JP6931766B2 - 冷却装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

特開２０１４−２２０８７８号公報 特開２００６−３３６８９５号公報

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。

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。

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。

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。

本発明の実施の形態１の発熱体収納箱と冷却装置とを設置した収納室の斜視図 同発熱体収納箱と冷却装置の斜視図 同発熱体収納箱と冷却装置の分解斜視図 （ａ）同冷却装置の左側面内部透視斜視図、（ｂ）同冷却装置の右側面内部透視斜視図 図４（ｂ）のＡ−Ａ’断面を示す構成図 同蒸発器（凝縮器）の構成図 同内気の流れおよび外気の流れを示す構成図 同チャンバー部材の斜視図 図８のＢ−Ｂ’断面を示す概念図 （ａ）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、（ｂ）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 図１０（ｂ）のＣ−Ｃ’断面を示す構成図 同熱交換器の分解斜視図 同熱交換器の斜視図 同内気の流れおよび外気の流れを示す構成図

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図５に、図４（ｂ）のＡ−Ａ’部分の断面を示す構成図を示す。

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。

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。

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。

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。

図６に蒸発器２１（凝縮器２０）の構成を示す。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第１突出部８１ａ、第２突出部８１ｂは、板状となっている。

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。

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。

図９は、図８のＢ−Ｂ’部分の断面を示す概念図である。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、実施の形態１について、補足する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

図１１は、図１０（ｂ）のＣ−Ｃ’断面を示す構成図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (9)

1. 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する冷却装置。
2. 前記ケーシングの内部に設けられる内外仕切板を有し、
   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。
3. 前記熱交換器の内部に、外気風路と、内気風路とを備え、
   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。
4. 前記内気通過孔は、前記第１内気通過孔および前記第２内気通過孔に加えて、第３内気通過孔を有し、
   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。
5. 前記チャンバー部材は、鉛直方向よりも水平方向に長い形状とし、
   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。
6. 前記チャンバー部材は鉛直方向よりも水平方向に長い形状とし、
   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。
7. 前記チャンバー部材の内側において、前記チャンバー風路に突出する第３突出部を設け、
   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。
8. 前記第１突出部と前記第２内気通過孔との間において、前記チャンバー部材の内部上面に、前記チャンバー部材を補強する補強部を有し、
   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。
9. 前記発熱体収納箱を収納する収納室内において、前記発熱体収納箱を冷却することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の冷却装置。

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