JP3894459B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は食器棚、キャビネットまたは同様なハウジング内に収容された遠距離通信装置を冷却するための冷却装置に関する。
背景技術の説明
可搬式電話通信装置に使用されている無線ベースステーションは、多量の熱を発生し、この熱は除去されなければならない。キャビネットの典型的な熱放出は、１６００〜２５００ワットに達することがある。この熱放出の８０％までは無線送信機装置に起きる。この制御機能は、無線装置または電子装置よりも大きいキャビネットの機械的な設計を制御する助けになる。汚染しかつ湿った戸外の空気は、電子装置を冷却するために直接に使用することができない。しかしながら、戸外の空気、または周囲の空気は、キャビネットから放出された熱の最終的な受け器（ｕｌｔｉｍａｔｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）である。
従来、無線ベースステーションの大部分は、屋内に設置されてきた。機能的な構造（ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）、電子機器および無線装置の冷却装置は、温度および空気で搬送された汚染物の濃度（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）の両方に関して屋内の環境（ｉｎｄｏｏｒ ｃｌｉｍａｔｅｓ）によりひき起こされた要求条件を満たすために設計されてきた。しかしながら、可搬電話通信装置の総合的な製造については、ポストまたは建物構造体の外壁部に取り付けられかつ細胞状回路網（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）に使用される小型の屋外装置を構成する傾向がある。原則的に、これらの屋外装置は、従来、大型の冷却機械を含む容器内に収容されかつ屋外に取り付けられる屋内装置であった。屋外装置がコンパクトなマイクロベースステーションまたはピコベースステーションと呼ばれてきた特により小型の装置の場合には、将来、ますますありふれたものになることが予想される。これは冷却装置および機能的な構造に新しい要求条件を課することになる。
本質的には、三つの異なる型式の屋外装置が現在使用され、すなわち、屋外空気による直接の冷却、熱交換器を備えている気密シールされた空間および空調冷却機械を備えている気密シールされたキャビネットである。
第１の型式の装置は、屋内モードで構成されかつ非常に効果的に濾過された屋外空気で直接に冷却される電子装置を収容する屋外キャビネットを含む。この濾過方法は固形の汚染物を除去するけれども、該濾過方法は電子機器を損傷作用を与える湿った酸性ガスを除去することができない。
第２の型式の装置においては、放出された熱は熱交換器を経て周囲の屋外の空気に放出される。この場合には、数ｋｗに達することがある放出された熱が周囲の空気に分散される前にいくつかの段階を通過しなければならない。熱は構成部品から冷却用放熱器までかつハウジングまたはキャビネットの内部の空気まで熱交換器を通じて伝達され、最後に周囲の空気に放出される。各々の段階または段は、構成部品の温度をある程度上昇させる。熱交換器は屋外の温度に対して屋内の温度を１５℃高めることができる。４５〜５０℃の気温においては、この設計は電子機器および無線機器を７０〜８０℃の温度に維持する要求条件を満たすことができない。熱交換器は、また、該熱交換器を通過するすべての熱に対して設計されなければならない。１ｋｗないし２ｋｗの容量の場合には、これは熱交換器が電子装置および無線装置のサイズに匹敵するかまたはそれらとほぼ等しいサイズを有していなければならないことを意味する。
第３の型式の装置に使用される冷却機械を含みかつおそらくは熱交換器をも含む冷却装置は、無線装置および電子装置のサイズの半分程度のサイズを有することができる。このサイズに関する余剰は容易に許容することはできない。この冷却装置は非常に複雑であり、従って、高度の制御装置を必要とする。サイズの余剰がない冷却装置の現在のコストは、無線ベースステーション全体のコストの１／３ないし１／２に達することがある。運転費も従来の運転費とほぼ同じ程度である。電子装置に発生した熱放射電力に加えて熱放射電力の１／３以上がハウジングから熱を除去するために冷却機械に必要である。この付加的な熱はある位置またはシナリオにおいては周囲に影響を与えがちである。しかしながら、この型式の冷却装置は、屋内の気温および屋外の気温の両方に関して電子装置の温度に課せられる要求条件を満たす唯一の利用できる型式である。
上記の装置は大きいスペースを必要としかつ複雑であり、かつ冷却装置を通じて空気を循環させるために付加的な送風機を必要とし、高い運転費を必要とする欠点を有する。
発明の要約
本発明の目的は、既存の装置の欠点を回避しかつａ）機能的に簡単であり、それゆえに容易に取り付けることができ、ｂ）操作の信頼性が高く、ｃ）付加的な送風機を設ける必要がなくかつｄ）低コストで運転することができる冷却装置を提供することにある。この目的は、後述する請求の範囲に記載した特徴を有する冷却装置により達成される。
本発明による冷却装置は、屋外空気通路またはみぞが設けられている第１空間を含む。この冷却装置は、無線送信ボードおよび構成部品が冷却用放熱器が外側に取り付けられた密閉されたボックス内にＥＭＣで遮蔽されているという事実に基づいている。熱の大部分はこの部分で放出される。屋外空気通路により、冷却用放熱器と直接に接触する無線ベースステーションを通じて流れる平行な空気の流れを発生する。流れの一つは、冷却用放熱器を有する小さい通路を流れる。流れの一つは、小型の熱交換器を通過する。小型の熱交換器を通じて電子装置の残部を冷却する空気が流れ、前記の電子装置の残部は、気密シールされた第２空間内に収容されかつ前述した構成部品よりもはるかに少ない熱を発生する。熱交換器を通じての気流を駆動するために小さい送風機を使用することができる。この熱交換器は高い効率を有する必要がなく、それゆえに、非常にコンパクトに構成することができ、横流型（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｆｌｏｗ）熱交換器の形態を有することができる。第２空間内の電子装置が均一に分布されるより少ない熱を発生し、かつ組み合わされた回路板に関して比較的に良好な熱伝導を有するので、冷却用空気と回路板との間の温度差をボックス内に収容された無線送信機および同様な装置の場合よりもはるかに小さくすることができる。
本発明は次の利点を有する。無線ベースステーションのサイズは、既知の装置と比較して１／３またはそれ以上に低減することができ、設置が極めて容易に行われ、冷却装置の構造がはるかに複雑でない（前述した冷却装置の第２の型式は、熱交換器を通じて空気を押し込むために付加的な送風機またはブローワーを設けることを必要とし、従って、必要な高い効果のために気流に対してかなりの抵抗を与える）かつ運転費が既知の冷却装置において必要なコストよりもはるかに低い。
さて、本発明をその好ましい実施例についてかつ添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の略図である。
好ましい一実施例の詳細な説明
第１図は、遠距離通信装置、例えば、電子構成部品、例えば、無線送信機および無線受信機、端子段階、交流／直流交換器、動力装置（段階）等を含む無線ベースステーションを略図で例示している。この遠距離通信装置は、第１空間２と、密閉された第２空間３とに分割された食器棚またはキャビネット１内に収容されている。最大量の熱を発生するこれらの電子構成部品、例えば、冷却用放熱器を備えているＥＭＣで遮蔽された密閉されたボックス内に閉じ込められた動力装置、送信機、最終段階または同様な装置が第１図に符号Ａ，Ｂ，ＣおよびＤで示してありかつ空間２内に取り付けられている。これらの電子構成部品から熱を除去する目的のために、空間２は冷却用空気入口４および出口５を備えている。この熱は周囲の空気により持ち去られる。冷却用空気は出口５内に設けられた送風機６の助けにより空間２を通じて循環せしめられる。勿論、もしもより有利であると考えられれば、送風機６を入口４内に代替的に取り付けることができる。
図示していないけれども、みぞまたは同様な導管装置が図面において点からなる矢印で示すように、みぞまたは同様な導管装置に平行な構成部品ボックスＡ〜Ｄを越えかつさらに厳密に言えば、ボックスが取り付けられた冷却用放熱器を越えて気流を導くために空間２に設けられている。みぞはプラスチック製またはゴム製の管または同様な部材から成ることができ、または代替的には、プラスチック製の板または薄板金から構成することができる。気流は以下に説明するように同様に空間２内に取り付けられた熱交換器Ｅを越えて導かれる。
無線ベースステーションにおけるすべてのその他の装置、すなわち、そのように多量の熱を放射しない装置がキャビネット１内の閉鎖された第２空間３内に取り付けられている。この装置は図面に全般的に符号Ｆで示してある。しかしながら、この装置により放出された熱もまた、除去されなければならない。従って、熱は空間２内の熱交換器Ｅ内の冷却用空気による熱交換により除去される。この目的のために、みぞ７および８が第２空間３と熱交換器Ｅとの間に配置され、かつ送風機９が前記空間３内の空気を矢印で示すように熱交換器Ｅを通じて循環させるためにこれらのみぞの一方、すなわち、例示した場合には、みぞ８内に取り付けられている。構成部品Ｆは残りの構成部品と同じ程度の多量の熱を放出しないので、熱交換器Ｅは第２の型式の装置と比較して高い効率を有する必要がなく、それゆえに、コンパクトに構成することができる。気流は空間２内の熱交換器Ｅを越えて流れる気流に対して対向流をなして熱交換器Ｅを便利よく通過する。
図示した構成部品ボックスＡ〜Ｄを実際には４よりも多くしまたは少なくすることができ、かつ第２空間３内に全般的に示した構成部品Ｆが実際には複数の相互に異なる構成部品を含むことが理解されよう。勿論、空間２もまた上記の機能と同じ機能を有するいくつかの別個の部分に分割することができ、かつ構成部品ボックスＡ〜Ｄの一つまたはそれ以上と熱交換器Ｅが選択的に配置されている。また、本発明が上記の例示した実施例に限定されるものではなく、その変型、変更を次に記載する本発明の請求の範囲内で実施することができることは理解されよう。

Claims (7)

1. 開口部を有し、第１の構成部品が配される第１の空間と、密閉され、該第１の構成部品よりも発熱量の小さい第２の構成部品が配される第２の空間とを備える冷却装置であって、
   前記第１の空間内の空気を循環させる空気循環手段と、
   前記第２の空間に取り付けられた導管を介して導かれる該第２の空間内の空気を冷却する熱交換器と、を備え、
   前記熱交換器は、前記第１の空間内に配され、前記第１の空間内を循環する空気との間で熱交換を行うことで、前記第２の空間内の空気を冷却することを特徴とする冷却装置。
2. 前記第１の空間は、前記第１の構成部品に平行に配された溝または導管を備え、前記第１の空間内を循環する空気は、該溝または導管に沿って流れることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第２の空間に取り付けられた導管を介して、前記熱交換器内に前記第２の空間内の空気を導く送風機を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記熱交換器内に導かれた前記第２の空間内の空気は、前記第１の空間内を循環する空気と対向して流れることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記第１の構成部品は、冷却用放熱器が取り付けられた密閉されたボックスにより覆われていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
6. 前記密閉されたボックスは、ＥＭＣで遮蔽されていることを特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
7. 前記第１の空間は、複数の部分に分割されており、該各部分にはそれぞれ、前記第１の構成部品の少なくとも１つまたは前記熱交換器のいずれか一方または両方が選択的に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。

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