(57)【要約】【課題】送風ファンを装備せずに極低温冷凍機の圧縮機，膨張機を効率よく空冷して極低温冷却装置の省電力，低騒音，小形化を図る。【解決手段】スターリング冷凍機などの極低温冷凍機を搭載して被冷却体を冷却する極低温冷却装置で、その筐体１の内部に被冷却体および補機類を収容した電気室２と隔離して画成した風胴室３に冷凍機の圧縮機４および膨張機５を配置し、この風胴室に外気を導風して圧縮機，膨張機を空冷するようにしたものにおいて、風胴室に対して下部側に空気導入口３ａ，上面側に空気排気口３ｂを開口した上で、圧縮機，膨張機のケーシング周面に付設した板状になる複数枚の放熱フィン１０を垂直方向に配置し、煙突効果を利用した自然通風により圧縮機，膨張機を効率よく除熱するようにし、さらに屋外設置の防雨対策として、風胴室の空気排気口上面を覆って筐体の天井側に防雨フード１１を設ける。【選択図】　　　図１
2004037043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スターリング冷凍機などの極低温冷凍機を搭載して被冷却体を冷却する極低温冷却装置であり、その筐体内部に被冷却体および補機類を収容した室と隔離して画成した風胴室に冷凍機の圧縮機および膨張機を配置し、この風胴室に外気を導風して圧縮機，膨張機を空冷するようにしたものにおいて、
前記風胴室に対して下部側に空気導入口，上面側に空気排気口を開口した上で、圧縮機，膨張機のケーシング周面に、板状になる複数枚の放熱フィンを垂直方向に配列して付設したことを特徴とする極低温冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の極低温冷却装置において、冷凍機の圧縮機を風胴室内に横軸配置とした上で、圧縮機および膨張機のケーシング周面に複数枚の放熱フィンを圧縮機の軸と直角方向に配列して装着したことを特徴とする極低温冷却装置。
【請求項３】
請求項１記載の極低温冷却装置において、冷凍機の圧縮機を風胴室内に縦軸配置として上で、圧縮機および膨張機のケーシング周面に複数枚の放熱フィンを圧縮機の軸と平行方向に配列して装着したことを特徴とする極低温冷却装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の極低温冷却装置において、風胴室に開口した空気排気口の上面を覆って筐体の天井側に防雨フードを設けたことを特徴とする極低温冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極低温環境で使用する移動体通信基地局の通信用フィルタ，あるいは赤外線センサなどに適用する極低温冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スターリング冷凍機，ＧＭ冷凍機などの極低温冷凍機（冷却能力が数Ｗ程度の小形冷凍機）を用いて通信用フィルタ，赤外線センサなどを７０Ｋ程度の極低温に冷却するするようにした極低温冷却装置が周知であり、移動体通信基地局用フィルタの冷却装置を例に、極低温冷却装置の従来構成を図３に示す。図において、１は冷却装置の筐体（ユニットケース）であり、その下半部に電気室２，上半部に風胴室３を画成した上で、風胴室３には冷凍機の圧縮機４および膨張機（放熱器）５を収設し、電気室２には電源部６，電子部品７，および冷凍機の蓄冷器，コールドヘッド（寒冷発生部）および通信用フィルタ（被冷却体）を収容した真空デュワー８（クライオスタット）を配備した構成になる。なお、スターリング冷凍機，ＧＭ冷凍機などの極低温冷凍機は周知であり、ここではその冷凍サイクルの説明は省略する。
【０００３】
また、筐体１の風胴室３は、その前後端面に空気導入口３ａ，排気口３ｂを開口して上で室内に送風ファン９を配備し、圧縮機４，膨張機５のケーシング周面に装着した放熱フィン１０に空気導入口３ａを通じて取り込んだ外気を津風して強制風冷し、圧縮機，膨張機に発生した熱を除熱して大気中に放熱するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように冷凍機の圧縮機４，膨張機５に強制風冷方式を採用した従来の極低温冷却装置は高い除熱性能が得られる反面、屋外に設置して使用する場合には、空気導入口，排気口を通じて外部から吹き込む雨水の対策として、送風ファン９のファンモータ９ａを防水仕様のものにする必要があってコスト高となる。さらに、送風ファン９を装備したことによる冷却装置の消費電力が増すほか、送風ファンの騒音，および定期的に行うメンテナンスも問題となる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、送風ファンを装備せずに極低温冷凍機の圧縮機，膨張機を効率よく空冷して装置の省電力，低騒音，小形，コスト低減化が図れるよう改良した極低温冷却装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、スターリング冷凍機などの極低温冷凍機を搭載して被冷却体を冷却する極低温冷却装置であり、その筐体内部に被冷却体および補機類を収容した室と隔離して画成した風胴室に冷凍機の圧縮機および膨張機を配置し、この風胴室に外気を導風して圧縮機，膨張機を空冷するようにしたものにおいて、
前記風胴室に対して下部側に空気導入口，上面側に空気排気口を開口した上で、圧縮機，膨張機のケーシング周面に、板状になる複数枚の放熱フィンを垂直方向に配列して付設し、煙突効果による上昇気流を利用して空気導入口から取り込んだ外気を放熱フィンに通風して冷凍機運転に伴う圧縮機，膨張機の発生熱を大気中に放熱するようにする（請求項１）ものとし、具体的には次記のような実施態様で構成することができる。
【０００７】
（１）　冷凍機の圧縮機を風胴室内に横軸配置とした上で、圧縮機および膨張機のケーシング周面に複数枚の放熱フィンを圧縮機の軸と直角方向に配列して装着する（請求項２）。
（２）　冷凍機の圧縮機を風胴室内に縦軸配置として上で、圧縮機および膨張機のケーシング周面に複数枚の放熱フィンを圧縮機の軸と平行方向に配列して装着する（請求項３）。
【０００８】
（３）　屋外設置の雨水対策として、風胴室に開口した空気排気口の上面を覆って筐体の天井側に防雨フードを設ける（請求項４）。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１，図２に示す実施例に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図３に対応する同一部材には同じ符号を付して
〔実施例１〕
図１（ａ），（ｂ）　は本発明の請求項１，２，４に対応する実施例を示すものである。図示実施例の極低温冷却装置は、基本的に図３に示した従来構成と同様であるが、風胴室３に配した冷凍機の圧縮機４，膨張機５に対して、次記のように煙突効果を利用した自然空冷方式を採用している。すなわち、図３の従来構成で使用していた送風ファン９を排除し、その代わりに風胴室３の下部側面に通気導入口３ａ，上面側には空気排気口３ｂを開口した上で、風胴室内に横軸配置とした圧縮機４に対して板状になる複数枚の放熱フィン１０が圧縮機４，膨張機５のケーシングとの間にまたがって垂直方向に、つまり圧縮機４の軸と直角方向に配列して伝熱的に付設されている。さらに、図示実施例では、屋外に設置して使用する際の防雨対策として、筐体１の上面側には前記空気排気口３の上面側を覆うように防雨フード１１を布設している。なお、１１ａはフード１１の周囲壁に開口した通風口であり、前記した空気導入口３ａとともに外部からの異物（ごみ，昆虫など）進入を防ぐように金網で覆うようにしている。
【００１０】
上記の構成で冷凍機を運転すると、圧縮機５，放熱機５の発生熱によりその周辺の空気が温められ、ケーシングの外面に定ピッチ間隔に並ぶ放熱フィン１０の間には煙突効果により放熱フィンの板面に沿って上昇気流が発生するとともに、この上昇気流に伴い風胴室３内には、空気導入口３ａから外気が図示矢印のように継続的に流入し、放熱フィン１０の板面に沿って上昇した後に、天井側の空気排気口３ｂを通じて外部に流出し、この通風過程で圧縮機４，膨張機５の発生熱が放熱フィン１０から上昇気流に伝熱して大気中に放熱される。
【００１１】
つまり、図３に示した従来の強制空冷方式のように送風ファン９を設けずに、煙突効果を利用した自然通風方式のみで圧縮機４，膨張機５を効率よく空冷して冷凍機を支障無く運転することができる。しかも、送風ファンを排除したことで、極低温冷却装置のコスト低減，省電力化と併せて、低騒音，信頼性向上が図れる。
【００１２】
〔実施例２〕
図２は本発明の請求項３に対応する応用実施例を示すものであり、この実施例においては、筐体１の内部に電気室２，風胴室３を左右に分けて区画した上で、風胴室３の底面側に空気導入口３ａ，上面側に空気排気口３ｂを開口しており、さらに風胴室内に縦軸配置で収設した冷凍機の圧縮機４，および膨張機５に対してそのケーシング周面には、放熱フィン１０が垂直方向，つまり圧縮機４の軸と平行の向きに配列して付設されている。
【００１３】
これにより、冷凍機運転時には実施例１と同様に、風胴室３には煙突効果により空気導入口３ａから取り込んだ外気が図示矢印のように上昇気流となって放熱フィン１０に流れ、圧縮機４，膨張機５の発生熱を効率よく系外に放熱する。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、スターリング冷凍機などの極低温冷凍機を搭載して被冷却体を冷却する極低温冷却装置であり、その筐体内部に被冷却体および補機類を収容した室と隔離して画成した風胴室に冷凍機の圧縮機および膨張機を配置し、この風胴室に外気を導風して圧縮機，膨張機を空冷するようにしたものにおいて、前記風胴室に対して下部側に空気導入口，上面側に空気排気口を開口した上で、圧縮機，膨張機のケーシング周面に、板状になる複数枚の放熱フィンを垂直方向に配列して付設したことにより、
冷凍機の運転時には、いわゆる煙突効果を利用して風胴室内に外気を通風して圧縮機，膨張機の発生熱を系外に効率よく除熱することができ、送風ファンを併設した従来の強制空冷方式と比べて、省電力，低騒音，小形，およびコスト低減化と併せて、メンテナンス面でも高信頼性が得られ、また筐体の空気排気口に防雨フードを設けことで、屋外に設置する移動体通信基地局用通信フィルタの冷却装置として好適な極低温冷却装置を提供することかできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に対応する極低温冷却装置の内部構成図で、（ａ），（ｂ）　それぞれ正面図，および側面図
【図２】本発明の実施例２に対応する極低温冷却装置の構成図
【図３】移動体通信基地局用通信フィルタの冷却装置を対象とした従来における極低温冷却装置の内部構成図で、（ａ），（ｂ）　はそれぞれ正面図，および側面図
【符号の説明】
１　　筐体
２　　電気室
３　　風胴室
３ａ　空気導入口
３ｂ　空気排気口
４　　圧縮機
５　　膨張機
８　　真空デュワー
１０　　放熱フィン
１１　　防雨フード
【図１】
2004037043.tif 000003
【図２】
2004037043.tif 000004
【図３】
2004037043.tif 000005