JP4766068B2

JP4766068B2 - 冷却装置

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Publication number: JP4766068B2
Application number: JP2008104458A
Authority: JP
Inventors: 哲也竹内; 新一名倉; 久和正岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2028-04-14
Also published as: JP2009259889A

Description

本発明は、通信機器等の発熱体が収容された筐体の内部を冷却する冷却装置に関するものである。

このような冷却装置は、発熱体が収容された筐体の内部に配される高温側熱交換器と、筐体の外部で高温側熱交換器より高い位置に配される低温側熱交換器と、高温側熱交換器で沸騰気化した気相冷媒を低温側熱交換器へ導入する気相冷媒用配管と、低温側熱交換器で凝縮した液相冷媒を高温側熱交換器へ導入する液相冷媒用配管とを備えている。

これらのうち、気相冷媒用配管、液相冷媒用配管は、ゴム製のＯリングを介して、低温側熱交換器、高温側熱交換器に接続されているが、時間の経過と共にＯリング自体を冷媒が透過するため、冷却装置に封入された冷媒が低減して、冷却装置の冷却性能が低下してしまう。

そこで、特許文献１に記載の技術では、低温側熱交換器と高温側熱交換器との中間領域に、液相冷媒用配管の一部を略水平方向に延長させることによって冷媒貯蔵部を設けている。これによれば、一定期間においてＯリングから冷媒が漏れたとしても、液相冷媒用配管で構成された冷媒貯蔵部に蓄えられる予備冷媒量が無くなるまでは、所定の冷却性能を維持できるようになっている。
特許第３８７６５０４号公報

しかし、上記のように、冷媒用配管によって冷媒貯蔵部を構成する場合では、冷媒貯蔵部を構成する配管を長くするにつれて、冷媒の貯蔵量を多くでき、所定の冷却性能を維持できる期間を長くすることができるが、通常、冷媒用配管は径が小さいため、配管を長くするにつれて、内部を流れる冷媒の圧力損失が大きくなり、冷却性能が低下してしまう。

また、例えば、２０年間等の長期間にわたり、所定の冷却性能を維持できるようにすると、冷媒貯蔵部を構成する配管がかなり長くなってしまうため、この長い配管を配置するスペースを確保する必要が生じ、冷却装置自体が大型化してしまう。

本発明は上記点に鑑みて、冷媒の漏れが発生したとしても、長期間にわたり所定の冷却性能を維持できるようにするとともに、冷媒用配管によって冷媒貯蔵部を構成する場合と比較して冷却性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンク（２８、２９）は、液相冷媒用配管（６）よりも流路断面積が大きく、かつ、低温側熱交換器（４）の第１ヘッダタンク（２７）および高温側熱交換器（３）の第１、第２ヘッダタンク（２３、２４）よりも容積が大きくなっており、低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンク（２８、２９）に所定量の液相の予備冷媒を蓄えるようにしたことを特徴としている。

これによれば、低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンク（２８、２９）の容積を他のヘッダタンクよりも大きくして、この低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンク（２８、２９）に所定量の液相の予備冷媒を蓄えるようにしたので、この予備冷媒が無くなるまでは、所定の冷却性能を維持することができる。

さらに、低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンク（２８、２９）は、液相冷媒用配管（６）よりも流路断面積が大きいので、配管に予備冷媒を蓄える構成の上記した従来の冷却装置と比較して、冷媒流れによる圧力損失を低減でき、冷却性能を向上させることができる。

具体的には、請求項２に記載のように、低温側熱交換器（４）の第２ヘッダタンクは、複数本のチューブ（２１）の下端に連通する下部ヘッダタンク（２８）と、下部ヘッダタンク（２８）の内部と連通可能な状態で下部ヘッダタンク（２８）に取り付けられ、下部ヘッダタンク（２８）に平行に配置された筒状である液相冷媒を貯蔵するための冷媒貯蔵用タンク（２９）とを有する構成とする。

さらに、請求項３に記載のように、例えば、下部ヘッダタンク（２８）と冷媒貯蔵用タンク（２９）との接合面（３０、４０）に、下部ヘッダタンク（２８）の内部と冷媒貯蔵用タンク（２９）の内部とを連通させる複数の穴（３１、４１）が下部ヘッダタンク（２８）および冷媒貯蔵用タンク（２９）の長手方向に並んで設けることが好ましい。

これによれば、下部ヘッダタンク（２８）と冷媒貯蔵用タンク（２９）との接合面（３０、４０）のうち隣り合う穴（３１、４１）同士の間の部分（３２、４２）によって、下部ヘッダタンクと冷媒貯蔵タンクの接合部の外周方向に沿った方向での強度を確保することができる。

また、本発明者の調査によれば、気相冷媒用配管（５）および液相冷媒用配管（６）を、ゴム製のＯリングを介して、低温側熱交換器（４）および高温側熱交換器（３）と連結した構成では、２０年間のＯリングからの冷媒の漏れ量は３５０ｇであった。このため、本発明の冷却装置を１０年連続稼動させる場合での冷媒の漏れ量は１７５ｇである。

したがって、請求項４に記載のように、下部ヘッダタンク（２８）と冷媒貯蔵用タンク（２９）との合計容積を、少なくとも１７５ｇの液相冷媒を収容できる容積として、下部ヘッダタンク（２８）と冷媒貯蔵用タンク（２９）に液相冷媒を貯蔵することで、Ｏリングから冷媒が漏れたとしても、少なくとも１０年間は所定の冷却性能を維持できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における冷却装置１の全体構成を示す。本実施形態は、本発明を携帯電話通信網基地局の通信機器が収容された筐体内を冷却する通信機器冷却装置に適用した例である。

本実施形態の冷却装置１は、いわゆる沸騰式、すなわち、熱サイフォン式の冷却装置であり、図１に示すように、筐体２の内部に配置される高温側熱交換器としての沸騰器３と、筐体２の外部に配置される低温側熱交換器としての凝縮器４と、沸騰器３と凝縮器４とを連結する気相冷媒用配管５および液相冷媒用配管６と、沸騰器３に送風する室内ファン７と、凝縮器４に送風する室外ファン８とを備えている。

筐体２は、密閉された内部に発熱体である通信機器９を収容している。

沸騰器３は、沸騰器用ケース１０に収容された状態で、筐体２の上部に設置されている。沸騰器３は、筐体２の立壁面２ａに対して所定角度傾斜した姿勢で取り付けられている。沸騰器用ケース１０は、吸気開口部１０ａと排気開口部１０ｂとを有している。

室内ファン７は、筐体２の内部空気を沸騰器３に送風するものであり、例えば、軸流式ファンが用いられる。室内ファン７は、沸騰器用ケース１０に収容された状態で、沸騰器３の隣に取り付けられている。この室内ファン７によって、図１中の矢印のように、筐体２の内部空気が、吸気開口部１０ａから沸騰器用ケース１０の内部に吸入され、排気開口部１０ｂから筐体２の内部へ戻されるようになっている。

凝縮器４は、凝縮器用ケース１２に収容された状態で、筐体２の天板２ｂの上に設置されており、沸騰器３よりも高い位置に設置されている。凝縮器４も、沸騰器３と同様に、筐体２の立壁面２ａに対して、所定角度傾斜した姿勢で取り付けられている。凝縮器用ケース１２は、吸気開口部１２ａと排気開口部１２ｂとを有している。

室外ファン８は、筐体２の外部空気を凝縮器４に送風するものであり、例えば、軸流式ファンが用いられる。室外ファン８は、凝縮器用ケース１２に収容された状態で、凝縮器４の隣に配置されている。この室外ファン８によって、図１中の矢印のように、筐体２の外部空気が、凝縮器用ケース１２の吸気開口部１２ａから吸入され、凝縮器用ケース１２の内部を通過して、排気開口部１２ｂから排出される。

図２に、図１中の冷却装置１のうち沸騰器３および凝縮器４を図１中の矢印Ａ１方向から見た沸騰器３および凝縮器４の正面図を示す。

図２に示すように、沸騰器３は、正面から見たときに鉛直方向に平行に配された複数本のチューブ２１と、隣り合う各チューブ２１間に介在されたフィン２２と、水平方向に平行に配されるとともに各チューブ２１の上下両端に接続されて各チューブ２１を相互に連通する第１、第２ヘッダタンクとしての上部ヘッダタンク２３と下部ヘッダタンク２４とを有して構成され、一体ろう付けにより接合されている。ここで、正面から見たときにチューブ２１が鉛直方向に平行に配されるとは、チューブ２１が水平に配置されているのではなく、チューブ２１の一端と他端とがそれぞれ上側と下側とに位置し、沸騰器３を側面側から見たときにチューブ２１が鉛直方向に平行になっていない場合も含む意味である。

チューブ２１は、例えば、アルミニウムや銅等の伝熱性に優れた金属材により断面形状が偏平な長円形状であって、直線状に伸びるように形成されている。

フィン２２は、例えば、アルミニウムの薄板を交互に折り曲げて波状に成形したもので、各折り曲げ部でチューブ２１の表面に接合されている。

各ヘッダタンク２３、２４は、それぞれチューブ２１と同じ金属材により両端が閉じた略筒形状に形成され、各ヘッダタンク２３、２４の長手方向、すなわち、図２の左右方向に一定の間隔をおいて各チューブ２１の端部が挿入されている。上部ヘッダタンク２３には、長手方向の一端部に気相冷媒用配管５を接続する接続口２３ａが設けられており、下部ヘッダタンク２４には、長手方向の一端部に液相冷媒用配管６を接続する接続口２４ａが設けられている。

凝縮器４は、凝縮器３と同様に、正面から見たときに鉛直方向に平行に配された複数本のチューブ２５と、隣り合う各チューブ２５間に介在されたフィン２６と、水平方向に平行に配されるとともに各チューブ２５の上下両端に接続されて各チューブ２１を相互に連通する第１、第２ヘッダタンクとしての上部ヘッダタンク２７と下部ヘッダタンク２８とを有して構成され、一体ろう付けにより接合されている。

凝縮器４のチューブ２５、フィン２６および上部ヘッダタンク２７は、沸騰器３のチューブ２１、フィン２２および上部ヘッダタンク２３と同様のものである。上部ヘッダタンク２７の長手方向の一端部に気相冷媒用配管５を接続する接続口２７ａが設けられている。

沸騰器３、凝縮器４の寸法例を示すと、上部ヘッダタンク２３、２７および下部ヘッダタンク２４、２８の長手方向での長さＬ１は４５０ｍｍであり、沸騰器３のチューブ２１の長手方向での長さＬ２は６００ｍｍである。

また、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８には、その底部に液相冷媒を蓄える液相冷媒貯蔵タンク２９が一体ろう付けによって接合されており、これらの下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９とによって凝縮器４の第１ヘッダタンク２７よりも容積が大きな第２ヘッダタンクが構成されている。なお、この第２ヘッダタンクは、沸騰器３の上部、下部ヘッダタンク２３、２４よりも容積が大きい。

ここで、図３に、下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９の分解斜視図を示す。
下部ヘッダタンク２８は、例えば、長手方向が水平方向に平行な円筒形状であって、その底部に液相冷媒貯蔵タンク２９との接合面３０が設けられている。接合面３０は例えば平面であり、その接合面３０に複数の貫通穴３１が下部ヘッダタンク２８の長手方向に所定間隔で並んで設けられている。接合面３０のうち貫通穴３１を除く部分が液相冷媒貯蔵タンク２９と接合されるようになっている。

一方、液相冷媒貯蔵タンク２９は、例えば、長手方向が水平方向に平行な円筒形状であり、下部ヘッダタンク２８よりも容積が大きくなっている。液相冷媒貯蔵タンク２９の上部には、下部ヘッダタンク２８との接合面４０が設けられている。接合面４０も例えば平面であり、その接合面４０に複数の貫通穴４１が液相冷媒貯蔵タンク２９の長手方向に所定間隔で並んで設けられている。接合面４０のうち貫通穴４１を除く部分が下部ヘッダタンク２８の接合面３０と接合されるようになっている。なお、本実施形態では、隣り合う貫通穴４１の間の部分４２が下部ヘッダタンク２８の隣り合う貫通穴３１の間の部分３２と接合されるようになっている。

下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９は、複数の貫通穴３１、４１同士によって連通しており、複数の貫通穴３１、４１を介して、下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９との間を液相冷媒が流通するようになっている。

また、図２に示すように、液相冷媒貯蔵タンク２９の長手方向の一端部に液相冷媒用配管６を接続する接続口２９ａが設けられている。

気相冷媒用配管５は、沸騰器３で液相冷媒が沸騰して気化した気相冷媒を凝縮器４へ導くものであり、液相冷媒用配管６は凝縮器４で気相冷媒が凝縮された液相冷媒を蒸発器３へ導くものである。両配管５、６は、例えば、アルミニウム等の金属製パイプを所定の長さに切断したものであり、それぞれの内径は、例えば、１０．３ｍｍである。

気相冷媒用配管５は、一端が沸騰器３の上部ヘッダタンク２３に設けられた接続口２３ａに図示しないジョイント部材としてのＯリングを介して着脱可能に連結され、他端が凝縮器４の上部ヘッダタンク２７に設けられた接続口２７ａに図示しないジョイント部材としてのＯリングを介して着脱可能に連結されている。

液相冷媒用配管６は、一端が凝縮器４の液相冷媒貯蔵タンク２９に設けられた接続口２９ａに図示しないジョイント部材としてのＯリングを介して着脱可能に連結され、他端が沸騰器３の下部ヘッダタンク２４に設けられた接続口２４ａに図示しないジョイント部材としてのＯリングを介して着脱可能に連結されている。

そして、沸騰器３、凝縮器４、気相冷媒用配管５および液相冷媒用配管６によって形成される冷媒回路に所定量の冷媒、例えば、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒が封入されている。

次に、上記した構成の冷却装置１の作用を説明する。

図１に示す通信機器９から発生する熱によって筐体２の内部温度が上昇した場合に、室内ファン７および室外ファン８が通電され、室内ファン７によって高温流体としての筐体２の内部空気が沸騰器３に送風され、室外ファン８によって低温流体としての外部空気が凝縮器４に送風される。これにより、沸騰器３では、図２に示す各チューブ２１内に満たされている液相冷媒が内部空気から受熱して沸騰し気相冷媒となる。この気相冷媒は、沸騰器３の各チューブ２１内を上昇して上部ヘッダタンク２３より気相冷媒用配管５を通って凝縮器４の上部ヘッダタンク２７へ流入する。凝縮器４では、上部ヘッダタンク２７から各チューブ２５へ分配された気相冷媒が各チューブ２５を流れる際に室外ファン８の送風を受けて冷却され、潜熱を放出してチューブ２５の壁面に凝縮して液相冷媒となる。この液相冷媒は、液滴となって凝縮器４の下部ヘッダタンク２８へ滴下する。下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９に溜まった液相冷媒は、液相冷媒用配管６を通って沸騰器３の下部ヘッダタンク２４へ流入し、下部ヘッダタンク２４から再び沸騰器３の各チューブ２１へ供給されて、上記サイクルを繰り返す。

以上のように、冷媒が沸騰と凝縮とを繰り返して沸騰器３と凝縮器４とを自然循環することにより、筐体２の内部空気が冷却され、通信機器９の温度上昇が抑制される。

本実施形態では、図２に示すように、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８を液相冷媒が満たす位置Ｔ１に液相冷媒の液面が位置する程の冷媒量が封入されている。すなわち、図２中の斜線を付した沸騰器３全体と凝縮器４の下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９を満たす量の冷媒が封入されている。これは、沸騰器３のチューブ２１およびフィン２２によって構成されるコア部が液相冷媒で満たされており、かつ、凝縮器４のチューブ２５およびフィン２６によって構成されるコア部に液相冷媒の液面が位置していないときに、冷却性能が最も高くなるからである。なお、液面の位置は、沸騰器３および凝縮器４が作用している場合と作用していない場合とでは大きな変動はない。これは、沸騰器３および凝縮器４が作用している場合では、液相冷媒が沸騰することで液相冷媒が減少するが、液相冷媒の沸騰時では液相冷媒中に気相冷媒が存在するからである。

具体的には、本実施形態では、冷媒回路に合計８００ｇの液相冷媒が封入されている。沸騰器３の上部ヘッダタンク２３、下部ヘッダタンク２４、チューブ２１の容積は、それぞれ、７０ｇ、７０ｇ、３１０ｇの液相冷媒を収容できる大きさであり、沸騰器３全体の容積は４５０ｇの液相冷媒を収容できる大きさである。また、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８、液相冷媒貯蔵タンク２９の容積は、それぞれ、７０ｇ、２８０ｇの液相冷媒を収容できる大きさであり、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８、液相冷媒貯蔵タンク２９の合計容積は３５０ｇの液相冷媒を収容できる大きさである。

ここで、図４に本実施形態の冷却装置における冷却性能と冷媒量との関係を示す。なお、図４では、比較例１として、本実施形態の冷却装置１に対して液相冷媒貯蔵タンク２９の代わりに、上記特許文献１に記載の冷却装置と同様に液相冷媒を貯蔵するための配管部分を設け、この配管部分の容積を液相冷媒貯蔵タンク２９と同じ容積とした場合の冷却性能と冷媒量との関係も示している。また、図５（ａ）に第１実施形態よりも冷媒量を減らした状態を示し、図５（ｂ）に第１実施形態よりも冷媒量を増やした状態を示す。

本実施形態では、上記の通り、沸騰器３全体の容積は液相冷媒４５０ｇ分であるので、図４に示すように、冷媒回路に封入される冷媒量が４５０ｇ未満の範囲では冷媒量が減少するにつれて冷却性能が低下し、冷媒量が４５０ｇ以上８００ｇ以下の範囲では高い冷却性能を維持し、冷媒量が８００ｇを超える範囲では冷媒量が増大するにつれて冷却性能が低下する。冷媒量が４５０ｇ未満の範囲のときに冷却性能が低いのは、図５（ａ）に示すように、液相冷媒の液面の位置Ｔ２が沸騰器３の上部ヘッダタンク２３よりも低いためであり、冷媒量が８００ｇを超える範囲のときに冷却性能が低いのは、図５（ｂ）に示すように、液相冷媒の液面の位置Ｔ３が凝縮器４の下部ヘッダタンク２８よりも高いためである。

したがって、本実施形態によれば、冷媒量が８００ｇから４５０ｇまで減少しても高い冷却性能を維持することができる。ここで、本実施形態の冷却装置１においてＯリングからの冷媒の漏れ量は２０年間で約３５０ｇであるが、本実施形態では、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８、液相冷媒貯蔵タンク２９に３５０ｇの液相冷媒を貯蔵しているので、貯蔵分の冷媒が無くなるまで、すなわち、２０年間は高い冷却性能を維持することができる。

また、比較例１において、内径が１０．３ｍｍの配管で３５０ｇの冷媒を貯蔵しようとすると、４００ｃｍの配管を追加する必要があり、４００ｃｍの配管を追加する前と比較して、圧力損失が１４％増加し、冷却性能が８％低下してしまう。

これに対して、本実施形態では、長い冷媒配管で液相冷媒を貯蔵せず、冷媒配管よりも太い、すなわち、流路断面積が大きな液相冷媒貯蔵タンク２９に液相冷媒を貯蔵しているので、比較例１と比較して、冷媒の圧力損失を低減でき、図４に示すように、同じ沸騰器３および凝縮器４を用いた比較例１よりも、冷却性能を約８％向上させることができる。この８％とは、比較例１の冷却性能を１００％としたときの値である。

また、比較例１では、４００ｃｍの配管を設置するスペースが必要となるため、冷却装置が大型化してしまうという問題がある。これに対して、本実施形態によれば、４００ｃｍの配管を設置するのに必要なスペースよりも小さなスペースで済むので、冷却装置の大型化を抑制できる。

また、本実施形態では、以下の理由により、沸騰器３の各ヘッダタンク２３、２４、凝縮器４の各ヘッダタンク２７、２８のうち、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８に液相冷媒貯蔵タンク２９を設けている。

本実施形態と異なり、沸騰器３の下部ヘッダタンク２４に液相冷媒貯蔵タンクを設けた場合、液相冷媒貯蔵タンクに液相冷媒を蓄えても、冷媒の漏れが発生した際に、沸騰器３のコア部よりも高い位置に、液相冷媒の液面の位置を保持できず、液相冷媒貯蔵タンクを設けたことによる効果が得られない。

沸騰器３の上部ヘッダタンク２３に冷媒貯蔵タンクを設けた場合、沸騰器３の上部ヘッダタンク２３は、沸騰器３のコア部で沸騰気化した冷媒が流入するところであるため、冷媒貯蔵タンクにも気相冷媒が流入するが、冷媒貯蔵タンクに貯蔵される液相冷媒が気相冷媒の流れを阻害してしまうという問題が発生する。

また、凝縮器４の上部ヘッダタンク２７に冷媒貯蔵タンクを設けた場合、凝縮器４の上部ヘッダタンク２７は気相冷媒のみが流入することから、冷媒貯蔵タンクには気相冷媒が貯蔵されることとなり、本実施形態と同じ量の冷媒を貯蔵しようとすると冷媒貯蔵タンクの容積が本実施形態の場合と比較して非常に大きくなってしまう。

これに対して、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８に液相冷媒貯蔵タンク２９を設けることにより、冷媒の漏れが発生した際でも、沸騰器３のコア部よりも高い位置に液相冷媒の液面の位置を保持でき、冷媒の流れを阻害することもなく、気相冷媒を貯蔵する場合よりも容積を小さくできる。

ところで、冷媒を貯蔵するという観点では、冷媒配管５、６の一部を太くして、その太い部分に液相冷媒を貯蔵することが考えられる。しかし、この場合、冷媒配管を用意する際に、通常の太さの部分とその部分よりも太い部分とをトーチろう付け等によって接合する工程が必要となってしまう。これに対して、本実施形態では、凝縮器４の一体ろう付け時に、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９とを接合させるので、本実施形態の方が簡単に製造できる。

なお、本実施形態では、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９の合計容積を、３５０ｇの液相冷媒を収容できる大きさとしていたが、他の大きさに変更しても良い。ただし、通信機器冷却装置は、一般的に１０年連続稼動されることが多く、高い冷却性能を少なくとも１０年間維持することが必要であるため、これらの合計容積を少なくとも１７５ｇの液相冷媒を収容できる容積とすることが好ましい。

（第２実施形態）
第１実施形態では、凝縮器４の下部ヘッダタンク２８と、その底部に設けた液相冷媒貯蔵タンク２９とによって凝縮器４の第１ヘッダタンク２７よりも容積が大きな第２ヘッダタンクを構成していたが、液相冷媒貯蔵タンク２９を省略し、下部ヘッダタンク２８を大径化して容積を、第１実施形態における下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９の合計容積と同じ大きさとしても良い。

このようにして、凝縮器４の第１ヘッダタンク２７および騰器３の上部、下部ヘッダタンク２３、２４よりも容積が大きな第２ヘッダタンクを構成しても良い。

（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９の接合面３０、４０のそれぞれに複数の貫通穴３１、４１を設けていたが、これらの複数の貫通穴３１、４１を下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９の長手方向でつなげた１つの連通穴としても良い。

ただし、この場合、図３中の下部ヘッダタンク２８の隣り合う貫通穴３１の間の部分３２および液相冷媒貯蔵タンク２９の隣り合う貫通穴４１の間の部分４２が省略された構造であるため、第１実施形態と比較して、接合面積が小さく、下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９の接合部の外周方向に沿った方向での強度、すなわち、接合面３０、４０における両タンクの長手方向に直交する方向での強度が低下し、下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９の破裂に対する強度が低下してしまう。

したがって、この場合よりも、第１実施形態のように、下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９の接合面３０、４０のそれぞれに複数の貫通穴３１、４１を設け、複数の貫通穴３１、４１の間に補強部３２、４２を設けた構造とすることが好ましい。すなわち、図３中の下部ヘッダタンク２８の隣り合う貫通穴３１の間の部分３２および液相冷媒貯蔵タンク２９の隣り合う貫通穴４１の間の部分４２は、下部ヘッダタンク２８と液相冷媒貯蔵タンク２９の接合部の外周方向に沿った方向での強度を確保する補強部材として機能する部分であるので、これらを積極的に設けることが好ましい。

（２）第１実施形態では、沸騰器３、凝縮器４、気相冷媒用配管５および液相冷媒用配管６によって形成される冷媒回路が１つであったが、冷媒回路を複数としても良い。この場合、例えば、複数の沸騰器３同士を空気流れに対して直列に配置し、複数の凝縮器４同士を空気流れに対して直列に配置する。

（３）第１実施形態では、室内ファン７を沸騰器用ケース１０に収容していたが、沸騰器用ケース１０とは別のケースに室内ファン７を収容しても良い。同様に、室外ファン８を凝縮器用ケース１２に収容していたが、凝縮器用ケース１２とは別のケースに室外ファン８を収容しても良い。

（４）上記した各実施形態では、携帯電話通信網基地局の通信機器が収容された筐体内を冷却する冷却装置を例として説明したが、他の筐体の内部に収容された発熱体を冷却する冷却装置においても本発明は適用可能である。

本発明の第１実施形態における冷却装置１の全体構成を示す図である。図１中の冷却装置１を図１中の矢印Ａ１方向から見たときの沸騰器３および凝縮器４の正面図である。図２中の下部ヘッダタンク２８および液相冷媒貯蔵タンク２９の分解斜視図である。第１実施形態の冷却装置における冷却性能と冷媒量との関係を示す（ａ）は図２の状態よりも冷媒量を減らした状態の沸騰器３および凝縮器４の正面図であり、（ｂ）は図２の状態よりも冷媒量を増やした状態の沸騰器３および凝縮器４の正面図である。

符号の説明

１冷却装置
２筐体
３沸騰器
４凝縮器
２３沸騰器の上部ヘッダタンク
２４沸騰器の下部ヘッダタンク
２７凝縮器の上部ヘッダタンク
２８凝縮器の下部ヘッダタンク
２９液相冷媒貯蔵タンク

Claims

発熱体（９）が収容された筐体（２）の内部を冷却する冷却装置であって、
内部を冷媒が流れ、鉛直方向に平行に配された複数本のチューブ（２１）と、前記複数本のチューブ（２１）の上端に連通するとともに水平方向に平行に配された第１ヘッダタンク（２３）と、前記複数本のチューブ（２１）の下端に連通するとともに水平方向に平行に配された第２ヘッダタンク（２４）とを有し、前記筐体（２）の内部に配され、内部を流れる冷媒と前記筐体（２）の内部の高温流体との熱交換を行う高温側熱交換器（３）と、
内部を冷媒が流れ、鉛直方向に平行に配された複数本のチューブ（２５）と、前記複数本のチューブ（２５）の上端に連通するとともに水平方向に平行に配された第１ヘッダタンク（２７）と、前記複数本のチューブ（２５）の下端に連通するとともに水平方向に平行に配された第２ヘッダタンク（２８、２９）とを有し、前記筐体（２）の外部で前記高温側熱交換器（３）より高い位置に配され、内部を流れる冷媒と前記筐体（２）の外部の低温流体との熱交換を行う低温側熱交換器（４）と、
一端が前記高温側熱交換器（３）の上部（２３ａ）に連結され、他端が前記低温側熱交換器（４）の上部（２７ａ）に連結されて、前記高温側熱交換器（３）で沸騰気化した気相冷媒を前記低温側熱交換器（４）へ導入する気相冷媒用配管（５）と、
一端が前記低温側熱交換器（４）の下部（２９ａ）に連結され、他端が前記高温側熱交換器（３）の下部（２４ａ）に連結されて、前記低温側熱交換器（４）で凝縮した液相冷媒を前記高温側熱交換器（３）へ導入する液相冷媒用配管（６）とを備え、
前記低温側熱交換器（４）の前記第２ヘッダタンク（２８、２９）は、前記液相冷媒用配管（６）よりも流路断面積が大きく、かつ、前記低温側熱交換器（４）の前記第１ヘッダタンク（２７）および前記高温側熱交換器（３）の前記第１、第２ヘッダタンク（２３、２４）よりも容積が大きくなっており、
前記低温側熱交換器（４）の前記第２ヘッダタンク（２８、２９）に所定量の液相の予備冷媒を蓄えるようにしたことを特徴とする冷却装置。
前記低温側熱交換器（４）の前記第２ヘッダタンクは、前記複数本のチューブ（２１）の下端に連通する下部ヘッダタンク（２８）と、前記下部ヘッダタンク（２８）の内部と連通可能な状態で前記下部ヘッダタンク（２８）に取り付けられ、前記下部ヘッダタンク（２８）に平行に配置された筒状である液相冷媒を貯蔵するための冷媒貯蔵用タンク（２９）とを有する構成であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
前記下部ヘッダタンク（２８）と前記冷媒貯蔵用タンク（２９）とは接合されており、
前記下部ヘッダタンク（２８）と前記冷媒貯蔵用タンク（２９）との接合面（３０、４０）に、前記下部ヘッダタンク（２８）の内部と前記冷媒貯蔵用タンク（２９）の内部とを連通させる複数の穴（３１、４１）が前記下部ヘッダタンク（２８）および前記冷媒貯蔵用タンク（２９）の長手方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
前記気相冷媒用配管（５）および前記液相冷媒用配管（６）は、ゴム製のＯリングを介して、前記低温側熱交換器（４）および前記高温側熱交換器（３）と連結されており、
前記下部ヘッダタンク（２８）と前記冷媒貯蔵用タンク（２９）との合計容積は、少なくとも１７５ｇの液相冷媒を収容できる容積であることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。