JP7227880B2 - サーバルームシステム - Google Patents

Description

本発明は、サーバルームシステムに関するものである。

特許文献１や特許文献２に記載されているように、サーバやネットワーク機器などの電気電子機器を搭載した多数の電気電子機器収納用箱を、サーバルーム内に複数の列をなすように多数並べることが知られている。電気電子機器収納用箱内にある電気電子機器は熱を発生するため、空調設備から吹き出した冷却空気を電気電子機器収納用箱内に取込み排熱させる。ところで、近年のサーバ負荷の増大に伴い、空調設備の冷却空気の進行方向に沿うように多数の電気電子機器収納用箱を並べる場合においては、多くの風量が必要となり、多くの壁面を吹出しに利用しても開口面積が足りず風速が早くなってしまうという問題があった。

特開昭５７－６８１００号公報 特開２００９－１３４５２２号公報

より具体的には、冷却空気の風量を多くすると、空調設備側となる上流側の電気電子機器収納用箱の前方を通過する冷却空気の風速が早くなり過ぎ、この辺りの電気電子機器収納用箱は冷却空気を取り込みづらい状況となる。そのため、空調設備側の電気電子機器収納用箱内に電気電子機器が冷却されるのに必要な風量を確保しづらい状態になってしまい、空調設備側の電気電子機器収納用箱内が冷却されにくくなっている。とはいえ、空調設備から遠い位置にある電気電子機器収納用箱の冷却のためには、空調設備から排出される冷却空気の風量は、一定以上を確保する必要がある。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明が解決しようとする課題は、空調設備から排出される風量を落とすことなく、各電気電子機器収納用箱の内部に供給される風量を平準化できるようにすることである。

上記課題を解決するため、電気電子機器を搭載する電気電子機器収納用箱を複数並べたサーバルームと、空調設備から送られる冷却空気を複数の電気電子機器収納用箱の吸気面に沿って形成された通路に向けて水平方向に吹き出す吹出口と、を備えたサーバルームシステムであって、吹出口から水平方向に吹き出した冷却空気の一部を下方向に向ける乱流発生部材を、通路の上方に備えたサーバルームシステムとする。

また、乱流発生部材を電気電子機器収納用箱に接続、または、隣接させた構成とすることが好ましい。

また、乱流発生部材を冷却空気流の上流側の電気電子機器収納用箱に隣接させた構成とすることが好ましい。

また、乱流発生部材は、板状の導風板であり、電気電子機器収納用箱の上方を流れる冷却空気を電気電子機器収納用箱に向かって流すように傾斜させた構成とすることが好ましい。

また、乱流発生部材は、電気電子機器収納用箱の上方を流れる冷却空気に対して下方に向かう風力を与えるファンであることが好ましい。

本発明では、空調設備から排出される風量を落とすことなく、各電気電子機器収納用箱の内部に供給される風量を平準化することが可能となる。

サーバルームシステムの例を示す図である。ただし（ａ）は内部を上方から見た状態を表した図であり、（ｂ）は内部を側面から見た状態を表した図であり、（ｃ）は内部を（ｂ）とは９０度ずれた側面から見た状態を表した図である。 図１に示すサーバルームシステムのサーバルームの内部の状態を表す斜視図である。 図１に示すサーバルームシステムで電気電子機器収納用箱を冷却する場合の風の流れを表す図である。 空調設備から吐き出される冷却空気の一部の進行方向を乱流発生部材により変更させることで乱流を発生させる例を示す概念図である。 乱流発生部材を対向する電気電子機器収納用箱の各々に接続して固定した例を示す図である。 乱流発生部材を吊り下げ部を用いて吊り下げて電気電子機器収納用箱に隣接して固定している例を示す図である。 電子機器収納用箱群の中間位置にある電気電子機器収納用箱に向けて冷却空気を流すために導風板を用いている例を示す図である。 乱流発生部材としてファンを使用した例を示す図である。 サーバルームの隣に設けた空調ルームから冷却空気を導入する例を示す図である。 サーバルーム内に空調設備を配置した例を示す図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。図１から図４に示されていることから理解されるように、本実施形態のサーバルームシステム１００は、電気電子機器を搭載する電気電子機器収納用箱２を複数並べたサーバルーム１と、空調設備４から送られる冷却空気を複数の電気電子機器収納用箱２の吸気面に沿って形成された通路１３に向けて水平方向に吹き出す吹出口４１と、を備えている。また、このサーバルームシステム１００は、通路１３の上方に、吹出口４１から水平方向に吹き出した冷却空気の一部を下方向に向ける乱流発生部材９を備えている。このため、空調設備４から排出される風量を落とすことなく、各電気電子機器収納用箱２の内部に供給される風量を平準化することが可能となる。

このサーバルームシステム１００では、吹出口４１から電気電子機器収納用箱２に対して吹き出された冷却空気の一部のみに乱流を発生させており、冷却空気の一部は乱流発生部材９による影響を受けることなく、各電気電子機器収納用箱２に供給される風量を平準化することができる。なお、発生させた乱流により、一部の冷却空気の速度を低下させたので、電気電子機器収納用箱２の内部に冷却空気が入りやすくなる。

また、空調設備４から排出される冷却空気の流れの下流側では、サーバルームシステム１００の空調設備４の反対側に設けられた壁面による冷却空気の反射により冷却空気の圧力が高くなる傾向となる。このため、下流側に配置された電気電子機器収納用箱２に関しては、電気電子機器収納用箱２の内部の電気電子機器に設けられた吸気ファンなどで冷却空気を引き込みやすい状態になっている。

ここで、サーバルームシステム１００の一例について説明する。図１に示すサーバルームシステム１００のサーバルーム１は建物の１室に設けられている。サーバルーム１の内部には複数の電気電子機器収納用箱２が列をなすように並べられている。この電気電子機器収納用箱２は、サーバ、電源ユニットなどの電気電子機器を搭載する筐体本体２１と、その開口を覆う扉体２２や扉体２４を備えている。また、電気電子機器収納用箱２には、内部の電気電子機器を冷やすために、電気電子機器自体に通路１３から冷却空気を吸い込み排気側に排気する吸気ファンを備えている。図１に示す例では、サーバルーム１の外側に電気電子機器収納用箱２の吸気面に沿って形成された通路に向けて冷却空気を吹き出す空調設備４が設けられている。

サーバルーム１の内部は、セパレータ１８により、ラックなどの電気電子機器収納用箱２からの空気の排出先となるホットアイル１１と、空調設備４から送られた冷却空気により冷却空間となるコールドアイル１２に分けられる。ホットアイル１１に持ち込まれた熱はサーバルーム１に設けた排気口１９や排気設備からサーバルーム１の外に排出される。なお、実施形態においては、一列に並ぶ電気電子機器収納用箱２の各々は、図示しない連結部材を用いて、隣り合う電気電子機器収納用箱２と連結されている。

電気電子機器収納用箱２の正面側に設けられた扉体２２、背面側に設けられた扉体２４の表面には、パンチングメタルなどを用いて設けられた通気口を備えており、電気電子機器収納用箱２への空気の出入りが可能となっている。図３に示すことから理解されるように、コールドアイル１２に臨む扉体２２側で冷却空気の吸気がなされ、ホットアイル１１に臨む扉体２４側で排気がなされる。

図１から図３に示す例では、電気電子機器収納用箱２の並ぶ方向と、空調設備４の吹出口４１から吐き出される冷却空気の排気方向が平面視で平行となっている。この例では、図４に示すことから理解されるように、空調設備４側に位置する電気電子機器収納用箱２の上方に向けて水平方向に移動していた冷却空気の進行方向を乱流発生部材９により変化させて、冷却空気を電気電子機器収納用箱２に寄せることで、電気電子機器収納用箱２の高さで水平方向に移動していた冷却空気と衝突させて乱流を発生させている。このため、空調設備４側に位置する電気電子機器収納用箱２の扉体２２に設けた通気口に冷却空気が侵入しやすくなる。

乱流発生部材９は電気電子機器収納用箱２に隣接させるのが好ましい。これにより、電気電子機器収納用箱２の近くで乱流を発生させることができる。また、乱流発生部材９は冷却空気流の上流側の電気電子機器収納用箱２に隣接させるのが好ましい。これにより、冷却空気流の上流側の電気電子機器収納用箱２の近くで乱流を発生することができる。また、一列に並ぶ電気電子機器収納用箱２の中で最も空調設備４に近い電気電子機器収納用箱２の正面、若しくは、それよりも上流で乱流が発生するようにするのが好ましい。

図１から図３に示す例では、電気電子機器収納用箱２が並べられた二列の間に設けられた通路１３に平行となるように吹出口４１から冷却空気が排出されるようにしている。各々の電気電子機器収納用箱２の吸気側の扉体２２は、対向する電気電子機器収納用箱２の扉体２２と平行に位置しているため、吸気面は、空調設備４の吹出口４１から冷却空気が排出される方向と、９０度をなすように配置されている。このため、電気電子機器収納用箱２の前を流れる冷却空気の風速などが大きい場合は、電気電子機器収納用箱２の内部に冷却空気が引き込まれ難いが、乱流発生部材９の存在により、冷却空気の流れを崩すことで、電気電子機器収納用箱２の内部に冷却空気を引き込みやすくすることができる。

なお、図３に示す例では、電気電子機器収納用箱２は、吸気面をなす扉体２２が通路１３を挟んで対向するように配置されており、これらの電気電子機器収納用箱２をかけ渡すように、その通路１３の上方に一つの乱流発生部材９を配置しているが、図５に示すように、二つの乱流発生部材９を並べることで、電気電子機器収納用箱２をかけ渡すようにしても良い。この例では、各々の乱流発生部材９は、別の電気電子機器収納用箱２に固定されている。また、３以上の複数の乱流発生部材９を並べることで、電気電子機器収納用箱２をかけ渡すようにしても良い。

図４に示す例では乱流発生部材９である導風板９１は、電気電子機器収納用箱２の上部端部にねじや取付金具などを用いて接続して固定しているが、図６に示すことから理解されるように、サーバルーム１の天井に固定した吊り下げ部３１を用いて導風板９１を吊り下げて電気電子機器収納用箱２に隣接するようにしても良い。また、電気電子機器収納用箱２から離して乱流発生部材９を形成しておいても良く、少なくとも、導風板９１で乱流を発生させて、上流側の電気電子機器収納用箱２に冷却空気を導入させるものであれば良い。

ところで、空調設備４側に設けた乱流発生部材９とサーバルーム１の天井の間に隙間が生じるように配置することが好ましい。このようにすれば、空調設備４からの風の一部を吹出口４１の近くに設けた乱流発生部材９の上部を通過させた後に、その下流側に配置した乱流発生部材９などを用いて、下流側に位置する電気電子機器収納用箱２へ冷却空気を導入させることができる。

例えば図７に示す例では、導風板９１を電気電子機器収納用箱２がなす列の吹出口４１側の端部側に配置することで、乱流発生部材９としての役割を発揮させるものであるが、下流側に導風板９１を追加する構成としている。この場合、下流側の導風板９１は、主に、上流側に配置した導風板９１により下方に押し込まれなかった冷却空気を下流側に位置する電気電子機器収納用箱２側に移動させるガイドとしての役割を果たす。

なお、乱流発生部材９を、板状の導風板９１とし、電気電子機器収納用箱２の上方を流れる冷却空気を電気電子機器収納用箱２に向かって流すように傾斜させた構成とすると、簡単な構成で乱流を発生させることが可能である。また、乱流が過度に発生することを抑制することができる。

ところで、乱流発生部材９は、導風板９１を用いる必要はない。例えば、図８に示すことから理解されるように、乱流発生部材９は、電気電子機器収納用箱２の上方を流れる冷却空気に対して下方に向かう風力を与えるファン９３であっても良い。ファン９３を用いれば、乱流の発生を容易に行うことができる。なお、乱流発生部材９としてのファン９３は壁面や天井面に取り付けることが好ましい。

また、本発明のサーバルームシステム１００の概略構成も上記したような形態に限定する必要は無い。例えば、図９に示すことから理解されるように、吹出口４１はサーバルーム１内に残しつつ、空調設備４の全て若しくは大半をサーバルーム１の外側に設置するようにしても良い。図９に示す例ではサーバルーム１の隣に空調ルーム８１を設け、空調ルーム８１からサーバルーム１に冷却空気が移動する際に吹出口４１を通過する吹出しチャンバー方式の構成としている。なお、このようなサーバルーム１の吹出口４１と空調設備４はダクトで接続するものであっても良い。

また、図１０に示すことから理解されるように、吹出口４１を備えた空調設備４をサーバルーム１内に配置するようにしても良い。

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、実施形態に示す例では、空調設備から排出される冷却空気の経路となる通路の両端側に並ぶ電気電子機器収納用箱は、上方からみて対称になるように形成しているが、このような電気電子機器収納用箱の列は1列のものであっても良い。

また、乱流発生部材は、原則として吹出口側の電気電子機器収納用箱の付近に形成することが望ましいが、冷却空気の吹き出し方向に一列に並ぶ電気電子機器収納用箱群の中ほどに位置する電気電子機器収納用箱への冷却空気の導入不足を起こしている場合には、その電気電子機器収納用箱の近傍に乱流発生部材を配置させても良い。

また、乱流発生部材の取付構造としては、通路を挟んで向かい合う電気電子機器収納用箱に固定部材を掛け渡し、この固定部材に乱流発生部材を固定するようにしても良いし、電気電子機器収納用箱の側面に取付けるものであっても良い。

また、乱流発生部材は、作業者の作業や通路での歩行を妨げないように電気電子機器収納用箱の天井側に設けることが好ましい。

１ サーバルーム
２ 電気電子機器収納用箱
４ 空調設備
９ 乱流部材
１３ 通路
４１ 吹出口
１００ サーバルームシステム

Claims (5)

1. 電気電子機器を搭載する電気電子機器収納用箱を複数並べたサーバルームと、
   空調設備から送られる冷却空気を複数の電気電子機器収納用箱の吸気面に沿って形成された通路に向けて水平方向に吹き出す吹出口と、
   を備えたサーバルームシステムであって、
   電気電子機器収納用箱は、前記吹出口から吹き出される方向に延びる通路に沿って複数配置され、
   吹出口から吹き出される冷却空気の少なくとも一部は電気電子機器収納用箱の高さよりも低い位置から吹き出され、
   吹出口から水平方向に吹き出した冷却空気の一部を下方向に向ける乱流発生部材を通路の上側に備え、前記乱流発生部材の下端が吹出口の下端より上方に位置するサーバルームシステム。
2. 乱流発生部材を電気電子機器収納用箱に接続、または、隣接させた請求項１に記載のサーバルームシステム。
3. 乱流発生部材を冷却空気流の上流側の電気電子機器収納用箱に隣接させた請求項１又は２に記載のサーバルームシステム。
4. 乱流発生部材は、板状の導風板であり、電気電子機器収納用箱の上方を流れる冷却空気を電気電子機器収納用箱に向かって流すように傾斜させた請求項１～３のいずれかに記載のサーバルームシステム。
5. 乱流発生部材は、電気電子機器収納用箱の上方を流れる冷却空気に対して下方に向かう風力を与えるファンである請求項１～３のいずれかに記載のサーバルームシステム。

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