JPH09507001A - 閉鎖空間内における冷却のための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 閉鎖空間内に置かれた棚キャビネット内の電気通信機器を高い作動信頼性をもって且つほとんど整備の必要無しにそしてほとんど可動部品無しに省エネルギ様式で冷却することを可能にするため、押しのけ空気分配と重力流れが組み合わされて前記装置の冷却のために使用される方法と装置が開発された。冷たい取入れ空気が低速度で分配される、即ち前記空気は押しのけるように棚（２）に向かって室内へ流れ込む。次いで前記冷たい空気は棚に配置された熱発生部品を冷却すべく棚に供給される。加熱された空気は次に棚の上側から排出されそして冷却装置の取入れ口における乱流を防止するように低速度で再循環される。

Description

【発明の詳細な説明】 閉鎖空間内における冷却のための方法と装置 技術分野 本発明は閉鎖空間内に据付けられた装置、例えば電気通信機器、を冷却するた めの方法と装置に関する。 背景技術の説明 自然対流の原理は、低温媒体をより低い密度へと加熱し、それにより下層に在 るより高い密度の低温媒体が前記加熱された媒体を押しのけて、それを上昇させ ることによって垂直面を冷却するのに適用され得ることは周知である。またいわ ゆる空気押しのけ流れ原理を適用することによって空気を分散させることも周知 である。このタイプの流れは自然対流の原理と同様である原理、即ち冷たい空気 は暖かい空気より重く従って可能な最低高さを占めると云う原理に従って機能す る。冷たい空気が床面の直上に放出されると、冷たい空気は床上に降下してより 高い温度の空気を押しのける。冷たい空気は“床上に一面に流れ出る”と言うの が普通である。これに関する１つの条件は空気速度が乱流を発生させないのに十 分なほど低いことである。乱流は冷たい空気を周囲空気と混合させその結果生じ る空気流はもはや押しのけ空気流ではない。 発明の概要 閉鎖空間内に据付けられた棚キャビネット内の電気通信機器を高い作動信頼性 をもって且つほとんど整備の必要無しにそしてほとんど可動部品無しに省エネル ギ様式で冷却する意図をもって、閉鎖空間内に配置された棚キャビネット内に据 付けられた電気通信機器を冷却するための方法と装置が開発された。先に言及さ れた２つの原理が組み合わされて、中に据付けられた機器の冷却が必要である装 置室に適用された。空気を冷却および加熱するとき、単位時間当りに空気によっ て運ばれ得る熱エネルギ量は主として２つの要因、即ち − 単位時間当りに冷却（または加熱）される空気量、および − 空気温度の降下（または上昇） によって決定される。 同じ量の熱エネルギが単位時間当りに運ばれるべき場合、これら２つの要因 は相反するものであり：単位時間当りの大きな空気量は小さい空気温度差に相当 し；大きい温度差は単位時間当りのより小さい空気量を必要とする。押しのけ空 気分配（冷たい空気の分配）と空気が加熱されてそれにより熱発生物体を冷却す るときに発生する自然対流との組合わせはここで押しのけ冷却と呼ばれる。 図面の簡単な説明 第１図は本発明による冷却装置および被冷却装置が中に据付けられている空 間を例示する。 第２ａ図は棚キャビネットの前における供給空気の運動パターンを例示する 。 第２ｂ図は棚の片側から見た棚を通過する供給空気の径路を例示する。 第３図はキャビネットの前と上での冷たい空気と暖かい空気の層形成を示す 。 発明を実施するための最良の形態 第１図は空間または室３内に配置された冷却装置１と冷却されるべき機器２と を概略的に示している。前記室は気密であると想定される。冷却装置１は天井高 さで暖かい空気を取入れ、この空気を冷却し次いで冷却された空気を低速度で床 高さにおいて吐出すように構成されている。空気出口４の前面は低空気速度を得 るように大きい。室内で加熱された戻り空気は、天井にできるだけ接近して配置 された冷却装置取入れ口５の中へ吸引によって引入れられ、そして冷却装置内で 冷却されて、床にできるだけ接近して配置された空気出口４を通って室へ戻され る。冷たい供給空気は低速度で分配される、即ち空気は冷却されるべき熱発生部 品が中に配置されているキャビネットの近くへと室内に分散する。今や冷たい供 給空気はキャビネットの前に存在しそして床から上方へキャビネットの最上点の すぐ下の高さへと達している。 空気はそれが加熱されるにつれて様々なルートに沿って流れ、これらルートは キャビネットの構造とその中に収容された機器とに依存する。しかし、一般の特 徴は冷たい供給空気は吸引によってキャビネットの中へ引入れられそれによりそ の中に収容された熱発生部品を冷却する一方、暖かい空気はキャビネットの頂部 から出て行くことである。出て行く暖かい排出空気は棚の前の供給空気よりもか なり暖かでありその重さにおいても一層軽く従って天井と供給空気との間に在ろ うとする（第３図参照）。また暖かい排出空気は乱流を防ぐのに十分なほど低い 速度で移動する。暖かい空気は吸引によって前記冷却装置の中へゆっくり引戻さ れる。 第２ａ図はキャビネットの前およびその中へ流れる空気を例示する。通常は、 キャビネットの前パネルには供給空気がキャビネットに入るのを可能にするよう に多数の孔があけられている。かなりの空気が第１のキャビネットを越えて隣接 キャビネットへ、そして以下同じ様に流れる。第２ｂ図は供給空気がキャビネッ トの多孔前面６を通過してキャビネット内に配置された熱発生部品７に衝突し、 次いでキャビネットを通って上方へ流れるのを例示する。また第２ｂ図は熱発生 部品が棚８上に支持されているときキャビネットを通って空気によってたどられ るルートも示している。必須ではないが、これら棚は加熱された空気をキャビネ ットの裏側に在る煙突装置に向かって案内するように構成され得る。この原理は 排出空気が上昇してキャビネットの上側から外へ出ることを許されさえすれば有 効である。多孔前面も絶対に必要ではない。しかし、供給空気については熱発生 部品と接触するためにキャビネット構造物の下方部分に入ることが可能でなけれ ばならない。また冷たい供給空気を引入れる目的でファンがキャビネット内に取 付けられてもよい。要するに、キャビネット構造に対して３つの要件が提起され る： − 供給空気はキャビネットの前面を通ってまたは底を通って入ることが可能で なければならない。 − 空気はキャビネット内に収容された熱発生部品と接触して流れそれによって 加熱されねばならない。 − 空気はキャビネットの頂部から出て行くことを可能にされねばならない。 第２ａ図と第２ｂ図に矢印によって示されるように冷却装置の前面からキャビ ネット内の熱発生部品を支持する棚の１つの位置へと供給空気によって取られる ルートをたどるとき、温度はこの位置までの全ルートに沿って不変であることが 見出される。排出空気はキャビネットの頂部から出て行く。冷たい供給空気９と 暖かい排出空気１０は互いから分離されている。供給空気は床を横切って床高さ からキャビネットの前の僅かに高い点まで分散する一方、排出空気は天井の下に 集まる。第３図は片側から見たキャビネットについての２つの領域の状態を例示 しそしてキャビネットの前と上における冷たい空気と暖かい空気の層形成を示し ている。 冷却装置からの供給空気およびキャビネットからの出口空気の乱流が非常に 少ない押しのけ分配は、互いに異なる温度および互いに異なる方向における低流 速の２つの空気層を生じさせ、冷たい空気は冷却装置から床に沿って室または空 間内の全キャビネットの近くへと流れそして暖かい空気はキャビネットから天井 に沿って流れて冷却装置へ戻る。引続いて、これは室内の全キャビネットへ分配 されそして吸引によって全キャビネットから引入れられる供給空気を生ずる。さ らに、供給空気は、冷却装置から出てくる供給空気の温度がやがては一定である かぎり、全キャビネットの前で同じ温度を有する。このことは室内に配置された 全キャビネットの均一且つ完全な冷却をもたらす。 前述せる構造はまた冷却装置内における供給空気と排出空気との間の大きな温 度差が、相対的に高い供給空気温度およびそのほかに蒸発温度と組み合わされて 、コンプレッサ回路の効率を増大する一方、空気流の低速度が比較的小型の低エ ネルギファンの使用を可能にすると云う事実によって、非常に効率の良いシステ ムも提供する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年４月２日 【補正内容】 請求の範囲 １． 閉鎖空間内に置かれた電気通信機器の熱発生部品のごとき装置を冷却す る方法であって、前記閉鎖空間の床に沿って低速度で冷たい空気の押しのけ流れ を発生すべく機能し且つ加熱された空気を前記閉鎖空間の天井に沿って低速度で 吸引によって引入れるべく機能する冷却装置を前記閉鎖空間内に配置することと 、前記装置を冷却するため前記冷却装置からの冷たい空気の押しのけ流れが下か ら吸引によって引入れられて、冷却されるべき前記装置との接触を達成し、前記 装置によって発生される加熱された空気が上から出て行くことこととを特徴とす る装置を冷却する方法。 ２． 閉鎖空間内に置かれた電気通信機器の熱発生部品のごとき装置を冷却す るための冷却システムであって、冷却装置（１）が前記閉鎖空間（３）内に据付 けられていることと、前記冷却装置（１）は前記閉鎖空間（３）の床に沿って低 速度で押しのけ冷空気流を放出すべく意図されていることと、前記冷却装置（１ ）は加熱された空気流を前記閉鎖空間（３）の天井に沿って低速度で吸引によっ て引入れるべく意図されていることと、冷却のため前記装置（２）は押しのけ冷 空気流からの冷たい空気を吸引によって下から引入れるべく意図されていること と、前記装置（２）は加熱された空気を加熱された空気流へ上から放出すべく意 図されていることとを特徴とする装置を冷却するための冷却システム。 ３． 請求項２に記載の冷却システムであって、前記冷却装置（１）の底にお ける冷たい空気の出口（４）および前記冷却装置の頂部における加熱された空気 の取入れ口（５）を特徴とする冷却システム。 ４． 請求項２に記載の冷却システムにおいて、前記冷却されるべき熱発生装 置（２）には加熱された空気流を案内すべく機能する棚（８）が設けられている ことを特徴とする冷却システム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 閉鎖空間内に置かれた電気通信機器の熱発生部品のごとき装置を冷却す る方法であって、冷却されるべき装置の冷たい空気との接触を達成するように前 記空間の底領域に低速度で冷たい空気のいわゆる押しのけ流れを発生すべく機能 する冷却装置（１）を前記閉鎖空間に配置することと、前記冷却装置（１）は前 記熱発生部品によって加熱された空気を前記空間の上方領域の近くにおいて受入 れることと、前記熱発生部品は下からの冷却空気と接触されそして加熱された空 気が上から出て行くこととを特徴とする装置を冷却する方法。 ２． 閉鎖空間内に置かれた電気通信機器の熱発生部品のごとき装置を冷却す る装置であって、冷却装置（１）が前記閉鎖空間内に据付けられていることと、 前記冷却装置（１）は前記装置を冷却するように前記空間の底領域に低速度でい わゆる押しのけ冷空気流を放出すべく意図されていることと、前記冷却装置（１ ）は前記冷却される熱発生装置によって加熱された空気を前記空間の上方領域に おいて低速度で受入れるように構成されていることと、前記熱発生装置は下から 入る冷たい空気によって冷却されそして加熱された空気が上から出て行くことと を特徴とする装置を冷却する装置。 ３． 請求項２に記載の装置であって、前記冷却装置（１）の底における冷た い空気の出口（４）および前記冷却装置の頂部における加熱された空気の取入れ 口（５）を特徴とする装置を冷却する装置。 ４． 請求項２に記載の装置において、前記冷却されるべき熱発生装置（２） には加熱された空気流を案内すべく機能する棚（８）が設けられていることを特 徴とする装置を冷却する装置。