JPH11299219A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH11299219A
JPH11299219A JP9868698A JP9868698A JPH11299219A JP H11299219 A JPH11299219 A JP H11299219A JP 9868698 A JP9868698 A JP 9868698A JP 9868698 A JP9868698 A JP 9868698A JP H11299219 A JPH11299219 A JP H11299219A
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JP
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semiconductor
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water
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water level
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Seiji Kurokawa
清治 黒河
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水漏れをいち早く検出し、被害を最小限に抑
えた電力変換装置を提供する。 【解決手段】 各半導体変換装置1にサージタンク24
及び水位低下検知用のレベルスイッチ25を設け、サー
ジタンク24と半導体変換装置1内の出口配管5bを配
管26で接続する。万一、半導体変換装置1内で水漏れ
が発生した場合、レベルスイッチ25により水位の低下
を検知し、半導体冷却装置9の循環ポンプ11を停止さ
せる。これにより、半導体変換装置1内での水漏れを早
期に検知し漏水時における被害を最小限に抑えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体変換装置
と、この半導体変換装置を冷却する半導体冷却装置とを
有する電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子が多数個直並列接続されて構
成される半導体変換装置を有する電力変換装置におい
て、半導体素子の発生する熱を冷却するために純水を用
いた半導体冷却装置が設けられている。
【0003】図6は、その電力変換装置の一例を示すも
ので、1は半導体変換装置であり列盤構成されている。
この変換装置1には、図7に示すような、半導体素子
2、及び半導体素子2が発生する熱を冷却するためのヒ
ートシンク3が多数個積層されて構成された半導体スタ
ック4が多数個収納されている。各ヒートシンク3間、
及びヒートシンク3と出入口配管5a,5bの間は、そ
れぞれ絶縁ホース6a,6b,6cで絶縁されて接続さ
れている。又、出口配管5bには、流量計7、温度計8
が装着されている。
【0004】又、9は半導体冷却装置で、水冷式の熱交
換器10、この熱交換器10の純水配管側に設けられた
循環ポンプ11、流量計12、温度計13、純水の導電
度を維持するためのイオン交換器14、導電率計15、
出入口配管16a,16bにより構成される。
【0005】サージタンク17は、配管18で出口配管
16bに接続される。19は水位レベルの低下を検知す
るレベルスイッチ、20はイオン交換器14の流量調整
バルブである。
【0006】一方外水配管側は出入口配管21a,21
bにより構成されている。又、22a,22b,23
a,23bは出入口配管で、各々半導体変換装置1の出
入口配管5a,5bと半導体冷却装置の出入口配管16
a,16bが接続される。24は漏水時の循環ポンプ1
1の運転をコントロールする制御装置である。
【0007】このように構成される半導体冷却装置9に
おいて、半導体素子2が発熱する熱は、循環ポンプ11
の運転により純水を循環させ熱交換器10により熱交換
され冷却される。
【0008】又、イオン交換器14に純水を常時流し、
純水の導電度を規定値に維持することにより半導体素子
2間、及び半導体素子2と出入口配管5a,5bの間の
絶縁を確保している。導電率計15は純水の導電度を監
視し規定値を越えた場合に信号を出しイオン交換器14
内のイオン交換樹脂の劣化を検知する。
【0009】サージタンク17は温度変化による純水の
体積変化を吸収すると共に、循環ポンプ11の運転時に
おけるサージングを吸収する。ここで万一、漏水が発生
した場合、レベルスイッチ19により純水の水量レベル
低下を検知し、循環ポンプ11を停止させる。又、流量
計7,12によっても流量低下で漏水を検知できる。
又、図6は水冷式の熱交換器を用いた場合を示している
が、多数個のブァンを用いた空冷式熱交換器(図示せ
ず)の場合も純水側は同じ構成となっている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、電力変換器及び半導体冷却装置の大型化に伴い、使
用される純水の容量も増大するためにサージタンクも大
容量となる。万一、半導体変換装置において水漏れが発
生した場合、サージタンクに装着されたレベルスイッチ
でサージタンクの水位低下を検知するまでには多くの時
間を費やすことになり、そのために水漏れの水量も多く
なり、又、漏水している半導体変換装置が瞬時に特定で
きないといった問題がある。本発明は上記の問題点を解
消させるためになされたもので、水の漏れをいち早く検
出し、被害を最小限に抑えた電力変換装置を提供しよう
とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、半導体素子を用いて電力を変換する半導体変換装置
と、熱交換器によって冷却される水を循環ポンプなどの
循環手段により半導体変換装置に循環させて半導体変換
装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
において、半導体変換装置内に水位低下検知手段を有す
るタンクを設置し、このタンクと半導体変換装置の出口
配管を接続し、水位低下検知手段がタンク内の水位の低
下を検知したとき、循環手段の動作を停止させることを
特徴とする。
【0012】このような構成とすることにより、万一、
半導体変換装置内で水漏れが発生した場合、半導体変換
装置内の水位低下検知手段によりこれを短時間で検出で
きる。又、他の半導体装置からの水の進入を防止するこ
とができ水漏れを最小限に抑えることができる。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の電力変換装置において、半導体変換装置の入口配管と
出口配管のうちの少なくとも一方の配管に逆止弁を設け
たことを特徴とする。
【0014】このような構成とすることにより、他の半
導体装置からの水の進入を防止することができ水漏れを
最小限に抑えることができる。請求項3に記載の発明
は、半導体素子を用いて電力を変換する半導体変換装置
と、熱交換器によって冷却される水を循環手段により半
導体変換装置に循環させて半導体変換装置を冷却する半
導体冷却装置とからなる電力変換装置において、半導体
変換装置の筐体の底板からの漏水を検知する漏水検知器
を設置し、漏水検知器により漏水を検知したとき循環手
段の動作を停止させることを特徴とする。
【0015】このような構成とすることにより、半導体
装置内で水漏れが発生し飛散した場合、漏水検知器によ
り短時間で、且つ確実に検出でき、水漏れを最小限に抑
えることができる。
【0016】請求項4に記載の発明は、半導体素子を用
いて電力を変換する半導体変換装置と、熱交換器によっ
て冷却される水を循環手段により半導体変換装置に循環
させて半導体変換装置を冷却する半導体冷却装置とから
なる電力変換装置において、半導体変換装置の出口配管
の最上部に水位低下検知手段を設け、水位低下検知手段
が水位の低下を検知したとき、循環手段の動作を停止さ
せることを特徴とする。
【0017】このような構成とすることにより、出口配
管の最上部に設けられた水位低下検知手段により水漏れ
を短時間に検知することができる。請求項5に記載の発
明は、半導体素子を用いて電力を変換する半導体変換装
置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段により
半導体変換装置に循環させて半導体変換装置を冷却する
半導体冷却装置とからなる電力変換装置において、半導
体変換装置の入口配管と出口配管のうちの少なくとも入
口配管に電磁弁を設け、半導体変換装置の出口配管に接
続されたタンク内の水位の低下を検知したとき、または
半導体変換装置の筐体の底板からの漏水を検知したと
き、または半導体変換装置の出口配管の最上部に設けら
れた水位低下検知手段が水位の低下を検知したとき前記
電磁弁を閉じることを特徴とする。
【0018】このような構成とすることにより、他の半
導体変換装置、及び半導体冷却装置からの水の流れ込み
を防止することができ、確実に水漏れが発生した装置へ
の水の供給を停止することができるため他の半導体装置
の運転を停止することなく補修が可能となる。
【0019】請求項6に記載の発明は、半導体素子を用
いて電力を変換する半導体変換装置と、熱交換器によっ
て冷却される水を循環手段により半導体変換装置に循環
させて半導体変換装置を冷却する半導体冷却装置とから
なる電力変換装置において、半導体冷却装置に所定の配
管を介して接続されるタンクに水位の上昇を検知する水
位上昇検知手段を設けるとともに、タンクへの配管に電
磁弁を設け、水位上昇検知手段がタンク内の水位の上昇
を検知したとき電磁弁を閉じることを特徴とする。
【0020】このような構成とすることにより、半導体
変換装置内から半導体冷却装置に接続されるタンクヘの
水の流れ込みを防止することができこのタンクからのオ
ーバーフローを防止することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。尚、図1〜図7において、同
一符号は、同一機能である同一部分または対応部分を示
す。
【0022】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
形態について説明する。図1は本発明の第1の実施形態
に係る電力変換装置の構成を示す図である。
【0023】図1において、1はインバータ、コンバー
タ等の半導体変換装置であり、これらの構成は従来技術
で説明した図6、図7のものと同じである。24はサー
ジタンクであり水位低下検知用のレベルスイッチ25を
備え、サージタンク24と半導体変換装置1内の出口配
管5bを配管26で接続している。更に半導体変換装置
1の出入口配管22a,22bに逆止弁27を装着して
いる。9は半導体冷却装置で従来技術で説明した図6の
ものと同じである。
【0024】このように構成された半導体変換装置1に
おいて、万一、半導体変換装置1内で水漏れが発生した
場合、サージタンク24の水位が低下するので、半導体
変換装置1内の水位低下検知用のレベルスイッチ25に
より水漏れを短時間に検出でき、循環ポンプ11を停止
させることができる。又、他の半導体変換装置1からの
純水の進入を、逆止弁27で防止することができ水漏れ
を最小限に抑えることができる。なお、逆止弁27は、
入口配管22a,出口配管22bの双方に設けたが、い
ずれか一方に設けるだけでもよい。
【0025】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施形態について説明する。図2は本発明の第2の実
施形態に係る電力変換装置の構成を示す図であり、半導
体装置内1に水位低下検知用のレベルスイッチ25を備
えたサージタンク24を設置するとともに半導体変換装
置1の下部ピットに漏水検知器28を装着する。この漏
水検知器28は半導体変換装置1の筐体の底板から配管
29a,29b,29cで接続され、ドレン配管30に
接続される。
【0026】31は漏水のオーバーフローをドレン配管
30に導くための配管、又、32は漏水検知器28に溜
まったドレンをドレン配管30に逃すためのバルブであ
る。このように構成された半導体変換装置1内で水漏れ
が発生し飛散した場合、水位検出用のレベルスイッチ2
5による水量低下検知とともに、半導体変換装置1の下
部ピットの漏水検知器28により短時間に検出でき、循
環ポンプ11を停止させることができるため水漏れを最
小限に抑えることができる。又、半導体変換装置1の底
板の漏水は配管31を通りドレン配管30に排水される
ため半導体変換装置1内の部品が保護できる。
【0027】(第3の実施の形態)次に、本発明の第3
の実施形態について説明する。図3は本発明の第3の実
施形態に係る電力変換装置の構成を示す図であり、半導
体変換装置1の出入口配管22a,22bに電磁弁33
を取付け、各々の半導体変換装置1内の水位低下検知用
のレベルスイッチ25、及び漏水検知器28の動作に連
動させて閉じるようにしている。
【0028】このような構成とすることにより他の半導
体変換装置1、及び半導体冷却装置9からの純水の流れ
込みを防止することができ、確実に水漏れが発生した半
導体変換装置1への純水の供給を停止することができる
ため他の半導体変換装置1の運転を停止することなく補
修が可能となる。なお、電磁弁33は、入口配管22
a,出口配管22bの双方に設けたが、少なくとも入口
配管22aに設ければよい。
【0029】(第4の実施の形態)次に、本発明の第4
の実施形態について説明する。図4は本発明の第4の実
施形態に係る電力変換装置の構成を示す図であり、半導
体冷却装置9に配管18を介して接続されたサージタン
ク17に水位上昇を検知するためのレベルスイッチ34
を設け、更にサージタンク17に接続される配管18に
電磁弁35を装着させ、レベルスイッチ34の動作に連
動させて閉じるとともに、循環ポンプ11を停止させ
る。
【0030】このような構成とすることにより、半導体
変換装置1内の水漏れ時、半導体変換装置1からサージ
タンク17への純水の流れ込みを防止することができサ
ージタンク17からのオーバーフローを防止することが
できる。
【0031】(第5の実施の形態)次に、本発明の第5
の実施形態について説明する。図5は本発明の第5の実
施形態に係る電力変換装置の構成を示す図であり、半導
体変換装置1の出口配管5bの最上部を、最上部の半導
体スタック4の出口配管6cよりも上部に延設させて水
位低下を検知するレベルスイッチ36を取付け、レベル
スイッチ36、及び漏水検知器28の動作に連動させて
電磁弁33を閉じるようにする。
【0032】このような構成とすることにより、半導体
変換装置1内の水漏れを短時間に検知することができる
とともに、水漏れが発生した半導体変換装置1への純水
の供給を停止することができるため他の半導体変換装置
1の運転を停止することなく補修が可能となる。なお、
レベルスイッチ36により水位の低下を検知したとき、
循環ポンプ11を停止させるようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電力変換装
置によれば、万一、漏水が発生した場合でも水漏れを早
期に検知し漏水時における被害を最小限に抑えることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明の第2の実施形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図。
【図3】 本発明の第3の実施形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図。
【図4】 本発明の第4の実施形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図。
【図5】 本発明の第5の実施形態に係る電力変換装置
の構成を示すブロック図。
【図6】 従来の水冷式の電力変換装置の構成例を示す
ブロック図。
【図7】 図6に示す電力変換装置の一部の詳細な構成
を示すブロック図。
【符号の説明】
1…半導体変換装置 2…半導体素子 3…ヒートシンク 4…半導体スタック 5a…出口配管 5b…入口配管 6a,6b,6c…絶縁ホース 7…流量計 8…温度計 9…半導体冷却装置 10熱交換器 11…循環ポンプ 12…流量計 13…温度計 14…イオン交換器 15…導電率計 16a…入口配管 16b…出口配管 17…サージタンク 18…配管 19…レベルスイッチ 20…流量調整バルブ 21a…出口配管 21b…入口配管 22a…入口配管 22b…出口配管 23a…入口配管 23b…出口配管 24…サージタンク 25…レベルスイッチ 26…配管 27…逆止弁 28…漏水検知器 29a,29b,29c…配管 30…ドレン配管 31…配管 32…バルブ 33…電磁弁 34…レベルスイッチ 35…電磁弁 36…レベルスイッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子を用いて電力を変換する半導体
    変換装置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段
    により前記半導体変換装置に循環させて前記半導体変換
    装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
    において、前記半導体変換装置内に水位低下検知手段を
    有するタンクを設置し、このタンクと前記半導体変換装
    置の出口配管を接続し、水位低下検知手段が前記タンク
    内の水位の低下を検知したとき、前記循環手段の動作を
    停止させることを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】前記半導体変換装置の入口配管と出口配管
    のうちの少なくとも一方の配管に逆止弁を設けたことを
    特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
  3. 【請求項3】半導体素子を用いて電力を変換する半導体
    変換装置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段
    により前記半導体変換装置に循環させて前記半導体変換
    装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
    において、前記半導体変換装置の筐体の底板からの漏水
    を検知する漏水検知器を設置し、前記漏水検知器により
    漏水を検知したとき前記循環手段の動作を停止させるこ
    とを特徴とする電力変換装置。
  4. 【請求項4】半導体素子を用いて電力を変換する半導体
    変換装置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段
    により前記半導体変換装置に循環させて前記半導体変換
    装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
    において、前記半導体変換装置の出口配管の最上部に水
    位低下検知手段を設け、前記水位低下検知手段が水位の
    低下を検知したとき、前記循環手段の動作を停止させる
    ことを特徴とする電力変換装置。
  5. 【請求項5】半導体素子を用いて電力を変換する半導体
    変換装置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段
    により前記半導体変換装置に循環させて前記半導体変換
    装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
    において、半導体変換装置の入口配管と出口配管のうち
    の少なくとも入口配管に電磁弁を設け、半導体変換装置
    の出口配管に接続された前記タンク内の水位の低下を検
    知したとき、または前記半導体変換装置の筐体の底板か
    らの漏水を検知したとき、または前記半導体変換装置の
    出口配管の最上部に設けられた水位低下検知手段が水位
    の低下を検知したとき前記電磁弁を閉じることを特徴と
    する電力変換装置。
  6. 【請求項6】半導体素子を用いて電力を変換する半導体
    変換装置と、熱交換器によって冷却される水を循環手段
    により前記半導体変換装置に循環させて前記半導体変換
    装置を冷却する半導体冷却装置とからなる電力変換装置
    において、前記半導体冷却装置に所定の配管を介して接
    続されるタンクに水位の上昇を検知する水位上昇検知手
    段を設けるとともに、前記配管に電磁弁を設け、水位上
    昇検知手段がタンク内の水位の上昇を検知したとき前記
    電磁弁を閉じることを特徴とする電力変換装置。
JP9868698A 1998-04-10 1998-04-10 電力変換装置 Pending JPH11299219A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193805A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 水冷配管システム及び水冷配管システムにおけるユニット交換方法
JP2019158750A (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 東芝三菱電機産業システム株式会社 漏水検出装置
WO2020084656A1 (ja) * 2018-10-22 2020-04-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 水冷式電力変換システム

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