JP2011252436A - ガス絶縁電気機器 - Google Patents
ガス絶縁電気機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011252436A JP2011252436A JP2010126796A JP2010126796A JP2011252436A JP 2011252436 A JP2011252436 A JP 2011252436A JP 2010126796 A JP2010126796 A JP 2010126796A JP 2010126796 A JP2010126796 A JP 2010126796A JP 2011252436 A JP2011252436 A JP 2011252436A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- container
- rotating shaft
- blades
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Patch Boards (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
【課題】寿命及び経年使用に対する信頼性が高く、小型で安価なガス絶縁電気機器を得る。
【解決手段】密閉された容器1の内部に配置され、絶縁ガス2を攪拌するためのファン本体部3は、両軸端部が磁化された回転軸4と、回転軸4に固着された複数の羽根5と、回転軸4の両軸端に所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端の極性と同極性に磁化された一対の軸受6と、一対の軸受6を保持して容器1の内部に固定する支持枠7と、回転軸4の軸心に対し同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石8とを備えており、羽根5に固着された永久磁石8に変動する極性の磁力を与えて羽根8を回転させる駆動制御手段9を設けて構成した。
【選択図】図1
【解決手段】密閉された容器1の内部に配置され、絶縁ガス2を攪拌するためのファン本体部3は、両軸端部が磁化された回転軸4と、回転軸4に固着された複数の羽根5と、回転軸4の両軸端に所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端の極性と同極性に磁化された一対の軸受6と、一対の軸受6を保持して容器1の内部に固定する支持枠7と、回転軸4の軸心に対し同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石8とを備えており、羽根5に固着された永久磁石8に変動する極性の磁力を与えて羽根8を回転させる駆動制御手段9を設けて構成した。
【選択図】図1
Description
この発明は、発電所や変電所に設置するガス絶縁開閉装置などのガス絶縁電気機器に関するものである。
ガス絶縁電気機器は、密封容器内に電気的主回路の主要部分が絶縁ガスと共に収容されて構成されており、封入された絶縁ガスの絶縁特性を高度に活用して、小型高性能で、無保守・無点検化を指向した電気機器である。
容器内の主回路部に通電を行うと、導体ならびに電気機器はその抵抗により発熱し温度上昇する。これにより絶縁ガスの温度も上昇するが、容器内において、温度が上昇した絶縁ガスは比重が軽くなるため上方へ移動し、温度の低い絶縁ガスは容器内の下方へ移動する。上方へ移動した絶縁ガスは、容器の上方付近の外壁を介して容器外部の大気中へ放熱されて温度が下がるため、比重が大きくなって容器内の下方へ移動する。こうして、容器内部で絶縁ガスの自然対流が起こり、その自然対流によって、容器内部の電気機器や導体は冷却される。
容器内の主回路部に通電を行うと、導体ならびに電気機器はその抵抗により発熱し温度上昇する。これにより絶縁ガスの温度も上昇するが、容器内において、温度が上昇した絶縁ガスは比重が軽くなるため上方へ移動し、温度の低い絶縁ガスは容器内の下方へ移動する。上方へ移動した絶縁ガスは、容器の上方付近の外壁を介して容器外部の大気中へ放熱されて温度が下がるため、比重が大きくなって容器内の下方へ移動する。こうして、容器内部で絶縁ガスの自然対流が起こり、その自然対流によって、容器内部の電気機器や導体は冷却される。
しかし、絶縁ガスの温度差は、一般の設計では、せいぜい約10〜30℃くらいであり、その対流速度は遅い。このため、内部構造が複雑で流体抵抗が大きいと、対流による絶縁ガスの循環効率が悪くなり、上部に高温の絶縁ガスが溜まり、下部に低温の絶縁ガスが溜まる傾向となり、容器内の上下の絶縁ガスの温度差は、数10℃にもなる場合があり、容器内上部に配置した機器や導体の周辺が高温度となってしまう。
機器や導体は、それぞれの規格や性能確保上で規定される温度上昇以下とする必要がある。このために、例えば、定格容量の大きな機器や導体を採用すれば、ガス絶縁機器の小型化を阻害する要因となる。また、高温ガスの冷却対策として、容器を大きくして放熱面積を増やす等の方策も考えられるが、容器体積の増大で、ガス絶縁機器の外形寸法が大きくなるため、設備の大型化や設置スペースの増大など、コストアップの要因となる。
機器や導体は、それぞれの規格や性能確保上で規定される温度上昇以下とする必要がある。このために、例えば、定格容量の大きな機器や導体を採用すれば、ガス絶縁機器の小型化を阻害する要因となる。また、高温ガスの冷却対策として、容器を大きくして放熱面積を増やす等の方策も考えられるが、容器体積の増大で、ガス絶縁機器の外形寸法が大きくなるため、設備の大型化や設置スペースの増大など、コストアップの要因となる。
この対策として、容器内部の絶縁ガスの対流を促進させて、容器内の絶縁ガスの温度を平均化することで、ガス絶縁電気機器の小型化を図る方策が考えられる。
対流の促進を図った従来のガス絶縁電気機器として、例えば、特許文献1で開示された
、図6に示すような技術がある。図のように、非磁性体材料からなる容器21内に電気機器本体(図示せず)を収納し、容器21内には絶縁と冷却を兼ねた絶縁ガス22が封入されており、この容器21に、絶縁ガス22を撹拌して電気機器本体の冷却を促進するためのガス撹拌装置23が設けられたものである。ガス撹拌装置23は、容器21外に設けられた駆動部と容器21内に設けられた被駆動部とで構成されている。駆動部と被駆動部とは直接の機械的結合はされておらず、容器21を介した磁気カップリングで結合されており、それぞれの具体的構成は次のようになっている。
対流の促進を図った従来のガス絶縁電気機器として、例えば、特許文献1で開示された
、図6に示すような技術がある。図のように、非磁性体材料からなる容器21内に電気機器本体(図示せず)を収納し、容器21内には絶縁と冷却を兼ねた絶縁ガス22が封入されており、この容器21に、絶縁ガス22を撹拌して電気機器本体の冷却を促進するためのガス撹拌装置23が設けられたものである。ガス撹拌装置23は、容器21外に設けられた駆動部と容器21内に設けられた被駆動部とで構成されている。駆動部と被駆動部とは直接の機械的結合はされておらず、容器21を介した磁気カップリングで結合されており、それぞれの具体的構成は次のようになっている。
駆動部側は、駆動源であるモータ24の出力軸25が、駆動側のケース26に設けられた軸受26aと容器21の壁面に設けられた軸受27とによって支持されている。被駆動部側は、ファン28の回転軸29が、被駆動側のケース30に設けられた軸受30aと容器21の壁面に設けられた軸受31とによって支持されている。各ケース26,30の内部において、各軸25,29には永久磁石32,33が互いに相対するように固定されている。
このように構成されたガス撹拌装置23は、モータ24を動作させると、その出力軸25が矢印で示すように回転して駆動部側の永久磁石32が回転する。これに伴い、容器21内に対向配置されている被駆動部側の永久磁石33が回転し、回転軸29とともにファン28が矢印で示すように回転する。ファン28の回転により、容器21内の絶縁ガス22が撹拌されて強制的に流動することで、図示しない電気機器本体の冷却効果を高めることができるように構成されている。
このように構成されたガス撹拌装置23は、モータ24を動作させると、その出力軸25が矢印で示すように回転して駆動部側の永久磁石32が回転する。これに伴い、容器21内に対向配置されている被駆動部側の永久磁石33が回転し、回転軸29とともにファン28が矢印で示すように回転する。ファン28の回転により、容器21内の絶縁ガス22が撹拌されて強制的に流動することで、図示しない電気機器本体の冷却効果を高めることができるように構成されている。
一般的に、ガス絶縁電気機器は、通常の電気機器に比べて長い設備寿命を期待されている。電力分野で使用される通常の電気機器では、使用環境にもよるが、15年〜20年程度の期待設備寿命であるのに対し、ガス絶縁電気機器は、約20年〜30年、或いは35年程度の設備寿命が期待されているのが一般的である。これは、主要部分が良好な絶縁ガス環境にあるため、絶縁物の汚損による劣化や、導体及び構造部材の腐食に対して、常に良好な状態が保持されているからである。
特に、容器の内部に対しては、その設備寿命(約20〜30年程度)の間は、容器内部の開放点検を行なわないように設計されている。そのため、容器内部の機器の経年寿命が短いものや、容器の内部と外部の境界となる部分に高回転数で長時間運転するような軸を貫通させた構造では、その部分がガス絶縁電気機器の寿命保証上のウイークポイントとなるので、こうした機器や構造はできるだけ避けるのが望ましい。
特に、容器の内部に対しては、その設備寿命(約20〜30年程度)の間は、容器内部の開放点検を行なわないように設計されている。そのため、容器内部の機器の経年寿命が短いものや、容器の内部と外部の境界となる部分に高回転数で長時間運転するような軸を貫通させた構造では、その部分がガス絶縁電気機器の寿命保証上のウイークポイントとなるので、こうした機器や構造はできるだけ避けるのが望ましい。
しかしながら、特許文献1のような従来の方式では、磁気カップリングを採用して、駆動軸部の気密シール構造は排除されているものの、ファンの回転軸及びモータの出力軸に機械的な軸受が使用されているため、モータの寿命に加え、各軸受部において磨耗に伴う部品あるいは機器の取替えが必要となる。特に容器内のファンの寿命は、回転軸の軸受の寿命によって決定される。従って、取替えのために容器の開放を行なえば、絶縁ガスの真空引き・回収・再封入処置などの作業が必要となり、多大な労力とコストを要することになり、また、ガス絶縁電気機器の長時間停電が必要であるなどの問題点があった。
更に、容器内部では軸受の磨耗により発生する磨耗粉等が、電気機器の絶縁物や導体の支持絶縁物の表面に付着して主回路の絶縁性能を低下させるという問題点もあった。
更に、容器内部では軸受の磨耗により発生する磨耗粉等が、電気機器の絶縁物や導体の支持絶縁物の表面に付着して主回路の絶縁性能を低下させるという問題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、寿命及び経年使用に対する信頼性が高く、小型で安価なガス絶縁電気機器を得ることを目的とする。
この発明に係るガス絶縁電気機器は、絶縁ガスが封入された容器内に、電気機器本体が収容され、容器の内部に絶縁ガスを攪拌するファン本体部が設けられたガス絶縁電気機器において、ファン本体部は、両軸端部が磁化された回転軸と、回転軸に固着された複数の羽根と、回転軸の両軸端部と所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端部の極性と同極性に磁化された一対の軸受と、一対の軸受を保持して容器の内部に固定する支持枠と、回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、各羽根に固着された永久磁石に対し、極性が変動する磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたものである。
また、ファン本体部は、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状の回転軸と、回転軸に固着された複数の羽根と、回転軸の中空部に挿通されて所定のギャップで遊嵌する胴部及びその両端に形成された鍔部を有して回転軸側と同極性に磁化された軸受と、回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、各羽根に固着された永久磁石に対し、極性が変動
する磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたものである。
する磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたものである。
この発明のガス絶縁電気機器によれば、容器の内部にあって絶縁ガスを攪拌するためのファン本体部は、両軸端部が磁化された回転軸と、回転軸に固着された複数の羽根と、回転軸の両軸端部に所定のギャップを介して対向配置されて軸端部と同極性に磁化された一対の軸受と、軸受を保持して容器の内部に固定する支持枠と、隣同士が逆極性に磁化されて各羽根の面に固着された永久磁石とを備え、その永久磁石に変動する極性の磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたので、容器内部の回転軸は磁気浮遊しているため羽根の回転による磨耗劣化が無く、磨耗粉などの発生の虞が無い状態で、絶縁ガスを撹拌して電気機器本体や導体の冷却が促進される。これにより、放熱効果が高まり、ガス絶縁電気機器の小型化が図れると共に、寿命及び経年使用に対する信頼性の高いガス絶縁電気機器を提供できる。
また、ファン本体部は、上記の回転軸と軸受の構成に替えて、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状の回転軸と、回転軸の中空部に所定のギャップで遊嵌する胴部及びその両端に鍔部を有して回転軸側と同極性に磁化された軸受とで構成したので、軸受を支持する支持枠などの支持構造物が不要なため、上記と同様の効果に加えて、小型で安価な羽ファン本体部を備えたガス絶縁電気機器を提供できる。
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図1は、実施の形態1のガス絶縁電気機器の要部構成を示す断面図であり、図2は、図1のファン本体部の羽根部を示す平面図である。
ガス絶縁電気機器は、密閉された容器内に主回路機器を構成する電気機器本体や導体部が収容され、絶縁ガスが封入されて構成されるが、この発明は、封入された絶縁ガスを攪拌するファン部に特徴を有するので、内蔵される電気機器本体についての図示と説明は省略し、絶縁ガスを攪拌する機構部分を中心に説明する。
以下、この発明の実施の形態1によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図1は、実施の形態1のガス絶縁電気機器の要部構成を示す断面図であり、図2は、図1のファン本体部の羽根部を示す平面図である。
ガス絶縁電気機器は、密閉された容器内に主回路機器を構成する電気機器本体や導体部が収容され、絶縁ガスが封入されて構成されるが、この発明は、封入された絶縁ガスを攪拌するファン部に特徴を有するので、内蔵される電気機器本体についての図示と説明は省略し、絶縁ガスを攪拌する機構部分を中心に説明する。
図1において、密閉可能な容器1の内部には、電気機器本体(図示せず)が収容され絶縁ガス2が封入されている。この容器1の内部側に、以下に説明するような、絶縁ガス2を攪拌するためのファン本体部3が配置されている。
ファン本体部3は、両軸端部が磁化された回転軸4と、回転軸4の周囲に固着された複数の羽根5と、回転軸4の両軸端に所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端部の極性と同極性に磁化された一対の軸受6と、一対の軸受6を保持して容器1の内部に固定する支持枠7と、回転軸4の軸心に対し同一円周上にあって、各羽根5の面に固着された永久磁石8と、を備えて構成されている。
ファン本体部3は、両軸端部が磁化された回転軸4と、回転軸4の周囲に固着された複数の羽根5と、回転軸4の両軸端に所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端部の極性と同極性に磁化された一対の軸受6と、一対の軸受6を保持して容器1の内部に固定する支持枠7と、回転軸4の軸心に対し同一円周上にあって、各羽根5の面に固着された永久磁石8と、を備えて構成されている。
各部を更に詳しく説明する。
回転軸4は、両端部にそれぞれ永久磁石4a,4bが固着されており、回転軸4の一端と他端が同一極性に磁化されて一本の回転軸4として組立構成されている。
この回転軸4の軸方向両端と所定の微少なギャップを介して対向配置された一対の軸受6は、回転軸4の各軸端部が嵌り込んで回転自在に遊嵌する凹状窪み部6a,6bが形成されている。
軸受6は、電磁石又は永久磁石、あるいは、それらの組合せで構成され、対向する回転軸4の軸端部と同一の極性に磁化されている。この結果、羽根5を備えた回転軸4は、軸受6の凹状窪み部6a、6bの中で、所定の空間ギャップを介して、浮かんでいる状態で保持されている。
また、一対の軸受6は、コの字状をした支持枠7の対向面に固着され、この支持枠7が容器1の内部側に取り付けられている。支持枠7は非磁性体材料で構成され、同様に、容器1の少なくとも支持枠7が取り付けられる部分及びその近傍も非磁性体材料で構成されている。
回転軸4は、両端部にそれぞれ永久磁石4a,4bが固着されており、回転軸4の一端と他端が同一極性に磁化されて一本の回転軸4として組立構成されている。
この回転軸4の軸方向両端と所定の微少なギャップを介して対向配置された一対の軸受6は、回転軸4の各軸端部が嵌り込んで回転自在に遊嵌する凹状窪み部6a,6bが形成されている。
軸受6は、電磁石又は永久磁石、あるいは、それらの組合せで構成され、対向する回転軸4の軸端部と同一の極性に磁化されている。この結果、羽根5を備えた回転軸4は、軸受6の凹状窪み部6a、6bの中で、所定の空間ギャップを介して、浮かんでいる状態で保持されている。
また、一対の軸受6は、コの字状をした支持枠7の対向面に固着され、この支持枠7が容器1の内部側に取り付けられている。支持枠7は非磁性体材料で構成され、同様に、容器1の少なくとも支持枠7が取り付けられる部分及びその近傍も非磁性体材料で構成されている。
軸受6や回転軸4の軸端部を永久磁石等で、実際に図のように構成したとき、磁力のバラツキや磁力低下の割合が異なることから、軸受6と回転軸4のギャップが偏り、軸受6と回転軸4間で摩擦が生ずる場合があるが、磁力の釣合いの差、即ち、軸周方向又は軸長手方向のギャップの偏りによる磁力差分に起因する摩擦力であり、それが微少な場合は無視できる。
厳密にギャップ間を保持するためには、例えば、軸受6側又は回転軸4側、あるいはその両方に、永久磁石と電磁石とを併用し、ギャップ検出センサを取り付けてギャップ検出による電流制御・磁力制御を加える等の手段で解決できる。
厳密にギャップ間を保持するためには、例えば、軸受6側又は回転軸4側、あるいはその両方に、永久磁石と電磁石とを併用し、ギャップ検出センサを取り付けてギャップ検出による電流制御・磁力制御を加える等の手段で解決できる。
次に、羽根5部の詳細について説明する。
図2は羽根5を回転軸方向に見た平面図である。羽根5は、偶数個(図は8個の場合を示す)の扇形の羽根板が略円形に組み合わされて回転軸4に固着されて構成されている。そして、回転軸4の軸心に対し略同一円周上に位置する各羽根板に、磁化された永久磁石8が固着されている。永久磁石8は、図のように、隣接する羽根板で交互に異なった極性としている。羽根5を構成する羽根板の材料は非磁性材料である。また、羽根板の形状は、図のような単純な扇状に限定するものではなく、一般に知られた羽根形状を適宜採用することができる。
図2は羽根5を回転軸方向に見た平面図である。羽根5は、偶数個(図は8個の場合を示す)の扇形の羽根板が略円形に組み合わされて回転軸4に固着されて構成されている。そして、回転軸4の軸心に対し略同一円周上に位置する各羽根板に、磁化された永久磁石8が固着されている。永久磁石8は、図のように、隣接する羽根板で交互に異なった極性としている。羽根5を構成する羽根板の材料は非磁性材料である。また、羽根板の形状は、図のような単純な扇状に限定するものではなく、一般に知られた羽根形状を適宜採用することができる。
羽根5に回転駆動力を与えるために、容器1の外部側に駆動制御手段9が設けられている。駆動制御手段9は、電磁石を内蔵しており、制御用交流電源の位相変化により磁極の極性が変化する機能を有している。駆動制御手段9の取付位置は、内蔵する電磁石部が、羽根5に設けた永久磁石8の回転円周の位置と略対向するような位置としている。
次に動作について説明する。上記構成において、駆動制御手段9に交流電流を流すと、駆動制御手段9に設けた電磁石の磁極の極性が変化し、羽根5に取り付けられた永久磁石8と反発・吸引を繰り返すことで、羽根5は回転する。羽根5の回転軸4は、上述のように軸受6と所定のギャップを空けて浮遊しており、非接触で回転する。
羽根5の回転により、容器1内の絶縁ガス2が攪拌されて対流が促進され、絶縁ガス2の温度の均一化が図られるため、内蔵する電気機器本体を効果的に冷却でき、ガス絶縁電気機器の小型化が可能となる。
羽根5の回転により、容器1内の絶縁ガス2が攪拌されて対流が促進され、絶縁ガス2の温度の均一化が図られるため、内蔵する電気機器本体を効果的に冷却でき、ガス絶縁電気機器の小型化が可能となる。
上記のような構成のガス絶縁電気機器では、図6のような従来のガス絶縁電気機器と比べ、容器1の外部にモータなどの回転機器を使用せず、また機械的に回転摺動する軸受等も排除した構造となっている。また、容器1の内部側は、羽根5の回転軸4がいずれの部材とも接触していないため、回転動作部の磨耗が無く、容器1内に磨耗粉などの粉塵を発
生させる虞がなく、長寿命で経年使用の信頼性が高いガス絶縁電気機器を得ることができる。
生させる虞がなく、長寿命で経年使用の信頼性が高いガス絶縁電気機器を得ることができる。
以上のように、実施の形態1によるガス絶縁電気機器によれば、容器の内部にあって絶縁ガスを攪拌するためのファン本体部は、両軸端部が磁化された回転軸と、回転軸に固着された複数の羽根と、回転軸の両軸端部と所定のギャップを介して対向配置され、対向する軸端部の極性と同極性に磁化された一対の軸受と、一対の軸受を保持して容器の内部に固定する支持枠と、回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、各羽根に固着された永久磁石に対し、極性が変動する磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたので、容器内部の回転軸は磁気浮遊しているため羽根の回転による磨耗劣化が無く、磨耗粉などの発生が無い状態で、容器内上下で温度差のある絶縁ガスを撹拌し、内部の電気機器本体や導体の冷却が促進される。これにより、放熱効果が高まり、ガス絶縁電気機器の小型化ができると共に、寿命及び経年使用に対する信頼性の高いガス絶縁電気機器を提供でき、設備全体のコストダウンを図ることができる。
また、駆動制御手段は、交流電磁石を備えているので、変動極性の磁力を容易に生成できる。
また、駆動制御手段は、容器の外部にあって、羽根に固着した永久磁石に対応する位置に配置されているので、容器の外部から、機械的軸受等を持たずに駆動力を容易に伝達できるため、経年使用に対する信頼性の高いガス絶縁電気機器を提供できる。
実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図3は実施の形態2の構成を示す要部断面図であり、実施の形態1の図1に対応する部分である。図1と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
次に、この発明の実施の形態2によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図3は実施の形態2の構成を示す要部断面図であり、実施の形態1の図1に対応する部分である。図1と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
本実施の形態では、駆動制御手段10が、容器1内の支持枠7に取り付けられている点で図1とは相違する。駆動制御手段10には電磁石が内蔵されているので、少なくとも駆
動制御手段10の電磁石部を、羽根5に設けた永久磁石8に対向する部位の両側に位置する支持枠7に取り付ける。これにより図3中に破線矢印で示す方向に同時に磁力を与えることができる。
この実施の形態2では、駆動制御手段10を容器1の内部側に設置するため、電源線(図示無し)等を容器1の外部から内部に貫通させるガス密封端子(図示無し)が必要であるが、可動部分は無いので、寿命や経年使用の信頼性を低下させる虞は少ない。
動制御手段10の電磁石部を、羽根5に設けた永久磁石8に対向する部位の両側に位置する支持枠7に取り付ける。これにより図3中に破線矢印で示す方向に同時に磁力を与えることができる。
この実施の形態2では、駆動制御手段10を容器1の内部側に設置するため、電源線(図示無し)等を容器1の外部から内部に貫通させるガス密封端子(図示無し)が必要であるが、可動部分は無いので、寿命や経年使用の信頼性を低下させる虞は少ない。
実施の形態1においては、羽根5の片側からのみ磁力を印加していた。そのため羽根5が傾くことがあるが、本実施の形態ではこれを抑制することができるので、より安定した羽根の回転性能が得られる利点がある。また、駆動制御手段10を容器1の内部に配置しているので、容器1を非磁性材料とする必然性がなくなり、容器1の材料選択肢が広がるので、通常の鋼板など安価な材料とすることができ、この点でも安価なガス絶縁電気機器が得られる利点がある。
以上のように、実施の形態2のガス絶縁電気機器によれば、駆動制御手段は、容器の内部にあって、羽根に固着した永久磁石に対応する羽根の両面側の支持枠に配置したので、実施の形態1の効果に加えて、より安定した羽根の回転性能が得られ、また、容器を非磁
性材料とする必要がないため、安価にできる。
性材料とする必要がないため、安価にできる。
実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図4は実施の形態3の構成を示す要部断面図であり、実施の形態1の図1に対応する部分である。図1と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
次に、この発明の実施の形態3によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。図4は実施の形態3の構成を示す要部断面図であり、実施の形態1の図1に対応する部分である。図1と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違点を中心に説明する。
この実施の形態3では、図4に示すように、容器1の内部に、回転軸11の保持とファン本体部3の固定を兼ねた軸受12が取り付けられており、この軸受12に所定のギャップを介して、永久磁石を有する回転軸11が配置されたものである。羽根5及び永久磁石8は実施の形態1と同様に構成されている。
回転軸11と軸受12の詳細について説明する。
回転軸11は、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状をしている。実際には、例えば、両軸端部と内面に永久磁石を埋め込んで構成すればよい。軸受12は、回転軸11の中空部に挿通されて所定のギャップで遊嵌する胴部12aと、その両端部に形成されて回転軸11の軸端部とも所定のギャップで対向する鍔部12bとを有している。回転軸11と対向する軸受け12の各対向面は、回転軸11側の極性と同極性に磁化されている。なお、鍔部12bの一方は容器1に取り付けられ、他方は回転軸11の脱落防止の役目をする。
このように構成された軸受部は、回転軸11と軸受12とが反発することで回転軸11は軸受12に対して所定の微少な間隙を空けて浮遊している。
回転軸11と軸受12の詳細について説明する。
回転軸11は、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状をしている。実際には、例えば、両軸端部と内面に永久磁石を埋め込んで構成すればよい。軸受12は、回転軸11の中空部に挿通されて所定のギャップで遊嵌する胴部12aと、その両端部に形成されて回転軸11の軸端部とも所定のギャップで対向する鍔部12bとを有している。回転軸11と対向する軸受け12の各対向面は、回転軸11側の極性と同極性に磁化されている。なお、鍔部12bの一方は容器1に取り付けられ、他方は回転軸11の脱落防止の役目をする。
このように構成された軸受部は、回転軸11と軸受12とが反発することで回転軸11は軸受12に対して所定の微少な間隙を空けて浮遊している。
駆動制御手段9は実施の形態1と同等であり、羽根5に設けた永久磁石8に対向する位置の、容器外部に設けられている。
羽根の回転動作は、実施の形態1と同様なので説明は省略する。
羽根の回転動作は、実施の形態1と同様なので説明は省略する。
この実施の形態では、軸受12に対し回転軸11が接触しないで回転するような磁力制
御、及び、軸受12と回転軸11の経年による磁化力低下の差の補償制御など、実施の形態1又は実施の形態2に比べて、精度の高いコントロールが必要であるが、羽根部を支持する図1の支持枠7などの支持構造物が不要となり、小型で安価なファン本体部3を備えたガス絶縁電気機器を得ることができる。
御、及び、軸受12と回転軸11の経年による磁化力低下の差の補償制御など、実施の形態1又は実施の形態2に比べて、精度の高いコントロールが必要であるが、羽根部を支持する図1の支持枠7などの支持構造物が不要となり、小型で安価なファン本体部3を備えたガス絶縁電気機器を得ることができる。
以上のように、実施の形態3のガス絶縁電気機器によれば、ファン本体部は、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状の回転軸と、回転軸に固着された複数の羽根と、回転軸の中空部に挿通されて所定のギャップで遊嵌する胴部及びその両端部に形成された鍔部を有して回転軸側と同極性に磁化された軸受と、回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、各羽根に固着された永久磁石に対し、極性が変動する磁力を与えて羽根を回転させる駆動制御手段を設けたので、実施の形態1の効果に加えて、小型で安価なファン本体部を備えたガス絶縁電気機器を提供できる。
実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。本実施の形態では、ガス絶縁電気機器の具体例により、本願発明の特徴部であるファン部の実際の使用例を説明する。
図5は、実施の形態4のガス絶縁電気機器の一例として示す、ガス絶縁スイッチギヤの側面断面図である。ガス絶縁スイッチギヤは、筐体13内が複数の室に区画されて構成されている。図5の例では、筐体13内の下部側から、ケーブル等が収容されたケーブル室14、真空スイッチと3位置断路器等が収容された遮断器室15、3位置断路器等が収容された断路器室16、3相の母線が収容された母線室17に区画されている。なお、前面側(図で左側)は制御機器が収容される制御室となっている。
このうちの遮断器室15と断路器室16は、絶縁ガスが封入されて密閉された遮断器室容器18及び断路器室容器19内に機器が収容されて構成されているので、この各容器が
本願のガス絶縁電気機器の「絶縁ガスが封入された容器」に相当する。
次に、この発明の実施の形態4によるガス絶縁電気機器を図に基づいて説明する。本実施の形態では、ガス絶縁電気機器の具体例により、本願発明の特徴部であるファン部の実際の使用例を説明する。
図5は、実施の形態4のガス絶縁電気機器の一例として示す、ガス絶縁スイッチギヤの側面断面図である。ガス絶縁スイッチギヤは、筐体13内が複数の室に区画されて構成されている。図5の例では、筐体13内の下部側から、ケーブル等が収容されたケーブル室14、真空スイッチと3位置断路器等が収容された遮断器室15、3位置断路器等が収容された断路器室16、3相の母線が収容された母線室17に区画されている。なお、前面側(図で左側)は制御機器が収容される制御室となっている。
このうちの遮断器室15と断路器室16は、絶縁ガスが封入されて密閉された遮断器室容器18及び断路器室容器19内に機器が収容されて構成されているので、この各容器が
本願のガス絶縁電気機器の「絶縁ガスが封入された容器」に相当する。
そこで、遮断器室容器18と断路器室容器19に、実施の形態1〜3で説明したいずれかのファン本体部3を設けたものである。ファン本体部3は、内部ガスの攪拌が目的であるので、各容器に取り付けるだけでも効果はあるが、更に効率が良いのは、スイッチギヤを構成する電路(図中に細矢印で示す)内の遮断器や断路器などの接触面が存在する発熱体下部側に配置するのが効果的である。すなわち、図のように、遮断器室容器18の下面側と、断路器室容器19の下面側の内部に配置したものである。冷却風は、図で太矢印のように流れる。
以上のように、実施の形態4のガス絶縁電気機器によれば、ファン本体部は、電気機器の電路を構成する機器のうち、特に発熱が大きい機器の下部側に配置したので、実施の形態1〜3の効果に加えて、ガス絶縁電気機器を効率よく冷却することができる。
この発明は、ガス絶縁開閉装置(G−GIS)やガス遮断器(GCB)のように、密封された容器内に絶縁ガスが封入されたガス絶縁電気機器全般に適用でき、特に、局所的に過熱する機器が収容されたガス絶縁電気機器に有効であり、また、駆動部分への粉塵の噛み込みを考慮しなくてよいため、粉塵雰囲気中で使用されるガス絶縁電気機器にも使用が可能となる。
1 容器 2 絶縁ガス
3 ファン本体部 4 回転軸
4a,4b 永久磁石 5 羽根
6 軸受 6a,6b 凹状窪み部
7 支持枠 8 永久磁石
9,10 駆動制御手段 11 回転軸
12 軸受 12a 胴部
12b 鍔部 13 筐体
14 ケーブル室 15 遮断器室
16 断路器室 17 母線室
18 遮断器室容器 19 断路器室容器。
3 ファン本体部 4 回転軸
4a,4b 永久磁石 5 羽根
6 軸受 6a,6b 凹状窪み部
7 支持枠 8 永久磁石
9,10 駆動制御手段 11 回転軸
12 軸受 12a 胴部
12b 鍔部 13 筐体
14 ケーブル室 15 遮断器室
16 断路器室 17 母線室
18 遮断器室容器 19 断路器室容器。
Claims (5)
- 絶縁ガスが封入された容器内に、電気機器本体が収容され、前記容器の内部に前記絶縁ガスを攪拌するファン本体部が設けられたガス絶縁電気機器において、
前記ファン本体部は、両軸端部が磁化された回転軸と、前記回転軸に固着された複数の羽根と、前記回転軸の前記両軸端部と所定のギャップを介して対向配置され、対向する前記軸端部の極性と同極性に磁化された一対の軸受と、前記一対の軸受を保持して前記容器の内部に固定する支持枠と、前記回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて前記各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、
前記各羽根に固着された前記永久磁石に対し、極性が変動する磁力を与えて前記羽根を回転させる駆動制御手段を設けたことを特徴とするガス絶縁電気機器。 - 請求項1記載のガス絶縁電気機器において、
前記駆動制御手段は、交流電磁石を備えていることを特徴とするガス絶縁電気機器。 - 請求項1又は請求項2記載のガス絶縁電気機器において、
前記駆動制御手段は、前記容器の外部にあって、前記羽根に固着した前記永久磁石に対応する位置に配置されていることを特徴とするガス絶縁電気機器。 - 請求項1又は請求項2記載のガス絶縁電気機器において、
前記駆動制御手段は、前記容器の内部にあって、前記羽根に固着した前記永久磁石に対応する前記羽根の両面側にある前記支持枠に配置されていることを特徴とするガス絶縁電気機器。 - 絶縁ガスが封入された容器内に、電気機器本体が収容され、前記容器の内部に前記絶縁ガスを攪拌するファン本体部が設けられたガス絶縁電気機器において、
前記ファン本体部は、両軸端部及び内面が磁化された中空円筒状の回転軸と、前記回転軸に固着された複数の羽根と、前記回転軸の中空部に挿通されて所定のギャップで遊嵌する胴部及びその両端部に形成された鍔部を有して前記回転軸側と同極性に磁化された軸受と、前記回転軸の軸心に対し略同一円周上にあって、隣接するもの同士の極性を交互に変えて前記各羽根の面に固着された永久磁石と、を備えており、
前記各羽根に固着された前記永久磁石に対し、極性が変動する磁力を与えて前記羽根を回転させる駆動制御手段を設けたことを特徴とするガス絶縁電気機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010126796A JP2011252436A (ja) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | ガス絶縁電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010126796A JP2011252436A (ja) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | ガス絶縁電気機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011252436A true JP2011252436A (ja) | 2011-12-15 |
Family
ID=45416541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010126796A Pending JP2011252436A (ja) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | ガス絶縁電気機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011252436A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103812035A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-21 | 昆山振宏电子机械有限公司 | 一种散热性能好的电气柜 |
CN104158099A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 安徽启光能源科技研究院有限公司 | 一种新型配电柜散热结构 |
CN106981833A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 衢州沃泽电子科技有限公司 | 一种电力柜散热机构 |
CN108241006A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-03 | 重庆理工大学 | 一种带搅拌叶的气敏特性响应曲线测试装置 |
CN108879435A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-23 | 遵义长征输配电设备有限公司 | 温控式配电柜 |
CN109681451A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-04-26 | 安徽柒海智能控制技术有限公司 | 一种磁动力磁悬浮风扇及其工作方法 |
CN110571662A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 朱蛟龙 | 一种通信用散热配电柜 |
CN112186538A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 方水龙 | 一种通信用高效散热型配电柜 |
JP2023552721A (ja) * | 2020-11-23 | 2023-12-19 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | タンク、液体循環システムおよび動作方法 |
-
2010
- 2010-06-02 JP JP2010126796A patent/JP2011252436A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103812035A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-21 | 昆山振宏电子机械有限公司 | 一种散热性能好的电气柜 |
CN104158099A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-11-19 | 安徽启光能源科技研究院有限公司 | 一种新型配电柜散热结构 |
CN106981833A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 衢州沃泽电子科技有限公司 | 一种电力柜散热机构 |
CN108241006A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-03 | 重庆理工大学 | 一种带搅拌叶的气敏特性响应曲线测试装置 |
CN108241006B (zh) * | 2018-01-11 | 2023-05-12 | 重庆理工大学 | 一种带搅拌叶的气敏特性响应曲线测试装置 |
CN108879435A (zh) * | 2018-07-28 | 2018-11-23 | 遵义长征输配电设备有限公司 | 温控式配电柜 |
CN109681451A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-04-26 | 安徽柒海智能控制技术有限公司 | 一种磁动力磁悬浮风扇及其工作方法 |
CN110571662A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 朱蛟龙 | 一种通信用散热配电柜 |
CN112186538A (zh) * | 2020-10-14 | 2021-01-05 | 方水龙 | 一种通信用高效散热型配电柜 |
JP2023552721A (ja) * | 2020-11-23 | 2023-12-19 | ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト | タンク、液体循環システムおよび動作方法 |
US11920613B2 (en) | 2020-11-23 | 2024-03-05 | Hitachi Energy Ltd | Tank, liquid circulation system and operating method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011252436A (ja) | ガス絶縁電気機器 | |
KR100870738B1 (ko) | 에이에프피엠 코어리스형 멀티 발전기 및 모터 | |
US20110057456A1 (en) | Drives for sealed systems | |
US20130169074A1 (en) | Synchronous relcutance motor for conducting media | |
US20060197394A1 (en) | Apparatus and system for driving a fan using a linear induction motor | |
US20130043745A1 (en) | Synchronous reluctance motor for conducting media | |
US20100194251A1 (en) | Axial generator for Windcrank™ vertical axis wind turbine | |
KR20180002291A (ko) | 마그넷 발전기 | |
JP2020513723A (ja) | 磁気位置センサを含む回転電気機械 | |
KR20220051343A (ko) | 역회전 차동 전기 모터 어셈블리 | |
JP2009038881A (ja) | 半球面発電機 | |
EP2728715A2 (en) | Rotating electrical machine | |
EP3638909B1 (en) | Destratification fan assembly | |
WO2009087963A1 (ja) | 水中駆動モータアセンブリ | |
US10644536B2 (en) | Cooling systems and methods for automatic transfer switch | |
JP2010183774A (ja) | ガス絶縁電気機器 | |
TW201810863A (zh) | 直流馬達之內外圈定子結構 | |
KR101291329B1 (ko) | 가스절연 차단기 | |
US20120049519A1 (en) | Pole wheel for a wind turbine | |
JP2012222841A (ja) | 電動機およびそれを備えた電気機器 | |
CN215817414U (zh) | 一种密集型绝缘母线槽 | |
JP2001095227A (ja) | ツインファン | |
CN112202284A (zh) | 一种永磁直驱反应釜 | |
JPH09163530A (ja) | ガス絶縁開閉装置 | |
JP2013072491A (ja) | 転がり軸受およびそれを備えた電動機 |