JPH04359307A - 電子装置の冷却装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルにより電子
装置を冷却する構成の電子装置の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子装置、例えば電子計算機の中央処理
装置（以下ＣＰＵと称する）は信頼性確保のため、ある
温度以下の雰囲気に置く必要がある。特に、演算処理ス
ピードを向上させるために、最近ではＣＰＵの集積度が
高くなる傾向があり、これに伴い単位面積当りの発熱量
は増大してきている。

【０００３】そこで、従来の通常のＣＰＵでは、ヒート
シンクを設け、ファン装置により外気を吸引してこれを
ヒートシンクに吹き当てることによって冷却するように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＰＵ
の発熱量が増大するに従って、より大きなヒートシンク
、より大なる送風量のファン装置が必要となり、システ
ム全体として大形のものとなったり、送風騒音が大きく
なったりするという問題を生ずる。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、大形化、大騒音化を回避しながら、よ
り効果的に電子装置を冷却できる電子装置の冷却装置を
提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子装置の冷却
装置は、電子装置を収納した筐体と、この筐体の前記電
子装置収納部と連通するように設けられた複数の冷却器
室と、各冷却器室に各別に配置された冷却器を有し交替
運転のために複数設けられた冷凍サイクルと、この冷凍
サイクルの冷却器により冷却された空気を前記電子装置
収納部に送風するファン装置と、前記各冷却器室を開閉
するように設けられ運転側の冷凍サイクルの冷却器室を
開くと共に停止側の冷凍サイクルの冷却器室を閉じるダ
ンパー装置とを具備したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】いずれかの冷凍サイクルが運転されると、その
冷却器により冷却された空気がファン装置により電子装
置収納部に送風され、電子装置が冷却される。

【０００８】この冷却中、運転されている冷凍サイクル
が故障したりした場合、これに代って別の冷凍サイクル
が運転され、電子装置の冷却が継続して行われる。

【０００９】故障などにより停止した冷凍サイクルの冷
却器が配設されている冷却器室はダンパー装置により閉
じられて電子装置収納部とは隔離される。このため、電
子装置の冷却に悪影響を与えることなく、その故障した
冷凍サイクルについては、冷却器を取り外すなどして修
理することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明をＣＰＵの冷却装置に適用した
一実施例につき図面を参照しながら説明する。

【００１１】図１ないし図５において、ＣＰＵを収納す
る筐体は断熱箱１として構成され、その前面は扉２によ
り開閉可能になっている。この断熱箱１内の上下両側に
は、左右両側に冷却風を通すための通風路３，４を確保
するようにして区画壁５，６が設けられている。この両
区画壁５，６間は電子装置収納部７とされており、この
両区画壁５，６の左右両側には通風のために多数の長孔
８を有した一対の支持板９，９が設けられている。そし
て、この一対の支持板９，９間に電子装置としてのＣＰ
Ｕを構成する電子部品を搭載したプリント配線基板１０
が上下に多段に配設されている。なお、一対の支持板９
，９の内側面には、レール９ａ，９ａが上下多段に設け
られており、プリント配線基板１０はこのレール９ａ，
９ａ上に載置されている。

【００１２】また、上側の区画壁５と断熱箱１の上面壁
１ａとの間、および下側の区画壁６と断熱箱１の底面壁
１ｂとの間は、左右の通風路３，４を介して電子装置収
納部７に連通する冷却器室１１，１２とされ、各冷却器
室１１，１２内には第１，第２の各冷凍サイクル１３，
１４の冷却器１５，１６が配設されている。そして、冷
却器１５，１６により冷却された空気を強制循環させる
ために、右側の通風路４には４台のファン装置１７が上
下左右に並べて配設されている。

【００１３】ところで、上述のように複数の冷凍サイク
ル、本実施例では２ユニットの冷凍サイクル１３，１４
を備えているが、通常は一方の冷凍サイクル１３のみを
運転し、その冷凍サイクル１３が故障した場合には、該
冷凍サイクル１３の運転を停止し、これに代えて他方の
冷凍サイクル１４を運転するように構成されている。そ
して、ファン装置１７により生成される風を運転側の冷
凍サイクルの冷却器のみに通すために、冷却器室１１お
よび１２の左右両端開口部には例えばモータ駆動式のダ
ンパー装置１８，１８および１９，１９が配設され、運
転側の冷凍サイクルのダンパー装置は開放し、停止側の
冷凍サイクルのダンパー装置は閉鎖するようにしている
。

【００１４】一方、断熱箱１の後部には、図６に示すよ
うに、矩形状のフレーム２０が取り付けられている。こ
のフレーム２０には、図２および図３に示すように上下
２段に台板２１，２２が引き出し可能に配設されている
。これら台板２１，２２には、第１および第２の冷凍サ
イクル１３，１４のコンプレッサ２３，２４、コンデン
サ２５，２６、コンデンサ２５，２６を強制冷却するた
めのファン装置２７，２８などが取り付けられている。 そして、前記各冷却器１５，１６はコンデンサ２５，２
６およびコンプレッサ２３，２４に対し図７に示すよう
にキャピラリチューブ２９およびサクションパイプ３０
により連結されている。

【００１５】このようにキャピラリチューブ２９および
サクションパイプ３０によりコンデンサ２５，２６およ
びコンプレッサ２３，２４に連結された各冷却器１５，
１６は台板２１，２２をフレーム２０に後方から挿入配
設する際に、同時に断熱箱１の各冷却器室１１，１２に
挿入配設されるようになっている。

【００１６】そのために、図６および図７に示すように
、断熱箱１の後面壁１ｃのうち各冷却器室１１，１２に
対向する部位には各冷却器１５，１６よりも一回り大き
な挿入口３１，３２が形成されている。この挿入口３１
，３２は着脱可能な蓋３３，３４によって閉鎖されてい
る。各蓋３３，３４には孔３５が形成されており、この
孔３５に各冷却器１５，１６のキャピラリチューブ２９
およびサクションパイプ３０の途中部分が気密状態にし
て通されている。

【００１７】従って、台板２１，２２をフレーム２０に
後方から挿入してゆくと、冷却器１５，１６が挿入口３
１，３２を通じて各冷却器室１１，１２に挿入される。 そして、冷却器１５，１６が冷却器室１１，１２に配設
されると、蓋３３，３４が挿入口３１，３２を閉鎖する
位置に至るので、該蓋３３，３４を挿入口３１，３２に
嵌合装着するというものである。

【００１８】図８は制御構成を示すもので、冷気循環用
のファン装置１７のファンモータ１７ａ、各冷凍サイク
ル１３，１４のコンプレッサ２３，２４およびファン装
置２７，２８のファンモータ２７ａ，２８ａ、上側の冷
却器室１１の両ダンパー装置１８の駆動モータ１８ａ、
下側の冷却器室１２の両ダンパー装置１９の駆動モータ
１９ａは、マイクロコンピュータを主体とする制御装置
３６により駆動回路３７〜４１を介して制御される。こ
の制御運転３６は通常は第１の冷凍サイクル１３を運転
するようになっている。

【００１９】この制御装置３６には、起動用のスイッチ
４２および温度センサ４３からの信号が入力される。こ
のうち、温度センサ４３は右側の通風路４内に設けられ
て冷却器１５，１６により冷却された空気の温度を検出
するようになっている。そして、制御装置３６は第１の
冷凍サイクル１３の運転中にもかかわらず、温度センサ
４３の検出温度が所定温度以上である場合には、該第１
の冷凍サイクル１３が故障したと判断し、第１の冷凍サ
イクル１３を停止して第２の冷凍サイクル１４を運転す
るようにプログラムされている。また、第１の冷凍サイ
クル１３が故障したと判断した場合には、駆動回路４４
を介して発光ダイオードなどの表示器４５を駆動するよ
うにもなっている。

【００２０】次に上記構成の作用を説明する。

【００２１】ＣＰＵの動作開始に併せてスイッチ４２を
オン操作する。すると、制御装置３６は、まず第１およ
び第２の両冷凍サイクル１３および１４のコンプレッサ
２３および２４、コンデンサ２５および２６冷却用のフ
ァン装置２７および２８、冷気循環用のファン装置１７
を運転すると共に、全てのダンパー装置１８および１９
を開動作させる。

【００２２】すると、両冷却器１５および１６が冷却作
用を呈し、これにより冷却された空気がファン装置１７
により図１に矢印ＡおよびＢで示すように循環し、ＣＰ
Ｕを構成する電子部品を冷却する。そして、起動から一
定時間経過すると、制御装置３６は第２の冷凍サイクル
１４のコンプレッサ２４およびファン装置２８を断電す
ると共に、下側の冷却器室１２のダンパー装置１９を閉
動作させる。従って、以後のＣＰＵ構成部品の冷却は第
１の冷凍サイクル１３のみによって行われる。このとき
冷気は矢印Ａで示された経路で循環する。なお、当初両
冷凍サイクル１３および１４を運転する理由は、当初は
断熱箱１内の各部材は外の雰囲気温度と同程度の温度に
あって、熱的負荷が大きいためである。

【００２３】さて、長期にわたる使用により第１の冷凍
サイクル１３が故障することがある。すると、冷却器１
５が冷却作用を呈しなくなるため、ファン装置１７によ
る循環風の温度が次第に上昇する。そして、温度センサ
４３が所定の温度以上を検出すると、制御装置３６は第
１の冷凍サイクル１３が故障したと判断してその運転を
停止し、第２の冷凍サイクル１４の運転を開始する。こ
れと期を同じくして制御装置３６は上側の冷却器室１１
のダンパー装置１８を閉動作させて下側の冷却器室１２
のダンパー装置１９を開動作させる。これによりファン
装置１７による循環風の経路が図１に矢印Ｂで示す経路
に変り、冷却器１６により冷却される。以上のようにし
て第１の冷凍サイクル１３が故障した場合には、これに
代って第２の冷凍サイクルが運転され、ＣＰＵ構成部品
の冷却を継続するものである。

【００２４】そして、第１の冷凍サイクル１３が故障し
たと判断すると、制御装置３６は表示器４５を駆動して
これを報知する。そこで、適当な時期に第１の冷凍サイ
クル１３を取り外してその修理を行う。この第１の冷凍
サイクル１３の取り外しは、その台板２１をフレーム２
０から後方に引き出すと共に、蓋３３を挿入口３１から
取り外すことによって行う。台板２１を後方に引き出す
と、キャピラリチューブ２９およびサクションパイプ３
０が引っ張られるため、該冷却器１５が蓋３３の取り外
しにより開放された挿入口３１から引き出される。

【００２５】この場合、冷却器室１１は両側のダンパー
装置１１８，１８が閉じた状態になっていて、断熱箱１
内から隔絶されているため、冷却器１５の引き出しのた
めに挿入口３１が開放されても、そこから断熱箱１内に
外気が侵入するおそれはない。このため、第２の冷凍サ
イクル１４によるＣＰＵ構成部品の冷却を継続しながら
、故障した第１の冷凍サイクル１３を取り外してその修
理を行うことができるものである。

【００２６】なお、第２の冷凍サイクル１４が故障した
場合も、上記したと同様に取り外してその修理を行うも
のである。

【００２７】このように本実施例によれば、ＣＰＵ構成
部品を冷却器１５または１６により冷却された低温度の
空気により冷やすので、循環風量を多くせずとも、効果
的に冷却することができる。図９はＣＰＵ構成部品を所
定温度に冷却維持するための冷却風温度と風速との関係
を示す。この図９から理解されるように、外気温度が２
５℃の場合、外気を吸引してこれをヒートシンクに吹き
当てる方式の従来では、約３ｍ／ｓの風速が必要である
が、本実施例では循環空気温度が５℃の場合、約１ｍ／
ｓの風速で済む。このように低風速で効果的に冷却でき
るから、送風に伴う騒音はそれ程大きなものとはならず
、低騒音運転が可能となり、またヒートシンクも大形の
ものにしなくとも済むので、全体の大形化を回避できる
。

【００２８】また、冷凍サイクルを２ユニット備え、一
方の冷凍サイクルが故障した場合に他方の冷凍サイクル
でＣＰＵ構成部品の冷却を継続できるので、ＣＰＵを冷
却できない状態のまま、該ＣＰＵを動作させるという不
具合を生ずるおそれがない。しかも、故障した冷凍サイ
クルを修理すべくその冷却器１５或いは１６を冷却器室
１１或いは１２から取り出す場合、ダンパー装置１８或
いは１９が閉じて冷却器室１１或いは１２の両側を閉鎖
するので、断熱箱１内に外気を侵入させることなく作業
でき、ＣＰＵ構成部品の冷却に悪影響を及ぼすおそれが
ない。

【００２９】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限られるものではなく、例えば冷却する対象物はＣ
ＰＵに限られるものではなく、電子装置の冷却に広く適
用できるなど、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し
て実施できるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子装置を冷凍サイクルにより冷却するので、筐体の大形
化、大騒音化を回避しながら、効果的に電子装置を冷却
できる。しかも、冷凍サイクルは複数ユニット設けられ
ているので、運転中にある冷凍サイクルが故障した場合
、別の冷凍サイクルを運転して電子装置の冷却を継続で
きる。

【００３１】その上、故障した冷凍サイクルの冷却器を
冷却器室から取り外す場合、その冷却器室はダンパー装
置により閉じられて電子装置収納部とは隔離されるので
、電子装置の冷却に悪影響を与えるおそれがない、など
の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断正面図

【図２】縦
断側面図

【図３】横断平面図

【図４】縦断背面図

【図５】主要構成部分の配置関係を示す斜視図

【図６】
断熱箱およびフレームの斜視図

【図７】冷却器配設部分
の拡大縦断面図

【図８】制御構成を示すブロック図

【図９】所定温度に冷却維持するための冷却風温度と風
速との関係図

【符号の説明】

１は断熱箱（筐体）、３，４は通風路、７は電子装置収
納部、９は支持板、１０はプリント配線基板、１１，１
２は冷却器室、１３，１４は第１，第２の冷凍サイクル
、１５，１６は冷却器、１７はファン装置、１８，１９
はダンパー装置、２０はフレーム、２１，２２は台板、
２３，２４はコンプレッサ、２５，２６はコンデンサ、
３１，３２は挿入口、３３，３４は蓋、３６は制御装置
、４３は温度センサ、４５は表示器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電子装置を収納した筐体と、この筐体
   の前記電子装置収納部と連通するように設けられた複数
   の冷却器室と、各冷却器室に各別に配置された冷却器を
   有し交替運転のために複数設けられた冷凍サイクルと、
   この冷凍サイクルの冷却器により冷却された空気を前記
   電子装置収納部に送風するファン装置と、前記各冷却器
   室を開閉するように設けられ運転側の冷凍サイクルの冷
   却器室を開くと共に停止側の冷凍サイクルの冷却器室を
   閉じるダンパー装置とを具備してなる電子装置の冷却装
   置。