JPH06235591A - 密閉筐体用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉筐体用冷却装置の改良で、特に、冷却装
置内の空気の通路を長くすることが可能で、筐体内の空
気の流れを効果的にして、冷却効果の改善を図る。 【構成】 ２枚の板３１が、鉛直方向に傾斜して設けら
れ冷媒が封入された冷媒通路３２を除く部分において貼
り合わされてなる長方形のヒートパイプ板３の複数と、
複数のヒートパイプ板３がほぼ垂直に組み込まれた外箱
４と、複数のヒートパイプ板３の冷媒通路３２と交差
し、外箱４をほぼ垂直に仕切る仕切り板５と、仕切り板
５により仕切られた一方の側に冷却風吸い込み口６１と
熱風吐き出し口６２とが設けられた放熱部６と、仕切り
板５により仕切られた他方の側に被冷却風吸い込み口７
１と冷風吐き出し口７２とが設けられた受熱部７とを有
する密閉筐体用冷却装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等を収納する
密閉筐体の冷却のために使用される密閉筐体用冷却装置
の改良に関する。特に、冷却装置内の空気の通路を上下
方向に長くすることが可能で、筐体内の空気の流れを効
果的にして冷却効果を改善した改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用電子機器等を収納する筐体は、通
常塵埃等の混入を防止するため密閉筐体とし、電子機器
等の発熱による温度上昇を抑制するため、熱交換器を使
用した冷却装置により放熱している。

【０００３】図４参照 図４は従来技術に係るヒートパイプエレメントを使用し
た密閉筐体用冷却装置が実装された筐体の端面図であ
る。図において、１は産業用電子機器等を収納する筐体
であり、内部に発熱源を有している。２はこの筐体の壁
面または扉に設けられた従来技術に係る密閉筐体用冷却
装置である。３Ａはヒートパイプエレメントであり、こ
のヒートパイプエレメント３Ａは上下方向が閉塞した管
路となっていて、この管路中に冷媒が封入されている。
また、ヒートパイプエレメント３Ａにはフィンが設けら
れているので、ヒートパイプエレメント３Ａの周囲の空
気からの熱の伝達効率を良好ならしめている。４は密閉
筐体用冷却装置の外箱であり、５は外箱４を２つの空間
に仕切る仕切り板である。６は放熱部であり、６１は冷
却風吸い込み口であり、６２は熱風吐き出し口であり、
６３は冷却風吸い込み口６１に設けられた冷却風吸い込
みファンである。７は受熱部であり、７１は被冷風吸い
込み口であり、７２は冷風吐き出し口であり、７３は被
冷却風吸い込み口７１に設けられた被冷却風吸い込みフ
ァンである。

【０００４】筐体１中にある熱源により温められた空気
は被冷却風吸い込みファン７３により受熱部７に矢印Ａ
に示すように取り込まれる。一方、ヒートパイプエレメ
ント３Ａは、その管路に冷媒が封入されており、その表
面にはフィンが取り付けられているので、受熱部７にあ
るヒートパイプエレメント３Ａの下部では、筐体より取
り込まれた被冷却風により冷媒は温められ、気化し管路
を通ってヒートパイプエレメント３Ａの上部へと上昇す
る。ヒートパイプエレメント３Ａの上部は放熱部６にな
っていて、冷却風吸い込みファン６３により筐体外の冷
風が放熱部６に矢印Ｃに示すように取り込まれているの
で、気化した冷媒は気化の潜熱を奪われて液体となり、
管路を通ってヒートパイプエレメント３Ａの下部へと下
降する。

【０００５】このように、ヒートパイプエレメント３Ａ
においては、冷媒を利用することにより、冷媒が通路中
を循環するので、下部の受熱部７において受熱した熱を
上部の放熱部において放散することができるので、熱交
換が効率よく行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来技
術を使用した密閉筐体用冷却装置においては、ヒートパ
イプエレメント３Ａを垂直に設置しているため、仕切り
板５は外箱４を上下に２分割することゝなり、受熱部７
にある被冷却風吸い込みファン７３による空気の流れ
は、筐体１の下半分を循環するにすぎないので、筐体１
の上部には熱気が溜まりやすく、筐体１の上部の放熱が
困難であった。さらに、場合によって、熱風吐き出し口
６２と冷却風吸い込み口６１とが近接しているときは、
熱風吐き出し口６２より吐き出された熱風が直接冷却風
吸い込み口６１から吸い込まれ、冷却効果を著しく低下
させることになる。

【０００７】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、冷却装置２内の空気の通路を上下方向に長くす
ることが可能で、被冷却風吸い込みファン７３による筐
体１内の空気の流れが上下方向の全体に及ぼすことが可
能であり、筐体１内の空気の澱みをなくするようにする
ことが可能であり、かつ、筐体１外の冷気の取り込みに
ついても、熱風吐き出し口６２より出た熱風が冷却風吸
い込み口６１から吸い込まれるような不都合のない密閉
筐体用冷却装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】２枚の板（３１）が、鉛
直方向に傾斜して設けられ冷媒が封入された冷媒通路
（３２）を除く部分において貼り合わされてなる長方形
のヒートパイプ板（３）の複数と、この複数のヒートパ
イプ板（３）がほぼ垂直に組み込まれた外箱（４）と、
前記の複数のヒートパイプ板（３）の冷媒通路（３２）
と交差し、前記の外箱（４）をほぼ垂直に仕切る仕切り
板（５）と、この仕切り板（５）により仕切られ、鉛直
方向に傾斜して設けられた前記の冷媒通路（３２）の高
い部分を有する側の上下のいずれか一方に冷却風吸い込
み口（６１）が設けられ、前記の高い部分を有する側の
上下の他方に熱風吐き出し口（６２）が設けられた放熱
部（６）と、前記の仕切り板（５）により仕切られ、鉛
直方向に傾斜して設けられた前記の冷媒通路（３２）の
低い部分を有する側の上下のいずれか一方に被冷却風吸
い込み口（７１）が設けられ、前記の低い部分を有する
側の上下の他方に冷風吐き出し口（７２）が設けられた
受熱部（７）とを有する密閉筐体用冷却装置によって達
成される。

【０００９】

【作用】本発明に係る密閉筐体用冷却装置においては、
上記したように、ヒートパイプ板３に設けられている冷
媒通路３２は鉛直方向に傾斜して設けられているから、
仕切り板５は水平方向を除き任意の方向に設けることが
できる。このため、仕切り板５により２分割される空間
は上下でなく、例えば水平方向となり、冷却装置２内の
空気の通路として外箱４の上から下まで取ることができ
る。そこで、受熱部７の被冷風吸い込み口７１と吐き出
し口７２とは外箱４の上と下に設けることができるの
で、筐体１内の空気の流れが上から下までとなしうるの
で、空気の循環が効果的に行われ、筐体１内で澱むこと
は少なくなる。また、同様に放熱部６の冷却風吸い込み
口６１と熱風吐き出し口６２とは外箱４の上と下に設け
ることができるので、外気の取り込みも熱風吐き出し口
６２より出た熱風が直接冷却風吸い込み口６１から取り
込まれることはない。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る密閉筐
体用冷却装置についてさらに詳細に説明する。

【００１１】図１参照 図１は本発明に係る密閉筐体用冷却装置の１要素である
ヒートパイプ板３の斜視図（１部破断面）である。図１
において、３１は２枚のアルミ板等の熱伝導率の高い材
料でできた板であり、２枚の板３１は相互に部分的に粘
着されている。３２は２枚の板３１の間に粘着されない
で作られた自閉した冷媒通路で、鉛直方向に傾斜して直
線状に複数個がほぼ平行に設けられており、この自閉し
た冷媒通路３２のそれぞれにはフロンＲ₁₂等の揮発性の
液体よりなる冷媒が封入されていて、一種のヒートパイ
プを形成している。

【００１２】ヒートパイプ板３を鉛直に立てたとき、１
点鎖線で囲まれた、冷媒通路３２の上部を含む部分はヒ
ートパイプ板３から放熱をする放熱部分である。反対側
の、冷媒通路３２の下部を含む部分はヒートパイプ板３
への熱を受け容れる受熱部分である。受熱部分に取り込
まれた熱により、冷媒通路３２の下部の冷媒は温めら
れ、気化し通路３２を通って上部へと上昇する。冷媒通
路３２の上部は放熱部分になっているから、気化した冷
媒は気化の潜熱を奪われて液体となり、冷媒通路３２を
通って下部へと下降し、受熱部分へ戻る。すなわち、冷
媒の循環により急速に受熱部分の熱が１点鎖線で囲まれ
た放熱部分に伝達される。

【００１３】図２参照 図２は本発明に係る密閉筐体用冷却装置の斜視図（１部
１点鎖線にて示す。）である。図２において、３はヒー
トパイプ板であり、３１は板であり、３２は冷媒通路で
あり、詳細は図１にて説明したとおりである。４は外箱
であり、５は仕切り板であり、６は仕切り板５で仕切ら
れた、鉛直方向に傾斜して設けられた冷媒通路３２の高
い部分を含む放熱部であり、６１は放熱部６の下部に設
けられた冷却風吸い込み口であり、この吸い込み口６１
には冷却風吸い込みファン６３が設けられている。６２
は放熱部６の上部に設けられた熱風吐き出し口である。
７は仕切り板５により仕切られ、鉛直方向に傾斜して設
けられた冷媒通路３２の低い部分を含む受熱部であり、
７１は受熱部７の上部に設けられた被冷却風吸い込み口
であり、被冷却風吸い込みファン７３が設けられてい
る。７２は受熱部７の下部に設けられた冷風吐き出し口
である。

【００１４】図３参照 図３は本発明に係る密閉筐体用冷却装置が実装された筐
体である。図において、１は産業用電子機器等を収納す
る密閉筐体であり、内部に発熱源を有している。２はこ
の筐体の壁面または扉に設けられた本発明に係る密閉筐
体用冷却装置であり、詳細は図２において述べたとおり
である。３はヒートパイプ板であり、３２はヒートパイ
プ板３に設けられた冷媒通路であり、４は外箱であり、
５は仕切り板であり、６は仕切り板５で仕切られた一方
の側の冷媒通路３２の高い部分を含む放熱部であり、６
１は放熱部６の下部に設けられた吸い込み口であり、６
２は放熱部６の上部に設けられた熱風吐き出し口であ
り、６３は吸い込みファンである。７は仕切り板５によ
り仕切られた他方側の受熱部であり、７１は受熱部７の
上部に設けられた被冷却風吸い込み口であり、７２は受
熱部７の下部に設けられた吐き出し口であり、７３は熱
風吸い込みファンである。

【００１５】筐体１中にある発熱源により温められた筐
体１の天井付近の空気は、被冷却風吸い込みファン７３
により受熱部７に矢印Ａに示すように取り込まれ、ヒー
トパイプ板３の冷媒通路３２に封止された冷媒を加熱
し、冷媒を気化させ、自身は冷やされて筐体１の床に近
い場所に矢印Ｂに示すように冷風となって吹き出し、筐
体１中にある発熱源を冷やすように循環する。一方、冷
媒は冷媒通路３２を通って上部へと上昇する。冷媒通路
３２の上部は放熱部６になっていて、冷却風吸い込みフ
ァン６３により筐体外の冷気が放熱部６に矢印Ｃに示す
ように取り込まれ、放熱部６を冷やし矢印Ｄに示すよう
に外部に熱風となって放出される。気化した冷媒は気化
の潜熱を奪われて液体となり、冷媒通路３２を通って受
熱部へと下降する。以降、同一の動作を繰り返し、冷媒
は冷媒通路３２内を循環する。冷媒通路３２は複数個設
けられており、それぞれの冷媒通路３２は比較的短いの
で、従来技術に比し、受熱部から放熱部への熱の伝達は
飛躍的に向上する。また、密閉筐体用冷却装置内の空気
はヒートパイプ板３の表面にそって流れ、ヒートパイプ
板３の表面全面が有効に対流による伝熱面として働く。
かくして、筐体１内の発熱は本発明に係る密閉筐体用冷
却装置により効率よく外部に放出される。

【００１６】なお、ヒートパイプ板３が外箱４と接続さ
れていると、外箱４も対流による伝熱面として働くの
で、本発明に係る密閉筐体用冷却装置の冷却効率がさら
に向上する。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る密閉
筐体用冷却装置は、２枚の板により形成された冷媒通路
が鉛直方向に傾斜して設けられているので、仕切り板を
水平方向以外の任意の方向、特に鉛直に設けることがで
き、受熱部と放熱部とはともに密閉筐体用冷却装置の全
長近くで上下に長くとれるので、筐体内の空気の流れも
ほぼ筐体の上から下までとなしうるので、筐体内の空気
の循環が効果的に行われる。また、同様に冷却風吸い込
み口と熱風吐き出し口とは外箱の上と下に設けることが
できるので、外気の取り込みも、熱風吐き出し口より出
た熱風が直接冷却風吸い込み口から取り込まれるような
不都合なことはない。

【００１８】また、本発明に係る密閉筐体用冷却装置
は、冷媒通路が複数個比較的短く設けられているので、
受熱部から放熱部への熱の伝達効率は高く、かつ、ヒー
トパイプ板の表面全面が有効に対流による伝熱面として
働く。かくして、筐体内の発熱は効率よく外部に放出さ
れ放熱効果の優れた密閉筐体用冷却装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る密閉筐体用冷却装置のヒートパイ
プ板の斜視図（１部破断面）である。

【図２】本発明に係る密閉筐体用冷却装置の斜視図（１
部１点鎖線にて示す。）である。

【図３】本発明に係る密閉筐体用冷却装置が実装された
筐体の端面図である。

【図４】従来技術に係るヒートパイプエレメントを使用
した密閉筐体用冷却装置が実装された筐体の端面図であ
る。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 密閉筐体用冷却装置 ３ ヒートパイプ板 ３Ａ ヒートパイプエレメント ３１ 板 ３２ 冷媒通路 ４ 外箱 ５ 仕切り板 ６ 放熱部 ６１ 冷却風吸い込み口 ６２ 熱風吐き出し口 ６３ 冷却風吸い込みファン ７ 受熱部 ７１ 被冷却風吸い込み口 ７２ 冷風吐き出し口 ７３ 被冷却風吸い込みファン Ａ 受熱部に吸い込まれる空気の流れる方向 Ｂ 受熱部より吐き出される空気の流れる方向 Ｃ 放熱部に吸い込まれる空気の流れる方向 Ｄ 放熱部より吐き出される空気の流れる方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の板（３１）が、鉛直方向に傾斜し
   て設けられ冷媒が封入された冷媒通路（３２）を除く部
   分において貼り合わされてなる長方形のヒートパイプ板
   （３）の複数と、 該複数のヒートパイプ板（３）がほぼ垂直に組み込まれ
   た外箱（４）と、 前記複数のヒートパイプ板（３）の冷媒通路（３２）と
   交差し、前記外箱（４）をほぼ垂直に仕切る仕切り板
   （５）と、 該仕切り板（５）により仕切られ、鉛直方向に傾斜して
   設けられた前記冷媒通路（３２）の高い部分を有する側
   の上下のいずれか一方に冷却風吸い込み口（６１）が設
   けられ、前記高い部分を有する側の上下の他方に熱風吐
   き出し口（６２）が設けられた放熱部（６）と、 前記仕切り板（５）により仕切られ、鉛直方向に傾斜し
   て設けられた前記冷媒通路（３２）の低い部分を有する
   側の上下のいずれか一方に被冷却風吸い込み口（７１）
   が設けられ、前記低い部分を有する側の上下の他方に冷
   風吐き出し口（７２）が設けられた受熱部（７）とを有
   することを特徴とする密閉筐体用冷却装置。