JP5050966B2 - 発熱体収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換装置とそれを用いた発熱体収納装置に関するものである。

例えば、携帯電話の基地局は、数十アンペア以上の電流が流れることから、ある点では発熱体とも表現される。つまり、冷却をすることがその動作を安定化させるためには極めて重要なものとなる。このような携帯電話の基地局はその冷却を行う為に次のような構成をとっている。すなわち、この種の発熱体収納装置は、発熱体となる送・受信機を収納したキャビネットと、このキャビネットの開口部に装着された熱交換装置とを備えた構成となっていた。また、発熱体収納装置としての設置面積を小さくすることが要望され、キャビネットに対して、熱交換装置は、その扉部分に取り付けられることが多いことから薄型化が要望されていた（例えば、特許文献１参照）。

以下、その熱交換装置について図７を参照しながら説明する。

図に示すように、熱交換装置は、発熱体収納装置の壁面に取り付けるために例えば下記のような構成となっていた。すなわち、外気用の第１吸気口１０１と第１吐出口１０２および発熱体１０３を収納したキャビネット１０４内用の第２吸気口１０５および第２吐出口１０６を有する本体ケース１０７と、この本体ケース１０７内に設けられた外気用の第１の送風ファン１０８およびキャビネット１０４内用の第２の送風ファン１０９と、前記本体ケース１０７内において室外空気とキャビネット１０４内空気との熱交換を行う熱交換器１１０とを備えた構成となっていた。

また、前記第１の送風ファン１０８と第２の送風ファン１０９は、本体ケース１０７内中央部に配置した熱交換器１１０に対して互いに対抗する方向に配置し、第１吸気口１０１および第２吸気口１０５から吸い込んだ空気を熱交換器１１０へ吹き込むように構成していた。
特開２０００−１６１８７５号公報

図７に示すものは、薄型化をはかり本体ケース１０７をキャビネット１０９に取り付けることにより、設置面積を小さくすることができたが、このような従来の発熱体収納装置では、キャビネット１０９の前面から本体ケース１０７が張り出してしまいさらなる設置面積の小型化を図ることが要望されていた。

そこで本発明は、設置面積をさらに小さくした熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明の熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置は、内部に発熱体を収納するキャビネットを有し、前記キャビネットの両側面より外気を吸い込み背面より吹出す第１風路と、キャビネットの上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させる第２風路を形成し、前記キャビネットの上部に前記第１風路と第２風路に対応させて風路構成を勝手違いにして配置した第１の熱交換装置と第２の熱交換装置とを備え、この第１の熱交換装置と第２の熱交換装置は、それぞれ、伝熱板を挟んで互いに交差する二つの風路を有しそれぞれに対応させて一対の吐出面と吸い込み面を対向して形成した熱交換器と、この熱交換器の隣り合った吐出面に第１の遠心送風機と第２の遠心送風機を備え、前記第１の遠心送風機には一方向に吹出す第１吐出口を設け、前記熱交換器の一方の吸い込み面には第１吸い込み口を設け、水平面上に第１風路を形成し、前記第２の遠心送風機には垂直方向の２方向へ吹出す第２吐出口と、前記熱交換器の他方の吸い込み面には上下方向から空気を吸い込む第２吸い込み口を設け、垂直平面上に第２風路を形成し、キャビネット内の空気を第２風路に連通し、第１風路の空気と熱交換をしてキャビネット内の冷却を行うものである。

この手段により、キャビネットの上部に熱交換装置を配置することで、設置面積を小さくすることができる発熱体収納装置を提供することができる。

また、熱交換装置は、一機種を用意することで、勝手の違う設置ができ、キャビネットの上部に２台を並べて設置することができる。そして、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

また、他の手段は、気密性を有する弾性体で構成した遮蔽手段をキャビネット内の天面側に設けて熱交換装置をキャビネットの上部に設置したときに第２吸い込み口と第２吐出口の上方側の開口を塞ぐ構成としたものである。

この手段により、一方の熱交換装置の天地返して、キャビネットの上方へ設置することで、勝手の違う２台の熱交換装置キャビネットの上部に設置することができる。そして、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

また、他の手段は、第２吸い込み口と第２吐出口を上方の開口を塞ぐ遮蔽手段を設けたものである。

この手段により、一方の熱交換装置の天地返して、キャビネットの上方へ設置することで、勝手の違う２台の熱交換装置キャビネットの上部に設置することができる。そして、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

本発明の発熱体収納装置によれば、内部に発熱体を収納するキャビネットを有し、前記キャビネットの両側面より外気を吸い込み背面より吹出す第１風路と、キャビネットの上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させる第２風路を形成し、前記キャビネットの上部に前記第１風路と第２風路に対応させて風路構成を勝手違いにして配置した第１の
熱交換装置と第２の熱交換装置とを備え、この第１の熱交換装置と第２の熱交換装置は、それぞれ、伝熱板を挟んで互いに交差する二つの風路を有しそれぞれに対応させて一対の吐出面と吸い込み面を対向して形成した熱交換器と、この熱交換器の隣り合った吐出面に第１の遠心送風機と第２の遠心送風機を備え、前記第１の遠心送風機には一方向に吹出す第１吐出口を設け、前記熱交換器の一方の吸い込み面には第１吸い込み口を設け、水平面上に第１風路を形成し、前記第２の遠心送風機には垂直方向の２方向へ吹出す第２吐出口と、前記熱交換器の他方の吸い込み面には上下方向から空気を吸い込む第２吸い込み口を設け、垂直平面上に第２風路を形成し、キャビネット内の空気を第２風路に連通し、第１風路の空気と熱交換をしてキャビネット内の冷却を行い、キャビネットの上部に熱交換装置を配置して、キャビネット内の空気を冷却することで、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

請求項１記載の発明は、内部に発熱体を収納するキャビネットを有し、前記キャビネットの両側面より外気を吸い込み背面より吹出す第１風路と、キャビネットの上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させる第２風路を形成し、前記キャビネットの上部に前記第１風路と第２風路に対応させて風路構成を勝手違いにして配置した第１の熱交換装置と第２の熱交換装置とを備え、この第１の熱交換装置と第２の熱交換装置は、それぞれ、伝熱板を挟んで互いに交差する二つの風路を有しそれぞれに対応させて一対の吐出面と吸い込み面を対向して形成した熱交換器と、この熱交換器の隣り合った吐出面に第１の遠心送風機と第２の遠心送風機を備え、前記第１の遠心送風機には一方向に吹出す第１吐出口を設け、前記熱交換器の一方の吸い込み面には第１吸い込み口を設け、水平面上に第１風路を形成し、前記第２の遠心送風機には垂直方向の２方向へ吹出す第２吐出口と、前記熱交換器の他方の吸い込み面には上下方向から空気を吸い込む第２吸い込み口を設け、垂直平面上に第２風路を形成し、キャビネット内の空気を第２風路に連通し、第１風路の空気と熱交換をしてキャビネット内の冷却を行う発熱体収納装置であって、キャビネットの上部に熱交換装置を配置して、キャビネット内の空気を冷却するという作用を有する。

また、気密性を有する弾性体で構成した遮蔽手段をキャビネット内の天面側に設けて熱交換装置をキャビネットの上部に設置したときに第２吸い込み口と第２吐出口の上方側の開口を塞ぐ構成とした発熱体収納装置であって、熱交換装置の上方に位置する第２吸い込み口と第２吐出口を遮蔽手段で塞ぎ、下方のみを開口させて、第２風路を形成するという作用を有する。

また、第２吸い込み口と第２吐出口を上方の開口を塞ぐ遮蔽手段を設けた熱交換装置であって、熱交換装置の設置状態を想定して、上方に位置する開口を遮蔽手段で塞ぎ下方を開口させるという作用を有する。

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から図５に本実施の形態の熱交換装置および発熱体収納装置を示す。

まずは図１において、熱交換装置１は、隣り合った側面に位置させて設けた第１環境（外気）用の第１吸い込み口２と第１吐出口３および前記側面とは別の面であって同一面上に位置させて設けた第２環境（後記のキャビネット１２内）用の第２吸い込み口４と第２吐出口５を有する箱体の本体ケース６と、この本体ケース６内に設けられた第１環境用の第１の遠心送風機７および第２環境用の第２の遠心送風機８と、本体ケース６内において第１環境用の空気と第２環境用の空気流路を交差させて熱交換を行う熱交換器９とを備えている。また、図２および３に示すように、本体ケース６は、前記第１吸い込み口２から前記熱交換器９を介して第１の遠心送風機７が吸い込んだ空気を水平方向に略直角に方向を変えて第１吐出口３から吹出す第１風路１０と前記第２吸い込み口４から吸い込んだ空気を略直角に一曲がりさせて前記熱交換器９を介して吸い込みさらに前記第２の遠心送風機８が垂直方向に方向を変えて第２吐出口５から吹出す第２風路１１とを備えている。

熱交換器９は、図面中には符号を付していないが良く知られてように、第１の板体の表面上に、第２の板体、第２の板体の表面上に第３の板体をそれぞれ所定間隔を離した状態で重合させて略直方体に形成した構成とし、前記第１の板体の第２の板体側の表面には、第１の板体の表面をレーン状に仕切る複数の第１の整流壁、前記第２の板体の第３の板体側の表面には、第２の板体の表面をレーン状に仕切る複数の第２の整流壁をそれぞれ設けた構成となって、前記第１風路１０と第２風路１１を前記第２の板体を挟んで直角に交差させる構成としている。また、これら第１〜第３の板体は、熱交換器９内で交差させる風路数に一枚加えた枚数として多数を積層したものである。

そして、図４に示すように、熱交換装置１は、第１環境である外気に対して第２環境である携帯電話機の送・受信機を収納する空間を区切る箱体のキャビネット１２の内側の上部に設置するものである。

また、図３に示すように、第１風路１０は、キャビネット１２の両側面より外気を吸い込み背面より吹出し、第２風路１１は、キャビネット１２の上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させるようにキャビネットの厚み方向に第２吸い込み口４と第２吐出口５を配置する。また、熱交換装置１は、キャビネット１２の上部に第１風路１０と第２風路１１に対応させて風路構成を勝手違いにした第１の熱交換装置１３と第２の熱交換装置１４として配置し、キャビネット内の空気を第２風路１１に上方から連通するように配置する。

また、図２に示すように、第１の熱交換装置１３、第２の熱交換装置１４は、既に熱交換装置１として説明しているが伝熱板を挟んで互いに交差する第１風路１０と第２風路１１を有するものである。そして、第１風路１０と第２風路１１にそれぞれ対応させて一対の吐出面と吸い込み面を対向して形成して、隣り合った吐出面に第１の遠心送風機７と第２の遠心送風機８を備え、第１の遠心送風機７には一方向に吹出す第１吐出口３を設け、連通する熱交換器９の他方の吸い込み面には第１吸い込み口２を設けて、水平面上に第１風路１０を形成する。また、第２の遠心送風機８には垂直方向、すなわち上方側の面と下方側の面の２方向から吹出す第２の吐出口５と、熱交換器９の他方の吸い込み面には垂直方向、すなわち上方側の面と下方側の面から空気を吸い込む第２吸い込み口４を設け、垂直平面上にキャビネット１２内の空気を循環させる第２風路１１を形成する。

また、図５に示すように、キャビネット１２には、独立気泡によって形成し気密性を有する弾性体たとえば、ＥＰＤＭゴム発砲体で構成した遮蔽手段１５をキャビネット１２内の天面側の位置であって、かつ第１の熱交換装置１３と第２の熱交換装置１４を設置したときの第２吸い込み口４と第２吐出口５の上方側の面に対応させた位置に配置する。

上記構成により、キャビネット１２の上部に第１の熱交換装置１３、第２の熱交換装置１４を配置して、キャビネット内の空気を冷却することとなり、キャビネット１２の上部に熱交換装置を配置することで、設置面積を小さくすることができる発熱体収納装置を提供することができる。

また、熱交換装置１は、一方の天地を返して配置することで、第１風路１０を勝手違いに配置して、キャビネットの上部に２台の第１の熱交換装置１３と第２の熱交換装置１４として設置して、第１風路１０と第２風路１１の空気を熱交換させることができる。また、熱交換装置１は、一機種を用意するだけで、勝手の違う設置ができ、キャビネット１２の上部に２台を並べて設置することができる。そして、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

また、熱交換装置１をキャビネット１２の上方設置することで、上方側の面に位置する第２吸い込み口４と第２吐出口５を遮蔽手段１５で塞ぎ、下方側の面のみを開口させて、第２風路１１を形成することができる。

また、遮蔽手段１５は、独立気泡によって発砲した弾性体を用いたことにより、第２吸い込み口４と第２吐出口５を確実に塞ぐことができる。

更に、遮蔽手段１５をキャビネット１２に設けたので、熱交換装置１の設置において、それぞれ第１の吸い込み口２の位置を合せることで、勝手違いの配置を容易に行える。

（実施の形態２）
図６に示すように、本実施の形態では、第２吸い込み口４と第２吐出口５の上方側の面を塞ぐ遮蔽手段１６として、遮蔽板１７を熱交換装置１に設けるものである。遮蔽板１７は、熱交換装置１の本体ケース６と同材質のもの例えば、鋼板を用いて、第２吸い込み口４と第２吐出口５の上方側の面を塞ぐものである。なお、遮蔽板１７は、ねじで固定するものである。

上記構成により、熱交換装置１の設置状態を想定して、上方側の面に位置する開口を遮蔽板１７で塞ぎ下方を開口させることとなる。そして、第１の熱交換装置１３と第２の熱交換装置１４としてキャビネット１２内へ設置する。

以上のように、設置状態を想定して、あらかじめ遮蔽板１７で、第２吸い込み口４と第２吐出口５を塞いでおき、一方の熱交換装置１の天地を返して、キャビネットの上方へ設置することで、一機種の熱交換装置１を用意することで勝手の違う２台の熱交換装置キャビネットの上部に設置することができる。そして、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

なお、本実施の形態では、キャビネット１２側に遮蔽手段１５を設ける必要はない。

以上のように、１台の熱交換装置を用意するだけで、勝手の違う２台に対応できることは、熱交換装置のコストを低減することもできる。

以上のように本発明は、熱交換装置とそれを用いた発熱体収納装置に関するものであり、内部に発熱体を収納するキャビネットを有し、前記キャビネットの両側面より外気を吸い込み背面より吹出す第１風路と、キャビネットの上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させる第２風路を形成し、前記キャビネットの上部に前記第１風路と第２風路に対応させて風路構成を勝手違いにして配置した第１の熱交換装置と第２の熱交換装置とを備え、キャビネット内の空気を第２風路に連通し、第１風路の空気と熱交換をしてキャビネット内の冷却を行い、キャビネットの上部に熱交換装置を配置して、キャビネット内の空気を冷却することで、設置面積を小さくした発熱体収納装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の熱交換装置を示す図 同実施の形態１の熱交換装置の風路構成を示す図 同実施の形態１の発熱体収納装置における風路構成を示す図 同実施の形態１の発熱体収納装置の構成を示す図 同実施の形態１の発熱体収納装置と熱交換装置を示す図 同実施の形態２の熱交換装置を示す図 従来の熱交換装置を示す図

符号の説明

１ 熱交換装置
２ 第１吸い込み口
３ 第１吐出口
４ 第２吸い込み口
５ 第２吐出口
６ 本体ケース
７ 第１の遠心送風機
８ 第２の遠心送風機
９ 熱交換器
１０ 第１風路
１１ 第２風路
１２ キャビネット
１３ 第１の熱交換装置
１４ 第２の熱交換装置
１５ 遮蔽手段
１６ 遮蔽手段
１７ 遮蔽板

Claims (3)

1. 内部に発熱体を収納するキャビネットを有し、
   前記キャビネットの両側面より外気を吸い込み、背面より吹出す第１風路と、
   キャビネットの上部から下方の空間の空気を垂直平面上に循環させる第２風路を形成し、前記キャビネットの上部に前記第１風路と第２風路に対応させて風路構成を勝手違いにして配置した第１の熱交換装置と第２の熱交換装置とを備え、
   この第１の熱交換装置と第２の熱交換装置は、それぞれ、
   伝熱板を挟んで互いに交差する二つの風路を有しそれぞれに対応させて一対の吐出面と吸い込み面を対向して形成した熱交換器と、
   この熱交換器の隣り合った吐出面に第１の遠心送風機と第２の遠心送風機を備え、
   前記第１の遠心送風機には一方向に吹出す第１吐出口を設け、
   前記熱交換器の一方の吸い込み面には第１吸い込み口を設け、
   水平面上に第１風路を形成し、
   前記第２の遠心送風機には垂直方向の２方向へ吹出す第２吐出口と、
   前記熱交換器の他方の吸い込み面には上下方向から空気を吸い込む第２吸い込み口を設け、
   垂直平面上に第２風路を形成し、
   キャビネット内の空気を第２風路に連通し、第１風路の空気と熱交換をしてキャビネット内の冷却を行う発熱体収納装置。
2. 気密性を有する弾性体で構成した遮蔽手段をキャビネット内の天面側に設けて熱交換装置をキャビネットの上部に設置したときに第２吸い込み口と第２吐出口の上方側の開口を塞ぐ構成とした請求項１記載の発熱体収納装置。
3. 第２吸い込み口と第２吐出口を上方の開口を塞ぐ遮蔽手段を設けた請求項１記載の発熱体収納装置。
   

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