JP6225342B2 - Panel cooling device and panel cabinet with panel cooling device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a panel cooling device for cooling an internal device such as an electronic device housed in a panel cabinet, and a panel cabinet provided with the panel cooling device.
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。 Board cabinets containing internal equipment such as electronic equipment have a problem that the temperature inside the board cabinet rises due to heat generated by the internal equipment. Therefore, as in Patent Document 1, an internal fan and an external fan are installed on both sides of a cooling device body having a Peltier element, and the internal fan causes the internal air to flow through the heat sink on the heat absorption side. A technology relating to a panel cooling device is disclosed in which the inside of a cabinet is cooled and the outside fan radiates heat from a heat sink on the heat radiation side to the outside.
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。 The in-panel fan is usually attached to the front side of the cooling device main body on the heat absorption side. However, especially when an exhaust fan is attached to the internal equipment, the cool air discharged from the internal fan interferes with the warm air exhausted by the exhaust fan of the internal equipment, thereby reducing the cooling efficiency inside the panel cabinet. There's a problem.
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。 In order to solve the above-mentioned problem, as shown in Patent Document 2, a panel cooling device is attached to the upper or lower part of the internal device, and the discharge direction of the cold air by the internal fan can be changed to the vertical direction. A technique for mounting is disclosed. However, depending on the arrangement of the internal equipment, it may not be possible to secure a space for mounting the panel cooling device above or below the internal equipment. In this case, the panel cooling system must be attached to the door or side panel. Even if the discharge direction of the cool air is changed to the vertical direction by the guide member, the cool air and the warm air exhausted by the exhaust fan of the internal device interfere with each other, and there is a problem that the circulation efficiency of the cool air is lowered. .
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。 The object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a panel cooling device that can efficiently cool the inside of the panel cabinet without being affected by the arrangement of internal devices and the warming of the exhaust fan, and It is to provide a panel cabinet equipped with a panel cooling device.
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。 The present invention made to solve the above problems is a panel cooling device that cools the inside of a panel cabinet containing internal equipment such as electronic equipment and is attached to a door or side panel of the panel cabinet, A panel fan that discharges cool air into the panel cabinet, and a guide member that can change the discharge direction of the cool air by the panel fan in a horizontal direction or a vertical direction, a front direction inside the panel of the panel cooling device And the fan in the panel is a centrifugal fan, and the centrifugal fan is attached to the inside of the guide member .
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。 Space invention of claim 2, a board cabinet having a panel cooling system of claim 1, wherein the outlet of the cold air formed in the guide member, and the internal equipment and該盤cabinet It is characterized by having come to the department.
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。 According to the panel cooling device according to the present invention, the guide member that can change the discharge direction of the cold air by the panel fan to the horizontal direction or the vertical direction is attached in the front direction inside the panel of the cooling device main body. Thereby, it becomes possible to change the direction in which the cool air is discharged in accordance with the in-panel environment.
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。 Further, according to the present invention, since the in- panel fan is a centrifugal fan, the cold air can be discharged in the centrifugal direction, and the cold air is discharged from the discharge port of the guide member without returning to the axial flow direction. It is possible to suppress the loss of the air, and it is possible to circulate the cold air inside the cabinet for the board more efficiently. In addition, by attaching the centrifugal fan to the inside of the guide member, it is possible to install the centrifugal fan by attaching the guide member even when there is no centrifugal fan attachment mechanism inside the panel of the cooling device body.
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。 According to the second aspect of the present invention, the cold air discharge port formed in the guide member is allowed to face the space between the internal device and the panel cabinet. As a result, the cool air can be discharged into the space between the internal device and the cabinet for the cabinet, and the inside of the cabinet for the cabinet can be cooled regardless of the position of the internal device. Since the exhausted warm air does not interfere, it is possible to circulate the cool air more efficiently inside the panel cabinet.
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。
Preferred embodiments of the present invention are shown below. The arrows shown in FIGS. 2, 5, and 8 indicate the direction of cool air.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, an internal device 4 such as an electronic device is supported by a mount rail 5 inside a cabinet 3 for the panel surrounded by a door 1 and a side plate panel 2. The internal device 4 includes an exhaust fan 17 for exhausting heat generated in the internal device 4 itself. The warm air exhausted from the exhaust fan 17 increases the temperature in the panel. The exhaust fan 17 is attached to the door 1 side of the internal device 4, and warm air exhausted from the exhaust fan 17 flows in the direction of the door 1. As shown in FIG. 2, a space 23 is provided between the internal device 4 and the left and right side panel 2.
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。 In order to cool the inside of the panel cabinet 3, a panel cooling device 6 is attached to the door 1. The panel cooling device 6 has a Peltier element 7 attached to the center, a cooling device main body 8 that partitions the panel cooling device 6 into a heat absorption side and a heat radiation side, and a front side on the heat absorption side that is the inside of the cooling device main body 8. It consists of a centrifugal fan 9 as an in-panel fan attached in the direction and an out-of-board fan 10 attached to the heat radiating side of the cooling device body 8. Further, a heat absorption side heat sink 12 is attached to the heat absorption side of the Peltier element 7, and a heat dissipation side heat sink 16 is attached to the heat dissipation side. As shown in FIG. 2, the cooling device body 8 is attached to the inside of the door 1, that is, inside the panel, and an opening through which the air cooled by the heat absorption side heat sink 12 is discharged on the heat absorption side front surface of the cooling device body 8. A portion 13 is formed. Further, among the heat absorption side of the cooling device main body 8, an intake hole 11 for sucking air inside the panel cabinet 3 is formed on the front surface, the upper surface, and the side surface. Further, in this embodiment, the exhaust fan 17 of the internal device 4 is attached to the door 1 side, and the panel cooling device 6 is attached to the door 1, but the exhaust fan 17 of the internal device 4 is attached to the side plate panel 2 side. The panel cooling device 6 may be attached to the side panel 2.
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。 A guide member 14 is detachably attached by screwing so as to cover the opening 13 in the front direction on the heat absorption side of the cooling device main body 8. As shown in FIG. 3, the guide member 14 has a box shape, and a discharge port 15 for discharging air is formed at the edge of the front surface 19 of the guide member. A hole-shaped portion (not shown) corresponding to the opening 13 is formed on the back surface 20 of the guide member, and the centrifugal fan 9 is attached inside the guide member 14. A slope 21 is formed from the guide member back surface 20 side of the discharge port 15 toward the guide member front surface 19 side. Note that the same number of guide members 14 are preferably installed corresponding to the openings 13. In addition, the inclined surface 21 of the guide member 14 may be an arcuate surface for efficiently discharging cool air, or any other shape that efficiently discharges the cool air of the centrifugal fan 9 may be used.
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。 Therefore, when the centrifugal fan 9 is operated, the air in the panel is sucked by the suction holes 11 and then cooled by flowing to the heat absorption side heat sink 12, and the cooled air passes through the opening 13. Then, it is discharged into the board cabinet 3 from the discharge port 15 formed in the guide member 14 by the centrifugal fan 9. Further, the heat transferred to the heat radiation side heat sink 16 through the Peltier element 7 is released to the outside of the board by the outside fan 10. Thereby, the inside of the board cabinet 3 can be cooled.
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。 Since the centrifugal fan 9 attached as an in-panel fan discharges cold air in the centrifugal direction, the cold air is discharged from the discharge port 15 of the guide member 14 without returning to the axial flow direction, thereby suppressing the loss of wind power. Therefore, it is possible to circulate the cold air inside the panel cabinet 3 more efficiently. Furthermore, since the thickness of the guide member 14 can be reduced by using the centrifugal fan 9, the internal space of the board cabinet 3 can be secured more widely. In addition, when there is no place where the centrifugal fan 9 can be attached to the cooling device main body 8 due to the presence of the opening 13, the attachment mechanism of the centrifugal fan 9 can be provided across the opening 13. It is conceivable that the flow of cold air is prevented by the increase or the mounting mechanism. Therefore, in this embodiment, the centrifugal fan 9 is attached to the inside of the guide member 14, and the centrifugal fan 9 can be attached by installing the guide member 14 even when the cooling device main body 8 has no attachment mechanism. Further, as shown in FIG. 7, the in-panel fan may be used as the axial fan 22, in which case the axial fan 22 may be formed inside the guide member 14, and the front side of the cooling device body 8 on the heat absorption side. It may be attached to. By using the axial fan 22, the in-panel fan can be installed at a lower cost.
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。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the guide members 14 are installed side by side in the direction in which the cool air is discharged in the horizontal direction, and the cool air is discharged into the space 23 between the internal device 4 and the side plate panel 2. The discharge port 15 faces in the direction of As a result, the cool air is not affected by the position of the internal device 4, and further, the cool air and the warm air exhausted from the exhaust fan 17 of the internal device 4 do not interfere with each other, so that the inside of the panel cabinet 3 is cooled more efficiently. It becomes possible.
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。 As a second embodiment, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, when there is sufficient space in the lower part of the internal device 4, the guide member 14 is attached in the direction in which cold air is discharged in the vertical direction and discharged. By arranging the outlet 15 so as to face the space 23 between the internal device 4 and the board cabinet bottom surface 18, cold air circulates in the lower part of the internal device 4 and further warm air exhausted from the exhaust fan 17 of the internal device 4. Therefore, the inside of the panel cabinet 3 can be efficiently cooled.
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。 Similarly, when there is a sufficient space above the internal device 4, the guide member 14 is mounted in a direction in which cool air is discharged in the vertical direction, and the discharge port 15 is a space between the internal device 4 and the cabinet ceiling surface. Can be placed facing the part. Further, when there is sufficient space in the upper part and the lower part of the internal device 4, the guide member 14 is mounted in a direction in which cold air is discharged in the vertical direction, and the one discharge port 15 is connected to the internal device 4 and the cabinet cabinet ceiling. The other discharge port 15 may be disposed so as to face the space portion 23 between the internal device 4 and the cabinet bottom surface 18 and face the space portion with the surface.
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。 In the case where the internal device 4 is side intake, it is desirable that the guide members 14 are mounted in a row in the direction in which the cool air is discharged in the horizontal direction, as in FIG.
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。 As described above, the mounting direction of the guide member 14 can be changed to the horizontal direction or the vertical direction, and the cool air is discharged into the space 23 between the internal device 4 and the panel cabinet 3, regardless of the position of the internal device 4. The inside of the board cabinet 3 can be cooled, and the cold air and the warm air exhausted by the exhaust fan 17 do not interfere with each other, so that the cold air can be circulated inside the board cabinet 3 more efficiently.
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。 In addition, since it is preferable that the guide member 14 is attached according to the number of the opening parts 13 as described above, when the two opening parts 13 are provided in the horizontal direction as shown in FIG. The guide member 14 is mounted in a row in the direction in which the cool air is discharged in the horizontal direction, but has two openings 13 in the vertical direction as shown in FIGS. 6 and 7 as the third embodiment. The guide member 14 can be mounted in a row in the direction in which cold air is discharged in the horizontal direction.
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。 Further, when the cool air discharged from the discharge port 15 collides with the warm air exhausted from the exhaust fan 17 of the internal device 4, or the position of the discharge port 15 is relative to the space 23 between the internal device 4 and the side panel 2. In the case where they are separated, as shown in FIG. 8 as the fourth embodiment, the length of the guide member 14 is extended, and the position of the discharge port 15 is made closer to the side plate panel 2 side, so that cold air is used for the board. It does not matter if it is circulated inside the cabinet 3. It goes without saying that this can also be applied when the mounting direction of the guide member 14 and the direction of the discharge port 15 are different from those of the fourth embodiment.
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。 The guide member 14 according to the present invention can be used not only for the Peltier-type panel cooling device 6 but also for the compressor-type panel cooling device and other panel heat exchangers.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Door 2 Side plate panel 3 Panel cabinet 4 Internal equipment 5 Mount rail 6 Panel cooling device 7 Peltier element 8 Cooling device main body 9 Centrifugal fan 10 Outboard fan 11 Intake hole 12 Heat absorption side heat sink 13 Opening part 14 Guide member 15 Discharge port 16 Heat radiation heat sink 17 Exhaust fan 18 Panel cabinet bottom 19 Guide member front surface 20 Guide member rear surface 21 Slope 22 Axial fan 23 Space
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