(57)【要約】【課題】生産性に優れる冷却ユニットを提供する。【解決手段】並列する複数の流路２ａ、２ｂにより形成された冷却ユニット１であって、前記複数の流路２ａ、２ｂが、縁端部が折り曲げ加工された複数の板状体３を、その端部を重ね合わせ又は突き合わせて形成されている冷却ユニット。前記板状体３は流路入口２ａ’及び流路出口２ｂ’となる部分の縁端部３ａ、３ｂが一方の側に折り曲げられ、その他の縁端部３ｃが他方の側に折り曲げられている冷却ユニット１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列する複数の流路（流路群）により形成された冷却ユニットであって、前記流路群は被冷却体の流路と、冷却媒体の流路とが交互に配されて形成されていることを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】
前記流路群が、縁端部が折り曲げ加工された複数の板状体を、その端部を重ね合わせ又は突き合わせて形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ユニット。
【請求項３】
前記板状体は流路入口及び流路出口となる部分の縁端部が一方の側に折り曲げられ、その他の縁端部が他方の側に折り曲げられていることを特徴とする請求項２記載の冷却ユニット。
【請求項４】
前記流路入口及び流路出口となる部分の縁端部の折り曲げ長さが板状体の積層ピッチとなっていることを特徴とする請求項３記載の冷却ユニット。
【請求項５】
前記流路群が、断面L字状の複数の板状体を交互に上下を逆にしてその端部を突き合わせて波状体とし、前記波状体の両側開放端及び前後開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ユニット。
【請求項６】
前記流路群が、断面Ｚ字状の複数の板状体を交互に上下を逆にして、その端部を重ね合わせ又は突き合わせて波状体とし、前記波状体の両側開放端及び前後開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ユニット。
【請求項７】
前記複数の板状体は、その縁端部に設けた凸凹部を相互に嵌合して位置決めされていることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項８】
前記複数の板状体同士が接する箇所にパッキンが配されて前記流路の気密性が保持されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項９】
端部が重ね合わされ又は突き合わされた前記複数の板状体は接着剤又はろう材により一体に接合されていることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項１０】
端部が重ね合わされ又は突き合わされた前記複数の板状体はパッキン押さえ又はバンド結束により密着されていることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項１１】
前記流路群が、帯状体を断面Ｓ字状に繰り返し折り曲げて波状体とし、前記波状体の両側開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷却ユニット。
【請求項１２】
前記流路の内面が波状、凸凹状又はディンプル状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項１３】
前記被冷却体の流路又は／及び冷却媒体の流路の出口の開口面積が、入口の開口面積と同等か、入口の開口面積より大きいことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の冷却ユニット。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の冷却ユニットが容器内に配され、前記容器内の前記冷却ユニットを挟む一方の側に、被冷却体を前記冷却ユニットに移送するためのファンが配され、前記冷却ユニットを挟む他方の側に、冷却媒体を前記冷却ユニットに移送するためのファンが配され、前記筐体内の前記冷却ユニットを挟む一方の側と他方の側とが容器内面と冷却ユニット外面との間にパッキンを配することにより気密に遮断されていることを特徴とする前記冷却ユニットを備えた冷却器。
【請求項１５】
請求項１４記載の冷却器を用いて前記被冷却体を冷却する方法において、前記被冷却体の流路内の通流方向と前記冷却媒体の流路内の通流方向とを逆方向にすることを特徴とする前記冷却器を用いた冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御盤、操作盤、配電盤、計測盤などの発熱部品が収蔵された密閉筐体（以下、筐体と略記する。）内或いは一般電子装置内を冷却するのに適した冷却ユニット、前記冷却ユニットを備えた冷却器及び前記冷却器を用いた冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場で用いられる制御盤などは、工場内の塵埃、オイルミスト、湿気、有毒ガス等の悪影響を避けるため、筐体内に収蔵して用いられている。そして前記制御盤などの発熱は、筐体上部にヒートパイプ式筐体冷却器を取り付け、筐体内の空気を前記冷却器に循環して冷却していた（例えば特許文献１）。
【０００３】
前記ヒートパイプ式筐体冷却器は、複数のヒートパイプにフィンを多数装着したヒートパイプエレメントを容器内に配置したものであり、ここでは、筐体内の高温空気はファンによりヒートパイプエレメントの一方の側に送られ、放熱して筐体内に戻され、この放熱された熱はヒートパイプエレメントの他方の側に移動し、ファンにより循環する外気により冷却される。
【特許文献１】特開平４−１７４２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記ヒートパイプ式筐体冷却器は、ヒートパイプに多数のフィンを装着するため工程が煩雑で生産効率が低く、しかもフィンをヒートパイプに圧入するための設備を要し、前記圧入設備は、冷却器が少量多品種の場合は品種ごとに頻繁に取り替えが必要で、設備ネックになる場合が生じるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１発明は、並列する複数の流路（流路群）により形成された冷却ユニットであって、前記流路群は被冷却体の流路と、冷却媒体の流路とが交互に配されて形成されていることを特徴とする冷却ユニットである。
請求項２発明は、前記請求項１記載の流路群が、縁端部が折り曲げ加工された複数の板状体を、その端部を重ね合わせ又は突き合わせて形成されている冷却ユニットであり、請求項３発明は、前記板状体は流路入口及び流路出口となる部分の縁端部が一方の側に折り曲げられ、その他の縁端部が他方の側に折り曲げられている冷却ユニットであり、請求項４発明は、前記流路入口及び流路出口となる部分の縁端部の折り曲げ長さが板状体の積層ピッチとなっている冷却ユニットである。
【０００６】
請求項５発明は、前記請求項１記載の流路群が、断面L字状の複数の板状体を交互に上下を逆にしてその端部を突き合わせて波状体とし、前記波状体の両側開放端及び前後開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されている冷却ユニットであり、請求項６発明は、前記請求項１記載の流路群が、断面Ｚ字状の複数の板状体を交互に上下を逆にして、その端部を重ね合わせ又は突き合わせて波状体とし、前記波状体の両側開放端及び前後開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されている冷却ユニットである。
前記複数の板状体は、その縁端部に凸凹部を設け、前記凸凹部を相互に嵌合して位置決めすると板状体同士の組み付けが容易に行える。前記複数の板状体同士が接する箇所（突き合わせ又は重ね合わせ箇所）にパッキンを配置して前記流路の気密性を保持するのが好ましい。また端部が重ね合わされ又は突き合わされた前記複数の板状体は接着剤又はろう材により一体に接合されていることが望ましい。前記複数の板状体はパッキン押さえ又はバンド結束により一体に密着させても良い。
【０００７】
請求項１１発明は、前記請求項１記載の流路群が、帯状体を断面Ｓ字状に繰り返し折り曲げて波状体とし、前記波状体の両側開放端の所要箇所を遮蔽することにより形成されている冷却ユニットである。
本発明の冷却ユニットは、前記流路の内面が波状、凸凹状又はディンプル状に形成されていると、熱交換効率が向上し好ましい。
更に、前記被冷却体の流路又は／及び冷却媒体の流路の出口の開口面積を、入口の開口面積と同等か、入口の開口面積より大きくしておくと、被冷却体又は／及び冷却媒体の流動抵抗が減少して被冷却体又は／及び冷却媒体の流量が増加し冷却効率が向上する。
【０００８】
請求項１４発明は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の冷却ユニットが容器内に配され、前記容器内の前記冷却ユニットを挟む一方の側に被冷却体を前記冷却ユニットに移送するためのファンが配され、前記冷却ユニットを挟む他方の側に冷却媒体を前記冷却ユニットに移送するためのファンが配され、前記筐体内の前記冷却ユニットを挟む一方の側と他方の側とが容器内面と冷却ユニット外面との間にパッキンを配することにより気密に遮断されている冷却器である。
【０００９】
請求項１５発明は請求項１４記載の冷却器を用いて前記被冷却体を冷却する方法において、前記被冷却体の流路内の通流方向と前記冷却媒体の流路内の通流方向とを逆方向にして冷却効率を高めた冷却方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷却ユニットは、並列する複数の流路（流路群）により形成されたものであり、フィンを装着しないため生産効率が高く、またフィンをヒートパイプに圧入するための設備が不要なため設備ネックが生じず生産性に優れる。前記流路群は被冷却体の流路と冷却媒体の流路とが交互に配されているため被冷却体は隣接する流路を通流する冷却媒体により効率よく冷却される。
【００１１】
本発明の冷却器は、前記冷却ユニットを備えたもので冷却効率及び生産性に優れる。又本発明の冷却器は冷却媒体の通流方向と被冷却体の通流方向とを逆方向として用いることにより冷却効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を、図を参照して具体的に説明する。なお、本発明を説明するための全図において、同一機能を有するものは、その繰り返しの説明を省略する。
本発明の冷却ユニット１は、図１に示すように、並列する複数の流路（流路群２）により形成されたものであって、前記流路群２は被冷却体（ハッチング入り矢印）の流路２aと、冷却媒体（無垢の矢印）の流路２ｂとが交互に配されて形成されている。
【００１３】
本発明の冷却ユニット１は、例えば、図２に示すように、縁端部が所定形状に曲げられた複数の板状体３を同じ向きに並列配置し（図２（イ））、この並列配置した板状体３を１個おきに１８０度軸回転させ（図２（ロ））、その後、これらの板状体３を、その縁端部を突き合わせ又は重ね合わせて積層することにより形成できる（図２（ハ））。
前記板状体３は、図２（イ）（ロ）に示したように、一方の縦辺の縁端部３aと、前記縦辺と直行する一方の横辺の前記縦辺と離れた箇所の縁端部３bとが、一方の側に直角に折り曲げられ、その他の箇所の縁端部３ｃが他方の側に直角に折り曲げられたものである。そして前記縦辺の縁端部３a部分が流路入口２ａ’となり、横辺の縁端部３b部分が流路出口２ｂ’となる（図２（ハ）参照）。
【００１４】
本発明の冷却ユニット１は、図３に示すように、複数の断面L字状の板状体４を交互に上下を逆にしてその端部同士を突き合わせて波状体５とし、波状体５の両側開放端５a及び前後開放端５ｂの所要箇所を遮蔽板６により遮蔽することによっても形成することができる。
【００１５】
本発明の冷却ユニット１は、図４に示すように、複数の断面Ｚ字状の板状体７を交互に上下を逆にしてその端部を重ね合わせて波状体８とし、波状体８の両側開放端８ａ及び前後開放端８ｂの所要箇所を遮蔽板６により遮蔽することによっても形成することができる。前記板状体７の端部は、重ね合わせる代わりに、突き合せても良い。
【００１６】
本発明の冷却ユニットは、図５に示すように、帯状体９を断面Ｓ字状に繰り返し折り曲げて波状体１０とし、波状体１０の両側開放端１０ａ及び前後開放端１０ｂの所要箇所を遮蔽板６により遮蔽することによっても形成することができる。
【００１７】
本請求項２乃至１３発明において、前記流路の幅ｗは板状体３の折り曲げ長さｈ（ｗ、ｈは図２（ハ）参照）を調節することにより任意に設定できる。なお、前記折り曲げ長さは請求項５、６発明にあっては、L字又はZ時の平行部分の長さにあたる。
【００１８】
本発明の冷却ユニットは、図６に示すように、板状体３縁端部の所定箇所に凸部３ｄ及び凹部（ここでは有底）３ｅを設けこれらを相互に嵌合することにより、板状体３の組み付けが容易に行なえる。
【００１９】
本請求項２乃至１３発明の冷却ユニットは、複数の板状体３同士が接する箇所にパッキン６を配することにより流路の気密性が良好に保持できる（図３、４参照）。
【００２０】
本請求項２乃至１３発明において、複数の板状体同士は接着剤やろう材などで接着して固定するのが良い。この他、図７に示すように板状体３と容器２１の間にパッキン押さえ１１を配置して固定しても、或いは図８に示すようにバンド１２を用いて板状体を一体に結束して固定しても良い。図８で１３はバンド１２を締め付けるためのボルト、１４はナットである。
【００２１】
本発明において、板状体又は帯状体には、熱伝導性に優れる銅系、アルミ系、鉄系などの金属材料が好適に使用される。用途によっては合成樹脂なども使用できる。
【００２２】
本発明の冷却器２０は、図９に示すように、容器２１の中央に冷却ユニット１を配置し、容器２１内の冷却ユニット１を挟む一方の側にファン２２を配置して、筐体（図示せず）内の空気（被冷却体）の熱を冷却ユニット１に循環させて放熱し、この熱を冷却ユニット１を挟む他方の側にファン２３を配置して外気（冷却媒体）を冷却ユニット１に循環させて冷却する。容器２１の中央部分にはパッキン押さえ１１を配するなどして冷却ユニット１を挟む一方の側と他方の側とを遮断する。
【００２３】
この冷却器２０はフィンを用いないので生産性に優れる。また筐体内の加熱された空気と外気とが隣接する流路を流れるため熱交換が良好になされる。筐体内の加熱された空気と外気の通流方向を逆方向にすると熱交換効率が向上する。
【００２４】
前記本発明の冷却器２０を、図１０に示すように、制御盤を収蔵した筐体２４の扉２５の内側に取り付けて筐体２４内部の高温に加熱された空気を冷却した。
その結果、本発明の冷却器２０は、従来のヒートパイプエレメントを用いた冷却器と同等の冷却効果が得られることが判った。
【００２５】
図１０で、２６は外気を吸入するために扉２５に開けた開口部であり、２７は前記吸入外気を吹出すための開口部である。前記開口部２６、２７には保護カバー２８を取り付ける。図１０で２８ａは保護カバー２８の通気孔、２９は保護カバー２８を取り付けるボルト、２９ａはボルトを通す穴、２９ｂはボルト２９を締結するねじ穴である。
【００２６】
図１１（イ）に示す保護カバー２８は、その縁端部の所定箇所に凸部２８ｂ及び凹部２８ｃを設けたものである。
このものは複数個連接して取り付けるとき、図１１（ロ）に示すように、凸部２８ｂと凹部２８ｃを嵌め合わせて取り付けると、相互の位置決めが適正且つ容易に行える。
【００２７】
以上制御盤を冷却する場合について説明したが、本発明の冷却器は、操作盤、配電盤、計測盤などを収蔵した筐体の冷却に用いても同様の冷却効果が得られる。更にはパワートランジスタ、ＣＰＵ、ＨＤＤ、ＩＣ、メモリー、コンデンサーなどの発熱する電子部品を収蔵した一般電子装置内の冷却に用いても同様の冷却効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の冷却ユニットの平面説明図及びA−A断面説明図である。
【図２】（イ）〜（ハ）は本発明の冷却ユニットの第１の実施形態を示す斜視説明図である。
【図３】本発明の冷却ユニットの第２の実施形態を示す斜視説明図である。
【図４】本発明の冷却ユニットの第３の実施形態を示す斜視説明図である。
【図５】本発明の冷却ユニットの第４の実施形態を示す斜視説明図である。
【図６】本発明の冷却ユニットの第５の実施形態を示す斜視説明図である。
【図７】本発明の冷却ユニットの第６の実施形態を示す横断面説明図である。
【図８】本発明の冷却ユニットの第７の実施形態を示す縦断面説明図である。
【図９】本発明の冷却器の実施形態を示す斜視説明図である。
【図１０】本発明の冷却器を筐体に取り付けたときの実施形態を示す斜視説明図である。
【図１１】（イ）、（ロ）は本発明の冷却器を筐体に取り付ける際に用いる保護カバーの実施形態を示す平面説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    冷却ユニット
２    流路群
２ａ  被冷却体の流路
２ｂ  冷却媒体の流路
２ａ’流路入口
２ｂ’流路出口
３    縁端部が折り曲げられた板状体
３ａ  板状体の一方の縦辺の縁端部
３ｂ  板状体の縦辺と直行する一方の横辺の前記縦辺と離れた箇所の縁端部
３ｃ  板状体の他の箇所の縁端部
３ｄ  板状体縁端部に設けた凸部
３ｅ  板状体縁端部に設けた凹部（有底）
４    断面L字状の板状体
５    断面L字状の板状体からなる波状体
５ａ  波状体の両側開放端
５ｂ  波状体の前後開放端
６    遮蔽板
７    断面Ｚ字状の板状体
８    断面Ｚ字状の板状体からなる波状体
９    帯状体
１０    帯状体からなる波状体
１０ａ  帯状体からなる波状体の両側開放端
１０ｂ  帯状体からなる波状体の前後開放端
１１    パッキン押さえ
１２    バンド
１３    ボルト
１４    ナット
２０    本発明の冷却器
２１    冷却ユニットを配する容器
２２    被冷却体を循環させるファン
２３    冷却媒体を循環させるファン
２４    筐体
２５    筐体の扉
２６    外気（冷却媒体）を吸入するために筐体の扉に開けた開口部
２７    吸入外気を吹出すために開けた開口部
２８    保護カバー
２８ａ  保護カバーの通気孔
２８ｂ  保護カバーの縁端部に設けた凸部
２８ｃ  保護カバーの縁端部に設けた凹部
２９    ボルト
２９ａ  ボルトを通す穴
２９ｂ  ボルトを締結するねじ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005069585.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005069585.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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