JP4029712B2

JP4029712B2 - 屋外盤

Info

Publication number: JP4029712B2
Application number: JP2002293209A
Authority: JP
Inventors: 秀明志津
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP2004128367A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体応用装置であって、高層ビルの屋上などに設置される屋外盤に関し、特にその冷却に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
屋外盤は、地上や高層ビルの屋上に設置され、外気に晒されるものであり、屋根を有し、また内面側には断熱材が貼られている。又、一般に、屋外盤は内部構成部材である半導体装置を内蔵し、この半導体装置の発熱量が大きい場合には、吸気口、排気口のために、屋根の下側に開口部を設けているが、さらに発熱量が大きくなれば、強制冷却用のブロアーにより吸気、排気を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２２０２８０号公報
【０００４】
【特許文献２】
実開平５−４５８０号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開２００２−６４２９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記屋外盤は、例えば、高層ビルの屋上に設置され、屋上には外気風がある。しかし、外気風の方向は色々と変化するため、強制風冷の通風方向と外気風との方向が異なった場合には、外気風が吸気口、排気口に当たることになり、冷却効果が低下することがあった。又、屋外盤の外部には外気風があるのに、屋外盤の内面に断熱材が貼りつめられているため、外気風を有効に利用することができなかった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、冷却効果、冷却効率を高めることができる屋外盤を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る屋外盤は、屋外に設置された屋外盤において、内部構成部材及び換気用ブロアーを収納するとともに、側部が内被と外被の二重構造とされた箱体と、箱体の各側面に設けられた複数の第１の吸気口と、箱体の上部に設けられた第１の排気口と、各第１の吸気口に設けられ、外部からの風圧によって開き、内部からの風圧によって閉じるシャッター機構と、外被の内側に上部を除いて設けられた断熱材と、内被と外被との間に形成され、下部に第２の吸気口が形成されるとともに、上部に第２の排気口が形成された空気層部と、箱体の第１の吸気口に設けられ、運転中に電流値が所定値以下に低下した際に停止される吸気用ブロアーと、箱体の第１の排気口の外側に第１の排気口を覆うとともに、一方が開口し、かつ回転自在に設けられた覆体とを備え、外気風により覆体を回転させ、覆体の開口を外気風の方向と同じ方向としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施形態１
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図１（ａ），（ｂ）はこの発明の実施形態１による屋外盤である制御盤の排気口部分の平面図及び縦断正面図を示し、１は半導体装置等の内部構成部材を収納した箱体であり、上面に排気口１ａを有し、排気口１ａの内側には通気自在な支持体２を介して排気用ブロアー３が設けられている。又、排気口１ａの外側には支持部４を介して排気口１ａを覆う覆体５が回転自在に設けられ、覆体５の排気口１ａからの排気方向と直交する方向の一方には開口５ａが設けられている。又、覆体５の上面には方向舵６が設けられている。
【００１０】
上記構成において、外気風の方向が矢印１２の方向であるとすると、方向舵６がこの風を受けて覆体５が回転し、その開口５ａは風向と同じ方向を向く。このため、排気口１ａから排気用ブロアー３によって排出された排気が外気風によって妨げられることはなく、円滑で効率のよい排気を行うことができる。又、このように、排気を効率よく行うことができるため、換気風量を高めて冷却効果を高めることができ、排気用ブロアー３を小形化することができ、止めることもできる。
【００１１】
実施形態２
図２（ａ），（ｂ）は実施形態２による屋外盤である制御盤の吸気口部分の平面図及び縦断正面図を示し、箱体１の吸気口１ｂの内側には通気自在な支持体７を介して吸気用ブロアー８が設けられ、吸気口１ｂの外側には支持部９を介して吸気口１ｂを覆う覆体１０が回転自在に設けられ、覆体１０の吸気口１ｂの吸気方向と直交する方向の一方には開口１０ａが設けられている。又、覆体１０の上面には方向舵１１が設けられている。
【００１２】
上記構成において、外気風の方向が矢印１２で示す方向である場合、方向舵１１がこの風を受けて覆体１０が回転し、その開口１０ａは風向の反対側を向く。このため、吸気口１ｂから吸気用ブロアー８によって吸入される吸気は外気風によって後押しされることになり、円滑で効率の良い吸気を行うことができる。このように、吸気を効率良く行うことができるため、換気風量を高めて冷却効果を高めることができ、吸気用ブロアー８を小形化することができ、止めることもできる。なお、実施形態１，２における覆体５，１０は両方設けても良く、一方のみ設けても良い。
【００１３】
実施形態３
図３（ａ）〜（ｃ）は実施形態３による屋外盤である制御盤の正面図、背面図、及び一部拡大縦断正面図を示し、内部構成部材を収納した箱体１６の４つの側面にそれぞれ吸気口１６ｂを設けるとともに、箱体１６の上面に排気口１６ａを設ける。各吸気口１６ｂは、排気口１６ａより大きい開口面積を有する。各吸気口１６ｂの内面側にはシャッター機構１５が回動自在に設けられ、このシャッター機構１５は外部からの風圧により開き、内部からの風圧により閉じるようになっている。
【００１４】
制御盤の周りにおいては自然の風は局所的であるので、箱体１６の側面のある一面では外気風が当たって風圧が正圧となるが、その反対面では風圧が負圧となると考えられる。従って、正圧側のシャッター機構１５は開くので、正圧側の吸気口１６ｂから吸気し、負圧側の側面のシャッター機構１５は閉じるので、吸入された空気は上昇して排気口１６ａから排出される。このため、外気風が何れの方向から吹いても、この外気風を箱体１６内に有効に取り入れることができ、冷却効果を高めることができる。
【００１５】
実施形態４
図４（ａ），（ｂ）はこの発明の実施形態４による屋外盤である制御盤の扉以外の部分の縦断面図及び扉部分の縦断面図を示し、まず、図４（ａ）において、内部構成部材を収納した箱体１７の側部は内被１７ａと外被１７ｂとからなる二重構造とされる。又、図４（ｂ）においては、箱体１７の扉１８は内被１８ａと外被１８ｂとからなる二重構造とされる。そして、各外被１７ｂ，１８ｂの内側に断熱材１９を貼り付けるとともに、各内被１７ａ，１８ａと各外被１７ｂ、１８ｂとの間に空気層部２０、２１を形成する。空気層部２０，２１の下部には吸気口２０ａ，２１ａを形成するとともに、空気層部２０，２１の上部には排気口２０ｂ、２１ｂを形成する。
【００１６】
上記構成において、箱体１７の側部を二重構造とすることは従来から行われ、外被１７ｂ、１８ｂは日射からの遮熱のために用いられ、内被１７ａ，１８ａと外被１７ｂ、１８ｂとの間に形成される空気層部２０，２１は断熱層として用いられる。実施形態２においては、空気層部２０，２１に吸気口２０ａ，２１ａを設けるとともに、排気口２０ｂ，２１ｂを設け、空気層部２０，２１においては外気風の風圧あるいは専用のブロアー等により吸気口２０ａ，２１ａから排気口２０ｂ，２１ｂへと空気を通流させ、箱体１７の内部においても上部が高温で下部が低温であるので、空気流が生じ、しかも内被１７ａ，１８ａの内側には断熱材が設けられていないので、外部空気と内部空気との熱伝達率が向上し、冷却効果が向上する。
【００１７】
実施形態５
図２に示す実施形態２では、吸気口１ｂに吸気用ブロアー８を設けているが、吸気用ブロアー８の風量と電流及び静圧との関係は図５の特性Ａあるいは特性Ｂに示され、無負荷（静圧が零以下）になると、電流値が低下する。吸気用ブロアー８は、吸気口１ｂから強い外気風を受けると、外気風によって回転される状態となり、これによって制御盤は十分冷却され、また吸気用ブロアー８は無負荷又は無負荷に近い状態となり、その電流値は低下する。そこで、実施形態５では、吸気用ブロアー８の電流値を検出し、この電流値が所定値以下に低下した際には吸気用ブロアー８を停止させることにより、省エネを図り、冷却効率を向上させることができる。
【００１８】
実施形態６
図６（ａ），（ｂ）は実施形態６による屋外盤である制御盤の平面図及び縦断正面図を示し、内部に図示しない内部構成部材及び換気用ブロアー２２を収納した箱体２３の上面に排気口２３ａが設けられ、箱体２３の各側部は内被２３ｂと外被２３ｃとの二重構造にされる。内被２３ｂと外被２３ｃとの間には空気層部２４が形成され、各空気層部２４の下部及び下側部には吸気口２４ａ，２４ｂが形成され、各空気層部２４の上部には排気口２４ｃが形成される。箱体２３の排気口２３ａの外側には該排気口２３ａを覆う覆体２５が回転自在に設けられ、覆体２５の排気口２３ａからの排気方向と直交する方向の一方には開口２５ａが設けられている。又、覆体２５の上面には方向舵２６が設けられている。
【００１９】
上記構成において、外気風の方向が矢印１２の方向であるとすると、方向舵２６がこの風を受けて覆体２５が回転し、その開口２５ａは外気風の方向と同じ方向を向く。ここで、外気風の方向において風上側（図６の左側）の空気層部２４においては、外気風の風圧等により吸気口２４ａ，２４ｂから排気口２４ｃへの空気流が生じる。又、外気風の風下側においては、換気用ブロアー２２の作動により排気が排気口２３ａから排出されると、この排気は覆体２５の開口２５ａから排出される。このため、風下側の空気層部２４の上部が負圧となり、霧吹きの原理により空気の吸い出し作用が生じ、吸気口２４ａ，２４ｂから排気口２４ｃへの空気流が生じる。
【００２０】
実施形態６においては、上記したように、外気風の風上側、風下側の空気層部２４において空気流が生じるので、外被２３ｃからの熱の断熱効果が高まるとともに、内被２３ｂからの熱の放熱効果が高まり、冷却効果が向上する。
【００２１】
実施形態７
図７は実施形態７による屋外盤である制御盤の縦断面図であり、箱体１７は内部構成部材を収納するとともに、側部が内被１７ａと外被１７ｂの二重構造とされる。外被１７ｂの内側には、上部を除いて断熱材２７が設けられ、内被１７ａと外被１７ｂとの間に形成された空気層部２０の下部には吸気口２０ａが設けられるとともに、空気層部２０の上部には排気口２０ｂが設けられている。
【００２２】
上記構成において、日射により外被１７ｂの温度が上昇した場合、空気層部２０内の上部は断熱材２７が無いのでやはり温度が上がり、煙突効果も働いて、空気層部２０内には吸気口２０ａから排気口２０ｂへの空気流が生じ、内被１７ａからの放熱効果が向上し、冷却効果を向上することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、箱体の各側面に第１の吸気口を設けるとともに、箱体の上部に第１の排気口を設け、第１の吸気口にはシャッター機構を設けており、外気風によって開いた何れかのシャッター機構の第１の吸気口から吸気し、第１の排気口から排気することにより、外気風が何れの方向から吹いてもこの外気風を箱体内に有効に取り入れることができ、冷却効果を高めることができる。
【００２４】
又、箱体の側部を内被と外被の二重構造とし、内被と外被との間に空気層部を形成するとともに、外被の内側に断熱材を設けており、空気層部に外部空気を通流させるとともに、箱体内部でも空気流が生じ、しかも内被の内側には断熱材が設けられていないので、内外空気の熱交換率が向上し、冷却効果が向上する。
【００２５】
又、箱体の吸気用ブロアーの電流値が所定値以下に低下した際には吸気用ブロアーを停止させるようにしており、省エネルギーにより冷却効率を向上させることができる。
【００２６】
又、箱体の側部を二重構造とし、その内被と外被の間に空気層部を形成し、また箱体の上部に設けられた第２の排気口の外側には該排気口を覆う覆体を回転自在に設けており、外気風の風上側の空気層部においては外気風の風圧により空気流が生じ、風下側の空気層部においては箱体内の換気用ブロアーからの排気が第２の排気口から排出され、この排気が覆体の風下側に位置する開口から排出されることにより空気層部に空気流が生じ、断熱効果及び放熱効果が生じて冷却効果が向上する。
【００２７】
又、側部が二重構造の箱体の外被の内側に設けた断熱材は上部が無いので、内被と外被の間の空気層部内の上部の温度が上昇して空気流が生じ、断熱効果、放熱効果が上昇して冷却効果が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１による屋外盤の排気口部分の平面図及び縦断正面図である
【図２】実施形態２による屋外盤の吸気口部分の平面図及び縦断正面図である。
【図３】実施形態３による屋外盤の正面図、背面図及び一部拡大縦断正面図である。
【図４】実施形態４による屋外盤の扉以外の部分の縦断面図及び扉部分の縦断面図である。
【図５】実施形態５による屋外盤の吸気用ブロアーの特性図である。
【図６】実施形態６による屋外盤の平面図及び縦断正面図である。
【図７】実施形態７による屋外盤の縦断面図である。
【符号の説明】
１，１６，１７，２３…箱体
１ａ，１６ａ，２０ｂ，２１ｂ，２３ａ，２４ｃ…排気口
１ｂ，１６ｂ，２０ａ，２１ａ，２４ａ，２４ｂ…吸気口
３…排気用ブロアー
５，１０，２５…覆体
５ａ，１０ａ，２５ａ…開口
６，１１，２６…方向舵
８…吸気用ブロアー
１５…シャッター機構
１７ａ，１８ａ，２３ｂ…内被
１７ｂ、１８ｂ、２３ｃ…外被
１８…扉
１９，２７…断熱材
２０，２１，２４…空気層部
２２…換気用ブロアー

Claims

屋外に設置された屋外盤において、内部構成部材及び換気用ブロアーを収納するとともに、側部が内被と外被の二重構造とされた箱体と、箱体の各側面に設けられた複数の第１の吸気口と、箱体の上部に設けられた第１の排気口と、各第１の吸気口に設けられ、外部からの風圧によって開き、内部からの風圧によって閉じるシャッター機構と、外被の内側に上部を除いて設けられた断熱材と、内被と外被との間に形成され、下部に第２の吸気口が形成されるとともに、上部に第２の排気口が形成された空気層部と、箱体の第１の吸気口に設けられ、運転中に電流値が所定値以下に低下した際に停止される吸気用ブロアーと、箱体の第１の排気口の外側に第１の排気口を覆うとともに、一方が開口し、かつ回転自在に設けられた覆体とを備え、外気風により覆体を回転させ、覆体の開口を外気風の方向と同じ方向としたことを特徴とする屋外盤。