JP2005337649A - ヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 受熱ブロックの被冷却物取付面を有効に拡大して部品点数を少なくし、また機器の大型化を招かないようにしたヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置を提供する。
【解決手段】 ヒートパイプ冷却器11は、被冷却物取付面12a,12cを有する受熱ブロック12と、この受熱ブロック12の被冷却物取付面12a,12cと異なる面12bに配設された複数本のヒートパイプ13を備えている。受熱ブロック12の被冷却物取付面12a,12cは、第1の被冷却物取付面12aと、この第1の被冷却物取付面12aに隣合う面に設けられた第2の被冷却物取付面12cにより構成されている。複数本のヒートパイプは、それぞれ第1および第2の被冷却物取付面12a,12cに沿って並べて配設された第1および第2の複数本のヒートパイプ13で構成されており、各被冷却物取付面12a,12cに半導体素子4が実装できるようになっている。
【選択図】 図1
【解決手段】 ヒートパイプ冷却器11は、被冷却物取付面12a,12cを有する受熱ブロック12と、この受熱ブロック12の被冷却物取付面12a,12cと異なる面12bに配設された複数本のヒートパイプ13を備えている。受熱ブロック12の被冷却物取付面12a,12cは、第1の被冷却物取付面12aと、この第1の被冷却物取付面12aに隣合う面に設けられた第2の被冷却物取付面12cにより構成されている。複数本のヒートパイプは、それぞれ第1および第2の被冷却物取付面12a,12cに沿って並べて配設された第1および第2の複数本のヒートパイプ13で構成されており、各被冷却物取付面12a,12cに半導体素子4が実装できるようになっている。
【選択図】 図1
Description
この発明は、ヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置に関するものである。
近年、電力変換装置では、半導体素子の大容量化、高速化に伴い発熱損失の増大が問題となっている。このため電力用半導体素子用冷却器の冷却効率の向上を図り、発熱損失の増大に対応して装置の大型化を避けることが重要な課題となっている。電力変換装置における電力用半導体素子としては、ダイオード、サイリスタ、GTO、IGBT等が用いられ、その冷却器としてはヒートパイプ冷却器が使用されている。
図4(a)および(b)は従来のヒートパイプ冷却器を示す下面図および側面図である。図4において、ヒートパイプ冷却器1は、矩形状の受熱ブロック2と、受熱部および放熱部を有する複数本のヒートパイプ3を備えている。受熱ブロック2は、被冷却物である半導体素子4が実装される被冷却物取付面2aを片側の面、または両側の面に有し、この被冷却物取付面2aと異なる面2bに、被冷却物取付面2aに沿って複数本のヒートパイプ3を一列に並べて配設している。
特開昭60−57956号公報
特開2001−108383公報
ところで、このような構成のヒートパイプ冷却器1においては、受熱ブロック2の片側の面2a、または両側の面で冷却される被冷却物以外に、別途被冷却物を実装する必要が生じた場合には、新たにヒートパイプ冷却器を設けて被冷却物を実装する構成としている。しかしながら、この場合には、ヒートパイプ冷却器の部品点数が増加し、その取扱いが煩雑になるほか、ヒートパイプ冷却器全体が大型化する場合があり、ひいてはこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置の外形寸法が大きくなったり、価格が高くなったりするなどの問題があった。
そこでこの発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、受熱ブロックの被冷却物取付面を有効に拡大して部品点数を少なくし、また機器の大型化を招かないようにしたヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明によるヒートパイプ冷却器は、被冷却物取付面を有する受熱ブロックと、この受熱ブロックの被冷却物取付面と異なる面に配設された複数本のヒートパイプとを備え、そのうち受熱ブロックは、第1の被冷却物取付面およびこの第1の被冷却物取付面に隣合う面に第2の被冷却物取付面を有し、複数本のヒートパイプは、第1の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第1の複数本のヒートパイプと、第2の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第2の複数本のヒートパイプとを有するように構成したことを特徴とする。
また本発明による電力変換装置は、被冷却物取付面を有する受熱ブロックと、この受熱ブロックの被冷却物取付面と異なる面に配設された複数本のヒートパイプとを備え、そのうち受熱ブロックは、少なくとも第1の被冷却物取付面およびこの第1の冷却物取付面に隣合う面に第2の被冷却物取付面を有し、複数本のヒートパイプは、第1の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第1の複数本のヒートパイプと、第2の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第2の複数本のヒートパイプとを有するように構成したヒートパイプ冷却器を使用し、このヒートパイプ冷却器の各被冷却物取付面に半導体素子を実装して構成したことを特徴とする。
本発明のヒートパイプ冷却器によれば、受熱ブロックの片側の面、または両側の面以外に被冷却物取付面を構成することができるので、新たにヒートパイプ式冷却器を設ける場合に比べて部品点数を少なくすることができ、また全体の大型化を招くことなく被冷却物取付面を有効に拡大することができる。
また本発明の電力変換装置によれば、被冷却物取付面を有効に拡大することのできるヒートパイプ冷却器を使用するので、装置の外形寸法が大きくなったり、価格が高くなったりする問題を解決することができる。
図1(a)および(b)は本発明のヒートパイプ冷却器における第1の実施の形態を示す下面図および側面図である。図1において、ヒートパイプ冷却器11は、矩形状の受熱ブロック12と、受熱部および放熱部を有する複数本のヒートパイプ13を備えている。ヒートパイプ13は、周知のようにアルミニウムや銅等の金属管の内部に純水等の冷媒を充填して構成したもので、半導体素子が発生した熱を、受熱ブロック12を介して受熱部で吸収し、内部の冷媒を蒸発させて放熱部に移送し、放熱部を介して外部に放出するものである。またヒートパイプ13の放熱部には、それぞれヒートパイプ13と直交する多数の放熱フィン15を取り付けている。
受熱ブロック12は、矩形状をなし、被冷却物である半導体素子4が実装される第1の被冷却物取付面12aを片側の面に有している。複数本のヒートパイプ13は、この第1の被冷却物取付面12aと異なる面12bに、第1の被冷却物取付面12aに沿って一列に並べて配設されている。
ここで、本実施の形態においては、受熱ブロック12には、複数本のヒートパイプ13を配設した第1の被冷却物取付面12aと隣合い、交差する方向に延びる面に沿ってさらに複数本のヒートパイプ13を配設し、この第1の被冷却物取付面12aに隣合う面を第2の被冷却物取付面12cとして構成したところに特徴を有する。
すなわち複数本のヒートパイプ13は、第1の被冷却物取付面12aに沿って並べて配設された第1の複数本のヒートパープ13と、第2の被冷却物取付面12cに沿って並べて配設された第2の複数本のヒートパイプ13を有し、受熱ブロック12の片側の面である第1の被冷却物取付面12a以外に、今まで利用されていなかった面を第2の被冷却物取付面12cとして利用することにより、1個の受熱ブロック12における被冷却物取付面を有効に拡大するようにしたものである。
これにより半導体素子4の実装を拡大する際に、新たにヒートパイプ式冷却器を設ける場合に比べて部品点数を少なくすることができ、その取扱いが容易になるほか、ヒートパイプ冷却器全体の大型化を招くことが少なくなるので、半導体素子4を実装して電力変換装置を構成した場合に、装置の外形寸法が大きくなったり、価格が高くなったりする問題を解決することができる。
図2(a)および(b)は、本発明のヒートパイプ冷却器における第2の実施の形態を示す下面図および側面図である。図2において、本実施の形態が第1の実施の形態と異なる点は、受熱ブロック12における第1の被冷却物取付面12aの反対側に第3の被冷却物取付面12dを設け、この第3の被冷却物取付面12dに沿って第3の複数本のヒートパイプ13を並べて配設することにより、この第3の被冷却物取付面12dにも半導体素子4を実装できるように構成したところにある。
このように構成すれば、1個の受熱ブロック12に三個所の被冷却物取付面12a,12c,12dを構成することができ、少ない部品点数でヒートパイプ冷却器全体の大型化を招くことなく半導体素子4の実装を拡大することができる。
図3(a)および(b)は、本発明のヒートパイプ冷却器における第3の実施の形態を示す下面図および側面図である。図3において、本実施の形態が第2の実施の形態と異なる点は、受熱ブロック12における第2の被冷却物取付面12cの反対側に第4の被冷却物取付面13eを設け、この第3の被冷却物取付面12eに沿って第4の複数本のヒートパイプ13を並べて配設することにより、この第4の被冷却物取付面12eにも半導体素子4を実装できるように構成したところにある。
これにより受熱ブロック12は、全周囲の四個所に被冷却物取付面12a,12c,12dおよび12eを構成することができるので、少ない部品点数でヒートパイプ冷却器全体の大型化を招くことなく半導体素子4の実装をより一層拡大することができる。
1,11…ヒートパイプ冷却器
2,12…受熱ブロック
2a,12a,12cないし12e…被冷却物取付面
2b,12b…ヒートパイプを配設する面
3,13…ヒートパイプ
4…半導体素子
15…放熱フィン
2,12…受熱ブロック
2a,12a,12cないし12e…被冷却物取付面
2b,12b…ヒートパイプを配設する面
3,13…ヒートパイプ
4…半導体素子
15…放熱フィン
Claims (4)
- 被冷却物取付面を有する受熱ブロックと、この受熱ブロックの前記被冷却物取付面と異なる面に配設された複数本のヒートパイプとを備えたヒートパイプ冷却器において、前記受熱ブロックは、第1の被冷却物取付面およびこの第1の被冷却物取付面に隣合う面に第2の被冷却物取付面を有し、前記複数本のヒートパイプは、前記第1の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第1の複数本のヒートパイプと、前記第2の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第2の複数本のヒートパイプとを有することを特徴とするヒートパイプ冷却器。
- 前記受熱ブロックは、前記第1の被冷却物取付面の反対側に第3の被冷却物取付面を有し、前記複数本のヒートパイプは、前記第3の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第3の複数本のヒートパイプを有することを特徴とする請求項1に記載のヒートパイプ冷却器。
- 前記受熱ブロックは、前記第2の被冷却物取付面の反対側に第4の被冷却物取付面を有し、前記複数本のヒートパイプは、前記第4の被冷却物取付面に沿って並べて配設された第4の複数本のヒートパイプを有することを特徴とする請求項2に記載のヒートパイプ冷却器。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載のヒートパイプ冷却器を使用し、このヒートパイプ冷却器の各被冷却物取付面に半導体素子を実装したことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004160565A JP2005337649A (ja) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | ヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004160565A JP2005337649A (ja) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | ヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置 |
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JP2005337649A true JP2005337649A (ja) | 2005-12-08 |
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JP2004160565A Withdrawn JP2005337649A (ja) | 2004-05-31 | 2004-05-31 | ヒートパイプ冷却器およびこのヒートパイプ冷却器を使用した電力変換装置 |
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JP (1) | JP2005337649A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105352065A (zh) * | 2015-09-29 | 2016-02-24 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器及空调器的变频模块散热控制方法 |
-
2004
- 2004-05-31 JP JP2004160565A patent/JP2005337649A/ja not_active Withdrawn
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