JP2003287329A

JP2003287329A - 冷却装置

Info

Publication number: JP2003287329A
Application number: JP2002092621A
Authority: JP
Inventors: Masaoki Ino; 正興井野; Susumu Kameyama; 晋亀山; Hiroyuki Kobayakawa; 浩之小早川; Yutaka Seshimo; 裕瀬下; Yasufumi Hatamura; 康文畑村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】収納箱筐体内部の、ラックに設置された比較
的内部発熱の小さい基板などの発熱体を内蔵した発熱機
器を簡易的に効率よく冷却する冷却装置を提供するこ
と。【解決手段】冷却装置は、室内機２と室外機３とによ
り構成され、室内機２を発熱部品を含む発熱機器４の上
部にラックに取り付けることにより設置し、自然循環冷
媒回路もしくは強制冷媒循環回路により、発熱機器４の
上部からの熱気を室内ファン１１で室内機２に吸込むこ
とにより冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷却装置に関
し、特に、基板などの顕熱発熱体を内蔵した発熱機器を
ラックに収納し、比較的内部発熱が小さい収納箱の冷却
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷却対象の収納箱は、一般には密閉され
た筐体内に発熱機器が収納されている。但し、筐体は人
が入れない程に狭いスペースのものもあり、内部の機器
が発熱部品を有しているために適度に冷却されるように
なっている。

【０００３】このような筐体内を冷却する筐体冷却シス
テムとしては、例えば特開２０００−０４１５０３号公
報に記載されたようなものがある。この筐体冷却システ
ムを図１２に示す。図１２において、収納箱５２の筐体
冷却システム５１は、自然循環冷媒回路６５で閉じた補
助冷却装置室内機５９、補助冷却装置室外機６０と圧縮
機７４により冷媒を強制循環させる強制循環冷媒回路６
６で閉じた主冷却装置室内機６１、主冷却装置室外機６
２とによって、密閉空間を形成する収納箱５２の筐体５
３内を冷却するように構成されている。筐体５３内には
発熱部品を含む発熱機器５４が収納されている。

【０００４】一般の発熱機器５４では、発熱部品５５を
内蔵する機器ケース５６内にファン（図示省略）が配設
されていて、ケース側面またはケース底面の空気取り入
れ口５７からケース内へ空気を取り込み、ケース上部の
排気口５８から熱気を吹出すようになっている。また、
筐体５３には、上記筐体冷却システム異常時に、筐体内
温度が一定温度以上にならないように外気吸込み用換気
扇６３と排気用ダンパ６４が設置されている。尚、従来
の冷却システムでは、発熱部品５５の最大負荷に合わせ
て冷却容量が決定されている。筐体５３は、一般に熱貫
流の極めて少ない構造であるため、外気温の変化による
筐体５３内部の冷却負荷の変動はほとんどない。

【０００５】次に、動作について説明する。通常運転時
は、発熱機器５４内のファン（図示省略）の駆動によ
り、機器ケース５６の側方でイの位置にある冷気が空気
取入口５７からケース内に取り込まれる。取り込まれた
冷気は発熱部品５５を冷却して熱気となり、ケース上部
の排気口５８から筐体５３内のウの位置へ吹き出され
る。このように吹き出された熱気は、主冷却装置室内機
ファン６７の送風によりエの位置から熱気吸込口７０を
経て沸騰冷却装置室内機５９に吸込まれ、自然循環冷媒
回路６５の冷媒と熱交換されることにより１次冷却され
る。オの位置にある１次冷却後の空気は、主冷却装置室
内機ファン６７に吸引されたのち全量が主冷却装置室内
機蒸発器７２を通過し、強制循環冷媒回路６６の冷媒と
熱交換されて冷却される。このように冷却されて空気は
冷気として冷気吹出口７１から筐体５３内のアの位置へ
吹出される。すなわち、空気はア→イ→ウ→エ→オの位
置を順に循環して筐体５３内を冷却する。

【０００６】主冷却装置室内機ファン６７が故障で動作
しない場合や停電で電力が供給されない場合、発熱機器
５４はバックアップ用電源（図示省略）で常時動作する
が、冷却機器がなくなるため、筐体５３内温度が上昇す
る。筐体５３内には、異常を検知する温度検出手段７３
が設置されており、この温度検出手段７３がある温度を
越えると（例えば４０℃）換気扇６３と排気ダンパ６４
が動作して、外気を吸込むと同時に筐体５３内の空気を
排気する。それでも、温度検出手段７３の温度が上昇し
続けると（例えば４５℃）管理センタに発報する２段階
の運用になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
冷却システムにおいては、主冷却装置、補助冷却装置、
換気扇、排気ダンパと４つの部品で構成されているた
め、比較的内部発熱が小さい収納箱に適用する場合は過
剰なシステムとなってしまうという問題点があった。特
に補助冷却装置室内機は省エネ性を高める機器であり、
発熱機器の吹出口近傍に設置し高温の排熱を取り込むと
効果が大きいが、スペース的に問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような従来の問題点を
解消するためになされたものであり、比較的内部発熱が
小さい例えば収納箱内部のラックに設置された発熱体を
含む発熱機器の排熱部に冷却装置の室内機を設置するこ
とにより、収納箱の筐体内を簡易的かつ効率的に冷却す
る冷却装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷却装置
は、ラックに設置された発熱体を含む発熱機器を収納し
た収納箱の筐体内を冷却するようにした冷却装置におい
て、上記筐体内に設けられ、第１の熱交換手段を有する
室内機と、上記筐体外に設けられ、第２の熱交換手段を
有する室外機とを備え、上記室内機を上記ラックに取り
付けたものである。

【００１０】また、この発明に係る冷却装置は、上記第
１および第２の熱交換手段が、冷媒による自然循環方式
である。

【００１１】また、この発明に係る冷却装置は、上記室
内機と上記室外機をフレキシブル配管により接続したも
のである。

【００１２】また、この発明に係る冷却装置は、上記室
内機が、分離可能な熱交換器とファン部からなり、上記
ファン部を上記熱交換器から取り外すことができるもの
である。

【００１３】また、この発明に係る冷却装置は、上記発
熱機器の吸込温度を検出する第１の温度検出手段と、上
記室外機に設けられた制御手段とを備え、該制御手段は
上記第１の温度検出手段の出力に基づいて上記室外機の
ファンを制御するものである。

【００１４】また、この発明に係る冷却装置は、外気温
度を検出する第２の温度検出手段を備え、上記制御手段
が上記第１および第２の温度検出手段の出力に基づいて
上記室外機のファンを制御するものである。

【００１５】また、この発明に係る冷却装置は、上記制
御手段が、冷却装置本体の故障または上記筐体内部の温
度の異常、状態等の情報を接点または通信手段によって
外部に通報するものである。

【００１６】また、この発明に係る冷却装置は、上記筐
体内もしくは他の筐体内にバッテリを搭載し、停電時に
は該バッテリにより冷却運転を行うものである。

【００１７】また、この発明に係る冷却装置は、上記室
内機および上記室外機に補助用ファンを搭載し、上記室
内機および室外機のファンが故障したときには、上記補
助用ファンを駆動するものである。

【００１８】また、この発明に係る冷却装置は、上記筐
体内に上記発熱機器を複数台設け、該複数台の発熱機器
に対して上記室内機および上記室外機の一対をそれぞれ
配置したものである。

【００１９】また、この発明に係る冷却装置は、上記収
納箱が、比較的内部発熱が小さいものである。

【００２０】また、この発明に係る冷却装置は、上記収
納箱が、内部発熱が大きく冷媒を強制循環させることに
より冷却を行う主冷却装置が設置されたものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、発
熱機器を収納する収納箱の一例として、図面に基づいて
説明する。実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
収納箱の冷却装置を示す概略構成図である。図１におい
て、１は本実施の形態による冷却装置が設置される、発
熱機器４を収納した収納箱である。なお、本筐体内の空
間は密閉空間である。２は本実施の形態に係る冷却装置
のうちの室内機、３は室外機であって、これらは相互に
冷媒回路６を介して接続される。冷媒回路６は配管で構
成される。また、４は発熱機器、５は発熱機器４および
室内機２を固定するためのラックである。

【００２２】図２は、室内機２を詳細に説明する図であ
って、図２において、２ａは室内機２の下部から、発熱
機器４から排熱された熱気を吸込み室内機２の上部に風
を送るためのファン部であり、室内ファン１１を例えば
ここでは２個収納している。２ｂは第１の熱交換手段と
しての蒸発器部（室内機熱交換器部）であって、蒸発器
１２が収納されている。１３は冷媒を循環させるために
室外機と冷媒回路にて接続する室内側配管接続部を示し
ている。

【００２３】図３は、室外機３を詳細に説明する図であ
って、この室外機３は冷媒自然循環により冷却システム
を構築する場合に用いるものである。図３において、２
１は外気を例えば本図のように室外機３の後方から吸込
み、前方へ送出するための室外ファン、２２は第２の熱
交換手段としての凝縮器（室外機熱交換器）、２３は冷
媒を循環させるために室内機３と冷媒回路６にて接続す
る室外側配管接続部である。

【００２４】また、図４は、冷媒強制循環により冷却シ
ステムを構築する場合に用いる室外機を示すもので、図
３と比較して圧縮機２４が追加されているものである。

【００２５】次に、動作について、まず、図１、図２お
よび図３を用いて説明する。本実施の形態においては冷
媒自然循環による冷却装置のため、図１では室外機３は
室内機２よりも上に設置される。発熱機器４は動作中発
熱し、発熱機器４が持っている内部ファン（図示しな
い）または、室内機２に備えられた室内ファン１１によ
り、発熱機器４の下部から空気を取り込む。取り込まれ
た空気は発熱機器４内部の発熱部品（図示しない）を冷
却して熱気となり、発熱機器４の上部から排出される。

【００２６】こうして、排出された熱気は、室内機２に
設けられた室内ファン１１により、室内機２ａに吸込ま
れ、蒸発器２ｂを通過する際に自然循環回路の冷媒との
熱交換により冷却され、冷却された空気は冷気として室
内機ファン部２ａを通過し、室内機２の上部へ送出され
る。

【００２７】このようにして吹出された冷気は、収納箱
１の天井部に当たり、壁面に沿って下降し、下部に至
る。すなわち、室内機２から送出された冷気は収納箱１
の下部に至り、発熱機器４に吸込まれ発熱機器４を冷却
することになる。

【００２８】また、自然循環回路の冷媒系では上記熱気
との熱交換により、蒸発器１２内で蒸発してガス冷媒と
なった冷媒が、液冷媒との密度差により冷媒回路６を上
昇して凝縮器２２に至る。そしてこのガス冷媒は凝縮器
２２内において室外ファン２１により、室外機３に取り
込まれる外気との熱交換によって凝縮して液冷媒とな
る。この液冷媒はガス冷媒との密度差によって自然流下
し、冷媒回路６を通して蒸発器１２に至る。凝縮器２２
でガス冷媒との熱交換により過熱された外気は室外ファ
ン２１により、外へ放出される。

【００２９】ところで、室内機２と室外機３で構成する
本冷却装置は室内ファン１１により吸込まれる熱気と室
外ファン２１により吸込まれる外気との温度差が大きい
ほど高い能力を発揮するため、室内機２は可能な限り発
熱機器４上部の近くに設置するのが効率的である。この
とき、室内機２はラック５に取り付けるようにしたた
め、こういった位置の調整は容易に可能である。

【００３０】次に、圧縮機による冷媒強制循環により冷
却する場合を、図１、図４を用いて説明する。この場
合、図１の冷媒回路６はこの場合冷媒強制循環回路とな
り、圧縮機２４から強制的に吐出された高温・高圧のガ
ス冷媒が室外機３内に設置された凝縮器２２に流入し、
室外ファン２１により室外機３内に流入させられる外気
との熱交換により冷却されて液冷媒となる。そして、液
冷媒は冷媒絞り弁（図示しない）で減圧されて気液２相
状態となり、冷媒回路６を通じて室内機２内の蒸発器１
２へ送られる。この冷媒は、蒸発器１２内において発熱
機器からの熱気と熱交換して低圧のガス冷媒となり、冷
媒回路６を経て圧縮機２４の吸込み側へ戻る。圧縮機２
４の運転容量は、発熱機器４の上部排気口の位置におけ
る空気温度もしくは、室内機２の下部熱気吸込み口の位
置における空気温度に基づいて制御されている。

【００３１】このように、本実施の形態では、冷却装置
を室内機、室外機のみで構成するので、収納箱内に設置
された発熱機器の排熱を効率よく、簡易的に冷却可能で
ある。また、室内機をラックに取り付けるため、室内機
の取り付けが容易であり、取り付け位置の調整も簡易に
おこなうことができる。

【００３２】実施の形態２．この実施の形態２に係る冷
却装置では、図１に示す冷媒回路６が通常の銅配管では
なく、折り曲げの自由度があるフレキシブル配管によっ
て接続されている。動作については上記実施の形態１と
同様であるので、その説明を省略する。なお、室内機２
もしくは室外機３、あるいは室内機２と室外機３両方に
予め冷媒を封入しておき、フレキシブル配管の両端接続
部をそれぞれ室内側配管接続部１３と室外側配管接続部
２３に接続するだけで、冷媒が冷媒回路６を循環するよ
うな構造としておけば、冷却装置の現地設置時において
冷媒チャージ作業が不要となり省工事性が図れる。上記
配管接続部をワンショット配管とすれば、工具を使用す
ることなく、配管接続を行えるため、より省工事性を図
ることができる。

【００３３】このように、本実施の形態では、フレキシ
ブル配管によって接続することで、配管後に室内機の取
り付け位置を調整する際に自由度ができ、室内機に発熱
機器からの熱気を最適に吸込ませることが可能となる。

【００３４】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３による収納箱の冷却装置の室外機を示す概略構成
図である。本実施の形態では、図５に示すように、室内
機２のファン部２ａと蒸発器部２ｂとが分離できるよう
になっている。収納箱１の内部に設置される発熱機器４
は２４時間稼動しており、このため冷却装置も同様に２
４時間運転している。本冷却装置は簡単な構造のため、
故障部分としては室内ファンが考えられる。

【００３５】このような場合、ラックに取り付けた状態
ではメンテナンスが非常に困難であり、また、冷媒配管
がおこなわれた後にファンのみをメンテナンスするため
室内機２を取り出そうとすると、一旦配管を取り外して
冷媒を回収し、室内機２を取り出して室内ファン１１を
メンテナンスし、再度冷媒チャージ、室内機側配管接続
部１３に配管作業をおこなわなければならず、非常に手
間がかかるものとなる。

【００３６】従って、本実施の形態のようにすること
で、室内機２を取り付けた後、配管接続部１３に配管を
接続してもファン部２ａのみを取外して室内ファン１１
をメンテナンスでき、メンテナンス後はファン部２ａの
みをラックに取り付けるだけでよく、蒸発器部２ｂには
何ら手を加えないため、メンテナンスが容易となる。

【００３７】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４による収納箱の冷却装置を示す概略構成図、図７
は、図６の冷却装置のうち室外機を示す概略構成図であ
る。なお、図６および図７において、図１〜図５と同一
または相当する部分には同一符号を付し、その詳細説明
を省略する。この実施の形態４に係る冷却装置は、室外
機３に図７に示すように例えばマイクロコンピュータな
どで構成される制御手段としての制御装置２５が配備さ
れている。また、図６に示すように例えば発熱機器４の
冷気吸込み口付近に、発熱機器４の吸込温度を検出する
ための第１の温度検出手段としての吸込温度センサ７が
取り付けてある。この吸込温度センサ７は室外機３に配
備されている制御装置２５と制御線によって接続されて
いる（図示しない）。

【００３８】この実施の形態４では、吸込温度センサ７
を入力信号とし、制御装置２５で常に発熱機器４の吸込
温度を監視している。また、制御装置２５は室外ファン
２１の供給電力を制御しており、室外ファン２１の回転
数を可変できるようになっている。具体的には、制御装
置２５内のメモリ（図示しない）に、室外ファン２１の
回転数を制御するポイントの所定温度が設定・記憶され
ており、またその温度によって制御する室外ファン２１
の回転数も記憶されている。吸込温度センサ７が検知し
た温度と設定・記憶された温度とを比較して、一致すれ
ば制御装置２５に記憶された回転数で室外ファンを制御
する。

【００３９】なお、制御方法は上記によらなくてもよ
く、例えば室外ファン２１の回転数は制御装置２５に記
憶せず、吸込温度センサ７が検知した温度と予め制御装
置２５に記憶された吸込温度目標値とを比較し、その差
の大きさによって室外ファン２１の回転数を制御しても
よく、また、室外ファン２１の回転数ではなく、室外フ
ァン２１を例えば複数台数備えておき、それらを個別に
ＯＮ／ＯＦＦして台数を変更してもよい。吸込温度セン
サ７が検知した吸込温度が上記目標温度よりも大幅に低
く、回転数制御値が０以下となった場合は全ての室外フ
ァンを停止する。

【００４０】このように、本実施の形態では、室外ファ
ンの風量と冷却装置の能力は比例するので、上記制御に
より発熱機器吸込温度が低い場合は、室外ファンの回転
数を低くすることで冷却能力を低下させ、負荷に応じた
冷却をおこなうことができる。また、室外ファンに無駄
な電力を供給しないので省エネ効果がある。

【００４１】実施の形態５．図８は、この発明の実施の
形態５による収納箱の冷却装置を示す概略構成図であ
る。なお、図８において、図１と同一または相当する部
分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。この
実施の形態５に係る冷却装置は、図８に示すように室外
機３に第２の温度検出手段としての外気温度センサ８
が、発熱機器４の吸込み口付近には吸込温度センサ７が
備えられている。室外機３には上記実施の形態４と同様
に図７のように制御装置２５が備わっている。外気温度
センサ８と吸込温度センサ７は制御線によって制御装置
２５に接続されている（図示しない）。

【００４２】この実施の形態５では、外気温度センサ８
と吸込温度センサ７を入力信号とし、制御装置２５で常
に外気温度と発熱機器４の吸込温度を監視している。ま
た、制御装置２５は室外ファン２１の供給電力を制御し
ており、室外ファンの回転数を可変できるようになって
いる。具体的には、上記実施の形態４と同様の制御であ
る。

【００４３】図７の制御装置２５において、内部のメモ
リ（図示しない）に室外ファン制御を許可する外気温度
のしきい値が設定・記憶されている。このとき、外気温
度がこのしきい値よりも低ければ上記実施の形態４に記
述したように、吸込温度センサ７による室外ファン制御
を許可し、外気温度がこのしきい値よりも高ければ禁止
する。

【００４４】このように、本実施の形態では、室外ファ
ンの制御を外気温度センサ８と吸込温度センサ７により
おこない、外気温度が予め設定されたしきい値よりも低
い場合には室外ファンを制御することにより冷却能力を
維持するようにしたため、外気温度が高い場合に発熱機
器４の吸込温度が低くなり室外ファンの回転数が減少
し、冷却能力が少ないためにすぐに発熱機器４の吸込温
度が高くなり、室外ファンの回転数を増加するというよ
うなハンチング制御を減少させることができる。

【００４５】実施の形態６．この発明の実施の形態６に
係る冷却装置は、室外機３が図７のように制御装置２５
を備えている。また、例えば図８のように発熱機器４の
吸込温度センサ７が収納箱１の内部に、室外機３には外
気温度センサ８が備わっている。これらのセンサは制御
線（図示しない）により制御装置２５に接続されてい
る。また、制御装置２５には室外ファン２１、室内ファ
ン１１に内蔵されているファン故障出力（図示しない）
が例えば接点などで入力されている。

【００４６】制御装置２５は、室外ファン２１と室内フ
ァン１１からの接点入力を監視している。もし、これら
の接点がＯＮした場合は冷却装置の故障とみなし、制御
装置２５内のメモリ（図示しない）に冷却装置故障を記
憶する。また、吸込温度センサ７および外気温度センサ
８からの温度情報をある周期ごとに前述のメモリに記憶
しており、それぞれの最高温度、最低温度、平均温度な
どを制御装置２５内のマイクロコンピュータで演算し、
前述のメモリに格納している。

【００４７】さらに、発熱機器４が動作するために望ま
しくない温度を異常吸込温度として、また吸込温度セン
サ７が正常に検知すべき温度検知範囲と外気温度センサ
８が正常に検知すべき温度検知範囲をセンサ検知温度範
囲として前述のメモリに設定・記憶しており、前述のよ
うにある周期ごとに記憶している温度情報のうち吸込温
度の最高温度が異常吸込温度を越えた場合、制御装置は
吸込温度異常をメモリに記憶する。一方温度情報のうち
外気温度の最高温度と最低温度がセンサ温度検知範囲を
逸脱している場合は外気温度センサ異常を、吸込温度の
最高温度と最低温度がセンサ温度検知範囲を逸脱してい
る場合は吸込センサ異常をメモリに記憶する。

【００４８】制御装置２５は、これらの冷却装置異常、
吸込温度異常、外気温度センサ異常、吸込温度センサ異
常を記憶した場合、制御装置に備えられている異常接点
（図示しない）により、それぞれの異常を外部に出力す
る。また、制御装置２５には例えばＲＳ２３２Ｃなどの
通信出力手段（図示しない）を備えている。この通信出
力は収納箱１を管理する管理センタと接続しており、前
述の異常が発生した場合はこの通信出力を経由して異常
情報を管理センタに通報する。さらに、前述のようにあ
る周期ごとに検知・記憶している温度情報なども管理セ
ンタに通報する。

【００４９】これらの情報は制御装置２５が能動的に管
理センタに通報しても、管理センタからの要求があった
場合に応答を返すようにしてもどちらでもよい。また、
制御装置２５は顧客の要求により、異常接点とＲＳ２３
２Ｃなどの通信出力の両方を備えていても、どちらか一
方を備えていてもよい。さらに、これら以外の情報、例
えば収納箱内部の温度、湿度などを別のセンサにより制
御装置に入力して、管理センタに出力するようにしても
よい。

【００５０】これらの異常接点もしくはＲＳ２３２Ｃな
どの通信出力は、室内機から出力するようにした方が管
理センタとの接続工事が容易であるので、制御装置２５
から制御線などで室内機に延長して、室内機にコネクタ
を設けてこれらの情報を出力してもよい。

【００５１】このように、本実施の形態では、冷却装置
と吸込温度センサと外気温度センサと発熱機器吸込温度
の異常状態を管理センタに出力するようにしたため、遠
隔地から異常状態を監視でき、速やかにメンテナンスを
おこなうことができる。また、外気温度、発熱機器吸込
温度の情報を管理センタに出力するようにしたため、遠
隔地で収納箱の状態を監視できる。

【００５２】実施の形態７．この発明の実施の形態７に
係る冷却装置は、図２の室内ファン１１と図３の室外フ
ァン２１が停電時でも動作するようにＤＣ電源（バッテ
リ電源）で駆動可能に構成されている。収納箱１内部に
設置されている商用電源で動作する機器（図示しない）
は停電すると電力が供給されなくなるため作動しなくな
るが、発熱機器４の電源は電力会社供給電源から収納箱
１内、もしくは別の収納箱に設置されたバッテリ電源
（図示しない）へと自動的に切り替わり運転を継続す
る。

【００５３】つまり、この実施の形態７に係る冷却装置
では、室内ファン１１と室外ファン２１がバッテリ電源
からの電力によって動作するようになっており、停電時
においてもバッテリ電源による冷却動作が継続され、発
熱機器４の冷却を確実におこなうことができる。

【００５４】実施の形態８．図９および図１０は、この
発明の実施の形態８による収納箱の冷却装置の室外機を
示す概略構成図である。この発明の実施の形態８に係る
冷却装置は、図９に示すように、室内機２に通常時に動
作する室内ファン１１と、この室内ファン１１が故障し
たときに動作する補助用の室内ファン１４を例えば２台
ずつ備え、また、図１０に示すように室外機３に通常時
に動作する室外ファン２１と、この室外ファン２１が故
障したときに動作する補助用の室外ファン２６を例えば
２台ずつ備えている。

【００５５】一方、図７に示す室外機３に備えられてい
る制御装置２５には通常時に動作する室内ファン１１と
室外ファン２１に内蔵されているファン故障出力（図示
しない）が例えば接点などで入力されている。また、制
御装置２５は室内ファン１１、１４、室外ファン２１、
２６のＯＮ／ＯＦＦもしくは回転数を制御するようにな
っている。

【００５６】制御装置２５は室内ファン１１のいずれか
一方の故障を入力すると室内ファン１４のうち１台を駆
動させる。また、室内ファン１１の両方の故障を入力す
ると室内ファン１４の２台を駆動させる。室外ファンに
ついての制御も同様で、室外ファン２１のいずれか一方
の故障を入力した場合には室外ファン２６のうち１台
を、室外ファン２１の両方の故障入力をした場合は室外
ファン２６の２台を駆動させる。

【００５７】このように、本実施の形態では、補助用
の、室内機室内ファンと室外機室内ファンを備え、通常
時に駆動する室内ファン、室外ファンが故障した場合に
駆動するようにしたため、室内ファン、室外ファンが故
障したときにおいても冷却能力を損なうことなく発熱機
器を冷却できる。

【００５８】実施の形態９．図１１は、この発明の実施
の形態９による収納箱の冷却装置を示す概略構成図であ
る。なお、図１１において、図１と同一または相当する
部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。こ
の実施の形態９に係る冷却装置では、図１１に示すよう
に、発熱機器４と発熱機器３３の２台が収納箱１内部の
ラック５に取り付けられている。このような場合は、発
熱機器４から排出された熱気を冷却するために、発熱機
器４の上部にラックに取り付けられた室内機２と、室外
機３により構成される冷却装置を設置し（これらは冷媒
回路６により接続されている）、発熱機器３３を冷却す
るために、発熱機器３３の上部にラックに取り付けられ
た室内機３１と、室外機３２により構成される冷却装置
（これらは冷媒回路３４により接続されている）を設置
することにより、前述したような発熱機器４のみの冷却
装置と同様な冷却装置を構築することが可能である。

【００５９】また、発熱機器が複数台設置された場合で
も、本実施の形態のように冷却装置を発熱機器上部に設
置すればよい。

【００６０】実施の形態１０．なお、上記実施の形態で
は、収納箱として、基板などの発熱体を内蔵した発熱機
器をラックに収納し、比較的内部発熱が小さい収納箱の
冷却装置の場合について説明したが、これに限定される
ことなく、例えば内部発熱が大きく冷媒を強制循環させ
ることにより冷却をおこなう主冷却装置が設置された収
納箱においても同様に適用でき、ラックに本冷却装置を
設置することで主冷却装置の負荷を軽減し、省エネを図
ることが可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ラッ
クに設置された発熱体を含む発熱機器を収納した収納箱
の筐体内を冷却するようにした冷却装置において、上記
筐体内に設けられ、第１の熱交換手段を有する室内機
と、上記筐体外に設けられ、第２の熱交換手段を有する
室外機とを備え、上記室内機を上記ラックに取り付けた
ので、効率のよい冷却を行うことができ、また、必要な
室内機設置スペースが少なくて済み、小型化、コストの
低廉化が図れるという効果がある。

【００６２】また、この発明によれば、上記第１および
第２の熱交換手段が、冷媒による自然循環方式であるの
で、ラックに設置された発熱機器を簡易的に効率よく冷
却できるという効果がある。

【００６３】また、この発明によれば、上記室内機と上
記室外機をフレキシブル配管により接続したので、ラッ
ク後方の配線状況に応じて配管を適切に曲げて工事する
ようなことがなくなり、設置工事が容易になるという効
果がある。

【００６４】また、この発明によれば、上記室内機が、
分離可能な熱交換器とファン部からなり、上記ファン部
を上記熱交換器から取り外すことができるので、室内機
をラックに固定して室内機と室外機の配管工事をおこな
った後でも室内機ファン部のみを容易にラックから外す
ことができ、メンテナンスが容易となるという効果があ
る。

【００６５】また、この発明によれば、上記発熱機器の
吸込温度を検出する第１の温度検出手段と、上記室外機
に設けられた制御手段とを備え、該制御手段は上記第１
の温度検出手段の出力に基づいて上記室外機のファンを
制御するので、発熱機器吸込み口の空気温度が低い場合
はファンへの供給電力を抑え無用な運転コストを削減す
ることができるという効果がある。

【００６６】また、この発明によれば、外気温度を検出
する第２の温度検出手段を備え、上記制御手段が上記第
１および第２の温度検出手段の出力に基づいて上記室外
機のファンを制御するので、外気温度がとても低い場合
はファンへの供給電力を抑え無用な運転コストを削減す
ることができ、さらに、外気温度がとても低い場合に筐
体内部の温度を下げすぎず、最適な温度制御を行えると
いう効果がある。

【００６７】また、この発明によれば、上記制御手段
が、冷却装置本体の故障または上記筐体内部の温度の異
常、状態等の情報を接点または通信手段によって外部に
通報するので、遠隔からの監視ができるという効果があ
る。

【００６８】また、この発明によれば、上記筐体内もし
くは他の筐体内にバッテリを搭載し、停電時には該バッ
テリにより冷却運転を行うので、通常時は商用電源から
整流された直流電源を受けて動作し、停電時はバックア
ップ電源である直流のバッテリ電源で連続運転が行うこ
とができ、商用電源停電時でも発熱機器の保護をするこ
とができるという効果がある。

【００６９】また、この発明によれば、上記室内機およ
び上記室外機に補助用ファンを搭載し、上記室内機およ
び室外機のファンが故障したときには、上記補助用ファ
ンを駆動するので、室内機および室外機のファンが故障
しても冷却能力が低下することなく冷却を継続すること
ができるという効果がある。

【００７０】また、この発明によれば、上記筐体内に上
記発熱機器を複数台設け、該複数台の発熱機器に対して
上記室内機および上記室外機の一対をそれぞれ配置した
ので、発熱機器が単一の場合と同様に効率のよい冷却を
行うことができるという効果がある。

【００７１】また、この発明によれば、上記収納箱が、
比較的内部発熱が小さいものであるので、基板などの発
熱体を内蔵した発熱機器を含む収納箱に好適な効率のよ
い冷却を行うことができる冷却装置が得られるという効
果がある。

【００７２】また、この発明によれば、上記収納箱が、
内部発熱が大きく冷媒を強制循環させることにより冷却
を行う主冷却装置が設置されたものであるので、主冷却
装置の負荷を軽減し、省エネを図ることが可能な収納箱
に好適な冷却装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１による冷却装置を示す
概略構成図である。

【図２】この発明の実施形態１における冷却装置のう
ち室内機を示す概略構成図である。

【図３】この発明の実施形態１における冷却装置のう
ち室外機を示す概略構成図である。

【図４】この発明の実施形態１における冷却装置のう
ち室外機を示す概略構成図である。

【図５】この発明の実施形態３における冷却装置のう
ち室内機を示す概略構成図である。

【図６】この発明の実施形態４による冷却装置を示す
概略構成図である。

【図７】この発明の実施形態４における冷却装置のう
ち室外機を示す概略構成図である。

【図８】この発明の実施形態５による冷却装置を示す
概略構成図である。

【図９】この発明の実施形態８における冷却装置のう
ち室内機を示す概略構成図である。

【図１０】この発明の実施形態８における冷却装置の
うち室外機を示す概略構成図である。

【図１１】この発明の実施形態９による冷却装置を示
す概略構成図である。

【図１２】従来の収納箱の筐体冷却システムを示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１収納箱、２室内機、３室外機、４
発熱機器、５ラック、６冷媒回路、７
吸込温度センサ、８外気温度センサ、１１
室内ファン、１２蒸発器、１３室内側配
管接続部、１４補助用室内ファン、２１室外フ
ァン、２２凝縮器、２３室外側配管接続
部、２４圧縮機、２５制御装置、２６
補助用室外ファン、３１室内機、３２室
外機、３３発熱機器、３４冷媒回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小早川浩之東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者瀬下裕東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者畑村康文東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 3L044 AA04 BA06 CA13 DA01 EA01 KA04 3L045 AA04 BA07 CA02 DA02 EA01 PA04 5E322 BB03 BB06 DA01 DB01 DB06 EA05 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラックに設置された発熱体を含む発熱機
器を収納した収納箱の筐体内を冷却するようにした冷却
装置において、上記筐体内に設けられ、第１の熱交換手段を有する室内
機と、上記筐体外に設けられ、第２の熱交換手段を有する室外
機とを備え、上記室内機を上記ラックに取り付けたこと
を特徴とする冷却装置。
【請求項２】上記第１および第２の熱交換手段は、冷
媒自然循環方式であることを特徴とする請求項１記載の
冷却装置。
【請求項３】上記室内機と上記室外機をフレキシブル
配管により接続したことを特徴とする請求項１または２
記載の冷却装置。
【請求項４】上記室内機は、分離可能な熱交換器とフ
ァン部からなり、上記ファン部を上記熱交換器から取り
外すことができるようにしたことを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】上記発熱機器の吸込温度を検出する第１
の温度検出手段と、上記室外機に設けられた制御手段と
を備え、該制御手段は上記第１の温度検出手段の出力に
基づいて上記室外機のファンを制御するようにしたこと
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装
置。
【請求項６】外気温度を検出する第２の温度検出手段
を備え、上記制御手段は上記第１および第２の温度検出
手段の出力に基づいて上記室外機のファンを制御するよ
うにしたことを特徴とした請求項５記載の冷却装置。
【請求項７】上記制御手段は、冷却装置本体の故障ま
たは上記筐体内部の温度の異常、状態等の情報を接点ま
たは通信手段によって外部に通報するようにしたことを
特徴とする請求項５記載の冷却装置。
【請求項８】上記筐体内もしくは他の筐体内にバッテ
リを搭載し、停電時には該バッテリにより冷却運転を行
うようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
に記載の冷却装置。
【請求項９】上記室内機および上記室外機に補助用フ
ァンを搭載し、上記室内機および室外機のファンが故障
したときには、上記補助用ファンを駆動するようにした
ことを特徴とする請求項８記載の冷却装置。
【請求項１０】上記筐体内に上記発熱機器を複数台設
け、該複数台の発熱機器に対して上記室内機および上記
室外機の一対をそれぞれ配置したことを特徴とする請求
項１〜９のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１１】比較的内部発熱が小さい上記収納箱を
冷却することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに
記載の冷却装置。
【請求項１２】上記収納箱は、内部発熱が大きく冷媒
を強制循環させることにより冷却を行う主冷却装置が設
置された収納箱であることを特徴とする請求項１〜１０
のいずれかに記載の冷却装置。