JP2004233030A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１発熱体から吸熱した熱により稼働し、複雑な形状の第２発熱体を良好に冷却することが可能な冷却装置を提供すること。
【解決手段】冷凍機４は、第１発熱体２から吸熱した熱により吸着器５内の冷媒を吸着剤から脱離し、脱離凝縮した冷媒を蒸発させて室内熱交換器３ａに冷却された熱媒体を供給することで、室内熱交換器３ａから第２発熱体３に向けて冷却風を発生するようになっている。室内熱交換器３ａは第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置されており、冷却風により第２発熱体３を効率良く冷却することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発熱体を収納する筐体内を冷却する冷却装置に関し、電話基地局内の電子機器の冷却に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、携帯電話基地局等では、発熱する複数の電子機器等を収納する筐体からなる基地局の内部を冷却するために冷却装置が用いられている。このような冷却装置の一例が下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
この文献に開示されている冷却装置では、筐体内に比較的発熱量が多く高温となる第１発熱体と、第１発熱体より低温で冷却する必要がある第２発熱体とが収納されている。そして、第１発熱体から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することにより稼働する冷却手段である吸着式冷凍機により、第２発熱体を冷却するようになっている。
【０００４】
この冷却装置は、第１発熱体で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体とを熱交換する第１集熱器と、第２発熱体で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体とを熱交換する第２集熱器とを有し、この第１、第２集熱器を介して、第１発熱体からの吸熱、および第２発熱体の冷却を行なうようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１００８９１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、第１、第２集熱器の構成に関して具体的に開示されていない。そこで、本発明者が、内部を熱媒体が流通するジャケット部材を第１、第２集熱器とし、これらを直接第１、第２発熱体に当接して、第１発熱体からの吸熱、および第２発熱体の冷却を行なう電話基地局用の冷却装置を試作評価したところ、以下の問題があることが明らかとなった。
【０００７】
比較的発熱量が多く高温となる第１発熱体は、所謂パワー素子等であり、ジャケット部材を当接することにより、第１発熱体から良好に吸熱することが可能である。これに対し、第１発熱体より低温で冷却する必要がある第２発熱体は、各種素子を高密度に表面実装したプリント基板等であり、比較的複雑な形状をしているため、ジャケット部材を当接しても第２発熱体の冷却が良好に行なえないという不具合が発生することを見出した。
【０００８】
本発明は、上記点を鑑みてなされたものであって、第１発熱体から吸熱した熱により稼働し、第２発熱体を良好に冷却することが可能な冷却装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、筐体（１ａ）内に収納された第１発熱体（２）に熱媒体を循環して第１発熱体（２）から吸熱し、この吸熱した熱により稼働する冷却手段（４）が生成する冷却風によって、筐体（１ａ）内に収納された第２発熱体（３）を冷却することを特徴としている。
【００１０】
これによると、冷却手段（４）は冷却風により第２発熱体（３）を冷却する。したがって、第２発熱体（３）が複雑な形状をしていたとしても、良好に冷却することが可能である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、冷風発生手段（３ａ、３ｂ）は、第２発熱体（３）の冷却風上流側に隣接して配置されることを特徴としている。
【００１２】
これによると、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）が発生する冷却風により、第２発熱体（３）を効率良く冷却することが可能である。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明のように、冷却手段（４）は、蒸発した気相冷媒を吸着するとともに加熱されることによりその吸着していた冷媒を脱離する吸着剤が封入された吸着器（５）を備える吸着式冷凍機（４）とすることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明では、吸着器（５）は、第１発熱体（２）および第２発熱体（３）とともに、筐体（１ａ）内の同一の架台（２０）内に載置されることを特徴としている。
【００１５】
これによると、吸着器（５）を第１発熱体（２）および第２発熱体（３）の近傍に配置し易い。したがって、吸着器（５）を備える冷却手段（４）をコンパクトにすることが可能である。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明では、冷却手段（４）は、吸着器（５）と第１発熱体（２）との間に熱媒体を循環する吸熱用配管（１１）を備え、吸熱用配管（１１）は、架台（２０）の一部を構成することを特徴としている。
【００１７】
これによると、吸熱用配管（１１）を架台（２０）の一部とし、架台（２０）と冷却手段（４）とからなる構成を小型軽量化することが可能である。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明では、冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）は、前記架台（２０）内に載置されることを特徴としている。
【００１９】
これによると、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を第１発熱体（２）および第２発熱体（３）の近傍に配置し易い。また、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を吸着器（５）の近傍に配置し易い。したがって、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備える冷却手段（４）を一層コンパクトにすることが可能である。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明では、冷却手段（４）は、吸着器（５）と冷風発生手段（３ａ、３ｂ）との間に冷却用の熱媒体を循環する冷却用配管（１２）を備え、冷却用配管（１２）は、前記架台（２０）の一部を構成することを特徴としている。
【００２１】
これによると、冷却用配管（１２）を架台（２０）の一部とし、架台（２０）と冷却手段（４）とからなる構成を一層小型軽量化することが可能である。
【００２２】
また、請求項８に記載の発明では、冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、吸着器（５）は、第１発熱体（２）とともに、筐体（１ａ）内の同一の第１架台（２１）内に載置され、冷風発生手段（３ａ、３ｂ）は、第２発熱体（３）とともに、筐体（１ａ）内の同一の第２架台（２２）内に載置されることを特徴としている。
【００２３】
これによると、第１発熱体（２）と第２発熱体（３）とが別々の架台（２１、２２）内に載置される場合であっても、吸着器（５）を第１発熱体（２）の近傍に配置し易く、冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を第２発熱体（３）の近傍に配置し易い。したがって、吸着器（５）および冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備える冷却手段（４）をコンパクトにすることが可能である。
【００２４】
また、請求項９に記載の発明では、冷却手段（４）は、吸着器（５）と第１発熱体（２）との間に熱媒体を循環する吸熱用配管（１１）を備え、吸熱用配管（１１）は、第１架台（２１）の一部を構成することを特徴としている。
【００２５】
これによると、吸熱用配管（１１）を第１架台（２１）の一部とし、第１架台（２１）と冷却手段（４）とからなる構成を小型軽量化することが可能である。
【００２６】
また、請求項１０に記載の発明では、冷却手段（４）は、吸着器（５）と冷風発生手段（３ａ、３ｂ）との間に冷却用の熱媒体を循環する冷却用配管（１２）を備え、冷却用配管（１２）は、第２架台（２２）の一部を構成することを特徴としている。
【００２７】
これによると、冷却用配管（１２）を第２架台（２２）の一部とし、第２架台（２２）と冷却手段（４）とからなる構成を小型軽量化することが可能である。
【００２８】
また、請求項１１に記載の発明では、
冷却手段（４）は、
吸着器（５）を有する吸着器ユニット（５１）と、
筐体（１ａ）内に設けられ、第１発熱体（２）に当接して第１発熱体（２）の熱を集める集熱器（２ａ）と、
吸着器ユニット（５１）と集熱器（２ａ）とを連結するように設けられ、吸着器（５）と集熱器（２ａ）との間を循環する吸熱用の熱媒体を流通する第１配管部材（１１０）と、
筐体（１ａ）内に設けられ、冷却風を発生する冷却風発生手段（３１）と、
吸着器ユニット（５１）と冷却風発生手段（３１）とを連結するように設けられ、吸着器（５）と冷却風発生手段（３１）との間を循環する冷却用の熱媒体を流通する第２配管部材（１２０）と、
吸着器（５）の熱を筐体（１ａ）の外部へ放熱するための放熱器（８ａ、８ｂ）を有する放熱器ユニット（８１）と、
吸着器ユニット（５１）と放熱器ユニット（８１）とを連結するように設けられ、吸着器（５）と放熱器（８ａ、８ｂ）との間を循環する放熱用の熱媒体を流通する第３配管部材（１３０）と、
第１配管部材（１１０）、第２配管部材（１２０）、および第３配管部材（１３０）の各熱媒体の流通経路にそれぞれ介設され、着接状態としたときに熱媒体の流通経路を連通し、離隔状態としたときに熱媒体の流通経路を遮断するように着脱が可能な流通経路接続手段（１００）とを備えることを特徴としている。
【００２９】
これによると、吸着器ユニット（５１）、集熱器（２ａ）、冷却風発生手段（３１）、放熱器ユニット（８１）のいずれかに不具合等が発生した場合には、流通経路接続手段（１００）を離隔状態として、当該ユニット等を容易に取り外すことができる。また、代替ユニット等を容易に取り付けることができる。このようにして、メンテナンス性を向上することができる。
【００３０】
また、請求項１２に記載の発明では、流通経路接続手段（１００）は、第１配管部材（１１０）、第２配管部材（１２０）、および第３配管部材（１３０）のそれぞれ両端部に設けられていることを特徴としている。
【００３１】
これによると、流通経路接続手段（１００）を離隔して、吸着器ユニット（５１）、集熱器（２ａ）、冷却風発生手段（３１）、放熱器ユニット（８１）のいずれかを取り外すときに、第１配管部材（１１０）、第２配管部材（１２０）、および第３配管部材（１３０）を残置することができる。したがって、一層メンテナンス性を向上することができる。
【００３２】
また、請求項１３に記載の発明では、流通経路接続手段（１００）は、離隔したときには、熱媒体を流通経路内に封止することを特徴としている。
【００３３】
これによると、吸着器ユニット（５１）、集熱器（２ａ）、冷却風発生手段（３１）、放熱器ユニット（８１）の着脱時に熱媒体が流通経路から漏れることを防止できる。したがって、より一層メンテナンス性を向上することができる。
【００３４】
また、請求項１４に記載の発明では、筐体（１ａ）は、電話基地局（１）の外殻（１ａ）であり、第１発熱体（２）および第２発熱体（３）は、ともに前記外殻（１ａ）内に収納された電子機器（２、３）であることを特徴としている。
【００３５】
これによると、電話基地局（１）の外殻（１ａ）内に収納された電子機器（２）の発熱を利用して冷却手段（４）を稼働し、冷却手段（４）が生成する冷却風によって、前記外殻（１ａ）内に収納された他の電子機器（３）を冷却することができる。
【００３６】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の冷却装置が搭載される携帯電話の電話基地局１の概略模式構成図である。電話基地局１は、略密閉空間を形成する外殻をなす筐体１ａの内部に通信用電子機器等を収納するものである。なお、本例では、筐体１ａは、複数のアルミニウム板の間にウレタン発泡断熱材を挟装した部材により構成している。
【００３９】
電話基地局１には、比較的発熱量が多く、かつ、高温となるパワーアンプ等からなる第１発熱体２と、第１発熱体２より低温で冷却する必要があり、各種素子を高密度に表面実装したプリント基板等に送受信回路等を形成してなる第２発熱体３と、両発熱体２、３を冷却する冷却手段（冷却装置）である冷凍機４（一点鎖線で囲まれた部分）とが設けられている。なお、両発熱体（電子機器）２、３は単独で（独立して）稼動するものではなく、両者２、３が連動して稼動するものである。
【００４０】
ここで、冷凍機４は、第１発熱体２から吸熱し、その吸熱した熱により吸着剤を加熱することにより稼働する吸着式冷凍機であり、以下、吸着式冷凍機（冷凍機４）について述べる。
【００４１】
なお、吸着剤は、冷媒（本実施形態では、水）を吸着するとともに、加熱されることにより吸着していた冷媒を脱離するもので、本実施形態では、シリカゲルを固体吸着剤として採用している。なお、固体吸着剤としてゼオライト等を採用することも可能である。
【００４２】
５は内部が略真空に保たれた状態で冷媒が封入された吸着器であり、この吸着器５内には、吸着剤と熱媒体（本実施形態では、エチレングリコール系の不凍液が混入された水）とを熱交換する第１熱交換器（吸着コア）６と、熱媒体と吸着器５内に封入された冷媒とを熱交換する第２熱交換器（蒸発／凝縮コア）７とが収納されている。
【００４３】
なお、本実施形態では、複数個（２個）の吸着器５ａ、５ｂから構成されており、紙面右側の吸着器５ａ（以下、第１吸着器５ａと呼ぶ。）と紙面左側の吸着器５ｂ（以下、第２吸着器５ｂと呼ぶ。）とは、同じ構成であるので、両者を総称して呼ぶときは、吸着器５と表記する。また、熱交換器６、７の添え字ａは第１吸着器５ａ内の熱交換器であることを示し、ｂは第２吸着器５ｂ内の熱交換器であることを示す。
【００４４】
８は基地局１の建物（筐体１ａ）外に配設されて熱媒体と室外空気（放熱対象）とを熱交換する室外熱交換器（以下、室外器と略す。）であり、この室外器８は、第１、第２放熱器８ａ、８ｂおよび冷却風を送風するファン８ｃからなるもので、第１放熱器８ａは第２放熱器８ｂより冷却風流れ上流側に設けられている。
【００４５】
２ａは第１発熱体２で発生する熱を集めてその集めた熱と熱媒体と熱交換させる集熱器であり、集熱器２ａは、内部の熱媒体通路内にインナーフィンが形成されたアルミニウム製のジャケット部材からなり、第１発熱体２の表面に当接するように配置されている。集熱器２ａと吸着器５とは吸熱用配管である温水用配管１１により接続されており、温水用配管１１に熱媒体を循環して、第１発熱体２から吸熱した熱媒体を吸着器５に戻すようになっている。
【００４６】
３ａは筐体１ａ内の空気と熱媒体とを熱交換する室内熱交換器であり、室内熱交換器３ａと吸着器５とは冷却用配管である冷水用配管１２により接続されている。そして、冷水用配管１２に熱媒体を循環して、室内熱交換器３ａを通過する空気を冷却するようになっている。なお、３ｂは室内熱交換器３ａに並設された冷却風を送風するためのファンである。
【００４７】
９ａ〜９ｅは冷凍機４内の熱媒体流れを切り替えるロータリ式バルブ（以下、バルブと呼ぶ。）である。１０ａは温水用配管１１を介して集熱器２ａに熱媒体を循環させるポンプであり、１０ｂは冷水用配管１２を介して室内熱交換器３ａに熱媒体を循環させるポンプである。また、１０ｃは室外器８に熱媒体を循環させるポンプである。
【００４８】
ここで、冷凍機４の概略配置構成について説明する。
【００４９】
図２は、冷凍機４の配置構成を示す概略構成図であり、図３は、後述する架台２０に載置された冷凍機４の筐体１ａ内配置部分を示す概略構成図である。なお、図２および図３では、吸着器５の近傍に配設されたバルブ９ａ〜９ｅや、これらに連結した一部の配管等の図示を省略している。
【００５０】
図２に示すように、冷凍機４のうち室外器８を除く部分は、筐体１ａ内の架台２０に載置されている。なお、ポンプ１０ｂ、１０ｃの配設位置が図１と図２とでは若干異なるが、本例の実際の配設位置は図２に示すものである。各ポンプ１０ａ〜１０ｃは、熱媒体の各循環経路内に配設されるものであれば、位置が限定されるものではない。
【００５１】
図３に示すように、吸着器５は、架台２０の最下部に載置され、吸着器５の両端部側から上方側に略Ｌ字形状の２本の温水用配管１１が延設されている。温水用配管１１の水平方向延設部には第１発熱体２が懸架され、第１発熱体２に当接配置された集熱器２ａが両温水配管１１と連通している。
【００５２】
ここで図示は省略しているが、集熱器２ａの温水用配管１１との接続部には、着脱が容易で着脱時に熱媒体の漏れが発生し難い所謂ノンスピルジョイントが形成されている。したがって、故障時等には、集熱器２ａを容易に取り外すことが可能となっている。
【００５３】
温水用配管１１として、本例では外径約２６ｍｍのステンレス製配管を採用している。２０ａは断面形状がＬ字状であるステンレス製のフレーム部材であり、フレーム部材２０ａと温水用配管１１とは溶接もしくは螺子止め等により係止され、架台２０を構成している。
【００５４】
架台２０の最上部には、図３中左方側の温水用配管１１と連通するリザーブタンク１３が配設されている。リザーブタンク１３内に余剰の熱媒体を貯留することで、温度変化等に伴なう熱媒体の体積変化分を調整したり、万が一熱媒体漏れが発生した場合には、これを補うようになっている。
【００５５】
吸着器５の両端部側から上方側には、２本の冷水用配管１２が延設されている。なお、冷水用配管１２も温水用配管１１と同様に、架台２０の一部を構成する構造部材として機能している。この２本の冷水用配管１２の間には、ポンプ１０ｂおよび室内熱交換器３ａが配設されている。また、室内熱交換器３ａの上方側にはファン３ｂが配設され、室内熱交換器３ａに熱媒体を循環しつつファン３ｂを駆動することで、上方に向かって冷却風を送風するようになっている。室内熱交換器３ａとファン３ｂとが本実施形態における冷却風発生手段である。
【００５６】
ファン３ｂの直上には、水平方向に延設されたフレーム部材２０ａに第２発熱体３が懸架されている。すなわち、第２発熱体３はファン３ｂの冷却風下流側に隣接して配置されている。換言すれば、室内熱交換器３ａとファン３ｂとからなる本実施形態の冷却風発生手段は、第２発熱体３の冷却風上流側に隣接して配置されている。
【００５７】
次に、上記構成に基づき冷凍機（冷却装置）４の作動について説明する。
【００５８】
冷凍機４（吸着式冷凍機）は、以下に述べる第１、第２作動モードを所定時間毎に切換運転するものである。ちなみに、所定時間は、吸着剤に吸着されていた冷媒を脱離させるに必要な時間に基づいて適宜選定されるものである。
【００５９】
なお、本実施形態の第１発熱体２は表面が８０℃以下（内部が１２０℃以下）となるように冷却（吸熱）されることが好ましく、第２発熱体３は６０℃以下となるように冷却されることが好ましい。そのため、集熱器２ａから流出する熱媒体の温度が７５℃となり、第２発熱体３へ吹き込まれる冷却風の温度が３５℃となるように冷凍機４の各種諸元が決定されている。
【００６０】
図４に冷凍機４の第１作動モードを示す。このモードでは、室内熱交換器３ａと第２吸着器５ｂの第２熱交換器７ｂとの間で熱媒体を循環させることにより、第２吸着器５ｂ内の冷媒を蒸発させて室内熱交換器３ａに冷却された熱媒体を供給することによって第２発熱体３に向けて冷却風を発生するとともに、第２吸着器５ｂ内で蒸発した気相冷媒（水蒸気）を第２吸着器５ｂ内の吸着剤にて吸着する。
【００６１】
このとき、吸着剤は凝縮熱に相当する熱量を発熱し、かつ、吸着剤の温度が上昇すると吸着能力が低下するので、室外器８にて冷却された熱媒体を第２吸着器５ｂの第１熱交換器６ｂに供給することにより吸着剤を冷却する。
【００６２】
一方、第１吸着器５ａの第１熱交換器６ａには、集熱器２ａにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第１吸着器５ａの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第１吸着器５ａの第２熱交換器７ａに室外器８にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒（水蒸気）を第２熱交換器７ａにて冷却して凝縮させる。
【００６３】
以下、冷媒を蒸発させて冷凍能力を発揮しつつ、その蒸発した気相冷媒を吸着剤にて吸着させている状態にある吸着器５のことを、「吸着工程にある吸着器５」と呼び、吸着剤を加熱して吸着していた冷媒を脱離させつつ、その脱離した冷媒を冷却凝縮させている状態にある吸着器５のことを、「脱離工程にある吸着器５」と呼ぶ。
【００６４】
次に、図５に冷凍機４の第２作動モードを示す。このモードでは、第１作動モードとは逆に、第１吸着器５ａを吸着工程とし、第２吸着器５ｂを脱離工程とするものである。
【００６５】
具体的には、図５に示すように、室内熱交換器３ａと第１吸着器５ａの第２熱交換器７ａとの間で熱媒体を循環させることにより、第１吸着器５ａ内の冷媒を蒸発させて室内熱交換器３ａに冷却された熱媒体を供給することによって第２発熱体３に向けて冷却風を発生するとともに、第１吸着器５ａ内で蒸発した気相冷媒（水蒸気）を第１吸着器５ａ内の吸着剤にて吸着する。
【００６６】
このとき、室外器８にて冷却された熱媒体を第１吸着器５ａの第１熱交換器６ａに供給することにより吸着剤を冷却する。
【００６７】
一方、第２吸着器５ｂの第１熱交換器６ｂには、集熱器２ａにて熱媒体に吸熱された熱を、熱媒体を介して第２吸着器５ｂの吸着剤に供給することより吸着剤を加熱し、吸着剤に吸着していた冷媒を脱離させるとともに、第２吸着器５ｂの第２熱交換器７ｂに室外器８にて冷却された熱媒体を供給し、その脱離した気相冷媒（水蒸気）を第２熱交換器７ｂにて冷却して凝縮させる。
【００６８】
上述の構成および作動によれば、冷凍機４が第１、第２作動モードのいずれのモードであっても、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂにより発生する冷却風により第２発熱体３を冷却することができる。第２発熱体３は各種素子を高密度に表面実装したプリント基板等からなり、比較的複雑な形状をしているが、良好に冷却することができる。
【００６９】
室内熱交換器３ａおよびファン３ｂは、第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置されているので、第２発熱体３を効率良く冷却することができ、冷凍機４の作動モードの切換えを頻繁に行なうことを抑制できる。
【００７０】
吸着式冷凍機４の冷却能力は、冷媒吸着量（水分吸着量）と吸着剤量によって決定される。したがって、同量の吸着剤を封入した吸着器を備える冷凍機であれば、冷媒吸着量が多いほど冷却能力が大きくなる。図６に本実施形態の吸着剤であるシリカゲルの水分吸着特性を示す。
【００７１】
室外器８により冷却された熱媒体の温度を４０℃、前述したように集熱器２ａから流出し吸着器に戻る熱媒体の温度を７５℃とし、３５℃の冷却風を発生するために室内熱交換器３ａに３０℃の熱媒体を供給する場合には、吸着工程にある吸着器５内の相対湿度は０．５８、脱離工程にある吸着器５内の相対湿度は０．１９となる。したがって、図６に示す特性より、吸着工程において吸着剤が吸着できる水分量は約０．２１ｇ／ｇである。
【００７２】
これに対し、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂが第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置されていない場合には、第２発熱体３の雰囲気を３５℃以下とするためには、例えば室内熱交換器３ａから３０℃の冷却風を発生し、筐体１ａ内を全体的に冷却する必要がある。室外器８により冷却された熱媒体の温度を４０℃、集熱器２ａから流出し吸着器に戻る熱媒体の温度を７５℃とし、３０℃の冷却風を発生するために室内熱交換器３ａに２５℃の熱媒体を供給する場合には、吸着工程にある吸着器５内の相対湿度は０．４３、脱離工程にある吸着器５内の相対湿度は０．１９となる。したがって、図６に示す特性より、吸着工程において吸着剤が吸着できる水分量は約０．１２ｇ／ｇである。
【００７３】
このように、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂを第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置して、第２発熱体３に直接冷却風を当てることで、上記例のように室内熱交換器３ａへ供給する熱媒体の温度を５℃上昇することができれば、みかけ上冷却能力を約１．７５倍とするが可能である。したがって、冷凍機４の作動モードの切換えを頻繁に行なうことを抑制できる。
【００７４】
また、夏期等に外気温が上昇し室外器８により冷却された熱媒体の温度が上昇すると、吸着工程にある吸着器５内の相対湿度は低下し、脱離工程にある吸着器５内の相対湿度は上昇する。すなわち、外気温が上昇すると、吸着工程において吸着可能な水分量が減少し冷却能力が低下する。本実施形態では、第２発熱体３に直接冷却風を当てることで高い冷却能力を得易いので、外気温上昇時の冷却能力低下の影響を小さくすることができる。
【００７５】
また、吸着器５、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂ等の冷凍機４の室外器８を除く構成を、第１発熱体２および第２発熱体３とともに同一の架台２０内に載置しており、冷凍機４をコンパクトにすることができる。吸着器５を第１発熱体２の近傍に配置して温水用配管１１を短くすることができる。また、室内熱交換器３ａを吸着器５の近傍に配置して冷水用配管１２を短くすることができる。
【００７６】
両配管１１、１２を短くすると、配管中を流通する熱冷媒からの吸放熱による熱損失を抑制するとともに、圧力損失を抑制することが可能である。圧力損失抑制によりポンプ１０ａ、１０ｂを低出力化することができ、省エネルギーおよびポンプ小型化が可能である。
【００７７】
また、温水用配管１１および冷水用配管１２を、架台２０の一部を構成する構造部材として兼用している。したがって、冷凍機４を搭載した架台２０を小型軽量化することができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図７に基づいて説明する。本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、吸着器と冷却風発生手段との配置関係が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００７９】
図７に示すように、本実施形態の筐体１ａは第１の実施形態の筐体より低背構造となっており、第１発熱体２は第１架台２１に載置され、第２発熱体３は第２架台２２に載置されている。そして、吸着器５は第１架台２１の最下部に載置され、ポンプ１０ｂ、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂは第２架台２２の第２発熱体３の直下に隣接配置され、冷却風を第２発熱体３に向けて送風するようになっている。
【００８０】
本実施形態の温水用配管１１は、フレーム部材２１ａと溶接もしくは螺子止め等により係止され、フレーム部材２１ａと温水用配管１１とで第１架台２１を構成している。また、本実施形態の冷水用配管１２は、フレーム部材２２ａと溶接もしくは螺子止め等により係止され、フレーム部材２２ａと冷水用配管１２とで第２架台２２を構成している。
【００８１】
上述の構成によれば、第１の実施形態と同様に、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂにより発生する冷却風により第２発熱体３を良好に冷却することができる。室内熱交換器３ａおよびファン３ｂは、第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置されているので、第２発熱体３を効率良く冷却することができ、冷凍機４の作動モードの切換えを頻繁に行なうことを抑制できる。また、外気温上昇時の冷却能力低下の影響を小さくすることができる。
【００８２】
また、吸着器５等を第１発熱体２とともに同一の第１架台２１内に載置し、室内熱交換器３ａおよびファン３ｂ等を第２発熱体３とともに同一の第２架台２２内に載置しており、冷凍機４をコンパクトにすることができる。吸着器５を第１発熱体２の近傍に配置して温水用配管１１を短くすることができ、配管中を流通する熱冷媒からの放熱による熱損失を抑制するとともに、圧力損失を抑制することが可能である。
【００８３】
また、温水用配管１１を、第１架台２１の一部を構成する構造部材として兼用し、冷水用配管１２を、第２架台２２の一部を構成する構造部材として兼用している。したがって、冷凍機４を搭載した第１、第２架台２１、２２を小型軽量化することができる。
【００８４】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について、図８ないし図１１に基づいて説明する。本第３の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、熱媒体の各流通経路にジョイントを設けた点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００８５】
図８は、本実施形態の冷却装置が搭載される携帯電話の電話基地局１の概略模式構成図である。図８に示すように、本実施形態の冷却手段（冷却装置）である冷凍機４には、第１の実施形態において設けられていたバルブ９ｅを設けていない。また、第１、第２放熱器８ａ、８ｂは、分離して設けられた放熱用の熱媒体の循環経路に設けられている。
【００８６】
さらに、第１、第２放熱器８ａ、８ｂに対応して、ポンプ１０ｃ、１０ｄ、およびファン８ｃ、８ｄがそれぞれ設けられている。そして、第１放熱器８ａを流れる熱媒体の循環経路はバルブ９ｃ、９ｄに接続しており、第２放熱器８ｂを流れる熱媒体の循環経路はバルブ９ａ、９ｂに接続している。
【００８７】
本実施形態の冷凍機４の主要部は、４つのユニットにより構成されている。４つのユニットとは、吸着器５、バルブ９ａ〜９ｄ、ポンプ１０ａ、１０ｂを備える吸着器ユニット５１、集熱器２ａからなるユニット、室内熱交換器３ａ、ファン３ｂからなる冷却風発生ユニット（冷却風発生手段）３１、および第１、第２放熱器８ａ、８ｂ、ファン８ｃ、８ｄ、ポンプ１０ｃ、１０ｄを備える放熱器ユニット８１である。
【００８８】
そして、温水用配管１１のうち吸着器ユニット５１と集熱器２ａとを連結する部分の配管（本実施形態の第１配管部材）１１０の両端部、および冷水用配管１２のうち吸着器ユニット５１と冷却風発生ユニット３１とを連結する部分の配管（本実施形態の第２配管部材）１２０の両端部には、ジョイント１００が設けられている。
【００８９】
また、第１、第２放熱器８ａ、８ｂに放熱用の熱媒体を循環する経路のうち、吸着器ユニット５１と放熱器ユニット８１とを連結する部分の配管（本実施形態の第３配管部材）１３０の両端部にもジョイント１００が設けられている。
【００９０】
換言すれば、吸着器ユニット５１、集熱器２ａ、冷却風発生ユニット３１、および放熱器ユニット８１の各ユニットにおける熱媒体流通経路の出入口には、ジョイント１００が設けられている。
【００９１】
図９は、ジョイント１００を含む本実施形態の冷凍機４の配置構成を示す概略構成図である。図９に示すように、本実施形態の吸着器ユニット５１は、架台２０内に載置されており、放熱器ユニット８１は、筐体１ａの外部に配設されている。なお、図９では、配管１３０のうち一部の図示を省略している。
【００９２】
図１０に示すように、ジョイント１００は、雌側ハウジング１０１内に、雌側ハウジング１０１に対して固定されたバルブ本体部１０３と、バネ部材１０４により押圧されるとともに雌側ハウジング１０１に対してスライド可能なスライドバルブ１０２とを備えている。また、雄側ハウジング１０６内に、バネ部材１０８により押圧されるとともに雄側ハウジング１０６に対してスライド可能なバルブ本体部１０７を備えている。
【００９３】
そして、図１０（ａ）に示すように、雌側ハウジング１０１内に雄側ハウジング１０６を挿入着接し着接状態としたときには、雄側ハウジング１０６がスライドバルブ１０２を図中左方向にスライドさせるとともに、バルブ本体部１０３がバルブ本体部１０７を図中右方向にスライドさせ、破線で示したように熱媒体の流通経路が連通する。
【００９４】
図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す着接状態から、雌側ハウジング１０１内から雄側ハウジング１０６を脱離して離隔状態としたときには、雌側ハウジング１０１内では、バネ部材１０４がスライドバルブ１０２を図中右方向にスライドさせ、スライドバルブ１０２をバルブ本体部１０３に当接して、熱媒体の流通経路を遮断する。
【００９５】
一方、雄側ハウジング１０６内では、バネ部材１０８がバルブ本体部１０７を図中左方向にスライドさせ、バルブ本体部１０７を雄側ハウジング１０６の内面に当接して、熱媒体の流通経路を遮断する。ジョイント１００は、着脱可能な本実施形態における流通経路接続手段である。
【００９６】
ジョイント１００は、図１０（ｂ）に示す離隔状態となったときには、上記のように作動して熱媒体を流通経路内に封止し、熱媒体の漏れを防止する。ジョイント１００は、所謂ノンスピルジョイントである。
【００９７】
冷凍機４の作動は、放熱用熱媒体の流れが若干異なる点を除き第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００９８】
上述の構成によれば、第１の実施形態と同様に、冷却風発生ユニット３１（室内熱交換器３ａおよびファン３ｂ）により発生する冷却風により第２発熱体３を良好に冷却することができる。冷却風発生ユニット３１は、第２発熱体３の冷却風上流側に隣接配置されているので、第２発熱体３を効率良く冷却することができ、冷凍機４の作動モードの切換えを頻繁に行なうことを抑制できる。また、外気温上昇時の冷却能力低下の影響を小さくすることができる。
【００９９】
また、吸着器ユニット５１、集熱器２ａ、冷却風発生ユニット３１、および放熱器ユニット８１の各ユニットにおける熱媒体流通経路の出入口には、ジョイント１００が設けられている。したがって、上記各ユニットのいずれかに故障等の不具合が発生した場合には、不具合ユニットを当該ユニットの熱媒体出入口に設けられたジョイント１００を離隔状態として取り外し、代替ユニットを装着して、不具合を速やかに復旧することができる。
【０１００】
また、このときに、熱媒体は流通経路から漏れ難く、電子機器に影響を与えることはない。このように、本実施形態の冷凍機４によればメンテナンスが非常に容易である。
【０１０１】
これに加えて、図１１に示すように、冷凍機４から吸着器ユニット５１を取り外して、この部位に直結配管１５０を介設し、集熱器２ａと放熱器ユニット８１の第２放熱器８ｂとの間を容易に直結するとともに、冷却風発生ユニット３１と放熱器ユニット８１の第１放熱器８ａとの間を容易に直結することができる。
【０１０２】
これにより、第１発熱体の熱を集熱器２ａで吸熱した熱媒体を第２放熱器８ｂに循環して筐体１ａ外に放熱できるとともに、第１放熱器８ａで冷却した熱媒体を室内熱交換器３ａに循環して第２発熱体３を冷却することができる。吸着器ユニット５１は構成部品が多く比較的高コストであるため、図１１に示す冷却装置は、冷却能力は低下するものの、安価な冷却装置となる。
【０１０３】
このような冷却装置は、比較的外気温度が低い地域で有効であり、比較的外気温度が高い地域で用いられる吸着器ユニット５１を備える冷却装置と吸着器ユニット５１以外を共通化することができる。
【０１０４】
また、設置当初、機器の出力が少なく第１発熱体２および第２発熱体３の発熱量が少ないときは、吸着器ユニット５１を用いない冷却装置で運用し、携帯電話等の利用者の増加に伴ない、出力が上昇し発熱量が増加したときに、吸着器ユニット５１のみを後付けすることも容易となる。
【０１０５】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、室内熱交換器３ａとファン３ｂとからなる冷却風発生手段を第２発熱体３の冷却風上流側に隣接して配置したが、第２発熱体３を冷却風により冷却するものであればこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、室内熱交換器３ａとファン３ｂとからなる冷却風発生手段を架台２０外に室内機として配設し、発生する冷却風により筐体１ａ内を全体的に冷却して第２発熱体３を冷却するものであってもよい。上記各実施形態より冷却能力は低下するものの、複雑な形状をした第２発熱体３であっても良好に冷却することが可能である。
【０１０６】
また、上記第３の実施形態では、吸着器ユニット５１を架台２０内に載置したが、筐体１ａ内の架台２０の外部、例えば他の架台内に載置するものであってもよい。また、図１３に示すように、吸着器ユニット５１を筐体１ａの外部に配設してもかまわない。
【０１０７】
また、上記各実施形態では、電話基地局を例に本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビル、地下室、工場、倉庫、住宅、車庫及び車両等を形成する筐体内の空間に配設された複数種類の発熱体（例えば、ガスタービンエンジン、ガスエンジン、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、燃料電池、電子機器、電気機器、電気変換器、蓄電池、動物（人間を含む。）等）の冷却に適用することができる。
【０１０８】
また、筐体が形成する空間は密閉された空間に限定されるものではなく、開空間であってもよい。
【０１０９】
また、冷却装置の放熱先は外気（大気）に限定されるものではなく、河川、地下水、土壌、海水、宇宙空間等であってもよい。
【０１１０】
また、冷媒は水に限定されるものではなく、アルコール等のその他のものであってもよい。
【０１１１】
また、上記各実施形態では吸着剤（吸着媒体）として固体吸着剤を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、臭化リチウムやアンモニア等の吸収液を含浸させたハイニカム構造状の吸収体を用いてもよい。
【０１１２】
また、上記各実施形態に示された冷却装置から排出される熱により給湯水を加熱する加熱器、室内に吹き出す空気を加熱する加熱器、または雪を溶かす融雪加熱器を備える熱管理システムに本発明に係る冷却装置を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における冷却装置（冷凍機４）が搭載された電話基地局の概略模式構成図である。
【図２】第１の実施形態における冷凍機４の配置構成を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施形態における冷凍機４の筐体１ａ内配置部分の架台２０載置状態を示す概略構成図である。
【図４】第１の実施形態における冷凍機４の第１作動モードの熱媒体流れを示す模式図である。
【図５】第１の実施形態における冷凍機４の第２作動モードの熱媒体流れを示す模式図である。
【図６】吸着剤の冷媒吸着特性を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態における冷凍機４の配置構成を示す概略構成図である。
【図８】第３の実施形態における冷却装置（冷凍機４）が搭載された電話基地局の概略模式構成図である。
【図９】第３の実施形態における冷凍機４の配置構成を示す概略構成図である。
【図１０】ジョイント１００の概略構成を示す断面図であり、（ａ）は着接状態、（ｂ）は離隔状態を示す。
【図１１】第３の実施形態における冷却装置（冷凍機４）が搭載された電話基地局の概略模式構成図であり、吸着器ユニット５１を取り外して用いる場合を示す。
【図１２】他の実施形態における冷凍機の配置構成を示す概略構成図である。
【図１３】他の実施形態における冷凍機の配置構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 電話基地局
１ａ 筐体（外殻）
２ 第１発熱体（電子機器）
２ａ 集熱器
３ 第２発熱体（電子機器）
３ａ 室内熱交換器（冷却風発生手段の一部）
３ｂ ファン（冷却風発生手段の一部）
４ 冷凍機（吸着式冷凍機、冷却手段、冷却装置）
５ 吸着器
５ａ 第１吸着器
５ｂ 第２吸着器
８ａ 第１放熱器（放熱器）
８ｂ 第２放熱器（放熱器）
１１ 温水用配管（吸熱用配管）
１２ 冷水用配管（冷却用配管）
２０ 架台
２１ 第１架台
２２ 第２架台
３１ 冷却風発生ユニット（冷却風発生手段）
５１ 吸着器ユニット
８１ 放熱器ユニット
１００ ジョイント（流通経路接続手段）
１１０ 配管（第１配管部材）
１２０ 配管（第２配管部材）
１３０ 配管（第３配管部材）
１５０ 直結配管

Claims (14)

1. 筐体（１ａ）内に収納された第１発熱体（２）に熱媒体を循環して前記第１発熱体（２）から吸熱し、この吸熱した熱により稼働する冷却手段（４）が生成する冷却風によって、前記筐体（１ａ）内に収納された第２発熱体（３）を冷却することを特徴とする冷却装置。
2. 前記冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、
   前記冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）は、前記第２発熱体（３）の前記冷却風上流側に隣接して配置されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記冷却手段（４）は、蒸発した気相冷媒を吸着するとともに加熱されることによりその吸着していた冷媒を脱離する吸着剤が封入された吸着器（５）を備える吸着式冷凍機（４）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記吸着器（５）は、前記第１発熱体（２）および前記第２発熱体（３）とともに、前記筐体（１ａ）内の同一の架台（２０）内に載置されることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記冷却手段（４）は、前記吸着器（５）と前記第１発熱体（２）との間に前記熱媒体を循環する吸熱用配管（１１）を備え、
   前記吸熱用配管（１１）は、前記架台（２０）の一部を構成することを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、
   前記冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）は、前記架台（２０）内に載置されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の冷却装置。
7. 前記冷却手段（４）は、前記吸着器（５）と前記冷風発生手段（３ａ、３ｂ）との間に冷却用の熱媒体を循環する冷却用配管（１２）を備え、
   前記冷却用配管（１２）は、前記架台（２０）の一部を構成することを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
8. 前記冷却手段（４）は、冷却風を発生する冷却風発生手段（３ａ、３ｂ）を備え、
   前記吸着器（５）は、前記第１発熱体（２）とともに、前記筐体（１ａ）内の同一の第１架台（２１）内に載置され、前記冷風発生手段（３ａ、３ｂ）は、前記第２発熱体（３）とともに、前記筐体（１ａ）内の同一の第２架台（２２）内に載置されることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
9. 前記冷却手段（４）は、前記吸着器（５）と前記第１発熱体（２）との間に前記熱媒体を循環する吸熱用配管（１１）を備え、
   前記吸熱用配管（１１）は、前記第１架台（２１）の一部を構成することを特徴とする請求項８に記載の冷却装置。
10. 前記冷却手段（４）は、前記吸着器（５）と前記冷風発生手段（３ａ、３ｂ）との間に冷却用の熱媒体を循環する冷却用配管（１２）を備え、
    前記冷却用配管（１２）は、前記第２架台（２２）の一部を構成することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の冷却装置。
11. 前記冷却手段（４）は、
    前記吸着器（５）を有する吸着器ユニット（５１）と、
    前記筐体（１ａ）内に設けられ、前記第１発熱体（２）に当接して前記第１発熱体（２）の熱を集める集熱器（２ａ）と、
    前記吸着器ユニット（５１）と前記集熱器（２ａ）とを連結するように設けられ、前記吸着器（５）と前記集熱器（２ａ）との間を循環する吸熱用の前記熱媒体を流通する第１配管部材（１１０）と、
    前記筐体（１ａ）内に設けられ、冷却風を発生する冷却風発生手段（３１）と、
    前記吸着器ユニット（５１）と前記冷却風発生手段（３１）とを連結するように設けられ、前記吸着器（５）と前記冷却風発生手段（３１）との間を循環する冷却用の熱媒体を流通する第２配管部材（１２０）と、
    前記吸着器（５）の熱を前記筐体（１ａ）の外部へ放熱するための放熱器（８ａ、８ｂ）を有する放熱器ユニット（８１）と、
    前記吸着器ユニット（５１）と前記放熱器ユニット（８１）とを連結するように設けられ、前記吸着器（５）と前記放熱器（８ａ、８ｂ）との間を循環する放熱用の熱媒体を流通する第３配管部材（１３０）と、
    前記第１配管部材（１１０）、前記第２配管部材（１２０）、および前記第３配管部材（１３０）の前記各熱媒体の流通経路にそれぞれ介設され、着接状態としたときに前記流通経路を連通し、離隔状態としたときに前記流通経路を遮断するように着脱が可能な流通経路接続手段（１００）とを備えることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
12. 前記流通経路接続手段（１００）は、前記第１配管部材（１１０）、前記第２配管部材（１２０）、および前記第３配管部材（１３０）のそれぞれ両端部に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の冷却装置。
13. 前記流通経路接続手段（１００）は、離隔したときには、前記熱媒体を前記流通経路内に封止することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の冷却装置。
14. 前記筐体（１ａ）は、電話基地局（１）の外殻（１ａ）であり、
    前記第１発熱体（２）および前記第２発熱体（３）は、ともに前記外殻（１ａ）内に収納された電子機器（２、３）であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１つの記載の冷却装置

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