JPH0897582A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ音や羽の風切音等の騒音がなく、しか
も、小型な構成で放熱フィン等に冷却風を送風する。 【構成】 線状又は針状の放電電極１８と、この放電電
極１８に対向して設けられた対向電極２５と、両電極１
８，２５間に高電圧を印加して放電電極１８近傍にコロ
ナ放電を発生し，該放電により放電電極１８側から対向
電極２５側に冷却風を送風する放電電圧印加部３８とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱量の大きい電力用
半導体スイッチング素子等を有し、この素子等の放熱フ
ィン等の放熱機構を備えた電磁調理器，ＩＨジャー炊飯
器等の電気機器の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁調理器，ＩＨジャー炊飯器等
の誘導加熱方式を採用した電気機器は、加熱コイルの印
加電圧を制御する電力用半導体スイッチング素子等の発
熱量の大きな部品（素子）を冷却するため、これらの部
品を放熱機構としての放熱フィンに取り付け、このフィ
ンを送風ファンの送風で冷却する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の冷却装置と
しての送風ファンは、十分な風量は得られるが、その駆
動に伴ってモータ音や羽の風切音等の大きな騒音を発生
する問題点がある。また、送風ファンは大型であり、電
気機器全体の小型化を図れない問題点もある。本発明
は、モータ音や羽の風切音等の騒音がなく、しかも、小
型な構成で放熱フィン等に冷却風を送風することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の冷却装置においては、線状又は針状の放
電電極と、この放電電極に対向して設けられた対向電極
と、両電極間に高電圧を印加して放電電極近傍にコロナ
放電を発生し，該放電により放電電極側から対向電極側
に冷却風を送風する放電電圧印加部とを備える。そし
て、冷却風を効率よく冷却対象の放熱フィン等に到達さ
せるため、２個の対向電極の中間に放電電極を位置する
ことが好ましい。また、対向電極は冷却対象の放熱フィ
ンにより形成してもよい。

【０００５】

【作用】前記のように構成された本発明の冷却装置の場
合、従来の送風ファンのようなモータや羽をもたず、放
電電極，対向電極及び両電極間に高電圧を印加する放電
電圧印加部により構成される。

【０００６】そして、放電電圧印加部により両電極間に
直流又は交流の高電圧が印加されると、両電極間に放電
電極近傍で電位傾斜が急峻となる電界が形成され、放電
電極近傍にコロナ放電が発生し、この放電に伴って放電
電極近傍にこの電極と同極性のイオンが多数発生し、こ
れらのイオンがクーロン力により対向電極に移動する。

【０００７】このとき、イオンが大気中の中性気体分子
と弾性衝突を繰り返し、放電電極から対向電極に向かっ
てイオン風，電風等と呼ばれる風が吹く現象が起こり、
この風が冷却風として放電電極側から対向電極側に送風
され、モータ音や羽の風切音等なく、放熱フィン等の冷
却が行われる。しかも、コロナ放電を利用して冷却風を
送風するため、送風ファンのようなモータや羽のような
大型の部品を必要とせず、小型に形成される。

【０００８】つぎに、２個の対向電極の中間に放電電極
を位置すると、冷却風が効率よく対向電極間を抜けて放
熱フィン等の冷却対象に到達し、冷却効果が向上する。
また、対向電極を電気機器の冷却対象の放熱フィンによ
り形成すると、放熱フィンが対向電極に兼用されて放熱
フィンに与えられる冷却風量が増大し、冷却効果が一層
向上し、しかも、独立した対向電極が不要で構成が簡素
化し、一層の小型化が図られる。

【０００９】

【実施例】電磁調理器の放熱フィンの冷却に適用した実
施例について、図１ないし図５を参照して説明する。 （１実施例）まず、対向電極を冷却対象の放熱フィンと
別個に設けた実施例について、図１ないし図３を参照し
て説明する。

【００１０】図１及び図２において、１は電磁調理器、
２は調理器１の外枠を形成する金属製の筺体であり、底
面が接地されている。３は筺体２の上面開口を覆った天
板、４は筺体２の右側に形成された吸気口、５は筺体２
の左側に形成された排気口である。

【００１１】６は筺体２の内部上方に水平に設けられた
コイル台であり、樹脂等で形成されている。７はコイル
台６に載置された加熱コイルであり、天板３と加熱コイ
ル７との間には適当な空間が設けられている。

【００１２】８は筺体２内の中央部の放熱フィンであ
り、アルミ等の熱良導体からなり、セラミック等の絶縁
体９を介して筺体２の底面に設置され、例えば図１の矢
印に示す吸気口４から排気口５に向う冷却風に平行な複
数枚のフィン片を有する。

【００１３】１０は放熱フィン８の上面に絶縁して取付
けられた加熱電源用のダイオードブリッジ整流器、１１
は放熱フィン８の上面に絶縁して取付けられた通電制御
用のスイッチングユニットであり、整流器１０の出力の
加熱コイル７への給電を制御する。

【００１４】１２は放熱フィン８の左側（排気口５側）
に設けられた回路ユニットであり、発熱量が比較的少な
い各種回路からなり、絶縁体９と同様の絶縁体１３を介
して筺体２の底面に設置されている。１４は筺体２内の
吸気口４の近傍に吸気口４に重合するように設けられた
金属製の放電電極支持枠であり、筺体２の底面に設置さ
れて支持されている。

【００１５】１５，１６は支持枠１４内の上，下の位置
に水平に設けられた金属製の放電電極支持体であり、両
端部がセラミック等の絶縁体１７を介して支持枠１４の
両側に支持されている。

【００１６】１８は支持体１５，１６に両端部が支持さ
れて支持枠１４の両側間に等間隔に配設された線状の金
属製の複数の放電電極であり、図３の放電電極部１９を
形成する。２０は支持枠１４，支持体１５，１６，絶縁
体１７及び放電電極１８が形成する放電電極ユニットで
ある。

【００１７】２１は放電電極ユニット２０と放熱フィン
８との間に支持枠１４に重合するように設けられた金属
製の対向電極支持枠であり、筺体２の底面に設置して支
持されている。

【００１８】２２，２３は支持枠２１内の支持体１５，
１６と同じ高さの位置に水平に設けられたそれぞれの２
本の金属製の対向電極支持体であり、各２本の支持体２
２，２３は、支持枠２１の左，右に並設され，両端部が
絶縁体１７と同様の絶縁体２４を介して支持枠２１の両
側に支持されている。

【００１９】２５は前記冷却風に平行な平行平板状の金
属製の複数の対向電極であり、各対向電極２５の中間に
放電電極１８が位置するように支持枠２１の両側間に等
間隔に配設され、上，下の両端部が支持体２２，２３に
支持され、図３の対向電極部２６を形成する。２７は支
持枠２１，支持体２２，２３，絶縁体２４及び対向電極
２５が形成する対向電極ユニットである。

【００２０】つぎに、回路結線を示した図３において、
２８は電源プラグ等から整流器１０等に給電される商用
電源、２９は整流器１０の出力を平滑する平滑コンデン
サ、３０は加熱コイル７を介してコンデンサ２９の両端
間に設けられた共振コンデンサ、３１は加熱コイル７の
通電により被調理物が誘導加熱される鍋であり、天板３
の上面に載置される。

【００２１】３２はコレクタ，エミッタが共振コンデン
サ３０の両端に接続された電力用スイッチングトランジ
スタ、３３はトランジスタ３２に並設されたサージ吸収
用のダイオードであり、トランジスタ３２とともにスイ
ッチングユニット１１を形成する。３４はトランジスタ
３２のベースに接続された制御回路であり、トランジス
タ３２を駆動する。

【００２２】３５は１次側に商用電源２８が給電される
小容量の昇圧トランス、３６はトランス３５の２次側の
放電電源用のダイオードブリッジ整流器、３７は整流器
３６の出力を平滑する平滑コンデンサであり、電極部１
９，２６間に放電電極部１９が正，対向電極部２６が負
になる極性の放電用の直流高電圧を印加する。

【００２３】３８はトランス３５，整流器３６，コンデ
ンサ３７が形成する放電電圧印加部である。なお、コン
デンサ２９，３０，３７，制御回路３４，トランス３
５，整流器３６等の発熱量が少ない部品は、図１の回路
ユニット１２に設けられている。

【００２４】そして、商用電源２８が整流器１０，コン
デンサ２９により加熱電源用の直流電源に変換され、こ
の直流電源がトランジスタ３２により断続されて加熱コ
イル７に供給され、このコイル７の通電に基づく電磁誘
導加熱により鍋３１内の被調理物が加熱調理される。

【００２５】このとき、整流器１０，トランジスタ３２
は発熱量が多く、これらの発熱量の多い部品は放熱フィ
ン８を介して冷却される。一方、商用電源２８がトラン
ス３５により昇圧され、このトランス３５の２次側出力
が整流器３６，コンデンサ３７により整流，平滑され、
放電用の直流高電圧電源が形成される。

【００２６】そして、この高電圧電源が電極部１９，２
６間に印加され、放電電極１８と対向電極２５との間
に、コロナ放電が発生する電位差Ｖ_D の直流高電圧が印
加される。

【００２７】このとき、両電極１８，２５の間に放電電
極１８の近傍で電位傾斜が急峻となる不平等な空間電界
が形成され、この大気中の不平等電界の形成により、放
電電極１８の近傍でコロナ放電が生じ、放電電極１８の
近傍に正及び負のイオンが多数発生する。

【００２８】そして、放電電極１８と異極性のイオンが
放電電極１８に引き込まれて消滅するため、放電電極１
８の近傍にこの電極１８と同極性の多数のイオンが残
り、この残存イオンが空間電界内で対向電極２５による
クーロン力を受け、この電極２５に向かって移動（ドリ
フト）する。この移動中にイオンは大気中の中性の気体
分子と弾性衝突を繰り返し、これらの気体分子とともに
イオンが対向電極２５に到達する。

【００２９】そして、対向電極２５に到達したイオンは
この電極２５に捕獲されて消滅するが、中性の気体分子
は対向電極２５を通過して放熱フィン８に向かう。

【００３０】このようにして放電電極１８と対向電極２
５との間に圧力差が生じ、この圧力差により放電電極１
８から対向電極２５に向かって風が吹くという現象が起
こる。

【００３１】この風はイオン風，電風等と呼ばれ、この
風（以下イオン風という）が吸気口４から放熱フィン８
を通って排気口５に向かう冷却風を形成し、この冷却風
により放熱フィン８が冷却される。このとき、従来の送
風ファンのようなモータ音や羽の風切音等の騒音は生じ
ない。

【００３２】ところで、イオン風の向きは電極１８，２
５間の印加電圧の極性やその直流，交流には関係がな
く、電極１８，２５間の印加電圧が図３のように放電電
極１８を正，対向電極２５を負とする直流電圧或いはそ
の逆の極性の直流電圧であっても、また交流高電圧であ
っても、常に、放電電極１８から対向電極２５に向かっ
てイオン風が吹き、このイオン風の向きは電極１８，２
５の電極形状で決まる。

【００３３】また、対向電極２５の幅ｗを広くする程、
放電電極１８から対向電極２５に向かって移動してきた
イオンが対向電極２５によるクーロン力をより長く受け
て放熱フィン８の方向に強く引き寄せられるため、より
多くのイオン風が放熱フィン８に当り、冷却効果が高ま
る。

【００３４】さらに、イオン風が効率よく対向電極２５
間を抜けて放熱フィン８に到達するようにするため、図
２のように各対向電極２５の中間に放電電極１８が位置
するように電極配置することが好ましい。

【００３５】そして、放電電極１８の直径及び図１に示
す電極１８，２５の間隔ｄは、電極１８，２５間に印加
する電圧やそれらの電極形状によって決まり、例えば、
放電電極１８の直径は０．１〔ｍｍ〕程度，間隔ｄは１
０〔ｍｍ〕程度に設定される。このとき、対向電極２５
の幅ｗは７０〔ｍｍ〕程度に設定され、電極１８，２５
間に印加される直流高電圧は約１３ＫＶに設定される。

【００３６】そして、送風ファンを使用せず、コロナ放
電に伴うイオン風を冷却風とするため、極めて静かな構
成で放熱フィン８の冷却が行える。しかも、送風ファン
のモータ，羽等の大型の部品は不要であり、その上、電
極１８，２５の形状に対する自由度が従来の送風ファン
等より遥かに大きいため、小型化，薄型化が容易であ
り、この結果、電磁調理器の小型化，薄型化が図れる。

【００３７】（他の実施例）つぎに、冷却対象の放熱フ
ィンを対向電極に兼用した実施例について、図４及び図
５を参照して説明する。それらの図面において、図１な
いし図３と同一符号は同一もしくは相当するものを示
し、異なる点は、対向電極ユニット２７を省き、冷却対
象の放熱フィンとして、放熱フィン８の代わりに対向電
極に兼用される放熱フィン３９を設けた点である。

【００３８】この放熱フィン３９はベース４０に平行平
板状の複数枚のフィン片４１を断面くしの歯状に下向き
に植設して形成され、フィン片４１が１実施例の対向電
極２５に相当し、図３の対向電極部２６と同様の対向電
極部を形成する。この場合、放電電極１８と放熱フィン
３９の吸気口側端面との間隔が、図１の電極１８，２５
の間隔ｄになる。

【００３９】そして、図３の放電電圧印加部３８と同様
の放電電圧印加部により、放電電極１８と放熱フィン３
９との間に電位差Ｖ_D の直流高電圧が印加され、この電
圧印加により放電電極１８の近傍でコロナ放電が生じ、
この放電により１実施例と同様のイオン風が放電電極１
８から対向電極としての放熱フィン３９に向かって吹
き、このイオン風により放熱フィン３９が冷却される。

【００４０】このとき、放熱フィン３９が対向電極を兼
ねるため、コロナ放電により生じて放熱フィン３９に到
達したイオンは、放熱フィン３９によるクーロン力を受
けてこのフィン３９に強く寄せられ、多量のイオン風が
放熱フィン３９の吸気口４側から排気口５側に吹き抜
け、この結果、放熱フィン３９全体に、対向電極を別個
に設けた場合より多量の風が当るようになり、冷却効果
が一層高まる。

【００４１】しかも、独立した対向電極が不要であるた
め、構成が簡素化して一層の小型化，薄型化が図れ、電
磁調理器の小型化に極めて有効である。ところで、前記
両実施例では線状の放電電極１８を用いたが、針状の放
電電極を用いてもよく、この場合、放電電極は針先が対
向電極を向くように設けることが好ましい。

【００４２】また、対向電極は１実施例の電極２５のよ
うな平行平板状でなくてもよく、金網，多孔平板，ハニ
カム状等の種々の形状であってもよい。さらに、放電電
極と対向電極との間の印加電圧は直流，交流のいずれで
もよく、両電極の電極数，回路構成等は実施例に限定さ
れるものではない。そして、電磁調理器等の誘導加熱方
式の電気機器は勿論、放熱フィン等の何らかの放熱機構
を必要とする種々の電気機器の冷却装置に適用すること
ができる。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下に記載する効果を奏する。従来の送風
ファンのようなモータや羽をもたず、放電電極１８，対
向電極２５及び両電極１８，２５間に高電圧を印加する
放電電圧印加部３８により構成され、この印加部３８に
より電極１８，２５間に高電圧を印加し、この印加によ
り放電電極１８の近傍にコロナ放電を発生し、この放電
により放電電極１８から対向電極２５に冷却風を送風し
たため、従来の送風ファンを用いた冷却方式の装置のよ
うなモータ音や羽の風切音等なく、冷却フィン等に冷却
風を送風することができる。

【００４４】しかも、モータや羽のような大型の部品は
不要であり、その上、電極１８，２５の形状に対する自
由度が従来の送風ファン等よりも遥かに大きいため、小
型化，薄型化を図ることができる。

【００４５】したがって、モータ音や羽の風切音等の騒
音がなく、しかも極めて小型の構成で放熱フィン等に冷
却風を送風する新規な冷却装置を提供することができ、
この種冷却装置を必要とする電気機器の小型化を図るこ
とができる。

【００４６】また、２個の対向電極２５の中間に放電電
極１８を位置すると、冷却風が効率よく対向電極２５間
を抜けて放熱フィン等の冷却対象に到達し、冷却効果を
向上することができる。さらに、対向電極を冷却対象の
放熱フィン３９により形成したときには、独立した対向
電極が不要であり、放熱フィン３９に与えられる冷却風
量が増大して冷却効果が一層向上するとともに、構成が
簡素化して一層の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の切断正面図である。

【図２】図１の一部の右側面図である。

【図３】図１の回路結線図である。

【図４】本発明の他の実施例の切断正面図である。

【図５】図４の一部の右側面図である。

【符号の説明】

８ 放熱フィン １８ 放電電極 ２５ 対向電極 ３８ 放電電圧印加部 ３９ 放熱フィン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状又は針状の放電電極と、 前記放電電極に対向して設けられた対向電極と、 前記両電極間に高電圧を印加して前記放電電極近傍にコ
   ロナ放電を発生し，該放電により前記放電電極側から前
   記対向電極側に冷却風を送風する放電電圧印加部とを備
   えたことを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 ２個の対向電極の中間に放電電極を位置
   したことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 【請求項３】 対向電極を冷却対象の放熱フィンにより
   形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   冷却装置。