JP2005086174A - 静止誘導電器 - Google Patents

Abstract

【課題】 静止誘導電器の冷媒循環装置から発生する騒音が外部に放出されるのを防止し、かつそれ自体の冷却をも可能とする。
【解決手段】 鉄心１と鉄心１に巻回された巻線２からなる静止誘導電器本体を収容するとともに冷却媒体８が満たされるタンク３と、このタンク３を囲んで配置された防音壁４と、タンク３に配管７を介して接続され前記防音壁４外に設置された冷却器５と、前記配管７に介装され冷却媒体８をタンク３と冷却器５間を循環させる冷媒循環装置６と、前記防音壁４に接続して設けられて前記冷媒循環装置６を囲む防音箱９と、を有して静止誘導電器を構成し、前記防音壁４の前記防音箱９が接続された箇所に開孔を設けて前記防音壁内部空間と防音箱内部空間を連通するとともに、防音箱上面を、防音壁との接続部をに向かって高くなる傾斜面とし、防音壁内部空間と防音箱内部空間の間の対流を促進する傾斜面１１を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は静止誘導電器に係り、特に、冷却媒体を強制的に循環させる冷媒循環装置を備えてなる静止誘導電器に関する。

近年の発電所や変電所においては、その立地条件の一つとして周囲の住民に対する騒音対策が種々考慮され、特に都市近辺の変電所においてはその重要性が大きい。その発電所や変電所の構成要素の一つである静止誘導電器に関しても、低騒音形の静止誘導電器が指定される場合が多くなっている。

一般に、低騒音形の静止誘導電器は、鉄心や巻線等によって構成される静止誘導電器の中身本体と、この静止誘導電器の中身本体を収納するタンク及びそのタンクを囲む防音壁と、誘導電器本体の電気絶縁および冷却のために前記タンク内に満たされる絶縁冷却媒体と、前記タンクに配管で接続され前記絶縁冷却媒体を冷却する冷却器および場合によっては絶縁冷却媒体を強制的に循環させる冷媒循環装置と、を含んで構成される。

静止誘導電器の発する騒音は、鉄心の励磁による励磁騒音と、静止誘導電器に負荷をかけることにより生じる負荷騒音と、その静止誘導電器の鉄心および巻線で発せられた熱を大気中へ導く放熱手段として設置する冷却器や冷媒循環装置により生じる騒音と、に分けることができる。

上述の励磁騒音と負荷騒音は中身本体から生じる騒音であるため、中身本体を収納するタンクから伝播する音が主となり、これの対策としては、一般にタンクを覆う防音壁が設けられている。

一方、大気との熱交換を行うことが必要である冷却器および大気にそれ自体の回転機が発する熱を放出している冷媒循環装置は、大気への放熱が可能であることが要求されるため、その騒音対策としては種々の工夫がなされている。

従来の静止誘導電器は、例えば、鉄心と、その周りに巻回された巻線と、この鉄心と巻線を収容したタンクと、このタンクの周囲を囲むように配置された防音壁と、鉄心と巻線を冷却するため前記タンク内に満たされた冷却媒体と、前記タンクに冷却媒体の出口、入り口それぞれを配管によって接続され冷却媒体の熱を大気に放出する冷却器と、前記配管に介装され冷却媒体を強制的にタンクと冷却器間を循環させる冷媒循環装置と、を含んで構成されている。すなわち、タンクと冷却器とは、冷媒循環装置を介装した配管で接続され、冷却媒体が循環する閉回路を構成している。

上記従来の構成では、冷却器および冷媒循環装置は防音壁外部に配置され、それらが発する騒音は、設置場所周辺において、外部に直接伝播する。したがって、低騒音が要求される変電所においては、冷却器および冷媒循環装置自体の発生する騒音を下げる工夫をしなければならない。

冷却器には、熱を大気側に自然に放出するタイプと、ファンを設けることによって、熱の放出の効率をあげるタイプがあり、前者は騒音の発生源を有しないため、低騒音形の静止誘導電器には、発生する騒音が少ない点で有利である。

冷媒循環装置は、静止誘導電器の内部から発する熱が大きい場合に設置されるが、冷却媒体を循環させるための回転機の発する騒音が問題となり、その騒音の低減方法として回転機の回転数を下げる方法が通常とられる。しかし、回転数を下げることは冷媒循環装置の冷媒循環能力を下げる方向となり、冷却媒体を循環させるフィンの径を大きくするなど、大型化、多様化及びコスト増加の要因となっている。またその回転数を下げる方法での低騒音化は性能及び構造上限界があり、求められる低騒音仕様を必ずしも満たさない。

特許文献１、２には、絶縁油を冷却器と変圧器タンクの間で循環させる送油ポンプ（冷媒循環装置）の発する騒音を外部に放出しないために、送油ポンプを囲む防音壁を、変圧器タンクを囲む防音壁と独立に設けたものが記載されている。また、特許文献２には、また、変圧器タンクを囲む防音壁（室）を有する送油風冷式低騒音変圧器において、送油ポンプ用防音壁（室）を設け、この送油ポンプ用防音壁を、変圧器タンクを囲む防音壁から突出した形で一体化した例が示されている。さらに、特許文献３〜６には、送油ポンプ（冷媒循環装置）を変圧器タンクを囲む防音壁の内部に配置した例が記載されている。

実開昭５５―１６１３１５号公報（第１−２頁、第１−２図） 実開昭５５―１４９９２６号公報（第１−２頁、第１図） 特開平１０−２３３３２４号公報（第２頁、第１図） 特開昭５６―１４７４２０号公報（第１−２頁、第１図） 特開昭５６―１４７４１８号公報（第１−２頁、第１図） 特開昭５６―１０７５０７号公報（第１−２頁、第１図）

上記特許文献１，２記載の、送油ポンプを囲む防音壁を、変圧器タンクを囲む防音壁と独立に設けたものは、送油ポンプが発生する熱の除去について考慮されておらず、送油ポンプの温度が高くなりすぎる恐れがあった。

また、特許文献２記載の、送油ポンプ用防音壁を、変圧器タンクを囲む防音壁から突出した形で一体化したものは、送油ポンプ用防音壁内部と変圧器タンクを囲む防音壁の内部が連通されてはいるものの、両者間の空気の循環の促進について考慮されておらず、送油ポンプの放熱が十分ではなかった。

さらに、特許文献３〜６記載の、送油ポンプ（冷媒循環装置）を変圧器タンクを囲む防音壁の内部に配置したものは、変圧器タンクを囲む防音壁を大型化することとなり、静止誘導電器の設置スペースや防音壁のコストが増大するのが避けられなかった。

本発明の課題は、冷却器と冷媒循環装置を設けた静止誘導電器において、静止誘導電器の設置スペースや防音壁のコストを増大させることなく、冷媒循環装置の発する音の防音対策と同時に冷媒循環装置の冷却を可能にするにある。

上記目的を達成するために、本発明は、鉄心と鉄心に巻回された巻線からなる静止誘導電器本体と、前記本体を収容するとともに冷却媒体が満たされるタンクと、このタンクを囲むように配置された防音壁と、タンクに配管を介して接続され前記防音壁外に設置されて前記冷却媒体を冷却する冷却器と、前記配管に介装され冷却媒体をタンクと冷却器間で循環させる冷媒循環装置と、前記防音壁に接続して設けられて前記冷媒循環装置を囲む防音箱と、を有して静止誘導電器を構成し、前記防音壁の前記防音箱が接続された箇所に開孔を設けて前記防音壁内部空間と防音箱内部空間を連通するとともに、防音壁内部空間と防音箱内部空間の間の対流を促進する手段を備えたものである。

前記防音壁内部空間と防音箱内部空間の間の対流を促進する手段としては、防音箱の上面としてタンク側に向かって高くなるように傾斜した傾斜面を設け、防音箱が接続された防音壁に形成された前記開孔の上縁を、防音箱の上面の接続部下面位置としてもよいし、防音壁上部と防音箱の上面もしくは側壁面に開孔を設け、防音壁上部に形成された開孔と防音箱の上面もしくは側壁面に形成された開孔を接続して前記防音壁内部空間と防音箱内部空間を連通する配管を設けてもよい。

上記目的はまた、前記冷媒循環装置を地中に形成された地中空間に配置することによっても達成される。この場合、前記地中空間を形成する壁面に、放熱面積を増大させる手段を設けることが望ましい。

本発明によれば、冷媒循環装置の防音のためのコストや静止誘導電器の設置面積を増大させることなく、冷媒循環装置が発する騒音が外部に放出されるのを抑止するとともに、冷媒循環装置を冷却することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

第１の実施例を図１を参照して説明する。図１に示す実施例は、鉄心１とこの鉄心１に卷回された巻線２とからなる静止誘導電器本体と、静止誘導電器本体を収容する変圧器タンク（以下、タンクという）３と、タンク３を囲むようにその全周に配置された防音壁４と、タンク３の側壁上部に管軸を水平方向にして接続された配管７Ａと、配管７Ａに冷却媒体入口を接続して設置された冷却器５と、冷却器５底面の冷却媒体出側に管軸を上下方向にして接続された配管７Ｂと、配管７Ｂに吸い込み口を接続して設置された冷媒循環装置６と、冷媒循環装置６の吐出口とタンク３の側壁下部を管軸を水平にして接続する配管７Ｃと、配管７Ｂの一部と冷媒循環装置６と配管７Ｃを囲む防音箱９と、含んで構成されている。

冷媒循環装置６は、タンク３の底面を水平方向に延長した面にできるだけ近くなる低い位置に設置され、配管７Ｃがタンク３の側壁のできるだけ低い値に接続されるように配慮されている。

タンク３内には鉄心１と巻線２を冷却するため満たされた冷却媒体８が入れられており、タンク３、配管７Ａ、冷却器５、配管７Ｂ、冷媒循環装置６及び配管７Ｃは、冷媒循環装置６によって駆動された冷却媒体８が冷却器５とタンク３を循環する閉回路を構成している。

防音箱９は、防音壁４の側壁下部の一部を切欠いてそのきり欠き部（開孔）を塞ぐように設置され、防音箱９内部の空気は、防音壁４内に自由に出入りできるようになっている。さらに、防音箱９の上面は防音壁４側が高くなった傾斜面１１とし、防音壁４の側壁下部の切欠き（開孔）の上縁は、防音壁４の側壁に接続された傾斜面１１の下面の位置に合わせてある。この構成により、冷媒循環装置６の発する熱で加熱された防音箱９内の空気が防音壁４の内部に流入し易くなり、防音壁４の内部の空気と防音箱９内の空気の自然対流が促進される。

図示のように、冷媒循環装置６の発する熱で加熱された冷媒循環装置６周辺の空気は一旦上昇した後、矢印１０が示すように、傾斜面１１の下面に沿って上昇しながら防音壁４に向かって進み、防音壁４の切欠き部から防音壁４内に流入する。防音壁４内に流入した空気は防音壁４全体表面積からその熱を大気へと放出し、熱を放出して冷えた空気は防音壁４あるいはタンク壁面に沿って下降する。下降した空気は、再び防音箱９内に流入し、冷媒循環装置６の周辺に戻る。

本実施例によれば、この構造により、冷媒循環装置６の発する騒音を外部への伝播するのを防音箱９で防ぎ低騒音化を図ると同時に、防音箱９内部の冷媒循環装置６で加熱された空気を防音壁４内部の空気と自然対流させ、防音壁４全体表面積からその熱を大気へと放出することで、冷媒循環装置６周りの空気が局所的に高くなることが防止される。そして、防音箱９は、冷媒循環装置６と配管の一部を囲む大きさでよく、冷媒循環装置６の防音のためのコストや静止誘導電器の設置面積を増大させずに済む。

なお、上記実施例では、傾斜面１１は１平面であるが、防音壁４に向かって次第に高くなる面であれば、曲面や、複数の平面を組み合わせた面でもよい。たとえば円錐面や角錐面、稜線が防音壁４に向かって次第に高くなる尾根状の面等でもよい。

本発明の実施例２を図２を参照して説明する。本実施例が前記実施例１と異なるのは、防音箱９の上面が水平である点と、防音箱９の上面の冷媒循環装置６の真上に当たる位置に孔が開けられて空気循環管１２が接続され、この空気循環管１２の他端が防音壁４の上部に開けられた孔に接続されている点である。他の構成は実施例１と同じであるので、同一の符号を付して説明は省略する。

本実施例によれば、冷媒循環装置６により発せられた熱により軽くなった空気は空気循環管１２を経て防音壁４内部へと自然循環し、防音壁４及び空気循環管１２の表面積からその熱を大気へと放出することで冷却することができる。冷やされて重くなった空気が冷媒循環装置６を囲む防音箱９に戻る空気の自然循環回路が形成され、実施例１同様に冷媒循環装置６の冷却が行われる。

本実施例では、冷媒循環装置６により発せられた熱により軽くなった空気が上昇する空気循環管１２が設けられたので、空気の循環が促進される。また、防音箱９は、冷媒循環装置６と配管の一部を囲む大きさでよく、冷媒循環装置６の防音のためのコストや静止誘導電器の設置面積を増大させずに済む。

本発明の実施例３は、前記実施例１と実施例２を組み合わせたものである。ただし、この場合は、空気循環管１２の下端を、防音箱９の、冷媒循環装置６を挟んで防音壁４と対向する側壁面の下部近傍に開口させ、空気循環管１２を大気により冷却するか、冷却器５で冷却するようにするのが望ましい。このように構成すれば、冷媒循環装置６が発生する熱で加熱された空気は防音箱９の上面に沿って流れて防音壁４の内部空間に流入し、空気循環管１２内の空気は冷却器５あるいは大気で冷却されて下降する。すなわち、防音箱９内部空間→防音壁４の内部空間→空気循環管１２→防音箱９内部空間という自然循環流が形成され、冷媒循環装置６が発生する熱が大気に放出される。

本実施例によっても、前記各実施例と同様、冷媒循環装置６の防音のためのコストや静止誘導電器の設置面積を増大させることなく、冷媒循環装置６の発する騒音が外部への伝播するのを防ぐと同時に、冷媒循環装置６を冷却する効果がある。

本発明の実施例４を図３を参照して説明する。本実施例が実施例１と異なるのは、冷媒循環装置６がタンク３下方の地面内に形成された地中空間に配置され、この地中空間の上面は傾斜面をなしていないことと、この地中空間が防音壁４の内部空間と連通されていないことである。

冷媒循環装置６の吐出口は、タンク３の底面と、管軸を上下方向にした配管７Ｃで接続され、冷却器５底面の冷却媒体出側と冷媒循環装置６の冷却媒体入口を接続する配管７Ｂは、冷却器５底面の冷却媒体出側に管軸を上下方向にして接続されるとともに冷媒循環装置６の冷却媒体入口に管軸を水平にして接続されたＬ形をしている。また、本実施例では、地中空間の壁面１３の外面には金属製の放熱フィン１４が設けられている。地中空間のタンク３下方にない部分の上面は、例えば土の層１５で覆われている。

この構成により、冷媒循環装置６が発生する音は、防音箱１３の側壁及び放熱フィン１４を介して地中に吸収され、外部に放出される騒音が低減される。また、冷媒循環装置６が発生する熱は、空気を介して防音箱１３の側壁、底面及び放熱フィン１４に伝達され、防音箱１３の側壁、底面及び放熱フィン１４からさらに周囲の地中に伝達される。

本実施例では、地中空間の壁面１３は地中への放熱を考慮して金属製としたが、放熱フィン１４を結合する側壁のみを金属製とし、上面及び底面は他の材料で構成してもよい。本実施例では又、防音箱１３はタンク３下方の地面下に埋設されたが、必ずしもタンク３下方の地面下でなくともよい。放熱フィン１４を地中空間側へも突出した形状にすれば、放熱フィン１４が結合された壁面１３を金属以外の材料で構成することも可能である。

本実施例によっても、前記各実施例と同様、冷媒循環装置６の防音のためのコストや静止誘導電器の設置面積を増大させることなく、冷媒循環装置６の発する騒音が外部への伝播するのを防ぐと同時に、冷媒循環装置６を冷却する効果がある。

本発明の実施例１に係る静止誘導電器を示す側断面図である。 本発明の実施例２に係る静止誘導電器を示す側断面図である。 本発明の実施例４に係る静止誘導電器を示す側断面図である

符号の説明

１ 鉄心
２ 巻線
３ タンク
４ 防音壁
５ 冷却器
６ 冷媒循環装置
７Ａ，７Ｂ，７ｃ 配管
８ 冷却媒体
９ 防音箱
１０ 空気の循環を示す矢印
１１ 防音箱上部の傾斜面
１２ 空気循環管
１３ 壁面
１４ 放熱フィン
１５ 土の層

Claims (5)

1. 鉄心と鉄心に巻回された巻線からなる静止誘導電器本体と、前記静止誘導電器本体を収容するとともに冷却媒体が満たされるタンクと、このタンクを囲むように配置された防音壁と、前記タンクに配管を介して接続され前記防音壁外に設置されて前記冷却媒体を冷却する冷却器と、前記配管に介装され冷却媒体を前記タンクと前記冷却器間で循環させる冷媒循環装置と、前記防音壁に接続して設けられて前記冷媒循環装置を囲む防音箱と、を有して成り、前記防音壁の前記防音箱が接続された箇所には開孔が設けられて前記防音壁内部空間と防音箱内部空間が連通されているとともに、防音壁内部空間と防音箱内部空間の間の対流を促進する対流促進手段を備えたものである静止誘導電器。
2. 請求項１記載の静止誘導電器において、前記対流促進手段は、防音箱の上面をなし、タンク側に向かって高くなるように傾斜した傾斜面と、防音箱が接続された防音壁に形成された開孔の、防音箱の前記傾斜面と防音壁の接続部の前記傾斜面下面に位置する開孔上縁であることを特徴とする静止誘導電器。
3. 請求項１記載の静止誘導電器において、前記対流促進手段は、前記防音壁上部と防音箱の上面もしくは側壁面に形成された開孔を接続して前記防音壁内部空間と防音箱内部空間を連通する配管であることを特徴とする静止誘導電器。
4. 鉄心と鉄心に巻回された巻線からなる静止誘導電器本体と、前記静止誘導電器本体を収容するとともに冷却媒体が満たされるタンクと、このタンクを囲むように配置された防音壁と、前記タンクに配管を介して接続され前記防音壁外に設置されて前記冷却媒体を冷却する冷却器と、前記配管に介装され冷却媒体を前記タンクと前記冷却器間で循環させる冷媒循環装置と、を有して成り、前記冷媒循環装置は地中に形成された空間に配置されている静止誘導電器。
5. 請求項４記載の静止誘導電器において、前記冷媒循環装置が配置されている空間を囲む壁面に、放熱面積を増大させる手段が設けられていることを特徴とする静止誘導電器。

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