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JP7624915B2 - Electrical Equipment Unit - Google Patents

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JP7624915B2
JP7624915B2 JP2021198299A JP2021198299A JP7624915B2 JP 7624915 B2 JP7624915 B2 JP 7624915B2 JP 2021198299 A JP2021198299 A JP 2021198299A JP 2021198299 A JP2021198299 A JP 2021198299A JP 7624915 B2 JP7624915 B2 JP 7624915B2
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周平 中村
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Description

本発明は、電気機器ユニットに関する。 The present invention relates to an electrical equipment unit.

例えば電力変換装置等の電気機器ユニットは、筐体と筐体に設けられた複数の電気機器を備える。電気機器は、発熱体である複数の電子素子を備える。この電子素子を冷却するために、筐体にファンを設け、筐体内に冷却風を流すことが一般的に知られている。また、さらに筐体内の冷却効果を高めるためのさまざまな技術が提案されている。 For example, an electrical equipment unit such as a power conversion device includes a housing and multiple electrical equipment mounted in the housing. The electrical equipment includes multiple electronic elements that generate heat. To cool these electronic elements, it is generally known to provide a fan in the housing and circulate cooling air within the housing. In addition, various technologies have been proposed to further improve the cooling effect within the housing.

例えば、筐体内に熱交換器を設け、この熱交換器によって筐体内の温まった冷却風を冷却する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、筐体内に風洞を設け、この風洞内に熱交換器を設けることにより、冷却風の流れを規制する技術が開示されている(例えば、特許文献2,3参照)。このものは、冷却風の流れを規制することにより、効率よく電子素子を冷却しようとしている。
For example, a technique has been disclosed in which a heat exchanger is provided inside a housing, and the heat exchanger cools the warm cooling air inside the housing (see, for example, Patent Document 1).
Also, a technique has been disclosed in which an air tunnel is provided inside a housing and a heat exchanger is provided inside the air tunnel to regulate the flow of cooling air (see, for example, Patent Documents 2 and 3). This technique aims to efficiently cool electronic elements by regulating the flow of cooling air.

しかしながら、熱交換器によって冷却された冷却風を電子素子に効率よく吹き付けるのが困難である。このため、電子素子を効率よく冷却するには改善の余地があるという課題があった。また、筐体内に風洞を設けようとすると、電気機器ユニットの部品点数が増加して製造コストが増大するとともに、筐体が大型化してしまうという課題があった。 However, it is difficult to efficiently blow the cooling air cooled by the heat exchanger onto the electronic elements. This leaves room for improvement in efficiently cooling the electronic elements. Also, if an air tunnel is provided inside the housing, the number of parts in the electrical equipment unit increases, raising manufacturing costs and making the housing larger.

特開2020-129923号公報JP 2020-129923 A 国際公開第2018/047229号International Publication No. 2018/047229 特開2020-31169号公報JP 2020-31169 A

本発明が解決しようとする課題は、電子素子を効率よく冷却できるとともに、安価で大型化を防止できる電気機器ユニットを提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide an electrical equipment unit that can efficiently cool electronic elements while being inexpensive and preventing the unit from becoming too large.

実施形態の電気機器ユニットは、熱交換器と、ファンと、電気機器と、第一遮風板と、第二遮風板と、を備える。熱交換器は、筐体内に設けられ、空気が吸入される吸入口及び空気が送出される送風口を有する。ファンは、熱交換器を介して筐体内に冷却風を供給する。電気機器は、筐体内に設けられ、電子素子が両面に実装される導体板を有する。導体板は、筐体内に冷却風が循環されるように流路を形成する。熱交換器及びファンは、流路の途中に配置されている。第一遮風板は、導体板から延び、絶縁性を有する。第二遮風板は、導体板の外周縁と筐体との間を仕切るように設けられる。熱交換器には、第一遮風板が接触されている。第一遮風板は、熱交換器の吸入口と送風口との間を仕切る。導体板の両面に、電子素子を冷却する冷却風が流れる。 The electric equipment unit of the embodiment includes a heat exchanger, a fan, an electric equipment, a first wind shielding plate, and a second wind shielding plate . The heat exchanger is provided in the housing and has an intake port through which air is drawn and an air outlet port through which air is sent out. The fan supplies cooling air into the housing through the heat exchanger. The electric equipment is provided in the housing and has a conductor plate on both sides of which electronic elements are mounted. The conductor plate forms a flow path so that the cooling air is circulated within the housing. The heat exchanger and the fan are disposed midway through the flow path. The first wind shielding plate extends from the conductor plate and has insulating properties. The second wind shielding plate is provided so as to separate the outer periphery of the conductor plate and the housing. The first wind shielding plate is in contact with the heat exchanger. The first wind shielding plate separates the intake port and the air outlet of the heat exchanger. Cooling air for cooling the electronic elements flows on both sides of the conductor plate.

実施形態の電気機器ユニットを示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an electric device unit according to the embodiment.

以下、実施形態の電気機器ユニットを、図面を参照して説明する。 The electrical equipment unit of the embodiment is described below with reference to the drawings.

図1は、電気機器ユニット1の概略構成図である。
電気機器ユニット1は、例えば、電気設備等に備えられる盤である。盤は、電力変換装置、電源装置及びモータ駆動装置等を構成する配電盤、分電盤及び制御盤等である。
図1に示すように、電気機器ユニット1は、筐体2と、筐体2内に設けられた電気機器3及び空冷ユニット4と、を備える。以下、設置面Fに筐体2を設置した状態での上下方向を単に上下方向又はZ方向と称し、紙面の左右方向をX方向と称し、紙面の奥行方向をY方向と称して説明する。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electrical device unit 1. As shown in FIG.
The electric equipment unit 1 is, for example, a panel provided in an electric facility, etc. The panel is a switchboard, a distribution board, a control board, etc. that constitutes a power conversion device, a power supply device, a motor drive device, etc.
1, the electric equipment unit 1 includes a housing 2, and electric equipment 3 and an air-cooling unit 4 provided in the housing 2. In the following description, the up-down direction when the housing 2 is installed on an installation surface F is simply referred to as the up-down direction or Z direction, the left-right direction on the paper surface is referred to as the X direction, and the depth direction on the paper surface is referred to as the Y direction.

筐体2は箱状に形成されており、側面のいずれかに設けられた図示しない開閉扉を備える。この開閉扉を閉じた状態では、筐体2内は外部と完全に遮断された状態になる。
電気機器3は、主回路を構成する電力変換器5と、電力変換器5を冷却するための冷却ユニット6と、電力変換器5を筐体2のほぼ中央で支持する支持フレーム7と、を備える。電力変換器5は、複数の半導体素子(請求項における電子素子の一例)8、及び複数の平滑コンデンサ(請求項における電子素子の一例)9と、これら半導体素子8及び平滑コンデンサ9が実装される導体板10と、を備える。
The housing 2 is formed in a box shape and has an opening/closing door (not shown) provided on one of its sides. When the opening/closing door is closed, the inside of the housing 2 is completely isolated from the outside.
The electric device 3 includes a power converter 5 that constitutes a main circuit, a cooling unit 6 for cooling the power converter 5, and a support frame 7 that supports the power converter 5 at approximately the center of the housing 2. The power converter 5 includes a plurality of semiconductor elements (an example of the electronic elements in the claims) 8, a plurality of smoothing capacitors (an example of the electronic elements in the claims) 9, and a conductor plate 10 on which the semiconductor elements 8 and the smoothing capacitors 9 are mounted.

電力変換器5は、例えばインバータ等である。半導体素子8は、例えば、通電切替用のスイッチング素子であるトランジスタ及び整流用のダイオード等である。導体板10は、例えば、電力変換器5の通電の入力及び出力の少なくともいずれかを行う。導体板10は、金属により例えばZ-Y平面に沿う板状に形成されている。このような導体板10が、図示しない絶縁碍子等の絶縁材を介して支持フレーム7に支持されている。 The power converter 5 is, for example, an inverter. The semiconductor element 8 is, for example, a transistor which is a switching element for switching current flow and a diode for rectification. The conductor plate 10, for example, performs at least one of the input and output of current flow to the power converter 5. The conductor plate 10 is formed of metal in a plate shape along, for example, the Z-Y plane. Such a conductor plate 10 is supported by the support frame 7 via an insulating material such as an insulator (not shown).

導体板10は、筐体2の中央の大部分に筐体2との絶縁距離を確保した状態で配置されている。導体板10によって、筐体2内が上下方向の両側に間隔をあけた状態でX方向両側が仕切られている。これにより、導体板10と筐体2との間に、導体板10の厚さ方向両面10b,10c(一面10b、他面10c)及び筐体2の内側面2aに沿って周回する流路14が形成される。 The conductor plate 10 is placed in a large part of the center of the housing 2 while ensuring an insulating distance from the housing 2. The conductor plate 10 divides the inside of the housing 2 on both sides in the X direction with a gap on both sides in the vertical direction. This forms a flow path 14 between the conductor plate 10 and the housing 2, running along both sides 10b, 10c (one side 10b, the other side 10c) of the conductor plate 10 in the thickness direction and the inner surface 2a of the housing 2.

導体板10は、複数で構成してもよい。複数の導体板10で筐体2内をX方向で仕切ってもよい。導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの間に絶縁性を有する遮風板11を設け、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの隙間を閉塞することが望ましい。このような導体板10の厚さ方向の一面10bに、例えば半導体素子8が実装されている。導体板10の厚さ方向他面10cに、例えば平滑コンデンサ9が実装されている。 The conductor plate 10 may be made up of multiple plates. The interior of the housing 2 may be partitioned in the X direction by multiple conductor plates 10. It is desirable to provide an insulating windshield plate 11 between both Y direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2 to close the gap between both Y direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. For example, a semiconductor element 8 is mounted on one surface 10b in the thickness direction of such a conductor plate 10. For example, a smoothing capacitor 9 is mounted on the other thickness direction surface 10c of the conductor plate 10.

冷却ユニット6は、電力変換器5のうちの発熱量の大きい半導体素子8を主に冷却するためのものである。冷却ユニット6は、半導体素子8の周囲に引き回された冷却パイプ12と、冷却パイプ12に冷媒を送出するポンプ13と、を備える。冷媒としては、例えば水が用いられる。しかしながら、冷媒は水に限られるものではなく、さまざまな流体を適用することが可能である。冷却パイプ12は、筐体2を介して外部に引き回され、筐体の外部でポンプ13に接続されている。冷却パイプ12は、空冷ユニット4にも引き回されている。 The cooling unit 6 is intended to mainly cool the semiconductor elements 8 of the power converter 5 that generate a large amount of heat. The cooling unit 6 includes cooling pipes 12 routed around the semiconductor elements 8, and a pump 13 that sends a coolant to the cooling pipes 12. For example, water is used as the coolant. However, the coolant is not limited to water, and various fluids can be used. The cooling pipes 12 are routed to the outside via the housing 2, and are connected to the pump 13 outside the housing. The cooling pipes 12 are also routed to the air-cooling unit 4.

空冷ユニット4は、筐体2内の底部のうち、例えば平滑コンデンサ9が配置されている側に寄って配置されている。すなわち、空冷ユニット4は、流路14の途中に配置されている。空冷ユニット4は、熱交換器15と、熱交換器15を介して筐体2内に冷却風を供給するファン16と、を備える。熱交換器15は、吸入口17a及び送風口17bを有する熱交換筐体17と、熱交換筐体17内に引き回された熱交換パイプ18と、を備える。熱交換パイプ18は、冷却ユニット6の冷却パイプ12を延長して熱交換筐体17内に引き回して成る。すなわち、冷却パイプ12は、熱交換パイプ18を兼ねている。 The air-cooling unit 4 is disposed at the bottom of the housing 2, near the side where the smoothing capacitor 9 is disposed, for example. That is, the air-cooling unit 4 is disposed midway through the flow path 14. The air-cooling unit 4 includes a heat exchanger 15 and a fan 16 that supplies cooling air into the housing 2 through the heat exchanger 15. The heat exchanger 15 includes a heat exchange housing 17 having an intake port 17a and an air outlet 17b, and a heat exchange pipe 18 routed within the heat exchange housing 17. The heat exchange pipe 18 is formed by extending the cooling pipe 12 of the cooling unit 6 and routing it within the heat exchange housing 17. That is, the cooling pipe 12 also serves as the heat exchange pipe 18.

吸入口17aは、例えば熱交換筐体17の上面17cに形成されている。送風口17bは、例えば熱交換筐体17のZ方向に沿う側面17dのうち、半導体素子8が配置されている側の側面17dに形成されている。送風口17bに、ファン16が設けられている。ファン16によって、吸入口17aから筐体2内に空気が吸入される。この空気が熱交換筐体17内の熱交換パイプ18を通ることにより冷却され、冷却された空気が冷却風となって送風口17bから送風される(図1における矢印も併せて参照)。 The intake port 17a is formed, for example, on the top surface 17c of the heat exchange housing 17. The air outlet 17b is formed, for example, on one of the side surfaces 17d of the heat exchange housing 17 along the Z direction, on the side surface 17d on which the semiconductor element 8 is arranged. A fan 16 is provided in the air outlet 17b. The fan 16 draws air into the housing 2 from the intake port 17a. This air is cooled by passing through the heat exchange pipe 18 in the heat exchange housing 17, and the cooled air becomes cooling air and is blown out from the air outlet 17b (see also the arrow in FIG. 1).

ここで、導体板10の下端には、絶縁性を有する遮風板20が設けられている。遮風板20の下部は、熱交換筐体17の吸入口17aと送風口17bとの間に接触されている。遮風板20によって、導体板10と熱交換筐体17との間が閉塞される。また、遮風板20によって、熱交換筐体17の吸入口17aと送風口17bとの間が仕切られる。 Here, an insulating windshield plate 20 is provided at the lower end of the conductor plate 10. The lower part of the windshield plate 20 is in contact with the space between the intake port 17a and the air outlet 17b of the heat exchange housing 17. The windshield plate 20 blocks the space between the conductor plate 10 and the heat exchange housing 17. The windshield plate 20 also separates the space between the intake port 17a and the air outlet 17b of the heat exchange housing 17.

このような構成のもと、空冷ユニット4のファン16を駆動させることにより、筐体2内の空気が流路14に沿って循環される。この間、熱交換器15の送風口17bから送風された冷却風は、まず、半導体素子8の周囲を通る。これにより、半導体素子8が冷却される。半導体素子8との間で熱交換が行われ、温められた冷却風は、平滑コンデンサ9側へと流れた後、熱交換器15の吸入口17aへと吸入される。そして、再び熱交換器15で冷却風が冷却された後、送風口17bから冷却風が送風される。これを繰り返すことにより、流路14内に冷却風が循環されて半導体素子8が効率よく冷却される。この他、半導体素子8は、冷却ユニット6によっても冷却されるので、確実に冷却される。 With this configuration, the air in the housing 2 is circulated along the flow path 14 by driving the fan 16 of the air-cooling unit 4. During this, the cooling air blown from the air outlet 17b of the heat exchanger 15 first passes around the semiconductor element 8. This cools the semiconductor element 8. Heat exchange occurs between the semiconductor element 8 and the warmed cooling air, which then flows to the smoothing capacitor 9 and is sucked into the intake port 17a of the heat exchanger 15. The cooling air is then cooled again by the heat exchanger 15, and is then blown out from the air outlet 17b. By repeating this process, the cooling air is circulated in the flow path 14, and the semiconductor element 8 is efficiently cooled. In addition, the semiconductor element 8 is also cooled by the cooling unit 6, so it is reliably cooled.

ここで、半導体素子8との間で熱交換が行われ、温められた冷却風の温度は、平滑コンデンサ9を冷却するのに十分な低温を保っている。このため、半導体素子8を通過した後の冷却風であっても平滑コンデンサ9も十分に冷却される。 Here, heat is exchanged between the semiconductor element 8 and the warmed cooling air, which keeps the temperature low enough to cool the smoothing capacitor 9. Therefore, even the cooling air that has passed through the semiconductor element 8 is able to sufficiently cool the smoothing capacitor 9.

このように、上述の電気機器ユニット1は、筐体2内に設けられた電気機器3、熱交換器15、及びファン16を備える。電気機器3の導体板10は、筐体2内に冷却風が循環されるように流路14を形成している。この流路14の途中に、熱交換器15及びファン16が配置されている。このため、冷却風が流路14を循環することにより、電気機器3の発熱体である半導体素子8や平滑コンデンサ9等に効果的に冷却風を吹き付け続けることができる。よって、半導体素子8や平滑コンデンサ9等を効率よく冷却できる。 As described above, the above-mentioned electric equipment unit 1 includes an electric equipment 3, a heat exchanger 15, and a fan 16 provided in the housing 2. The conductor plate 10 of the electric equipment 3 forms a flow path 14 so that cooling air is circulated inside the housing 2. The heat exchanger 15 and the fan 16 are disposed in the middle of this flow path 14. Therefore, by circulating the cooling air through the flow path 14, the cooling air can be effectively blown continuously onto the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc., which are heat generating elements of the electric equipment 3. Therefore, the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc. can be efficiently cooled.

また、流路14を形成するために別途風洞を形成するための部材等を必要とせずに、もともと備わっている導体板10を、流路14を形成するための部材として用いている。このため、電気機器ユニット1の部品点数が増加されることもなく、電気機器ユニット1を安価に製造できる。また、電気機器ユニット1の部品点数が増加されないので、流路14を遮る部品も低減できる。この結果、流路14を流れる冷却風の圧力損失を低減でき、半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。
しかも、部材の追加を必要としない分、筐体2内に、流路14を設けるためのスペースを別途確保する必要もない。このため、電気機器ユニット1の大型化を防止できる。
Furthermore, no separate member for forming an air tunnel is required to form the flow path 14, and the conductor plate 10 that is already provided is used as the member for forming the flow path 14. Therefore, the number of parts of the electric equipment unit 1 is not increased, and the electric equipment unit 1 can be manufactured at low cost. Furthermore, since the number of parts of the electric equipment unit 1 is not increased, the number of parts that block the flow path 14 can also be reduced. As a result, the pressure loss of the cooling air flowing through the flow path 14 can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc. can be further improved.
Moreover, since no additional members are required, there is no need to provide a separate space for providing the flow path 14 within the housing 2. This makes it possible to prevent the electric device unit 1 from becoming large in size.

電気機器ユニット1は、導体板10と熱交換器15との間を、絶縁性を有する遮風板20によって閉塞している。遮風板20は、熱交換器15の吸入口17aと送風口17bとの間を仕切っている。このため、熱交換器15の吸入口17aと送風口17bとの間で冷却風のショートカット経路が形成されてしまうことを防止できる。すなわち、送風口17bから送風された冷却風が流路14を通らずに吸入口17aに戻ってしまうことを防止できる。このため、確実に熱交換器15で冷却された冷却風を、効率よく半導体素子8や平滑コンデンサ9等に吹き付けることができる。よって、空冷ユニット4による半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。 The electrical equipment unit 1 has an insulating windshield 20 blocking the space between the conductor plate 10 and the heat exchanger 15. The windshield 20 separates the intake port 17a and the outlet port 17b of the heat exchanger 15. This prevents a shortcut path for the cooling air from being formed between the intake port 17a and the outlet port 17b of the heat exchanger 15. In other words, it prevents the cooling air blown from the outlet port 17b from returning to the intake port 17a without passing through the flow path 14. This ensures that the cooling air cooled by the heat exchanger 15 can be efficiently blown onto the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc. This further increases the cooling efficiency of the air-cooling unit 4 for the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc.

電気機器ユニット1は、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの間に設けられた絶縁性を有する遮風板11を有している。この遮風板11によって、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの隙間が閉塞されている。このため、流路14の途中から冷却風が漏れ出ることを抑制し、流路14内でさらに効率よく冷却風を循環させることができる。このため、空冷ユニット4による半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。 The electrical equipment unit 1 has an insulating windshield 11 provided between both Y-direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. The windshield 11 closes the gap between both Y-direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. This prevents the cooling air from leaking out of the flow path 14, and allows the cooling air to circulate more efficiently within the flow path 14. This further improves the cooling efficiency of the air-cooled unit 4 for the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc.

半導体素子8を冷却するための冷却ユニット6の冷却パイプ12は、熱交換器15の熱交換パイプ18を兼ねている。このため、さらに電気機器ユニット1の部品点数を削減することができる。また、冷却ユニット6の冷媒と熱交換器15の冷媒とを共有することができ、冷却系統を統一化できる。 The cooling pipes 12 of the cooling unit 6 for cooling the semiconductor elements 8 also serve as the heat exchange pipes 18 of the heat exchanger 15. This allows the number of parts in the electrical equipment unit 1 to be further reduced. In addition, the refrigerant for the cooling unit 6 and the refrigerant for the heat exchanger 15 can be shared, allowing the cooling system to be unified.

上述の実施形態では、導体板10に実装される電子素子は、半導体素子8や平滑コンデンサ9である場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、電子素子としてさまざまな素子を実装できる。
上述の実施形態では、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの間に、絶縁性を有する遮風板11を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、筐体2と導体板10との絶縁距離を確保でき、かつ筐体2と導体板10との間からの冷却風の漏れが半導体素子8や平滑コンデンサ9等を冷却するのに無視できる程度である場合、遮風板11を設けなくてもよい。
In the above embodiment, the electronic elements mounted on the conductor plate 10 are the semiconductor element 8 and the smoothing capacitor 9. However, the present invention is not limited to this, and various elements can be mounted as the electronic elements.
In the above embodiment, a case has been described in which an insulating windshield plate 11 is provided between both Y-direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. However, this is not limited to this, and if an insulation distance between the housing 2 and the conductor plate 10 can be ensured and leakage of cooling air from between the housing 2 and the conductor plate 10 is negligible in terms of cooling the semiconductor element 8, the smoothing capacitor 9, etc., the windshield plate 11 does not have to be provided.

上述の実施形態では、筐体2内に電気機器3として電力変換器5が設けられている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、筐体2内に、電力変換器5以外のさまざまな電気機器3を設けることができる。
上述の実施形態では、空冷ユニット4は、筐体2内の底部のうち、例えば平滑コンデンサ9が配置されている側に寄って配置されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、空冷ユニット4は、流路14の途中に設けられていればよい。
In the above embodiment, a case has been described in which the power converter 5 is provided as the electric device 3 inside the housing 2. However, this is not limited to this, and various electric devices 3 other than the power converter 5 may be provided inside the housing 2.
In the above embodiment, the air-cooling unit 4 is disposed, for example, near the side where the smoothing capacitor 9 is disposed, at the bottom inside the housing 2. However, the present invention is not limited to this, and the air-cooling unit 4 may be disposed anywhere in the flow path 14.

上述の実施形態では、熱交換筐体17の送風口17bに、ファン16を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、熱交換筐体17の吸入口17aにファン16を設け、ファン16によって熱交換筐体17内に風を送出するようにしてもよい。 In the above embodiment, a case where a fan 16 is provided at the air outlet 17b of the heat exchange housing 17 has been described. However, this is not limited to this, and the fan 16 may be provided at the air inlet 17a of the heat exchange housing 17, and the fan 16 may blow air into the heat exchange housing 17.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、筐体2内に設けられた電気機器3、熱交換器15、及びファン16を備える。電気機器3の導体板10は、筐体2内に冷却風が循環されるように流路14を形成している。この流路14の途中に、熱交換器15及びファン16が配置されている。このため、冷却風が流路14を循環することにより、電気機器3の発熱体である半導体素子8や平滑コンデンサ9等に効果的に冷却風を吹き付け続けることができる。よって、半導体素子8や平滑コンデンサ9等を効率よく冷却できる。 According to at least one embodiment described above, the device includes an electric device 3, a heat exchanger 15, and a fan 16 provided within the housing 2. The conductor plate 10 of the electric device 3 forms a flow path 14 so that cooling air can be circulated within the housing 2. The heat exchanger 15 and the fan 16 are disposed in the middle of this flow path 14. Therefore, by circulating the cooling air through the flow path 14, the cooling air can be effectively and continuously blown onto the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc., which are heat generating elements of the electric device 3. Therefore, the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc. can be efficiently cooled.

また、流路14を形成するために別途風洞を形成するための部材等を必要とせずに、もともと備わっている導体板10を、流路14を形成するための部材として用いている。このため、電気機器ユニット1の部品点数が増加されることもなく、電気機器ユニット1を安価に製造できる。また、電気機器ユニット1の部品点数が増加されないので、流路14を遮る部品も低減できる。この結果、流路14を流れる冷却風の圧力損失を低減でき、半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。
しかも、部材の追加を必要としない分、筐体2内に、流路14を設けるためのスペースを別途確保する必要もない。このため、電気機器ユニット1の大型化を防止できる。
Furthermore, no separate member for forming an air tunnel is required to form the flow path 14, and the conductor plate 10 that is already provided is used as the member for forming the flow path 14. Therefore, the number of parts of the electric equipment unit 1 is not increased, and the electric equipment unit 1 can be manufactured at low cost. Furthermore, since the number of parts of the electric equipment unit 1 is not increased, the number of parts that block the flow path 14 can also be reduced. As a result, the pressure loss of the cooling air flowing through the flow path 14 can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor element 8, smoothing capacitor 9, etc. can be further improved.
Moreover, since no additional members are required, there is no need to provide a separate space for providing the flow path 14 within the housing 2. This makes it possible to prevent the electric device unit 1 from becoming large in size.

電気機器ユニット1は、導体板10と熱交換器15との間を、絶縁性を有する遮風板20によって閉塞している。遮風板20は、熱交換器15の吸入口17aと送風口17bとの間を仕切っている。このため、熱交換器15の吸入口17aと送風口17bとの間で冷却風のショートカット経路が形成されてしまうことを防止できる。すなわち、送風口17bから送風された冷却風が流路14を通らずに吸入口17aに戻ってしまうことを防止できる。このため、確実に熱交換器15で冷却された冷却風を、効率よく半導体素子8や平滑コンデンサ9等に吹き付けることができる。よって、空冷ユニット4による半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。 The electrical equipment unit 1 has an insulating windshield 20 blocking the space between the conductor plate 10 and the heat exchanger 15. The windshield 20 separates the intake port 17a and the outlet port 17b of the heat exchanger 15. This prevents a shortcut path for the cooling air from being formed between the intake port 17a and the outlet port 17b of the heat exchanger 15. In other words, it prevents the cooling air blown from the outlet port 17b from returning to the intake port 17a without passing through the flow path 14. This ensures that the cooling air cooled by the heat exchanger 15 can be efficiently blown onto the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc. This further increases the cooling efficiency of the air-cooling unit 4 for the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc.

電気機器ユニット1は、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの間に設けられた絶縁性を有する遮風板11を有している。この遮風板11によって、導体板10のY方向両側辺10aと筐体2の内側面2aとの隙間が閉塞されている。このため、流路14の途中から冷却風が漏れ出ることを抑制し、流路14内でさらに効率よく冷却風を循環させることができる。このため、空冷ユニット4による半導体素子8や平滑コンデンサ9等の冷却効率をさらに高めることができる。 The electrical equipment unit 1 has an insulating windshield 11 provided between both Y-direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. The windshield 11 closes the gap between both Y-direction sides 10a of the conductor plate 10 and the inner surface 2a of the housing 2. This prevents the cooling air from leaking out of the flow path 14, and allows the cooling air to circulate more efficiently within the flow path 14. This further improves the cooling efficiency of the air-cooled unit 4 for the semiconductor elements 8, smoothing capacitors 9, etc.

半導体素子8を冷却するための冷却ユニット6の冷却パイプ12は、熱交換器15の熱交換パイプ18を兼ねている。このため、さらに電気機器ユニット1の部品点数を削減することができる。また、冷却ユニット6の冷媒と熱交換器15の冷媒とを共有することができ、冷却系統を統一化できる。 The cooling pipes 12 of the cooling unit 6 for cooling the semiconductor elements 8 also serve as the heat exchange pipes 18 of the heat exchanger 15. This allows the number of parts in the electrical equipment unit 1 to be further reduced. In addition, the refrigerant for the cooling unit 6 and the refrigerant for the heat exchanger 15 can be shared, allowing the cooling system to be unified.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

1…電気機器ユニット、2…筐体、3…電気機器、4…空冷ユニット、5…電力変換器(
電気機器)、6…冷却ユニット、8…半導体素子(電子素子)、9…平滑コンデンサ(電
子素子)、10…導体板、11…第二遮風板(遮風板)、20…第一遮風板(遮風板)、12…冷却パイプ、14…流路、15…熱交換器、16…ファン、18…熱交換パイプ
1...electrical equipment unit, 2...housing, 3...electrical equipment, 4...air-cooling unit, 5...power converter (
Electrical equipment), 6...cooling unit, 8...semiconductor element (electronic element), 9...smoothing capacitor (electronic element), 10...conductor plate, 11 ...second wind shield (wind shield), 20... first wind shield (wind shield ), 12...cooling pipe, 14...flow path, 15...heat exchanger, 16...fan, 18...heat exchange pipe

Claims (2)

筐体内に設けられ、空気が吸入される吸入口及び空気が送出される送風口を有する熱交換器と、
前記熱交換器を介して前記筐体内に冷却風を供給するファンと、
前記筐体内に設けられ、電子素子が両面に実装される導体板を有する電気機器と、
前記導体板から延びる絶縁性の第一遮風板と、
前記導体板の外周縁と前記筐体との間を仕切るように設けられた第二遮風板と、
を備え、
前記導体板は、前記筐体内に前記冷却風が循環されるように流路を形成し、
前記熱交換器及び前記ファンは、前記流路の途中に配置されており、
前記熱交換器には、前記第一遮風板が接触されており、
前記第一遮風板は、前記熱交換器の前記吸入口と前記送風口との間を仕切り、
前記導体板の前記両面に前記電子素子を冷却する前記冷却風が流れる電気機器ユニット。
a heat exchanger provided within the housing and having an intake port through which air is drawn and an air outlet through which air is blown out;
a fan for supplying cooling air into the housing through the heat exchanger;
an electric device provided in the housing and having a conductor plate on both sides of which electronic elements are mounted;
A first insulating wind shielding plate extending from the conductor plate;
A second wind shielding plate provided to separate an outer circumferential edge of the conductive plate from the housing;
Equipped with
the conductive plate forms a flow path for circulating the cooling air within the housing,
The heat exchanger and the fan are disposed midway through the flow path,
The first wind shield is in contact with the heat exchanger,
The first wind shielding plate separates the intake port and the exhaust port of the heat exchanger,
An electric equipment unit in which the cooling air flows on both sides of the conductor plate to cool the electronic elements.
前記電気機器は、前記電子素子を冷却するための冷媒が通る冷却パイプを備え、
前記冷却パイプは、前記熱交換器における熱交換用の熱交換パイプを兼ねている
請求項1記載の電気機器ユニット。
the electrical device includes a cooling pipe through which a refrigerant for cooling the electronic element passes,
2. The electric equipment unit according to claim 1, wherein the cooling pipe also serves as a heat exchange pipe for heat exchange in the heat exchanger.
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