JP2005026361A - 空中線装置、配管系を一体化した構造部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】矩形枠状に形成された外枠ユニット10と、外枠ユニット10の第1部材と第2部材との間に装着されるもので、冷却液を流すための冷却管28が中空構造により形成された冷却ユニット20とを備え、第1部材と第2部材のそれぞれは、冷却液を流すための冷却管32a,32bが中空構造に形成されると共に、冷却管32a,32bと連通された外部の管路を結合するための送り側管コネクタ16、戻り側管コネクタ18と、冷却ユニット20に設けられた冷却管32a,32bと連接される冷却管口が設けられる。
【選択図】 図9
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機等の飛しょう体に搭載されるレーダ装置に好適な空中線装置、及び同装置に使用される配管系を一体化した構造部材に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、航空機等の飛しょう体に搭載されるレーダ装置に用いられる空中線装置においては、多数の送受信モジュールを送受信指向方向に配列すると共に冷却装置を併設して、送受信モジュールの動作に伴って発生する熱量を吸収する方法が採られている。
【0003】
例えば、複数の送受信モジュールが整列配置され、且つ各送受信モジュールを冷却可能に配設した冷却ユニットと、この冷却ユニットの一方側から冷却液を供給し、他方側から冷却液を取り出す一方、冷却液により複数の送受信モジュールの発熱を吸収して、送受信モジュールの温度制御を行う冷却手段とを備えた空中線装置が考えられている(特許文献1)。この空中線装置の冷却手段は、冷却液循環サイクルの液送り側で分岐された複数の冷却液送り支管を備え、各冷却液送り支管の一方が冷却ユニットの一端側から挿入され、他方が冷却ユニットの他端側から挿入されて冷却ユニット内に互いに反対方向に流れる流路を形成し、冷却ユニットを通過した戻り冷却液が、複数個の冷却液戻り支管を介して冷却液循環サイクルの液戻り側に案内されるように構成されている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−228321号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の空中線装置では、冷却ユニットの他に、別途、冷却配管系を必要とするため、装置を大型化すると共に重量を増大させていた。さらには冷却配管系と冷却ユニットを別個に製造し、両者を一体化させる必要があるため、構造が複雑となり製造上、大きな負荷となっていた。
【0006】
本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、小型化、軽量化を図ると共に製造上の負荷を軽減することが可能な空中線装置、配管系を一体化した構造部材を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形枠状に形成され、前記矩形枠の1辺に相当する第1部材と前記第1部材と相対する第2部材とを有する外枠ユニットと、前記外枠ユニットの前記第1部材と前記第2部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、前記第1部材と前記第2部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1及び図2は本実施形態に係わる空中線装置2の構成を示す外観図(斜視図、3面図)である。空中線装置2は、例えばアクティブ・フェーズド・アレイ・アンテナとして構成される。
【0009】
図1及び図2に示すように、空中線装置2は、全体として、矩形・長尺形状に構成されており、液循環型冷却装置5が連結されている。空中線装置2は、矩形枠状に構成され枠内に複数の冷却ユニット20(詳細について後述する)を装着可能な外枠ユニット10と、外枠ユニット10の枠内に装着された冷却ユニット20を覆う外板12,14が設けられる。
【0010】
外枠ユニット10の上辺に当たる第1部材と下辺に当たる第2部材には、図2(及び図8〜図10)に示すように、冷媒(以下の説明では冷却液)を流すための冷却管32(冷却管32a,32b)が中空構造に形成されている。第1部材には、冷却管32aと連通され、液循環型冷却装置5からの液送り管5aを結合するための送り側管コネクタ16(接続部)が設けられている。送り側管コネクタ16は、液送り管5aの先端に設けられた送り側管コネクタ5cが接続される。また、第2部材には、冷却管32bと連通され、液循環型冷却装置5からの液戻り管5bを結合するための戻り側管コネクタ18(接続部)が設けられている。戻り側管コネクタ18は、液戻り管5bの先端に設けられた戻り側管コネクタ5dが接続される。
【0011】
外枠ユニット10の枠内に装着される冷却ユニット20は、前面部にアンテナ素子24aを有した多数の送受信モジュール24(後述する(図5))が設けられている。送受信モジュール24は、アンテナ素子24aへ給電を行うため、自己発熱量が多く、また実装密度が高いことから、送受信モジュール24自体の温度上昇を招き易い状況にある。冷却ユニット20には、外枠ユニット10に設けられた冷却管32を通じて、液循環型冷却装置5により冷却液を循環させる。これにより、冷却ユニット20自体からの発熱を吸収して、冷却ユニット20ひいては空中線装置2を所定の温度に維持する。
【0012】
図3は、外枠ユニット10の枠内に装着される冷却ユニット20を示している。
図3に示すように、外枠ユニット10は、複数の冷却ユニット20が整列配置されている。各冷却ユニット20は、長手方向の一端が外枠ユニット10の第1部材と連結され、他端が第2部材と連結される。
【0013】
冷却ユニット20は、その冷却板22の表面に熱伝導的に多数の送受信モジュール24が長手方向を上下方向にして相互に所定の間隔をおいて整列配置され、組立体として構成されている(詳細な構成を図5に示す)。
【0014】
図4は、空中線装置2に対して冷却液を循環させる液循環型冷却装置5の構成を示している。
図4に示すように、液循環型冷却装置5は、冷却液を一時的に所定の温度に冷却する一次側の冷凍サイクルR1と、この冷凍サイクルR1に熱交換可能に設けられた二次側の冷却液循環サイクルR2から構成される。
【0015】
冷凍サイクルR1は、所定の冷媒を封入した冷媒圧縮機5e、凝縮器5f、減圧手段としての膨張弁5g、熱交換器5hが順次接続されて閉回路を構成している。
【0016】
また、二次側の冷却液循環サイクルR2は、冷却タンクTに貯蔵された冷却液L(例えばエチレン・グリコール液のような不凍液)を吐出する液ポンプ5j、冷凍サイクルR1と熱交換可能な熱交換器5h、開閉弁5k、液送り管5aを介して送り側管コネクタ5cへ接続される。
【0017】
図5は、冷却ユニット20の詳細な構成を示している。
図5に示すように、冷却ユニット20は、細長い矩形状の冷却板22の少なくとも一側面、例えば両側面に多数の送受信モジュール24が長手方向に沿って列状(アレイ状)に配列されている。各送受信モジュール24の先端部にはアンテナ素子24aがそれぞれ設けられ、これによりアレイ・アンテナとしての機能が得られる。冷却ユニット20は、冷却液を流して熱交換管として機能させるための冷却管28が中空構造により形成されており、冷却板22の長手方向の一端に冷却管口26aが設けられ、他端に冷却管口26bが設けられている。すなわち、冷却管口26aと冷却管口26bとの間は冷却管28により貫通されている。なお、冷却管口26a,26bは、凹部状に形成されており、後述する冷却管連接ユニット40が装着可能になっている。また、冷却管28は、複数の細管から構成されているものとする(図9、図10参照)。複数の細管から構成することで、管の表面積を増やして冷却効率を上げる。なお、冷却ユニット20(冷却板22、冷却管28)は、アルミ合金等の熱伝導性能が優れた伝熱材料が用いられることが好ましい。
【0018】
図6は、図3におけるA−A線における外枠ユニット10の断面図、すなわち外枠ユニット10の下辺に当たる第2部材の平面図を示している。
図6に示すように、外枠ユニット10の枠内側には、冷却ユニット20が装着された場合に、冷却ユニット20に設けられた冷却管口26bと連接される冷却管口30が、冷却ユニット20が装着される間隔毎に複数設けられている。
【0019】
図7は、図6に示す冷却管口30が設けられた近傍の拡大図を示し、図8は、外枠ユニット10の第2部材の断面を示す斜視図である。
図7及び図8に示すように、冷却管口30は、凹部状に形成されており、後述する冷却管連接ユニット40が装着可能になっている。図8に示すように、冷却管口30は、外枠ユニット10に中空構造により形成された冷却管32(32b)と連通されている。
【0020】
図9は、図3におけるB−B線における外枠ユニット10と冷却ユニット20の断面図を示している。
図9に示すように、冷却ユニット20は、外枠ユニット10に装着する際に、冷却管口30と冷却管口26a,26bの凹部状に形成された部分に冷却管連接ユニット40が装着される。冷却管連接ユニット40は、円筒状の中空構造となっており、外枠ユニット10に形成された冷却管32と、冷却ユニット20に形成された冷却管28とを、冷却液が循環可能となるように連接する。
【0021】
図10は、図9における外枠ユニット10の第1部材と冷却ユニット20の上端部が連接された部分の拡大図を示している。
図10に示すように、冷却管口30と冷却管口26a,26bの凹部状に形成された部分に冷却管連接ユニット40が装着されている。冷却管連接ユニット40の外周には、複数のOリング42a,42bが還装されている。Oリング42aは、冷却管連接ユニット40が外枠ユニット10と冷却ユニット20とを連接するように装着された際に、外枠ユニット10の冷却管口30の内周面に圧接する。また、Oリング42bは、冷却ユニット20の冷却管口26aの内周面に圧接する。これにより、空中線装置2に振動が与えられるなどして外枠ユニット10や冷却ユニット20に撓みなどが生じたとしても、外枠ユニット10の冷却管32aに流入した冷却液が、冷却管連接ユニット40の中空部分を通じて冷却管28に流れる際に漏洩するのを防止できる。
【0022】
なお、図9及び図10に示すように、冷却管28は、複数の細管により構成されている。外枠ユニット10の冷却管32aからの冷却液は、冷却ユニット20の上端に装着された冷却管連接ユニット40を通じて各細管に流入し、各細管からの冷却液が下部に装着された冷却管連接ユニット40を通じて冷却管32bに流出する。
【0023】
次に、外枠ユニット10に冷却ユニット20が装着された場合の冷却液の循環について説明する(図4参照)。
【0024】
空中線装置2を駆動すると、同時に送受信モジュール24が作動し、アンテナ素子24aへの給電に伴う自己発熱を開始する。
【0025】
この発熱により、送受信モジュール24を構成する電子機器の正常な所定の温度域を越えないように、液循環冷却装置5は、冷凍サイクルR1及び冷却液循環サイクルR2を作動させる。
【0026】
冷却液循環サイクルR2では、冷却液の液ポンプ5jが始動され、熱交換器5h、開閉弁5k、液送り管5a、送り側管コネクタ5cを通じて、外枠ユニット10の送り側管コネクタ16に冷却液が供給される。
【0027】
送り側管コネクタ16から流入された冷却液は、外枠ユニット10の第1部材に形成された冷却管32aに注入される。冷却管32aは、複数の冷却ユニット20にそれぞれ設けられた冷却管28と連接されている。従って、冷却管32aに注入された冷却液は、各冷却ユニット20の冷却管28に(冷却管連接ユニット40を通じて)流入する。これにより、冷却液は、冷却板22を介して送受信モジュール24の発熱を吸収し、送受信モジュール24及び冷却板22の温度を低下させる。送受信モジュール24は、冷却板22(冷却液)へ放熱することで、内部の電子機器を所望の温度に維持することができる。
【0028】
各冷却ユニット20の冷却管28において吸熱して温度上昇した冷却液は、それぞれ冷却管連接ユニット40をつうじて外枠ユニット10の第2部材に設けられた冷却管32bに流出する。冷却管32bに流出された冷却液は、戻り側管コネクタ18から、戻り側管コネクタ5d、液戻り管5bを経て液循環型冷却装置5の液ポンプ5jへ還流される。この環流された冷却液は、熱交換器5hにおいて冷凍サイクルR1により所定の温度に冷却される(熱交換される)。
【0029】
こうして、液循環型冷却装置5によって、外枠ユニット10に形成された冷却管32、各冷却ユニット20に形成された冷却管28を通じて冷却液を循環させることで、送受信モジュール24による発熱を吸収することができる。
【0030】
このようにして、本実施形態における空中線装置2では、外枠ユニット10と冷却ユニット20において、それぞれが冷却液を流すための管路が中空構造により形成されているので、冷却ユニット20(冷却板22)と冷却管とを別個に製造する場合よりも製造工程を削減し、また冷却ユニット20を構成する部品点数も少なくすることができるので、製造にかかる負担を大幅に軽減し、コストの低下を図ることができる。また、装置全体の小型化、軽量化を実現することができる。
【0031】
また、外枠ユニット10の枠内に冷却ユニット20を装着することで、外枠ユニット10に形成された冷却管32と、冷却ユニット20に形成された冷却管28とが連通される。すなわち、冷却ユニット20の装着とは別に管路の接続などの作業を行う必要がないので、空中線装置2の組み立て時の作業負担も軽減することができる。
【0032】
外枠ユニット10に形成された冷却管32と、冷却ユニット20に形成された冷却管28とは、冷却管連接ユニット40によって連接されているため、振動等の影響により外枠ユニット10や冷却ユニット20に撓みなどが生じたとしても、冷却液の漏洩を防ぐことができる。
【0033】
なお、前述した説明では、冷却ユニット20(冷却板22)には、冷却管口26aと冷却管口26bの間を貫通する1つの冷却管28(複数の細管からなる)が設けられるものとしているが、複数の冷却管口を設けて複数の冷却管が形成されるようにしても良い。この場合、外枠ユニット10においても、冷却ユニット20に設けられた複数の冷却管口26のそれぞれにに対応する冷却管口30が設けられるものとする。
【0034】
また、前述した説明では、冷却ユニット20に複数(例えば2本)の冷却管28を形成した場合に、異なる方向に冷却液が流れる構成とするようにしても良い。すなわち、冷却ユニット20に対する冷却手段として、冷却板22への冷却液の流路を相互に逆向きの流れとなる流路形状に形成することで、冷却板22全体を均一に冷却し、一様な温度分布が得られるようにすることができる。この構成の場合、外枠ユニット10において、上辺に当たる第1部材の内部には2つの冷却管32aを中空構造により形成し、一方の冷却管32aに対して送り側管コネクタ16を設け、他方の冷却管32aに戻り側管コネクタ18を設ける。同様にして、下辺に当たる第2部材の内部には2つの冷却管32aを中空構造により形成し、一方の冷却管32aに対して戻り側管コネクタ18を設け、他方の冷却管32aに送り側管コネクタ16を設ける。液循環型冷却装置5は、外枠ユニット10の第1部材と第2部材のそれぞれに設けられた送り側管コネクタ16と戻り側管コネクタ18を通じて、異なる流路系において冷却液を循環させる。
【0035】
また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、矩形枠状に形成され、矩形枠の1辺に相当する第1部材と第1部材と相対する第2部材とを有する外枠ユニットと、外枠ユニットの第1部材と第2部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、第1部材と第2部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、冷却ユニットに設けられた管路と連接される管口部を設けることにより、小型化、軽量化を図ると共に製造上の負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係わる空中線装置2の構成を示す外観図(斜視図)。
【図2】本実施形態に係わる空中線装置2の構成を示す外観図(3面図)。
【図3】本実施形態における外枠ユニット10の枠内に装着される冷却ユニット20を示す図。
【図4】本実施形態における空中線装置2に対して冷却液を循環させる液循環型冷却装置5の構成を示す図。
【図5】本実施形態における冷却ユニット20の詳細な構成を示す図。
【図6】図3におけるA−A線における外枠ユニット10の断面図。
【図7】図6に示す冷却管口30が設けられた近傍の拡大図。
【図8】外枠ユニット10の第2部材の断面を示す斜視図。
【図9】図3におけるB−B線における外枠ユニット10と冷却ユニット20の断面図。
【図10】図9における外枠ユニット10の第1部材と冷却ユニット20の上端部が連接された部分の拡大図。
【符号の説明】
2…空中線装置、5…液循環型冷却装置、5a…液送り管、5b…液戻り管、5c…送り側管コネクタ、5d…戻り側管コネクタ、5e…冷媒圧縮機、5f…凝縮器、5g…膨張弁、5h…熱交換器、5j…液ポンプ、5k…開閉弁、R1…冷凍サイクル、R2…冷却液循環サイクル、L…冷却液、10…外枠ユニット、12,14…外板、16…送り側管コネクタ、18…戻り側管コネクタ、20…冷却ユニット、22…冷却板、24…送受信モジュール、24a…アンテナ素子、26a,26b…冷却管口、28…冷却管、30…冷却管口、32(32a,32b)…冷却管、40…冷却管連接ユニット、42a,42b…Oリング。
Claims (7)
- 矩形枠状に形成され、前記矩形枠の1辺に相当する第1部材と前記第1部材と相対する第2部材とを有する外枠ユニットと、
前記外枠ユニットの前記第1部材と前記第2部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された冷却ユニットとを備え、
前記第1部材と前記第2部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする配管系を一体化した構造部材。 - 前記外枠ユニットには複数の冷却ユニットが装着され、
前記第1部材と前記第2部材のそれぞれには複数の前記管口部が設けられることを特徴とする請求項1記載の構造部材。 - 前記外枠ユニットの前記第1部材と前記第2部材に設けられた前記管口部と、前記外枠ユニットに装着された前記管路とを連接すると共に、前記冷媒の漏洩を防ぐ連接部材とを具備することを特徴とする請求項1記載の構造部材。
- 前記冷却ユニットに形成される前記管路は、複数の細管を含むことを特徴とする請求項1記載の構造部材。
- 冷媒を流すための管路が中空構造に形成された配管系を一体化した構造部材。
- 複数の送受信モジュールが配置され、前記送受信モジュールを冷却するための冷却液を流すための配管が中空構造に形成された冷却ユニットと、
前記冷却ユニットの一方側から冷却液を供給し、他方側から冷却液を取り出す冷却手段とを具備したことを特徴とする空中線装置。 - 矩形枠状に形成され、前記矩形枠の1辺に相当する第1部材と前記第1部材と相対する第2部材とを有する外枠ユニットと、
前記外枠ユニットの前記第1部材と前記第2部材との間に装着されるもので、冷媒を流すための管路が中空構造により形成された、複数の送受信モジュールが配設された冷却ユニットとを備え、
前記第1部材と前記第2部材のそれぞれは、冷媒を流すための管路が中空構造に形成されると共に、前記管路と連通された外部の管路を結合するための接続部材と、前記冷却ユニットに設けられた前記管路と連接される管口部が設けられたことを特徴とする空中線装置。
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Cited By (2)
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JP2008027373A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fujitsu Ltd | 液冷ユニット用受熱器および液冷ユニット並びに電子機器 |
JP2013125950A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Toshiba Corp | 空中線装置 |
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- 2003-06-30 JP JP2003188494A patent/JP4189278B2/ja not_active Expired - Lifetime
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