(57)【要約】      （修正有）【課題】ファンやフィルタが不要で、故障が発生し難く、長期間にわたって冷却性能を維持することができ、動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れ、簡素な構造で冷却能力を大幅に向上させることができ、冷却の効率性、省エネルギー性、環境保護性に優れた冷却装置を提供する。【解決手段】冷却対象物の発熱部の熱を吸熱する吸熱部と吸熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部とを有する電子冷却器３と、該電子冷却器の放熱部に連設された放熱フィン４と、該放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向配置され放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブ５とを備えている。【選択図】図１
0003160814.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電子部品などの発熱部を有する冷却対象物を冷却する冷却装置であって、
前記冷却対象物の前記発熱部の熱を吸熱する吸熱部と前記吸熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部とを有する電子冷却器と、前記電子冷却器の前記放熱部に連設された放熱フィンと、前記放熱フィンを挟んで前記電子冷却器に対向配置され前記放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブと、を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記放熱フィンが収容される放熱容器と、前記放熱容器に形設された放熱側開口部と、を有し、前記電子冷却器が、前記放熱側開口部に配設され、前記ボルテックスチューブの冷風吐出部が、前記放熱容器の内部に挿通されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
断熱層によって外部と断熱され内部に前記冷却対象物が収容される断熱容器と、前記断熱容器に形設され前記放熱側開口部と連通した断熱側開口部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電子部品などの発熱部を有する各種電子機器などの冷却対象物を冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器においては半導体等の電子部品の高集積化、動作クロックの高周波数化等に伴う発熱量の増大に対して、電子部品の正常動作の為に、それぞれの電子部品の接点温度を動作温度範囲内に如何に保つかが問題となってきている。
これらの発熱部を冷却する方法としては空冷が一般的であり、従来は、発熱部にヒートシンクを取り付け、ファンで送風して冷却するものや、発熱部にペルチェ素子などの電子冷却器を接触させ、ペルチェ素子に連設された放熱フィン（ヒートシンク）にファンで送風して冷却するものが用いられてきた。
また、（特許文献１）には、ボルテックスチューブによって発生させた低温空気を用いて発熱体を冷却する冷却構造」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１６６７３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。
（１）ファンによる空冷において、筐体の外形寸法が制限される場合には、筐体内のスペースが限られることにより、ヒートシンクの大きさに制約を受け、風量を増加させる必要があるため、ファンの回転数が大きくなり、騒音が発生するという課題があった。
また、筐体に配設されるフィルタの目詰まりや、埃の付着などによるファンの故障が発生し易く、長寿命性、メンテナンス性、省資源性に欠けるという問題があった。
（２）（特許文献１）では、ボルテックスチューブで発生させた低温空気（冷風）を用いるため、ファンが不要となるが、発熱体に直接、冷風を噴射するだけなので、発熱体を十分に冷却することができず、冷却の効率性に欠けるという課題を有していた。
【０００５】
本考案は上記従来の課題を解決するもので、ファンやフィルタが不要で、故障が発生し難く、長期間にわたって冷却性能を維持することができ、動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れ、簡素な構造で冷却能力を大幅に向上させることができ、冷却の効率性、省電力性、環境保護性に優れた冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本考案の冷却装置は、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載の冷却装置は、電子部品などの発熱部を有する冷却対象物を冷却する冷却装置であって、前記冷却対象物の前記発熱部の熱を吸熱する吸熱部と前記吸熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部とを有する電子冷却器と、前記電子冷却器の前記放熱部に連設された放熱フィンと、前記放熱フィンを挟んで前記電子冷却器に対向配置され前記放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブと、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）冷却対象物の発熱部の熱を吸熱する吸熱部と吸熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部とを有する電子冷却器と、電子冷却器の放熱部に連設された放熱フィンと、放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向配置され放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブを備えているので、発熱部の熱を電子冷却器の吸熱部で速やかに吸熱して、その熱を放熱部から放熱フィンに確実に伝達し、放熱フィンから空気中に短時間で効率的に放熱することができ、冷却の効率性、確実性に優れる。
（２）ボルテックスチューブにより放熱フィンに冷風を送風するので、ファンやフィルタが不要で、ファンの故障やフィルタの目詰まり等を気にする必要がなく、長期間にわたって安定した冷却性能を維持することができ、動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れる。
（３）ボルテックスチューブは圧縮空気を供給するだけで冷風を噴射することができ、フロンガスも使用しないので、省電力性、環境保護性に優れる。
（４）放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブが、放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向配置されるので、放熱フィンを短時間で冷却して、電子冷却器の放熱部から放熱フィンへの熱伝達を促進し、電子冷却器の冷却能力を大幅に向上させることができ、冷却の効率性、省エネルギー性に優れる。
【０００７】
ここで、電子冷却器としては、ペルチェ素子が好適に用いられる。
また、ボルテックスチューブは、従来公知のものを使用することができる。ボルテックスチューブの冷風吐出部から放熱フィンに冷風を送風するが、ボルテックスチューブの冷風吐出部が放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向するように配置することが好ましい。これにより、電子冷却器の放熱部と直接接触して高温になる放熱フィンの基部に冷風を噴射して、放熱フィンからの放熱を促進し、電子冷却器の放熱部を短時間で効率的に冷却して、電子冷却器の冷却能力を高めることができるためである。
【０００８】
ボルテックスチューブの圧縮空気供給部は圧縮空気供給源と接続され、圧縮空気が供給されるが、供給される圧縮空気が水分を含んでいると、冷風吐出部のノズルが凍結し、冷風中に氷粒が発生するので、圧縮空気を供給する配管の途中に水分を除去するためのエアドライヤを配設することが好ましい。また、ゴミや油などの異物が混入して冷却能力が低下することを防止するため、配管の途中にエアフィルタやオイルミストセパレータを配設することが好ましい。
また、冷却対象物の発熱部或いはその周辺の温度を検出する温度センサを設け、温度センサで検出した温度が一定温度以下になった時に、ボルテックスチューブへの圧縮空気の供給（ボルテックスチューブの駆動）を停止するようにしてもよい。
【０００９】
請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の冷却装置であって、前記放熱フィンが収容される放熱容器と、前記放熱容器に形設された放熱側開口部と、を有し、前記電子冷却器が、前記放熱側開口部に配設され、前記ボルテックスチューブの冷風吐出部が、前記放熱容器の内部に挿通された構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）放熱フィンが収容される放熱容器と、放熱容器に形設された放熱側開口部と、を有し、電子冷却器が、放熱側開口部に配設されることにより、冷却対象物の発熱部から発生する熱を電子冷却器の吸熱部で確実に吸熱することができ、発熱部の冷却の確実性に優れる。
（２）放熱フィンが収容される放熱容器を有し、ボルテックスチューブの冷風吐出部が放熱容器の内部に挿通されることにより、放熱容器の内部に冷風を供給して、放熱容器の内部を低温に保ち、放熱フィンからの放熱を促進して、放熱フィンの温度上昇を防ぎ、電子冷却器の冷却能力を維持することができ、冷却能力の安定性、冷却の効率性に優れる。
【００１０】
ここで、放熱容器の材質としては、ステンレス、鉄、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。尚、放熱容器にはドレン抜きを設けることが好ましい。また、放熱容器の周壁部などに通気孔を設けてもよい。ボルテックスチューブの冷風吐出部から冷風が吐出された際に、放熱容器の内部に溜まった空気を外部に排出して温度上昇を防止できるためである。
電子冷却器の吸熱部は、冷却対象物の発熱部と直接、接触させてもよいし、間にアルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属で形成した熱伝導板を挟んでもよい。また、電子冷却器の吸熱部や熱伝導板の表面に熱伝導グリスや熱伝導シールなどの伝熱材を塗布又は貼着する等して、接触部の密着性を高め、熱伝導性を向上させることもできる。
【００１１】
請求項３に記載の考案は、請求項２に記載の冷却装置であって、断熱層によって外部と断熱され内部に前記冷却対象物が収容される断熱容器と、前記断熱容器に形設され前記放熱側開口部と連通した断熱側開口部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）断熱層によって外部と断熱され内部に冷却対象物が収容される断熱容器を有することにより、結露の発生を防止することができ、冷却対象物の動作安定性に優れる。
（２）断熱容器に形設され放熱側開口部と連通した断熱側開口部を有することにより、断熱容器の内部に配設された冷却対象物の発熱部から発生する熱を電子冷却器の吸熱部で効率的に吸熱して、発熱部を短時間で効果的に冷却することができ、冷却の効率性、冷却対象物の動作安定性に優れる。
【００１２】
ここで、断熱層は、断熱容器の内壁面にグラスウール、ロックウール、ポリスチレンフォーム等の断熱材を貼着してもよいし、断熱塗装を施してもよい。
【考案の効果】
【００１３】
以上のように、本考案の冷却装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の考案によれば、以下のような効果を有する。
（１）発熱部の熱を電子冷却器の吸熱部で速やかに吸熱して、その熱を放熱部から放熱フィンに確実に伝達し、ボルテックスチューブから吐出される冷風によって、放熱フィンから空気中に短時間で効率的に放熱することができ、冷却の効率性、確実性に優れ、ファンの故障やフィルタの目詰まり等を気にする必要がなく、長期間にわたって安定した冷却性能を維持することができる動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れた冷却装置を提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の考案によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）放熱フィンが収容される放熱容器の内部を低温に保ち、放熱フィンからの放熱を促進して、放熱フィンの温度上昇を防ぎ、電子冷却器の冷却能力を維持することができる冷却能力の安定性、冷却の効率性に優れた冷却装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３に記載の考案によれば、請求項２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）冷却対象物が収容される断熱容器での結露の発生を防止することができると共に、断熱容器の内部に配設された冷却対象物の発熱部から発生する熱を電子冷却器の吸熱部で確実に吸熱して、発熱部を効率的に冷却することができ、冷却の確実性、効率性に優れ、冷却対象物の動作安定性に優れた冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の実施の形態１における冷却装置を示す要部断面模式側面図
【考案を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
本考案の実施の形態１における冷却装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１は本考案の実施の形態１における冷却装置を示す要部断面模式側面図である。
図１中、１は本考案の実施の形態１における冷却装置、２は後述する放熱フィン４が収容される放熱容器、２ａは放熱容器２の壁部に形設された放熱側開口部、３は放熱側開口部２ａに配設されたペルチェ素子を用いた電子冷却器、４は電子冷却器３の放熱部に連設された放熱フィン、５は放熱フィン４を挟んで冷風吐出部５ａが電子冷却器３の略中央部に対向配置され放熱フィン４に冷風を送風するボルテックスチューブ、５ｂはボルテックスチューブ５の温風排出部、６はボルテックスチューブ５に圧縮空気を供給する圧縮空気供給配管、７は電子部品などの発熱部を有する各種電子機器などの冷却対象物が収容される断熱容器、７ａは断熱容器７の空間部、７ｂは断熱容器７の壁部に形設され放熱容器２の放熱側開口部２ａと連通した断熱側開口部、７ｃは断熱容器７の内壁に貼着されたグラスウールやロックウール等の断熱材で形成された断熱層、８はアルミニウムや銅等の熱伝導率の高い金属で形成され断熱側開口部７ｂに配設されて電子冷却器３の吸熱部と接触する熱伝導板、９は熱伝導板８の表面に塗布又は貼着され冷却対象物の発熱部（図示せず）と密着する熱伝導グリスや熱伝導シールなどの伝熱材である。
【００１８】
以上のように構成された実施の形態１における冷却装置の動作について説明する。
図１において、冷却対象物の発熱部（図示せず）で発生した熱は、伝熱材９、熱伝導板８を通って電子冷却器３の上面側の吸熱部で吸熱される。そして、電子冷却器３の吸熱部で吸熱された熱は電子冷却器３の下面側の放熱部から放熱フィン４に伝達される。
このとき、ボルテックスチューブ５の冷風吐出部５ａから放熱フィン４に向かって冷風が噴射され、放熱フィン４の周辺の空気が冷やされることにより、放熱フィン４から空気中への放熱が促進され、電子冷却器３の冷却能力が大幅に向上し、短時間で効率的に冷却対象物の発熱部の温度を低下させることができる。
【００１９】
尚、冷却対象物の発熱部或いはその周辺（空間部７ａ）の温度を検出する温度センサを設け、温度センサで検出した温度が一定温度以下になった時に、ボルテックスチューブ５への圧縮空気の供給（ボルテックスチューブの駆動）を停止するようにしてもよい。
また、放熱容器２にはドレン抜きを設けることが好ましい。放熱容器２の周壁部などに通気孔を設けた場合、ボルテックスチューブ５の冷風吐出部５ａから冷風が吐出された際に、放熱容器２の内部に溜まった空気を外部に排出して温度上昇を防止できる。
本実施の形態では、電子冷却器３と冷却対象物の発熱部との間に伝熱材９及び熱伝導板８を配置したが、いずれか一方を省略してもよいし、電子冷却器３と冷却対象物の発熱部を直接、接触させてもよい。
尚、断熱容器７は冷却装置１の一部として製作してもよいし、冷却対象物が収容されている既存の筐体を利用してもよい。
【００２０】
実施の形態１の冷却装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）冷却対象物の発熱部の熱を吸熱する吸熱部と吸熱部で吸熱した熱を放熱する放熱部とを有する電子冷却器と、電子冷却器の放熱部に連設された放熱フィンと、放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向配置され放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブを備えているので、発熱部の熱を電子冷却器の吸熱部で速やかに吸熱して、その熱を放熱部から放熱フィンに確実に伝達し、放熱フィンから空気中に短時間で効率的に放熱することができ、冷却の効率性、確実性に優れる。
（２）ボルテックスチューブにより放熱フィンに冷風を送風するので、ファンやフィルタが不要で、ファンの故障やフィルタの目詰まり等を気にする必要がなく、長期間にわたって安定した冷却性能を維持することができ、動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れる。
（３）ボルテックスチューブは圧縮空気を供給するだけで冷風を噴射することができ、フロンガスも使用しないので、省電力性、環境保護性に優れる。
（４）放熱フィンに冷風を送風するボルテックスチューブが、放熱フィンを挟んで電子冷却器に対向配置されるので、放熱フィンを短時間で冷却して、電子冷却器の放熱部から放熱フィンへの熱伝達を促進し、電子冷却器の冷却能力を大幅に向上させることができ、冷却の効率性、省エネルギー性に優れる。
（５）放熱フィンが収容される放熱容器を有し、ボルテックスチューブの冷風吐出部が放熱容器の内部に挿通されることにより、放熱容器の内部に冷風を供給して、放熱容器の内部を低温に保ち、放熱フィンからの放熱を促進して、放熱フィンの温度上昇を防ぎ、電子冷却器の冷却能力を維持することができ、冷却能力の安定性、冷却の効率性に優れる。
（６）断熱層によって外部と断熱され内部に冷却対象物が収容される断熱容器を有することにより、結露の発生を防止することができ、冷却対象物の動作安定性に優れる。
（７）放熱容器に形設された放熱側開口部と断熱容器に形設された断熱側開口部が連通し、電子冷却器が放熱側開口部に配設されることにより、断熱容器の内部に配設された冷却対象物の発熱部から発生する熱を電子冷却器の吸熱部で確実に吸熱して、発熱部を効率的に冷却することができ、冷却の確実性、効率性に優れ、冷却対象物の動作安定性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本考案は、ファンやフィルタが不要で、故障が発生し難く、長期間にわたって冷却性能を維持することができ、動作の安定性、メンテナンス性、長寿命性、省資源性、低騒音性に優れ、簡素な構造で冷却能力を大幅に向上させることができ、冷却の効率性、省電力性、環境保護性に優れた冷却装置の提供を行うことができ、工場などの温度上昇を防止して限られたスペースを有効に利用することができ、従来の空冷よりも優れた冷却を実現して環境保護に貢献することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  冷却装置
２  放熱容器
２ａ  放熱側開口部
３  電子冷却器
４  放熱フィン
５  ボルテックスチューブ
５ａ  冷風吐出部
５ｂ  温風排出部
６  圧縮空気供給配管
７  断熱容器
７ａ  空間部
７ｂ  断熱側開口部
７ｃ  断熱層
８  熱伝導板
９  伝熱材
【図１】
0003160814.tif 000003