JP2010282907A - 空冷式冷却器 - Google Patents

Abstract

【課題】輸送性及び保管性に優れた空冷式冷却器を提供する。
【解決手段】上部に排気口２ａが形成され、下方に吸気口２ｂが形成された筐体２内に、被冷却体の流路となる熱交換器エレメント３が固定支持され、該熱交換器エレメント３の上方又は下方に冷却ファン４が配置されてなり、筐体２に、該筐体２を支持する複数の支持脚５が配置され、支持脚５の上端５ａには、他の空冷式冷却器１’を上方に配置した際に、該他の空冷式冷却器１’の支持脚５の下端部５ｂを受ける支持体６が配置されている空冷式冷却器。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池発電装置から排出される排熱冷却などに用いられる空冷式冷却器に関する。

燃料電池発電装置は、高効率のコージェネレーションが可能な装置であり、更には、騒音が少なく、排気ガスが極めてクリーンであることから、商業ビルや市街地への設置が盛んに進められている。

燃料電池発電装置には、その構成機器の一つとして冷却器が使用され、発電反応時に排出される排熱を冷却して、各燃料電池本体などの構成機器の温度を、所定の運転温度に維持している。このような冷却器としては、水冷式冷却器、空冷式冷却器などがあるが、水冷式冷却器においては、水管理が煩雑となることから、空冷式冷却器が使用される傾向にある。

空冷式冷却器は、被冷却体の流路となる熱交換器エレメントと、冷却ファンとを備え、冷却ファンで送風された冷却風にて熱交換器エレメント内を流通する被冷却体を冷却するものである。このうち、冷却風を下方から吸引して上方へ排気する構造の横置型空冷式冷却器は、騒音値を低減するのに有効であることが知られている。燃料電池発電装置は、商業ビルや市街地等に設置されることが多いので、作動時の騒音が小さい横置型空冷式冷却器が使用される傾向にある。

例えば、下記特許文献１には、冷却風ダクト内を冷却風が垂直方向に流れる横置型の空冷式冷却器において、空冷式冷却器の架台が被冷却体への空気導入部を兼ねる構成とし、この架台の上に、被冷却体、冷却風ダクト、電動機付冷却ファン、開口部を有する筐体を、順次配設してなる空冷式冷却器が開示されている。

特開２００８−１０２６６号公報（請求項５、図２，３）

しかしながら、横置型空冷式冷却器は、幅方向の寸法が大きく、輸送時においては、トラックなどにおける積載量を増やすことができず、一度に多量の輸送が困難であった。また、倉庫などでの保管時においては、保管スペースを要する問題があった。このため、輸送性や保管性が悪く、輸送コストや保管コストが嵩む問題があった。

したがって、本発明の目的は、輸送性及び保管性に優れた空冷式冷却器を提供することにある。

上記目的を達成するにあたり、本発明の空冷式冷却器は、上部に排気口が形成され、下方に吸気口が形成された筐体内に、被冷却体の流路となる熱交換器エレメントが固定支持され、該熱交換器エレメントの上方又は下方に冷却ファンが配置されてなり、前記筐体に、該筐体を支持する複数の支持脚が配置され、前記支持脚の上端には、他の空冷式冷却器を上方に配置した際に、該他の空冷式冷却器の支持脚の下端部を受ける支持体が配置されていることを特徴とする。

本発明の空冷式冷却器によれば、筐体を支持する支持脚の上端に支持体が配置されているので、この支持体で、他の空冷式冷却器の支持脚の下端部を受けて、空冷式冷却器を多数積層できる。このため、例えば輸送時においては、トラックなどにおける空冷式冷却器の積載台数を平置き時の数倍以上とすることができ、輸送コストを大幅に低減できる。また、保管時においては、倉庫壁面への振れ止め固定を行うことにより、更に空冷式冷却器の積層数を増やすことでき、保管スペースを要さずに済むので、保管コストを低減でき、更には、倉庫保管スペースを有効活用できる。

本発明の空冷式冷却器の前記支持体は、上方に配置される他の空冷式冷却器の支持脚下端が嵌合する凹部を上面に有していることが好ましい。この態様によれば、支持体の嵌合凹部に、他の空冷式冷却器の支持脚下端を嵌合することにより、ボルト固定やピン固定等しなくても、ガタつき無く、空冷式冷却器どうしを支持体を介して連結固定できる。このため、空冷式冷却器を積層する際の手間をより低減できる。

本発明の空冷式冷却器の前記支持体は、前記支持脚の上部に着脱可能に取り付けられることが好ましい。支持体は、輸送時や保管時にのみ使用されるものであることから、支持脚に対して着脱可能なものとし、支持体を繰り返し使用することにより、支持脚の構造を簡素化でき、空冷式冷却器の製造コストを低減できる。

本発明の空冷式冷却器は、前記支持脚に、該支持脚の長さを延長させる延長脚が取り付けられていることが好ましい。輸送・保管効率を向上させるためには、支持脚長は、短い程、望ましいが、空冷式冷却器の背面側や側面側に壁や障害物がある場合には、支持脚を長くして冷却空気吸込面積を確保する為に、空冷式冷却器の下部吸気高さを高くする必要がある。しかしながら、設置場所に応じて、空冷式冷却器の支持脚寸法を変更することは、ロット生産により製造コストを低減することが難しくなる問題がある。この態様によれば、支持脚に、該支持脚の長さを延長させる延長脚が取り付けられているので、輸送・保管時に適した短い脚長を標準として空冷式冷却器をロット生産できると共に、延長脚の取付けにより、個別の設置場所の制約に適宜対応することも可能となる。その結果、空冷式冷却器の製造コスト低減を図りながら、設置場所の制約への対応も可能となる。

本発明の空冷式冷却器の前記延長脚は、前記支持脚に着脱可能に取り付けられることが好ましい。この態様によれば、輸送時や保管時においては、支持脚を極力短くすることで輸送効率や保管効率を向上でき、設置場所に応じて、延長脚を取り付けることによって支持脚の長さを適宜調整できる。

本発明の空冷式冷却器は、燃料電池発電装置から排出される排熱冷却に用いられることが好ましい。燃料電池発電装置においては、騒音値の小さい空冷式冷却器が求められているので、特に好ましく用いることができる。

本発明の空冷式冷却器は、筐体を支持する支持脚の上端に支持体が配置されているので、該支持体にて、他の空冷式冷却器の支持脚の下端部を受けて、空冷式冷却器を多数積層できる。このため、輸送時においては、トラックなどにおける空冷式冷却器の積載台数を増やすことができ、保管時においては、保管スペースを要さずに済むので、輸送コストや保管コストを抑えることができる。

本発明の空冷式冷却器の第１の実施形態の側面断面図である。 同空冷式冷却器の積層状態の分解斜視図である。 同空冷式冷却器を積層した状態を示す概略図である。 本発明の空冷式冷却器の第２の実施形態の概略図である。

本発明の空冷式冷却器の第１の実施形態について、図１〜３を用いて説明する。

図１に示すように、この空冷式冷却器１は、被冷却体の流路となる熱交換器エレメント３と、冷却ファン４とが、筐体２内に収容されている。

上記熱交換器エレメント３は、ステンレス等の耐食材料や銅系材料などの熱伝導率の高い材料で形成された配管で構成されており、冷却効率を高めるため、冷却配管を拡管して、該配管表面に熱伝導性の高いアルミ薄板材からなる冷却フィンを取り付けるのが一般的である。また、熱交換器エレメント３は、冷却ファン４との間に空間を設けて、筐体２内に配置することにより、冷却風が熱交換器エレメント内を偏流なく通流することができ、熱交換器エレメント内の冷却配管と冷却風との接触効率を大きくすることができる。そして、筐体２の側部からは、被冷却体の導入側端部３ａと、被冷却体の導出側端部３ｂが延出している。
上記冷却ファン４は、熱交換器エレメント３の上方に配置されている。
筐体２の上方側の面であって、冷却ファン４のほぼ上方には、メッシュ状に開口した排気口２ａが形成されている。また、筐体２の下方側の面には、メッシュ状に開口した吸気口２ｂが形成されている。

筐体２の外周には、支持脚５が複数（この実施形態では４本）配置され、該支持脚５によって筐体２が支持されている。支持脚５は、その上端５ａが筐体２よりも上方に位置しており、その先端には支持体６が着脱自在に配置されている。

図１，２を合わせて参照すると、この支持体６は、下面側には、支持脚の上端５ａが嵌合する支持脚上端嵌合凹部６ａが形成され、上面側には、支持脚の下端５ｂが嵌合する支持脚下端嵌合凹部６ｂが形成されている。

したがって、支持体６を介して一方の空冷式冷却器１の支持脚上端５ａと、他方の空冷式冷却器１’の支持脚下端５ｂとを連結でき、これによって、図３に示すように、一方の空冷式冷却器１の上部に他方の空冷式冷却器１’を積層させることができる。このとき、支持脚５は、連結された支持脚５によって保持される空間に各空冷式冷却器１が干渉させずに配置される長さが必要である。その結果、例えば輸送時においては、トラックなどにおける空冷式冷却器１の積載台数を平置き時の数倍以上とすることができるので、輸送コストを大幅に低減できる。また、保管時においては、倉庫等の保管スペースを要さずに済むので、少ないスペースで大量に保管できる。

また、支持体６の下面側及び上面側のそれぞれには、支持脚の上端５ａ及び下端５ｂの形状に適合した嵌合凹部６ａ、６ｂが形成されているので、支持脚５と支持体６とを連結する際に、ボルト固定やピン固定等しなくても、ガタつき無く固定でき、空冷式冷却器を積層する際に要する手間を簡略化できる。

なお、この実施形態の空冷式冷却器１は、冷却ファン４が熱交換器エレメント３の上方に配置され、冷却ファン４を作動することによって、筐体２内の空気を排気して、筐体２の下方に設けられた吸気口２ｂから外部空気を吸気する冷却風吸出し方式の空冷式冷却器となっているが、冷却ファン４を熱交換器エレメント３の下方に配置して、冷却ファン４を作動して吸気口２ｂから外部空気を吸気させ、熱交換器エレメント３を通気させた後、筐体２の上方に設けられた排気口２ａから排気する冷却風吸い込み方式の空冷式冷却器としてもよい。ただし、騒音値をより低減できるという理由から、冷却ファン４は熱交換器エレメント３の上方に配置されていること、すなわち、冷却風吸出し方式の空冷式冷却器が好ましい。

また、支持体６は、支持脚５に対して着脱自在にしたが、支持脚５の上端に支持体６を溶接などで固定して支持脚５と支持体６とを一体化したり、支持脚５の上端が支持体６の形状をなすように成形してもよい。ただし、支持体６は、輸送時や保管時にのみ使用されるものであることから、支持脚５に対して着脱可能なものとし、輸送時や保管時に支持脚５の先端に支持体６を取付けて繰り返し使用することにより、支持脚５の構造を簡素化でき、空冷式冷却器の製造コストを低減できる。

本発明の空冷式冷却器は、冷却風を下方から吸引して上方へ排気する、いわゆる横置型の空冷式冷却器であるので、作動時における騒音値が小さく、低騒音性を要求される燃料電池発電装置の構成機器として好ましく用いることができる。したがって、本発明の空冷式冷却器は、燃料電池発電装置から排出される排熱を冷却するのに好ましく用いることができる。

本発明の空冷式冷却器の第２の実施形態について、図４を用いて説明する。なお、上記第１の実施形態の空冷式冷却器１と同一箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
この実施形態の空冷式冷却器１０は、支持脚５に、該支持脚５の長さを延長させる延長脚１１が取り付けられている点が第１の実施形態と相違する。

延長脚１１は、支持脚５とは寸法の異なる溝型鋼からなり（この実施形態では、延長脚１１の内径寸法が、支持脚５の外形寸法よりも大きくされている）、支持脚５と延長脚１１とを重ね合わせ、固定具１２で締め付け固定されることで、支持脚５と延長脚１１とが連結固定される。
これにより、設置場所に応じて、接地面から筐体２下端までの間の距離を調整できるので、設置場所の個別対応が可能である。このため、輸送性や保管性を優先して支持脚５の長さを短く設定して空冷式冷却器１０をロット生産でき、そして、延長脚１１の取付けにより、個別の設置場所の制約に適宜対応できる。

１、１’、１０：空冷式冷却器
２：筐体
２ａ：排気口
２ｂ：吸気口
３：熱交換器エレメント
４：冷却ファン
５：支持脚
６：支持体
６ａ：支持脚上端嵌合凹部
６ｂ：支持脚下端嵌合凹部
１１：延長脚
１２：連結具

Claims (6)

1. 上部に排気口が形成され、下方に吸気口が形成された筐体内に、被冷却体の流路となる熱交換器エレメントが固定支持され、該熱交換器エレメントの上方又は下方に冷却ファンが配置されてなり、
   前記筐体に、該筐体を支持する複数の支持脚が配置され、
   前記支持脚の上端には、他の空冷式冷却器を上方に配置した際に、該他の空冷式冷却器の支持脚の下端部を受ける支持体が配置されていることを特徴とする空冷式冷却器。
2. 前記支持体は、上方に配置される他の空冷式冷却器の支持脚下端が嵌合する凹部を上面に有している、請求項１に記載の空冷式冷却器。
3. 前記支持体は、前記支持脚の上部に着脱可能に取り付けられる、請求項１又は２に記載の空冷式冷却器。
4. 前記支持脚に、該支持脚の長さを延長させる延長脚が取り付けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空冷式冷却器。
5. 前記延長脚は、前記支持脚に着脱可能に取り付けられる、請求項４に記載の空冷式冷却器。
6. 燃料電池発電装置から排出される排熱冷却に用いられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空冷式冷却器。