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の外部の空気（以降、外気）を取り入れる外気送風機１２は、２台のほぼ同じ規格の遠心ファン１２ａ、１２ｂで構成され、これらの遠心ファン１２ａ、１２ｂは、隣り合ったファン収納室５０ａ、５０ｂに配置され、これらのファン収納室５０ａ、５０ｂは、その吹き出し側で熱交換器１４の吸込面の手前で合流するように接続し、遠心ファン１２ａ、１２ｂ間を仕切る仕切板２１にそれぞれのファン収納室５０ａ、５０ｂを連通する連通孔２３を設けた。
【解決手段】キャビネット３の外部の空気（以降、外気）を取り入れる外気送風機１２は、２台のほぼ同じ規格の遠心ファン１２ａ、１２ｂで構成され、これらの遠心ファン１２ａ、１２ｂは、隣り合ったファン収納室５０ａ、５０ｂに配置され、これらのファン収納室５０ａ、５０ｂは、その吹き出し側で熱交換器１４の吸込面の手前で合流するように接続し、遠心ファン１２ａ、１２ｂ間を仕切る仕切板２１にそれぞれのファン収納室５０ａ、５０ｂを連通する連通孔２３を設けた。
【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、例えば図９に示すような構成をとっている。
【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。
【０００４】
熱交換装置１０１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を備えている。
【０００５】
また、この本体ケース１１１内には、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、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。
【０００６】
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、そのファン軸を、第１吸込口１０７に向けて配置されている。
【０００７】
第２送風機１１３についても同様に、そのファン軸を、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下記特許文献１が存在する）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
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、一部の運転を継続することが求められている。
【００１０】
しかしながら、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台のみしか設置されていないので、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。
【００１１】
これに対して、特許文献１に開示されたものは、外気用の送風機、キャビネット内用の送風機が、それぞれの風路に並列に複数設置されているので、一台が故障しても冷却作用は発揮される。
【００１２】
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るため、運転を継続できているもう一台の送風機も、一台分の能力をも発揮できないことがわかっている。
【００１３】
詳しく説明すると、送風機の下流側には抵抗の大きい熱交換器が配置されているので、運転している送風機は、停止している送風機側へも逆流するように空気を送る。すなわち、一部の空気は、熱交換器を通過しないことになる。さらには、逆流した空気の一部は、運転中の送風機の吸込口から再び吸い込まれるので、より送風効率を悪くする。
【００１４】
そして、この結果として、冷却効果が大幅に低下してしまうことになるのである。
【００１５】
そこで、本発明は、一部の送風機が故障した場合においても、冷却能力の低下を抑制す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】
【００１６】
そして、この目的を達成するために本発明は、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、前記熱交換装置は、前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設け、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】
【００１７】
以上のように本発明は、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、前記熱交換装置は、前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設けたものであるので、冷却能力の低下を抑制することができる。
【００１８】
すなわち、本発明においては、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室に収納された複数の複数の遠心ファンの一方が故障等で停止した場合、他方の運転している遠心ファンから送られる風が、前記仕切壁面に設けた連通孔を通って停止している遠心ファン（ブレード）にあたり、この停止している遠心ファンを回転させ、この停止していた遠心ファンからも熱交換器に向けて送風をすることができ、この結果として熱交換器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００１９】
この点を、いま少し説明すると、従来のように、一方の遠心ファンが停止した状態を放置した場合、運転している遠心ファンから送られる風が、停止している遠心ファン側のファン収納室へ流れ込み、この停止している遠心ファン側のファン収納室で、風が逆に流れ、つまり、熱交換器を冷却する送風量が大幅に低下し、その結果として、熱交換器の冷却能力が大幅に低下する。
【００２０】
これに対して、本発明では、停止していた遠心ファンを運転している遠心ファンで回転させるので、ファンの吸込み側へ流れる逆流を抑えることができ、その結果として、熱交換器を冷却する送風量の低下を抑制し、それにより、熱交換器の冷却能力が低下するのを抑制することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の発熱体収納装置の設置例を示す斜視図
【図２】同発熱体収納装置を示す概略構成図
【図３】同発熱体収納装置の熱交換装置の斜視図
【図４】同熱交換器の分解斜視図
【図５】同熱交換器の斜視図
【図６】同発熱体収納装置の外気送風機部分の斜視図
【図７】（ａ）同発熱体収納装置の外気の送風部分の通常時の運転状態を示す図、（ｂ）同一つの遠心ファンが停止した状態を示す図
【図８】同外気の送風部分を示す図
【図９】従来の熱交換装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（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、発熱体収納装置の一例である携帯電話の基地局２が設けられている。
【００２４】
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。
【００２５】
この熱交換装置５は、図２、図３に示すように、縦長箱状の本体ケース６を備え、この本体ケース６内には、熱交換器１４を挟んで、下方に外気導入室５０、上方に内気導入室５１を設けている。
【００２６】
この本体ケース６の前面側には、外気用の外気吸気口７と外気吐出口８を設け、背面側には、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を設けている。
【００２７】
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。
【００２８】
さらに、外気導入室５０内には、外気用の外気送風機１２を設け、また内気導入室５１内には、内気用の内気送風機１３を設けている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
熱交換器１４は、図４に示すような、長方形状で合成樹脂製の第１の板体１５、同じく長方形状で合成樹脂製の第２の板体１６、第３の板体１７を用いて形成される。すなわち、第１の板体１５の表面上に、第２の板体１６、第２の板体１６の表面上に第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５のごとく重合させた構成としている。
【００３２】
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。
【００３３】
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１５、１６、１７の整流壁によって、板体１５、１６、１７上に略Ｌ字状の複数の送風レーンができることになる。
【００３４】
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。
【００３５】
そして、このように重合させた熱交換器１４の図５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を介して流入する流入口１４ｂとなっている。
【００３６】
この流入口１４ｂから熱交換器１４内に流入した空気は、次に図５の下部右側に設けた流出口１４ｃ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、流出口１４ｃは、内気吐出口１０と接続されている。
【００３７】
また、キャビネット３外の外気は、図５における下面に設けた流入口１４ａから流入し、上部左側に設けた流出口１４ｄ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、流出口１４ｄは、外気吐出口８と接続されている。
【００３８】
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、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、内気送風機１３は、それぞれ遠心型の送風機である。
【００３９】
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。
【００４０】
外気送風機１２は、図３に示すように、２つの遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂで構成されている。この遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂは、図６に示すように、外気導入室５０を仕切板２１で仕切られた２つのファン収納室５０ａ、ファン収納室５０ｂ内にそれぞれ配置されている。
【００４１】
また、これらの遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂのそれぞれの主板（ブレード後方の取付板）２２ａ、２２ｂは、ほぼ同じ平面上に位置するように並んでいる。
【００４２】
さらに、熱交換器１４の流入口１４ａに対して並列に配置されている。つまり、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂを運転すると、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂから発生した空気の流れは、第１流入口１４ａの手前で合流して、熱交換器１４に流入していくのである。
【００４３】
仕切板２１には、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの間部分に、連通孔２３として二つの連通孔２３ａ、２３ｂが設けられている。
【００４４】
本実施の形態では、連通孔２３ａ、２３ｂは、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの回転中心を結んだ直線に対して上下に対称に設けられている。
【００４５】
また、この連通孔２３ａ、２３ｂは、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの厚み方向に長いスリット状の形状をしている。
【００４６】
また、図８で詳しく示すように、連通孔２３ａ、２３ｂには、ガイド板２６ａ、２６ｂが設けられている。このガイド板２６ａは、連通孔２３ａ部分から、ファン収納室５０ａ側に突き出して設けられる。
【００４７】
また、このガイド板２６ａは、連通孔２３ａ部分から、遠心ファン１２ａ回転方向の後方側に向けて、遠心ファン１２ａの外周に沿うような傾きを持って設けられている。
【００４８】
同様に、ガイド板２６ｂは、連通孔２３ｂ部分から、ファン収納室５０ｂ側に突き出して設けられる。また、このガイド板２６ｂは、連通孔２３ｂ部分から、遠心ファン１２ｂ回転方向の後方側に、遠心ファン１２ｂの外周に沿うような傾きを持って設けられている。
【００４９】
また、図８から理解されるように、連通孔２３ｂは、遠心ファン１２ａの回転中心から遠心ファン１２ｂの回転方向と同じ向きに伸ばして、そのブレードの外周を結ぶ直線上に設けるとよい。
【００５０】
同様に、連通孔２３ａは、遠心ファン１２ｂの回転中心から遠心ファン１２ｂの回転方向と同じ向きに伸ばして、そのブレードの外周を結ぶ直線上に設けるとよい。
【００５１】
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。
【００５２】
まず、図２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。
【００５３】
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。
【００５４】
キャビネット３内の空気は、内気送風機１３の運転により、キャビネット３内から熱交換装置５の熱交換器１４を通じて再びキャビネット３内に循環する内気風路を形成する。
【００５５】
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内の熱交換器１４には入り、再び外気へ放出される。
【００５６】
このように内気送風機１３、外気送風機１２が故障していない通常運転時には、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、外気風路に移って排出されるので、キャビネット３内を冷却することができるものである。
【００５７】
ここで、本実施の形態の最も特徴的な内容について説明する。
【００５８】
例えば、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂのどちらか一方が故障した場合について説明する。
【００５９】
具体的には、遠心ファン１２ｂが故障した場合を例にして説明する。
【００６０】
本実施の形態では、通常（故障していない場合）、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂは、図７（ａ）に示すとおり、時計回りに回転する。しかし、遠心ファン１２ｂが故障すると、図７（ｂ）に示すように、遠心ファン１２ａによる空気の流れが、ファン収納室５０ｂ側に流れ込んでくる（気流２４）。すなわち、逆流状態になる。
【００６１】
同時に、連通孔２３ｂからもファン収納室５０ｂ側に向かう空気の流れ（気流２５）が発生する。気流２５は、停止した遠心ファン１２ｂのブレード（図示せず）にあたることによって、遠心ファン１２ｂに時計回りの回転力を発生させるのである。
【００６２】
遠心ファン１２ｂが時計回り、すなわち順方向に回転すると、遠心ファン１２ｂは外周側に向けて空気を押し出す力を発生し、逆流した気流２４を押し戻す。従って、気流２４の逆流を抑制するので、遠心ファン１２ａで発生した気流は、熱交換器１４に流入され、熱交換量の低下を抑制する。
【００６３】
また、連通孔２３ｂには、ガイド板２６ｂが設けられているので、連通孔２３ｂを通ってファン収納室５０ａからファン収納室５０ｂへ流れる気流２５は、遠心ファン１２ｂのブレードに向かう流れとなり、効率よく遠心ファン１２ｂを回転させることになる。
【００６４】
また、連通孔２３ａには、遠心ファン１２ａ回転方向後方にガイド板２６ａを設けているので、遠心ファン１２ｂが停止したときに、ファン収納室５０ａでの流れを受け止めて連通孔２３ａに流れにくくする役割を果たしている。
【００６５】
また、連通孔２３ｂは、遠心ファン１２ａから放射状に発生する空気の流れの一部を気流２５にして遠心ファン１２ｂのブレードにあてることになるので、効率的に遠心ファン１２ｂを回転させることができるのである。
【００６６】
以上のように、本実施の形態の発熱体収納装置によれば、外気送風機１２として遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂをそれぞれ隣り合ったファン収納室５０ａ、ファン収納室５０ｂに備え、その間の仕切板２１に連通孔２３を設けたので、一方が停止したときに他方の回転による空気の流れによって停止したファンを回転させて、逆流を最小限に抑えることができる。従って、ファンの故障時の熱交換装置５の性能低下を抑えて、発熱体収納装置の運転を継続することが可能になるものである。
【００６７】
なお、本実施の形態では、外気側（外気送風機１２）についてのみ説明したが、内気側（内気送風機１３）についても同様の構成をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように本発明は、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室に収納された複数の複数の遠心ファンの一方が故障等で停止した場合、他方の運転している遠心ファンから送られる風が、前記仕切壁面に設けた連通孔を通って停止している遠心ファン（ブレード）にあたり、この停止している遠心ファンを回転させ、この停止していた遠心ファンからも熱交換器に向けて送風をすることができ、この結果として熱交換器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００６９】
この点を、いま少し説明すると、従来のように、一方の遠心ファンが停止した状態を放置した場合、運転している遠心ファンから送られる風が、停止している遠心ファン側のファン収納室へ流れ込み、この停止している遠心ファン側のファン収納室で、風が逆に流れ、つまり、熱交換器を冷却する送風量が大幅に低下し、その結果として、熱交換器の冷却能力が大幅に低下する。
【００７０】
これに対して、本発明では、停止していた遠心ファンを運転している遠心ファンで回転させるので、ファンの吸込み側へ流れる逆流を抑えることができ、その結果として、熱交換器を冷却する送風量の低下を抑制し、それにより、熱交換器の冷却能力が低下するのを抑制することができるのである。
【００７１】
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】
【００７２】
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 内気送風機
１４ 熱交換器
１５ 板体
１６ 板体
１７ 板体
２１ 仕切板
２２ａ、２２ｂ 主板
２３ 連通孔
２３ａ，２３ｂ 連通孔
２４ 気流
２５ 気流
２６ａ，２６ｂ ガイド板
５０ａ，５０ｂ ファン収納室
【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、例えば図９に示すような構成をとっている。
【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。
【０００４】
熱交換装置１０１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を備えている。
【０００５】
また、この本体ケース１１１内には、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、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。
【０００６】
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、そのファン軸を、第１吸込口１０７に向けて配置されている。
【０００７】
第２送風機１１３についても同様に、そのファン軸を、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下記特許文献１が存在する）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
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、一部の運転を継続することが求められている。
【００１０】
しかしながら、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台のみしか設置されていないので、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。
【００１１】
これに対して、特許文献１に開示されたものは、外気用の送風機、キャビネット内用の送風機が、それぞれの風路に並列に複数設置されているので、一台が故障しても冷却作用は発揮される。
【００１２】
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るため、運転を継続できているもう一台の送風機も、一台分の能力をも発揮できないことがわかっている。
【００１３】
詳しく説明すると、送風機の下流側には抵抗の大きい熱交換器が配置されているので、運転している送風機は、停止している送風機側へも逆流するように空気を送る。すなわち、一部の空気は、熱交換器を通過しないことになる。さらには、逆流した空気の一部は、運転中の送風機の吸込口から再び吸い込まれるので、より送風効率を悪くする。
【００１４】
そして、この結果として、冷却効果が大幅に低下してしまうことになるのである。
【００１５】
そこで、本発明は、一部の送風機が故障した場合においても、冷却能力の低下を抑制す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】
【００１６】
そして、この目的を達成するために本発明は、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、前記熱交換装置は、前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設け、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】
【００１７】
以上のように本発明は、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、前記熱交換装置は、前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設けたものであるので、冷却能力の低下を抑制することができる。
【００１８】
すなわち、本発明においては、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室に収納された複数の複数の遠心ファンの一方が故障等で停止した場合、他方の運転している遠心ファンから送られる風が、前記仕切壁面に設けた連通孔を通って停止している遠心ファン（ブレード）にあたり、この停止している遠心ファンを回転させ、この停止していた遠心ファンからも熱交換器に向けて送風をすることができ、この結果として熱交換器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００１９】
この点を、いま少し説明すると、従来のように、一方の遠心ファンが停止した状態を放置した場合、運転している遠心ファンから送られる風が、停止している遠心ファン側のファン収納室へ流れ込み、この停止している遠心ファン側のファン収納室で、風が逆に流れ、つまり、熱交換器を冷却する送風量が大幅に低下し、その結果として、熱交換器の冷却能力が大幅に低下する。
【００２０】
これに対して、本発明では、停止していた遠心ファンを運転している遠心ファンで回転させるので、ファンの吸込み側へ流れる逆流を抑えることができ、その結果として、熱交換器を冷却する送風量の低下を抑制し、それにより、熱交換器の冷却能力が低下するのを抑制することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態の発熱体収納装置の設置例を示す斜視図
【図２】同発熱体収納装置を示す概略構成図
【図３】同発熱体収納装置の熱交換装置の斜視図
【図４】同熱交換器の分解斜視図
【図５】同熱交換器の斜視図
【図６】同発熱体収納装置の外気送風機部分の斜視図
【図７】（ａ）同発熱体収納装置の外気の送風部分の通常時の運転状態を示す図、（ｂ）同一つの遠心ファンが停止した状態を示す図
【図８】同外気の送風部分を示す図
【図９】従来の熱交換装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（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、発熱体収納装置の一例である携帯電話の基地局２が設けられている。
【００２４】
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。
【００２５】
この熱交換装置５は、図２、図３に示すように、縦長箱状の本体ケース６を備え、この本体ケース６内には、熱交換器１４を挟んで、下方に外気導入室５０、上方に内気導入室５１を設けている。
【００２６】
この本体ケース６の前面側には、外気用の外気吸気口７と外気吐出口８を設け、背面側には、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を設けている。
【００２７】
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。
【００２８】
さらに、外気導入室５０内には、外気用の外気送風機１２を設け、また内気導入室５１内には、内気用の内気送風機１３を設けている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
熱交換器１４は、図４に示すような、長方形状で合成樹脂製の第１の板体１５、同じく長方形状で合成樹脂製の第２の板体１６、第３の板体１７を用いて形成される。すなわち、第１の板体１５の表面上に、第２の板体１６、第２の板体１６の表面上に第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５のごとく重合させた構成としている。
【００３２】
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。
【００３３】
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１５、１６、１７の整流壁によって、板体１５、１６、１７上に略Ｌ字状の複数の送風レーンができることになる。
【００３４】
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。
【００３５】
そして、このように重合させた熱交換器１４の図５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を介して流入する流入口１４ｂとなっている。
【００３６】
この流入口１４ｂから熱交換器１４内に流入した空気は、次に図５の下部右側に設けた流出口１４ｃ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、流出口１４ｃは、内気吐出口１０と接続されている。
【００３７】
また、キャビネット３外の外気は、図５における下面に設けた流入口１４ａから流入し、上部左側に設けた流出口１４ｄ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、流出口１４ｄは、外気吐出口８と接続されている。
【００３８】
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、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、内気送風機１３は、それぞれ遠心型の送風機である。
【００３９】
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。
【００４０】
外気送風機１２は、図３に示すように、２つの遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂで構成されている。この遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂは、図６に示すように、外気導入室５０を仕切板２１で仕切られた２つのファン収納室５０ａ、ファン収納室５０ｂ内にそれぞれ配置されている。
【００４１】
また、これらの遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂのそれぞれの主板（ブレード後方の取付板）２２ａ、２２ｂは、ほぼ同じ平面上に位置するように並んでいる。
【００４２】
さらに、熱交換器１４の流入口１４ａに対して並列に配置されている。つまり、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂを運転すると、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂから発生した空気の流れは、第１流入口１４ａの手前で合流して、熱交換器１４に流入していくのである。
【００４３】
仕切板２１には、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの間部分に、連通孔２３として二つの連通孔２３ａ、２３ｂが設けられている。
【００４４】
本実施の形態では、連通孔２３ａ、２３ｂは、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの回転中心を結んだ直線に対して上下に対称に設けられている。
【００４５】
また、この連通孔２３ａ、２３ｂは、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂの厚み方向に長いスリット状の形状をしている。
【００４６】
また、図８で詳しく示すように、連通孔２３ａ、２３ｂには、ガイド板２６ａ、２６ｂが設けられている。このガイド板２６ａは、連通孔２３ａ部分から、ファン収納室５０ａ側に突き出して設けられる。
【００４７】
また、このガイド板２６ａは、連通孔２３ａ部分から、遠心ファン１２ａ回転方向の後方側に向けて、遠心ファン１２ａの外周に沿うような傾きを持って設けられている。
【００４８】
同様に、ガイド板２６ｂは、連通孔２３ｂ部分から、ファン収納室５０ｂ側に突き出して設けられる。また、このガイド板２６ｂは、連通孔２３ｂ部分から、遠心ファン１２ｂ回転方向の後方側に、遠心ファン１２ｂの外周に沿うような傾きを持って設けられている。
【００４９】
また、図８から理解されるように、連通孔２３ｂは、遠心ファン１２ａの回転中心から遠心ファン１２ｂの回転方向と同じ向きに伸ばして、そのブレードの外周を結ぶ直線上に設けるとよい。
【００５０】
同様に、連通孔２３ａは、遠心ファン１２ｂの回転中心から遠心ファン１２ｂの回転方向と同じ向きに伸ばして、そのブレードの外周を結ぶ直線上に設けるとよい。
【００５１】
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。
【００５２】
まず、図２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。
【００５３】
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。
【００５４】
キャビネット３内の空気は、内気送風機１３の運転により、キャビネット３内から熱交換装置５の熱交換器１４を通じて再びキャビネット３内に循環する内気風路を形成する。
【００５５】
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内の熱交換器１４には入り、再び外気へ放出される。
【００５６】
このように内気送風機１３、外気送風機１２が故障していない通常運転時には、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、外気風路に移って排出されるので、キャビネット３内を冷却することができるものである。
【００５７】
ここで、本実施の形態の最も特徴的な内容について説明する。
【００５８】
例えば、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂのどちらか一方が故障した場合について説明する。
【００５９】
具体的には、遠心ファン１２ｂが故障した場合を例にして説明する。
【００６０】
本実施の形態では、通常（故障していない場合）、遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂは、図７（ａ）に示すとおり、時計回りに回転する。しかし、遠心ファン１２ｂが故障すると、図７（ｂ）に示すように、遠心ファン１２ａによる空気の流れが、ファン収納室５０ｂ側に流れ込んでくる（気流２４）。すなわち、逆流状態になる。
【００６１】
同時に、連通孔２３ｂからもファン収納室５０ｂ側に向かう空気の流れ（気流２５）が発生する。気流２５は、停止した遠心ファン１２ｂのブレード（図示せず）にあたることによって、遠心ファン１２ｂに時計回りの回転力を発生させるのである。
【００６２】
遠心ファン１２ｂが時計回り、すなわち順方向に回転すると、遠心ファン１２ｂは外周側に向けて空気を押し出す力を発生し、逆流した気流２４を押し戻す。従って、気流２４の逆流を抑制するので、遠心ファン１２ａで発生した気流は、熱交換器１４に流入され、熱交換量の低下を抑制する。
【００６３】
また、連通孔２３ｂには、ガイド板２６ｂが設けられているので、連通孔２３ｂを通ってファン収納室５０ａからファン収納室５０ｂへ流れる気流２５は、遠心ファン１２ｂのブレードに向かう流れとなり、効率よく遠心ファン１２ｂを回転させることになる。
【００６４】
また、連通孔２３ａには、遠心ファン１２ａ回転方向後方にガイド板２６ａを設けているので、遠心ファン１２ｂが停止したときに、ファン収納室５０ａでの流れを受け止めて連通孔２３ａに流れにくくする役割を果たしている。
【００６５】
また、連通孔２３ｂは、遠心ファン１２ａから放射状に発生する空気の流れの一部を気流２５にして遠心ファン１２ｂのブレードにあてることになるので、効率的に遠心ファン１２ｂを回転させることができるのである。
【００６６】
以上のように、本実施の形態の発熱体収納装置によれば、外気送風機１２として遠心ファン１２ａ、遠心ファン１２ｂをそれぞれ隣り合ったファン収納室５０ａ、ファン収納室５０ｂに備え、その間の仕切板２１に連通孔２３を設けたので、一方が停止したときに他方の回転による空気の流れによって停止したファンを回転させて、逆流を最小限に抑えることができる。従って、ファンの故障時の熱交換装置５の性能低下を抑えて、発熱体収納装置の運転を継続することが可能になるものである。
【００６７】
なお、本実施の形態では、外気側（外気送風機１２）についてのみ説明したが、内気側（内気送風機１３）についても同様の構成をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように本発明は、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室に収納された複数の複数の遠心ファンの一方が故障等で停止した場合、他方の運転している遠心ファンから送られる風が、前記仕切壁面に設けた連通孔を通って停止している遠心ファン（ブレード）にあたり、この停止している遠心ファンを回転させ、この停止していた遠心ファンからも熱交換器に向けて送風をすることができ、この結果として熱交換器の冷却能力の低下を抑制することができる。
【００６９】
この点を、いま少し説明すると、従来のように、一方の遠心ファンが停止した状態を放置した場合、運転している遠心ファンから送られる風が、停止している遠心ファン側のファン収納室へ流れ込み、この停止している遠心ファン側のファン収納室で、風が逆に流れ、つまり、熱交換器を冷却する送風量が大幅に低下し、その結果として、熱交換器の冷却能力が大幅に低下する。
【００７０】
これに対して、本発明では、停止していた遠心ファンを運転している遠心ファンで回転させるので、ファンの吸込み側へ流れる逆流を抑えることができ、その結果として、熱交換器を冷却する送風量の低下を抑制し、それにより、熱交換器の冷却能力が低下するのを抑制することができるのである。
【００７１】
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】
【００７２】
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 内気送風機
１４ 熱交換器
１５ 板体
１６ 板体
１７ 板体
２１ 仕切板
２２ａ、２２ｂ 主板
２３ 連通孔
２３ａ，２３ｂ 連通孔
２４ 気流
２５ 気流
２６ａ，２６ｂ ガイド板
５０ａ，５０ｂ ファン収納室
【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、
前記熱交換装置は、
前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、
前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、
前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、
前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、
前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設けた発熱体収納装置。
【請求項２】
前記連通孔は、隣り合ったファン収納室において対向配置した複数の遠心ファンの回転中心を結んだ直線に対して対称に複数個設けた請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項３】
前記連通孔は、隣り合ったファン収納室において対向配置した複数の遠心ファンの内、一方の遠心ファンの回転中心から、他方の遠心ファンの外周縁よりも内側にむけて伸ばした直線上に配置した請求項１または２記載の発熱体収納装置。
【請求項４】
前記連通孔は、前記遠心ファンの厚み方向に長いスリット状に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の発熱体収納装置。
【請求項５】
前記連通孔には、隣り合ったファン収納室の一方において、そのファン収納室に収納された遠心ファンの回転方向の後方側で、その外周に向かって延長されたガイド板を設けた請求項１〜４いずれか一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、
前記熱交換装置は、
前記キャビネット内部の内部空気（以降、内気と記載する）を循環する内気送風機と、
前記キャビネット外部の外部空気（以降、外気と記載する）を取り入れる外気送風機と、
前記外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記内気送風機と外気送風機の少なくとも一方は、複数の遠心ファンを、仕切壁面で仕切られた隣り合ったファン収納室において、この仕切壁面を間に対向配置した構成とし、
前記隣り合ったファン収納室は、その吹き出し側で前記熱交換器の空気流入面の手前で合流するように構成し、
前記仕切壁面には、隣り合ったファン収納室を連通する連通孔を設けた発熱体収納装置。
【請求項２】
前記連通孔は、隣り合ったファン収納室において対向配置した複数の遠心ファンの回転中心を結んだ直線に対して対称に複数個設けた請求項１記載の発熱体収納装置。
【請求項３】
前記連通孔は、隣り合ったファン収納室において対向配置した複数の遠心ファンの内、一方の遠心ファンの回転中心から、他方の遠心ファンの外周縁よりも内側にむけて伸ばした直線上に配置した請求項１または２記載の発熱体収納装置。
【請求項４】
前記連通孔は、前記遠心ファンの厚み方向に長いスリット状に設けた請求項１〜３いずれか一つに記載の発熱体収納装置。
【請求項５】
前記連通孔には、隣り合ったファン収納室の一方において、そのファン収納室に収納された遠心ファンの回転方向の後方側で、その外周に向かって延長されたガイド板を設けた請求項１〜４いずれか一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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９８５２３（Ｐ２０１３−９８５２３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３３０７（Ｐ２０１１−２４３３０７）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【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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