JP5998367B2 - ラック列通路遮蔽構造 - Google Patents

Description

本発明は、特にデータセンタ等、電気機器が多数収容されているラック列通路遮蔽構造に関するものである。

データセンタ等、電気機器が多数収容されているラック列通路遮蔽構造に関し、火災発生時に放水による機器へのダメージを回避するために消火ガス（不活性ガスまたはハロゲンガスなど）を用いて消火を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

データセンタ等、電気機器が多数収容されているサーバルームでは、床下を配線空間および空調空間として利用可能な二重床構造が広く採用されており、特許文献２には、二重床構造の床下に消火ガスの噴出ノズルを備えておき、火災検出時には、床下で噴出した消化ガスを空調空気の循環気流によって電気機器の内部に搬送する技術も開示されている。

しかし、特許文献２記載の技術では、床下空調空間からの循環気流吹出口および床下空調空間への循環気流吹込口は、共に電気機器の床面に合わせて設けられているのに対し、近年、データセンタ等では、複数のサーバが搭載された各ラック列間の通路に扉や屋根を設けて遮蔽空間とし、床下からの冷却空気を遮蔽空間を介して各ラックの正面に供給し、各ラックの反対面から排気を行うことにより効率的な空調環境を実現する気流制御技術（例えば、特許文献３）が採用されるケースが増加しており、この場合、循環気流吹出口および循環気流吹込口を電気機器の床面に合わせて設けた特許文献２記載の技術では、スムーズに遮蔽空間に消火ガスを導くことができない。

また、サーバルームの天井付近に消火ガスの噴出ノズルを備え、サーバルーム内全体に消火ガスを噴出することも可能であるが、ラック列間の通路を遮蔽空間としたサーバルームにおいては、遮蔽空間内に消火ガスが導かれず、肝心のラック内に効率よく消火ガスを導くことができないという問題がある。

特開２０１１−１１５２５５号公報 特開平８−６６４８７号公報 特開２００４−１８４０７０号公報

本発明の目的は前記の問題を解決し、ラック列間の通路を遮蔽空間としたサーバルームにおいて、遮蔽空間の床面に合わせて循環気流吹出口を形成することなく、消火ガスを遮蔽空間に導き、該遮蔽空間を介して各ラック内に効率よく消火ガスを供給することができるラック列通路遮蔽構造を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明のラック列通路遮蔽構造は、複数のラックを連結してラック列として配置し、該ラック列に隣接した空間を天井遮蔽部材と通路遮蔽部材によって遮蔽空間としたラック列通路遮蔽構造であって、該天井遮蔽部材または通路遮蔽部材またはラックの何れかに、外部信号を受けて遮蔽空間の外部に設けた噴出ノズルから消火ガスを引き込むための開口部を形成する開口機構を有し、該開口機構は、該開口部を封止する封止部材と、封止部材を係止する係止部材と、外部信号を受けて該係止部材の係止を解除する係止解除機構とからなり、該封止部材は、該係止部材の係止を解除した際、自重により駆動して開口部を形成することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のラック列通路遮蔽構造において、該封止部材は、回動軸を備え、該係止部材の係止を解除した際、該回動軸を中心に回動して開口部を形成することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のラック列通路遮蔽構造において、該回動軸を、封止部材の重心からずらして配置したことを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１記載のラック列通路遮蔽構造において、該遮蔽空間と連通する導風路をラックの上部に備え、ラックの天井面に設けた封止部材によって該開口部を導風路に形成したことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１記載のラック列通路遮蔽構造において、該開口部の上部に吸気用ファンを設置したことを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１記載のラック列通路遮蔽構造において、該係止部材の係止を解除した際、封止部材が下方にスライドして開口部を形成することを特徴とするものである。

本発明に係るラック列通路遮蔽構造は、ラック列に隣接した通路を遮蔽空間としたサーバルームにおいて、該天井遮蔽部材または通路遮蔽部材またはラックの何れかに、外部信号を受けて遮蔽空間の外部に設けた噴出ノズルから消火ガスを引き込むための開口部を形成する開口機構を有する構成によって、遮蔽空間の床面に合わせて循環気流吹出口を形成することなく、消火ガスを遮蔽空間に導き、該遮蔽空間を介して各ラック内に効率よく消火ガスを供給可能とした。

消火システムの全体説明図である。 実施形態１のラック列およびラック列間に形成した遮蔽空間の全体斜視図である。 実施形態１の天井遮蔽部材の全体斜視図である。 実施形態１の封止部材およびその係止部材の説明図である。 実施形態１の係止解除機構の説明図である。 実施形態１の係止部材及び係止解除機構の変形例を示す説明図である。 実施形態１の係止部材及び係止解除機構の変形例を示す説明図である。 実施形態１の変形例を示す説明図である。 実施形態２の説明図である。 実施形態３の係止部材及び係止解除機構の説明図である。 実施形態３の説明図である。 実施形態３の説明図である。 実施形態４の説明図である。 実施形態５の説明図である。 実施形態６の説明図である。 実施形態１〜６の遮蔽空間の変形例の説明図である。 実施形態１〜６の遮蔽空間の変形例の説明図である。 実施形態１〜６の遮蔽空間の変形例の説明図である。 実施形態７の説明図である。 実施形態８の説明図である。 実施形態９の説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。下記の実施形態では、データセンタのサーバルームにおけるラック列通路遮蔽構造について説明を行う。

(実施形態１)
サーバルーム１内には、ラック２（通常、１９インチラック）がラック列として配置されている。サーバルーム１のフロア内部は、床下を配線空間および空調空間として利用可能な二重床構造となっている。

図１に示すように、ラック２に搭載された多数のサーバの冷却について吸気と排気を分離するため、複数のラックを連結したラック列として対向配置し、該ラック列に隣接した空間である各ラック列間の通路に、通路端部に設けた通路遮蔽部材３と、ラック列間の通路の上部を覆う天井遮蔽部材４を設けて、各ラック列間の通路を遮蔽空間６としている。

サーバルーム１内に設けた空調装置７で冷却された冷却空気は、床下５から遮蔽空間６に供給され、各ラック２の遮蔽空間からラック内に送り込まれる。ラック内でサーバの熱により温められた空気は、各ラック２の反対面からサーバルーム内に排気され、再度空調装置７で冷却して循環される。

図１に示すように、サーバルーム１には、火災検知手段として煙センサ８と、火災時に消火ガスとしてハロゲンガス等を噴出する消火ガス噴出ノズル９を備えている。また、煙センサ８は遮蔽空間６内にも設置されている。

煙センサ８と消火ガス噴出ノズル９は、サーバルーム１内に配置された火災警報盤１０と信号線１１で接続されている。火災警報盤１０は、更に、空調装置７や後述する開口機構とも信号線１１で接続されている。その他、扉３と火災警報盤１０を信号線で接続し、火災検出信号に基づいて扉３を開放制御することも可能である。

図２、図３に示すように、天井遮蔽部材４は、前後一対のフレーム部材１８と左右の支持板２１とで透明パネル１９を保持するものであり、中央部には、回動する封止部材１２を備えている。天井遮蔽部材４は各ラック２の幅と略同一に形成され、各ラック２に対応してラック列間の通路を覆っている。天井遮蔽部材４は封止部材１２を備えていない既存の天井遮蔽部材と交換可能なユニット構造となっている。

封止部材１２は、図３に示すように、回動軸１３を備え、該回動軸１３を中心に回動して遮蔽空間６に開口部２４を形成するものである。封止部材１２の左右にはフレーム部材１８に渡して固定された支持フレーム１６が配置され、回動軸１３が貫通する軸孔３０が設けられている。

なお透明パネル１９は必須ではなく、封止部材１２をフレーム部材１８の枠と同一サイズに形成し、左右の支持板２１に回動軸１３を受ける軸孔を設けてもよい。

図４に示すように、一方のフレーム部材１８には係止部材である電磁石１５が固定されている。封止部材１２は、常時は電磁石１５が封止部材１２に設けた鉄片３１を吸着して係止することにより開口部２４を塞いでいるが、外部信号により電磁石１５が吸着を停止すると、図５に示すように、封止部材１２との係止が解除され（係止解除機構）、封止部材１２は自重によって駆動し回動軸１３を中心に回動する。上記した封止部材１２と係止部材と係止解除機構とにより開口部２４を形成する開口機構が構成されている。回動軸１３が封止部材１２の重心からずらして配置されていない場合でも、封止部材１２の他端部におもりを設置して回動軸１３を中心に回動させることもできる。なお封止部材１２とフレーム部材１８との接触面にはパッキンを設けて気密性の向上を図ることもできる。

本実施形態では、回動軸１３を封止部材１２の重心から僅かにずらして配置することにより、封止部材１２の自重による回動の方向を規制している。また封止部材１２が自重によって回動して垂下した状態における最大垂下距離を、例えば図９に示すような封止部材１２の端部を回動軸１３で支持した場合に比べて低減することができ、誤動作等で係止解除機構が働いた時に遮蔽空間６に作業者がいた場合であっても、封止部材１２との接触を回避することができる。

本実施形態では、係止部材は電磁石１５で構成されているが、図６に示すようなソレノイドにより駆動する係止ピン１４であってもよい。すなわち外部信号により係止ピン１４と封止部材１２との係止が解除されると（係止解除機構）、封止部材１２は自重によって駆動し回動軸１３を中心に回動する。

さらに係止部材と係止解除機構とは異なる部材で構成されていてもよい。例えば図７に示すように、フレーム部材１８に設けたバネ部材３２で封止部材１２を係止する係止部材とし、フレーム部材１８に設けたソレノイドにより駆動する押圧部材３３を封止部材１２に向けて係止解除機構としてもよい。この構造では外部信号により押圧部材３３が封止部材１２を押圧すると、バネ部材３２と封止部材１２との係合が外れ、封止部材１２が自重により回動する。

なお万一の誤動作等により作業者が封止部材１２との接触を回避するために、天井遮蔽部材４の左右両端部の支持板２１を、ラックの天井面２ａよりも封止部材１２の最大垂下距離以上に高く形成して、天井遮蔽部材４の設置面を嵩上げすることが好ましい。
また封止部材１２が一定以上回転しないように封止部材１２とフレーム部材１８を結ぶワイヤー等を設けて回動範囲を規制する構造としてもよい。

上記構成からなる本実施形態では、煙センサ８が煙を感知すると、火災警報盤１０に火災検知信号を送信する。火災検知信号を受信した火災警報盤１０は、係止部材１５に外部信号として駆動信号を送信し、係止解除機構が動作すると、封止部材１２との係止が解除され、封止部材１２は自重によって回動軸１３を中心に回動し、天井遮蔽部材４に開口部が形成される。

その後、サーバルーム１に作業者が残っていないことを人感センサ等で確認後、火災警報盤１０から消火ガス噴出ノズル９に向けて消火ガス噴出信号が送信されて消火ガスの噴出が行われる。消火ガス噴出により、サーバルーム及びラック列間の通路は消火ガスで満たされる。

空調装置７の稼動・停止も、各システムの設定によるが、消火ガスの引き込みを促進させるためには、空調の回動を維持させることが好ましい。また図８に示すように、開口部２４の上部に、吸引用の換気扇２３を設け、遮蔽空間６への消火ガスの吸引を促進することもできる。

サーバの稼動・停止は、各システムの設定によるが、サーバを稼動させておくことにより、空調装置７を停止した場合であっても、サーバ自体が備えるファンによってラック内での消火ガスの循環を促すことができるため、サーバ稼動は可能な限り維持することが好ましい。

サーバの停止は、火災検知から所定時間経過後あるいはサーバ周辺が所定温度に到達後とし、この間にバックアップ処理等を行うことが好ましい。

(実施形態２)
図９に示すように、封止部材１２の一端部を回動軸１３で支持する構造を採用することもできる。本実施形態でも、電磁石１５の係止解除時に作業者と封止部材１２との接触を回避する手段として、天井遮蔽部材４の左右両端部に支持板２１を配置して、天井遮蔽部材４の設置面を嵩上げする構造を採用している。

本実施形態の回動軸１３は蝶番とすることが好ましく、封止部材１２が一定以上回転しないように封止部材１２の他端部をフレーム部材１８とワイヤーで結び回動範囲を規制する構造としてもよい。

(実施形態３)
図１０に示すように、封止部材１２を支持ピン３４で係止することにより連動して動作する構造としてもよい。支持ピン３４はフレーム部材１８の下面に設けた支持金具３５にバネ３６により先端方向に付勢され、先端部で封止部材１２ｂを支持している。支持ピン３４の基端部には封止部材１２ａと連動するワイヤー３７が固定されている。

図１１に示すように、遮蔽空間６の端部に位置する天井遮蔽部材４ａの封止部材１２ａのみを電磁石１５と鉄片３１とで係止し、他の天井遮蔽部材４の封止部材１２ｂ、１２ｃは、支持ピン３４で支持している。外部信号により電磁石１５が吸着を停止すると（係止解除機構）、図１２に示すように、自重によって回転する封止部材１２ａに連動して支持ピン３４ａがスライドし、封止部材１２ｂとの係止が解除される。さらに封止部材１２ｂの回動に連動して支持ピン３４ｂがスライドし、封止部材１２ｃとの係止を解除する。これにより遮蔽空間６の開口機構は１つの電磁石１５を制御するだけでよく、制御が簡略化されてコストを削減できる利点を有する。

(実施形態４)
図１３に示すように、封止部材１２を通路遮蔽部材３に設けることもできる。

本実施形態では、電磁石またはソレノイドの駆動により係止部材と封止部材１２の係止を解除した際、自重により封止部材１２が外側に回転して開く構造を採用している。なお、本実施形態は、天井遮蔽部材４の近傍に障害物がある場合の補助として用いることが好ましく、消火ノズルの設置方向に合わせて設置することが好ましい。

(実施形態５)
図１４に示すように、封止部材１２を通路遮蔽部材３に設けることもできる。

本実施形態では、電磁石またはソレノイドの駆動により係止部材の係止を解除した際、自重により封止部材１２が下方にスライドして開口部２４を形成する構造を採用している。

(実施形態６)
図１５に示すように、封止部材１２をラック２の天井面２ａに設けることもできる。

本実施形態では、ラック２の上部に、遮蔽空間６と連通する導風路２２が形成されており、電磁石またはソレノイドの駆動により係止部材の係止を解除した際、ラックの天井面に設けた封止部材１２が導風路２２に開口部を形成する構造を採用している。本実施形態によれば、支持板２１により天井遮蔽部材４の設置面を嵩上げしなくても、ラック列間の通路で作業中の作業者に接触する危険性を排除することができる。

開口部の上部には、吸引用の換気扇を設け、導風路２２内に向けて消火ガスの吸引を促進させることが好ましい。

上記１〜６の実施形態の遮蔽空間６はいずれも、複数のラック２を連結して対向配置し、各ラック列間の通路の上部を覆う天井遮蔽部材４を設けているが、図１６に示すようにラック列の片側の通路のみを遮蔽する構造としてもよい。すなわち通路遮蔽部材はラック列の片側に対向して配置される側部通路遮蔽部材３ａと、通路端部に設けた端部通路遮蔽部材３ｂとからなり、ラック列と側部通路遮蔽部材３ａとの上部に天井遮蔽部材４を渡して該ラック列に隣接した空間を遮蔽空間６としてもよい。上記１〜６の実施形態と同様の封止部材は天井遮蔽部材４、端部通路遮蔽部材３ｂのほか側部通路遮蔽部材３ａにも設けることができる。

また図１７に示すように、回動軸１３を受ける軸孔３０は楕円とすることが好ましい。地震等の外力により天井遮蔽部材４が歪んだ場合、回動軸１３が軸孔３０に挟まれ、封止部材１２が回動しない恐れがある。このため回動軸１３に対する軸孔３０は十分に大きく形成し、支持フレーム１６に前後方向に伸びる楕円として形成すれば、天井遮蔽部材４が歪んだ場合でも回動軸１３が前後方向に移動し、軸孔３０が挟まれて封止部材１２の回転が阻止される恐れが低減される。なお封止部材１２とフレーム部材１８及び支持フレーム１６とのクリアランスを十分に確保することが好ましい。

さらに地震等の外力に対応する構造として図１８に示すように、固定パネル２５の上部パネル２５ａが下部パネル２５ｂの上をスライドする歪み防止構造を天井遮蔽部材４に施してもよい。地震震動が歪み防止構造に吸収され天井遮蔽部材４の歪みが低減されるので、回動軸１３が軸孔３０に挟まれて封止部材１２の回転が阻止される恐れが低減される。なお、回動軸１３は十分に長く形成しておくものとする。

(実施形態７)
図１９に示すように、封止部材１２を一方向に傾斜させた天井遮蔽部材に設けることもできる。

本実施形態では、天井遮蔽部材４は固定パネル２５と封止部材１２とで構成されている。天井遮蔽部材４の封止部材１２側の支持板２１ａは、固定パネル２５側の支持板２１ｂよりも高く、天井遮蔽部材４は一方向に傾斜して設けられて、封止部材１２は固定パネル２５の上をスライド可能な構造としている。また、封止部材１２のスライド方向と反対側の端部には突起部材２８が設けられていて、係止部材であるワイヤー２６で複数の突起部材２８が保持される。図２０（ａ）に示すように、ワイヤー２６はラック列に沿って一連で設けられ、その両端はワイヤー保持部材２７で保持されている。
外部信号によりワイヤー保持部材２７の一方が保持を解除すると、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）に示すように、複数の封止部材１２が同時に自重により固定パネル２５をスライドして開口部２４を形成する。これにより各ラックに対応する天井遮蔽部材４ごとの係止部材及び係止解除機構は不要となり、制御が簡略化されてコストを削減できる利点を有する。

なお、図１９に示す実施形態７は天井遮蔽部材４が一方向に傾斜して設けられているが、天井遮蔽部材４の中央を頂点として双方のラック列側に傾斜する構造であってもよい。この場合、封止部材１２は中央で分割されていて、それぞれラック列に設けた固定パネルの上をスライド可能な構造としている。

なおワイヤーは棒状金具であってもよく、ラックの幅単位に設けられた天井遮蔽部材４の端部ごとにワイヤー保持部材２７が設けられていてもよい。

(実施形態９)
図２１に示すように、天井遮蔽部材４に設けた封止部材１２を左右に分割して設けることもできる。

本実施形態では、図２１（ａ）に示すように、一対の封止部材１２が左右の固定パネル２５にそれぞれ蝶番２９で結合されていて、ラック列間の通路に垂下する方向に回動する。封止部材１２の反対側の端部は天井遮蔽部材４の中央部で係止部材であるワイヤー２６によって保持されていて、実施形態６と同様にワイヤー保持部材２７でその両端部が保持されている。
外部信号によりワイヤー保持部材２７の一方がワイヤー２６の保持を解除すると、図２１（ａ）に示すように封止部材１２は自重によりラック列間の通路に向けて垂下する方向に回動し開口部２４を形成する。これにより各ラックに対応する天井遮蔽部材４ごとの係止部材及び係止解除機構は不要となり、制御が簡略化されてコストを削減できる利点を有する。

なおワイヤーは棒状金具であってもよく、各ラック２の幅単位に設けられた天井遮蔽部材４の端部ごとにワイヤー保持部材２７が設けられていてもよい。

上記実施形態のラック列通路遮蔽構造は、各ラック列間の通路の遮蔽空間に冷気を供給するコールドアイルであるが、ラックからの排熱を遮蔽空間で覆うホットアイルにおいても同様の構造を取ることができる。

１ サーバルーム
２ ラック
３ 通路遮蔽部材
４ 天井遮蔽部材
５ 床下
６ 遮蔽空間
７ 空調装置
８ 煙センサ
９ 消火ガス噴出ノズル
１０ 火災警報盤
１１ 信号線
１２ 封止部材
１３ 回動軸
１４ 係止部材
１５ ソレノイド
１６ 支持フレーム
１８ フレーム部材
１９ 透明パネル
２０ パッキン
２１ 支持板
２２ 導風路
２３ 換気扇
２４ 開口部
２５ 固定パネル
２６ ワイヤー
２７ ワイヤー保持部材
２８ 突起部材
２９ 蝶番
３０ 軸孔
３１ 鉄片
３２ バネ部材
３３ 押圧部材
３４ 支持ピン
３５ 支持金具
３６ バネ
３７ ワイヤー

Claims (6)

1. 複数のラックを連結してラック列として配置し、該ラック列に隣接した空間を天井遮蔽部材と通路遮蔽部材によって遮蔽空間としたラック列通路遮蔽構造であって、
   該天井遮蔽部材または通路遮蔽部材またはラックの何れかに、外部信号を受けて遮蔽空間の外部に設けた噴出ノズルから消火ガスを引き込むための開口部を形成する開口機構を有し、
   該開口機構は、該開口部を封止する封止部材と、封止部材を係止する係止部材と、外部信号を受けて該係止部材の係止を解除する係止解除機構とからなり、
   該封止部材は、該係止部材の係止を解除した際、自重により駆動して開口部を形成することを特徴とするラック列通路遮蔽構造。
2. 該封止部材は、回動軸を備え、該係止部材の係止を解除した際、該回動軸を中心に回動して開口部を形成することを特徴とする請求項１記載のラック列通路遮蔽構造。
3. 該回動軸を、封止部材の重心からずらして配置したことを特徴とする請求項２記載のラック列通路遮蔽構造。
4. 該遮蔽空間と連通する導風路をラックの上部に備え、ラックの天井面に設けた封止部材によって該開口部を導風路に形成したことを特徴とする請求項１記載のラック列通路遮蔽構造。
5. 該開口部の上部に吸気用ファンを設置したことを特徴とする請求項１記載のラック列通路遮蔽構造。
6. 該係止部材の係止を解除した際、封止部材が下方にスライドして開口部を形成することを特徴とする請求項１記載のラック列通路遮蔽構造。