JP5589655B2

JP5589655B2 - 除塵装置及びそのファン制御方法

Info

Publication number: JP5589655B2
Application number: JP2010175930A
Authority: JP
Inventors: 重雄山田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-08-05
Filing date: 2010-08-05
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: JP2012038831A

Description

本発明は、ファンの吸気側に備えられた防塵フィルタの除塵動作のためファンを逆回転する除塵装置とそのファン制御方法に関する。

一般に、電子機器には、装置内の冷却などを目的としてファンが備えられ、装置内の防塵のためファンの吸気側に防塵フィルタが備えられている。ファンの吸気により防塵フィルタにほこり・粉塵・ダストが吸着されファンの吸気抵抗が増す事により冷却機能が損なわれる問題に対して、例えば特開平５‐８０４３７号公報に示されるように、温度センサを設け、電源収容部内の雰囲気温度が所定値以上に達したときファンを逆回転させてフィルタに堆積している埃・塵を空気の流れを逆にすることで排除し、防塵フィルタに対して除塵動作を行う方法が知られている。

また、例えば特開２００５‐２９９４９３号公報に示されるように、タイムスイッチを組み込み、タイムスイッチにより就業時間外に設定した時刻にフィルタを清掃する方法も提案されている。

また、例えば特開２００５‐２３５８４３号公報に示されるように、ファンの回転時間を把握しメモリ内に累積回転時間を保管しておき、所定の時間を越えたときファンを所定時間逆回転させる方法も提案されている。

特開平５−８０４３７号公報特開２００５−２９９４９３号公報特開２００５−２３５８４３号公報

しかしながら上記の特許文献１ないし３に記載の方法は、いずれも常時稼動している装置には適用できなかった。

その理由は、上記の特許文献１ないし３に記載の方法ではいずれも防塵フィルタの除塵動作を行う時は装置内を冷却する能力が著しく低下する構成となっており、装置の動作を停止するか装置の発熱量が下がっている時に防塵フィルタの除塵動作を行わなければならないためである。

本発明の目的は、上記課題を解決し、動作中も含め常時防塵フィルタを清掃する事を可能とし、使用者の保守に関する負担を軽減する除塵装置及びそのファン制御方法を提供することにある。

本発明の除塵装置は、筐体と、前記筐体の開口部に設けられた複数のファンと、前記ファンの吸気側に備えられた防塵フィルタと、前記複数のファンを制御する制御部とを備え、前記制御部は、通常時には、前記筐体の外部から吸気し、前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンを順回転させ、前記防塵フィルタの除塵動作時には、前記通常時とは逆の風圧を発生させて前記防塵フィルタを清掃するように、前記複数のファンのうち一部のファンを逆回転させ、前記筐体の外部から吸気して前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンのうちで前記一部のファン以外の少なくとも１つのファンを順回転させる。
また本発明の除塵装置のファン制御方法は、筐体と、前記筐体の開口部に設けられた複数のファンと、前記ファンの吸気側に備えられた防塵フィルタと、前記複数のファンを制御する制御部とを備えた防塵装置のファン制御方法であって、通常時には、前記制御部が、前記筐体の外部から吸気し、前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンを順回転させ、前記防塵フィルタの除塵動作時には、前記制御部が、前記通常時とは逆の風圧を発生させて前記防塵フィルタを清掃するように、前記複数のファンのうち一部のファンを逆回転させ、前記筐体の外部から吸気して前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンのうちで前記一部のファン以外の少なくとも１つのファンを順回転させる。

本発明の除塵装置及びファン制御方法によれば、動作中も含め常時防塵フィルタを清掃する事を可能とし、使用者の保守に関する負担を軽減することができる。

本発明の第１の実施形態の構成を表したブロック図である。本発明の第２の実施形態の構成を表したブロック図である。図２の制御部の構成を表したブロック図である。図２のファン制御動作を表したフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、防塵フィルタとファンを搭載した通信装置や、パーソナルコンピュータや計測器等の冷却を必要とする部品を搭載する装置において本発明を実施することが出来る。

図１を参照すると、本発明の第１の実施形態の装置は、筐体１の開口部の一部分に複数のファン３を備え、例えば図１に示すように３つのファン３が開口部にそって１方向に向けて１列に並べられる。

ファン３の通常の回転方向は筐体１の外部から吸気し、筐体１の内部へ排気する方向である。ファン３は搭載するファン３の内１台が停止状態でも、その他のファンによって必要な冷却機能を維持できる性能を持つことが望ましい。

ファン３の吸気側に防塵フィルタ２を備えており、例えば、図１に示すように並べられた複数のファン３の全幅を１枚の防塵フィルタ２がカバーしている。

また複数のファン３を制御する制御部４は、本発明を実施するためにファンの正転、逆転機能を持つ回路である。制御部４は、防塵フィルタ２の除塵動作のためファン３を逆回転する際に、逆回転するファン以外の少なくとも１つのファンを順回転に維持する。

図１の実施形態の動作を説明する。まず筐体内に具備した制御部４が、筐体に具備した複数のファン３から、防塵フィルタ２の除塵動作のため逆回転するファン３を選択する。選択したファン３の逆回転により発生する通常とは逆向きの風圧が発生する。この風圧が防塵フィルタ２に吸着したほこり・粉塵・ダストを排除することで防塵フィルタの清掃を行う。このとき制御部４は、選択したファン３が逆回転している間に、それ以外の選択しなかったファンの少なくとも１つが通常の回転動作を継続するよう制御する。

以上説明した本発明の第１の実施形態の効果は、例えば通信を切断してはならないために電源を安易に切れない通信装置や、通信負荷ならびに計算負荷の量が予測できないために発熱量が予測できない装置でも、防塵フィルタの清掃を常時行うことができることにある。この理由は一度に全てのファンの動作を止めず、防塵フィルタの清掃を行うファンのみ逆転動作させてファン至近の防塵フィルタを清掃するためである。したがって装置の動作を停止するか装置の発熱量が下がっている時でなくとも防塵フィルタの除塵動作を行うことができ、使用者の保守に関する負担を軽減することができる。

また本発明の第２の効果は、使用者が直接触れることの出来ない遠隔地に装置が設置されている場合でも防塵フィルタの清掃が行えるというものである。この理由は本発明の装置に具備するもののみで除塵動作を行うため、使用者は除塵動作を行う際に直接装置に触れられる状態にある必要が無いからである。

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詳細に説明する。

図２は、本発明の第２の実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態と同様に、筐体１１の開口部の一部分に複数のファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを備え、例えば図２に示すように開口部にそって３つのファンが１方向に向けて１列に並べられている。ファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの通常の回転方向は筐体１１の外部から吸気し、筐体１１の内部へ排気する方向である。ファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは搭載するファンの内１台が停止状態でも、その他のファンによって必要な冷却機能を維持できる性能を持つことが望ましい。

またファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの吸気側に防塵フィルタ1２を備え、例えば、図２に示すように並べられた複数のファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの全幅を１枚の防塵フィルタ１２がカバーしている。

また複数のファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを制御するファンの正転、逆転機能を持つ回路である制御部１５を備えている。制御部１５は、防塵フィルタ１２の除塵動作のためファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを逆回転する際に、逆回転するファン以外の少なくとも１つのファンを順回転に維持する。

ファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃはそれぞれ回転速度センサ１４を持っている。

周囲温度センサ１７が筐体１１外面付近に、内部温度センサ１８が筐体１１内部に備えられている。

制御部１５は、省エネルギーを目的として周囲温度センサ１７と内部温度センサ１８、並びに回転速度センサ１４の情報を基にファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃの回転速度を適切に調整する機能を持つ。

制御部１５は、さらに外部通信経路１９に接続され、防塵フィルタ１２の除塵動作を開始させる遠隔操作部（図示せず）と、遠隔操作部に入力された使用者からの指示を外部通信経路１９経由で受け、制御部１５に除塵動作開始の指示を与える通信部１６とを備える。

また回転速度センサ１４、周囲温度センサ１７、内部温度センサ１８は、図２に示すように、通信部１６にも接続し、通信部１６が外部通信経路１９を経由して周囲温度センサ１７と内部温度センサ１８、並びに回転速度センサ１４の情報を操作者に確認させることができるようにしてもよい。

図３は、図２の制御部１５の構成の一例を表したブロック図である。

制御部１５は、ファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃをそれぞれ制御する駆動部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃと、各ファンの正逆転／停止及び回転数等を指示する指示部２２と、除塵動作を行う際、逆転するファンの順序等の設定を記憶する設定記憶部２３とを備える。

駆動部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃは、通常の状態ではそれぞれ周囲温度センサ１７と内部温度センサ１８、並びに回転速度センサ１４の情報を基に各ファンをそれぞれ適切な風量に駆動制御する。また除塵動作の際、指示部２２からの指示に基づいて各ファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを駆動制御する。

指示部２２は、駆動部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃに、正逆転／停止及び回転数等を指示する。また通信部１６から除塵動作開始の指示が入力されると、後述のフローチャートに示すように順番に逆回転を指示する。

設定記憶部２３は、指示部２２が参照する各種設定を記憶する。

また図４は、図２の制御部１５におけるファン制御動作の一例を表したフローチャートである。もちろん、このような処理は各種存在し、本実施例ではその一例を示したに過ぎない。

図２に示した筐体１１において、通常の状態ではファン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは制御部１５の各駆動部２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃによって周囲温度センサ１７と内部温度センサ１８、並びに回転速度センサ１４の情報を基に適切な風量に制御されている。

使用者の操作する遠隔操作部（図示せず）が、例えば、図２に示した通信部１６の提供する周囲温度センサ１７と内部温度センサ１８、並びに回転速度センサ１４の情報を通信部から外部通信経路１９を経由して入手し、温度状態の異常の有無を使用者に知らせると、使用者の操作により遠隔操作部（図示せず）が外部通信経路１９を経由して通信部１６に対して除塵動作の実施を指示する。通信部１６は、遠隔操作部（図示せず）からの指示を受けると、制御部１５に除塵動作開始の指示を伝える。

制御部１５は除塵動作開始の指示を受けると除塵動作を開始する（ステップＳ１）。

まず制御部１５は、最初に逆回転するファンを選択する。より詳細には設定記憶部２３に記憶されている情報を指示部２２が参照し、最初に逆回転するよう設定されているファンを特定する。例えば、図２の例ではまず列の１端のファン１３Ａを選択する（ステップＳ２）
次に冷却用の空気の流量確保を目的として、選択したファン以外のファンの１つの回転数を上げる。例えば、選択したファンに隣接しないファンが有るか判断し（ステップＳ３）、あればそのうちの１つの回転数を上げる（ステップＳ４）。より詳細には、指示部２２は、各ファンを逆回転するとき、設定記憶部２３に記憶されている隣接情報を参照する。隣接情報は、例えば、各ファンにつき隣接していないファンを示す情報である。隣接情報を参照して、逆回転するファンに隣接していないファンを検索し、該当するファンを選択して駆動部２１に回転数を上げるよう指示する。例えば図２の例ではファン１３Ａを逆回転する場合、隣接しないファン１３Ｃの回転数を上げる。回転数の設定は、設定記憶部２３に設定されており、例えば、そのファンの最大回転数としてよい。

制御部１５の指示部２２はステップＳ２で選択したファンの駆動部に逆回転を指示する（ステップＳ５）。

ファンを逆回転させてから一定時間経過したか判断し（ステップＳ６）、経過後、制御部１５は選択したファンの動作を止める（ステップＳ７）。

さらに一定時間経過したか判断し（ステップＳ８）、経過後、制御部１５は選択したファンの動作を反転し、通常の回転方向と速度に戻す（ステップＳ９）。

選択したファンに隣接しない、回転数を上げたファンの回転数を元に戻す（ステップＳ７）。

除塵動作のために逆回転する全てのファンを逆回転させたか判断し（ステップＳ１１）、まだ全て逆回転させていなければ、設定記憶部２３に設定されている順番情報を参照し、次のファンを選択し（ステップＳ１２）、ステップＳ３に戻る。

このようにして逆回転するファンを予め順番情報において決められた順番で、例えば、１列の１端から他端まで並ぶ順にファン１３Ａ、ファン１３Ｂ、ファン１３Ｃの順番で選択し、除塵動作のために逆回転する全てのファンに対してＳ３からＳ９までの動作を順に行う。制御部１５は、予め逆回転するファンの順番を決めておいた順番情報を保持していてもよい。

除塵動作のために逆回転するすべてのファンに対してＳ３からＳ９までの動作を行った後、除塵動作を終了する。

以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、逆回転するファン以外の順回転するファンの１つの回転数を上げることにより、除塵動作中の冷却風量の減少が抑えられ、装置が動作中でも筐体内の冷却能力を維持した状態で常時除塵動作を行うことが可能となる。

なお、本発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されず、種々の変更が可能である。例えば除塵動作の開始を指示するものは通信部に限らず、装置に直接搭載したスイッチによって除塵動作の開始を制御部に指示してもよい。

また、防塵フィルタの清掃を行うファンの選択順序は、列の１端から他端まで並ぶ順番に選択するもののみに限らず、中央から交互、外側から交互、などでも良い。

また、同時に防塵フィルタの清掃を行うファンの選択個数も１個のみに限らず複数のファンを同時に選択しても良い。

これにより本発明を適用する装置の外部形状や装置内部の冷却部位の重要性に合わせた最適な除塵動作を行うことが出来る。

また、装置内の離れた箇所にファンが搭載されている場合に、ファンの全てを使用して除塵動作をせず、各種センサの情報を基に一部のファンを使用して一部の防塵フィルタに対して除塵動作を行っても良い。

これにより防塵フィルタの清掃が不要な箇所に対して無駄な除塵動作を行うことを避けることが出来る。

また、装置内部にタイマを搭載し一定の時間が経過した後に制御部が除塵動作の開始をしてもよい。

また、装置内部の気圧センサや温度センサなど各種センサから取得した情報に基づき防塵フィルタの目詰まりを検知して制御部が除塵動作の開始をしても良い。

これにより装置の管理形態に合わせて、防塵フィルタの除塵動作を行うことが出来る。

また、防塵フィルタやファン、制御部の全てを装置に直接具備せず、防塵フィルタ、ファン、制御部の内から任意の組み合わせでモジュール化して装置から取り外せるようにしても良い。

これにより取り外せるようにした部分の修理や交換が容易になり、保守性が向上する。

本発明の活用例として、通信装置、計算機、計測器等であって防塵フィルタとファンを搭載した装置がある。

１、１１筐体
２、１２防塵フィルタ
３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃファン
４、１５制御部
１４回転速度センサ
１６通信部
１７周囲温度センサ
１８内部温度センサ
１９外部通信経路
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ駆動部
２２指示部
２３設定記憶部

Claims

筐体と、
前記筐体の開口部に設けられた複数のファンと、
前記ファンの吸気側に備えられた防塵フィルタと、
前記複数のファンを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
通常時には、前記筐体の外部から吸気し、前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンを順回転させ、
前記防塵フィルタの除塵動作時には、前記通常時とは逆の風圧を発生させて前記防塵フィルタを清掃するように、前記複数のファンのうち一部のファンを逆回転させ、前記筐体の外部から吸気して前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンのうちで前記一部のファン以外の少なくとも１つのファンを順回転させることを特徴とする防塵フィルタの除塵装置。
前記複数のファンは、１方向に向けて並べられた複数のファンを含み、
前記制御部は、前記１方向に向けて並べられた複数の１つを逆回転する際に、前記１方向に向けて並べられた複数のファンの少なくとも１つを順回転に維持することを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
外部通信経路経由で受ける除塵動作開始の指示を前記制御部に入力する通信部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の除塵装置。
筐体と、前記筐体の開口部に設けられた複数のファンと、前記ファンの吸気側に備えられた防塵フィルタと、前記複数のファンを制御する制御部とを備えた防塵装置のファン制御方法であって、
通常時には、前記制御部が、前記筐体の外部から吸気し、前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンを順回転させ、
前記防塵フィルタの除塵動作時には、前記制御部が、前記通常時とは逆の風圧を発生させて前記防塵フィルタを清掃するように、前記複数のファンのうち一部のファンを逆回転させ、前記筐体の外部から吸気して前記筐体の内部へ排気させるように、前記複数のファンのうちで前記一部のファン以外の少なくとも１つのファンを順回転させることを特徴とする除塵装置のファン制御方法。
前記複数のファンは、１方向に向けて並べられた複数のファンを含み、
前記１方向に向けて並べられた複数のファンの１つを逆回転する際に、前記１方向に向けて並べられた複数のファンの少なくとも１つを順回転に維持することを特徴とする請求項４に記載のファン制御方法。
前記１方向に向けて並べられた複数のファンの１つを逆回転する際に、前記１方向に向けて並べられた複数のファンのうち、順回転に維持され、逆回転するファンに隣接しないファンの回転数を上げることを特徴とする請求項５に記載のファン制御方法。