JP2006032842A

JP2006032842A - ラックの冷却装置、ラック、及びコンピュータシステム

Info

Publication number: JP2006032842A
Application number: JP2004213058A
Authority: JP
Inventors: Yuko Shiratori; 優子白鳥
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-21
Also published as: JP4281641B2

Abstract

【課題】サーバ・ディスク装置と、ネットワーク機器とを搭載する際に、ラックの設置面積を大きくしないで、それぞれの装置を十分に吸排気して冷却する。
【解決手段】ラックの冷却装置は、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラック用のラック本体４を有し、これに第１のレール５…５を介してサーバ３を搭載し、前面側から吸気して背面側から排気することによりサーバ３を冷却すると共に、ラック本体１内にネットワーク機器２をその幅方向がラック本体４の縦方向に平行又は略平行となる状態で支持する第２のレール６、６と、ネットワーク機器２の幅方向の側面との間で所定距離離れて配置される下側仕切り板７及び上側仕切り板８とを有し、両仕切り板７、８とネットワーク機器２の側面との間の空間を介して吸排気することによりネットワーク機器２を冷却すると共に、サーバ３からの排気を両仕切り板７、８を介して遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ラックの冷却装置、ラック、及びコンピュータシステムに係り、とくにサーバ装置やディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックに、サーバ装置やディスク装置とは異なるエアフロー構造が必要とされるネットワーク機器を一緒に搭載するためのラックの冷却構造及び装置の工夫に関する。

従来、コンピュータシステムのサーバ装置やディスク装置（以下、必要に応じて両者を「サーバ・ディスク装置」と総称する）、ネットワーク機器等の装置を搭載するラックとして、ＥＩＡ（Electronic Industries Alliance：米国電子工業会）規格の１９インチラック（以下、「ＥＩＡ標準１９インチラック」と呼ぶ）が多く使用されている。このＥＩＡ標準１９インチラックは、ラック本体に設置される装置の幅が１９インチ（約４８２．６ｍｍ）、その高さが１．７５インチ（約４４．４５ｍｍ：「１Ｕ」と呼ぶ）の倍数（１Ｕ、２Ｕ、…、ｎＵ：ｎは正の整数）となるように設定されている。このＥＩＡ標準１９インチラックでは、その搭載装置に応じた冷却構造が必要とされている。

例えば、サーバ・ディスク装置では、装置の消費電力が大きいので、それに伴う発熱を抑制するため、装置の前面側から吸気してその後面（背面）側から排気する前面吸気及び後面排気の設計とならざるを得ない。こういった設計上の制約のため、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックでは、ラック本体の前後面が開口される構造になっている。また、前面吸気、後面排気のため、ラック本体内に設置された搭載装置とラック本体の側面との間の空間領域を大きく確保しなくても吸排気にとくに影響はない。このため、ラック本体の横幅は狭くなっている。

一方、ルータやハブ等のネットワーク機器では、装置の消費電力がサーバ・ディスク装置よりも小さく、また、装置の前後面側をネットワークの接続に使用するため、装置の側面側から吸排気を行うことが多い。このように装置の側面側から吸排気が行われる装置では、ラック本体内に設置された搭載装置とラック本体の側面との間の空間を大きく確保していなければ、吸排気を効率良く行えず、また、後面側から排気する装置の近くに配置されると、その装置からの温められた排気を吸うことにより、冷却できなくなる可能性がある。そのため、ネットワーク機器を搭載するラックには、搭載されるネットワーク機器とラック側面との間の空間を確保しなければならないといった設計上の制約がある。この制約のため、ネットワーク機器向けのＥＩＡ標準１９インチラックでは、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックよりもラック本体の横幅が広くなっている。

なお、本発明に関連する先行技術文献としては、以下のものがある。
実開昭６３−１５９８９５号公報特開２００１−３５２１８８号公報特開２００３−１５２３７２号公報特開平０９−２９８３７９号公報

上述したＥＩＡ標準１９インチラックでは、サーバ・ディスク装置と、ネットワーク機器とでは、必要とされる吸排気のエアーフロー構造が異なるため、ネットワーク機器向けのラックとサーバ・ディスク装置向けラックとのエアーフロー構造も異なっている。

即ち、ネットワーク機器はネットワーク機器向けラックに、またサーバ・ディスク装置はサーバ・ディスク装置向けラックに、それぞれ搭載しなければ十分な吸排気がされず冷却できなくなる可能性がある。例えば、ネットワーク機器をサーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックに搭載すると、ラック側面との間に装置の吸排気に必要な空間を確保できない。

このため、サーバ・ディスク装置と、ネットワーク機器とは、１つのＥＩＡ標準１９インチラックに一緒に搭載することができず、ラックを別々に用意する必要があった。その結果、ＥＩＡ標準１９インチラックの設置面積が大きくなり、狭いマシン室では設置が困難となるといった問題があった。

これに対し特許文献１〜４は、いずれもネットワーク機器向けのラック、即ち床下吸気／天井排気または自然対流となっているラックにネットワーク機器を搭載する場合のラックの構造に関するものであり、上記のようにサーバ・ディスク装置向けラックにネットワーク機器を搭載する場合をとくに意識したものではない。

本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、サーバ・ディスク装置と、ネットワーク機器とを搭載する際に、ラックの設置面積を大きくしないで、それぞれの装置を十分に吸排気して冷却することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るラックの冷却装置は、ラック本体を有し、このラック本体にサーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方を搭載するラックの冷却装置であって、前記ラック本体の前面側から吸気してその背面側から排気することにより前記サーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方を冷却する構造のラックの冷却装置において、前記ラック本体内にネットワーク機器をその幅方向が前記ラック本体の縦方向に平行又は略平行となる状態で支持する支持部材と、前記ネットワーク機器の幅方向の側面との間で所定距離離れて配置される仕切り板とを有し、前記仕切り板と前記ネットワーク機器の側面との間の空間を介して吸排気することにより前記ネットワーク機器を冷却すると共に、前記前記サーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方からの排気を前記仕切り板を介して遮断することを特徴とする。

本発明に係るラックの冷却装置において、前記ラック本体の前面側に配置される吸気用ファンと、前記ラック本体の背面側に配置される排気用ファンとをさらに有してもよい。また、前記仕切り板は、前記ラック本体の縦方向の前記ネットワーク機器を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられてもよい。また、前記支持部材は、取り付け穴を有するマウントレールであってもよい。さらに、前記ラックは、ＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）規格の１９インチラックであってもよい。

また、本発明に係るラックは、上記いずれかに記載のラックの冷却装置を有することを特徴とするラック。

さらに、本発明に係るコンピュータシステムは、上記に記載のラックと、前記ラックに搭載されるサーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方と、前記ラックに搭載されるネットワーク機器とを有することを特徴とする。

本発明によれば、サーバ・ディスク装置と、ネットワーク機器とを搭載する際に、ラックの設置面積を大きくしないで、それぞれの装置を十分に吸排気して冷却することができる。即ち、サーバ・ディスク装置を横方向に搭載するサーバ・ディスク装置向けのラックに、ネットワーク機器を縦方向に搭載したため、サーバ・ディスク装置向けのラックに、ネットワーク機器を搭載することができ、ラックを別々に用意する必要がないため、設置面積を小さくすることができる。また、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックに、ネットワーク機器を搭載することにより、ラックを別々に用意する必要がなくなり、狭いマシン室でも設置することができる。

次に、本発明に係るラックの冷却装置、ラック、及びコンピュータシステムを実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施例によるラックの冷却装置を備えたＥＩＡ標準１９インチラックを有するコンピュータシステムを、その後面（背面）側から見た概略斜視図、図２は、その左側面側から見た概略側面図をそれぞれ示す。図示の例では、便宜上、ＥＩＡ標準１９インチラックの横方向（幅方向）、奥行き方向、及び縦方向（高さ方向）を、それぞれＸ、Ｙ、及びＺ方向とし、その内の２つの方向で規定される平面をそれぞれＸＹ面、ＹＺ面、ＺＸ面と呼ぶ。

図１及び図２に示すサーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラック１は、設置状態で上下底面（ＸＹ面）、左右側面（ＹＺ面）、開口した前後側面（ＺＹ面）をもつラック本体（箱本体）４と、このラック本体４内に配設される４つのマウントレール（以下、便宜上、「第１のレール」と呼ぶ）５…５とを有する。

第１のレール５…５の各々は、サーバ３を横方向に取り付ける支持部材（マウント部材）であり、ラック本体４内でその４つの側面が成す４つの辺に沿って設置される。各レール５…５のＸ方向の設置間隔は、ＥＩＡ標準の幅寸法Ｗ、即ち１９インチに設定される。この各レール５…５には、ＥＩＡ標準の所定高さ寸法に基づいてネジ穴等の取り付け穴５ａが所定ピッチ（例えば、ピッチ幅が１５．８７５ｍｍ、１５．８７５ｍｍ、１２．７ｍｍの繰り返しから成るユニバーサルピッチ、又はピッチ幅が３１．７５ｍｍ、１２．７ｍｍの繰り返しから成るワイドピッチ）で設けられ、この取り付け穴５ａとサーバ３に取り付けられた専用金具の取り付け穴（図示しない）とを互いに揃えてネジ止め等の固定手段で固定することで、ラック本体４のＺ方向にサーバ３が横方向（横置き）に設置可能となる。

また、上記ＥＩＡ標準１９インチラック１には、ラック本体４内の後面側に２つのマウントレール（以下、便宜上、「第２のレール」と呼ぶ）６、６が配設される。

第２のレール６、６の各々は、ルータやハブ等のネットワーク機器２を縦方向に取り付ける支持部材（マウント部材）であり、ラック本体４の後面側に位置する第１のレール５、５間にＸ方向に設置される。両レール６、６のＺ方向の設置間隔は、ＥＩＡ標準の幅寸法Ｗ、即ち１９インチに設定される。両レール６、６には、ＥＩＡ標準の所定高さ寸法に基づいてネジ穴等の取り付け穴６ａが所定ピッチ（例えば、ピッチ幅が１５．８７５ｍｍ、１５．８７５ｍｍ、１２．７ｍｍの繰り返しから成るユニバーサルピッチ、又はピッチ幅が３１．７５ｍｍ、１２．７ｍｍの繰り返しから成るワイドピッチ）で設けられ、この取り付け穴６ａとネットワーク機器２に取り付けられた専用金具の取り付け穴（図示しない）とを互いに揃えてネジ止め等等の固定手段で固定することで、ラック本体４内のＺ方向に対してネットワーク機器２の幅方向が平行又は略平行となる状態で、ネットワーク機器２が縦方向（縦置き）に設置可能となる（図中の２ａは、ネットワーク機器の背面側に接続される接続ケーブルを示す）。

さらに、上記ＥＩＡ標準１９インチラック１には、ラック本体４内のネットワーク機器２の収納位置とサーバ３の収納位置とをＺ方向に空間的に仕切ることにより、ネットワーク機器２の収納位置の上下に冷却用のエアーダクトを形成する２枚の仕切り板、即ち下側仕切り板７及び上側仕切り板８が設けられる。

なお、上記第２のレール６、６、下側仕切り板７、上側仕切り板８、吸気用ファン９、及び排気用ファン１０は、本実施例に係るラックの冷却装置の要部を構成している。

次に、図１、図２を参照して、本実施例の動作を説明する。

まず、第２のレール６、６にネットワーク機器２をネジ止め等の固定手段で取り付けて固定することにより、ＥＩＡ標準１９インチラック１のラック本体４内にネットワーク機器２が縦方向に搭載される。このネットワーク機器２は、側面から吸排気を行うため、その吸排気によるエアーフローＡＦ１は、ラック本体４内のＺ方向に沿って形成される（図１参照）。

また、ラック本体４内で、下側仕切り板７及び上側仕切り板８がネットワーク機器２から十分な距離（図２中のＨ１、Ｈ２参照）、離間させて設置される。これにより、ネットワーク機器２と下側仕切り板７及び上側仕切り板８との間に距離Ｈ１、Ｈ２に応じた空間が確保され、その空間を介して、ネットワーク機器２の吸排気が正常に行われる。また、このようにネットワーク機器２の吸排気のための空間が確保されると同時に、ネットワーク機器２のすぐ下に搭載されたサーバ３からの温められた排気のエアーフローＡＦ４（図２参照）は、下側仕切り板７及び上側仕切り板８によって遮断され、ネットワーク機器２に吸い込まれない。

また、ＥＩＡ標準１９インチラック１は、前後面が開口される構造になっているため、搭載装置の消費電力が大きい、即ち発熱量が多い場合に、必要に応じて、下側仕切り板７の前面側に吸気用ファン９が、上側仕切り板８の後面側に排気用ファン１０が、それぞれ設けられる。これにより、吸気用ファン９による吸気及び排気用ファン１０による排気が行われるため、前面吸気によるエアーフローＡＦ２及び後面排気によるエアーフローＡＦ３が下側仕切り板７及び上側仕切り板８で囲まれた空間にそれぞれ形成される（図１、図２参照）。

上記のようにサーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラック１に、ネットワーク機器２を縦方向に搭載するための第２のレール６、６を設置し、これにより縦方向に搭載されたネットワーク機器２の上下位置に、下側仕切り板７及び上側仕切り板８と、吸気用ファン９及び排気ファン１０とによってエアーダクトを形成し、吸気用ファン９を下側仕切り板７の前面側に、また排気用ファン１０を上側仕切り板８の後面側に、それぞれ設置して、前面吸気及び後面排気となるように構成したため、ネットワーク機器２の側面の空間を確保することできると共に、一緒に搭載されたサーバ３からの温められた排気を遮断することができ、これにより、ネットワーク機器２の吸排気を正常に行い、高温状態になることを防止できる。

従って、本実施例によれば、ＥＩＡ標準１９インチラック１にネットワーク機器２を縦方向に搭載するためのレール６、６と、縦方向に搭載したネットワーク機器２の上下にエアーダクトを形成するための仕切り板７、８とを有し、搭載装置の消費電力が大きい、即ち発熱量が多い場合には、必要に応じてファン９、１０を設ける構成としたため、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラック１に、その横幅を変更しないで側面から吸排気して冷却可能にネットワーク機器２を搭載することができる。その結果、サーバ・ディスク装置向けのＥＩＡ標準１９インチラックと、ネットワーク機器向けのＥＩＡ標準１９インチラックとを別々に用意する必要がないため、ラックの設置面積を小さくすることができる。この効果は、狭いマシン室に装置を設置する場合は特に有効である。

なお、上記実施例では、ネットワーク機器を中位に設けてその上下に仕切り板を２枚設けているが、ネットワーク機器を最下位に設置する場合は、仕切り板を上側に１枚設けてもよく、またネットワーク機器を最上位に設置する場合は、仕切り板を下側に１枚設けてもよい。

本発明の実施例に係るラックの冷却装置が搭載されるＥＩＡ標準１９インチラックを有するコンピュータシステムの全体構成を示す概略斜視図である。ＥＩＡ標準１９インチラックの概略側面図である。

符号の説明

１ＥＩＡ標準１９インチラック
２ネットワーク機器
２ａ接続ケーブル
３サーバ
４ラック本体
５第１のレール
５ａ取り付け穴（第１のレール）
６第２のレール
６ａ取り付け穴（第２のレール）
７下側仕切り板
８上側仕切り板
９吸気用ファン
１０排気用ファン

Claims

ラック本体を有し、このラック本体にサーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方を搭載するラックの冷却装置であって、前記ラック本体の前面側から吸気してその背面側から排気することにより前記サーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方を冷却する構造のラックの冷却装置において、
前記ラック本体内にネットワーク機器をその幅方向が前記ラック本体の縦方向に平行又は略平行となる状態で支持する支持部材と、
前記ネットワーク機器の幅方向の側面との間で所定距離離れて配置される仕切り板とを有し、
前記仕切り板と前記ネットワーク機器の側面との間の空間を介して吸排気することにより前記ネットワーク機器を冷却すると共に、前記前記サーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方からの排気を前記仕切り板を介して遮断することを特徴とするラックの冷却装置。
前記ラック本体の前面側に配置される吸気用ファンと、
前記ラック本体の背面側に配置される排気用ファンとをさらに有することを特徴とする請求項１記載のラックの冷却装置。
前記仕切り板は、前記ラック本体の縦方向の前記ネットワーク機器を挟んで対向する位置にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１又は２記載のラックの冷却装置。
前記支持部材は、取り付け穴を有するマウントレールであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラックの冷却装置。
前記ラックは、ＥＩＡ（Electronic Industries Alliance）規格の１９インチラックであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラックの冷却装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のラックの冷却装置を有することを特徴とするラック。
請求項６に記載のラックと、
前記ラックに搭載されるサーバ装置及びディスク装置の少なくとも一方と、
前記ラックに搭載されるネットワーク機器とを有することを特徴とするコンピュータシステム。