JP2018156356A

JP2018156356A - 電気機器収納筐体

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Publication number: JP2018156356A
Application number: JP2017052243A
Authority: JP
Inventors: 真也村岡; Shinya Muraoka
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP6834636B2

Abstract

【課題】電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、電気機器の冷却に必要な電源容量の確保が困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に、電気機器を設置可能にする。
【解決手段】電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、更に電気機器の冷却に必要な電源容量を確保することが困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に設置される、電気機器を冷却する放熱ファンを有する電気機器を収納する電気機器収納筐体であって、外気に対して密閉され、外部から断熱された、電気機器を収納する収納スペースと、収納スペース内の、電気機器により加熱された空気が放熱ファンから流出する位置全体に対向するように設置された、受熱フィンが形成された第１の受熱部と、収納スペース外の、電気機器収納筐体の上底面上の全面に設置された、屋外の自然環境に存在する冷熱源を利用して冷却を行う第１の放熱部とを含むヒートパイプとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、屋外に設置される、電気機器を収納する筐体の技術に関する。

電気機器の高機能化、大規模化、高集積化等に伴い、電気機器の発熱量が増大してきた。そこで、電気機器を冷却する各種の冷却技術が開発されてきた。電気機器の冷却では、相変化冷却方式が用いられることがある。相変化冷却方式では、冷却装置の内部に封入された冷媒の相変化を利用して電気機器が冷却される。

冷媒の相変化を利用した冷却技術の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１の電子機器冷却装置は、サーバラックと、電子機器冷却ユニットと、熱源機とを含む。サーバラックは、前面及び後面に開口を有し、ファン付きの複数の電子機器を収納する。サーバラックは、リアドアと、インナードアとを有する。リアドアは、後面の開口に設置され、通気可能である。インナードアは、リアドアの内側においてサーバラックに収容可能に設置され、通気可能である。ファンは、電子機器の排熱を含む空気を、インナードア及びリアドアを通して室内に戻す。インナードア内には、電子機器冷却ユニットが収容される。電子機器冷却ユニットは、蒸発器と、膨張弁とを含む。蒸発器は、インナードアの略全域に配置され、冷媒を蒸発させることにより、ファンにより送風された空気を冷却する。電子機器冷却ユニットは、冷媒配管により熱源機に接続される。熱源機は、室外に設置される。熱源機は、圧縮機と、凝縮器とを含む。圧縮機は、電力を利用して冷媒を圧縮する。凝縮器は、冷媒を凝縮させることにより、熱を室外へ排出する。熱源機は、冷却した冷媒を電子機器冷却ユニットへ戻す。上記構成の結果、特許文献１の電子機器冷却装置は、電子機器を冷却する。又、インナードアとリアドアとは、互いに左右逆方向に開放可能であってもよい。そして、インナードアとリアドアとが開放された状態において、電子機器が保守される。

冷媒の相変化を利用した冷却技術の別の一例が、特許文献２に開示されている。特許文献２の冷房システムは、主空調システムと、補助冷房システムとを含む。主空調システムは、屋内ユニットと、屋外ユニットとを含む。屋内ユニットと屋外ユニットとは、冷媒を輸送する配管により接続される。屋内ユニットは、データセンターの室内に設置され、室内の空気を冷却する。屋内ユニットは、エバポレータ（蒸発器）と、ヒーターと、屋内ファンとを含む。屋外ユニットは、データセンターの室外に設置され、屋内ユニットにより吸収された熱を室外へ放熱する。屋外ユニットは、コンプレッサ（圧縮機）と、コンデンサ（凝縮器）と、屋外ファンとを含む。補助冷房システムは、屋内熱交換ユニットと、屋外熱交換ユニットとを含む。屋内熱交換ユニットと屋外熱交換ユニットとは、冷媒を輸送する配管により接続され、１つのヒートパイプを構成する。屋内熱交換ユニットは、データセンターの室内に設置され、主空調システムの屋内ユニットによる冷却の前段において、室内の空気を冷却する。屋外熱交換ユニットは、データセンターの室外に設置され、屋内熱交換ユニットにより吸収された熱を室外へ放熱する。屋外熱交換ユニットは、室外ファンと、室外ファンを駆動するファンモーターとを含む。上記構成の結果、特許文献２の冷房システムでは、主空調システムと補助冷房システムとの両方が、室内の空気を冷却する。

電気機器における発熱量の増大に伴い、電気機器の冷却の効率化が求められている。例えば、データセンターでは、サーバ等の電気機器の冷却に要する電力は、全電力の３０％から５０％を占めることがある。つまり、電気機器の冷却に要する電力の削減は、電気機器の運転に要する全電力の削減に大幅に貢献する。

又、屋外に設置される電気機器では、電気機器の運転に必要な電源容量の確保が可能であっても、電気機器の冷却に必要な電源容量を確保することが困難であることがある。特に、山岳地域、小規模な島嶼、又は僻地等では、商用電力の送電網が未整備なために、利用可能な電力が制限されることが多い。そこで、特に、山岳地域、小規模な島嶼、又は僻地等の屋外に設置される電気機器では、冷却に要する電力を限界まで低減し、理想的には冷却に要する電力を０にすることが望ましい。

又、屋外に設置される電気機器では、外気導入による電気機器の冷却が困難であることがある。特に、山岳地域又は島嶼等では、砂塵や塩害等のために、外気導入による電気機器の冷却が困難であることが多い。又、山岳地域、島嶼、又は僻地等では、厳しい自然環境や高額な保守費用のために、外気導入による電気機器の冷却を維持することが困難であることが多い。そこで、特に、山岳地域、島嶼、又は僻地等の屋外に設置される電気機器は、外気に対して密閉されていることが望ましい。

屋外装置の冷却技術の一例が、特許文献３に開示されている。特許文献３の屋外装置は、密閉構造を有する。そして、特許文献３の屋外装置は、内部に収納された電子機器の熱を、パラフィン等の相変化材料の相変化による蓄熱作用を用いて吸熱する。そのため、特許文献３の屋外装置は、冷却用のエネルギーを用いることなく、電気機器を冷却する。

尚、特許文献４には、排熱を回収する技術の一例が、開示されている。特許文献４の排熱回収器は、ヒートパイプと、熱制御部材とを経由して、エンジンからの排熱を、冷却水へ輸送する。

又、特許文献５には、筐体の構造に関する技術の一例が、開示されている。特許文献５の屋外用受配電盤は、内側扉と外側扉とを有し、内側扉及び外側扉の内側に収納機器を収納する。内側扉と外側扉とは、互いに左右逆方向に開放可能である。上記構成の結果、特許文献５の屋外用受配電盤では、収納機器が引き出し易い。

特開２００９−１３５２８７号公報特開２０１１−２４７５７３号公報特開２０１２−２３２９５号公報特開２０１５−１４８３５５号公報特開２００６−７４９５５号公報

しかしながら、特許文献１の電子機器冷却装置では、熱源機は圧縮機を含む。そして、圧縮機は、電力を利用して冷媒を圧縮する。即ち、熱源機は、電子機器の冷却のためにエネルギーを必要とする。又、特許文献２の冷房システムでは、主空調システムの屋内ユニットは、ヒーターと、屋内ファンとを含む。又、屋外ユニットは、コンプレッサと、屋外ファンとを含む。又、補助冷房システムの屋外熱交換ユニットは、室外ファンを駆動するファンモーターを含む。即ち、主空調システム及び補助冷房システムは、何れも冷房のためにエネルギーを必要とする。つまり、特許文献１の電子機器冷却装置、及び特許文献２の冷房システムには、電気機器の冷却に電力が必要であるという問題がある。

又、特許文献１の電子機器冷却装置では、電気機器が外気に対して密閉されていない。つまり、特許文献１の電子機器冷却装置には、外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に、電気機器を設置する用途に適用できないという問題がある。

又、特許文献２の冷房システムは、局舎（データセンター）内に設置される。つまり、特許文献２の冷房システムには、筐体内に収まる程度の台数の電気機器を屋外に設置する用途に適用できないという問題がある。

一方、特許文献３の屋外装置は、相変化材料により蓄熱された熱を屋外装置の外へ放熱する機構を有しない。つまり、特許文献３の屋外装置は、電子機器の一過性の発熱を吸熱できるが、電子機器の継続的な発熱を吸熱できない。従って、特許文献３の屋外装置には、電気機器を継続的に冷却できないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、電気機器の冷却に必要な電源容量の確保が困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に、電気機器を設置可能にすることを主たる目的とする。

本発明の一態様において、電気機器収納筐体は、電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、更に電気機器の冷却に必要な電源容量を確保することが困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に設置される、電気機器を冷却する放熱ファンを有する電気機器を収納する電気機器収納筐体であって、外気に対して密閉され、外部から断熱された、電気機器を収納する収納スペースと、収納スペース内の、電気機器により加熱された空気が放熱ファンから流出する位置全体に対向するように設置された、受熱フィンが形成された第１の受熱部と、収納スペース外の、電気機器収納筐体の上底面上の全面に設置された、屋外の自然環境に存在する冷熱源を利用して冷却を行う第１の放熱部とを含むヒートパイプとを備える。

本発明によれば、電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、電気機器の冷却に必要な電源容量の確保が困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に、電気機器を設置できるという効果がある。

本発明の第１の実施形態における電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。本発明の第１の実施形態における第１の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。本発明の第１の実施形態における第２の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。本発明の第２の実施形態における電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。本発明の第２の実施形態における第１の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、すべての図面において、同等な構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態における構成について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態における電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。より具体的には、図１（Ａ）は電気機器収納筐体の上部の上面透視図、図１（Ｂ）は電気機器収納筐体の下部の上面透視図、図１（Ｃ）は右側面透視図、図１（Ｄ）は背面透視図である。尚、図１以降の図では、白抜きの太い矢印は、空気又は水５００の流れを示すこととする。又、図１以降の図では、空気又は水が通過可能な面を破線又は網掛けで示すこととする。

本実施形態の電気機器収納筐体１００は、電気機器２１０を収納する。電気機器２１０は、ラック２００内に収容されていてもよい。図１では、３台の電気機器２１０を例示しているが、電気機器２１０の台数は１台以上の任意の台数であってよい。電気機器２１０は、電気機器２１０を冷却する放熱ファン２２０を内蔵する。電気機器収納筐体１００は、収納スペース１１０と、ヒートパイプ１４０とを含む。

収納スペース１１０は、電気機器２１０を収納する。収納スペース１１０は、外気に対して密閉され、外部から断熱される。

収納スペース１１０の壁面は、断熱材を含む。又、収納スペース１１０の壁面は、断熱材として真空層を含んでもよい。又、電気機器収納筐体１００は、電気機器収納筐体１００への日光の入射側に日射熱を遮断する日除けを含むことが望ましい。又、電気機器収納筐体１００は、電気機器収納筐体１００の外壁に日射熱を反射する層を有していることが望ましい。上記各方法により、外部からの入射熱に対する断熱性が向上する。

上述したように、収納スペース１１０における外部からの入射熱は極小化されている。

ヒートパイプ１４０は、受熱部１２０と、放熱部１３０とを含む。受熱部１２０は収納スペース１１０内に設置され、放熱部１３０は収納スペース１１０外に設置される。ヒートパイプ１４０は、電気機器２１０において発生する熱量に比べて、十分に大きい最大熱輸送量（性能）を有する。実際には、電気機器２１０と冷熱源との間における最大熱輸送量（以降、「エンドツーエンドの最大熱輸送量」と称す）が最小になる時期（例えば、夏期）において、エンドツーエンドの最大熱輸送量は、電気機器２１０において発生する熱量よりも大きいことが必要である。図１では、ヒートパイプ１４０が１本の場合の例を示しているが、電気機器収納筐体１００は、複数のヒートパイプ１４０を含んでもよい。

上述したように、熱輸送にヒートパイプ１４０を用いることにより、収納スペース１１０の内部と外部との間の熱輸送効率は極大化されている。

受熱部１２０は、収納スペース１１０内の、電気機器２１０により加熱された空気が放熱ファン２２０から流出する位置全体に対向するように設置される。受熱部１２０は、収納スペース１１０内の下側において、収納スペース１１０を電気機器収納筐体１００の前面側及び背面側に区画する。受熱部１２０は、空気が通過可能な板状の外形形状を成す。

受熱部１２０は、受熱フィン１２１を含むことが望ましい。受熱フィン１２１は、例えば、板形状、又はピン（スパイク）形状を成す。一般に、板形状のフィンは、同素材且つ同外形寸法の場合には、表面積が広い分だけ、ピン形状のフィンに比べて受熱効率がより高い。冷却すべき空気が放熱ファン２２０等により一定の向きへ流れる場合には、受熱フィン１２１の形状は、板形状であることが適している。

上述したように、受熱部１２０における受熱効率は極大化されている。

放熱部１３０は、収納スペース１１０外の、電気機器収納筐体１００の上底面上の全面に設置される。放熱部１３０は、冷熱源が通過可能な板状の外形形状を成す。即ち、放熱部１３０は、電気機器収納筐体１００の設置領域内に設置可能な、最大の設置面積を占める。一般に、放熱部１３０は、表面積が大きいほど放熱効率がより高い。

放熱部１３０は、屋外の自然環境に存在する冷熱源を利用して冷却を行う。冷熱源は、例えば、自然風、降水、積雪、又は自然流水である。放熱部１３０は、電気機器収納筐体１００の設置領域内の全ての冷熱源を放熱先に利用できる。即ち、冷熱源が自然風である場合には、放熱部１３０は、設置領域内を通過する全ての自然風を放熱先に利用できる。又は、冷熱源が降水又は積雪である場合には、放熱部１３０は、設置領域内に降水した全ての水を放熱先に利用できる。又は、冷熱源が自然流水である場合には、放熱部１３０は、設置領域内の全面を利用して、熱を自然流水へ放熱し、又、水を貯留することができる。

放熱部１３０は、放熱フィン１３１を含むことが望ましい。放熱フィン１３１は、例えば、ピン形状、又は板形状を成す。放熱先が自然風である場合には、放熱効率に対する風向の影響を減らすために、放熱フィン１３１の形状は、ピン形状であることが適している。

上述したように、放熱部１３０における放熱効率は極大化されている。

本実施形態における動作について説明する。

空気及び熱の主たる流れについて説明する。電気機器２１０内の空気は、電気機器２１０において発生した熱を吸収する。そして、熱を吸収した空気は、放熱ファン２２０により、電気機器２１０外へ流出し、ヒートパイプ１４０の受熱部１２０を通過する。受熱部１２０は、通過した空気から熱を吸収することにより空気を冷却する。そして、受熱部１２０により冷却された空気は、収納スペース１１０の内壁に衝突することにより、循環及び拡散する。そして、受熱部１２０により冷却された空気は、電気機器２１０へ到達し、再び電気機器２１０において発生した熱を吸収する。

又、ヒートパイプ１４０の受熱部１２０において吸収された熱は、冷媒によりヒートパイプ１４０の放熱部１３０へ輸送される。そして、放熱部１３０は、輸送された冷媒を自然環境に存在する冷熱源により冷却する。そして、放熱部１３０により冷却された冷媒は、受熱部１２０へ戻され、再び受熱部１２０における熱を吸収する。

電気機器収納筐体１００により冷却可能な電気機器２１０の発熱量は、電気機器２１０と冷熱源との間におけるエンドツーエンドの最大熱輸送量に基づいて決定される。但し、エンドツーエンドの最大熱輸送量は、電気機器収納筐体１００が設置される場所に依存する。又、同じ場所であっても、エンドツーエンドの最大熱輸送量は、時期に依存する。そこで、エンドツーエンドの最大熱輸送量は、例えば、電気機器収納筐体１００が設置される場所における冷熱源の、温度、流量、温度の時間変化、及び流量の時間変化等に関する測定データに基づいて決定される。

以上説明したように、本実施形態の電気機器収納筐体１００では、収納スペース１１０は、外気に対して密閉されている。即ち、収納スペース１１０には外気が導入されない。又、放熱部１３０は屋外の自然環境に存在する冷熱源を利用して冷却を行うので、電気機器２１０の冷却に電力を使用しない。又、収納スペース１１０は、外部から断熱されている。即ち、外部から収納スペース１１０への入射熱は極小化されている。又、受熱部１２０は、収納スペース１１０内の、電気機器２１０により加熱された空気が放熱ファン２２０から流出する位置全体に対向するように設置され、受熱フィン１２１を含む。即ち、受熱部１２０の受熱効率は、極大化されている。又、放熱部１３０は、電気機器収納筐体１００の上底面上の全面に設置される。即ち、放熱部１３０の放熱効率は、極大化されている。つまり、電気機器２１０と冷熱源との間の熱交換効率は極大化されている。そして、電気機器２１０の発熱量が、電気機器２１０と冷熱源との間におけるエンドツーエンドの最大熱輸送量よりも小さければ、電気機器収納筐体１００は、電力を使用せずに電気機器２１０を冷却可能である。そして、電気機器２１０と冷熱源との間の熱交換効率は極大化されているので、電気機器収納筐体１００は、現実的な装置サイズにおいて、電気機器２１０を冷却可能である。従って、本実施形態の電気機器収納筐体１００には、電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、電気機器の冷却に必要な電源容量の確保が困難であり、且つ外気導入による電気機器の冷却が困難な屋外に、電気機器を設置できるという効果がある。
（第１の変形例）
図２は、本発明の第１の実施形態における第１の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。より具体的には、図２（Ａ）は電気機器収納筐体の上部の上面透視図、図２（Ｂ）は電気機器収納筐体の下部の上面透視図、図２（Ｃ）は右側面透視図、図２（Ｄ）は背面透視図である。

本変形例における冷熱源は、例えば、降水、積雪、又は自然流水である。本変形例における電気機器収納筐体１０５では、放熱部１３０は、貯留槽１５０を含む。貯留槽１５０は、放熱部１３０が冷熱源に接触した状態において冷熱源を貯留する。貯留槽１５０は、例えば、網状の天井を有するので、降水等の冷熱源を貯留できる。又は、冷熱源は、樋等を用いて貯留槽１５０に流入させられる。余分な冷熱源は、流出口１５１等から流出する。

本変形例では、冷熱源が空気である場合に比べて、放熱部１３０における放熱効率がより高いという効果がある。
（第２の変形例）
図３は、本発明の第１の実施形態における第２の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。より具体的には、図３（Ａ）は電気機器収納筐体の下部の上面透視図、図３（Ｂ）は背面透視図、図３（Ｃ）は扉を開いた状態における電気機器収納筐体の下部の上面透視図である。

本変形例における電気機器収納筐体１０６は、収納スペース１１０と、ヒートパイプ１４６と、正面扉１１１と、背面扉１１２とを含む。

正面扉１１１は、電気機器収納筐体１００の前面に設置され、収納スペース１１０を密閉及び開放できる、回転部１１３を有する左開き又は右開きの扉である。

背面扉１１２は、電気機器収納筐体１００の背面に設置され、収納スペース１１０を密閉及び開放できる、回転部１１４を有する左開き又は右開きの扉である。

ヒートパイプ１４６は、回転部１４１を有する。回転部１４１は、受熱部１２０と放熱部１３０とを、垂直な回転軸の周りに互いに回転可能に連結する。回転部１４１は、収納スペース１１０内の左側面側又は右側面側に設置される。ここで、背面扉１１２の回転部１１４と回転部１４１（受熱部１２０の回転軸）とは、互いに左右逆に形成される。

本変形例では、正面扉１１１又は背面扉１１２がない場合に比べて、又は受熱部１２０が回転しない場合に比べて、電気機器２１０の保守がより容易であるという効果がある。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を基本とする、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態における電気機器収納筐体は、ヒートポンプを更に含む。

本実施形態における構成について説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態における電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。より具体的には、図４（Ａ）は電気機器収納筐体の上部の上面透視図、図４（Ｂ）は電気機器収納筐体の下部の上面透視図、図４（Ｃ）は右側面透視図、図４（Ｄ）は背面透視図である。

本実施形態の電気機器収納筐体１０７は、収納スペース１１０と、ヒートパイプ１４０と、ヒートポンプ３００とを含む。

ヒートポンプ３００は、ヒートパイプ１４０のみでは、収納スペース１１０における温度が所定の温度以下に維持できない場合に、電力を用いて収納スペース１１０内の空気を冷却する。ヒートポンプ３００は、例えば、エアーコンディショナー、又はペルティエ素子である。ヒートポンプ３００は、受熱部３１０と、放熱部３２０とを含む。尚、図４では、ヒートポンプ３００が天井吊り下げ型のエアーコンディショナーである場合の例を示している。

受熱部３１０は、収納スペース１１０内の上側に設置される。受熱部３１０は、空気が放熱ファン２２０から流出する側に暖気の吸入口３３０を有し、空気が電気機器２１０へ流入する側に冷気の排出口３４０を有する。

放熱部３２０は、収納スペース１１０外に設置される。放熱部３２０は、受熱部３１０により受熱された熱を放熱する。放熱部３２０と受熱部３１０とは、冷媒配管３５０により接続される。冷媒配管３５０は、放熱部３２０と受熱部３１０との間で、冷媒を輸送する。

本実施形態におけるその他の構成は、第１の実施形態における構成と同じである。

本実施形態における動作について説明する。

ヒートポンプ３００は、ヒートパイプ１４０のみでは、収納スペース１１０における温度が所定の温度以下に維持できない場合に、電力を用いて収納スペース１１０内の空気を冷却する。

ここで、ヒートポンプ３００が使用する電力は、商用電源の未使用分が予め蓄電されたものでもよい。又は、ヒートポンプ３００が使用する電力は、非常用発電機により発電されてもよいし、又は非常用発電機により予め蓄電されてもよい。

ヒートポンプ３００は、収納スペース１１０における温度が所定の温度以下である場合に、運転（空気の冷却）を停止する。

ヒートポンプ３００の動作時の、空気及び熱の主たる流れについて説明する。電気機器２１０内の空気は、電気機器２１０において発生した熱を吸収する。そして、熱を吸収した空気は、放熱ファン２２０により、電気機器２１０外へ流出し、ヒートパイプ１４０の受熱部１２０を通過する。受熱部１２０は、通過した空気を冷却する。そして、受熱部１２０により冷却された空気は、まだ熱を持っているので、上昇気流を形成する。そして、受熱部１２０を通過した空気は、ヒートポンプ３００の吸入口３３０へ上昇し、吸入口３３０からヒートポンプ３００の受熱部３１０へ電力を用いて吸入される。そして、受熱部３１０は、受熱部３１０へ吸入された空気を冷却し、排出口３４０から排出する。そして、受熱部３１０により冷却された空気は、十分に冷却されているので、下降気流を形成する。そして、排出口３４０から排出された空気は、電気機器２１０へ戻され、再び電気機器２１０において発生した熱を吸収する。

又、ヒートパイプ１４０の受熱部１２０において吸収された熱は、冷媒によりヒートパイプ１４０の放熱部１３０へ輸送される。そして、放熱部１３０は、輸送された冷媒を空気又は水により冷却する。そして、放熱部１３０により冷却された冷媒は、受熱部１２０へ戻され、再び受熱部１２０において熱を吸収する。

又、ヒートポンプ３００の受熱部３１０において吸収された熱は、冷媒によりヒートポンプ３００の放熱部３２０へ輸送される。そして、放熱部３２０は、輸送された冷媒を電力を用いて冷却する。そして、放熱部３２０により冷却された冷媒は、受熱部３１０へ戻され、再び受熱部３１０において熱を吸収する。

本実施形態におけるその他の動作は、第１の実施形態における動作と同じである。

以上説明したように、本実施形態の電気機器収納筐体１０７では、ヒートポンプ３００は、ヒートパイプ１４０のみでは、収納スペース１１０における温度が所定の温度以下に維持できない場合に、電力を用いて収納スペース１１０内の空気を冷却する。従って、本実施形態の電気機器収納筐体１０７には、第１の実施形態の電気機器収納筐体１００の効果に加えて、予期しない気象変化（気温若しくは日照量の増加、又は、風速、降水量、若しくは流水量の低下や枯渇等）に対応できるという効果がある。
（第１の変形例）
図５は、本発明の第２の実施形態における第１の変形例の、電気機器収納筐体の構成の一例を示す透視図である。より具体的には、図５（Ａ）は右側面透視図、図５（Ｂ）は背面透視図である。

本変形例における電気機器収納筐体１０８は、収納スペース１１０と、ヒートパイプ１４０と、ヒートポンプ３００と、発電装置４００とを含む。

発電装置４００は、ヒートポンプ３００の動作が必要な特定の時期に、ヒートポンプ３００の動作に必要な電力を供給可能な、発電容量と蓄電容量とを有する。

図５では、発電装置４００が太陽電池パネル４１０を含む場合の例を示している。太陽電池パネル４１０は、充電池４２０に接続される。発電装置４００は、支持部４３０により、電気機器収納筐体１０８の上部に設置されている。図５では、太陽の南中方向は、電気機器収納筐体１０８の正面方向斜め上である場合の例を示している。ここで、発電装置４００は、電気機器収納筐体１０８への日光の入射側に設置された、日射熱を遮断する日除けを兼ねている。しかしながら、発電装置４００は、必要な発電容量と蓄電容量とが確保できる任意の位置に設置されてよい。

本変形例では、発電装置４００がない場合に比べて、発熱量がより大きい電気機器２１０を収納できるという効果がある。

又、発電装置４００が太陽電池パネル４１０を含む場合には、ヒートポンプ３００の動作に必要な電力が大きく、且つヒートポンプ３００を動作させることが必要になる可能性が高い夏期に、発電装置４００による発電量が多い。一方、ヒートポンプ３００の動作に必要な電力が小さく、且つヒートポンプ３００を動作させることが必要になる可能性が低い冬期に、発電装置４００による発電量が少ない。従って、本変形例には、発電装置４００がない場合に比べて、電気機器収納筐体１０８が適正に動作可能な、気象変化の幅がより大きいという効果がある。

以上、本発明を、上述した各実施形態及びその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態及びその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項により明らかである。

本発明は、山岳地域、小規模な島嶼、僻地等の屋外に電気機器を設置する用途において利用できる。

１００、１０５、１０６、１０７、１０８電気機器収納筐体
１１０収納スペース
１１１正面扉
１１２背面扉
１１３、１１４回転部
１２０受熱部
１２１受熱フィン
１３０放熱部
１３１放熱フィン
１４０、１４６ヒートパイプ
１４１回転部
１５０貯留槽
１５１流出口
２００ラック
２１０電気機器
２２０放熱ファン
３００ヒートポンプ
３１０受熱部
３２０放熱部
３３０吸入口
３４０排出口
３５０冷媒配管
４００発電装置
４１０太陽電池パネル
４２０充電池
４３０支持部
５００空気又は水

Claims

電気機器の運転に必要な電源容量を確保できるが、更に前記電気機器の冷却に必要な電源容量を確保することが困難であり、且つ外気導入による前記電気機器の冷却が困難な屋外に設置される、前記電気機器を冷却する放熱ファンを有する前記電気機器を収納する電気機器収納筐体であって、
外気に対して密閉され、外部から断熱された、前記電気機器を収納する収納スペースと、
前記収納スペース内の、前記電気機器により加熱された空気が前記放熱ファンから流出する位置全体に対向するように設置された、受熱フィンが形成された第１の受熱部と、
前記収納スペース外の、前記電気機器収納筐体の上底面上の全面に設置された、屋外の自然環境に存在する冷熱源を利用して冷却を行う第１の放熱部と
を含むヒートパイプと
を備えた電気機器収納筐体。
前記収納スペースの壁面が断熱材を含むか、前記収納スペースの壁面が真空層を含むか、前記電気機器収納筐体への日光の入射側に日射熱を遮断する日除けを有するか、又は前記電気機器収納筐体の外壁に日射熱を反射する層を有することにより、外部からの入射熱に対する断熱性を向上させた
請求項１に記載の電気機器収納筐体。
前記第１の受熱部は、前記収納スペース内の下側において前記収納スペースを前記電気機器収納筐体の前面側及び背面側に区画する、空気が通過可能な板状の外形形状を有する
請求項１又は２に記載の電気機器収納筐体。
前記冷熱源は、自然風、降水、積雪、又は自然流水である
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気機器収納筐体。
前記冷熱源は、自然風であり、
前記第１の放熱部は、放熱フィンを備えた
請求項４に記載の電気機器収納筐体。
前記冷熱源は、降水、積雪、又は自然流水であり、
前記第１の放熱部は、前記第１の放熱部が前記冷熱源に接触した状態において前記冷熱源を貯留する貯留槽を備えた
請求項４に記載の電気機器収納筐体。
前記電気機器収納筐体の前面に設置された、前記収納スペースを密閉及び開放できる正面扉と、
前記電気機器収納筐体の背面に設置された、前記収納スペースを密閉及び開放できる背面扉とを更に備えた
請求項１乃至６の何れか１項に記載の電気機器収納筐体。
前記背面扉は、左開き又は右開きの扉であり、
前記ヒートパイプは、前記第１の受熱部と前記第１の放熱部とを、垂直な回転軸の周りに互いに回転可能に連結する、前記収納スペース内の左側面側又は右側面側に設置された回転部を有し、
前記背面扉の回転部と前記第１の受熱部の回転軸とは互いに左右逆に形成された
請求項７に記載の電気機器収納筐体。
前記収納スペース内の上側に設置された、空気が前記放熱ファンから流出する側に暖気の吸入口を有し、空気が前記電気機器へ流入する側に冷気の排出口を有する第２の受熱部と、
前記収納スペース外に設置された、前記第２の受熱部により受熱された熱を放熱する第２の放熱部とを含み、
前記ヒートパイプのみでは、前記収納スペースにおける温度が所定の温度以下に維持できない場合に、電力を用いて前記収納スペース内の空気を冷却するヒートポンプ
を更に備えた
請求項１乃至８の何れか１項に記載の電気機器収納筐体。
前記ヒートポンプの動作が必要な特定の時期に、前記ヒートポンプの動作に必要な電力を供給可能な、発電容量と蓄電容量とを有する発電装置を更に備えた
請求項９に記載の電気機器収納筐体。