JP5206309B2 - 熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、発熱体収納装置および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、熱交換装置は、熱交換効率を向上させることが要望されていた（例えば、特許文献１参照）。

以下、その熱交換装置について図９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の送風機１０８およびキャビネット１０４内用の第２の送風機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の送風機１０８と第２の送風機１０９は、本体ケース１０７内中央部に配置した熱交換器１１０に対して互いに対向する方向に配置し、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

上記従来の発熱体収納装置においては、第１の送風機１０８と第２の送風機１０９を本体ケース１０７の上下の２箇所にそれぞれ配置していたために、熱交換器１１０を大きくすることができず熱交換効率の向上をすることができなかった。本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、熱交換効率を向上することができる熱交換装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を解決するために本発明は、第１環境へ開口し、空気を吸い込む第１吸気口と空気を吹き出す第１吐出口と、第２環境へ開口し、空気を吸い込む第２吸気口と空気を吹き出す第２吐出口と、前記第１吸気口と第１吐出口を連通させる第１風路と、前記第２吸気口と第２吐出口を連通させる第２風路とを有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられるとともに、前記第１および第２風路に対応して伝熱板を挟んで互いに交差する２つの風路を有し、それぞれに対応させて一対の第１流出口と第１流入口および第２流出口および第２流入口を連通させて形成し、かつ隣り合った面に前記第１風路の第１流入口と前記第２風路の第２流出口を配置した熱交換器と、この熱交換器の前記第１風路に空気を流す第１遠心送風機と、前記熱交換器の第２風路に空気を流す第２遠心送風機と、これら第１遠心送風機と第２遠心送風機を制御する制御装置とを有し、前記第１遠心送風機は前記第１流入口に対向して配置し、前記第２遠心送風機は前記第２流出口に対向して配置し、前記熱交換器に対して、前記第１遠心送風機と前記第２遠心送風機は下側に配置させ、前記制御装置は上側に配置し、前記第１遠心送風機は、前記第１流入口に対して遠心送風流が垂直に当たる側を大きくとるように前記熱交換装置内の片側の壁面に寄せて配置し、前記第１流出口には、前記遠心送風流が垂直に当たる側に連通する側に風圧調整板を対向させて配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができる熱交換装置を提供するという初期の目標を達成するものである。さらに、装置の重量バランスを良くすることができるとともに、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができる熱交換装置を提供できる。さらに、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、熱交換器へ流入させる空気を均一化させて熱交換効率を向上させることのできる熱交換装置を提供することができる。

また、第２吸気口と第２吐出口は、縦方向に対して横方向を大きく形成し、上下に離して配置した構成したものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができる。特に、第２吸気口と第２吐出口は、横方向に大きく形成して、第２環境内で幅広く空気を循環させることができ、上下に離して配置することで、ショートサーキットを防止して、効率よく熱交換を行い第２環境の温度を下げることのできる熱交換装置を提供する。

また、第２吸気口の上端部は発熱体収納装置の内側天井面に連接するように構成したものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、第２吸気口の上端部は発熱体収納装置の内側天井面に連接するように構成することで、天井面に貯まった温度の高い空気を吸い込むことができ、効率よく熱交換を行い第２環境の温度を下げることのできる熱交換装置を提供できる。

また、第２吐出口の下端部は発熱体収納装置の床面に連接するように配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、第２吐出口の下端部は発熱体収納装置の床面に連接するように構成することで。床付近の温度の低い空気を第２吐出口から吹き出す空気で第２環境内に循環させて、効率よく熱交換を行い第２環境の温度を下げることのできる熱交換装置を提供できる。

また、第２送風機の吹き出し口は第２吐出口の上端部に位置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、第２送風機の吹き出し口を第２吐出口の上端部に位置させることで、第２送風機の吹き出し方向を第２環境側へ変向して第２吐出口から効率よく空気を吹き出して、第２環境の空気を循環させて熱交換を行い第２環境の温度を下げることができる熱交換装置を提供することができる。

また、制御装置は、第２流入口に対向させて配置したものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、制御装置を第２流入口の対向させて配置することで、制御装置の冷却のできる熱交換装置を提供することができる。

また、制御装置は放熱部を有し、制御装置は放熱部を有し、第１吐出口は縦方向に対して横方向を大きく形成し、この第１吐出口に望ませて配置した第１流出口と、この第１流出口に対向させて前記放熱部を配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、制御装置の放熱部を第１流出口の対向させて配置することで、放熱部を第１環境側に突出させて配置しても耐久性を確保しながら制御装置から発生する熱を第２環境から第１環境側へ排出して、制御装置の冷却のできる熱交換装置を提供することができる。

また、放熱部をヒートパイプで構成したものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、制御装置の放熱部を第１流出口の対向させて配置することで、放熱部を第１環境側に突出させて配置しても耐久性を確保しながら制御装置から発生する熱を第２環境から第１環境側へより効果的に排出して、制御装置の冷却のできる熱交換装置を提供することができる。

また、第１遠心送風機をターボファンとし第２遠心送風機をシロッコファンとする構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、第１環境の空気は吸い込み、第２環境へ空気を吹き出すことで、第１環境の空気を効率よく吸い込むとともに第２環境は空気を吹き込むことで内部の空気を積極的に移動させて空気の循環効率を高め、熱交換器にて第２環境の熱を第１環境へ排出させることができる熱交換装置を提供することができる。

また、第２送風機は第１送風機よりも上に配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらに、第１吸気口は第１吐出口からより離れた位置に配置して第１環境の空気を吸い込み、第２吐出口からはスムースに第２環境へ空気を吹き出すことで、第１環境の空気を効率よく吸い込むとともに第２環境は空気を吹き込むことで内部の空気を積極的に移動させて空気の循環効率を高め、熱交換器にて第２環境の熱を第１環境へ排出させることができる熱交換装置を提供することができる。

また、第１遠心送風機と第２遠心送風機は、一つのモータで駆動される構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができ、さらにモータの取り付けスペースを省スペース化して、第１遠心送風機と第２遠心送風機をより大きくすることができ、送風風量を大きくして熱交換効率の向上ができる熱交換装置を提供することができる。

また、熱交換装置を備えた発熱体収納装置を構成するものであり、熱交換効率を向上させた熱交換装置で通信機器から発生する熱を外気へ放出することができる発熱収納装置を提供することができる。

以上のように本発明は、第１環境へ開口し、空気を吸い込む第１吸気口と空気を吹き出す第１吐出口と、第２環境へ開口し、空気を吸い込む第２吸気口と空気を吹き出す第２吐出口と、前記第１吸気口と第１吐出口を連通させる第１風路と、前記第２吸気口と第２吐出口を連通させる第２風路とを有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられるとともに、前記第１および第２風路に対応して伝熱板を挟んで互いに交差する２つの風路を有し、それぞれに対応させて一対の第１流出口と第１流入口および第２流出口および第２流入口を連通させて形成し、かつ隣り合った面に前記第１風路の第１流入口と前記第２風路の第２流出口を配置した熱交換器と、この熱交換器の前記第１風路に空気を流す第１遠心送風機と、前記熱交換器の第２風路に空気を流す第２遠心送風機と、これら第１遠心送風機と第２遠心送風機を制御する制御装置とを有し、前記第１遠心送風機は前記第１流入口に対向して配置し、前記第２遠心送風機は前記第２流出口に対向して配置し、前記熱交換器に対して、前記第１遠心送風機と前記第２遠心送風機は下側に配置させ、前記制御装置は上側に配置し、前記第１遠心送風機は、前記第１流入口に対して遠心送風流が垂直に当たる側を大きくとるように前記熱交換装置内の片側の壁面に寄せて配置し、前記第１流出口には、前記遠心送風流が垂直に当たる側に連通する側に風圧調整板を対向させて配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保し、より大きな熱交換器を配置して、熱交換効率を向上することができる熱交換装置を提供できる。

本発明の実施の形態１の熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置の設置状態を示す図 同発熱体収納の装置構成を示す概略図 同発熱体収納装置および熱交換装置の構成を示す図 熱交換装置の風路構成を示す概略図 同熱交換装置のモータの別の構成を示す図 同熱交換装置の熱交換器の別の構成を示す図 同実施の形態２の熱交換装置の構成を示す図（（ａ）側面側から見た構成図、（ｂ）外気側から見た構成図） 同風路構成を示す概略図 従来の熱交換装置の構成を示す図

本発明の請求項１記載の発明は、第１環境へ開口し、空気を吸い込む第１吸気口と空気を吹き出す第１吐出口と、第２環境へ開口し、空気を吸い込む第２吸気口と空気を吹き出す第２吐出口と、前記第１吸気口と第１吐出口を連通させる第１風路と、前記第２吸気口と第２吐出口を連通させる第２風路とを有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられるとともに、前記第１および第２風路に対応して伝熱板を挟んで互いに交差する２つの風路を有し、それぞれに対応させて一対の第１流出口と第１流入口および第２流出口および第２流入口を連通させて形成し、かつ隣り合った面に前記第１風路の第１流入口と前記第２風路の第２流出口を配置した熱交換器と、この熱交換器の前記第１風路に空気を流す第１遠心送風機と、前記熱交換器の第２風路に空気を流す第２遠心送風機と、これら第１遠心送風機と第２遠心送風機を制御する制御装置とを有し、前記第１遠心送風機は前記第１流入口に対向して配置し、前記第２遠心送風機は前記第２流出口に対向して配置し、前記熱交換器に対して、前記第１遠心送風機と前記第２遠心送風機は下側に配置させ、前記制御装置は上側に配置し、前記第１遠心送風機は、前記第１流入口に対して遠心送風流が垂直に当たる側を大きくとるように前記熱交換装置内の片側の壁面に寄せて配置し、前記第１流出口には、前記遠心送風流が垂直に当たる側に連通する側に風圧調整板を対向させて配置する構成としたものであり、熱交換器の隣り合った面にそれぞれ第１遠心送風機と第２遠心送風機を配置させて熱交換器の配置スペースを大きく確保して熱交換を行うこととなる。さらに、熱交換器に対して、第１遠心送風機と第２遠心送風機は下側に配置させ、制御装置は上側に配置する構成としたものであり、装置の重量バランスを良くすることができる。さらに、第１遠心送風機は、第１流入口に対して遠心送風流が垂直に当たる側を大きくとるように熱交換装置内の片側の壁面に寄せて配置し、第１流出口には、前記遠心送風流が垂直に当たる側に連通する側に風圧調整板を対向させて配置するものであり、風圧調整板により熱交換器の第１流出口側で静圧の調整を行い熱交換器へ流入する空気を均一にさせることとなる。

また、本発明の請求項２記載の発明は、第２吸気口と第２吐出口は、縦方向に対して横方向を大きく形成し、上下に離して配置した構成したものであり、上下に離して配置することで、ショートサーキットを防止して、第２吸気口と第２吐出口は、横方向に大きく形成して、第２環境内で幅広く空気を循環させることとなる。

また、本発明の請求項３記載の発明は、第２吸気口の上端部は発熱体収納装置の内側天井面に連接するように構成したものであり、天井面に貯まった温度の高い空気を容易に吸い込むみ熱交換を行うこととなる。

また、本発明の請求項４記載の発明は、第２吐出口の下端部は発熱体収納装置の床面に連接するように配置する構成としたものであり、床付近の温度の低い空気を第２吐出口から吹き出す空気で第２環境内に循環させて、熱交換を行うこととなる。

また、本発明の請求項５記載の発明は、第２送風機の吹き出し口は第２吐出口の上端部に位置する構成としたものであり、第２送風機の吹き出し方向を下方向から横方向へすなわち第２環境側へ変向して第２と出口から効率よく空気を吹き出して、第２環境の空気を循環させて熱交換を行うこととなる。

また、本発明の請求項６記載の発明は、制御装置は、第２流入口に対向させて配置したものであり、第２流入口へ流入させる空気を制御装置へ当てて制御装置の放熱を行うこととなる。

また、本発明の請求項７記載の発明は、制御装置の放熱部を第１流出口へ対向させて配置することで、放熱部を第１環境側に突出させて制御装置から発生する熱を第２環境から第１環境側へ排出することとなる。

また、本発明の請求項８記載の発明は、放熱部をヒートパイプで構成したものであり、制御装置の放熱部を第１流出口の対向させて配置することで、放熱部を第１環境側に突出させて配置して制御装置から発生する熱を第２環境から第１環境側へより効果的に排出することとなる。

また、本発明の請求項９記載の発明は、第１遠心送風機をターボファンとし第２遠心送風機をシロッコファンとする構成としたものであり、第１環境の空気は吸い込み、第２環境へ空気を吹き出すことで、第１環境の空気を効率よく吸い込むとともに第２環境は空気を吹き込むことで内部の空気を積極的に移動させて空気の循環をさせ、熱交換器にて第２環境の熱を第１環境へ排出させることとなる。

また、本発明の請求項１０記載の発明は、第２送風機は第１送風機よりも上に配置する構成としたものであり、第１吸気口は第１吐出口からより離れた位置に配置して第１環境の空気を吸い込み、第２吐出口からはスムースに第２環境へ空気を吹き出すことで、第１環境の空気を効率よく吸い込むとともに第２環境は空気を吹き込むことで内部の空気を積極的に移動させて空気の循環させ、熱交換器にて第２環境の熱を第１環境へ排出させることとなる。

また、本発明の請求項１１記載の発明は、第１遠心送風機と第２遠心送風機は、一つのモータで駆動される構成としたものであり、モータの取り付けスペースを省スペース化して、第１遠心送風機と第２遠心送風機をより大きくすることができる。

また、本発明の請求項１２記載の発明は、熱交換装置を備えた発熱体収納装置を構成するものであり、熱交換器の配置スペースを大きく確保して熱交換を行う熱交換装置で発熱体収納装置内で発生する熱を排出することとなる。

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のビルディング１はその屋上２には携帯電話の基地局３が設けられている。この基地局３は、図１、図２に示すように箱状のキャビネット４とこのキャビネット４内に設けた通信機としての送・受信機５と前記キャビネット４の前面開口部にドアのごとく開閉自在に設けた熱交換装置６とにより構成されている。

図３に示すように、前記熱交換装置６は、外気（第１環境）用の第１吸気口７と第１吐出口８およびキャビネット４内（第２環境）用の第２吸気口９および第２吐出口１０を有する本体ケース１１と、この図３に示すように、この本体ケース１１内に設けられた外気（第１環境）用の第１遠心送風機１２およびキャビネット４内（第２環境）用の第２遠心送風機１３と、前記本体ケース１１内において外気（第１環境）とキャビネット４内（第２環境）の空気との熱交換を行う熱交換器１４と、これら第１および第２遠心送風機１２および１３を駆動する制御装置１５とを備えている。

前記熱交換器１４は、対向する２辺が他の辺に比べて長くした縦長の六角形で合成樹脂製の第１の伝熱板１６と、これと同様の縦長の六角形で合成樹脂製の第２の伝熱板１７を所定間隔離して交互に重合した六角柱の構成として、内部にこれら伝熱板を挟んで互いに２つの風路が交差するように形成されている。

そして、他の４辺が重合されて形成する４つの面のうち隣り合った面にそれぞれ第１流出口１８と第２流入口１９およびこの第１流出口１８に連通する第１流入口２０と前記第２流入口１９に連通する第２流出口２１を形成する。また、第１流出口１８と第１流入口２０は前記対向する２辺のうち一方の１辺をはさんで同じ側に配置し、第２流入口１９と第２流出口２１は他方の１辺をはさんで同じ側に配置する。すなわち、第１流出口１８と第２流出口２１および第１流入口２０と第２流入口１９はそれぞれ対面に配置される。

さて、この熱交換器１４は、図３に示すように、上面を第１流出口１８と第２流入口１９となるように本体ケースの上部に配置する。第１流出口１８と第２流入口１９は仕切り板２４により隔てて配置される。また、熱交換器１４の下面は第１流入口２０と第２流出口２１が仕切り板２５を隔てて配置される。すなわち、この状態において、第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３は、熱交換器１４の下方において、高さ方向の寸法が一部重なっており、これらにより第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３が占める高さ方向の寸法が小さくなり、その結果として熱交換器１４の高さ方向の寸法を大きくし、その熱交換効率を高めることができるようになっている。

さらに、この仕切り板２５にターボファンで構成した第１遠心送風機１２とシロッコファンで構成した第２遠心送風機１３を裏表に配置する。

そして、図４に示すように、第１遠心送風機１２の作用により、外気（第１環境）を第１吸気口７を介して、第１流入口２０から熱交換器１４に吹き込み、第２流出口２１から第１吐出口８を経て再び外気（第１環境）へ吹き出す第１風路２６が形成される。

また、第２遠心送風機１３の作用により、キャビネット４内（第２環境）空気を第２吸気口９を介して第２流入口１９から熱交換器１４内に流入させ、第２流出口２１から第２吐出口１０を経てキャビネット４内（第２環境）に再び吹き出す第２風路２７が形成される。

また、制御装置１５は、放熱部としてヒートパイプで構成した放熱板２８を有し、熱交換装置６の上部で熱交換器１４の第２流入口１９に対向して配置し、この放熱板２８は、仕切り板２４を貫通させて第１風路２６側で第１流出口１８に対向させて配置する。

以上のように、熱交換装置６は、第１風路２６と第２風路２７を備え、熱交換器１４内で第１および第２の伝熱板１６および１７を介して互いに交差させる構成としている。

次に、本実施形態の特徴の一つであるキャビネット４内（第２環境）の空気を循環させる構成について以下説明をする。

図４に示すように、前記第２吸気口９は、本体ケース１１の上部に配置して縦方向に対して横方向を大きく形成したものである。また、この第２吸気口９は、図３に示すように、キャビネット４の天井面に連接させて設けたものである。すなわち、第２吸気口９の上端部をキャビネット４の天上面と同高さに配置したものである。

また、図４に示すように、第２吐出口１０は、本体ケース１１の下部に配置して縦方向に対して横方向を大きく形成したものである。また、この第２吐出口１０は、図３に示すように、キャビネット４の床面に連接させて設けたものである。すなわち、第２吐出口１０の下端部をキャビネット４の床面と同高さに配置したものである。そして、この構成を実現するために、第２遠心送風機１３は、その吹き出し口を下方へ向けたシロッコファンで構成し、第１遠心送風機１２よりも上に配置する。さらに、第２遠心送風機１３は、その吹き出し口の位置を第２吐出口１０の上端部と同高さに配置するものである。

そして、第２吸気口９と第２吐出口１０は、本体ケース１１の上部と下部に離して配置するものである。

次に、外気（第１環境）側の風路としての第１風路２６の特徴について説明をする。

図４に示すように、第１吐出口８は、熱交換器１４の上端と本体ケース１１の間にあって本体ケース１１の上方に配置して縦方向に対して横方向を長く形成したものである。そして、この熱交換器１４の上端に開口する第１流出口１８の上部で対向した位置に放熱板２８が配置される。

また、図３に示すように、第１吸気口７は、本体ケース１１の下部に形成し、ターボファンである第１遠心送風機１２の吸気口に連通させて配置する。そして、この第１遠心送風機１２の吸気口と略同径の円形形状を有するものである。

上記構成において、熱交換装置６は、第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３の運転を開始すると、その作用によって、第１風路２６と第２風路２７にそれぞれ空気が流れ、さらに、熱交換器１４の作用により、第２風路２７を流れるキャビネット４内（第２環境）の空気の熱を第１風路２６を流れる外気（第１環境）へ移動させてキャビネット４内（第２環境）の熱を排出することとなる。

本実施の形態では、第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３を本体の下部に配置するとともに、その高さ方向の少なくとも一部を重ねた状態としているので、従来の熱交換装置のようにこれらを上部と下部に分けて配置したものに比べて、熱交換器１４の体積を大きくとることができる。一例として、従来のものに比べてその体積を約３割大きくすることができる。また、この構成により、第１吐出口８と第１吸気口７および第２吐出口１０と第２吸気口９はそれぞれ離して配置することが容易にでき、ショートサーキットを防止することができる。

そして、熱交換装置６の熱交換効率を向上することができる。よって、キャビネット４内（第２環境）で発生する熱をより効果的に外気へ放出することができる。

また、第２吸気口９と第２吐出口１０は、本体ケース１１の上部と下部に離して配置し、さらにそれぞれを縦方向に対して横方向を長く形成しているのでキャビネット４内（第２環境）を循環する空気を温度の高い上部（天井側）から幅広く吸い込み、また、温度の比較的低い下部（床面）からキャビネット４内（第２環境）へ第２遠心送風機１３により空気を押し込むようにして吹き込むことで、より大きな循環風を形成して、シュートサーキットを防止しすることができる。

また、第２吸気口９と第２吐出口１０は、それぞれキャビネット４の天井面および床面に連接するように配置したことで、前記循環風の流れがスムースになり、キャビネット４内（第２環境）の空気をより広範囲に循環させることができる。

特に、第２遠心送風機１３をシロッコファンで構成しているので、ターボファンで構成した場合に比べて、キャビネット４内（第２環境）へ空気をより強く集中させて吹き出すことができる。また、第２遠心送風機１３は、第１遠心送風機１２よりも高い位置に配置することで、容易に第２吐出口１０の上端部にその吹き出し口を位置させて、下方に向けて吹き出す構成とすることができ、その後、キャビネット４内に向けて横方向に吹き出すとともに、キャビネット４内（第２環境）で横幅を広くして吹き出すことが容易になる。

また、制御装置１５は、第２流入口１９に対向させて配置することで、制御装置１５から発生する熱を第２風路２７に容易に放出して、温度を下げることができる。また、制御装置１５は放熱板２８を有し、この放熱板２８を第１流出口１８に対向させて配置することで制御装置１５から発生する熱を第１風路２６に容易に放出して、温度を下げることができる。さらに、第１吐出口８は縦方向に対して横方向を大きく形成し、この第１吐出口８に望ませて配置した第１流出口１８に対向させて、その上部にかざして前記放熱板２８を配置しているので、雨水を当たりにくくすることができ、放熱板２８の耐久性を向上させることができる。なお、放熱板２８をヒートパイプで構成しているので、仕切り板２４を隔てて制御装置１５と放熱板２８を配置しても制御装置１５から発生する熱をより効果的に第１風路２６側へ移動させて放熱させることができる。

なお、本実施の形態では、第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３を別々のモータで駆動する構成としたが、図５に示すように一つのモータ３０で駆動する構成としても良い。そして、この場合には、一つのモータで仕切り板２５を隔てて二つのファンを駆動することとなるので、本体ケース１１の厚みをより薄く形成することができる。もちろん、この場合も第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３は、高さ方向において少なくとも一部が重なった状態となっている。

ただし、この場合は、第２遠心送風機１３を第１遠心送風機１２よりも上に配置することが困難になる。そこで、本体ケース１１の最下部にチャンバボックス３１を設けて第２遠心送風機１３から下方向へ吹き出した空気を横方向の第２吐出口１０へ連通させることとなる。

また、本実施の形態では、熱交換器１４は、第１流出口１８と第２流出口２１および第１流入口２０と第２流入口１９は、それぞれ対向する面に配置して第１、第２の伝熱板１６、１７を形成したが、図６に示すように、第１流出口３２と第１流入口３３および第２流入口３４と第２流出口３５がそれぞれ対向面に配置するように形成した二つの熱交換器３６、３７を用意して、本体ケース１１内で縦方向に連ねて配置しても良い。すなわち、キャビネット４内（第２環境）の空気は、第２吸気口９から熱交換器３６の第２流入口３４、第２流出口３５を通って、熱交換器３７の第２流入口３４、第２流出口３５を通って、第２遠心送風機１３の作用により第２吐出口１０から再びキャビネット４内（第２環境）へ連通する第２風路２７が形成される。また、同様にして、外気（第１環境）は第１吸気口７から第１遠心送風機１２の作用により熱交換器３７の第１流入口３３、第１流出口３２を通って、熱交換器３６の第１流入口３３、第１流出口３２を通って、第１吐出口８から外気（第１環境）へ連通する第１風路２６が形成される。

このようにして、第１風路２６と第２風路２７を形成してもその作用効果に差はない。

以上のようにして、熱交換装置６を備えた発熱体収納装置は、送・受信機５から発生するキャビネット４内の熱を熱交換効率の向上をさせた熱交換装置でより効率よく外気へ放出することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態の熱交換装置６は、実施の形態１に対してさらに熱交換器１４の作用を向上させる構成にしたものである。以下、その構成について説明する。なお、理解を容易にするために実施の形態１と同じ構成については、同一の符号を付してその説明は簡略化する。

図７（ｂ）に示すように、第１遠心送風機１２をターボファンで構成し、この第１遠心送風機１２は、その回転軸４０の位置が示すように本体ケース１１の片側の壁に寄せて配置する。すなわち、第１流入口２０に対して遠心送風流が垂直に当たる側として、第１遠心送風機１２の接線方向の流出空気が熱交換器１４の第１流入口２０に対して、垂直となる側を広く取るように配置するものである。図７（ｂ）の第１遠心送風機１２の場合には、熱交換器１４を上部に配置、ターボファンの回転方向は左に回転する構成としているこの場合、このターボファンの右側から吹き出す空気の一部が熱交換器１４の第１流入口２０に対して、垂直となる。そこで、右側が広くとれるように第１遠心送風機１２は左側へ寄せて配置するものである。

また、熱交換器１４の第１流出口１８に対向させて風圧調整板４１を配置する。

この風圧調整板４１は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、熱交換器１４の上部において第１風路２６と第２風路２７を鉛直方向に区切る仕切り板４２に対して直角にして設けたものである。すなわち、風圧調整板４１は、外気に開口する第１吐出口８と第１流出口１８の間に略水平に配置し、第１流出口１８から吹出す空気の吹出し方向（高さ方向）に制限を加える構成として、第１流入口２０に対して遠心送風流が垂直に当たる側に連通する第１流出口１８部分に対向させて配置する。

さらに、図７（ａ）示すように、熱交換器１４は、隣り合った面にそれぞれ第１流出口１８と第２流入口１９およびこの第１流出口１８に連通する第１流入口２０と前記第２流入口１９に連通する第２流出口２１を形成する。また、第１流出口１８と第１流入口２０および、第２流入口１９と第２流出口２１はそれぞれ熱交換器１４の対面に配置させて内部に第１風路２６と第２風路２７の一部を形成するものである。

そして、図８に示すように、外気（第１環境）に対して、第１吸気口７から第１遠心送風機１２の作用により、第１流入口２０、第１流出口１８、第１吐出口８へと連通する第１風路２６が形成される。同様にして、キャビネット４内（第２環境）の空気に対して、第２吸気口９、第２流入口１９、第２流出口２１へと第２遠心送風機１３の作用により吸い込み、第２吐出口１０へと連通する第２風路２７が形成される。

上記の構成により、熱交換装置６は、第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３の運転を開始すると、その作用によって、第１風路２６と第２風路２７にそれぞれ空気が流れ、熱交換器１４の作用により、キャビネット４内（第２環境）の空気の熱を外気（第１環境）の空気へ移動させてキャビネット４内（第２環境）の熱を排出することとなる。

熱交換器１４へ垂直に流入させる空気流路を広くとるように、第１遠心送風機１２を片側の側壁に寄せて配置することで、熱交換器１４へ流入する空気をより多くすることができる。しかし、第１遠心送風機１２を寄せた側の流路は、これに比べると流入量を多くすることができない。そこで、本実施の形態ではさらに、第１流出口１８側で流路を広くした側の面に対向する部分に風圧調整板４１を設けることで、第１遠心送風機１２の空気が垂直に流入する側に圧力をかけることができ、流入量を調節して、熱交換器１４へ流入する空気量の均一化を図ることができる。その結果として熱交換器１４の熱交換効率を向上させることができる。

また、熱交換器１４は、第１流出口１８と第１流入口２０および、第２流入口１９と第２流出口２１はそれぞれ対面に配置させた構成としているので、第１流出口１８と第２流出口２１および第１流入口２０と第２流入口１９はそれぞれ対面に配置した実施の形態１の熱交換器１４に比べて、熱交換器１４の内部に形成した風路は、均一にすることができて、空気のながれをスムースにすることが可能となる。結果として、熱交換器１４の熱交換効率も向上させることができる。もちろん、この場合も第１遠心送風機１２と第２遠心送風機１３は、高さ方向において少なくとも一部が重なった状態となっている。

以上のように、本実施の形態１の構成に加えて、第１遠心送風機１２の配置と仕切り板４２に設けた風圧調整板４１の作用により、熱交換器１４へ流入する空気を均一にして流すことができ、実施の形態１の構成によって体積を大きくとることが可能となった熱交換器１４をさらに効率よく働かせて、キャビネット４内（第２環境）で発熱した熱を外気（第１環環境）へ排出して、キャビネット４内（第２環境）の温度をより大きく下げることができる。

なお、本実施の形態では、第１流入口２０と第１流出口１８を熱交換器１４の対面の配置する構成としたことから、第１流出口１８から吹出した空気を第１吐出口８へ案内する案内板４３を第２流入口１９側に風圧調整板４１と同形状に配置する必要がある。しかし、これはキャビネット４内（第２環境）の空気を吸い込む風路側において、その影響は非常に少なく、圧力をかけることにはならない。したがって、熱交換装置６は、実施の形態１の熱交換器１４の構成で実現した場合には、案内板４３が不要になる。

以上のように本発明は、第１環境へ開口し空気を吸い込む第１吸気口と空気を吹き出す第１吐出口と、第２環境へ開口し空気を吸い込む第２吸気口と空気を吹き出す第２吐出口と、前記第１吸気口と第１吐出口を連通させる第１風路と、前記第２吸気口と第２吐出口を連通させる第２風路と、前記第１および第２風路内に対応して伝熱板を挟んで互いに交差する２つの風路を有し、それぞれに対応させて一対の第１流出口と第１流入口および第２流出口および第２流入口を連通させて形成し、かつ隣り合った面に前記第１風路の第１流入口と前記第２風路の第２流出口を配置した熱交換器と、前記第１風路に空気を流す第１遠心送風機と、前記第２風路に空気を流す第２遠心送風機と、これら第１遠心送風機と第２遠心送風機を制御する制御装置とを有し、前記第１遠心送風機は前記第１流入口に対向して配置し、前記第２遠心送風機は前記第２流出口に対向して配置する構成としたものであり、熱交換器の配置スペースを確保して、熱交換効率を向上することができる熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置を提供できる。したがって、例えば、通信機器の基地局や、その他屋外設置機器における冷却設備としてきわめて有用なものである。

１ ビルディング
２ 屋上
３ 基地局
４ キャビネット
５ 送・受信機
６ 熱交換装置
７ 第１吸気口
８ 第１吐出口
９ 第２吸気口
１０ 第２吐出口
１１ 本体ケース
１２ 第１遠心送風機
１３ 第２遠心送風機
１４ 熱交換器
１５ 制御装置
１６ 第１の伝熱板
１７ 第２の伝熱板
１８ 第１流出口
１９ 第２流入口
２０ 第１流入口
２１ 第２流出口
２４ 仕切り板
２５ 仕切り板
２６ 第１風路
２７ 第２風路
２８ 放熱板
３０ モータ
３１ チャンバボックス
３２ 第１流出口
３３ 第１流入口
３４ 第２流入口
３５ 第２流出口
３６ 熱交換器
３７ 熱交換器
４０ 回転軸
４１ 風圧調整板
４２ 仕切り板
４３ 案内板

Claims (12)

1. 第１環境へ開口し、空気を吸い込む第１吸気口と空気を吹き出す第１吐出口と、第２環境へ開口し、空気を吸い込む第２吸気口と空気を吹き出す第２吐出口と、前記第１吸気口と第１吐出口を連通させる第１風路と、前記第２吸気口と第２吐出口を連通させる第２風路とを有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられるとともに、前記第１および第２風路に対応して伝熱板を挟んで互いに交差する２つの風路を有し、それぞれに対応させて一対の第１流出口と第１流入口および第２流出口および第２流入口を連通させて形成し、かつ隣り合った面に前記第１風路の第１流入口と前記第２風路の第２流出口を配置した熱交換器と、この熱交換器の前記第１風路に空気を流す第１遠心送風機と、前記熱交換器の第２風路に空気を流す第２遠心送風機と、これら第１遠心送風機と第２遠心送風機を制御する制御装置とを有し、前記第１遠心送風機は前記第１流入口に対向して配置し、前記第２遠心送風機は前記第２流出口に対向して配置し、前記熱交換器に対して、前記第１遠心送風機と前記第２遠心送風機は下側に配置させ、前記制御装置は上側に配置し、前記第１遠心送風機は、前記第１流入口に対して遠心送風流が垂直に当たる側を大きくとるように前記熱交換装置内の片側の壁面に寄せて配置し、前記第１流出口には、前記遠心送風流が垂直に当たる側に連通する側に風圧調整板を対向させて配置した熱交換装置。
2. 第２吸気口と第２吐出口は、縦方向に対して横方向を大きく形成し、上下に離して配置した請求項１記載の熱交換装置。
3. 第２吸気口の上端部は発熱体収納装置の内側天井面に連接するように構成した請求項１記載の熱交換装置。
4. 第２吐出口の下端部は発熱体収納装置の床面に連接するように配置した請求項１から３のいずれかに記載の熱交換装置。
5. 第２遠心送風機の吹き出し口は第２吐出口の上端部に位置した請求項１から４のいずれかに記載の熱交換装置。
6. 制御装置は、第２流入口に対向させて配置した請求項１から５のいずれかに記載の熱交換装置。
7. 制御装置は放熱部を有し、第１吐出口は縦方向に対して横方向を大きく形成し、この第１吐出口に望ませて配置した第１流出口と、この第１流出口に対向させて前記放熱部を配置した請求項１または６記載の熱交換装置。
8. 放熱部をヒートパイプで構成した請求項７記載の熱交換装置。
9. 第１遠心送風機をターボファンとし第２遠心送風機をシロッコファンとする請求項１記載の熱交換装置。
10. 第１遠心送風機と第２遠心送風機は、一つのモータで駆動される請求項１記載の熱交換装置。
11. 第２遠心送風機は第１遠心送風機よりも上に配置した請求項１または９記載の熱交換装置。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の熱交換装置を備えた発熱体収納装置。

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