JP6303147B2

JP6303147B2 - 二重床用換気装置

Info

Publication number: JP6303147B2
Application number: JP2014040203A
Authority: JP
Inventors: 利明春日部
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2034-03-03
Also published as: JP2015165171A

Description

本発明は、ファンにより床上空間に空気を供給する二重床用換気装置に関するものである。

例えばサーバーラックを多数収納したデータセンター等においては、床下を配線空間及び空調空間とした二重床構造が採用されている。冷却用空気は大型の冷却装置によって床下の空調空間に供給され、ラック周辺の床面に形成された通気口から床上空間に吹き出している。

一般に、冷却装置はサーバルームの片側に配置されるので、冷却装置から遠い場所ほど床下の空調空間からの冷却用空気が十分に行き届かなくなり、熱溜まりが生じてしまうおそれがある。そこで特許文献１に示されるような二重床用換気装置が用いられる。二重床用換気装置は床下の空調空間に配置されるもので、ファンを備えているので空調空間内の冷却用空気を吸引し、上部の通気口から床上空間に吹き出す機能を有する。

しかし二重床用換気装置を用いた場合にも、床上に設置されたラックの上側まで冷却用空気が届きにくく、特にラックの上側に高負荷の機器を設置した場合には、その機器の冷却が十分に行えなくなる恐れがあった。

特開２０１０−１０１５５０号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、ラックの上側まで冷却用空気を効率よく供給することができる二重床用換気装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、ファンにより床上空間に空気を供給する二重床用換気装置において、ファンの上側にファンからの空気を誘導する複数の流路を形成し、これらの流路は、空気の流れ方向に狭まる形状の先細流路と、空気の流れ方向に広がる形状の先太流路と、これらの先細流路と先太流路との間に形成され垂直上向きの空気流を生ずる一定幅流路とを含み、前記先細流路と先太流路の風向を同じ側に傾斜させ、風下に近い側を先太流路、風下から遠い側を先細流路としたことを特徴とするものである。

請求項２の発明は請求項１の発明において、前記先細流路を前記先太流路よりも、床上空間に配置されたラックから遠い側に配置したことを特徴とするものである。請求項３の発明は請求項２の発明において、前記先細流路の入口を、前記先太流路の入口よりも広くしたことを特徴とするものである。請求項４の発明は請求項３の発明において、前記流路はファンの上側に配置された風向板間に形成される空間であることを特徴とするものである。請求項５の発明は請求項４の発明において、前記風向板の上面に、前記風向板によって支持される通気部材を配置したことを特徴とするものである。

本発明によれば、流路の形状を先細流路と先太流路とすることにより二重床用換気装置から吹き出す風速を変えることができ、ラックの上側までファンからの冷却用空気を到達させることができる。

請求項２の発明によれば、ラックから遠い側からより高速で冷却用空気を噴出させることによって、ラックに近い側から出たより低速の冷却用空気をもラックに向かわせることができる。

請求項３の発明によれば、先細流路の入口を先太流路の入口よりも広くしたことにより、先細流路から吐出される風速を高めることができる。

請求項４の発明によれば、風向板の取付方を変更するだけで、先細流路や先太流路を簡単に形成することができる。

請求項５の発明によれば、通気部材を風向板で支持したので、床面に位置する通気部材に荷重が作用しても変形したりするおそれがない。

二重床用換気装置が配置されるサーバルームの斜視図である。第１の実施形態の二重床用換気装置の断面図である。風向ユニットの斜視図である。従来例１を示す概略的な断面図である。従来例２を示す概略的な断面図である。第２の実施形態を示す概略的な断面図である。第３の実施形態を示す概略的な断面図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１は二重床用換気装置が配置されるサーバルームの斜視図であり、床面１は支柱２により支持された二重床になっている。床面１には通気孔を持つ床板パネル３が敷設されており、床面１上には多数のラック４が密着配置されてラック列を形成している。床下空間５は配線空間及び空調空間となっている。６はサーバルームの一端に配置された大型の冷却装置であり、床下空間５に冷却用空気を供給している。冷却用空気は床板パネル３に形成された通気孔から床上空間に流入し、ラック４の内部の機器を冷却している。前記したように冷却装置６から離れた位置のラック４には冷却用空気が十分に行き届かなくなるので、床下空間５内に本発明の二重床用換気装置が配置されている。図１にはその表面パネル７と通気部材８とが表われている。

図２は本発明の第１の実施形態の二重床用換気装置の断面図である。二重床用換気装置はファン１０を備えたファンユニット１１とその上側に配置された風向ユニット１２とからなる。ファン１０は床下空間５内の冷却用空気を吸引し上向きの空気流として吐出する軸流ファンである。１３はファンユニット１１の上部に形成された枠状の取付部材であり、その上に風向ユニット１２が支持されている。この実施形態では二重床用換気装置のラック４側はラック４の基台にＬ字金具により固定され、反対側は支柱２に支持されている。しかし二重床用換気装置の取付方法は任意であり、支柱２に支持させても、床板パネル３に支持させても。床下空間５内に直接置いても差し支えない。

風向ユニット１２は図３に示されるように、ファン１０から吐出される風を上向きにガイドする枠状フレーム１４と、この枠状フレーム１４の内側にネジ止め、リベット止め、または溶接によって取付けられた複数枚の風向板１５とを備えている。また図２に示されるように、これらの風向板１５の上面に通気部材８が支持されている。通気部材８は金網またはパンチングメタルのような多数の通気孔を備えた平板であり、その周囲は表面パネル７で覆われている。図１に示したように、表面パネル７と通気部材８は床面１とほぼ同一高さとなっている。通気部材８の上を人が歩いたりしたような場合にも、通気部材８は風向板１５の上面及び枠状フレーム１４によって支持されているので、変形したりすることはない。

なお風向ユニット１２を正方形としておき、枠状の取付部材１３に対して９０度単位で取付け方向を可変としておくことが好ましい。しかし以下の各実施形態で説明するように、風向板１５から吹き出す冷却用空気がラック３の方向に向かうように、風向ユニット１２をセットすることが好ましい。なお図３に示すように、本実施形態では２つの風向ユニット１２が長方形の取付部材１３にセットされているが、風向ユニット１２の数は任意である。風向ユニット１２を表面パネル７に取付けることも考えられるが、床面にネジ等が突出して外観が悪くなり、また安全上からも好ましくない。

なお、ラック４の下層だけに発熱機器が設置されている場合には、ラック４から遠い側のファン１０を動作させる必要がない場合がある。本実施形態のように２つの風向ユニット１２が長方形の取付部材１３にセットされた構造とすれば、ラック４に近い側と遠い側のファン１０の電源を分け、ラック４から遠い側のファン１０を停止させるうえで好都合である。

図２、図３に示す第１の実施形態では、４枚の風向板１５が枠状フレーム１４の内部に固定されている。これらの風向板１５は平面視するとラック４の前面に対して平行に配置されている。しかし図２に示されるように、中央の２枚の風向板１５は垂直上向きであるが、両端の風向板１５は上部がラック４に接近するように同じ方向に傾斜させて取付けられており、これらの風向板１５の相互間には、ファン１０からの空気を誘導する複数の流路が形成される。通気部材８は中央部が最も荷重に対して弱い部分であるが、その部分を垂直な２枚の風向板１５で支えることができる。

このため、図２の右端の風向板１５と右から２番目の風向板１５との間に形成される流路は、空気の流れ方向に狭まる形状の先細流路１６となる。また中央の２枚の風向板１５、１５間には、一定幅流路１７が形成される。また左端の風向板１５と左から２番目の風向板１５との間に形成される流路は、空気の流れ方向に広がる形状の先太流路１８となる。

図２に示すように、先細流路１６の入口の幅は先太流路１８の入口の幅よりも広くなっている。また先細流路１６は先太流路１８よりもラック４から遠い側、すなわち風下に近い側が先太流路１６、風下から遠い側が先細流路１６となっている。ファン１０は中央部にモータ等が位置するため、中心部よりも外側部で風量が多くなるという特性を持つ。このためファン１０から吐出される風量の多くの部分は入口の幅が広い先細流路１６に流入し、より高速の空気流となって床上空間に噴出し、ラック４の上部に向かう。

他方、先太流路１８は入口の幅が狭いうえに空気の流れ方向に広がる形状であるから、風量も少なく風速も遅い空気流となってラック４の下部に向かう。また中央の一定幅流路１７は入口の幅は最も広いのであるが、ファン１０から吐出される風量が多くはないため、風量、風速ともに中程度の空気流が垂直上向きに形成される。しかし中央部からの空気流も先細流路１６からの高速で風量の多い空気流に巻き込まれるように合流し、全体としてラック４の方向に流れる。

この結果、本発明によれば従来の二重床用換気装置に比較して、ラック４の上部まで冷却用空気を到達させることができる。ラック４前面上部の１９０ｃｍの高さ位置で風速を計測した結果、本発明の二重床用換気装置では１．７ｍ/ｓ、図４の従来例１では０．９ｍ/ｓ、図５の従来例２では０．７ｍ/ｓとなった。なお従来例１は図４に示したように全ての風向板をラック側に同一角度（６０度）で傾斜させたもの、従来例２は図５に示すように風向板の取付角度を左から順に、６０度、７０度、８０度、９０度としたものである。これらの従来例１，２には垂直上向きの空気流をラック４から遠い側に配置された先細流路１６からの空気流で巻き込む構造がなく、高い位置での風速は本発明の約半分に落ちている。

図６に示す第２の実施形態は、風向ユニット１２の枠状フレーム１４を傾斜させ、風向板１５と同様の機能を持たせたものである。図６では３枚の風向板１５が設けられており、右端の風向板１５と枠状フレーム１４との間に先細流路１６を形成している。また左側の２枚の風向板１５、１５の間に先太流路１８が形成されている。さらに左端にはラック４に向かう一定幅流路１７が形成され、右側の２枚の垂直な風向板１５、１５間には、一定幅流路１７が形成される。

図７に示す第３の実施形態は風向板１５を２枚としたものであり、先細流路１６は先太流路１８よりもラック４から遠い側に配置されている。

以上の説明では片側のラック４について説明したが、実際のデータセンター等においては通路を挟んだ左右両側にラック列が形成される。その場合に左右にそれぞれ二重床用換気装置を配置するほか、通路の中央部の床下に二重床用換気装置を配置し、左右の風向ユニット１２の向きを変えて左右両側のラック４に向かって冷却用空気を吹き出すことも可能である。

１床面
２支柱
３床板パネル
４ラック
５床下空間
６冷却装置
７表面パネル
８通気部材
１０ファン
１１ファンユニット
１２風向ユニット
１３取付部材
１４枠状フレーム
１５風向板
１６先細流路
１７一定幅流路
１８先太流路

Claims

ファンにより床上空間に空気を供給する二重床用換気装置において、
ファンの上側にファンからの空気を誘導する複数の流路を形成し、
これらの流路は、空気の流れ方向に狭まる形状の先細流路と、空気の流れ方向に広がる形状の先太流路と、これらの先細流路と先太流路との間に形成され垂直上向きの空気流を生ずる一定幅流路とを含み、
前記先細流路と先太流路の風向を同じ側に傾斜させ、風下に近い側を先太流路、風下から遠い側を先細流路としたことを特徴とする二重床用換気装置。
前記先細流路を前記先太流路よりも、床上空間に配置されたラックから遠い側に配置したことを特徴とする請求項１記載の二重床用換気装置。
前記先細流路の入口を、前記先太流路の入口よりも広くしたことを特徴とする請求項２記載の二重床用換気装置。
前記流路はファンの上側に配置された風向板間に形成される空間であることを特徴とする請求項３記載の二重床用換気装置。
前記風向板の上面に、前記風向板によって支持される通気部材を配置したことを特徴とする請求項４記載の二重床用換気装置。