(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に床下通風路を有する２重床構造上に立設されるコンピュータの個別分散型冷却装置であって、前記床下通風路と連通した排気用通風路が内部に形成された冷却装置本体が、コンピュータと一定間隔をおいて前記２重床構造上に立設され、前記冷却装置本体と前記コンピュータとの間の上部床には送風口が開口されており、前記コンピュータと対向する前記送風冷却装置本体の壁面は、前記コンピュータとの対向面を冷却面とした平板状の熱電冷却素子が設けられていることを特徴とする熱電素子を用いたコンピュータの個別分散型冷却装置。
【請求項２】
冷却装置本体とコンピュータとの間に開口された送風口に送風ファンが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の熱電素子を用いたコンピュータの個別分散型冷却装置。
【請求項３】
冷却装置本体の内部に形成された排気用通風路内に送風ファンが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電素子を用いたコンピュータの個別分散型冷却装置。
【請求項４】
冷却装置本体の内部に形成された排気用通風路の排気口に排気用ダクトを接続したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱電素子を用いたコンピュータの個別分散型冷却装置。
【請求項５】
２重床構造の床下通風路内に張り出した整流板を冷却装置本体の下側に設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱電素子を用いたコンピュータの個別分散型冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に床下通風路を有する２重床構造（フリーアクセス床）を有する通信機械室、電気室、コンピュータビル及びデータセンターにおける通信機械、コンピュータ、サーバーなど（以下、コンピュータと称する）の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のコンピュータを配置した通信機械室、電気室、コンピュータビル及びデータセンター等では、コンピュータを正常に連続稼動させるために、発熱する室内のコンピュータを冷却する必要がある。一般的に、通信機械室等ではケーブル類を敷設するために２重床構造のフリーアクセス床を採用する場合が多く、このフリーアクセス床の床下空間を冷風供給路として利用した床吹出し空調機で、コンピュータの冷却を行なうことも多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来型の床吹出し空調機は機械的な運動部分を多数有するため、必然的に空調機自体の故障率は高くなる。そのため、日常的にコンピュータの冷却を行う場合には、信頼性を高めるために空調機の保守や、予備の床吹出し空調機の確保が必要となり、コスト高となる。
【０００４】
また、床吹出し空調機の能力は、床吹出し空調機からコンピュータに到達するまでの冷風の圧力損失および温度上昇によるロスを見込んで決定される。このため、かかるロスを考慮する場合には、過剰な能力の床吹出し空調機を導入しなければならず、この点でも改善の余地があった。
【０００５】
さらに、床吹出し空調機を夜間に運転する場合には、振動・騒音の問題が生じる場合もある。
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題を解消するためにされたものであり、空調機から遠方に配置されたコンピュータまでの経路で発生する冷風の圧力損失および温度上昇のロスを著しく軽減し、かつ冷却装置自体の構成を簡素化することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は内部に床下通風路１ａを有する２重床構造１上に立設されるコンピュータの個別分散型冷却装置であって、前記床下通風路１ａと連通した排気用通風路２ａが内部に形成された冷却装置本体２が、コンピュータ３と一定間隔をおいて前記２重床構造１上に立設され、前記冷却装置本体２と前記コンピュータ３との間の上部床１ｂには送風口４が開口されており、前記コンピュータ３と対向する前記送風冷却装置本体２の壁面は、前記コンピュータとの対向面を冷却面５ａとした平板状の熱電冷却素子５が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
ここで本発明では、冷却装置本体２とコンピュータ３との間に開口された送風口４に送風ファン７を設けてもよく、また冷却装置本体２の排気用通風路２ａ内に送風ファン６を設けてもよい。
【０００９】
さらに本発明では、冷却装置本体２の内部に形成された排気用通風路２ａの排気口に排気用ダクト８を接続するように構成してもよく、冷却装置本体２の下側に、２重床構造１の床下通風路１ａ内に張り出すような整流板９を設けるようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１および図２は、本発明の第１実施形態を示した図である。
【００１１】
第１実施形態の装置は、内部に床下通風路１ａを有する２重床構造１（フリーアクセス床）上に立設されるものであり、熱電冷却素子５を備えた冷却装置本体２と、冷却装置本体２の排気用通風路２ａ内に設けられた排気用ファン６と、冷却装置本体の外側に設けられた送風用ファン７とから構成される。
【００１２】
図２に示すように、冷却装置本体２は横断面が長方形の筒体が床面に対して垂直に直立した形状に成形されている。冷却装置本体２の内部には、横断面形状が冷却装置本体の横断面よりやや小さい相似形の長方形をした排気用通風路２ａが、冷却装置本体２の上下に縦通するように形成されている。この排気用通風路２ａ内には冷却装置本体２の上部開口に向かって送風する排気用ファン６が設けられている。そして、冷却装置本体２の排気用通風路２ａの四方を囲む隔壁の少なくとも一面には、平板状の熱電冷却素子５が内蔵されている。
【００１３】
ここで、本発明の装置で用いられる平板状の熱電冷却素子５には、Ｐ形半導体およびＮ形半導体の一端を接合した接合対（ペルチェモジュール）が用いられる。この熱電冷却素子５はペルチェ効果を利用して、直流電流を流すことで一方の面を冷却し、他方の面（一方の面の背面）を加熱するという性質を有する。本発明の装置では、冷却装置本体２の外側に冷却面５ａが形成され、この冷却面５ａの背面となる排気用通風路２ａ側に排熱面５ｂが形成される。なお、熱電冷却素子５の温度は、電圧・電流の大きさを変えることで容易に調節できる。
【００１４】
また、冷却装置本体２外側に位置する冷却面５ａの下縁部には、送風用ファン７が冷却装置本体２に対して垂直に突設されている。送風用ファン７は、フリーアクセス床１に開口された送風口４から、冷却対象のコンピュータ３と冷却装置本体２外側の冷却面５ａとの間に送風するために設けられるものである。なお、送風用ファン７の取り付け位置は冷却面５ａの下縁部のみに限定されるものではなく、冷却面５ａの中間部に垂直に突設してもよい［図示を省略する］。
【００１５】
本発明装置を設置するフリーアクセス床１の上部床１ｂには、冷却対象となるコンピュータ３が設置され、コンピュータ３の横には、冷却装置本体２および送風口４の面積分の開口が上部床１ｂに設けられている。冷却装置本体２とコンピュータ３との間に送風口４を設けるために、冷却装置本体２はコンピュータ３から一定間隔をおいて上部床１ｂの開口に嵌合配置される。冷却装置本体２は、外側に形成された冷却面５ａが送風口４を隔ててコンピュータ３に対向する状態で立設されている。
【００１６】
第１実施形態の装置は前記のように構成され、以下その作用を説明する。第１実施形態では、床下通風路１ａを通過する空気のうち、送風口４からフリーアクセス床１の上に吹出す空気は冷却装置本体２側の熱電冷却素子５で冷却され、発熱するコンピュータ３から熱を奪って、その後図示しない換気口から室外に排気される。
【００１７】
一方、床下通風路１ａを通過する空気のうち、床下通風路１ａと連通した冷却装置本体２の排気用通風路２ａに流入する空気は、排気用通風路２ａに面した熱電冷却素子５の排熱面５ｂから熱を奪って、冷却装置本体２の上部開口（排気用通風路２ａの排気口）から室内に放出される。そして図示しない換気口から室外に排気される。
【００１８】
すなわち、本発明は冷却対象となるコンピュータ３の間近に冷却装置本体２を設置する、いわゆる個別分散型の冷却装置である。したがって、従来型の床吹出し空調機では、遠方にあるコンピュータまでの経路において冷風の圧力損失および温度上昇のロスが発生するが、本発明装置ではこのようなロスは著しく軽減する。しかも従来型の床吹出し空調機等と比べて、本発明装置の構成は機械的な運動部分も少なく簡易なため振動・騒音も少なく、保守が容易で信頼性も高い。
【００１９】
図３および図４は、本発明の第２実施形態を示した図である。第２実施形態は床下通風路１ａ内から冷却装置本体２内の排気用通風路２に送風して熱電冷却素子２の排熱を行なう点で第１実施形態と共通するが、送風口４から床下通風路１ａ内に送風する構成である点で第１実施形態と相違する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
第２実施形態では、冷却装置本体２の上部開口に室外と連結した排気用ダクト８が接続されている。また第２実施形態では冷却装置本体２の幅とほぼ等しい２枚の整流板９が、床下通風路１ａ内に張り出すようにして冷却装置本体２下側に設けられている。２枚の整流板９は、冷却装置本体２の送風口４に面した隔壁に沿って、下部開口（排気用通風路の吸気口）側と送風口側に下向きで広がる逆Ｖ字状となるように取り付けられている。
【００２１】
第２実施形態の装置は前記のように構成され、以下その作用を説明する。第２実施形態では、床下通風路１ａを通過する空気は、下端が下部開口側に向けて傾斜する整流板９にガイドされて、床下通風路１ａと連通した排気用通風路２ａに流入する。排気用通風路２ａに流入した空気は、熱電冷却素子５の排熱面５ｂから熱を奪って、室外と連結した排気用ダクト８から排気される。
【００２２】
一方、室内空気は、送風用ファン７により上部床１ｂに開口された送風口４から床下通風路１ａに流入する。このとき、コンピュータ３と冷却装置本体２の間を通過する室内空気は、冷却装置本体２側の熱電冷却素子５で冷却され、発熱するコンピュータ３から熱を奪って冷却する。なお、送風口４から床下通風路１ａに流入する空気は、下端が送風口側に向けて傾斜する整流板９にガイドされ、排気用通風路２ａに流入しないようになっている。
【００２３】
以上、実施形態に基づいて本発明の装置を説明してきたが、本発明装置の構成は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、冷却装置本体の排気用通風路を囲む隔壁の２面以上に熱電冷却素子を内蔵させて、本発明装置１台について複数基のコンピュータを冷却するようにしてもよい。また、床下通風路の入口などにファンを設置して、冷却装置本体には個別にファンを設けない構成としてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は冷却対象となるコンピュータの間近に冷却装置本体を設置するため、、従来型の床吹出し空調機で発生した床下通風路内での冷風の圧力損失および温度上昇のロスが著しく軽減する。したがって、コンピュータの冷却に要する電力等のコストが低減できる。
【００２５】
また本発明は、熱電冷却素子を用いてコンピュータを冷却するため、従来型の床吹出し空調機等と比べて機械的な運動部分が少なく構成も簡易である。したがって、運転時における振動・騒音も少なく、装置の保守が容易で信頼性も高い。
【００２６】
さらに本発明で用いられる熱電冷却素子は、電圧・電流の量を変えることで温度を容易に調節できるので、温度応答性が良好である。さらに、触媒としてフロンガスを使用しないため、フロンガスのガス漏れによる地球環境への負荷が生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態の概要斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態における冷却装置本体の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態の概要斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における冷却装置本体の斜視図である。
【符号の説明】
１    ２重床構造（フリーアクセス床）
１ａ  床下通風路
１ｂ  上部床
１ｃ  スラブ床
２    冷却装置本体
２ａ  排気用通風路
３    コンピュータ
４    送風口
５    熱電冷却素子
５ａ  冷却面
５ｂ  排熱面
６    排気用ファン
７    送風用ファン
８    排気用ダクト
９    整流板
【図１】
0003820176.tif 000002
【図２】
0003820176.tif 000003
【図３】
0003820176.tif 000004
【図４】
0003820176.tif 000005