JP2013214624A - Cooling device of electric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、屋内の設置された電気機器の冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling apparatus for an electric device installed indoors.
絶縁冷却媒体として、難燃性で絶縁特性の優れたSF6ガスなどが用いられているガス絶縁変圧器は、従来の油入変圧器に比べて安全性を高めることができると共に小型化を図ることができるため、ビル地下など屋内に設置される場合が多い。ただし、ガス絶縁変圧器では、従来の油入変圧器に比べて冷却特性が劣るため、例えば熱交換機を搭載した冷却装置を用いて絶縁冷却媒体を強制的な循環および冷却する方式が一般的に適用されている(例えば下記特許文献1)。 Gas-insulated transformers that use flame-retardant and superior insulating properties such as SF6 gas as an insulating cooling medium can improve safety and be downsized compared to conventional oil-filled transformers. It is often installed indoors, such as in the basement of a building. However, since the gas insulation transformer has inferior cooling characteristics compared to conventional oil-filled transformers, for example, a method of forcibly circulating and cooling the insulation cooling medium using a cooling device equipped with a heat exchanger is generally used. Applied (for example, Patent Document 1 below).
しかしながら、上記特許文献1に代表される従来の冷却装置は、ガス絶縁変圧器内の絶縁冷却媒体に蓄熱された熱を冷却装置内の送風機および熱交換器で吸熱し、加熱された空気を室内機排出する構造である。そしてこの加熱された空気が、例えば室内の天井に設けられたダクトを通じて室外に排出される。従って、複数のガス絶縁変圧器が同一の室内に設置されている場合、一方のガス絶縁変圧器用冷却装置から排出された空気が他方のガス絶縁変圧器用の冷却装置に吸入されるため、この冷却装置の熱交換能力の低下を招くと共に冷却装置の負荷が増大し寿命の低下を招くという課題があった。 However, the conventional cooling device represented by the above-mentioned Patent Document 1 absorbs heat stored in the insulating cooling medium in the gas-insulated transformer by the blower and the heat exchanger in the cooling device, and heats the heated air indoors. It is a structure that discharges the machine. And this heated air is discharged | emitted out of the room through the duct provided in the indoor ceiling, for example. Therefore, when a plurality of gas-insulated transformers are installed in the same room, the air discharged from the cooling device for one gas-insulated transformer is sucked into the cooling device for the other gas-insulated transformer. There is a problem in that the heat exchange capacity of the apparatus is reduced and the load on the cooling device is increased, leading to a reduction in life.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことが可能な電気機器の冷却装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the cooling device of the electric equipment which can prevent the fall of the heat exchange capability of a cooling device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外気を取り込む吸気口とこの外気を室内に導入する外気導入口とを有する第1のダクトと、室内に設けられた電気機器よりも上方に設けられ、室内空間の空気を室外へ排出する排気口を有する第2のダクトと、室内に導入された空気を用いて前記電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を前記第2のダクト側へ排出する排気部を有する冷却器と、前記第2のダクトと一体的に形成され、前記第2のダクトから前記排気部に向けて突状に形成され、先端が前記排気部側に形成された前記冷却器の端部よりも下側に位置し、かつ、前記端部を取り囲む吸気フードと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a first duct having an intake port for taking in outside air and an outside air introduction port for introducing the outside air into the room, and an electric device provided in the room And a second duct having an exhaust port for exhausting the air in the indoor space to the outside, and the air introduced into the room using the air introduced into the room to absorb heat from the cooling medium of the electric equipment, A cooler having an exhaust part that discharges to the second duct side, and is formed integrally with the second duct, and is formed in a protruding shape from the second duct toward the exhaust part; An intake hood that is positioned below an end portion of the cooler formed on the exhaust portion side and surrounds the end portion.
この発明によれば、冷却器の排気部から排出された高温の空気が吸気フードによって第2のダクトに導入されるようにしたので、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことができる、という効果を奏する。 According to this invention, since the high-temperature air discharged from the exhaust part of the cooler is introduced into the second duct by the intake hood, it can be prevented that the heat exchange capacity of the cooling device is lowered. There is an effect.
以下に、本発明にかかる電気機器の冷却装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a cooling apparatus for an electric device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態にかかる電気機器の冷却装置とその周辺機器を模式的に表す図であり、図2は、図1に示されるA−A線に沿う断面図であり、図3は、吸気フード7および冷却器2の外観斜視図であり、図4は、図3に示されるB−B線に沿う断面図であり、図5は、第1のダクト9の位置を変更した例を表す図であり、図6は、吸気口12の位置を変更した例を表す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cooling device for electrical equipment and its peripheral equipment according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 3 is an external perspective view of the
図1において、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、主たる構成として、電気機器である変圧器1を冷却する冷却器2と、室内の天井に設けられた室内空間20の内気を排出する第2のダクト6と、第2のダクト6に設けられた吸気フード7と、外気を導入する第1のダクト9と、第1のダクト9の吸気口12側に設けられた吸音材11と、第2のダクト6の内部に設けられた排気用の送風機10と、この送風機10よりも室外側に設けられた吸音材15と、を有して構成されている。
In FIG. 1, the cooling apparatus for an electric device according to the present embodiment mainly discharges the
第1のダクト9は、例えば、室内の床16よりも下部に設けられ、吸気口12から取り込んだ外気を、例えば冷却器2の直下付近に設けられた外気導入口14を介して室内に供給する。図1には、一例として変圧器1と冷却器2との組みが2組設けられていると共に、これらの組に対応するように2つの外気導入口14が設けられている。
The first duct 9 is provided, for example, below the
なお、上記特許文献1に代表される従来技術では、比較的低圧の変圧器を冷却しあるいはその騒音の対策として、変圧器1全体が収納箱で取り囲まれ、変圧器1の下部からその収納箱内に取り込まれた空気を変圧器1の放熱フィンへ通流させ、高温となった空気をその収納箱の接続されたダクトを通じて室外へ排出する冷却構造が使用される場合がある。本実施の形態の電気機器の冷却装置は、このような冷却構造とは異なり、変圧器1のメンテナンス性を考慮して変圧器1が収納箱で取り囲まれておらず、変圧器1に用いられる冷却媒体を変圧器1と冷却器2との間で循環させることにより変圧器1を冷却する構造である。
In the prior art represented by the above-mentioned Patent Document 1, the transformer 1 is entirely surrounded by a storage box as a countermeasure for cooling a relatively low-voltage transformer or its noise. In some cases, a cooling structure is used in which the air taken in is passed through the heat dissipating fins of the transformer 1 and the heated air is discharged to the outside through a duct connected to the storage box. Unlike the cooling structure described above, the cooling apparatus for electrical equipment according to the present embodiment is used for the transformer 1 because the transformer 1 is not surrounded by a storage box in consideration of maintainability of the transformer 1. The transformer 1 is cooled by circulating a cooling medium between the transformer 1 and the
以下、具体的に説明する。変圧器1では、難燃性で絶縁特性の優れたSF6ガスあるいは絶縁油などが冷却媒体として用いられ、この冷却媒体によって変圧器1のリアクトル(図示せず)等で生じた熱が吸熱され、この冷却媒体が変圧器1と冷却器2との間に設けられた配管3aおよび配管3bと介して変圧器1と冷却器2との間を循環する。
This will be specifically described below. In the transformer 1, SF6 gas or insulating oil having flame resistance and excellent insulating properties is used as a cooling medium, and heat generated by the reactor (not shown) of the transformer 1 is absorbed by the cooling medium, This cooling medium circulates between the transformer 1 and the
冷却器2は、例えば直方体状に形成され、吸入部2dが床16側に設けられ、排気部2e側の端部2aが第2のダクト6側に配置されている。また、冷却器2の内部には、外気導入口14から室内に導入された空気を冷却器2の内部に送り込む送風機5が吸入部2d側に設けられ、冷却器2の内部には、熱交換機2fが設けられている。
The
また、冷却器2は、冷却媒体の循環を促すため支持部材4aおよび支持部材4bによって、冷却器2の鉛直方向の中心位置が変圧器1の鉛直方向の中心位置よりも高くなるように配置されている。冷却器2の吸入部2dと床16との間には空間が設けられているが、このような空間を確保することにより、例えば冷却器2の送風機5等を保守する際の作業スペースを確保することができ、保守性を向上させることができる。なお、支持部材4aおよび支持部材4bの形状は、図1に示される形状に限定されるものではなく、冷却媒体の循環が促されるように冷却器2を変圧器1の上方にて保持可能な構造であればよい。
Further, the
変圧器1で熱せられて比重が軽くなった冷却媒体は配管3aを介して冷却器2に導入され、冷却器2に導入された冷却媒体は冷却器2内部の熱交換機2fを通流する過程で熱交換が行われて冷却される。冷却された冷却媒体は比重が重くなるため配管3bを通じて再び変圧器1に還元される。また、冷却器2の排気部2eからは、冷却媒体から奪われた熱によって高温となった空気が排気される。
The cooling medium heated by the transformer 1 and having a reduced specific gravity is introduced into the
第2のダクト6には、冷却器2の排気部2e側に向かう吸気フード7が形成されている。図2〜図4において、吸気フード7は、例えば、第2のダクト6と一体的に形成され、第2のダクト6の下面から冷却器2の排気部2eに向けて突状に形成され、先端7aが冷却器2の排気部2e側の端部2aよりも下側に位置し、かつ、側面7bがこの端部2aを取り囲むように形成されている。すなわち、吸気フード7は、冷却器2の排気部2e側の端部2aが吸気フード7の先端7aよりも上方に位置するように形成されている。このような構成にすることにより、冷却器2の排気部2eから排出される高温の空気が、第2のダクト6の表面で跳ね返り他の変圧器1を冷却する冷却器2に吸入されることを抑制できる。
An
なお、吸気フード7の先端7aの位置は、冷却器2の排気部2e側の端部2aより下方側であれば何れの位置でもよいが、その位置が冷却器2の排気部2e側の端部2aよりも極めて下方に位置する場合、冷却器2の取り外しの際に冷却器2が吸気フード7に干渉するなど、冷却器2の保守性が低下する可能性がある。このような対策として、図1に示される吸気フード7は、先端7aが第2のダクト6側から冷却器2側に向かって末広がりとなるように形成されている。
The position of the
吸気フード7の内部には、冷却器2の鉛直方向の加振に対する支持部材4aおよび支持部材4bの機械強度を補助するため、冷却器2の排気部2e側の端部2aを支持する支持部材8が例えば2つ設けられている。この支持部材8は、例えば、吸気フード7の一対の側面7b内側にて水平方向に延びる四角柱状を成し、部材端面8aが吸気フード7の側面7bに設置されている。冷却器2には、その側面2bの端部2a付近にL型部材2cが取り付けられており、この端部2aが支持部材8と当接する位置でL型部材2cの下側からUボルト(図示せず)などの締結部材を挿入することで、L型部材2cが支持部材8に固定される。このように冷却器2の排気部2e側を吸気フード7に固定することにより、冷却器2の排気を妨げることなく冷却器2の鉛直方向の加振を抑制することができる。冷却器2の排気部2eから排出された空気は、第2のダクト6内に配置され負圧を発生させる送風機10によって吸引され、吸気フード7および第2のダクト6を通流して排気口13から排出される。
Inside the
図1に示される室内空間20には複数の冷却器2が設置されているが、本実施の形態の冷却装置によれば、各冷却器2の上側に設けられた吸気フード7によって各冷却器2から排出された高温の空気がそれぞれ吸入されるため、一方の冷却器2から排出される空気が他方の冷却器2に吸い込まれることがない。従って、冷却器2の熱交換能力の低下を招くことがなく、また冷却器2の負荷の増大を招くことも抑制することができる。また、図1では、第2のダクト6の排気口13が吸気口12よりも上側に設けられているため、送風機10が停止している場合でも、冷却器2から排出された空気が自然対流により排気口13へ導かれる。従って、送風機10が停止している場合でも冷却器2の熱交換能力の低下を抑制することが可能である。
A plurality of
吸音材15は、例えば送風機10の排気口13側に設けられており、この位置に設けた場合、送風機10で発生する音だけでなく室内空間20側で発生する音(例えば変圧器1の励磁音、送風機5により騒音)も抑制可能である。なお、吸音材15の位置は、これに限定されるものではなく、例えば送風機10の室内側に吸音材15を設けた場合には、室内空間20で発生する音を抑制することが可能である。また、吸音材11を第1のダクト9の吸気口12付近に設けることによって、吸気口12の室外に漏れ出る室内空間20の音を抑制可能である。
The
なお、図1には床16の下側に第1のダクト9を設けた場合の構成例が示されているが、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、図5に示されるように床16の上側に設けられた第1のダクト9aによっても同様の効果を得ることができる。また、このように構成した場合、吸気口12aと外気導入口14aを設ける位置の自由度が増すため、室内空間20に導入される外気を効果的に冷却器2へ導くことができ、冷却媒体をより効果的に冷却することが可能である。
FIG. 1 shows a configuration example in the case where the first duct 9 is provided on the lower side of the
また、図1には床16の下側に吸気口12を設けた場合の構成例が示されているが、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、図6に示されるように、部屋の壁面に吸気口12bおよび第1のダクト9bを設け、さらに送風機10の風量を増加させることにより、吸気口12を床面近傍に配置することができない場合でも上述同様の効果を得ることができる。また、このように構成した場合、第1のダクト9bの取り回しの自由度が増すため、例えば外気導入口14bを冷却器2の近傍に設けることもでき、冷却媒体をより効果的に冷却することが可能である。
In addition, FIG. 1 shows a configuration example when the
また、本実施の形態では、一例として変圧器1と冷却器2とが2組設けられ、第2のダクト6に2つの吸気フード7が形成され、さらに第1のダクト9に2つの外気導入口14が設けられているため、第2のダクト6および第1のダクト9を有効に活用して複数の変圧器1を冷却することが可能である。従って、従来技術のように個々の変圧器1を収納箱で覆う構造に比べて、冷却装置全体の導入コストを低減することができる。
In the present embodiment, as an example, two sets of the transformer 1 and the
また、吸気フード7の内部に温度センサ18を設け、送風機10は、この温度センサ18で検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機10のファンを駆動させるように構成してもよい。このように構成すれば、送風機10を常時運転させる場合に比べて、送風機10の消費電力量を抑制することが可能である。
Further, a
また、本実施の形態では、発熱する電気機器の一例として変圧器1が用いられているが、電気機器は、冷却媒体が使用するものであれば変圧器1に限定されるものではない。また、冷却器2の吸入部2dの位置は、外気導入口14によって室内に導入された空気を吸入することができる位置であれば必ずしも床16と対向する位置でなくともよく、例えば、冷却器2の変圧器1側の面(側面2b)であってもよい。また、本実施の形態では、熱交換機2fを搭載した冷却器2が用いられているが、冷却器2は、熱交換方式に限定されるものではなく強制風冷式であってもよい。また、冷却器2の形状は、直方体状に限定されるものではなく、室内空間20の下部側から空気を取り込み、熱交換された空気を第2のダクト6側に排出できる構造であればよいものとする。
In the present embodiment, the transformer 1 is used as an example of an electric device that generates heat. However, the electric device is not limited to the transformer 1 as long as the cooling medium is used. Further, the position of the
以上に説明したように、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、外気を取り込む吸気口(12、12a、12b)とこの外気を室内に導入する外気導入口(14、14a、14b)とを有する第1のダクト(9、9a、9b)と、室内に設けられた電気機器(例えば変圧器1)よりも上方に設けられ、室内空間20の空気を室外へ排出する排気口13を有する第2のダクト6と、室内に導入された空気を用いて電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を第2のダクト6側へ排出する排気部2eを有する冷却器2、第2のダクト6と一体的に形成され、第2のダクト6から排気部2eに向けて突状に形成され、先端7aが排気部2e側に形成された冷却器2の端部2aよりも下側に位置し、かつ、この端部2aを取り囲む吸気フード7と、を備えるようにしたので、冷却器2の排気部2eから排出された高温の空気が吸気フード7によって第2のダクト6に導入される。従って、この高温の空気が第2のダクト6の表面で跳ね返り他の冷却器2に吸入されることを抑制することができる。その結果、冷却器2の熱交換能力の低下を招くことがなく、また冷却器2の負荷の増大を招くことも抑制可能である。また、冷却器2を第2のダクト6へ直接接続する場合に比べて、冷却器2の取り付け位置が制約されることもなく、またその取り付け作業も容易化され、導入コストおよびメンテナンスコストを抑制可能である。
As described above, the cooling device for an electrical device according to the present embodiment has the intake ports (12, 12a, 12b) for taking in the outside air and the outside air introduction ports (14, 14a, 14b) for introducing the outside air into the room. And a first duct (9, 9a, 9b) having an air outlet, and an
また、本実施の形態の吸気フード7には、吸気フード7の内部に設置され冷却器2の端部2aを支持する支持部材8が設けられているので、冷却器2の排気部2e側を吸気フード7に固定することができる。
In addition, since the
また、本実施の形態の吸気フード7は、第2のダクト6側から冷却器2側に向かうにつれて末広がりに形成されているので、冷却器2の着脱時における吸気フード7への冷却器2の干渉を抑制でき、冷却器2の保守性を向上させることができる。
In addition, since the
また、本実施の形態の冷却器2は、室内に導入された空気を吸入する吸入部2dが冷却器2の下方に位置し、かつ、排気部2eが冷却器2の上方に位置するように配置され、外気導入口14は、この吸入部2dの近傍に設けられているので、室内空間20の中で温度が比較的低い空気を冷却器2に導入することができ、変圧器1を効果的に冷却することが可能である。
Further, the
また、本実施の形態の第1のダクト9の内部および第2のダクト6の内部の少なくとも一方には、吸音材(吸音材11、吸音材15)が設けられているので、室外に発せられる騒音を抑制可能である。
Further, since at least one of the inside of the first duct 9 and the inside of the
また、本実施の形態の第2のダクト6には、負圧を発生させる送風機10が設けられ、第2のダクト6に設けられた吸音材15は、送風機10の排気口13側に設けられているので、室外に発せられる送風機10のファンによる風切り音を抑制可能である。
In addition, the
また、本実施の形態の吸気フード7の内部には、温度センサ18が設けられ、送風機10は、この温度センサ18で検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機10のファンを駆動させるようにしたので、送風機10を常時運転させる場合に比べて送風機10の消費電力量を抑制することが可能である。
Further, a
なお、本発明の実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。 Note that the electrical device cooling apparatus according to the embodiment of the present invention shows an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique. Of course, it is possible to change and configure such as omitting a part without departing from the scope.
以上のように、本発明は、電気機器の冷却装置に適用可能であり、特に、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことができる発明として有用である。 As described above, the present invention can be applied to a cooling device for electrical equipment, and is particularly useful as an invention that can prevent a decrease in heat exchange capability of the cooling device.
1 変圧器(電気機器)
2 冷却器
2a 端部
2b、7b 側面
2c L型部材
2d 吸入部
2e 排気部
2f 熱交換機
3a、3b 配管
4a、4b 支持部材
5、10 送風機
6 第2のダクト
7 吸気フード
7a 先端
8 支持部材
8a 部材端面
9、9a、9b 第1のダクト
11、15 吸音材
12、12a、12b 吸気口
13 排気口
14、14a、14b 外気導入口
16 床
17 天井
18 温度センサ
20 室内空間
1 Transformer (electric equipment)
2
Claims (7)
室内に設けられた電気機器よりも上方に設けられ、室内空間の空気を室外へ排出する排気口を有する第2のダクトと、
室内に導入された空気を用いて前記電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を前記第2のダクト側へ排出する排気部を有する冷却器と、
前記第2のダクトと一体的に形成され、前記第2のダクトから前記排気部に向けて突状に形成され、先端が前記排気部側に形成された前記冷却器の端部よりも下側に位置し、かつ、前記端部を取り囲む吸気フードと、
を備えたことを特徴とする電気機器の冷却装置。 A first duct having an intake port for taking in outside air and an outside air introduction port for introducing the outside air into the room;
A second duct having an exhaust port that is provided above an electrical device provided in the room and exhausts air in the indoor space to the outside;
A cooler having an exhaust section that absorbs heat from the cooling medium of the electrical equipment using air introduced into the room and discharges the warmed air to the second duct side;
Formed integrally with the second duct, projecting from the second duct toward the exhaust part, and having a tip lower than the end of the cooler formed on the exhaust part side And an intake hood surrounding the end,
A cooling apparatus for electric equipment, comprising:
前記外気導入口は、この吸入部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1つに記載の電気機器の冷却装置。 The cooler is arranged such that a suction part for sucking air introduced into the room is located below the cooler, and the exhaust part is located above the cooler,
The apparatus for cooling an electric device according to any one of claims 1 to 3, wherein the outside air introduction port is provided in the vicinity of the suction portion.
前記第2のダクトに設けられた前記吸音材は、前記送風機の前記排気口側に設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載の電気機器の冷却装置。 The second duct is provided with a blower that generates negative pressure,
The cooling device for an electric device according to claim 1, wherein the sound absorbing material provided in the second duct is provided on the exhaust port side of the blower.
送風機は、この温度センサで検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機のファンを駆動させることを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の電気機器の冷却装置。 A temperature sensor is provided inside the intake hood,
The cooling device for an electric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the blower drives a fan of the blower when the temperature detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature. .
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