JP4409565B2 - 屋外用密閉箱 - Google Patents

Description

本発明は筐体の内部に電子機器等の発熱機器が設置された屋外用密閉箱に関するものである。

屋外で使用される電子機器を塩害や火山などの腐食性ガスあるいは粉塵から保護するため、屋外で使用される電子機器は外部環境から隔離できるように屋外用密閉箱の密閉された筐体内に設置される。

しかし、夏季などの環境温度に加えて外部から太陽光などの熱入力がある場合には、筐体内の温度が著しく高くなる。このため、従来熱対策として、筐体の内部に熱交換器や循環用のファンを配備して、筐体内の空気を循環して放熱を実施している。

図１１は従来の屋外用密閉箱を示す概略断面図、図１２は図１１のＣ−Ｃ断面図である。図に示すように、筐体１の内部に電子機器２が設置されており、筐体１の上部に複数のファン３が設けられている。

この屋外用密閉箱においては、筐体１の上部にファン３を設けているから、ファン３により下方への空気流れを強制的につくることができ、筐体１内の空気を循環することができるから、筐体１内の温度が著しく高くなるのを防止することができる。

また従来、屋外用密閉箱の筐体の上部に太陽光遮蔽板を設置して、太陽光遮蔽板により筐体への太陽からの直射による熱入カを遮ることにより、筐体内の温度が著しく高くなるのを防止している。
特開平６−７０４１４号公報 特開２０００−３４９４８５号公報 特開２００２−３２０３０４号公報

しかし、屋外用密閉箱にファン３を装備した場合には、軽量で小型の屋外用密閉箱や消費電力を減らした省エネタイプの屋外用密閉箱を実現することが困難であった。さらに、ファン３には回転数で決まる寿命があり、長期間に亘りメンテナンスフリーでかつ信頼性の高い温度制御の実現が困難であった。

また、筐体の上部に太陽光遮蔽板を設置した場合には、筐体の内部から発生する熱は、外気へ露出している筐体の表面から外気へ放出する以外になく、その表面積が広ければ広いほど放熱量が大きくなるが、太陽光遮蔽板を設置した筐体の表面すなわち設置表面と太陽光遮蔽板との間に狭隘な空間が生じて、空気の流れを停滞させてしまい、その結果外気と筐体の設置表面との間の熱伝達率が減少するから、筐体の設置表面から外気への放熱の効果が損なわれてしまう。

これを回避するため、図１３、図１４（図１３のＤ−Ｄ断面図）に示すように、筐体１の上部に複数の支柱１２を有する太陽光遮蔽板１１を載置することが考えられるが、この場合には風の影響を受けやすくなるから、太陽光遮蔽板１１の重量を大きくする必要があり、このため筐体１の機械的な強度を上げる必要があるので、屋外用密閉箱の重量が増加してしまう。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、筐体内にファンを設ける必要がなく、軽量で小型である屋外用密閉箱を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明においては、筐体の内部に発熱機器が設置された屋外用密閉箱において、上記筐体の上面に外表面の太陽光吸収率を０．６以下の太陽光遮蔽板を設置し、上記筐体の上部に突出筒状部を設け、上記太陽光遮蔽板にスカートを設け、上記スカートを上記突出筒状部の外側に位置させ、上記筐体の上部と上記太陽光遮蔽板の下面部との間に、上記突出筒状部の内部に形成されまたは上記スカートで囲まれ、かつ上記筐体の内部と連通した連通空間を形成する。

この場合、複数の上記突出筒状部を形成してもよい。

この場合、上記突出筒状部を突出段付筒状部としてもよい。

これらの場合、上記スカートの内面を上記突出筒状部の外面と密着してもよい。

本発明に係る屋外用密閉箱においては、筐体内にファンを設ける必要がないから、軽量で小型であり、かつ消費電力を減らすことができ、またメンテナンを行なう必要がない。

また、複数の突出筒状部を形成したときには、筐体内に設置した発熱機器の発熱の多寡や位置などに応じて、連通空間の場所、数を決定することにより、筐体内の熱を効率的に放熱することができる。

また、筐体の上部に突出段付筒状部を設けたときには、筐体の上部の開口面積を小さくすることができるから、筐体の強度や剛性が低下するのを防止することができる。

また、スカートの内面を突出筒状部の外面と密着したときには、風の影響を避けるために太陽光遮蔽板の重量を大きくする必要がなく、このため筐体の機械的な強度を上げる必要がないから、屋外用密閉箱の重量が増加してしまうことがない。

図１は本発明に係る屋外用密閉箱を示す概略断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図に示すように、筐体２１の内部に電子機器２２が設置されており、筐体２１の上部に突出段付筒状部２３が設けられ、突出段付筒状部２３の上部の内部寸法（図１紙面左右方向寸法）は下部の内部寸法（図１紙面左右方向寸法）よりも大きく、また筐体２１の内部は突出段付筒状部２３の内部と連通している。また、下面が突出段付筒状部２３の上部と接した太陽光遮蔽板２４が設けられ、太陽光遮蔽板２４の外表面の太陽光吸収率は０．６以下である。また、太陽光遮蔽板２４に支持部材２５が設けられ、支持部材２５により太陽光遮蔽板２４が筐体２１に支持されている。また、太陽光遮蔽板２４に突出段付筒状部２３の外側に位置するスカート２６が設けられ、スカート２６の内面は突出段付筒状部２３の上部の外面と密着されており、またスカート２６の先端部にゴム製の密閉部材（図示せず）が装着され、密閉部材が筐体２１に押し付けられていて、太陽光遮蔽板２４と筐体２１との間が密閉されている。すなわち、筐体２１の上部と太陽光遮蔽板２４の下面部との間に筐体２１の内部と連通した連通空間（突出段付筒状部２３の内部）が形成されている。

この屋外用密閉箱においては、電子機器２２の周辺の空気が暖められ、暖められた空気の比重は小さくなるから、暖められた空気は浮力によって上昇する。このため、電子機器２２から発生した熱は筐体２１の内部の空気によって筐体２１の上部に運ばれて停滞する。そして、筐体２１の上部の温められた空気は突出段付筒状部２３の内部を通り太陽光遮蔽板２４まで到達して、突出段付筒状部２３の内部の空気の熱は太陽光遮蔽板２４から外気へ放熱される。

このような屋外用密閉箱においては、筐体２１内にファンを設けていないから、軽量で小型であり、かつ消費電力を減らすことができ、またメンテナンスを行なう必要がない。また、下面が突出段付筒状部２３の上部と接した太陽光遮蔽板２４が設けられているから、突出段付筒状部２３の内部の空気の熱は太陽光遮蔽板２４から外気へ放熱され、筐体２１の設置表面と太陽光遮蔽板２４との間に狭隘な空間が生ずることがないから、効率よく放熱することができる。さらに、太陽光遮蔽板２４に支持部材２５、スカート２６が設けられているから、風の影響を避けるために太陽光遮蔽板２４の重量を大きくする必要がなく、このため筐体２１の機械的な強度を上げる必要がないから、屋外用密閉箱の重量が増加してしまうことがない。また、突出段付筒状部２３を設けているから、突出段付筒状部２３の内部の空気が太陽光遮蔽板２４と接する面積を大きくし、かつ筐体２１の上部の開口面積を小さくすることができるので、筐体２１の強度や剛性が低下するのを防止することができる。また、スカート２６の内面が突出段付筒状部２３の上部の外面と密着されているから、太陽光遮蔽板２４に振動などの外力が付加されても安定した状態で維持できる。また、スカート２６の先端部にゴム製の密閉部材が装着され、密閉部材が筐体２１に押し付けられているから、太陽光遮蔽板２４と筐体２１との密閉性を向上することができる。

図３は図１３に示した従来の屋外用密閉箱の放熱の状態を説明するための図である。図に示すように、電子機器２から発生した熱は筐体１の内部の空気へ伝達され、さらに筐体１内の側面へ熱伝達されて外部３２へ放熱される。また、暖められた空気３１は筐体１の上部へ移動するが、上部には太陽光遮蔽板１１があり、筐体１の上面と太陽光遮蔽板１１との間の空間が狭く、外気が自由に通過できないため、外気への放熱が困難な状態となり、また筐体１の上面と太陽光遮蔽板１１との間には熱輻射によって伝熱が生じる。

図４は図１に示した本発明に係る屋外用密閉箱の放熱の状態を説明するための図である。図に示すように、暖められた空気３１の熱が放熱される伝熱経路としては、従来と同様の筐体２１内の側面から外部３２へ放熱される伝熱経路の他に、太陽光遮蔽板２４から外部３２へ放熱される伝熱経路が増え、その分だけ放熱量も多くなり、電子機器２２の温度も下がる。

表１は、高さが８００ｍｍ、奥行きが６００ｍｍ、幅が４００ｍｍの筐体１、２１を仮定し、１００ｍｍ立方の５０Ｗ発熱の熱源である電子機器２、２２を筐体１、２１内に設置した場合に、太陽光照射量が大きい場合（晴天時を想定）と太陽光照射量が小さい場合（曇りや雨天を想定）とを考慮し、太陽光遮蔽板１１、２４の表面の赤外放射率を０．２から０．８へ変え、さらに太陽光遮蔽板１１、２４の該表面の太陽光吸収率を変えた条件での電子機器２、２２の温度を示したものである。なお、外部３２の環境温度を３０℃としている。

この表１から明らかなように、太陽光遮蔽板２４からの太陽光吸収量が多くなると、太陽光遮蔽板２４から突出段付筒状部２３の内部の空気が暖められてしまい、真夏の晴天時であると電子機器２２の温度が電子機器２の温度よりも上昇してしまう恐れがある。すなわち、表１に示されるように、太陽光照射量が大きい（１０００Ｗ／ｍ^２）条件で、太陽光遮蔽板１１、２４の外表面の太陽光吸収率を０．８に設定したときには、電子機器２２の温度は電子機器２の温度よりも高くなってしまう。しかし、太陽光遮蔽板１１、２４の外表面の太陽光吸収率を０．６にすることにより、電子機器２２の温度は電子機器２の温度未満の温度となることがわかる。さらに、太陽光照射が小さい（１００Ｗ／ｍ^２）場合やない場合には、電子機器２２の温度は電子機器２の温度よりもかなり低くなる。したがって、太陽光遮蔽板２４の外表面の太陽光吸収率を０．６以下にすることにより、電子機器２２の温度を低く抑えることができる。

なお、表１の計算例では、筐体１、２１等の寸法を仮定して計算しているが、筐体１、２１のアスペクト比が極端に変わらない限りにおいて、本発明の効果は変わらない。

図５は本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。図に示すように、筐体２１の上面部４１に勾配が付けられ、上面部４１の最も高い部分に突出段付筒状部２３が設けられている。

このような屋外用密閉箱においては、上面部４１に勾配が付けられているから、上部の温められた空気が筐体２１の上面の隅の空間に停滞するのを防止することができ、筐体２１の内部空気は太陽光遮蔽板２４まで抵抗なく移動することができるので、空気の冷却効果を高めることができる。

図６は本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図、図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。図に示すように、筐体２１の上部に複数の突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄが設けられ、筐体２１の内部は突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの内部と連通している。また、突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの上部を覆う太陽光遮蔽板２４が設けられ、太陽光遮蔽板２４に突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの外側に位置するスカート５２が設けられ、スカート５２の内面は突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの上部の外面と密着されており、またスカート５２の先端部にゴム製の密閉部材（図示せず）が装着され、密閉部材が筐体２１に押し付けられていて、筐体２１の上部と太陽光遮蔽板２４の下面部との間に筐体２１の内部と連通した連通空間（スカート５２により囲まれた部分）が形成されている。

このような屋外用密閉箱においては、温められた空気が突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの内部を通って、スカート５２により囲まれた部分すなわち連通空間内に流入するから、温められた空気が太陽光遮蔽板２４と接する面積が大きくなるので、筐体２１内の熱を効率的に放熱することができる。

図８は本発明に係る他の屋外用密閉箱の一部を示す概略断面図である。図に示すように、筐体２１の上部に複数の突出段付筒状部５３が設けられ、突出段付筒状部５３の上部は斜めに切り欠かれており、筐体２１の内部は突出段付筒状部５３の内部と連通している。また、スカート５２の内面は突出段付筒状部５３の上部の外面と密着されている。

このような屋外用密閉箱においては、突出段付筒状部５３の上部が斜めに切り欠かれているから、温められた空気の流れを形成することができるので、筐体２１内の熱をさらに効率的に放熱することができる。

図９は本発明に係る他の屋外用密閉箱の一部を示す概略断面図である。図に示すように、太陽光遮蔽板２４に突出段付筒状部５１ａ、５１ｂの外側に位置するスカート５４ａ、突出段付筒状部５１ｃ、５１ｄの外側に位置する５４ｂが設けられ、スカート５４ａの内面は突出段付筒状部５１ａ、５１ｂの上部の外面と密着されており、スカート５４ｂの内面は突出段付筒状部５１ｃ、５１ｄの上部の外面と密着されており、またスカート５１ａ、５１ｂの先端部にゴム製の密閉部材（図示せず）が装着され、密閉部材が筐体２１に押し付けられていて、筐体２１の上部と太陽光遮蔽板２４の下面部との間に筐体２１の内部と連通した２つの連通空間（スカート５４ａで囲まれた部分およびスカート５４ｂで囲まれた部分）が形成されている。

また、図１０は本発明に係る他の屋外用密閉箱の一部を示す概略断面図である。図に示すように、太陽光遮蔽板２４に突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの外側に位置するスカート５５ａ〜５５ｄが設けられ、スカート５５ａ〜５５ｄの内面はそれぞれ突出段付筒状部５１ａ〜５１ｄの上部の外面と密着されており、またスカート５５ａ〜５５ｄの先端部にゴム製の密閉部材（図示せず）が装着され、密閉部材が筐体２１に押し付けられていて、筐体２１の上部と太陽光遮蔽板２４の下面部との間に筐体２１の内部と連通した４つの連通空間（スカート５５ａ〜５５ｄで囲まれた部分）が形成されている。

例えば、電子機器２２からの発熱量が小さい場合には、温められた空気が太陽光遮蔽板２４と接する面積は小さくてよいため、図１０に示すように太陽光遮蔽板２４にスカート５５ａ〜５５ｄを設け、電子機器２２からの発熱量が大きくなるに従って、図９に示すように太陽光遮蔽板２４にスカート５４ａ、５４ｂを設け、図６、図８に示すように太陽光遮蔽板２４にスカート５２を設ければ、温められた空気が太陽光遮蔽板２４と接する面積が大きくなるから、電子機器２２からの発熱量に応じて放熱することができる。また、筐体２１内に設置した電子機器２２の発熱の多寡や位置などに応じて、連通空間の場所、数を決定することにより、筐体２１内の熱を効率的に放熱することができる。

なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、以上の実施の形態のいずれかを組み合わせてもよい。

また、上述実施の形態においては、突出筒状部として突出段付筒状部２３、５１ａ〜５１ｄ、５３を用いたが、他の突出筒状部を用いてもよい。また、上述実施の形態においては、スカート５４ａで囲まれた連通空間とスカート５４ｂで囲まれた連通空間との２つの連通空間を形成し、スカート５５ａ〜５５ｄで囲まれた４つの連通空間を形成したが、３つの連通空間、５つ以上の連通空間を形成してもよい。

本発明に係る屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１３に示した従来の屋外用密閉箱の放熱の状態を説明するための図である。 図１に示した本発明に係る屋外用密閉箱の放熱の状態を説明するための図である。 本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 本発明に係る他の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 従来の屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 図１１のＣ−Ｃ断面図である。 屋外用密閉箱を示す概略断面図である。 図１３のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

２１…筐体
２２…電子機器
２３…突出段付筒状体
２４…太陽光遮蔽板
２６…スカート
４１…上面部
５１ａ〜５１ｄ…突出段付筒状体
５２…スカート
５３…突出段付筒状体
５４ａ、５４ｂ…スカート
５５ａ〜５５ｄ…スカート

Claims (4)

1. 筐体の内部に発熱機器が設置された屋外用密閉箱において、
   上記筐体の上面に外表面の太陽光吸収率を０．６以下の太陽光遮蔽板を設置し、
   上記筐体の上部に突出筒状部を設け、
   上記太陽光遮蔽板にスカートを設け、上記スカートを上記突出筒状部の外側に位置させ、
   上記筐体の上部と上記太陽光遮蔽板の下面部との間に、上記突出筒状部の内部に形成されまたは上記スカートで囲まれ、かつ上記筐体の内部と連通した連通空間を形成したことを特徴とする屋外用密閉箱。
2. 複数の上記突出筒状部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の屋外用密閉箱。
3. 上記突出筒状部を突出段付筒状部としたことを特徴とする請求項１または２に記載の屋外用密閉箱。
4. 上記スカートの内面を上記突出筒状部の外面と密着したことを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載の屋外用密閉箱。

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