CN101268727A - 热交换式冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却箱体内部的热交换式冷却装置。本发明的热交换式冷却装置,具备:箱体,引入箱体内部的内部气体并使其流动返回到内部的内部气体风道,引入箱体外部的外部气体并使其流动返回到外部的外部气体风道,将内部气体送到内部气体风道的内部气体送风机,将外部气体送到外部气体风道的外部气体送风机,对在外部气体风道中流动的外部气体的显热和在内部气体风道中流动的内部气体的显热进行交换的热交换元件,以及设置在内部气体风道中对内部气体进行加热的加热部。外部气体风道与内部气体风道独立。加热部设置在热交换元件的上游。该热交换式冷却装置可防止粉尘、水分等进入到箱体内,可对箱体内进行加热及冷却。
Description
技术领域
本发明涉及冷却箱体内部的热交换式冷却装置。
背景技术
图7是日本特开2001-156478号公报所公开的现有的热交换式冷却装置5001的结构图。冷却装置5001设置在箱体结构物101内。冷却装置5001具备:内部气体风道105,外部气体风道109,隔板110,送风机103A、103B及热交换元件104。内部气体风道105引入容纳有发热体的箱体201的内部201A的内部气体并返回到箱体201的内部201A。外部气体风道109引入箱体201的外部201B的外部气体,并将该外部气体排向箱体201的外部201B。隔板110使内部气体风道105和外部气体风道109相互独立。送风机103B对外部气体风道109内的外部气体进行输送。热交换元件104置于内部气体风道105和外部气体风道109的交点处,对外部气体和内部气体的显热进行交换。冷却装置5001配置在箱体201内,对箱体201的内部201A进行冷却。
冷却装置5001在箱体201的外部201B的外部气体温度较低的场合,或者在箱体201的内部201A变凉的场合,无法使箱体201的内部201A变暖。在箱体201的内部201A存在容纳需要在规定周围温度以上才能起动的机器的情况。这种场合,该机器有可能因内部201A的温度而不能起动。
为了使该机器起动,在内部气体或者外部气体的温度比起动机器的规定温度低的场合,在起动时有必要暂时加热箱体201的内部201A。
图8是日本特开2001-156478号公报所公开的现有的热交换式的换气装置5002的结构图。箱体501的内部501A内的内部气体作为废气503通过排气口503A向箱体501的外部501B排出。箱体501的外部501B的外部气体作为供气502通过供气口502A导入到箱体501的内部501A。热交换元件120对废气503和供气502的热进行交换。供气扇122向热交换元件120送入外部气体。排气扇123通过热交换元件120将内部气体向外部501B排出。在外部501B设有防止雨水进入排气口503A和供气口502A的罩121。在供气扇122的风上游侧设有加热器129。加热器129对从供气口502A引进来的外部气体进行加热,并送到热交换元件120,以防止在寒冷地方的热交换元件120内部的结露的发生。
由于换气装置5002使外部气体直接导入箱体501的内部501A,所以粉尘和水分于供气502一起进入到箱体501的内部501A,存在对容纳在箱体501的内部501A的机器造成不良影响的情况。
另外,将用加热器129加热后的供气502送到热交换元件120。在内部气体的温度比外部气体温度低的场合,在经加热器129加热后的供气502(外部气体)通过热交换元件120时被废气503(内部气体)冷却,不能高效地对箱体501的内部501A进行加热。
发明内容
本发明的热交换式冷却装置,具备:箱体,引入箱体的内部的内部气体并使其流动返回到内部的内部气体风道,引入箱体的外部的外部气体并使其流动返回到外部的外部气体风道,将内部气体送到内部气体风道的内部气体送风机,将外部气体送到外部气体风道的外部气体送风机,对在外部气体风道中流动的外部气体的显热和在内部气体风道中流动的内部气体的显热进行交换的热交换元件以及设置在内部气体风道内并对内部气体进行加热的加热部。外部气体风道与内部气体风道独立。加热部设置在热交换元件的上游。
该热交换式冷却装置可防止粉尘、水分等进入到箱体内,可对箱体内进行加热及冷却。
附图说明
图1是具备本发明的实施方式的热交换式冷却装置的箱体的立体图。
图2是实施方式的热交换式冷却装置的结构图。
图3是实施方式的冷却装置的主要部分的立体图。
图4是实施方式的冷却装置的结构图。
图5是实施方式的冷却装置的加热部的立体图。
图6A是实施方式的加热部的发热体的立体图。
图6B是图6A所示的发热体的6B-6B线的剖面图。
图7是现有的热交换式冷却装置的结构图。
图8是现有的热交换式换气装置的结构图。
图中:
2-内部气体送风机;3-热交换元件;5-内部气体风道;8-外部气体风道;9-外部气体送风机;10-加热部;21-发热体(第一发热体);21A-通风面(第一通风面);22-发热体(第二发热体);22A-通风面(第二通风面);24-送风方向;26-发热单元;27-保持元件(第一保持部件、第二保持部件);33-热熔丝;36-热标记;601-箱体;601A-内部;601B-外部;1001-冷却装置。
具体实施方式
图1是具备本发明的实施方式的热交换式冷却装置1001的箱体601的立体图。图2是冷却装置1001的结构图。在箱体601的门1601上设置两台冷却装置1001。在图1中,冷却装置1001装在门1601内。冷却装置1001还可以设置在门1601的内表面或外表面或者壁2601的内部或外表面或内表面上。在箱体601的内部601A中容纳有机器701。
箱体601划分为内部601A和外部601B。箱体601的内部601A的内部气体由内部气体引入口1引入到内部气体送风机2中之后,通过热交换元件3流动并由内部气体送出口4向箱体601的内部601A返回,从而形成内部气体风道5。控制箱11在内部气体引入口1和热交换元件3之间与内部气体风道5相接地配置。在控制箱11的侧面配置对内部气体进行加热的加热部10。由内部气体引入口1引入到内部气体送风机2中的内部气体通过加热部10送到热交换元件3中。即、加热部10在内部气体风道5中设置在热交换元件3的上游,且内部气体送风机2在内部气体风道中设置在加热部10的上游。在引入到内部气体送风机2中的内部气体的一部分通过了加热部10之后,由设置在控制箱11的侧面的引入口12导入到控制箱11内。导入到控制箱11内的内部气体的其中一部分不送到热交换元件3中,而由设置在控制箱11的前面的送出口13向箱体601的内部601A返回,从而形成控制箱风道14。
箱体601的外部601B的外部气体由设置在内部气体引入口1的相反一侧的外部气体引入口6引入到外部气体送风机9中。引入到外部气体送风机9中的外部气体通过热交换元件3流动,由外部气体送出口7再次向外部排出,从而形成外部气体风道8。
图2中,虽然表示的是外部气体送风机9与箱体601的内部601A连接,但如图1所示,外部气体送风机9用档板1001A与内部601A隔断,而不与内部601A连通。如图2所示,在两台冷却装置1001的外部气体送风机9之间设有隔板17,将两台外部气体送风机9隔断而互不连通。
这样,内部气体风道5、控制箱风道14及外部气体风道8相互独立地设置。热交换元件3置于外部气体风道8和内部气体风道5的交点处,对外部气体和内部气体的显热进行交换。
在控制箱11中设有检测内部气体温度的温度传感器15。在隔板17的侧面设有检测外部气体温度的温度传感器16。
内部气体送风机2及外部气体送风机9还可以具有变速功能。用温度传感器15检测出的内部气体的温度超出了规定值时,提高内部气体送风机2及外部气体送风机9的转速,可对应于箱体601的内部601A温度的变动。
根据实施方式的热交换式冷却装置1001,在用温度传感器16检测出的外部气体的温度比内部气体温度低时,使外部气体送风机9动作,从外部气体引入口6引入外部气体。热交换元件3对箱体601的内部的温暖的内部气体的热和引入进来的外部气体的热进行交换,使外部气体变暖而冷却内部气体。变暖后的外部气体从外部气体送出口7向箱体601的外部601B排出。被冷却后的内部气体从内部气体送出口4送到箱体601的内部601A,并冷却容纳在箱体601的内部601A的机器701。
分别用温度传感器15、16检测出的内部气体、外部气体的温度都低时,在冷却装置1001中不使热交换元件3动作,利用内部气体送风机2和加热部10加热内部气体并使其返回到内部601A。由此,为了起动机器701而能够使内部601A的温度达到规定温度。
在根据实施方式的热交换式冷却装置中,外部气体风道8和控制箱风道14相互独立,且外部气体风道8和内部气体风道5相互独立并被隔断。由此,由于外部气体和内部气体不会混合,所以外部气体所含的水分、粉尘不会进入到箱体601的内部601A中,对机器701没有影响。
作为加热部10,可以使用加热器、正温度系数发热体、面状发热体、间接电阻发热体。
由正温度系数发热体构成的加热部10具有自温度控制功能。因此,即便是内部气体送风机2因故障而停止,仅加热部10进行运转的情况,加热部10的温度也不会达到规定温度以上而是安全的。正温度系数发热体由于从开始通电起在短时间内上升到规定温度,因而能使内部气体迅速升温。由此,可安全且迅速提高机器701的周围温度,可使机器701起动。
图3是加热部10和控制箱11的立体图。图4是冷却装置1001的结构图。如图4所示,内部气体送风机2以旋转轴23进行旋转,沿送风方向24输送内部气体。加热部10由发热体21、22构成。发热体21、22分别具有通风面21A、22A。通过通风面21A、22A的空气的速度越大,发热体21、22放出的热量越大,则加热能力越大。通风面21A、22A配置为,与内部气体送风机2的旋转轴2平行且与送风方向24垂直。通过该配置,通过通风面21A、22A的内部气体的速度为最大,由发热体21、22构成的发热部10可高效地加热内部气体。
发热体21、22还可以具有相互不同的加热能力、加热速度等特性。例如在直到达到冲击电流的峰值的时间相互不同的场合,起动时由于分别流入发热体21、22的冲击电流的同步偏离,所以可将流入发热体21、22中的冲击电流的和抑制得较低。因此,可确保发热体21、22的较高的加热能量的同时可将作为起动时的加热部10的总的冲击电流抑制得较低。具体地说,在发热体21在施加AC275V地电压时是加热能力为460W,居里温度220℃的正温度系数发热体,而发热体22在施加AC275V的电压时是加热能力为515W,居里温度245℃的正温度系数发热体的组合的场合,对发热体21、22在起动时的总的冲击电流在周围温度为10℃时为12A,在发热体21、22都是加热能力为500W,居里温度为220℃的正温度系数发热体的组合的场合,发热体21、22在起动时的总的冲击电流为16A。因此,即使加热能力相同,其冲击电流前者的发热体的组合比后者的组合也可降低25%。
再有,加热部10也可以不具备发热体21、22中之一。
图5是具有发热体21、22的加热部10的立体图。发热体21、22具有发热单元26,分别保持发热单元26的两端的两个具有绝缘性的保持部件27和安装了保持部件27的固定件28。两个保持部件27具有相同结构。在保持部件27上形成有对发热单元26施加电源的电源端子26A通过的孔27A。保持部件27由陶瓷类烧制品构成,但也可以用耐热树脂成形品形成。
利用这种结构,在发热体21、22中,可使保持部件27及固定件28通用化,可降低制造时的管理和更换用零部件的库存。
加热部10具有:与发热体21、22的电源端子26A连接的配线30和向配线30供给电源的连接器32。配线30具有:与连接器32连接的配线30B和从配线30B起利用配线连接件31分叉并分别与发热体21、22的电源端子26A连接的配线30A。在加热部10中,发热体21、22相互并联地与连接器32连接。
利用这种结构,由于发热体21、22可使用相同结构的零部件,所以可使更换用零部件为一种,在零部件更换时不会发生安装错误,可降低制造时的管理和更换用零部件的库存。
图6A是发热体21、22的立体图。图6B是图6A所示的发热体21、22的沿6B-6B线的剖面图。在配线30(30A)中插入热熔丝33。配线30(30A)利用固定部件34与热熔丝33一同安装在固定件28上。热熔丝33位于发热单元26的水平方向的中央26B且距发热单元26的端部26C的距离D1为7mm以上,并位于通风面21A、22A附近。热熔丝33以不面对通风面21A、22A且以不进入通风道35中的方式安装在固定件28上。
采用这种结构,热熔丝33在发热单元26的温度过度上升而达到规定温度处于异常时,可迅速切断配线30A。
在发热单元26上粘贴有热标记36。热标记部36具有在超过规定温度时变化的颜色等的外观。冷却装置1001的加热部10具有多个发热体21、22,即多个发热单元26。通过热标记36的外观例如颜色发生变化,使用者不必测定发热单元26的温度,就可以特定不能发挥作用的发热单元26。
另外,从停止冷却装置1001开始直到发热单元26的表面达到安全温度存在需要数小时的情况。这种情况,使用者通过目视热标记36的外观,就可以判断即使用手接触发热单元26是否安全。
根据实施方式的热交换式冷却装置1001,可将箱体601的内部601A的内部气体同外部601B的外部气体隔断,不会使外部气体的粉尘和水分进入到内部601A中。因此,作为机器701,在箱体601内可容纳对粉尘和水分耐受都较弱且可工作的环境温度范围较窄的精密机器,可进行如便携式电话基站那样设置在屋外的箱体内部的冷却及加热。
本发明的热交换式冷却装置由于可以防止粉尘、水分等进入箱体内,可对箱体内进行加热及冷却,所以可容纳对粉尘和水分耐受都较弱且可工作的环境温度范围较窄的精密机器,对与如便携式电话基站那样设置在屋外的箱体结构物来说是有用的。
Claims (10)
1.一种热交换式冷却装置,其特征在于,
具备:划分为内部和外部的箱体,
引入上述箱体的上述内部的内部气体并使其流动返回到上述内部的内部气体风道,
引入上述箱体的上述外部的外部气体并使其流动返回到上述外部、且与上述内部气体风道独立的外部气体风道,
将上述内部气体送到上述内部气体风道的内部气体送风机,
将上述外部气体送到上述外部气体风道的外部气体送风机,
对在上述外部气体风道中流动的上述外部气体的热和在上述内部气体风道中流动的上述内部气体的热进行交换的热交换元件,以及
在上述内部气体风道中设置在上述热交换元件的上游、并对上述内部气体进行加热的加热部。
2.根据权利要求1所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述内部气体送风机朝送方方向输送上述内部气体,
上述加热部具有与上述送风方向垂直配置的通风面。
3.根据权利要求1所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述加热部包括具有相互不同的特性的第一发热体和第二发热体。
4.根据权利要求3所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述内部气体送风机朝送方方向输送上述内部气体,
上述第一发热体和上述第二发热体分别具有与上述送风方向垂直配置的通风面。
5.根据权利要求3所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述第一发热体包括:
第一发热单元,以及
保持上述第一发热单元的第一保持部件;
上述第二发热体包括:
第二发热单元,以及
保持上述第二发热单元的第二保持部件。
6.根据权利要求5所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述第二保持部件具有与上述第一保持部件相同的结构。
7.根据权利要求5所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述第二发热体具有与上述第一发热体相同的结构。
8.根据权利要求1所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述加热部包括:
发热体,以及
利用上述发热体的温度进行动作的热熔丝。
9.根据权利要求8所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
上述发热体具有通风面,
上述热熔丝位于上述通风面的附近。
10.根据权利要求1所述的热交换式冷却装置,其特征在于,
还具备具有随上述加热部的温度而变化的外观的热标记。
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