発熱体収納装置
【課題】本発明は、携帯電話の基地局など発熱体収納装置に関するもので、内部の送風機が故障したときにも連続運転できることを目的とする。
【解決手段】キャビネット３内には、その内気を循環する第１内気送風機１８を設け、熱交換装置５は、本体ケース６内に設けられた外気送風機１２および第２内気送風機１３と熱交換器１４とを備え、第１内気送風機１８と第２内気送風機１３とは、キャビネット３内を循環する内気風路５３に対して直列に配置し、本体ケース６は、外気吸気口７と外気送風機１２を備えた外気導入室５０と、内気吸気口９と第２内気送風機１３を備えた内気導入室５１とを有し、外気導入室５０には、キャビネット３内に通じる外気ダンパー２１を備え、内気導入室５１には、キャビネット３外に通じる排気ダンパー２０を備えたものであるので、送風機の１台が故障などで停止した場合に能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができる。
【解決手段】キャビネット３内には、その内気を循環する第１内気送風機１８を設け、熱交換装置５は、本体ケース６内に設けられた外気送風機１２および第２内気送風機１３と熱交換器１４とを備え、第１内気送風機１８と第２内気送風機１３とは、キャビネット３内を循環する内気風路５３に対して直列に配置し、本体ケース６は、外気吸気口７と外気送風機１２を備えた外気導入室５０と、内気吸気口９と第２内気送風機１３を備えた内気導入室５１とを有し、外気導入室５０には、キャビネット３内に通じる外気ダンパー２１を備え、内気導入室５１には、キャビネット３外に通じる排気ダンパー２０を備えたものであるので、送風機の１台が故障などで停止した場合に能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の通信機を収めた基地局など、発熱体を収納した発熱体収納装置の冷却技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話の基地局は、数十アンペア以上の電流が流れることから、ある点では発熱体とも表現される。つまり、冷却をすることがその動作を安定化させるためには極めて重要なものとなる。このような携帯電話の基地局はその冷却を行う為に次のような構成をとっている。（図１２参照）。
【０００３】
すなわち、発熱体となる送・受信機を収納したキャビネットと、キャビネットの開口部に装着された熱交換装置（１０１）とを備えた構成となっていた。そして、図１２に示すように、熱交換装置１０１の構造としては、外気用の第１吸込口１０７と第１吐出口１０８およびキャビネット内用の第２吸込口１０９および第２吐出口１１０を有する本体ケース１１１と、この本体ケース１１１内に設けられた外気用の第１送風機１１２およびキャビネット内用の第２送風機１１３と、前記本体ケース１１１内において室外空気とキャビネット内空気との熱交換を行う熱交換器１１４とを備えた構成となっていた。第１送風機１１２は、第１吸込口１０７と送風機自身の吸込口とが重なるように、ファン軸を第１吸込口１０７に向けて配置されている。第２送風機１１３についても同様にファン軸を第２吸込口１０９に向けて配置されている。（なお、これに類似する先行文献としては特開２０００−１６１８７５号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５６５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、携帯電話の基地局においては、社会インフラとしての重要度が高まり、故障などの非常時においても運転を継続することが求められている。
【０００６】
そして、上記従来の熱交換装置においては、外気用の第１送風機１１２、およびキャビネット内用の第２送風機１１３ともに、風路に対して１台のみ用いられているため、どちらか１台でも故障して停止すると、熱交換装置１０１は機能しなくなり、基地局はストップすることになる。
【０００７】
また、特許文献１には、外気用の送風機、キャビネット内用の送風機について、それぞれの風路に並列に複数設置する技術が開示されている。しかし、送風機を並列に設置した場合には、一方が停止したとき、その停止した送風機が風路全体の空気抵抗を増加させて、運転する１台の送風機は、１台分の能力をも発揮しないということがわかっている。
【０００８】
そこで、本発明は、送風機が故障した場合においても、能力の低下を最低限に抑えて発熱体収納装置自体の運転を継続させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成する為に本発明は、
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気（以降、内気）を循環する第１内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気（以降、外気）用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第１内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の１台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。
【００１１】
すなわち、第１内気送風機、あるいは第２内気送風機のどちらか一方が停止した場合においても、第１内気送風機、第２内気送風機を直列に配置しているので、１台運転時の送風量は、２台運転時の２分の１とはならない。従って、送風能力の低減を抑えることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の設置例を示す斜視図
【図２】本発明の一実施形態の発熱体収納装置を示す概略図
【図３】同熱交換装置の（ａ）背面斜視図、（ｂ）背面透視図
【図４】同熱交換装置の（ａ）前面斜視図、（ｂ）前面透視図
【図５】同熱交換装置の熱交換器の構成図
【図６】同熱交換装置の熱交換器の斜視図
【図７】同発熱体収納装置の通常時の運転パターン図
【図８】同発熱体収納装置の内気送風機故障時の運転パターン図
【図９】同発熱体収納装置の外気送風機故障時の運転パターン図
【図１０】同発熱体収納装置の外気ダンパーの（ａ）概略図、（ｂ）開放時断面図、（ｃ）閉鎖時断面図
【図１１】同発熱体収納装置の化粧パネル詳細図
【図１２】従来の熱交換装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１において、１はビルディングを示し、その屋上には、発熱体収納装置として携帯電話の基地局２が設けられている。基地局２は箱状のキャビネット３とこのキャビネット３内に設けた送・受信機４とキャビネット３の前面開口部にドアのごとく開閉自在に設けた熱交換装置５とにより構成されている。
【００１５】
この熱交換装置５は、図２〜４に示すように、本体ケース６内に熱交換器１４を挟んで、上下に外気導入室５０と内気導入室５１を設けている。この本体ケース６は、前面側に外気用の外気吸気口７と外気吐出口８を設け、背面側にキャビネット３内用の内気吸気口９および内気吐出口１０を有している。すなわち、外気吸気口７は外気導入室５０に、内気吸気口９は内気導入室５１に設けられている。さらに、外気導入室５０内には、外気用の外気送風機１２と、内気導入室５１内には、内気用の送風機（以降、第２内気送風機１３）を備えている。熱交換器１４は、本体ケース６内において外気と内気との熱交換を行うものである。
【００１６】
図３は、熱交換装置５の背面側の外観斜視図、および透視図であり、図４は、前面側の外観斜視図、および透視図である。
【００１７】
図３に示すように、内気吸気口９は、本体ケース６の上端部に斜めに突き出たように形成されている。
【００１８】
前記熱交換器１４は、図５、図６に示すごとく、長方形状で合成樹脂製の第１の板体１５の表面上に、長方形状で合成樹脂製の第２の板体１６、第２の板体１６の表面上に合成樹脂製の第３の板体１７（以降、同じように複数個の板体が用いられる。）をそれぞれ所定間隔を離した状態で図６のごとく重合させた構成としている。
【００１９】
図示しないが、この板体１５、１６、１７の表面には、その表面をレーン状に仕切る複数の整流壁をそれぞれ設けている。板体１５、１６、１７は上下方向を長くした長方形状となっており、整流壁は、流入口となる板体の一端から他端側に向けて伸延させている。この整流壁は、前記他端側の手前で一方の長辺側に湾曲させる形状とし、流出口につながっている。このような板体（整流壁）によって、板体上に略Ｌ字状の複数の送風レーンができることになる。このような熱交換器１４によれば、内気については、キャビネット３側に短い送風レーンが設けられ、外気側に長い送風レーンが設けられる。一方、外気については、キャビネット３側に長い送風レーンが設けられ、外気側に短い送風レーンが設けられる。
【００２０】
そして、このように重合させた熱交換器１４の図６における上面が、キャビネット３内の空気が内気吸気口９を介して流入する第２流入口１４ｂとなっており、この第２流入口１４ｂから熱交換器１４内に流入した空気は、次に図６の下部右側に設けた第２流出口１４ｄからキャビネット３内に流出させられることとなる。なお、第２流出口１４ｄは、内気吐出口１０と接続されている。
【００２１】
また、キャビネット３外の外気は、図６における下面に設けた第１流入口１４ａから流入し、上部左側に設けた第１流出口１４ｃからキャビネット３外へ流出させられることになる。なお、第１流出口１４ｃは、外気吐出口８と接続されている。
【００２２】
また、外気送風機１２は、外気導入室５０内で第１流入口１４ａに向けて空気を送り込むような位置に設けられ、第２内気送風機１３は、内気導入室５１内で第２流入口１４ｂに向けて空気を送り込むように設けられている。本実施の形態では、外気送風機１２、第２内気送風機１３は、それぞれ遠心型の送風機である。
【００２３】
図２に示すように、キャビネット３内には、前述のとおり送・受信機４が設けられていると共に、第１内気送風機１８が内気風路５３の途中に設けられている。従って、第１内気送風機１８と第２内気送風機１３は、内気風路５３に対して直列に配置されている。
【００２４】
そして、内気導入室５１には、外気側の壁に排気ダンパー２０が設けられている。この排気ダンパー２０は、第２内気送風機１３よりも内気風路５３の下流側、すなわち、熱交換器１４の第２流入口１４ｂ側に設けられている。一方、外気導入室５０には、キャビネット３側の壁に外気ダンパー２１が設けられている。この外気ダンパー２１は、外気送風機１２よりも外気風路５２の下流側、すなわち、第１流入口１４ａ側に設けられている。
【００２５】
図１０は、外気ダンパー２１の詳細図である。前述したとおり、外気ダンパー２１は、開放したときに、外気導入室５０とキャビネット３内とを連通するように設けられている。図１０に示す外気ダンパー２１は、平板状のダンパーブレード５６がダンパーシャフト５５を軸にして回転することによって、開口部の開閉を行うものである。ダンパーブレード５６の開閉動作は、ダンパーシャフト５５に接続されたダンパーモータ５７によって行われる。また、ダンパーブレード５６は、長方形状であって、ダンパーシャフト５５をその長手方向に平行に設け、かつ、その長手方向を熱交換器１４の底面に沿って配置している。この外気ダンパー２１の形態は、ひとつの例であり、外気導入室５０とキャビネット３とを連通する開口部を開閉するものであれば、上記構成でなくても良い。
【００２６】
また、本実施の形態では、外気ダンパー２１についてのみ説明したが、排気ダンパー２０についても同様の構成をとることができる。
【００２７】
このような構成の携帯電話の基地局２（発熱体収納装置）の冷却動作について説明する。
【００２８】
まず、図７を用いて故障などの異常のない状態について簡単に説明する。基地局２の運転状態においては、送・受信機４の動作に伴い、キャビネット３内の温度が上昇する。キャビネット３内の空気は、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３の運転により、キャビネット３内から熱交換器１４を通じて再びキャビネット３内に循環する内気風路５３を形成する。一方、外気は、外気送風機１２の運転により、外気吸気口７から熱交換装置５内へ流入し、熱交換器１４を通過して再び外気へ放出される外気風路５２を形成する。
【００２９】
このような送風機（第１内気送風機１８、第２内気送風機１３、外気送風機１２）が故障していない通常運転時には、図７で示すように、外気風路５２、内気風路５３の形成により、熱交換器１４内で冷たい外気と温かい内気の間で熱交換され、冷却された内気がキャビネット３内に供給される。すなわち、送・受信機４で発生した熱量は、外気風路５２に移って排出されるので、キャビネット３内を冷却するものである。
【００３０】
ここで、本実施の形態において最も特徴的な部分について説明する。
【００３１】
まず、図８に示すように、外気送風機１２が故障した場合について説明する。外気送風機１２が故障すると、（図７で示す）外気風路５２を形成するだけの送風能力がなくなってしまうので、キャビネット３内の温度はどんどん上昇してしまう。そこで、外気ダンパー２１、排気ダンパー２０を開放する。すると、外気は、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３の運転により、外気吸気口７、外気ダンパー２１を通過してキャビネット３内に導入される。すなわち、冷たい外気がキャビネット３内に導入されることによって、キャビネット３内の温度上昇を抑えるのである。そして、キャビネット３内を通過した外気は、内気吸気口９、排気ダンパー２０を通過して再び外気へと放出されるという、第２外気風路５４を形成しているのである。熱交換器１４を通過する抵抗は大きいので、第１流入口１４ａや第２流入口１４ｂから熱交換器１４内へ入り込む外気の量は非常に少なく、外気吸気口７→外気ダンパー２１→キャビネット３内→内気吸気口９→排気ダンパー２０という第２外気風路５４を流れる量がほとんどになる。
【００３２】
また、外気ダンパー２１は、外気送風機１２よりも第１流入口１４ａ側にあるので、スムーズに第２外気風路５４が形成される。同様に、排気ダンパー２０は、第２内気送風機１３よりも第２流入口１４ｂ側にあるので、第２内気送風機１３、あるいは第１内気送風機１８が作り出す流れに沿ってスムーズに排気ダンパー２０へと流れる第２外気風路５４が形成される。
【００３３】
次に、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらか一方が故障した場合について説明する。図９に示すように、第２内気送風機１３が故障した場合について説明する。
【００３４】
この場合、内気風路５３については、第１内気送風機１８だけでその流れを形成している。当然ながら第２内気送風機１３とともに２台運転時よりも送風量は低下するが、内気風路５３に対して直列に配置しているので、送風量の低下は１台分よりも小さい。例えば、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３として、同じ定格の送風機を２台直列に配置した場合、１台が故障したときには、２台運転時の２分の１以上の送風量が得られる。
【００３５】
また、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらかが故障した場合で、１台運転では十分な冷却効果が得られないときには、外気送風機１２が故障したときと同じように、外気ダンパー２１、排気ダンパー２０を開放して、（図８で示される）第２外気風路５４を形成することによって、冷却効果を高めることができる。
【００３６】
また、図３で示されるように、斜めに突き出した形状の内気吸気口９は、斜め下方に空気の流れを作り出す。従って、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらかが故障した場合に、スムーズに排気ダンパー２０へ向かう流れとなる。
【００３７】
なお、いずれの場合も基地局２全体として連続運転を確保したいときの補助的な運転パターンであり、故障した送風機は速やかに修理・交換されるものである。
【００３８】
なお、図１１で示すように、熱交換装置５の外気側には、基地局２の外殻となる化粧パネル２２が設けられている。この化粧パネル２２には、外気吸気口７と連通する外気取入開口２３と外気吐出口８と連通する外気排出開口２４が設けられている。外気取入開口２３と外気排出開口２４との間には、仕切板２５が設けられ、化粧パネル２２内で取り入れ外気と排出外気とが混流しないようにしている。
【００３９】
そして、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらか一方が故障した場合、特に第２内気送風機１３のみで運転している場合、排気ダンパー２０が開放されたときの説明を加える。この場合、第２内気送風機１３から排気ダンパー２０を通って化粧パネル２２内側に流入した空気は、そのままの流れの方向を大きく変えることなく外気排出開口２４へと流れて外気へ排出される。すなわち、化粧パネル２２に対する抵抗を小さくして、故障時においても送風量の低下を抑えることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第１内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の１台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。従って、例えば、継続運転が求められる通信機器の基地局や、その他連続運転が求められる屋外設置機器における冷却設備としてきわめて有用なものとなる。
【符号の説明】
【００４１】
１ ビルディング
２ 基地局
３ キャビネット
４ 送・受信機
５ 熱交換装置
６ 本体ケース
７ 外気吸気口
８ 外気吐出口
９ 内気吸気口
１０ 内気吐出口
１２ 外気送風機
１３ 第２内気送風機
１４ 熱交換器
１５ （第１の）板体
１６ （第２の）板体
１７ （第３の）板体
１８ 第１内気送風機
２０ 排気ダンパー
２１ 外気ダンパー
２２ 化粧パネル
２３ 外気取入開口
２４ 外気排出開口
２５ 仕切板
５０ 外気導入室
５１ 内気導入室
５２ 外気風路
５３ 内気風路
５４ 第２外気風路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話の通信機を収めた基地局など、発熱体を収納した発熱体収納装置の冷却技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話の基地局は、数十アンペア以上の電流が流れることから、ある点では発熱体とも表現される。つまり、冷却をすることがその動作を安定化させるためには極めて重要なものとなる。このような携帯電話の基地局はその冷却を行う為に次のような構成をとっている。（図１２参照）。
【０００３】
すなわち、発熱体となる送・受信機を収納したキャビネットと、キャビネットの開口部に装着された熱交換装置（１０１）とを備えた構成となっていた。そして、図１２に示すように、熱交換装置１０１の構造としては、外気用の第１吸込口１０７と第１吐出口１０８およびキャビネット内用の第２吸込口１０９および第２吐出口１１０を有する本体ケース１１１と、この本体ケース１１１内に設けられた外気用の第１送風機１１２およびキャビネット内用の第２送風機１１３と、前記本体ケース１１１内において室外空気とキャビネット内空気との熱交換を行う熱交換器１１４とを備えた構成となっていた。第１送風機１１２は、第１吸込口１０７と送風機自身の吸込口とが重なるように、ファン軸を第１吸込口１０７に向けて配置されている。第２送風機１１３についても同様にファン軸を第２吸込口１０９に向けて配置されている。（なお、これに類似する先行文献としては特開２０００−１６１８７５号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５６５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、携帯電話の基地局においては、社会インフラとしての重要度が高まり、故障などの非常時においても運転を継続することが求められている。
【０００６】
そして、上記従来の熱交換装置においては、外気用の第１送風機１１２、およびキャビネット内用の第２送風機１１３ともに、風路に対して１台のみ用いられているため、どちらか１台でも故障して停止すると、熱交換装置１０１は機能しなくなり、基地局はストップすることになる。
【０００７】
また、特許文献１には、外気用の送風機、キャビネット内用の送風機について、それぞれの風路に並列に複数設置する技術が開示されている。しかし、送風機を並列に設置した場合には、一方が停止したとき、その停止した送風機が風路全体の空気抵抗を増加させて、運転する１台の送風機は、１台分の能力をも発揮しないということがわかっている。
【０００８】
そこで、本発明は、送風機が故障した場合においても、能力の低下を最低限に抑えて発熱体収納装置自体の運転を継続させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成する為に本発明は、
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気（以降、内気）を循環する第１内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気（以降、外気）用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第１内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の１台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。
【００１１】
すなわち、第１内気送風機、あるいは第２内気送風機のどちらか一方が停止した場合においても、第１内気送風機、第２内気送風機を直列に配置しているので、１台運転時の送風量は、２台運転時の２分の１とはならない。従って、送風能力の低減を抑えることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の設置例を示す斜視図
【図２】本発明の一実施形態の発熱体収納装置を示す概略図
【図３】同熱交換装置の（ａ）背面斜視図、（ｂ）背面透視図
【図４】同熱交換装置の（ａ）前面斜視図、（ｂ）前面透視図
【図５】同熱交換装置の熱交換器の構成図
【図６】同熱交換装置の熱交換器の斜視図
【図７】同発熱体収納装置の通常時の運転パターン図
【図８】同発熱体収納装置の内気送風機故障時の運転パターン図
【図９】同発熱体収納装置の外気送風機故障時の運転パターン図
【図１０】同発熱体収納装置の外気ダンパーの（ａ）概略図、（ｂ）開放時断面図、（ｃ）閉鎖時断面図
【図１１】同発熱体収納装置の化粧パネル詳細図
【図１２】従来の熱交換装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１において、１はビルディングを示し、その屋上には、発熱体収納装置として携帯電話の基地局２が設けられている。基地局２は箱状のキャビネット３とこのキャビネット３内に設けた送・受信機４とキャビネット３の前面開口部にドアのごとく開閉自在に設けた熱交換装置５とにより構成されている。
【００１５】
この熱交換装置５は、図２〜４に示すように、本体ケース６内に熱交換器１４を挟んで、上下に外気導入室５０と内気導入室５１を設けている。この本体ケース６は、前面側に外気用の外気吸気口７と外気吐出口８を設け、背面側にキャビネット３内用の内気吸気口９および内気吐出口１０を有している。すなわち、外気吸気口７は外気導入室５０に、内気吸気口９は内気導入室５１に設けられている。さらに、外気導入室５０内には、外気用の外気送風機１２と、内気導入室５１内には、内気用の送風機（以降、第２内気送風機１３）を備えている。熱交換器１４は、本体ケース６内において外気と内気との熱交換を行うものである。
【００１６】
図３は、熱交換装置５の背面側の外観斜視図、および透視図であり、図４は、前面側の外観斜視図、および透視図である。
【００１７】
図３に示すように、内気吸気口９は、本体ケース６の上端部に斜めに突き出たように形成されている。
【００１８】
前記熱交換器１４は、図５、図６に示すごとく、長方形状で合成樹脂製の第１の板体１５の表面上に、長方形状で合成樹脂製の第２の板体１６、第２の板体１６の表面上に合成樹脂製の第３の板体１７（以降、同じように複数個の板体が用いられる。）をそれぞれ所定間隔を離した状態で図６のごとく重合させた構成としている。
【００１９】
図示しないが、この板体１５、１６、１７の表面には、その表面をレーン状に仕切る複数の整流壁をそれぞれ設けている。板体１５、１６、１７は上下方向を長くした長方形状となっており、整流壁は、流入口となる板体の一端から他端側に向けて伸延させている。この整流壁は、前記他端側の手前で一方の長辺側に湾曲させる形状とし、流出口につながっている。このような板体（整流壁）によって、板体上に略Ｌ字状の複数の送風レーンができることになる。このような熱交換器１４によれば、内気については、キャビネット３側に短い送風レーンが設けられ、外気側に長い送風レーンが設けられる。一方、外気については、キャビネット３側に長い送風レーンが設けられ、外気側に短い送風レーンが設けられる。
【００２０】
そして、このように重合させた熱交換器１４の図６における上面が、キャビネット３内の空気が内気吸気口９を介して流入する第２流入口１４ｂとなっており、この第２流入口１４ｂから熱交換器１４内に流入した空気は、次に図６の下部右側に設けた第２流出口１４ｄからキャビネット３内に流出させられることとなる。なお、第２流出口１４ｄは、内気吐出口１０と接続されている。
【００２１】
また、キャビネット３外の外気は、図６における下面に設けた第１流入口１４ａから流入し、上部左側に設けた第１流出口１４ｃからキャビネット３外へ流出させられることになる。なお、第１流出口１４ｃは、外気吐出口８と接続されている。
【００２２】
また、外気送風機１２は、外気導入室５０内で第１流入口１４ａに向けて空気を送り込むような位置に設けられ、第２内気送風機１３は、内気導入室５１内で第２流入口１４ｂに向けて空気を送り込むように設けられている。本実施の形態では、外気送風機１２、第２内気送風機１３は、それぞれ遠心型の送風機である。
【００２３】
図２に示すように、キャビネット３内には、前述のとおり送・受信機４が設けられていると共に、第１内気送風機１８が内気風路５３の途中に設けられている。従って、第１内気送風機１８と第２内気送風機１３は、内気風路５３に対して直列に配置されている。
【００２４】
そして、内気導入室５１には、外気側の壁に排気ダンパー２０が設けられている。この排気ダンパー２０は、第２内気送風機１３よりも内気風路５３の下流側、すなわち、熱交換器１４の第２流入口１４ｂ側に設けられている。一方、外気導入室５０には、キャビネット３側の壁に外気ダンパー２１が設けられている。この外気ダンパー２１は、外気送風機１２よりも外気風路５２の下流側、すなわち、第１流入口１４ａ側に設けられている。
【００２５】
図１０は、外気ダンパー２１の詳細図である。前述したとおり、外気ダンパー２１は、開放したときに、外気導入室５０とキャビネット３内とを連通するように設けられている。図１０に示す外気ダンパー２１は、平板状のダンパーブレード５６がダンパーシャフト５５を軸にして回転することによって、開口部の開閉を行うものである。ダンパーブレード５６の開閉動作は、ダンパーシャフト５５に接続されたダンパーモータ５７によって行われる。また、ダンパーブレード５６は、長方形状であって、ダンパーシャフト５５をその長手方向に平行に設け、かつ、その長手方向を熱交換器１４の底面に沿って配置している。この外気ダンパー２１の形態は、ひとつの例であり、外気導入室５０とキャビネット３とを連通する開口部を開閉するものであれば、上記構成でなくても良い。
【００２６】
また、本実施の形態では、外気ダンパー２１についてのみ説明したが、排気ダンパー２０についても同様の構成をとることができる。
【００２７】
このような構成の携帯電話の基地局２（発熱体収納装置）の冷却動作について説明する。
【００２８】
まず、図７を用いて故障などの異常のない状態について簡単に説明する。基地局２の運転状態においては、送・受信機４の動作に伴い、キャビネット３内の温度が上昇する。キャビネット３内の空気は、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３の運転により、キャビネット３内から熱交換器１４を通じて再びキャビネット３内に循環する内気風路５３を形成する。一方、外気は、外気送風機１２の運転により、外気吸気口７から熱交換装置５内へ流入し、熱交換器１４を通過して再び外気へ放出される外気風路５２を形成する。
【００２９】
このような送風機（第１内気送風機１８、第２内気送風機１３、外気送風機１２）が故障していない通常運転時には、図７で示すように、外気風路５２、内気風路５３の形成により、熱交換器１４内で冷たい外気と温かい内気の間で熱交換され、冷却された内気がキャビネット３内に供給される。すなわち、送・受信機４で発生した熱量は、外気風路５２に移って排出されるので、キャビネット３内を冷却するものである。
【００３０】
ここで、本実施の形態において最も特徴的な部分について説明する。
【００３１】
まず、図８に示すように、外気送風機１２が故障した場合について説明する。外気送風機１２が故障すると、（図７で示す）外気風路５２を形成するだけの送風能力がなくなってしまうので、キャビネット３内の温度はどんどん上昇してしまう。そこで、外気ダンパー２１、排気ダンパー２０を開放する。すると、外気は、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３の運転により、外気吸気口７、外気ダンパー２１を通過してキャビネット３内に導入される。すなわち、冷たい外気がキャビネット３内に導入されることによって、キャビネット３内の温度上昇を抑えるのである。そして、キャビネット３内を通過した外気は、内気吸気口９、排気ダンパー２０を通過して再び外気へと放出されるという、第２外気風路５４を形成しているのである。熱交換器１４を通過する抵抗は大きいので、第１流入口１４ａや第２流入口１４ｂから熱交換器１４内へ入り込む外気の量は非常に少なく、外気吸気口７→外気ダンパー２１→キャビネット３内→内気吸気口９→排気ダンパー２０という第２外気風路５４を流れる量がほとんどになる。
【００３２】
また、外気ダンパー２１は、外気送風機１２よりも第１流入口１４ａ側にあるので、スムーズに第２外気風路５４が形成される。同様に、排気ダンパー２０は、第２内気送風機１３よりも第２流入口１４ｂ側にあるので、第２内気送風機１３、あるいは第１内気送風機１８が作り出す流れに沿ってスムーズに排気ダンパー２０へと流れる第２外気風路５４が形成される。
【００３３】
次に、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらか一方が故障した場合について説明する。図９に示すように、第２内気送風機１３が故障した場合について説明する。
【００３４】
この場合、内気風路５３については、第１内気送風機１８だけでその流れを形成している。当然ながら第２内気送風機１３とともに２台運転時よりも送風量は低下するが、内気風路５３に対して直列に配置しているので、送風量の低下は１台分よりも小さい。例えば、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３として、同じ定格の送風機を２台直列に配置した場合、１台が故障したときには、２台運転時の２分の１以上の送風量が得られる。
【００３５】
また、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらかが故障した場合で、１台運転では十分な冷却効果が得られないときには、外気送風機１２が故障したときと同じように、外気ダンパー２１、排気ダンパー２０を開放して、（図８で示される）第２外気風路５４を形成することによって、冷却効果を高めることができる。
【００３６】
また、図３で示されるように、斜めに突き出した形状の内気吸気口９は、斜め下方に空気の流れを作り出す。従って、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらかが故障した場合に、スムーズに排気ダンパー２０へ向かう流れとなる。
【００３７】
なお、いずれの場合も基地局２全体として連続運転を確保したいときの補助的な運転パターンであり、故障した送風機は速やかに修理・交換されるものである。
【００３８】
なお、図１１で示すように、熱交換装置５の外気側には、基地局２の外殻となる化粧パネル２２が設けられている。この化粧パネル２２には、外気吸気口７と連通する外気取入開口２３と外気吐出口８と連通する外気排出開口２４が設けられている。外気取入開口２３と外気排出開口２４との間には、仕切板２５が設けられ、化粧パネル２２内で取り入れ外気と排出外気とが混流しないようにしている。
【００３９】
そして、第１内気送風機１８、第２内気送風機１３のどちらか一方が故障した場合、特に第２内気送風機１３のみで運転している場合、排気ダンパー２０が開放されたときの説明を加える。この場合、第２内気送風機１３から排気ダンパー２０を通って化粧パネル２２内側に流入した空気は、そのままの流れの方向を大きく変えることなく外気排出開口２４へと流れて外気へ排出される。すなわち、化粧パネル２２に対する抵抗を小さくして、故障時においても送風量の低下を抑えることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第１内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の１台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。従って、例えば、継続運転が求められる通信機器の基地局や、その他連続運転が求められる屋外設置機器における冷却設備としてきわめて有用なものとなる。
【符号の説明】
【００４１】
１ ビルディング
２ 基地局
３ キャビネット
４ 送・受信機
５ 熱交換装置
６ 本体ケース
７ 外気吸気口
８ 外気吐出口
９ 内気吸気口
１０ 内気吐出口
１２ 外気送風機
１３ 第２内気送風機
１４ 熱交換器
１５ （第１の）板体
１６ （第２の）板体
１７ （第３の）板体
１８ 第１内気送風機
２０ 排気ダンパー
２１ 外気ダンパー
２２ 化粧パネル
２３ 外気取入開口
２４ 外気排出開口
２５ 仕切板
５０ 外気導入室
５１ 内気導入室
５２ 外気風路
５３ 内気風路
５４ 第２外気風路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気（以降、内気）を循環する第１内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気（以降、外気）用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えた発熱体収納装置。
【請求項２】
前記外気送風機が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項３】
前記第１内気送風機、前記第２内気送風機のどちらか一方が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項４】
前記排気ダンパーは、前記第２送風機と前記内気用空気吸込口との間に設けた請求項１〜３いずれかひとつに記載の発熱体収納装置。
【請求項１】
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気（以降、内気）を循環する第１内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気（以降、外気）用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第２内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第１内気送風機と前記第２内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する２面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第２内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えた発熱体収納装置。
【請求項２】
前記外気送風機が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項３】
前記第１内気送風機、前記第２内気送風機のどちらか一方が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項４】
前記排気ダンパーは、前記第２送風機と前記内気用空気吸込口との間に設けた請求項１〜３いずれかひとつに記載の発熱体収納装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−３８１１３（Ｐ２０１３−３８１１３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０６８２（Ｐ２０１１−１７０６８２）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【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２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【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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