JP2006166643A - Cooling apparatus of transformer board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、盤内に格納された半導体応用装置の入力側に設置される変圧器の冷却装置に関する。 The present invention relates to a transformer cooling device installed on the input side of a semiconductor application device stored in a panel.
高圧インバータ装置や半導体応用装置など、高電圧を入力する装置では、高圧側に変圧器を接続し、この変圧器の低圧側に半導体素子を有する変換器が接続され、これらは盤内に格納されて設置される。 In devices that input high voltage, such as high-voltage inverter devices and semiconductor application devices, a transformer is connected to the high-voltage side, and a converter having a semiconductor element is connected to the low-voltage side of this transformer, and these are stored in the panel. Installed.
当該の変圧器は冷却する必要があるが、盤内に格納するものでは、自冷式と風冷式が一般的である。前者は自然に空気が循環して冷却し、後者では盤内にファンを取り付けて強制的に風を当てて冷却する。近年では変圧器の大容量化に対応するため、冷却効果の高い風冷式が主流になりつつある。 Although the transformer needs to be cooled, the self-cooling type and the air-cooling type are generally used for storing in the panel. In the former, air naturally circulates and cools, and in the latter, a fan is installed in the panel and forced to blow and cool. In recent years, in order to cope with an increase in capacity of a transformer, an air-cooled type having a high cooling effect is becoming mainstream.
風冷式としては、特許文献1のものが知られている。この文献には、床下部分に送風ファンを取り付けるか、あるいは天井部に排気ファンを取り付け、収納機器の冷却を図る電気器収納盤が記載されている。
特許文献1で示すように、床下部分に送風ファンあるいは消音ダクトを設置する場合、変圧器を設置する床面が高くなる。このため、盤内の変圧器格納空間が減少し、冷却効率が悪くなる。また、床面の強度を確保する必要があるため、盤構造や部材のコストが増大する。さらに、盤の重心が上方に移動するため、耐震性が低下する。
As shown in
また、送風ファンを変圧器の床下部に配設した場合には、床下部分から保守を行わなければならず、作業し難く保守性が劣る問題を有している。 In addition, when the blower fan is disposed in the lower part of the transformer, maintenance must be performed from the lower part of the transformer, which causes a problem that the work is difficult and the maintainability is inferior.
本発明の目的は、床下部の送風ファンおよび消音ダクトを不要とし、排気ファンと風流経路のみで効率的に変圧器の冷却を行う手段を提供することにある。 An object of the present invention is to provide means for efficiently cooling a transformer by using only an exhaust fan and an air flow path, without requiring a blower fan and a muffler duct at the bottom of the floor.
本発明の第一は、変圧器を収納した盤の天井に排気ファンを設け、かつ盤の扉下部に吸気口を設け、この扉下部にある吸気口から盤内に外気を取り入れ、盤内の変圧器周辺の排熱を含んだ空気を盤天井の排気ファンで外部に放出する変圧器盤において、前記吸気口と盤の床下空間とをつなぐダクトを設け、変圧器設置下部の盤の床板には開口部を開け、外気を吸気口からダクト,盤の床下空間および床板開口部を通して変圧器下部から上面方向に流通するよう構成したことを特徴としたものである。 In the first aspect of the present invention, an exhaust fan is provided on the ceiling of the board containing the transformer, and an air inlet is provided at the lower part of the door of the board. Outside air is taken into the board from the air inlet at the lower part of the door, In a transformer panel that discharges air including waste heat around the transformer to the outside with an exhaust fan on the ceiling of the panel, a duct that connects the inlet and the space under the floor of the panel is provided, and the floor plate of the panel at the bottom of the transformer installation is provided. Is characterized in that the opening is opened and the outside air is circulated from the lower part of the transformer to the upper surface through the duct, the space under the floor of the panel, and the floor plate opening.
本発明の第二は、前記床板にガイドを設け、このガイドを介して床板開口部から吹き上げる風を変圧器方向に誘導するよう構成したことを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, a guide is provided on the floor board, and the wind blown from the floor board opening is guided through the guide in the direction of the transformer.
本発明の第三は、前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠との間隙であることを特徴としたものである。 A third aspect of the present invention is characterized in that the under-floor space of the panel is a gap between a floor plate on which the transformer is placed and a main body frame bottom frame that supports the floor plate.
本発明の第四は、前記盤の床下空間は、前記変圧器を載置する床板と、この床板を支える本体枠底枠および、この本体枠底枠を支承する台枠との間隙であることを特徴としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the underfloor space of the panel is a gap between a floor plate on which the transformer is placed, a body frame bottom frame that supports the floor plate, and a base frame that supports the body frame bottom frame. It is characterized by.
本発明の第五は、前記ダクトに分岐ダクトを形成し、この分岐ダクト開口部からの外気を前記変圧器に吹き当てるよう構成したことを特徴としたものである。 A fifth aspect of the present invention is characterized in that a branch duct is formed in the duct, and outside air from the opening of the branch duct is blown to the transformer.
本発明の第六は、前記排気ファンの盤下部にフードを設けたことを特徴としたものである。 A sixth aspect of the present invention is characterized in that a hood is provided at a lower part of the exhaust fan panel.
本発明の第七は、前記フードに切り起し部を設けたことを特徴としたものである。 A seventh aspect of the present invention is characterized in that a cut and raised portion is provided in the hood.
以上のとおり、本発明によれば、風冷式であるにもかかわらず、変圧器の床下には消音ダクトやファンは不要となり、床面は低くなる。このため、盤内の変圧器格納空間は十分確保され、冷却効率は向上する。また、床面は補強が不要となり、経済的にも有利となる。また、盤の重心も低くなるので、耐震性も向上する。さらに、盤の床下からのファンの保守が不要となり、保守性が向上する。 As described above, according to the present invention, although it is air-cooled, a silencer duct and a fan are unnecessary under the floor of the transformer, and the floor surface is lowered. For this reason, the transformer storage space in the panel is sufficiently secured, and the cooling efficiency is improved. Further, the floor surface does not need reinforcement, which is economically advantageous. In addition, the center of gravity of the panel is lowered, so the earthquake resistance is improved. Furthermore, maintenance of the fan from the bottom of the panel becomes unnecessary, and maintainability is improved.
図1は本発明における変圧器盤冷却装置の構成図である。同図において、1は盤を構成するための本体枠,2は下部に吸気口2aを有する扉で本体枠1に蝶番等を介して開閉自在に取り付けられる。5は台枠,4は本体枠1の底枠で、冷却風の流通路となる空間4aを形成している。3は底枠4の上面に配設される床板で開口部3aを有している。6はコンクリート等よりなる基礎部,7はダクトで、このダクトは扉2に設けられた吸気口2aと対向する位置の本体枠1に設けられ、吸い込まれた空気が底枠4の空間4aに導かれるように構成されている。10は床板3上に載置された変圧器,11は排気ファンで本体枠1の天井に取り付けられる。上記のように構成された変圧器盤は、盤本体前面の扉2の下部にある吸気口2aから外気を盤内に取り入れ、変圧器10の周辺の排熱を含んだ空気を盤天井の排気ファン11で外部に放出する構造は従来と同様である。
FIG. 1 is a block diagram of a transformer panel cooling device according to the present invention. In the figure, 1 is a main body frame for constituting a board, and 2 is a door having an
本発明においては、吸気口2aの盤内側にダクト7を設け、床板3と本体枠底枠4との空間4aおよび床板開口部3aを変圧器直下への風流経路として確保したものである。吸気口2aから取り入れた外気はダクト7,空間4a,および床板開口部3aを通ることにより流速を増し、風となって変圧器の直下から側面に吹き当たり、排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。したがって、この実施例によれば、盤容量、特に高さ寸法を増やすことなく、有効なる冷却が可能となると共に、メンテナンスが簡単となるものである。
In the present invention, the
図2は本発明の第二の実施例を示した部分図である。図1の構成に加えて、床板3に傾斜部を有したガイド8(8a,8b)を設け、開口部3aを通過した冷却風を変圧器側に案内するよう構成したものである。吸気口2aから取り入れた外気はダクト7,床板3と本体枠底枠4との空間4a,床板開口部3aを通り、変圧器の直下から風となって吹き上げる際、ガイド8によって絞り込まれて強く変圧器に当たるよう誘導される。これにより、効率的に排熱を奪って排気ファンから排出する。したがって、この実施例によれば、図1で示す第1の実施例と同様の効果を有すると共に、さらに効率的な冷却効果を有するものである。
FIG. 2 is a partial view showing a second embodiment of the present invention. In addition to the configuration of FIG. 1, the
図3は本発明の第三の実施例を示した部分図である。この実施例は、本体枠の底枠4の下部に開口部4bを、また、台枠5の上面側に台枠面開口部5aを設けたものである。このように構成したことによって、吸気口2a,ダクト7から取り入れた外気は、床板3と本体枠底枠4との空間4aの流路と、台枠5と基礎部6との空間を通って台枠面開口部5a,本体枠底枠開口部4b,床板開口部3aとを通り抜ける流路の2流路となる。このため大容量の流路が形成されることにより、ガイド8の絞込み抵抗があるにもかかわらず、外気を十分取り込むことができ、強力に排熱を奪って天井の排気ファンから排出できる効果を有する。
FIG. 3 is a partial view showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, an opening 4b is provided in the lower part of the
なお、一般に、配電盤や制御盤には台枠5が設けられることが多い。台枠5は盤の本体枠1を基礎に固定するために用いられるが、台枠の四隅が本体枠との接続ボルトや基礎ボルトの位置場所となっている。基礎にケーブル・ピットなどの開口部がないならば、本体枠の底枠とそこに接する台枠面を開口すればダクトとして使用することが可能である。なお、ピットなどの開口部を塞ぐように台枠に板金を設ければ同様の結果を得ることができる。このようにすれば大量の外気をより容易に流すことが可能になる。また、風量が少なければ、床板を設けないで、トランスを底枠面に設置して、台枠、底枠に床板面に設けたような開口部を施しても図1と同様の効果が期待できる。
In general, the
図4は本発明の第四の実施例を示す部分図である。図2の構成との相違点は、ダクト7側に設置されたガイド8aの代わりに分岐ダクト7aを設けたことである。このように構成したことにより、吸気口2a,ダクト7から取り入れた外気は、床板3と本体枠底枠4との空間4a,床板開口部3a,ガイド8bによって変圧器に至る流路と、分岐ダクト7aから直接、変圧器に当たる流路で誘導される。2つの流路を設けることにより、空気抵抗を少なくして外気を十分取り込むことができ、強力に排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。また、分岐ダクトの開口部を変圧器下部に近接することにより、効率的に風を変圧器に吹き当てることができる。
FIG. 4 is a partial view showing a fourth embodiment of the present invention. 2 is that a
図5は本発明の第五の実施例を示した構成図である。図1〜図4の何れかの構成に加えて、排気ファン11の下部にフード9を設けている。なお、盤内の上部側に変圧器10以外の発熱体が配設されていて、盤内上部に熱だまりが生じるような場合には、フード9にルーバーのような切り起こし部9aを設けて開口し、流れを乱すことなく熱だまりを解消するようにしてもよい。吸気口2aから取り入れた外気はダクト7,床板3と本体枠底枠4との間隙,床板開口部3aを通って吹き抜ける際、フード9により変圧器側面に沿って流れるよう誘導され、効率よく排熱を奪って天井の排気ファンから排出する。
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In addition to any of the configurations shown in FIGS. 1 to 4, a
上記した各実施例において、変圧器10のメンテナンスは本体枠1から引き出して実施される。その際、ガイド8やダクト7が変圧器引出しの妨げとなるような場合には、それらは取り外し可能状態に配設される。また、ガイドやダクトを絶縁物で構成することにより変圧器に近接して設置することが可能となる。これによって、外気の流れを冷却に有効活用できる。
In each of the above-described embodiments, the maintenance of the
1… 本体枠
2… 扉
2a… 吸気口
3… 床板
3a… 床板開口部
4… 本体枠底枠
4a… 空間
4b… 本体枠底枠開口部
5… 台枠
5a… 台枠面開口部
6… 基礎部
7… ダクト
8a… ガイド
8b… ガイド
9… フード
9a… 切り起こし部
10… 変圧器
11… 排気ファン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
7. The transformer panel cooling device according to claim 6, wherein a cut and raised portion is provided in the hood.
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