JP2012174906A - Cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、冷却装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a cooling device.
地上波デジタル放送用のテレビ送信装置などにおいては、多量の廃熱を処理するために冷却装置が用いられる。この種の用途においては水冷型の冷却装置(以下、水冷装置と称する)を用いるのが一般的である。水冷装置は冷媒として用いられる冷却水を循環させて使用する。このため一定の期間ごとに冷却水を交換しなければ冷却効果の低下や、装置の腐食などの問題が生じる。 In a television transmitter for terrestrial digital broadcasting, a cooling device is used to process a large amount of waste heat. In this type of application, a water cooling type cooling device (hereinafter referred to as a water cooling device) is generally used. The water cooling device is used by circulating cooling water used as a refrigerant. For this reason, if the cooling water is not replaced at regular intervals, problems such as a decrease in cooling effect and corrosion of the apparatus occur.
水冷装置には密閉型と開放型がある。このうち開放型は冷却水が外気と接している。密閉型は冷却水が外気から完全に遮断されており、冷却水の劣化が少ない。冷却水交換の際はどちらも装置を一時停止させ、装置から冷却水を抜き取らなければならない。その間は冷却機能が停止するので、被冷却物(送信装置など)の運用を停止する必要がある。 There are two types of water-cooling devices: closed type and open type. Of these, the open type has cooling water in contact with the outside air. In the sealed type, the cooling water is completely cut off from the outside air, and the cooling water is less deteriorated. In both cases of cooling water exchange, the apparatus must be temporarily stopped and the cooling water must be extracted from the apparatus. During this time, the cooling function is stopped, so that it is necessary to stop the operation of the object to be cooled (such as a transmission device).
冷却水の再充填に際して、開放型は装置に備わる循環ポンプを使用できるが、密閉型は充填用ポンプが別途必要になる。密閉型の冷却水交換周期は長いので充填用ポンプの稼働は数年ごとに1回という場合も想定され、ポンプの維持管理の面でも問題になる可能性がある。 When refilling the cooling water, the open type can use a circulation pump provided in the apparatus, but the sealed type requires a separate filling pump. Since the hermetic cooling water exchange cycle is long, the filling pump may be operated once every several years, which may cause a problem in terms of pump maintenance.
既存の冷却装置においては、冷媒の交換に際して被冷却物の運用を停止する必要がある。これは、常時稼動を前提として運用される大出力の送信装置やサーバ装置などへの適用に際してはぜひとも避けたいことである。また充填ポンプのような機材を別途用意する必要もあり、冷媒を手軽に交換できるとは言いがたい面もある。
目的は、被冷却物の運用を停止することなく手軽に冷媒を交換可能な冷却装置を提供することにある。
In the existing cooling device, it is necessary to stop the operation of the object to be cooled when the refrigerant is replaced. This is something that should be avoided when applied to a high-power transmission device or server device that is operated on the premise of constant operation. In addition, it is necessary to separately prepare equipment such as a filling pump, and it is difficult to say that the refrigerant can be easily replaced.
An object is to provide a cooling device capable of easily replacing the refrigerant without stopping the operation of the object to be cooled.
実施形態によれば、密閉型の冷却装置は、冷媒が満たされた管と、前記管内の冷媒に大気圧以上の圧力をかけて前記冷媒を循環させるポンプと、前記管から排出された冷媒を溜める第1の液溜め部と前記管内に注入される冷媒を溜める第2の液溜め部とが液面よりも上部で連結されたタンクと、前記管および前記第1の液溜め部に接続される第1の3方弁と、前記管および前記第2の液溜め部に接続される第2の3方弁とを具備する。そして、前記冷媒の交換時に、前記管内の冷媒の流路を前記第1の液溜め部に切り替え、前記第2の液溜め部の冷媒を前記管内に導入すべく前記第1および第2の3方弁を連動して切り替えるようにした。 According to the embodiment, the hermetic cooling device includes a pipe filled with a refrigerant, a pump that circulates the refrigerant by applying a pressure equal to or higher than atmospheric pressure to the refrigerant in the pipe, and a refrigerant discharged from the pipe. A tank in which a first liquid reservoir for storing and a second liquid reservoir for storing a refrigerant injected into the pipe are connected above the liquid level, and connected to the pipe and the first liquid reservoir. And a second three-way valve connected to the pipe and the second liquid reservoir. Then, at the time of replacement of the refrigerant, the flow path of the refrigerant in the pipe is switched to the first liquid reservoir, and the first and second 3 to introduce the refrigerant in the second liquid reservoir into the pipe. The way valve is switched in conjunction.
図1は、実施形態に係わる冷却装置の一例を示す図である。この冷却装置は密閉型であり、管1内に満たされた水などの冷媒を循環させることにより、被冷却物の熱を冷媒を介して回収する。図1において、被冷却物2(例えばテレビ送信装置)に冷却部3が取り付けられる。冷却部3において被冷却物2の熱が回収され、管を介して連結された熱交換器4において、回収された熱が外気に廃熱される。管1には、管1内の冷媒に大気圧以上の圧力をかけて冷媒を循環させるポンプ5が接続される。また管1には、密閉タンク6や空気抜き弁7が設けられることもある。
ところで、図1の冷却装置は、いずれも管1の途中に接続され、管1内の冷媒の流路を切り替える第1の3方弁Aおよび第2の3方弁Bを備える。3方弁A,Bは交換用タンク8にも接続される。交換用タンク8は、管1から排出された冷媒を溜める第1の液溜め部81と、管1内に注入される冷媒を溜める第2の液溜め部82とを備える。すなわち液溜め部81には劣化した冷媒が溜まり、液溜め部82には交換用の新鮮な冷媒が入れられている。なお冷媒の交換作業前には液溜め部81は空であってよい。
Drawing 1 is a figure showing an example of the cooling device concerning an embodiment. This cooling device is a closed type, and collects the heat of the object to be cooled through the refrigerant by circulating a refrigerant such as water filled in the
1 includes a first three-way valve A and a second three-way valve B that are connected in the middle of the
交換用タンク8は全体として密閉されているが、液溜め部81と液溜め部82とは冷媒の液面よりも上部の空気口を介して互いに連結されている。液溜め部81は3方弁Aに、液溜め部82は3方弁Bに、それぞれフレキシブルチューブやカプラなどで個別に接続される。
Although the replacement tank 8 is hermetically sealed as a whole, the
図2は、図1に示される3方弁A,Bを示す図である。通常運用時(a)、すなわち冷媒の交換作業を行わない状態では3方弁A,Bのいずれも、冷媒が管1内を循環するように切り替えられた状態になっている。つまり通常運用時(a)においては冷媒の流路は管1内で閉じており、ポンプ5から押し出された冷媒は管1内を通ってポンプ5に戻る格好である。
FIG. 2 is a view showing the three-way valves A and B shown in FIG. At the time of normal operation (a), that is, in a state where the refrigerant replacement operation is not performed, both the three-way valves A and B are switched so that the refrigerant circulates in the
冷媒交換時(b)においては、3方弁A,Bが連動して切り替えられる。これにより冷媒の流路は、間に交換用タンク8を挟む格好になる。すなわち管1内の冷媒は、3方弁Aから交換用タンク8の液溜め部81に、ポンプ5による大気圧以上の力で押し出されることになる。そうすると液溜め部81内の空気が液溜め部82に押し出され、その圧力が液溜め部82内の冷媒にかかり、新鮮な冷媒が液溜め部82から押し出されて3方弁Bを介して管1内に注入される。以上の過程を経て、交換用タンク8に古い冷媒が回収されるともに、新しい冷媒が管1に補充される。
At the time of refrigerant replacement (b), the three-way valves A and B are switched in conjunction. As a result, the flow path of the refrigerant is dressed with the replacement tank 8 interposed therebetween. That is, the refrigerant in the
以上説明した作用により、古い冷媒の回収と新しい冷媒の補充とが一気に行なえるようになり、短時間のうちに交換作業が完了する。しかも循環用のポンプ5と大気圧による作用を利用しているので、給水用のポンプなどを別途用意する必要もない。 As described above, the recovery of the old refrigerant and the replenishment of the new refrigerant can be performed at once, and the replacement operation is completed within a short time. In addition, since the circulation pump 5 and the action of the atmospheric pressure are used, it is not necessary to separately prepare a water supply pump or the like.
図3は、比較のため既存の開放型の冷却装置を示す図である。開放型の冷却装置においては開放型タンク9に交換用の冷媒(水)を注水し、ポンプ5で管内に冷媒を満たす。冷媒の交換時にはポンプ5を止め、排出口(ドレイン)10を開き、さらに空気抜き弁7などを開けて冷媒を排出する。開放型タンク9への水の補充にあたってはポリタンクから手作業で注水するか、または注水用ポンプを用いるといった作業を要し、手間が大きい。また冷媒の交換時に冷却装置を停止しなければならず、よって被冷却物の運用も停止しなくてはならない。 FIG. 3 is a diagram showing an existing open-type cooling device for comparison. In the open type cooling device, a replacement refrigerant (water) is poured into the open type tank 9, and the pump 5 fills the pipe with the refrigerant. When replacing the refrigerant, the pump 5 is stopped, the discharge port (drain) 10 is opened, and the air vent valve 7 is opened to discharge the refrigerant. Replenishment of water to the open tank 9 requires manual operation such as water injection from a poly tank or use of a water injection pump, which is laborious. Also, the cooling device must be stopped when the refrigerant is replaced, and therefore the operation of the object to be cooled must also be stopped.
図4は、比較のため既存の密閉型の冷却装置を示す図である。図4の装置においては、冷媒は注入口11から注入される。冷媒を交換する場合は、やはりポンプ5を停止させ、排出口(ドレイン)を開き、さらに空気抜き弁7などを開けて冷媒を排出した後、図5に示すように別途用意した注入用ポンプ12にて注水する。 FIG. 4 is a diagram showing an existing hermetic cooling device for comparison. In the apparatus of FIG. 4, the refrigerant is injected from the inlet 11. When replacing the refrigerant, the pump 5 is also stopped, the discharge port (drain) is opened, the air vent valve 7 and the like are opened, and the refrigerant is discharged. Then, as shown in FIG. Pour water.
以上のように既存の冷却装置では、冷媒の交換に際して冷媒を循環させるためのポンプを停止する必要があり、冷却効果が得られなくなるその間は被冷却物を停止せざるを得ない。よって常時稼動型の機器を冷却するには問題がある。たとえポンプを停止させずに作業を行なったとしても、注入用ポンプのような機器を別途用意する必要があり、手軽に交換作業を行えるとはいえない。 As described above, in the existing cooling device, it is necessary to stop the pump for circulating the refrigerant when replacing the refrigerant, and the object to be cooled must be stopped while the cooling effect cannot be obtained. Therefore, there is a problem in cooling an always-on type device. Even if the operation is performed without stopping the pump, a device such as an infusion pump needs to be prepared separately, and it cannot be said that the replacement operation can be performed easily.
これに対し実施形態によれば、連動する3方弁A,Bを切り替えれば循環用ポンプ5および大気圧の作用により冷媒が自動的に交換される。よって交換作業にかかる手間を飛躍的に軽減でき、時間も短縮できるのに加え、注入用のポンプを別途用意する必要も無くなる。また交換作業時においても管1内を冷媒が循環するので、冷却装置を停止させる必要が無く、よって被冷却物の運用を停止する必要も無い。さらには、劣化した冷媒が新しい冷媒に混入する割合が少ないという効果も得ることができる。これらのことから、被冷却物の運用を停止することなく手軽に冷媒を交換可能な冷却装置を提供することができる。
On the other hand, according to the embodiment, if the three-way valves A and B that are interlocked are switched, the refrigerant is automatically replaced by the circulation pump 5 and the action of atmospheric pressure. Therefore, the labor required for the replacement work can be drastically reduced and the time can be shortened, and it is not necessary to prepare a pump for injection separately. Further, since the refrigerant circulates in the
以下に、交換用タンク8の別の形態を示す。
図6は交換用タンク8の形態の例を示す図である。交換用タンク8は図6(a)に示すように一体型でなくても良く、図6(b)に示すように、液面より上部がパイプやチューブなどで連結して気密が保たれていれば別体型でも良い。
Below, another form of the replacement tank 8 is shown.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the form of the replacement tank 8. The replacement tank 8 does not have to be an integral type as shown in FIG. 6 (a), and as shown in FIG. 6 (b), the upper part from the liquid level is connected by a pipe or tube to keep the airtightness. It may be a separate type.
図7は、交換用タンクの形態の例を示す図である。図7に示すタンクは第3の液溜め部83を備える。液溜め部83は、液面よりも上部で液溜め部81と液溜め部82とに連結される。このように液溜め部は2つに限らず、空気配管により連結されていれば、冷媒の交換時には実施形態と同様の作用をもたらす。さらには、冷媒の交換量に応じて複数の液溜め部やタンクそのものを連結するようにしても良い。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the form of a replacement tank. The tank shown in FIG. 7 includes a third liquid reservoir 83. The liquid reservoir 83 is connected to the
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…管、2…被冷却物、3…冷却部、4…熱交換器、5…ポンプ、6…密閉タンク、7…空気抜き弁、A,B…3方弁、8…交換用タンク、81,82,83…液溜め部、9…開放型タンク、10…排出口(ドレイン)、11…注入口、12…注入用ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
冷媒が満たされた管と、
前記管内の冷媒に大気圧以上の圧力をかけて前記冷媒を循環させるポンプと、
前記管から排出された冷媒を溜める第1の液溜め部と前記管内に注入される冷媒を溜める第2の液溜め部とが液面よりも上部で連結されたタンクと、
前記管および前記第1の液溜め部に接続される第1の3方弁と、
前記管および前記第2の液溜め部に接続される第2の3方弁とを具備し、
前記冷媒の交換時に、前記管内の冷媒の流路を前記第1の液溜め部に切り替え、前記第2の液溜め部の冷媒を前記管内に導入すべく前記第1および第2の3方弁を連動して切り替えるようにした、冷却装置。 In a sealed cooling device,
A tube filled with refrigerant;
A pump that circulates the refrigerant by applying a pressure higher than atmospheric pressure to the refrigerant in the pipe;
A tank in which a first liquid reservoir for storing refrigerant discharged from the pipe and a second liquid reservoir for storing refrigerant injected into the pipe are connected above the liquid level;
A first three-way valve connected to the tube and the first liquid reservoir;
A second three-way valve connected to the pipe and the second liquid reservoir,
When the refrigerant is replaced, the first and second three-way valves are used to switch the refrigerant flow path in the pipe to the first liquid reservoir and to introduce the refrigerant in the second liquid reservoir into the pipe. A cooling device that switches between them.
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