JP2010153715A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースの小型化および冷却性能の向上が図れる冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置１は、通信機器１６を収納する筐体１４の内部に設けられ、筐体１４内の空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われるコア部７，８を有する室内熱交換器９と、室内熱交換器９のコア部に対して筐体１４内の空気を送る室内ファン１１と、筐体１４の外部に設けられ、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換が行われるコア部３，４を有する室外熱交換器２と、室外熱交換器２のコア部に外気を送る室外ファン６と、を備える。室外熱交換器２および室内熱交換器９はそれぞれ、内部が連通する複数個のコア部を備え、これら複数個のコア部は筐体１４に対して傾斜する姿勢であって、さらにコア部を通過する空気の通過方向Ａに重なって配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器等の発熱機器を収納する筐体内を冷却する冷却装置に関する。

従来、この種の冷却装置は、携帯電話基地局等の通信機器を収納する筐体内を冷却する装置に用いられてきた。そして、このような筐体が厳しい環境に設置されること、通信機器に要求される高い性能等から、冷却装置を設置するためのスペースは、可能な限り小さいことが望まれている。

そこで、特許文献１に記載の従来技術は、冷却装置を筐体の天面に取り付ける構成を採用することによって、冷却装置の設置スペースを有効に活用している。この従来技術は、室内熱交換器で結露が発生する環境条件を検出したときは室外ファンを停止するとともに室内ファンを作動することで、結露の発生を抑制している。
特許第４０２３２１８号公報

近年、携帯電話基地局等の通信機器は、通信速度の向上、収容する通信数量の増加等の要求がめざましく、このような要求を満足するために性能を向上すると、通信機器からの発熱量がますます増加する傾向にある。

しかしながら、上記従来技術の冷却装置では、室内熱交換器の表面で発生する結露を抑制する効果を奏し、冷却装置の設置スペースを小さくすることができるものの、冷却性能の近年の要求レベルを満足することは難しいという問題がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされてものであり、設置スペースの小型化および冷却性能の向上が図れ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に、下記の技術的手段を採用することができる。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として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。

請求項１に記載の発明は、発熱機器（１６）を収納する筐体（１４）の内部に設けられ、筐体内の空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われるコア部（７，８）を有する室内熱交換器（９）と、室内熱交換器のコア部に対して筐体内の空気を送る室内ファン（１１）と、筐体の外部に設けられ、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換が行われるコア部（３，４）を有する室外熱交換器（２）と、室外熱交換器のコア部に対して外気を送る室外ファン（６）と、を備え、
冷媒は室内熱交換器と室外熱交換器との間を循環し、室内熱交換器で吸熱し室外熱交換器で放熱して筐体内を冷却する冷却装置に係る発明であって、
室外熱交換器および室内熱交換器はそれぞれ、内部が連通する複数個の前記コア部を備えており、複数個のコア部は、筐体に対して傾斜する姿勢であって、さらに複数個のコア部を通過する空気の通過方向（Ａ）に重なって配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、室外熱交換器および室内熱交換器のそれぞれを、傾斜した姿勢で空気の通過方向に対して重ねて配置される複数個のコア部を備える構成とすることにより、熱交換器が設置可能な所定のスペースに対して、可能な限りコア部の面積および容積を大きくして配置することができる。これにより、発熱機器が大型化してその発熱量が増大する筐体内環境であっても、室内熱交換器を筐体内の制約されたスペースにできるだけ熱交換面積を大きくした状態で設置することができる。さらに室外熱交換器についても筐体に対して斜めにした姿勢で配置することで、コア部を長くして熱交換面積をできるだけ大きくした状態で設置することができるため、コア部を複数段に構成することと合わせて、筐体内の熱を運んできた冷媒を冷却する能力をさらに増加させることができる。したがって、設置スペースの小型化および冷却性能の向上が図れる冷却装置を提供できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、室外熱交換器の各コア部（３，４）の端部には、冷媒がコア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、空気の通過方向（Ａ）に重なる複数個のコア部は、当該ヘッダタンク（３０，４０）が鉛直方向に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、傾斜した姿勢で空気の通過方向に対して重ねた複数段のコア部を、各ヘッダタンクが鉛直方向に沿って並ぶように配置する構成としたことにより、複数のヘッダタンクが水平方向について１個分のスペースに納まって配置されるため、室外熱交換器が占有する水平方向の長さ寸法を短くすることができ、さらなる小型化が図れる。また、室外熱交換器を設置可能な水平方向のスペースを最大限に活用することができるため、コア部の水平方向の長さ寸法を最大限大きくした配置が実現できる。したがって、熱交換面積を拡大でき冷却性能をさらに向上することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、室外熱交換器の各コア部（３Ａ，４Ａ）の端部には、冷媒がコア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、空気の通過方向（Ａ）に重なる複数個のコア部は、当該ヘッダタンク（３０，４０）が空気の通過方向（Ａ）に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、傾斜した姿勢で空気の通過方向に対して重ねた複数段のコア部を、各ヘッダタンクが空気通過方向に沿って並ぶように配置する構成としたことにより、上流側のコア部と下流側のコア部が空気通過方向にそろうように配置できるため、上流側のコア部および下流側のコア部について全体に空気が通過するようになる。したがって、コア部の一部で空気が通過し難い部位が生じ、風速の著しい低下や、熱交換が行われない等の問題を防止することができる。したがって、冷却性能をさらに向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、室外熱交換器の各コア部（３Ｂ，４Ｂ）の端部には、冷媒がコア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、空気の通過方向（Ａ）に重なる複数個のコア部は、ヘッダタンク（３０，４０）が水平方向に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする。

この発明によれば、傾斜した姿勢で空気の通過方向に対して重ねた複数段のコア部を、各ヘッダタンクが水平方向に沿って並ぶように配置する構成としたことにより、複数のヘッダタンクが鉛直方向について１個分の高さに納まって配置されるため、室外熱交換器が占有する高さ寸法を低くすることができ、さらなる小型化が図れる。

請求項５に記載の発明は、上記各請求項に記載の発明において、冷媒は室内熱交換器内において沸騰気化し室外熱交換器内で凝縮することにより室内熱交換器と室外熱交換器との間を循環して、筐体内を冷却することを特徴としている。

この発明によれば、このようないわゆる沸騰冷却式の冷却装置に、上記のように重ねて配置された複数個のコア部を有する各熱交換器を適用することにより、限られた設置スペースの中で高い冷却能力を確保できるとともに、冷媒を強制的に循環するための駆動部品を不要にしてメンテナンス頻度を低減できる冷却装置が得られる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明の一実施形態である第１実施形態について図１〜図６にしたがって説明する。図１は、第１実施形態で説明する冷却装置１が搭載された電話基地局１００の概略構成図である。図２は冷却装置１における室外熱交換器２と室内熱交換器９との接続関係を示す説明図である。

図１に示すように、本実施形態の冷却装置１は、冷却対象の一例として、電話基地局１００の通信機器１６が設置される筐体１４内を冷却することができる。電話基地局１００は密閉空間を形成する筐体１４の内部に通信機器１６を収納する。通信機器１６は内部に作動によって発熱する送受信機やパワーアンプ等の電気機器を備え、外部に向けて放熱する発熱機器である。筐体１４は、複数のアルミニウム板の間にウレタン発泡断熱材を介在させた部材によって形成された箱体である。

冷却装置１は、筐体１４内の空気（内気ともいう）から吸熱した冷媒によって熱を運び、この冷媒が筐体１４外の外気に対して放熱することにより、内気を冷却する装置である。冷却装置１は、筐体１４に対して傾斜した姿勢で筐体１４の内部に設けられ、筐体１４内の空気と冷媒とを熱交換する室内熱交換器９と、筐体１４に対して傾斜した姿勢で筐体１４の外部に設けられ、冷媒と外気とを熱交換する室外熱交換器２とを備えている。室内熱交換器９と室外熱交換器２とは、蒸気流通管１２と液戻り管１３とによって接続され、内部を冷媒が流通して循環する循環流路中に設置されている。循環流路中の冷媒は、室内熱交換器９と室外熱交換器２との間を循環し、室内熱交換器９で吸熱し室外熱交換器２で放熱して筐体１４内の空気を冷却し、通信機器１６等の発熱機器を冷却する。ここでいう筐体１４に対して傾斜した姿勢とは、筐体１４が起立する方向、例えば、筐体１４を形成する上下方向側面に対して傾いた状態で設置されていることである。

室内熱交換器９は、内部を流れる冷媒と筐体１４内の空気との間で熱交換が行われるコア部を有し、本実施形態ではコア部は空気流れの上流側に位置する上流側コア部７と空気流れの下流側に位置する下流側コア部８とで構成されている。上流側コア部７と下流側コア部８は、筐体１４に対して傾斜する姿勢であり、かつコア部７，８を通過する空気の通過方向Ａに対して重なって配置されている。室内熱交換器９は、筐体１４の天井内面に装着されたケーシング部材１０に固定されて、通信機器１６上方の所定の設置空間に配置されている。室内熱交換器９の横には、室内熱交換器９のコア部７，８に対して筐体１４内の空気を送る室内ファン１１が設けられている。

室外熱交換器２は、内部を流れる冷媒と筐体１４外の外気との間で熱交換が行われるコア部を有し、本実施形態ではコア部は空気流れの上流側に位置する上流側コア部３と空気流れの下流側に位置する下流側コア部４とで構成されている。上流側コア部３と下流側コア部４は、筐体１４に対して傾斜する姿勢であって、さらにコア部３，４を通過する空気の通過方向Ａに対して重なって配置されている。室外熱交換器２は、筐体１４の天面に装着されたケーシング部材５に固定されて所定の設置空間に配置されている。室外熱交換器２の横には、室外熱交換器２のコア部３，４に対して外気を送る室外ファン６が設けられている。また、筐体１４の側部に設けられたドア部１５は、筐体１４の外部から内部へメンテナンス作業者等の出入りを可能にする開閉自在のドア部である。

なお、筐体１４の内部にはエアコンを設置してもよい。このエアコンは、冷凍サイクルを搭載し、冷却風を筐体１４内に吹き出す装置であり、夏期等の高外気温時に冷却装置１により筐体１４内を冷却した場合に、筐体１４内の温度が所定温度より高くなったときに作動するようになっている。例えば、エアコンは、筐体１４の上部内面に取り付けられ、その冷風の吹出し方向は通信機器１６に向けられている。

図２は、理解を容易にするため、室外熱交換器２と室内熱交換器９の接続関係を各熱交換器における１個のコア部だけを示して冷媒の流れを説明したものであり、各熱交換器の上下関係を示している。また、各コア部の実際の大きさは図２のとおりではない。図２に示すように、冷却装置１は、室内熱交換器９と室内熱交換器９の上方に配置された室外熱交換器２とが蒸気流通管１２と液戻り管１３とによって接続されることにより、冷媒が各熱交換器の内部を流通し循環するように構成されている。

蒸気流通管１２は、室内熱交換器９の上流側コア部７および下流側コア部８の各端部に設けられる上部側ヘッダタンク７０と上部側ヘッダタンク８０に接続されるとともに、室外熱交換器２の上流側コア部３および下流側コア部４の各端部に設けられる上部側ヘッダタンク３０と上部側ヘッダタンク４０に接続されて、室内熱交換器９と室外熱交換器２とを連絡する管である。蒸気流通管１２は、室内熱交換器９で内気と熱交換して沸騰気化した気化冷媒を室外熱交換器２の上部へ導く管である。

液戻り管１３は、室外熱交換器２の上流側コア部３および下流側コア部４の各端部に設けられる第２ヘッダタンク部３２と第２ヘッダタンク部４２に接続されるとともに、室内熱交換器９の上流側コア部７および下流側コア部８の各端部に設けられる下部側ヘッダタンク７１と下部側ヘッダタンク８１に接続されて、室内熱交換器９と室外熱交換器２とを連絡する管である。液戻り管１３は室外熱交換器２で液化凝縮した液冷媒を室内熱交換器９の下部へ戻す管である。

図３は室外熱交換器２における第１ヘッダタンク部３１，４１と第２ヘッダタンク部３２，４２の構成を示す斜視図である。上流側コア部３の第１ヘッダタンク部３１および下流側コア部４の第１ヘッダタンク部４１は、それぞれ、プレス等で成形された２つの椀状板材を互いに最中合わせに組み立てて一体化した筒状部材で構成される。２つの椀状板材のうち他方の側面（コア部側の側面）には、筒状部材の延びる方向に所定の間隔を設けて一列に開口され、コア部を構成するチューブが挿入可能な開口である複数の挿入穴（図示せず）が形成されている。複数の挿入穴は、コア部に配列されるチューブの数量と同一の数量設けられている。さらに２つの椀状板材のうち他方の側面には、筒状部材の延びる方向に所定の間隔を設けて一列に開口された複数の穴部３１ｂ，４１ｂが形成されている。

第２ヘッダタンク部３２，４２は、板材を湾曲させて筒状に成形した筒状部材で構成されている。第２ヘッダタンク部３２，４２の長手方向に延びる側面には、複数の穴部３１ｂ，４１ｂのそれぞれに対応する位置に一列に開口された同数の穴部３２ｂ，４２ｂが形成されている。第２ヘッダタンク部３２，４２および第１ヘッダタンク部３１，４１には、これらの両端部が必要に応じて蓋部材等により塞がれて、液戻り管１３を接続するための穴やチューブの挿入穴等の開口部を除いて閉鎖した所定の空間が形成されている。そして、複数の穴部３１ｂ，４１ｂと穴部３２ｂ，４２ｂとを対応させるように第１ヘッダタンク部３１と第２ヘッダタンク部３２とを一体に組み立て、さらに複数の挿入穴に所定本数のチューブを挿入して設置すると、チューブの内部、第１ヘッダタンク部の内部および第２ヘッダタンク部の内部が連通する通路が形成されるようになる。このように第１ヘッダタンク部と第２ヘッダタンク部とによって下部側ヘッダタンクが構成されている。

また、上部側ヘッダタンク３０，４０は、蒸気流通管１２との接続部を備え、第２ヘッダタンク部の内部と連通するための複数の穴部３１ｂ，４１ｂを有さない点を除いて第１ヘッダタンク部３１，４１と同様の構成の筒状部材である。室内熱交換器９の上部側ヘッダタンク７０，８０は、室外熱交換器２の上部側ヘッダタンク３０，４０と同様の構成の筒状部材である。室内熱交換器９の下部側ヘッダタンク７１，８１は、液戻り管１３との接続部を備え、蒸気流通管１２との接続部を備えない点を除いて上部側ヘッダタンク７０，８０と同様の構成の筒状部材である。

次に各コア部の構成について説明する。図４は、図３の室外熱交換器２の上流側コア部３を正面視したときの部分拡大図である。図５は、図４のＶ−Ｖ切断面を矢印方向にみたときの概略断面図である。

図２および図４に示すように、上流側コア部３は、所定の間隔を設けて配列された複数本のチューブ３ｂと、各チューブ３ｂ間に介在されたコルゲートタイプのフィン３ｃとで構成されている。また、これらのチューブ３ｂとフィン３ｃはコア部の両側からサイドプレートにより支持されて一体になり、ろう付け接合によって固定されている。

フィン３ｃが配置されている隣り合うチューブ３ｂ間は、チューブ３ｂ内を流れる冷媒と熱交換される空気が通過する通路を構成する。この空気が通過する通路は、コア部の厚み方向に形成される通路であり、この通路の入口部はコア部表面の空気通過開口面部３ａである。上流側コア部３は、空気通過開口面部３ａが筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に対して傾斜するように設けられている。

図５に示すように、フィン３ｃの平面部には、部分的にプレス加工で切り起こされた複数個の切り起こし部が形成されている。複数個の切り起こし部は、熱交換面積を増加し、伝熱性向上のために、空気通過方向Ａに並ぶように形成されており、フィン３ｃの空気通過方向Ａの長さの中央部を中心として左右対称に形成されている。冷媒と熱交換される空気は、複数個の切り起こし部によってフィン３ｃの平面部に形成された開口部分を通ってフィン３ｃの両面側を蛇行するように流れるため、乱流が形成されて熱交換量が増加することになる。なお、室外熱交換器２の下流側コア部４、室内熱交換器９の上流側コア部７および下流側コア部８についても、前述の室外熱交換器２の上流側コア部３と同様の構成である。

また、室外熱交換器２および室内熱交換器９における上記各部材は、アルミニウム材からなり、表面に施されたろう材を介して上記各部材間をろう付けすることにより一体に接合されている。

次に、各コア部３，４，７，８の配置について図６を参照して説明する。図６は、各コア部を代表して、室外熱交換器２の上流側コア部３と下流側コア部４の位置関係を説明する概略図である。以下に説明する当該位置関係は、他のコア部についても同様に適用されるものであり、同様の作用効果を奏する。

図６に示すように、上流側コア部３と下流側コア部４は、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、さらにコア部を通過する空気通過方向Ａに重なるように配置されている。冷却装置１の各熱交換器は、設置用の空間として予め定められた空間に収まるように設置されることが要求されている。本実施形態では、この設置用の空間を、例えば、図６の二点鎖線で囲まれた内部空間として以下に説明する。そこで、上流側コア部３と下流側コア部４は、それぞれの空気通過開口面部３ａと空気通過開口面部４ａが、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、互いに平行となるようにケーシング部材５の仮想面で囲まれる空間（図６の二点鎖線で囲まれた内部空間）に収められる。以下、この空間を熱交換器の設置許容空間とする。

さらに、空気通過方向Ａに重なる上流側コア部３と下流側コア部４は、それぞれの上部側ヘッダタンク３０と上部側ヘッダタンク４０が鉛直方向に沿って並ぶように配置される構成である（図６のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３０ａ参照）。同様に第１ヘッダタンク部３１と第１ヘッダタンク部４１についても鉛直方向に沿って並ぶように配置される構成である（図６のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３１ａ参照）。これにより、第２ヘッダタンク部３２と第２ヘッダタンク部４２についても鉛直方向に沿って並ぶように配置される（図６の第２ヘッダタンク部の断面中心を結んだ一点鎖線３２ａ参照）。

このように複数重ねて配置されたコア部の位置関係により、複数のヘッダタンクが熱交換器の設置許容空間の上下方向仮想面５ａに沿うように並んで配置され、上方に位置する一方の上部側ヘッダタンク（上部側ヘッダタンク３０）と、下方に位置する他方の下部側ヘッダタンク（第１ヘッダタンク部４１または第２ヘッダタンク部４２）を熱交換器の設置許容空間の横方向仮想面５ｂに近づけて配置させることができる。換言すれば、上流側コア部３の上部側ヘッダタンク３０と下流側コア部４の第１ヘッダタンク部４１が熱交換器の設置許容空間の対角線上に配置可能な構成である。このため、各コア部の長さを熱交換器の設置許容空間の中でできるだけ長くした状態にすることができる。したがって、制限された設置可能な空間の中で、熱交換可能なコア面積を大きくしてコア部を搭載することができる。

この構成を採用した場合、各コア部の熱交換可能な有効コア長さは、例えば、熱交換器の設置空間の縦横比を２５０：３６０とし、上流側コア部３が１．０Ｌとすると、下流側コア部４については、図６の網目部分は上流側コア部３のフィン３ｃ間を通過した空気が下流側コア部４において通過し難い領域になるため、上流側コア部３の有効コア長さよりも減少して０．９５Ｌになることがわかっている。したがって、２つのコア部の有効コア長さの合計は１．９５Ｌとなる。

室内熱交換器９の内部に封入される冷媒は、例えばＨＦＣ１３４ａを用いる。ＨＦＣ１３４ａ以外には、低圧封入された水、エチレングリコール水溶液等を用いてもよい。

冷媒の蒸発気化および凝縮液化が起こる状態では、冷媒は、室内熱交換器９のチューブ→室内熱交換器９の上部側ヘッダタンク７０，８０→蒸気流通管１２→室外熱交換器２の上部側ヘッダタンク３０，４０→室外熱交換器２のチューブ→室外熱交換器２の第１ヘッダタンク部３１，４１→第２ヘッダタンク部３２，４２→液戻り管１３→室内熱交換器９の下部側ヘッダタンク７１，８１→室内熱交換器９のチューブの順に流れ、室内熱交換器９と室外熱交換器２との間を循環する。そして、室内熱交換器９のチューブ内で沸騰気化し、室外熱交換器２のチューブ内で凝縮することで、室内熱交換器９が設けられた筐体１４内を冷却するようになる。

本実施形態の冷却装置１がもたらす作用効果について以下に述べる。冷却装置１は、通信機器１６を収納する筐体１４の内部に設けられ、筐体１４内の空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われる２つのコア部を有する室内熱交換器９と、室内熱交換器９のコア部に対して筐体１４内の空気を送る室内ファン１１と、筐体１４の外部に設けられ、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換が行われる２つのコア部を有する室外熱交換器２と、室外熱交換器２のコア部に対して外気を送る室外ファン６と、を備える。室外熱交換器２および室内熱交換器９はそれぞれ、内部が連通する複数個のコア部を備えている。これら複数個のコア部は、筐体１４に対して傾斜する姿勢であって、さらにコア部を通過する空気の通過方向Ａに対して重なって配置されている。

この構成によれば、室外熱交換器２および室内熱交換器９のそれぞれについて、傾斜した姿勢で空気通過方向Ａに重ねて配置される複数個のコア部３，４，７，８を備える構成とすることにより、熱交換器の設置が許容されている空間において、コア部長さが長くなるように配置することができるため、可能な限りコア部の面積および容積を大きくすることができる。これにより、室内熱交換器９は、通信機器１６等の発熱機器の大型化や性能アップにより発熱量が増大する筐体１４内のスペースに対して、できるだけ熱交換面積を大きくして搭載することができる。さらに室外熱交換器２についても、筐体１４を形成する上下方向側面または鉛直方向に対してコア部を斜めにした姿勢で配置することにより、コア部が長くなり熱交換面積を可能な限り大きくして搭載することができるため、コア部を複数段に並べる構成とすることと合わせて、筐体１４内の冷却性能をさらに増加させることができる。

さらに、空気通過方向Ａに重ねて配置される室外熱交換器２の複数個のコア部３，４は、上部側ヘッダタンク３０，４０が鉛直方向に沿って並ぶように配置されていることが好ましい。この構成を採用した場合には、上部側ヘッダタンク３０，４０を水平方向にヘッダタンク１個分のスペースを占有するように配置することができる。これにより、室外熱交換器２が占有する水平方向の長さ寸法を短くすることができるとともに、ヘッダタンクの水平方向に占める長さが短くなる分、コア部の長さを長くすることができる。したがって、熱交換器のさらなる小型化や熱交換面積の拡大化による冷却性能の向上が得られる。

また、室外熱交換器２の第１ヘッダタンク部３１，４１についても鉛直方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク３０，４０を鉛直方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

また、室内熱交換器９についても、空気通過方向Ａに重ねて配置される複数個のコア部７，８は、上部側ヘッダタンク７０，８０が鉛直方向に沿って並ぶように配置されていることが好ましい。これにより、前述の室外熱交換器２の上部側ヘッダタンク３０，４０を鉛直方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

また、室内熱交換器９の下部側ヘッダタンク７１，８１についても鉛直方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク７０，８０を鉛直方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

また、冷却装置１において冷媒は室内熱交換器９内において沸騰気化し室外熱交換器２内で凝縮することにより室内熱交換器９と室外熱交換器２との間を循環して、筐体１４内を冷却する構成である。この構成によれば、室内熱交換器９および室外熱交換器２を沸騰冷却式の冷却装置に適用することにより、限られた設置スペースの中で高い冷却能力を確保できる熱交換器を設置できるとともに、冷媒を強制的に循環するための駆動部品を不要にできるため、駆動部品を備える場合に比べてフリーメンテナンスの冷却装置が得られる。これにより、例えば寒冷地、山中等の環境条件の厳しい場所に設置される電話基地局１００にとって有用な冷却装置を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、重ねて配置する第１実施形態のコア部の位置関係について他の形態を図７にしたがって説明する。図７は、各コア部を代表して、室外熱交換器２Ａの上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａの位置関係を説明する概略図である。図７において前述の第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。また、以下に説明する当該位置関係は、他のコア部についても同様に適用されるものであり、同様の作用効果を奏する。

図７に示すように、上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａは、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、さらにコア部を通過する空気通過方向Ａに重なるように配置されている。上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａは、それぞれの空気通過開口面部３ａと空気通過開口面部４ａが、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、互いに平行となるようにケーシング部材５の仮想面で囲まれる空間（図７の二点鎖線で囲まれた熱交換器の設置許容空間）に収められている。

さらに、空気通過方向Ａに重なる上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａは、それぞれの上部側ヘッダタンク３０と上部側ヘッダタンク４０が空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置される構成である（図７のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３０ａ参照）。同様に下部側にある第１ヘッダタンク部と第１ヘッダタンク部４１についても空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置される構成である（図７のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３１ａ参照）。これにより、第２ヘッダタンク部３２と第２ヘッダタンク部４２についても空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置される（図７の第２ヘッダタンク部の断面中心を結んだ一点鎖線３２ａ参照）。

このように複数重ねて配置されたコア部の位置関係により、上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａの両方について、上流側コア部３Ａのフィン３ｃ間を通過した空気が下流側コア部４Ａにおいて通過し難い領域が存在しないため、通風抵抗が小さく、空気がスムーズに流れ、極端な流速低下が起こらない通風状態を提供できる。

この構成を採用した場合、上流側コア部３Ａおよび下流側コア部４Ａの熱交換可能な有効コア長さは、例えば、第１実施形態に比べて、両方とも０．９５Ｌになることがわかっている。したがって、２つのコア部の有効コア長さの合計は１．９Ｌとなる。この有効コア長さの合計は第１実施形態の１．９５Ｌよりも小さいが、前述のように各コア部において空気が流れにくい部位がなくなるため、その分、熱交換量を高めることができる。

本実施形態によれば、空気通過方向Ａに重ねて配置される室外熱交換器２の複数個のコア部３Ａ，４Ａは、上部側ヘッダタンク３０，４０が空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置される構成により、上流側コア部と下流側コア部を空気通過方向Ａにそろうように配置できるため、上流側コア部および下流側コア部について全体的に同じように空気が通過するようになる。これにより、コア部の一部で空気が通過し難い部位が生じることがなく、コア部全体において熱交換を行うことができる。したがって、冷却性能を向上が図れる。

また、室外熱交換器２Ａの第１ヘッダタンク部３１，４１についても空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク３０，４０を空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

また、室内熱交換器についても複数個のコア部は、上部側ヘッダタンク７０，８０が空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置されていることが好ましい。これにより、前述の室外熱交換器２の上部側ヘッダタンク３０，４０を空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

また、室内熱交換器の下部側ヘッダタンク７１，８１についても空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク７０，８０を空気通過方向Ａ、またはコア部の厚み方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化や熱交換面積の拡大化が一層期待できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、重ねて配置する第１実施形態のコア部の位置関係について他の形態を図８にしたがって説明する。図８は、各コア部を代表して、室外熱交換器２Ｂの上流側コア部３Ｂと下流側コア部４Ｂの位置関係を説明する概略図である。図８において前述の第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。また、以下に説明する当該位置関係は、他のコア部についても同様に適用されるものであり、同様の作用効果を奏する。

図８に示すように、上流側コア部３Ｂと下流側コア部４Ｂは、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、さらにコア部を通過する空気通過方向Ａに重なるように配置されている。上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａは、それぞれの空気通過開口面部３ａと空気通過開口面部４ａが、筐体１４に対して、あるいは鉛直方向に傾斜する姿勢であって、互いに平行となるようにケーシング部材５の仮想面で囲まれる空間（図８の二点鎖線で囲まれた熱交換器の設置許容空間）に収められている。

さらに、空気通過方向Ａに重なる上流側コア部３Ｂと下流側コア部４Ｂは、それぞれの上部側ヘッダタンク３０と上部側ヘッダタンク４０が水平方向に沿って並ぶように配置される構成である（図８のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３０ａ参照）。同様に下部側にある第１ヘッダタンク部３１と第１ヘッダタンク部４１についても水平方向に沿って並ぶように配置される構成である（図８のタンクの断面中心を結んだ一点鎖線３１ａ参照）。これにより、第２ヘッダタンク部３２と第２ヘッダタンク部４２についても水平方向に沿って並ぶように配置される（図８の第２ヘッダタンク部の断面中心を結んだ一点鎖線３２ａ参照）。

このように複数重ねて配置されたコア部の位置関係により、複数のヘッダタンクが熱交換器の設置許容空間の横方向仮想面５ｂに沿うように並んで配置され、下方に位置する一方のコア部の上部側ヘッダタンク（上部側ヘッダタンク４０）と、上方に位置する他方のコア部の下部側ヘッダタンク（第１ヘッダタンク部３１または第２ヘッダタンク部３２）を熱交換器の設置許容空間の上下方向仮想面５ａに近づけて配置させることができる。換言すれば、下流側コア部４Ｂの上部側ヘッダタンク４０と上流側コア部３Ｂの第１ヘッダタンク部３１が熱交換器の設置許容空間の対角線上に配置可能な構成である。このため、熱交換器が占める上下方向長さを小さくすることができる。

なお、この構成を採用した場合、上流側コア部３Ｂおよび下流側コア部４Ｂの熱交換可能な有効コア長さは、例えば、第１実施形態に比べて、上流側コア部３Ｂが０．９５Ｌとなり、下流側コア部４Ｂが０．８５Ｌになることがわかっている。したがって、２つのコア部の有効コア長さの合計は１．８Ｌとなる。この有効コア長さの合計は第１実施形態の１．９５Ｌよりも小さいが、前述のように、熱交換器の設置許容空間が上下方向に短い場合に、適用可能な熱交換器の配置構成を提供できる点で有効である。また、図８の網目部分は上流側コア部３のフィン３ｃ間を通過した空気が下流側コア部４において通過し難い領域である。

本実施形態によれば、空気通過方向Ａに重ねて配置される室外熱交換器２の複数個のコア部３Ｂ，４Ｂは、上部側ヘッダタンク３０，４０が水平方向に沿って並ぶように配置されることにより、複数のヘッダタンクが鉛直方向について１個分の高さに納まって配置されるようになる。これにより、室外熱交換器２Ｂが占有する高さ寸法を低くすることができ、さらなる小型化が図れる。

また、室外熱交換器２Ｂの第１ヘッダタンク部３１，４１についても水平方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク３０，４０を水平方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化が一層期待できる。

また、室内熱交換器についても複数個のコア部は、上部側ヘッダタンク７０，８０が水平方向に沿って並ぶように配置されていることが好ましい。これにより、前述の室外熱交換器２Ｂの上部側ヘッダタンク３０，４０を水平方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化が一層期待できる。

また、室内熱交換器の下部側ヘッダタンク７１，８１についても水平方向に沿って並ぶように配置することが好ましい。これにより、前述の上部側ヘッダタンク７０，８０を水平方向に揃えた配置と併せ持つ構成にすることにより、熱交換器の小型化が一層期待できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において、室外熱交換器２および室内熱交換器９は、２個のコア部を重ねるように配置した構成であったが、重ねて配置されるコア部の個数は２個に限定するものではなく、３個以上であってもよい。

また、上記実施形態において、複数個のヘッダタンクが、鉛直方向、空気通過方向Ａ、または水平方向に沿って並ぶように配置される構成としているが、鉛直方向、空気通過方向Ａ、または水平方向に沿って並ぶとは、ヘッダタンクの中心部が完全に各方向に一致するように並ぶことに限定されない。つまり、複数個のヘッダタンクが、各方向にその一部がオーバーラップするように並んで配置されていることも含むものとする。

また、上記実施形態において、図６〜図８にしたがって説明する複数段に重ねて配置された室外熱交換器２のコア部の位置関係は、室内熱交換器９のコア部についても適用されるものである。

また、上記実施形態では、冷却装置１は冷媒を室内熱交換器９内において沸騰気化し室外熱交換器２内で凝縮するいわゆる沸騰冷却式の装置を採用しているが、この構成に限定するものではない。つまり、室内熱交換器で筐体内の空気から吸熱し、室外熱交換器で冷媒の熱を外気に放熱する機能を有していればよく、例えば沸騰を伴わない冷媒循環サイクルを有する装置や、圧縮機等の駆動手段によって冷媒を強制的に循環させて状態変化させる装置であってもよい。

また、上記実施形態では、室外熱交換器２の各コア部は、各第１ヘッダタンク部３１，４１に一体に接続される各第２ヘッダタンク部３２，４２を備えているが、この構成に限定されるものではない。例えば、各第２ヘッダタンク部３２，４２を備えず、各第１ヘッダタンク部３１，４１に直接、液戻り管１３が接続される構成でもよい。すなわち、第１ヘッダタンク部だけで下部側ヘッダタンクを構成するようにしてもよい。

本発明の一実施形態における冷却装置が搭載された電話基地局の概略構成図である。 室外熱交換器２と室内熱交換器９との接続関係を示す説明図である。 室外熱交換器２における第１ヘッダタンク部と第２ヘッダタンク部の構成を示す斜視図である。 図３の室外熱交換器２の上流側コア部３を正面視したときの部分拡大図である。 図４のＶ−Ｖ切断面を矢印方向にみたときの概略断面図である。 第１実施形態に係る室外熱交換器２の上流側コア部３と下流側コア部４の位置関係を説明する概略図である。 第２実施形態に係る室外熱交換器２Ａの上流側コア部３Ａと下流側コア部４Ａの位置関係を説明する概略図である。 第３実施形態に係る室外熱交換器２Ｂの上流側コア部３Ｂと下流側コア部４Ｂの位置関係を説明する概略図である。

符号の説明

２…室外熱交換器
３，３Ａ，３Ｂ，７…上流側コア部（コア部）
４，４Ａ，４Ｂ，８…下流側コア部（コア部）
６…室外ファン
９…室内熱交換器
１１…室内ファン
１４…筐体
１６…通信機器（発熱機器）
３０…上部側ヘッダタンク（ヘッダタンク）
３１…第１ヘッダタンク部（ヘッダタンク）
４０…上部側ヘッダタンク（ヘッダタンク）
４１…第１ヘッダタンク部（ヘッダタンク）

Claims (5)

1. 発熱機器（１６）を収納する筐体（１４）の内部に設けられ、前記筐体内の空気と内部を流れる冷媒との間で熱交換が行われるコア部（７，８）を有する室内熱交換器（９）と、前記室内熱交換器の前記コア部に対して前記筐体内の空気を送る室内ファン（１１）と、前記筐体の外部に設けられ、内部を流れる冷媒と外気との間で熱交換が行われるコア部（３，４）を有する室外熱交換器（２）と、前記室外熱交換器の前記コア部に対して前記外気を送る室外ファン（６）と、を備え、
   前記冷媒は前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間を循環し、前記室内熱交換器で吸熱し前記室外熱交換器で放熱して前記筐体内を冷却する冷却装置であって、
   前記室外熱交換器および前記室内熱交換器はそれぞれ、内部が連通する複数個の前記コア部を備えており、
   前記複数個のコア部は、前記筐体に対して傾斜する姿勢であって、さらに前記複数個のコア部を通過する空気の通過方向（Ａ）に重なって配置されていることを特徴とする冷却装置。
2. 前記室外熱交換器の前記各コア部（３，４）の端部には、冷媒が前記コア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、
   前記空気の通過方向（Ａ）に重なる前記複数個のコア部は、前記ヘッダタンク（３０，４０）が鉛直方向に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記室外熱交換器の前記各コア部（３Ａ，４Ａ）の端部には、冷媒が前記コア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、
   前記空気の通過方向（Ａ）に重なる前記複数個のコア部は、前記ヘッダタンク（３０，４０）が前記空気の通過方向（Ａ）に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記室外熱交換器の前記各コア部（３Ｂ，４Ｂ）の端部には、冷媒が前記コア部に対して流入または流出するヘッダタンク（３０，４０，３１，４１）が設けられており、
   前記空気の通過方向（Ａ）に重なる前記複数個のコア部は、前記ヘッダタンク（３０，４０）が水平方向に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記冷媒は、前記室内熱交換器内において沸騰気化し前記室外熱交換器内で凝縮することにより前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間を循環して、前記筐体内を冷却することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の冷却装置。

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