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JP2001099531A - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

Info

Publication number
JP2001099531A
JP2001099531A JP27676499A JP27676499A JP2001099531A JP 2001099531 A JP2001099531 A JP 2001099531A JP 27676499 A JP27676499 A JP 27676499A JP 27676499 A JP27676499 A JP 27676499A JP 2001099531 A JP2001099531 A JP 2001099531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
outside air
cooling device
air passage
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27676499A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Okamoto
義之 岡本
Seiji Kawaguchi
清司 川口
Koji Kishita
浩次 樹下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP27676499A priority Critical patent/JP2001099531A/ja
Priority to CA002319399A priority patent/CA2319399A1/en
Priority to US09/666,697 priority patent/US6789612B1/en
Publication of JP2001099531A publication Critical patent/JP2001099531A/ja
Priority to US10/679,161 priority patent/US7100682B2/en
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/206—Air circulating in closed loop within cabinets wherein heat is removed through air-to-air heat-exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0062—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements
    • F28D9/0068—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by spaced plates with inserted elements with means for changing flow direction of one heat exchange medium, e.g. using deflecting zones

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業性、信頼性、及びメンテナンス性を向上
できる冷却装置１を提供することにある。 【解決手段】 熱交換器５は、内気通路と外気通路が交
互に隣接して設けられ、且つ左右両側の通路がそれぞれ
内気通路として構成されている。この熱交換器５は、ケ
ーシング４の内部でブラケット１２上の左右両側に設け
られるステー等を介して支持され、且つ熱交換器５の左
右両側に設けられた内気通路の背面板がパッキンを介し
てケーシング４側の平坦面に押し付けられた状態で設置
される。また、この熱交換器５は、各外気通路の出口側
開口部とケーシング側面４ａとの間に排水用空間２２が
確保された状態で設置されている。これにより、外気取
入口８からケーシング４の内部へ雨水が進入した場合、
その雨水は殆ど排水用空間２２の下方へ流れ落ち、熱交
換器５の内部へ進入することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、略密閉化された筐
体の内部空気と外部空気とを熱交換させることで、筐体
内部を冷却する冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電子部品等の発熱体を密閉化
されたキャビネットに収容して使用する場合がある。こ
の場合、発熱体を冷却する方法として、キャビネットの
内部に直接外気を取り入れて冷却することができないた
め、熱交換器を具備する冷却ユニットをキャビネットに
設置し、キャビネット内部の空気と外部の空気とを熱交
換器で熱交換させてキャビネット内部を冷却する方法が
知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、キャビネッ
ト内外の防水を必要とする場合（例えばキャビネットが
屋外に設置されて、風雨の進入を嫌うような場合）、熱
交換器と冷却ユニットの構造体との境界面での防水が非
常に困難である。つまり、従来では、熱交換器の外周に
沿って樹脂材料をポッティングして境界面の防水ライン
を形成している。この場合、樹脂材料をポッティングす
るための作業工数が多く、ポッティング不良を生じやす
いため信頼性も低い。更に、一旦熱交換器を組み込んで
防水処理を施すと、冷却ユニットから熱交換器を取り外
すことが困難であり、メンテナンス性が極めて悪いとい
う問題があった。本発明は、上記事情に基づいて成され
たもので、その目的は、作業性、信頼性、及びメンテナ
ンス性を向上できる冷却装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】（請求項１の手段）熱交
換器は、外気通路に外気を取り入れる外気取入口及び外
気通路から外気を排出する外気排出口が形成された壁面
との間に空間を設けて配置され、且つ外気通路の出口側
開口部が空間を介して外気排出口に連通している。この
構成では、例えば外気排出口より雨水が進入した場合、
熱交換器と外気排出口が形成された壁面との間に形成さ
れる空間を雨水が流れることができるので、熱交換器の
内部まで雨水が進入することを防止できる。
【０００５】（請求項２の手段）請求項１に記載した冷
却装置において、熱交換器は、自身の底面より下側に前
記空間に通じる隙間を設けて配置されている。この場
合、例えば外気排出口より前記空間に進入した雨水が隙
間を通じて熱交換器の下側へ排水されるため、熱交換器
の内部へ雨水が進入することを防止できる。
【０００６】（請求項３の手段）請求項１及び２に記載
した冷却装置において、熱交換器は、内気側と外気側と
の境界部がシール部材を介して冷却装置の構造体壁面に
密着して取り付けられている。この場合、熱交換器の周
囲（外気通路の出口側開口部の周囲）に沿って樹脂等の
ポッティング材を塗布する必要がないので、作業工数を
短縮でき、且つ信頼性を向上できる。また、本発明のシ
ール構造であれば、熱交換器を容易に取り外すことがで
きるため、メンテナンス性にも優れている。
【０００７】（請求項４の手段）請求項３に記載した冷
却装置において、熱交換器は、左右両側の通路がそれぞ
れ内気通路として設けられ、且つこの左右両側の内気通
路の外気側背面を平坦面で構成し、この平坦面が冷却装
置の構造体壁面に対し、シール部材を介して密着して取
り付けられている。この場合、熱交換器の左右両側の通
路を内気通路とすることで、その内気通路の外気側背面
をシール面として利用できる。
【０００８】（請求項５の手段）請求項３及び４に記載
した冷却装置において、熱交換器は、内気通路または外
気通路の出入口近傍において、その内気通路または外気
通路の背面が固定手段により冷却装置の構造体壁面に固
定されている。これにより、熱交換器のシール面をシー
ル部材を介して冷却装置の構造体壁面に押し付けた状態
で固定できるため、信頼性の高い防水構造を形成でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）図１は冷却装置１の内部構造を示す側面
図である。本実施例の冷却装置１は、図１に示すよう
に、発熱体である電子機器２等を収納するキャビネット
３（筐体）の一側面に取り付けられ、キャビネット３の
内部空気と外部空気とを熱交換することでキャビネット
３の内部を冷却するものである。なお、キャビネット３
は、冷却装置１が取り付けられた状態で略密閉化された
内部空間を形成している。冷却装置１は、ケーシング４
と、このケーシング４に収納される熱交換器５、内気フ
ァン６、外気ファン７等より構成される。
【００１０】ケーシング４は、外気側の側面４ａ（以下
ケーシング側面４ａと言う）に外気取入口８と外気排出
口９が形成され、内気側の側面４ｂに内気取入口１０と
内気排出口１１が形成されている。ケーシング４の内部
には、外気取入口８に対向して設けられたブラケット１
２、熱交換器５に対して内気側と外気側とを仕切る内外
気隔壁１３、この内外気隔壁１３とブラケット１２との
間でケーシング４内の左右両側に直立する２本の柱部１
４（図２参照）、及びブラケット１２の上面上で２本の
柱部１４間に立設された防水板１５等を有している。な
お、内外気隔壁１３と防水板１５は、外気取入口８及び
外気排出口９が形成されたケーシング側面４ａに対し、
前記柱部１４の厚み寸法と同等の距離を保って配置され
ている。
【００１１】熱交換器５は、図３に示すように、複数の
空気通路（内気通路１６と外気通路１７）が隣接して設
けられ、全体が直方体形状に構成されている。複数の空
気通路は、それぞれ一定の間隔を保って対向する長方形
の２枚の平面板１８と、その２枚の平面板１８によって
形成される空間の側方をＬ字形に閉じる背面板１９とで
形成され、この背面板１９を隣合う空気通路毎に対角状
に配置することで、それぞれ内気通路１６及び外気通路
１７として形成され、且つ左右両側の通路がそれぞれ内
気通路１６として構成されている。
【００１２】この熱交換器５は、ケーシング４の内部で
ブラケット１２上の左右両側に設けられるステー２０等
を介して支持され、且つ熱交換器５の左右両側に設けら
れた内気通路１６の背面板１９（本発明の平坦面）がパ
ッキン２１（図４参照）を介してケーシング４側の平坦
面（２本の柱部１４、及びステー２０）に押し付けられ
た状態で設置される。なお、パッキン２１は、図４に示
すように、熱交換器５の左右両側に設けられた内気通路
１６の背面板１９に対向する位置、及び熱交換器５の内
気側と外気側との境界角部に対向する位置に配されるこ
とで、熱交換器５の内気側と外気側とをシールする。
【００１３】また、この熱交換器５は、図１に示すよう
に、各外気通路１７の出口側開口部とケーシング側面４
ａとの間に所定の空間（以下排水用空間２２と呼ぶ）が
確保された状態で設置されている。これにより、熱交換
器５の外気通路１７は、入口側開口部が下述の外気ファ
ン７を介して外気取入口８に連通し、出口側開口部が排
水用空間２２を介して外気排出口９に連通している。ま
た、熱交換器５の内気通路１６は、入口側開口部が下述
の内気ファン６を介して内気取入口１０に連通し、出口
側開口部の下側部分が内気排出口１１に連通している。
【００１４】内気ファン６は、キャビネット３内部の空
気を熱交換器５の各内気通路１６へ送風するもので、熱
交換器５の上部で内気取入口１０に対向して配置され、
ファンステー２３を介してケーシング４に固定されてい
る。外気ファン７は、キャビネット３外部の空気を熱交
換器５の各外気通路１７へ送風するもので、熱交換器５
の下部で外気取入口８に対向して配置され、ファンステ
ー２４を介してブラケット１２に固定されている。
【００１５】次に、本実施例の作用及び効果について説
明する。内気ファン６の回転により、キャビネット３の
内部空気が熱交換器５の各内気通路１６を上方から下方
へ向かって流れ、外気ファン７の回転により、キャビネ
ット３の外部空気が熱交換器５の各外気通路１７を下方
から上方へ向かって流れる。キャビネット３の内部空気
は、電子機器２から発生する熱によって温度上昇し、外
部空気より高温となっているため、熱交換器５を流れる
内部空気と外部空気との間で熱交換が行われ、内部空気
が外部空気によって冷却される。
【００１６】ここで、熱交換器５は、図１に示すよう
に、外気通路１７の出口側開口部とケーシング側面４ａ
との間に排水用空間２２を設けて設置されているため、
外気取入口８からケーシング４の内部へ雨水が進入した
場合、その雨水は殆ど排水用空間２２の下方へ流れ落ち
る。また、排水用空間２２の下方へ流れた雨水は、防水
板１５によって熱交換器５の内部へ進入することが防止
され、例えばブラケット１２の上面に開けた水抜き穴２
５（図５参照）、あるいは防水板１５と柱部１４との隙
間を流れた後、外気取入口８よりケーシング４の外部へ
排水される。
【００１７】また、熱交換器５の内気側と外気側との境
界部は、ケーシング４の平坦面に対しパッキン２１によ
ってシールされているため、従来のように樹脂等のポッ
ティング材を塗布する必要がない。その結果、冷却装置
１を組み立てるまでの作業工数を短縮でき、且つポッテ
ィング材を塗布するシール構造と比較して信頼性の高い
防水構造を得ることができる。また、パッキン２１によ
るシール構造を採用することで、熱交換器５をケーシン
グ４から容易に取り外すことができるため、メンテナン
ス性にも優れている。
【００１８】なお、本実施例では、熱交換器５の下側を
ステー２０等を介してブラケット１２の上面で受けてい
るが、例えば図５及び図６に示すように、ブラケット１
２に対し熱交換器５の下側にクリアランスＣを設けても
良い。この場合、排水用空間２２へ流れ込んだ雨水が排
水用空間２２の下部から前記クリアランスＣを通って容
易に排水できるため、排水性が良く、熱交換器５への雨
水の進入をより確実に防止できる効果がある。
【００１９】（第２実施例）図７は熱交換器５とＬ字形
部材２６の斜視図である。本実施例は、図７に示すよう
に、熱交換器５の内気側と外気側との境界角部にＬ字形
部材２６を配置した場合の一例である。具体的には、内
気通路１６の入口側開口面と外気通路１７の出口側開口
面とが交わる内気側と外気側との境界角部、及び内気通
路１６の出口側開口面と外気通路１７の入口側開口面と
が交わる内気側と外気側との境界角部にそれぞれＬ字形
部材２６を配置し、このＬ字形部材２６とケーシング４
の平坦面との間にパッキン２１（図４参照）を挟み込ん
で防水性を確保している。
【００２０】Ｌ字形部材２６は、内側にポッティング材
を塗布して熱交換器５に接着するか、熱交換器５と一体
にろう付けして接合することができる。あるいは図８
（ａ）に示すように、Ｌ字形部材２６と熱交換器５との
間にパッキン２７を挟み込んで、防水タイプのリベット
２８により熱交換器５に固定することもできる。なお、
リベット２８は、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、内
気通路１６及び外気通路１７の背面板１９に取り付ける
ことができる。このＬ字形部材２６は、熱交換器５の上
側境界角部と下側境界角部の何方か片側のみに配置して
も信頼性の高い防水構造を形成することが可能である。
【００２１】（第３実施例）図９は熱交換器５の固定方
法を示す斜視図である。本実施例は、熱交換器５を固定
手段２９によってケーシング４の内部壁面に固定する場
合の一例である。例えば、図９に示すように、熱交換器
５の内気通路１６または外気通路１７の背面板１９をケ
ーシング４の内部壁面（例えば内外気隔壁１３）に固定
手段２９で固定することにより、信頼性の高い防水構造
を形成することができる。
【００２２】なお、固定手段２９の一例を図１０（ａ）
に示す。この固定手段２９は、ケーシング４の内部壁面
に設けたシールナット３０と、このシールナット３０に
等着する螺子３１と、この螺子３１の締付け力をシール
部に付与する締付け板３２と、締付け板３２とケーシン
グ４の内部壁面との間に介在されるブッシュ３３等で構
成され、このブッシュ３３の厚みによってパッキン２１
の締め代を管理することができる。また、図１０（ｂ）
に示すように、締付け板３２に段差を設けることで、ブ
ッシュ３３を省略することもできる。
【００２３】（第４実施例）図１１は熱交換器５の内気
通路１６と外気通路１７の斜視図である。本実施例は、
熱交換器５の内気通路１６及び外気通路１７の内部にフ
ィン３４を配置した場合の一例である。フィン３４は、
伝熱面積を増大させる手段であり、表面に複数のルーバ
３４ａが設けられている。このフィン３４は、各通路１
６、１７の内部で空気の流れ方向が大きく変化しないよ
うに、内気通路１６及び外気通路１７の内部に斜めに配
置されている。但し、必ずしも斜めに配置する必要はな
い。
【００２４】ケーシング４に対する熱交換器５の取付け
方法及びシール構造は、第１実施例と同様に行われる。
なお、図１１では内気通路１６と外気通路１７とを離し
た状態で図示しているが、実際は、第１実施例と同様に
内気通路１６と外気通路１７とが交互に隣接して配置さ
れていることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却装置の内部構造を示す側面図である。
【図２】冷却装置の斜視図である。
【図３】熱交換器の斜視図である。
【図４】熱交換器とパッキンとの位置関係を示す斜視図
である。
【図５】熱交換器の下側にクリアランスを設けた場合の
側面図である。
【図６】冷却装置の斜視図である。
【図７】熱交換器とＬ字形部材の斜視図である（第２実
施例）。
【図８】Ｌ字形部材の取付け例を示す図面である。
【図９】熱交換器の固定方法を示す斜視図である（第３
実施例）。
【図１０】固定手段の構成を示す断面図である。
【図１１】熱交換器の内気通路と外気通路の斜視図であ
る（第４実施例）。
【符号の説明】
１ 冷却装置 ３ キャビネット（筐体） ４ａ ケーシング側面（外気取入口及び外気排出口が形
成された壁面） ５ 熱交換器 ８ 外気取入口 ９ 外気排出口 １６ 内気通路 １７ 外気通路 ２１ パッキン（シール部材） ２２ 排水用空間（空間） ２９ 固定手段 Ｃ クリアランス（隙間）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樹下 浩次 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3L044 AA02 AA04 BA06 CA02 CA11 CA13 DA01 FA03 FA04 KA04 5E322 AA01 AA11 BA01 BB03 CA01 EA04 EA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】略密閉化された空間を形成する筐体に取り
    付けられ、その筐体の内部に通じる複数の内気通路と前
    記筐体の外部に通じる複数の外気通路とを交互に隣接し
    て形成し、前記内気通路を流れる筐体内部の空気と前記
    外気通路を流れる筐体外部の空気とを熱交換させる熱交
    換器を備えた冷却装置であって、 前記熱交換器は、前記外気通路に外気を取り入れる外気
    取入口及び前記外気通路から外気を排出する外気排出口
    が形成された壁面との間に空間を設けて配置され、且つ
    前記外気通路の出口側開口部が前記空間を介して前記外
    気排出口に連通していることを特徴とする冷却装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載した冷却装置において、 前記熱交換器は、自身の底面より下側に前記空間に通じ
    る隙間を設けて配置されていることを特徴とする冷却装
    置。
  3. 【請求項３】請求項１及び２に記載した冷却装置におい
    て、 前記熱交換器は、内気側と外気側との境界部がシール部
    材を介して前記冷却装置の構造体壁面に密着して取り付
    けられていることを特徴とする冷却装置。
  4. 【請求項４】請求項３に記載した冷却装置において、 前記熱交換器は、左右両側の通路がそれぞれ前記内気通
    路として設けられ、且つこの左右両側の内気通路の外気
    側背面を平坦面で構成し、この平坦面が前記冷却装置の
    構造体壁面に対し、前記シール部材を介して密着して取
    り付けられていることを特徴とする冷却装置。
  5. 【請求項５】請求項３及び４に記載した冷却装置におい
    て、 前記熱交換器は、前記内気通路または外気通路の出入口
    近傍において、その内気通路または外気通路の背面が固
    定手段により前記冷却装置の構造体壁面に固定されてい
    ることを特徴とする冷却装置。
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US09/666,697 US6789612B1 (en) 1999-09-29 2000-09-21 Cooling device with waterproof structure
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