专利名称：废气排除系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来除去设备在操作期间产生的热废气的废气 排除系统。
本发明的现有技术
通信和信息技术设备通常是为安装到支架上和藏在壳体里 面而设计的。设备支架和壳体用来把诸如服务器、CPU、互连网
络设备和储存装置之类的通信和信息技术设备装在和安排在小 的配线拒和设备室中以及大的数据中心中。设备支架可能是开放 的构型并且能^皮装在支架壳体里面。标准的支架通常包括前悬挂
式轨道，多样的设备单元(例如，服务器和CPU)被垂直地安装和 叠放到该轨道上，而且通常有大约23英寸乘42英寸的覆盖面积。 标准支架的设备容量与安装轨道的高度有关。高度是按以支架的 "U，，单位或"U"高度容量表示的1.75英寸的标准增量设定的。 支架典型的U高度或数值是42U。标准支架在任何给定的时间都 能#皮多种不同的元器件和来自不同的制造商的元器件稀疏地或 密集地填充。
大多数安装在支架上的通信和信息技术设备消耗电力而且 产生热量。安装在支架上的设备产生的热量能对设备元器件的性
8能、可信度和使用期有负面影响。具体地说，藏在壳体里面的安 装在支架上的设备在操作期间特别易受在壳体的边界之内产生 的积聚热量和局部过热的损害。支架产生的热量的凄t量取决于支 架中的设备在操作期间消耗的电功率的数量。支架的热量输出能
从每U单位支架容量的几瓦变化到每U单位1千瓦以上，取决于
安装到支架上的元器件的数目和类型。通信和信息技术设备的使 用者在他们的需要变化和有新的需要的时候增添、拆除和重新安 排安装在支架上的元器件。 一定数量的热量能由给定的支架或壳
体产生，因此，能显著地从几十瓦特改变到大约IO千瓦。
安装在支架上的设备通常通过沿着支架或壳体的正面或空 气入口端吸入空气、横穿其元器件吸入空气、随后从支架或壳体 的后面或排气端排放空气来冷却它本身。因此，提供足够冷却的 空气的气流需求能因安装在支架上的元器件的数目和类型以及 支架和壳体的构型显著地改变。通常，信息技术设备的大多数的
构型和i殳计要求冷却空气以每千瓦功l毛大约180立方英尺/分钟 (cfm)的速度流动，所以吸入10千瓦电功率的支架将需要大约 1，800cfm的气流速度。
设备室和数据中心通常配备为安装在支架上的设备和壳体 供应和循环凉爽空气的空调或冷却系统。i午多空调或冷却系统 (例i口，在美国专利申i青7^开us 2001/0029163 Al，申i青序列号 09/784,238中揭示的系统)要求设备室或数据中心有升高的地板 构造以利于系统的空调和循环功能。参照图l,引用申请的冷却系 统借助闭环空气循环提供凉爽空气而且包括安排在设备室的底 部地^反5上方的升高的地^反2。升高的地^反2和底部地^反5定义 空气冷却单元14将凉爽空气递送到其中的空气通道6。空气通道 6被接到设备支架或壳体8的一个部分上而且被配置成通过该通 道把凉爽空气引向藏在壳体8中的i殳备7的前面部分。凉爽空气横穿设备7流进通风管8c而且通过通风管8c上升到众多管道24 之中。废气从管道24排放到返回通风管4之中。返回通风管4 4皮接到空气冷却单元14上而且被配置成4巴废气递送给空气冷却 单元14进行冷却然后再回到设备室。
作为替代，空气冷却系统和方法使用开孔的地板砖和地板栅 格或排气口递送来自安排在设备室升高的地板下面的空气通道 的凉爽空气。开孔的地板砖和地板栅格或排气口通常位于设备支 架和壳体前面，而且沿着并排安排的H排支架和壳体之间的走 廊。
需要升高的地板构造的冷却系统和方法通常不能有效地满 足安装在支架上的设备的冷却要求。具体地说，包括热废气输出 在5千瓦以上和高达10千瓦的大功率设备的支架对于这样的系 统和方法呈现特殊的l兆战。升高的;也板构造通常提供通气面积大 约为12英寸乘12英寸的开孔地寺反石争、地才反4册格或排气口，而且 被配置成递送大约200cfm到大约500cfm的凉爽空气。来自通风 区域的空气流速取决于诸如静态风压和存在其它地板砖之类的 因素，以致在实践中一块地板石争通常递送大约100cfm到大约 200cfm的空气。所以，吸入高达10千瓦功率而且需要大约 1,800cfm的气流的大功率设备的支架将至少需要大约3.5到大约 5块安排在支架边界周围的开孔地斧反砖、冲册格或排气口以便提供 足以满足其冷却要求的凉爽空气。这样的地板结构在挤满支架和 壳体的设备室中将难以实现，而且如果支架和壳体在排列中是并 排安排的是不可能实现的。因此，与升高的地板结构合并的空气 冷却系统和方法通常^f又仅与被隔开的支架和壳体 一 起4吏用以便_ 提供足以容纳多个开孔地板砖、栅格或通风孔的地板区域。对于 典型的支架间隔，这对能实现的设备密度提出限制。此外，这样的空气冷却系统和方法必须通过开孔地板砖、栅格或排气口供应 冷空气以满足有大量的热废气输出的设备的冷却要求。
设备室和数据中心时常为了满足要求个别的支架和壳体被 重新定位和/或更换的新的和/或不同的i殳备需求而^皮重新配置。 由于这个原因，升高地板的冷却系统和方法是不灵活的，而且通 常为了维护纟皮排列的、重新定位的和/或新安装的设备支架只能以 可》见的费用重新配置和/或翻新改造。升高地4反的配置不能轻而易 举地适应^f吏用者为了满足他们新的或变更的需求通常用来布置 设备支架和重新配置设备室和数据中心的方式。
此外，需要升高的地斧反构造的冷却系统和方法缺乏在#:作上 考虑到在设备室中不同的支架和壳体之间(具体地说，在位于同
一排中的支架和壳体之间)在电功率消方面广泛的变化的实际 的灵活性和i"更携性。依靠升高地板的空气通道和开孔地板砖、栅 才各或排气口供应凉爽空气的冷却系统和方法不能轻而易举地改 变或把凉爽空气集中到那些消耗较大数量的电功率而且有大量 热废气输出的大功率支架。此外，新安装的设备可能吸取比被更 才灸的或现有的i殳备还要多的电功率，因此在正在工作的i殳备室中 产生散热问题区域。
此外，4奇赖升高地4反构造的冷却系统和方法实际上不能适应 设备室中有散热问题的特定区域。例如，这样的系统和方法在不 为重新配置和/或翻新改造空气系统和/或支架和壳体^f寸出相当大 的代价灼热的和温暖的废气就不能有效;也从i殳备室排出和/或回 到空调或冷却系统的情况下不能解决排气问题。这样的排气问题 也能导致灼热的和温暖的废气再循环到支架和壳体，乂人而升高i殳 备的工作温度，具体地说，升高耗电量高的设备和/或在设备室中 位于有散热问题的区域中的设备的工作温度。类似地，升高地板 的冷却系统和方法不可能在来自 一个支架的灼热的和温暖的废
ii气被吸进毗邻的和/或最近的支架引起设备过热的情况下考虑到 局部散热问题。升高地板的冷却系统和方法不能对设备室或数据 中心现有的冷却系统或现有的设备支架轻易地进行翻新改造。
需要升高地板结构的空气冷却系统和方法还降低设备室和 数据中心可用的净空高度。藏在升高的地板下面的空气通道里面 的电线难以通向。此外，这样的空气通道难以清理。开孔地板砖 和地柘j册才各或4非气口对人员也造成安全隐患。此外，升高地^反的 构造在地震期间呈现坍塌的危险。
4^发明的概述
一般地说， 一方面，本发明提供用来排放来自设备壳体的空 气并且^f吏空气返回空调才几的系统。该系统包括与i殳备壳体的后面 部分耦合的排气单元，该排气单元有至少一个管道将空气引向排 气单元的顶部。所述系统包括有第一端和第二端的排气管道，其 中第 一端是为与排气单元的顶部耦合而构造和安排的，而且进一 步包括至少一个装在排气单元或排气管道里面通过排气单元和 排气管道把空气从设备壳体之内抽出的风扇。
本发明的落实可能包括下述的一个或多个特征。排气单元形 成设备壳体的后门而且是为代替设备壳体的现有后门而构造和 安排的。那至少一个风扇包括装在排气单元里面的众多风扇。排 气单元包4舌对应于众多风扇之中每个风扇的管道，第一个只于应管 道具有与第二个对应管道的最小横截面积近似相等的最小横截 面积。排气管道是柔性的，而且排气管道的第二端是为与允许把 废气引向4立于在天花斧反上方的通风管的一块蒙顶瓦配对而构造 和安排的。所述系统进一步包括设备壳体，其中设备壳体包括内部框 架，以允许把设备安装在由内部框架、顶板、底板、第一侧板、 第二侧板和有许多在其中形成的孔口允许被众多风扇吸入的空 气通过这些孔口的前门形成的i殳备区i或中，其中内部框架与顶 板、第一侧才反和第二侧板耦合，提供实质上气密的密封，以使通 过前门上的孔口吸入的空气实质上全部通过设备区域进入排气 单元。
本发明的落实可能进一步包括下述的一个或多个特征。那至 少一个风扇^皮配置成以可变的速度操作。控制器与那至少一个风 扇耦合而且是为控制风扇的可变速度而构造和安排的。控制器基 于装在设备壳体之中的设备吸取的功率控制可变的速度。此外， 控制器根据设备壳体或排气单元中的空气温度控制可变的速度。 所述系统进一 步包4舌至少 一个允许使用者控制那至少 一个风扇 的可变速度的使用者控制。
此外，所述系统包括多样的功率输入电^各和4巴功率输入电路 与那至少 一个风扇耦合的电路组件。该电路组件被配置成根据在 第一个功率输入电路的功率损失断开第一个功率输入电路与那
至少一个风扇的连接并且把第二个功率输入电路与那至少一个 风扇连接起来。控制器是为感知设备壳体后门的打开和当后门被 打开的时4美切断那至少 一 个风扇而构造和安排的，而且可以是为 当后门被打开的时候控制那至少 一个风扇以最大的速度操作而 构造和安排的。控制器是为检测众多风扇之 一 出现故障而配置 的。控制器净皮进一 步配置成把故障通知给在设备壳体外面的装 置。
另一方面，本发明提供用来排放来自设备壳体的空气并且使 空气返回空调才几的方法，i殳备壳体有前门和后门。所述方法包4舌
通过壳体前门上的孔口接受空气；向壳体后门抽吸空气使之横穿壳体中的设备；向后门顶端的孔口抽吸空气使之通过排气管道到 天花板通风管；和使空气通过天花板通风管返回空调机；其中才黄 穿设备向壳体顶端的孔口抽吸空气是使用安装在壳体后门的或 排气管道中的至少一个风扇完成的。
在第三方面，本发明提供用来排放来自设备壳体的空气并且
4吏空气返回空调才几的系统，i殳备壳体有前门和后门。所述系统包 括有第一端和第二端的排气管道，第一端是为与设备壳体的顶部
耦合而构造和安排的。该系统进一步包括装在排气管道或设备壳 体里面通过排气管道^^空气抽出设备壳体的装置。
在第四方面，本发明提供与容纳设备的壳体一起使用的排气 系统。所述系统包括定义枪室的外壳、在外壳顶端的排气口、和 至少一个进气口 。那至少一个进气口^^皮配置成在抢室和外壳外面 的空气体积之间提供流体交换。外壳被配置成与壳体这样耦合， 以致外壳与在设备从那里排放空气的设备第 一侧面的壳体的第 一部分相邻。所述系统包括至少一个安排在艙室里面的风扇，所 述风扇与那至少一个进气口这样耦合，以致风扇处在与舱室和i殳 备进行流体交4奐之中。风扇净皮配置成通过那至少 一个进气口从i殳 备的第 一侧面这样抽吸空气，以致装在壳体中的设备把空气吸入 在设备的第二侧面的壳体的第二部分并且将空气从设备的第一 侧面排出。那至少 一个风扇4皮进一 步配置成迫〗吏吸入的空气进入 外壳提供的排气管道，排气管道被配置成按实质上平行于设备的 第 一侧面的取向把风扇排出的空气从风扇引向排气口 。
在第五方面，本发明提供一种，其中包括为把设备支撑在壳 体中而配置的框架、与框架耦合的风扇、有至少一个带排气口的 内部管道的门和用来片黄穿设备把空气吸进那至少一个内部管道 然后从排气口排出的装置。在第六方面，本发明提供用来冷却装在壳体中的设备的方 法，设备被配置和安排在壳体中以便把空气排放到在设备的第一 侧面的壳体的第 一部分之中。所述方法包括把空气从在设备的第
二侧面的壳体的第二部分抽吸到壳体的第 一部分；迫使空气进入 外壳提供的管道；外壳与壳体这样耦合，以致所述管道和设备的 第一侧面处在流体交换中；通过所述管道把空气引向外壳顶端； 以及把来自外壳顶端的空气排放到壳体外面的区域。
本发明的各种不同的方面可以才是供下述的一个或多个优势。 热量能从藏在设备支架和/或壳体之中产生热量的诸如通信和信 息技术设备(例如，服务器、CPU、互联网络设备和储存装置)之 类的设备之中除去。在支架或壳体之内积聚的热量和局部过热以 及支架或壳体中i殳备的过热可以通过除去i殳备在操作期间产生 和排放的废气得以避免。安装在支架上的设备和/或支架壳体的内 部温度可以受到控制。
废气排除系统和方法可以是为除去安装在支架上的设备产 生的废气以便高效率地冷却设备而提供的。所述的系统和方法能 4皮配置和安排成有助于安装在支架上的i殳备的4喿作，例如，4巴环 境空气吸进设备并且使之横穿设备元器件满足其冷却需要和排 方文灼热的和温暖的废气。所述的系统和方法能用风扇单元除去多 余的热量，该风扇单元有一个或多个与容纳设备的支架和/或壳体 这样耦合的风扇，以致这些风扇抽吸和除去从i殳备排出的废气。 该风扇单元能容纳吸入的废气而且能把吸入的空气排放到设备 外面的区i或。
通过把废气从设备和支架和/或壳体中除去，风扇单元能帮助 降低压力和/或帮助把在设备的排气口 一侧的反压(例如，由气流 阻力引起的反压)减到最小/降低，这能帮助设备把足以满足其冷 却需要的环境空气吸进壳体。此外，风扇单元能帮助使设备的排
15气口 一侧和i殳备的进气口 一侧之间的压力差减到最小/降低从而 使设备能够有效地操作。所以，使用风扇单元的系统和方法能依
靠供应给i殳备室或凄t据中心的温度在大约60。F到大约70。F范围 内的凉爽的环境空气来满足i殳备冷却需求。
风扇单元能抽吸从安装在支架上的设备排出的废气而且能 容纳所述废气并且^fe它排》文到支架外面的区域，例如，与风扇单 元连4妄的外部排气管道或通风管。风扇单元能借此帮助消除废气 与设备室或数据中心的环境空气的混合或至少将混合程度减到 最少/降低。风扇单元能帮助消除不受欢迎的废气对设备的再循环 或至少将这种再循环减到最少/减少。通过帮助消除废气与环境空 气的混合和废气对i殳备的再循环或至少将它们减到最少/减少，风 扇单元能帮助避免从设备的进气一侧吸进设备的环境空气的入 口温度的热梯度或将该热梯度减到最小/降低。在支架顶部吸进设 备的环境空气的温度借此实质上不高于Af氐于在支架底部吸进设 备的环境空气的温度。
通过除去和容纳废气，风扇单元能帮助维持环境空气温度例 如在从大约60。F到大约70。F的范围内，而JU吏安装在支架上的 i殳备能依靠环境空气满足它的冷却需求。在这个范围内冷却和供 应环境空气能帮助消除通常与在比4交低的温度(例如，5 5 。F)供应 冷却空气相关联的冷凝和增湿问题或将这些问题减到最少/减少。 此外，在这个范围内冷却和供应环境空气能帮助消除通常与在比 4交j氐的温度(例如，55。F)供应冷却空气相关联的冷凝和增湿问题 和成本或将这些问题和成本减到最少/减少。
不需要低温下的冷却空气，使用风扇单元的系统和方法能避 免能用来提供温度比较低(例如，55。F)的冷却空气和4巴空气直接 供应到i殳备支架和壳体之中的双层的或升高的;也板构造。因此， 所述的系统和方法能避免与升高蚰4反的冷却系统和方法的才喿作和维护相关联的费用问题。此外，使用风扇单元的系统和方法能
避免重新配置i殳备室和翻新改造升高地才反的冷却系统和方法可 能需要的冷却设备和支架的费用。
用风扇单元除去安装在支架上的设备排出的废气能提供适 应在安装在支架上的设备消耗的电功率方面广泛的变化和在所 述设备产生的废气方面必然的广泛变化的灵活性。风扇单元能快 速而轻易地在个别的设备支架和/或壳体上进行拆装，以及在外部 的排气管道上拆装，例如，与风扇单元耦合把废气排放到用来除 去自设备室或数据中心的废气的吊装天花板排气通风管的管道。
控制风扇速度能帮助消除安装在支架上的设备以比满足其 冷却需要的流速高或低的流速抽吸环境空气的可能性或至少将 这种可能性减到最小/减少。因此，安装在支架上的设备接受太多 或太少的用来冷却的环境空气的危险能被消除或至少被减到最 低限度/减少。控制风扇速度还能帮助避免废气以能超过或胜过空 调或冷却系统的能力的速率返回空调或冷却系统的危险或至少 将这种危险减到最低限度/减少。风扇速度能依照设备功率负荷的 实测数值和/或检测到的设备内部温度实施控制和调节。
此外，控制空气流动和安装在支架上的"i殳备的内部温度能对 停电和供电不规则实施保护以防止热量积聚和过热。本发明各个 方面的优势能在对支架和壳体进行最少的翻新改造或不翻新改 造的情况下提供给新的或现有的标准尺寸或非标准尺寸的支架 或壳体。
本发明的这些和其它优势以及本发明本身在〗子细研究下面 的附图、详细描述和权利要求书之后将得到更全面的理解。附图简要i兌明
图1举例说明传统设备室的现有技术的空调冷却系统，其中 包括有空气通道的双层的或升高的地才反。
图2是依照本发明设备室的排气系统的 一 个实施方案的侧视图。
图2A是与设备壳体耦合的图2所示排气系统的一部分风扇 单元的侧^L图。
图3A是能与图2所示的实施方案一起使用的备选废气风扇 单元的4非气口的^^见图。
图3B是与排气管道连^I妄的图3A所示的风扇单元的排气口的 侧-f见图。
图4是依照本发明的另 一 个实施方案的废气风扇单元的侧祸L图。
图5A是将风扇单元所附着的壳体部份地移开的图4所示风 扇单元的俯3见图。
图5B是图5A所示壳体的后视图以及图4和5A所示风扇单元 的内部3见图。
图6是图4和图5A-5B所示风扇单元的多才羊管道和风扇的内 部视图。
图7是图6所示风扇和回避故障电路(fail-over circuitry)的反
向透—见图。
18图8是图4所示风扇单元与管道和天花板通风管连接在一起 的侧S见图。
图9A是图8所示管道的侧4见图。
图9B是对准天花斧反上众多孔口的管道的侧^L图。
图9C是图9B所示管道对准,人天花4反延伸出来的排风罩的侧 视图。
图10是支架和/或壳体的排列视图，其中一些支架和/或壳体 有图8所示的风扇单元。
图11是基于图4和8所示风扇单元的支架功率负荷的风扇 速度控制系统的示意图。
图12是基于图4和8所示风扇单元的设备温度的风扇速度 控制系统的示意图。
图13是从设备中排气的过程。
优选实施方案的详细描述
本发明的i兌明性实施方案提供存i文和才喿作通信和信息:技术 i殳备的i殳备室和凄欠据中心^吏用的废气排除系统和方法。更具体地 说，提供一种用来除去在设备操作期间诸如安装在支架上的服务 器、CPU和其它电子设备之类的设备产生的不受欢迎的热废气的 废气排除系统和方法。所述的废气排除系统是为与设备支架和/ 或支架壳体连4矣而构造和安排的。当与设备支架和/或壳体连4妄的 时候，所述系统是为通过抽吸和容纳从支架排出的废气和把废气 排放到支架和/或壳体外面的区域除去从支架输出热废气而安排 和配置的。所述系统是为除去支架和/或壳体中的设备排出的废气 帮助把对进入支架的气流的阻力减到最小或降低而构造和安排的。将空气流动阻力减到最小或降低有助于使支架上的设备能够 有效地操作，从而把足以满足其冷却需求的空气抽进支架和把来 自设备和支架的废气排出。
废气排除系统可以是为4巴热废气排;改到支架和/或壳体位于 其中的i殳备室或凄t据中心的环境空气中而安排和配置的。作为替 代，所述系统可以是为除去灼热和温暖的空气把热废气排放到外 部的排气管道或系统(例如，安排在设备室或数据中心的吊装天 花板中的排气通风管)而安排和配置的。在这个意义上，废气排 除系统可以^皮进一步配置成与为i殳备室或凝:据中心4是供凉爽空 气的空调或冷却系统协同操作。所述系统能在操作上与该空调或 冷却系统连接，借此所述系统把灼热和温暖的空气排放到排气通 风管，而且所述排气通风管净皮配置成^巴空气引向所述空调或冷却 系统。所述空调或冷却系统冷却废气并且为i殳备室或彩:l居中心才是 供凉爽空气。在支架上和/或藏在壳体中的设备能在操作期间把设 备室或数据中心中凉爽的环境空气吸到其元器件附近冷却它自 身。其它的实施方案都在本发明的范围内。
参照图2,在一个实施方案中，本发明提供在有内装设备支 架115的壳体100的i殳备室或数据中心200中4吏用的排气系统。 所述系统包4舌与i殳备壳体IOO津禺合的独立的废气风扇单元10、安 排在设备室200的吊顶天花板200a中与风扇单元IO耦合的排气 通风管210和借助进气管道220与通风管210耦合的空气冷却系 统215。
风扇单元IO是用诸如连接件、螺4丁和/或4交接装置之类的东 西连4妄或安装到壳体100上的。支架115包括垂直地安排在支架 115里面的安装轨道上的安装在支架上的设备，例如，服务器、 CPU和其它电子元器件。风扇单元10优选与安装在支架上的服务器、CPU和其它元器件向支架115外面的区域排放热废气的一 部分壳体100连才妄。
风扇单元10包4舌多个风扇18，每个风扇18都与内部的排气 管道20耦合。管道20被配置和安排成向上延伸到风扇单元10 的顶部32并且止于进入排气口 16。排气口 16借助管道225与通 风管210耦合。管道225 4巴风扇单元10中的管道20置于与通风 管210进4亍流体交4灸之中。管道225的第一末端225a^皮配置成与 风扇单元IO的排气口 16耦合而第二末端225Ht配置成与通风管 210耦合。
管道225的第一末端225a可以优选^皮配置和安排成把管道 225可拆装地*接到定义风扇单元10的排气口 16的周界上。管道 225的第二末端225b可以优选^皮配置和安排成4巴管道225可拆装 地接到天花板200a上。具体地说，第二末端225b可以优选被酉己 置和安排成可拆装地与吊装天花板200的一块蒙顶瓦230a连接。 作为替代，管道225的第二末端225b可以与 一块蒙顶瓦230连接， 而且那块蒙顶瓦230可以是为可拆装地安装在用来支撑吊装天花 板200的高架天花板栅格230a之内而配置和按规定尺寸制作的。 那块可拆装的蒙顶瓦230允许管道225可拆装地4妄到通风管210 上，以致管道225和风扇单元10都容易与通风管210连4lr和分 离。
管道225可以包括管道225借以离开风扇单元10向上延伸 到天花板200a和/或通风管210下面的区域的其它结构。管道225 的第二末端225b肯g对准天花才反200a、吊顶砖瓦230或通风管210 的某个部分上的一个或多个孔口 ，以允i午风扇单元10 4巴来自排 气口 16的空气通过那一个或多个孔口排放到通风管210之中。
21如图2所示，通风管210 ^皮安排和配置在吊装天花^反200a 中接受来自风扇单元10的废气。通风管210净皮进一步安排和配 置成4巴废气引向进气管道220。进气管道220 ^皮安排和配置成从 通风管210 4矣受废气并且4巴废气引向空气冷却系统215。冷却系 统215 4巴来自进气管道220的废气冷却到在预期的温度范围内的 温度并且迫^f吏凉爽空气进入设备室200,如图2中的箭头250所 示。
冷却系统215包括有为允许来自通风管210的空气进入单元 215而配置的入口 216的按房间大小配置的空调才几单元、冷却来 自入口 216的空气的冷却组件217(例如，包括一个或多个冷却盘 管)、把来自单元215的凉爽空气排放到设备室200的排气组件 218以及与系统215耦合用来收集和除去在才喿作期间产生的冷凝 水的冷凝系乡充219。
另外参照图2A,所述系统是这样配置和安排的，以致当风 扇单元10纟皮连接和/或安装到支架115和/或壳体IOO上的时候， 用风扇单元10除去废气有助于在才喿作期间通过/人设备室200的 环境气室吸入凉爽空气满足冷却需求使安装在支架上的设备125 能够有效地才喿作。凉爽空气是由空气冷却系统215供应绍4殳备室 的并且在设备室200中循环。支架115中的设备125(例如,借助设 备125中的风扇)把来自环境气室的凉爽空气通过壳体100提供 进气通风孔118抽吸到壳体100之中。进气通风孑L 118被安排在 壳体100的面板或前门100a上而且被配置成允许空气流向进气 区域llla。进气区域llla是限定在壳体100的前门100a和支架 115的空气入口边115a之间的气室。设备125中的风扇沿着支架 115的入口边115a通过进气通风孔118和进气区域llla对巴环境空 气抽吸到设备125之中，如图2-2A中的箭头240所示。设备125 的风扇进一步抽吸空气通过它的元器件并且通过设备125的排气口 117把废气排出。排气口 117被安排和配置成把来自支架115 的排气口一侧115a的废气排放到排气区域lllb。排气区域lllb 是用支架115的排气口一侧115a和风扇单元IO限定的气室。风 扇单元10的风扇18^皮安排和配置成4巴来自4非气区i或lllb和排气 口 117的废气吸入风扇18并且迫使吸入的废气进入管道20,如 图2-2A中的箭头235所示。管道IO是为排放废气并且把废气引 向排气口 16而配置的。排气口 16把废气排放到壳体IOO外面的 区域。
用风扇18移动来自排气区域lllb的废气有助于降低排气区 域111b中的压力和/或有助于防止排气区域lllb中的反压或至少 将该反压降低到最低限度。反压可能是由某种原因引起的，例如， 由管道20弯曲之类的构型所造成的对风扇排出的废气通过管道 20的流动的阻力引起的。此外，通常位于支架115的背面(例如， 毗邻支架115的排气口 一侧115 b)的线束能够引起对气流的阻力， 这将增加排气区域lllb中的压力。排气区域lllb中较低压力减 少设备125中的风扇为了排放支架115的废气必须克服的空气流 动阻力。排气区域lllb中较低压力也有助于补偿在支架115的入 口一侧115a的^f氐压，例如，环境压力以下。在进气通风孑L118和 进气区域llla的低压是在设备125中的风扇为克服空气流动阻力 (例如进气通风孔118的空气流动阻力)并借此降^氐进气通风孔 118和进气区域llla中的压力而才喿作的时j矣引起的。当^f氐压出现 在进气区域llla而高压出现在排气区域lllb的时候，设备125 的风扇不能提供充份的气流通过设备125。风扇单元10的风扇 18有助于除去来自排气区域lllb的废气，借此帮助将进气区域 llla和排气区域lllb之间的压差减到最小或减少。将压差减到最 小和减少有助于i殳备117的风扇好^f象不存在压差一才羊有效地才喿作 和如图2-2A中的箭头240所示吸入足够的凉爽空气通过设备125 满足设备125的冷却需求。风扇18迫使吸入的空气进入管道20，而管道20把风扇排出 的空气引向和排放到排气口 16，如图2-2A中的箭头235所示。 排气口 16把废气到管道225中，而管道225把废气引进通风管 210。通风管210通过进气管道220把废气送回空气冷却系统215， 如图2-2A中的箭头245所示。废气净皮空气冷却系统215冷却到在 预期的温度范围内的某个温度，然后被迫进入设备室200的环境 气室。
参照图3A-3B，作为替代或作为对风扇单元10的多个风扇 18的补充， 一个或多个风扇19可以安排在管道225中。如图3B 所示，风扇19可以这样配置和连接到管道225上，以致风扇19 被安排在排气口 16限定的区域上。风扇19为从管道20吸入废 气然后迫使吸入的空气进入管道225和通风管210(如图3B中的 箭头235所示)而工作。在替代方案中，风扇19可以安排在管道 225中/人风扇单元10的单一管道20吸入废气。
如图2-2A所示，包括连4妄或安装到壳体100上的风扇单元 10、天花才反通风管210和空气冷却系统IOO的排气系统依靠支架 115中的设备125(安排在设备元器件中的风扇)把来自环境气室 的充足的凉爽空气吸进设备125满足支架115的冷却需求。通过 容纳和移动来自壳体IOO的废气和将支架115的进气边115a和排 气边115b之间的压差减到最小或减少，风扇单元IO帮助减轻气 流阻力的影响和帮助促进设备116有效才喿作的能力，例如，不从 低压区域抽吸空气。有效地操作设备125 4巴足够的凉爽空气吸进 支架115冷却设备125而且把废气充份排出，帮助防止过热和局 部过热。所以，图2-2A所示的系统不需要图1所示的封闭的空气 循环系统为满足设备冷却需求迫使足够的凉爽空气直接进入设 备壳体8所必需的升高地板5的构造。然而，风扇单元10使支架115中的设备125能够依靠凉爽的环境空气满足其冷却需求而
有效地:燥作。
风扇单元10被构造和安排成实质上容纳从设备125排出的 废气。当风扇18吸入废气而且管道20将风扇排出的废气引向排 气口 16的时^陵，风扇单元10允许一点点或实质上没有废气(例 如，允许不足大约百分之十(10%)或仅仅很少的或无实质的空气 体积)乂人壳体100和风扇单元IO之间泄漏到风扇单元IO外面的 区域。
在一个实施方案中， 一个或多个#1连4妻或安装在一个或多个 没有安装设备的支架115的不用部分的镶板23帮助避免或至少 减少通过支架115的不用部分的气流。镶板23有助于按图2-2A 所示箭头240和235指出的方向维持气流。此外，在本发明的一 些实施方案中，在支架115中的框架和壳体100的顶板、底板和 侧板之间的任何空间都被密封以防止空气从壳体100和/或风扇 单元10纟世漏。
参照图4，如同前面讨i仑过的那样，风扇单元10包括外壳 12、安排在外壳12中的多个风扇18、由外壳12提供的从每个风 扇18延伸到安排在外壳12的顶部32的排气口 16的内部排气管 道20,和风扇速度控制。风扇单元10进一步包括为风扇单元10 供电的双重功率输入电路(未展示)和两个独立的保险丝(未展示) 以《更在4f电和供电不失见则期间阻止风扇单元IO才喿作。
夕卜壳12 4皮配置和安排成把风扇单元10连接或安装到壳体 IOO上，而且优选^皮配置成至少是壳体100的门的一部份。如图 4所示，外壳12#1配置成这冲羊连接或安装壳体100，以致风扇单 元10毗邻安装在^皮壳体100包容的支架115上的i殳备125，例如， 月良务器、CPU和其它电子元器件。外壳12优选与壳体100连4妻，
25面对设备125将从那里排》文废气的设备125的侧面115a，例如， 服务器的排气面。
另外，参照图5A-5B，外壳12优选沿着外壳12的一个边用 连接件13(例如，一个或多个4交4妄装置)连接或安装到壳体100上， 以便靠枢轴把外壳12连接或安装到壳体100上以致风扇单元10 充当壳体IOO的一扇门。較j妄装置13允许外壳12/人第一边打开 和在相对的4交接装置13与壳体100连接的第二边靠枢轴转动， 帮助允许风扇单元10以门一样的方式打开离开壳体100和提供 通向壳体100的内部空间和支架115上的服务器125的通道。毗 邻外壳12的第一边，外壳12提供连接件15,例如，锁定装置， 以1更与壳体100或支架115提供的对应的连4妄件15配对，以致 当连接件15耦合的时候，连接件15帮助风扇单元10对壳体100 的固定和封闭。
如图5A所示，毗邻外壳12的周边安排空气密封件22。当风 扇单元10被连4妄或安装到壳体100上的时候，空气密封件22与 壳体100耦合。空气密封件22帮助形成实质上气密的密封，例 如，当风扇单元10与壳体耦合而且风扇单元IO才喿作的时候，只 允i午不足大约百分之十(10%)或只有4艮少的或无实质的空气体积 从壳体IOO和风扇单元IO之间泄漏到壳体IOO外面的区域。空 气密封件22帮助风扇单元10增加和/或优化/人支架115的前面 130进入横穿服务器125到支架115的后面110来回流动的气流 的速度。因此，空气密封件22帮助增加风扇单元10除去来自服 务器125和壳体100内部的灼热的和温暖的废气和排;改来自外壳 12的空气的速率。
外壳12优选纟皮配置成连4妄和装配到新的或现有的标准尺寸 的设备支架和/或支架壳体上。外壳12优选#1这样配置和安排， 以致风扇单元10能在才及少或不翻新改造风扇单元10、支架115或壳体IOO的情况下代替支架115和/或壳体IOO现有的面寺反或门 排方文废气。此外，外壳12优选的配置允许风扇单元IO在需要时
回去，例如，当设备被更换或在支架115和/或壳体100内重新排 列和支架115和/或壳体100的热废气输出变化的时候。所以，夕卜 壳12的优选配置允许风扇单元10轻易地连4妄或安装到新安装的 或现有的标准尺寸的支架和/或壳体上。例如，外壳12可以有大 约5英寸的深度、大约72英寸的高度和从大约19英寸到大约23 英寸的宽度，以允许将风扇单元10连接或安装到标准尺寸的支 架或支架壳体上。为了使风扇单元10容易连接和装配到非标准 尺寸的支架和/或壳体上，外壳12可以^皮配置和安排成连4矣或安 装到^妄口单元或面板17上。接口面板17可以包括允许将风扇单 元10连4妄或安装到4妄口面泽反17上的尺寸，以致4妻口面4反17将 风扇单元10翻新改造成适合非标准尺寸的支架115和/或壳体 100。
参照图4和图6，外壳12定义内部舱室14和安排在外壳12 的顶部32的4非气口 16。当外壳12附着到壳体100上的时〗美，风 扇18#1安4非在抢室14中与支架115的背面110相邻。外壳12 的侧板24限定在它上面安排风扇18的孑L口 26，以致风扇18与 支架115和壳体100的内部处在流体交换之中。每个孔口 26都 是这样配置的，以致每个风扇18与它的孔口 26耦合或配对并且 被安排在各自的内部排气管道20之中/人而将支架115与内部排 气管道20置于流体交换之中。每个内部排气管道20都被安排在 抢室14中并且被配置成从每个风扇18通过艙室14向上延伸到 排气口 16。
参照图7，风扇18被配置成促使空气从风扇18沿径向向外 流动。风扇18被进一步配置成通过孔口 26抽吸和接受空气。风
27扇18净皮配置成围绕着包4舌内部的马达(未展示)、顶部的固定部分 38和能相对于顶部38旋转的專:^f氐的旋转部分40的毂48旋转。 风扇18可以包4#4旦不限于有马达马区动的叶4仑(例如，向后弯曲的 叶轮)的风扇或轴流型风扇，例如，康浬狄格州法明顿镇的EBM 工业司制造的那些(虽然包括其它制造商制作的风扇在内的许 多其它的风扇也是可接受的而且能当作风扇18使用)。
叶片或扇叶44的环42相对于风扇18的径向方向形成这样 的角度，以致环42借助马达的旋转将通过孔口 26把空气吸进与 支架115流体连通的风扇18的内部区域46。风扇18的旋转迫使 吸入的空气从风扇18的内部区i或46沿径向向外进入管道20,如 图4中的箭头60所示。优选的是，环42是这样配置的，以致内 部区域46横跨至少与孔口 26跨越的区域一样大的区域，所以空 气仅仅(或实质上只)通过孔口 26流进风扇18。
风扇18和管道20被配置成帮助从服务器125和壳体100的 内部除去灼热的和温暖的空气以帮助控制和维持服务器125和壳 体100实质上不变的内部温度，例如，预期温度的士2。F。每个管 道20都^皮配置成向上引导风扇4非出的空气，《吏之远离风扇18向 将空气从外壳12 4非出的排气口 16流动，如图4和6中的箭头60 所示。
管道20作为分开的管道配置和安排在抢室14中， 一个管道 20供一个风扇18专用。每个管道20 ^皮配置成具有与抢室14中 其它管道20的最小横截面近似相等的最小横截面。每个风扇18 和它的管道20是这样配置和安排的，以致风扇排出的空气不阻 挡或干扰用其它风扇18移动和用其它管道20向上引导的风扇排 出的空气。管道2(M皮这样进一步配置，以致每个管道20与其它 管道20近似相等地阻挡风扇排出的空气。风扇18和管道20是这才羊配置和安^非的，以致每个风扇18以近似相等的速率4巴空气 移动和排放到它的管道20之内。
每个风扇18都#:配置和安排在外壳12中以使j由吸从大约二 十(20)到大约三十个(30)服务器125排出的空气。典型的支架能 安装最少大约十个(10)服务器到最多大约四十个(40)服务器125。 所以，数对风扇能抽吸来自一些相同的服务器125的废气。
风扇18有纟是供足以抽吸废气并迫4吏来自外壳12的废气适应 月良务器125的热废气f叙出的气流速度的流量，例如，立方英尺每 分钟(cfm)的空气。例如，每三个风扇18可以有用来排》文支架115 上大约四十个(40)服务器125的废气输出的大约500cfm的流量。 在每个服务器125能够输出大约8到大约25cfm废气的情况下， 风扇18能以至少大约320cfm到大约l，OOOcfm的速率吸入和推动 来自支架115的废气，以帮助适应四十个(40)力良务器125的热废 气输出。在支架115和/或壳体100的其它配置和安排中，或多或 少的设备元器件在支架115中而且或多或少的热废气里乂人这些元 器件排出，在风扇单元10中包括的风扇18的数目和容量可以为 了适应支架115的不同热废气llT出增加和/或减少。风扇单元10 的配置和安排为了适应支架115的热废气输出在外壳12中允许 有较多的流量低于500cfm的风扇18,以及允许有4交少的流量高 于500cfm的风扇18。
风扇18有可变的速度以影响气流速度。例如，风扇18可以 有多个定级速度或实质上连续可变的速度。风扇18的才喿作速度 可以根据在各自的输入端收到的速度控制信号进行调节。如同下 面进一步详细描述的那样，速度控制信号可以提供^合风扇18以 便设定和调节风扇速度，并借此根据支架115中设备的一个或多 个#:作变量的4企测结果和/或测量结果或举例来说4艮据支架115 、壳体100和/或壳体100所在i殳备室的一个或多个环境条件控制风 扇18产生的气流速度。
排气口 16被配置成把风扇排出的空气,人管道20直接排放到 壳体100所在的设备室的环境空气中。作为替代，参照图8,排 气口 16可以#1配置成与(例如，悬挂在设备室的天花板上或由壳 体100所在设备室的架空吊装天花板200a4是供的)架空的外部排 气通风管210连接。排气口 16为了移动来自设备室或至少来自 壳体外面周边区域的废气把风扇排出的空气排放到通风管210之 中。通风管210可以净皮限定在吊装天花板200a的上面部分200b 和下面部分200c之间。排气口 16可以被配置和安排成与天花板 200a连接，并借此与通风管210连接。
另外参照图9A， 4非气口 16可以;故进一步配置和安排成与管 道225连接。管道225被配置成与天花板200a这样连接，以致当 管道225 #1接到排气口 16和天花板200a上的时候，排气口 16、 管道225和通风管210处在流体交换之中。管道225的第一末端 225a纟皮配置成与排气口 16耦合，而第二末端225b纟皮配置成与天 花板200a耦合。第一末端225A可以配置成用举例来说快速装配 型连接件或紧固件把管道225可拆装地接到排气口 16上，而第 二末端225b可以配置成举例来说用快速装配型连接件或紧固件 把管道225可拆装地接到天花板200a上，以致管道225很容易地 与4非气口 16和天花^反200a连4妄和分离。管道225有快速装配型 连接件或紧固件的第一末端225a允许风扇单元10与管道225分 离并且以门一样的方式打开，4吏之远离壳体100,,人而即使在风 扇单元10的操作期间也提供通向壳体100的内部和支架115上 的i殳备的通道。
此外，管道225的第二末端225b可以纟皮这样进一步配置和安 以致管道225 #:可拆装地《接到吊装天花^反200a的一块蒙顶瓦
30230上。这块蒙顶瓦230能纟皮配置和按规定尺寸制作成可拆装地 安装在支撑吊装天花才反200a的架空天花纟反才各子里面。蒙顶瓦230 允许管道225可拆装地接到通风管210上。为了接上或断开管道 225对通风管210的连4妄，蒙顶瓦230可以安装到天花4反格子230a 中或从那里移开。蒙顶瓦230对天花玲反格子230a的可拆装连接和 因此风扇单元IO对通风管210可拆装连4矣允i午风扇单元10在不 拆开管道225与风扇单元10的连"l妄的情况下轻易地，接上和断开 对通风管210的连接。风扇单元10能在设备室中与和它连接的 壳体IOO—起重新排列，不需要把风扇单元IO与壳体100拆开。 为了把风扇单元IO和壳体100 —起拆除，只要4巴那块蒙顶瓦230 从天花板格子230a中移开即可。此外，风扇单元IO能在同一个 或不同的i殳备室中通过4巴蒙顶瓦230插在天花斧反格子230a中安 装到另一个壳体上。
管道225的第一末端225A可以被配置和安排成在管道225 与排气口 16连4妄的时4美容纳并与 一个或多个密去于垫226(例如，O 型密封圈)紧密配合，以帮助实现管道225和二排气口 16之间的气 密密封。作为替代或附加，定义排气口 16周界的边缘可以被配 置和安排成在管道225和排气口 16连接的时候容纳并与一个或 多个密去于垫226紧密配合。类似地，管道225的第二末端225b 可以#1配置和安^非成容纳并与一个或多个密封垫227(例如，O型 密封圈)紧密配合，以帮助实现管道225的第二末端225b和通风 管210、天花板200a或与管道225连接的蒙顶瓦230a之间的气密 密封。作为替代或补充，通风管210、天花板200a或蒙顶瓦230 之一也可以包4舌用配置和安对非成容纳并与一个或多个密封垫227 紧密配合的边缘限定的孔口 ，以实现管道225和通风管210之间 的气密密封。作为替代，参照图9B,管道225可以;故配置和安排成在管道 225与排气口 16耦合的时候向上离开排气口 16向天花板200a延 伸，以致管道225的第二末端225b在天花4反200a或通风管210 下面，而排气口 16向天花板200a或通风管210排放风扇排出的 空气，如图9B中的箭头235所示。管道225的第二末端225b可 以是这样安排的，以致第二末端225b限定的区域实质上对准在天 花板200a中定义的一个或多个孔口 201，例如，天花板排气口或 才册格，或在其它的实施方案中，对准在蒙顶瓦230或通风管210 的底部中定义的一个或多个孔口。管道225和第二末端225b借助 这样的安排提供排气口 16和通风管210之间的流体交换和引导 ,人排气口 16排出的风扇排出的空气通过管道225和孔口 201进 入通风管210。
参照图9C，在天花板200a包括一个或多个孔口 201的情况 下，排风罩202可以接到天花板200a上包围孔口 201。排风罩202 可以;帔安排和配置成帮助^接受和引导从排气口 16排出的空气4吏 之通过孔口 201进入通风管210。排风罩202可以这样进一步配 置，以致它离开天花才反200a向下延伸并且定义随着它乂人天花4反 200a向下延伸逐渐增加的直径或宽度。排风罩202不局限于某种 特定的形状或构型而且可以包括与图9 C所示不同的其它构型， 以有助于允许4非风罩202捕获和疏导/人排气口 16排出的体积充 分的废气帮助避免废气在管道225和孔口 201之间积聚。排风罩 202允许风扇单元10在不经由管道225与天花板200a连4妻的情 况下把废气排;故到通风管210之中并借此帮助促成风扇单元10 的便携性。天花才反200a和管道225的第二末端225b之间的距离 Dl可以包括〗旦不限于/人大约1英寸到大约24英寸的距离，例如， 取决于风扇单元10的工作条件和设备室的配置。在管道225不与天花板200a或通风管210连接的其它的实施 方案中，管道225可以把废气直接地向上排放到壳体100和风扇 单元10上方的环境空气中。对于天花4反4交高(例如，15到20英 尺高)的i殳备室，灼热的和温暖的废气在从管道225排;改到环境 空气中的时候由于它的浮力将保持在壳体100和风扇单元10上 方。在才喿作中与空调或冷却系统(例如，4巴凉爽空气才是供给设备 室和/或建筑物其它区域的舒适空调系统)耦合的空调回返口能使 风扇单元10排;改的废气返回到空调系统进行冷却。在这个意义 上，图2所示的空气冷却系统215可能不是必不可少的。
管道225是用对于允许管道225轻快地与通风管210连接和 断开适当的材料制成的。适当的材料应该是很轻的，以便于一个 操作员拆装管道225与排气口 16和通风管210、天花板200a或 蒙顶瓦230的连^妄。此外，适当的材术牛应该有柔韧性，以有助于 促成管道225的连接和断开，尤其是在排气口 16和通风管210、 天花板200a或蒙顶瓦230实质上没有对准的时候，或在排气口 16和通风管210之间的3巨离实质上在不同的与风扇单元IO连接 的支架和/或壳体之间改变的时候。适当的材津牛包括^旦不限于加固 金属箔、力n固塑料、塑料、金属以及它们的组合。
在管道225不与天花板200a或通风管210连4妄的其它的实施 方案中，如上所述，管道225可以用适合提供刚性的材料制成， 以致管道225能引导废气实质上向上离开风扇单元10和壳体 100。适当的材并+包括^旦不限于金属(例如，铝或不锈钢)、塑料层 压制品、塑料和它们的组合。
如上所述，管道225能经由通风管210与4妻受并冷却风扇排 出的空气空调或冷却系统215连接，如图2所示。用通风管210 递送给空气冷却系统215的风扇排出的空气的温度由于在风扇排 出的空气和组成空气冷却系统215的冷却组件的 一个或多个冷却
33元件(例如，冷却盘管)之间存在温差能有效地帮助提高或最大化
空气冷却系统215的效率。
参照图10，风扇单元10是为在设备需要改变或新设备需要 出现的时候提供满足设备冷却需求的灵活性而配置的。风扇单元 10可以在需要时安装到某个特定的支架或壳体上以满足支架上 i殳备的特定冷却需求。具体地i兑，风扇单元10是为容易快速地* 与支架或壳体(具体地"i兌，存在散热问题的和/或功率负荷比较高 并因此热废气llr出比4交高的支架或壳体)连4妄和断开而构造和安 排的。因此，风扇单元10被配置成在不重新配置设备室200和 实质上不翁3新 文造风扇单元10和外部4非气系统(例如，由吊装天 花丰反200a纟是供的^喿作上与风扇单元10连4秦的架空天花纟反_排气通 风管210)的情况下提供与设备室200内局部散热问题有关的灵活 性。如图IO所示，风扇单元10能有选择地连接或安装到具有与 毗邻的和靠近的支架和壳体不同的冷却需求的支架和壳体上，借 此经济有效地冷却安装在支架上的设备和除去来自设备的热废
此外，风扇单元10#皮配置成{更于携带和容易拆装的，例如， 只需要一个才乘作员就能4巴风扇单元10从支架或壳体拆下来和4巴 风扇单元10连4妄或安装到另一个支架或壳体上。如上所述，管 道225被配置成可拆装地使风扇单元10与通风管210或天花板 200a分离以便^吏风扇单元10能够移到不同的支架或壳体上，或 者使与风扇单元10连接的壳体100能够搬到设备室200中不同 的位置或不同的设备室。作为替代，管道225能通过把与管道225 连接的蒙顶瓦230从天花板栅格230a上拆下来与天花板200a分 离从而要么使风扇单元10能够移到不同的壳体上要么使与风扇 单元IO连接的壳体100能够移到不同的位置。一个或多个外壳12、排气管道20和风扇18优选用适合与在 它的操作期间产生热量的设备一起使用而且适合与特定的空气 (例如，循环流动和/或从设备流出的空气)一起使用的材料构成 的。适当的材冲+包括〃f旦不限于金属(例如，钢和铝)、塑并+(例如， 聚乙烯和聚丙烯材料)、塑胶树脂和这样的材料的组合。
参照图7，为了给风扇18供电，外壳12可以包4舌有两个功 率口 102、 104的双重功率输入电路以提供电冗余度。两个功率 口 102、 104经由回避古文障电路112(用虚线表示)与三个开关106、 108和110(用虚线表示)连接。回避故障电^各112把每个开关106、 108和110与风扇18之一耦合。回避故障电^各112和开关106、 108、 110可以安4非在外壳12中。
功率口 102、 104配置成容纳电源线连4妄器，例如，标准的 三插头连接器，或其它适合供应功率的连接器。回避故障电路112 配置成在正常才莫态中把端口 102、104之一4妄到三个开关106、 108 和110上。用来开关风扇18的起动/停止按钮121、 122和123 能与风扇开关106、 108和IIO相关联。掀动按钮121、 122和123 引起风扇开关106、 108和110闭合，借此4吏回避故障电路112 与风扇18耦合以便当风扇单元IO增加电力消耗的时候提供电功 率。+>开按4丑121、 122和123引起风扇开关106、 108和110断 开与风扇18l禹合的电路112。
电i 各112^皮进一步配置成4企测电源故障并且在备用电源之间 切换。电3各112可以:故配置成4全测来自端口 102的电源故障并且 在响应中4吏端口 104(例3口，与备用电源连4妄的)与开关106、 108 和110耦合以便给端口 104供电。诸如LED显示器之类的指示器 (未展示)能指出电源古文障和为风扇单元IO供电的端口 102、 104 的才企测结果。此外，电3各112纟皮进一步配置成才是供两个独立的风扇18的 保险丝，以致如果风扇18之一出现古丈障，那么只有其它的风扇 18将4妄受才喿作功率。电路112还才是供风扇18的独立的热^f呆护。 如果任何风扇18的绕组太热，那么电i 各112将关掉那个风扇18。 诸如LED显示器之类的指示器能显示已被关掉的风扇18。
开关106、 108和110和相应的4安4丑121、 122和123能用来 选择风扇18之中哪个风扇或所有的三个风扇将会在给风扇单元 IO供电时才喿作。換压按4丑将^f吏相应的开关106、 108和110起作 用/失去作用。
按钮121、 122和123或分开的选择器能为选4奪每个风扇18 或所有三个风扇18的速度i殳定准备条件。
参照图11,风扇单元10进一步包括根据支架115上的设备 吸取的电功率或支架115的功率负荷控制风扇速度的风扇速度控 制系统300。安装在支架上的i殳备125吸取的电功率或支架115 的功率负荷与支架115中的设备元器件的热输出有关并因此与这 些元器件在操作期间产生的热废气有关。所以，风扇速度控制系 统300以支架115的功率负荷为基础帮助控制流向i殳备125的气 流速度和帮助防止风扇18以冷却设备所需要的速率大或小的速 率抽吸废气。
风扇单元10的^f吏用者可能知道和/或能凭经-验确定能随安装 在支架115中的元器件的类型和^t目改变的支架115的功率负 荷。因此，使用者能估算支架115的热输出和气流速度要求和风 扇速度以4是供足以把热废气,人支架115和风扇单元10中除去的 气流速度。风扇速度控制系统300可以配置成允许风扇单元10 的使用者手工操作设定和调节每个风扇18的速度。系统300可 以包括速度选择器310、 312和314,其中每个速度选择者310、312和314都通过回避故障电路112与其相应的风扇18耦合。速 度选择器310、 312和314净皮配置成允许4吏用者手工才喿作选择每 个风扇或所有三个风扇18的速度i殳定。
ot匕外， <控制系统300可以配置成在风扇单元10才喿作之前和 操作期间通过自动控制提供风扇速度的选择和/或调节。控制系统 300可以包4舌一个或多个测量支架115的功率负荷的测量装置 305和远程可编程控制器325(例如，PC型计算才几或可编程的微处 理器)，以提供自动的风扇速度选择和调节。 一个或多个测量装 置305(例如，电流传感器或电压传感器)可以安排在支架115中 和/或装在壳体IOO之内，而且在操作中与控制器325耦合。传感 器305在风扇单元10的操作期间按给定的时间测量支架115上 的设备125摄取的电流以提供支架功率负荷的实测值和/或个别 元器件或元器件群体纟聂取的电流的实测值。传感器305可以配置 成把^表支架功率负荷的一个或多个实测^L的一个或多个信号 发送给控制器325。控制器325可以配置成接收来自传感器305 的一个或多个信号。控制器325可以用包括支架功率负荷的数值 和相关的气力t速度(cfm)凄tf直的标准或风扇单元10的一个或多个 操作变量的数值编程，以适应设备的热输出。控制器325能根据 从传感器305收到一个或多个速度控制信号4巴一个或多个信号发 送给回避古丈障电路112的速度选择器310、 312和314和/或每个 风扇18的信号输入端330,以便设定和调节风扇速度。控制器 325可以为独立于其它风扇18个别i殳定和/或调节每个风扇18的 速度或同时设定和/或调节所有的三个风扇18的速度而进一步编 程。
在本发明的实施方案中，控制器325可以装在支架115中或 装在壳体100中，或可以位于离风扇单元10 4艮远的地方或在设 备室或数据中心之外。
37在一个实施方案中，风扇速度控制和调节是通过引起给风扇
18的输入功率信号有效地遗漏电压线周期(voltage line cycles)降 低供应给风扇18的功率进行控制的。在这种控制方案之下，当 风扇18以低速操作的时候，风扇18的重复加速能引起电流的涌 入，这能依次引起热量在支架115能积聚和不受欢迎的电源负荷 特性。在一个实施方案中，提供串联电容器，以减少电流的涌入。
控制系统300可以包括安排在风扇单元10中和/或安排在为 显示诸如支架115的功率负荷的实测值、每个风扇18的速度和/ 或每个风扇18的纟喿作状态(例如，"开"/ "关")之类的信息而配 置的控制器325中的诸如LED显示器之类的指示器。控制器325 可以进一步为把输出信号提供给LED显示而编程，以便指出所述
4各息。
控制系统300可以进一步包括安排在风扇单元10中而且在 才乘作中与风扇单元10的某个部分(例如，为帮助把风扇单元10 耦合并安全地紧固到壳体IOO上而配置的锁定装置15)耦合的传 感器335。传感器335是为4企测风扇单元10的"开""关"状态 而配置的，例如，"开"表示风扇单元10未与壳体IOO耦合并且 提供进出支架115的通道)；"关"表示风扇单元IO净皮固定到壳 体100上。传感器335 4全测风扇单元10的状态并JU巴表现风扇 单元10的状态的一个或多个信号传送给控制器325。控制器325 可以为4妄收来自传感器335的信号并且4艮据风扇单元10的状态 把一个或多个速度控制信号发送给风扇18调节风扇速度而进一 步编程。例如，传感器335能检测到风扇单元10的状态是"开" 并且发送一个或多个信号给控制器325指出风扇单元处于"开，， 的状态。响应4妄收指出风扇单元10的"开"状态的一个或多个 信号，控制器325能作出反应，把一个或多个速度信号发送给风 扇18的一个或多个4言号输入端33(H吏一个或多个风扇18的速度增加到最大4直或全流量(cfm)。在这种情况下， 一个或多个风扇 18增加其速度以全流量操作帮助抽吸来自支架115的局部的灼 热的和温暖的废气并且帮助迫4吏局部的灼热的和温暖的废气进 入管道20。反之，例如，当风扇单元10处于"开"状态的时候， 控制器325能把一个或多个速度控制信号发送给一个或多个信号 输入端330降4氐一个或多个风扇18的速度或4亭止它们的才喿作。 风扇18的减速或4f止4喿作有助于阻止凉爽空气排方文到风扇单元 10和天花々反通风管210之中。
此外，控制器325能响应接收传感器330发送的指出"关" 状态的一个或多个信号把一个或多个速度信号的信号发送给风 扇18的一个或多个llT入端330， 4吏一个或多个风扇18开始或重 新开始以所述风扇18先前的操作速度或以新的速度操作。控制 器325可以为指出(例如，经由LED显示)风扇单元10的状态而进
一步编程o
如图11所示，为了指出和提供关于风扇18的操作的反馈， 一个或多个压力传感器307可以:帔安排在风扇单元10中才佥测风 扇排出的气流的出现和/或改变。为了检测从风扇18排出并且通 过管道20^皮引向排气口 16的空气的压力， 一个或多个压力传感 器307可以安排在与每个风扇18配对的每个管道20中。在管道 20中风扇排出的气流的压力变化可能是相应的风扇18在需要时 不运转或不工作的指示。压力传感器307可以;陂进一步配置成把 一个或多个信号发送给，例如，控制器325。控制器325可以被 进一 步配置成4妄收一个或多个4言号并且指出(例如，经由LED显示) 所述信号才是供的信息，例如，在相应的管道20中4全测到的风扇 排;改空气的压力。此外，或作为替代，压力传感器307能一个或 多个信号发送给安排在风扇单元10和/或回避故障电路中的指示
39器(例如，LED显示器)，以指出在相应的管道20中风扇排气压力 的改变。
如图ll所示，风扇单元10可以进一步包4舌烟雾4企测系统， 该烟雾检测系统包括在操作中与控制器325连4妄的 一个或多个烟 雾检测传感器306。烟雾检测传感器306被安排在风扇单元10 中，例如，在风扇18排出废气的路径中，而且是为检测从设备 125排出的废气中存在烟雾而配置的。在才全测到烟雾之时，传感 器306把一个或多个指出废气中出现烟雾的信号传送给控制器 325。控制器325可以为接收来自烟雾传感器306的信号并且响 应那一个或多个指出烟雾出现的信号把一个或多个速度控制信 号传送给回避故障电路112的速度选择器310、 312和314分别 《吏风扇开关106、 108和110起作用/失去作用4f止一个或多个风 扇18的搮:作而进一步编禾呈。此外，或作为替4戈， 一个或多个速 度控制信号可以传送给每个风扇18的信号输入端330以停止一 个或多个风扇18的才喿作。此外，控制器325可以#1进一步配置 成在收到来自烟雾才企测传感器306的一个或多个信号之时提供关 于一个或多个风扇18的烟雾和/或状态(例如，"开"/ "关")的检 测结果的指示，例如，安排在控制器325和/或风扇单元10中的 音响警纟艮和/或LED显示。
参照图12，风扇单元10可以进一步包括温度系统以才企测服 务器125和壳体100内部的温度。温度系统包括多个传感器34。 每个传感器34可以安排在外壳12之内以^r测吸入的和/或风扇排 出的空气的温度。例如， 一个或多个传感器34可以位于靠近一 个或多个孔口 26的位置以4企测吸入空气的温度。 一个或多个传 感器34可以位于靠近一个或多个风扇18的一个或多个管道20 之中以检测风扇排;改空气的温度。温度系统可以进一步包4舌控制器50。控制器50可以是为帮 助维持"良务器125周围的空气的温度实质上保持不变而配置的。 控制器50(例如，PC-型计算才几或可编程的孩i处理器)可以在才喿作 中与每个传感器34耦合以便根据传感器34检测到的温度控制风 扇18的操作速度。控制器50和前面讨论过的控制器325可以用 位于壳体之内或与壳体分开的一个控制器来实现。传感器34可 以被配置成在检测吸入的和/或风扇排出的空气的温度之时把信 号发送给控制器50。控制器50能接收来自传感器34的信号并且 确定一个或多个检测到的温度是否脱离服务器125和/或壳体100 的内部温度的预期范围。如果一个或多个4企测到的温度不在预期 的温度范围之内，控制器50能把适当的速度控制信号发送给适 当的风扇18以提高或降低风扇速度并借此增大或减小风扇18产 生的气-危。
例如，如果一个或多个4企测到的温度高于预期的温度范围， 那么控制器50能提高适当的风扇18的速度，并且优选至少提高 与升高的温度相对应的风扇18的速度，以增大乂人支架130的前 面130进入穿过月良务器125然后从力良务器排气口 120进入风扇18 和管道20的内部区域46的气流。增大的气流增加从服务器125 和壳体100除去灼热的和温暖的废气的速率并且降^f氐内部温度。 作为替代，如果一个或多个4全测到的温度在预期的温度范围以 下，控制器50能降低适当的风扇18的速度以减小气流并因此提 高服务器125和壳体100的内部温度。
控制器50可以为通过控制风扇18以大体相同的速度或不同 的速度才喿作控制和维持气流而编程。每个风扇18的速度可以与 一个或多个检测到的吸入的和/或风扇排出的空气的温度有关。改 变风扇18的速度有助于除去和避免力艮务器125和壳体100中的 过热点。可以通过在操作中把温度系统与远程控制系统54连接起来的4妄口 52对温度系统进4亍远程编禾呈和才喿作。远程控制系统54可以是为监测和控制月良务器125和壳体IOO的多种内部和外部的环境条件而编禾呈的。
参照图2-2A、 5A-5B、 7和ll,废气风扇单元10的组装和布置是比较简单的，能快速地完成，而且使用于^^理或更换零部件的拆卸变得容易。风扇18用螺钉紧固到外壳12的壁24上。已安装好风扇18的外壳12至少只t准壳体100的一部分周边以4吏外壳12与壳体100耦合。夕卜壳12优选用连接件13(例如， 一个或多个铰接装置)连接到壳体IOO上，以致风扇单元IO充当壳体100的门。4t接装置13允许风扇单元10乂人第一边打开并且以安排4交接装置的另一边为轴转动，以便帮助允许风扇单元10以门一样的方式打开远离壳体IOO并JU是供进出壳体100内部的通道。风扇单元10的第一边可以包括紧固件15(例如，锁定装置)，以侵_通过与支架115和/或壳体IO(H是供的对应的紧固件15的配对或耦合帮助风扇单元IO对壳体100固定和封闭。夕卜壳12优选与壳体100上可4妄近支架115的背面110的侧面连4lr。电源线^皮冲妻到功率口 102、 104上，优选把AC电源(例如，墙上的插座或不间断电源的输出口)接到端口 102上，把电池接到端口 104上。传感器305能在操作中与控制器325连接。如上所述，外壳12的排气口 16可以^昔助与管道225的连插^皮*接到通风管210上，并借jt匕才妻到空调或冷丟P系统上。
在运行时，参照图13，同时进一步参照图2-2A、 4、 7和11，使用废气风扇单元10排放来自设备125(例如，服务器)和壳体100的空气的禾呈序400包括所示的阶4爻。然而，该禾呈序400只是可仿效的程序而不是限制。程序400可以改变，例如，有增力。的、取消的或重新安排的阶段。在阶^殳402， 4吏用者通过手工i殳定每个风扇18的预期速度或通过在控制器325中选择或4建入预期的风扇速度选择每个扇18应该以明卩种速度操作。给风扇单元lO供电以i"更排放来自设备125和壳体100的空气。
在阶萃殳404,风扇的叶片环42祷:转，借此通过环42抽吸空气。风扇18的作用是把来自设备125的排气口 117和来自排气区域lllb的废气抽吸到风扇18的内部区域46。风扇18迫使吸入的废气借助扇叶或叶片44从内部区域46进入风扇单元10的管道20。风扇18的抽吸作用帮助降低排气区域lllb的压力，借此减少支架115的入口边115a和排气边115b之间的压差，以及帮助促成设备125有效操作的能力，例如，通过通风孔118把充足的凉爽空气吸入i更备125以帮助维持i殳备125的内部温度在预期的温度范围之内。
在阶段406，风扇18把风扇排出的空气推过内部排气管道20，同时管道20引导风扇排出的空气实质上直4妄向上离开风扇18到排气口 16。排气口 16把风扇排出的空气排放到外壳12和壳体IOO外面的区域(例如，容纳壳体100的房间的环境气室)或通风管210(例如安排在吊装天花板200a中的通风管)，以使空气回到在才喿作中与通风管210耦合的空气冷却系统215。
在阶段408，一个或多个传感器305检测支架115中设备125才聂取的电功率。这一个或多个功率负荷实测^直确定一个或多个风扇18的速度是否要增加和/或减少，例如，借助控制器50接收那一个或多个功率负荷实测-f直并确定为了适应实测的热废气ilr出风扇18提供的气流速度究竟应该增加还是减少。
在阶^殳410， 一个或多个适当的风扇18的速度增力口和/或减少，例如，借助控制器50把关于支架115的一个或多个功率负荷实测值的适当的速度控制信号发送给适当的风扇18的相应的
43输入端J昔此增加和/或减少来自H务器125和壳体100的气流速度。
至此已提供本发明的各种不同的优势和/或利益。当与壳体100和/或支架115连4妄的时4'美，依照本发明的风扇单元10帮助安装在支架上的设备125(例如，服务器)使之能够有效地操作把充足的环境空气吸进支架115，例如，借助i殳备125中的风扇将设备125冷却到预期的温度范围之内。通过除去和容纳设备125排出的废气，风扇单元IO有助于允许设备125有效地操作。设备125从设备室200吸入充足的环境空气来满足它的冷却需求，并借此避免为降^氐它的纟喿作温度在j氐温(例如55。F)下冷却空气的需要。
如图1所示,把冷却空气直接供应给支架8来满足设备7的冷却需求的现有才支术的冷却系统和方法通常依靠封闭的空气循环系统和方法来冷却和4巴冷空气直4妄i也供应到支架8之中。这才羊的系统和方法通常4吏用双层的或升高的地才反构造维持比專交低的冷却空气温度并且把冷却空气直接供应到支架8之中。所以，为了稀释回到空气冷却单元14(以i"更冷却和再循环到支架8)的灼热的和温暖的废气和有效地降低设备7的操作温度，冷却空气的温度必须足够〗氐，例如，55。F。
与升高的地板系统一起4吏用的空气冷却单元和在55。F的j氐温下提供冷却空气的方法有比较高的能量需求而且在操作和维护方面可能费用很高。此外，冷却空气在大约55。F的温度下可能产生不受 欠迎的岁文应。例如，4夸空气冷却到55。F的系统和方法供应水分含量低的冷空气，而为了提供适合在设备室和数据中心使用的有足够的湿度的空气通常需要增加湿度。将空气冷却到55°F的系统和方法通常可能产生必须从i殳备室和凄t据中心除去的体积比4交大的冷凝水，因此，增加i殳备l喿作和维护费用。升高地才反的系统和方法通常实际上是不灵活的，不能满足在设备室内安装新设备和改变设备的需要，而且可能需要重新配置i殳备室和/或重新安排和/或更换支架和/或壳体。
反之，依照本发明的风扇单元IO和能将风扇单元IO整合到其中的排气系统如同前面参照图2-2A描述的那样帮助使设备125能够使用环境空气来满足它的冷却需求。风扇单元10和排气系统帮助i殳备125有效地，搡作抽吸充足的环境空气(例如，在大约60。F和大约70。F之间，优选在大约60。F和大约65。F之间变动)来满足它的冷4卩需求。
通过除去和容纳设备125排出的废气，风扇单元10帮助使i殳备125能够在才喿作期间有效地4喿作冷却它自己，例如，通过/人设备室200的环境气室中抽吸足够数量的空气。如同前面参照图2-2A描述的那样，风扇单元IO在支架115的入口边115a帮助i殳备125(例如，设备125中的风扇)克服对通过支架155的气流的阻力。风扇单元IO在支架115的排气边115b帮助消除反压或至少将该反压减到最小/减少，以便帮助设备125中的风扇排出废气。此外，通过除去废气并借此降低支架115的排气边115b的压力，风扇单元IO能帮助消除因气流阻力在支架115的入口边115a和排气边115b之间形成的压差或至少将该压差减到最小/减少。于是设备125中的风扇在操作期间能有效地操作，把充足的空气抽吸到设备125之中冷却设备125,不需要克服气流阻力。借此，风扇单元10通过佳j殳备125能够为冷却而有效地才喿作帮助避免在壳体100和支架114内出现热量积聚和过热点。
此外，通过除去和容纳废气，风扇单元10帮助耳又消对在《氐温(例如55。F)下冷却空气、降低设备125的4喿作温度和稀释通风管210排出的废气的需要。然而，设备125的冷却需求能用环境空气来满足。取消对在比较低的温度(例如，55。F)下冷却空气的需要，风扇单元10能与它整合的排气系统的冷却系统215(如图2-2A所示)能被配置成冷却空气并把空气供应给温度在大约60。F和大约70。F之间的i殳备室200。冷却系统215最终在才喿作期间极少产生或不产生冷凝7jC。当冷却系统215在大约65。F供应空气的时候，空气有适合在设备室200中使用的足够的湿度，而且不需要力口湿。
风扇单元10还帮助避免灼热的和温暖的废气与设备室200的环境空气混合或至少将这种混合减到最少/减少。风扇单元10也帮助避免不受欢迎的废气向壳体IOO的进气通风孔118和/或向支架115的入口边115a的再循环或至少爿夸这种不受5!欠迎的再循环减到最少/减少。风扇单元10能进一步帮助将吸进支架115的环境空气的入口温度的温度梯度减到最小/减少，以致吸进支架115的顶部的空气和吸进支架115的底部的空气有实质上相4以的入口温度。
此外，通过除去和排方丈来自设备125和/或i殳备室200的废气，风扇单元IO升高(例如，经由吊装天花斧反通风管210)回到冷却系统215的废气的温度。返回空气较高的温度帮助提高空气冷却系统215的工作-文率并且帮助减少对循环到壳体IOO位于其中的房间的空气增湿的需要。同样，供应给空气冷却系统216的空气的温度可能比较高。补给空气和返回空气的较高的温度有助于改善和4是高空调系统215的效率，借此帮助维持^f氐才喿作费用。
风扇单元10除去和排ii来自壳体100和/或i殳备室200的废气的速度控制(例如借助风扇速度)能以支架115中的设备125的功率负荷为基础。因为设备125的功率负荷与设备125的热输出有关，所以改变风扇18的风扇纟喿作速度有助于帮助防止风扇18以与帮助i殳备125冷却它自己所需要的速度相比更高或更〗氐的速度操作。因此，控制风扇速度有助于避免将通过支架115的气流增加/减少到不受欢迎的速度。控制风扇速度还能帮助消除把负担
-改在冷却系统215上并且超过它处理大量返回空气的能力以致冷 却系统215的效率降低的危险或至少将这种危险减到最小/减少。 此外，在经由与吊装天花才反200a的连^妄或与蒙顶瓦230的连4妄4巴 风扇单元IO接到通风管210上的情况下，控制风扇速度和借此 控制空气通过管道225排放的速率有助于避免在风扇单元10操 作期间天花4反200a的某些部分或蒙顶瓦230移位。
如上所述，温度控制对于藏在一两个支架和/或支架壳体里的 通信和信息技术设备可能是适当的。在这种情况下，风扇单元10
能与把凉爽空气提供给壳体100位于其中的设备室和其它位置区 i或的舒适空调才几或系统连4妄。当空调4几的温度i殳定^皮改变或调节 的时候，例如，在周末为了舒适减少对凉爽空气的需要的时候， 风扇单元10能通过提高和/或降低风扇18的速度改变或调节进入 壳体100的气流速度响应已被改变或调节的温度设定，借此适应 温度i殳定的改变或调节。
其它的实施方案在斥又利要求书的范围和^"神之内。例如，其 它的风扇凄t目(例如，仫 f又一个风扇或三个以上风扇)可以用于风 扇单元10。单一电源能与风扇单元IO津馬合。风扇单元IO可以被 配置成与4壬何类型和/或尺寸的容纳和/或支撑i殳备的支架或壳体 一起使用。
因此已经描述了本发明的至少 一 个说明性实施方案，各种不 同的变更方案、^修改方案和改进方案对于熟悉这项技术的人将很 容易发生。这样的变更方案、修改方案和改进方案倾向于在本发 明的范围和精神之内。因此，前面的描述<又<义是作为例子，不倾 向于作为限制。本发明的限制是用权利要求书及其等价文件限定 的。
4权利要求
1.一种用来装设备的壳体，其中包括位于壳体内部的框架，该框架被配置以把设备支撑在壳体之中；与框架可移动连接的门，门具有靠近壳体内部定位的第一面板和与第一面板间隔以限定内部区域的第二面板、第一内部管道和第二内部管道，第一和第二内部管道的每一个都被配置在门的内部区域内部并终止在排气口，该排气口位于门的顶端和底端中的其中一个之上；以及位于门的内部区域内并与第一内部管道流体连通的第一风扇和位于门的内部区域内并与第二内部管道流体连通的第二风扇，第一和第二风扇抽吸空气越过设备进入到各自的第一和第二内部管道并经过排气口排出。
2. 根据权利要求l的壳体，其中第一和第二风扇净皮定位在各自 的内部管道内部并与各自的内部管道相连接，这样一来第一 和第二内部管道的内部区域和在壳体的内部封装的i殳备流 体连通。
3. 根据权利要求2的壳体，其中第一和第二风扇被配置成以可 变的速度或恒定的速度操作。
4. 根据权利要求2的壳体，进一步包括多个功率输入电路和将 功率*餘入电路与第一和第二风扇电耦合的电路组件，其中电路组件:故配置成将功率llr入电路的第一个与第一风扇断开并将功率l餘入电^各的第二个与第二风扇连4妄以响应在第一 功率单元上的功率的损失。
5. 根据权利要求2的壳体，其中第一和第二风扇被可操作地耦 合到控制器上，控制器被配置成调整第一和第二风扇的速度 以响应在至少一个风扇中的空气温度和在至少一个内部管 道中的空气温度中的至少一个。
6. 根据权利要求2的壳体，其中第一和第二风扇被可操作地与 控制器耦合，控制器被配置以基于装在壳体中的设备所消耗 的功率数量来调节至少 一个风扇的速度。
7. 根据权利要求2的壳体，其中与第一风扇相对应的第一内部 管道和与第二风扇相对应的第二内部管道的每一个都^皮配 置并净皮安排成在门的内部区域中是分开的且封装的管道，以 致第一内部管道和第二内部管道近似相等地阻挡风扇排出 的空气。
8. 才艮才居4又利要求2的壳体，其中与第一风扇相对应的第一内部 管道包括与第二风扇相对应的第二内部管道的最小横截面 近似相等的最小横截面。
9. 根据权利要求2的壳体，其中第一个风扇抽吸空气并迫使吸 入的空气以一定的速度进入第一内部管道，其中所述的速度 与第二风扇抽吸空气并使吸入的空气进入到第二内部管道的速度近似相等。
10. 根据权利要求2的壳体，进一步包括用来检测至少一个风扇 中的空气温度和至少一个内部管道中的空气温度两者中至 少一个的装置。
11. 根据权利要求2的壳体，其中第一和第二风扇的至少一个风扇#:进一步布置在限定在门的后面板中的第一口中，其中所 述的门是与壳体的第一侧面相对布置的，其中门被连接到壳 体上，至少一个风扇被配置用以从壳体的内部中抽吸空气进 入到其内部并进一 步净皮配置以将乂人其内部吸入的空气排i文 到第一和第二内部管道的至少一个内部管道中。
12. 4艮据纟又利要求ii的壳体，其中壳体的第一侧面包括壳体的 排气侧面。
13. 根据权利要求2的壳体，其中第一和第二风扇中的至少一个 风扇被布置以将空气排放到第一和第二内部管道中的至少 一个内部管道中。
14. 根据权利要求13的壳体，其中门包括与壳体相对布置的后 面板，其中门被连接到壳体上，后面板限定了被配置以安置 那至少一个风扇的口 ，以至那至少一个风扇^皮布置以/人壳体 的内部抽吸空气并将吸入的空气排方文到至少一个内部管道 中。
15. 根据权利要求2的壳体，进一步包括与壳体面对而布置的门 的后面板，其中门被连接到壳体上，门限定了被配置并被布 置以与第一和第二风扇的至少一个相津馬合的口 ，以至那至少一个风扇安置在所述的口内，并#:布置以将空气从壳体的内 部抽吸到它的内部中并将吸入的空气从它的内部排放到第 一和第二内部管道的至少一个管道中。
16. 根据权利要求7的壳体，进一步包括与壳体面对而布置的门 的后面板，其中门被连接到壳体上，并限定了被配置以安置 第一风扇和第二风扇的每一个的口 。
17. —种用于容纳设备的壳体，包括在壳体内布置的框架，该框架^皮配置以将i殳备支撑在壳 体的内部；与壳体连4妄的门，该门具有前面4反和后面才反，该后面4反 面对壳体，其中门被连接到壳体上；多个内部管道，该管道被配置在门的内部并被限定在前 面泽反和后面^反之间，所述的多个内部管道的每一个都终止于 4非气口，前面4反限定了多个内部管道的每一个的至少一个 壁；布置在门的内部之内的多个风扇，多个风扇的每一个都 被连接到多个内部管道的各自的内部管道上；以及在与壳体的内部相对的后面才反中限定的多个口 ，多个口 中的每一个都#:布置并净皮配置以安置多个风扇的各自的风 扇，以至每一个风扇都提供了在壳体的内部和多个内部管道之间的Wu体连通，其中多个风扇被布置并被配置以从壳体的内部抽吸空气 并经过排气口排》文吸入的空气。
18. 根据权利要求17的壳体，其中排气口被配置在门的顶端， 并且进一步^皮配置并^皮布置以与外部空气高压室相连，该外 部空气高压室#:建造并#皮安排以将排出的空气递送到外部 空气调节器中。
19. 根据权利 求l的壳体，其中第一风扇与壳体的顶端和底端 中的一个相靠近，以及第二风扇与壳体的顶端和底端的另一 个相靠近。
20. 根据权利要求17的壳体，其中多个风扇的第一风扇靠近壳 体的顶端和底端的一个，多个风扇的第二个靠近壳体的顶端 和底端的另一个。
21. —种用来装设备的壳体，包括布置在壳体内部中的才匡架，该框架净皮配置用以在壳体中 支撑设备；与壳体可移动连接的门，该门具有靠近壳体的内部布置 的第 一面才反以及与第 一面4反隔开以限定内部区i^的第二面 4反、第一内部管道和第二内部管道，第一面才反限定第一内部 管道和第二内部管道的至少一个壁，第一和第二内部管道的 每一个都-波配置在门的内部区i或中并终止在^f立于门的顶端 和底端中的一个上的排气口；以及布置在靠近壳体的顶端的门的内部区域中并与第一内部 管道流体连通的第一风扇，以及在靠近壳体的底端的内部区 域中布置并与第二内部管道流体连通的第二风扇，第一和第 二风扇抽吸空气越过设备进入到各自的第一和第二内部管 道并经过排气口排出。
22. —种用来装i殳备的壳体，包括布置在壳体内的框架，该冲匡架^皮配置用以在壳体的内部 内支撑设备；与壳体连4妄的门，该门具有前面才反和后面斧反，后面才反与 壳体面对，其中门^皮连^t妄到壳体上；多个内部管道，所述的多个内部管道^皮配置在门的内部 内并^皮限定在前面板和后面板之间，多个内部管道的每一个 都终止于排气口，前面^反限定了多个内部管道的每一个的至少一个壁；多个布置在门的内部的风扇，多个风扇的每一个都浮皮连 接到多个内部管道中各自的内部管道上，其中多个风扇的第 一风扇都靠近壳体的顶端^皮布置，以及多个风扇的第二风扇都靠近壳体的底端被布置；以及在面只于壳体的内部的后面4反中限定的多个口 ，多个口中 的每一个口都^皮布置并^皮配置以安置多个风扇中各自的风扇，以至每一个风扇都提供壳体的内部与多个内部管道之间 的流体连通，其中多个风扇被布置并被配置以从壳体的内部抽吸空气 并将吸入的空气经过排气口排;改。
全文摘要
这项发明提供一种与容纳设备支架或壳体一起使用的废气排除系统和方法。这种系统和方法是为了除去设备在操作期间排出的废气借此除去来自设备的热量而配置的。在一个方面，该系统包括优选为充当设备支架或壳体的后门和提供进出支架或壳体内部的通道而配置的风扇单元。风扇单元提供与为抽吸和除去从安装在支架上的设备排出的废气而安排的内部排气管耦合的多样的风扇。风扇单元被进一步配置成把废气排放到支架或壳体的外部区域，例如外部排气管或通风管。除去从安装在支架上的设备排出的灼热的和温暖的废气使设备有效地操作，吸入足以满足它的冷却需求的数量的冷却空气。风扇单元具有可携带而且对支架或壳体易于拆装的构造，从而在搬运需要排气的设备时提供灵活性。
文档编号H05K7/20GK101641006SQ20091016160
公开日2010年2月3日 申请日期2003年11月24日 优先权日2002年11月25日
发明者尼尔·罗斯莫森, 罗林·R·约翰逊 申请人:美国能量变换公司