特開 2023-122249 空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122249

(43)【公開日】2023-09-01

(54)【発明の名称】空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 13/15 20060101AFI20230825BHJP

   G06F 1/20 20060101ALI20230825BHJP

【ＦＩ】

F24F13/15 F

G06F1/20 B

G06F1/20 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025843

(22)【出願日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】593063161

【氏名又は名称】株式会社ＮＴＴファシリティーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】福光 超

(72)【発明者】

【氏名】河野 千怜

(72)【発明者】

【氏名】永廣 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼塚 俊介

(72)【発明者】

【氏名】キム ボンジュン

【テーマコード（参考）】

3L081

【Ｆターム（参考）】

3L081AA05

3L081FA04

3L081HA04

3L081HB02

(57)【要約】

【課題】 床下に設けられた冷風供給路からサーバ室に冷風を供給する空調システムにおいて、停電時に冷風供給路からサーバ室に高温の空気が流れ込むことを抑制可能な空調システムの一例を開示する。
【解決手段】 逆流防止装置１０は、バイメタル１２Ｃ、１３Ｃ、及び第１永久磁石１２Ａ、１３Ａと第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂとの間に作用する磁力を利用して冷風供給路内から多数の吹出口に至る空気通路を開閉する。したがって、停電により電源が消失した場合であっても逆流防止装置１０が作動するので、停電により空調システムが停止したときに、冷風供給路からサーバ室に温風が流れ込むことを抑制できる。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

床下に設けられた冷風供給路からサーバ室に冷風を供給する空調システムにおいて、
前記冷風供給路の冷風吹出口に至る空気通路を開く位置と当該空気通路を閉じる位置との間で揺動する揺動体と、
前記揺動体に連結された変位可能な第１永久磁石であって、変位したときに当該揺動体を揺動させる力を発揮可能な第１永久磁石と、
前記第１永久磁石を変位させる磁力を発揮する可能な第２永久磁石であって、当該磁力が発揮可能な位置と当該磁力が及ばない位置との間で変位可能な第２永久磁石と、
前記冷風供給路の空気温度に応じて変形する形状変化部材を有し、当該形状変化部材の変形を利用して前記第２永久磁石を変位させる変位機構と
を備える空調システム。

【請求項2】

前記形状変化部材は、線膨張係数の異なる２種類の部材が接合されたバイメタルであることを特徴する請求項１に記載の空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、床下に設けられた冷風供給路からサーバ室に冷風を供給する空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に記載の空調システムでは、形状記憶合金の形状変化を利用して吹出口の開度を温度に応じて自動調節している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－７６３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、床下に設けられた冷風供給路からサーバ室に冷風を供給する空調システムにおいて、停電時に冷風供給路からサーバ室に高温の空気が流れ込むことを抑制可能な空調システムの一例を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

床下に設けられた冷風供給路（３）からサーバ室に冷風を供給する空調システムは、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。

【0006】

すなわち、当該構成要件は、冷風供給路（３）の冷風吹出口に至る空気通路を開く位置と当該空気通路を閉じる位置との間で揺動する揺動体（１１Ａ）と、揺動体（１１Ａ）に連結された変位可能な第１永久磁石（１２Ａ）であって、変位したときに当該揺動体（１１Ａ）を揺動させる力を発揮可能な第１永久磁石（１２Ａ）と、第１永久磁石（１２Ａ）を変位させる磁力を発揮する可能な第２永久磁石（１２Ｂ）であって、当該磁力が発揮可能な位置と当該磁力が及ばない位置との間で変位可能な第２永久磁石（１２Ｂ）と、冷風供給路（３）の空気温度に応じて変形する形状変化部材（１２Ｃ）を有し、当該形状変化部材（１２Ｃ）の変形を利用して第２永久磁石（１２Ｂ）を変位させる変位機構とである。

【0007】

これにより、当該空調システムでは、停電により電源が消失した場合であっても、形状変化部材（１２Ｃ）、及び第１永久磁石（１２Ａ）と第２永久磁石（１２Ｂ）との間に作用する磁力を利用して上記の空気通路を閉じることができ得る。したがって、停電により空調システムが停止したときであっても、冷風供給路（３）からサーバ室に高温の空気が流れ込むことを抑制できる。

【0008】

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る空調システムを示す図である。

【図2】第１実施形態に係る逆流防止装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されない。

【0011】

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された空調装置は、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素、並びに図示された構造部位を備える。

【0012】

（第１実施形態）
＜１．空調システムの概要（図１参照）＞
本実施形態は、通信機器室やサーバ室等（以下、サーバ室ＳＲという。）に冷風を供給する空調システム１に本開示を適用したものである。サーバ室ＳＲには、少なくとも１つのラックＲが設置されている。当該ラックＲには、少なくとも１つの情報通信技術用機器（以下、ＩＣＴ機器と記す。）等が搭載されている。

【0013】

そして、空調機２は、サーバ室ＳＲ内から空気を吸い込むとともに、その吸い込まれた空気を冷却した後、冷却後の空気（以下、冷風という。）を冷風供給路３を介してサーバ室ＳＲ内に供給する。

【0014】

冷風供給路３は、サーバ室ＳＲの床下に設けられている。そして、冷風供給路３を流通する冷風は、床に設けられた多数の吹出口３Ａからサーバ室ＳＲ内に吹き出す。空調機２は、冷却器２Ａ及び送風機２Ｂ等を少なくとも有する。

【0015】

冷却器２Ａは、空気を冷却する。送風機２Ｂは、サーバ室ＳＲ内から空気を吸い込んで当該空気を冷却に供給するとともに、冷風を冷風供給路３に向けて吹き出す。冷風供給路３内には、逆流防止装置１０が設置されている。

【0016】

逆流防止装置１０は、冷風供給路３に進入した高温の空気がサーバ室ＳＲに流れ込むことを防止するための装置である。なお、高温の空気（以下、温風という。）が冷風供給路３内に進入する理由は、例えば、以下の通りである。

【0017】

すなわち、ＩＣＴ機器には、ＣＰＵやＧＰＵ等の演算ユニット（図示せず。）及びファン（図示せず。）等が搭載されている。ファンは、サーバ室ＳＲ内の空気を冷却用の空気として演算ユニットに送風する。

【0018】

演算ユニットを冷却して温度が上昇した空気は、温風としてＩＣＴ機器からサーバ室ＳＲ内に排出される。そして、サーバ室内に排出された温風は、空調機２に吸い込まれて冷却された後、再び、サーバ室ＳＲ内に戻ってくる。

【0019】

ところで、ＩＣＴ機器には、無停電電源装置等のバッテリを介して電力が供給されている。このため、停電が発生してもＩＣＴ機器は停止しない。つまり、停電中であっても、演算ユニットが発熱するため、ファンは、サーバ室ＳＲ内から空気を吸引するとともに、温風をサーバ室内に排出する。

【0020】

一方、空調システムの送風機２Ｂ及び冷却器２Ａは、停電により停止している。このため、ファンの送風作用により、コールドアイルの気圧がホットアイルの気圧より低くなる。なお、コールドアイルとは、サーバ室ＳＲ内の空間のうちファンの吸入側をいう。ホットアイルとは、サーバ室ＳＲ内の空間のうちファンの排出側をいう。

【0021】

そして、コールドアイルとホットアイルとの気圧差が大きくなると、ホットアイルに存在する温風が空調機２を経由して冷風供給路３に進入する。そして、冷風供給路３に進入した高温の空気がファンにより吸い込まれてコールドアイルに流入する。

【0022】

＜２．逆流防止装置の構成（図２参照）＞
＜２．１ 構成の概要＞
逆流防止装置１０は、開閉部１１、第１アクチュエータ１２及び第２アクチュエータ１３等を有して構成されている。開閉部１１は、冷風供給路３内に設けられている。当該開閉部１１は、冷風供給路３内から多数の吹出口３Ａに至る空気通路を開閉する。

【0023】

具体的には、開閉部１１は、多数枚の帯板状のルーバ（羽根板ともいう。）１１Ａ及びワイヤー１１Ｂを有する鎧窓状の部位である。各ルーバ１１Ａは、多数の吹出口３Ａに至る空気通路を開く位置（以下、開位置という。）と当該空気通路を閉じる位置（以下、閉位置という。）との間で揺動する揺動体の一例である。

【0024】

各ルーバ１１Ａは、紙面下端側を揺動中心として揺動可能である。なお、図２に示された各ルーバ１１Ａは、閉位置にあるときを示している。したがって、各ルーバ１１Ａが開位置になると、各ルーバ１１Ａは、鉛直方向と略平行な状態となる。

【0025】

ワイヤー１１Ｂは、可撓性を有する線状の部材である。当該ワイヤー１１Ｂは、各揺動中心を連ねた仮想線Ｌｏと平行な方向に延びている。そして、各ルーバ１１Ａは、各揺動中心からずれた位置にてワイヤー１１Ｂにより連結されている。

【0026】

このため、例えば図２に示される状態（閉位置）において、ワイヤー１１Ｂが、紙面左向きに引かれると、各ルーバ１１Ａは、開位置となる。各ルーバ１１Ａが開位置にある状態でワイヤー１１Ｂが、紙面右向きに引かれると、各ルーバ１１Ａは、閉位置（図２に示される状態）となる。なお、ストッパ１１Ｃは、ワイヤー１１Ｂの変位量を規制する。

【0027】

第１アクチュエータ１２及び第２アクチュエータ１３は、各ルーバ１１Ａを揺動させる力を発生させる装置である。なお、本実施形態では、第１アクチュエータ１２は、ワイヤー１１Ｂを紙面左向きに引く力を発生させる。第２アクチュエータ１３は、ワイヤー１１Ｂを紙面右向きに引く力を発生させる。

【0028】

＜２．２． アクチュエータの構成＞
＜第１アクチュエータ＞
第１アクチュエータ１２は、第１永久磁石１２Ａ、第２永久磁石１２Ｂ及びバイメタル１２Ｃ等を有して構成されている。第１永久磁石１２Ａは、平行変位可能な状態で、ワイヤー１１Ｂの延び方向一端側に連結されている。

【0029】

つまり、第１永久磁石１２Ａは、ワイヤー１１Ｂを介して各ルーバ１１Ａに連結されている。そして、第１永久磁石１２Ａの平行変位は、シリンダ１２Ｄ等の案内部材により、ワイヤー１１Ｂの延び方向と平行となるように案内される。

【0030】

第２永久磁石１２Ｂは、第１永久磁石１２Ａを変位させる磁力を発揮する磁石である。なお、本実施形態に係る第２永久磁石１２Ｂは、第１永久磁石１２Ａを紙面左向きに変位させる引力を発生させるための磁石である。

【0031】

そして、第２永久磁石１２Ｂは、当該引力が発揮可能な位置（二点鎖線で示される位置）と当該引力が及ばない位置（実線で示される位置）との間で変位可能である。バイメタル１２Ｃは、第２永久磁石１２Ｂを変位させる変位機構を構成するものである。

【0032】

すなわち、バイメタル１２Ｃは、冷風供給路３の空気温度に応じて変形する形状変化部材の一例である。当該変位機構は、バイメタル１２Ｃの変形を利用して第２永久磁石１２Ｂを変位させる。

【0033】

具体的には、バイメタル１２Ｃは、冷風供給路３の空気温度が予め決められた温度（以下、閉鎖温度という。）より高い場合には、第２永久磁石１２Ｂを上記引力が及ばない位置（実線で示される位置）とする。バイメタル１２Ｃは、冷風供給路３の空気温度が閉鎖温度以下の場合には、第２永久磁石１２Ｂを引力が発揮可能な位置（二点鎖線で示される位置）とする。

【0034】

＜第２アクチュエータ＞
第２アクチュエータ１３の構成は、バイメタルの変形の向きを除き、第１アクチュエータ１２と同一の構成である。すなわち、第２アクチュエータ１３も、第１永久磁石１３Ａ、第２永久磁石１３Ｂ、バイメタル１３Ｃ及びシリンダ１３Ｄ等を有して構成されている。

【0035】

なお、第１永久磁石１３Ａは、ワイヤー１１Ｂの延び方向他端側に連結されている。バイメタル１３Ｃは、冷風供給路３の空気温度が閉鎖温度より高い場合には、第２永久磁石１３Ｂを第１永久磁石１３Ａとの間で引力が発揮可能な位置とする。

【0036】

バイメタル１３Ｃは、冷風供給路３の空気温度が閉鎖温度以下の場合には、第２永久磁石１３Ｂを第１永久磁石１３Ａとの間で引力が及ばない位置とする。なお、本実施形態では、バイメタル１２Ｃとバイメタル１３Ｃとは、上下反対に配置された同一仕様のバイメタルである。

【0037】

＜２．３ 逆流防止装置の作動＞
冷風供給路３の空気温度が閉鎖温度より高い場合には、第１永久磁石１３Ａと第２永久磁石１３Ｂとの間に大きな引力が発生し、第１永久磁石１２Ａと第２永久磁石１２Ｂとの間の引力が小さくなる。このため、ワイヤー１１Ｂが紙面右側に引かれるため、各ルーバ１１Ａは、閉位置となる。

【0038】

したがって、ホットアイルに存在する温風が空調機２を経由して冷風供給路３に進入した場合であっても、冷風供給路３に進入した高温の空気がコールドアイルに流入することが抑制される。

【0039】

冷風供給路３の空気温度が閉鎖温度以下の場合には、第１永久磁石１２Ａと第２永久磁石１２Ｂとの間に大きな引力が発生し、第１永久磁石１３Ａと第２永久磁石１３Ｂとの間の引力が小さくなる。このため、ワイヤー１１Ｂが紙面右側に引かれるため、各ルーバ１１Ａは、開位置となる。

【0040】

したがって、空調機２から冷風供給路３に供給された冷風がコールドアイルに流入するので、ファンは、コールドアイルに存在する冷風を冷却空気として演算ユニットに送風する。

【0041】

＜３．本実施形態に係る空調システム（特に、逆流防止装置）の特徴＞
本実施形態に逆流防止装置１０は、バイメタル１２Ｃ、１３Ｃ、及び第１永久磁石１２Ａ、１３Ａと第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂとの間に作用する磁力を利用して冷風供給路３内から多数の吹出口３Ａに至る空気通路を開閉する。

【0042】

したがって、停電により電源が消失した場合であっても逆流防止装置１０が作動するので、停電により空調システムが停止したときに、冷風供給路３からサーバ室ＳＲに温風が流れ込むことを抑制できる。

【0043】

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１永久磁石１２Ａ、１３Ａと第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂとの間に作用する引力を利用した。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、第１永久磁石１２Ａ、１３Ａと第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂとの間に作用する斥力を利用した構成であってもよい。

【0044】

上述の実施形態では、２つのアクチュエータを備える構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、２つのアクチュエータのうちいずれか一方のみを備え、他方には、当該アクチュエータと反対向きの力をワイヤー１１Ｂに作用させる弾性体が配置された構成であってもよい。

【0045】

上述の実施形態では、ワイヤー１１Ｂを介して第１永久磁石１２Ａ、１３Ａが各ルーバ１１Ａに連結されていた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、リンク等の剛体を介して第１永久磁石１２Ａ、１３Ａが各ルーバ１１Ａに連結された構成であってもよい。

【0046】

上述の実施形態に係る変位機構は、バイメタル１２Ｃ、１３Ｃにより直接的に第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂを変位させる構成であった。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、リンク等を介して第２永久磁石１２Ｂ、１３Ｂとバイメタル１２Ｃ、１３Ｃとが間接的に連結された構成の変位機構であってもよい。

【0047】

上述の実施形態では、形状変化部材として、線膨張係数の異なる２種類の部材が接合されたバイメタルを用いた。しかし、本開示はこれに限定されない。すなわち、当該開示は、例えば、形状記憶合金にて形状変化部材が構成されていてもよい。

【0048】

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成であってもよい。

【符号の説明】

【0049】

１… 空調システム ２…空調機 ２Ａ… 冷却器 ２Ｂ… 送風機
３… 冷風供給路 ３Ａ…吹出口 １０… 逆流防止装置 １１… 開閉部
１１Ａ… ルーバ １１Ｃ…ストッパ １１Ｂ… ワイヤー
１２… 第１アクチュエータ １２Ａ…第１永久磁石 １２Ｂ… 第２永久磁石
１２Ｃ… バイメタル １３…第２アクチュエータ １３Ａ… 第１永久磁石
１３Ｂ… 第２永久磁石 １３Ｃ…バイメタル

【図1】

【図2】