(57)【要約】【課題】凝縮器をロール状に挟み込むようにフィルターを設けることで熱交換器の目詰まりを防止することを目的としている。【解決手段】発熱体収納箱８の天面に仕切り板２を設け、仕切り板２の上側に設けた室外側ボックス９の内部に板状の凝縮器３を設け、仕切り板２の下側の発熱体収納箱８の内部に板状の蒸発器４を設け、凝縮器３の端面側に凝縮器３と平行に軸を設けた筒状羽根車１１を設け、もう一方の端面側に凝縮器３と平行に軸を備えた回転軸１２を設け、凝縮器３および筒状羽根車１１により室外側ボックス９を二つの空間に仕切り、室外側ボックス９の上流側の空間に流入口１８と下流側の空間に流出口１９を設け、筒状羽根車１１と回転軸１２を軸として凝縮器３をロール状に挟み込むようにフィルター１３を設け、筒状羽根車１１に室外送風機６で発生させた風を通過させることでフィルター１３を回転させる構成。【選択図】図１
2016025327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体収納箱の天面を仕切り板とし、
前記仕切り板の上側に設けた室外側ボックスの内部に板状の凝縮器を設け、
前記仕切り板の下側の発熱体収納箱の内部に板状の蒸発器を設け、
前記凝縮器と前記蒸発器は、冷媒管で接続して冷媒サイクルを構成し、
前記凝縮器の端面側に凝縮器と平行に軸を設けた筒状羽根車を設け、もう一方の端面側に前記凝縮器と平行に軸を備えた回転軸を設け、
前記凝縮器および前記筒状羽根車により前記室外側ボックスを二つの空間に仕切り、
前記室外側ボックス内の前記凝縮器の上流側の空間または下流側の空間に送風機を設け、
前記室外側ボックスの上流側の空間に流入口と下流側の空間に流出口を設け、
前記筒状羽根車と前記回転軸を軸として凝縮器をロール状に挟み込むようにフィルターを設け、
前記筒状羽根車に送風機で発生させた風を通過させることでフィルターを回転させる発熱体収納箱冷却装置。
【請求項２】
前記フィルターの可動方向と垂直方向に前記フィルターと接触するブラシを設けた請求項１記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項３】
前記回転軸の代わりに前記筒状羽根車を設けた請求項１または２に記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項４】
前記筒状羽根車の端部に爪部を設けた請求項１〜３記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項５】
前記フィルターに前記爪部が勘合するようなスリットを設けた請求項４記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項６】
前記回転軸の表面をブラシ形状とした請求項１または２記載の発熱体収納箱冷却装置。
【請求項７】
発熱体収納箱の天面に請求項１から６のいずれか一つに記載の発熱体収納箱冷却装置を配置した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温媒体の熱で冷媒を沸騰蒸発させ、その後、凝縮液化させることで、高温媒体の熱を放熱させる発熱体収納箱冷却装置において塵埃の堆積による凝縮器の目詰まりを防止することに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発熱体収納箱冷却装置は、携帯電話の基地局のような内部に発熱を伴う電子部品等を備える密閉された収納箱内の冷却に用いられる。
【０００３】
近年、電子部品の高性能化と制御基板に対する電子部品の高密度化が進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加しているとともに、電子部品等の収納箱の小型化も進み、冷却機器の高性能化および小型化と、電子部品等の収納箱の側面または天面のいずれにも設置できるレイアウトの自由度の向上が求められている。このため、構成部品が少なく、熱移動量が大きい冷却方式として、ヒートパイプを用いた冷却方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながらヒートパイプは、沸騰蒸発して上昇する冷媒蒸気と凝縮液化されて降下する冷媒液が同じ管内を移動するため、互いに対抗しあって冷媒循環の効率が悪くなり熱交換効率が悪いという問題がある。そこで、冷媒が沸騰蒸発する蒸発器と冷媒が凝縮液化する凝縮器とを分けて、蒸発器にて沸騰蒸発した冷媒が凝縮器へと移動するために蒸発器と凝縮器を連通させる冷媒蒸気管と、凝縮器にて凝縮液化した冷媒が蒸発器へと移動するために凝縮器と蒸発器を連通させる冷媒液管により冷媒回路を形成して冷媒を循環させることで効率良く放熱させることができる沸騰冷却装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
以下、従来の沸騰冷却装置について、図８を参照しながら説明する。
【０００６】
図８に示すように、沸騰冷却装置１０１は、高温空気１０２が通風する高温部分１０３が下部になるように、また、低温空気１０４が通風する低温部分１０５が上部になるように仕切板１０６により仕切られた本体箱１０７内に設けられる。高温部分１０３には、内部に冷媒１０８が封入された蒸発器１０９が配置されている。蒸発器１０９は、高温空気１０２から受熱し、内部で冷媒１０８が沸騰蒸発する。低温部分１０５には、蒸発器１０９と連通した凝縮器１１０が配置されている。凝縮器１１０では、蒸発器１０９で沸騰蒸発した冷媒１０８が低温空気１０４へと放熱を行い凝縮液化する。蒸発器１０９と凝縮器１１０は、仕切板１０６を貫通した冷媒蒸気管１１１および冷媒液管１１２で連通している。また、高温部分１０３に高温空気１０２を送風する室内側送風機１１３と、低温部分１０５に低温空気１０４を送風する室外送風機１１４を備えている。このような構成によれば、蒸発器１０９において沸騰蒸発した冷媒１０８が密度差により蒸発器１０９から凝縮器１１０へと冷媒蒸気管１１１を流通して移動し、凝縮器１１０において凝縮液化した冷媒１０８が密度差により凝縮器１１０から蒸発器１０９へと冷媒液管１１２を流通して移動する。このようにして、冷媒１０８が自然に循環し、高温空気１０２の熱を低温空気１０４へと放熱させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１１３４９８号公報
【特許文献２】特開平９−３２６５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来の発熱体収納箱冷却装置においては、小型化が求められる中、熱交換器の性能を維持するためには熱交換器のフィンピッチを小さくする必要があり、その結果、外気をそのまま通過させる室外側の熱交換器が外気中の塵埃で目詰まりし、短期間での清掃等のメンテナンス作業が発生するという課題があった。
【０００９】
本発明はこのような課題を解決するものであり、熱交換器の目詰まりを防止し、メンテナンス作業を低減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために本発明の発熱体収納箱冷却装置は、発熱体収納箱の天面を仕切り板とし、前記仕切り板の上側に設けた室外側ボックスの内部に板状の凝縮器を設け、前記仕切り板の下側の発熱体収納箱の内部に板状の蒸発器を設け、前記凝縮器と前記蒸発器は、冷媒管で接続して冷媒サイクルを構成し、前記凝縮器の端面側に凝縮器と平行に軸を設けた筒状羽根車を設け、もう一方の端面側に前記凝縮器と平行に軸を備えた回転軸を設け、前記凝縮器および前記筒状羽根車により前記室外側ボックスを二つの空間に仕切り、前記室外側ボックス内の前記凝縮器の上流側の空間または下流側の空間に送風機を設け、前記室外側ボックスの上流側の空間に流入口と下流側の空間に流出口を設け、前記筒状羽根車と前記回転軸を軸として凝縮器をロール状に挟み込むようにフィルターを設け、前記筒状羽根車に送風機で発生させた風を通過させることでフィルターを回転させるものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筒状羽根車と前記回転軸を軸として、室外側の熱交換器である凝縮器をロール状に挟み込むようにフィルターを設けることで、凝縮器の目詰まりを防止することができる。そして、フィルターが回転し凝縮器の下流側でフィルターに付着した塵埃も風で脱離するので、フィルターのメンテナンス作業も低減できる。
【００１２】
さらに、フィルターを風力を利用して回転することで電力を用いることなく凝縮器の目詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１の発熱体収納箱冷却装置の内部透視した斜視図
【図２】同発熱体収納箱冷却装置の内部透視した側面図
【図３】本発明の実施の形態２の発熱体収納箱冷却装置フィルター部概略図
【図４】本発明の実施の形態３の発熱体収納箱冷却装置フィルター部概略図
【図５】本発明の実施の形態４の発熱体収納箱冷却装置フィルター部概略図
【図６】本発明の実施の形態５の発熱体収納箱冷却装置フィルター部概略図
【図７】本発明の実施の形態６の発熱体収納箱冷却装置フィルター部概略図
【図８】従来の発熱体収納箱冷却装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一態様に係る発熱体収納箱冷却装置は、発熱体収納箱の天面を仕切り板とし、前記仕切り板の上側に設けた室外側ボックスの内部に板状の凝縮器を設け、前記仕切り板の下側の発熱体収納箱の内部に板状の蒸発器を設け、前記凝縮器と前記蒸発器は、冷媒管で接続して冷媒サイクルを構成し、前記凝縮器の端面側に凝縮器と平行に軸を設けた筒状羽根車を設け、もう一方の端面側に前記凝縮器と平行に軸を備えた回転軸を設け、前記凝縮器および前記筒状羽根車により前記室外側ボックスを二つの空間に仕切り、前記室外側ボックス内の前記凝縮器の上流側の空間または下流側の空間に送風機を設け、前記室外側ボックスの上流側の空間に流入口と下流側の空間に流出口を設け、前記筒状羽根車と前記回転軸を軸として凝縮器をロール状に挟み込むようにフィルターを設け、前記筒状羽根車に送風機で発生させた風を通過させることでフィルターを設けることで、凝縮器風上側に堆積した塵埃を風力を利用して除去することでフィルター駆動用電力を用いることなく凝縮器の目詰まりを防止することができる発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００１５】
また、フィルターの可動方向と垂直方向に前記フィルターと接触するブラシを設けたものであり、フィルターに堆積した塵埃の除去効果を向上させた発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００１６】
また、回転軸の代わりに前記筒状羽根車を設けたものであり、フィルターの可動性能を向上させた発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００１７】
また、筒状羽根車の端部に爪部を設けたものであり、筒状羽根車とフィルターのすべりを防止できる発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００１８】
また、フィルターに前記爪部が勘合するようなスリットを設けたものであり、筒状羽根車の端部に設けた爪部とフィルターのすべりを防止できる発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００１９】
また、回転軸の表面をブラシ形状としたものであり、フィルターに堆積した塵埃の除去効果を向上させた発熱体収納箱冷却装置を得ることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１、図２に本実施の形態１の発熱体収納箱冷却装置１の内部を透視した斜視図および側面図を示す。図１、図２に示すように、発熱体収納箱冷却装置１は例えば携帯基地局のような内部に発熱を伴う電子部品等の機能動作部１０を備える密閉された発熱体収納箱８の天面に設置され、室内送風機７および室外送風機６により、ブロック矢印で示すように室内循環空気の高温空気と室外空気の低温空気が対向するように送風されている。
【００２２】
ここで、発熱体収納箱冷却装置１を備えた発熱体収納箱８が、携帯基地局等の電子機器に相当する。
【００２３】
図１に示すように、発熱体収納箱冷却装置１は、発熱体収納箱８の天面を仕切り板２とし、前記仕切り板２の上側に設けた室外側ボックス９の内部に板状の凝縮器３と室外送風機６、前記仕切り板２の下側の発熱体収納箱８の内部に板状の蒸発器４と室内送風機７を備え、前記凝縮器３と前記蒸発器４は、冷媒管５で接続して冷媒サイクルを構成している。
【００２４】
室外側ボックス９を上流側空間２２と下流側空間２３に分けるボックス仕切り２１を設け、室外側ボックス９には、低温空気が屋外と上流側空間２２を連通する流入口１８と屋外と下流側空間２３を連通する流出口１９が設けられている。
【００２５】
蒸発器４は、発熱体収納箱８の上部に配置され、この蒸発器４は、通風方向に対して後傾または前傾して配置され、内部には冷媒が封入されて、機能動作部１０からの発熱による高温空気から受熱し沸騰蒸発する。ここで冷媒はＲ１３４ａ等である。
【００２６】
凝縮器３は、室外側ボックス９に配置され、この凝縮器３は、蒸発器４と連通し、蒸発器４と同方向に傾斜して配置し、沸騰蒸発した冷媒の蒸気が低温空気へ放熱を行い凝縮液化させるものである。冷媒管５は、仕切り板２を貫通し蒸発器４と凝縮器３とを連通している。
【００２７】
また、凝縮器３の端面側にコの字型金具２０で固定される軸を設けた筒状羽根車１１を凝縮器３と平行に設け、もう一方の端面側に筒状羽根車１１の軸と平行に棒状の回転軸１２を設け、筒状羽根車１１と回転軸１２を軸として凝縮器３をロール状に挟み込むようにフィルター１３を回転可能に設けた。
【００２８】
ここでフィルター１３に関しては樹脂製の網目状のものを使用できるがロール状に形状変更可能な金属製のものを用いてもよい。
【００２９】
ここで上記凝縮器３と蒸発器４は波形状のフィンを設けた熱交換器であり、フィルター１３を備えていない場合、前記課題の項で説明したように凝縮器３表面に堆積した塵埃がフィンピッチ間に詰まるという課題がある。
【００３０】
このような構成にすることにより、図１、図２に示すように、室外送風機６で流入口１８から送り込まれた空気は、フィルター１３と凝縮器３と下流側空間２３を通過し流出口１９から排出される風路と、筒状羽根車１１前端から後端に抜けた空気が下流側空間２３を通過し流出口１９から排出される風路と、筒状羽根車１１前端から後端に抜けた空気がボックス仕切り２１に衝突しフィルター１３と凝縮器３と下流側空間２３を通過して流出口１９から排出される風路を通過することとなる。
【００３１】
すなわち、ボックス仕切り２１の下端は、室外側ボックス９を上流側空間２２と下流側空間２３に分けているが、上流側空間２２と下流側空間２３は、フィルター１３と凝縮器３、および筒状羽根車１１の一部において連通している。
【００３２】
また、室外送風機６で送り込まれた空気はフィルター１３を通過するため、空気に含まれる塵埃はフィルター１３に捕らえられ、塵埃が堆積するとフィルター１３の圧損が増加し凝縮器３を通過する風量が減少すると筒状羽根車１１を通過する風量が増加し筒状羽根車１１の回転トルクが増加することで筒状羽根車１１の回転が始動する。
【００３３】
さらに、室外送風機６の風圧で筒状羽根車１１が回転することによりフィルター１３が回転しフィルター１３に捕らえられた塵埃が凝縮器３の風下側に運搬される。ここで塵埃が風下側にくるため、室外送風機６の風圧により塵埃がフィルター１３より除去され、流出口１９より排出される。
【００３４】
これによりフィルター清掃のためのメンテナンス作業が低減できる。
【００３５】
フィルター１３より塵埃が除去されるとフィルター１３の圧損が低下し凝縮器３を通過する風量が増加すると筒状羽根車１１を通過する風量が減少し筒状羽根車１１の回転トルクが低下するためフィルター１３の回転が停止する。
【００３６】
本現象は塵埃除去動作時以外のフィルター１３に塵埃があまり付着していない通常運転状態時はフィルター１３の圧損が少ないため、室外送風機６からの殆どの風が凝縮器３を通過し、凝縮器３の冷却能力を維持できることを意味する。
【００３７】
よってフィルター駆動用電力を使用することなく、自動で凝縮器３の目詰まりを防止する発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。
【００３８】
ここで凝縮器３の設置は前傾または後傾であるが垂直配置としても良い。ただし、この場合、筒状羽根車１１の吸込み空間を確保する必要がある。
【００３９】
なお、フィルター１３と室外側ボックス９内壁が接触することを回避するためにフィルター１３と室外側ボックス９内壁にはクリアランスが設けられていることでフィルター１３に堆積した塵埃は上流側空間２２から下流側空間２３に運搬され、流出口１９から排出されることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、ボックス仕切り２１を備えているが室外側ボックス９の天井面を低くしてフィルター１３と当接するような配置とすればボックス仕切り２１を廃止することが出来る。
【００４１】
また、本実施の形態では、図１に示すように筒状羽根車１１と回転軸１２を左右に配置しているが、上下に配置しても同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、凝縮器３の段数を２段としているが機能動作部１０の発熱に合わせて１段もしくは３段以上としてもよい。
【００４３】
（実施の形態２）
図３に本実施の形態２の発熱体収納箱冷却装置１のフィルター部概略図を示す。
【００４４】
図３に示すように、フィルター１３の可動方向と垂直方向にフィルター１３と接触するブラシ１４を凝縮器３の中央部の下流側空間２３に設けたものであり、フィルター１３に堆積した塵埃の除去効果を向上させた発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。この場合、除去した塵埃は凝縮器３の中央部の強い風の流れで流出口１９から排出される。
【００４５】
ここで、フィルター１３表面に付着した塵埃を除去できる形状であればブラシ１４以外のへら形状等のものでも良い。
【００４６】
（実施の形態３）
図４に本実施の形態３の発熱体収納箱冷却装置１のフィルター部概略図を示す。
【００４７】
図４に示すように、回転軸１２の代わりに筒状羽根車１１を設けたものでフィルター１３ａを可動させる動力が増加することでフィルター１３ａの可動性能を向上させた発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。
【００４８】
（実施の形態４）
図５に本実施の形態４の発熱体収納箱冷却装置１のフィルター部概略図を示す。
【００４９】
図５に示すように、筒状羽根車１１の端部に爪部１５を設けたものであり、爪部１５がフィルター１３に引っ掛かることで筒状羽根車１１とフィルター１３のすべりを防止できる発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。
【００５０】
（実施の形態５）
図６に本実施の形態５の発熱体収納箱冷却装置１のフィルター部概略図を示す。
【００５１】
図６に示すようにフィルター１３ｂに爪部１５が勘合するようなスリット１６を設けたものであり、筒状羽根車１１の端部に設けた爪部１５がスリット１６と勘合することでフィルター１３ｂのすべりを防止できる発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。ここで、上記構成であればフィルター１３に掛かる張力を低減できるため回転抵抗を減少させることができる。
【００５２】
（実施の形態６）
図７に本実施の形態６の発熱体収納箱冷却装置１のフィルター部概略図を示す。
【００５３】
図７に示すように、回転軸１２ａの表面をブラシ形状１７としたものであり、フィルター１３に堆積した塵埃がブラシ形状１７部で下流側空間２３にかき出し流出口１９から塵埃を排出することができることより塵埃除去効果を向上させた発熱体収納箱冷却装置１を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の発熱体収納箱冷却装置は、新たな電力を使用することなく塵埃の堆積による凝縮器の目詰まりを防止し、メンテナンス作業を低減することができる発熱体収納箱冷却装置として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１    発熱体収納箱冷却装置
２    仕切り板
３    凝縮器
４    蒸発器
５    冷媒管
６    室外送風機
７    室内送風機
８    発熱体収納箱
９    室外側ボックス
１０  機能動作部
１１  筒状羽根車
１２、１２ａ  回転軸
１３、１３ａ、１３ｂ  フィルター
１４  ブラシ
１５  爪部
１６  スリット
１７  ブラシ形状
１８  流入口
１９  流出口
２０  コの字型金具
２１  ボックス仕切り
２２  上流側空間
２３  下流側空間
【図１】
2016025327.tif 000003
【図２】
2016025327.tif 000004
【図３】
2016025327.tif 000005
【図４】
2016025327.tif 000006
【図５】
2016025327.tif 000007
【図６】
2016025327.tif 000008
【図７】
2016025327.tif 000009
【図８】
2016025327.tif 000010