JP4200563B2 - 冷却装置 - Google Patents
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- H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
- H05K7/206—Air circulating in closed loop within cabinets wherein heat is removed through air-to-air heat-exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流して熱交換を行ない、高温空気を冷却する冷却装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明者らは、電気機器等の発熱体が配置された密閉空間の温度上昇を防ぐ技術として、密閉空間内の高温空気と、外気等の低温空気とを熱交換する冷却装置を考案した（公知技術ではない）。
この冷却装置は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流す熱交換器と、高温空気流を熱交換器の高温空気流通路に供給する高温用送風機と、低温空気流を熱交換器の低温空気流通路に供給する低温用送風機とから構成されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の冷却装置に使用される送風機（高温用、低温用送風機）として、遠心ファンを用いることが考えられる。
遠心ファンの配置空間内に、遠心ファンを単一配置する場合では、遠心ファンを軸流ファンと同じように空間の中心に配置することが考えられる。このように設けると、遠心ファンの回転方向側の空間（熱交換器を下方配置した状態でファンに向かって、ファンが右回転であれば右側空間であり、ファンが左回転であれば左側空間）への送風量が多く、逆に遠心ファンの反回転方向側の空間への送風量が少なくなり、結果的に空気流通路（高温、低温空気流通路）への送風量が不均一になってしまう。
【０００４】
また、遠心ファンの配置空間内に、遠心ファンを複数配置する場合では、異なった出力の遠心ファンが用いられる場合がある。上述のように、遠心ファンは、遠心ファンの回転方向側の空間への送風量を多くするため、ファンの回転方向側に大きな出力の遠心ファンが配置されると、空気流通路への送風量が大変不均一になってしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に基づいて成されたもので、その目的は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流して熱交換を行なって高温空気を冷却する冷却装置において、空気流通路へ均一的に高温あるいは低温空気流を供給できる冷却装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
１つの空間内に遠心ファンを複数配置する場合では、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置する。遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間への送風量を多くするため、出力の大きい遠心ファンの送風量が、出力の小さい遠心ファンの送風量側に加わることとなり、結果的に空気流通路への送風量が均一化する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
先ず２つの参考例を説明し、その後で本発明が適用された実施例を説明する。
（第１参考例の構成）
図１、図２は第１参考例の冷却装置を示すもので、図１は冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図、図２は冷却装置の側面概略図である。
【０００９】
冷却装置１は、高温空気流（例えば、密閉空間の高温空気）と低温空気流（例えば、室外空気）の熱交換を行う熱交換器２と、高温空気流を熱交換器２に供給する高温用遠心ファン３と、低温空気流を熱交換器２に供給する低温用遠心ファン４とから構成される。
熱交換器２は、アルミニウムや黄銅など熱伝導性に優れた金属材によって形成されるもので、高温空気流が流れる高温空気流通路Ａと、低温空気流が流れる低温空気流通路Ｂとが、隔壁２Ａを介して交互に多数配置されたものである。
【００１０】
高温用遠心ファン３は、高温空気流通路Ａの上流側の空間内に単一配置されるものである。この高温用遠心ファン３は、高温空気流通路Ａの上流側の空間内において、ファンの回転方向側（熱交換器２を下方配置した状態でファンに向かって、ファンが右回転であれば右側であり、ファンが左回転であれば左側）に広い空間を確保するように偏心配置されている。
この第１参考例の高温用遠心ファン３は、ファンの回転方向が右回転であるため、熱交換器２を下方配置した状態でファンの右側空間に広い空間が確保されるように、高温用遠心ファン３は左側に偏心して配置されている。
【００１１】
また、低温用遠心ファン４も、低温空気流通路Ｂの上流側の空間内に単一配置されるものである。この低温用遠心ファン４も、低温空気流通路Ｂの上流側の空間内において、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されている。
この第１参考例の低温用遠心ファン４は、ファンの回転方向がファンに向かって右回転であるため、熱交換器２を下方に仮配置した状態でファンの右側空間に広い空間が確保されるように、低温用遠心ファン４も偏心配置されている。
【００１２】
（第１参考例の作動）
高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４が作動すると、高温空気流通路Ａに密閉空間内の高温空気流が流れ、低温空気流通路Ｂに低温外気である低温空気流が流れ、高温空気流と低温空気流との熱交換が行われ、結果的に高温空気流が冷却されて、密閉空間内に戻される。
高温用遠心ファン３は、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されているため、広い空間側に多くの送風が成されることとなり、結果的に各高温空気流通路Ａへの送風量が均一化する。
低温用遠心ファン４も、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されているため、広い空間側に多くの送風が成されることとなり、結果的に各低温空気流通路Ｂへの送風量が均一化する。
【００１４】
（第２参考例）
図３は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１参考例では、高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４の両方が右回転の例を示したが、この第２参考例では一方が左回転の例を示す。この第２参考例では、高温用遠心ファン３が左回転のものであり、熱交換器２を下方配置した状態でファンの左側空間に広い空間が確保されるように、高温用遠心ファン３を偏心配置したものである。
【００１５】
左回転する高温用遠心ファン３は、左側の空間へ多くの高温空気を供給するため、高温用遠心ファン３を右側に偏心配置したことにより、左側の広い空間側に多くの高温空気流が供給されることになり、結果的に各高温空気流通路Ａの流速分布が均一化する。
また、この第２参考例では、高温側、低温側の風速分布の傾向が一致するため、第１参考例に比較してより高い性能を得ることができる。なお、図３のファン３、４をそれぞれ反転し、それぞれを左側へ寄せても同様の効果が得られる。
【００１６】
（第１実施例）
図４は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１、第２参考例では、高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４が、それぞれの空間内に単一配置される例を示したが、この第１実施例では一方の空間内に複数の遠心ファンが配置される例を示す。この第１実施例では、同一方向に回転する高温用遠心ファン３が同一空間内に２つ配置されるものであり、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置されている。具体的には、出力の異なる２つの高温用遠心ファン３Ａ、３Ｂは、ともに右回転のものであり、出力の小さい側が右側に配置されるものである。
遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間へ送風量を多くするため、出力の大きい高温用遠心ファン３Ａの送風量が、出力の小さい高温用遠心ファン３Ｂの送風量側に加わることとなり、結果的に各高温空気流通路Ａの流速分布が均一化する。
【００１７】
（第２実施例）
図５は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１実施例では、高温用遠心ファン３が、１つの空間内に複数配置される例を示したが、この第２実施例では低温用遠心ファン４も、１つの空間内に複数配置される例を示す。この第２実施例では、同一方向に回転する低温用遠心ファン４が同一空間内に２つ配置されるものであり、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置されている。具体的に、出力の異なる２つの低温用遠心ファン４Ａ、４Ｂは、ともに右回転のものであり、出力の小さい側が右側（熱交換器２を下側に仮配置した状態において）に配置されるものである。
遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間へ送風量を多くするため、出力の大きい低温用遠心ファン４Ａの送風量が、出力の小さい低温用遠心ファン４Ｂの送風量側に加わることとなり、結果的に各低温空気流通路Ｂの流速分布が均一化する。
【００１８】
なお、この第２実施例における出力の異なる２つの高温用遠心ファン３Ａ、３Ｂは、第１実施例とは逆に、左回転のものであり、出力の小さい側が左側に配置されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第１参考例）。
【図２】 冷却装置の側面概略図である（第１参考例）。
【図３】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第２参考例）。
【図４】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第１実施例）。
【図５】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第２実施例）。
【符号の説明】
Ａ 高温空気流通路
Ｂ 低温空気流通路
１ 冷却装置
２ 熱交換器
３ 高温用遠心ファン
３Ａ 高出力の高温用遠心ファン
３Ｂ 低出力の高温用遠心ファン
４ 低温用遠心ファン
４Ａ 高出力の低温用遠心ファン
４Ｂ 低出力の低温用遠心ファン
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流して熱交換を行ない、高温空気を冷却する冷却装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明者らは、電気機器等の発熱体が配置された密閉空間の温度上昇を防ぐ技術として、密閉空間内の高温空気と、外気等の低温空気とを熱交換する冷却装置を考案した（公知技術ではない）。
この冷却装置は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流す熱交換器と、高温空気流を熱交換器の高温空気流通路に供給する高温用送風機と、低温空気流を熱交換器の低温空気流通路に供給する低温用送風機とから構成されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の冷却装置に使用される送風機（高温用、低温用送風機）として、遠心ファンを用いることが考えられる。
遠心ファンの配置空間内に、遠心ファンを単一配置する場合では、遠心ファンを軸流ファンと同じように空間の中心に配置することが考えられる。このように設けると、遠心ファンの回転方向側の空間（熱交換器を下方配置した状態でファンに向かって、ファンが右回転であれば右側空間であり、ファンが左回転であれば左側空間）への送風量が多く、逆に遠心ファンの反回転方向側の空間への送風量が少なくなり、結果的に空気流通路（高温、低温空気流通路）への送風量が不均一になってしまう。
【０００４】
また、遠心ファンの配置空間内に、遠心ファンを複数配置する場合では、異なった出力の遠心ファンが用いられる場合がある。上述のように、遠心ファンは、遠心ファンの回転方向側の空間への送風量を多くするため、ファンの回転方向側に大きな出力の遠心ファンが配置されると、空気流通路への送風量が大変不均一になってしまう。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に基づいて成されたもので、その目的は、高温空気流と低温空気流とを隣接して流して熱交換を行なって高温空気を冷却する冷却装置において、空気流通路へ均一的に高温あるいは低温空気流を供給できる冷却装置の提供にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
１つの空間内に遠心ファンを複数配置する場合では、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置する。遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間への送風量を多くするため、出力の大きい遠心ファンの送風量が、出力の小さい遠心ファンの送風量側に加わることとなり、結果的に空気流通路への送風量が均一化する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
先ず２つの参考例を説明し、その後で本発明が適用された実施例を説明する。
（第１参考例の構成）
図１、図２は第１参考例の冷却装置を示すもので、図１は冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図、図２は冷却装置の側面概略図である。
【０００９】
冷却装置１は、高温空気流（例えば、密閉空間の高温空気）と低温空気流（例えば、室外空気）の熱交換を行う熱交換器２と、高温空気流を熱交換器２に供給する高温用遠心ファン３と、低温空気流を熱交換器２に供給する低温用遠心ファン４とから構成される。
熱交換器２は、アルミニウムや黄銅など熱伝導性に優れた金属材によって形成されるもので、高温空気流が流れる高温空気流通路Ａと、低温空気流が流れる低温空気流通路Ｂとが、隔壁２Ａを介して交互に多数配置されたものである。
【００１０】
高温用遠心ファン３は、高温空気流通路Ａの上流側の空間内に単一配置されるものである。この高温用遠心ファン３は、高温空気流通路Ａの上流側の空間内において、ファンの回転方向側（熱交換器２を下方配置した状態でファンに向かって、ファンが右回転であれば右側であり、ファンが左回転であれば左側）に広い空間を確保するように偏心配置されている。
この第１参考例の高温用遠心ファン３は、ファンの回転方向が右回転であるため、熱交換器２を下方配置した状態でファンの右側空間に広い空間が確保されるように、高温用遠心ファン３は左側に偏心して配置されている。
【００１１】
また、低温用遠心ファン４も、低温空気流通路Ｂの上流側の空間内に単一配置されるものである。この低温用遠心ファン４も、低温空気流通路Ｂの上流側の空間内において、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されている。
この第１参考例の低温用遠心ファン４は、ファンの回転方向がファンに向かって右回転であるため、熱交換器２を下方に仮配置した状態でファンの右側空間に広い空間が確保されるように、低温用遠心ファン４も偏心配置されている。
【００１２】
（第１参考例の作動）
高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４が作動すると、高温空気流通路Ａに密閉空間内の高温空気流が流れ、低温空気流通路Ｂに低温外気である低温空気流が流れ、高温空気流と低温空気流との熱交換が行われ、結果的に高温空気流が冷却されて、密閉空間内に戻される。
高温用遠心ファン３は、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されているため、広い空間側に多くの送風が成されることとなり、結果的に各高温空気流通路Ａへの送風量が均一化する。
低温用遠心ファン４も、ファンの回転方向側に広い空間を確保するように偏心配置されているため、広い空間側に多くの送風が成されることとなり、結果的に各低温空気流通路Ｂへの送風量が均一化する。
【００１４】
（第２参考例）
図３は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１参考例では、高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４の両方が右回転の例を示したが、この第２参考例では一方が左回転の例を示す。この第２参考例では、高温用遠心ファン３が左回転のものであり、熱交換器２を下方配置した状態でファンの左側空間に広い空間が確保されるように、高温用遠心ファン３を偏心配置したものである。
【００１５】
左回転する高温用遠心ファン３は、左側の空間へ多くの高温空気を供給するため、高温用遠心ファン３を右側に偏心配置したことにより、左側の広い空間側に多くの高温空気流が供給されることになり、結果的に各高温空気流通路Ａの流速分布が均一化する。
また、この第２参考例では、高温側、低温側の風速分布の傾向が一致するため、第１参考例に比較してより高い性能を得ることができる。なお、図３のファン３、４をそれぞれ反転し、それぞれを左側へ寄せても同様の効果が得られる。
【００１６】
（第１実施例）
図４は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１、第２参考例では、高温用遠心ファン３および低温用遠心ファン４が、それぞれの空間内に単一配置される例を示したが、この第１実施例では一方の空間内に複数の遠心ファンが配置される例を示す。この第１実施例では、同一方向に回転する高温用遠心ファン３が同一空間内に２つ配置されるものであり、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置されている。具体的には、出力の異なる２つの高温用遠心ファン３Ａ、３Ｂは、ともに右回転のものであり、出力の小さい側が右側に配置されるものである。
遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間へ送風量を多くするため、出力の大きい高温用遠心ファン３Ａの送風量が、出力の小さい高温用遠心ファン３Ｂの送風量側に加わることとなり、結果的に各高温空気流通路Ａの流速分布が均一化する。
【００１７】
（第２実施例）
図５は冷却装置１における遠心ファンの配置を示す概略図である。
上記の第１実施例では、高温用遠心ファン３が、１つの空間内に複数配置される例を示したが、この第２実施例では低温用遠心ファン４も、１つの空間内に複数配置される例を示す。この第２実施例では、同一方向に回転する低温用遠心ファン４が同一空間内に２つ配置されるものであり、ファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置されている。具体的に、出力の異なる２つの低温用遠心ファン４Ａ、４Ｂは、ともに右回転のものであり、出力の小さい側が右側（熱交換器２を下側に仮配置した状態において）に配置されるものである。
遠心ファンは、ファンの回転方向側の空間へ送風量を多くするため、出力の大きい低温用遠心ファン４Ａの送風量が、出力の小さい低温用遠心ファン４Ｂの送風量側に加わることとなり、結果的に各低温空気流通路Ｂの流速分布が均一化する。
【００１８】
なお、この第２実施例における出力の異なる２つの高温用遠心ファン３Ａ、３Ｂは、第１実施例とは逆に、左回転のものであり、出力の小さい側が左側に配置されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第１参考例）。
【図２】 冷却装置の側面概略図である（第１参考例）。
【図３】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第２参考例）。
【図４】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第１実施例）。
【図５】 冷却装置における遠心ファンの配置を示す概略図である（第２実施例）。
【符号の説明】
Ａ 高温空気流通路
Ｂ 低温空気流通路
１ 冷却装置
２ 熱交換器
３ 高温用遠心ファン
３Ａ 高出力の高温用遠心ファン
３Ｂ 低出力の高温用遠心ファン
４ 低温用遠心ファン
４Ａ 高出力の低温用遠心ファン
４Ｂ 低出力の低温用遠心ファン
Claims (1)
- 高温空気流と低温空気流とを隣接して流して熱交換を行ない、高温空気を冷却する冷却装置であって、
前記高温空気流あるいは前記低温空気流が流れる空気流通路の上流側の空間内に配置されて同一方向に回転する複数の遠心ファンは、そのファンの回転方向に準じて出力が小さくなるように配置されたことを特徴とする冷却装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32949798A JP4200563B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 冷却装置 |
| US09/417,984 US6247526B1 (en) | 1998-11-19 | 1999-10-13 | Cooling device with arrangement of centrifugal fan |
| DE19954572A DE19954572A1 (de) | 1998-11-19 | 1999-11-12 | Kühlvorrichtung mit Zentrifugallüfteranordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32949798A JP4200563B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156580A JP2000156580A (ja) | 2000-06-06 |
| JP4200563B2 true JP4200563B2 (ja) | 2008-12-24 |
Family
ID=18222040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32949798A Expired - Fee Related JP4200563B2 (ja) | 1998-11-19 | 1998-11-19 | 冷却装置 |
Country Status (3)
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| US (1) | US6247526B1 (ja) |
| JP (1) | JP4200563B2 (ja) |
| DE (1) | DE19954572A1 (ja) |
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| US7011148B1 (en) * | 2003-10-23 | 2006-03-14 | Tellabs Petaluma, Inc. | Heat exchanger with increased heat transfer efficiency and a low-cost method of forming the heat exchanger |
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| JP4935346B2 (ja) * | 2006-12-26 | 2012-05-23 | 富士通株式会社 | 放送コンテンツ受信蓄積システム、受信蓄積機器およびプログラム |
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| CN101551149B (zh) * | 2009-04-24 | 2011-11-30 | 深圳市中兴新地通信器材有限公司 | 具有可调导风结构的热交换式智能机房散热节能系统 |
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1998
- 1998-11-19 JP JP32949798A patent/JP4200563B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1999
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| US6247526B1 (en) | 2001-06-19 |
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