JPH08130U - 制御盤用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロン等の環境汚染物質を使用することな
く、大容量冷却が可能な制御盤用冷却装置を提供する。 【構成】 制御盤１の外面に取り付けられ、該制御盤１
との間に盤内空気の吸い込み口１０及び吹き出し口１１
が開口し、かつラジェータ１３を備えた吸熱部４と、外
気の吸い込み口１４及び吹き出し口１５が開口し、かつ
ラジェータ１７を備えた放熱部５と、前記吸熱部４及び
放熱部５の各ラジェータ１３、１７に水を循環させるポ
ンプ６と、前記放熱部５とポンプ６との間の流路途中に
水タンク２０を配設して制御盤１との間に除湿室２１を
形成し、該水タンク２０の表面には電子冷却素子２３を
介して冷却板２５を取り付けるとともに、制御盤１との
間に開口部２２を設けて成る除湿部７と、を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子機器の制御盤用冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

半導体の進歩と共に電子制御が主流となっているが、当該半導体を内蔵するケ ース表面の制御盤に、内蔵半導体が発散する熱を半導体の機能維持のために冷却 処理する装置が組み込まれるようになっている。 従来の制御盤用冷却装置としては、冷媒としてフロンＲ１２等を用いる冷凍回 路型のものやペルチェ素子を用いる電子冷却式のものが使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前者において、フロンは周知のように大気汚染の原因となるた め、地球環境保護の見地から、１９９５年にその生産は全廃される。

【０００４】 また、後者の電子冷却式のものは小型の冷却装置に適し、大容量冷却は困難で あった。

【０００５】 そこで、本考案の目的は、フロン等の環境汚染物質を使用することなく、大容 量冷却が可能な制御盤用冷却装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案は、制御盤の外面に取り付けられ、該制御盤 との間に盤内空気の吸い込み口及び吹き出し口が開口し、かつラジェータを備え た吸熱部と、外気の吸い込み口及び吹き出し口が開口し、かつラジェータを備え た放熱部と、前記吸熱部及び放熱部の各ラジェータに水を循環させるポンプと、 から成る。

【０００７】 また、前記放熱部とポンプとの間の流路途中に水タンクを配設して制御盤との 間に除湿室を形成し、該水タンクの表面には電子冷却素子を介して冷却板を取り 付けるとともに、制御盤との間に開口部を設けて成る除湿部を有する。

【０００８】 さらに、前記除湿室の底部に溜った水を、放熱部のラジェータ上部に導いて滴 下させるパイプを設けて成る。

【０００９】 なお、前記放熱部及びポンプを制御盤から分離して外部に設置してもよい。

【００１０】 前記各ラジェータは複数本の金属パイプの両側にタンクを配設し、かつ所定本 数ずつの金属パイプが蛇行状に連通するように該タンクを複数に区画して成る。

【００１１】 前記各ラジェータは全体をアルミニウムで形成するのがよい。

【００１２】 上記の場合、冷媒として、不凍液を混合した水溶液を使用するのがよい。

【００１３】

【作用】

半導体が発散する熱で高温となった盤内空気は、吸熱部に吸い込まれ、そのラ ジェータで冷却された後、盤内に戻される。高温となった該ラジェータ内の水は 、放熱部のラジェータにおいて、外気により冷却され、再び吸熱部へ送られ吸熱 する。

【００１４】 除湿部においては、電子冷却素子により冷却板を冷却することによって、盤内 空気の湿気を水滴に変え除湿する。

【００１５】 除湿室の底部に溜った水は、パイプにより放熱部のラジェータ上部に導かれて 、滴下され、蒸発する。

【００１６】 各ラジェータは金属パイプの両側にタンクを配設したので、流路抵抗が大幅に 減少するとともに、各パイプを通過した冷媒がタンクにおいて一旦混合されるた め、液温のアンバランスが均一化され、吸熱又は放熱効果がより向上する。

【００１７】 また各ラジェータは全体をアルミニウムで形成すれば、軽量化されると共にコ ストが低減化される。

【００１８】 上記の場合、冷媒として、不凍液を混合した水溶液を使用することにより、ア ルミニウムの防錆が図られる。

【００１９】

【実施例】

図１〜図７に示した第１実施例において、１は制御盤、２はその外面に取り付 けられた冷却装置で、箱枠３内の上部には吸熱部４、下部には放熱部５、その中 間部にはポンプ６及び除湿部７がそれぞれ設置されている。

【００２０】 上記吸熱部４は、制御盤１側に吸い込み口１０と吹き出し口１１とが開口し、 該吹き出し口１１にはファン１２が設置され、前部にはラジェータ１３が配設さ れている。

【００２１】 また放熱部５は、前面に吸い込み口１４が、下面及び両側面に吹き出し口１５ がそれぞれ開口し、該吸い込み口１４には一対のファン１６が設けてあり、その 後方にはラジェータ１７が配設してある。

【００２２】 そして、中間部の片側に配置したポンプ６の吐出口は、パイプ３０を介して吸 熱部４のラジェータ１３の上端に連通し、該ラジェータ１３の下端はパイプ３１ を介して放熱部５のラジェータ１７の下端に連通している。また、該ラジェータ １７の上端はパイプ３２を介して除湿部７の水タンク２０に連通し、さらにこの 水タンク２０は、パイプ３３を介して前記ポンプ６の吸入口に連通している。

【００２３】 この熱交換回路における媒体としては、純水（蒸留水）を使用する。従って、 パイプの腐蝕等は全く無く、また密封状態のためメンテナンスの必要も全く無い 。

【００２４】 また上部に吸熱部４、下部に放熱部５を配置し、中間位置にポンプ６を配置す ることによって、吐出・吸入が同時に行われるため、内部圧力（水圧）はほとん ど上昇せず、従って水漏れが無く、ポンプ効率、循環効率が極めて良好である。

【００２５】 中間部の他側に設けた除湿部７は、ペルチェ効果を利用した電子除湿器から成 る。即ち、図３〜図５に示したように中央部に水タンク２０を立設することによ り制御盤１との間に除湿室２１を形成し、かつ制御盤１側には開口部２２を設け る。そして、水タンク２０の表面には電子冷却素子（ペルチェ素子）２３及び断 熱材２４を介して、アルミ又は銅製の冷却板２５が取り付けてある。

【００２６】 上記冷却板２５は、水滴が流下し易いように複数の垂直フィン２６を設けた縦 溝型としてある（図４、図５）。また除湿室２１の底部には、Ｕ字部２８を有す るパイプ２７を取り付けてあり、このパイプ２７の先端は前記放熱部５のラジェ ータ１７の上部に開口させてある。

【００２７】 この除湿部７において、例えば盤内温度が２０℃以上の場合には、冷却板２５ を１５℃以下に冷却することによって盤内の湿気を水滴に変えて除湿室２１の底 部に流下させ、この水をパイプ２７によりラジェータ１７の上部に滴下させ、蒸 発させる。これにより盤内湿度を例えば２０〜３０％に維持する。

【００２８】 なお、装置停止時は、パイプ２７のＵ字部２８に水が溜っているので、盤内空 気は外気と遮断される。

【００２９】 次に前記吸熱部４のラジェータ１３は、図６、図７に示したように、多数の銅 製の金属パイプ４２の両側に、これらの金属パイプ４２の所定本数ずつを上下方 向に蛇行状に連通させるように複数のタンク４０、４１が配設されている。この 実施例では、図７のように６本ずつのパイプ４２で流路を形成している。 また、その各パイプ４２の外周面には、断面楕円状又は略矩形状に屈曲巻回形 成された銅線から成る２本の吸熱コイル４３ａ、４３ｂが、角度約６０°のＶ字 形を形成するように各一端部が半田付け等により固定されている。 そして、右側上端のタンク４１は前記パイプ３０に、左側下端のタンク４０は 前記パイプ３１にそれぞれ連通している。 なお、放熱部５のラジェータ１７も同様の構造であるので、その説明は省略す る。

【００３０】 上記のように各ラジェータ１３、１７は、水が循環する金属パイプ４２の外周 面に、２本の吸熱又は放熱コイルをＶ字形をなすように固定したので、極めて広 い吸熱又は放熱面積が得られ、熱交換効率が非常に良い。 また、金属パイプ４２の両側にタンク４０、４１を配設したので、流路抵抗が 大幅に減少するとともに、各パイプ４２を通過した水がタンク４０、４１におい て一旦混合されるため、水温が均一化され、吸熱又は放熱効果がより向上する。

【００３１】 図８は本考案の第２実施例を示したもので、放熱部５及びポンプ６を制御盤１ から分離して外部に設置したものである。そして、制御盤１に設置した吸熱部４ のラジェータ１３の下端とポンプ６の吐出口とをパイプ５０で連通させるととも に、該ラジェータ１３の上端と放熱部５のラジェータ１７の上端とをパイプ５１ で連通させ、該ラジェータ１７の下端とポンプ６の吸入口とをパイプ５２で連通 させてある。

【００３２】 このように制御盤１には吸熱部４のみを設置するので、取付スペースの小さい 制御盤に適しており、また放熱部５とポンプ６の取付スペースが空くため、制御 盤外面及びその周囲のスペースの有効利用を図ることができる。

【００３３】 次に本考案の第３実施例を図９、図１０により説明する。この第３実施例は、 第１実施例におけるラジェータ１３、１７（図６、図７）と冷媒に変更を加えた ものである。

【００３４】 即ち、ラジェータ１１３、１１７は多数の扁平状の金属パイプ１４２の両側に 一体型のタンク１４０（片側のみ図示）をそれぞれ配設し、かつ該金属パイプ１ ４２の３本ずつが一組の流路を形成して上下方向に蛇行状に連通するように、タ ンク１４０内は仕切り板１４４により区画され、複数の室１４５を形成している 。 なお、各金属パイプ１４２間及び上下両端には、ルーバー型のコルゲートフィ ン１４３が配設されている。

【００３５】 そして、該ラジェータ１１３、１１７は全体をアルミニウムで製作し、軽量化 及びローコスト化を図っている。 また、アルミニウムの防錆のために、冷媒として、蒸留水に不凍液を例えば３ ０重量％程度混合した水溶液を使用する。

【００３６】 このラジェータ１１３、１１７においても、金属パイプ１４２の両側にタンク １４０、１４１を配設したので、流路抵抗が大幅に減少するとともに、各パイプ １４２を通過した冷媒が室１４５において一旦混合されるため、液温のアンバラ ンスが均一化され、吸熱又は放熱効果がより向上する。

【００３７】

【考案の効果】

以上のように本考案の制御盤用冷却装置によれば、冷媒としてフロン等の環境 汚染物質を使用することなく、大容量冷却を達成することができる。

【００３８】 また、電子冷却素子を使用した除湿部を設けることにより、盤内を効率良く除 湿することができ、電子機器を保護することができる。

【００３９】 なお、除湿室の底部に溜った水を、放熱部のラジェータ上部に導いて滴下し蒸 発させることにより、該結露水の除去が容易になされる。

【００４０】 また、放熱部及びポンプを制御盤外部に設置することにより、制御盤外面及び その周囲のスペースを有効に利用することができる。

【００４１】 各ラジェータは金属パイプの両側にタンクを配設したので、流路抵抗が大幅に 減少するとともに、各パイプを通過した冷媒がタンクにおいて一旦混合されるた め、液温のアンバランスが均一化され、吸熱又は放熱効果がより向上する。

【００４２】 また各ラジェータは全体をアルミニウムで形成することにより、大幅に軽量化 されると共にコストが低減化される。

【００４３】 上記の場合、冷媒として、不凍液を混合した水溶液を使用することにより、ア ルミニウムの防錆を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の側面図である。

【図２】同、カバーの一部を取り外した状態の正面図で
ある。

【図３】除湿部の拡大断面図である。

【図４】冷却板の正面図である。

【図５】冷却板の底面図である。

【図６】ラジェータの正面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面矢視図である。

【図８】本考案の第２実施例を示す、カバーの一部を取
り外した状態の正面図である。

【図９】本考案の第３実施例を示す、ラジェータの要部
断面図である。

【図１０】同、ラジェータ内のパイプとフィンの斜視図
である。

【符号の説明】

１ 制御盤 ２ 冷却装置 ４ 吸熱部 ５ 放熱部 ６ ポンプ ７ 除湿部 １０、１４ 吸い込み口 １１、１５ 吹き出し口 １３、１７ ラジェータ ２０ 水タンク ２１ 除湿室 ２２ 開口部 ２３ 電子冷却素子 ２５ 冷却板 ２７ パイプ ４０、４１ タンク ４２ 金属パイプ １１３、１１７ ラジェータ １４０、１４１ タンク １４２ 金属パイプ １４５ 室

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御盤の外面に取り付けられ、該制御盤
   との間に盤内空気の吸い込み口及び吹き出し口が開口
   し、かつラジェータを備えた吸熱部と、外気の吸い込み
   口及び吹き出し口が開口し、かつラジェータを備えた放
   熱部と、前記吸熱部及び放熱部の各ラジェータに水を循
   環させるポンプと、から成る制御盤用冷却装置。
2. 【請求項２】 前記放熱部とポンプとの間の流路途中に
   水タンクを配設して制御盤との間に除湿室を形成し、該
   水タンクの表面には電子冷却素子を介して冷却板を取り
   付けるとともに、制御盤との間に開口部を設けて成る除
   湿部を有する請求項１記載の制御盤用冷却装置。
3. 【請求項３】 前記除湿室の底部に溜った水を、放熱部
   のラジェータ上部に導いて滴下させるパイプを設けて成
   る請求項２記載の制御盤用冷却装置。
4. 【請求項４】 前記放熱部及びポンプを制御盤から分離
   して外部に設置して成る請求項１又は２記載の制御盤用
   冷却装置。
5. 【請求項５】 前記各ラジェータは複数本の金属パイプ
   の両側にタンクを配設し、かつ所定本数ずつの金属パイ
   プが蛇行状に連通するように該タンクを複数に区画して
   成る請求項１記載の制御盤用冷却装置。
6. 【請求項６】 前記各ラジェータは全体をアルミニウム
   で形成して成る請求項５記載の制御盤用冷却装置。
7. 【請求項７】 冷媒として、不凍液を混合した水溶液を
   使用する請求項６記載の制御盤用冷却装置。