JP5378195B2 - サーバ室の空調方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーバ収納ラック内部に収納されたラックサーバ（ラックマウント型サーバ、以下同じ）を効率的に冷却可能とされたサーバ室の空調方法に関するものである。

従来より、インターネットデータセンター(ｉＤＣ)などに設置されるサーバ収納ラックには、多数のラックサーバが、水平を成すよう段積みされて収納される。このようなタイプのサーバ収納ラック内部に収納されたラックサーバの冷却方法としては、ファンなどの送風装置を用いてサーバ収納ラック前面の吸気口から空気を吸気して内部に供給すると共に、後面の排気口から暖気を排気するという方法が一般的に採られている（下記特許文献１〜３参照）。

一般的に、このようなタイプのサーバ収納ラックは、空調機を備えるサーバ室内に複数並設される。このようにサーバ室内に複数並設されたサーバ収納ラック内部のラックサーバを効率的に冷却すべく、サーバ室の床面に設けられた吹出口から吹き出した冷気を、吸気口からサーバ収納ラック内部に供給するラックサーバの冷却システムが従来より提案されている（下記特許文献４〜７）。この中でも、下記特許文献４〜６には、排気口から排気された暖気（ラックサーバから発せられる熱によって暖められた空気、以下同じ）を、サーバ室の天井に設けられた回収口から回収するサーバ室の空調方法が開示されている。このようなサーバ室の空調方法は、吹出口と吸気口との間に生じる冷気通路（コールドアイル）、サーバ収納ラック内部、排気口と回収口との間に生じる暖気通路（ホットアイル）、の順に空気が流れるようになっており、単純にサーバ室内へ冷気を供給するよりもエアフローがスムーズであるため、サーバ室内における冷気と暖気との混合を軽減することができるという利点を有している。

特開２００４−３９６７５号公報 特開２００９−１３５２８７号公報 特開２００９−１３４５２２号公報 特開２００９−１４０４２１号公報 特開２００８−５１４７５号公報 特開２００８−２６９０号公報 特開２００８−１８５２７１号公報

上述のように、ラックサーバが水平に設置されていると、ラックサーバの熱によって生じる暖気は上昇するため、ラックサーバに沿って空気がスムーズに流れずにラックサーバ間に熱溜まりが生じがちになる。このため、上述のようなサーバ室の空調方法では、ラックサーバ間に溜った暖気が吸気口から漏れ出てしまい、吸気口前方のコールドアイルを通過する冷気と混じってしまうことによって、吸気口からサーバ収納ラック内に流入する冷気の温度が上昇し、冷却効率が低下してしまうという問題があった。
また、サーバ収納ラック単体で見ても、ラックサーバに沿って空気がスムーズに流れずにラックサーバ間に熱溜まりが生じがちになることは、冷却効率の面から好ましくない。
そこで、本発明の主たる課題は、ラックサーバから生じた熱によってコールドアイルを通過する冷気の温度が上昇してしまうことのないサーバ室の空調方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段及びそれらの作用効果は次記のとおりである。
〔請求項１記載の発明〕
上下方向に所定の間隔で区画された多数の直方体状の単位区画を有するサーバ収納空間と、このサーバ収納空間の少なくとも左右を被覆する筺体部とを有し、一つの前記単位区画又は複数の連続する前記単位区画からなる集合区画内に、その単位区画又は集合区画の寸法に応じた直方体状のラックサーバを搭載するための取付手段を備えた、キャビネットタイプのサーバ収納ラックが設置され、
このサーバ収納ラックのサーバ収納空間内に、前記取付手段を用いて少なくとも一台のラックサーバが搭載され、
サーバ収納ラック前方又は下方の床面に、空調機から供給される冷気の吹出口が設けられると共に、サーバ収納ラック後方又は上方の天井面に、暖気を空調機に返送する回収口が設けられ、サーバ収納ラックの前方がコールドアイル、サーバ収納ラックの後方又は上方がホットアイルとされた、サーバ室の空調方法において、
前記サーバ収納ラックの取付手段は、少なくとも一部の単位区画又は集合区画内に搭載されるラックサーバが、前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように、構成されたものであり、
前記サーバ収納ラックの筺体部は、前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの後端部又はその近傍と対向する部位、及び前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの後端部又はその近傍の上方の少なくとも一方に、排気口を有するとともに、前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの前端部又はその近傍と対向する部位、及び前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの前端部又はその近傍の下方の少なくとも一方に、吸気口を有し、
前記サーバ収納ラックは、前記傾斜姿勢で搭載されたラックサーバにおける内部の暖気及び底面に接する暖気が、ラックサーバの傾斜に沿って後斜め上方に流れた後、前記排気口から外部に排気されるように構成されており、
前記サーバ収納ラックのサーバ収納空間内に、前記取付手段を用いて少なくとも一台のラックサーバが前記傾斜姿勢で搭載されており、
前記空調機から供給される冷気は、前記床面の吹出口、前記コールドアイル及び前記サーバ収納ラックの吸気口をこの順に介して前記サーバ収納ラック内に入り、前記サーバ収納ラック内の暖気は、前記サーバ収納ラックの排気口、前記ホットアイル及び前記天井面の回収口をこの順に介して前記空調機に返送される構成とされ、
前記傾斜姿勢で搭載されたラックサーバは、回転軸を中心として回転駆動される回転体を含む内蔵機器としてハードディスクドライブ及び光学ディスクドライブの少なくとも一方を備えるとともに、この内蔵機器は、前記傾斜姿勢で、前記回転軸が上下方向又は水平方向に沿うように取り付けられている、
ことを特徴とするサーバ室の空調方法。

（作用効果）
本請求項に係る発明では、サーバ収納ラックの筺体部内に、ラックサーバを前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように構成されている。従って、ラックサーバから発せられた熱によって生じる暖気は上昇し、上方に配置されたラックサーバにぶつかるものの、ラックサーバの傾きに沿って吸気口から排気口に向かって自然と移動するため、ラックサーバ間に熱溜まりが生じにくくなっている。そして、このように暖気が吸気口から排気口に向かって自然と移動するようになっていると共に、空調機から供給される冷気が、床面の吹出口、コールドアイル及び吸気口をこの順に介してサーバ収納ラック内に入り、サーバ収納ラック内の暖気が、排気口、ホットアイル及び天井面の回収口をこの順に介して空調機に返送される構成とされているため、空調機によってサーバ室内を循環する空気の流れ方向と、ラックサーバから発せられた熱によって生じる暖気の流れ方向とが一致するため、サーバ収納ラック内のエアフローがスムーズであり、サーバ収納ラック内部の熱を効率良く回収することができる。
また、本請求項に係る発明では、上記のように暖気が吸気口から排気口に向かって自然と移動するようになっており、吸気口側に向かって移動することがないため、吸気口から暖気が漏れ出てしまい、コールドアイルを通過する冷気の温度を上昇させることを防止することができるようになっている。
他方、サーバ収納ラックが、ラックサーバを前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように構成されていると、ラックサーバを水平に設置するものと比べて、筺体部の前後方向長さを短く構成することができるため、サーバ室内の床面に対するサーバ収納ラックの設置面積を減ずることができる。

ラックサーバには、通常ハードディスクドライブや光学ドライブや冷却ファンなどの回転軸を中心として回転駆動される回転体を含む内蔵機器が備えられている。このような内蔵機器には、回転体の回転軸が上下方向又は水平方向に対して傾いていると、回転軸又は軸受けが偏摩耗しがちとなり、内蔵機器の安定動作の妨げとなってしまうという特性がある。このため、回転体を含む内蔵機器は、サーバ収納ラック内部に水平に設置されるよう構成されたラックサーバへの取り付け時に、回転体の回転軸が上下方向又は水平方向に沿うように設計されているのが一般的である。
そこで、本請求項に係る発明では、ラックサーバを傾斜姿勢で設置した際に、回転体の回転軸が上下方向に沿わなくなることがないように、ラックサーバが傾斜姿勢で搭載された状態で、回転体の回転軸が上下方向に沿うように内臓機器を設置することとした。

以上のように、本発明によれば、ラックサーバから生じた熱によってコールドアイルを通過する冷気の温度が上昇してしまうことのないサーバ室の空調方法を提供することができる。

本発明に係るサーバ収納ラックの第１実施形態を模式的に示す図であり、（ａ）は前側から見た図であり、（ｂ）は右側から見た断面図であり、（ｃ）は後側から見た図である。 （ａ）はサーバ収納ラック（第１実施形態）のマウントレールに対してラックサーバを取り付けた状態を示す斜視図であり、（ｂ）ラックサーバをマウントレールから取り外した状態を示す斜視図である。 サーバ収納ラック（第１実施形態）に搭載されるラックサーバを模式的に示す図である。（ａ）はラックサーバを右側から見た図であり、（ｂ）はラックサーバを上側から見た図であり、（ｃ）はラックサーバの他の実施形態を右側から見た図である。 （ａ）は本発明に係るサーバ室の空調方法の第１実施形態を示す模式図であり、（ｂ）は本発明に係るサーバ室の空調方法の他の実施形態を示す模式図である。 サーバ室の空調方法（第１実施形態）をサーバ室の天井側から見た模式図である。 （ａ）及び（ｂ）ともに、サーバ収納ラックの他の実施形態を示す模式図である。 サーバ収納ラックの他の実施形態を示す模式図である。

次に、本発明に係るサーバ収納ラック及びサーバ室の空調方法の一実施形態について、添付図面を参照しつつ詳説する。
〔サーバ収納ラック〕
まず、本発明に係るサーバ収納ラックの第１実施形態について詳説する。
図１に示すように、本実施形態に係るサーバ収納ラックＸ１は、複数のラックサーバを搭載可能なキャビネットタイプのものであり、サーバ収納ラックＸ１の外面を形成する筺体部と、サーバ収納空間２０と、ラックサーバ３１、３２と、ラックサーバ３１、３２をサーバ収納ラックＸ１内に搭載するための取り付け手段とから主に構成されている。

サーバ収納ラックＸ１の外面を形成する筺体部は、外面を形成するパネルと、このパネルを内側から支持するフレームとから構成されている。
筺体部のパネルは、前面パネル１１と、前面パネル１１と対向して設置された後面パネル１２と、一対の側面パネル（図示しない）と、上面パネル１３とから構成されており、この筺体部で取り囲まれる空間がサーバ収納空間２０とされている。これらの筺体部を構成する前面パネル１１、後面パネル１２、側面パネル、及び上面パネル１３は、矩形状且つ平板状とされており、この中でも前面パネル１１、後面パネル１２、及び側面パネルは、上下に長い長方形状を成すよう形成されている。また、パネルは、例えば金属などから形成することができる。

前面パネル１１及び後面パネル１２は、図１に示すように、四角い外枠１１ａ、１２ａと、これらの外枠１１ａ、１２ａに囲まれて設置されたメッシュ部１１ｂ、１２ｂとから構成されている。これらのメッシュ部１１ｂ、１２ｂは、網状に形成されて多数の小孔（メッシュ部１１ｂの小孔が吸気口となり、メッシュ部１２ｂの小孔が排気口となる）を有しており、メッシュ部１１ｂ、１２ｂ通して筺体部内部に空気が流入できるようになっている。ここで、前面パネル１１及び後面パネル１２の開口率は、３０〜８０％、より好ましくは４０〜７０％とされている。なお、ここで言う開口率とは、前面パネル１１又は後面パネル１２の前面投影面積に対するメッシュ部１１ｂ、１２ｂの小孔の開口面積の合計のことを意味している。なお、本実施形態においては、メッシュ部１１ｂ、１２ｂに形成された小孔が吸気口或いは排気口とされているが、前面パネル１１及び後面パネル１２に形成される吸気口及び排気口はこれに限定されず、例えば前面パネル１１及び後面パネル１２におけるメッシュ部１１ｂ、１２ｂに該当する部分をくり貫くことで形成しても良いし、単に前面パネル１１及び後面パネル１２に所定の大きさの穴を複数散在させることによって形成しても良い。また、前面パネル１１及び後面パネル１１の少なくとも一方を設置せずに面全体を吸気口或いは排気口としても良い。

図１（ｂ）に示すように、後面パネル１２のメッシュ部１２ｂには、排気ファン４１が取り付けられている。排気ファン４１は、筺体部の外側に向かって送風するようにして設置されており、メッシュ部１２ｂにおける上側寄りの部分に固定されている。

前面パネル１１及び後面パネル１２を挟むようにして設置された一対の側面パネル、及び上面パネル１３は、開口を有していない平板から構成されており、両側面パネル及び上面パネル１３を空気が通過することができないようになっている。両側面パネル及び上面パネル１３は、前面パネル１１や後面パネル１２と同様にメッシュ部を有していても良いが、両側面パネルや上面パネル１３を空気が通過可能であると、後述するコールドアイルに暖気が混ざりやすくなってしまうため、両側面パネル及び上面パネル１３は上記のように空気が通過できないよう形成されていることが好ましい。

図１（ｂ）に示すように、パネルのすぐ内側には、直方体状を成す骨組であるフレーム１５が設けられており、後面パネル１２、側面パネル、及び上面パネル１３は、このフレーム１５に対して固定されている。なお、前面パネル１１の外枠１１ａは、左右いずれか一方の側部裏面において、図示しないヒンジを介してフレーム１５に連結されるとともに、他方の正面にノブ１１ｃが設けられており、前面パネル１１は、前記ノブ１１ｃを把持して前方に引っ張ることによってドアのように開放可能となっている。

サーバ収納ラックＸ１は、サーバ収納空間２０における、上下方向に所定の間隔で区画された多数の直方体状の単位区画、又は複数の連続する単位区画からなる集合区画内に、その単位区画又は集合区画の寸法に応じた直方体状のラックサーバ３１、３２を搭載する構造となっている。いうまでもなく、サーバ収納区間２０の全体に密にラックサーバ３１、３２等の機器を搭載する必要はなく、一部の単位区画又は集合区画にのみ機器を搭載することができる。以下、ラックサーバ３１、３２等の機器を搭載する単位区画又は集合区画のことを搭載区画ともいう。
サーバ収納ラックＸ１に搭載されるラックサーバ３１、３２としては、米国電子工業会（Electronic Industries Alliance）によって定められた規格（ＥＩＡ規格：ＴＩＡ／ＥＩＡ−３１０−Ｄ）のサーバ収納ラックの内部に収納可能である汎用的なラックサーバが好適である。この場合、ラックサーバの取付寸法（後述の一対のネジ挿通穴３５の水平間隔）は幅１９インチとされており、高さはｎ（ここでの「ｎ」は任意の自然数を表す）×Ｕとなる（１Ｕ＝１．７５インチであり、例えば２Ｕであれば３．５インチである）。なお、図１（ｂ）に示されるラックサーバ３１は１Ｕのものを想定しており、ラックサーバ３２は２Ｕのものを想定している。
また、ラックサーバ３１、３２の前面には、前面パネル３１ａ、３２ａが取り付けられており、これらの前面パネル３１ａ、３２ａは、直方体状を成すラックサーバ３１、３２の本体よりも幅方向長さが長い。そして、前面パネル３１ａ、３２ａの幅方向両側部には、ネジ挿通穴３５が設けられており、これらのネジ挿通穴３５にネジ３６を通して後述するマウントレール２１に対してラックサーバ３１、３２を固定することができるようになっている。

図１（ｂ）及び図２に示すように、サーバ収納空間２０の左右両側部には、マウントレール２１が前後各一本ずつ立設されるとともに、少なくともラックサーバ３１、３２等の機器を搭載する単位区画又は集合区画と対応する高さ位置の左右両側に、前後のマウントレールに跨るようにスライドレール２２が架設されている。これらマウントレール２１及びスライドレール２２は本発明の取付手段を構成するものである。
より詳細には、各マウントレール２１は、上下方向に延在しており、上下両端がフレーム１５に対してネジ止めなどによって連結固定されている。各マウントレール２１には、上下方向に所定の間隔（前述の単位区画と対応する間隔）でネジ穴が設けられており、このネジ穴を利用して、スライドレールがマウントレールに固定される。

また、図２に示すように、前面パネル１１側に設置された一対のマウントレール２１に対しては、三角柱状のアタッチメント部２４が上下方向に所定の間隔（前述の単位区画と対応する間隔）をあけて固設されており、これらのアタッチメント部２４の前面パネル１１側の面には、ネジ穴２４ａが設けられている。三角柱状のアタッチメント部２４は別体として取り付ける他、マウントレールを部分的に折り曲げて形成することもできる。
このネジ穴２４ａは、後述のようにラックサーバ３１、３２を前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢でマウントレール２１に対して固定する際に、ラックサーバ３１、３２のネジ挿通穴３５と合わさるようになっている。従って、合わさったネジ穴２４ａとネジ挿通穴３５とにネジを通して締めることによって、ラックサーバ３１、３２を前記傾斜姿勢でマウントレール２１に対して固定することができる。

スライドレール２２は、前面パネル１１側よりも後面パネル１２側が上に位置するよう傾斜姿勢で、マウントレール２１に対してネジ２２ａでネジ止めされて取り付けられており、これらのスライドレール２２は、幅方向両側に一本ずつ、つまり二本一組で平行に配置されている。スライドレール２２からは、サーバ収納空間２０側にレール部２２ｂが突出しており、これらのレール部２２ｂ上にラックサーバ３１、３２の両側部を載置することで、ラックサーバ３１、３２を前後にスライドすることができるようになっている。スライドレール２２とラックサーバ３１、３２との係合構造としては、他の公知の構造も採用することができる。

図１（ｂ）に示す例では、スライドレール２２及びアタッチメント部２４の上下間隔が広く、複数のラックサーバ３１、３２を最も近づけて搭載した場合でも、隣接するラックサーバ３１、３２が十分に離間するようになっているが、スライドレール２２及びアタッチメント部２４の上下間隔を狭くし、複数のラックサーバ３１、３２を最も近づけて搭載した場合に、隣接するラックサーバ３１、３２が相互に近接するよう構成しても良い。前者の場合、前後方向の通気性に優れるものとなるが、後者の場合であっても、機器を設置しない空き区画を間に挟んで複数のラックサーバを搭載することにより、前後方向の通気性を高めることができる。

以上のようにスライドレール２２及びアタッチメント部２４が構成されていることによって、ラックサーバ３１、３２は、前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で固定設置することが可能となっている。なお、図示形態においては、ラックサーバ３１、３２の傾き角度は約３０度となっているが、この傾き角度は５〜７０度の間で適宜調整することができ、好ましくは１０〜６０度、より好ましくは１５〜５０度とされる。

図１（ｂ）に示すように、サイズが２Ｕ以上の大型のラックサーバ３２の下側に、ラックサーバ３２を下側から支える支持板４５を設置しても良い。この場合、支持板４５は、マウントレール２１に対して直接的に又は、スライドレールを介して間接的にネジ止めなどによって固定される。この支持板４５も本発明の取付手段を構成するものである。なお、このような支持板４５は、当然１Ｕのラックサーバ３１の下側に設置することも可能である。

他方、ラックサーバ３１、３２としては、本発明では例えば図３に示す内部構造のものが用いられる。すなわち、ラックサーバ３１、３２は回転体を含む内蔵機器として、例えば、ハードディスクドライブ３７と、光学ディスクドライブ３８と、後側に向かって送風するファン３９と、マザーボード３３と、電源ユニット３１とを備えている。

ハードディスクドライブ３７及び光学ディスクドライブ３８は、ラックサーバ３２の前側に配置されており、図３（ｂ）に示すように、前側よりも後側が下に位置する傾斜姿勢で搭載されている。ハードディスクドライブ３７及び光学ディスクドライブ３８の傾斜角度は、ラックサーバ３１、３２のマウントレール２１取り付け時の傾き角度と同じとされ、ラックサーバ３１、３２をマウントレール２１に取り付けた際に、ハードディスクドライブ３７及び光学ディスクドライブ３８の回転体の回転軸が上下方向に沿うようになっている。

マザーボード３３及び電源ユニット３１は、ラックサーバ３１、３２の後側に配置されており、それらのすぐ前側に送風ファン３９が配置されている。送風ファン３９は、図３（ｂ）に示すように、下側よりも上側が後側に位置する傾斜姿勢で設置されており、この傾斜角度は、ラックサーバ３１、３２のマウントレール２１取り付け時の傾き角度と同じとされ、ラックサーバ３１、３２をマウントレール２１に取り付けた際に、ファン（回転体）の回転軸が水平方向に沿うようになっている。

〔サーバ室の空調方法〕
次に、本発明に係るサーバ室の空調方法の第１実施形態について、図４（ａ）及び図５を参照しつつ詳説する。なお、図４（ａ）では、空調機はサーバ収納ラック列に対して垂直に送風するよう設置されており、他方、図５では、空調機はサーバ収納ラック列と平行に送風するように設置されているが、これらは説明の便宜上異なっているだけであって、どちらの形態も採用可能である。また、図４（ａ）及び図５に示す形態では、ラック列６０は４列設置されているが、これに限定されず、ラック列６０は何列設置しても良い。

まず、本実施形態に係るサーバ室の空調方法で用いられるサーバ室５０の構造を説明する。サーバ室５０は、機器室５１、空調チャンバ５２、床下チャンバ５３、及び天井チャンバ５４から主に構成されている。機器室５１に対して、壁面５６を隔てて空調チャンバ５２が、床面５７の下側に床下チャンバ５３が、天井面５８の上側に天井チャンバ５４がそれぞれ配置されている。

空調チャンバ５２と床下チャンバ５３とは相互に接続されており、空調チャンバ５２と天井チャンバ５４とは相互に接続されている。また、床面５７には鋼材を格子状に組んだグレーチングなどの通気性蓋体で蓋された吹出口６３が開口しており、天井面５８には回収口６５が開口している。回収口６５のすぐ上側には、送風ファン６５ａが設置されており、これらの送風ファン６５ａによって機器室５１内部の空気が天井チャンバ５４内に吸い上げられるようになっている。

空調チャンバ５２内には、空調機６９が設置されている。空調機６９は、機器室５１から送風ファン６５ａによって天井チャンバ５４内に吸い上げられた空気を取り込むと共に冷却し、この冷却した空気を床下チャンバ５３内に供給するようになっている。

機器室５１には、前述したサーバ収納ラックＸ１を複数並設して成るラック列６０が、所定の間隔を空けて複数設置されている。ラック列６０のサーバ収納ラックＸ１は、そのすぐ前側（前面パネル１１側）に吹出口６３が位置するように設置されており、他方、サーバ収納ラックＸ１のすぐ後側（後面パネル１２側）に回収口６５が位置するように設置されている。また、図５に示すように、相互に隣接する一対のラック列６０は、それらを構成するサーバ収納ラックＸ１の前面パネル１１同士或いは後面パネル１２同士が相互に対向するように設置されており、相互に隣接する吹出口６３と回収口６５とは、ラック列６０によって隔てられるような形となっている。

機器室５１内における吹出口６の上方及び回収口６５の下方には、温度計６８が設置されており、これらの温度計６８は全てサーバ収納ラックＸ１の上面パネル１３よりも上側に設置されている。また、これらの温度計６８は、空調機６９及び送風ファン６５ａを制御するコンピュータ（図示しない）に接続されており、温度計６８の検出結果によって空調機６９及び送風ファン６５ａの出力をコントロール可能となっている。なお、温度計６８の設置及びこれに基づく空調制御は任意であり、省略可能なものである。

次に、本実施形態に係るサーバ室の空調方法におけるエアフローを説明する。空調機６９によって冷却された空気（冷気）は、空調チャンバ５２から床下チャンバ５３内に供給され、吹出口６３から機器室５１内に吹き出される。吹出口６３から機器室５１内に吹き出された冷気は、サーバ収納ラックＸ１に搭載された排気ファン４１及びラックサーバ３１、３２に搭載されたファン３９によって作り出されるエアフローによって、コールドアイルＣを介してメッシュ部１１ｂからサーバ収納ラックＸ１内に入る。サーバラック収納ラックＸ１内に入った冷気は、ラックサーバ３１、３２から発せられる熱によって暖気へと変化し、ラックサーバ３１、３２の傾斜に沿って後斜め上方に流れた後、メッシュ部１２ｂからサーバ収納ラックＸ１外部に排気される。そして、サーバ収納ラックＸ１から排気された暖気は、ホットアイルＨを介して天井面５８に設けられた回収口６５及び送風ファン６５ａによって天井チャンバ５４内に吸い上げられ、そのまま空調チャンバ５２内に供給された空調機６９によって再度冷却され、床下チャンバ５３内に供給される。
なお、上記説明におけるコールドアイルＣとは、吹出口６３と吸気口（メッシュ部１１ｂ）との間における冷気の通路であり、他方、ホットアイルＨとは、排気口（メッシュ部１２ｂ）と回収口６５との間における暖気の通路である。

次に、サーバ収納ラック及びサーバ室の空調方法の第１実施形態の作用効果を説明する。
上記サーバ収納ラックＸ１では、サーバ収納ラックＸ１の筺体部内に、ラックサーバ３１、３２を前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように構成されているため、ラックサーバ３１、３２から発せられた熱によって生じる暖気は、上方に向かって上昇し、上方に配置されたラックサーバ３１、３２にぶつかるものの、ラックサーバ３１、３２の傾きに沿って吸気口であるメッシュ部１１ｂの小孔から排気口であるメッシュ部１２ｂの小孔に向かって自然と移動するようになっているため、ラックサーバ３１、３２間に熱溜まりが生じにくくなっている。
そして、このように暖気がメッシュ部１１ｂからメッシュ部１２ｂに向かって自然と移動するようになっていると共に、空調機６９から供給される冷気が、床面５７の吹出口６３、コールドアイルＣ及びメッシュ部１１ｂをこの順に介してサーバ収納ラックＸ１内に入り、サーバ収納ラックＸ１内の暖気が、メッシュ部１２ｂ、ホットアイルＨ及び天井面５８の回収口６５をこの順に介して空調機６９に返送される構成とされているため、空調機６９によってサーバ室５０内を循環する空気の流れ方向と、ラックサーバ３１、３２から発せられた熱によって生じる暖気の流れ方向とが一致してサーバ収納ラックＸ１内外のエアフローがスムーズに繋がり、サーバ収納ラックＸ１内部の熱を効率良く回収することができる。

また、ラックサーバ３１、３２を前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように構成されているため、排気ファン４１の送風量を低くするか無くした場合、排気口であるメッシュ部１２ｂから排気される暖気は、ラックサーバ３１、３２の設置方向に沿って上斜め後方に流れる。従って、相互に隣接する一対のラック列６０のサーバ収納ラックＸ１から排気される暖気は、水平方向に暖気を排気する従来のものと比して相互に対向してぶつかりにくくなっているため、メッシュ部１２ｂから回収口６５までのエアフローが乱れにくくなっている。

さらに、上記のように暖気がメッシュ部１１ｂからメッシュ部１２ｂに向かって自然と移動するようになっており、メッシュ部１１ｂ側に向かって移動することがないため、メッシュ部１１ｂから暖気が漏れ出てしまい、コールドアイルＣを通過する冷気の温度の上昇を防止することができるようになっている。

加えて、サーバ収納ラックＸ１が、前述のようにラックサーバ３１、３２を前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように構成されていると、ラックサーバ３１、３２を水平に設置するものと比べて、筺体部の前後方向長さを短く構成することができるため、機器室５１内の床面５７に対するサーバ収納ラックＸ１の設置面積を減ずることができる。

ラックサーバ３１、３２には、通常ハードディスクドライブや光学ドライブや冷却ファンなどの回転軸を中心として回転駆動される回転体を含む内蔵機器が備えられている。このような内蔵機器は、一般的に、ラックサーバの収納時に回転体の回転軸が上下方向又は水平方向に沿うよう設置されている。回転軸が上下方向又は水平方向に対して傾いていると、回転軸又は軸受けが偏摩耗しがちとなるなど、内蔵機器の安定動作の妨げとなることから好ましくない。
そこで、本実施形態に係るサーバ収納ラックＸ１では、ラックサーバ３１、３２を傾斜姿勢で設置した際に、回転体の回転軸が上下方向に沿わなくなることがないように、ラックサーバが傾斜姿勢で搭載された状態で、回転体の回転軸が上下方向に沿うように内臓機器が設置されている。このように、ハードディスクドライブ３７、光学ディスクドライブ３８及び送風ファン３９がそれぞれ備える回転体の各回転軸が上下方向又は水平方向に対して傾かないようこれらの内蔵機器が設置されていることによって、回転軸又は軸受けの偏摩耗を防止可能とされている。

〔その他の実施形態〕
（イ） 第１実施形態に係るサーバ収納ラックＸ１では、自然とメッシュ部１１ｂからメッシュ部１２ｂへと暖気が流れるため、ラックサーバ３１、３２の排熱が小さい場合は、排気ファン４１を設置しなくとも良い。この場合、後面パネル１２とラックサーバ３１、３２の後端との距離を近接させることができる。

（ロ） 前面パネル１１、後面パネル１２及び一対の側面パネルで取り囲む空間を下から蓋するようにして下面を設置しても良い。また、本発明に係るサーバ収納ラックを頻繁に移動させてサーバ室内のレイアウトを変更したい場合には、下部にキャスターなどの移動手段を設けることもできる。なお、この移動手段は、下面の下側に設置しても良いし、前面パネル１１、後面パネル１２又は側面パネルの下部に直接設置しても良い。

（ハ） 上述の実施形態では、ラックサーバ３１、３２等の複数の搭載機器の傾斜角度が全て同じとなるように、全搭載区画に取り付けられるスライドレール２２の傾斜角度が同じになるように構成されているが、一部又は全ての搭載区画に取り付けられるスライドレール２２の傾斜角度を他の搭載区画と異なるように構成することができる。特に、キーボードやディスプレイなどのラックサーバではない装置を搭載するときは、その搭載区画に取り付けるスライドレール２２は水平に設置されることが好ましい。

（ニ） 上述の実施形態では、ハードディスクドライブ内蔵タイプのラックサーバ３１、３２を搭載する形態を説明したが、ハードディスクドライブに代えて回転体を有しないＳＳＤ（ソリッド・ステート・ドライブ）などの記録媒体を搭載する場合は、その記憶媒体は、上述のハードディスクドライブのように、ラックサーバ３１、３２に対して傾けて取り付けなくても良い。

（ホ） 図３（ｃ）に示すように、ラックサーバ３１、３２内の送風ファン３９は、ファンの回転軸がラックサーバ３１、３２の前後延在方向に沿っていても良い。送風ファン３９をこのように構成することによって、ラックサーバ３１、３２の前後延在方向に沿って送風することができるため、筺体部内部のエアフローがスムーズとなる。

（ヘ） 図４（ｂ）に示すように、サーバ室５０に、天井面５８に吊り下げタイプの排気ダクト５８ａを設け、この排気ダクト５８ａに設けられた回収口６５から回収した暖気を直接空調機６９に送るという形態も採ることができる。このような形態では、空調チャンバ５２を省略して、機器室５１のスペースを広くとることができる。
また、図４（ｂ）の示すように、吹出口６３の下側に、吹出口６３からの冷気の吹出しを補助する送風ファン６３ａを設置することもできる。

（ト） 上述の実施形態では、吸気口１１ｂの位置は、搭載されるラックサーバ３１、３２の前端部又はその近傍と対向する部位を含む、前面パネル１３の略全体となっているが、搭載されるラックサーバ３１、３２の前端部又はその近傍の下方に設けることもでき、両方に設けることもできる（図示省略）。

（チ） 図６（ａ）に示すように、サーバ収納空間２０の上方に、上面パネル１３に向かって上昇する暖気を排気口（上面パネル１３のメッシュ部の小孔）へ誘導する誘導板１４を設置するのも好ましい形態である。この誘導板１４はその直下に設置されたラックサーバ３１全体を覆う程度の寸法・形状とするのが好ましく、また、ラックサーバ３１、３２と平行になるようにマウントレール２１等に取り付けるのが好ましい。なお、このような誘導板１４は、図６に示される形態だけでなく、他の形態にも適用できることはいうまでもない。

（リ） 上述の実施形態では、排気口の位置は、搭載されるラックサーバ３１、３２の後端部又はその近傍と対向する部位を含む、後面パネル１２の略全体となっているが、図６（ｂ）に示すように、搭載されるラックサーバ３１、３２の後端部又はその近傍の上方とすることもできる。この場合、空気は、前面パネル１１のメッシュ部１１ｂを通じて筺体部内に流入し、排気部１９を通じて筺体部外に排気される。この形態では、ラックサーバ３１、３２の後方に暖気上昇通路となる空間をある程度確保するのが好ましい。また、この形態では、後面パネル１２にメッシュ部１２ｂ等の排気口を設けても良いが、排気口を設けずに、後面パネル１２を介して空気が筺体部の内外を行き来できないように構成するのが好ましい。
なお、図示例では、排気口として上面パネル１３に煙突状の排気部１９を設けているが、図６（ａ）に示すように上面パネルにメッシュ部や開口部等の排気口を設けても良い。また、排気部１９には、筺体部内部から外部に向かって送風可能な排気ファン１３ａを取り付けて、筺体部内部の暖気を強制排気するように構成しても良い。
また、この形態のサーバ収納ラックをサーバ室に設置する場合、排気部１９からの排気を円滑に回収するために、サーバ室の回収口を排気部１９の上方に位置させる他、排気部１９を延長してサーバ室の回収口に接続することもできる。

（ヌ） 図６（ｂ）に示すのと同様の構造のサーバ収納ラックを、図６（ａ）に示すように背中合わせ（back-to-back）で且つ内部空間が連続するように一体化し、両サーバ収納空間２０の間を、共通の暖気上昇通路２０Ｍとし、その上方の上面パネル１３に共通の排気口としてのメッシュ部１３ｂを設けるのも好ましい形態である。このような背中合わせ構造は、サーバの収容効率が高いものであるが、両サーバ収納空間２０の間の暖気通路２０Ｍ及び排気口１３ｂを共用するため、ラックサーバ３１、３２を従来のように水平配置すると、暖気通路を挟んで一方のサーバ収納空間２０から排出される暖気と、他方のサーバ収納空間２０から排出される暖気とが衝突し、暖気の排出がスムーズになされず、熱だまりを生じ易い。よって、このような背中合わせ構造において、本発明のラックサーバの傾斜配置を採用するのは非常に好ましい。すなわち、暖気はラックサーバ３１、３２の傾きに沿って移動し、共通の暖気通路２０Ｍに対して、斜め上方に向かって排出されるため、暖気通路２０Ｍを挟んで一方のサーバ収納空間２０から排出される暖気と、他方のサーバ収納空間から排出される暖気２０とが衝突しても、いずれも上面パネル１３の排気口１３ｂに向かって流れるようになり、熱溜まりが生じにくくなる。
なお、排気口１３ｂには、筺体部内部から外部に向かって送風可能な排気ファン１３ａを取り付けて、筺体部内の暖気を強制排気するように構成しても良い。
また、この形態のサーバ収納ラックをサーバ室に設置する場合、排気口１３ｂからの排気を円滑に回収するために、サーバ室の回収口を排気口１３ｂの上方に位置させる他、図６（ｂ）に示す例と同様に排気口を煙突状に延長して、サーバ室の回収口に接続することもできる。

（ル） 図６（ｂ）に示すように、上面パネル１３がラックサーバ３１、３２と同様に傾斜しており、前述の誘導板１４と同じ役割を果たすようになっているのも好ましい形態である。この場合、上面パネル１３とラックサーバ３１、３２とが平行を成すように、上面パネル１３の傾斜角度を設定するのが好ましい。なお、この傾斜上面パネル１３は、図６に示される形態だけでなく、他の形態にも適用できることはいうまでもない。

（ヲ） 上述の実施形態では、吸気口の位置は、搭載されるラックサーバ３１、３２の前端部又はその近傍と対向する部位を含む、前面パネル１１の略全体となっているが、図７に示すように、搭載されるラックサーバ３１、３２の前端部又はその近傍の下方とすることもできる。この場合、サーバ室５０の床面５７におけるラックサーバ３１、３２の前端部又はその近傍の下方に、鋼材を格子状に組んだグレーチングなどの通気性蓋体で蓋された吹出口６３が開口しており、この吹出口６３が吸気口を兼ねている。吸気口をこのように設ける場合、ラックサーバ３１、３２の前方に冷気上昇通路となる空間をある程度確保するのが好ましい。また、この形態では、前面パネル１１にメッシュ部１１ｂ等の吸気口を設けても良いが、吸気口を設けずに、前面パネル１１を介して空気が筺体部の内外を行き来できないように構成するのが好ましい。
このような形態では、吹出口６３から供給される冷気が、機器室５１を介さずに吹出口６３から筺体部内に直接流入するため、冷却効率が機器室５１内の温度によって低下することを防止することができる。また、このような形態では、吹出口６３から供給される冷気が機器室５１の影響を受け難くいため、筺体部内部の温度を吹出口６３から供給される冷気だけでコントロールできるため、機器室５１内の温度を比較的自由に設定可能となる。

（ワ） 吸気口の配置を図７に示すような形態とする場合、排気口の位置を、図６（ｂ）に示される形態Ｘ３と同様に、搭載されるラックサーバ３１、３２の後端部又はその近傍の上方とし、空気が排気部１９を通じて筺体部外に排気されるよう構成することが好ましい。吸気口及び排気口をこのように形成すると、ラックサーバ３１、３２の前後に送風用のファンを設ける必要がないため、ラックサーバ３１、３２の前方及び後方に空気通路となる空間を設けたとしても、送風ファンを設置した場合に比して、筺体部の前後方向長さを短く形成することが可能となるため、サーバ収納ラックを小型化することができる。

（カ） 図７における符号７０で示されるように、筺体部内部に温度及び湿度を計測可能な温湿センサー７０を設置することもできる。温湿センサー７０は、図示形態のように前面パネル１１や後面パネル１２に設置することは勿論のこと、側面パネル、上面パネル１３、マウントレール２１など、筺体部内部であればどこにでも設置することができ、設置位置に関しては、適所選択することができる。そして、これらの温湿センサー７０での計測結果は、ラックサーバ３１、３２の保守を行うために、例えば、前面パネル１１や後面パネル１２に設けられたディスプレイ（図示せず）に表示したり、空調機６９の動作を制御するコンピューターに送信したりすることができる。

（ヨ） 上述の実施形態では、サーバ収納空間における区画（単位区画又は集合区画）間を仕切る間仕切りを設けずに、区画間は連続する構造となっているが、間仕切りを設けても良い（図示省略）。さらに、この間仕切りに、前述の誘導板１４又は支持板４５としての機能を担わせても良い。

本発明は、サーバ室の空調方法として適用できるものである。

Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４・・・サーバ収納ラック
１１・・・前面パネル（筺体部）
１２・・・後面パネル（筺体部）
１３・・・上面部分（筺体部）
１１ｂ・・・メッシュ部（このメッシュ部に形成された小孔が吸気口）
１２ｂ・・・メッシュ部（このメッシュ部に形成された小孔が排気口）
２１・・・マウントレール（取付手段）
２２・・・スライドレール（取付手段）
２４・・・アタッチメント部（取付手段）
３１、３２・・・ラックサーバ
３７・・・ハードディスクドライブ（内蔵機器）
３８・・・光学ディスクドライブ（内蔵機器）
５０・・・サーバ室
５７・・・床面
５８・・・天井面
６３・・・吹出口
６５・・・回収口
６９・・・空調機
Ｈ・・・ホットアイル
Ｃ・・・コールドアイル

Claims (1)

1. 上下方向に所定の間隔で区画された多数の直方体状の単位区画を有するサーバ収納空間と、このサーバ収納空間の少なくとも左右を被覆する筺体部とを有し、一つの前記単位区画又は複数の連続する前記単位区画からなる集合区画内に、その単位区画又は集合区画の寸法に応じた直方体状のラックサーバを搭載するための取付手段を備えた、キャビネットタイプのサーバ収納ラックが設置され、
   このサーバ収納ラックのサーバ収納空間内に、前記取付手段を用いて少なくとも一台のラックサーバが搭載され、
   サーバ収納ラック前方又は下方の床面に、空調機から供給される冷気の吹出口が設けられると共に、サーバ収納ラック後方又は上方の天井面に、暖気を空調機に返送する回収口が設けられ、サーバ収納ラックの前方がコールドアイル、サーバ収納ラックの後方又は上方がホットアイルとされた、サーバ室の空調方法において、
   前記サーバ収納ラックの取付手段は、少なくとも一部の単位区画又は集合区画内に搭載されるラックサーバが、前側よりも後側が上に位置する傾斜姿勢で搭載されるように、構成されたものであり、
   前記サーバ収納ラックの筺体部は、前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの後端部又はその近傍と対向する部位、及び前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの後端部又はその近傍の上方の少なくとも一方に、排気口を有するとともに、前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの前端部又はその近傍と対向する部位、及び前記傾斜姿勢で搭載されるラックサーバの前端部又はその近傍の下方の少なくとも一方に、吸気口を有し、
   前記サーバ収納ラックは、前記傾斜姿勢で搭載されたラックサーバにおける内部の暖気及び底面に接する暖気が、ラックサーバの傾斜に沿って後斜め上方に流れた後、前記排気口から外部に排気されるように構成されており、
   前記サーバ収納ラックのサーバ収納空間内に、前記取付手段を用いて少なくとも一台のラックサーバが前記傾斜姿勢で搭載されており、
   前記空調機から供給される冷気は、前記床面の吹出口、前記コールドアイル及び前記サーバ収納ラックの吸気口をこの順に介して前記サーバ収納ラック内に入り、前記サーバ収納ラック内の暖気は、前記サーバ収納ラックの排気口、前記ホットアイル及び前記天井面の回収口をこの順に介して前記空調機に返送される構成とされ、
   前記傾斜姿勢で搭載されたラックサーバは、回転軸を中心として回転駆動される回転体を含む内蔵機器としてハードディスクドライブ及び光学ディスクドライブの少なくとも一方を備えるとともに、この内蔵機器は、前記傾斜姿勢で、前記回転軸が上下方向又は水平方向に沿うように取り付けられている、
   ことを特徴とするサーバ室の空調方法。

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