(57)【要約】【課題】排熱流体の早期の回り込みによる冷却効果の低下を回避することのできる流体制御を提供すること。【解決手段】冷気ｃａを前面側から流入させて背面側から流出させる間に、収納する通信機器Ｍを冷却するように通信機械室Ｍに設置されている機器収容ラック１０に取り付けられる背面側整流板２１であって、機器収納ラックの背面側上部に設置されて、背面側流出面１１から流出して周囲温度との差異に応じて上昇しようとする暖気ｗａを離隔する横方向上方に案内する案内部２３を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該流入の反対側から流出させる間に、前記流体により冷却させる発熱部を備える構造体に取り付けられる流体制御板であって、
前記構造体の前記流体の流出面側上部に設置されて、前記流出面から流出して周囲温度との差異に応じて上昇しようとする前記流体を前記構造体から離隔する横方向に案内する天板部を有することを特徴とする流体制御板。
【請求項２】
前記天板部は、前記流出面から流出する前記流体が流入面側に回り込もうとする最短距離の該流出面上部と該流入面上部との間よりも長い流通経路の少なくとも上面側を構成するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流体制御板。
【請求項３】
前記天板部は、前記構造体から離隔する箇所ほど上側に位置する傾斜面となるように設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の流体制御板。
【請求項４】
発熱部となる１台または２台以上の機器を収納して、正面、背面または側面のいずれか一面側から周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該一面の反対側他面側から流出させる間に、前記流体により前記機器を冷却させる構造体に構成されている架であって、
上記請求項１から４のいずれか１項に記載の流体制御板を備えることを特徴とする機器収納架。
【請求項５】
周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該流入の反対側から流出させる間に、発熱体との間で熱交換させる当該流体の循環流路を規制する流体制御方法であって、
前記流出面から流出した前記流体を、周囲温度との差異に応じて上昇して流入面側に最短距離で回り込もうとするのを該流出面から出た後に前記発熱体から離隔する横方向に案内することを特徴とする流体制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御板およびこれを備える機器収納架並びに流体制御方法に関し、詳しくは、発熱体を冷却する流体の流れを規制するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体となるために冷却が必要な機器が存在する。特に、近年の情報処理装置では、データ処理の高集積化・高密度化に伴って発熱量が多くなり、内部基板の搭載部品を故障や誤動作等を発生させることなく動作させるために冷却が必須になっている。
【０００３】
この種の発熱機器、例えば、通信機器やデータ処理装置などは、複数台を整然と整列させた状態にして膨大なデータ量の処理を実行することを可能にするために、適温に温調された専用の稼働ルーム（空間）を準備して設置することが行われている。
【０００４】
この専用ルームでは、１台分の横幅と奥行きを有するラック（機器収納架）内に、複数台の装置機器を上下方向の間に隙間を確保しつつ平行に積み上げる形態で取付支持させており、このラックを一列に並列させるようにレイアウトされている。このラック列を複数列設置する必要がある場合には、装置機器の正面を前面側にして向かい合わせで対峙するようにレイアウトする。この種の装置機器は、データ処理などの稼働に伴って発熱して、温度上昇が故障や誤動作等の要因になることから、装置機器内やラック内の空気を外部に追い出して外気を取り込む排熱処理が必要であり、さらに、取り込む外気を冷気（流体）にして効果的に冷却することも行われている。
【０００５】
さらに、この専用ルームでは、対峙するラック列の間に冷気を吹き出させて冷気空間（コールドアイル）を形成するコールドアイル方式を採用することにより、ラック内の個々の装置機器間の隙間に流入させて背面側から流出させる間に熱交換させて効率よく冷却することも行われている。このコールドアイル方式では、装置機器の発熱により加熱された暖気が背面側から前面側に直ちに回り込んで冷却効率を低下させてしまうことを防止するために、ラック列の前面側（冷気の流入面側）上部に、板材を設置して回込制限壁を設けることが特許文献１で提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８４０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような発熱装置機器の温調された冷気による冷却にあっては、装置機器で加熱された暖気を空調装置に取り込ませて冷気にしてラック列間のコールドアイルに吹き出させており、近年の省エネルギの推進に伴って必要最低限の空調に調整される傾向にある。
【０００８】
このため、十分な風量で空調空気を循環させるように空調装置を稼働させることができる場合には、上記の特許文献１に記載の制限壁が有効に機能して、回り込む前に暖気を回収することが可能であったが、コールドアイルに吹き出す冷気の風量や空調装置に引き込む風量によっては、ラック列の背面側から排熱された暖気が上昇して溢れるように最短距離で前面側に回り込んでしまう状況にならざるを得ない場合もある。このような場合には、ラック上部側の装置機器の冷却効果を低下させてしまい設計通りの冷却機能を果たすことができない状況になってしまう可能性もある。
【０００９】
そこで、本発明は、排熱流体の早期の回り込みによる冷却効果の低下を回避することのできる流体制御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】
【００１０】
上記課題を解決する流体制御板の発明の第１の態様は、周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該流入の反対側から流出させる間に、前記流体により冷却させる発熱部を備える構造体に取り付けられる流体制御板であって、前記構造体の前記流体の流出面側上部に設置されて、前記流出面から流出して周囲温度との差異に応じて上昇しようとする前記流体を前記構造体から離隔する横方向に案内する天板部を有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記課題を解決する流体制御板の発明の第２の態様は、上記第１の態様の特定事項に加え、前記天板部は、前記流出面から流出する前記流体が流入面側に回り込もうとする最短距離の該流出面上部と該流入面上部との間よりも長い流通経路の少なくとも上面側を構成するように形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記課題を解決する流体制御板の発明の第３の態様は、上記第１または第２の態様の特定事項に加え、前記天板部は、前記構造体から離隔する箇所ほど上側に位置する傾斜面となるように設置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記課題を解決する機器収納架の発明の第１の態様は、発熱部となる１台または２台以上の機器を収納して、正面、背面または側面のいずれか一面側から周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該一面の反対側他面側から流出させる間に、前記流体により前記機器を冷却させる構造体に構成されている架であって、上記の第１から第４のいずれか一つに記載の流体制御板を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
上記課題を解決する流体制御方法の発明の第１の態様は、周囲温度よりも低温の流体を流入させて横方向に流通させた後に該流入の反対側から流出させる間に、発熱体との間で熱交換させる当該流体の循環流路を規制する流体制御方法であって、前記流出面から流出した前記流体を、周囲温度との差異に応じて上昇して流入面側に最短距離で回り込もうとするのを該流出面から出た後に前記発熱体から離隔する横方向に案内することを特徴としている。
【００１５】
このような態様では、発熱部を冷却した後に構造体外に流出して流出面に沿うように上昇する流体を離隔する横方向に案内する。このとき、流体は、上昇するのを制限された状態で離隔する横方向に案内されることにより、流出面上部と流入面上部との間の最短距離よりも長い流通経路になるように規制される。したがって、流出面上部から流入面側に直ちに回り込んでしまうことを制限することができ、流入面側に回り込むにしても遠隔位置を迂回させて温度低下させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
このように本発明の一態様によれば、発熱部を冷却して温まって上昇する流体を、流出面上部から流入面側に直ちに回り込んでしまうことなく遠隔位置を迂回させて拡散・放熱させることができ、発熱部を冷却した高い温度の排熱流体がそのまま回り込むことを回避することができる。したがって、冷却対象の発熱部周りに流入させる低温の流体が温度上昇してしまことなく、省エネルギを達成しつつ冷却効率の低下を防止して発熱機器を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体制御板およびこれを備える機器収納架並びに流体制御方法を示す図であり、その全体構成を示す一部透視斜視図である。
【図２】その本実施形態に係る機器収納架の一つを示す側面図である。
【図３】その流体制御板を示す図であり、（ａ）は機器収納架の背面側に取り付ける本実施形態に係る流体制御板の斜視図、（ｂ）は機器収納架の前面側に取り付ける流体制御板の斜視図である。
【図４】そのコールドアイル方式内での設置を説明する側面図である。
【図５】その冷却流体の流れを説明する図であり、（ａ）はその本実施形態の設置時を示す概念側面図、（ｂ）はその本実施形態の非設置時を示す概念側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図５は本発明の一実施形態に係る流体制御板およびこれを備える機器収納架並びに流体制御方法を示す図である。
【００１９】
図１〜図３において、機器収納ラック（機器収納架）１０は、通信機械室Ｒ内で複数列になるように設置されており、それぞれ複数台の通信機器Ｍを収納する状態に取り付けて支持させることができるように作製されている。
【００２０】
この機器収納ラック１０は、１台の通信機器Ｍの横幅と奥行きを有しており、その通信機器Ｍの左右の側面側下部を不図示のレールで案内しつつ収納させた後に、正面Ｍｆ側をネジ止めして取付支持させるようになっている。この状態で、機器収納ラック１０は、通信機器Ｍを寝かせた姿勢にして間に隙間Ｓを形成確保しつつ上下方向に積み上げる形態で複数台を取付支持させることができるように設計されている。なお、この機器収納ラック１０は、レールに代えて、個々の通信機器Ｍを載せる状態で支持する棚板を備えていてもよい。
【００２１】
ここで、通信機器Ｍは、膨大なデータ処理の実行時に内部基板搭載の集積回路が発熱するために、故障や誤動作しないように冷却する必要があり、内外の空気を循環させるように不図示のファンが取り付けられている。すなわち、機器収納ラック１０は、発熱部となる通信機器Ｍを収納する構造体を構成している。
【００２２】
通信機械室Ｒは、複数台の通信機器Ｍを収納支持する機器収納ラック１０を、その通信機器Ｍの正面Ｍｆ側を向かい合わせて対峙する２列の並列状態に隙間なく設置させており、通信機器Ｍは、正面Ｍｆ側が２列の機器収納ラック１０の間を通路Ｐにする管理者等に対して前面側になるように配置（レイアウト）されている。この通信機械室Ｒは、通路Ｐの突き当たりに空調装置ＡＣを設置して室内を一定温度に調整しており、空調装置ＡＣは、上部の吸込口ＡＣｉから天井側の空気（流体）を吸い込んで冷却した後に、床面Ｆの下部に形成されている二重床下のフリーアクセスエリアＤ内に吹き込んで通路Ｐに形成されている複数の吹き出し口から吹き出させて循環するようになっている。
【００２３】
すなわち、通信機械室Ｒは、空調装置ＡＣから冷気（流体空気）ｃａを機器収納ラック１０列の間の通路Ｐに吹き出させてコールドアイル（冷気空間）を形成し、その冷気ｃａを機器収納ラック１０内の通信機器Ｍ間に通気（流通）させて内外空気循環により熱交換させるようになっており、その熱交換後の暖気（排熱）ｗａは、通信機器Ｍの背面Ｍｂに逃がして周囲の温度差により天井側に上昇させ空調装置ＡＣの吸込口ＡＣｉに向かう流れを作ることにより、効果的に通信機器Ｍを冷却することのできるコールドアイル方式を採用している。
【００２４】
そして、機器収納ラック１０は、上述したように、通信機器Ｍの正面Ｍｆ側を冷気ｃａの流入側にする一方、背面Ｍｂ側を暖気ｗａの流出側にしており、その背面側流出面１１側上部には、背面側整流板（流体制御板）２１が隙間なく連続するように設置されて、その前面側流入面１２側上部には、前面側整流板３１が隙間なく連続するように設置されている。
【００２５】
背面側整流板２１は、図４（ａ）に示すように、機器収納ラック１０の背面側流出面１１側上部の枠形状に一致する形状に形成されている固定部２２と、この固定部２２から連続して離隔する箇所ほど上側に位置する傾斜面（天井面）になるように形成されている案内部（天板部）２３と、を一体形成して作製されており、固定部２２の両端側に穿孔されているネジ孔２２ａを利用して機器収納ラック１０の背面側流出面１１側上部にネジ止めするようになっている。この背面側整流板２１は、固定部２２と共に案内部２３の周縁部が断面Ｌ字形状のフレーム部材として枠形状に形成されており、例えば、硬質の樹脂材料により作製されている。また、背面側整流板２１は、案内部２３の固定部２２から最も離隔する先端辺部２３ａが板状に形成されているとともに、その案内部２３の枠形状の内側には透明のシート部材２４を貼付して軽量化および明かり取りを確保しつつ傾斜する天井面を構成するようになっている。
【００２６】
これにより、図５（ａ）に示すように、機器収納ラック１０の背面側流出面１１（通信機器Ｍの背面Ｍｂ）側から流出する暖気ｗａは、周囲との温度差により真上に上昇した後に、背面側整流板２１の案内部２３の傾斜面により案内されて、通路Ｐ（コールドアイル）から離隔する斜め上方の横方向の天井側に向かうように規制することができる。すなわち、背面側整流板２１の案内部２３が暖気ｗａを案内する流路経路の上面側を構成している。
【００２７】
よって、背面側整流板２１は、流体制御方法を実行して、機器収納ラック１０の背面側流出面１１側から流出した暖気ｗａが、その機器収納ラック１０の上面側を通って最短距離で通路Ｐ側に回り込んで到達すること（図５（ｂ）を参照）を制限することができ、背面側流出面１１から離隔する斜め上横方向に迂回（案内）させることにより、周囲に拡散させつつ熱交換させて温度降下させた後に、通路Ｐのコールドアイルに向かって降下することを許容することができる。
【００２８】
なお、この背面側整流板２１は、滞留させることなく暖気ｗａを上方に案内するように適当な仰角で上方に傾斜する姿勢で設置すればよく、例えば、できるだけ横方向に案内するように、水平から３０度〜６０度程度の仰角に設定すればよく、好ましくは、３０度〜４５度で、本実施形態では４５度に設定している。また、この背面側整流板２１の長さは、天井側との間の間隔等を考慮して適宜設計すればよい。
【００２９】
前面側整流板３１は、図４（ｂ）に示すように、背面側整流板２１と同様に、機器収納ラック１０の前面側流入面１２側上部の枠形状に一致する形状に形成されている固定部３２と、この固定部３２から水平方向に連続する天井面になるように形成されている制限部３３と、を一体形成して作製されており、固定部３２の両端側のネジ孔３２ａを利用して機器収納ラック１０の前面側流入面１２側上部にネジ止めするようになっている。この前面側整流板３１は、固定部３２と共に制限部３３の周縁部が断面Ｌ字形状のフレーム部材として枠形状に形成されており、例えば、硬質の樹脂材料により作製されている。また、前面側整流板３１は、制限部３３の固定部３２から最も離隔する先端辺部３３ａが板状に形成されているとともに、その制限部３３の枠形状の内側には透明のシート部材３４を貼付して軽量化および明り取りを確保しつつ天井面を構成するようになっている。
【００３０】
これにより、図５（ａ）に示すように、機器収納ラック１０の前面側流入面１２（通信機器Ｍの正面Ｍｆ）側に回り込む暖気ｗａが存在したとしても、その暖気ｗａは、そのままその前面側流入面１２上部側に侵入すること（図５（ｂ）を参照）が前面側整流板３１の制限部３３により制限される。
【００３１】
よって、前面側整流板３１は、機器収納ラック１０の上部側の暖気ｗａをできるだけ通信機械室Ｒの空調装置ＡＣの吸込口ＡＣｉに吸い込ませることができ、冷気ｃａとして通路Ｐ内に吹き出させて前面側流入面１２から通信機器Ｍの間に流通させ効果的に冷却させることができる。
【００３２】
なお、この前面側整流板３１は、暖気ｗａが機器収納ラック１０の前面側流入面１２側にそのまま回り込んでしまわないように制限できるように設置すればよく、本実施形態では水平方向に延長させているが、これに限るものではなく、上方に延長させてもよい。しかしながら、前面側整流板３１としては、暖気ｗａの機器収納ラック１０の前面側流入面１２側への直接の回り込みを制限してできるだけ離隔させることができるため、本実施形態のように水平方向にできるだけ延長させるのが好ましい。また、この前面側整流板３１の長さは、対向する側の他の部材との間の間隔等を考慮して適宜設計すればよく、対向する側に連続させて閉塞する形態にしてもよい。
【００３３】
また、これら整流板２１、３１は、本実施形態では機器収納ラック１０の前面側や背面側の上部に固定する場合を一例にして説明するが、これに限るものではなく、例えば、機器収納ラック１０の天井面上面側に固定するようにしてもよく、ネジ止めに限らず、両面テープなどで固定するようにしてもよい。また、この整流板２１、３１は、樹脂に限らず、軽量の金属材料を用いてもよいが、軽量かつ難燃性を考慮すると、ポリカーボネイト等の樹脂材料を選択するのが好ましい。
【００３４】
このように本実施形態においては、通信機械室Ｒの空調装置ＡＣの風量を最低限に絞って省エネルギを図る必要がある環境でも、機器収納ラック１０の背面側流出面１１から放出される暖気ｗａを横方向に離隔させて天井側に向かう延長流路を経由させることができ、十分に放冷させることができる。このため、暖気ｗａがそのまま通路Ｐ側に回り込んで通信機器Ｍの間に流入させるコールドアイルの冷気ｃａを温度上昇させて冷却効果を損なわせてしまうことを回避することができる。したがって、暖気ｗａのコールドアイル（通路Ｐ）側への回り込みを確実に回避できないような空調装置ＡＣの低風量動作環境でも冷却効率の低下を抑制することができ、効果的に通信機器Ｍを冷却して効率よく稼動させることができる。
【００３５】
ここで、本実施形態では、背面側整流板２１に加えて前面側整流板３１を設置しているが、背面側整流板２１のみでも十分に暖気ｗａの温度を低下させることができ、コールドアイルの冷気ｃａに与える影響が少ない場合には背面側整流板２１のみしてもよい。また、機器収納ラック１０を３列以上で並列させる場合には、背面側流出面１１を対峙させるように設置すればよい。
【００３６】
本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１０    機器収納ラック
１１    背面側流出面
１２    前面側流入面
２１    背面側整流板
２２、３２      固定部
２３    案内部
２４    シート部材
３１    前面側整流板
３３    制限部
３４    シート部材
ＡＣ    空調装置
ＡＣｉ  吸込口
ｃａ    冷気
Ｄ      フリーアクセスエリア
Ｆ      床面
Ｍ      通信機器
Ｐ      通路
Ｒ      通信機械室
Ｓ      隙間
ｗａ    暖気
【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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