JP2010096439A - 熱交換装置とそれを用いた発熱体収納装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、熱交換装置とそれを用いた発熱体収納装置に関するもので、通気抵抗を低減し、騒音の発生を抑制することを目的とする。
【解決手段】内部に外気送風機１３と、この外気送風機１３の風路下流に連絡した熱交換器１５とを備え、外気送風機１３の吸込口（外気吸気口９）の上流側には、上流側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板１６ａを有したルーバー１６を設け、さらに、その上流側に小孔１９を有するカバー８を設けた熱交換装置７において、前記カバー８の開口面積がルーバー１６の開口面積よりも小さいもの、あるいは、前記ルーバー１６が、縦方向の桟（縦桟１７）と横方向の桟（横桟１８）とで支えられ、縦桟１７は、外気送風機１３の外気吸込口９の開口よりも外側に設けられたものであるので、通風抵抗を低減させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、熱交換装置とそれを用いた発熱体収納装置に関するものである。

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１５参照）。

すなわち、図１５に示すように、発熱体となる送・受信機を収納したキャビネットと、この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、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。（なお、これに類似する先行文献としては特開２０００−１６１８７５号公報）。

図示しないが、本体ケースの第１吸込口１０７が設けられた前面側には、雨水などが浸入しないよう、ルーバーが備えられている。キャビネット４側の開口部は、ドアである。このドアには、熱交換装置１０１の前面（第１吸込口１０７を設けた面）を覆うように、パンチング孔を用いたカバーが設けられている。
特開２０００−１６１８７５号公報

上記従来の熱交換装置においては、外気用の送風機（第１送風機）に吸い込まれる空気は、パンチングの化粧板を通過した後、さらにルーバーを通った後に送風機の吸込口に到達する。すなわち、２枚の障害物を通過するために、その通気抵抗が大きく、送風機には大きな動力が必要となり、かつ、大きな音が発生する、つまり送風効率が低いと言う課題があった。

そこで、本発明は、送風効率を向上させることを目的とするものである。

そして、この目的を達成する為に本発明は、本体ケースと、この本体ケースの内部に設けられた送風機と、この送風機の風路下流に配置した熱交換器とを有し、前記本体ケースの外方側には、前記本体ケースを覆う複数の開口を有するカバーを設け、前記本体ケースと前記カバーの間には、外側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、前記ルーバーの総開口面積は、前記ルーバーに対向する部分の前記カバーの総開口面積と同等以上である熱交換装置で化粧板ルーバー小さいあり、これにより、所期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、本体ケースと、この本体ケースの内部に設けられた送風機と、この送風機の風路下流に配置した熱交換器とを有し、前記本体ケースの外方側には、前記本体ケースを覆う複数の開口を有するカバーを設け、前記本体ケースと前記カバーの間には、外側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、前記ルーバーの総開口面積は、前記ルーバーに対向する部分の前記カバーの総開口面積と同等以上である化粧板ルーバー小さいので、送風効率を向上させることができる。

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。

（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２には携帯電話の基地局３が設けられている。基地局３は箱状のキャビネット４とこのキャビネット４内に設けた送・受信機５とで構成されている。キャビネット４の一つの側面は、ドア６となっていて、開閉自在に設けられている。図２、図３に示すように、このドア６は、熱交換装置７が内部に設けられ、その前面を覆うカバー８を有している。

図３を用いて、熱交換装置７、ドア６の概略構成を説明する。熱交換装置７は、ケース５１に外気吸気口９と外気吐出口１０およびキャビネット４内用の内気吸気口１１および内気吐出口１２を有する。熱交換装置７内には、外気用の外気送風機１３およびキャビネット４内用の内気送風機１４と、外気空気とキャビネット４内の空気との熱交換を行う熱交換器１５とを備えている。

このような構成により、熱交換装置７は、あとでさらに詳しく説明するが、この熱交換器１５により送・受信機５の冷却を行うことになる。すなわち、送・受信機５は数十アンペア以上の電流が流れており、それに伴って高温化するものとなる。このような送・受信機５の高温化を放置するとその特性が不安定になるので本実施形態においては、上述したごとく、熱交換器１５によって外気との熱交換によりキャビネット４内の冷却を行い、これにより、送・受信機５の不安定化を防止する構造となっている。

次に、ドア６は、上記のような熱交換装置７を内部に備え、外観の美観向上と外気吸気口９の保護のためのカバー８が設けられている。

カバー８は、空気を通過させるためにパンチング孔（小孔１９）が設けられている。さらに、熱交換装置７側の外気吸気口９にはルーバー１６が設けられている。

このルーバー１６は、格子状に縦方向の桟（縦桟１７）と横方向の桟（横桟１８）が設けられ、開口部を形成している。横桟１８の下辺には、上方からの雨水等が熱交換装置７内に直接浸入しないよう、庇状の羽板１６ａが外気側（空気の流れの上流側）に向けて下がる傾斜をつけて設けられている。

ここで、ルーバー１６の開口面積とは、羽板１６ａの下端側の辺と横桟１８の上端側の辺とで形成される長方形の面積の和である。（図５には、各開口における単位開口面積Ａを斜線で示す。）また、ルーバー１６の縦桟１７は、図７に示すように、外気吸気口９の前面にあたる部分、すなわち、外気吸気口９を避けるように、外気吸気口９の外方に縦桟１７を設けているのである。

本実施の形態では、カバー８のルーバー１６部分の直前にあたる部分、すなわち、ルーバー１６に対向する部分の開口面積よりも、ルーバー１６の開口面積が大きくなるように、小孔１９と羽板１６ａを設けている。

このような構成により、カバー８から吸い込まれた空気は、ルーバー１６によって余分な抵抗を発生することなく外気吸気口９へと導かれることになるため、外気送風機１３は小さい仕事量で済むことになり、さらには騒音を低減できるという効果がある。つまり、送風効率を高めることができるのである。

また、縦桟１７は、外気吸気口９によって吸い込まれる空気の量の多い部分、すなわち、外気吸気口９に対向した部分には設けられていないため、縦桟１７による外気吸込み時の抵抗を下げることができる。

次に、ルーバー１６の詳細について説明する。ルーバー１６は１枚の板金から製作する。すなわち、ルーバー１６の羽板１６ａは、上辺（横桟１８の下辺）を残して他の三辺に切込みを入れて起こしたものである。図８に示すように、この羽板１６ａを切り起こす際には、縦桟１７となる部分が、その縦桟１７の左右の辺よりも中央部が上流側から見てくぼんだ凹型となるようにする。この縦桟１７の形状によって、縦桟１７近傍においては、ルーバー１６を通過した空気は、縦桟１７の湾曲した背面形状に沿って流れ、風路抵抗を低減し、騒音の発生を抑制することとなる。

横桟１８について図９を用いて説明する。横桟１８は下辺側、すなわち、羽板１６ａを設けた辺側が空気の流れに対して上流側（熱交換装置７の外側）となるように、横桟１８自体に鉛直方向から角度αをつけて設けられている。これにより、横桟１８を通過する空気が整流され、風路抵抗を低減し、騒音の発生を抑制することとなる。この横桟１８は、上部は鉛直方向に平行に、下部に角度αをつけることによって、横桟１８と縦桟１７の結合強度を確保することが可能となる。

羽板１６ａについて説明する。図１０に示すように、外気吸気口９の頂部よりも下方の部分、すなわち、外気吸気口９の前面となる部分の切り起こし角度をβとし、外気吸気口９の頂部よりも上方の部分の切り起こし角度をγとする。外気吸気口９の直前となる部分は、切り起こし角度βを小さくして、カバー８を通して棒状のものを挿入することができないようにする。一方、外気吸気口９の頂部よりも上方の羽板１６ａは、切り起こし角度γを大きくして空気の通過に対する抵抗を小さく抑える。このように、外気吸気口９の頂部よりも下側の羽板１６ａのきり起こし角度βを外気吸気口９の頂部よりも上側の羽板１６ａの切り起こし角度γを大きくすることによって、雨水等が直接外気吸気口９に浸入しないようにするとともに、前面となるカバー８から外気吸気口９への異物挿入を防止し、かつ、ルーバー１６での通気抵抗を低く抑えることが可能となる。

また、図１１に示すように、外気吸気口９よりも側面側に設けた縦桟１７よりもさらに側面側の羽板１６ａの切り起こし角度ηを外気吸気口９の前面の羽板１６ａの切り起こし角度βよりも大きくしてもよい。あるいは、図１２に示すごとく、縦桟１７よりも側面側の開口には羽板を設けないようにしてもよい。さらには、図１３に示すように、外気吸気口９よりも側面側に設けた縦桟１７よりもさらに側面側には、桟を設けず、１つの大きな開口としても良い。

そして、このような構成によれば、外気吸気口９の前面よりも側面側でのルーバー１６の通気抵抗を低減し、騒音の発生を抑制することができる。

さらに、外気吸気口９の前面のルーバー１６について詳細に説明する。図１４に示すように、外気吸気口９の前面の羽板１６ａは、中央部分が下方に湾曲させた形状となっている。このような羽板１６ａによれば、ルーバー１６にあたった雨水などは、羽板１６ａの湾曲形状に沿って中央部に集まりやすくなる。集まった雨水はそのまま下方へと落ち、下の羽板１６ａを経て最終的に熱交換装置７の最下部に設けられたドレン孔格子状の開口を有するように形成されたカバー８の底面（図示せず）から機外へと排出されることになる。

以上のように本発明は、内部に送風機と、この送風機の風路下流に連絡した熱交換器とを備え、前記送風機の吸込口の上流側には、上流側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、さらに、その上流側にパンチングの化粧板を設けた熱交換装置において、前記化粧板ルーバーの開口面積がルーバー前記化粧板の開口面積よりも小さい大きいもの、あるいは、前記ルーバーが、縦方向の桟（縦桟）と横方向の桟（横桟）とで支えられ、縦桟は、前記送風機の吸込口の開口よりも外側に設けられたものであるので、通風抵抗を低減し、騒音の発生を抑制することができる。すなわち、本発明においては、遠心送風機に吸い込む風を小孔を設けたカバーと羽板を設けたルーバーによって整流するので、小さな通風抵抗となり、送風効率を高めることができる。従って、例えば、通信機器の基地局や、その他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。

本発明の一実施形態の基地局設置例を示す斜視図 本発明の一実施形態の基地局外観図 本発明の一実施形態の熱交換装置の断面図 本発明の一実施形態の基地局カバーの外観図 本発明の一実施形態のルーバー拡大図 本発明の一実施形態のルーバー全体図 本発明の一実施形態のルーバーと送風機設置状態を示す図 本発明の一実施形態のルーバー縦桟を示す詳細図 本発明の一実施形態のルーバー横桟を示す詳細図 本発明の一実施形態のルーバー切り起こし角度を示す詳細図 本発明の一実施形態のルーバー切り起こし角度を示す詳細図 本発明の一実施形態の側面側のルーバーを示す詳細図 本発明の一実施形態の側面側のルーバーを示す詳細図 （ａ）本発明の一実施形態の湾曲するルーバー羽板を示す斜視図（ｂ）同正面図 従来の熱交換装置の断面図

符号の説明

１ ビルディング
２ 屋上
３ 基地局
４ キャビネット
５ 送・受信機
６ ドア
７ 熱交換装置
８ カバー
９ 外気吸気口
１０ 外気吐出口
１１ 内気吸気口
１２ 内気吐出口
１３ 外気送風機
１４ 内気送風機
１５ 熱交換器
１６ ルーバー
１７ 縦桟
１８ 横桟
１９ 小孔
５１ ケース

Claims (10)

1. 本体ケースと、この本体ケースの内部に設けられた送風機と、この送風機の風路下流に配置した熱交換器とを有し、前記本体ケースの外壁部分には、外側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、さらに、その外方側に複数の開口を有するカバーを設け、前記本体ケースの外方側には、前記本体ケースを覆う複数の開口を有するカバーを設け、前記本体ケースと前記カバーの間には、外側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、前記カバーの前記ルーバーに対向する部分の総開口面積は、前記ルーバーの総開口面積よりも小さい前記ルーバーの総開口面積は、前記ルーバーに対向する部分の前記カバーの総開口面積と同等以上であることを特徴とする熱交換装置。
2. 本体ケースと、この本体ケースの内部に設けられた送風機と、この送風機の風路下流に配置した熱交換器とを有し、前記本体ケースの外方側には、前記本体ケースを覆う複数の開口を有するカバーを設け、前記本体ケースと前記カバーの間には、外側に向けて下がる傾斜をつけた庇状の複数の羽板を有したルーバーを設け、前記ルーバーは、縦方向の桟（以下、縦桟）と横方向の桟（以下、横桟）とで支えられ、縦桟は、前記送風機の吸込口の開口に対向する部分を避けて設けられた熱交換装置。
3. 前記縦桟は、送風機に向けて流れる風の上流側から見て凹面状とした請求項２記載の熱交換装置。
4. 前記横桟の下辺側に羽板を設け、この横桟は、下辺側が上辺側よりも上流側に位置するように傾斜をつけた請求項２または３記載の熱交換装置。
5. 前記横桟に設けた前記傾斜は、上部と下部で傾斜の角度が異なる請求項４記載の熱交換装置。
6. 前記ルーバーは、前記吸込口の頂部上方の羽板の折り曲げ角度を頂部下方の羽板の折り曲げ角度よりも大きくした請求項１〜５いずれかひとつに記載の熱交換装置。
7. 前記ルーバーは、前記縦桟間の開口に羽板を設け、縦桟よりも側面側の開口には羽板を設けない請求項２〜６いずれかに記載の熱交換装置。
8. 前記ルーバーは、前記縦桟間の開口に設けた羽板の折り曲げ角度を、縦桟よりも側面側の開口に設けた羽板の折り曲げ角度よりも小さくした請求項２〜６いずれかに記載の熱交換装置。
9. 前記吸込口前面に設けた羽板は、中央部を下方に湾曲させた請求項２〜６いずれかに記載の熱交換装置。
10. 請求項１から９いずれかに記載の熱交換装置を搭載した発熱体収納装置。

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