JPH1032122A - 液冷式自冷ケースの冷却構造 - Google Patents
液冷式自冷ケースの冷却構造Info
- Publication number
- JPH1032122A JPH1032122A JP20310496A JP20310496A JPH1032122A JP H1032122 A JPH1032122 A JP H1032122A JP 20310496 A JP20310496 A JP 20310496A JP 20310496 A JP20310496 A JP 20310496A JP H1032122 A JPH1032122 A JP H1032122A
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- Japan
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- cooling
- oil
- liquid
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】対流効果を改良し、半導体素子を用いた電力変
換装置に適した放熱ケースを提供する。 【解決手段】ケース下部に半導体素子６から発生する熱
を放熱するヒートシンク７を有する液冷式自冷ケースに
おいて、ケース内の冷却用液体内にヒートシンクから放
熱された熱をケース上面に対流させる領域と外気に面す
るケース側面の放熱領域が隔離するよう仕切り板８を設
ける。また、仕切り板を熱伝導率の低い熱絶縁性の材質
を用いる。
換装置に適した放熱ケースを提供する。 【解決手段】ケース下部に半導体素子６から発生する熱
を放熱するヒートシンク７を有する液冷式自冷ケースに
おいて、ケース内の冷却用液体内にヒートシンクから放
熱された熱をケース上面に対流させる領域と外気に面す
るケース側面の放熱領域が隔離するよう仕切り板８を設
ける。また、仕切り板を熱伝導率の低い熱絶縁性の材質
を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却油の温度差に
よる対流を利用してケース内に発生した熱をケース外の
外気に自然冷却にて放熱させる液冷式自冷ケースにおい
て、油など冷却媒体の対流効果を促進して放熱効果を改
良した自冷ケースの冷却構造に関するものである。
よる対流を利用してケース内に発生した熱をケース外の
外気に自然冷却にて放熱させる液冷式自冷ケースにおい
て、油など冷却媒体の対流効果を促進して放熱効果を改
良した自冷ケースの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】変圧器など従来の油入り自冷ケースは、
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ケース１の外周側面
の外側に放熱用のフィン２を溶接などで装着し、例えば
変圧器３などケース内の電気部品の通電により発生した
熱で温められた冷却油４の熱を該フィン２の上部に対流
で導き、温度の低い外気５により冷却されてケース下部
に導かれた冷却油４を循環させ、冷却油４を媒体に対流
で循環させ冷却を行っている。ここで、放熱フィン２
は、図の左部に示したように、冷却油がフィン内に入る
方式のフィン２ａと油がフィン内に入らない方式のフィ
ン２ｂが使われている。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、ケース１の外周側面
の外側に放熱用のフィン２を溶接などで装着し、例えば
変圧器３などケース内の電気部品の通電により発生した
熱で温められた冷却油４の熱を該フィン２の上部に対流
で導き、温度の低い外気５により冷却されてケース下部
に導かれた冷却油４を循環させ、冷却油４を媒体に対流
で循環させ冷却を行っている。ここで、放熱フィン２
は、図の左部に示したように、冷却油がフィン内に入る
方式のフィン２ａと油がフィン内に入らない方式のフィ
ン２ｂが使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの方式では、冷
却油をポンプなどで強制的に循環させれば、ケース外部
への放熱効果は良くなるが、配電用変圧器など柱上に設
置される機器は、保守や交換ができないので、図のよう
な自然対流にて冷却を行っている。また、最近では高周
波動作を行い、熱に弱い半導体素子を用いた電力変換装
置も柱上に設置されるケースも増加してきている。この
ため、これらの装置に適用するケースは放熱面積を大き
くする必要があり、形状が大きく重量が重いものにな
る。
却油をポンプなどで強制的に循環させれば、ケース外部
への放熱効果は良くなるが、配電用変圧器など柱上に設
置される機器は、保守や交換ができないので、図のよう
な自然対流にて冷却を行っている。また、最近では高周
波動作を行い、熱に弱い半導体素子を用いた電力変換装
置も柱上に設置されるケースも増加してきている。この
ため、これらの装置に適用するケースは放熱面積を大き
くする必要があり、形状が大きく重量が重いものにな
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは
対流効果を改良し、半導体素子を用いた電力変換装置に
適した放熱ケースを提供するところにある。このため、
フィンの近傍のケース内に仕切り板８を設け、温められ
た油の循環を促進させ放熱効果を改良させるものであ
る。つまり、その目的を達成するための手段は、ケース
下部に半導体素子から発生する熱を放熱するヒートシン
クを有する液冷式自冷ケースにおいて、ケース内の冷却
用液体内にヒートシンクから放熱された熱をケース上面
に対流させる領域と外気に面するケース側面の放熱領域
が隔離するよう仕切り板を設けることにある。また、仕
切り板を熱伝導率の低い熱絶縁性の材質を用いたもので
ある。
点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは
対流効果を改良し、半導体素子を用いた電力変換装置に
適した放熱ケースを提供するところにある。このため、
フィンの近傍のケース内に仕切り板８を設け、温められ
た油の循環を促進させ放熱効果を改良させるものであ
る。つまり、その目的を達成するための手段は、ケース
下部に半導体素子から発生する熱を放熱するヒートシン
クを有する液冷式自冷ケースにおいて、ケース内の冷却
用液体内にヒートシンクから放熱された熱をケース上面
に対流させる領域と外気に面するケース側面の放熱領域
が隔離するよう仕切り板を設けることにある。また、仕
切り板を熱伝導率の低い熱絶縁性の材質を用いたもので
ある。
【０００５】以下にその作用を説明する。図２の従来の
構造では、温められた油の一部Ａ１は、放熱フィン部と
循環して外気に熱を放熱できるが、油の一部Ａ２はケー
ス上部に集まり、ケース上部温度が高くなる。この種冷
却油には引火点があり、ある温度以下に抑える必要があ
る。一般には、電気機器の冷却に使われる変圧器油の引
火点は１５０℃となっており、規格上、油冷却のＡ種絶
縁の油の最高温度で９０℃以下に抑える必要がある。し
たがって、部分的な高温部が生じないよう装置の定格容
量も低下させる必要も生じる。本発明の仕切り板８を設
けた構造を採用すると、温められたケース内部の油の熱
の流路と外気で冷却される冷却油の熱の流路が確立さ
れ、熱の循環を促進し冷却油が部分的に高温になること
なく冷却効果を改善し、油の最高温度を抑えることがで
きる。
構造では、温められた油の一部Ａ１は、放熱フィン部と
循環して外気に熱を放熱できるが、油の一部Ａ２はケー
ス上部に集まり、ケース上部温度が高くなる。この種冷
却油には引火点があり、ある温度以下に抑える必要があ
る。一般には、電気機器の冷却に使われる変圧器油の引
火点は１５０℃となっており、規格上、油冷却のＡ種絶
縁の油の最高温度で９０℃以下に抑える必要がある。し
たがって、部分的な高温部が生じないよう装置の定格容
量も低下させる必要も生じる。本発明の仕切り板８を設
けた構造を採用すると、温められたケース内部の油の熱
の流路と外気で冷却される冷却油の熱の流路が確立さ
れ、熱の循環を促進し冷却油が部分的に高温になること
なく冷却効果を改善し、油の最高温度を抑えることがで
きる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて詳述する。図１は、本発明による放熱効果を改
良した自冷ケースの冷却構造を示し、図中、矢印で示し
たＡが対流による冷却油の放熱経路、同様に矢印で示し
たＢが外気の放熱経路を示す。また、図２と同じ符号
は、同じ機能を有するので説明を省略する。図１におい
て、６は電力変換装置の一部を構成する半導体スイッチ
ング素子、７は高周波動作を行う該半導体素子６より発
生する損失による熱を効果的に冷却油内に放熱させるヒ
ートシンクである。本発明では、これら発熱部と高温と
なった油を放熱させるケース側面との間に仕切り板８を
設けて、高温部と放熱部を隔離していることを特徴とす
る。
基づいて詳述する。図１は、本発明による放熱効果を改
良した自冷ケースの冷却構造を示し、図中、矢印で示し
たＡが対流による冷却油の放熱経路、同様に矢印で示し
たＢが外気の放熱経路を示す。また、図２と同じ符号
は、同じ機能を有するので説明を省略する。図１におい
て、６は電力変換装置の一部を構成する半導体スイッチ
ング素子、７は高周波動作を行う該半導体素子６より発
生する損失による熱を効果的に冷却油内に放熱させるヒ
ートシンクである。本発明では、これら発熱部と高温と
なった油を放熱させるケース側面との間に仕切り板８を
設けて、高温部と放熱部を隔離していることを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
の熱伝達は良好なので、ヒートシンク７より油内に放熱
された熱と変圧器３など他の電気部品から放熱により高
温となった冷却油の熱量は、自然対流でケース上部に移
動する。高温となったケース側面の油は、ケ−ス１の側
面部およびフィン２ａまたは２ｂにて温度の低い外気に
より冷却されるので、ケース上部の高温の油の熱量が放
熱する側面部に熱伝達される。また冷却された油は、油
内の温度勾配によりケース底部に戻り循環する。このと
き、変圧器３やヒートシンク７などの発熱部の電気部品
と放熱するケース１の側面との間に、温められた油の熱
の流路にそって仕切り板８を設けることにより、放熱し
た熱の対流効果を高め、さらに発熱部と放熱部の温度勾
配と熱の流路が確立するので、冷却された油と放熱によ
り高温となった油の混入による油の温度勾配の低減する
ことなく、放熱効果を向上させる。また、仕切り板８を
熱の絶縁性の材質の材料を用いることにより、油内の熱
の拡散を伴わず、熱の循環を確実にする。
の熱伝達は良好なので、ヒートシンク７より油内に放熱
された熱と変圧器３など他の電気部品から放熱により高
温となった冷却油の熱量は、自然対流でケース上部に移
動する。高温となったケース側面の油は、ケ−ス１の側
面部およびフィン２ａまたは２ｂにて温度の低い外気に
より冷却されるので、ケース上部の高温の油の熱量が放
熱する側面部に熱伝達される。また冷却された油は、油
内の温度勾配によりケース底部に戻り循環する。このと
き、変圧器３やヒートシンク７などの発熱部の電気部品
と放熱するケース１の側面との間に、温められた油の熱
の流路にそって仕切り板８を設けることにより、放熱し
た熱の対流効果を高め、さらに発熱部と放熱部の温度勾
配と熱の流路が確立するので、冷却された油と放熱によ
り高温となった油の混入による油の温度勾配の低減する
ことなく、放熱効果を向上させる。また、仕切り板８を
熱の絶縁性の材質の材料を用いることにより、油内の熱
の拡散を伴わず、熱の循環を確実にする。
【図１】本発明による液冷式自液式ケースの構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の油入変圧器などの液冷式自冷ケースの構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
１ 自冷ケース 11 自冷ケースの側面 ２ 放熱フィン ２ａ フィン ２ｂ フィン ３ 変圧器などの電気部品 31 電気部品の取り付け枠 ４ 変圧器油などの冷却液体 ５ 外気 ６ 半導体素子 ７ ヒートシンク ８ 仕切り板 Ａ 冷却油の放熱経路 Ｂ 冷却外気の放熱経路
Claims (2)
- 【請求項１】 ケース下部に半導体素子から発生する熱
を放熱するヒートシンクを有する液冷式自冷ケースにお
いて、ケース内の冷却用液体内にヒートシンクから放熱
された熱をケース上面に対流させる領域と外気に面する
ケース側面の放熱領域が隔離するよう仕切り板を設ける
ことを特徴とする液冷式自冷ケースの冷却構造。 - 【請求項２】 前記仕切り板を熱伝導率の低い熱絶縁性
の材質を用いた請求項１記載の液冷式自冷ケースの冷却
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20310496A JPH1032122A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 液冷式自冷ケースの冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20310496A JPH1032122A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 液冷式自冷ケースの冷却構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032122A true JPH1032122A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16468463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20310496A Pending JPH1032122A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 液冷式自冷ケースの冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032122A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036148A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 光源装置 |
| JP2006269695A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nissin Electric Co Ltd | 電力機器 |
| JP2010103282A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | zong-zhi Hou | 流体対流放熱装置 |
| GB2465353A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Tsung-Chih Hou | Fluid-convection heat dissipation device |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP20310496A patent/JPH1032122A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036148A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Works Ltd | 光源装置 |
| JP2006269695A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nissin Electric Co Ltd | 電力機器 |
| JP2010103282A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | zong-zhi Hou | 流体対流放熱装置 |
| GB2465353A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-19 | Tsung-Chih Hou | Fluid-convection heat dissipation device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20041015 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041022 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050301 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |