JP3075274B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも停電時
に蓄電池で駆動される冷却対象機を冷却する冷却装置に
関し、特に、運転制御の改善策に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の冷却装置としては、例え
ば特開平６−９４３２３号公報に記載されたものがあ
る。この冷却装置は、冷却ケース内に、互いに隔てられ
た冷却側空気通路と放熱側空気通路とを備えており、両
空気通路は、ペルチェ素子等の熱電素子を挟むように配
置されている。冷却側空気通路には、熱電素子の冷却面
に接する冷却ヒートシンクと、冷却ヒートシンクに送風
する冷却送風機とが配置され、放熱側空気通路には、熱
電素子の放熱面に接する放熱ヒートシンクと、放熱ヒー
トシンクに送風する放熱送風機とが配置されている。

【０００３】この冷却装置は、蓄電池で駆動される各種
機械の制御盤などに設けられ、該蓄電池を駆動源として
いる。冷却側空気通路は制御盤の内部空間に連通するよ
うに構成され、放熱側空気通路は外気に開放するように
構成されている。この構成において、熱電素子に通電
し、各送風機を起動すると、冷却ヒートシンクで生成さ
れた低温空気が制御盤の内部空間に送られて制御盤内が
冷却され、放熱ヒートシンクを通った高温空気は制御盤
の外に放出されることになる。

【０００４】また、上記公報には、冷却装置の消費電力
を少なくし、蓄電池を長持ちさせる方法として、例え
ば、制御盤内の高温部である上部空間の温度が４０°Ｃ
以下の時には冷却装置の作動を停止させ、その温度が４
０°Ｃより高くて４５°Ｃ以下の時には冷却送風機のみ
を作動させ、４５°Ｃを越えたときにのみ冷却装置全体
を作動させることが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記温度が４
０°Ｃを越えてから冷却送風機だけを起動しても、制御
盤内の空気が循環するだけであるために、すぐに温度が
４５°Ｃに達してしまって冷却装置全体を作動させる必
要が生じる。このように、ある温度（この場合は４５°
Ｃ）までは冷却対象機内の空気を循環させる方法では、
温度上昇を短時間しか抑えることができず、その結果、
蓄電池による駆動時間を充分に長くできない欠点があっ
た。したがって、例えば蓄電池を停電時の電源とする場
合に、停電時の運転時間を十分長くはできなかった。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、冷却装置の消費電力
を低減して蓄電池による駆動時間を長くし、停電時でも
長時間運転を可能とすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、制御盤などの
冷却対象機の内部空間よりも、外気の方が通常は温度が
低いことに着目し、該内部空間がある一定の温度になる
までは換気運転を行って、冷却運転をしなくても温度上
昇を長時間抑えられるようにしたものである。

【０００８】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段
は、少なくとも停電時に蓄電池で駆動される冷却対象機
(13)に装着される冷却ケース(3)内に、冷却対象機(13)
の内部空間を冷却する冷却機構(6,7,8)を備えた冷却装
置を前提としている。そして、上記蓄電池により、少な
くとも停電時における冷却機構(6,7,8)の電源が構成さ
れるとともに、冷却対象機(13)内の空気を外気中に導出
する排気口(15a)と、排気口(15a)を開閉可能に構成され
た排気フラップ(15b)と、冷却対象機(13)内に外気を導
入する吸気口(16a)と、吸気口(16a)を開閉可能に構成さ
れた吸気フラップ(16b)とを含む換気機構(6,15a,15b,16
a,16b,18)を設けた構成としている。

【０００９】また、本発明が講じた第２の解決手段は、
上記第１の解決手段において、換気機構(6,15a,15b,16
a,16b,18)に、冷却対象機(13)内の空気を排気口(15a)を
介して外気中に導出する換気送風機(6,18)を設けた構成
としている。

【００１０】また、本発明が講じた第３の解決手段は、
上記第２の解決手段において、冷却機構(6,7,8)が冷却
送風機(6)を備え、冷却送風機(6)が換気送風機を兼ねる
ように構成したものである。

【００１１】また、本発明が講じた第４の解決手段は、
上記第２の解決手段において、冷却機構(6,7,8)に、熱
電素子(9)と、熱電素子(9)の冷却面(9a)に接する冷却ヒ
ートシンク(10)と、冷却ヒートシンク(10)に送風する冷
却送風機(6)と、熱電素子(9)の放熱面(9b)に接する放熱
ヒートシンク(11)と、放熱ヒートシンク(11)に送風する
放熱送風機(7)とを設け、冷却ケース(3)に、熱電素子
(9)を挟んで互いに隔てられる冷却側空気通路(4)及び放
熱側空気通路(5)を設け、さらに、冷却対象機(13)の内
部空間に連通する冷却側空気通路(4)内に冷却ヒートシ
ンク(10)と冷却送風機(6)とを配置し、外気に連通する
放熱側空気通路(5)内に放熱ヒートシンク(11)と放熱送
風機(7)とを配置し、冷却送風機(6)が換気送風機を兼ね
るように構成したものである。

【００１２】また、本発明が講じた第５の解決手段は、
上記第２の解決手段において、換気機構(6,15a,15b,16
a,16b,18)を冷却ケース(3)に設けた構成としたものであ
る。

【００１３】また、本発明が講じた第６の解決手段は、
上記第２の解決手段において、換気機構(6,15a,15b,16
a,16b,18)を冷却対象機(13)に設けた構成としたもので
ある。

【００１４】また、本発明が講じた第７の解決手段は、
上記第２乃至第６の何れか１の解決手段において、送風
機(6,18)を起動するとともに排気フラップ(15)及び吸気
フラップ(16)を開放する換気運転と、両フラップ(15,1
6)を閉じるとともに冷却機構(6,7,8)を作動させる冷却
運転とを選択可能に行う制御手段(17)を設けた構成とし
たものである。

【００１５】また、本発明が講じた第８の解決手段は、
上記第７の解決手段において、制御手段(17)を、外気温
度が冷却対象機(13)の内部空間の温度よりも低く、かつ
該内部空間の温度が所定温度よりも低温であるときに換
気運転を行い、冷却対象機(13)の内部空間の温度が所定
温度を超えたときに冷却運転を行うように構成したもの
である。

【００１６】また、本発明が講じた第９の解決手段は、
上記第７の解決手段において、冷却機構を、通常時は主
電源で駆動される一方、停電時に蓄電池に切り換えて駆
動されるように構成し、制御手段を、通常時は主電源に
より冷却運転と換気運転を選択可能に行い、停電時は蓄
電池により換気運転を行うように構成したものである。

【００１７】また、本発明が講じた第１０の解決手段
は、上記第８の解決手段において、冷却機構を、通常時
は主電源で駆動される一方、停電時に蓄電池に切り換え
て駆動されるように構成し、制御手段を、通常時は主電
源により、停電時は蓄電池により、冷却運転と換気運転
を切り換えて行うように構成したものである。

【００１８】−作用− 上記第１の解決手段では、換気機構(6,15a,15b,16a,16
b,18)の排気フラップ(15b)と吸気フラップ(16b)を閉じ
た状態で冷却機構(6,7,8)を起動すると、冷却対象機(1
3)の内部空間を冷却できる。一方、排気フラップ(15b)
と吸気フラップ(16b)を開いた状態では、冷却対象機(1
3)の内部空間が外気と連通することになるので、冷却対
象機(13)内の空気が排気口(15a)から排出されるととも
に、外気が吸気口(16a)から冷却対象機(13)内に導入さ
れて、その内部空間が換気されることになる。一般に外
気は冷却対象空間(13)内の空気よりも低温であるため、
冷却機構(6,7,8)を起動しなくても、内部空間が冷却さ
れることになる。

【００１９】また、上記第２の解決手段では、換気をす
る際に換気送風機(6,18)を起動すると、冷却対象機(13)
内の空気が排気口(15a)から強制的に排出され、かつ排
出されたのと同量の外気が吸気口(16a)から冷却対象機
(13)内に導入される。また、上記第３の解決手段では、
冷却送風機(6)を起動することにより強制換気を行うこ
とができる。

【００２０】また、上記第４の解決手段では、熱電素子
(9)に通電し、冷却送風機(6)と放熱送風機(7)を起動す
ると、冷却側空気通路(4)内では、冷却ヒートシンク(1
0)を通過する空気が熱電素子(9)の冷却面(9a)からの冷
熱を受けて冷却される。そして、このようにして冷却ヒ
ートシンク(10)で生成された低温空気が、冷却側空気通
路(4)から冷却対象機(13)の内部空間に供給され、該内
部空間を冷却する。また、放熱側空気通路(5)内では、
放熱ヒートシンク(11)を通過する空気が熱電素子(9)の
放熱面(9b)からの温熱を受けて加熱され、その高温にな
った空気が放熱側空気通路(5)から外気中へ放出され
る。冷却対象機(13)の内部空間の換気は、上記第３の解
決手段と同様に、冷却送風機(6)を起動することにより
行われる。

【００２１】また、上記第５の解決手段では、冷却ケー
ス(3)に設けられた換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)の
排気口(15a)及び吸気口(16a)を通じて換気が行われ、第
６の解決手段では、冷却対象機(13)に設けられた換気機
構(6,15a,15b,16a,16b,18)の排気口(15a)及び吸気口(16
a)を通じて換気が行われることになる。

【００２２】また、上記第７の解決手段では、換気運転
と冷却運転とが制御手段(17)により選択的に行われ、換
気運転の際は、送風機(6,18)が起動されるとともに排気
フラップ(15)及び吸気フラップ(16)が開放され、冷却運
転の際は、両フラップ(15,16)を閉じるとともに冷却機
構(6,7,8)が作動する。

【００２３】また、上記第８の解決手段では、制御手段
(17)により、冷却対象機(13)の内部空間の温度が所定温
度になるまでは換気運転が行われ、所定温度を超えると
冷却運転が行われるように、運転が自動的に切り換えら
れる。

【００２４】また、上記第９の解決手段では、制御手段
(17)により、通常時は主電源により冷却運転または換気
運転が行われ、停電時は蓄電池により換気運転が行われ
る。また、上記第１０の解決手段では、制御手段(17)に
より、通常時は主電源を用い、停電時は蓄電池を用い
て、冷却運転と換気運転とが切り換えられて行われる。

【００２５】

【発明の効果】上記第１の解決手段によれば、例えば冷
却対象機(13)の内部が所定温度よりも高温になった場合
は、換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)の両フラップ(15
b,16b)を閉じた状態で冷却機構(6,7,8)を起動すること
により、冷却対象機(13)の内部を冷却することができ
る。逆に冷却対象機(13)の内部が所定温度よりも高温で
ない場合は、冷却機構(6,7,8)を停止した状態で両フラ
ップ(15b,16b)を開くことにより、冷却対象機(13)の内
部の空気を、それよりも低温の外気との間で入れ換え
て、該冷却対象機(13)内を冷却できる。換気運転の際
は、冷却機構(6,7,8)を作動させていないので、冷却運
転に比べて電力の消費量を抑えることができる。従っ
て、蓄電池の使用時間を長くすることができる。

【００２６】また、上記第２の解決手段によれば、冷却
対象機(13)の内部の空気を強制的に換気できるから、冷
却機構(6,7,8)を起動しなくても該冷却対象機(13)内の
過熱をより長時間防止して、蓄電池の使用時間をさらに
長くできる。また、上記第３及び第４の解決手段によれ
ば、専用の換気送風機が不要となり、構成の複雑化を防
止できる。

【００２７】また、上記第５の解決手段によれば、冷却
対象機(13)には換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)を設け
なくてよく、該冷却対象機(13)自体の構成を複雑にする
ことがない。また、上記第６の解決手段によれば、冷却
対象機(13)の換気を冷却ケース(3)を通さずに、より効
率的に行うことができる。

【００２８】また、上記第７の解決手段によれば、冷却
対象機(13)内を冷却するのに換気運転で間に合うときに
は換気運転を行い、必要な場合にのみ冷却運転を行うよ
うに制御できるので、電力消費の大きな冷却運転を少な
くして、全体としての電力の消費量を少なくすることが
可能となる。

【００２９】特に、上記第８の解決手段によれば、冷却
対象機(13)内の温度に応じて換気運転と冷却運転が自動
的に切り換えられるので、冷却対象機(13)の内部の温度
上昇を抑えながら、運転を少ない消費電力で効率的に行
うことができる。

【００３０】また、上記第９の解決手段によれば、通常
時は主電源により冷却運転または換気運転が行われるの
で、冷却対象機(13)の温度上昇を確実に抑えることがで
きる。一方、停電時は蓄電池により電力消費の少ない換
気運転が行われるので、蓄電池による運転時間を長くす
ることができる。また、上記第１０の解決手段によれ
ば、制御手段(17)により、通常時と停電時のいずれの場
合も、冷却運転と換気運転とが切り換えられて行われる
ので、冷却対象機(13)内が高温になるのを確実に防止し
つつ、電力消費量を抑えることができる。さらに、第９
及び第１０の解決手段によれば、停電時でも冷却対象機
(13)内を換気または冷却して、少ない消費電力で温度上
昇を抑えられるので、冷却対象機(13)を停電時に継続運
転することが実質的に可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００３２】図１及び図２は、機器の配置を示す概略図
であり、各機器の形状を簡略化して概略構造のみを示し
ている。この冷却装置(1)は、内部が中央板(2)で２つに
分離された薄い直方体の冷却ケース(3)内に各機器を配
置したものであり、中央板(2)の片側が冷却側空気通路
(4)に構成され、反対側が、冷却側空気通路(4)に対して
隔てられた放熱側空気通路(5)に構成されている。

【００３３】冷却ケース(3)の中央部には、冷却側空気
通路(4)内に冷却送風機(6)が配置され、放熱側空気通路
(5)内に放熱送風機(7)が配置されている。両送風機(6,
7)は何れも遠心ファンで構成されており、その吐出部の
外側には、冷熱源モジュール(8)が配置されている。

【００３４】冷熱源モジュール(8)は、図３に示してい
るように、ペルチェ素子などの熱電素子(9)と、熱電素
子(9)の冷却面(9a)に接するように配置された冷却ヒー
トシンク(10)と、熱電素子(9)の放熱面(9b)に接するよ
うに配置された放熱ヒートシンク(11)とから構成されて
いる。熱電素子(9)は、矩形平板状で、通電されると一
方の面(9a)（図３の上面）が低温となり、他方の面(9b)
（図３の下面）が高温となる。つまり、一方が冷却面(9
a)となり、他方が放熱面(9b)となる。また、これら各面
(9a,9b)は滑らかな平坦面で形成されている。

【００３５】各ヒートシンク(10,11)は互いに同一の構
成である。まず、図３の上側に位置している冷却ヒート
シンク(10)について説明する。この冷却ヒートシンク(1
0)は、アルミニウム製で、平板状の受熱部(10a)とピン
状の複数本のフィン(10b)とが一体形成されている。上
記受熱部(10a)は、背面(10c)（下面）が熱電素子(9)の
冷却面(9a)に接している。この受熱部(10a)は、上記熱
電素子(9)よりも僅かに大きい矩形平板状で、その背面
(10c)は滑らかな平坦面で形成されている。各フィン(10
b)は、ピン状であって、縦横に整列して配置されてい
る。

【００３６】放熱ヒートシンク(11)も、冷却ヒートシン
ク(10)と同一の構成である。つまり、平板状の受熱部(1
1a)とピン状の複数本のフィン(10b)とが一体形成されて
いる。この放熱ヒートシンク(11)は、受熱部(11a)の背
面(11c)（上面）が滑らかな平坦面で形成されており、
この背面(11c)が熱電素子(9)の放熱面(9b)に接してい
る。

【００３７】このようにして熱電素子(9)が各ヒートシ
ンク(10,11)によって挟み込まれた状態で、これらが図
示しないボルトによって一体的に締結されている。これ
により、熱電素子(9)の冷却面(9a)と冷却ヒートシンク
(10)の背面(10c)との間、及び熱電素子(9)の放熱面(9b)
と放熱ヒートシンク(11)の背面(11c)との間の密着性が
確保されている。つまり、熱電素子(9)と各ヒートシン
ク(10,11)との間での熱伝達が良好に行われる構成とな
っている。

【００３８】以上のように構成された冷熱源モジュール
(8)は、熱電素子(9)が冷却ケース(3)の中央板(2)と略同
一面上に位置するように配置され、冷却側空気通路(4)
と放熱側空気通路(5)が熱電素子(9)を挟んで互いに隔て
られた構成になっている。また、冷熱源モジュール(8)
は、冷却ヒートシンク(10)が冷却側空気通路(4)内に位
置し、放熱ヒートシンク(11)が放熱側空気通路(5)内に
位置するように、冷却ケース(3)の相対する二辺に配置
されている。

【００３９】各送風機(6,7)は、各通路(4,5)内で、冷却
ケース(3)の中央部に配置されている。そして、送風機
(6,7)の外側に配置された各ヒートシンク(10,11)に送風
するようになっている。また、両送風機(6,7)は、同一
の回転中心上に配置されており、両軸モータである１台
のファンモータ(12)に連結されていて、このファンモー
タ(12)を起動すれば両送風機(6,7)を同時に運転できる
ようになっている。この場合、冷却側と放熱側で、モー
タ(12)の回転方向が軸端から見て反対になるため、各送
風機(6,7)の羽根は、互いに対称形状となる。

【００４０】この冷却装置(1)は、例えば、通常時には
主電源で駆動され、停電時には蓄電池で駆動される各種
機械の制御盤(13)など（冷却対象機）に組み込んで、該
制御盤(13)内の電子部品を冷却するのに使用できる。そ
して、冷却装置(1)の冷却機構(6,7,8)を構成する熱電素
子(9)、冷却送風機(6)、及び放熱送風機(7)も、通常時
に主電源で駆動され、停電時に蓄電池で駆動されるよう
に構成されている。図１に示すように、冷却装置(1)
は、中央板(2)が制御盤(13)のハウジング(14)の外壁と
ほぼ同一面上に位置するように設置されている。

【００４１】冷却側空気通路(4)には、冷却送風機(6)へ
の吸込口(4a)と、冷却送風機(6)から冷却ヒートシンク
(10)を通った吐出空気の吹出口(4b)とが設けられてお
り、該冷却側空気通路(4)が、冷却対象空間である制御
盤(13)の内部空間に連通している。また、放熱側空気通
路(5)には、放熱送風機(7)への吸込口(5a)と、放熱送風
機(7)から放熱ヒートシンク(11)を通った吐出空気の吹
出口(5b)とが設けられており、該放熱側空気通路(5)
が、外気に連通するようになっている。なお、図では、
便宜上、吸込口(4a,5a)と吹出口(4b,5b)を冷却ケース
(3)から突出しているように表しているが、実際は、冷
却ケース(3)に単なる開口として形成すればよい。

【００４２】冷却ケース(3)には、換気機構として、制
御盤(13)内の空気を冷却側空気通路(4)を介して外気中
に導出するように中央板(2)に形成された排気口(15a)
と、該排気口(15a)を開閉可能に構成された排気フラッ
プ(15b)と、外気を冷却側空気通路(4)を介して冷却対象
機(13)内に導入するように中央板(2)に形成された吸気
口(16a)と、該吸気口(16a)を開閉可能に構成された吸気
フラップ(16)とが設けられている。また、本実施形態１
では、上記冷却送風機(6)が、換気の際に作動させる換
気送風機としても用いられている。

【００４３】各フラップ(15b,16b)は、冷熱源モジュー
ル(8)の外側に配置されており、仮想線で示す閉位置で
は中央板(2)と略同一面上に位置して冷却側空気通路(4)
を外気に対して閉塞する。また、排気フラップ(15b)
は、実線で示す開位置では中央板(2)に対して傾斜した
状態となって、換気の際に制御盤(13)内の空気を排気口
(15a)へ案内するように構成されている。吸気フラップ
(16b)は、開位置では中央板(2)とほぼ直交して、冷却ヒ
ートシンク(11)の外面に沿うようになっている。

【００４４】各フラップ(15b,16b)は、中央板(2)に対
し、それぞれ一端側を支点として開閉するように構成さ
れている。そして、各フラップ(15b,16b)は、制御盤(1
3)の内部が所定温度になったときに各フラップ(15b,16
b)を自動的に開くための駆動機構（図示せず）と連結さ
れている。

【００４５】制御手段として設けられているコントロー
ラ(17)は、外気温度が制御盤(13)の内部の温度よりも低
く、かつ制御盤(13)の内部の温度が所定温度よりも低温
であると、冷却送風機(6)を起動するとともに排気フラ
ップ(15b)及び吸気フラップ(16b)を開放する換気運転を
行う一方、制御盤(13)の内部の温度が所定温度を超える
と、両フラップ(15b,16b)を閉じるとともに熱電素子(9)
と各送風機(6,7)を作動させて冷却運転を行うように構
成されている。また、コントローラ(17)は、この切り換
え運転を、通常時には主電源により行い、停電時には蓄
電池により行うように構成されている。

【００４６】なお、図示の例では、コントローラ(17)
を、冷却ケース(3)の前面に設けているが、この位置は
単なる一例として示したものに過ぎず、装置構成に応じ
て適宜変更してよい。

【００４７】−運転動作− 次に、この冷却装置(1)による冷却動作について説明す
る。

【００４８】まず、制御盤(13)の内部の温度が所定温度
を超えると、コントローラ(17)により、熱電素子(9)に
通電し、ファンモータ(12)を起動して冷却送風機(6)と
放熱送風機(7)を回転させることにより冷却運転を行
う。この冷却運転中の空気の流れを破線の矢印で示して
いる。冷却側では、制御盤(13)内の空気が冷却側空気通
路(4)を通って冷却ヒートシンク(10)に供給される。熱
電素子(9)の冷却面(9a)では冷熱が発生しているので、
空気は、フィン(10b)を介して該冷却面(9a)からの冷熱
を受けて低温となり、冷却ヒートシンク(10)の周囲から
外方へ向かって吹き出される。そして、この低温空気が
制御盤(13)の内部に供給されて、制御盤(13)内の電子部
品などを冷却する。このような空気の流れが連続し、制
御盤(13)の中を低温空気が循環するので、電子部品の過
熱が回避される。

【００４９】放熱側では、外気が放熱側空気通路(5)を
通って放熱ヒートシンク(11)に供給される。熱電素子
(9)の放熱面(9b)では温熱が発生しているので、空気
は、フィン(11b)を介して該放熱面(9b)からの排熱を受
けて高温となり、放熱ヒートシンク(11)の周囲から外方
へ向かって外気中に吹き出される。放熱側では空気がこ
のようにして連続的に流れるので、熱電素子(9)から外
気中へ効率的に放熱が行われる。

【００５０】一方、外気温度が制御盤(13)の内部の温度
よりも低く、かつ制御盤(13)の内部の温度が所定温度よ
りも低温である場合は、熱電素子(9)に通電せずに冷却
送風機(6)のみを起動するとともに、排気フラップ(15b)
及び吸気フラップ(16b)を開放して換気運転を行うこと
になる。換気運転中の空気の流れは、図１に実線の矢印
で示している。制御盤(13)内の空気は、換気送風機でも
ある冷却送風機(6)に吸い込まれた後、周囲に吹き出さ
れ、冷却ヒートシンク(10)と排気口(15a)を通って外気
中へ排出される。このとき、排出されたのと同量の外気
が、吸気口(16a)から制御盤(13)の内部に吸い込まれ
る。この場合、一般に外気が制御盤(13)の内部空間の空
気よりも低温であるため、熱電素子(9)に通電しなくて
も、制御盤(13)の内部が冷却されることになる。

【００５１】−実施形態１の効果− 本実施形態１によれば、通常時と停電時の何れの場合
も、制御盤(13)の内部が所定温度よりも高温になった場
合は、両フラップ(15b,16b)を閉じた状態で熱電素子(9)
に通電し、且つ両送風機(6,7)を起動することにより、
熱電素子(9)の冷熱を利用して制御盤(13)の内部を冷却
することができる。制御盤(13)の内部が所定温度よりも
高温でない場合は、両フラップ(15b,16b)を開いて冷却
送風機(6)だけを起動することにより、制御盤(13)の内
部の空気を、それよりも低温の外気との間で入れ換え
て、制御盤(13)の内部を冷却できる。

【００５２】そして、換気運転の際は、熱電素子(9)に
通電せず、放熱側送風機(7)も作動させていないので、
冷却運転に比べて電力の消費量を抑えることができる。
従って、停電時には、蓄電池による駆動時間を長くする
ことができる。

【００５３】また、冷却ケース(3)に排気フラップ(15b)
と吸気フラップ(16b)が設けられているので、制御盤(1
3)には換気機構を設けなくてよく、制御盤(13)自体の構
成を複雑にすることがない。

【００５４】さらに、コントローラ(17)によって換気運
転と冷却運転が自動的に切り換えられるので、制御盤(1
3)の温度上昇を抑えながら、運転を少ない消費電力で効
率的に行うことができる。また、停電時であっても制御
盤(13)の運転を停止することなく、蓄電池で冷却運転と
換気運転を切り換えながら継続でき、しかも電力を必要
以上に消費しないので、長時間運転が可能となる。

【００５５】−実施形態１の変形例− 図４は、実施形態１の変形例を示している。この例で
は、排気フラップ(15b)を図の上側の冷熱源モジュール
(8)と送風機(6,7)の間に設けている点が、実施形態１と
異なっている。この構成において、冷却運転は、両フラ
ップ(15b,16b)を閉じた状態で実施形態１と全く同様に
行うことができる。また、換気運転の際は、制御盤(13)
の内部の空気が、冷却ヒートシンク(10)を通過せずに外
気に放出される。図１の例では空気が冷却ヒートシンク
(10)を通過するときに通過抵抗が生じるが、図４の例で
は空気が冷却ヒートシンク(10)を通過しないので、換気
をより円滑に行うことができるうえ、ファン動力が少な
くて済む利点がある。

【００５６】また、上記実施形態１では、通常時と停電
時の何れにも、換気運転と冷却運転を切り換えて行うよ
うにしているが、通常時は主電源で冷却運転と換気運転
を選択的に行い、停電時は蓄電池で換気運転のみを行う
ようにしてもよい。このようにすると、停電時に実施形
態１よりも制御盤(13)内の温度がやや上昇しやすくなる
が、より長時間の運転が可能となる。

【００５７】

【発明の実施の形態２】本発明の実施形態２は、冷却送
風機(6)と放熱送風機(7)として、遠心ファンの代わりに
プロペラファンを用いた例である。図５において、冷熱
源モジュール(8)は実施形態１と同様に、ペルチェ素子
などの熱電素子(9)と、該熱電素子(9)の冷却面(9a)に接
するように配置された冷却ヒートシンク(10)と、該熱電
素子(9)の放熱面(9b)に接するように配置された放熱ヒ
ートシンク(10)とから構成され、冷却ケース(3)内の２
箇所に、実施形態１と同様に配置されている。

【００５８】両送風機(6,7)は、中央板(2)を挟んで相対
するように、冷熱源モジュール(8)の厚さとほぼ同程度
の間隔をあけて配置されている。中央板(2)は、両送風
機(6,7)で挟まれた中心部分が排気口(15a)として開口し
ており、排気フラップ(15b)がこの排気口(15a)を開閉で
きるように設けられている。また、吸気口(16a)及び吸
気フラップ(16b)は、実施形態１と同じ位置に配置され
ている。

【００５９】−運転動作− 制御方法は実施形態１と同様であり、冷却運転の際は、
両フラップ(15b,16b)を仮想線で示すように閉じた状態
で熱電素子(9)に通電し、両送風機(6,7)を起動する。こ
の冷却運転時の空気の流れを破線の矢印で示している。
このとき、冷却側では、制御盤(13)内の空気が冷却送風
機(6)を通って冷却ケース(3)内に導かれ、空気は該冷却
ケース(3)内で周囲へ広がって冷却ヒートシンク(10)を
通過し、低温空気となって制御盤(13)内へ戻ることにな
る。また、放熱側では、外気が放熱ヒートシンク(11)を
通る際に熱電素子(9)の排熱を受けて高温になり、その
後、外気中に放出される。

【００６０】なお、この冷却運転は、冷却側と放熱側の
一方または両方で空気の流れを破線の矢印と逆の方向に
なるようにしても行うことが可能である。その場合、図
示の吸込口(4a)(5a)の一方または両方が吹出口となり、
図示の吹出口(4b)(5b)の一方または両方が吸込口とな
る。

【００６１】制御盤(13)内の温度が所定温度よりも低い
場合には、熱電素子(9)への通電を止めたまま、各フラ
ップ(15b,16b)を開き、冷却送風機(6)と放熱送風機(7)
のどちらか一方を起動して、実線の矢印に示すように、
制御盤(13)の中の空気を排気口(15a)から外気中に放出
する。このとき、放出された空気と同量の外気が吸気口
(16a)から冷却ケース(3)内に導入される。外気は制御盤
(13)の中の空気よりも低温であるから、制御盤(13)の中
が冷却されることになる。

【００６２】なお、冷却運転と換気運転は、通常時と停
電時の両方で切り換えながら行うようにしてもよいし、
停電時は換気運転のみを行うようにしてもよい。

【００６３】−実施形態２の効果− 本実施形態２においても、制御盤(13)の中が所定温度に
なるまでは、制御盤(13)の中で空気を単に循環させるの
ではなく、制御盤(13)内の空気よりも低温の外気との間
で換気するようにしているので、熱電素子(9)に通電し
なくても、制御盤(13)の内部を比較的長時間低温に保つ
ことができる。従って、消費電力を少なくしたまま低温
状態を長く維持できるから、特に停電時に蓄電池で運転
できる時間を伸ばすことができる。

【００６４】−実施形態２の変形例− 図６に、実施形態２の変形例を示している。この例で
は、冷却ケース(3)の中央部に冷熱源モジュール(8)を配
置している。そして、図において冷熱源モジュール(8)
の上下両側に設けた排気フラップ(15b)と吸気フラップ
(16b)を仮想線で示すように閉じたときに、冷却ケース
(3)内に冷却側空気通路(4)と放熱側空気通路(5)が区画
形成されるようになっている。また、冷却送風機(6)と
放熱送風機(7)は、冷熱源モジュール(8)を挟むように冷
却ケース(3)の両側に配置されている。

【００６５】このように構成しても、空気の流れを破線
の矢印で示す冷却運転の際は、各フラップ(15b,15b)を
閉じた状態で熱電素子(9)に通電し、且つ両送風機(6,7)
を起動すると、制御盤(13)内の空気を冷却ヒートシンク
(10)に通して低温にしながら循環させ、放熱面(9b)の熱
を外気中に放出できる。また、空気の流れを実線の矢印
で示す換気運転の際は、両フラップ(15b,16b)を開いた
状態で、熱電素子(9)に通電せずに、冷却送風機(6)のみ
を起動すると、制御盤(13)の中の空気が、冷却送風機
(6)から冷却ヒートシンク(10)と排気口(15a)を通って外
気中に放出され、それと同時に吸気口(16a)から制御盤
(13)内へ外気が吸入されるので、上述の例と同様の効果
が得られる。

【００６６】なお、この図６の例では、一体になった１
個の冷熱源モジュール(8)を冷却送風機(6)と放熱送風機
(7)の間に配置しているが、例えば図示したものよりも
上下方向の寸法が小さな複数個の冷熱源モジュール(8)
を、両送風機(6,7)の間で上下に並べて配置してもよ
い。その場合、各冷熱源モジュール(8)は、間隔を詰め
て配置してもよいし、間隔をあけて配置してもよい。間
隔を開けて配置する場合、各冷熱源モジュール(8)の間
に、排気フラップ(15b)や吸気フラップ(16b)を配置する
こともできる。

【００６７】

【発明の実施の形態３】本発明の実施形態３は、図７に
示すように、排気口(15a)、吸気口(16a)、排気フラップ
(15b)及び吸気フラップ(16b)を、冷却ケース(3)でな
く、制御盤(13)のハウジング(14)に設け、さらに、該ハ
ウジング(14)側に専用の換気送風機(18)を設けたもので
ある。

【００６８】換気用送風機(18)にはクロスフローファン
が用いられている。制御盤(13)のハウジング(14)には、
換気送風機(18)の冷却装置(1)側に吸気口(16a)及び吸気
フラップ(16b)が設けられ、反冷却装置(1)側に排気口(1
5a)及び排気フラップ(16b)が設けられている。吸気フラ
ップ(16b)は、閉じた状態から制御盤(13)の内側へほぼ
９０°開くことができるように構成されており、排気フ
ラップ(15b)は、開いたときに斜めになって、制御盤(1
3)内の空気を排出する際のガイドとなるように構成され
ている。

【００６９】また、制御盤(13)のハウジング(14)には、
図において換気用送風機(18)の下側近傍（換気用送風機
(18)の冷却装置(1)側の近傍）に位置する仕切り板(14a)
が設けられている。なお、この仕切り板(14a)は必ずし
も設けなくてもよく、開いたときの排気フラップ(16b)
で代用することも可能である。

【００７０】このように構成しても、冷却運転は上記各
実施形態と同様にして行うことができる。また、換気運
転は、両フラップ(15b,16b)を開くとともに、換気送風
機(18)を起動することにより、空気を実線の矢印で示す
ように流して行うことができる。このように両フラップ
(15b,16b)と換気送風機(18)を制御盤(13)側に設ける
と、制御盤(13)内の空気の換気を、冷却ケース(3)内を
通さずに、より効率的に行うことができる。

【００７１】

【発明のその他の実施の形態】本発明は、上記実施形態
について、以下のような構成としてもよい。例えば、上
記各実施形態では、熱電素子を用いる方式の冷却装置に
ついて説明したが、本発明は、他の方式の冷却装置であ
っても適用可能である。

【００７２】また、上記各実施形態では、図６の例を除
いて、矩形の冷却ケース(3)の二辺に冷熱源モジュール
(8)を相対するように配置したものとして説明したが、
矩形の冷却ケース(3)の一辺、三辺、または四辺に冷熱
源モジュール(8)を配置してもよい。さらに、冷熱源モ
ジュール(8)は、冷却ケース(3)内に、多角形になるよう
に配置したり、環状になるように配置したりすることも
可能である。

【００７３】また、上記実施形態では、ヒートシンク(1
0,11)を、平板状の受熱部(10a,11a)に多数のピン状のフ
ィン(10b,11b)を一体的に設けた構成としたが、フィン
(10b,11b)は、ピン状でなく、プレート状にしてもよ
い。

【００７４】さらに、排気フラップ(15b)と吸気フラッ
プ(16b)は、モータなどの駆動手段を用いて開閉するよ
うにしてもよいが、各フラップ(15b,16b)を形状記憶合
金で形成し、上記制御盤(13)などの冷却対象機の内部が
所定温度になると自動的に開閉するようにしてもよい。
また、各フラップ(15b,16b)の開閉角度その他の細部に
ついては、図示の例に限らず、装置構成に応じて適宜定
めればよい。

【００７５】また、上記各実施形態は、冷却送風機(6)
と放熱送風機(7)の両方を遠心ファンまたはプロペラフ
ァンにした例であるが、一方を遠心ファンにし、他方を
プロペラファンにすることも可能であり、さらには、ク
ロスフローファンやシロッコファンなど、他の種類の送
風機を使ってもよい。

【００７６】さらに、上記実施形態１では、両送風機
(6,7)を１台のファンモータ(12)で駆動するものとして
説明したが、両送風機(6,7)は２台のモータで個別に駆
動してもよい。ファンモータ(12)を１台にする場合、各
送風機(6,7)の羽根形状は上述のように対称になるが、
ファンモータ(12)を２台にする場合は、羽根形状は同じ
にできる。

【００７７】また、モータを２台にする場合、各モータ
を各送風機(6,7)の吸込み側に、吸込口(4a,5a)から離し
て配置し、各モータと送風機(6,7)をシャフトで連結し
て駆動するように構成することも可能であるし、１台を
図１等に示したように吹き出し側に配置し、他の１台を
吸込み側に配置することも可能である。モータを２台と
も吸込み側に配置する場合は、冷却ケース(3)の小型化
が可能であり、１台を吸込み側に配置し、他の１台を吹
き出し側に配置する場合は、設計の自由度を高められ
る。

【００７８】さらに、上記各実施形態では、停電時のみ
蓄電池で駆動する装置（冷却対象機）について説明した
が、本発明は、通常時と停電時の両方とも蓄電池で駆動
するタイプの装置にも適用可能である。

【００７９】なお、上記各実施形態では、通常時（主電
源による駆動時）と停電時（蓄電池による駆動時）の両
方に冷却運転と換気運転を切り換えて行うか、通常時に
冷却運転と換気運転を選択的に行い、停電時に換気運転
を行うものとしているが、停電用の電源（蓄電池）を備
えていないタイプ（通常時のみ運転を行うタイプ）の装
置の制御盤などでも冷却運転と換気運転を切り換えるよ
うにすると、消費電力を低減することは可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る冷却装置の側面側機
器配置図である

【図２】図１の冷却装置の正面側機器配置図である。

【図３】図１の冷却装置に用いている冷熱源モジュール
の構成を示す分解斜視図である。

【図４】図１の冷却装置の変形例を示す機器配置図であ
る。

【図５】本発明の実施形態２に係る冷却装置の側面側機
器配置図である。

【図６】図５の冷却装置の変形例を示す機器配置図であ
る。

【図７】本発明の実施形態３に係る冷却装置の側面側機
器配置図である。

【符号の説明】

(1) 冷却装置 (2) 中央板 (3) 冷却ケース (4) 冷却側空気通路 (5) 放熱側空気通路 (6) 冷却送風機（冷却機構）（換気機構） (7) 放熱送風機（冷却機構） (8) 冷熱源モジュール（冷却機構） (9) 熱電素子 (10) 冷却ヒートシンク (11) 放熱ヒートシンク (12) ファンモータ (13) 制御盤（冷却対象機） (14) ハウジング (15a) 排気口（換気機構） (15b) 排気フラップ（換気機構） (16a) 吸気口（換気機構） (16b) 吸気フラップ（換気機構） (17) コントローラ(制御手段） (18) 換気送風機（換気機構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｓ

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも停電時には蓄電池で駆動され
   る冷却対象機(13)に装着される冷却ケース(3)内に、該
   冷却対象機(13)の内部空間を冷却する冷却機構(6,7,8)
   を備えた冷却装置であって、 上記蓄電池により、少なくとも停電時における上記冷却
   機構(6,7,8)の電源が構成され、 上記冷却対象機(13)内の空気を外気中に導出する排気口
   (15a)と、該排気口(15a)を開閉可能に構成された排気フ
   ラップ(15b)と、該冷却対象機(13)内に外気を導入する
   吸気口(16a)と、該吸気口(16a)を開閉可能に構成された
   吸気フラップ(16b)とを含む換気機構(6,15a,15b,16a,16
   b,18)を備えている冷却装置。
2. 【請求項２】 換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)が、冷
   却対象機(13)内の空気を排気口(15a)を介して外気中に
   導出する換気送風機(6,18)を備えている請求項１記載の
   冷却装置。
3. 【請求項３】 冷却機構(6,7,8)が冷却送風機(6)を備
   え、該冷却送風機(6)が換気送風機を兼ねるように構成
   されている請求項２記載の冷却装置。
4. 【請求項４】 冷却機構(6,7,8)が、熱電素子(9)と、熱
   電素子(9)の冷却面(9a)に接する冷却ヒートシンク(10)
   と、冷却ヒートシンク(10)に送風する冷却送風機(6)
   と、熱電素子(9)の放熱面(9b)に接する放熱ヒートシン
   ク(11)と、放熱ヒートシンク(11)に送風する放熱送風機
   (7)とを備え、 冷却ケース(3)が、熱電素子(9)を挟んで互いに隔てられ
   た冷却側空気通路(4)及び放熱側空気通路(5)を備え、 冷却対象機(13)の内部空間に連通する冷却側空気通路
   (4)内に冷却ヒートシンク(10)と冷却送風機(6)とが配置
   され、外気に連通する放熱側空気通路(5)内に放熱ヒー
   トシンク(11)と放熱送風機(7)とが配置され、 冷却送風機(6)が換気送風機を兼ねるように構成されて
   いる請求項２記載の冷却装置。
5. 【請求項５】 換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)が、冷
   却ケース(3)に設けられている請求項２記載の冷却装
   置。
6. 【請求項６】 換気機構(6,15a,15b,16a,16b,18)が、冷
   却対象機(13)に設けられている請求項２記載の冷却装
   置。
7. 【請求項７】 送風機(6,18)を起動するとともに排気フ
   ラップ(15)及び吸気フラップ(16)を開放する換気運転
   と、両フラップ(15,16)を閉じるとともに冷却機構(6,7,
   8)を作動させる冷却運転とを選択可能に行う制御手段(1
   7)を備えている請求項２乃至６の何れか１記載の冷却装
   置。
8. 【請求項８】 制御手段(17)が、外気温度が冷却対象機
   (13)の内部空間の温度よりも低く、かつ該内部空間の温
   度が所定温度よりも低温であるときに換気運転を行い、
   冷却対象機(13)の内部空間の温度が所定温度を超えたと
   きに冷却運転を行うように構成されている請求項７記載
   の冷却装置。
9. 【請求項９】 冷却機構(6,7,8)が、通常時は主電源で
   駆動される一方、停電時は蓄電池に切り換えて駆動され
   るように構成され、 制御手段(17)が、通常時は主電源により冷却運転と換気
   運転を選択可能に行い、停電時は蓄電池により換気運転
   を行うように構成されている請求項７記載の冷却装置。
10. 【請求項１０】 冷却機構(6,7,8)が、通常時は主電源
    で駆動される一方、停電時は蓄電池に切り換えて駆動さ
    れるように構成され、 制御手段(17)が、通常時は主電源により、停電時は蓄電
    池により、冷却運転と換気運転を切り換えて行うように
    構成されている請求項８記載の冷却装置。