JP7243232B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

この明細書における開示は、冷却対象物に対して冷却流体を供給する冷却装置に関する。

特許文献１には、通信機器などが納められている携帯電話基地局の局舎内を冷却する基地局用の冷却装置が記載されている。この冷却装置は、ケースの内部空間のうち、左側が局舎の内気が流通する内気流路をなす内気側領域であり、右側が局舎外の外気が流通する外気流路をなす外気側領域である。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特許第４５７７１８８号公報

特許文献１の冷却装置は、前述する構成により、通信機器などの冷却対象物に対する内気の流れ方向を限定することになる。このため、特許文献１の冷却装置は、冷却対象物に対する冷却性能の点においてさらに改良する余地がある。前述の観点において、または言及されていない他の観点において、冷却装置にはさらなる改良が求められている。

この明細書における開示の目的は、冷却対象物の配置構成や冷却用流体の流れ構造に対して汎用性を有する冷却装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

開示された冷却装置の一つは、第１流体が流れる第１流体流路（４０）と第２流体が流れる第２流体流路（５０）とを内部に有する筐体（１０）と、第１流体流路に設けられて、第１流体と冷媒との間で熱交換により第１流体を冷却する第１熱交換装置（２０，３０）と、第１流体流路に設けられて、第１流体を第１流体流路に流通させる第１流体駆動装置（４４，１４４）と、第２流体流路に設けられて、第２流体と冷媒との間で熱交換により第２流体を冷却する第２熱交換装置（２１，３１）と、第２流体流路に設けられて、第２流体を第２流体流路に流通させる第２流体駆動装置（５４）と、筐体において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面（１０ａ）に設けられて、第１流体を第１流体流路に吸い込む第１流体吸込部（４１）と、筐体において第１の面に設けられて、第１流体を第１流体流路から筐体の外部に吹き出す第１流体吹出部（４２）と、筐体において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路に吸い込む第２流体吸込部（５１）と、筐体において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路から筐体の外部に吹き出す第２流体吹出部（５２，５３）と、を備え、
第１流体吸込部と第１流体吹出部は、第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられており、
筐体は、第１の面が冷却対象物（１４０）を収容した容器（４）の内部に対面した状態で容器に一体に設けられ、
第２流体駆動装置は、吸込部（５４１）が第１の面に向いた姿勢で設置されており、
第１流体流路は、容器内の内気である第１流体が、容器内に開口する第１流体吸込部から吸い込まれて筐体の内部を介して、容器内に開口する第１流体吹出部に至る通路であり、
第２流体流路は、第１流体流路とは独立した通路であって、容器外の外気である第２流体が、容器外に開口する第２流体吸込部から吸い込まれて筐体の内部を介して、容器外に開口する第２流体吹出部に至る通路である。
また、開示された冷却装置の一つは、第１流体が流れる第１流体流路（４０）と第２流体が流れる第２流体流路（５０）とを内部に有する筐体（１０）と、第１流体流路に設けられて、第１流体と冷媒との間で熱交換により第１流体を冷却する第１熱交換装置（２０，３０）と、第１流体流路に設けられて、第１流体を第１流体流路に流通させる第１流体駆動装置（４４，１４４）と、第２流体流路に設けられて、第２流体と冷媒との間で熱交換により第２流体を冷却する第２熱交換装置（２１，３１）と、第２流体流路に設けられて、第２流体を第２流体流路に流通させる第２流体駆動装置（５４）と、筐体において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面（１０ａ）に設けられて、第１流体を第１流体流路に吸い込む第１流体吸込部（４１）と、筐体において第１の面に設けられて、第１流体を第１流体流路から筐体の外部に吹き出す第１流体吹出部（４２）と、筐体において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路に吸い込む第２流体吸込部（５１）と、筐体において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路から筐体の外部に吹き出す第２流体吹出部（５２，５３）と、を備え、
第１流体吸込部と第１流体吹出部は、第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられており、
第１熱交換装置と第２熱交換装置は、第１流体と第２流体とが互いに熱交換しないように設けられた別個の装置であり、
第１流体流路は、第１流体吸込部から奥行方向に延びる奥行方向通路と、奥行方向通路から第１熱交換装置へ向けて延びる流体駆動装置側通路（４５）とを含み、
流体駆動装置側通路は、奥行方向通路から第１の面に沿って横方向に延びる通路である。

この冷却装置によれば、第１の面における第１流体吸込部と第１流体吹出部は、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられている。これにより、第１流体吹出部から第１流体吸込部へ向かう第１流体は、縦方向に移動する流れと横方向に移動する流れとの両方を形成することができる。このため、冷却装置は縦方向の流体流れによって高い冷却性能が享受可能な冷却用対象物に対して好適であるとともに、横方向の流体流れによって高い冷却性能を享受可能な冷却対象物に対しても好適である。したがって、冷却対象物の配置構成や冷却用流体の流れ構造に対して汎用性を有する冷却装置を提供できる。

第１実施形態の冷却装置の外観の内気側を示す斜視図である。 冷却装置によって冷却対象物に供給される冷却流体の流れを縦方向に設定した例を示す斜視図である。 冷却装置によって冷却対象物に供給される冷却流体の流れを横方向に設定した例を示す斜視図である。 冷却装置の外観の外気側を示す斜視図である。 冷却装置の内部の外気側を示す斜視図である。 冷却装置を内気側からみた正面図である。 図６におけるVII－VII線断面図である。 図６におけるVIII－VIII線断面図である。 冷却装置が備える冷媒回路の概要構成を示す図面である。 第２実施形態の冷却装置について第１流体駆動装置、第１流体流路および第１熱交換装置を示した側面図である。 第３実施形態の冷却装置について第１流体駆動装置、第１流体流路および第１熱交換装置を示した正面図である。 第３実施形態の冷却装置について第１流体駆動装置、第１流体流路および第１熱交換装置を示した側面図である。 第４実施形態の冷却装置を内気側からみた正面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態に一形態としての冷却装置１について、図１～図９を参照して説明する。図１は冷却装置１を携帯電話等の通信局舎内側、または内気側からみた図である。図１～図９に示す冷却装置１は、自然循環冷媒回路を備える沸騰方式の冷却運転と強制循環冷媒回路を備える蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷却運転とを同時もしくは個別に実施する装置である。沸騰方式の冷却は、冷媒を駆動したり停止したりするＯＮ／ＯＦＦ制御を行わず、内気と外気の温度差によるなりゆきで冷媒を流動させる運転を実施する。冷凍サイクル方式は減圧膨張弁３３や圧縮機３２の制御による切り替え運転を実施する。

冷却装置１は、第１流体が流れる第１流体流路４０と第２流体が流れる第２流体流路５０とを内部に有する筐体１０を備える。冷却装置１は、筐体１０の内部に収納されている第１熱交換装置、第２熱交換装置、第１流体駆動装置および第２流体駆動装置を備えている。

第１熱交換装置は、第１流体流路４０に設けられて、第１流体と冷媒との間で熱交換により第１流体を冷却する装置である。第１熱交換装置は、第１流体が通過する熱交換コア部が隣接するように設置された内気側熱交換器２０と内気側熱交換器３０とを含んでいる。内気側熱交換器３０は、内気側熱交換器２０よりも第１流体流れの下流に設置されている。第１流体駆動装置は、第１流体流路４０に設けられて、第１流体を第１流体流路４０に流通させる流体駆動力を提供する。内気用ファン４４は、内気を第１流体流路４０に強制的に流通させる第１流体駆動装置の一例である。内気用ファン４４は、回転軸に沿う方向に流体を吸込み、遠心方向に吹出す遠心式ファンであることが好ましく、例えばターボファンを用いることができる。

第２熱交換装置は、第２流体流路５０に設けられて、第２流体と冷媒との間で熱交換により第２流体を冷却する装置である。第２熱交換装置は、第２流体が通過する熱交換コア部が隣接するように設置された外気側熱交換器２１と外気側熱交換器３１とを含んでいる。外気側熱交換器３１は、外気側熱交換器２１よりも第２流体流れの上流に設置されている。第２流体駆動装置は、第２流体流路５０に設けられて、第２流体を第２流体流路５０に流通させる流体駆動力を提供する。外気用ファン５４は、外気を第２流体流路５０に強制的に流通させる第２流体駆動装置の一例である。外気用ファン５４は、回転軸に沿う方向に流体を吸込み、遠心方向に吹出す遠心式ファンであることが好ましく、例えばターボファンを用いることができる。

第１流体は、例えば通信局舎内の内気である。第２流体は、例えば通信局舎外の外気である。通信局舎内では、冷却対象物１４０の一例である通信機器等が発熱し、内部空気である内気の温度が上昇するため、外気は内気よりも低温であることが多い。筐体１０は複数の面を有する箱体である。筐体１０は、奥行方向に対向する２つの面と、縦方向に対向する上面１０ｃおよび下面１０ｄと、横方向に対向する２つの側面１０ｅ，１０ｆとを有している。冷却装置１は、奥行方向に対向する２つの面のうち、一方側の第１の面が通信局舎内に面し他方側の第２の面を含む第１の面以外の複数の面が通信局舎外に面するように設置されている。筐体１０は、第１の面が冷却対象物１４０を収容した容器４の内部に対面した状態で容器４に一体に設けられている。容器４は、例えば、通信局舎を形成する容器である。

第１流体流路４０は、筐体１０に設けられた開口部である、第１流体吸込部４１から筐体１０の内部を介して第１流体吹出部４２に至る通路である。第２流体流路５０は、筐体１０に設けられた開口部である、第２流体吸込部５１から筐体１０の内部を介して第２流体吹出部５２および第２流体吹出部５３に至る通路である。

図１に示すように、第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２は、筐体１０の奥行方向における一方側の内気側正面１０ａにおいて縦方向についてずれた位置に設けられている。内気側正面１０ａは、筐体１０において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面である。第１流体吸込部４１は、高さ方向について第１流体吹出部４２よりも高い位置に設けられている。第１流体吸込部４１の通路中心軸４１ｃと第１流体吹出部４２の通路中心軸４２ｃとは、縦方向についてずれた位置に設けられている。第１流体吸込部４１における下端部分は、高さ方向について、第１流体吹出部４２における上端部分よりも高い位置に設けられている。

図１に示すように、第１流体吸込部４１は、内気側正面１０ａにおいて仮想の縦分割線１０ａ２に対して一方側のエリアである縦一方側部分に含まれている。第１流体吹出部４２は、内気側正面１０ａにおいて仮想の縦分割線１０ａ２に対して他方側のエリアである縦他方側部分に含まれている。つまり、第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２は、横方向に延びる仮想の縦分割線１０ａ２の両側に位置している。

第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２は、筐体１０の奥行方向における一方側の内気側正面１０ａにおいて横方向についてずれた位置に設けられている。第１流体吸込部４１は、内気側正面１０ａにおいて横方向について第１流体吹出部４２よりも一方側の側壁寄りに設けられている。第１流体吸込部４１の通路中心軸４１ｃと第１流体吹出部４２の通路中心軸４２ｃとは、横方向についてずれた位置に設けられている。第１流体吸込部４１における第１流体吹出部４２側の端部と第１流体吹出部４２における第１流体吸込部４１側の端部とは、上下方向について、重ならないように設けられている。第１流体吸込部４１における第１流体吹出部４２側の端部と第１流体吹出部４２における第１流体吸込部４１側の端部とは、横方向に離間している。

図１に示すように、第１流体吸込部４１は、内気側正面１０ａにおいて仮想の横分割線１０ａ１に対して一方側のエリアである横一方側部分に含まれている。第１流体吹出部４２は、内気側正面１０ａにおいて仮想の横分割線１０ａ１に対して他方側のエリアである横他方側部分に含まれている。つまり、第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２は、縦方向に延びる仮想の横分割線１０ａ１の両側に位置している。

図２は、冷却対象物１４０に対して冷却流体を縦方向に流すように冷却装置１を用いた例を示している。冷却装置１によれば、通信局舎内に対して縦方向に流れる冷却流体を供給することができる。この縦方向の流体流れによれば、冷却対象物１４０を冷却するための冷却用通路１４０ａに対して流体がスムーズに流通可能な流体流れを形成しやすい。

図３は、冷却対象物１４０に対して冷却流体を横方向に流すように冷却装置１を用いた例を示している。冷却装置１によれば、通信局舎内に対して横方向に流れる冷却流体を供給することができる。この横方向の流体流れによれば、冷却対象物１４０を冷却するための冷却用通路１４０ａに対して流体がスムーズに流通可能な流体流れを形成しやすい。したがって、冷却装置１は、図２、図３に示すいずれの流れ方向についても対応可能な冷却流体を提供できる。

図４は、冷却装置１について外気側の下方からみた状態を示している。図４に示すように、第２流体吸込部５１は、筐体１０において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路５０に吸い込む開口部である。第２流体吹出部５２，５３は、筐体１０において第１の面以外の面に設けられて、第２流体を第２流体流路５０から筐体１０の外部に吹き出す開口部である。

第２流体吸込部５１は、この実施形態に示す例では筐体１０において、内気側正面１０ａに対して奥行方向に対向する外気側正面１０ｂに設けられている。外気側正面１０ｂは、筐体１０において奥行方向に対向する２つの面のうち他方側の第２の面である。第２流体吹出部５２は、この実施形態に示す例では筐体１０において下面１０ｄに設けられている。第２流体吹出部５３は、この実施形態に示す例では筐体１０において横方向に対向する２つの側面のうち側面１０ｅに設けられている。

図５は、冷却装置１における外気側の構成、特に第２流体流路５０の構成を示している。図４、図５に示すように、冷却装置１は、筐体１０において下面１０ｄに設けられた第２流体吹出部５２と側面１０ｅに設けられた第２流体吹出部５３とを有している。第２流体流路は、通信局舎の外部に対して、筐体１０における底壁から下方に向けて第２流体を吹き出す流路であり、筐体１０における側壁から横方向に向けて第２流体を吹き出す流路である。

図６は、通信局舎内または内気側からみた冷却装置１について、第１流体流路４０と第２流体流路５０との位置関係を示している。図６において、破線で囲まれた破線囲み部分は第１流体流路４０を示している。図６において、二点鎖線で示した第２熱交換装置から第２流体駆動装置に向けた二点鎖線矢印は、第２流体が流れる第２流体流路５０を示している。

第１流体流路４０は、空気が第１流体駆動装置から流出する方向と第１熱交換装置に向かう方向とが途中で方向が変わるように形成された通路である。第１通路区画部４７は第１流体流路４０を形成する。第１流体流路４０は、第１流体駆動装置から第１熱交換装置へ向けて延びる流体駆動装置側通路４５と、第１熱交換装置から第１流体駆動装置へ向けて延びる熱交換装置側通路４６とを含む通路である。流体駆動装置側通路４５と熱交換装置側通路４６とは、互いに交差するように延びている。第１流体流路４０は、第１流体吸込部４１から第１流体駆動装置の吸込部４４１に至る奥行方向に延びる通路と、流体駆動装置側通路４５と、熱交換装置側通路４６と、熱交換装置側通路４６から第１流体吹出部４２に至る奥行方向に延びる通路とを備える。

流体駆動装置側通路４５は第１流体駆動装置から内気側正面１０ａに沿って横方向に側面１０ｆに向かって延びる通路である。第１通路区画部４７の一部である上流側通路形成部４７１は、筐体１０の内部において流体駆動装置側通路４５を区画している。熱交換装置側通路４６は、流体駆動装置側通路４５の下流端から下方に延びて第１熱交換装置の熱交換コア部における外気側通風流入部に至る通路である。第１通路区画部４７の一部であって上流側通路形成部４７１と一体である下流側通路形成部４７２は、筐体１０の内部において熱交換装置側通路４６を区画している。また、第１通路区画部４７または第１流体流路４０は、筐体１０の一部と筐体１０の内部に設けられて内部空間を仕切る仕切り壁とによって形成されている構成でもよい。

図７は、図６におけるVII－VII線断面図であり、第２流体流路５０に関する構成を示している。図７に示すように、第２流体流路５０の上流側に位置する第２熱交換装置は、第２熱交換装置の下流側流路を間において、第１流体駆動装置の背面側に対向している。第２流体流路５０において、第２流体駆動装置の吸込部５４１よりも上流側の流路部位である流体駆動装置側通路５６は、第１流体駆動装置の下方に位置している。電装品ボックス６は、第１流体駆動装置の上方に設置されている。電装品ボックス６と第１通路区画部４７における第１流体駆動装置を取り囲む上流側通路形成部４７１とは隣接または接触している。この構成によれば、電装品ボックス６は容器４の内部寄りであって内気が流通する通路の上方に位置するので、結露水が電装品ボックス６内に溜まりにくい冷却装置１を提供できる。第１通路区画部４７は、第１流体流路４０を形成する通路壁ユニットである。また、流体駆動装置側通路５６、第１流体駆動装置の上方に設けられる構成としてもよい。

図８は、図６におけるVIII－VIII線断面図であり、第１流体流路４０の下流側部分および第２流体流路５０の上流側部分に関する構成を示している。図８に示すように、第１熱交換装置は、第１流体流路４０の一部および第１流体流路４０を形成する通路壁ユニットの下部を間において、圧縮機３２に対向している。圧縮機３２は、第２熱交換装置の下方に設置されている。圧縮機３２は、第２流体駆動装置に対して横方向の側面１０ｆ側に並んでいる。圧縮機３２は、第１熱交換装置に対して外気側または外気側正面１０ｂ寄りに設けられて奥行方向に並んでいる。

電装品ボックス６は、第１流体流路４０において第１熱交換装置の上方に位置する流路の上方に設置されている。電装品ボックス６と第１通路区画部４７の上壁とは接触している。この構成により、第１流体駆動装置によって遠心方向に送風される内気は、第１通路区画部４７を介して電装品ボックス６に向けて吹き出されるようになっている。これによれば、電装品ボックス６は外気が吸い込まれる第２流体吸込部５１に対して圧力が高いため、外気とともに筐体１０内に取り込まれる水分が電装品ボックス６の内部に侵入しにくい冷却装置１を提供できる。

第２流体流路５０は、第２流体吸込部５１から第２熱交換装置の内気側通風流出部に至る奥行方向に延びる通路と、熱交換装置側通路５５と、流体駆動装置側通路５６と、流体駆動装置側通路５６から第２流体吹出部５２，５３に分岐する通路とを備える。第２流体流路５０は、さらに熱交換装置側通路５５と流体駆動装置側通路５６を連絡する中継通路を備える。

熱交換装置側通路５５は、第１熱交換装置からの内気側通風流出部から第２流体駆動装置へ向けて下方に延びる通路である。熱交換装置側通路５５は、第１流体駆動装置に対して外気側または第２の面側に設けられている。

流体駆動装置側通路５６は、第１流体駆動装置の下方において下方に向けて延びる通路である。流体駆動装置側通路５６と第１流体流路４０の熱交換装置側通路４６は横方向に並ぶように設けられている。流体駆動装置側通路５６は、熱交換装置側通路４６に対して側面１０ｅ側に隣接している。

図７に示すように、中継通路は、熱交換装置側通路５５の下流端から流体駆動装置側通路５６の上流端へ向けて、下方および内気側または第１の面側に延びる通路である。熱交換装置側通路５５の下流端は、流体駆動装置側通路５６の上流端に対して上方に位置するとともに、外気側または第２の面寄りに位置している。第２流体流路５０は、中継通路によって、筐体１０の内部において、外気側正面１０ｂに隣接するエリアから、内気側正面１０ａと第１流体駆動装置の両方に隣接するエリアまで延びる通路を構成する。

図６に示すように、第１流体流路４０と第２流体流路５０とは、奥行方向に重なる交差部分を形成している。この交差部分は、熱交換装置側通路５５および中継通路と第２流体流路５０とが奥行方向に重なる部分である。

内気用ファン４４は、筐体１０の奥行方向に対向する２つの面のうち第１の面の方に近い第１の面側エリアに設けられている。第１の面側エリアは、筐体１０の内容積のうち、奥行方向について内気側正面１０ａ寄りの半分のエリアに相当する。この構成により、内気用ファン４４は、内気側正面１０ａにおける横一方側部分および縦一方側部分に対して奥行方向に対向する位置において、かつ第１の面側エリアに設けられている。

外気用ファン５４と第２熱交換装置は、筐体１０の奥行方向に対向する２つの面のうち第１の面側エリアよりも他方側の第２の面の方に近い第２の面側エリアに設けられている。第２の面側エリアは、筐体１０の内容積のうち、奥行方向について外気側正面１０ｂ寄りの半分のエリアに相当する。この構成により、外気用ファン５４は、内気側正面１０ａにおける横一方側部分および縦他方側部分に対して奥行方向に対向する位置において、かつ第２の面側エリアに設けられている。

さらに外気用ファン５４は、吸込部５４１が第１の面に向いた姿勢で設置されている。外気用ファン５４の吸込部５４１は流体駆動装置側通路５６を含めた内気側正面１０ａに隣接する空間から空気を吸い込むことができるので、第２流体駆動装置の吸込み抵抗を抑えた冷却装置１を提供できる。

図７に示すように、流体駆動装置側通路５６は、第２流体駆動装置の吸込部５４１に対向する部分の通路断面積が、上部側または上流側の通路部分よりも下部側または下流側の通路部分の方が小さくなるように設けられている。好ましくは、当該通路断面積は上部側または上流側の通路部分から下部側または下流側の通路部分に向かうほど徐々に小さくなっている。この構成によれば、下部側または下流側の通路部分に流下する空気量が抑えられる。これにより、第２流体駆動装置は吸込部５４１の広範囲にわたって均一化した吸込風量や通過風速を得ることができ、吸込み効率の向上に寄与する。

図８に示すように、熱交換装置側通路４６は、第１熱交換装置の熱交換コア部に対面する部分の通路断面積が、上部側または上流側の通路部分よりも下部側または下流側の通路部分の方が小さくなるように設けられている。好ましくは、当該通路断面積は、上部側または上流側の通路部分から下部側または下流側の通路部分に向かうほど徐々に小さくなっている。この構成により、下部側または下流側の通路部分に流下する空気量が抑えられる。これにより、熱交換コア部に対して広範囲にわたって均一化した通風量や通過風速を提供することに寄与する。

図９は、冷却装置１が備える冷媒回路の概要構成を示している。冷却装置１は、沸騰冷却方式の冷媒回路２と冷凍サイクル方式の冷媒回路３とを備えている。沸騰冷却方式の冷媒回路２は、沸騰冷却用のガス配管２ａおよび液配管２ｂを介して、冷媒が沸騰冷却用の内気側熱交換器２０と外気側熱交換器２１とを循環する回路を構成する。冷凍サイクル方式の冷媒回路３は、冷凍サイクル用のガス配管３ａおよび液配管３ｂを介して、冷媒が冷凍サイクル用の内気側熱交換器３０と外気側熱交換器３１とを循環する回路を構成する。

冷却装置１は、沸騰冷却用の内気側熱交換器２０および外気側熱交換器２１、沸騰冷却用のガス配管２ａおよび液配管２ｂによって、密閉された沸騰冷却方式の冷媒回路２を形成する。冷却装置１は、冷凍サイクル用の内気側熱交換器３０および外気側熱交換器３１、冷凍サイクル用のガス配管３ａおよび液配管３ｂ、減圧膨張弁３３、圧縮機３２によって、密閉された蒸気圧縮式冷凍サイクル方式の冷媒回路３を形成する。沸騰冷却用の内気側熱交換器２０と冷凍サイクル用の内気側熱交換器３０は、前述した第１熱交換装置の一例である。沸騰冷却用の外気側熱交換器２１と冷凍サイクル用の外気側熱交換器３１は、前述した第２熱交換装置の一例である。

次に、第１実施形態の冷却装置１がもたらす作用効果について説明する。冷却装置１は、筐体１０において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられた第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２を備えている。

この冷却装置１によれば、第１流体吹出部４２から第１流体吸込部４１へ向かう第１流体は、第１の面が面する空調対象エリアにおいて縦方向に移動する流れと横方向に移動する流れとの両方を形成できる。このため、冷却装置１は、図２に示すような縦方向の流体流れによって冷却効果が得られる冷却対象物や、図３に示すような横方向の流体流れによって冷却効果が得られる冷却対象物のいずれにも好適である。したがって、冷却装置１は、冷却対象物の配置構成や冷却用流体の流れ構造に対して高い汎用性を備えた装置である。

換言すれば、冷却装置１は、例えば、内部構造が異なる複数の通信局舎に対して冷却流体を供給することができる。冷却装置１は、装置における吹出部から吸込部に向けて、例えば通信局舎内で流体が縦方向に流動する流体流路に対応可能であるとともに、流体が横方向に流動する流体流路にも対応可能である。

第１流体吸込部４１は第１の面を横方向に横一方側部分と横他方側部分とに分ける仮想の横分割線１０ａ１に対して横一方側部分に含まれるように設けられている。第１流体吹出部４２は、横他方側部分に含まれるように設けられている。この構成によれば、第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２と横方向について重なる部分がないように第１の面に設けるので、筐体１０内における第１流体流路４０の横方向流路長さを長くでき、通風抵抗の低減に寄与する。

第１流体吸込部４１は第１の面を縦方向に縦一方側部分と縦他方側部分とに分ける仮想の縦分割線１０ａ２に対して縦一方側部分に含まれるように設けられている。第１流体吹出部４２は、縦他方側部分に含まれるように設けられている。この構成によれば、第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２と縦方向について重なる部分がないように第１の面に設けるので、筐体１０内における第１流体流路４０の縦方向流路長さを長くでき、通風抵抗の低減に寄与する。

さらに第１流体吸込部４１と第１流体吹出部４２と縦方向と横方向の両方について重なる部分がないように第１の面に設ける構成によれば、筐体１０内における第１流体流路４０を対角状に配置でき、縦方向流路長さと縦方向流路長さの両方を長くできる。

第１流体駆動装置と第２流体駆動装置は、横一方側部分に含まれ、かつ一方が他方よりも上方に位置するように設けられている。この構成によれば、第１流体駆動装置と第２流体駆動装置を横一方側部分において上下関係となるように設置できるので、筐体１０の内部において奥行方向に交差する部分を有するように第１流体流路４０と第２流体流路５０とを提供できる。これにより、筐体１０の内部容積を有効に活用できる第１流体流路４０と第２流体流路５０を提供できる。

筐体１０は、第１の面が冷却対象物１４０を収容した容器４の内部に対面した状態で容器４に一体に設けられている。第２流体駆動装置は、吸込部５４１が第１の面に向いた姿勢で設置されている。この構成によれば、第２流体駆動装置の吸込部５４１が容器４の内部に向かって開口しているので、容器４の外に漏れる第２流体駆動装置の運転音を抑えることができ、低騒音化が図れる冷却装置１を提供できる。

第１流体流路４０は、筐体１０の内部において、筐体１０の奥行方向に対向する２つの面のうち第１の面の方に近い第１の面側エリアに設けられている。この構成によれば、第１流体流路４０を筐体１０内において第１の面側に集中して設置できるので、コンパクトな第１流体流路４０を提供でき、冷却装置１の奥行き方向寸法を抑えることに寄与する。

第２熱交換装置と第２流体駆動装置は、第２流体流路５０において、筐体１０の奥行方向に対向する２つの面のうち第１の面側エリアよりも他方側の第２の面の方に近い第２の面側エリアに設けられている。第２流体流路５０は、第２流体駆動装置の吸込部５４１と第１の面との間であって第１流体駆動装置の上方または下方に設けられた流体駆動装置側通路５６を含んでいる。この構成によれば、第２流体流路５０における流体駆動装置側通路５６を第１の面に隣接した位置にも配置することができるので、第２流体流路５０における通風抵抗の低減を図ることができる。また、この構成によれば、筐体１０の内部容積を有効に活用できる第２流体流路５０を提供できる。

筐体１０は第１の面が冷却対象物１４０を収容した容器４の内部に対面した状態で容器４に一体に設けられ、第２流体吹出部は、筐体１０において下面１０ｄと側面１０ｅとの少なくとも一つに設けられている。換言すれば、第２流体吹出部は、下面１０ｄ、側面１０ｅ、下面１０ｄと側面１０ｅの両方、のいずれかに設けられている。この構成によれば、冷却装置１は外部に露出する筐体１０において下面１０ｄや側面１０ｅから空気を排出するので、奥行方向に直交する外気側正面１０ｂから放出する騒音を抑えることができる。

第２流体吹出部５２は、筐体１０において下面１０ｄに設けられているため、冷却装置１の外部が屋外である場合には、地面に向けて外気を排出することができる。これにより、外部にいる人の耳に届きにくい高さから音を排出するので、騒音低減に貢献できる冷却装置１を提供できる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図１０を参照して説明する。図１０において第１実施形態の図面と同じ符号を付した構成は、第１実施形態と同様である。第２実施形態で特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図１０は、第２実施形態の冷却装置１における、第１流体駆動装置、第１流体流路４０および第１熱交換装置を示している。第１熱交換装置は、上部が下部よりも内気側に位置するように第１流体流路４０の通路軸に対して傾いた姿勢で第１流体流路４０に設置されている。この構成によれば、第１熱交換装置に通風される空気量が熱交換コア部における上部と下部とで大きくばらつくことを抑えることができる。また、第１熱交換装置が占有する上下方向の高さを抑えることができるので、上下方向寸法を抑えた冷却装置１を提供できる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図１１および図１２を参照して説明する。各図において第１実施形態の図面と同じ符号を付した構成は、第１実施形態と同様である。第３実施形態で特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図１１は、第１流体駆動装置、第１流体流路４０および第１熱交換装置と流体流れ方向を正面から示した図である。図１２は、第１流体駆動装置、第１流体流路４０および第１熱交換装置と流体流れ方向を側面から示した図である。

第３実施形態の冷却装置１は、第３実施形態に対して、第１流体駆動装置の一例である内気用ファン１４４による送風方向が逆向きである。第１流体吸込部１４２は、内気側正面１０ａにおいて第１熱交換装置に対向する位置に設けられた開口部である。第１流体吹出部１４４１は、内気側正面１０ａにおいて回転軸方向に内気用ファン１４４に対向する位置に設けられた開口部である。

第１流体駆動装置には軸流式送風機を採用している。第１流体駆動装置は、ファンの後方から流体を吸込み、回転軸に沿うような前方に流体を吹き出す。第１流体駆動装置は、例えば、通信局舎内の第１流体を第１流体吸込部１４２から第１流体流路４０に取り込んで第１熱交換装置によって冷却した後、第１流体吹出部１４４１から通信局舎内に第１流体を吹き出す。

第３実施形態においても、第１流体吸込部１４２と第１流体吹出部１４４１は、筐体１０の一方側の第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられている。第１流体吸込部１４２は、第１熱交換装置よりも通信局舎側において第１熱交換装置に直面するように設けられている。第１流体吹出部１４４１は、筐体１０において、第１流体駆動装置よりも通信局舎内側で第１流体駆動装置に直面するように設けられている。

図１１、図１２に示すように、通信局舎内の内気は、内気側正面１０ａにおいて横方向の一方側かつ下部から筐体１０内に吸い込まれる。さらに内気は上方に流れ、さらに横方向の他方側に流れた後、内気用ファン１４４に吸い込まれて第１流体吹出部１４４１から通信局舎内に吹き出される。第１流体駆動装置として採用する軸流式送風機によれば、熱交換装置側通路４６の広範囲を軸流式送風機第１の吸込部に連結しやすいため、熱交換コア部の広範囲に均一な通風量を提供することに寄与する。

（第４実施形態）
第４実施形態について図１３を参照して説明する。図１３において第１実施形態の図面と同じ符号を付した構成は、第１実施形態と同様である。第４実施形態で特に説明しない構成、処理、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、第１実施形態と異なる点について説明する。

図１３は第４実施形態の冷却装置１を内気側からみた図である。図１３に示すように、第４実施形態の第１流体流路４０は、第１実施形態の第１流体流路４０のように、第１流体駆動装置の一例である内気用ファン４４から第１熱交換装置に向かう途中で屈曲する形状ではなく、第１流体駆動装置と第１熱交換装置とを直線状につなぐ流路をなしている。

第４実施形態の第１流体流路４０は、空気が第１流体駆動装置から流出する方向と第１熱交換装置に向かう方向とが途中で方向が変更するのではなく、同様の方向をなす通路である。第１通路区画部１４７は第４実施形態の第１流体流路４０を形成する。第４実施形態の第１流体流路４０は、第１流体駆動装置から第１熱交換装置へ向けて延びる流体駆動装置側通路１４５と、第１熱交換装置から第１流体駆動装置へ向けて延びる熱交換装置側通路４６とを含む通路である。流体駆動装置側通路１４５は、熱交換装置側通路４６に近づくにつれて通路横断面積が大きくなる通路である。また、第１通路区画部１４７または第１流体流路４０は、筐体１０の一部と筐体１０の内部に設けられて内部空間を仕切る仕切り壁とによって形成されている構成でもよい。

第１通路区画部１４７は、流体駆動装置側通路１４５と熱交換装置側通路４６とを形成する通路拡大壁部１４７１を有する。通路拡大壁部１４７１は、第１通路区画部１４７の一部であって、第１流体駆動装置の吹出部と第１熱交換装置の空気入口部とを接続する通路壁である。通路拡大壁部１４７１は、通路断面積が第１熱交換装置に向けて大きくなるように構成されている。

第１通路区画部１４７によれば、第４実施形態の第１流体流路４０は、第１実施形態の第１流体流路４０よりも通路抵抗を抑えることができる。第４実施形態の第１流体流路４０は、直線状につながれている流路であるため、流路に曲げ部が設けられていない分、通路抵抗が抑えられるので第１実施形態の第１流体流路４０よりも奥行方向の通路幅を抑えることが可能である。第４実施形態の第１流体流路４０は、第２流体駆動装置と奥行方向に重なる部分を有している。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

明細書に明示の目的を達成可能な冷却装置は、携帯電話基地局の通信局舎内以外の空間を冷却する装置に適用可能である。冷却装置は、例えば、サーバを設置する空間や電池等の発熱体を設置する空間を冷却する流体を供給する装置に適用することができる。冷却装置によって冷却可能な冷却対象物は、例えば、通信機器、ハードディスク装置、サーバ装置、半導体装置、各種の電気部品である。

４…容器、 １０…筐体、 １０ａ…内気側正面（第１の面）
１０ａ１…仮想の横分割線、 １０ａ２…仮想の縦分割線、
１０ｂ…外気側正面（第２の面）、 １０ｄ…下面
１０ｅ…側面、 ２０，３０…内気側熱交換器（第１熱交換装置）
２１，３１…外気側熱交換器（第２熱交換装置）、 ４０…第１流体流路
４１…第１流体吸込部、 ４２…第１流体吹出部
４４，１４４…内気ファン（第１流体駆動装置）、 ５０…第２流体流路
５１…第２流体吸込部、 ５２，５３…第２流体吹出部
５４…外気ファン（第２流体駆動装置）、 ５６…流体駆動装置側通路
１４０…冷却対象物、 ５４１…吸込部

Claims (8)

1. 第１流体が流れる第１流体流路（４０）と第２流体が流れる第２流体流路（５０）とを内部に有する筐体（１０）と、
   前記第１流体流路に設けられて、前記第１流体と冷媒との間で熱交換により前記第１流体を冷却する第１熱交換装置（２０，３０）と、
   前記第１流体流路に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路に流通させる第１流体駆動装置（４４，１４４）と、
   前記第２流体流路に設けられて、前記第２流体と冷媒との間で熱交換により前記第２流体を冷却する第２熱交換装置（２１，３１）と、
   前記第２流体流路に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路に流通させる第２流体駆動装置（５４）と、
   前記筐体において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面（１０ａ）に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路に吸い込む第１流体吸込部（４１）と、
   前記筐体において前記第１の面に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路から前記筐体の外部に吹き出す第１流体吹出部（４２）と、
   前記筐体において前記第１の面以外の面に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路に吸い込む第２流体吸込部（５１）と、
   前記筐体において前記第１の面以外の面に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路から前記筐体の外部に吹き出す第２流体吹出部（５２，５３）と、
   を備え、
   前記第１流体吸込部と前記第１流体吹出部は、前記第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられており、
   前記筐体は、前記第１の面が冷却対象物（１４０）を収容した容器（４）の内部に対面した状態で前記容器に一体に設けられ、
   前記第２流体駆動装置は、吸込部（５４１）が前記第１の面に向いた姿勢で設置されており、
   前記第１流体流路は、前記容器内の内気である前記第１流体が、前記容器内に開口する前記第１流体吸込部から吸い込まれて前記筐体の内部を介して、前記容器内に開口する前記第１流体吹出部に至る通路であり、
   前記第２流体流路は、前記第１流体流路とは独立した通路であって、前記容器外の外気である前記第２流体が、前記容器外に開口する前記第２流体吸込部から吸い込まれて前記筐体の内部を介して、前記容器外に開口する前記第２流体吹出部に至る通路である冷却装置。
2. 第１流体が流れる第１流体流路（４０）と第２流体が流れる第２流体流路（５０）とを内部に有する筐体（１０）と、
   前記第１流体流路に設けられて、前記第１流体と冷媒との間で熱交換により前記第１流体を冷却する第１熱交換装置（２０，３０）と、
   前記第１流体流路に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路に流通させる第１流体駆動装置（４４，１４４）と、
   前記第２流体流路に設けられて、前記第２流体と冷媒との間で熱交換により前記第２流体を冷却する第２熱交換装置（２１，３１）と、
   前記第２流体流路に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路に流通させる第２流体駆動装置（５４）と、
   前記筐体において奥行方向に対向する２つの面のうち一方側の第１の面（１０ａ）に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路に吸い込む第１流体吸込部（４１）と、
   前記筐体において前記第１の面に設けられて、前記第１流体を前記第１流体流路から前記筐体の外部に吹き出す第１流体吹出部（４２）と、
   前記筐体において前記第１の面以外の面に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路に吸い込む第２流体吸込部（５１）と、
   前記筐体において前記第１の面以外の面に設けられて、前記第２流体を前記第２流体流路から前記筐体の外部に吹き出す第２流体吹出部（５２，５３）と、
   を備え、
   前記第１流体吸込部と前記第１流体吹出部は、前記第１の面において、縦方向および横方向のそれぞれについてずれた位置に設けられており、
   前記第１熱交換装置と前記第２熱交換装置は、前記第１流体と前記第２流体とが互いに熱交換しないように設けられた別個の装置であり、
   前記第１流体流路は、前記第１流体吸込部から奥行方向に延びる奥行方向通路と、前記奥行方向通路から前記第１熱交換装置へ向けて延びる流体駆動装置側通路（４５）とを含み、
   前記流体駆動装置側通路は、前記奥行方向通路から前記第１の面に沿って横方向に延びる通路である冷却装置。
3. 前記筐体は、前記第１の面が冷却対象物（１４０）を収容した容器（４）の内部に対面した状態で前記容器に一体に設けられ、
   前記第２流体駆動装置は、吸込部（５４１）が前記第１の面に向いた姿勢で設置されている請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記第１流体流路は、前記筐体の内部において、前記筐体の奥行方向に対向する２つの面のうち前記第１の面の方に近い第１の面側エリアに設けられ、
   前記第２熱交換装置と前記第２流体駆動装置は、前記第２流体流路において、前記筐体の奥行方向に対向する２つの面のうち前記第１の面側エリアよりも他方側の第２の面（１０ｂ）の方に近い第２の面側エリアに設けられ、
   前記第２流体流路は、前記第２流体駆動装置の前記吸込部と前記第１の面との間であって、前記第１流体駆動装置の上方または下方に設けられた流体駆動装置側通路（５６）を含んでいる請求項１または請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記第２流体流路は、前記第２流体吸込部から前記第２熱交換装置の内気側通風流出部に至る奥行方向に延びる通路と、当該通路の下流に位置する熱交換装置側通路（５５）と、前記熱交換装置側通路の下流に位置し前記第２流体吹出部よりも上流に位置する流体駆動装置側通路（５６）と、を備え、
   前記熱交換装置側通路は、前記内気側通風流出部から前記第２流体駆動装置へ向けて下方に延びる通路であって、前記第１流体駆動装置に対して前記第２流体吸込部側に設けられており、
   前記流体駆動装置側通路は、前記第１流体駆動装置の下方において下方に向けて延びる通路である請求項１または請求項２に記載の冷却装置。
6. 前記第１流体吸込部は前記第１の面を横方向に横一方側部分と横他方側部分とに分ける仮想の横分割線（１０ａ１）に対して前記横一方側部分に含まれるように設けられ、前記第１流体吹出部は、前記横他方側部分に含まれるように設けられている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 前記第１流体吸込部は前記第１の面を縦方向に縦一方側部分と縦他方側部分とに分ける仮想の縦分割線（１０ａ２）に対して前記縦一方側部分に含まれるように設けられ、前記第１流体吹出部は、前記縦他方側部分に含まれるように設けられている請求項６に記載の冷却装置。
8. 前記第１流体駆動装置と前記第２流体駆動装置は、前記横一方側部分に含まれ、かつ一方が他方よりも上方に位置するように設けられている請求項６または請求項７に記載の冷却装置。

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