СИСТЕМА ПРИТОКА ВОЗДУХА ДЛЯ ВНЕШНИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2015 года по МПК G06F1/20 H05K7/20 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Такие организации как онлайн-ретейлеры, провайдеры услуг Интернета, провайдеры поиска, кредитно-финансовые учреждения, университеты и другие организации, которые используют вычисления с большими объемами данных, часто выполняют компьютерные операции с использованием большого количества вычислительных средств. Такие вычислительные средства включают в себя большое количество серверов, сетей, и компьютерного оборудования для обработки, хранения и обмена данными для выполнения необходимых операций организации. Как правило, компьютерный зал вычислительного центра включает в себя множество серверных шкафов. Каждый серверный шкаф, в свою очередь, включает в себя множество серверов и связанного с ними компьютерного оборудования.

Компьютерные системы обычно включают в себя ряд компонентов, которые выделяют рассеиваемое тепло. Такие компоненты включают печатные платы, запоминающие устройства большой емкости, блоки питания и процессоры. Например, некоторые многопроцессорные компьютеры могут выделять 250 ватт рассеиваемого тепла. Некоторые известные компьютерные системы включают в себя множество таких больших, многопроцессорных компьютеров, которые скомпонованы в компонентах, смонтированных на стойке и затем последовательно установленных внутри системы. Некоторые известные системы стоек включают в себя 40 таких компонентов, монтируемых на стойку, и, следовательно, выделяют до 10 киловатт тепла. Более того, некоторые известные центры хранения и обработки данных включают в себя множество таких систем стоек.

В некоторых компьютерных системах блок распределения питания по уровням стойки устанавливается на стойке для распределения электроэнергии по большому количеству серверов на ней. Блок распределения питания по уровням стойки может включать большое количество разъемов, каждый из которых может быть использован для подачи питания на отдельный сервер. Блок распределения питания по уровням стойки может быть присоединен к одной или обеим внутренним сторонам стойки возле одного из ее концов. Эта установка может включать гнезда блока распределения питания в непосредственной близости от стоек питания серверов. Такая установка может, однако, помешать установке и снятию серверных шкафов (например, препятствовать перемещению сервера при его задвигании или выдвигании из стойки).

В одной существующей конструкции компьютерных систем, устанавливаемых на стойку, охлаждающий воздух подается к передней части стойки и к передней части установленного в стойку сервера. Нагретый воздух выводится наружу через заднюю панель корпуса сервера, а затем выходит через заднюю панель стойки. Во многих системах электрические соединения питания и передачи данных также располагаются на задней панели стойки, вместе со связанным с ними оборудованием для электрических соединений, таким как блок распределения питания по уровням стойки. При расположении электрических соединений на нагретом участке стойки, при обслуживании серверов персонал вынужден работать в горячей среде (например, подключать и отключать кабели питания и данных). Кроме того, высокая температура на задней панели стойки может привести к сбоям в блоках распределения питания по уровням стойки (например, в связи с тепловой перегрузкой выключателей в блоках распределения питания).

Источником тепла многих серверов является встроенный блок питания. Блок питания, который охлаждается не должным образом, более подвержен отказам. Многие стандартные блоки питания включают внутренний вентилятор, который осуществляет забор воздуха изнутри корпуса сервера в корпус блока питания, а затем исторгает нагретый воздух из сервера через лицевую панель блока питания. Эта конструкция может быть эффективной при охлаждении электрических компонентов блока питания. В некоторых случаях, однако, нагретый воздух, исходящий из блока питания, может негативно повлиять на охлаждение других компонентов сервера или других частей системы. Например, воздух, исторгаемый из блока питания, может подогревать воздух, поступающий в корпус сервера для охлаждения его важных компонентов, таких как центральный процессор.

Некоторые серверы включают значительное число жестких дисков (например, восемь или более жестких дисков) для обеспечения эффективного хранения данных. Жесткий диск включает двигатели и электронные компоненты, выделяющие тепло, которое должно отводиться от жестких дисков для обеспечения надлежащей работы серверов. Это тепло иногда отводят, направляя воздух над и по бокам корпусов жестких дисков. Во многих существующих серверах жесткие диски расположены боком друг к другу для свободного прохождения воздуха между соседними жесткими дисками для их охлаждения. Такое боковое расположение может быть необходимо для обеспечения надлежащего охлаждения жестких дисков, но также может привести к ограничению максимальной плотности жестких дисков (то есть, количества жестких дисков, используемых в данном объеме пространства сервера).

Некоторые центры обработки данных для нагнетания воздушного потока через серверы в системе сто используют внутренние вентиляторы с питанием постоянного тока. Такие вентиляторы могут быть, однако, неэффективными и приводить к сбоям, при этом повышая стоимость и сложность серверов. Вентиляторы постоянного тока также требуют наличия оборудования для преобразования питания (встроенного либо внешнего по отношению к серверу) для подачи питания постоянного тока к вентиляторам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ.1 иллюстрирует один из вариантов реализации системы, включающей электрические соединения и воздухозаборник на передней части системы стоек.

ФИГ.2 иллюстрирует один из вариантов реализации компьютерной системы, которая может быть установлена в стойке.

ФИГ.3 иллюстрирует один из вариантов реализации центра хранения и обработки данных, в котором информационные и силовые соединения расположены со стороны прохождения потоком холодного воздуха ряда стоек.

ФИГ.4 иллюстрирует прохождение потока воздуха через один из вариантов реализации компьютерной системы.

ФИГ.5 иллюстрирует вид сзади компьютерной системы, включая лоток жестких дисков.

ФИГ.6 представляет собой схематический вид сбоку, иллюстрирующий поток воздуха через компьютерную систему в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

ФИГ.7 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий поток воздуха через компьютерную систему в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

ФИГ.8 иллюстрирует один из вариантов реализации блока распределения питания стойки, позволяющий перемещать блок распределения питания стойки.

ФИГ.9 представляет собой схематический вид сверху одного из вариантов реализации системы стоек с блоком распределения питания стойки в исходном положении.

ФИГ.10 представляет собой схематический вид сверху одного из вариантов реализации системы стоек с блоком распределения питания стойки в положении обслуживания.

ФИГ.11 иллюстрирует схематический вид сверху одного из вариантов реализации центра хранения и обработки данных, включающего ряд систем охлажденный сервер - охлаждаемая стойка с блоками распределения питания стойки с обоих концов блока.

ФИГ.12 иллюстрирует схематический вид с торца одного из вариантов реализации центра хранения и обработки данных, включающего ряд систем охлажденный сервер - охлаждаемая стойка с блоками распределения питания стойки с обоих концов блока.

ФИГ.13 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий подключение питания к системе стоек с помощью блока распределения питания стойки в закрытом положении.

ФИГ.14 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий подключение питания к системе стоек с помощью блока распределения питания стойки в открытом положении.

ФИГ.15 иллюстрирует один из вариантов реализации системы стоек с двумя блоками распределения питания на одном кронштейне.

ФИГ.16 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий вариант реализации системы стоек, включающий блок распределения питания стойки, соединенный со стойкой рычажной передачей.

ФИГ.17 представляет собой схематический вид, иллюстрирующий вариант реализации системы стоек, включающий блок распределения питания стойки в задвижном механизме.

ФИГ.18 иллюстрирует один из вариантов реализации системы стоек, включающей передние блоки распределения питания стойки и дверцу стойки.

ФИГ.19 иллюстрирует один из вариантов реализации лотка жестких дисков в компьютерной системе.

ФИГ.20 иллюстрирует один из вариантов реализации прижимной планки в поднятом положении относительно основания лотка.

ФИГ.21 иллюстрирует вид сбоку одного из вариантов реализации лотка жестких дисков.

ФИГ.22 иллюстрирует поперечное сечение запорной планки на смежных накопителях.

ФИГ.23 иллюстрирует лоток с прижимными планками в открытом положении для извлечения жесткого диска их лотка.

ФИГ.24 иллюстрирует один из вариантов реализации запорного механизма для лотка жестких дисков.

ФИГ.25 иллюстрирует вид сзади одного из вариантов реализации системы стоек.

ФИГ.26 иллюстрирует один из вариантов реализации модуля вентилятора для стойки.

ФИГ.27 иллюстрирует один из вариантов реализации дверцы для удержания вентиляторов на системе стоек.

На ФИГ.28 показан вид сзади части модуля вентиляторов. На ФИГ. 29 показан вид сбоку модуля вентиляторов.

ФИГ.30 иллюстрирует один из вариантов реализации вентилятора с регулируемым креплением.

ФИГ.31 иллюстрирует регулируемый вентилятор, установленный под вертикальным углом.

ФИГ.32 иллюстрирует способ охлаждения компонентов компьютерной системы, установленной на стойке, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

ФИГ.33 иллюстрирует один из вариантов реализации изменения конфигурации или технического обслуживания, которая включает перемещение блоков распределения питания стойки для доступа к компьютерной системе в стойке.

ФИГ.34 иллюстрирует способ охлаждения жестких дисков путем прохождения воздуха под накопителем в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

ФИГ.35 иллюстрирует способ охлаждения компьютерных систем с помощью вентиляторов, монтируемых на стойке, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения.

Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, конкретные варианты реализации изобретения показаны в качестве примера на чертежах и будут здесь подробно описаны. Следует понимать, однако, что чертежи и подробное описание не предназначены для ограничения изобретения конкретной формой воплощения, но, напротив, имеют целью охватить все модификации, аналоги и альтернативные варианты, соответствующие сущности и объему данного изобретения, как определено в формуле изобретения. Заголовки, используемые здесь, предназначены только для организации текста и не предназначены для ограничения объема описания или формулы изобретения. Используемое в данной заявке слово «может» имеет рекомендательный смысл (т.е., означает наличие возможности), а не обязательное следование (т.е., значение должен). Аналогичным образом, слова «включать»", «в том числе», и «включает» имеют значение включения в качестве неограничивающих примеров.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данной заявке раскрыты различные варианты реализации компьютерных систем, а также системы и способы охлаждения компьютерных систем. Согласно одному из вариантов реализации изобретения, центр хранения и обработки данных включает одну или ряд из нескольких стоек. Компьютерные системы (такие, как серверы) устанавливаются в стойках. «Холодный» проход имеется с первой стороны ряда стойки, а «горячий» проход - со второй другой стороны ряда стоек. Система обработки воздуха перемещает воздух из «холодного» прохода на первой стороне ряда стоек через компьютерные системы, по меньшей мере, в одной из стоек, и выпускает воздух из компьютерных систем в «горячий» проход на второй стороне ряда стоек. Компьютерные системы включают входные/выходные разъемы, входные разъемы питания и воздухоприемники блока питания на первой стороне (сторона «холодного» прохода) ряда. На первой стороне (сторона «холодного» прохода) ряда может быть предусмотрен один или более блоков распределения питания стойки.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система включает стойку и одну или более компьютерную систему (такую, как серверы), установленную в стойке. Компьютерные системы могут включать в себя сторону воздухозаборника, включая воздухоприемники, сторону отвода воздуха, включая воздуховыпускные отверстия и блок питания. Один или несколько вентиляторов перемещают воздух по меньшей мере сквозь один из воздухоприемников со стороны воздухозаборника, через один или более нагретых рабочих компонентов компьютерной системы, и через по меньшей мере одно воздуховыпускное отверстие со стороны отвода воздуха и блока питания. Блок питания включает в себя корпус блока питания, включающий, по меньшей мере, один компонент, выделяющий тепло, модуль блока питания в корпусе и один или более воздухоприемников блока питания. Модуль блока питания обеспечивает питание и электрических компонентов за пределами корпуса. Воздухоприемники блока питания обеспечивают поступление воздуха в корпус блока питания. По меньшей мере, один из воздухоприемников блока питания расположен на стороне воздухозаборника компьютерной системы.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, компьютерная система, смонтированная в стойке, включает в себя корпус, который монтируется в стойку, и модуль блока питания, присоединяемый к корпусу. Блок питания включает в себя корпус блока питания, модуль блока питания и вентилятор. Корпус блока питания имеет наружную панель. Наружная панель включает одно или несколько отверстий для воздуха. Вентилятор затягивает воздух через отверстия в панели и через один или более компонентов модуля блока питания, выделяющих тепло.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, способ охлаждения компонентов включает применение устройства перемещения воздуха для компонентов компьютерной системы, смонтированной в стойке, выделяющих тепло. Воздух проходит извне компьютерной системы, смонтированной в стойке, в корпус блока питания. Воздух выходит из корпуса блока питания в корпус компьютерной системы, смонтированной в стойке. В некоторых вариантах реализации изобретения стандартный блок питания модифицирован для изменения направления воздушного потока в нем.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система включает в себя стойку и одну или несколько компьютерных систем, смонтированных в стойке. Один или несколько блоков распределения питания стойки соединены в стойке, с одной или нескольких ее сторон. Блоки распределения питания стойки подают питание на компьютерную систему в стойке. Блоки распределения питания стойки могут поворачиваться по отношению к стойке, что позволяет выполнять установку либо снятие компьютерных систем со стороны стойки, на которой смонтированы блоки распределения питания стойки.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система включает стойку, одну или несколько компьютерных систем, смонтированных в стойке, один или более блоков распределения питания стойки, а также одно или несколько соединительных устройств. Соединительные устройства соединяют блоки распределения питания стойки со стойкой таким образом, чтобы блок распределения питания стойки мог перемещаться относительно стойки, будучи прикрепленным к ней, что позволяет выполнять установку либо снятие компьютерных систем со стороны стойки, на которой смонтированы блоки распределения питания стойки.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, соединительные устройства для соединения блока распределения питания (БРП) стойки со стойкой включают один или несколько кронштейнов и один или несколько соединительных элементов стойки. Кронштейны включают один или более соединительных элементов БРП, которые соединены с блоком распределения питания стойки. Соединительные элементы стойки обеспечивают подвижность кронштейна по отношению к стойке.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, способ выполнения технического обслуживания или переконфигурирования компьютерных систем в стойке включает перемещение блока распределения питания стойки из рабочего положения в положение обслуживания, в то время, как блок распределения питания стойки остается соединенным со стойкой. Когда блок распределения питания стойки находится в положении обслуживания, он располагается вне пути установки\извлечения компьютерных систем из стойки. Компьютерная система, по меньшей мере, частично может быть выдвинута либо задвинута в стойку пока блок распределения питания стойки находится в режиме обслуживания.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, компьютерная система включает в себя корпус, один или несколько жестких дисков, соединенных с корпусом, и один или несколько воздуховодов под, по крайне мере, одним из жестких дисков. Воздуховоды включают один или несколько воздухоприемников и одно или несколько воздуховыпускных отверстий. Воздухоприемники направляют, по меньшей мере, часть воздуха вниз по воздуховоду, который обеспечивает перемещение воздуха от воздухоприемника к воздуховыпускным отверстиям.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, лоток для размещения одного либо нескольких устройств хранения данных включает в себя одну или более опорных деталей, которые поддерживают устройство хранения данных, и одну или несколько разделительных элементов, которые фиксируют один или несколько воздуховодов, расположенных под устройством хранения данных, когда лоток установлен в компьютерной системе.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, способ включает в себя перемещение воздуха по воздуховоду под жесткими дисками компьютерной системы, позволяя теплу от компонентов жестких дисков, выделяющих тепло, поглощаться воздухом в воздуховодах, и отвод воздуха из воздуховода.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система включает стойку, одну или несколько компьютерных систем, смонтированных в стойке, и два или более вентилятора переменного тока (АС), смонтированных в стойке. Вентиляторы переменного тока перемещают воздух по компьютерной системе, смонтированной в стойке. По меньшей мере, один из вентиляторов переменного тока можете перемещать воздух по, по меньшей мере, двум компьютерным системам, смонтированным в стойке.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система включает стойку, одну или несколько компьютерных систем, смонтированных на стойке, и один или более вентиляторов, прикрепленных к стойке с определенной угловой ориентацией. Вентиляторы перемещают воздух в компьютерной системе, смонтированной на стойке. По меньшей мере, один из вентиляторов может перемещать воздух, по меньшей мере, в двух компьютерных системах, смонтированных на стойке.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, система обеспечения потока воздуха в компьютерных системах на стойке включает монтажную панель, которая устанавливается на стойке и одном или нескольких модулях вентиляторов. Модули вентиляторов включают корпус вентилятора и один или несколько вентиляторов. Монтажная панель удерживает модули вентиляторов под углом по отношению к стойке.

Согласно одному из вариантов реализации изобретения, способ включает в себя вентиляторы переменного тока, соединенные со стойкой таким образом, что вентиляторы переменного тока имеют определенную угловую ориентацию по отношению к стойке, и работу вентиляторов переменного тока по перемещению воздуха в компьютерных системах на стойке.

Используемое здесь словосочетание «сторона воздухозаборника» означает сторону системы или элемента системы, такую как сервер, которая может принимать воздух в систему либо элемент системы.

Используемое здесь словосочетание «сторона воздухоотвода» означает сторону системы или элемента системы, такую как сервер, которая может выпускать или отводить воздух из системы либо элемента системы.

Используемое здесь словосочетание «система обработки воздуха» означает систему, которая подает или перемещает воздух, или отводит воздух из одной или нескольких систем или компонентов.

Используемое здесь словосочетание «воздуходувка» включает в себя любое устройство, элемент, систему или их комбинацию, которая может перемещать воздух. Примерами воздуходувок могут служить такие устройства, как вентиляторы, нагнетатели и системы сжатого воздуха.

Используемое здесь понятие «проход» означает пространство рядом с одной или несколькими стойками.

Используемое здесь словосочетание «окружающая среда» означает, по отношению к системе или установке, воздух, окружающий, по меньшей мере, часть системы или установки. Например, по отношению к центру хранения и обработки данных, окружающий воздух может быть воздухом, находящимся вне центра хранения и обработки данных, например, внутри или вблизи впускного колпака системы обработки воздуха, центра хранения и обработки данных.

Используемое здесь понятие «кабель» подразумевает любой кабель, кабелепровод или линию, включающую один или несколько проводников и являющуюся гибкой хотя бы на части своей длины. Кабель может включать разъемную часть, такую как штекер, на одном или обоих его концах.

Используемое здесь понятие «корпус» означает конструктивный элемент или элемент, который поддерживает другой элемент, или к которому другие элементы могут быть прикреплены. Корпус может иметь любую форму или конструкцию, включая раму, лист, пластину, коробку, канал или их комбинацию. Корпус компьютерной системы может включать печатные платы, блок питания, устройства хранения данных, вентиляторы, кабели и другие компоненты компьютерной системы.

Используемое здесь понятие «вычисление» включает в себя любые операции, которые можно выполнять с помощью компьютера, такие как вычислительный процесс, хранение, извлечение или передача данных.

Используемое здесь словосочетание «компьютерная система» включает в себя любую из компьютерных систем или их компонентов. Одним из примеров компьютерной системы является сервер, монтируемый в стойке. Значение используемого здесь термина «компьютер» не ограничено лишь теми интегральными схемами, под которыми обычно подразумевается компьютер, но также в целом он относится и к процессору, серверу, микроконтроллеру, микрокомпьютеру, программируемым логическим контроллерам (ПЛК), специализированной микросхеме и другим программируемым микросхемам; и эти термины используются здесь взаимозаменяемо. В различных вариантах реализации изобретения память может включать (но не ограничиваться лишь ими) машиночитаемые носители, такие как оперативная память (RAM). Альтернативно, также могут быть использованы компакт-диск - только для чтения (CD-ROM), магнитно-оптический диск (MOD), и/или цифровой универсальный диск (DVD). Кроме того, дополнительные каналы ввода могут включать в себя компьютерную периферию, связанную с интерфейсом оператора, такую как мышь и клавиатура. Кроме того, также могут быть использованы другие периферийные устройства, например, сканер. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения дополнительные каналы вывода могут включать в себя монитор интерфейса оператора и\или принтер.

Используемое здесь словосочетание «соединительное устройство» включает в себя элемент или комбинацию элементов, которые могут быть использованы для соединения одного элемента или конструктивного элемента с другим (одним и более) элементом или конструктивным элементом. Примером соединительного устройства может служить кронштейн, рычажная передача, соединительный шток, петля, планка или их комбинации.

Используемое здесь словосочетание «центр хранения и обработки данных» включает любую установку или часть установки, в которой выполняются компьютерные операции. Центр хранения и обработки данных может включать в себя серверы, предназначенные для определенных функций или выполняющие несколько функций. Примерами компьютерных операций являются обработка информации, передача информации, тестирование, моделирование, распределение и управление питанием и оперативный контроль.

Используемое здесь словосочетание «модуль центра хранения и обработки данных» означает модуль, который включает в себя, или применим для вмещения и\или физического размещения одной или более компьютерных систем, которая может обеспечить вычислительными ресурсами центр хранения и обработки данных.

Используемое здесь понятие «направлять» воздух включает в себя управление направлением движения и каналирования воздуха, например, в определенное место или область пространства. В различных вариантах реализации изобретения, управление направлением движения воздуха может быть вызвано созданием области высокого давления, области низкого давления или их комбинации. Например, воздух может быть направлен вниз внутри корпуса, создавая область низкого давления в нижней части корпуса. В некоторых вариантах реализации изобретения воздух направляется посредством лопастей, панелей, пластин, перегородок, труб или других конструктивных элементов.

Используемое здесь понятие «воздухопровод» включает в себя любое устройство, аппарат, элемент или его часть, которые могут направлять, отделять либо каналировать текучую среду, такую как воздух. Например, понятие воздухопровода включает волокнистые либо матерчатые воздухопроводы, воздухопроводы из металлического листа, литые воздухопроводы, трубы либо трубки. Форма поперечного сечения канала воздухопровода может быть квадратной, прямоугольной, круглой или неправильной формы, также может быть равномерной либо изменяться вдоль длины воздухопровода. Воздухопровод может быть отдельным компонентом системы либо составлять одно целое с одним или более компонентами, такими как, например, рама.

Используемое здесь понятие «модуль» является компонентом или комбинацией компонентов, физически связанных друг с другом. Модуль может включать функциональные элементы и системы, такие как компьютерные системы, печатные платы, стойки, нагнетатели, воздухопроводы и блоки распределения питания, а также конструктивные элементы, такие как основание, рама, корпус или контейнер.

Используемое здесь слово «штифт» включает в себя любой элемент, который может быть установлен для закрепления либо удержания другого элемента в требуемом положении либо направлении. Подходящие штифты могут включать прямые штифты, шпильки, болты с резьбой и без резьбы, прутки, пластины, крючки, стержни или поршни.

Используемое здесь словосочетание «блок распределения питания» означает любое устройство, модуль, компонент или их комбинации, которые могут быть использованы для распределения электрической энергии. Элементы блока распределения питания могут быть включены в отдельный компонент либо узел (например, трансформатор и блок распределения питания стойки, размещенные в общем корпусе) или могут быть распределены между двумя и более компонентами или узлами (например, трансформатор и блок распределения питания стойки размещаются каждый в отдельном корпусе, и соединены посредством кабеля, и т.п.).

Используемое здесь понятие «стойка» означает стойку, контейнер, раму или другой элемент или сочетание элементов, который может включать или физически удерживать одну или несколько компьютерных систем.

Используемое здесь словосочетание «блок распределения питания стойки» обозначает блок распределения питания, который может быть использован для распределения электроэнергии по различным компонентам на стойке. Блок распределения питания стойки может включать различные компоненты и элементы, включая проводку, шины, разъемы и автоматические выключатели.

Используемое здесь слово «комната» означает помещение или часть пространства здания. Используемое здесь словосочетание «компьютерная комната» подразумевает комнату в здании, в которой эксплуатируются компьютерные системы, такие как серверы монтируемые на стойке.

Используемое здесь слово «пространство» означает пространство, объем или область.

В некоторых вариантах реализации изобретения, электрические соединения и воздухозаборники компьютерных систем, монтируемых в стойке, предусматриваются с одной стороны системы стоек. ФИГ.1 иллюстрирует один из вариантов реализации системы, который включает электрические соединения и воздухозаборники на передней стороне системы стоек. Система 100 включает стойку 102 и компьютерные системы 104. Компьютерные системы 104 установлены на передних 106 и задних 108 балках стойки 102.

Каждая из компьютерных систем 104 включает корпус 112, узел печатной платы 114, блок питания 116 и жесткие диски 118. В некоторых вариантах реализации изобретения узлом печатной платы 114 является материнская плата компьютерной системы 104. В некоторых вариантах реализации изобретения, блок питания может подавать питание на две и более материнские платы компьютерной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения, каждая из компьютерных систем 104 занимает высоту в 1 секцию стойки (1U). В одном из вариантов реализации стойка 102 имеет 42 секции.

На своей передней части 119 компьютерная система 104 включает панель ввода/вывода 120 и воздухоприемные отверстия 122. Блок питания 116 включает панель блока питания 132. Панель блока питания 132 включает входной разъем питания 134 и воздухоприемные отверстия 136.

Стойка 102 включает основание 140, балки 142 и верхнюю панель 144. Балки 142 включают передние шарнирные элементы 146 и задние шарнирные элементы 148. В некоторых вариантах реализации изобретения стойка 102 может включать панели на любой или всех сторонах, спереди и сзади стойки 102 (для лучшего понимания, на ФИГ. 1 правая боковая панель стойки 102 изображена не полностью).

Стойка 102 включает заднюю дверцу 160. Задняя дверца 160 соединена со стойкой 102 посредством задних шарнирных элементов 148. Задняя дверца 160 включает вентиляторы 162. Вентиляторы 162 могут использоваться для обеспечения нагнетания воздушного потока через компьютерную систему 104. В одном из вариантов реализации изобретения вентиляторы 162 создают область низкого давления внутри стойки 102 в задней части компьютерной системы 104. Воздух может забираться из передней части стойки 102 через компьютерные системы 104 и выводиться наружу из задней части стойки 102 через вентиляторы 162.

Стойка 102 включает блоки распределения питания стойки 170. Блок распределения питания стойки 170 установлен на кронштейны БРП 172. Кронштейны БРП 172 включают петли 174. Кронштейны БРП 172 прикреплены к балкам стойки 142 посредством передних шарнирных элементов 146. Блоки распределения питания стойки 170 включают выходные разъемы БПР 176. Блоки распределения питания стойки 170 могут подавать питание к компьютерным системам 104. Для каждой компьютерной системы 104, один из кабелей питания 178 может быть подключен к одному из выходных разъемов 176 в блоке распределения питания стойки 170 с входным разъемом 134 на блоке питания 116 компьютерной системы.

Силовые соединения для кабеля питания и соответствующие разъемы на блоке распределения питания стойки и блоке питания могут быть разъемами любых типов. В одном из вариантов реализации блоки распределения питания стойки 170 включают разъемы IEC С13, а блоки питания 116 включают разъемы IEC С14.

Блок распределения питания стойки 170 может иметь любые подходящие электрические характеристики. Например, блок распределения питания стойки 170 может иметь выходное напряжение 100 В, 110 В, 208 В и 230 В. В некоторых вариантах реализации изобретения каждый из разъемов в блоке распределения питания стойки 170 передает одну из фаз трехфазного входного питания блока распределения питания стойки.

Компьютерные системы 104 могут быть смонтированы на стойке 102. Например, планки могут быть установлены на левой и правой стороне корпуса 104 для задействования соответствующих планок, пластин либо реек на левой и правой сторонах стойки. В некоторых вариантах реализации изобретения комплект планок может быть установлен для компьютерных систем по бокам корпуса.

Хотя только четыре из компьютерных систем 104 показаны установленными в стойке 102 на ФИГ.1, система стоек в различных вариантах реализации изобретения может вмещать любое количество компьютерных систем. Например, стойка 102 может включать компьютерную систему в каждой секции 1U в стойке 102. В одном из вариантов реализации система стоек включает около 20 1U компьютерных систем.

ФИГ.2 иллюстрирует один из вариантов реализации компьютерной системы, которая может быть смонтирована в стойке. Компьютерная система 104 включает верхнюю крышку 177, которая может быть шарнирно соединена с корпусом 112 посредством петель верхней крышки 179. На ФИГ. 2 верхняя крышка 177 была сдвинута из закрытого положения на петлях верхней крышки 179 для открытия внутренних компонентов компьютерной системы 104.

Узел печатной платы 114 включает печатную плату 180, процессоры 182, слоты DIMM 184 и разъемы ввода/вывода 186. Узел печатной платы 114 может включать различные другие полупроводниковые приборы, резисторы и другие компоненты, выделяющие тепло. Узел печатной платы 114, наряду с другими компонентами в корпусе 112 (жесткие диски, блоки питания) и/или внешние компоненты, расположенные за пределами корпуса 112, могут работать в сочетании друг с другом как компьютерная система. Например, компьютерная система 100 может являться файловым сервером.

В варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 2, компьютерная система 104 включает один блок питания и 12 жестких дисков. Компьютерная система, однако, может иметь любое количество жестких дисков, блоков питания и других компонентов. В некоторых вариантах реализации изобретения компьютерная система может иметь один или несколько внутренних вентиляторов для надлежащей циркуляции потока воздуха в компьютерной системе. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения может быть установлено несколько вентиляторов вдоль задней части компьютерной системы 104. В некоторых вариантах реализации изобретения компьютерная система может не иметь вентиляторов и/или дисковых накопителей. В некоторых вариантах реализации изобретения источник питания может быть внешним по отношению к компьютерной системе. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения узел печатной платы 114 может получать питание от внешних источников питания для компьютерной системы 104 (таких, как источник питания уровня стойки) и блок питания 130 может отсутствовать.

Радиаторы 189 установлены на процессорах 142. Радиаторы 189 могут передавать тепло от процессора 142 воздуху внутри корпуса 112 в процессе эксплуатации компьютерной системы 100. Память DIMM (не показана для лучшего понимания фигур) может быть установлена в любой и во все слоты DIMM 184.

Когда верхняя крышка 177 находится в положении обслуживания (например, откинута над передней панелью компьютерной системы 104, как показано на ФИГ.2), верхняя крышка 177 может служить в качестве рабочего лотка. Рабочий лоток может быть использован во время технического обслуживания или ремонта. Например, обслуживающий персонал может разложить компоненты, такие как жесткие диски, кабели и узлы печатной платы на верхней крышке 177. В некоторых вариантах реализации изобретения верхняя крышка может иметь конструктивное усиление, например, ребра, для увеличения количества и массы материалов, которые можно положить или опереть о верхнюю крышку 177. В некоторых вариантах реализации изобретения верхняя крышка 177 включает текстурные или противоскользящие элементы поверхности или приспособления для удержания рабочих материалов, таких как кабель, во время технического обслуживания.

Когда возникает необходимость установки компьютерной системы 104 на место в стойке 102, верхняя крышка 177 может быть повернута обратно в закрытое положение в компьютерной системе 104. В некоторых вариантах реализации изобретения верхняя крышка 177 включает защелку для фиксации верхней крышки в закрытом положении в компьютерной системе 104.

В некоторых вариантах реализации изобретения система стоек устроена так, что воздух поступает в компьютерные системы в стойке на одной стороне стойки со входными/выходными соединениями и соединениями питания компьютерных систем. В одном из вариантов реализации изобретения часть воздуха может поступать во впускные отверстия в корпусе компьютерной системы, а другая часть воздуха для компьютерной системы может поступать в блок питания.

В некоторых вариантах реализации изобретения все соединения сервера расположены в холодном проходе системы стоек. Расположение всех соединений в «холодном» проходе позволяет обслуживающему персоналу избежать необходимости выполнять какие-либо операции в «горячем» проходе. ФИГ.3 иллюстрирует один из вариантов реализации центра хранения и обработки данных, имеющий силовые и информационные соединения на «холодном» проходе ряда стоек. Центр хранения и обработки данных 190 включает ряд стоек 192, «холодный» проход 194, и «горячий» проход 196. Ряд 192 включает стойки 102 и компьютерные системы 104. Каждая из стоек 102 включает блок распределения питания стойки 170 и вентиляторы 162. «Холодный» проход 194 может обеспечить подачу воздуха для охлаждения компьютерных систем 104 в стойках 102. Вентиляторы 162 могут подавать воздух из «холодного» прохода 194 в стойку 102 и сквозь компьютерные системы 104, и затем отводимый воздух из компьютерных систем в «горячий» проход 196. В одном из вариантов реализации изобретения температура воздуха, поступающего в серверы из «холодного» прохода, может составлять около 35 градусов по Цельсию. В одном из вариантов реализации изобретения температура отводимого из серверов воздуха в «горячем» проходе может составлять примерно от 50 до 55 градусов по Цельсию.

ФИГ.4 иллюстрирует поток воздуха через компьютерную систему в одном из вариантов реализации изобретения. Блок питания 116 компьютерной системы 104 включает корпус блока питания 202, узел блока питания печатной платы 204, вентилятор 206, и воздухоприемные отверстия 208. Узел блока питания печатной платы 204 может получать питание от входного разъема питания 134 и обеспечивает питание электрических компонентов компьютерной системы 104. Вентилятор 206 может перемещать воздух через корпус блока питания 202 и через компоненты в узле питания печатной платы 204, выделяющие тепло.

В некоторых вариантах реализации изобретения воздух поступает в корпус блока питания снаружи компьютерной системы и выходит через корпус компьютерной системы. Например, как показано на ФИГ.4, вентилятор 206 может втягивать воздух снаружи компьютерной системы 104 в корпус блока питания 202 через воздухоприемные отверстия 136, сквозь узел блока питания печатной платы и далее выводить воздух через воздухоприемные отверстия 208 внутри корпуса 112 компьютерной системы 104.

В различных вариантах реализации изобретения, компьютерная система включает в себя блок питания, который соответствует признанным стандартам отрасли. В некоторых вариантах реализации изобретения, блок питания компьютерной системы имеет форм-фактор, соответствующий признанным отраслевым стандартам. В одном из вариантов реализации изобретения блок питания имеет стандартный форм-фактор 1U. Другими примерами стандартов для источников питания и/или форм-факторов источников питания являются 2U, 3U, SFX, ATX, NLX, LPX или WTX.

В некоторых вариантах реализации изобретения стандартный источник питания модифицирован для смены направления потока воздуха в блоке питания. Например, в выпускаемой конфигурации блока питания со стандартным форм-фактором 1U, показанного на ФИГ.4, вентилятор 206 может втягивать воздух в корпус блока питания 202 через вентиляционные отверстия 208, и выводить его из корпуса блока питания через воздухоприемные отверстия 136 (то есть, втягивать воздух внутрь компьютерной системы и выводить воздух наружу через переднюю панель сервера). В некоторых вариантах реализации изобретения воздушный поток в стандартных блоках питания может быть обращен так, что вентилятор 206 втягивает воздух в корпус блока питания 202 через воздухоприемные отверстия 136 и из корпуса блока питания 202 через воздухоприемные отверстия 208 (в результате чего воздушный поток поступает снаружи компьютерной системы внутрь). В одном из вариантов реализации изобретения обратный поток воздуха достигается путем изменения схемы подключения вентиляторов с готовой выпускаемой конфигурацией. В другом варианте реализации изобретения реверсивный поток воздуха достигается путем переключения направления вентилятора, таким образом, чтобы воздушные потоки шли в противоположном направлении при использовании готовой выпускаемой конфигурации.

В некоторых вариантах реализации изобретения спецификации входной и выходной мощности для устройств разводки питания могут соответствовать отраслевым стандартам. В одном из вариантов реализации изобретения напряжение и функции соответствуют стандарту АТХ. В других различных вариантах реализации изобретения выходная мощность устройства разводки питания может соответствовать другим стандартам, таким как Entry-Level Power Supply Specification или EPS 12V.

В некоторых вариантах реализации изобретения, разъем входной мощности и воздухозаборник источников питания расположены с одной стороны компьютерной системы. Например, в варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ.4, разъемы входной мощности 134 и воздухоприемные отверстия 136 расположены на панели блока питания 132. Блок питания 116 повернут к корпусу 112 таким образом, чтобы панель блока питания 132 совпадала с панелью ввода/вывода 120 на передней части 119 компьютерной системы 104.

Жесткие диски 118 установлены на лотке 222. Выходящий воздух из корпуса блока питания 202 может протекать в направлении задней части компьютерной системы 104 через каналы 220 под жесткими дисками 118. Также и воздух, проходящий через узел печатной платы 114, может протекать в направлении задней части компьютерной системы 104 через каналы 220 под жесткими дисками 118. Воздух, проходящий через каналы 220 под жесткими дисками 118, может отводить тепло от тепловыделяющих компонентов жестких дисков 118, таких как компоненты управления и электрический двигатель. Воздух может выходить из задней части компьютерной системы 104. Лоток 222 включает в себя скобу 221. В некоторых вариантах реализации изобретения, скоба 221 может блокировать прохождение всего или части воздуха в корпусе над жесткими дисками 118. В некоторых вариантах реализации изобретения корпуса жестких дисков могут блокировать прохождение всего или части воздуха в корпусе над жесткими дисками. Блокируя прохождение воздуха над жесткими дисками, скоба 221 может перенаправить воздух по каналам 220 под жесткими дисками 118.

ФИГ.5 иллюстрирует заднюю часть компьютерной системы 104. Лоток 222 для жестких дисков 118 и боковые панели 223 с нижней панелью 224 корпуса 112 образовывают отверстия 225 на задней части 226 компьютерной системы 104. Поток воздуха под жесткими дисками 118 может выходить из компьютерной системы через отверстия 225. Лоток 222 может удерживаться под верхними щитками 226 корпуса 112. Лоток 222 может быть закреплен на задней части лотка 222 с помощью винтов 227. Винты 227 могут проходить через отверстия в лотке и ввинчиваться в задний щиток 228 корпуса 112.

В некоторых вариантах реализации изобретения уменьшение потока воздуха ниже узла печатной платы в нижней части корпуса компьютерной системы может увеличить поток воздуха над узлом печатной платы. ФИГ.6 иллюстрирует схематический вид сбоку потока воздуха через компьютерную систему в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения. Воздух может протекать над узлом печатной платы 114 до задней части узла печатной платы 114, где воздух заходит под жесткие диски 118. Уменьшение потока воздуха ниже, проходящего над узлом печатной платы возле нижней части корпуса, например, через каналы 220 под жесткими дисками 118, может увеличить поток воздуха через узел печатной платы 114 за счет увеличения скорости потока воздуха на поверхности узла печатной платы 114 и/или увеличения турбулентности воздуха на или вблизи печатной платы.

В некоторых вариантах реализации изобретения, выходящий из блока питания воздух может смешиваться с воздухом, используемым для охлаждения других тепловыделяющих компонентов в корпусе компьютера, таких как центральный процессор. На ФИГ.7 представлен схематический вид сверху, иллюстрирующий поток воздуха через компьютерную систему в одном из вариантов реализации изобретения. Одна часть воздуха может входить в блок питания 116 через воздухоприемные отверстия 136 и может быть выведена в корпус 112 компьютерной системы 104 через воздухоприемные отверстия 208. Вторая часть воздуха может попасть в компьютерную систему 104 через воздухоприемные отверстия 122 и далее пройти к узлу печатной платы 114. Воздух, проходящий через блок питания 116 и над узлом печатной платы 114, может смешиваться при выходе из блока питания и узла печатных плат. Смешивание воздуха из блока питания 116 и узла печатной платы может привести к более равномерной температуре воздуха, проходящего через нижестоящие компоненты, такие как жесткие диски 118. Например, достаточно горячий воздух из блока питания 116 может смешиваться с относительно прохладным воздухом возле задней части узла печатной платы 114. В некоторых вариантах реализации изобретения, кабель питания 230 и блок питания 116 могут служить рассеивателями для воздуха, выходящего из блока питания 116. В некоторых вариантах реализации изобретения, компьютерная система может включать в себя отдельные элементы для смешивания воздуха, такие как направляющий аппарат. Например, направляющий аппарат может быть предусмотрен в нижней части корпуса 112 компьютерной системы 104.

В вариантах реализации изобретения, описанных выше, выделяемый из блока питания воздух может смешиваться с воздухом других компонентов компьютерной системы. Однако, в других вариантах реализации изобретения, воздух из блока питания может быть отделен от другого потока воздуха внутри корпуса компьютерной системы. Например, в одном варианте реализации изобретения, воздух, выходящий из блока питания 116, может быть отделен от другого потока воздуха в корпусе 114 и перемещен к задней части компьютерной системы 104 через отдельный канал. В некоторых вариантах реализации изобретения, компьютерная система может включать в себя барьер между выходящим из блока питания потоком воздуха и другим потоком воздуха внутри корпуса компьютерной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения, компьютерная система может включать в себя отдельный вентилятор для охлаждения блока питания. Такой специальный вентилятор может быть использован для увеличения воздушного потока над тепловыделяющими компонентами в блоке питания.

В некоторых вариантах реализации изобретения, один или несколько блоков распределения питания стойки предусмотрено на стороне впуска воздуха в стойке. Блоки распределения питания стойки могут находиться на том же конце стойки, что и соединения для серверных блоков питания в стойке. Обратимся снова к ФИГ.1, система 100 включает блок распределения питания стойки 170 на левой и правой сторонах стойки 102 в передней части стойки 102.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок распределения питания стойки прикреплен к стойке посредством соединительного устройства. В некоторых вариантах реализации изобретения, соединительное устройство обеспечивает движение или переустановку блока распределения питания в стойке, например, во время технического обслуживания. ФИГ.8 иллюстрирует один из вариантов реализации блока распределения питания стойки на соединительном устройстве, которое обеспечивает перемещение блока распределения питания стойки.

Блок распределения питания стойки 170 включает корпус БРП стойки 240. Блок распределения питания стойки 170 установлен на кронштейне 172. Кронштейн 172 может служить в качестве соединительного устройства для блока распределения питания стойки 170. Кронштейн 172 соединен со стойкой 102 посредством петель 242. Блок распределения питания стойки 170 может быть соединен с кронштейном 172 посредством кнопок 247 в пазах 249.

Каждая петля 242 включает шарнирные элементы 243 и 244. Шарнирный элемент 244 может находиться со стороны петли 242 стойки. Шарнирный элемент 243 может находиться со стороны кронштейна петли 242. Шарнирные элементы 243 и 244 могут взаимодействовать для образования петель 242 между кронштейном 172 и стойкой 102. Блок распределения питания стойки 170 может вращаться на петлях 242.

В некоторых вариантах реализации изобретения шарнирные элементы 244 могут быть частью стандартной выпускаемой стойки. Расположение и размеры шарнирного элемента 243 кронштейнов 172 могут быть выбраны в соответствии с расположением и размерами шарнирного элемента 243 стандартной выпускаемой стойки. В некоторых вариантах реализации изобретения, дверца может отсутствовать в стандартных, выпускаемых стойках и быть заменена одним или более устанавливаемым на шарнирах блоком распределения питания стойки, как показано выше на ФИГ.8.

В некоторых вариантах реализации изобретения, кронштейн для крепления блока распределения питания стойки может поворачиваться таким образом, что один и тот же кронштейн может быть использован с обеих сторон стойки. Например, кронштейн 172 может поворачиваться таким образом, что кронштейн 172 может быть использован для соединения блока распределения питания стойки 170 с обеих сторон стойки 102.

В некоторых вариантах реализации изобретения шарнирный элемент 243 может быть изготовлен из листового металла как неотъемлемая часть кронштейна 172. В других вариантах реализации изобретения, шарнирный элемент 243 может быть изготовлен как отдельная часть, которая затем крепится к кронштейну 172, например, с помощью заклепок, шурупов или сварки.

Блок распределения питания стойки 170 может включать любое количество разъемов. Например, на ФИГ.1 можно увидеть, что каждый из блоков распределения питания стойки 170 на левой и правой сторонах стойки 102 может включать в себя 21 разъем. Блок распределения питания стойки 170 может получать входное питание через кабель 241. Каждый из разъемов 176 в блоке распределения питания стойки 170 может быть соединен с различными компьютерными системами 104 в стойке 102 посредством одного из силовых кабелей 178 (на ФИГ.8 для лучшего понимания показан только один такой кабель питания 178).

ФИГ.9 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий один из вариантов реализации изобретения системы стоек с блоком распределения питания стойки в обычном положении. ФИГ.10 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий один из вариантов реализации изобретения системы стоек с блоком распределения питания стойки в положении обслуживания. Система 100 включает стойку 102, компьютерные системы 104 и блок распределения питания стойки 170. Блок распределения питания стойки 170 установлен на стойке 102 с помощью кронштейнов 172. Когда блок распределения питания стойки 170 находится в исходном положении (как показано, например, на ФИГ.9), блок распределения питания 170 стойки и/или кронштейны 172 могут быть установлены/сняты по линии 248 из компьютерных систем 102. Блок распределения питания стойки 170 может быть переустановлен в положение обслуживания (как показано, например, на ФИГ.10). В то время, как блок распределения питания стойки 170 повернут относительно стойки 102 на кронштейнах 172, кабели питания 178 могут раскручиваться относительно оси вращения петель. Разматывание и/или раскручивание кабелей питания 178 может уменьшить или устранить натяжение в этих кабелях питания 178, когда разъемы блока распределения питания стойки 170 повернуты от компьютерных систем 104.

Вместе с боком распределения питания стойки 170, при техническом обслуживании, любая из компьютерных систем 104 в стойке 102 может быть установлена или извлечена из стойки 104. Например, компьютерная система 104 может быть выдвинута из стойки 102 в то время, как блок распределения питания стойки 170 находится в положении обслуживания.

В некоторых вариантах реализации изобретения, блоки распределения питания стойки предусмотрены на обоих концах стойки. Блоки распределения питания стойки могут быть подвижными по отношению к стойке, чтобы облегчить доступ к серверам в ней.

В некоторых вариантах реализации изобретения, подвижные блоки распределения питания стойки предусмотрены с обоих концов охлаждаемой системы стоек. ФИГ.11 иллюстрирует схематический вид сверху одного из вариантов реализации центра хранения и обработки данных, имеющего ряд охлаждаемых систем стоек с блоками распределения питания стойки на обеих ее сторонах. ФИГ. 12 иллюстрирует схематический вид задней части центра хранения и обработки данных, показанного на ФИГ.11. Центр хранения и обработки данных 250 включает компьютерную комнату 251, подмашинную камеру 252 и камеру повышенного давления 253. Компьютерная комната 251 включает охлаждаемые системы стоек 254 в общем ряду 255. В одном варианте реализации изобретения охлаждаемые системы стоек 254 являются сервером половинной высоты, изготовленным Rackable Systems, Inc. Ряд 255 отделяет «холодные» проходы 256.

Каждая из охлаждаемых систем стоек 254 включает стойку 257 и серверы половинной высоты 258. Серверы 258 могут быть любой высоты, в том числе 1U, 2U или 3U. В каждой охлаждаемой системе стоек 254 опоры среднего размера 259 устанавливаются или формируются в пространстве между передним рядом штабеля сервера половинной высоты 258 и задним рядом штабеля сервера половинной высоты 258. Серверы 258 в охлаждаемых системах стоек 254 охлаждаются посредством втягивания воздуха в систему стоек 254 на передней и на задней ее части, и далее выводом воздуха из опор среднего размера 259 через верхнюю часть стойки 257.

Для отвода тепла из серверов 258, система обработки воздуха может быть задействована для выведения воздуха из подмашинной камеры 252 в компьютерную комнату 251 через нижние вентиляционные отверстия 260. Воздух из нижних вентиляционных отверстий 260 может переходить из «холодных» проходов 256 в охлаждаемые системы стоек 254. В некоторых вариантах реализации изобретения, поток воздуха в стойках составляет около 450 кубических футов в минуту, с каждой стороны. Воздух поступает из передней и задней стороны системы стоек 254, через серверы половинной высоты 258 до опор среднего размера 279. Воздух в опорах среднего размера 259 проходит через верхнюю часть стойки 257.

Охлаждаемые системы стоек 254 включают блоки распределения питания стойки 170. Блоки распределения питания стойки 170 прикреплены к стойкам 102 охлаждаемых систем стоек 254 посредством кронштейнов 172. Блоки распределения питания стойки 170 и кронштейны 172 могут быть подобны описанным выше на ФИГ.8. Кронштейны 172 могут обеспечивать шарнирное соединение между блоками распределения питания стойки 170 и самой стойкой 102. Блоки распределения питания стойки 170 могут поворачиваться (например, обслуживающим персоналом), чтобы обеспечить доступ к серверам 258.

Воздух из «холодных» проходов 256 может проходить через блоки распределения питания стойки 170 перед тем, как они проходят сквозь серверы 258. Циркуляция охлаждающего воздуха внутри блоков распределения питания стойки 170 может снизить риск выхода блоков распределения питания стойки 170 из строя (например, сбой из-за перегрева выключателей в блоках распределения питания стойки).

Кабели питания (не показаны на ФИГ.11 и 12 для лучшего понимания) могут соединять входные разъемы питания на блоках питания 116 в серверах 258 с выходными разъемами питания в блоках распределения питания стойки 170. ФИГ.13 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий подключение питания для одной из систем стоек 254 с блоками распределения питания стойки 170 в закрытом положении. ФИГ.14 представляет собой схематический вид сверху, иллюстрирующий подключение питания для одной из систем стоек 254 с блоками распределения питания стойки 170 в открытом положении. Когда блоки распределения питания стойки 170 находятся в открытом положении, любой из серверов в системе стоек 254 может быть вытянут из системы стоек 254 (как показано на ФИГ.11).

ФИГ.15 иллюстрирует вариант реализации изобретения системы стоек с двумя блоками распределения питания на одном кронштейне. Два блока распределения питания стойки 170 соединены с кронштейном 264. Кронштейн 264 соединен со стойкой 102. Каждый из блоков распределения питания стойки 170 может включать в себя группу разъемов питания. В одном из вариантов реализации изобретения, каждый из блоков распределения питания стойки 170 включает 21 разъем.

В вариантах реализации изобретения, показанных на ФИГ.8-10, кронштейн 172 соединяет блок распределения питания стойки для поворота по отношению к стойке на петле 242. Соединительное устройство может, однако, присоединять блок распределения питания стойки для выполнения перемещения другого типа по отношению к стойке. ФИГ.16 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее вариант реализации изобретения системы стоек, включающей блок распределения питания стойки, соединенный со стойкой посредством рычажной передачи. Система стоек 100 включает рычажную передачу 266. Рычажная передача 266 соединяет блок распределения питания стойки 170 со стойкой 102. Рычажная передача 266 включает шатуны 267 и петли 268. Блок распределения питания стойки 170 может быть перемещен на рычажную передачу 266 для обеспечения доступа к компьютерным системам 104.

В некоторых вариантах реализации изобретения блок распределения питания стойки может быть присоединен с возможностью перемещения по отношению к стойке. ФИГ.17 представляет собой схематическое изображение, иллюстрирующее вариант реализации изобретения системы стоек, включающей блок распределения питания стойки в скользящем механизме. Система стоек 100 включает скользящее соединение 272. Скользящее соединение включает пластину 273 и планку 274. Блок распределения питания стойки 170 может скользить по планке 274. Блок распределения питания стойки 170 может задвигаться на планке 274 в направлении стрелок, для обеспечения доступа к компьютерным системам 104.

ФИГ.18 иллюстрирует вариант реализации изобретения системы стоек, которая включает передние блоки распределения питания стойки и дверцы стойки. Блок распределения питания стойки 170 соединен со стойкой 102 посредством кронштейна 275. В некоторых вариантах реализации изобретения кронштейн 275 соединен со стойкой 102 посредством одного или нескольких петель. Дверцы 276 могут крепиться к кронштейну 276. В некоторых вариантах реализации изобретения, кронштейн 275 может использовать шарнирные элементы на стандартных, выпускаемых стойках. В некоторых вариантах реализации изобретения, кронштейн 275 и дверцы 276 могут заменить стандартные дверцы готовых выпускаемых стоек.

ФИГ.19 иллюстрирует один из вариантов реализации лотка жестких дисков в компьютерной системе. Лоток 222 включает основание 280 и прижимные планки 282. Прижимные планки 282 могут удерживать жесткие диски 118 (не показано на ФИГ.19 для лучшего понимания) в нужном положении на основании 280.

Основание 280 лотка 222 включает опорную пластину жестких дисков 281, подъемники 283 и внешнюю раму 277. Подъемники 283 могут отделять жесткие диски от нижней части корпуса компьютерной системы (например, как в корпусе 112). Воздуховоды 220 могут быть расположены между подъемниками 283, в то время как лоток 222 установлен в корпусе.

Опорная пластина 281 включает отверстия 279. Отверстия 281 могут способствовать передаче тепла от тепловыделяющих компонентов жестких дисков и перемещению воздуха по воздуховодам 220. В некоторых вариантах реализации изобретения могут быть предусмотрены радиаторы в нижней части жестких дисков для обеспечения перемещения тепла по воздуховодам 220. В некоторых вариантах реализации изобретения радиаторы расположены на лотке 222. В некоторых вариантах реализации изобретения радиаторы могут быть прикреплены к жестким дискам в лотке.

Лоток 222 включает прокладки 286 основания 280. Прокладки 286 могут защищать жесткие диски 118 от вибрации и/или ударных нагрузок. В одном из вариантов реализации изобретения прокладки 286 изготовлены из полимерного материала.

В некоторых вариантах реализации изобретения, распределительные элементы и опорные элементы жестких дисков лотка, могут составлять одно целое. В одном из вариантов реализации изобретения, например, показанном на ФИГ.19, опорная пластина 281, подъемники 283 и внешняя рама 284, могут составлять одно целое. В одном из вариантов реализации изобретения опорная пластина 281 и подъемники 283 изготовлены из цельного листового металла. В других вариантах реализации изобретения опорная пластина 281 и подъемники 283 являются отдельными деталями, которые могут быть соединены друг с другом посредством крепежных деталей, сварных швов, клея или другим способом. В различных вариантах реализации изобретения опорные элементы и/или распределительные элементы лотка могут включать в себя планки, трубы, стержни, прутки или любые другие конструктивные элементы.

ФИГ.20 иллюстрирует один из вариантов реализации изобретения прижимной планки в поднятом положении от основания лотка. Прижимная планка 282 может быть шарнирно соединена с основанием 280 с помощью штифтов 284. Прижимная планка 282 включает рычаги 287 и поперечные элементы 288. Поперечные элементы 288 включают каналы 289 и крылья 290. Каналы 289 и крылья 290 могут объединяться для формирования взаимообратного корытообразного сечения на каждой стороне поперечного элемента 288. Крылья 290 могут захватывать края жестких дисков для удержания жестких дисков в лотке 222.

ФИГ.21 иллюстрирует вид сбоку одного из вариантов реализации лотка жестких дисков. На ФИГ. 21 запорная планка 282 находится в закрытом положении на основании 280 (жесткий диск был опущен для лучшего понимания схемы).

ФИГ.22 иллюстрирует поперечное сечение запорной планки смежных накопителей. Каждое из крыльев 290 запорной планки 282 может контактировать с верхней поверхностью одного из жестких дисков 118. Зацепление между крыльями 290 запорной планки 282 и верхней поверхностью жестких дисков позволяет оставлять жесткие диски в лотке 222. Для некоторых из жестких дисков 118, один край жесткого диска удерживается одной из вкладок 285 на раме лотка 222, а противоположный край жесткого диска удерживается одним из крыльев 290, как показано на ФИГ.4.

В некоторых вариантах реализации изобретения прижимная планка 282 может эластично смещаться с возможностью восстановления в исходное положение, таким образом, что крылья 290 сдвигаются вниз к жестким дискам. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, лоток 222 может включать торсионную пружину на шарнирном соединении между прижимной планкой 282 и основанием 280.Торсионная пружина может смещать прижимные планки 282 с возможностью их восстановления при контакте с жесткими дисками 118.

В другом варианте реализации изобретения, торсионные пружины могут смещать прижимные планки с возможностью их возврата от основания 280 (например, для облегчения извлечения жестких дисков).

ФИГ.23 иллюстрирует лоток с прижимными планками в открытом положении, для извлечения жесткого диска из лотка. Прижимные планки 282 могут быть подняты для установки или извлечения жестких дисков 118.

В некоторых вариантах реализации изобретения элементы для удержания накопителей внизу могут быть использованы в качестве ручки для переноски жестких дисков, или в качестве ручки для переноски компьютерной системы, в которой установлен лоток. Например, прижимные планки 282 могут быть использованы пользователем при переносе жестких дисков 118. В некоторых вариантах реализации изобретения, лоток 222 является безынструментным, то есть не требующим отдельных инструментов для установки лотка 222 или для установки/удаления жесткого диска из лотка.

ФИГ.24 иллюстрирует один из вариантов реализации изобретения запорного механизма лотка жестких дисков. Прижимная планка 282 включает штифт 291 и штифт монтажного кронштейна 292. Штифт монтажного кронштейна 292 соединен с прижимной планкой 282 у основания канала 289. Штифт 291 установлен с возможностью скольжения вдоль монтажного кронштейна 292. Прижимная планка 282 включает сквозное отверстие 293 для штифта 291.

Когда прижимная планка 282 опущена до закрытого положения на жестких дисках 118, штифт 291 и сквозное отверстие 293 может совпадать с отверстием 294 в основании 280 лотка 222. Штифт 291 может быть выдвинут в отверстие 294. В некоторых вариантах реализации изобретения, штифт 291 под воздействием пружины может войти во взаимодействие с отверстием 294 основания 280. Зацепление штифта 291 с отверстием основания 280 может обеспечивать прижимная планка 282 в закрытом положении на жестких дисках 118.

Хотя на ФИГ.24 прижимная планка 282 фиксируется штифтом 291, узел лотка жестких дисков может, в различных вариантах реализации изобретения, включать другие механизмы блокировки и запорные элементы. Примерами запорных механизмов и элементов являются винты, упоры, клинья, пружины (например, пластинчатая пружина) и фиксаторы. В некоторых вариантах реализации изобретения жесткие диски могут быть присоединены в узле лотка путем посадки с натягом между жесткими дисками и лотком.

Несмотря на то, что в описанных выше вариантах реализации изобретения лоток жестких дисков был использован в поднятом положении, в различных вариантах реализации изобретения компьютерная система может включать в себя любое из различных устройств хранения данных, установленных в поднятом положении.

Хотя в описанных выше вариантах реализации изобретения все жесткие диски были установлены в лотке, в различных вариантах реализации изобретения жесткие диски или иные устройств хранения данных могут быть установлены на корпус с помощью других элементов крепления. Например, жесткие диски могут быть установлены на квадратные трубы, поддерживающие накопители и приподнимающие их выше нижней части корпуса.

В некоторых вариантах реализации изобретения, лоток может обеспечивать усиление конструкции компонентов корпуса, таких как жесткие диски. Обратимся снова к ФИГ.5, подъемники 283A, 283B и 283C могут соединяться с нижней панелью 296 корпуса 112. В некоторых вариантах реализации изобретения, подъемники 283A, 283B и 283C могут опираться на нижнюю панель 224. В других вариантах реализации изобретения, подъемники 283A, 283B и 283C могут быть прикреплены к нижней панели 224 как винтами и сваркой, так и другим способом крепления. Боковые панели 223 и/или верхние вкладки 226 корпуса 112 могут соединяться со вспомогательной рамой 277 лотка 222. Элементы лотка 222 и корпуса 112 могут комбинироваться для формирования коробчатого сечения, установленного на жестких дисках 118. Например, нижняя панель 296, подъемники 283A и 283C и опорная пластина 281 могут объединяться для формирования прямоугольного коробчатого сечения. Коробчатое сечение может уменьшить деформации корпуса, такие как провисание нижней панели 224, которое может возникнуть в случае, если жесткие диски 118 были установлены непосредственно на нижней панели 224 корпуса 112.

В некоторых вариантах реализации изобретения система стоек включает вентиляторы, смонтированные в стойке, которые являются внешними по отношению к компьютерной системе в стойке. Вентиляторы, смонтированные в стойке, могут обеспечивать поток воздуха в компьютерных системах. В варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ.1, например, система 100 включает вентиляторы 162.

ФИГ.25 иллюстрирует вид сзади одного из вариантов реализации изобретения системы стоек. Система 100 включает стойку 102 и заднюю дверцу 160. Задняя дверца 160 соединяется со стойкой 102 с помощью шарниров 148. Модули вентиляторов 300 соединены и поддерживаются задней дверцей 160.

ФИГ.26 иллюстрирует один из вариантов реализации модуля вентиляторов для стойки. Модуль вентиляторов 300 включает один или несколько вентиляторов 302 и блок 304. Блок 304 включает рукоятку 305.

Модуль вентилятора 300 может быть закреплен на дверце панели (см., например, заднюю дверцу 160, показанную на ФИГ.25 и ФИГ.27). Вентиляторы 302 могут подавать поток воздуха в стойку 102.

В некоторых вариантах реализации изобретения, вентиляторы 302 являются вентиляторами переменного тока (АС). В одном из вариантов реализации изобретения, вентиляторы 302 имеют номинальное входное напряжение около 100 В - 120 В. В одном из вариантов реализации изобретения, вентиляторы 302 номинальное входное напряжение около 230 В. Вентиляторы 302 могут получать питание от блоков распределения питания по уровням стойки (как, например, блок распределения питания стойки 170, описанный выше на ФИГ.1). В некоторых вариантах реализации изобретения, модули вентиляторов 300 в стойке обладают возможностью горячей замены. В некоторых вариантах реализации изобретения ручной переключатель питания предусмотрен для каждого модуля вентиляторов 300.

В одном из вариантов реализации изобретения, каждый из вентиляторов 302 работает со скоростью потока от 50 до 100 кубических футов в минуту. В другом варианте реализации изобретения, каждый вентилятор 302 работает со скоростью около 200 кубических футов в минуту.

ФИГ.27 иллюстрирует один из вариантов реализации дверцы для поддержки вентиляторов в системе стоек. Дверца 160 включает разъем модуля вентилятора 320. Разъем модуля вентилятора 320 включает направляющие 322, отверстия 324 и скрытые разъемы 330. Каждая из направляющих 322 может занимать дополнительный канал на одном из модулей вентиляторов 300, когда модуль вентиляторов установлен на дверце 160. Каждый из скрытых разъемов 330 может соединяться с дополнительным разъемом на одном из модулей вентиляторов 300, тогда как модуль вентиляторов установлен на дверце 160. В некоторых вариантах реализации изобретения, скрытые разъемы 330 могут получать питание через кабельный жгут (не показан на ФИГ.27 для лучшего понимания). В некоторых вариантах реализации изобретения кабельный жгут может обеспечить каждый из разъемов 330 питанием от выходного разъема питания в блоке распределения питания стойки (таком, как блок распределения питания стойки 170).

Каждый из вентиляторов 302 может обеспечить поток воздуха для более, чем одной компьютерной системы в стойке 102. Например, как показано на ФИГ.1, стойка 104 может включать компьютерные системы 102, каждая из которых может иметь высоту 1U. В некоторых вариантах реализации изобретения, вентиляторы 300 объединяются для создания области низкого давления на задней части стойки.

В варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ.1 и ФИГ.25, система включает три ряда, расположенные на расстоянии от верхней части стойки к низу, где каждый ряд включает два вентилятора. Однако, в различных вариантах реализации изобретения, система может иметь любое количество вентиляторов. В некоторых вариантах реализации изобретения система имеет три или более вентилятора стойки на ряд. В других вариантах реализации изобретения система имеет только один вентилятор наряд.

В некоторых вариантах реализации изобретения вентиляторы, смонтированные в стойке для системы, могут иметь N+1 резервный элемент. Например, в варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ.1 и ФИГ.25, если один из шести вентиляторов сломается, оставшиеся пять вентиляторов смогут обеспечивать достаточное охлаждение системы.

В некоторых вариантах реализации изобретения, вентиляторы смонтированы в стойке под углом по отношению к вертикали. Например, как показано на ФИГ.1, вентиляторы 162 установлены под углом по отношению к вертикали. В некоторых вариантах реализации изобретения углы вентиляторов стойки подобраны для создания относительно равномерной области низкого давления в задней части блока компьютерных систем. В одном варианте реализации изобретения вентиляторы находятся под углом примерно 45 градусов от вертикали. В другом варианте реализации изобретения вентиляторы установлены под углом, который находится вблизи горизонтали (например, более, чем на 80 градусов от вертикали). Углы вентиляторов стойки могут быть одинаковыми или разными.

ФИГ.28 иллюстрирует вид сзади модуля вентилятора 300. Задняя панель 332 включает разъем 334. Разъем 334 может соединяться с дополнительными разъемами на установочной панели, такими как разъем 330 на дверце стойки 160. Каналы 335 могут быть предусмотрены по обе стороны от модуля вентилятора 300. Каналы 335 могут проходить по направляющим рычагам 322 в разъемах модуля вентиляторов 320 дверцы стойки 160, в то время, как модуль вентиляторов 300 установлен на самой дверце стойки 160.

ФИГ.29 иллюстрирует вид сбоку модуля вентилятора, включая крепежный паз. Для установки модуля вентилятора 300, крепежный паз 335 может быть задействован вместе с парой направляющих рычагов 322, показанных на ФИГ.27. Крепежные винты 337 могут ввинчиваться в резьбовые отверстия 336 разъема модуля вентиляторов 320. В других вариантах реализации изобретения, другие различные механизмы могут быть использованы для присоединения модулей вентиляторов к стойке. Такие механизмы могут включать, например, защелки, упоры или зажимные скобы. В одном варианте реализации изобретения система включает зажимное фиксирующее устройство для присоединения модуля вентилятора к стойке. Фиксирующее устройство может приводиться в действие одной рукой для фиксации или удаления модуля вентилятора из стойки.

В некоторых вариантах реализации изобретения, угол вентилятора, смонтированного в стойке, регулируется. ФИГ.30 иллюстрирует один из вариантов реализации изобретения вентилятора с регулируемой установкой. Система 338 включает модуль вентилятора 340. Модуль вентиляторов 340 имеет возможность вращения на креплении модуля вентиляторов 342. Крепление модуля вентиляторов 342 монтируется на задней панели 344 стойки 345. Модуль вентиляторов 340 включает вентилятор 346.

Модуль вентиляторов 340 может быть соединен с возможностью вращения с креплением модуля вентиляторов 344. Модуль вентиляторов 340 соединен с модулем крепления вентиляторов 342 с помощью шарнирного соединения 348. Угол модуля вентиляторов 342 может быть отрегулирован путем вращения модуля вентиляторов 340 на шарнирном соединении 348.

Стойка 345, включающая модуль крышных вентиляторов 360, монтируется в крышке 364. Вентилятор 362 модуля крышных вентиляторов 360 может работать в сочетании с одним или несколькими вентиляторами 340 на задней части панели 344 для обеспечения области низкого давления в задней части стойки. В одном варианте реализации изобретения стойка включает один ряд вентиляторов на крышке стойки и два ряда вентиляторов, расположенных сверху вниз на задней дверце стойки.

ФИГ.31 иллюстрирует регулируемый вентилятор, установленный под вертикальным углом. В одном варианте реализации изобретения запорный механизм 350 ослаблен для возможности регулировки угла модуля вентиляторов 340. Модуль вентиляторов 340 может быть повернут на шарнирном соединении 348 до вертикального угла. Как только модуль вентиляторов 340 оказывается в нужном положении, запорный механизм 350 может быть приведен в действие для фиксации модуля вентиляторов 340 под нужным углом.

В некоторых вариантах реализации изобретения система может включать вентиляторы с переменной скоростью. В некоторых вариантах реализации изобретения переключение мощности и/или скорости вращения вентилятора может регулироваться автоматически. Вентиляторы могут управляться индивидуально или в группах по два или более. В некоторых вариантах реализации изобретения, вентиляторы управляются на основе данных датчиков (например, датчиков температуры в стойке).

В некоторых вариантах реализации изобретения, один или несколько вентиляторов системы стоек могут управляться с помощью системы управления. Согласно ФИГ.3, например, стойка 192А включает систему управления 380. Система управления 380 может быть соединена с вентиляторами 162. В некоторых вариантах реализации изобретения, система управления включает, по меньшей мере, один программируемый логический контроллер (ПЛК). ПЛК может принимать значения параметров в стойке или в других частях центра обработки и хранения данных. ПЛК может получать данные, касающиеся расхода воздуха, температуры, давления, влажности или любых других операций или условий окружающей среды.

В одном из вариантов реализации изобретения, ПЛК получает данные от датчиков воздушного потока, которые измеряют расход воздуха в стойке. На основании данных датчика, ПЛК может контролировать такие параметры, как скорость вращения вентилятора, в зависимости от преобладающих условий эксплуатации. В другом варианте реализации изобретения, ПЛК получает данные от одного или нескольких датчиков температуры, которые измеряют температуру в стойке и/или в других частях центра хранения и обработки данных. В некоторых вариантах реализации изобретения ПЛК может управлять заслонкой между открытой и закрытой позициями для модулирования воздушного потока по мере необходимости, в зависимости от преобладающих условий эксплуатации.

В некоторых вариантах реализации изобретения, ПЛК может получать данные от тепловых датчиков блока распределения питания стойки. В некоторых вариантах реализации изобретения ПЛК может управлять переключением в блоке распределения питания стойки.

В некоторых вариантах реализации изобретения угловая регулировка вентилятора может быть автоматизирована. Например, угол модуля вентиляторов 340 по отношению к стойке 102 может быть отрегулирован с помощью привода соединенного с модулем вентиляторов. Привод может контролироваться ПЛК для регулировки угла наклона модуля вентиляторов 340.

В некоторых вариантах реализации изобретения система может включать устройство обнаружения неисправности вентиляторов. В одном из вариантов реализации изобретения, каждый из модулей вентиляторов 300 снабжен датчиком Холла. Датчик Холла может подать сигнал в систему управления о том, что вентилятор не работает.

В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько вентиляторов системы стоек могут быть снабжены устройством, которое автоматически отключает поток воздуха через вентилятор, если скорость потока воздуха через вентилятор падает ниже заданного порога. Например, согласно ФИГ.25, модуль вентиляторов 300' может включать вентиляционную решетку 370. Вентиляционная решетка 370 может автоматически закрываться, если поток воздуха через модуль вентиляторов 300' падает ниже заданного уровня. Например, если модуль вентиляторов 300' ломается, вентиляционная решетка 370 может автоматически перекрыть поток воздуха через вентилятор. Автоматическое отключение воздушного потока в вентиляторе, смонтированном в стойке, может уменьшить обратный поток воздуха в стойке 102 в случае выхода из строя модуля вентиляторов 300'. В некоторых вариантах реализации изобретения, все модули вентиляторов, смонтированных в стойке, могут включать вентиляционные решетки для перекрытия потока воздуха в случае отказа вентилятора.

В некоторых вариантах реализации изобретения воздушный поток в компьютерных системах, смонтированных в стойке, может быть обеспечен с помощью внутренних вентиляторов компьютерных систем, вместо или в дополнение к вентиляторам, смонтированным в стойке. Например, в каждой компьютерной системе, смонтированной в стойке на задней части корпуса, может быть предусмотрен ряд вентиляторов (например, расположенных под жесткими дисками 118, показанными на ФИГ.1). В некоторых вариантах реализации изобретения поток воздуха в компьютерных системах, смонтированных в стойке, может быть обеспечен с помощью внешней (относительно стойки) системой вентиляции.

В некоторых вариантах реализации изобретения система питания вентиляторов, смонтированных в стойке, может включать резервирование энергии. Резервная мощность может быть использована, например, в случае выхода из строя основного блока распределения питания стойки. В некоторых вариантах реализации изобретения, при выходе из строя основного блока распределения питания, питание вентиляторов стойки автоматически переключается с основного блока распределения питания стойки к резервному блоку распределения питания стойки.

Обратимся снова к ФИГ.3, центр обработки и хранения данных 190 включает систему распределения питания вентилятора 378. Система распределения питания вентилятора 378 включает автоматический переключатель 390, основной силовой кабель 392, резервный кабель питания 394 и кабель питания вентилятора 396. При нормальной работе вентилятора 162, он может получать питание от основного блока распределения питания стойки 170А на левой стороне стойки 192. Питание от основного блока распределения питания в стойке 170А может быть обеспечено посредством основного силового кабеля 392, автоматического переключателя 390 и кабеля питания вентилятора 396. В случае выхода из строя блока распределения питания стойки 170А (или основной системы питания, расположенной выше основного блока распределения питания стойки 170А), автоматический переключатель 390 может автоматически переходить на резервное питание. В режиме резервного питания, резервный блок распределения питания стойки 170 В может обеспечивать питание вентиляторов 162 посредством резервного кабеля питания 394, автоматического переключателя 390 и кабеля питания вентилятора 396. В некоторых вариантах реализации изобретения, каждый из основных блоков распределения питания стойки 170А и резервных блоков распределения питания стойки 170 В, подвижно соединены со стойкой; например, блок распределения питания стойки 170, описанный выше на ФИГ.1.

Автоматический переключатель 390 может быть размещен или вмонтирован в любом подходящем месте. В одном варианте реализации изобретения автоматический переключатель 390 устанавливается на крышку стойки. В другом варианте реализации изобретения, автоматический переключатель 390 установлен на задней дверце стойки.

ФИГ.32 иллюстрирует способ охлаждения компонентов компьютерной системы стоек в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения. В блоке 400, устройства перемещения воздуха предусмотрены для тепловыделяющих компонентов компьютерной системы, монтируемой на стойке. Воздуходувками могут быть, например, вентиляторы блока питания и/или вентиляторы, установленные в стойке.

В некоторых вариантах реализации изобретения, воздуходувки могут представлять собой внутренний вентилятор в блоке питания, отрегулированный для изменения направления потока воздуха в блоке питания.

В блоке 402, воздух для блока питания забирается снаружи компьютерной системы, смонтированной в стойке, внутрь корпуса источника питания. В блоке 404 воздух выводится из корпуса блока питания в корпус компьютерной системы, смонтированной в стойке.

В одном варианте реализации изобретения блоки распределения питания стойки перемещаются с тем, чтобы обеспечить доступ к компьютерным системам в стойке, таким образом, может быть выполнено переконфигурирование или техобслуживание компьютерной системы. ФИГ.33 иллюстрирует один из вариантов реализации переконфигурирования или техобслуживания, которое включает перемещение блоков распределения питания стойки для обеспечения доступа к компьютерным системам в стойке. В блоке 410 блоки распределения питания, смонтированные в стойке, перемещаются из рабочего положения в положение обслуживания, в то время, как блоки распределения питания стойки остаются соединены с ней. Например, блоки распределения питания стойки могут поворачиваться на кронштейнах, соединенных со стойкой посредством петель. Перемещение блоков распределения питания стойки может передвинуть их с пути установки/извлечения компьютерных систем в стойке.

В блоке 412 компьютерная система стойки, по меньшей мере, частично установлена или выдвинута, когда блок распределения питания находится в положении обслуживания. В некоторых вариантах реализации изобретения компьютерная система полностью извлечена из стойки и заменена другой компьютерной системой. В некоторых вариантах реализации изобретения переконфигурирование или обслуживание, выполняемое в компьютерной системе, производится, пока компьютерная система частично установлена на стойке (например, выдвинута, но все еще находится на направляющих планках). Например, крышка компьютера может быть снята при замене узла печатной платы, блока питания или жесткого диска. В любом случае, как только компьютерные системы установлены или перемещены в их полностью установленное положение, блок распределения питания стойки может быть возвращен в рабочее состояние, как указано в блоке 414.

В одном варианте реализации изобретения, способ охлаждения компьютерных систем стойки включает нагнетание воздуха под жесткие диски в компьютерных системах, смонтированных на стойке. ФИГ.34 иллюстрирует способ охлаждения жестких дисков с помощью пропускания воздуха под накопителями в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения. В блоке 420, воздух втягивается в корпус компьютерной системы, смонтированной в стойке. В блоке 422, воздух, проходящий в корпус, может протекать над узлами печатных плат и/или через корпус блока питания. В блоке 424, воздух направляется в воздуховоды под жесткими дисками компьютерной системы. В некоторых вариантах реализации изобретения воздух направляется ниже в воздуховоды. В некоторых вариантах реализации изобретения прохождение воздуха через корпус, может быть частично или полностью заблокировано над жесткими дисками. Блокировка прохождения воздуха может быт причиной увеличения потока воздуха под жесткими дисками и/или увеличения скорости воздуха, проходящего под жесткими дисками.

В блоке 426, тепло от тепловыделяющих компонентов жестких дисков может перемещаться в воздуховоды под ними. В блоке 428 воздух выводится из воздуховодов.

В некоторых вариантах реализации изобретения, направление воздуха под жесткими дисками включает выход воздуха вниз в воздуховоды под жесткими дисками. Например, в варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ.6, воздух внутри корпуса может быть направлен ниже корпуса 104. В некоторых вариантах реализации изобретения, воздух втягивается через вентиляторы, смонтированные в стойке, на задней ее части, такие как вентиляторы 162, показанные на ФИГ.1.

В одном варианте реализации изобретения способ охлаждения компьютерных систем, смонтированных в стойке, включает использование вентиляторов переменного тока (АС) в стойке, которые перемещают воздух в нескольких компьютерных системах, смонтированных в стойке. ФИГ.35 иллюстрирует способ охлаждения компьютерных систем с помощью вентилятора, смонтированного в стойке, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения. На 430 показан АС вентилятор, соединенный со стойкой. В некоторых вариантах реализации изобретения, вентиляторы соединены со стойкой под углом относительно стойки.

На блоке 432 вентиляторы переменного тока (АС) перемещают воздух через компьютерные системы в стойке таким образом, что, по меньшей мере, хотя бы один из вентиляторов переменного тока (АС) перемещает воздух через несколько компьютерных систем, смонтированных в стойке. Например, один вентилятор может перемещать воздух через компьютерные системы, смонтированные в стойке, в двух или более положениях в стойке (например, два или более сервера, расположенные один над другим в стойке).

На блоке 434, в одном из вентиляторов обнаружена неисправность. На блоке 436 показана горячая замена, произведенная для неисправного вентилятора. Во время горячей замены модуль вентиляторов, который вмещает поломанный вентилятор, вынимается и заменяется. Во время такого удаления и замены, питание может быть сохранено в месте расположения модуля вентиляторов и/или других вентиляторов в стойке.

В различных вариантах реализации изобретения, описанных выше, блоки распределения питания стойки установлены на кронштейнах рядом с концами систем стоек. Блок распределения питания стойки может, однако, быть установлен в любой части стойки в различных вариантах реализации изобретения. Например, блок распределения питания стойки может быть установлен на шарнирном кронштейне ближе к середине стойки.

Хотя в описанных выше вариантах реализации изобретения некоторые из использованных компьютерных систем имели высоту 1U, в различных вариантах реализации изобретения, компьютерные системы могут быть высотой и 2U, 3U или любой другой высоты или размера.

Хотя варианты реализации изобретения, приведенные выше, описаны достаточно подробно, после полного раскрытия данной публикация, для специалистов в данной области станут очевидными многочисленные варианты и модификации. Предполагается, что в следующей формуле изобретения будут охвачены все такие изменения и модификации.

Пункт 1. Компьютерная система, включающая:

корпус, сконфигурированный для монтирования его в стойке,

один или несколько жестких дисков, присоединенных к корпусу, и

один или несколько воздуховодов под, по меньшей мере, хотя бы одним жестким диском, где хотя бы один из воздуховодов включает один или несколько воздухоприемников и одно или несколько воздуховыпускных отверстий, где по меньшей мере один из воздухоприемников сконфигурирован для направления части воздуха вниз, по меньшей мере в один из воздуховодов, при этом по меньшей мере один из них сконфигурирован для обеспечения прохождения воздуха из хотя бы одного воздухоприемника к хотя бы одному воздуховыпускному отверстию.

Пункт 2. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает одну или несколько воздуходувок, сконфигурированных для перемещения воздуха хотя бы по одному или нескольким воздуховодам.

Пункт 3. Компьютерная система по п.2, отличающаяся тем, что меньшей мере одна из воздуходувок является внешней по отношению к компьютерной системе.

Пункт 4. Компьютерная система по п.2, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна из воздуходувок находится внутри компьютерной системы.

Пункт 5. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что компьютерная система представляет собой сервер, имеющий высоту около 1U.

Пункт 6. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что корпус включает один или несколько корпусных воздухоприемников и один или несколько корпусных воздуховыпускных отверстий, причем хотя бы один из несколько воздухоприемников одного или нескольких воздуховодов имеет гидравлическое сообщение с одним или несколькими корпусными воздухоприемниками, при этом, по меньшей мере, одно из воздуховыпускных отверстий одного или нескольких воздуховодов имеет гидравлическую связь с одним или несколькими корпусными воздуховыпускными отверстиями.

Пункт 7. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере два жестких диска расположены рядом в корпусе.

Пункт 8. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что компьютерная система смонтирована в стойке, где один или несколько жестких дисков расположены в один или несколько рядов, хотя бы один из которых насчитывает 4 жестких диска.

Пункт 9. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из нескольких воздуховодов под жесткими дисками расположен хотя бы частично ниже от одного или нескольких блоков питания в корпусе.

Пункт 10. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере один из нескольких воздушных воздуховодов под устройствами для жестких дисков расположен хотя бы частично ниже одного или нескольких узлов печатных плат в корпусе.

Пункт 11. Компьютерная система по п.10, отличающаяся тем, что воздуховоды расположены так, что по меньшей мере часть воздуха в компьютерной системе протекает по одному или нескольким узлам печатных плат корпуса, а затем хотя бы по одному из воздуховодов под жесткими дисками.

Пункт 12. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из нескольких воздуховодов под жесткими дисками сконфигурирован таким образом, что получает смешанный воздух из блока питания и хотя бы одного узла печатной платы, расположенного выше по потоку хотя бы одного из воздуховодов.

Пункт 13. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает лоток, в котором по меньшей мере два из нескольких жестких дисков установлены на лоток, сконфигурированный таким образом, чтобы отделить хотя бы один жесткий диск от нижней части корпуса для создания хотя бы одного из воздуховодов.

Пункт 14. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает по меньшей мере один воздухонаправляющий элемент, сконфигурированный для направления воздуха под один или несколько жестких дисков.

Пункт 15. Компьютерная система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает по меньшей мере одну лопасть, сконфигурированную на изменение потока воздуха выше по потоку относительно по меньшей мере, одного воздуховода под одним или несколькими жесткими дисками.

Пункт 16. Лоток, включающий одно или несколько внешних запоминающих устройств в корпусе, смонтированном на стойке для компьютерных систем, смонтированных на стойке, вмещает:

одну или несколько опорных деталей, сконфигурированных для удержания хотя бы части одного или нескольких устройств хранения данных; и

одну или несколько разделительных элементов, сконфигурированных для создания хотя бы одного воздуховода под хотя бы одним из устройств хранения данных в корпусе, в то время как лоток установлен в корпусе, смонтированном на стойке.

Пункт 17. Лоток по п.16, отличающийся тем, что, по меньшей мере одно из устройств хранения данных является жестким диском.

Пункт 18. Лоток по п.16, отличающийся тем, что дополнительно включает по меньшей мере одно отверстие между хотя бы одним из внешних запоминающих устройств и хотя бы одним из воздуховодов.

Пункт 19. Лоток по п.16, отличающаяся тем, что включает по меньшей мере, часть лотка сконфигурирована для соединения с корпусом для образования конструкции коробчатого сечения для удержания по меньшей мере одного из внешних запоминающихся устройств.

Пункт 20. Лоток по п.16, отличающийся тем, что дополнительно включает одну или несколько прижимных планок, где по меньшей мере одна из них сконфигурирована для хотя бы частичного прижима по меньшей мере одного из внешних запоминающих устройств.

Пункт 21. Лоток по п.20, отличающийся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере одна из нескольких прижимных планок смещена с возможностью восстановления местоположения для прижима, по меньшей мере, одного внешнего запоминающего устройства.

Пункт 22. Лоток по п.20, отличающийся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере одна из нескольких прижимных планок используется в качестве ручки для переноса компьютерной системы, в то время, как лоток установлен внутри компьютерной системы.

Пункт 23. Способ, включающий:

направление воздуха по одному или нескольким воздуховодам под одним или несколькими жесткими дисками в корпусе, смонтированном на стойке для компьютерной системы;

обеспечение возможности перенаправить, по меньшей мере, часть тепла от тепловыделяющих компонентов жестких дисков по хотя бы одному из воздуховодов;

выведение, по меньшей мере, части воздуха из хотя бы одного из воздуховодов.

Пункт 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно включает перемещение по меньшей мере части воздуха хотя бы к одному тепловыделяющему компоненту узла печатной платы в компьютерной системе, перед тем, как воздух попадает в один или несколько воздуховодов жестких дисков.

Пункт 25. Способ по п.23, отличающийся тем, что, по меньшей мере один из жестких дисков находится хотя бы частично внутри самой компьютерной системы, где воздух, движущийся по одному или нескольким воздуховодам под жесткими дисками компьютерной системы, включает движущийся воздух внутри корпуса.

Пункт 26. Способ по п.23, отличающийся тем, что включает перемещение по одному или нескольким воздуховодам воздуха под одним или несколькими жесткими дисками компьютерной системы включает направление воздуха вниз хотя бы к одному из воздуховодов.

Пункт 27. Способ по п.23, отличающаяся тем, что направление по одному или нескольким воздуховодам воздуха под одним или несколькими жесткими дисками компьютерной системы включает блокирование прохождения по меньшей мере части воздуха в корпусе, по меньшей мере, над одним из жестких дисков.

Изобретения относятся к компьютерным системам, монтируемым в серверных стойках и залах, а также к их охлаждению. Технический результат - обеспечение компьютерной системы с эффективным охлаждением, в которой возможен беспрепятственный монтаж/демонтаж оборудования в процессе ее работы. Достигается тем, что компьютерная система, включающая: корпус, сконфигурированный для монтирования в стойке, причем корпус включает один или более воздухоприемников на передней части корпуса и один или более воздуховыпускных отверстий на задней части корпуса, один или несколько узлов печатной платы на корпусе, один или несколько жестких дисков, соединенных с корпусом, и один или несколько воздуховодов, по меньшей мере, под одним из жестких дисков, по меньшей мере, один из нескольких воздухоприемников одного из нескольких воздуховодов сообщается по текучей среде с одним или более воздухоприемником корпуса, и, по меньшей мере, одно из воздуховыпускных отверстий одного из более воздуховодов сообщается по текучей среде с, по меньшей мере, одним из воздуховыпускных отверстий корпуса, и, по меньшей мере, один из воздухоприемников одного из нескольких воздуховодов сконфигурирован так, чтобы направлять, по меньшей мере, часть воздуха вниз, по меньшей мере, в один из воздуховодов, где, по меньшей мере, один воздуховод сконфигурирован так, чтобы воздух мог перемещаться, по меньшей мере, из одного воздухоприемника одного из нескольких воздуховодов, по меньшей мере, в одно из воздуховыпускных отверстий одного из нескольких воздуховодов, и где, по меньшей мере, один из одного или нескольких воздуховодов находится, по меньшей мере, частично ниже по потоку одного или нескольких узлов печатной платы на корпусе и расположен таким образом, что, по меньшей мере, часть воздуха в компьютерной системе протекает, по меньшей мере, по одному тепловыделяющему компоненту на одной или нескольких узлах печатной платы на корпусе и затем, по меньшей мере, в один воздуховод под жесткими дисками. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 35 ил.

1. Компьютерная система, включающая: корпус, сконфигурированный для монтирования в стойке, причем корпус включает один или более воздухоприемников на передней части корпуса и один или более воздуховыпускных отверстий на задней части корпуса, один или несколько узлов печатной платы на корпусе, один или несколько жестких дисков, соединенных с корпусом, и один или несколько воздуховодов, по меньшей мере, под одним из жестких дисков, где, по меньшей мере, один из воздуховодов включает один или более воздухоприемников и одно или более воздуховыпускных отверстий, где, по меньшей мере, один из нескольких воздухоприемников одного из нескольких воздуховодов сообщается по текучей среде с одним или более воздухоприемником корпуса, и, по меньшей мере, одно из воздуховыпускных отверстий одного из более воздуховодов сообщается по текучей среде с по меньшей мере одним из воздуховыпускных отверстий корпуса, и по меньшей мере, один из воздухоприемников одного из нескольких воздуховодов сконфигурирован так, чтобы направлять, по меньшей мере, часть воздуха вниз, по меньшей мере, в один из воздуховодов, где, по меньшей мере, один воздуховод сконфигурирован так, чтобы воздух мог перемещаться, по меньшей мере, из одного воздухоприемника одного из нескольких воздуховодов, по меньшей мере, в одно из воздуховыпускных отверстий одного из нескольких воздуховодов, и где по меньшей мере один из одного или нескольких воздуховодов находится по меньшей мере частично ниже по потоку одного или нескольких узлов печатной платы на корпусе и расположен таким образом, что по меньшей мере часть воздуха в компьютерной системе протекает по меньшей мере по одному тепловыделяющему компоненту на одной или нескольких узлах печатной платы на корпусе и затем по меньшей мере в один воздуховод под жесткими дисками.

2. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает одну или несколько воздуходувок, сконфигурированных так, чтобы воздух мог проходить, по меньшей мере, через один из более воздуховодов.

3. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, два жестких диска расположены рядом в корпусе.

4. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один из одного или более воздуховодов под жесткими дисками сконфигурирован так, чтобы получать смешанный воздух из блока питания и, по меньшей мере, одного узла печатной платы, расположенного выше по потоку относительно по меньшей мере одного воздуховода.

5. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает лоток, где по меньшей мере два из одного или более жестких дисков вмонтированы в лоток, причем лоток сконфигурирован так, чтобы размещать хотя бы один из жестких дисков на расстоянии от нижней части корпуса, создавая, по меньшей мере, один из воздуховодов.

6. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере, один элемент, направляющий воздух, сконфигурированный так, чтобы направлять воздух под один или более жестких дисков.

7. Компьютерная система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере, одну лопасть, сконфигурированную так, чтобы изменять входной поток воздуха выше по потоку относительно, по меньшей мере, одного из воздуховодов, под одним или более жесткими дисками.

8. Лоток для удерживания одного или более устройств хранения данных в корпусе, смонтированном на стойке, для компьютерной системы, смонтированной на стойке, включающий: одну или несколько опорных деталей, сконфигурированных так, чтобы поддерживать, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного из одного или более устройств хранения данных, один или более разделительных элементов, размещенных с интервалами, сконфигурированных так, чтобы создавать, по меньшей мере, один воздуховод под, по меньшей мере, одним из устройств хранения данных в корпусе, когда лоток установлен в корпусе, смонтированном на стойке, и одну или более прижимных планок, где, по меньшей мере, одна из прижимных планок сконфигурирована так, чтобы хотя бы частично прижимать, по меньшей мере, одно из устройств хранения данных.

9. Лоток по п. 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть лотка сконфигурирована для возможности соединения с корпусом, с формированием конструкции коробчатого сечения для поддержания хотя бы одного из устройств хранения данных.

10. Лоток по п. 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из нескольких прижимных планок эластично смещена, чтобы прижимать, по меньшей мере, одно из устройств хранения данных.

11. Лоток по п. 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из одной или более прижимных планок используется в качестве ручки для переноски компьютерной системы, когда лоток установлен в компьютерной системе.

12. Способ, включающий: направление воздуха через один или несколько воздухоприемников корпуса, расположенных на передней части корпуса, смонтированного на стойке, для компьютерной системы и над одним или несколькими тепловыделяющими компонентами на одном или нескольких узлах печатной платы в компьютерной системе в корпусе, смонтированном на стойке, направление воздуха от одного или нескольких узлов печатной платы по меньшей мере части воздуха, которая прошла через один или несколько тепловыделяющих компонентов на одном или нескольких узлах печатной платы, вниз в один или более воздуховодов под одним или более жесткими дисками в корпусе, смонтированном на стойке для компьютерной системы, через один или несколько воздухоприемников одного или нескольких воздуховодов, обеспечение передачи, по меньшей мере, части тепла от тепловыделяющих компонентов, по меньшей мере, от одного из жестких дисков, в воздух, по меньшей мере, в одном из воздуховодов, и выведение, по меньшей мере, части воздуха, по меньшей мере, из одного из воздуховодов через один или несколько воздуховыпускных отверстий на задней части корпуса.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из жестких дисков, по меньшей мере, частично находится в корпусе компьютерной системы, где перемещение воздуха в один или несколько проходов под одним или более жесткими дисками компьютерной системы включает перемещение воздуха в корпус.