JP7324185B2 - サーバ格納システム、データセンタ - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和２年１０月２８日に掲載アドレス「ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｏｍａｎｙ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃ＿ｐｏｄ／」のウェブサイトにおいて公開された。

本発明は、データセンタのサーバ格納システムに関し、特にデータセンタにホットアイルを形成するサーバ格納システム、データセンタに関する。

近年、急増し続ける通信トラフィックに対応するため、高速大容量の通信が可能な５Ｇ（第５世代移動通信システム）の普及が進められている。５Ｇの普及に伴い、データセンタにおいてサーバとして機能するコンピュータや種々の電子機器、すなわちサーバの処理量及び設置数が増大し、データセンタで発生する排熱量も増大している。

サーバは、正常に作動するための周囲の環境温度範囲が定められている。このため、データセンタでは、サーバが排熱によって過度に加熱されないように、空調設備からの冷却風により冷却しつつ、サーバからの排熱により生じた暖気をホットアイル（暖気通路）に封じ込め、天井に形成した排気口を介し外部に排出することが行われている。これにより、データセンタにおける冷気と暖気との混合が防止され、データセンタの空調に係る消費電力費用などのエネルギーコストを低減することができる。

特許文献１には、サーバが収容されるサーバラックの配置スペースの上側において、ホットアイルを囲い込む上部パネルを備えたサーバ格納システムが開示されている。上部パネルは天井から吊り下げられている。上部パネルには、上部パネルとサーバラックとの隙間を覆うフィラーパネルが設置され、サーバ格納システムはサーバラックから自立して設置されている。

米国特許出願公開第２０１９／２６１５３３号明細書

特許文献１のサーバ格納システムにおいては、特許文献１のＦＩＧ．１に示されるように、サーバラックの配置スペースのホットアイルとの境界に多数の縦フレームが存在する。各縦フレームは、フィラーパネル及び床に固定されており、サーバ格納システムの施工コスト及び材料コストが増大する。

また、サーバラックの配置スペースに多数の縦フレームが設置されることにより、サーバラックのレイアウトが制約を受ける。また、配置するサーバラックは、フィラーパネル及び各縦フレームに衝突しない形状及び大きさ（高さ、横幅、奥行き）でなければならず、サーバラックの形状及び大きさも制約を受ける。また、フィラーパネル及び各縦フレームが邪魔になって、サーバに接続するケーブルの配線作業に支障が生ずることも考えられる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、サーバラックのレイアウトの自由度が高く、種々の形状及び大きさのサーバラックを配置可能であり、施工コスト及び材料コストを低減しつつ、施工性、メンテナンス性、及び拡張性に優れたデータセンタのサーバ格納システム、データセンタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、本発明のデータセンタのサーバ格納システムは、データセンタにホットアイルを区画し、サーバが収容されるサーバラックの配置スペースの上側において、サーバラックとともにホットアイルを区画するパーティションと、パーティションの下部に取り付けられる複数のフィラーパネルとを備え、パーティションは、その上部を構成する横フレームにおいて、データセンタの天井に取り付けられた天井レールに固定されて天井に吊り下げ支持され、フィラーパネルは、高さ調整機構を介してパーティションに対し上下動可能に支持される。

本発明によれば、サーバラックのレイアウトの自由度が高く、種々の形状及び大きさのサーバラックを配置可能であり、施工コスト及び材料コストを低減しつつ、施工性、メンテナンス性、及び拡張性に優れたデータセンタのサーバ格納システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るサーバ格納システムが複数配置されたデータセンタの斜視図である。 サーバ格納システムの斜視図である。 天井レールとパーティションとの接続を表した縦断面図である。 パーティションとサーバラックとの境界を拡大した斜視図である。 フィラーパネルとサーバラックとの境界を表した縦断面図である。 高さが異なるサーバラックが存在する場合のパーティションとサーバラックとの境界を拡大した斜視図である。 ホットアイルの内外に亘ってケーブルラックを設置する場合のパーティションの斜視図である。 スライドドアを有する場合のパーティションの斜視図である。 ブランキングパネルを有する場合のサーバ格納システムの部分的な側面図である。

図１は、本発明の実施形態に係るサーバ格納システム１（以下、システム１ともいう）が複数配置されたデータセンタ２を示す。システム１は、データセンタ２にホットアイル４を区画することにより、天井吊り下げ型のホットアイルコンテインメントシステム（暖気通路囲い込みシステム）を構築している。なお、ホットアイル４の延設方向を横方向Ｘ、ホットアイル４の高さ方向を縦方向Ｙ、ホットアイル４の幅方向を幅方向Ｚとする。

データセンタ２においてサーバとして機能するコンピュータや種々の電子機器（以下、総括してサーバ６という）はサーバラック８に収容される。サーバラック８は、その配置スペース１０において、横方向Ｘに列をなして複数隣接して配置され、ラック列１２を形成している。個々のシステム１において、ラック列１２は、ホットアイル４を挟んで２列形成され、各ラック列１２の列端にはドアフレーム１４及びドア１６が配置されている。

データセンタ２のホットアイル４に面する天井１８には複数の排気口２０が形成されている。サーバ６の排熱はサーバラック８の背面から排出されてホットアイル４に封じ込められる。そして、図示しない吸気装置による吸い上げ、或いは、図示しない送風装置による押し込みにより、排熱を帯びた暖気が破線矢印で示すような上昇気流となって排気口２０からデータセンタ２の外部に排出される。これにより、ホットアイル４と、ホットアイル４よりも低温の冷気が流れるコールドアイル（冷気通路）２２とのエアフローの混合が防止され、データセンタの空調に係る消費電力費用などのエネルギーコストが低減される。

データセンタ２の天井１８を構成する構造体は、天井１８に沿って例えば格子状に組み合わされたフレームを含み、このフレームにはケーブルラック２４が吊りボルトや支持部材を介して吊り下げ支持されている。ケーブルラック２４は、ホットアイル４を取り囲むようにして例えば２段に亘って架渡されたラダー状のラックであり、サーバ６などに接続されるケーブルの配索ルートとして用いられる。

図２は、システム１の斜視図を示す。なお、図２においてはケーブルラック２４を図示していない。システム１は、データセンタ２の天井１８を構成するフレーム構造体に固定された天井レール２６に吊り下げ支持される。ドアフレーム１４及びドア１６は、配置スペース１０の横方向Ｘにおける両端に配置される。ドアフレーム１４は、データセンタ２の床２８に下端が固定された２本の縦フレーム１４ａと、各縦フレーム１４ａの上部に架渡される横フレーム１４ｂとから門型に形成されている。

横フレーム１４ｂには、両引き分け戸を構成する２つのドア１６が吊り下げ支持されている。各ドア１６を手動又は自動により幅方向Ｚにスライドすることにより、ホットアイル４に対する入退室が可能である。なお、ドアフレーム１４及びドア１６は、配置スペース１０の横方向Ｘにおける一端のみに配置しても良く、この場合には、配置スペース１０の横方向Ｘにおける他端側の各ラック列１２の列端をデータセンタ２の壁面などに密着させてホットアイル４を区画すれば良い。また、両引き分け戸の代わりに、片引き戸や２連引き戸を採用することも可能である。

サーバラック８の配置スペース１０の上側には一連のパーティション３０が配置されている。パーティション３０はドアフレーム１４の上側にも連続して配置される。パーティション３０は、データセンタ２において、サーバラック８及びドア１６とともに、ホットアイル４を囲い込んで区画する。

図３は、天井レール２６とパーティション３０との接続を表した縦断面図を示す。パーティション３０は、例えば、アルミニウム合金を押出成形した縦フレーム３２及び横フレーム３４により格子状の構造体を有している。この構造体の格子間には、例えば、１枚又は２枚のポリカーボネート板、或いは１枚のアクリル板から形成されたパネル３６がガスケット３８を介して固定されている。

天井レール２６は、断面矩形状の横フレームから形成され、天井１８を構成する構造体４０の一部をなすフレーム４２にボルト４４で固定される。構造体４０は、フレーム４２の他、吊りボルト４６やハンガー４８などから構成されている。パーティション３０の上部を構成する横フレーム３４ａは、天井レール２６内に収容されて天井レール２６の両側面においてボルト５０で固定される。これにより、パーティション３０が天井１８に吊り下げ支持される。

このように、天井レール２６は、データセンタ２の室内において、パーティション３０との境界を形成する笠木として機能し、パーティション３０はこの笠木に吊り下げ支持される。従って、システム１においては、サーバラック８の配置スペース１０にパーティション３０を支持するための縦フレームが存在しない。

従って、従来要していた多数の縦フレームに係る材料コストを削減することができる。また、各縦フレームを床２８に固定する作業が不要となるため、システム１の施工コストを低減することもできる。また、配置スペース１０に縦フレームが存在しないため、サーバラック８のレイアウトの自由度が向上するとともに、横方向Ｘにおける幅が異なるサーバラック８や、幅方向Ｚにおける奥行きが異なるサーバラック８であっても容易に配置可能となり、システム１の多様な仕様に柔軟に対応することができる。

図４は、パーティション３０とサーバラック８との境界を拡大した斜視図を示す。パーティション３０の下部を構成する横フレーム３４ｂには複数のフィラーパネル５２が取り付けられている。フィラーパネル５２は、例えば、パーティション３０の隣り合う縦フレーム３２間に１枚ずつ設けられている。個々のフィラーパネル５２は、高さ調整機構５４を介してパーティション３０に対し上下動可能に支持されている。また、個々のフィラーパネル５２の下部にはブラシ５６が取り付けられている。

図５は、フィラーパネル５２とサーバラック８との境界を表した縦断面図を示す。フィラーパネル５２は、パーティション３０の下部を構成する横フレーム３４ｂにボルト５８で固定される。高さ調整機構５４は、フィラーパネル５２に縦方向Ｙに穿孔された長孔６０と、長孔６０に挿通される前述したボルト５８と、パーティション３０の横フレーム３４ｂに形成されたネジ孔（ボルト締結部）６２とから構成されている。

ボルト５８を長孔６０の所望のボルト締結位置にて挿通し、ネジ孔６２に締結してフィラーパネル５２を所望の高さ位置に固定することにより、図５に示すように、ブラシ５６をサーバラック８の上面に接触状態とすることができる。これにより、サーバラック８の高さに合わせて、フィラーパネル５２及びブラシ５６によりホットアイル４の横開口を塞ぎ、ホットアイル４における暖気の封じ込めを行うことができる。従って、縦方向Ｙにおける高さが異なるサーバラック８であっても容易に配置可能となり、システム１の多様な仕様に一層柔軟に対することができる。

図６は、縦方向Ｙにおける高さが異なるサーバラック８が存在する場合のパーティション３０とサーバラック８との境界を拡大した斜視図を示す。図４及び図５にも示すように、長孔６０は、個々のフィラーパネル５２において、例えば、横方向Ｘの両端部と、横方向Ｘの中央部の２か所とに、それぞれ縦方向Ｙに３つ並べて形成されている。

他とは異なる高さのサーバラック８を配置スペース１０に設置した場合、当該サーバラック８の高さに合わせて、使用する長孔６０を選定し、さらに、選定した長孔６０の所望のボルト締結位置にてボルト５８を挿通し、ネジ孔６２に締結してフィラーパネル５２を所望の高さ位置に固定する。これにより、ブラシ５６をサーバラック８の上面に接触状態とすることができる。

このように、長孔６０がフィラーパネル５２の縦方向Ｙに沿って複数設けられることにより、異なる高さのサーバラック８が存在する場合であっても、サーバラック８の高さに合わせてフィラーパネル５２及びブラシ５６によりホットアイル４の横開口を塞ぎ、ホットアイル４における暖気の封じ込めを行うことができる。従って、縦方向Ｙにおける高さが大幅に異なるサーバラック８であっても容易に配置可能となり、システム１の多様な仕様により一層柔軟に対応することができる。

また、長孔６０がフィラーパネル５２の横方向Ｘに沿って複数設けられることにより、パーティション３０に対してフィラーパネル５２が強固に固定される。従って、パーティション３０からのフィラーパネル５２の脱落を確実に防止可能となるため、システム１の構造体としての剛性を高めることができ、システム１の信頼性を向上することができる。

一方、図５に示すように、パーティション３０の下部を構成する横フレーム３４ｂには、ホットアイル４を挟んで対向するパーティション３０を連結するための連結フレーム６４がビスで取り付けられている。連結フレーム６４の両端部とパーティション３０の横フレーム３４ｂとは、平面略三角形状のブラケット６６がビスで取り付けられている。連結フレーム６４及びブラケット６６を設けたことにより、ホットアイル４を挟んで対向するパーティション３０が強固に一体化され、システム１の構造体としての剛性を高めることができる。

また、図５に示すように、ブラシ５６は、その上部に設けられた取付部５６ａにおいてフィラーパネル５２の下部に樹脂キャップ６８で取り付けられている。ブラシ５６は、樹脂やゴムなどの可撓性を有する材料から形成され、毛先がサーバラック８の上面に接触可能な毛丈を有している。

図７は、ホットアイル４の内外に亘ってケーブルラック２４を設置する場合のパーティション３０の斜視図を示す。パーティション３０の下部を構成する横フレーム３４ｂの下側のみならず、パーティション３０の中間部を構成する横フレーム３４ｃにもブラシ５６が取り付けられている。ブラシ５６はケーブルラック２４を容易に挿通可能な可撓性及び毛丈を有するのが好ましい。この場合には、下部の横フレーム３４ｂの下側からケーブルラック２４を挿通可能となるのは勿論のこと、図７に示したパーティション３０のように、中間部の横フレーム３４ｃの下側からもケーブルラック２４が挿通可能となり、システム１の多様な仕様に柔軟に対応することができる。

図８は、スライドドア７０を有する場合のパーティション３０の斜視図を示す。この場合には、パーティション３０に横方向Ｘに引き違いで開閉可能なスライドドア７０が設けられている。スライドドア７０は、パーティション３０の場合と同様の縦フレーム及び横フレームにより格子状の構造体を有し、この構造体の格子間にはパーティション３０の場合と同様のパネルが固定されている。

パーティション３０に引き違いで開閉可能なスライドドア７０を設けたことにより、サーバ６のメンテナンス時などに、開放したドアがその周囲に衝突することはなく、ケーブルラック２４に配索されたケーブル７２をホットアイル４内に容易に引き込むことができる。従って、サーバに接続するケーブルの配線作業を容易に行うことができ、システム１のメンテナンス性及び拡張性を向上することができる。

図９は、ブランキングパネル７４を有する場合のシステム１の部分的な側面図を示す。この場合には、配置スペース１０においてサーバラック８が存在しないブランキングスペース７６にブランキングパネル７４が配置されている。ブランキングパネル７４は、パーティション３０の場合と同様の縦フレーム及び横フレームにより格子状の構造体を有し、この構造体の格子間にはパーティション３０の場合と同様のパネルが固定されている。

ブランキングパネル７４は、パーティション３０の上部を構成する横フレーム３４ａに吊り下げ支持されている。より具体的には、ブランキングパネル７４は、横フレーム３４ａに設けたフックへの引っ掛けにより容易に着脱可能であり、ブランキングスペース７６の形成に伴い生じたホットアイル４の横開口を迅速に塞ぐことができる。これにより、サーバ６やサーバラック８の入れ替えなどにより一時的にブランキングスペース７６が形成されたとしても、ホットアイル４への暖気の封じ込めを引き続き行うことができ、システム１の拡張に柔軟に対応可能である。

以上のように、本実施形態では、サーバラック８のレイアウトの自由度が高く、種々の形状及び大きさ（高さ、横幅、奥行き）のサーバラック８を配置可能であり、施工コスト及び材料コストを低減しつつ、施工性、メンテナンス性、及び拡張性に優れたデータセンタのサーバ格納システム１を提供することができる。

以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、フィラーパネル５２をパーティション３０に対し上下動可能に支持するのであれば、高さ調整機構５４以外の機構を採用しても良く、また、高さ調整機構５４を採用した場合であっても、長孔６０の配置及び数は上記実施形態に厳密に限定されるものではない。

また、ドア１６及びブランキングパネル７４は吊り下げ型であるが、これらの下部を構成する横フレームにブラシ５６を取り付けても良い。また、ブランキングパネル７４の両側部に位置する縦フレームにそれぞれブラシ５６を取り付けても良い。これにより、ホットアイル４における暖気の封じ込めをより一層効果的に行うことができ、データセンタ２のエネルギーコストをさらに低減可能である。

また、図７から図９に示した形態は、要求されるシステム１の仕様に応じて採用するか否かを適宜選定可能である。従って、システム１において、図７から図９に示した形態は、必ずしもすべて備える必要はなく、何れか１つ以上の形態を備えるか、或いは、何れの形態も備えなくとも良い。

１ サーバ格納システム
２ データセンタ
４ ホットアイル
６ サーバ
８ サーバラック
１０ 配置スペース
１８ 天井
２４ ケーブルラック
２６ 天井レール
３０ パーティション
３４ａ パーティションの上部を構成する横フレーム
３４ｂ パーティションの下部を構成する横フレーム
５２ フィラーパネル
５４ 高さ調整機構
５６ ブラシ
５８ ボルト
６０ 長孔
６２ ネジ孔（ボルト締結部）
７０ スライドドア
７４ ブランキングパネル
７６ ブランキングスペース
Ｘ 横方向
Ｙ 縦方向

Claims (8)

1. データセンタにホットアイルを区画するサーバ格納システムであって、
   サーバが収容されるサーバラックの配置スペースの上側において、前記サーバラックとともに前記ホットアイルを区画するパーティションと、
   前記パーティションの下部に取り付けられる複数のフィラーパネルと、を備え、
   前記パーティションは、その上部を構成する横フレームにおいて、前記データセンタの天井に取り付けられた天井レールに固定されて前記天井に吊り下げ支持され、
   前記フィラーパネルは、高さ調整機構を介して前記パーティションに対し上下動可能に支持され、
   前記パーティションは、引き違いで開閉可能なスライドドアを含む、データセンタのサーバ格納システム。
2. 前記高さ調整機構は、前記フィラーパネルにその縦方向を長手方向として穿孔された長孔と、前記長孔に挿通されるボルトと、前記パーティションの下部を構成する横フレームに形成されたボルト締結部とを含み、前記ボルトを前記長孔に挿通した状態で前記ボルト締結部にて締結して前記フィラーパネルを所定の高さ位置に固定可能とする、請求項１に記載のデータセンタのサーバ格納システム。
3. 前記長孔は、前記フィラーパネルの前記縦方向に沿って複数設けられる、請求項２に記載のデータセンタのサーバ格納システム。
4. 前記長孔は、前記フィラーパネルの横方向に沿って複数設けられる、請求項２又は３に記載のデータセンタのサーバ格納システム。
5. 前記フィラーパネルの下部にはブラシが取り付けられている、請求項１から４の何れか一項に記載のデータセンタのサーバ格納システム。
6. ホットアイルを区画するサーバ格納システムを備えたデータセンタであって、
   サーバが収容されるサーバラックの配置スペースの上側において、前記サーバラックとともに前記ホットアイルを区画するパーティションと、
   前記パーティションの下部に取り付けられる複数のフィラーパネルと、を備え、
   前記パーティションは、その上部を構成する横フレームにおいて、前記データセンタの天井に取り付けられた天井レールに固定されて前記天井に吊り下げ支持され、
   前記サーバは、横方向に列をなして複数隣接して配置され、ラック列を形成し、前記ラック列は、前記ホットアイルを挟んで２列形成され、前記各ラック列の列端にはドアフレーム及びドアが配置され、
   前記パーティションは、引き違いで開閉可能なスライドドアを含む、データセンタ。
7. 前記ドアフレームは、床に下端が固定された縦フレームと、横フレームとから門型に形成され、前記サーバラックの配置スペースの少なくとも一端に配設される、請求項６記載のデータセンタ。
8. 前記ドアフレームのドアは、スライド式、両引き分け戸、片引き戸、２連引き戸の少なくともいずれか１つからなる、請求項６または７記載のデータセンタ。
   

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