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締切済み
※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:アルミケース内の結露)

アルミケース内の結露対策について知りたい

2023/10/18 14:23

このQ&Aのポイント
  • アルミケース内の結露対策について、どのような設計検討をすれば良いのか知見がなく、悩んでおります。
  • 結露対策として、ケースの底に外気導入および水抜き用のドレンの必要性の判断で迷っています。運転停止直後など水をかけられ急冷された場合、内部に結露が発生する可能性があるため、密閉のままにしておくか、ドレンを設ける必要があるのか検討しています。
  • 同様の車載用ユニットを調査したところ、ドレンが付いていないケースが一般的であり、密閉状態前提でケース内の空気管理をする対策が一般的と考えられます。
※ 以下は、質問の原文です

アルミケース内の結露

2011/08/06 17:32

アルミケース内の結露に関して、どのような設計検討をすれば良いのか知見がなく、悩んでおります。

・500×500×300mm(高さ)程度の大きさです。
・ケースは鋳造のアルミ(AC4C)、上部のフタもアルミを想定しています。
・ケースとフタの間にはガスケットを用いて締結し、密閉状態になるはずです。
・内部にIGBT、基板などを搭載したパワーユニットです。
・使用条件は、車載、屋外、水がかかるなど非常に厳しいイメージです。

結露対策として、ケースの底に外気導入および水抜き用のドレンの必要性の判断で迷っております。
(ドレン部は、常時オープン状態。ただし、水は入りにくい形状)

運転停止直後など水をかけられ急冷されたイメージで、最悪の場合で数g(cc)の結露が内部に発生することは予想できるのですが、密閉のままにしておくが良いのか、ドレンを設ける必要があるのか。

参考に同様の車載用の色々なユニットを調べても、ドレンが付いてケースはないようなのですが、密閉状態前提で、組み立て時にケース内に封入する空気の管理をする対策などが一般的なのでしょうか?

回答 (9件中 1~5件目)

2011/08/09 14:31
回答No.9

回答(6)です。

他の回答者さんの詳細内容を確認していませんので、重複は許されたし。

蓋の処に、簡易的なワンウエイのゴムパッキンバルブみたいな構造であれば、

高温時には、内部の高圧は外部にある程度リークします。

そして、水を被り瞬時に冷却で、内部は減圧状態なので、そんなに結露しますか?

そして、徐々に圧力が大気圧に戻ると、結露しますか?

簡単な乾燥材を入れておくだけで、仮想密閉状態なら結露は防げると、ふと思いました。

お礼

2011/08/10 13:20

アドバイス、ありがとうございます。
圧力変動も加味して、実際の結露がどのような感じになるかがよく理解できずにおります。
定期的にメンテできる製品ではないので、乾燥剤での対応が難しいかと考えております。その乾燥剤で製品寿命中まかなえれば良いのですが。

質問者

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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。

質問する
2011/08/09 11:04
回答No.8

回答(2)再出
>最悪の場合で数g(cc)の結露
にはならないですね。常識的にも。

ベントフィルター、またはガスケットの漏れにしろ、内外の気圧差が生じて空気が流通する。

ケース容積は75リットル
50℃、100%RHでの飽和水蒸気量>6.21g
から、外気温が急降下したとき、その計算にはなるが、最初はそんな状態では無い。
気圧差が生じ通気して内外が流通する量は
 ?内外の温度差(20℃)  → 4600cc
 ?気圧変動(5%)    → 3800cc
 ?ケースの体積変化(20℃)→ 155cc
 ?内部素子の発熱による?への追加・・・別評価要

??の変化は緩やかで変化に追随できず通り過ぎること多い。
?~?で空気は徐々に入替わり、年平均の水分量ぐらいに達し、そこから季節変動、日変動、つまり入/出の両方を繰返しているから多量に水分を溜め込むことはない。

ベントフィルターは?気圧調整弁、呼吸弁、ブリーザー弁?などと呼ばれているようで、探せないが見たことは有ります。霧まででなくとも、水だけ遮断する構造であれば効果を発揮するはずです。

その対策でも水掃ドレンまで要らないにしろ、ごく僅かな結露は起きる。普通は許容できるはずだが、不可のパーツがあるなら乾燥剤(定期交換要)

容器の熱特性が必要なのでしょうね、それとパーツの熱特性も、、示されても計算出来る力もないが、、、シミュレーションというより、方程式が判れば解決しそうな問題と思います。

他例で、屋外設置形の電気設備キュービクル、変圧器などでシリカゲルを定期交換する作業があるようで、考え方としては大いに参考になると思う。
  http://saijiki.sakura.ne.jp/denki8/cube.html

それにしても、車載機器なら、自動車メーカーが規定しているはずだし、上記資料にも規格らしき記述があります。その探索が必要だと思います。

お礼

2011/08/09 11:40

度々のアドバイス、ありがとうございます。
大変勉強になります。

可能であれば、アドバイスいただいている下記部分の考え・算出方法の詳細をご教授いただけないでしょうか?
呼吸穴、ドレン無しの状態でケース内に、実際のところ具体的にどの程度の結露が発生すると考えれば良いのかが判断できておりません。

よろしくお願いいたします。


>50℃、100%RHでの飽和水蒸気量>6.21g
>から、外気温が急降下したとき、その計算にはなるが、最初はそんな状態で>は無い。
>気圧差が生じ通気して内外が流通する量は
> ?内外の温度差(20℃)  → 4600cc
> ?気圧変動(5%)    → 3800cc
> ?ケースの体積変化(20℃)→ 155cc
> ?内部素子の発熱による?への追加・・・別評価要

>??の変化は緩やかで変化に追随できず通り過ぎること多い。
>?~?で空気は徐々に入替わり、年平均の水分量ぐらいに達し、そこから季>節変動、日変動、つまり入/出の両方を繰返しているから多量に水分を溜め>込むことはない

質問者
2011/08/08 13:55
回答No.7

空気線図から、温度変化したときの結露の量が推測できます。
壁面などの結露を防止するには、
1.冷気を遮断する
2.室内の湿度を抑える
3.空気を滞留させない
であり、対策として
1.ヒーター等を設置する。
2.吸湿剤を使用する。
3.換気する。
と言ったことが考えられます。
制御盤等では1.が一般的のようです。

密閉(に近い)構造?とのことですが、長期に渡る場合は温度変化による呼吸
などで、内部ガスがリークするのが普通です。簡単なヒータをタイマーで
作動させるようなことは無理ですか?

お礼

2011/08/08 19:26

アドバイス、ありがとうございます。
結露量は簡単には想定しております。
大掛かりな仕掛けや定期的にメンテが必要な対策はできない製品のため悩んでおります。

密閉(に近い)構造のものでは、結露対策として組立時に窒素ガスなどの圧入などをするもんなんでしょうか?
密閉でないと安定化ガス注入の効果は完全でないのかも知れませんが。

質問者
2011/08/07 13:14
回答No.6

シンプルに。

息抜き穴は必要でしょう。

そして、結露するならドレンを設ける。

多分、同様の物は、ドレン穴が形状に隠れているか、結露し難い環境に設置されているか

でしょう。

その辺りは、同様の物は確認できませんか?

お礼

2011/08/08 13:36

アドバイス、ありがとうございます。
呼吸穴、ドレンの設定を検討してみます。
使用条件などが不明ですが、同じような鋳造ケース+液状ガスケット+鋳造フタの構造で車載用のパワーモジュールを見てみたのですが、呼吸穴やドレンなどはどこにも見当たりません。
密閉具合がすごいとしても、内部の結露は避けれないのでは?と考えるのですが、内部に何か注入するなど結露しにくい工夫をする常識があるのかと思いまして。

質問者
2011/08/07 12:48
回答No.5

全くの素人ですが、除湿剤(シリカゲル)を入れる、断熱材を貼りつける、
窒素を封入する...などテキトーなことを空想しました。

試しに検索したら、10年前に違うサイトに類似の質問が見つかりました。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/123292.html
ベーシックな方法は、共通なのですね。

少しでもご参考になれば幸いです。


#4さん
完全密封がよさげ・・・完全密封はありえない
結局、貴方のご意見はどちら?
HDDに関する薀蓄と紹介されたWEBサイトは勉強になりました。

製品寿命数年ですか...厳しいですね。

アルミ鋳物で製作するのであれば、
・側面を2重壁
・内壁を少し低くして上蓋も2重
・底にドレンと断熱材
の2重構造にすれば、多少なりとも結露は防げるかも。
(家庭のペアガラスは結露対策に抜群の効果を発揮するので)

お礼

2011/08/08 13:26

アドバイス、ありがとうございます。
製品寿命は数年必要なので、除湿剤等を入れての対策も難しい感じです。
アドバイスをヒントに色々と検討してみたいと思います。

質問者

お礼をおくりました

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