WO2004089052A1 - 除湿機能を有するフィルタを用いた冷却装置 - Google Patents

Abstract

屋外に設置される電子機器などの機器の内部を冷却し、除湿する冷却装置が開示される。本発明の冷却装置は、機器の筐体の外気吸込側、空気排出側にそれぞれ設置され、外気の湿度を除去する、ろ過部材を有する1組の除湿部を有している。ファンの通風により筐体内の湿度が飽和状態に達したときファンの回転方向を反転させ、除湿部に対する通風方向を変化させる。これにより、除湿材が発熱体からの加熱・乾燥した排気を受けて内部に蓄積した湿気を外部へ放出し、除湿材の吸湿能力が回復する。

Description

除湿機能を有するフィルタを用いた冷却装置

技術分野

本発明は、 屋外に設置される電子機器などの機器の内部を冷却し、 除湿する 冷却装置に関する。

背景技術

従来、 屋外に設置された電子機器を冷却する装置として、 エアコンディショ ナーゃ熱交換器が用いられてきた。 これらは、 外気と内部空気が完全に遮断さ れ、 機器内部を冷却する空気がクリーンであるという利点がある反面、 ェアコ ンディショナ一を駆動するための電力が必要であるという欠点がある。 また、 ろ過部材であるフィルタを用いて外気を導入する冷却装置が存在する。 しかし、 この装置では、 フィルタは塵埃を除去するのみで、 外部の湿気を直接機器内部 へ取り込んでしまい、 その結果、 内部に実装された回路部品等が腐食するとい う問題がある。

電子機器内部の湿度を低減させて結露を防止する先行技術の一つが、 特開平

4— 2 9 4 5 9 7号公報に開示されている。

図 1はこの特許文献に記載された従来の電子機器用冷却装置を示している。 この従来の装置は、 電子機器に接続されて、 冷却ファンを用いて電子機器の内 部を冷却するとともに湿度を低減させるものである。

図 1に示すように、 電子機器用冷却装置 3 2は、 電子機器 3 1内の部品から の発熱を冷却する装置本体の空気吸込側に、 所定以上の温度で吸湿水分を放出 する可逆特性を有する可逆性吸湿材 3 5を充填した吸湿ダクト 3 4を備えてい る。 この吸湿ダクト 3 4の空気排出側には流路開閉ダクト 3 6と閉塞板 3 7と 冷却フアン 3 3が設置されている。 閉塞板 3 7は電子機器 3 1の電源のオン Z オフと連動して開閉するようになっている。'

電子機器 3 1の電源がオンのときは閉塞板 3 7が開いて排出空気流路 Lが開 放され、 電子機器 3 1内の部品からの発熱により高温となった空気が冷却ファ ン 3 3の回転で誘引される。 このとき、 所定以上の温度で可逆性吸湿材 3 5が 乾燥、 再生される。 電源がオフのときは閉塞板 3 7により排出空気流路 Lが遮 断され、 電子機器 3 1内への外部からの空気の流入が阻止され、 かつ機器内の 残留空気から再生し活性化された可逆性吸湿材 3 5が吸湿を行う。 この結果、 電子機器 3 1内での結露が防止される。

上述した従来の装置は、 電子機器内部の湿度を低減させ結露を防止する構成 となっているが、 所定以上の温度で乾燥再生される可逆性吸湿材を用いている ので、 冷却により電子機器内部の温度が所定温度以上にならないときは可逆性 吸湿材が乾燥、 再生されず、 湿度が上昇してしまう問題がある。 可逆性吸湿材 を乾燥させ、 再生させるために電源のオンおよびオフを繰り返すと、 機器にと つて最重要の操作が関与することになり、 機器の操作性に問題が生じ、 また閉 塞板の開閉動作を頻繁に行う必要がある。

発明の開示

本発明の目的は、 機器の電源のオン/オフに関係なく、 電子機器内の腐食を 防止しつつ除湿機能を回復させうる冷却装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、 本発明の冷却装置は、 機器の筐体の外気 吸込側、 空気排出側にそれぞれ設置され、 外気の湿度を除去する、 ろ過部材を 有する 1組の除湿手段と、 筐体内の湿度が飽和状態に達したとき除湿手段の除 湿機能を回復させる除湿機能回復手段とを有している。 発熱体を冷却するため に外気を筐体内に通風するファンは、 筐体内で、 1組の除湿手段の間に、 これ らと向き合うように設置されている。

フ了ンの通風により筐体内の湿度が飽和状態に達したときファンの回転方向 を反転させ、 除湿手段に対する通風方向を変化させる。 これにより、 除湿手段 としての除湿材が発熱体からの加熱 ·乾燥した排気を受けて内部に蓄積した湿 気を外部へ放出し、 除湿材の吸湿能力が機器の電源のオン/オフと無関係に回 復する。 したがって、 除湿材の吸湿による交換の必要がなくなる。

また、 除湿手段に対する通風方向を変化させ、 塵埃と湿気を除去したクリー ンな外気を導入して筐体内を常に冷却するため、 熱交換器、 エアコンディショ ナーに比べて消費電力を低減できる。

外気を直接導入して機器を冷却する際に、 外気が除湿されるため、 本発明の 冷却装置は防鲭機能をも有している。 図面の簡単な説明

図 1は従来の電子機器用冷却装置の構造を示す正面図；

図 2は本発明の一実施形態による電子機器用冷却装置の構成、 および除湿材 の吸湿能力が飽和状態に達する前の外気の流れの方向を示す断面図；

図 3は図 1の電子機器用冷却装置の、 除湿材の吸湿能力が飽和状態に達した 後の外気の流れの方向を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

図 2に示すように、 本発明の一実施の形態による電子機器用冷却装置は、 フ ィルタ 2と、 ファン 3と、 フィルタ 4と、 制御部 5とから構成される。

筐体 1は屋外に設置される電子機器のキャビネットである。 筐体 1の内部に はサブラック 1 1が実装され、 サブラック 1 1の内部には冷却を必要とする、 電子機器の発熱体 (不図示)が実装されている。 フィルタ 2は除湿機能を有し、 電子機器の筐体 1の前面、 即ち外気吸込側に設けられている。 フィルタ 4も除 湿機能を有し、 フィルタ 2と筐体 1 に関して対称の配置で筐体 1の背面、 即ち 空気排出側に設けられている。 フィルタ 2、 フィルタ 4のそれぞれの内部には、 塵埃を除去するためのフィルタ材 2 1 a、 2 1 bと、 外気の湿気を除去するた めの除湿材 2 2 a、 2 2 bが実装されている。 フィルタ材 2 1 aと 2 1 b、 除 湿材 2 2 aと 2 2 bの配置は筐体 1に関して対称になっている。 また、 除湿材 2 2 a、 2 2 bの内側にはそれぞれ湿度センサ 2 3 a、 湿度センサ 2 3 bが設 けられている。 なお、 除湿材 2 2 a、 2 2 bとしては例えばシリ力ゲルのよう な、 蓄積した湿気を所定温度以上で外部に放出する物質が用いられる。 ファン 3はサブラック 1 1の背面に設けられ、 外気を電子機器内部へ通風させる役目 をする。 ファン 3が正回転することにより、 冷却用の外気は矢印 Aで示すよう にフイノレタ 2を通過してサブラック 1 1、 フィルタ 4と通過し、 筐体内部で発 生した熱を筐体 1の外部へ放熱する（図 2 )。 制御部 5はファン 3の起動および 湿度センサ 2 3 a、 2 3 bからの信号によりその回転方向（正回転/逆回転）を 制御する。

次に、 本実施形態の電子機器冷却装置の動作について説明する。

筐体 1のサブラック 1 1の内部に実装された発熱体は、 電子機器が動作する ことにより発熱する。 このとき、 ファン 3は正回転し、 筐体 1外部からの冷却 用の外気は矢印 Aで示すように前面側のフィルタ 2のフィルタ材 2 1 aを通過 して塵埃が除去され、 さらに除湿材 2 2 aを通過することにより湿度が低下す る（図 2 )。 塵埃と湿度が除去されたクリーンな空気は、 発熱体から発生する熱 を輸送し、 背面側のフィルタ 4を通過して外部へと放熱する。

上述した動作が連続することにより、 フィルタ 2内部の吸湿材 2 2 aが飽和 状態に達し、 吸湿能力が無くなると、 フィルタ 2の内側に装填された湿度セン サ 2 3 aによりこの飽和状態を検知される。 湿度センサ 2 3 aにより飽和状態 が検知されると、 制御部 5の制御によりファン 3は逆回転を開始する。 この結 果、 ファン 3が正回転した場合と逆方向、 即ち矢印 Bで示すように背面側のフ ィルタ 4から取り入れられた外気が、 フィルタ材 2 1 bと吸湿材 2 2 bを通過 して塵埃と湿度が除去され、 サブラック 1 1、 フィルタ 2と通過することによ り冷却機能を維持することができる（図 3 )。 このとき、 飽和状態に達したフィ ルタ 2側の除湿材 2 2 aは、 サブラック 1 1から矢印 B方向の加熱 ·乾燥した 排気を受けることにより、 その内部に蓄積した湿気を外部へと放出する。 この 結果、 除湿材 2 2 aの吸湿能力は回復する。

ファン 3のこの逆回転中において、 湿度センサ 2 3 bの検知によりフィルタ 4側の吸湿材 2 2 bが飽和状態に達し吸湿能力が無くなると、 制御部 5の制御 によりファン 3は正回転を再ぴ開始し、 図 2の矢印 A方向への通風によってフ ィルタ 4側の除湿材 2 2 bの吸湿能力は回復する。

以下、 同様にして、 フィルタ 2内の除湿材 2 2 a、 フィルタ 4内の除湿材 2 2 bが飽和状態に達する毎に、 制御部 5の制御によりファン 3の回転方向が反 転し、 除湿材 2 2 a、 2 2 bの除湿機能を回復させることが繰り返される。 こ のように、 除湿材 2 2 a、 2 2 bは自動的に除湿機能が回復するので、 吸湿に よる除湿材 2 2 a、 2 2 bの交換の必要がない。

本実施形態によれば、 電子機器内の結露を防止して防鲭機能を発揮させると ともに、 除湿材を交換することなく、 半永久的に冷却機能を維持し続けること ができる。

なお、 上述した実施形態では、 屋外設置の電子機器を冷却する場合を例示し たが、 本発明はこれに限定されることなく、 発熱体を内蔵し、 冷却、 除湿の必 要がある他の機器、 装置にも適用できることは言うまでもなレ、。

Claims

請求の範囲

. 冷却を必要とする発熱体を内部に収容する筐体の外気吸込側， 空気排出 側にそれぞれ設置され、 外気の湿度を除去する、 ろ過部材を有する 1組の 除湿手段と、

前記筐体内で、 前記 1組の除湿手段の間に、 これらと向き合うように設 置され、 前記発熱体を冷却するために外気を前記筐体内に通風するファン と、

前記筐体内の湿度が飽和状態に達したとき前記除湿手段の除湿機能を回 復させる除湿機能回復手段とを有する

除湿機能付きフィルタを用いた冷却装置。

. 前記除湿手段がシリカゲルである、 請求項 1に記載の冷却装置。

. 前記除湿機能回復手段は、 前記各除湿手段の湿度を検知する湿度センサ と、 前記湿度センサが前記湿度の飽和状態を検知したとき前記ファンの回 転方向を反転させ、 前記 1組の除湿手段に対する通風方向を変化させる制 御手段とを含む、 請求項 1に記載の冷却装置。

. 前記 1組の除湿手段は、 前記ろ過部材と除湿材が前記筐体に関して対称に 配置されている， 請求項 1に記載の冷却装置。

. 請求項 1に記載の冷却装置を備えた屋外設置電子機器。