JP4066657B2 - 屋外盤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は屋外盤に関し、筺体に収容した半導体応用装置の冷却が適正に行なわれるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体応用装置としての例えばインバータユニットを屋外に設置する場合は、インバータユニットを筺体に収容するとともに、インバータユニットが発熱を伴なうために放熱手段が設けられる。
【0003】
放熱手段としては、外気を内部へ取り込み、発熱部品を冷却したのちに、温度上昇した空気を外部へ放出する構成とするのが最も構造が簡単で低コストである。
【0004】
しかし、外気を大量に内部へ導入すると、塵埃,砂,雨水などが内部にはいり込むことになるため、内部を密閉してエアコンを運転して冷却することが行なわれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、半導体応用装置の容量が大きい場合はエアコンとして大容量のものが必要になってコスト高になるだけでなく、保守,点検も必要になる。
【0006】
そこで本発明は、斯かる課題を解決した屋外盤を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための請求項1に係る発明の構成は、筺体の内部に半導体応用装置を収容して構成した屋外盤であって、前記半導体応用装置における主回路部を冷却するための冷却部が収容される主冷却室と、前記主回路部を制御するための制御部が収容される補助冷却室とに仕切る隔壁を筺体の内部に設け、前記主冷却室には外部から空気を取り入れる第一吸気孔を筐体の下部に設けると共に、外部へ空気を排出する第一排気孔を筐体の上部に設け、該第一排気孔には筐体の内部から外部へ空気を強制循環させるファンを設け、筐体の背面板の内側に断熱材を設けると共に該断熱材の内側には空気断熱層を形成するための内張を設ける一方、前記補助冷却室の熱を放出する熱交換器を前記補助冷却室の 天井に設け、前記補助冷却室の内部で空気を強制循環させるファンを設け前記筐体には屋根を設けると共に該屋根の内側に断熱材を設けて該断熱材と前記筐体の天井との間に空気断熱層を形成し、該空気断熱層の空気を前記第一排気孔の前記ファンが吸引することにより前記熱交換器の熱交換効率を上げる連通孔を前記主冷却室の天井に設けたことを特徴とする。
【0008】
【0009】
【発明の実施の形態】
半導体応用装置は主回路部と制御部とから構成されており、主回路部から発生する熱が大部分を占める。そして、制御部は温度が高くなると不具合が生じる。このため、本発明は筺体の内部を仕切って、主回路部と制御部とを別々に冷却するようにしたものである。
【0010】
以下、本発明による屋外盤の実施の形態を説明する。まず最初に参考例1〜3を説明し、次に実施の形態1を説明する。
【0011】
(a)参考例1
まず、参考例1を図1に示す。筺体1の内部にインバータユニット(半導体応用装置)2が収容されている。筺体1には開閉可能な扉1aと屋根1bとが設けられている。インバータユニット2は、前記主回路部を冷却するためのアルミ製のヒートシンク(冷却部)2aと、その他の部分からなる制御部2bとに分けることができる。そして、筺体1に隔壁1cを設けることにより、ヒートシンク2aを収容する主冷却室3と、制御部2bを収容する補助冷却室4とが形成されている。
【0012】
主冷却室3へ空気を取り入れる第一吸気孔5が筺体1の下部に形成される一方、外部へ空気を排出する第一排気孔6が上部に形成されている。そして、主冷却室3への吸気と排気とを強制的に行なわせるために、第一排気孔6には大容量のファン7が設けられている。なお、ファンは第一吸気孔5に設けてもよい。
【0013】
補助冷却室4の内部と外部との間で空気を強制循環させるために、扉1aの下部に第二吸気孔15が形成される一方、筺体1の天井には第二排気孔8が形成され、第二排気孔8には容量の小さなファン9が設けられている。容量の小さなファン9を設けたのは、主冷却室3内でのファン7による強制循環の空気の循環速度より小さい速度で循環を行わせるためである。ファン9は第二吸気孔15に設けてもよく、あるいは全く設けない自然循環であってもよい。
【0014】
斯かる屋外盤では、第一吸気孔5から取り込まれた空気によりヒートシンク2aが冷却され、ファン7の作用により強制循環されて第一排気孔6から排出される。大容量のファン7による強制循環のため、多少の塵埃や砂等が主冷却室3内に侵入するが、主冷却室3には制御部2bは収容されていないので問題はない。
【0015】
また、第二吸気孔15から取り込まれた空気により制御部2bが冷却され、容量の小さなファン9の作用により第二排気孔8から排出される。容量の小さなファン9による強制循環であるため、塵埃や砂等の侵入はほとんど生じない。
【0016】
(b)参考例2
次に、参考例2を図2に示す。この参考例は、主冷却室3の冷却用のファン7の力を利用して補助冷却室4の内部の空気循環も行なうために、参考例1に対して、隔壁1cに連通孔10を形成し、筺体1の天井には第二排気孔8に代えてもうひとつの第二吸気孔11を形成したものである。
【0017】
ファン7による吸い出しの負圧が連通孔10を介して補助冷却室4にも作用する。このため、第二吸気孔15,11から補助冷却室4へ取り込まれた空気は、連通孔10及び第一排気孔6を介して大気中へ放出されることになり、補助冷却室4内では空気の循環速度の小さい強制循環となる。
【0018】
その他の構成,作用は参考例1と同じなので、説明を省略する。
【0019】
(c)参考例3
次に、参考例3を図3に示す。この参考例は、参考例2において、第二吸気孔15の位置を高くして塵埃等の侵入を防止するとともに外気温度による影響を少なくしたものである。外気温度の影響を少なくするために、筺体1における外気と直接に触れる部分である屋根1bや扉1aや背面板の内側の面には断熱材12が貼着されている。
【0020】
また、外気と直接に触れる部分が主冷却室3,補助冷却室4の内部の空気と直接に触れるのを防止するために、二重構造とする目的で、扉1aの内側には内張1dが設けられて内張1dの下方には開口部が形成される一方、筺体1の背面板の内側には内張1eが設けられている。
【0021】
斯かる屋外盤では、断熱材12を設けたので、外気により温度上昇した筺体1の熱は断熱材12の存在により、主冷却室3,補助冷却室4へ直接には伝わらない。また、内張1d,1eの存在によっても、筺体1の熱は主冷却室3の内部等へ直接には伝わらない。
【0022】
そして、第二吸気孔15から取り込まれた空気は、扉1aの内部を上から下へ向かって流れて補助冷却室4に至る。一方、第一吸気孔5から取り込まれた空気は、内張1eの両側へ分岐して流れる。
【0023】
その他の構成,作用は参考例2と同じなので、説明を省略する。
【0024】
(d)実施の形態1
最後に、実施の形態1を図4に示す。この実施の形態は、参考例3において制御部2bが特に塵埃や湿度に弱いような場合に、補助冷却室4内を密閉した状態で冷却が行なわれるようにしたものである。
【0025】
図3において、第二吸気孔15と連通孔10とが閉鎖されるとともに内張1dが除去されて第二吸気孔11の位置には熱交換器13が設けられている。熱交換器13は筺体1に気密に取り付けられており、その上端が屋根1bの下へ突出し、下端が補助冷却室4の内部へ突出している。補助冷却室4の内部で空気を強制的に循環させるため、補助冷却室4の上部であって扉1aの近傍にはファン14が設けられている。
【0026】
斯かる屋外盤では、補助冷却室4が密閉されているために補助冷却室4から主冷却室3への空気の流れはなく、制御部2bで発生した熱はファン14が作り出す循環流により熱交換器13の下部へ移動し、更に熱交換器13の下部から上部へ伝わったあと、大気中へ放出される。補助冷却室4の内部は密閉されているので、塵埃等が侵入することはない。
【0027】
その他の構成,作用は参考例3と同じなので説明を省略する。
【0028】
なお、図4において断熱材12とファン14とのいずれかを設けないものあるいは断熱材12及びファン14の双方を設けないものでもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項1に係る屋外盤によれば発熱量の多い冷却部が収容された主冷却室への外気循環はファンを用いた強制循環によって行ない、かつ発熱量の少ない制御部が収容された補助冷却室への外気の循環は熱交換器によって行なうので、冷却部が強制循環により効率良く冷却される一方、制御部は外気を取り入れないため塵埃等の侵入のない冷却となり、機能分散が行なわれて効率良く冷却される。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による屋外盤の参考例1を示す断面図。
【図2】 本発明による屋外盤の参考例2を示す断面図。
【図3】 本発明による屋外盤の参考例3を示す断面図。
【図4】 本発明による屋外盤の実施の形態1を示す断面図。
【符号の説明】
1…筺体
1b…屋根
1c…隔壁
1e…内張
2…インバータユニット
2a…ヒートシンク(冷却部)
2b…制御部
3…主冷却室
4…補助冷却室
5…第一吸気孔
6…第一排気孔
7,14…ファン
12…断熱材
13…熱交換器
Claims (1)
- 筺体の内部に半導体応用装置を収容して構成した屋外盤であって、
前記半導体応用装置における主回路部を冷却するための冷却部が収容される主冷却室と、前記主回路部を制御するための制御部が収容される補助冷却室とに仕切る隔壁を筺体の内部に設け、
前記主冷却室には外部から空気を取り入れる第一吸気孔を筐体の下部に設けると共に、外部へ空気を排出する第一排気孔を筐体の上部に設け、該第一排気孔には筐体の内部から外部へ空気を強制循環させるファンを設け、筐体の背面板の内側に断熱材を設けると共に該断熱材の内側には空気断熱層を形成するための内張を設ける一方、
前記補助冷却室の熱を放出する熱交換器を前記補助冷却室の天井に設け、前記補助冷却室の内部で空気を強制循環させるファンを設け
前記筐体には屋根を設けると共に該屋根の内側に断熱材を設けて該断熱材と前記筐体の天井との間に空気断熱層を形成し、該空気断熱層の空気を前記第一排気孔の前記ファンが吸引することにより前記熱交換器の熱交換効率を上げる連通孔を前記主冷却室の天井に設けたことを特徴とする屋外盤。
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