電子機器収納ラック群の冷却装置及び方法
【課題】 電算室等全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行う装置及び方法を提供すること。
【解決手段】 本発明は、暖気通路３の両端に位置し暖気通路３を遮蔽する壁体１１と、暖気通路３の上方に位置し暖気通路３を遮蔽する天井体１２と、空気を冷却する熱交換器１４とを備え、熱交換器１４は、暖気通路３に排出され、側面を２つの列及び壁体１１と上面を天井体１２とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間１０内に隔絶された暖気を冷却し、暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置。
【解決手段】 本発明は、暖気通路３の両端に位置し暖気通路３を遮蔽する壁体１１と、暖気通路３の上方に位置し暖気通路３を遮蔽する天井体１２と、空気を冷却する熱交換器１４とを備え、熱交換器１４は、暖気通路３に排出され、側面を２つの列及び壁体１１と上面を天井体１２とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間１０内に隔絶された暖気を冷却し、暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収納する電子機器収納ラック群の冷却装置に関し、特に、電子機器収納ラックの列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンター等の電算機室に収容されるコンピュータまたはネットワーク機器等の電子機器においては、その高密度化や設置スペースの縮小による小型化が進められ、電子機器の温度上昇はシステムトラブルに直結するため、これら電子機器の発熱問題に対処することがますます重要になってきている。このような対策として、一般的には、電子機器を冷却するために、電算機室等の全体の温度を制御する空気調和システムが用いられる。
【０００３】
このような先行技術として、特許文献１と特許文献２がある。
特許文献１には、床下に内部空間を有する通路と、該通路を挟んで両側に設置され、前面から給気して上面または背面に排熱を排気する機器収容用ラック群と、空気調和装置とを備え、前記空気調和装置から吹き出された冷却用空気が、前記通路床下の内部空間を流動するとともに、前記通路の床面に設けられた孔から前記通路の床上に吹き出され、この冷却用空気が前記ラックに収容された機器を冷却した後、前記ラックの上方の空間を流動して前記空気調和装置に再び吸引され、前記ラック群の中の少なくとも一つのラックには、筐体の上部前面側の縁部近傍に該筐体の外方向に突き出る回り込み防止壁（板材）が設けられている構成が開示されている。
また、特許文献２には、情報処理機器を収容する機器収容ラックであって、情報処理機器を支持するラック本体と、冷気の風圧を保って、冷気をラック本体に導入する冷気導入部と、冷気導入部に配され、冷気導入部内の風圧を排気側に開放する風圧調整部とを備える機器収容ラックの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８４０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のいずれの構成も、電算機室全体を冷却するための空気調和システムにより冷却された空気を前提とし、電子機器を収納したラック群に効率的にその冷気を供給することを目的としている。
しかし、近年、これら電子機器の使用時における発熱量はますます大きくなってきており、電子機器を冷却するために電算機室全体を冷却することは効率的ではないため、特に最近環境意識の高まりから、より効率的な電子機器の冷却手法が求められている。また、ますます電子機器が高密度化していることから、電子機器を増強しようとすると、既存の空気調和システムの空調能力を超えてしまうことがあり、これに対応することは容易ではない。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電算機室等全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行う装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置であって、前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体と、前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体と、空気を冷却する熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記壁体と上面を前記天井体とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶された暖気を冷却し、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置が提供される。
この構成によれば、電算機室全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行うことが可能となる。
【０００７】
また、前記熱交換器は、前記天井体の開口部を通して前記暖気を取り入れることを特徴としてもよい。
この構成によれば、効率よく暖気を回収することができる。
【０００８】
また、前記熱交換器は、前記暖気通路の上方に配置されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気の近くで冷却することができ、暖気を暖気空間から熱交換器まで運ぶためのパイプなどの設備が不要となる。
【０００９】
また、前記熱交換器は、前記列の上方に配置されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気の近くで冷却することができるとともに、熱交換器が冷却した空気を暖気空間外へ運ぶためのパイプなどの設備が短くなる。
【００１０】
また、前記熱交換器は、前記冷気を前記冷気通路へ排出することを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した空気を直接冷気通路に供給することができる。
【００１１】
また、前記冷気通路への排出は、前記冷気通路の上方から下方に向けて行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した空気を直接電子機器収納ラック群に供給することができる。
【００１２】
また、前記暖気の取り入れは、ファンにより行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気空間内の暖気を熱交換器へ強力に供給することができる。
【００１３】
また、前記冷気の排出は、ファンにより行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した冷気を冷気通路などに強力に供給することができる。
【００１４】
また、前記熱交換器は、水冷式熱交換器であることを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記熱交換器は、冷媒式熱交換器であることを特徴としてもよい。
【００１６】
また、本発明の別の観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却方法であって、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体に、上面を前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体に、それぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶した暖気を冷却した後、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器によって暖められ暖気通路に排出された暖気を隔絶し、この暖気を冷却した後、電算機室に冷気を放出することにより、電算機室全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行う装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図２】本発明の第１実施形態を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図。
【図３】本発明の第１実施形態における側面図。
【図４】本発明の第１実施形態における正面図。
【図５】本発明の第１実施形態における平面図。
【図６】本発明の第１実施形態における斜視図。
【図７】本発明の第２実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図８】本発明の第３実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図９】本発明の第３実施形態における側面図。
【図１０】本発明の第３実施形態における正面図。
【図１１】本発明の第３実施形態における平面図。
【図１２】本発明の第３実施形態における斜視図。
【図１３】本発明の第４実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図１４】本発明の一実施形態における熱交換器を表した図。
【図１５】従来技術を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図面を参照しながら、本発明の各実施形態に係る装置等について説明する。
まず、図１５に基づき、従来の技術を用いた電算機室における空気の流れを説明する。図１５(a)は電算機室の平面図、図１５(b)は電算機室の立面の断面図である。
電算機室３０には、空気調和システム３４が備えられ、電算機室３０全体を冷却している。特に、空気調和システム３４で冷却された冷気は、電子機器や電子機器収納ラックを設置する床３１の下の床下空間３３に噴き出され、この床下空間３３に冷気が正圧をもって充満する。したがって、冷気は床開口部３２から上方に噴き出すことになる。
【００２０】
また、電算機室３０の中では、電子機器収納ラック２１は、室内で当ラックを効率よく配置するために、列をなし配置される。電子機器収納ラック２１は、通常その前面から冷気を吸入し、背面から電子機器などにより温められた暖気を排出する。したがって、列をなし配置された電子機器収納ラック２１からなる電子機器収納ラック群２０は、互いが平行になるように配置される際、各電子機器収納ラック２１の冷却効果を高めるため、冷気が噴き出す床開口部３２がある通路に対して前面を向けて両側に配置される。そうすると、暖気を排出する電子機器収納ラック２１の背面側も、隣の電子機器収納ラック群２０の電子機器収納ラック２１の背面側と向き合うように配置されることとなる。その結果、電算機室３０では、冷気が噴き出す床開口部３２がある通路、すなわち、冷気通路２と、両側の電子機器収納ラック群２０が暖気を排出する暖気通路３とが交互に現れることになる。
【００２１】
暖気通路３に排出された暖気は上昇し、電算機室３０の天井付近に到達した後、空気調和システム３４が、壁面の上部辺りや天井の開口部（図示せず）などから暖気を吸入し、冷却することにより、再度冷気となって電算機室３０内を循環させる。
このように、冷気通路と暖気通路を明確に分けると冷気と暖気が混合されることが少なくなるので、空気調和システムを使って冷却した空気を効率よく電子機器に供給できる。
【００２２】
しかし、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合、電算機室３０を冷却する空気調和システム３４の空調能力を増強することは容易なことではない。また、暖気通路３と冷気通路２を分けたといえ、暖気が冷却通路２に侵入したり、冷気が電子機器収納ラック２０を冷却せず空気調和システム３４に吸入されたりし、冷却効率を低下させることがある。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。空気調和システム３４が冷却した冷気を床下空間３３に噴き出す結果、冷気は床開口部３２から上方に噴き出し、冷気通路２を形成するところは、図１５と同じである。また、そのような冷気通路２と暖気通路３が交互に現れるところも同じである。
【００２４】
しかし、本実施形態では、暖気通路３は、暖気通路３の上面を覆う天井体１２と、暖気通路３の長辺で側面をなす電子機器収納ラック群２０の背面（図においては、断面なので、電子機器収納ラック２１の背面）と、暖気通路３の短辺で側面をなす壁体１１とにより、他の空間とは遮断され、閉鎖空間である暖気空間１０が形成される。（言うまでもなく、暖気空間１０の底面は、床３１により遮蔽されている。）
床開口部３２から噴き出した冷気は冷気通路２を形成する。その冷気は、電気機器収納ラック２１の前面から、内部の電子機器を冷却するため吸い込まれる。電子機器を冷却し熱せられた暖気は、電子機器収納ラック２１の背面から排出され、排出された暖気は、閉鎖空間である暖気空間１０に閉じ込められる。
【００２５】
天井体１２に設けられた天井体開口部１２１は、ファンユニット１３に対応してあり、ファンユニット１３が吸い出す暖気の通り道となる。本実施形態においては、ファンユニット１３はプロペラ型の軸流ファンからなる。１つの暖気空間１０に対して設置されるファンユニット１３の総風量は、その暖気空間１０を構成する電子機器収納ラックが暖気空間１０へ排出する総風量とほぼ同じであるか、大きいことが好ましい。
【００２６】
ファンユニット１３が暖気空間３から吸い出した暖気は、熱交換器１４に向かい、この熱交換器１４を通りすぎる間に冷却される。すなわち、電算機室３０には、電子機器により熱せられた暖気がそのまま排出されるのではなく、必ず熱交換器１４により冷却された空気のみが排出されることとなる。
その結果、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合や電子機器を増強しようとする場合であっても、電算機室３０を冷却する空気調和システム３４の空調能力を増強することなく、係る状況に対応することができる。また、暖気通路３は暖気空間１０により他の空間と遮蔽されているので、暖気が冷却通路２に侵入することがなく、冷却効率を低下させることがない。
なお、熱交換器１４は、暖気を冷気通路２の冷気となるべく近い温度に冷却することが好ましい。そうすると、電算機室３０の冷却する空気調和システム３４への負荷が少なくなる。
【００２７】
熱交換器１４により冷却された空気は、天井方向である上方に排出される。そして、再度空気調和システム３４により吸引され冷却され、電算機室３０の中で循環する。
【００２８】
なお、本発明の実施形態では、暖気を遮蔽し暖気空間１０を形成している。一方、冷気を冷気通路に遮蔽し、空気調和システムで冷却される冷気を暖気と混合することなく、電子機器収納ラックに供給することも考えられる。このやり方は、暖気が冷気と混合され、冷却効率を落とすことは避けることができる。しかし、一旦暖気が電算機室内に拡散すると、それを冷却するのは空気調和システム３４であり、電子機器の発熱量の増加、電子機器の増強の際対応が難しいのは上述のとおりである。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図であり、(a)は電算機室の平面図、(b)は電算機室の立面の断面図である。
図１５と比べると、電子機器収納ラック群２０が平行に列をなし、冷気通路２と暖気通路３が電子機器収納ラック群２０の間に、交互に現れるのは同じである。異なるのは、暖気通路３が、電子機器収納ラック群の冷却装置１などにより遮蔽され、暖気空間１０が形成されていることである。この暖気空間１０の中に電子機器収納ラック群２０により熱せられた暖気を閉じ込め、電子機器収納ラック群の冷却装置１がこの暖気を冷却した後、電算機室３０に排出される。したがって、電算機室３０の空気調和システム３４に対する負荷は低減できる。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態における側面図である。
それぞれの電子機器収納ラック群２０の端に位置する電子機器収納ラック２１の側面を繋げるように壁体１１が存在し、この壁体１１は、電子機器収納ラック２１の側面体２４と隙間が無いように設置されることが好ましい。その結果、壁体１１は、暖気通路３の短辺側面において、暖気を遮蔽する。また、両側の電子機器収納ラック群２０を跨ぐように天井体１２が設置され、この天井体１２は、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１が、天井体１１の上に設置される。その結果、電子機器収納ラック群の冷却装置１およびその内部に備えられる熱交換器１４は、暖気通路３の上方に配置される。
なお、電子機器収納ラック群の冷却装置１の重量を考慮すると、電子機器収納ラック群の冷却装置１の下部の両端は、電子機器収納ラック群２０の上部にかかっていることが好ましい。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態における正面図である。
電子機器収納ラック２１の正面は、通常ラック正面ドア２３を備える。このラック正面ドア２３は、冷気通路２からの冷気の吸い込みのために、通常スリット状、網目状などの開口部（図示せず）を備えるが、冷気を床下から吸い込み、内部の電子機器の前面に冷気を供給する場合には備えなくてもよい。上記のように、暖気通路３の端に位置する壁体１１が電子機器収納ラック２１の側面体２４に隙間がないように設置されている。また、電子機器収納ラック群２０のすべてにわたり天井体１２が設置され、この天井体１２は、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１が、天井体１１の上に、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。これにより、電子機器収納ラック群２０内の電子機器収納ラック２１の台数が増加すれば、その分電子機器収納ラック群の冷却装置１の台数を増加させればよい。
なお、この図では、１つの電子機器収納ラック群２０には、５台の電子機器収納ラック２１が含まれているが、もちろんこれに限定されない。また、１つの電子機器収納ラック群の冷却装置１の台数は、同一電子機器収納ラック群内の電子機器収納ラック２１の台数と同じである必要はない。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態における平面図である。
電子機器収納ラック群の冷却装置１は、２列の電子機器収納ラック群２０を跨ぐように設置される。また、上記のように、電子機器収納ラック群の冷却装置１は、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。電子機器収納ラック群の冷却装置１の上部には熱交換器１４があり、好ましくはその上面にカバーが備えられる。
【００３３】
図６は、本発明の一実施形態における斜視図である。
電子機器収納ラック群２０の前面には冷却通路２があり、電子機器収納ラック２１は、冷気をラック正面ドア２３などから取り入れ、内部の電子機器を冷却する。電子機器収納ラック群２０の背面は、２つの電子機器収納ラック群２０と、壁体１１と、天井体１２とで遮蔽された暖気空間を形成する。電子機器収納ラック群の冷却装置１は、天井体１２の上に設置され、天井体の開口部（図示せず）から暖気を取り入れ、内部の熱交換器１４で冷却し、電子機器収納ラック群の冷却装置１の上方に排出する。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図１の第１実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ａなど天井体より上部の構造が異なっている。
天井体１２Ａに設けられた天井体開口部１２１Ａは、ファンユニット１３Ａに対応してあり、ファンユニット１３Ａが暖気を吸い出す暖気の通り道となる。本実施形態においては、ファンユニット１３Ａはシロッコファンからなる。静圧が高く確実に暖気を暖気空間１０から熱交換器１４Ａに運ぶことができる。なお、本実施例ではシロッコファンを用いたが、これに限定されるものではなく、遠心ファン、斜流ファンなどの他の構造を持つファンであってもよい。１つの暖気空間１０に対して設置されるファンユニット１３Ａの総風量は、その暖気空間１０を構成する電子機器収納ラックが暖気空間１０へ排出する総風量とほぼ同じであるか、大きいことが好ましい。
このような構成をとることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図１の第１実施形態および図７の第２実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂや天井体１２Ｂなどの構造が異なっている。
本実施形態における電気機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、暖気通路３にある暖気を冷却しながら冷気通路２の方へ導く構成となっている。その結果、冷却された空気が直接冷気通路２にもたらされることにより、電算機室３０を冷却するための空気調和システム３４への負荷を低減させることができる。
【００３６】
暖気は、電子機器２２の排気による正圧とファンユニット１３Ｂの吸気による負圧とにより、暖気空間１０の上部に設けられた天井体１２Ｂの天井体開口部１２１Ｂから、電気機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの両端に設けられたファンユニット１３Ｂの方へ、導かれる。その天井体開口部１２１Ｂからファンユニット１３Ｂへの途中において、熱交換器１４Ｂが備えられ、暖気はこの熱交換器１４Ｂを通過することにより冷却される。図８では、熱交換器１４Ｂは天井体開口部１２１Ｂの左右に１つずつ設けられているが、これに限るものではなく、天井体開口部１２１Ｂからファンユニット１３Ｂへ至る途中に複数の熱交換器１４Ｂが備えられてもよく、そうすると熱交換器１４は、電子機器収納ラック群２０の上方に配置される。また、本実施形態では、１つのファンユニットが備えられているが、より強力に暖気を排出したい場合には、複数のファンユニット１３Ｂを備えてもよい。
その結果、電子機器２２が高密度化し発熱量が大きくなったとしても、その熱交換器１４Ｂの数をその途中経路内で増加せることにより、冷却能力も増大させることが可能となる。そうすると、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの両端から排出される冷気の温度は、空気調和システム３４が排出する冷気の温度とほぼ同じにすることも可能となるので、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが冷却した冷気を直接冷気通路２に排出したとしても、電子機器収納ラック２１の上部にある電気機器１０が吸い込む冷気の温度と、下部にある電子機器１０が吸い込む冷気の温度とがほぼ同じにすることができる。
【００３７】
図９は、本発明の一実施形態における側面図である。
それぞれの電子機器収納ラック群２０の端に位置する電子機器収納ラック２１の側面を繋げるように、壁体の代わりに、通路側面ドア１１Ｂが存在し、この通路側面ドア１１Ｂは、電子機器収納ラック２１の側面体２４と隙間が無いように設置されることが好ましい。その結果、通路側面ドア１１Ｂは、暖気通路３の短辺側面において、暖気を遮蔽する。また、この通路側面ドア１１Ｂは、通路の中央で分離する２枚の引き戸で構成され、この引き戸を左右に開くことにより、電子機器２２の保守などで要員が容易に暖気通路３に入ることができる。通常運転時には引き戸を閉めておくことで、暖気を遮断することができる。なお、本実施例では引き戸を用いたが、開き戸などの他の扉構造を有するであってもよい。
【００３８】
また、暖気通路３および両側の電子機器収納ラック群２０を覆うように天井体１２Ｂが設置され、この天井体１２Ｂは、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが、両側の電子機器収納ラック群２０および天井体１１Ｂの上に設置される。
電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの冷気通路２側の端部には、冷気を冷気通路２に排出するためのファンユニット１３Ｂが備えられ、その端部は、効率よく冷気を冷気通路２に供給するために下方に傾いた形態としている。
【００３９】
図１０は、本発明の一実施形態における正面図である。
電子機器収納ラック２１の正面は、通常ラック正面ドア２３を備える点は、他の実施形態と同様である。上記のように、暖気通路３の端に位置する通路側面ドア１１Ｂが電子機器収納ラック２１の側面体２４に隙間がないように設置されている。
【００４０】
また、電子機器収納ラック群２０のすべてにわたり天井体１２Ｂが設置され、この天井体１２Ｂは、暖気通路３の上面においても、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが、電子機器収納ラック群２０および天井体１１Ｂの上に、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。これにより、電子機器収納ラック群２０内の電子機器収納ラック２１の台数が増加すれば、その分電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの台数を増加させればよい。
なお、図１０では、１つの電子機器収納ラック群２０には、５台の電子機器収納ラック２１が含まれているが、もちろんこれに限定されない。また、１つの電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの台数は、同一電子機器収納ラック群内の電子機器収納ラック２１の台数と同じである必要はない。
【００４１】
電子機器収納ラック群２０の上には、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの冷気通路２側の端部があり、その端部には冷気を冷気通路２に排出するためのファンユニット１３Ｂが備えられる。このファンユニット１３Ｂは、冷気を下方に向けて排出することにより、ラック正面ドア２３に備えられるスリット状、網目状などの開口部（図示せず）に冷気を供給できる。
【００４２】
図１１は、本発明の一実施形態における平面図である。
電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、暖気通路３および２列の電子機器収納ラック群２０全体を覆うように設置される。また、上記のように、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。
【００４３】
図１２は、本発明の一実施形態における斜視図である。
電子機器収納ラック群２０の前面には冷却通路２があり、電子機器収納ラック２１は、冷気をラック正面ドア２３などから取り入れ、内部の電子機器を冷却する。電子機器収納ラック群２０の背面は、２つの電子機器収納ラック群２０と、通路側面ドア１１Ｂと、天井体１２Ｂとで遮蔽された暖気空間を形成する。電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、天井体１２Ｂの上に設置され、天井体の開口部（図示せず）から暖気を取り入れ、内部の熱交換器１４Ｂで冷却し、冷気通路２側の端部に備えられたファンユニット１３Ｂから冷気通路２の下方に向けて冷気を排出する。
【００４４】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図８の第３実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの冷気通路２側の端部における、冷気を冷気通路２へ排出するための形態が異なっており、より効率良く冷気を冷気通路２に供給するために真下に排出する形態となっている。なお、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの冷気通路２側の端部に備えられたファンユニット１３Ｃは、シロッコファンである。空気の流れる方向を直角に曲げることができる。なお、本実施例ではシロッコファンを用いたが、これに限定されるものではなく、遠心ファン、斜流ファンなどの他の構造を持つファンであってもよい。このファンユニット１３Ｃは、冷気を冷気通路２に向かって真下に向けて排出することにより、通常電子機器収納ラック２１の冷気通路２に向けて設けられるラック正面ドアの、特に上部にあるスリット状、網目状などの開口部（図示せず）に冷気を直接供給できる。
【００４５】
第３実施形態と同様に、天井体開口部１２１Ｃからファンユニット１３Ｃへの途中において、熱交換器１４Ｃが備えられ、暖気はこの熱交換器１４Ｃを通過することにより冷却される。図１３では、熱交換器１４Ｃは天井体開口部１２１Ｃの左右に１つずつ設けられているが、これに限るものではなく、天井体開口部１２１Ｃからファンユニット１３Ｃへ至る途中に複数の熱交換器１４Ｃが備えられてもよく、そうすると熱交換器１４Ｃは電子機器収納ラック群２０の上に配置される。
その結果、電子機器２２が高密度化し発熱量が大きくなったとしても、その熱交換器１４Ｃの数をその途中経路内で増加させることにより、冷却能力も増大させることが可能となる。そうすると、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの両端から排出される冷気の温度は、空気調和システム３４が排出する冷気の温度とほぼ同じにすることも可能となるので、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃが冷却した冷気を直接電子機器収納ラック２１内の電子機器２２に供給したとしても、電子機器収納ラック２１の上部にある電気機器１０が吸い込む冷気の温度と、下部にある電子機器１０が吸い込む冷気の温度とがほぼ同じにすることができる。
【００４６】
図１４は、本発明の一実施形態における熱交換器を表した図である。
一実施形態における熱交換器１４Ｃを表した図である。フィン型の放熱板から構成されているが、これに限定されるものではない。それぞれの熱交換器１４Ｃには、熱交換器供給管１４２と熱交換器排出管１４１が備えられ、それぞれ電算機室３０に設けられる冷却機（図示せず）に繋がる供給管と排出管（図示せず）とに接続される。この供給管と排出管は通常床下空間３３や床開口部３２を通して配設される。なお、この供給管により供給されるものは、水や冷媒などの熱交換の媒体になりうる液体または気体である。
好ましくは、この熱交換器１４Ｃを設置した場合の冷気排出面側に温度測定部が設けられる（図示せず）。これにより、熱交換器１４Ｃにより冷やされた冷気の温度が測定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子機器収納ラック群の冷却装置
１Ａ 電子機器収納ラック群の冷却装置
１Ｂ 電子機器収納ラック群の冷却装置
２ 冷気通路
３ 暖気通路
１０ 暖気空間
１１ 壁体
１１Ｂ 通路側面ドア
１１Ｃ 通路側面ドア
１２ 天井体
１２Ａ 天井体
１２Ｂ 天井体
１２Ｃ 天井体
１２１ 天井体開口部
１２１Ａ 天井体開口部
１２１Ｂ 天井体開口部
１２１Ｃ 天井体開口部
１３ ファンユニット
１３Ａ ファンユニット
１３Ｂ ファンユニット
１３Ｃ ファンユニット
１４ 熱交換器
１４Ａ 熱交換器
１４Ｂ 熱交換器
１４Ｃ 熱交換器
１４１ 熱交換器排出管
１４２ 熱交換器供給管
２０ 電子機器収納ラック群
２１ 電子機器収納ラック
２２ 電子機器
２３ ラック正面ドア
２４ ラック側面体
３０ 電算機室
３１ 床
３２ 床開口部
３３ 床下空間
３４ 空気調和システム
４０ 空気の流れ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータやネットワーク機器等の電子機器を収納する電子機器収納ラック群の冷却装置に関し、特に、電子機器収納ラックの列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンター等の電算機室に収容されるコンピュータまたはネットワーク機器等の電子機器においては、その高密度化や設置スペースの縮小による小型化が進められ、電子機器の温度上昇はシステムトラブルに直結するため、これら電子機器の発熱問題に対処することがますます重要になってきている。このような対策として、一般的には、電子機器を冷却するために、電算機室等の全体の温度を制御する空気調和システムが用いられる。
【０００３】
このような先行技術として、特許文献１と特許文献２がある。
特許文献１には、床下に内部空間を有する通路と、該通路を挟んで両側に設置され、前面から給気して上面または背面に排熱を排気する機器収容用ラック群と、空気調和装置とを備え、前記空気調和装置から吹き出された冷却用空気が、前記通路床下の内部空間を流動するとともに、前記通路の床面に設けられた孔から前記通路の床上に吹き出され、この冷却用空気が前記ラックに収容された機器を冷却した後、前記ラックの上方の空間を流動して前記空気調和装置に再び吸引され、前記ラック群の中の少なくとも一つのラックには、筐体の上部前面側の縁部近傍に該筐体の外方向に突き出る回り込み防止壁（板材）が設けられている構成が開示されている。
また、特許文献２には、情報処理機器を収容する機器収容ラックであって、情報処理機器を支持するラック本体と、冷気の風圧を保って、冷気をラック本体に導入する冷気導入部と、冷気導入部に配され、冷気導入部内の風圧を排気側に開放する風圧調整部とを備える機器収容ラックの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８４０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１６９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のいずれの構成も、電算機室全体を冷却するための空気調和システムにより冷却された空気を前提とし、電子機器を収納したラック群に効率的にその冷気を供給することを目的としている。
しかし、近年、これら電子機器の使用時における発熱量はますます大きくなってきており、電子機器を冷却するために電算機室全体を冷却することは効率的ではないため、特に最近環境意識の高まりから、より効率的な電子機器の冷却手法が求められている。また、ますます電子機器が高密度化していることから、電子機器を増強しようとすると、既存の空気調和システムの空調能力を超えてしまうことがあり、これに対応することは容易ではない。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電算機室等全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行う装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置であって、前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体と、前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体と、空気を冷却する熱交換器と、を備え、前記熱交換器は、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記壁体と上面を前記天井体とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶された暖気を冷却し、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置が提供される。
この構成によれば、電算機室全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行うことが可能となる。
【０００７】
また、前記熱交換器は、前記天井体の開口部を通して前記暖気を取り入れることを特徴としてもよい。
この構成によれば、効率よく暖気を回収することができる。
【０００８】
また、前記熱交換器は、前記暖気通路の上方に配置されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気の近くで冷却することができ、暖気を暖気空間から熱交換器まで運ぶためのパイプなどの設備が不要となる。
【０００９】
また、前記熱交換器は、前記列の上方に配置されることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気の近くで冷却することができるとともに、熱交換器が冷却した空気を暖気空間外へ運ぶためのパイプなどの設備が短くなる。
【００１０】
また、前記熱交換器は、前記冷気を前記冷気通路へ排出することを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した空気を直接冷気通路に供給することができる。
【００１１】
また、前記冷気通路への排出は、前記冷気通路の上方から下方に向けて行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した空気を直接電子機器収納ラック群に供給することができる。
【００１２】
また、前記暖気の取り入れは、ファンにより行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、暖気空間内の暖気を熱交換器へ強力に供給することができる。
【００１３】
また、前記冷気の排出は、ファンにより行われることを特徴としてもよい。
この構成によれば、熱交換器が冷却した冷気を冷気通路などに強力に供給することができる。
【００１４】
また、前記熱交換器は、水冷式熱交換器であることを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記熱交換器は、冷媒式熱交換器であることを特徴としてもよい。
【００１６】
また、本発明の別の観点によれば、内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却方法であって、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体に、上面を前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体に、それぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶した暖気を冷却した後、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、電子機器によって暖められ暖気通路に排出された暖気を隔絶し、この暖気を冷却した後、電算機室に冷気を放出することにより、電算機室全体に対する空気調和システムへの負荷を最小限にし、ラック群に収納された電子機器に対して効率的な冷却を行う装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図２】本発明の第１実施形態を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図。
【図３】本発明の第１実施形態における側面図。
【図４】本発明の第１実施形態における正面図。
【図５】本発明の第１実施形態における平面図。
【図６】本発明の第１実施形態における斜視図。
【図７】本発明の第２実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図８】本発明の第３実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図９】本発明の第３実施形態における側面図。
【図１０】本発明の第３実施形態における正面図。
【図１１】本発明の第３実施形態における平面図。
【図１２】本発明の第３実施形態における斜視図。
【図１３】本発明の第４実施形態における断面図と空気の流れを示した図。
【図１４】本発明の一実施形態における熱交換器を表した図。
【図１５】従来技術を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下では、図面を参照しながら、本発明の各実施形態に係る装置等について説明する。
まず、図１５に基づき、従来の技術を用いた電算機室における空気の流れを説明する。図１５(a)は電算機室の平面図、図１５(b)は電算機室の立面の断面図である。
電算機室３０には、空気調和システム３４が備えられ、電算機室３０全体を冷却している。特に、空気調和システム３４で冷却された冷気は、電子機器や電子機器収納ラックを設置する床３１の下の床下空間３３に噴き出され、この床下空間３３に冷気が正圧をもって充満する。したがって、冷気は床開口部３２から上方に噴き出すことになる。
【００２０】
また、電算機室３０の中では、電子機器収納ラック２１は、室内で当ラックを効率よく配置するために、列をなし配置される。電子機器収納ラック２１は、通常その前面から冷気を吸入し、背面から電子機器などにより温められた暖気を排出する。したがって、列をなし配置された電子機器収納ラック２１からなる電子機器収納ラック群２０は、互いが平行になるように配置される際、各電子機器収納ラック２１の冷却効果を高めるため、冷気が噴き出す床開口部３２がある通路に対して前面を向けて両側に配置される。そうすると、暖気を排出する電子機器収納ラック２１の背面側も、隣の電子機器収納ラック群２０の電子機器収納ラック２１の背面側と向き合うように配置されることとなる。その結果、電算機室３０では、冷気が噴き出す床開口部３２がある通路、すなわち、冷気通路２と、両側の電子機器収納ラック群２０が暖気を排出する暖気通路３とが交互に現れることになる。
【００２１】
暖気通路３に排出された暖気は上昇し、電算機室３０の天井付近に到達した後、空気調和システム３４が、壁面の上部辺りや天井の開口部（図示せず）などから暖気を吸入し、冷却することにより、再度冷気となって電算機室３０内を循環させる。
このように、冷気通路と暖気通路を明確に分けると冷気と暖気が混合されることが少なくなるので、空気調和システムを使って冷却した空気を効率よく電子機器に供給できる。
【００２２】
しかし、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合、電算機室３０を冷却する空気調和システム３４の空調能力を増強することは容易なことではない。また、暖気通路３と冷気通路２を分けたといえ、暖気が冷却通路２に侵入したり、冷気が電子機器収納ラック２０を冷却せず空気調和システム３４に吸入されたりし、冷却効率を低下させることがある。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。空気調和システム３４が冷却した冷気を床下空間３３に噴き出す結果、冷気は床開口部３２から上方に噴き出し、冷気通路２を形成するところは、図１５と同じである。また、そのような冷気通路２と暖気通路３が交互に現れるところも同じである。
【００２４】
しかし、本実施形態では、暖気通路３は、暖気通路３の上面を覆う天井体１２と、暖気通路３の長辺で側面をなす電子機器収納ラック群２０の背面（図においては、断面なので、電子機器収納ラック２１の背面）と、暖気通路３の短辺で側面をなす壁体１１とにより、他の空間とは遮断され、閉鎖空間である暖気空間１０が形成される。（言うまでもなく、暖気空間１０の底面は、床３１により遮蔽されている。）
床開口部３２から噴き出した冷気は冷気通路２を形成する。その冷気は、電気機器収納ラック２１の前面から、内部の電子機器を冷却するため吸い込まれる。電子機器を冷却し熱せられた暖気は、電子機器収納ラック２１の背面から排出され、排出された暖気は、閉鎖空間である暖気空間１０に閉じ込められる。
【００２５】
天井体１２に設けられた天井体開口部１２１は、ファンユニット１３に対応してあり、ファンユニット１３が吸い出す暖気の通り道となる。本実施形態においては、ファンユニット１３はプロペラ型の軸流ファンからなる。１つの暖気空間１０に対して設置されるファンユニット１３の総風量は、その暖気空間１０を構成する電子機器収納ラックが暖気空間１０へ排出する総風量とほぼ同じであるか、大きいことが好ましい。
【００２６】
ファンユニット１３が暖気空間３から吸い出した暖気は、熱交換器１４に向かい、この熱交換器１４を通りすぎる間に冷却される。すなわち、電算機室３０には、電子機器により熱せられた暖気がそのまま排出されるのではなく、必ず熱交換器１４により冷却された空気のみが排出されることとなる。
その結果、電子機器の高密度化により発熱量が大きくなった場合や電子機器を増強しようとする場合であっても、電算機室３０を冷却する空気調和システム３４の空調能力を増強することなく、係る状況に対応することができる。また、暖気通路３は暖気空間１０により他の空間と遮蔽されているので、暖気が冷却通路２に侵入することがなく、冷却効率を低下させることがない。
なお、熱交換器１４は、暖気を冷気通路２の冷気となるべく近い温度に冷却することが好ましい。そうすると、電算機室３０の冷却する空気調和システム３４への負荷が少なくなる。
【００２７】
熱交換器１４により冷却された空気は、天井方向である上方に排出される。そして、再度空気調和システム３４により吸引され冷却され、電算機室３０の中で循環する。
【００２８】
なお、本発明の実施形態では、暖気を遮蔽し暖気空間１０を形成している。一方、冷気を冷気通路に遮蔽し、空気調和システムで冷却される冷気を暖気と混合することなく、電子機器収納ラックに供給することも考えられる。このやり方は、暖気が冷気と混合され、冷却効率を落とすことは避けることができる。しかし、一旦暖気が電算機室内に拡散すると、それを冷却するのは空気調和システム３４であり、電子機器の発熱量の増加、電子機器の増強の際対応が難しいのは上述のとおりである。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態を適用した電算機室における空気の流れを説明した説明図であり、(a)は電算機室の平面図、(b)は電算機室の立面の断面図である。
図１５と比べると、電子機器収納ラック群２０が平行に列をなし、冷気通路２と暖気通路３が電子機器収納ラック群２０の間に、交互に現れるのは同じである。異なるのは、暖気通路３が、電子機器収納ラック群の冷却装置１などにより遮蔽され、暖気空間１０が形成されていることである。この暖気空間１０の中に電子機器収納ラック群２０により熱せられた暖気を閉じ込め、電子機器収納ラック群の冷却装置１がこの暖気を冷却した後、電算機室３０に排出される。したがって、電算機室３０の空気調和システム３４に対する負荷は低減できる。
【００３０】
図３は、本発明の一実施形態における側面図である。
それぞれの電子機器収納ラック群２０の端に位置する電子機器収納ラック２１の側面を繋げるように壁体１１が存在し、この壁体１１は、電子機器収納ラック２１の側面体２４と隙間が無いように設置されることが好ましい。その結果、壁体１１は、暖気通路３の短辺側面において、暖気を遮蔽する。また、両側の電子機器収納ラック群２０を跨ぐように天井体１２が設置され、この天井体１２は、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１が、天井体１１の上に設置される。その結果、電子機器収納ラック群の冷却装置１およびその内部に備えられる熱交換器１４は、暖気通路３の上方に配置される。
なお、電子機器収納ラック群の冷却装置１の重量を考慮すると、電子機器収納ラック群の冷却装置１の下部の両端は、電子機器収納ラック群２０の上部にかかっていることが好ましい。
【００３１】
図４は、本発明の一実施形態における正面図である。
電子機器収納ラック２１の正面は、通常ラック正面ドア２３を備える。このラック正面ドア２３は、冷気通路２からの冷気の吸い込みのために、通常スリット状、網目状などの開口部（図示せず）を備えるが、冷気を床下から吸い込み、内部の電子機器の前面に冷気を供給する場合には備えなくてもよい。上記のように、暖気通路３の端に位置する壁体１１が電子機器収納ラック２１の側面体２４に隙間がないように設置されている。また、電子機器収納ラック群２０のすべてにわたり天井体１２が設置され、この天井体１２は、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１が、天井体１１の上に、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。これにより、電子機器収納ラック群２０内の電子機器収納ラック２１の台数が増加すれば、その分電子機器収納ラック群の冷却装置１の台数を増加させればよい。
なお、この図では、１つの電子機器収納ラック群２０には、５台の電子機器収納ラック２１が含まれているが、もちろんこれに限定されない。また、１つの電子機器収納ラック群の冷却装置１の台数は、同一電子機器収納ラック群内の電子機器収納ラック２１の台数と同じである必要はない。
【００３２】
図５は、本発明の一実施形態における平面図である。
電子機器収納ラック群の冷却装置１は、２列の電子機器収納ラック群２０を跨ぐように設置される。また、上記のように、電子機器収納ラック群の冷却装置１は、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。電子機器収納ラック群の冷却装置１の上部には熱交換器１４があり、好ましくはその上面にカバーが備えられる。
【００３３】
図６は、本発明の一実施形態における斜視図である。
電子機器収納ラック群２０の前面には冷却通路２があり、電子機器収納ラック２１は、冷気をラック正面ドア２３などから取り入れ、内部の電子機器を冷却する。電子機器収納ラック群２０の背面は、２つの電子機器収納ラック群２０と、壁体１１と、天井体１２とで遮蔽された暖気空間を形成する。電子機器収納ラック群の冷却装置１は、天井体１２の上に設置され、天井体の開口部（図示せず）から暖気を取り入れ、内部の熱交換器１４で冷却し、電子機器収納ラック群の冷却装置１の上方に排出する。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図１の第１実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ａなど天井体より上部の構造が異なっている。
天井体１２Ａに設けられた天井体開口部１２１Ａは、ファンユニット１３Ａに対応してあり、ファンユニット１３Ａが暖気を吸い出す暖気の通り道となる。本実施形態においては、ファンユニット１３Ａはシロッコファンからなる。静圧が高く確実に暖気を暖気空間１０から熱交換器１４Ａに運ぶことができる。なお、本実施例ではシロッコファンを用いたが、これに限定されるものではなく、遠心ファン、斜流ファンなどの他の構造を持つファンであってもよい。１つの暖気空間１０に対して設置されるファンユニット１３Ａの総風量は、その暖気空間１０を構成する電子機器収納ラックが暖気空間１０へ排出する総風量とほぼ同じであるか、大きいことが好ましい。
このような構成をとることにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図１の第１実施形態および図７の第２実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂや天井体１２Ｂなどの構造が異なっている。
本実施形態における電気機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、暖気通路３にある暖気を冷却しながら冷気通路２の方へ導く構成となっている。その結果、冷却された空気が直接冷気通路２にもたらされることにより、電算機室３０を冷却するための空気調和システム３４への負荷を低減させることができる。
【００３６】
暖気は、電子機器２２の排気による正圧とファンユニット１３Ｂの吸気による負圧とにより、暖気空間１０の上部に設けられた天井体１２Ｂの天井体開口部１２１Ｂから、電気機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの両端に設けられたファンユニット１３Ｂの方へ、導かれる。その天井体開口部１２１Ｂからファンユニット１３Ｂへの途中において、熱交換器１４Ｂが備えられ、暖気はこの熱交換器１４Ｂを通過することにより冷却される。図８では、熱交換器１４Ｂは天井体開口部１２１Ｂの左右に１つずつ設けられているが、これに限るものではなく、天井体開口部１２１Ｂからファンユニット１３Ｂへ至る途中に複数の熱交換器１４Ｂが備えられてもよく、そうすると熱交換器１４は、電子機器収納ラック群２０の上方に配置される。また、本実施形態では、１つのファンユニットが備えられているが、より強力に暖気を排出したい場合には、複数のファンユニット１３Ｂを備えてもよい。
その結果、電子機器２２が高密度化し発熱量が大きくなったとしても、その熱交換器１４Ｂの数をその途中経路内で増加せることにより、冷却能力も増大させることが可能となる。そうすると、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの両端から排出される冷気の温度は、空気調和システム３４が排出する冷気の温度とほぼ同じにすることも可能となるので、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが冷却した冷気を直接冷気通路２に排出したとしても、電子機器収納ラック２１の上部にある電気機器１０が吸い込む冷気の温度と、下部にある電子機器１０が吸い込む冷気の温度とがほぼ同じにすることができる。
【００３７】
図９は、本発明の一実施形態における側面図である。
それぞれの電子機器収納ラック群２０の端に位置する電子機器収納ラック２１の側面を繋げるように、壁体の代わりに、通路側面ドア１１Ｂが存在し、この通路側面ドア１１Ｂは、電子機器収納ラック２１の側面体２４と隙間が無いように設置されることが好ましい。その結果、通路側面ドア１１Ｂは、暖気通路３の短辺側面において、暖気を遮蔽する。また、この通路側面ドア１１Ｂは、通路の中央で分離する２枚の引き戸で構成され、この引き戸を左右に開くことにより、電子機器２２の保守などで要員が容易に暖気通路３に入ることができる。通常運転時には引き戸を閉めておくことで、暖気を遮断することができる。なお、本実施例では引き戸を用いたが、開き戸などの他の扉構造を有するであってもよい。
【００３８】
また、暖気通路３および両側の電子機器収納ラック群２０を覆うように天井体１２Ｂが設置され、この天井体１２Ｂは、暖気通路３の上面において、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが、両側の電子機器収納ラック群２０および天井体１１Ｂの上に設置される。
電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの冷気通路２側の端部には、冷気を冷気通路２に排出するためのファンユニット１３Ｂが備えられ、その端部は、効率よく冷気を冷気通路２に供給するために下方に傾いた形態としている。
【００３９】
図１０は、本発明の一実施形態における正面図である。
電子機器収納ラック２１の正面は、通常ラック正面ドア２３を備える点は、他の実施形態と同様である。上記のように、暖気通路３の端に位置する通路側面ドア１１Ｂが電子機器収納ラック２１の側面体２４に隙間がないように設置されている。
【００４０】
また、電子機器収納ラック群２０のすべてにわたり天井体１２Ｂが設置され、この天井体１２Ｂは、暖気通路３の上面においても、暖気を遮蔽する。また、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂが、電子機器収納ラック群２０および天井体１１Ｂの上に、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。これにより、電子機器収納ラック群２０内の電子機器収納ラック２１の台数が増加すれば、その分電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの台数を増加させればよい。
なお、図１０では、１つの電子機器収納ラック群２０には、５台の電子機器収納ラック２１が含まれているが、もちろんこれに限定されない。また、１つの電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの台数は、同一電子機器収納ラック群内の電子機器収納ラック２１の台数と同じである必要はない。
【００４１】
電子機器収納ラック群２０の上には、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂの冷気通路２側の端部があり、その端部には冷気を冷気通路２に排出するためのファンユニット１３Ｂが備えられる。このファンユニット１３Ｂは、冷気を下方に向けて排出することにより、ラック正面ドア２３に備えられるスリット状、網目状などの開口部（図示せず）に冷気を供給できる。
【００４２】
図１１は、本発明の一実施形態における平面図である。
電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、暖気通路３および２列の電子機器収納ラック群２０全体を覆うように設置される。また、上記のように、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、電子機器収納ラック２１の台数に対応して設置される。
【００４３】
図１２は、本発明の一実施形態における斜視図である。
電子機器収納ラック群２０の前面には冷却通路２があり、電子機器収納ラック２１は、冷気をラック正面ドア２３などから取り入れ、内部の電子機器を冷却する。電子機器収納ラック群２０の背面は、２つの電子機器収納ラック群２０と、通路側面ドア１１Ｂと、天井体１２Ｂとで遮蔽された暖気空間を形成する。電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｂは、天井体１２Ｂの上に設置され、天井体の開口部（図示せず）から暖気を取り入れ、内部の熱交換器１４Ｂで冷却し、冷気通路２側の端部に備えられたファンユニット１３Ｂから冷気通路２の下方に向けて冷気を排出する。
【００４４】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の一実施形態における断面図と空気の流れを示した図である。
図８の第３実施形態と比べると、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの冷気通路２側の端部における、冷気を冷気通路２へ排出するための形態が異なっており、より効率良く冷気を冷気通路２に供給するために真下に排出する形態となっている。なお、本実施形態に係る電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの冷気通路２側の端部に備えられたファンユニット１３Ｃは、シロッコファンである。空気の流れる方向を直角に曲げることができる。なお、本実施例ではシロッコファンを用いたが、これに限定されるものではなく、遠心ファン、斜流ファンなどの他の構造を持つファンであってもよい。このファンユニット１３Ｃは、冷気を冷気通路２に向かって真下に向けて排出することにより、通常電子機器収納ラック２１の冷気通路２に向けて設けられるラック正面ドアの、特に上部にあるスリット状、網目状などの開口部（図示せず）に冷気を直接供給できる。
【００４５】
第３実施形態と同様に、天井体開口部１２１Ｃからファンユニット１３Ｃへの途中において、熱交換器１４Ｃが備えられ、暖気はこの熱交換器１４Ｃを通過することにより冷却される。図１３では、熱交換器１４Ｃは天井体開口部１２１Ｃの左右に１つずつ設けられているが、これに限るものではなく、天井体開口部１２１Ｃからファンユニット１３Ｃへ至る途中に複数の熱交換器１４Ｃが備えられてもよく、そうすると熱交換器１４Ｃは電子機器収納ラック群２０の上に配置される。
その結果、電子機器２２が高密度化し発熱量が大きくなったとしても、その熱交換器１４Ｃの数をその途中経路内で増加させることにより、冷却能力も増大させることが可能となる。そうすると、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃの両端から排出される冷気の温度は、空気調和システム３４が排出する冷気の温度とほぼ同じにすることも可能となるので、電子機器収納ラック群の冷却装置１Ｃが冷却した冷気を直接電子機器収納ラック２１内の電子機器２２に供給したとしても、電子機器収納ラック２１の上部にある電気機器１０が吸い込む冷気の温度と、下部にある電子機器１０が吸い込む冷気の温度とがほぼ同じにすることができる。
【００４６】
図１４は、本発明の一実施形態における熱交換器を表した図である。
一実施形態における熱交換器１４Ｃを表した図である。フィン型の放熱板から構成されているが、これに限定されるものではない。それぞれの熱交換器１４Ｃには、熱交換器供給管１４２と熱交換器排出管１４１が備えられ、それぞれ電算機室３０に設けられる冷却機（図示せず）に繋がる供給管と排出管（図示せず）とに接続される。この供給管と排出管は通常床下空間３３や床開口部３２を通して配設される。なお、この供給管により供給されるものは、水や冷媒などの熱交換の媒体になりうる液体または気体である。
好ましくは、この熱交換器１４Ｃを設置した場合の冷気排出面側に温度測定部が設けられる（図示せず）。これにより、熱交換器１４Ｃにより冷やされた冷気の温度が測定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子機器収納ラック群の冷却装置
１Ａ 電子機器収納ラック群の冷却装置
１Ｂ 電子機器収納ラック群の冷却装置
２ 冷気通路
３ 暖気通路
１０ 暖気空間
１１ 壁体
１１Ｂ 通路側面ドア
１１Ｃ 通路側面ドア
１２ 天井体
１２Ａ 天井体
１２Ｂ 天井体
１２Ｃ 天井体
１２１ 天井体開口部
１２１Ａ 天井体開口部
１２１Ｂ 天井体開口部
１２１Ｃ 天井体開口部
１３ ファンユニット
１３Ａ ファンユニット
１３Ｂ ファンユニット
１３Ｃ ファンユニット
１４ 熱交換器
１４Ａ 熱交換器
１４Ｂ 熱交換器
１４Ｃ 熱交換器
１４１ 熱交換器排出管
１４２ 熱交換器供給管
２０ 電子機器収納ラック群
２１ 電子機器収納ラック
２２ 電子機器
２３ ラック正面ドア
２４ ラック側面体
３０ 電算機室
３１ 床
３２ 床開口部
３３ 床下空間
３４ 空気調和システム
４０ 空気の流れ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置であって、
前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体と、
前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体と、
空気を冷却する熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記壁体と上面を前記天井体とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶された暖気を冷却し、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置。
【請求項２】
前記熱交換器は、前記天井体の開口部を通して前記暖気を取り入れることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記暖気通路の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記列の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記熱交換器は、前記冷気を前記冷気通路へ排出することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷気通路への排出は、前記冷気通路の上方から下方に向けて行われることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記暖気の取り入れは、ファンにより行われることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷気の排出は、ファンにより行われることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記熱交換器は、水冷式熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記熱交換器は、冷媒式熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１１】
内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却方法であって、
前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体に、上面を前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体に、それぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶した暖気を冷却した後、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却方法。
【請求項１】
内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却装置であって、
前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体と、
前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体と、
空気を冷却する熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記壁体と上面を前記天井体とにそれぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶された暖気を冷却し、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却装置。
【請求項２】
前記熱交換器は、前記天井体の開口部を通して前記暖気を取り入れることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記熱交換器は、前記暖気通路の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記列の上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記熱交換器は、前記冷気を前記冷気通路へ排出することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷気通路への排出は、前記冷気通路の上方から下方に向けて行われることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記暖気の取り入れは、ファンにより行われることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記冷気の排出は、ファンにより行われることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記熱交換器は、水冷式熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記熱交換器は、冷媒式熱交換器であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１１】
内部に電子機器を有する複数の電子機器収納ラックが複数の列をなすように設置され、対向する前記電子機器収納ラックの前記列の間に形成される通路が冷気通路と暖気通路とに交互に形成するように配置された電子機器収納ラック群の冷却方法であって、
前記暖気通路に排出され、側面を２つの前記列及び前記暖気通路の両端に位置し前記暖気通路を遮蔽する壁体に、上面を前記暖気通路の上方に位置し前記暖気通路を遮蔽する天井体に、それぞれ囲まれて形成される暖気空間内に隔絶した暖気を冷却した後、前記暖気空間外に冷気を排出することを特徴とする電子機器収納ラック群の冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１３４８０３（Ｐ２０１１−１３４８０３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１２８２（Ｐ２００９−２９１２８２）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００２１０９６４）中央電子株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００２１０９６４）中央電子株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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