JP2015164145A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信基地局などの電子機器において、内部の冷却を行なう冷却機器の冷却効果を高めることを目的とする。【解決手段】冷却機器６は、屋外空気取入口１７、屋外空気排出口１８に連結された屋外空気流路、及び熱気取入口１１、冷気排出口１２に連結された屋内空気流路を有する熱交換器１５とを備え、キャビネット３内に、屋外空気流路に送風する屋外送風機１６を設けると共に、熱気搬送機器７に屋内送風機（内気送風機１０）を設け、この熱気搬送機器７の屋内送風機出口側と熱気取入口１１を熱気送風路（ダクト１３）で連結し、このダクト１３の近傍に温度検出器１４を設け、この温度検出器１４は、屋外送風機１６と内気送風機１０を制御する制御器に接続したものであるので、機能機器９に対する冷却効果を高めることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば、無線通信基地局などの電子機器に関するものである。

従来、この種の電子機器の構成は、以下のようになっていた。

すなわち、少なくとも一面に開口部を有する電子機器本体ケースと、この電子機器本体ケース内に設けられた機能機器と、前記電子機器本体ケースの開口部に装着された冷却機器と、この冷却機器に接続されるとともに、前記電子機器本体ケース内に配置された温度検出器とを備えた構成となっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１５５９８３号公報

上記従来例においては、電子機器本体ケースの開口部を介して冷却機器からの冷却風をこの電子機器本体ケース内に送風し、その冷却風で機能機器を冷却し、この冷却に基づいて高温化した温風を、前記開口部を介して冷却機器に戻し、再びここで冷却風とし、前記電子機器本体ケース内に循環させる構成となっている。

しかしながら、この従来例では、電子機器本体ケースの開口部を冷却風と温風が通過するようになっているので、前記冷却風の一部が開口部を介して短絡的に冷却機器に戻ってしまうことがあり、その結果として機能機器に対する冷却効果の低いものとなってしまう。

そこで、本発明は、機能機器に対する冷却効果を高めることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明は、
少なくとも一面に開口部を有する電子機器本体ケースと、
この電子機器本体ケース内に設けられた機能機器と、
前記電子機器本体ケース内の機能機器上部に設けた熱気搬送機器と、
前記電子機器本体ケースの開口部に装着された冷却機器とを備え、
前記冷却機器は、
屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、冷気排出口を有する冷却機器本体ケース と、
前記屋外空気取入口、屋外空気排出口に連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口、 冷気排出口に連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、
前記冷却機器本体ケース内に、前記屋外空気流路に送風する屋外送風機を設けると共に、
前記熱気搬送機器に屋内送風機を設け、
この熱気搬送機器の屋内送風機出口側と前記冷却機器の熱気取入口を熱気送風路で連結し、
この熱気送風路の近傍に温度検出器を設け、
この温度検出器は、前記屋外送風機と屋内送風機を制御する制御器に接続し、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のように、本発明は、少なくとも一面に開口部を有する電子機器本体ケースと、この電子機器本体ケース内に設けられた機能機器と、前記電子機器本体ケース内の機能機器上部に設けた熱気搬送機器と、前記電子機器本体ケースの開口部に装着された冷却機器とを備え、前記冷却機器は、屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、冷気排出口を有する冷却機器本体ケースと、前記屋外空気取入口、屋外空気排出口に連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口、冷気排出口に連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、前記冷却機器本体ケース内に、前記屋外空気流路に送風する屋外送風機を設けると共に、前記熱気搬送機器に屋内送風機を設け、この熱気搬送機器の屋内送風機出口側と前記冷却機器の熱気取入口を熱気送風路で連結し、この熱気送風路の近傍に温度検出器を設け、この温度検出器は、前記屋外送風機と屋内送風機を制御する制御器に接続したものであるので、機能機器に対する冷却効果を高めることができる。

すなわち、本発明においては、前記冷却機器は、屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、冷気排出口を有する冷却機器本体ケースと、前記屋外空気取入口、屋外空気排出口に連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口、冷気排出口に連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、前記冷却機器本体ケース内に、前記屋外空気流路に送風する屋外送風機を設けると共に、前記熱気搬送機器に屋内送風機を設け、この熱気搬送機器の屋内送風機出口側と前記冷却機器の熱気取入口を熱気送風路で連結したものであるので、冷却機器による冷却風は冷気排出口から電子機器本体ケース内に設けられた機能機器に吹き付けられるので、この機能機器は、効果的に冷却されることになる。

また、この冷却に基づいて高温化した温風は、電子機器本体ケース内の機能機器上部に設けた熱気搬送機器によって機能機器の上方に搬送され、次に、この熱気搬送機器の屋内送風機出口側、熱気送風路を介して前記冷却機器の熱気取入口へと搬送されるので、前記機能機器へ吹き付けられる冷却風が短絡的に冷却機器側に戻ることは無く、この結果として、この機能機器は、効果的に冷却されることになる。

さらに、本発明においては、前記熱気送風路の近傍に温度検出器を設け、この温度検出器は、前記屋外送風機と屋内送風機を制御する制御器に接続したものであるので、温度検出器は、前記冷却風が直接的に吹き付けられてその温度を検出することは無く、電子機器本体ケース内の機能機器上部の温度を検出し、冷却動作を実行するものとなる。

すなわち、このような構成とすれば、前記冷却風が吹き付けられることが無いので、冷却された後の機能機器の温度状態を検出しやすくなり、また、熱気送風路の近傍に配置することで、電子機器本体ケース内の異常高温状態も検出しやすくなり、安全性も高めることが出来る。

本発明の一実施形態の電子機器の設置例を示す斜視図 同電子機器の外観斜視図 同電子機器の扉開放状態を示す斜視図 同電子機器の断面図 同電子機器の扉を開放したときの正面図 同電子機器に取り付ける温度スイッチの外観図 同電子機器の送風機制御ブロック図 同電子機器の送風機制御フローチャート 同電子機器の送風機制御温度設定例の図 同電子機器の送風機制御温度設定例の図 同電子機器の送風機制御温度設定例の図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、ビルディング１の屋上には、携帯電話の基地局である電子機器２が設けられている。電子機器２は、箱状のキャビネット３とこのキャビネット３内に設けた図２に示す機能機器９とキャビネット３の外側面に冷却機器６が設けられている。機能機器９としては、送信機、受信機のほかに、電源設備などが含まれる。

さらに、詳しく説明すると、冷却機器６は、図２に示すように、キャビネット３の開口した側面に設けられ、この側面は、キャビネットドア５として開放可能に設けられている。また、キャビネット３内部には、機能機器９の上方に熱気搬送機器７が設けられている。この熱気搬送機器７は、キャビネット３内の空気（以降、内気）を吸い込む内気送風機１０（屋内送風機）とこの内気送風機１０が吹き出す内気を冷却機器６に送るダクト１３とで構成されている。

冷却機器６は、キャビネット３内部側に、熱気搬送機器７から吹き出す内気を吸い込む熱気取入口１１と、内気を冷却した後にキャビネット３内に吹き出す冷気排出口１２とを備えている。前述したように熱気搬送機器７と熱気取入口１１とは、熱気送風路となるダクト１３とで接続される。図３では、キャビネットドア５を開放した状態なので、ダクト１３は、熱気取入口１１と離れた状態になっているが、キャビネットドア５を閉じると、熱気取入口１１は、ダクト１３の先端と密着するようになっている。

そして、ダクト１３の下方には、キャビネット３内の温度を検出する温度検出器１４が備えられている。

図３で示すように、冷却機器６は、内部に、屋外空気流路、及び屋内空気流路を有する熱交換器１５と、この屋外空気流路に送風する屋外送風機１６を備えている。冷却機器６の外殻を成す冷却機器ケースには、キャビネット３の外側に屋外空気取入口１７、屋外空気排出口１８が設けられている。

図示しないが、熱交換器１５は、伝熱板を積層し、伝熱板の間を交互に屋内空気流路と屋外空気流路としたものである。そして、屋外空気流路には、（冷たい）外気を通過させ、屋内空気流路には（温かい）内気を通過させることによって、外気と内気間の熱交換を行って、内気の冷却を行なうものである。

温度検出器１４は、冷却機器６と機能機器９との間の空間であって、ダクト１３の下に隣接して設けられている。また、機能機器９の天面よりも上方に設置されている。

図４で示すように、機能機器９には、冷却風送風ファン９ａがユニットごとに設けられている。本実施の形態では、冷却風送風ファン９ａは、冷却機器６側に設けられ、冷却機器６から吹き出された冷却風を吸い込んで機能機器９内部に冷却風を送り込むものである。

図５で示すように、温度検出器１４は、上下前後左右にスリット１４ａを設けた筐体１４ｂの内部に温度検出素子、温度検出回路と屋外送風機１６の回転数指示回路を備えたものである。そして、図７で示すように、温度検出素子、温度検出回路で検出された温度に応じて回転数指示回路が屋外送風機１６の回転数指示値をＰＷＭ信号で出力する。屋外送風機１６の駆動回路は、回転数指示値を受けて所定の回転数で屋外送風機１６を運転する。

このような構成の電子機器２の内部の冷却動作について説明する。

冷却機器６は、機能機器９を動作させる以前に運転を開始するが、定常運転時には、機能機器９の発熱によって、キャビネット３内部の温度が上昇する。温かくなった内気は、内気送風機１０によって吸い込まれ、ダクト１３を経由して冷却機器６に流入する。一方、屋外送風機１６を運転することによって、屋外空気取入口１７から外気が冷却機器６内部に取り入れられる。熱交換器１５では、吸い込まれた冷たい外気が屋外空気流路を通過し、温かい内気は屋内空気流路を通過することによって、外気と内気の間で熱交換が行われる。すなわち、内気は冷却されて冷気排出口１２から機能機器９に吹き付けられるのである。

機能機器９は、冷却風送風ファン９ａを運転することによって、冷却機器６から吹き出された冷却風をその内部に取り入れる。そして、冷却風は、内部の発熱部品を冷却して（発熱部品の熱を奪って）、温められた後、内気送風機１０に再び吸い込まれることになる。

ここで、本実施の形態の最も特徴的な部分について説明する。

屋外送風機１６は、その回転数を変更することにより、外気の取入量を変化させることが出来る。すなわち、外気の取入量を少なくすると、熱交換器１５における熱交換量が少なくなり、内気の温度変化（温度が低下する度合）は小さくなる。一方、外気の取入量を多くすると、熱交換器１５における熱交換量が多くなり、内気の温度変化（温度が低下する度合）が大きくなる。そこで、温度検出器１４で検出される温度が高い場合には、屋外送風機１６の回転数を高くし、温度検出器１４で検出される温度が低い場合には、屋外送風機１６の回転数を低くするように、回転数指示回路は出力する。

温度検出器１４は、機能機器９よりも上部にあるので、機能機器９で発生した熱を確実に検出できることになる。そして、温度検出器１４は、機能機器９と冷却機器６との間の空間であって、冷気排出口１２、機能機器９よりも上方に設けられているので、冷却風、あるいは、機能機器９で温められた空気が直接当たることがない。また、この場所では、冷却風が直接吹き付けられることが無く、冷却された後の機能機器９の温度状態を検出しやすくなる。さらに、ダクト１３の近傍に配置することで、電子機器２本体ケース内の異常高温状態も検出しやすくなり、安全性も高めることが出来るのである。

次に、温度検出器１４の制御動作について説明する。

温度検出器１４は、まず、図８に示すように、屋外送風機１６への現在の指示回転数（強（Ｈｉｇｈ）／弱（Ｌｏｗ）／停止（ＯＦＦ））と温度Ｔの値によって、次の運転回転数を決定する。具体的に、屋外送風機１６が弱運転の場合で説明する。屋外送風機１６が弱運転の場合には、検出された温度Ｔが、弱運転下限温度Ｔ４よりも小さくなったら、屋外送風機１６を停止させる。検出された温度Ｔが、弱運転上限温度Ｔ１よりも大きくなったら、屋外送風機１６を強運転させる。それ以外の場合（Ｔ４≦Ｔ＜Ｔ１）は、そのときの運転を継続する。

次に、具体的な指示回転数について説明する前に、図９〜１１の見方を説明する。これらの図は、上下方向を温度軸、横方向を時間軸として見てもらいたい。太線は矢印方向へ温度の下降・上昇を表している。そして、中心部には、各温度帯での指示回転数を示している。例えば、図９において、温度が下降してＴ３を下回ると、指示回転数を８５０ｒｐｍにする、あるいは、温度が上昇してＴ１を超えたときには指示回転数を１７００ｒｐｍにする、というように見る。

出力する指示回転数（ＰＷＭ値）は、温度検出器１４に設けた選択スイッチによって、パターンが決定される。具体的には、比較的温暖な地域では、図９のように設定する。すなわち、強運転を１７００回転、弱運転を８５０回転設定とし、温度設定をそれぞれ図のようにする。

一方で、高温地域で使用する場合には、図１０で示すように、強運転を２７５０回転、弱運転を１７００回転の設定にする。すなわち、温暖地域の運転よりも回転数を上げて外気導入量を多くしているのである。

逆に、低温地域で使用する場合には、図１１で示すように、強運転を１５００回転、弱運転を７００回転として、外気導入量を小さく抑えることになる。

尚、前記具体的な回転数指示値については、特定の送風機における一例であり、冷却機器６の大きさや必要能力に応じて適宜選択することにより、最適な組合せを実現することが出来るのである。

以上のように、本発明は、少なくとも一面に開口部を有する電子機器本体ケースと、この電子機器本体ケース内に設けられた機能機器と、前記電子機器本体ケース内の機能機器上部に設けた熱気搬送機器と、前記電子機器本体ケースの開口部に装着された冷却機器とを備え、前記冷却機器は、屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、冷気排出口を有する冷却機器本体ケースと、前記屋外空気取入口、屋外空気排出口に連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口、冷気排出口に連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、前記冷却機器本体ケース内に、前記屋外空気流路に送風する屋外送風機を設けると共に、前記熱気搬送機器に屋内送風機を設け、この熱気搬送機器の屋内送風機出口側と前記冷却機器の熱気取入口を熱気送風路で連結し、この熱気送風路の近傍に温度検出器を設け、この温度検出器は、前記屋外送風機と屋内送風機を制御する制御器に接続したものであるので、機能機器に対する冷却効果を高めることができる。従って、携帯電話の基地局などの電子機器を冷却するものとして有用である。

１ ビルディング
２ 電子機器
３ キャビネット
５ キャビネットドア
６ 冷却機器
７ 熱気搬送機器
９ 機能機器
１０ 内気送風機
１１ 熱気取入口
１２ 冷気排出口
１３ ダクト
１４ 温度検出器
１５ 熱交換器
１６ 屋外送風機
１７ 屋外空気取入口
１８ 屋外空気排出口

Claims (3)

1. 少なくとも一面に開口部を有する電子機器本体ケースと、
   この電子機器本体ケース内に設けられた機能機器と、
   前記電子機器本体ケース内の機能機器上部に設けた熱気搬送機器と、
   前記電子機器本体ケースの開口部に装着された冷却機器とを備え、
   前記冷却機器は、屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、冷気排出口を有する冷却機器本体ケースと、前記屋外空気取入口、屋外空気排出口に連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口、冷気排出口に連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、
   前記冷却機器本体ケース内に、前記屋外空気流路に送風する屋外送風機を設けると共に、
   前記熱気搬送機器に屋内送風機を設け、
   この熱気搬送機器の屋内送風機出口側と前記冷却機器の熱気取入口を熱気送風路で連結し、
   この熱気送風路の近傍に温度検出器を設け、
   この温度検出器は、前記屋外送風機と屋内送風機を制御する制御器に接続した電子機器。
2. 熱気送風路の下方に温度検出器を設けた請求項１記載の電子機器。
3. 温度検出器は、温度検出器本体ケースと、この温度検出器本体ケース内に設けた温度検出素子とを備え、
   前記温度検出器本体ケースの上下面に開口部を形成した請求項２記載の電子機器。

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