及び第２のサーバの前記排気口にそれぞれ設けられた２組の前記冷却フィンと、
前記複数のフィンをそれぞれ上面に固設する良熱伝導性材料からなる２個の冷却板と、
前記冷却板に前記冷却板の板面に平行に蛇行して設けられ、前記フィンの垂直方向に延在する複数の管路部分を有する冷媒を流すための冷媒管路と、
前記冷媒管路の前記排気口に近い先端に設けられた前記冷媒の流入口と、
前記冷媒管路の前記排気口に近い先端に設けられた前記冷媒の流出口と、
を有することを特徴とする請求項２記載の情報機器。
【請求項４】
前記サーバ内に収容される発熱部品を、その空冷される主面が前記冷風の循環流の流れに沿うように前記サーバ内に配置することを特徴とする請求項１、２又は３記載の情報機器。
【請求項５】
前記ラックは、断熱かつ遮音性を有する外周壁内に収容されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の情報機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１９１９７４（Ｐ２０１１−１９１９７４Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６９８０（Ｐ２０１０−５６９８０）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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