JP2014207294A - Electrical equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電気機器に関する。 The present invention relates to electrical equipment.
電気機器は、筐体内に各種部品を格納する構成であることが多い。部品の中でも電力を消費する部品は発熱を伴う。発熱量が大きい部品は「発熱部品」と呼ばれることがある。筐体内に発熱部品が存在すると筐体内の温度が上昇する。温度上昇の程度によっては電気機器の機能に悪影響が生じるので、通常、筐体内に発熱部品が存在する場合は発熱部品が発する熱を筐体外に排出する排熱装置が設けられる。排熱装置はファン、ヒートパイプ、放熱板などにより構成される。 In many cases, an electric device is configured to store various components in a housing. Among the parts, parts that consume electric power generate heat. Parts that generate a large amount of heat may be referred to as “heat generating parts”. If there is a heat generating component in the housing, the temperature in the housing rises. Since the function of the electric device is adversely affected depending on the degree of the temperature rise, a heat exhaust device that normally discharges heat generated by the heat generating component to the outside of the housing is provided when the heat generating component exists in the housing. The heat exhausting device includes a fan, a heat pipe, a heat sink, and the like.
発熱部品を内蔵した電気機器の従来構造の一例を図7に示す。従来の電気機器100として想定されているのはソーラー発電や風力発電の発電や売電を制御するパワーコンディショナー、蓄電システム、電気自動車の充電器などである。電気機器100は金属部品や合成樹脂部品を組み合わせて構成される筐体10を備え、筐体10の内部には少なくとも1個の発熱部品が含まれる発熱部品ユニット11を収納している。発熱部品ユニット11には放熱板12が取り付けられている。放熱板12は鋼板であっても良いが、アルミニウムのような熱伝導の良い金属材料で形成されていればより好ましい。放熱板12は魚類の背鰭のように発熱部品ユニット11の上面から立ち上がった形で描かれているが、水平姿勢で発熱部品ユニット11に取り付けられるものであってももちろん構わない。
FIG. 7 shows an example of a conventional structure of an electric device incorporating a heat generating component. The conventional
発熱部品ユニット11が存在するため、筐体10には排熱装置20が設けられる。排熱装置20を構成するのは2個の通風口と1個のファンである。2個の通風口は、図7において筐体10の左側側面上部に配置された第1通風口21と、筐体10の右側側面上部に配置された第2通風口22である。1個のファンは、第1通風口21に対面する形で筐体10の内部に配置されたファン23である。ファン23はケーシングの内部にプロペラファンを有し、このプロペラファンをモータで回転させるタイプのものである。
Since the heat
第1通風口21は、フレーム24の内部に多数の水平な整流板25を上下方向に並べて構成されている。第2通風口22は、フレーム26の内部に多数の水平な整流板27を上下方向に並べて構成されている。整流板25、27は、水平でなく垂直に配置されていてもよい。水平な整流板と垂直な整流板が格子状に組み合わせられていてもよい。もっと簡単に、筐体10の側面に多数形成された小孔またはスリットで第1通風口21あるいは第2通風口22が構成されていてもよい。
The
筐体10の内部には制御基板13が垂直姿勢で配置されている。制御基板13は発熱部品ユニット11とファン23を含む電気機器100全体の制御を司る。なお、発熱部品ユニット11それ自体が制御基板(マザーボード)で、制御基板13が発熱部品ユニット11に一体化されているという場合もあり得る。
A
電気機器100を運転すると発熱部品ユニット11から熱が発生する。ファン23を駆動すると、ファン23は筐体1の内部の空気を第1通風口21から外部に排出する。入れ替わりに第2通風口22から外部空気が筐体1に入る。すなわちファン23は第1通風口21と第2通風口22を通過する気流を生成する。第1通風口21から排出される空気と第2通風口22から流入する空気により、筐体1の内部には放熱板12に接触しつつ通り抜ける冷却空気流が生じる。発熱部品ユニット11から発生した熱は放熱板12を通じて冷却空気流中に放散され、熱を受け取った冷却空気流は第1通風口21から排出される。これにより発熱部品ユニット11は冷却される。
When the
電気機器は、寒冷地に置かれた場合に不具合が発生する場合がある。例えば特許文献1に記載された電気車両充電装置では、気温が0℃以下に下がった場合に扉が凍結して開かなくなるという懸念がある。そのような懸念を低減するため、特許文献1の電気車両充電装置では筐体にヒータを設け、気温が所定のしきい値を下回る場合にはヒータに通電して筐体の温度が下がりすぎないようにしている。
Electrical equipment may fail when placed in a cold region. For example, in the electric vehicle charging device described in
ヒータに通電して筐体の温度低下を阻止する仕組みを採用すると、電気機器の本来の消費電力にヒータの消費電力が加わり、全体の消費電力が大きくなる。消費電力が大きくなるとランニングコストが上昇する他、それだけの電力を供給可能な電源の確保という問題も発生する。 When a mechanism for energizing the heater to prevent the temperature of the casing from being lowered is adopted, the power consumption of the heater is added to the original power consumption of the electric device, and the overall power consumption increases. When the power consumption increases, the running cost increases, and there is a problem of securing a power source capable of supplying such power.
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、寒冷地における、あるいは寒冷時期における電気機器の保温を、ヒータを追加することなく行うことができる電気機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electrical device that can keep the electrical device warm in a cold district or in a cold season without adding a heater.
上記目的を達成するため、本発明に係る電気機器は、筐体内に、発熱部品と、前記発熱部品が発する熱を前記筐体外に排出する排熱装置とを備え、温度が所定値以下になった時、前記排熱装置の排熱能力が低下せしめられることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an electrical device according to the present invention includes a heat generating component and a heat exhaust device that discharges heat generated by the heat generating component to the outside of the housing, and the temperature becomes a predetermined value or less. The exhaust heat capacity of the exhaust heat device is reduced.
この構成によると、温度が所定値以下になった時、排熱装置の排熱能力を意図的に低下させて発熱部品が発する熱を筐体内にこもらせ、温度低下を防ぐから、別途ヒータを設ける必要がなく、ヒータが消費する分の電力を節約することができる。ヒータの設置に要するスペースが不要なので、電気機器の大型化も回避できる。 According to this configuration, when the temperature falls below a predetermined value, the exhaust heat capacity of the exhaust heat device is intentionally reduced, and the heat generated by the heat generating components is trapped in the housing to prevent the temperature from falling. There is no need to provide it, and the power consumed by the heater can be saved. Since there is no need for a space for installing the heater, an increase in the size of the electrical equipment can be avoided.
上記構成の電気機器において、前記排熱装置は前記筐体に形成された通風口及び当該通風口を通過する気流を生成するファンを含み、前記通風口には開閉機構が設けられ、前記排熱装置の排熱能力低下は前記通風口の開度減少によって遂行されることが好ましい。 In the electrical apparatus having the above-described configuration, the heat exhaust device includes a vent formed in the housing and a fan that generates an airflow passing through the vent, and the vent includes an open / close mechanism, and the exhaust heat It is preferable that the exhaust heat capacity of the apparatus is reduced by reducing the opening of the vent.
この構成によると、発熱部品が発する熱を確実に筐体内に閉じこめることができる。 According to this configuration, the heat generated by the heat generating component can be reliably confined in the housing.
上記構成の電気機器において、前記排熱装置は前記筐体に形成された通風口及び当該通風口を通過する気流を生成するファンを含み、前記排熱装置の排熱能力低下は前記ファンの回転数低下によって遂行されることが好ましい。 In the electric apparatus having the above-described configuration, the heat exhaust device includes a vent formed in the housing and a fan that generates an airflow passing through the vent, and the heat exhaust capability reduction of the heat exhaust device is caused by rotation of the fan. It is preferably performed by a reduction in the number.
この構成によると、筐体の温度低下が防がれると同時にファンの消費電力やファンの寿命低下も低減することができる。 According to this configuration, it is possible to prevent a decrease in the temperature of the casing and at the same time reduce the power consumption of the fan and the life of the fan.
本発明の構成によると、温度が所定値以下になった時、排熱装置の排熱能力を意図的に低下させて発熱部品が発する熱を筐体内にこもらせ、温度低下を防ぐから、別途ヒータを設ける必要がなく、部品コストの増大を防ぐことができる。ヒータの設置に要するスペースが不要なので、電気機器の大型化も回避できる。またヒータが消費する分の電力が不要となるから、ランニングコストが上昇することもない。 According to the configuration of the present invention, when the temperature falls below a predetermined value, the exhaust heat capacity of the exhaust heat device is intentionally reduced to trap the heat generated by the heat generating component in the housing, thereby preventing the temperature decrease. There is no need to provide a heater, and an increase in component costs can be prevented. Since there is no need for a space for installing the heater, an increase in the size of the electrical equipment can be avoided. In addition, since the electric power consumed by the heater is not required, the running cost does not increase.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る電気機器1の構成を図1から図3までの図に基づき説明する。電気機器1は図7に示した従来の電気機器100と多くの点で共通する。そこで、電気機器1の構成要素の中で電気機器100と機能的に共通する構成要素には電気機器100の説明で用いたのと同じ符号を付し、説明は省略する。第2実施形態以下の実施形態においても同様とする。
<First Embodiment>
The configuration of the
第1実施形態では2個の通風口と2個のファンが排熱装置20を構成する。2個の通風口は第1通風口21と第2通風口22であり、2個のファンは、第1通風口21に対面する形で筐体10の内部に配置された第1ファン23(電気機器100における「ファン23」をここでは「第1ファン23」と呼称する)と、第2通風口22に対面する形で筐体10の内部に配置された第2ファン30である。第2ファン30も第1ファン23と同様にケーシング内部のプロペラファンをモータで回転させるタイプのものである。
In the first embodiment, the two heat vents and the two fans constitute the
第2通風口22の構造は電気機器100と異なっている。すなわち第2通風口22には開閉機構が設けられる。開閉機構は、筐体10の外部から内部への空気の流入は許すが、筐体10の内部から外部への空気の流出は許さないシャッタ装置28によって構成される。シャッタ装置28は第2通風口22のフレーム26の内部に複数枚のシャッタ片29を垂直方向に並べて構成され、各シャッタ片29は上端を支点として垂直面内で回動する。各シャッタ片29の自由端は、直下のシャッタ片29の上端に筐体10の内側から当たる。一番下側のシャッタ片29の自由端は、フレーム26の内面に形成されたストッパ26aに筐体10の内側から当たる。このため、筐体10の内側から風圧がかかった場合、シャッタ装置28は開かない。なお、図に示したようなシャッタ装置28の構造は単なる例示であり、発明を限定するものではない。
The structure of the second ventilation opening 22 is different from that of the
シャッタ装置28はシャッタ片29の自重で閉鎖状態を保つ。自重だけではシャッタ片29ががたつくので、ばねで閉鎖状態を維持する仕組みを取り入れてもよい。シャッタ装置28の開放は、第1ファン23または第2ファン30を駆動することによって生じる外部圧力の相対的増大によることとしてもよく、モータやソレノイドなどの動力源によることとしてもよい。モータやソレノイドなどの動力源を用いた電動シャッタとして構成した場合、シャッタ片29を開放方向に動かすのも閉鎖方向に動かすのも電動で行うことができる。なお電気機器1が屋外に設置されるものである場合は、シャッタ装置28に適宜パッキン等を追加して防水性を高めておくことが望ましい。
The
制御基板13は、シャッタ装置28が電動である場合にはシャッタ装置28の開閉も制御する。筐体10の所定箇所には、筐体10の内部の気温、筐体10の外部の気温、筐体10の温度、発熱部品ユニット11の温度、もしくは放熱板12の温度(特許請求の範囲ではこれらの気温や温度の総称として「温度」の語を用いる)のいずれかまたはいくつかを測定する温度測定装置(図示せず)が設けられており、この温度測定装置の測定結果に基づき制御基板13は制御を行う。
The
前記図示しない温度測定装置によって測定された温度が所定値を超えていれば、電気機器1を運転したときに第1ファン23が駆動される。第2ファン30は停止したままである。第1ファン23は第1通風口21に向けて送風を行い、第1通風口21を通じて筐体10の内部の空気を排出する。この時、図2に示す通りシャッタ装置28が開き、外部の空気が筐体10に流入する。すなわち第1ファン23は第1通風口21と第2通風口22を通過する気流を生成する。これにより、筐体1の内部には放熱板12に接触しつつ通り抜ける冷却空気流が生じる。発熱部品ユニット11から発生した熱は放熱板12を通じて冷却空気流中に放散され、熱を受け取った冷却空気流は第1通風口21から排出される。このようにして発熱部品ユニット11は冷却される。
If the temperature measured by the temperature measuring device (not shown) exceeds a predetermined value, the
シャッタ装置28は、電動式でない場合、筐体10内の空気が第1通風口21から排出されることに伴う筐体10内の気圧低下で外部気圧が相対的に増大することにより開く。電動式の場合は、シャッタ装置28はモータやソレノイドなどの動力源によって開放状態に置かれる。
When the
前記図示しない温度測定装置によって測定した温度が所定値、例えば−5℃以下になったときは、排熱装置20の排熱能力が低下せしめられる。第1実施形態では、排熱装置20の排熱能力低下は第2通風口22の開度減少によって遂行される。第2通風口22の開度減少は、図3に示す通り、開閉機構であるシャッタ装置28が閉鎖状態とされることで遂行される。第1ファン23の駆動が停止されると、シャッタ装置28は重力、ばねによる付勢、あるいは動力源による駆動(電動式の場合)などにより閉鎖状態に置かれる。
When the temperature measured by the temperature measuring device (not shown) becomes a predetermined value, for example, −5 ° C. or lower, the exhaust heat capability of the
ここで第1ファン23が停止し、入れ替わりに第2ファン30が駆動される。第2ファン30は第2通風口22に向けて送風を行う。シャッタ装置28が開いていれば、第2通風口22を通過する空気流が生じるところであるが、シャッタ装置28が閉ざされているため空気流は筐体10の内部方向に進路を見出さざるを得なくなる。このため、図3に矢印で示す通り、筐体10の内部に循環気流が発生する。循環気流は筐体10の外部に熱を持ち出さないので筐体10の内部の温度は上昇する。これにより、ヒータを用いなくても筐体10の温度低下を阻止することができ、電気機器1の正常動作を確保することができ
る。筐体10の内部に循環気流を発生させるので、熱が均等に行き渡り、温度ムラが生じにくい。
Here, the
このように、温度が所定値以下になった時、排熱装置20の排熱能力を意図的に低下させて発熱部品ユニット11が発する熱を筐体10内にこもらせ、温度低下を防ぐものであるから、別途ヒータを設ける必要がなく、部品コストの増大を防ぐことができる。ヒータの設置に要するスペースが不要なので、電気機器1の大型化も回避できる。ヒータが消費する分の電力も節約できる。また排熱装置20の排熱能力低下は第2通風口22の開度減少によって遂行されるから、発熱部品ユニット11が発する熱を確実に筐体10内に閉じこめることができる。
As described above, when the temperature becomes a predetermined value or less, the heat exhausting ability of the heat
<第2実施形態>
続いて本発明の第2実施形態に係る電気機器1の構成を図4と図5に基づき説明する。第2実施形態は第1実施形態と次の点が異なる。すなわち第1実施形態から第2ファンが省かれ、第1実施形態で第1ファンであったファン23のみが残されている。また第1通風口21の内部に電動式のシャッタ装置28が設けられ、フレーム24の内面にはストッパ24aが形成されている。シャッタ装置28を構成する各シャッタ片29は上端を支点として垂直面内で回動し、各シャッタ片29の自由端は、直下のシャッタ片29の上端に筐体10の内側から当たる。一番下側のシャッタ片29の自由端はストッパ24aに筐体10の内側から当たる。このため、筐体10の内側から風圧がかかった場合、シャッタ装置28は開かない。第2通風口22は従来の電気機器100の第2通風口22と同じ構造とされている。
Second Embodiment
Then, the structure of the
図示しない温度測定装置によって測定された温度が所定値を超えていれば、電気機器1を運転したとき、図4に示す通りシャッタ装置28が開放状態とされるとともにファン23が駆動される。ファン23は第1通風口21に向けて送風を行い、第1通風口21を通じて筐体10の内部の空気を排出する。同時に第2通風口22から外部の空気が筐体10に流入する。すなわち第1ファン23は第1通風口21と第2通風口22を通過する気流を生成する。これにより、筐体1の内部には放熱板12に接触しつつ通り抜ける冷却空気流が生じる。発熱部品ユニット11から発生した熱は放熱板12を通じて冷却空気流中に放散され、熱を受け取った冷却空気流は第1通風口21から排出される。このようにして発熱部品ユニット11は冷却される。
If the temperature measured by a temperature measuring device (not shown) exceeds a predetermined value, when the
図示しない温度測定装置によって測定した温度が所定値以下になったときは、排熱装置20の排熱能力が低下せしめられる。第2実施形態では、排熱装置20の排熱能力低下は第1通風口21の開度減少によって遂行される。第1通風口21の開度減少は、図5に示す通り、開閉機構であるシャッタ装置28が閉鎖状態とされることで遂行される。
When the temperature measured by a temperature measuring device (not shown) becomes a predetermined value or less, the heat exhaust capability of the
シャッタ装置28が閉鎖状態とされた状態でファン23が駆動されると、ファン23から吹き出された空気流は筐体10の内部方向に進路を見出さざるを得なくなる。このため、図5に示す通り、筐体10の内部に循環気流が発生する。循環気流は筐体10の外部に熱を持ち出さないので筐体10の内部の温度は上昇する。これにより、ヒータを用いなくても筐体10の温度低下を阻止することができ、電気機器1の正常動作を確保することができる。筐体10の内部に循環気流を発生させるので、熱が均等に行き渡り、温度ムラが生じにくい。
When the
このように、温度が所定値以下になった時、排熱装置20の排熱能力を意図的に低下させて発熱部品ユニット11が発する熱を筐体10内にこもらせ、温度低下を防ぐものであるから、別途ヒータを設ける必要がなく、部品コストの増大を防ぐことができる。ヒータの設置に要するスペースが不要なので、電気機器1の大型化も回避できる。ヒータが消費する分の電力も節約できる。また排熱装置20の排熱能力低下は第1通風口21の開度減少によって遂行されるから、発熱部品ユニット11が発する熱を確実に筐体10内に閉じこめることができる。
As described above, when the temperature becomes a predetermined value or less, the heat exhausting ability of the heat
<第3実施形態>
続いて本発明の第3実施形態に係る電気機器1の構成を図6に基づき説明する。第3実施形態の電気機器1は、構造は従来の電気機器100と同一である。
<Third Embodiment>
Then, the structure of the
図示しない温度測定装置によって測定された温度が所定値を超えていれば、電気機器1を運転したときにファン23が駆動される。ファン23は第1通風口21に向けて送風を行い、第1通風口21を通じて筐体10の内部の空気を排出する。同時に第2通風口22から外部の空気が筐体10に流入する。すなわち第1ファン23は第1通風口21と第2通風口22を通過する気流を生成する。これにより、筐体1の内部には放熱板12に接触しつつ通り抜ける冷却空気流が生じる。発熱部品ユニット11から発生した熱は放熱板12を通じて冷却空気流中に放散され、熱を受け取った冷却空気流は第1通風口21から排出される。このようにして発熱部品ユニット11は冷却される。
If the temperature measured by a temperature measuring device (not shown) exceeds a predetermined value, the
図示しない温度測定装置によって測定した温度が所定値以下になったときは、排熱装置20の排熱能力が低下せしめられる。第3実施形態では、排熱装置20の排熱能力低下はファン23の回転数を低下させる(停止させることを含む)ことによって遂行される。
ファン23の回転数を十分に低下させ、第1通風口21からの空気の吹き出しを極く少なくすれば、筐体10の外部に熱が持ち出されなくなるので、筐体10の内部の温度は上昇する。これにより、ヒータを用いなくても筐体10の温度低下を阻止することができ、電気機器1の正常動作を確保することができる。
When the temperature measured by a temperature measuring device (not shown) becomes a predetermined value or less, the heat exhaust capability of the
If the number of rotations of the
このように、温度が所定値以下になった時、排熱装置20の排熱能力を意図的に低下させて発熱部品ユニット11が発する熱を筐体10内にこもらせ、温度低下を防ぐものであるから、別途ヒータを設ける必要がなく、部品コストの増大を防ぐことができる。ヒータの設置に要するスペースが不要なので、電気機器1の大型化も回避できる。ヒータが消費する分の電力も節約できる。また排熱装置20の排熱能力低下はファン23の回転数低下によって遂行されるから、ファン23の消費電力やファン23の寿命低下も低減することができる。
As described above, when the temperature becomes a predetermined value or less, the heat exhausting ability of the heat
<その他>
第1実施形態と第2実施形態において、シャッタ装置28は必ずしも完全な閉鎖状態としなくてもよい。空気が多少漏洩する程度の閉じ方であっても構わない。また、全ての実施形態について言えることであるが、第1通風口21と第2通風口22の両方にシャッタ装置28を設け、筐体10の閉め切りをより完全なものとしてもよい。
<Others>
In the first and second embodiments, the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
本発明は、発熱部品を内蔵した電気機器に広く利用可能である。 The present invention can be widely used for electric devices incorporating heat-generating components.
1 電気機器
10 筐体
11 発熱部品ユニット
12 放熱板
13 制御基板
20 排熱装置
21 第1通風口
22 第2通風口
23 ファン(第1ファン)
28 シャッタ装置
30 第2ファン
DESCRIPTION OF
28
Claims (3)
温度が所定値以下になった時、前記排熱装置の排熱能力が低下せしめられることを特徴とする電気機器。 In the electrical equipment including a heat generating component and a heat exhaust device that discharges heat generated by the heat generating component to the outside of the housing in the housing,
When the temperature becomes a predetermined value or less, the exhaust heat capacity of the exhaust heat device is reduced.
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CN108631386A (en) * | 2018-03-21 | 2018-10-09 | 安徽三弟电子科技有限责任公司 | A kind of charger baby that can cool down automatically |
WO2019058466A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | Cooling device and cooling method |
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2013
- 2013-04-11 JP JP2013083308A patent/JP2014207294A/en active Pending
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