CN107062977B - 冷却装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有对散热片的堵塞进行探测的功能的冷却装置。冷却装置具备设置在相邻的散热片部间的间隙且与各散热片部电绝缘的电极部、以及对散热构造体与电极部之间施加电压的电源部。冷却装置还具备对散热构造体与电极部之间的绝缘电阻值进行计算的绝缘电阻检测部、以及对由绝缘电阻检测部计算出的绝缘电阻值与规定的阈值进行比较的比较部,在对计算出的绝缘电阻值与所述规定的阈值进行比较的结果是计算出的绝缘电阻值低于所述规定的阈值的情况下,判定为散热片部中发生了堵塞。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备冷却风扇和散热片且具有对散热片的堵塞进行探测的功能的冷却装置。
背景技术
以往以来,已知如下冷却装置:将多个散热片以固定间隔顺次配置于发热体,通过冷却风扇产生流过散热片间的间隙的风来使发热体冷却。在以往的这种冷却装置中具备如下功能:通过温度传感器对发热体的温度进行监视,在发热体的温度超过规定值的情况下,判定为散热片中发生了堵塞。
在日本特开2014-165421号公报和日本特开2014-098523号公报等中公开了具备这种堵塞判定功能的冷却装置。
图4是示意性地表示日本特开2014-165421号公报所公开的以往的冷却装置(以下称作现有例1的冷却装置)的图。
如图4所示,在现有例1的冷却装置中,沿着由冷却风扇103产生的风的流动方向A顺次配置有防尘过滤器101、发热体102以及冷却风扇103。而且,在防尘过滤器101的风的流动方向A的上游侧设置有第一温度传感器104,在相对于防尘过滤器101的风的流动方向A的下游侧设置有第二温度传感器105。
图5A~图5C是分别表示由上述的第一温度传感器104和第二温度传感器105各自检测出的温度的随时间经过的变化的图。并且,在图5A~图5C中的各图中,标注有标记B的曲线表示第一温度传感器104的检测温度的随时间经过的变化,标注有标记C的曲线表示第二温度传感器105的检测温度的随时间经过的变化。特别是,图5A表示防尘过滤器101中没有发生堵塞的情况下的各温度传感器104、105的检测温度的随时间经过的变化,图5B表示防尘过滤器101中发生了堵塞的情况下的各温度传感器104、105的检测温度的随时间经过的变化。
在防尘过滤器101中没有发生堵塞的情况下,如图5A所示,第一温度传感器104和第二温度传感器105各自的检测温度均不超过预先决定的温度阈值S。然而,在防尘过滤器101中发生了堵塞的情况下,如图5B所示,第二温度传感器105的检测温度超过上述的温度阈值S。由此,现有例1的冷却装置在第二温度传感器105的检测温度超过了上述的温度阈值S时,判定为防尘过滤器101中发生了堵塞。
另外,图6是示意性地表示日本特开2014-098523号公报所公开的以往的冷却装置(以下称作现有例2的冷却装置)的图。其中,在图6中,对与上述的现有例1的冷却装置相同的结构要素标注相同的标记。
如图6所示,在现有例2的冷却装置中,也是沿着由冷却风扇103产生的风的流动方向A顺次配置有防尘过滤器101、发热体102以及冷却风扇103。而且,如图6所示,对发热体102的周边温度进行检测的温度传感器106设置在发热体102的附近。
如图6所示,现有例2的冷却装置还具备温度检测部107、风扇转速控制部108以及堵塞判定部109。
而且,温度检测部107对温度传感器106的检测温度的随时间经过的变化进行监视。风扇转速控制部108一边根据由温度传感器106检测出的发热体102的周边温度来使冷却风扇103的转速增加,一边对冷却风扇103的转速进行监视。在监视到的冷却风扇103的转速超过基准值的情况下,堵塞判定部109判定为防尘过滤器101中发生了堵塞。
然而,在上述的现有例1的冷却装置中,在没有发生防尘过滤器101的堵塞但发热体102的负荷增加而发热体102发热的情况下,有时导致如图5C所示那样第二温度传感器105的检测温度超过规定的温度阈值S。在该情况下,会错误地判定为防尘过滤器101中发生了堵塞。因此,在上述的现有例1的冷却装置中,存在无法准确地对防尘过滤器101的堵塞进行检测这样的问题。
在上述的现有例2的冷却装置中也可能产生该问题。即,在上述的现有例2的冷却装置中,在防尘过滤器101中没有发生堵塞但发热体102的负荷增加而发热体102发热的情况下,有时根据发热体102的周边温度而冷却风扇103的转速超过基准值。在该情况下,会错误地判定为防尘过滤器101中发生了堵塞。因此,在上述的现有例2的冷却装置中,也存在无法准确地对防尘过滤器101的堵塞进行检测这样的问题。
另外,根据冷却性能,冷却装置的热时间常数越大,则每单位时间的温度变化越小。因而,在上述的现有例1、现有例2的冷却装置中,存在如果不持续长时间地对发热体102的温度进行监视则无法准确地对过滤器101的堵塞进行检测的情况。
发明内容
本发明提供一种不对发热体的温度进行监视就能够准确且在短时间内检测堵塞的冷却装置。
根据本发明的第一方式,提供一种冷却装置,该冷却装置具备:散热构造体,其具有要配置于发热体的多个散热片部;冷却风扇,其产生流过各散热片部间的间隙的风;电极部,其设置于所述间隙且与散热片部电绝缘;电源部,其对散热构造体与电极部之间施加电压;电压检测部,其对在散热构造体与电极部之间施加的电压值进行检测;电流检测部,其对流过至少顺次将电源部、电极部以及散热构造体电连接而成的电路的电流值进行检测;绝缘电阻检测部,其基于电压检测部和电流检测部的检测结果来计算散热构造体与电极部之间的绝缘电阻值;以及比较部,其将由绝缘电阻检测部计算出的绝缘电阻值与规定的阈值进行比较,其中,在所述比较部中将由绝缘电阻检测部计算出的绝缘电阻值与所述规定的阈值进行比较的结果是计算出的绝缘电阻值低于所述规定的阈值的情况下,判定为散热片部中发生了堵塞。
根据本发明的第二方式,提供一种上述的第一方式的冷却装置,其中,该冷却装置还具备对所述规定的阈值进行设定的设定部,能够将由设定部设定出的所述规定的阈值重写。
附图说明
根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明,本发明的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点会变得更加明确。
图1是表示本发明的一个实施方式的冷却装置的结构的框图。
图2是将图1所示的电极部放大地示出的立体图,是说明对堵塞进行检测的状况的图。
图3是将图1所示的电极部放大地示出的立体图,是说明电极部的形状特征的图。
图4是示意性地表示日本特开2014-165421号公报所公开的以往的冷却装置的图。
图5A是表示防尘过滤器中没有发生堵塞的情况下的温度传感器的检测温度的随时间经过的变化的图。
图5B是表示防尘过滤器中发生了堵塞的情况下的温度传感器的检测温度的随时间经过的变化的图。
图5C是表示防尘过滤器中没有发生堵塞但发热体的负荷增加而发热体发热的情况下的温度传感器的检测温度的随时间经过的变化的图。
图6是示意性地表示日本特开2014-098523号公报所公开的以往的冷却装置的图。
具体实施方式
接着,参照附图来说明本发明的实施方式。在以下的附图中,对相同的构件标注相同的参照标记。而且,在不同的附图中标注有相同的参照标记的要素意味着是具有相同功能的结构要素。另外,为了容易理解,这些附图适当变更了比例尺。
图1是表示本发明的一个实施方式的冷却装置的结构的框图。
如图1所示,本实施方式的冷却装置10具备:散热构造体11,其具有要配置于发热体(未图示)的多个散热片部11a;以及冷却风扇12,其产生流过各散热片部11a间的间隙的风。冷却风扇12例如是风扇电动机。
在本实施方式的冷却装置10中,通过使冷却风扇12工作,来使图1所示的箭头D的方向的风流过各散热片部11a间的间隙。由此,使得一边向各散热片部11a传递发热体(未图示)的热,一边通过风对各散热片部11a进行冷却。
如图1所示,冷却装置10还具备电极部13和电源部14,该电极部13设置于相邻的散热片部11a间的间隙且与各散热片部11a电绝缘,该电源部14对散热构造体11与电极部13之间施加电压。
冷却装置10还具备:开关部15,其对由上述的电源部14进行的电压施加进行接通和断开控制;电压检测部16,其对在散热构造体11与电极部13之间施加的电压的值进行检测;以及电流检测部17,其对流过将电源部14、开关部15、电极部13以及散热构造体11顺次电连接而成的电路的电流的值进行检测。
冷却装置10还具备:绝缘电阻检测部18,其基于电压检测部16和电流检测部17的检测结果,来对散热构造体11与电极部13之间的绝缘电阻值进行计算;比较部19,其将由绝缘电阻检测部18计算出的绝缘电阻值与规定的阈值进行比较;以及设定部20,其对该规定的阈值进行设定。
而且,在比较部19中将由绝缘电阻检测部18计算出的绝缘电阻值与规定的阈值进行比较的结果是计算出的绝缘电阻值低于规定的阈值的情况下,比较部19判定为散热片部11a中发生了堵塞。
此外,优选的是,在上述的设定部20中,作为规定的阈值的绝缘电阻值是能够重写的。
图2是将图1所示的电极部13放大地示出的立体图,是说明对堵塞进行检测的状况的图。图3是将图1所示的电极部13放大地示出的立体图,是说明电极部13的形状特征的图。
如图2所示,上述的电极部13具备球状的电极21以及相对于散热构造体11支承电极21的支承构件22。具体地说,支承构件22以从散热构造体11的水平面11b突出的方式延伸。而且,电极21以电极21与散热片部11a相分离而位于空中的方式被支承于支承构件22的顶端部。
并且,上述的电极21经由支承构件22而与电源部14的高压侧(参照图1)电连接。另外,具有散热片部11a的散热构造体11与电源部14的接地侧(参照图1)电连接。并且,虽然散热构造体11和支承构件22均具有导电性,但是支承构件22的表面被绝缘件24覆盖。由此,使得仅对电极21与散热构造体11之间施加电压。
根据图1和图2,当使开关部15处于接通状态时,通过电源部14对电极部13的电极21与具有散热片部11a的散热构造体11之间施加电压。接着,绝缘电阻检测部18根据由电压检测部16检测出的电压值和由电流检测部17检测出的电流值,来对散热构造体11与电极21之间的绝缘电阻(=电压值/电流值)进行计算。此时,在散热片部11a间的间隙没有发生堵塞的情况下,没有任何东西介于散热构造体11与电极21间的间隙处,因此散热构造体11与电极21之间的绝缘电阻是非常高的值、例如为几百MΩ。
然而,当如图2所示那样空气中的粉尘、金属屑、切削液、水等之类的杂质23进入到散热构造体11与电极21间的间隙时,散热构造体11与电极21之间的绝缘电阻值例如下降到几kΩ。
根据以上的情形,在本实施方式的冷却装置10中,在散热构造体11与电极21之间的绝缘电阻值低于规定的阈值的情况下,判定为在散热片部11a间的间隙发生了堵塞。
这样的堵塞的判定方法并不是基于发热体、散热构造体11的温度来对堵塞的发生进行判定的方法,因此能够在短时间内准确地进行堵塞的检测。也就是说,根据本实施方式,不会如上述的现有例1、现有例2的冷却装置那样发生如下问题:在没有发生堵塞但发热体的负荷增加而发热体发热的情况下,错误地判定为发生了堵塞。另外,也不需要考虑散热构造体11的热时间常数来持续长时间地对散热构造体11的温度进行监视。
此外,在本实施方式中,存在如图3所示那样只是切削液、水等液体25附着于散热构造体11的水平面11b而没有发生堵塞的情况。在该情况下,当因液体25的存在而导致散热构造体11与电极21之间的绝缘电阻值低于规定的阈值时,会误判定为发生了堵塞。为了防止这种情况,如图2和图3所示,通过从散热构造体11的水平面11b突出的支承构件22来将电极21配置在空中,利用绝缘件24将支承构件22的表面覆盖。
并且,为了更可靠地防止上述那样的误判定,优选的是,不仅在支承构件22的表面上覆盖上述的绝缘件24,而且如图2、图3所示那样在散热构造体11的水平面11b上的支承构件22的周边区域也大范围地覆盖上述的绝缘件24。
另外,在上述的实施方式中,散热构造体11是由具有导电性的材料形成的。但是,散热构造体11也可以是由不具有导电性的材料制成的。在该情况下,优选的是,在散热构造体11的表面设置追加电极,对该追加电极与上述的电极21之间的绝缘电阻进行检测。
另外,在图1所示的实施方式中,在散热片部11a间的间隙处仅设置有一个电极部13。但是,在本发明中,电极部13的数量不限定于一个,也可以具备两个以上的电极部13。例如,也可以是,在散热构造体11中容易引起堵塞的位置附近集中地配置多个电极部13。另外,电极部13的电极21的形状也可以是任意形状,例如也可以是板状、棒状这样的形状。
另外,关于使用于对散热构造体11与电极部13之间的绝缘电阻的下降进行判定的规定的阈值,优选为设置多个阈值。例如,在设定部20中事先存储第一阈值和低于该第一阈值的第二阈值来作为上述的规定的阈值。而且,优选的是,在由绝缘电阻检测部18检测出的绝缘电阻值下降至低于第一阈值的值的情况下,发出警告(warning),在绝缘电阻值进一步下降至低于第二阈值的值的情况下,发出警报(alarm)。
并且,作为对散热构造体11与电极部13之间施加的电源部14的电压,也可以利用搭载有冷却装置10的设备的电源装置中所使用的逆变器系统或转换器系统内存在的直流环节部的电压。在该情况下,优选的是,在逆变器系统或转换器系统处于休止的期间中执行绝缘电阻的检测动作,以避免对散热构造体11与电极部13之间的绝缘电阻进行检测的动作对逆变器、转换器的控制产生影响。
另外,在将多个冷却装置10搭载于设备的情况下,优选的是,使用通信单元来将由各个冷却装置10的绝缘电阻检测部18检测出的绝缘电阻值向数值控制装置、平板终端传送或通知。由此,容易知道是哪个冷却装置10发生了散热片部11a的堵塞而需要清扫或更换散热构造体11。其结果,能够削减因冷却装置10的维护而导致的停机时间。
以上,使用典型的实施方式对本发明进行了说明,但是本领域技术人员应能理解的是,在不脱离本发明的范围内能够对上述的实施方式的形状、构造、材料等进行变更以及进行各种其它变更、省略、追加。
发明的效果
根据本发明,不是基于发热体、散热构造体的温度来对堵塞的发生进行判定,而是根据散热构造体与电极部之间的绝缘电阻的下降来对堵塞的发生进行判定,因此能够在短时间内准确地进行堵塞的检测。也就是说,根据本发明,不会如上述的现有例1、现有例2的冷却装置那样产生如下问题:在没有发生堵塞但发热体的负荷增加而发热体发热的情况下,错误地判定为发生了堵塞。另外,也不需要考虑散热构造体的热时间常数来持续长时间地对散热构造体的温度进行监视。
Claims (2)
1.一种冷却装置,该冷却装置具备:
散热构造体,其具有要配置于发热体的多个散热片部;
冷却风扇,其产生流过各所述散热片部间的间隙的风;
电极部,其设置于所述间隙且与所述散热片部电绝缘;
电源部,其对所述散热构造体与所述电极部之间施加电压;
电压检测部,其对在所述散热构造体与所述电极部之间施加的电压值进行检测;
电流检测部,其对流过至少顺次将所述电源部、所述电极部以及所述散热构造体电连接而成的电路的电流值进行检测;
绝缘电阻检测部,其基于所述电压检测部和所述电流检测部的检测结果来计算所述散热构造体与所述电极部之间的绝缘电阻值;以及
比较部,其将由所述绝缘电阻检测部计算出的绝缘电阻值与规定的阈值进行比较,
其中,在所述比较部中将由所述绝缘电阻检测部计算出的绝缘电阻值与所述规定的阈值进行比较的结果是所述计算出的绝缘电阻值低于所述规定的阈值的情况下,判定为所述散热片部中发生了堵塞。
2.根据权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,
还具备对所述规定的阈值进行设定的设定部,能够将由所述设定部设定出的所述规定的阈值重写。
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