(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケース内に第１環境用の第１送風機を内部に設けた第１送風機室と、第２環境用の第２送風ファンを内部に設けた第２送風機室と、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器とを備え、第１送風機室、第２送風機室それぞれに第１環境、第２環境それぞれと連通する開口部を有し、第１送風機室に設けた第２環境と連通する開口部と第２送風機室に設けた第１環境と連通する開口部それぞれにダンパーを設け、第２環境内に発熱体を有し、第１環境用の第１吐出口および第２環境用の第２吐出口を本体ケースに設け、前記第１送風機室に設けた開口部は、第１環境用の第１吸気口と、第２環境と連通し第１のダンパーを備えた第１開口部とであり、前記第２送風機室に設けた開口部は、第２環境用の第２吸気口と、第１環境と連通し第２のダンパーを備えた第２開口部とであり、第１のダンパー、第２のダンパーの開閉によって第１環境の空気を直接第２環境に導入することのできる熱交換装置であって、第１開口部、第２開口部それぞれに水分を通さないフィルターを備え、
第１のダンパーは、第１開口部に設けた第１のフィルターの上流側に設けたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
第１のダンパーは、スリットの向きを縦に設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換装置。
【請求項３】
第２のダンパーは、第２開口部に設けた第２のフィルターの下流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項４】
第２のダンパーは、スリットの向きを横に設けたことを特徴とする請求項１〜３いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項５】
第１のダンパーと第２のダンパーを連動して開閉することを特徴とする請求項１〜４いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項６】
本体ケースの第１環境側全面にスリットを有する外壁カバーを設け、第２開口部と第１吐出口との間に仕切板を設けたことを特徴とする請求項１〜５いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項７】
前記仕切板は開閉機構を備え、第２のダンパーの開閉と連動して、第２のダンパーが開放状態のときに第２開口部と第１吐出口とを仕切るように開き、第２のダンパーが閉鎖状態のときに閉鎖することを特徴とする請求項６記載の熱交換装置。
【請求項８】
前記仕切板が閉鎖したときに、第２開口部の一部を閉鎖することを特徴とする請求項７記載の熱交換装置。
【請求項９】
前記外壁カバーの第２開口部と対向する部分にはスリットを設けない閉鎖部を設けたことを特徴とする請求項６〜８いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項１０】
熱交換装置の制御回路を第２開口部の直前に設けたことを特徴とする請求項１〜９いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項１１】
前記熱交換器の流入口または流出口を開放・閉鎖するダンパーを設けたことを特徴とする請求項１〜１０いずれかひとつに記載の熱交換装置。
【請求項１２】
発熱体を収納したキャビネットと、このキャビネットの開口部に装着された請求項１〜１１いずれか一つに記載の熱交換装置とを備えた発熱体収納装置。
【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次のような構成をとっている。
【０００３】
すなわち、発熱体となる送・受信機を収納したキャビネットと、このキャビネットの開口部に装着された熱交換装置とを備えた構成となっていた。そして、熱交換装置の構造としては、例えば下記のような構成となっていた。
【０００４】
すなわち、外気用の第１吸気口と第１吐出口およびキャビネット内用の第２吸気口および第２吐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の送風ファンおよびキャビネット内用の第２の送風ファンと、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器とを備えた構成となっていた（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】特開平１０−１７０１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の熱交換装置においては、上記のように、送・受信機からの発熱により温められたキャビネット内空気と室外空気とが熱交換器内を通過することによる熱交換によりキャビネット内空気の冷却を行っていた。しかし、例えば、外気温度が異常に高くなることによって、キャビネット内の温度が高温になった場合に、第２吐出口から吹き出す空気が十分に低くならず、結果的にキャビネット内の冷却を十分に行なうことができなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、キャビネット内に大きな熱負荷が発生したときにもキャビネット内を冷却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為に本発明は、本体ケース内に第１環境用の第１送風機を内部に設けた第１送風機室と、第２環境用の第２送風ファンを内部に設けた第２送風機室と、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器とを備え、第１送風機室、第２送風機室それぞれに第１環境、第２環境それぞれと連通する開口部を有し、第１送風機室に設けた第２環境と連通する開口部と第２送風機室に設けた第１環境と連通する開口部それぞれにダンパーを設け、第２環境内に発熱体を有し、第１環境用の第１吐出口および第２環境用の第２吐出口を本体ケースに設け、前記第１送風機室に設けた開口部は、第１環境用の第１吸気口と、第２環境と連通し第１のダンパーを備えた第１開口部とであり、前記第２送風機室に設けた開口部は、第２環境用の第２吸気口と、第１環境と連通し第２のダンパーを備えた第２開口部とであり、第１のダンパー、第２のダンパーの開閉によって第１環境の空気を直接第２環境に導入することのできる熱交換装置であって、第１開口部、第２開口部それぞれに水分を通さないフィルターを備え、第１のダンパーは、第１開口部に設けた第１のフィルターの上流側に設けたことを特徴とする熱交換装置であり、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】
以上のように本発明は、本体ケース内に第１環境用の第１送風機を内部に設けた第１送風機室と、第２環境用の第２送風ファンを内部に設けた第２送風機室と、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器とを備え、第１送風機室、第２送風機室それぞれに第１環境、第２環境それぞれと連通する開口部を有し、第１送風機室に設けた第２環境と連通する開口部と第２送風機室に設けた第１環境と連通する開口部それぞれにダンパーを設け、第２環境内に発熱体を有し、第１環境用の第１吐出口および第２環境用の第２吐出口を本体ケースに設け、前記第１送風機室に設けた開口部は、第１環境用の第１吸気口と、第２環境と連通し第１のダンパーを備えた第１開口部とであり、前記第２送風機室に設けた開口部は、第２環境用の第２吸気口と、第１環境と連通し第２のダンパーを備えた第２開口部とであり、第１のダンパー、第２のダンパーの開閉によって第１環境の空気を直接第２環境に導入することのできる熱交換装置であって、第１開口部、第２開口部それぞれに水分を通さないフィルターを備え、第１のダンパーは、第１開口部に設けた第１のフィルターの上流側に設けたことを特徴とする熱交換装置であるので、キャビネット内の熱負荷が高いときにも冷却することができる。すなわち、本発明においては、室外の冷たい空気を直接キャビネット内に導入することができるので、高い熱負荷が発生したときにもキャビネット内を冷却することができるものである。さらに、第１のフィルターの表面に粉塵等の付着がなく、長期間メンテナンスの必要がなくなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の設置例を示す斜視図
【図２】本発明の一実施形態の熱交換装置の分解斜視図
【図３】本発明の一実施形態の熱交換装置の外気導入時の運転状態を示す断面図
【図４】本発明の一実施形態の熱交換装置の通常時の運転状態を示す断面図
【図５】本発明の一実施形態の熱交換装置の第１開口部の詳細図
【図６】本発明の一実施形態の熱交換装置の第２開口部の詳細図
【図７】本発明の一実施形態の熱交換装置の第２開口部に設けた閉鎖部を示す図
【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において、１はビルディングを示し、その屋上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内に設けた送・受信機５と前記キャビネット４の前面開口部にドアのごとく開閉自在に設けた熱交換装置６とにより構成されている。
【００１３】
図２は、本実施の形態における熱交換装置６の分解斜視図である。図３は、携帯電話の基地局３の断面を模式的に示したものである。前記熱交換装置６は、本体ケース１１内に外気（第１環境）用の第１送風ファン１２を設けた第１送風機室１５と、キャビネット４内の空気（第２環境）用の第２送風ファン１３を設けた第２送風機室１６と、外気（第１環境）の空気とキャビネット４内（第２環境）の空気との熱交換を行う熱交換器１４とを備えている。第１送風機室１５は、外気（第１環境）と連通する第１吸気口７と、キャビネット４内（第２環境）と連通する第１開口部１７とを有している。第２送風機室１６は、キャビネット４内（第２環境）と連通する第２吸気口９と、外気（第１環境）と連通する第２開口部１８とを有している。さらに、本体ケース１１には、第１送風機室１５と熱交換器１４とを通過した空気が外気（第１環境）へ吹出す第１吐出口８と、第２送風機室１６と熱交換器１４とを通過した空気がキャビネット４内（第２環境）に吹出す第２吐出口１０とを備えている。
【００１４】
第１開口部１７、第２開口部１８には、それぞれ耐水性のフィルター１９、２０がはめ込まれている。また、第１開口部１７には、第１のダンパーとして、本体ケース１１の内側に縦にスリットを設けた給気ダンパー２１が設けられている。第２開口部１８には、第２のダンパーとして本体ケース１１の外側に横向きにスリットを設けた排気ダンパー２２が設けられている。
【００１５】
このような構成においてその作用を説明する。
【００１６】
まず、図４を用いて、通常の熱交換時の運転について説明する。発熱体（本実施の形態では通信機器４Ａ）によって温められたキャビネット４内の空気は、第２送風ファン１３の運転によって本体ケース１１内（第２送風機室１６）に吸い込まれ、熱交換器１４を通って第２吐出口１０から再びキャビネット４内へと吹き出される。一方、外気は第１送風ファン１２の運転によって本体ケース１１内（第１送風機室１５）に吸い込まれ、熱交換器１４を通って第１吐出口８から外気へと吹き出される。これによりキャビネット４内の空気は熱交換器１４により外気で冷却され、再び上記通信機器４Ａの冷却に供されることになる。
【００１７】
次に、図３を用いて、熱交換器１４の能力だけではキャビネット４内を冷却できない場合について説明する。すなわち、発熱体（通信機器４Ａ）の発熱量が大きいとき、あるいは、外気の温度が比較的高めの時には熱交換器１４による外気との熱交換ではキャビネット４内の空気が十分に冷やされない場合がある。このような場合に、図３のごとく、給気ダンパー２１と排気ダンパー２２を開放し、第１開口部１７からキャビネット４内に直接外気を導入する。外気の温度がキャビネット４内の温度よりも低いとき、すなわち、外気によってキャビネット４内の冷却を行うことができるとき、熱交換器１４で熱交換されたあとの第２吐出口１０からキャビネット４内に吹出す空気の温度は、必ず外気の温度よりも高くなる。そのため、より温度の低い外気をキャビネット４内に直接導入することによってキャビネット４内を効率的に冷却することが可能となる。このキャビネット４内に導入された外気は、キャビネット４内を直接冷却した後、第２吸気口９から第２送風機室１６に入る。この空気は一部第２開口部１８から外気へと放出されることになる。
【００１８】
上記のように、熱交換器１４による熱交換だけではキャビネット４内の空気を冷却しきれない場合、外気を直接キャビネット４内に導入することで冷却効果を高めることができるという効果がある。このとき、図２のフィルター１９によってキャビネット４内には粉塵等の侵入を防ぐことができる。
【００１９】
図５に第１開口部１７の詳細を示す。給気ダンパー２１は、本体ケース１１の内側、すなわちフィルター１９を通過する空気の上流側に設け、キャビネット４内に直接外気を導入しない間、すなわち熱交換器１４による冷却を行っている熱交換時は給気ダンパー２１を閉鎖しておく。このような構成によれば、通常の熱交換時はフィルター２１の表面を給気ダンパー２１が覆うことになるため、表面に粉塵等の付着がなく、長期間メンテナンスの必要がなくなる。
【００２０】
また、給気ダンパー２１は、スリットの向きを縦向きに設ける。第１送風ファン１２から吹き出される空気は、第１送風ファン１２の全周に広がるように吹き出され、この乱れた風が熱交換器１４、およびキャビネット４内に吹き込むことになる。しかし、給気ダンパー２１の向きは、熱交換器１４へ向かう方向、すなわち、第１送風ファン１２によって送り出される空気が第１送風機室１５から熱交換器１４の流入口２５（図３、図４）へと向かう向きと平行になっている。そのため、開放時の給気ダンパー２１は、空気の流れのガイドとなって、第１送風ファン１２から吹き出された乱れた風を整流する効果がある。また、キャビネット４内にへも整流して効率的に冷気を導入することができる。
【００２１】
図６に第２開口部１８の詳細を示す。排気ダンパー２２は、本体ケース１１の外側、すなわちフィルター２０を通過する空気の下流側に設け、キャビネット４内に直接外気を導入しない間、すなわち熱交換器１４による冷却を行っている熱交換時は排気ダンパー２２を閉鎖しておく。このような構成によれば、通常の熱交換時はフィルター２０の表面を排気ダンパー２２が覆い、外気に曝されることがないため、表面に粉塵等が付着しにくく、長期間メンテナンスの必要がなくなる。
【００２２】
また、排気ダンパー２２は、スリットの向きを横向きに設けることによって、雨を防ぐことができる。
【００２３】
また、フィルター１９、２０には耐水性の材質を用いているため、第１開口部１７、第２開口部１８からキャビネット４内に雨水等の浸入がなく、屋外に置かれることの多い携帯電話の基地局に適している。
【００２４】
次に、図３を用いて第２開口部１８、第１吐出部８の近傍について詳細に説明する。図３に示すように、本体ケース１１の外気側には全面にスリット状の開口を設けた外壁カバー２４を設ける。この外壁カバー２４と本体ケース１１の間であって、第２開口部１８と第１吐出口８との間には、仕切板２３を設ける。この仕切板２３は、給気ダンパー２１、排気ダンパー２２を開放して外気導入を行う時に、第１吐出口８から吹き出す空気と第２開口部１８から吹き出す空気との干渉を防いで、それぞれの風量を確保する効果がある。なお、仕切板２３の第２開口部１８側にヒンジを設けて回動可能とし、必要なとき（外気導入を行うとき）に開放する構成でもよい。このような構成によれば、仕切板２３によって第２開口部１８の一部を閉鎖することができ、排気ダンパー２２を共有化することができる。
【００２５】
また、図３では、さらに熱交換器１４の上下に設けられた流入口２５、２６に全閉ダンパー２９を設けている。キャビネット４内の熱負荷が非常に大きい場合に、全閉ダンパー２９を閉鎖し、給気ダンパー２１、排気ダンパー２２を開放する。このような状態のとき、第１吸気口７から吸い込まれた外気は全てキャビネット４内に導入されることになるため、効果的にキャビネット４内を冷却することが可能になる。なお、全閉ダンパー２９は、流出口２７、２８に設けても良い。
【００２６】
図７に示すように、外壁カバー２４の第２開口部１８と対向している部分には閉鎖部３０を設ける。この閉鎖部３０は、悪天候時などに外からの雨水等が熱交換装置６内に浸入することを防ぐことができる。
【００２７】
また、図示しないが、熱交換装置６の制御回路は第２開口部１８の上流側に設けるとよい。給気ダンパー２１、排気ダンパー２２を開放するような場合、すなわち、キャビネット４内の熱負荷が大きい場合には、第１送風ファン１２、第２送風ファン１３にも大きな負荷がかかり、制御回路の発熱も大きくなる。このような場合に、排気ダンパー２２を開放することによって制御回路の発熱を効率よく外気へ放出することができ、装置全体の熱負荷を軽減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように本発明は、本体ケース内に第１環境用の第１送風機を内部に設けた第１送風機室と、第２環境用の第２送風ファンを内部に設けた第２送風機室と、本体ケース１１内に第１環境用の第１送風ファン１２を内部に設けた第１送風機室１５と、第２環境用の第２送風ファン１３を第１環境用の第１吐出口および第２環境用の第２吐出口を本体ケースに設け、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器とを備え、第２環境内に発熱体を有し、第１送風機室に、第１環境用の第１吸気口と、第２環境と連通し第１のダンパーを備えた第１開口部とを設け、前記第２送風機室に、第２環境用の第２吸気口と、第１環境と連通し第２のダンパーを備えた第２開口部とを設け、第１ダンパー、第２ダンパーの開閉によって第１環境の空気を直接第２環境に導入することのできる熱交換装置であるので、キャビネット内の熱負荷が高いときにも冷却することができる。すなわち、本発明においては、室外の冷たい空気を直接キャビネット内に導入することができるので、高い熱負荷が発生したときにもキャビネット内を冷却することができるものである。従って、例えば、通信機器の基地局や、その他屋外設置機器における冷却設備としてきわめて有用なものとなる。
【符号の説明】
【００２９】
１    ビルディング
２    屋上
３    基地局
４    キャビネット
５    送・受信機
６    熱交換装置
７    第１吸気口
８    第１吐出口
９    第２吸気口
１０  第２吐出口
１１  本体ケース
１２  第１送風ファン
１３  第２送風ファン
１４  熱交換器
１５  第１送風機室
１６  第２送風機室
１７  第１開口部
１８  第２開口部
１９  フィルター
２０  フィルター
２１  給気ダンパー
２２  排気ダンパー
２３  仕切板
２４  外壁カバー
２５  流入口
２６  流入口
２７  流出口
２８  流出口
２９  全閉ダンパー
３０  閉鎖部
【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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