JP2007129095A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置の設置場所の構造を変更することなく、冷却方式を選択できる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置１の構成を、内気が流れる内気側領域３１および外気が流れる外気側領域３２が内部でケース１１の左右方向に並んで設けられているケース１１と、内気側領域３１に配置された２つの内気側熱交換器１２と、外気側領域３２に配置された２つの外気側熱交換器１３とを備え、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３とを１つずつ備える冷媒回路を二組有する構成とする。内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３の種類として、沸騰冷却式用、冷凍サイクル用のどちらかを選択したり、冷媒回路中に減圧膨張弁や圧縮機等を加えるか否かを選択したりすることにより、ケースの構造を変更することなく、冷却装置の冷却方式として、沸騰冷却方式、冷凍サイクル方式、両方を併用する方式のいずれかを任意に選択することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温流体と、高温流体よりも低温である低温流体とを混合させることなく、熱交換させることで、高温流体を冷却する冷却装置に関するもので、例えば、携帯電話通信網基地局の局舎内の空気温度を制御する冷却装置に用いて好適である。

従来、このような冷却装置としては、エアコンなどに汎用されているように、強制循環冷媒回路を備える冷凍サイクル方式の冷却装置や、自然循環冷媒回路を備える沸騰式の冷却装置や、冷凍サイクル方式と沸騰式の両方の冷却方式を併用した構成の冷却装置等がある。

これらの冷却装置のうち、沸騰式の冷却装置としては、例えば、１つのケースの内部を、基本的に、上下方向で２つに仕切り、ケース内部の上側の領域に低温流体側熱交換器を配置し、ケース内部の下側の領域に高温流体側熱交換器を配置した構造のものがある（例えば、特許文献１参照）。

この冷却装置では、ケース内部の下半分側に高温流体を流入し、高温流体と高温流体側熱交換器内の冷媒との間で熱交換させることにより、冷媒を沸騰気化させることを利用して、高温流体を冷却するとともに、ケース内部の上半分側に低温流体を流入し、低温流体側熱交換器内で、高温流体側熱交換器で気化された冷媒と低温流体との間で熱交換させることにより、冷媒を凝縮させることを利用して、冷媒の熱を低温流体に放熱している。

また、冷凍サイクル方式と沸騰式の両方の冷却方式を併用した構成の冷却装置としては、例えば、沸騰式冷却用の冷却器と、冷凍サイクル用の蒸発器とを１つの室内機に収納し、沸騰式冷却用の凝縮器と冷凍サイクル用の凝縮器とをそれぞれ別々の室外機に収納した構造のものがある。

両方の冷却方式を併用した構成の冷却装置では、外気温が低いときに沸騰方式の冷却能力が高く得られ、冷凍サイクル方式の運転を停止または低減できることから、冷凍サイクル方式の冷却運転のみの冷却装置と比較して、消費電力を低減することができる。
特開平１０−１９０２７０号公報 特開２００１−０４１５０３号公報

ところで、通常、冷却装置の冷却方式は、冷却装置が使用される環境の温度に応じて、選択される。

しかし、上記のとおり、従来の冷却装置では、冷却方式が異なると、冷却装置の構造が大きく異なるため、冷却方式によって冷却装置の設置箇所の構造が異なっていた。すなわち、従来では、冷却方式が異なる冷却装置は互換性がなかった。

このため、冷却装置が使用される環境に応じて、冷却装置の設置場所の構造を変更しなければならなかった。

本発明は、上記点に鑑み、冷却装置の設置場所の構造を変更することなく、冷却方式を選択できる冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、高温流体側流路（３１）と低温流体側流路（３２）とが内部に設けられているケース（１１、７０）と、高温流体側流路（３１）に配置された第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）と、低温流体側流路（３２）に配置された第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）とを備え、第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）、第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）および第１の冷媒配管（４４ｂ、４５ｂ）によって、第１の冷媒回路が構成されており、第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）、第２の低温流体側熱交換器（１３ａ）および第２の冷媒配管（４４ａ、４５ａ）によって、第２の冷媒回路が構成されていることを特徴としている。

なお、第１、第２の冷媒回路として、高温流体側熱交換器で冷媒を沸騰気化させ、低温流体側熱交換器で冷媒を凝縮させ、冷媒の密度差を利用して冷媒を自然循環させる沸騰式の熱交換サイクルを利用した冷却方式の冷媒回路を用いたり、冷媒を圧縮機を用いて強制的に循環させ、低温流体側熱交換器で高温・高圧の冷媒を放熱させ、高温流体側熱交換器で低温・低圧の冷媒を吸熱させる冷凍サイクルを利用した冷却方式の冷媒回路を用いたり、沸騰式の熱交換サイクルを利用した冷却方式の冷媒回路と、冷凍サイクルを利用した冷却方式の冷媒回路の両方を用いたりすることができる。

このように、本発明では、冷却装置の構造を、１つのケース内部に少なくとも２つの冷媒回路を収納した構造としている。

これにより、上記のように、高温流体側熱交換器と低温流体側熱交換器の種類として、沸騰冷却式用、冷凍サイクル用のどちらかを選択したり、冷媒回路中に減圧膨張弁や圧縮機等を加えるか否かを選択したりすることにより、ケースの構造を変更することなく、冷却装置の冷却方式を任意に選択することができる。

この結果、本発明の冷却装置によれば、各冷却方式の冷却装置のケース構造を共通化することができることから、冷却装置の設置場所の構造を変更することなく、冷却方式を選択することが可能となる。

また、ケース（１１）としては、例えば、横断面の形状が、第１の方向での長さが、第１の方向に直交する第２の方向での長さよりも短い形状であり、高温流体側流路（３１）と低温流体側流路（３２）が、ケース（１１）の内部に、第２の方向で並んで設けられているものを用いることが可能である。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態では、通信機器などが納められている携帯電話基地局の局舎内を冷却する基地局用冷却装置を例として説明する。

図１（ａ）〜（ｄ）に、本発明の第１実施形態における冷却装置の全体構成を示す。また、図２に、冷却装置の局舎への設置状態を示す。なお、図１（ａ）は冷却装置を正面から見たときの内部構成を示す図であり、図１（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図１（ａ）中の冷却装置を矢印Ａ、Ｂ方向で見たときの内部構成を示す図であり、図１（ｄ）は、冷却装置を上方から見たときの内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３の配置を示す図である。また、図１（ａ）〜（ｃ）、図２では、図の上下方向が、冷却装置の天地方向である。

図２に示すように、本実施形態の冷却装置１は、筐体としての局舎２の扉３に取り付けられるものである。局舎２は、扉３が閉められた状態のとき、内部が外部から密閉される。また、局舎２の内部には、アンテナ４を介して、携帯電話機５や最寄りの交換局等と通信を行うための通信機器６が収納されており、この通信機器６が作動することで、通信機器６が発熱し、局舎２の内部空気（内気）の温度が上昇する。本実施形態では、この内気が高温流体に相当し、局舎２の外部空気（外気）が低温流体に相当する。

本実施形態の冷却装置１は、自然循環冷媒回路を備える沸騰方式の冷却運転と、強制循環冷媒回路を備える蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷却運転とを、同時もしくは切り替えて行うものである。具体的には、沸騰冷却方式は特にＯＮ／ＯＦＦ制御は無く、内気と外気の温度差によるなりゆきの冷却性能となり、冷凍サイクル方式は減圧膨張弁や圧縮機の制御による切り替え運転を行う。

具体的には、冷却装置１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、１つのケース１１と、ケース１１の内部に収納される２つの内気側熱交換器１２と、２つの外気側熱交換器１３と、１つの内気用ファン１４と、１つの外気用ファン１５とから主に構成されている。

ケース１１は、直方体であり、図１（ａ）に示すように、ケース１１を正面から見たとき、前面２１と、前面２１の奥側に位置する背面２２と、前面２１の左側に位置する左側面２３と、前面２１の右側に位置する右側面２４と、前面２１の上側に位置する上面２５と、前面２１の下側に位置する下面２６とを有している。

また、このケース１１は、図１（ａ）中の奥行き方向の幅、すなわち、前面２１と背面２２に垂直な方向の幅が、ケース１１の他の幅よりも小さくなっており、以下では、前面２１と背面２２に垂直な方向を、ケース１１の厚さ方向と呼ぶ。また、図１（ａ）中の前面２１に向かって左右の方向を、ケース１１の左右方向と呼ぶ。

本実施形態では、図１（ｄ）に示すように、ケース１１の横断面の形状は、ケース１１の厚さ方向での長さが、その厚さ方向に直交するケース１１の左右方向での長さよりも短い形状となっている。なお、ケース１１の横断面とは、ケース１１の上下方向、すなわち、天地方向に垂直な方向での断面を意味する。また、本実施形態中のケース１１の厚さ方向、左右方向が、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１の方向、第２の方向に相当する。

また、図２に示すように、ケース１１の背面２２が局舎２の内部に面し、前面２１が局舎２の外部に面するように、冷却装置１が局舎２の扉３に取り付けられるようになっている。すなわち、ケース１１の厚さ方向が、冷却装置１の局舎２に対する取り付け方向となっている。

また、図１（ａ）に示すように、ケース１１の内部は、隔壁２７によって、ケース１１の左右方向で２つの領域に分けられている。この隔壁２７は、ケース１１の内部に沿った形状であり、略長方形の略平板である。隔壁２７は、鉛直方向に平行となるように、ケース１１の前面２１、背面２２、上面２５および下面２６に対して垂直に配置されている。

ここで、図３に、ケース１１を上方から見たときのケース１１の断面図を示す。ケース１１は、図３に示すように、左側面２３、前面２１の図中左半分および隔壁２７を構成するＵ字型形状の金属板と、前面２１の図中右半分および右側面２４を構成するＬ字形状の金属板と、背面２２を構成する平らな金属板とを、ピン等を用いて、互いに固定することにより、形成されている。

なお、これらの金属板は、例えば、鉄により構成されている。また、各金属板は、金属板同士が面と面が対向して接合するように、各金属板の端部が折り曲げられており、金属板と金属板との間にパッキン２８が挟まれている。さらに、金属板と金属板との隙間をシール剤で塞ぐことによって、金属板と金属板との接合部から水が侵入しないように、防水処理が施されている。

また、本実施形態では、ケース１１の内部空間のうち、図１（ａ）中の左側が内気側領域３１であり、局舎２の内気が流通する内気流路となり、図１（ａ）中の右側が外気側領域３２であり、局舎２の外気が流通する外気流路となる。なお、内気側領域３１、外気側領域３２が、それぞれ、特許請求の範囲に記載の高温流体側流路、低温流体側流路に相当する。

そして、図１（ａ）に示すように、内気側領域３１には、ケース１１の下側に内気側熱交換器１２が配置され、ケース１１の上側に内気用ファン１４が配置されている。一方、外気側領域３２には、ケース１１の上側に外気側熱交換器１３が配置され、ケース１１の下側に外気用ファン１５が配置されている。

すなわち、本実施形態では、冷却装置１を正面から見たとき、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３は、それぞれ、ケース内部の左下と右上という対角方向に配置されており、内気用ファン１４と外気用ファン１５は、それぞれ、ケース内部の左上と右下という対角方向に配置されている。

２つの内気側熱交換器１２は、１つが沸騰冷却用の内気側熱交換器（沸騰器）１２ｂであり、もう１つが冷凍サイクル用の内気側熱交換器（蒸発器）１２ａである。本実施形態では、図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａは、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂよりもケース１１の背面２２に近い位置に配置されている。

この２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂは、ともに、外形は略直方体であり、同一の形状である。この２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂは、それらの通風面１２ｃ、１２ｄに対して垂直な方向での幅（内気側熱交換器１２の厚さ）が、内気側熱交換器１２の他の方向での幅よりも薄く、ケース１１よりも薄い薄板形状である。なお、通風面１２ｃ、１２ｄは内気を通す面であり、内気の流れに対向している。

そして、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂは、通風面１２ｃ、１２ｄの形状および大きさが同一であり、それらの通風面１２ｃ、１２ｄが揃って、互いに略平行で、かつ、ケース１１の背面２２に略平行となるように配置されている。

また、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂの厚さの合計は、ケース１１の厚さの半分以下である。そして、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂは、ケース１１の厚さ方向では、ケース１１の中央よりも背面２２側に配置されている。本実施形態では、背面２２と冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａの間隔は、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａの厚さよりも短くなっている。

また、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂ同士も近接して配置されており、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂ同士の間隔は、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂの厚さの合計よりも小さくなっている。

また、図１（ｂ）、図２に示すように、ケース１１の背面２２のうち、内気用ファン１４に対向する位置と、内気側熱交換器１２に対向する位置とに、それぞれ、内気取り入れ口と、内気排出口となる開口部２２ａ、２２ｂが設けられている。

これにより、図１（ｂ）、図２に示すように、内気が、ケース１１の上方に位置する内気取り入れ口２２ａから取り入れられ、内気側領域３１を上から下に向かって流れ、ケース１１の下方に位置する内気排出口２２ｂから排出されるようになっている。このため、局舎２の内気は、図２に示すように、冷却装置１の内部でＵターンするように、局舎２の内部を流れるようになっている。

２つの外気側熱交換器１３は、１つが沸騰冷却用の外気側熱交換器（凝縮器）１３ｂであり、もう１つが冷凍サイクル用の外気側熱交換器（凝縮器）１３ａである。本実施形態では、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａは、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂよりもケース１１の前面２１に近い位置に配置されている。

２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂは、ともに、外形が直方体であり、同一の形状である。２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂは、それらの通風面１３ｃ、１３ｄに対して垂直な方向での幅（外気側熱交換器１３の厚さ）が他の方向での幅よりも薄く、ケース１１の厚さよりも薄い薄板形状である。

そして、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂは、それらの通風面１３ｃ、１３ｄの形状および大きさが同等であり、それらの通風面１３ｃ、１３ｄが揃って、互いに略平行で、かつ、ケース１１の前面２１に略平行となるように配置されている。

また、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの厚さの合計は、ケース１１の厚さの半分以下である。そして、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂは、ケース１１の厚さ方向では、ケース１１の中央よりも前面２１側に配置されている。本実施形態では、前面２１と冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａの間隔は、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａの厚さよりも短くなっている。

また、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂ同士も近接しており、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの間隔は、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの厚さの合計よりも小さくなっている。

このように、本実施形態では、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３とは、図１（ｄ）に示すように、ケース１１の上面側から見たとき、ケース１１の正面に対して奥左側と手前右側というケース内部の対角方向に配置されている。

また、図１（ｃ）に示すように、ケース１１の前面２１のうち、外気用ファン１５に対向する位置と、外気側熱交換器１３に対向する位置とに、それぞれ、外気取り入れ口と、外気排出口となる開口部２１ａ、２１ｂが設けられている。

これにより、図１（ｃ）に示すように、外気は、ケース１１の下方に位置する外気取り入れ口２１ａから取り入れられ、外気側領域３２を下から上に向かって流れ、ケース１１の上方に位置する外気排出口２１ｂから排出されるようになっている。このように、本実施形態の冷却装置１は、ケース１１の内部に、内気と外気とを対向して流すことで、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３を含む冷媒回路で、対向流式熱交換を行うようになっている。

以上説明したように、本実施形態では、内気用ファン１４は、内気流路（内気流れ）の上流側に配置され、内気側熱交換器１２は、内気流路の下流側に配置されている。また、外気用ファン１５は、外気流路（外気流れ）の上流側に配置され、外気側熱交換器１３は、外気流路の下流側に配置されている。

さらに、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂにおいては、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂが、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａよりも内気流路の上流側に配置されている。同様に、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂにおいても、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂが、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａよりも外気流路の上流側に配置されている。

また、本実施形態では、内気用ファン１４、外気用ファン１５として、押し込み方式の遠心ファンを用いている。

このように、押し込み方式のファンを用いることで、内気側領域３１、外気側領域３２において、各熱交換器１２、１３を内気、外気流れの下流側に配置することができる。そして、遠心ファンを用いることで、ファンの吸い込み流れと吐き出し流れを９０度に曲げることができるため、内気、外気を冷却装置１でＵターンするように流すとき、内気、外気流れの曲がり圧損を低減することができる。この結果、本実施形態によれば、遠心ファンを用いない場合と比較して、内気用ファン１４、外気用ファン１５の送風によって生じる騒音を低減でき、消費電力を低減できる。

また、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、内気側領域３１には、内気側熱交換器１２の内気流れの上流側であって、内気側熱交換器１２に対して内気側熱交換器１２の中心よりも上方側にヒータ４１が配置されている。このヒータ４１は、局舎２の内気温度を０℃等の下限温度以上にするためのものである。

また、内気側熱交換器１２の内気流れの下流側であって、内気排出口１１ｂの近傍に内気用温度センサ４２が配置されている。

また、図１（ｃ）に示すように、外気側領域３２には、外気用ファン１５よりも外気流れの下流側であって、外気側熱交換器１３よりも外気流れの上流側に外気用温度センサ４３が配置されている。

これらの内気用、外気用温度センサ４２、４３により、内気、外気の温度が検出され、この検出結果に基づいて、内気用ファン１４、外気用ファン１５およびヒータ４１の作動が図示しない制御装置によって、制御されるようになっている。

また、内気側領域３１には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂと沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂとに接続され、気相冷媒の流路を構成する沸騰冷却用のガス配管４４ｂが配置されている。

また、内気側領域３１には、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａと冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａとに接続され、液相冷媒の流路を構成する冷凍サイクル用の液配管４５ａが配置されている。そして、この液配管４５ａの途中には、減圧膨張弁４６が設けられている。

一方、外気側領域３２には、図１（ａ）、（ｃ）に示すように、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂと沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂとに接続され、液相冷媒の流路を構成する沸騰冷却用の液配管４５ｂが配置されている。

また、外気側領域３２には、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａと冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａとに接続され、気相冷媒の流路を構成する冷凍サイクル用のガス配管４４ａも配置されている。そして、このガス配管４４ａの途中には、圧縮機４７が設けられている。

なお、本実施形態では、図１（ｄ）に示すように、ケース１１の厚さ方向において、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂは、ケース１１の中心側に配置され、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａおよび外気側熱交換器１３ａは、ケース１１の外側に配置されている。

このため、図１（ｂ）に示すように、沸騰冷却用のガス配管４４ｂと冷凍サイクル用の液配管４５ａは、クロスして、内気側領域３１に配置されている。また、図１（ｃ）に示すように、沸騰冷却用の液配管４５ｂと冷凍サイクル用のガス配管４４ａも、クロスして、外気側領域３２に配置されている。

なお、ガス配管４４ａ、４４ｂおよび液配管４５ａ、４５ｂとしては、冷媒を循環させる熱交換器において一般的に使用される配管を用いることができ、例えば、金属材料により構成されている。

本実施形態では、このように配置された沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂを介して、冷媒が沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂと外気側熱交換器１３ｂとの間を循環するようになっている。同様に、冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび液配管４５ａを介して、冷媒が冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａと外気側熱交換器１３ａとの間を循環するようになっている。

このように、本実施形態の冷却装置１は、図４に示すように、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂ、沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂにより、密閉された沸騰冷却方式の冷媒回路を形成し、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａおよび外気側熱交換器１３ａ、冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび液配管４５ａ、減圧膨張弁４６、圧縮機４７により、密閉された蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷媒回路を形成している。なお、図４は、本実施形態の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示している。

なお、本実施形態では、沸騰冷却方式の冷媒回路、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂ、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂ、沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１の冷媒回路、第１の高温流体側熱交換器、第１の低温流体側熱交換器、第１の冷媒配管に相当する。

また、蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷媒回路、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａ、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａ、冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび液配管４５ａが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第２の冷媒回路、第２の高温流体側熱交換器、第２の低温流体側熱交換器、第２の冷媒配管に相当する。

図５に、沸騰冷却方式の冷媒回路を構成する内気側熱交換器１２ｂ、外気側熱交換器１３ｂ、ガス配管４４ｂ、液配管４５ｂとケース１１の隔壁２７の断面図を示す。なお、図５は、ケース１１を前面２１に平行な面方向に切断したときの縦断面図である。また、図６に、図５中のＡ−Ａ線断面図を示し、図７に、図５中の破線で囲まれた領域Ｂの拡大図を示す。

図５に示すように、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂは、ともに、マルチフローパス型熱交換器であり、上下方向に伸びている複数の多穴チューブ５１の両端が、ケース１１の左右方向に伸びている上側連通部５２、下側連通部５３に連結され、多穴チューブ５１同士の間に、フィン５４が配置された構成となっている。

多穴チューブ５１は、図６に示すように、１つのチューブ内に、図５の紙面垂直方向に多数の流路５５が並列しているものであり、１つの流路５５の幅は、液体冷媒から発生する気泡の幅と同等の大きさとなっている。フィン５４としては、例えば、コルゲートフィンを用いている。

なお、多穴チューブ５１や上側連通部５２、下側連通部５３は、アルミニウム、銅等の熱伝導性に優れた金属材料により構成されている。

また、図５に示すように、内気側熱交換器１２ｂの上下方向の長さは、ケース１１の下半分の長さと同等であり、外気側熱交換器１３ｂの上下方向の長さは、ケース１１の上側半分よりも長くなっている。このため、外気側熱交換器１３ｂは、その一部が、内気側熱交換器１２ｂと、ケース１１の上下方向でオーバーラップしている。

また、図５に示すように、ガス配管４４は、一端が内気側熱交換器１２ｂの上側連通部５２の上面に接続され、他端が外気側熱交換器１３ｂの上側連通部５２の側面に接続されている。一方、液配管４５は、一端が内気側熱交換器１２ｂの下側連通部５３の側面に接続され、他端が外気側熱交換器１３ｂの下側連通部５３の下面に接続されている。

また、図７に示すように、ガス配管４４は、防水手段としての連結部６１を介して、隔壁２７に設けられた穴２７ａを通っており、隔壁２７を貫通している。

連結部６１は、例えば、ゴムで構成されており、隔壁２７とガス配管４４との隙間を密閉している。また、本実施形態では、連結部６１とガス配管４４との間に、シール剤６２が塗布されることでも、防水処理が施されている。なお、液配管４５もガス配管４４と同様に、隔壁２７を貫通している。

以上説明した構成の沸騰冷却方式の冷媒回路においては、内気側熱交換器１２ｂでは、フィン５４を介して、外気よりも高温である内気と、多穴チューブ５１内に封入された液相冷媒との間で、熱交換がされる。これにより、液相冷媒が沸騰して、図５に示すように、多穴チューブ５１内に気泡が発生する、すなわち、気相冷媒となり、内気が冷却される。

一方、外気側熱交換器１３ｂでは、フィン５４を介して、内気よりも低温である外気と、多穴チューブ５１内に封入された気相冷媒との間で熱交換がされる。これにより、気相冷媒が凝縮して、液滴となり、すなわち、液相冷媒となり、冷媒の熱が外気に放熱される。

このとき、外気側熱交換器１３ｂは、内気側熱交換器１２ｂよりも上側に配置されているので、沸騰冷却方式の冷媒回路では、気相冷媒と液相冷媒との密度差により、冷媒は、内気側熱交換器１２ｂ→ガス配管４４ｂ→外気側熱交換器１３ｂ→液配管４５ｂ→内気側熱交換器１２ｂの順（図１（ａ）、図５では時計回りの方向）に、自然循環する。

また、冷凍サイクル方式の冷媒回路を構成する内気側熱交換器１２ａ、外気側熱交換器１３ａとして、本実施形態では、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂ、外気側熱交換器１３ｂと同様に、マルチフローパス型熱交換器を用いている。これらの内部構造については、上記した沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂ、外気側熱交換器１３ｂと同様であるため、ここでは説明を省略する。

冷凍サイクル方式の冷媒回路では、冷媒は、図１（ａ）中において、圧縮機４７から反時計回りの方向に流れる。すなわち、圧縮機４７→ガス配管４４ａ→外気側熱交換器１３ａ→液配管４５ａ→減圧膨張弁４６→内気側熱交換器１２ａ→液配管４５ａ→内気側熱交換器１２ａ→ガス配管４４ａ→圧縮機４７の順に、冷媒は圧縮機４７によって強制的に循環する。

このとき、圧縮機４７から高温・高圧の冷媒が吐出され、外気側熱交換器（凝縮器）１３ａで、圧縮機４７により圧縮された冷媒が凝縮する。そして、減圧膨張弁４６で、凝縮後の冷媒が減圧膨張し、内気側熱交換器（蒸発器）１２ａで、減圧膨張された冷媒が蒸発することで、内気が冷却される。

本実施形態の冷却装置１では、内気と外気との温度差に基づいて、自然循環冷媒回路を備える沸騰方式の冷却運転と、強制循環冷媒回路を備える蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷却運転とを、切り替えて行うようになっている。例えば、夏と冬、夜と昼のように、外気の温度が高い場合と低い場合があるとき、外気の高い場合に冷凍サイクル方式の冷却運転を行い、外気の温度が低い場合に沸騰方式の冷却運転を行う。

これにより、沸騰方式の冷却運転時では、圧縮機４７の運転を停止させることができるので、冷凍サイクル方式の冷却運転のみを行う冷却装置と比較して、冷却装置の消費電力を低減することができる。なお、併用運転させることもできるようになっている。

また、本実施形態では、隔壁２７を金属材料で構成しており、内気側領域３１と外気側領域３２に、それぞれ、内気と外気とを対向させて流していることから、隔壁２７を介して、直接、内気と外気との間でも熱交換が行われる。本実施形態の冷却装置１は、この熱交換によっても、局舎２の内気を冷却するようになっている。

次に、本実施形態の冷却装置の主な効果について説明する。

（１）本実施形態の冷却装置は、内気が流れる内気側領域３１と、外気が流れる外気側領域３２とが内部でケース１１の左右方向に並んで設けられているケース１１と、内気側領域３１に配置された２つの内気側熱交換器１２と、外気側領域３２に配置された２つの外気側熱交換器１３とを備えている。

２つの内気側熱交換器１２は、１つが沸騰冷却用の内気側熱交換器（沸騰器）１２ｂであり、もう１つが冷凍サイクル用の内気側熱交換器（蒸発器）１２ａである。また、２つの外気側熱交換器１３は、１つが沸騰冷却用の外気側熱交換器（凝縮器）１３ｂであり、もう１つが冷凍サイクル用の外気側熱交換器（凝縮器）１３ａである。

沸騰冷却用の内気側熱交換器（沸騰器）１２ｂおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ｂは、ガス配管４４ｂと液配管４５ｂにより、接続されており、これらにより、沸騰冷却方式の冷媒回路が構成されている。

また、冷凍サイクル用の内気側熱交換器（蒸発器）１２ａおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ａは、ガス配管４４ａと液配管４５ａにより、接続されており、ガス配管４４ａの途中に圧縮機４７が設けられ、液配管４５ａの途中に減圧膨張弁４６が設けられており、これらによって、冷凍サイクル方式の冷媒回路が構成されている。

ここで、従来の携帯電話基地局用の冷却装置では、上記課題の欄で説明したように、冷凍サイクル方式の冷却装置、沸騰式の冷却装置、両方を併用した併用式の冷却装置は、設置に関して互換性がなかった。

このため、通信は世界各国で共通のサービスを行う必要があり、国によっては熱い地域から寒い地域まで同一の基地局を使いたいが、一部でも熱い地域があると、その国で使用する冷却方式を、冷凍サイクル方式で統一するか、設置エリアごとに、冷却方式に対応させた構造の基地局を開発する必要があった。なお、後者の場合では、さらに、メンテナンスサービス時にも、設置エリアごとにメンテナンス方法や補給品が全く異なるため大きな負担となっている。

これに対して、本実施形態の冷却装置では、後述する第２、第３実施形態のように、本実施形態の各冷媒回路に対して、ガス配管４４と液配管４５を入れ替えたり、減圧膨張弁４６および圧縮機４７を追加もしくは削除したりすることにより、２つの冷媒回路の種類を、併用式から、冷凍サイクル方式のみや沸騰式のみに変更できる。

これにより、ケース１１の構造を変更することなく、冷却装置の冷却方式を任意に選択することができる。したがって、本実施形態の冷却装置によれば、各冷却方式の冷却装置のケース構造を共通化することができることから、冷却方式の種類を問わず、基地局の局舎２の構造を共通仕様とすることができる。

この結果、基地局の局舎２の構造を変更することなく、各地の気候に合わせて、冷却装置の冷却方式を選択することが可能となる。

（２）本実施形態では、減圧膨張弁４６を内気側領域３１に配置している。このように、冷凍サイクルにおいて重要機能部品である減圧膨張弁４６を、外気と隔てられている内気側領域３１に配置することで、減圧膨張弁４６が外気に曝されて、減圧膨張弁４６が汚れたり、腐食したりするのを防ぐことができる。

（３）本実施形態では、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂにおいて、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂを、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａよりも内気流路の上流側に配置している。

このように配置することで、先に、圧縮機４７を使用しない沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂで内気を冷却した後に、その冷却後の内気を、圧縮機４７を運転させる冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａで冷却することができる。

これにより、これらの熱交換器を反対の位置に配置した場合と比較して、冷凍サイクル方式での冷却運転率を低減できるので、圧縮機４７の消費電力を低減できる。

また、本実施形態では、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂにおいても、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂを、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａよりも外気流路の上流側に配置している。

この場合、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂが、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａに対して、外気中の埃等を捕獲するフィルターの役目を果たす。

ここで、本実施形態の冷却装置において、沸騰冷却方式の冷却運転と冷凍サイクル方式の冷却運転では、外気の温度が高い場合でも、能力を発揮できる冷凍サイクル方式の冷却運転の方が、重要な機能である。

したがって、本実施形態によれば、冷凍サイクルを行う外気側熱交換器１３ａを外気中の汚染物の付着やその付着による腐食、外気中に含まれる異物の飛び込みによる破損から守ることができ、冷凍サイクル方式の冷却運転の性能低下を防止できる。

（４）本実施形態では、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂは、それらの通風面１２ｃ、１２ｄの形状および大きさが同一であり、それらの通風面１２ｃ、１２ｄが揃っており、互いに略平行となるように配置されている。また、２つの内気側熱交換器１２同士の間隔は、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂの厚さの合計よりも小さくなっている。

同様に、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂは、それらの通風面１３ｃ、１３ｄの形状および大きさが同等であり、それらの通風面１３ｃ、１３ｄが揃って、互いに略平行となるように配置されている。また、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの間隔は、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの厚さの合計よりも小さくなっている。

このように、２つの熱交換器を、通風面を揃え、近接させて、同一送風路に設置することで、下流側に配置されている冷凍サイクル方式の熱交換器１２ａ、１３ａにおける通風抵抗を低減することができる。これにより、２つの熱交換器がこのように配置されていない場合と比較して、同量の内気もしくは外気をケース１１内に流す場合、内気用、外気用ファン１４、１５による送風仕事量を低減することができる。この結果、内気用、外気用ファン１４、１５の消費電力を低減でき、内気用、外気用ファン１４、１５の送風による騒音を低減できる。

なお、本実施形態では、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂの通風面１２ｃ、１２ｄの形状および大きさが同一であり、それらの通風面１２ｃ、１２ｄを揃えて２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂを配置する場合を例として説明したが、これらの通風面１２ｃ、１２ｄの形状および大きさを異ならせたり、これらの通風面１２ｃ、１２ｄ同士を平行な状態のままで、ずらすこともできる。この場合、少なくとも、これらの通風面１２ｃ、１２ｄの一部が対向していれば、対向していない場合と比較して、上記した効果が得られる。２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂにおいても同様である。

（５）本実施形態では、１つのケース１１の内部に、内気が流れる内気側領域３１と、外気が流れる外気側領域３２とをケース１１の左右方向に並列して設けている。

ここで、近年では、設置性、周波数帯域および通信容量の関係から、従来の大型基地局に替わって、中小型の基地局のニーズが高まっている。中小型の基地局の場合、上記従来技術の欄で記載した特許文献２の冷却装置のように、室内機と、冷凍サイクル用の室外機と、沸騰式用の室外機とを別々に設けることは、コスト、メンテナンス性、基地局への搭載性から困難である。

これに対して、本実施形態では、ケース１１の内部構造を、内気側領域３１と外気側領域３２とをケース１１の左右方向に並列させた構造として、１つのケース１１に、冷凍サイクル方式の冷媒回路と、沸騰式用の冷媒回路を収納するようにしている。

したがって、本実施形態によれば、上記した特許文献２の冷却装置と比較して、基地局への搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態の冷却装置１によれば、第５実施形態で説明する図１４に示される、２つの流路がケース１１の内部でケースの厚さ方向に並んでいる冷却装置と比較して、例えば、両方の冷却装置における各流路のケース厚さ方向の幅が同一のとき、ケース１１の厚さを薄くすることができる。したがって、本実施形態の冷却装置１は、２つの流路がケース１１の内部でケースの厚さ方向に並んでいる冷却装置よりも、薄型化に適した構造であると言える。

また、本実施形態のように、２つの流路をケース１１の左右方向に配置した場合、２つの流路を上下に配置した場合と比較して、ガス配管４４、液配管４５のレイアウトの自由度が大きく、ガス配管４４、液配管４５をシンプルな状態で配置することができる。

（６）本実施形態では、ケース１１の内気側領域３１の下側に沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂを配置し、ケース１１の外気側領域３２の上側に沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂを配置している。すなわち、冷却装置１を正面から見たとき、内気側熱交換器１２ｂと外気側熱交換器１３ｂを、それぞれ、ケース内部の左下と右上という対角方向に配置している。

これにより、冷媒の密度差を利用して、冷媒を自然循環させるようにしている。

また、本実施形態では、ケース１１の内気側領域３１の上側に内気用ファン１４を配置し、ケース１１の外気側領域３２の下側に外気用ファン１５を配置している。すなわち、冷却装置１を正面から見たとき、内気用ファン１４と外気用ファン１５を、それぞれ、ケース内部の左上と右下という対角方向に配置している。

また、ケース１１の背面２２のうち、内気用ファン１４に対向する位置に内気取り入れ口２２ａを設け、内気側熱交換器１２に対向する位置に、内気排出口２２ｂを設けている。また、ケース１１の前面２１のうち、外気用ファン１５に対向する位置に外気取り入れ口２１ａを設け、外気側熱交換器１３に対向する位置に、外気排出口２１ｂを設けている。

これらにより、内気側領域３１では、内気取り入れ口２２ａから流入した内気が上から下に向かって流れ、内気取り出し口２２ｂから排出されることで、局舎２の内気が、冷却装置１の内部でＵターンするように、流れるようにしている。

一方、外気側領域３２では、外域取り入れ口２１ａから流入した外気が下から上に向かって流れ、外気排出口２１ｂから排出されることで、局舎２の外気が、冷却装置１の内部でＵターンするように、流れるようにしている。

このように、外気を下から上に流れるようにしているので、重力により、外気に含まれる汚染物の外気側熱交換器１３への付着を抑制することができる。また、外気をＵターンして流れるようにしているので、ケース１１の前面２１側の外気取り入れ口２１ａから侵入した汚染物を、外気側熱交換器１３に付着する前に、ケース１１の背面２２に付着させたり、ケース１１の上面２５に付着させたりでき、汚染物の外気側熱交換器１３への付着を抑制することができる。

また、本実施形態では、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３とを、図１（ｄ）に示すように、ケース１１の上面側から見たとき、ケース１１の正面に対して奥左側と手前右側というケース内部の対角方向に配置している。

すなわち、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂの厚さの合計は、ケース１１の厚さの半分以下である。そして、２つの内気側熱交換器１２ａ、１２ｂを、ケース１１の厚さ方向で、ケース１１の中央よりも背面２２側であって、かつ、通風面１２ｃ、１２ｄがケース１１の背面２２に略平行となるように配置している。

また、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂの厚さの合計も、ケース１１の厚さの半分以下である。そして、２つの外気側熱交換器１３ａ、１３ｂを、ケース１１の厚さ方向で、ケース１１の中央よりも前面２１側であって、かつ、通風面１３ｃ、１３ｄがケース１１の前面２１に略平行となるように配置している。

このように、内気側熱交換器１２ａ、１２ｂと外気側熱交換器１３ａ、１３ｂを配置することで、ケース１１の内部における内気流路と外気流路を広く確保することができる。また、内気側熱交換器１２と外気側熱交換器１３を、ケース１１の背面２２や前面２１に対して、平行でなく、斜めに配置する場合と比較して、各熱交換器１２、１４を流体が通過する際の流速、流量を均一化することができる。

なお、内気流路や外気流路をより広く確保するという観点では、本実施形態のように、背面２２と冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａの間隔を、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａの厚さよりも短くし、前面２１と冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａの間隔を、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａの厚さよりも短くすることが好ましい。

（第２実施形態）
図８（ａ）〜（ｄ）に、本発明の第２実施形態における冷却装置の全体構成を示す。なお、図８（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図１（ａ）〜（ｄ）に対応しており、図１（ａ）〜（ｄ）と同様の構成部には、同一の符号を付している。

本実施形態の冷却装置は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１実施形態で説明した図１に示す冷却装置における冷凍サイクル用の内気側熱交換器（蒸発器）１２ａおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ａを、それぞれ、沸騰冷却用の内気側熱交換器（沸騰器）１２ｂおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ｂに変更したものである。

また、本実施形態では、図１中の内気側領域３１に配置されていた液配管４５ａをガス配管４４ｂに変更し、図１中の外気側領域３２に配置されていたガス配管４４ａを液配管４５ｂに変更している。本実施形態では、内気側領域３１に２つのガス配管４４が平行に配置され、外気側領域３２に２つの液配管４５が平行に配置されている。

ここで、図９に、本実施形態の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示す。
本実施形態の冷却装置では、図９に示すように、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂ、沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂにより、密閉された沸騰冷却方式の冷媒回路が２つ形成されている。

なお、本実施形態では、沸騰冷却方式の冷媒回路、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂ、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂ、沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１、第２の冷媒回路、第１、第２の高温流体側熱交換器、第１、第２の低温流体側熱交換器、第１、第２の冷媒配管に相当する。

このように、図１の冷却システムに対して、液配管４５ａをガス配管４４ｂに変更し、ガス配管４４ａを液配管４５ｂに変更することで、ケース１１の構造を変更しなくても、冷却装置の冷却方式を沸騰式のみに変更することができる。

また、本実施形態の冷却装置１は、同じ冷却方式の冷媒回路を２つ備えているので、１つの冷媒回路に故障が生じても、残りの冷媒回路が正常に作動することで、冷却装置１の冷却性能が０になるのを防止できる。

（第３実施形態）
図１０（ａ）〜（ｄ）に、本発明の第３実施形態における冷却装置の全体構成を示す。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図１（ａ）〜（ｄ）に対応しており、図１（ａ）〜（ｄ）と同様の構成部には、同一の符号を付している。

本実施形態の冷却装置は、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１実施形態で説明した図１に示す冷却装置における沸騰冷却用の内気側熱交換器（沸騰器）１２ｂおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ｂを、それぞれ、冷凍サイクル用の内気側熱交換器（蒸発器）１２ａおよび外気側熱交換器（凝縮器）１３ａに変更したものである。

また、本実施形態では、図１中の内気側領域３１に配置されていたガス配管４４ｂを液配管４５ａに変更し、図１中の外気側領域３２に配置されていた液配管４５ｂをガス配管４４ａに変更している。本実施形態では、内気側領域３１に２つの液配管４５が平行に配置され、外気側領域３２に２つのガス配管４４が平行に配置されている。なお、液配管４５の途中には、減圧膨張弁４６が設けられており、ガス配管４４の途中には、圧縮機４７が設けられている。

ここで、図１１に、本実施形態の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示す。

本実施形態の冷却装置では、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａおよび外気側熱交換器１３ａ、冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび液配管４５ａ、減圧膨張弁４６、圧縮機４７により、密閉された蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷媒回路が２つ形成されている。

なお、本実施形態では、冷凍サイクル方式の冷媒回路、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａ、冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａ、冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび液配管４５ａが、それぞれ、特許請求の範囲に記載の第１、第２の冷媒回路、第１、第２の高温流体側熱交換器、第１、第２の低温流体側熱交換器、第１、第２の冷媒配管に相当する。

このように、図１の冷却装置に対して、ガス配管４４ｂを液配管４５ａに変更し、液配管４５ｂをガス配管４４ａに変更し、さらに、液配管４５の途中に、減圧膨張弁４６を追加し、ガス配管４４の途中に、圧縮機４７を追加することで、ケース１１の構造を変更しなくても、冷却装置の冷却方式を冷凍サイクル方式のみに変更することができる。

また、本実施形態の冷却装置１は、同じ冷却方式の冷媒回路を２つ備えているので、１つの冷媒回路に故障が生じても、残りの冷媒回路が正常に作動することで、冷却装置１の冷却性能が０になるのを防止できる。

（第４実施形態）
図１２に、第４実施形態の第１の例における冷却装置の全体構成を示す。なお、図１２は、図１（ａ）に対応しており、図１２では、図１と同様の構成部に同一の符号を付している。

第１実施形態の冷却装置１では、図１（ａ）に示すように、外気側領域３２に、沸騰冷却用の液配管４５ｂと冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび圧縮機４７とが配置されていたのに対して、本実施形態では、図１２に示すように、内気側領域３１に、沸騰冷却用の液配管４５ｂと冷凍サイクル用のガス配管４４ａおよび圧縮機４７とを配置している。

このように、冷凍サイクルにおいて重要機能部品である減圧膨張弁４６だけでなく、圧縮機４７も、外気と隔てられている内気側領域３１に配置することで、圧縮機４７が外気に曝されて、圧縮機４７が汚れたり、腐食したりするのを防ぐことができる。

また、図１３に、第４実施形態の第２の例における冷却装置の全体構成を示す。なお、図１３は、図１０（ａ）に対応しており、図１３では、図１と同様の構成部に同一の符号を付している。

第１の例と同様に、第３実施形態の冷却装置１では、図１０（ａ）に示すように、外気側領域３２に、二組の冷凍サイクル用のガス配管４４および圧縮機４７が配置されていたのに対して、本実施形態の第２の例では、図１３に示すように、これらを内気側領域３１に配置している。

なお、本実施形態では、減圧膨張弁４６と圧縮機４７の両方を内気側領域３１に配置する場合を例として説明したが、減圧膨張弁４６と圧縮機４７のうち、第１、第３実施形態のように、減圧膨張弁４６のみを内気側領域３１に配置したり、圧縮機４７のみを内気側領域３１に配置したりしても良い。

（第５実施形態）
図１４に、本発明の第５実施形態における冷却装置の全体構成を示す。なお、図１４は、局舎２に取り付けられた状態の冷却装置をその側面方向から見たときの内部構造を示す図であり、図１４では、図１と同様の構成部に、同一の符号を付している。

第１〜第４実施形態では、ケースとして、その内部に内気側領域３１と外気側領域３２とがケース１１の左右方向に並べられた構造のケース１１を用いていたのに対して、本実施形態では、基本的に、ケース７０の上下方向に、内気側領域７１と外気側領域７２とが並べられた構造のケース７０を用いている。

図１４に示すように、ケース７０の内部は、隔壁７３によって、主に、ケース７０の上下方向において、上半分側と下半分側の領域に分けられており、さらに、上半分側の領域は、ケース７０の厚さ方向（図中左右方向）で２つの領域に分けられている。

そして、ケース内部のうち、下半分側の領域と上半分のうちの局舎２側の領域が内気側領域７１であり、上半分のうち局舎２から離れた側の領域が外気側領域７２である。

内気側領域７１では、内気用ファン１４によって、図中の矢印のように、内気が、ケース７０の上部から取り入れられ、内気側領域７１を上から下方向に流れ、ケース７０の下部から局舎２に向けて流れるようになっている。一方、外気側領域７２では、外気ファン１５によって、下から上方向に外気が流れるようになっている。

また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、内気側領域７１に、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂと冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａとが、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂの方が内気流路の上流側に位置するように配置されている。

また、外気側領域７２に、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂと冷凍サイクル用の外気側熱交換器１３ａとが、沸騰冷却用の外気側熱交換器１３ｂの方が外気流路の上流側に位置するように配置されている。

なお、内気側熱交換器１２ａ、１２ｂ同士の間隔や外気側熱交換器１３ａ、１３ｂ同士の間隔も、第１実施形態と同様である。

また、本実施形態では、第４実施形態と同様に、内気側領域７１に、冷凍サイクル用のガス配管４４ａの途中に設けられている圧縮機４７と、冷凍サイクル用の液配管４５ａの途中に設けられている減圧膨張弁４６とが配置されている。

以上説明したように、第１実施形態に対して、ケースの内部構造を変更することもできる。また、第２、第３実施形態で説明した図８、図１０に示す冷却装置１に対しても、ケースの内部構造を本実施形態のように変更することもできる。

このように、本実施形態においても、冷却装置の構造を、１つのケース内部に２つの冷媒回路が収納された構造としている。これにより、２つの冷媒回路の種類を、冷凍サイクル方式のみにしたり、沸騰式のみにしたり、併用式にしたりすることができる。

したがって、本実施形態の冷却装置によれば、各冷却方式の冷却装置のケース構造を共通化することができることから、冷却方式の種類を問わず、基地局の局舎２の構造を共通仕様とすることができる。この結果、基地局の局舎２の構造を変更することなく、各地の気候に合わせて、冷却装置の冷却方式を選択することが可能となる。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、沸騰冷却方式の冷媒回路として、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂ、沸騰冷却用のガス配管４４ｂおよび液配管４５ｂにより構成された沸騰冷却方式専用の冷媒回路を用いる場合を例として説明した。

これに対して、沸騰冷却方式の冷媒回路として、冷凍サイクル方式の冷媒回路に対して、圧縮機４７を回避させるバイパスと、減圧膨張弁４６を回避させるバイパスを設け、切り替え弁等により、圧縮機４７および減圧膨張弁４６を回避して、冷媒が流れるようにすることもできる。すなわち、２つの冷凍サイクル方式の冷媒回路を用いて、その１つを冷凍サイクル方式から沸騰冷却方式に切り替えることもできる。

ただし、この場合、切り替え弁は冷媒流れの圧損となり、沸騰冷却方式の冷却運転時の性能が低下し、十分な省エネ効果を得られなかったり、弁故障時に圧縮機４７等に大きな負荷がかかり冷却能力がゼロになったりする危険がある。したがって、第１実施形態のように、沸騰冷却方式専用の冷媒回路を用いる方が好ましい。

（２）上記した各実施形態では、ガス配管４４、液配管４５をケース１１の内部に配置する場合を例として説明したが、ケース１１の外部に配置することもできる。

（３）上記した各実施形態では、沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂおよび外気側熱交換器１３ｂとして、マルチフローパス型熱交換器を用いる場合を例として説明したが、これに限らず、沸騰式の冷却装置に適用可能な他の熱交換器を用いることができる。

また、冷凍サイクル用の内気側熱交換器１２ａおよび外気側熱交換器１３ａとして、マルチフローパス型熱交換器を用いる場合を例として説明したが、これに限らず、冷凍サイクル方式の冷却装置に適用可能な他の熱交換器を用いることができる。例えば、１つのチューブとプレートフィンもしくはスパインフィン等で構成されたシングルフローパス型の熱交換器を用いることができる。

（４）上記した各実施形態では、ケース１１の内気側領域３１と外気側領域３２に、内気用ファン１４と外気用ファン１５を、それぞれ、１つずつ配置する場合を例として説明したが、内気用ファン１４と外気用ファン１５の数を、それぞれ、２つ、もしくはそれ以上、すなわち、複数とすることもできる。

これにより、内気用ファン１４と外気用ファン１５の数が、それぞれ、１つの場合と比較して、ファンの送風能力を向上させたり、１つのファンが故障しても残りのファンが機能することで、内気用ファン１４、外気用ファン１５による送風が停止するのを抑制したりすることができる。

（５）上記した各実施形態では、内気用ファン１４、外気用ファン１５として、遠心ファンを用いる場合を例として説明したが、他のファンを用いることもでき、例えば、軸流ファンを用いることもできる。

なお、上記した各実施形態では、局舎２の内気は循環系であり、開放系の外気に比べて送風仕事が低い。軸流ファンは遠心ファンに比べて、送風圧力が低い欠点があるが、構造が観点で低コストのメリットがあるから、内気用ファン１４として、軸流ファンを用いることが好ましい。

（６）上記した各実施形態では、ケース１１の内部に内気用ファン１４、外気用ファン１５を配置する場合を例として説明したが、ケース１１の内気側領域３１、外気側領域３２のそれぞれに、内気、外気を流すことができれば、ケース１１の内部の内気用ファン１４、外気用ファン１５を省略することができる。例えば、ケース１１とは別に、ケース１１の外部にファンを配置することもできる。

（６）上記した各実施形態では、ケース１１の内部に２つの冷媒回路を収納する場合を例として説明したが、さらに冷媒回路を追加することもできる。

（７）第１実施形態では、ケース１１の形成方法として、パッキンを介在させ、ケース１１と隔壁２７を構成する金属板同士をピン等で固定する方法を採用する場合を例として説明したが、他の方法を採用することもできる。

例えば、ろう付けにより、ケース１１と隔壁２７を構成する金属板同士を一体的に接合することで、ケース１１を形成する方法を採用することができる。

なお、ケース１１としては、完成品に状態において、１つのケースをなしており、その内部が、左右方向に２つの空間に仕切られた構造のものであれば、種類を問わず用いることができる。

（８）上記した各実施形態では、ケース１１の内部に、内気と外気とを対向して流す場合を例として説明したが、内気と外気とを同じ向きで流すこともできる。

（９）上記した各実施形態では、沸騰冷却用の冷媒回路において、冷媒を自然循環させる場合を例として説明したが、冷媒を強制循環させることもできる。この場合、例えば、ガス配管４４ｂもしくは液配管４５ｂに、冷媒を強制循環させるように、ポンプを接続する。

（１０）第１〜第４実施形態では、ケース１１の形状を、直方体とする場合を例として説明したが、他の形状に変更することもできる。

例えば、ケース１１の形状を、図１中の上面２５および下面２６を楕円形状に変更し、前面２１、背面２２、左側面２３、右側面２４を１つの円柱面に変更した円柱形状とすることもできる。この場合、隔壁２７の形状は、図１と同様に、長方形である。

また、ケース１１の形状に応じて、隔壁２７の形状も、長方形から他の形状に変更することができる。

また、上記した各実施形態では、隔壁２７を平板形状とする場合を例として説明したが、ケース１１の内部を左右２つに分けることができれば、隔壁２７を折れ曲がった形状とすることもできる。ただし、ケースの簡素化や高い防水性を得る観点より、隔壁は平板形状とすることが好ましい。

（１１）第１〜第４実施形態では、隔壁２７を、ケース１１の前面２１、背面２２、上面２５および下面２６に対して垂直に配置する場合を例として説明したが、ケース１１の内部を左右２つに分けることができれば、隔壁２７を、ケース１１の前面２１、背面２２に対して斜めに配置したり、上面２５および下面２６に対して斜めに配置したりすることもできる。

（１２）上記した各実施形態では、冷凍サイクル方式の冷媒回路として、蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷媒回路を用いる場合を例として説明したが、蒸気圧縮式に限らず吸収式等の他の冷凍サイクル方式の冷媒回路を用いることができる。

また、冷媒を蒸発・凝縮させる冷凍サイクル方式を例として説明したが、いわゆる超臨界サイクルのように、冷媒が蒸発・凝縮の状態にならない冷凍サイクル方式を採用することもできる。

（１３）上記した各実施形態では、携帯電話基地局の局舎内を冷却する基地局用冷却装置を例として説明したが、筐体内部の高温流体と、筐体外部の低温流体とを混合させることなく、熱交換させることで、筐体内部の高温流体を冷却する沸騰式の他の冷却装置においても、本発明を適用することができる。また、冷却の対象は筐体内部の高温流体に限らず、高温流体を高温流体よりも低温の低温流体を用いて冷却する冷却装置においても、本発明を適用することができる。

例えば、発熱体を冷却するための冷却水やオイル等の高温液体を、この液体よりも温度が低い水やオイル等の低温液体を用いて、冷却する冷却装置に本発明を適用することができる。

本発明の第１実施形態における冷却装置の全体構成を示す図であり、（ａ）は冷却装置の正面透視図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）中の冷却装置の側面透視図であり、（ｄ）は（ａ）中の冷却装置の上面透視図である。 図１中の冷却装置の局舎への設置状態を示す図である。 図１（ａ）中のケース１１を上方から見たときのケース１１の断面図である。 図１の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示す図である。 図１中の冷却装置が備える沸騰冷却用の内気側熱交換器１２ｂ、外気側熱交換器１３ｂ、ガス配管４４ｂ、液配管４５ｂおよびケース１１の隔壁２７の断面図である。 図５中のＡ−Ａ線断面図である。 図５中の破線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。 本発明の第２実施形態における冷却装置の全体構成を示す図であり、（ａ）は冷却装置の正面透視図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）中の冷却装置の側面透視図であり、（ｄ）は（ａ）中の冷却装置の上面透視図である。 図８の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示す図である。 本発明の第３実施形態における冷却装置の全体構成を示す図であり、（ａ）は冷却装置の正面透視図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）中の冷却装置の側面透視図であり、（ｄ）は（ａ）中の冷却装置の上面透視図である。 図１０の冷却装置が備える冷媒回路の概略構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の第１の例における冷却装置の全体構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の第２の例における冷却装置の全体構成を示す図である。 本発明の第５実施形態における冷却装置の全体構成を示す図である。

符号の説明

１…冷却装置、１１…ケース、
１２ａ…冷凍サイクル用の内気側熱交換器、１３ａ…冷凍サイクル用の外気側熱交換器、
１２ｂ…沸騰冷却用の内気側熱交換器、１３ｂ…沸騰冷却用の外気側熱交換器、
１４…内気用ファン、１５…外気用ファン、２７…隔壁、
３１…内気側領域、３２…外気側領域、
４４ａ、４４ｂ…ガス配管、４５ａ、４５ｂ…液配管、
４６…減圧膨張弁、４７…圧縮機。

Claims (9)

1. 高温流体が流れる高温流体側流路（３１）と低温流体が流れる低温流体側流路（３２）とが内部に設けられているケース（１１、７０）と、
   前記高温流体側流路（３１）に配置され、内部に封入された冷媒と高温流体との間での熱交換により、高温流体を冷却する第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）と、
   前記低温流体側流路（３２）に配置され、内部に封入された冷媒と低温流体との間での熱交換により、冷媒から低温流体へ放熱させる第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）と、
   前記第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）と前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）との間で冷媒を循環して流す第１の冷媒配管（４４ｂ、４５ｂ）と、
   前記第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）と前記第２の低温流体側熱交換器（１３ａ）との間で冷媒を循環して流す第２の冷媒配管（４４ａ、４５ａ）とを備え、
   前記第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）、前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）および前記第１の冷媒配管（４４ｂ、４５ｂ）によって、第１の冷媒回路が構成されており、
   前記第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）、前記第２の低温流体側熱交換器（１３ａ）および前記第２の冷媒配管（４４ａ、４５ａ）によって、第２の冷媒回路が構成されていることを特徴とする冷却装置。
2. 前記第１の冷媒回路は、前記第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）で冷媒を沸騰気化させ、前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）で冷媒を凝縮させ、冷媒の密度差を利用して冷媒を自然循環させる自然循環冷媒回路であり、
   前記第２の冷媒回路は、前記第２の冷媒配管（４４ａ、４５ａ）の途中に設けられ、冷媒を圧縮する圧縮機（４７）と、前記第２の冷媒配管（４４ａ、４５ａ）の途中に設けられ、冷媒を減圧膨張させる減圧膨張手段（４６）とを有し、
   前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）で前記圧縮機（４７）により圧縮された冷媒を放熱させ、放熱後の冷媒を前記減圧膨張手段（４６）で減圧膨張させ、減圧膨張された冷媒を前記第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）で吸熱させ、前記圧縮機（４７）を利用して、冷媒を強制的に循環させる強制循環冷媒回路であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記圧縮機（４７）と減圧膨張手段（４６）の少なくとも一方は、前記高温流体側流路（３１）に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記高温流体側流路（３１）では、前記第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）が、前記第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）よりも高温流体流れの上流側に配置されており、
   前記低温流体側流路（３２）では、前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）が、前記第２の低温流体側熱交換器（１３ａ）よりも低温流体流れの上流側に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
5. 前記第１の高温流体側熱交換器（１２ｂ）と前記第２の高温流体側熱交換器（１２ａ）は、通風面（１２ｄ、１２ｃ）同士が対向し、かつ、平行であり、互いの間隔が前記第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）の前記通風面（１２ｄ、１２ｃ）に垂直な方向での幅の合計よりも小さくなるように配置されており、
   前記第１の低温流体側熱交換器（１３ｂ）と前記第２の低温流体側熱交換器（１３ａ）は、通風面（１３ｄ、１３ｃ）同士が、対向し、かつ、平行であり、互いの間隔が前記第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）の前記通風面（１３ｄ、１３ｃ）に垂直な方向での幅の合計よりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の冷却装置。
6. 前記高温流体側流路（３１）内であって、前記第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）よりも高温流体流れの上流側に、押し込み方式の高温流体用ファン（１４）を配置し、
   前記低温流体側流路（３２）内であって、前記第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）よりも低温流体流れの上流側に、押し込み方式の低温流体用ファン（１５）を配置していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷却装置。
7. 前記低温流体用ファン（１５）を複数配置していることを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
8. 前記ケース（１１）は、横断面の形状が、第１の方向での長さが、前記第１の方向に直交する第２の方向での長さよりも短い形状であり、前記高温流体側流路（３１）と前記低温流体側流路（３２）は、前記ケース（１１）の内部に、前記第２の方向で並んで設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の冷却装置。
9. 前記ケース（１１）は、前面（２１）と、前記前面（２１）の奥側に位置する背面（２２）と、前記前面（２１）に向かって左側に位置する左側面（２３）と、前記前面（２１）に向かって右側に位置する右側面（２４）と、前記前面（２１）の上側に位置する上面（２５）と、前記前面（２１）の下側に位置する下面（２６）とを有する直方体形状であり、
   前記ケース（１１）の内部を、前記仕切板（２７）によって、前記前面（２１）に向かって左右方向に並ぶ２つの領域に仕切ることで、前記ケース（１１）の内部に、前記高温流体側流路（３１）と前記低温流体側流路（３２）とが設けられており、
   高温流体が、前記背面（２２）の上部に設けられた高温流体の取り入れ口（２２ａ）から流入し、前記高温流体側流路（３１）内を上から下方向に流れ、前記背面（２２）の下部に設けられた高温流体の排出口（２２ｂ）から流出するようになっており、
   低温流体が、前記前面（２１）の下部に設けられた低温流体の取り入れ口（２１ａ）から流入し、前記低温流体側流路（３２）内を下から上方向に流れ、前記前面（２１）の上部に設けられた低温流体の排出口（２１ｂ）から流出するようになっており、
   前記第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）の通風面（１２ｄ、１２ｃ）に垂直な方向での幅の合計と、前記第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）の通風面（１３ｄ、１３ｃ）に垂直な方向での幅の合計は、それぞれ、前記ケース（１１）の前記前面（２１）に対して垂直な方向での幅の半分以下であり、
   前記第１、第２の低温流体側熱交換器（１３ｂ、１３ａ）は、前記第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）よりも上側であって、前記前面（２１）に垂直な方向では、前記ケース（１１）の中央よりも前記前面側で、かつ、前記通風面（１３ｃ、１３ｄ）が前記前面（２１）に対して平行となるように配置されており、
   前記第１、第２の高温流体側熱交換器（１２ｂ、１２ａ）は、前記前面（２１）に垂直な方向で前記ケース（１１）の中央よりも前記背面（２２）側であって、かつ、前記通風面（１２ｄ、１２ｃ）が前記背面（２２）に対して平行となるように配置されていることを特徴とする請求項８に記載の冷却装置。
   
   

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