JP2002522934A - 特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置 - Google Patents

特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置

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    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/54—Control of the diagnostic device
    • A61B8/546—Control of the diagnostic device involving monitoring or regulation of device temperature

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特に工業用の高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置に関する。現在までに知られているよりいっそう効果的な放熱によって、高湿度および／または高温レベルの環境でも高性能定格を備えた防爆設計の超音波トランスデューサの連続運転を保証する、カテゴリ関連装置を開発する本発明の課題は、シリコーン天然ゴムなどの振動吸収層２および石英砂などの熱取り出し層３を有する閉冷却システムによって超音波トランスデューサ１を包囲するようなやり方によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特に工業用の高性能定格（high performance rating）を持つ超音
波トランスデューサ（変換器）用の放熱のための装置に関する。
【０００２】 圧電素子の内部摩擦により、および電気損により、電気エネルギの機械エネル
ギへの変換の結果発生する熱を放出する目的のために、高容量定格の超音波トラ
ンスデューサを冷却することが一般的に知られている。
【０００３】 多くの場合、周知の冷却システムは、超音波トランスデューサを閉囲するケー
シングのみから成り、そのようなケーシングは、熱が対流によってそこから取り
出される開口（ポート）を有する（Ｂａｎｄｅｌｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ社
の「Ｓｏｎｏｒｅｘ」，超音波ディスインテグレータ「Ｓｏｎｏｐｕｌｓ ＨＤ
６０」の内容説明書）。この種の冷却は、高性能定格には不充分である。
【０００４】 ファンによる追加冷却により、塵埃および湿気がケーシング内に運ばれ、橋絡
の形成によって生じる短絡の危険性が増大する。
【０００５】 超音波トランスデューサに装着されたホーンとフランジとケーシングとの接続
による熱の取出しも知られており、ここで放熱は水冷却用の銅冷却板によって行
われる（ＴＥＬＳＯＮＩＣ社の「超音波高性能反応装置、シリーズＳＲＲ」の内
容説明書）。この場合にも、高性能定格および連続運転のための放熱は不充分で
ある。チタンの低い熱伝導率に加え、この装置に関する場合、振動分離転移を形
成するためには、振動の節（零点）の位置にホーンとの狭い接続を実現すること
しかできない。これでは、熱源から冷却システムへの微小な熱伝達があるだけで
あり、それは高性能レベルの連続運転には充分ではない。冷却システムへの振動
の伝達は、容量が失われ、さらなる熱の増加が生じるので、回避しなければなら
ない。
【０００６】 さらに多数の様々な冷却が知られており、たとえばケーシングに空冷または高
圧空気が装備される。これらのシステムも、短絡の危険性を示している。ファン
や内部から外部への熱交換を備えた閉鎖システムも知られている。しかし、これ
らは装備技術的側面から見ると複雑化で、限定された熱の取出ししかできない。
【０００７】 ＤＥ４３ ３９ ７８６ Ａ１には、放熱のための装置についての記載があり
、電子部品の放熱の目的のために、電子部品のケーシングの表面上に直接置かれ
、冷却目的のためにも役立つ前記ケーシングと表面接触する、シリコーンポリマ
から形成された熱伝導性プラスチック成形体が構想されている。
【０００８】 ＤＥ３５ ２８ ２９１ Ａ１には、バルク材が構成部品から冷却体への熱伝
達を引き継ぐ、電子構造素子の冷却のための装置が記載されている。バルク材と
して、特定の粒径を持つ砂またはガラスパールが構想されている。
【０００９】 これらの装置は、冷却体を備えた複雑な冷却システムをも必要とし、これらに
関連付けられる課題を持つ。
【００１０】 全ての周知の解決法における不利益な点は、特に防爆設計の、または湿潤な周
囲環境で使用される種類の場合、高性能レベルの超音波トランスデューサの連続
運転は、大きな支出無しに、かつ／または効率の悪化無しに、確保することがで
きないという事実である。
【００１１】 本発明の課題は、高湿度および／または高温の周囲環境においても高性能を備
えた、防爆設計の超音波トランスデューサの連続運転を、現在までに知られてい
るより効果的な熱の取出しによって確実に保証する、特に高性能定格を備えた超
音波トランスデューサ用の放熱のための装置を開発することである。
【００１２】 この課題の解決は、請求項１の特徴から結果的にもたらされる。超音波トラン
スデューサを取り囲む閉鎖冷却システムであって、シリコーン天然ゴムなどの薄
い振動吸収弾性層および石英砂などの放熱層から成るこの前記冷却システムによ
って、振動吸収層が振動を次の層に伝達しないので、熱容量の移行中に機械損が
発生しない状態が達成される。
【００１３】 本発明の意義深い発展を、従属請求項に記載する。 本発明を、図面に示す超音波トランスデューサの放熱のための装置の実施形態
で、さらに詳しく説明する。以下の項目が図示されている。 図１： 冷却システムを備えた超音波トランスデューサの略断面図である。 図２： 図１による超音波トランスデューサの部分Ａ−Ａにおける断面図であ
る。
【００１４】 ｋＷ範囲の高性能超音波トランスデューサの場合、工場で安全かつ信頼できる
連続運転を確実にするために、放熱は非常に重要である。
【００１５】 図１の断面図および図２の詳細図から、超音波トランスデューサ用の冷却シス
テムの構成が認識できる。
【００１６】 超音波トランスデューサ１の表面は、たとえば０．０５ｍｍから０．５ｍｍの
層厚さのたとえばシリコーン天然ゴムの弾性振動吸収層２で被覆される。
【００１７】 この層２は、超音波トランスデューサから発せられる振動を拾い上げ、層２の
表面で振動が発生しないような方法で振動を吸収する。
【００１８】 熱伝達層３が層２に接触（apply，塗布）される。この熱伝達層３は、たとえ
ば石英砂で構成することができ、たとえば０．２から２ｍｍの間の厚さを持つこ
とができる。超音波トランスデューサ１の加熱は、その表面全体を通して層２へ
放出され、かつ、そこから層３へ放出される。
【００１９】 熱伝達層３はさらに、ケーシング４、たとえばアルミニウムの連続ケーシング
と密着して接合され、ケーシングは冷却フィンおよび外部エンクロージャを持つ
ことができる。空気、水、または油、または同様の物質などの熱伝達媒体を、冷
却フィン間に配置することができる。さらに、通気によって、または任意の他の
周知の冷却システムによって、周知の方法で層３から熱を取り出すことも可能で
ある。
【００２０】 冷却システムでは、密閉されたケーシング４によって超音波トランスデューサ
を防爆設計とし、及び／又は、この超音波トランスデューサの連続運転を湿気又
は、好ましくない周囲環境下においても行うことができる。
【００２１】 本発明は、ここに記載する実施形態に限定されない。さらに、本発明の枠組か
ら逸脱することなく、特徴の組合せによってさらなる実施形態を実現することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 冷却システムを備えた超音波トランスデューサの略断面図である。
【図２】 図１による超音波トランスデューサの部分Ａ−Ａにおける断面図である。
【符号の説明】
１ 超音波トランスデューサ ２ 振動吸収層 ３ 放熱層 ４ ケーシング ５ セグメント ６ 冷却フィン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコーン天然ゴムなどの振動吸収弾性層（２）およびこの層（２）に直接接
    触する石英砂などの放熱層が、冷却すべき物体（１）を包囲する冷却システムを
    形成する、 工業用の特に高性能定格を備えた超音波トランスデューサ用の放熱のための装置
    。
  2. 【請求項２】 前記冷却システムが超音波トランスデューサ（１）を取り囲む、請求項１に記
    載の装置。
  3. 【請求項３】 前記超音波トランスデューサ（１）の表面に直接接触する状態で前記振動吸収
    層（２）およびこの層（２）の上の前記放熱層（３）が接触され、前記放熱層（
    ３）が広い表面から外部への放熱のためにケーシング（４）に密着して接合され
    た、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記ケーシング（４）がアルミニウムなどの熱導材から成り、かつ空気、水、
    油などの熱輸送媒体がその中を通過するセグメント（５）が間に置かれている冷
    却フィン（６）を有する、請求項３に記載の装置。
JP2000564186A 1998-08-04 1999-08-02 特に高性能定格の超音波トランスデューサ用の放熱のための装置 Expired - Lifetime JP3445784B2 (ja)

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