JP6570293B2

JP6570293B2 - 盤用冷却装置

Info

Publication number: JP6570293B2
Application number: JP2015077332A
Authority: JP
Inventors: 貴徳松本
Original assignee: Nitto Kogyo Corp
Current assignee: Nitto Kogyo Corp
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2035-04-06
Also published as: JP2016197673A

Description

本発明は、電気機器収納用箱に収納された内部機器を冷却するための、盤用冷却装置に関するものである。

配電盤、分電盤及び通信盤等の電気機器収納用箱には、内部機器の発熱による盤内温度の上昇を防止するために、ヒートシンク等の熱交換部及びファンにより放熱を行う盤用冷却装置が設けられる。また、盤用冷却装置としては、ペルチェモジュールを利用して冷却を行う、ペルチェ式盤用冷却装置も広く用いられている（特許文献１）。

電気機器収納用箱に収納された内部機器は、一般的に交流入力である。一方で、盤用冷却装置に用いられるペルチェモジュール等は、直流入力により駆動される。したがって、盤用冷却装置内には、電源部としてのＡＣ−ＤＣコンバータが内蔵されることとなる。この電源部は、盤用冷却装置の動作制御を行う制御部の上部や、盤用冷却装置の下端部に配置されることが通常である。ここで、盤用冷却装置に必要とされる冷却能力が高くなるほど、熱交換部及びファンの数が増加することから、それに伴って電源部及び制御部の数やサイズも増加する。したがって、電源部を前述した位置に配設するものとした場合には、盤用冷却装置が大型化してしまう問題があった。同様に、制御部を設置するためのスペースも必要であるため、盤用冷却装置内のスペースを圧迫してしまう問題もあった。

特開２００５−１５５９８３号公報

本発明の目的は前記した従来の問題点を解決し、電源部や制御部の数やサイズが増加した場合でも、省スペースでこれらを配置可能であり、これにより全体サイズを小型化可能とした盤用冷却装置を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、放熱側と吸熱側とに、それぞれ熱交換部及びファンを備えた盤用冷却装置であって、放熱側または吸熱側の少なくとも一方には、前記ファンを上下方向または左右方向に複数備えるものとし、これら複数のファン間に、盤用冷却装置の電源部または盤用冷却装置の動作制御を行う制御部の少なくとも何れかを配置し、さらに前記熱交換部を被覆する箱状のカバーの一面には、前記ファンに臨む、または前記ファンを挿通する開口部を形成するとともに、他面には吸気孔または排気孔を形成するものとし、前記電源部または／及び制御部の、前記吸気孔または排気孔に臨む面側に、前記電源部または前記制御部に触れることを防止する規制片を形成したことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の盤用冷却装置において、前記電源部または／及び制御部を、前記熱交換部の前方または後方位置に載置したことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の盤用冷却装置において、放熱側と吸熱側とに、それぞれ複数の熱交換部を上下方向または左右方向に隣接配置するとともに、１つのファンを、１つの熱交換部の前方または後方位置に載置し、さらに前記電源部または／及び制御部を、前記の隣接配置された熱交換部間に跨るよう固定したことを特徴とするものである。

本発明に係る盤用冷却装置によれば、放熱側または吸熱側の少なくとも一方には、ファンを上下方向または左右方向に複数備えるものとし、これら複数のファン間に、電源部または制御部の少なくとも何れかを配置するものとした。これにより、複数のファン間のデッドスペースを電源部または制御部の設置スペースとすることが可能となる。したがって、電源部や制御部の数やサイズが増加した場合でも、省スペースでこれらを配置可能となり、盤用冷却装置の全体サイズを小型化することができる。また電源部や制御部に触れることを防止する規制片を形成したので、吸気孔や排気孔に人の指が入った場合でも、電源部や制御部に触れることを防止できるものとなる。また、この規制片は熱交換部を跨ぐように形成されることから、電源部や制御部の位置規制も兼ねるものとなる。

請求項２記載に係る発明のように、電源部または／及び制御部を、熱交換部の前方または後方位置に載置するものとした。より詳細には、請求項３に係る発明のように、放熱側と吸熱側とに、それぞれ複数の熱交換部を上下方向または左右方向に隣接配置するとともに、１つのファンを、１つの熱交換部の前方または後方位置に載置し、さらに電源部または／及び制御部を、隣接配置された熱交換部間に跨るよう固定するものとした。これにより、熱交換部によって電源部や制御部からの放熱を促進させることが可能となる。

本実施形態の盤用冷却装置を示す斜視図である。本実施形態の盤用冷却装置を示す分解斜視図である。冷却装置本体の側面図である。冷却装置本体の分解斜視図である。冷却装置本体の正面図である。本実施形態の盤用冷却装置におけるフィルタを省略した側面図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。なお、本明細書中における上下・左右・前後方向とは図１に示す方向を指し、詳しくは、上下方向は筐体の長手方向、左右方向は筐体の幅方向、前後方向は筐体の奥行方向である。
図１に示す本発明の盤用冷却装置は、ペルチェ式盤用冷却装置であり、図２のように冷却装置本体１と、この冷却装置本体１を被覆する箱状の正面側カバー２ａと背面側カバー２ｂとからなる。冷却装置本体１は、図３に示すように、仕切板３により盤外側と盤内側とに区画される。なお、盤外側は放熱側であり、盤内側は吸熱側である。この仕切板３の略中央部には、図示しないペルチェ素子により構成されたペルチェモジュールが設けられている。さらに、図４のように、冷却装置本体１の放熱側と吸熱側とには、それぞれ熱交換部としてのヒートシンク４が上下方向に複数隣接して設けられている。なお、放熱側のヒートシンク４ａは、吸熱側のヒートシンク４ｂよりも大きなサイズとすることで、冷却効果を高めるものとした。

図３及び図４のように、冷却装置本体１の放熱側と吸熱側とには、ヒートシンク４ａ、４ｂの放熱・吸熱効果を促進するためのファン５が設けられている。より詳しくは、各ファン５は放熱側においてはヒートシンク４ａの前方に、吸熱側においてはヒートシンク４ｂの後方に設けられるものとし、後述するファン取付金具８を介して、１つのヒートシンク４上に１つのファン５が載置されるものとした。なお、ファン５をヒートシンク４の上下左右位置に設けるものとしても良く、また、１つのヒートシンク４の前方または後方位置に２つのファン５を載置するものとしても差し支えない。さらに、本実施形態においてはヒートシンク４、ファン５ともに上下方向に複数隣接配置されているが、例えば左右方向に複数隣接配置されるものであっても良い。

図５のように、冷却装置本体１には、ペルチェモジュールを駆動するための電源部６が設けられている。本実施形態において、電源部６はＡＣ−ＤＣコンバータである。ペルチェモジュール等は直流入力で駆動される一方で、電気機器収納用箱に収納される内部機器は交流入力であるため、このようにＡＣ−ＤＣコンバータを盤用冷却装置内に設けるものとした。さらに、この電源部６は、上下方向に複数設けられたファン５、５間に配置するものとした。

以上の構成により、上下方向に複数設けられたファン５、５間のデッドスペースを電源部６の設置スペースとすることが可能となる。したがって、電源部６の数やサイズが増加した場合でも、省スペースでこれらを配置可能となり、盤用冷却装置の全体サイズを小型化することができるものとなる。

図４のように、ファン５は、上下・左右・前後方向に開口部９が形成されたファン取付金具８を介して、ヒートシンク４に直接取付けられている。これにより、ファン取付金具８自体も熱交換部として機能する。なお、この開口部９は、後述する正面側カバー２ａ及び背面側カバー２ｂに形成した吸排気孔１０、１１と対応する位置に形成されるものである。

前述のように、ファン取付金具８を介して、１つのファン５が１つのヒートシンク４の前方または後方位置に載置されている。さらに、電源部６が上下方向に隣接配置されたヒートシンク４、４間に跨るよう固定されることによって、電源部６がヒートシンク４の前方位置に載置されるものとしている。このような構成により、ヒートシンク４によって電源部６からの放熱を促進させることが可能となる。また、このように複数のファン５と電源部６とが同一直線上に配置されることで、盤用冷却装置の筐体幅を小さくすることができる効果を奏するものとなる。

図３のように、盤内温度が閾値を超えた場合に、盤用冷却装置を駆動させる等の制御を行う、またその閾値設定を行うための制御部７が、冷却装置本体１の上部に設けられている。なお、制御部７の下方、より詳細には、ファン５の上方かつヒートシンクの前方となる位置に、電源部６等の配線を収納するための配線収納部１７を設けるものとした。これにより、デッドスペースを有効活用できる。

図１及び図２のように、正面側カバー２ａと背面側カバー２ｂは、ヒートシンク４、電源部６、制御部７等を被覆し、景観を良くするものである。また、正面側カバー２ａの前面には、ファン５に臨む開口部１８が形成され、背面側カバー２ｂの後面には、ファン５を挿通する開口部１２が形成されている。また、正面側カバー２ａの左右側面には吸排気孔１０が形成され、背面側カバー２ｂの左右側面には吸排気孔１１が形成されている。そして、正面側カバー２ａの開口部１８にはルーバ１３を着脱自在に設けるものとし、吸排気孔１０にはフィルタ１４を設けるものとした。また、吸排気孔１１は溝状に形成されている。なお、各吸排気孔１０、１１にはルーバを着脱自在に、または一体に設けても良い。本実施形態においては、正面側カバー２ａが形成される放熱側は、吸排気孔１０から盤外の空気を取り込み、放熱側ヒートシンク４ａを介してファン５により、開口部１８から再び盤外に排出する構造である。同様に、背面側カバー２ｂが形成される吸熱側は、吸排気孔１１から盤内の空気を取り込み、吸熱側ヒートシンク４ｂを介してファン５により開口部１２から再び盤内に排出する構造としている。なお、本実施形態においては、開口部１２、１８を排気孔とし、吸排気孔１０、１１を吸気孔としているが、開口部１２、１８を吸気孔として、吸排気孔１０、１１を排気孔として使用するものであっても良い。

図４のように、電源部６は、取付部１５を介してファン取付金具８の前方位置に載置される。この取付部１５は略Ｈ字形状を有しており、吸気孔または排気孔となる吸排気孔１０に臨む規制片１６を備えている。これにより、フィルタ１４を外した状態を示す図６に示すように、吸排気孔１０に人の指が入った場合でも、電源部６に触れることを防止できるものとなる（斜線箇所参照）。また、この規制片１６は、ヒートシンク４を跨ぐように形成されることから、電源部６の位置規制も兼ねるものとなる。なお、規制片１６は、取付部１５に一体形成されるものとすることで、取付作業の簡略化を図ることが可能となるが、別体に形成しても差し支えない。

以上のように、本実施形態においては上下方向に複数設けられたファン５、５間のデッドスペースを電源部６の設置スペースとしているが、電源部６に代わり、制御部７を複数のファン５、５間に配置するものとしても差し支えない。さらに、電源部６と制御部７の双方をファン５、５間に配置することもできる。

また、本実施形態はペルチェ式盤用冷却装置であるが、その他にも、冷媒管やチューブとフィンとからなるパイプフィン式の熱交換器を、放熱側や吸熱側に設けるものであっても差し支えない。

１冷却装置本体
２ａ正面側カバー
２ｂ背面側カバー
３仕切板
４ヒートシンク
５ファン
６電源部
７制御部
８ファン取付金具
９開口部
１０吸排気孔
１１吸排気孔
１２開口部
１３ルーバ
１４フィルタ
１５取付部
１６規制片
１７配線収納部
１８開口部

Claims

放熱側と吸熱側とに、それぞれ熱交換部及びファンを備えた盤用冷却装置であって、
放熱側または吸熱側の少なくとも一方には、前記ファンを上下方向または左右方向に複数備えるものとし、
これら複数のファン間に、盤用冷却装置の電源部または盤用冷却装置の動作制御を行う制御部の少なくとも何れかを配置し、
さらに前記熱交換部の外部を被覆する箱状のカバーの一面には、前記ファンに臨む、または前記ファンを挿通する開口部を形成するとともに、他面には吸気孔または排気孔を形成するものとし、
前記電源部または／及び制御部の、前記吸気孔または排気孔に臨む面側に、前記電源部または前記制御部に触れることを防止する規制片を形成したことを特徴とする盤用冷却装置。
前記電源部または／及び制御部を、前記熱交換部の前方または後方位置に載置したことを特徴とする請求項１記載の盤用冷却装置。
放熱側と吸熱側とに、それぞれ複数の熱交換部を上下方向または左右方向に隣接配置するとともに、
１つのファンを、１つの熱交換部の前方または後方位置に載置し、
さらに前記電源部または／及び制御部を、前記の隣接配置された熱交換部間に跨るよう固定したことを特徴とする請求項２記載の盤用冷却装置。