(57)【要約】【課題】小型・軽量で、低消費電力で、低騒音な屋外用通信機器用の空冷熱交換器を提供する。【解決手段】内部ファン用出口シャッタ５６、外部ファン用入口シャッタ５７、外部ファン用第１の出口シャッタ５８、外部ファン用第２の出口シャッタ５９、筐体内の温度を検知する温度検出器６１、およびファンおよびシャッタを制御する制御部６２を設け、通常の運転においては内部ファン用出口シャッタ５６と外部ファン用第２の出口シャッタ５９を閉じて熱交換部５３による熱交換のみを行ない、高温時には内部ファン用出口シャッタ５６と外部ファン用第２の出口シャッタ５９を開いて外気を屋外通信機器６４の筐体内に導入し、低温時にはすべてのシャッタを閉じ、外部ファン５２を停止させて熱交換部５３による放熱を中止し、検出温度に対応して内部ファン５１および外部ファン５２の回転数制御を行う。【選択図】図６
2007019256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成機器が内蔵された屋外機器に取り付けられて、該屋外機器の内部の温度を所定の温度範囲に維持するための空冷熱交換器であって、
前記空冷熱交換器の内部を、前記屋外機器の内部の空気と連通する第１の領域と外部の空気と連通する第２の領域とに隔離して、両領域の間での熱交換を行う熱交換部と、
前記第１の領域に配設されて前記屋外機器の内部の空気を吸引する第１のファンと、
前記第２の領域に配設されて外部の空気を吸引する第２のファンと、
前記第１の領域の前記第１のファンの吹出し方向の前記空冷熱交換器の壁面に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、
互いに接する前記第２の領域の壁面と前記屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、
前記第１の領域の壁面と前記屋外機器の壁面とを貫通して設けられた第１の開口部と、
前記第２の領域の前記第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面にそれぞれ設けられた第２および第３の開口部と、
前記屋外機器の内部の温度を検出する温度検出部と、
該温度検出部の検出した温度に対応して前記第１および第２のファンの回転と前記第１および第２のシャッタの開閉とを制御する制御部と、を備えた自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項２】
前記制御部の制御により、前記第１および第２のシャッタが閉鎖された第１の運転条件と、前記第１および第２のシャッタが開放された第２の運転条件とが選択可能であり、
前記第１の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が設定値以下の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１の領域との間で循環するとともに、外気は前記第２の領域の壁面の前記第２の開口から前記第２のファンによって吸引され前記熱交換部を冷却した後、前記第３の開口から外部に排出され、
前記第２の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が設定値以上の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１のファンにより前記第１の領域から前記第１のシャッタを経由して外部に排出され、外気は前記第２のファンにより前記第２のシャッタを経由して前記屋外機器の筐体の内部に送入される、請求項１に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項３】
前記第２の領域の前記第２のシャッタに接する位置に、ケミカルフィルタが設けられている、請求項１に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項４】
構成機器が内蔵された屋外機器に取り付けられて、該屋外機器の内部の温度を所定の温度範囲に維持するための空冷熱交換器であって、
前記空冷熱交換器の内部を、前記屋外機器の内部の空気と連通する第１の領域と外部の空気と連通する第２の領域とに隔離して、両領域の間での熱交換を行う熱交換部と、
前記第１の領域に配設されて前記屋外機器の内部の空気を吸引する第１のファンと、
前記第２の領域に配設されて外部の空気を吸引する第２のファンと、
前記第２の領域の前記第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の下部に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、
前記第２の領域の前記第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の上部に設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、
前記第１の領域の壁面と前記屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開口部と、
前記屋外機器の内部の温度を検出する温度検出部と、
該温度検出部の検出した温度に対応して前記第１および第２のファンの回転と前記前記第１および第２のシャッタの開閉とを制御する制御部と、を備えた自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項５】
前記制御部の制御により、前記第１および第２のシャッタが開放された第１の運転条件と、前記第１および第２のシャッタが閉鎖され、かつ第２のファンが停止された第２の運転条件とが選択可能であり、
前記第１の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が設定値以上の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１の領域との間で循環するとともに、外気は前記第２の領域の壁面の下部の前記第１のシャッタから前記第２のファンによって吸引され前記熱交換部を冷却した後、前記第２の領域の壁面の上部の前記第２のシャッタから外部に排出され、
前記第２の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が設定値以下の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１の領域との間で循環するとともに、外気は前記第２の領域から遮断される、請求項４に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項６】
構成機器が内蔵された屋外機器に取り付けられて、該屋外機器の内部の温度を所定の温度範囲に維持するための空冷熱交換器であって、
前記空冷熱交換器の内部を、前記屋外機器の内部の空気と連通する第１の領域と外部の空気と連通する第２の領域とに隔離して、両領域の間での熱交換を行う熱交換部と、
前記第１の領域に配設されて前記屋外機器の内部の空気を吸引する第１のファンと、
前記第２の領域に配設されて外部の空気を吸引する第２のファンと、
前記第１の領域の前記第１のファンの吹出し方向の前記空冷熱交換器の壁面に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、
互いに接する前記第２の領域の壁面と前記屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、
前記第２の領域の前記第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の下部に設けられた開閉が可能な第３のシャッタと、
前記第２の領域の前記第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の上部に設けられた開閉が可能な第４のシャッタと、
前記第１の領域の壁面と前記屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開口部と、
前記屋外機器の内部の温度を検出する温度検出部と、
該温度検出部の検出した温度に対応して前記第１および第２のファンの回転と前記第１から第４のシャッタの開閉とを制御する制御部とを備えた、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項７】
前記制御部の制御により、前記第１および第２のシャッタが閉鎖され、前記第３のシャッタおよび前記第４のシャッタが開放された第１の運転条件と、前記第１から第４のシャッタが開放された第２の運転条件と、前記第１から第４のシャッタが閉鎖されるとともに前記第２のファンが停止された第３の運転条件と、が選択可能であり、
前記第１の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が第１の設定値以下で第２の設定値以上の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１の領域との間で循環するとともに、外気は前記第３のシャッタから前記第２のファンによって吸引され前記熱交換部を冷却した後、前記第４のシャッタから外部に排出され、
前記第２の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が前記第１の設定値以上の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１のファンにより前記第１の領域から前記第１のシャッタを経由して外部に排出され、外気は前記第２のファンにより前記第２のシャッタを経由して前記屋外機器の筐体の内部に送入され、
前記第３の運転条件は、前記屋外機器の内部の温度が前記第２の設定値以下の場合に選択され、前記屋外機器の内部の空気は前記第１の領域との間で循環するとともに、外気は前記第２の領域から遮断される、請求項６に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項８】
前記第２の領域の前記第２のシャッタに接する位置に、ケミカルフィルタが設けられている、請求項６に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項９】
前記屋外機器の筐体内部の空気の温度の調整は前記第１および第２のファンの回転数の制御によっても行なわれ、前記シャッタの開閉による温度の調整が前記第１および第２のファンの回転数の上昇による空気の温度の調整に優先して行なわれる、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【請求項１０】
前記屋外機器は屋外通信機器であり、前記構成機器が通信用機器である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器に関し、特に空冷方式の屋外機器に対応する自動開閉シャッタ付空冷熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外に設置される通信機器においては、内部に格納されている電気部品の温度を許容温度以下に維持するために、特許文献１に開示されているような高温時には外気を取り入れ、低温時には内部の空気を循環させるようなファンを備えた筐体が用いられてきた。
【０００３】
しかし、外気を直接筐体内に取り入れると外気に含まれる粉塵や有害ガスの影響を内部の電気部品が受けることから、通信機器の筐体に連通する部分と外気の通過する部分を隔離する図７に示すような構成が用いられるようになってきた。図７は従来例の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。
【０００４】
内部機器８５を内蔵する屋外通信機器８４には、それぞれの内部の空間が連通する空冷熱交換器７０が設けられている。空冷熱交換器７０には内部の空間を斜めに横断して空間を上部の領域と下部の領域に区分する熱交換部７３が設けられており、屋外通信機器８４の内部は空冷熱交換器７０の上部の領域と連通している。図中の実線の矢印は空気の流れを、白抜きの矢印は熱の流れを示す。
【０００５】
上部の空間には屋外通信機器８４の内部の空気を吸引して熱交換部７３で冷却して屋外通信機器８４に戻す内部ファン７１が設けられ、屋外通信機器８４の筐体との間の壁面には上側に内部ファン用入口風向板７４が、下側には内部ファン用出口風向板７５が設けられている。屋外通信機器８４の筐体内部の空気は空冷熱交換器７０との間を循環し、熱交換部７３で冷却される。熱交換部７３は通常波形あるいはフィンを有するプレート状の構成となっているが、これに限定されるものではなく公知の熱交換器が使用できる。
【０００６】
熱交換部７３の下部の空間には外部の空気を吸引して熱交換部７３を冷却して再び屋外に戻す外部ファン７２が設けられ、外部に面した壁面には下側に外部ファン用入口風向板７７が、上側には外部ファン用出口風向板７８が設けられている。外部の空気は外部ファン用入口風向板７７から外部ファン７２で吸引されて熱交換部７３を冷却して外部ファン用出口風向板７８から外部に排出される。
【０００７】
また、特許文献２には熱交換器のファンを利用して筐体内部の換気も行なえる筐体冷却装置が開示されている。
【特許文献１】実開平１−１１８４９５号公報
【特許文献２】特開平１０−２４７７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、年々内部の電子機器部品の高密度化が進み発熱量も多くなってきたため電子機器の性能安定化・高信頼性を実現するために熱交換器も大型となり、必要とするファンの動力も大きくなってきたために次のような問題点が発生している。
【０００９】
第１の問題点は能力の大きな空冷熱交換器を用いなければならないことである。その理由は、内部電気部品は高発熱、高密度化しているが、電気部品自身に使用できる周囲温度の制約があり（例えば、０℃以上８０℃以下）、また装置仕様として環境温度が規定されているが(例えば、−２０°〜５０℃など)、その環境温度最大値（＋５０℃）においても電気部品の使用周囲温度を制限値以内に収める必要があるので、密閉筐体の場合どうしても大型な空冷熱交換器を選定せざるを得ないからである。
【００１０】
第２の問題点は、消費電力が大きくなってしまうことである。その理由は、それほど外気温度が高くない場合でも、密閉筐体内の温度は高密度化された高発熱電気部品の影響により高温になる。密閉筐体内で電気部品の使用周囲温度の制限である例えば０℃〜８０℃を満足させるため常に大型空冷熱交換器は稼動していなければならない。大型な空冷熱交換器では備え付けられているファンも大きくまたその数も多い場合があり、回転数制御を行っているファンでは高回転とする必要があるので空冷熱交換器自身の消費電力も大きく、結果的に通信機器の消費電力も多くなってしまうからである。
【００１１】
第３の問題点は、騒音が大きくなることである。その理由は、屋外通信機器が住宅地に設置された場合、熱帯夜などで気温が高い場合装置内の温度も高くなるため、通信機器の空冷装置は最大出力で稼動しなければならず空冷機器のファンの回転数も上がるからである。夏場の夜など窓を開けて寝る人が多く、ファンの回転数が上がった場合の騒音は６５ｄＢを超える場合もあり、住宅事情によっては通信機器の設置が制限されてしまう場合がある。環境基準法（平成５年法律第９１号）では地域の類型ＡＡ区分における夜間の騒音レベルは４０ｄＢ以下になっている。
【００１２】
特許文献２に記載の筐体冷却装置では熱交換器のファンを利用して筐体内部の換気も行なえるが目的は筐体内部で発生した可燃ガス等の外部への排出であり筐体内部の冷却は目的とされていない。
【００１３】
本発明の目的は、小型・軽量で、低消費電力で、低騒音な屋外用通信機器用の空冷熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器は、
構成機器が内蔵された屋外機器に取り付けられて、その屋外機器の内部の温度を所定の温度範囲に維持するための空冷熱交換器であって、空冷熱交換器の内部を、屋外機器の内部の空気と連通する第１の領域と外部の空気と連通する第２の領域とに隔離して、両領域の間での熱交換を行う熱交換部と、第１の領域に配設されて屋外機器の内部の空気を吸引する第１のファンと、第２の領域に配設されて外部の空気を吸引する第２のファンと、屋外機器の内部の温度を検出する温度検出部と、その温度検出部の検出した温度に対応して第１および第２のファンの回転とシャッタの開閉とを制御する制御部とを備え、３つの態様を有する。
【００１５】
第１の態様では、第１の領域の第１のファンの吹出し方向の空冷熱交換器の壁面に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、互いに接する第２の領域の壁面と屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、第１の領域の壁面と屋外機器の壁面とを貫通して設けられた第１の開口部と、第２の領域の第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面にそれぞれ設けられた第２および第３の開口部とを備える。
【００１６】
制御部の制御により、第１および第２のシャッタが閉鎖された第１の運転条件と、第１および第２のシャッタが開放された第２の運転条件とが選択可能であり、第１の運転条件は、屋外機器の内部の温度が設定値以下の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１の領域との間で循環するとともに、外気は第２の領域の壁面の第２の開口から第２のファンによって吸引され熱交換部を冷却した後、第３の開口から外部に排出され、第２の運転条件は、屋外機器の内部の温度が設定値以上の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１のファンにより第１の領域から第１のシャッタを経由して外部に排出され、外気は第２のファンにより第２のシャッタを経由して屋外機器の筐体の内部に送入されてもよく、第２の領域の第２のシャッタに接する位置に、ケミカルフィルタが設けられていてもよい。
【００１７】
第２の態様では、第２の領域の第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の下部に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、第２の領域の第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の上部に設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、第１の領域の壁面と屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開口部とを備える。
【００１８】
制御部の制御により、第１および第２のシャッタが開放された第１の運転条件と、第１および第２のシャッタが閉鎖され、かつ第２のファンが停止された第２の運転条件とが選択可能であり、第１の運転条件は、屋外機器の内部の温度が設定値以上の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１の領域との間で循環するとともに、外気は第２の領域の壁面の下部の第１のシャッタから第２のファンによって吸引され熱交換部を冷却した後、第２の領域の壁面の上部の第２のシャッタから外部に排出され、第２の運転条件は、屋外機器の内部の温度が設定値以下の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１の領域との間で循環するとともに、外気は第２の領域から遮断されてもよい。
【００１９】
第３の態様では、第１の領域の第１のファンの吹出し方向の空冷熱交換器の壁面に設けられた開閉が可能な第１のシャッタと、互いに接する第２の領域の壁面と屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開閉が可能な第２のシャッタと、第２の領域の第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の下部に設けられた開閉が可能な第３のシャッタと、第２の領域の第２のファンの吸い込み方向の外気に接した壁面の上部に設けられた開閉が可能な第４のシャッタと、第１の領域の壁面と屋外機器の壁面とを貫通して設けられた開口部とを備える。
【００２０】
制御部の制御により、第１および第２のシャッタが閉鎖され、第３のシャッタおよび第４のシャッタが開放された第１の運転条件と、第１から第４のシャッタが開放された第２の運転条件と、第１から第４のシャッタが閉鎖されるとともに第２のファンが停止された第３の運転条件と、が選択可能であり、第１の運転条件は、屋外機器の内部の温度が第１の設定値以下で第２の設定値以上の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１の領域との間で循環するとともに、外気は第３のシャッタから第２のファンによって吸引され熱交換部を冷却した後、第４のシャッタから外部に排出され、第２の運転条件は、屋外機器の内部の温度が第１の設定値以上の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１のファンにより第１の領域から第１のシャッタを経由して外部に排出され、外気は第２のファンにより第２のシャッタを経由して屋外機器の筐体の内部に送入され、第３の運転条件は、屋外機器の内部の温度が第２の設定値以下の場合に選択され、屋外機器の内部の空気は第１の領域との間で循環するとともに、外気は第２の領域から遮断されてもよく、第２の領域の第２のシャッタに接する位置に、ケミカルフィルタが設けられていてもよい。
【００２１】
屋外機器の筐体内部の空気の温度の調整は第１および第２のファンの回転数の制御によっても行なわれ、シャッタの開閉による温度の調整が第１および第２のファンの回転数の上昇による空気の温度の調整に優先して行なわれてもよく、屋外機器は屋外通信機器であり、構成機器が通信用機器であってもよい。
【００２２】
第１の態様の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器では、屋外用通信機器内の温度が上がった場合ファンの回転数の増加によって冷却能力を増加させる前に外気を屋外用通信機器内に導入するので熱交換部の熱伝達能力が少なくても冷却能力を上昇させることができる。
【００２３】
第２の態様の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器では、屋外用通信機器内の温度が下がった場合熱交換部での熱伝達を中止するので内部機器の発熱で温度を維持でき、ヒータのような補助加熱部を必要としない。
【００２４】
第３の態様の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器では、第１の態様と第２の態様との機能を併せ持つので、高温時にもファン回転数の上昇を抑えることができ、低温時にもヒータの補助なしに屋外用通信機器内の温度を維持できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器には次のような効果がある。即ち、
第１の効果は、通信機器の小型・軽量化が可能となることである。その理由は、外気を屋外通信装置の筐体内に導入することができるので通信機器仕様の最大環境温度で熱設計するのでなくあくまでも一般環境で熱設計ができるため、空冷熱交換器を大型化する必要はないからである。一般環境における気温は日本の場合夏場平均２５℃年平均で１５℃程度である。
【００２６】
第２の効果は、低消費電力化が可能なことである。その理由は、一般環境で熱設計しているため、空冷熱交換器を小型にできたばかりか通常運用状態でもシャッタの開閉切り替えによる外気の筐体内への導入を優先してファンを最低限の回転数で運転しているため、空冷熱交換器の消費電力を低く抑えることが可能である。また、熱交換部への外気の流入を停止できるので低温時においてもヒータによる加熱を行う必要がないからである。
【００２７】
第３の効果は、低騒音化が可能なことである。その理由は、ファンの回転数の増加による熱交換部の熱伝達量の増加に先立って外気の屋外通信機器筐体内への導入により温度の上昇を抑制するので、ファンの高速回転を抑制でき低騒音化が実現できるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図であり、図２は本発明の第１の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の異なった動作を説明するための模式的説明図であり、（ａ）は屋外通信機器の筐体内の気密を保持する場合、（ｂ）は屋外通信機器の筐体内の空気と外気との交流が行なわれる場合である。ここでは内部発熱の多い屋外通信機器を例として説明するが屋外通信機器に限定されるものではなく、本発明は筐体内部の温度上昇を抑制したい屋外機器に広く適用できる。
【００２９】
内部機器２５を内蔵する屋外通信機器２４には、それぞれの内部の空間が連通する自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０が設けられている。自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０には内部の空間を斜めに横断して空間を上部の空間と下部の空間とに区分する熱交換部１３が設けられている。また、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０には、屋外通信機器２４の内部の温度を検出する温度検出器２１と、検出結果に基づいて内部ファン１１、外部ファン１２の回転数の制御と、内部ファン用出口シャッタ１６と外部ファン用第２の出口シャッタ１９との開閉の制御を行なう制御部２２とが設けられている。なお、図中の実線の矢印は空気の流れを、白抜きの矢印は熱の流れを示す。
【００３０】
屋外通信機器２４の内部は自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０の上部の空間とのみ連通されており、熱交換部１３の上部の空間には屋外通信機器２４の内部の空気を吸引する回転数制御可能な内部ファン１１が設けられ、屋外通信機器２４の筐体との間の壁面には上側に内部ファン用入口風向板１４が、下側には内部ファン用出口風向板１５が設けられ、内部ファン１１の送風面と対向し外側が外気と接する壁面には開閉可能な内部ファン用出口シャッタ１６が設けられている。内部ファン用入口風向板１４、内部ファン用出口風向板１５は必ずしも設けられていなくてもよく、単なる開口であってもよい。
【００３１】
屋外通信機器２４の筐体内部の空気は、内部ファン用出口シャッタ１６が閉じた状態では、図２（ａ）に示すように自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０との間を循環して熱交換部１３で冷却され、内部ファン用出口シャッタ１６が開いた状態では、図２（ｂ）に示すように内部ファン用出口シャッタ１６を経由して外部に放出される。熱交換部５３は通常波形あるいはフィンを有するプレート状の構成となっているが、これに限定されるものではなく公知の熱交換器が使用できる。
【００３２】
熱交換部１３の下部の空間には外部の空気を吸引する回転数制御可能な外部ファン１２が設けられ、外部に面した壁面の下側には外部ファン用入口風向板１７が、上側には外部ファン用第１の出口風向板１８が設けられ、屋外通信機器２４の筐体との間の壁面には開閉可能な外部ファン用第２の出口シャッタ１９が設けられ、外部ファン１２と外部ファン用第２の出口シャッタ１９との間には化学物質を吸着するケミカルフィルタ２３が設けられている。外部の空気は外部ファン用第２の出口シャッタ１９が閉じた状態では、図２（ａ）に示すように外部ファン用入口風向板１７から外部ファン１２で吸引されて熱交換部１３を冷却して外部ファン用第１の出口風向板１８から外部に排出される。外部ファン用第２の出口シャッタ１９が開いた状態では、図２（ｂ）に示すように外気は外部ファン用入口風向板１７から外部ファン１２で吸引されてケミカルフィルタ２３と外部ファン用第２の出口シャッタ１９とを経由して屋外通信機器２４の筐体内部に送り込まれる。この場合外部ファン用第１の出口風向板１８が出口シャッタとなっていて、図２（ｂ）の状態のときにシャッタが閉じればさらに効率よく外気を屋外通信機器２４の筐体内部に送り込める。
【００３３】
従来の空冷熱交換器は、図７に示すように屋外通信機器８４の内部の空気と屋外通信機器８４の外部の空気を熱伝導性の高い金属部(銅・アルミ合金)を有する熱交換部７３を介してのみ熱交換する方式であった。屋外通信機器８４の筐体の開口部は空冷熱交換器７０の開口部とのみ連通し、空冷熱交換器７０の外気に接する部分は気密な熱交換部７３によって完全に遮断されているため、通信機器内部への外部の空気の侵入はなく従って雨水などの浸入もなかった。本願発明の適用される第１の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０は、通常の状態では図２（ａ）に示すように従来の空冷熱交換器と同様に、内部ファン１１と外部ファン１２とでそれぞれ通信機器筐体内部と連通する空気と外気とを熱交換部１３で隔離して熱交換する方式であるが、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０自身が屋外通信機器２４の内部温度を計測できる温度検出部２１を有しており、その検出温度によりファンの回転と内部ファン用出口シャッタ１６と外部ファン用第２の出口シャッタ１９の開閉を制御する制御部２２を持っている。気温が高くない場合は内部ファン１１、外部ファン１２とも必要最低限の回転数で回転させるので低騒音であり、消費電力も小さい。あらかじめ設定したダイアグラムにより通信機器内部の温度がある一定値になったとき、温度検出部２１が感知して制御部２２より信号を送ることにより図２（ｂ）に示すように内部ファン用出口シャッタ１６および外部ファン用第２の出口シャッタ１９が開く。これによって、密閉筐体が密閉でなくなり、内部機器２５の発生する熱によって加熱された空気は内部ファン１１により内部ファン用出口シャッタ１６を経由して外部に排出され、また屋外通信機器２４の内部よりも低温の外気が、外部ファン１２によって外部ファン用第２の出口シャッタ１９を経由して屋外通信機器２４の筐体内に導入される。この結果ファンの回転数を上げることなく屋外通信機器２４の内部温度を下げることが可能となる。これによっても屋外通信機器２４の内部温度を下げることができない場合に内部ファン１１並びに外部ファン１２の回転を上げて風量を増加させることにより温度の上昇を抑制する。
【００３４】
この動作によって外部の空気が屋外通信機器２４の内部に流入する。設置環境としては、海岸地帯における塩分や、火山地帯、温泉地帯における硫黄など金属を腐食させる生成物を多く含む環境も考えられる。外気を導入する際にそれらの金属を腐食させる成分の通信機器内部への侵入防ぐために、腐食原因となる成分を捕集できるケミカルフィルタ２３が外部ファン用第２の出口シャッタ１９の吸い込み側に設けられている。ケミカルフィルタ２３はなるべく通風抵抗の低い低圧損タイプを選定することが望ましい。フィルタの目詰まりによる通風抵抗の増加に関しては、ケミカルフィルタ２３が使用されるのは屋外通信機器２４の筐体内部の温度が所定の設定値を超え外部ファン用第２の出口シャッタ１９が開いた時だけであり、常時ケミカルフィルタ２３を使用する環境になることは稀なので長期間の使用においても支障となるおそれは少なく、必要であれば清掃や交換も可能である。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器の動作の１例について図３を用いて説明する。図３は第１の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器における外気温度と温度検出部の温度との関係を示すグラフである。内部ファン用出口シャッタ１６および外部ファン用第２の出口シャッタ１９が閉じた状態（ａシャッタ閉状態：図２（ａ））の通常運転をしている自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０では、外気温度の上昇に伴って通信機器の内部温度が上昇し、温度検出部２１における検出温度が４５℃になると自動的に内部ファン用出口シャッタ１６および外部ファン用第２の出口シャッタ１９が開放される（ｂシャッタ開：図２（ｂ））。このときの外気温度を３０℃とすると、内部ファン用出口シャッタ１６および外部ファン用第２の出口シャッタ１９が開くことにより密閉筐体でなくなった屋外通信機器２４の内部温度は温度降下し、４５℃の温度検出部の温度が外気温度と同じ３０℃に向かって低下する（ｃシャッタ開状態）。この状態で外気温度が低くなってきて（ｄ気温下降）、気温２０℃、検出温度部３０℃(筐体内部１５℃温度低下)となると、内部ファン用出口シャッタ１６および外部ファン用第２の出口シャッタ１９が閉じて（ｅシャッタ閉）、通常の閉じた状態の空冷熱交換器の運転状態に戻る。この状態で外気温度２０℃が継続すると温度検出部温度のみが上昇する。温度検出部３５℃のところで、気温が低下する場合はグラフの左下へ、気温が上昇する場合は右上へ移動する。反対に外気温度がそのまま上昇して（ｆ気温上昇）、３０℃から４０℃→５０℃になると検出温度が上昇に向かうのでファンの回転数を上げて（ｇファン回転数アップ）、通信機器内温度を仕様温度内に抑えるように動作させる。外部の空気が屋外通信機器２４の筐体内部を通過しているので筐体内部の温度上昇率は低いのでファンの回転数アップは従来例の密閉型空冷熱交換器に比べて少なくてすみ、騒音も４０ｄＢ以下に抑えられるレベルである。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図であり、図５は本発明の第２の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の異なった動作を説明するための模式的説明図であり、（ａ）は屋外通信機器の筐体内の気密を保持する場合、（ｂ）は空冷熱交換器内への外気の流通を停止した場合である。内部機器４５を内蔵する屋外通信機器４４には、それぞれの内部の空間が連通する自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０が設けられている。自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０には内部の空間を斜めに横断して空間を上下の空間に区分する熱交換部３３が設けられている。また、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０には、屋外通信機器４４の内部の温度を検出する温度検出器４１と、検出結果に基づいて内部ファン３１、外部ファン３２の回転数の制御と、外部ファン用入口シャッタ３７、外部ファン用出口シャッタ３８の開閉の制御を行う制御部４２とが設けられている。なお、図中の実線の矢印は空気の流れを、白抜きの矢印は熱の流れを示す。
【００３７】
機器の電気部品の使用温度範囲は高温だけでなく低温側であっても問題が生ずる。多くの電気部品、特に安価な電気部品ほど使用可能な環境温度範囲が狭く低温環境では０℃以上での使用を求めるものが多い。これまで屋外の通信機器は、低温度環境でも使用が可能なように通信機器の内部にヒータなどを備えることが一般的であった。ヒータは電気抵抗器であり、使用時には通信機器の消費電力を上げてしまっていた。また、屋外通信機器の生産者側は生産される屋外通信機器の設置場所を特定することができないため、南部地域などのヒータが必要でない温暖な地域にも屋外通信機器をヒータ付として販売することによる無駄が発生していた。従来例の空冷熱交換器付屋外通信機器でもファンを停止させ、電気部品の自己発熱で機器内部の温度を電気部品の使用温度範囲以内にしようとしているが大型な空冷熱交換器になればなるほど、熱交換部の伝熱面積が広くなってファンを止めてもそこからの放熱によって装置内が冷えてしまい、結果としてヒータに頼るしかなかった。第２の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０は低温側の問題点に容易に対応できることができ寒冷地での使用に適している。
【００３８】
第２の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０では、第１の実施の形態における内部ファン用出口シャッタ１６、外部ファン用第２の出口シャッタ１９、およびケミカルフィルタ２３が除かれ、外部ファン用入口風向板１７および外部ファン用第１の出口風向板１８が、それぞれ外部ファン用入口シャッタ３７および外部ファン用出口シャッタ３８に変更されている。
【００３９】
第２の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器３０は、通常の屋外通信機器４４の筐体内の温度では、図５（ａ）に示すように外部ファン用入口シャッタ３７および外部ファン用出口シャッタ３８が開いた状態にあり、第１の実施の形態で図２（ａ）を参照して説明したと同様に屋外通信機４４の筐体内部を密閉状態にした冷却が行なわれる。ここで温度検出器４１が筐体内温度が所定の設定値以下に低下したことを検知すると、制御部４２が外部ファン用入口シャッタ３７および外部ファン用出口シャッタ３８を閉鎖し外部ファン３２を停止させる。これによって熱交換部３３の外気との接触がなくなり、筐体内の空気の熱交換部３３による強制的な冷却は行なわれず内部機器４５の発生熱により筐体内温度が設定値以下に低下することを防止できる。温度検出器４１が筐体内温度が所定の設定値以上まで上昇したことを検知すると、制御部４２が外部ファン用入口シャッタ３７および外部ファン用出口シャッタ３８を開放し外部ファン３２を運転させる。これによって熱交換部３３の外気との接触が行われ、筐体内の空気の強制的な冷却が開始される。
【００４０】
外気温の低下が少ない場合は第１の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器１０の図２（ａ）の状態で外部ファン１２を停止させるだけで筐体の循環空気からの放熱を抑制することができるが、熱交換部１３の下面は外気に直接接触しているので外気温の低下が大きい場合には第２の実施の形態とすることが望ましい。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。図６は本発明の第３の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。内部機器６５を内蔵する屋外通信機器６４には、それぞれの内部の空間が連通する自動開閉シャッタ付空冷熱交換器５０が設けられている。自動開閉シャッタ付空冷熱交換器５０には内部の空間を斜めに横断して空間を上下に区分する熱交換部５３が設けられている。また、自動開閉シャッタ付空冷熱交換器５０には、屋外通信機器６４の内部の温度を検出する温度検出器６１と、検出結果に基づいて内部ファン５１、外部ファン５２の回転数の制御と、内部ファン用入口シャッタ５６、外部ファン用入口シャッタ５７、外部ファン用第１の出口シャッタ５８、外部ファン用第２の出口シャッタ５９の開閉の制御を行う制御部６２とが設けられている。なお、図中の実線の矢印は空気の流れを、白抜きの矢印は熱の流れを示す。
【００４２】
熱交換部５３の上部の空間には屋外通信機器６４の内部の空気を吸引する回転数制御可能な内部ファン５１が設けられ、屋外通信機器６４の筐体との間の壁面には上側に内部ファン用入口風向板５４が、下側には内部ファン用出口風向板５５が設けられ、内部ファン５１の送風面と対向し外側が外気と接する壁面には開閉可能な内部ファン用出口シャッタ５６が設けられている。内部ファン用入口風向板５４、内部ファン用出口風向板５５は必ずしも設けられていなくてもよく、単なる開口であってもよい。
【００４３】
熱交換部５３の下部の空間には外部の空気を吸引する回転数制御可能な外部ファン５２が設けられ、外部に面した壁面の下側には外部ファン用入口シャッタ５７が、上側には外部ファン用第１の出口シャッタ５８が設けられ、屋外通信機器６４の筐体との間の壁面には開閉可能な外部ファン用第２の出口シャッタ５９が設けられ、外部ファン５２と外部ファン用第２の出口シャッタ５９との間には化学物質を吸着するケミカルフィルタ６３が設けられている。
【００４４】
第３の実施の形態の自動シャッタ付空冷熱交換器５０は、第１の実施の形態の自動シャッタ付空冷熱交換器１０と第２の実施の形態の自動シャッタ付空冷熱交換器３０の機能を組み合わせたもので、図２（ｂ）に示す高温時の筐体内への外気の導入と図５（ｂ）に示す低温時の外気の遮断の両方が可能である。図２（ｂ）に示す高温時の筐体内への外気の導入を行う場合には外部ファン用入口シャッタ５７および外部ファン用第１の出口シャッタ５８を開放し、図５（ｂ）に示す低温時の外気の遮断の場合には、内部ファン用出口シャッタ５６と外部ファン用第２の出口シャッタ５９を閉じる以外は、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同じなので、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の異なった動作を説明するための模式的説明図であり、（ａ）は屋外通信機器の筐体内の気密を保持する場合、（ｂ）は屋外通信機器の筐体内の空気と外気との交流が行なわれる場合である。
【図３】第１の実施の形態の自動開閉シャッタ付空冷熱交換器における外気温度と温度検出部の温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の異なった動作を説明するための模式的説明図であり、（ａ）は屋外通信機器の筐体内の気密を保持する場合、（ｂ）は空冷熱交換器内への外気の流通を停止した場合である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。
【図７】従来例の空冷熱交換器が設けられた屋外通信機器の模式的構成説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、３０、５０    自動開閉シャッタ付空冷熱交換器
１１、３１、５１、７１    内部ファン
１２、３２、５２、７２    外部ファン
１３、３３、５３、７３    熱交換部
１４、３４、５４、７４    内部ファン用入口風向板
１５、３５、５５、７５    内部ファン用出口風向板
１６、５６    内部ファン用出口シャッタ
１７、７７    外部ファン用入口風向板
１８    外部ファン用第１の出口風向板
１９、５９    外部ファン用第２の出口シャッタ
２１、４１、６１    温度検出器
２２、４２、６２    制御部
２３、６３    ケミカルフィルタ
２４、４４、６４、８４    屋外通信機器
２５、４５、６５、８５    内部機器
３７、５７    外部ファン用入口シャッタ
３８    外部ファン用出口シャッタ
５８    外部ファン用第１の出口シャッタ
７０    空冷熱交換器
７８    外部ファン用出口風向板
【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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