JP5626258B2 - Cooling system - Google Patents

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本発明は、送風手段を有する冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device having air blowing means.

この種の冷却装置として、例えば特許文献1や特許文献2には、回転する送風手段とケーシングとを備えたものが開示されている。   As this type of cooling device, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 disclose devices including rotating air blowing means and a casing.

また、別な特許文献3には、発熱体と放熱手段をケース内に配置し、外部送風手段からの送風で冷却を行なうものが開示されている。   Another Patent Document 3 discloses a device in which a heating element and a heat dissipating means are arranged in a case and cooled by blowing air from an external blowing means.

実開昭62−16791号公報Japanese Utility Model Publication No. 62-16791 特開2001−3900号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-3900 特開2006−78534号公報JP 2006-78534 A

上記構成において、冷却装置を必要とする製品では高性能化が求められており、冷却装置における冷却性能の向上や低騒音化が必須なものとなっている。   In the above configuration, a product that requires a cooling device is required to have high performance, and it is essential to improve cooling performance and reduce noise in the cooling device.

また従来構造では、理想的な位置に放熱手段を配置することができず、放熱効率が悪くなって、発熱体や放熱手段の配置レイアウトを何度も変更する不具合があった。   Further, in the conventional structure, the heat dissipating means cannot be arranged at an ideal position, the heat dissipating efficiency is deteriorated, and there is a problem that the arrangement layout of the heating elements and the heat dissipating means is changed many times.

本発明は上記問題点に鑑み、冷却性能や配置レイアウトの自由度を向上させることができる冷却装置を提供することをその目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a cooling device capable of improving the cooling performance and the degree of freedom of arrangement layout.

請求項1の冷却装置では、ケースと、前記ケース内に送風する外部送風手段と、内部送風手段と放熱手段とを組合わせてなる冷却モジュールとを備え、前記外部送風手段と前記冷却モジュールにより発熱体の放熱を行なう構成とし、風路を形成するダクトを、前記冷却モジュールに配設し、前記発熱体と前記冷却モジュールとの間に熱伝達部材を設け、該熱伝達部材における前記外部送風手段側に前記内部送風手段を配置し、前記外部送風手段から前記内部送風手段と前記熱伝達部材とに向けて、送風を行なう構成としたことにより、発熱体からの熱を受ける放熱手段に内部送風手段が組み込まれ、その放熱手段を冷却することから、外部送風手段からの送風で放熱手段を冷却することと相俟って、冷却能力の向上を図ることができる。また冷却性能が向上した分、放熱手段の配置レイアウトに、より多くの自由度を持たせることができる。 The cooling device according to claim 1 , further comprising a case, an external air blowing unit that blows air into the case, and a cooling module formed by combining the internal air blowing unit and the heat radiating unit, and generates heat by the external air blowing unit and the cooling module. A structure that performs heat dissipation of the body, a duct that forms an air passage is disposed in the cooling module, a heat transfer member is provided between the heating element and the cooling module, and the external air blowing means in the heat transfer member The internal air blowing means is disposed on the side, and air is blown from the external air blowing means toward the internal air blowing means and the heat transfer member. Since the means is incorporated and the heat dissipating means is cooled, the cooling capacity can be improved in combination with cooling the heat dissipating means by blowing air from the external air blowing means. Further, since the cooling performance is improved, the layout of the heat dissipating means can be given more freedom.

また、風路をダクトによって形成することで、外部送風手段からの送風を冷却モジュールに導き、冷却装置として冷却能力を一層高めることができる。 Further , by forming the air passage with a duct, the air from the external air blowing means is guided to the cooling module, and the cooling capacity can be further enhanced as a cooling device.

また、熱伝達部材によって発熱体からの熱を冷却モジュールに導くことができるため、発熱体の配置レイアウトに左右されることなく、発熱体を効果的に放熱させることが可能になる。 Further , since the heat from the heating element can be guided to the cooling module by the heat transfer member, the heating element can be effectively radiated without being influenced by the layout of the heating elements.

さらに、発熱体から熱伝達部材を通して放熱手段に熱伝達される途中で、外部送風手段からの送風により熱伝達部材から効果的に熱を奪い取ることができ、放熱手段を縮小化できる。  Furthermore, in the middle of heat transfer from the heating element to the heat dissipation means through the heat transfer member, heat can be effectively taken away from the heat transfer member by blowing air from the external blowing means, and the heat dissipation means can be reduced in size.

請求項2の冷却装置では、冷却モジュールを前記発熱体の冷却に用いることで、前記放熱手段の配置による前記発熱体への冷却の影響を受けにくくすることが可能になる。 A cooling apparatus according to claim 2, by using a cooling module for cooling the heating element, it is possible to reduce the influence of cooling Previous Symbol the heating element due to the arrangement of the radiation means.

請求項1の構成によれば、冷却性能や配置レイアウトの自由度を向上させることができる。   According to the configuration of the first aspect, the cooling performance and the degree of freedom of the layout can be improved.

また、冷却装置として冷却能力を一層高めることができる。 Further , the cooling capacity can be further enhanced as a cooling device.

また、発熱体を効果的に放熱させることが可能になる。 Moreover , it becomes possible to radiate heat effectively from the heating element.

さらに、外部送風手段からの送風により熱伝達部材から効果的に熱を奪い取ることができ、放熱手段を縮小化できる。Furthermore, heat can be effectively taken from the heat transfer member by blowing air from the external blowing means, and the heat dissipation means can be reduced.

請求項2の構成によれば、放熱手段の配置による発熱体への冷却の影響を受けにくくすることが可能になる。 According to the structure of Claim 2, it becomes possible to make it difficult to receive the influence of the cooling to a heat generating body by arrangement | positioning of a thermal radiation means.

本発明の一実施例における冷却装置の全体斜視図である。It is a whole perspective view of the cooling device in one example of the present invention. 同上、正面図である。It is a front view same as the above. 同上、図2のA−A線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 本実施例と従来例との風量−静圧特性を示すグラフである。It is a graph which shows the air volume-static pressure characteristic of a present Example and a prior art example. 本実施例と従来例との最大風量−騒音特性を示すグラフである。It is a graph which shows the maximum air volume-noise characteristic of a present Example and a prior art example. 本発明の第2実施例を示す誘導加熱装置の回路図である。It is a circuit diagram of the induction heating apparatus which shows 2nd Example of this invention. 同上、冷却モジュールとその周辺の平面図である。It is a top view of a cooling module and its periphery same as the above. 同上、冷却モジュールとその周辺の側面図である。It is a side view of a cooling module and its periphery same as the above. 同上、冷却装置の全体構成をあらわした平面図である。It is a top view showing the whole structure of a cooling device same as the above. 同上、別な例を示す冷却装置の全体構成をあらわした平面図である。It is a top view showing the whole structure of the cooling device which shows another example same as the above. 同上、さらに別な例を示す冷却装置の全体構成をあらわした平面図である。It is a top view showing the whole structure of the cooling device which shows another example same as the above.

以下、添付図面を参照しつつ、本発明における冷却装置の好ましい実施例を説明する。図1及び図2は、冷却装置としての角形軸流ファンモータ1の外観構成を示すもので、2は回転するファン、3はファンモータ1の外郭をなす略角形のケーシングである。ファン2は周知のように、カップ状をなすロータ4の周囲に何れも同一形状をなす複数枚のブレード5を備えて構成され、ここでは図示しないが、ファン2の中心にあるシャフトが、ケーシング3に設けられた軸受に軸支される。そして、ロータ4の内周面に取付けられたマグネット(図示せず)と、後述する駆動源たるモータ部6との電磁作用により、前記シャフトを中心としてファン2が回転するようになっている。   Hereinafter, preferred embodiments of a cooling device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 and FIG. 2 show an external configuration of a square axial fan motor 1 as a cooling device. Reference numeral 2 denotes a rotating fan, and 3 is a substantially square casing that forms an outer shape of the fan motor 1. As is well known, the fan 2 includes a plurality of blades 5 having the same shape around the cup-shaped rotor 4. Although not shown here, a shaft at the center of the fan 2 is a casing. 3 is supported by a bearing provided in the bearing 3. The fan 2 is rotated about the shaft by an electromagnetic action between a magnet (not shown) attached to the inner peripheral surface of the rotor 4 and a motor unit 6 as a drive source to be described later.

ここで図3を参照しながら、前記ファン2やケーシング3の構造をさらに詳しく説明する。ファン2のブレード5は、ロータ4の外周面より軸流路16の内面に向けて延設するブレード本体5Aと、このブレード本体5Aの一側において、当該ブレード本体5Aよりもさらに外周方向に延設する舌片状のオーバーラップ部5Bとにより形成される。   Here, the structure of the fan 2 and the casing 3 will be described in more detail with reference to FIG. The blade 5 of the fan 2 has a blade body 5A extending from the outer peripheral surface of the rotor 4 toward the inner surface of the axial flow path 16, and extends further in the outer peripheral direction than the blade body 5A on one side of the blade body 5A. It is formed by a tongue-like overlap portion 5B to be provided.

ケーシング3は、その外周をなす枠状の外ケース部11と、前記軸受を保持する中央部12とを、連結部であるスポーク13によって結合した構造を有している。また外ケース部11の一側には、吸込側ベルマウス14が形成されると共に、外ケース部11の他側には、吐出側ベルマウス15が形成される。吸込側ベルマウス14は、前記ファン2の回転に伴い周辺の空気をケーシング3内に吸込む吸込口14Aを有すると共に、その吸込口14Aに向けてテーパー状に広がる傾斜面14Bとを有する。また吐出側ベルマウス15は、吸込口14Aからファン2を通過した空気を、ケーシング3の外部に吐き出す吐出口15Aを有すると共に、その吐出口15Aに向けてテーパー状に広がる傾斜面15Bを有する。   The casing 3 has a structure in which a frame-shaped outer case portion 11 that forms the outer periphery of the casing 3 and a central portion 12 that holds the bearing are coupled by spokes 13 that are connecting portions. A suction side bell mouth 14 is formed on one side of the outer case portion 11, and a discharge side bell mouth 15 is formed on the other side of the outer case portion 11. The suction side bell mouth 14 has a suction port 14A that sucks ambient air into the casing 3 as the fan 2 rotates, and has an inclined surface 14B that tapers toward the suction port 14A. The discharge-side bell mouth 15 has a discharge port 15A for discharging the air that has passed through the fan 2 from the suction port 14A to the outside of the casing 3, and has an inclined surface 15B that extends in a tapered shape toward the discharge port 15A.

吸込口14Aを含めた吸込側ベルマウス14と、吐出口15Aを含めた吐出側ベルマウス15は、回転するファン2の軸方向に沿って配置され、これらの吸込側ベルマウス14と吐出側ベルマウス15との間に位置して、ケーシング3内にはファン2を回動可能に収納する円筒状の軸流路16が形成される。軸流路16の内径寸法は、吸込側ベルマウス14に傾斜面14Bが設けられている関係で、吸込口14Aの内径寸法よりも狭く、また吐出側ベルマウス15に傾斜面15Bが設けられている関係で、吐出口15Aの内径寸法よりも狭く形成される。   The suction side bell mouth 14 including the suction port 14A and the discharge side bell mouth 15 including the discharge port 15A are disposed along the axial direction of the rotating fan 2, and the suction side bell mouth 14 and the discharge side bell mouth 14 are disposed. A cylindrical shaft flow path 16 is formed in the casing 3 so as to be rotatable between the mouse 15 and the fan 2. The inner diameter dimension of the axial channel 16 is narrower than the inner diameter dimension of the suction port 14A because the suction side bell mouth 14 is provided with the inclined surface 14B, and the discharge side bell mouth 15 is provided with the inclined surface 15B. Therefore, it is formed narrower than the inner diameter of the discharge port 15A.

本実施例で注目すべき点は、ブレード5の外周部に相当するオーバーラップ部5Bが、吸込側ベルマウス14にオーバーラップしていること、及び軸流路16の内面を基準として、この軸流路16の内面に対する吸込側ベルマウス14の傾斜面14Bの角度αが、40°±10°に形成されていることである。   What should be noted in this embodiment is that the overlap portion 5B corresponding to the outer peripheral portion of the blade 5 overlaps the suction side bell mouth 14 and the inner surface of the shaft flow path 16 as a reference. The angle α of the inclined surface 14B of the suction side bell mouth 14 with respect to the inner surface of the flow channel 16 is formed to be 40 ° ± 10 °.

より具体的に説明すると、ブレード5のオーバーラップ部5Bは、軸流路16の内面に連なる吸込側ベルマウス14の傾斜面14B基端よりも外方に位置して、いわば双方が重なり合うようにオーバーラップしている。また、ブレード本体5Aの外端は軸流路16の内面に非接触で近接対向する一方で、オーバーラップ部5Bの外端は、吸込側ベルマウス14の傾斜面14Bに非接触で近接対向するように配置される。この吸込側ベルマウス14に重なり合うオーバーラップ部5Bを設けたことにより、ファン2の回転時において、吸込側ベルマウス14の吸込口14Aから傾斜面14Bに沿って吸込まれる空気が、吸込口14Aの縁部で回り込むのを防止でき、吸込側ベルマウス14から軸流路16側に空気を円滑に導くことが可能になる。   More specifically, the overlap portion 5B of the blade 5 is located outside the base end of the inclined surface 14B of the suction side bell mouth 14 connected to the inner surface of the axial flow path 16, so that both overlap each other. It overlaps. The outer end of the blade body 5A is in close contact with the inner surface of the axial flow path 16 without contact, while the outer end of the overlap portion 5B is in close contact with the inclined surface 14B of the suction side bell mouth 14 without contact. Are arranged as follows. By providing the overlap portion 5B overlapping the suction side bell mouth 14, air sucked along the inclined surface 14B from the suction port 14A of the suction side bell mouth 14 during rotation of the fan 2 is sucked into the suction port 14A. Therefore, air can be smoothly guided from the suction side bell mouth 14 to the axial flow path 16 side.

また、吸込側ベルマウス14の傾斜面14Bは、その軸方向の拡がり角度αが40°±10°に形成される。これは様々な角度αで実験した結果から、静圧や騒音に関して好ましい特性が得られた範囲である。なお、実験結果の詳細については後ほど説明する。   Further, the inclined surface 14B of the suction side bell mouth 14 is formed such that its axial expansion angle α is 40 ° ± 10 °. This is a range in which favorable characteristics regarding static pressure and noise were obtained from the results of experiments at various angles α. Details of the experimental results will be described later.

次に、上記構成についてその作用を説明する。モータ部6への通電によって、シャフトを中心にファン2が回転すると、吸込側ベルマウス14の吸込口14Aから吸込んだ空気を、軸流路16から吐出側ベルマウス15の吐出口15Aに吐出するような空気の流れが形成される。ここで、吸込側ベルマウス14の吸込口14Aから吸込まれる空気は、傾斜面14Bに近接対向するブレード5のオーバーラップ部5Bによって、吸込口14Aの縁部で回り込むことなく、そこから所定の角度α(=40°±10°)を有する傾斜面14Bに沿って、高静圧及び低騒音を維持しながら、乱流を発生することなく所望の風量で速やかに軸流路16側に掻き込まれる。そしてこの空気は、軸流路16から吐出側ベルマウス15の傾斜面15Bに沿って、最終的には吐出口15Aからケーシング3の外部に吐き出されることになるため、冷却装置として高風量,高静圧化及び低騒音化を実現することが可能になる。   Next, the effect | action is demonstrated about the said structure. When the fan 2 rotates around the shaft by energization of the motor unit 6, the air sucked from the suction port 14 </ b> A of the suction side bell mouth 14 is discharged from the shaft channel 16 to the discharge port 15 </ b> A of the discharge side bell mouth 15. Such an air flow is formed. Here, the air sucked from the suction port 14A of the suction side bell mouth 14 does not wrap around at the edge of the suction port 14A by the overlap portion 5B of the blade 5 that is close to and opposed to the inclined surface 14B. Along the inclined surface 14B having an angle α (= 40 ° ± 10 °), while maintaining high static pressure and low noise, scraping quickly toward the axial flow path 16 with a desired air volume without generating turbulent flow. Is included. Since this air is finally discharged from the discharge port 15A to the outside of the casing 3 along the inclined surface 15B of the discharge side bell mouth 15 from the axial flow path 16, a high air volume, It becomes possible to achieve static pressure and low noise.

次に、本実施例と従来例における冷却装置の特性比較を、図4及び図5のグラフを参照しながら説明する。これらの各図において、従来例の冷却装置は、上述したようなオーバーラップ部5Bがブレード5に形成されてはおらず、また傾斜面14Bの角度αは30°未満に形成される。図4に示すように、本実施例の冷却装置は従来例の冷却装置よりも優れた風量−静圧特性を有しており、同一風量であればより高静圧で、また同一静圧であればより高風量であることがわかる。また図5に示すように、本実施例の冷却装置は従来例の冷却装置よりも優れた最大風量−騒音を有しており、同一最大風量であればより低騒音であることがわかる。   Next, a comparison of the characteristics of the cooling device between the present embodiment and the conventional example will be described with reference to the graphs of FIGS. In each of these drawings, in the cooling device of the conventional example, the overlap portion 5B as described above is not formed on the blade 5, and the angle α of the inclined surface 14B is formed to be less than 30 °. As shown in FIG. 4, the cooling device of the present example has an air volume-static pressure characteristic superior to the cooling device of the conventional example. If the air volume is the same, the static air pressure is higher and the static pressure is the same. If there is, it turns out that it is higher air volume. Further, as shown in FIG. 5, the cooling device of the present example has a maximum air volume-noise superior to the cooling device of the conventional example, and it can be seen that the noise is lower if the same maximum air volume.

以上のように本実施例では、回転する送風手段としてのファン2と、ケーシング3とを備えた冷却装置において、ケーシング3に形成したベルマウスたる吸込側ベルマウス14の吸込側外周を40°±10°の角度αで形成し、このファン2の外周であるオーバーラップ部5を吸込側ベルマウス14にオーバーラップさせている。   As described above, in this embodiment, in the cooling device provided with the fan 2 as the rotating air blowing means and the casing 3, the suction side outer periphery of the suction side bell mouth 14 which is the bell mouth formed in the casing 3 is 40 ° ±. The overlap portion 5 that is the outer periphery of the fan 2 is overlapped with the suction side bell mouth 14.

このように、吸込側ベルマウス14の吸込側外周である傾斜面14Bを40°±10°の角度αで形成することで、それ以外の角度αで吸込側ベルマウス14の傾斜面14Bを形成するよりも優れた静圧および騒音特性を得ることができる。また、ファン2の外周であるオーバーラップ部5Bを吸込側ベルマウス14にオーバーラップさせることで、傾斜面14Bを有するベルマウス形状に沿って斜め方向に吸込まれる空気が、吸込口14Aの縁部で回り込んで、乱流が発生するのを防止し、騒音悪化や風量低下を防ぐことができる。その結果、高風量,高静圧化及び低騒音化を実現した冷却装置を提供できる。   In this way, the inclined surface 14B that is the suction side outer periphery of the suction side bell mouth 14 is formed at an angle α of 40 ° ± 10 °, thereby forming the inclined surface 14B of the suction side bell mouth 14 at an angle α other than that. It is possible to obtain static pressure and noise characteristics superior to the above. In addition, by overlapping the overlap portion 5B, which is the outer periphery of the fan 2, with the suction side bell mouth 14, the air sucked in the diagonal direction along the bell mouth shape having the inclined surface 14B becomes the edge of the suction port 14A. It is possible to prevent a turbulent flow from occurring at the part, and to prevent noise deterioration and air volume reduction. As a result, it is possible to provide a cooling device that realizes a high air volume, high static pressure, and low noise.

次に、本発明の第2実施例について、図6〜図11を参照しながら説明する。先ず、本実施例で提案する冷却装置の冷却対象として、誘導加熱装置の回路構成を図6に基づき説明する。同図において、21は交流電源、22は整流器たるダイオードスタック、23,24は平滑回路を形成するチョークコイルと平滑コンデンサ、25は誘導加熱コイル、26は誘導加熱コイル25と共にLC共振回路を形成する共振コンデンサ、27はスイッチング素子に相当するIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。ここでは、誘導加熱を制御するのに制御基板(図示せず)に取り付けられたダイオードスタック22やIGBT27が、発熱部品としての発熱体に相当する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the circuit configuration of the induction heating device will be described with reference to FIG. 6 as a cooling target of the cooling device proposed in the present embodiment. In the figure, 21 is an AC power source, 22 is a diode stack as a rectifier, 23 and 24 are choke coils and smoothing capacitors forming a smoothing circuit, 25 is an induction heating coil, and 26 is an LC resonance circuit together with the induction heating coil 25. A resonant capacitor 27 is an IGBT (insulated gate bipolar transistor) corresponding to a switching element. Here, the diode stack 22 and the IGBT 27 attached to a control board (not shown) for controlling induction heating correspond to a heating element as a heating component.

ダイオードスタック22は、交流電源21からの電源電圧を全波整流して直流に変換し、その直流電圧をチョークコイル23と平滑コンデンサ24で平滑する。そして、この平滑した直流電圧からIGBT27をスイッチングすることで生成した高周波電流を、誘導加熱コイル25と共振コンデンサとの並列共振回路に流すことで、誘導加熱コイル25に近接する図示しない負荷を誘導加熱する構成となっている。なお、図6に示す誘導加熱装置の構成はあくまでも一例であり、IGBT27以外のスイッチング素子を用いてもよいなど、種々の変更が可能である。   The diode stack 22 performs full-wave rectification on the power supply voltage from the AC power supply 21 to convert it into direct current, and smoothes the direct current voltage with the choke coil 23 and the smoothing capacitor 24. Then, a high frequency current generated by switching the IGBT 27 from the smoothed DC voltage is passed through a parallel resonance circuit of the induction heating coil 25 and the resonance capacitor, thereby inductively heating a load (not shown) adjacent to the induction heating coil 25. It is the composition to do. Note that the configuration of the induction heating device shown in FIG. 6 is merely an example, and various modifications are possible, such as using a switching element other than the IGBT 27.

次に、本実施例における冷却装置の特徴を、図7以降に順次説明する。冷却モジュール31とその周辺の構成を示す図7及び図8において、前記誘導加熱装置を構成するダイオードスタック22とIGBT27は、発熱体として放熱器32に直接取付けられる。放熱器32は熱伝導性の良好な例えばアルミニウムなどの金属材料で形成され、ダイオードスタック22やIGBT27からの熱が速やかに伝達するように設けられている。また、放熱器32には、例えば前記図1で示すような構造の冷却装置としての冷却ファン33が組み込まれ、放熱器32を強制空冷する。これらの放熱器32と冷却ファン33とにより、ダイオードスタック22やIGBT27の放熱を行なう冷却モジュール31が構成される。   Next, the features of the cooling device in the present embodiment will be described in order from FIG. 7 and 8 showing the configuration of the cooling module 31 and its surroundings, the diode stack 22 and the IGBT 27 constituting the induction heating device are directly attached to the radiator 32 as a heating element. The radiator 32 is made of a metal material having good thermal conductivity, such as aluminum, and is provided so that heat from the diode stack 22 and the IGBT 27 can be quickly transferred. In addition, a cooling fan 33 as a cooling device having a structure as shown in FIG. 1 is incorporated in the radiator 32 to forcibly cool the radiator 32, for example. The radiator 32 and the cooling fan 33 constitute a cooling module 31 that radiates heat from the diode stack 22 and the IGBT 27.

図7や図8には、冷却ファン33の送風方向が矢印で示されている。冷却ファン33は空気を吸込むための吸込口33Aと、空気を吐き出すための吐出口33Bが、内蔵するファン(図示せず)の回転軸方向に沿って配置され、放熱器32の一側面に吐出口33Bが設けられる。放熱器32の他側面には、前記ダイオードスタック22およびIGBT27が熱的に接続しており、これらのダイオードスタック22やIGBT27から放熱器32に伝達した熱が、冷却ファン33の吐出口33Bから吐き出される空気と効果的に熱交換されるようになっている。   In FIG. 7 and FIG. 8, the blowing direction of the cooling fan 33 is indicated by an arrow. The cooling fan 33 includes a suction port 33A for sucking air and a discharge port 33B for discharging air, which are arranged along the rotation axis direction of a built-in fan (not shown). An outlet 33B is provided. The diode stack 22 and the IGBT 27 are thermally connected to the other side of the radiator 32, and the heat transmitted from the diode stack 22 and the IGBT 27 to the radiator 32 is discharged from the discharge port 33 </ b> B of the cooling fan 33. Heat is effectively exchanged with the air.

図9は、本実施例の冷却装置を誘導加熱装置に組み込んだ状態を示している。同図において、41は矩形箱状のケース、42はケース41内に配置され、誘導加熱装置を搭載した基板すなわちプリント基板であり、ここではプリント基板42の一側寄りに、前記冷却モジュール31と共にダイオードスタック22やIGBT27が配設される。また、前記冷却ファン33とは別の外部ファン43がケース41の一側に設けられ、ケース41の周辺にある空気をケース41内に導入するようになっている。   FIG. 9 shows a state in which the cooling device of this embodiment is incorporated in the induction heating device. In the figure, reference numeral 41 denotes a rectangular box-shaped case, and 42 denotes a substrate mounted in the case 41 and mounted with an induction heating device, that is, a printed circuit board. Here, the cooling module 31 is placed on one side of the printed circuit board 42. A diode stack 22 and an IGBT 27 are provided. Further, an external fan 43 different from the cooling fan 33 is provided on one side of the case 41 so that air around the case 41 is introduced into the case 41.

図9には、外部ファン43の送風方向が矢印で示されている。外部ファン43は空気を吸込むための吸込口43Aと、空気を吐き出すための吐出口43Bが、内蔵するファン(図示せず)の回転軸方向に沿って配置され、吐出口43Bがケース41の外面に設けられる。これにより、吸込口43Aから吸込まれた空気が、外部ファン43を通過して吐出口43Bからケース41内部の冷却モジュール31に向けて送り出され、そこで冷却ファン33によって放熱器32に向けて強制的に送風されるようになっている。   In FIG. 9, the blowing direction of the external fan 43 is indicated by an arrow. In the external fan 43, a suction port 43A for sucking air and a discharge port 43B for discharging air are arranged along the rotation axis direction of a built-in fan (not shown), and the discharge port 43B is an outer surface of the case 41. Provided. As a result, the air sucked from the suction port 43A passes through the external fan 43 and is sent out from the discharge port 43B toward the cooling module 31 inside the case 41, where it is forced toward the radiator 32 by the cooling fan 33. It is designed to blow air.

図9に示す実施例では、ダイオードスタック22やIGBT27が発熱するのに伴い、ケース41内の放熱器32の温度が上昇するが、高温になる放熱器32に組み込んだ冷却ファン33のファンが回転駆動して、当該放熱器32を強制空冷することで、従来のような外部ファン43からの送風だけで放熱器32を冷却する構造に比べて、発熱体であるダイオードスタック22やIGBT27に対する冷却性能の向上を図ることが可能になり、またそうした冷却性能が向上した分、放熱器32や外部ファン43を縮小化できる。   In the embodiment shown in FIG. 9, the temperature of the radiator 32 in the case 41 rises as the diode stack 22 and the IGBT 27 generate heat, but the fan of the cooling fan 33 incorporated in the radiator 32 that becomes high temperature rotates. Compared with the conventional structure in which the radiator 32 is cooled only by air blown from the external fan 43 by driving and forcibly cooling the radiator 32, the cooling performance for the diode stack 22 and the IGBT 27, which are heating elements, is improved. In addition, the radiator 32 and the external fan 43 can be reduced by the amount of such improved cooling performance.

さらに、放熱器32に冷却ファン33を組み込んだ冷却モジュール31を、誘導加熱装置の発熱部品の冷却用に用いることで、放熱器32の配置によるダイオードスタック22やIGBT27への冷却の影響を受けにくくすることができる。そのため放熱器32や、ダイオードスタック22及びIGBT27を、プリント基板42上に自由に配置することができる。 Further, a cooling module 31 that incorporates a cooling fan 33 to the radiator 32, derived by using the cooling heat-generating components of the heating device, the influence of cooling to or diode stack 22 by the arrangement of the heat sink 32 release IGBT27 Can be difficult. Therefore, the heat radiator 32, the diode stack 22 and the IGBT 27 can be freely arranged on the printed circuit board 42.

またここでは、ケース41の内部において、外部ファン43からの送風方向に冷却モジュール31を配置し、外部ファン43から送り出された空気を、冷却ファン33の吸込口33Aからそのまま取り込んで、吐出口33Bから放熱器32に当てるようにしているため、ダイオードスタック22やIGBT27を効率よく冷却できる。   Further, here, the cooling module 31 is arranged inside the case 41 in the air blowing direction from the external fan 43, and the air sent out from the external fan 43 is directly taken in from the suction port 33A of the cooling fan 33 to be discharged from the discharge port 33B. Therefore, the diode stack 22 and the IGBT 27 can be efficiently cooled.

このように本実施例では、ケース41と、ケース41内に送風する外部送風手段たる外部ファン43と、内部送風手段たる冷却ファン33と放熱手段である放熱器32とを組合わせてなる冷却モジュール31とを備え、外部ファン43と冷却モジュール31により発熱体であるダイオードスタック22やIGBT27の放熱を行なう構成となっている。   As described above, in this embodiment, the cooling module is formed by combining the case 41, the external fan 43 serving as the external air blowing means for blowing air into the case 41, the cooling fan 33 serving as the internal air blowing means, and the radiator 32 serving as the heat radiation means. 31 and the external fan 43 and the cooling module 31 are configured to dissipate heat from the diode stack 22 and the IGBT 27, which are heating elements.

当該構成により、ダイオードスタック22やIGBT27からの熱を受けて高温になる放熱器32に冷却ファン33が組み込まれ、その放熱器32を強制冷却することから、外部ファン43からの送風で放熱器を冷却することと相俟って、冷却能力の向上を図ることができる。また冷却性能が向上した分、放熱器32や外部ファン43を縮小化でき、しかも外部ファン43の風路に対する放熱器32の配置レイアウトに、より多くの自由度を持たせることができる。   With this configuration, the cooling fan 33 is incorporated in the radiator 32 that receives heat from the diode stack 22 and the IGBT 27 and becomes high temperature, and the radiator 32 is forcibly cooled. Combined with cooling, the cooling capacity can be improved. Further, since the cooling performance is improved, the radiator 32 and the external fan 43 can be reduced, and the layout of the radiator 32 with respect to the air path of the external fan 43 can have more flexibility.

次に、別な変形例を図10にて説明する。ここでは、外部ファン43から冷却モジュール31を経て、ケース41の外部に至る風路を区画形成するために、ケース41の内部において、外部ファン43の吐出口43Bと冷却モジュール31の一側との間に筒状のダクト45を配設し、さらに冷却モジュール31の他側とケース41の他側開口部との間に別な筒状のダクト46を配設している。この変形例では、外部ファン43からの風路を最短距離に形成するために、何れも直線筒状のダクト45,46が配置されているが、ダイオードスタック22やIGBT27の配置レイアウトなどを考慮して、ダクト45,46の一方若しくは両方を曲線状に形成してもよい。   Next, another modification will be described with reference to FIG. Here, in order to partition the air path from the external fan 43 through the cooling module 31 to the outside of the case 41, the discharge port 43 </ b> B of the external fan 43 and one side of the cooling module 31 are formed inside the case 41. A cylindrical duct 45 is disposed therebetween, and another cylindrical duct 46 is disposed between the other side of the cooling module 31 and the other side opening of the case 41. In this modified example, in order to form the air path from the external fan 43 at the shortest distance, the straight cylindrical ducts 45 and 46 are arranged, but the arrangement layout of the diode stack 22 and the IGBT 27 is taken into consideration. One or both of the ducts 45 and 46 may be formed in a curved shape.

そしてこの例では、外部ファン43の吐出口43Bから吐出する空気が、ダクト45を通して無駄なく冷却モジュール31の冷却ファン33に給気され、放熱器32に効率よく冷風を当てることが可能になる。また放熱器32からの熱を奪った空気は、別なダクト46を通して、ケース41の内部に放散することなくそのままケース41の他側から外部に排出され、ケース41内部における不必要な温度上昇の要因を排除することができる。しかも、ダクト46を通過する空気は、外部ファン43のみならず冷却ファン33の送風により、ダクト46内に留まることなく速やかにケース41の外部に排出される。   In this example, the air discharged from the discharge port 43B of the external fan 43 is supplied to the cooling fan 33 of the cooling module 31 through the duct 45 without waste, and it is possible to efficiently apply the cold air to the radiator 32. Further, the air deprived of heat from the radiator 32 is discharged to the outside from the other side of the case 41 as it is without being diffused into the case 41 through another duct 46, and an unnecessary temperature rise inside the case 41 is caused. Factors can be eliminated. In addition, the air passing through the duct 46 is quickly discharged to the outside of the case 41 without being stayed in the duct 46 by the ventilation of the cooling fan 33 as well as the external fan 43.

以上のように、本変形例では、外部ファン43などからの風路を形成するためのダクト45,46を、冷却モジュール31の一側と他側にそれぞれ配設している。この場合、外部ファン43からの風路をダクト45,46によって他の部位と区画して形成することで、外部ファン43からの送風を冷却モジュール31に直接導き、また冷却モジュール31から直接排出して、給気と排気を促すことができ、冷却装置として冷却能力を一層高めることができる。   As described above, in this modification, the ducts 45 and 46 for forming the air path from the external fan 43 and the like are arranged on one side and the other side of the cooling module 31, respectively. In this case, the air path from the external fan 43 is formed separately from other parts by the ducts 45 and 46, so that the air blown from the external fan 43 is directly guided to the cooling module 31 and is directly discharged from the cooling module 31. Thus, air supply and exhaust can be promoted, and the cooling capacity of the cooling device can be further enhanced.

図11は、冷却装置のさらに別な変形例を示している。同図において、51はダイオードスタック22やIGBT27から冷却モジュール31の放熱器32へ熱を伝達するための熱伝達部材としてのヒートパイプである。このヒートパイプ51は、熱伝導性に優れた銅などの管体内部に微小量の作動液を注入し、この作動液を管体内部で還流させるもので、音速で移動する作動液によりきわめて優れた熱応答性を有する。ヒートパイプ51は、一端がダイオードスタック22やIGBT27と熱的に接続していると共に、他端が放熱器32の他側面と熱的に接続している。すなわちヒートパイプ51は、離間したダイオードスタック22やIGBT27と放熱器32との間を跨ぐようにして、ケース41の内部に設けられており、冷却ファン33を有する冷却モジュール31を外部ファン43に極力近付けることができる。   FIG. 11 shows still another modification of the cooling device. In the figure, 51 is a heat pipe as a heat transfer member for transferring heat from the diode stack 22 or IGBT 27 to the radiator 32 of the cooling module 31. This heat pipe 51 injects a very small amount of hydraulic fluid into a tubular body such as copper having excellent thermal conductivity, and circulates the hydraulic fluid inside the tubular body, and is extremely superior to hydraulic fluid that moves at the speed of sound. It has a high thermal response. One end of the heat pipe 51 is thermally connected to the diode stack 22 and the IGBT 27, and the other end is thermally connected to the other side of the radiator 32. That is, the heat pipe 51 is provided inside the case 41 so as to straddle between the separated diode stack 22 or IGBT 27 and the radiator 32, and the cooling module 31 having the cooling fan 33 is connected to the external fan 43 as much as possible. You can get closer.

図11には、外部ファン43の送風方向が矢印で示されている。本例では外部ファン43から冷却ファン33に向けて送風が行なわれるだけでなく、外部ファン43からヒートパイプ51に向けても送風が行なわれる。こうすることで、ダイオードスタック22やIGBT27からヒートパイプ51を通して放熱器32に熱伝達される途中で、外部ファン43からの送風によりヒートパイプ51から効果的に熱を奪い取ることができ、放熱器32を縮小化できる。なお、必要に応じて図10に示すようなダクト45,46を、ケース41の内部に配設してもよい。   In FIG. 11, the blowing direction of the external fan 43 is indicated by an arrow. In this example, not only air is blown from the external fan 43 toward the cooling fan 33, but also air is blown from the external fan 43 toward the heat pipe 51. In this way, heat can be effectively taken from the heat pipe 51 by the air blown from the external fan 43 while the heat is transferred from the diode stack 22 or the IGBT 27 to the radiator 32 through the heat pipe 51. Can be reduced. In addition, you may arrange | position the ducts 45 and 46 as shown in FIG.

以上のように、本変形例では、発熱体であるダイオードスタック22やIGBT27と冷却モジュール31との間に、熱伝達部材としてのヒートパイプ51を設け、ヒートパイプ51における外部ファン43側に冷却ファン33を配置し、外部ファン43から冷却ファン33とヒートパイプ51に向けて、送風を行なう構成となっている。こうすると、ヒートパイプ51によってダイオードスタック22やIGBT27からの熱を、離れた位置にある冷却モジュール31に導くことができるため、ダイオードスタック22やIGBT27の配置レイアウトに左右されることなく、冷却ファン33を有する冷却モジュール31を外部ファン43に近付けることができ、ダイオードスタック22やIGBT27を効果的に放熱させることが可能になる。さらに、ダイオードスタック22やIGBT27からヒートパイプ51を通して放熱器32に熱伝達される途中で、外部ファン43からの送風によりヒートパイプ51から効果的に熱を奪い取ることができ、放熱器32を縮小化できる。 As described above, in this modification, the heat pipe 51 as the heat transfer member is provided between the diode stack 22 or IGBT 27 that is a heat generating element and the cooling module 31, and the cooling fan is provided on the external fan 43 side of the heat pipe 51. 33 is arranged to blow air from the external fan 43 toward the cooling fan 33 and the heat pipe 51. In this way, heat from the diode stack 22 and the IGBT 27 can be guided to the cooling module 31 at a distant position by the heat pipe 51, so that the cooling fan 33 is not affected by the layout of the diode stack 22 and the IGBT 27. Thus, the cooling module 31 having the above can be brought close to the external fan 43, and the diode stack 22 and the IGBT 27 can be effectively dissipated. Further, while heat is transferred from the diode stack 22 or the IGBT 27 to the radiator 32 through the heat pipe 51, heat can be effectively taken away from the heat pipe 51 by blowing air from the external fan 43, and the radiator 32 is reduced in size. it can.

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

22 ダイオードスタック(発熱体)
27 IGBT(発熱体)
31 冷却モジュール
32 放熱器(放熱手段)
33 冷却ファン(内部送風手段)
41 ケース
43 外部ファン(外部送風手段)
45,46 ダクト
51 ヒートパイプ(熱伝達部材)
22 Diode stack (heating element)
27 IGBT (heating element)
31 Cooling module 32 Radiator (Heat dissipation means)
33 Cooling fan (internal ventilation means)
41 Case 43 External fan (external ventilation means)
45, 46 Duct 51 Heat pipe (heat transfer member)

Claims (2)

ケースと、前記ケース内に送風する外部送風手段と、内部送風手段と放熱手段とを組合わせてなる冷却モジュールとを備え、
前記外部送風手段と前記冷却モジュールにより発熱体の放熱を行なう構成とし、
風路を形成するダクトを、前記冷却モジュールに配設し、
前記発熱体と前記冷却モジュールとの間に熱伝達部材を設け、
該熱伝達部材における前記外部送風手段側に前記内部送風手段を配置し、
前記外部送風手段から前記内部送風手段と前記熱伝達部材に向けて、送風を行なう構成としたことを特徴とする冷却装置。
A case, an external air blowing means for blowing air into the case, and a cooling module formed by combining the internal air blowing means and the heat radiating means,
The external air blowing means and the cooling module are configured to radiate heat from the heating element,
A duct forming an air passage is disposed in the cooling module;
Providing a heat transfer member between the heating element and the cooling module;
Arranging the internal air blowing means on the external air blowing means side of the heat transfer member;
The direction from the outside air blowing means and the heat transfer member and said inner blowing means, cooling device being characterized in that a configuration for performing blowing.
前記発熱体は誘導加熱を制御するものであり、前記冷却モジュールを前記発熱体の冷却に用いることで、前記放熱手段の配置による前記発熱体への冷却の影響を受けにくくしたことを特徴とする請求項1記載の冷却装置。 The heating element is for controlling the induction heating, and wherein the cooling module by using the cooling of the heating element, that by the arrangement of the prior SL radiating means is less affected by the cooling to the heating element The cooling device according to claim 1.
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