JP6931766B2 - Cooling system - Google Patents
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Description
本発明は、発熱体を収納した発熱体収容箱の冷却装置等に関するものである。 The present invention relates to a cooling device for a heating element storage box containing a heating element and the like.
発熱体としては例えばパワーコンディショナー等がある。 Examples of the heating element include a power conditioner and the like.
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変電設備である。 A power conditioner is a substation facility used in a photovoltaic power generation system or the like to convert a direct current into an alternating current.
パワーコンディショナーは、コンテナ等の発熱体収納箱の内部に収納されるため、コンテナ等の内部を冷却する必要がある。 Since the power conditioner is housed inside a heating element storage box such as a container, it is necessary to cool the inside of the container or the like.
冷却のための電力消費を抑えるため、コンテナの内部空間を冷却する空気調和機、コンテナの内部空間を換気する換気扇、および空気調和機と換気扇の使用を選択する制御装置を備えた変電設備が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 To reduce power consumption for cooling, a substation equipped with an air conditioner that cools the internal space of the container, a ventilation fan that ventilates the internal space of the container, and a control device that selects the use of the air conditioner and the ventilation fan is proposed. (See, for example, Patent Document 1).
また、換気扇の代わりに、外気を利用して、より電力消費を抑えることができる熱交換機としての冷却装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Further, a cooling device as a heat exchanger that can further reduce power consumption by using outside air instead of a ventilation fan has also been proposed (see, for example, Patent Document 2).
さらに冷却効率の高めた冷却装置が求められているが、従来の冷却装置では、発熱体によって暖められた空気がバランス良く流れず、冷却効率の向上が妨げられるおそれがあった。 Further, a cooling device having a higher cooling efficiency is required, but in the conventional cooling device, the air warmed by the heating element does not flow in a well-balanced manner, which may hinder the improvement of the cooling efficiency.
本発明はこのような課題を解決するものであり、発熱体により暖められた空気がバランス良く流れるようにすることで、冷却効率が向上した冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a cooling device having improved cooling efficiency by allowing air warmed by a heating element to flow in a well-balanced manner.
そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る冷却装置は、チャンバー部材と、ケーシングと、熱交換器とを有し、発熱体収納箱の内部の空気である内気を冷却する冷却装置であって、前記チャンバー部材は、前記発熱体収納箱の上面に設けられ、内気通過孔を有し、前記ケーシングは、前記チャンバー部材の上面に設けられ、内気吸込口、内気吹出口、外気吸込口、および外気吹出口を有し、前記熱交換器は、前記ケーシングの内部に設けられ、前記ケーシングは内部に、内気区画と、外気区画とを有し、前記内気通過孔は第1内気通過孔および第2内気通過孔を有し、前記第1内気通過孔および前記第2内気通過孔は、前記チャンバー部材の内部のチャンバー風路を流れる気流に沿って順に設けられ、前記チャンバー部材の内側において、前記第1内気通過孔と前記第2内気通過孔との間に、前記チャンバー風路に突出する第1突出部を設けたことを特徴としたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 Then, in order to achieve this object, the cooling device according to one aspect of the present invention has a chamber member, a casing, and a heat exchanger to cool the inside air which is the air inside the heating element storage box. In the cooling device, the chamber member is provided on the upper surface of the heating element storage box and has an inside air passage hole, and the casing is provided on the upper surface of the chamber member and has an inside air suction port and an inside air outlet. It has an outside air suction port and an outside air outlet, the heat exchanger is provided inside the casing, the casing has an inside air section and an outside air section inside, and the inside air passage hole is a first. It has an inside air passage hole and a second inside air passage hole, and the first inside air passage hole and the second inside air passage hole are sequentially provided along the airflow flowing through the chamber air passage inside the chamber member, and the chamber member. It is characterized in that a first protruding portion protruding into the chamber air passage is provided between the first inside air passing hole and the second inside air passing hole inside the chamber. It achieves the purpose.
本発明によれば、発熱体により暖められた空気がバランス良く流れるようにすることで、冷却効率が向上した冷却装置を得ることができる。 According to the present invention, a cooling device having improved cooling efficiency can be obtained by allowing the air warmed by the heating element to flow in a well-balanced manner.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
(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。
(Embodiment 1)
1 to 4 show an embodiment of the cooling device.
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。
As shown in FIG. 1, the
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。
The inside of the
発熱体収納箱2の後面は収納室3の内壁面にほぼ平行に近接している。
The rear surface of the heating
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。
An indoor
図2と図3に示すように、冷却装置1のケーシング11はチャンバー部材8を介して発熱体収納箱2の上面に複数(本実施形態では左側に3個、右側に1個、合計4個)、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。チャンバー部材8にはケーシング11の数量に応じた開口(本実施形態では左側に3個、右側に1個、合計4個)が内気通過孔9として設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of
図4に、冷却装置1の、(a)は内気区画側から見て右斜め上から、(b)外気区画側から見ては左斜め上からの内部透視斜視図を示す。
4A and 4B show an internal perspective perspective view of the
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、および外気送風機19を有している。
As shown in FIG. 4, the
ケーシング11の内部は、内外仕切板15で前後に分割された図4(a)の左側の内気区画16と図4(a)の右側の外気区画17を構成している。
The inside of the
内気送風機18を設ける場合は、ケーシング11の前面側に内気送風機仕切板18aで仕切られた内気送風機チャンバー18bを構成していてもよい。
When the
外気送風機19を設ける場合は、ケーシング11の後面側に第一板部19bおよび第二板部19cからなる外気送風機仕切板19aで仕切られた外気送風機チャンバー19dを構成していてもよい。この場合、外気送風機仕切板19aはケーシング11の一部となる。
When the
外気送風機チャンバー19d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てもよい。
Two
ケーシング11の後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19dのケーシング11後面の下側に外気吹出口13が備えられている。
An outside
ケーシング11の下面のうち、蒸発器21の下部に相当する部分に内気吸込口30が開口している。
The inside
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、内気吹出口14が開口している。
An
冷却装置1の内部の空気が内気吹出口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もよい。
The air inside the
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19d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が設けられてもよい。
In the
図5に、図4(b)のA−A’部分の断面を示す構成図を示す。 FIG. 5 shows a configuration diagram showing a cross section of the AA' portion of FIG. 4 (b).
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により前面側の内気区画16と後面側の外気区画17に分割されている。
As shown in FIG. 5, an inner /
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。
A
そして凝縮器20と蒸発器21と冷媒気管22および冷媒液管23の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。
A refrigerant cycle, that is, a thermosiphon is formed by enclosing the refrigerant inside the
凝縮器20と蒸発器21はそれぞれ3列(図示せず)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。
The
図6に蒸発器21(凝縮器20)の構成を示す。 FIG. 6 shows the configuration of the evaporator 21 (condenser 20).
蒸発器21または凝縮器20は、2本のヘッダー25の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構成している。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。
The
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。
In the above configuration, the cooling action of the
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。発熱により加熱された空気は、収納箱送風機71または内気送風機18により、内気流出口10からチャンバー部材8内へ流入する。収納箱送風機71を設ける場合は、収納箱送風機71は発熱体収納箱2の内気流出口10に接続される。
When a heating element such as a power conditioner operates, it generates heat. The air heated by the heat generation flows into the
チャンバー部材8内で水平方向に広がり整流された空気は内気通過孔9からそれぞれのケーシング11の内気区画16へ分散して流入する。
The air that spreads horizontally and is rectified in the
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区画16内を通過し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の下面に開口した内気吹出口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。
The inflowing air is first cooled by passing through the
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、内気吹出口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。
At this time, since the indoor
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。
That is, even if the air temperature in the
次に、図7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7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。
Next, as shown in FIG. 7, outside air is sucked into the outside
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19d内に設けた外気送風機19においても同様である。
Further, since the air dispersed and flowing into the
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空気は、ケーシング11の下面に設けた内気吹出口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。
Inside the
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。
In the
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。
That is, the
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。
With this configuration, the
次に、図8から図9を用いて、本実施形態の特徴部分について説明する。 Next, the feature portion of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 9.
図8は、発熱体収納箱2側(下側)から見たチャンバー部材8の斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of the
図8に示すように、チャンバー部材8の内側において、第1内気通過孔9aと第2内気通過孔9bとの間に、第1突出部81aが設けられている。
As shown in FIG. 8, a first protruding
また、チャンバー部材8の内側において、第2内気通過孔9bと第3内気通過孔9cとの間に、第2突出部81bが設けられている。
Further, inside the
第1突出部81a、第2突出部81bは、板状となっている。
The first protruding
チャンバー部材8の内部上面に、チャンバー部材8を補強する補強部を有していてもよい。
A reinforcing portion for reinforcing the
収納箱送風機71の上方にカバーが設けられている。なお、収納箱送風機71は、発熱体収納箱2の内部に設けてもよい。
A cover is provided above the
図9は、図8のB−B’部分の断面を示す概念図である。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing a cross section of the BB' portion of FIG.
図9に示すように、収納箱送風機71または内気送風機18(図7)により、発熱体収納箱2の内部の空気である内気の一部は、内気流出口10を通って、チャンバー部材8の内部に流入する。チャンバー部材8の内部に流入した内気は、チャンバー部材8内部のチャンバー風路84に沿うように水平方向に曲げられ、内気通過孔9(第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、第3内気通過孔9c等)を通って、ケーシング11へ分散して流入する。なお、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、および第3内気通過孔9cは、チャンバー風路84を流れる気流に沿って順に設けられる。
As shown in FIG. 9, by the
第1突出部81aにより、チャンバー風路84を流れる気流の一部の方向が曲げられ、第2内気通過孔9bに流れる空気の量を減少させ、第1内気通過孔9aに流れる空気の量を増加できる。この増加した気流は、気流の一部85aで表される。
The
このように、本実施の形態では、第1突出部81aを設けることで、第2内気通過孔9bに流れる空気の量が多くなり過ぎることを抑制し、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bに流れる空気の量のバランスを向上できる。この結果、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bから内気区画16に流入した空気がバランス良く蒸発器21に当たることになるため、冷却装置1の冷却効率を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, by providing the first protruding
また、チャンバー部材8の内側において、第2内気通過孔9bと第3内気通過孔9cとの間に、チャンバー風路84に突出する第2突出部81bを設けてもよい。そして、チャンバー風路84の方向に対して垂直な方向において、第2突出部81bは、第1突出部81aよりも長く突出しているという構成にしてもよい。
Further, inside the
第1突出部81aおよび第2突出部81bがなかった場合、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、第3内気通過孔9cの中で、最も下流側にある第3内気通過孔9cに流れる空気の量が最も多くなる傾向がある。第1突出部81aに加えて、第1突出部81aよりも長い第2突出部81bをさらに設けることで、この第3内気通過孔9cに流れる空気の量を効果的に減少させ、第2内気通過孔9bに流れる空気の量を増加できる。この増加した気流は、気流の一部85bで表される。この第2突出部81bをさらに設けることで、第3内気通過孔9cに流れる空気の量が多くなり過ぎることを抑制し、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9bおよび第3内気通過孔9cに流れる空気の量のバランスを向上できる。この結果、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、および第3内気通過孔9cから内気区画16に流入した空気がバランス良く蒸発器21に当たることになるため、冷却装置1の冷却効率をさらに向上することができる。
When the
以下、実施の形態1について、補足する。 Hereinafter, the first embodiment will be supplemented.
本発明の一態様に係る冷却装置1は、チャンバー部材8と、ケーシング11と、熱交換器24と、内外仕切板15とを有し、発熱体収納箱2の内部の空気である内気を冷却する冷却装置1であって、チャンバー部材8は、発熱体収納箱2の上面に設けられ、内気通過孔9を有し、ケーシング11は、チャンバー部材8の上面に設けられ、内気吸込口30、内気吹出口14、外気吸込口12、および外気吹出口13を有し、熱交換器24および内外仕切板15は、ケーシング11の内部に設けられ、熱交換器24は、凝縮器20と、蒸発器21とを含み、内外仕切板15は、ケーシング11の内部にそれぞれ独立した、内気区画16と、外気区画17とを形成し、内気区画16には蒸発器21を設け、内気の一部はチャンバー部材8の内部のチャンバー風路84から内気通過孔9、内気吸込口30、蒸発器21、内気吹出口14の順に流通し、外気区画17には凝縮器20を設け、外気の一部は外気吸込口12から凝縮器20、外気吹出口13の順に流通し、内気通過孔9は第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bを有し、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bは、チャンバー風路84を流れる気流に沿って順に設けられ、チャンバー部材8の内側において、第1内気通過孔9aと第2内気通過孔9bとの間に、チャンバー風路84に突出する第1突出部81aを設けたという構成を有する。
The
この構成によれば、第1突出部81aを設けることで、第2内気通過孔9bに流れる空気の量を減少させ、第1内気通過孔9aに流れる空気の量を増加できる。すなわち、第2内気通過孔9bに流れる空気の量が多くなり過ぎることを抑制し、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bに流れる空気の量のバランスを向上できる。この結果、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bから内気区画16に流入した空気がバランス良く蒸発器21に当たることになるため、冷却装置1の冷却効率を向上することができる。
According to this configuration, by providing the
また、内気通過孔9は、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bに加えて、第3内気通過孔9cを有し、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、および第3内気通過孔9cは、チャンバー風路84に沿って順に設けられ、チャンバー部材8の内側において、第2内気通過孔9bと第3内気通過孔9cとの間に、チャンバー風路84に突出する第2突出部81bを設け、チャンバー風路84の方向に対して垂直な方向において、第2突出部81bは、第1突出部81aよりも長く突出しているという構成にしてもよい。
Further, the inside
第1突出部81aに加えて、第1突出部81aよりも長い第2突出部81bをさらに設けることで、この第3内気通過孔9cに流れる空気の量を効果的に減少させ、第2内気通過孔9bに流れる空気の量を増加できる。すなわち、第3内気通過孔9cに流れる空気の量が多くなり過ぎることを抑制し、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9bおよび第3内気通過孔9cに流れる空気の量のバランスを向上できる。この結果、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9b、および第3内気通過孔9cから内気区画16に流入した空気がバランス良く蒸発器21に当たることになるため、冷却装置1の冷却効率をさらに向上することができる。
By further providing a second protruding
また、チャンバー部材8は、鉛直方向よりも水平方向に長い形状とし、チャンバー風路84の方向は、水平方向成分を有し、第1突出部81aは、チャンバー部材8の内部上面から下向きに突出しているという構成にしてもよい。
Further, the
発熱体収納箱2の内部の空気である内気の一部は、発熱体収納箱2の上面に設けられるチャンバー部材8の内部のチャンバー風路84を流れる。チャンバー風路84の方向は水平方向成分を有するため、内気の一部は下方の発熱体収納箱2から上方のチャンバー風路84に流れる際に、鉛直方向から水平方向よりに方向が曲げられる。このような内気の流れは、チャンバー風路84の下側領域の風速よりも上側領域の風速を高める。第1突出部81aがチャンバー部材の内部上面から下向きに突出することで、風速が高いチャンバー風路84の上側領域の風の一部を効果的に遮ることできる。この結果、第1内気通過孔9aおよび第2内気通過孔9bに流れる空気の量のバランスを効果的に向上できる。
A part of the inside air, which is the air inside the heating
また、チャンバー部材8は鉛直方向よりも水平方向に長い形状とし、チャンバー風路84の方向は、水平方向成分を有し、第2突出部81bは、チャンバー部材8の内部上面から下向きに突出しているという構成にしてもよい。
Further, the
この構成によれば、第2突出部81bがチャンバー部材8の内部上面から下向きに突出することで、風速が高いチャンバー風路84の上側領域の風の一部を効果的に遮ることできる。この結果、第1内気通過孔9a、第2内気通過孔9bおよび第3内気通過孔9cに流れる空気の量のバランスを効果的に向上できる。
According to this configuration, the second projecting
また、チャンバー部材8の内側において、チャンバー風路84に突出する第3突出部(不図示)を設け、第1突出部81a、第2突出部81b、および第3突出部は、チャンバー部材8の内部のチャンバー風路84に沿って順に設けられ、チャンバー風路84の方向に対して垂直な方向において、第3突出部は、第2突出部81bよりも長く突出しているという構成にしてもよい。
Further, inside the
この構成によれば、さらに多くの内気通過孔9がある場合に対応して、内気通過孔9の各々に流れる空気のバランスを向上することができる。 According to this configuration, it is possible to improve the balance of the air flowing through each of the inside air passage holes 9 in response to the case where there are more inside air passage holes 9.
また、第1突出部81aと第2内気通過孔9bとの間において、チャンバー部材8の内部上面に、チャンバー部材8を補強する補強部82を有し、チャンバー風路84の方向に対して垂直な方向において、第1突出部81aは、補強部82よりも長く突出しているという構成にしてもよい。
Further, between the
この構成によれば、チャンバー風路84における空気の流れを不必要に遮ることなく、スムーズに第1内気通過孔9aに導くことができる。この結果、チャンバー風路84における空気の圧力損失を低減でき、冷却装置1の冷却効率を向上することができる。なお、この構成と異なり、補強部82が第1突出部81aの下流側にではなく上流側に設けられていたり、第1突出部81aが補強部82よりも短く突出していたりすると、補強部82がチャンバー風路84における空気の流れを不必要に遮ることになり、チャンバー風路84における空気の圧力損失を増加させることになる。ただし、圧力損失の影響が大きくない場合は、補強部82が第1突出部81aの下流側にではなく上流側に設けられていたり、第1突出部81aが補強部82よりも短く突出していたりしてもよい。第2突出部81bの近傍に設けられる補強部82についても同様である。
According to this configuration, the air flow in the
また、発熱体収納箱2を収納する収納室3内において、発熱体収納箱2を冷却するという構成にしてもよい。
Further, the heating
この構成によれば、発熱体収納箱2を収納室3内に収納した状態でも、発熱体収納箱2を冷却することができる。なお、発熱体収納箱2は収納室3に収納されていなくても良い。この場合、内気吹出口14から吹き出された空気は発熱体収納箱2の内部に直接戻り、発熱体収納箱2の内部を循環するような構成となる。
According to this configuration, the heating
(実施の形態2)
図10〜図14において、図1〜図13と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
10 to 14, the same components as those in FIGS. 1 to 13 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図10(a)は、本発明の実施の形態2の冷却装置の左側面内部透視斜視図であり、図10(b)は、本発明の実施の形態2の冷却装置の右側面内部透視斜視図である。 FIG. 10A is a perspective view inside the left side surface of the cooling device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a perspective view inside the right side surface of the cooling device according to the second embodiment of the present invention. It is a figure.
図10(a)及び図10(b)に示すように、ケーシング11の内部において、熱交換器24と内気送風機18の間に内気区画16を、熱交換器24と外気送風機19の間に外気区画17を備えている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, inside the
ケーシング11の下面のうち、熱交換器24の下部に相当する部分に内気吸込口30が開口している。
The inside
図11は、図10(b)のC−C’断面を示す構成図である。 FIG. 11 is a configuration diagram showing a CC'cross section of FIG. 10 (b).
図11に示すように、ケーシング11の内部には熱交換器24が設けられている。熱交換器24は、外気流入口51、外気流出口52、内気流入口53、内気流出口54を有している。
As shown in FIG. 11, a
また、熱交換器24は、ケーシング11の内気吹出口14に近い側よりも、ケーシング11の外気吸込口12に近い側が低くなるように傾けて設けられている。
Further, the
図12は、本発明の実施の形態2の熱交換器の分解斜視図である。 FIG. 12 is an exploded perspective view of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention.
図12に示すように、熱交換器24は、長方形状で合成樹脂製の第1の板体55の表面上に、長方形状で合成樹脂製の第2の板体56を、第2の板体56の表面上に合成樹脂製の第3の板体57を、第3の板体57の表面上に合成樹脂製の第4の板体58((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で離した状態で図13のごとく重合させた構成としている。
As shown in FIG. 12, the
図示しないが、この第1の板体55、第2の板体56、第3の板体57、第4の板体58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。第1の板体55、第2の板体56、第3の板体57、第4の板体58は左右方向を長くした長方形状となっている。第4の板体58の表面において、整流壁は、外気流入口51となる板体の一端から外気流出口52となる他端側に向けて、途中で湾曲して伸延させている。第3の板体57の表面では、整流壁は、内気流入口53となる板体の一端から内気流出口54となる他端側に向けて、途中で湾曲して伸延させている。このような整流壁を有する板体を積層することによって、板体上に略L字状の送風レーンが複数できることになる。このような熱交換器24によれば、外気流入口51と外気流出口52を連通する外気風路と、内気流入口53と内気流出口54を連通する内気風路が、間に板体を介して交互に隣接している構成を得ることができる。図12において、外気風路は破線矢印で示し、内気風路は実線矢印で示す。
Although not shown, on the surfaces of the
この様な構成により、熱交換器24は、内気風路と外気風路が熱交換器24の内部で板体を介して交互に隣接しているので、内気と外気は直接接触することなく、内気と外気の間で板体を介して熱交換を行うことができる。すなわち、熱交換器24は、発熱体収納箱の内気と冷却装置の内部に取り込んだ屋外の外気との間で、空気の流通が無い状態で、発熱体収納箱の内気の熱を収納室の外部の屋外外気へ放熱する作用を示す積層型の顕熱交換器(熱交換素子)である。
With such a configuration, in the
図13は、本発明の実施の形態2の熱交換器の斜視図である。 FIG. 13 is a perspective view of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention.
図13に示すように、複数の板体を重合させた熱交換器24の上面側に、外気流入口51が形成されており、外気吸込口12を経由してケーシング11内に吸引された外気は外気流入口51から熱交換器24内に流入する。熱交換器24内に流入した空気は、図13の下部右側に示した外気流出口52から外気区画17内に流出する。なお、外気流出口52は、外気区画17および外気送風機19を経由して外気吹出口13と連通している。
As shown in FIG. 13, an
図13に示すように、熱交換器24の上面と外気流入口51の周縁部の境界部分に突出片42が設けられていてもよい。突出片42は、熱交換器24の上面において、板体の積層方向に長い板状部材の長辺の一端側をケーシング11の上部方向に屈曲させた部材である。
As shown in FIG. 13, the projecting
図14は、本発明の実施の形態2の冷却装置の内気の流れおよび外気の流れを示す構成図である。 FIG. 14 is a block diagram showing the flow of the inside air and the flow of the outside air of the cooling device according to the second embodiment of the present invention.
実施の形態2の構成における冷却装置1の冷却作用について、図14を用いて説明する。
The cooling action of the
発熱体収納箱2の内部において、図示しない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。発熱により加熱された空気は、収納箱送風機71または内気送風機18の作用により、発熱体収納箱2の内気流出口10からチャンバー部材8内へ流入する。収納箱送風機71を設ける場合は、収納箱送風機71は発熱体収納箱2の内気流出口10に接続される。
When a heating element such as a power conditioner (not shown) operates inside the heating
チャンバー部材8内で水平方向に広がり整流された空気は内気通過孔9に挿入された内気通過孔ガイド41からケーシング11の熱交換器24へ流入する。
The air that spreads horizontally in the
熱交換器24に流入した内気は、外気風路に隣接する内気風路を通過することにより、内気に比較して低温の外気により冷却される。冷却された内気は内気区画16内を通過し、内気送風機18に吸込まれ、90度方向転換し、垂直下方向に吹出される。この内気の流れを図14の太実線矢印で示している。
The inside air flowing into the
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、内気吹出口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。
At this time, since the indoor
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。
That is, even if the air temperature in the
次に、図14に示すように、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14に示す太破線矢印のように熱交換器24を通過し、外気に比較して高温の内気により加熱される。加熱された外気は外気送風機19に吸込まれ、90度方向転換し、垂直下方向に吹出され、外気吹出口13から収納室3の外に排出される。
Next, as shown in FIG. 14, the outside air is sucked into the outside
すなわち、熱交換器24は、内気風路と外気風路が熱交換器24の内部で板体を介して交互に隣接していることで内気と外気の間で熱交換を行い、発熱体収納箱の内気の熱を収納室の外部の屋外外気へ放熱する作用を示す積層型の顕熱交換器である。
That is, in the
なお、熱交換器24は、ケーシング11の外気吸込口12に近い側が低くなるように傾けて設けられている、すなわち外気風路の下流側が下流に向かうにつれて水平方向より下方に傾斜するように設けられているが、傾斜しないように設けてもよい。
The
なお、第1突出部81aまたは第2突出部81bの形状は、チャンバー風路84を流れる気流の方向に対して垂直な成分を有する板状としたが、このような形状に限らず、気流を妨げる形状であれば他の形状であってもよい。また、第1突出部81aまたは第2突出部81bはチャンバー部材8の内部上面に固定される以外にも、チャンバー部材8の内部側面に固定されてもよい。第1突出部81aまたは第2突出部81bは、チャンバー内仕切板として、補強部82と一体化していてもよい。
The shape of the first protruding
また、外気は発熱体収納箱2の外部の空気である。ただし、発熱体収納箱2が収納室3に収納されている場合は、外気は収納室3の外部の空気を意味する。
Further, the outside air is the air outside the heating
また、ケーシング11の形状は発熱体収納箱2の前面より突出していなくてもよく、通常の直方体などのその他の形状であってもよい。
Further, the shape of the
また、実施の形態1及び実施の形態2で述べた構成は、1例を示したものであり、収納室3、空調機6、内気送風機18、内気送風機仕切板18a、内気送風機チャンバー18b、外気送風機仕切板19a、外気送風機チャンバー19d、収納箱送風機71、第3内気通過孔9c、第2突出部81b、補強部82、カバー83などは必須の構成ではない。
Further, the configurations described in the first and second embodiments show one example, which includes a
また、実施の形態1及び実施の形態2の発明は、発熱体収納箱2を冷却する冷却装置1に関するものであるため、発熱体収納箱2自体は冷却装置1の構成に含まれていなくてもよい。
Further, since the inventions of the first embodiment and the second embodiment relate to the
また、本発明に係る冷却装置について、熱交換器とは例えばサーモサイフォン型のものや熱交換素子などを含むものである。 Further, in the cooling device according to the present invention, the heat exchanger includes, for example, a thermosiphon type or a heat exchange element.
以上、本発明に係る冷却装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Although the cooling device according to the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment. As long as the gist of the present invention is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining components in different embodiments is also included in the scope of the present invention. ..
本発明に係る冷却装置は、冷却効率が向上した冷却装置等として有用である。 The cooling device according to the present invention is useful as a cooling device or the like with improved cooling efficiency.
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 チャンバー部材
9 内気通過孔
9a 第1内気通過孔
9b 第2内気通過孔
9c 第3内気通過孔
10 内気流出口
11 ケーシング
12 外気吸込口
13 外気吹出口
14 内気吹出口
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 第一板部
19c 第二板部
19d 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
30 内気吸込口
41 内気通過孔ガイド
42 突出片
51 外気流入口
52 外気流出口
53 内気流入口
54 内気流出口
55 第1の板体
56 第2の板体
57 第3の板体
58 第4の板体
71 収納箱送風機
81a 第1突出部
81b 第2突出部
82 補強部
83 カバー
84 チャンバー風路
85a 気流の一部
85b 気流の一部
1
Claims (9)
発熱体収納箱の内部の空気である内気を冷却する冷却装置であって、
前記チャンバー部材は、前記発熱体収納箱の上面に設けられ、内気通過孔を有し、
前記ケーシングは、前記チャンバー部材の上面に設けられ、内気吸込口、内気吹出口、外気吸込口、および外気吹出口を有し、
前記熱交換器は、前記ケーシングの内部に設けられ、
前記ケーシングは内部に、内気区画と、外気区画とを有し、
前記内気通過孔は第1内気通過孔および第2内気通過孔を有し、
前記第1内気通過孔および前記第2内気通過孔は、前記チャンバー部材の内部のチャンバー風路を流れる気流に沿って順に設けられ、
前記チャンバー部材の内側において、前記第1内気通過孔と前記第2内気通過孔との間に、前記チャンバー風路に突出する第1突出部を設けたことを特徴とする冷却装置。 It has a chamber member, a casing, and a heat exchanger.
A cooling device that cools the inside air, which is the air inside the heating element storage box.
The chamber member is provided on the upper surface of the heating element storage box and has an inside air passage hole.
The casing is provided on the upper surface of the chamber member and has an inside air suction port, an inside air outlet, an outside air suction port, and an outside air outlet.
The heat exchanger is provided inside the casing.
The casing has an inside air compartment and an outside air compartment inside.
The inside air passage hole has a first inside air passage hole and a second inside air passage hole.
The first inside air passage hole and the second inside air passage hole are sequentially provided along the air flow flowing through the chamber air passage inside the chamber member.
A cooling device characterized in that a first protruding portion protruding into the chamber air passage is provided between the first inside air passing hole and the second inside air passing hole inside the chamber member.
前記内外仕切板は、前記内気区画と前記外気区画とをそれぞれ独立した空間に仕切り、
前記熱交換器は、凝縮器と、蒸発器とを含み、
前記内気区画には前記蒸発器を設け、前記内気の一部は前記チャンバー風路から前記内気通過孔、前記内気吸込口、前記蒸発器、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、外気の一部は前記外気吸込口から前記凝縮器、前記外気吹出口の順に流通することを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。 It has an inner / outer partition plate provided inside the casing, and has an inner / outer partition plate.
The inner / outer partition plate divides the inner air section and the outer air section into independent spaces, respectively.
The heat exchanger includes a condenser and an evaporator.
The evaporator is provided in the inside air section, and a part of the inside air flows from the chamber air passage in the order of the inside air passage hole, the inside air suction port, the evaporator, and the inside air outlet.
The cooling device according to claim 1, wherein the condenser is provided in the outside air section, and a part of the outside air flows from the outside air suction port to the condenser and the outside air outlet in this order.
前記外気風路は、前記外気吸込口および前記外気吹出口と連通し、
前記内気風路は、前記内気吸込口および前記内気吹出口と連通し、
前記熱交換器は、合成樹脂製の板体で構成される熱交換素子であることを特徴とする請求項1に記載の冷却装置。 An outside air passage and an inside air passage are provided inside the heat exchanger.
The outside air passage communicates with the outside air suction port and the outside air outlet.
The inside air passage communicates with the inside air suction port and the inside air outlet.
The cooling device according to claim 1, wherein the heat exchanger is a heat exchange element composed of a plate made of synthetic resin.
前記第1内気通過孔、前記第2内気通過孔、および前記第3内気通過孔は、前記チャンバー風路を流れる気流に沿って順に設けられ、
前記チャンバー部材の内側において、前記第2内気通過孔と前記第3内気通過孔との間に、前記チャンバー風路に突出する第2突出部を設け、
前記チャンバー風路の方向に対して垂直な方向において、前記第2突出部は、前記第1突出部よりも長く突出していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却装置。 The inside air passage hole has a third inside air passage hole in addition to the first inside air passage hole and the second inside air passage hole.
The first inside air passage hole, the second inside air passage hole, and the third inside air passage hole are provided in order along the air flow flowing through the chamber air passage.
Inside the chamber member, a second protruding portion protruding into the chamber air passage is provided between the second internal air passage hole and the third internal air passage hole.
The invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the second protrusion protrudes longer than the first protrusion in a direction perpendicular to the direction of the chamber air passage. Cooling system.
前記チャンバー風路の方向は、水平方向成分を有し、
前記第1突出部は、前記チャンバー部材の内部上面から下向きに突出していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷却装置。 The chamber member has a shape that is longer in the horizontal direction than in the vertical direction.
The direction of the chamber air passage has a horizontal component and has a horizontal component.
The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first protruding portion projects downward from the inner upper surface of the chamber member.
前記チャンバー風路の方向は、水平方向成分を有し、
前記第2突出部は、前記チャンバー部材の内部上面から下向きに突出していることを特徴とする請求項4に記載の冷却装置。 The chamber member has a shape that is longer in the horizontal direction than in the vertical direction.
The direction of the chamber air passage has a horizontal component and has a horizontal component.
The cooling device according to claim 4, wherein the second protruding portion projects downward from the inner upper surface of the chamber member.
前記第1突出部、前記第2突出部、および前記第3突出部は、前記チャンバー部材の内部のチャンバー風路を流れる気流に沿って順に設けられ、
前記チャンバー風路の方向に対して垂直な方向において、前記第3突出部は、前記第2突出部よりも長く突出していることを特徴とする請求項4に記載の冷却装置。 Inside the chamber member, a third protrusion that protrudes into the chamber air passage is provided.
The first protrusion, the second protrusion, and the third protrusion are sequentially provided along the air flow flowing through the chamber air passage inside the chamber member.
The cooling device according to claim 4, wherein the third protrusion protrudes longer than the second protrusion in a direction perpendicular to the direction of the chamber air passage.
前記チャンバー風路の方向に対して垂直な方向において、前記第1突出部は、前記補強部よりも長く突出していることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の冷却装置。 Between the first protruding portion and the second inside air passage hole, a reinforcing portion for reinforcing the chamber member is provided on the inner upper surface of the chamber member.
The cooling device according to any one of claims 1 to 7, wherein the first projecting portion projects longer than the reinforcing portion in a direction perpendicular to the direction of the chamber air passage. ..
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