WO2014002454A1

WO2014002454A1 - ファンコントローラとこれを用いた冷却装置、この冷却装置を用いた発熱体収納装置、および電子機器

Info

Publication number: WO2014002454A1
Application number: PCT/JP2013/003884
Authority: WO
Inventors: 将吾前田; 直之舟田; 訓央清本; 隆博佐橋
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-01-03

Abstract

ファンコントローラ（５）は、コントローラケース内にＣＰＵ（２１）、複数のファン用コネクタ（２２）、電源用コネクタ（２３）、および外気ファンと内気ファンとのノッチを切替える複数の切替スイッチ（２４）を搭載した基板（２５）を備えている。前ケースの下端に切り欠きが設けられ、この切り欠きを利用することにより前ケースと後ケースとが接続された状態において、切替スイッチ（２４）によりノッチが切替えられる。そして外気ファンと内気ファンとの最大回転数が変更される。

Description

ファンコントローラとこれを用いた冷却装置、この冷却装置を用いた発熱体収納装置、および電子機器

　本発明は、ファンコントローラとこれを用いた冷却装置、この冷却装置を用いた発熱体収納装置、および電子機器に関する。

　携帯電話の基地局は、数十アンペア以上の電流が流れることから、例えば発熱体とも表現される。そのため基地局の冷却は、基地局の動作を安定化させるために極めて重要である。このような携帯電話の基地局の冷却装置の従来の構成は、以下のとおりである（例えば、特許文献１参照）。

　図２５は、従来の冷却装置の構成図である。図２５に示すように冷却装置２０１は、本体ケース２１１と、本体ケース２１１内に設けられた外気用の第１送風機２１２および本体ケース２１１内空気用の第２送風機２１３と、熱交換器２１４とから構成されていた。本体ケース２１１は、外気用の第１吸込口２０７と第１吐出口２０８、および本体ケース２１１内空気用の第２吸込口２０９と第２吐出口２１０を有している。そして熱交換器２１４は、本体ケース２１１内において外気と本体ケース２１１内空気との熱交換を行う。

　携帯電話の基地局は、冷却装置２０１を壁面に備えている。そして基地局は、従来のビル屋上から電柱等の居住地域に近接した場所にも設置されるようになってきている。

　従来の冷却装置２０１は上述したように、本体ケース２１１内に第１送風機２１２と第２送風機２１３とを備えている。そのため居住地域に近接した電柱等に冷却装置２０１が設置される場合、低騒音の運転が要求される。低騒音の運転のためには、第１送風機２１２と第２送風機２１３との回転数を下げて風量を低減することが有効であるが、同時に冷却能力も低減する。

　また、本体ケース２１１の内部温度に応じて第１送風機２１２と第２送風機２１３との回転数を制御する比例制御のコントローラが一般的に用いられている。しかし、第１送風機２１２と第２送風機２１３との最大回転数は変更できないため、現場にて低騒音重視運転（最大回転数小）と冷却能力重視運転（最大回転数大）とが容易に切り替えられないという課題があった。

　また従来の無線通信基地局などの電子機器の構成は、以下のようになっていた。すなわち電子機器は、電子機器本体ケースと、機能機器と、冷却機器と、温度検出器とを備えていた。ここで電子機器本体ケースは、少なくとも一面に開口部を有する。機能機器は、電子機器本体ケース内に設けられている。冷却機器は、電子機器本体ケースの開口部に装着されている。温度検出器は、冷却機器に接続されるとともに、電子機器本体ケース内に配置されている（例えば、特許文献２参照）。

　特許文献２の電子機器は、電子機器本体ケースの開口部を介して冷却機器からの冷却風を、電子機器本体ケース内に送風する。機能機器は、その冷却風により冷却される。そして機能機器の冷却により高温化した冷却風が、開口部を介して冷却機器に戻され、再び冷却風として電子機器本体ケース内に循環される。

　しかしながら上記の電子機器では、電子機器本体ケースの開口部を冷却風と温風とが通過するため、冷却風の一部が開口部を介して短絡して冷却機器に戻ってしまうことがあった。その結果、機能機器に対する冷却効果が低いという課題があった。

特開２０００－１６１８７５号公報特開２００５－１５５９８３号公報

　本発明のファンコントローラは、コントローラケース内にＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、複数のファン用コネクタ、電源用コネクタ、および外気ファンと内気ファンとのノッチを切替える複数の切替えスイッチを搭載した基板を備えている。コントローラケースは、前ケースと後ケースとから構成されている。そして前ケースと後ケースとの境界部に、前ケースは凹形状の係合部、後ケースは凸形状の被係合部を有している。また前ケースと後ケースとは、係合部と被係合部とが係合されて接続されている。また前ケースの下端に切り欠きが設けられ、前ケースと後ケースとが接続された状態において、切替えスイッチによりノッチが切替えられる。そして外気ファンと内気ファンとの最大回転数が変更される。

　このようなファンコントローラは、切り欠きから切替えスイッチにより外気ファンと内気ファンとのノッチが高速運転の高から低速運転の低に容易に切替えられる。そのため低騒音重視運転と、冷却能力重視運転とが容易に切り替えられる。

　また本発明の電子機器は、少なくとも一面に開口部を有するキャビネットと、キャビネット内に設けられた機能機器と、キャビネット内において機能機器上方に設けた熱気搬送機器と、開口部に装着された冷却機器とを備えている。冷却機器は屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、および冷気排出口を有する冷却機器本体ケースを備えている。また冷却機器は、屋外空気取入口と屋外空気排出口とに連結された屋外空気流路、及び熱気取入口と冷気排出口とに連結された屋内空気流路を有する熱交換器を備えている。そして、冷却機器本体ケース内に屋外空気流路に送風する屋外送風機が設けられ、熱気搬送機器に内気送風機が設けられている。また内気送風機の出口側と、熱気取入口とが熱気送風路により接続されている。熱気送風路の近傍には、温度検出器が設けられている。そして温度検出器は、屋外送風機と内気送風機とを制御する制御器に接続されている。

　このような電子機器は、冷却機器による冷却風が冷気排出口からキャビネット内に設けられた機能機器に吹き付けられる。そのため、機能機器は効果的に冷却される。

図１は、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置の設置例を示す斜視図である。図２は、同発熱体収納装置のキャビネットドアを開放した時の斜視図である。図３Ａは、同冷却装置の正面図である。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ-３Ｂ線断面図である。図４は、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置の別の設置例を示す斜視図である。図５Ａは、同冷却装置の外気側本体ケース斜視図である。図５Ｂは、同冷却装置の外気側内部構造図である。図６は、同冷却装置のキャビネット側斜視図である。図７は、同発熱体収納装置の水平断面図である。図８Ａは、同ファンコントローラ外観の正面図である。図８Ｂは、同ファンコントローラ外観の上面図である。図８Ｃは、同ファンコントローラ外観の側面図である。図９Ａは、図８Ｃの９Ａ－９Ａ線断面方向を見た斜視図である。図９Ｂは、本発明の実施の形態１のファンコントローラの後ケースの構成図である。図１０Ａは、同ファンコントローラの制御ブロック図である。図１０Ｂは、同ファンコントローラの制御例を示すグラフである。図１１は、同ファンコントローラの制御のフローチャートである。図１２は、同ファンコントローラが複数使用された場合の外観の斜視図である。図１３Ａは、図１２のファンコントローラのリード線接続状態を示す斜視図である。図１３Ｂは、図１２のファンコントローラのリード線接続状態を示す別の斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態２の電子機器の設置例を示す斜視図である。図１５は、同電子機器の外観斜視図である。図１６は、同電子機器の側面断面図である。図１７は、同電子機器の扉を開放したときの正面図である。図１８は、同電子機器の扉開放時の斜視図である。図１９は、同電子機器に取り付ける温度検出器の外観図である。図２０は、同電子機器の送風機制御ブロック図である。図２１は、同電子機器の送風機制御フローチャートである。図２２は、同電子機器の送風機制御温度設定例の図である。図２３は、同電子機器の異なる送風機制御温度設定例の図である。図２４は、同電子機器のさらに異なる送風機制御温度設定例の図である。図２５は、従来の冷却装置の構成図である。

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置の設置例を示す斜視図である。図１に示すように発熱体収納装置には、キャビネット１の２つの側面に、それぞれキャビネットドア２ａ、２ｂがキャビネット１に対して開閉可能に設けられている。キャビネット１において、キャビネットドア２ａ側が前面である。そしてキャビネットドア２ｂに、冷却装置３が備えられている。このように発熱体収納装置は、冷却装置３とキャビネット１とを備えている。

　図２は、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置のキャビネットドアを開放した時の斜視図である。キャビネット１内には、通信機４が備えられている。通信機４は、キャビネットドア２ａ側を前面にしている。そして通信機４は、閉鎖したときのキャビネットドア２ａと内部基板とが直交するように配置される。

　すなわち、前面側に空気が送り込まれると、通信機４の内部基板に沿って背面側に空気が流れる。また、前面側のキャビネットドア２ａが開放されて、通信機４のメンテナンスなどが行なわれる。そして、キャビネットドア２ｂにファンコントローラ５が設けられている。

　図３Ａは本発明の実施の形態１の冷却装置の正面図、図３Ｂは図３Ａの３Ｂ-３Ｂ線断面図である。図３Ａ、図３Ｂに示すように冷却装置３の本体ケース３ａは、そのひとつの面（図３Ｂの上面）がキャビネット１に固定されている。本体ケース３ａの内部は、素子ケーシング１０によってキャビネット１側の内気エリア５１と、外気側の外気エリア５２とに２分割されている。

　また本体ケース３ａには、冷却装置３がキャビネット１に固定される面に内気吸気口６と、内気吐出口７とが開口されている。すなわち冷却装置３は、キャビネット１の一面１ａに取り付けられている。また内気吐出口７は一面１ａの一方の側１ｂに、内気吸気口６は一面１ａの他方の側１ｃに配置されている。そして、キャビネット１側に固定する面の対向面には、外気吸気口８が開口している。本実施の形態１においては、外気吐出口９は、本体ケース３ａの底面に設けられている。

　図４は、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置の別の設置例を示す斜視図である。図４は、発熱体収納装置が電柱５３に据え付けられた場合を示す。図４に示すように冷却装置３には、下面が開口した外気吐出口９が設けられている。

　図３Ｂに示すように素子ケーシング１０は、キャビネット１の取付面とほぼ平行に、キャビネット１に対して前後に冷却装置３の本体ケース３ａ内を２分割している。

　内気エリア５１には内気ファン１７と、熱交換素子１１とが設けられている。内気ファン１７は、吸込み側を内気吸気口６に向けて固定された軸流型の送風機である。そして内気ファン１７は、その回転軸と内気吸気口６における内気吸込み方向とが平行になるように配置されている。

　熱交換素子１１は、平行四辺形状の合成樹脂製の複数の板体１１ｃがそれぞれ所定間隔離して積層されている。板体１１ｃの表面には、その表面がレーン状に仕切られる複数の整流壁が設けられている。整流壁は、流入口となる板体１１ｃの一端から他端側に向けて伸びている。

　整流壁は、他端側の手前において一方の長辺（流入口側の辺と鈍角にて隣り合った辺）側に湾曲する形状であり、流出口につながっている。このような板体１１ｃ（整流壁）によって、板体１１ｃ上に略Ｌ字状の複数の送風レーンができる。このような熱交換素子１１によれば、内気についてはキャビネット１側に短い送風レーンが設けられ、外気側に長い送風レーンが設けられる。一方、外気については、キャビネット１側に長い送風レーンが設けられ、外気側に短い送風レーンが設けられる。図３Ｂには、内気用の送風路を形成する整流壁が破線にて示されている。なお、外気用の送風路を形成する整流壁は、板体１１ｃの対角線の交点を中心にして内気用の整流壁を１８０度回転させた形状である。

　このような熱交換素子１１は、１つの面を外気側の第１流入口１１ａ（外気用空気吸込口）とし、外気側の流出口は外気チャンバー１２を介して図３Ａに示す外気吐出口９と接続されている。また熱交換素子１１は、第１流入口１１ａと対向する面を内気側の第２流入口１１ｂ（内気用空気吸込口）とし、内気側の流出口は内気吐出口７と接続されている。熱交換素子１１は、素子ケーシング１０によってキャビネット１側の壁面に押さえつけられている。

　図５Ａは本発明の実施の形態１の冷却装置の外気側本体ケース斜視図、図５Ｂは同冷却装置の外気側内部構造図である。図５Ａ、図５Ｂに示すように冷却装置３の本体ケース３ｂが取り外されると、素子ケーシング１０が露出する。素子ケーシング１０には、吸気側と吐出側とを２分する仕切板１３と、外気ファン１４とが固定されている。

　また素子ケーシング１０には、外気通風口１５、１６が開口されている。外気通風口１５は、本体ケース３ｂ内に設けられた外気ファン１４が吹き出す空気（外気）を、図３Ｂに示す熱交換素子１１の第１流入口１１ａへ導く。外気通風口１６は、図３Ｂに示す熱交換素子１１の外気流出口から流出する空気を外気チャンバー１２に導く。外気ファン１４には、ターボ型の遠心送風機が用いられている。外気ファン１４は、吸込み口が外気吸気口８と一致するように固定され、回転軸と外気吸気口８における外気流入方向とが平行になっている。

　図６は本発明の実施の形態１の冷却装置のキャビネット側斜視図であり、冷却装置３をキャビネット１側から見た図である。キャビネット１側の本体ケース３ｃには、内気吸気口６、内気吐出口７が開口されている。内気吸気口６のケース内側には、内気ファン１７が複数（図６では３台）固定されている。キャビネット１への取付面の周囲には、気密性を確保するため、パッキン１８が貼り付けられている。

　上記構成により、本発明の実施の形態１の発熱体収納装置の水平断面図である図７を用いて、冷却装置３の動作について説明する。

　まず、外気の動きを説明する。外気ファン１４が動作すると、外気吸気口８から外気が吸い込まれる。この外気は外気ファン１４により昇圧され、外気通風口１５を通って熱交換素子１１に流入する。熱交換素子１１を通過した外気は、外気通風口１６から外気チャンバー１２へと流入する。そして、冷却装置３の下面に設けた外気吐出口９から再び外気空間へ排出される。

　一方、キャビネット１内の空気（内気）は、内気ファン１７が動作すると、内気吸気口６から冷却装置３内に流入する。そして内気は、内気ファン１７により昇圧され、熱交換素子１１の第２流入口１１ｂから熱交換素子１１内に流入する。熱交換素子１１を通過した内気は、熱交換素子１１から流出すると同時に、内気吐出口７から再びキャビネット１内へ排出される。

　ここで、熱交換素子１１内では、図３Ｂに示す薄い板体１１ｃにより仕切られ、内気と外気とが交互に通過する内気風路、外気風路が形成されているので、内気と外気との熱交換が行われる。すなわち、通信機４の発熱を受けた温かい内気と、冷たい外気とが熱交換され、内気は冷却され、外気は温められる。

　冷却された内気は、キャビネット１の前面側に吹き出される。通信機４は、キャビネットドア２ａと直交するように内部基板が配置されているので、キャビネット１内の空気は、前面側から背面側へと流れる。キャビネット１の背面側には、通信機４が配置されず、キャビネット１の背面側は内気のチャンバー空間となっている。そして、このチャンバー空間には、通信機４の発熱を受けた温かい空気が溜まる。冷却装置３の内気ファン１７は、このチャンバー空間に溜まった温かい空気を吸い込み、内気は冷却装置３内において冷却される。

　次に、本願の特徴であるファンコントローラ５の構成を図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図９Ａ、図９Ｂに基づいて説明する。図８Ａは本発明の実施の形態１のファンコントローラ外観の正面図、図８Ｂは同ファンコントローラ外観の上面図、図８Ｃは同ファンコントローラ外観の側面図である。図９Ａは図８Ｃの９Ａ－９Ａ線断面方向を見た斜視図、図９Ｂは本発明の実施の形態１のファンコントローラの後ケースの構成図である。

　図８Ａ～図８Ｃに示すファンコントローラ５は、コントローラケース２０内に、図９Ａに示すＣＰＵ（Central　Processing　Unit）２１、複数のファン用コネクタ２２、電源用コネクタ２３、および複数の切替スイッチ２４を搭載した基板２５を内蔵している。複数の切替スイッチ２４は、図８Ａに示す外気ファン１４と内気ファン１７とのノッチ１４ａ、１７ａを切替える。

　コントローラケース２０は、前ケース２０ａと図９Ｂに示す後ケース２０ｂとから構成される。前ケース２０ａの両側面の後側に凹形状の係合部２８ａ、２９ａ、後ケース２０ｂの両側面の前側に凸形状の被係合部２６ｂ、２７ｂが備えられている。すなわち前ケース２０ａと後ケース２０ｂとの境界部２０ｃに、前ケース２０ａは凹形状の係合部２８ａ、２９ａ、後ケース２０ｂは凸形状の被係合部２６ｂ、２７ｂを有している。被係合部２６ｂ、２７ｂ、係合部２８ａ、２９ａはコントローラケース２０の高さ方向においてほぼ中央に設けられている。

　凹形状の係合部２８ａ、２９ａは、細長枠形状である。そして細長枠形状の長手方向の一辺が前ケース２０ａに固定され、他辺が自由端となっている。係合部２８ａ、２９ａと被係合部２６ｂ、２７ｂとの接続時、係合部２８ａ、２９ａは被係合部２６ｂ、２７ｂを乗り越え、この枠内の開口に被係合部２６ｂ、２７ｂが嵌合する。

　そして、前ケース２０ａと後ケース２０ｂとは、前ケース２０ａの係合部２８ａ、２９ａと後ケース２０ｂの被係合部２６ｂ、２７ｂとがそれぞれ係合される事により接続される。

　また、前ケース２０ａの下端には切り欠き３０が設けられている。前ケース２０ａと後ケース２０ｂとが接続された状態において、切替スイッチ２４により図３Ｂに示すノッチ１４ａ、１７ａが切替えられ、外気ファン１４と内気ファン１７との最大回転数が変更される。

　また、前ケース２０ａの前面に複数の切替スイッチ２４ａ、２４ｂそれぞれの対象ファンが表示されている。複数の切替スイッチ２４ａ、２４ｂにより、それぞれ外気ファン１４（図８ＡにおいてＦａｎ２と記載）、内気ファン１７（図８ＡにおいてＦａｎ１と記載）のノッチ１４ａ、１７ａ（上がＨｉ（高速運転）、下がＬｏ（低速運転））の切替えが分かる。

　図１０Ａは本発明の実施の形態１のファンコントローラの制御ブロック図、図１０Ｂは同ファンコントローラの制御例を示すグラフ、図１１は同ファンコントローラの制御のフローチャートである。

　図１０Ａに示すようにＣＰＵ２１は、切替スイッチ２４からの入力（指示）により、出力としての外気ファン１４、内気ファン１７（本実施の形態１では３台）を制御している。

　図１１のフローチャートに示すようにファンコントローラ５、すなわち切替スイッチ２４のノッチ１４ａ、１７ａ設定により、外気ファン１４、内気ファン１７、それぞれの最大回転数を高速にするか低速にするか制御している。

　従来のファンの回転数制御は、キャビネットの内部温度に比例して回転数を決定する比例制御が一般的である。そのため、ファンの最大回転数の設定は、通信機等発熱体の最大発熱量に対して余裕をもって設定されている。高速運転の冷却能力を重視する運転は、比例制御により回転数を決定しても、ある温度以上では低速運転の低騒音を重視する運転の回転数よりも大きく（図１０Ｂ参照）、騒音は大きくなっていた。そして、最大回転数を現地にて容易にノッチ切り替えにて高速運転、低速運転を選択できなかった。

　しかし図８Ａに示すファンコントローラ５の構成により、発熱体収納装置が居住地域に近接した場所に設置され、例えば通信機設置数が少ない等、内部発熱量が少なくなっている場合、次のようにする。現地作業員が図８Ａに示す切り欠き３０に指を入れ、上述の表示に従い、図３Ｂに示す外気ファン１４、内気ファン１７のノッチ１４ａ、１７ａを切替スイッチ２４ａ、２４ｂにより、通常のＨｉからＬｏへ容易に切替えることができる。

　これにより、低騒音が要求される現場において、現地作業員が容易に外気ファン１４、内気ファン１７を高速運転から低速運転に変更でき、騒音が低減される。

　次に、ファンコントローラ５を複数（本実施の形態１では２個）用いる場合について、図１２、図１３Ａ、図１３Ｂを用いて説明する。図１２は本発明の実施の形態１のファンコントローラが複数使用された場合の外観の斜視図、図１３Ａは図１２のファンコントローラのリード線接続状態を示す斜視図、図１３Ｂは図１２のファンコントローラのリード線接続状態を示す別の斜視図である。

　図１２に示すようにファンコントローラ３１は、ファンコントローラ５の前側にさらに前ケース２０ａが接続されている。すなわち、前ケース２０ａの係合部２８ａ、２９ａが設けられた係合部設置面２０ｄの後ケース２０ｂと反対方向の位置に、前ケース被係合部２６ａ、２７ａが設けられている。そして前ケース被係合部２６ａ、２７ａと係合部２８ａ、２９ａとにより、前ケース２０ａ同士が接続されている。

　上記構成において、前ケース被係合部２６ａ、２７ａと、別の前ケース２０ａの係合部２８ａ、２９ａとが接続されている。このことにより、省スペースかつ１セットの図３Ｂに示す外気ファン１４と内気ファン１７とが、２セット制御される。その結果、通信機器の処理量（発熱量）が増加しても、図１に示す冷却装置３の増設が容易になる。

　また図１３Ａ、図１３Ｂに示すようにファンコントローラ３１は、両側面にファン用コネクタ２２、電源用コネクタ２３が設けられている。そのため、図１２に示すファンコントローラ３１であっても、ファン用リード線、電源用リード線が容易に接続される。

　（実施の形態２）
　図１４は、本発明の実施の形態２の電子機器の設置例を示す斜視図である。図１４に示すようにビルディング１０１の屋上には、携帯電話の基地局である電子機器１０２が設けられている。

　図１５は、本発明の実施の形態２の電子機器の外観斜視図である。図１５に示すように電子機器１０２は、箱状のキャビネット１０３と、キャビネット１０３内に設けられた機能機器１０９と、キャビネット１０３の外側面に設けた冷却機器１０６とを備えている。キャビネット１０３は、少なくとも一面に開口部１０３ａを有する。機能機器１０９としては送信機、受信機のほかに、電源設備などが含まれる。

　さらに詳しく説明すると、図１５に示すように冷却機器１０６は、キャビネット１０３の開口部１０３ａに装着されている。開口部１０３ａには、キャビネットドア１０５がキャビネット１０３に開放可能に設けられている。

　図１６は、本発明の実施の形態２の電子機器の側面断面図である。またキャビネット１０３内部には、機能機器１０９の上方に熱気搬送機器１０７が設けられている。電子機器１０２は、熱気搬送機器１０７も備えている。熱気搬送機器１０７は、キャビネット１０３内の空気（以降、内気）を吸い込む内気送風機１１０（屋内送風機）と、内気送風機１１０が吹き出す内気を冷却機器１０６に送るダクト１１３とから構成されている。

　冷却機器１０６は、キャビネット１０３内部側に熱気搬送機器１０７から吹き出す内気を吸い込む熱気取入口１１１と、内気を冷却した後にキャビネット１０３内に吹き出す冷気排出口１１２とを備えている。内気送風機１１０の出口側と熱気取入口１１１とは、熱気送風路となるダクト１１３により接続されている。

　図１６に示すように冷却機器１０６は、内部に屋外空気流路１１５ａと屋内空気流路１１５ｂとを有する熱交換器１１５、および屋外空気流路１１５ａに送風する屋外送風機１１６を備えている。冷却機器１０６の外殻の冷却機器本体ケース１０６ａには、屋外空気取入口１１７、屋外空気排出口１１８、熱気取入口１１１、および冷気排出口１１２が設けられている。冷却機器１０６は、冷却機器本体ケース１０６ａと熱交換器１１５とを備えている。屋外空気流路１１５ａは、屋外空気取入口１１７と屋外空気排出口１１８とに連結されている。屋内空気流路１１５ｂは、熱気取入口１１１と冷気排出口１１２とに連結されている。また冷却機器本体ケース１０６ａ内に、屋外送風機１１６が設けられている。

　図示しないが熱交換器１１５は、伝熱板が積層され、伝熱板の間が交互に屋内空気流路１１５ｂと屋外空気流路１１５ａとである。そして、屋外空気流路１１５ａには低温の外気が通過し、屋内空気流路１１５ｂには高温の内気が通過することによって、外気と内気との熱交換がなされ、内気の冷却が行なわれる。

　温度検出器１１４は、冷却機器１０６と機能機器１０９との間の空間のダクト１１３の下方に隣接して設けられている。温度検出器１１４は、ダクト１１３の近傍の機能機器１０９の天面よりも上方に設置されている。そして温度検出器１１４は、屋外送風機１１６と内気送風機１１０とを制御する制御器１１９に接続されている。

　図１７は、本発明の実施の形態２の電子機器の扉を開放したときの正面図である。図１７に示すように機能機器１０９には、冷却風送風ファン１０９ａがユニットごとに設けられている。本実施の形態２では、図１６に示すように冷却風送風ファン１０９ａは、冷却機器１０６側に設けられ、冷却機器１０６から吹き出された冷却風を吸い込んで機能機器１０９内部に冷却風を送り込む。

　図１８は本発明の実施の形態２の電子機器の扉開放時の斜視図、図１９は同電子機器に取り付ける温度検出器の外観図である。図１８、図１９に示すように温度検出器１１４は、上下前後左右にスリット１１４ａが設けられた筐体１１４ｂの内部に温度検出素子１１４ｃ、温度検出回路、および図１６に示す屋外送風機１１６の回転数指示回路が備えられている。

　図１８では、キャビネットドア１０５が開放された状態なので、ダクト１１３は熱気取入口１１１と離れた状態になっている。キャビネットドア１０５が閉じられると、熱気取入口１１１はダクト１１３の先端と密着する。そしてダクト１１３の下方には、キャビネット１０３内の温度を検出する温度検出器１１４が備えられている。

　図２０は、本発明の実施の形態２の電子機器の送風機制御ブロック図である。図２０に示すように温度検出素子１１４ｃ、温度検出回路において検出された温度に応じて回転数指示回路が、屋外送風機１１６の回転数指示値をＰＷＭ（Pulse　Width　Modulation）信号にて出力する。屋外送風機１１６の駆動回路は、回転数指示値を受けて所定の回転数にて屋外送風機１１６を運転する。

　このような構成の電子機器１０２の内部の冷却動作について説明する。

　図１６に示す冷却機器１０６は、機能機器１０９が動作する以前に運転を開始する。機能機器１０９の定常運転時には、機能機器１０９の発熱によって、キャビネット１０３内部の温度が上昇する。温かくなった内気は、内気送風機１１０によって吸い込まれ、ダクト１１３を経由して冷却機器１０６に流入する。一方、屋外送風機１１６が運転されることによって、屋外空気取入口１１７から外気が冷却機器１０６内部に取り入れられる。熱交換器１１５では、吸い込まれた冷たい外気が屋外空気流路１１５ａを通過し、温かい内気は屋内空気流路１１５ｂを通過することによって、外気と内気との熱交換が行われる。すなわち、内気は冷却されて冷気排出口１１２から機能機器１０９に吹き付けられる。

　機能機器１０９は、冷却風送風ファン１０９ａが運転されることによって、冷却機器１０６から吹き出された冷却風を内部に取り入れる。そして冷却風は、機能機器１０９内部の発熱部品を冷却して（発熱部品の熱を奪って）温められた後、内気送風機１１０に再び吸い込まれる。

　ここで、本実施の形態２の最も特徴的な部分について説明する。

　屋外送風機１１６は、その回転数を変更することにより、外気の取入量が変化する。すなわち、外気の取入量が少なくなると、熱交換器１１５における熱交換量が少なくなり、内気の温度変化（温度が低下する度合）は小さくなる。一方、外気の取入量が多くなると、熱交換器１１５における熱交換量が多くなり、内気の温度変化（温度が低下する度合）が大きくなる。そこで、温度検出器１１４において検出される温度が高い場合、屋外送風機１１６の回転数は高くなる。また、温度検出器１１４において検出される温度が低い場合、回転数指示回路の出力により屋外送風機１１６の回転数は低くなる。

　温度検出器１１４は、機能機器１０９よりも上方にあるので、機能機器１０９において発生した熱は確実に検出される。そして温度検出器１１４は、機能機器１０９と冷却機器１０６との間に配置され、冷気排出口１１２、機能機器１０９よりも上方に設けられている。そのため、冷却風、あるいは機能機器１０９により温められた空気が直接当たることがなく、冷却後の機能機器１０９の温度が検出しやすい。さらに温度検出器１１４は、ダクト１１３の近傍に配置されることにより、キャビネット１０３内の異常高温状態も検出されやすくなり、安全性も高くなる。

　次に、温度検出器１１４の制御動作について説明する。

　図２１は、本発明の実施の形態２の電子機器の送風機制御フローチャートである。図１６に示す温度検出器１１４は、図２１に示すように屋外送風機１１６への現在の指示回転数（強（Ｈｉｇｈ）／弱（Ｌｏｗ）／停止（ＯＦＦ））と、温度検出器１１４において検出された温度Ｔとによって、次の運転回転数を決定する。具体的に、屋外送風機１１６が弱運転の場合を説明する。屋外送風機１１６が弱運転の場合、検出された温度Ｔが弱運転下限温度Ｔ４よりも小さくなると、屋外送風機１１６は停止する。検出された温度Ｔが弱運転上限温度Ｔ１よりも大きくなると、屋外送風機１１６は強運転を行う。それ以外の場合（Ｔ４≦Ｔ＜Ｔ１）は、そのときの運転が継続される。

　次に、具体的な指示回転数について説明する前に、図２２～図２４を説明する。図２２は本発明の実施の形態２の電子機器の送風機制御温度設定例の図、図２３は同電子機器の異なる送風機制御温度設定例の図、図２４は同電子機器のさらに異なる送風機制御温度設定例の図である。図２２～図２４は、縦軸が温度、横軸が時間である。矢印実線は、矢印方向へ温度検出器１１４において検出された温度Ｔ（以降、温度Ｔと記載）の下降、上昇を表している。そして図中には、各温度帯での指示回転数が示されている。例えば図２２において、温度Ｔが下降して強運転下限温度Ｔ３を下回ると、指示回転数は８５０ｒｐｍにする、あるいは温度Ｔが上昇して弱運転上限温度Ｔ１を超えたときには指示回転数は１７００ｒｐｍにする。

　出力する指示回転数（ＰＷＭ値）は、温度検出器１１４に設けた選択スイッチによってパターンが決定される。具体的には、比較的温暖な地域では図２２のように設定する。すなわち、強運転は１７００回転、弱運転は８５０回転設定とし、温度設定はそれぞれ図２２のようにする。

　一方、高温地域の場合、図２３に示すように強運転は２７５０回転、弱運転は１７００回転の設定にする。すなわち高温地域の運転は、温暖地域の運転よりも回転数を上げて外気導入量を多くする。

　逆に、低温地域の場合、図２４に示すように強運転は１５００回転、弱運転は７００回転の設定にし、外気導入量を小さくする。

　尚、具体的な回転数指示値については、特定の送風機における一例であり、冷却機器１０６の大きさ、および必要能力に応じて適宜選択し、最適な組合せにすればよい。

　以上のように本発明のファンコントローラとこれを用いた冷却装置、この冷却装置を用いた発熱体収納装置は、居住地域に隣接した通信機器の基地局、その他屋外設置機器における冷却設備として極めて有用である。

　また本発明の電子機器は、携帯電話の基地局などの冷却に有用である。

１，１０３　　キャビネット
１ａ　　一面
１ｂ　　一方の側
１ｃ　　他方の側
２ａ，２ｂ，１０５　　キャビネットドア
３　　冷却装置
３ａ，３ｂ，３ｃ　　本体ケース
４　　通信機
５，３１　　ファンコントローラ
６　　内気吸気口
７　　内気吐出口
８　　外気吸気口
９　　外気吐出口
１０　　素子ケーシング
１１　　熱交換素子
１１ａ　　第１流入口
１１ｂ　　第２流入口
１１ｃ　　板体
１２　　外気チャンバー
１３　　仕切板
１４　　外気ファン
１４ａ，１７ａ　　ノッチ
１５，１６　　外気通風口
１７　　内気ファン
１８　　パッキン
２０　　コントローラケース
２０ａ　　前ケース
２０ｂ　　後ケース
２０ｃ　　境界部
２０ｄ　　係合部設置面
２１　　ＣＰＵ
２２　　ファン用コネクタ
２３　　電源用コネクタ
２４，２４ａ，２４ｂ　　切替スイッチ
２５　　基板
２６ａ，２７ａ　　前ケース被係合部
２６ｂ，２７ｂ　　被係合部
２８ａ，２９ａ　　係合部
３０　　切り欠き
５１　　内気エリア
５２　　外気エリア
１０１　　ビルディング
１０２　　電子機器
１０６　　冷却機器
１０６ａ　　冷却機器本体ケース
１０７　　熱気搬送機器
１０９　　機能機器
１０９ａ　　冷却送風ファン
１１０　　内気送風機
１１１　　熱気取入口
１１２　　冷気排出口
１１３　　ダクト
１１４　　温度検出器
１１４ａ　　スリット
１１４ｂ　　筐体
１１４ｃ　　温度検出素子
１１５　　熱交換器
１１５ａ　　屋外空気流路
１１５ｂ　　屋内空気流路
１１６　　屋外送風機
１１７　　屋外空気取入口
１１８　　屋外空気排出口
１１９　　制御器

Claims

コントローラケース内にＣＰＵ（Central　Processing　Unit）、複数のファン用コネクタ、電源用コネクタ、および外気ファンと内気ファンとのノッチを切替える複数の切替えスイッチを搭載した基板を備え、
前記コントローラケースは前ケースと後ケースとから構成され、
前記前ケースと前記後ケースとの境界部に前記前ケースは凹形状の係合部、前記後ケースは凸形状の被係合部を有し、
前記前ケースと前記後ケースとは前記係合部と前記被係合部とが係合されて接続され、
前記前ケースの下端に切り欠きが設けられ前記前ケースと前記後ケースとが接続された状態において前記切替えスイッチにより前記ノッチが切替えられ、
前記外気ファンと前記内気ファンとの最大回転数が変更されることを特徴とするファンコントローラ。
前記前ケースの前記係合部が設けられた係合部設置面の前記後ケースと反対方向の位置に前ケース被係合部が設けられ、前記前ケース被係合部と前記係合部とにより前記前ケース同士が接続されたことを特徴とする請求項１記載のファンコントローラ。
外気吸気口、外気吐出口、内気吸気口、および内気吐出口を設けた本体ケースと、
前記本体ケース内に設けられた外気ファン、および内気ファンと、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換素子とを備え、
前記熱交換素子は複数の板体を所定間隔離し積層して構成され、
請求項１記載のファンコントローラにより前記外気ファンと前記内気ファンとを制御することを特徴とする冷却装置。
請求項３記載の冷却装置と、
前記冷却装置が一面取り付けられるとともに前記内気吐出口が前記一面の一方の側に前記内気吸気口が前記一面の他方の側に配置されたキャビネットと、
を備えたことを特徴とする発熱体収納装置。
キャビネットドアが前記キャビネットに設けられ、前記ファンコントローラが前記キャビネットドアに設けられたことを特徴とする請求項４記載の発熱体収納装置。
少なくとも一面に開口部を有するキャビネットと、
前記キャビネット内に設けられた機能機器と、
前記キャビネット内において前記機能機器上方に設けた熱気搬送機器と、
前記開口部に装着された冷却機器とを備え、
前記冷却機器は屋外空気取入口、屋外空気排出口、熱気取入口、および冷気排出口を有する冷却機器本体ケースと、
前記屋外空気取入口と前記屋外空気排出口とに連結された屋外空気流路、及び前記熱気取入口と前記冷気排出口とに連結された屋内空気流路を有する熱交換器とを備え、
前記冷却機器本体ケース内に前記屋外空気流路に送風する屋外送風機が設けられ、前記熱気搬送機器に内気送風機が設けられ、
前記内気送風機の出口側と前記熱気取入口とが熱気送風路により接続され、
前記熱気送風路の近傍に温度検出器が設けられ、
前記温度検出器は前記屋外送風機と前記内気送風機とを制御する制御器に接続されたことを特徴とする電子機器。
前記温度検出器は、前記熱気送風路の下方に設けられたことを特徴とする請求項６記載の電子機器。
前記温度検出器は、筐体と、前記筐体内に設けた温度検出素子とを備え、
前記筐体の上下面にスリットが形成されたことを特徴とする請求項７記載の電子機器。