JP2014120536A

JP2014120536A - 電気機器収納装置

Info

Publication number: JP2014120536A
Application number: JP2012272913A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shinozuka; 保志篠塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-06-30

Abstract

【課題】遮熱効果に優れ、外観が良好であり、真夏の日中にも内部温度の上昇を抑制することができる屋外設置型の電気機器収納装置を提供する。
【解決手段】収容部２に収容された電気機器１によって熱せられた空気をファン３によって前記収容部の外に排出するための天井出口部４を有する筐体主部５と、天井部６の上面を間隔をあけて覆い、該間隔部分に前記ファンによって付勢され、前記天井出口部から流出した空気の通流部７を形成するように設けられた日除け部材８と、前記日除け部材の外周端部に下向きに形成され前記通流部を流れた空気を外部に排出する排気部９と、を備えたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋外に設置される場合に好適な電気機器収納装置に関するものである。

屋外設置用の電気機器収納装置は、直射日光による高温から内部機器を保護するために、筺体の内部から熱を逃がす工夫が要求される。また、筺体内に設置される電気機器や電子機器類（本書では、それらを単に電気機器という）の中でも、例えばＩＧＢＴ等発熱量が多い部品を含むものではヒートシンク等の冷却手段を有しているが、真夏の日中の冷却効果が問題となる。さらに、風雨や外気中のダストの影響を避けるために防水、防塵の性能を要求される。かかる要求に対応した従来の電気機器収納装置として、キャビネット筺体の側面あるいは背面に遮光板を取付け、遮熱効果を持たせたものがある。また、遮蔽板との間に、熱交換器等の冷却機器を備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−９１６０６号公報（第１頁、図１）

上記のような従来の電気機器収納装置においては、遮蔽板と冷却機器を側面、または背面に設置した場合、側面部や背面部に十分なメンテナンススペースを確保する必要があり、側面や背面付近に壁など障害物がある場合は設置できないという課題があった。また、側面または背面等に冷却機器を設置した場合、キャビネット筺体内部に設置した電気機器のヒートシンク等を効率よく冷却することが困難になるという課題があった。

この発明は上記のような従来技術の課題を解消するためになされたものであり、設置条件の制約が少なく、しかも筐体内部を効率よく放熱することができる電気機器収納装置を得ることを目的としている。

本発明に係る電気機器収納装置は、収容部に収容された電気機器によって熱せられた空気をファンによって前記収容部の外に排出するための天井出口部を有する筐体主部と、天井部の上面を間隔をあけて覆い、該間隔部分に前記ファンによって付勢され、前記天井出口部から流出した空気の通流部を形成するように設けられた日除け部材と、前記日除け部材の外周端部に下向きに形成され前記通流部を流れた空気を外部に排出する排気部と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、筺体主部の天井部上面に排気ダクトを兼ねる日除け部材が設置されていることにより、天井部からの遮光及び遮熱の効果を期待できると共に、ファンによって内部に収容された電気機器から発生する熱を天井出口部から通流部を経由して下向きに形成された排気部から効率よく放熱することができ、しかも設置条件の制約が少ないという効果が得られる。

本発明の実施の形態１による電気機器収納装置を概略的に示す正面断面図。図１に示された電気機器収納装置の側面断面図。本発明の実施の形態２による電気機器収納装置の要部を概略的に示す正面断面図。本発明の実施の形態３による電気機器収納装置の要部を概略的に示す正面断面図。本発明の実施の形態４による電気機器収納装置の日除け部材近傍の要部構成を概略的に示す正面断面図。図５に示された日除け部材近傍の要部構成を概略的に示す側面断面図。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による電気機器収納装置を概略的に示す正面断面図、図２は図１に示された電気機器収納装置の側面断面図である。図において、電気機器収納装置は、内部に電気機器１の収容部２と、電気機器１によって熱せられた空気を電動式のファン３によって外部に排出するための天井出口部４を有する筐体主部（キャビネット筺体）５と、筐体主部５の天井部６の上面に間隔をあけて筐体主部５を覆うように設置され、その間隔部分にファン３によって付勢されて天井出口部４の外へ流出した空気を導く通流部７が形成された日除け部材８と、日除け部材８の外周端部に下向きに開口され、ファン３によって付勢された空気を外部に排出するための排気部９を備えている。電気機器１の上下面には通風口１ａ、１ｂが設けられている。なお、電気機器１の種類や構成などは特に限定されるものではない。

電気機器１は固定金具１０によって筐体主部５の内部中央部に保持されている。電気機器１の内部には、例えばＩＧＢＴなどの発熱部１１があり、その発熱部１１は放熱のためのヒートシンク１２と熱的に結合されている。ヒートシンク１２の直上部には排気ダクト１３が設置されており、排気ダクト１３は集合管１４に連結され、さらに集合管１４は天井出口部４に接続されて通流部７に連通されている。集合管１４には開口面積を調節できる吸気部１４ａが設置されており、筐体主部５内部の空気を集合管１４の内部に吸気することができる。筐体主部５の天井部６に配設されたファン３はファン固定金具３ａを介して天井出口部４に固定されており、ファン固定金具３ａは集合管１４と連結されている。この例では、発熱物のヒートシンク１２から排気ダクト１３、集合管１４を経由してファン３を有する天井出口部４に至るまで通風路が鉛直方向に真直ぐに形成されている。

筐体主部５の天井部６の上方に設置された日除け部材８はアイボルト１５で筐体主部５と連結されている。日除け部材８は遮光の機能を果たすと同時に、天井部６上面との間に形成された通流部７が排気ダクトの機能を果たしている。日除け部材８の外周部における両側面下部に設けられた排気部９には、虫などが入り込まないように目の細かい金網が設置される（図示省略）。筐体主部５の正面側に設けられた正面扉１６の下部には吸気口１６ａが設置され、吸気口１６ａは公知の防水、防塵、防虫の機能（図示省略）を満たしつつ外部の空気を取り入れるように構成されている。

次に、上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。電気機器１の動作によって発熱部１１に生じた熱はヒートシンク１２に伝熱され、さらにファン３によって付勢された、吸気口１６ａ→通風口１ａ→ヒートシンク１２→通風口１ｂ→排気ダクト１３→集合管１４→ファン３→通流部７→排気部９へと流れる連続的な空気流によって筐体主部５の外に放熱される。一方、直射日光が電気機器収納装置に直接照射された場合、筐体主部５の上面部に日除け部材８が設けられていることにより、日除け部材８の上面が加熱されて日除け部材８自体は温度が上昇するが、日除け部材８の下面は通流部７となっており、通流部７を通流する気流によって電気機器収納装置の外部に排熱されるので、日射による筐体主部５の内部の温度上昇は効果的に抑えられる。

一方、筐体主部５の外壁に対して斜め方向から直射日光が照射される場合、筐体主部５の外壁の性状に応じて外壁は一定の温度上昇を伴い、筐体主部５の内部空間も温度が上昇するが、集合管１４に設けられた吸気部１４ａから集合管１４を通じて筐体主部５の外に排出されるので、外壁部への日射によって電気機器１の冷却が損なわれる心配はない。このため、例えば真夏の日中でも内部温度の上昇を効果的に抑制される。なお、防塵や、防虫については吸気口１６ａと排気部９に設置された金網やフィルタなどの公知の手段によって対応できる。また、通常の風雨に対しても日除け部材８と吸気口１６ａの防水構造によって対応される。

なお、図１に示された筐体主部５はフレーム構造を持たないモノコックの筺体として例示されているが、フレーム構造の筺体であってもよい。また、吸気口１６ａは正面扉１６の下部に設けられているが、メンテナンスが可能であれば筐体主部５の側面、背面あるいは底面などの適宜の箇所に設置できる。日除け部材８の排気口９は日除け部材８の両側面に設けるようにしたが、筐体主部５の正面側、あるいは背面側などであってもよく、特に限定されるものではない。日除け部材８の排気部９に設ける金網は、虫などが入らないこと、必要排気量を満たすのであれば、例えばパンチング板や小さい隙間が多数設けられた通気部材などであってもよい。

上記のように、実施の形態１によれば、電気機器１の発熱部１１はその直上に配設された排気ダクト１３からファン３の吸気流を受け、効率よく冷却することができ、また排気ダクトを兼ねる日除け部材８により、天井部６の遮光と遮熱の効果が期待できる。また、冷却機器であるファン３を日除け部材８の内側の天井出口部４に設置しているので、筐体主部５の外周囲に対して特別な制約がなく、設置条件の制約が少ないという効果がある。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２による電気機器収納装置の要部を概略的に示す正面断面図である。なお、この実施の形態２は、日除け部材８の排気部９の斜め下方からの雨滴などの雨水の侵入を防止するようにしたものである。図において、排気部９近傍における天井部６の上面には、排気部９から雨水が通流部７に侵入するのを防ぐ防水部材１７が突設されている。防水部材１７は、図３に示すように、ここでは断面Ｌ字状の長尺部材を用い、前記Ｌ字の一辺が鉛直方向に延在され、他辺が水平方向かつその他辺の先端部が外側を向くように天井部６の上面に固定されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。なお、図３では排気口９に設置された金網９ａが模式的に図示されている。

上記のように構成された実施の形態２においては、排気部９近傍に防水部材１７を設けたことによって強風を伴った雨水が排気部９に直接吹き付け、排気部９の斜め下方からの通流部７への雨水の侵入が防止され、電気機器１に悪影響を及ぼすことが防止できる。防水金具１７は断面Ｌ字状の形状をしており、排気部９から直接吹き付ける強風を伴った雨水を防ぎつつ、排気の流れを阻害しない。なお、防水部材１７は、例えば断面Ｒ状やコ字状の金具等でも差し支えない。また、平面状の板材を外側に湾曲させ、あるいは外側に傾斜させて取り付けるようにしても良い。

実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３による電気機器収納装置の要部を概略的に示す正面断面図である。なお、この実施の形態３は実施の形態２の電気機器収納装置の防水機能を更に強化したものである。図において、排気部９の近傍における日除け部材８の下面８ａには、排気部９から雨水が風を伴って侵入するのを防水部材１７と協働して抑制するＬ字状の金具からなる防水片１８が突設されている。その他の構成は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態３においては、筐体主部５の側面に強風を伴った雨水が吹き付けると、排気部９を通り、日除け部材８の裏側の下面８ａに当たり、下面８ａを伝って雨水が内部に侵入する恐れがあるが、下面８ａには防水片１８が突設されていることにより、防水部材１７と協働して雨水の浸入が防止される。なお、防水片１８にて遮断された雨水は下に落ちて排気部９より排出できるよう、防水片１８は防水部材１７より外側に設置する必要がある。また、図では断面形状がＬ字状の金具としたが、垂直に設置し防水の機能を果たすことができれば、例えば平板や断面Ｒ状部材、断面コ字状部材などでも差し支えない。

実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４による電気機器収納装置の日除け部材近傍の要部構成を概略的に示す正面断面図、図６は図５に示された日除け部材近傍の要部構成を概略的に示す側面断面図である。台風などに代表される強風を伴う降雨による雨水は、直接ファン３やファン固定金具３ａに降り注ぐことはないが、筐体主部５の天井部６を伝って進入する可能性がある。日除け部材８の内部に設置されたファン３とファン固定金具３ａに雨水が入ると電気機器１に悪影響を及ぼす可能性があるため、雨水を確実に阻止する必要がある。この実施の形態４は、防水部材１７と防水片１８の内部側に万一雨水が浸入しても、ファン３や電気機器１にまで雨水が進入することの無いように構成したものである。

図において、天井部６の上面には、防水部材１７よりも筐体主部５の中心部側における天井出口部４の外周に沿うように上方に突出され、防水部材１７の内側にまで侵入して溜った雨水が天井出口部４から筐体主部５の内部に流入するのを防ぐリング状の止水堰１９が設けられている。リング状の止水堰１９は断面Ｌ字状をしており、天井部６の上面に対してパッキン２０を介して固定されており、筐体主部５の天井部６の防水部材１７よりも内側の上面に雨水が浸入した場合にも、溜まった雨水が排気部９から重力方向に流出するように防水部材１７の両側部に隙間Ｓからなる排水部が設けられている、リング状の止水堰１９の高さは、天井部６の上面にある程度雨水が溜まったとしても、ファン３とファン固定金具３ａに侵入しない程度の高さを必要とする。その他の構成は実施の形態３と同様である。

上記のように構成された実施の形態４においては、筐体主部５の天井部６の上面に万一雨水が防水部材１７を超えて進入しても、そのさらに内側にリング状の止水堰１９が設けられているために止水堰１９の内側には侵入することができず、防水部材１７と止水堰１９の間の天井部６の上面に一定量溜まることになる。溜まった雨水は隙間Ｓからなる排水部を経て止水堰１９の高さよりも低い位置にある排気部９から重力方向に自然に排出され、ファン３とファン固定金具３ａに雨水の浸入するのを確実に防ぐことができる。

なお、リング状の止水堰１９は断面Ｌ字状の金具を用いて形成したが、垂直方向に設置し防水の機能を果たすことができれば、例えば平板や断面コ字状の金具などでも差し支えない。また、図ではパッキン２０を介して防水部材１７を設置したが、これはファン３とファン固定金具３ａへの雨水の浸入を防ぐことを目的としているためであり、防水の機能を果たすことができれば、パッキン２０の代わりに例えばコーキング材や接着剤などの使用で代用することもできる。また、隙間Ｓからなる排水部は隙間に限定されず、例えばドレンパイプを設けることなどでも差し支えない。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えば、筐体主部５と日除け部材８を一体に構成する、日除け部材８の水切りを良くするために傾斜させあるいはドーム状にする、日除け部材８の表面に赤外線反射塗料を塗布する、天井部６を外側に向けて傾斜させる、筐体主部５の内部温度に応じてファン３の回転数を制御するなど、種々の変更や変形を適宜に行うことが可能である。

１電気機器、１ａ、１ｂ通風口、２収容部、３ファン、３ａファン固定金具、４天井出口部、５筐体主部、６天井部、７通流部、８日除け部材、９排気部、１０固定金具、１１発熱部、１２ヒートシンク、１３排気ダクト、１４集合管、１４ａ吸気部、１５アイボルト、１６正面扉、１６ａ吸気口、１７防水部材、１８防水片、１９止水堰、２０パッキン。

Claims

収容部に収容された電気機器によって熱せられた空気をファンによって前記収容部の外に排出するための天井出口部を有する筐体主部と、天井部の上面を間隔をあけて覆い、該間隔部分に前記ファンによって付勢され、前記天井出口部から流出した空気の通流部を形成するように設けられた日除け部材と、前記日除け部材の外周端部に下向きに形成され前記通流部を流れた空気を外部に排出する排気部と、を備えたことを特徴とする電気機器収納装置。
前記ファンは、前記天井出口部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器収納装置。
前記排気部近傍の前記天井部の上面に、該排気部からの雨水の侵入を防ぐ防水部材を前記通流部内に突設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気機器収納装置。
前記防水部材は、突出端側が前記排気部側に向けて折曲され、または傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載の電気機器収納装置。
前記排気部近傍の前記日除け部材の下面に、該排気部から雨水が侵入するのを前記防水部材と協働して抑制する防水片を前記通流部内に突設したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電気機器収納装置。
前記防水部材よりも内側の前記通流部における前記天井部の上面に、前記天井出口部の外周に沿うように上方に突出され、前記防水部材の内側に侵入して溜った雨水が前記天井出口部から前記収容部内に流入するのを防ぐリング状の止水堰を設けたことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の電気機器収納装置。