(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に収納した電子ユニットに対し冷却ファンによる空気の吸気・排気によって前記電子ユニットからの発熱を放熱するごとき外気導入型の電子装置を有し、この電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した構造において、前記中継函の外面にて外気の温湿度を検出する外気温湿度検出手段と、前記筐体内にて装置内の温度を検出する装置内温度検出手段と、前記外気温湿度検出手段と前記装置内温度検出手段との比較により前記筐体内における露点温度を算出する露点温度算出手段と、前記露点温度算出手段の結果により前記中継函外から外気が導入された場合に前記筐体内に結露が発生すると判断されたとき前記導入する外気を暖める手段とを備えることを特徴とする電子装置の結露防止構造。
【請求項２】
筐体に収納した電子ユニットに対し冷却ファンによる空気の吸気・排気によって前記電子ユニットからの発熱を放熱するごとき外気導入型の電子装置を有し、この電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した構造において、前記中継函の外面に設けた外気温湿度検出手段により外気の温湿度を検出し、前記筐体内に設けた装置内温度検出手段により装置内の温度を検出し、前記外気の温湿度と前記装置内の温度との比較から露点温度算出手段により露点温度を算出し、この算出した露点温度に基づき前記中継函外から外気が導入された場合に前記筐体内に結露が発生すると判断されたとき前記導入する外気を暖めることで前記筐体内における結露の発生を防止することを特徴とする電子装置の結露防止方法。
【請求項３】
前記導入する外気を暖める手段として前記電子ユニットの発熱による温風を利用し、この温風を前記筐体下部の吸気口に導くバイパス通路を有することを特徴とする請求項１または２記載の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法。
【請求項４】
前記露点温度算出手段に基づき前記温風の量を調節する調節手段を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法。
【請求項５】
前記温風の量を調節する調節手段として、開口量が調整自在な開閉機能付きの風向板を用いることを特徴とする請求項４記載の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法。
【請求項６】
前記温風の量ならびに前記開口量を記憶し且つ最適化しうるメモリ手段を有する請求項４または５記載の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子装置の結露防止構造及び結露防止方法に関し、特に筐体に電子ユニットを収容し、冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行うような外気導入構造を有するラック型の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行うような外気導入構造を有するラック型の電子装置は、装置内部温度と外気温度の差、及び湿度の関係により装置内で結露が発生し得る。水滴は、高集積回路チップのリードあるいは半田部に付いて短絡し、障害となる。また、水滴とそれに含まれた外気の不純物質により錆発生の原因ともなる。
【０００３】
従来、空調管理されている函内に設置されたラック型の電子装置において、筐体に電子ユニットを収容し、冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行う構成のものにおいては結露防止構造を有する配慮がなされていない。
【０００４】
図６は、従来のラック型電子装置及びその設置環境の一例を示す図で、（ａ）は電子装置全体の斜視図、（ｂ）は電子装置の内部を表す斜視図、（ｃ）はこの電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した状態を示す断面図である。
【０００５】
図６に示すラック型の電子装置は、電子ユニット１５をサブラック１６に収容する構造で、サブラック１６は筐体１１に固定されている。また、この電子装置は冷却ファン部１７、筐体扉１２の下部の吸気部１３及び排気部１４の放熱構造を有する。風の流れは下部の風向板１８及び上部の風向板１９により制御され、図に矢印Ｊで示す流れとなる。
【０００６】
例えば、この電子装置が空調機５３により空調管理された中継函５１の内部に設置され、常時冷却されるような環境であるとき、保守などで急に中継函扉５２が開けられた場合、中継函５１外の暖かい外気が入り、更に装置内まで導入される。この場合、装置内外に結露が発生する可能性が有る。
従来の結露予知装置としては、例えば特開２０００−３１０６０７号公報に示されるように、電子機器において、結露予知を目的として提案されている。この公報では、電子機器に設けたテープ走行系ドラムの露点を検出する方法が記載され、ドラム温度を検出する手段と、電子機器の外気温取得手段と、外気温より電子機器の使用環境を考慮した湿度における露点温度算出手段とを有し、ドラムの温度が露点温度以下のときに、結露と判断し、結露を検出する装置である。
【０００７】
また従来の他の結露防止装置として、特開２０００−２６７５５０号公報に示される画像形成装置がある。この装置では、装置の外部温度ＴＯ、内部温度ＴＩをセンサで検知し、内外部の温度差ＴＯ−ＴＩが予め定めた許容範囲値以上の場合には内部に結露が発生すると判断し、画像定着用の定着熱を排出するための冷却ファンを逆向きに動作させて内部を暖めるように制御し、内外部の温度差を小さくして結露が発生するのを防止しようとするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行うような外気導入構造を有する電子装置は、設置環境の温湿度の変化により、装置内で結露が発生し得る。水滴は高集積回路チップのリードあるいは半田部に付いて短絡し、障害となる。また、水滴とそれに含まれた外気の不純物質により錆発生の原因ともなる。
【０００９】
その理由は、装置内部温度と外気温度に差が生じるからである。装置内部温度と外気温度の差及び湿度の関係により装置内で結露が発生する。特に、空調管理された屋内に電子装置が設置されていて、部屋の扉の開閉等により、急に暖かく湿った空気が冷えた電子装置内に導入されると、装置内部が露点温度以下となり、結露が著しく発生しやすくなる。
【００１０】
上述した従来の特開２０００−３１０６０７号公報の内容では、結露を予知して結露を検出するのみであり、その後の処理についての言及がなく、また空調管理下での問題点の指摘や解決策が論じられていない。
【００１１】
また上述した従来の特開２０００−２６７５５０号公報の内容では、装置内外部の温度差を小さくして結露の発生を防止するようにはなっているが、装置が空調管理下に置かれた場合の問題点の指摘や解決策については全く論じられていない。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、装置が空調管理下に設置されているという大前提のもとにおいて、冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行うような外気導入構造を有するラック型の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置の結露防止構造は、筐体に収納した電子ユニットに対し冷却ファンによる空気の吸気・排気によって前記電子ユニットからの発熱を放熱するごとき外気導入型の電子装置を有し、この電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した構造において、前記中継函の外面にて外気の温湿度を検出する外気温湿度検出手段と、前記筐体内にて装置内の温度を検出する装置内温度検出手段と、前記外気温湿度検出手段と前記装置内温度検出手段との比較により前記筐体内における露点温度を算出する露点温度算出手段と、前記露点温度算出手段の結果により前記中継函外から外気が導入された場合に前記筐体内に結露が発生すると判断されたとき前記導入する外気を暖める手段とを備えている。
【００１４】
また本発明の電子装置の結露防止方法は、筐体に収納した電子ユニットに対し冷却ファンによる空気の吸気・排気によって前記電子ユニットからの発熱を放熱するごとき外気導入型の電子装置を有し、この電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した構造において、前記中継函の外面に設けた外気温湿度検出手段により外気の温湿度を検出し、前記筐体内に設けた装置内温度検出手段により装置内の温度を検出し、前記外気の温湿度と前記装置内の温度との比較から露点温度算出手段により露点温度を算出し、この算出した露点温度に基づき前記中継函外から外気が導入された場合に前記筐体内に結露が発生すると判断されたとき前記導入する外気を暖めることで前記筐体内における結露の発生を防止するものである。
【００１５】
これら本発明の電子装置の結露防止構造及び結露防止方法において、前記導入する外気を暖める手段として前記電子ユニットの発熱による温風を利用し、この温風を前記筐体下部の吸気口に導くバイパス通路を有するのが好ましく、また前記露点温度算出手段に基づき前記温風の量を調節する調節手段を有することが好ましい。
【００１６】
さらに、前記温風の量を調節する調節手段として、開口量が調整自在な開閉機能付きの風向板を用いること、ならびに前記温風の量ならびに前記開口量を記憶し且つ最適化しうるメモリ手段を有することが好ましい。
【００１７】
即ち、より具体的には、電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した構造において、電子装置の筐体に実装され発熱する電子ユニットを収容するサブラックと、冷却ファン部と、風向板とを筐体に実装し、ファンによる吸排気で発熱ユニットを放熱する手段と、中継函外に設けた外気温湿度センサーにて検出した外気の温湿度と、装置内に設けた装置内温度センサーにて検出した装置内温度とから、露点温度を検出し、結露が発生すると判断した場合に結露アラーム信号を出す手段、結露アラーム信号を受けた場合、開閉機能付風向板の開閉命令信号を出し、それに従い電動で開閉機能付風向板の風向板カバーを動かして開口する手段と、開閉機能付風向板の開口により、装置発熱で暖められた上方に流れる温風の一部が前面空間を通って吸気口に戻り、導入する外気を暖め、装置内部が露点温度以下とならないようにする手段とを有する。
【００１８】
このような構成によれば、空調管理された中継函外に設けた外気温湿度センサーにて検出した外気の温湿度と、装置内に設けた装置内温度センサーにて検出した装置内温度とから、中継函外の空気が装置に導入することを想定した露点温度を検出し、結露が発生すると判断した場合、結露アラーム信号を出すと共に開閉機能付風向板の開閉命令信号を出す。その信号に従って、電動で開閉機能付風向板を開口し、装置発熱で暖められた上方に流れる温風を前面空間に流す。この温風は、ファンの吸込みにより吸気口へと戻り、導入する空気を暖める。これにより、中継函外の暖かい外気が導入された場合でも、装置内部が露点温度以下とならず、結露を防止するという作用を発揮する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図１は結露防止構造を有するラック型電子装置の全体構成を示す一部破断斜視図、図２は露点温度を検出するブロック図、図３（ａ）ないし（ｃ）は開閉機能付風向板の開口構造を示す斜視図、図４はこの結露防止構造での風の流れ動作状態を示す断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この電子装置は、図６にて説明したと同様に、空調機５３により完全に空調管理された中継函５１の内部に設置され、常時冷却されるような環境下にあるものとする。
【００２２】
このような電子装置において、電子ユニット２５はサブラック２６に収容し、これら複数のサブラック２６は筐体２１に固定される。冷却ファン部２７はそれぞれサブラック２６間の位置に、また風向板２８及び開閉機能付風向板２９は装置の下部及び上部の位置でそれぞれ筐体２１に固定され、下部の吸気部２３から空気を吸い込んで、風を流すことにより電子ユニット２５の発熱を冷却し、吸い上げた空気を上部の排気部２４から放出する構造を有する。
【００２３】
また、中継函５１の外側に外気温湿度センサー３０を、また装置の筐体２１の内部に装置内温度センサー３１をそれぞれ設け、外気温湿度及び装置内温度を検出する手段を有する。なお装置内温度センサー３１は、温度が低い吸気部２３の吸気口付近に設けることが望ましい。
【００２４】
図２を参照すると、外気温湿度センサー３０と外気温湿度検出部３２にて外気の温湿度を検出し、また同時に、装置内温度センサー３１と装置内温度検出部３３にて装置内温度を検出し、各々の温湿度値は露点温度検出部３４へ送信され、そこで露点温度が計算される。露点温度検出部３４は、検出した露点温度と装置内部温度とから結露の発生を判断した場合、露点温度アラーム信号Ａを風向板開閉判定処理部３５へ送信する。風向板開閉判定処理部３５は露点温度アラーム信号Ａを受信すると、開閉機能付風向板２９を開口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂを送出する手段を有する。
【００２５】
装置内温度検出部３３は検出温度を温度アラーム検出部３６へも送付し、そこでは入力許容温度記憶メモリ３７に予め入力されている許容温度値と比較して装置内が許容温度を超えていないか判断し、高温の場合は、風向板開閉判定処理部３５へ高温アラーム信号Ｄを送信する。風向板開閉判定処理部３５は高温アラーム信号Ｄを受けると、開閉機能付風向板２９を閉口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂを送出する。ある時間内に露点温度アラームあるいは高温アラームが無くならない場合、外部にアラーム信号Ｃを通知する手段を有する。
【００２６】
図３に示す風向板の構造を参照すると、同図（ａ）、（ｂ）のように開閉機能付風向板２９の風向板本体２９ａに風向板カバー２９ｂが設けられ、開閉機能付風向板２９を開口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂがあった場合、風向板カバー２９ｂが電動で移動し、矢印Ｇ方向に開口する。このように、風向板開閉命令信号Ｂにより、開閉機能付風向板２９を開閉する手段を有する。
【００２７】
この開閉機能付風向板は特に形状を限定しない。例えば、図３（ｃ）に示すように、開閉機能付風向板２９ｃと風向板カバー２９ｄのような構造とし、同図（ａ）、（ｂ）の場合の矢印Ｇと直角な矢印Ｈ方向に開閉するようにしてもよい。
【００２８】
図４を参照すると、開閉機能付風向板２９を開口する命令信号に従って開閉機能付風向板２９を開口した場合、装置発熱で暖められた、上方に流れる温風の一部が矢印Ｆで示す前面空間のバイパスを通って吸気口に戻る。この温風が吸気部２３から導入する空気を暖め、装置内温度と中継函温度の差を小さくする手段を有する。
【００２９】
次に、上記のような構成の本実施の形態の動作について図面を参照して説明する。
【００３０】
図１及び図４を参照すると、筐体２１内のサブラック２６に収容された電子ユニット２５の発熱は、冷却ファン部２７が吸気部２３から吸込んだ空気を流すことにより放熱される。中継函５１内は空調機５３により空調管理される。
【００３１】
図２を参照すると、中継函５１外に設けた外気温湿度センサー３０と外気温湿度検出部３２にて、また装置内に設けた装置内温度センサー３１と装置内温度検出部３３にて、それぞれ常時、装置内外の温湿度を検出する。露点温度検出部３４は、これらの温湿度値から、中継函５１外の外気が装置内へ導入した場合を想定した露点温度を検出し、装置内部温度と比較して結露の発生を判断する。結露発生を判断した場合、露点温度アラーム信号Ａを送信し、この信号を受けた風向板開閉判定処理部３５は、開閉機能付風向板２９を開口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂを送信する。
【００３２】
逆に、結露が発生しないと判断した場合には、開閉機能付風向板２９を閉口する命令を出す。
【００３３】
図３を参照すると、開閉機能付風向板２９の構造が示され、風向板本体２９ａに設けた風向板カバー２９ｂは、風向板を開口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂがあった場合、風向板カバー２９ｂが電動で移動し、矢印Ｇで示すように開口する。逆に、閉口命令があれば、それに従い風向板を閉口する。この開閉機能付風向板は特に形状を限定しない。例えば、同図（ｃ）に示すように開閉機能付風向板２９ｃと風向板カバー２９ｄのような構造とし、矢印Ｈ方向に開口するようにしても良い。
【００３４】
図４を参照すると、開閉機能付風向板２９を開口する命令信号に従って風向板を開口した場合、図の様な風の流れとなる。装置発熱で暖められた温風が矢印Ｅのように上部に吹き上げられ、開閉機能付風向板２９の開口部を温風が通り、更に矢印Ｆのように筐体扉２２と前面空間とで作るバイパスを通って吸気部２３の吸気口に戻る流れとなる。この温風は吸気部２３から導入する空気を暖め、装置内が露点温度以下になることを防ぐ。
【００３５】
全温風を吸気口に戻すと、ループして装置内温度が上昇し続けるため、ある程度の排気風量は装置外に出す必要がある。開閉機能付風向板２９の開口面積及び温風の風量や流路は、このことを考慮し、熱解析等により適切に求められたものとする。
【００３６】
図２のブロックに設けられている温度アラーム機能について説明する。温度アラーム検出部３６は装置内温度を受信し、入力許容温度記憶メモリ３７に予め入力されている許容温度値との比較により高温か否かを判断する。高温の場合は、高温アラーム信号Ｄを送信し、この信号を受けた風向板開閉判定処理部３５は、開閉機能付風向板２９を閉口する命令を含む風向板開閉命令信号Ｂを送出する。ある時間内に、露点温度アラームあるいは高温アラームが発生し続ける場合、装置外部にアラーム信号Ｃを通知する。例えば、アラームは中継函５１の中継函扉５２付近に表示しても良い。
【００３７】
上述したような第１の実施の形態の動作により、中継函５１外の外気温度と装置内部温度の差を小さくし、空調管理された中継函５１内に急に暖かい外気が導入されても、装置内部が露点温度以下となること、すなわち結露が発生することを防止できる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態における露点温度検出と温風量調節機能を示すブロック図である。
【００３９】
図５を参照すると、風向板開閉判定処理部３５は、開閉機能付風向板２９の開口及び閉口の２パタンだけでなく、開口する面積を幾つかの段階レベルに別けた複数パタンを選択できるようになっている。露点温度検出部３４の結果により著しく露点温度を超えた場合は開閉機能付風向板２９を全開で開口し、また内外の温度差が少ない場合は開閉機能付風向板２９は小面積を開口し、温風の量を調節できる手段を有する。
【００４０】
更に、露点温度及び開口レベルを記録するブロックとして露点温度及び開口レベル記憶メモリ・最適化部４１を設ける。この露点温度及び開口レベル記憶メモリ・最適化部４１は、過去の運用実績から、頻度の多い開口レベルを優先的に記憶し、露点温度に対する最適な開口レベルを学習していく。これにより、装置の運転開始初期時ならびに運転中断後などの過度期の装置内温度変動がなくなり、短い時間で最適な装置内温度に調整することができ、結露の発生を防止できる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の効果は、空調管理されている中継函の内部に設置され冷却ファンによる空気の吸気・排気で放熱を行うような外気導入型の電子装置において、急に暖かく湿った外気が装置内に導入されたり、或いは温度の急激な変化が生じた場合でも、装置内の結露発生を防止できることにある。
【００４２】
その理由は、装置内温度と外気の温湿度とから露点温度を算出し、装置内温度と外気温度の差を小さくするよう、導入する外気を装置の電子ユニットの発熱による温風を利用して暖めるためである。
【００４３】
第２の効果は、第１の効果で述べた導入する外気の温度を調整できることである。その理由は、装置の排気部上部に開口量が調整自在な開閉機能付きの風向板を用い、導入する外気に加える温風の量を調節するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の結露防止構造を有するラック型電子装置の全体構成を示す一部破断斜視図である。
【図２】第１の実施の形態における露点温度を検出するブロック図である。
【図３】第１の実施の形態における開閉機能付風向板の開口構造を（ａ）ないし（ｃ）で示す斜視図である。
【図４】第１の実施の形態における結露防止構造での風の流れ動作状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における露点温度検出と温風量調節機能を示すブロック図である。
【図６】従来のラック型電子装置及びその設置環境の一例を示す図で、（ａ）は電子装置全体の斜視図、（ｂ）は電子装置の内部を表す斜視図、（ｃ）はこの電子装置を空調機によって空調管理されている中継函の内部に設置した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１１    筐体
１２    筐体扉
１３    吸気部
１４    排気部
１５    電子ユニット
１６    サブラック
１７    冷却ファン部
１８、１９    風向板
２１    筐体
２２    筐体扉
２３    吸気部
２４    排気部
２５    電子ユニット
２６    サブラック
２７    冷却ファン部
２８    風向板
２９    開閉機能付風向板
２９ａ    風向板本体
２９ｂ    風向板カバー
２９ｃ    開閉機能付風向板
２９ｄ    風向板カバー
３０    外気温湿度センサー
３１    装置内温度センサー
３２    外気温湿度検出部
３３    装置内温度検出部
３４    露点温度検出部
３５    風向板開閉判定処理部
３６    温度アラーム検出部
３７    入力許容温度記憶メモリ
４１    露点温度及び開口レベル記憶メモリ・最適化部
５１    中継函
５２    中継函扉
５３    空調機
Ａ    露点温度アラーム信号
Ｂ    風向板開閉命令信号
Ｃ    アラーム信号
Ｄ    高温アラーム信号
【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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