(57)【要約】本発明は、冷媒案内エレメント（２０）であって、長手方向に延ばされた取り囲まれた中空の異形材ボディが設けられており、該異形材ボディの外壁が、内部に位置する通路装置（２１．１，２１．２）に対する、長手方向で互いに間隔を置いて配置された、露出しているかまたは閉鎖されかつ解放可能な出入り開口（２２）を備えている形式のものに関する。組付けおよび冷却性能に対して有利な構成では、通路装置が、供給通路（２１．１）と戻し通路（２１．２）とを有しており、両通路（２１．１，２１．２）にそれぞれ一連の出入り開口（２２）が対応配置されている。また、このような冷媒案内エレメントを備えた冷媒案内装置も提案されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒案内エレメント（２０）であって、長手方向に延ばされた取り囲まれた中空の異形材ボディが設けられており、該異形材ボディの外壁が、内部に位置する通路装置（２１．１，２１．２）に対する、長手方向で互いに間隔を置いて配置された、露出しているかまたは閉鎖されかつ解放可能な出入り開口（２２）を備えている形式のものにおいて、
通路装置が、供給通路（２１．１）と戻し通路（２１．２）とを有しており、両通路（２１．１，２１．２）にそれぞれ一連の出入り開口（２２）が対応配置されていることを特徴とする、冷媒案内エレメント。
【請求項２】
供給通路（２１．１）と戻し通路（２１．２）とが、異形材ボディの一体の分離壁（２１．３）によって互いに分離されている、請求項１記載の冷媒案内エレメント。
【請求項３】
分離壁（２１．３）が、異形材ボディの材料よりも僅かな熱伝導率の絶縁手段（２１．４）を備えている、請求項２記載の冷媒案内エレメント。
【請求項４】
絶縁手段（２１．４）が、分離壁（２１．３）の長さとほぼ幅とにわたって延びる中空室または断熱性の固体である、請求項３記載の冷媒案内エレメント。
【請求項５】
供給通路（２１．１）と戻し通路（２１．２）との、取り囲んでいる壁面がコーティングされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の冷媒案内エレメント。
【請求項６】
異形材ボディが、金属またはプラスチックから押し出されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の冷媒案内エレメント。
【請求項７】
エンクロージャフレーム構造体（１）またはラック（３２）またはＩＴワークステーションシステム内に収容された、少なくとも１つの冷媒案内エレメント（２０）を備えた電気的なまたは電子的な機器に用いられる冷媒案内装置において、
請求項１から６までのいずれか１項記載の冷媒案内エレメント（２０）が形成されていることを特徴とする、冷媒案内装置。
【請求項８】
冷媒案内エレメント（２０）が、フレームピース（１０，１０′，１０′′）に沿って少なくとも１つの組付けレールまたはライニング部材の内面に取り付けられている、請求項７記載の冷媒案内装置。
【請求項９】
フレームピース（１０）が、エンクロージャまたはラック（３２）の内室に向かって開放した統合されたチャンバ（１１）を備えたフレーム異形材として形成されており、チャンバ（１１）内に冷媒案内エレメント（２０）が挿入されている、請求項８記載の冷媒案内装置。
【請求項１０】
チャンバ（１１）内に保持手段（１１．１）が形成されており、該保持手段（１１．１）によって、冷媒案内エレメント（２０）が、チャンバ（１１）内に位置固定されている、請求項９記載の冷媒案内装置。
【請求項１１】
冷媒案内エレメント（２０）が、チャンバ（１１）内に係止されているか、固くねじ締結されているか、接着されているか、溶接されているか、ろう付けされているかまたは緊締されている、請求項９または１０記載の冷媒案内装置。
【請求項１２】
冷媒案内エレメント（２０）が、端面側の開口から支持異形材（１８）の長手方向に押し込まれているかまたは長手方向に対して垂直に支持異形材（１８）の長手方向開口（１１．２）を介して挿入可能であり、冷媒案内エレメント（２０）が、長手方向開口（１１．２）を介して接近可能な長手方向面に出入り開口（２２）を備えている、請求項９から１１までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１３】
冷媒案内エレメント（２０）に沿って、長手方向に延びる冷却リブ（２３）が配置されている、請求項７から１２までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１４】
冷媒案内エレメント（２０）の外側の横断面輪郭が、チャンバ（１１）の内側の横断面輪郭に適合されている、請求項７から１３までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１５】
フレーム異形材（１０）が、少なくとも２つのチャンバ（１１，１７）を有しており、該チャンバのうち、一方のチャンバが、冷媒案内エレメントのための収容チャンバ（１１）を形成しており、他方のチャンバ（１７）が、組付け目的および／または補強目的のために使用されるようになっている、請求項７から１４までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１６】
チャンバ（１１）の内法の開口領域に、互いに逆方向に向けられた２つの保持ウェブ（１１．１）が配置されている、請求項７から１５までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１７】
冷媒案内エレメント（２０）が、一方のまたは両方の端面でフレーム異形材（１０）内に挿入された１つまたは２つの接続部材および／または出入り開口（２２）内に挿入されたアダプタを介して冷媒供給部および／または冷媒導出部に接続されているかまたは接続可能である、請求項７から１６までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１８】
冷媒案内エレメント（２０）が、液状の冷媒を案内するようになっていて、空冷式液体熱交換器（３８）および／または液冷式液体熱交換器（３６）に接続されている、請求項７から１７までのいずれか１項記載の冷媒案内装置。
【請求項１９】
冷媒案内エレメント（２０）が、出入り開口（２２）を介して、電子装置アッセンブリ（３１）に熱的に結合された冷却エレメントに接続されている、請求項１８記載の冷媒案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒案内エレメントであって、長手方向に延ばされた取り囲まれた中空の異形材ボディが設けられており、該異形材ボディの外壁が、内部に位置する通路装置に対する、長手方向で互いに間隔を置いて配置された、露出しているかまたは閉鎖されかつ解放可能な出入り開口を備えている形式のものならびにエンクロージャフレーム構造体またはラックまたはＩＴワークステーションシステム内に収容された、少なくとも１つの冷媒案内エレメントを備えた電気的なまたは電子的な機器に用いられる冷媒案内装置に関する。
【０００２】
このような形式の冷媒案内エレメントと、このような冷媒案内エレメントを備えた冷媒案内装置とは、長手方向に延ばされた異形材ボディに形成された、冷媒、たとえば空気を案内するための通路を有している。この通路は、たとえばアッセンブリ支持体での使用時に、熱を発生させる電子的なアッセンブリを冷却するために、複数の開口を備えている。しかし、これにより得られる冷却作用はしばしば十分でない。
【０００３】
本発明の課題は、簡単な使用および簡単な組付け可能性で、改善された冷却作用を可能にする冷媒案内エレメントと、このような冷媒案内エレメントを備えた冷媒案内装置とを提供することである。
【０００４】
この課題は、請求項１もしくは請求項７の特徴によって解決される。この場合、冷媒案内エレメントでは、通路装置が、供給通路と戻し通路とを有しており、両通路にそれぞれ一連の出入り開口が対応配置されていることが提案されている。冷媒案内装置では、冷媒案内エレメントが、前述した形式で形成されていることが提案されている。
【０００５】
この手段によって、適切な冷媒供給および加熱された冷媒の導出と同時に簡単な据付け可能性を備えた冷却システムの構造が可能となる。
【０００６】
コンパクトな構造では、供給通路と戻し通路とが、異形材ボディの一体の分離壁によって互いに分離されていることによって、簡単な手段で冷却の有効性が助成される。
【０００７】
この場合、分離壁が、異形材ボディの材料よりも僅かな熱伝導率の絶縁手段を備えていると有利である。
【０００８】
この場合、有利な構成変化形では、絶縁手段が、分離壁の長さとほぼ幅とにわたって延びる中空室または断熱性の固体である。
【０００９】
さらに、冷媒案内部材および冷却性能に対して、供給通路と戻し通路との、取り囲んでいる壁面がコーティングされている手段が有利である。
【００１０】
さらに、製作および使用に対して有利な構成は、異形材ボディが、金属またはプラスチックから押し出されていることによって得られる。
【００１１】
冷媒案内装置の構造は、冷媒案内エレメントが、フレームピースに沿って少なくとも１つの組付けレールまたはライニング部材の内面に取り付けられていることによって助成される。
【００１２】
冷媒案内装置の据付けと、たとえば後装備または変更とは、フレームピースが、エンクロージャまたはラックの内室に向かって開放した統合されたチャンバを備えたフレーム異形材として形成されており、チャンバ内に冷媒案内エレメントが挿入されていることによって助成される。
【００１３】
簡単な組付けには、チャンバ内に保持手段が形成されており、該保持手段によって、冷媒案内エレメントが、チャンバ内に位置固定されている手段が寄与している。
【００１４】
種々異なる別の構成変化形では、冷媒案内エレメントが、チャンバ内に係止されているか、固くねじ締結されているか、接着されているか、溶接されているか、ろう付けされているかまたは緊締されている。
【００１５】
種々異なる据付け可能性は、冷媒案内エレメントが、端面側の開口から支持異形材の長手方向に押し込まれているかまたは長手方向に対して垂直に支持異形材の長手方向開口を介して挿入可能であり、冷媒案内エレメントが、接近可能なその長手方向面に出入り開口を備えていることによって得られる。
【００１６】
改善された冷却作用は、冷媒案内エレメントに沿って、長手方向に延びる冷却リブが配置されていることによって得ることができる。
【００１７】
組付け室は、冷媒案内エレメントの外側の横断面輪郭が、チャンバの内側の横断面輪郭に適合されていることによって、可能な限り高い効率で有利に使用可能となる。
【００１８】
フレーム構造体の構造と、たとえば安定性ならびに組付け可能性とに対して、さらなる利点は、フレーム異形材が、少なくとも２つのチャンバを有しており、該チャンバのうち、一方のチャンバが、冷媒案内エレメントのための収容チャンバを形成しており、他方のチャンバが、組付け目的および／または補強目的のために使用されるようになっていることによって得られる。
【００１９】
冷媒案内エレメントの簡単な位置決めは、簡単な構造で、チャンバの内法の開口領域に、互いに逆方向に向けられた２つの保持ウェブが配置されていることによって得られる。
【００２０】
冷媒案内エレメントが、一方のまたは両方の端面でフレーム異形材内に挿入された１つまたは２つの接続部材および／または出入り開口内に挿入されたアダプタを介して冷媒供給部および／または冷媒導出部に接続されているかまたは接続可能であると、冷却ユニットに対する簡単な接続可能性が達成される。
【００２１】
冷媒案内装置の有利な構造では、冷媒案内エレメントが、液状の冷媒を案内するようになっていて、空冷式液体熱交換器および／または液冷式液体熱交換器に接続されている。
【００２２】
特に激しく発熱する電子的な構成エレメントの適切なかつ有効な冷却は、冷媒案内エレメントが、出入り開口を介して、電子装置アッセンブリに熱的に結合された冷却エレメントに接続されていることによって達成される。
【００２３】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００２４】
図１Ａ〜図３に示した、フレーム異形材１０の形のフレームピースはマルチチャンバ異形材として形成されている。この場合、フレーム構造体１（図２参照）を組み立てるためには、外方に向けられたシール縁部１２，１２′が形成されており、また、外縁領域には、斜めに延びる異形材壁を備えた自由室１９が形成されているのに対して、組み立てたいフレーム構造体１の内室に向かって、チャンバ１１の形の開放した中空室が設けられている。このチャンバ１１内には、閉鎖されたマルチチャンバ中空異形材の形の冷媒案内エレメント２０が挿入されている。中空異形材の内部は、案内通路２１、つまり、供給通路２１．１と、この供給通路２１．１から分離壁２１．３によって分離された戻し通路２１．２とを備えた通路装置を有している。冷媒案内エレメント２０の、内室に向けられた開口側には、一連の出入り開口２２が配置されている。これらの出入り開口２２を介して、冷媒案内エレメント２０の内部で延びる案内通路２１に対する流れ接続が形成される。出入り開口２２は、設定された目標破損箇所または使用されるカバーによって閉鎖されていてもよいし、接続エレメントによって被覆されていてもよいし、キャビネット内部の冷却のために開放し続けていてもよい。
【００２５】
冷媒案内エレメント２０はその外側横断面で中空室１１の内側横断面に適合されていて、案内したい各冷媒、たとえば空気または冷却液のために適切な材料、特にプラスチックまたは金属から成っている。分離壁２１．３は、たとえば１回の押出し過程の間に冷媒案内エレメント２０に一体に設けられている。分離壁２１．３は断熱性に形成されている。このためには、この分離壁２１．３に絶縁手段２１．４として別の中空チャンバまたは良断熱性の固体エレメントが設けられている。供給通路２１．１と戻し通路２１．２とを取り囲む壁面は、平滑なかつ／または断熱性のかつ安定した材料によってコーティングされていてよい。
【００２６】
冷媒案内エレメント２０を収容するフレーム異形材１０は、フレーム構造体１のための支持異形材区分１３を備えた支持異形材を形成している。長手方向開口１１．２の形の内側の開口側から接近可能な中空室１１は、ほぼ長方形のまたは正方形の基本形状を有している。この基本形状は、側方の壁１１．３とベース壁１１．４とによって取り囲まれていて、長手方向開口１１．２の領域における側方の壁１１．３の自由領域に、互いに逆方向に向けられた保持ウェブ１１．１または保持リブ（図３参照）を備えている。この保持ウェブ１１．１または保持リブは、外向きに導入斜面または丸みを備えていて、中空室もしくはチャンバ１１の内部に向かって、たとえば直角な段部を備えているので、出入り開口２２と反対の側に、丸み付けられた縁部を有する冷媒案内部材２０を、フレーム異形材１０および／または冷媒案内エレメント２０が相応に弾性的に形成されている場合に係止するように押し込むことができる。択一的には、冷媒案内エレメント２０を長手方向で中空室１１内に導入することも可能である。
【００２７】
フレーム異形材１０は、有利には、フレーム構造体１の少なくとも１つの垂直なフレームピースとして使用される。このフレームピースは適切なコーナ結合体に結合されているかまたは簡単なねじ締結によって、図２に示したように、水平なフレームピース１０′，１０′′から幅もしくは深さで形成された天井フレームもしくは床フレームに結合されている。フレーム構造体１では、冷媒を端面側でまたは適切な出入り開口２２を通して冷媒案内エレメント２０内に導入することができ、この冷媒案内エレメント２０から再び、たとえばポンプまたは送風機によって導出することもできる。別の出入り開口２２には、相応の線路と接続部とを備えた冷却したい組付け機器をそのハウジングで個別に接続することができるかまたは、しかし、エンクロージャ内室全体を冷却することができる。この場合、供給通路２１．１を介して冷却液または冷却空気を供給することができ、戻し通路２１．２を介して、加熱された冷却液もしくは空気を導出することができる。
【００２８】
冷媒案内エレメント２０は、長手方向に配置された冷却リブ２３を有していてもよい。この冷却リブ２３は、たとえば案内通路２１を閉鎖する、開口側に対して平行に延びる中間壁で開口側に向かって張り出している。こうして、冷却リブは、出入り開口２２を介して供給された加熱された空気を冷却することができる。この場合、熱は、案内通路２１内に流入した冷媒、液体または空気を介して導出することができる。
【００２９】
フレーム異形材１０は、たとえば、図１Ｃに示したように、側方の壁１１．３を形成する外側の異形材面１５と、図２に関連して図１Ａ、図１Ｂおよび図３からも明らかであるように、フレーム構造体１の内部に向けられた内側の異形材面１４とを有している。図示の構成では、外側の異形材面１５に、長手方向に延びる２つのＴ字形溝１６が形成されている。両Ｔ字形溝１６にわたって組付けエレメントのための固定可能性が存在している。さらに、長手方向開口１１．２の側方でフレーム構造体１の外側に向かって続きかつフレーム異形材１０の、閉鎖された別のチャンバ１７の内側の壁を形成する内側の異形材面１４には、たとえば多列の固定用貫通孔を設けることができる。これらの固定用貫通孔によって、たとえば図２に示した下側の水平なフレームピースが示しかつ自体公知であるように、別の組付け可能性が存在している。
【００３０】
たとえばテーブル装置を備えたワークステーションシステムでは、たとえば側方の支持体を、前述した構成に相応の冷媒案内部材を備えたフレーム異形材１０から成る柱状のフレームピースとして形成することができる。冷媒案内部材に対する出入り開口は、フレームピースの、テーブルプレートまたはテーブルプレートの上方に配置された載置棚に向けられた内面または外面に配置されているので、テーブルプレートまたは載置棚に位置決めされた電気的な機器、特に情報技術的な機器、たとえばコンピュータ、サーバまたはモニタまたはこれに類するものを、冷却のために、相応のアダプタ片を備えた冷媒案内部材に容易に接続することができる。垂直なフレームピースの内面には、長手方向に延びる、テーブルプレートもしくは載置棚のための支持エレメントを掛け込むための一列または多列の固定収容部または類似の収容エレメントが設けられている。これらの収容手段には、前述した形式の冷媒案内エレメントを備えたフレーム異形材から成る水平なフレームピースの形の支持アームが掛込み可能であるかまたはねじ締結可能である。水平なかつ垂直な冷媒案内エレメント２０の連結は単純な連結片によって行うことができる。この連結片は冷媒のための通路と連結エレメントとを有している。フレームピースは少なくともその内面で、有利には平らに形成されていて、たとえばほぼ方形の横断面を有することができるかまたはその外側で丸み付けられていてよい。垂直なかつ／または水平なフレームピースとしてのフレーム異形材によって、冷媒供給の多様な接続可能性および分岐可能性が得られる。
【００３１】
フレーム構造体、ラック、エンクロージャ、ワークステーションシステムという前述した概念は、特に情報技術（ＩＴ）のためのこのような形式の装置、すなわち、たとえばラック構造体またはモニタのための棚またはテーブルまたはサーバキャビネットまたはこれに類するものまたはこれらの装置の組合せも意味し得る。
【００３２】
図４には、前述した形式で使用される冷媒案内エレメント２０を備えた冷媒案内装置に対する構造例が示してある。この場合、この冷媒案内装置は、ラック３２内に収容された多数の電子装置アッセンブリ３１を冷却するための液体式冷却システムとして形成されている。電子装置アッセンブリ３１は、それぞれ主発熱体として、高い演算性能の少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）を、電子装置アッセンブリ３１を内蔵したハウジング内に有している。
【００３３】
電子装置アッセンブリ３１、特に組み込まれた構成エレメントとして形成された処理装置もしくは演算装置を冷却するためには、構成エレメントボディに、液体式冷却ユニットの、通路を備えた冷却エレメント３４が密に熱伝導接触して被着されている。この冷却エレメント３４によって、冷却液が可能な限り長い距離にわたって案内される。冷却エレメント３４を備えた液体式冷却ユニットは、各供給分岐管路および各戻し分岐管路を介して連結エレメントによって出入り開口２２を介して供給通路２１．１と戻し通路２１．２とに接続されている。下側の領域では、冷媒案内エレメント２０が供給分岐路３５．２および戻し分岐路３５．３の別の区分を介して、電子装置ハウジング３３内に収容された水冷式水熱交換器３６に接続されている。電子装置ハウジング３３内には、エンクロージャまたはラック３２の機能に対する監視・制御装置３９が収容されている。この監視・制御装置３９は、そこに存在する、液体もしくは水の温度を検出するために、特に供給分岐路３５．２および戻し分岐路３５．３にも接続されている。
【００３４】
別の管路を介して、水冷式水熱交換器３６がリ・クーリング設備３７に接続されている。このリ・クーリング設備３７は冷却液の確実な冷却を確保していて、発生した熱を、たとえば冷却したい電子装置アッセンブリを備えたラック３２またはエンクロージャが位置する室の外部にも放出し、これによって、過度に高い室温を回避する可能性を提供している。
【００３５】
さらに、冷媒案内エレメント２０を備えた中央の液体管路システム３５の上側の領域は別の管路を介して、ラック３２またはエンクロージャに配置された空冷式水熱交換器３８に接続されている。この空冷式水熱交換器３８によって、液体のさらなる冷却が達成され、さらに、適宜な構成では、アッセンブリの領域もしくはエンクロージャの内室における一般温度も低下させることができる。
【００３６】
さらに、ラック３２内には、たとえばモニタ・キーボードユニット４０およびサーバ切換制御装置（Ｓｅｒｖｅｒ−Ｓｗｉｔｃｈ−Ｃｏｎｔｒｏｌ）４１も配置されている。しかし、これらの装置は、より僅かな発熱のため中央の液体管路システム３５に接続されている必要はない。
【００３７】
監視・制御装置３９が、液体管路システムに設けられた、たとえば温度フィーラまたは液体流れ監視器によって、たとえば戻し分岐路３５．３内の絶対温度または供給分岐路３５．２と戻し分岐路３５．３との間の温度差が、設定された閾値または設定可能な閾値を上回っていることを確認すると、監視・制御装置３９がエラー信号またはエラー報知を送出する。このエラー信号によって、たとえば警告ランプまたは警告音がスイッチオンされ得るかまたはオペレータの情報のための表示装置が制御され得る。この場合、ネットワーク接続部を介して、離れた監視箇所への転送も可能となる。有利な手段は、監視・制御装置３９が、エラー信号の発生時に、ラック３２もしくはエンクロージャ内に位置する電子装置アッセンブリ３１の共通の給電をスイッチオフし、これによって、一般的に高価なこの装置の温度被害が生ぜしめられないことが確保されているように形成されていることにもある。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】挿入された冷媒案内エレメントを備えたフレーム異形材の区分の斜視図である。
【００３９】
【図１Ｂ】挿入された冷媒案内エレメントを備えたフレーム異形材の区分の斜視図である。
【００４０】
【図１Ｃ】フレーム異形材の区分の斜視図である。
【００４１】
【図２】１つのコーナの領域におけるフレーム構造体の部分図であり、この場合、垂直なフレームピースが、冷媒案内部材を備えたフレーム異形材として形成されている。
【００４２】
【図３】フレーム異形材と、挿入したい冷媒案内エレメントとの斜視図である。
【００４３】
【図４】図１Ａ〜図３に示した冷媒案内エレメントを備えた冷媒案内装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  フレーム構造体、  １０  フレーム異形材、  １０′，１０′′  フレームピース、  １１  チャンバ、  １１．１  保持ウェブ、  １１．２  長手方向開口、  １１．３  壁、  １１．４  ベース壁、  １２，１２′  シール縁部、  １３  支持異形材区分、  １４  異形材面、  １５  異形材面、  １６  Ｔ字形溝、  １７  チャンバ、  １８  支持異形材、  １９  自由室、  ２０  冷媒案内エレメント、  ２１  案内通路、  ２１．１  供給通路、  ２１．２  戻し通路、  ２１．３  分離壁、  ２１．４  絶縁手段、  ２２  出入り開口、  ２３  冷却リブ、  ３１  電子装置アッセンブリ、  ３２  ラック、  ３３  電子装置ハウジング、  ３４  冷却エレメント、  ３５  液体管路システム、  ３５．２  供給分岐路、  ３５．３  戻し分岐路、  ３６  水冷式水熱交換器、  ３７  リ・クーリング設備、  ３８  空冷式水熱交換器、  ３９  監視・制御装置、  ４０  モニタ・キーボードユニット、  ４１  サーバ切換制御装置
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006511968.tif 000007
2006511968.tif 000008
2006511968.tif 000009
2006511968.tif 000010
2006511968.tif 000011
2006511968.tif 000012