JP6225342B2

JP6225342B2 - 盤用冷却装置および盤用冷却装置を備えた盤用キャビネット

Info

Publication number: JP6225342B2
Application number: JP2013110531A
Authority: JP
Inventors: 伊佐治　範幸; 範幸伊佐治; 貴徳松本
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: JP2014229847A

Description

本発明は、盤用キャビネットに収納された電子機器等の内部機器を冷却するための盤用冷却装置、および盤用冷却装置を備えた盤用キャビネットに関するものである。

電子機器等の内部機器を収納した盤用キャビネットは、内部機器の発熱等により、盤用キャビネット内部の温度が上昇する問題を有する。したがって、特許文献１のように、ペルチェ素子を備えた冷却装置本体の両側に、盤内ファンと盤外ファンとを設置し、盤内ファンが吸熱側のヒートシンクに盤内空気を流すことにより盤用キャビネット内部を冷却するとともに、盤外ファンが放熱側のヒートシンクから外部に放熱する、盤用冷却装置に関する技術が開示されている。

また、盤内ファンは通常、冷却装置本体の吸熱側の正面に取付けられる。しかしながら、特に内部機器に排気ファンが取付けられている場合、盤内ファンから吐出される冷気と、内部機器の排気ファンにより排気される暖気とが干渉し、盤用キャビネット内部の冷却効率が低下する問題がある。

前記問題点を解決するために、特許文献２に示すように、内部機器の上部もしくは下部に盤用冷却装置を取付け、盤内ファンによる冷気の吐出方向を、垂直方向に変更可能とするガイド部材を取付ける技術が開示されている。しかし、内部機器の配置によっては、内部機器の上部もしくは下部に盤用冷却装置を取付けるための空間を確保できないこともあり、その際は盤用冷却装置を扉または側板パネルに取付けることとなるため、ガイド部材により冷気の吐出方向を垂直方向に変更しても、前記と同様に、冷気と、内部機器の排気ファンにより排気される暖気とが干渉し、冷気の循環効率が低下する問題がある。

特開２０１２−１９５５６７号公報特開２００５−００５６５１号公報

本発明の目的は前記した従来の問題点を解決し、内部機器の配置や排気ファンの暖気による影響を受けずに、盤用キャビネット内部を効率的に冷却することができる盤用冷却装置、および盤用冷却装置を備えた盤用キャビネットを提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、電子機器等の内部機器を収納した盤用キャビネット内を冷却し、該盤用キャビネットの扉または側板パネルに取付けられる盤用冷却装置であって、該盤用キャビネット内に冷気を吐出する盤内ファンと、該盤内ファンによる冷気の吐出方向を、水平方向または垂直方向に変更可能とするガイド部材を、盤用冷却装置の盤内側の正面方向に取付けた構造であり、かつ、前記盤内ファンが遠心ファンであり、該遠心ファンを該ガイド部材の内側に取付けたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の盤用冷却装置を備えた盤用キャビネットであって、前記ガイド部材に形成した冷気の吐出口を、該内部機器と該盤用キャビネットとの空間部に臨ませたことを特徴とするものである。

本発明に係る盤用冷却装置によれば、盤内ファンによる冷気の吐出方向を、水平方向または垂直方向に変更可能とするガイド部材を、冷却装置本体の盤内側の正面方向に取付けた。これにより、盤内環境に応じて冷気の吐出する方向を変更することが可能となる。

また本発明によれば、盤内ファンを遠心ファンとしたことにより、冷気を遠心方向に吐出することができ、冷気が軸流方向に戻ることなくガイド部材の吐出口から吐出されるため、風力の損失を抑えることが可能となり、より効率的に冷気を盤用キャビネット内部で循環させることができる。また、遠心ファンをガイド部材の内側に取付けたことにより、冷却装置本体の盤内側に遠心ファンの取付機構がない場合でも、ガイド部材を取付けることにより遠心ファンを設置することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、ガイド部材に形成した冷気の吐出口を、内部機器と盤用キャビネットとの空間部に臨ませた。これにより、内部機器と盤用キャビネットとの空間部に冷気を吐出することができ、内部機器の位置に関わらず盤用キャビネット内部を冷却することが可能となり、さらに冷気と内部機器の排気ファンにより排気される暖気とが干渉しないため、より効率的に冷気を盤用キャビネット内部で循環させることができる。

本実施形態の盤用冷却装置を示す垂直断面斜視図である。本実施形態の盤用冷却装置を示す水平断面図である。ガイド部材を示す斜視図である。第２の実施形態を示す垂直断面斜視図である。第２の実施形態を示す垂直断面図である。第３の実施形態を示す垂直断面斜視図である。第３の実施形態を示す水平断面図である。第４の実施形態を示す水平断面図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。なお、図２、図５、および図８に示した矢印は、冷気の方向を示すものである。
図１、および図２に示すように、外部が扉１と側板パネル２とにより取り囲まれた盤用キャビネット３内部には、電子機器等の内部機器４がマウントレール５によって支持されている。内部機器４は、内部機器４自体に発生した熱を排気するための排気ファン１７を備えており、この排気ファン１７から排気される暖気により、盤内の温度が上昇する。なお、排気ファン１７は内部機器４の扉１側に取付けられており、排気ファン１７から排気される暖気は、扉１の方向に流れる。また、図２のように内部機器４と左右の側板パネル２との間には空間部２３が設けられている。

盤用キャビネット３内部を冷却するために、扉１には盤用冷却装置６が取付けられている。盤用冷却装置６は、中央にペルチェ素子７が取付けられ、盤用冷却装置６を吸熱側と放熱側とに区画する冷却装置本体８と、冷却装置本体８の盤内側である吸熱側の正面方向に取付けられた盤内ファンとしての遠心ファン９と、冷却装置本体８の放熱側に取付けられた盤外ファン１０とからなる。また、ペルチェ素子７の吸熱側には吸熱側ヒートシンク１２が取付けられており、放熱側には放熱側ヒートシンク１６が取付けられている。冷却装置本体８は図２のように扉１の内側、すなわち盤内に取付けられており、冷却装置本体８の吸熱側の正面には、吸熱側ヒートシンク１２により冷却された空気が吐出される開口部１３が形成されている。また、冷却装置本体８の吸熱側のうち、正面と、上面と、側面とには、盤用キャビネット３内部の空気を吸い込むための吸気孔１１が形成されている。また、本実施形態では、内部機器４の排気ファン１７は扉１側に取付け、盤用冷却装置６は扉１に取付けられているが、内部機器４の排気ファン１７は側板パネル２側に取付け、盤用冷却装置６は側板パネル２に取付けられてもよい。

冷却装置本体８の吸熱側の正面方向には、開口部１３を覆うように、ガイド部材１４がネジ止めによって着脱自在に取付けられる。図３のように、ガイド部材１４は箱形状をしており、ガイド部材正面１９の縁部には空気を吐出するための吐出口１５が形成されている。ガイド部材背面２０には開口部１３に対応した、図示しない孔形状部が形成されており、ガイド部材１４の内側には遠心ファン９が取付けられている。また、吐出口１５のガイド部材背面２０側からガイド部材正面１９側に向かっては、斜面２１が形成されている。なお、ガイド部材１４は、開口部１３に対応させて同数設置することが好ましい。また、ガイド部材１４の斜面２１は、冷気を効率よく吐出するために円弧状の面としてもよく、その他遠心ファン９の冷気を効率的に吐出する形状であれば差し支えない。

したがって、遠心ファン９が作動することにより、盤内の空気が吸気孔１１によって吸気された後に、吸熱側ヒートシンク１２へと流動することにより冷却され、この冷却された空気は、開口部１３を通過し、遠心ファン９によってガイド部材１４に形成された吐出口１５から盤用キャビネット３内へと吐出される。また、ペルチェ素子７を介して放熱側ヒートシンク１６に移動した熱は、盤外ファン１０によって盤外へと放出される。これにより、盤用キャビネット３内部を冷却することが可能となる。

なお、盤内ファンとして取り付けた遠心ファン９は、冷気を遠心方向に吐出するため、冷気が軸流方向に戻ることなくガイド部材１４の吐出口１５から冷気が吐出され、風力の損失を抑えることが可能となり、より効率的に冷気を盤用キャビネット３内部で循環させることができる。さらに、遠心ファン９にすることでガイド部材１４の厚みを薄くすることができるため、盤用キャビネット３の内部空間をより広く確保することができる。また、開口部１３があることで遠心ファン９を冷却装置本体８に取り付けられる箇所がない場合、遠心ファン９の取付機構を開口部１３に渡らせて設けることも可能であるが、部品点数が増えることや、取付機構により冷気の流れを防いでしまうことが考えられる。そこで、本実施形態では、遠心ファン９をガイド部材１４の内側に取付け、冷却装置本体８に取付機構がない場合でも、ガイド部材１４の設置により遠心ファン９を取付けることを可能としている。さらに、図７のように盤内ファンを軸流ファン２２としても差し支えなく、その場合は軸流ファン２２をガイド部材１４の内部に形成してもよく、また冷却装置本体８の吸熱側の正面に取付けてもよいものとする。軸流ファン２２にすることでより安価に盤内ファンを設置することができる。

さらに、本実施形態においては、図２に示すようにガイド部材１４を水平方向に冷気が吐出される向きで横列させて設置し、内部機器４と側板パネル２との空間部２３に冷気を吐出する方向に吐出口１５を臨ませる。これにより、冷気は内部機器４の位置による影響を受けず、さらに、冷気と内部機器４の排気ファン１７から排気される暖気とが干渉しないため、より効率的に盤用キャビネット３内部を冷却することが可能となる。

第２の実施形態として、図４、および図５に示すように、内部機器４の下部に十分な空間が存在する場合は、ガイド部材１４を垂直方向に冷気が吐出される向きで取付け、吐出口１５を内部機器４と盤用キャビネット底面１８との空間部２３に臨ませて配置することにより、内部機器４の下部を冷気が循環し、さらに内部機器４の排気ファン１７から排気される暖気との干渉が発生しないため、効率的に盤用キャビネット３内部を冷却することが可能となる。

同様に、内部機器４の上部に十分な空間が存在する場合は、ガイド部材１４を垂直方向に冷気が吐出される向きで取付け、吐出口１５を内部機器４と盤用キャビネット天井面との空間部に臨ませて配置することができる。さらに、内部機器４の上部と下部とに十分な空間が存在する場合は、ガイド部材１４を垂直方向に冷気が吐出される向きで取付け、一方の吐出口１５を内部機器４と盤用キャビネット天井面との空間部に臨ませ、他方の吐出口１５を内部機器４と盤用キャビネット底面１８との空間部２３に臨ませて配置することもできる。

なお、内部機器４が側面吸気である場合は、図１と同様にガイド部材１４を水平方向に冷気が吐出される向きで横列させて取付けることが望ましい。

このように、ガイド部材１４の取付方向を水平方向または垂直方向に変更可能とし、内部機器４と盤用キャビネット３との空間部２３に冷気を吐出することにより、内部機器４の位置に関わらず、盤用キャビネット３内部を冷却することができ、また冷気と排気ファン１７により排気される暖気とが干渉しないため、より効率的に冷気を盤用キャビネット３内部で循環させることができる。

なお、前述の通りガイド部材１４は開口部１３の数に応じて取付けられることが好ましいため、図１のように水平方向に２つの開口部１３を有する場合は、それぞれの開口部１３に対し、ガイド部材１４を水平方向に冷気が吐出される向きで横列させて取付けているが、図６、および図７に第３の実施形態として示すように、垂直方向に２つの開口部１３を有する場合には、ガイド部材１４を水平方向に冷気が吐出される向きで縦列させて取付けることができる。

さらに、吐出口１５から吐出される冷気が、内部機器４の排気ファン１７から排気される暖気とぶつかる場合や、内部機器４と側板パネル２との空間部２３に対して吐出口１５の位置が離れている場合には、第４の実施形態として図８に示すように、ガイド部材１４の長さを延長し、吐出口１５の位置をより側板パネル２側に近づけることにより、冷気を盤用キャビネット３内部で循環させても差し支えない。これは、ガイド部材１４の取付方向や吐出口１５の方向が、第４の実施形態と異なる場合においても適用できることは言うまでもない。

なお、本発明のガイド部材１４は、ペルチェ式の盤用冷却装置６のみならず、コンプレッサー式の盤用冷却装置やその他盤用熱交換器にも使用することができるものとする。

１扉
２側板パネル
３盤用キャビネット
４内部機器
５マウントレール
６盤用冷却装置
７ペルチェ素子
８冷却装置本体
９遠心ファン
１０盤外ファン
１１吸気孔
１２吸熱側ヒートシンク
１３開口部
１４ガイド部材
１５吐出口
１６放熱側ヒートシンク
１７排気ファン
１８盤用キャビネット底面
１９ガイド部材正面
２０ガイド部材背面
２１斜面
２２軸流ファン
２３空間部

Claims

電子機器等の内部機器を収納した盤用キャビネット内を冷却し、該盤用キャビネットの扉または側板パネルに取付けられる盤用冷却装置であって、該盤用キャビネット内に冷気を吐出する盤内ファンと、該盤内ファンによる冷気の吐出方向を、水平方向または垂直方向に変更可能とするガイド部材を、盤用冷却装置の盤内側の正面方向に取付けた構造であり、かつ、前記盤内ファンが遠心ファンであり、該遠心ファンを該ガイド部材の内側に取付けたことを特徴とする盤用冷却装置。
請求項１記載の盤用冷却装置を備えた盤用キャビネットであって、前記ガイド部材に形成した冷気の吐出口を、該内部機器と該盤用キャビネットとの空間部に臨ませたことを特徴とする盤用冷却装置を備えた盤用キャビネット。