JP2000223323A - 静止誘導機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成を複雑化することなく冷却性能を向上さ
せて小形化を図る。 【解決手段】 変圧器を、変圧器本体１１及びこの変圧
器本体１１を冷却及び絶縁するためのＳＦ６ガス１２を
タンク１３内に収容して構成する。変圧器本体１１は、
鉄心１６とこの鉄心１６に同心円状に巻装された巻線１
７から構成されている。前記巻線１７のうち高圧層と低
圧層との層間のギャップにプレートヒートパイプ１８の
集熱部１８ａを挿入する。一方、プレートヒートパイプ
１８の放熱部１８ｂをタンク１３の内面部に密着する。
前記プレートヒートパイプ１８を、２個の折曲部１８ｃ
を有するクランク状に構成し且つ前記折曲部１８ｃが略
円弧状をなすように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却性能の向上お
よび小形化を図った静止誘導機器に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に、静止誘導機器
例えば変圧器においては、変圧器本体及びこの変圧器本
体を絶縁且つ冷却する冷却媒体（絶縁媒体）をタンクの
内部に収容して構成されている。ここで、冷却性能の向
上を図るためには、巻線の電流密度を下げたり、冷却媒
体の量を増やしたりする等の対策が必要となるが、この
場合は、機器の大形化、重量増加を招くという問題があ
った。特に、近年では変圧器を設置するスペース上の制
約から、小形化及び軽量化が最優先の課題であり、その
ために、変圧器の冷却性改善が望まれている。

【０００３】また、ガス絶縁変圧器は油入変圧器に比べ
て冷却性が低下するが、信頼性の点から可燃性の鉱物油
に代えて不燃性のＳＦ６ガスが冷却媒体として多く用い
られてきている。そのため、ガス絶縁変圧器において
は、冷却性能のより一層の改善が強く望まれている。

【０００４】このような課題に対して、従来よりヒート
パイプを用いて冷却性能の向上を図った提案がなされて
いる。例えば、図１４は、ヒートパイプを用いた油入変
圧器の構成を示している。この図１４において、タンク
１の内部には、変圧器本体２及び絶縁油３が収容されて
いる。また、前記タンク１には、当該タンク１を貫通す
るようにヒートパイプ４が配設されている。前記ヒート
パイプ４のうち前記タンク１内の絶縁油３内に位置する
下端部には、集熱板５が取付けられ、一方、前記タンク
１の外部に位置する上端部には、放熱フィン６が設けら
れている。尚、前記放熱フィン６には、冷却ファン７か
らの風が吹き付けられるように構成されている。

【０００５】上記構成において、変圧器本体２で発生し
た熱は、絶縁油３を介して集熱板５に伝達される。この
結果、ヒートパイプ４内の作動液が蒸発・凝縮すること
によって、ヒートパイプ４の下端部から上端部に向かっ
て熱が伝達され、放熱フィン６から外部に放出される。

【０００６】ところが、上記構成においては、ヒートパ
イプ４の上端部がタンク１の外部に突出して設けられて
いる分、変圧器の構成が大きくなり、十分に小形化を図
ることができなかった。また、前記タンク１の外部に突
出する前記ヒートパイプ４に放熱フィン６を設け、冷却
ファン７により冷却するという構成であるため、構成が
複雑化するという問題もあった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、構成を複雑化す
ることなく冷却性能を向上させて小形化を図ることがで
きる静止誘導機器を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】プレートヒートパイプ
は、例えば特開平８−２１９６６５号公報に記載されて
いるように、中空状プレートの内部に作動液を封入して
構成したもので、作動液の核沸騰による蒸発・凝縮によ
り発生する作動液の振動によって集熱部から放熱部に向
かって熱を伝達するものである。この場合、前記プレー
トヒートパイプは、冷却パイプに比べてその厚み寸法を
小さくすることができることがわかっている。本発明
は、このようなプレートヒートパイプを用いて静止誘導
機器本体の熱を前記容器を介して外部に伝達するように
構成したものである。

【０００９】即ち、本発明の請求項１の静止誘導機器
は、容器と、この容器内に縦置き状態で収容された静止
誘導機器本体と、一端部の集熱部が前記静止誘導機器本
体の内部に配置され、他端部の放熱部が前記容器の内面
部に密着されたプレートヒートパイプとを具備するもの
であって、前記プレートヒートパイプを２個の折曲部を
有するクランク状に構成すると共に前記折曲部が略円弧
状をなすように構成したところに特徴を有する。

【００１０】上記構成によれば、プレートヒートパイプ
の集熱部を静止誘導機器本体の内部に配置したため、集
熱部と静止誘導機器本体との間に十分な接触面積を得る
ことができ、前記静止誘導機器本体から前記集熱部へ熱
を伝わり易くできる。また、前記プレートヒートパイプ
は厚み寸法が小さいため、静止誘導機器本体の内部に挿
入することによる前記静止誘導機器本体の大形化も極力
抑えることができる。更に、前記プレートヒートパイプ
の放熱部を容器の内面部に密着させたため、前記放熱部
から容器へ効率良く熱を伝達することができる。従っ
て、プレートヒートパイプを容器の内部に収容した構成
としながら冷却効率が十分に向上し、静止誘導機器全体
の小形化を図ることができる。更に、上記構成によれ
ば、前記プレートヒートパイプの集熱部を静止誘導機器
本体の内部に配置し、他端部を容器の内面部に密着させ
るだけであるから、構成が複雑化することもない。

【００１１】更にまた、前記プレートヒートパイプを２
個の折曲部を有するクランク状に構成したため、静止誘
導機器本体と容器との間に熱膨張寸法の差が生じた場合
であっても、その差を前記プレートヒートパイプの変形
によって吸収することができる。しかも、前記折曲部を
略円弧状となるように構成したため、前記プレートヒー
トパイプが変形しても局所的な応力集中がなく、プレー
トヒートパイプの破損を極力防止することができる。

【００１２】また、本発明の請求項２の発明は、容器
と、この容器内に横置き状態で収容された静止誘導機器
本体と、一端部の集熱部が前記静止誘導機器本体の内部
に配置され、他端部の放熱部が前記容器の側面部の内面
部に密着されたプレートヒートパイプとを具備すること
を特徴とする。

【００１３】上記構成によれば、プレートヒートパイプ
の集熱部を静止誘導機器本体の内部に配置したため、集
熱部と静止誘導機器本体との間に十分な接触面積を得る
ことができ、前記静止誘導機器本体から前記集熱部へ熱
を伝わり易くできる。また、前記プレートヒートパイプ
は厚み寸法が小さいため、静止誘導機器本体の内部に挿
入することによる前記静止誘導機器本体の大形化も極力
抑えることができる。更に、前記プレートヒートパイプ
の放熱部を容器の内面部に密着させたため、前記放熱部
から容器へ効率良く熱を伝達することができる。従っ
て、プレートヒートパイプを容器の内部に収容した構成
としながら冷却効率が十分に向上し、静止誘導機器全体
の小形化を図ることができる。更に、上記構成によれ
ば、前記プレートヒートパイプの集熱部を静止誘導機器
本体の内部に配置し、他端部を容器の内面部に密着させ
るだけであるから、構成が複雑化することもない。

【００１４】ところで、プレートヒートパイプが、集熱
部側よりも放熱部側の方が下方に位置するように配置さ
れていると、放熱部で放熱して凝縮した作動液が、重力
に反して集熱部に戻るいわゆるトップヒートモードとな
るため、熱輸送特性が低下する。換言すると、前記プレ
ートヒートパイプは、集熱部側よりも放熱部側の方が上
方に位置するように配置したり（ボトムヒートモー
ド）、或いは、集熱部から放熱部にかけて略水平になる
ように配置した方が（水平ヒードモード）、熱輸送特性
が優れる。

【００１５】そのため、容器内に静止誘導機器本体を縦
置き状態で収容した場合は、優れた熱輸送特性を得るた
めには、静止誘導機器本体の内部に集熱部が配置された
プレートヒートパイプを静止誘導機器本体の上端部から
外方に突出させ、容器の側面の内面部のうち静止誘導機
器本体の上端部よりも上方の部分にプレートヒートパイ
プの放熱部を密着させることが望ましい。これに対し
て、静止誘導機器本体を横置き状態で容器内に収容した
場合は、プレートヒートパイプを静止誘導機器本体の両
端部から外方に突出させることができ、しかも、容器の
側面部の内面部のうち静止誘導機器本体よりも上方の部
分だけでなく側方に位置する部分に放熱部を密着させて
も優れた熱輸送特性を得ることができる。従って、容器
の側面部にプレートヒートパイプの放熱部からの熱を伝
達するためのスペースを十分確保することができ、冷却
性能の一層の向上を図ることができる。また、容器の側
面部を放熱のためのスペースとして有効に利用できるた
め、容器の小形化を図ることができる。

【００１６】また、上記静止誘導機器においては、前記
プレートヒートパイプの放熱部を押え板によって前記容
器の内面部に密着するように構成すると（請求項３の発
明）、前記放熱部が前記容器の内面部から離間すること
を防止できる。この場合、前記プレートヒートパイプの
放熱部と前記押え板との間に、弾性部材を介在させると
（請求項４の発明）、前記容器の内面部に対する前記放
熱部の密着性が向上する。特に、静止誘導機器の各部が
温度上昇によって熱膨張し、押え板と容器との間に挟持
されているプレートヒートパイプがずれ動き、プレート
ヒートパイプや押え板、容器が摩耗しても、前記弾性部
材によって放熱部を容器の内面部に押しつけることがで
きるため、密着性の低下を極力防止することができる。

【００１７】また、前記容器を、剛性を有する材質から
なり側面部に開口部を有する容器本体と、前記開口部を
塞ぐように前記容器本体に設けられ、多数のフィンを有
する放熱体とから構成すると良い（請求項５の発明）。
上記構成によれば、容器の強度を確保しつつ冷却性能を
向上することができる。

【００１８】この場合、前記放熱体を、弾性を有するシ
ール部材を介して前記容器本体に取り付けると、前記容
器を容器本体と放熱体とから構成した場合であっても容
器の気密性の低下を極力抑えることができる（請求項６
の発明）。しかも、前記シール部材は弾性を有するた
め、容器本体と放熱体との間に熱膨張寸法に差があって
も、その差を吸収することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を変圧器に適用した
いくつかの実施例を説明する。まず、図１ないし図７
は、本発明の第１の実施例（請求項１及び３に対応）を
示しており、図１は変圧器の縦断面図である。この図１
において、変圧器は、例えば三相用の変圧器本体１１
（静止誘導機器本体に相当）及びこの変圧器本体１１を
冷却及び絶縁するための冷却媒体たるＳＦ６ガス１２が
容器たるタンク１３内に収容して構成されている。この
とき、前記変圧器本体１１は、縦置き状態で前記タンク
１３内に配置されている。また、前記タンク１３は例え
ば直方体状をなしており、剛性を有する例えば炭素鋼板
から形成されている。

【００２０】前記タンク１３の４つの側面部には、上部
開口部１３ａ及び下部開口部１３ｂが設けられている。
また、前記タンク１３の各側面部の外面部には、前記上
下部開口部１３ａ及び１３ｂによって前記タンク１３内
に連通する熱交換部１４が取付けられている。前記熱交
換部１４は、例えばアルミニウム製で、複数のフィン１
４ａを備えて構成されている。更に、前記タンク１３の
上部には、ブッシング１５が配設されている。

【００２１】前記変圧器本体１１は、例えば積層鋼板か
らなる三脚鉄心１６の各脚に巻線１７が巻装されて構成
されている（尚、図１では変圧器本体１１は簡略化して
示している。）。前記巻線１７は、例えばアルミニウム
製の導体（図示せず）を前記鉄心１６に同心円状に巻付
けることにより構成されている。また、前記巻線１７の
うち高圧層と低圧層との層間には、絶縁紙を介してスペ
ーサ（いずれも図示せず）が挿入されており、これによ
り前記層間に所定のギャップが設けられている。そし
て、前記層間のギャップ内には、プレートヒートパイプ
１８の一端部たる集熱部１８ａが挿入されている。この
とき、前記プレートヒートパイプ１８は、絶縁紙を介し
て前記巻線１７に密着するように前記巻線１７の高圧層
と低圧層との層間内に挿入されている。

【００２２】前記プレートヒートパイプ１８は、幅寸法
に比べて厚み寸法が非常に小さい例えばアルミニウム製
の中空状プレートの内部に作動液が封入されて構成され
ている。前記プレートヒートパイプ１８は、成形型を用
いて任意の形状に形成することができるものであり、本
実施例においては２個の折曲部１８ｃを有する略クラン
ク状をなし且つ前記折曲部１８ｃが略円弧状となるよう
に構成されている。

【００２３】また、前記プレートヒートパイプ１８のう
ち集熱部１８ａを除く部分は、巻線１７の上端部から上
方に突出されている。そして、前記プレートヒートパイ
プ１８の他端部たる放熱部１８ｂは、前記タンク１３の
うち前記熱交換部１４が設けられた部分の内面部に密着
するように押え板１９で押し当てられている。前記押え
板１９は、剛性を有する例えば炭素鋼板から構成されて
いる。前記押え板１９は、図２に示すように、プレート
ヒートパイプ１８の延びる方向と直交する方向に延びて
おり、前記プレートヒートパイプ１８と重ならない部分
が前記タンク１３の内面部に例えば溶接により取り付け
られている。尚、図示はしないが、前記プレートヒート
パイプ１８の他端部と前記タンク１３の内面部との間に
は、熱伝導率の高い材料から形成された絶縁部材が介在
されている。

【００２４】さて、前記プレートヒートパイプ１８は、
内部の作動液の核沸騰による蒸発・凝縮により発生する
作動液の軸方向振動によって一定方向、即ち集熱部１８
ａから放熱部１８ｂに向かって熱を伝達するものであ
る。この場合、集熱部１８ａと放熱部１８ｂとの温度差
が数１０℃あれば、数１０ｃｍの幅で数１００Ｗの熱量
を伝達できることが判っている。本実施例の変圧器にお
いては、巻線１７とタンク１３との温度差は数１０℃以
上あることが判っており、従って、巻線１７で発生した
熱はプレートヒートパイプ１８の集熱部１８ａに伝達さ
れた後、作動液の軸方向振動によって放熱部１８ｂに向
かって輸送される。

【００２５】特に、前記プレートヒートパイプ１８はプ
レート状をなしており、集熱部２２ｂを巻線１７の内部
に挿入したとき、巻線１７との間に十分な接触面積を得
ることができる。そのため、集熱部１８ａにおいて巻線
１７の熱が効率良く伝達されるようになる。

【００２６】また、プレートヒートパイプ１８の放熱部
１８ｂに輸送された熱は、タンク１３に伝達された後、
外部に放熱される。このとき、前記プレートヒートパイ
プ１８の放熱部１８ｂは、タンク１３のうち前記熱交換
部１４に対応する部分の内面部に密着しているため、タ
ンク１３に伝達された熱は熱交換部１４における放熱作
用によって効率良く外部に放熱される。

【００２７】ところで、前記放熱部１８ｂをタンク１３
の内面部に単に押し当てて密着させても、前記プレート
ヒートパイプ１８や前記タンク１３の熱膨張率の違いに
よって両者の間に隙間が生じる場合がある。このような
隙間が生じると、放熱部２２に輸送された熱は隙間、即
ちＳＦ６ガス１２を介してタンク１３に伝達されること
になり、熱伝達効率が低下する。これに対して、本実施
例においては、前記プレートヒートパイプ１８の放熱部
１８ｂを押え板１９によってタンク１３の内面部に押さ
え付けて密着させたため、プレートヒートパイプ１８の
放熱部１８ｂとタンク１３との間に隙間が生じることを
極力防止することができる。従って、放熱部１８ｂから
タンク１３へ効率良く熱を伝達することができ、その結
果、集熱部１８ａ、つまりは巻線１７の温度上昇を低く
抑えることができる。

【００２８】図７に、プレートヒートパイプ１８の放熱
部１８ｂとタンク１３の内面部との間に隙間が無い場合
（実線）及び有る場合（二点鎖線）における、集熱部１
８ａから放熱部１８ｂまでのプレートヒートパイプ１８
の温度及びタンク１３の温度を示した。図７の下部に示
すグラフにおいて、横軸は集熱部１８ａからの距離を、
縦軸は温度を示しており、原点が集熱部１８ａの温度、
点Ａが放熱部１８ｂの温度、点Ｂから点Ｃまでがタンク
１３の温度を示している。

【００２９】図７に示すように、放熱部１８ｂとタンク
１３の内面部との間に隙間が無い場合に比べて隙間が有
る場合の方が熱伝達効率が低い分、放熱部１８ｂとタン
ク１３との間の温度差が大きくなる。そのため、集熱部
１８ａの温度が高くなり、巻線１７の温度が上昇する。

【００３０】また、巻線１７で発熱すると、その熱によ
り変圧器の各部が温度上昇する。このとき、巻線１７、
鉄心１６、タンク１３、プレートヒートパイプ１８の材
料が異なるため、また、発熱の程度が異なるため、熱膨
張寸法に差が生じる。特に、両端部が巻線１７及びタン
ク１３に密着されているプレートヒートパイプ１８は、
前記巻線１７及びタンク１３の熱膨張寸法の差の影響を
受ける。ところが、本実施例においては、前記プレート
ヒートパイプ１８を２個の折曲部１８ｃを有するクラン
ク状にしたため、前記巻線１７及びタンク１３の熱膨張
寸法の差を、前記折曲部１８ｃの変形によって吸収する
ことができる。

【００３１】ところで、クランク状をなすプレートヒー
トパイプは、巻線１７とタンク１３の熱膨張寸法の差に
よって次のように変形する。即ち、図３及び図４は本実
施例に係るプレートヒートパイプ１８の変形の様子を示
しており、図３は、巻線１７及びタンク１３の垂直方向
の熱膨張寸法差によって生じる変形を、図４は水平方向
の熱膨張寸法差によって生じる変形を示している。一
方、図５及び図６は折曲部を略直角状に構成した場合の
プレートヒートパイプ２０の変形の様子を示しており、
図５は巻線１７及びタンク１３の垂直方向の熱膨張寸法
差によって生じる変形を、図６は水平方向の熱膨張寸法
差によって生じる変形を示している。尚、図３ないし図
６では、変形前のプレートヒートパイプ１８及び２０を
実線で、変形後のプレートヒートパイプ１８及び２０を
二点鎖線で示している。

【００３２】巻線１７及びタンク１３の熱膨張寸法差に
よって垂直方向或いは水平方向に縮められると、プレー
トヒートパイプ１８は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示
すように折曲部１８ｃの円弧半径が小さくなるように変
形する。これに対して、プレートヒートパイプ２０は、
図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように折曲部２０ａが
折り曲げ変形する。そのため、プレートヒートパイプ２
０のうち折曲部２０ａの外側部分に大きな引張応力が生
じる。

【００３３】一方、巻線１７及びタンク１３の熱膨張寸
法差によってプレートヒートパイプ１８，２０が垂直方
向或いは水平方向に引き伸ばされると、プレートヒート
パイプ１８は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように
折曲部１８ｃの円弧半径が大きくなるように変形する。
これに対して、プレートヒートパイプ２０は、図５
（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、折曲部２０ａが引
き伸ばし変形する。そのため、プレートヒートパイプ２
０のうち折曲部２０ａの内側部分に大きな引張応力が生
じる。

【００３４】従って、折曲部２０ａが略直角状をなすプ
レートヒートパイプ２０の場合は、変形によって引張応
力が局所的に生じるため破損するおそれがある。これに
対して、本実施例のプレートヒートパイプ１８は前記折
曲部１８ｃを略円弧状にしたため、変形しても局所的に
応力が集中することがなく、変形により破損することを
極力防止することができる。

【００３５】特に、タンク１３を小形化すると、巻線１
７とタンク１３の熱膨張寸法の差によるプレートヒート
パイプ１８の変形が大きくなり、その結果、プレートヒ
ートパイプ１８に生じる応力も大きくなるという問題が
ある。しかしながら、本実施例においては、プレートヒ
ートパイプ１８が大きく変形しても局所的に応力が集中
することがなく、破損を極力防止することができるた
め、タンク１３の一層の小形化を図ることができる。

【００３６】また、上記構成によれば、前記プレートヒ
ートパイプ１８がタンク１３を貫通しないため、タンク
１３を貫通するようにヒートパイプを設けていた従来の
変圧器において必要であった特別なシール部材を不要と
することができる。

【００３７】更に、本実施例においては、タンク１３内
にＳＦ６ガス１２を収容した。そのため、変圧器本体１
１で生じた熱により温められたＳＦ６ガス１２は、自然
対流の作用によって上部開口部１３ａから熱交換部１４
に流入して冷却された後、下部開口部１３ｂからタンク
１３内に流入するという動作を繰り返すことによって変
圧器本体１１を冷却する。従って、プレートヒートパイ
プ１８単独で変圧器本体１１を冷却する場合に比べて冷
却性能が向上する。

【００３８】更にまた、本実施例においては、前記プレ
ートヒートパイプ１８の放熱部１８ｂを集熱部１８ａよ
りも上方に配置した。そのため、集熱部１８ａにて蒸発
した作動液は、放熱部１８ｂにて凝縮し、重力作用によ
り下方へ流下して再び集熱部１８ａに戻るいわゆる「ボ
トムヒートモード」となる。そのため、熱輸送特性を向
上させることができ、ひいては、全体の構成を小形化す
ることができる。

【００３９】また、巻線１７の層間１９に、内部に冷媒
が封入された冷却ダクトの集熱部を配設して、巻線１７
を冷却することが従来より行われている。しかし、前記
冷却ダクトの場合は、厚み寸法を１０ｍｍ程度にしなけ
れば十分な熱伝達特性は期待できないという事情があ
る。これに対して、上記プレートヒートパイプ１８は、
２ｍｍ程度の厚み寸法で十分な熱伝達特性を得ることが
できるため、この点からも小形化を図ることができる。

【００４０】図８は本発明の第２の実施例（請求項４に
対応）を示しており、第１の実施例と異なるところを説
明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付
している。この第２の実施例では、プレートヒートパイ
プ１８の放熱部１８ｂと押え板１９との間に弾性部材例
えばゴム製のシート２１を介在させている。

【００４１】上述したように、変圧器のタンク１３及び
巻線１７が温度が上昇して熱膨張すると、その熱膨張寸
法の差によってプレートヒートパイプ１８が変形する。
このとき、前記プレートヒートパイプ１８の放熱部１８
ｂは押え板１９とタンク１３との間に挟持されているた
め、前記放熱部１８ｂが水平方向に移動してタンク１３
の内面部から離間することはないが、放熱部１８ｂが上
下方向にずれ動くことが考えられる。このように前記放
熱部１８ｂが上下にずれ動くと、プレートヒートパイプ
１８や押え板１９、タンク１３が摩耗し、放熱部１８ｂ
とタンク１３との間に隙間が生じるおそれがある。この
ように放熱部１８ｂとタンク１３との間に隙間が生じる
と、冷却性能が低下する。

【００４２】これに対して、本実施例では、押え板１９
とプレートヒートパイプ１８との間にゴム製のシート２
１を介在させ、このシート２１の弾性力によってプレー
トヒートパイプ１８の放熱部１８ｂがタンク１３の内面
部に圧着されるように構成した。そのため、放熱部１８
ｂが上下方向にずれ動くことを極力防止できる。また、
放熱部１８ｂが上下方向にずれ動いてプレートヒートパ
イプ１８等が摩耗した場合でも、前記シート２１の弾性
力によって放熱部１８はタンク１３の内面部に圧着され
るため、前記放熱部１８ｂとタンク１３との間に隙間が
生じることを防止できる。

【００４３】図９及び図１０は本発明の第３の実施例
（請求項２に対応）を示しており、第１の実施例と異な
るところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分には
同一符号を付している。図９は、本実施例に係る変圧器
の内部構成を模式的に示した図であり、図１０は、図９
のＸ−Ｘ線に沿う横断面図である。

【００４４】これら図９及び図１０に示すように、本実
施例では、変圧器本体１１が横置き状態でタンク１３内
に収容されている。このとき、変圧器本体１１の鉄心１
６を、タンク１３の底部に固定された一対の支持部材３
１によって支持することにより前記変圧器本体１１がタ
ンク１３内に配設されている。以上の構成により、前記
鉄心１６の両端部は水平方向に対向しており、前記鉄心
１６に対して巻線１７が同心円状に巻き付けられてい
る。

【００４５】そして、前記巻線１７の高圧層と低圧層と
の層間のギャップ内には、複数のプレートヒートパイプ
１８の集熱部１８ａが挿入されている。このとき、一部
のプレートヒートパイプ１８は前記巻線１７の一方の端
面部１７ａから外方に突出され、残りのプレートヒート
パイプ１８は巻線１７の他方の端面部１７ｂから外方に
突出され、放熱部１８ｂがタンク１３の側面部の内面部
に密着されている。

【００４６】そして、巻線１７内のうち上部に挿入され
たプレートヒートパイプ１８は、略Ｌ字状に成形されて
おり、放熱部１８ｂが集熱部１８ａよりも上方に位置し
ている。また、巻線１７内の側部に挿入されたプレート
ヒートパイプ１８は、略コ字状或いは略Ｌ字状に成形さ
れて、放熱部１８ｂと集熱部１８ａとが略同じ高さに位
置している。

【００４７】プレートヒートパイプ１８の集熱部１８ａ
は、巻線１７の層間のギャップ内に挿入されるため、前
記ギャップの延びる方向によって前記プレートヒートパ
イプ１８の集熱部１８ａを配置する向きが決まる。従っ
て、変圧器本体１１を縦置きした場合は、前記ギャップ
が上下方向に延びるため、前記プレートヒートパイプ１
８の集熱部１８ａも上下方向に配置される。この場合、
熱輸送特性を考慮すると、ボトムヒートモード或いは水
平ヒートモードとなるようにプレートヒートパイプ１８
を配置する必要があり、従って、上記構成においては、
巻線１７の上端面部からプレートヒートパイプ１８を突
出させて、タンク１３の側面部のうち巻線１７よりも上
方に位置する部分に放熱部１８ｂを密着させる必要があ
る。即ち、タンク１３の側面部のうち放熱部１８ｂを密
着させることができる範囲が巻線１７よりも上方の部分
に限定される。

【００４８】これに対して、本実施例のように変圧器本
体１１を横置きすると、層間のギャップが水平方向（図
９及び図１０では左右方向）に延びる。そのため、プレ
ートヒートパイプ１８を巻線１７の両端面部から突出さ
せ、タンク１３の側面部のうち変圧器本体１１よりも上
方に位置する部分及び側方に位置する部分に放熱部１８
ｂを密着させることができる。従って、タンク１３の側
面部にプレートヒートパイプ１８の放熱部１８ｂからの
熱を伝達するためのスペースを十分確保することがで
き、冷却性能の一層の向上を図ることができる。また、
変圧器本体１１を縦置き状態でタンク１３内に収容した
場合に比べて、タンク１３の側面部を有効に利用できる
ため、タンク１３の小形化、ひいては変圧器の小形化を
図ることができる。

【００４９】図１１ないし図１３は本発明の第４の実施
例（請求項５及び６に対応）を示しており、第１の実施
例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一
部分には同一符号を付している。この第４の実施例で
は、容器たるタンク４１を、剛性を有する例えば炭素鋼
板からなる容器本体としてのタンク本体４２と、このタ
ンク本体４２の側面部に設けられた放熱体４３とから構
成している。

【００５０】前記タンク本体４２は剛性を有する例えば
炭素鋼板からなり、図１３に示すように、矩形皿状の底
箱４４と、矩形箱状の上蓋部４５と、前記タンク本体４
２の四隅部に配設された断面Ｌ字状の柱部材４６とから
構成されている。前記柱部材４６の上下両端部は、例え
ば溶接により前記底箱４４の隅部及び上蓋部４５の隅部
に固定されている。以上の構成により、前記タンク本体
４２の４個の側面部にはそれぞれ矩形状の開口部４７が
形成される。

【００５１】一方、前記放熱体４３は、図１１及び図１
２に示すように、例えばアルミニウム製で複数のフィン
４３ａを備えている。そして、前記放熱体４３は、前記
フィン４３ａが外方に突出するように前記タンク本体４
２の開口部４７の周縁部にシール部材４８を介して取り
付けられている。この場合、前記シール部材４８とタン
ク本体４２との接合及び前記シール部材４８と放熱体４
３との接合は、例えば接着により行われている。また、
前記シール部材４８は弾性を有するゴム等の合成樹脂か
ら構成されている。

【００５２】従って、前記タンク４１の側面部のうち周
縁部を除く部分は放熱体４３から構成されており、プレ
ートヒートパイプ１８の放熱部１８ｂは、前記放熱体４
３に密着されている。尚、本実施例では、前記放熱部１
８ｂは、押え板を介することなく放熱体４３に押し当て
られて密着されている。

【００５３】一般に、変圧器のタンクは、十分な強度を
確保するために炭素鋼で形成されているが、炭素鋼は熱
伝導率が小さいという事情がある。これに対して、熱伝
導率の大きい例えばアルミニウム材は剛性が小さく、タ
ンク全体をアルミニウム材から構成した場合には、十分
な強度を確保できない。

【００５４】そこで、本実施例においては、タンク４１
を炭素鋼からなるタンク本体４２及びアルミニウム材か
らなる放熱体４３から構成した。即ち、タンク４１の上
下部分及び側面部の周縁部を剛性を有する炭素鋼から構
成し、タンク４１の側面部のうち周縁部を除く部分を熱
伝導率の大きいアルミニウム材から構成した。そして、
プレートヒートパイプ１８の放熱部１８ｂを前記放熱体
４３に密着させるように構成した。従って、タンク４１
の強度を確保しつつ、プレートヒートパイプ１８の放熱
部１８ｂから効率良く放熱することができる。また、タ
ンク４１の内面部に放熱体４３が露出しているため、タ
ンク４１内のＳＦ６ガスを効率良く冷却することがで
き、この点からも冷却性能が向上する。

【００５５】また、炭素鋼からなるタンク本体４２とア
ルミニウム材からなる放熱体４３とでは、熱膨張率が異
なる。しかし、本実施例では、タンク本体４２と放熱体
４３との間に弾性を有するシール部材４８を設けたた
め、シール部材４８によってタンク本体４２と放熱体４
３との熱膨張寸法差を吸収することができ、タンク４１
のシール性が低下することを極力防止することができ
る。

【００５６】尚、本実施例は、タンク４１内に変圧器本
体１１を横置き状態で収容する構成にも適用できる。ま
た、タンク本体４２は一体に構成しても良い。さらに、
放熱体４３はねじ止めによりタンク本体４２に取り付け
ても良い。更にまた、タンク本体４２と放熱体４３の熱
膨張寸法の差を考慮する必要がなければ、シール部材４
８は弾性を有していなくても良く、また、シール部材４
８を省略することも可能である。

【００５７】また、本発明は上記した実施例に限定され
るものではなく、例えば次のような変形が可能である。
プレートヒートパイプの集熱部は巻線の内部に配置する
他、鉄心の内部に配置しても良い。

【００５８】タンク１３の内部に、ＳＦ６ガス１２を強
制的に循環させるファンを設けても良い。この場合、Ｓ
Ｆ６ガス１２の循環がより一層効率良く行われるため、
冷却性能が一層向上する。冷却媒体としてはＳＦ６ガス
に限定されるものではない。即ち、空気を冷却媒体とし
て用いる乾式変圧器や、油入変圧器にも適用できる。更
に、リアクトル等、変圧器以外の静止誘導機器にも適用
しても良い。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
請求項１の静止誘導機器によれば、容器内に縦置き状態
で収容された静止誘導機器本体の内部にプレートヒート
パイプの集熱部を配置すると共に放熱部を前記容器の側
面部の内面部に密着させたので、静止誘導機器本体で発
生した熱を、前記プレートヒートパイプの集熱部に効率
良く伝達した後、放熱部から容器に伝達して外部に放熱
することができる。従って、前記プレートヒートパイプ
を容器の内部に収容した構成としながら冷却性能が十分
に向上し、静止誘導機器全体の小形化を図ることができ
る。また、前記プレートヒートパイプをクランク状とし
且つ折曲部が略円弧状をなすように構成したので、静止
誘導機器本体及び容器の間に熱膨張寸法差が生じた場合
であっても、その差をプレートヒートパイプの変形によ
って吸収することができ、しかも、変形による応力の集
中が生じないためプレートヒートパイプが破損すること
を極力防止できる。

【００６０】また、本発明の請求項２の静止誘導機器に
よれば、容器内に横置き状態で収容された静止誘導機器
本体の内部にプレートヒートパイプの集熱部を配置する
と共に放熱部を前記容器の側面部の内面部に密着させた
ので、静止誘導機器本体で発生した熱を、前記プレート
ヒートパイプの集熱部に効率良く伝達した後、放熱部か
ら容器に伝達して外部に放熱することができる。従っ
て、前記プレートヒートパイプを容器の内部に収容した
構成としながら冷却性能が十分に向上し、静止誘導機器
全体の小形化を図ることができる。また、静止誘導機器
本体を横置きし、容器の側面部の内面部のうち、静止誘
導機器本体よりも上方に位置する部分及び側方に位置す
る部分にプレートヒートパイプの放熱部を密着させても
優れた熱輸送特性を得ることができるように構成したた
め、容器の側面部にプレートヒートパイプの放熱部から
の熱を伝達するためのスペースを十分確保することがで
きて、冷却性能の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すものであり、容器
を断面して示す変圧器の正面図

【図２】プレートヒートパイプの放熱部周辺部分を拡大
して示す斜視図

【図３】折曲部が円弧状をなすプレートヒートパイプの
変形を説明するための図であり、（ａ）は水平方向に縮
められた場合、（ｂ）は水平方向に引き伸ばされた場合
を示す。

【図４】折曲部が円弧状をなすプレートヒートパイプの
変形を説明するための図であり、（ａ）は垂直方向に縮
められた場合、（ｂ）は垂直方向に引き伸ばされた場合
を示す。

【図５】折曲部が直角状をなすプレートヒートパイプの
変形を説明するための図であり、（ａ）は水平方向に縮
められた場合、（ｂ）は水平方向に引き伸ばされた場合
を示す。

【図６】折曲部が直角状をなすプレートヒートパイプの
変形を説明するための図であり、（ａ）は垂直方向に縮
められた場合、（ｂ）は垂直方向に引き伸ばされた場合
を示す。

【図７】プレートヒートパイプの放熱部及びタンクの内
面部の密着性と各部の温度との関係を示す図

【図８】本発明の第２の実施例を示すものであり、プレ
ートヒートパイプの放熱部周辺部分の拡大縦断面図

【図９】本発明の第３の実施例を示すものであり、変圧
器本体及びプレートヒートパイプの配置を模式的に示す
正面図

【図１０】変圧器本体及びプレートヒートパイプの配置
を模式的に示す上面図

【図１１】本発明の第４の実施例を示す変圧器の正面図

【図１２】図１相当図

【図１３】タンク本体の斜視図

【図１４】従来構成を示す変圧器の縦断側面図

【符号の説明】

図中、１１は変圧器本体（静止誘導機器本体）、１３，
４１はタンク（容器）、１８はプレートヒートパイプ、
１８ａは集熱部、１８ｂは放熱部、１８ｃは折曲部、１
９は押え板、２１はシート（弾性部材）、４２はタンク
本体（容器本体）、４３は放熱体、４７は開口部、４８
はシール部材を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真屋 岳良 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 株 式会社東芝三重工場内 Ｆターム(参考） 5E050 AA10 CB01 HA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器と、 この容器内に縦置き状態で収容された静止誘導機器本体
   と、 一端部の集熱部が前記静止誘導機器本体の内部に配置さ
   れ、他端部の放熱部が前記容器の側面部の内面部に密着
   されたプレートヒートパイプとを具備し、 前記プレートヒートパイプは、２個の折曲部を有するク
   ランク状をなし且つ前記折曲部が略円弧状に構成されて
   いることを特徴とする静止誘導機器。
2. 【請求項２】 容器と、 この容器内に横置き状態で収容された静止誘導機器本体
   と、 一端部の集熱部が前記静止誘導機器本体の内部に配置さ
   れ、他端部の放熱部が前記容器の側面部の内面部に密着
   されたプレートヒートパイプとを具備することを特徴と
   する静止誘導機器。
3. 【請求項３】 プレートヒートパイプの放熱部は、押え
   板によって容器の内面部に密着されていることを特徴と
   する請求項１または２記載の静止誘導機器。
4. 【請求項４】 プレートヒートパイプの放熱部と押え板
   との間には弾性部材が介在されていることを特徴とする
   請求項３記載の静止誘導機器。
5. 【請求項５】 容器は、 剛性を有する材質からなり側面部に開口部を有する容器
   本体と、 前記開口部を塞ぐように前記容器本体に設けられ、多数
   のフィンを有する放熱体とから構成されていることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の静止誘導
   機器。
6. 【請求項６】 放熱体は、弾性を有するシール部材を介
   して前記容器本体に取り付けられていることを特徴とす
   る請求項５記載の静止誘導機器。