JPH0441520B2 - - Google Patents

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配置される場合にそれら盤内
部を効率的に冷却するための冷却装置に関するも
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
部品はより小形化される傾向にあり、しかも実装
技術の向上などにより電子回路ユニツト、更には
これら電子回路ユニツトが収容される盤の実装密
度は増々高まつ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声される熱の
処理方法が信頼性向上と相侯つて大きな問題とな
つてくるが、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
つている。即ち、冷却フアンなどによつて盤外部
より盤内部に空気を取り込み、この空気を電子部
品に当てることによつて各種電子部品を直接冷却
しこの結果として暖まつた空気を盤外部に放出せ
んとするものである。

一方、電子回路ユニツトな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
へといつ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つ
ている。というのは、空気中の塵埃が電子部品に
付着することによつて短絡事故を引き起こした
り、腐蝕性ガスによつては電子部品や配線材など
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つて冷
却が行なわれる場合は別として、盤外部に存する
一般的な空気を取り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。

したがつて、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つている。
このため盤を密閉形として構成しその盤上部に冷
却ユニツトを設けることによつて盤内部を冷却す
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
ユニツト２を設けたものであり、冷却ユニツト２
は例えば具体的には空気−空気熱交換器とされ
る。第２図は冷却ユニツトが空気−空気熱交換器
とされた電子回路ユニツト収容の盤構成を模式的
に一部省略断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
路ユニツト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ツトの一部を構成する
吸熱部５が盤１に一体的に取付される一方、盤１
天上板上部には冷却ユニツトの残りの部分を構成
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はヒー
トパイプなどの伝熱部材１０によつて結合される
ものとなつている。しかして、電子回路ユニツト
３などからの熱をフアン６，７によつて吸熱部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
られた熱をフアン８，９によつて放熱せしめるよ
うにすれば、盤１内部に収容されている電子回路
ユニツト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ツトなどが収容される盤
が複数一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ツト３などが冷却され
ていたものである。複数の盤１Ａ〜１Ｄが一列状
に設置される場合、即ち、列盤構成の場合には盤
１Ａ〜１Ｄ各々の構成は放熱部対応に放熱用のフ
ア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１Ａ〜１Ｄ共
通に放熱用フアン１１，１２が設けられる一方、
冷却風の流路確保のためのガイド部材（上蓋）１
３が盤１Ａ〜１Ｄ共通に設けられるようになつて
いる。フアン１１によつて取り込まれた冷却風は
順次盤１Ａ〜１Ｄでの放熱部４Ａ〜４Ｄを経るこ
とによつて吸熱部５Ａ〜５Ｄより熱を取り去るわ
けである。しかしながら、このようにして冷却を
行なう場合盤１Ａ〜１Ｄでの冷却効率は一般に異
なり満足し得ないものとなる。とういうのは、フ
アン１１に近い程に盤は良好に冷却されるにして
も、フアン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単化を考
慮し放熱用フアンを盤上部に設けることなく、し
かも盤各々で独立に冷却を行なうことなく、全で
の盤全体が統一的に冷却されることが望ましくな
つているからである。

〔発明の目的〕

よつて本発明の目的は、複数の盤が列状に設置
される場合に、放熱用フア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の
冷却装置を供するにある。

〔発明の概要〕

この目的のため本発明は、各々が互いに列状に
配置され、かつ密閉して形成された発熱機器収納
盤の冷却装置であつて、各々の発熱機器収納盤の
上部に、流入口及び流出口が互いに同一水平面上
に位置する放熱部を有する空気−空気熱交換器を
夫々取付け、冷却空気媒体用の冷却風源と前記
夫々の空気−空気熱交換器との間に、冷却風源か
らの冷却空気媒体を共通化して導き、かつ空気−
空気熱交換器における各放熱部に独立的に流入さ
せるダクトを接続し、空気−空気熱交換器の各放
熱部に対する冷却空気媒体の通過量を、各々の発
熱機器収納盤の位置が冷却風源の位置から遠距離
になるに従い漸増させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による冷却装置の実施例を第４図
から第８図により説明する。

先ず第４図、第５図により本発明の概要を説明
すれば、冷却風源とての冷却ユニツト１４からは
風あるいは冷風がダクト１５を介し、放熱部４Ａ
〜４Ｄに順次分岐した状態で流入されるようにな
つているのである。冷却ユニツト１４は具体的に
はフアン、ブロアー、クーラなどより構成される
が、冷却ユニツト１４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１Ａ〜１Ｄは状態良好
に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り盤背面側に向か
つて、また、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つて風あるいは冷風が吹き
抜けるようになつているが、基本的には同一な冷
却方法となつている。従つて、第４図及び第５図
に示すように、空気−空気熱交換器の各放熱部４
Ａ〜４Ｄは各々の盤１Ａ〜１Ｄの上部に夫々取付
けられ、しかもその流入口及び流出口が互いに同
一水平面上に位置している。前記ダクト１５は冷
却ユニツト１４から上方に起立し、その上方の先
端で盤１Ａ〜１Ｄの上部に沿つて水平に延び、延
びた部分において各放熱部４Ａ〜４Ｄの流入口に
分岐して接続されている。

ここで盤１Ａ〜１Ｄでの冷却効率について言及
すれば、冷却効率は放熱部４Ａ〜４Ｄへの風量に
よつ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つ
ている。放熱部４Ａ〜４Ｄ各々への風量は放熱部
４Ａ〜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つて決定されるか
ら、それら面積を適当に設定しておく場合は、盤
１Ａ〜１Ｄ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１Ａ〜１Ｄ各々での発熱
量が同程度であつて、同程度に冷却される必要が
あつた場合、放熱部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ツト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。
これは空気が圧縮性流体であるが故にそのように
設定しなけば同程度の風量が得られなく、したが
つ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て風量を得る
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１Ａ〜１Ｄは発熱量が同程度
であつ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
〜１７Ｄの開口面積は同程度とされるが、流入口
１６Ａ〜１６Ｄのそれは既述した理由より異なる
ものとなつている。本例では流入口１６Ａ〜１６
Ｄの開口面積によつて放熱部４Ａ〜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
開口面積によつ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。即ち、第７図では、各放熱部４Ａ〜４Ｄの流
入口１６Ａ〜１６Ｄの開口面積を夫々ほぼ同じに
する一方、流出口１７Ａ〜１７Ｄのうち、最も冷
却ユニツト１４寄りの流出口１７Ａの開口面積を
最も小さくし、以下１７Ｂ〜１７Ｄの開口面積を
順次次第に大きくすることにより、各放熱部４Ａ
〜４Ｄを通る風の通過量が冷却ユニツト１４から
遠ざかるにつれて漸増するようにしている。従つ
て、盤１Ａ〜１Ｄの位置が冷却ユニツト１４の位
置から遠距離になるに従い、各放熱部４Ａ〜４Ｄ
に対する風の通過量を漸増させている。

但し、風の通過量を漸増させることについて注
意すべきは放熱部間で開口面積の比は実際に温度
上昇試験を行なうことによつて決定されることが
望ましいということである。したがつて、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
各種の調節手段によつて可変とされた冷却装置の
要部を斜視状態として示したものであ。各種の調
節手段について述べると、先ず第８図ａに示す調
節手段においては放熱部背面に２つの板規制片１
９に取付されており、これら板規制片１９によつ
て規制されつつ調整板１８が流出口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
なつている。調整板１８には例えば所定ピツチに
ネジ孔２１が穿たれているが、何れかのネジ孔２
１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
流出口１７開口面積が得られるものである。次に
第８図ｂに示す調節手段においては放熱部背面に
は予め長孔が所定ピツチに形成された固定調整板
（図示せず）が固定されており、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つてい
る。可動調整板２２にも長孔２３が所定ピツチに
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
つて所望の流出口開口面積を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２４が固
定調整板に係合されるようになつていることか
ら、ネジ２４を緩めた状態で可動調整板２２の位
置に調整した後ネジ２５を締めることによつて所
望の流出口開口面積が確保されるようになつてい
る。最後に第８図ｃに示す調整手段について説明
すれば、本態様では流出口１７開口面積は回動可
とされた調整板２７の回動位置によつて調整され
るようになつている。蝶番２６によつて調整板２
７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つているものである。流出
口開口面積の調整方法は他にも考えれるが、流出
口開口面積を調整する代り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
となつているが、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、以上の例では風あるいは冷風は盤
における放熱部に冷却ユニツトより供給されるよ
うになつているが、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空気−空気熱交換
器が夫々取付けられ、冷却風源からの冷却空気媒
体がダクトを経て夫々の空気−空気熱交換器の放
熱部を通過したとき、その各放熱部に対する通過
量を、盤の位置が冷却風源の位置から遠距離にな
るに従い漸増させることにより、各々の盤が冷却
風源からの距離が異なつていても、これに拘るこ
となくほぼ同程度で冷却されるように構成したも
のである。従つて、本発明によれば、各々の盤が
同程度に冷却され、良好な冷却となるので、盤の
統一的な冷却効果を得ることができ、しかも空気
−空気熱交換器夫々の放熱部には放熱用フアンを
設けることがなくなり、それだけ保守点検のしや
すさや冷却機構の簡素化を図ることができる効果
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
けた冷却ユニツトによつて冷却する方法を示す
図、第２図は、冷却ユニツトが空気−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
を冷却する従来装置を示す図、第４図、第５図
は、それぞれ本発明による冷却装置の例を示す概
略斜視図、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，ｂ，ｃは、各種調節手段の要部
を夫々示す斜視図である。 １Ａ〜１Ｄ……（密閉形の）盤、４Ａ〜４Ｄ…
…放熱部、１４……冷却風源としての冷却ユニツ
ト、１５……ダクト、１６Ａ〜１６Ｄ……流入
口、１７Ａ〜１７Ｄ……流出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が互いに列状に配置され、かつ密閉して
   形成された発熱機器収納盤の冷却装置であつて、
   各々の発熱機器収納盤の上部に、流入口及び流出
   口が互いに同一水平面上に位置する放熱部を有す
   る空気−空気熱交換器を夫々取付け、冷却空気媒
   体用の冷却風源と前記夫々の空気−空気熱交換器
   との間に、冷却風源からの冷却空気媒体を共通化
   して導き、かつ空気−空気熱交換器における各放
   熱部に独立的に流入させるダクトを接続し、空気
   −空気熱交換器の各放熱部に対する冷却空気媒体
   の通過量を、各々の発熱機器収納盤の位置が冷却
   風源の位置から遠距離になるに従い漸増させるこ
   とを特徴とする発熱機器収納盤の冷却装置。 ２ 前記各空気−空気熱交換器における各放熱部
   の流入口と流出口との何れか一方に、その開口面
   積を調節し得る調節手段を設けていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の発熱機器収
   納盤の冷却装置。