JP6510305B2 - コンテナ型データセンター - Google Patents

Description

本発明は、コンテナ型データセンターに関する。

装置や設備を最初から現場で作成するのではなく、輸送用のコンテナの内部にコンピューターや蓄電池等の機器を設置し、例えばトラックに搭載し、一般の道路を移動させ、現場で短時間に作成することが行われている。こうすることで、目的とする装置や設備を現場で短時間に作成することができる。

このようなコンテナを用いることで、一般道路を経由して設備移動が可能であり、製造場所と設置場所とを分離することが可能となる。特に、ある場所にいったん設置した後に別の場所に移動することが可能であれば、設備構成や設置場所を柔軟に変更することが容易となる。

また、従来、電子機器の最小限の基本的な機能（例えば、サーバー、ラック、セキュリティ装置、照明、消火設備、通信線、電源等といった最低限の機能を有した最少の単位のもの）を備えたシステムをコンテナ内に用意し、集合的に用いることにより装置や設備を設置するというコンテナ型データセンターが様々な分野で用いられている。このようなコンテナには、電子機器の温度を調整するための空調設備が設けられている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２０１４／１７４６０７号

上述のごときコンテナ型データセンターは、海外に輸出されるなど長距離搬送されてから仕向け地で使用されることが少なくない。しかしながら、従来のコンテナ型データセンターは、現地で空調設備が取り付けられる関係上、組立作業や組み立てられた設備の品質を管理しづらい問題があった。だからといって、コンテナ型データセンターに空調設備を取り付けてから搬送すると、コンテナの外側に室外機が露出した状態で搬送する事となり、搬送過程で室外機が重機や車両に接触して破損する可能性があるため、現地で再点検や修繕を行ったりする必要があった。

本発明は、設備の品質を確保した上で、空調設備をあらかじめ取り付けた状態で搬送することに適した構造のコンテナ型データセンターを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明者は、従来のコンテナ型データセンターにおける空調設備とくに室外機の配置に着目し、新たな知見を得るに至った。かかる知見に基づく本発明は、コンテナによって構成されるコンテナ型データセンターにおいて、
前記コンテナの内部が、電子機器が格納される主スペースと、それ以外の副スペースと、に区画されており、
前記主スペースにはさらに空調設備を構成する室内機が設置されており、
前記副スペースには空調設備を構成する室外機が設置されていることを特徴とする。

従来のコンテナ型データセンターでは格納室と室外機とが切り離されていたのに対し、本発明に係るコンテナ型データセンターでは、室外機の設置スペースがコンテナ内に形成されていることから、搬送時等において当該室外機がコンテナ外に露出しない構造となっている。したがって、空調設備をあらかじめ取り付けた状態で搬送することができる。これによれば、搬送前にあらかじめ空調設備を取り付けた状態で出荷することができ、仕向け地で空調設備を取り付ける必要がないことから、組立作業や組み立てられた設備の品質を管理することができる。

コンテナ型データセンターは、前記室外機を取り巻く周辺の気体を前記コンテナの外気にする室外機周辺気体変更手段を備えることが好ましい。

前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナに形成された開閉装置であってもよい。

前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナにコンテナ製造当初に形成された扉であってもよい。

また、コンテナ型データセンターにおいては、前記コンテナ内であって、前記主スペースと前記副スペースとの間に、扉が設けられていてもよい。この場合、コンテナの外壁を改造せずに、主スペースへの機器搬入口やメンテナンス員の出入り口を確保できる。

前記室外機の排熱は前記室外機周辺気体変更手段に向かって排出されるものであってもよい。この場合、扉を開くだけで、外部に排熱を排出できる。

前記室外機が前記扉に取り付けられていてもよい。

前記室外機の排熱は前記扉と逆側に向かって排出されるものであってもよい。この場合には、扉を大きく開くだけで、外部に確実に排熱を排出できる。

前記室外機と前記室内機とを接続する冷媒管はフレキシブル管で構成されていてもよい。この場合、扉の開閉にともなう冷媒管のねじれに対応可能である。

また、コンテナ型データセンターは、外装用コンテナと、該外装用コンテナに収容される内装用コンテナとからなる二重構造であってもよい。

前記外装用コンテナと前記内装用コンテナとの間に通気層を有していてもよい。

また、前記通気層にある空気を、前記副スペース側から空気を供給又は排出して流通することにより二重構造の天井側から排熱を促進するようにしてもよい。

前記内装用コンテナは、前記外装用コンテナに着脱可能であってもよい。

前記コンテナ内にフェンスが折りたたまれた状態で格納されており、前記フェンスが前記扉と接続されており、前記扉を開けると前記フェンスが展開される、請求項４に記載のコンテナ型データセンター。

また、本発明に係るコンテナ型データセンターの運用方法は、上記のコンテナ型データセンターを、前記室外機周辺気体変更手段を開けた状態で運用するというものである。

本発明によれば、設備の品質を確保した上で、空調設備をあらかじめ取り付けた状態で搬送することに適した構造とすることができる。

本発明に係るコンテナ型データセンターの構成例を示す、内装用コンテナの装填前の状態の斜視図である。 コンテナ型データセンターの斜視図である。 コンテナ型データセンターの平面図である。 コンテナ型データセンターの正面からの概略を示す図である。 別の形態のコンテナ型データセンターの平面図である。 壁パネルを組み立てた内装用コンテナの概略を示す斜視図である。 フェンスを備えたコンテナ型データセンターの平面図である。 扉を開けてフェンスが展開された状態のコンテナ型データセンターの平面図である。 長いフェンスを備えたコンテナ型データセンターの平面図である。 扉を開けて長いフェンスが展開された状態の一例を示すコンテナ型データセンターの平面図である。 網戸を備えたコンテナ型データセンターの平面図である。 図１１に示したコンテナ型データセンターにおいて扉を開いた状態を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明に係るコンテナ型データセンター１は、コンテナ２、エアコン（空調設備）１０等によって構成されている。本実施形態のコンテナ２内には電子機器格納室８０が形成されている。電子機器格納室８０内に配置されたサーバーラック（図示省略）には、コンピューター、蓄電池、パワーコンディショナーなどの機器（本明細書ではこれらをまとめて電子機器と称する）が配置される。

コンテナ２は、例えば鋼鉄、アルミニウム、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等で構成されている矩形箱状の筐体である。コンテナ吊り上げ用のフック、コンテナ足元を固定するための孔や突起、通気性確保の為に風が通る様な構造の壁を備えていてもよい。コンテナ２の長さや幅、高さは陸運や海運が可能な範囲であれば問わない。

また、矩形箱状であるコンテナ２の壁（出入口のある前壁、その対面の奥壁、および両側の側壁）、床、天井の各面（６面）は、断熱材ならびに板またはコンクリート板で囲われていてもよい。これら６面は、エアコン１０の設置や換気等の設備を設けるための貫通孔の現地加工が簡単な構造であることが好ましい。

本実施形態のコンテナ型データセンター１におけるコンテナ２は、その内部が、電子機器格納室（主スペース）８０と、それ以外の前室（副スペース）７０と、に区画されている。電子機器格納室８０には、電子機器が格納される。

また、このコンテナ型データセンター１におけるコンテナ２は、外装用コンテナ２０と内装用コンテナ３０とからなる二重構造となっている（図３等参照）。本実施形態では、外装用コンテナ２０として、ＩＳＯの国際規格に準拠したスタンダードなＩＳＯコンテナを用いる。

内装用コンテナ３０は、外装用コンテナ２０に収容されて二重構造となる。本実施形態の内装用コンテナ３０は、外装用コンテナ２０の内側の四辺に設けられたガイドレール２５に沿って装填・着脱可能ないわばカートリッジ式となっている（図１、図２参照）。したがって、内装用コンテナ３０を入れ替えることによってコンテナ型データセンター１の内部（電子機器格納室８０）のレイアウトを簡単に変更することができる。あるいは、内装用コンテナ３０を構成する壁パネル３４を外装用コンテナ２０の内部で組み立てることもできる（図６参照）。このようなコンテナ型データセンター１によれば、通常のコンテナを用いた場合とは異なる形で可変性を実現することができる。

また、内装用コンテナ３０は、外装用コンテナ２０に対して長手方向にスライドさせることによって出し入れされる（図２参照）。外装用コンテナ２０の長手方向の一端には、開閉して内装用コンテナ３０の出し入れを可能とする扉２２が設けられている（図１、図２等参照）。内装用コンテナ３０を外装用コンテナ２０の最奥までスライドさせると、当該内装用コンテナ３０の扉３２と、外装用コンテナ２０の扉２２との間に前室７０となるスペースが形成される（図５等参照）。

内装用コンテナ３０の前室７０には、メンテナンス員（作業者）らが、前室７０と電子機器格納室８０との間で出入りすることを可能とする扉３２が設けられている（図２参照）。本実施形態のコンテナ型データセンター１においては、この扉３２を設けることにより、当該内装用コンテナ３０や外装用コンテナ２０の外壁を改造することなく、電子機器格納室８０への機器搬入やメンテナンス員の出入りが行えるようにしている。

外装用コンテナ２０と内装用コンテナ３０の間には、通気層４が形成されている（図４等参照）。通気層４は、電子機器格納室８０内の温度変化を抑制する断熱層として機能する。この通気層４に、発泡樹脂材のウレタンフォームを詰める等して断熱効果を向上させてもよい。

室内機１１と室外機１２との間には、冷媒を流通させる冷媒管１３が設けられている。

また、外装用コンテナ２０の例えば天井には、空気の流通孔（図示省略）が設けられている。このコンテナ型データセンター１においては、通気層４にある空気を、前室７０側から別の空気を供給又は排出して流通することにより、二重構造の天井などから空気を流通させることができる。これによれば、コンテナ型データセンター１の稼働（運用）時等における排熱を促進することができる。前室７０側から別の空気を供給または排出するための装置は、特に図示していないがファン等によって構成することができる。

ここで、本実施形態では、エアコン１０の室内機１１を電子機器格納室８０内に設置し、尚かつ、室外機１２を前室７０に設置している。このような構造のコンテナ型データセンター１によれば、コンテナ搬送時等において、室外機１２がコンテナ２の外に露出しないことから、エアコン（空調設備）１０をあらかじめ取り付けた状態で搬送することができる。したがって、コンテナ搬送前にあらかじめエアコン１０を取り付けた状態で出荷することができ、仕向け地でエアコン１０を取り付ける必要がない。このため、出荷元にてあらかじめパッケージングを構成することで、組立作業や組み立てられた設備の品質に偏りが生じるのを抑制することができる。

コンテナ型データセンター１は、少なくともエアコン１０の稼働時において室外機１２を取り巻く周辺の気体をコンテナ２の外気にすることができる室外機周辺気体変更手段を備える。本実施形態では、上述した外装用コンテナ２０の扉２２を、開けることより室外機１２を取り巻く周辺の気体を外気にする室外機周辺気体変更手段として機能させるようにしており、エアコン１０の稼働時に室外機１２と外気との間での熱交換が可能な状態とする（図２等参照）。もちろん、扉以外の開閉装置（例えば窓やシャッター）を室外機周辺気体変更手段として用いることもできる。ただし、外装用コンテナ２０を大きく切り欠くと、上にさらに別のコンテナを複数積層させられないことから輸送費用が高額となる場合があるため、この観点からは外装用コンテナ２０を大きく切り欠かないことが好ましい。切り欠く範囲は室外機１２の正面の面積より小さいこととすることが好ましい。また、外装用コンテナ２０を切り欠かないでそのまま用いれば、製造コストも節約できるとともにコンテナを別の用途に再利用することも容易となる。

室外機１２が扉２２に取り付けられていてもよい。図５に示す他の形態のコンテナ型データセンター１においては、両開きの扉２２の一方または両方の内側（前室７０側）に室外機１２が取り付けられており、これら扉２２を開ければ室外機１２の周辺気体が外気となるように構成されている（図５参照）。また、室外機１２は、その排熱が扉２２の方向に向かって排出されるように取り付けられており、扉２２を開くだけで、外部に排熱を排出できるようになっている。

あるいは、上述とは逆に、室外機１２は、その排熱が扉２２とは逆側に向かって排出されるように設けられていてもよい。この場合、扉２２を大きく開くだけで、外部に確実に排熱を排出することができる状態となる（図５参照）。

また、本実施形態では、上述した冷媒管１３をフレキシブル管で構成している。フレキシブル管で構成された冷媒管１３は、扉２２を開閉した際に当該管がねじれ、あるいは伸縮した場合に追従して対応しやすい。

ここまで説明したコンテナ型データセンター１によれば、エアコン１０をあらかじめ取り付けた状態で搬送することができる。また、搬送先でコンテナ２を組み立てたりエアコン１０を取り付けたりする作業をなくすことができることから、組立作業や組み立てられた設備の品質を一定に保ちやすくなる。

続いて、コンテナ型データセンター１の別の実施形態を示す（図７等参照）。

図７等に示すコンテナ型データセンター１においては、外装用コンテナ２０内にフェンス６０が折りたたまれた状態で格納されている（図７参照）。フェンス６０は扉２２と接続されており、扉２２を開けるとフェンス６０が展開されるようになっているため、フェンス設置が簡単となっている（図８参照）。展開したフェンス６０は、稼働（運用）時に関係者以外の者のコンテナ型データセンター１への立ち入り、車両等の侵入を防ぐ防御壁として機能する。

なお、図７等に示したものよりも長いフェンス６０を採用しても構わない（図９参照）。こうした場合、当該フェンス６０によってより広い領域を囲繞することができるし、フェンス６０の配置の仕方の自由度が増す（図１０参照）。

コンテナ型データセンター１のさらに別の実施形態を示す。図１１、図１２に示すコンテナ型データセンター１は、虫や小動物の侵入を防ぐ網戸６２を備えている。網戸６２は、扉２２と二重構造となるように設置されており、扉２２を開いた状態で虫等が前室７０内に侵入するのを防止する（図１２参照）。特に図示していないが、通気層４の空気を流すために設けられた空気の流通孔（図示省略）にも、網、パンチングメタルが被せられる等していることが好ましい。

ここまで説明した各実施形態では、建築で使われているスケルトン・インフィルの考え方をコンテナ２に取り入れ外部と内部を別々に考えることを起点として新規な構成のコンテナ型データセンター１を構成した。すなわち、スケルトンにあたる外装用コンテナ２０には耐久性を、インフィルにあたる内装用コンテナ３０には可変性を持たせつつ、外部と内部を分ける二重コンテナにすることにより、（ａ）外装用コンテナ２０は変更せずにそのまま使用しつつ、内部のレイアウト変更を容易にすることができ、（ｂ）外装用コンテナ２０を輸送用としてそのまま使用しつつ、各種設備を外装用コンテナ２０に格納して輸送でき、さらに、（ｃ）２つのコンテナ間にできる空間を通気層４として、内装用コンテナ３０の熱効率を上げることができる。また、二重になっていることで、内装用コンテナ３０に対する外部からの衝撃の保護になり、遮音性を高める効果があり、さらには設備品を保護することにもなる。しかも、上述したコンテナ型データセンター１においてはコンテナ２の強度を保つことができるため、他のコンテナ同様に積み重ねが可能であり、追加の運賃が不要となる。

なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれ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いて種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、二重コンテナ構造とすることによって、電子機器が格納される電子機器格納室（主スペース）８０と、それ以外のスペースである前室（副スペース）７０と、に区画した例を示したが、もちろん、二重構造でないコンテナ２において、その内部を仕切り壁（パーティション）で区画して主スペースと副スペースとを設けることもできる。

本発明は、コンピューター、蓄電池、パワコンなどの各種電子機器を収納し、その中で機器を稼働させられるコンテナ型データセンターに適用して好適である。

１…コンテナ型データセンター
２…コンテナ
４…通気層
１０…エアコン（空調設備）
１１…室内機
１２…室外機
１３…フレキシブル管（冷媒管）
２０…外装用コンテナ
２２…扉（室外機周辺気体変更手段）
３０…内装用コンテナ
３２…扉
６０…フェンス
７０…前室（副スペース）
８０…電子機器格納室（主スペース）

Claims (16)

1. コンテナによって構成されるコンテナ型データセンターにおいて、
   前記コンテナの内部が、電子機器が格納される主スペースと、それ以外の副スペースと、に区画されており、
   前記主スペースにはさらに空調設備を構成する室内機が設置されており、
   前記副スペースには空調設備を構成する室外機が設置されており、
   前記コンテナは、外装用コンテナと、該外装用コンテナに収容される内装用コンテナとからなる二重構造である
   ことを特徴とするコンテナ型データセンター。
2. コンテナによって構成されるコンテナ型データセンターにおいて、
   前記コンテナの内部が、電子機器が格納される主スペースと、それ以外の副スペースと、に区画されており、
   前記主スペースにはさらに空調設備を構成する室内機が設置されており、
   前記副スペースには空調設備を構成する室外機が設置されており、
   前記室外機を取り巻く周辺の気体を前記コンテナの外気にする室外機周辺気体変更手段を備え、
   前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナにコンテナ製造当初に形成された扉であり、
   前記室外機が前記扉に取り付けられている
   ことを特徴とするコンテナ型データセンター。
3. コンテナによって構成されるコンテナ型データセンターにおいて、
   前記コンテナの内部が、電子機器が格納される主スペースと、それ以外の副スペースと、に区画されており、
   前記主スペースにはさらに空調設備を構成する室内機が設置されており、
   前記副スペースには空調設備を構成する室外機が設置されており、
   前記室外機を取り巻く周辺の気体を前記コンテナの外気にする室外機周辺気体変更手段を備え、
   前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナにコンテナ製造当初に形成された扉であり、
   前記コンテナ内にフェンスが折りたたまれた状態で格納されており、前記フェンスが前記扉と接続されており、前記扉を開けると前記フェンスが展開される、
   ことを特徴とするコンテナ型データセンター。
4. 前記室外機を取り巻く周辺の気体を前記コンテナの外気にする室外機周辺気体変更手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のコンテナ型データセンター。
5. 前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナに形成された開閉装置であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のコンテナ型データセンター。
6. 前記室外機周辺気体変更手段は、当該コンテナにコンテナ製造当初に形成された扉であることを特徴とする請求項４に記載のコンテナ型データセンター。
7. 前記コンテナ内であって、前記主スペースと前記副スペースとの間に、扉が設けられている請求項１または６に記載のコンテナ型データセンター。
8. 前記室外機の排熱は前記室外機周辺気体変更手段に向かって排出される請求項４に記載のコンテナ型データセンター。
9. 前記室外機が前記扉に取り付けられていることを特徴とする、請求項６に記載のコンテナ型データセンター。
10. 前記室外機の排熱は前記扉と逆側に向かって排出される請求項９に記載のコンテナ型データセンター。
11. 前記室外機と前記室内機とを接続する冷媒管はフレキシブル管で構成されている請求項１または８に記載のコンテナ型データセンター。
12. 外装用コンテナと、該外装用コンテナに収容される内装用コンテナとからなる二重構造であることを特徴とする請求項２または３に記載のコンテナ型データセンター。
13. 前記外装用コンテナと前記内装用コンテナとの間に通気層を有することを特徴とする請求項１２に記載のコンテナ型データセンター。
14. 前記通気層にある空気を、前記副スペース側から空気を供給又は排出して流通することにより二重構造の天井側から排熱を促進する請求項１３に記載のコンテナ型データセンター。
15. 前記内装用コンテナは、前記外装用コンテナに着脱可能であることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか一項に記載のコンテナ型データセンター。
16. 前記コンテナ内にフェンスが折りたたまれた状態で格納されており、前記フェンスが前記扉と接続されており、前記扉を開けると前記フェンスが展開される、請求項６に記載のコンテナ型データセンター。

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