JP5451931B1 - サーバーラック室内システム - Google Patents

Abstract

【課題】サーバーラック室の規模を大規模化する必要なく、さらには、サーバーラック室の製作コストを高騰させることなく、サーバーラック室全体に亘って冷気を可及的均一に提供することのできる床吹き出し空調構造を備えたサーバーラック室内システムを提供すること。
【解決手段】２以上のサーバーラック１から構成されるサーバーラック列２が吹き出し口４ａを備えた床の上に配設され、該床の下方には床下空間ＵＬが設けられており、床下空間ＵＬに空調機３が流体連通しており、空調機３から床下空間ＵＬに提供された冷気が吹き出し口４ａを介してサーバーラック列２に提供されるようになっているサーバーラック室内システム１０において、床下空間ＵＬに、床下空間ＵＬの高さよりも高さの低い遮蔽部材５が設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも２列のサーバーラック列が通路を挟んで配されてなるサーバーラック室内システムに関するものである。

インターネットやLANなどのネットワーク上で複数のパソコンに多様な機能やサービスを提供したり、データを一元化するサーバーがラックに集積されてサーバーラックを構成し、複数のサーバーラックが隣接するように配設されてサーバーラック列を構成し、複数のサーバーラック列が通路を挟んで配設されてサーバーラック室内システムが構成される。各サーバーラック列間の通路は、サーバーラックの背面から排気が排出されるホットアイル空間と、冷気が提供されるコールドアイル空間のいずれか一方を形成しており、サーバーラック室内システムにおいては、このホットアイル空間とコールドアイル空間が交互に形成されているのが一般的である。なお、このサーバーラック室内システムはデータセンターなどと称されることもある。

上記通路はたとえば二重床構造となっており、かつ、この二重床を構成する上床には冷気が流通する多数の吹き出し口が開設されており、空気制御装置から提供された冷気は二重床の間に形成されている床下空間を流通するようになっている。

そして、吹き出し口を介してコールドアイル空間に提供された冷気は、それぞれのサーバーラック列の該コールドアイル空間に臨む前面を介してサーバーラック列を構成する各サーバーラックに提供され、サーバーラックに収納されたサーバーを通過する過程で冷気は熱を奪って昇温して暖気となってサーバーラックの背面からホットアイル空間に排出される。サーバーラックの背面から排出された排気は空調機や空気制御装置等に戻され、ここで再び冷気に戻されるようになっており、このような冷気の循環がサーバーラック室内で繰り返されることにより、各サーバーが所定温度状態に制御されるのが一般的である。

このように、空調機からの冷気を二重床の床下空間に流し、床からコールドアイル空間に冷気を吹き出して各サーバーラックに提供する空調方式は、床吹き出し空調と称されることもあり、空調機から横方向に冷気を流して各サーバーラックに冷気を提供する空調方式と区別される。

ところで、上記する床吹き出し空調に関し、特に熱負荷の大きなサーバーラック室においては、床から提供される冷気の吹き出し量が均一にならないことが往々にしてあり、このことに起因して、十分に冷却されずに熱溜りが生じ、この熱溜りによって他の箇所よりも高温となっている偏熱箇所がサーバーラック室内に発生し易い。

この偏熱箇所の周辺では、サーバーラックやその内部のIT機器等の冷却が十分におこなわれないことから、これが運転障害の原因の一つとなっている。この問題に鑑み、このような偏熱箇所の発生を解消するべく、サーバーラック室全体に亘って冷気を可及的均一に提供することのできる床吹き出し空調構造を備えたサーバーラック室内システムの開発が切望されている。

ここで、特許文献１には、空調機と床下空間の間に給気チャンバを設け、空調機と床下空間を給気チャンバを介して連通させ、空調機で冷却された低温空気を給気チャンバ内で拡散させて給気チャンバ内から床下空間に供給し、床吹き出し口から室内に給気するように構成した空調システムが開示されている。

この空調システムによれば、空調機で冷却された低温空気を一度給気チャンバ内に供給した後、床下空間に供給することで、給気チャンバから床下空間に供給される低温空気の風速を均一にできるとしている。

一方、特許文献２には、発熱機器を設置した機器設置空間と、機器設置空間の床下に設けられた床下空間と、機器設置空間の空気を取込んで温度制御された空気を床下空間に送出する空調機と、機器設置空間と床下空間の間に設けられて温度制御された空気を床下空間から機器設置空間へ供給するグリルと、所定の開口率を有して床下空間を上下の第１の空間と第２の空間に区画する風向制御板と、を備えるデータセンターの空調構造が開示されている。

このデータセンターの空調構造によれば、床下空間を孔の開いた風向制御板で上下に区画するようにしたことで、空調機から送出された冷気の流れはこの風向制御板を通って上向きとなり、グリルから吹き出す風量が均一化されて効率よく空調できるとしている。

特開２０１０−５４０９５号公報 特開２０１２−１２７６２７号公報

特許文献１，２によれば、床下空間に供給される低温空気の風速を均一化でき、あるいは、グリルから吹き出す風量を均一化でき、効率よく空調できるとしている。しかしながら、特許文献１に開示される空調システムでは、空調機の設置位置を高くし、その下方に給気チャンバを設けることから、サーバーラック室の構築コストが嵩むことに加えて、サーバーラック室の高さを高くせざるを得ないことからサーバーラック室の規模が大型化するといった問題がある。

一方、特許文献２に開示されるデータセンターでは、２つの空間からなる床下空間を設けることから、特許文献１の空調システムと同様にサーバーラック室の構築コストが嵩むことに加えて、サーバーラック室の高さを高くせざるを得ないことからサーバーラック室の規模が大型化するといった問題がある。

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、サーバーラック室の規模を大規模化する必要がなく、さらには、サーバーラック室の構築コストを高騰させることなく、サーバーラック室全体に亘って冷気を可及的均一に提供することのできる床吹き出し空調構造を備えたサーバーラック室内システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明によるサーバーラック室内システムは、２以上のサーバーラックから構成されるサーバーラック列が吹き出し口を備えた床の上に配設され、該床の下方には床下空間が設けられており、床下空間に空調機が流体連通しており、空調機から床下空間に提供された冷気が吹き出し口を介してサーバーラック列に提供されるようになっているサーバーラック室内システムにおいて、床下空間に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材が設置されているものである。

本発明のサーバーラック室内システムは、二重床を備えたサーバーラック室の床下空間の適所に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材を設置したことにより、この遮蔽部材にて空調機から床下空間内に提供されて流れてきた冷気の流れを穏やかな流れとし、流れが穏やかになった冷気を床下空間の全域に提供することで、床下空間の上方の各所にある冷気の吹き出し口を介してその上方（コールドアイル空間）に可及的に吹き出し量が均一化された冷気を提供することができるものである。

空調機から吹き降ろされた冷気は勢いよく床下空間を流通するのが一般的であり、そのために均一な風量の冷気を床下空間の全域に提供するのが難しい。本発明は、遮蔽部材の作用として、空調機から吹き降ろされた冷気の勢いを殺して穏やかな流れの冷気を生成させるようにしたものである。たとえば遮蔽部材の堰を超える過程で冷気の勢いを殺して流れを緩やかにし、このように流れが穏やかになった冷気を床の全域に提供することで、緩やかで均一な流速の冷気を床全域に提供することが可能となる。

また、このような作用を遮蔽部材に発揮させるべく、遮蔽部材は空調機の近傍であって、かつ、効果的に冷気の勢いを殺すことのできる空調機からの離間をもった位置に設置されるのが望ましい。尤も、このような位置は、空調機から提供される冷気の流速や風量などによって変動することから、提供される冷気の一般的な流速等を勘案して遮蔽部材の設置位置が設定される。

また、空調機の形態に応じて、多様な遮蔽部材の設置形態がある。たとえば、平面形状が矩形のサーバーラック室において、２以上のコールドアイル空間のそれぞれの前方位置に一定幅の空調機が配設されている場合に、各空調機の幅よりも広い幅の遮蔽部材を各空調機の前方に設置する設置形態などを適用できる。

本発明のサーバーラック室内システムによれば、床下空間内の適所に遮蔽部材を設置するだけの簡易な構成を適用したことから、特許文献１，２のようにサーバーラック室の高さ規模を大型化させる必要もなく、したがってサーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の全域の床上方に可及的に吹き出し量が均一に制御された冷気を提供することが可能となる。また、風量を均一にする調整が容易であり、サーバー稼働中でも調整をおこなうことができる。たとえば、空調機と遮蔽部材の離間をt、遮蔽部材の高さをh、遮蔽部材の幅をdとした場合、t、h、dを自由に変更可能であることから、グリルからの吹き出し風量の状況を確認して、手動でt、h、dの調整を容易におこなうことができる。特に、実際はdが1m程度であることから、重量が軽く、作業員が片手で運んで動かすことができる。また、コールドアイルごとの調整も可能である。短柵型（遮蔽部材の幅：dが1m程度の細片状）の場合には、目標とするコールドアイルもしくはコールドアイルごとに該当する遮蔽部材を動かす、もしくは部品を積み増して高さを調整できるので（後述する遮蔽部材の衝立を角形鋼材を積層してなる積層体から構成した形態）、細かい調整が可能となり、その延長でコールドアイルごとの調整も可能となる。さらに、床下空間に置くだけなので、他の機器との干渉や遮蔽部材のためのスペースが不要となる。これらのことより、イニシャルコストもランニングコストも安価となる。

ここで、遮蔽部材の実施の形態として、遮蔽部材が衝立を有し、衝立が可動羽根を備えている形態を挙げることができる。

衝立がその高さ方向にたとえば２以上の可動羽根を備えている場合には、各可動羽根の角度を適宜調整することで、床全域に緩やかで均一な流速の冷気を提供し易くなる。

たとえば遮蔽部材が３つの可動羽根を備えている場合において、各可動羽根の角度をたとえば手動で調整しながら（３つある可動羽根のうちの上羽根の角度を鉛直（閉じた状態）に近くし、中央羽根、下羽根の順で徐々に羽根角度を広げるなど）、床全域で風速が均一になるように各可動羽根の角度を様々に調整して遮蔽部材の設置をおこなう試験を実施した上で、各可動羽根の角度が最適な角度に調整された遮蔽部材を床下空間の適所に配設することで、サーバーラック室内システムの供用後は、常に室内全域で均一な風量の冷気が提供されることになる。また、供用後にメンテナンスで床下空間に作業員が入り、手動で各可動羽根の角度を調整してもよい。

また、サーバーラック室の複数の場所での床上下の差圧をそれぞれ測定し、各場所の差圧に偏差がある場合は、このような場所ごとの差圧の偏差を解消することで各場所における冷気の風速や吹き出し量を均一にできる。そこで、このような場所ごとの差圧の偏差を解消するべく、遮蔽部材の衝立の高さを調整したり、各可動羽根の角度を調整するのがよい。

また、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、床の上下の圧力を検知する圧力センサと、それぞれの圧力センサからの検知データを受信して双方の差圧を算定し、差圧に応じて可動羽根の角度を調整する角度制御部をさらに備えたものである。

本実施の形態のシステムでは、床上下の差圧と、差圧に応じて床全域に均一な流速で冷気を提供できる可動羽根の角度（可動羽根が複数ある場合は各可動羽根の角度）が予め特定されていて、この特定されたデータを角度制御部に格納しておく。たとえばサーバーラック室の複数の場所の床の上下位置にはそれぞれの場所に固有の圧力センサが設置されており、各圧力センサから角度制御部に検知データが送信されてくる。この角度制御部では、各場所の床上下の差圧を算定し、場所ごとの差圧の偏差を算定する。角度制御部には、たとえば、サーバーラック室において複数の圧力測定場所ごとの差圧の偏差に関するデータが格納されている。そして、各差圧の偏差ごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるようにするべく、遮蔽部材の各可動羽根の角度を様々に変更して各場所の吹き出し量を測定する実験を予めおこなっておき、差圧の偏差ごとに該偏差を解消できる遮蔽部材の各可動羽根の角度が設定され、この設定データも角度制御部に格納しておく。このようにサーバーラック室内の複数の場所の差圧の偏差ごとに最適な遮蔽部材の各可動羽根の角度が設定されていることで、角度制御部で受信された検知データに基づいてその時点での差圧に適した可動羽根角度の照合が実行され、各可動羽根が決定された角度を有するように制御信号が各可動羽根に送信されて各可動羽根の角度調整が自動でおこなわれる。なお、差圧の偏差ごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるような遮蔽部材の各可動羽根の角度が予め設定されていれば、上記するように各可動羽根の角度を自動制御するのではなくて、管理者が計測された差圧および場所ごとの差圧の偏差に応じて各遮蔽部材の各可動羽根の角度を手動で調整してもよい。

また、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、床の複数箇所において各箇所の床上下位置に対応する圧力センサを設置しておく第１の差圧検知方法、もしくは、床に走行溝を設け、床の上下位置にそれぞれ圧力センサを備えた走行台車を走行させるようにしておく第２の差圧検知方法、のいずれかの方法を適用して床全域の床上下の差圧を検知するようになっているものである。

本実施の形態のシステムによれば、サーバーラック室全域における床上下の差圧を随時特定することができる。なお、第１の差圧検知方法によれば、圧力センサを適所に設置するだけで済み、必要に応じて圧力センサの基数や設置位置を随時変更可能となる。なお、差圧測定者が圧力センサを移動させてサーバーラック室の各場所の床上下の圧力を順次測定し、各場所の床上下の差圧を測定するといったシンプルな測定方法であってもよいことは勿論のことである。

さらに、本発明によるサーバーラック室内システムの他の実施の形態は、遮蔽部材が衝立を有し、該衝立は、角形鋼材を積層してなる積層体を固定部材で固定して形成されており、角形鋼材の積層数の調整によって衝立の高さ調整がおこなわれるようになっているものである。

遮蔽部材の衝立を角形鋼材を積層してなる積層体から構成することにより、一般の角形鋼材を適用することから遮蔽部材の製作コストも安価となり、さらには、衝立の高さ調整は角形鋼材の積層数を調整するだけで容易におこなうことができる。

以上の説明から理解できるように、本発明のサーバーラック室内システムによれば、二重床を備えたサーバーラック室の床下空間の適所に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材を設置した構成を適用したことにより、サーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の規模を大型化させることもなく、遮蔽部材にて空調機から床下空間内に提供されて流れてきた冷気の流れを穏やかな流れとし、流れが穏やかになった冷気を床下空間の全域に提供することができ、床下空間の上方の各所にある冷気の吹き出し口を介してその上方に可及的に吹き出し量が均一化された冷気を提供することができる。

本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態１を示す平面図である。 図１のII−II矢視図である。 遮蔽部材の実施の形態１を示す斜視図である。 遮蔽部材の実施の形態２を示す斜視図である。 遮蔽部材の実施の形態３を示す斜視図である。 遮蔽部材の実施の形態４を示す斜視図である。 本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態２を示す平面図である。 図７のVIII−VIII矢視図である。 本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態３を示す平面図である。 遮蔽部材がある場合とない場合に関し、サーバーラック室の複数の計測点における風速値を測定する実験結果を示した図である。

以下、図面を参照して本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態１〜３と遮蔽部材の実施の形態１〜４を説明する。

（サーバーラック室内システムと遮蔽部材の実施の形態１）
図１は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態１を示す平面図であり、図２は図１のII−II矢視図である。

図示するサーバーラック室内システム１０は、二重床４の上方において、複数のサーバーラック１が側方に並べられてサーバーラック列２を構成し、複数のサーバーラック列２が通路を介して並べられてその全体が構成されている。対向するサーバーラック列２の間の各通路は、サーバーラックの前面であって冷気をサーバーラック１内に取り込む側となるコールドアイル空間ＣＡと、サーバーラック１内を冷気が通過する過程で吸熱して生成された高温の排気が排出されるホットアイル空間ＨＡとなっており、このコールドアイル空間ＣＡとホットアイル空間ＨＡが交互に形成されている。

平面視矩形のサーバーラック室において、各コールドアイル空間ＣＡの前方位置にはそれぞれに固有の空調機３（図示例では2基）が配設されている。なお、空調機の配設態様はコールドアイル空間の前方位置のみに限定されるものではなく、必要に応じて他の部位（たとえば図１においてサーバーラック室の左右の端辺の各所）にさらに空調機が配設される形態であってもよい。

図２で示すように、二重床４は上床４Ａと下床４Ｂから構成され、これら上下の床４Ａ，４Ｂ間には高さt1の床下空間ＵＬが形成されている。この床下空間ＵＬには、空調機３から吹き出された（Ｘ１方向）冷気がコールドアイル空間ＣＡの長手方向に流れ、冷気の流れ方向に空調機３から距離L離れた位置に高さt2の遮蔽部材５が配設されている。

この遮蔽部材５は、空調機３から吹き降ろされた冷気の勢いを殺して穏やかな流れの冷気を生成させるものである。遮蔽部材５の堰を超える過程（Ｘ２方向）で冷気の勢いを殺して流れを緩やかにし、このように流れが穏やかになった冷気を床の全域に提供する（Ｘ３方向）ことで、緩やかで均一な流速の冷気を床全域に提供することが可能となる。

床下空間ＵＬを流れた冷気は、上床４Ａに設けられている吹き出し口４ａを介してコールドアイル空間ＣＡの全域に提供される（Ｘ４方向）。

図３は遮蔽部材の実施の形態１を示した図である。図示する遮蔽部材５は、側面視L型を呈し、冷気の流れに対して堰の役割を担う衝立５ａを有している。この遮蔽部材５は、アルミニウムや鋼、SUSなどの金属素材、セラミックス、コンクリートなど、その形成素材は多様である。

遮蔽部材５の高さt2は床下空間ＵＬの高さt1よりも低く、高さt2は高さt1の1/2程度、もしくは、各種の気流シミュレーションや実験によって、サーバーラック室の全域に提供される冷気の風量が均一になるような高さに設定されるのがよく、冷気の設計流速もしくは設計流量なども勘案して設定される。

さらに、図１，３より、遮蔽部材５の幅s2は空調機３の幅s1と同じか、幅s1よりも広幅となるように設計されているのが好ましい。また、幅s2は空調機３の幅s1よりも小さくして分割構成とし、分割体を連続して設置して所定の長さ（幅方向の長さ）を確保すると同時に、１台の遮蔽部材５の分割体は軽量になることで搬入の容易性や位置調整の容易性を向上させることもできる。なお、図示例では、空調機３の幅s1よりも広幅の遮蔽部材５を各空調機３の前方に配設しているが、図示例のものよりもさらに広幅の遮蔽部材を使用して各遮蔽部材の端部同士を当接させて、あるいは、遮蔽部材５の端部同士を一部ラップさせて、遮蔽部材５同士を隙間なく配設してもよい。いずれにせよ、各遮蔽部材５を介して整流された冷気がサーバーラック室の全域に提供されるように遮蔽部材５の幅s2が設定されるのがよい。

具体的な実施例としては、床下空間の高さt1が1m、遮蔽部材５の高さt2が500mm、空調機３から遮蔽部材５までの離間Lが1mで二重床４や遮蔽部材５を構成し、配設することができる。

サーバーラック室内システム１０によれば、床下空間ＵＬ内の適所に遮蔽部材５を設置するだけの簡易な構成を適用したことから、サーバーラック室の構築コストが嵩むこともなく、サーバーラック室の規模を大型化させることもなく、サーバーラック室の全域のコールドアイル空間ＣＡに可及的に吹き出し量が均一に制御された冷気を提供することが可能となり、サーバーラック室内に熱溜りに起因した偏熱箇所が発生することも効果的に解消される。

（遮蔽部材の実施の形態２）
図４は遮蔽部材の実施の形態２を示した図である。図示する遮蔽部材５Ａは、複数の角形鋼材５ｂ（C型鋼）を積層して積層体とし、この積層体を２つのボルトナット５ｃで固定して衝立を形成し、この衝立を２本の角形鋼材５ｂからなる支持脚に固定して全体が構成されたものである。

遮蔽部材５Ａによれば、一般の角形鋼材５ｂを適用することから遮蔽部材５Ａの製作コストは安価となる。さらに、衝立の高さ調整は角形鋼材５ｂの積層数を調整するだけで容易におこなうことができる。

（遮蔽部材の実施の形態３）
図５は遮蔽部材の実施の形態３を示した図である。図示する遮蔽部材５Ｂは、支持脚を備えた枠材５ｄに、３つの可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３が取り付けられているものである。

衝立がその高さ方向に３つの可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３を備え、各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３を適宜調整すること（Ｙ１方向）で、床全域に緩やかで均一な流速の冷気を提供し易くなる。床全域で風速が均一になるように、各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３をたとえば手動で調整しながら、それぞれの角度を最適な角度に調整することができる。実際には、サーバーラック室内システム１０の供用開始に先行して、試験的に各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３を変化させながら各ケースでのサーバーラック室内における複数箇所での冷気の吹き出し量を測定し、各測定箇所での冷気の吹き出し量が可及的均一になる角度θ１、θ２、θ３を特定し、角度調整が図られた遮蔽部材が正式に床下空間ＵＬに設置される。また、サーバーラック室内システム１０の供用後にメンテナンスで床下空間ＵＬに作業員が入り、手動で各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３を調整してもよい。

（遮蔽部材の実施の形態４）
図６は遮蔽部材の実施の形態４を示した図である。図示する遮蔽部材５Ｃは、支持脚を備えた枠材５ｄに、３つの可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３が取り付けられている構成に加えて、各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３がそれぞれに固有のサーボモータ５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３にて角度が自動制御されるものである。この遮蔽部材５Ｃは、以下で説明するサーバーラック室内システムの実施の形態２，３で適用されるものであり、各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度自動制御に関しても以下で説明する。

（サーバーラック室内システムの実施の形態２）
図７は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態２を示す平面図であり、図８は図７のVIII−VIII矢視図である。

図７，８で示すように、サーバーラック室内システム１０Ａは、冷気の流れ方向に亘る複数箇所に圧力センサ６Ａ、６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが設置され、さらに、角度制御部７が設置されているものであり、それ以外の構成は、図６で示す遮蔽部材５Ｃを適用することを必須とする以外は図１，２で示すサーバーラック室内システム１０と同じ構成である。

図８で示すように、圧力センサ６Ａ等は、上床４Ａの上方空間の圧力を測定する圧力センサ６Ａ１と、床下空間ＵＬの圧力を測定する圧力センサ６Ａ２とから構成されており、これら２種の対応する圧力センサ６Ａ１，６Ａ２による検知データが角度制御部７に送信され（検知データの信号送信はＵ方向）、この角度制御部７にて双方の検知データの差圧が算定されるようになっている。なお、他の圧力センサ６Ｂも同様に床上下の圧力センサ６Ｂ１，６Ｂ２からなり、圧力センサ６Ｃは床上下の圧力センサ６Ｃ１，６Ｃ２からなり、圧力センサ６Ｄは図示を省略するものの床上下の２つの圧力センサからなる。

サーバーラック室内システム１０Ａは、サーバーラック室の複数の場所での床上下の差圧をそれぞれ測定し、各場所の差圧に偏差がある場合は、このような場所ごとの差圧の偏差を解消することで各場所における冷気の風速や吹き出し量を均一にすることを目的としている。図示例では、このように場所ごとの差圧の偏差を解消するように遮蔽部材５Ｃの各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３を角度制御部７からの制御信号に基づいて調整するものである。

図示を省略するが、角度制御部７はコンピュータ内に、検知データ格納部、差圧算定部、各測定場所の差圧の偏差マップ格納部、各差圧の偏差パターンごとに床全域に均一な流速で冷気を提供できる各可動羽根の角度を格納した最適角度格納部、各部の実行制御をおこなうCPU、ROMやRAMなどがバスにてデータ送受信可能に繋がれてその制御システムが構成されている。

床上下の差圧と、差圧に応じて床全域に均一な流速で冷気を提供できる各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３は予め特定されており、この特定されたデータが角度制御部７に格納されている。図示例では、各圧力センサ６Ａ〜６Ｄが設置された４つの場所の各圧力センサ６Ａ〜６Ｄから角度制御部７に検知データが送信される。この角度制御部７では、各場所の床上下の差圧を算定し、さらに場所ごとの差圧の偏差を算定する。

角度制御部７には、各圧力センサ６Ａ〜６Ｄが設置された４つの場所の偏差に関するデータが格納されている。より具体的には、圧力センサ６Ａにおける床上下の差圧を基準として、圧力センサ６Ｂ、６Ｃ，６Ｄのそれぞれにおける床上下の差圧の基準値に対する偏差パターンが、圧力センサ６Ｂが＋1kPaの場合に圧力センサ６Ｃは＋2kPaで圧力センサ６Ｄはマイナス3kPa、圧力センサ６Ｂが−4kPaの場合に圧力センサ６Ｃは＋3kPaで・・・といった具合である。

そして、各測定場所における差圧の偏差パターンごとにサーバーラック室の各場所における冷気の吹き出し量が均一になるようにするべく、遮蔽部材５Ｃの各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１、θ２、θ３を様々に変更して各場所の吹き出し量を測定する実験を予めおこなっておき、差圧の偏差パターンごとの遮蔽部材５Ｃの各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の最適な角度θ１’、θ２’、θ３’を特定しておき、この特定データθ１’、θ２’、θ３’を角度制御部７に格納しておく。

このようにサーバーラック室内の複数の場所の差圧の偏差パターンごとに最適な遮蔽部材５Ｃの各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度θ１’、θ２’、θ３’が特定されていることで、角度制御部７で受信された検知データに基づいてその時点での差圧パターンに適した可動羽根角度の照合が実行され、各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３が差圧パターンに応じた最適な角度となるような制御信号が各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３のサーボモータ５ｆ１、５ｆ２、５ｆ３に送信されて各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度調整が自動でおこなわれる。

サーバーラック室内システム１０Ａによれば、サーバーラック室内の複数箇所での差圧の偏差を解消するようにして各遮蔽部材５Ｃの各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度が所望に自動制御されることから、サーバーラック室内における差圧の変動や差圧の偏差の変動に対しても臨機かつ迅速に対応して、常にサーバーラック室内全域における冷気の吹き出し量を均一に保つことが可能となる。

（サーバーラック室内システムの実施の形態３）
図９は本発明のサーバーラック室内システムの実施の形態３を示す平面図である。

図７，８で示すサーバーラック室内システム１０Ａと異なり、図示するサーバーラック室内システム１０Ｂは、複数箇所に圧力センサを設置する代わりに、二重床４（上床４Ａ）に走行溝８を開設しておき、この走行溝８に沿って走行台車が移動できるようにしておき、この走行台車の上下に床上下の圧力を測定する圧力センサ６Ｅが取り付けられたものである。

走行溝８に沿って走行台車を走行させ、その過程で所定の複数の場所での床上下の圧力を測定し、検知データを角度制御部７に送信するものであり（Ｕ方向）、以後の角度制御部７に基づく各可動羽根５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３の角度調整はサーバーラック室内システム１０Ａと同様である。

[遮蔽部材の衝立の高さと空調機−遮蔽部材の離間を設定するための気流シミュレーションとその結果]
本発明者等は、以下の条件で気流シミュレーションを実施し、遮蔽部材の衝立の高さと空調機−遮蔽部材の離間を設定した。

サーバーの発熱量と台数に関しては6kW/ラックで、230ラックとし、床下空間の高さは1mとし、空調機の風量は27000m³/時間を12台とし、サーバー付属の排熱ファンは1130m³/時間/ラックとし、上床の開口率は60%とした。

この条件下で、空調機と遮蔽部材の離間を300mm、500mm、1000mm、1500mmで変化させ、遮蔽部材の高さを200mm、300mm、500mm、700mmで変化させて気流シミュレーションを実施した。そして、これらの各種条件の中で最適な離間や高さの場合に、サーバーラック室内全域における冷気の吹き出し量が均一になることが特定されている。

[３つの可動羽根を備えた遮蔽部材の各可動羽根の角度と空調機からの冷気の吹き出し風速の関係に関する一考察]
本発明者等は、３つの可動羽根を備えた遮蔽部材の各可動羽根の角度と空調機からの冷気の吹き出し風速の関係に関して一つの考察を試みた。

各可動羽根が自由に可動できる状態、すなわち、任意の角度に固定されることなく冷気の流速によって自由に可動できる場合には、冷気は可動羽根に衝突しないことから、空調機手前側の床からの吹き出し風速は小さくなる。このことより、上羽根、中央羽根、下羽根にいくにつれて羽根の開きは大きくなると考えられる。下羽根は床との摩擦損失を考慮して、上羽根および中央羽根よりも開き角度が大きくなると考えられる。

[遮蔽部材がある場合とない場合に関し、サーバーラック室の複数の計測点における風速値を測定する実験とその結果]
本発明者等は、遮蔽部材の効果を検証するべく、床下空間に遮蔽部材を設置した場合と設置しない場合において、空調機の近傍の計測点1から順に、600mm間隔で計測点28までの計28箇所で風速を測定する実験をおこなった。図１０はこの実験結果を示した図である。

遮蔽部材のないケースでは、各計測点での風速の偏差が大きく、最大で40%の偏差が生じている。

それに対し、遮蔽部材のあるケースでは、偏差が最大でも20%以下に収まっており、遮蔽部材によって各場所における風速の均一化が図られていることが実証されている。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…サーバーラック、２…サーバーラック列、３…空調機、４…二重床、４Ａ…上床、４Ｂ…下床、４ａ…吹き出し口、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…遮蔽部材、５ａ…衝立、５ｂ…角形鋼材、５ｃ…固定部材（ボルトナット）、５ｄ…枠材、５ｅ１，５ｅ２，５ｅ３…可動羽根、５ｆ１，５ｆ２，５ｆ３…サーボモータ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ…圧力センサ、７…角度制御部、８…走行溝、１０、１０Ａ、１０Ｂ…サーバーラック室内システム、ＣＡ…コールドアイル空間、ＨＡ…ホットアイル空間、ＵＬ…床下空間

Claims (4)

1. ２以上のサーバーラックから構成されるサーバーラック列が吹き出し口を備えた床の上に配設され、該床の下方には床下空間が設けられており、
   床下空間に空調機が流体連通しており、空調機から床下空間に提供された冷気が吹き出し口を介してサーバーラック列に提供されるようになっているサーバーラック室内システムにおいて、
   床下空間に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材が設置されており、該遮蔽部材が衝立を有し、衝立は可動羽根を備えているサーバーラック室内システム。
2. 床の上下の圧力を検知する圧力センサと、それぞれの圧力センサからの検知データを受信して双方の差圧を算定し、差圧に応じて可動羽根の角度を調整する角度制御部をさらに備えている請求項１に記載のサーバーラック室内システム。
3. 床の複数箇所において各箇所の床上下位置に対応する圧力センサを設置しておく第１の差圧検知方法、もしくは、床に走行溝を設け、床の上下位置にそれぞれ圧力センサを備えた走行台車を走行させるようにしておく第２の差圧検知方法、のいずれかの方法を適用して床全域の床上下の差圧を検知するようになっている請求項２に記載のサーバーラック室内システム。
4. ２以上のサーバーラックから構成されるサーバーラック列が吹き出し口を備えた床の上に配設され、該床の下方には床下空間が設けられており、
   床下空間に空調機が流体連通しており、空調機から床下空間に提供された冷気が吹き出し口を介してサーバーラック列に提供されるようになっているサーバーラック室内システムにおいて、
   床下空間に、床下空間の高さよりも高さの低い遮蔽部材が設置されており、該遮蔽部材が衝立を有し、該衝立は、角形鋼材を積層してなる積層体を固定部材で固定して形成されており、角形鋼材の積層数の調整によって衝立の高さ調整がおこなわれるようになっているサーバーラック室内システム。

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