(57)【要約】【課題】ドレン水を外部に排水することなく確実に処理することができる冷却装置を提供する。【解決手段】ドレン水の発生量が多くなり、ドレンパン３１のドレン水が第１の水位以上になると、圧縮機２１が連続運転からオン／オフ運転に切換えられることから、連続運転よりも冷却能力が抑制され、その分だけドレン水の発生量が低減する。また、これと同時にドレンパン３１のドレン水が散水プレート３６から蒸発促進部材３２の上面に散水されることから、蒸発促進部材３２によるドレン水の蒸発がより促進される。更に、ドレンパン３１のドレン水が第１の水位よりも高い第２の水位以上になると、圧縮機２１が連続的に停止することから、蒸発器２２からドレン水が発生しなくなり、ドレンパン３１におけるドレン水の増加が抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケース内に収納された圧縮機、蒸発器及び凝縮器を有する冷凍回路を備え、本体ケース内に吸入した空気を蒸発器に流通させて本体ケースから吐出するようにした冷却装置において、
前記蒸発器から発生したドレン水を受容するドレンパンと、
ドレンパン内のドレン水の水位を検知する水位検知手段と、
ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレンパン内のドレン水を蒸発させるドレン水蒸発手段とを備えた
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記ドレン水蒸発手段を、吸水性の蒸発促進部材によってドレンパン内のドレン水を吸収し、凝縮器の下流側の空気によって蒸発促進部材のドレン水を蒸発させるように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記ドレン水蒸発手段に、ドレンパン内のドレン水をポンプで吸引して蒸発促進部材に散水する散水手段を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ドレン水蒸発手段を、ドレンパン内のドレン水をポンプで吸引して吸水性の蒸発促進部材に散水するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項５】
本体ケース内に収納された圧縮機、蒸発器及び凝縮器を有する冷凍回路を備え、本体ケース内に吸入した空気を蒸発器に流通させて本体ケースから吐出するようにした冷却装置において、
前記蒸発器から発生したドレン水を受容するドレンパンと、
ドレンパン内のドレン水の水位を検知する水位検知手段と、
ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレン水の発生量を抑制するドレン水抑制手段とを備えた
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
前記ドレン水抑制手段を、蒸発器の吸入側空気温度が所定温度以上の場合は、吸入側空気温度に拘わらず圧縮機を連続運転し、ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になった場合は、所定の設定温度に基づいて冷凍回路を制御するように構成した
ことを特徴とする請求項５記載の冷却装置。
【請求項７】
前記設定温度を、蒸発器の吐出側空気温度が吸入側空気温度に対して所定の温度差を保つように設定する
ことを特徴とする請求項６記載の冷却装置。
【請求項８】
前記ドレン水抑制手段を、ドレン水の水位が所定の第１の水位以上になると、所定の設定温度に基づいて冷凍回路を制御し、ドレン水の水位が第１の水位よりも高い第２の水位以上になると、圧縮機の運転を連続的に停止するように構成した
ことを特徴とする請求項６または７記載の冷却装置。
【請求項９】
前記ドレンパン内に、冷凍回路の高温冷媒によってドレン水を加熱する加熱管を設けた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記冷凍回路の圧縮機、蒸発器、凝縮器及びドレンパンを本体ケースの前後方向に一列に並ぶように配置した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記冷凍回路に備わるアキュムレータを、アキュムレータから発生するドレン水がドレンパンに受容されるように配置した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子計算機のサーバが収納されたサーバラック内を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子計算機のサーバールーム内には、サーバを収納するサーバラックが設置されているが、サーバラック内はサーバからの発熱により温度が高くなるため、サーバラックごとに設けた冷却装置により、サーバラック内を冷却するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０１７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サーバールーム内の湿度が高い場合など、冷却装置の蒸発器から発生するドレン水が多くなると、ドレン水がドレンパンから漏出してサーバを水損させるおそれがあった。また、サーバールームには排水設備がない場合が多く、ドレンパンのドレン水を排水管で外部に排水することも困難であった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ドレン水を外部に排水することなく確実に処理することができる冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、本体ケース内に収納された圧縮機、蒸発器及び凝縮器を有する冷凍回路を備え、本体ケース内に吸入した空気を蒸発器に流通させて本体ケースから吐出するようにした冷却装置において、前記蒸発器から発生したドレン水を受容するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水の水位を検知する水位検知手段と、ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレンパン内のドレン水を蒸発させるドレン水蒸発手段とを備えている。
【０００７】
これにより、ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレンパン内のドレン水がドレン水蒸発手段によって蒸発することから、ドレンパン内のドレン水の増加を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明は前記目的を達成するために、本体ケース内に収納された圧縮機、蒸発器及び凝縮器を有する冷凍回路を備え、本体ケース内に吸入した空気を蒸発器に流通させて本体ケースから吐出するようにした冷却装置において、前記蒸発器から発生したドレン水を受容するドレンパンと、ドレンパン内のドレン水の水位を検知する水位検知手段と、ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレン水の発生量を抑制するドレン水抑制手段とを備えている。
【０００９】
これにより、ドレン水の発生量が多くなり、ドレンパン内のドレン水が所定の水位以上になると、ドレン水抑制手段によってドレン水の発生量が抑制されることから、ドレンパン内のドレン水の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ドレンパン内のドレン水の増加を抑制することができるので、ドレンパンからのドレン水の漏出を防止することができ、ドレン水を外部に排水することなく確実に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態を示す冷却装置の正面側斜視図
【図２】冷却装置の背面側斜視図
【図３】冷却装置の概略平面図
【図４】冷却装置の概略側面図
【図５】ドレン水蒸発ユニットの斜視図
【図６】ドレン水蒸発ユニットの部分側面断面図
【図７】第１及び第２のフロートスイッチの側面図
【図８】アキュムレータの側面図
【図９】冷凍回路の構成図
【図１０】制御系を示すブロック図
【図１１】制御部の動作を示すフローチャート
【図１２】冷却装置が設置されたサーバラックの概略側面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１乃至図１１は本発明の一実施形態を示すものである。この冷却装置は、サーバラック１内に設置可能に形成された本体ケース１０と、本体ケース１０内に吸入した空気を冷却する冷凍回路２０と、ドレン水を蒸発させるドレン水蒸発ユニット３０と、本体ケース１０の上面に載置された制御ユニット４０とを備えている。
【００１３】
本体ケース１０は、サーバラック１の前後方向に長い箱形に形成され、その上面には互いに前後方向に近接して配置された第１及び第２の空気吸入口１１，１２が設けられている。また、本体ケース１０の下面前端側には第１の空気吐出口１３が設けられ、本体ケース１０の背面には第２の空気吐出口１４が設けられている。本体ケース１０内の前端側には本体ケース１０の内面に沿って形成された断熱箱１５が設けられ、断熱箱１５の背面壁は第１及び第２の空気吸入口１１，１２の内側を前後に仕切る仕切壁１５ａを形成している。この場合、断熱箱１５の上面は第１の空気吸入口１１に連通するように開口している。断熱箱１５の底面前端側は第１の空気吐出口１３に連通するように開口しており、底面後端側はドレン水を受容可能な底面部１５ｂを形成している。また、第１の空気吸入口１１の近傍には吸入側空気温度を検出する第１の温度センサ１６が設けられ、第１の空気吐出口１３の近傍には吐出側空気温度を検出する第２の温度センサ１７が設けられている。
【００１４】
冷凍回路２０は、圧縮機２１、蒸発器２２、凝縮器２３、膨張弁２４及びアキュムレータ２５からなり、これらの機器とドレン水蒸発ユニット３０は本体ケース１０内の長手方向（前後方向）に一列に並ぶように配置されている。蒸発器２２、蒸発器用送風機２２ａ及びアキュムレータ２５は、本体ケース１０の断熱箱１５内に収納され、蒸発器用送風機２２ａは第１の空気吐出口１３に臨むように断熱箱１５の前端側に斜めに配置されている。蒸発器２２及びアキュムレータ２５は断熱箱１５の底面部１５ｂの上方に配置され、図８に示すようにアキュムレータ２５は蒸発器２２と仕切壁１５ａとの間に斜めに配置されている。圧縮機２１、凝縮器２３及び凝縮器用送風機２３ａは、本体ケース１０内の背面と仕切壁１５ａとの間に収納され、凝縮器２３は第２の空気吸入口１２の近傍に配置されている。凝縮器用送風機２３ａは凝縮器２３の下流側に配置され、凝縮器用送風機２３ａの下流側には圧縮機２１が斜めに配置されている。また、圧縮機２１と凝縮器２３との間の冷媒管路には、圧縮機２１から吐出した高温冷媒によってドレン水蒸発ユニット３０のドレン水を加熱する加熱管２６が設けられている。
【００１５】
ドレン水蒸発ユニット３０は、蒸発器２２のドレン水を受容するドレンパン３１と、ドレンパン３１内のドレン水を吸収し、凝縮器２３の下流側の空気によりドレン水を蒸発させる蒸発促進部材３２と、ドレンパン３１内のドレン水の水位を検知する水位検知手段としての第１及び第２のフロートスイッチ３３，３４と、ドレンパン３１内のドレン水を吸入するドレンポンプ３５と、ドレンポンプ３５から吐出するドレン水を蒸発促進部材３２に上方から散水する散水プレート３６とからなり、ドレンポンプ３５及び散水プレート３６は散水手段を構成している。ドレン水蒸発ユニット３０は本体ケース１０内に収容され、本体ケース１０の第２の空気吐出口１４と圧縮機２１との間に配置されている。
【００１６】
ドレンパン３１は蒸発促進部材３２の下方に配置され、ドレン管３１ａを介して断熱箱１５に接続されている。ドレン管３１ａは断熱箱１５からドレン水蒸発ユニット３０に向かって下り傾斜をなすように設けられ、蒸発器２２から断熱箱１５の底面部１５ｂに落下したドレン水がドレン管３１ａを流通してドレン水蒸発ユニット３０のドレンパン３１に受容されるようになっている。また、ドレンパン３１内には冷凍回路２０の加熱管２６が配置され、加熱管２６はドレンパン３１の底面に沿ってＵ字状に形成されている。
【００１７】
蒸発促進部材３２は、多数の吸水性の板状部材をドレンパン３１の長手方向に互いに間隔をおいて配列するとともに、その上面に他の一枚の板状部材を横向きに配置してなり、下端側をドレンパン３１内のドレン水に浸すことにより、毛管作用によってドレン水を吸い上げるようになっている。
【００１８】
第１及び第２のフロートスイッチ３３，３４はドレンパン３１の内側面に取付けられ、第１のフロートスイッチ３３は所定の第１の水位Ｈ1 以上になったことを検知し、第２のフロートスイッチ３４は第１の水位Ｈ1 よりも高い所定の第２の水位Ｈ2 以上になったことを検知するようになっている。
【００１９】
ドレンポンプ３５はドレンパン３１内の一端側に配置され、ドレンパン３１から吸入したドレン水を吐出パイプ３５ａを介して散水プレート３６に供給するようになっている。
【００２０】
散水プレート３６はドレンパン３１の長手方向に沿って延びるように形成され、その周縁には上方に折り返された側壁３６ａが設けられている。散水プレート３６の側壁３６ａには複数の孔３６ｂが散水プレート３６の長手方向に間隔をおいて設けられ、散水プレート３６内のドレン水が各孔３６ｂから蒸発促進部材３２の上面に流出するようになっている。
【００２１】
制御ユニット４０は薄型のケース内に制御基板等の電装品を収納してなり、本体ケース１０の上面前端側に載置されている。
【００２２】
また、前記冷却装置は、圧縮機２１及びドレンポンプ３５を制御する制御部５０を備えている。制御部５０は制御ユニット４０に収納されたマイクロコンピュータからなり、制御部５０には、圧縮機２１、ドレンポンプ３５、第１の温度センサ１６、第２の温度センサ１７、第１のフロートスイッチ３３及び第２のフロートスイッチ３４が接続されている。
【００２３】
ここで、前記制御部５０について、図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、第１の温度センサ１６の検出温度Ｔ1 （吸入側空気温度）が所定の動作開始温度Ｔs （例えば２５℃）以上のときは（Ｓ１）、圧縮機２１を連続運転する（Ｓ２）。次に、第１のフロートスイッチ３３がオンになった場合は（Ｓ３）、ドレンポンプ３５を作動するとともに（Ｓ４）、圧縮機２１をオン／オフ運転するための第１の温度ＴH 及び第２の温度ＴL をそれぞれ設定する（Ｓ５）。この場合、第１の温度センサ１６の検出温度Ｔ1 から所定温度ΔＴ（例えば３℃）を減じた温度Ｔ1 ′に所定の上限温度α1 を加えた温度を第１の温度ＴH に設定し、温度Ｔ1 ′に所定の下限温度α2 を減じた温度を第２の温度ＴL に設定する。この後、第２の温度センサ１７の検出温度Ｔ2 （吐出側空気温度）が第１の温度ＴH 以上になったときは（Ｓ６）、圧縮機２１をオンにし（Ｓ７）、第２の温度センサ１７の検出温度Ｔ2 が第２の温度ＴL 以下になったときは（Ｓ８）、圧縮機２１をオフにする（Ｓ９）。ここで、第１のフロートスイッチ３３がオフになった場合は（Ｓ１０）、ドレンポンプ３５を停止し（Ｓ１１）、前記ステップＳ１に戻る。また、第１のフロートスイッチ３３がオフにならず（Ｓ１０）、第２のフロートスイッチ３４がオンになった場合は（Ｓ１２）、圧縮機２１の運転を連続的に停止し（Ｓ１３）、第２のフロートスイッチ３４がオフになった場合は（Ｓ１４）、前記ステップＳ６に戻る。尚、前記制御部５０の動作のうち、第１及び第２の温度ＴH ，ＴL に基づいて圧縮機２１を制御する動作はドレン水抑制手段をなす。
【００２４】
以上のように構成された冷却装置は、図１２に示すようにサーバラック１内の上部に設置され、その下方に配置された複数のサーバ２に冷風を吹き出すことにより、各サーバ２を冷却するようになっている。即ち、図４に示すように、本体ケース１０の第１の空気吸入口１１から吸入された空気が蒸発器用送風機２２ａによって蒸発器２２に流通し、蒸発器２２によって冷却されて本体ケース１０の第１の空気吐出口１３から吐出する。また、本体ケース１０の第２の空気吸入口１２から吸入された空気が凝縮器用送風機２３ａによって凝縮器２３に流通し、圧縮機２１の周囲を流通して本体ケース１０の第２の空気吐出口１４から吐出する。その際、蒸発器２２から発生したドレン水は断熱箱１５の底面部１５ｂに落下し、ドレン管３１ａを介してドレン水蒸発ユニット３０のドレンパン３１に受容される。また、アキュムレータ２５から発生したドレン水も蒸発器２２と同様、断熱箱１５の底面部１５ｂに落下してドレンパン３１に受容される。ドレン水蒸発ユニット３０では、ドレンパン３１のドレン水が蒸発促進部材３２に吸収され、蒸発促進部材３２には凝縮器２３で加熱された空気が圧縮機２１を介して送風される。これにより、蒸発促進部材３２からドレン水が蒸発し、外部に排水することなくドレン水が処理される。また、ドレンパン３１内のドレン水は冷凍回路２０の加熱管２６に接触しており、加熱管２６の加熱によってもドレン水の蒸発が促進される。
【００２５】
ここで、ドレン水の発生量が少ない場合は、吸入側空気温度Ｔ1 に拘わらず圧縮機２１が連続運転されることから、各サーバ２が十分に冷却される。また、ドレン水の発生量が多くなり、ドレンパン３１のドレン水が第１の水位Ｈ1 以上になると、圧縮機２１がオン／オフ運転に切換えられることから、連続運転よりも冷却能力が抑制され、その分だけドレン水の発生量が低減する。また、これと同時にドレンポンプ３５が作動し、ドレンポンプ３５によってドレンパン３１のドレン水が散水プレート３６の各孔３６ａから蒸発促進部材３２の上面に散水されることから、蒸発促進部材３２によるドレン水の蒸発がより促進される。更に、ドレンパン３１のドレン水が第２の水位Ｈ2 以上になると、圧縮機２１が連続的に停止することから、蒸発器２２からドレン水が発生しなくなり、ドレンパン３１におけるドレン水の増加が抑制される。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、蒸発器２２から発生したドレン水をケース本体１０内のドレンパン３１によって受容し、ドレンパン３１のドレン水を蒸発促進部材３２に吸収するとともに、蒸発促進部材３２のドレン水を凝縮器２３の下流側の空気によって蒸発させるようにしたので、ドレン水を外部に排水することなく処理することができ、排水設備のないサーバルームに配置されたサーバラック１に使用する場合に極めて有利である。この場合、ドレンパン３１内のドレン水が第１の水位Ｈ1 以上になると、ドレンパン３１内のドレン水をドレンポンプ３５で吸引して散水プレート３６から蒸発促進部材３２の上面に散水するようにしたので、蒸発促進部材３２によるドレン水の蒸発をより促進することができ、ドレンパン３１からのドレン水の漏出を効果的に防止することができる。
【００２７】
また、第１の温度センサ１６の検出温度Ｔ1 （蒸発器２２の吸入側空気温度）が所定の動作開始温度Ｔs 以上のときは、吸入側空気温度Ｔ1 に拘わらず圧縮機２１を連続運転し、ドレンパン３１内のドレン水が第１の水位Ｈ1 以上になると、第１及び第２の温度ＴH ，ＴL に基づいてオン／オフ運転するようにしたので、ドレン水の発生量が多くなった場合に連続運転よりも冷却能力を抑制することができ、その分だけドレン水の発生量を低減することができる。これにより、ドレン水を外部に排水することなく処理することができ、ドレンパン３１からのドレン水の漏出も効果的に防止することができる。
【００２８】
この場合、第１の温度センサ１６の検出温度Ｔ1 （蒸発器２２の吸入側空気温度）から所定温度ΔＴ（例えば３℃）を減じた温度Ｔ1 ′に所定の上限温度α1 を加えた温度を第１の温度ＴH に設定するとともに、温度Ｔ1 ′に所定の下限温度α2 を減じた温度を第２の温度ＴL に設定し、第２の温度センサ１７の検出温度Ｔ2 （蒸発器２２の吐出側空気温度）が第１の温度ＴH 以上になったときは圧縮機２１をオンにし、第２の温度センサ１７の検出温度Ｔ2 が第２の温度ＴL 以下になったときは圧縮機２１をオフにすることにより、蒸発器２２の吐出側空気温度Ｔ2 が吸入側空気温度Ｔ1 に対して所定の温度差ΔＴを保つように圧縮機２１を制御するようにしたので、吸入側空気と吐出側空気との過剰な温度差によるドレン水の増加を効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、ドレンパン３１のドレン水が第１の水位Ｈ1 よりも多い第２の水位Ｈ2 以上になると、圧縮機２１の運転を連続的に停止するようにしたので、圧縮機２１を停止して新たなドレン水が発生しないようにすることにより、ドレンパン３１内の水位の上昇を抑制することができ、ドレンパン３１からのドレン水の漏出をより確実に防止することができる。
【００３０】
更に、ドレンパン３１内に冷凍回路２０の高温冷媒によってドレン水を加熱する加熱管２６を設けたので、加熱管２６の加熱によってもドレン水の蒸発を促進することができ、ドレン水の増加をより効果的に抑制することができる。
【００３１】
また、冷凍回路２０のアキュムレータ２５を、蒸発器２２と共に断熱箱１５内の底面部１５ｂの上方に配置し、アキュムレータ２５から発生するドレン水をドレン水蒸発ユニット３０のドレンパン３１に受容するようにしたので、アキュムレータ２５のドレン水を処理するための構造を簡素化することができる。
【００３２】
更に、冷凍回路２０の圧縮機２１、蒸発器２２、凝縮器２３、アキュムレータ２５及びドレン水蒸発ユニット３０を本体ケース１０の前後方向に一列に並ぶように配置したので、本体ケース１０の幅寸法及び高さ寸法を小さくすることができ、本体ケース１０の小型化に極めて有利である。
【００３３】
この場合、アキュムレータ２５を上下方向の高さが低くなるように斜めに向けて配置したので、本体ケース１０の薄型化に有利である。
【００３４】
尚、前記実施形態では、蒸発器２２の吐出側空気温度Ｔ2 が吸入側空気温度Ｔ1 に対して所定の温度差ΔＴを保つように圧縮機２１を制御するようにしたものを示したが、例えば膨張弁２４に電子膨張弁を用い、圧縮機２１を連続運転したままで膨張弁２４の開度を制御することにより、吐出側空気温度Ｔ2 と吸入側空気温度Ｔ1 とを所定の温度差ΔＴに保つようにしてもよい。
【００３５】
また、前記実施形態では、ドレン水蒸発手段として、蒸発促進部材３２に吸収したドレン水を凝縮器２３の下流側の空気によって蒸発させるようにしたものを示したが、例えば冷凍回路２０に加熱管２６をバイパスするバイパス流路を設け、ドレンパン３１のドレン水が第１の水位Ｈ1 以上になった場合に、バイパス流路を閉じて加熱管２６に高温冷媒を流通させることにより、ドレンパン３１のドレン水を蒸発させるようにしてもよい。
【００３６】
更に、前記実施形態では、ドレン水抑制手段として、第１及び第２の温度ＴH ，ＴL に基づいて圧縮機２１を制御するようにしたものを示したが、ドレン水の発生量を抑制することができれば、他の手段を用いること可能である。
【００３７】
また、前記実施形態では、本体ケース１０内に凝縮器２３を配置したものを示したが、凝縮器を別体に構成したものであってもよい。
【００３８】
更に、前記実施形態では、ドレンパン３１のドレン水を蒸発促進部材３２に吸収するようにしたものを示したが、ドレンパン内からポンプで吸引したドレン水をドレンパンとは別体に配置した蒸発促進部材に散水するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０…本体ケース、２０…冷凍回路、２１…圧縮機、２２…蒸発器、２３…凝縮器、２５…アキュムレータ、２６…加熱管、３０…ドレン水蒸発ユニット、３１…ドレンパン、３２…蒸発促進部材、３３…第１のフロートスイッチ、３４…第２のフロートスイッチ、３５…ドレンポンプ、３６…散水プレート、５０…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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