JP2009123917A - Radiator and transformer attached with the same - Google Patents
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Description
本発明は、複数の放熱板を備えるラジエータ及びそれが付設された変圧器に関する。 The present invention relates to a radiator including a plurality of heat sinks and a transformer to which the radiator is attached.
従来、変圧器においては鉄心やコイルは発熱体となるので、これを冷却するため、発生した熱を絶縁性の油やガスなどの冷却媒体で受熱し、当該冷却媒体をラジエータを通る経路で循環させ、ラジエータにて大気中へ放熱することが行われている。従来の変圧器の概略が図5に示されている。図5(a)は平面図、同(b)は(a)のB−B矢視図である。図5に示すように、変圧器10には、鉄心やコイルを収容している変圧器容器11に接続される態様でラジエータ13が付設されており、変圧器容器11内で受熱した冷却媒体は、流入用の接続パイプ12を通じてラジエータ13内に流入し、ラジエータ13で放熱して冷却された後、ラジエータ13から流出用の接続パイプ12を通じて流出して変圧器容器11内へと循環できるようになっている(特許文献1参照)。
Conventionally, an iron core or coil is a heating element in a transformer, and in order to cool this, the generated heat is received by a cooling medium such as insulating oil or gas, and the cooling medium is circulated through a path through the radiator. And heat is released to the atmosphere with a radiator. A schematic of a conventional transformer is shown in FIG. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a view taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 5, the
変圧器用のラジエータの一例が図3及び図4に示されている。図3は油入変圧器に用いられる波形フィンタイプのラジエータの斜視図であり、図4はその部品分解図である。 An example of a radiator for a transformer is shown in FIGS. FIG. 3 is a perspective view of a corrugated fin-type radiator used in an oil-filled transformer, and FIG. 4 is an exploded view of the component.
図3及び図4に示すように、従来のラジエータは、流入口5及び流出口6がそれぞれ形成されている上部配管1c及び下部配管2cと、上部配管1c及び下部配管2cに接続する左右一対の波形フィン3c,3cとを備えている。各波形フィン3cは、鋼板を断面が波形になるように成形し、上下の端面を溶接し中空とした放熱板である複数の波4oから構成されている。上部配管1c及び下部配管2cは、それぞれ、一方の端が冷却媒体である絶縁油の流入口5又は流出口6に形成されており、もう一方の端が上部塞ぎ板7又は下部塞ぎ板8で塞がれている。また、上部配管1cにおいては側面と下面とが開口されており、下部配管2cにおいては側面と上面とが開口されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the conventional radiator has a pair of left and right pipes connected to the upper pipe 1c and the
波形フィン3c,3cは、上部配管1c及び下部配管2cを挟むようにそれら配管1c,2cの側面に配置される。上部配管1cと下部配管2cの間のスペースには波形フィン塞ぎ板9が配置される。波形フィン塞ぎ板9は、前後は開口しているが周囲が壁板で形成されたボックス状の部材である。波形フィン塞ぎ板9は、上下の壁面がそれぞれ上部配管1cの下面と下部配管2cの上面とを覆い、左右の壁面がそれぞれ対向する波形フィン3c,3cの上下一部を余して中間部分を覆っている。波形フィン塞ぎ板9の周囲には、上部配管1cと下部配管2c及び波形フィン3c,3cがシール状態に圧接して取り付けられるので、圧接部分からは冷却媒体である絶縁油が外部に漏れないようにしている。
The
上記の構造によって、上部配管1cと下部配管2cの側面に形成されている開口は、それぞれ、波形フィン3c,3cの上下一部に臨む配置となり、波形フィン3c,3cの側面に開口する多数のスリット4s,4sは、波形フィン塞ぎ板9によって覆われていない上部分又は下部分との間で絶縁油が流れるように接続される。
With the above structure, the openings formed on the side surfaces of the upper pipe 1c and the
流入口5及び流出口6は、コイル、鉄心等を収納する変圧器容器の側面に接続される。ラジエータ内に充満している絶縁油は、下部配管2cから流出口6を経て変圧器内に流入し、熱源であるコイル、鉄心等により温められ、それによって変圧器を冷却する。温められた絶縁油は膨張し比重が小さくなり、流入口5を経てラジエータ内に流入する。ラジエータ内では、上部配管1cから波形フィン3cに流入した絶縁油は、外気で冷却され比重が大きくなり下方に移動し、下部配管2cを通り再びコイル、鉄心等を収納する容器に戻るという自然対流により循環している。
The
しかしながら、上部配管1cから波形フィン3cのそれぞれの波4o内に流入する時間当たりの油量は、上部配管1cを長く流れるほど流路抵抗を大きく受けるので、分流により流入口5から遠ざかるほど減少し、放熱量も流入口5から遠ざかるほど小さくなる。したがって、それぞれの波4oの冷却効率に偏りが生じるが、それぞれの波4oの冷却面積が一定であるため、流入口5から遠い波4oの冷却性能が充分利用されず、結果としてラジエータ全体の冷却効率を低下させているという問題点があった。
However, the amount of oil per hour flowing into each wave 4o of the
また、絶縁油は上部配管1c内及び下部配管2c内を流れるにつれて冷却され比重が大きくなり、下方に移動しようとするが、上部配管1c及び下部配管2cは水平となるように配置しているため流路抵抗が大きくスムーズな流れとなっていない。したがってラジエータを流れる時間当たりの油量が減少し、ラジエータ全体の冷却効率を低下させているという問題点もあった。
Further, the insulating oil is cooled and increases in specific gravity as it flows in the upper pipe 1c and the
上記特許文献1に開示の変圧器では、容器の外部に取り付けられるラジエータは、容器本体内の冷却媒体を導くパイプと複数の中空状パネルを備えており、複数の中空状パネルはパイプへの取付け位置に応じてその面積を異ならせる、即ち、容器との接続位置に近いほど面積を広くした構造を採用している。
そこで、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備えているラジエータに関して、当該各放熱板の冷却効率を均すことにより、ラジエータ全体として又はそれを付設した変圧器としての冷却効率を向上する点で解決すべき課題がある。 Therefore, regarding a radiator having a plurality of radiator plates and a pipe for guiding a cooling medium to each radiator plate, by equalizing the cooling efficiency of each radiator plate, the radiator as a whole or as a transformer provided with it There is a problem to be solved in terms of improving the cooling efficiency.
本発明の目的は、従来技術の問題点を解決するものであり、各放熱板の冷却効率を均してラジエータ全体の冷却効率を向上させることにより、放熱板の材料使用量や冷却媒体の使用量を減らし、軽量化とコスト低減を図ることができるラジエータ又はそれを付設した変圧器を提供することである。 The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and by improving the cooling efficiency of the entire radiator by leveling the cooling efficiency of each heat sink, the amount of material used for the heat sink and the use of the cooling medium It is to provide a radiator that can reduce the amount, reduce the weight, and reduce the cost, or a transformer provided with the radiator.
上記目的を達成するために、本発明によるラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記放熱板は面積が異なる放熱板を組み合わせたことを特徴とする。それぞれの放熱板の冷却効率に応じて放熱板の面積を変化させることで、どの放熱板の冷却効率も均されることになり、ラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。 In order to achieve the above object, a radiator according to the present invention includes a plurality of heat sinks and a pipe for guiding a cooling medium to each of the heat sinks, and the heat sinks are combined with heat sinks having different areas. . By changing the area of the heat radiating plate according to the cooling efficiency of each heat radiating plate, the cooling efficiency of any heat radiating plate is equalized, and the cooling efficiency of the entire radiator can be improved.
また、本発明によるラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記配管に勾配を付けたことを特徴とする。流路抵抗が小さくなるように配管に勾配を付けることで、ラジエータのどの放熱板を流れる時間当たりの油量のバラツキが減少し、どの放熱板の冷却効率も均されることになり、ラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。 In addition, the radiator according to the present invention includes a plurality of heat radiating plates and pipes for introducing a cooling medium to the respective heat radiating boards, and the pipes are provided with a gradient. By providing a gradient to the piping so that the flow resistance becomes small, the variation in the oil amount per hour flowing through which radiator plate of the radiator will be reduced, and the cooling efficiency of any radiator plate will be equalized. The cooling efficiency can be improved.
また、本発明によるラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記放熱板は面積が異なる放熱板を組み合わせて成り且つ前記配管に勾配を付けたことを特徴とする。放熱板の面積を異ならせ且つ配管に勾配を付けることにより、各放熱板の冷却効率がより一層に均されやすくなり、ラジエータ全体の冷却効率を一層、向上させることができる。 The radiator according to the present invention includes a plurality of heat radiating plates and pipes for guiding a cooling medium to each of the heat radiating plates, wherein the heat radiating plates are formed by combining heat radiating plates having different areas, and the pipes are provided with a gradient. Features. By making the areas of the heat sinks different and providing a gradient to the piping, the cooling efficiency of each heat sink can be more easily leveled, and the cooling efficiency of the entire radiator can be further improved.
更に、この発明による変圧器は、上記のラジエータが付設される変圧器であって、鉄心と当該鉄心を励磁するコイルとを収容する変圧器容器に接続パイプを介して接続されており、前記冷却媒体が前記接続パイプを通じて前記ラジエータとの間を循環することを特徴とする。 Furthermore, a transformer according to the present invention is a transformer provided with the above-described radiator, and is connected to a transformer container containing an iron core and a coil for exciting the iron core via a connection pipe, and the cooling A medium circulates between the radiator and the radiator through the connection pipe.
本発明のラジエータ及び変圧器によれば、従来よりもラジエータの冷却効率を向上させることができるため、冷却媒体の温度を同一とすればラジエータ全体の冷却面積を減らすことができる。これにより、放熱板の材料使用量や冷却媒体の使用量を減らすことができるため、ラジエータ又は変圧器の軽量化とコスト低減を図ることが可能になる。 According to the radiator and the transformer of the present invention, the cooling efficiency of the radiator can be improved as compared with the conventional one. Therefore, if the temperature of the cooling medium is the same, the cooling area of the entire radiator can be reduced. Thereby, since the material usage-amount of a heat sink and the usage-amount of a cooling medium can be reduced, it becomes possible to aim at the weight reduction and cost reduction of a radiator or a transformer.
以下、図面を参照して、この発明によるラジエータ及びそれを付設した変圧器の実施形態について説明する。ラジエータと変圧器容器との接続は、図5に基づいて説明した従来の構造と同等であってよいので、再度の説明を省略する。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of a radiator according to the present invention and a transformer provided with the same will be described. Since the connection between the radiator and the transformer container may be the same as the conventional structure described with reference to FIG.
本発明によるラジエータの実施例1を図1に示す。図1(a)は実施例1に係るラジエータの平面図、(b)はその正面図、(c)はその側面図である。ラジエータの変圧器容器への付設の態様は従来の場合と同等であって良いので、再度の説明を省略する。 FIG. 1 shows a first embodiment of a radiator according to the present invention. FIG. 1A is a plan view of the radiator according to the first embodiment, FIG. 1B is a front view thereof, and FIG. 1C is a side view thereof. Since the aspect of attaching the radiator to the transformer container may be the same as the conventional case, the description thereof will be omitted.
図1に示すラジエータによれば、波形フィン3aは、流入口5側から順次、放熱板の波4a〜4mが上部配管1aに組み付けられて配置されており、波4a〜4mの高さ(上部配管1aから側方への張出し長さ)は流入口5から遠ざかる波ほど低くなるように構成されている。即ち、流入口5に最も近い波4aの高さをh1とし、流入口5から最も遠い波4mの高さをh2とするとき、h1>h2になるように配置している。熱板の波4a〜4mは正面図(b)及び側面図(c)から解るように、各放熱板の板厚(中を冷却媒体が流れる空間の幅)、上部配管1a及び下部配管1b間に渡る高さとが変わらないので、流入口5から遠ざかるにつれて波4a〜4mの冷却面積が小さくなる。これにより、冷却効率が大きいとされる波4aの冷却面積が大きく、冷却効率が小さいとされていた波4mの冷却面積が小さくなり、面積を考慮した冷却効率が均されることになり、結果としてラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
According to the radiator shown in FIG. 1, the corrugated fins 3 a are arranged such that the
図1に示すラジエータでは、冷却面積を変更するために、波4a〜4mの高さが流入口5から端部に向かうに従って一様減少していたが、これに限らず段階的に減少させることもできる。また、上方向の高さを、配管との接続上許容される範囲で、順次又は段階的に減少する態様で変更してもよく、更には各波の形状を台形等に変更するなどして、冷却面積を変更してもよい。
In the radiator shown in FIG. 1, in order to change the cooling area, the heights of the
本発明によるラジエータの実施例2を図2に示す。図2(a)は実施例2に係るラジエータの平面図、(b)はその正面図、(c)はその側面図である。ラジエータの変圧器容器への付設の態様は従来の場合と同等であって良いので、再度の説明を省略する。 A second embodiment of the radiator according to the present invention is shown in FIG. FIG. 2A is a plan view of a radiator according to the second embodiment, FIG. 2B is a front view thereof, and FIG. 2C is a side view thereof. Since the aspect of attaching the radiator to the transformer container may be the same as the conventional case, the description thereof will be omitted.
図2に示すラジエータによれば、上部配管1b及び下部配管2bは、それぞれ勾配を付けて配置されている。具体的には、波形フィン塞ぎ板9の上壁と下壁とが傾斜壁に形成されており、上部配管1b及び下部配管2bをこれらの傾斜壁に取り付けることにより配管1b,2bが勾配配置とされる。これにより、ラジエータに流入した冷却媒体(絶縁油)は上部配管1b内を下るように流れ、上部配管1bから各放熱板である波4nに順次冷却媒体が流れ込み、波4nで放熱することで冷却した冷却媒体は下部配管2bに順次合流して下部配管2b内を流れ下り、流出口6から流出する。このように、上部配管1b内及び下部配管2bに勾配を付けることで、配管内の流路抵抗が存在していても、重力によって流れ下りが促進され、各波4nへの又各波4nからの流れ込みが均一化し、各放熱板での冷却効率が均されることになる。また、各波4nでの流れ込みが均一化することでラジエータを流れる時間当たりの油量が従来のものと比較して増加し、結果としてラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
According to the radiator shown in FIG. 2, the upper pipe 1b and the
上記のように、本発明によるラジエータでは、各放熱板の冷却効率が均一化され、冷却効率の向上が達成される。なお、上記では、実施例1と実施例2とを区別して説明したが、本発明の実施形態は、実施例1の構造と実施例2の構造とを合わせ持つものであってもよい。この場合、配管に勾配を付ける対策では、流入口5からの距離がある各波の面積を減少させることなく冷却効率を高めているので、冷却面積を変更する対策のみを採用する場合の面積変更量を少なくすることができる。なお、流入口5や流出口6から最奥の放熱板については、更に奥側には放熱板が存在せず大気への放熱効率が良いので、その手前の放熱板よりも面積を大きくしてよい。
As described above, in the radiator according to the present invention, the cooling efficiency of each heat radiating plate is made uniform, and the cooling efficiency is improved. In addition, although Example 1 and Example 2 were distinguished and demonstrated above, embodiment of this invention may have the structure of Example 1 and the structure of Example 2 together. In this case, the measures to give a gradient to the piping increase the cooling efficiency without reducing the area of each wave that is at a distance from the
また、本発明については、変圧器に付設されるラジエータとして説明したが、ラジエータが付設された変圧器としても構成でき、更に、変圧器のみならず発熱を伴う電気機器との間で冷却媒体を循環させることで電気機器を冷却するラジエータとしても提供することができる。 Although the present invention has been described as a radiator attached to a transformer, it can also be configured as a transformer attached with a radiator, and further, a cooling medium can be used not only between the transformer but also an electric device that generates heat. It can also be provided as a radiator that cools the electrical equipment by circulating it.
1a、1b、1c・・・上部配管
2a、2b、2c・・・下部配管
3a、3b、3c・・・波形フィン
4a〜4o・・・波
5・・・流入口
6・・・流出口
7・・・上部塞ぎ板
8・・・下部塞ぎ板
9・・・波形フィン塞ぎ板
10・・・変圧器
11・・・変圧器容器
12・・・接続パイプ
13・・・ラジエータ
1a, 1b, 1c ...
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