本發(fā)明涉及一種具備冷卻風(fēng)扇和散熱片且具有對(duì)散熱片的堵塞進(jìn)行探測(cè)的功能的冷卻裝置。

背景技術(shù)：

以往以來(lái)，已知如下冷卻裝置：將多個(gè)散熱片以固定間隔順次配置于發(fā)熱體，通過(guò)冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生流過(guò)散熱片間的間隙的風(fēng)來(lái)使發(fā)熱體冷卻。在以往的這種冷卻裝置中具備如下功能：通過(guò)溫度傳感器對(duì)發(fā)熱體的溫度進(jìn)行監(jiān)視，在發(fā)熱體的溫度超過(guò)規(guī)定值的情況下，判定為散熱片中發(fā)生了堵塞。

在日本特開(kāi)2014-165421號(hào)公報(bào)和日本特開(kāi)2014-098523號(hào)公報(bào)等中公開(kāi)了具備這種堵塞判定功能的冷卻裝置。

圖4是示意性地表示日本特開(kāi)2014-165421號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的以往的冷卻裝置(以下稱作現(xiàn)有例1的冷卻裝置)的圖。

如圖4所示，在現(xiàn)有例1的冷卻裝置中，沿著由冷卻風(fēng)扇103產(chǎn)生的風(fēng)的流動(dòng)方向a順次配置有防塵過(guò)濾器101、發(fā)熱體102以及冷卻風(fēng)扇103。而且，在防塵過(guò)濾器101的風(fēng)的流動(dòng)方向a的上游側(cè)設(shè)置有第一溫度傳感器104，在相對(duì)于防塵過(guò)濾器101的風(fēng)的流動(dòng)方向a的下游側(cè)設(shè)置有第二溫度傳感器105。

圖5a～圖5c是分別表示由上述的第一溫度傳感器104和第二溫度傳感器105各自檢測(cè)出的溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。并且，在圖5a～圖5c中的各圖中，標(biāo)注有標(biāo)記b的曲線表示第一溫度傳感器104的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化，標(biāo)注有標(biāo)記c的曲線表示第二溫度傳感器105的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化。特別是，圖5a表示防塵過(guò)濾器101中沒(méi)有發(fā)生堵塞的情況下的各溫度傳感器104、105的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化，圖5b表示防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞的情況下的各溫度傳感器104、105的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化。

在防塵過(guò)濾器101中沒(méi)有發(fā)生堵塞的情況下，如圖5a所示，第一溫度傳感器104和第二溫度傳感器105各自的檢測(cè)溫度均不超過(guò)預(yù)先決定的溫度閾值s。然而，在防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞的情況下，如圖5b所示，第二溫度傳感器105的檢測(cè)溫度超過(guò)上述的溫度閾值s。由此，現(xiàn)有例1的冷卻裝置在第二溫度傳感器105的檢測(cè)溫度超過(guò)了上述的溫度閾值s時(shí)，判定為防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞。

另外，圖6是示意性地表示日本特開(kāi)2014-098523號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的以往的冷卻裝置(以下稱作現(xiàn)有例2的冷卻裝置)的圖。其中，在圖6中，對(duì)與上述的現(xiàn)有例1的冷卻裝置相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)記。

如圖6所示，在現(xiàn)有例2的冷卻裝置中，也是沿著由冷卻風(fēng)扇103產(chǎn)生的風(fēng)的流動(dòng)方向a順次配置有防塵過(guò)濾器101、發(fā)熱體102以及冷卻風(fēng)扇103。而且，如圖6所示，對(duì)發(fā)熱體102的周邊溫度進(jìn)行檢測(cè)的溫度傳感器106設(shè)置在發(fā)熱體102的附近。

如圖6所示，現(xiàn)有例2的冷卻裝置還具備溫度檢測(cè)部107、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制部108以及堵塞判定部109。

而且，溫度檢測(cè)部107對(duì)溫度傳感器106的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化進(jìn)行監(jiān)視。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制部108一邊根據(jù)由溫度傳感器106檢測(cè)出的發(fā)熱體102的周邊溫度來(lái)使冷卻風(fēng)扇103的轉(zhuǎn)速增加，一邊對(duì)冷卻風(fēng)扇103的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)視。在監(jiān)視到的冷卻風(fēng)扇103的轉(zhuǎn)速超過(guò)基準(zhǔn)值的情況下，堵塞判定部109判定為防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞。

然而，在上述的現(xiàn)有例1的冷卻裝置中，在沒(méi)有發(fā)生防塵過(guò)濾器101的堵塞但發(fā)熱體102的負(fù)荷增加而發(fā)熱體102發(fā)熱的情況下，有時(shí)導(dǎo)致如圖5c所示那樣第二溫度傳感器105的檢測(cè)溫度超過(guò)規(guī)定的溫度閾值s。在該情況下，會(huì)錯(cuò)誤地判定為防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞。因此，在上述的現(xiàn)有例1的冷卻裝置中，存在無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)防塵過(guò)濾器101的堵塞進(jìn)行檢測(cè)這樣的問(wèn)題。

在上述的現(xiàn)有例2的冷卻裝置中也可能產(chǎn)生該問(wèn)題。即，在上述的現(xiàn)有例2的冷卻裝置中，在防塵過(guò)濾器101中沒(méi)有發(fā)生堵塞但發(fā)熱體102的負(fù)荷增加而發(fā)熱體102發(fā)熱的情況下，有時(shí)根據(jù)發(fā)熱體102的周邊溫度而冷卻風(fēng)扇103的轉(zhuǎn)速超過(guò)基準(zhǔn)值。在該情況下，會(huì)錯(cuò)誤地判定為防塵過(guò)濾器101中發(fā)生了堵塞。因此，在上述的現(xiàn)有例2的冷卻裝置中，也存在無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)防塵過(guò)濾器101的堵塞進(jìn)行檢測(cè)這樣的問(wèn)題。

另外，根據(jù)冷卻性能，冷卻裝置的熱時(shí)間常數(shù)越大，則每單位時(shí)間的溫度變化越小。因而，在上述的現(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2的冷卻裝置中，存在如果不持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地對(duì)發(fā)熱體102的溫度進(jìn)行監(jiān)視則無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)過(guò)濾器101的堵塞進(jìn)行檢測(cè)的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種不對(duì)發(fā)熱體的溫度進(jìn)行監(jiān)視就能夠準(zhǔn)確且在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)堵塞的冷卻裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種冷卻裝置，該冷卻裝置具備：散熱構(gòu)造體，其具有要配置于發(fā)熱體的多個(gè)散熱片部；冷卻風(fēng)扇，其產(chǎn)生流過(guò)各散熱片部間的間隙的風(fēng)；電極部，其設(shè)置于所述間隙且與散熱片部電絕緣；電源部，其對(duì)散熱構(gòu)造體與電極部之間施加電壓；電壓檢測(cè)部，其對(duì)在散熱構(gòu)造體與電極部之間施加的電壓值進(jìn)行檢測(cè)；電流檢測(cè)部，其對(duì)流過(guò)至少順次將電源部、電極部以及散熱構(gòu)造體電連接而成的電路的電流值進(jìn)行檢測(cè)；絕緣電阻檢測(cè)部，其基于電壓檢測(cè)部和電流檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果來(lái)計(jì)算散熱構(gòu)造體與電極部之間的絕緣電阻值；以及比較部，其將由絕緣電阻檢測(cè)部計(jì)算出的絕緣電阻值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，其中，在所述比較部中將由絕緣電阻檢測(cè)部計(jì)算出的絕緣電阻值與所述規(guī)定的閾值進(jìn)行比較的結(jié)果是計(jì)算出的絕緣電阻值低于所述規(guī)定的閾值的情況下，判定為散熱片部中發(fā)生了堵塞。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種上述的第一方式的冷卻裝置，其中，該冷卻裝置還具備對(duì)所述規(guī)定的閾值進(jìn)行設(shè)定的設(shè)定部，能夠?qū)⒂稍O(shè)定部設(shè)定出的所述規(guī)定的閾值重寫(xiě)。

附圖說(shuō)明

根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的典型的實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些目的、特征及優(yōu)點(diǎn)以及其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加明確。

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是將圖1所示的電極部放大地示出的立體圖，是說(shuō)明對(duì)堵塞進(jìn)行檢測(cè)的狀況的圖。

圖3是將圖1所示的電極部放大地示出的立體圖，是說(shuō)明電極部的形狀特征的圖。

圖4是示意性地表示日本特開(kāi)2014-165421號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的以往的冷卻裝置的圖。

圖5a是表示防塵過(guò)濾器中沒(méi)有發(fā)生堵塞的情況下的溫度傳感器的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖5b是表示防塵過(guò)濾器中發(fā)生了堵塞的情況下的溫度傳感器的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖5c是表示防塵過(guò)濾器中沒(méi)有發(fā)生堵塞但發(fā)熱體的負(fù)荷增加而發(fā)熱體發(fā)熱的情況下的溫度傳感器的檢測(cè)溫度的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖6是示意性地表示日本特開(kāi)2014-098523號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的以往的冷卻裝置的圖。

具體實(shí)施方式

接著，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖中，對(duì)相同的構(gòu)件標(biāo)注相同的參照標(biāo)記。而且，在不同的附圖中標(biāo)注有相同的參照標(biāo)記的要素意味著是具有相同功能的結(jié)構(gòu)要素。另外，為了容易理解，這些附圖適當(dāng)變更了比例尺。

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。

如圖1所示，本實(shí)施方式的冷卻裝置10具備：散熱構(gòu)造體11，其具有要配置于發(fā)熱體(未圖示)的多個(gè)散熱片部11a；以及冷卻風(fēng)扇12，其產(chǎn)生流過(guò)各散熱片部11a間的間隙的風(fēng)。冷卻風(fēng)扇12例如是風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。

在本實(shí)施方式的冷卻裝置10中，通過(guò)使冷卻風(fēng)扇12工作，來(lái)使圖1所示的箭頭d的方向的風(fēng)流過(guò)各散熱片部11a間的間隙。由此，使得一邊向各散熱片部11a傳遞發(fā)熱體(未圖示)的熱，一邊通過(guò)風(fēng)對(duì)各散熱片部11a進(jìn)行冷卻。

如圖1所示，冷卻裝置10還具備電極部13和電源部14，該電極部13設(shè)置于相鄰的散熱片部11a間的間隙且與各散熱片部11a電絕緣，該電源部14對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極部13之間施加電壓。

冷卻裝置10還具備：開(kāi)關(guān)部15，其對(duì)由上述的電源部14進(jìn)行的電壓施加進(jìn)行接通和斷開(kāi)控制；電壓檢測(cè)部16，其對(duì)在散熱構(gòu)造體11與電極部13之間施加的電壓的值進(jìn)行檢測(cè)；以及電流檢測(cè)部17，其對(duì)流過(guò)將電源部14、開(kāi)關(guān)部15、電極部13以及散熱構(gòu)造體11順次電連接而成的電路的電流的值進(jìn)行檢測(cè)。

冷卻裝置10還具備：絕緣電阻檢測(cè)部18，其基于電壓檢測(cè)部16和電流檢測(cè)部17的檢測(cè)結(jié)果，來(lái)對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極部13之間的絕緣電阻值進(jìn)行計(jì)算；比較部19，其將由絕緣電阻檢測(cè)部18計(jì)算出的絕緣電阻值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較；以及設(shè)定部20，其對(duì)該規(guī)定的閾值進(jìn)行設(shè)定。

而且，在比較部19中將由絕緣電阻檢測(cè)部18計(jì)算出的絕緣電阻值與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較的結(jié)果是計(jì)算出的絕緣電阻值低于規(guī)定的閾值的情況下，比較部19判定為散熱片部11a中發(fā)生了堵塞。

此外，優(yōu)選的是，在上述的設(shè)定部20中，作為規(guī)定的閾值的絕緣電阻值是能夠重寫(xiě)的。

圖2是將圖1所示的電極部13放大地示出的立體圖，是說(shuō)明對(duì)堵塞進(jìn)行檢測(cè)的狀況的圖。圖3是將圖1所示的電極部13放大地示出的立體圖，是說(shuō)明電極部13的形狀特征的圖。

如圖2所示，上述的電極部13具備球狀的電極21以及相對(duì)于散熱構(gòu)造體11支承電極21的支承構(gòu)件22。具體地說(shuō)，支承構(gòu)件22以從散熱構(gòu)造體11的水平面11b突出的方式延伸。而且，電極21以電極21與散熱片部11a相分離而位于空中的方式被支承于支承構(gòu)件22的頂端部。

并且，上述的電極21經(jīng)由支承構(gòu)件22而與電源部14的高壓側(cè)(參照?qǐng)D1)電連接。另外，具有散熱片部11a的散熱構(gòu)造體11與電源部14的接地側(cè)(參照?qǐng)D1)電連接。并且，雖然散熱構(gòu)造體11和支承構(gòu)件22均具有導(dǎo)電性，但是支承構(gòu)件22的表面被絕緣件24覆蓋。由此，使得僅對(duì)電極21與散熱構(gòu)造體11之間施加電壓。

根據(jù)圖1和圖2，當(dāng)使開(kāi)關(guān)部15處于接通狀態(tài)時(shí)，通過(guò)電源部14對(duì)電極部13的電極21與具有散熱片部11a的散熱構(gòu)造體11之間施加電壓。接著，絕緣電阻檢測(cè)部18根據(jù)由電壓檢測(cè)部16檢測(cè)出的電壓值和由電流檢測(cè)部17檢測(cè)出的電流值，來(lái)對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極21之間的絕緣電阻(＝電壓值/電流值)進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)，在散熱片部11a間的間隙沒(méi)有發(fā)生堵塞的情況下，沒(méi)有任何東西介于散熱構(gòu)造體11與電極21間的間隙處，因此散熱構(gòu)造體11與電極21之間的絕緣電阻是非常高的值、例如為幾百mω。

然而，當(dāng)如圖2所示那樣空氣中的粉塵、金屬屑、切削液、水等之類的雜質(zhì)23進(jìn)入到散熱構(gòu)造體11與電極21間的間隙時(shí)，散熱構(gòu)造體11與電極21之間的絕緣電阻值例如下降到幾kω。

根據(jù)以上的情形，在本實(shí)施方式的冷卻裝置10中，在散熱構(gòu)造體11與電極21之間的絕緣電阻值低于規(guī)定的閾值的情況下，判定為在散熱片部11a間的間隙發(fā)生了堵塞。

這樣的堵塞的判定方法并不是基于發(fā)熱體、散熱構(gòu)造體11的溫度來(lái)對(duì)堵塞的發(fā)生進(jìn)行判定的方法，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地進(jìn)行堵塞的檢測(cè)。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施方式，不會(huì)如上述的現(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2的冷卻裝置那樣發(fā)生如下問(wèn)題：在沒(méi)有發(fā)生堵塞但發(fā)熱體的負(fù)荷增加而發(fā)熱體發(fā)熱的情況下，錯(cuò)誤地判定為發(fā)生了堵塞。另外，也不需要考慮散熱構(gòu)造體11的熱時(shí)間常數(shù)來(lái)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地對(duì)散熱構(gòu)造體11的溫度進(jìn)行監(jiān)視。

此外，在本實(shí)施方式中，存在如圖3所示那樣只是切削液、水等液體25附著于散熱構(gòu)造體11的水平面11b而沒(méi)有發(fā)生堵塞的情況。在該情況下，當(dāng)因液體25的存在而導(dǎo)致散熱構(gòu)造體11與電極21之間的絕緣電阻值低于規(guī)定的閾值時(shí)，會(huì)誤判定為發(fā)生了堵塞。為了防止這種情況，如圖2和圖3所示，通過(guò)從散熱構(gòu)造體11的水平面11b突出的支承構(gòu)件22來(lái)將電極21配置在空中，利用絕緣件24將支承構(gòu)件22的表面覆蓋。

并且，為了更可靠地防止上述那樣的誤判定，優(yōu)選的是，不僅在支承構(gòu)件22的表面上覆蓋上述的絕緣件24，而且如圖2、圖3所示那樣在散熱構(gòu)造體11的水平面11b上的支承構(gòu)件22的周邊區(qū)域也大范圍地覆蓋上述的絕緣件24。

另外，在上述的實(shí)施方式中，散熱構(gòu)造體11是由具有導(dǎo)電性的材料形成的。但是，散熱構(gòu)造體11也可以是由不具有導(dǎo)電性的材料制成的。在該情況下，優(yōu)選的是，在散熱構(gòu)造體11的表面設(shè)置追加電極，對(duì)該追加電極與上述的電極21之間的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)。

另外，在圖1所示的實(shí)施方式中，在散熱片部11a間的間隙處僅設(shè)置有一個(gè)電極部13。但是，在本發(fā)明中，電極部13的數(shù)量不限定于一個(gè)，也可以具備兩個(gè)以上的電極部13。例如，也可以是，在散熱構(gòu)造體11中容易引起堵塞的位置附近集中地配置多個(gè)電極部13。另外，電極部13的電極21的形狀也可以是任意形狀，例如也可以是板狀、棒狀這樣的形狀。

另外，關(guān)于使用于對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極部13之間的絕緣電阻的下降進(jìn)行判定的規(guī)定的閾值，優(yōu)選為設(shè)置多個(gè)閾值。例如，在設(shè)定部20中事先存儲(chǔ)第一閾值和低于該第一閾值的第二閾值來(lái)作為上述的規(guī)定的閾值。而且，優(yōu)選的是，在由絕緣電阻檢測(cè)部18檢測(cè)出的絕緣電阻值下降至低于第一閾值的值的情況下，發(fā)出警告(warning)，在絕緣電阻值進(jìn)一步下降至低于第二閾值的值的情況下，發(fā)出警報(bào)(alarm)。

并且，作為對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極部13之間施加的電源部14的電壓，也可以利用搭載有冷卻裝置10的設(shè)備的電源裝置中所使用的逆變器系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)內(nèi)存在的直流環(huán)節(jié)部的電壓。在該情況下，優(yōu)選的是，在逆變器系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)處于休止的期間中執(zhí)行絕緣電阻的檢測(cè)動(dòng)作，以避免對(duì)散熱構(gòu)造體11與電極部13之間的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)的動(dòng)作對(duì)逆變器、轉(zhuǎn)換器的控制產(chǎn)生影響。

另外，在將多個(gè)冷卻裝置10搭載于設(shè)備的情況下，優(yōu)選的是，使用通信單元來(lái)將由各個(gè)冷卻裝置10的絕緣電阻檢測(cè)部18檢測(cè)出的絕緣電阻值向數(shù)值控制裝置、平板終端傳送或通知。由此，容易知道是哪個(gè)冷卻裝置10發(fā)生了散熱片部11a的堵塞而需要清掃或更換散熱構(gòu)造體11。其結(jié)果，能夠削減因冷卻裝置10的維護(hù)而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間。

以上，使用典型的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)ι鲜龅膶?shí)施方式的形狀、構(gòu)造、材料等進(jìn)行變更以及進(jìn)行各種其它變更、省略、追加。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，不是基于發(fā)熱體、散熱構(gòu)造體的溫度來(lái)對(duì)堵塞的發(fā)生進(jìn)行判定，而是根據(jù)散熱構(gòu)造體與電極部之間的絕緣電阻的下降來(lái)對(duì)堵塞的發(fā)生進(jìn)行判定，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確地進(jìn)行堵塞的檢測(cè)。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，不會(huì)如上述的現(xiàn)有例1、現(xiàn)有例2的冷卻裝置那樣產(chǎn)生如下問(wèn)題：在沒(méi)有發(fā)生堵塞但發(fā)熱體的負(fù)荷增加而發(fā)熱體發(fā)熱的情況下，錯(cuò)誤地判定為發(fā)生了堵塞。另外，也不需要考慮散熱構(gòu)造體的熱時(shí)間常數(shù)來(lái)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間地對(duì)散熱構(gòu)造體的溫度進(jìn)行監(jiān)視。