(57)【要約】【課題】空調機と併用し、発熱体の発熱量が増加しても、空調機の消費電力の増大を抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。【解決手段】発熱体収納箱２を収納した収納室３内に、背面を収納室３内壁面に平行に近接させて設置された発熱体収納箱２からの排熱を処理し発熱体収納箱２を冷却する冷却装置１であって、発熱体収納箱２の上面に載せるよう設置されたケーシング１１の内部に熱交換器２４、内気送風機１８、外気送風機１９、内気送風機仕切板１８ａ、外気送風機仕切板１９ａおよび内外仕切板１５を設け、ケーシング１１は発熱体収納箱２の前面より突出するように設けられ、この突出したケーシング１１の下面に内気吹出口１０を設けたことを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体収納箱を収納した収納室内に、背面を前記収納室内壁面に平行に近接させて設置された前記発熱体収納箱からの排熱を処理し前記発熱体収納箱を冷却する冷却装置であって、
前記発熱体収納箱の上面に載せるよう設置されたケーシングの内部に熱交換器、内気送風機、外気送風機、内気送風機仕切板、外気送風機仕切板および内外仕切板を設け、
前記熱交換器は凝縮器と蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒気管、及び冷媒液管で構成して冷媒サイクルを形成し、
前記内外仕切板は前記ケーシングの内部にそれぞれ独立した、下側の内気区画と上側の外気区画を形成し、
前記内気送風機仕切板は前記ケーシング内の前面側に内気送風機チャンバーを形成し、
前記外気送風機仕切板は前記ケーシング内の一側面側に外気送風機チャンバーを形成し、
前記内気区画のケーシングの下面に内気吸込口、前記内気送風機チャンバーの下面に内気吹出口を設け、
前記外気区画のケーシングの背面に外気吸込口、前記外気送風機チャンバーの背面に外気吹出口を設け、
前記内気区画には前記蒸発器を設け、内気は前記内気吸込口から前記蒸発器、前記内気送風機、前記内気吹出口の順に流通し、
前記外気区画には前記凝縮器を設け、外気は前記外気吸込口から前記凝縮器、前記外気送風機、前記外気吹出口の順に流通し、
前記ケーシングは前記発熱体収納箱の前面より突出するように設けられ、この突出した前記ケーシングの下面に前記内気吹出口を設けたことを特徴とした冷却装置。
【請求項２】
発熱体収納箱の上面に複数の冷却装置を載せる場合であって、
前記発熱体収納箱と前記複数の冷却装置の間に、前記冷却装置の数量と同数の開口を設けたチャンバーを設置することを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パワーコンディショナー等の発熱体を収納した発熱体収納箱の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーコンディショナーは太陽光発電システム等で使用され、直流電流を交流電流に変換する発熱体であり、冷却する必要がある。
【０００３】
そのため、配電盤内にパワーコンディショナーを配置した場合には、冷却ファンをパワーコンディショナーの上側に設け、冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
またパワーコンディショナー内部に排気ファンを有し、内部発熱を外部空間に放出する場合、パワーコンディショナーが設けられた外部空間内を冷却するため、空調機が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように空調機を設けて、パワーコンディショナーが設置された外部空間を冷却する場合、発熱体の発熱量が増加すれば、空調機の消費電力も増大するという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するものであり、空調機と併用し、発熱体の発熱量が増加しても、空調機の消費電力の増大を抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。
【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、発熱体収納箱を収納した収納室内に、背面を前記収納室内壁面に平行に近接させて設置された前記発熱体収納箱からの排熱を処理し前記発熱体収納箱を冷却する冷却装置であって、前記発熱体収納箱の上面に載せるよう設置されたケーシングの内部に熱交換器、内気送風機、外気送風機、内気送風機仕切板、外気送風機仕切板および内外仕切板を設け、前記熱交換器は凝縮器と蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器とを接続する冷媒気管、及び冷媒液管で構成して冷媒サイクルを形成し、前記内外仕切板は前記ケーシングの内部にそれぞれ独立した、下側の内気区画と上側の外気区画を形成し、前記内気送風機仕切板は前記ケーシング内の前面側に内気送風機チャンバーを形成し、前記外気送風機仕切板は前記ケーシング内の一側面側に外気送風機チャンバーを形成し、前記内気区画のケーシングの下面に内気吸込口、前記内気送風機チャンバーの下面に内気吹出口を設け、前記外気区画のケーシングの背面に外気吸込口、前記外気送風機チャンバーの背面に外気吹出口を設け、前記内気区画には前記蒸発器を設け、内気は前記内気吸込口から前記蒸発器、前記内気送風機、前記内気吹出口の順に流通し、前記外気区画には前記凝縮器を設け、外気は前記外気吸込口から前記凝縮器、前記外気送風機、前記外気吹出口の順に流通し、前記ケーシングは前記発熱体収納箱の前面より突出するように設けられ、この突出した前記ケーシングの下面に前記内気吹出口を設けたものであり、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】
【０００９】
本発明によれば、発熱体収納箱内部の発熱体の発熱量が増加した場合には、発熱体収納箱の天面に冷却装置を設置することで、空調機の消費電力の増加を抑制して発熱体の発熱量の増加に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の発熱体収納箱と冷却装置とを設置した収納室の斜視図
【図２】同発熱体収納箱と冷却装置の斜視図
【図３】同発熱体収納箱と冷却装置の分解斜視図
【図４】（ａ）同冷却装置の左側面内部透視斜視図、（ｂ）同冷却装置の右側面内部透視斜視図
【図５】図４（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す構成図
【図６】同蒸発器（凝縮器）の構成図
【図７】同内気の流れを示す構成図
【図８】同外気の流れを示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（実施の形態１）
図１から図４に冷却装置の一実施形態を示す。
【００１３】
図１に示すように、冷却装置１は発熱体収納箱２の上部に設置されている。そして、冷却装置１および発熱体収納箱２は収納室３の内部に設置されている。発熱体収納箱２にはパワーコンディショナー等の発熱体（図示せず）が収納されている。
【００１４】
収納室３の内部は床面と天井面と壁面とにより囲まれた気密性を有する空間である。収納室３の内部に設置された室内機４と収納室３の外部に設置された室外機５により空調機６を構成している。
【００１５】
発熱体収納箱２の背面は収納室３の内壁面にほぼ平行に近接している。
【００１６】
発熱体収納箱２の前面に室内空気吸込口７が開口しており、収納室３の内部の空気を発熱体収納箱２の内部に吸込んでいる。
【００１７】
図２と図３に示すように、冷却装置１はチャンバー８を介して発熱体収納箱２の上面に複数（本実施形態では３個、図３では１個だけ記載し、２個は省略）、発熱体収納箱２の前面より突出するように設けられている。チャンバー８には冷却装置１の数量に応じた開口（本実施形態では３個）が内気通過孔９として設けられている。
【００１８】
図４に、冷却装置１の、（ａ）は左斜め上から、（ｂ）は右斜め上から、の内部透視斜視図を示す。
【００１９】
図４に示すように、冷却装置１はケーシング１１の内部に熱交換器２４、内気送風機１８、および２台の外気送風機１９を有している。
【００２０】
ケーシング１１の内部は、内外仕切板１５で上下に分割された下側の内気区画１６と上側の外気区画１７、および前面側に内気送風機仕切板１８ａで水平方向に仕切られた内気送風機チャンバー１８ｂ、一側面側に外気送風機仕切板１９ａで水平方向に仕切られた外気送風機チャンバー１９ｂで構成されている。
【００２１】
外気送風機チャンバー１９ｂ内には２台の外気送風機１９を有し、外気風路仕切板２８で２台の外気送風機１９それぞれの風路を構成している。
【００２２】
内気送風機チャンバー１８ｂ内に内気送風機１８が設置されている。
【００２３】
ケーシング１１の背面の上側には外気吸込口１２が備えられ、外気送風機チャンバー１９ｂのケーシング１１背面側に外気吹出口１３が備えられている。
【００２４】
発熱体収納箱２の前面より突出した、ケーシング１１の下面に、室内空気吹出口１４が開口している。冷却装置１の内部の空気が室内空気吹出口１４から発熱体収納箱２の前面に沿うように下向きに吹出している。
【００２５】
図５に図４（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す構成図を示す。
【００２６】
図５に示すように、ケーシング１１の内部には内外仕切板１５が設けられている。内外仕切板１５により下側の内気区画１６と上側の外気区画１７に分割されている。
【００２７】
外気区画１７の内部には凝縮器２０が、内気区画１６の内部には蒸発器２１が設置されている。凝縮器２０と蒸発器２１は冷媒気管２２および冷媒液管２３で接続して熱交換器２４を形成している。
【００２８】
そして内部に冷媒を封入することで冷媒サイクル、すなわちサーモサイフォンを形成している。冷媒気管２２と冷媒液管２３は内外仕切板１５を貫通しており、その貫通部をガスケット等（図示せず）で封止することで内気区画１６と外気区画１７の独立性が確保されている。
【００２９】
なお、凝縮器２０と蒸発器２１はそれぞれ３列で構成され、冷媒気管２２と冷媒液管２３は凝縮器２０と蒸発器２１の最上列同士、中央列同士、最下列同士を接続しているが、図５では、最上列同士を接続している冷媒気管２２と冷媒液管２３のみ記載している。
【００３０】
図６に蒸発器２１（凝縮器２０）の構成を示す。
【００３１】
２本のヘッダー２５間に一定間隔で複数のチューブ２６を配置し、チューブ２６間に波型のフィン２７を挿入し、チューブ２６とフィン２７の多数の接触部を溶接している。この多数の接触部を溶接することによりチューブ２６とフィン２７の良好な伝熱性を有している。
【００３２】
外気区画１７内には、外気吸込口１２から凝縮器２０への風路を形成する外気風路形成板２９が凝縮器２０の側面を覆うように設けられ、外気送風機チャンバー１９ｂ内に２台の外気送風機１９それぞれの風路を分割する外気風路仕切板２８が設けられている。
【００３３】
上記構成において、図７を用いて冷却装置１の冷却作用を説明する。
【００３４】
パワーコンディショナー等の発熱体が作動すると発熱するので発熱体収納箱２内の送風機（図示せず）の押込みおよび内気送風機１８の吸込みにより内気吹出口１０からチャンバー８内へ加熱された空気が流入する。
【００３５】
チャンバー８内で水平方向に広がり整流された空気は３個の内気通過孔９からそれぞれの冷却装置１の内気区画１６へ分散して流入する。
【００３６】
流入した空気は、まず内気区画１６内の蒸発器２１を通過することにより冷却される。冷却された空気は内気送風機チャンバー１８ｂ内の内気送風機１８に吸込まれ、９０度方向転換し、垂直方向に吹出される。ここで内気送風機チャンバー１８ｂはチャンバーの役目をし、整流された空気を発熱体収納箱２の前面より突出した、ケーシング１１の下面に開口した室内空気吹出口１４から発熱体収納箱２の前面に沿うように下向きに吹出すこととなる。この内気の流れを図７の矢印で示している。
【００３７】
このとき、発熱体収納箱２の室内空気吸込口７は発熱体収納箱２の前面下方に設けられているため、室内空気吹出口１４から発熱体収納箱２の前面に沿うように下向きに吹出された、冷却された空気を、室内空気吸込口７へ最短経路で供給できる。
すなわち、収納室３内の空気温度が少々高くても発熱体収納箱２には冷却装置１で冷却された空気をほぼ直接供給できるため、空調機６の設定温度を高くでき、省エネ効果を創出できる。
【００３８】
次に、図８に示すように、外気区画１７内では外気送風機１９の作用により外気吸込口１２に外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は図８に示す矢印のように凝縮器２０を通過し、加熱される。加熱された外気は２台の外気送風機１９に吸込まれ、９０度方向転換し、垂直方向に吹出され、外気吹出口１３から収納室３の壁面を経て室外に排出される。
【００３９】
また、内気区画１６へ分散して流入した空気は、蒸発器２１（凝縮器２０）の波型のフィン２７間（図６の略三角形空間）を通過するため、積層した熱交換素子に比べて圧力損失が低いので、内気送風機チャンバー１８ｂ内に設けた内気送風機１８は低出力となり従来の送風機よりさらに省エネ効果を創出できる。外気送風機チャンバー１９ｂ内に設けた２台の外気送風機１９においても同様である。
【００４０】
ここで、２台の外気送風機１９に対して、内気送風機１８が１台の理由は、発熱体収納箱２内には送風機（図示せず）を有し、その送風機の押込みにより内気吹出口１０からチャンバー８内へ加熱された空気が流入するからである。
【００４１】
蒸発器２１の内部において冷媒は流入した空気から吸熱することで蒸発し、冷媒気管２２を通って凝縮器２０へ流入する。蒸発器２１にて冷媒の蒸発に伴う吸熱作用により冷却された流入した空気は、ケーシング１１の下面に設けた室内空気吹出口１４から発熱体収納箱２の室内空気吸込口７に向かって吹出されるので、発熱体の冷却を効率よく行うことができる。
【００４２】
凝縮器２０において、冷媒は外気への放熱により凝縮し、冷媒液管２３を通って再び蒸発器２１へ流入する。凝縮器２０にて冷媒との熱交換により昇温された外気は外気吹出口１３から屋外へ排出される。
【００４３】
すなわち、熱交換器２４は、冷媒が発熱体収納箱２の内気からの熱を吸熱することで蒸発し、屋外外気へ放熱することで凝縮する作用を示し、気相状態と液相状態を繰り返し変化する冷媒が密度差により熱交換器２４の内部を循環することで熱搬送を行うサーモサイフォンである。
【００４４】
この構成により発熱体収納箱２の天面と収納室３の天面の間の限られた空間内に冷却装置１を設置することができる。すなわち冷却装置１の高さを低くすることができるため、発熱体の発熱量が増加した場合に後付けにより容易に冷却装置１を追加設置することが可能である。
【００４５】
さらに、ケーシング１１の背面の上側には外気吸込口１２が備えられ、外気送風機チャンバー１９ｂの背面側に外気吹出口１３が備えられているため、発熱体収納箱２の背面に接する収納室３の壁面には、図８に示す外気吸込口１２、外気吹出口１３に対応した孔が設けられており（図示せず）、外気吸込口１２、外気吹出口１３を通じて外気のやり取りが直接可能となっている。
【００４６】
すなわち、外気吸込口１２、外気吹出口１３をケーシング１１の背面に設けたことにより、外気のやり取りが直接可能となり、冷却装置１外に設けるダクト等が不要なため、冷却装置１の高さを低くすることができる。これにより、発熱体の発熱量が増加した場合に後付けにより容易に冷却装置１を追加設置することが可能となる。
【００４７】
蒸発器２１と凝縮器２０の傾斜角度は、１５度から２５度が好ましく、傾斜角度が１５度よりも小さい場合は圧力損失が増大し、傾斜角度が２５度よりも大きい場合は冷却装置１の高さが高くなってしまう。
【００４８】
なお、本実施の形態では、冷却装置１はチャンバー８を介して発熱体収納箱２の上面に設けたが、チャンバー８は複数の冷却装置１を設ける場合に有効で、特に１個の冷却装置１を設ける場合には、ケーシング１１の４側面を下方に延長した脚部を設けることで対応できる。
【００４９】
なお、本実施の形態では一つの発熱体収納箱２に対して冷却装置１を３個設けたが、冷却装置１の数量は発熱体の発熱量に応じて増減すればよく、冷却装置１を１個設ける場合もある。
【００５０】
なお、本実施の形態では一つの熱交換器２４に対して外気送風機１９を２個設けたが、外気送風機１９の数量は発熱体の発熱量に応じて増減すればよく、外気送風機１９を１個設ける場合もある。
【００５１】
以上により、発熱体収納箱２内部の発熱体の発熱量が増加した場合でも、発熱体収納箱２の天面に冷却装置１を設置することで、空調機の消費電力の増加を抑制して発熱体の発熱量の増加に対応することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の冷却装置は、併用する空調機の消費電力の増加を抑制して発熱量の増加に対応することができる発熱体収納箱の冷却装置として有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  冷却装置
２  発熱体収納箱
３  収納室
４  室内機
５  室外機
６  空調機
７  室内空気吸込口
８  チャンバー
９  内気通過孔
１０  内気吹出口
１１  ケーシング
１２  外気吸込口
１３  外気吹出口
１４  室内空気吹出口
１５  内外仕切板
１６  内気区画
１７  外気区画
１８  内気送風機
１８ａ  内気送風機仕切板
１８ｂ  内気送風機チャンバー
１９  外気送風機
１９ａ  外気送風機仕切板
１９ｂ  外気送風機チャンバー
２０  凝縮器
２１  蒸発器
２２  冷媒気管
２３  冷媒液管
２４  熱交換器
２５  ヘッダー
２６  チューブ
２７  フィン
２８  外気風路仕切板
２９  外気風路形成板
【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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【図８】
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