JP3205305U - Blower type cooling device with water catching net - Google Patents
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Abstract
【課題】熱交換冷却器で冷却された空気を搬送して電子機器等を冷却する装置において、熱交換冷却器に付着した凝縮水の飛散を簡便に防止することができる送風式冷却装置の提供。【解決手段】本考案の送風式冷却装置は、空気を搬送する送風路を備え、空気を搬送する送風機、熱交換冷却器3、及び、捕水ネット4が送風路に順次配置され、特に、この捕水ネット4の少なくとも一部が、送風路の流れ方向に対し、風下側に傾斜するように配置されることを特徴としている。【選択図】図4Provided is a blower-type cooling device capable of easily preventing scattering of condensed water adhering to a heat exchange cooler in an apparatus for transporting air cooled by a heat exchange cooler to cool an electronic device or the like. . A blower-type cooling device according to the present invention includes a blower passage that transports air, and a blower that transports air, a heat exchange cooler 3, and a water catching net 4 are sequentially arranged in the blower passage. At least a part of the water catching net 4 is arranged to be inclined toward the leeward side with respect to the flow direction of the air passage. [Selection] Figure 4
Description
本考案は、電子部品、モジュール、及びこれらを組み合わせた機器等を設計する上で熱対策に効果的な送風式冷却装置に係り、更に詳しくは、冷却通路内に送風機及び冷却用熱交換器を具備する送風式冷却装置に関する。 The present invention relates to a blower-type cooling device that is effective as a heat countermeasure in designing electronic parts, modules, and devices that combine these, and more specifically, a blower and a heat exchanger for cooling are provided in a cooling passage. The present invention relates to an air-cooling device provided.
電子部品、モジュール、及びこれらを組み合わせた機器は、それぞれの機能が増加しているにもかかわらず、そのサイズは縮小し続けており、従来と比べて狭いスペース内で多量の熱が発生するため、そのことが故障を引き起こす原因となっている。 Electronic components, modules, and devices that combine these components continue to shrink in size even though their functions are increasing, and a large amount of heat is generated in a smaller space than before. This is the cause of failure.
また、自動車用バッテリーでは、走行距離の延長や充電時間の短縮化によって単位時間当たりの充電量は著しく増加しており、充電時にバッテリーから多量の熱が発生するため、それが充電効率を低下させたり、バッテリーの寿命を短縮化させたりしてしまう。 In addition, the amount of charge per unit time for automobile batteries has increased significantly due to the extended mileage and shortened charging time, and a large amount of heat is generated from the battery during charging, which reduces the charging efficiency. Or shorten the battery life.
従って、上記各種電子機器の熱対策として、それぞれの条件に応じた効率的な冷却方法が採用されている。このような冷却方法は、受動的なものと能動的なものとに分類されるが、これらを効果的に組み合わせて使用することもできる。 Therefore, an efficient cooling method according to each condition is adopted as a heat countermeasure for the various electronic devices. Such cooling methods are classified as passive and active, but can also be used in combination.
受動的な冷却方法では、熱源との接触により熱を吸収して周辺環境(水や空気等)に放熱する物体のことであるヒートシンク、熱源とヒートシンク等との間で熱の伝達効率を上げる熱界面材料、熱伝導率の高い金属プレートのことを指すヒートスプレッダ等の冷却用部品を用いることが知られている。特に、バッテリーにおける受動的冷却方法の冷却用部品として、特開2001−236145号公報に蓄熱材パックが、特開2011−183862号公報にヒートパイプが、特開2012−227148号公報にヒートシンクが、それぞれ開示されている。 In the passive cooling method, a heat sink that is an object that absorbs heat by contact with a heat source and dissipates it to the surrounding environment (water, air, etc.), heat that increases heat transfer efficiency between the heat source and the heat source. It is known to use a cooling component such as a heat spreader indicating an interface material or a metal plate having high thermal conductivity. In particular, as a cooling component of a passive cooling method in a battery, a heat storage material pack is disclosed in JP 2001-236145 A, a heat pipe is disclosed in JP 2011-183862 A, a heat sink is disclosed in JP 2012-227148 A, Each is disclosed.
能動的な冷却方法では、2種類の異なる導体の接合部に電流を流したときに、一方の接合面で吸熱し、もう一方の接合面で発熱するというペルチェ効果を利用したり、冷却ファン等を用いて対流を利用することが知られている。特に、バッテリーにおける能動的冷却方法として、特表2009−512154号公報や特表2010−532066号公報等にペルチェ効果を利用したものが開示されている。また、特開2011−76925号公報等には、圧縮空気供給機構を設けて対流を利用する方法が、特開2002−313441号公報、特開2012−23141号公報、特開2013−134876号公報等には、送風機及び熱交換冷却器を配置した送風路にバッテリーを置いて対流を利用する方法が、それぞれ開示されている。 In the active cooling method, the Peltier effect of absorbing heat at one joint surface and generating heat at the other joint surface when a current is passed through the joint portion of two different conductors, a cooling fan, etc. It is known to use convection using In particular, as an active cooling method for a battery, a method using the Peltier effect is disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2009-512154, Japanese Patent Application Publication No. 2010-532066, and the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-76925 discloses a method of using a convection by providing a compressed air supply mechanism as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-31441, 2012-23141, and 2013-134766. Discloses a method of using a convection by placing a battery in a blower passage in which a blower and a heat exchange cooler are arranged.
特に、電子機器の動作状態及び外部環境の変化に伴う大きな発熱量に対して効果的な冷却方式は、特開2002−313441号公報に開示されているような、循環可能な送風路内に送風機、熱交換冷却器、電子機器を配置し、独立した冷却機能を有し、強制的に冷却できる方法である。特に、車載バッテリーは、車両の運転状態、電子機器の利用状態、車両周囲の温度環境等によって充放電時の発熱量が著しく左右されるので、上記方法が有効である。 In particular, an effective cooling method for a large amount of heat generated due to changes in the operating state of the electronic device and the external environment is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-313441. In this method, a heat exchange cooler and an electronic device are arranged, and an independent cooling function is provided so that cooling can be forcibly performed. In particular, the above-described method is effective for an in-vehicle battery because the amount of heat generated during charging and discharging is significantly affected by the driving state of the vehicle, the usage state of the electronic device, the temperature environment around the vehicle, and the like.
ところで、一般に、車載バッテリーなどの高電圧が流れる電子部品は、電気の短絡等が発生しないよう配慮される。この点、上記冷却装置では、熱交換冷却器に付着した凝縮水が、送風によって電子機器に飛散することへの考慮がされておらず、製品の安全性や信頼性を図るうえで、改善の余地があった。 By the way, in general, an electronic component such as an in-vehicle battery through which a high voltage flows is considered so as not to cause an electrical short circuit. In this respect, in the above cooling device, the condensate adhering to the heat exchange cooler is not considered to be scattered on the electronic equipment by blowing air, and in order to improve the safety and reliability of the product, There was room.
そこで、特開2012−23141号公報では、完全な密閉式の冷却装置にすることによって、特開2013−134876号公報では、熱交換冷却器そのものの改良によって、それぞれ上記問題の解決が試みられているが、システム全体が複雑となり、より簡便な方法による改良が望まれている。 Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2012-23141, a completely hermetic cooling device is used, and in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-134676, the above-described problems are attempted by improving the heat exchange cooler itself. However, the whole system becomes complicated, and improvement by a simpler method is desired.
本考案は、熱交換冷却器で冷却された空気を搬送して電子機器等を冷却する装置において、熱交換冷却器に付着した凝縮水の飛散を簡便に防止することができる送風式冷却装置の提供を目的としている。 The present invention is an apparatus for transporting air cooled by a heat exchange cooler to cool electronic devices and the like. The purpose is to provide.
上記課題の解決のために、本考案の第1の態様に係る送風式冷却装置は、空気を送風する送風式冷却装置であって、内部に送風路を有するケースと、前記送風路に順次配置される送風機、熱交換冷却器、及び、捕水ネットとを備え、前記捕水ネットは、少なくとも下方が前記送風路の下流方向に遠ざかるように傾斜して配置されて構成される。この特徴によって、熱交換冷却器に付着した凝縮水の飛散を簡便に防止でき、また捕水ネットに付着した凝縮水の排出が、重力に加え、風の力によって促進される。送風が鉛直方向の下側に向かうように送風式冷却装置を設置した場合には、特に効果的である。 In order to solve the above-described problem, the blower-type cooling device according to the first aspect of the present invention is a blower-type cooling device that blows air, and sequentially arranges a case having a blower passage therein and the blower passage. The water collecting net includes a blower, a heat exchange cooler, and a water collecting net, and the water collecting net is arranged so as to be inclined so that at least the lower part moves away in the downstream direction of the air blowing path. Due to this feature, scattering of the condensed water adhering to the heat exchange cooler can be easily prevented, and the discharge of the condensed water adhering to the water catching net is promoted by the wind force in addition to the gravity. This is particularly effective when the air-cooling device is installed so that the air flows downward in the vertical direction.
第2の態様としては、空気を搬送して電子機器を冷却する送風式冷却装置であって、内部に送風路を有するケースと、前記送風路に順次配置される送風機、熱交換冷却器、及び、捕水ネットとを備えた構成を備える。特に、捕水ネットに特徴があり、熱交換冷却器から離脱し捕水ネットで捕獲された凝縮水の排出を促進する構造とする。 As a 2nd aspect, it is a ventilation type cooling device which conveys air and cools an electronic device, Comprising: The case which has an air passage inside, the air blower, the heat exchange cooler which are sequentially arranged in the air passage, and The structure provided with the catching net. In particular, the water catching net is characterized by a structure that promotes the discharge of the condensed water that is separated from the heat exchange cooler and captured by the water catching net.
第3の態様としては、捕水ネットの網目の開口面積を捕水ネットの面方向に対して変化させ、凝縮水の排出が促進されることを特徴としている。「面方向に対して変化させ」には「(面内)重力方向に対して変化させ」を含む。 As a 3rd aspect, the opening area of the mesh of a water catching net is changed with respect to the surface direction of a water catching net, and discharge | emission of condensed water is accelerated | stimulated. “Change with respect to the surface direction” includes “change with respect to the (in-plane) gravity direction”.
第4の態様としては、捕水ネットの網目が、捕水ネットの面方向に平行な縦線と縦線に直交しない横線とを用いて構成され、これにより凝縮水の排出を促進する。 As a 4th aspect, the mesh | network of a water catching net is comprised using the vertical line parallel to the surface direction of a water catching net, and the horizontal line which is not orthogonal to a vertical line, and accelerates | stimulates discharge of condensed water by this.
第5の態様としては、捕水ネットの縦線と横線とをフラットな構造とし、これによって凝縮水の排出を促進する。 As a 5th aspect, the vertical line and horizontal line of a catching net are made into a flat structure, and, thereby, discharge | emission of condensed water is accelerated | stimulated.
第6の態様としては、捕水ネットを親水性とすることによって、捕水ネットに付着した凝縮水が送風によって飛散されないようにするものである。 As a sixth aspect, the water collecting net is made hydrophilic so that the condensed water adhering to the water collecting net is not scattered by blowing.
本考案により、熱交換冷却器で冷却された空気を搬送して電子機器等を冷却する装置において、非常に簡単な構造で、熱交換冷却器に付着した凝縮水の飛散を防止することができる安全性及び信頼性の高い送風式冷却装置を提供することができる。特に、車両の動作状態及び外部環境の変動によって大きく温度変化する車載バッテリー等に適している。 According to the present invention, in an apparatus for transporting air cooled by a heat exchange cooler and cooling an electronic device or the like, it is possible to prevent scattering of condensed water adhering to the heat exchange cooler with a very simple structure. It is possible to provide a blower type cooling device with high safety and reliability. In particular, it is suitable for a vehicle-mounted battery or the like whose temperature changes greatly due to changes in the operating state of the vehicle and the external environment.
以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明するが、下記実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described using drawing, it is not limited to the following embodiment.
本考案の第1の実施形態に係る送風式冷却装置1は、図1に示すように、少なくとも、空気を搬送する送風路7が内部に形成されたケース5と、送風路7に順次配置される送風機2、熱交換冷却器3、捕水ネット4が順次配置された構成を備えるもので、送風路7の風下側に配置された電子機器8を冷却するものである。また、11は熱交換冷却器の制御部である。ただし、図1に示す送風式冷却装置の構成は一例であり、これに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the blower-
本考案の技術思想としての眼目を明らかとするため、図2には、図1の一点鎖線Aを紙面に対し垂直方向に切断した縦断面図を示している。同図から明らかなように、熱交換冷却器3上で発生し、搬送される空気により熱交換冷却器3から離脱した凝縮水を、捕水ネット4で捕獲し、排水口12に排出することによって、電子機器の故障を防止するものである。
In order to clarify the eye as the technical idea of the present invention, FIG. 2 shows a longitudinal sectional view in which the one-dot chain line A of FIG. 1 is cut in a direction perpendicular to the paper surface. As is apparent from the figure, the condensed water generated on the
ここで用いられる捕水ネットは、特に限定されるものではなく、図3に示したような一般的な織網のネットを用いることができる。電子機器の発熱量や温度制御範囲等によって設計される送風式冷却装置の風量や冷却能力等から、凝縮水の飛散量が異なり、それに応じた線径、メッシュ数(1インチあたりの本数)、目開き、開口率、紗厚のネットが選択される。更に、図3に示した織網のネットにカレンダー掛けなど、薄くなるように押圧加工した薄い紗厚のものがより好ましく用いられる。これは、飛散してきた凝縮水の水滴が縦線(縦糸)と横線(横糸)との交錯する間隙に溜まりやすく、凝縮水の捕水ネットからの排出が滞るのに対し、押圧加工を施したネットは、縦糸と横糸との交錯する間隙が小さく、凝縮水が捕水ネットから順調に排出されやすいためである。 The water-collecting net used here is not particularly limited, and a general woven net as shown in FIG. 3 can be used. The amount of condensate splash varies from the air volume and cooling capacity of the blower-type cooling device designed according to the heat generation amount of the electronic equipment and the temperature control range, etc., and the corresponding wire diameter, mesh number (number per 1 inch), A net with an aperture, aperture ratio, and thickness is selected. Furthermore, the thin net-thick thing which carried out the press processing so that it might become thin, such as calendaring, etc. on the net of the woven net shown in FIG. 3 is more preferably used. This is because the water droplets of the condensed water that has been scattered tend to collect in the gaps where the vertical lines (warp yarns) and the horizontal lines (weft yarns) cross, and the discharge from the condensate water collection net is delayed, but press processing was applied. This is because the net has a small gap between the warp and the weft, and the condensed water is easily discharged smoothly from the catching net.
第2の実施形態は、図4にその縦断面図として示したように、捕水ネットを送風路内の空気の流れ方向に対して風下側に向かって遠ざかる方向に傾斜するように配置するものである。これによって、捕水ネットに到達した空気は、網目を通過して捕水ネット4の下流側へと流れる空気(第1の空気)の他に、一部は捕水ネット4の傾斜に沿って下方へ流れる空気(第2の空気)が発生する。捕水ネット4に付着した凝縮水はこの第2の空気の流れによって下方に押し下げられ、重力だけでなく風力によっても排出が促進されることとなる。なお、図4においては、排水口12やケース5の下面の記載を省略する。
In the second embodiment, as shown in the longitudinal sectional view in FIG. 4, the water collection net is arranged so as to be inclined in a direction away from the leeward side with respect to the air flow direction in the air passage. It is. As a result, the air that has reached the water catching net passes along the mesh and flows to the downstream side of the water catching net 4 (first air), and partly along the inclination of the water catching net 4 Air flowing downward (second air) is generated. The condensed water adhering to the
第3の実施形態は、上記風力の効果を利用するうえで、捕水ネット全体を傾斜させる必要はない点に鑑み、図5にその縦断面図として示したように、捕水ネットの下部だけが風下側に向かって遠ざかる方向に傾斜されている構成としたものである。 In view of the fact that it is not necessary to incline the entire water catching net in utilizing the effect of the wind force, the third embodiment only shows the lower part of the water catching net as shown in FIG. Is inclined in a direction away from the leeward side.
更に、第4の実施形態は、送風路が鉛直方向となるように送風式冷却装置が設置される場合には、図6にその縦断面図として示したように、捕水ネットの両側を風下側に向かって遠ざかる方向に傾斜させる構成としたものである。この構成によって、捕水ネット4に到達した空気は、傾斜側に誘導されることから、電子機器8側に滴下するのを回避することができる。
Furthermore, in the fourth embodiment, when the blower-type cooling device is installed so that the air passage is in the vertical direction, the both sides of the water catching net are leeward as shown in FIG. It is made to incline in the direction which goes away toward the side. With this configuration, the air that has reached the
一方、第5の実施形態は、捕水ネットの織網の形態に関し、捕水ネットに付着した凝縮水をより順調に排出させるように、捕水ネットの面内で開口面積が異なる構成としたものである。捕水ネット4では次々と凝縮水が捕獲され、水滴の大きさが徐々に大きくなり、やがて重力により下方へと移動する。このため、捕水ネット7に付着した凝縮水の量は下方ほど多くなる。そこで図7に捕水ネット4Aとして示したように、凝縮水が排出される方向に従って織網の開口面積を大きくすることで、凝縮水の滞留が防止され、排水能力の向上を図ることができる。
On the other hand, the fifth embodiment relates to the shape of the woven net of the water catching net, and has a configuration in which the opening area is different in the surface of the water catching net so that the condensed water attached to the water catching net is discharged more smoothly. Is. Condensed water is captured one after another in the
第6の実施形態においては、捕水ネットの織網の形態に関し、捕水ネットに付着した凝縮水をより順調に排出させるため、図8に捕水ネット4Bとして示したように、捕水ネットの面方向に平行な縦糸とこの縦糸に直交しない横糸を用いて構成されることとしたものである。これによって、開口面積を大きくなることで、凝縮水の滞留が防止され、排水能力の向上を図ることができる。 In the sixth embodiment, regarding the form of the woven net of the water catching net, in order to discharge the condensed water adhering to the water catching net more smoothly, as shown as the water catching net 4B in FIG. The warp yarns are parallel to the surface direction and weft yarns that are not orthogonal to the warp yarns. Accordingly, the condensate is prevented from staying by increasing the opening area, and the drainage capacity can be improved.
更に、第7の実施形態も捕水ネットの織網の形態に関する。図9に示したように、縦糸と横糸の交錯する部分が完全にフラットな構造としたものである。これは、既に述べたように、縦糸と横糸との交錯する部分に溜まりやすい凝縮水を低減させるための工夫である。 Furthermore, the seventh embodiment also relates to the form of the weave net of the water catching net. As shown in FIG. 9, the crossing portion of the warp and the weft has a completely flat structure. As described above, this is a contrivance for reducing the condensed water that tends to accumulate in the intersection of the warp and the weft.
第8の実施形態は、捕水ネットの材質に関し、親水性の材料を捕水ネットに採用する構成としたものである。疎水性の捕水ネット場合、凝縮水の捕水ネットに対する濡れが悪く(接触角が大きく)、熱交換冷却器3の表面から容易に離脱して、風下側に飛散する。これに対し、親水性の捕水ネットであれば、凝縮水の捕水ネットに対する濡れがよく(接触角が小さく)捕水ネット4の表面上を薄く拡がるので、凝縮水が捕水ネット4を流れるように排出される。材料が親水性であるための一般的基準は、その材料に対する水の接触角が90°未満であり、この基準を満足する材料ならば何を用いてもよい。しかしながら、水の表面張力と材料の表面張力との関係によって水の材料に対する濡れ性が決定されるため、有機材料の場合、表面張力が35〜50mN/mのものがより好ましい。例えば、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の糸を上げることができる。一方、無機材料の場合、金属材料の表面は酸化状態にあり、水に対する濡れ性が極めてよいが、捕水ネットとしては、一般に入手し易く、錆びないステンレススチールが最も好ましい。
In the eighth embodiment, regarding the material of the water catching net, a hydrophilic material is adopted for the water catching net. In the case of the hydrophobic water catching net, the wetness of the condensed water catching net is poor (the contact angle is large), and it is easily detached from the surface of the
第9の実施形態としては、親水性塗料を塗布した捕水ネットを用いる構成としている。上述したように、親水性塗料の塗膜に対する水の接触角が90°未満であることが好ましい。更に、親水性塗料の塗膜の表面張力が35〜50mN/mであることがより好ましい。 In the ninth embodiment, a water collection net coated with a hydrophilic paint is used. As described above, the contact angle of water with respect to the coating film of the hydrophilic paint is preferably less than 90 °. Furthermore, it is more preferable that the surface tension of the coating film of the hydrophilic paint is 35 to 50 mN / m.
本考案の送風式冷却装置は、電子部品、モジュール、及び、これらを組み合わせた機器の熱対策全般に効果的に用いることができる。特に、高電圧が流れる電子機器の安全性という観点から、車両の運転状態によって充放電時の発熱量が著しく左右され、環境によって外気温度が大きく変動する車載バッテリーに最適である。 The blower-type cooling device of the present invention can be effectively used for heat countermeasures of electronic parts, modules, and devices that combine these. In particular, from the viewpoint of safety of electronic devices through which a high voltage flows, the amount of heat generated during charging / discharging depends greatly on the driving state of the vehicle, and is optimal for an in-vehicle battery whose outside air temperature varies greatly depending on the environment.
1 送風式冷却装置
2 送風機
3 熱交換冷却器
4 捕水ネット
5 ケース
7 送風路
8 電子機器
9 フィルター
11 熱交換冷却器の制御部
12 排水口
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