JP4071043B2 - Electronic equipment cooling structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のコンピュータの発展に伴い、コンピュータのシステムを構成する電子機器のモジュールは高密度化している。例えば、RAID(Redundant Array of Independent Disks)方式による大型のディスクアレイ装置がその好例である。ディスクアレイ装置の単位体積当たりの記憶容量をより増大させるため、より多くの固定磁気ディスク装置(HDD)を筐体内に収納している。ここで、個々の磁気ディスク装置を作動させるために印加する電流は、その一部が磁気ディスク装置の発熱の原因となり、磁気ディスク装置が高密度化するほど、この発熱量が大きくなることは周知である。磁気ディスク装置が高温になれば、その動作特性は低下し、破損の可能性もあるため、磁気ディスク装置に電流を印加している間は、これを冷却する必要がある。
【0003】
電子機器装置の従来の冷却方法の一例として、ディスクアレイ装置の空冷について説明する。従来の空冷方法によれば、ディスクアレイ装置を通気性のよい筐体に収納し、筐体の内部に空冷用の排気ファンを配設して、個々の磁気ディスク装置の周辺に空気を流すことにより、これを冷却している。冷却構造の構成は以下の通りである。複数の磁気ディスク装置を収納すると同時に、個々の磁気ディスク装置に電力を供給するディスクボックスの背面又は上面に排気ファンを設け、このディスクボックスの背面どうしが平行に相対するように配置してこれを一つのユニットとし、このユニットを上下に複数段配置して、これを側面と上面とに通気口を有する筐体に収納する。ここで、上記の排気ファンが作動すると、筐体の側面から空気を吸気し、この空気を個々の磁気ディスク装置の周囲を通過させてこれを冷却し、冷却後の空気を、ディスクボックスの背面どうしの間隙によって形成される筐体の中央の通風経路に集約して、さらに筐体の上面の通気口から排気する。
【0004】
排気ファンがディスクボックスの背面に設けられている場合は、通風経路をはさんで相対している排気ファンからの排気が混合することにより、排気圧の圧力損失が生じて、磁気ディスク装置冷却後の空気の流れが停滞する。ここで、筐体の下段に位置する排気ファンから排気された空気ほど混合が大きく、停滞もより大きくなる。排気ファンが個々のディスクボックスの上面に設けられている場合は、筐体の下段に位置する排気ファンから排気された空気ほど、筐体の上面の通気口まで流れる際の管路抵抗が大きく、空気の停滞がより大きくなる。
【0005】
上記の空気の停滞は、いずれも筐体の内部における不均一冷却をもたらす。即ち、筐体の下段に位置するディスクボックスに収納された磁気ディスク装置を冷却すべき空気の流れが上段に比べて停滞するため、下段の磁気ディスク装置の温度がより高温になる。この不均一を解消するためには、下段の排気ファンの静圧を高めなければならないが、排気ファンの安定運転を維持しつつ高められる最大静圧の上限(およそ25mmAq)により、不均一冷却を排気ファンの静圧で解消することには限界があることが知られている。
【0006】
下段の排気ファンの静圧を高める以外の方法も採用されており、以下にその二例を示す。排気ファンがディスクボックスの背面に設けられている、特開平5−99465号公報に開示されている発明においては、通風経路に仕切板を設け、これを排気流の圧力損失の少ない流形に沿った形状として、相対する排気どうしの衝突を防止し、筐体の上下方向における排気の不均一を低減させようとした。
【0007】
また、排気ファンがディスクボックスの上面に設けられている、特開2001−307474号公報に開示されている発明においては、ディスクボックスの配置を個々のユニット毎に調節して、通風経路が下から上に向かって広くなるようにし、且つ、上記と同様の仕切板も用いて、下段の排気ファンにおける管路抵抗を大きくし、筐体の上下における冷却効率の不均一を補正しようとした。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の仕切板や通風経路の形状の工夫のみでは、筐体内の空気の排気ムラを完全に解消するには至っていない。また、仕切板の設置により、ディスクアレイ装置全体の水平方向の占有長さが長くなる弊害がある。さらに、特開平5−99465号公報に開示されているように、排気流の流体形状まで考慮した仕切り板の構造は複雑であり、この結果、ディスクアレイ装置全体の構造が複雑になる。特開2001−307474号公報における通風経路の形状の工夫も同様に、装置全体の水平方向の占有長さが長くなる。
【0009】
このように、筐体内の上下方向の不均一冷却が完全に解消されないと、やはり下段の排気ファンはその静圧を高めるべく、排気ファンからの風量を増大させなければならないため、高出力ファンが必要となる上に、運転中の騒音が大きく、消費電力も大きい。
このため、仕切板、通風経路及び高出力ファンにより、ディスクアレイ装置が、大型、高原価、高騒音、且つ、高消費電力の装置となる。
【0010】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスクアレイ装置等の電子機器装置の冷却構造を実現することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための、本発明の主たる発明は、電子機器の冷却構造であって、電子機器が収容され、吸気面とこの吸気面に対向させて設けられる排気面とを有する複数のボックスと、一方の列に所属する前記ボックスの排気面が他方の列に所属する前記ボックスの排気面と間隙を保って対向するように、前記ボックスを複数の列に重ねた状態で収容する筐体と、前記間隙の上端側に設けられ、前記排気面から前記間隙に流入する空気を前記筐体の外部に排出する排気ファンと、前記排気面に設けられ、前記排気ファンに近い位置にある前記排気面ほど、その排気面から前記間隙に流入する空気の通風領域を減少させる通気孔を有する風量抵抗板とを備えることとする。
【0012】
【発明の実施の形態】
===開示の概要===
以下の開示により少なくとも次のことが明らかにされる。
前記のような冷却構造によれば、前記抵抗体が前記排気ファンにより近づくほど、該抵抗体の空気に対する流通抵抗がより大きくなる。このため、該抵抗体に対応する前記電子機器が該排気ファンに近いほど、該電子機器近傍における空気の流れが抑制されて所定の流量に達する。一方、該排気ファンから遠いほど、空気の流れが促進されて該所定の流量に達する。従って、前記電子機器の温度が、前記排気ファンからより離れるほど、より高くなる傾向を抑制することが可能となる。
【0013】
また、前記通風経路は、前記ボックスどうしの間隙又は前記ボックスと筐体との間隙で形成されており、特別な構造物ではない。加えて、前記排気ファンは、個々の前記ボックスには配設されず、前記筐体の前記天井側に配設されるのみである。このことから、小型、低原価、低騒音、且つ低消費電力を可能とする電子機器の冷却構造を実現できる。
【0014】
前記抵抗体において、前記通気孔は微小かつ多数形成されてなってもよい。このような冷却構造によれば、前記抵抗体において、前記各通気孔の総面積を変えることが容易であり、従って、該通気口を通過する空気の流量を制御することが容易となる。
【0015】
また、前記排気ファンから最も距離の長い前記ボックスには抵抗体が配設されていなくてもよい。
このような冷却構造によれば、前記排気ファンから最も遠い前記ボックスにおける空気の流れが抑制されることがない。従って、前記排気ファンに不必要な負荷を与えることなく、前記電子機器が前記排気ファンからより離れるほど該電子機器の温度がより高くなる傾向を抑制することが可能となる。
【0016】
また、前記抵抗体は、前記ボックス毎の前記排気面に配設されてなっていてもよい。
このような冷却構造によれば、前記電子機器の温度を、該電子機器が収納された前記ボックスの位置に依存することなく、およそ均一にすることが可能となる。
【0017】
また、前記抵抗体は、前記ボックスの内部における前記排気面に配設されてなっていてもよい。
このような冷却構造によれば、前記通風経路の幅を狭めることなく、前記電子機器の温度を、該電子機器が収納された前記ボックスの位置に依存しないおよそ均一の温度にすることが可能となる。
【0018】
===第一の実施の形態===
<<<冷却構造の構成>>>
本実施の形態において、ディスクアレイ装置の冷却構造について説明する。ここで、本実施の形態の冷却構造は、ディスクアレイ装置全体を対象とするとともに、ディスクアレイ装置の筐体のみも対象とする。
【0019】
図1にディスクアレイ装置1の斜視図を示し、1組のディスクボックス10が相対するディスクアレイ装置1の模式的な断面図を図2に示す。ディスクボックス10は、電子機器としての磁気ディスク装置20を収納するとともに磁気ディスク装置20に電力を供給する。この2個のディスクボックス10が排気面としての背面を相対して間隙を保ち、左右対称に配置されてユニット30を形成し、4段のユニット30が上下に配置される。ここで、下段から第1ユニット31、第2ユニット32、第3ユニット33、及び、第4ユニット34とする。第1ユニット31から第4ユニット34にかけて、上記の間隙を足し合わせて通風経路30aを形成する。4段のユニット30の下には、後述の駆動用電源及び後述のファンアセンブリにAC電力を分配する配電ボックス40が2個配置されている。即ち、4段のユニット30、2個の配電ボックス40及び後述のファンアセンブリ(排気ファン)が筐体50に収納される。筐体50は、ディスクボックス10の吸気面としての正面に相対する側面に不図示のルーバが設けられ且つ内側に不図示のフィルタが設けられた2枚の不図示の扉を備え、通気性を有する天井面50cを備える。
【0020】
図1に挿入された1つのディスクボックス10の斜視図に示されるように、ディスクボックス10は、正面から32個の磁気ディスク装置20を左右に16個ずつプラグイン方式で収納し、左端に16個の磁気ディスク装置20に対する駆動用電源60を2個、並列に有し、中央に8個の磁気ディスク装置20に対するインタフェース用基板65を4個、並列に有する。ディスクボックス10の背面のプラッタ70には不図示のコネクタが設けられており、磁気ディスク装置20をこのコネクタにプラグインすることによって、磁気ディスク装置20の電気的な制御が可能となる。ディスクボックス10における排気面としてのプラッタ70は、できるだけ通気性を確保するために、磁気ディスク装置20及び駆動用電源60に略対応する位置に多角形の通気窓75を有する。また、磁気ディスク装置20どうしの間隙を大きくするために、ディスクボックス10は、これを支えるだけの梁とプラッタ70とを具備してなる。
【0021】
以上、1つの筐体50に8個のディスクボックス10が収納され、各ディスクボックス10に32個の磁気ディスク装置20が収納されているため、全体として、1つの筐体50には256個の磁気ディスク装置20が収納されていることになる。
【0022】
磁気ディスク装置20は、情報を記憶する不図示の磁気ディスク、この情報を読み書きする不図示の磁気ヘッド、磁気ヘッドを位置決めするための不図示のヘッドアーム及び不図示のアクチュエータ等を不図示のハウジングにより密閉した構造を有する。磁気ディスクは不図示のスピンドルを介して不図示のモータにより高速で回転させられる。図1に挿入された1つのディスクボックス10の斜視図に示されるように、磁気ディスク装置20を、ディスクボックス10の正面に位置する側から見て幅の狭い方向を左右とすれば、磁気ディスクは磁気ディスク装置20の正面に対し垂直、且つ、磁気ディスク面が磁気ディスク装置20の左右の面と平行になるように配置されている。本実施の形態としては、ディスクボックス10内に駆動用電源60が実装されているが、磁気ディスク装置20の内部に備えられた構成であってもよい。
【0023】
図1に挿入された1つのディスクボックス10の斜視図、及び図2に示されるように、ディスクボックス10の排気面であるプラッタ70の、通風経路30aに相対する面には、プラッタ70からおよそ10mmの距離を隔てて、風量を調節する抵抗体としての風量抵抗板80が設けられている。風量抵抗板80を通過させることによって、プラッタ70を通過する空気の流量を抑制し、且つ、これを制御することができる。
【0024】
図1及び図3に示されるように、本実施の形態においては、多角形の通気窓75を有するプラッタ70に対応する各風量抵抗板80には、上記の多角形に対応する領域内に、複数の、およそ4.5mmの外径を有する通気孔80aが不均一に穿設されている。この不均一に穿設された通気孔80aが、各磁気ディスク装置20及び各駆動用電源60に略対応してひとまとまりとなった単位を通気領域80bとする。風量抵抗板80における空気の流れにくさを示す流通抵抗は、通気領域80bの面積により調節することができる。即ち、プラッタ70の通気窓75の面積を100%とした場合、これに対応する通風領域80bの面積を、例えばおよそ10%乃至90%の間で調節する。
【0025】
同一のユニット30における2枚の風量抵抗板80は同一である。第1ユニット31には風量抵抗板80がなく、ディスクボックス10の排気面における空気の流れを全く抑制しない。図3に示されるように、第2ユニット32に対応する風量抵抗板80を第2抵抗板82、第3ユニット33に対応する風量抵抗板80を第3抵抗板83、第4ユニット34に対応する風量抵抗板80を第4抵抗板84とすると、第2抵抗板82から第4抵抗板84にかけて、通気領域80bの面積が小さくなっている。上記の第2抵抗板82乃至第4抵抗板84の構成を、図4において概念的に示した。図4(A)、図4(B)、及び図4(C)の風量抵抗板85は、それぞれ第4抵抗板84、第3抵抗板83、及び第2抵抗板82に対応する。各風量抵抗板85には6個の長方形の領域内に均一に通気孔85aが穿設されており、各風量抵抗板85について、この長方形の領域の面積が、図4(C)から図4(A)にかけて小さくなっている。第2抵抗板82乃至第4抵抗板84は、これに対応すると考えてよい。
【0026】
さらに、第2抵抗板82乃至第4抵抗板84の各々は、上下2段からなる磁気ディスク装置20それぞれに対応した通気領域80bを有する。図3において、第2抵抗板82の下段の通風領域821bの面積が最も大きく、第2抵抗板82の上段の通風領域822b、第3抵抗板83の下段の通風領域831b、第3抵抗板83の上段の通風領域832b、第4抵抗板84の下段の通風領域841b、及び、第4抵抗板84の上段の通風領域842bの順に面積が小さくなる。
【0027】
図3に見られるように、通風領域822b、832b、842bにおいては、通気孔80aの穿設のし方が水平方向で均等でない部分があるが、後述する磁気ディスク装置20の温度の均一性が、これによって損なわれることはない。
【0028】
図1及び図2に示されるように、最上段に位置する第4ユニット34の上部には、2個のディスクボックス10の上面を橋渡しするように、排気ファンとしての電動ファン90を備えたファンアセンブリ100が4台、略密着して設けられている。1つのファンアセンブリ100は2個の電動ファン90を有するため、本実施の形態におけるディスクアレイ装置1には、合計8個の電動ファン90が設けられていることになる。電動ファン90の吸気面は通風経路30aに面し、排気面は筐体50の通気性を有する天井面50cに面している。
【0029】
以上、ファンアセンブリ100が上部に集約された、全面吸込み/中央ダクト天面吐出し構造を有するディスクアレイ装置1における空気の通路は以下のようになる。即ち、筐体50の左右の不図示の扉の不図示のルーバ、不図示のフィルタ、吸気面としての磁気ディスク装置20正面と駆動用電源60正面とコントローラ65正面とディスクボックス10正面フレームとの隙間、磁気ディスク装置20及び駆動用電源60の側面、プラッタ70の通気窓75、風量抵抗板80の通風領域80b、通風経路30a、ファンアセンブリ100、並びに、不図示の天井面である。
【0030】
<<<冷却構造の動作>>>
本実施の形態の筐体50内での空気の流れが、図2の矢印で模式的に示されている。電力が供給されてファンアセンブリ100の電動ファン90が回転すると、筐体50内の空気の流れは以下のように形成される。空気は、筐体50の左右の不図示の扉の不図示のルーバ及び不図示のフィルタを通過して、ディスクボックス10の正面を通過してこの内部を冷却する。冷却後の空気は、プラッタ70を通過した後、風量抵抗板80でその流量が抑制され、個々のディスクボックス10からの空気が通風経路30aに集約されて、ファンアセンブリ100の電動ファン90及び天井面50cを通過して筐体50の外に排出される。
【0031】
プラッタ70の通気窓75の面積を100%とした場合、これに対応する通風領域80bの面積が100%以下の値に調節されているとすれば、ディスクボックス10に風量抵抗板80を設けることによって、各ディスクボックス10に吸気されて不図示の天井面から排気される空気に対する管路抵抗を、風量抵抗板80がない場合に比べて、1倍以上の値にすることができる。従って、各ユニット30の各上下段毎に、通過する空気の管路抵抗を適宜設定することによって、各ユニット30の各上下段毎の空気の流量を変化させることができる。
【0032】
本実施の形態における風量抵抗板80が空気の流れに及ぼす効果について説明する。図5は、本実施の形態として風量抵抗板80が設けられている時と、そうでない時との、第1ユニット31乃至第4ユニット34それぞれの上下段における空気の流量のヒストグラム、及び、ディスクアレイ装置1内の磁気ディスク装置20を冷却するのに必要な空気の平均流量の値を示している。風量抵抗板80を設けた本実施の形態では、第1ユニット31乃至第4ユニット34それぞれの上下段における空気の流量がおよそ均一となっており、これはディスクアレイ装置1内の磁気ディスク装置20を冷却するのに必要な空気の平均流量の値を満足している。一方、風量抵抗板80を設けていない場合は、第4ユニット34の上段から第1ユニット31の下段にかけて流量が急峻に低下している。
【0033】
本実施の形態においては、第2抵抗板82の下段の通風領域821bから第4抵抗板84の上段の通風領域842bにかけて、この面積が小さくなるのにともなって、それぞれの排気面における流通抵抗が増大し、従って空気の全体的な流れにおける管路抵抗が増大するために、図5の斜線のヒストグラムの傾向が矯正されて、第1ユニット31の下段乃至第4ユニット34の上段の排気面における空気の流量が均一となる。具体的且つ極端な例としては、4つのユニット30のうちで、空気の排気圧の圧力損失が最も高く、空気に対する管路抵抗が最も大きい第1ユニット31については、風量抵抗板80を設けず、一方、空気の排気圧の圧力損失が最も低く、空気に対する管路抵抗が最も小さい第4ユニット34の上段については、上段の通気領域842bの面積が最も小さい第4抵抗板84を設ける。
【0034】
各ユニット30における空気の流量の均一性について、図5を参照しつつ、さらに詳細に説明する。第2ユニット32の下段から第4ユニット34の上段にかけて風量抵抗板80を設け、徐々にその流通抵抗を大きくすることによって、第2ユニット32上下段の流量が、風量抵抗板80による第1ユニット31上下段の流量の増加率に比べて低い増加率で増加し、第3ユニット33上下段の流量が減少し、第4ユニット34上下段の流量が、風量抵抗板80による第3ユニット33上下段の流量の減少率に比べて高い減少率で減少する。よって、それぞれの上下段を含めた4つのユニット30の流量がおよそ均一になる。
【0035】
以上から、第1ユニット31の下段乃至第4ユニット34の上段の不均一冷却を解消することが可能となる。従って、磁気ディスク装置20をどのディスクボックス10にプラグインしても、磁気ディスク装置20の周囲の温度はおよそ同じとなる。
【0036】
また、本実施の形態の排気方法によれば、特開平5−99465号公報に開示された、個々のディスクボックスの背面に排気ファンが設けられる方式を採用していないため、上記公報の発明に比べて、通風経路30aの中央で左右のディスクボックス10から排気された空気が強く衝突することが抑制され、通風経路30aにおける空気の混合が少なく、ディスクボックス10における排気圧の圧力損失も小さい。また、本実施の形態の排気方法によれば、特開2001−307474号公報に開示された個々のディスクボックスの上面に排気ファンが設けられる方式を採用していないため、ディスクボックス10の冷却に一度使用された空気が再度、他のディスクボックス10の冷却に使用されることがなく、個々のディスクボックス10における冷却効率が高い。
【0037】
さらに、本実施の形態においては、通風経路30aの内部に仕切板等の特別な構造物がなく、単純な形状であり、ファンアセンブリ100は、筐体50の不図示の天井面にあるのみである。従って、個々のディスクボックスに排気ファンを有し、通風経路には仕切板を有する、特開平5−99465号公報及び特開2001−307474号公報に開示された装置と比較して、より小型、より低原価、より低騒音、且つ、より低消費電力を可能とするディスクアレイ装置を実現できる。
【0038】
===第二の実施の形態===
第一の実施の形態で述べた風量抵抗板80は、各ディスクボックス10のプラッタ70の通気経路30a側におよそ10mmの間隔を保持して配設されるが、第二の実施の形態においては、風量抵抗板をプラッタ70のディスクボックス10内部側に配設する。この場合、通風経路30aに風量抵抗板がないため、通風経路30aの幅を狭めない効果がある。
【0039】
第二の実施の形態における風量抵抗板85は、第一の実施の形態の図5に示される空気の流量の均一性を同様に実現する効果をもたらすため、第1ユニット31の下段乃至第4ユニット34の上段の不均一冷却を解消することが可能となり、磁気ディスク装置20をどのディスクボックス10にプラグインしても、磁気ディスク装置20の周囲の温度はおよそ同じとなる。
【0040】
===その他の実施の形態===
以上、いくつかの実施の形態に基づき本発明に係る電子機器の冷却構造等を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【0041】
上記実施の形態においては、通気領域80bを形成する通気孔80aは、複数で、およそ4.5mmの外径を有し、不均一に穿設されているとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、風量抵抗板80上における、プラッタ70の通気窓75に対応する領域よりも総面積が小さければ、不定形の、1個又は複数個の孔であってもよいし、この孔が通気窓75に対応する領域内に均一に穿設されていてもよい。但し、一定形状の多数の通気孔80aで通気領域80bを形成した方が、通気領域80bの総面積を制御することが容易であり、通気領域80bを通過する空気の流量を制御することが容易である。
【0042】
また、上記実施の形態においては、第1ユニット31は風量抵抗板80が配設されていないとしたが、これに限定されるものではなく、例えば第1ユニット31が風量抵抗板80を備えおり、第1ユニット31の下段乃至第4ユニット34の上段の排気面における空気の流量が、ディスクアレイ装置1内の磁気ディスク装置20を冷却するのに必要な空気の平均流量の値を満足するようになっていればよい。但し、第1ユニット31に風量抵抗板80がない方が、電動ファン90に不必要な負荷を与えずに、上記の平均流量を満足させることが可能である。
【0043】
また、上記の実施の形態においては、風量抵抗板80がディスクボックス10毎に設けられるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、第2ユニット32乃至第4ユニット34の3段階をさらに第2ユニット32の下段乃至第4ユニット34の上段までの6段階に分けて、それぞれの段階に風量抵抗板を設けてもよい。また、ユニット30の区別なく、第2ユニット32から第4ユニット34にかけて、連続的に通風領域80bの面積を変化させてもよい。
【0044】
また、上記の実施の形態においては、風量を調節する抵抗体を風量抵抗板80としたが、これに限定されるものではなく、シート状の抵抗体であってもよい。
【0045】
このような電子機器の冷却構造によれば、電子機器の温度を、該電子機器が筐体内に収納された位置に依存することなく、およそ均一にすることが可能となる。
【0046】
【発明の効果】
小型で、低原価、低騒音、且つ、低消費電力を可能とする電子機器の冷却構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディスクアレイ装置の斜視図である。
【図2】ディスクアレイ装置の側断面を示す模式図である。
【図3】風量抵抗板の正面を示す図である。
【図4】風量抵抗板の正面を示す概念図である。
【図5】第1ユニットの下段乃至第4ユニットの上段における空気の流量のヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
1 ディスクアレイ装置
10 ディスクボックス
20 磁気ディスク装置
30 ユニット
30a 通風経路
31 第1ユニット
32 第2ユニット
33 第3ユニット
34 第4ユニット
50 筐体
50c 天井面
70 プラッタ
75 通気窓
80、85 風量抵抗板
80a、85a 通気孔
80b、821b、822b、831b、832b、841b、842b 通気領域
82 第2抵抗板
83 第3抵抗板
84 第4抵抗板
90 電動ファン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling structure for an electronic device.
[0002]
[Prior art]
With the development of computers in recent years, the modules of electronic devices that constitute computer systems have become denser. For example, a large-sized disk array device using a RAID (Redundant Array of Independent Disks) method is a good example. In order to further increase the storage capacity per unit volume of the disk array device, a larger number of fixed magnetic disk devices (HDDs) are accommodated in the housing. Here, it is well known that a part of the current applied to operate each magnetic disk device causes heat generation of the magnetic disk device, and the heat generation amount increases as the density of the magnetic disk device increases. It is. If the temperature of the magnetic disk device becomes high, its operating characteristics deteriorate and there is a possibility of damage. Therefore, it is necessary to cool the magnetic disk device while applying a current to the magnetic disk device.
[0003]
As an example of a conventional cooling method for an electronic apparatus device, air cooling of a disk array device will be described. According to the conventional air-cooling method, the disk array device is housed in a case with good ventilation, and an air-cooling exhaust fan is provided inside the case so that air flows around the individual magnetic disk devices. This is cooling. The structure of the cooling structure is as follows. At the same time as storing a plurality of magnetic disk devices, an exhaust fan is provided on the back or top surface of the disk box that supplies power to each magnetic disk device, and the rear surfaces of the disk boxes are arranged in parallel with each other. One unit is arranged in a plurality of stages above and below, and this unit is housed in a housing having vents on the side and top surfaces. Here, when the exhaust fan operates, air is sucked from the side surface of the housing, this air is passed around each magnetic disk device to cool it, and the cooled air is sent to the back of the disk box. The air is collected in the ventilation path at the center of the casing formed by the gap between the two, and further exhausted from the vent on the upper surface of the casing.
[0004]
If an exhaust fan is installed on the back of the disk box, exhaust air pressure from the exhaust fan that is opposed across the ventilation path will be mixed, resulting in a pressure loss of the exhaust pressure. The air flow is stagnant. Here, the air exhausted from the exhaust fan located at the lower stage of the casing is more mixed and the stagnation is also increased. When the exhaust fan is provided on the upper surface of each disk box, the air resistance exhausted from the exhaust fan located at the lower stage of the casing has a higher pipe resistance when flowing to the vent on the upper surface of the casing. Air stagnation becomes larger.
[0005]
Any of the above air stagnation results in non-uniform cooling inside the housing. In other words, the flow of air to cool the magnetic disk device housed in the disk box located at the lower stage of the casing is stagnant compared to the upper stage, so that the temperature of the lower magnetic disk apparatus becomes higher. In order to eliminate this non-uniformity, the static pressure of the lower exhaust fan must be increased. However, the upper limit of the maximum static pressure (approximately 25 mmAq) that can be increased while maintaining the stable operation of the exhaust fan can reduce the non-uniform cooling. It is known that there is a limit to eliminating the static pressure of the exhaust fan.
[0006]
Methods other than increasing the static pressure of the lower exhaust fan are also employed, and two examples are shown below. In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5-99465 in which an exhaust fan is provided on the back of the disk box, a partition plate is provided in the ventilation path, and this is arranged along a flow shape with a small pressure loss of the exhaust flow. As a shape, the collision between the exhausts facing each other was prevented, and the non-uniformity of the exhaust in the vertical direction of the casing was reduced.
[0007]
In the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-307474 in which an exhaust fan is provided on the upper surface of the disc box, the arrangement of the disc box is adjusted for each unit so that the ventilation path is An attempt was made to correct the non-uniform cooling efficiency at the top and bottom of the casing by increasing the pipe resistance of the lower exhaust fan by using the same partition plate as described above.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, exhaust air non-uniformity in the housing has not been completely eliminated only by devising the shape of the partition plate and the ventilation path. Further, the installation of the partition plate has a disadvantage that the occupied length in the horizontal direction of the entire disk array device becomes long. Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99465, the structure of the partition plate considering the fluid shape of the exhaust flow is complicated, and as a result, the structure of the entire disk array device is complicated. Similarly, the idea of the shape of the ventilation path in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-307474 also increases the horizontal occupation length of the entire apparatus.
[0009]
Thus, if the uneven cooling in the vertical direction in the casing is not completely eliminated, the lower exhaust fan must increase the air volume from the exhaust fan in order to increase its static pressure. In addition, it requires a lot of noise during operation and power consumption.
For this reason, the disk array device becomes a large-sized, high-cost, high-noise and high-power-consumption device due to the partition plate, the ventilation path and the high-power fan.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize a cooling structure for an electronic device such as a disk array device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a main invention of the present invention is a cooling structure for an electronic device, in which the electronic device is housed, and a plurality of boxes having an intake surface and an exhaust surface provided to face the intake surface Housing the boxes in a plurality of rows so that the exhaust surfaces of the boxes belonging to one row face the exhaust surfaces of the boxes belonging to the other row with a gap. And an exhaust fan that is provided on the upper end side of the gap and exhausts air flowing into the gap from the exhaust surface to the outside of the housing, and the exhaust fan that is provided on the exhaust surface and is close to the exhaust fan. The exhaust surface is provided with an air flow resistance plate having a vent hole for reducing a ventilation region of air flowing into the gap from the exhaust surface.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
=== Summary of disclosure ===
The following disclosure will reveal at least the following.
According to the cooling structure as described above, the closer the resistor is to the exhaust fan, the greater the flow resistance of the resistor to the air. For this reason, as the electronic device corresponding to the resistor is closer to the exhaust fan, the air flow in the vicinity of the electronic device is suppressed and reaches a predetermined flow rate. On the other hand, the farther away from the exhaust fan, the air flow is promoted to reach the predetermined flow rate. Therefore, it is possible to suppress a tendency that the temperature of the electronic device becomes higher as the temperature of the electronic device is further away from the exhaust fan.
[0013]
The ventilation path is formed by a gap between the boxes or a gap between the box and the casing, and is not a special structure. In addition, the exhaust fan is not disposed in each of the boxes, but only disposed on the ceiling side of the casing. Therefore, it is possible to realize a cooling structure for an electronic device that enables small size, low cost, low noise, and low power consumption.
[0014]
In the resistor, the vent hole may be formed in a minute and large number. According to such a cooling structure, in the resistor, it is easy to change the total area of each vent hole, and thus it is easy to control the flow rate of air passing through the vent hole.
[0015]
Further, a resistor may not be disposed in the box having the longest distance from the exhaust fan.
According to such a cooling structure, the flow of air in the box farthest from the exhaust fan is not suppressed. Therefore, it is possible to suppress a tendency that the temperature of the electronic device becomes higher as the electronic device is further away from the exhaust fan without applying an unnecessary load to the exhaust fan.
[0016]
Moreover, the said resistor may be arrange | positioned by the said exhaust surface for every said box.
According to such a cooling structure, it is possible to make the temperature of the electronic device approximately uniform without depending on the position of the box in which the electronic device is housed.
[0017]
The resistor may be disposed on the exhaust surface inside the box.
According to such a cooling structure, the temperature of the electronic device can be set to a substantially uniform temperature that does not depend on the position of the box in which the electronic device is housed without reducing the width of the ventilation path. Become.
[0018]
=== First Embodiment ===
<<< Structure of cooling structure >>>
In the present embodiment, a cooling structure of the disk array device will be described. Here, the cooling structure of the present embodiment is intended for the entire disk array device and only the housing of the disk array device.
[0019]
FIG. 1 is a perspective view of the disk array device 1, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the disk array device 1 to which a pair of
[0020]
As shown in the perspective view of one
[0021]
As described above, since eight
[0022]
The
[0023]
As shown in the perspective view of one
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 3, in the present embodiment, each air
[0025]
The two
[0026]
Further, each of the
[0027]
As shown in FIG. 3, in the
[0028]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a fan having an
[0029]
As described above, the air passages in the disk array apparatus 1 having the entire surface suction / central duct top surface discharge structure in which the
[0030]
<<< Operation of cooling structure >>>
The air flow in the
[0031]
When the area of the
[0032]
The effect of the
[0033]
In the present embodiment, as this area decreases from the
[0034]
The uniformity of the air flow rate in each
[0035]
From the above, it is possible to eliminate uneven cooling of the lower stage of the
[0036]
Further, according to the exhaust method of the present embodiment, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-99465, in which an exhaust fan is provided on the back of each disk box, is not adopted. In comparison, the air exhausted from the left and
[0037]
Furthermore, in the present embodiment, there is no special structure such as a partition plate in the
[0038]
=== Second Embodiment ===
The
[0039]
The
[0040]
=== Other Embodiments ===
The electronic device cooling structure and the like according to the present invention have been described based on some embodiments. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention. The invention is not limited. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes the equivalents thereof.
[0041]
In the above embodiment, the
[0042]
In the above embodiment, the
[0043]
In the above embodiment, the
[0044]
In the above-described embodiment, the resistor for adjusting the air flow is the air
[0045]
According to such a cooling structure for an electronic device, it is possible to make the temperature of the electronic device approximately uniform without depending on the position where the electronic device is housed in the housing.
[0046]
【The invention's effect】
An electronic device cooling structure that is small in size, low in cost, low in noise, and low in power consumption can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a disk array device.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a side cross section of a disk array device.
FIG. 3 is a view showing the front of the air flow resistance plate.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the front of the air flow resistance plate.
FIG. 5 is a diagram showing a histogram of the air flow rate in the lower stage of the first unit to the upper stage of the fourth unit.
[Explanation of symbols]
1 Disk array device
10 Disc box
20 Magnetic disk unit
30 units
30a Ventilation route
31 1st unit
32 Second unit
33 3rd unit
34 4th unit
50 cases
50c ceiling surface
70 platters
75 Ventilation window
80, 85 Airflow resistance plate
80a, 85a Vent
80b, 821b, 822b, 831b, 832b, 841b, 842b Ventilation area
82 2nd resistance plate
83 3rd resistance plate
84 4th resistance plate
90 Electric fan
Claims (4)
一方の列に所属する前記ボックスの排気面が他方の列に所属する前記ボックスの排気面と間隙を保って対向するように、前記ボックスを複数の列に重ねた状態で収容する筐体と、A housing that accommodates the boxes in a plurality of rows so that the exhaust surfaces of the boxes belonging to one row face the exhaust surfaces of the boxes belonging to the other row with a gap;
前記間隙の上端側に設けられ、前記排気面から前記間隙に流入する空気を前記筐体の外部に排出する排気ファンと、An exhaust fan that is provided on the upper end side of the gap and discharges air flowing into the gap from the exhaust surface to the outside of the housing;
前記排気面に設けられ、前記排気ファンに近い位置にある前記排気面ほど、その排気面から前記間隙に流入する空気の通風領域を減少させる通気孔を有する風量抵抗板とAn air flow resistance plate having a vent hole provided on the exhaust surface and configured to reduce a ventilation region of air flowing into the gap from the exhaust surface as the exhaust surface is located closer to the exhaust fan;
を備えることを特徴とする電子機器の冷却構造。A cooling structure for an electronic device, comprising:
前記風量抵抗板は、前記各ボックスの前記排気面ごとに設けられ、The airflow resistance plate is provided for each exhaust surface of each box,
前記排気ファンに近い位置に設けられる前記風量抵抗板ほど、前記通気孔の総面積が小さいことThe air flow resistance plate provided closer to the exhaust fan has a smaller total area of the vent hole.
を特徴とする電子機器の冷却構造。Electronic device cooling structure characterized by
前記排気ファンから最も遠い位置に存在する前記排気面には、前記風量抵抗板を設けないことDo not provide the airflow resistance plate on the exhaust surface that is farthest from the exhaust fan.
を特徴とする電子機器の冷却構造。Electronic device cooling structure characterized by
一方の列に所属する前記ボックスのプラッタが他方の列に所属する前記ボックスの前記プラッタと間隙を保って対向するように、前記ボックスを複数の列に鉛直に重ねた状態で収容する筐体と、A housing that accommodates the boxes in a state of being vertically stacked in a plurality of rows so that the platters of the boxes belonging to one row are opposed to the platters of the boxes belonging to the other row with a gap; ,
前記間隙の上端側に設けられ、前記プラッタから前記間隙に流入する空気を前記筐体の外部に排出する排気ファンと、An exhaust fan that is provided on the upper end side of the gap and discharges air flowing into the gap from the platter to the outside of the housing;
前記排気面に設けられ、前記排気ファンに近い位置にある前記排気面ほど、その排気面から前記間隙に流入する空気の通風領域を減少させる通気孔を有する風量抵抗板とAn air flow resistance plate having a vent hole provided on the exhaust surface and configured to reduce a ventilation region of air flowing into the gap from the exhaust surface as the exhaust surface is located closer to the exhaust fan;
を備えることを特徴とする電子機器の冷却構造。A cooling structure for an electronic device, comprising:
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