(57)【要約】【課題】筐体内を空気が循環する循環経路を１系統に集約した密閉型屋外装置の冷却構造を提供する。【解決手段】密閉構造の筐体１内に設置され、かつ筐体１内の空気を１系統の循環経路で循環させることにより発熱部２，３を冷却するファンユニット６と、循環経路に設置され、かつ循環経路を循環する空気を冷却する熱交換器蒸発器４，５と、熱交換器蒸発器４，５により気化された冷媒を液化して熱交換器蒸発器４，５へ循環させる熱交換器凝縮器７，８とから構成したことから、発熱部２，３を通らずに熱交換器蒸発器４，５へ循環される空気が、発熱部２，３を冷却して高温となった空気と混合されることがないため熱交換器蒸発器４，５の熱交換エネルギ量が増加し、これによって冷却効率が向上する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉構造の筐体内に収容された電子機器等の発熱部を強制冷却する密閉型屋外装置の冷却構造であって、前記筐体内に設置され、かつ前記筐体内の空気を１系統の循環経路で循環させることにより前記発熱部を冷却するファンユニットと、前記循環経路に設置され、かつ前記循環経路を循環する空気を冷却する熱交換器蒸発器と、前記熱交換器蒸発器により気化された冷媒を液化して前記熱交換器蒸発器へ循環させる熱交換器凝縮器とを具備したことを特徴とする密閉型屋外装置の冷却構造。
【請求項２】
前記ファンユニットを、遠心ファンや横流ファン等からなる少なくとも２基の高静圧ファンにより構成し、かつ前記高静圧ファンを前記循環経路の下流側に設置してなる請求項１に記載の密閉型屋外装置の冷却構造。
【請求項３】
前記ファンユニットを構成する高静圧ファンの一部が故障した場合、残りの高静圧ファンの回転数を上げることにより正常時の吸い込み圧及び流量を維持してなる請求項２に記載の密閉型屋外装置の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内部に発熱部を有する密閉型屋外装置の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来屋外に設置する電子機器のような屋外装置には、雨滴等より内部機器を保護するため密閉構造の筐体が使用されている。
【０００３】
また屋外装置の多くは、内部に収容された電子機器等が発熱して内部が高温となるのを防止するため、筐体の内部を強制冷却する冷却構造が採用されている。図６ないし図８は従来の密閉型屋外装置に採用された冷却構造の一例を示すもので、密閉構造の筐体ａ内に電子機器等の発熱部ｂ，ｃが収容されており、これら発熱部ｂ，ｃの間には空気が流通する換気スペースｄが設けられている。
【０００４】
また上側の発熱部ｂの下面と、下側の発熱部ｃの上下面には、ファンユニットｅ，ｆ，ｇが設置されていると共に、筐体ａの上部は仕切り板ｈにより２室に区割されていて、上側の部屋に熱交換器凝縮部ｉと凝縮器用ファンｊが、そして下側の部屋に熱交換器蒸発部ｋと蒸発器用ファンｍがそれぞれ設置されている。
【０００５】
前記構成された屋外装置の冷却構造では、屋外装置の運転とともに熱交換器蒸発部ｋに設けられた蒸発器用ファンｍによって筐体ａ内の空気が矢印ｎ，ｏのように循環されて、発熱部ｂ，ｃを冷却するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記従来の密閉型屋外装置の冷却構造では、蒸発器用ファンｍにより筐体ａ内を空気が循環される循環経路が途中で２路ｎ，ｏに分流されて、各発熱部ｂ，ｃを独立して冷却するようになっている。
【０００７】
このため発熱部ｂ，ｃを冷却して高温となった空気が、発熱部ｂ，ｃを通らずに熱交換器蒸発部ｋへ循環される低温の空気ｐと混合されて熱交換器蒸発部ｋへ流入されるため、図８に示すように熱交換器蒸発部ｋの熱交換エネルギ量が減少し、その結果冷却効率が低下して筐体ａ内の温度が上昇する等の問題がある。
【０００８】
なお図８中（イ）は軸流ファンのＰ−Ｑ曲線、（ロ）は遠心ファン、横流ファンのＰ−Ｑ曲線、（ハ）は循環経路を複数系統にした場合の抵抗曲線、（ニ）は循環経路を１系統にした場合の抵抗曲線を示す。
【０００９】
すなわち外気温をｔａ、熱交換器蒸発部ｋの空気吸込み温度をｔｂとした場合、熱交換器処理エネルギ＝熱交換器能力×（ｔｂ−ｔａ）となり、熱交換器能力は熱交換器により決定される値であることから、（ｔｂ−ｔａ）が大きい程熱交換器の処理エネルギは大きくなるが、前述したように発熱部ｂ，ｃを冷却して高温となった空気に低温の空気ｐが混入して温度が下がると、熱交換エネルギ量が減少してしまう。
【００１０】
一方前記従来の密閉型屋外装置の冷却構造では、下側の発熱部ｃを冷却して高温となった空気が上側の発熱部ｂへ流入すると、上側の発熱部ｂが高温になり過ぎるため、換気スペースｄに分流板ｑを設けて、下側の発熱部ｃを冷却した空気が上側の発熱部ｂへ流入しないようにしている。
【００１１】
このため発熱部ｂ，ｃの間に換気スペースｄを設けたり、下側の発熱部ｃの上下にファンユニットｆ，ｇを設ける必要があるため、換気スペースｄやファンユニットｆ，ｇにより筐体ａ内のスペースが占有されて、電子機器を設けるスペースが減少したり、筐体ａが大型化する等の問題がある。
【００１２】
また筐体ａ内を循環する循環経路が２系統のため、ファンユニットｅ，ｆ，ｇの数が多くなって筐体ａ内に設置するのに多くのスペースを必要とする上、一部のファンユニットｅ，ｆ，ｇが故障した場合、十分な風速が得られないため、筐体ａ内が高温となって電子機器等の性能が劣化したり、故障の原因となる等の問題もある。
【００１３】
本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、筐体内を空気が循環する循環経路を１系統に集約することにより、電子機器等の設置スペースの拡大と信頼性の向上を図ることを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の密閉型屋外装置の冷却構造は、密閉構造の筐体内に収容された電子機器等の発熱部を強制冷却する密閉型屋外装置の冷却構造であって、筐体内に設置され、かつ筐体内の空気を１系統の循環経路で循環させることにより発熱部を冷却するファンユニットと、循環経路に設置され、かつ循環経路を循環する空気を冷却する熱交換器蒸発器と、熱交換器蒸発器により気化された冷媒を液化して熱交換器蒸発器へ循環させる熱交換器凝縮器とから構成したものである。
【００１５】
前記構成により、発熱部を通らずに熱交換器蒸発器へ循環される空気が、発熱部を冷却して高温となった空気と混合されることがないため熱交換器蒸発器の熱交換エネルギ量が増加し、これによって冷却効率が向上するため、筐体内の温度上昇による電子機器等の性能低下や劣化を防止することができる。
【００１６】
また循環経路を１系統にすることにより、発熱部の間に換気スペースを設けたり、下側の発熱部の上下にファンユニットを設ける必要がないため、換気スペースや複数のファンユニットを設けるスペースが不要となり、これによって電子機器等を実装するスペースの拡大と屋外装置の小型化が図れるようになる。
【００１７】
前記目的を達成するため本発明の密閉型屋外装置の冷却構造は、ファンユニットを遠心ファンや横流ファン等からなる少なくとも２基の高静圧ファンにより構成し、かつ高静圧ファンを循環経路の下流側に設置したものである。
【００１８】
前記構成により、循環経路を１系統にしたため流路抵抗が増加しても、高静圧ファンを使用することにより十分な風速と流量が得られると共に、高静圧ファンを循環経路の下流側に設置して、高静圧ファンの吸い込み圧力で空気を発熱部内へ流通させるようにしたことにより、発熱部内を流通する空気を均一化することができるため、発熱部を効率よく冷却することができる。
【００１９】
前記目的を達成するため本発明の密閉型屋外装置の冷却構造は、ファンユニットを構成する高静圧ファンの一部が故障した場合、残りの高静圧ファンの回転数を上げることにより正常時の吸い込み圧及び流量を維持するようにしたものである。
【００２０】
前記構成により、高静圧ファンの一部が故障しても筐体内が高温になることがないため、電子機器等の性能低下や劣化を防止することができ、信頼性が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１ないし図４に示す図面を参照して詳述する。
【００２２】
図１は密閉型屋外装置の斜視図、図２は同断面図、図３はファンユニットの斜視図、図４は高静圧ファンと軸流ファンのＰ−Ｑ曲線を示す線図、図５は作用説明図である。
【００２３】
図１及び図２に示す密閉型屋外装置は、密閉構造の筐体１を有していて、筐体１内は仕切り壁１ａにより上部室１ｂと下部室１ｃに区割されている。
【００２４】
下部室１ｃ内には電子機器等の発熱部２，３が上下２段に設けられていて、上側の発熱部２の上面には第２熱交換器蒸発器５とファンユニット６が設置され、各発熱部２，３の間には第１熱交換器蒸発器４が設置されている。
【００２５】
また上部室１ｂ内には第１、第２熱交換器凝縮器７，８と凝縮器用ファン９が設置されていて、前記第１、第２熱交換器蒸発器４，５より管路１０を介して冷媒がそれぞれ循環されるようになっている。
【００２６】
一方第２熱交換器蒸発器５上に設置されたファンユニット６は、図３に示すように遠心ファンや横流ファンよりなる例えば２基の高静圧ファン６ａより構成されている。
【００２７】
この高静圧ファン６ａの静圧は、図４に示すように抵抗曲線（ヘ）と高静圧ファン６ａのＰ−Ｑ曲線（ト）との交点（リ）より求めることができる。
【００２８】
また高静圧ファン６ａは、軸流ファン（図４のＰ−Ｑ曲線チ）に比べて、筐体１内を空気が循環する循環経路Ａの流路抵抗が大きい場合でも十分な風速と流量が得られるため、空気の循環経路Ａを１系統にするのに好適である。
【００２９】
なお図４中（ホ）は循環経路を複数系統にした場合の抵抗曲線、（ヘ）は循環経路を１系統にした場合の抵抗曲線、（ト）は遠心ファン、横流ファンのＰ−Ｑ曲線である。
【００３０】
次に前記構成された密閉型屋外装置の冷却構造の作用を説明する。
【００３１】
屋外装置の運転とともに筐体１の上部室１ｂに設置された第１、第２熱交換器凝縮器７，８と凝縮器用ファン９及び下部室１ｃに設置された第１、第２熱交換器蒸発器４，５とファンユニット６が運転を開始する。
【００３２】
そしてファンユニット６の運転開始とともにファンユニット６を構成する高静圧ファン６ａが筐体１内の空気を図２に示すように、１系統の循環経路Ａにより下側の発熱部３より第１熱交換器蒸発器４、上側の発熱部２、第２熱交換器蒸発器５へと順次循環させて発熱部２，３を冷却すると共に、第１、第２熱交換器蒸発器４，５で加熱されて気体となった冷媒は、管路１０により上部室１ｂ内に設置された第１、第２熱交換器凝縮器７，８へと送られて液化された後再び第１、第２熱交換器蒸発器４，５へ自重により循環されて冷却に供される。
【００３３】
図５は第１、第２熱交換器蒸発器４，５と第１、第２熱交換器凝縮器７，８の熱サイクルを示すもので、発熱部２，３を冷却することにより加熱された空気により、第１、第２熱交換器蒸発器４，５内の冷媒が蒸発され、気体となった冷媒は、圧力差により蒸発管１０ａを通って第１、第２熱交換器凝縮器７，８へ流入する。
【００３４】
そして第１、第２熱交換器凝縮器７，８で凝縮されて液体となった冷媒は、自重により液戻り管１０ｂを通って再び第１、第２熱交換器蒸発器４，５へ循環される。
【００３５】
すなわちコンプレッサを使用せずに冷媒を循環させることができるため、消費電力の削減が図れるようになる。
【００３６】
また外気温をｔａ、第１、第２熱交換器蒸発器４，５の空気吸込み温度をｔｂとした場合、熱交換器処理エネルギ＝熱交換器能力×（ｔｂ−ｔａ）となり、熱交換器能力は熱交換器により決定される値であることから、（ｔｂ−ｔａ）が大きい程熱交換器の処理エネルギは大きくなる。
【００３７】
なおファンユニット６を少なくとも２基の高静圧ファン６ａにより構成し、かつ発熱部２，３の下流側に設置したことにより、発熱部２，３を流通する空気の均一化が図れるため、発熱部２，３を効率よく冷却することができると共に、万一高静圧ファン６ａの一方が故障した場合でも、他方の高静圧ファン６ａの回転数を上げて、正常時と同等の吸い込み圧力及び流量を維持することにより、筐体内が高温になることがないため、電子機器等の性能低下や劣化を防止することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、密閉構造の筐体内に設置され、かつ筐体内の空気を１系統の循環経路で循環させることにより発熱部を冷却するファンユニットと、循環経路に設置され、かつ循環経路を循環する空気を冷却する熱交換器蒸発器と、熱交換器蒸発器により気化された冷媒を液化して熱交換器蒸発器へ循環させる熱交換器凝縮器とから構成したことから、発熱部を通らずに熱交換器蒸発器へ循環される空気が、発熱部を冷却して高温となった空気と混合されることがないため熱交換器蒸発器の熱交換エネルギ量が増加し、これによって冷却効率が向上するため、筐体内の温度上昇による電子機器等の性能低下や劣化を防止することができる。
【００３９】
また循環経路を１系統にすることにより、発熱部の間に換気スペースを設けたり、下側の発熱部の上下にファンユニットを設ける必要がないため、換気スペースや複数のファンユニットを設けるスペースが不要となり、これによって電子機器等を実装するスペースの拡大と屋外装置の小型化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になる冷却構造を採用した密閉型屋外装置の概略斜視図。
【図２】本発明の実施の形態になる冷却構造を採用した密閉型屋外装置の概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態になる密閉型屋外装置の冷却構造に使用するファンユニットの斜視図。
【図４】高静圧ファンと軸流ファンのＰ−Ｑ曲線を示す線図。
【図５】本発明の実施の形態になる密閉型屋外装置の冷却構造に使用する熱サイクルの説明図。
【図６】従来の冷却構造を採用した密閉型屋外装置の概略斜視図。
【図７】従来の冷却構造を採用した密閉型屋外装置の概略断面図。
【図８】高静圧ファンと軸流ファンのＰ−Ｑ曲線を示す線図。
【符号の説明】
１　　　筐体
２，３　発熱部
４，５　熱交換器蒸発器
６　　　ファンユニット
６ａ　　高静圧ファン
７，８　熱交換器凝縮器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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