JP2006066669A

JP2006066669A - 電子装置

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Publication number: JP2006066669A
Application number: JP2004247859A
Authority: JP
Inventors: Makoto Senjiiwa; 誠千地岩
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: JP4593205B2

Abstract

【課題】放送システムの冷却装置では、冷却パイプに特殊ホース及びステンレス管を用い、接続部は、流体継手を用い十分な対策を施しているが、長年の使用により冷却パイプまたは接続部から漏水した場合に生じる放送システムが停止する等の事故を未然に防ぐことができる電子装置を提供する。
【解決手段】電力増幅部１０９と、電力増幅部１０９に結合され、電力増幅部１０９を冷却するための冷却パイプ１０５，１１３および冷却パイプ１０５，１１３に冷却液を加圧循環させるポンプ手段１０２とからなる冷却装置と、冷却装置から漏れる冷却液を受ける受け皿１１５と、受け皿１１５内の端部に設けられた漏水検知部、制御部１１７および警報手段からなり、制御部１１７は、漏水検知部からの漏水検知信号により警報手段を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置に関し、特に、デジタル送信機に使用される漏水検知機能を有する冷却装置を具えた電子装置に関するものである。

従来の電子装置用冷却装置及び冷却装置付電子装置（例えば、特許文献１参照）には、放送システムなどの電子装置のハウジング内に多数の回路基板が密に搭載され、各回路基板上に半導体デバイス、ＣＰＵ、ＦＥＴ、電力増幅器などの高熱を発する電子部品が実装されているので、電子装置を冷却する冷却装置が必要となる。半導体デバイス、ＣＰＵ、電力増幅器などの高熱を発する電子部品は、その有効動作温度範囲は狭く、よって、電子装置全体を冷却するのではなく電子部品それぞれを個々に冷却する必要がある。このため最近の電子装置用冷却装置は、液体冷媒を通す冷却管を各電子部品に近接させて冷却している。

図６は、液体冷媒を用いた冷却構造の平面図を示す。図６において、回路基板６０２に取り付けられた発熱体６０１、例えば、トランジスタで構成された電力増幅器から発生した熱は、回路基板６０２および熱伝導ブロック（発熱体６０１に対応する部分の回路基板６０２と冷却パイプ６０５の間に設けられ、発熱体６０１で発生する熱を有効に冷却パイプ６０５に伝導する部材である。図示せず。）を介して冷却パイプ６０５の扁平部６０４に達し、冷却パイプ６０５中を流れる液体冷媒がその熱を吸収し回路基板６０２の外へ運び去ることによって発熱体６０１が冷却される。ここで、冷却パイプ６０５は、その一端にある入力接続栓６０６を介して回路基板６０２の外部から液体冷媒が流入され、もう一端の出力接続栓６０７を介して回路基板６０２の外部へ液体冷媒が流出されるようになっている。また、ここで、回路基板６０２とは、電子部品を搭載し、電子回路を構成した基板を総称したものをいう。例えば、回路基板６０２は、アルミニウム製の板にプリント配線板を貼り付けたもので、アルミニウム製の板に直接発熱体６０１が実装されている。また、例えば、回路基板６０２は、アルミニウムベース銅張り積層板であり、例えば、鉄芯ホウロウ基板である。

この冷却パイプ６０５は、断面が扁平な扁平部６０４と、断面が円形な円形部６０３とを有するもので、発熱体６０１の直下または近傍には冷却パイプ６０５の扁平部６０４が配置される。特に、複数の発熱体６０１を冷却する場合は、発熱体６０１同士が直線状に並べられるのに併せて、それら各発熱体６０１と扁平部６０４とが等距離になるように、この扁平部６０４は、直線状に配置される。一方、冷却パイプ６０５は、扁平部６０４と接続栓６０６、６０７との間、あるいは２つの扁平部６０４間においては円形部６０３の構造を有している。

この冷却パイプ６０５の扁平部６０４と円形部６０３とを比較説明すると、扁平部６０４の断面形状は、長方形の断面形状となっている。一方、円形部６０３の断面形状は、円形の断面形状になっている。従って、円形部３６０よりも、扁平部６０４では、その投影面積が広いと共に発熱部６０１からの熱流束が垂直に扁平部６０４へ至るために、より効率よく液体冷媒に熱を吸収させることができる。

しかしながらこのデジタル放送システムは、高出力の電力増幅器を使用しているため、この電力増幅器に使用するトランジスタのジャンクション温度の上昇温度を抑制するためには、できるだけ液体冷媒の冷却効率を上げる必要がある。冷却パイプ６０５は、多数の接続栓、流体継手、パッキン等が使用されているため、長年の使用によりネジの緩み、部品の劣化が起こることは避けられず、冷却装置において、これが加圧した液体冷媒の漏水という結果を引き起こすこととなる。

而して、上述したように強制加圧水冷の方法は、ポンプでタンク内の冷却水（液体冷媒）を送り、電力増幅器内部を通過し、電力増幅器の熱源により上昇した水を熱交換器で冷却し、タンクに戻し、再び、電力増幅器に送り、この循環を繰り返して冷却している。冷却パイプは、特殊ホース及びステンレス管を用い、接続部は流体継手を用い十分な対策を施しているが、長年の使用により冷却パイプまたは接続部から漏水した場合、放送システムが停止する等の事故が発生し、大問題になりかねない。従って、送信機や周囲機器への影響を皆無にする対策が必要である。

特開２００３−１３０５１７号公報

上述したように放送システムの冷却装置では、冷却パイプに特殊ホース及びステンレス管を用い、接続部は、流体継手を用い十分な対策を施しているが、長年の使用により冷却パイプまたは接続部から漏水した場合、放送システムが停止する等の事故が発生し、大問題になりかねない。従って、送信機や周囲機器への影響を皆無にする対策が必要である。

本発明の目的は、冷却装置からの漏水を検知し、送信機や周囲機器への影響をなくす電子装置を提供することである。

本発明の他の目的は、冷却装置からの漏水を検知し、警告を発するようにした電子装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、冷却装置からの漏水を検知し、二重系の送信機を切替えて使用する電子装置を提供することである。

本発明の電子装置は、電力増幅部と、上記電力増幅部に結合され、上記電力増幅部を冷却するための冷却パイプおよび上記冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる冷却装置と、上記冷却装置から漏れる冷却液を受ける受け皿と、上記受け皿内の端部に設けられた漏水検知部、制御部および警報手段からなり、上記制御部は、上記漏水検知部からの漏水検知信号により上記警報手段を駆動するように構成される。

また、本発明の電子装置において、上記警報手段は、表示装置であり、上記制御部は、上記漏水検知部からの漏水検知信号により上記表示装置に漏水を表示するように構成される。

また、本発明の電子装置において、上記電力増幅部は、複数の電力増幅器が多段に積層され、かつ、上記冷却パイプが上記複数の電力増幅器のそれぞれの電力増幅器を冷却するように分岐された冷却パイプで構成されている。

更に、本発明の電子装置は、第１の電力増幅部と、上記第１の電力増幅部に結合され、上記第１の電力増幅部を冷却するための第１の冷却パイプおよび上記第１の冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる第１の冷却装置と、上記第１の冷却装置から漏れる冷却液を受ける第１の受け皿および上記第１の受け皿内の端部に設けられた第１の漏水検知部とを有する第１の送信機と、第２の電力増幅部と、上記第２の電力増幅部に結合され、上記第２の電力増幅部を冷却するための第２の冷却パイプおよび上記第２の冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる第２の冷却装置と、上記第２の冷却装置から漏れる冷却液を受ける第２の受け皿および上記第２の受け皿内の端部に設けられた第２の漏水検知部とを有する第２の送信機と、上記第１と第２の漏水検知部に結合され、上記第１と第２の送信機を制御する制御部および上記制御部に結合された警報手段とからなり、上記制御部は、上記第１および第２の漏水検知部のいずれか一方からの漏水検知信号により上記警報手段を駆動すると共に、上記第１と第２の送信機の動作を切替えるように構成される。

以上説明したように、本発明によれば、万一電力増幅器または接続ホースから漏水した場合、受け皿（パン）が水を受け止めるため外部に流出せず、また、送信機以外の機器に悪影響を与えない。送信機稼動中に漏水が発生した場合、操作者に漏水を知らせることができるので、漏水の対策がし易くなる。また、漏水を検知し、制御部に異常を伝えることで、二重系の送信機を切替えて使用することができるので、公共放送のような場合の信頼性が極めて高い電子装置を実現できる特徴がある。

図１は、本発明の一実施例を示す概略構成図である。図１において、１０１は、例えば、放送用送信機が収められている送信機ラックである。このラック１０１には、電力増幅部１０９、制御部１１７、その他の放送用機器が収納されている。電力増幅部１０９は、複数の増幅器（図１では、４段の構成を示す。）で構成されている。１０２は、ポンプラックであり、冷却水を送信機ラック１０１に送るためのポンプが収納されている。１０３は、熱交換器であり、送信機ラック１０１に送られた冷却水が電力増幅部１０９で暖められた熱を放熱するためのものである。

次に、冷却水の循環経路について説明する。まず、ポンプラック１０２からの加圧された冷却水は、入力接続栓１０４から注入され、冷却パイプ１０５、冷却パイプの湾曲部１０６、入水ヘッダ１０７、入水ヘッダ１０７から複数の電力増幅部１０９のそれぞれに分岐して供給されるホース１０８、電力増幅部１０９、電力増幅部１０９から出水ヘッダ１１１へのホース１１０、出水ヘッダ１１１、冷却パイプの湾曲部１１２、冷却パイプ１１３、出力接続栓１１４を経由してポンプラック１０２に戻る。ここで、上記送信機ラック１０１に送られる冷却水は、冷却パイプの腐食防止のために純水に腐食防止剤を加えた冷却水が使用される。また、１１５は、漏水用受け皿（パン）、１１６は、漏水センサのコネクタを示す。

図２は、図１に示す送信機ラック１０１の一部拡大図を示す。なお、図１と同じものには、同じ符号が付されている。電力増幅部１０９は、ここでは４段の電力増幅器１０９−１、・・・１０９−４が示されている。ここで、電力増幅部は、１０９で、また、各電力増幅器は、１０９−ｎ（ｎ＝１、２、・・、ｎ）で表すものとする。各ホースの接合部２０３は、流体継手を示し、各ホース１０８、１１０と電力増幅器１０９―ｎを接続するためのコネクタである。なお、各電力増幅器１０９―ｎを冷却するための冷却パイプは、図６で説明したように扁平冷却パイプを使用し、冷却効果を高めている。そして、この電力増幅器１０９―ｎのそれぞれには冷却水が循環するようになされている。また、使用するホース１０８、１１０は、ホースを使用し漏水には万全を期しているが、放送システムに使用される送信機は、約２０年程度使用されるため、数年の使用によって多数使用されている接続栓あるいは各ホースの接合部２０３で漏水の恐れがある。

そのため本発明では送信機ラック１０１の最下部に漏水の受け皿１１５を設けている。この漏水の受け皿１１５には、漏水センサのコネクタ１１６、漏水センサ２０１（漏水検知器または漏水検知部とも言う。）および漏水を外部に排出するドレイン部２０２が設けられている。

図３は、本発明の漏水の受け皿部分の拡大図を示す。なお、図１および図２と同じものには同じ符号が付されている。漏水の受け皿１１５には、傾斜板３０１が設けられている。この傾斜板３０１は、中央部が凹みを有し、漏水が中央部に集まるように工夫されている。また、この傾斜板３０１は、漏水がドレイン部２０２に流れ込むように全体が傾斜するように漏水の受け皿１１５に取付けられている。３０３は、表示部を示す。漏水センサ２０１は、漏水の受け皿１１５の端部の底に設けられ、漏水が発生すると、これを検知するものである。この漏水センサ２０１は、コネクタ１１６を介して制御部３０２に接続されている。

ここで、この動作を説明する。冷却装置の冷却パイプ、接続栓あるいは各ホースの接合部が何等かの理由で劣化あるいは破損すると、上述したように大量の冷却水が加圧注入されているので、漏水が発生し、傾斜板３０１に落下し、この傾斜板３０１が漏水を集めて受け皿１１５の端部に流れ出す。この漏水が漏水センサ２０１に触れると、漏水センサからの信号がコネクタ１１６を介して制御部３０２に供給される。制御部３０２は、例えば、送信機ラック１０１の制御部１１７であってもよい。制御部３０２が漏水センサからの信号を検出すると、例えば、管理センタの操作者に冷却装置の漏水を知らせるために表示部３０３に漏水の警告表示を行なう。これにより操作者は、冷却装置の漏水を知らされるので、必要な処置を講ずることができる。なお、漏水の警告は、表示部３０３に表示するのみならず、ブザー等の音で知らせることもできることは言うまでもない。また、必要に応じて漏水センサを複数個、例えば、電力増幅器毎に設置することもできる。この場合は漏水を個別に検出することができる。

図４は、図３に示す漏水の受け皿部分を送信機ラック１０１の低部に設けた状態の拡大図を示す。なお、図３と同じものには同じ符号が付されている。４０１は、送信機ラック１０１が、据付けられる固定台、４０２は、固定台４０１に設けられた排水ピットである。電力増幅部１０９を冷却する冷却装置から漏水４０３が発生すると、漏水４０３は、傾斜板３０１で受け皿１１５の端部に集められ、漏水センサで検知される。一方、集められた漏水は、ドレイン部２０２から外部に放出され、漏水が過剰になって通信機や各種放送設備に悪影響を与えないように構成されている。なお、受け皿１１５は、固定台４０１に対して角θだけ傾斜させておくと漏水は、一方に流れるので、漏水検知には都合が良い。また、受け皿１１５を角θだけ傾斜させた場合は、傾斜板３０１を省略することもできる。更に、電力増幅器を多段に積層することにより漏水の受け皿を１つにすることができ、漏水センサも少なくできる特徴がある。

次に、本発明の他の一実施例を説明する。放送システムなどでは、信頼性を高めるために複数の電子システムを並列に配置し、一つを現用機として常時動作させ、残りを予備機として待機状態に維持し、現用機が異常になった場合に予備機を動作させる複数系統システムが一般的に用いられている。また複数の電子システムが個々独立に動作する電子装置もあり、一つの電子システムの動作時、他の電子システムが休止している状態となっている構成もある。このような装置では、個々の電子システムにそれぞれ冷却システムが設けられており、ある電子システムが休止している場合には、その対応冷却システムも休止されている。

図５は、本発明の他の一実施例を示すブロック図であって、この実施例では、２重系の放送システムの場合を示している。なお、３重系以上であっても同様である。図５において、５０１は、送信機Ａを示し、現在放送中の送信機を示す。これを以下現用機と称する。５０２は、待機中の送信機Ｂを示し、現用機５０１が故障した時、現用機５０１に代えて動作する送信機である。これを以下予備機と称する。５０３および５０４は、さきに説明した漏水センサ、５０５は、現用機５０１および予備機５０２を制御する制御部である。５０６は、表示部、５０７は、切替スイッチ、５０８は、アンテナを示す。

この動作を説明する。まず、現用機５０１が、テレビジョン放送等のために稼動しているものとする。勿論、現用機５０１の送信機構造は、図１に示すものと同じ物であり、送信用の電力増幅部の冷却には、水冷の冷却装置が使用されている。従って、現用機５０１が正常に動作している場合は、現用機５０１の送信出力が切替スイッチ５０７を介してアンテナ５０８から送出されている。

次に、現用機５０１の冷却装置に何等かの原因で漏水が発生した場合、前述したと同様にして漏水検知器５０３が漏水を検知する。漏水を検知した漏水検知器５０３からの信号は、制御部５０５で検出される。制御部５０５では、漏水検知器５０３からの信号を受けると、管理センタの表示部５０６に漏水の表示をし、操作者に漏水の発生を警告する。同時に、制御部は、現用機５０１の動作を停止し、予備機５０２を動作させ、同時に切替スイッチ５０７を切替える。従って、テレビジョン放送等は、予備機５０２から切替スイッチ５０７を介してアンテナ５０８から送出される。なお、この時、制御部５０５は、現用機５０１の冷却装置の冷却水を循環させているポンプを停止させることはもちろんである。また、予備機５０２を駆動した場合は、予備機５０２の冷却装置の冷却水を循環させるポンプを動作させることはもちろんである。なお、異常警報は、表示部への表示に限らず、ブザー等の警報音を鳴らす等を併用することもできる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された電子装置に限定されるものではなく、上記以外の電子装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例の概略構成を示す図である。図１に示す本発明の一実施例の一部の拡大図を示す。本発明の漏水受け皿部分の具体的な構成を示す図である。本発明の一実施例の要部拡大図を示す。本発明の他の一実施例のブロック図を示す。従来の水冷による冷却装置の一例を示す図である。

符号の説明

１０１：送信機ラック、１０２：ポンプラック、１０３：熱交換器、１０４：入力接続栓、１０５、１１３：冷却パイプ、１０６、１１２：冷却パイプの湾曲部、１０７：入水ヘッダ、１０８、１１０：ホース、１０９：電力増幅部、１１１：出水ヘッダ、１１４：出力接続栓、１１５：漏水用受け皿、１１６：漏水センサのコネクタ、１１７、３０２：制御部、２０１：漏水センサ、２０２：ドレイン部、２０３：流体継手、３０１：傾斜板、３０３、５０６：表示部、４０１：固定台、４０２：排水ピット、４０３：漏水、５０１：送信機Ａ、５０２：送信機Ｂ、５０３、５０４：漏水検知器、５０５：制御部、５０７：切替部、５０８：アンテナ、６０１：発熱体、６０２：回路基板、６０３：断面が円形な円形部、６０４：断面が扁平な扁平部６０４、６０５：冷却パイプ、６０６：入力接続栓、６０７：出力接続栓。

Claims

電力増幅部と、上記電力増幅部に結合され、上記電力増幅部を冷却するための冷却パイプおよび上記冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる冷却装置と、上記冷却装置から漏れる冷却液を受ける受け皿と、上記受け皿内の端部に設けられた漏水検知部、制御部および警報手段からなり、上記制御部は、上記漏水検知部からの漏水検知信号により上記警報手段を駆動することを特徴とする電子装置。
第１の電力増幅部と、上記第１の電力増幅部に結合され、上記第１の電力増幅部を冷却するための第１の冷却パイプおよび上記第１の冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる第１の冷却装置と、上記第１の冷却装置から漏れる冷却液を受ける第１の受け皿および上記第１の受け皿内の端部に設けられた第１の漏水検知部とを有する第１の送信機と、第２の電力増幅部と、上記第２の電力増幅部に結合され、上記第２の電力増幅部を冷却するための第２の冷却パイプおよび上記第２の冷却パイプに冷却液を加圧循環させるポンプ手段とからなる第２の冷却装置と、上記第２の冷却装置から漏れる冷却液を受ける第２の受け皿および上記第２の受け皿内の端部に設けられた第２の漏水検知部とを有する第２の送信機と、上記第１と第２の漏水検知部に結合され、上記第１と第２の送信機を制御する制御部および上記制御部に結合された警報手段とからなり、上記制御部は、上記第１および第２の漏水検知部のいずれか一方からの漏水検知信号により上記警報手段を駆動すると共に、上記第１と第２の送信機の動作を切替えることを特徴とする電子装置。