專利名稱：廢氣排除系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來除去設(shè)備在操作期間產(chǎn)生的熱廢氣的廢氣排除系統(tǒng)。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)通信和信息技術(shù)設(shè)備通常是為安裝到支架上和藏在殼體里面而設(shè)計的。設(shè)備支架和殼體用來把諸如服務(wù)器、CPU、互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和儲存裝置之類的通信和信息技術(shù)設(shè)備裝在和安排在小的配線柜和設(shè)備室中以及大的數(shù)據(jù)中心中。設(shè)備支架可能是開放的構(gòu)型并且能被裝在支架殼體里面。標(biāo)準(zhǔn)的支架通常包括前懸掛式軌道，多樣的設(shè)備單元(例如，服務(wù)器和CPU)被垂直地安裝和疊放到該軌道上，而且通常有大約23英寸乘42英寸的覆蓋面積。標(biāo)準(zhǔn)支架的設(shè)備容量與安裝軌道的高度有關(guān)。高度是按以支架的“U”單位或“U”高度容量表示的1.75英寸的標(biāo)準(zhǔn)增量設(shè)定的。支架典型的U高度或數(shù)值是42U。標(biāo)準(zhǔn)支架在任何給定的時間都能被多種不同的元器件和來自不同的制造商的元器件稀疏地或密集地填充。
大多數(shù)安裝在支架上的通信和信息技術(shù)設(shè)備消耗電力而且產(chǎn)生熱量。安裝在支架上的設(shè)備產(chǎn)生的熱量能對設(shè)備元器件的性能、可信度和使用期有負(fù)面影響。具體地說，藏在殼體里面的安裝在支架上的設(shè)備在操作期間特別易受在殼體的邊界之內(nèi)產(chǎn)生的積聚熱量和局部過熱的損害。支架產(chǎn)生的熱量的數(shù)量取決于支架中的設(shè)備在操作期間消耗的電功率的數(shù)量。支架的熱量輸出能從每U單位支架容量的幾瓦變化到每U單位1千瓦以上，取決于安裝到支架上的元器件的數(shù)目和類型。通信和信息技術(shù)設(shè)備的使用者在他們的需要變化和有新的需要的時候增添、拆除和重新安排安裝在支架上的元器件。一定數(shù)量的熱量能由給定的支架或殼體產(chǎn)生，因此，能顯著地從幾十瓦特改變到大約10千瓦。
安裝在支架上的設(shè)備通常通過沿著支架或殼體的正面或空氣入口端吸入空氣、橫穿其元器件吸入空氣、隨后從支架或殼體的后面或排氣端排放空氣來冷卻它本身。因此，提供足夠冷卻的空氣的氣流需求能因安裝在支架上的元器件的數(shù)目和類型以及支架和殼體的構(gòu)型顯著地改變。通常，信息技術(shù)設(shè)備的大多數(shù)的構(gòu)型和設(shè)計要求冷卻空氣以每千瓦功耗大約180立方英尺/分鐘(cfm)的速度流動，所以吸入10千瓦電功率的支架將需要大約1,800cfm的氣流速度。
設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心通常配備為安裝在支架上的設(shè)備和殼體供應(yīng)和循環(huán)涼爽空氣的空調(diào)或冷卻系統(tǒng)。許多空調(diào)或冷卻系統(tǒng)(例如，在美國專利申請公開US 2001/0029163 A1，申請序列號09/784,238中揭示的系統(tǒng))要求設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心有升高的地板構(gòu)造以利于系統(tǒng)的空調(diào)和循環(huán)功能。參照

圖1，引用申請的冷卻系統(tǒng)借助閉環(huán)空氣循環(huán)提供涼爽空氣而且包括安排在設(shè)備室的底部地板5上方的升高的地板2。升高的地板2和底部地板5定義空氣冷卻單元14將涼爽空氣遞送到其中的空氣通道6。空氣通道6被接到設(shè)備支架或殼體8的一個部分上而且被配置成通過該通道把涼爽空氣引向藏在殼體8中的設(shè)備7的前面部分。涼爽空氣橫穿設(shè)備7流進(jìn)通風(fēng)管8c而且通過通風(fēng)管8c上升到眾多管道24之中。廢氣從管道24排放到返回通風(fēng)管4之中。返回通風(fēng)管4被接到空氣冷卻單元14上而且被配置成把廢氣遞送給空氣冷卻單元14進(jìn)行冷卻然后再回到設(shè)備室。
作為替代，空氣冷卻系統(tǒng)和方法使用開孔的地板磚和地板柵格或排氣口遞送來自安排在設(shè)備室升高的地板下面的空氣通道的涼爽空氣。開孔的地板磚和地板柵格或排氣口通常位于設(shè)備支架和殼體前面，而且沿著并排安排的數(shù)排支架和殼體之間的走廊。
需要升高的地板構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)和方法通常不能有效地滿足安裝在支架上的設(shè)備的冷卻要求。具體地說，包括熱廢氣輸出在5千瓦以上和高達(dá)10千瓦的大功率設(shè)備的支架對于這樣的系統(tǒng)和方法呈現(xiàn)特殊的挑戰(zhàn)。升高的地板構(gòu)造通常提供通氣面積大約為12英寸乘12英寸的開孔地板磚、地板柵格或排氣口，而且被配置成遞送大約200cfm到大約500cfm的涼爽空氣。來自通風(fēng)區(qū)域的空氣流速取決于諸如靜態(tài)風(fēng)壓和存在其它地板磚之類的因素，以致在實踐中一塊地板磚通常遞送大約100cfm到大約200cfm的空氣。所以，吸入高達(dá)10千瓦功率而且需要大約1,800cfm的氣流的大功率設(shè)備的支架將至少需要大約3.5到大約5塊安排在支架邊界周圍的開孔地板磚、柵格或排氣口以便提供足以滿足其冷卻要求的涼爽空氣。這樣的地板結(jié)構(gòu)在擠滿支架和殼體的設(shè)備室中將難以實現(xiàn)，而且如果支架和殼體在排列中是并排安排的是不可能實現(xiàn)的。因此，與升高的地板結(jié)構(gòu)合并的空氣冷卻系統(tǒng)和方法通常僅僅與被隔開的支架和殼體一起使用以便提供足以容納多個開孔地板磚、柵格或通風(fēng)孔的地板區(qū)域。對于典型的支架間隔，這對能實現(xiàn)的設(shè)備密度提出限制。此外，這樣的空氣冷卻系統(tǒng)和方法必須通過開孔地板磚、柵格或排氣口供應(yīng)冷空氣以滿足有大量的熱廢氣輸出的設(shè)備的冷卻要求。
設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心時常為了滿足要求個別的支架和殼體被重新定位和/或更換的新的和/或不同的設(shè)備需求而被重新配置。由于這個原因，升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法是不靈活的，而且通常為了維護(hù)被排列的、重新定位的和/或新安裝的設(shè)備支架只能以可觀的費用重新配置和/或翻新改造。升高地板的配置不能輕而易舉地適應(yīng)使用者為了滿足他們新的或變更的需求通常用來布置設(shè)備支架和重新配置設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心的方式。
此外，需要升高的地板構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)和方法缺乏在操作上考慮到在設(shè)備室中不同的支架和殼體之間(具體地說，在位于同一排中的支架和殼體之間)在電功率消耗方面廣泛的變化的實際的靈活性和便攜性。依靠升高地板的空氣通道和開孔地板磚、柵格或排氣口供應(yīng)涼爽空氣的冷卻系統(tǒng)和方法不能輕而易舉地改變或把涼爽空氣集中到那些消耗較大數(shù)量的電功率而且有大量熱廢氣輸出的大功率支架。此外，新安裝的設(shè)備可能吸取比被更換的或現(xiàn)有的設(shè)備還要多的電功率，因此在正在工作的設(shè)備室中產(chǎn)生散熱問題區(qū)域。
此外，倚賴升高地板構(gòu)造的冷卻系統(tǒng)和方法實際上不能適應(yīng)設(shè)備室中有散熱問題的特定區(qū)域。例如，這樣的系統(tǒng)和方法在不為重新配置和/或翻新改造空氣系統(tǒng)和/或支架和殼體付出相當(dāng)大的代價灼熱的和溫暖的廢氣就不能有效地從設(shè)備室排出和/或回到空調(diào)或冷卻系統(tǒng)的情況下不能解決排氣問題。這樣的排氣問題也能導(dǎo)致灼熱的和溫暖的廢氣再循環(huán)到支架和殼體，從而升高設(shè)備的工作溫度，具體地說，升高耗電量高的設(shè)備和/或在設(shè)備室中位于有散熱問題的區(qū)域中的設(shè)備的工作溫度。類似地，升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法不可能在來自一個支架的灼熱的和溫暖的廢氣被吸進(jìn)毗鄰的和/或最近的支架引起設(shè)備過熱的情況下考慮到局部散熱問題。升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法不能對設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)或現(xiàn)有的設(shè)備支架輕易地進(jìn)行翻新改造。
需要升高地板結(jié)構(gòu)的空氣冷卻系統(tǒng)和方法還降低設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心可用的凈空高度。藏在升高的地板下面的空氣通道里面的電線難以通向。此外，這樣的空氣通道難以清理。開孔地板磚和地板柵格或排氣口對人員也造成安全隱患。此外，升高地板的構(gòu)造在地震期間呈現(xiàn)坍塌的危險。
本發(fā)明的概述一般地說，一方面，本發(fā)明提供用來排放來自設(shè)備殼體的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括與設(shè)備殼體的后面部分耦合的排氣單元，該排氣單元有至少一個管道將空氣引向排氣單元的頂部。所述系統(tǒng)包括有第一端和第二端的排氣管道，其中第一端是為與排氣單元的頂部耦合而構(gòu)造和安排的，而且進(jìn)一步包括至少一個裝在排氣單元或排氣管道里面通過排氣單元和排氣管道把空氣從設(shè)備殼體之內(nèi)抽出的風(fēng)扇。
本發(fā)明的落實可能包括下述的一個或多個特征。排氣單元形成設(shè)備殼體的后門而且是為代替設(shè)備殼體的現(xiàn)有后門而構(gòu)造和安排的。那至少一個風(fēng)扇包括裝在排氣單元里面的眾多風(fēng)扇。排氣單元包括對應(yīng)于眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的管道，第一個對應(yīng)管道具有與第二個對應(yīng)管道的最小橫截面積近似相等的最小橫截面積。排氣管道是柔性的，而且排氣管道的第二端是為與允許把廢氣引向位于在天花板上方的通風(fēng)管的一塊蒙頂瓦配對而構(gòu)造和安排的。
所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)備殼體，其中設(shè)備殼體包括內(nèi)部框架，以允許把設(shè)備安裝在由內(nèi)部框架、頂板、底板、第一側(cè)板、第二側(cè)板和有許多在其中形成的孔口允許被眾多風(fēng)扇吸入的空氣通過這些孔口的前門形成的設(shè)備區(qū)域中，其中內(nèi)部框架與頂板、第一側(cè)板和第二側(cè)板耦合，提供實質(zhì)上氣密的密封，以使通過前門上的孔口吸入的空氣實質(zhì)上全部通過設(shè)備區(qū)域進(jìn)入排氣單元。
本發(fā)明的落實可能進(jìn)一步包括下述的一個或多個特征。那至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作?？刂破髋c那至少一個風(fēng)扇耦合而且是為控制風(fēng)扇的可變速度而構(gòu)造和安排的。控制器基于裝在設(shè)備殼體之中的設(shè)備吸取的功率控制可變的速度。此外，控制器根據(jù)設(shè)備殼體或排氣單元中的空氣溫度控制可變的速度。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個允許使用者控制那至少一個風(fēng)扇的可變速度的使用者控制。
此外，所述系統(tǒng)包括多樣的功率輸入電路和把功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇耦合的電路組件。該電路組件被配置成根據(jù)在第一個功率輸入電路的功率損失斷開第一個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇的連接并且把第二個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇連接起來?？刂破魇菫楦兄O(shè)備殼體后門的打開和當(dāng)后門被打開的時候切斷那至少一個風(fēng)扇而構(gòu)造和安排的，而且可以是為當(dāng)后門被打開的時候控制那至少一個風(fēng)扇以最大的速度操作而構(gòu)造和安排的。控制器是為檢測眾多風(fēng)扇之一出現(xiàn)故障而配置的。控制器被進(jìn)一步配置成把故障通知給在設(shè)備殼體外面的裝置。
另一方面，本發(fā)明提供用來排放來自設(shè)備殼體的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的方法，設(shè)備殼體有前門和后門。所述方法包括通過殼體前門上的孔口接受空氣；向殼體后門抽吸空氣使之橫穿殼體中的設(shè)備；向后門頂端的孔口抽吸空氣使之通過排氣管道到天花板通風(fēng)管；和使空氣通過天花板通風(fēng)管返回空調(diào)機(jī)；其中橫穿設(shè)備向殼體頂端的孔口抽吸空氣是使用安裝在殼體后門的或排氣管道中的至少一個風(fēng)扇完成的。
在第三方面，本發(fā)明提供用來排放來自設(shè)備殼體的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的系統(tǒng)，設(shè)備殼體有前門和后門。所述系統(tǒng)包括有第一端和第二端的排氣管道，第一端是為與設(shè)備殼體的頂部耦合而構(gòu)造和安排的。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括裝在排氣管道或設(shè)備殼體里面通過排氣管道把空氣抽出設(shè)備殼體的裝置。
在第四方面，本發(fā)明提供與容納設(shè)備的殼體一起使用的排氣系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括定義艙室的外殼、在外殼頂端的排氣口、和至少一個進(jìn)氣口。那至少一個進(jìn)氣口被配置成在艙室和外殼外面的空氣體積之間提供流體交換。外殼被配置成與殼體這樣耦合，以致外殼與在設(shè)備從那里排放空氣的設(shè)備第一側(cè)面的殼體的第一部分相鄰。所述系統(tǒng)包括至少一個安排在艙室里面的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇與那至少一個進(jìn)氣口這樣耦合，以致風(fēng)扇處在與艙室和設(shè)備進(jìn)行流體交換之中。風(fēng)扇被配置成通過那至少一個進(jìn)氣口從設(shè)備的第一側(cè)面這樣抽吸空氣，以致裝在殼體中的設(shè)備把空氣吸入在設(shè)備的第二側(cè)面的殼體的第二部分并且將空氣從設(shè)備的第一側(cè)面排出。那至少一個風(fēng)扇被進(jìn)一步配置成迫使吸入的空氣進(jìn)入外殼提供的排氣管道，排氣管道被配置成按實質(zhì)上平行于設(shè)備的第一側(cè)面的取向把風(fēng)扇排出的空氣從風(fēng)扇引向排氣口。
在第五方面，本發(fā)明提供一種，其中包括為把設(shè)備支撐在殼體中而配置的框架、與框架耦合的風(fēng)扇、有至少一個帶排氣口的內(nèi)部管道的門和用來橫穿設(shè)備把空氣吸進(jìn)那至少一個內(nèi)部管道然后從排氣口排出的裝置。
在第六方面，本發(fā)明提供用來冷卻裝在殼體中的設(shè)備的方法，設(shè)備被配置和安排在殼體中以便把空氣排放到在設(shè)備的第一側(cè)面的殼體的第一部分之中。所述方法包括把空氣從在設(shè)備的第二側(cè)面的殼體的第二部分抽吸到殼體的第一部分；迫使空氣進(jìn)入外殼提供的管道；外殼與殼體這樣耦合，以致所述管道和設(shè)備的第一側(cè)面處在流體交換中；通過所述管道把空氣引向外殼頂端；以及把來自外殼頂端的空氣排放到殼體外面的區(qū)域。
本發(fā)明的各種不同的方面可以提供下述的一個或多個優(yōu)勢。熱量能從藏在設(shè)備支架和/或殼體之中產(chǎn)生熱量的諸如通信和信息技術(shù)設(shè)備(例如，服務(wù)器、CPU、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和儲存裝置)之類的設(shè)備之中除去。在支架或殼體之內(nèi)積聚的熱量和局部過熱以及支架或殼體中設(shè)備的過熱可以通過除去設(shè)備在操作期間產(chǎn)生和排放的廢氣得以避免。安裝在支架上的設(shè)備和/或支架殼體的內(nèi)部溫度可以受到控制。
廢氣排除系統(tǒng)和方法可以是為除去安裝在支架上的設(shè)備產(chǎn)生的廢氣以便高效率地冷卻設(shè)備而提供的。所述的系統(tǒng)和方法能被配置和安排成有助于安裝在支架上的設(shè)備的操作，例如，把環(huán)境空氣吸進(jìn)設(shè)備并且使之橫穿設(shè)備元器件滿足其冷卻需要和排放灼熱的和溫暖的廢氣。所述的系統(tǒng)和方法能用風(fēng)扇單元除去多余的熱量，該風(fēng)扇單元有一個或多個與容納設(shè)備的支架和/或殼體這樣耦合的風(fēng)扇，以致這些風(fēng)扇抽吸和除去從設(shè)備排出的廢氣。該風(fēng)扇單元能容納吸入的廢氣而且能把吸入的空氣排放到設(shè)備外面的區(qū)域。
通過把廢氣從設(shè)備和支架和/或殼體中除去，風(fēng)扇單元能幫助降低壓力和/或幫助把在設(shè)備的排氣口一側(cè)的反壓(例如，由氣流阻力引起的反壓)減到最小/降低，這能幫助設(shè)備把足以滿足其冷卻需要的環(huán)境空氣吸進(jìn)殼體。此外，風(fēng)扇單元能幫助使設(shè)備的排氣口一側(cè)和設(shè)備的進(jìn)氣口一側(cè)之間的壓力差減到最小/降低從而使設(shè)備能夠有效地操作。所以，使用風(fēng)扇單元的系統(tǒng)和方法能依靠供應(yīng)給設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心的溫度在大約60°F到大約70°F范圍內(nèi)的涼爽的環(huán)境空氣來滿足設(shè)備冷卻需求。
風(fēng)扇單元能抽吸從安裝在支架上的設(shè)備排出的廢氣而且能容納所述廢氣并且把它排放到支架外面的區(qū)域，例如，與風(fēng)扇單元連接的外部排氣管道或通風(fēng)管。風(fēng)扇單元能借此幫助消除廢氣與設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心的環(huán)境空氣的混合或至少將混合程度減到最少/降低。風(fēng)扇單元能幫助消除不受歡迎的廢氣對設(shè)備的再循環(huán)或至少將這種再循環(huán)減到最少/減少。通過幫助消除廢氣與環(huán)境空氣的混合和廢氣對設(shè)備的再循環(huán)或至少將它們減到最少/減少，風(fēng)扇單元能幫助避免從設(shè)備的進(jìn)氣一側(cè)吸進(jìn)設(shè)備的環(huán)境空氣的入口溫度的熱梯度或?qū)⒃摕崽荻葴p到最小/降低。在支架頂部吸進(jìn)設(shè)備的環(huán)境空氣的溫度借此實質(zhì)上不高于/低于在支架底部吸進(jìn)設(shè)備的環(huán)境空氣的溫度。
通過除去和容納廢氣，風(fēng)扇單元能幫助維持環(huán)境空氣溫度例如在從大約60°F到大約70°F的范圍內(nèi)，而且使安裝在支架上的設(shè)備能依靠環(huán)境空氣滿足它的冷卻需求。在這個范圍內(nèi)冷卻和供應(yīng)環(huán)境空氣能幫助消除通常與在比較低的溫度(例如，55°F)供應(yīng)冷卻空氣相關(guān)聯(lián)的冷凝和增濕問題或?qū)⑦@些問題減到最少/減少。此外，在這個范圍內(nèi)冷卻和供應(yīng)環(huán)境空氣能幫助消除通常與在比較低的溫度(例如，55°F)供應(yīng)冷卻空氣相關(guān)聯(lián)的冷凝和增濕問題和成本或?qū)⑦@些問題和成本減到最少/減少。
不需要低溫下的冷卻空氣，使用風(fēng)扇單元的系統(tǒng)和方法能避免能用來提供溫度比較低(例如，55°F)的冷卻空氣和把空氣直接供應(yīng)到設(shè)備支架和殼體之中的雙層的或升高的地板構(gòu)造。因此，所述的系統(tǒng)和方法能避免與升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法的操作和維護(hù)相關(guān)聯(lián)的費用問題。此外，使用風(fēng)扇單元的系統(tǒng)和方法能避免重新配置設(shè)備室和翻新改造升高地板的冷卻系統(tǒng)和方法可能需要的冷卻設(shè)備和支架的費用。
用風(fēng)扇單元除去安裝在支架上的設(shè)備排出的廢氣能提供適應(yīng)在安裝在支架上的設(shè)備消耗的電功率方面廣泛的變化和在所述設(shè)備產(chǎn)生的廢氣方面必然的廣泛變化的靈活性。風(fēng)扇單元能快速而輕易地在個別的設(shè)備支架和/或殼體上進(jìn)行拆裝，以及在外部的排氣管道上拆裝，例如，與風(fēng)扇單元耦合把廢氣排放到用來除去自設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心的廢氣的吊裝天花板排氣通風(fēng)管的管道。
控制風(fēng)扇速度能幫助消除安裝在支架上的設(shè)備以比滿足其冷卻需要的流速高或低的流速抽吸環(huán)境空氣的可能性或至少將這種可能性減到最小/減少。因此，安裝在支架上的設(shè)備接受太多或太少的用來冷卻的環(huán)境空氣的危險能被消除或至少被減到最低限度/減少?？刂骑L(fēng)扇速度還能幫助避免廢氣以能超過或勝過空調(diào)或冷卻系統(tǒng)的能力的速率返回空調(diào)或冷卻系統(tǒng)的危險或至少將這種危險減到最低限度/減少。風(fēng)扇速度能依照設(shè)備功率負(fù)荷的實測數(shù)值和/或檢測到的設(shè)備內(nèi)部溫度實施控制和調(diào)節(jié)。
此外，控制空氣流動和安裝在支架上的設(shè)備的內(nèi)部溫度能對停電和供電不規(guī)則實施保護(hù)以防止熱量積聚和過熱。本發(fā)明各個方面的優(yōu)勢能在對支架和殼體進(jìn)行最少的翻新改造或不翻新改造的情況下提供給新的或現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸或非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的支架或殼體。
本發(fā)明的這些和其它優(yōu)勢以及本發(fā)明本身在仔細(xì)研究下面的附圖、詳細(xì)描述和權(quán)利要求書之后將得到更全面的理解。
附圖簡要說明圖1舉例說明傳統(tǒng)設(shè)備室的現(xiàn)有技術(shù)的空調(diào)冷卻系統(tǒng)，其中包括有空氣通道的雙層的或升高的地板。
圖2是依照本發(fā)明設(shè)備室的排氣系統(tǒng)的一個實施方案的側(cè)視圖。
圖2A是與設(shè)備殼體耦合的圖2所示排氣系統(tǒng)的一部分風(fēng)扇單元的側(cè)視圖。
圖3A是能與圖2所示的實施方案一起使用的備選廢氣風(fēng)扇單元的排氣口的俯視圖。
圖3B是與排氣管道連接的圖3A所示的風(fēng)扇單元的排氣口的側(cè)視圖。
圖4是依照本發(fā)明的另一個實施方案的廢氣風(fēng)扇單元的側(cè)視圖。
圖5A是將風(fēng)扇單元所附著的殼體部份地移開的圖4所示風(fēng)扇單元的俯視圖。
圖5B是圖5A所示殼體的后視圖以及圖4和5A所示風(fēng)扇單元的內(nèi)部視圖。
圖6是圖4和圖5A-5B所示風(fēng)扇單元的多樣管道和風(fēng)扇的內(nèi)部視圖。
圖7是圖6所示風(fēng)扇和回避故障電路(fail-over circuitry)的反向透視圖。
圖8是圖4所示風(fēng)扇單元與管道和天花板通風(fēng)管連接在一起的側(cè)視圖。
圖9A是圖8所示管道的側(cè)視圖。
圖9B是對準(zhǔn)天花板上眾多孔口的管道的側(cè)視圖。
圖9C是圖9B所示管道對準(zhǔn)從天花板延伸出來的排風(fēng)罩的側(cè)視圖。
圖10是支架和/或殼體的排列視圖，其中一些支架和/或殼體有圖8所示的風(fēng)扇單元。
圖11是基于圖4和8所示風(fēng)扇單元的支架功率負(fù)荷的風(fēng)扇速度控制系統(tǒng)的示意圖。
圖12是基于圖4和8所示風(fēng)扇單元的設(shè)備溫度的風(fēng)扇速度控制系統(tǒng)的示意圖。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)描述本發(fā)明的說明性實施方案提供存放和操作通信和信息技術(shù)設(shè)備的設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心使用的廢氣排除系統(tǒng)和方法。更具體地說，提供一種用來除去在設(shè)備操作期間諸如安裝在支架上的服務(wù)器、CPU和其它電子設(shè)備之類的設(shè)備產(chǎn)生的不受歡迎的熱廢氣的廢氣排除系統(tǒng)和方法。所述的廢氣排除系統(tǒng)是為與設(shè)備支架和/或支架殼體連接而構(gòu)造和安排的。當(dāng)與設(shè)備支架和/或殼體連接的時候，所述系統(tǒng)是為通過抽吸和容納從支架排出的廢氣和把廢氣排放到支架和/或殼體外面的區(qū)域除去從支架輸出熱廢氣而安排和配置的。所述系統(tǒng)是為除去支架和/或殼體中的設(shè)備排出的廢氣幫助把對進(jìn)入支架的氣流的阻力減到最小或降低而構(gòu)造和安排的。將空氣流動阻力減到最小或降低有助于使支架上的設(shè)備能夠有效地操作，從而把足以滿足其冷卻需求的空氣抽進(jìn)支架和把來自設(shè)備和支架的廢氣排出。
廢氣排除系統(tǒng)可以是為把熱廢氣排放到支架和/或殼體位于其中的設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心的環(huán)境空氣中而安排和配置的。作為替代，所述系統(tǒng)可以是為除去灼熱和溫暖的空氣把熱廢氣排放到外部的排氣管道或系統(tǒng)(例如，安排在設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心的吊裝天花板中的排氣通風(fēng)管)而安排和配置的。在這個意義上，廢氣排除系統(tǒng)可以被進(jìn)一步配置成與為設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心提供涼爽空氣的空調(diào)或冷卻系統(tǒng)協(xié)同操作。所述系統(tǒng)能在操作上與該空調(diào)或冷卻系統(tǒng)連接，借此所述系統(tǒng)把灼熱和溫暖的空氣排放到排氣通風(fēng)管，而且所述排氣通風(fēng)管被配置成把空氣引向所述空調(diào)或冷卻系統(tǒng)。所述空調(diào)或冷卻系統(tǒng)冷卻廢氣并且為設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心提供涼爽空氣。在支架上和/或藏在殼體中的設(shè)備能在操作期間把設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心中涼爽的環(huán)境空氣吸到其元器件附近冷卻它自身。其它的實施方案都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
參照圖2，在一個實施方案中，本發(fā)明提供在有內(nèi)裝設(shè)備支架115的殼體100的設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心200中使用的排氣系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括與設(shè)備殼體100耦合的獨立的廢氣風(fēng)扇單元10、安排在設(shè)備室200的吊頂天花板200a中與風(fēng)扇單元10耦合的排氣通風(fēng)管210和借助進(jìn)氣管道220與通風(fēng)管210耦合的空氣冷卻系統(tǒng)215。
風(fēng)扇單元10是用諸如連接件、螺釘和/或鉸接裝置之類的東西連接或安裝到殼體100上的。支架115包括垂直地安排在支架115里面的安裝軌道上的安裝在支架上的設(shè)備，例如，服務(wù)器、CPU和其它電子元器件。風(fēng)扇單元10優(yōu)選與安裝在支架上的服務(wù)器、CPU和其它元器件向支架115外面的區(qū)域排放熱廢氣的一部分殼體100連接。
風(fēng)扇單元10包括多個風(fēng)扇18，每個風(fēng)扇18都與內(nèi)部的排氣管道20耦合。管道20被配置和安排成向上延伸到風(fēng)扇單元10的頂部32并且止于進(jìn)入排氣口16。排氣口16借助管道225與通風(fēng)管210耦合。管道225把風(fēng)扇單元10中的管道20置于與通風(fēng)管210進(jìn)行流體交換之中。管道225的第一末端225a被配置成與風(fēng)扇單元10的排氣口16耦合而第二末端225b被配置成與通風(fēng)管210耦合。
管道225的第一末端225a可以優(yōu)選被配置和安排成把管道225可拆裝地接到定義風(fēng)扇單元10的排氣口16的周界上。管道225的第二末端225b可以優(yōu)選被配置和安排成把管道225可拆裝地接到天花板200a上。具體地說，第二末端225b可以優(yōu)選被配置和安排成可拆裝地與吊裝天花板200的一塊蒙頂瓦230a連接。作為替代，管道225的第二末端225b可以與一塊蒙頂瓦230連接，而且那塊蒙頂瓦230可以是為可拆裝地安裝在用來支撐吊裝天花板200的高架天花板柵格230a之內(nèi)而配置和按規(guī)定尺寸制作的。那塊可拆裝的蒙頂瓦230允許管道225可拆裝地接到通風(fēng)管210上，以致管道225和風(fēng)扇單元10都容易與通風(fēng)管210連接和分離。
管道225可以包括管道225借以離開風(fēng)扇單元10向上延伸到天花板200a和/或通風(fēng)管210下面的區(qū)域的其它結(jié)構(gòu)。管道225的第二末端225b能對準(zhǔn)天花板200a、吊頂磚瓦230或通風(fēng)管210的某個部分上的一個或多個孔口，以允許風(fēng)扇單元10把來自排氣口16的空氣通過那一個或多個孔口排放到通風(fēng)管210之中。
如圖2所示，通風(fēng)管210被安排和配置在吊裝天花板200a中接受來自風(fēng)扇單元10的廢氣。通風(fēng)管210被進(jìn)一步安排和配置成把廢氣引向進(jìn)氣管道220。進(jìn)氣管道220被安排和配置成從通風(fēng)管210接受廢氣并且把廢氣引向空氣冷卻系統(tǒng)215。冷卻系統(tǒng)215把來自進(jìn)氣管道220的廢氣冷卻到在預(yù)期的溫度范圍內(nèi)的溫度并且迫使涼爽空氣進(jìn)入設(shè)備室200，如圖2中的箭頭250所示。
冷卻系統(tǒng)215包括有為允許來自通風(fēng)管210的空氣進(jìn)入單元215而配置的入口216的按房間大小配置的空調(diào)機(jī)單元、冷卻來自入口216的空氣的冷卻組件217(例如，包括一個或多個冷卻盤管)、把來自單元215的涼爽空氣排放到設(shè)備室200的排氣組件218以及與系統(tǒng)215耦合用來收集和除去在操作期間產(chǎn)生的冷凝水的冷凝系統(tǒng)219。
另外參照圖2A，所述系統(tǒng)是這樣配置和安排的，以致當(dāng)風(fēng)扇單元10被連接和/或安裝到支架115和/或殼體100上的時候，用風(fēng)扇單元10除去廢氣有助于在操作期間通過從設(shè)備室200的環(huán)境氣室吸入涼爽空氣滿足冷卻需求使安裝在支架上的設(shè)備125能夠有效地操作。涼爽空氣是由空氣冷卻系統(tǒng)215供應(yīng)給設(shè)備室的并且在設(shè)備室200中循環(huán)。支架115中的設(shè)備125(例如，借助設(shè)備125中的風(fēng)扇)把來自環(huán)境氣室的涼爽空氣通過殼體100提供進(jìn)氣通風(fēng)孔118抽吸到殼體100之中。進(jìn)氣通風(fēng)孔118被安排在殼體100的面板或前門100a上而且被配置成允許空氣流向進(jìn)氣區(qū)域111a。進(jìn)氣區(qū)域111a是限定在殼體100的前門100a和支架115的空氣入口邊115a之間的氣室。設(shè)備125中的風(fēng)扇沿著支架115的入口邊115a通過進(jìn)氣通風(fēng)孔118和進(jìn)氣區(qū)域111a把環(huán)境空氣抽吸到設(shè)備125之中，如圖2-2A中的箭頭240所示。設(shè)備125的風(fēng)扇進(jìn)一步抽吸空氣通過它的元器件并且通過設(shè)備125的排氣口117把廢氣排出。排氣口117被安排和配置成把來自支架115的排氣口一側(cè)115a的廢氣排放到排氣區(qū)域111b。排氣區(qū)域111b是用支架115的排氣口一側(cè)115a和風(fēng)扇單元10限定的氣室。風(fēng)扇單元10的風(fēng)扇18被安排和配置成把來自排氣區(qū)域111b和排氣口117的廢氣吸入風(fēng)扇18并且迫使吸入的廢氣進(jìn)入管道20，如圖2-2A中的箭頭235所示。管道10是為排放廢氣并且把廢氣引向排氣口16而配置的。排氣口16把廢氣排放到殼體100外面的區(qū)域。
用風(fēng)扇18移動來自排氣區(qū)域111b的廢氣有助于降低排氣區(qū)域111b中的壓力和/或有助于防止排氣區(qū)域111b中的反壓或至少將該反壓降低到最低限度。反壓可能是由某種原因引起的，例如，由管道20彎曲之類的構(gòu)型所造成的對風(fēng)扇排出的廢氣通過管道20的流動的阻力引起的。此外，通常位于支架115的背面(例如，毗鄰支架115的排氣口一側(cè)115b)的線束能夠引起對氣流的阻力，這將增加排氣區(qū)域111b中的壓力。排氣區(qū)域111b中較低壓力減少設(shè)備125中的風(fēng)扇為了排放支架115的廢氣必須克服的空氣流動阻力。排氣區(qū)域111b中較低壓力也有助于補償在支架115的入口一側(cè)115a的低壓，例如，環(huán)境壓力以下。在進(jìn)氣通風(fēng)孔118和進(jìn)氣區(qū)域111a的低壓是在設(shè)備125中的風(fēng)扇為克服空氣流動阻力(例如進(jìn)氣通風(fēng)孔118的空氣流動阻力)并借此降低進(jìn)氣通風(fēng)孔118和進(jìn)氣區(qū)域111a中的壓力而操作的時候引起的。當(dāng)?shù)蛪撼霈F(xiàn)在進(jìn)氣區(qū)域111a而高壓出現(xiàn)在排氣區(qū)域111b的時候，設(shè)備125的風(fēng)扇不能提供充份的氣流通過設(shè)備125。風(fēng)扇單元10的風(fēng)扇18有助于除去來自排氣區(qū)域111b的廢氣，借此幫助將進(jìn)氣區(qū)域111a和排氣區(qū)域111b之間的壓差減到最小或減少。將壓差減到最小和減少有助于設(shè)備117的風(fēng)扇好像不存在壓差一樣有效地操作和如圖2-2A中的箭頭240所示吸入足夠的涼爽空氣通過設(shè)備125滿足設(shè)備125的冷卻需求。
風(fēng)扇18迫使吸入的空氣進(jìn)入管道20，而管道20把風(fēng)扇排出的空氣引向和排放到排氣口16，如圖2-2A中的箭頭235所示。排氣口16把廢氣到管道225中，而管道225把廢氣引進(jìn)通風(fēng)管210。通風(fēng)管210通過進(jìn)氣管道220把廢氣送回空氣冷卻系統(tǒng)215，如圖2-2A中的箭頭245所示。廢氣被空氣冷卻系統(tǒng)215冷卻到在預(yù)期的溫度范圍內(nèi)的某個溫度，然后被迫進(jìn)入設(shè)備室200的環(huán)境氣室。
參照圖3A-3B，作為替代或作為對風(fēng)扇單元10的多個風(fēng)扇18的補充，一個或多個風(fēng)扇19可以安排在管道225中。如圖3B所示，風(fēng)扇19可以這樣配置和連接到管道225上，以致風(fēng)扇19被安排在排氣口16限定的區(qū)域上。風(fēng)扇19為從管道20吸入廢氣然后迫使吸入的空氣進(jìn)入管道225和通風(fēng)管210(如圖3B中的箭頭235所示)而工作。在替代方案中，風(fēng)扇19可以安排在管道225中從風(fēng)扇單元10的單一管道20吸入廢氣。
如圖2-2A所示，包括連接或安裝到殼體100上的風(fēng)扇單元10、天花板通風(fēng)管210和空氣冷卻系統(tǒng)100的排氣系統(tǒng)依靠支架115中的設(shè)備125(安排在設(shè)備元器件中的風(fēng)扇)把來自環(huán)境氣室的充足的涼爽空氣吸進(jìn)設(shè)備125滿足支架115的冷卻需求。通過容納和移動來自殼體100的廢氣和將支架115的進(jìn)氣邊115a和排氣邊115b之間的壓差減到最小或減少，風(fēng)扇單元10幫助減輕氣流阻力的影響和幫助促進(jìn)設(shè)備116有效操作的能力，例如，不從低壓區(qū)域抽吸空氣。有效地操作設(shè)備125把足夠的涼爽空氣吸進(jìn)支架115冷卻設(shè)備125而且把廢氣充份排出，幫助防止過熱和局部過熱。所以，圖2-2A所示的系統(tǒng)不需要圖1所示的封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)為滿足設(shè)備冷卻需求迫使足夠的涼爽空氣直接進(jìn)入設(shè)備殼體8所必需的升高地板5的構(gòu)造。然而，風(fēng)扇單元10使支架115中的設(shè)備125能夠依靠涼爽的環(huán)境空氣滿足其冷卻需求而有效地操作。
風(fēng)扇單元10被構(gòu)造和安排成實質(zhì)上容納從設(shè)備125排出的廢氣。當(dāng)風(fēng)扇18吸入廢氣而且管道20將風(fēng)扇排出的廢氣引向排氣口16的時候，風(fēng)扇單元10允許一點點或?qū)嵸|(zhì)上沒有廢氣(例如，允許不足大約百分之十(10％)或僅僅很少的或無實質(zhì)的空氣體積)從殼體100和風(fēng)扇單元10之間泄漏到風(fēng)扇單元10外面的區(qū)域。
在一個實施方案中，一個或多個被連接或安裝在一個或多個沒有安裝設(shè)備的支架115的不用部分的鑲板23幫助避免或至少減少通過支架115的不用部分的氣流。鑲板23有助于按圖2-2A所示箭頭240和235指出的方向維持氣流。此外，在本發(fā)明的一些實施方案中，在支架115中的框架和殼體100的頂板、底板和側(cè)板之間的任何空間都被密封以防止空氣從殼體100和/或風(fēng)扇單元10泄漏。
參照圖4，如同前面討論過的那樣，風(fēng)扇單元10包括外殼12、安排在外殼12中的多個風(fēng)扇18、由外殼12提供的從每個風(fēng)扇18延伸到安排在外殼12的頂部32的排氣口16的內(nèi)部排氣管道20，和風(fēng)扇速度控制。風(fēng)扇單元10進(jìn)一步包括為風(fēng)扇單元10供電的雙重功率輸入電路(未展示)和兩個獨立的保險絲(未展示)以便在停電和供電不規(guī)則期間阻止風(fēng)扇單元10操作。
外殼12被配置和安排成把風(fēng)扇單元10連接或安裝到殼體100上，而且優(yōu)選被配置成至少是殼體100的門的一部份。如圖4所示，外殼12被配置成這樣連接或安裝殼體100，以致風(fēng)扇單元10毗鄰安裝在被殼體100包容的支架115上的設(shè)備125，例如，服務(wù)器、CPU和其它電子元器件。外殼12優(yōu)選與殼體100連接，面對設(shè)備125將從那里排放廢氣的設(shè)備125的側(cè)面115a，例如，服務(wù)器的排氣面。
另外，參照圖5A-5B，外殼12優(yōu)選沿著外殼12的一個邊用連接件13(例如，一個或多個鉸接裝置)連接或安裝到殼體100上，以便靠樞軸把外殼12連接或安裝到殼體100上以致風(fēng)扇單元10充當(dāng)殼體100的一扇門。鉸接裝置13允許外殼12從第一邊打開和在相對的鉸接裝置13與殼體100連接的第二邊靠樞軸轉(zhuǎn)動，幫助允許風(fēng)扇單元10以門一樣的方式打開離開殼體100和提供通向殼體100的內(nèi)部空間和支架115上的服務(wù)器125的通道。毗鄰?fù)鈿?2的第一邊，外殼12提供連接件15，例如，鎖定裝置，以便與殼體100或支架115提供的對應(yīng)的連接件15配對，以致當(dāng)連接件15耦合的時候，連接件15幫助風(fēng)扇單元10對殼體100的固定和封閉。
如圖5A所示，毗鄰?fù)鈿?2的周邊安排空氣密封件22。當(dāng)風(fēng)扇單元10被連接或安裝到殼體100上的時候，空氣密封件22與殼體100耦合?？諝饷芊饧?2幫助形成實質(zhì)上氣密的密封，例如，當(dāng)風(fēng)扇單元10與殼體耦合而且風(fēng)扇單元10操作的時候，只允許不足大約百分之十(10％)或只有很少的或無實質(zhì)的空氣體積從殼體100和風(fēng)扇單元10之間泄漏到殼體100外面的區(qū)域?？諝饷芊饧?2幫助風(fēng)扇單元10增加和/或優(yōu)化從支架115的前面130進(jìn)入橫穿服務(wù)器125到支架115的后面110來回流動的氣流的速度。因此，空氣密封件22幫助增加風(fēng)扇單元10除去來自服務(wù)器125和殼體100內(nèi)部的灼熱的和溫暖的廢氣和排放來自外殼12的空氣的速率。
外殼12優(yōu)選被配置成連接和裝配到新的或現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的設(shè)備支架和/或支架殼體上。外殼12優(yōu)選被這樣配置和安排，以致風(fēng)扇單元10能在極少或不翻新改造風(fēng)扇單元10、支架115或殼體100的情況下代替支架115和/或殼體100現(xiàn)有的面板或門排放廢氣。此外，外殼12優(yōu)選的配置允許風(fēng)扇單元10在需要時根據(jù)不同的冷卻需求從支架115和/或殼體100上拆除或重新安裝回去，例如，當(dāng)設(shè)備被更換或在支架115和/或殼體100內(nèi)重新排列和支架115和/或殼體100的熱廢氣輸出變化的時候。所以，外殼12的優(yōu)選配置允許風(fēng)扇單元10輕易地連接或安裝到新安裝的或現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的支架和/或殼體上。例如，外殼12可以有大約5英寸的深度、大約72英寸的高度和從大約19英寸到大約23英寸的寬度，以允許將風(fēng)扇單元10連接或安裝到標(biāo)準(zhǔn)尺寸的支架或支架殼體上。為了使風(fēng)扇單元10容易連接和裝配到非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的支架和/或殼體上，外殼12可以被配置和安排成連接或安裝到接口單元或面板17上。接口面板17可以包括允許將風(fēng)扇單元10連接或安裝到接口面板17上的尺寸，以致接口面板17將風(fēng)扇單元10翻新改造成適合非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的支架115和/或殼體100。
參照圖4和圖6，外殼12定義內(nèi)部艙室14和安排在外殼12的頂部32的排氣口16。當(dāng)外殼12附著到殼體100上的時候，風(fēng)扇18被安排在艙室14中與支架115的背面110相鄰。外殼12的側(cè)板24限定在它上面安排風(fēng)扇18的孔口26，以致風(fēng)扇18與支架115和殼體100的內(nèi)部處在流體交換之中。每個孔口26都是這樣配置的，以致每個風(fēng)扇18與它的孔口26耦合或配對并且被安排在各自的內(nèi)部排氣管道20之中從而將支架115與內(nèi)部排氣管道20置于流體交換之中。每個內(nèi)部排氣管道20都被安排在艙室14中并且被配置成從每個風(fēng)扇18通過艙室14向上延伸到排氣口16。
參照圖7，風(fēng)扇18被配置成促使空氣從風(fēng)扇18沿徑向向外流動。風(fēng)扇18被進(jìn)一步配置成通過孔口26抽吸和接受空氣。風(fēng)扇18被配置成圍繞著包括內(nèi)部的馬達(dá)(未展示)、頂部的固定部分38和能相對于頂部38旋轉(zhuǎn)的較低的旋轉(zhuǎn)部分40的轂48旋轉(zhuǎn)。風(fēng)扇18可以包括但不限于有馬達(dá)驅(qū)動的葉輪(例如，向后彎曲的葉輪)的風(fēng)扇或軸流型風(fēng)扇，例如，康涅狄格州法明頓鎮(zhèn)的EBM工業(yè)公司制造的那些(雖然包括其它制造商制作的風(fēng)扇在內(nèi)的許多其它的風(fēng)扇也是可接受的而且能當(dāng)作風(fēng)扇18使用)。
葉片或扇葉44的環(huán)42相對于風(fēng)扇18的徑向方向形成這樣的角度，以致環(huán)42借助馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)將通過孔口26把空氣吸進(jìn)與支架115流體連通的風(fēng)扇18的內(nèi)部區(qū)域46。風(fēng)扇18的旋轉(zhuǎn)迫使吸入的空氣從風(fēng)扇18的內(nèi)部區(qū)域46沿徑向向外進(jìn)入管道20，如圖4中的箭頭60所示。優(yōu)選的是，環(huán)42是這樣配置的，以致內(nèi)部區(qū)域46橫跨至少與孔口26跨越的區(qū)域一樣大的區(qū)域，所以空氣僅僅(或?qū)嵸|(zhì)上只)通過孔口26流進(jìn)風(fēng)扇18。
風(fēng)扇18和管道20被配置成幫助從服務(wù)器125和殼體100的內(nèi)部除去灼熱的和溫暖的空氣以幫助控制和維持服務(wù)器125和殼體100實質(zhì)上不變的內(nèi)部溫度，例如，預(yù)期溫度的±2°F。每個管道20都被配置成向上引導(dǎo)風(fēng)扇排出的空氣，使之遠(yuǎn)離風(fēng)扇18向?qū)⒖諝鈴耐鈿?2排出的排氣口16流動，如圖4和6中的箭頭60所示。
管道20作為分開的管道配置和安排在艙室14中，一個管道20供一個風(fēng)扇18專用。每個管道20被配置成具有與艙室14中其它管道20的最小橫截面近似相等的最小橫截面。每個風(fēng)扇18和它的管道20是這樣配置和安排的，以致風(fēng)扇排出的空氣不阻擋或干擾用其它風(fēng)扇18移動和用其它管道20向上引導(dǎo)的風(fēng)扇排出的空氣。管道20被這樣進(jìn)一步配置，以致每個管道20與其它管道20近似相等地阻擋風(fēng)扇排出的空氣。風(fēng)扇18和管道20是這樣配置和安排的，以致每個風(fēng)扇18以近似相等的速率把空氣移動和排放到它的管道20之內(nèi)。
每個風(fēng)扇18都被配置和安排在外殼12中以便抽吸從大約二十(20)到大約三十個(30)服務(wù)器125排出的空氣。典型的支架能安裝最少大約十個(10)服務(wù)器到最多大約四十個(40)服務(wù)器125。所以，數(shù)對風(fēng)扇能抽吸來自一些相同的服務(wù)器125的廢氣。
風(fēng)扇18有提供足以抽吸廢氣并迫使來自外殼12的廢氣適應(yīng)服務(wù)器125的熱廢氣輸出的氣流速度的流量，例如，立方英尺每分鐘(cfm)的空氣。例如，每三個風(fēng)扇18可以有用來排放支架115上大約四十個(40)服務(wù)器125的廢氣輸出的大約500cfm的流量。在每個服務(wù)器125能夠輸出大約8到大約25cfm廢氣的情況下，風(fēng)扇18能以至少大約320cfm到大約1,000cfm的速率吸入和推動來自支架115的廢氣，以幫助適應(yīng)四十個(40)服務(wù)器125的熱廢氣輸出。在支架115和/或殼體100的其它配置和安排中，或多或少的設(shè)備元器件在支架115中而且或多或少的熱廢氣里從這些元器件排出，在風(fēng)扇單元10中包括的風(fēng)扇18的數(shù)目和容量可以為了適應(yīng)支架115的不同熱廢氣輸出增加和/或減少。風(fēng)扇單元10的配置和安排為了適應(yīng)支架115的熱廢氣輸出在外殼12中允許有較多的流量低于500cfm的風(fēng)扇18，以及允許有較少的流量高于500cfm的風(fēng)扇18。
風(fēng)扇18有可變的速度以影響氣流速度。例如，風(fēng)扇18可以有多個定級速度或?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)可變的速度。風(fēng)扇18的操作速度可以根據(jù)在各自的輸入端收到的速度控制信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。如同下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，速度控制信號可以提供給風(fēng)扇18以便設(shè)定和調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度，并借此根據(jù)支架115中設(shè)備的一個或多個操作變量的檢測結(jié)果和/或測量結(jié)果或舉例來說根據(jù)支架115、殼體100和/或殼體100所在設(shè)備室的一個或多個環(huán)境條件控制風(fēng)扇18產(chǎn)生的氣流速度。
排氣口16被配置成把風(fēng)扇排出的空氣從管道20直接排放到殼體100所在的設(shè)備室的環(huán)境空氣中。作為替代，參照圖8，排氣口16可以被配置成與(例如，懸掛在設(shè)備室的天花板上或由殼體100所在設(shè)備室的架空吊裝天花板200a提供的)架空的外部排氣通風(fēng)管210連接。排氣口16為了移動來自設(shè)備室或至少來自殼體外面周邊區(qū)域的廢氣把風(fēng)扇排出的空氣排放到通風(fēng)管210之中。通風(fēng)管210可以被限定在吊裝天花板200a的上面部分200b和下面部分200c之間。排氣口16可以被配置和安排成與天花板200a連接，并借此與通風(fēng)管210連接。
另外參照圖9A，排氣口16可以被進(jìn)一步配置和安排成與管道225連接。管道225被配置成與天花板200a這樣連接，以致當(dāng)管道225被接到排氣口16和天花板200a上的時候，排氣口16、管道225和通風(fēng)管210處在流體交換之中。管道225的第一末端225a被配置成與排氣口16耦合，而第二末端225b被配置成與天花板200a耦合。第一末端225A可以配置成用舉例來說快速裝配型連接件或緊固件把管道225可拆裝地接到排氣口16上，而第二末端225b可以配置成舉例來說用快速裝配型連接件或緊固件把管道225可拆裝地接到天花板200a上，以致管道225很容易地與排氣口16和天花板200a連接和分離。管道225有快速裝配型連接件或緊固件的第一末端225a允許風(fēng)扇單元10與管道225分離并且以門一樣的方式打開，使之遠(yuǎn)離殼體100，從而即使在風(fēng)扇單元10的操作期間也提供通向殼體100的內(nèi)部和支架115上的設(shè)備的通道。
此外，管道225的第二末端225b可以被這樣進(jìn)一步配置和安排，以致管道225被可拆裝地接到吊裝天花板200a的一塊蒙頂瓦230上。這塊蒙頂瓦230能被配置和按規(guī)定尺寸制作成可拆裝地安裝在支撐吊裝天花板200a的架空天花板格子里面。蒙頂瓦230允許管道225可拆裝地接到通風(fēng)管210上。為了接上或斷開管道225對通風(fēng)管210的連接，蒙頂瓦230可以安裝到天花板格子230a中或從那里移開。蒙頂瓦230對天花板格子230a的可拆裝連接和因此風(fēng)扇單元10對通風(fēng)管210可拆裝連接允許風(fēng)扇單元10在不拆開管道225與風(fēng)扇單元10的連接的情況下輕易地接上和斷開對通風(fēng)管210的連接。風(fēng)扇單元10能在設(shè)備室中與和它連接的殼體100一起重新排列，不需要把風(fēng)扇單元10與殼體100拆開。為了把風(fēng)扇單元10和殼體100一起拆除，只要把那塊蒙頂瓦230從天花板格子230a中移開即可。此外，風(fēng)扇單元10能在同一個或不同的設(shè)備室中通過把蒙頂瓦230插在天花板格子230a中安裝到另一個殼體上。
管道225的第一末端225A可以被配置和安排成在管道225與排氣口16連接的時候容納并與一個或多個密封墊226(例如，O型密封圈)緊密配合，以幫助實現(xiàn)管道225和排氣口16之間的氣密密封。作為替代或附加，定義排氣口16周界的邊緣可以被配置和安排成在管道225和排氣口16連接的時候容納并與一個或多個密封墊226緊密配合。類似地，管道225的第二末端225b可以被配置和安排成容納并與一個或多個密封墊227(例如，O型密封圈)緊密配合，以幫助實現(xiàn)管道225的第二末端225b和通風(fēng)管210、天花板200a或與管道225連接的蒙頂瓦230a之間的氣密密封。作為替代或補充，通風(fēng)管210、天花板200a或蒙頂瓦230之一也可以包括用配置和安排成容納并與一個或多個密封墊227緊密配合的邊緣限定的孔口，以實現(xiàn)管道225和通風(fēng)管210之間的氣密密封。
作為替代，參照圖9B，管道225可以被配置和安排成在管道225與排氣口16耦合的時候向上離開排氣口16向天花板200a延伸，以致管道225的第二末端225b在天花板200a或通風(fēng)管210下面，而排氣口16向天花板200a或通風(fēng)管210排放風(fēng)扇排出的空氣，如圖9B中的箭頭235所示。管道225的第二末端225b可以是這樣安排的，以致第二末端225b限定的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上對準(zhǔn)在天花板200a中定義的一個或多個孔口201，例如，天花板排氣口或柵格，或在其它的實施方案中，對準(zhǔn)在蒙頂瓦230或通風(fēng)管210的底部中定義的一個或多個孔口。管道225和第二末端225b借助這樣的安排提供排氣口16和通風(fēng)管210之間的流體交換和引導(dǎo)從排氣口16排出的風(fēng)扇排出的空氣通過管道225和孔口201進(jìn)入通風(fēng)管210。
參照圖9C，在天花板200a包括一個或多個孔口201的情況下，排風(fēng)罩202可以接到天花板200a上包圍孔口201。排風(fēng)罩202可以被安排和配置成幫助接受和引導(dǎo)從排氣口16排出的空氣使之通過孔口201進(jìn)入通風(fēng)管210。排風(fēng)罩202可以這樣進(jìn)一步配置，以致它離開天花板200a向下延伸并且定義隨著它從天花板200a向下延伸逐漸增加的直徑或?qū)挾取Ｅ棚L(fēng)罩202不局限于某種特定的形狀或構(gòu)型而且可以包括與圖9C所示不同的其它構(gòu)型，以有助于允許排風(fēng)罩202捕獲和疏導(dǎo)從排氣口16排出的體積充分的廢氣幫助避免廢氣在管道225和孔口201之間積聚。排風(fēng)罩202允許風(fēng)扇單元10在不經(jīng)由管道225與天花板200a連接的情況下把廢氣排放到通風(fēng)管210之中并借此幫助促成風(fēng)扇單元10的便攜性。天花板200a和管道225的第二末端225b之間的距離D 1可以包括但不限于從大約1英寸到大約24英寸的距離，例如，取決于風(fēng)扇單元10的工作條件和設(shè)備室的配置。
在管道225不與天花板200a或通風(fēng)管210連接的其它的實施方案中，管道225可以把廢氣直接地向上排放到殼體100和風(fēng)扇單元10上方的環(huán)境空氣中。對于天花板較高(例如，15到20英尺高)的設(shè)備室，灼熱的和溫暖的廢氣在從管道225排放到環(huán)境空氣中的時候由于它的浮力將保持在殼體100和風(fēng)扇單元10上方。在操作中與空調(diào)或冷卻系統(tǒng)(例如，把涼爽空氣提供給設(shè)備室和/或建筑物其它區(qū)域的舒適空調(diào)系統(tǒng))耦合的空調(diào)回返口能使風(fēng)扇單元10排放的廢氣返回到空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。在這個意義上，圖2所示的空氣冷卻系統(tǒng)215可能不是必不可少的。
管道225是用對于允許管道225輕快地與通風(fēng)管210連接和斷開適當(dāng)?shù)牟牧现瞥傻?。適當(dāng)?shù)牟牧蠎?yīng)該是很輕的，以便于一個操作員拆裝管道225與排氣口16和通風(fēng)管210、天花板200a或蒙頂瓦230的連接。此外，適當(dāng)?shù)牟牧蠎?yīng)該有柔韌性，以有助于促成管道225的連接和斷開，尤其是在排氣口16和通風(fēng)管210、天花板200a或蒙頂瓦230實質(zhì)上沒有對準(zhǔn)的時候，或在排氣口16和通風(fēng)管210之間的距離實質(zhì)上在不同的與風(fēng)扇單元10連接的支架和/或殼體之間改變的時候。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻诩庸探饘俨?、加固塑料、塑料、金屬以及它們的組合。
在管道225不與天花板200a或通風(fēng)管210連接的其它的實施方案中，如上所述，管道225可以用適合提供剛性的材料制成，以致管道225能引導(dǎo)廢氣實質(zhì)上向上離開風(fēng)扇單元10和殼體100。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻诮饘?例如，鋁或不銹鋼)、塑料層壓制品、塑料和它們的組合。
如上所述，管道225能經(jīng)由通風(fēng)管210與接受并冷卻風(fēng)扇排出的空氣空調(diào)或冷卻系統(tǒng)215連接，如圖2所示。用通風(fēng)管210遞送給空氣冷卻系統(tǒng)215的風(fēng)扇排出的空氣的溫度由于在風(fēng)扇排出的空氣和組成空氣冷卻系統(tǒng)215的冷卻組件的一個或多個冷卻元件(例如，冷卻盤管)之間存在溫差能有效地幫助提高或最大化空氣冷卻系統(tǒng)215的效率。
參照圖10，風(fēng)扇單元10是為在設(shè)備需要改變或新設(shè)備需要出現(xiàn)的時候提供滿足設(shè)備冷卻需求的靈活性而配置的。風(fēng)扇單元10可以在需要時安裝到某個特定的支架或殼體上以滿足支架上設(shè)備的特定冷卻需求。具體地說，風(fēng)扇單元10是為容易快速地與支架或殼體(具體地說，存在散熱問題的和/或功率負(fù)荷比較高并因此熱廢氣輸出比較高的支架或殼體)連接和斷開而構(gòu)造和安排的。因此，風(fēng)扇單元10被配置成在不重新配置設(shè)備室200和實質(zhì)上不翻新改造風(fēng)扇單元10和外部排氣系統(tǒng)(例如，由吊裝天花板200a提供的操作上與風(fēng)扇單元10連接的架空天花板排氣通風(fēng)管210)的情況下提供與設(shè)備室200內(nèi)局部散熱問題有關(guān)的靈活性。如圖10所示，風(fēng)扇單元10能有選擇地連接或安裝到具有與毗鄰的和靠近的支架和殼體不同的冷卻需求的支架和殼體上，借此經(jīng)濟(jì)有效地冷卻安裝在支架上的設(shè)備和除去來自設(shè)備的熱廢氣。
此外，風(fēng)扇單元10被配置成便于攜帶和容易拆裝的，例如，只需要一個操作員就能把風(fēng)扇單元10從支架或殼體拆下來和把風(fēng)扇單元10連接或安裝到另一個支架或殼體上。如上所述，管道225被配置成可拆裝地使風(fēng)扇單元10與通風(fēng)管210或天花板200a分離以便使風(fēng)扇單元10能夠移到不同的支架或殼體上，或者使與風(fēng)扇單元10連接的殼體100能夠搬到設(shè)備室200中不同的位置或不同的設(shè)備室。作為替代，管道225能通過把與管道225連接的蒙頂瓦230從天花板柵格230a上拆下來與天花板200a分離從而要么使風(fēng)扇單元10能夠移到不同的殼體上要么使與風(fēng)扇單元10連接的殼體100能夠移到不同的位置。
一個或多個外殼12、排氣管道20和風(fēng)扇18優(yōu)選用適合與在它的操作期間產(chǎn)生熱量的設(shè)備一起使用而且適合與特定的空氣(例如，循環(huán)流動和/或從設(shè)備流出的空氣)一起使用的材料構(gòu)成的。適當(dāng)?shù)牟牧习ǖ幌抻诮饘?例如，鋼和鋁)、塑料(例如，聚乙烯和聚丙烯材料)、塑膠樹脂和這樣的材料的組合。
參照圖7，為了給風(fēng)扇18供電，外殼12可以包括有兩個功率口102、104的雙重功率輸入電路以提供電冗余度。兩個功率口102、104經(jīng)由回避故障電路112(用虛線表示)與三個開關(guān)106、108和110(用虛線表示)連接?；乇芄收想娐?12把每個開關(guān)106、108和110與風(fēng)扇18之一耦合?；乇芄收想娐?12和開關(guān)106、108、110可以安排在外殼12中。
功率口102、104配置成容納電源線連接器，例如，標(biāo)準(zhǔn)的三插頭連接器，或其它適合供應(yīng)功率的連接器?；乇芄收想娐?12配置成在正常模態(tài)中把端口102、104之一接到三個開關(guān)106、108和110上。用來開關(guān)風(fēng)扇18的起動/停止按鈕121、122和123能與風(fēng)扇開關(guān)106、108和110相關(guān)聯(lián)。掀動按鈕121、122和123引起風(fēng)扇開關(guān)106、108和110閉合，借此使回避故障電路112與風(fēng)扇18耦合以便當(dāng)風(fēng)扇單元10增加電力消耗的時候提供電功率。松開按鈕121、122和123引起風(fēng)扇開關(guān)106、108和110斷開與風(fēng)扇18耦合的電路112。
電路112被進(jìn)一步配置成檢測電源故障并且在備用電源之間切換。電路112可以被配置成檢測來自端口102的電源故障并且在響應(yīng)中使端口104(例如，與備用電源連接的)與開關(guān)106、108和110耦合以便給端口104供電。諸如LED顯示器之類的指示器(未展示)能指出電源故障和為風(fēng)扇單元10供電的端口102、104的檢測結(jié)果。
此外，電路112被進(jìn)一步配置成提供兩個獨立的風(fēng)扇18的保險絲，以致如果風(fēng)扇18之一出現(xiàn)故障，那么只有其它的風(fēng)扇18將接受操作功率。電路112還提供風(fēng)扇18的獨立的熱保護(hù)。如果任何風(fēng)扇18的繞組太熱，那么電路112將關(guān)掉那個風(fēng)扇18。諸如LED顯示器之類的指示器能顯示已被關(guān)掉的風(fēng)扇18。
開關(guān)106、108和110和相應(yīng)的按鈕121、122和123能用來選擇風(fēng)扇18之中哪個風(fēng)扇或所有的三個風(fēng)扇將會在給風(fēng)扇單元10供電時操作。按壓按鈕將使相應(yīng)的開關(guān)106、108和110起作用/失去作用。
按鈕121、122和123或分開的選擇器能為選擇每個風(fēng)扇18或所有三個風(fēng)扇18的速度設(shè)定準(zhǔn)備條件。
參照圖11，風(fēng)扇單元10進(jìn)一步包括根據(jù)支架115上的設(shè)備吸取的電功率或支架115的功率負(fù)荷控制風(fēng)扇速度的風(fēng)扇速度控制系統(tǒng)300。安裝在支架上的設(shè)備125吸取的電功率或支架115的功率負(fù)荷與支架115中的設(shè)備元器件的熱輸出有關(guān)并因此與這些元器件在操作期間產(chǎn)生的熱廢氣有關(guān)。所以，風(fēng)扇速度控制系統(tǒng)300以支架115的功率負(fù)荷為基礎(chǔ)幫助控制流向設(shè)備125的氣流速度和幫助防止風(fēng)扇18以冷卻設(shè)備所需要的速率大或小的速率抽吸廢氣。
風(fēng)扇單元10的使用者可能知道和/或能憑經(jīng)驗確定能隨安裝在支架115中的元器件的類型和數(shù)目改變的支架115的功率負(fù)荷。因此，使用者能估算支架115的熱輸出和氣流速度要求和風(fēng)扇速度以提供足以把熱廢氣從支架115和風(fēng)扇單元10中除去的氣流速度。風(fēng)扇速度控制系統(tǒng)300可以配置成允許風(fēng)扇單元10的使用者手工操作設(shè)定和調(diào)節(jié)每個風(fēng)扇18的速度。系統(tǒng)300可以包括速度選擇器310、312和314，其中每個速度選擇者310、312和314都通過回避故障電路112與其相應(yīng)的風(fēng)扇18耦合。速度選擇器310、312和314被配置成允許使用者手工操作選擇每個風(fēng)扇或所有三個風(fēng)扇18的速度設(shè)定。
此外，控制系統(tǒng)300可以配置成在風(fēng)扇單元10操作之前和操作期間通過自動控制提供風(fēng)扇速度的選擇和/或調(diào)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)300可以包括一個或多個測量支架115的功率負(fù)荷的測量裝置305和遠(yuǎn)程可編程控制器325(例如，PC型計算機(jī)或可編程的微處理器)，以提供自動的風(fēng)扇速度選擇和調(diào)節(jié)。一個或多個測量裝置305(例如，電流傳感器或電壓傳感器)可以安排在支架115中和/或裝在殼體100之內(nèi)，而且在操作中與控制器325耦合。傳感器305在風(fēng)扇單元10的操作期間按給定的時間測量支架115上的設(shè)備125攝取的電流以提供支架功率負(fù)荷的實測值和/或個別元器件或元器件群體攝取的電流的實測值。傳感器305可以配置成把代表支架功率負(fù)荷的一個或多個實測值的一個或多個信號發(fā)送給控制器325?？刂破?25可以配置成接收來自傳感器305的一個或多個信號?？刂破?25可以用包括支架功率負(fù)荷的數(shù)值和相關(guān)的氣流速度(cfm)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)或風(fēng)扇單元10的一個或多個操作變量的數(shù)值編程，以適應(yīng)設(shè)備的熱輸出?？刂破?25能根據(jù)從傳感器305收到一個或多個速度控制信號把一個或多個信號發(fā)送給回避故障電路112的速度選擇器310、312和314和/或每個風(fēng)扇18的信號輸入端330，以便設(shè)定和調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度?？刂破?25可以為獨立于其它風(fēng)扇18個別設(shè)定和/或調(diào)節(jié)每個風(fēng)扇18的速度或同時設(shè)定和/或調(diào)節(jié)所有的三個風(fēng)扇18的速度而進(jìn)一步編程。
在本發(fā)明的實施方案中，控制器325可以裝在支架115中或裝在殼體100中，或可以位于離風(fēng)扇單元10很遠(yuǎn)的地方或在設(shè)備室或數(shù)據(jù)中心之外。
在一個實施方案中，風(fēng)扇速度控制和調(diào)節(jié)是通過引起給風(fēng)扇18的輸入功率信號有效地遺漏電壓線周期(voltage line cycles)降低供應(yīng)給風(fēng)扇18的功率進(jìn)行控制的。在這種控制方案之下，當(dāng)風(fēng)扇18以低速操作的時候，風(fēng)扇18的重復(fù)加速能引起電流的涌入，這能依次引起熱量在支架115能積聚和不受歡迎的電源負(fù)荷特性。在一個實施方案中，提供串聯(lián)電容器，以減少電流的涌入。
控制系統(tǒng)300可以包括安排在風(fēng)扇單元10中和/或安排在為顯示諸如支架115的功率負(fù)荷的實測值、每個風(fēng)扇18的速度和/或每個風(fēng)扇18的操作狀態(tài)(例如，“開”/“關(guān)”)之類的信息而配置的控制器325中的諸如LED顯示器之類的指示器。控制器325可以進(jìn)一步為把輸出信號提供給LED顯示而編程，以便指出所述信息。
控制系統(tǒng)300可以進(jìn)一步包括安排在風(fēng)扇單元10中而且在操作中與風(fēng)扇單元10的某個部分(例如，為幫助把風(fēng)扇單元10耦合并安全地緊固到殼體100上而配置的鎖定裝置15)耦合的傳感器335。傳感器335是為檢測風(fēng)扇單元10的“開”“關(guān)”狀態(tài)而配置的，例如，“開”表示風(fēng)扇單元10未與殼體100耦合并且提供進(jìn)出支架115的通道)；“關(guān)”表示風(fēng)扇單元10被固定到殼體100上。傳感器335檢測風(fēng)扇單元10的狀態(tài)并且把表現(xiàn)風(fēng)扇單元10的狀態(tài)的一個或多個信號傳送給控制器325?？刂破?25可以為接收來自傳感器335的信號并且根據(jù)風(fēng)扇單元10的狀態(tài)把一個或多個速度控制信號發(fā)送給風(fēng)扇18調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度而進(jìn)一步編程。例如，傳感器335能檢測到風(fēng)扇單元10的狀態(tài)是“開”并且發(fā)送一個或多個信號給控制器325指出風(fēng)扇單元處于“開”的狀態(tài)。響應(yīng)接收指出風(fēng)扇單元10的“開”狀態(tài)的一個或多個信號，控制器325能作出反應(yīng)，把一個或多個速度信號發(fā)送給風(fēng)扇18的一個或多個信號輸入端330使一個或多個風(fēng)扇18的速度增加到最大值或全流量(cfm)。在這種情況下，一個或多個風(fēng)扇18增加其速度以全流量操作幫助抽吸來自支架115的局部的灼熱的和溫暖的廢氣并且?guī)椭仁咕植康淖茻岬暮蜏嘏膹U氣進(jìn)入管道20。反之，例如，當(dāng)風(fēng)扇單元10處于“開”狀態(tài)的時候，控制器325能把一個或多個速度控制信號發(fā)送給一個或多個信號輸入端330降低一個或多個風(fēng)扇18的速度或停止它們的操作。風(fēng)扇18的減速或停止操作有助于阻止涼爽空氣排放到風(fēng)扇單元10和天花板通風(fēng)管210之中。
此外，控制器325能響應(yīng)接收傳感器330發(fā)送的指出“關(guān)”狀態(tài)的一個或多個信號把一個或多個速度信號的信號發(fā)送給風(fēng)扇18的一個或多個輸入端330，使一個或多個風(fēng)扇18開始或重新開始以所述風(fēng)扇18先前的操作速度或以新的速度操作。控制器325可以為指出(例如，經(jīng)由LED顯示)風(fēng)扇單元10的狀態(tài)而進(jìn)一步編程。
如圖11所示，為了指出和提供關(guān)于風(fēng)扇18的操作的反饋，一個或多個壓力傳感器307可以被安排在風(fēng)扇單元10中檢測風(fēng)扇排出的氣流的出現(xiàn)和/或改變。為了檢測從風(fēng)扇18排出并且通過管道20被引向排氣口16的空氣的壓力，一個或多個壓力傳感器307可以安排在與每個風(fēng)扇18配對的每個管道20中。在管道20中風(fēng)扇排出的氣流的壓力變化可能是相應(yīng)的風(fēng)扇18在需要時不運轉(zhuǎn)或不工作的指示。壓力傳感器307可以被進(jìn)一步配置成把一個或多個信號發(fā)送給，例如，控制器325。控制器325可以被進(jìn)一步配置成接收一個或多個信號并且指出(例如，經(jīng)由LED顯示)所述信號提供的信息，例如，在相應(yīng)的管道20中檢測到的風(fēng)扇排放空氣的壓力。此外，或作為替代，壓力傳感器307能一個或多個信號發(fā)送給安排在風(fēng)扇單元10和/或回避故障電路中的指示器(例如，LED顯示器)，以指出在相應(yīng)的管道20中風(fēng)扇排氣壓力的改變。
如圖11所示，風(fēng)扇單元10可以進(jìn)一步包括煙霧檢測系統(tǒng)，該煙霧檢測系統(tǒng)包括在操作中與控制器325連接的一個或多個煙霧檢測傳感器306。煙霧檢測傳感器306被安排在風(fēng)扇單元10中，例如，在風(fēng)扇18排出廢氣的路徑中，而且是為檢測從設(shè)備125排出的廢氣中存在煙霧而配置的。在檢測到煙霧之時，傳感器306把一個或多個指出廢氣中出現(xiàn)煙霧的信號傳送給控制器325?？刂破?25可以為接收來自煙霧傳感器306的信號并且響應(yīng)那一個或多個指出煙霧出現(xiàn)的信號把一個或多個速度控制信號傳送給回避故障電路112的速度選擇器310、312和314分別使風(fēng)扇開關(guān)106、108和110起作用/失去作用停止一個或多個風(fēng)扇18的操作而進(jìn)一步編程。此外，或作為替代，一個或多個速度控制信號可以傳送給每個風(fēng)扇18的信號輸入端330以停止一個或多個風(fēng)扇18的操作。此外，控制器325可以被進(jìn)一步配置成在收到來自煙霧檢測傳感器306的一個或多個信號之時提供關(guān)于一個或多個風(fēng)扇18的煙霧和/或狀態(tài)(例如，“開”/“關(guān)”)的檢測結(jié)果的指示，例如，安排在控制器325和/或風(fēng)扇單元10中的音響警報和/或LED顯示。
參照圖12，風(fēng)扇單元10可以進(jìn)一步包括溫度系統(tǒng)以檢測服務(wù)器125和殼體100內(nèi)部的溫度。溫度系統(tǒng)包括多個傳感器34。每個傳感器34可以安排在外殼12之內(nèi)以檢測吸入的和/或風(fēng)扇排出的空氣的溫度。例如，一個或多個傳感器34可以位于靠近一個或多個孔口26的位置以檢測吸入空氣的溫度。一個或多個傳感器34可以位于靠近一個或多個風(fēng)扇18的一個或多個管道20之中以檢測風(fēng)扇排放空氣的溫度。
溫度系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括控制器50?？刂破?0可以是為幫助維持服務(wù)器125周圍的空氣的溫度實質(zhì)上保持不變而配置的?？刂破?0(例如，PC-型計算機(jī)或可編程的微處理器)可以在操作中與每個傳感器34耦合以便根據(jù)傳感器34檢測到的溫度控制風(fēng)扇18的操作速度?？刂破?0和前面討論過的控制器325可以用位于殼體之內(nèi)或與殼體分開的一個控制器來實現(xiàn)。傳感器34可以被配置成在檢測吸入的和/或風(fēng)扇排出的空氣的溫度之時把信號發(fā)送給控制器50?？刂破?0能接收來自傳感器34的信號并且確定一個或多個檢測到的溫度是否脫離服務(wù)器125和/或殼體100的內(nèi)部溫度的預(yù)期范圍。如果一個或多個檢測到的溫度不在預(yù)期的溫度范圍之內(nèi)，控制器50能把適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂菩盘柊l(fā)送給適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇18以提高或降低風(fēng)扇速度并借此增大或減小風(fēng)扇18產(chǎn)生的氣流。
例如，如果一個或多個檢測到的溫度高于預(yù)期的溫度范圍，那么控制器50能提高適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇18的速度，并且優(yōu)選至少提高與升高的溫度相對應(yīng)的風(fēng)扇18的速度，以增大從支架130的前面130進(jìn)入穿過服務(wù)器125然后從服務(wù)器排氣口120進(jìn)入風(fēng)扇18和管道20的內(nèi)部區(qū)域46的氣流。增大的氣流增加從服務(wù)器125和殼體100除去灼熱的和溫暖的廢氣的速率并且降低內(nèi)部溫度。作為替代，如果一個或多個檢測到的溫度在預(yù)期的溫度范圍以下，控制器50能降低適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇18的速度以減小氣流并因此提高服務(wù)器125和殼體100的內(nèi)部溫度。
控制器50可以為通過控制風(fēng)扇18以大體相同的速度或不同的速度操作控制和維持氣流而編程。每個風(fēng)扇18的速度可以與一個或多個檢測到的吸入的和/或風(fēng)扇排出的空氣的溫度有關(guān)。改變風(fēng)扇18的速度有助于除去和避免服務(wù)器125和殼體100中的過熱點。可以通過在操作中把溫度系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)54連接起來的接口52對溫度系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程編程和操作。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)54可以是為監(jiān)測和控制服務(wù)器125和殼體100的多種內(nèi)部和外部的環(huán)境條件而編程的。
參照圖2-2A、5A-5B、7和11，廢氣風(fēng)扇單元10的組裝和布置是比較簡單的，能快速地完成，而且使用于修理或更換零部件的拆卸變得容易。風(fēng)扇18用螺釘緊固到外殼12的壁24上。已安裝好風(fēng)扇18的外殼12至少對準(zhǔn)殼體100的一部分周邊以使外殼12與殼體100耦合。外殼12優(yōu)選用連接件13(例如，一個或多個鉸接裝置)連接到殼體100上，以致風(fēng)扇單元10充當(dāng)殼體100的門。鉸接裝置13允許風(fēng)扇單元10從第一邊打開并且以安排鉸接裝置的另一邊為軸轉(zhuǎn)動，以便幫助允許風(fēng)扇單元10以門一樣的方式打開遠(yuǎn)離殼體100并且提供進(jìn)出殼體100內(nèi)部的通道。風(fēng)扇單元10的第一邊可以包括緊固件15(例如，鎖定裝置)，以便通過與支架115和/或殼體100提供的對應(yīng)的緊固件15的配對或耦合幫助風(fēng)扇單元10對殼體100固定和封閉。外殼12優(yōu)選與殼體100上可接近支架115的背面110的側(cè)面連接。電源線被接到功率口102、104上，優(yōu)選把AC電源(例如，墻上的插座或不間斷電源的輸出口)接到端口102上，把電池接到端口104上。傳感器305能在操作中與控制器325連接。如上所述，外殼12的排氣口16可以借助與管道225的連接被接到通風(fēng)管210上，并借此接到空調(diào)或冷卻系統(tǒng)上。
在運行時，參照圖13，同時進(jìn)一步參照圖2-2A、4、7和11，使用廢氣風(fēng)扇單元10排放來自設(shè)備125(例如，服務(wù)器)和殼體100的空氣的程序400包括所示的階段。然而，該程序400只是可仿效的程序而不是限制。程序400可以改變，例如，有增加的、取消的或重新安排的階段。
在階段402，使用者通過手工設(shè)定每個風(fēng)扇18的預(yù)期速度或通過在控制器325中選擇或鍵入預(yù)期的風(fēng)扇速度選擇每個扇18應(yīng)該以哪種速度操作。給風(fēng)扇單元10供電以便排放來自設(shè)備125和殼體100的空氣。
在階段404，風(fēng)扇的葉片環(huán)42旋轉(zhuǎn)，借此通過環(huán)42抽吸空氣。風(fēng)扇18的作用是把來自設(shè)備125的排氣口117和來自排氣區(qū)域111b的廢氣抽吸到風(fēng)扇18的內(nèi)部區(qū)域46。風(fēng)扇18迫使吸入的廢氣借助扇葉或葉片44從內(nèi)部區(qū)域46進(jìn)入風(fēng)扇單元10的管道20。風(fēng)扇18的抽吸作用幫助降低排氣區(qū)域111b的壓力，借此減少支架115的入口邊115a和排氣邊115b之間的壓差，以及幫助促成設(shè)備125有效操作的能力，例如，通過通風(fēng)孔118把充足的涼爽空氣吸入設(shè)備125以幫助維持設(shè)備125的內(nèi)部溫度在預(yù)期的溫度范圍之內(nèi)。
在階段406，風(fēng)扇18把風(fēng)扇排出的空氣推過內(nèi)部排氣管道20，同時管道20引導(dǎo)風(fēng)扇排出的空氣實質(zhì)上直接向上離開風(fēng)扇18到排氣口16。排氣口16把風(fēng)扇排出的空氣排放到外殼12和殼體100外面的區(qū)域(例如，容納殼體100的房間的環(huán)境氣室)或通風(fēng)管210(例如安排在吊裝天花板200a中的通風(fēng)管)，以使空氣回到在操作中與通風(fēng)管210耦合的空氣冷卻系統(tǒng)215。
在階段408，一個或多個傳感器305檢測支架115中設(shè)備125攝取的電功率。這一個或多個功率負(fù)荷實測值確定一個或多個風(fēng)扇18的速度是否要增加和/或減少，例如，借助控制器50接收那一個或多個功率負(fù)荷實測值并確定為了適應(yīng)實測的熱廢氣輸出風(fēng)扇18提供的氣流速度究竟應(yīng)該增加還是減少。
在階段410，一個或多個適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇18的速度增加和/或減少，例如，借助控制器50把關(guān)于支架115的一個或多個功率負(fù)荷實測值的適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂菩盘柊l(fā)送給適當(dāng)?shù)娘L(fēng)扇18的相應(yīng)的輸入端，借此增加和/或減少來自服務(wù)器125和殼體100的氣流速度。
至此已提供本發(fā)明的各種不同的優(yōu)勢和/或利益。當(dāng)與殼體100和/或支架115連接的時候，依照本發(fā)明的風(fēng)扇單元10幫助安裝在支架上的設(shè)備125(例如，服務(wù)器)使之能夠有效地操作把充足的環(huán)境空氣吸進(jìn)支架115，例如，借助設(shè)備125中的風(fēng)扇將設(shè)備125冷卻到預(yù)期的溫度范圍之內(nèi)。通過除去和容納設(shè)備125排出的廢氣，風(fēng)扇單元10有助于允許設(shè)備125有效地操作。設(shè)備125從設(shè)備室200吸入充足的環(huán)境空氣來滿足它的冷卻需求，并借此避免為降低它的操作溫度在低溫(例如55°F)下冷卻空氣的需要。
如圖1所示，把冷卻空氣直接供應(yīng)給支架8來滿足設(shè)備7的冷卻需求的現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)和方法通常依靠封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)和方法來冷卻和把冷空氣直接地供應(yīng)到支架8之中。這樣的系統(tǒng)和方法通常使用雙層的或升高的地板構(gòu)造維持比較低的冷卻空氣溫度并且把冷卻空氣直接供應(yīng)到支架8之中。所以，為了稀釋回到空氣冷卻單元14(以便冷卻和再循環(huán)到支架8)的灼熱的和溫暖的廢氣和有效地降低設(shè)備7的操作溫度，冷卻空氣的溫度必須足夠低，例如，55°F。
與升高的地板系統(tǒng)一起使用的空氣冷卻單元和在55°F的低溫下提供冷卻空氣的方法有比較高的能量需求而且在操作和維護(hù)方面可能費用很高。此外，冷卻空氣在大約55°F的溫度下可能產(chǎn)生不受歡迎的效應(yīng)。例如，將空氣冷卻到55°F的系統(tǒng)和方法供應(yīng)水分含量低的冷空氣，而為了提供適合在設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心使用的有足夠的濕度的空氣通常需要增加濕度。將空氣冷卻到55°F的系統(tǒng)和方法通?？赡墚a(chǎn)生必須從設(shè)備室和數(shù)據(jù)中心除去的體積比較大的冷凝水，因此，增加設(shè)備操作和維護(hù)費用。
升高地板的系統(tǒng)和方法通常實際上是不靈活的，不能滿足在設(shè)備室內(nèi)安裝新設(shè)備和改變設(shè)備的需要，而且可能需要重新配置設(shè)備室和/或重新安排和/或更換支架和/或殼體。
反之，依照本發(fā)明的風(fēng)扇單元10和能將風(fēng)扇單元10整合到其中的排氣系統(tǒng)如同前面參照圖2-2A描述的那樣幫助使設(shè)備125能夠使用環(huán)境空氣來滿足它的冷卻需求。風(fēng)扇單元10和排氣系統(tǒng)幫助設(shè)備125有效地操作抽吸充足的環(huán)境空氣(例如，在大約60°F和大約70°F之間，優(yōu)選在大約60°F和大約65°F之間變動)來滿足它的冷卻需求。
通過除去和容納設(shè)備125排出的廢氣，風(fēng)扇單元10幫助使設(shè)備125能夠在操作期間有效地操作冷卻它自己，例如，通過從設(shè)備室200的環(huán)境氣室中抽吸足夠數(shù)量的空氣。如同前面參照圖2-2A描述的那樣，風(fēng)扇單元10在支架115的入口邊115a幫助設(shè)備125(例如，設(shè)備125中的風(fēng)扇)克服對通過支架155的氣流的阻力。風(fēng)扇單元10在支架115的排氣邊115b幫助消除反壓或至少將該反壓減到最小/減少，以便幫助設(shè)備125中的風(fēng)扇排出廢氣。此外，通過除去廢氣并借此降低支架115的排氣邊115b的壓力，風(fēng)扇單元10能幫助消除因氣流阻力在支架115的入口邊115a和排氣邊115b之間形成的壓差或至少將該壓差減到最小/減少。于是設(shè)備125中的風(fēng)扇在操作期間能有效地操作，把充足的空氣抽吸到設(shè)備125之中冷卻設(shè)備125，不需要克服氣流阻力。借此，風(fēng)扇單元10通過使設(shè)備125能夠為冷卻而有效地操作幫助避免在殼體100和支架114內(nèi)出現(xiàn)熱量積聚和過熱點。
此外，通過除去和容納廢氣，風(fēng)扇單元10幫助取消對在低溫(例如55°F)下冷卻空氣、降低設(shè)備125的操作溫度和稀釋通風(fēng)管210排出的廢氣的需要。然而，設(shè)備125的冷卻需求能用環(huán)境空氣來滿足。取消對在比較低的溫度(例如，55°F)下冷卻空氣的需要，風(fēng)扇單元10能與它整合的排氣系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)215(如圖2-2A所示)能被配置成冷卻空氣并把空氣供應(yīng)給溫度在大約60°F和大約70°F之間的設(shè)備室200。冷卻系統(tǒng)215最終在操作期間極少產(chǎn)生或不產(chǎn)生冷凝水。當(dāng)冷卻系統(tǒng)215在大約65°F供應(yīng)空氣的時候，空氣有適合在設(shè)備室200中使用的足夠的濕度，而且不需要加濕。
風(fēng)扇單元10還幫助避免灼熱的和溫暖的廢氣與設(shè)備室200的環(huán)境空氣混合或至少將這種混合減到最少/減少。風(fēng)扇單元10也幫助避免不受歡迎的廢氣向殼體100的進(jìn)氣通風(fēng)孔118和/或向支架115的入口邊115a的再循環(huán)或至少將這種不受歡迎的再循環(huán)減到最少/減少。風(fēng)扇單元10能進(jìn)一步幫助將吸進(jìn)支架115的環(huán)境空氣的入口溫度的溫度梯度減到最小/減少，以致吸進(jìn)支架115的頂部的空氣和吸進(jìn)支架115的底部的空氣有實質(zhì)上相似的入口溫度。
此外，通過除去和排放來自設(shè)備125和/或設(shè)備室200的廢氣，風(fēng)扇單元10升高(例如，經(jīng)由吊裝天花板通風(fēng)管210)回到冷卻系統(tǒng)215的廢氣的溫度。返回空氣較高的溫度幫助提高空氣冷卻系統(tǒng)215的工作效率并且?guī)椭鷾p少對循環(huán)到殼體100位于其中的房間的空氣增濕的需要。同樣，供應(yīng)給空氣冷卻系統(tǒng)216的空氣的溫度可能比較高。補給空氣和返回空氣的較高的溫度有助于改善和提高空調(diào)系統(tǒng)215的效率，借此幫助維持低操作費用。
風(fēng)扇單元10除去和排放來自殼體100和/或設(shè)備室200的廢氣的速度控制(例如借助風(fēng)扇速度)能以支架115中的設(shè)備125的功率負(fù)荷為基礎(chǔ)。因為設(shè)備125的功率負(fù)荷與設(shè)備125的熱輸出有關(guān)，所以改變風(fēng)扇18的風(fēng)扇操作速度有助于幫助防止風(fēng)扇18以與幫助設(shè)備125冷卻它自己所需要的速度相比更高或更低的速度操作。因此，控制風(fēng)扇速度有助于避免將通過支架115的氣流增加/減少到不受歡迎的速度?？刂骑L(fēng)扇速度還能幫助消除把負(fù)擔(dān)放在冷卻系統(tǒng)215上并且超過它處理大量返回空氣的能力以致冷卻系統(tǒng)215的效率降低的危險或至少將這種危險減到最小/減少。此外，在經(jīng)由與吊裝天花板200a的連接或與蒙頂瓦230的連接把風(fēng)扇單元10接到通風(fēng)管210上的情況下，控制風(fēng)扇速度和借此控制空氣通過管道225排放的速率有助于避免在風(fēng)扇單元10操作期間天花板200a的某些部分或蒙頂瓦230移位。
如上所述，溫度控制對于藏在一兩個支架和/或支架殼體里的通信和信息技術(shù)設(shè)備可能是適當(dāng)?shù)?。在這種情況下，風(fēng)扇單元10能與把涼爽空氣提供給殼體100位于其中的設(shè)備室和其它位置區(qū)域的舒適空調(diào)機(jī)或系統(tǒng)連接。當(dāng)空調(diào)機(jī)的溫度設(shè)定被改變或調(diào)節(jié)的時候，例如，在周末為了舒適減少對涼爽空氣的需要的時候，風(fēng)扇單元10能通過提高和/或降低風(fēng)扇18的速度改變或調(diào)節(jié)進(jìn)入殼體100的氣流速度響應(yīng)已被改變或調(diào)節(jié)的溫度設(shè)定，借此適應(yīng)溫度設(shè)定的改變或調(diào)節(jié)。
其它的實施方案在權(quán)利要求書的范圍和精神之內(nèi)。例如，其它的風(fēng)扇數(shù)目(例如，僅僅一個風(fēng)扇或三個以上風(fēng)扇)可以用于風(fēng)扇單元10。單一電源能與風(fēng)扇單元10耦合。風(fēng)扇單元10可以被配置成與任何類型和/或尺寸的容納和/或支撐設(shè)備的支架或殼體一起使用。
因此已經(jīng)描述了本發(fā)明的至少一個說明性實施方案，各種不同的變更方案、修改方案和改進(jìn)方案對于熟悉這項技術(shù)的人將很容易發(fā)生。這樣的變更方案、修改方案和改進(jìn)方案傾向于在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)。因此，前面的描述僅僅是作為例子，不傾向于作為限制。本發(fā)明的限制是用權(quán)利要求書及其等價文件限定的。
權(quán)利要求
1.一種用來排放設(shè)備殼體內(nèi)部的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與設(shè)備殼體的后面部分耦合的排氣單元，排氣單元有至少一個將空氣引向排氣單元頂部的管道；有第一端和第二端的排氣管，第一端是為與排氣單元的頂部耦合而構(gòu)造和安排的；以及至少一個裝在排氣單元和排氣管道之一之內(nèi)通過排氣單元和排氣管把空氣從設(shè)備殼體之內(nèi)抽出去的風(fēng)扇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述的至少一個風(fēng)扇包括裝在排氣單元里面的眾多風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中排氣單元形成設(shè)備殼體的后門，而且是為代替設(shè)備殼體的現(xiàn)有后門而構(gòu)造而且安排。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中排氣單元包括與眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇相對應(yīng)的管道，第一個對應(yīng)管道具有與第二個對應(yīng)管道的最小橫截面積近似相等的最小橫截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)備殼體，而且其中設(shè)備殼體包括允許把設(shè)備安裝在內(nèi)部框架形成的設(shè)備區(qū)域中的內(nèi)部框架、頂板、底板、第一側(cè)板、第二側(cè)板、和有在其中形成的許多孔口允許借助眾多風(fēng)扇抽吸空氣使之通過這些孔口的前門，其中內(nèi)部框架與頂板、第一側(cè)板和第二側(cè)板耦合提供實質(zhì)上氣密的密封，以致實質(zhì)上所有通過前門上的孔口吸入的空氣都通過設(shè)備區(qū)域和進(jìn)入排氣單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述的至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括為控制風(fēng)扇的可變速度而構(gòu)造和安排的與那至少一個風(fēng)扇耦合的控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器基于設(shè)備殼體中的設(shè)備消耗的功率控制可變的速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器根據(jù)設(shè)備殼體和排氣單元之一中的空氣溫度控制可變的速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個允許使用者控制那至少一個風(fēng)扇的可變速度的使用者控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多樣的功率輸入電路和使功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇耦合的電路組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中電路組件被配置成根據(jù)在第一個功率輸入電路的功率損失斷開第一個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇的連接并且使那至少一個風(fēng)扇與第二個功率輸入電路連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器是為感知設(shè)備殼體后門的打開并且當(dāng)后門被打開的時候切換那至少一個風(fēng)扇而構(gòu)造和安排的。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器是為感知設(shè)備殼體后門的打開和當(dāng)后門被打開的時候控制那至少一個風(fēng)扇以最大的速度操作而構(gòu)造和安排的。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器是為檢測眾多風(fēng)扇之中一個風(fēng)扇的故障并且控制指示器指出那個故障而構(gòu)造和安排的。
16.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中控制器是為將故障通知設(shè)備殼體外面的裝置而構(gòu)造和安排的。
17.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中排氣管道是柔性的，而且其中排氣管道的第二端是為一塊蒙頂瓦配對以允許將廢氣引向位于天花板上面的通風(fēng)管而構(gòu)造和安排的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中那至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括為控制風(fēng)扇的可變速度而構(gòu)造和安排的與那至少一個風(fēng)扇耦合的控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中控制器基于裝在設(shè)備殼體中的設(shè)備消耗的功率控制可變的速度。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中控制器根據(jù)設(shè)備殼體和排氣單元之一中的空氣溫度控制可變的速度。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括至少一個允許使用者控制那至少一個風(fēng)扇的可變速度的使用者控制。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多樣的功率輸入電路和使功率輸入電路與至少一個風(fēng)扇耦合電路組件。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中電路組件被配置成根據(jù)在第一個功率輸入電路的功率損失斷開第一個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇的連接并且使第二個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇連接。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多樣的功率輸入電路和使功率輸入電路與至少一個風(fēng)扇耦合的電路組件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中電路組件被配置成根據(jù)在第一個功率輸入電路的功率的損失斷開第一個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇的連接并且使第二個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇連接。
27.一種用來排盡來自設(shè)備殼體的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的方法，設(shè)備殼體有前門和后門，該方法包括通過殼體前門上的孔口接受空氣；抽吸空氣使之橫穿殼體中的設(shè)備向殼體的后門流動；抽吸空氣使之向后門頂端的孔口流動并且通過排氣管道流向天花板通風(fēng)管；以及使空氣通過天花板通風(fēng)管返回空調(diào)機(jī)；其中抽吸空氣使之橫穿設(shè)備向后門頂端的孔口流動是使用安裝在殼體后門和排氣管道之一中的至少一個風(fēng)扇完成的。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中空氣是使用眾多風(fēng)扇引導(dǎo)通過在設(shè)備殼體后門中形成的眾多門管道的，以致一個風(fēng)扇被裝在眾多門管道之一里面。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，進(jìn)一步包括用一扇有在替換門中形成的眾多門管道而且有安裝在眾多管道之中的每個管道中的風(fēng)扇的替換門替換殼體的后門，以及使排氣管道的第一端與替換門的頂部耦合，其中眾多管道每個都是為把空氣引向排氣管道而配置的。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中眾多風(fēng)扇每個都被配置成以可變的速度操作，而且所述方法進(jìn)一步包括基于設(shè)備殼體中的設(shè)備消耗的功率控制眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的可變速度。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中眾多風(fēng)扇每個都被配置成以可變的速度操作，而且所述方法進(jìn)一步包括基于設(shè)備殼體和排氣管道之一中的空氣溫度控制眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的可變速度。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中眾多風(fēng)扇每個都被配置成依靠兩個電源之一操作，而且所述方法進(jìn)一步包括在檢測到第一個電源的故障之時斷開眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第一個電源的連接并且將眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第二個電源連接起來。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)后門被打開的時候切斷眾多風(fēng)扇之中的每個風(fēng)扇。
34.當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括后門被打開的時候控制每個風(fēng)扇以最大的速度操作。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括提供使用者可從電子器件殼體外面察覺的第一個電源出現(xiàn)故障的指示。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括使排氣管道的第二端與一塊蒙頂瓦連接。
37.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中那至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作，而且所述方法進(jìn)一步包括基于裝在設(shè)備殼體中的設(shè)備消耗的功率控制該可變的速度。
38.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中那至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作，而且所述方法進(jìn)一步包括基于設(shè)備殼體和排氣管道之一中的空氣溫度控制該可變的速度。
39.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中那至少一個風(fēng)扇被配置成依靠兩個電源之一操作，而且所述方法進(jìn)一步包括在檢測到第一個電源出現(xiàn)故障之時斷開那至少一個風(fēng)扇與第一個電源的連接并且將那至少一個風(fēng)扇與第二個電源連接起來。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，進(jìn)一步包括提供使用者可從電子設(shè)備殼體外面察覺第一電源出現(xiàn)故障的指示。
41.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，進(jìn)一步包括使排氣管道的第二端與一塊蒙頂瓦連接。
42.一種用來排盡來自設(shè)備殼體的空氣并且使空氣返回空調(diào)機(jī)的系統(tǒng)，其中設(shè)備殼體有前門和后門，所述系統(tǒng)包括有第一端和第二端的排氣管道，第一端是為與設(shè)備殼體的頂部耦合而構(gòu)造和安排的；以及裝在排氣管道和設(shè)備殼體之一里面把空氣通過排氣管道抽出設(shè)備殼體的裝置。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中抽吸空氣的裝置包括安裝在后門中的眾多變速風(fēng)扇，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用來基于裝在設(shè)備殼體中的設(shè)備消耗的功率控制眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的可變速度的裝置。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中抽吸空氣的裝置包括安裝在后門中的眾多變速風(fēng)扇，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用來基于設(shè)備殼體和排氣管道之一中的空氣溫度控制眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的可變速度的裝置。
45.根據(jù)權(quán)利要求43的系統(tǒng)，其中眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇都被配置成依靠兩個電源之一操作，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在檢測到第一個電源出現(xiàn)故障之時斷開眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第一個電源的連接并且將眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第二個電源連接起來的裝置。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括當(dāng)后門被打開的時候切斷眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的裝置。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括當(dāng)后門被打開的時候控制每個風(fēng)扇以最大的速度操作的裝置。
48.根據(jù)權(quán)利要求45的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括提供使用者可從電子設(shè)備殼體外面察覺第一電源出現(xiàn)故障的指示的裝置。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用來使排氣管道的第二端與一塊蒙頂瓦連接允許廢氣通過天花板通風(fēng)管回到空調(diào)機(jī)的裝置。
50.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中抽吸空氣的裝置包括眾多風(fēng)扇，而且眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇都被配置成依靠兩個電源之一操作，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在檢測到第一個電源出現(xiàn)故障之時斷開眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第一個電源的連接并且將眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇與第二個電源連接起來的裝置。
51.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中抽吸空氣的裝置包括眾多風(fēng)扇，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括當(dāng)后門被打開的時候切斷眾多風(fēng)扇之中每個風(fēng)扇的裝置。
52.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中抽吸空氣的方法包括眾多風(fēng)扇，而且所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括當(dāng)后門被打開的時候用來控制每個風(fēng)扇以最大的速度操作的裝置。
53.根據(jù)權(quán)利要求50的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用來提供使用者可從電子設(shè)備殼體外面察覺第一電源出現(xiàn)故障的指示的裝置。
54.根據(jù)權(quán)利要求42的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用來使排氣管道的第二端與蒙頂瓦連接允許廢氣通過天花板通風(fēng)管回到空調(diào)機(jī)的裝置。
55.一種與裝設(shè)備的殼體一起使用的排氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括定義艙室、在外殼頂端的排氣口和至少一個進(jìn)氣口的外殼，那至少一個進(jìn)氣口是為提供在艙室和外殼外部的空氣容積之間的流體交換而配置的，外殼被配置成與殼體這樣耦合，以致外殼在設(shè)備排放空氣的設(shè)備第一側(cè)面毗鄰殼體的第一部分；以及安排在艙室里面并且與那至少一個進(jìn)氣口耦合的至少一個風(fēng)扇，以致所述風(fēng)扇與所述艙室和所述設(shè)備處于流體交換之中，風(fēng)扇被配置成通過那至少一個進(jìn)氣口從設(shè)備的第一側(cè)面抽吸空氣，那至少一個風(fēng)扇被進(jìn)一步配置成迫使吸入的空氣進(jìn)入外殼提供的排氣管道，排氣管道被配置成以實質(zhì)上平行于設(shè)備的第一側(cè)面的取向引導(dǎo)風(fēng)扇排出的空氣從風(fēng)扇到排氣口。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中與那至少一個風(fēng)扇之中的第一個風(fēng)扇相對應(yīng)的排氣管道和與那至少一個風(fēng)扇之中的第二個風(fēng)扇相對應(yīng)的排氣管道是在艙室中這樣配置和安排的，以致第一個風(fēng)扇的排氣管道和第二個風(fēng)扇的排氣管道近似相等地阻擋風(fēng)扇排出的空氣。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的系統(tǒng)，其中與第一個風(fēng)扇相對應(yīng)的排氣管道包括與第二個風(fēng)扇相對應(yīng)的排氣管道的最小橫截面近似相等的最小橫截面。
58.根據(jù)權(quán)利要求56的系統(tǒng)，其中第一風(fēng)扇以與第二個風(fēng)扇吸入空氣并且迫使吸入的空氣進(jìn)入它對應(yīng)的排氣管道的速率近似相等的速率抽吸空氣并且迫使吸入的空氣進(jìn)入它對應(yīng)的排氣管道。
59.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中那至少一個風(fēng)扇被進(jìn)一步配置成抽吸來自殼體外面的涼爽空氣使之進(jìn)入殼體并且橫穿設(shè)備。
60.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中外殼形成殼體的門的一部份。
61.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多樣的功率輸入電路和使功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇電耦合的電路組件。
62.根據(jù)權(quán)利要求61的系統(tǒng)，其中電路組件被配置成根據(jù)在第一功率輸入電路的功率損失斷開第一個功率輸入電路與第一個風(fēng)扇的連接并且把第二個功率輸入電路與第一個風(fēng)扇連接起來。
63.根據(jù)權(quán)利要求55的系統(tǒng)，其中那至少一個風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作。
64.根據(jù)權(quán)利要求63的系統(tǒng)，其中那至少一個風(fēng)扇與控制器電耦合，控制器被配置成至少根據(jù)吸入空氣的溫度和風(fēng)扇排出空氣的溫度之一調(diào)節(jié)風(fēng)扇的可變速度。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的系統(tǒng)，其中那至少一個風(fēng)扇與控制器電耦合，控制器被配置成基于殼體中設(shè)備消耗的功率數(shù)量調(diào)節(jié)風(fēng)扇的可變速度。
66.一種用來裝設(shè)備的殼體，其中包括為把設(shè)備支撐在殼體之中而配置的框架；與框架耦合的門，門有至少一個帶排氣口的內(nèi)部管道；以及用來抽吸空氣使之橫穿所述設(shè)備進(jìn)入那至少一個內(nèi)部管道然后從排氣口排出的裝置。
67.根據(jù)權(quán)利要求66的殼體，其中排氣口被配置在門的頂端。
68.根據(jù)權(quán)利要求66的殼體，其中用來抽吸空氣的裝置包括安排在那至少一個內(nèi)部管道之中并且與之耦合以致那至少一個內(nèi)部管道和設(shè)備處在流體交換之中的至少一個風(fēng)扇。
69.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中風(fēng)扇被配置成以可變的速度操作。
70.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，進(jìn)一步包括多樣的功率輸入電路和使功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇電耦合的電路組件，其中電路組件被配置成根據(jù)第一個功率單元上的功率損失斷開第一個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇的連接并且把第二個功率輸入電路與那至少一個風(fēng)扇連接起來。
71.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中那至少一個風(fēng)扇與控制器在操作中耦合，控制器被配置成至少根據(jù)那至少一個風(fēng)扇中的空氣溫度和那至少一個內(nèi)部管道中的空氣溫度之一調(diào)節(jié)那至少一個風(fēng)扇的速度。
72.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中那至少一個風(fēng)扇與控制器在操作中耦合，控制器被配置成基于裝在殼體中的設(shè)備消耗的功率數(shù)量調(diào)節(jié)那至少一個風(fēng)扇的速度。
73.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中與那至少一個風(fēng)扇之中的第一個風(fēng)扇相對應(yīng)的內(nèi)部管道和與那至少一個風(fēng)扇之中的第二個風(fēng)扇相對應(yīng)的內(nèi)部管道被這樣配置和安排在門中，以致第一個風(fēng)扇的內(nèi)部管道和第二個風(fēng)扇的內(nèi)部管道近似相等地阻擋風(fēng)扇排出的空氣。
74.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中與那至少一個風(fēng)扇之中的第一個風(fēng)扇相對應(yīng)的內(nèi)部管道包括與那至少一個風(fēng)扇之中的第二個風(fēng)扇相對應(yīng)的內(nèi)部管道的最小橫截面近似相等的最小橫截面。
75.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，其中那至少一個風(fēng)扇的第一個風(fēng)扇以與那至少一個風(fēng)扇之中的第二個風(fēng)扇抽吸空氣和迫使吸入的空氣進(jìn)入那至少一個內(nèi)部管道之中的第二個內(nèi)部管道的速率近似相等的速率抽吸空氣和迫使吸入的空氣進(jìn)入那至少一個內(nèi)部管道之中的第一個內(nèi)部管道。
76.根據(jù)權(quán)利要求68的殼體，進(jìn)一步包括用來至少檢測那至少一個風(fēng)扇之中的空氣溫度和那至少一個內(nèi)部管道之中的空氣溫度之一的裝置。
77.一種用來冷卻裝在殼體中的設(shè)備的方法，所述設(shè)備被配置和安排在殼體之中以便把空氣排出到在設(shè)備的第一側(cè)面的殼體的第一部分，所述方法包括從在設(shè)備的第二側(cè)面的殼體的第二部分中抽吸空氣；從在設(shè)備的第一側(cè)面的殼體的第一部分中抽吸空氣；迫使空氣進(jìn)入外殼提供的管道，外殼與殼體這樣耦合以致所述管道和設(shè)備的第一側(cè)面處在流體交換之中；引導(dǎo)空氣通過所述管道到外殼的頂端；以及把來自外殼頂端的空氣排放到殼體外部的區(qū)域。
78.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中抽吸空氣包括把涼爽的空氣從在殼體的外面吸入殼體并且使之橫穿設(shè)備。
79.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中排放來自外殼頂端的空氣包括從配置在外殼頂端的排氣口的排放空氣。
80.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中排氣管道的第二端是為允許把廢氣引到排氣管道上方而構(gòu)造和安排的，而且所述排氣管道的第二端實質(zhì)上與在天花板或一塊蒙頂瓦之一中定義的一個或多個孔口對齊，以允許廢氣指向在天花板上面的通風(fēng)管。
全文摘要
這項發(fā)明提供一種與容納設(shè)備支架或殼體一起使用的廢氣排除系統(tǒng)和方法。這種系統(tǒng)和方法是為了除去設(shè)備在操作期間排出的廢氣借此除去來自設(shè)備的熱量而配置的。在一個方面，該系統(tǒng)包括優(yōu)選為充當(dāng)設(shè)備支架或殼體的后門和提供進(jìn)出支架或殼體內(nèi)部的通道而配置的風(fēng)扇單元。風(fēng)扇單元提供與為抽吸和除去從安裝在支架上的設(shè)備排出的廢氣而安排的內(nèi)部排氣管耦合的多樣的風(fēng)扇。風(fēng)扇單元被進(jìn)一步配置成把廢氣排放到支架或殼體的外部區(qū)域，例如外部排氣管或通風(fēng)管。除去從安裝在支架上的設(shè)備排出的灼熱的和溫暖的廢氣使設(shè)備有效地操作，吸入足以滿足它的冷卻需求的數(shù)量的冷卻空氣。風(fēng)扇單元具有可攜帶而且對支架或殼體易于拆裝的構(gòu)造，從而在搬運需要排氣的設(shè)備時提供靈活性。
文檔編號H05K7/20GK1732727SQ200380107793
公開日2006年2月8日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者羅林·R·約翰遜, 尼爾·羅斯莫森 申請人:美國能量變換公司