JPH08316676A

JPH08316676A - 電子装置および筐体構造およびその冷却ユニット

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Publication number: JPH08316676A
Application number: JP11568495A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kimura; 秀行木村; Katsuo Oki; 克夫大木; Toshihiro Komatsu; 利広小松; Tadakatsu Nakajima; 忠克中島; Noriyuki Ashiwake; 範行芦分; Takayuki Shin; 隆之新; Toshio Hatada; 敏夫畑田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-05-15
Filing date: 1995-05-15
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】冷却手段を有する電子装置及び筐体構造及び
その冷却ユニットに加湿手段を具備し、該筐体内の冷却
空気の温度及び湿度を制御する。【構成】加湿手段として、筐体１の壁の一部を、湿度
に応じて水分を吸収したり放出したりする機能を有する
吸・放湿材１５で構成し、該吸・放湿材１５により高湿
度側の空気から低湿度側の空気に水分を移動させる。【効果】冷却空気の温度と湿度の両方を所望の範囲内
に制御でき、該電子装置等の障害の原因となる電子部品
の結露及び静電気を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子装置および筐体構造
およびその冷却ユニットに係り、特に、多数の発熱電子
部品を有する電子機器あるいはそれを用いた電子計算機
等の湿度を制御するのに好適な電子装置および筐体構造
およびその冷却ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子計算機や通信装置等の電子装置で
は、ＣＰＵやＬＳＩ等の発熱電子部品(半導体部品)を冷
却する冷却空気の温度および湿度制御が、信頼性確保の
上で重要である。該発熱電子部品を有する電子装置の冷
凍サイクルを利用した冷却法としては、たとえば、特開
平６−１１９０８３号公報に記載のような電子機器の冷
却装置、および特開平４−３２０３９９号公報に記載の
ような電子機器の冷却装置等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−１１９０８
３号公報に記載の従来技術は、断熱された筐体内に冷凍
サイクルを設け、電子部品の温度を制御しようとするも
ので、該電子部品の結露を防止するため、内部温度を温
めるヒータが備えられている。また、特開平４−３２０
３９９号公報に記載の従来技術は、断熱された筐体内
に、温度調節手段に加えて除湿用熱交換器を具備してお
り、電子部品の結露を防止するため、該除湿用熱交換器
で筐体内空気を除湿する構成になっている。

【０００４】しかしながら、これら２つの従来技術は、
いずれも筐体内電子部品の温度制御と除湿による電子部
品の結露防止を行うことはできるが、より信頼性の高い
電子装置の筐体構造を提供するには、筐体内電子部品の
温度制御（冷却・加熱）と湿度制御（除湿・加湿）の両
方が、きめ細かく行われることが望ましい。

【０００５】一般の装置では、前記従来技術に見られる
ように、温度制御（冷却）と除湿のみが中心に行われ、
加湿手段は有していない。しかし、実際の電子装置等で
は、スイッチング部品も多数搭載されており、低湿度時
には静電気を発生する等大きな障害の原因となるため、
加湿手段も具備していることが望まれる。

【０００６】本発明の目的は、電子装置の筐体内に加湿
手段を具備し、電子部品の温度制御と湿度制御の両方
が、きめ細かく行える電子装置および筐体構造およびそ
の冷却ユニットを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電子装置は、電子部品を収納する筐体を構成
する壁の少なくとも一部を、湿度に応じて水分を吸収し
たり放出したりする吸・放湿材料で構成し、前記吸・放
湿材料により高湿度側の空気から吸収した水分を低湿度
側の空気に放出することにより、前記筐体内の湿度が制
御されることを特徴とするものである。

【０００８】また、筐体内に発熱する電子部品を収納
し、前記電子部品を空冷により冷却するように構成され
た電子装置において、前記筐体を構成する壁の少なくと
も一部を、湿度に応じて水分を吸収したり放出したりす
る吸・放湿材料で構成し、前記吸・放湿材料により高湿
度側の空気から吸収した水分を低湿度側の空気に放出す
ることにより、前記筐体内の冷却空気の湿度が制御され
ることを特徴とするものである。

【０００９】また、筐体内に、発熱する電子部品、送風
手段、および冷却空気を供給する冷却器を具備し、前記
冷却空気により前記電子部品を強制空冷するように構成
された電子装置において、前記筐体を構成する壁の少な
くとも一部を、湿度に応じて水分を吸収したり放出した
りする吸・放湿材料で構成し、前記吸・放湿材料により
高湿度側の空気から吸収した水分を低湿度側の空気に放
出することにより、前記筐体内の冷却空気の湿度が制御
されることを特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の筐体構造では、内部に発熱
部品を有する冷却筐体の表面の少なくとも一部を壁で覆
い、該筐体内に冷却空気を供給する冷却器および温度調
節器を具備し、前記発熱部品の温度を制御するようにし
た筐体構造において、前記筐体に加湿手段を具備したこ
とを特徴とするものであり、また、前記加湿手段が、冷
却筐体を構成する壁の少なくとも一部に設けた湿度に応
じて水分を吸収したり放出したりする吸・放湿材料であ
って、該吸・放湿材料により高湿度側の空気から吸収し
た水分を低湿度側の空気に放出し、前記筐体内の空気の
湿度を制御することを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明の冷却ユニットでは、圧縮
機、凝縮器、蒸発器および膨張機構等の冷凍サイクルを
有する筐体により構成される冷却ユニットにおいて、前
記筐体を２つに分割して放熱室および吸熱室を設け、前
記放熱室に凝縮器を設け、前記吸熱室に冷却器として蒸
発器を設けるとともに、前記吸熱室に冷却空気が出入り
する少なくとも２つの開口部を設け、さらに前記吸熱室
に加湿手段を具備したことを特徴とするものであり、前
記加湿手段が、前記吸熱室を構成する壁の少なくとも一
部に設けた湿度に応じて水分を吸収したり放出したりす
る吸・放湿材料であって、前記吸・放湿材料により高湿
度側の空気から吸収した水分を低湿度側の空気に放出
し、前記吸熱室内の冷却空気の湿度を制御することを特
徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記構成の電子装置および筐体構造およびその
冷却ユニットでは、加湿手段を設けることにより低湿度
時に発生する静電気発生等の障害を防止できるなど、き
めの細かい対応ができる。また、加湿手段として、湿度
に応じて水分を吸収したり放出したりする機能を有する
吸・放湿材料を、それぞれの筐体壁の一部に用いること
により、次のような作用が得られる。

【００１３】まず、空気の相対湿度が、筐体内の冷却空
気より周囲の空気の方が高い場合、上記吸・放湿材料
は、その外表面を介して相対湿度が高い周囲空気から水
分を迅速に吸収し、その水分は直ちに該材料内部まで浸
透する。一方、該材料は、その内表面を介して相対湿度
が低い筐体内の冷却空気に水分を迅速に放出する。この
ため、湿度に応じて水分を吸収したり放出したりする機
能を有する吸・放湿材料を介して、周囲空気から奪った
水分が筐体内の冷却空気に移動し、該筐体内の冷却空気
が加湿されることになる。本発明の前記加湿手段では、
周囲空気から水分を得るため、給水配管や補給水タンク
および加湿器等の付属設備が全く不要で、該材料のみで
構成できるという大きな特徴がある。

【００１４】本発明の加湿手段に、冷凍サイクルの蒸発
器を用いた除湿手段を付加することにより、筐体内の冷
却空気の湿度を制御することが可能になる。さらに、上
記吸・放湿材料および蒸発器を最適化することにより、
筐体内の冷却空気の相対湿度を任意の範囲内に制御する
ことも可能になり、電子装置等の障害の原因となる電子
部品の高湿度時の結露や低湿度時の静電気の発生などを
防止し、きめの細かい対応をすることができる。

【００１５】また、空気の相対湿度が、筐体内の冷却空
気より周囲の空気の方が低い場合、上記吸・放湿材料
は、逆に、除湿手段として作用する。まず、該材料は、
その内表面を介して相対湿度が高い筐体内の冷却空気か
ら水分を迅速に吸収し、その水分は直ちに該材料内部ま
で浸透する。一方、該材料は、その外表面を介して相対
湿度が低い周囲空気に水分を迅速に放出する。このた
め、湿度に応じて水分を吸収したり放出したりする機能
を有する該材料を介して、筐体内の冷却空気から奪った
水分が周囲空気に移動し、筐体内の冷却空気が除湿され
ることになる。

【００１６】湿度に応じて水分を吸収したり放出したり
する機能を有する吸・放湿材料の一例としては、母材に
布を用い、この布に高分子材等から構成される特殊な吸
湿剤を含浸させたものがある。また、該吸・放湿材料の
水分吸収量は、該材料内に含浸させる吸湿剤の量を制御
することにより自由に設定できるし、該材料の表面積の
大きさによっても制御できる。

【００１７】ここで、上記吸・放湿材料の母材の布とし
て不織布を用いることができる。また、応用できる他の
材料として、形状記憶ポリマーをナイロン等の生地の片
面に薄くコーティングしたものや、ラミネート状に製作
した、いわゆる透湿性素材を用いてもよい。ここで、形
状記憶ポリマーは、ポリウレタン系の形状記憶樹脂であ
り、生地としてはナイロン以外にポリエステル等でもよ
い。この場合も、不織布を用いてもよい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１および図２により、本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の電子装置筐体１の側面断面
図、図２は、その電子装置筐体１の斜視図である。ここ
では、電子装置の一例として電子計算機を取上げ、該電
子計算機を中心に説明する。なお、本発明でいう電子装
置は、ＣＰＵ、ＬＳＩおよび抵抗器等の電子部品(半導
体部品)や電磁リレー等の発熱部品を有する装置であっ
て、電子計算機以外に、サーバ機、磁気デイスク装置、
電話交換機、通信装置、測定装置、制御装置等を含むも
のとする。

【００１９】これらの図において、プリント基板２はＣ
ＰＵやＬＳＩ等の発熱する電子部品３を多数搭載し、筐
体１の前部に２段に積層(２ａ、２ｂ)されている。各段
には、図２に示すように、複数枚のプリント基板２が並
置されている。プリント基板２の積層段数および各段当
たりの枚数は、該電子装置の性能等により決まるもの
で、実装上は、１段または３段以上であってもよい。ま
た、プリント基板２上に搭載される電子部品３には、放
熱性能を向上させるための放熱フィンが設けられていて
もよい。送風手段は、ここではブロア４を示しており、
プリント基板２の下部(上流側)に置かれている。ブロア
４以外の送風手段として、ファンや圧縮機等であっても
よい。

【００２０】冷却空気を供給する冷却器５は、筐体１の
後部中央に設けられている。冷却器５は、後述するよう
に冷凍サイクルの蒸発器であってもよいし、別に設けた
チラーユニット等から導かれる冷水が流れる冷却器であ
ってもよい。冷却空気６は、ブロア４から上方に吐き出
され、下段のプリント基板２ａ間、上段のプリント基板
２ｂ間をそれぞれ通過しながら温められて、筐体１の上
部から後部に回り、冷却器５で冷されて筐体１の下部か
ら前部に回り、再びブロア４に吸い込まれる。そして、
冷却空気６は冷却流路内で連続的に循環し、電子部品３
を強制空冷するようになっている。

【００２１】また、筐体１は、内部を前後に仕切る仕切
り板７、筐体１の前面に設けられた開閉可能なドア８、
筐体１の天井板９、筐体１の底板１０、筐体１の後部側
板１１等で構成され、各板８、９、１０、１１の内側に
は、内張り材１２として断熱材か防音材のいずれか、ま
たは、両方が貼られている。フレーム１３は筐体１の骨
組みを構成するもので、ロの字形やＬ字形のアングル等
で構成される。

【００２２】ここで、内張り材１２は、断熱材か防音材
のいずれか一方の性能のみ有した材料で構成するより
も、両者の性能を兼ね備えている材料で構成する方がよ
く、一般にはウレタンフォームやグラスウール等が用い
られる。なお、より一層の断熱が要求される電子装置に
おいては、真空断熱を用いてもよい。また、各板８、
９、１０、１１は、一般に鋼板等で作られるため、遮音
材としての効果が期待できる。ここで、各板８、９、１
０、１１およびその内張り材１２は、筐体１の壁を構成
しており、図では筐体１の全面を壁で覆っているため、
冷却空気６は周囲空気に対して、ほぼ完全に遮断され、
分離している。

【００２３】このため、電子装置を運転している場合
は、筐体１の壁を介して筐体内冷却空気６と周囲空気が
混合することはほとんどないが、電子装置を長期間停止
している場合は、壁と壁との間の僅かな隙間から筐体内
冷却空気６と周囲空気がゆっくりと混合するものと思わ
れる。ここで、筐体１の断熱および防音がそれ程必要で
ないときは、筐体１の壁構成は、各板８、９、１０、１
１のみで内張り材１２がなくてもよい。また、筐体１の
壁は、各板材(８、９、１０、１１)のみの場所と各板材
に内張り材１２を貼付た場所が混在していてもよい。さ
らに、筐体１の中央に設ける仕切り板７も断熱材で構成
するのが望ましい。キャスター兼ストッパー１４は筐体
１の移動時および固定時に使用する。

【００２４】次に、本発明の加湿手段について述べる。
図１において、吸・放湿材１５が、湿度に応じて水分を
吸収したり放出したりする機能を有する材料である。吸
・放湿材１５は、冷却空気６の流れ方向において、冷却
器５の上流部側に、筐体１の壁の一部を構成するように
設けられ、吸・放湿材１５の外面部には、よろい戸１６
を有する後部側板１１ａが設けられ、このよろい戸１
６、および吸・放湿材１５を介して、水分のみが筐体内
外の空気間で行き来できるようになっている。矢印１７
は、この場合の水分の移動方向を示す。

【００２５】温度検出器１８と湿度検出器１９は、冷却
空気６の温度と湿度を検出する検出器で、いずれも最前
列プリント基板２ａの流入側直前の冷却空気６の温度Ｔ
１と湿度φ１を測る位置に設けられている。温度検出器
１８としては、熱電対かサーミスタのような安価なもの
でよく、湿度検出器１９としては、静電容量式の湿度セ
ンサでよく、最低限各１個あればよいが、信頼性を増す
ため各２〜３個以上設けてもよい。また、温度検出器１
８と湿度検出器１９とを合体し、一つの検出器として構
成してもよい。

【００２６】該検出器１８、１９により検出される最前
列プリント基板２ａの流入側直前の冷却空気６の温度Ｔ
１と湿度φ１とは、一列目プリント基板２ａ上の発熱す
る最上流側電子部品を通過する冷却空気６の温度と湿度
に相当し、電子部品３の許容温度(ＩＣチップのジャン
クション温度等)や結露および静電気防止の観点から、
望ましくは、温度がＴ１＝１６〜２２℃、相対湿度がφ
１＝５５％〜７５％、になるように制御するのがよい。
この制御される温度Ｔ１と湿度φ１は、電子部品３の冷
却による冷却空気６の温度上昇と、それに伴う相対湿度
の低下を考慮して決められる。

【００２７】図１に示した吸・放湿材１５の位置および
筐体１全体の構成は、環境低湿時、例えば冬季の筐体１
内の冷却空気６の加湿手段として有効で、冬季乾燥時の
電子部品３の静電気防止等に効果がある。図１〜図３を
用いて、その理由および作動原理を説明する。図３は、
一般によく利用される湿り空気線図で、横軸は乾球温度
Ｔ、縦軸は絶対湿度ｘ、右上がりの線は等相対湿度線φ
である。

【００２８】冬季は、室内および室外とも乾燥状態にあ
り、相対湿度φが２０〜３０％以下になることが多い。
今、一例として、停止している電子装置筐体１が温度制
御された室内に置かれており、その室内空気の温度と相
対湿度が、図３の点に示すように、２２℃、３０％で
あったとすると、筐体１内の冷却空気６の温度と湿度も
同程度と考えられる。このままの絶対湿度で長時間電子
装置を運転すると、温度上昇時に冷却空気６の相対湿度
が低くなり、静電気を発生し、障害を起こす危険性があ
る。

【００２９】しかしながら、本発明の筐体では、吸・放
湿材１５により周囲空気の水分が筐体１内に補給され、
筐体１内の空気の湿度を静電気を防止できるところまで
高くすることができる。まず、筐体１内外とも２２℃、
３０％の温度と湿度の状態で電子装置を運転すると、筐
体１内のプリント基板２の流入側直前の冷却空気６(Ｔ
１＝２２℃、φ１＝３０％)は、２段のプリント基板２
ａ、２ｂを冷却することにより温度上昇し、それに伴っ
て相対湿度は低下する。

【００３０】その昇温後の冷却空気６の温度をＴ２、相
対湿度をφ２とする。例として、冷却空気６のプリント
基板２の冷却による温度上昇を１０℃とすると、Ｔ２＝
３２℃、φ２≒１６％(図３の点)になる。相対湿度
は、絶対湿度ｘを一定に保って推定計算したものであ
る。そして、該温度と湿度の状態の冷却空気６は、筐体
１後部上方に設けられた吸・放湿材１５に直面する。

【００３１】ここで、吸・放湿材１５の外表面に接する
周囲空気の温度Ｔ０と湿度φ０は、前記したようにＴ０
＝２２℃、φ０＝３０％であり、吸・放湿材１５の内表
面に接する冷却空気６の温度Ｔ２と湿度φ２は、Ｔ２＝
３２℃、φ２＝１６％であるから、吸・放湿材１５の内
外に湿度差Δφ＝１４％(＝３０％−１６％)が生じ、吸
・放湿材１５を介して水分の移動が起こる。つまり、空
気の相対湿度が、筐体内の冷却空気６より周囲の空気の
方が高いため、吸・放湿材１５は、その外表面を介して
相対湿度が高い周囲空気から水分を迅速に吸収し、その
水分は直ちに吸・放湿材１５内部まで浸透する。

【００３２】一方、吸・放湿材１５は、その内表面を介
して相対湿度が低い筐体１内の冷却空気６にその吸収し
た水分を迅速に放出する。このため、吸・放湿材１５を
介して、周囲空気から奪った水分が筐体１内の冷却空気
６に移動し、冷却空気６が加湿されることになる。この
加湿後の冷却空気６の温度と湿度をＴ３およびφ３とす
ると、Ｔ３≒Ｔ２であるが、φ３＞φ２となる。

【００３３】ここで、相対湿度の増加量((φ３−φ２)
＝冷却空気６の水分増加量＝絶対湿度ｘの増加量)は、
ある程度自由に設定できる。一例として、吸・放湿材１
５として、母材に布を用い、該布に高分子材等から構成
される特殊な吸湿剤を含浸させた材料を用いた場合、吸
・放湿材１５の水分吸収量は、該材料内に含浸させる吸
湿剤の量で制御することができる。つまり、布内への吸
湿剤の含浸量を増加させると、吸・放湿材１５の水分吸
収量は増加する。また、該材料の表面積を変化させるこ
とによっても制御できる。

【００３４】ここで、母材の布として不織布を用いても
よい。また、応用できる他の材料として、形状記憶ポリ
マーをナイロン等の生地の片面に薄くコーティングした
ものや、ラミネート状に製作した、いわゆる透湿性素材
を用いてもよい。ここで、形状記憶ポリマーは、ポリウ
レタン系の形状記憶樹脂であり、生地としてはナイロン
以外にポリエステル等でもよい。この場合も、不織布を
用いてもよい。

【００３５】冷却器５の流入側の冷却空気６の温度と湿
度を、Ｔ３(Ｔ３≒Ｔ２)およびφ３(φ３＞φ２)とし
て、該冷却器５により冷却空気６を除湿しないように冷
却し、冷却空気６を所望する設定温度Ｔ１＝２２℃(温
度検出器１８により検出される設定温度)に制御したと
すると、そのときの相対湿度φ１は起動運転時の相対湿
度３０％より高くなっている。この冷却空気６の循環を
連続的に繰り返すことにより、該筐体１内の冷却空気６
の相対湿度が徐々に高くなるため、吸・放湿材１５を介
しての加湿量は徐々に減少するが、この加湿手段により
冷却空気６の相対湿度(φ１)を周囲空気の相対湿度(φ
０)より高くすることが可能で、静電気防止等に大きな
効果を発揮する。

【００３６】吸・放湿材１５を介しての水分移動量(加
湿量)がなくなる(平衡に達する)のは、相対湿度φ２と
φ０が等しくなったときである。なお、冷却空気６の相
対湿度が所望する設定値より高くなったときは、冷却器
５の冷媒の温度レベルや冷却空気６の風量を調節し、冷
却器５により除湿すればよい。つまり、吸・放湿材１５
を用いた加湿手段と冷却器５を用いた除湿手段および湿
度検出器１９を利用することにより、筐体１内の冷却空
気６の湿度を自由に制御することができ、プリント基板
２の流入側直前の冷却空気６の湿度を所望の湿度に制御
することができる。

【００３７】ここでは、ブロア４の発熱による冷却空気
６の温度上昇は小さいと考え、プリント基板２の流入側
直前の温度(温度検出器１８の温度)と、冷却器５の流出
側の温度を同じ温度Ｔ１として扱ったが、ブロア４の発
熱による冷却空気６の温度上昇が大きいときは、前記２
つの温度を切り分けて考えた方がよい。相対湿度につい
ても同様である。

【００３８】また、上記検討例では、プリント基板２冷
却による冷却空気６の温度上昇を１０℃としたが、より
温度上昇が大きい場合、吸・放湿材１５の内外の湿度差
Δφが前記１４％より大きくなり、より多くの水分を移
動させることができる。たとえば、温度上昇を２０℃
(Ｔ２＝４２℃、φ２≒９％)とすると、湿度差Δφは２
１％になる。さらに、上記実施例は、強制空冷の場合を
例にとって説明したが、筐体１内の冷却が自然空冷であ
ってもよく、プリント基板２を通過して温められた(相
対湿度が低くなった)冷却空気６のところで、強制空冷
の場合と同様に吸・放湿材１５により加湿すればよい。

【００３９】図４は本発明の他の実施例で、図１と同
様、本発明の電子装置の筐体１の側面断面図である。図
１と異なる点は、吸・放湿材１５が冷却器５の下流側
に、筐体１の壁の一部を構成するように設けられてい
る。この吸・放湿材１５の位置および筐体１全体の構成
は、夏季および梅雨季の筐体１内の冷却空気６の除湿手
段として有効で、夏季および梅雨季高湿時の結露防止等
に効果がある。

【００４０】前出の図３(湿り空気線図)を用い、以下
に、その理由と作動原理を説明する。ただし、この場
合、除湿手段として作用することに注意する必要があ
る。夏季および梅雨季は、室内および室外とも高湿度状
態にあり、相対湿度φが６０〜７０％以上になることが
多い。今、一例として、停止している電子装置筐体１が
温度制御された室内に置かれており、その室内空気の温
度と相対湿度が、図３の点に示すように、２６℃、６
０％であったとすると、筐体１内の冷却空気６の温度と
湿度も同程度と考えられる。

【００４１】まず、筐体１内外とも２６℃、６０％の温
度および湿度の状態で電子装置を運転すると、冷却空気
６は２段のプリント基板２ａ、２ｂを冷却することによ
り温度上昇し、それに伴って相対湿度は低下する。その
昇温後の冷却空気６の温度をＴ２、相対湿度をφ２とす
る。そして、該温度と湿度の状態の冷却空気６は、筐体
１後部に回り、冷却器５に至る。この間、絶対湿度ｘは
一定に保たれていると考える。

【００４２】冷却器５の流入側の冷却空気６の温度およ
び湿度をＴ２およびφ２として、冷却器５により冷却空
気６を冷却し、冷却空気６を所望する設定温度Ｔ３＝２
２℃(Ｔ３≒Ｔ１)に制御したとすると、そのときの相対
湿度φ３は、φ３≒７７％(図３の点)になる。この相
対湿度は、絶対湿度ｘを一定に保って推定計算したもの
である。そして、該温度と湿度の状態の冷却空気６は、
筐体１後部下方に設けられた吸・放湿材１５に直面す
る。

【００４３】ここで、吸・放湿材１５の外表面に接する
周囲空気の温度Ｔ０と湿度φ０は、Ｔ０＝２６℃、φ０
＝６０％であり、吸・放湿材１５の内表面に接する冷却
空気６の温度Ｔ３と湿度φ３は、Ｔ３＝２２℃、φ３≒
７７％であるから、吸・放湿材１５の内外に湿度差Δφ
＝１７％が生じ、吸・放湿材１５を介して水分の移動が
起こる。つまり、空気の相対湿度が、筐体１内の冷却空
気６より周囲の空気の方が低いため、吸・放湿材１５
は、その内表面を介して相対湿度が高い冷却空気６から
水分を迅速に吸収し、その水分は直ちに吸・放湿材１５
の内部まで浸透する。

【００４４】一方、吸・放湿材１５は、その外表面を介
して相対湿度が低い周囲空気にその吸収した水分を迅速
に放出する。このため、吸・放湿材１５を介して、筐体
１内の冷却空気６から奪った水分が周囲空気に移動し、
冷却空気６が除湿されることになる。この除湿後の冷却
空気６の温度と湿度をＴ１およびφ１とすると、Ｔ１≒
Ｔ３であるが、φ１＜φ３となる。この冷却空気６の循
環を連続的に繰り返すことにより、該除湿手段によって
冷却空気６の相対湿度(φ１)を周囲空気の相対湿度(φ
０)より低くすることが可能になる。なお、該除湿手段
だけでは十分な除湿が行えない場合は、冷却器５の冷媒
の温度レベルや冷却空気６の風量を調節し、冷却器５に
より除湿を補助すればよい。

【００４５】以上の実施例では、冬季および夏季、梅雨
季で、吸・放湿材１５の設置位置(冷却器５の上流側か
下流側)が異なり、季節毎に使い分ける必要がある。そ
の対応例として、次のことが考えられる。一つは、筐体
１の後部全面(冷却器５の上流側から下流側にかけて)に
吸・放湿材１５を設けておき、季節または周囲空気の温
度と湿度の条件に応じて必要箇所の吸・放湿材１５が作
用するように、吸・放湿材１５の表面に設けたカバーを
移動する方法である。

【００４６】図１および図４では、カバーを上下方向に
移動させればよい。もう一つは、筐体１後部の上部か下
部のどちらか一方(冷却器５の上流側か下流側)に、吸・
放湿材１５を設けておき、季節毎に、筐体１後部側板１
１の上下を逆転させる方法である。しかし、これらの操
作は面倒であるため、吸・放湿材１５を冬季の加湿手段
(図１)のみに利用し、夏季および梅雨季の除湿手段には
冷却器５を利用するように固定してもよい。これらは、
状況に応じて選択すればよい。なお、ここで、冬季およ
び夏季、梅雨季の吸・放湿材１５の吸水性能(水分吸収
量)は異なる場合が多いので、仕様に応じて選択する必
要がある。

【００４７】次に、本発明の電子装置の設置環境につい
て説明する。図５は、電子装置の筐体１を計算機室およ
び事務室等、ある程度温度制御された室内２０に設置し
た場合の実施例で、電子装置の筐体１は図１等を簡略化
して記述したものである。ここで、冷却器５は冷凍サイ
クルの蒸発器で筐体１内に設けられ、該冷凍サイクルの
凝縮器２１は室外に設けられている。また、該冷凍サイ
クルの圧縮機２２は、凝縮器２１と同様室外に設けら
れ、膨張機構２３は、蒸発器５と同様に筐体１内に設け
られ、室内と室外の冷凍サイクル部品間は、冷媒配管２
４で接続されている。ファン２５は凝縮器２１用ファ
ン、ユニット２６は前記室外部品を囲む室外ユニット、
部屋構成壁２７は部屋を構成する壁、床および天井であ
る。なお、蒸発器５および凝縮器２１以外の部品は、前
記室内および室外に限る必要はない。

【００４８】本構成では、プリント基板２に搭載した電
子部品３等から冷却器(蒸発器)５を介して奪った熱は、
該室外ユニット２６の凝縮器２１により室外の周囲空気
に放熱されるため、計算機室および事務室等の室内２０
に電子装置の筐体１を設置しても、室内２０が電子装置
によって温度上昇することはない。ただし、本構成は、
冷却系が室内と室外に分かれるため、冷媒配管２４等の
配管系が固定され、冷却筐体１を自由に移動させること
は難しく、固定形の冷却筐体となってしまう。

【００４９】これに対し、図６は、電子装置の筐体１を
２つの部屋に分割し、第１の筐体２８と第２の筐体２９
を設け、冷却器５は冷凍サイクルの蒸発器で、プリント
基板２と同じ第１の筐体２８内に設け、冷凍サイクルの
凝縮器２１は第２の筐体２９内に設け、該電子装置の筐
体全体を室内に設置した場合の実施例である。また、冷
凍サイクルの圧縮機２２は、凝縮器２１と同じ第２の筐
体２９内に設けられ、膨張機構２３は、蒸発器５と同じ
第１の筐体２８内に設けられている。第１の筐体２８と
第２の筐体２９の冷凍サイクル部品間は、冷媒配管２４
で接続されている。

【００５０】本構成では、第１の筐体２８内でプリント
基板２に搭載した電子部品３等から冷却器(蒸発器)５を
介して奪った熱は、隣接する第２の筐体２９の凝縮器２
１により電子装置の筐体１の周囲空気に放熱されるた
め、計算機室および事務室等の室内２０に筐体１を設置
すると、室内２０が電子装置の放熱によって温度上昇す
る。しかし、本構成は、一つの筐体１内で冷却系が閉じ
るため、スタンドアロン形の冷却筐体として、室内を自
由に移動させることができるという大きな特徴がある。
ここで、蒸発器５、凝縮器２１以外の冷凍サイクル構成
部品である圧縮機２２および膨張機構２３等の設置場所
は、前記に限る必要はない。

【００５１】図５および図６の以上の説明では、いずれ
も電子装置の筐体１を計算機室および事務室等、室内２
０に設置する場合を述べたが、これら電子装置の筐体１
の設置場所は、作業現場や室外、または屋外であっても
よい。特に、図６に述べたスタンドアロン形の冷却筐体
では、第２の筐体２９の凝縮器２１により該電子装置の
筐体１の周囲空気に放熱するため、室外等では好都合で
ある。なお、電子装置の冷却系を図５のように分離形に
するか、また図６のように一体形にするかは、ユーザ等
の要望に応じて決定すればよい。ただし、電子装置の筐
体１を計算機室および事務室等、室内２０に設置する場
合、図５の分離形では、熱を室外に放出するため、省電
力効果は期待できるが、図６の一体形では、熱を室内２
０に放出するため、室内用空調機の負荷が増え、省電力
効果は期待できない。

【００５２】次に、本発明の電子装置筐体１内の冷却空
気６の送風方向について説明する。冷却器５に冷凍サイ
クルの蒸発器を使用し、冷却器５に除湿手段を持たせる
場合、冷却器５には冷却空気６中の水分が凝縮し、ドレ
ンを生じる。冷却器５の設置位置および送風方向が不適
切な場合、このドレンは冷却空気流によって飛散および
浮遊し、プリント基板２に達することがあり、ドレンが
結露の原因になる。このため、冷却器５で生成されたド
レンは、迅速に冷却器５から除去し、処理することが好
ましい。この対策は、一つは、冷却器５をプリント基板
２の上流側から十分離して設置することであり、もう一
つは、冷却器５からドレンを迅速に除去するため、冷却
空気６を、冷却器５の前後において、上側から下側に向
かって送風させることである。ここで、上側から下側に
向かっての送風は、望ましくは重力方向の送風である
が、筐体１の構成等により、重力方向から幾分傾いてい
ても差し支えない。

【００５３】図７を用いて本発明の他の実施例を説明す
る。図１および図４に示した電子装置の筐体１は、上側
から下側に向かって送風する場合の一実施例で、冷却器
５は筐体１の後部中央部に水平方向に設置され、冷却器
５において、冷却空気６は上側から下側に向かって送風
される。図７に示す実施例では、冷却器５は筐体１の後
部下方に斜めに設置されているが、冷却空気６は上側か
ら下側に向かって送風されている。ドレンパン３０は、
ドレンを回収するドレンパンで、冷却器５の下方に設け
られている。ここで、冷却器５の置き方は、図１および
図４のように水平方向でもよいし、図７のように傾斜し
ていても差し支えない。

【００５４】また、図８は本発明の他の実施例で、冷却
器５は筐体１の前部のブロア４の下方に設けられてお
り、冷却空気６の流れ方向は、図７等と逆であるが、冷
却器５において、冷却空気６は上側から下側に向かって
送風される。このように、冷却器５の設置位置は一定の
場所に限られるものではなく、任意の場所であってもよ
く、該冷却器５において、冷却空気６が上側から下側に
向かって、望ましくは重力方向に、送風されればよい。

【００５５】もちろん、冷却器５からのドレンの除去が
効率よく行われるのであれば、冷却器５における冷却空
気６の送風方向は、上側から下側に向かう流れでなくて
もよく、たとえば後述する図２０のように、冷却器５を
垂直方向、あるいはそれに近い方向に設置し、冷却空気
６を該冷却器５に水平方向に流してもよい。さらに、冷
却器５の設置方向は、垂直方向と４５度の方向であって
もよい。

【００５６】次に、本発明の冷却器５に用いる熱交換器
の形状例を説明する。図９は、熱交換器の一例で、フィ
ンチューブ形熱交換器である。この熱交換器は、多数の
薄いフィン３１を一定間隔で積層し、フィン３１に多数
の円管３２を貫通させて構成したもので、フィン３１間
を冷却空気６が流れ、円管３２内を冷媒が流れ、両流体
間で効率良い熱交換が行われる。ベンド３２ａは２つの
円管３２を接続するものである。また、これ以外に、本
発明の冷却器５に適した熱交換器として、エンジン用ラ
ジエータ等に用いられるコンパクト形熱交換器等があ
る。なお、熱交換器において、ドレンをフィン３１表面
から迅速に離脱させるため、フィン３１の表面に、親水
性表面処理または撥水性表面処理のいずれかを施しても
よい。

【００５７】次に、ドレンの処理方法を示す本発明の一
実施例を説明する。図１０は、ドレンパン３０で回収し
たドレンの処理方法を示す実施例で、電子装置筐体１の
側面断面図である。基本的な構成は、図１と同じである
が、冷却器５の下方にドレンパン３０が設けられてお
り、冷却器５より落下したドレンは、ドレン案内３３に
よりドレンパン３０に導かれる。そしてドレンパン３０
により回収したドレンの少なくとも一部は、電子装置筐
体１外の外部ドレンパン３４に導かれる。

【００５８】図１１により、その様子を説明する。図１
１は、ドレンパン３０および外部ドレンパン３４の斜視
図で、筐体１内のドレンパン３０に回収されたドレン３
５の一部は、該ドレンパン３０と筐体１外の外部ドレン
パン３４をつなぐ小さな連通孔３６により外部ドレンパ
ン３４に導かれる。連通孔３６は、細いパイプ等でよ
く、１本だけでなく数本設けてもよい。外部ドレンパン
３４の内側底部には、冷凍サイクルの高温・高圧側配管
３７の一部が導かれており、ドレン３５と接触する。高
温・高圧側配管３７の一部としては、冷凍サイクルの凝
縮器２１出口側の冷媒配管を用いればよく、該冷媒配管
は外部ドレンパン３４を通過後、膨張機構２３に至る。

【００５９】このように構成すると、外部ドレンパン３
４内でドレン３５が高温・高圧側配管３７に接触するた
め、ドレン３５は冷媒の熱によって徐々に蒸発する。ド
レン３５の蒸発は筐体１の外部で行われるため、ドレン
３５の蒸発によって筐体１内が加湿される心配はない。
ここで、ドレン３５の蒸発を促進するため、接触させる
高温・高圧側配管３７に伝熱面積拡大のための放熱フィ
ンを設け、該放熱フィンにドレン３５を接触させてもよ
い。また、ドレン３５の加熱は、冷凍サイクルの配管の
一部を利用するのではなく、別に設けたヒータで行って
もよいし、外部ドレンパン３４の設置位置は、筐体１の
後部でなく下部等であってもよい。

【００６０】次に、本発明の電子装置筐体１に設ける開
閉可能なドアについて説明する。図１２は、筐体１の斜
視図で、本発明のドアの一実施例を示している。図２で
は、開閉可能なドア８は筐体１の前面の一つの面全体に
わたって設けられているが、この構成では、プリント基
板２の保守・交換時にドア８を開けると、温度と湿度が
制御されている筐体１内の冷却空気６と、制御されてい
ない周囲空気とが激しく混合し、結露障害等の発生が懸
念される。この対策としては、プリント基板２の保守・
交換時に開けるドア８の開口部をできるだけ小さくし、
冷却空気６と周囲空気の混合を抑制することである。

【００６１】まず、図１２の上段のプリント基板２ｂの
前部に設けた開閉可能なドア８ａは、一つの段に並置さ
れる複数枚のプリント基板２（図では、例として７枚の
プリント基板）毎に設けたドアで、この一つのドア８ａ
を開けることにより、その段の７枚のプリント基板２の
いずれかを挿抜できる。しかし、当然のことながら、ド
ア８ａから下段のプリント基板２ａを挿抜することはで
きない。また、図１２の下段のプリント基板２ａ（図で
は見えない）の前部に設けた開閉可能なドア８ｂは、一
つの段に並置される複数枚のプリント基板２の左右半分
ずつに対応するドアで、この一つのドア８ｂを開けるこ
とにより、その段のプリント基板２の半分の枚数を挿抜
できる。

【００６２】図１２では、説明のため、一つの筐体１に
２種類のドア８ａ、８ｂを設けた例を述べたが、これら
複数枚のプリント基板２毎に対応して設ける開閉可能な
ドア８ａ、８ｂは、一つの筐体１内では、どちらか１種
類に統一してよい。また、ドア８ａ、８ｂに対応するプ
リント基板２の枚数は前記に限る必要はなく、１０枚以
上であってもよいし、２〜３枚程度であってもよい。た
だし、ドア８ａ、８ｂに対応するプリント基板２の枚数
が多くなると、ドア８の開口部が広くなるため、冷却空
気６と周囲空気の混合がおこりやすくなるので、注意が
必要である。

【００６３】図１３は、本発明の開閉可能なドア８の他
の実施例で、開閉可能なドア８ｃが各プリント基板２毎
に１対１に対応して、多数設けられている。このため、
ドア８ｃからは、１枚のプリント基板２のみ挿抜でき
る。本実施例のドア８ｃは、図１２に示したドア８ａ、
８ｂより、さらにドア８の開口部が小さくなるため、冷
却空気６と周囲空気の混合が一層抑制される。このよう
に、性能（空気の混合抑制）面では図１３のドア８ｃの
方が良いが、生産性面では図１２のドア８ａまたは８ｂ
の方が良いため、状況により選択する必要がある。ま
た、前記実施例では、開閉可能なドア８を筐体１の一つ
の壁面（前面）に集中して設けたが、他の壁面にも分散
して設けてもよい。

【００６４】次に、図１４および図１５を用いて、図１
２および図１３のようにドア８の開口部を小さくして
も、冷却空気６と周囲空気の混合を十分に抑制できない
ときの対策例を説明する。図１４および図１５は、空気
の混合を抑制する本発明の一実施例で、電子装置筐体１
の側面断面図である。図１４は、プリント基板２に下向
きの冷却空気６を送風する構造例で、冷却空気６と周囲
空気の混合を抑制するため、プリント基板２前部の開閉
可能なドア８ａ、８ｂの内側近傍の狭い空間３８に、ド
ア８ａ、８ｂの面に沿って実質的に並行に冷却空気６の
一部６ａを流して、薄く広い空気流６ａによるエアカー
テンを構成したものである。

【００６５】上記エアカーテンを構成する冷却空気の一
部６ａは、筐体１上部の空気分離板３９により冷却空気
６の主流から分離され、ドア８ａとプリント基板２ａ間
の狭い空間３８ａに、下向きの空気流として導かれる。
なお、冷却空気６の主流は、２段のプリント基板２ａ、
２ｂを通過後、ブロア４に吸い込まれる。エアカーテン
を構成する空気流６ａは、プリント基板２ａ、２ｂ間を
流れる冷却空気６の流速より速くするのが望ましい。狭
い空間３８ａから流出した空気流６ａは、そのまま、下
段のドア８ｂとプリント基板２ｂ間の狭い空間３８ｂに
導かれ、下端よりブロア４に吸い込まれる。

【００６６】このように冷却空気の一部６ａを用いてエ
アカーテンを構成すると、ドア８の開放時においても、
ドア８の開口部を介して筐体１内の冷却空気６と周囲空
気が混合するのを抑制し、筐体１内外の熱交流を遮断す
るとともに、塵埃等の筐体１内への侵入も防止すること
ができる。ただし、完璧な遮断および侵入防止は期待で
きない。

【００６７】図１４では、冷却空気６の一部を用いてエ
アカーテンを構成したが、筐体１上部の空気分離板３９
の部分に別のファンを設け、このファンによりエアカー
テンを構成する薄く広い空気流６ａを作ってもよい。た
だし、この場合、該ファンを駆動する動力が必要にな
る。また、プリント基板２を２段に積層した実施例を述
べたが、該エアカーテン構造は、プリント基板２が１段
であってもよいし、３段以上積層されていてもよい。さ
らに、筐体１の一つの面全体にわたって設けた大きなド
ア８の場合にも、該エアカーテン構造を適用できる。

【００６８】また、図１５は、プリント基板２に上向き
の冷却空気６を送風する構造例で、ブロア４の流出口に
空気分離板３９を設け、該空気分離板３９でエアカーテ
ンを構成する冷却空気の一部６ａを得ている。エアカー
テンを構成する薄く広い空気流６ａは上向きの流れであ
るが、効果は図１４と同じである。

【００６９】次に、図１６を用いて、本発明の電子装置
筐体１に用いる冷却器５の構成について説明する。図１
６は、本発明の冷却器５の構成を示す一実施例で、電子
装置筐体１の側面断面図である。冷却器５は、冷却空気
６の流れ方向に２分割されて、上流側に冷却器５ａが、
下流側に冷却器５ｂが直列に隣接して設置されている。
このように冷却器５を２分割すると、それぞれの冷却器
５ａおよび５ｂ内を流れる冷媒の温度レベルを変化させ
ることができ、次のような使い方ができる。たとえば、
筐体１内の除湿量を増加させる場合、冷却器５内を流れ
る冷媒の温度レベルを低くする必要があり、それに応じ
て冷却空気６の温度も低くなることがあり、冷却空気６
の設定温度（たとえばＴ１＝２２℃）より低くなること
も考えられる。

【００７０】この場合、まず上流側の冷却器５ａ内を流
れる冷媒の温度レベルを低くして冷却空気６の除湿量を
増加させ、冷却空気６の温度が設定温度より低くなった
とき、下流側の冷却器５ｂ内を流れる冷媒の温度レベル
をやや高くして、冷却空気６の温度を設定温度まで加熱
するのである。このように、冷却器５を２分割して、そ
れぞれの冷却器５ａおよび５ｂ内を流れる冷媒の温度レ
ベルを変化させると、筐体１内の冷却空気６の温度と湿
度を比較的簡単に効率良く制御することができ、有効な
方法となる。ここで、冷却器５の分割は、２分割でな
く、３分割以上であっても差し支ええない。

【００７１】また、図１７は、本発明の冷却器５の構成
を示す他の実施例で、電子装置筐体１の側面断面図であ
る。図１６と同様、冷却器５は、冷却空気６の流れ方向
に２分割されて、上流側に冷却器５ａが、下流側に冷却
器５ｂが直列に設けられているが、該２つの冷却器５ａ
および５ｂは離れて設置されている。効果は、図１６と
同様で、２つの冷却器５ａおよび５ｂの設置位置は、前
記図１６および図１７に限る必要はない。また、冷却器
５ａおよび５ｂの大きさ（体積）は同じである必要はな
く、たとえば除湿する側の冷却器５ａの方を大きくして
もよい。

【００７２】さらに、図１８は、本発明の冷却器５の構
成を示す他の実施例で、電子装置筐体１の側面断面図で
ある。冷却器５は、冷却空気６の流れ方向と直角に２分
割されて、図で右側に冷却器５ａが、左側に冷却器５ｂ
が、冷却空気６の流れ方向に並列に隣接して設置されて
いる。このように冷却器５を２分割しても、それぞれの
冷却器５ａおよび５ｂ内を流れる冷媒の温度レベルを変
化させることができる。ここで、冷却器５の分割は、２
分割でなく、３分割以上であっても差し支ええない。

【００７３】図１９で、その効果を説明する。図１９
は、図１８の冷却器５部分のみを示す断面図で、冷却空
気６を該冷却器の上流側で分離し、右側の冷却器５ａ内
を流れる冷媒の温度レベルを低く（ＴL）して冷却空気
６の除湿量を増加させ、左側の冷却器５ｂ内を流れる冷
媒の温度レベルをやや高く（ＴH）して冷却空気６の温
度をある程度抑え、２つの冷却器５ａおよび５ｂにより
得られた温度と湿度の異なる冷却空気６を、冷却器の下
流側で混合することにより、設定温度および設定湿度の
冷却空気６を得るものである。

【００７４】冷却器５ｂ内を流れるやや高い温度レベル
の冷媒は、冷凍サイクルの凝縮器２１の出口側の冷媒を
利用すればよく、凝縮器２１出口部の高温・高圧の冷媒
をそのまま用いてもよいが、該凝縮器２１出口部の高温
・高圧の冷媒を第１の膨張機構２３ａにより圧力レベル
を中圧まで下げ、その中温・中圧の冷媒を用いてもよ
い。冷却器５ａ内を流れる低い温度レベルの冷媒は、第
１の膨張機構２３とは別の第２の膨張機構２３ｂによ
り、さらに圧力レベルを下げた低温・低圧の冷媒を用い
ればよい。これら第１の膨張機構２３ａと第２の膨張機
構２３ｂは、第１の膨張機構２３ａ、冷却器５ｂ、第２
の膨張機構２３ｂおよび冷却器５ａの順に直列に配管さ
れていてもよい。ここで、冷却器５ａおよび５ｂの大き
さ（体積）は同じである必要はなく、たとえば除湿する
側の冷却器５ａの方を大きくしてもよい。

【００７５】次に、本発明の電子装置筐体１の起動時の
運転方法について説明する。特に、冬季の起動直前時に
は、筐体１内の電子部品３およびプリント基板２等の部
品温度は、かなり低くなっており、その状態で電子装置
筐体１を起動（電子部品３の電源投入および冷凍サイク
ルの運転）すると、該部品の温度が冷却空気６の露点温
度以下になり、結露発生の原因になる。このため、起動
時には、筐体１内の部品の温度および冷却空気６の温
度、湿度を検出し、その状況に応じて運転方法を制御す
ることが望ましい。

【００７６】図２０は、その一実施例で、電子装置筐体
１の側面断面図である。部品の温度検出器４０はプリン
ト基板２上の電子部品３に設けられ、電子部品３の温度
を検出している。温度検出器４０は、電子部品３がＣＰ
ＵやＬＳＩ等のＩＣチップであれば、ＩＣチップの回路
内に設けられた感熱ダイオードで構成されるものでもよ
いし、電子部品３に新しく取り付ける熱電対やサーミス
タ等であってもよい。また、該部品の温度検出器４０
は、代表的な電子部品３にのみ設けてもよいが、信頼性
の面から、できるだけ多数の電子部品３に設け、その中
で最悪の温度を代表部品温度としてもよい。

【００７７】また、該部品の温度検出器４０はプリント
基板２に設け、該プリント基板２の温度を検出してもよ
く、この場合の温度検出器４０は、熱電対やサーミスタ
等でよい。さらに、該部品の温度検出器４０は、電子部
品３かプリント基板２のどちらか一方にのみ設けるだけ
でもよいが、状況によってはその両方に設けてもよい。
また、本実施例では、部品の加熱手段４１はプリント基
板２上の電子部品３そのもので、電子部品３に通電する
ことにより該電子部品３およびプリント基板２が昇温さ
れる。もちろん、部品の加熱手段４１は、プリント基板
２上に新設したヒータであってもよいし、状況によって
は該ヒータと該電子部品３への通電を併用してもよい。
プリント基板２上に設けるヒータは、絶縁を施したＳＵ
Ｓ箔やセラミックヒータ等でよい。

【００７８】次に、特徴的な条件を例にとって、運転方
法を説明する。まず、電子部品３の電源投入および冷凍
サイクル起動の直前に、前記部品の温度検出器４０によ
り電子部品３等の温度を検出し、同時に冷却空気６の温
度検出器１８および湿度検出器１９によりプリント基板
流入側直前の冷却空気６の温度と相対湿度を検出する。
そして、検出した部品の温度の内、最も低い温度を代表
部品温度とし、さらに冷却空気６の温度と相対湿度から
該冷却空気６の露点温度を求め、該代表部品温度と該冷
却空気６の露点温度を比較する。

【００７９】ここで、該代表部品温度が該冷却空気６の
露点温度より高い場合、結露の心配がほとんどないた
め、電子装置をそのまま運転（電子部品電源投入および
冷凍サイクル起動）するように制御する。しかし、該代
表部品温度が該冷却空気６の露点温度より低いか同程度
の場合、結露の心配があるため、加熱手段４１である電
子部品への通電により該電子部品３およびプリント基板
２を昇温させ、該代表部品温度が該冷却空気６の露点温
度より高くなってから、電子装置を運転するように制御
する。

【００８０】また、図２１は、電子装置筐体１の側面断
面図である。代表部品温度が冷却空気６の露点温度より
低いか、あるいは同程度の場合、別の結露防止法とし
て、図２１に示すように、筐体１を構成してもよい。筐
体１内に、電子部品３を搭載したプリント基板２を冷却
する冷却空気６の第１の冷却流路（図１８等で前述した
主冷却流路）とは異なる、該プリント基板２を経由しな
い第２の冷却流路４２を構成し、該第２の冷却流路４２
内に冷却器５と第２の冷却流路４２用ファン４３を具備
させている。

【００８１】該第２の冷却流路４２内に設ける冷却器
は、前記冷却器５全体ではなく、前記冷却器５の一部で
あってもよい。ここでは、冷却器５全体を図１８に示し
たように２分割し、冷却器５ａおよび５ｂを構成し、並
列に隣接して設置している。後述するが、冷却器５ｂは
再熱器（加熱器）の役目をし、該再熱器には冷凍サイク
ルの凝縮器２１出口側の高温・高圧側冷媒配管の一部を
利用すればい。該２つのファン４３ａおよび４３ｂは送
風方向が逆で、冷却空気６は、冷却器５ａでは上方から
下方に向かって流れ、冷却器５ｂでは下方から上方に向
かって流れ、ショートパスの冷却流路を構成している。

【００８２】このとき、ブロア４は停止しており、冷却
空気６は第１の冷却流路内を流れてはいない（滞留して
いる）。そして、冷却空気６は、まず温度レベルの低い
（ＴL）冷却器５ａで除湿され、その後温度レベルの高
い（ＴH）冷却器５ｂ（再熱器）で加熱され、該短い第
２の冷却流路４２内で冷却空気６を素速く循環させるこ
とにより、冷却空気６の除湿のみ行い、冷却空気６の露
点温度を低くしている。冷却空気６の除湿は、第２の冷
却流路４２内で局所的に行われるが、除湿された冷却空
気６は筐体１全体に迅速に拡散するため、筐体１内全体
の冷却空気６の露点温度は低くなる。そして、冷却空気
６の露点温度が代表部品温度より低くなってから電子装
置を運転（電子部品電源投入および冷凍サイクル起動）
するように制御する。これら図２０および図２１に述べ
た電子装置運転の制御方法は、組み合わせて用いてもよ
い。

【００８３】また、該代表部品温度が該冷却空気６の露
点温度より高い場合、前記の如く電子部品電源投入およ
び冷凍サイクル起動を同時に行い、電子装置を運転して
もよいが、省エネ運転として、まず初めに電子部品電源
投入と、送風手段であるブロア４の運転とを行い、該電
子部品３の温度が許容値（たとえばＩＣチップのジャン
クション温度）に近づいてから冷凍サイクルを起動運転
するように制御してもよい。

【００８４】以上に説明した本発明の電子装置の実施例
では、比較的高信頼なハイエンドの電子装置を提供する
ため、十分に温度制御された室内に置かれることを想定
し、筐体１内のプリント基板流入側直前の冷却空気６の
温度と相対湿度を、１６℃〜２２℃、および５５％〜７
５％に制御するようにしたが、作業現場および室外等の
やや環境の悪いところに置かれるローエンドの電子装置
の場合、筐体１内のプリント基板流入側直前の冷却空気
６の温度と相対湿度を、１６℃〜３２℃、および２０％
〜８０％程度に制御できれば十分な場合が多い。本発明
の電子装置は、このような冷却空気６の温度と湿度の制
御も容易に行うことができる。

【００８５】次に、吸・放湿材１５を設ける電子装置の
筐体壁部の防音対策について説明する。図１等で述べた
ように、電子装置の筐体壁部の一部である吸・放湿材１
５は、断熱材および防音材等で構成される内張り材１２
と同様に、十分な厚さの布等で構成されるため、かなり
の防音効果は期待できるが、後部側板１１ａにはよろい
戸１６が開いているため、遮音効果の低下が懸念され
る。

【００８６】図２２は、本発明の防音対策の一実施例
で、電子装置筐体１の側面断面図である。吸・放湿材１
５で構成されたよろい戸１６を有する壁１１ａの外側
に、該壁を覆うように通気路４４ａが設けられている。
通気路４４ａは壁１１ａとの間に２箇所以上の開口部が
あり、空気が行き来できるようになっている。ここで、
該吸・放湿材１５で構成された壁１１ａの内側に通気路
４４ｂを設けてもよいし、該壁１１ａの内側と外側の両
方に、それぞれ通気路４４ａおよび４４ｂを設けてもよ
い。また、通気路４４ａおよび４４ｂを構成する材料
は、鋼板等の板材のみでもよいし、吸音機能を有する防
音材等のみでもよいし、また、該板材と防音材を組み合
わせてもよい。通気路４４ａまたは４４ｂにより、主に
水平方向の騒音が抑制され、周囲で作業する人に不快感
を与えない。

【００８７】また、図２３は、本発明の防音対策の一実
施例で、吸・放湿材１５で構成されたよろい戸１６を有
する壁１１ａの外側に１枚の音響的な反射板４５を設
け、該壁１１ａから漏れる騒音の伝播方向を任意の方向
に変化させている。ここでは、騒音を伝播させる任意の
方向として、周囲で作業する人がうるさいと感じにくい
床下（筐体１の下方）を選んでいる。逆に、騒音を伝播
させる方向を、筐体１の上方にしてもよい。また、騒音
を伝播させる方向の制御は、該反射板４５の傾斜角度θ
等で行うことができる。また、反射板４５は複数個に分
割されていてもよいし、反射板４５を構成する材料は、
鋼板等の板材のみでもよいし、吸音機能を有する防音材
等のみでもよいし、また、板材と防音材を組み合わせて
もよい。

【００８８】さらに、図２４は、本発明の防音対策の他
の実施例で、吸・放湿材１５で構成されたよろい戸１６
を有する壁１１ａの外側に音の伝播路４６を設け、該伝
播路４６を構成する部材４７は内側に吸音機能を有する
材料を貼付た板材等である。吸音機能を有する材料とし
ては、ウレタンフォームやグラスウール等が用いられ
る。伝播路４６の開口部は１箇所（図では下部）であ
る。伝播路４６により壁１１ａから漏れる騒音を低減す
ることができる。伝播路４６は、１個でもよいし、紙面
に直角方向（後部壁１１ａの幅方向）に複数個に分割さ
れていてもよい。ただし、伝播路４６の大きさにより抑
制できる周波数域が異なるので、伝播路４６の分割数は
適当に選ぶ必要がある。

【００８９】また、図２５も、本発明の防音対策の他の
実施例で、吸・放湿材１５で構成されたよろい戸１６を
有する壁１１ａの外側に、図２４と同様の１個もしくは
複数個に分割された音の伝播路４６を設け、さらに伝播
路４６の途中に騒音を検出するための基準センサ４８、
騒音を打ち消すためのスピーカ４９、および基準センサ
４８から得られる信号を基に、同振幅で逆位相の信号を
生成するためのコントローラ５０が設けられている。こ
のように伝播路４６を構成すると、壁１１ａから漏れる
騒音と同振幅で逆位相の信号がスピーカ４９から発せら
れ、騒音が信号で打ち消されるという効果が得られる。

【００９０】また、別の防音対策として、吸・放湿材１
５で構成されたよろい戸１６を有する壁１１ａの面積
を、筐体１を構成する壁全体の面積に対して十分小さく
することが考えられる。一般に、壁に壁全面積のｎ分の
１の大きさの孔が開いていたとすると、透過損失（ｄ
Ｂ）の最大値は、１０・ｌｏｇ（ｎ）で与えられる。こ
のため、本発明の電子装置の透過損失を１０ｄＢ以上確
保するには、吸・放湿材１５を有する壁１１ａの面積
を、筐体１を構成する壁全体の面積に対して１０分の１
以下にする必要がある。図１等の本発明の電子装置筐体
１では、前記壁の面積比は、１０分の１程度である。

【００９１】次に、図２６により、本発明の筐体構造の
実施例を説明する。図２６は、本発明の筐体構造を示す
側面断面図で、例として、磁気ディスク装置の筐体１を
示している。該筐体１内には、発熱する部品として複数
台の磁気ディスクドライブ５１、およびその制御回路、
駆動電源５２等があり、筐体１は、周囲が壁５３で覆わ
れている。筐体１の壁は、前述の図１と同様、前面に設
けられた開閉可能なドア８、天井板９、底板１０、後部
側板１１、および内張り材１２等により構成されてい
る。

【００９２】冷却空気６を供給する冷却器５、送風手段
であるファン４３、温度検出器１８、およびそれらを制
御する温度調節器により、発熱部品５１等の温度が制御
されている。ここでは、冷却器５は、冷凍サイクルの蒸
発器を用いるが、別に設けたチラーユニット等から導か
れる冷水が流れる冷却器でもよいし、さらにはペルチェ
効果を利用した電子冷却素子(ペルチェ素子)であっても
よい。該電子冷却素子では、多量の熱を冷却することは
できないが、圧縮機等が不要のため、低騒音、低振動の
筐体構造になる。

【００９３】次に、図２６に示す本発明の冷却筐体１の
加湿手段について述べる。湿度に応じて水分を吸収した
り放出したりする機能を有する材料である吸・放湿材１
５が、冷却空気６の流れ方向において、冷却器５の上流
部側に、筐体１の壁の一部を構成するように設けられ、
該吸・放湿材１５の外面部には、よろい戸１６を有する
後部側板１１ａが設けられ、よろい戸１６および吸・放
湿材１５を介して、水分のみが筐体１の内外空気間で行
き来できるようになっている。このような加湿手段の効
果は、図１で説明した如くで、矢印１７は、この場合の
水分の移動方向を示す。また、本発明の冷却筐体１の除
湿手段は冷却器５で、冷却器５の温度レベルおよび冷却
空気６の風量を調節することにより行われる。

【００９４】冷却空気６の湿度検出器１９は、温度検出
器１８と同様、制御する冷却空気６の温度と湿度を検出
する位置に設けられる。温度検出器１８としては、熱電
対かサーミスタのような安価なものでよく、湿度検出器
１９としては、静電容量式の湿度センサでよく、最低限
各１個あればよいが、信頼性を増すため各２〜３個以上
設けてもよい。また、温度検出器１８と湿度検出器１９
を合体し、一つの検出器として構成してもよい。

【００９５】本発明の冷却筐体１の設置環境は、図５と
同様、ある程度、温度制御された室内に設置してもよ
く、冷却器５は冷凍サイクルの蒸発器で冷却筐体１内に
設けられ、該冷凍サイクルの凝縮器は室外に設けられ
る。本構成では、発熱部品５１等から冷却器(蒸発器)５
を介して奪った熱は、該凝縮器により室外の周囲空気に
放熱されるため、室内に該冷却筐体１を設置しても、室
内が該冷却筐体１によって温度上昇することはない。

【００９６】また、図６と同様、冷却筐体１を２つの部
屋に分割し、第１の筐体と第２の筐体を設け、冷却器５
は冷凍サイクルの蒸発器で、発熱部品５１等と同じ第１
の筐体内に設け、該冷凍サイクルの凝縮器は第２の筐体
内に設け、該冷却筐体１全体を室内に設置してもよい。
本構成では、第１の筐体内で発熱部品５１等から冷却器
(蒸発器)５を介して奪った熱は、隣接する第２の筐体の
凝縮器により該冷却筐体１の周囲空気に放熱されるた
め、室内に該冷却筐体１を設置すると、室内が該冷却筐
体１の放熱によって温度上昇する。さらに、該冷却筐体
１の設置場所は、作業現場や室外、または屋外であって
もよい。なお、該冷却筐体１の冷却系を図５のように分
離形にするか、また図６のように一体形にするかは、ユ
ーザ等の要望に応じて決定すればよい。

【００９７】次に、図２７から図２９により、本発明の
他の実施例を説明する。図２７から図２９は、いずれも
本発明の筐体構造を示す側面断面図で、例として、電子
計算機の筐体１を示している。図２７では、該筐体１
は、複数の発熱する電子部品３を搭載したプリント基板
２が内蔵されている冷却筐体１ａと、圧縮機２２、凝縮
器２１、蒸発器５およびその送風手段２５、４、および
膨張機構２３等の冷凍サイクルを有する筐体からなる冷
却ユニット５３とから構成されており、該冷却ユニット
５３が該冷却筐体１ａの上部に取り付けられた例を示し
ている。ここで、該冷却ユニット５３と該冷却筐体１ａ
は、矢印Ａ−Ｂ部で完全に切り離すことができ、それぞ
れ独立している。このため、該冷却ユニット５３を別の
冷却筐体に取り付けることも可能である。

【００９８】該冷却ユニット５３の筐体は、該筐体を仕
切り板７ａにより２つに分割して放熱室５４と吸熱室５
５を設け、該放熱室５４に凝縮器２１を設け、該吸熱室
５５に冷却器として蒸発器５を設けており、さらに該吸
熱室５５に、冷却空気６が出入りできる２つの開口部、
吸気口５６および排気口５７を設けている。また、本発
明の加湿手段の一例である、湿度に応じて水分を吸収し
たり放出したりする機能を有する吸・放湿材１５は、冷
却空気６の流れ方向において、冷却器５の上流部側に、
該吸熱室５５を構成する壁の一部として設けられてい
る。

【００９９】この吸・放湿材１５の加湿手段としての効
果は、図１等で説明した通りで、吸・放湿材１５を介し
て水分のみが吸熱室５５内外の空気間で行き来できるよ
うになっている。矢印１７は、この場合の水分の移動方
向を示す。一方、冷却筐体１ａにも、冷却空気６が出入
りできる２つの開口部、吸気口５６および排気口５７が
設けられており、吸熱室５５の吸気口５６および排気口
５７と、冷却筐体１ａの吸気口５６および排気口５７と
が、冷却空気６が連通できるように接続されている。

【０１００】このため、冷却筐体１ａ内で、複数の発熱
する電子部品３を搭載したプリント基板２により温度上
昇した冷却空気６は、吸気口５６により冷却筐体１ａか
ら冷却ユニット５３に流入し、冷却器５により冷却され
て、その後、排気口５７により冷却ユニット５３から冷
却筐体１ａに流出し、再び電子部品３等を冷却する。本
構成では、図６と同様、冷却器５を介して奪った熱は、
隣接する凝縮器２１により冷却筐体１の周囲空気に放熱
されるため、冷却筐体１を室内に設置すると、室内が冷
却筐体１の放熱によって温度上昇する。また、吸気口５
６および排気口５７は、一つずつに限る必要はなく、複
数個ずつであってもよい。

【０１０１】また、図２８は、冷却ユニット５３が冷却
筐体１ａの側面部に取り付けられた例を示しており、冷
却ユニット５３と冷却筐体１ａとは、矢印Ａ−Ｂ部で完
全に切り離すことができ、それぞれ独立している。図２
８は図２７に対して、冷却ユニット５３の取り付け位置
が異なるだけで、冷却ユニット５３と冷却筐体１ａとの
基本的な構成および効果はほぼ同じである。

【０１０２】なお、図２７および図２８において、冷却
ユニット５３と冷却筐体１ａとの吸気口５６および排気
口５７同士が密着固定することにより、冷却ユニット５
３と冷却筐体１ａとが接続されるのではなく、冷却ユニ
ット５３と冷却筐体１ａとの吸気口５６および排気口５
７が離れており、その吸気口５６および排気口５７同士
を２つのダクト等で接続し、冷却空気６を連通させても
よい。この方法は、冷却筐体１ａに冷却ユニット５３を
直接取り付けることが構造上困難な場合等に有効であ
る。

【０１０３】さらに、図２９は、冷却ユニット５３が冷
却筐体１ａに取り付けられる開閉可能なドア８を兼ねて
いる例を示しており、冷却ユニット５３は矢印Ａ−Ｂ部
で開閉することができる。この場合、冷却ユニット５３
は薄型、軽量であることが特に望まれる。図２９も図２
７に対して、冷却ユニット５３の取り付け位置が異なる
だけで、冷却ユニット５３と冷却筐体１ａとの基本的な
構成および効果はほぼ同じである。

【０１０４】ここで、冷凍サイクル構成部品の形状およ
び設置位置は、図２７から図２９に示したものに限る必
要はない。たとえば、冷却器５に用いる熱交換器は、図
９に示したフィンチューブ形熱交換器でもよいし、エン
ジン用ラジエータ等に用いられるコンパクト形熱交換器
等でもよい。また、送風手段４および２５は、種々のブ
ロア、ファンおよび圧縮機等でよい。さらに、図２７か
ら図２９に示した冷却筐体構造においても、吸熱室５５
または冷却筐体１ａのいずれかの任意の場所に温度検出
器１８と湿度検出器１９を設け、冷却空気６の温度と湿
度を制御してもよい。

【０１０５】図２７では、冷却筐体１ａのプリント基板
２の流入側直前に検出器を設けた例を、また、図２８で
は、吸熱室５５の排気口５７直前に検出器を設けた例を
それぞれ示している。温度検出器１８としては、熱電対
かサーミスタのような安価なものでよく、湿度検出器１
９としては、静電容量式の湿度センサでよく、最低限各
１個あればよいが、信頼性を増すため各２〜３個以上設
けてもよい。また、温度検出器１８と湿度検出器１９を
合体し、一つの検出器として構成してもよい。

【０１０６】また、図２６から図２９に示した本発明の
筐体構造において、筐体１を構成する周囲の壁は、前述
の図１と同様、開閉可能なドア８、天井板９、底板１
０、後部側板１１および内張り材１２等により構成する
のがよく、内張り材１２は断熱材か防音材のいずれか、
または、両方が貼られている。ここで、内張り材１２
は、断熱材か防音材のいずれか一方の性能のみ有した材
料で構成するよりも、両者の性能を兼ね備えている材料
で構成する方がよく、一般にはウレタンフォーム、グラ
スウール等が用いられる。なお、より一層の断熱が要求
される冷却筐体１においては、真空断熱を用いてもよ
い。

【０１０７】さらに、該筐体１の断熱および防音がそれ
程必要でない時は、筐体１の壁構成は、各板８、９、１
０、１１のみで内張り材１２がなくてもよいし、筐体１
の壁は、各板材(８、９、１０、１１)のみの場所と各板
材に内張り材１２を貼付た場所が混在していてもよい。
また、開閉可能なドア８は筐体壁の前面に設けるだけで
なく、その他の面に設けてもよい。また、開閉可能なド
ア８を筐体の壁を構成する複数の面に設けてもよい。さ
らに、電子部品３および磁気ディスクドライブ５１等の
発熱部品の発熱密度(単位体積および単位面積当たりの
発熱量)が大きいときは、冷却空気６が当たる発熱部品
の表面に、表面積拡大手段として放熱フィンを設けても
よい。

【０１０８】また、図２６から図２９に示した本発明の
筐体構造は、発熱部品がプリント基板に搭載した電子部
品等であって、冷却筐体が電子計算機の筐体であっても
よいし、発熱部品が磁気ディスクドライブ等であって、
冷却筐体が磁気ディスク装置の筐体であってもよいし、
さらに、発熱部品が電子部品および磁気ディスクドライ
ブ等であって、冷却筐体がサーバ機の筐体であってもよ
く、それ以外の電子装置の筐体に利用してもよい。さら
に、本発明の筐体構造は、電源装置、増幅器、遮断器、
抵抗器、変圧器および電磁リレー等、発熱部品を有する
多種製品の温度と湿度制御にも用いることができる。

【０１０９】次に、図３０により、本発明の他の実施例
を説明する。図３０は、本発明の筐体構造を示す側面断
面図で、例として、サーバ機の筐体１を示している。筐
体１には、発熱部品である電子部品３、磁気ディスクド
ライブ５１などが収納されている。冷却器５が２分割さ
れて、冷却器５ａおよび５ｂを構成し、冷却空気６の流
れ方向に並列に設置されており、それぞれの冷却器５内
を流れる冷媒の温度レベルを変化させることができるよ
うになっている。ここで、冷却器５の分割は３分割以上
でもよい。

【０１１０】本実施例の効果は、図１８および図１９で
説明した通りで、除湿時の温度および湿度制御に有効で
ある。冷却空気６を分離し、冷却器５ａ内を流れる冷媒
の温度レベルを低くして冷却空気６の除湿量を増加さ
せ、冷却器５ｂ内を流れる冷媒の温度レベルをやや高く
して冷却空気６の温度をある程度に抑え、それらの温度
と湿度の異なる冷却空気６を混合することにより、設定
温度および設定湿度の冷却空気６を得るものである。

【０１１１】冷却器５ｂ内を流れるやや高い温度レベル
の冷媒は、冷凍サイクルの凝縮器２１出口側の冷媒を利
用すればよく、凝縮器２１出口部の高温・高圧の冷媒を
そのまま用いてもよいが、凝縮器２１出口部の高温・高
圧の冷媒を第１の膨張機構２３ａにより圧力レベルを中
圧まで下げ、この中温・中圧の冷媒を用いてもよい。冷
却器５ａ内を流れる低い温度レベルの冷媒は、第１の膨
張機構２３とは別の第２の膨張機構２３ｂにより、さら
に圧力レベルを下げた低温・低圧の冷媒を用いればよ
い。これら第１の膨張機構２３ａと第２の膨張機構２３
ｂは、第１の膨張機構２３ａ、冷却器５ｂ、第２の膨張
機構２３ｂおよび冷却器５ａの順に直列に配管されてい
てもよい。ここで、冷却器５ａおよび５ｂの大きさは同
じである必要はなく、たとえば、除湿する側の冷却器５
ａの方を大きくしてもよく、さらに、この分割する２つ
の冷却器５ａおよび５ｂを、図１６および図１７の如く
直列に設けてもよい。

【０１１２】このように本発明の筐体において、冷却お
よび除湿手段である冷却器５を複数個に分割し、本発明
の吸・放湿材１５による加湿手段と合わせて利用するこ
とにより、本発明の筐体構造およびその冷却ユニットの
冷却空気６の温度と湿度を比較的簡単に効率良く、かつ
きめ細かく制御することができるようになり、冷却空気
６の高湿度化による結露および低湿度化による静電気を
抑制することができ、電子装置等の障害発生を防止でき
る。

【０１１３】以上の実施例で説明した本発明の電子装置
および筐体構造およびその冷却ユニットにおいて、筐体
１内の冷却空気６の温度を、筐体１の周囲空気の温度よ
り低くしてもよい。ここで、温度を低くする冷却空気６
は、冷却器５により作られる冷却空気６であって、おお
よそプリント基板２の流入側直前の冷却空気６に相当す
る。たとえば、この冷却空気６の温度を、０℃〜１５℃
程度の低温域に制御してもよい。温度を低くするには、
冷却器５を流れる冷媒の温度を低くすればよく、冷却器
(蒸発器)５の蒸発圧力を低くすればよい。本方法では、
結露防止等のため、温度を低くする冷却筐体１内の冷却
空気６の湿度管理に注意する必要があるが、冷却筐体１
内の発熱部品の全発熱量が多く、かつ発熱部品の温度レ
ベルを低く抑えなければならない場合に有効である。

【０１１４】特に、ＩＣチップ等では、ジャンクション
温度が８０℃〜９０℃程度であるため、該許容温度を達
成する必要がある場合などに適用できる。また、前記電
子装置および筐体構造およびその冷却ユニットにおい
て、冷凍サイクルが冷却と加熱の切り換えが可能なヒー
トポンプサイクルであって、筐体１内等に設ける冷却器
(蒸発器)を加熱器(凝縮器)に切り換えて利用してもよ
い。たとえば、電子装置運転後の停止時に、ヒートポン
プサイクルを切り換え、該筐体１内に加熱器(凝縮器)を
設け、該加熱器によりドレンパン３０内に溜ったドレン
３５を蒸発させる構成をとってもよい。

【０１１５】

【発明の効果】本発明の電子装置および筐体構造および
その冷却ユニットでは、冷却手段および除湿手段に加え
て、冷却筐体に冷却空気の加湿手段も具備しているた
め、温度検出器および湿度検出器を用いることにより、
冷却筐体内の発熱部品を冷却する冷却空気の温度と湿度
の両方が制御でき、さらに、その温度と湿度を所望の範
囲内にきめ細かく制御することも可能で、電子装置等の
障害の原因となる電子部品の高湿度時の結露および低湿
度時の静電気の両方を防止することができる。また、本
発明の加湿手段は、湿度に応じて水分を吸収したり放出
したりする機能を有する吸・放湿材により、冷却筐体壁
の一部を構成し、周囲空気から水分を得るため、給水配
管や補給水タンクおよび加湿器等の付属設備が不要であ
り、冷却筐体の大型化、重量化を抑制できるという大き
な効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電子装置筐体の側面断
面図。

【図２】図１の電子装置筐体の斜視図。

【図３】本発明の効果を説明するために示す湿り空気線
図。

【図４】本発明の他の実施例を示す電子装置筐体の側面
断面図。

【図５】本発明の別の実施例で、室内と室外に分離され
た電子装置筐体の側面断面図。

【図６】本発明の別の実施例で、筐体が２つに分割され
た電子装置筐体の側面断面図。

【図７】本発明の別の実施例で、冷却器を斜めに設置し
た電子装置筐体の側面断面図。

【図８】本発明の別の実施例で、冷却器がブロアの下方
に設置された電子装置筐体の側面断面図。

【図９】本発明の実施例に用いるフィンチューブ形熱交
換器の側面図。

【図１０】本発明の別の実施例で、ドレンパンを有する
電子装置筐体の側面断面図。

【図１１】本発明の実施例に用いるドレンパンの斜視
図。

【図１２】本発明の別の実施例で、ドアを有する電子装
置筐体の斜視図。

【図１３】本発明の別の実施例で、プリント基板毎に設
けられたドアを有する電子装置筐体の部分斜視図。

【図１４】本発明の別の実施例で、下向きのエアカーテ
ンを持つ電子装置筐体の側面断面図。

【図１５】本発明の別の実施例で、上向きのエアカーテ
ンを持つ電子装置筐体の側面断面図。

【図１６】本発明の別の実施例で、流れ方向に２分割さ
れた冷却器を有する電子装置筐体の側面断面図。

【図１７】本発明の別の実施例で、２分割した冷却器を
分離した電子装置筐体の側面断面図。

【図１８】本発明の別の実施例で、並列に２分割した冷
却器を有する電子装置筐体の側面断面図。

【図１９】本発明の別の実施例における、並列に２分割
した冷却器の効果を示す部分断面図。

【図２０】本発明の別の実施例で、加熱手段を有する電
子装置筐体の側面断面図。

【図２１】本発明の別の実施例で、第２の冷却流路を持
つ電子装置筐体の側面断面図。

【図２２】本発明の別の実施例で、通気路を有する電子
装置筐体の側面部分断面図。

【図２３】本発明の別の実施例で、反射板を有する電子
装置筐体の側面部分断面図。

【図２４】本発明の別の実施例で、伝播路を有する電子
装置筐体の側面部分断面図。

【図２５】本発明の別の実施例で、伝播路の別の例を有
する電子装置筐体の側面部分断面図。

【図２６】本発明の別の実施例で、磁気ディスク装置筐
体構造の側面断面図。

【図２７】本発明の別の実施例で、上部に冷却ユニット
を持つ筐体構造の側面断面図。

【図２８】本発明の別の実施例で、側面部に冷却ユニッ
トを持つ筐体構造の側面断面図。

【図２９】本発明の別の実施例で、ドアを兼ねる冷却ユ
ニットを持つ筐体構造の側面断面図。

【図３０】本発明の別の実施例で、並列に２分割した冷
却器を有するサーバ機筐体の側面断面図。

【符号の説明】

１電子装置筐体２プリント基板３電子部品４ブロア５冷却器６冷却空気７仕切り板８ドア９天井板１０底板１１後部側板１２内張り材１３フレーム１４キャスター１５吸湿材１６よろい戸１７水分移動方向１８温度検出器１９湿度検出器２０室内２１凝縮器２２圧縮機２３膨張機構２４冷媒配管２５凝縮器用ファン２６室外ユニット２７部屋構成壁２８第１の筐体２９第２の筐体３０ドレンパン３１フィン３２円管３３ドレン案内３４外部ドレンパン３５ドレン３６連通孔３７高温高圧側配管３８空間３９空気分離板４０部品温度検出器４１部品加熱手段４２第２の冷却流路４３ファン４４通気路４５反射板４６伝播路４７吸音材４８基準センサ４９スピーカ５０コントローラ５１磁気ディスクドライブ５２駆動電源５３冷却ユニット５４放熱室５５吸熱室５６吸気口５７排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中島忠克茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者芦分範行茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者新隆之茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者畑田敏夫茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を収納する筐体を構成する壁の
少なくとも一部を、湿度に応じて水分を吸収したり放出
したりする吸・放湿材料で構成し、前記吸・放湿材料に
より高湿度側の空気から吸収した水分を低湿度側の空気
に放出することにより、前記筐体内の湿度が制御される
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】筐体内に発熱する電子部品を収納し、前
記電子部品を空冷により冷却するように構成された電子
装置において、前記筐体を構成する壁の少なくとも一部
を、湿度に応じて水分を吸収したり放出したりする吸・
放湿材料で構成し、前記吸・放湿材料により高湿度側の
空気から吸収した水分を低湿度側の空気に放出すること
により、前記筐体内の冷却空気の湿度が制御されること
を特徴とする電子装置。
【請求項３】筐体内に、発熱する電子部品、送風手
段、および冷却空気を供給する冷却器を具備し、前記冷
却空気により前記電子部品を強制空冷するように構成さ
れた電子装置において、前記筐体を構成する壁の少なく
とも一部を、湿度に応じて水分を吸収したり放出したり
する吸・放湿材料で構成し、前記吸・放湿材料により高
湿度側の空気から吸収した水分を低湿度側の空気に放出
することにより、前記筐体内の冷却空気の湿度が制御さ
れることを特徴とする電子装置。
【請求項４】前記筐体を構成する壁の全面もしくは一
部に、断熱材または防音材の少なくともいずれか一方を
設けたことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれ
かに記載の電子装置。
【請求項５】前記筐体内に、冷却空気の温度と湿度を
検出する検出器を具備し、電子部品への流入側直前の冷
却空気の温度および相対湿度を、１６℃ないし３２℃お
よび２０％ないし８０％に制御したことを特徴とする請
求項１ないし４のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項６】前記筐体内に、冷却空気の温度と湿度を
検出する検出器を具備し、電子部品への流入側直前の冷
却空気の温度および相対湿度を、１６℃ないし２２℃お
よび５５％ないし７５％に制御したことを特徴とする請
求項１ないし４のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項７】前記筐体の壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成された
壁部を、冬期等の低湿環境では、冷却器の冷却空気の流
れ方向の高温度・低湿度空気側である上流側に設けたこ
とを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれかに記載
の電子装置。
【請求項８】前記筐体の壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成された
壁部を、夏季または梅雨季等の高湿環境では、冷却器の
冷却空気の流れ方向の低温度・高湿度空気側である下流
側に設けたことを特徴とする請求項１ないし６のうちい
ずれかに記載の電子装置。
【請求項９】前記筐体が室内に設置され、冷却空気を
供給する冷却器が、圧縮機、凝縮器、蒸発器および膨張
機構等により構成される冷凍サイクルの蒸発器であっ
て、前記凝縮器を室外に設置したことを特徴とする請求
項１ないし８のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項１０】前記筐体を２つに分割して、第１の筐
体と第２の筐体とから構成し、冷却空気を供給する冷却
器が、圧縮機、凝縮器、蒸発器および膨張機構等により
構成される冷凍サイクルの蒸発器であって、前記蒸発器
を電子部品の収納された第１の筐体内に設け、前記凝縮
器を第２の筐体内に設けたことを特徴とする請求項１な
いし８のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項１１】前記筐体内の冷却器に供給する冷却空
気を、前記冷却器部前後において、上側から下側に向か
って送風したことを特徴とする請求項１ないし１０のう
ちいずれかに記載の電子装置。
【請求項１２】前記筐体内の冷却器の下方に、前記冷
却器により生成した凝縮水(ドレン)を回収するドレンパ
ンを設け、前記ドレンパンにドレンを回収する構成とし
たことを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか
に記載の電子装置。
【請求項１３】前記筐体内の冷却器により生成したド
レンの少なくとも一部を、前記筐体外に導き、冷凍サイ
クルの高温・高圧側配管の一部分を接触させたことを特
徴とする請求項１ないし１２のうちいずれかに記載の電
子装置。
【請求項１４】前記筐体内に内臓されている多数のプ
リント基板毎に、１対１に対応した多数の開閉可能なド
アを設けたことを特徴とする請求項１ないし１３のうち
いずれかに記載の電子装置。
【請求項１５】前記筐体内に内臓されている多数のプ
リント基板のうち、複数枚毎に対応した開閉可能なドア
を設けたことを特徴とする請求項１ないし１３のうちい
ずれかに記載の電子装置。
【請求項１６】前記筐体内の多数のプリント基板を収
納する開閉可能なドアが、前記筐体の一つの壁面に集中
して設けられていることを特徴とする請求項１ないし１
５のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項１７】前記筐体の開閉可能なドアの内側近傍
の空間に、前記ドア面に沿って実質的に並行に空気を流
すエアカーテン手段を設けたことを特徴とする請求項１
ないし１６のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項１８】前記筐体の開閉可能なドアの内面に沿
って、エアカーテン手段により流す空気が、冷却空気の
一部であることを特徴とする請求項１ないし１７のうち
いずれかに記載の電子装置。
【請求項１９】前記筐体内に収納されたプリント基板
か電子部品の少なくともいずれか一方に、温度検出器お
よび加熱手段を具備したことを特徴とする請求項１ない
し１８のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項２０】前記筐体内に収納されたプリント基板
か電子部品の少なくともいずれか一方に、温度検出器お
よび加熱手段を具備し、前記加熱手段は、プリント基板
上に搭載された電子部品への通電か、あるいはプリント
基板上に設けたヒータへの通電の、少なくともいずれか
一方によることを特徴とする請求項１ないし１９のうち
いずれかに記載の電子装置。
【請求項２１】前記筐体内の電子部品への電源投入、
および冷凍サイクル起動の直前に、前記電子部品の温度
と冷却空気の温度および湿度を検出し、該電子部品温度
が該冷却空気の露点温度より低い場合、プリント基板お
よび電子部品の温度を冷却空気の露点温度以上に加熱手
段により昇温させてから、前記電子部品への電源投入お
よび冷凍サイクル起動運転を行うように制御することを
特徴とする請求項１ないし２０のうちいずれかに記載の
電子装置。
【請求項２２】前記筐体内の電子部品への電源投入、
および冷凍サイクル起動の直前に、前記電子部品の温度
と冷却空気の温度および湿度を検出し、該電子部品温度
が該冷却空気の露点温度より高い場合、そのまま前記電
子部品への電源投入および冷凍サイクル起動運転を行う
ように制御することを特徴とする請求項１ないし２１の
うちいずれかに記載の電子装置。
【請求項２３】前記筐体内の電子部品への電源投入
と、冷却器用送風手段の運転とを初めに行い、前記電子
部品の温度が許容温度に近づいてから冷凍サイクルを起
動運転させるように制御することを特徴とする請求項１
ないし２２のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項２４】前記筐体内の冷却器を２以上に分割し
て冷却空気の流れ方向に直列に配置し、それぞれの冷却
器内を流れる冷媒の温度レベルを少なくとも２つに変化
させたことを特徴とする請求項１ないし２３のうちいず
れかに記載の電子装置。
【請求項２５】前記筐体内の冷却器を２以上に分割し
て冷却空気の流れ方向に並列に配置し、それぞれの冷却
器内を流れる冷媒の温度レベルを少なくとも２つに変化
させたことを特徴とする請求項１ないし２３のうちいず
れかに記載の電子装置。
【請求項２６】前記筐体内の電子部品を搭載したプリ
ント基板を冷却する冷却空気の第一の冷却流路とは異な
る、前記プリント基板を経由しない第２の冷却流路を構
成し、該第２の冷却流路内に冷却器の少なくとも一部を
具備したことを特徴とする請求項１ないし２５のうちい
ずれかに記載の電子装置。
【請求項２７】前記筐体壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成した壁
の内側または外側の少なくともいずれか一方に、この壁
を覆うように構成された通気路を設けたことを特徴とす
る請求項１ないし２６のうちいずれかに記載の電子装
置。
【請求項２８】前記筐体を構成する壁の全面積に対し
て、湿度に応じて水分を吸収したり放出したりする吸・
放湿材料で構成した壁の面積を、１０分の１以下にした
ことを特徴とする請求項１ないし２６のうちいずれかに
記載の電子装置。
【請求項２９】前記筐体壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成した壁
の外側に、音響的な反射板を設け、この壁から漏れる騒
音の伝播方向を任意に変化できるようにしたことを特徴
とする請求項１ないし２６のうちいずれかに記載の電子
装置。
【請求項３０】前記筐体壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成した壁
の外側に、１個もしくは複数個に分割された音の伝播路
を設け、該伝播路内面に吸音機能を有する部材を貼付け
ることにより、該壁から漏れる騒音を低減したことを特
徴とする請求項１ないし２６のうちいずれかに記載の電
子装置。
【請求項３１】前記筐体壁のうち、湿度に応じて水分
を吸収したり放出したりする吸・放湿材料で構成した壁
の外側に、１個もしくは複数個に分割された音の伝播路
を設け、該伝播路に騒音を検出するための基準センサ
と、騒音を打ち消すためのスピーカと、前記基準センサ
から得られる信号をもとに同振幅逆位相の信号を生成す
るためのコントローラとを備えたことを特徴とする請求
項１ないし２６のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項３２】前記筐体内の温度を検出する温度検出
器が、熱電対またはサーミスタの少なくともいずれか一
方であることを特徴とする請求項１ないし３１のうちい
ずれかに記載の電子装置。
【請求項３３】前記筐体内の湿度を検出する湿度検出
器が、静電容量式湿度センサであることを特徴とする請
求項１ないし３２のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項３４】前記筐体壁の一部を構成する湿度に応
じて水分を吸収したり放出したりする吸・放湿材料は、
母材が不織布であることを特徴とする請求項１ないし３
３のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項３５】前記筐体壁の一部を構成する湿度に応
じて水分を吸収したり放出したりする吸・放湿材料は、
ナイロン、ポリエステル等の生地の片面に形状記憶ポリ
マーをコーティングしたものや、ラミネート状に製作し
た、いわゆる透湿性素材を用いることを特徴とする請求
項１ないし３４のうちいずれかに記載の電子装置。
【請求項３６】内部に発熱部品を有する冷却筐体の表
面の少なくとも一部を壁で覆い、該筐体内に冷却空気を
供給する冷却器および温度調節器を具備し、前記発熱部
品の温度を制御するようにした筐体構造において、前記
筐体に加湿手段を具備したことを特徴とする筐体構造。
【請求項３７】前記加湿手段が、冷却筐体を構成する
壁の少なくとも一部に設けた湿度に応じて水分を吸収し
たり放出したりする吸・放湿材料であって、該吸・放湿
材料により高湿度側の空気から吸収した水分を低湿度側
の空気に放出し、前記筐体内の空気の湿度を制御するこ
とを特徴とする請求項３６に記載の筐体構造。
【請求項３８】前記冷却筐体が室内に設置され、冷却
器が、圧縮機、凝縮器、蒸発器および膨張機構等により
構成される冷凍サイクルの蒸発器であって、前記凝縮器
を室外に設けたことを特徴とする請求項３６ないし３７
のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項３９】前記冷却筐体を２つに分割して、第１
の筐体および第２の筐体を構成し、冷却器が、圧縮機、
凝縮器、蒸発器および膨張機構等により構成される冷凍
サイクルの蒸発器であって、前記蒸発器を発熱部品と同
じ第１の筐体内に設け、前記凝縮器を第２の筐体内に設
けたことを特徴とする請求項３６ないし３７のうちいず
れかに記載の筐体構造。
【請求項４０】圧縮機、凝縮器、蒸発器および膨張機
構等の冷凍サイクルを有する筐体により構成される冷却
ユニットにおいて、前記筐体を２つに分割して放熱室お
よび吸熱室を設け、前記放熱室に凝縮器を設け、前記吸
熱室に冷却器として蒸発器を設けるとともに、前記吸熱
室に冷却空気が出入りする少なくとも２つの開口部を設
け、さらに前記吸熱室に加湿手段を具備したことを特徴
とする冷却ユニット。
【請求項４１】前記加湿手段が、前記吸熱室を構成す
る壁の少なくとも一部に設けた湿度に応じて水分を吸収
したり放出したりする吸・放湿材料であって、前記吸・
放湿材料により高湿度側の空気から吸収した水分を低湿
度側の空気に放出し、前記吸熱室内の冷却空気の湿度を
制御することを特徴とする請求項４０に記載の冷却ユニ
ット。
【請求項４２】請求項４０ないし４１のうちいずれか
に記載の冷却ユニットを、内部に発熱部品を有し、少な
くとも２つの開口部を持つ冷却筐体に取付け、該冷却筐
体の開口部と前記冷却ユニットの開口部をそれぞれ接続
し、前記冷却ユニットの吸熱室と前記冷却筐体との間で
冷却空気が連通できるようにしたことを特徴とする筐体
構造。
【請求項４３】前記冷却ユニットの吸熱室または前記
冷却筐体の少なくともいずれか一方に、温度検出器およ
び湿度検出器を具備し、冷却空気の温度および湿度を制
御するようにしたことを特徴とする請求項４２に記載の
筐体構造。
【請求項４４】前記冷却ユニットを前記冷却筐体の上
部に取付けたことを特徴とする請求項４２ないし４３の
うちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項４５】前記冷却ユニットを前記冷却筐体の側
面部に取付けたことを特徴とする請求項４２ないし４３
のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項４６】前記冷却ユニットが、前記冷却筐体に
取付けられる開閉可能なドアを兼ねていることを特徴と
する請求項４２ないし４３のうちいずれかに記載の筐体
構造。
【請求項４７】前記冷却筐体を構成する壁の全面もし
くは一部に、断熱材と、吸音材、遮音材等からなる防音
材とのうち、少なくともいずれか一方を設けたことを特
徴とする請求項３６ないし３９、４２ないし４６のうち
いずれかに記載の筐体構造。
【請求項４８】前記冷却筐体を構成する壁の少なくと
も一つの面に、開閉可能なドアを設けたことを特徴とす
る請求項３６ないし３９、４２ないし４７のうちいずれ
かに記載の筐体構造。
【請求項４９】前記冷却筐体内を冷却する冷却器を２
つ以上に分割し、それぞれの冷却器内を流れる冷媒の温
度レベルを、少なくとも２つに変化させたことを特徴と
する請求項３６ないし３９、４２ないし４８のうちいず
れかに記載の筐体構造。
【請求項５０】前記冷却筐体内の発熱部品への流入側
直前の冷却空気の温度を、該筐体の周囲空気の温度より
低くしたことを特徴とする請求項３６ないし３９、４２
ないし４９のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項５１】前記冷却筐体内の温度を検出する温度
検出器が、熱電対またはサーミスタの少なくともいずれ
か一方であることを特徴とする請求項３６ないし３９、
４２ないし５０のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項５２】前記冷却筐体内の湿度を検出する湿度
検出器が、静電容量式湿度センサであることを特徴とす
る請求項３６ないし３９、４２ないし５１のうちいずれ
かに記載の筐体構造。
【請求項５３】前記冷却筐体を冷却する冷凍サイクル
が、冷却および加熱の切り換えが可能なヒートポンプサ
イクルであることを特徴とする請求項３６ないし３９、
４２ないし５２のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項５４】前記冷却筐体内の発熱部品の一つが、
プリント基板に搭載した電子部品または半導体部品であ
って、前記筐体が電子計算機の筐体であることを特徴と
する請求項３６ないし３９、４２ないし５３のうちいず
れかに記載の筐体構造。
【請求項５５】前記冷却筐体内の発熱部品の一つが、
磁気ディスクドライブであって、前記筐体が磁気ディス
ク装置の筐体であることを特徴とする請求項３６ないし
３９、４２ないし５３のうちいずれかに記載の筐体構
造。
【請求項５６】前記冷却筐体内の発熱部品の少なくと
も２つが、プリント基板に搭載した電子部品と磁気ディ
スクドライブとであって、前記筐体がサーバ機の筐体で
あることを特徴とする請求項３６ないし３９、４２ない
し５３のうちいずれかに記載の筐体構造。
【請求項５７】前記冷却筐体が電子装置または電子機
器の筐体であることを特徴とする請求項３６ないし３
９、４２ないし５３のうちいずれかに記載の筐体構造。