JP6759302B2 - 発熱体の冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、冷却空気が流通する冷却ダクトを備える発熱体の冷却システムに関するものである。

従来、触媒充填部の片側となる導入部に流量調整用の多孔板を設け、触媒充填部に導入される改質ガス及び酸化空気または酸素が、導入部から多孔板を通って触媒充填部に入ることで、触媒充填部において一酸化炭素を除去する、改質ガス中の一酸化炭素除去装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この一酸化炭素除去装置において、多孔板は、触媒充填部に導入されるガスの流量を調整するために設けられている。

特開平１０−２４５５７３号公報

ところで、多孔板に流入するガス等の流体の流入方向と、多孔板から流出する流体の流出方向とを直交させる場合がある。この場合、特許文献１の多孔板は薄板の構成となっているため、多孔板から流出する流体は、流入方向の成分と流出方向の成分とが合成されることで、斜めに流出する可能性がある。このため、流入方向に対し流出方向を直交させるべく、多孔板に形成される多孔穴の穴径を小さくすることが考えられる。しかしながら、多孔穴の加工が煩雑となることで加工コストが上昇する可能性があり、また、多孔穴に塵埃等の異物が目詰まりする可能性がある。

そこで、本発明は、ダクト本体の内部を流通する冷却空気の流れ方向と、ダクト本体の外部へ流出する冷却空気の流れ方向とが直交する場合であっても、冷却空気を好適に案内することができる冷却ダクト及び発熱体の冷却システムを提供することを課題とする。

本発明の冷却ダクトは、内部に冷却空気が流通するダクト本体と、前記ダクト本体に形成され、前記冷却空気の流れ方向に対して直交する直交方向に形成される開口部と、前記開口部に設けられ、前記ダクト本体内を流通する前記冷却空気を、前記冷却空気の流れ方向から直交方向に向かうように、前記ダクト本体の内部から外部へ案内する整流板と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、ダクト本体の内部を流通する冷却空気は、流れ方向から直交方向に向かって、ダクト本体の内部から整流板を通って外部へ流通する。このとき、整流板によって、冷却空気を整流することができるため、ダクト本体の内部を流通する冷却空気の流れ方向（流入方向）と、ダクト本体の外部へ流出する冷却空気の流れ方向（流出方向）とが直交する場合であっても、冷却空気を好適に案内することができる。

また、前記整流板は、複数の貫通孔が形成される多孔板であり、前記多孔板は、前記直交方向における長さが板厚となっており、前記貫通穴は、前記直交方向に延在して形成され、前記多孔板の板厚をＬとし、前記冷却空気の流れ方向における前記貫通孔の長さをＤとすると、前記板厚Ｌ及び前記貫通孔の長さＤは、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たすことが好ましい。

この構成によれば、多孔板の板厚Ｌと貫通孔の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることで、多孔板の板厚Ｌを、貫通孔の長さＤの２倍よりも大きくすることができる。このため、冷却空気は、貫通孔を流通することで、直交方向に指向される。よって、上記の関係を満たす多孔板により、冷却空気を直交方向に好適に案内することができる。なお、好ましくは、貫通孔の大きさを変えずに、板厚Ｌを厚くすることがよい。また、板厚Ｌは、ダクト本体に要求される構造強度に応じて設計される板厚となっている。さらに、多孔板の板厚Ｌと貫通孔の長さＤとの関係は、Ｌ／Ｄ＞３とすることがより好ましい。

また、前記貫通孔の長さＤは、０．４ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲であり、前記板厚Ｌは、１．２ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲であることが好ましい。

この構成によれば、板厚Ｌが厚くなり過ぎることを抑制しつつ、この多孔板に形成される貫通孔を、Ｌ／Ｄ＞２を満たすものとすることができる。これにより、板厚Ｌが厚くなることによる多孔板の重量増加を抑制することができる。

また、前記貫通孔の長さＤは、３ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲であり、前記板厚Ｌは、９ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲であることが好ましい。

この構成によれば、板厚Ｌを、ダクト本体に要求される構造強度に応じた十分な板厚とすることができ、また、貫通孔を加工容易な大きさとすることができる。このため、多孔板の加工費を抑制することができ、多孔板を安価に構成することが可能となる。

また、前記貫通孔の長さＤは、前記直交方向に亘って同じ長さとなっていることが好ましい。

この構成によれば、貫通孔の長さＤを直交方向に亘って同じ長さとすることができるため、貫通孔を容易に形成することができる。なお、貫通孔は、円柱形状であってもよいし、スリット形状であってもよく、特に限定されない。

また、前記貫通孔の長さＤは、前記直交方向において前記ダクト本体の内部から外部へ向かって広がるテーパ形状となっていることが好ましい。

この構成によれば、ダクト本体の内部から外部へ向かうにつれて、貫通孔の流路面積を広くすることができる。このため、貫通孔を流通する冷却空気は、ダクト本体の内部から外部へ向かうにつれて流速が低くなり、これにより、ダクト本体の外部へ流出する冷却空気の乱れを抑制することができる。

また、前記多孔板は、複数の開口孔が形成される多孔板本体と、前記多孔板本体に付設され、前記多孔板本体の前記開口孔に連通する案内孔が形成される案内部材と、を有し、前記貫通孔は、前記開口孔と前記案内孔とを含むことが好ましい。

この構成によれば、多孔板を、多孔板本体と案内部材とを含んで構成することができるため、多孔板本体の厚さを薄くすることができ、これにより、多孔板の軽量化を図ることができる。

また、前記案内部材は、ハニカム構造体であることが好ましい。

この構成によれば、多孔板本体にハニカム構造体を取り付けることで、多孔板を容易に構成するが可能となり、また、軽量な多孔板とすることができる。

また、前記整流板は、多数の細孔を有する多孔質体であることが好ましい。

この構成によれば、ダクト本体の開口部に多孔質体を設けることで、多孔質体を流通する冷却空気は、ダクト本体の内部における流れ方向の成分が抑制されることから、直交方向に指向される。これにより、多孔質体は、冷却空気を直交方向に好適に案内することができる。また、多孔質体は、流通する冷却空気に含まれる塵埃等の異物を除去することができるため、クリーンな冷却空気をダクト本体の外部に流通させることができる。さらに、多孔質体からダクト本体の外部に流出する冷却空気をほぼ一様流とすることができ、また、流出側における流速を低くできることから、ダクト本体の外部へ流出する冷却空気の乱れを抑制することができる。

また、前記多孔質体は、案内孔が形成される案内部材と、前記案内孔に設けられる多孔質部材と、を有することが好ましい。

この構成によれば、案内部材の案内孔に多孔質部材を設けることによって、多孔質体の強度の向上を図ることができる。また、案内部材の案内孔によって、多孔質部材を通過する冷却空気の流れ方向を直交方向に指向することができるため、多孔質体は、冷却空気を直交方向により好適に案内することができる。

また、前記多孔質体は、多数の細孔が形成される多孔質本体と、前記多孔板本体に付設され、前記多孔板本体の前記細孔に連通する案内孔が形成される案内部材と、を有することが好ましい。

この構成によれば、案内部材の案内孔の内部に多孔質部材を設けることが困難である場合、多孔質本体に案内部材を付設することで、案内部材の案内孔によって、冷却空気の流れ方向を直交方向に指向することができる。このため、多孔質体は、多孔質本体を通過する冷却空気を直交方向により好適に案内することができる。また、多孔質体を、多孔質本体と案内部材とを含んで構成することができるため、多孔質本体の厚さを薄くすることができ、これにより、多孔質体の軽量化を図ることができる。

本発明の発熱体の冷却システムは、設置面に設置される発熱体と、前記設置面の下方側に設けられる、上記の冷却ダクトと、前記冷却ダクトへ向けて前記冷却空気を供給する冷却空気供給装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、冷却ダクトから流出する冷却空気は、整流されて直交方向に流出するため、冷却空気の流れ方向の下流側において乱れによる滞留を発生させることなく、発熱体を効率よく冷却することができる。なお、発熱体としては、プリント基板等の電気機器及び電子機器を含むものである。

また、前記発熱体は、電気機器または電子機器であり、前記冷却ダクトは、隣接する前記電気機器または電子機器の間に設けられることが好ましい。

この構成によれば、電気機器または電子機器の間に、整流した冷却空気を流通させることができるため、電気機器または電子機器が密集する場合であっても、電気機器または電子機器を効率よく冷却することができる。

図１は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを正面から見たときの断面図である。 図２は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを模式的に表した平面図である。 図３は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを側面から見たときの断面図である。 図４は、実施例１に係る冷却ダクトを正面から見たときの断面図である。 図５は、実施例１に係る多孔板の断面図である。 図６は、実施例１に係る多孔板の平面図である。 図７は、実施例１に係る多孔板を通過する冷却空気の指向性と、従来の多孔板を通過する冷却空気の指向性とを比較したグラフである。 図８は、実施例１の変形例に係る多孔板の平面図である。 図９は、実施例２に係る多孔板の断面図である。 図１０は、実施例３に係る多孔板の断面図である。 図１１は、実施例４に係る多孔板の断面図である。 図１２は、実施例４に係る多孔板の平面図である。 図１３は、実施例５に係る多孔質体の断面図である。 図１４は、実施例６に係る多孔質体の断面図である。 図１５は、実施例７に係る多孔質体の断面図である。

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせることも可能である。

図１は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを正面から見たときの断面図である。図２は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを模式的に表した平面図である。図３は、実施例１に係る発熱体の冷却システムを側面から見たときの断面図である。図４は、実施例１に係る冷却ダクトを正面から見たときの断面図である。図５は、実施例１に係る多孔板の断面図である。図６は、実施例１に係る多孔板の平面図である。図７は、実施例１に係る多孔板を通過する冷却空気の指向性と、従来の多孔板を通過する冷却空気の指向性とを比較したグラフである。

実施例１の発熱体５の冷却システム１は、例えば、床面（設置面３）に設置された発熱体５としての電気機器または電子機器を、冷却空気を流通させることにより冷却するシステムとなっており、発熱体５としては、例えば、プリント基板等の電気機器及び電子機器を含む装置が適用されている。以下、発熱体５の冷却システム１について説明する。

冷却システム１は、設置面３に設置される複数の発熱体５と、複数の発熱体５の間に設けられる複数のスペーサ６と、設置面３の下方側に設けられる複数の冷却ダクト７と、複数の冷却ダクト７に冷却空気を供給する冷却空気供給装置８とを備えている。

複数の発熱体５は、図２に示すように、平面視方形状に形成され、水平方向において格子状に配置されている。このとき、隣接する発熱体５は、所定の奥行き方向（図２の上下方向）において、寄せて（詰めて）配置される一方で、所定の奥行き方向に直交する幅方向（図２の左右方向）において、所定の隙間を空けて配置される。このため、幅方向に隣接する発熱体５の隙間には、冷却空気が流通可能な空間１３が、奥行き方向に延在して形成されている。また、この空間１３は、幅方向に複数形成され、複数の空間１３は、幅方向において平行に並べて形成される。

この発熱体５は、図１に示すように、その内部に複数の発熱セルを収容するラック１１が複数配置されており、複数のラック１１は、幅方向に並べて設置されると共に、高さ方向に積み上げられて設置されている。

複数のスペーサ６は、図２に示すように、幅方向において隣接する発熱体５の間に設けられ、奥行き方向に沿って所定の間隔を空けて複数設けられている。このため、発熱体５によって奥行き方向に延在して形成される空間１３は、複数のスペーサ６によって、複数の分割空間１３ａに分割される。

冷却ダクト７は、図１に示すように、設置面３の下方側に形成され、幅方向に隣接する発熱体５の間に形成されている。また、冷却ダクト７は、空間１３が延在する奥行き方向に沿って設けられている。このため、冷却ダクト７は、幅方向に平行となる複数の空間１３に応じて、複数設けられる。この冷却ダクト７は、その内部に冷却空気Ａが流通しており、冷却ダクト７の内部を流通する冷却空気Ａは、冷却ダクト７の外部となる空間１３に流出する。

冷却空気供給装置８は、複数の冷却ダクト７の内部へ冷却空気を供給しており、例えば、ブロワ等を用いて構成されている。なお、冷却空気供給装置８から複数の冷却ダクト７へ至る複数の流路には、流量調整弁をそれぞれ設けてもよく、複数の流量調整弁の開度を適宜調整することで、複数の冷却ダクト７に供給する冷却空気の流量を調整してもよい。

次に、図４を参照して、冷却ダクト７について説明する。上記したように、冷却ダクト７は、奥行き方向に延在して設けられており、空間１３へ向けて冷却空気Ａを供給している。この冷却ダクト７は、ダクト本体２１と、多孔板２２とを含んで構成されている。

ダクト本体２１は、奥行き方向に直交する面で切った断面が矩形状となっている。このダクト本体２１は、凹形状のダクト部材２１ａの両端部が、設置面３を構成する設置部材２５の裏側（下方側）に、溶接等によって接合されることで構成される。このダクト本体２１の内部において、冷却空気Ａは、奥行き方向に流通する。ダクト本体２１には、高さ方向の上方側となる設置面３に開口部２３が形成されている。

開口部２３は、ダクト本体２１の内部と、ダクト本体２１の外部となる空間１３とを連通させる開口となっている。この開口部２３は、複数の分割空間１３ａに応じて複数形成され、分割空間１３ａの奥行き方向に沿って形成されている。ここで、開口部２３には、多孔板２２が取り付けられる。このため、ダクト本体２１の開口部２３周りの縁部には、多孔板２２を係止するための段部２１ｂが形成されている。段部２１ｂは、開口部２３が連通する方向（高さ方向）において、設置部材２５の下方側の一部が、上方側の一部に比して、開口部２３の内側へ向かって突出させることで形成される。

多孔板２２は、開口部２３に設けられ、ダクト本体２１の内部を奥行き方向に流通する冷却空気Ａを、奥行き方向に直交する高さ方向（直交方向）に向かうように、ダクト本体２１の内部から外部へ案内している。具体的に、多孔板２２は、その高さ方向における長さが板厚となっており、複数の貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は、図６に示すように、その開口形状が円形状となっており、板厚方向にストレートに貫通して形成されている。また、複数の貫通孔３１は、千鳥状に配置されている。

この多孔板２２は、その周縁部が、ダクト本体２１の段部２１ｂに係止するように、フランジ部２２ａが形成されている。フランジ部２２ａは、多孔板２２の高さ方向における上方側の部位を、下方側の部位に比して、外側に突出させることで形成されている。このとき、ダクト本体２１の段部２１ｂ及び多孔板２２のフランジ部２２ａの少なくとも一方は、多孔板２２の上面が、設置面３と同じ高さとなるように形成される。

ここで、多孔板２２の板厚をＬとし、奥行き方向における貫通孔３１の長さ（つまり、貫通孔３１の直径）をＤとすると、板厚Ｌ及び貫通孔の長さＤは、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たしている。このとき、貫通孔３１は、円柱形状となっていることから、長さＤは、高さ方向に亘って同じ長さとなる。具体的に、貫通孔３１の長さＤは、０．４ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲とし、板厚Ｌは、１．２ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲とすることが望ましく、より好適には、貫通孔３１の長さＤは、３ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲とし、板厚Ｌは、９ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲とすることがよい。このとき、板厚Ｌは、ダクト本体２１に要求される構造強度に応じて設計される板厚となっている。また、貫通孔３１の長さＤは、加工が容易な大きさとなっている。このため、好ましくは、加工容易な貫通孔３１の大きさを変えることなく、板厚Ｌを厚くすることがよい。このように、板厚Ｌと貫通孔の長さＤとを、Ｌ／Ｄ＞２の関係とすることで、ダクト本体２１の内部から外部へ流通する冷却空気Ａの指向性を高めることができる。また、板厚Ｌと貫通孔の長さＤとは、Ｌ／Ｄ＞２の関係となっているが、Ｌ／Ｄ＞３の関係とすることで、より指向性を高めることができる。

次に、図７を参照して、実施例１に係る多孔板２２を通過する冷却空気Ａの指向性と、従来の多孔板を通過する冷却空気の指向性とについて比較する。ここで、実施例１の多孔板２２は、板厚Ｌを、１２ｍｍとし、貫通孔３１の長さＤを４ｍｍとしたものであり、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たしたものとなっている。一方で、従来の多孔板は、板厚Ｌを、１ｍｍとし、貫通孔３１の長さＤを５ｍｍとしたものであり、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たしていないものとなっている。

図７に示すグラフは、その横軸がＬ／Ｄであり、その縦軸が、貫通孔３１の軸方向と冷却空気Ａが多孔板２２から流出する流出方向とが為す角度θである。また、点Ｐ１は、実施例１の多孔板２２に関する点であり、点Ｐ２は、従来の多孔板に関する点である。図７に示すように、実施例１の多孔板２２は、角度θが０°に近いことから、多孔板２２から流出する冷却空気Ａは、貫通孔３１の軸方向（高さ方向）に沿った流れになることが確認された。一方で、従来の多孔板は、角度θが９０°に近いことから、多孔板２２から流出する冷却空気Ａは、ダクト本体２１の奥行き方向に沿った流れになることが確認された。以上から、実施例１のように、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たす多孔板２２とすることで、冷却空気Ａの指向性を向上させることができることが確認された。

以上のように、実施例１によれば、ダクト本体２１の内部を奥行き方向に流通する冷却空気Ａは、奥行き方向から直交する高さ方向に向かって、ダクト本体２１の内部から多孔板２２を通ってダクト本体２１の外部の空間１３へ流通する。このとき、多孔板２２によって、冷却空気Ａを整流することができるため、ダクト本体２１の内部を流通する冷却空気Ａの流れ方向（流入方向：奥行き方向）と、ダクト本体２１の外部へ流出する冷却空気Ａの流れ方向（流出方向：高さ方向）とが直交する場合であっても、冷却空気Ａを好適に案内することができる。

また、実施例１によれば、多孔板２２の板厚Ｌと貫通孔３１の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることで、多孔板２２の板厚Ｌを、貫通孔３１の長さＤの２倍よりも大きくすることができる。このため、冷却空気Ａは、貫通孔３１を流通することで、高さ方向に指向される。よって、上記の関係を満たす多孔板２２により、冷却空気Ａを奥行き方向から高さ方向に好適に案内することができる。

また、実施例１によれば、貫通孔３１の長さＤを、０．４ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲とし、板厚Ｌを、１．２ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲とすることができるため、板厚Ｌが厚くなり過ぎることを抑制しつつ、この多孔板２２に形成される貫通孔３１を、Ｌ／Ｄ＞２を満たすものとすることができる。これにより、板厚Ｌが厚くなることによる多孔板２２の重量増加を抑制することができる。

また、実施例１によれば、貫通孔３１の長さＤを、３ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲とし、板厚Ｌを、９ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲とすることができるため、板厚Ｌを、ダクト本体２１に要求される構造強度に応じた十分な板厚とすることができ、また、貫通孔３１を加工容易な大きさとすることができる。このため、多孔板２２の加工費を抑制することができ、多孔板２２を安価に構成することが可能となる。

また、実施例１によれば、貫通孔３１の長さＤを高さ方向に亘って同じ長さとすることができるため、貫通孔３１を容易に形成することができる。

なお、実施例１では、貫通孔３１を、断面円形のストレート形状としたが、図８に示す変形例としてもよい。図８は、実施例１の変形例に係る多孔板の平面図である。図８に示す多孔板２２において、貫通孔３１は、その開口形状が、奥行き方向に短く、幅方向に長い長穴となるスリット形状に形成されており、板厚方向に貫通して形成されている。また、複数の貫通孔３１は、奥行き方向に並べて複数形成されている。スリット形状の貫通孔３１は、実施例１と同様に、多孔板２２の板厚Ｌと貫通孔３１の奥行き方向の長さＤとの関係が、Ｌ／Ｄ＞２となっている。

次に、図９を参照して、実施例２に係る多孔板５０について説明する。図９は、実施例２に係る多孔板の断面図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明し、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。実施例１では、貫通孔３１の長さＤを高さ方向に亘って同じ長さとしたが、実施例２では、貫通孔３１の長さＤを高さ方向において変化させている。

具体的に、図９に示すように、実施例２の多孔板５０に形成される貫通孔５１は、その長さＤが、高さ方向（板厚方向）において、ダクト本体２１の内部から外部へ向かって広がるテーパ形状となっている。このとき、貫通孔５１は、その開口形状が円形であってもよいし、スリット形状であってもよい。

以上のように、実施例２によれば、ダクト本体２１の内部から外部へ向かうにつれて、貫通孔５１の流路面積を広くすることができる。このため、貫通孔５１を流通する冷却空気Ａは、ダクト本体２１の内部から外部へ向かうにつれて流速が低くなり、これにより、ダクト本体２１の外部へ流出する冷却空気Ａの乱れを抑制することができる。

次に、図１０を参照して、実施例３に係る多孔板６０について説明する。図１０は、実施例３に係る多孔板の断面図である。なお、実施例３でも、重複した記載を避けるべく、実施例１及び２と異なる部分について説明し、実施例１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。

図１０に示すように、実施例３の多孔板６０は、複数の開口孔６３が形成される多孔板本体６１と、多孔板本体６１に付設される複数の円筒体（案内部材）６２とを含んで構成されている。

多孔板本体６１は、薄板となる従来の多孔板、すなわち、実施例１のＬ／Ｄ＞２の関係を満たさない多孔板となっている。多孔板本体６１は、複数の開口孔６３が形成され、この開口孔６３は、その開口形状が円形状となっている。

複数の円筒体６２は、多孔板本体６１に形成される複数の開口孔６３に応じて設けられている。円筒体６２は、内部が中空となる円筒形状に構成され、その内部が、冷却空気Ａを案内する案内孔６４となっている。この円筒体６２は、案内孔６４が、多孔板本体６１の開口孔６３に連通するように、多孔板本体６１に溶接等によって接合される。このため、多孔板本体６１と複数の円筒体６２とは、一体に形成される。

このように構成される多孔板６０は、その貫通孔３１が、開口孔６３とこの開口孔６３に連通する案内孔６４とを含んで構成される。このため、多孔板６０は、その板厚Ｌが、多孔板本体６１及び円筒体６２を含む厚さとなる。そして、多孔板６０は、板厚Ｌ及び貫通孔の長さＤが、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たしている。

以上のように、実施例３によれば、従来の多孔板に相当する多孔板本体６１に、複数の円筒体６２を付設することで、多孔板６０の板厚Ｌと貫通孔３１の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることができる。このとき、多孔板６０を、多孔板本体６１と複数の円筒体６２とを含んで構成することにより、多孔板本体６１の厚さを薄くすることができるため、実施例１の多孔板２２に比して、多孔板６０の重量を軽減することができ、これにより、多孔板６０の軽量化を図ることができる。また、多孔板６０の板厚Ｌと貫通孔３１の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることができるため、実施例１と同様に、冷却空気Ａを奥行き方向から高さ方向に好適に案内することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して、実施例４に係る多孔板７０について説明する。図１１は、実施例４に係る多孔板の断面図である。図１２は、実施例４に係る多孔板の平面図である。なお、実施例４でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から３と異なる部分について説明し、実施例１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。

図１１に示すように、実施例４の多孔板７０は、複数の開口孔７３が形成される多孔板本体７１と、多孔板本体７１に付設されるハニカム構造体等の案内部材７２とを含んで構成されている。なお、多孔板本体７１は、実施例３と同様の構成であるため、説明を省略する。

案内部材７２は、正六角柱となる案内孔７４が複数形成されたハニカム構造体を用いて構成されている。案内部材７２は、その一部の案内孔７４が、多孔板本体７１の開口孔７３に連通するように、多孔板本体７１に溶接等によって接合される。このため、多孔板本体７１と案内部材７２とは、一体に形成され、複数の案内孔７４の一部に冷却空気Ａが流通する。このとき、案内部材７２の複数の案内孔７４は、所定の位置に形成されていることから、図１２に示すように、多孔板本体７１の複数の開口孔７３は、複数の案内孔７４が形成される位置に応じて形成される。ここで、案内部材７２としては、ハニカム構造体を適用したが、四角柱となる案内孔７４が複数形成された格子状の構造体を用いてもよく、特に限定されない。

このように構成される多孔板７０は、その貫通孔３１が、開口孔７３とこの開口孔７３に連通する案内孔７４とを含んで構成される。このため、多孔板７０は、その板厚Ｌが、多孔板本体７１及び案内部材７２を含む厚さとなる。そして、多孔板７０は、板厚Ｌ及び貫通孔の長さＤが、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たしている。

以上のように、実施例４によれば、従来の多孔板に相当する多孔板本体７１に、案内部材７２を付設することで、多孔板７０の板厚Ｌと貫通孔３１の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることができる。このとき、多孔板７０を、多孔板本体７１と案内部材７２とを含んで構成することにより、多孔板本体７１の厚さを薄くすることができるため、実施例１の多孔板２２に比して、多孔板７０の重量を軽減することができ、これにより、多孔板７０の軽量化を図ることができる。また、実施例３の多孔板６０のように、複数の円筒体６２を複数の開口孔６３に接合する必要がなく、多孔板本体７１に案内部材７２を接合すればよいため、容易に多孔板７０を形成することができる。さらに、多孔板７０の板厚Ｌと貫通孔３１の長さＤとの関係を、Ｌ／Ｄ＞２とすることができるため、実施例１と同様に、冷却空気Ａを奥行き方向から高さ方向に好適に案内することができる。

次に、図１３を参照して、実施例５に係る冷却ダクト８０について説明する。図１３は、実施例５に係る多孔質体の断面図である。なお、実施例５でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から４と異なる部分について説明し、実施例１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。

図１３に示すように、実施例５の冷却ダクト８０は、ダクト本体２１と、多孔質体８１とを含んで構成されている。つまり、実施例５の冷却ダクト８０は、実施例１の多孔板２２に代えて、多孔質体８１を設けた構成となっている。

多孔質体８１は、粒状の金属を焼結して構成した焼結金属となっており、その内部に多数の細孔が形成されている。この多孔質体８１は、開口部２３に設けられ、ダクト本体２１の内部を奥行き方向に流通する冷却空気Ａを、奥行き方向に直交する高さ方向（直交方向）に向かうように、ダクト本体２１の内部から外部へ案内している。具体的に、多孔質体８１を流通する冷却空気Ａは、奥行き方向の成分が多孔質体８１によって抑制されることから、高さ方向に指向される。ここで、多孔質体８１としては、焼結金属を適用したが、セラミック等の他の多孔質体を用いてもよく、特に限定されない。

以上のように、実施例５によれば、ダクト本体２１の開口部２３に多孔質体８１を設け、多孔質体８１に冷却空気Ａを流通させることで、冷却空気Ａを奥行き方向から高さ方向に好適に案内することができる。また、多孔質体８１は、流通する冷却空気Ａに含まれる塵埃等の異物を除去することができるため、クリーンな冷却空気Ａをダクト本体２１の外部となる空間１３に流通させることができる。さらに、多孔質体８１からダクト本体２１の外部に流出する冷却空気Ａをほぼ一様流とすることができ、また、流出側における流速を低くできることから、ダクト本体２１の外部の空間１３へ流出する冷却空気Ａの乱れを抑制することができる。

次に、図１４を参照して、実施例６に係る多孔質体９０について説明する。図１４は、実施例６に係る多孔質体の断面図である。なお、実施例６でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から５と異なる部分について説明し、実施例１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。

図１４に示すように、実施例６の多孔質体９０は、複数の案内孔９３が形成されるハニカム構造体等の案内部材９１と、案内孔９３に設けられる多孔質部材９２とを含んで構成されている。

案内部材９１は、正六角柱となる案内孔９３が複数形成されたハニカム構造体を用いて構成されている。複数の案内孔９３には、粒状の金属を焼結して構成した焼結金属となる多孔質部材９２がそれぞれ設けられ、案内部材９１と複数の多孔質部材９２とは、一体に形成されている。このため、多孔質体９０を流通する冷却空気Ａは、案内部材９１の案内孔９３に設けられる多孔質部材９２を流通することから、高さ方向に指向される。ここで、案内部材９１は、ハニカム構造体を適用したが、実施例４と同様に、四角柱となる案内孔９３が複数形成された格子状の構造体を用いてもよく、特に限定されない。また、多孔質部材９２としては、焼結金属を適用したが、実施例５と同様に、セラミック等の他の多孔質部材を用いてもよく、特に限定されない。

以上のように、実施例６によれば、案内部材９１の案内孔９３に多孔質部材９２を設けることによって、多孔質体９０の強度の向上を図ることができる。また、案内部材９１の案内孔９３によって、多孔質部材９２を通過する冷却空気Ａの流れ方向を高さ方向に指向することができるため、多孔質体９０は、冷却空気Ａを奥行き方向から高さ方向により好適に案内することができる。

次に、図１５を参照して、実施例７に係る多孔質体１００について説明する。図１５は、実施例７に係る多孔質体の断面図である。なお、実施例７でも、重複した記載を避けるべく、実施例１から６と異なる部分について説明し、実施例１から６と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。

図１５に示すように、実施例７の多孔質体１００は、多孔質本体１０１と、多孔質本体１０１に付設されるハニカム構造体等の案内部材１０２とを含んで構成されている。なお、多孔質本体１０１は、厚みは異なるものの、実施例５の多孔質体８１と同様の構成であるため、説明を省略する。

案内部材１０２は、正六角柱となる案内孔１０４が複数形成されたハニカム構造体を用いて構成されている。複数の案内孔１０４は、多孔質本体１０１に溶接等によって接合される。このため、多孔質本体１０１と案内部材１０２とは、一体に形成され、複数の案内孔１０４に冷却空気Ａが流通した後、多孔質本体１０１に冷却空気Ａが流通する。このため、多孔質体１００を流通する冷却空気Ａは、案内部材１０２の案内孔１０４を流通することから、高さ方向に指向される。ここで、案内部材１０２としては、ハニカム構造体を適用したが、実施例６と同様に、四角柱となる案内孔１０４が複数形成された格子状の構造体を用いてもよく、特に限定されない。

以上のように、実施例７によれば、実施例６のように、案内部材９１の案内孔９３の内部に多孔質部材９２を設けることが困難である場合であっても、多孔質本体１０１に案内部材１０２を付設することで、案内部材１０２の案内孔１０４によって、冷却空気Ａの流れ方向を高さ方向に指向することができる。このため、多孔質体１００は、多孔質本体１０１を通過する冷却空気Ａを、奥行き方向から高さ方向により好適に案内することができる。また、多孔質体１００を、多孔質本体１０１と案内部材１０２とを含んで構成することができるため、実施例５の多孔質体８１に比して、多孔質本体１０１の厚さを薄くすることができ、これにより、多孔質体１００の軽量化を図ることができる。

１ 冷却システム
３ 設置面
５ 発熱体
６ スペーサ
７ 冷却ダクト
８ 冷却空気供給装置
１１ ラック
１３ 空間
１３ａ 分割空間
２１ ダクト本体
２１ａ ダクト部材
２１ｂ 段部
２２ 多孔板
２３ 開口部
２５ 設置部材
３１ 貫通孔
５０ 多孔板（実施例２）
５１ 貫通孔（実施例２）
６０ 多孔板（実施例３）
６１ 多孔板本体（実施例３）
６２ 円筒体（実施例３）
６３ 開口孔（実施例３）
６４ 案内孔（実施例３）
７０ 多孔板（実施例４）
７１ 多孔板本体（実施例４）
７２ 案内部材（実施例４）
７３ 開口孔（実施例４）
７４ 案内孔（実施例４）
８０ 冷却ダクト（実施例５）
８１ 多孔質体（実施例５）
９０ 多孔質体（実施例６）
９１ 案内部材（実施例６）
９２ 多孔質部材（実施例６）
９３ 案内孔（実施例６）
１００ 多孔質体（実施例７）
１０１ 多孔質本体（実施例７）
１０２ 案内部材（実施例７）
１０４ 案内孔（実施例７）
Ａ 冷却空気

Claims (11)

1. 設置面に設置される複数の発熱体と、
   複数の前記発熱体の間に設けられる複数のスペーサと、
   前記設置面の下方側に設けられる冷却ダクトと、
   前記冷却ダクトへ向けて冷却空気を供給する冷却空気供給装置と、を備え、
   複数の前記発熱体は、幅方向に隙間を空けて配置されることで、前記隙間に前記冷却空気が流通する空間を形成し、
   複数の前記スペーサは、前記幅方向に直交する奥行き方向に間隔を空けて配置されることで、前記空間を複数の分割空間に分割し、
   前記冷却ダクトは、複数の前記発熱体の間に設けられており、
   内部に前記冷却空気が流通し、前記奥行き方向に延在するダクト本体と、
   前記ダクト本体に形成され、前記ダクト本体の内部と前記分割空間とを連通させ、前記冷却空気の流れ方向に対して直交する高さ方向に形成されると共に、複数の前記分割空間に応じて複数形成される開口部と、
   前記開口部に設けられ、前記ダクト本体内を流通する前記冷却空気を、前記冷却空気の流れ方向から前記高さ方向に向かうように、前記ダクト本体の内部から前記分割空間へ案内する整流板と、を備え、
   前記整流板は、複数の貫通孔が形成される多孔板であり、
   前記多孔板は、前記高さ方向における長さが板厚となっており、前記貫通孔は、前記高さ方向に延在して形成され、
   前記多孔板の板厚をＬとし、前記冷却空気の流れ方向における前記貫通孔の長さをＤとすると、
   前記板厚Ｌ及び前記貫通孔の長さＤは、Ｌ／Ｄ＞２の関係を満たすことを特徴とする発熱体の冷却システム。
2. 前記貫通孔の長さＤは、０．４ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲であり、
   前記板厚Ｌは、１．２ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の発熱体の冷却システム。
3. 前記貫通孔の長さＤは、３ｍｍ＜Ｄ＜５ｍｍの範囲であり、
   前記板厚Ｌは、９ｍｍ＜Ｌ＜１５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の発熱体の冷却システム。
4. 前記貫通孔の長さＤは、前記高さ方向に亘って同じ長さとなっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発熱体の冷却システム。
5. 前記貫通孔の長さＤは、前記高さ方向において前記ダクト本体の内部から外部へ向かって広がるテーパ形状となっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発熱体の冷却システム。
6. 前記多孔板は、
   複数の開口孔が形成される多孔板本体と、
   前記多孔板本体に付設され、前記多孔板本体の前記開口孔に連通する案内孔が形成される案内部材と、を有し、
   前記貫通孔は、前記開口孔と前記案内孔とを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発熱体の冷却システム。
7. 前記案内部材は、ハニカム構造体であることを特徴とする請求項６に記載の発熱体の冷却システム。
8. 設置面に設置される複数の発熱体と、
   複数の前記発熱体の間に設けられる複数のスペーサと、
   前記設置面の下方側に設けられる冷却ダクトと、
   前記冷却ダクトへ向けて冷却空気を供給する冷却空気供給装置と、を備え、
   複数の前記発熱体は、幅方向に隙間を空けて配置されることで、前記隙間に前記冷却空気が流通する空間を形成し、
   複数の前記スペーサは、前記幅方向に直交する奥行き方向に間隔を空けて配置されることで、前記空間を複数の分割空間に分割し、
   前記冷却ダクトは、複数の前記発熱体の間に設けられており、
   内部に前記冷却空気が流通し、前記奥行き方向に延在するダクト本体と、
   前記ダクト本体に形成され、前記ダクト本体の内部と前記分割空間とを連通させ、前記冷却空気の流れ方向に対して直交する高さ方向に形成されると共に、複数の前記分割空間に応じて複数形成される開口部と、
   前記開口部に設けられ、前記ダクト本体内を流通する前記冷却空気を、前記冷却空気の流れ方向から前記高さ方向に向かうように、前記ダクト本体の内部から前記分割空間へ案内する整流板と、を備え、
   前記整流板は、多数の細孔を有する多孔質体であることを特徴とする発熱体の冷却システム。
9. 前記多孔質体は、
   案内孔が形成される案内部材と、
   前記案内孔に設けられる多孔質部材と、を有することを特徴とする請求項８に記載の発熱体の冷却システム。
10. 前記多孔質体は、
    多数の細孔が形成される多孔質本体と、
    前記多孔質本体に付設され、前記多孔質本体の前記細孔に連通する案内孔が形成される案内部材と、を有することを特徴とする請求項８に記載の発熱体の冷却システム。
11. 前記発熱体は、電気機器または電子機器であり、
    前記冷却ダクトは、隣接する前記電気機器または電子機器の間に設けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の発熱体の冷却システム。

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