(57)【要約】【課題】本発明は、発熱体用個別冷却装置に関し、発熱体の運転状況に応じて無駄なく冷却してエネルギー消費量を抑える効率の良い冷却装置を提供することが課題である。【解決手段】前・後壁と循環ダクトを有する側壁１２ａ，１２ｂ，…と天井部８及び床面７とで発熱体４を収納する内部閉空間１３を形成するとともに、前記天井部に設けた循環ファン６で前記側壁と天井部及び内部閉空間に空気を循環させる躯体装置１２と、前記躯体装置の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部と内部閉空間とに連通し、前記躯体装置に設けられた開閉機構３によって開閉自在に支持される可動式エンベロープ５と、前記可動式エンベロープ又は前記天井部のいずれかに設けられる熱交換器２と、前記熱交換器に冷媒を供給する冷媒供給配管１０と、循環する空気の温度を計測して前記循環ファンの回転速度を制御する制御装置１１とから構成されて前記発熱体４を個別に冷却する発熱体用冷却装置１とする。【選択図】図１−Ａ
2009097774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前・後壁と循環ダクトを有する側壁と天井部及び床面とで発熱体を収納する内部閉空間を形成するとともに、前記天井部に設けた循環ファンで前記側壁と天井部及び内部閉空間に空気を循環させる躯体装置と、
前記躯体装置の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部と内部閉空間とに連通し、前記躯体装置に設けられた開閉機構によって開閉自在に支持される可動式エンベロープと、
前記可動式エンベロープ又は前記天井部のいずれかに設けられる熱交換器と、
前記熱交換器に冷媒を供給する冷媒供給配管と、
循環する空気の温度を計測して前記循環ファンの回転速度を制御する制御装置とから構成されて前記発熱体を個別に冷却すること、
を特徴とする発熱体用冷却装置。
【請求項２】
躯体装置には、内部閉空間に収納する発熱体が複数ある場合に、前記発熱体同士を仕切る隔壁が適宜に設けられること、
を特徴とする請求項１に記載の発熱体用冷却装置。
【請求項３】
隔壁は、開閉自在であること、
を特徴とする請求項２に記載の発熱体用冷却装置。
【請求項４】
躯体装置における前壁若しくは後壁には、人の出入り口用扉が適宜に設けられていること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発熱体用冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、空調室に据えられたサーバー等の発熱体を個別に冷却して、発熱体の性能を維持させる冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、サーバー等の通信機器は、その発熱量が年々増加の一途をたどっており、該通信機器の発熱を除去するために、図５に示すように、サーバー２１等が設置された空調室２２の床下（ピット）２３に空調機２４を設置し、ファンで強制的に床下に冷却した空気を送り、床下から天井２５に冷気を流して、環気ダクト２６を介して前記床下２３に空気を循環させるようにした集中方式の空調システムが知られている（特許文献１参照）。また、図６に示すように、空調機のパッケージ群２７を空調室２２に適宜に配設した、パッケージ方式の空調システムも知られている。
【特許文献１】特開２０００−３５６４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の空調システムでは、冷却した空気の搬送距離が長くなると共に、無駄な空間まで冷却していることになる。更に、複数のサーバーがある場合に、稼働していないサーバーまで冷却することになり、冷却効率を向上させることが困難である。本発明に係る発熱体用冷却装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る発熱体用個別冷却装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、前・後壁と循環ダクトを有する側壁と天井部及び床面とで発熱体を収納する内部閉空間を形成するとともに、前記天井部に設けた循環ファンで前記側壁と天井部及び内部閉空間に空気を循環させる躯体装置と、前記躯体装置の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部と内部閉空間とに連通し、前記躯体装置に設けられた開閉機構によって開閉自在に支持される可動式エンベロープと、前記可動式エンベロープ又は前記天井部に設けられる熱交換器と、前記熱交換器に冷媒を供給する冷媒供給配管と、循環する空気の温度を計測して前記循環ファンの回転速度を制御する制御装置とから構成されて前記発熱体を個別に冷却することである。
【０００５】
前記躯体装置には、内部閉空間に収納する発熱体が複数ある場合に、前記発熱体同士を仕切る隔壁が適宜に設けられること、；
前記  隔壁は、開閉自在であること、；
前記躯体装置における前壁若しくは後壁には、人の出入り口用扉が適宜に設けられていること、；
を含むものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る発熱体用冷却装置によれば、循環空気用のピットが不要となり、空調室工事に掛かるコストを飛躍的に削減することができる。また、個々のサーバーなどの通信機器の運転状況に合わせて、循環ファンを制御し適切な除去熱量となるように管理することが可能となる。よって、無駄に冷却する様なことが避けられる。また、本発明に係る発熱体用冷却装置は、標準化設計が可能であり、製造コストを低減させることができる。更に、発熱体用冷却装置における冷却能力は、コイル層数やフィン本数の設定を除去熱量に対応して行うことができるので、将来の除去熱量の変更にも同一のコンセプトで対応可能である。
【０００７】
また、前記躯体装置に隔壁を設けることで、内部閉空間に収納する発熱体が複数ある場合に、運転状況に応じて適宜に発熱体同士を仕切ることができて、冷却効率を高めることが容易となる。この隔壁をジャバラ式や引き戸式などの開閉式にすれば、容易に仕切ることができて使い勝手が良くなる。更に、空調室の設置場所の形や大きさの制限により、人の出入り口用扉を利用したり、可動式エンベロープを開閉したりして、能率良くメンテナンス等を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る発熱体用冷却装置１は、図１−Ａ及び図２に示すように、前壁・後壁１ａ，１ｂと循環ダクト及び熱交換器２を有する側壁１２ａ，１２ｂ，…１２ｅ，…と天井部８及び床面７（建物の床又は装置１の床部）とで発熱体４を収納する内部閉空間１３を形成するとともに、前記天井部８に設けた循環ファン６で前記側壁１２ａ，…，１２ｅと天井部８及び内部閉空間１３に空気を循環させる躯体装置１２がある。
【０００９】
前記躯体装置１２の側壁の一部を形成する躯体であって循環空気ダクトを一体に有して前記天井部８と内部閉空間１３とに連通し、前記躯体装置１２に設けられた開閉機構３によって開閉自在に支持される可動式エンベロープ５がある。この可動式エンベロープ５は、図２に示すように、側壁１２ａ，…の両側に一対で設けられる場合もあるし、片側だけに設けられる場合もある。また、この躯体装置１２の大きさによっては、片側の側壁に複数個の可動式エンベロープ５が設けられる場合もある。
【００１０】
この可動式エンベロープ５の内部には、上下方向に連通する間隙があり、循環する空気の通り道となっている。更に、内側壁面には循環空気用の開口部が複数設けられている。この開口部の空気の吸込み側には、塵埃除去用のフィルター等が備えられている。この可動式エンベロープ５の内部に、熱交換器２が装備されている。
【００１１】
前記熱交換器２は、循環空気を、水以外の冷媒（代替フロンなど）で冷却するコイルがあり、空気の流れの抵抗を極力少なく、かつ、伝熱効率を改善したフィンが装備されている。また、上下方向に連通するダクトがあってその内側壁面には循環空気用の開口部が複数設けられた循環空気ダクトを一体構造としている。前記開閉機構３は、公知の開閉技術であり、例えば、エアーシリンダーや油圧装置等の駆動手段により、回転軸が回転されたり、直接的にエンベロープ５をロッド等で押し上げたりするものである。
【００１２】
前記熱交換器２に冷媒を供給する冷媒供給配管１０と、循環する空気の温度を例えば熱交換器２の入口または出口において温度センサー等で入口温度または出口温度を計測して、前記循環ファン６の回転速度を制御する制御装置１１（図示せず）とある。以上のようにして本発明の発熱体用冷却装置１が構成される。
【００１３】
そして、前記内部閉空間１３に収納される発熱体４は、例えば、サーバーなどの通信機器であって、一つの発熱体若しくは一群の発熱体である。これによって、温度管理をし易くするものである。
【００１４】
なお、前記躯体装置１２においては、内部閉空間１３に複数の発熱体４を収納する場合もあり、その場合には、発熱体４同士を仕切る必要があるので、隔壁９が設けられることがある。この隔壁９は断熱性の高い部材で形成したものである。更に、この隔壁９をジャバラ式若しくは引き戸式で開閉自在にして、内部に納める一群の発熱体４の長さに容易に対応可能にできる。
【００１５】
更に、図３に示すように、冷却装置１を設置する空調室の設置面積や壁の都合により、可動式エンベロープ５をエアーシリンダーや油圧装置等で駆動される開閉機構３で開閉できない場合がある。そのような場合に、メンテナンス等の必要から内部に人が出入りできるよう、例えば、前壁１２ａに、人の出入口用扉１１が適宜設けられている。
【００１６】
前記発熱体用冷却装置１の使用方法について説明すると、図１−Ａに示すように、循環ファン６の駆動回転によって冷却装置１の内部閉空間１３内に冷気が吹き出されて発熱体４の熱を吸熱して、側壁１２ａ，１２ｂ，…及び可動式エンベロープ５内の熱交換器２へと流れてここで熱交換される。熱交換器２には、図４に示すように、冷媒供給配管１０の枝管である供給官１０ａによって冷凍機（図示せず）から冷媒が供給され、戻し管１０ｂによって前記冷凍機に並列的に戻され、外部に熱が放熱されるものである。
【００１７】
前記熱交換器２によって熱が吸収された空気が冷気となって循環空気ダクトを介して天井部８に至り、前記循環ファン６により内部閉空間１３に再び吹き出されて循環する。この循環ファン６は、制御装置（図示せず）によって無駄なく適切に、回転制御される。
【００１８】
即ち、前記熱交換器２の入口または出口の近傍に温度センサー（図示せず）を配設して、温度の変化を信号として受信して、前記制御装置で循環ファン６を独立に制御してこれの回転数を増減するものである。このように、個々若しくは一群の発熱体４に対して熱輸送をローカル化して、熱輸送効率を向上させるものである。更に、この制御装置は、前記冷媒供給配管１０における供給のＯＮ，ＯＦＦを電磁弁等で制御することも含まれる。
【００１９】
このようにすることで、サーバー等の発熱体４の運転状況により、循環ファン６の回転数を適切な回転数で回転させ、更に、冷媒を供給する必要のないところには、無駄に供給することがないように設定できる。よって、従来の空調システムのように、稼働していないサーバーがあっても、空調室の全体を冷却する、という無駄なことも本発明に係る発熱体用冷却装置１では避けられる。
【００２０】
また、発熱体４若しくは発熱体４の一群を、前記側壁１２ａ，１２ｂ，…及び可動式エンベロープ５によって近接させて覆うようにしたので、循環させる空気の熱輸送の距離が短く、無駄な空間まで冷却することがなく熱効率が良いと共に、循環ファン６が小型化されて発生する熱量も抑えられるものである。
【００２１】
本発明に係る他の実施例の発熱体用冷却装置１ｃとして、図１−Ｂに示すように、空気の循環する方向を上記実施例の空気の流れに対して逆にし、内部閉空間１３から循環ファン６で天井部８へと発熱体４の熱を吸収した暖かい空気を吸い込み、側壁１２ａ，１２ｂ，…及び可動式エンベロープ５に送り出して熱交換器２で放熱させて、冷気を内部閉空間１３に吹き出すようにして循環させることもできる。前記発熱体４で熱せられた空気が自然に上昇するので、循環ファン６の負荷が軽減される。
【００２２】
また、図１−Ｃに示す他の実施例ように、熱交換器２を天井部８に纏めて設けて、側壁１２ａ，１２ｂ，…及び可動エンベロープ５は循環空気ダクトにしてなる発熱体用冷却装置１ｄとすることもできる。このようにすることで、側壁１２ａ，１２ｂ，…と可動式エンベロープ５の構造が簡易になり製作が容易になり、また、可動式エンベロープ５の重量が軽量化されて、これを開閉させる開閉機構３の負荷も軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１−Ａ】本発明に係る発熱体用冷却装置１の断面図である。
【図１−Ｂ】同本発明の他の実施例に係る発熱体用冷却装置１ｃの断面図である。
【図１−Ｃ】同本発明の他の実施例に係る発熱体用冷却装置１ｄの断面図である。
【図２】同本発明に係る発熱体用冷却装置１の躯体装置１２を示す概略斜視図である。
【図３】同発熱体用冷却装置１の全体を示し、側壁の一部の可動式エンベロープ５を開閉機構３により開いた状態の一部斜視図である。
【図４】同本発明に係る発熱体用冷却装置１に冷媒供給配管１０を、並列に接続する例を示す説明図である。
【図５】従来例に係る集中式空調システムの概略説明用の平面図である。
【図６】同従来例に係るパッケージ式空調システムの概略説明用の平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１          発熱体用冷却装置、
１ａ        前壁、
１ｂ        後壁、
２          熱交換器、
３          開閉機構、
４          発熱体、          
５          可動式エンベロープ、  
６          循環ファン、
７          床面、    
８          天井部、
９          隔壁、
１０        冷媒供給配管、                １０ａ                    供給官、
１０ｂ      戻し管、
１１        制御装置、
１２        躯体装置、                    １２ａ，１２ｂ，…１２ｅ  側壁、  
１３        内部閉空間。
【図１−Ａ】
2009097774.tif 000003
【図１−Ｂ】
2009097774.tif 000004
【図１−Ｃ】
2009097774.tif 000005
【図２】
2009097774.tif 000006
【図３】
2009097774.tif 000007
【図４】
2009097774.tif 000008
【図５】
2009097774.tif 000009
【図６】
2009097774.tif 000010