JP2007107767A

JP2007107767A - 水冷式冷却装置

Info

Publication number: JP2007107767A
Application number: JP2005297210A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Sawamura; 信雄澤村
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】大きく傾く船舶に搭載するのに好適な水冷式冷却装置を提供する。
【解決手段】リザーブタンク本体をリザーブタンク本体下部１０ａとリザーブタンク本体上部１０ｂとに分割し、このリザーブタンク本体下部１０ａとリザーブタンク本体１０ｂとの接合部間にゴム材シート等の伸縮可能部材からなる仕切り部材３１を挿設し、冷却水２１が管路を循環して被冷却体を冷却して加熱されることに伴って膨張収縮してその体積を増減すると、仕切り部材３１が図示の破線の如く変形し、大きく傾く船舶に設置しても、管路内にリザーブタンク本体１０内の気体３２の一部が巻き込まれることを防止できるので冷却効果の低下や騒音の増大を防止できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、リザーブタンクに貯留した冷却水をポンプにより電気機器等の被冷却体に供給し、この被冷却体を冷却して加熱された冷却水を熱交換器により冷却してリザーブタンクに還流させる水冷式冷却装置に関する。

図４は、この種の水冷式冷却装置の一般的な系統図であり、Ｔは冷却水を貯留するリザーブタンク、Ｌは発熱を伴う電気機器等の被冷却体を収納した盤、ＣはリザーブタンクＴと盤Ｌとの間で冷却水を循環させるための管路、Ｐは管路Ｃに冷却水を供給する循環ポンプ、ＨＥは盤Ｌ内の被冷却体を冷却して加熱された冷却水を冷却する熱交換器である（特許文献１参照）。

図４に示した水冷式冷却装置の動作を、図５，図６に示したその部分外形図，部分断面構成図を参照しつつ、以下に説明する。

図５（ａ）は図４に示したリザーブタンクＴの正面図、（ｂ）は上面図であり、この図において、１０はリザーブタンクＴの円筒状のタンク本体であり、上端開口部を蓋板１１により密閉している。この蓋板１１にはタンク本体１０内に冷却水を注入するための注水口１２が設けられている。この注水口１２の開口は、注水時だけに開かれ、注水が終わると閉じられて、冷却水の汚れや腐敗を防止するようにしている。また、タンク本体１０の下部に冷却水取出し口１３と冷却水戻り口１４が設けられ、図４に示す循環ポンプＰを有する管路Ｃが結合され、タンク本体１０に貯留された冷却水２１（図６参照）が盤Ｌ内の被冷却体、熱交換器ＨＥへ循環供給される。

冷却水２１は、管路Ｃを循環して盤Ｌ内の被冷却体を冷却して加熱されることに伴って熱膨張してその体積を増大するが、リザーブタンクＴはこのような体積変動を吸収するバッファタンクの役目を果たす。従って、タンク本体１０の上部に空間２２（図６参照）が形成されるようにリザーブタンクＴの容積と冷却水２１の量とが決められる。
特開平８−２３３４２３号公報。

図４〜図６に示した従来の水冷式冷却装置を、陸上の設備に使用する場合には、運転中に、管路Ｃ内にリザーブタンク本体１０内の上部空間２２に充填されている空気の一部が巻き込まれて、該装置の冷却効果が低下し、該装置からの騒音が増大するのを防止するためにリザーブタンクＴをその系統内で一番高くなるように配置することが行われている。

しかしながら、全体が大きく傾く船舶で使用する場合には、図７（ａ）で示した通常の設置状態から、図７（ｂ）または図７（ｃ）で示すように、左右に大きく傾く設置状態となり、従って、リザーブタンクＴをその系統内で一番高くなるように配置することが困難であり、その結果、多量の前記空気が管路Ｃ内に巻き込まれて、前記装置の冷却効果が低下し、該装置の騒音が増大するという問題点があった。

この発明の目的は、上記問題点を解消した水冷式冷却装置を提供することにある。

この第１の発明はリザーブタンクに貯留した冷却水をポンプにより被冷却体に供給し、この被冷却体を冷却して加熱された冷却水を熱交換器により冷却してリザーブタンクに還流させる水冷式冷却装置において、
前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水とその上部空間との境界面に、前記冷却水と空間とを仕切るための仕切り部材を挿設したことを特徴とする。

第２の発明は前記第１の発明の水冷式冷却装置において、前記仕切り部材には伸縮可能部材を用い、この伸縮可能部材により前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の膨張収縮を吸収するようにしたことを特徴とする。この伸縮可能部材としては、ゴム等の可撓性部材のシートまたは膜を使用することができる。

第３の発明は前記第１の発明の水冷式冷却装置において、前記仕切り部材にはシート材に蛇腹加工を施した伸縮可能部材を用い、この伸縮可能部材により前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の膨張収縮を吸収するようにしたことを特徴とする。

また、第４の発明は前記水冷式冷却装置において、前記リザーブタンク本体内の貯留した冷却水の上部に位置する上部空間内に、伸縮可能部材により形成され、前記上部空間とほぼ同じ大きさの容積を有する袋体を収設することを特徴とする。

第５の発明は前記第４の発明の水冷式冷却装置において、前記袋体の内部空間に空気または窒素を充填することを特徴とする。

さらに、第６の発明は前記第１〜第５の発明の水冷式冷却装置において、前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の部位に多孔板よりなる波消し板を挿設したことを特徴とする。

この発明によれば、前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水とその上部の上部空間との境界面に、前記冷却水と気体とを仕切るための仕切り部材を挿設する、または、前記冷却水の上のリザーブタンク本体内の上部空間内に、伸縮可能部材により形成され、前記上部空間とほぼ同じ大きさの容積を有する袋体を収設することにより、後述の如く、管路内にリザーブタンク本体内の空気の一部が巻き込まれることを防止できる。

図１は、この発明の第１の実施例を示す水冷式冷却装置を形成するリザーブタンクの断面構成図であり、この図において、図４〜図６に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

すなわち、図１に示すように、リザーブタンク本体１０はリザーブタンク本体下部１０ａとリザーブタンク本体上部１０ｂとに分割され、このリザーブタンク本体下部１０ａとリザーブタンク本体１０ｂとの接合部間に可撓性の大きいゴム材シート３１が挿設され、これらを取付けボルト１６により結合固着している。このとき、リザーブタンク本体の上部空間３２には、空気または窒素が充填される。冷却水２１は適当な手段によりリザーブタンク本体下部１１ａにのみの注水される。

図１に示したリザーブタンクでは、冷却水２１が管路Ｃを循環して盤Ｌ内の被冷却体を冷却して加熱されることに伴って膨張収縮してその体積を増減しても、可撓性を有するゴム材シート３１が伸縮して図示の破線の如く変形することで対応でき、また、大きく傾く船舶に設置しても、ゴム材シート３１により、管路Ｃ内にリザーブタンク本体１０内の気体３２の一部が巻き込まれることを防止できるので、冷却効果の低下や騒音の増大を防止できる。

さらに、図２に示すような多数の小孔が全面に分散して設けられた波消し板１５を、図１に示した冷却水２１内の所定の位置に設けることにより、このリザーブタンクが波のある洋上での波動や原動機などに起因する揺動により発生する冷却水２１の液面の波打ちを防止できるので、上述のゴム材シート３１の冷却水の波打ちによる伸縮動作が軽減され、このゴム材シートの劣化を軽減でき寿命を延ばすことができる。

なお、仕切り部材は、ゴム材シート３１でなくても、可撓性を有するシート材あるいは膜材であれば何でも使用することができる。また、可撓性材でなくても、例えば蛇腹加工を施した樹脂薄板やシートのように伸縮可能に加工した部材を用いることもできる。

この実施例１においては、仕切り部材としてのゴム材シート３１が万が一破損するようなことがあっても、冷却水がリザーブタンクからもれないようにするには、リザーブタンク本体１０は密閉しておくのが良いが、ゴム材シート３１等の仕切り部材の破損の心配がなければ、リザーブタンク本体１０の上部空間３２を外気に通じさせておくようにすることができる。上部空間３２を、外気に通じさせておくと、冷却水が熱膨張しても、リザーブタンク本体１０の内部圧力の上昇を抑えることができるので、リザーブタンクを圧力容器とする必要がなくなる。

図３は、この発明の第２の実施例を示す水冷式冷却装置を形成するリザーブタンクの断面構成図であり、この図において、図１，図２に示した実施例構成および図４〜図６に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。

すなわち、図３に示すように、リザーブタンク本体１０内に貯留した冷却水２１の上面に位置するリザーブタンク本体１０内の上部空間３２内に、この空間とほぼ同じ容積を有するゴムまたはポリエチレン等のシートまたは膜等により形成した袋体３３が収設される。

この袋体３３を、リザーブタンク本体１０内に収めた後、注水口１２からタンク内に冷却水を所定量注水する。その後、開口されている注水口１２に通して図示しない空気供給管を袋体３３に接続し、この空気供給管から袋体３３の内部空間３４に空気または窒素などの気体を供給して、袋体３３がリザーブタンク本体の上部空間３２内一杯に膨らませたのち、この袋体３３を密封する。その後、注水口１２を閉じる。

図３に示したリザーブタンクでは、冷却水２１が管路Ｃを循環して盤Ｌ内の被冷却体を冷却して加熱されることに伴って膨張収縮してその体積を増減しても、袋体３３の伸縮により体積が変化することで対応でき、また、大きく傾く船舶に設置しても、袋体３３により、管路Ｃ内に気体が巻き込まれることを防止できるので、冷却効果の低下や騒音の増大を防止できる。さらに、波消し板１５を設けることにより、このリザーブタンクが波のある洋上での波動や原動機などに起因する揺動により発生する冷却水２１の液面が波打ちを防止できるので、上述の袋体３３の設置効果をより高めることができる。

この実施例２においても、袋体３３の内部空間を外気に通じるように構成して、リザーブタンク本体１０の内部圧力の上昇を抑えるようにすることができる。

この発明の第１の実施例を示す水冷式冷却装置の部分構成図図１の部分詳細構成図この発明の第２の実施例を示す水冷式冷却装置の部分構成図従来例を示す水冷式冷却装置の系統図図４の部分構成図図５の部分断面構成図図４の動作を説明する構成図

符号の説明

Ｔ…リザーブタンク、Ｐ…循環ポンプ、Ｌ…盤、ＨＥ…熱交換器、Ｃ…管路、１０…リザーブタンク本体、１０ａ…リザーブタンク本体下部、１０ｂ…リザーブタンク本体下部、１１，１１ａ…蓋板、１２…注水口、１３…冷却水取出し口、１４…冷却水戻り口、１５…波消し板、１６…取付けボルト、２１…冷却水、３１…ゴム材シート、３２…上部空間、３３…袋体、３４…気体。

Claims

リザーブタンクに貯留した冷却水をポンプにより被冷却体に供給し、この被冷却体を冷却して加熱された冷却水を熱交換器により冷却してリザーブタンクに還流させる水冷式冷却装置において、
前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水とその上部に位置する上部空間との境界面に、前記冷却水と気体とを仕切るための仕切り部材を挿設したことを特徴とする水冷式冷却装置。
前記仕切り部材には伸縮可能部材を用い、この伸縮可能部材により前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の膨張収縮を吸収するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の水冷式冷却装置。
前記伸縮可能部材として可撓性部材のシートまたは膜を用いることを特徴とする請求項２に記載の水冷式冷却装置。
前記仕切り部材にはシート材に蛇腹加工を施した伸縮可能部材を用い、この伸縮可能部材により前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の膨張収縮を吸収するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の水冷式冷却装置。
リザーブタンクに貯留した冷却水をポンプにより被冷却体に供給し、この被冷却体を冷却して加熱された冷却水を熱交換器により冷却してリザーブタンクに還流させる水冷式冷却装置において、
前記リザーブタンク本体内の貯留した冷却水の上部に位置する上部空間内に、伸縮可能部材により形成され、前記上部空間とほぼ同じ大きさの容積を有する袋体を収設したことを特徴とする水冷式冷却装置。
前記袋体の内部空間に空気または窒素を充填したことを特徴とする請求項５に記載の水冷式冷却装置。
前記リザーブタンク本体内に貯留した冷却水の部位に多孔板よりなる波消し板を挿設したことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の水冷式冷却装置。