JP2010262256A

JP2010262256A - 熱交換装置

Info

Publication number: JP2010262256A
Application number: JP2009232354A
Authority: JP
Inventors: Wakana Nogami; 若菜野上; Takuya Murayama; 拓也村山; Makoto Sugiyama; 誠杉山; Yosuke Hamada; 洋祐濱田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】本発明は、電光掲示板などの表示装置を、効率的に冷却することを目的とするものである。
【解決手段】表示装置１の背面側に取り付けられ、前面に表示装置用の第１吸気口４と第１吐出口５を設け、背面に外部空気用の第２吸気口６と第２吐出口７を設けた本体ケース２ａと、この本体ケース２ａ内には、表示装置１用の第１送風ファン８および外部空気用の第２送風ファン９と、表示装置１の空気と外部空気との熱交換を行う熱交換器１０とを備え、本体ケース２ａ内には、第１吸気口４と第１吐出口５とを連通する第１送風路１１と、この第１送風路１１とは区画されて第２吸気口６と第２吐出口７とを連通する第２送風路１２とを設け、第１送風ファン８、熱交換器１０、第２送風ファン９をこの順で横方向に配置したので、横長な表示装置に対して効率的な冷却を行うことができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電光掲示板などの表示装置に取り付けて冷却を行う熱交換装置に関するものである。

例えば、駅の発車あるいは到着列車の表示装置は、駅のコンコースの上部などに取り付けられ、表示手段としてＬＥＤを用いて、様々な情報を提供するものである。従来の表示装置は、その冷却を行う為に次のような構成をとっている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、表示装置筐体内に、ＬＥＤなどで構成された情報を表示するための表示器が内蔵されている。一方、筐体の天面に、内部の空気を外部に放出するための開口を複数個設け、この開口との間で通風路を形成するように、底面に複数の通風孔を設けている。この下方の通風孔から上方の開口へ向けて空気が流れる通風路となっている。表示機が配置された区画は、通風路との間に壁が設けられて区画されている。表示器の背面は、この通風路と区画する壁面に密着するようになっている。このような表示装置では、表示器から発生する熱は、表示器の背面から放出され、通風路を流れる空気によって奪われ、その結果、表示器は冷却されることになるのである。

しかし、近年、このような表示装置は、表示情報の多量化、複雑化、および装置自体の薄型化に伴い、大きな熱を発生するようになって来た。通風路内に送風機を設けて強制的に空気を流して冷却効果を高めることも実施されている。

特開２００５−１８１７９９号公報

上記従来の表示装置においては、表示器から発生した熱は、表示器の背面側から放熱されることになる。すなわち、表示器全体から熱を奪うのではなく、背面側のみを冷却するため、冷却効率が悪いという欠点がある。あるいは、表示器全体から発生する熱を背面側に移動させる手段が必要になってくる。

また、表示装置は高所に設置されているため、メンテナンスや取り付けが容易ではないという欠点がある。

そこで、本発明は、表示器を効率的に冷却し、メンテナンスや取り付け性を向上す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、表示装置の背面側に取り付けられ、前面に表示装置用の第１吸気口と第１吐出口を設け、背面に外部空気用の第２吸気口および第２吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた表示装置用の第１送風ファンおよび外部空気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において表示装置の空気と外部空気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記本体ケース内には、前記第１吸気口と前記第１吐出口とを連通する第１送風路と、この第１送風路とは区画されて前記第２吸気口と前記第２吐出口とを連通する第２送風路とを設け、前記第１送風ファン、前記熱交換器、前記第２送風ファンをこの順で横方向に配置した熱交換装置である。

また他の手段は、本体ケースの一部を取り外し可能であり、取り外した本体ケースの一部を本体ケースの他の部分に固定することができるものである。

以上のように本発明は、表示装置の背面側に取り付けられ、前面に表示装置用の第１吸気口と第１吐出口を設け、背面に外部空気用の第２吸気口および第２吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた表示装置用の第１送風ファンおよび外部空気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において表示装置の空気と外部空気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記本体ケース内には、前記第１吸気口と前記第１吐出口とを連通する第１送風路と、この第１送風路とは区画されて前記第２吸気口と前記第２吐出口とを連通する第２送風路とを設け、前記第１送風ファン、前記熱交換器、前記第２送風ファンをこの順で横方向に配置したので、横長な表示装置に対して効率的な冷却を行うことができる。

またさらに、本体ケースの一部はメンテナンス等のために取り外し可能であり、取り外した本体ケースの一部を本体ケースの他の部分に固定することができるので、メンテナンス性を向上できる。

本発明の実施形態１の表示装置設置例を示す図本発明の実施形態１の熱交換装置を示す図（ａ）背面図（ｂ）取付部の部分拡大図本発明の実施形態１の熱交換装置の側面図本発明の実施形態１の熱交換装置の平面断面図本発明の実施形態１の熱交換装置の外気吸込ルーバーを示す図本発明の実施形態１の熱交換装置の外気吐出ルーバーを示す図本発明の実施形態１の熱交換装置の設置例を示す図（ａ）横長設置の図、（ｂ）縦長設置の図本発明の一実施形態の熱交換装置内部の風の流れる向きを示す概略図（ａ）横長設置の図、（ｂ）縦長設置の図本発明の実施の形態１の熱交換装置のメンテナンス時を示す図本発明の実施形態２の熱交換装置の平面断面図

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は、表示装置１の設置例を示す図である。（図１は、列車がホームに進入してきたところである。）ホームの天井からは、列車の行先などをＬＥＤの点灯によって表示する表示装置１が吊り下げられている。図２に示すように、表示装置１の背面には、冷却装置となる熱交換装置２が取り付けられている。表示装置１は、図３に示すように、箱型のケースで覆われていて、内部にＬＥＤの制御装置などの発熱部３が備えられている。

ここで、図４を用いて熱交換装置２の構成について説明する。熱交換装置２は、箱型の本体ケース２ａの前面側（表示装置側）に、表示装置１内と連通する第１吸気口４、第１吐出口５が設けられている。また、本体ケース２ａの背面側には、外部と連通する第２吸気口６、第２吐出口７が設けられている。本体ケース２ａの内部には、第１吸気口４と吸込み口をつなげた第１送風ファン８と、第２吸気口６と吸込み口をつなげた第２送風ファン９と、熱交換器１０が設けられている。第１送風ファン８、第２送風ファン９、熱交換器１０は、熱交換器１０を間にして横一列に並んで配置されている。第１送風路１１（実線の矢印で示す）は、第１送風ファン８の運転によって、第１吸気口４から吸い込まれた表示装置１内の空気が熱交換器１０を通って第１吐出口５から再び表示装置１内に吹き出す経路である。一方、第２送風路１２（破線の矢印で示す）は、第２送風ファン９の運転によって、第２吸気口６から吸い込まれた外部の空気が熱交換器１０を通って第２吐出口７から再び外部に吹き出す経路であり、第１送風路１１とは、混合しないように区画されている。

ここで、熱交換器１０とは、薄い伝熱板を積層して形成したものであり、交互に第１送風路１１と第２送風路１２の空気が通過して、第１送風路１１、第２送風路１２の空気の間で熱交換するようになっている。また熱交換器１０は、第１送風ファン８と対向する側面に開口し第１送風ファン８からの吐き出し空気が流入する第１流入口１８と、本体ケース２ａの前面側の側面に開口し第１吐出口５とつながる第１流出口１９と、第２送風ファン９と対向する側面に開口し第２送風ファン９からの吐き出し空気が流入する第２流入口２０と、本体ケース２ａの背面側に開口し第２吐出口７とつながる第２流出口２１とを備えている。

このような構成による熱交換装置２の動作について説明する。表示装置１内では、ＬＥＤなどの表示器から多量の熱が放出され、高温になっている。この高温になった空気を、第１送風ファン８の運転によって、第１吸気口４から第１流入口１８を経て熱交換装置２の第１送風路１１内に吸い込む。一方、第２送風ファン９を運転すると、第２吸気口６から冷たい外部の空気が第２流入口２０を経て熱交換装置２の第２送風路１２内に吸い込まれる。第１送風路１１に吸い込まれた高温の空気と第２送風路１２に吸い込まれた低温の空気は、熱交換器１０を互いに混ざらずに交差するように通過するときに、薄い伝熱板を解して熱交換することになる。すなわち、第１送風路１１の空気は冷やされ、第２送風路１２の空気は温められる。冷やされた第１送風路１１の空気は、第１流出口１９を経て第１吐出口５から再び表示装置１内に供給される。一方の温められた第２送風路１２の空気は、第２流出口２１を経て第２吐出口７から外部へと排出される。このようにして、表示装置１内は冷却されることになる。また、第１送風ファン８、第２送風ファン９、熱交換器１０は、横方向に並んでいるので、横長の表示装置１に適した形状となっている。

また、図８（ａ）に示すように、第１送風ファン８、第２送風ファン９は、縦方向の中心に対し下よりに配置されている。第１送風ファン８、第２送風ファン９は、同じ仕様の羽板車、モータで構成されている。すなわち、図８に示すように、その回転方向は、熱交換装置２の背面側からみたときに、第１送風ファン８は右回転、第２送風ファン９は左回転となる。このとき、回転方向を示す矢印と、熱交換器１０に進入する空気の流れを示す矢印とが同じ方向になる側、すなわち、第１送風ファン８、第２送風ファン９の上側に広くスペースを確保することによって、熱交換器１０に空気をスムーズに流れ入れることになるのである。このため、第１送風ファン８および第２送風ファン９が送風に要する負荷を軽減し、熱交換装置２の消費電力を低減できる。

次に、熱交換装置２の取り付けについて説明する。図２（ａ）で示すように、熱交換装置２の前面の四角には、ほぼ正方形の板状部材でできた取付部１３が設けられている。この取付部１３は、熱交換装置２の前面に、角を形成する２辺からほぼ均等に張り出すようにして設けられる。このような形状により、熱交換装置２を横長に設置（図７（ａ））、あるいは、縦長に設置（図７（ｂ））の両方を選択することができ、設置場所に適した配置が可能となる。なお、縦長に設置するときには、第２送風ファン９が下側になるようにする。

なお、図２（ｂ）に示すように取付部１３には、熱交換装置２を表示装置１に金具、例えばボルト、で取り付けられるように孔が設けられており、孔は熱交換装置２を縦長設置、横長設置のいずれの場合ボルトが取り付け易いように２つの長円が直角に繋がった形状をしている。また、２つの長円の本体ケース２ａから遠い方の辺には折り返しが付いており、熱交換装置２を縦長設置、横長設置いずれの場合も本体ケース２ａを持つための持ち手の役割を兼ねることができ、熱交換装置２の取り外し作業を容易に行うことができ、作業性が向上する。

また、図２および図８に示すように、外部から直接空気を取り入れることになる第２送風ファン９を設けた区画には、２つのドレン孔１５ａ、１５ｂを設ける。ドレン孔１５ａは、熱交換装置２を横長に設置したときに用いられる。その位置は、横長に設置したときの第２送風ファン９の中心軸の直下にあたる場所に設けるとよい。一方、ドレン孔１５ｂは、熱交換装置２を縦長に設置したときに用いられる。その位置は、縦長に設置したときの第２送風ファン９の中心軸の直下にあたる場所に設けるとよい。このように、ドレン孔１５ａ、１５ｂの２つ設けることによって、縦長設置、横長設置のどちらにも対応できることになる。なお、ドレン孔１５ａ、１５ｂが最下点となるようにドレンパン１４を設けるとよい。

また、図５に示すように、第２吸気口６の外側に設ける外吸込ルーバー１６は、正方形とする。取付孔１６ａも正方形に配置する。このような正方形の外吸込ルーバー１６は、９０度回転して取り付けることによって、熱交換装置２を縦長に設置したときにも、横長に設置したときにも、ルーバーの羽板が外部側に下がる傾斜となるように取り付けが可能である。このため、熱交換装置２を縦長に設置したときにも、横長に設置したときにも、外吸込ルーバー１６からの雨水の侵入を防止することができる。

また、第２吐出口７は、熱交換器１０の形状に合わせて長方形となる。この第２吐出口７に設ける外吐出ルーバー１７は、図６に示すように、短辺側に平行な羽板を持つ。熱交換装置２を横長に設置するときには、外吐出ルーバー１７は短辺側が水平方向になるので、そのルーバーの羽板を外側に向かって下がる傾斜となるように設置する。熱交換装置２を縦長に設置したときには、ルーバーの羽板は横方向をむくことになるが、内側に向けて下がるような傾斜とならない。このため、熱交換装置２を横長に設置する場合と縦長に設置する場合の両方において、第２吐出口７を経て外吐出ルーバー１７から外部へ排出された温かい空気を外吸込ルーバー１６から再び吸込むショートサーキットを防止するとともに、外吐出ルーバー１７の形状と設置方向により、外吐出ルーバー１７からの雨水の浸入を防止することができる。

また、図９に示すように、本体ケース２ａの内部を確認する必要が生じた時、例えば第１送風ファン８および第２送風ファン９のメンテナンスの時には本体ケース２ａの背面が取り外せるようになっている。このとき、取り外した本体ケース２ａの背面には本体ケース２ａの他の部分に引っ掛けることができる引掛部材２２、例えばフック、が付いている。

このことにより、表示装置１は高所に取り付けられても熱交換装置２のメンテナンスを容易に行うことができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１０に本実施の形態２の熱交換装置の平面断面図を示す。

図１０に示すように、第１送風路１１の流れ方向に対し第１流入口１８と本体ケース２ａの前面とが鋭角をなし、同様に第２送風路１２の流れ方向に対し第２流入口２０と本体ケース２ａの背面とが鋭角をなすように熱交換器１０は平面断面が方形、例えば平行四辺形やひし形、となっている。

これにより、第１流出口１９を経て第１吐出口５から表示装置１内に吹き出す空気の流れが第１吸気口４から遠ざかる方向に向き、また第１吸気口４と第１吐出口５とを互いに遠ざけて配置することが可能となるため、第１送風ファン８および第２送風ファン９の位置を変えることなく、また熱交換器１０の容積を大型化することなく、本体ケース２ａ内の空気を全体的に攪拌することができ、より効率的な冷却を行うことができる。

また、第２流出口２１を経て第２吐出口７から外部に吹き出す空気の流れが第２吸気口６から遠ざかる方向に向き、第２吸気口６と第２吐出口７とを互いに遠ざけて配置することが可能となるため、第２吐出口７から外部へ吹き出した空気が第２吸気口６へとショートサーキットが生じにくくなる。

以上のように本発明は、表示装置の背面側に取り付けられ、前面に表示装置用の第１吸気口と第１吐出口を設け、背面に外部空気用の第２吸気口および第２吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた表示装置用の第１送風ファンおよび外部空気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において表示装置の空気と外部空気との熱交換を行う複数の熱交換器とを備え、前記本体ケース内には、前記第１吸気口と前記第１吐出口とを連通する第１送風路と、この第１送風路とは区画されて前記第２吸気口と前記第２吐出口とを連通する第２送風路とを設け、前記第１送風ファン、前記熱交換器、前記第２送風ファンをこの順で横方向に配置した熱交換装置であるので、横長な表示装置に対して効率的な冷却を行うことができる。従って、例えば、駅の行先表示板、街頭のディスプレイパネルなどの冷却設備としてきわめて有用なものとなる。

１表示装置
２熱交換装置
２ａ本体ケース
３発熱部
４第１吸気口
５第１吐出口
６第２吸気口
７第２吐出口
８第１送風ファン
９第２送風ファン
１０熱交換器
１１第１送風路
１２第２送風路
１３取付部
１４ドレンパン
１５ａドレン孔
１５ｂドレン孔
１６外吸込ルーバー
１６ａ取付孔
１７外吐出ルーバー
１８第１流入口
１９第１流出口
２０第２流入口
２１第２流出口
２２引掛部材

Claims

表示装置の背面側に取り付けられ、前面に表示装置用の第１吸気口と第１吐出口を設け、背面に外部空気用の第２吸気口および第２吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた表示装置用の第１送風ファンおよび外部空気用の第２送風ファンと、前記本体ケース内において表示装置の空気と外部空気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記本体ケース内には、前記第１吸気口と前記第１吐出口とを連通する第１送風路と、この第１送風路とは区画されて前記第２吸気口と前記第２吐出口とを連通する第２送風路とを設け、前記第１送風ファン、前記熱交換器、前記第２送風ファンをこの順で横方向に配置した熱交換装置。
前記第１送風ファン、第２送風ファンは、回転方向が前記熱交換器側に向かう側を回転方向が前記熱交換器から遠ざかる側よりも広いスペースを設けた請求項１記載の熱交換装置。
前記本体ケースを表示装置に取り付ける取付部は、ほぼ正方形の形状を有し、前記本体ケース前面の四角に本体ケースの前面の辺からほぼ均等に張り出すように設けられた請求項１または２記載の熱交換装置。
前記第２吐出口に設けられる外吐出ルーバーは、ほぼ長方形状で、短辺側に平行な羽板を有した請求項１〜３いずれかひとつに記載の熱交換装置。
前記第２吸気口に設けた外吸込ルーバーは、正方形状である請求項１〜４いずれかひとつに記載の熱交換装置。
前記第２送風ファンを設けた区画には、底面と前記熱交換器と対向する面とにドレン孔を設けた請求項１〜５いずれかひとつに記載の熱交換装置。
底面に設けた前記ドレン孔は、前記第２送風ファンの回転軸直下に設けた請求項６に記載の熱交換装置。
前記熱交換器と対向する面に設けた前記ドレン孔は、前記第２送風ファンの回転軸と水平になる位置に設けた請求項６に記載の熱交換装置。
前記取付部は、持ち手を兼ねることができる請求項３に記載の熱交換装置。
前記本体ケースの背面の少なくとも一部は取り外し可能で、前記本体ケースの他の部分固定することができる請求項１〜３いずれはひとつに記載の熱交換装置。
前記熱交換器は、前記第１送風ファンと対向する側面に開口した第１流入口と、前記第２送風ファンに対向する側面に開口した第２流入口とを備え、前記第１送風路の流れ方向に対し前記第１流入口が前記本体ケースの前面と鋭角をなすように傾斜し、前記第２送風路の流れ方向に対し前記第２流入口が前記本体ケースの背面と鋭角をなすように傾斜して配置される請求項１〜５のいずれか一つに記載の熱交換装置。