JP6414187B2 - Power converter - Google Patents
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Description
本発明は、冷却フィン内部への冷却風量を確保することができる電力変換装置の冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure of a power conversion device that can secure an amount of cooling air into cooling fins.
従来、鉄道車両に搭載される電力変換装置においては、小型軽量化および省メンテナンス化のために、半導体素子等で構成されるパワーユニットを冷却する冷却体の放熱フィンに車両の走行に伴って発生する走行風を当てて冷却する走行風冷却方式が採られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a power conversion device mounted on a railway vehicle, the heat radiation fins of a cooling body that cools a power unit composed of semiconductor elements and the like are generated as the vehicle travels in order to reduce the size and weight and save maintenance. A traveling wind cooling method is adopted in which traveling wind is applied to cool the vehicle.
図１０は、下記特許文献１に記載された、電力変換装置の冷却器の構成例を示す図であり、冷却器１の保護カバー１９内に断面が山型の導風板２０を取り付けるとともに保護カバー１９の適所に孔を穿けて、保護カバー１９の孔から冷却風(曲線矢印参照)を取り入れるように構成している。すなわち、
横に並んだ複数個の冷却器１の内中央の冷却器１ｕは、その両端の隣り合う冷却器１よりも小さく（放熱フィンの高さが低く）、保護カバー１９の内側に設けられた断面が山型の導風板２０の凸部にあわせて、中央部分の冷却器１ｕの放熱フィン高さが他の部分の放熱フィン高さよりも低くなっている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a cooler of a power conversion device described in Patent Document 1 below, and a wind guide plate 20 having a mountain-shaped cross section is attached to a protective cover 19 of the cooler 1 and is protected. A hole is formed at an appropriate position of the cover 19, and cooling air (see a curved arrow) is taken from the hole of the protective cover 19. That is,
The central cooler 1u of the plurality of coolers 1 arranged side by side is smaller than the adjacent coolers 1 at both ends thereof (the height of the radiation fins is low), and is a cross section provided inside the protective cover 19. However, the height of the radiating fins of the cooler 1u in the central portion is lower than the height of the radiating fins in the other portions in accordance with the convex portions of the mountain-shaped air guide plate 20.
このように構成することで、図示の左側方向からの風、すなわち走行方向からの風（走行風）に対し、走行風が最も届きにくい最後部にあたる冷却器１に、導風板２０の向き（傾斜）が合っていることに加え、すぐ前に位置する冷却器１ｕが小さく（放熱フィンの高さが低く）、導風板２０の傾斜により向きが変えられた走行風が入りやすくなっていることから、最後部における冷却器１による走行風冷却が効率的に行われる。 By configuring in this way, the direction of the air guide plate 20 to the cooler 1 corresponding to the rearmost part where the traveling wind is hard to reach with respect to the wind from the left side in the drawing, that is, the wind from the traveling direction (traveling wind) ( The cooler 1u located immediately in front is small (the height of the heat dissipating fins is low), and traveling wind whose direction has been changed by the inclination of the air guide plate 20 can easily enter. Therefore, the traveling wind cooling by the cooler 1 in the last part is efficiently performed.
図１１及び図１２は、下記特許文献２に記載された、鉄道車両用電力変換装置の冷却構造を示す図で、冷却体１の高熱伝導材で形成された平板状の基板（受熱板）１１の上面に、パワーユニットを構成する複数の半導体モジュール２が熱伝導的に載置搭載され、下面に複数の薄平板状の放熱フィン１２が所定の間隔をおいて平行に植設されている。 FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing a cooling structure of a railway vehicle power converter described in Patent Document 2 below, and a flat substrate (heat receiving plate) 11 formed of a high thermal conductive material of the cooling body 1. A plurality of semiconductor modules 2 constituting the power unit are mounted and mounted on the upper surface of the heat conductive member, and a plurality of thin flat plate-like heat radiation fins 12 are implanted in parallel on the lower surface at a predetermined interval.
図１２は、図１１に示された、フィン押え板の構造を示す図であり、図１２において、フィン押え板３３に冷却体の各放熱フィン間の溝内に入り込む突出部３３ｂが設けられており、このフィン押え板３３の車両走行方向の端面が前後側に傾斜し、中央部が台形状になっている。 FIG. 12 is a view showing the structure of the fin presser plate shown in FIG. 11. In FIG. 12, the fin presser plate 33 is provided with a protruding portion 33 b that enters into a groove between the radiating fins of the cooling body. The end surface of the fin presser plate 33 in the vehicle traveling direction is inclined forward and backward, and the central portion is trapezoidal.
図１１の例では、冷却体１の放熱フィン１２の先端面（図１１（ｂ）における下端側）に基板１１の幅方向（図１１(ａ)の上下方向）に平板状のフィン押え板３３を渡して、ろう付けなどにより結合し、全放熱フィンを連結する。 In the example of FIG. 11, the fin holding plate 33 that is flat in the width direction of the substrate 11 (up and down direction in FIG. 11A) on the front end surface (the lower end side in FIG. 11B) of the radiating fin 12 of the cooling body 1. Pass through and connect by brazing, etc., and connect all the radiating fins.
例えば、フィン押え板３３を放熱フィン１２の先端に結合するときは、図１２に示されるように各放熱フィン１２の先端を、部分的にフィン押え板３３の突出部３３ｂ間の間隙３３ｃにそれぞれ挿入して平坦部３３ａに接合し、接合部分を金属ろうなどにより結合し、フィン押え板３３により複数の放熱フィン１２を連結結合する。 For example, when the fin presser plate 33 is coupled to the tip of the radiating fin 12, the tip of each radiating fin 12 is partially inserted into the gap 33c between the protruding portions 33b of the fin presser plate 33 as shown in FIG. It is inserted and joined to the flat portion 33 a, the joined portions are joined by a metal braze or the like, and the plurality of heat radiating fins 12 are connected and joined by the fin pressing plate 33.
フィン押え板３３は、図１１（ｂ）に示されるように、放熱フィン１２の長さ方向（走行風の流れ方向）の前端、後端および中間点の３ケ所に設けられている。
放熱フィン１２の先端をフィン押え板３３により連結結合すると、フィン押え板３３が走行風の流れ方向に並置されることにより整風作用が生じる。
As shown in FIG. 11 (b), the fin presser plates 33 are provided at three locations, that is, the front end, the rear end, and the intermediate point in the length direction of the radiating fin 12 (the flow direction of the traveling wind).
When the tips of the radiating fins 12 are connected and coupled by the fin presser plate 33, the fin presser plate 33 is juxtaposed in the flow direction of the traveling wind, so that a wind regulation action is generated.
すなわち、車両の走行に伴う走行風が、各フィン押え板３３により放熱フィンの外側への流れが押さえ込まれるとともに、フィン押え板３３の突出部３３ｂにより流速を増して流れる。 That is, the traveling wind accompanying the traveling of the vehicle is suppressed by the fin holding plates 33 to the outside of the heat radiating fins, and flows at an increased flow velocity by the protrusions 33 b of the fin holding plates 33.
これによって放熱フィン１２の外側を流れる走行風が、それぞれ前端と中間点のフィン押え板３３の間および中間点と後端のフィン押え板３３の間から放熱フィン間の溝内に吸い込まれて流れるようになるため、冷却体１の基板１１の全長に渡る冷却効果をより均等にすることができ、基板１１の走行風の下流側（後端側）の位置における温度上昇を抑えることができる。 As a result, the traveling wind flowing outside the radiating fins 12 is sucked into the grooves between the radiating fins from between the front end and the fin holding plate 33 at the intermediate point and between the intermediate point and the fin holding plate 33 at the rear end. Therefore, the cooling effect over the entire length of the substrate 11 of the cooling body 1 can be made more uniform, and the temperature rise at the downstream side (rear end side) position of the traveling airflow of the substrate 11 can be suppressed.
上記特許文献１に記載された技術では、保護カバーにより、内部流動抵抗が増加し、十分な冷却風を取り込むことが難しい、という課題があった。
また上記特許文献２に記載された技術では、フィン押え板を介して走行風を取込むことで、冷却効果を均一化しようとするものであるが、走行速度が低いときには、走行風をフィン内部に取り込めず、十分な冷却効果が得られない、という課題があった。
The technique described in Patent Document 1 has a problem that the internal flow resistance is increased by the protective cover and it is difficult to take in sufficient cooling air.
Further, in the technique described in the above-mentioned Patent Document 2, it is intended to make the cooling effect uniform by taking in the traveling wind through the fin pressing plate. However, when the traveling speed is low, the traveling wind is However, there is a problem that a sufficient cooling effect cannot be obtained.
そこで本発明の目的は、冷却フィン内部へ冷却風を効果的に取り込むことができる電力変換装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power converter that can effectively take cooling air into the cooling fins.
上記の課題を解決するために本発明は、受熱板の一方面に発熱部品が装着され、この受熱板の他方面に冷却フィンが取付けられた冷却器を備える電力変換装置であって、
前記冷却フィンは、冷却風が流れる方向に沿う面を有する長方形状の板状フィンであって、冷却風の流れと直交する方向に複数並行配置されており、
前記冷却器は、さらに、前記複数の冷却フィンの最外端に跨って取り付けられる第１の導風板を備え、
前記第１の導風板は、冷却風の流れと直交する方向に略長方形状の面を備える、
ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a power conversion device including a cooler in which a heat generating component is mounted on one side of a heat receiving plate and a cooling fin is attached to the other side of the heat receiving plate,
The cooling fins are rectangular plate-like fins having a surface along the direction in which the cooling air flows, and are arranged in parallel in a direction perpendicular to the flow of the cooling air,
The cooler further includes a first air guide plate attached across the outermost ends of the plurality of cooling fins,
The first air guide plate includes a substantially rectangular surface in a direction orthogonal to the flow of cooling air.
It is characterized by that.
また、前記第１の導風板は、Ｉ字形状もしくはＴ字形状であることを特徴とする。
また、冷却風が流れる方向に複数の冷却器が配置される場合、冷却器と冷却器の間に第２の導風板が配置されることを特徴とする。
The first air guide plate may be I-shaped or T-shaped.
Further, when a plurality of coolers are arranged in the direction in which the cooling air flows, a second air guide plate is arranged between the cooler and the cooler.
本発明によれば、冷却風の動圧を効果的に利用し、冷却フィン根本方向へ温度が低い空気を押し込むことが可能となる。これにより、冷却フィン間を流れる冷却風量の低下を抑制し、また冷却フィン間の風より温度が低い空気を取り入れることで、冷却フィンの冷却性能の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to effectively use the dynamic pressure of the cooling air and push air having a low temperature in the root direction of the cooling fin. Thereby, the fall of the cooling air volume which flows between cooling fins is suppressed, and the fall of the cooling performance of a cooling fin can be suppressed by taking in air whose temperature is lower than the wind between cooling fins.
また本発明によれば、第１の導風板をろう付け等により冷却フィンの端部に固定するので、フィンの脱落を防止することが可能となる。 Further, according to the present invention, since the first air guide plate is fixed to the end portion of the cooling fin by brazing or the like, it is possible to prevent the fin from falling off.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置６０の冷却器４０(導風板あり)における冷却風の流れを示す図である。図２は、従来の電力変換装置６１０の冷却器５０(導風板なし)における冷却風の流れを示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram showing a flow of cooling air in a cooler 40 (with a wind guide plate) of a power conversion device 60 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the flow of cooling air in the cooler 50 (without the air guide plate) of the conventional power converter 610.
図１、図２に示す冷却器４０、５０は、一方面に半導体素子４１、５１が取付けられる受熱板４５、５５と、この受熱板４５、５５の他方面に取り付けられる複数の冷却フィン４２、５２とで構成されている。 The coolers 40 and 50 shown in FIGS. 1 and 2 include heat receiving plates 45 and 55 to which the semiconductor elements 41 and 51 are attached on one surface, and a plurality of cooling fins 42 to be attached to the other surface of the heat receiving plates 45 and 55. 52.
冷却フィン４２、５２は、冷却風が流れる方向に沿う面を有する長方形状の板状フィンである。この冷却フィン４２、５２が、冷却風の流れと直交する方向に複数並行配置されている（図３参照）。 The cooling fins 42 and 52 are rectangular plate-shaped fins having a surface along the direction in which the cooling air flows. A plurality of cooling fins 42 and 52 are arranged in parallel in a direction orthogonal to the flow of cooling air (see FIG. 3).
各図において、このように構成された２組の冷却器４０、５０が、冷却風が流れる方向に沿って配置されている。また、各図において、冷却器４０、５０は冷却フィン４２、５２が電力変換装置６０、６１０の下方（大気側）に露出するように、電力変換装置６０、６１０の底面４６、５６に取り付けられている。 In each figure, the two sets of coolers 40 and 50 configured in this way are arranged along the direction in which the cooling air flows. In each figure, the coolers 40 and 50 are attached to the bottom surfaces 46 and 56 of the power converters 60 and 610 so that the cooling fins 42 and 52 are exposed below (atmosphere side) the power converters 60 and 610. ing.
以下では、両者を比較しながら、本発明の実施形態に係る電力変換装置６０の冷却フィン４２を流れる冷却風の流れを説明する。
図２の従来の電力変換装置６１０の冷却器５０(導風板なし)では、冷却フィン５２に導風板が取付けられていない。そのため、冷却フィン５２内を流れる冷却風にとって、冷却フィン５２内は流路抵抗が大きく、冷却フィン５２の下方（大気側）は流路抵抗が小さくなる。したがって、風上側の冷却フィン５２内を流れる冷却風の一部は、風下に行くほど冷却フィン５２の下方（大気側）に流れ出す。
Below, the flow of the cooling air which flows through the cooling fin 42 of the power converter device 60 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated, comparing both.
In the cooler 50 (without the wind guide plate) of the conventional power conversion device 610 in FIG. 2, the wind guide plate is not attached to the cooling fin 52. Therefore, for the cooling air flowing through the cooling fins 52, the flow path resistance is large in the cooling fins 52, and the flow path resistance is small below the cooling fins 52 (atmosphere side). Accordingly, a part of the cooling air flowing in the cooling fins 52 on the windward side flows out to the lower side (atmosphere side) of the cooling fins 52 as it goes leeward.
その結果、風上側の冷却フィン５２を通過する冷却風が減少し、風上側の冷却フィン５２の冷却性能が低下する。同様に、風下側の冷却フィン５２を通過する冷却風も減少する。したがって、風下側の冷却フィン５２の冷却性能も、同様に低下する。 As a result, the cooling air passing through the windward cooling fins 52 is reduced, and the cooling performance of the windward cooling fins 52 is reduced. Similarly, the cooling air passing through the cooling fins 52 on the leeward side is also reduced. Therefore, the cooling performance of the cooling fin 52 on the leeward side is similarly reduced.
また、２組の冷却器５０の間には導風板が設けられていない。そして、風上側の冷却フィン５２を通過した冷却風にとっては、２組の冷却器５０の間にも大きな流路抵抗が存在する。 In addition, an air guide plate is not provided between the two sets of coolers 50. For the cooling air that has passed through the cooling fins 52 on the windward side, there is a large flow resistance between the two coolers 50.
したがって、風上側の冷却フィン５２を通過した冷却風の一部は、風下側の冷却フィン５２に流入する前に、大気側に流れ出すことになる。それゆえ風下側の冷却フィン５２に流れる冷却風がさらに減少し、風下側の冷却フィン５２の冷却性能は、風上側の冷却フィン５２の冷却性能よりもさらに低下する。 Therefore, a part of the cooling air that has passed through the cooling fin 52 on the windward side flows out to the atmosphere side before flowing into the cooling fin 52 on the leeward side. Therefore, the cooling air flowing through the cooling fins 52 on the leeward side is further reduced, and the cooling performance of the cooling fins 52 on the leeward side is further lowered than the cooling performance of the cooling fins 52 on the leeward side.
また、冷却フィン５２内を流れる冷却風は、冷却フィン５２に導風板が取付けられていないため、冷却フィン５２内の流路抵抗により、下流に行くほど下方（大気側）に流れ出す。 Further, the cooling air flowing through the cooling fins 52 is not attached to the cooling fins 52, and therefore flows downward (atmosphere side) toward the downstream due to the flow path resistance in the cooling fins 52.
また、風上側の冷却フィン５２を通過する冷却風の温度は半導体素子５１の熱によって上昇する。この温度が上昇した冷却風が、風下側の冷却フィン５２に流入する。そのため、風下側に配置された冷却フィン５２の冷却性能がさらに低下する。 Further, the temperature of the cooling air passing through the cooling fins 52 on the windward side is increased by the heat of the semiconductor element 51. The cooling air whose temperature has risen flows into the cooling fins 52 on the leeward side. Therefore, the cooling performance of the cooling fins 52 arranged on the leeward side further decreases.
一方、図１の本発明の実施形態に係る電力変換装置６０の冷却器４０(導風板あり)では、導風板４３（第１の導風板）が冷却フィン４２の先端に取付けられている。また、２つの冷却器４０の間に導風板４４（第２の導風板）が電力変換装置６０の底面に取付けられている。 On the other hand, in the cooler 40 (with the wind guide plate) of the power conversion device 60 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the wind guide plate 43 (first wind guide plate) is attached to the tip of the cooling fin 42. Yes. An air guide plate 44 (second air guide plate) is attached to the bottom surface of the power converter 60 between the two coolers 40.
導風板４３及び導風板４４は、後述するように、それぞれ冷却風と直交する略長方形状の面を備えている。さらに、この面は冷却フィン４２の先端部よりも下方（大気側）に飛び出している。 The air guide plate 43 and the air guide plate 44 are each provided with a substantially rectangular surface orthogonal to the cooling air, as will be described later. Further, this surface protrudes downward (atmosphere side) from the front end portion of the cooling fin 42.
そのため、図１に示す冷却風の流れ(曲線矢印参照)に示されるように、冷却フィン４２の外部を流れる風の一部が導風板４３により、冷却フィン４２の内部に向かうようになる。すなわち、冷却フィン４２の外部を流れる風の一部が、導風板４３の面に沿って上昇し、冷却フィン４２内を流れる冷却風となる。また、この風の流れにより、冷却フィン４２内を流れている冷却風の冷却フィン４２外への流れ出しが抑制される。 Therefore, as shown in the flow of cooling air (see curved arrows) shown in FIG. 1, a part of the air flowing outside the cooling fin 42 is directed toward the inside of the cooling fin 42 by the air guide plate 43. That is, a part of the wind that flows outside the cooling fins 42 rises along the surface of the air guide plate 43 and becomes cooling air that flows in the cooling fins 42. Further, the flow of the wind suppresses the cooling air flowing in the cooling fin 42 from flowing out of the cooling fin 42.
また、冷却器４０の間に導風板４４が存在することにより、外部を流れる風の一部が風下の冷却器４０に向かうようになる。
すなわち、風上側の冷却フィン４２の外部を流れる風の一部が導風板４４の面に沿って上昇し、風下側の冷却フィン４２内を流れる冷却風となる。
Further, since the air guide plate 44 exists between the coolers 40, a part of the wind flowing outside is directed toward the cooler 40 in the leeward direction.
That is, a part of the wind flowing outside the cooling fin 42 on the windward side rises along the surface of the air guide plate 44 and becomes cooling air flowing in the cooling fin 42 on the leeward side.
さらに、この風の流れにより、風上側の冷却フィン４２内を通過した冷却風の多くを、風下側の冷却フィン４２に導くことができる。
上記のとおり、導風板４３，４４は、冷却風の動圧を効果的に利用して、冷却フィン４２内を流れる冷却風の減少を抑制し、さらには、温度が低い外気を冷却フィン４２内に取り込むことができる。
Further, most of the cooling air that has passed through the cooling fins 42 on the leeward side can be guided to the cooling fins 42 on the leeward side by this wind flow.
As described above, the air guide plates 43 and 44 effectively use the dynamic pressure of the cooling air to suppress the reduction of the cooling air flowing through the cooling fins 42, and further, the cooling fins 42 cool the outside air at a low temperature. Can be taken in.
したがって、導風板４３，４４を備える電力変換装置６０は、冷却フィン４２の冷却性能の低下を抑制することができる。
また導風板４３を複数の冷却フィン４２に跨って設けているので、冷却フィン４２の脱落を防止することができる。
Therefore, the power conversion device 60 including the air guide plates 43 and 44 can suppress a decrease in the cooling performance of the cooling fins 42.
Further, since the air guide plate 43 is provided across the plurality of cooling fins 42, the cooling fins 42 can be prevented from falling off.
図１に示した例では、導風板４３が半導体素子４１の設置位置と対応するように示されているが、これは単なる例であって半導体素子４１の設置位置に対応させなくても良い。
なお、図１，２に示した例において、受熱板４５、５５に取り付けられる半導体素子４１、５１は発熱部品の一例である。受熱板４５、５５に取り付けられる発熱部品は、半導体素子に限られず、抵抗器、コンデンサ等の通電によって熱を発生する電気部品であってもよい。
In the example shown in FIG. 1, the air guide plate 43 is shown to correspond to the installation position of the semiconductor element 41, but this is merely an example, and it is not necessary to correspond to the installation position of the semiconductor element 41. .
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor elements 41 and 51 attached to the heat receiving plates 45 and 55 are examples of heat generating components. The heat generating components attached to the heat receiving plates 45 and 55 are not limited to semiconductor elements, and may be electrical components that generate heat when energized by resistors, capacitors, and the like.
また、図２に示した例では、冷却器５０は電力変換装置６１０の底面５６に取り付けられており、冷却フィン５２が電力変換装置６１０の下方に露出するように配置されている。 In the example shown in FIG. 2, the cooler 50 is attached to the bottom surface 56 of the power conversion device 610, and the cooling fins 52 are disposed so as to be exposed below the power conversion device 610.
しかし本発明の実施形態は、冷却フィン４２が電力変換装置６０の下方に露出するように配置される場合に限られず、冷却フィン４２が電力変換装置６０の側方もしくは上方に露出するように配置されるようにしても良い。この場合、冷却フィン４２の側方もしくは上方の温度が低い空気が、導風板４３を取り付けることによって冷却フィン４２の内部に向かうことになる。これについては後でも触れることにする。 However, the embodiment of the present invention is not limited to the case where the cooling fins 42 are disposed so as to be exposed below the power conversion device 60, and the cooling fins 42 are disposed so as to be exposed to the side or above the power conversion device 60. You may be made to do. In this case, air having a low temperature on the side or upper side of the cooling fin 42 is directed to the inside of the cooling fin 42 by attaching the air guide plate 43. We will touch on this later.
図３は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置への冷却器及び導風板の取付けの様子を示す図である。
図３(ａ)は、一例として、鉄道車両床下部に設置され、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の下部に２つの冷却器４０が取り付けられている例を示す斜視図である。２つの冷却器４０は冷却風が流れる方向に沿って配置されており、それぞれの冷却フィン４２が電力変換装置６０の下部から大気側に露出している。なお、上記筐体の上面は車体７０の下面に取り付けられている。
FIG. 3 is a diagram illustrating how the cooler and the air guide plate are attached to the power conversion device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a perspective view showing an example in which two coolers 40 are attached to the lower part of the power conversion device 60 installed in the lower part of the railcar floor and housed in a rectangular parallelepiped housing. is there. The two coolers 40 are arranged along the direction in which the cooling air flows, and the respective cooling fins 42 are exposed to the atmosphere side from the lower part of the power converter 60. The upper surface of the casing is attached to the lower surface of the vehicle body 70.
図３(ｂ)は、図３(ａ)に示した冷却器４０の取付けの様子を拡大して示す斜視図であり、図３(ａ)よりも更に下側から冷却フィン４２の様子を明らかにしたものである。
電力変換装置６０の冷却器４０には、導風板４３(第１の導風板)が備えられている。導風板４４(第２の導風板)は、２つの冷却器４０の間に設けられている。なお、冷却フィン４２は受熱板４５（図１参照）の他方の面にカシメもしくはろう付けなどによって取り付けられている。
FIG. 3B is an enlarged perspective view showing the state of attachment of the cooler 40 shown in FIG. 3A, and the state of the cooling fins 42 is clarified further from the lower side of FIG. 3A. It is a thing.
The cooler 40 of the power conversion device 60 includes an air guide plate 43 (first air guide plate). The air guide plate 44 (second air guide plate) is provided between the two coolers 40. The cooling fin 42 is attached to the other surface of the heat receiving plate 45 (see FIG. 1) by caulking or brazing.
図３(ｃ)は、図３(ｂ)に示した冷却フィン４２および導風板４３，４４の構成を示す正面図である。電力変換装置６０の下部に設けられる受熱板４５に冷却フィン４２を含む２つの冷却器４０が、冷却風が流れる方向に沿って取り付けられている。冷却フィン４２は、長方形状の板状フィンである。 FIG. 3C is a front view showing the configuration of the cooling fins 42 and the air guide plates 43 and 44 shown in FIG. Two coolers 40 including cooling fins 42 are attached to a heat receiving plate 45 provided in the lower part of the power converter 60 along the direction in which the cooling air flows. The cooling fins 42 are rectangular plate-like fins.
冷却フィン４２には、断面Ｔ字形状の導風板４３が取付けられ、また２つの冷却器４０の冷却フィン４２の間には、導風板４４が取付けられている。導風板４４の先端は、冷却フィン４２の先端よりも下方（大気側）に位置している。 An air guide plate 43 having a T-shaped cross section is attached to the cooling fin 42, and an air guide plate 44 is attached between the cooling fins 42 of the two coolers 40. The tip of the air guide plate 44 is located below (atmosphere side) the tip of the cooling fin 42.
図３(ｃ)では、それぞれの冷却フィン４２に、３つの導風板４３が取付けられているが、上述したように冷却フィン４２に取付けられる導風板４３の数は単なる例であり、この例に限定されるものではない。 In FIG. 3C, three air guide plates 43 are attached to each cooling fin 42, but the number of air guide plates 43 attached to the cooling fins 42 is merely an example as described above. It is not limited to examples.
図３(ｄ)は、図３(ｃ)に示したＡ−Ａ断面から見た冷却フィン４２及び導風板４３の構成を示す側面図である。図３(ｄ)の右側に導風板４３の構造図およびこの構造図のＢ−Ｂ断面図を示している。受熱板４５の他方の面に複数の冷却フィン４２が所定間隔で取り付けられている。また、導風板４３は、この複数の冷却フィン４２の先端に跨って取り付けられている。 FIG. 3D is a side view showing the configuration of the cooling fins 42 and the air guide plate 43 as seen from the AA cross section shown in FIG. A structural diagram of the air guide plate 43 and a BB cross-sectional view of the structural diagram are shown on the right side of FIG. A plurality of cooling fins 42 are attached to the other surface of the heat receiving plate 45 at a predetermined interval. Further, the air guide plate 43 is attached across the ends of the plurality of cooling fins 42.
導風板４３のＢ−Ｂ断面は、Ｔ字頭部４３１とＴ字脚部４３２とからなるＴ字形状である。導風板４３のＴ字脚部４３２（冷却風が当たる長方形状の面）の一方の端部が櫛歯状に形成されている。この櫛歯と櫛歯の間の切込みに冷却フィン４２の先端を嵌合し、導風板４３の両端部を冷却フィン４２の最端部にそれぞれ固着する。Ｔ字脚部４３２の他方の端部にはＴ字頭部４３１が取付けられており、Ｔ字脚部４３２の一部とＴ字頭部４３１が冷却フィン４２の下方（大気側）に飛び出すように配置されている。 The B-B cross section of the air guide plate 43 has a T-shape including a T-shaped head portion 431 and a T-shaped leg portion 432. One end of a T-shaped leg portion 432 (a rectangular surface on which cooling air hits) of the air guide plate 43 is formed in a comb shape. The tips of the cooling fins 42 are fitted into the notches between the comb teeth, and both ends of the air guide plate 43 are fixed to the outermost ends of the cooling fins 42, respectively. A T-shaped head portion 431 is attached to the other end of the T-shaped leg portion 432 so that a part of the T-shaped leg portion 432 and the T-shaped head portion 431 protrude below the cooling fin 42 (atmosphere side). Is arranged.
上記では、一例として、鉄道車両の床下に取り付けられ、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の下部に露出する冷却フィン４２に対して導風板４３，４４を設け、冷却風を効果的に冷却フィン４２内に導く例を説明した。このようにして冷却フィン４２の根本方向へ温度が低い空気を導くことが可能となる。 In the above, as an example, the wind guide plates 43 and 44 are provided to the cooling fins 42 that are attached to the lower part of the railcar and are exposed in the lower part of the power conversion device 60 housed in a rectangular parallelepiped casing, The example which leads to the inside of the cooling fin 42 effectively was demonstrated. In this way, it is possible to guide air having a low temperature in the root direction of the cooling fin 42.
なお、鉄道車両の床下に取り付けられ、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の上部は、上述したように電力変換装置６０に取り付けられた受熱板４５（図１参照）の他方の面にカシメもしくはろう付けなどによって取り付けられている。 In addition, the upper part of the power converter 60 attached under the floor of a railway vehicle and accommodated in a rectangular parallelepiped housing is the other of the heat receiving plate 45 (see FIG. 1) attached to the power converter 60 as described above. It is attached to the surface by caulking or brazing.
図４は、第１の実施形態に係る導風板４３及び導風板４４の構成を拡大して示す斜視図である。
図示されているように、導風板４３は、冷却風が当たる面の断面がＴ字形状またはＩ字形状(後述する)にされている。またＴ字脚部４３２の端部が図３(ｄ)の右部に示されているように、櫛歯状に形成され、櫛歯と櫛歯の間の切込みに冷却フィン４２の先端が嵌合されるようになっている。導風板４３の固定方法及びその拡大構成については後述する。
FIG. 4 is an enlarged perspective view showing configurations of the air guide plate 43 and the air guide plate 44 according to the first embodiment.
As shown in the drawing, the air guide plate 43 has a T-shaped or I-shaped (described later) cross section of the surface on which the cooling air hits. Further, the end of the T-shaped leg portion 432 is formed in a comb-teeth shape as shown in the right part of FIG. 3D, and the tip of the cooling fin 42 is fitted in the notch between the comb teeth. It is supposed to be combined. A fixing method of the air guide plate 43 and an enlarged configuration thereof will be described later.
また導風板４４は、全体形状がコの字形に形成され、コの字形の開放側が電力変換装置６０の底面、すなわち筐体の底面６２、に溶接、ろう付けまたはねじ等により固定される。導風板４４の断面は、導風板４３の断面と同様に、Ｔ字形状に形成されている。 The entire air guide plate 44 is formed in a U shape, and the open side of the U shape is fixed to the bottom surface of the power converter 60, that is, the bottom surface 62 of the housing by welding, brazing, screws, or the like. Similar to the cross section of the air guide plate 43, the cross section of the air guide plate 44 is formed in a T shape.
図５は、本発明の実施形態に係る導風板４４の構成を示す拡大図である。図５のＣ−Ｃ断面に示すように、コの字形に形成された導風板４４の三辺の断面がＴ字頭部４４１とＴ字脚部４４２とからなるＴ字形(凸形)に形成されている。導風板４４の各辺のＴ字脚部４４２はコの字状に形成された導風板４４の内側に向いている。 FIG. 5 is an enlarged view showing the configuration of the air guide plate 44 according to the embodiment of the present invention. As shown in the CC cross section of FIG. 5, the cross section of the three sides of the air guide plate 44 formed in a U shape is a T shape (convex shape) composed of a T-shaped head portion 441 and a T-shaped leg portion 442. Is formed. The T-shaped leg portion 442 on each side of the air guide plate 44 faces the inside of the air guide plate 44 formed in a U-shape.
また、導風板４４の底辺４４３は、電力変換装置６０の底面、すなわち筐体の底面６２、に対し並行であって、冷却風の流れと直交する方向に長方形状の面を有する。
そして、導風板４４の底辺４４３は、Ｔ字頭部４４１が冷却フィン４２の先端の外側（大気側）に位置し、Ｔ字脚部４４２がＴ字頭部４４１の位置から冷却フィン４２の先端よりも上部にまで伸びるように構成されている。
In addition, the bottom side 443 of the air guide plate 44 has a rectangular surface parallel to the bottom surface of the power converter 60, that is, the bottom surface 62 of the housing, and in a direction perpendicular to the flow of the cooling air.
The bottom 443 of the air guide plate 44 is such that the T-shaped head portion 441 is positioned outside (atmosphere side) the tip of the cooling fin 42, and the T-shaped leg portion 442 extends from the position of the T-shaped head portion 441. It is comprised so that it may extend to the upper part rather than the front-end | tip.
すなわち、このＴ字脚部４４２の底辺４４３の面が冷却風と直交するように配置され、かつＴ字頭部４４１が冷却フィン４２の外側に位置するように配置されている。
鉄道車両が走行するとき、図１に示されるように、冷却風の風上側に位置する冷却フィン４２を通過した冷却風は、導風板４４の底辺４４３のＴ字脚部４４２に当たって、風下側に位置する冷却フィン４２の内部に向かうようになる。
That is, the surface of the bottom 443 of the T-shaped leg 442 is disposed so as to be orthogonal to the cooling air, and the T-shaped head 441 is disposed outside the cooling fin 42.
When the railway vehicle travels, as shown in FIG. 1, the cooling air that has passed through the cooling fins 42 located on the windward side of the cooling air hits the T-shaped leg portion 442 of the bottom 443 of the air guide plate 44, and the leeward side It comes to the inside of the cooling fin 42 located in this.
また、冷却風の風上側に位置する冷却フィン４２の外側を通過した冷却風は、導風板４４に当たって、風下側に位置する冷却フィン４２の内部に向かうようになる。なお、断面をＴ字形状とするのは、少なくとも導風板４４の底辺部であればよい。 Further, the cooling air that has passed through the outside of the cooling fins 42 located on the windward side of the cooling air hits the air guide plate 44 and goes toward the inside of the cooling fins 42 located on the leeward side. Note that the T-shaped cross section may be at least the bottom portion of the air guide plate 44.
また、導風板４４の２つの側辺４４４（電力変換装置６０の底面に対し直交する辺）の上端は、電力変換装置６０の底面、すなわち筐体の底面６２、に溶接、ろう付けまたはねじ等により固定されることは上述したとおりである。 Further, the upper ends of the two side edges 444 (sides orthogonal to the bottom surface of the power converter 60) of the air guide plate 44 are welded, brazed, or screwed to the bottom surface of the power converter 60, that is, the bottom surface 62 of the housing. It is as above-mentioned that it fixes by etc.
また、導風板４４の形状はコの字状に限定されるものではなく、電力変換装置６０の底面、すなわち筐体の底面６２、に並行かつ冷却風の流れに直交する方向に面を有していればよい。 The shape of the air guide plate 44 is not limited to a U-shape, and has a surface in a direction parallel to the bottom surface of the power converter 60, that is, the bottom surface 62 of the housing and perpendicular to the flow of the cooling air. If you do.
図６は、第１の実施形態に係る導風板４３の複数の構成例を示す正面断面図である。図６では、構成例を(１)〜(５)として、導風板４３の構成を説明している。以下、導風板４３の構成を項分けして説明する。
(１)導風板４３の断面をＩ字形にする。また導風板４３の構成自体は、図３(ｄ)に示されるように櫛歯状にされ、櫛歯と櫛歯の間の切込みに冷却フィン４２の先端が嵌合する。
FIG. 6 is a front sectional view showing a plurality of configuration examples of the air guide plate 43 according to the first embodiment. In FIG. 6, the structure of the baffle plate 43 is demonstrated as a structural example (1)-(5). Hereinafter, the configuration of the air guide plate 43 will be described in terms of terms.
(1) The cross section of the air guide plate 43 is I-shaped. Further, the structure of the air guide plate 43 is comb-shaped as shown in FIG. 3D, and the tips of the cooling fins 42 are fitted into the notches between the comb teeth.
このように冷却フィン４２の先端に導風板４３を備えることで、冷却フィン４２の外側（大気側）を流れる冷却風の流れが二つに分かれる。
一方の流れは、導風板４３の面に沿って上昇し、冷却フィン４２の内部に向かう。他方の流れは導風板４３の面に沿って下降し、冷却フィン４２の外側(大気側)に向かうことになる。
(２)導風板４３の断面をＴ字形(凸形)にする。すなわち、導風板４３は、後記する（３）〜（５）構成例と同様に、断面がＴ字頭部４３１と断面がＴ字脚部４３２とで構成される（図３(ｄ)参照）。またＴ字脚部４３２の先端は、図３(ｄ)に示されるように櫛歯状にされ、櫛歯と櫛歯の間の切込みに冷却フィン４２の先端が嵌合する。
By providing the air guide plate 43 at the tip of the cooling fin 42 as described above, the flow of the cooling air flowing outside the cooling fin 42 (atmosphere side) is divided into two.
One flow rises along the surface of the air guide plate 43 and moves toward the inside of the cooling fin 42. The other flow descends along the surface of the air guide plate 43 and moves toward the outside (atmosphere side) of the cooling fin 42.
(2) The cross section of the air guide plate 43 is T-shaped (convex). That is, the air guide plate 43 is composed of a T-shaped head portion 431 and a T-shaped leg portion 432 in cross section, as in the configuration examples (3) to (5) described later (see FIG. 3D). ). Further, the tip of the T-shaped leg portion 432 has a comb-like shape as shown in FIG. 3D, and the tip of the cooling fin 42 is fitted into the notch between the comb teeth.
この構成例では、冷却風の流れが三つに分かれる。一つ目の流れは、冷却フィン４２の内部に向かう風となり、二つ目の流れが導風板４３のＴ字頭部４３１からＴ字脚部４３２に沿って上昇し冷却フィン４２の内部に向かう風となり、三つ目の流れが導風板４３のＴ字頭部４３１に沿って外気(大気)と同じ向きの風となって流れる。
(３)導風板４３の基本的構成は、上記(２)と同じで導風板４３の断面をＴ字形(凸形)にしている。そして、Ｔ字頭部４３１の両端上部（冷却フィン４２側）に面取りを施す。
In this configuration example, the flow of the cooling air is divided into three. The first flow becomes a wind toward the inside of the cooling fin 42, and the second flow rises from the T-shaped head portion 431 of the air guide plate 43 along the T-shaped leg portion 432 and enters the inside of the cooling fin 42. The third wind flows along the T-shaped head portion 431 of the air guide plate 43 in the same direction as the outside air (atmosphere).
(3) The basic structure of the air guide plate 43 is the same as the above (2), and the cross section of the air guide plate 43 is T-shaped (convex). Then, chamfering is performed on both upper portions (on the cooling fin 42 side) of the T-shaped head portion 431.
この構成例では、冷却風の流れは基本的に上記(２)と同じである。Ｔ字頭部４３１の両端上部の面取りにより、流体抵抗が減少し、上記(２)の形状とする場合より冷却フィン４２の下部すなわち外気(大気)側への風の流れが減少する。一方、Ｔ字頭部４３１からＴ字脚部４３２に沿って上昇し冷却フィン４２の内部に向かう風の流れ（冷却風の量）が増加する。
(４)導風板４３の基本的構成は、上記(３)と同じで導風板４３の断面をＴ字形(凸形)にしている。そして、Ｔ字頭部４３１の両端を半円形状に加工する。この構成例では、冷却風の流れは基本的に上記(３)と同じである。Ｔ字頭部４３１の両端を半円形状に加工したことに伴い、流体抵抗は上記(３)よりさらに減少する。これにより、Ｔ字頭部４３１からＴ字脚部４３２に沿って上昇し、冷却フィン４２の内部に向かう風の流れ（冷却風の量）がさらに増加する。
(５)導風板４３の基本的構成は、上記(４)と同じで導風板４３の断面をＴ字形(凸形)にし、かつＴ字頭部４３１の両端上部（冷却フィン４２側）に面取りを施す。さらに、Ｔ字頭部４３１の底面を流線型に加工する。これにより、Ｔ字頭部４３１の下部を流れる風が導風板４３を通過後に後方の冷却フィン４２の内部に向かうようになる。これにより低温の外気(大気)を冷却風として後方の冷却フィン４２の内部に向かわすことが可能となる。
In this configuration example, the flow of the cooling air is basically the same as (2) above. By chamfering the upper ends of both ends of the T-shaped head 431, the fluid resistance is reduced, and the flow of wind toward the lower portion of the cooling fin 42, that is, the outside air (atmosphere) side, is reduced as compared with the case of the shape (2). On the other hand, the flow of air (the amount of cooling air) that rises from the T-shaped head portion 431 along the T-shaped leg portion 432 toward the inside of the cooling fin 42 increases.
(4) The basic structure of the air guide plate 43 is the same as the above (3), and the cross section of the air guide plate 43 is T-shaped (convex). Then, both ends of the T-shaped head 431 are processed into a semicircular shape. In this configuration example, the flow of the cooling air is basically the same as (3) above. As both ends of the T-shaped head portion 431 are processed into a semicircular shape, the fluid resistance further decreases from the above (3). Accordingly, the flow of air (the amount of cooling air) that rises from the T-shaped head portion 431 along the T-shaped leg portion 432 toward the inside of the cooling fin 42 further increases.
(5) The basic structure of the air guide plate 43 is the same as the above (4), and the cross section of the air guide plate 43 is T-shaped (convex), and the upper ends of both ends of the T-shaped head 431 (on the cooling fin 42 side). Chamfering. Further, the bottom surface of the T-shaped head 431 is processed into a streamline shape. As a result, the wind flowing through the lower portion of the T-shaped head 431 moves toward the inside of the rear cooling fin 42 after passing through the air guide plate 43. As a result, it becomes possible to move the low temperature outside air (atmosphere) to the inside of the rear cooling fins 42 as cooling air.
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置への冷却器及び導風板の取付けの様子を示す図である。
図７(ａ)は、鉄道車両床下部に設置され、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の側面に２つの冷却器４０が取り付けられている例を示す斜視図である。２つの冷却器４０は、それぞれ受熱板４５と冷却フィン４２１とを備え、冷却風が流れる方向に沿って配置されている。それぞれの冷却フィン４２１は、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の側面から大気側に露出している。なお、側面とは、鉄道車両が進行する方向に対し上記電力変換装置６０が納められる直方体形状の筐体の面が直交する面（車体の側面側の面）である。
FIG. 7 is a diagram illustrating how the cooler and the air guide plate are attached to the power converter according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a perspective view showing an example in which two coolers 40 are attached to the side surface of the power conversion device 60 installed in the lower part of the railcar floor and housed in a rectangular parallelepiped housing. The two coolers 40 each include a heat receiving plate 45 and cooling fins 421, and are arranged along the direction in which the cooling air flows. Each cooling fin 421 is exposed to the atmosphere side from the side surface of the power converter 60 housed in a rectangular parallelepiped housing. The side surface is a surface (surface on the side surface of the vehicle body) in which the surface of the rectangular parallelepiped housing in which the power conversion device 60 is housed is orthogonal to the direction in which the railway vehicle travels.
図７(ｂ)は、図７(ａ)に示した冷却器４０の取付けの様子を拡大して示す斜視図であり、図７(ａ)に示す筐体の側面６４を車体７０の上方右から見た冷却器４０及び導風板４３，４４の取付けの様子を示すものである。 FIG. 7B is an enlarged perspective view showing the state of attachment of the cooler 40 shown in FIG. 7A. The side surface 64 of the housing shown in FIG. The state of attachment of the cooler 40 and the air guide plates 43 and 44 viewed from the above is shown.
本実施形態では、電力変換装置６０の冷却器４０には、導風板４３(第１の導風板)と導風板４４(第２の導風板)が設けられており、導風板４４は、２つの冷却器４０の間に設けられている。 In the present embodiment, the cooler 40 of the power conversion device 60 is provided with an air guide plate 43 (first air guide plate) and an air guide plate 44 (second air guide plate). 44 is provided between the two coolers 40.
なお、冷却フィン４２１は直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の側面側に設けられる受熱板４５の他方の面にカシメもしくはろう付けなどによって取り付けられる。なお、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０のもう一方の側面側に冷却フィン４２１を設けることも可能である。 The cooling fin 421 is attached to the other surface of the heat receiving plate 45 provided on the side surface of the power conversion device 60 housed in a rectangular parallelepiped housing by caulking or brazing. It is also possible to provide cooling fins 421 on the other side surface of the power conversion device 60 housed in a rectangular parallelepiped housing.
また電力変換装置６０の側面に冷却フィン４２１を含む２つの冷却器４０が、冷却風が流れる方向に沿って取り付けられている。図３に示した冷却フィン４２と同様に、冷却フィン４２１は、長方形状の板状フィンである。 Further, two coolers 40 including cooling fins 421 are attached to the side surface of the power conversion device 60 along the direction in which the cooling air flows. Similar to the cooling fins 42 shown in FIG. 3, the cooling fins 421 are rectangular plate-like fins.
また冷却フィン４２１には、図３に示した冷却フィン４２と同様に、断面Ｔ字形状の導風板４３（第１の導風板）が取付けられる。また２つの冷却器４０の冷却フィン４２１の間には、導風板４４（第２の導風板）が取付けられている。導風板４４の先端は、冷却フィン４２１の先端よりも側方（大気側）に位置している。 Further, similarly to the cooling fin 42 shown in FIG. 3, a wind guide plate 43 (first wind guide plate) having a T-shaped cross section is attached to the cooling fin 421. An air guide plate 44 (second air guide plate) is attached between the cooling fins 421 of the two coolers 40. The tip of the air guide plate 44 is located on the side (atmosphere side) of the tip of the cooling fin 421.
図７（ｂ）では、それぞれの冷却フィン４２１に、３つの導風板４３が取付けられているが、冷却フィン４２１に取付けられる導風板４３の数は単なる例であり、この例に限定されるものではない。 In FIG. 7B, three air guide plates 43 are attached to each cooling fin 421, but the number of air guide plates 43 attached to the cooling fins 421 is merely an example, and is limited to this example. It is not something.
以上のように、鉄道車両の床下に取り付けられ、直方体形状の筐体内に収納される電力変換装置６０の側面に露出する冷却フィン４２１に対して導風板４３，４４を設けることで、冷却風を効果的に冷却フィン４２１内に導くことができる。このように構成することで、冷却フィン４２１の根本方向へ温度が低い空気を導くことが可能となる。 As described above, by providing the air guide plates 43 and 44 to the cooling fins 421 that are attached to the bottom of the railcar and are exposed in the side surfaces of the power converter 60 housed in a rectangular parallelepiped housing, Can be effectively guided into the cooling fins 421. With this configuration, it is possible to guide air having a low temperature in the root direction of the cooling fin 421.
図８は、第１および第２の実施形態に係る導風板４３の取付け方法(その１)を示す斜視図である。図８では、導風板４３の下部から冷却フィン４２の端部に視点を当てて示したもので、冷却フィン４２の最端部と導風板４３のＴ字脚部４３２とをろう付けして固定する例である。ろう付けは一例に過ぎず、ろう付けに代わり溶接等により固定しても良い。 FIG. 8 is a perspective view showing a method (part 1) of attaching the air guide plate 43 according to the first and second embodiments. FIG. 8 shows the viewpoint from the bottom of the air guide plate 43 to the end of the cooling fin 42 and brazes the outermost end of the cooling fin 42 and the T-shaped leg portion 432 of the air guide plate 43. This is an example of fixing. Brazing is merely an example, and it may be fixed by welding or the like instead of brazing.
図９は、第１および第２の実施形態に係る導風板４３の取付け方法(その２)を示す斜視図である。図９(ａ)では、図８と同様に、導風板４３の下部から冷却フィン４２の端部に視点を当てて示したもので、導風板４３のＴ字脚部４３２側の切込みに冷却フィン４２の最端部を嵌合し、図９(ｂ)の正面図に示されるように、導風板４３のＴ字脚部４３２と冷却フィン４２の最端部とをリベットで固定する例である。リベットは一例に過ぎず、リベットに代わりねじ等により固定しても良い。 FIG. 9 is a perspective view showing a method (part 2) of attaching the air guide plate 43 according to the first and second embodiments. In FIG. 9A, similarly to FIG. 8, the viewpoint is applied from the lower part of the air guide plate 43 to the end of the cooling fin 42, and the notch on the T-shaped leg portion 432 side of the air guide plate 43 is shown. The outermost end of the cooling fin 42 is fitted, and the T-shaped leg portion 432 of the air guide plate 43 and the outermost end of the cooling fin 42 are fixed with rivets as shown in the front view of FIG. 9B. It is an example. The rivet is only an example, and may be fixed with a screw or the like instead of the rivet.
以上のとおりであるが本発明は、鉄道車両の床下に取り付けられる電力変換装置の冷却構造に限られるものではない。本発明の冷却構造は、鉄道車両以外の車両に搭載される電力変換装置にも適用することができる。 Although it is as above, this invention is not restricted to the cooling structure of the power converter device attached under the floor of a rail vehicle. The cooling structure of the present invention can also be applied to a power conversion device mounted on a vehicle other than a railway vehicle.
また、本発明の冷却構造は、屋内もしくは屋外に設置される電力変換装置にも適用することができる。
いずれの電力変換装置に適用した場合であっても、冷却風を冷却フィンの内部に導くことができるとともに、冷却フィンの外側を流れる温度が低い空気を冷却フィンの内部に導くことが可能となる。
The cooling structure of the present invention can also be applied to a power converter installed indoors or outdoors.
Even if it is a case where it applies to any power converter, while being able to guide cooling air to the inside of a cooling fin, it becomes possible to guide the air with the low temperature which flows the outside of a cooling fin to the inside of a cooling fin. .
４０ 冷却器
４１ 半導体素子
４２、４２１ 冷却フィン
４３ 導風板（第１の導風板）
４４ 導風板（第２の導風板）
４５、５５ 受熱板
４６、５６ 底面
５１ 半導体素子
５２ 冷却フィン
６０ 電力変換装置
６２ 筐体の底面
６４ 筐体の側面
４３１、４４１ Ｔ字頭部
４３２、４４２ Ｔ字脚部
40 cooler 41 semiconductor element 42, 421 cooling fin 43 air guide plate (first air guide plate)
44 Wind guide plate (second wind guide plate)
45, 55 Heat receiving plate 46, 56 Bottom surface 51 Semiconductor element 52 Cooling fin 60 Power conversion device 62 Bottom surface of housing 64 Side surface of housing 431, 441 T-shaped head 432, 442 T-shaped leg
Claims (14)
前記冷却フィンは、冷却風が流れる方向に沿う面を有する長方形状の板状フィンであって、冷却風の流れと直交する方向に複数並行配置されており、
前記冷却器は、さらに、前記複数の冷却フィンの最外端に跨って取り付けられる第１の導風板を備え、
前記第１の導風板は、冷却風の流れと直交する略長方形状の面を備え、該面の少なくとも一部が、前記冷却フィンの最外端よりも外側に位置し、
前記第１の導風板は、前記冷却フィンの各々に嵌合する凹部をさらに備えている、
ことを特徴とする電力変換装置。 A heat generating component is mounted on one side of the heat receiving plate, and a cooler having cooling fins attached to the other side of the heat receiving plate,
The cooling fins are rectangular plate-like fins having a surface along the direction in which the cooling air flows, and are arranged in parallel in a direction perpendicular to the flow of the cooling air,
The cooler further includes a first air guide plate attached across the outermost ends of the plurality of cooling fins,
Said first baffle plate is provided with a substantially rectangular plane you perpendicular to the flow of the cooling air, at least a portion of said surface is positioned outward from the outermost end of the cooling fins,
The first air guide plate further includes a recess that fits into each of the cooling fins,
The power converter characterized by the above-mentioned.
前記第１の導風板は、断面がＩ字状に形成されるとともに、前記冷却フィンの各々に嵌合する前記凹部を、前記Ｉ字状の断面を有する前記第１の導風板の先端に備えていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1,
Said first baffle plate, together with the cross-section is formed in the I-shape, said recess to be fitted to each of the cooling fins, the first baffle plate having the I-shaped cross-section tip The power converter characterized by being provided in .
前記第１の導風板は、断面がＴ字頭部とＴ字脚部とからなるＴ字状に形成されるとともに、前記冷却フィンの各々に嵌合する前記凹部を前記Ｔ字脚部の先端に備えていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1,
It said first baffle plate is formed in T-shape cross section is composed of a T-head and T-leg portion, said recessed portion to be fitted to each of the cooling fins of the T shaped legs unit A power conversion device comprising a tip.
前記第１の導風板の前記Ｔ字頭部の前記冷却フィン側を面取りしたことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3,
The power conversion device, wherein the cooling fin side of the T-shaped head of the first air guide plate is chamfered.
前記第１の導風板の前記Ｔ字頭部の両端を半円形状としたことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3,
Both ends of the T-shaped head of the first air guide plate have a semicircular shape.
前記第１の導風板の前記Ｔ字頭部を流線型にしたことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 5,
A power conversion device, wherein the T-shaped head of the first air guide plate is streamlined.
前記第１の導風板の両端は、ろう付け又は溶接、若しくは、リベット又はネジ止めにより前記冷却フィンの最外端に固定されることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 6,
Both ends of the first air guide plate are fixed to the outermost ends of the cooling fins by brazing, welding, rivets or screwing.
冷却風の方向に沿って複数の前記冷却器が配置されており、
前記冷却器と冷却器との間に、冷却風の流れと直交する略長方形状の面を有する第２の導風板が備えられ、該第２の導風板の該面の少なくとも一部が、前記冷却フィンの最外端よりも外側に位置する、ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1,
A plurality of the coolers are arranged along the direction of the cooling air,
Between the cooler and the cooler, the second baffle plate is provided with a substantially rectangular plane you perpendicular to the flow of the cooling air, at least a portion of said surface of the second baffle plate Is located outside the outermost end of the cooling fin.
前記第２の導風板は、前記略長方形状の面の断面がＩ字状に形成されている、
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 8, wherein
The second air guide plate has an I-shaped cross section of the substantially rectangular surface.
The power converter characterized by the above-mentioned.
前記第２の導風板は、前記略長方形状の面の断面がＴ字状に形成されている、
ことを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 8, wherein
In the second air guide plate, a cross section of the substantially rectangular surface is formed in a T shape,
The power converter characterized by the above-mentioned.
前記冷却フィンが前記鉄道車両の下方に向かうように配置されることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 10, wherein the power conversion device is housed in a rectangular parallelepiped casing, and is attached to a bottom surface of the rectangular parallelepiped shape.
The power conversion device, wherein the cooling fin is arranged so as to be directed downward of the railway vehicle.
前記冷却フィンが前記鉄道車両の床面に向かうように配置されることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 10, wherein the power conversion device is housed in a rectangular parallelepiped casing, and is attached to a bottom surface of the rectangular parallelepiped shape.
The power conversion device, wherein the cooling fin is disposed so as to face a floor surface of the railway vehicle.
前記冷却フィンが前記鉄道車両の側方に向かうように配置されることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 10, wherein the power conversion device is mounted under a floor of a railway vehicle, wherein the power conversion device is housed in a rectangular parallelepiped housing, and on the side surface of the rectangular parallelepiped shape,
The power conversion device, wherein the cooling fin is arranged so as to be directed to a side of the railway vehicle.
前記冷却フィンが前記鉄道車両の両側方に向かうように配置されることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 13,
The power conversion device, wherein the cooling fins are arranged so as to face both sides of the railway vehicle.
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