(57)【要約】  本発明は、水冷ネットワークキャビネット用熱交換器（２）、並びにネットワークキャビネット特にサーバキャビネットの除熱方法に関する。本熱交換器は、その構成的冗長性が高く、漏水リスクが小さく、ネットワークキャビネット除熱能力に秀でた空気対水熱交換器であり、キャビネット内から排気を受け入れる室（５）がその間に形成されるよう２個の熱交換素子（３，４）を配置し且つそれらに別々の水路連結部（１３，１４）を設けた構成を有する。その排気受入室内には可動隔壁（１０）があり、障害例えば熱交換素子若しくは水路連結部に不調が生じた場合には、障害側の熱交換素子への通気をその隔壁で遮蔽し、他方の機能している熱交換素子で全排気から除熱してキャビネット内に冷気を送り込むので、稼働を停止させる必要がない。
2009516249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気流の入口となる排気流入面（７）及び本熱交換器（２）からの冷気流の出口となる冷気流出面（８）を有するハウジング（６）と、排気流入面（７）向きに開いた排気受入室（５）がその間に形成されるようハウジング（６）内に互いに斜めに配置された２個の熱交換素子（３，４）と、を備える水冷ネットワークキャビネット用の熱交換器であって、
冗長化のため熱交換素子（３，４）別に設けられた水路連結部（１３，１４）と、
上記排気受入室（５）内に設けられた可動隔壁（１０）と、
を備え、排気流を両熱交換素子（３，４）に通すポジションと、それら熱交換素子（３，４）のうち一方への通気を遮り排気流を他方に通す遮蔽ポジションと、を採りうるよう、上記可動隔壁（１０）を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）を、排気流を両熱交換素子（３，４）に通すときには中立ポジションを採り、上記遮蔽ポジションでは熱交換素子（３，４）のうち一方を覆うポジションを採るよう設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の熱交換器であって、熱交換素子（３，４）として直方体のものを用い、それら熱交換素子（３，４）を、上記排気受入室（５）の流路沿い断面がＶ字状、冷気送出室（９）の流路沿い断面が概ねＷ字状になるよう配置したことを特徴とする熱交換器。
【請求項４】
請求項１乃至３のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）を立設し、その寸法を、各熱交換素子（３，４）の立側面のうち上記排気受入室（５）を形成する長手面（１９）を覆い隠せる寸法にしたことを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
請求項１乃至４のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）の動きの中心となる枢軸（１１）を、上記排気受入室（５）内の冷気流出面（８）寄り部位に立設したことを特徴とする熱交換器。
【請求項６】
請求項１乃至５のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）の動きの中心となる枢軸（１１）を、両熱交換素子（３，４）同士の内側隣接辺（１５）の近傍に立設したことを特徴とする熱交換器。
【請求項７】
請求項１乃至６のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記熱交換素子（３，４）として使用するフィン付管路ブロックを、各熱交換素子を水道本管又は再冷却器に個別に連結可能な水路連結部（１３，１４）の給水管及び排水管に対し、着脱可能に構成したことを特徴とする熱交換器。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記熱交換素子（３，４）を載せる支持材（１６，１７）を、その支持材（１６，１７）及び対応する熱交換素子（３，４）を本熱交換器（２）のハウジング（６）から個別に引き出して修理又は交換することができるよう、熱交換素子毎に設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項９】
請求項１乃至８のうち何れか一項記載の熱交換器であって、そのハウジング（６）の下部に圧縮／漏出水収集タンク（１８）を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）を、通常稼働時に中立ポジションで固定乃至ロックすること、不調時に相応の遮蔽ポジションで固定乃至ロックすること、或いはその双方が可能なように、設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）のポジションをマニュアル又は動力アシスト下で切り替えうるよう、ガス圧スプリング等のバネ又は電動モータを設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうち何れか一項記載の熱交換器であって、各熱交換素子（３，４）又は対応する水路連結部（１３，１４）に、水流、漏水等を検知するセンサを設け、そのセンサで不調を検知しその旨を示す警告信号を生成することを特徴とする熱交換器。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記可動隔壁（１０）に連なり少なくとも上記冷気送出室（９）まで延びる固定隔壁（１２）を備えることを特徴とする熱交換器。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記冷気送出室（９）内、上記キャビネットのうち上記冷気流出面（８）寄りの部位、又はその双方に亘る可動型の空気誘導部材を備え、上記可動隔壁（１０）が上記遮蔽ポジションにあるとき、方向的に偏した冷気流をこの空気誘導部材により拡幅し、上記キャビネット内に分散させることを特徴とする熱交換器。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記ハウジング（６）の上記冷気流出面（８）に着脱可能に、又は上記キャビネットのドアの内面上に、空気誘導部材を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうち何れか一項記載の熱交換器であって、そのキャビネット（２０）のドアを開けて上記熱交換素子（３，４）を引き出し修理又は交換することができるよう、サーバキャビネット等のキャビネット（２０）の下部に収容されそのドアでカバーされるよう配置されることを特徴とする熱交換器。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のうち何れか一項記載の熱交換器であって、
本熱交換器（２）の上縁まで延びるキャビネット前面ドア（３３）とは別体になるよう且つ熱交換素子（３、４）毎に設けられ、上記冷気流出面（８）を覆う上下に延びたカバー（３５）と、
各熱交換素子（３，４）に対応して設けられ、その熱交換素子を引き出した状態で制止ポジションにすることができ、制止ポジションでは外気と冷気の入れ替わりを妨げる制止材（３７）と、
を備え、サーバキャビネット等のキャビネット（２０）の下部に収容されることを特徴とする熱交換器。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうち何れか一項記載の熱交換器であって、上記熱交換素子（３，４）と水道本管又は再冷却器との間をクイックカプラにより連結したことを特徴とする熱交換器。
【請求項１９】
空気対水熱交換器例えば請求項１乃至１８のうち何れか一項記載の熱交換器を使用しサーバキャビネット等のネットワークキャビネットから除熱する方法であって、
上記空気対水熱交換器が、２個の熱交換素子及び熱交換素子別の水路連結部を備え、
通常稼働時には両熱交換素子に排気を通し、一方の熱交換素子が不調なときにはその熱交換素子への通気を遮り全排気を他方の熱交換素子に通すことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、通常稼働時には両熱交換素子からの冷気を、また一方の熱交換素子が不調なときには他方の熱交換素子からの冷気を、前面の吸気ダクトを介し上記ネットワークキャビネットの内部空間に送り込むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の方法であって、上記熱交換素子のうち一方又はそれにつながる水路連結部が不調でその熱交換素子への通気が遮られているときに、上記ネットワークキャビネットを、他方の不調でない熱交換素子から出てくる冷気、開いている冷気吸気側ドア越しに入ってくる外気、或いはその双方によって除熱することを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のうち何れか一項記載の方法であって、上記ネットワークキャビネットの背面から上記熱交換素子内を通り同キャビネットの前面に抜ける気流のうち、不調になった熱交換素子を通ろうとする気流を、その熱交換素子から見て排気取入側にある隔壁で遮ることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１９乃至２２のうち何れか一項記載の方法であって、上記熱交換素子から出てくる冷気を空気誘導部材によって別々に案内し上記ネットワークキャビネットの吸気ダクトに送り込むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１９乃至２３のうち何れか一項記載の方法であって、上記空気対水熱交換器のハウジング又は上記ネットワークキャビネットから熱交換素子毎に引き出し稼働停止なしに修理又は分解できるよう、各熱交換素子を別々の支持材に載せたことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１９乃至２４のうち何れか一項記載の方法であって、一方の熱交換素子が不調なときに他方の熱交換素子から出てくる冷気を、空気誘導部材によって方向制御しつつ拡幅して上記ネットワークキャビネットの全幅に分散させ、外気混入を許しつつ、或いは各熱交換素子の空気吐出面の前及び上にあるカバーで外気混入を防ぎつつ、その冷気を上記ネットワークキャビネット内に送り込むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の液冷ネットワークキャビネット用熱交換器及び請求項１９の前提部分に記載のネットワークキャビネット除熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液冷ネットワークキャビネット用熱交換器としては従来から空気対液体（air-liquid）熱交換器、例えば空気対水（air-water）熱交換器が知られている。この種の熱交換器によれば、ネットワークキャビネット例えばサーバキャビネット内の装置で損失として発生する熱を、好適に奪うことができる。
【０００３】
特許文献１及び２並びにＫｎｕｅｒｒ  ＡＧ社インターネットサイト上のクールサーム（CoolTherm：商標；以下同様）関連記事によれば、液冷式サーバキャビネットにはキャビネットの下部即ちサーバ群の縦列の下方に空気対水熱交換器を組み込んだタイプがある。このタイプのキャビネットは、建物内の水道管から熱交換器内に約１２℃の冷水を流し込み、その冷水で熱を奪って排水管に捨てる仕組みであるので、設置場所の空気調和状態に悪影響を及ぼさずに稼働させることができる。また、このキャビネットは、その内部の空気流路が閉路となりその長さがサーバ間で等しくなるよう工夫されており、その背面側にはファンが設けられている。このファンを稼働すると、その力で熱交換器の前面からサーバ棚へと２０〜２５℃の冷気が吸い込まれ、サーバの熱を奪ってより高温になった空気がサーバ背面側に吸い出され、その排気がキャビネット背面ドア内の排気ダクトに送り込まれ、そしてそのダクトを通りその排気が熱交換器内に下っていく。
【０００４】
この従来のクールサーム型サーバキャビネットでは、その下部に組み込んだ空気対水熱交換器にキャビネット１基当たり４〜６ｋＷ超という優れた除熱能力があるので、キャビネット内に大電力サーバを収容することや、キャビネット内にサーバ群を高密度収容することができる。情報処理センタ等では、これらを相互接続して使用することができる。
【０００５】
そうした情報処理センタの稼働率及びフォールトトレランスを向上させる上でますます必要になっているのは、機能的に重要なコンポーネントを例外なく冗長設計することである。クールサーム型サーバキャビネットの場合そのファンをｎ＋１冗長化してあり、また既知の通り空気対水熱交換器は純粋な受動コンポーネントであるのでその故障確率はかなり低いが、それでも１００％のフェイルセーフ性があるわけではない。
【０００６】
ここに、ＲＩＴＴＡＬ社インターネットサイト上の製品カタログ「ＨＢ３１／Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ」によれば、ＲＩＴＴＡＬ（登録商標）ＬＣＰ（Liquid Cooling Package：登録商標；以下同様）では熱交換器も冗長化することができる。ＬＣＰはサーバの上方や隣のキャビネットとの間に除熱器棚を設置可能なキャビネットであり、各除熱器棚には最多で３乃至４台の除熱モジュール（空気対水熱交換器）を積み上げることができる。ＬＣＰ型サーバキャビネットを２基使用する場合、各キャビネットの除熱器棚に一組ずつ除熱モジュール群を載せ、キャビネット間の除熱器棚にも除熱モジュール群を一組載せることで、冗長性を高めることができる。即ち、中央のキャビネット間除熱モジュール群を左右のキャビネット内除熱モジュール群に対する冗長部分（予備装置）として使用することができる。
【０００７】
【特許文献１】独国実用新案出願公開第２０２００４００６５５２号明細書（Ｕ１）
【特許文献２】国際公開第２００５／１０４６４２号パンフレット（Ａ１）
【特許文献３】独国実用新案出願公開第２０２００４０１６４９２号明細書（Ｕ１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、サーバ上方に横置きした除熱器棚上に除熱モジュール群を載せるとそれらのモジュールからの漏水でサーバに障害が出るリスク（漏水リスク）が高まり、またキャビネット内やキャビネット上に除熱モジュール群を配置するとキャビネット内が窮屈になる。更に、このキャビネットはやや幅広であるため、情報処理センタ内のキャビネット配置枠からはみ出してしまう。
【０００９】
本発明は、その構成的冗長性に優れ、よりコンパクトで、組立及び保守が容易で、しかも漏水リスクが低く、サーバキャビネット等のネットワークキャビネットに適した空気対液体熱交換器を、従来からクールサーム型サーバキャビネットで用いられている高効率な空気対液体熱交換器との互換性を保ちつつ、提供することを目的とする。本発明は、更に、不調が発生したときでも稼働停止させることなく必要な除熱能力が得られるよう、構成的冗長性を高めた空気対水熱交換器を用いサーバキャビネット等のネットワークキャビネットから除熱する方法を、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、目的とする熱交換器を請求項１に従い提供し、目的とする方法を請求項１９に従い提供する。また、従属形式で記載された他の請求項、並びに明細書及び図面中の対応部分に示したのは、それらの好適な実施形態である。
【００１１】
まず、本発明の基本思想は、互換性確保及び冗長性向上のため２個の熱交換素子を熱交換器ハウジング内に工夫して配置することと、互いに独立に機能させうるよう各熱交換素子に互いに別々の水路連結部を設けることである。各熱交換素子は例えば互いに別体のフィン付管路ブロックとし、また水道網、水道本管又は再冷却器との間にある水路連結部の給水管及び排水管に着脱できるよう構成するとよい。
【００１２】
本発明に係る熱交換器では、熱交換素子を互いに斜めに配置することによって、排気流入面向きに開いた排気受入室を熱交換素子間に形成し、更に枢動可能な可動隔壁をその排気受入室の内部に設ける。この可動隔壁は、両熱交換素子に排気流を通してその熱を奪わせるポジション例えば中立ポジションから、一方の熱交換素子を覆い隠すことでその熱交換素子への排気流の通気を遮り他方の熱交換素子に全排気流を通してその熱を奪わせる遮蔽ポジションへと、枢動させることができる。
【００１３】
手順に沿って述べると、通常稼働時には両熱交換素子に冷却液、例えば建物内の水道本管又は情報処理センタ専用の水道網若しくは水道本管から冷水を流入させる一方、可動隔壁を中立ポジションまで枢動させ、排気流入面を介し熱交換器に入ってくる排気流をその隔壁により両熱交換素子に向け分流させる。熱交換素子を抜けて冷気になった空気は、両熱交換素子から冷気流出面に抜け、サーバ等の除熱対象コンポーネントに送り込まれる。
【００１４】
何れかの熱交換素子に漏水、目詰まり等の不調が発生した場合や、給排水系に不調が発生して対応する熱交換素子に水が流れなくなった場合には、可動隔壁を遮蔽ポジションまで枢動させる。例えば給排水系に不調が発生した場合、可動隔壁例えば気流制御用フラップを適時に枢動させて遮蔽ポジションにすることで、不調が生じていない方の給排水系につながっている熱交換素子に全排気流を通すことができ、ひいてはネットワークキャビネット内装置を稼働させたまま不調解消作業を行うことができる。しかも、それに必要なことは、対応する給排水系に不調が発生した方の熱交換素子が空気力学的に排気から遮られるよう可動隔壁を枢動させることだけである。その前提として給排水系を熱交換素子毎に分ける必要があるものの、高稼働率情報処理センタではそれはさほど難しくない。
【００１５】
本発明においては、熱交換素子を好ましくは直方体の素子とし、排気受入室の流路沿い断面がＶ字状、冷気送出室の流路沿い断面が概ねＷ字状になるよう配置する。また、本発明に係る熱交換器は、ネットワークキャビネットの下部等に、そのハウジングの排気流入面がキャビネット背面を向き冷気流出面がキャビネット前面を向くよう配置するとよい。この配置の場合、気流は熱交換器内にキャビネット背面側から入りキャビネット前面側に抜ける。無論、この例とは前後を逆にした配置や、向きを９０°回転させキャビネット側壁を利用する配置にしてもかまわない。
【００１６】
このように相互同一形状の熱交換素子を略Ｖ字状に連ねその側面を立てた構成では、その立面のうちの長手面に相応する寸法の可動隔壁を、排気受入室内に立設するとよい。そうすると、必要に応じその面を可動隔壁で好適に覆い隠し、その面を介し流れようとする排気流を十分に“方向限定”遮断することができる。
【００１７】
また、可動隔壁の枢動中心になる枢軸は、排気受入室内だが冷気送出室に近い位置に立設するとよい。好ましくは、両熱交換素子の上下に延びる辺同士が寄り添って立っている位置の近傍に設けるとよい。
【００１８】
更に、上述の２個の熱交換素子は、水平移動させうるよう素子毎に設けた支持材に載せるとよい。この構成では、一方の支持材及びその上の熱交換素子を熱交換器ハウジング内に残したまま、それとは無関係に他方の支持材及びその上の熱交換素子を同ハウジングから引き出すことができる。従って、例えば一方の熱交換素子に漏水や目詰まり等の不調が生じた場合、その熱交換素子を給排水系から切り離して熱交換器ハウジングから引き出し、分解修理や新品への交換を実施することができる。不調な熱交換素子を覆い隠すよう可動隔壁を枢動させた直後から機能中の熱交換素子が全排気流の除熱を担うので、熱交換器の稼働を停止させる必要はない。
【００１９】
その熱交換器ハウジングの下部は圧縮／漏出水収集タンクとして構成することができる。そのタンクを圧縮水ドレンパイプと一体形成しそれにつなげることにより、漏水リスクを（ほとんど）なくすことができる。
【００２０】
また、可動隔壁のポジションは通常稼働時には中立ポジションでロックさせるのが望ましく、不調時についても（二通りのうち対応する）遮蔽ポジションでロックさせるのが望ましい。これにより、意思に反して可動隔壁のポジションが変わることを防ぐことができる。
【００２１】
中立ポジションでのロック乃至固定を解除し可動隔壁を遮蔽ポジションに動かす操作は、マニュアルでも動力アシスト下でも行うことができる。動力としてはガス圧スプリング、電動モータ等を使用するとよい。不調が解消されたら同様の手順で可動隔壁を中立ポジションに戻し両熱交換素子による通常稼働を再開することができる。
【００２２】
各熱交換素子又はその水路連結部の近傍には、それらの不調を検知しその旨の警告信号を発するセンサ、例えば水流センサや漏水センサを設けるのが望ましい。その種の信号が発生したらマニュアルで又は動力アシスト下で隔壁を枢動させ、稼働しなくなった熱交換素子を気流から遮るようにすればよい。可動隔壁の枢動は自動化も可能である。
【００２３】
更に、可動隔壁を用い一方の熱交換素子への通気を遮っている状態では、キャビネット内装置例えばサーバ、スイッチ等への冷気供給が、他方の熱交換素子を通った気流だけで担われることとなる。その冷気流の方向的偏りを均すには空気誘導部材例えば可動フラップを設けるとよい。その位置は、例えば熱交換器ハウジングの冷気送出室内、キャビネット内で当該冷気送出室の下流に位置する部位、又はその双方に亘る部位とする。この空気誘導部材により冷気流の方向的偏りを均しキャビネット全幅に“拡幅”することで、より均等な冷気流をサーバ等に送ることができる。
【００２４】
不調が発生したため一方の熱交換素子だけを稼働させるときには、必要な除熱能力をその熱交換素子だけで提供できるよう排気流取入用のファンをより高速で回転させればよい。これにより、流路抵抗の高まりに抗して冷気を維持することができる。また、ネットワークキャビネット例えばサーバキャビネットに本発明の熱交換器を組み込む際に、その冗長化熱交換器を除熱能力定格が小さなものにすることができる。キャビネット内コンポーネント例えばサーバは、十分に除熱しつつ連続稼働させることができ、稼働停止させることなく不調解消を待つことができる。
【００２５】
熱交換素子交換作業に際しても同じくサーバ等を停止させる必要はない。例えばキャビネットのドアでカバーされるよう熱交換素子を設けた構成では、交換のため支持材及びその上の熱交換素子を引き出すときにキャビネットのドアを開ける必要があり、ドアを開けるとキャビネット設置場所の外気がそのドア越しにキャビネット内に入ってキャビネット内の装置例えばサーバへと吸い込まれるが、その外気はサーバ等からの排気と異なり高温ではないので、その外気によりサーバ等の発熱を奪うことができる。その結果高温になった空気は外気に戻されるが、その際機能している方の熱交換素子で除熱されるので、熱的には中立である（昇温等をもたらさない）。加えて、隔壁を枢動して遮蔽ポジションにしてあるため不調な方の熱交換素子からは冷気流が出ず、従って作業者は冷気流を避けながら作業を進めることができる。
【００２６】
その可動隔壁は、上下に延びる枢軸より先、冷気流出面の方向に、最長で冷気流出面或いはキャビネットの前面ドアまで延長することができる。延長部分のうち少なくとも冷気送出室内の部分は固定配置する。その部分即ち固定隔壁は、可動隔壁と協働して熱交換器内を２個のほぼ同サイズの空間に仕切る。
【００２７】
また、本発明に係る冗長化熱交換器及びそれを収容するネットワークキャビネット例えばサーバキャビネットは、そのキャビネットのドアとは別体に且つ熱交換素子別に設けた２個のカバー（フラップやドア）で熱交換器ハウジングの冷気流出面を覆う構造にしてもよい。この構造では、例えばその熱交換器ハウジング側カバーの上縁近傍から上を覆えればよいためキャビネット側ドアを短くすることができる。更に、この構造では、不調解消のため熱交換素子を引き出すときにキャビネット側ドアを開ける必要がない。また、熱交換器ハウジング側カバーを開けたときに、キャビネット設置場所の外気がキャビネット内に入らないようにすることもできる。
【００２８】
それには、熱交換素子を引き出してもキャビネットの吸気ダクトやサーバのハウジング内に外気が入っていかないように、外気の進入を妨げる制止材を冷気流出面近傍にまた熱交換素子毎に設ければよい。制止材としては、例えば前述のフラップとはまた別のフラップを熱交換器ハウジングの上部に設けてもよいし、横方向に移動乃至スライド可能なプレート及びその動きを案内する部材を熱交換器ハウジングの上部に設けてもよい。何れの構造でも、熱交換素子毎に且つ互いに独立に、制止材を好適に稼働させることができる。
【００２９】
不調な熱交換素子を交換する際には、まず冷気流出面カバーのうちその熱交換素子に対応するカバー（フラップ又はドア）を開け、その熱交換素子を対応する支持材ごと引き出せるようにする。機能している方の熱交換素子に対応するカバーは閉じたままにしておく。このとき不調な熱交換素子に係る制止材が案内等されて制止ポジションにつくので、上向きに流れサーバ等の吸気部位に入っていくのは、機能している方の熱交換素子から流出する冷気だけとなる。不調な熱交換素子の交換を終えたら、冷気流出面カバーを元通り閉め、制止材のポジションを制止ポジションから通常ポジションに戻し、そして可動隔壁を枢動して遮蔽ポジションから中立ポジションに戻せばよい。これにより、通常通りの稼働が再開される。
【００３０】
熱交換器ハウジングとサーバキャビネットの前面ドアの間にできる空間には、冷気流の向きを修正する空気誘導部材を設けるとよい。この部材の基本構成は、特許文献３で説明されておりまたその図３〜図５に例示されている構成にするとよい。ただ、本発明では熱交換素子を２個設けており、不調時には冷気流の方向が一方向に偏るので、この部材を形成する１個又は複数個の部分のうち１個を、固定隔壁に連なるようセンタライン上に配置するとよい。また、この部材を固定隔壁と一体形成することもできる。更に、この空気誘導部材を設ける位置は熱交換器ハウジング上でもよいしキャビネットの前面ドアの内面でもよいが、熱交換器ハウジング上に配置する場合は、熱交換素子引出に障らないよう熱交換器ハウジングに可脱着固定する方がよい。
【００３１】
そして、建物内の給水網若しくは水道本管、情報処理センタ専用の水道本管、冷却液用の再冷却器等に熱交換素子をつなぐための水路連結部は、排気流入面側でも冷気流出面側でも、望みの部位に設けることができる。特に、熱交換素子と水路連結部との着脱にクイックカプラを用いれば、熱交換素子を引き出す際に液だれなしでその着脱部を自動封止することができ、またその熱交換素子を差し込むだけで元の連結を自動復元できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る冗長化熱交換器は、サーバキャビネット等のネットワークキャビネットに限らず、あらゆる除熱分野、あらゆる除熱装置にて利用可能である。その利点は、割合に低い部材コスト及び製造コストで優れた冗長性が得られる点にある。例えば、サーバキャビネット等のネットワークキャビネットに本発明に係る熱交換器を実装した場合、不調発生個所が２個の熱交換素子のうち１個又はそれに対する給排水系だけである限り、不調発生後も稼働を継続することができる。不調が生じた熱交換素子を交換する際も、その稼働を停止させる必要がない等、取り立てて問題が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、別紙図面を参照しつつ本発明についてより詳細に説明する。
【００３４】
図１〜図３に示す通り、本熱交換器２は熱交換器ハウジング６を備えている。これらの図は一部破断図であり、明瞭化のためハウジング６の上部カバー２６及び側壁２８の一部が省かれている。ハウジング６内には互いに同形状の熱交換素子が２個（３及び４）入っており、それらの素子３及び４はその間にＶ字形の排気受入室５が形成されるよう互いに異なる向きで据えられている。素子３及び４の辺のうち上下に延びる最も内寄りの辺１５はハウジング６の冷気流出面８付近にあり、両素子はその辺１５の付近で寄り添い鋭角をなしている。その逆側にある排気流入面７を介し本熱交換器２の室５に入った排気は、何れかの素子３及び４の内部を通り抜けていく。
【００３５】
排気受入室５内には可動隔壁１０が設けられている。この隔壁１０は、上下に延びた枢軸１１を中心に、また熱交換素子３，４の内側長手立面１９にぶつかるまで左右に、枢動させることができる。
【００３６】
通常稼働時における可動隔壁１０のポジションは図１に示す中立ポジションである。図中スミヌリ矢印で示した通り、排気流入面７の間口から入ってきた排気はこの隔壁１０によって分流され、熱交換素子３，４のうち何れかに入っていく。素子３及び４はその排気から除熱して冷気に変え冷気送出室９に送り込む。この冷気は、本熱交換器２の冷気流出面８を介し図示しない吸気ダクトに入り、サーバキャビネット内のファンによってサーバ側に吸い込まれる。
【００３７】
可動隔壁１０は上下に延びており、且つ、熱交換素子３及び４の内側長手立面１９即ち排気受入室５側の面を覆い隠せる寸法を有している。本実施形態における素子３及び４は直方体であり、その外面のうち幅狭な長方形の面を下にして支持材１６及び１７上に載っている。
【００３８】
排気流入面７側には、熱交換素子３及び４をその建物内の水道本管や再冷却器に素子別連結するための可脱着な水路連結部１３及び１４が設けられている。この水路連結部１３及び１４は、除熱用媒体例えば冷水を建物内の水道本管から導入し使用後に排出するためのものであり、ここでは好ましいことにクイックカプラとして構成されている。
【００３９】
また、本実施形態における支持材１６及び１７は互いに別体の支持板であり、図３に示すように個別に手前に引き出せるよう、また互いにほぼ隣り合わせに並ぶよう、構成及び配置されている。熱交換素子３及び４の配置が左右対称であるので、図１に示すように中立ポジションにすると、可動隔壁１０が支持材１６，１７間境界線のほぼ真上に来る。支持材１６及び１７の下方にあるのは圧縮／漏出水収集タンク１８であり、図示しないが圧縮水ドレンパイプにつながっている。
【００４０】
図２に不調発生時における本熱交換器２の状態を示す。２個の熱交換素子３及び４のうち一方、或いはそれにつながる水路連結部１３又は１４のうち一方に不調が発生して、冷却水循環に支障が生じかねない状態になったときには、不調が生じた側の熱交換素子（図２では左側の素子４）に行き当たるまで可動隔壁１０を枢動させる。即ち、全気流が素子３に向かって流れるよう、図示しない手段による人力操作、動力操作又は自動駆動で隔壁１０をこの遮蔽ポジションにセットする。図示例においては、隔壁１０が素子４に行き当たりその排気受入室形成面１９を覆っているので、排気受入室５に流入した排気は機能中の素子３のみに流れ込み、その素子３からの冷気が本熱交換器２の冷気送出室９及び冷気流出面８、更には図３中の吸気ダクト２１等を通ってサーバキャビネット内のサーバ群に流れ込んでいく。
【００４１】
本冗長化熱交換器２が図２に示した動作状態にあるときには、それらサーバ群への冷気供給が一方の熱交換素子３だけで担われる。このように本熱交換器２は構成的に冗長であるため、稼働停止させずに不調解消、素子交換等の作業を実施することができる。
【００４２】
図３に、本発明に係る冗長化熱交換器２が装備されたサーバキャビネット２０を示す。本熱交換器２はキャビネット２０の下部にあり、サーバ収容スペース２５の下方に位置している。図中、明瞭化のため右手前隅部を切り欠いてあるが、このキャビネット２０は、ケーブルブッシング３１を有するカバー３０を基本フレーム２９の上方に配する一方、上下方向に沿って実装梁２４を配し、この実装梁２４を用い図示しないサーバ群を実装、収容する構造となっている。また、その前部には、白抜き矢印で示される冷気を本熱交換器２から取り込むための吸気ダクト２１があり、その後部には、ファンを備えた排気ダクト２２がある。排気ダクト２２内のファンは、排気ダクト２２の壁２７に形成されている開口２３越しに見ることができる。
【００４３】
不調が生じた熱交換素子４は、対応する支持材７と共に本熱交換器２ひいてはサーバキャビネット２０から手前に引き出されている。素子４の修理や交換はこの状態で実施できる。
【００４４】
図示例とは異なるが、サーバキャビネット２０の前部ドアをそのキャビネット２０の全高をカバーするよう設けるとしたら、その前部ドアを開かない限りこうした修理や交換は行えない。キャビネット前部ドアを開くと、キャビネット２０内スペース２５に収容され上下に並んでいるサーバ群（図示せず）に外気が入り込む。冷気循環路がキャビネット毎に閉じているので、この外気でもキャビネット２０内のサーバ群を十分に除熱することができる。サーバ群からの排気は全て熱交換素子３にて除熱されて冷気となり、開け放たれたキャビネット前部ドア越しにキャビネット設置室内に放出される。
【００４５】
また、図１〜図３に示した通り、本熱交換器２の冷気送出室９には固定隔壁１２が設けられている。この隔壁１２は可動隔壁１０に連なるよう形成するとよい。本実施形態ではこの隔壁１２を本熱交換器２の冷気流出面８より手前まで延設してある。隔壁１２は、前掲の非図示例では最長でサーバキャビネット２０の前部ドアまで延設できる。
【００４６】
図３に示したサーバキャビネット２０は、破線で示した通り、前掲の非図示例より短めの前部ドア３３及び本熱交換器２を覆うカバー３５を備えており、更に制止材３７を有している。
【００４７】
サーバキャビネット２０の前部ドアは短く、高々熱交換器ハウジング６まで即ち上部カバー２６までしか延びていない。左側の熱交換素子４に生じた不調を解消する際には、対応するカバー３５を開け、対応する支持材１７と共にその素子４を引き出すとと共に、その素子４に対応する制止材３７を制止ポジションにする。即ち、カバー２６と略同じ高さで寝る姿勢にする。他方、機能している右側の熱交換素子３によって除熱された空気は、側壁２８及び隔壁１２と、隔壁１２の後端まで延びるカバー２６とにより形成される囲いの中を通り、吸気ダクト２１に入っていく。素子４に係る制止材３７が制止ポジションにあるため、冷気に入れ替わって外気が入ることはない。
【００４８】
なお、熱交換素子３の近傍にも同様の制止材が設けられている。理解の妨げになることを防ぐため図上省略してあるが、こちらの制止材は、図３に示す状態では制止ポジションにしてはならない。
【００４９】
また、可動隔壁１０の位置を中立ポジション（図１参照）でロックする装置や、２個の熱交換素子３，４のうち一方を覆う遮蔽ポジション（図２参照）でロックする装置も、理解の妨げにならないよう図示を省略してある。排気流入面７や冷気流出面８の近傍に設けるべき空気誘導材やセンサについても同じく図示を省略してある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】通常稼働時に本発明に係る冗長化熱交換器が採る状態、即ちその可動隔壁が中立ポジションにある状態を、ハウジングの一部を除去して表した図である。
【図２】不調発生時に図１の熱交換器が採る状態、即ちその可動隔壁が遮蔽ポジションにある状態を、表した図である。
【図３】本発明に係る冗長化熱交換器を備えるネットワークキャビネット、特にその可動隔壁が遮蔽ポジションにあり一方の熱交換素子が引き出されている状態を示す図である。
【図１】
2009516249.tif 000003
【図２】
2009516249.tif 000004
【図３】
2009516249.tif 000005
【国際調査報告】
2009516249.tif 000006
2009516249.tif 000007
2009516249.tif 000008
2009516249.tif 000009
2009516249.tif 000010
2009516249.tif 000011