JP2005340391A - Heat discharge device and housing structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、消費電力の大きな電子機器の内部を冷却する排熱装置と該排熱装置を筐体内に重ねて収納する筐体構造に関し、特に屋外設置用の通信機器などにおいて排熱装置を筐体に収納する際の排気路と排気口との相互接続が容易な構造に関する。 The present invention relates to a heat exhaust device that cools the interior of an electronic device that consumes a large amount of power, and a housing structure that houses the heat exhaust device in a stack, and particularly to a communication device for outdoor installation. The present invention relates to a structure in which an exhaust passage and an exhaust port can be easily connected to each other when stored in a body.
電子機器のユニットを複数段のシェルフに収納した筐体内の冷却は、電子機器の実装密度が高まるとともに発熱量も大きくなり、ますます重要になっている。特に屋外に設置される通信機器においては、出力が増大するとともに機器が発する熱量も増大し、外気の温度の方が高くなるような環境の中で、如何に筐体内の電子機器ユニットを安定に作動させるかがますます重要になっている。筐体内の排熱・冷却のやり方には、筐体内に吸気した外気によって筐体の内部を冷して外部へ排気する形態と、冷却装置を装備して冷気を筐体内で循環させる形態とがある。 Cooling inside a housing in which electronic device units are housed in a multi-stage shelf is becoming increasingly important as the mounting density of electronic devices increases and the amount of heat generated increases. Especially in communication equipment installed outdoors, how to stabilize the electronic equipment unit in the housing in an environment where the output increases and the amount of heat generated by the equipment increases, and the temperature of the outside air becomes higher. It is increasingly important to operate. The exhaust heat / cooling method in the housing includes a mode in which the inside of the housing is cooled by the outside air sucked into the housing and exhausted to the outside, and a mode in which cooling air is provided to circulate the cool air in the housing. is there.
外気による冷却では、収納される電子機器ユニットごとに設けたフアンによって筐体の側面から外気を吸気して冷却し、筐体の中央部位でまとめて頭頂部から排気する形態が採られている(例えば、特許文献1参照。)。 In the cooling by the outside air, a form is adopted in which outside air is sucked from the side surface of the housing by a fan provided for each electronic device unit to be housed and cooled, and exhausted from the top of the head at the central portion of the housing ( For example, see Patent Document 1.)
一方、冷却装置を装備して冷却する場合には、図7に筐体に装備された冷却装置の斜視図と、図8に冷却風の流れを示す図で示したように、通常、冷却装置で冷やされた冷却風を電子機器ユニットごとに設けたファンによって筐体内を循環させて冷却している。 On the other hand, in the case of cooling with a cooling device, as shown in the perspective view of the cooling device installed in the housing in FIG. 7 and the diagram showing the flow of cooling air in FIG. The cooling air cooled in step 1 is circulated in the housing by a fan provided for each electronic device unit to be cooled.
図7において、冷却装置5は筐体4の頭頂部に設置された構成になっている。電子機器ユニット1には、ここでは2ユニットが2段のシェルフに収納される場合を示すが、例えば、プリント板に電子デバイス類が搭載された複数のパッケージ11が収納されている。電子機器ユニット1のそれぞれの上には複数の送風ファンが配設された送風ユニット2が載置されている。
In FIG. 7, the
この送風ユニット2に用いる送風フアンには、軸流送風機が用いられる。この送風機は、軸と平行方向に吸気して、軸と平行方向に送風するもので、俗にプロペラ送風機とも呼ばれている。
An axial blower is used as the blower fan used in the
また、筐体4の前面のカバーも周側壁も外気温や日射熱量の影響を受けないような断熱、遮光の工夫がなされており、筐体4の内部の冷却風が外部に漏れないように密封された構成になっている。
In addition, the front cover and the peripheral side wall of the
図8において、冷却風の流れは矢印で示したが、筐体4の頭頂部の冷却装置5で作られて筐体4の前面壁の冷気通風路51を通って下方に運ばれる。そして、冷却風は複数段に積まれた電子機器ユニット1のそれぞれに分配され、底部からパッケージ11の隙間を通ってプリント板に実装された電子デバイス類を冷却しながら送風ユニット2に吸気され、筐体4の空間を通って冷却装置5に戻るようになっている。
In FIG. 8, the flow of the cooling air is indicated by an arrow, but is made by the
こうした密封型の冷却風内部循環式の冷却方法は、発熱源となる電子機器ユニットの発熱量が冷却装置の冷却能力で十分に吸収できて賄えるのであれば、非常に効率的な冷却方法である。
ところが、電子機器ユニットの高密度実装が進んで発熱量が増大してくるにつれて、筐体内部の温度上昇が激しくなっている。そのため、冷却装置の冷却能力をどんどん大きくする必要があり、それに伴って消費電力も増大していく。しかも、電子機器ユニットを筐体内の多段シェルフに積み重ねて収納する場合には、送風ユニットに軸流送風機を用いているため、下段に収納された電子機器ユニットからの発熱が上段に収納された電子機器ユニットの温度上昇に悪影響を及ぼす不具合も生じる。 However, as the amount of heat generation increases with the progress of high-density mounting of electronic device units, the temperature rise inside the housing becomes severe. Therefore, it is necessary to increase the cooling capacity of the cooling device, and the power consumption increases accordingly. In addition, when the electronic device units are stacked and stored on the multistage shelf in the housing, an axial blower is used for the blower unit, so the heat generated from the electronic device unit stored in the lower step is stored in the upper step. There is also a problem that adversely affects the temperature rise of the equipment unit.
そこで本発明は、水平方向への排気を可能にすることを目的としている。また、送風ユニットの取り付けを容易にすることを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to enable exhaust in the horizontal direction. Moreover, it aims at making attachment of a ventilation unit easy.
(1)複数のパッケージが上方向に通風可能に並設された電子機器ユニットの上方に送風ユニットを有し、該送風ユニットは、下方向から吸気し水平方向に設けた排気路へ送風する遠心送風機を有するように構成された排熱装置によって解決される。 (1) A blower unit is provided above an electronic device unit in which a plurality of packages are arranged side by side so as to be able to vent upward, and the blower unit is a centrifugal unit that sucks air from below and blows it to an exhaust passage provided in a horizontal direction. Solved by a heat exhaust device configured to have a blower.
つまり、電子機器ユニットの上方に送風ユニットとを設けて、排熱が上下に隣接する電子機器ユニット同士が影響し合わない独立した構成になるようにしている。そして、送風ユニットには遠心送風機(渦巻き送風機、シロッコファンなどとも呼ばれる)を用いて軸方向から吸気して回転翼の遠心方向に送風し、水平方向の排気路へ送風するようにしている。 In other words, a blower unit is provided above the electronic device unit so that the exhaust heat has an independent configuration in which the electronic device units adjacent in the vertical direction do not affect each other. The blower unit uses a centrifugal blower (also called a spiral blower or a sirocco fan) to suck air from the axial direction, blow it in the centrifugal direction of the rotor blades, and blow it to the horizontal exhaust path.
(2)複数のパッケージが上方向に通風可能に並設され、上方に送風ユニットを有する電子機器ユニットの複数が収納されるものであって、側壁面に複数の排気口を有しており、該排気口のそれぞれは、該電子機器ユニットが収納される際に、該電子機器ユニットに設けられた排気路のそれぞれが摺動しながら嵌脱可能に嵌合するようになっているように構成された筐体構造によって解決される。 (2) A plurality of packages are arranged side by side so that ventilation is possible in the upper direction, and a plurality of electronic device units having a blower unit above are accommodated, and have a plurality of exhaust ports on the side wall surface, Each of the exhaust ports is configured such that when the electronic device unit is accommodated, each of the exhaust passages provided in the electronic device unit is slidably fitted while being slidable. This is solved by the housing structure.
つまり、排熱装置を重ねて収納する筐体の側壁面に複数の排気口を設けるようにしている。そして、排気路の先端面と排気口の筐体内端面とが互いに嵌合するように整形し、筐体のシエルフに排熱装置を押し込むように収納すると、排気路が排気口に摺動しながら嵌脱可能に嵌合するようになっている。 That is, a plurality of exhaust ports are provided on the side wall surface of the casing that stores the heat exhaust devices in a stacked manner. Then, when the exhaust passage is slid against the exhaust port when the exhaust passage is shaped so that the end face of the exhaust passage and the inner end face of the exhaust opening are fitted to each other, and the heat exhaust device is pushed into the shell of the housing. It is designed to fit in and out.
(3)該筐体が頭部に冷却装置と側内壁に冷気通風路とを有し、該冷気通風路は、該排熱装置のそれぞれの側面で開口しており、該冷却装置で作られた冷気が該冷気通風路を通り、該排熱装置を通って該排気口から排出されるように構成された請求項2記載の筐体構造によって解決される。
(3) The casing has a cooling device on the head and a cold air passage on the side inner wall, and the cold air passage is opened on each side surface of the heat exhausting device, and is formed by the cooling device. It is solved by the housing structure according to
つまり、筐体の頭部には強制的に冷却するために冷却装置を設け、側内壁には冷気通風路を設け、冷気通風路は、仕切り板のそれぞれの側面で開口するようにしている。 That is, a cooling device is provided at the head of the housing for forced cooling, a cold air ventilation path is provided on the side inner wall, and the cold air ventilation path is opened at each side surface of the partition plate.
本発明になる排熱装置によれば、電子機器ユニットの排熱を水平方向に行う。従って、上下に隣接する電子機器ユニットが相互に影響しない。また、排熱装置を筐体内に収納した際には、排熱装置の排気路のそれぞれを通して独立に排気口から筐体外に排気されるようになっている。また、冷却装置の低消費電力化が図れる。 According to the heat exhaust apparatus according to the present invention, the heat of the electronic device unit is exhausted in the horizontal direction. Therefore, the electronic device units adjacent in the vertical direction do not affect each other. Further, when the exhaust heat device is housed in the housing, the exhaust heat device is independently exhausted from the exhaust port through the exhaust passages of the exhaust heat device. In addition, the power consumption of the cooling device can be reduced.
下方の仕切り板と上方の遠心送風機を用いた送風ユニットとからなり、間に挟まれた電子機器ユニットの排熱装置によって、上方から吸気して水平方向に排気する。さらに、筐体内に収納した際には、排熱装置の排気路が筐体の側壁面に開口した排気口に嵌合して、上下に隣り合う電子機器ユニット間同士で熱的な影響を及ぼさないようになっている。
〔実施例1〕
請求項1に関連するものであり、図1は本願発明の第一の発明の分解斜視図、図2は図1の要部の分解斜視図で、図2(A)は一例、図2(B)は他の例である。
It consists of a lower partition plate and a blower unit using an upper centrifugal blower, and is sucked from above and discharged in the horizontal direction by a heat exhausting device of an electronic device unit sandwiched between them. In addition, when housed in a housing, the exhaust path of the heat exhaust device fits into an exhaust port opened in the side wall surface of the housing, so that there is a thermal effect between adjacent electronic device units. There is no such thing.
[Example 1]
FIG. 1 is an exploded perspective view of the first invention of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of FIG. 1, FIG. 2 (A) is an example, and FIG. B) is another example.
図1において、排熱装置100は、排熱を必要とする発熱源となる電子機器ユニット1を上下に挟んで、上方に送風ユニット2を設け、下方に仕切り板3を設けた機構になっている。
In FIG. 1, an
電子機器ユニット1は、プリント板にいろいろな電子デバイス類が搭載されたパッケージ11がサブラック12に並設されたものである。パッケージ11に搭載された電子デバイスの中には発熱するものがあり、電子機器ユニット1としては強制的な排熱が不可欠となっている。
The electronic device unit 1 includes a package 11 in which various electronic devices are mounted on a printed board and arranged in parallel with a
電子機器ユニット1の上方に設ける送風ユニット2で送風を行うためは、遠心送風機21を用いる。一般的に、排熱ないし冷却のための送風系では、軸と平行方向に吸気し、そのまま軸と平行方向に送風する軸流送風機あるいはプロペラ送風機と呼ばれる送風機が常用されている。従って、隣接する他のユニットへ影響が及ぶ不具合を生じ易い。
In order to blow with the
それに対して、本願発明で用いる遠心送風機21は、うず巻き送風機とかシロッコ送風機などとも呼ばれ、軸と平行方向に吸気して軸に直交する方向に送風する構成になっている。従って、電子機器ユニット1を通して垂直方向に吸い上げた熱気は水平方向に全方向に送風できるので、図2に示したように、排気路22を設けて自在に送風の方向を決めることができる。つまり、排気路22は一方向でも双方向でも送風可能にできる。しかも、排熱量に応じて、複数個の遠心送風機21を配設することができる。
On the other hand, the
図2(A)に示したように、白矢印は白矢印の方向へ、斜線矢印は斜線矢印の方向へ振り分けてもよい。もちろん、排熱量が少ないときには、図2(B)に示したように、遠心送風機21が一個で、排気路22が白矢印のように双方向であってもよい。
As shown in FIG. 2A, the white arrow may be distributed in the direction of the white arrow, and the oblique arrow may be distributed in the direction of the oblique arrow. Of course, when the amount of exhaust heat is small, as shown in FIG. 2B, the number of
一方、電子機器ユニット1の下方には仕切り板3を設けている。仕切り板3に設けた凸孔31は電子機器ユニット1に入出力するケーブルの束線が通る孔である。従って、電子機器ユニット1を挟んで、遠心送風機21による吸気は仕切り板3を下方の境界とし、遠心送風機21と排気路22までを上方の境界とした一つの単位として、隣接する他のユニットに熱的な影響を及ぼすことがない構成になっている。
〔実施例2〕
請求項2に関連するものであり、図3は本願発明の第二の発明の説明図で、図3(A)は筐体の上面壁を外した上面図、図3(B)は筐体の前扉を開いた正面図、図3(C)は筐体の側面壁を外した側面図、図4は筐体の排気口の分解斜視図、図5は排気路と排気口との嵌合機構の斜視図である。
On the other hand, a
[Example 2]
FIG. 3 is an explanatory diagram of the second invention of the present invention, FIG. 3 (A) is a top view with the top wall of the casing removed, and FIG. 3 (B) is the casing. FIG. 3C is a side view with the side wall of the casing removed, FIG. 4 is an exploded perspective view of the exhaust outlet of the casing, and FIG. 5 is a fitting between the exhaust passage and the exhaust outlet. It is a perspective view of a combination mechanism.
図3に示した筐体構造200において、筐体4は複数の電子機器ユニット1をシエルフに重ねて収納するものであるが、ここでは、電子機器ユニット1が送風ユニット2と仕切り板3とで挟まれた排熱装置100として収納できるようになっている。従って、上面壁を外せば、図3(A)に示したように、最上段の排熱装置100の送風ユニット2が見える。矢印61は排気路22によって水平方向に排出される排気である。
In the
筐体4の側壁面には、排熱装置100の高さ方向の排気路22のピッチに見合った位置に図4に示したような排気口41を設けている。この排気口41は筐体4の側壁面を出たあとは下方に曲げた構造になっている。そして、図3(B)に示したように、送風ユニット2の排気路22から矢印61の水平方向に送風された排気を受け継いで矢印62の下方向に送気して矢印63の方向の筐体4の外へ排出する。
On the side wall surface of the
図3(C)は、送風ユニット2が電子機器ユニット1を通して吸気する際の吸気源を例示したもので、筐体4の正面に設けた吸気口42から矢印64の方向に送気されて仕切り板3の矢印65の方向に振り分けられ、電子機器ユニット1を介して矢印66に示したように送風ユニット2に吸い上げられる。
FIG. 3C illustrates an intake source when the
ところで、図3において、筐体4の側内壁には図4に示したようなガイドレール43が対向して設けてあるので、排熱装置100を筐体4の中に収納するには、排熱装置100をガイドレール43に沿わせて前面から押し込んで収納する。その際、図5に示したように、排気口41の筐体側の内端部44と排気路22の外端部23とが嵌合するようになっている。
In FIG. 3, the
つまり、図5(A)に示した内端部44の平坦なフランジに対して、図5(B)に示した外端部23のフランジは溝形になっている。そこで、内端部44が矢印67の方向に押し込まれると、内端部44のフランジが溝形に整形した外端部23のフランジの溝に摺動しながら嵌まり込み、図5(C)に示したように自発的に排気路22が排気口41に嵌合するようになっている。
〔実施例3〕
請求項3に関連するもので、図6は本願発明の第三の発明の筐体構造の説明図で、図6(A)は正面図、図6(B)は側面図である。
That is, the flange of the
Example 3
FIG. 6 is an explanatory view of the housing structure of the third invention of the present invention, FIG. 6 (A) is a front view, and FIG. 6 (B) is a side view.
図6において、筐体構造200は、筐体4の頭頂部には冷却装置5を設け、前側壁面には冷気通風路51を設けた構成になっている。頭頂部に設ける冷却装置5は、従来のものと変わらないが、筐体4の前側壁面に設けた冷気通風路51は、上部で矢印68のように冷気が送風されて排熱装置100の仕切り板3で矢印65のように振り分けられ、電子機器ユニット1を冷却して矢印66のように遠心送風機21で吸気され、矢印61のように排気路22を通り、矢印63のように排気口41から筐体4の外に排気される。
In FIG. 6, the
こうして、本願発明になる排熱装置100によれば、送風ユニット2に遠心送風機21を送風機能を用いることによって電子機器ユニット1を通って吸い上げられた吸気は、自発的に水平方向の排気路22に向かう。従って、近接する他のユニットに全く熱的な影響を及ぼすことなく排熱装置100のそれぞれを独立に働かすことができる。
Thus, according to the
なお、本願発明になる筐体構造は、筐体の外気温の特に高い温度に対する耐候性に富んだ構造にすることができるので、発熱の大きい通信機器などを収納した屋外設置型の通信装置に適した構造である。 Note that the housing structure according to the present invention can be made to have a structure with excellent weather resistance against a particularly high outside temperature of the housing. It is a suitable structure.
筐体の中に収納する排熱装置は段数に制約はなく、段数が増えれば類似的に高さ方向が大きくなるだけである。 There is no restriction on the number of stages of the heat exhaust device housed in the housing, and the height direction increases only in a similar manner as the number of stages increases.
また、筐体に設ける排気口や吸気口、冷気通気路を筐体のどの側面に設けるかは、一義的に決まるものではなく、種々の変形が可能である。 In addition, it is not uniquely determined which side of the casing the exhaust port, the intake port, or the cold air passage provided in the casing is provided, and various modifications are possible.
さらに、排気路と排気口との嵌合するフランジの形状については、どちらが平面でどちらが溝付きであってもよく、種々の変形が可能である。 Furthermore, as for the shape of the flange into which the exhaust path and the exhaust port are fitted, whichever is flat and which is grooved, various modifications are possible.
以上の実施例1、2、3を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 Regarding the embodiment including the above-described Examples 1, 2, and 3, the following additional notes are further disclosed.
(付記1) 複数のパッケージが上方向に通風可能に並設された電子機器ユニットの上方に送風ユニットを有し、
該送風ユニットは、下方向から吸気し水平方向に設けた排気路へ送風する遠心送風機を有する
ことを特徴とする排熱装置。
(Supplementary note 1) A plurality of packages have a blower unit above an electronic device unit arranged in parallel so as to be ventilated upward,
The blower unit has a centrifugal blower that sucks air from below and blows air to an exhaust passage provided in a horizontal direction.
(付記2) 該遠心送風機がシロッコファンまたはシロッコブロアである
ことを特徴とする付記1記載の排熱装置。
(Supplementary note 2) The exhaust heat apparatus according to supplementary note 1, wherein the centrifugal blower is a sirocco fan or a sirocco blower.
(付記3) 複数のパッケージが上方向に通風可能に並設され、上方に送風ユニットを有する電子機器ユニットの複数が収納されるものであって、側壁面に複数の排気口を有ししており、
該排気口のそれぞれは、該電子機器ユニットが収納される際に、該電子機器ユニットに設けられた排気路のそれぞれが摺動しながら嵌脱可能に嵌合するようになっている
ことを特徴とする筐体構造。
(Appendix 3) A plurality of packages are arranged side by side so as to allow ventilation upward, and a plurality of electronic device units having a blower unit above are housed, and have a plurality of exhaust ports on the side wall surface. And
Each of the exhaust ports is configured such that when the electronic device unit is stored, the exhaust passages provided in the electronic device unit are slidably fitted while being slidable. The housing structure.
(付記4) 該筐体が頭部に冷却装置と側内壁に冷気通風路とを有し、
該冷気通風路は、該排熱装置のそれぞれの側面で開口しており、
該冷却装置で作られた冷気が該冷気通風路を通り、該排熱装置を通って該排気口から排出される
ことを特徴とする付記2記載の筐体構造。
(Additional remark 4) This housing | casing has a cooling device in a head, and a cold-air ventilation path in a side inner wall,
The cold air passage is open on each side of the exhaust heat device,
The casing structure according to
(付記5) 該筐体構造が屋外に設置される
ことを特徴とする付記3記載の筐体構造。
(Supplementary note 5) The casing structure according to
本発明は、電子機器ユニット、特に高出力のために発熱量が大きい通信機器を筐体に収納した屋外設置用の通信装置に適用すれば、小形に装機できて効率的な排熱を行うことができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY When the present invention is applied to an electronic device unit, particularly a communication device for outdoor installation in which a communication device that generates a large amount of heat for high output is housed in a casing, it can be mounted in a small size and efficiently exhausts heat. be able to.
1 電子機器ユニット 11 パッケージ 12 サブラック
2 送風ユニット 21 遠心送風機 22 排気路
23 外端部
3 仕切り板 31 凸孔
4 筐体 41 排気口 42 吸気口
43 ガイドレール 44 内端部
5 冷却装置 51 冷気通風路
61、62、63、64、65、66、67、68 矢印
100 排熱装置
200 筐体構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device unit 11
Claims (3)
該送風ユニットは、下方向から吸気し水平方向に設けた排気路へ送風する遠心送風機を有する
ことを特徴とする排熱装置。 A plurality of packages have a blower unit above an electronic device unit arranged side by side so as to be able to vent upward,
The blower unit has a centrifugal blower that sucks air from below and blows air to an exhaust passage provided in a horizontal direction.
該排気口のそれぞれは、該電子機器ユニットが収納される際に、該電子機器ユニットに設けられた排気路のそれぞれが摺動しながら嵌脱可能に嵌合するようになっている
ことを特徴とする筐体構造。 A plurality of packages are arranged side by side so as to allow ventilation, and a plurality of electronic device units having a blower unit above are housed, and have a plurality of exhaust ports on the side wall surface,
Each of the exhaust ports is configured such that when the electronic device unit is stored, the exhaust passages provided in the electronic device unit are slidably fitted while being slidable. The housing structure.
該冷気通風路は、該排熱装置のそれぞれの側面で開口しており、
該冷却装置で作られた冷気が該冷気通風路を通り、該排熱装置を通って該排気口から排出される
ことを特徴とする請求項2記載の筐体構造。
The housing has a cooling device on the head and a cold air passage on the side inner wall,
The cold air passage is open on each side of the exhaust heat device,
The casing structure according to claim 2, wherein cold air generated by the cooling device passes through the cold air ventilation path, and is discharged from the exhaust port through the heat exhaust device.
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