JPS60177772A - テレビカメラのケ−ス - Google Patents

テレビカメラのケ−ス

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JPS60177772A
JPS60177772A JP59032432A JP3243284A JPS60177772A JP S60177772 A JPS60177772 A JP S60177772A JP 59032432 A JP59032432 A JP 59032432A JP 3243284 A JP3243284 A JP 3243284A JP S60177772 A JPS60177772 A JP S60177772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
heat
camera
inner case
cooling
Prior art date
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Pending
Application number
JP59032432A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuko Takahara
高原 和子
Atomi Noguchi
野口 跡見
Kenichiro Sadakane
健一郎 貞包
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高温環境下におけるTVカメラの保護に係り
、ベルチェ素子によるカメラ冷却に好適なTV左カメラ
ースの構造に関する。
〔発明の背景〕
纂1図に、システムの全体構成ケ示す。TVカメラlは
原子炉格納容器などの厳E〜い環境下におかれており、
点検対象物を撮像しTV画面6に画像?送る。T’Vカ
メラはその有効温度が40C前後であるのに対し、特に
原子炉格納容器内においては通常運転時でも60〜70
”Cに達し、異常時には900以上にもなることが予想
される。従って、格納容器?監視し、異常ケ早期に発見
し対応するためKは、環境温度7(]iC〜90t?の
もとでもカメラケース内?カメラの有効温度以下に冷却
しておくことが要求される。
第2図に、従来のTV左カメラースの断面図會示す。冷
却モジュール9は、熱的に並列、電気的に直列に接続さ
れた多数のベルチェ素子で構成され、吸熱面倉内側ケー
スアルミブロック33、放熱面?外側ケースアルミフィ
ン34に接触させている。内側ケース、外側ケースの、
上記の冷却モジュール接触部以外はガラスエポキシなど
の断熱材12m+12bで側面、後面を覆い、その間?
空気35で断熱している。ケース前面はレンズ用ガラス
窓11Kjつて断熱しである。冷却モジュールによって
アルミフィン34に吸上げられた熱は、ファン風ダクト
14内のファン13による強制対流によって運び去られ
るという冷却設計紮とっている。
第3図に、ベルチェ素子の簡略図?示す。
ベルチェ素子は、熱電性能の大きいN型半導体15、P
型半導体16に電気的に直列接続したもので、直流電力
の供給によって吸熱面17から放熱面18へ能動的に熱
の輸送ケ行う。
吸熱量Q l n 1放熱量Q eatは次式で与えら
れる。
ここでα、 FL、 Kはそれぞれ、ベルチェ素子のゼ
ーベック係数、電気抵抗、熱伝導率であり、■は直流電
流、Tl11は吸熱側温度、T o、tは放熱側温度?
示す。各式の第1項はペルチェ効果によるもので、輸送
熱量は電流Iの大きさと温度(絶対温度)に比例する。
第2項は、導体に電流■が流れる時に電気抵抗Rによっ
て発生するジュール熱(IR2)が、吸熱、放熱両側に
半分ずつ寄与すると仮定して与えられている。第3項は
、放熱側と吸熱側の温度差による熱伝導を与える式であ
る。
従来のTV左カメラースの構造は、内側ケースを良熱伝
導体であるアルミブロック33とガラスエポキシなどの
断熱材12.により構成している。
アルミブロック33は冷却モジュール9の吸熱部に接触
し、ケース内の熱を冷却モジュール9へ伝えるための伝
熱体であり、熱は冷却モジュールにより外側アルミフィ
ン34に輸送され、フィン表面より放出される。外側ケ
ース断熱材12b%窒気35、内側ケース123、ガラ
ス窓11は、外気の熱がカメラケース内へ侵入するのを
防いでいる。
第4図は、従来技術における熱輸送の概略?示したもの
である。
内111!1ケース内へ侵入する熱量は、ガラス窓から
の侵入熱29、ケース断熱材部からの侵入熱30の総和
となる。冷却モジュールは、これらの侵入熱とカメラ自
体の内部発熱量28ケケース外へ放出しなければならな
い。このため、ケース内?有効温朋以下に保つためには
高価な冷却モジュールケ多数取り付ける必要があり、直
流電力量の消費も大きくなるなど冷却効率が悪く不経済
であるという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、原子炉格納容器内の高温環境下での異
常状態の監視?可能とするために、低コストかつ簡単な
方法にて、TV左カメラースの冷却効率?向上させる手
段全提案することにある。
〔発明の概要〕
第5図に、本発明によるカメラケース構造の断面図奮示
す。
ケースは、内側ケース7、フィン付外側ケース8共に冷
却モジュール部以外も全面アルミとし、両ケースのh]
にロックウールなどの良断熱材10ケつめている。また
ケース前面のレンズ用窓72重ガラスとした。
第6図に熱輸送の概要ケ示す。
外側カメラケース温度Tbは環境温度q+イより若干高
く、カメラケースの熱26 b f’f:外t11jケ
ース8の表面よりhk散されるが外気の熱がケース内に
侵入することはない。断熱材lOゲ介17外側ケース8
J:り内側ケースへ伝導する熱27b、27゜は、内側
ケースより再び冷却モジュール9に吸収略れるため、内
側ケースの中へ(は侵入しない。よって内側ケース内へ
の熱の侵入はケース前面の2重ガラス窓20からのみと
なり、この侵入熱21とカメラの発熱17が内側ケース
7bに伝達され、冷却モジュール9により外側ケース8
bへ輸送される。したがって、従来技術で用いられたも
のと同じ冷却能力?もつ冷却モジュールで、従来技術以
上の冷却効率ケ得ることができる。
〔発明の実施例〕
本発明による冷却設計ヶ具体的に進めるために、ケース
内倉有効温度以下に保つのに必要な冷却モジュール数を
推定する手段として、モデリングによる数値解析ケ行っ
た。−)た、実験により、f!1mは同様の結果が得ら
れた。
ケースの構造に対(−環境温度T、(一定)による定常
状態について熱輸送とエネルギー保存を与える15個の
多元1次方程式ヲ組立て、これ金解くことにエリ各部の
温度?計算した。
第7図、第8図に、モデリングにおいて使用した変数と
バラノータ茫示す。
本設計では、内側ケース7と外側フィン8の間ケ、2段
のモジュール36.37とアルミブロック38で接続す
るという形式ヶとっている。
第8図は、第5,6−と同じ断面であり、第7図はカメ
ラケース茫前方(または後方)から見た断面図である。
図中のQ、T、λ、δはそれぞれ、各部の輸送熱、絶対
温度、熱伝導率、厚さt示す。パラメータとしてこれら
の他に各部の表面積A5空気伝達係数α1、フィン効率
φ、冷却モジュールの個数N、など音用いる。
温度、輸送熱の変数15個(Tl 、 Tz 、 Ta
 。
T41 Tl1jTic lTt膠Ql+ r QIR
* Qt * Q2RIQ1・T・Q+tr s・QI
RB I QRム)に対【−112本の熱輸送の式と、
3本のエネルギー保存弐茫組み立てた。
熱輸送の式 %式%) ) )) ) )) エネルギー保存 Q2=Q、、 ■ NQ、+ =Q−−,+Ql−F+Ql++s+Q+、
a @NQ! =Qt、s+QRA @ 以上15本の方程式金牌き、各部の温度ケ求めた結果を
第9図に示す。環境温度70C1モジユ一ル数8個では
、実験値とはは一致しており、これによるとモジュール
数が12個ならば有効温度400以下の35C前後に保
てることが予想できる。
同モデル?環境温度90Cに適用した場合の必要モジュ
ール数は17個でろった。
計算に用いたバラメークの主なものの値?記す。
ゼーベック係数 a、 = o、 OI IJ/deg
)α、=0、Ol 伝熱係数 L、 = 0.116 [VMdeg〕Lz
 = 0.194 直流電流 11=2.7 [A ) I、=4.5 電気抵抗 R,=O,0O0447(Ω 〕1%、=# 断熱材熱伝導率 λd =0.004CW名1−deg
〕アルミ熱伝導率 λ0.λ1.λ2=2.28空気の
熱伝達係数α、 =5.81XIO−’C%/2m2@
deg)フィン効率φは、空気密度、ファン風速、フィ
ンの表面積、空気の熱伝達係数などから計算される。
なお、モジュール数Nは、1段目、2段目モジュール1
組?1個として数えたノくラメータでめる。
なお、上記の発明において、カメラケースの前面は2重
ガラス窓としているが、通常2型ガラスのはさまれた空
間には空気が充てんされている。
このため、対流による熱伝導があるが、これ盆、真空に
近い構成にすれば、より断熱効果があるのはいうまでも
ない。
同様に断熱材においても、できれば真空状態に工り実現
することが望しいが、耐圧上構造が頑丈にする必要がら
り、重量が増える、あるいは大型化する欠点がある。そ
こで、ロックウール等?軽くつめ、空気の対流?起りに
くくすることが好ましい。逆に強くつめすぎると、素材
の熱伝導性が大きく効いてくるため、程よくつめる必要
がある〔発明の効果〕 本発明により、高温環境下におかれるTVカメ2?冷却
モジュールによって冷却する方式において、高い冷却効
率を得ることができる効果がある。
これにより、従来困難であった、原子炉格納容器内のカ
メラによる監視?通常運転時のみならず異常状態の高温
下においても行うことができ、工り優れた運転性、保全
性金確保する。そして、原子カプラントの稼働率の向上
あるいは安全性の向上に役立つものと期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は高温環境下で視覚点検ケ行うTVモニタの全体
構成図、第3図はベルチェ素子の簡単な動作原理図、第
2図は従来技術によるTV右カメラース構造図、第4図
はその熱輸送の概要?示す図、第5図は本発明によるカ
メラケース構造図、第6図はその熱輸送の概要紮示す図
、第7図、第8図はモデリングにおける変数及びパラメ
ータケ示す図、第9図は数値解析の結果?示す図である
。 l・・・TV左カメラ2・・・レンズ、3・・・TV右
カメラース、4・・・原子炉格納容器壁、5・・・画像
信号ケーブル、6・・・TV画面、7・・・内側カメラ
ケース、8・・・フィン付外側カメラケース、9・・・
冷却モジュール、lO・・・良断熱材、11・・・ケー
ス前面ガラス窓、12、・・・内側ケース断熱材、12
b・・・外側ケース断熱材、13・・・ファン、14・
・・ファン送風夕゛クト、15・・・N型半導体、16
・・・P型半導体、17・・・吸熱面、18・・・発熱
面、19・・・電気伝導体、20・・・放熱フィン、2
1・・・直流電源、22・・・ベルチェ素子吸熱量QI
、、、23・・・ペルチェ素子放熱量Q oat+24
、.24b・・・冷却モジ−ルー吸熱量、25.。 25b・・・冷却モジール放熱量、26.,26b・・
・外側ケース放熱量、27..27b 、27゜・・・
外O11ケースより内側ケースへの伝達熱量、28・・
・カメラ発熱量、29・−・前面ガラス窓からの侵入熱
、30・・・断熱材からの侵入熱、31・・・ケース前
面2蔦ガ之ス窓、32・・・前面2貞カンスからの侵入
熱、33・・・内側ケースアルミブロック、34・・・
外側ケースアルミフィン、35・・・空気、36・・・
1段目モー) ニー /し、37・・・2段目モジュー
ル、38・・・アルミブロック。 代理人 弁理士 高橋明夫 笛1図 YZ図 □□□−一」 第9図 ηメフ≠−ス内jpI支

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、映像?とらえるカメラとカメラ?レンズの部分ケ除
    き可能な限り包み込み接触する良熱伝導体Aで覆う手段
    とこの良熱伝導体Ak包む断熱体で覆う手段とこの断熱
    材?良熱伝導体Bで可能な限り全体ケつつみ込む手段と
    良熱伝導体Aと良熱伝導体B’にベルチェ素子の低温部
    と高温部で接続させ熱を伝導する手段を有することを特
    徴とするテレビカメラのケース。 2、特許請求の範囲第1項において、レンズの前?2重
    カラスとし熱の流出入全制限する手段を設けたこと全特
    徴とするテレビカメラのケースウ3、特許請求の範囲第
    1項において、良熱伝導体13にヒダ紫つけ表面積を多
    くするとともに強制的に冷却材ケ吹きつける手段ケ有す
    るテレビカメラのケース。
JP59032432A 1984-02-24 1984-02-24 テレビカメラのケ−ス Pending JPS60177772A (ja)

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