JP3148402B2 - 電子冷却器の制御方法 - Google Patents

電子冷却器の制御方法

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JP3148402B2 JP26648492A JP26648492A JP3148402B2 JP 3148402 B2 JP3148402 B2 JP 3148402B2 JP 26648492 A JP26648492 A JP 26648492A JP 26648492 A JP26648492 A JP 26648492A JP 3148402 B2 JP3148402 B2 JP 3148402B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動搬送機、ソーラ式電
源システム、移動用計測機器等、蓄電池で駆動される装
置の制御盤を冷却するために使用される電子冷却器の制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の機械、装置を制御する制御盤は、
盤内部の電気部品の自己発熱と盤外部の雰囲気から受け
取る熱で盤内部は過熱されやすい。盤内部が過熱される
と、制御回路の誤動作や故障等のトラブルが発生する。
【0003】このため過去においては、ファンで外気を
制御盤内部に取り入れて強制冷却する方法が行われてい
た。しかしこの方法によると、盤外部の粉塵やミストな
どで盤内部が汚染され、これにより別のトラブルが発生
することがある。
【0004】これを避けるために、種々の形式の冷却器
を制御盤に取り付けて、制御盤内部を冷却するようにな
ってきた(例えば実開昭63−49421号等参照)。
その一つとして電子冷却器が使用されており、電子冷却
器は熱電モジュールの冷却面と発熱面にそれぞれ冷却ヒ
ートシンクと放熱ヒートシンクが接続され、盤内部の空
気を冷却ヒートシンクで冷却する構造を有している。
【0005】しかるに最近工場等で多数の無人自動搬送
機が使用されるようになってきた。この無人自動搬送機
には、マイクロコンピュータの入った制御盤が搭載され
ており、搬送機の運転を制御している。これらの自動搬
送機は蓄電池で駆動されるものが多いので、蓄電池で駆
動される電子冷却器の消費する電力が大きいと蓄電池の
消耗が大きくなり、自動搬送機の航続時間が縮まってし
まう問題があった。
【0006】本発明の目的は、自動搬送機等、蓄電池に
よって駆動される装置の制御盤を冷却する電子冷却器の
制御方法において、電子冷却器自身の消費する電力をで
きるだけ少なくする制御方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は蓄電池で
駆動される装置の制御盤に取り付けた電子冷却器の制御
方法であって、制御盤内の上部の温度が、所定値以下の
ときは電子冷却器の作動を停止し、所定値を越えて一定
範囲内の温度にあるときは電子冷却器の冷却側のファン
のみを作動させ、前記ファンのみを作動させる温度範囲
を越えた温度にあるときは電子冷却器全体を運転させる
ことを特徴とする。
【0008】
【作用】制御盤内部は、強制対流しない場合、盤上部と
下部とでは例えば20℃以上の温度差を生じていること
がわかった。このような場合、盤内部を強制対流して局
部的に過熱している上部の温度を下げれば、電子冷却器
による強制冷却の必要の無いことが多い。本発明は制御
盤内の上部の温度によって電子冷却器の運転を制御する
ので、局部的な過熱部を生じにくい。そして電子冷却器
全体の運転は特に必要な場合のみ行い、通常は電子冷却
器の冷却側のファンのみが運転されるので、電力の消費
が少ない。
【0009】
【実施例】後記する電子冷却器3を図3に示す制御盤5
0内に取り付け、盤内部に40Wのヒータ51を配置
し、温度センサA〜Gにより盤内部の温度を計測した。
制御盤50の寸法等は以下の通りである。 制御盤50の材質、寸法: 材質:スチール 幅×奥行き×高さ×厚さ:600×140×350×1
(mm) ヒータ51の種類、長さ、位置 種類:ニクロムヒータ 長さ:240mm 位置:上下方向の中央位置に水平に配置され、右側面か
ら70mm位置に右端が配置されている。 温度センサA〜Gの配設位置: A、B、C:上面から65mm下方位置で、各センサの
間隔は160mm、Aは右側面から55mm離れた位置
にある。 D:CとEの中間位置である。 E、F、G:A、B、Cと上下対称位置であり、下面か
ら65mm上方位置で、各センサの間隔は160mm、
Gは右側面から55mm離れた位置にある。 電子冷却器3の主要な諸元: 熱電モジュールの定格: 電流:2.6A 電圧:DC24V 冷却側のファン: 風量:2m3 /min 風圧:5mmAq 電力:5W 電子冷却器3の幅:150mm(電子冷却器3は制御盤
50内の左側部に配置されている。)
【0010】得られた結果を図4に示す。図4によれ
ば、電子冷却器3を全く運転しない場合、制御盤上部の
温度センサBの検出温度は、盤外の温度より24℃も高
い。これに対し制御盤下部の温度センサEの検出温度
は、盤外の温度より7℃高いだけであった。
【0011】このとき、電子冷却器3の冷却側のファン
だけを運転すると、盤内の空気は強制対流されるので、
盤内各部の温度は盤外の温度より10.5℃〜14℃高
い程度に均一化される。更に電子冷却器3全体を運転し
た場合、盤内各部の温度は盤外温度より3〜6℃高い程
度まで冷却できる。
【0012】ここで、盤内部の温度を常にどこでも50
℃以下に保つためには、図4において、如何なる運転条
件および位置によっても温度は盤上部における任意位置
の温度より5℃以上にならないことを考慮すると(例え
ば冷却側のファンのみを作動させたとき、上部の温度セ
ンサAの検出温度と下部の温度センサFの検出温度の温
度差は約4℃、電子冷却器3の全体を作動させたとき、
上部の温度センサCの検出温度と下部の温度センサFの
検出温度の温度差は約3℃であり、いずれも下部の温度
が上部の温度よりも数℃高くなっている。)、温度セン
サを制御盤の上部に置けば、電子冷却器全体の運転開始
の温度が45℃であれば安全である。
【0013】更に、消費電力を低減するために、電子冷
却器全体を運転する必要の無い低い温度では冷却側のフ
ァンのみの運転に止めるのがよい。冷却側のファンが運
転を開始する温度に関していえば、高ければ高いほど消
費電力は低下するが、前記した温度のバラツキ、外乱を
考慮すると、電子冷却器全体が運転される温度と重なら
ないようにするため、40℃とするのがよい。そしてこ
れ以下の温度では冷却側のファンも停止させる。
【0014】この制御方法によって、制御盤を電子冷却
した際の消費電力を、他の制御方法による消費電力と比
較すると以下の通りであった。 試験条件:盤外部の温度 25℃〜40℃ 制御方法A:本発明 B:盤上部の温度が45℃以上の場合電子冷却器全体を
運転する。 C:盤内の温度に無関係に電子冷却器全体を運転する。 以上のように、本発明によれば、他の制御方法に比較し
てきわめて少ない消費電力で、盤内の温度を50℃以下
に保つことができる。
【0015】図1は電子冷却器および温度センサを収納
した制御盤を示す縦断面図、図2は電子冷却器の縦断面
図である。図1において、制御盤1内には自動搬送機の
運転を制御するための制御機器2が収納されており、こ
の制御機器2は図示外の蓄電池で駆動されるように構成
されている。更に、この制御盤1内には制御機器2を冷
却するために電子冷却器3が収納されており、この電子
冷却器3も制御機器2を駆動するための蓄電池によって
駆動されるように構成されている。
【0016】以下、電子冷却器3の構造を図2により説
明すると、電子冷却器3のケース4内の略中央部には熱
電モジュール5が配設されており、この熱電モジュール
5の冷却面に冷却ヒートシンク6が伝熱的に接続されて
おり、発熱面に放熱ヒートシンク7が伝熱的に接続され
ている。放熱ヒートシンク7はケース4内を2つの室に
仕切る隔壁として構成されており、放熱ヒートシンク7
によってケース4内は冷却ヒートシンク6が臨む冷却室
20と、放熱ヒートシンク7が臨む放熱室30に仕切ら
れている。
【0017】冷却室20は放熱室30よりも上面が一段
低く、下面が一段高く構成されており、下面はさらに段
付状に形成されており、冷却ヒートシンク6の直下部よ
りもその外側部分が一段高く形成されている。冷却室2
0の冷却ヒートシンク6に対向する側面壁の上下方向に
おける略中央部には冷却空気の排出口8が形成されてお
り、空気の取入口9が冷却室20の上面壁と下面壁に形
成されている。そしてファン10が排出口8部のケース
4内に設置されている。したがって、ファン10によっ
て空気の取入口9から冷却室20内に取り入れられた空
気は冷却ヒートシンク6を通って冷却され、排出口8か
ら排出される。冷却ヒートシンク6の直下部の下面壁部
は、その内面が中央部に向かって低くなるように傾斜し
ており、この中央部分に除湿水の排水口部材11が下面
壁から突出するようにして取り付けられている。
【0018】放熱室30の放熱ヒートシンク7に対向す
る側面壁の上下方向における略中央部には外気の取入口
12が形成され、排出口13が取入口12の上下に形成
されている。そしてファン14が取入口12部のケース
4内に設置されている。したがって、ファン14によっ
て外気の取入口12から放熱室30内に取り入れられた
空気は放熱ヒートシンク7を冷却し、上下の排出口13
から外気に放出される。放熱室30の外気の取入口12
と排出口13が形成されている側面壁の上下端には取付
フランジ15が設けられており、側面壁の外面には空気
フィルタ16が全面を覆うように設置されている。
【0019】したがって、制御盤1の一側面壁に形成さ
れた開口部分の外側に空気フィルタ16が固定され、内
側に電子冷却器3が配置され、上下の取付フランジ15
を制御盤1の側面にネジ止め固定することにより、制御
盤1内の一側部に電子冷却器3が設置されている。
【0020】また、制御盤1内の電子冷却器3の側方に
配設されている制御機器2の上方で、制御盤1内の上部
位置には温度センサ17が設置されている。この温度セ
ンサ17によって検出された温度出力は制御機器2に送
られるように構成されており、検出温度が高い場合は制
御機器2によって電子冷却器3の冷却側のファン10や
電子冷却器3全体が作動するように構成されている。制
御機器2は自動搬送機の運転を制御するほか、電子冷却
器3の制御も行うように構成されている。
【0021】以下、作動を説明する。図示外の蓄電池に
よって制御盤1内の制御機器2が作動し、自動搬送機の
運転が制御される。一方、温度センサ17によって制御
盤1内の上部の温度が検出され、その出力は制御機器2
に送られる。この際、検出温度が40℃以下であれば、
制御機器2は電子冷却器3を作動させないように制御す
る。
【0022】そして、制御機器2からの発熱や盤外部の
雰囲気から受け取る熱等によって、制御盤1内が昇温
し、温度センサ17の検出温度が40℃を越え、45℃
以下であると、温度センサ17の出力によって制御機器
2は電子冷却器3の冷却側のファン10を作動させるよ
うに制御する。
【0023】冷却側のファン10が作動すると、制御盤
1内の空気が電子冷却器3の冷却室20の空気の取入口
9から冷却室20内に取り入れられ、排出口8から制御
盤1内に排出される。このようにして、制御盤1内の上
部と下部の空気が攪拌されて制御盤1内の上部の温度は
低下し制御盤1内の温度が均一化され、制御盤1内の温
度が全体的に低下する。この冷却側のファン10の作動
により制御盤1内の上部の温度は低下し、温度センサ1
7の出力が40℃以下になると、制御機器2によって電
子冷却器3の冷却側のファン10は停止される。
【0024】制御機器2からの発熱や盤外部の雰囲気か
ら受け取る熱等によって、制御盤1内が昇温し、温度セ
ンサ17の検出温度が45℃を越えると、温度センサ1
7の出力によって制御機器2は電子冷却器3の冷却側の
ファン10のみならず、放熱側のファン14および熱電
モジュール5を作動させるように制御する。
【0025】熱電モジュール5に通電されると、冷却ヒ
ートシンク6は熱電モジュール5によって冷却される。
冷却側のファン10によって、電子冷却器3の冷却室2
0の空気の取入口9から冷却室20内に取り入れられた
制御盤1内の空気は、冷却ヒートシンク6に接触して冷
却され、排出口8から制御盤1内に排出される。この場
合、空気の露点温度以下に冷却ヒートシンク6が冷却さ
れていると、冷却ヒートシンク6に接触した空気は冷却
されて冷却ヒートシンク6の表面に結露する。結露水は
その後自重により落下して、排水口部材11を通って図
示外の貯水タンクに収容される。一方、放熱側のファン
14によって空気フィルタ16を通り外気の取入口12
から放熱室30内に取り入れられた外気は放熱ヒートシ
ンク7を冷却し、上下の排出口13から外気に放出され
る。このようにして、制御盤1内の空気は電子冷却器3
によって冷却され、制御盤1内の上部の温度が低下し、
温度センサ17の出力が45℃以下になると、制御機器
2によって熱電モジュール5と放熱側のファン14への
通電は停止され、冷却側のファン10のみが作動され
る。
【0026】以上のように、制御盤1内の上部の温度
(T)を温度センサ17で検出し、その出力に応じて制
御機器2が電子冷却器3を制御し、40℃<T≦45℃
の場合は電子冷却器3の冷却側のファン10のみ作動さ
せ、45℃<Tの場合は電子冷却器3全体を作動させる
ことにより、制御盤1内の温度を50℃以下に保つこと
ができる。この場合、電子冷却器3の消費電力が小さい
ので、同じ蓄電池で駆動される自動搬送機等の装置の航
続時間を長く保持できる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御盤内の上部の温度によって電子冷却器の運転を制御す
るので、局部的な過熱部を生じにくく、電子冷却器全体
の運転は特に必要な場合のみ行われ、通常は電子冷却器
の冷却側のファンのみが運転されるので、電力の消費が
少ない。したがって、蓄電池で駆動される自動搬送機等
の装置の制御盤を冷却する電子冷却器の制御方法に適し
ており、この方法によれば蓄電池で駆動される装置の航
続時間をより長い間可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示し、電子冷却器および温
度センサを収納した制御盤を示す縦断面図である。
【図2】電子冷却器の縦断面図である。
【図3】電子冷却器、温度センサおよびヒータを収納し
た試験用制御盤を示す斜視図である。
【図4】試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 制御盤 2 制御機器 3 電子冷却器 4 ケース 5 熱電モジュール 6 冷却ヒートシンク 7 放熱ヒートシンク 8、13 排出口 9、12 取入口 10 冷却側のファン 11 排水口部材 14 放熱側のファン 15 取付フランジ 16 空気フィルタ 17 温度センサ 20 冷却室 30 放熱室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄電池で駆動される装置の制御盤に取り
    付けた電子冷却器の制御方法であって、制御盤内の上部
    の温度が、所定値以下のときは電子冷却器の作動を停止
    し、所定値を越えて一定範囲内の温度にあるときは電子
    冷却器の冷却側のファンのみを作動させ、前記ファンの
    みを作動させる温度範囲を越えた温度にあるときは電子
    冷却器全体を運転させることを特徴とする電子冷却器の
    制御方法。
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