JP5545675B2 - Ceiling structure of a simple building containing electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、ラックに収納した多数のサーバを集中して設置するデータセンターなど、コンピュータ等の電子機器を室内に集中管理する簡易形の建造物、特に、その天井構造に関するものである。 The present invention relates to a simple structure for centrally managing electronic devices such as computers in a room, such as a data center in which a large number of servers housed in a rack are centrally installed, and more particularly to a ceiling structure thereof.
インターネットの普及に代表されるコンピュータネットワークの発展に伴い、サーバと呼ばれる業務用の比較的大型で信頼性を重視したコンピュータ、あるいは主に記憶装置を収めたストレージなどのコンピュータの需要が、ネットワークのサービス提供業者を中心に近年急速に拡大している。サーバ等のコンピュータは、収納用の筐体であるラックに多数のものを収め、一個所で集中管理されることが多く、サーバ等を内部に集中して管理する建造物は、データセンターと呼ばれている。 With the development of computer networks represented by the spread of the Internet, the demand for computers such as servers, which are relatively large-sized business-use computers that emphasize reliability, or storage that mainly contains storage devices, is the network service. In recent years, the number of providers has been increasing rapidly. Computers such as servers are housed in a rack, which is a housing for storage, and are often centrally managed in one place. A building that centrally manages servers is called a data center. It is.
データセンターには、通常の建築物として構築されるもの以外に、輸送用の大型容器であるコンテナを改造して構築するコンテナ型データセンター(モジュール型データセンターともいわれる)が存在する。輸送用のコンテナは、周囲を強度の大きい壁面で取り囲まれた直方体形状の堅牢な構造物であって、データセンターのセキュリティを確保するのが容易であるとともに、気密性が高く、塵埃の侵入や塩害(海岸付近に設置される場合)を防止してコンピュータを保護するのも容易である。また、コンテナ型データセンターは、輸送用のコンテナを基礎とする、通常の建築物と比較すると小型の建造物であるので、その増設や移設が簡単であり、無人運転に適しているという利点もある。コンテナ型データセンターのこうした特徴を利用すべく、複数の鋼材の柱と梁とを組み合わせた格子構造を備え、格子構造の各区画にデータセンターとしてのコンテナを収めるようにした鉄骨構造の大規模な建築物が、特開2011−18220号公報に開示されている。 In addition to what is constructed as a normal building, there are container-type data centers (also called modular data centers) that are constructed by modifying containers that are large containers for transportation. The transport container is a solid rectangular solid structure that is surrounded by a strong wall, and it is easy to ensure the security of the data center. It is easy to protect your computer by preventing salt damage (when installed near the coast). Container-type data centers are small buildings compared to ordinary buildings based on transportation containers, so they can be easily expanded and relocated and are suitable for unmanned operation. is there. In order to take advantage of these characteristics of a container-type data center, a large-scale steel structure with a grid structure that combines multiple steel columns and beams and a container as a data center is placed in each section of the grid structure A building is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-18220.
ところで、多数のコンピュータを備えたデータセンター等の建造物においては、コンピュータの発熱に起因する熱障害を防止し、併せて室内の空調を行う必要がある。コンピュータの冷却や室内の空調を行うには、冷凍サイクルを実行する空調機を設置してコンピュータ等いわば強制的に冷却してもよいが、冷媒の相変化を利用するヒートパイプと同様な熱伝達促進装置を用いて、室内の熱を外部の大気に積極的に排熱することによりコンピュータの熱障害を防止する冷却装置も知られており、例えば、特開2011−38734号公報に開示されている。 By the way, in a building such as a data center equipped with a large number of computers, it is necessary to prevent thermal failure caused by the heat generated by the computers and to perform indoor air conditioning. In order to cool the computer or to air-condition the room, an air conditioner that executes the refrigeration cycle may be installed to forcibly cool the computer, but the heat transfer is similar to a heat pipe that uses the phase change of the refrigerant. There is also known a cooling device that prevents a thermal failure of a computer by actively exhausting indoor heat to the outside atmosphere using an accelerating device, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-38734. Yes.
この公報に記載の冷却装置は、携帯電話等の電話基地局に収容された情報通信機器を冷却(温度上昇を抑制)するためのものであり、図9に示されるように、電話基地局の屋外に室外熱交換器LE(低温熱交換器)を設置するとともに、情報通信機器が設置された室内Rの上方に室内熱交換器HE(高温熱交換器)を設置する。両方の熱交換器は連通されて内部に冷媒が封入されており、情報通信機器から発生した熱によって室内熱交換器HEの冷媒が沸騰して室外熱交換器LEに移送され、ここで、大気に熱を放出して冷媒が凝縮し、重力で室内熱交換器HEに還流する。室内の空気は、室内側ファンCFにより循環され、温度の下降した室内熱交換器HEを通過して冷却される。
外気冷却によるこの装置は、温度差に基づく対流を利用する自然循環式の冷却装置であって、冷凍サイクルを行うものではないから、基本的に外部電力等が不要である。したがって、この冷却装置をデータセンターに採用したときは、サーバ等のコンピュータで使用する電力以外のものは殆ど必要なく、消費電力の大幅な削減が可能となる。
The cooling device described in this publication is for cooling information communication devices accommodated in a telephone base station such as a mobile phone (suppressing temperature rise). As shown in FIG. An outdoor heat exchanger LE (low temperature heat exchanger) is installed outdoors, and an indoor heat exchanger HE (high temperature heat exchanger) is installed above the room R where the information communication equipment is installed. Both heat exchangers are connected to each other and a refrigerant is sealed inside, and the refrigerant generated in the indoor heat exchanger HE is boiled by the heat generated from the information communication device and transferred to the outdoor heat exchanger LE. The refrigerant is condensed by discharging heat to the indoor heat exchanger HE by gravity. The indoor air is circulated by the indoor fan CF and is cooled by passing through the indoor heat exchanger HE whose temperature has decreased.
This device based on the outside air cooling is a natural circulation type cooling device that uses convection based on a temperature difference, and does not perform a refrigeration cycle. Therefore, external power or the like is basically unnecessary. Therefore, when this cooling device is employed in a data center, almost no power other than that used by a computer such as a server is required, and power consumption can be greatly reduced.
データセンターあるいは電話基地局など、コンピュータ等の電子機器を多数収容する建造物においては、コンピュータの十分なセキュリティの確保が要請されるとともに、塵埃や塩害等からのコンピュータの保護が要請される。こうした要請に応じるには、建造物の密閉性を高めて室内を外部から遮断することが可能でなければならないが、一方では、コンピュータの発熱に起因する熱障害を防ぐため、室内の熱を外部に放出しながらコンピュータを確実に冷却する必要があり、ことに、最近のデータセンターでは、室内冷却用の電力等は極力抑制しながらコンピュータの熱障害を防止することが求められる。コンテナ型データセンターのような小型の設備では、特許文献2に記載のような自然循環式の冷却装置をデータセンターの屋根に設置するのが望ましいけれども、このとき、屋根部分の剛性や強度が問題となる。
In buildings that contain a large number of electronic devices such as computers such as data centers or telephone base stations, it is required to ensure sufficient security of computers and to protect computers from dust and salt damage. In order to meet these requirements, it must be possible to enhance the sealing of the building and block the room from the outside. On the other hand, to prevent thermal damage caused by computer heat, It is necessary to cool the computer securely while discharging it, and in recent data centers, it is required to prevent thermal failure of the computer while suppressing the power for cooling the room as much as possible. In a small facility such as a container-type data center, it is desirable to install a natural circulation type cooling device as described in
そして、コンテナ型データセンターは、サーバ等の需要の増減に対応して、データセンターの建造物自体も容易に増設や撤去が可能であることが要請される。特許文献1に開示される建築物は、コンテナ型データセンターの増設等の容易化を図ったものではあるが、鉄骨構造を基本とする非常に大規模な建築物であって、極めて大量のサーバ等を必要とする場合以外には、不向きである。コンテナ型データセンターでは、船舶に積載する海上コンテナを積み重ねるように、データセンター自体を積み重ねて増設することができるが、この際にも屋根部分の強度等を増大することが望ましい。
本発明の課題は、データセンター等の建造物において、屋根部分等の強度や剛性の増大を図り、収容された多数のコンピュータ等の効率的な冷却を行い、あるいは、データセンターの増設や移設を容易化することにある。
The container type data center is required to be able to easily add or remove the data center building itself in response to an increase or decrease in demand for servers or the like. Although the building disclosed in
An object of the present invention is to increase the strength and rigidity of a roof portion in a building such as a data center, to efficiently cool a large number of accommodated computers, or to add or relocate a data center. It is to make it easier.
上記の課題に鑑み、本発明は、建造物の屋根の下方に中間天井板を設け、電子機器を中間天井板の下側の電子機器収容室に収めるとともに、屋根と中間天井板との間には室外熱交換器を設置して熱を外気に排熱し、さらに、屋根と中間天井板との間に電子機器収容室の長手方向に延びるビーム材が設け、これを電子機器収容室の両端の端部壁に固定するものである。すなわち、本発明は、
「電子機器を室内に収めた直方体形状の建造物であって、
前記建造物の両端部には、柱状部材を有するフレーム枠体が配置され、
前記建造物の屋根の下方には中間天井板が設けられ、前記電子機器が前記中間天井板の下側に形成された電子機器収容室内に収められ、
前記電子機器収容室内には、室内の空気を冷却する熱交換器と冷却された空気を循環するファンとが設置され、かつ、前記建造物の屋根と前記中間天井板との間には、前記熱交換器が吸収した熱を外気に排熱する室外熱交換器が設置されており、さらに、
前記電子機器収容室は、平面視で長方形の形状を有し、長手方向の両端の端部壁が前記フレーム枠体に連結され、
前記建造物の屋根と前記中間天井板との間には、前記電子機器収容室の全長に亘って長手方向に延びるビーム材が設けられ、前記ビーム材が前記電子機器収容室の前記両端の端部壁又は前記フレーム枠体に固定されるとともに、前記建造物の屋根と前記中間天井板とが前記ビーム材に取り付けられており、
前記室外熱交換器は、前記ビーム材と前記建造物の一側面との間に設置される」
ことを特徴とする建造物となっている。
In view of the above problems, the present invention provides an intermediate ceiling plate below the roof of the building, houses the electronic device in the electronic device storage chamber below the intermediate ceiling plate, and between the roof and the intermediate ceiling plate. Installs an outdoor heat exchanger to dissipate heat to the outside air, and further, a beam material extending in the longitudinal direction of the electronic device housing chamber is provided between the roof and the intermediate ceiling plate, and this is provided at both ends of the electronic device housing chamber. It is fixed to the end wall. That is, the present invention
"It is a rectangular parallelepiped building that houses electronic equipment in a room,
Frame frames having columnar members are arranged at both ends of the building,
An intermediate ceiling plate is provided below the roof of the building, and the electronic device is housed in an electronic device housing chamber formed below the intermediate ceiling plate,
In the electronic device housing chamber, a heat exchanger for cooling indoor air and a fan for circulating the cooled air are installed, and between the roof of the building and the intermediate ceiling plate, An outdoor heat exchanger that exhausts the heat absorbed by the heat exchanger to the outside air is installed.
The electronic device housing chamber has a rectangular shape in plan view, and end walls at both ends in the longitudinal direction are connected to the frame frame,
Between the roof of the building and the intermediate ceiling plate, a beam material extending in the longitudinal direction over the entire length of the electronic device housing chamber is provided, and the beam material is provided at the ends of the both ends of the electronic device housing chamber. While being fixed to the part wall or the frame frame, the roof of the building and the intermediate ceiling plate are attached to the beam material ,
The outdoor heat exchanger is installed between the beam material and one side of the building. "
The building is characterized by that.
請求項2に記載のように、前記ビーム材の下方に、前記電子機器収容室の全長に亘って長手方向に延び、前記室外熱交換器の設置された中間天井板の上面に滞留した水を排水する樋部材を固定し、この樋部材を排水口に連通するよう構成することが好ましい。
As described in
請求項3に記載のように、前記中間天井板を、前記建造物の屋根の一部分において、その下方に設けることができる。 According to a third aspect of the present invention, the intermediate ceiling plate can be provided below a part of the roof of the building.
請求項4に記載のように、複数の前記電子機器をラックに収納するとともに、前記ラックの上方には、前記熱交換器を収めた熱交換器外箱を取り付け、前記熱交換器外箱を前記中間天井板に固定することが好ましい。 As claimed in claim 4, a plurality of the electronic devices are accommodated in a rack, and a heat exchanger outer box containing the heat exchanger is attached above the rack, and the heat exchanger outer box is mounted It is preferable to fix to the intermediate ceiling plate.
請求項5に記載のように、前記熱交換器と前記室外熱交換器とを連通し、その内部に、対流により循環する冷媒を封入して、室内の熱が前記室外熱交換器から排熱されるよう構成することができる。
As described in
請求項6に記載のように、前記フレーム枠体の柱状部材の上部及び下部に、緊締具の係合可能な締結金具を固着し、前記建造物の屋根を、上部に固着された前記締結金具よりも低くなる位置に設置することが好ましい。
7. The fastening bracket according to
また、請求項7に記載のように、前記電子機器収容室の端部壁と、その端部壁に連結される前記フレーム枠体との間に、電子機器収容室の付帯設備を設置することができる。
In addition, as described in
データセンター等として使用される本発明の建造物は、輸送用のコンテナと同様に、全体としては直方体の形状に形成され、両端部には柱状部材を有するフレーム枠体が配置されている。建造物の屋根の下方には中間天井板が設けられており、電子機器が中間天井板の下側の電子機器収容室内に収められ、中間天井板の上部の空間には、電子機器収容室の熱を外気に排熱する室外熱交換器が設置される。そして、建造物の屋根と中間天井板との間には、電子機器収容室を長手方向に延びるビーム材が、電子機器収容室の全長に亘って設けられており、室外熱交換器は、このビーム材と建造物の一側面との間において、中間天井板の上部に設置されている。 The building of the present invention used as a data center or the like is formed in a rectangular parallelepiped shape as a whole like a transport container, and frame frames having columnar members are arranged at both ends. An intermediate ceiling plate is provided below the roof of the building, and electronic devices are stored in the electronic device storage chamber below the intermediate ceiling plate, and the space above the intermediate ceiling plate is in the electronic device storage chamber. An outdoor heat exchanger that exhausts heat to the outside air is installed. And between the roof of the building and the intermediate ceiling plate, a beam material extending in the longitudinal direction of the electronic device housing chamber is provided over the entire length of the electronic device housing chamber, and the outdoor heat exchanger is Between the beam material and one side of the building, it is installed above the intermediate ceiling plate .
つまり、電子機器収容室の天井部分には、その全長に亘って長手方向に延びるビーム材が設けてあり、このビーム材は、フレーム枠体に連結された電子機器収容室の端部壁、又はフレーム枠体自体に固定される。電子機器収容室の天井部分は、建造物の屋根と中間天井板とによる2重構造となっているが、建造物の屋根及び室外熱交換器が設置される中間天井板がそれぞれビーム材に取り付けられるので、天井部分に作用する荷重が、ビーム材を介して強度の大きいフレーム枠体に伝達される。そのため、建造物の屋根部分の強度や剛性が増大し、重量の大きい熱交換器であっても確実に支持することが可能である。
また、電子機器収容室の天井部分を全長に亘って延びるビーム材により、建造物の屋根が補強される。その結果、地震の振動等に対して屋根部分の変形が少なくなり、建造物全体の耐震性が向上する。
In other words, a beam member extending in the longitudinal direction over the entire length of the ceiling portion of the electronic device housing chamber is provided, and the beam material is an end wall of the electronic device housing chamber connected to the frame frame, or Fixed to the frame body itself. The ceiling part of the electronic device storage room has a double structure with the roof of the building and the intermediate ceiling plate, but the roof of the building and the intermediate ceiling plate on which the outdoor heat exchanger is installed are attached to the beam material respectively. Therefore, the load acting on the ceiling portion is transmitted to the frame body having high strength through the beam material. Therefore, the strength and rigidity of the roof portion of the building are increased, and even a heavy heat exchanger can be reliably supported.
Further, the roof of the building is reinforced by a beam material extending over the entire length of the ceiling portion of the electronic device housing chamber. As a result, the deformation of the roof portion is reduced with respect to the vibration of the earthquake, and the earthquake resistance of the entire building is improved.
請求項2の発明は、電子機器収容室の長手方向に延びるビーム材の下方に樋部材(水路を形成するよう両側に壁を有するいわゆるチャンネル材)を固定し、この樋部材を排水口に連通するよう構成したものである。ビーム材が置かれる建造物の屋根と中間天井板との間には、排熱用の室外熱交換器が設置され外気が導入される関係上、中間天井板の上面には雨水や熱交換器のドレンが滞留する。ビーム材は、電子機器収容室の全長に亘り延びているため、その下方に沿って樋部材を固定すると、滞留した水を効率よく排水することができる。そして、樋部材の固定によりビーム材の断面がほぼT字状となるので、ビーム材に作用する曲げモーメントあるいは捩りモーメントに効果的に対抗でき、これらモーメント荷重に対するビーム材近傍の剛性が一層増加することとなる。
The invention of
本発明の建造物において、中間天井板は、屋根の下方の全面に亘り設置することもできるが、請求項3の発明のように、例えば室外熱交換器が存在する部分等、建造物の屋根の一部分にだけ、その下方に設置してもよい。この場合には、電子機器収容室が増大してスペースの有効利用が可能となる。
In the building of the present invention, the intermediate ceiling plate can be installed over the entire lower surface of the roof. However, as in the invention of
請求項4の発明は、複数の電子機器をラックに収納するとともに、ラックの上方には室内用の熱交換器を収めた熱交換器外箱を取り付け、この熱交換器外箱を中間天井板に固定するものである。この構成によれば、電子機器を収納したラックと電子機器の冷却装置とがユニット化されて、ラックが独立した冷却装置を備えることとなり、電子機器が稼動中のラックの冷却装置だけを作動させ、電力をその分削減することができる。また、ユニット化されたラック−熱交換器組立体の上部が中間天井板に固定されるため、電子機器収納体の耐震性を向上することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of electronic devices are accommodated in a rack, and a heat exchanger outer box containing an indoor heat exchanger is attached above the rack, and the heat exchanger outer box is attached to the intermediate ceiling plate. It is to be fixed to. According to this configuration, the rack in which the electronic device is stored and the cooling device for the electronic device are unitized, and the rack is provided with an independent cooling device. Only the cooling device for the rack in which the electronic device is operating is operated. , Power can be reduced accordingly. In addition, since the upper part of the unitized rack-heat exchanger assembly is fixed to the intermediate ceiling plate, the earthquake resistance of the electronic device housing can be improved.
本発明においては、電子機器を収めた室内の空気を冷却するため、圧縮機等を用いた冷凍サイクルを実行させ、冷凍サイクルのエバポレータ(蒸発器)を、熱交換器として室内に設置してもよいが、請求項5の発明は、室内の空気を冷却する熱交換器の上方に、その熱交換器と連通し室外に置かれた室外熱交換器を設け、両方の熱交換器の内部に対流により循環する冷媒を封入して、室内の熱を室外熱交換器から排熱するものである。これによれば、基本的に電力を使用することなく、自然対流を利用してコンピュータ等電子機器の冷却を行うことができる。
In the present invention, in order to cool indoor air containing electronic equipment, a refrigeration cycle using a compressor or the like is executed, and an evaporator (evaporator) of the refrigeration cycle is installed indoors as a heat exchanger. However, the invention of
請求項6の発明は、フレーム枠体の柱状部材の上部及び下部に、緊締具の係合可能な締結金具を固着し、建造物の屋根を、上部に固着された締結金具よりも低くなる位置に設置するものである。これは、船舶に積み重ねて積載される海上コンテナと同様な構成であって、柱状部材に固着される締結金具は、コーナーキャスティングと呼ばれる。
これにより、建造物同士を直接積み重ねて連結することが可能となり、電子機器の需要の増加に合わせて建造物を増設するときは、既存の建造物上に別のものを積載するだけで増設することができる。ことに、本発明の建造物は、ビーム材により屋根部分が補強されており、上部に別のものを積み重ねても、建造物の過大な変形は防止される。
The invention according to
As a result, it is possible to directly stack and connect buildings, and when adding a building to meet the increasing demand for electronic equipment, simply add another to the existing building. be able to. In particular, in the building of the present invention, the roof portion is reinforced by the beam material, and excessive deformation of the building is prevented even if another is stacked on top.
請求項7の発明は、電子機器収容室の端部壁と、その端部壁に連結されるフレーム枠体との間に、電子機器収容室の付帯設備を設置するものである。データセンター等の稼動には、保守管理用品収納庫や予備用の空調機などの付帯設備が必要となるが、請求項7の発明によれば、こうした付帯設備を建造物に効率的に配置し、付帯設備を含めてコンパクトにユニット化されたデータセンター等の建造物を得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, an auxiliary facility for the electronic device housing chamber is installed between the end wall of the electronic device housing chamber and the frame frame connected to the end wall. For operation of a data center or the like, ancillary equipment such as a storage for maintenance management supplies and a spare air conditioner is required. According to the invention of
以下、図面に基づいて、データセンター等として用いられる本発明の建造物について説明する。
図1の全体図から分かるように、本発明の建造物は、輸送用コンテナを基本とするコンテナ型データセンターとして構築されたものであって、全体としては6面体の直方体である箱型構造をなし、平面視では長方形の形状となっている。その長方形の両端部には、フレーム枠体を構成する前部側の柱状部材1F及び後部側の柱状部材1Rが配置されるとともに(側面図では箱型構造の側壁を除いて示し、便宜上、左側を前部、右側を後部とする)、各々の柱状部材の上部及び下部には締結金具2が固着される。締結金具2は、建造物の最外方の部分に位置するよう、各々の柱状部材に固着されるもので、建造物の屋根3は、上部に固着された締結金具よりも低くなる位置に設置されている。
Hereinafter, the building of the present invention used as a data center or the like will be described with reference to the drawings.
As can be seen from the overall view of FIG. 1, the building of the present invention is constructed as a container-type data center based on a transport container, and as a whole has a box-shaped structure that is a hexahedron cuboid. None, it has a rectangular shape in plan view. At both ends of the rectangle, a front-
建造物の内部は、サーバ、ストレージ等のコンピュータをラック4に収納して室内に収めた電子機器収容室CRが主要部分を占めている。コンピュータ等に電力を供給する電源ユニットEUが、電子機器収容室CRの前方下部の張出し部ELに置かれ、張出し部ELの上方の、電子機器収容室CRの前端壁と柱状部材1Fとの間は、冷凍サイクルを実行する予備空調用室外機CDの据え付けスペースとなっている。このスペースには、予備空調用室外機CDに限らず、保守管理用品収納庫などデータセンターの付帯設備を置くことができる。この実施例のデータセンターでは、建造物の内部に予備空調用室外機CD等の付帯設備や電源ユニットEUを設置してユニット化しているけれども、これらを別体として建造物の外部に設置するときには、電子機器収容室CRを前部側の柱状部材1Fの位置まで延長することが可能である。
The interior of the building occupies a major part of an electronic device storage room CR in which computers such as servers and storages are stored in a rack 4 and stored indoors. A power supply unit EU for supplying power to a computer or the like is placed on the overhanging portion EL at the lower front part of the electronic device housing chamber CR, and between the front end wall of the electronic device housing chamber CR and the
本発明の建造物で使用される締結金具2は、海上コンテナの隅部に置かれるコーナーキャスティングと同様な金具であり、図2に示すとおり、6枚の厚板を組み合わせた直方体の強固な構造を備え、柱状部材に溶接可能なように、通常は鋳鋼で製造される。建造物の外方となる面の厚板には、ツイストコーンTC等の緊締具を係合するための貫通孔が形成されている。建造物を積み重ねるときは、上側の締結金具2の貫通孔にツイストコーンTCの上側突起を嵌め込み、ツイストコーンTCを所定角度回転させて、下側突起を下方の締結金具2に嵌め込んで両者を連結する。ちなみに、コンテナの陸上輸送用車両であるコンテナシャシに装着されるツイストロックも、その上側突起をコンテナの下側のコーナーキャスティングに嵌め込み、所定角度回転させて固定するものである。
The
本発明の建造物は、締結金具2にツイストコーン等の緊締具を係合することにより、図3(a)に示されるように、直接積み重ねることが可能であり、サーバ等の需要の増大に対応して容易に増設することができる。場合によっては、図3(b)に示されるように、横方向に連結する緊締具を用いた並列的な増設も可能である。そして、建造物の積み重ねやコンテナシャシへの積載にあたり、フォークリフトの使用を可能とするため、建造物の底部に置かれた底部フレーム5には、その長手方向の2個所に、フォークリフトのフォークを挿入するフォークポケットFPが設けられている(図1)。フォークポケットFPは、断面4角形の強度の大きい角パイプであって、平面視で長方形をなす底部フレーム5の長手方向と直角(横方向)に延び、底部フレーム5に溶接あるいはリベット等で取り付けられる(図8も参照)。
The building of the present invention can be stacked directly by engaging a fastener such as a twist cone with the
図3(a)には、前部側の柱状部材1Fを備えた前側フレーム枠体FF付近の骨組み構造を、図3(b)には、後部側の柱状部材1Rを備えた後側フレーム枠体RF付近の骨組み構造を示す。前部側の柱状部材1Fは扁平な角形の一様断面を有し、その上部及び下部に締結金具2が溶接により固着されるとともに、左右の柱状部材1Fの上部には前部ヘッダーFHが掛け渡されて溶接され、これによりフレーム枠体を構成している。後側フレーム枠体RFの柱状部材1Rも、扁平な角形の一様断面を有し、上部及び下部に締結金具2の溶接されたものであるが、観音開きドアRD(図1)のヒンジを取り付ける4個の切り欠き部が途中に形成されている。後部側の柱状部材1Rには、左右の柱状部材の上部に後部ヘッダーRHが掛け渡され、また、建造物の後部ヘッダーRHの下方において、2本の柱状部材1Rを連結する梁部材6が掛け渡されている。この梁部材6には、観音開きドアRDを閉鎖するロックロッドLR(図1)のためのカムキーパーCKが固着される。
ロックロッドは、上端及び下端にカム部材が一体的に固着された強度及び剛性の大きい棒材である。本発明の建造物では、出入口となる観音開きドアのロックロッドLRが、梁部材6と底部フレーム5との間にいわば補強用柱材として存在することになるため、建造物の強度が増大し、積み重ねた場合でも変形が少なくなる。
FIG. 3A shows a frame structure near the front frame body FF provided with the front
The lock rod is a bar having high strength and rigidity in which a cam member is integrally fixed to an upper end and a lower end. In the building of the present invention, the lock rod LR of the double door that becomes the entrance / exit is present as a reinforcing pillar between the
次いで、本発明の建造物における電子機器収容室とその天井部分の構造について、図5乃至図8により説明する。
図5は、本発明の建造物の長手方向断面図(後述の図7(a)のA−A断面矢視図)を概略的に示すもので、電子機器収容室CRにおいては、コンピュータを収納したラック4を省いて表している。この図に示されるとおり、電子機器収容室CRの前端は、その上部が予備空調用室外機CDの据え付けスペースとの間を仕切る前端壁FWとなっており、下部は、電源EUの設置される張り出し部ELとなっている。前端壁FWを下方まで延長して、前端壁FWの前方を電源や付帯設備用の機械室として独立させてもよい。
前端壁FWの周囲には、2本の柱部材とヘッダーとからなる前端壁枠体FWFが設けられ、前端壁枠体FWFは、連結部材CMにより柱状部材1Fを備えた前側フレーム枠体と連結される(図4(a)参照)。電子機器収容室CRの後端は、観音開きドアRDの僅かに前方の位置に置かれた後端壁RWとなっている。後端壁RWには施錠可能な内側扉(図示省略)が設けてあり、この実施例の電子機器収容室CRは、2重扉によりセキュリティの向上が図られている。
Next, the structure of the electronic device housing chamber and its ceiling portion in the building of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 schematically shows a longitudinal cross-sectional view of the building of the present invention (a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7A described later). In the electronic device storage room CR, a computer is stored. The rack 4 is omitted. As shown in this figure, the front end of the electronic device housing room CR is a front end wall FW that partitions the space between the front air conditioning outdoor unit CD and the lower part, and the lower part is installed with the power source EU. It is an overhang part EL. The front end wall FW may be extended downward and the front of the front end wall FW may be made independent as a machine room for a power source or incidental equipment.
A front end wall frame FWF including two column members and a header is provided around the front end wall FW, and the front end wall frame FWF is connected to the front frame frame including the
そして、電子機器収容室CRの天井部分には、建造物の屋根3の下方に中間天井板7が設けてあり、この部分では、2重天井を形成している。屋根3と中間天井板7との間には、電子機器収容室CRの全長に亘って長手方向に延びるビーム材8が設けられる。ビーム材8の前端は、前端壁FWの上部に固定され、一方、その後端は、後端壁RWよりも後方に延長され、観音開きドアRDを嵌め込む後側フレーム枠体RFの上部に固定されて取り付けられる。
And in the ceiling part of electronic equipment storage room CR, the intermediate |
ビーム材8及びその取り付け部の詳細な構造を図6に示す。ビーム材8は、図6(c)に示すように(後述の図7も参照)、その断面が基本的には垂直方向の直線となる長尺の板状部材であり、上部には四辺形の閉鎖断面を形成する補強材81が溶接され、下部には、水路を形成するよう断面の両側に壁を有する樋部材82が溶接されている。ビーム材8の前端は、図6(b)(c)に示すように、断面L字形のガセット83を前端壁FWとビーム材8とに溶接することによって、前端壁FWに固定される。このとき、樋部材82は、前端壁FWを貫通して前方の排水口WE(図4(a)参照)に連通する。また、ビーム材8の後端は、図6(c)に示すように、その上部がやはり断面L字形のガセット84を用いて後側フレーム枠体RFに固定される。
FIG. 6 shows the detailed structure of the
図7(a)は、電子機器収容室CRの横断面図であって、室内の空気を冷却するための熱交換器と排熱用の室外熱交換器とが、それぞれ中間天井板7の下方と上方とに設置されている。図7(b)には、これら熱交換器を通過して流れる空気の流れを示す。
コンピュータ等の電子機器は、多数のものがラック4に収納される形で電子機器収容室CRに収められ、ラック4は、床面に敷設されたT形板材9上に固定されて(詳細な構造については後述)、電子機器収容室CRの横断面においてほぼ中央部に設置される。各々のラック4の上方には、電子機器収容室CRの室内の空気を冷却する熱交換器10を収めた熱交換器外箱10Hが取り付けられており、ラック4と熱交換器10とは、ユニット化されたラック−熱交換器組立体を構成している。ラック4等の強度及び耐震性を増大させるため、ラック−熱交換器組立体の上部は中間天井板7に固定される。この実施例では、電子機器収容室CR内には8個のラック−熱交換器組立体が設置され(図1)、ラックの上方の熱交換器は、主に組み合わされた下方のラックを独立して冷却するための熱交換器となっている。
FIG. 7A is a cross-sectional view of the electronic device housing chamber CR, in which a heat exchanger for cooling indoor air and an outdoor heat exchanger for exhaust heat are respectively located below the
A large number of electronic devices such as computers are housed in the electronic device storage room CR in such a manner that they are housed in the rack 4, and the rack 4 is fixed on a T-shaped
電子機器収容室CRを冷却する熱交換器10の上方には、室外熱交換器11が置かれ、これは、ビーム材8と建造物の一側面(図7では、左側の側面)との間において、電子機器収容室CRの室外となる中間天井板7の上部に載置される。両方の熱交換器は、特許文献2に記載された熱交換装置のように、互いに連通され、内部には気体−液体の相変化を行う冷媒が封入されている。室内側の熱交換器10の端部には、電子機器収容室CR内の空気を循環するファン12が装着されるとともに、室外熱交換器11の端部には、外気を導入するファン13が装着される。
An
図7(b)に示されるとおり、ラック4に収納されたコンピュータの発熱に伴い、温度の上昇した室内の空気は、図の左側矢印のように、電子機器収容室CR内を上昇して熱交換器10に導入され、内部に封入された液体の冷媒を沸騰させる。気体となった冷媒は、対流によって室外熱交換器11に入り、ここで熱を外気に放熱して凝縮し、温度が低下した状態で室内の熱交換器10に還流する。熱交換器10で冷却された室内の空気は、冷却空気を循環するファン12によって図の右側矢印のように送り出され、ラック4に収納されたコンピュータ等を冷却することとなる。
一方、電子機器収容室CRの熱を排熱する室外熱交換器11では、ファン13により導入された外気が室外熱交換器11を冷却した後、直角に曲げられて建造物の長手方向に延びる共通排気ダクト14を通過し、建造物の前端上部又は後端上部の流出口から排出される。外気の流れを逆向きとして、ファン13から排出するようにしてもよい。
As shown in FIG. 7B, as the computer housed in the rack 4 generates heat, the indoor air whose temperature has risen rises in the electronic device housing room CR as indicated by the arrow on the left side of the figure and heats up. The liquid refrigerant introduced into the
On the other hand, in the
上述したように、建造物の屋根3と中間天井板7との間には、電子機器収容室CRの全長に亘って長手方向に延びるビーム材8が設けられる。中間天井板7は、この実施例では断熱材の積層された断熱パネルであって、断面拡大図に示すとおり、ビーム材8の下部に溶接された樋部材82に、リベットや接着等で固定される。屋根3は、ビーム材8の上部の、閉鎖断面を形成する補強材81の上方に固定される。つまり、建造物の屋根3及び室外熱交換器11の設置される中間天井板7がそれぞれビーム材8に取り付けられ、天井部分に作用する荷重が、ビーム材8を介して強度の大きいフレーム枠体に伝達される。そのため、建造物の屋根部分の強度や剛性が増大し、重量の大きい熱交換器であっても確実に支持することが可能である。そして、建造物の屋根が補強される結果、建造物全体の耐震性が向上するとともに、図3(a)のような積み重ねの際に、建造物の変形を減少することができる。
また、室外熱交換器11を冷却する外気に含まれる雨水等は、中間天井板7の上面からビーム材8下部の樋部材82に流入し、排水口を介して外部に排出される。樋部材82はビーム材8の補強材としても機能し、ことに、ビーム材に作用するモーメント荷重に対する剛性が一層増加することとなる。
As described above, the
In addition, rainwater or the like contained in the outside air that cools the
この実施例における室内空気の冷却装置は、対流により循環する冷媒を封入した2個の熱交換器を設け、密閉した室内の熱を排熱する自然冷却式のものであり、基本的に電力を使用することなく冷却を行うことができる。ただし、室内の空気を冷却するため、圧縮機等を装備して冷凍サイクルを実行させ、冷凍サイクルのエバポレータ(蒸発器)を、熱交換器として室内に設置してもよい。この実施例においても、外気温が上昇して自然冷却式の冷却装置の冷却能力が不足するなどの事態に備えて、冷凍サイクルを実行する予備の空調機が設置されており、そのエバポレータEV(図7(a))が天井面に装着されるとともに、圧縮機やコンデンサ(凝縮器)を収めた室外機CD(図1)が付帯設備として建造物前側の上部に据え付けられている。 The indoor air cooling device in this embodiment is of a natural cooling type in which two heat exchangers enclosing a refrigerant circulated by convection are provided, and the heat in the sealed room is exhausted. Cooling can be performed without use. However, in order to cool indoor air, a refrigeration cycle may be executed by installing a compressor or the like, and an evaporator (evaporator) of the refrigeration cycle may be installed indoors as a heat exchanger. Also in this embodiment, in preparation for a situation where the outside air temperature rises and the cooling capacity of the natural cooling type cooling device is insufficient, a spare air conditioner for executing the refrigeration cycle is installed, and the evaporator EV ( FIG. 7 (a)) is mounted on the ceiling surface, and an outdoor unit CD (FIG. 1) containing a compressor and a condenser (condenser) is installed at the upper part on the front side of the building as ancillary equipment.
本発明の建造物の床構造を、図8に示す。建造物の底部は、平面視で長方形をなす枠体に複数のクロスメンバ51を適宜の間隔で掛け渡した底部フレーム5を備えており、底部フレーム5を横断するフォークポケットFPが2個所に取り付けられる。クロスメンバ51の上方には、発泡合成樹脂等の断熱材の両面にアルミニウム等の金属板を積層したサンドイッチパネル15が、建造物の床のほぼ全面に設置され、さらにその上方に、T形断面形状の突起91を、底板上に複数並列して形成したT形板材9が敷設される。
The floor structure of the building of the present invention is shown in FIG. The bottom of the building is provided with a
T形板材9は、いわゆるT形ボードと呼ばれる長尺のアルミニウム押出し形材が使用され、図8(a)に示されるように、張出し部の床面まで建造物のほぼ全長に亘って敷設されている。T形板材9を敷設しない部分には、図8(b)に示されるとおり、ハット形断面形状のハット形板材16が敷設されており、ここに浅皿形の空間が形成される。ハット形板材16の上部を含め、ラック4が載置される個所以外の部分は、図示しない薄板のカバーによって覆われる。
この床構造においては、T形板材9の突起91の間の空間、ハット形板材16の空間を利用して、ラックに収納されたコンピュータへの自由なケーブルの配線が可能である。また、ファン12(図7)により室内を循環する冷却空気は、これらの空間を通過してラックの周囲や下部へ流れ込む。そのため、コンピュータ等から発生する熱が効率的に除去され、温度上昇による熱障害が防止される。
As the T-shaped
In this floor structure, the cable between the projections 91 of the T-shaped
以上詳述したように、本発明は、建造物の屋根の下方に中間天井板を設け、電子機器を中間天井板の下側の電子機器収容室に収めるとともに、屋根と中間天井板との間には室外熱交換器を設置して熱を外気に排熱し、さらに、屋根と中間天井板との間に電子機器収容室の長手方向に延びるビーム材が設け、これを電子機器収容室の両端の端部壁に固定するものである。上記の実施例では、ビーム材の前端を電子機器収容室の端部壁の位置に設定しているが、ビーム材を、端部壁を貫通して建造物の前端まで延長し、そこのフレーム枠体に固定するようにしてもよい。また、電子機器の冷却のため、自然対流循環型の熱交換器を用いた外気冷却方式を利用しているが、これに代えて、冷凍サイクルを実行する空調機を採用し、その室外機を中間天井板の上部に設置してもよい。このように、本発明の具体的な実施の態様は、上記の実施例に限るものではなく、これに対し種々の変形が可能であるのは明らかである。 As described above in detail, the present invention provides an intermediate ceiling plate below the roof of the building, and stores the electronic device in the electronic device storage chamber below the intermediate ceiling plate, and between the roof and the intermediate ceiling plate. The outdoor heat exchanger is installed to exhaust heat to the outside air, and further, a beam material extending in the longitudinal direction of the electronic device storage chamber is provided between the roof and the intermediate ceiling plate, and this is provided at both ends of the electronic device storage chamber. It fixes to the end wall of. In the above embodiment, the front end of the beam material is set at the position of the end wall of the electronic device housing chamber. However, the beam material extends through the end wall to the front end of the building, and the frame there You may make it fix to a frame. In addition, for cooling electronic equipment, an outside air cooling method using a natural convection circulation type heat exchanger is used, but instead, an air conditioner that performs a refrigeration cycle is adopted, and the outdoor unit is You may install in the upper part of an intermediate ceiling board. Thus, specific embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and it is obvious that various modifications can be made thereto.
1F 前部側柱状部材、 1R 後部側柱状部材
2 締結金具
3 屋根
4 ラック
5 底部フレーム
7 中間天井板
8 ビーム材
81 補強材
82 樋部材
10 熱交換器(室内空気冷却用)
11 室外熱交換器
12 ファン(室内空気循環用)
FF 前側フレーム枠体、 RF 後側フレーム枠体
DESCRIPTION OF
11
FF front frame frame, RF rear frame frame
Claims (7)
前記建造物の両端部には、柱状部材を有するフレーム枠体が配置され、
前記建造物の屋根の下方には中間天井板が設けられ、前記電子機器が前記中間天井板の下側に形成された電子機器収容室内に収められ、
前記電子機器収容室内には、室内の空気を冷却する熱交換器と冷却された空気を循環するファンとが設置され、かつ、前記建造物の屋根と前記中間天井板との間には、前記熱交換器が吸収した熱を外気に排熱する室外熱交換器が設置されており、さらに、
前記電子機器収容室は、平面視で長方形の形状を有し、長手方向の両端の端部壁が前記フレーム枠体に連結され、
前記建造物の屋根と前記中間天井板との間には、前記電子機器収容室の全長に亘って長手方向に延びるビーム材が設けられ、前記ビーム材が前記電子機器収容室の前記両端の端部壁又は前記フレーム枠体に固定されるとともに、前記建造物の屋根と前記中間天井板とが前記ビーム材に取り付けられており、
前記室外熱交換器は、前記ビーム材と前記建造物の一側面との間に設置されることを特徴とする建造物。 A rectangular parallelepiped structure containing electronic equipment in a room,
Frame frames having columnar members are arranged at both ends of the building,
An intermediate ceiling plate is provided below the roof of the building, and the electronic device is housed in an electronic device housing chamber formed below the intermediate ceiling plate,
In the electronic device housing chamber, a heat exchanger for cooling indoor air and a fan for circulating the cooled air are installed, and between the roof of the building and the intermediate ceiling plate, An outdoor heat exchanger that exhausts the heat absorbed by the heat exchanger to the outside air is installed.
The electronic device housing chamber has a rectangular shape in plan view, and end walls at both ends in the longitudinal direction are connected to the frame frame,
Between the roof of the building and the intermediate ceiling plate, a beam material extending in the longitudinal direction over the entire length of the electronic device housing chamber is provided, and the beam material is provided at the ends of the both ends of the electronic device housing chamber. While being fixed to the part wall or the frame frame, the roof of the building and the intermediate ceiling plate are attached to the beam material ,
The outdoor heat exchanger is installed between the beam material and one side surface of the building.
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