(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空間が天井面と二重床とによって空調対象空間と屋根裏空間と床下空間とに区切られており、前記空調対象空間には冷却対象機器を収納するラック群が設置されており、前記床下空間に冷気を送出し前記天井裏空間から暖気を回収する空気調和機を有し、前記床下空間に送出される冷気が前記空調対象空間内に流入し、該冷気が前記各ラック内に流入して前記冷却対象機器を冷却して暖気となってラック外へ排出され、該暖気が前記天井裏空間へと排気される構成の電算機室空調システムであって、
前記天井面の各所に排気口と共に第１の風車を設け、該各第１の風車毎にその回転数を検出する第１の回転計とその回転数を変更させる第１の回転数変更手段を設け、更に第１の制御手段を備え、
前記第１の制御手段は、前記第１の回転計で検出された第１の風車回転数を入力し、該第１の風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第１の回転数変更手段によって前記第１の風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする電算機室空調システム。
【請求項２】
前記風車はピッチ角可変の風車であり、前記回転数変更手段は該ピッチ角を変更駆動する為のモータであることを特徴とする請求項１記載の電算機室空調システム。
【請求項３】
前記回転数変更手段は前記風車に設けられるブレーキ機構であることを特徴とする請求項１記載の電算機室空調システム。
【請求項４】
前記二重床の各所に給気口と共に第２の風車を設け、該各第２の風車毎にその回転数を検出する第２の回転計とその回転数を変更させる第２の回転数変更手段を設け、更に第２の制御手段を備え、
前記第２の制御手段は、前記第２の回転計で検出された第２の風車回転数を入力し、該第２の風車回転数に基づいて前記床下空間から前記給気口を介して前記空調対象空間へ流入する前記冷気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第２の回転数変更手段によって前記第２の風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の電算機室空調システム。
【請求項５】
室内空間が天井面と二重床とによって空調対象空間と屋根裏空間と床下空間とに区切られており、前記空調対象空間には冷却対象機器を収納するラック群が設置されており、前記床下空間に冷気を送出し前記天井裏空間から暖気を回収する空気調和機を有し、前記床下空間に送出される冷気が前記空調対象空間内に流入し、該冷気が前記各ラック内に流入して前記冷却対象機器を冷却して暖気となってラック外へ排出され、該暖気が前記天井裏空間へと排気される構成における風量調整装置であって、
前記天井面の各所に設けられた各排気口毎に設けられる風車と、
該風車の回転数を検出する回転計と、
前記風車の回転数を変更させる回転数変更手段と、
制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記回転計で検出された風車回転数を入力し、該風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記回転数変更手段によって前記風車回転数を減少させる制御を行うことを特徴とする風量調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電算機室空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電算機室空調システムは、例えばサーバルーム等の電算機室のような、多数の電子機器（サーバ装置、ＯＡ機器、通信機器等）が設置されている空間を空調（冷却）対象空間とする空調システムである。上記サーバ装置等は、高集約化の影響により高発熱化の傾向にあり、発熱体と見做してよい存在となっている。尚、これより、本説明においてサーバ装置等の電子機器を発熱体という場合もある。各発熱体は、例えばラックに収納されている。当然、この様な発熱体は、常時、充分な冷却空気（冷気）を供給して冷却する必要がある。理想は、例えば各ラックに対して冷気が均等に供給され、各ラックからの暖気が均一に排気されることである。これによって、各ラックに収納される発熱体に均等に冷気を供給し、以って全ての発熱体について充分な冷気を供給できる。
【０００３】
しかしながら、現実には、全ての発熱体に均等に充分な冷気を供給して冷却することは難しい。例えば、冷気を室内の各所から供給する構成において、トータルでは充分な冷気が供給されるとしても、各所の冷気の供給量が略同一とはならず、冷気量が少ない箇所が存在する為に、この箇所における発熱体について充分な冷気を供給できない場合がある。また、サーバ装置等の電子機器は、ラックに収容する場合が多く、ラックはある程度の高さを有しており、例えば上段、中段、下段等の階層構造となっており、各階層に電子機器が収容されている。この為、例えば床下から冷気を供給する場合、特に上段に収容された電子機器に対する冷気供給量が不十分となる可能性が高いものとなる。
【０００４】
ここで、従来の電算機室空調システムに関する記載が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の背景技術に記載のように、従来の電算機室空調システムでは、例えば上記電算機室のような冷却対象空間内の各所に設置されたラックに、上記サーバ装置等の電子機器を収容し、二重床からの吹出しによって効率よく各電子機器に冷風を送り込むような方式を採用している。例えば上記二重床から吹出された冷気（冷却空気）を上記サーバ装置等の電子機器を搭載したラックの前面から給気する。この給気（冷気）はラック内の電子機器を冷却することで温められて暖気となり、この暖気はラックの背面（後面）や上面から排気される。各ラック内にはファンが設けられており、このファンによって上記冷気を取り込み上記暖気を排出する。
【０００５】
図５は、従来の電算機室空調システムの構成例である。
図５の構成では、まず、図示の空調対象空間６１があり、この空調対象空間６１は不図示の壁等により囲まれた室内空間が、二重床５４と天井面５８とによって縦方向に３つに仕切られたうちの真ん中の空間である。空調対象空間６１には、上記サーバ装置等の電子機器を搭載した機器収納用ラック５１が設置されている。尚、上記３つに仕切られた空間のうち、上側の空間（天井面５８より上の空間）を天井裏空間、下側の空間（二重床５４より下の空間）を床下空間というものとする。
【０００６】
また、上記空調対象空間６１等を含む室内空間の外側には図示の室外空間６０があり、この室外空間６０内には空気調和機５２が設置されている。空気調和機５２は、室内空間から回収した暖気を冷却して冷気にして、この冷気を室内空間に送出する。これは、上記“天井裏空間”から暖気を回収し、上記“床下空間”に冷気を送出するものであり、“床下空間”を介して上記空調対象空間６１へと冷気が流入する。空調対象空間６１で生じた暖気は、“天井裏空間”に流入する。
【０００７】
上記サーバ装置等の電子機器を搭載した機器収納用ラック５１が、二重床５４上に設置されている。ここでは、各ラック５１の前面から冷気が給気され、各ラック５１の背面（後面）から暖気が排出されるタイプを例にするものとする。複数の機器収納用ラック５１（機器収納用ラック５１群）が１つの列を構成し、この列が複数存在する。各機器収納用ラック５１群の列の間には、室内通路がある。
【０００８】
これら各室内通路がある空間は、冷気が供給される空間（冷気空間というものとする）、または暖気が排出される空間（暖気空間というものとする）の何れかとなる。冷気空間の室内通路の二重床５４には、穴空きパネル５４ａが設けられている。空気調和機５２が上記二重床５４の床下に送出した冷気は、この穴空きパネル５４ａを通過して、上記冷気空間に流入し、その後、各ラック５１内にその前面から流入する。
【０００９】
尚、ここでは、各ラック５１の両面のうち、上記冷気空間に対向している面が“前面”、上記暖気空間に対向している面が“背面（後面）”と定義するものとする。
空調対象空間６１の上方には天井面５８が設けられており、この天井面５８の一部には排気面５７が設けられている。排気面５７は、例えば天井面５８における上記暖気空間の上方の部分であり、天井面５８に設けられた穴である。図示の例では暖気空間の室内通路と略同一の大きさの１つの大きな穴となっているが、この例に限らず、複数の比較的小さな穴を天井面５８の上記暖気空間の上方部分に設けてもよい。
【００１０】
尚、上記の通り、室内空間のうち天井面５８の上方の空間を天井裏空間というものとする。上記各ラック５１から上記暖気空間に排出された暖気は、上昇し、上記排気面５７を通って天井裏空間に流入する。暖気は、この天井裏空間を通って、上記空気調和機５２の吸込口５２ａに吸入される。上記空気調和機５２は、上記吸込口５２ａと不図示の吹出口を有している。空気調和機５２内蔵の不図示のファン等によって、上記暖気は天井裏空間から上記吸込口５２ａに吸入され、また上記冷気は上記吹出口から上記床下空間へと送出される。
【００１１】
また、図５では、上記特許文献１の従来例を適用して構成例を示しており、上記構成に加えて更に図示の回り込み防止装置５３が設けられている。回り込み防止装置５３に関しては、特許文献１に記載の通りであり、ここでは特に詳細には説明しないが簡単に説明するならば、各ラック５１の上面に設けられた固定具等を用いて、上記冷気空間の上方に、平面ボード（遮蔽板）等を設けた構成となっている。
【００１２】
これによって、上記各ラック５１の背面から上記暖気空間に排出された暖気が、上記冷気空間に流入することを防止する。つまり、暖気空間に吐き出される暖気が、機器収納用ラック１の前面（吸込み面）に回り込むことで冷却性能が落ちることを防止できる。
【００１３】
但し、これは一例であり、回り込み防止装置５３が設けられていなくてもよい。
ここで、上記室内空間における空気（冷気、暖気）の流れは、基本的に、空気調和機５２によって作られるものである。つまり、吹出口から冷気を送出する力と、吸込口５２ａに暖気を吸引する力とによって作られるものである。これに、更に、上記ラック５１内の不図示のファンの力が加わる。そして、空気調和機５２に関する風量（吸込口５２ａに流入する暖気の風量や吹出口から送出される冷気の風量；トータルの風量）は、設定が変わらない限り変わらないものである。
【００１４】
また、室内空間における各所の暖気や冷気の風量が均一ではない場合、風量が多い箇所があればその分風量が少ない箇所が存在することになり、トータルの風量は変わらないものである。これは、トータルの風量は充分な量であったとしても、風量が少ない箇所では
発熱体（電子機器）を十分に冷却できない可能性があることを意味する。これは、風量が多い箇所では、発熱体（電子機器）に対する過冷却の問題が生じる可能性があることも意味する。
【００１５】
例えば、上記のように空気調和機５２が上記床下空間に送出した冷気は、上記穴空きパネル５４ａを通過して、上記冷気空間に流入するが、従来、この冷気空間に吹出す冷気の風量が場所によって異なり、冷気風量が少ない箇所の発熱体（電子機器）を十分に冷却できないという問題等があった。これは、基本的には、空気調和機５２からの距離によって冷気空間に吹出す冷気風量が異なるものである。
【００１６】
この問題に対して、例えば特許文献２の発明では、床下に形成され冷気を流通させると共に床に形成された多数の吹出孔から冷気を室内空間に吹出す給気チャンバと、給気チャンバ内の冷気を吸い込んで室内空間に吹出す複数の吹出装置と、給気チャンバ内の冷気の静圧または風速を計測する気流計測部を備える。気流計測部の計測結果に応じて、冷気の静圧または風速が閾値以下となっている位置の近傍の吹出装置を動作させるものである。これによって、室内空間に吹出す冷気量を、場所によらずに均一化することができる。
【００１７】
尚、特許文献２においては、冷気を生成・送出する空調機からの距離が近い場所ほど冷気量が多く、遠い場所ほど冷気量が少ないものとしているが、この例に限らず、逆の場合もある。つまり、空調機からの距離が遠い場所ほど冷気量が多く、近い場所ほど冷気量が少ない場合もある。これは、空調機から送出される冷気が、一旦、最も遠い場所（壁等）に到達し、そこから空調機側に戻る過程で室内空間に吹出す場合等である。
【００１８】
また、例えば特許文献３に記載の発明では、開閉式の冷気吹き込み調整弁（または開閉調整口）とモータを設けて、モータを制御することでこの開閉調整弁を開閉制御する。例えば、過冷却を防止する為に開閉調整弁の開口度を閉じる動作が指示される。また、冷却不足に対応する為に、開閉調整弁の開口度を開く動作が指示される。これによって室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−２６０１４８号公報
【特許文献２】特開２００８−１８５２７１号公報
【特許文献３】特開２００１−６０７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記のように、一部の冷却対象（発熱体）を十分に冷却できない問題（冷却不足の問題）や、その逆に過剰冷却となる問題に関しては、冷気供給に関する冷気風量の不均一が原因の１つであり、これを解決する為の従来技術が存在する。しかしながら、暖気排出に関する風量の不均一も、上記冷却対象の冷却不足等の問題を引き起こす。これについて、以下に説明する。
【００２１】
上述したように、暖気は天井裏空間に流入するが、この流入量は均一ではなく、場所によって異なる。すなわち、空気調和機５２からの距離が遠いほど暖気流入量が少なく、近いほど暖気流入量が多くなる。つまり、機器収納用ラック１の後面から排出される暖気を天井裏空間に排気する際に、空気調和機５２の近傍の排気風量が多く、空気調和機５２の
対面側（遠い）の排気風量が少ないことになる。この為、空気調和機５２の近傍のラック１の発熱体（電子機器）が過冷却になる可能性がある一方で、空気調和機５２から遠いラック１（例えば一例としては２０ｍ（メートル）程度離れている）の発熱体（電子機器）が冷却不足となる可能性がある。
【００２２】
これは、まず、空気調和機５２の近傍の暖気空間に関しては、空気調和機５２の吸い込み力が強い為、天井裏空間への排気風量が多くなる。この為、空気調和機５２の近傍の暖気空間が、やや“負圧”の状態となる。この為、この暖気空間に対向するラック１に関して、冷気空間から暖気空間への空気の流れがスムーズになり過ぎて、ラック１内の風量が増大する。つまり、上記“負圧”によってより多くの冷気がラック１内に流入することになり、当該ラック１内の発熱体（電子機器）が過冷却になる可能性がある。
【００２３】
一方、空気調和機５２から遠い暖気空間に関しては、空気調和機５２の吸い込み力が弱いうえに、（上記の通りトータルの風量が変わらないことから）上記空気調和機５２の近傍の暖気空間から天井裏空間への排気風量が多くなることの影響により、天井裏空間への排気風量が少なくなる（排気が抜けきらない）。
【００２４】
この様に、排気がスムーズに行われない為に、上記空気調和機５２から遠い暖気空間に対向するラック１に関しては、上記空気調和機５２の近傍のラック１の場合とは逆に、ラック１内を流れる空気の風量が減少し（つまり、ラック１内に流入する冷気風量が減少し）、当該ラック１内の発熱体（電子機器）が冷却不足になる可能性がある。
【００２５】
この様な排気面での排気風量（暖気の天井裏空間への流入量）のアンバランスがある為に、発熱体（電子機器）の一部に過冷却や冷却不足の問題が生じ、特に冷却不足に関しては電子機器の故障を引き起こす可能性が高く、重大な問題となる。
【００２６】
特に、空気調和機５２の対面側（最も遠い）の機器収納用ラック１の最上段の発熱体（電子機器）は、冷却不足の問題が最も生じ易いものとなる。勿論、上記冷却不足は、空気調和機５２から最も遠い機器収納用ラック１やその最上段に限るものではなく、最も遠い機器収納用ラック１の中段や２番目に遠い機器収納用ラック１の上段や中段等でも生じる可能性がある。
【００２７】
従来技術一般や上記特許文献１〜３の従来技術では、この様な問題を想定しておらず、この様な問題を解決できない。
また、上記空調対象空間の各所に供給する冷気の風量が不均一となる問題に関して、従来ではパンチングメタル（穴空きパネル５４ａ）の開口率を変えることで対応する手法（開口率の能動制御）等があるが、問題を解決するには不十分であり、特に近年は空調対象空間が広くなってきており、現実にはパンチングメタルを用いる手法では対応できなくなってきている。また、例えば風量均一化の為の開口率を小さくし過ぎると、風量が少なくなり過ぎる等の問題が生じる。また上記特許文献２，３の方法では、省エネルギー化の観点から問題がある。
【００２８】
すなわち、特許文献２の発明のように吹出装置を用いて強制的に冷気給気量を増大させる方法では、吹出装置を動作させる為のエネルギー（電力）が必要となり、省エネルギー化の観点から問題がある。これは、特許文献３のようにモータ駆動を要するものについても同様である。
【００２９】
本発明の課題は、電算機室空調システムに係わり、省エネルギー化を実現しつつ暖気排気面での排気風量のアンバランスを解消することができ、あるいは更に冷気給気量のアンバランスを解消することができ、以って室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる電
算機室空調システム、その風量調整装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の電算機室空調システムは、室内空間が天井面と二重床とによって空調対象空間と屋根裏空間と床下空間とに区切られており、前記空調対象空間には冷却対象機器を収納するラック群が設置されており、前記床下空間に冷気を送出し前記天井裏空間から暖気を回収する空気調和機を有し、前記床下空間に送出される冷気が前記空調対象空間内に流入し、該冷気が前記各ラック内に流入して前記冷却対象機器を冷却して暖気となってラック外へ排出され、該暖気が前記天井裏空間へと排気される構成の電算機室空調システムであって、前記天井面の各所に排気口と共に第１の風車を設け、該各第１の風車毎にその回転数を検出する第１の回転計とその回転数を変更させる第１の回転数変更手段を設け、更に第１の制御手段を備え、前記第１の制御手段は、前記第１の回転計で検出された第１の風車回転数を入力し、該第１の風車回転数に基づいて前記排気口を介して前記天井裏空間へ排気される前記暖気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第１の回転数変更手段によって前記第１の風車回転数を減少させる制御を行う。
【００３１】
上記の通り、従来では、上記天井面の各所から前記天井裏空間に流入する暖気の風量すなわち排気風量が、アンバランスになり、その影響により冷気が充分に流れないラックが存在することになり当該ラック内の冷却対象機器が冷却不足となる問題があった。
【００３２】
これに対して上記本発明の電算機室空調システムでは、主に上記空気調和機によって作り出される空気の流れ、特に空調対象空間からの暖気排気の流れ（更に空調対象空間への冷気給気の流れもある）によって回転する風車を、各排気口に設けている。そして、排気風量が基準風量よりも大きい場合には、回転数変更手段（例えばブレーキ等）によって風車回転数を減少させることで、排気風量を減少させる。最終的には排気風量が基準風量と略同一になるように制御する。
【００３３】
排気風量が基準風量よりも小さい場合には、特に何も行わないが、トータルの排気風量はほぼ一定なので、他の排気口のなかに排気風量が基準風量よりも大きいものが存在するはずであり、上記のように排気風量を減少させる制御が行われることが期待できる。これによって、排気風量が基準風量よりも小さい箇所においても、排気風量が増えて基準風量と略同一になるはずである。よって、排気風量がアンバランスの状態になっても、この状態は解消することになる。つまり、排気風量の均一化を図ることができる。
【００３４】
あるいは、更に、冷気の給気に関しても、上記暖気の排気の場合と略同様の構成を備えさせてもよい。すなわち、前記二重床の各所に給気口と共に第２の風車を設け、該各第２の風車毎にその回転数を検出する第２の回転計とその回転数を変更させる第２の回転数変更手段を設け、更に第２の制御手段を備え、前記第２の制御手段は、前記第２の回転計で検出された第２の風車回転数を入力し、該第２の風車回転数に基づいて前記床下空間から前記給気口を介して前記空調対象空間へ流入する前記冷気の風量に相当する風車風量を算出し、該風車風量が予め設定される基準風量よりも大きい場合には、前記第２の回転数変更手段によって前記第２の風車回転数を減少させる制御を行うようにしてもよい。
【００３５】
この場合には、床下空間から空調対象空間へ冷気の給気風量が、アンバランスの状態になっても、この状態は解消することになる。つまり、給気風量の均一化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の電算機室空調システム、その風量調整装置等によれば、電算機室空調システム
に係わり、省エネルギー化を実現しつつ暖気排気面での排気風量のアンバランスを解消することができ、あるいは更に冷気給気量のアンバランスを解消することができ、以って室内の部分的な過冷却や冷却不足を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本例の電算機室空調システムの構成例である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本例の電算機室空調システムの各種実施形態を示す断面図である。
【図３】風車発電装置の構成例である。
【図４】コントローラによる風車の制御処理を示すフローチャート図である。
【図５】従来の電算機室空調システムの構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例の電算機室空調システムの構成例である。
図１に示す電算機室空調システムの構成は、図５に示す従来の構成と一部が異なるが同じ部分も少なくないので、以下、従来と略同様の構成について簡単に説明する。
【００３９】
不図示の壁等により囲まれた室内空間が、二重床４と天井面８とによって縦方向に３つに仕切られており、この３つの分割空間のうち真ん中の空間が図示の空調対象空間１１である。また、従来の説明と同様に、上記３つの分割空間のうち、天井面８より上側の空間を“屋根裏空間”、二重床４より下側の空間を“床下空間”というものとする。
【００４０】
空調対象空間１１には、二重床４上に機器収納用ラック１群が設置されている。各機器収納用ラック１内には、何らかの電子機器（サーバ装置、ＯＡ機器、通信機器等）が収容されており、従来の説明と同様に、この電子機器を“発熱体”と呼ぶ場合もある。本システムによる冷却対象は、空調対象空間１１であって特に上記“発熱体”である。よって、上記電子機器等は冷却対象機器であるとも言える。
【００４１】
室外空間１０に設置される空気調和機２は、上記床下空間に冷気を送出する。
また、従来で説明した通り、複数の機器収納用ラック１により列が構成され、この列が複数存在し、各列間には室内通路がある。これら各室内通路がある空間は、冷気が供給される空間（冷気空間というものとする）、または暖気が排出される空間（暖気空間というものとする）の何れかとなる。冷気空間の室内通路の二重床４には、穴空きパネル４ａが設けられている。空気調和機２が上記床下空間に送出した冷気は、この穴空きパネル５４ａを通過して、上記冷気空間に流入し、その後、この冷気空間に対向する各ラック１内に流入する。
【００４２】
尚、ここでは、各ラック１の両面のうち、上記冷気空間に対向している面が“前面”、上記暖気空間に対向している面が“背面（後面）”と定義するものとする。
上記室内通路を挟んで前面吸込み方式の機器収納用ラック１群が室内通路の両側に対向に整列している。穴空きパネル４ａが設けられた室内通路には機器収納用ラック１の前面が向くように配置されている。
【００４３】
上記穴空きパネル４ａを通って供給された冷気は、各機器収納用ラック１にその前面から流入し、機器収納用ラック１内に収納された不図示の発熱体（サーバ装置等の電子機器
）を冷却することで暖められて暖気となり、この暖気は機器収納用ラック１の後面（背面）から上記暖気空間へと排出される。尚、各機器収納用ラック１内には不図示のファンが存在し、このファンによって前面から背面への空気の流れが作られる。
【００４４】
暖気空間に排出された暖気は、回り込み防止装置３がある為に、機器収納用ラック１の前面側の空間（冷気空間）に回り込むことなく、天井裏空間へと排気され、天井裏空間を介して空気調和機２の吸込口２ａに流入する。そして、空気調和機２によって冷却されて再び冷気が生成・供給されることになる。尚、回り込み防止装置３は、既に説明してある従来技術であり、ここでは設けているが、無くても構わない。
【００４５】
以上、従来と略同様の構成について簡単に説明した。
ここで、本構成では、上記暖気空間に排出された暖気は、天井面８における排気面７に設けられた複数の風車発電装置９を介して、天井裏空間へと排気される。風車発電装置９は、天井面８の排気面７の各所に設けられた穴の部分に配置される風車等により構成される。風車発電装置９は、上記暖気の天井裏空間へと排気によって風車が回転することで、風車発電を行う。また、風車の回転数を制御（基本的に、減少させる制御）を行うことで、天井裏空間への排気風量を制御する。これによって、全体における排気のアンバランスを解消し、排気量の均一化を図ることができる。詳しくは後述する。尚、排気面７は、天井面８のうち例えば上記暖気空間の上方の部分である。
【００４６】
上記風車は、例えば各ラック列の各ラック毎に対応して設けられる。上記暖気空間が、その両側にラック列があるものならば、各風車は、両側１台ずつの計２台のラックに対応するものとなる。勿論、これは一例であり、この例に限るものではない。
【００４７】
あるいは、図１には示していないが、上記風車発電装置９を、上記のように天井面８に設置するのではなく、穴空きパネル４ａの代わりに冷気空間の室内通路に設置するようにしてもよい。あるいは、天井面８と冷気空間の室内通路の両方に設置してもよい。
【００４８】
この様な風車発電装置９の配置に関して図２（ａ）、（ｂ）に示す。何れも、図１に示す構成の断面図である。
図２（ａ）は風車発電装置９を天井面８に設ける例の断面図である。
【００４９】
図示の通り、風車発電装置９は天井面８の各所に設けるものであって、特に暖気空間の上方に位置するものである。
冷気空間には、二重床４の下側空間から穴空きパネル４ａを通って冷気が流入し、この冷気が機器収納用ラック１内にその前面から流入する。この流入冷気は、機器収納用ラック１内に収納された発熱体（サーバ装置等の電子機器）を冷却することで暖められて暖気となり、この暖気は機器収納用ラック１の後面（背面）から排出される。
【００５０】
尚、例えば、機器収納用ラック１内には図示のようにファン１ａがラック内の各段毎に設けられている。各段毎に発熱体が収容されている。このファン１ａによって、ラック１内の各段毎に、冷気が吸入され、暖気が排出される。
【００５１】
ラック１から排出された暖気は、上昇し、風車発電装置９の後述する風車２１を介して天井裏空間へと排気される。
ここで、既に従来の課題等で述べたように、この様な空気（冷気、暖気）の流れは、基本的に、空気調和機２と機器収納用ラック１内のファン１ａによって作られる。すなわち、空気調和機２は、内蔵の不図示のファン等により、上記天井裏空間の暖気を吸入すると共に、これを冷却してなる冷気を二重床４の下側空間に送出して穴空きパネル４ａを介して空調対象空間１１に流入させる。機器収納用ラック１は、内蔵のファン１ａによって、
この冷気を吸入すると共に暖気を排出する。この暖気が、上記空気調和機２によって、上記天井裏空間及び空気調和機２の吸込口２ａへと吸入されることになる。
【００５２】
そして、既に従来の課題等で述べた通り、風車発電装置９が無い構成では、空気調和機２からの距離が遠いほど暖気流入量（天井裏空間への流入量）が少なく、近いほど暖気流入量が多くなる。つまり、排気量のアンバランスが生じる。この為、空気調和機２からの距離が遠い箇所の機器収納用ラック１に関しては、ラック内を通過する風量（特に冷気の風量）が少なくなる為、当該ラック１内の発熱体（電子機器;サーバ装置等）を冷却するのに充分な風量が得られなくなる可能性がある。
【００５３】
これに対して、本手法では、風車発電装置９を設けてこれを後述するように制御することで、排気量のアンバランスを解消して排気量の均一化を実現し、以って全てのラック１において発熱体（電子機器;サーバ装置等）を冷却するのに充分な風量が得られるようにでき、上記冷却不足の解消を実現することができる。また、既に従来の課題等で述べた通り、過冷却の問題も発生する可能性があるが、この問題も解消できる。
【００５４】
以下、上記風車発電装置９とその制御について詳しく説明する。
ここで、図２では、風車発電装置９の各種構成のうち風車２１のみを示しており、他の構成については図３に示し後に説明する。風車２１は、一般的な風車であってよく（但し、後述するようにピッチ角可変機構またはブレーキ機構を有している）、当然、風力によって回転する。風車２１は、天井面８の排気面７の各所に設けられた穴に設けられている。暖気が、空調対象空間１１（その暖気空間）からこの穴を通って天井裏空間に流入することで、その風力によって風車２１が回転することになる。そして、特に図示／説明はしないが、この風車２１の回転によって発電が行われることになる。
【００５５】
ここで、本手法では、上記ピッチ角可変機構またはブレーキ機構によって、例えば空気調和機２からの距離が近い場所つまり暖気流入量が多い場所の風車２１を、天井裏空間への流入暖気に対する一種の抵抗とすることで、暖気流入量を減少させ、以って全ての風車２１設置場所における暖気流入量の均一化を図るものである。このように排気面７全体における排気量均一化を図ることで、機器収納用ラック１群に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できる。これは、特に空気調和機２から遠い機器収納用ラック１（その中でも特に上段）に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できるものである。
【００５６】
図２（ｂ）に示す構成も、その効果は上記図２（ａ）の構成と略同様である（但し、効果を強化できる）。
図２（ｂ）の構成では、図２（ａ）の構成に加えて更に図示の通り、穴空きパネル４ａの代わりに風車発電装置９を設けている。つまり、暖気排気面と冷気給気面の両方に、風車発電装置９を設けている。これによって、排気面７での排気風量の均一化を実現するだけでなく、給気面での給気風量の均一化も実現でき、全ての機器収納用ラック１におけるラック風量の均一化を実現することに関して、より望ましい構成を実現できる。
【００５７】
風車発電装置９の構成は、上記図２（ａ）の場合と略同様であり、二重床４の各所に設けられた穴に、風車２１が設けられている。そして、床下空間から冷気がこの穴を通って空調対象空間１１（その冷気空間）に流入することで、その風力によって風車２１が回転することになる。
【００５８】
図２（ｂ）の場合も図２（ａ）と同様に、上記ピッチ角可変機構またはブレーキ機構によって、冷気流入量が多い場所では流入量を抑制することで、全ての風車２１設置場所における冷気流入量の均一化を図ることができる。また、当然、風車発電により省エネルギー効果も得られる。
【００５９】
また、例えば、図２（ｃ）に示す構成としてもよい。
図２（ｃ）の構成は、上記図２（ｂ）の構成において上記図２（ａ）の構成を除外した構成である。つまり、給気面（二重床４の各所に設けられた穴）に風車発電装置９を設けているが、排気面７には風車発電装置９を設けていない（本例では、排気面７には図示の通り（従来と同様）各所に穴が設けられた構成となる）。
【００６０】
この為、上述した効果のうち排気面での排気量のアンバランスを解消する効果は得られないが、給気面での給気風量の均一化を実現する効果、及び風車発電による省エネルギー効果は得られるものである。
【００６１】
尚、図２（ａ）〜（ｃ）には回り込み防止装置３を設けた構成例を示すが、上記の通りこれは無くてもよい。
図３に、風車発電装置９の構成例を示す。
【００６２】
図示の例の風車発電装置９は、風車２１、風車ピッチ角変更モータ２２、風車回転計２３、コントローラ２４等を有する。また、特に図示しないが、風車２１の回転によって発電を行う構成も有している（既存技術であり特に説明しない）。
【００６３】
風車２１は、上記の通りピッチ角可変機構またはブレーキ機構を有しており、図３にはピッチ角可変機構を有する場合の構成例を示しており、これより風車ピッチ角変更モータ２２が設けられているものである。よって、ブレーキ機構の構成例の場合には、風車ピッチ角変更モータ２２は必要ない。ブレーキ機構の構成例は、特に図示しないが、例えば風車２１にディスクブレーキ等が備えられており、コントローラ２４がこのディスクブレーキのＯＮ／ＯＦＦ制御やＯＮ時におけるブレーキ量の制御を行うものである。
【００６４】
上記の通り図示の例では風車２１は、そのピッチ角を変更制御可能な構成であり、コントローラ２４は風車ピッチ角変更モータ２２を制御して風車２１のピッチ角を任意の角度とすることができる。また、風車回転計２３は風車２１の回転数を計測し、コントローラ２４はこの計測値を取得する。そして、この回転数に基づいて、例えば後述する図４の処理を行って、必要に応じて風車ピッチ角変更モータ２２を制御することで風車２１のピッチ角を変更する。
【００６５】
これは、ブレーキ機構を有する構成においても略同様であり、コントローラ２４は、風車ピッチ角変更モータ２２を制御する代わりに、不図示のディスクブレーキのＯＮ／ＯＦＦ制御やＯＮ時のブレーキ量の制御を行うものである。
【００６６】
図４は、コントローラ２４による風車２１の制御処理を示すフローチャート図である。コントローラ２４は、特に図示しないがＭＰＵ等の演算処理ユニットやメモリ、入出力インタフェース等を有している。メモリには予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、演算処理ユニットがこのアプリケーションプログラムを読出し・実行することにより、図４の処理を実現する。尚、上記入出力インタフェースは、風車ピッチ角変更モータ２２や風車回転計２３に信号線を介して接続しており、データ入力や指令出力を行う為のものである。
【００６７】
コントローラ２４は、定周期で、風車回転計２３から風車２１の回転数を取得する（ステップＳ１１）。そして、風車２１回転数を取得する毎に、まず、風車風量を演算する（ステップＳ１２）。
【００６８】
これは、例えば、以下の式により演算する。
風車風量＝μ×Ｎ×Ｄ３
（ここで、μ；比例係数、Ｎ；風車２１の回転数、Ｄ；風車２１の羽根径）
よく知られているように、風車風量とＮ×Ｄ３とは比例関係にあり（風車風量∝Ｎ×Ｄ３）、これより任意の比例係数μを乗算することで、風車風量を算出できる。尚、これより、比例係数μは開発者等が予め決めて設定しておくことになる。また、風車２１の羽根径Ｄは、予め計測して設定しておく。勿論、この設定データは、コントローラ２４の上記メモリ等に予め記憶しておくものである。
【００６９】
次に、コントローラ２４は、上記メモリに予め記憶してある所定の適性ラック風量を読み出す。この適正ラック風量の値は、ラック１内を流れる空気の風量（ラック風量）として望ましい風量、すなわち過冷却、冷却不足の何れにもならない適切なラック風量に基づいて任意に決定される値であり、予め開発者等が任意に決めて設定しておくものである。適正ラック風量の値は、後述する“風車風量＝適正ラック風量”の状態となったときには、該当するラック１のラック風量が上記適切なラック風量となるように、設定するものである。
【００７０】
上記“該当するラック１”とは、当該風車発電装置９が係わるラック１であり、例えば当該風車発電装置９の真下の暖気空間の両側にある２台のラック１等である。後述する“風車風量＝適正ラック風量”の状態となったときに、これら２台のラック１の各段を流れる空気の風量が、当該ラック１内の各段に収納される発熱体を冷却するのに必要充分な風量（過冷却、冷却不足の何れにもならない適切なラック風量）となるように、適正ラック風量の値を開発者等が任意に決定・設定すればよい。換言すれば、適正ラック風量とは、風車風量として望ましい値を示す基準風量であるということができる。
【００７１】
尚、上記適正ラック風量の決定・設定には、トータルの風量も係わることになる。すなわち、例えば全ての風車発電装置９において“風車風量＝適正ラック風量”となったときに、各風車風量の総和が、空気調和機２の吸込口２ａに流入するトータルの風量となるように、空気調和機２を調整することになる。
【００７２】
そして、上記ステップＳ１２で演算した風車風量が、上記適正ラック風量と同じであるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
もし同じであれば（風車風量＝適正ラック風量）（ステップＳ１３，ＹＥＳ）、現状維持とする（ステップＳ１４）。つまり、風車２１のピッチ角を変更したりブレーキＯＮ等の制御を行うことなく（新たな制御は何も行わずに）、本処理を終了する。
【００７３】
風車風量＝適正ラック風量である状況では、排気がスムーズに行われていることになり、該当するラック１内を実際に流れている空気の風量（実際のラック風量）が、適正と思われるラック風量となっているはずであるので、当該ラック１内の発熱体（電子機器；サーバ装置等）を冷却するのに必要充分な冷気が供給されていることになり、冷却不足や過剰冷却にはなっていない。よって、現状維持（ステップＳ１４）とする。尚、上記“該当するラック１”とは、その風車発電装置９に対応する１または複数のラック１であり、基本的には当該風車発電装置９が設置されている箇所の暖気空間に、その背面が対向しているラック１であり、通常は当該暖気空間の両側にある２列のラック１群の各ラックのうち、当該風車発電装置９の近傍の１または複数のラックとなる。
【００７４】
一方、風車風量が適正ラック風量と同じではない場合には（ラック風量≠風車風量）（ステップＳ１３，ＮＯ）、風車風量がラック風量より大きい（風車風量＞ラック風量）か小さいかをチェックする（ステップＳ１５）。
【００７５】
もし、風車風量が適正ラック風量未満の場合には（ステップＳ１５，ＮＯ）、何も制御
することなくステップＳ１１に戻る。尚、この場合は、実際のラック風量が適切なラック風量未満となっているはずであり、当該ラック１内の発熱体を冷却するのに必要充分な冷気が供給されていない可能性があるが（冷却不足の可能性あり）、他の風車発電装置９において後述するステップＳ１６の処理が行われることで、自然に風車風量が増大し、最終的には風車風量は適正ラック風量と略同一になるはずである。
【００７６】
尚、図示していないが、ステップＳ１５がＮＯとなる場合でも、もし後述するピッチ角変更やブレーキＯＮが行われている状態である場合であったならば、ピッチ角を元に戻したり、ブレーキをＯＦＦする（あるいは徐々に弱める）等の制御を行うようにしてもよい。
【００７７】
基本的に、予め決められた所定のピッチ角（例えば、回転数が最大になるピッチ角）あるいはブレーキＯＦＦ状態が、デフォルト状態であり、このデフォルト状態であってもステップＳ１５の判定がＮＯとなる場合には、それ以上何も制御することはないので、そのままステップＳ１１に戻ることになる。
【００７８】
一方、風車風量＞適正ラック風量である場合には（ステップＳ１５，ＹＥＳ）、風車２１のピッチ角を変更する制御または風車２１の上記ブレーキをＯＮする制御を行う（ステップＳ１６）。
【００７９】
ピッチ角の変更は、例えば予め決められた所定量分変更するものであり、ステップＳ１１に戻り、再び上記の処理を行った結果、再びステップＳ１５がＹＥＳになったら、更に所定量分のピッチ角変更を行うことになる。これを、ステップＳ１３の判定がＹＥＳとなるか、もしくはステップＳ１５の判定がＮＯとなるまで繰り返し実行することになる。
【００８０】
尚、上記ステップＳ１５のピッチ角変更は、風車２１の回転数を減少させる（回り難くする）ようにする変更である。具体的な方法は当業者であれば当然分かることなので、ここでは特に説明しない。
【００８１】
また、ブレーキＯＮの場合には、当然、風車２１の回転数は減少することになる。つまり、何れの方法でも、風車風量が適正ラック風量より大きい場合、すなわち風車２１の回転数が大き過ぎる場合には、風車２１の回転数を減少させる制御を行うことで、風車風量を減少させ、最終的には“風車風量＝適正ラック風量”となるように制御することになる。
【００８２】
ブレーキ（ディスクブレーキ）を用いる場合も同様であり、ブレーキ力を徐々に強めていくことで、最終的に“風車風量＝適正ラック風量”となるように制御することになる。
つまり、風車風量が大きい場所の抵抗を増やすことで（圧損をバランシングすることで）、風車風量の均一化を実現することができる。すなわち、まず、トータルの風量は同じである。つまり、空気調和機２の吸込口２ａに流入する風量は同じである。よって、仮に、風車発電装置９が３台あるものとし（９ａ、９ｂ、９ｃとする）、仮に空気調和機２に流入する風量が３αであるものとした場合、バランスがとれている場合、すなわち３台とも“風車風量＝適正ラック風量”である場合には、３台の風車風量は全て“α”となる。
【００８３】
そして、仮に、風車発電装置９ｂは“風車風量＝適正ラック風量”であるが、風車発電装置９ａは“適正ラック風量＜風車風量”であり仮に風車風量＝α＋βであったものとする。この場合、上記の通りトータルの風量は変わらないので（＝３α）、残りの風車発電装置９ｃの風車風量は“α−β”となるはずである。
【００８４】
よって、この状態のままでは、まず、風車発電装置９ｂに対応する（近傍の）ラック１
から排出される暖気は、スムーズに天井裏空間へと流れるので、当該ラック１内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られることになる。しかし、まず、風車発電装置９ｃに対応するラック１から排出される暖気は、スムーズに天井裏空間へと流れないことになり、この影響により当該ラック１内を流れる空気の風量が少なくなる。つまり、当該ラック１内に流入する冷気の量が少なくなる。この為、（βの値によるが）当該ラック１内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られなくなり冷却不足となる可能性がある。
【００８５】
一方で、風車発電装置９ａに対応する（近傍の）ラック１から排出される暖気は、よりスムーズに天井裏空間へと流れることになり、この影響により当該ラック１内を流れる空気の風量が増大する。つまり、当該ラック１内に流入する冷気の量が増大する。この為、（βの値によるが）当該ラック１内の発熱体を冷却する為に必要な風量は十分に得られる一方で過剰冷却となる可能性がある。
【００８６】
これに対して、本例では、上記図１等の構成と図４の制御によって、まず風車発電装置９ｂはステップＳ１４の現状維持となる。そして、風車発電装置９ａは、ステップＳ１３がＮＯで且つステップＳ１５がＹＥＳとなるので、ステップＳ１６の処理が実行されることになり、上記の通り、最終的には“風車風量＝適正ラック風量”の状態となる。
【００８７】
これに対して、風車発電装置９ｃは、ステップＳ１３がＮＯで且つステップＳ１５がＮＯとなるので、風車２１に対する制御は何等行わないが、上記風車発電装置９ａの制御によってその風車風量が“α＋β”から“α”になり、上記の通りトータルの風量は変わらないことから（＝３α）、風車発電装置９ｃの風車風量も“α”になる。
【００８８】
このようにして、排気量がアンバランスの状態であってもバランスがとれるようになり、風車風量（天井裏空間への排気風量）の均一化を実現することができ、以って特にラック１内の発熱体を冷却する為に必要な風量が得られなくなり冷却不足となる事態を防止できるようになる。また、冷却過剰も防止できることになる。更に、従来の構成のように電力を消費して風量アンバランスを解消するものではなく、むしろその逆に風車発電により電力を生成できるので、省エネルギー効果が得られる。
【００８９】
尚、上記風車２１のようなピッチ角が可変の風車やそのピッチ角調整制御に関しては、例えば特開平４−１９４３６８号公報、特開昭６３−１９２９６８号公報、特開２００３−２３９８４３号公報等に記載の従来技術が知られており、ここではこれ以上詳細には説明しない。
【００９０】
また、図２（ｂ）や図２（ｃ）に示す構成における、二重床４に設置された風車発電装置９においても、上記図４の処理を行う。但し、この場合には、上記風車風量は、冷気空間への冷気の給気量を意味することになる。そして、冷気の給気量が各所で異なる状況（アンバランス）となった場合でも、各風車発電装置９毎に上記図４の処理が行われることで、最終的には全ての風車発電装置９における冷気空間への冷気給気量（風車風量）が、均一化（＝適正ラック風量）されることになる。つまり、アンバランスが解消されてバランスがとれた状態になると共に、各所における冷気給気量は該当するラック１内の発熱体を冷却するのに必要充分な量となる。また、この場合も当然、風車発電装置９によって発電が行われるので、省エネルギー効果が得られる。
【００９１】
尚、コントローラ２４は、各風車２１毎にその風車２１専用のコントローラとして設けてもよいし、複数の（または全ての）風車２１に共通のコントローラとしてもよい。後者の場合、各風車２１毎に風車ピッチ角変更モータ２２と風車回転計２３が設けられており、コントローラ２４は複数の風車回転計２３それぞれから計測データ（風車２１の回転数）を取得して、各計測データ毎に図４の処理を実行し、必要に応じて該当する風車ピッチ
角変更モータ２２を制御することになる。
【００９２】
以上説明したように、本手法では、機器収納用ラック１の後面から排出される暖気を天井裏空間に排気する為の排気面７に、風車風量（風車の回転数）すなわち排気風量を制御可能な風車発電装置を設置したことにより、排気面７全体での排気風量のアンバランスを解消することができ、特に機器収納用ラック内部に収納された発熱体（サーバ装置等の電子機器）を冷却するために必要な排気風量にて均一な風量に制御可能である。
【００９３】
これにより、機器収納用ラック群に収納された発熱体の冷却に必要な風量を確保できる信頼性の高い空調運転が可能であり、また、風車発電装置によって発電が行われるので、省エネルギーにも貢献可能である。尚、発電した電力は、例えば、室内の電子機器に有効利用できる（あるいは、売電してもよい）。
【符号の説明】
【００９４】
１  機器収納用ラック
２  空気調和機
２ａ  吸込口
３  回り込み防止装置
４  二重床
４ａ  穴空きパネル
８  天井面
９  風車発電装置
１０  室外空間
１１  空調対象空間
２１  風車
２２  風車ピッチ角変更モータ
２３  風車回転計
２４  コントローラ
【図３】
0005381739.tif 000002
【図４】
0005381739.tif 000003
【図１】
0005381739.tif 000004
【図２】
0005381739.tif 000005
【図５】
0005381739.tif 000006