発熱体収納箱冷却装置
【課題】発熱量の大きい発熱体収容箱において、冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置でき、コンパクトで効率の良い発熱体収容箱の冷却を実現する発熱体収容箱冷却装置を提供することを目的とする。
【解決手段】発熱体収容箱内の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路５と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路６を有し、外気風路６の空気を搬送する外気送風機９と内気風路５の空気を搬送する内気送風機１０を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるように配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子７を有し、これらの外気送風機１０と内気送風機９、熱交換素子７を搭載した冷却装置を発熱体収容箱の天面に配置し、内気風路５の内気吸込口４を発熱体収容箱の天面の中央に配置することによって、効率のよい内気の循環経路を形成する。
【解決手段】発熱体収容箱内の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路５と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路６を有し、外気風路６の空気を搬送する外気送風機９と内気風路５の空気を搬送する内気送風機１０を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるように配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子７を有し、これらの外気送風機１０と内気送風機９、熱交換素子７を搭載した冷却装置を発熱体収容箱の天面に配置し、内気風路５の内気吸込口４を発熱体収容箱の天面の中央に配置することによって、効率のよい内気の循環経路を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置される箱体構造物で、内部に温度、湿度、粉塵などが性能、寿命に影響を与える機器を収容し、その機器の発熱量が多いため年間を通じて冷却を要する箱体構造物に関し、特に熱交換型冷却装置とその循環風路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の高性能化と制御基板に対する電子部品の高密度化が進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加している。これに伴い、箱内の温度は上昇する傾向にあり、制御基板上にある電子部品の動作保証、製品寿命は箱内の温度に大きな影響を受ける。このため、箱内の温度を一定以下に冷却しなければ信頼性の確保が出来なくなってきている。
【０００３】
従来、この種の箱を空気式熱交換により冷却する発熱体収容箱冷却装置は、箱外面に設置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その発熱体収容箱冷却装置について、図８を参照しながら説明する。
【０００５】
図８に示すように発熱体収容箱冷却装置は、箱体１０１の内部に、発熱体収容箱の空気を内気吸込口１０２より取込んで戻す内気風路１０５と、外気を外気吸込口１０６より取込み、また外気吹出口１０８から排出する外気風路１０９を有し、これら両風路が独立するよう設置された仕切板１１０と、外気風路１０９の空気を搬送する外気側ファン１０３Ｂをファンの回転軸と外気吸込口１０６からの空気吸込方向が直角になるよう配置し、内気風路１０５の空気を搬送する内気側ファン１０３Ａをファンの回転軸と内気吸込口１０２からの空気吸込方向が直角になるよう配置し、両風路の交点に配され外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子１０４とを備え、発熱体収容箱のパネルに外付けする設置形態で、発熱体収容箱を冷却している。
【特許文献１】特開２００１−１５６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の発熱体収容箱冷却装置は、内部の発熱体の配置や発熱体収容箱の周囲の障害物によって、特定の部位や発熱体収容箱だけ温度が上昇してしまう発熱問題があり、特に発熱量の大きい発熱体収容箱の冷却装置は、その扉部分に取り付けられることが多いことから、効率よく発熱体収容箱内を冷却できないことが課題であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発熱量の大きい発熱体収容箱においても冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置でき、コンパクトで効率の良い発熱体収容箱の冷却を実現する発熱体収容箱冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発熱体収納箱冷却装置は上記目的を達成するために、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、他の手段は、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、他の手段は、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、他の手段は、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、他の手段は、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、他の手段は、内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、他の手段は、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、他の手段は、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、他の手段は、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、他の手段は、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、他の手段は、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とすることにより、効率のよい熱交換を可能し、冷却能力の高い発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２０】
また、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことを特徴とすることにより、発熱体収容箱の天面空間に最大限に熱交換素子を積層できる冷却能力の高い発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２１】
また、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央空間に配置したことを特徴とすることにより、幅方向を薄型化にできる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２２】
また、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することを特徴とすることにより、発熱体収容箱天面の中央部から、発熱体収容箱内の最も高い空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱天面の左右端部から吹出すことにより、発熱体収容箱の左右壁面へ沿って上部から下部に循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２３】
また、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することを特徴とすることにより、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止することができ、効率よく空気を循環させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２４】
また、内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置したことを特徴とすることにより、省スペース化を図ることができ、コンパクトでメンテ性の高い制御装置を備えた発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２５】
また、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とすることにより、吐出口における乱流を抑制する風向板としての機能を備え、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２６】
また、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とすることにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吸込口に連通する吸込用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２７】
また、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とすることにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吐出口に連通する吐出用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２８】
また、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことを特徴とすることにより、外気吸込口および吐出口から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止する雨水滴下防止効果と、発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止する断熱効果を有する発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２９】
また、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことにより、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口から内気吹出ダクトを経て発熱体収納箱に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の請求項１記載の発明は、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したものであり、発熱体収容箱冷却装置を温度の最も高くなる発熱体収容箱の天面に配置し、さらに中央部位において発熱体収容箱内上部の空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱内へ吹出すことで効率のよい熱交換を可能する作用を有する。
【００３１】
また、請求項２記載の発明は、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことにより、発熱体収容箱の天面空間に最大限に熱交換素子を積層でき、容易に風路を形成することができ、簡素な部品配置構成で冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３２】
また、請求項３記載の発明は、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央空間に配置したことにより、発熱体収容箱の幅方向を薄型化にできる作用を有する。
【００３３】
また、請求項４記載の発明は、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することにより、発熱体収容箱天面の中央部から、発熱体収容箱内の最も高い空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱天面の左右端部から吹出すことにより、発熱体収容箱の左右壁面へ沿って上部から下部に循環する風路を効率よく形成することができ、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３４】
また、請求項５記載の発明は、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することにより、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、効率よく空気を循環させることがで、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３５】
また、請求項６記載の発明は、内気送風機を配置した同一区画に制御装置を配置したことにより、省スペース化を図ることができ、コンパクトで配置構成が簡素でメンテナンスが容易になる作用を有する。
【００３６】
また、請求項７記載の発明は、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことにより、吐出口における乱流を抑制する風向板としての機能を備え、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができ、部品点数を低減と冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３７】
また、請求項８記載の発明は、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吸込口に連通する吸込用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させる作用を有する。
【００３８】
また、請求項９記載の発明は、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吐出口に連通する吐出用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させる作用を有する。
【００３９】
また、請求項１０記載の発明は、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことにより、外気吸込口および吐出口から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止する雨水滴下防止効果と、発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止する断熱効果を向上させる作用を有する。
【００４０】
また、請求項１１記載の発明は、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことにより、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口から内気吹出ダクトを経て発熱体収納箱に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができ、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１において、１は発熱体収納装置の外殻となる箱体構造物である。箱体構造物１内には、発熱体である送・受信機を内蔵した発熱体ケース２と、この箱体構造物１の天面に備え付けられた冷却装置となる熱交換装置３が収められている。熱交換装置３の底面には、中央に箱体構造物１内の空気を吸い込む内気吸込口４と、内気吸込口４をはさんだ対辺近傍に箱体構造物１内に吹き出す内気吐出口１２が設けられている。さらに、熱交換装置３には、内気吐出口１２側の側面に外気吸込口１３が設けられ、外気吸込口１３を設けた面と異なる側面には外気吐出口１４が設けられている。熱交換装置３の中央部８には、内気の送風を行う内気送風機１０と外気の送風を行う外気送風機９が設けられている。内気送風機１０と外気送風機９とは１つの電動機１１によって駆動される。外気吸込口１３を設けた側面に第１の流入口７ａを向け、天面側に第１の流出口７ｂを設け、底面側には第２の流入口７ｃを設け、中央部８側に第２の流出口７ｄを向けたＬ字型の流路を持つ熱交換素子７を、中央部８をはさんで両側に設ける。
【００４３】
図２は、熱交換装置３の内気と外気の循環風路の概略を示したものである。内気は、熱交換装置３の吸込口４から内気側送風機１０に取り込まれたのち、熱交換素子７内に通風され、熱交換装置３の左右端部に設けられている内気吐出口１２より再び箱体構造物１内へ戻る内気風路５を形成している。外気は、熱交換装置３の左右側面の外気吸込口１３から、熱交換素子７内に通風され、外気側送風機９に取り込まれたのち、熱交換装置３の後面の外気吐出口１４から箱体構造物１の外へ排気する外気風路６を形成している。
【００４４】
外気風路６を通過する空気と、内気風路５を通過する空気は、熱交換素子７で双方の熱量を交換し、温かい内気は冷やされ、冷たい外気は温められて吹き出すことになる。箱体構造物１内に吹き出した空気は、側面に沿って箱体構造物１の底部に到達する。箱体構造物１内では、送・受信機による発熱によって温められた空気が上昇し、内気吸込口４から熱交換装置３内に吸い込まれる循環風路を形成することになる。
【００４５】
上記構成によれば、中央に内気吸込口４を設けたことで、効率の良い内外気循環風路を構成できる。さらに、内気吐出口１２は側面沿いに設けられているので、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止することができる。さらには、結果として熱交換装置３の冷却能力を高めることができる。
【００４６】
また、図３に示すように、熱交換装置３の中央部８のうち、内気送風機１０を配置した同一区画正面に制御装置１５を備えることによって、省スペース化を図ることができ、配置構成が簡素で容易にメンテナンスができる。
【００４７】
また、図４に示すように、内気風路５の内気吐出口１２には、平板型のヒーター１６を、内気吐出口１２から吹き出す空気が側面を沿うように傾斜させて取り付ける。ヒーター１６は、箱体構造物１に収容されている機器が起動する際に、外気温度が機器の起動する周囲温度より低く、また箱体構造物１内も冷えている場合に、一時的に箱体構造物１内を加熱するものである。
【００４８】
このようにヒーター１６を傾斜して配置したことにより、風向板として箱体構造物の左右壁面への風の流入を均一化し、開口端圧力損失が軽減されることとなり、さらには、部品点数を低減して箱体構造物１内を温める機能をはたすものである。
【００４９】
また、図５に示すように、外気風路の外気吸込口１３と外気吐出口１４に発熱体収納箱の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクト１７と吐出用ガラリ付きダクト１８をそれぞれ備えている。このような吸込用ガラリ付きダクト１７と吐出用ガラリ付きダクト１８によって、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水の浸入を防ぐことができる。
【００５０】
また、図６に示すように、熱交換素子７の底面には、発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する断熱部材１９を備えている。この断熱部材１９は、外気吸込口１３および外気吐出口１４から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止することができ、さらに発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止することができる。
【００５１】
また、図７に示すように、内気風路の熱交換素子の内気吐出口１２から箱体構造物１底部に向かって、中空の中空ダクト２０が備えられている。この中空ダクト２０は、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口１２から中空ダクト２０を経て発熱体収納箱１に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱１の内気風路５を効率よく形成することができ、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、冷却能力を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、移動電話基地局、簡易無線局等の屋外に設置される箱体構造物で、内部に通信機器等の発熱体を有し、その発熱量が多いため冬季においても冷却を要し、温度、湿度、粉塵、雨水などが性能、寿命に影響を与えるような精密機器を有する発熱体収納箱の冷却装置に関するものに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１における発熱体収容箱の設置図
【図２】本発明の実施の形態１における発熱体収容箱の風路概略図
【図３】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置の制御装置設置図
【図４】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置のヒーター設置図
【図５】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置のガラリ配置図
【図６】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置底面の断熱部材配置図
【図７】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置の側面ダクト配置図
【図８】従来の発熱体収容箱冷却装置構造図
【符号の説明】
【００５４】
１ 箱体構造物
２ 発熱体ケース
３ 熱交換装置
４ 内気吸込口
５ 内気風路
６ 外気風路
７ 熱交換素子
８ 中央部
９ 外気送風機
１０ 内気送風機
１１ 電動機
１２ 内気吐出口
１３ 外気吸込口
１４ 外気吐出口
１５ 制御装置
１６ ヒーター
１７ 吸込用ガラリ付きダクト
１８ 吐出用ガラリ付きダクト
１９ 断熱部材
２０ 中空ダクト
１０１ 箱体
１０２ 内気吸込口
１０３Ａ 内気側ファン
１０３Ｂ 外気側ファン
１０４ 熱交換素子
１０５ 内気風路
１０６ 外気吸込口
１０８ 外気吹出口
１０９ 外気風路
１１０ 仕切板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置される箱体構造物で、内部に温度、湿度、粉塵などが性能、寿命に影響を与える機器を収容し、その機器の発熱量が多いため年間を通じて冷却を要する箱体構造物に関し、特に熱交換型冷却装置とその循環風路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の高性能化と制御基板に対する電子部品の高密度化が進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加している。これに伴い、箱内の温度は上昇する傾向にあり、制御基板上にある電子部品の動作保証、製品寿命は箱内の温度に大きな影響を受ける。このため、箱内の温度を一定以下に冷却しなければ信頼性の確保が出来なくなってきている。
【０００３】
従来、この種の箱を空気式熱交換により冷却する発熱体収容箱冷却装置は、箱外面に設置されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
以下、その発熱体収容箱冷却装置について、図８を参照しながら説明する。
【０００５】
図８に示すように発熱体収容箱冷却装置は、箱体１０１の内部に、発熱体収容箱の空気を内気吸込口１０２より取込んで戻す内気風路１０５と、外気を外気吸込口１０６より取込み、また外気吹出口１０８から排出する外気風路１０９を有し、これら両風路が独立するよう設置された仕切板１１０と、外気風路１０９の空気を搬送する外気側ファン１０３Ｂをファンの回転軸と外気吸込口１０６からの空気吸込方向が直角になるよう配置し、内気風路１０５の空気を搬送する内気側ファン１０３Ａをファンの回転軸と内気吸込口１０２からの空気吸込方向が直角になるよう配置し、両風路の交点に配され外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子１０４とを備え、発熱体収容箱のパネルに外付けする設置形態で、発熱体収容箱を冷却している。
【特許文献１】特開２００１−１５６４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の発熱体収容箱冷却装置は、内部の発熱体の配置や発熱体収容箱の周囲の障害物によって、特定の部位や発熱体収容箱だけ温度が上昇してしまう発熱問題があり、特に発熱量の大きい発熱体収容箱の冷却装置は、その扉部分に取り付けられることが多いことから、効率よく発熱体収容箱内を冷却できないことが課題であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発熱量の大きい発熱体収容箱においても冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置でき、コンパクトで効率の良い発熱体収容箱の冷却を実現する発熱体収容箱冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発熱体収納箱冷却装置は上記目的を達成するために、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、他の手段は、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、他の手段は、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、他の手段は、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、他の手段は、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、他の手段は、内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】
また、他の手段は、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、他の手段は、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、他の手段は、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、他の手段は、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、他の手段は、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とすることにより、効率のよい熱交換を可能し、冷却能力の高い発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２０】
また、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことを特徴とすることにより、発熱体収容箱の天面空間に最大限に熱交換素子を積層できる冷却能力の高い発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２１】
また、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央空間に配置したことを特徴とすることにより、幅方向を薄型化にできる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２２】
また、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することを特徴とすることにより、発熱体収容箱天面の中央部から、発熱体収容箱内の最も高い空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱天面の左右端部から吹出すことにより、発熱体収容箱の左右壁面へ沿って上部から下部に循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２３】
また、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することを特徴とすることにより、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止することができ、効率よく空気を循環させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２４】
また、内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置したことを特徴とすることにより、省スペース化を図ることができ、コンパクトでメンテ性の高い制御装置を備えた発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２５】
また、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とすることにより、吐出口における乱流を抑制する風向板としての機能を備え、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２６】
また、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とすることにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吸込口に連通する吸込用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２７】
また、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことを特徴とすることにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吐出口に連通する吐出用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させることができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２８】
また、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことを特徴とすることにより、外気吸込口および吐出口から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止する雨水滴下防止効果と、発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止する断熱効果を有する発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【００２９】
また、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことにより、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口から内気吹出ダクトを経て発熱体収納箱に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができる発熱体収納箱冷却装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の請求項１記載の発明は、発熱体収容箱の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるよに配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したものであり、発熱体収容箱冷却装置を温度の最も高くなる発熱体収容箱の天面に配置し、さらに中央部位において発熱体収容箱内上部の空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱内へ吹出すことで効率のよい熱交換を可能する作用を有する。
【００３１】
また、請求項２記載の発明は、中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に設置したことにより、発熱体収容箱の天面空間に最大限に熱交換素子を積層でき、容易に風路を形成することができ、簡素な部品配置構成で冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３２】
また、請求項３記載の発明は、外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央空間に配置したことにより、発熱体収容箱の幅方向を薄型化にできる作用を有する。
【００３３】
また、請求項４記載の発明は、発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有することにより、発熱体収容箱天面の中央部から、発熱体収容箱内の最も高い空気を吸気し、外気と熱交換して温度の低くなった空気を発熱体収容箱天面の左右端部から吹出すことにより、発熱体収容箱の左右壁面へ沿って上部から下部に循環する風路を効率よく形成することができ、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３４】
また、請求項５記載の発明は、左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有することにより、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、効率よく空気を循環させることがで、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３５】
また、請求項６記載の発明は、内気送風機を配置した同一区画に制御装置を配置したことにより、省スペース化を図ることができ、コンパクトで配置構成が簡素でメンテナンスが容易になる作用を有する。
【００３６】
また、請求項７記載の発明は、内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことにより、吐出口における乱流を抑制する風向板としての機能を備え、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができ、部品点数を低減と冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００３７】
また、請求項８記載の発明は、外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有したことにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吸込口に連通する吸込用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させる作用を有する。
【００３８】
また、請求項９記載の発明は、外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有したことにより、発熱体収納箱冷却装置を発熱体収容箱の天面に設置後、発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な、熱交換素子の外気風路吐出口に連通する吐出用ガラリ付きダクトを有することで、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水に対する気密性を向上させる作用を有する。
【００３９】
また、請求項１０記載の発明は、熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配したことにより、外気吸込口および吐出口から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止する雨水滴下防止効果と、発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止する断熱効果を向上させる作用を有する。
【００４０】
また、請求項１１記載の発明は、内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有したことにより、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口から内気吹出ダクトを経て発熱体収納箱に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱の循環する風路を効率よく形成することができ、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、冷却能力向上が得られる作用を有する。
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１において、１は発熱体収納装置の外殻となる箱体構造物である。箱体構造物１内には、発熱体である送・受信機を内蔵した発熱体ケース２と、この箱体構造物１の天面に備え付けられた冷却装置となる熱交換装置３が収められている。熱交換装置３の底面には、中央に箱体構造物１内の空気を吸い込む内気吸込口４と、内気吸込口４をはさんだ対辺近傍に箱体構造物１内に吹き出す内気吐出口１２が設けられている。さらに、熱交換装置３には、内気吐出口１２側の側面に外気吸込口１３が設けられ、外気吸込口１３を設けた面と異なる側面には外気吐出口１４が設けられている。熱交換装置３の中央部８には、内気の送風を行う内気送風機１０と外気の送風を行う外気送風機９が設けられている。内気送風機１０と外気送風機９とは１つの電動機１１によって駆動される。外気吸込口１３を設けた側面に第１の流入口７ａを向け、天面側に第１の流出口７ｂを設け、底面側には第２の流入口７ｃを設け、中央部８側に第２の流出口７ｄを向けたＬ字型の流路を持つ熱交換素子７を、中央部８をはさんで両側に設ける。
【００４３】
図２は、熱交換装置３の内気と外気の循環風路の概略を示したものである。内気は、熱交換装置３の吸込口４から内気側送風機１０に取り込まれたのち、熱交換素子７内に通風され、熱交換装置３の左右端部に設けられている内気吐出口１２より再び箱体構造物１内へ戻る内気風路５を形成している。外気は、熱交換装置３の左右側面の外気吸込口１３から、熱交換素子７内に通風され、外気側送風機９に取り込まれたのち、熱交換装置３の後面の外気吐出口１４から箱体構造物１の外へ排気する外気風路６を形成している。
【００４４】
外気風路６を通過する空気と、内気風路５を通過する空気は、熱交換素子７で双方の熱量を交換し、温かい内気は冷やされ、冷たい外気は温められて吹き出すことになる。箱体構造物１内に吹き出した空気は、側面に沿って箱体構造物１の底部に到達する。箱体構造物１内では、送・受信機による発熱によって温められた空気が上昇し、内気吸込口４から熱交換装置３内に吸い込まれる循環風路を形成することになる。
【００４５】
上記構成によれば、中央に内気吸込口４を設けたことで、効率の良い内外気循環風路を構成できる。さらに、内気吐出口１２は側面沿いに設けられているので、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止することができる。さらには、結果として熱交換装置３の冷却能力を高めることができる。
【００４６】
また、図３に示すように、熱交換装置３の中央部８のうち、内気送風機１０を配置した同一区画正面に制御装置１５を備えることによって、省スペース化を図ることができ、配置構成が簡素で容易にメンテナンスができる。
【００４７】
また、図４に示すように、内気風路５の内気吐出口１２には、平板型のヒーター１６を、内気吐出口１２から吹き出す空気が側面を沿うように傾斜させて取り付ける。ヒーター１６は、箱体構造物１に収容されている機器が起動する際に、外気温度が機器の起動する周囲温度より低く、また箱体構造物１内も冷えている場合に、一時的に箱体構造物１内を加熱するものである。
【００４８】
このようにヒーター１６を傾斜して配置したことにより、風向板として箱体構造物の左右壁面への風の流入を均一化し、開口端圧力損失が軽減されることとなり、さらには、部品点数を低減して箱体構造物１内を温める機能をはたすものである。
【００４９】
また、図５に示すように、外気風路の外気吸込口１３と外気吐出口１４に発熱体収納箱の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクト１７と吐出用ガラリ付きダクト１８をそれぞれ備えている。このような吸込用ガラリ付きダクト１７と吐出用ガラリ付きダクト１８によって、発熱体収容箱と発熱体収納箱冷却装置の外気風路連結部における雨水の浸入を防ぐことができる。
【００５０】
また、図６に示すように、熱交換素子７の底面には、発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する断熱部材１９を備えている。この断熱部材１９は、外気吸込口１３および外気吐出口１４から侵入した雨水が、通風路内に滴下して、発熱体収容箱冷却装置内に浸入することを防止することができ、さらに発熱体収容箱の天面の高温空気により、熱交換素子自体が暖められるのを防止することができる。
【００５１】
また、図７に示すように、内気風路の熱交換素子の内気吐出口１２から箱体構造物１底部に向かって、中空の中空ダクト２０が備えられている。この中空ダクト２０は、熱交換を行った後、冷やされた内気は内気吹出口１２から中空ダクト２０を経て発熱体収納箱１に拡散することなく底部に排出され、発熱体収容箱１の内気風路５を効率よく形成することができ、吹出した風をそのまま吸い込んでしまうショートサーキットを防止し、冷却能力を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、移動電話基地局、簡易無線局等の屋外に設置される箱体構造物で、内部に通信機器等の発熱体を有し、その発熱量が多いため冬季においても冷却を要し、温度、湿度、粉塵、雨水などが性能、寿命に影響を与えるような精密機器を有する発熱体収納箱の冷却装置に関するものに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１における発熱体収容箱の設置図
【図２】本発明の実施の形態１における発熱体収容箱の風路概略図
【図３】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置の制御装置設置図
【図４】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置のヒーター設置図
【図５】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置のガラリ配置図
【図６】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置底面の断熱部材配置図
【図７】本発明の実施の形態１における熱交換型冷却装置の側面ダクト配置図
【図８】従来の発熱体収容箱冷却装置構造図
【符号の説明】
【００５４】
１ 箱体構造物
２ 発熱体ケース
３ 熱交換装置
４ 内気吸込口
５ 内気風路
６ 外気風路
７ 熱交換素子
８ 中央部
９ 外気送風機
１０ 内気送風機
１１ 電動機
１２ 内気吐出口
１３ 外気吸込口
１４ 外気吐出口
１５ 制御装置
１６ ヒーター
１７ 吸込用ガラリ付きダクト
１８ 吐出用ガラリ付きダクト
１９ 断熱部材
２０ 中空ダクト
１０１ 箱体
１０２ 内気吸込口
１０３Ａ 内気側ファン
１０３Ｂ 外気側ファン
１０４ 熱交換素子
１０５ 内気風路
１０６ 外気吸込口
１０８ 外気吹出口
１０９ 外気風路
１１０ 仕切板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体収容箱内の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるように配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とする発熱体収容箱冷却装置。
【請求項２】
中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に配した請求項１記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項３】
外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央に配した請求項１または２記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項４】
発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有する請求項３記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項５】
左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有する請求項１記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項６】
内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置した請求項３記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項７】
内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とする請求項４記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項８】
外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有した請求項５記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項９】
外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有した請求項５記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項１０】
熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配した請求項１〜５いずれかに記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項１１】
内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有した請求項１〜５いずれかに記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項１】
発熱体収容箱内の空気を取込み、また発熱体収容箱内に戻し循環させる内気風路と、外気を取込み、また外気に排出する外気風路を有し、外気風路の空気を搬送する外気送風機と内気風路の空気を搬送する内気送風機を各送風機の回転軸と空気吸込み方向が平行となるように配置し、さらに外気と内気の顕熱を交換する熱交換素子を有し、これらの外気送風機と内気送風機、熱交換素子を搭載した冷却装置を内気風路の吸込口が、発熱体収容箱天面の中央に配置するように、発熱体収容箱の上方に設置したことを特徴とする発熱体収容箱冷却装置。
【請求項２】
中央に空間を有するように、外気風路と内気風路にＬ字風路を有する熱交換素子を左右に配した請求項１記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項３】
外気送風機と内気送風機の双方を駆動させる電動機と電動機の上部に外気送風機、電動機の下部に内気送風機を中央に配した請求項１または２記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項４】
発熱体収容箱天面の左右端部に吐出口を有する請求項３記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項５】
左右側面に外気風路吸込口、背面に外気風路吐出口を有する請求項１記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項６】
内気送風機を配置した同一区画正面に制御装置を配置した請求項３記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項７】
内気風路の熱交換素子の吐出口に加熱機能を備えたヒーターを傾斜配置したことを特徴とする請求項４記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項８】
外気風路吸込口に発熱体収納箱の左右壁面の外側から脱着可能な吸込用ガラリ付きダクトを有した請求項５記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項９】
外気風路吐出口に発熱体収納箱の背面の外側から脱着可能な吐出用ガラリ付きダクトを有した請求項５記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項１０】
熱交換素子の底面に発熱体収納箱の中央から発熱体収納箱の側面に向かって下がる方向の傾斜を設けた断熱性能を有する部材を配した請求項１〜５いずれかに記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項１１】
内気風路の熱交換素子の吐出口に中空のダクトを有した請求項１〜５いずれかに記載の発熱体収納箱冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７２４６３（Ｐ２００９−２７２４６３Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２１９６５（Ｐ２００８−１２１９６５）
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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