JPH05308196A - 電子装置の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却風の高速化を達成できると共に、冷却風
の循環路を特別な構造としなくとも、冷却風の温度分
布、および電子装置を通る際の風速の均一化を図る。 【構成】 筐体２の内部に電子装置の電子部品を搭載し
たプリント配線基板９を収納する収納部８を設ける。こ
の収納部８の右側にファン装置１０を対向配置し、これ
ら収納部８とファン装置１０との間に２ユニットの冷凍
サイクルの冷却器２０，２１を矢印Ｂで示す風の流れ方
向に沿って並設する。この構成により、冷却器２０，２
１は収納部８近くの広い箇所に設置できるので、冷却器
２０，２１のフィンの間隔を比較的広く設定でき、該フ
ィンが冷却風の抵抗になることを極力防止できる。ま
た、冷却器２０，２１のフィンにより風の速度が均一化
されるので、プリント配線基板９相互間を通る際の冷却
風の速度も均一化される。更に、冷却器２０，２１によ
り冷却された空気はファン装置１０により撹拌されるの
で、温度分布も均一化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷凍サイクルの冷却器
により冷却された空気をファン装置により電子装置に送
風して冷却する構成の電子装置の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子装置、例えば電子計算機の中央処理
装置（以下ＣＰＵと称する）は信頼性確保のため、或る
温度以下の雰囲気に置く必要がある。一方、最近では、
演算処理スピードを向上させるために、ＣＰＵの集積度
が高くなる傾向があり、これに伴い単位面積当りの発熱
量は増大してきており、ＣＰＵの冷却装置として高能力
のものが要求されてきている。

【０００３】そこで、近時、断熱筐体内にＣＰＵを搭載
したプリント配線基板を多数収納し、冷凍サイクルの冷
却器により冷却された空気をファン装置によりプリント
配線基の収納部分に送風してＣＰＵを冷却することが考
えられている。

【０００４】この場合、冷凍サイクルを２ユニット設
け、通常は一方の冷凍サイクルを運転し、その冷凍サイ
クルが故障した場合には、他方の冷凍サイクルを運転し
てＣＰＵの冷却が継続的に行われるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の冷却装置では、
冷気をファン装置により強制的に循環させる方式となる
が、この場合、冷却効果を高めるには、冷却風を高速化
する必要がある。しかしながら、冷却器は蛇行状に曲げ
られた冷媒管に多数の熱交換用フィンを並設して構成さ
れるため、冷却器の配置部位が狭いと、小形化のために
勢いフィンの間隔を狭くせねばならなくなる。すると、
冷却風がその狭いフィン間の隙間を通る際に、該フィン
から大きな抵抗を受けるようになり、冷却風の高速度化
の妨げになる。

【０００６】また、プリント配線基板の一枚一枚につい
て、均一に冷却するには、単純に冷却風を高速度化する
だけではなく、冷却風の温度分布を均一化し、且つ一枚
一枚のプリント配線基板を流れる冷却風の速度を均一化
させねばならないが、これを達成するには循環路の構造
が複雑化してしまう。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は、冷却器が風の抵抗になる虞がなく、
冷却風の高速化を容易に達成できると共に、冷却風の循
環路を特別な構造としなくとも、冷却風の温度分布、お
よび電子装置を通る際の風速の均一化を達成できる電子
装置の冷却装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子装置の冷却装置は、内部に電子装置を収
納する収納部を備えた筐体と、この筐体内に設けられた
冷却器を備え交代運転のために２ユニット設けられた冷
凍サイクルと、これら冷凍サイクルの冷却器により冷却
された空気を前記収納部に送風するファン装置とを具備
したものにおいて、前記収納部とファン装置とを対向配
置し、これら収納部とファン装置との間に前記２ユニッ
トの冷凍サイクルの冷却器を風の流れ方向に沿って並設
したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】冷却器は電子部品の収納部近くの広い箇所に設
置できるので、冷却器のフィンの間隔を比較的広く設定
でき、該フィンが冷却風の抵抗になることを極力防止で
きる。また、冷却器のフィンにより風の速度が均一化さ
れるので、該冷却器近くの電子装置を通る際の冷却風の
速度も均一化される。更に、冷却器により冷却された空
気はファン装置により撹拌されるので、温度分布も均一
化される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明をＣＰＵの冷却装置に適用した
一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１ないし図３において、１は四角箱形に
構成されたフレームであり、このフレーム１の上部にＣ
ＰＵを収納する筐体２が配設されている。この筐体２は
断熱箱として構成され、その前面は２枚の断熱扉３およ
び４により開閉できるようになっている。なお、扉３，
４は観音開式のものである。

【００１２】上記筐体２内の上部側には仕切壁５が略水
平に配置されている。この仕切壁５により区画された上
下の両空間部分は、該仕切壁５の左右両端と筐体２の左
右両内側面との間の隙間を介して互いに連通された状態
になっている。そして、仕切壁５の下側の空間のうち、
左側の扉３に対応する左半部には、左右に対向する一対
の保持板６および７が配置されている。

【００１３】一対の保持板６および７間の空間は収納部
８とされ、この収納部８内には、図５にも示すように、
電子装置としてのＣＰＵを構成する電子部品を搭載した
多数のプリント配線基板９が上下多段にして着脱可能に
収納されている。そして、保持板６および７には、プリ
ント配線基板９間に冷却風を通すために、多数の長孔６
ａおよび７ａが形成されいる。なお、一対の保持板６お
よび７にはレール６ｂおよび７ｂが多数形成されてお
り、プリント配線基板９はこのレール６ｂおよび７ｂに
より前後方向にスライド可能に保持されている。従っ
て、扉３を開くことによって、プリント配線基板９を収
納部８に対して出し入れできるようになっている。

【００１４】さて、仕切壁５の下側の空間の右端部分に
は、収納部８と対向するように４台のファン装置１０が
上下左右に並べて配設されている。これらファン装置１
０は、本実施例の場合、図示左側の収納部８側から吸気
して図示右側に吐出するようになっている。従って、筐
体２内の空気は図１に矢印ＡおよびＢで示す方向に循環
するようになっている。そして、筐体２の左内側面には
風案内部１５が設けられており、ファン装置１０から送
られてきた風は該風案内部１２により収納部８側に向か
って流れるように案内される。

【００１５】一方、前記フレーム１内には、図４に示す
ように、第１および第２の冷凍サイクル１２および１３
のコンプレッサ１４および１５、コンデンサ１６および
１７、コンデンサ１６および１７に冷却風を送るファン
装置１８および１９などが配設されている。そして、こ
の第１および第２の冷凍サイクル１２および１３の冷却
器２０および２１は、図１および図３に示すように、筐
体２内における仕切壁５の下側の空間に、上記収納部８
とファン装置１０との間に矢印Ｂで示す風の流れ方向に
沿って前後に並ぶように配設されている。また、両冷却
器２０および２１の間には、ヒータ２４が配設されてお
り、このヒータ２４と冷却器２０，２１とで循環風の温
度がＣＰＵにとって最適温度となるように調整されるよ
うになっている。

【００１６】上記冷却器２０，２１は、図６に示すよう
に、蛇行状に曲げられた冷媒管２２に熱交換用のフィン
２３を上下に多段に設けて構成されており、冷媒管２２
にはコンデンサ１６，１７からの液冷媒が流れるように
なっている。そして、その液冷媒は冷媒管２２内で蒸発
し、その蒸発によってフィン２３が低温度になって空気
を冷却する、というものである。

【００１７】なお、本実施例では、通常は２ユニットの
冷凍サイクル１２，１３のうち、第１の冷凍サイクル１
２を運転し、該第１の冷凍サイクル１２が故障した場合
に、これに代えて第２の冷凍サイクル１３を運転するよ
うに構成されている。

【００１８】上記構成において、ＣＰＵの動作開始に伴
って第１の冷凍サイクル１２の運転を開始すると共に、
ファン装置１０の運転を開始する。すると、収納部１６
側の空気がファン装置１０により、図１に矢印Ｂで示す
ように冷却器２０，２１を介して吸引され、第１の冷凍
サイクル１２の冷却器２０を通過する過程で冷却され
る。そして、ファン装置１０から吐出されてた冷却風
は、図１に矢印Ａで示すように仕切壁５の上側の空間を
左方に向かって流れ、そして風案内部１５により収納部
８側に流れるように案内されて、左側の保持板６の長孔
６ａからプリント配線基板９相互間に流入する。その
後、冷却風はプリント配線基板９相互間を流通して右側
の保持板７の長孔７ａから流出し、そして図１に矢印Ｂ
で示すように再び冷却器２０，２１を順に通ってファン
装置１０へと吸引される。このような冷却風の循環によ
りプリント配線基板９に搭載されているＣＰＵの電子部
品などが冷却される。

【００１９】なお、ＣＰＵの動作中、第１の冷凍サイク
ル１２が故障した場合、例えば冷却器２０に設けられた
図示しない温度センサの検出温度が上昇するため、冷凍
サイクルの制御装置が第１の冷凍サイクル１２が故障し
たと判断する。この故障判断により、第１の冷凍サイク
ル１２の運転は停止され、代って第２の冷凍サイクル１
３の運転が開始される。

【００２０】以上のように構成した本実施例によれば、
冷却器２０，２１をプリント配線基板９を多段に配置す
る収納部８の断面積と同程度の大きな断面積をもった箇
所に配置できるので、冷却器２０，２１を大きく構成で
きる。このため、冷却器２０，２１の冷却能力を大きな
ものとすることができると共に、このようにしてもファ
ン２３の相互間の隙間をそれ程狭くせずとも済む。この
ため、フィン２３の間隔が狭く、その狭い間隙を通過す
る際に冷却風が大きな抵抗を受けるという不具合を生ず
ることがなくなり、この結果、冷却風の高速度化を達成
することができる。

【００２１】また、冷却器２０，２１で冷却された後の
空気は、ファン装置１０により掻き乱されて全体が一様
の温度となる。このため、冷却風がプリント配線基板９
間を通過する際に、通る箇所によって冷却風の温度が異
なるといった不具合は生じない。

【００２２】しかも、冷却器２０，２１は比較的小さな
間隔を存して多段配置されたフィン２３を有しているの
で、ファン装置１０に吸引される空気が冷却器２０，２
１のフィン２３相互間を通る際、特定のフィン２３相互
間を通過しようとする冷却風の速さが速いと、その空気
が受ける抵抗は他のフィン２３相互間を通過する空気が
受ける抵抗よりも大きくなる。このため、冷却風は、抵
抗の大きい箇所を迂回してより抵抗の小さい箇所を流れ
るようになるので、高速で流れようとする箇所では速度
が抑制され、低速の箇所では冷却風の迂回によりより多
量の冷却風が流れるようになって速度が上昇する。この
結果、フィン２３相互間を流れる冷却風の速度（冷却風
の量）は全体に均一化されるようになる。

【００２３】そして、この冷却器２０，２１における冷
却風の速度均一化の傾向は、多段配置されたプリント配
線基板９側にも及び、特定のプリント配線基板９相互間
で多量の冷却風が高速で流れることがなくなり、全体に
均一化される。この結果、各プリント配線基板９は温度
および速度共に一様な冷却風により均一に冷却されるこ
ととなる。

【００２４】なお、特定のプリント配線基板９の発熱量
が多い場合には、風案内部１１の形状を変更して該特定
のプリント配線基板９により多くの冷却風が供給される
ようにしても良い。

【００２５】なお、上記実施例では、通常は第１の冷凍
サイクル１２を運転し、第２の冷凍サイクル１３は第１
の冷凍サイクル１２の故障時に運転するようにしたが、
第１および第２の冷凍サイクル１２および１３を一定時
間毎に交互に運転するようにしても良い。また、本発明
はＣＰＵの冷却に限られるものではなく、電子装置一般
の冷却に広く適用できるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子装置を収納する収納部とファン装置とを対向配置し、
それら収納部とファン装置との間に２ユニットの冷凍サ
イクルの冷却器を風の流れ方向に沿って並設したことに
より、冷却器は電子部品の収納部近くの広い箇所に設置
できるので、冷却器のフィンの間隔をそれ程狭く設定せ
ずとも済み、該フィンが冷却風の抵抗になることを極力
防止して冷却風の高速度化を図ることができ、また冷却
器のフィンにより風の速度が均一化されるので、電子装
置を通る際の冷却風の速度も均一化され、更には冷却器
により冷却された空気はファン装置により撹拌されるの
で、温度分布も均一化され、総じて電子装置を均一に冷
却できるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断正面図

【図２】縦断側面図

【図３】横断平面図

【図４】フレーム部分の冷凍サイクル構成品の配置を示
す平面図

【図５】主要部分の配置構成を示す斜視図

【図６】冷却器の構成を示す斜視図

【符号の説明】

１はフレーム、２は筐体、６，７は保持板、８は収納
部、９はプリント配線基板、１０はファン装置、１２，
１３は第１，第２の冷凍サイクル、２０，２１は冷却
器、２２は冷媒管、２３はフィンである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に電子装置を収納する収納部を備え
   た筐体と、この筐体内に設けられた冷却器を備え交代運
   転のために２ユニット設けられた冷凍サイクルと、これ
   ら冷凍サイクルの冷却器により冷却された空気を前記収
   納部に送風するファン装置とを具備したものにおいて、
   前記収納部とファン装置とを対向配置し、これら収納部
   とファン装置との間に前記２ユニットの冷凍サイクルの
   冷却器を風の流れ方向に沿って並設したことを特徴とす
   る電子装置の冷却装置。