JPS59144200A - 発熱機器収納盤の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子機器あるいは電気機器が収容されている
盤が列状に設置される場合にそれら盤内部を効率的に冷
却するだめの冷却方法に関するものである。

〔従来技術〕

近年ＩＣやＬＳＩ技術などの急激な発展に伴い電子部品
はよシ小形化される傾向にメジ、シかも実装技術の向上
などにより電子回路ユニット、更にはこれら電子回路ユ
ニットが収容される盤の実装密度は増々高まっているの
が実状である。実装密度の向上に伴われ各種電子部品よ
り発生される熱の処理方法が信頼性向上と相俟って大き
な問題となってくるが、これまで盤内部における電子部
品の冷却には一般に強制風冷方法が採られるようになっ
ている。即ち、冷却ファンなどによって盤外部よシ盤内
部に空気を取シ込み、この空気を電子部品に当てること
によって各種電子部品を直接冷却しこの結果として暖ま
った空気を盤外部に放出せんとするものである。

一方、電子回路ユニツ）４どが収容される盤の設置環境
は空調室から電気室へ、電気室から現場へといった具合
に変化しつつあるが、悪設置環境下においては強制風冷
方法は採れないものとなっている。というのは、空気中
の゛塵埃が電子部品に付着することによって短絡事故を
引き起こしたシ、腐蝕性ガスによっては′４電子品や配
腺材などが腐蝕され不測の事故に発展する虞れがあるか
らである。特に用意された清浄な冷却風によって冷却が
行なわれる場合は別として、盤外部に存する一般的な空
気を取シ込んで冷却する場合にはそのような不具合は顕
著に現われることになるものである。

したがって、以上の理由よりして強制風冷方法は信頼性
の面で問題視されるようになっている。

このため盤を密閉形として構成しその盤上部に冷却ユニ
ットを設けることによって盤内部を冷却する方法がしだ
いに採られつつある。

第１図は密閉形に構成された盤１の上部に冷却ユニット
２を設けたものでアシ、冷却ユニット２は例えば具体的
には空気−空気熱交換器とされる。

第２図は冷却ユニットが空気−空気熱交換器とされた電
子回路ユニット収容のｔ′ＩＥ構成を模式的に一部省略
１つ１面として示したものである。これによると盤１内
部には発熱源であるところの電子回路ユニット３などが
所定に収容されるが、その盤１天上板下部には冷却ユニ
ットの一部を１７成する吸熱部５が盤１に一体的に取け
される一方、盤１天上板上部には冷却ユニットの残シの
部分を構成する放熱部４が取付されるようにしてなる。

この場合吸熱部５と放熱部４との間では空気の出入りは
ないが、熱的には熱伝導性良好な銅あるいはヒートパイ
プなどの伝熱部材１０によって結合されるものとなって
いる。しかして、電子回路ユニット３などからの熱をフ
ァン６．７によって吸熱部５側伝熱部材１０に伝熱せし
める一方、吸熱部５側伝熱部材１０から放熱部４側伝熱
部材１０に伝えられた熱をファン８，９によって放熱せ
しめるようにすれば、盤１内部に収容されている重子回
路ユニット３などは悪設置環境においても状態良好にし
て冷却されるところとなるものである。

ところで電子回路ユニットなどが収容される盤が複数−
列状に設置される場合には、第３図に示す如くにして′
電子回路ユニット３などが冷却されていたものである。

複数の盤ＩＡ〜ＩＤが一列状に設置される場合、即ち、
列盤構成の場合には盤ＩＡ〜ＩＤ各々の構成は放熱部対
応に放熱用のファンが設けられないことを除けば第２図
に示すものにほぼ同様であるが、その代り盤ＩＡ〜ＩＤ
共通に放熱用ファン１１．１２が設けられる一方、冷却
風の流路確保のだめのガイド部材（上蓋）１３が盤Ｉ　
Ａ−Ｉ　Ｄ共通に設けられるようになっている。ファン
１１によって取シ込まれた冷却風は順次盤ＩＡ〜ＩＤで
の放熱部４八〜４Ｄを経ることによって吸熱部５八〜５
Ｄよｐ熱を取シ去るわけである。しかしながら、このよ
うにして冷却を行なう揚合盤ＩＡ〜ＩＤでの冷却効率は
一般に異なシ満足し得ないものとなる。というのは、フ
ァン１１に近い程に盤は良好に冷却されるにしても、フ
ァン１２に近くなる程に冷却風の温度は高くなるから盤
は冷却されなくなるからである。

一般に孤立している盤には第２図に示す如くの冷却方法
が採られることになろうが、列盤構成の場合にはやや事
情を異にしている。列盤構成の場合には保守点検の容易
さや冷却機構の簡素化を考悪し放熱用ファンを盤上部に
設けることなく、シかも盤各々で独立に冷却を行なうこ
となく、全ての盤全体が統一的に冷却されることが望ま
しくなっているからである。

〔発明の目的〕

よって本発明の目的は、複数の盤が列状に設置される場
合に、放熱用ファンを盤上部に設けることなくそれら盤
が統一的に冷却され、しかも盤各各での冷却効率が良好
とされる発熱機器収納盤冷却方法を供するにある。

〔発明の概要〕 この目的のため本発明は、密閉形の盤各々の上部には空
気−空気熱交換器が設けられるようにするが、これら空
気−空気熱交換器の放熱部各々には盤共通に設けられた
冷却風路よシ冷却風が風量可変として流入されるように
したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第４図から第８図により説明、する。

先ず第４図、第５図によυ本発明の詳細な説明すれば、
冷却風源としての冷却ユニット１４からは風あるいは冷
風がダクト１５を介し、放熱部４八〜４Ｄに順次分岐し
た状態で流入されるようになっているものである。冷却
ユニット１４は具体的にはファン、ブロアー、クーラな
どより構成されるが、冷却ユニット１−４からの風ある
いは冷風を放熱部４Ａ〜４Ｄに簡単な構成のダクト１５
を介し適当に分配供給すれば、盤ＩＡ〜ＩＤは状態良好
にして冷却され得るものである。この場合第４図に示す
ものにおいては盤正面側よシ盤背面側に向かって、まだ
、第５図に示すものにおいては盤背面側より盤正面側に
向かって風あるいは冷風が吹き抜けるようになっている
が、基本的には同一な冷却方法となっている。

ここで盤ＩＡ〜ＩＤでの冷却効率について言及すれば、
冷却効率は放熱部４八〜４＝Ｄへの風量によって決定さ
れることから、放熱部４Ａ〜４Ｄ各各への風量は必要に
応じて定められるものとなっている。放熱部４八〜４Ｄ
各々への風量は放熱部４八〜４Ｄにおける風あるいは冷
風の流入口開口面積または流出口開口面積によって決定
されるから、それら面積を適当に設定しておく場合は、
盤ＩＡ〜ＩＤ各々で必要とされる冷却効率が得られるも
のである。例えば盤Ｉ　Ａ−Ｉ　Ｄ各々での発熱量が同
程度であって、同程度に冷却される必要があった場合、
数機部４Ａ〜４Ｄ各々における開口断面積は同一とはさ
れず冷却ユニット１４側に近くなる程にその開口断面積
は小さく設定される。

これは、空気が正編性流体であるが故にそのように設定
しなければ同程度の風量が得られなく、シたがって同程
度の冷却効率が得られないからである。要は、必要とさ
れる冷却効率に応じた風量を得るべく各盤での開口面積
を設定すればよいものである。

第６図（ａ）　、　（ｂ）　、’　（Ｃ）は第４図に示
す設置態様の盤における簡略化された平面（断面）、正
面（一部断面）、側面（一部断面）をそれぞれ示したも
のである。本例での盤ＩＡ〜ＩＤは発熱量が同程度であ
って同程度に冷却される場合を示している。

これによると放熱部４Ａ〜４Ｄでの流出口１７Ａ〜１７
Ｄの開口面積は同程度とされるが、流入口１６Ａ〜１６
Ｄのそれは既述した理由よシ異なるものとなっている。

本例では流入口１６Ａ〜１６Ｄの開口面積によって放熱
部４八〜４Ｄ各々で必要とされる風量を得ているが、第
７図は流出口の開口面積によって必要とされる風量を得
る場合を第６図（ａ）に示すものに対応して示したもの
である。

これについては特に説明を要しない。ただ、ここで注意
すべきは放熱部間での開口面積の比は実際に温度上昇試
験を行なうことによって決定されることが望ましいとい
うことである。したがって、本発明を実施するに際して
は流入口あるいは流出口の開口面積は可変可として設定
されることが望ましいといえる。

第８図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）はそれぞれ流出口開
口面積が可変とされた盤の構成を斜視状態として示した
ものである。先ず第８図（ａ）に示すものにおいては放
熱部背面に２つの板規制片１９に取付されておシ、これ
ら板規制片１９によって規制されつつ調整板１８が流出
ロ１７開口面積を可変とすべく上下動可として取付され
るようになっている。調整板１８には例えば所定ピッチ
にネジ孔２１が穿たれているが、何れかのネジ孔２１を
適当に選択したうえこれに板規制片１９を介しネジ２０
を係合せしめるようにすれば、所望の流出ロ１７開口面
積が得られるものである。次に第８図（ｂ）に示すもの
においては放熱部背面には予め長孔が所定ピッチに形成
された固定調整板（図示せず）が固定されているが、こ
れに同様構成の可動調整板２２が左右方向に移動可とし
て重ね合せられるようにして取付されるようになってい
る。可動調整板２２にも長孔２３が所定ピッチに形成さ
れているが、固定調整板に対する可動調整板２２の左右
方向ずれを適当に調整することによって所望の流出ロ開
ロ面積全得んとするものである。本態様においては可動
調整板２２のコーナ部分に穿たれている長孔２５を介し
てネジ２５が固定調整板に係合されるようになっている
ことから、ネジ２５を緩めた状態で可動調整板２２の位
置を調整した鏝ネジ２５を締めることによって所望の流
出口開口面積が確保されるようになっている。最後に第
８図（Ｃ）に示すものについて説明すれば、本態様では
流出ロ１７開口面積は回動可とされた調整板２７の回動
位置によって調整されるようになっている。蝶番２６に
よって調整板２７は回動可とされ、しかも適当な回動位
置に補助手段により設定可となっているものである。流
出口開口面積の調整方法は他にも考えられるが、流出口
開口面積を調整する代シに流入口開口面積を調整するよ
うにしてもよいことは勿論である。

なお、以上の例ではダクト全体は一体的なものとなって
いるが、盤各々にダクト部分を予め取付しておくことも
可である。複数の盤が列状に設置されるに際し隣接する
ダクト部分を連結するものである。また、以上め例では
風あるいは冷風は盤における放熱部に冷却ユニットよシ
供給されるようになっているが、風の方向はこれに限定
されず逆方向とすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、列状に設置されてなる密
閉形の盤各々の上部に設けられている空気−空気熱交換
器の放熱部に、盤共通に設けられた冷却風路よυ圧縮冷
却風が独立に流入されるようにしたものである。したが
って、本発明による場合は、空気−空気熱交換器各々の
放熱部には放熱用ファンを特に必要とすることなく盤各
々は盤共通の冷却風源によって統一的に冷却され得、し
かも空気−空気熱交換器台々の放熱部への冷却風の風量
を適当に設定する場合は盤各々は所望に冷却されるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、密閉形に構成された盤を盤上部に設けた冷却
ユニットによって冷却する方法を示す図、第２図は、冷
却ユニットが空気−空気熱交換器とされた盤の構成を模
式的に一部省略断面として示す図、第３図は、列状に設
置された複数の盤を冷却する従来方法を示す図、第４図
、第５図は、それぞれ本発明による冷却方法の例を示す
図、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）は、第４図
に係る設置態様の盤における簡略化された平面、正面、
側面をそれぞれ示す図、第７図は、同じく第５図に係る
設置態様の盤における簡略化された平面を示す図、第８
図（ａ）。 Φ）、（Ｃ）は、流出口開口面積が可変とされ７に、盤
の一部構成を斜視状態としてそれぞれ示す図である。 ＩＡ〜ＩＤ・・・（密閉形の）　ｉＬ　４　Ａ〜４Ｄ・
・・放熱部、１４・・・冷対ユニット、１５・・・ダク
ト、１６Ａ〜１６Ｄ・・・流入口、１７Ａ〜１７Ｄ・・
・流出口。 代理人　弁理士　秋本正実 弔４図 弔５図 第６図 （αす （ｂ）　　　　　　　　　　（Ｃ） 第７図 慴８図 （σジ も８図 （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の密閉形の盤が列状に設置され、該盤各各の上
   部には空気−空気熱交換器が設けられるようにしてなる
   発熱機器収納盤の冷却方法にして、空気−空気熱交換器
   における放熱部各々に盤共通に設けられた冷却風路よシ
   独立に冷却空気媒体を流入せしめることを特徴とする発
   熱機器収納盤冷却方法。 ２、空気−空気熱交換器における放熱部各々に流入せし
   められる冷却空気媒体は風量可変とされる特許請求の範
   囲第１項記載の発熱機器収納盤冷却方法。 ３、冷却空気媒体の風量は放熱部各々における流入力あ
   るいは流出口の開口面積を可変とすることによって設定
   される特許請求の範囲第２項記載の発熱機器収納盤冷却
   方法。