JPS6213097A

JPS6213097A - 電気的構成部材の熱伝導用冷却配置

Info

Publication number: JPS6213097A
Application number: JP61155208A
Authority: JP
Inventors: ヨハン・スクレダー; クラウス・ガウロン; レオ・ベルトラム; ヒューゴ・シェンマン
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1985-07-06
Filing date: 1986-07-03
Publication date: 1987-01-21
Also published as: DE3688480D1; EP0208369A2; US4709752A; EP0208369A3; EP0208369B1; DE3524242A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は潜熱蓄熱部材（ｌａｔｅｎｔ　ｈｅａｔ　５ｔ
ｏｒｅ）を有する電気機器の熱伝導を達成する冷却配置
に関する。

電気抵抗器や、例えばダイオード、トランジスターおよ
びサイリスターの如き他の電気機器、または電動機は、
通電により幾分強く加熱される。

相当する高い負荷により、機器は早期老化および破壊す
る温度に上昇する傾向がある。このために、機器から大
気への熱貫流は電気損失から生ずる熱エネルギーを放散
する（放散熱）より十分に大きくすること、および臨界
温度以上に上昇させないように十分に大きくすることが
必要である。

ドイツ特許第２００３３９３号明細書、オーストリア特
許第３１０８１１号明細書および米国特許第４０５７１
０１号明細書には、電気的構成部材を、他端において冷
却ピンまたはラジェータと直接熱接触させる潜熱蓄熱部
材と直接に熱接触させることによって、構成部材をその
作動に最適な温度に維持すること、または一時的に制限
された熱過負荷から保護することが記載されている。

しかしながら、放散熱を生ずる電気的構成部材に損傷を
与えることなく、生ずる温度に耐えられるようにし、ま
たはその機能をかかる温度に対して改善することが要求
され、この場合に周囲部分を包囲している構成部材があ
る温度以上に加熱されないように保護する必要がある。

保護すべき構成部材としては、例えはえコンデンサの如
き電気的部材、または例えば駆動軸の如き機械的部材、
または例えば電気機器のハウジングの如き構成部材を包
含している。

本発明は熱伝導する電気的構成部材それ自体だけでなく
、この熱伝導部材を包囲するすべての構成部材の過熱か
ら保護することを目的とする。

本発明の潜熱蓄熱部材を有する電気的構成部材用冷却配
置は、潜熱蓄熱部材を熱伝導部材またはその部分と過熱
から保護すべき部材またはその部分との間に設け；前記
潜熱蓄熱部材は、融点Ｔが熱伝導部材の作動温度と保護
すべき部材の最大許容温度との間に存在する潜熱蓄熱剤
（ｌａｔｅｎｔ　ｈｅａｔａｇｅｎｔ）からなり、この
蓄熱剤の量は、潜熱蓄熱部材の蓄熱能力（ｓｔｏｒａｇ
ｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ）が熱伝導部材により伝導される
最大熱量に対して十分になるような割合にし；一方にお
いて熱伝導部材と潜熱蓄熱部材との間に、および他方に
おいて潜熱蓄熱部材と保護すべき部材との間に熱絶縁部
材を設け；および前記潜熱蓄熱部材の融点Ｔおよび断熱
部の厚さ刈を、作動温度において熱伝導部から潜熱蓄熱
部材への温度勾配Ｉ　Ｔ／ｄが潜熱蓄熱部材から保護す
べき部材への温度勾配ＡＴ／ｄより大きくなるように釣
合わせて構成したことを特徴とする。

本発明は熱伝導部材とこの部材を包囲する部材との間に
潜熱蓄熱部材を設けることによって熱的に絶縁し、融解
温度を熱伝導部材の温度と保護すべき部材の最大許容温
度との間にするという概念に基づいて達成したものであ
る。融点および絶縁は釣合わせて、原則として加熱（ｈ
ｏｔ）電気的部材から潜熱蓄熱部材への温度勾配を潜熱
蓄熱部材から保護すべき部材への温度勾配より大きくす
る。

潜熱蓄熱部材は潜熱蓄熱剤を融解する融解エンタルピー
として過剰の放散熱を吸収する。これにより、温度を潜
熱蓄熱剤の融点に制限する。それ故、かかる蓄熱剤は出
来るだけ高い容量および重量単位当りの融解エンタルピ
ーおよび必要とされる温度限界に一致する融点を有する
ように選択する必要がある。この目的のために、特に塩
の水化物（ｓａｌｔ　ｈｙｄｒａｔｅｓ）または水酸化
物の水化物（ｂｙ−ｄｒｏｘｉｄｅ　ｈｙｄｒａｔｅｓ
）が適当である。

蓄熱剤の量は、蓄熱能力が放散熱の最大発生量　　　　
　　　　パーに対して十分なように釣合わせる必要があ
る。低　　　　　　　　。

い熱負荷の作動期間においては、蓄熱部材により吸収さ
れる熱エネルギーは周囲に放散される。

構造的な理由から、多くの場合には潜熱蓄熱部材を数個
の部分から構成するのが有利である。

同じ理由から、ある場合には潜熱蓄熱部材を熱伝導部材
の部分および／または過熱から保護すべき部材の部分の
間に設けることができる。これらの場合、潜熱蓄熱部材
を存在させな場所においては、２個の熱絶縁部材間で潜
熱蓄熱部材と熱接触する熱導体（ｈｅａｔ　ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒｓ）を設けるのが好ましい。

本発明の１例として添付図面に示す電気シェービング機
器（ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｈａｖｉｎｇａｐｐａｒａｔ
ｕｓ）を示すことができる。

本発明の特定例として、電気シェービング機器は本発明
による簡単で、かつ効果的な冷却配置を説明するのに極
めて適当である。なぜならば、一般に電気シェービング
機器は比較的に長い中間静止期間に対して短い作動期間
で作動するからである。

更に、この機器は出来るだけ軽量で、小型で、かつ使い
やずくする必要がある。このために、特に強力な同期電
動機を駆動体として適当に用いることができる。

効率が比較的に高いにもかかわらず、かかる同期電動機
は熱エネルギーに転化する５〜１０ワツトの電力が消費
され、電動機はシェービング機器の小型ハウジング内に
与えられる熱条件下で約１００〜１４０℃の温度に過熱
される。この温度は電動機に対して臨界的でないが、し
かし必要とされるように、電動機から離れたハウジング
および壁の表面は比較的に小さいから、加熱電動機によ
りハウジングの壁が約４０℃以上の温度に加熱される。

勿論、この温度は手に極めて不快感を与え許容されない
温度である。

ハウジングの壁を冷却する場合に、平坦な潜熱蓄熱部材
は壁に一体に設ける。壁が４０℃以上に加熱されないよ
うにするために、この場合には４０℃以下の融点を有す
る蓄熱剤を用いるようにする。

再生期間、すなわち、吸収された熱エネルギーを大気に
再び伝導する期間は極めて長く、および暑い夏季では再
生することができないことから、周囲温度付近の融解温
度は蓄熱剤としては望ましくない。

他方において、知られているように電動機は潜熱蓄熱部
材と直接接触させて冷却し、その温度を下げることがで
きる。しかしながら、電動機温度を低下することは、同
じ程度に熱容量を減少することになり望ましくない。更
に、作動時間をあまり長くし、蓄熱部材に負荷をかけす
ぎる場合には、電動機温度、およびこれに伴ない蓄熱部
材温度が１４０℃以上に上昇する可能性が生ずる。融解
熱が高くて好ましい塩の水化物または水酸化物の水化物
を用いる場合には、蓄熱部材を破壊する大気圧以上の分
解圧を生ずる。

本発明にふていは、ハウジングの壁の温度限界を４０℃
以下にし、かつ再生時間を出来る限り短くすることがで
きる。

次に、本発明を添付図面に基づいて説明する。

潜熱蓄熱部材１に、電動機２の作動温度とハウジング３
の最大許容温度（４０℃）との間の融点Ｔを有する蓄熱
剤を充填する。次いで、潜熱蓄熱部材１を電動機２とハ
ウジングの壁３との間に設け、温度勾配ＡＴ／ｄ、すな
わち、電動機２に対向する絶縁層４における熱移動をハ
ウジング３に対向する絶縁層５におけるより常に大きく
するようにして電動機２とハウジング３とを互いに熱的
に絶縁する。この場合、熱エネルギーは、先づ高密度で
電動機から蓄熱部材に流れ、常に融解温度に蓄積され、
すなわち、長時間にわたり高密度で流れ、最後にハウジ
ング壁に伝導し、更に周囲空気に伝わる。このようにし
て、ハウジングの壁には熱的負荷がかからなくなり、そ
の温度を４０℃の所望の限界温度以下に維持することが
できる。

ハウジングの壁３は合成樹脂または金属からなる。絶縁
層４および５は、例えば空気からなる。

また、潜熱蓄熱部材１の壁は、例えば、合成樹脂からな
り、または例えばニッケルまたはクロムニッケル鋼のよ
うな蓄熱剤に対して化学的に耐えうる金属材料からなる
。

シェービング機器の構造は出来るだけ平坦にできるため
に、２個の潜熱蓄熱部材を電動機の両側に設けることが
できる。熱エネルギーは電動機の上下両側から蓄熱部材
に、この蓄熱部材と直接接触し、かつ０．９ｍｍ厚さの
アルミニウムまたは銅の伝導シート６によって案内され
る。

蓄熱部材および伝導シートを設けない場合には、約１４
０℃の作動温度を電動機において数分間調整し、２ｍｍ
厚さの絶縁空気層によりハウジングの壁の温度を約５０
℃に高める。このようにして温度勾配を９０／２＝４５
°／ｍｍにする。

電動機温度は蓄熱部材右よび伝導シートによって１３５
℃近くに上る。０．５ｍｍの間隔をへだてた伝導シート
で電動機を包囲する潜熱蓄熱部材には融点５８℃の酢酸
す）　ＩＪウム・三水化物［：１１３ＣＯＯＮａ・３Ｈ
２０を充填する。このために、電動機と伝導シートとの
間の温度勾配は約７５１０．５　＝　１５０°／ｍｍに
なり、熱の蓄熱部材への流れが極めて強力に生じる。こ
の際、蓄熱部材は、熱を融解熱として潜在的に吸収し、
かかる塩のすべてが融解するまで、一定温度に５８℃に
維持される。伝導シートと１．５ｍｍ離れたハウジング
壁との間では、温度勾配が約３０／１．５＝２０°／ｍ
ｍである。それ故、比較的に小さい熱工ネルギーが壁に
流れ、４０℃の所望温度以下である約３０℃の壁温度を
維持することができる。

この目的のために、蓄熱剤としては、上記ｃ１１３Ｃ０
ＯＮａ・３ｆ１２０（融点５８℃、融解熱２８９ｋＪ／
ｄｍ３）の外に、例えばＮａＯ旧■２０共融（ｅｕｔｅ
ｃｔ、　）　（融点６１℃、融解熱３３６ｋＪ／ｄｍ”
）、Ｎａ０ｔｌ’ＨＪ混晶（ｃｏｎｇｒ、）　（融点６
４℃、融解熱３７８ｋＪ／ｄｍ３）　オよびＣａＣ］２
’６Ｈ２０（融点３０℃、融解熱２８４ｋＪ／ｄｍ３）
を適当に用いることができる。

本発明の冷却配置は電気シェービングのみならず、例え
ば真空掃除機、調理機またはフロントガラス　ワイパー
　ドライブの如き他の電気機器に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却配置を設けた電気シェービング機
器の説明用線図である。１・・・潜熱蓄熱部材２・・・熱伝導部材（電動機）３・・・保護すべき部材（ハウジングまたはハウジング
壁）４．５・・・熱絶縁部材（絶縁層）６・・・伝導シート特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン

Claims

【特許請求の範囲】１、潜熱蓄熱部材を有する電気的構成部材の熱伝導用冷
却配置において、潜熱蓄熱部材（１）を熱伝導部材（２
）またはその部分と過熱から保護すべき部材（３）また
はその部分との間に設け；前記潜熱蓄熱部材（１）は、
融点Ｔが熱伝導部材（２）の作動温度と保護すべき部材
（３）の最大許容温度との間に存在する潜熱蓄熱剤から
なり、この蓄熱剤の量は、潜熱蓄熱部材（１）の蓄熱能
力を熱伝導部材（２）により伝導される最大熱量に対し
て十分になるような割合にし；一方において熱伝導部材
（２）と潜熱蓄熱部材（１）との間に、および他方にお
いて潜熱蓄熱部材（１）と保護すべき部材（３）との間
に熱絶縁部材（４、５）を設け；および前記潜熱蓄熱剤
の融点Ｔおよび熱絶縁部材（４、５）の厚さｄを、作動
温度において熱伝導部材（２）から潜熱蓄熱部材（１）
への温度勾配ΔＴ／ｄが潜熱蓄熱部材（１）から保護す
べき部材（３）への温度勾配ΔＴ／ｄより大きくなるよ
うに釣合わせて構成したことを特徴とする電気的構成部
材の熱伝導用冷却配置。２、前記潜熱蓄熱部材（１）は潜熱蓄熱剤として塩の水
化物または水酸化物の水化物を含む特許請求の範囲第１
項記載の冷却配置。３、前記潜熱蓄熱部材（１）を数個の部分から構成する
特許請求の範囲第１または２項記載の冷却配置。４、前記潜熱蓄熱部材（１）を熱伝導部材の部分および
／または過熱から保護すべき部材の部分との間に設け、
潜熱蓄熱部材を存在させない場合に潜熱蓄熱部材（１）
と熱接触する伝導部材（６）を２個の熱絶縁部材（４、
５）との間に設ける特許請求の範囲第１、２または３項
記載の冷却配置。５、熱伝導部材（２）を電動機とし、過熱から保護すべ
き部材（３）をハウジングの壁とした電気機器に組込む
特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１つの項記載の冷
却配置。６、前記電気機器を電気シェービング機器とする特許請
求の範囲第５項記載の冷却配置。７、前記潜熱蓄熱剤はＣＨ＿３ＣＯＯＮａ・３Ｈ＿２Ｏ
、またはＮａＯＨ・Ｈ＿２Ｏ共融または混晶、またはＣ
ａＣｌ＿２・６Ｈ＿２Ｏからなる特許請求の範囲第６項
記載の冷却配置。