(57)【要約】【課題】通気メカニズム用の着脱可能なＰＳＵ専用トンネルを提供する。【解決手段】本発明は、シャーシの正面からシャーシの背面の近くに位置する電源ユニット（ＰＳＵ）まで直接延在する専用の通気トンネルを提供する。専用の通気トンネルは着脱可能であり、異なるサイズの通気トンネルと交換可能である。専用の通気トンネルによって、ＰＳＵの冷却空気の再循環を抑制し、最適な熱効率を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャーシであって、  少なくとも１つの電源ユニット（ＰＳＵ）と、
前記シャーシ内の少なくとも１つの専用の通気トンネルであって、前記ＰＳＵと前記シャーシの外部との間に少なくとも１つの通路を画定する通気トンネルと、
を備えることを特徴とするシャーシ。
【請求項２】
前記シャーシは、正面と背面とを備え、前記ＰＳＵは、前記シャーシの前記背面に配置されており、前記少なくとも１つの専用の通気トンネルは、前記ＰＳＵから前記シャーシの前記正面まで延在していることを特徴とする請求項１に記載のシャーシ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの専用の通気トンネルは、実質的に非多孔性であることを特徴とする請求項１に記載のシャーシ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの専用の通気トンネルは、前記シャーシから着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のシャーシ。
【請求項５】
キットであって、
異なる高さの電源ユニット（ＰＳＵ）を収容する高さのシャーシと、
前記シャーシに関連する少なくとも１つのＰＳＵと、
冷却空気を前記シャーシの正面から前記少なくとも１つのＰＳＵに直接送るためのサイズの異なる少なくとも２つの専用の通気トンネルと、
を備えることを特徴とするキット。
【請求項６】
シャーシであって、
正面及び背面と、
内部に設けられた少なくとも１つの電源ユニット（ＰＳＵ）であって、前記シャーシの背面に位置するＰＳＵと、
前記シャーシ内に配置された少なくとも１つの専用の通気トンネルであって、前記シャーシの正面から前記ＰＳＵに延在し、前記シャーシに着脱可能に取り付けられる通気トンネルと、
を備えることを特徴とするシャーシ。
【請求項７】
前記シャーシの正面に配置された着脱可能なスクリーンであって、前記少なくとも１つの専用の通気トンネルへの進入を可能にするスクリーンを備えることを特徴とする請求項６に記載のシャーシ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの専用の通気トンネルを前記シャーシ内に配置させる少なくとも１つのブラケットを備えることを特徴とする請求項６に記載のシャーシ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの専用の通気トンネルを前記シャーシ内に固定するための、タイダウン（tie-downs）、スロット（slot）及びストラップ（strap）から構成されたグループのうち少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項６に記載のシャーシ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの専用の通気トンネルは、線形構造を有することを特徴とする請求項６に記載のシャーシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
電源ユニット（power supply unit、以下、ＰＳＵという）を直接冷却して最適な熱効率を得るために、ＰＳＵファンの作用によって、クリーンな気流を、ＰＳＵを収容するシャーシの正面からシャーシの背面に導く通気トンネルが設けられている。この設計によって、ＰＳＵ冷却空気のファンの再循環が抑制される。専用の通気トンネルは、着脱可能であり、１つ以上のブラケット（brackets）を用いて、着脱可能な通気トンネルをシャーシに配置することができる。場合によっては、ストラップ（straps）、タイダウン（tie-downs）又はブラケット自体が、通気トンネルをシャーシに取り付けることができる。異なるＰＳＵ専用の通気トンネルを同じシャーシに設置して、異なる通気ソリューションを、シャーシ内の異なる配置又は異なるタイプのコンポーネントに提供することができる。
【背景技術】
【０００２】
電力は、通常、１つ以上のＰＳＵを介してコンピューティングデバイスに供給される。一般に、ＰＳＵは、コンピューティングデバイスのシャーシに取り付けられるか、シャーシ内に搭載される。このようなＰＳＵは、通常、ＰＳＵ設計のコンポーネントとして組み込まれた冷却ファンを有する。ＰＳＵに関連する冷却ファンは、ＰＣＵが設置されたシャーシの背面に位置する。冷却空気は、シャーシの正面から流入し、ＰＳＵ冷却ファンによってシャーシの正面から背面に送られる。しかしながら、気流をＰＳＵに送るのを妨げる障害物がシャーシ内に存在する場合がある。この他の場合には、ＰＳＵを冷却するのに用いられる気流をシャーシに再循環することができるが、冷却効率が低下する。また、異なるＰＳＵが単一のシャーシに配置されている場合がある。この場合、異なる設計のＰＳＵでは、冷却ファンコンポーネントや熱的要件も異なる場合がある。
【０００３】
上記を考慮すると、シャーシ内の異なるコンポーネント及び配置に関する様々な熱機能に対処し、これらに適合するようにシャーシ内の冷却を強化するメカニズムを提供する必要がある。また、ファンの再循環を抑制し、ＰＳＵの他の通気障害を最小限に抑えるために、シャーシの正面から背面への通気経路をクリーンにすることができるメカニズムも必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、通気メカニズム用の着脱可能なＰＳＵ専用トンネルを提供し、上述した問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＰＳＵを冷却する際に最適な熱効率を得るために、冷却空気源をシャーシの正面からシャーシ内のＰＳＵに直接導く通気トンネルを提供する。したがって、一実施形態では、少なくとも１つの電源ユニット（ＰＳＵ）と、シャーシ内の少なくとも１つの専用の通気トンネルであって、ＰＳＵとシャーシの外部との間に少なくとも１つの通路を画定する通気トンネルと、を備えるシャーシを提供する。
【０００６】
本発明は、冷却空気源をシャーシの正面からシャーシ内のＰＳＵに直接導くために、シャーシ内の任意の所望の位置に配置可能な着脱可能な通気トンネルをさらに提供する。したがって、一実施形態では、異なる高さの電源ユニット（ＰＳＵ）を収容する高さのシャーシと、シャーシに関連する少なくとも１つのＰＳＵと、冷却空気をシャーシの正面から少なくとも１つのＰＳＵに直接供給するためのサイズの異なる少なくとも２つの専用の通気トンネルと、を備えるキット（kit）を提供する。
【０００７】
本発明は、冷却空気源をシャーシの正面からシャーシ内に収容された特定のＰＳＵに直接導く異なる寸法又は容量の着脱可能な気流トンネルをさらに提供する。したがって、一実施形態では、正面と背面とを備えるシャーシを提供し、シャーシは、内部に設けられた少なくとも１つの電源ユニット（ＰＳＵ）であって、シャーシの背面に位置するＰＳＵと、シャーシ内に配置された少なくとも１つの専用の通気トンネルであって、シャーシの正面からＰＳＵに延在する気流トンネルと、を備える。
【０００８】
本発明は、着脱可能な通気トンネルを配置してそれをシャーシに固定するブラケットを提供する。
【０００９】
本発明のこれら及び他の目的は、添付の図面及び詳細な説明を併せて読むとよりよく理解することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ファンの再循環を抑制するとともに、ＰＳＵの他の通気障害を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の着脱可能な通気トンネルを備えるシャーシであって、ＰＳＵと、これに関連するＰＳＵ冷却ファンと、を含むシャーシの斜視図である。
【図２】図１の上面図である。
【図３Ａ】シャーシと、ＰＳＵ及びこれに関連するＰＳＵ冷却ファンと、取付位置にある着脱可能な通気トンネルと、の概略図である。
【図３Ｂ】着脱可能な通気トンネルがシャーシから取り外された状態の図３Ａのシャーシ及びＰＳＵの概略図である。
【図４Ａ】約１６．２ｍｍの幅の第１ＰＳＵ通気トンネルの概略図である。
【図４Ｂ】約７．４ｍｍの幅の第２ＰＳＵ通気トンネルの概略図である。
【図５Ａ】デュアルノードＮＶＭｅフラッシュストレージ（インテル（登録商標））を含むシャーシの上面図である。
【図５Ｂ】デュアルノードＳＳＤフラッシュストレージ（インテル（登録商標））を含むシャーシの上面図である。
【図５Ｃ】デュアルノードコンピューティングストレージ（インテル（登録商標））を含むシャーシの上面図である。
【図５Ｄ】シングルノードスタンダードストレージ（インテル（登録商標））プラットフォームの上面図である。
【図６】シャーシの正面図である。
【図７】着脱可能な通気トンネルをシャーシ内に配置するためのブラケットを示す図である。
【図８】シャーシを通過して、通気トンネルをシャーシ内に配置するのに用いられるブラケットに進入するスクリューを示す、シャーシの一部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面を参照して本発明を説明するが、同様の又は同等の要素を示すために同じ符号が図面全体に亘って用いられている。図面は、縮尺通りに描かれておらず、本発明を単に説明するために提供されている。本発明のいくつかの態様を、例示的なアプリケーションを参照して以下に説明する。本発明の十分な理解を提供するために、いくつかの特定の詳細、関係及び方法が示されていることを理解されたい。当業者は、全ての要素が図面の各図において見えるわけではないことを理解するであろう。しかしながら、当業者であれば、１つ以上の特定の詳細を用いずに他の方法を用いて本発明を実施し得ることを容易に認識するであろう。他の例では、本発明が曖昧になるのを避けるために、周知の構造又は動作を詳細に示していない。いくつかの動作が異なる順序で及び／又は他の動作や事象と同時に発生し得るので、本発明は、図示された動作や事象の順序によって限定されない。さらに、本発明による方法を実施するために、図示された全ての動作や事象が必要とされるわけではない。
【００１３】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定することを意図していない。本明細書で用いられるように、単数形「一」、「１つの」、「この」、「その」は、文脈が他のことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図されている。さらに、「含む」、「有する」という用語やこれらの変化形が詳細な説明及び／又は請求項に用いられる限り、このような用語は、「備える」という用語と同様に包括的であることが意図されている。
【００１４】
本発明は、気流をシャーシの正面からシャーシの背面に位置するＰＳＵに直接導くために、シャーシ内に配置され、シャーシ内に着脱可能に固定され得る着脱可能な通気トンネルの提供について説明する。ＰＳＵは、コンポーネントとして、ＰＳＵに隣接するシャーシの背面に配置されたＰＳＵ冷却ファンと関連付けられている。
【００１５】
図１は、正面１２と背面１４とを有するシャーシ１０を斜視図で概略的に示している。背面１４の近くのシャーシ１０内には、ＰＳＵ１６が配置されている。ＰＳＵ１６は、ＰＳＵ冷却ファン１８と関連付けられている。シャーシ１０内に着脱可能に配置されているのは、冷却空気をＰＳＵ１６に供給するｔめにシャーシ１０の正面１２から延在する専用の通気トンネル２０である。専用の通気トンネル２０は、その内部において、冷却空気（矢印２１で示す）を、シャーシ１０の正面１２から引き込んでＰＳＵ１６に直接当たるまで、専用の通気トンネル２０内に閉じ込めることを可能にする流路を画定する。冷却ファン（単一又は複数の個別のユニット１８，１９であってもよい）は、シャーシ１０の長さに亘って圧力降下をもたらし、冷却空気２１を専用の通気トンネル２０に引き込む。
【００１６】
いくつかの実施形態において、専用の通気トンネル２０は、専用の通気トンネル２０に進入する冷却空気２１の全体積を閉じ込めて、冷却空気２１の体積や冷却能力を損失することなく冷却空気２１をＰＳＵ１６に供給するために、例えば金属又はプラスチック等の任意の非多孔質材料で形成することができる。専用の通気トンネル２０が非多孔性である構成では、この非多孔性構造は、任意の冷却空気が専用の通気トンネル２０から漏出し、又は、予熱された空気がシャーシ１０の他の電子コンポーネントから専用の通気トンネル２０に引き込まれるのを抑制する。シャーシ１０中の他のコンポーネントは、サーバ又は他の電子コンポーネント（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）４，５、ストレージデバイス６，７（例えば、ソリッドステートフラッシュストレージデバイス及び／若しくは不揮発性メモリエクスプレスフラッシュストレージデバイス）、若しくは、他の電子コンポーネント８，９）を含むことができる。シャーシ１０内の他のコンポーネントは、本発明の一部ではなく、シャーシ１０に組み込むことができる電子コンポーネントを限定しないことを明確に理解されたい。重要なことは、過度の冷却空気が専用の通気トンネル２０から漏れることによる気流の大幅な減少、又は、過度の加熱空気が専用の通気トンネル２０に進入することによる気流の顕著な加熱を伴わずに、シャーシ１０の正面から進入する冷却空気２１がＰＳＵに導かれることである。よって、いくつかの実施形態では、専用の通気トンネル２０は、完全に非多孔性である必要がない。さらに、他の実施形態では、専用の通気トンネル２０は断熱性であってもよい。
【００１７】
図２は、図１の上面図であり、専用の通気トンネル２０のＰＳＵ１６に対する相対的位置を示している。シャーシ１０内に他の電子コンポーネントが存在するにもかかわらず、通気トンネル２０は、シャーシ１０の正面１２から引き込まれた冷却空気２１をＰＳＵ１６に直接送ることができる。
【００１８】
図１及び図２（さらに、残りの図面）に示す専用の通気トンネル２０は、気流２１用の単一の通路を画定しているが、様々な実施形態では、これに限定されない。むしろ、いくつかの実施形態では、専用の通気トンネル２０は、ＰＳＵからシャーシ１０の正面１２への気流２１の複数の通路を画定するように構成されてもよい。さらに、通路は、シャーシ１０の正面１２に沿う複数の点に延在してもよい。他の実施形態では、２つ以上の専用の通気トンネルをシャーシ内で用いることができ、各々が１つ以上の通路を画定する。
【００１９】
図３Ａは、シャーシ１０の正面１２から見た、シャーシ１０内に設置された通気トンネル２０を示す図である。図３Ｂは、シャーシ１０の正面１２から見た、シャーシ１０から部分的に取り外された通気トンネル２０を示す図である。
【００２０】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、通気トンネル２０及びシャーシ１０は、通気トンネル２０がシャーシ１０内にスライド可能に挿入されるのを可能にするように構成することができる。しかし、他の実施形態では、通気トンネル２０の挿入は、通気トンネル２０を挿入するためにシャーシ１０の一部を除去する必要がある。例えば、通気トンネル２０は、実質的に直線方向に延在する部材として示されているが、の他の実施形態では、通気トンネル２０は、直線方向に延在しておらず、シャーシ１０内での注意した位置決めによってシャーシの内部に進入する必要がある。別の実施形態では、通気トンネル２０は、１つ以上のフレキシブル部分を有するように構成されている。この場合、通気トンネル２０は、シャーシ１０内でのより慎重な位置決めによってシャーシの内部に進入する必要がある。また、本発明は、通気トンネル２０をシャーシ１０に固定する複数の方法（例えば、スロット（slot）、ストラップ（strap）、タイダウン（tie-downs）等）が存在し得ることを認識する。よって、通気トンネル２０が実質的に直線状であっても、シャーシ１０の内部に進入するためには、依然として、通気トンネル２０を正しい位置に固定する必要がある。
【００２１】
上述したように、通気トンネル２０の寸法及び形状は、シャーシ１０内のコンポーネントの構成に応じて変更される。これは、図４Ａ及び図４Ｂに示されている。図４Ａは、幅が１６．２ｍｍの第１サイズの専用の通気トンネル２０を示す図である。図４Ａの専用の通気トンネル２０の長さは、図３Ａに示すシャーシ１０の正面１２からＰＳＵ１６まで直接延在するのに十分である。図４Ｂは、図４Ａの専用の通気トンネル２０とサイズが異なる第２の専用の通気トンネル２０’を示す図である。専用の通気トンネル２０の幅は、７．４ｍｍである。図４Ｂの専用の通気トンネル２０’の長さは、シャーシ１０の正面１２からＰＳＵ１６まで直接延在するのに十分である。専用の通気トンネル２０，２０’の寸法は、シャーシの正面における冷却空気の周囲温度、ＰＳＵの冷却要件、関連するＰＳＵファンの排気量（displacement volume）及び他の変数によって変化し得ることを明確に理解されたい。よって、通気トンネル２０及び通気トンネル２０’に与えられた上記の寸法は単なる例示であり、これに限定されない。
【００２２】
図４Ａの専用の通気トンネル２０又は図４Ｂの専用の通気トンネル２０’を通過する空気の量は、専用の通気トンネル２０内の空洞の断面積に基づいている。また、ＰＳＵのファン１８，１９の速度は、専用の通気トンネル２０を通る冷却空気２１の流速を制御する。よって、専用の通気トンネル２０を流れる空気の単位時間当たりの体積は、専用の気流トンネル２０内の空洞の断面積に冷却空気の流速を乗算することによって計算することができる。専用の通気トンネルの断面形状を長方形として説明しているが、この図は単なる例示である。専用の通気トンネルの断面形状は、十分な冷却空気をＰＳＵに直接送ることができることを条件として、任意の断面形状又は設計とすることができる。
【００２３】
よって、気流は、図４Ａ及び図４Ｂに示すような幅の違いに加えて、高度差に応じて変化し得る。場合によっては、これらの高度差は、シャーシ１０内のコンポーネントのタイプによって左右される可能性がある。例えば、通常のインテル（登録商標）プラットフォームの場合、コンポーネントの配置は、専用の通気トンネル２０の高さが２Ｕであることを可能にする。
【００２４】
図５Ａ〜図５Ｄは、専用の通気トンネルの実施形態を組み合わせることができるシャーシの様々な構成を示す図である。
【００２５】
例えば、図５Ａは、デュアルノード（dual node）不揮発性メモリエクスプレス（ＮＶＭｅ）フラッシュストレージ（インテル（登録商標）２Ｕプラットフォーム）の上面図である。
【００２６】
図５Ｂは、デュアルノードソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）フラッシュストレージ（インテル（登録商標）２Ｕプラットフォーム）の上面図である。
【００２７】
図５Ｃは、デュアルノードコンピューティングストレージ（インテル（登録商標）２Ｕプラットフォーム）の上面図である。
【００２８】
図５Ｄは、シングルノードスタンダードストレージシャーシ（インテル（登録商標）２Ｕプラットフォーム）の上面図である。
【００２９】
図５Ａ〜図５Ｄの各々において、専用の通気トンネル２０は、シャーシ１０の正面１２からシャーシ１０の背面１４に位置するＰＳＵ１６まで直接延在している。何れの場合も、専用の通気トンネル２０は、１つ以上のＰＳＵファン１８，１９によって生じる圧力降下の影響を受けて、冷却空気２１を、シャーシ１０の正面からＰＳＵ１６に直接導く。図５Ａ〜図５Ｄ及び他の実施形態は、特定のプラットフォーム又はコンピューティングデバイスの構成に基づいて説明されているが、これは単に説明を容易にするためのものである。したがって、様々な実施形態は、本明細書で説明するコンピューティングデバイスの構成のみでの使用に限定されない。
【００３０】
図６は、シャーシ１０の正面図である。専用の通気トンネル２０は、格子又はスクリーン６０によって覆うことができ、冷却空気２１は、格子又はスクリーン６０を介して専用の通気トンネル２０に進入して、ＰＳＵ１６に直接当たることができる。スクリーン６０は、専用の通気トンネル２０を露出させ、所望の場合に専用の通気トンネル２０の取り外し及び交換を可能にするために着脱可能である。
【００３１】
シャーシ１０内で専用の通気トンネル２０の位置を維持するために、図７において、単一又は複数のブラケット６５が通気トンネル２０に関連して示されている。このブラケット６５は、シャーシ１０から着脱可能であり、これにより、ブラケット６５をシャーシ１０上の異なる位置に再配置することができ、又は、所望の冷却効果に応じて、異なるサイズの専用の通気トンネル２０の設置を可能にする。ブラケット６５を定位置に保持するために、一連のネジ６６，６７の１つ以上を、シャーシ１０を介して挿入することができる。図８に示すように、ネジ６７は、シャーシ１０の頂部６８を介して挿入され得る。対応する一連のネジ６６を、シャーシ１０の底部を介して挿入し、ブラケット６５をシャーシ１０内に配置することができる。
【００３２】
特に定義しない限り、本明細書で用いられる全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書において定義される用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と同じ意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において明示的に定義されない限り、理想化された意味又は過度に形式的な意味で解釈されない。
【００３３】
以上のように、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、これらの実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではないことを理解されたい。開示された実施形態に対する多くの変更は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、本明細書の開示にしたがって行うことができる。よって、本発明の広さ及び範囲は、上述した何れの実施形態によっても限定されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びこれらの均等物に従って定義されるべきである。
【００３４】
を１つ以上の実施形態に関連して本発明を図示及び説明したが、本明細書及び添付の図面を読んで理解すれば、同等の変更及び修正が行われるか、当業者に知られるであろう。さらに、本発明の特定の特徴は、いくつかの実施形態のうち１つのみに関して開示されてもよいが、このような特徴は、他の実施形態の１つ以上の他の特徴と組み合わされてもよく、所定の又は特定の用途に望まれ、有利になり得る。
【符号の説明】
【００３５】
４，５…中央処理装置
６，７…ストレージデバイス
８，９…電子コンポーネント
１０…シャーシ
１２…正面
１４…背面
１６…ＰＳＵ
１８…ＰＳＵ冷却ファン／ユニット
１９…ＰＳＵ冷却ファン／ユニット
２０，２０’ …専用の通気トンネル
２１…矢印／冷却空気
６０…スクリーン
６５…ブラケット
６６，６７…ネジ
６８…頂部
【図１】
2020043334.tif 000003
【図２】
2020043334.tif 000004
【図３Ａ】
2020043334.tif 000005
【図３Ｂ】
2020043334.tif 000006
【図４Ａ】
2020043334.tif 000007
【図４Ｂ】
2020043334.tif 000008
【図５Ａ】
2020043334.tif 000009
【図５Ｂ】
2020043334.tif 000010
【図５Ｃ】
2020043334.tif 000011
【図５Ｄ】
2020043334.tif 000012
【図６】
2020043334.tif 000013
【図７】
2020043334.tif 000014
【図８】
2020043334.tif 000015