Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4103272B2 - Pulse power supply cooling method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4103272B2 - Pulse power supply cooling method - Google Patents

Pulse power supply cooling method Download PDF

Info

Publication number
JP4103272B2
JP4103272B2 JP31906099A JP31906099A JP4103272B2 JP 4103272 B2 JP4103272 B2 JP 4103272B2 JP 31906099 A JP31906099 A JP 31906099A JP 31906099 A JP31906099 A JP 31906099A JP 4103272 B2 JP4103272 B2 JP 4103272B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
power supply
pulse power
magnet
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP31906099A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001136758A (en
Inventor
栄二 笹本
竹久 小金澤
貴 五十嵐
俊宏 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP31906099A priority Critical patent/JP4103272B2/en
Publication of JP2001136758A publication Critical patent/JP2001136758A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4103272B2 publication Critical patent/JP4103272B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力用半導体スイッチを用いたパルス発生回路と、可飽和リアクトルとコンデンサによる磁気パルス圧縮回路を組み合わせ、高い繰り返しで狭幅の大電流パルスを発生するパルス電源装置の冷却方法に係り、特に油密タンクに収納する回路素子の冷却に関するものであり、エキシマレーサ等の高電圧パルス発生回路等に用いられる。
【0002】
【従来の技術】
図11は従来のパルス電源装置の回路図を示し、パルス発生回路1は、電力用の初段コンデンサCOを設け、この初段コンデンサCOを高圧充電器2により初期充電しておき、半導体スイッチSWのオン制御で初段コンデンサCOから可飽和リアクトルSI0を介してパルストランスPTにパルス電流I0を供給する。可飽和リアクトルSI0は、半導体スイッチSWの完全なオン後に飽和動作してパルス電流I0を発生させることにより、半導体スイッチSWの責務を軽減し、スイッチング損失を軽減する。
【0003】
パルストランスPTの二次側には磁気パルス圧縮回路3が接続され、パルス電流I0はパルストランスPTで昇圧されてパルス電流I1となり、コンデンサC1を高圧充電し、このコンデンサC1の充電電圧で可飽和リアクトルSI1が磁気スイッチ動作することにより、磁気パルス圧縮した狭幅のパルス電流I2を図示の方向でコンデンサC2へ印加してコンデンサC2を高圧充電する。さらに、コンデンサC2の充電電圧で可飽和リアクトルSI2が磁気スイッチ動作することにより、更に狭幅のパルス電流I3が図示の方向に流れ、レーザヘッドのチャンバなどの負荷4に狭幅・高電圧のパルス電流I3が繰り返し供給される。
【0004】
ここで、可飽和リアクトルSI0〜SI2やパルストランスPTに使用されるコアには、巻線に流れる高繰り返しのパルス電流によるヒステリシス損及び渦電流損が発生し、温度が上昇する。又、半導体スイッチSWもスイッチング動作時の損失により発熱する。これらの発熱する回路素子は冷却のために油密タンクに収納される(半導体スイッチSWは油密タンク外で水冷又は風冷される場合もある。)。又、コンデンサC1,C2は、可飽和リアクトルSI0,SI1との間で狭幅のパルス電流を流せるよう近接配置するため、油密タンク内に一括収納される。この油密タンクの冷媒としては、絶縁油、フロリナートなどの絶縁性の高い液体が使われる。
【0005】
従来のパルス電源装置の冷却装置として図12及び図13に示すものがあった。図12は自然対流方式の冷却装置の断面図を示し、油密タンク5内には油6が収納され、油密タンク5内の上部には空気7が存在している。油6内の下部には上記のような回路素子からなる発熱物8が浸漬され、油6内の上部にはラジエータ9が浸漬され、ラジエータ9には油密タンク5の上方から挿入された冷却水の流入管10と流出管11が接続され、発熱物8とラジエータ9の間には油流を調整するためのバッフル12が設けられている。
【0006】
図12の冷却装置においては、発熱物8の周囲の油6は発熱物8から熱を奪い、この油は比重が軽くなることにより上方へ移動する。一方、ラジエータ9には流入管10から冷却水が流入し、流出管11から流出している。熱せられた油はこのラジエータ9と接することにより冷却され、比重が重くなり、下方へ移動する。このような油流はバッフル12と呼ばれるガイドにより効率良く流れるように調整されており、このような自然な対流により発熱物8は冷却される。
【0007】
図13は強制対流方式の冷却装置の概略構成図を示し、油密タンク5内に収納された油には発熱物が浸漬されている。油密タンク5には油の流入管13及び流出管14が設けられ、流入管13及び流出管14には継手15,16を介して配管17が接続され、配管17にはポンプ18及び熱交換器19が設けられ、熱交換器19には冷却水配管20が挿入されている。
【0008】
図13の冷却装置において、ポンプ18により油密タンク5内と配管17との間を強制的に循環させられた油は熱交換器19において冷却水と熱交換により冷却され、冷却された油は流入管13から油密タンク5内に流入し、発熱物に吹き付けられる。これにより、発熱物が冷却されるとともに、油が熱せられ、熱せられた油は流出管14から油密タンク5外に流出し、再び循環される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図12に示した冷却装置では、油の比重変化という物理現象による対流なので、流れが弱く冷却能力が低い。このため、パルス電源の高繰り返し化や多段圧縮による短パルス化により回路素子の発熱量が増加すると、冷却しきれなくなった。又、図13に示した冷却装置では、冷却能力は高いが、ポンプ18などを必要とするため、装置が大形化し、コストアップとなった。又、油を循環させるための配管17の継手(実際には符号15,16で示すものだけではない。)部分が多くなり、油漏れ防止に対する信頼性が低くなる。
【0010】
この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、冷却能力が高く、小型、安価であり、かつ冷媒漏れが生じないパルス電源装置の冷却方法を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係るパルス電源装置の冷却方法は、パルスを発生するパルス電源装置の回路素子を冷却するパルス電源装置の冷却方法において、非磁性材からなるタンクの内部に上記回路素子が浸漬される冷媒を収納するとともに、この冷媒にタンク外から冷却水が通流されるラジエータを浸漬し、タンク内に冷媒を撹拌する磁石とクロスフロー羽根からなる撹拌部材を設けるとともに、タンク外に撹拌部材と対向するようにモータと連結され、撹拌部材と磁気的に連結された磁気連結手段を設け、磁石の回転により冷媒を横方向に撹拌するとともに、クロスフロー羽根の回転により冷媒を縦方向に撹拌するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施形態1
以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。図1は実施形態1によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、油密タンク21はステンレスやアルミニウムなどの非磁性材により形成され、その内部には油6が収納され、油密タンク21内の上部には空気7が存在している。油6内の下部にはパルス電源装置の回路素子からなる発熱物8が収納されるとともに、上部にはラジエータ9が収納され、ラジエータ9には油密タンク21の上部に挿入された冷却水の流入管10及び流出管11が接続され、冷却水が通流される。
【0013】
油密タンク21の側面の内側には攪拌部材である磁石22が配設され、油密タンク21の側面の外側には磁石22と対向して磁気連結手段23が設けられ、磁気連結手段23は磁石取付板24に2個の磁石25,26を逆極性に取り付けて構成されている。磁石取付板24はモータ27の回転軸27aに取り付けられ、モータ27は交流電源28に接続されている。モータ27は交流式でも直流式でもよい。又、磁石22に軸受は不要である。
【0014】
上記構成において、モータ27を駆動すると磁気連結手段23が回転し、油密タンク21の側壁を介して磁気連結手段23と磁気的に連結されている磁石22も回転し、油6は攪拌される。
【0015】
実施形態1においては、発熱物8により熱せられた油6は上昇してラジエータ9により冷却され、下降する。又、磁石22の回転により油6が攪拌され、冷たい油6と熱せられた油6が混合されることにより熱交換が促進される。このため、冷却効率を向上することができる。又、油密タンク21内の磁石22は外部からの磁力により回転させられるので、油密タンク21を貫通する部材は不要であり、シームレスで油漏れ防止に対して高い信頼性を持つことができる。更に、油密タンク21は非磁性金属であるステンレスやアルミニウムにより形成され、磁気連結手段23から磁石22への磁力は多少弱められるが、構造は簡単であり、ポンプや油配管あるいは磁石22の軸受なども必要としないために、装置を小形、安価にすることができる。又、磁石22や磁気連結手段23及びモータ27を油密タンク21の側面に設けたので、油6の側方からの流れによって冷却されやすいように発熱物8を配置することができ、又油密タンク21の底面に部品が隙間なく配置されていたり、入出力端子が底面に設けられていたりする場合にも支障が生じない。
【0016】
なお、ラジエータ9を二点鎖線で示すように磁石22と発熱物8との間に設けると、ラジエータ9で冷却された油6を磁石22の回転により発熱物8へ吹き付けることができ、冷却効率を一層高めることができる。
実施形態2
図2は実施形態2によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、ステンレス又はアルミニウムなどの非磁性材からなる油密タンク21の側壁に孔21aを設け、この孔21aにOリング29を介して非金属の絶縁板30が密接に取り付けられている。その他の構成は実施形態1と同様である。
【0017】
実施形態2においては、油密タンク21の一部を非金属の絶縁板30とし、その両側に磁石22及び磁気連結手段23を設けたので、この両者の間の磁気的な連結を強めることができる。その他の効果は実施形態1と同様である。
実施形態3
図3は実施形態3によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、絶縁板30の内側に配設された磁石22は回転軸31を有し、回転軸31はタンク21内の底面に立設した軸受32に回転自在に支持されている。又、回転軸31の先端には羽根33が取り付けられ、磁石22と羽根33により攪拌部材が形成される。羽根33は、扇風機の羽根、船のスクリュー、飛行機のプロペラなどのような角度を持っている。その他の構成は実施形態2と同様である。
【0018】
実施形態3においては、攪拌部材を磁石22と羽根33により構成したので、発熱物8方向への油流を多くすることができ、発熱物8を効果的に冷却することができる。その他の効果は実施形態2と同様である。なお、羽根33に磁石22を取り付けてもよく、又回転軸31を絶縁板30で回転自在に支持するようにしてもよい。
実施形態4
図4は実施形態4によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、絶縁板30の内側に回転軸34を回転自在に支持し、この回転軸34に攪拌部材である鉄製の羽根35が取り付けられている。その他の構成は実施形態2と同様である。
【0019】
実施形態4においては、磁気連結手段23と羽根35は磁気的に連結され、磁気連結手段23の回転により羽根35も回転し、攪拌が行われる。従って、磁石22を省略したので構成が簡単となり、しかも発熱物8方向への油流を確保することができる。その他の効果は実施形態2と同様である。
実施形態5
図5は実施形態5によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、発熱物8の周囲を円筒状のガイド36によりおおい、ガイド36は羽根35による油流の方向に配置する。その他の構成は実施形態4と同様である。
【0020】
実施形態5においては、羽根35の回転による油流はガイド36に案内されて発熱物8の周囲を通過した後、熱せられて上昇し、ラジエータ9により冷却されて下降し、羽根35の方へ戻る。このように油流がガイド36により方向付けられたことにより冷却効果を向上することができる。その他の効果は実施形態4と同様である。
実施形態6
図6は実施形態6によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、実施形態1において油密タンク21の側面に設けられていた磁石22、磁気連結手段23、モータ27、及び交流電源28を実施形態6においては油密タンク21の底面に対して設けた。その他の構成は実施形態1と同様である。
【0021】
実施形態6においては、磁石22や磁気連結手段23等を油密タンク21の底面に対して設けており、この底面の内外のスペースに余裕がある場合に有効であり、油流は下から上へ流れるので発熱物8を構成する回路素子の配置がこのような油流により冷却され易い場合に有効である。又、磁気連結手段23から磁石22への磁力の伝達方向と重力方向が一致しているために、磁力伝達効率がよく、回転軸27aの方向も重力方向と一致しているために回転軸27aや軸受の摩擦が少ない。その他の効果は実施形態1と同様である。
実施形態7
図7は実施形態7によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、実施形態3における磁石22の回転軸31に羽根33に代って回転軸31の方向と直角な方向の油の流れを発生させるクロスフロー羽根37を取り付けている。その他の構成は実施形態3と同様である。
【0022】
実施形態7においては、磁石22の回転による油の流れは横方向に発生し、クロスフロー羽根37の回転による油の流れは縦方向に発生するので、油密タンク21内を均一に攪拌することができ、熱交換を促進して冷却効率を高めることができる。その他の効果は実施形態3と同様である。
実施形態8
図8は実施形態8によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、ステンレスやアルミなどの非磁性材により形成された油密タンク21の側面に突出部21bを設け、突出部21bの外側にモータのステータ38を設けるとともに、突出部21bの内側に永久磁石からなるモータのロータ39を設け、ロータ39の回転軸40に羽根35を設けている。
【0023】
実施形態8においては、羽根35がステータ38とロータ39からなるモータにより直接駆動されるので、羽根35に強力で制御性のある回転力を付与することができ、攪拌が効果的に行われて冷却効率が向上する。又、この冷却構造は油密タンク21を貫通しないので、油漏れ防止に対する信頼が高い。さらに、ポンプなどが必要ないので、小形安価である。
実施形態9
図9は実施形態9によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、モータ27を油密タンク21内に設け、モータ27に羽根35を連結している。
【0024】
実施形態9においては、羽根35をモータ27により直接駆動するため、強力な攪拌を行うことができ、冷却効率を向上することができる。ただし、モータ27と交流電源28とを電気的に接続するため、シール構造が必要になる。又、モータ27が油6に浸漬されるので、メンテナンスが多少困難になる。構造は簡単で、小形安価になる。
実施形態10
図10は実施形態10によるパルス電源装置の冷却装置の断面図を示し、実施例1におけるモータ27に代ってファン(モータ付のもの)41を設けるとともに、回転数調整のための歯車機構42をファン41と磁気連結手段23との間に設けている。その他の構成は実施形態1と同様である。
【0025】
実施形態10においては、油密タンク21外の部品の風冷を行うファン41を利用して磁気連結手段23の駆動を行っており、油6の攪拌と油密タンク21外の部品の冷却を同時に行うことができ、効率的である。その他の効果は実施形態1と同様である。
【0026】
なお、上記各実施形態においては、冷媒として油6を用いたが、フロリナートなどのその他の冷媒を用いることができる。又、実施形態6に示すように冷却装置の各構成部材を油密タンク21の底面の内外に設けることは、その他の実施形態においても適用することができる。
【0027】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項1によれば、撹拌部材を磁石とクロスフロー羽根から構成し、磁石の回転により冷媒を横方向に撹拌するとともに、クロスフロー羽根の回転により冷媒を縦方向に撹拌しており、このように横方向及び縦方向の撹拌によりタンク内の撹拌を均一に行うことができ、冷却効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施形態1によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図2】 実施形態2によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図3】 実施形態3によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図4】 実施形態4によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図5】 実施形態5によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図6】 実施形態6によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図7】 実施形態7によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図8】 実施形態8によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図9】 実施形態9によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図10】 実施形態10によるパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図11】 従来のパルス電源装置の回路図である。
【図12】 従来のパルス電源装置の冷却装置の断面図である。
【図13】 従来の他のパルス電源装置の冷却装置の斜視図である。
【符号の説明】
6…油
8…発熱物
9…ラジエータ
21…油密タンク
21a…孔
22…磁石
23…磁気連結手段
27…モータ
30…絶縁板
33,35…羽根
36…ガイド
37…クロスフロー羽根
38…ステータ
39…ロータ
40…ファン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cooling a pulse power supply apparatus that combines a pulse generation circuit using a power semiconductor switch and a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor and a capacitor to generate a large current pulse with a high repetition rate and a narrow width, In particular, it relates to cooling of circuit elements housed in oil-tight tanks, and is used in high voltage pulse generation circuits such as excimer racers.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 shows a circuit diagram of a conventional pulse power supply device. The pulse generation circuit 1 is provided with a first-stage capacitor CO for power, and the first-stage capacitor CO is initially charged by a high-voltage charger 2 to turn on the semiconductor switch SW. Under control, the pulse current I0 is supplied from the first stage capacitor CO to the pulse transformer PT via the saturable reactor SI0. The saturable reactor SI0 performs a saturation operation after the semiconductor switch SW is completely turned on to generate a pulse current I0, thereby reducing the duty of the semiconductor switch SW and reducing switching loss.
[0003]
A magnetic pulse compression circuit 3 is connected to the secondary side of the pulse transformer PT, and the pulse current I0 is boosted by the pulse transformer PT to become the pulse current I1, and the capacitor C1 is charged with high voltage, and is saturated with the charging voltage of the capacitor C1. When the reactor SI1 operates as a magnetic switch, a narrow pulse current I2 compressed by magnetic pulses is applied to the capacitor C2 in the direction shown in the figure to charge the capacitor C2 with a high voltage. Further, the saturable reactor SI2 operates as a magnetic switch with the charging voltage of the capacitor C2, so that a further narrow pulse current I3 flows in the direction shown in the figure, and a narrow and high voltage pulse is applied to the load 4 such as the chamber of the laser head. The current I3 is repeatedly supplied.
[0004]
Here, in the core used for the saturable reactors SI0 to SI2 and the pulse transformer PT, a hysteresis loss and an eddy current loss due to a high repetition pulse current flowing in the winding occur, and the temperature rises. Further, the semiconductor switch SW also generates heat due to loss during the switching operation. These heat generating circuit elements are housed in an oil-tight tank for cooling (the semiconductor switch SW may be water-cooled or air-cooled outside the oil-tight tank). Further, since the capacitors C1 and C2 are arranged close to each other so that a narrow pulse current can flow between the saturable reactors SI0 and SI1, they are collectively stored in an oil-tight tank. As the refrigerant of the oil-tight tank, a highly insulating liquid such as insulating oil or fluorinate is used.
[0005]
There existed what was shown in FIG.12 and FIG.13 as a cooling device of the conventional pulse power supply device. FIG. 12 is a cross-sectional view of a natural convection type cooling device. Oil 6 is stored in the oil-tight tank 5, and air 7 is present in the upper part of the oil-tight tank 5. A heating element 8 composed of the circuit elements as described above is immersed in the lower part of the oil 6, and a radiator 9 is immersed in the upper part of the oil 6. Cooling inserted into the radiator 9 from above the oil-tight tank 5. A water inflow pipe 10 and an outflow pipe 11 are connected, and a baffle 12 for adjusting the oil flow is provided between the heating element 8 and the radiator 9.
[0006]
In the cooling device of FIG. 12, the oil 6 around the exothermic material 8 takes heat away from the exothermic material 8, and this oil moves upward as the specific gravity is reduced. On the other hand, cooling water flows into the radiator 9 from the inflow pipe 10 and flows out from the outflow pipe 11. The heated oil is cooled by coming into contact with the radiator 9, the specific gravity is increased, and the oil moves downward. Such an oil flow is adjusted so as to flow efficiently by a guide called a baffle 12, and the heat generating material 8 is cooled by such natural convection.
[0007]
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a forced convection type cooling device, and a heat generating material is immersed in the oil stored in the oil-tight tank 5. The oil-tight tank 5 is provided with an oil inflow pipe 13 and an outflow pipe 14, and a pipe 17 is connected to the inflow pipe 13 and the outflow pipe 14 through joints 15 and 16. A pump 18 and heat exchange are connected to the pipe 17. A cooler pipe 20 is inserted in the heat exchanger 19.
[0008]
In the cooling device of FIG. 13, oil forcedly circulated between the oil-tight tank 5 and the pipe 17 by the pump 18 is cooled by heat exchange with the cooling water in the heat exchanger 19, and the cooled oil is It flows into the oil-tight tank 5 from the inflow pipe 13 and is sprayed on the heat generating material. As a result, the heat generating material is cooled and the oil is heated, and the heated oil flows out of the oil-tight tank 5 from the outflow pipe 14 and is circulated again.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the cooling device shown in FIG. 12, since the convection is caused by a physical phenomenon of change in specific gravity of oil, the flow is weak and the cooling capacity is low. For this reason, when the heat generation amount of the circuit element increases due to the high repetition rate of the pulse power supply or the shortening of the pulse due to multistage compression, the cooling cannot be performed. Further, the cooling device shown in FIG. 13 has a high cooling capacity, but requires a pump 18 and the like, resulting in an increase in the size of the device and an increase in cost. In addition, the number of joints (in fact, not only those indicated by reference numerals 15 and 16) of the pipe 17 for circulating the oil increases, and the reliability for preventing oil leakage decreases.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a cooling method for a pulse power supply device that has a high cooling capacity, is small and inexpensive, and does not cause refrigerant leakage. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cooling method for a pulse power supply apparatus, wherein the circuit element is disposed inside a tank made of a non-magnetic material. While storing the refrigerant to be immersed, a radiator through which cooling water flows from outside the tank is immersed in this refrigerant, and a stirring member comprising a magnet and a cross-flow blade for stirring the refrigerant is provided inside the tank, and stirring is performed outside the tank. The magnetic coupling means coupled to the motor and magnetically coupled to the agitating member is provided so as to face the member, and the refrigerant is agitated in the lateral direction by the rotation of the magnet, and the refrigerant is caused in the longitudinal direction by the rotation of the cross flow blade. Stirring.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to the first embodiment. An oil-tight tank 21 is made of a non-magnetic material such as stainless steel or aluminum, and contains oil 6 therein. Air 7 is present in the upper part. A heating element 8 comprising circuit elements of the pulse power supply device is accommodated in the lower part of the oil 6, and a radiator 9 is accommodated in the upper part. The radiator 9 has cooling water inserted in the upper part of the oil-tight tank 21. The inflow pipe 10 and the outflow pipe 11 are connected, and cooling water flows.
[0013]
A magnet 22 as a stirring member is disposed inside the side surface of the oil-tight tank 21, and a magnetic coupling means 23 is provided on the outer side of the side surface of the oil-tight tank 21 so as to face the magnet 22. Two magnets 25 and 26 are attached to the magnet attachment plate 24 in reverse polarity. The magnet attachment plate 24 is attached to a rotating shaft 27 a of a motor 27, and the motor 27 is connected to an AC power source 28. The motor 27 may be an AC type or a DC type. Further, the magnet 22 does not require a bearing.
[0014]
In the above configuration, when the motor 27 is driven, the magnetic connecting means 23 rotates, the magnet 22 magnetically connected to the magnetic connecting means 23 through the side wall of the oil-tight tank 21 also rotates, and the oil 6 is agitated. .
[0015]
In the first embodiment, the oil 6 heated by the heat generating material 8 rises, is cooled by the radiator 9, and descends. Further, the oil 6 is agitated by the rotation of the magnet 22, and the cold oil 6 and the heated oil 6 are mixed to promote heat exchange. For this reason, cooling efficiency can be improved. Further, since the magnet 22 in the oil-tight tank 21 is rotated by a magnetic force from the outside, a member penetrating the oil-tight tank 21 is unnecessary, and it can be seamless and highly reliable for preventing oil leakage. . Further, the oil-tight tank 21 is made of stainless steel or aluminum which is a non-magnetic metal, and the magnetic force from the magnetic coupling means 23 to the magnet 22 is somewhat weakened, but the structure is simple and the pump, the oil pipe or the magnet 22 bearings. Therefore, the apparatus can be made small and inexpensive. Further, since the magnet 22, the magnetic coupling means 23, and the motor 27 are provided on the side surface of the oil-tight tank 21, the heating element 8 can be arranged so that it can be easily cooled by the flow of the oil 6 from the side. There is no problem even when the parts are arranged on the bottom surface of the dense tank 21 without a gap or the input / output terminals are provided on the bottom surface.
[0016]
In addition, when the radiator 9 is provided between the magnet 22 and the heat generating material 8 as indicated by a two-dot chain line, the oil 6 cooled by the radiator 9 can be sprayed on the heat generating material 8 by the rotation of the magnet 22, and the cooling efficiency Can be further enhanced.
Embodiment 2
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the second embodiment. A hole 21a is provided in the side wall of an oil-tight tank 21 made of a nonmagnetic material such as stainless steel or aluminum, and an O-ring 29 is provided in the hole 21a. A non-metallic insulating plate 30 is closely attached. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0017]
In the second embodiment, a part of the oil-tight tank 21 is a non-metallic insulating plate 30, and the magnet 22 and the magnetic coupling means 23 are provided on both sides thereof, so that the magnetic coupling between the two can be strengthened. it can. Other effects are the same as those of the first embodiment.
Embodiment 3
FIG. 3 is a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the third embodiment. The magnet 22 disposed inside the insulating plate 30 has a rotating shaft 31, and the rotating shaft 31 stands on the bottom surface in the tank 21. The bearing 32 is rotatably supported. A blade 33 is attached to the tip of the rotating shaft 31, and a stirring member is formed by the magnet 22 and the blade 33. The blades 33 have angles such as fan blades, ship screws, airplane propellers, and the like. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0018]
In the third embodiment, since the stirring member is constituted by the magnet 22 and the blade 33, the oil flow in the direction of the heat generating material 8 can be increased, and the heat generating material 8 can be effectively cooled. Other effects are the same as those of the second embodiment. The magnets 22 may be attached to the blades 33, and the rotating shaft 31 may be rotatably supported by the insulating plate 30.
Embodiment 4
FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the fourth embodiment. A rotating shaft 34 is rotatably supported inside the insulating plate 30, and an iron blade 35 as a stirring member is attached to the rotating shaft 34. It has been. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0019]
In the fourth embodiment, the magnetic coupling means 23 and the blades 35 are magnetically coupled, and the blades 35 are also rotated by the rotation of the magnetic coupling means 23, and stirring is performed. Therefore, since the magnet 22 is omitted, the configuration is simplified, and an oil flow in the direction of the heating element 8 can be secured. Other effects are the same as those of the second embodiment.
Embodiment 5
FIG. 5 is a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the fifth embodiment. The periphery of the heating element 8 is covered with a cylindrical guide 36, and the guide 36 is arranged in the direction of oil flow by the blades 35. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
[0020]
In the fifth embodiment, the oil flow caused by the rotation of the blades 35 is guided by the guide 36 and passes through the periphery of the heating material 8, and then heated to rise, cooled by the radiator 9, and lowered to the blades 35. Return. Thus, the cooling effect can be improved by directing the oil flow by the guide 36. Other effects are the same as those of the fourth embodiment.
Embodiment 6
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the sixth embodiment. The magnet 22, the magnetic coupling means 23, the motor 27, and the AC power supply 28 provided on the side surface of the oil-tight tank 21 in the first embodiment are shown. In the sixth embodiment, the oil-tight tank 21 is provided on the bottom surface. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0021]
In the sixth embodiment, the magnet 22, the magnetic coupling means 23 and the like are provided on the bottom surface of the oil-tight tank 21, and this is effective when there is room in the space inside and outside of this bottom surface. This is effective when the arrangement of the circuit elements constituting the heating element 8 is easily cooled by such an oil flow. Further, since the direction of transmission of the magnetic force from the magnetic coupling means 23 to the magnet 22 coincides with the direction of gravity, the magnetic force transmission efficiency is good, and the direction of the rotary shaft 27a also matches the direction of gravity. And less bearing friction. Other effects are the same as those of the first embodiment.
Embodiment 7
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the seventh embodiment, in which oil flows in a direction perpendicular to the direction of the rotary shaft 31 instead of the blades 33 on the rotary shaft 31 of the magnet 22 in the third embodiment. A cross flow blade 37 to be generated is attached. Other configurations are the same as those of the third embodiment.
[0022]
In the seventh embodiment, the oil flow generated by the rotation of the magnet 22 is generated in the horizontal direction, and the oil flow generated by the rotation of the cross flow blade 37 is generated in the vertical direction. Therefore, the oil-tight tank 21 is uniformly stirred. It is possible to increase the cooling efficiency by promoting heat exchange. Other effects are the same as those of the third embodiment.
Embodiment 8
FIG. 8 is a cross-sectional view of the cooling device for the pulse power supply device according to the eighth embodiment. The protruding portion 21b is provided on the side surface of the oil-tight tank 21 formed of a nonmagnetic material such as stainless steel or aluminum, and the protruding portion 21b is provided outside. A motor stator 38 is provided, a motor rotor 39 made of a permanent magnet is provided inside the protrusion 21 b, and a blade 35 is provided on a rotating shaft 40 of the rotor 39.
[0023]
In the eighth embodiment, since the blades 35 are directly driven by a motor including the stator 38 and the rotor 39, a powerful and controllable rotational force can be applied to the blades 35, and stirring is effectively performed. Cooling efficiency is improved. In addition, since this cooling structure does not penetrate the oil-tight tank 21, the reliability for preventing oil leakage is high. Furthermore, since a pump or the like is not necessary, it is small and inexpensive.
Embodiment 9
FIG. 9 is a cross-sectional view of the cooling device of the pulse power supply device according to the ninth embodiment. The motor 27 is provided in the oil-tight tank 21, and the blades 35 are connected to the motor 27.
[0024]
In Embodiment 9, since the blade | wing 35 is directly driven by the motor 27, powerful stirring can be performed and cooling efficiency can be improved. However, since the motor 27 and the AC power supply 28 are electrically connected, a seal structure is required. Moreover, since the motor 27 is immersed in the oil 6, maintenance becomes somewhat difficult. The structure is simple and small and inexpensive.
Embodiment 10
FIG. 10 is a cross-sectional view of the cooling device for the pulse power supply device according to the tenth embodiment. A fan (motor-equipped) 41 is provided in place of the motor 27 in the first embodiment, and a gear mechanism 42 for adjusting the rotational speed. Is provided between the fan 41 and the magnetic coupling means 23. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0025]
In the tenth embodiment, the magnetic connecting means 23 is driven using a fan 41 that cools the components outside the oil-tight tank 21, and the oil 6 is stirred and the components outside the oil-tight tank 21 are cooled. It can be done at the same time and is efficient. Other effects are the same as those of the first embodiment.
[0026]
In each of the above embodiments, oil 6 is used as the refrigerant, but other refrigerants such as florinate can be used. In addition, as shown in the sixth embodiment, providing each component of the cooling device inside and outside the bottom surface of the oil-tight tank 21 can be applied to other embodiments.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the stirring member is constituted by the magnet and the crossflow blade, and the refrigerant is stirred in the lateral direction by the rotation of the magnet, and the refrigerant is longitudinally driven by the rotation of the crossflow blade. Stirring is performed, and thus stirring in the tank can be performed uniformly by stirring in the horizontal direction and the vertical direction, and the cooling effect can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a cooling device of a pulse power supply device according to a third embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a cooling device of a pulse power supply device according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a sixth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a seventh embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a cooling device of a pulse power supply device according to an eighth embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a ninth embodiment.
FIG. 10 is a sectional view of a cooling device for a pulse power supply device according to a tenth embodiment.
FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional pulse power supply device.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a cooling device of a conventional pulse power supply device.
FIG. 13 is a perspective view of a cooling device of another conventional pulse power supply device.
[Explanation of symbols]
6 ... Oil 8 ... Heat generation 9 ... Radiator 21 ... Oil-tight tank 21a ... Hole 22 ... Magnet 23 ... Magnetic connecting means 27 ... Motor 30 ... Insulating plate 33, 35 ... Blade 36 ... Guide 37 ... Cross flow blade 38 ... Stator 39 ... rotor 40 ... fan

Claims (1)

パルスを発生するパルス電源装置の回路素子を冷却するパルス電源装置の冷却方法において、非磁性材からなるタンクの内部に上記回路素子が浸漬される冷媒を収納するとともに、この冷媒にタンク外から冷却水が通流されるラジエータを浸漬し、タンク内に冷媒を攪拌する磁石とクロスフロー羽根からなる攪拌部材を設けるとともに、タンク外に攪拌部材と対向するようにモータに連結され、攪拌部材と磁気的に連結された磁気連結手段を設け、磁石の回転により冷媒を横方向に撹拌するとともに、クロスフロー羽根の回転により冷媒を縦方向に撹拌することを特徴とするパルス電源装置の冷却方法。  In a cooling method of a pulse power supply device for cooling a circuit element of a pulse power supply device that generates a pulse, a refrigerant in which the circuit element is immersed is stored in a tank made of a non-magnetic material, and the refrigerant is cooled from outside the tank. A radiator through which water is passed is immersed, and a stirring member comprising a magnet and a cross-flow blade for stirring the refrigerant is provided in the tank, and is connected to a motor so as to face the stirring member outside the tank. A cooling method for a pulse power supply apparatus, comprising: a magnetic coupling means coupled to the first and second components, wherein the refrigerant is agitated in the horizontal direction by rotation of the magnet and the refrigerant is agitated in the vertical direction by rotation of the crossflow blades.
JP31906099A 1999-11-10 1999-11-10 Pulse power supply cooling method Expired - Lifetime JP4103272B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31906099A JP4103272B2 (en) 1999-11-10 1999-11-10 Pulse power supply cooling method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31906099A JP4103272B2 (en) 1999-11-10 1999-11-10 Pulse power supply cooling method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001136758A JP2001136758A (en) 2001-05-18
JP4103272B2 true JP4103272B2 (en) 2008-06-18

Family

ID=18106060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31906099A Expired - Lifetime JP4103272B2 (en) 1999-11-10 1999-11-10 Pulse power supply cooling method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4103272B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5352152B2 (en) * 2008-08-08 2013-11-27 トヨタ自動車株式会社 Cross flow fan impeller, power supply, vehicle
CN106921300B (en) * 2017-02-21 2019-02-01 许继集团有限公司 A bridge arm damping module and a converter valve having the bridge arm damping module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001136758A (en) 2001-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130307357A1 (en) Permanent Magnet Motor with a Closed Cooling System
CN111627654B (en) Transformer box structure with circulation cooling function
US6951192B2 (en) Method and apparatus for regulating the operating temperature of an internal combustion engine
KR100518087B1 (en) Electromotive gondola or ship drive system with cooling device
US20170067670A1 (en) Cooling of an electric machine
CN113571291A (en) Power transformer for humid environment and use method thereof
JP5332411B2 (en) Pulse power supply cooling system
JP4103272B2 (en) Pulse power supply cooling method
CN216355645U (en) Cooling device for box-type substation
DE69927327T2 (en) Cooling device for internal combustion engines
US4301320A (en) Cooling of electrical furnaces
JP2007116807A (en) Vertical motor / generator
CN115580085A (en) High-power permanent magnet generator
DE3410997A1 (en) Heat generator (machine for converting mechanical rotation energy into heat energy)
CN216564765U (en) Stator and rotor structure for improving performance of permanent magnet synchronous motor
CN218996500U (en) Transformer core with heat dissipation function
CN216252351U (en) Liquid-cooled permanent magnet starting generator
JP4981597B2 (en) Synchronous generator
EP4611219A1 (en) Electric machine with integrated electromagnetic pumping system for direct cooled windings
CN121617793B (en) Oil-immersed high-voltage regulator convenient for heat dissipation
CN222107800U (en) A combined high voltage frequency converter
CN208720603U (en) A kind of cooling device for new energy generator
JP2594688B2 (en) Immersion DC-DC converter cooler
JPS6036865Y2 (en) beverage liquid chiller
JPH0869921A (en) Cooling system for gas-insulated static induction

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4103272

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404

Year of fee payment: 6

EXPY Cancellation because of completion of term