JPH09264679A - 筐体内温度調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング１３内を循環する高温空気の循環
風量の低下を防止して電気ヒータ５の放熱性能の低下を
抑えることによりハウジング１３内の温度を最適な温度
に保つことのできるハウジング内空気調和装置１を提供
する。 【解決手段】 ハウジング１３の密閉空間１５内に配さ
れる沸騰冷却器３の高温側熱交換器３ａよりも高温空気
の後流に、すなわち、密閉空間１５内で高温空気の風速
が低下する場所に、フィンピッチの細かいプレートフィ
ンを多数設けた電気ヒータ５を配設した。この構成によ
り、密閉空間１５内を強制循環する高温空気の圧力損失
が大きく低減でき、通風系の循環風量の低下を抑えるこ
とができるようになる。したがって、電気ヒータ５の放
熱性能の低下が抑えられることによって、ハウジング１
３内の温度を最適な温度に保つことができるようになっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内部が外部から密
閉化された筐体内の高温流体を冷却または加熱する筐体
内温度調整装置に関するもので、特に内部が外部から密
閉化された筐体内の高温空気を冷却または加熱する空気
調和装置に係わる。

【０００２】

【先行の技術】従来より、埃、塵や水分等の異物の付着
による作動不良を防止するために、半導体を用いた電子
部品等の発熱体を密閉化されたハウジング内に収容して
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、ハウジング内部に直接外気を取り入れて換気す
ることができないため、ハウジング内部の内部空気とハ
ウジング外部の外部空気との間で熱交換を行う方法が一
般に行われている。

【０００３】本願発明者等は、この方式で小型化が可能
な熱サイフォン式の熱交換装置を備えた沸騰冷却装置を
特願平７−８８９８８号（平成７年４月１４日出願）と
して出願している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の沸騰
冷却装置においては、ハウジング内部が高温時のみなら
ず、低温時にも電子部品等の発熱体を良好に作動させる
ために、ハウジング内部の内部空気をある温度以上に保
つ必要がある。そのために、沸騰冷却装置には内部空気
を冷却する熱交換器だけでなく、空気加熱用のヒータを
備えている。なお、ヒータは内部空気強制循環用送風機
が故障で停止した場合でも、ヒータ表面温度があまり上
昇しないようにフィンピッチの細かい放熱フィンを設け
ているが、逆に通常送風時には圧力損失が大きく、ハウ
ジング内を循環する内部空気の循環風量が低下して放熱
性能が低下するという問題が生じている。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記事情に基づいて成された
もので、筐体内を循環する内部流体の循環流量の低下を
防止して筐体内加熱器の放熱性能の低下を防止すること
により筐体内の温度を最適な温度に保つことのできる筐
体内温度調整装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、筐体内加熱器の位置を、流体流速の非常に小さ
い筐体内熱交換器よりも内部流体の流れ方向の下流側に
配設したことで、筐体内加熱器での圧力損失を低減でき
るので、筐体内加熱器による内部流体の循環流量の低下
を抑えることができる。したがって、筐体内加熱器の放
熱性能の低下を防止できるので、筐体内の温度を最適な
温度に保つことができるという効果が得られる。

【０００７】請求項２に記載の発明によれば、筐体内加
熱器の位置を、流体流速の非常に小さい筐体内熱交換器
よりも内部流体の流れ方向の下流側に配設したことで、
筐体内加熱器のフィンピッチの細かい放熱フィンでの圧
力損失を低減できるので、筐体内加熱器による内部流体
の循環流量の低下を抑えることができる。したがって、
筐体内加熱器の放熱性能の低下を防止できるので、筐体
内の温度を最適な温度に保つことができるという効果が
得られる。

【０００８】請求項３に記載の発明によれば、筐体内加
熱器の開口部側に設けた開口部側フランジの開口部側切
欠き部をガイド軸に嵌合させると共に、筐体内加熱器の
奥側に設けた奥側フランジの奥側切欠き部をガイド軸に
嵌合させ、そのままガイド軸に沿って筐体内加熱器を奥
側へ挿入する。

【０００９】次に、奥側ブラケットと奥側フランジとを
ガイド軸の軸方向に対して垂直平面内で拘束し、開口部
側ブラケットと開口部側フランジとを固定手段により固
定する。このようにすることで、筐体の片側側面に設け
た開口部より筐体内加熱器の取り付け、取り外しが可能
となるので、筐体内加熱器の重量が重くても取り付け作
業、取り外し作業が非常に容易となるという効果が得ら
れる。

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、奥側ブラ
ケットと奥側フランジとはピンと穴部とで拘束し、開口
部側ブラケットと開口部側フランジとは固定手段で固定
することにより、筐体内加熱器を簡単に脱着できるとい
う効果が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

〔実施例の構成〕次に、本発明の筐体内温度調整装置を
電子機器装置に組み込んだ実施例を図面に基づいて説明
する。図１は電子機器装置の全体構造を示した図であ
る。

【００１２】電子機器装置１は、例えば携帯電話や自動
車電話等の移動無線電話の無線基地局装置であって、内
部に電子部品１１、１２を気密的に収容するハウジング
１３、およびこのハウジング１３内に組み込まれ、電子
部品１１、１２を冷却する沸騰冷却装置（冷却器）１４
等から構成されている。

【００１３】電子部品１１は、電気が流れると所定の作
動を行うと共に、発熱する発熱体（例えば送受信器に組
み込まれる高周波スイッチング回路を構成する半導体ス
イッチング素子等）である。電子部品１２は、電気が流
れると所定の作動を行うと共に、発熱する発熱体（例え
ばパワーアンプに組み込まれるパワートランジスタ等の
半導体増幅素子等）である。

【００１４】ハウジング１３は、内部を外部から気密化
する筐体であって、内部には密閉空間１５が形成されて
いる。この密閉空間１５は、電子部品１１、１２に塵、
埃や水分等の異物が付着することにより電子部品１１、
１２の性能が低下することを防止するために、後記する
沸騰冷却装置１４の流体隔離板等により外部と完全に気
密的に区画されている。

【００１５】そして、密閉空間１５は、沸騰冷却装置１
４の流体隔離板および沸騰冷却装置１４のケーシングに
よって、電子部品１１、１２を収容する電子部品収容空
間１６と筐体内通路としての高温側伝熱空間１７とに区
画されている。この高温側伝熱空間１７は、風上側が沸
騰冷却装置１４５の奥行き寸法をできるだけ小さくする
ために流路面積が狭く、風下側が風上側よりも流路面積
が広くなっている。さらに、ハウジング１３は、流体隔
離板によって高温側伝熱空間１７と気密的に区画された
筐体外通路としての低温側伝熱空間１８を形成してい
る。

【００１６】次に、沸騰冷却装置１４を図１ないし図４
に基づいて説明する。ここで、図２ないし図４は沸騰冷
却装置１４の具体的構造を示した図である。沸騰冷却装
置１４は、ハウジング１３に一体的に設けられたケーシ
ング２０、密閉空間１５内の空気温度を上限温度（例え
ば６５℃）以下にするための熱交換装置２１、低温空気
（低温流体）の空気流を発生させる２個の上部側遠心式
送風機２２、高温空気（高温流体）の空気流を発生させ
る２個の下部側遠心式送風機２３、密閉空間１５内の空
気温度を下限温度（例えば０℃）以上にするための電気
ヒータ装置２４、および沸騰冷却装置１４の電気機器を
通電制御するコントローラ２５等から構成されている。

【００１７】ケーシング２０は、電子機器装置１の最も
外側に配される外壁板２６、および高温側伝熱空間１７
を囲む背面側区画板２７等からなり、これらの外壁板２
６と背面側区画板２７はスポット溶接等の手段による接
合、あるいはねじやボルト等の締結具による締結により
ハウジング１３に固定されている。

【００１８】外壁板２６の中央部には、外部より低温空
気（埃、塵または水分等の異物を含む汚れた外気）を低
温側伝熱空間１８内に吸い込むための１個の方形状低温
側吸込口２６ａが開口している。また、外壁板２６の上
部側には、上部側遠心式送風機２２より外部に低温空気
を吐出するための２個の方形状低温側吐出口２６ｂが開
口している。

【００１９】背面側区画板２７の上部側には、電子部品
収容空間１６より高温空気（埃、塵または水分等の異物
を含まない清浄な内気）を高温側伝熱空間１７に吸い込
むための１個の方形状高温側吸込口２７ａが開口してい
る。また、背面側区画板２７の下側には、一方の下部側
遠心式送風機２３から電子部品１１に冷却された高温空
気を導くダクト２７ｂ、および他方の下部側遠心式送風
機２３から電子部品１２に冷却された高温空気を導くダ
クト２７ｃがスポット溶接等の手段により接合されてい
る。ダクト２７ｂ、２７ｃは、２個の下部側遠心式送風
機２３のスクロールケーシング３６にそれぞれ一体的に
接続されている。

【００２０】次に、熱交換装置２１を図１ないし図６に
基づいて詳細に説明する。ここで、図５は沸騰冷却器の
具体的構造を示した図で、図６は沸騰冷却器の概略構造
を示した図である。

【００２１】熱交換装置２１は、ハウジング１３内を循
環する内部空気（筐体内部流体、所謂内気）である高温
空気とハウジング１３外を循環する外部空気（筐体外部
流体、所謂外気）である低温空気とを気密的に隔離する
流体隔離板２、およびこの流体隔離板２を貫通した状態
で流体隔離板２に組み付けられた多段式（３段式）の沸
騰冷却器３等から構成されている。

【００２２】流体隔離板２は、内部が高温となる密閉空
間１５の一壁面および内部が低温となる低温側伝熱空間
１８の一壁面を構成する、ハウジング１３の一壁面（筐
体の一部）を成すものである。例えばアルミニウム等の
熱伝導性に優れる金属材料よりなる薄板からなり、高温
側伝熱空間１７を含む密閉空間１５と低温側伝熱空間１
８を含む外部とを気密的に区画するように、沸騰冷却器
３およびケーシング２０と一体的に接合（ろう付け）さ
れている。この流体隔離板２には、後記する沸騰冷却器
３の各連結管を貫通させるための細長い長方形状または
長円形状の貫通孔が一定の間隔をおいて複数開けられて
いる。なお、流体隔離板２を分割体（例えば二分割）と
しても良い。

【００２３】沸騰冷却器３は、ケーシング２０内に所定
の角度だけ傾斜した状態で多段（３段）に組み付けら
れ、内部にフロロカーボン系またはフロン系の冷媒が封
入された高温側熱交換器（内気側熱交換器）３ａおよび
低温側熱交換器（外気側熱交換器）３ａとに２分割さ
れ、さらにこれらの高温側、低温側熱交換器３ａ、３ｂ
を２本の冷媒循環用第１、第２連結管９ａ、９ｂで連結
している。

【００２４】高温側熱交換器３ａは、本発明の筐体内熱
交換器であって、複数本の沸騰冷却管４ａ、高温側上端
タンク２８ａ、高温側下端タンク２９ａ、および隣合う
沸騰冷却管４ａ間に介在された受熱フィン６ａ等から構
成されたマルチフローパス型の熱交換器である。この高
温側熱交換器３ａの両側には、流体隔離板２およびケー
シング２０に締結具により締結する役目と複数本の沸騰
冷却管４ａや複数の受熱フィン６ａを補強する役目のサ
イドプレート３０ａが接合されている。そして、高温側
熱交換器３ａは、ハウジング１３により外部から密閉化
された高温側伝熱空間１７内に配されているので、埃、
塵または水分等の異物を含んだ外気に晒される心配はな
い。

【００２５】複数本の沸騰冷却管４ａは、例えばアルミ
ニウムや銅等の熱伝導性に優れた金属材料を断面形状が
細長い長方形状または長円形状を成す偏平管（例えば幅
が１．７ｍｍで、長さが１６．０ｍｍ）に形成したもの
である。これらの沸騰冷却管４ａよりなる高温側熱交換
器３ａは、高温空気から受熱して内部に封入された冷媒
が沸騰気化する冷媒液槽（沸騰部）７として構成され
る。

【００２６】高温側上端タンク２８ａ、高温側下端タン
ク２９ａは、沸騰冷却管４ａ側に設けられたコアプレー
トとこのコアプレートに接合する略逆Ｕ字状のタンクプ
レートとから構成されている。なお、何れか一方の高温
側上端タンク２８ａ、高温側下端タンク２９ａには、沸
騰冷却器３内に冷媒を封入するための冷媒封入口（図示
せず）が１箇所だけ設けられている。冷媒は、その液面
がほぼ沸騰冷却管４ａの上端部の位置と一致する高さま
で、すなわち、沸騰部７の高さまで高温側熱交換器３ａ
の各沸騰冷却管４内に封入されている。但し、冷媒の封
入は、沸騰冷却管４ａに受熱フィン６ａをろう付け接合
した後に行われる。

【００２７】受熱フィン６ａは、例えばアルミニウム等
の熱伝導性に優れる金属材料よりなる薄い板（例えば板
厚０．０２〜０．５０ｍｍ程度）を交互に押し返して波
形状に形成したコルゲートフィンであり、沸騰冷却管４
ａの平坦な外壁面にろう付けされている。すなわち、沸
騰冷却管４ａの外壁面と受熱フィン６ａとが融合した状
態で接合されている。

【００２８】低温側熱交換器３ｂは、本発明の筐体外熱
交換器であって、複数本の沸騰冷却管４ｂ、低温側上端
タンク２８ｂ、低温側下端タンク２９ｂ、隣合う沸騰冷
却管４ｂ間に介在された放熱フィン６ｂ、およびサイド
プレート３０ｂ等から構成されたマルチフローパス型の
熱交換器である。この低温側熱交換器３ｂは、埃、塵ま
たは水分等の異物を含んだ外気に晒される低温側伝熱空
間１８内において高温側熱交換器３ａと略同一平面上に
位置するように配されている。

【００２９】複数本の沸騰冷却管４ｂは、沸騰冷却管４
ａと同一形状に形成したものであるこれらの沸騰冷却管
４ｂよりなる低温側熱交換器３ｂは、沸騰部７で沸騰し
た冷媒蒸気の熱を低温空気に放出して冷媒蒸気を凝縮液
化させる冷媒蒸気槽（凝縮部）８として構成される。

【００３０】低温側上端タンク２８ｂ、低温側下端タン
ク２９ｂは、高温側上端タンク２８ａ、高温側下端タン
ク２９ａと同様に、コアプレートと略逆Ｕ字状のタンク
プレートとから構成されている。なお、低温側下端タン
ク２９ｂを第２連結管９ｂ側が下方となるように傾斜し
ても良い。

【００３１】放熱フィン６ｂは、受熱フィン６ａと同様
な形状に形成したコルゲートフィンであり、沸騰冷却管
４ｂの平坦な外壁面にろう付けされている。すなわち、
沸騰冷却管４ｂの外壁面と放熱フィン６ｂとが融合した
状態で接合されている。

【００３２】第１連結管９ａは、沸騰冷却管４ｂと同じ
金属材料によって断面形状が円形状に形成された金属パ
イプであって、沸騰部７の上端部に設けられる高温側上
端タンク２８ａと凝縮部８の上端部に設けられる低温側
上端タンク２８ｂとを連通している。この連結管９ａ
は、沸騰部７で沸騰気化した冷媒蒸気を凝縮部８に導く
高温低温誘導手段である。

【００３３】第２連結管９ｂは、第１連結管９ａと同じ
金属材料によって断面形状が円形状に形成された金属パ
イプであって、凝縮部８の下端部に設けられる低温側下
端タンク２９ｂと沸騰部７の下端部に設けられる高温側
下端タンク２９ａとを連通している。この連結管９ｂ
は、凝縮部８で凝縮液化した冷媒液を沸騰部７に導く低
温高温誘導手段である。

【００３４】２個の上部側遠心式送風機２２は、筐体外
流体循環手段であって、低温側伝熱空間１８内に空気流
を発生させる遠心式ファン３１、この遠心式ファン３１
を回転させる電動モータ３２、および遠心式ファン３１
を回転自在に収容するスクロールケーシング３３をそれ
ぞれ有している。

【００３５】２個の下部側遠心式送風機２３は、本発明
の筐体内流体循環手段であって、高温側伝熱空間１７内
に空気流を発生させる遠心式ファン３４、この遠心式フ
ァン３４を回転させる電動モータ３５、および遠心式フ
ァン３４を回転自在に収容するスクロールケーシング３
６をそれぞれ有している。

【００３６】次に、電気ヒータ装置２４を図１、図２、
図７ないし図１０に基づいて詳細に説明する。ここで、
図７および図８は電気ヒータ装置２４の具体的構造を示
した図である。

【００３７】電気ヒータ装置２４は、ケーシング２０の
片側側面に設けられた開口部（図示せず）より取り付
け、取り外しされる電気ヒータ５、およびこの電気ヒー
タ５を固定するためのヒータ取付装置６等から構成され
ている。なお、開口部は、図２に二点鎖線で示したよう
に、ハッチ２０ａにより開閉される。

【００３８】電気ヒータ５は、本発明の筐体内加熱器で
あって、ハウジング１３の高温側伝熱空間１７において
沸騰冷却器３の高温側熱交換器３ａよりも高温空気の流
れ方向の下流側に配設されている。この電気ヒータ５
は、ハウジング１３の密閉空間１５内の温度が下限温度
（例えば０℃）よりも低温のときに電子部品（例えば半
導体素子）１１、１２の性能が低下するため、密閉空間
１５内の温度を下限温度以上となるように、高温側伝熱
空間１７を流れる空気を加熱する高温流体加熱手段であ
る。この実施例の電気ヒータ５は、例えば１．２ｋＷの
発熱量を持つものである。

【００３９】そして、電気ヒータ５は、図９（ａ）に示
したように、対向して配された一対の支持板５１、５２
間に掛け渡された４個のヒータ本体５３〜５６、２個の
ヒータ本体５３、５４に設けられた多数のプレートフィ
ン（放熱フィン）５７、２個のヒータ本体５５、５６に
設けられた多数のプレートフィン（放熱フィン）５８、
一方の支持板５１に固定された手前側フランジ５９、お
よび他方の支持板５１に固定された奥側フランジ６０等
を有している。

【００４０】２個のヒータ本体５３、５４は、例えばシ
ーズヒータが使用され、一方側のヒータ端子がそれぞれ
コントローラ２５に導電線により接続され、他方側のヒ
ータ端子が両者を接続している。２個のヒータ本体５
５、５６は、２個のヒータ本体５３、５４と同様に、例
えばシーズヒータが使用され、一方側のヒータ端子がそ
れぞれコントローラ２５に導電線により接続され、他方
側のヒータ端子が両者を接続している。

【００４１】多数のプレートフィン５７、５８は、本発
明の放熱フィンであって、例えばアルミニウム等の熱伝
導性に優れる金属材料よりなる多数の薄い板材（例えば
板厚０．０２〜０．５０ｍｍ程度）であって、細かいフ
ィンピッチ（例えば５ｍｍ）間隔で配され、密閉空間１
５内を循環する空気に４個のヒータ本体５３〜５６で発
生した熱を放出する。

【００４２】手前側フランジ５９は、本発明の開口部側
フランジであって、強度の高い金属材料により略平板形
状に形成され、図９（ｂ）に示したように、ケーシング
２０の開口部側に設けられ、４個のヒータ本体５３〜５
６の一端部（開口部側端部）を保持固定すると同時に、
ヒータ取付装置６への取り付けを行う手前側取付ステー
として働く。

【００４３】そして、手前側フランジ５９は、２個のね
じやナット等の締結具６１を用いて一方の支持板５１に
密着した状態で締め付け固定されている。また、手前側
フランジ５９の支持板５１よりも突出した突出部分の外
側には、ヒータ取付装置６と嵌合する開口部側切欠き部
としての半円形状の手前側切欠き部６２が形成されてい
る。さらに、手前側フランジ５９は、図９（ｂ）に示し
たように、図示下方に突出した略半円部分に固定手段と
してのねじ等の締結具６３と螺合する雌ねじ穴部６６を
有している。

【００４４】奥側フランジ６０は、手前側フランジ５９
と同一の材料により同一の形状に形成され、ケーシング
２０の開口部側に対して逆側（奥側）において手前側フ
ランジ５９に対向して配設されている。この奥側フラン
ジ６０は、４個のヒータ本体５３〜５６の他端部（奥側
端部）を保持固定すると同時に、ヒータ取付装置６への
取り付けを行う奥側取付ステーとして働く。

【００４５】そして、奥側フランジ６０は、２個のねじ
等の締結具６４を用いて他方の支持板５２に密着した状
態で締め付け固定されている。また、奥側フランジ６０
の支持板５２よりも突出した突出部分の外側には、ヒー
タ取付装置６と嵌合する半円形状の奥側切欠き部６５が
形成されている。さらに、奥側フランジ６０は、手前側
フランジ５９の雌ねじ穴部と対応した場所に拘束手段と
しての丸穴部（被係合部）８０を有している。

【００４６】ヒータ取付装置６は、ケーシング２０に一
体的に設けられ、電気ヒータ５の一対の手前側、奥側フ
ランジ５９、６０を保持固定する一対の手前側、奥側ブ
ラケット７１、７２、およびこれらの手前側、奥側ブラ
ケット７１、７２に掛け渡され、電気ヒータ５の一対の
手前側、奥側フランジ５９、６０を軸方向に摺動自在に
嵌合するガイドシャフト７３等を有している。

【００４７】手前側ブラケット７１は、本発明の開口部
側ブラケットであって、図１０（ｂ）に示したように、
強度の高い金属材料により略Ｌ字形状に形成され、ケー
シング２０の外壁板２６の内側面にスポット溶接等の手
段で接合される平板形状の接合板７４、およびこの接合
板７４より直交する方向に折り曲げられた拘束板７５等
を有している。

【００４８】この拘束板７５には、ねじ等の締結具６３
が差し込まれる雌ねじ穴部７６が形成されている。それ
によって、拘束板７５は、ねじ等の締結具６３を用いて
手前側フランジ５９を締め付け固定することにより、ガ
イドシャフト７３の軸方向と平行な水平方向およびこの
水平方向に対して垂直方向への手前側フランジ５９（電
気ヒータ５）の移動を拘束（規制）する規制手段として
働く。また、拘束板７５は、ガイドシャフト７３の端部
が貫通した状態でガイドシャフト７３をスポット溶接等
の手段で接合することによりガイドシャフト７３を支持
している。

【００４９】奥側ブラケット７２は、手前側ブラケット
７１と同一材料により同一形状に形成され、平板形状の
接合板７７およびこの接合板７７より直交する方向に折
り曲げられた拘束板７８等を有している。この拘束板７
８には、内側に向けて１個のピン（突起部、係合部）７
９が突出した状態で強固に固定されている。それによっ
て、拘束板７８は、ピン７９と奥側フランジ６０の丸穴
部８０とが嵌合することにより、ガイドシャフト７３の
軸方向と平行な水平方向およびこの水平方向に対して垂
直方向への奥側フランジ６０（電気ヒータ５）の移動を
拘束（規制）する規制手段として働く。また、拘束板７
８には、ガイドシャフト７３の端部をスポット溶接等の
手段で接合することによりガイドシャフト７３を支持し
ている。

【００５０】ガイドシャフト７３は、本発明のガイド軸
であって、図１０（ａ）に示したように、断面形状が円
形状または円筒形状に形成された金属軸である。このガ
イドシャフト７３は、電気ヒータ５の取り付け、取り外
しの際に電気ヒータ５を装着場所と開口部との間で誘導
する案内する案内手段である。

【００５１】なお、ガイドシャフト７３には、手前側フ
ランジ５９に形成された手前側切欠き部６２が軸方向に
摺動自在に嵌合すると共に、奥側フランジ６０に形成さ
れた奥側切欠き部６５が軸方向に摺動自在に嵌合する。
それによって、電気ヒータ５をヒータ取付装置６に装着
した場合に、このガイドシャフト７３は、ガイドシャフ
ト７３の軸方向と平行な水平方向に対して垂直方向への
手前側、奥側フランジ５９、６０（電気ヒータ５）の移
動を拘束（規制）する規制手段として働く。

【００５２】コントローラ２５は、例えばサーミスタ等
の感温素子よりなる温度センサ９により検出した密閉空
間１５内の検出温度に基づいて、２個の上部側遠心式送
風機２２の電動モータ３２、２個の下部側遠心式送風機
２３の電動モータ３５および電気ヒータ５（４個のヒー
タ本体５３〜５６）等の沸騰冷却装置１４の電気機器を
制御する制御手段である。

【００５３】コントローラ２５は、密閉空間１５内の温
度が下限温度（例えば０℃）以上の時に、２個の上部側
遠心式送風機２２および２個の下部側遠心式送風機２３
をＨｉ運転（強風量）またはＬｏ運転（弱風量）し、電
気ヒータ５をＯＦＦ（オフ）する。また、コントローラ
２５は、密閉空間１５内の温度が下限温度（例えば０
℃）以下の時に、２個の上部側遠心式送風機２２の電動
モータ３２をＯＦＦ（オフ）し、２個の下部側遠心式送
風機２３の電動モータ３５をＨｉ運転（強風量）または
Ｌｏ運転（弱風量）し、電気ヒータ５をＯＮ（オン）す
る。

【００５４】〔実施例の取付方法〕次に、本実施例のヒ
ータ取付装置６への電気ヒータ５の取付方法を図２、図
７ないし図１０に基づいて簡単に説明する。

【００５５】電気ヒータ５をヒータ取付装置６へ取り付
ける場合には、先ず、ハッチ２０ａを開けてケーシング
２０の片側側面に設けた開口部を開口させる。なお、ヒ
ータ取付装置６は、ガイドシャフト７３を保持固定した
一対の手前側、奥側ブラケット７１、７２の接合板７
４、７７をスポット溶接等の手段を用いてケーシング２
０の外壁板２６の内側面に固定しておく。

【００５６】次に、図９（ａ）に示したように、部品を
組み付けた電気ヒータ５を、開口部から図７に示した実
線矢印方向へ挿入する。このとき、電気ヒータ５の一対
の手前側、奥側フランジ５９、６０の手前側、奥側切欠
き部６２、６５をガイドシャフト７３に嵌合させて、そ
のままガイドシャフト７３に沿って図７に示した実線矢
印方向へ電気ヒータ５を挿入する。これにより、作業者
は仮に電気ヒータ５の重量が重くても片手で電気ヒータ
５の挿入作業を行うことができる。

【００５７】次に、電気ヒータ５は奥側フランジ６０が
奥側ブラケット７２に接触した所で挿入作業を終了す
る。次に、奥側ブラケット７２に固定されたピン７９に
奥側フランジ６０の丸穴部８０を嵌め込み、奥側ブラケ
ット７２に奥側フランジ６０をガイドシャフト７３の軸
方向と平行な水平平面内で拘束し、且つその水平方向に
対して垂直平面内で拘束する。

【００５８】次に、手前側ブラケット７１の雌ねじ穴部
７６と手前側フランジ５９の雌ねじ穴部６６とを一致さ
せて、ハッチ２０ａを開いた開口部から作業者が片手を
入れてねじ等の締結具６３を両雌ねじ穴部７６に差し込
んで締め付けることにより、手前側ブラケット７１に手
前側フランジ５９をガイドシャフト７３の軸方向と平行
な水平平面内で拘束し、且つその水平方向に対して垂直
平面内で固定する。以上により、ハウジング１３（ケー
シング２０）に一体的に設けたヒータ取付装置６への電
気ヒータ５の取付作業が終了する。

【００５９】〔実施例の取外し方法〕次に、本実施例の
ヒータ取付装置６からの電気ヒータ５の取外し方法を図
２、図７ないし図１０に基づいて簡単に説明する。

【００６０】電気ヒータ５をヒータ取付装置６から取り
外す場合には、取付作業とは逆の手順で作業を行う。す
なわち、ハッチ２０ａを開いた開口部から作業者が片手
を入れてねじ等の締結具６３を外して手前側ブラケット
７１による手前側フランジ５９の固定を解き、さらにピ
ン７９と丸穴部８０との拘束を解いて奥側ブラケット７
２から奥側フランジ６０を外す。

【００６１】次に、図７に破線矢印で示したように、電
気ヒータ５の取付作業とは逆方向に、ガイドシャフト７
３に沿って電気ヒータ５を取り出す。このとき、一対の
手前側、奥側フランジ５９、６０の手前側、奥側切欠き
部６２、６５がガイドシャフト７３に嵌合した状態で引
き出せるので、作業者は仮に電気ヒータ５の重量が重く
ても片手で電気ヒータ５の引出し作業を行うことができ
る。以上により、ヒータ取付装置６からの電気ヒータ５
の取外し作業が終了する。

【００６２】〔実施例の作用〕次に、本実施例の沸騰冷
却装置１４の作用を図１ないし図６に基づいて簡単に説
明する。

【００６３】ハウジング１３中の密閉空間１５内の温度
が下限温度（例えば０℃）以上の時に、２個の上部側遠
心式送風機２２の電動モータ３２および２個の下部側遠
心式送風機２３の電動モータ３５の通電を開始すること
により、遠心式ファン３１、３４が作動を始める。これ
により、ハウジング１３内の密閉空間１５（高温側伝熱
空間１７）中に高温空気（埃、塵または水分等の異物を
含まない清浄な内気、内部流体）の循環流が発生する。
また、ハウジング１３外の低温側伝熱空間１８中に低温
空気（埃、塵または水分等の異物を含む汚れた外気、外
部流体）の循環流が発生する。

【００６４】そして、ハウジング１３の流体隔離板２を
貫通した状態で取り付けられた沸騰冷却器３は、高温側
熱交換器３ａの各沸騰冷却管４ａ内に封入された冷媒
が、図６に示したように、受熱フィン６ａを介して高温
空気より伝達された熱を受けて沸騰気化する。気化した
冷媒蒸気は、高温側上端タンク２８ａ、第１連結管９ａ
を通って、低温空気に晒されて低温となっている低温側
熱交換器３ｂに設けられる凝縮部８で内壁面に凝縮液化
し、その凝縮潜熱が放熱フィン６ｂを介して低温空気に
伝達される。

【００６５】凝縮部８で凝縮液化した冷媒は、図６に示
したように、自重により各沸騰冷却管４ｂの内壁面を伝
って低温側下端タンク２９ｂ、第２連結管９ｂを伝って
高温側熱交換器３ａに設けられる沸騰部７へ滴下する。
以上のように、各沸騰冷却管４ａ、４ｂ内に封入された
冷媒が沸騰気化・凝縮液化を交互に繰り返すことによ
り、高温空気の熱を低温空気へ移動することにより、電
子部品１１、１２で発生した熱を多段の沸騰冷却器３で
放熱できる。

【００６６】それによって、密閉空間１５の高温側伝熱
空間１７内を循環する高温空気（ハウジング１３内のき
れいな空気）と低温側伝熱空間１８内を循環する低温空
気（ハウジング１３外の汚れた空気）とが混合すること
なく、電子部品１１、１２を冷却することができる。

【００６７】ここで、ハウジング１３中の密閉空間１５
内の温度が下限温度（例えば０℃）よりも低下している
場合には、電子部品１１、１２の作動不良を防止するた
めに、電気ヒータ５を通電して高温側伝熱空間１７内を
流れる空気を加熱する。このとき、２個の上部側遠心式
送風機２２は止めておく。

【００６８】一方、ハウジング１３中の密閉空間１５内
の高温空気は、内部に電子部品１１、１２を収容する電
子部品収容空間１６からケーシング２０の背面側区画板
２７に形成された高温側吸込口２７ａから沸騰冷却装置
１４内に流入する。沸騰冷却装置１４内に流入した高温
空気は、先ず、流体隔離板２と背面側区画板２７とで囲
まれた狭い流路を通過した後に、高温側熱交換器３ａを
通過する。すなわち、複数本の沸騰冷却管４ａ間を通過
して受熱フィン６ａに受熱される。

【００６９】ここで、狭い流路を高温空気が通過する際
には高温空気の風速（流速）が大きくなり、この狭い流
路にフィンピッチの細かい多数のプレートフィン５７、
５８を備えた電気ヒータ５を設置すると圧力損失が大き
くなって高温空気の循環風量が低下し、電気ヒータ５の
放熱性能が低下する。

【００７０】このような不具合を解消するため、本実施
例のように、本実施例では、図２に示したように、電気
ヒータ５（電気ヒータ装置２４）を、高温空気が循環す
る沸騰冷却器３の高温側熱交換器３ａの後流（下流側）
に設置することにより、ハウジング１３中の密閉空間１
５（特に高温側伝熱空間１７）内の圧力損失を大きく低
減できる。

【００７１】〔実施例の効果〕以上のように、本実施例
では、電気ヒータ５に多数の薄板部材からなるプレート
フィン５７、５８を配設して伝熱面積を確保している
が、フィンピッチが非常に密なため通過風速が大きいと
圧力損失が大きくなり、送風系の循環風量が少なくな
り、電気ヒータ５の放熱性能が低下する。

【００７２】これに対して、高温側熱交換器３ａは有効
熱交換面積が大きいので、この高温側熱交換器３ａの後
流では高温空気の風速が低下するので、本実施例では、
電気ヒータ５を、高温空気が循環する沸騰冷却器３の高
温側熱交換器３ａの後流に設置することにより、ハウジ
ング１３（高温側伝熱空間１７）内の圧力損失を大きく
低減できるので、電気ヒータ５の放熱性能の低下を防止
できる。これにより、ハウジング１３中の密閉空間１５
内の温度を最適な温度に保つことができる。

【００７３】また、本実施例では、電気ヒータ５をヒー
タ取付装置６へ取り付ける取付作業や、電気ヒータ５を
ヒータ取付装置６から取り外す取外し作業が非常に簡単
に行うことができる。また、電気ヒータ５の奥側フラン
ジ６０の丸穴部８０に、ヒータ取付装置６の奥側ブラケ
ット７２のピン７９を挿入することでガイドシャフト７
３の軸方向に垂直な方向に拘束されているので、耐振性
にとっても優れた構造となる。

【００７４】本実施例は、沸騰部７を成す高温側熱交換
器３ａと凝縮部８を成す低温側熱交換器３ｂとを２本の
第１、第２連結管９ａ、９ｂによって環状に連結した沸
騰冷却器３を空気の流れ方向に多段に配設した熱交換装
置２１を備えた沸騰冷却装置１４を備えている。この構
成によって、各沸騰冷却器３内において冷媒の循環流が
形成され、冷媒蒸気（沸騰蒸気）と冷媒液（凝縮液）と
の衝突を防止できるので、各沸騰冷却器３単体の放熱性
能（冷却性能）を第１実施例よりも向上することができ
る。このような沸騰冷却器３を多段に配設することによ
り、更に熱交換装置２１の沸騰冷却器３の放熱性能（冷
却性能）の向上を図ることができる。

【００７５】〔変形例〕本実施例の熱交換装置２１を備
えた沸騰冷却装置１４は、密閉化された空間に電子部品
１１、１２等の発熱体を収容する必要がある場合に利用
される。なお、密閉化された空間に発熱体を収容する必
要がある場合とは、例えば油、水分、鉄粉、腐食性ガス
等を含む厳しい環境下で発熱体を使用する場合、または
電気的な断続を行う際のアーク防止や接点の酸化を防ぐ
ために不活性ガス（ヘリウムガス、アルゴンガス等）を
使用する場合、あるいは人体に有害な気体（例えばフロ
ロカーボンから分解生成されたフッ化水素等）を外部に
洩らさないようにする場合等がある。

【００７６】本実施例では、沸騰冷却器３、高温側熱交
換器３ａ、低温側熱交換器３ｂとしてコルゲートフィン
・チューブ式のマルチフローパス型の熱交換器を用いた
が、沸騰冷却器３、高温側熱交換器３ａ、低温側熱交換
器３ｂとしてプレートフィン・チューブ式の熱交換器、
微細ピンフィン・チューブ式の熱交換器、偏平管（チュ
ーブ）を蛇行状に屈曲形成したサーペンタイン型の熱交
換器、２枚の成形プレートを貼り合わせた沸騰冷却管を
多数積層したドロンカップ型の熱交換器を用いても良
い。受熱フィン６ａまたは放熱フィン６ｂとしてスリッ
トフィンやルーバーフィンを利用しても良い。

【００７７】本実施例では、ハウジング１３内部空気、
筐体内部流体である高温流体（内気）として電子部品１
１、１２等の発熱体により高温化される高温空気等の高
温気体を用いたが、高温流体として電子部品１１、１２
等の発熱体を冷却する冷却水やオイル（作動油や潤滑油
を含む）等の高温液体を用いても良い。これと同様に、
ハウジング１３外部空気、筐体外部流体である低温流体
（外気）として低温空気等の低温気体だけでなく水やオ
イル等の低温液体を用いても良い。これらの場合には、
筐体内流体循環手段や筐体外流体循環手段はポンプを使
用することになる。なお、ポンプや遠心式ファン３１、
３４を駆動する駆動手段としては本例のような電動モー
タ３２、３５だけでなく内燃機関、水車、風車等を用い
ても良い。

【００７８】本実施例では、筐体内加熱器として電気ヒ
ータ５を使用したが、筐体内加熱器として内燃機関や発
熱部品の排熱を冷却水等の流体に与えて、その流体と高
温流体（内部流体）とを熱交換させて高温流体を加熱す
る流体式ヒータコアを使用しても良い。また、放熱フィ
ンとして多数のプレートフィン５７、５８を利用した
が、放熱フィンとしてコルゲートフィン、微細ピンフィ
ン、スリットフィンやルーバーフィンを利用しても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子機器装置の全体構造を示した概略図である
（実施例）。

【図２】沸騰冷却装置の具体的構造を示した断面図であ
る（実施例）。

【図３】沸騰冷却装置の具体的構造を示した正面図であ
る（実施例）。

【図４】沸騰冷却装置の具体的構造を示した背面図であ
る（実施例）。

【図５】沸騰冷却器の具体的構造を示した正面図である
（実施例）。

【図６】沸騰冷却器の概略構造を示した断面図である
（実施例）。

【図７】電気ヒータ取付装置の具体的構造を示した正面
図である（実施例）。

【図８】電気ヒータ取付装置の具体的構造を示した側面
図である（実施例）。

【図９】（ａ）は電気ヒータの具体的構造を示した正面
図で、（ｂ）はその側面図である（実施例）。

【図１０】（ａ）はブラケットとガイドシャフトの具体
的構造を示した正面図で、（ｂ）はその側面図である
（実施例）。

【符号の説明】

１ 電子機器装置（筐体内温度調整装置） ２ 流体隔離板 ３ 沸騰冷却器 ５ 電気ヒータ（筐体内加熱器） ７ 沸騰部 ８ 凝縮部 １１ 電子部品（発熱体） １２ 電子部品（発熱体） １３ ハウジング（筐体） １４ 沸騰冷却装置 １５ 密閉空間 １７ 高温側伝熱空間（筐体内通路） １８ 低温側伝熱空間（筐体外通路） ２１ 熱交換装置 ２２ 上部側遠心式送風機（筐体外流体循環手段） ２３ 下部側遠心式送風機（筐体内流体循環手段） ２４ 電気ヒータ装置 ５７ プレートフィン（放熱フィン） ５８ プレートフィン（放熱フィン） ５９ 手前側フランジ（開口部側フランジ） ６０ 奥側フランジ ６２ 手前側切欠き部（開口部側切欠き部） ６３ 締結具（固定手段） ６５ 奥側切欠き部 ６６ 雌ねじ穴部（拘束手段） ７１ 手前側ブラケット（開口部側ブラケット） ７２ 奥側ブラケット ７３ ガイドシャフト（ガイド軸） ７９ ピン ８０ 丸穴部（拘束手段） ３ａ 高温側熱交換器（筐体内熱交換器） ３ｂ 低温側熱交換器（筐体外熱交換器） ４ａ 沸騰冷却管 ４ｂ 沸騰冷却管 ６ａ 受熱フィン ６ｂ 放熱フィン ９ａ 第１連結管 ９ｂ 第２連結管 ２８ａ 高温側上端タンク ２８ｂ 低温側上端タンク ２９ａ 高温側下端タンク ２９ｂ 低温側下端タンク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部が外部から密閉化され、内部流体と外
   部流体とを隔離する筐体と、 この筐体内において内部流体を強制循環させる筐体内流
   体循環手段と、 前記筐体内に配され、内部流体から受熱して外部流体側
   に移動させる筐体内熱交換器と、 前記筐体外に配され、内部流体から受熱した熱を外部流
   体に放出させる筐体外熱交換器と、 前記筐体内に配され、内部流体を加熱する筐体内加熱器
   と、を備えた筐体内温度調整装置であって、 前記筐体内加熱器は、前記筐体内熱交換器よりも内部流
   体の流れ方向の下流側に配設したことを特徴とする筐体
   内温度調整装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の筐体内温度調整装置にお
   いて、 前記筐体内加熱器は、フィンピッチの細かい放熱フィン
   を有することを特徴とする筐体内温度調整装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の筐体内温
   度調整装置において、 前記筐体は、この筐体の片側側面に設けられ、前記筐体
   内加熱器の取り付け、取り外し用の開閉可能な開口部、
   前記筐体の内部において前記開口部側に配された開口部
   側ブラケット、前記筐体の内部において前記開口部側に
   対して奥側に配され、前記開口部側ブラケットと対向す
   る奥側ブラケット、および前記開口部側ブラケットと前
   記奥側ブラケットとを連結し、前記開口部側ブラケット
   を貫通するガイド軸を具備し、 前記筐体内加熱器は、前記開口部側に開口部側フラン
   ジ、および前記開口部側に対して奥側に奥側フランジを
   具備した筐体内温度調整装置であって、 前記開口部側フランジは、前記ガイド軸の側面より嵌合
   可能な開口部側切欠き部、および前記開口部側ブラケッ
   トに固定するための固定手段を有し、 前記奥側フランジは、前記ガイド軸の側面より嵌合可能
   な奥側切欠き部、および前記ガイド軸の軸方向に対して
   垂直方向の、前記奥側ブラケットに拘束される拘束手段
   を有することを特徴とする筐体内温度調整装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の筐体内温度調整装置にお
   いて、 前記拘束手段は、前記奥側ブラケットに設けられたピン
   に拘束される穴部であることを特徴とする筐体内温度調
   整装置。