JP2013038113A - 発熱体収納装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、携帯電話の基地局など発熱体収納装置に関するもので、内部の送風機が故障したときにも連続運転できることを目的とする。
【解決手段】キャビネット3内には、その内気を循環する第1内気送風機18を設け、熱交換装置5は、本体ケース6内に設けられた外気送風機12および第2内気送風機13と熱交換器14とを備え、第1内気送風機18と第2内気送風機13とは、キャビネット3内を循環する内気風路53に対して直列に配置し、本体ケース6は、外気吸気口7と外気送風機12を備えた外気導入室50と、内気吸気口9と第2内気送風機13を備えた内気導入室51とを有し、外気導入室50には、キャビネット3内に通じる外気ダンパー21を備え、内気導入室51には、キャビネット3外に通じる排気ダンパー20を備えたものであるので、送風機の1台が故障などで停止した場合に能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができる。
【選択図】図2
【解決手段】キャビネット3内には、その内気を循環する第1内気送風機18を設け、熱交換装置5は、本体ケース6内に設けられた外気送風機12および第2内気送風機13と熱交換器14とを備え、第1内気送風機18と第2内気送風機13とは、キャビネット3内を循環する内気風路53に対して直列に配置し、本体ケース6は、外気吸気口7と外気送風機12を備えた外気導入室50と、内気吸気口9と第2内気送風機13を備えた内気導入室51とを有し、外気導入室50には、キャビネット3内に通じる外気ダンパー21を備え、内気導入室51には、キャビネット3外に通じる排気ダンパー20を備えたものであるので、送風機の1台が故障などで停止した場合に能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、携帯電話の通信機を収めた基地局など、発熱体を収納した発熱体収納装置の冷却技術に関するものである。
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。(図12参照)。
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、キャビネットの開口部に装着された熱交換装置(101)とを備えた構成となっていた。そして、図12に示すように、熱交換装置101の構造としては、外気用の第1吸込口107と第1吐出口108およびキャビネット内用の第2吸込口109および第2吐出口110を有する本体ケース111と、この本体ケース111内に設けられた外気用の第1送風機112およびキャビネット内用の第2送風機113と、前記本体ケース111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114とを備えた構成となっていた。第1送風機112は、第1吸込口107と送風機自身の吸込口とが重なるように、ファン軸を第1吸込口107に向けて配置されている。第2送風機113についても同様にファン軸を第2吸込口109に向けて配置されている。(なお、これに類似する先行文献としては特開2000−161875号公報)。
しかしながら、携帯電話の基地局においては、社会インフラとしての重要度が高まり、故障などの非常時においても運転を継続することが求められている。
そして、上記従来の熱交換装置においては、外気用の第1送風機112、およびキャビネット内用の第2送風機113ともに、風路に対して1台のみ用いられているため、どちらか1台でも故障して停止すると、熱交換装置101は機能しなくなり、基地局はストップすることになる。
また、特許文献1には、外気用の送風機、キャビネット内用の送風機について、それぞれの風路に並列に複数設置する技術が開示されている。しかし、送風機を並列に設置した場合には、一方が停止したとき、その停止した送風機が風路全体の空気抵抗を増加させて、運転する1台の送風機は、1台分の能力をも発揮しないということがわかっている。
そこで、本発明は、送風機が故障した場合においても、能力の低下を最低限に抑えて発熱体収納装置自体の運転を継続させることを目的とするものである。
そして、この目的を達成する為に本発明は、
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気(以降、内気)を循環する第1内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気(以降、外気)用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第2内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第1内気送風機と前記第2内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する2面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第2内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。
内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気(以降、内気)を循環する第1内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気(以降、外気)用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第2内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第1内気送風機と前記第2内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する2面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第2内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであり、これにより、所期の目的を達成するものである。
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第1内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第2内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第1内気送風機と前記第2内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する2面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第2内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の1台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。
すなわち、第1内気送風機、あるいは第2内気送風機のどちらか一方が停止した場合においても、第1内気送風機、第2内気送風機を直列に配置しているので、1台運転時の送風量は、2台運転時の2分の1とはならない。従って、送風能力の低減を抑えることができるのである。
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。
(実施の形態1)
図1において、1はビルディングを示し、その屋上には、発熱体収納装置として携帯電話の基地局2が設けられている。基地局2は箱状のキャビネット3とこのキャビネット3内に設けた送・受信機4とキャビネット3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5とにより構成されている。
図1において、1はビルディングを示し、その屋上には、発熱体収納装置として携帯電話の基地局2が設けられている。基地局2は箱状のキャビネット3とこのキャビネット3内に設けた送・受信機4とキャビネット3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5とにより構成されている。
この熱交換装置5は、図2〜4に示すように、本体ケース6内に熱交換器14を挟んで、上下に外気導入室50と内気導入室51を設けている。この本体ケース6は、前面側に外気用の外気吸気口7と外気吐出口8を設け、背面側にキャビネット3内用の内気吸気口9および内気吐出口10を有している。すなわち、外気吸気口7は外気導入室50に、内気吸気口9は内気導入室51に設けられている。さらに、外気導入室50内には、外気用の外気送風機12と、内気導入室51内には、内気用の送風機(以降、第2内気送風機13)を備えている。熱交換器14は、本体ケース6内において外気と内気との熱交換を行うものである。
図3は、熱交換装置5の背面側の外観斜視図、および透視図であり、図4は、前面側の外観斜視図、および透視図である。
図3に示すように、内気吸気口9は、本体ケース6の上端部に斜めに突き出たように形成されている。
前記熱交換器14は、図5、図6に示すごとく、長方形状で合成樹脂製の第1の板体15の表面上に、長方形状で合成樹脂製の第2の板体16、第2の板体16の表面上に合成樹脂製の第3の板体17(以降、同じように複数個の板体が用いられる。)をそれぞれ所定間隔を離した状態で図6のごとく重合させた構成としている。
図示しないが、この板体15、16、17の表面には、その表面をレーン状に仕切る複数の整流壁をそれぞれ設けている。板体15、16、17は上下方向を長くした長方形状となっており、整流壁は、流入口となる板体の一端から他端側に向けて伸延させている。この整流壁は、前記他端側の手前で一方の長辺側に湾曲させる形状とし、流出口につながっている。このような板体(整流壁)によって、板体上に略L字状の複数の送風レーンができることになる。このような熱交換器14によれば、内気については、キャビネット3側に短い送風レーンが設けられ、外気側に長い送風レーンが設けられる。一方、外気については、キャビネット3側に長い送風レーンが設けられ、外気側に短い送風レーンが設けられる。
そして、このように重合させた熱交換器14の図6における上面が、キャビネット3内の空気が内気吸気口9を介して流入する第2流入口14bとなっており、この第2流入口14bから熱交換器14内に流入した空気は、次に図6の下部右側に設けた第2流出口14dからキャビネット3内に流出させられることとなる。なお、第2流出口14dは、内気吐出口10と接続されている。
また、キャビネット3外の外気は、図6における下面に設けた第1流入口14aから流入し、上部左側に設けた第1流出口14cからキャビネット3外へ流出させられることになる。なお、第1流出口14cは、外気吐出口8と接続されている。
また、外気送風機12は、外気導入室50内で第1流入口14aに向けて空気を送り込むような位置に設けられ、第2内気送風機13は、内気導入室51内で第2流入口14bに向けて空気を送り込むように設けられている。本実施の形態では、外気送風機12、第2内気送風機13は、それぞれ遠心型の送風機である。
図2に示すように、キャビネット3内には、前述のとおり送・受信機4が設けられていると共に、第1内気送風機18が内気風路53の途中に設けられている。従って、第1内気送風機18と第2内気送風機13は、内気風路53に対して直列に配置されている。
そして、内気導入室51には、外気側の壁に排気ダンパー20が設けられている。この排気ダンパー20は、第2内気送風機13よりも内気風路53の下流側、すなわち、熱交換器14の第2流入口14b側に設けられている。一方、外気導入室50には、キャビネット3側の壁に外気ダンパー21が設けられている。この外気ダンパー21は、外気送風機12よりも外気風路52の下流側、すなわち、第1流入口14a側に設けられている。
図10は、外気ダンパー21の詳細図である。前述したとおり、外気ダンパー21は、開放したときに、外気導入室50とキャビネット3内とを連通するように設けられている。図10に示す外気ダンパー21は、平板状のダンパーブレード56がダンパーシャフト55を軸にして回転することによって、開口部の開閉を行うものである。ダンパーブレード56の開閉動作は、ダンパーシャフト55に接続されたダンパーモータ57によって行われる。また、ダンパーブレード56は、長方形状であって、ダンパーシャフト55をその長手方向に平行に設け、かつ、その長手方向を熱交換器14の底面に沿って配置している。この外気ダンパー21の形態は、ひとつの例であり、外気導入室50とキャビネット3とを連通する開口部を開閉するものであれば、上記構成でなくても良い。
また、本実施の形態では、外気ダンパー21についてのみ説明したが、排気ダンパー20についても同様の構成をとることができる。
このような構成の携帯電話の基地局2(発熱体収納装置)の冷却動作について説明する。
まず、図7を用いて故障などの異常のない状態について簡単に説明する。基地局2の運転状態においては、送・受信機4の動作に伴い、キャビネット3内の温度が上昇する。キャビネット3内の空気は、第1内気送風機18、第2内気送風機13の運転により、キャビネット3内から熱交換器14を通じて再びキャビネット3内に循環する内気風路53を形成する。一方、外気は、外気送風機12の運転により、外気吸気口7から熱交換装置5内へ流入し、熱交換器14を通過して再び外気へ放出される外気風路52を形成する。
このような送風機(第1内気送風機18、第2内気送風機13、外気送風機12)が故障していない通常運転時には、図7で示すように、外気風路52、内気風路53の形成により、熱交換器14内で冷たい外気と温かい内気の間で熱交換され、冷却された内気がキャビネット3内に供給される。すなわち、送・受信機4で発生した熱量は、外気風路52に移って排出されるので、キャビネット3内を冷却するものである。
ここで、本実施の形態において最も特徴的な部分について説明する。
まず、図8に示すように、外気送風機12が故障した場合について説明する。外気送風機12が故障すると、(図7で示す)外気風路52を形成するだけの送風能力がなくなってしまうので、キャビネット3内の温度はどんどん上昇してしまう。そこで、外気ダンパー21、排気ダンパー20を開放する。すると、外気は、第1内気送風機18、第2内気送風機13の運転により、外気吸気口7、外気ダンパー21を通過してキャビネット3内に導入される。すなわち、冷たい外気がキャビネット3内に導入されることによって、キャビネット3内の温度上昇を抑えるのである。そして、キャビネット3内を通過した外気は、内気吸気口9、排気ダンパー20を通過して再び外気へと放出されるという、第2外気風路54を形成しているのである。熱交換器14を通過する抵抗は大きいので、第1流入口14aや第2流入口14bから熱交換器14内へ入り込む外気の量は非常に少なく、外気吸気口7→外気ダンパー21→キャビネット3内→内気吸気口9→排気ダンパー20という第2外気風路54を流れる量がほとんどになる。
また、外気ダンパー21は、外気送風機12よりも第1流入口14a側にあるので、スムーズに第2外気風路54が形成される。同様に、排気ダンパー20は、第2内気送風機13よりも第2流入口14b側にあるので、第2内気送風機13、あるいは第1内気送風機18が作り出す流れに沿ってスムーズに排気ダンパー20へと流れる第2外気風路54が形成される。
次に、第1内気送風機18、第2内気送風機13のどちらか一方が故障した場合について説明する。図9に示すように、第2内気送風機13が故障した場合について説明する。
この場合、内気風路53については、第1内気送風機18だけでその流れを形成している。当然ながら第2内気送風機13とともに2台運転時よりも送風量は低下するが、内気風路53に対して直列に配置しているので、送風量の低下は1台分よりも小さい。例えば、第1内気送風機18、第2内気送風機13として、同じ定格の送風機を2台直列に配置した場合、1台が故障したときには、2台運転時の2分の1以上の送風量が得られる。
また、第1内気送風機18、第2内気送風機13のどちらかが故障した場合で、1台運転では十分な冷却効果が得られないときには、外気送風機12が故障したときと同じように、外気ダンパー21、排気ダンパー20を開放して、(図8で示される)第2外気風路54を形成することによって、冷却効果を高めることができる。
また、図3で示されるように、斜めに突き出した形状の内気吸気口9は、斜め下方に空気の流れを作り出す。従って、第1内気送風機18、第2内気送風機13のどちらかが故障した場合に、スムーズに排気ダンパー20へ向かう流れとなる。
なお、いずれの場合も基地局2全体として連続運転を確保したいときの補助的な運転パターンであり、故障した送風機は速やかに修理・交換されるものである。
なお、図11で示すように、熱交換装置5の外気側には、基地局2の外殻となる化粧パネル22が設けられている。この化粧パネル22には、外気吸気口7と連通する外気取入開口23と外気吐出口8と連通する外気排出開口24が設けられている。外気取入開口23と外気排出開口24との間には、仕切板25が設けられ、化粧パネル22内で取り入れ外気と排出外気とが混流しないようにしている。
そして、第1内気送風機18、第2内気送風機13のどちらか一方が故障した場合、特に第2内気送風機13のみで運転している場合、排気ダンパー20が開放されたときの説明を加える。この場合、第2内気送風機13から排気ダンパー20を通って化粧パネル22内側に流入した空気は、そのままの流れの方向を大きく変えることなく外気排出開口24へと流れて外気へ排出される。すなわち、化粧パネル22に対する抵抗を小さくして、故障時においても送風量の低下を抑えることができるのである。
以上のように本発明は、キャビネット内には、その内気を循環する第1内気送風機を設け、熱交換装置は、前面に外気用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、この本体ケース内に設けられた外気送風機および第2内気送風機と、前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、前記第1内気送風機と前記第2内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、積層方向に形成される対向する2面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、内気吸気口と第2内気送風機を備えた内気導入室とを有し、前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えたものであるので、熱交換装置、あるいはキャビネット内に設けた送風機の1台が故障などで停止した場合においても、能力の低下を抑えて装置全体の継続運転ができるものである。従って、例えば、継続運転が求められる通信機器の基地局や、その他連続運転が求められる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。
1 ビルディング
2 基地局
3 キャビネット
4 送・受信機
5 熱交換装置
6 本体ケース
7 外気吸気口
8 外気吐出口
9 内気吸気口
10 内気吐出口
12 外気送風機
13 第2内気送風機
14 熱交換器
15 (第1の)板体
16 (第2の)板体
17 (第3の)板体
18 第1内気送風機
20 排気ダンパー
21 外気ダンパー
22 化粧パネル
23 外気取入開口
24 外気排出開口
25 仕切板
50 外気導入室
51 内気導入室
52 外気風路
53 内気風路
54 第2外気風路
2 基地局
3 キャビネット
4 送・受信機
5 熱交換装置
6 本体ケース
7 外気吸気口
8 外気吐出口
9 内気吸気口
10 内気吐出口
12 外気送風機
13 第2内気送風機
14 熱交換器
15 (第1の)板体
16 (第2の)板体
17 (第3の)板体
18 第1内気送風機
20 排気ダンパー
21 外気ダンパー
22 化粧パネル
23 外気取入開口
24 外気排出開口
25 仕切板
50 外気導入室
51 内気導入室
52 外気風路
53 内気風路
54 第2外気風路
Claims (4)
- 内部に発熱体を収納したキャビネットと、
このキャビネット内の空気を冷却する熱交換装置とで構成された発熱体収納装置であって、
前記キャビネット内には、その内部の空気(以降、内気)を循環する第1内気送風機を設け、
前記熱交換装置は、
前面にキャビネット外の空気(以降、外気)用の外気吸気口と外気吐出口を設け、背面に内気用の内気吸気口および内気吐出口を設けた本体ケースと、
この本体ケース内に設けられた外気送風機および第2内気送風機と、
前記本体ケース内において外気と内気との熱交換を行う熱交換器とを備え、
前記第1内気送風機と前記第2内気送風機とは、前記キャビネット内を循環する内気風路に対して直列に配置し、
前記熱交換器は、複数の板体を所定間隔離した状態で重合させた構成とし、
積層方向に形成される対向する2面に設けた外気用、内気用空気吸込口と、
積層方向に形成される他の面の一つに設けた外気空気吹出口と、
この外気空気吹出口を設けた面と対向する面に設けた内気空気吹出口とを有し、
前記本体ケースは、外気吸気口と外気送風機を備えた外気導入室と、
内気吸気口と第2内気送風機を備えた内気導入室とを有し、
前記外気導入室には、前記キャビネット内に通じる外気ダンパーを備え、
前記内気導入室には、前記キャビネット外に通じる排気ダンパーを備えた発熱体収納装置。 - 前記外気送風機が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項1記載の発熱体収納装置。
- 前記第1内気送風機、前記第2内気送風機のどちらか一方が停止したときに、前記外気ダンパーと前記排気ダンパーを開放する請求項1記載の発熱体収納装置。
- 前記排気ダンパーは、前記第2送風機と前記内気用空気吸込口との間に設けた請求項1〜3いずれかひとつに記載の発熱体収納装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011170682A JP2013038113A (ja) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 発熱体収納装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011170682A JP2013038113A (ja) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 発熱体収納装置 |
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JP2011170682A Withdrawn JP2013038113A (ja) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 発熱体収納装置 |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018078139A (ja) * | 2016-11-07 | 2018-05-17 | 株式会社日立国際電気 | 電子機器の冷却システム、及び冷却装置 |
-
2011
- 2011-08-04 JP JP2011170682A patent/JP2013038113A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018078139A (ja) * | 2016-11-07 | 2018-05-17 | 株式会社日立国際電気 | 電子機器の冷却システム、及び冷却装置 |
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Legal Events
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