JP6467466B2 - 流線型騒音防止装置及びそれを含む演算装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホスト装置における個別の電子素子による騒音を低減することができる流線型騒音防止装置に関する。

ホストシステムは、運転時に、非必要な熱エネルギーが生じる。ホストシステムの運転時に発生する非必要な熱エネルギーを除去しなければ、ホストシステムの効率を低減させ、ホストシステムに損害をもたらすことがある。ホストシステムの放熱及び降温のために、ホストシステムにファンを取り付けることは、一般的である。

ホストシステムの運転速度の高めにつれて、ホストシステムの運転時に発生する熱エネルギーも大幅に増加する。ホストシステムの発生する余裕な熱エネルギーを除去するために、高速なファンが導入される。しかしながら、普通のファンと比べると、高速なファンは、より多くの騒音が生じる。これらの原因を鑑みて、コンピュータシステムにおける騒音低減と放熱を最適化する設計は、非常に重要になる。

基本的に、放熱効率を向上させるために、気流を加速させる。気流が強いほど、その後部の乱れ及び騒音が大きい。所定の状況において、気流が速くなると、噴流が生じる場合に、ハードディスクの読み書きを実行する能力が悪化される。従って、ホストシステムのメーカは、騒音と、放熱効率と、ハードディスクの読み書き力との挑戦に直面する。

本発明の実施形態は、ハードディスク噴流に用いられる流線型騒音防止装置に関する。多種類の実施形態のうちの１つによると、流線型騒音防止装置は、前面、後面、及び前面から後面まで延伸して開口面積を画定する複数の開口を有するガスバリア壁を含んでもよい。この装置は、それぞれ壁の前面に沿って垂直に延伸するように前面に隣接して設けられる分流構造を含んでもよい。

本発明のいくつかの実施形態において、分流構造に隣接するガスバリア壁における開口は、ガスバリア壁における第１の壁領域及び第１の壁領域の間にある第２の壁領域を画定するように配置される。更に、本発明のいくつかの実施形態において、第１の壁領域の開口面積の第１の壁領域の総面積に対する第１の比率は、第２の壁領域における開口面積の第２の壁領域の総面積に対する第２の比率より高い。

この流線型騒音防止装置の例示的な実施形態において、複数の分流構造の各々は、前面に背向するアーク案内面を有する垂直延伸部材と、垂直延伸部材をガスバリア壁に結合する支持部材と、を含んでもよい。いくつかの実施形態において、垂直延伸部材は円柱ロッドである。この装置の例示的な実施形態において、第１の壁領域の第１の比率は均一であり、且つ第２の壁領域の第２の比率は均一である。

この流線型騒音防止装置の例示的な実施形態において、第１の比率は、第２の比率より少なくとも２倍大きい。更に、この流線型騒音防止装置の例示的な実施形態において、各第１の領域間の幅は、分流構造の対応するものの４倍から５倍である。本発明のいくつかの実施形態において、簡単な騒音防止装置は、後面に隣接して設けられる消音器を含んでもよい。消音器は、後面から外に延伸する複数の通気路を含んでもよい。更に、通気路は、消音器内の、各分流構造の間に設けられる。

本発明の一実施形態によるハードディスク噴流を含むシステムを示す等角上面図である。 本発明の一実施形態によるハードディスク噴流を含むシステムを示す等角正面図である。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置を示す簡略化されたブロック図である。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置を示す模式図であり、流線型騒音防止装置のガスバリア壁の後面には消音器を含む。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置の消音器を示す模式図である。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置の消音器を示す模式図である。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置の効果を示す図形表示模式図である。 本発明の一実施形態による流線型騒音防止装置の効果を示す図形表示模式図である。

本発明を添付図面を参照して詳しく説明するが、その参照コードは、図面における全ての近似又は同様な素子を指すためのものである。図形は、比例に基づいて作図されるものではなく、本発明を図示するために用いられるものに過ぎない。以下、適用例で本発明の各側面を説明する。本発明を十分に理解させるために、多くの所定の細部、関連性及び方法の目的を明らかに説明する。しかしながら、本発明をその他の方法によって又は所定の細部の１つ又は以上を省略するように実行してもよいことは、当業者であれば、容易に理解できるものである。他の例において、焦点を集中しないことを避けるために、周知される構造又は操作を詳しく説明しない。本発明は、動作又は事例の図示順序に限定されず、例えば、ある動作は、異なる順序且つ／又は、同時に他の動作又は事例に基づいて行われてもよい。尚、本発明の実作に提出される方法、説明される動作又は事例は、全然欠かれないものではない。

騒音と、放熱効率と、ハードディスク読み書き効果とのバランスを取るために、本発明の実施形態では、ハードディスク噴流に用いられる流線型騒音防止装置を提供する。本開示において、当該流線型騒音防止装置を、消音器を有する空気圧式装置とすることができ、騒音と、放熱効率と、ハードディスク読み書き効果との課題を解決して、ハードディスクの表現を強化させることができる。

一実施形態によると、図１と図２は、ホスト装置１０と例示的な気流５０の等角上面図と等角正面図である。いくつかの実施形態において、ホスト装置１０は、複数のファンモジュール２５０と、ストレージアレイモジュール２００と、を含む。ホスト装置１０は、前端２０と後端３０を含んでもよい。気流５０は、ファンモジュール２５０によって前端２０から後端３０に流れることができ、その間、ホスト装置１０及びそれに含まれるストレージアレイモジュール２００を通過する。理解すべきなのは、ホスト装置１０内に含まれる他の素子について、ここに言及されない。上記で言及された素子は、ただ例示用であり、本発明を制限するものではない。当業者は、本発明に基づいて他の素子を柔軟に増加することができる。

いくつかの実施形態において、ストレージアレイモジュール２００は、ホスト装置１０の中に設けられる。記憶空間を最大化させるために、ストレージアレイモジュール２００は、密着に堆積される複数のストレージアレイ２０１ｎを含んでよい。最も多くのストレージアレイ２０１ｎを配置できるために、ストレージアレイ２０１ｎの間の間隔２０２は極めて小さくなる。図１において、当該ストレージアレイモジュール２００は、１８個の密着に堆積されたストレージアレイ２０１ｎを含んでよい。複数のストレージアレイ２０１ｎの各々は、複数のディスク装置２０３ｎを含む。ディスク装置２０３ｎは、ハードドライブ、ソリッドステートハードドライブ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。更に、本発明の目的から言えば、ディスク装置２０３ｎは、ここで詳しく説明しない他の技術のディスクドライブを含んでもよい。図１において、ディスク装置２０３ｎは、９０個のハードドライブを含んでもよい。理解すべきなのは、上記で言及されたストレージアレイ２０１ｎとディスク装置２０３ｎの数（例えば、１８と９０）は、何れも例示であり、本開示は、これに限定されるものではない。当業者は、必要に応じて適切なストレージアレイの数を選択することができる。

本発明の一実施形態によると、複数のファンモジュール２５０は、ホスト装置１０内に並列される。ファンモジュール２５０は、対流によってストレージアレイモジュール２００を冷却するように、アレイモジュール２００付近に設けられる。ファンモジュール２５０は、ホスト装置１０における前端２０から後端３０までの対流を強化させるために用いられる。ファンモジュール２５０は、コンピュータ設備における効率が高い四つのファン２５１ｎを含むことができる。従って、ファン２５１ｎによる気流５０は、ｘ軸に沿って密着に堆積されたストレージアレイ２０１ｎを通過してホスト装置１０に出入りする。従って、効率としては、本実施形態は、ｘ軸に沿って流動する気流を強化させストレージアレイ２０１ｎ間の隙間を効果的に降温させる。それにより、ファンモジュール２５０は、ストレージアレイモジュール２００を所望の温度に運転するように保持する。理解すべきなのは、上記で言及されたファン数(例えば、４)は、ただ例示であり、本開示はこれによって限定されるものではない。当業者は、需要に応じて適切なファン数を選択することができる。

図２を参照する。図２は、本発明の一実施形態によるハードディスク噴流を含むシステムを示す等角正面図である。図２のシステムには、ハウシング１００及び少なくとも一つのフレーム１３０が含まれる。ハウシング１００は、空気吸入口側７０、空気出口側６０、空気吸入口側７０から空気出口側６０まで延伸する第１の側壁１１０及び第２の側壁１２０を有する。フレーム１３０は、第１の側壁から第２の側壁まで少なくとも部分的に延伸し、複数のハードディスクを受けるように配置され、前記ハードディスクの間に複数の隙間を提供する。ファンモジュール２５０は、空気を空気吸入口側７０より吸入し、空気出口側６０へ排出させる。実際に、ホスト装置１０を通る気流５０は層状ではなく、且つ、空気出口側６０の通風空間内に相当数の乱流が存在する。ストレージアレイモジュール２００の密集度のため、間隔２０２から吹いた空気は、空気出口側６０において衝突が起きて、通風空間内の気圧と乱流の増加をもたらす。連続性方程式（ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ）から、空気がスリットに進入する場合に空気速度を向上させることが推知される。従って、気流５０がストレージアレイモジュール２００を通る場合にその空気速度を増加させる。気流５０がストレージアレイモジュール２００から離れて空気出口側６０の通風空間に到達する場合に、気流５０の速度を低下させる。当該気流５０は、乱流になる。

本発明の実施形態によると、ホスト装置１０の空気出口側６０の通風空間内の乱流を低減して空気をストレージアレイモジュール２００から排出させるように導く流線型騒音防止装置を提出する。

図３は、流線型騒音防止装置３００の概略図である。流線型騒音防止装置３００は、ガスバリア壁３１０と複数の分流構造３２０を含むことができる。流線型騒音防止装置３００及びその素子は、板金で従来の金属加工技術(例えば湾曲、鋳造及びプレス)により製造される。従って、流線型騒音防止装置３００のコストが安価である。又は、流線型騒音防止装置３００及びその素子は、アルミニウム合金、鋼合金、プラスチック材料又はその任意の組み合わせで構成される。理解すべきなのは、流線型騒音防止装置３００及びその素子は、温度差防止、防火、耐衝撃及び抗高速気流性質を有する如何なる材料を含むことができる。上記で提供される材料はただ例示だけであり、本開示はこれによって限定されるものではない。当業者は本開示に基づいて如何なる材料を柔軟に選択することもできる。

本発明のいくつかの実施形態において、ガスバリア壁３１０は、前面３１１と後面３１２と、を含むことができる。一実施形態において、前面３１１は、ストレージアレイモジュール２００に向かって設けられる。更に、後面３１２は、前面３１１に背向して、ストレージアレイモジュール２００に背向して設けられる。ガスバリア壁３１０は、前面３１１から後面３１２まで延伸する複数の開口３１３Ａと３１３Ｂを含んでも良い。第１組の開口３１３Ａの直径は、第２群の開口３１３Ｂの直径より大きいことができる。例示的な実施形態において、ガスバリア壁３１０の第１の壁領域３１４は、第１組の開口３１３Ａによって画定される開口面積を有することができ、且つこの開口面積は、第１の壁領域３１４の約７０％を占める。

比較すると、ガスバリア壁３１０の第２の壁領域３１５は、第２群の開口３１３Ｂによって画定される開口面積を有することができ、且つこの開口面積は、第２の壁領域３１５の約３０％を占める。理解すべきなのは、開口３１３Ａと３１３Ｂのサイズを変動することができる。上記ガスバリア壁３１０に画定される開口面積はただ例示であり、本開示はこれに限定されるものではない。当業者は、この開示に基づいて開口タイプによっては異なる開口面積の大きさを柔軟に選択することができる。例としては、一実施形態において、ガスバリア壁３１０は、開口の寸法で通常一致に画定される開口面積が含まれる。いくつかの実施形態において、ガスバリア壁３１０における第１の壁領域３１４は、ガスバリア壁３１０における第２の壁領域３１５の約２倍より大きい開口面積を有することができる。

流線型騒音防止装置３００は、複数の分流構造３２０を含むことができる。いくつかの実施形態において、分流構造３２０は、ガスバリア壁３１０の前面３１１に隣接する。図３に示されるように、分流構造３２０は、第２の壁領域３１５から壁の前面３１１に沿って垂直に延伸することができる。分流構造３２０の幅を変動することができる。

いくつかの実施形態において、分流構造３２０は、隣接する第２の壁領域３１５より、一層狭い。例としては、第２の壁領域３１５の幅は、分流構造３２０の対応するものの４から５倍であってよい。本発明の一実施形態において、各分流構造３２０は、垂直延伸部材３２２と、垂直延伸部材３２２をガスバリア壁３１０に結合する支持部材３２１と、を含む。垂直延伸部材３２２は、多種類の外形を有してよい。例としては、垂直延伸部材３２２は、多種類の外形配置を有する垂直延伸部材を含んでよい。一例において、垂直延伸部材３２２が円柱ロッドである。別の例において、垂直延伸部材３２２が立方ロッドである。上記で言及された垂直延伸部材３２２の外形はただ例示であり、本開示はこれに限定されるものではない。

流線型騒音防止装置３００は、気流５０を分散させて乱流を最小限に低減するように配置される。より明らかなのは、ガスバリア壁３１０における開口３１３Ａと３１３Ｂは、ストレージアレイモジュール２００から水平に排出される気流５０を受けて新たに導く。又、ガスバリア壁３１０に結合する垂直延伸部材３２２は、気流５０を分散させて空気出口側６０の通風空間に上昇させるように十分な抵抗力を提供する。

各分流構造３２０及びその対応するガスバリア壁３１０は複数のストレージアレイを跨ぐように、流線型騒音防止装置３００のサイズを変化させることができる。流線型騒音防止装置３００を用いることによって、気流５０がホスト装置１０を通過することを許可することによる乱流を減少することができる。

図４を参照されたい。流線型騒音防止装置３００は、ガスバリア壁３１０の後面３１２に隣接して設けられる複数の消音器３５０を含んで設けられてもよい。各消音器３５０は、気流５０の流通経路の中央に位置する。一実施形態において、気流５０は、先ず、ストレージアレイ２０１ｎ間の間隔２０２から通過する。次に、気流５０は、分流構造３２０によって分散されてガスバリア壁３１０における開口３１３Ａと３１３Ｂを通る。この時点、分散して隔離された気流５０は、消音器３５０に押し込まれる。図４に示されるように、消音器３５０は、いずれも空気出口側６０に向かうように、ファンモジュール２５０とストレージアレイモジュール２００との間に設けられる。図４に示されるように、空気は、気流５０の流通経路を経て分流構造３２０によって分散されてガスバリア壁３１０の開口３１３Ａと３１３Ｂを通った後に、消音器３５０に定義される空間中に位置する。消音器３５０は、その間に空間３６０を具備するように設けられる。ホスト装置１０に接続される消音器３５０は、空間３６０を区画する。いくつかの実施形態において、空間３６０は、複数の通気路３５３を含むことができ、通気路３５３は、気流を排出するように、後面から延伸していく。例としては、いくつかの実施形態において、消音器３５０は、ストレージアレイモジュール２００から５〜６ミリメートル離れる。

図５Ａと図５Ｂ、及び図６Ａと図６Ｂを参照されたい。消音器３５０は、主消音体３５２と消音体３５４と、を含むことができる。主消音体３５２は、分流構造３２０の後方に装設される。消音体３５４は水平に設けられる。図５に示されるように、消音効果を強化できる空気通路システムを構成するように、主消音体３５２と消音体３５４が並列される。主消音体３５２と消音体３５４は、同じ材料又は異なる消音係数の相違する材料を使用してもよい。主消音体３５２及び消音体３５４に含まれることができる消音材料は、例えば、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｗｏｏｌ）、ウレタン発泡体（ｕｒｅｔｈａｎｅ ｆｏａｍ）及び類似なものである。最も適切な消音材料を選択することにより、消音器３５０は、全部又は部分的に、上記材料で構成されることができる。理解すべきなのは、消音器３５０は、高消音効果を構成する如何なる材料を含むことができる。上記で言及された材料はただ例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明に基づいて如何なる材料を柔軟に選択することができる。

分流構造３２０は、消音器３５０をホスト装置１０に固定するように配置される。分流構造３２０は、板金で従来の金属加工技術(例えば湾曲、鋳造及びプレス)により製造されることができる。気流５０は、分流構造３２０によって分散される場合に音波が生じ、ガスバリア壁３１０の開口３１３Ａと３１３Ｂを通る場合も同様である。音波は先ずファンモジュール２５０に対向する消音器３５０に衝突され、その後、消音器３５０における消音体３５４と主消音体３５２によって部分的に吸収される。未だ吸収されない拡散音波は引き続いて消音器３５０間にある空間３６０を通り、消音器３５０によって形成される通気路３５３へ行く。つまり、気流が分流構造３２０によって分散されることによる音波と、気流がガスバリア壁３１０における開口３１３Ａと３１３Ｂを通ることによる音波は、気流の流動通路に沿って繰り返して消音器３５０に衝突され、最終的に通気路３５３によってホスト装置１０から排出される。

音波が消音器３５０に衝突する度に、音波が吸収且つ低減される。これは、ホスト装置１０の騒音の低減に役立つ。

以上、本発明の各種の実施形態を説明したが、理解すべきなのは、それはただ例示用であるが、制限用のものではない。開示された実施形態は、本発明の主旨と範囲から逸脱しない限り、これに基づいて多種類の変更を加えることができるので、本発明の広さ及び範囲は、上記実施形態によって制限されない。本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその等価のものに定義される。

本発明は、関連する実施形態を解釈及び詳しく説明したが、当業者は、本明細書及び添付図面を閲覧及び理解した上で、効果が同様な変更と修正を想到することができる。尚、本発明の所定の特徴は、複数の実施形態の１つのみで開示可能であるが、所定の適用の所望とメリットを達成するように、この特徴は、１つ又は複数の他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。

本文に用いられる用語は、ただ所定の実施態様を詳しく説明するに過ぎなく、本発明を有意に制限するものではない。上下文に別途明らかに説明しない限り、本文に用いられるような単数形式の「一」と「当該」は、複数の形式も言う。尚、用語「からなる」、「を具有する」、「を有する」又はその他の変形は、詳しい実施細部にも及び／又は特許請求の範囲にも用いられても、このような用語の用法は『を含む』に近い。

別途定義しない限り、本文に用いられる全ての用語（技術的用語と科学的用語）は、当業者によって容易に理解することができる。更に明瞭すべきなのは、本文の辞典によく載せられた通常の用語は、関連分野の背景をもとに解読すべきであり、ここでは明らかに定義しない限り、過度に理想化又は形式化して解釈すべきではない。

１０ ホスト装置
２０ 前端
３０ 後端
５０ 気流
６０ 空気出口側
７０ 空気吸入口側
１００ ハウシング
１１０ 第１の側壁
１２０ 第２の側壁
１３０ フレーム
２００ ストレージアレイモジュール
２０１ｎ ストレージアレイ
２０２ 間隔
２０３ｎ ディスク装置
２５０ ファンモジュール
２５１ｎ ファン
３００ 流線型騒音防止装置
３１０ ガスバリア壁
３１１ 前面
３１２ 後面
３１３Ａ 開口
３１３Ｂ 開口
３１４ 第１の壁領域
３１５ 第２の壁領域
３２０ 分流構造
３２１ 支持部材
３２２ 垂直延伸部材
３５０ 消音器
３５２ 主消音体
３５３ 通気路
３５４ 消音体
３６０ 空間

Claims (10)

1. 前面、後面、及び前記前面から前記後面まで延伸して開口面積を画定する複数の開口を有するガスバリア壁と、
   それぞれ前記ガスバリア壁の前記前面に沿って垂直に延伸するように前記前面に隣接して設けられる複数の分流構造と、
   を含み、
   前記開口は、それぞれの前記分流構造に隣接する前記ガスバリア壁における第１の壁領域と前記第１の壁領域の間にある第２の壁領域を画定するように配置され、
   前記第１の壁領域の前記開口面積の前記第１の壁領域の総面積に対する第１の比率は、前記第２の壁領域の前記開口面積の前記第２の壁領域の総面積に対する第２の比率より高い流線型騒音防止装置。
2. 複数の前記分流構造の各々は、前記前面に背向するアーク案内面を有する少なくとも１つの垂直延伸部材と、前記少なくとも１つの垂直延伸部材を前記ガスバリア壁に結合する１つ又は複数の支持部材と、を含む請求項１に記載の流線型騒音防止装置。
3. 前記後面に隣接して設けられる消音器を更に含む請求項１又は２に記載の流線型騒音防止装置。
4. 前記消音器は、前記後面から延伸する複数の通気路を含む請求項３に記載の流線型騒音防止装置。
5. 前記通気路は、前記分流構造の間に位置するように、前記消音器内に設けられる請求項４に記載の流線型騒音防止装置。
6. 空気吸入口側、空気出口側、前記空気吸入口側から前記空気出口側まで延伸する第１の側壁及び第２の側壁を有するハウシングと、
   前記第１の側壁から前記第２の側壁まで少なくとも部分的に延伸し、複数のハードディスクを受けるように配置され、前記ハードディスクの間に複数の隙間を提供する少なくとも１つのフレームと、
   前面、後面、及び前記前面から前記後面まで延伸して開口面積を画定する複数の開口を有するガスバリア壁と、前記前面に隣接して設けられ、それぞれ前記ガスバリア壁の前記前面に沿って垂直に延伸して且つ前記隙間のうちの１つに向く複数の分流構造と、を含み、前記少なくとも一行のフレームと前記空気出口側との間に設けられる流線型装置と、
   を含み、
   前記開口は、それぞれの前記分流構造に隣接する前記ガスバリア壁における第１の壁領域と前記第１の壁領域の間にある第２の壁領域を画定するように配置され、
   前記第１の壁領域の前記開口面積の前記第１の壁領域の総面積に対する第１の比率は、前記第２の壁領域の前記開口面積の前記第２の壁領域の総面積に対する第２の比率より大きい演算装置。
7. 複数の前記分流構造の各々は、前記前面に背向するアーク案内面を有する少なくとも１つの垂直延伸部材と、前記少なくとも１つの垂直延伸部材を前記ガスバリア壁に結合する１つ又は複数の支持部材と、を含む請求項６に記載の演算装置。
8. 前記空気出口側に延伸するように、前記後面に隣接して設けられる消音器を更に含む請求項６又は７に記載の演算装置。
9. 前記消音器は、前記後面から前記空気出口側に向かって延伸する複数の通気路を含む請求項８に記載の演算装置。
10. 前記通気路は、前記分流構造の間に位置するように、前記消音器内に設けられる請求項９に記載の演算装置。