JP2019184156A - サーバ室 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定の吹出口からも十分な冷風量を供給することが可能なサーバ室構造の一例を開示する。【解決手段】 上流吹出口１１Ａに設けられた案内部材１３は、冷風を供給する際には、当該上流吹出口１１Ａの外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部１１Ｂから下方側に延びている。これにより、パネル本体１２Ａと案内部材１３とは、空気流れ上流に位置する外縁部１１Ｂにて連続して繋がった構成となる。このため、パネル本体１２Ａに付着した状態で流通する冷風は、当該外縁部１１Ｂに到達すると、コアンダ効果により、案内部材１３に沿うように流通する。このとき、案内部材１３に沿うように流通する冷風の巻き込み作用により、当該冷風の周りを流通する冷風が当該冷風により引き込まれる。したがって、十分な冷風量をサーバ室に供給でき得る。【選択図】 図６

Description

本開示は、サーバ室の構造に関する。

例えば、特許文献１に記載のサーバ室では、天井にコールドアイルと平行に延びる冷風ダクトが設けられている。当該冷風ダクトには、コールドアイルの延び方向に沿って複数の吹出口が直列に並んでいる。

各吹出口には導風部材が設けられている。各導風部材は、当該外縁部から下方側に延びて冷風を当該吹出口に導くための部材であって、各吹出口の外縁部のうち、冷風ダクト内を流通する空気流れに対して下流に位置する部位に設けられている。

特開２０１６−２０５６８８号公報

発明者は、詳細な試験及び数値シミレーションにより、「複数の吹出口のうち特定の吹出口から十分な冷風量がサーバ室内に供給され難い」ことを発見した。本開示は、左記点に鑑み、当該特定の吹出口からも十分な冷風量を供給することが可能なサーバ室構造の一例を開示する。

情報通信技術用機器が設置されたサーバ室の構造は、例えば、情報通信技術用機器の上方に設けられ、冷風が流通する冷風ダクト（１０）の一部を構成する天井部材（１２）であって、冷風が吹き出す複数の吹出口（１１）が設けられた天井部材（１２）と、複数の吹出口（１１）のうち、少なくとも空気流れ最上流に位置する吹出口（１１Ａ）に設けられ、情報通信技術用機器の上方側に冷風を導くための案内部材（１３）とを備え、案内部材（１３）は、吹出口（１１Ａ）の外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部（１１Ｂ）から下方側に延びていることが望ましい。

これにより、天井部材（１２）と案内部材（１３）とは、空気流れ上流に位置する外縁部にて連続して繋がった構成となる。このため、天井部材（１２）に付着した状態で流通する冷風は、当該外縁部に到達すると、コアンダ効果により、案内部材（１３）に沿うように流通してサーバ室内に供給される。

このとき、案内部材（１３）に沿うように流通する冷風の巻き込み作用により、当該冷風の周りを流通する冷風が当該冷風により引き込まれる。したがって、サーバ室には、案内部材（１３）に沿うように流通する冷風に加え、当該冷風により引き込まれた冷風も供給される。したがって、十分な冷風量をサーバ室に供給でき得る。

ところで、冷風ダクト（１０）内を流通する冷風の流速は、冷風ダクト（１０）内の通風抵抗により、空気流れ下流側に向かうほど小さくなる。つまり、冷風ダクト（１０）内を流通する冷風のうち、空気流れ最上流に位置する吹出口（１１Ａ）の上部を通過する冷風の流速は、他の吹出口（１１）を通過する冷風の流速に比べて大きい。

このため、冷風ダクト（１０）のうち空気流れ上流側の気圧（以下、ダクト内圧力という。）とサーバ室内の気圧（以下、サーバ室内圧力という。）との差圧が小さくなる場合、又はダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなる場合が発生する。

そして、差圧が小さくなると、十分な冷風量をサーバ室に供給できない。さらに、ダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなると、サーバ室内の空気が冷風ダクト（１０）内に逆流してしまう。

つまり、上記「当該特定の吹出口」とは、少なくとも「空気流れ最上流に位置する吹出口（１１）」を含む吹出口である。換言すれば、上記「当該特定の吹出口」とは、「ダクト内圧力とサーバ室内圧力と差圧が小さくなる吹出口」、又は「ダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなる吹出口」を含む吹出口である。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

第１実施形態に係るサーバ室の平面図である。 第１実施形態に係るサーバ室の立面図である。 第１実施形態に天井パネルを示す図である。 第１実施形態に天井パネルを示す図である。 第１実施形態に天井パネルを示す図である。 第１実施形態に天井パネルを示す図である。

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載されたものである。本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。

（第１実施形態）
本実施形態は、データセンター用サーバ室の構造に本開示を適用したものである。データセンター、つまりサーバ室ＳＲには、複数の情報通信技術用機器（以下、ＩＣＴ機器と記す。）が設置されている。ＩＣＴ機器とは、情報を処理する機器であって、ＣＰＵやＧＰＵ等の演算装置を有する電子機器である。

１．サーバ室構造の概略構成
１台又は複数のＩＣＴ機器２は、図１に示されたラック３に搭載された状態でサーバ室ＳＲに設置されている。当該サーバ室ＳＲには、複数のラック３が列状に並んで設置されている。以下、列状に並んだ複数のラック３をラック列Ｒともいう。

ラック列Ｒを挟んで一方には、各ＩＣＴ機器２を冷却するための冷風が供給される冷却風通路（コールドアイル）３Ａが設けられている。冷風は、サーバ室ＳＲの天井側に設けられた冷風ダクト１０（図２参照）を経由して冷却風通路３Ａに供給される。

このため、少なくとも冷却風通路３Ａの天井側（冷風ダクト１０側）には、図２に示されるように、ＩＣＴ機器２側、つまり下方側に向けて開口した開口部１０Ａが少なくとも１つ（本実施形態では、複数）設けられている。

複数の開口部１０Ａそれぞれには、複数の吹出口１１が設けられた天井パネル１２が装着されている。各天井パネル１２は、冷風ダクト１０の一部を構成する天井部材の一例であって、各開口部１０Ａを閉塞するように当該開口部１０Ａに装着されている。

各天井パネル１２に設けられた複数の吹出口１１は、冷風ダクト１０を流通する冷風が吹き出す部位である。冷却風通路３Ａには、各吹出口１１から冷風が供給される。なお、冷却風通路３Ａのうちラック列Ｒの延び方向両端側は閉塞部材３Ｃにて閉塞されている。

各ラック列Ｒの天井側には、冷却風通路３Ａと通路３Ｂ（図１参照）とを仕切る仕切部材（図示せず。）が設けられている。このため、図１に示されるように、冷風ダクト１０から冷却風通路３Ａに供給された冷風は、各ラック列Ｒを通過して、当該冷却風通路３Ａと反対側の通路３Ｂに流通する。

通路３Ｂには、冷風の吹出口が設けられていない。このため、当該通路３Ｂには、ＩＣＴ機器との熱交換を終えて温度が上昇した空気が流通する。つまり、通路３Ｂは、加熱された空気（温風）が流通する温風通路（ホットアイル）となる。

ラック列Ｒの延び方向一端側には、少なくとも１台の空調機ＡＣが設置されている。当該空調機ＡＣは、冷風ダクト１０に冷風を供給する。空調機ＡＣが設置された第１空間は、壁部５を介してＩＣＴ機器２が設置された第２空間と区画されている。

壁部５には吸入口５Ａが設けられている。吸入口５Ａは、第１空間と第２空間とを連通させる連通口であって、ラック列Ｒの延び方向一端側に設けられている。冷却風通路３Ａの延び方向両端側等は閉塞されている。このため、吸入口５Ａには、サーバ室ＳＲのうち温風通路（ホットアイル）３Ｂと連通している。

なお、図１では、１台の空調機ＡＣが第２空間に設置されている。しかし、本実施形態は、これに限定されるものではなく、空調機ＡＣの台数は、第１空間において必要とされる空調能力に応じて決定される値である。

２．天井パネルの構造
本実施形態においては、複数の天井パネル１２それぞれは同一仕様である。以下の説明は、複数の天井パネル１２のうちラック列Ｒの延び方向一端側、つまり吸入口５Ａに最も近い位置に装着された天井パネル１２の説明である。

天井パネル１２は、図３に示されるように、パネル本体１２Ａ及び案内部材１３等を少なくとも有して構成されている。パネル本体１２Ａは、冷風ダクト１０の下部体の一部を構成するとともに、冷風ダクト１０内空間と第１空間とを仕切る部材である。

パネル本体１２Ａには、少なくとも１つ（本実施形態では、複数）の吹出口１１が設けられている。以下、複数の吹出口１１のうち空気流れ最上流に位置する吹出口１１（図３では右端側に位置する吹出口１１）を上流吹出口１１Ａという。

上流吹出口１１Ａの外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部（図３では、右端外縁部）１１Ｂには、案内部材１３が設けられている。案内部材１３は、上流吹出口１１Ａから冷風をＩＣＴ機器２側に供給する際には、当該外縁部１１Ｂから下方側に延びた状態となる。

上流吹出口１１Ａの外縁部のうち、空気流れ下流に位置する外縁部（図３では、左端外縁部）１１Ｃには、導風部材１４が設けられている。導風部材１４は、上流吹出口１１Ａから冷風をＩＣＴ機器２側に供給する際には、当該外縁部１１Ｃから上方側に延びた状態となる。

これにより、冷風ダクト１０内を流通する冷風が上流吹出口１１Ａに導かれる。なお、天井パネル１２（パネル本体１２Ａ）に設けられた吹出口１１のうち上流吹出口１１Ａより空気流れ下流に位置する吹出口１１（以下、下流吹出口１１という。）にも導風部材１５が設けられている。

各導風部材１５は、各下流吹出口１１の外縁部のうち空気流れ下流に位置する外縁部に設けられている。当該導風部材１５は、下流吹出口１１から冷風をＩＣＴ機器２側に供給する際には、導風部材１４と同様に、当該外縁部から上方側に延びた状態となる。

本実施形態に係る案内部材１３及び導風部材１４、１５は、図４及び図５に示されるように、パネル本体１２Ａに対して揺動可能である。図４は、案内部材１３及び導風部材１４、１５が各吹出口１１を閉じる位置まで変位した状態を示す。

図５は、案内部材１３及び導風部材１４、１５が各吹出口１１を全開状態とする位置まで変位した状態を示す。本実施形態では、案内部材１３及び導風部材１４、１５は連動して変位する。案内部材１３及び導風部材１４、１５の位置は、必要とされる冷風量等に基づいて適宜調整される。

３．本実施形態に係るサーバ室構造の特徴
上流吹出口１１Ａに設けられた案内部材１３は、冷風を供給する際には、図６に示されるように、当該上流吹出口１１Ａの外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部１１Ｂから下方側に延びている。

これにより、パネル本体１２Ａと案内部材１３とは、空気流れ上流に位置する外縁部１１Ｂにて連続して繋がった構成となる。このため、パネル本体１２Ａに付着した状態で流通する冷風は、当該外縁部１１Ｂに到達すると、コアンダ効果により、案内部材１３に沿うように流通して第２空間内、つまりＩＣＴ機器２側に供給される。

このとき、案内部材１３に沿うように流通する冷風の巻き込み作用により、当該冷風の周りを流通する冷風が当該冷風により引き込まれる。したがって、第２空間には、案内部材１３に沿うように流通する冷風に加え、当該冷風により引き込まれた冷風も供給される。したがって、十分な冷風量をサーバ室に供給でき得る。

ところで、冷風ダクト１０内を流通する冷風の流速は、冷風ダクト１０内の通風抵抗により、空気流れ下流側に向かうほど小さくなる。つまり、冷風ダクト１０内を流通する冷風のうち、空気流れ最上流に位置する上流吹出口１１Ａの上部を通過する冷風の流速は、他の吹出口１１を通過する冷風の流速に比べて大きい。

このため、冷風ダクト１０のうち空気流れ上流側の気圧（以下、ダクト内圧力という。）とサーバ室内の気圧（以下、サーバ室内圧力という。）との差圧が小さくなる場合、又はダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなる場合が発生する。

そして、差圧が小さくなると、十分な冷風量をサーバ室に供給できない。さらに、ダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなると、サーバ室内の空気が冷風ダクト１０内に逆流してしまう。

つまり、上流吹出口１１Ａとは、少なくとも「空気流れ最上流に位置する吹出口１１」を含む吹出口である。換言すれば、上流吹出口１１Ａとは、「ダクト内圧力とサーバ室内圧力と差圧が小さくなる吹出口１１」、又は「ダクト内圧力がサーバ室内圧力より低くなる吹出口１１」を含む吹出口である。具体的には、上流吹出口１１Ａとは、複数の吹出口１１のうち吸入口５Ａに最も近接した吹出口１１を少なくとも含む吹出口である。

上流吹出口１１Ａの外縁部のうち、空気流れ下流に位置する外縁部１１Ｃには、当該外縁部１１Ｃから上方側に延びて冷風を当該上流吹出口１１Ａに導くための導風部材１４が設けられている。これにより、冷風ダクト１０内を流通する冷風を確実にサーバ室に供給でき得る。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、各天井パネル１２が案内部材１３及び導風部材１４を有していた。しかし、本明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第２空間の天井のうち吸入口５Ａに最も近接した吹出口１１のみが案内部材１３及び導風部材１４を有する構成であってもよい。

上述の実施形態に係る案内部材１３及び導風部材１４、１５は可動式であった。しかし、本明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該発明は、例えば、固定式の案内部材１３及び導風部材１４、１５であってもよい。

上述の実施形態では、必要風量等に基づいて作業者が案内部材１３及び導風部材１４、１５を変位させる構成であった。しかし、本明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該発明は、例えば、必要風量等に基づいて自動的に案内部材１３及び導風部材１４、１５が変位する構成であってもよい。

上述の実施形態に係る案内部材１３及び導風部材１４、１５は、滑らかに湾曲した曲面にて構成されていた。しかし、本明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該発明は、例えば、帯板状の部材にて案内部材１３及び導風部材１４、１５が構成されていてもよい。

上述の実施形態に係る上流吹出口１１Ａには、案内部材１３及び導風部材１４が設けられていた。しかし、本明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、当該発明は、例えば、案内部材１３及び導風部材１４のうちいずれか一方が上流吹出口１１Ａに設けられた構成であってもよい。

さらに、本開示は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

２… ＩＣＴ機器 ３… ラック ３Ａ… 冷却風通路
３Ｃ… 閉塞部材 １０… 冷風ダクト １０Ａ… 開口部
１１… 吹出口 １２… 天井パネル １２Ａ… パネル本体
１３… 案内部材 １４… 導風部材

Claims (3)

1. 情報通信技術用機器が設置されたサーバ室において、
   前記情報通信技術用機器の上方に設けられ、冷風が流通する冷風ダクトの一部を構成する天井部材であって、冷風が吹き出す複数の吹出口が設けられた天井部材と、
   前記複数の吹出口のうち、少なくとも空気流れ最上流に位置する吹出口に設けられ、前記情報通信技術用機器の上方側に冷風を導くための案内部材とを備え、
   前記案内部材は、前記吹出口の外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部から下方側に延びているサーバ室。
2. 前記案内部材が設けられた前記吹出口の外縁部のうち、空気流れ下流に位置する外縁部には、当該外縁部から上方側に延びて冷風を当該吹出口に導くための導風部材が設けられている請求項１に記載のサーバ室。
3. 冷風が流通する冷風ダクトが情報通信技術用機器の上方に設けられたサーバ室に用いられ、天井部に設けられた開口部に装着される天井パネルにおいて、
   前記冷風ダクトの下部体の一部を構成するパネル本体であって、前記冷風ダクトを流通する冷風が吹き出す吹出口が設けられたパネル本体と、
   前記吹出口の外縁部のうち空気流れ上流に位置する外縁部に設けられた案内部材であって、当該外縁部から下方側に延びた案内部材と、
   前記吹出口の外縁部のうち空気流れ下流に位置する外縁部に設けられた導風部材であって、当該外縁部から上方側に延びて冷風を当該吹出口に導くための導風部材と
   を備えるサーバ室用の天井パネル。

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