JP2016225483A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内への雨滴の浸入を抑えるとともに冷却対象であるキャビネット内への雨滴の浸入を抑えることができる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置２０の筐体２１は、外気を導入する外気導入口２４ａと、熱交換器３１で熱交換された空気（外気）を吐出する外気吐出口２４ｂとが筐体２１の外側面２４，４４側において筐体２１の長手方向に並ぶように設けられる。筐体２１は、外気導入口２４ａ及び外気吐出口２４ｂが設けられる外側面２４側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて冷却対象であるキャビネット１０に取り付けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換器を有する冷却装置に関する。

従来より、熱源を筐体内や部屋内に有する装置や構造物において、内気を冷却するための冷却装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の冷却装置は、筐体内に熱交換器を備えた第１冷却装置と、冷凍サイクルを利用した第２冷却装置とを備え、それらを冷却対象であるキャビネットに取り付けることでキャビネット内の熱源を冷却するような構成となっている。

特開２０１３−１９７１３９号公報

ところで、筐体内に熱交換器を備える冷却装置は、内気と熱交換を行うために、外気を取り込む取込口と、熱交換後に温められた空気を外部に吹き出させる吹出口とが設けられる。前記取込口及び吹出口は、比較的外部に曝されることとなる。このため、冷却装置を屋外で用いる場合には、前記取込口や吹出口から筐体内に雨滴が浸入する虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、筐体内への雨滴の浸入を抑えるとともに冷却対象内への雨滴の浸入を抑えることができる冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、冷却装置は、一方向に長い直方体状の筐体と、該筐体内に収容されて冷却対象内の内気及び外気を互いに通過させてその内外気間で熱交換を行う熱交換器とを有する冷却装置であって、前記筐体は、外気を導入する導入口と、前記熱交換器で熱交換された空気を吐出する吐出口とが前記筐体の一面側において該筐体の長手方向に並ぶように設けられ、前記筐体は、前記導入口及び前記吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられる。

本発明の冷却装置によれば、筐体内への雨滴の浸入を抑えるとともに冷却対象内への雨滴の浸入を抑えることができる。

一実施形態の冷却装置を備えたキャビネットの概略構成図である。 同上における冷却装置の構成図である。 同上における冷却装置の構成図である。

以下、冷却装置を備えたキャビネットの一実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、キャビネット１０は、略箱状に形成され、内部に熱源１１を有する。熱源１１は例えばバッテリなどが挙げられる。

図１に示すように、キャビネット１０には、第１冷却装置２０と、第２冷却装置４０とが設けられる。キャビネット１０において第１冷却装置２０が取り付けられる第１取付面１０ａと、キャビネット１０に第２冷却装置４０が取り付けられる第２取付面１０ｂとは、相対するようになっている。

（第１冷却装置）
図２に示すように、第１冷却装置２０は、一方向（略鉛直方向）に長い直方体状の筐体２１と、筐体２１内に設けられる熱交換器３１とを有する。

図２に示すように、筐体２１は、前記キャビネット１０に対して取り付けられる取付面２２には、長手方向（略鉛直方向）下側に内気導入口２２ａが設けられ、内気導入口２２ａよりも鉛直方向上側に離間した位置に内気吐出口２２ｂが設けられている。筐体２１の内部においては、内気導入口２２ａと内気吐出口２２ｂとの間に内気送風路２３が構成されている。内気導入口２２ａには冷却対象であるキャビネット１０からの内気が導入され、内気送風路２３の通過により冷却された低温内気が内気吐出口２２ｂからキャビネット１０内に吐出される。

また、取付面２２とは反対側の筐体２１の外側面２４には、長手方向（略鉛直方向）上側に外気導入口２４ａが設けられ、外気導入口２４ａよりも下側に離間した位置に外気吐出口２４ｂが設けられている。なお、外気導入口２４ａは、内気吐出口２２ｂよりも鉛直方向上側に設けられ、外気吐出口２４ｂは内気吐出口２２ｂよりも鉛直方向下側で且つ内気導入口２２ａよりも上側に設けられている。筐体２１の内部においては、外気導入口２４ａと外気吐出口２４ｂとの間に外気送風路２５が構成されている。外気導入口２４ａには第１冷却装置２０の周囲の外気が導入され、外気送風路２５の通過、即ち内気冷却時の排熱により加温された高温外気が外気吐出口２４ｂから外部に排出される。

図２に示すように、筐体２１の内部には、内気を冷却する手段として熱交換器３１が備えられている。熱交換器３１は、例えば対向流方式であり、内外気の互いの流通が無く内外気間で熱交換を行う装置である。また、筐体２１の内部には、内気送風路２３において内気の気流を生じさせる内気用送風機３２と、外気送風路２５において外気の気流を生じさせる外気用送風機３３とを備えている。

内気送風路２３においては、内気導入口２２ａの近傍に内気用送風機３２が配置され、次いで熱交換器３１が配置されている。つまり、内気用送風機３２が駆動されて送風動作を行うと、内気導入口２２ａから導入されるキャビネット１０内の内気が熱交換器３１を通過して内気吐出口２２ｂからキャビネット１０内に吐出される。

外気送風路２５においては、外気導入口２４ａの近傍に外気用送風機３３が配置され、次いで熱交換器３１が配置されている。つまり、外気用送風機３３が駆動されて送風動作を行うと、外気導入口２４ａから導入される第１冷却装置２０の周囲の外気が熱交換器３１を通過して外気吐出口２４ｂから第１冷却装置２０の外部且つキャビネット１０の外部に吐出される。

図２に示すように、筐体２１には、外気導入口２４ａを覆うカバー３５と、外気吐出口２４ｂを覆うカバー３６とが備えられる。各カバー３５，３６は、それぞれ開口部３５ａ，３６ａを有し、外気の導入や吐出が可能となっている。外気導入口２４ａを覆うカバー３５は、筐体２１に取り付けられた状態で開口部３５ａが前記外気導入口２４ａよりも鉛直方向下側に位置するように構成されている。

上記のように構成された第１冷却装置２０の筐体２１は、キャビネット１０の第１取付面１０ａ側に形成された略矩形状の開口部１０ｃを塞ぐ態様で取付部Ｔ１，Ｔ２を含む取付部材によって取り付けられる。取付部Ｔ１，Ｔ２は、断面略Ｌ字状の棒状をなすように形成される。冷却装置２０の外形寸法は、取付部Ｔ１，Ｔ２を含む取付部材によって略矩形状の開口部１０ｃよりも若干大きくなるよう構成される。

筐体２１の上方において、筐体２１をキャビネット１０に対して取り付ける取付部Ｔ１は、Ｌ字状をなす部位の開き角が鈍角（例えば９０度より大きく９３度以下の範囲の鈍角）となるよう構成される。筐体２１の下方において、筐体２１をキャビネット１０に対して取り付ける取付部Ｔ２は、Ｌ字状をなす部位の開き角が鋭角（例えば９０度より小さく８７度以上の範囲の鋭角）となるよう構成される。つまり、取付部Ｔ１，Ｔ２を用いることによって、筐体２１の取付面２２とは反対側の外側面２４が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて冷却対象であるキャビネット１０に取り付けられる。外側面２４の長手方向と鉛直方向とがなす傾倒角度は、仮に筐体２１内に雨滴が浸入した場合であっても外側面２４側（キャビネット１０から離間する方向）に流れる角度が好ましく、０度より大きく３度以下が好ましい。

（第２冷却装置）
図３に示すように、第２冷却装置４０は、第１冷却装置２０と略同様の構成をなしている。第２冷却装置４０は、一方向（略鉛直方向）に長い直方体状の筐体４１と、筐体４１内に設けられる熱交換器５１とを有する。

筐体４１は、前記キャビネット１０に対して取り付けられる取付面４２には、長手方向（略鉛直方向）上側に内気導入口４２ａが設けられ、内気導入口４２ａよりも鉛直方向下側に離間した位置に内気吐出口４２ｂが設けられている。筐体４１の内部においては、内気導入口４２ａと内気吐出口４２ｂとの間に内気送風路４３が構成されている。内気導入口４２ａには冷却対象であるキャビネット１０からの内気が導入され、内気送風路４３の通過により冷却された低温内気が内気吐出口４２ｂからキャビネット１０内に吐出される。

また、取付面４２とは反対側の筐体４１の外側面４４には、長手方向（略鉛直方向）下側に外気導入口４４ａが設けられ、外気導入口４４ａよりも上側に離間した位置に外気吐出口４４ｂが設けられている。なお、外気導入口４４ａは、内気吐出口４２ｂよりも鉛直方向下側に設けられ、外気吐出口４４ｂは内気吐出口４２ｂよりも鉛直方向上側で且つ内気導入口４２ａよりも下側に設けられている。筐体４１の内部においては、外気導入口４４ａと外気吐出口４４ｂとの間に外気送風路４５が構成されている。外気導入口４４ａには第２冷却装置４０の周囲の外気が導入され、外気送風路４５の通過、即ち内気冷却時の排熱により加温された高温外気が外気吐出口４４ｂから外部に排出される。

筐体４１の内部には、内気を冷却する手段として熱交換器５１が備えられている。熱交換器５１は、例えば対向流方式であり、内外気の互いの流通が無く内外気間で熱交換を行う装置である。また、筐体４１の内部には、内気送風路４３において内気の気流を生じさせる内気用送風機５２と、外気送風路４５において外気の気流を生じさせる外気用送風機５３とを備えている。

内気送風路４３においては、内気導入口４２ａの近傍に内気用送風機５２が配置され、次いで熱交換器５１が配置されている。つまり、内気用送風機５２が駆動されて送風動作を行うと、内気導入口４２ａから導入されるキャビネット１０内の内気が熱交換器５１を通過して内気吐出口４２ｂからキャビネット１０内に吐出される。

外気送風路４５においては、外気導入口４４ａの近傍に外気用送風機５３が配置され、次いで熱交換器５１が配置されている。つまり、外気用送風機５３が駆動されて送風動作を行うと、外気導入口４４ａから導入される第２冷却装置４０の周囲の外気が熱交換器５１を通過して外気吐出口４４ｂから第２冷却装置４０の外部且つキャビネット１０の外部に吐出される。

図３に示すように、筐体４１には、外気導入口４４ａを覆うカバー５５と、外気吐出口４４ｂを覆うカバー５６とが備えられる。各カバー５５，５６は、それぞれ開口部５５ａ，５６ａを有し、外気の導入や吐出が可能となっている。外気導入口４４ａを覆うカバー５５は、筐体４１に取り付けられた状態で開口部５５ａが前記外気導入口４４ａよりも鉛直方向下側に位置するように構成されている。

上記のように構成された第２冷却装置４０の筐体４１は、キャビネット１０の第２取付面１０ｂ側に形成された略矩形状の開口部１０ｄを塞ぐ態様で取付部Ｔ１，Ｔ２を含む取付部材によって取り付けられる。

取付部Ｔ１，Ｔ２は、第１冷却装置２０の取付部Ｔ１，Ｔ２と同様な構成とされる。つまり、筐体４１の上方において、筐体４１をキャビネット１０に対して取り付ける取付部Ｔ１は、Ｌ字状をなす部位の開き角が鈍角（例えば９０度より大きく９３度以下の範囲の鈍角）となるよう構成される。筐体４１の下方において、筐体４１をキャビネット１０に対して取り付ける取付部Ｔ２は、Ｌ字状をなす部位の開き角が鋭角（例えば９０度より小さく８７度以上の範囲の鋭角）となるよう構成される。これによって、筐体４１の取付面４２とは反対側の外側面４４が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて冷却対象であるキャビネット１０に取り付けられる。外側面４４の長手方向と鉛直方向とがなす傾倒角度は、仮に筐体２１内に雨滴が浸入した場合であっても外側面２４側（キャビネット１０から離間する方向）に流れる角度が好ましく、０度より大きく３度以下が好ましい。

次に、第１冷却装置２０，第２冷却装置４０の動作（作用）について説明する。

第１冷却装置２０，第２冷却装置４０は、各内気用送風機３２，５２及び各外気用送風機３３，５３が送風動作される。内気用送風機３２，５２の送風動作により、内気が各内気送風路２３，４３を流れ、各熱交換器３１，５１の内気側流路を通過する。また、外気用送風機３３，５３の送風動作により、外気が外気送風路２５，４５を流れ、熱交換器３１，５１の外気用流路を通過する。これにより、熱交換器３１，５１にて内気の吸熱がなされるとともに、外気に対して排熱がなされ、冷却された内気がキャビネット１０内に供給される。

このとき、第１冷却装置２０では、暖かい内気が鉛直方向下側の内気導入口２２ａから導入され、冷やされた内気が鉛直方向上側の内気吐出口２２ｂより吐出される。一方、第２冷却装置４０では、暖かい内気が鉛直方向上側の内気導入口４２ａから導入され、冷やされた内気が鉛直方向下側の内気吐出口４２ｂから吐出される。即ち、第１冷却装置２０と第２冷却装置４０とでは、冷やされた内気の吐出位置が異なるため、キャビネット１０内において循環気流が生じやすくなっている。

次に、本実施形態の効果を記載する。

（１）本実施形態の冷却装置２０，４０の各筐体２１，４１は、外気を導入する外気導入口２４ａ，４４ａと、熱交換器３１，５１で熱交換された空気を吐出する外気吐出口２４ｂ，４４ｂとが筐体２１，４１の外側面２４，４４側において筐体２１，４１の長手方向に並ぶように設けられる。筐体２１，４１は、外気導入口２４ａ，４４ａ及び外気吐出口２４ｂ，４４ｂが設けられる外側面２４，４４側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて冷却対象であるキャビネット１０に取り付けられる。このように、筐体２１，４１において雨滴の浸入路となりうる外気導入口２４ａ，４４ａ及び外気吐出口２４ｂ，４４ｂが鉛直方向下側寄りに向くことになるため、鉛直方向上側から降雨があっても雨滴が浸入しにくくなっている。これにより、冷却対象であるキャビネット１０内への雨滴の浸入を抑えることができる。

（２）筐体２１，４１は、取付部Ｔ１，Ｔ２によって外気導入口２４ａ，４４ａ及び外気吐出口２４ｂ，４４ｂが設けられる外側面２４，４４側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されてキャビネット１０に取り付けられる。即ち、断面略Ｌ字状の取付部Ｔ１，Ｔ２の開き角を調整することで、筐体２１，４１を鉛直方向下向きよりに傾倒させることができる。

（３）第１冷却装置２０の筐体２１は、外気導入口２４ａが鉛直方向上側寄りに位置し、外気吐出口２４ｂが鉛直方向下側寄りに位置する。このように、外気導入口２４ａが外気吐出口２４ｂよりも鉛直方向上側寄り（上方）に位置する筐体２１に傾倒させ無い場合、外気導入口２４ａから雨滴の浸入の可能性が高いが、傾倒させることでその可能性を低くすることができる。さらに、筐体２１内に雨滴が浸入したとしても、筐体２１が傾倒されているためキャビネット１０内への浸入を抑えることができる。

（４）筐体は、箱状のキャビネット１０の第１取付面１０ａ側に設けられる第１筐体としての筐体２１と、キャビネット１０の第１取付面１０ａと相対する第２取付面１０ｂ側に設けられる第２筐体としての筐体４１とを有する。筐体２１及び筐体４１はそれぞれ外気導入口２４ａ，４４ａ及び外気吐出口２４ｂ，４４ｂが設けられる外側面２４，４４側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されてキャビネット１０に取り付けられる。このような構成とすることで、キャビネット１０を中心として筐体２１，４１を対称位置に設けることができ、バランスよく配置することができる。

（５）カバー３５の開口部３５ａよりも鉛直方向上側に外気導入口２４ａが位置し、カバー５５の開口部５５ａよりも鉛直方向上側に外気導入口４４ａが位置する。すなわち、外気導入口２４ａ，４４ａよりも外部に位置するカバー３５，５５の開口部３５ａ，５５ａが各外気導入口２４ａ，４４ａよりも鉛直方向下側に位置するため、開口部３５ａ，５５ａから雨滴が浸入した場合であっても、それより上方の外気導入口２４ａ，４４ａに浸入することを抑えることができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、冷却対象であるキャビネット１０の両面（第１取付面１０ａ及び第２取付面１０ｂ）に第１冷却装置２０，第２冷却装置４０（筐体２１，４１）を設ける構成としたが、一方のみに第１冷却装置２０，第２冷却装置４０を設ける構成を採用してもよい。また、第１冷却装置２０のみを設ける構成や、第２冷却装置４０を設ける構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、第１冷却装置２０，第２冷却装置４０に熱交換器３１，５１を備える構成としたが、これに加えて冷凍サイクル又はペルチェ効果を利用した冷却部を備える構成を採用してもよい。

・上記実施形態では、カバー３５，３６，５５，５６を備える構成としたが、一部又は全部を省略した構成を採用してもよい。

・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に付記として追記する。

（付記１）一方向に長い直方体状の筐体と、該筐体内に収容されて冷却対象内の内気及び外気を互いに通過させてその内外気間で熱交換を行う熱交換器とを有する冷却装置であって、
前記筐体は、外気を導入する導入口と、前記熱交換器で熱交換された空気を吐出する吐出口とが前記筐体の一面側において該筐体の長手方向に並ぶように設けられ、
前記筐体は、前記導入口及び前記吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。

（付記２）付記１に記載の冷却装置において、
前記筐体は、取付部によって前記導入口及び前記吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。

（付記３）付記１又は２に記載の冷却装置において、
前記筐体は、導入口が鉛直方向上側寄りに位置し、前記吐出口が鉛直方向下側寄りに位置することを特徴とする冷却装置。

（付記４）付記１又は２に記載の冷却装置において、
前記筐体は、箱状の前記冷却対象の第１取付面側に設けられる第１筐体と、前記冷却対象の前記第１筐体が設けられる前記第１取付面と相対する第２取付面側に設けられる第２筐体とを有し、
前記第１筐体及び前記第２筐体はそれぞれ前記導入口及び前記吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。

本発明は、バッテリを収容するキャビネットの他、パワーコンディショナーを収容する室内やサーバールームの冷却に有用である。

１０…キャビネット（冷却対象）
１０ａ…第１取付面
１０ｂ…第２取付面
１１…熱源
２０…第１冷却装置（冷却装置）
２１…筐体（第１筐体）
２４…外側面
２４ａ…外気導入口
２４ｂ…外気吐出口
３１…熱交換器
４０…第２冷却装置（冷却装置）
４１…筐体（第２筐体）
４４…外側面
４４ａ…外気導入口
４４ｂ…外気吐出口
５１…熱交換器
Ｔ１…取付部
Ｔ２…取付部

Claims (4)

1. 一方向に長い直方体状の筐体と、該筐体内に収容されて冷却対象内の内気及び外気を互いに通過させてその内外気間で熱交換を行う熱交換器とを有する冷却装置であって、
   前記筐体は、外気を導入する外気導入口と、前記熱交換器で熱交換された空気を吐出する外気吐出口とが前記筐体の一面側において該筐体の長手方向に並ぶように設けられ、
   前記筐体は、前記外気導入口及び前記外気吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、
   前記筐体は、取付部によって前記外気導入口及び前記外気吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。
3. 請求項１又は２に記載の冷却装置において、
   前記筐体は、外気導入口が鉛直方向上側寄りに位置し、前記外気吐出口が鉛直方向下側寄りに位置することを特徴とする冷却装置。
4. 請求項１又は２に記載の冷却装置において、
   前記筐体は、箱状の前記冷却対象の第１取付面側に設けられる第１筐体と、前記第１取付面と相対する第２取付面側に設けられる第２筐体とを有し、
   前記第１筐体及び前記第２筐体はそれぞれ前記外気導入口及び前記外気吐出口が設けられる一面側が鉛直方向下向き寄りに傾倒されて前記冷却対象に取り付けられることを特徴とする冷却装置。

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