(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックの内部に搭載された電子機器を冷却用エアにより冷却する冷却装置であって、
前記電子機器の吸気部に設置されたエアフィルタと、
前記ラックの外壁部に外付けされた冷却部と、
前記エアフィルタに取り付けられることで、前記電子機器の前記吸気部に位置的に重なる態様で配置されて、ラック内の前記電子機器に流れ込む冷却用エアから潜熱を奪って冷却用エアを冷却する加熱部を構成するとともに該加熱部の側とは反対側が、前記ラックの外にまで延設されて、前記冷却部に接続されるヒートパイプとを備え、
前記エアフィルタは、予め前記ヒートパイプが取り付けられた状態で、前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路上に位置する前記電子機器の前記吸気部に対して着脱可能に実装されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
ラックの内部に搭載された電子機器を冷却用エアにより冷却する冷却装置であって、
前記電子機器の吸気部に設置されたエアフィルタと、
前記ラックの外壁部に外付けされた冷却部と、
前記エアフィルタの下面に接した状態に取り付けられることで、前記電子機器の前記吸気部に位置的に重なる態様で配置されて、ラック内の前記電子機器に流れ込む冷却用エアから潜熱を奪って冷却用エアを冷却する加熱部を構成するとともに該加熱部の側とは反対側が、前記ラックの外にまで延設されて、前記冷却部に接続され、前記下面において一定の間隔で配置された複数本のヒートパイプとを備え、
前記エアフィルタは、予め前記複数本のヒートパイプが取り付けられた状態で、前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路上に位置する前記電子機器の前記吸気部に対して着脱可能に実装されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路とは、冷却用エアを前記ラックの前面側から前記エアフィルタを介して前記電子機器の内部を通過させ前記ラックの後面側に排出させる経路であることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路とは、冷却用エアを前記ラックの下面側から前記エアフィルタを介して前記電子機器の内部を通過させ前記ラックの上面側に排出させる経路であることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路とは、冷却用エアを前記ラックの左側から前記エアフィルタを介して前記電子機器の内部を通過させ前記ラックの右側に排出させる経路であることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項６】
前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路とは、冷却用エアを前記ラックの右側から前記エアフィルタを介して前記電子機器の内部を通過させ前記ラックの左側に排出させる経路であることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項７】
前記ヒートパイプは、熱伝導性が高い材質から形成されるとともに揮発性の液体である作動液が封入されていることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【請求項８】
前記ヒートパイプの軸方向の一方を前記加熱部により加熱し軸方向の他方を前記冷却部により冷却することで、前記作動液の蒸発、凝縮のサイクルを発生させ、前記エアフィルタ側の熱を前記冷却部に移動させることを特徴とする請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
前記ヒートパイプは、前記ラックにおける前記冷却部の設置箇所を前記加熱部よりも高い位置に設定することで、凝縮後の前記作動液を前記加熱部に戻すことが可能な構造を有することを特徴とする請求項８記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラックの内部に搭載された通信装置の冷却を行う冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラックの内部に搭載されて使用される通信装置がある。この種の通信装置においては、通信装置内に実装されているＣＰＵ等のデバイスの故障を防止するため、所定の冷却方式を用いて通信装置の冷却を行っている。この冷却方式は、通信装置内の温度をデバイスの許容温度以下に保つように設計されている。
【０００３】
近年、ＣＰＵの高性能化と、通信装置内における部品の実装の高密度化に伴い、通信装置内の発熱が多くなり、ファンを用いた空冷では限られたスペースで冷却することが難しくなっている。空冷以外にも冷却能力の高い液冷などの様々な冷却方式が実用化されているが、液冷方式は空冷方式に比較すると構造が複雑であり、高価になる。
【０００４】
上記の空冷による冷却技術に関しては、例えば特許文献１に記載の過給機の吸気冷却・消音装置が知られている。この装置は、吸気用のフィルタを伝熱面としてヒートパイプを介して冷却媒体と熱交換することで、コンプレッサに吸引される空気を冷却するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来のラック内部に搭載される通信装置においては次のような課題がある。
第１の課題は、ラック内の温度上昇に伴って通信装置の吸気側の温度が上昇するため、通信装置内の温度がデバイス許容温度よりも上昇するという厳しい条件になり、空冷では通信装置を十分に冷却できないことがある。
第２の課題は、通信装置が搭載されるラック内部は限られたスペースであるため、通信装置の冷却に必要な吸気スペースをラック内部に確保するのが困難である。
第３の課題は、通信装置の発熱量や通信装置の環境温度には様々な条件があるため、冷却方式が固定であると、様々な条件に対応した複数の冷却方式が必要となるため過剰スペックとなり、冷却装置が高価になる。
【０００７】
一方、上述した特許文献１には、フィルタを用いて冷却を行う技術が開示されているが、フィルタが取り外し可能かどうかについては記載されていない。フィルタが取り外し可能でないと、上記第３の課題と同様に、様々な条件に対応した複数の冷却方式が必要となり過剰スペックとなることが考えられる。
【０００８】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、冷却対象となる電子機器の吸気側の温度を下げる冷却方式を省スペースで実現するとともに、多様な冷却方式を実現することができる冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明の構成は、ラックの内部に搭載された電子機器を冷却用エアにより冷却する冷却装置であって、前記電子機器の吸気部に設置されたエアフィルタと、前記ラックの外壁部に外付けされた冷却部と、前記エアフィルタに取り付けられることで、前記電子機器の前記吸気部に位置的に重なる態様で配置されて、ラック内の前記電子機器に流れ込む冷却用エアから潜熱を奪って冷却用エアを冷却する加熱部を構成するとともに該加熱部の側とは反対側が、前記ラックの外にまで延設されて、前記冷却部に接続されるヒートパイプとを備え、前記エアフィルタは、予め前記ヒートパイプが取り付けられた状態で、前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路上に位置する前記電子機器の前記吸気部に対して着脱可能に実装されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の構成によれば、電子機器の吸気側の温度を下げる冷却方式としているので、従来、空冷だけでは十分に冷却できなかった電子機器を的確に冷却できる。また、電子機器の吸気側に設置するエアフィルタにヒートパイプを取り付けた冷却方式としているので、省スペースを実現できる。また、電子機器の吸気側のエアフィルタをヒートパイプごと取り外し可能としているので、多様な冷却方式を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の第１の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアがラックの前面側から後面側に流れる様子を模式的に示す側面図である。
【図２】エアフィルタにおけるヒートパイプの配置状態及びヒートパイプと冷却部の接続状態を模式的に示す下面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが下面側から上面側に流れる様子を模式的に示す側面図である。
【図４】この発明の第３の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが左側から右側に流れる様子を模式的に示す上面図である。
【図５】この発明の第４の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが右側から左側に流れる様子を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ラックの内部に搭載された電子機器を冷却用エアにより冷却する冷却装置であって、前記電子機器の吸気側に設置されたエアフィルタと、前記ラックに設置された冷却部と、前記エアフィルタの下面に接した状態に取り付けられるとともにエアフィルタ取り付け側とは反対側が前記冷却部に接続され、前記下面において一定の間隔で配置された複数本のヒートパイプとを備え、  前記エアフィルタが、予め前記複数本のヒートパイプが取り付けられた状態で、前記ラックの内部における冷却用エアが流れる経路に位置する前記電子機器の吸気口に対して着脱可能に実装することで、この発明の好適な実施形態を実現した。
【実施形態１】
【００１３】
以下、図面を参照して、この発明の各実施形態について説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアがラックの前面側から後面側に流れる様子を模式的に示す側面図である。
まず、冷却機構の構成について説明する。ラック１の内部には、通信装置２が搭載されている。冷却機構は、ラック１内部の通信装置２を冷却用エアにより冷却する。通信装置２の吸気口には、エアフィルタ３が取り外し可能に設置されている。エアフィルタ３には、複数本の冷却用のヒートパイプ４が接した状態に取り付けられている。
一方、ラック１の外壁部には、冷却部５が設置されている。冷却部５には、エアフィルタ３に取り付けられたヒートパイプ４が接続されている。エアフィルタ３、ヒートパイプ４、冷却部５から冷却機構が構成される。なお、エアフィルタ３及びヒートパイプ４の詳細は図２により後述する。
【００１４】
ヒートパイプ４によって冷却されたエアが、エアフィルタ３を通り、通信装置２内部のエアフロー（図中矢印で示す冷却用エアが流れる経路）となる。すなわち、通信装置２内部のエアフローは、必ず、通信装置２の吸気口に設置されているエアフィルタ３を通過し、通信装置２内部を通り、ラック１の外部へ排気口（図示略）から排出される。
図１では、ラック１において、紙面左側がラック１の前面側、紙面右側がラック１の後面側を示している。冷却用のエアがラック１の前面側からエアフィルタ３を介して通信装置２内部を通りラック１の後面側に排出される、前後エアフローに設定されている。
【００１５】
図２は、エアフィルタにおけるヒートパイプの配置状態及びヒートパイプと冷却部の接続状態を模式的に示す下面図である。
エアフィルタ３には、その下面に対して複数本（実施形態では６本）のヒートパイプ４が接した状態に取り付けられるとともに等間隔で平行に配置されている。各ヒートパイプ４におけるエアフィルタ取り付け側とは反対側の端部は、冷却部５に接続されている。図２の構造を有するヒートパイプ４が取り付けられたエアフィルタ３は、図１の前後エアフローのラック内の通信装置２の吸気口に実装される。
【００１６】
ヒートパイプ４は、熱伝導性が高い材質から形成されたパイプの内部に揮発性の液体（作動液）を封入したものである。ヒートパイプ４の軸方向の一方を加熱部（図示略）により加熱し、ヒートパイプ４の軸方向の他方を冷却部５により冷却することで、作動液の蒸発（潜熱の吸収）→作動液の凝縮（潜熱の放出）のサイクルを発生させる。これにより、エアフィルタ３側の熱、すなわち、通信装置２の吸気側の熱を冷却部５側へ移動することができる。
また、ヒートパイプ４は、ラック１の外壁部における冷却部５の設置箇所を加熱部よりも高い位置に設定することにより、凝縮後の作動液を加熱部に戻すことができる構造となっている。
【００１７】
次に、図１及び図２を参照して、第１の実施形態の動作について説明する。
ラック１内部の通信装置２を冷却する場合、上述したように、ヒートパイプ４の軸方向の一方を加熱部により加熱し、もう一方を冷却部５により冷却する。これに伴って、ヒートパイプ４内部に封入されている作動液の蒸発（潜熱の吸収）→作動液の凝縮（潜熱の放出）のサイクルが発生する。
これにより、ヒートパイプ４を通してエアフィルタ３側の熱を冷却部５側に移動することができる。その結果、エアフィルタ３が設置されている通信装置２の吸気口の温度（吸気温度）を下げることができ、通信装置２内部を的確に冷却することができる。
【００１８】
第１の実施形態では、図１に示すように、冷却用のエアはラック１の前面側から通信装置２の吸気口に設置されているエアフィルタ３を通過した後、通信装置２内部を通り、ラック１の後面側へ排出される。この前後エアフローにより、通信装置３が冷却される。
なお、冷却性能は、ヒートパイプ４の設置本数、ヒートパイプ４の性能、冷却部５の性能に依存するので、これらの組み合わせにより多様な冷却条件に対応することができる。
【００１９】
以上のように、冷却用の複数本のヒートパイプ４をエアフィルタ３に接した状態に取り付けるとともに、ラック１内部に搭載された通信装置２の吸気側に、エアフィルタ３を取り外し可能に設置する。これにより、通信装置の吸気口の温度を下げる多様な冷却方式を省スペースで実現することができる。
【００２０】
第１の実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
第１の効果としては、通信装置２の吸気側の温度を下げる冷却方式を実現しているので、通信装置内の許容温度上昇にマージンをもたせることができる。従って、従来、空冷だけでは十分に冷却できなかった通信装置２を的確に冷却することができる。
第２の効果としては、通信装置２の吸気側に設置されるエアフィルタ３にヒートパイプ４を接して取り付けた冷却方式を実現しているので、エアフィルタ３と冷却スペースを一体化して省スペースを実現することができる。
第３の効果としては、通信装置２の吸気側に対して取り外し可能なエアフィルタ３により冷却方式を実現しているので、多様な冷却方式を実現することができる。
【実施形態２】
【００２１】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。
図３は、この発明の第２の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが下面側から上面側に流れる様子を模式的に示す側面図である。なお、図３に示す各部は図１に示す各部と共通のため同じ符号を付記する。
図３では、ラック１において、紙面下方がラック１の下面側、紙面上方がラック１の上面側を示している。冷却用のエアがラック１の下面側からエアフィルタ３を介して通信装置２内部を通りラック１の上面側に排出される、下から上へのエアフローに設定されている。
【００２２】
第２の実施形態では、図３に示すように、冷却用のエアはラック１の下面側から通信装置２の吸気口に設置されているエアフィルタ３を通過した後、通信装置２内部を通り、ラック１の上面側へ排出される。この下から上へのエアフローにより、通信装置３が冷却される。
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、通信装置２を的確に冷却できる、エアフィルタ３と冷却スペースを一体化してラック１内部の省スペースを実現できる、多様な冷却方式を実現できる、といった効果がある。
【実施形態３】
【００２３】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。
図４は、この発明の第３の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが左側から右側に流れる様子を模式的に示す上面図である。なお、図４に示す各部は図１に示す各部と共通のため同じ符号を付記する。
図４では、ラック１において、紙面左側がラック１の左側、紙面右側がラック１の右側を示している。冷却用のエアがラック１の左側からエアフィルタ３を介して通信装置２内部を通りラック１の右側に排出される、左から右へのエアフローに設定されている。
【００２４】
この第３の実施形態では、図４に示すように、冷却用のエアはラック１の左側から通信装置２の吸気口に設置されているエアフィルタ３を通過した後、通信装置２内部を通り、ラック１の右側へ排出される。この左から右へのエアフローにより、通信装置３が冷却される。
第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、通信装置２を的確に冷却できる、エアフィルタ３と冷却スペースを一体化してラック１内部の省スペースを実現できる、多様な冷却方式を実現できる、といった効果がある。
【実施形態４】
【００２５】
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。
図５は、この発明の第４の実施形態である通信装置を搭載したラックにおいて通信装置冷却用のエアが右側から左側に流れる様子を模式的に示す上面図である。なお、図５に示す各部は図１に示す各部と共通のため同じ符号を付記する。
図５では、ラック１において、紙面左側がラック１の左側、紙面右側がラック１の右側を示している。冷却用のエアがラック１の右側からエアフィルタ３を介して通信装置２内部を通りラック１の左側に排出される、右から左へのエアフローに設定されている。
【００２６】
第４の実施形態では、図５に示すように、冷却用のエアはラック１の右側から通信装置２の吸気口に設置されているエアフィルタ３を通過した後、通信装置２内部を通り、ラック１の左側へ排出される。この右から左へのエアフローにより、通信装置３が冷却される。
第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、通信装置２を的確に冷却できる、エアフィルタ３と冷却スペースを一体化してラック１内部の省スペースを実現できる、多様な冷却方式を実現できる、といった効果がある。
【００２７】
以上、この発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあってもこの発明に含まれる。
各実施形態では、エアフィルタ３に取り付けるヒートパイプ４の本数を６本としたが、これに限らない。上述したように、ヒートパイプ４の設置本数、ヒートパイプ４の性能、冷却部５の性能を適宜組み合わせることで、冷却対象に応じた所望の冷却性能を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明の冷却装置は、ラック内部に搭載された通信装置の冷却以外にも、ラック内部に搭載された通信装置以外の各種の電子機器の冷却にも適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  ラック
２  通信装置（電子機器）
３  エアフィルタ
４  ヒートパイプ
５  冷却部
【図１】
0005863249.tif 000002
【図２】
0005863249.tif 000003
【図３】
0005863249.tif 000004
【図４】
0005863249.tif 000005
【図５】
0005863249.tif 000006