(57)【要約】【課題】発熱体となる送受信機の開口が異なる場合でも、発熱体となる送受信機を効果的に冷却できる冷却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。【解決手段】冷却装置６は、本体ケース１２の外気側下部に外気用の第１吸込口８、上部に第１吹出口９を設け、第１吸込口８の本体ケース１２内に外気用送風ファン１３を備え、キャビネット４側の第２吸込口１０を本体ケース１２の上部に、外気用送風ファン１３の上方で本体ケース１２の中央よりやや下方に第２吹出口１１を設け、第２吹出口１１の開口の一部を塞ぐように外形が三角柱形状の複数のフィンを有するヒートシンク１５を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を設け、
背面に第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を設けた本体ケースと、
前記本体ケース内に設けられた第１環境用の送風機と、
前記本体ケース内において第１環境の空気と第２環境の空気との熱交換を行う熱交換素子とを備え、
前記熱交換素子は、
その表面側に前記第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を結ぶ略逆Ｃの字状の第１の通気経路を有する五角形形状をした第１の板体と、
その表面側に、前記第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を結ぶ略Ｃの字状の第２の通気経路を有する五角形形状をした第２の板体とを、
所定間隔で交互に複数枚積層した重合体であって、
前記熱交換素子は五角形の鋭角の頂点を下方にして本体ケースに収容されており、
上方には第１環境用の第１吹出口と第２環境用の吸込口が配置され、
下方には第１環境用の第１吸込口と第２環境用の吹出口が配置されており、
前記熱交換素子の五角形の鋭角の頂点を構成する第２環境側の一辺と前記第２吹出口の隙間にヒートシンクを備え、このヒートシンクは、
前記鋭角の頂点と第２環境側の前記本体ケースとを接続し前記第１の通気経路と前記第２の通気経路を仕切る仕切板と、その一部の上方と下方の両方にフィンを備え、
下方の前記フィンは前記第１吸込口から吸込まれる空気の流れに平行になるような方向に複数設けられ、上方の前記フィンは前記第２吹出口から吹出される空気の流れに略垂直となるような方向に複数設けられ外形が略三角柱であることを特徴とした冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の冷却装置と、発熱体を内部に設けた第２環境を形成するキャビネットと、キャビネットの天面に備えられ、前記冷却装置の第２環境用の第２吸込口に向けて吐出口を設けた第２環境用の送風機とを備える発熱体収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換型の冷却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。
【背景技術】
【０００２】
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、発熱体となる送受信機を収納したキャビネットと、キャビネットの開口部に装着された冷却装置（熱交換装置）とを備えた構成となっている。
【０００３】
従来の冷却装置（熱交換装置）は、外気用の第１吸込口と第１吹出口およびキャビネット内用の第２吸込口と第２吹出口を有する本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気用の第１送風機およびキャビネット内に設けられたキャビネット内空気用の第２送風機と、前記本体ケース内において室外空気とキャビネット内空気との熱交換を行う熱交換素子とを備えた構造をしている。
【０００４】
また、前記熱交換素子は、その表面側に、前記第１吸込口と第１吹出口を結ぶ直線状の第１の通気経路を有する第１の板体と、その表面側に、前記第２吸込口と第２吹出口を直線状の第２の通気経路を有する第２の板体とを、所定間隔で交互に複数枚積層した構成をしている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷却装置（熱交換装置）はキャビネットの開口部に装着されるが、発熱体となる送受信機の開口は基地局それぞれ異なる場合があり、冷却装置（熱交換装置）からの冷却されたキャビネット内空気で発熱体となる送受信機を効果的に冷却できないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、発熱体となる送受信機の開口が異なる場合でも、発熱体となる送受信機を効果的に冷却できる冷却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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明の冷却装置は、前面に第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を設け、背面に第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を設けた本体ケースと、前記本体ケース内に設けられた第１環境用の送風機と、前記本体ケース内において第１環境の空気と第２環境の空気との熱交換を行う熱交換素子とを備え、前記熱交換素子は、その表面側に前記第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を結ぶ略逆Ｃの字状の第１の通気経路を有する五角形形状をした第１の板体と、その表面側に、前記第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を結ぶ略Ｃの字状の第２の通気経路を有する五角形形状をした第２の板体とを、所定間隔で交互に複数枚積層した重合体であって、前記熱交換素子は五角形の鋭角の頂点を下方にして本体ケースに収容されており、上方には第１環境用の第１吹出口と第２環境用の吸込口が配置され、下方には第１環境用の第１吸込口と第２環境用の吹出口が配置されており、前記熱交換素子の五角形の鋭角の頂点を構成する第２環境側の一辺と前記第２吹出口の隙間にヒートシンクを備え、このヒートシンクは、前記鋭角の頂点と第２環境側の前記本体ケースとを接続し前記第１の通気経路と前記第２の通気経路を仕切る仕切板と、その一部の上方と下方の両方にフィンを備え、下方の前記フィンは前記第１吸込口から吸込まれる空気の流れに平行になるような方向に複数設けられ、上方の前記フィンは前記第２吹出口から吹出される空気の流れに略垂直となるような方向に複数設けられ外形が略三角柱であることを特徴としたものであり、これにより、初期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、前面に第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を設け、背面に第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を設けた本体ケースと、前記本体ケース内に設けられた第１環境用の送風機と、前記本体ケース内において第１環境の空気と第２環境の空気との熱交換を行う熱交換素子とを備え、前記熱交換素子は、その表面側に前記第１環境用の第１吸込口と第１吹出口を結ぶ略逆Ｃの字状の第１の通気経路を有する五角形形状をした第１の板体と、その表面側に、前記第２環境用の第２吸込口と第２吹出口を結ぶ略Ｃの字状の第２の通気経路を有する五角形形状をした第２の板体とを、所定間隔で交互に複数枚積層した重合体であって、前記熱交換素子は五角形の鋭角の頂点を下方にして本体ケースに収容されており、上方には第１環境用の第１吹出口と第２環境用の吸込口が配置され、下方には第１環境用の第１吸込口と第２環境用の吹出口が配置されており、前記熱交換素子の五角形の鋭角の頂点を構成する第２環境側の一辺と前記第２吹出口の隙間にヒートシンクを備え、このヒートシンクは、前記鋭角の頂点と第２環境側の前記本体ケースとを接続し前記第１の通気経路と前記第２の通気経路を仕切る仕切板と、その一部の上方と下方の両方にフィンを備え、下方の前記フィンは前記第１吸込口から吸込まれる空気の流れに平行になるような方向に複数設けられ、上方の前記フィンは前記第２吹出口から吹出される空気の流れに略垂直となるような方向に複数設けられ外形が略三角柱であることを特徴とした冷却装置であり、熱交換素子の五角形の鋭角の頂点を構成する第２環境側の一辺と第２吹出口との隙間に設けたヒートシンクの上方のフィンにより、第２吹出口から吹出す第２環境の空気の第２吹出口から吹出す位置（方向）を変えることができ、発熱体となる送受信機を効果的に冷却できる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の冷却装置を示す斜視図
【図２】同冷却装置の外観斜視図
【図３】同冷却装置の外観斜視図
【図４】同冷却装置の断面を示す構成図
【図５】同冷却装置の板体Ａの平面図
【図６】同冷却装置の板体Ｂの平面図
【図７】同冷却装置、発熱体収納装置の断面を示す構成図
【図８】内気用循環ファンの外観斜視図
【図９】同発熱体収納装置の透視図
【図１０】同冷却装置、発熱体収納装置の内部透視図
【図１１】同冷却装置の異なるヒートシンクの形態を示す外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１において、ビルディング１の屋上２には携帯電話の基地局３が設けられている。基地局３は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５と前記キャビネット４の前面開口部には、開閉自在のドア７を設け、このドア７に冷却装置６が取り付けられている。
【００１２】
図２〜図４を用いて本発明の冷却装置およびそれを用いた発熱体収納装置を説明する。
【００１３】
図２に示すように、冷却装置６は、本体ケース１２の下部に第１環境である屋外の空気（以下、外気と呼ぶ）用の第１吸込口８、上部に第１吹出口９を設け、第１吸込口８の本体ケース１２内に外気用送風ファン１３を備えている。
【００１４】
図３は、図２の冷却装置６をキャビネット４側から見た図で、第２環境であるキャビネット４内の空気（以下、内気と呼ぶ）用の第２吸込口１０を本体ケース１２の上部に、外気用送風ファン１３の上方で本体ケース１２の中央よりやや下方に第２吹出口１１を設け、第２吹出口１１の開口の一部を塞ぐように外形が三角柱形状の複数のフィンを有するヒートシンク１５を備えている。
【００１５】
図４に示すように、本体ケース１２内の上部には、下方に尖った細長い五角形状で外気と内気との熱交換を行う熱交換素子１４を備え、熱交換素子１４の下方に尖った五角形の鋭角の頂点１４ａを構成する第２環境側の一辺と第２吹出口１１の隙間にヒートシンク１５を備えている。
【００１６】
ヒートシンク１５は、五角形の鋭角の頂点１４ａと内気側の本体ケース１２とを接続し外気の通気経路と内気の通気経路を仕切る仕切板１５ｃとその一部の上方に設けた上方フィン１５ｂと下方に設けた下方フィン１５ａにより構成されている。
【００１７】
すなわち、上記した第２吹出口１１の開口の一部を塞ぐように備えたヒートシンク１５とはヒートシンク１５の一部である上方フィン１５ｂを意味している。
【００１８】
下方フィン１５ａは第１吸込口８から吸込まれる空気の流れに平行になるような方向に複数設けられ、上方フィン１５ｂは第２吹出口１１から吹出される空気の流れに垂直となるような方向に複数設けられている。仕切板１５ｃは、第２吹出口１１の横幅と同じ幅で、外気と内気が混ざらないようにする。下方フィン１５ａはこの仕切板１５ｃの幅に合わせて設置し、上方フィン１５ｂは、通信機の吸込口の位置やキャビネット内での通信機の設置位置に応じて、高さや横幅を変える。本実施形態の上方フィン１５ｂは、図３に示すように、第２吹出口１１の右側および上側の一部を開けている。
【００１９】
図５、図６に示すように、熱交換素子１４は、下方に尖った細長い五角形の合成樹脂製で、２種類の板体（第１の板体１７ａ、第２の板体１７ｂ）を交互にそれぞれ所定間隔を離した状態で複数枚重合させた構成としている。第１の板体１７ａ、第２の板体１７ｂの表面には、その表面をレーン状に仕切る複数の整流壁（整流壁Ａ１８ａ、整流壁Ｂ１８ｂ）をそれぞれ設けている。
【００２０】
すなわち、第１の板体１７ａ、第２の板体１７ｂを重合させたときに、板体間には、整流壁Ａ１８ａ、整流壁Ｂ１８ｂによって送風レーンが形成されるのである。
【００２１】
さらに詳しく説明する。まず、第１の板体１７ａ側の送風レーンは、図５に示すように、下部五角形の鋭角の頂点１４ａを構成する斜辺に設けられた第１流入口１９ａから流入し、その表面の略逆Ｃの字状の整流壁Ａ１８ａに沿って上部短辺側に向けて進む。そして、上部短辺側の手前で一方の長辺側に湾曲して、一方の長辺上部側に設けられた第１流出口１９ｂにつながっている。この第１の板体１７ａ上に形成される送風レーン内を外気が通過することになる。
【００２２】
また、第２の板体１７ｂ側の送風レーンでは、図６に示すように、下部五角形の鋭角の頂点１４ａを構成する斜辺に設けられた第２流入口１９ｃから流入し、その表面の略逆Ｃの字状の整流壁Ｂ１８ｂに沿って上部短辺側に向けて進む。そして、上部短辺側の手前で一方の長辺側に湾曲して、一方の長辺上部側に設けられた第２流出口１９ｄにつながっている。この第２の板体１７ｂ上に形成される送風レーン内を内気が通過することになる。
【００２３】
このような板体（第１の板体１７ａ、第２の板体１７ｂ）を重合した熱交換素子１４は、図７に示すように、五角形の鋭角の頂点１４ａを下方にして本体ケース１２に収容されており、下方を外気側の第１流入口１９ａとし、第１流出口１９ｂは、第１流入口１９ａと同じ面の上方に設けられている。第１流出口１９ｂと対向した位置に内気側の第２流入口１９ｃが形成される。そして、第２流出口１９ｄは、第２流入口１９ｃと同じ面の下部に設けられている。
【００２４】
そして、外気用送風ファン１３は、第１流入口１９ａに向けて第１吸込口８から吸い込んだ空気を送り込むような位置に設けられている。一方、キャビネット４内用の空気の第２流入口１９ｃには、キャビネット４の上部に設けられた内気用循環ファン１６からキャビネット４内の暖められた空気が送り込まれる。
【００２５】
また、図８に示すように、内気用循環ファン１６は、キャビネット４の天面に設けられ、厚さの薄い箱形のケース２０内に収納されている。内気用循環ファン１６は、内部にターボ型の遠心送風機２１を備え、下面に循環ファン吸込口２２、冷却装置６側の側面に循環ファン吹出口２３が設けられている。
【００２６】
循環ファン吹出口２３には、格子状に桟が設けられているが、その内部には、吹出し気流を整流する複数の整流板２４が設けられている。この整流板２４は、循環ファン吹出口２３の上流側に、上辺をケース２０の天面に接するようにしている。さらに、その向きは、上流側の辺を内気用循環ファン１６の羽根車が作り出す気流の高圧側に傾けて設けられる。つまり、回転方向前方を下流側に傾けている。
【００２７】
このような構成によれば、内気用循環ファン１６の羽根車においては、羽根車の主板（循環ファン吸込口２２と反対側の面）側で風速が早くなっている。この早い風速の部分に整流板２４を設け、比較的遅い風速の部分には整流板２４をなくして抵抗を減らすことによって、上下方向の風速の均一化が図れることになる。また、循環ファン吹出口２３においては、気流分布の偏りがあるが、整流板２４の傾きにより、熱交換素子１４に均一化した気流が流入することになる。熱交換素子１４に均一化した空気を送り込むことによって、熱交換素子１４の性能を引き出し、熱交換効率を向上させるのである。
【００２８】
次に図７を用いて外気、内気の流れを説明する。
【００２９】
まず外気は、実線矢印で示すように、第１吸込口８から外気用送風ファン１３、下方フィン１５ａを通り、第１流入口１９ａから熱交換素子１４に流入し、図５で説明した第１の板体１７ａ側の送風レーンを第１流出口１９ｂまで通り、第１吹出口９から屋外へ吹出される。
【００３０】
一方、キャビネット４内に設けた通信機５の発熱により温まった内気は、破線矢印で示すように、循環ファン吸込口２２（図８）から内気用循環ファン１６に吸い込まれ、第２吸込口１０から第２流入口１９ｃを経て熱交換素子１４に流入し、図６で説明した第２の板体１７ｂ側の送風レーンを第２流出口１９ｄまで通り、上方フィン１５ｂで流れの方向を変えられ、第２吹出口１１の右側および上側の一部からキャビネット４内へ吹出される。
【００３１】
このような流れの中で、内気は外気によって熱交換素子１４内で冷却され、さらにヒートシンク１５によっても冷却される。
【００３２】
すなわち、第２吹出口１１に設けられた上方フィン１５ｂにより、内気風路の熱を吸熱し、フィンの熱伝導により、吸熱した熱を上方フィン１５ｂから仕切板１５ｃへ、さらには仕切板１５ｃから下方フィン１５ａに伝え、下方フィン１５ａより外気風路に放熱する。このようにヒートシンク１５は、上方フィン１５ｂから内気風路の熱を吸熱することにより、内気風路の温度を低くする作用をする。
【００３３】
図９は、ドア７を開いて、キャビネット４内部の構成を示したものである。
【００３４】
図９に示すように、冷却装置６とドア７は一体となっている。冷却装置６の背面（言い換えるとドア７の背面）には、第２吸込口１０と第２吹出口１１が設けられ、第２吸込口１０には、後述するキャビネット４側に設けられた内気用循環ファン１６と連通する室内空気ダクト２５が取り付けられている。キャビネット４内には、発熱体となる通信機５が収納されている。そして、キャビネット４の上部には、内気用循環ファン１６が設けられている。
【００３５】
図１０にキャビネット４内部の構成と通信機風路や配置の一例を示す。キャビネット４内部には上下に通信機Ａ２６と通信機Ｂ２７、他の通信機が設置されている。
【００３６】
通信機Ａ２６の吸込口２６ａは冷却装置６の第２吹出口１１の正面上方の位置に、また、通信機Ａ２６の吹出口２６ｂは通信機Ａ２６の吸込口２６ａの対面に配置されている。他方の通信機Ｂ２７の吸込口２７ａは、冷却装置６の第２吹出口１１に直交する位置の片側の位置に、また、通信機Ｂ２７の吹出口２７ｂは通信機Ｂ２７の吸込口２７ａの対面に配置されている。
【００３７】
ヒートシンク１５の上方フィン１５ｂは、第２吹出口１１の上部の部分が開口として一部空くような高さで、また、第２吹出口１１の通信機Ｂ２７の吸込口２７ａに合わせて右側部分が開口として一部空くような幅としている。
【００３８】
これにより、通信機Ａ２６の吸込口２６ａには第２吹出口１１の開口上部から、通信機Ｂ２７の吸込口２７ａには上方フィン１５ｂの複数のフィン間を通過し、第２吹出口１１の右側の開口から空気が供給される。つまり、上方フィン１５ｂにより第２吹出口１１の一部分のみを開口とすることにより、各通信機吸込口に空気が滑らかに流れるようにして、通信機を効率よく冷却することができる。
【００３９】
これは、第２吹出口１１の全部を開口にすると通信機の吸込口以外の通信機本体の側面に空気がぶつかり、乱流になり通信機５の効率的な冷却が妨げられるのに対し、第２吹出口１１の一部分のみを開口とすることにより、上方フィン１５ｂの複数のフィンが通信機吸込口へのルーバーのような役割を果たし、空気の流れの方向を変えるとともに、空気の流れが層流となるためである。
【００４０】
なお、本実施形態では、通信機Ｂ２７のように右側に吸込口２７ａがある場合を説明したが、キャビネット４内部の構成と通信機風路や配置により、吸込口が両側にある場合には、図１１のようにヒートシンク１５の上方フィン１５ｂを左右両側の一部を開けて設置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかる冷却装置およびそれを用いた発熱体収納装置は、発熱体となる送受信機の開口が異なる場合でも、発熱体となる送受信機を効果的に冷却できる冷却装置およびそれを用いた発熱体収納装置の提供を可能とするものであるので、携帯電話の基地局等に使用される冷却装置等として有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ビルディング
２  屋上
３  基地局
４  キャビネット
５  通信機
６  冷却装置
７  ドア
８  第１吸込口
９  第１吹出口
１０  第２吸込口
１１  第２吹出口
１２  本体ケース
１３  外気用送風ファン
１４  熱交換素子
１５  ヒートシンク
１５ａ  下方フィン
１５ｂ  上方フィン
１５ｃ  仕切板
１６  内気用循環ファン
１７ａ  第１の板体
１７ｂ  第２の板体
１８ａ  整流壁Ａ
１８ｂ  整流壁Ｂ
１９ａ  第１流入口
１９ｂ  第１流出口
１９ｃ  第２流入口
１９ｄ  第２流出口
２０  ケース
２１  遠心送風機
２２  循環ファン吸込口
２３  循環ファン吹出口
２４  整流板
２５  室内空気ダクト
２６  通信機Ａ
２６ａ  吸込口
２６ｂ  吹出口
２７  通信機Ｂ
２７ａ  吸込口
２７ｂ  吹出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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