JPH11329899A - コンデンサの冷却構造 - Google Patents

コンデンサの冷却構造

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JPH11329899A
JPH11329899A JP14653198A JP14653198A JPH11329899A JP H11329899 A JPH11329899 A JP H11329899A JP 14653198 A JP14653198 A JP 14653198A JP 14653198 A JP14653198 A JP 14653198A JP H11329899 A JPH11329899 A JP H11329899A
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JP
Japan
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heat
capacitor
housing
heat pipe
pipe
Prior art date
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Pending
Application number
JP14653198A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Kimura
直樹 木村
Kenichi Nanba
研一 難波
Jun Niekawa
潤 贄川
Yoshishige Ikeda
善重 池田
Takeshi Yasusaka
毅 安坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Nichicon Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nichicon Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32Wound capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/08Cooling arrangements; Heating arrangements; Ventilating arrangements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却性能に優れるコンデンサの冷却構造
を実現すること。 【解決手段】 コンデンサ2の巻芯の機能を兼ねるヒー
トパイプ10の放熱側を、複数または一つのコンデンサ
2が収容される筐体30の外部にまで貫通させ、その放
熱側に放熱用のフィン11を取り付けた構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム電解
コンデンサ等のコンデンサの収容構造に係る、コンデン
サの冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】コンデンサは小型、大型のものを含め
て、様々な産業機器に使われている基本的電気部品であ
る。コンデンサの形態として、板状の陰極と陽極とが重
ねられた形態のものもあるが、例えば比較的大型のアル
ミニウム電解コンデンサ等の場合、巻芯の周りに陽極箔
と陰極箔とが、その他セパレーター等と共に巻かれたコ
ンデンサ形態のものも多い。巻芯に陽極箔等が巻かれて
なるものはコンデンサ素子と呼ばれることがある。その
コンデンサ素子には電解液が含浸され、そのコンデンサ
素子全体がコンデンサ容器に収納されてコンデンサが構
成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】コンデンサはその運転
に際しある程度の発熱を伴う。比較的小型のコンデンサ
の場合は問題は少ないが、上述したような巻芯の周りに
陽極箔等が巻かれた形態のコンデンサの場合、ある程度
そのサイズが大型化すると、その発熱による温度上昇の
問題が顕在化してくる。過度に温度上昇するとそのコン
デンサの性能が低下したり、更にはそのコンデンサの実
用寿命が短縮してしまうことがあるからである。
【0004】ところでコンデンサの温度上昇を抑制する
方法として、例えば巻回部(巻芯に陽極箔、陰極箔、セ
パレーター等が巻かれた部分)をコンデンサ容器に収容
するにあたり、その巻回部とコンデンサ容器の内壁との
間隔を広く確保する方法がある。このようにすること
で、コンデンサ素子の熱を逃げやすくするのである。或
いは、コンデンサ素子が収容されるコンデンサ容器の内
部の雰囲気を冷却するような方法もある。
【0005】しかしながら、このような方法ではコンデ
ンサ容器の外形が大きくなってしまうので都合が悪い。
その上、コンデンサ素子の外周付近は比較的良好に冷却
されても、その中心部分、即ち巻芯近傍の冷却は不充分
になりやすい、という問題があった。
【0006】ところで近年は、例えば電気自動車用とし
て、複数のコンデンサが筐体に収容された形態で使われ
ることもある。その複数のコンデンサも、その使用に際
し加熱するので、その冷却が重要な技術課題となってい
る。加えて、コンデンサを収容する筐体のサイズに対す
る要求も厳しくなっている。従って冷却構造に必要とす
る装置のサイズに対する要求も強くなっている。このよ
うな事情からも冷却性能の高効率化は強く望まれてい
た。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のコンデンサの冷
却構造の第1の構造は、筐体内に単数または複数のコン
デンサが収納され、前記コンデンサを構成するコンデン
サ素子の巻芯部にヒートパイプの吸熱側が接続され、当
該ヒートパイプの放熱側は前記筐体の外部にまで延長
し、当該放熱側には放熱用フィンまたはヒートシンクが
接続されている、という構成のものである。
【0008】本発明のコンデンサの冷却構造の第2の構
造は、筐体内に単数または複数のコンデンサが収納さ
れ、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の巻芯部
にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該ヒートパイプ
の放熱側は前記筐体内部に熱的に接続されている、とい
う構成のものである。
【0009】本発明のコンデンサの冷却構造の第3の構
造は、筐体内に単数または複数のコンデンサが収納さ
れ、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の巻芯部
にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該筐体内に設け
られた冷却液用の液溜に前記ヒートパイプの放熱側が浸
されている、という構成のものである。
【0010】本発明のコンデンサの冷却構造の第4の構
造は、筐体内に単数または複数のコンデンサが収納さ
れ、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の巻芯部
にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該ヒートパイプ
の放熱側は前記筐体内部に接続され、かつ前記筐体の外
部には、当該筐体の外壁に冷却液が接するように設けら
れた液溜が設けられている、という構成のものである。
【0011】
【発明の実施の形態】図1を参照しながら本発明の第1
の構造を説明する。コンデンサ素子20は、巻芯の機能
を兼ねるヒートパイプ10の周りに、アルミニウム箔、
その他セパレーター等が巻かれてなるものである。この
コンデンサ素子20がコンデンサ容器21に収容されて
一つのコンデンサ2が構成される。図中の符号23、2
4、25はそれぞれ端子、リード、端子である。また通
常、筐体30の内部には、コンデンサ2や端子23、リ
ード24の他、電気部品等も収容される。この図では、
その電気部品の例としてIGBT70を図示しておく。
【0012】この例においては図示はしないが、筐体3
0内にはコンデンサ2が複数収納されている。もちろん
筐体30内にコンデンサ2が一つの場合もある。前述し
たようにヒートパイプ10が巻芯の機能を兼ねているの
で、一つ一つのコンデンサ2の巻芯部にはそれぞれヒー
トパイプ10の吸熱側が熱的に接続された状態になって
いる。そのヒートパイプ10の放熱側は筐体30から外
部にまで延びて露出しており、その放熱側には図示する
ように放熱用のフィン11が取り付けられている。フィ
ン11に替えて、放熱用のブロック(ヒートシンク)を
取り付けても良い。
【0013】さて、収納された複数のコンデンサ2を運
転すれば、その各々が発熱するが、本発明の場合、その
熱はヒートパイプ10を経由して効率的に筐体30の外
部に運ばれて放散されるので、複数のコンデンサ2の過
熱は抑制される。またヒートパイプ10を経由して外部
に熱を運んでから、その熱を外気に放出するので、筐体
30の内部の雰囲気温度の過度の上昇も防げる。
【0014】ここでヒートパイプについて簡単に説明し
ておく。一般にヒートパイプとして知られる熱移動装置
は、その内部に密封された空洞部を備えており、その空
洞部に収容された作動流体の相変態と移動により熱の輸
送が行われるものである。もちろん、ヒートパイプを構
成する容器(コンテナ)を熱伝導することで運ばれる熱
もあるが、ヒートパイプは主に作動流体による熱移動作
用を意図している。
【0015】ヒートパイプの作動について簡単に記すと
次のようになる。即ち、ヒートパイプの吸熱部におい
て、ヒートパイプを構成する容器(コンテナ)の材質中
を熱伝導して伝わってきた熱により、作動流体が蒸発
し、その蒸気がヒートパイプの放熱部に移動する。放熱
部では、作動流体の蒸気は冷却され再び液相状態に戻
る。そして液相に戻った作動流体は再び吸熱部に移動
(還流)する。このような作動流体の相変態や移動によ
り、熱の移動がなされる。
【0016】作動流体の還流は、重力作用や毛細管作用
によって実現させる。重力式のヒートパイプの場合、吸
熱部より放熱部を上方に配置すれば良い。重力式でない
場合、例えば吸熱部が放熱部より上方または水平に位置
する場合は、ヒートパイプ内部にウィック等を配置し
て、毛細管作用によって放熱部で液相に戻った作動流体
を移動させるようにする。
【0017】次に本発明の第2の構造を図2を参照しな
がら説明する。筐体31内にはコンデンサ2が単数また
は複数収納される。ここでは、図1の例と同様、筐体3
1内には図示しない複数のコンデンサ2が収納されてい
るとする。この例においても、ヒートパイプ12は巻芯
の機能を兼ねており、一つ一つのコンデンサ2の巻芯部
にはそれぞれヒートパイプ12の吸熱側が熱的に接続さ
れた状態になっている。そのヒートパイプ12の放熱側
は筐体31の内壁に接続されており、更にその筐体31
の外壁側には放熱用のフィン13が取り付けられてい
る。尚、筐体31内の他の部品(図1におけるIGBT
70等)の図示は省略してある。
【0018】このような構成にすることで、収納された
複数のコンデンサ2の運転に際して発した熱は、ヒート
パイプ12を経由して一旦、筐体31の壁に運ばれ、更
にその外壁側から外気に放散されるようになる。この例
では、ヒートパイプ12で運ばれた熱を筐体31を介し
て外部に放出している。このような構成は、筐体31自
体がアルミニウム材等の熱伝導性に優れる材質で形成さ
れている場合に特に有効である。
【0019】次に本発明の第3の構造を図3を参照しな
がら説明する。コンデンサ2は図1や図2に示す例と同
様である。コンデンサ2の数は限定されないが、ここで
は筐体32内には図示しない複数のコンデンサ2が収納
されているとする。この筐体32の内部には図示するよ
うに、コンデンサ2が収納される空間と、水等の冷却液
51が溜められる液溜50が設けられている。コンデン
サ2が収納される空間と、冷却液51が溜められる液溜
50とは隔壁33で仕切られている。図中の符号52、
53は冷却液の出入口となる液路である。
【0020】コンデンサ2の巻芯の機能を兼ねるヒート
パイプ14は隔壁33を貫通して、その放熱側が液溜5
0内の冷却液51に浸されるようになっている。図中の
符号40はOリングであり、液溜50内の冷却液51が
コンデンサ2の収納される空間への浸水(浸液)を防い
でいる。
【0021】このような構成にすることで、収納された
単数または複数のコンデンサ2の運転に際して発した熱
は、ヒートパイプ14を経由して、冷却液51に伝わ
り、その冷却液51から外部に熱が放散される。尚、図
示はしないが、冷却液51を冷却するための放熱装置を
取り付けることもできる。例えば、液溜50の部分を構
成する筐体32の外部壁面に放熱用のフィンを取り付け
る等の措置である。
【0022】次に本発明の第4の構造を図4を参照しな
がら説明する。コンデンサ2は図1〜3に示す例と同様
であり、またこの例においても、筐体33内には図示し
ない単数または複数のコンデンサ2が収納される。ヒー
トパイプ15は上述した例と同様、巻芯の機能を兼ねて
いる。その一つ一つのヒートパイプ15の放熱側は筐体
33の内壁に接続されており、更にその筐体33の外壁
側には液溜60が設けられている。水等の冷却液を収容
する液溜60は図示するように、筐体33の内壁にヒー
トパイプ15が接続される部分の近傍に設けておくと良
い。図中の符号61、62は冷却液の出入口となる液路
である。
【0023】この例において、コンデンサ2の熱はヒー
トパイプ15を介して一旦筐体33に伝わり、更にその
筐体33を介して液溜60内の水等の冷却液51に伝わ
る。こうして効率的にコンデンサ2の冷却がなされる。
【0024】
【発明の効果】以上詳述した本発明のコンデンサの冷却
構造は、特に電気自動車に搭載されるコンデンサ装置に
好適に適用できる形態である。その冷却構造は冷却性能
やスペース効率にも優れ、実用的なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンデンサの冷却装置の例を説明する
図である。
【図2】本発明のコンデンサの冷却装置の例を説明する
図である。
【図3】本発明のコンデンサの冷却装置の例を説明する
図である。
【図4】本発明のコンデンサの冷却装置の例を説明する
図である。
【符号の説明】 10 ヒートパイプ 11 フィン 2 コンデンサ 20 コンデンサ素子 21 コンデンサ容器 23 端子 24 リード 25 端子 70 IGBT 30 筐体 12 ヒートパイプ 13 フィン 31 筐体 14 ヒートパイプ 32 筐体 33 隔壁 40 Oリング 50 液溜 51 冷却液 52 液路 53 液路 15 ヒートパイプ 33 筐体 60 液溜 61 液路 62 液路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 研一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 贄川 潤 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 池田 善重 長野県南安曇郡豊科町大字豊科4085番地 ニチコン株式会社内 (72)発明者 安坂 毅 長野県南安曇郡豊科町大字豊科4085番地 ニチコン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筐体内に単数または複数のコンデンサが
    収納され、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の
    巻芯部にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該ヒート
    パイプの放熱側は前記筐体の外部にまで延長し、当該放
    熱側には放熱用フィンまたはヒートシンクが接続されて
    いる、コンデンサの冷却構造。
  2. 【請求項2】 筐体内に単数または複数のコンデンサが
    収納され、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の
    巻芯部にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該ヒート
    パイプの放熱側は前記筐体内部に熱的に接続されてい
    る、コンデンサの冷却構造。
  3. 【請求項3】 筐体内に単数または複数のコンデンサが
    収納され、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の
    巻芯部にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該筐体内
    に設けられた冷却液用の液溜に前記ヒートパイプの放熱
    側が浸されている、コンデンサの冷却構造。
  4. 【請求項4】 筐体内に単数または複数のコンデンサが
    収納され、前記コンデンサを構成するコンデンサ素子の
    巻芯部にヒートパイプの吸熱側が接続され、当該ヒート
    パイプの放熱側は前記筐体内部に接続され、かつ前記筐
    体の外部には、当該筐体の外壁に冷却液が接するように
    設けられた液溜が設けられている、コンデンサの冷却構
    造。
JP14653198A 1998-05-12 1998-05-12 コンデンサの冷却構造 Pending JPH11329899A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190096612A (ko) * 2018-02-09 2019-08-20 현대자동차주식회사 전력변환장치의 냉각 구조
CN114843105A (zh) * 2022-04-06 2022-08-02 湛江恒皓电子有限公司 一种安全性能高的金属化薄膜电容器

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