JP5659373B2 - 気流制御板 - Google Patents

Description

本発明は、データセンタ等であるサーバ室において、サーバラックに搭載されたＩＣＴ（Information and Communication Technology）装置の排気方向を変更することを目的とした気流制御板に関する。

近年、インターネットやＩＣＴサービスの普及に伴い、ＩＣＴ装置の高機能化・高密度化が進んでいる。この結果、ＩＣＴ装置の発熱量が上昇してきている。その一方、通信機械室やデータセンタ等であるサーバ室における消費電力削減という観点からは、サーバ室における空調出力の抑制が求められている。これら相反する要求を両立するためには、サーバ室におけるＩＣＴ装置の冷却効率を向上させる必要がある。

一般的なサーバ室においては、ＩＣＴ装置を冷却するための冷気供給手段として、二重床方式が採用されている。サーバ室内に設置された空調機からの冷気は二重床下を経由し、二重床開口パネルから床上に噴出する。

サーバ室内には、複数のサーバラックを一列に並べたサーバラック列が並列に設置されていて、各サーバラック内には複数台のＩＣＴ装置が上下方向に隙間を確保しつつ平行に積み上げる形態で取付支持されている。

各ＩＣＴ装置は、自身に内蔵されたファンによってサーバ室内の空調機から二重床下を経由して供給される冷気を吸気し、ＩＣＴ装置内を冷却する。冷却に利用されて温度が上がった空気は、ＩＣＴ装置の排気口よりサーバ室内に排出される。

上述のようなサーバ室において、ＩＣＴ装置の冷却効率を向上させるためには、あるＩＣＴ装置の排気が自身や他のＩＣＴ装置の吸気にできるだけ混入しないようにしてＩＣＴ装置の吸気温度を低く維持する必要がある。

そのためには、サーバラック内においては、複数台のＩＣＴ装置の吸気口・排気口の方向が統一されるように搭載されるべきである。このとき、ＩＣＴ装置の吸気口が並ぶ面をサーバラックの吸気面、排気口が並ぶ面をサーバラックの排気面と呼ぶ。また、複数のサーバラックが一列に並ぶサーバラック列においても、各サーバラックの吸気面・排気面が同一の方向を向くようにＩＣＴ装置が搭載されるべきである。

さらに、対峙するサーバラック列を吸気面同士・排気面同士が対向するように設置し、吸気面が対向する通路にのみ二重床開口パネルを設け、冷気空間（コールドアイル）を形成することにより、サーバラック内のＩＣＴ装置の吸入空気には自他装置の排気が入り込みにくくなり、ＩＣＴ装置の吸気温度を低く維持することが容易になる。

しかし、実際には上述のようにサーバラックの吸気面同士・排気面同士が対向して配置されるとは限らず、あるサーバラックの排気面と他のサーバラックの吸気面が対向するようにレイアウトされているケースが存在する。このような場合、前者のサーバラック内のＩＣＴ装置（加害装置）からの排気が後者のサーバラック内のＩＣＴ装置（被害装置）の吸気面に到達し、被害装置の吸気温度が上昇してしまう。

このような問題を解決する手段としては、特許文献１において、サーバラックの片側に閉塞空間を形成するための片側空間閉塞装置が提案されている。

特開２０１２−２２１２９４号公報

しかしながら、特許文献１の片側空間閉塞装置は、閉塞空間を形成するための部材がサーバラック列間の通路に大きく張り出すことが余儀なくされるため、通路における保守作業の作業性が悪化してしまうという課題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、あるＩＣＴ装置の排気口と他のＩＣＴ装置の吸気口が対向するようにレイアウトされている状況においても、サーバラック間の通路における保守作業の作業性を阻害することなく、ＩＣＴ装置の吸気温度の上昇を防止することができる技術を提供することを目的としている。

本発明の気流制御板は、
ＩＣＴ装置の吸気口・排気口の方向が統一されるように搭載されたサーバラックであって、前記サーバラックに搭載されたＩＣＴ装置の排気口が、対向する対向サーバラックに搭載されたＩＣＴ装置の吸気口と対向するように配置されたサーバラックにおける、前記ＩＣＴ装置の排気口側に設置される気流制御板であって、
前記サーバラックから斜め上方に張り出した傾斜部と、
前記傾斜部の側端と前記サーバラックとの間に形成された側面部と、を有し、
前記傾斜部は、
前記気流制御板が設置されたサーバラックと前記気流制御板に対向する対向サーバラックとの間の通路幅をＸとし、前記気流制御板の下端と前記対向サーバラックの最上段に搭載されたＩＣＴ装置の上端との高低差をＹとする場合に、ｔａｎ^−１（Ｙ／Ｘ）以上の傾斜角度を有する。

本発明の気流制御板によれば、サーバラックから斜め上方に張り出した傾斜部と、傾斜部の側端とサーバラックとの間に形成された側面部と、を有し、傾斜部は、気流制御板が設置されたサーバラックと対向サーバラックとの間の通路幅をＸとし、気流制御板の下端と対向サーバラックの最上段に搭載されたＩＣＴ装置の上端との高低差をＹとする場合に、ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）以上の傾斜角度を有し、気流制御板は、ＩＣＴ機器の高さ以上で、２００ｍｍ以下の高さを有する。

そのため、サーバラックと対向サーバラックとの間の通路への張り出しを最小限に留めつつ、ＩＣＴ機器からの高温の排気を対向サーバラックの上方に誘導することができる。

その結果、気流制御板が設置されたサーバラックに搭載されたＩＣＴ装置の排気口が他のＩＣＴ装置の吸気口と対向するようレイアウトされた状況においても、サーバラック間の通路における保守作業の作業性を阻害することなく、ＩＣＴ機器からの高温の排気を他のＩＣＴ装置が直接的に吸気することを防止して、他のＩＣＴ装置の吸気温度の上昇を防止することができるという効果が得られる。

本発明の第１の実施形態の気流制御板の構成を示す図である。 図１に示した気流制御板を、ＩＣＴ装置が搭載されたサーバラックへ設置した例を示す図である。 図１に示した気流制御板における傾斜部の傾斜角度を説明する図である。 図１に示した気流制御板を設置しない場合のサーバラック周辺の温度の解析結果を示す図である。 図１に示した気流制御板を設置した場合のサーバラック周辺の温度の解析結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態の気流制御板の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態の気流制御板の構成を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（１）第１の実施形態
図１に、本実施形態の気流制御板１０の構成を示す。なお、図１において、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は平面図である。

また、図２に、本実施形態の気流制御板１０を、ＩＣＴ装置２０が搭載されたサーバラック３０へ設置した例を示す。

本実施形態の気流制御板１０は、取付部１１、傾斜部１２、および側面部１３から構成されている。

取付部１１は、気流制御板１０をサーバラック３０へ設置するための部材であり、取付用ネジ穴を具備している。

ＩＣＴ装置２０は、サーバラック３０のマウントフレーム３１に支持されている。

気流制御板１０は、取付部１１に具備された取付用ネジ穴を利用して、ＩＣＴ装置２０の排気口２２側のマウントフレーム３１に設置される。

傾斜部１２は、サーバラック３０のマウントフレーム３１から斜め上方に張り出した部材である。

側面部１３は、傾斜部１２の側端とサーバラック３０のマウントフレーム３１との間に形成された部材である。

なお、図１および図２の例では、傾斜部１２と側面部１３は、平面状に形成されているが、曲面状でも良い。また、傾斜部１２と側面部１３は、別個独立に形成されているが、連続的な曲面状に形成されていて、両者を区別できない構造でもよい。

気流制御板１０の傾斜部１２の傾斜角度は次のようにする。すなわち、図３に示すように、気流制御板１０が設置されたサーバラック３０と気流制御板１０に対向する対向サーバラック４０との間の通路幅をＸとし、気流制御板１０の下端と対向サーバラック４０の最上段に搭載されたＩＣＴ装置５０−１の上端との高低差をＹとする場合、傾斜部１２の傾斜角度は、ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）以上とする。例えば、Ｘ＝９００ｍｍ、Ｙ＝１５００ｍｍである場合には、傾斜部１２の傾斜角度は、ｔａｎ^-1（１５００／９００）≒５９°以上とする。

このような傾斜角度にすることで、加害装置となるＩＣＴ装置２０からの高温の排気が、対向サーバラック４０に搭載されたＩＣＴ装置５０−１，５０−２に吸気されるのを防止することができる。

また、気流制御板１０の高さは、ＩＣＴ機器２０の排気口２１が設けられている背面が、気流制御板１０の内部に納まる高さとする。具体的には、一般的なＩＣＴ装置の多くが４Ｕ（およそ２００ｍｍ）以下であることを考慮すると、気流制御板１０の高さは、ＩＣＴ機器２０の高さ以上で、２００ｍｍ以下にするのが望ましい。このような高さにすることで、上述の傾斜部１２の傾斜角度を考慮すると、気流制御板１０のサーバラック３０からの張り出しを小さく抑えることができる。

また、気流制御板１０の上方に向けて開口している開口部の面積は、ＩＣＴ機器２０の排気口２１の面積よりも大きくすることが望ましい。

なお、図１では、１つの気流制御板１０でＩＣＴ装置２０の背面を収めているが、必要な傾斜角度を有する複数の傾斜部及び側面部を連続させた構造を有する気流制御板であっても構わない。

本実施形態の効果について図４および図５を参照して説明する。

図４および図５に、ＩＣＴ装置が搭載されたサーバラック周辺の温度を熱気流シミュレーションによって解析した結果を示す。

図４および図５において、サーバラック３０に搭載されたＩＣＴ装置２０および対向サーバラック４０に搭載されたＩＣＴ装置５０−１〜５０−３は、図中右面に吸気口を、図中左面に排気口を持っている。なお、排気口は、図中左面の全体に設けられている。すなわち、図４および図５は、ＩＣＴ装置２０の排気口が他のＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気口と対向するようにレイアウトされた状況になっている。

図４は、図１に示した気流制御板１０が未設置の場合の解析結果である。図４を参照すると、ＩＣＴ装置２０の排気口２１からの高温の排気は、ＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気口に直接的に到達していることが分かる（矢印参照）。したがって、ＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気温度は高くなる。

一方、図５は、ＩＣＴ装置２０の排気口２１側に、図１に示した気流制御板１０が垂直方向に２つ連続した構造の気流制御板を設置した場合の解析結果である。図５を参照すると、ＩＣＴ装置２０の排気口２１からの高温の排気は、気流制御板１０によって上方に誘導され、ＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気口に直接的に到達することが回避されていることが分かる（矢印参照）。これにより、ＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気温度は低下する。また、この結果、ＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の排気温度も低下する。

上述したように本実施形態においては、気流制御板１０は、サーバラック３０から斜め上方に張り出した傾斜部１２と、傾斜部１２の側端とサーバラック３０との間に形成された側面部１３と、を有し、傾斜部１２は、気流制御板１０が設置されたサーバラック３０と対向サーバラック４０との間の通路幅をＸとし、気流制御板１０の下端と対向サーバラック４０の最上段に搭載されたＩＣＴ装置５０−１の上端との高低差をＹとする場合に、ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）以上の傾斜角度を有し、気流制御板１０は、ＩＣＴ機器２０の高さ以上で、２００ｍｍ以下の高さを有する。

そのため、サーバラック３０と対向サーバラック４０との間の通路への張り出しを最小限に留めつつ、ＩＣＴ機器２０からの高温の排気を対向サーバラック４０の上方に誘導することができる。

その結果、ＩＣＴ装置２０の排気口が他のＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気口と対向するようレイアウトされた状況においても、サーバラック間の通路における保守作業の作業性を阻害することなく、ＩＣＴ機器２０からの高温の排気を他のＩＣＴ装置５０−１〜５０−３が直接的に吸気することを防止して、他のＩＣＴ装置５０−１〜５０−３の吸気温度の上昇を防止することができるという効果が得られる。

また、気流制御板１０は、サーバラック３０に設置されるものであるため、様々なＩＣＴ装置２０に対してその形状に左右されることなく、汎用的に設置可能である。
（２）第２の実施形態
図６に、本実施形態の気流制御板１０の構成を示す。

第１の実施形態においては、傾斜部１２の下端がサーバラック３０のマウントフレーム３１に取付部１１を介して当接する構造であった。

これに対して、本実施形態においては、傾斜部１２の下端とサーバラック３０のマウントフレーム３１との間に取付部１１を介して水平部１４を形成した構造となっている。

このように水平部１４を設けることで、気流制御板１０の下部の流路断面積を確保することができ、この結果、ＩＣＴ機器２０の排気風量が大きい場合に、暖気の排出抵抗を低減することが可能となる。その一方、必要以上に広い水平部１４を設けると、排気の流れが傾斜部１２の方向にきちんと向かわなくなる。

そのため、水平部１４の大きさは、流路断面積の確保と排気の流れとの両者のバランスを考慮して、適宜設計することが望ましい。
（３）第３の実施形態
図７に、本実施形態の気流制御板１０の構成を示す。なお、図７において、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は側面図である。

第１の実施形態においては、傾斜部１２を１つだけ設ける構造であった。

これに対して、本実施形態においては、傾斜部１２を複数設け、これら複数の傾斜部１２を垂直方向に隙間を介して配設する構造となっている。

このように複数の傾斜部１２を設けることにより、傾斜部１２を１つだけ設ける構造よりも、気流制御板１０のサーバラック３０からの張り出しを小さく抑えることができる。

１０ 気流制御板
１１ 取付部
１２ 傾斜部
１３ 側面部
１４ 水平部
２０ ＩＣＴ装置
２１ 排気口
３０ サーバラック
３１ サーバラックのマウントフレーム
４０ 対向サーバラック
５０−１〜５０−３ ＩＣＴ装置

Claims (7)

1. ＩＣＴ装置の吸気口・排気口の方向が統一されるように搭載されたサーバラックであって、前記サーバラックに搭載されたＩＣＴ装置の排気口が、対向する対向サーバラックに搭載されたＩＣＴ装置の吸気口と対向するように配置されたサーバラックにおける、前記ＩＣＴ装置の排気口側に設置される気流制御板であって、
   前記サーバラックから斜め上方に張り出した傾斜部と、
   前記傾斜部の側端と前記サーバラックとの間に形成された側面部と、を有し、
   前記傾斜部は、
   前記気流制御板が設置されたサーバラックと前記気流制御板に対向する対向サーバラックとの間の通路幅をＸとし、前記気流制御板の下端と前記対向サーバラックの最上段に搭載されたＩＣＴ装置の上端との高低差をＹとする場合に、ｔａｎ^−１（Ｙ／Ｘ）以上の傾斜角度を有する、気流制御板。
2. 前記気流制御板は、
   前記ＩＣＴ装置の高さ以上で、２００ｍｍ以下の高さを有する、請求項１に記載の気流制御板。
3. 前記傾斜部の下端と前記サーバラックとの間に形成された水平部をさらに有する、請求項１または２に記載の気流制御板。
4. 前記傾斜部と前記側面部とは、平面状に別個独立に形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の気流制御板。
5. 前記傾斜部と前記側面部とは、連続的な曲面状に形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の気流制御板。
6. 前記気流制御板の上方に向けて開口している開口部の面積は、前記ＩＣＴ装置の排気口の面積よりも大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載の気流制御板。
7. 前記傾斜部を複数有し、
   複数の前記傾斜部は、垂直方向に隙間を介して配設される、請求項１から６のいずれか１項に記載の気流制御板。