JP2016201446A - 車両用変圧器 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、省エネや低騒音といった利点から、走行風自冷方式が注目を集めている。
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用変圧器を設置した鉄道車両を示す上面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用変圧器を設置した鉄道車両を示す側面図である。ここで、説明の便宜上、車両の長さ方向、すなわち進行方向をX方向、車両の車幅方向をY方向、車両の高さ方向をZ方向とする。つまり、車両は、+X方向と−X方向との双方向に進行可能であり、+Z方向が屋根側であり、−Z方向が床側である。
また、温度上昇による冷媒の膨張量が設計最大値に達しない限り、コンサベータ15内の上部には、熱伝導率が小さい空気層ができるので、コンサベータ15に走行風を供給しても、ほとんど冷却効果は期待できない。そこで、コンサベータ15が、よどみ域22が発生する冷却効果の低い補器配置領域16内に設置されていても、問題はない。
また、油ポンプ13は補器配置領域16内に設置されているが、走行風を剥離させないために、設置位置が変圧器本体12に近づくほど、高さを低くする必要がある。そして、変圧器本体12の近くに設置する場合には、油ポンプ13の高さを変圧器本体12の高さより低くする必要がある。
また、上記実施の形態1では、冷却管群がY−Z平面に配設された4本の冷却管をX方向に一定のピッチで12列に配列して構成されているが、各列に配設される冷却管の本数および列数はこれに限定されず、変圧器の発熱量に応じて決まる最適な冷却管の本数を車両限界17内に効率よく配置すればよい。
図8はこの発明の実施の形態2に係る車両用変圧器を示す斜視図である。なお、配管11は便宜上省略されている。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
放熱フィン23は、鋼鉄製であるので、放熱フィン23の剛性が高くなり、優れた耐久性が得られる。
また、上記実施の形態2では、変圧器本体が車両の屋根上から離して設置されているが、変圧器本体が車両の屋根上に接して設置されている場合には、放熱フィンは変圧器本体の上面のみに配設される。
また、上記実施の形態2では、放熱フィンが鋼鉄製であるが、車両の屋根上では、飛び石などに対する考慮が不要であるので、放熱フィンをアルミニウム製としてもよい。この場合、アルミニウム製は、鋼鉄製に比べて、比重や軽く、熱伝導率が高いので、軽量で放熱性の高い放熱フィンを得ることができる。
図9はこの発明の実施の形態2に係る車両用変圧器に適用される冷却器を示す斜視図、図10は図9のX−X矢視断面図である。
なお、他の構成は、上記実施の形態1と同様に構成されている。
図11はこの発明の実施の形態4に係る車両用変圧器の構成を示す上面図である。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
図12はこの発明の実施の形態5に係る車両用変圧器の構成を示す上面図である。
なお、他の構成は上記実施の形態1と同様に構成されている。
また、上記各実施の形態では、特に、欧州で用いられている、エアブリーザをコンサベータの替わりに用いた変圧器でも、エアブリーザを変圧器本体のX方向の一側の補器配置領域に設置すれば、同様の効果が得られる。
Claims (10)
- 冷媒の循環路を構成する配管と、
上記循環路の途中に配設されて、巻線とともに上記冷媒を収納する変圧器本体と、
上記循環路の途中に配設されて、上記冷媒を上記循環路に循環させる油ポンプと、
上記循環路の途中に分散して設置されて、空気との熱交換により上記冷媒を冷却する複数の冷却器と、を備えた車両用変圧器において、
上記変圧器本体、上記油ポンプおよび上記複数の冷却器は、車両の屋根上に設置され、
上記複数の冷却器は、上記変圧器本体の上記車両の幅方向の両側に、上記変圧器本体に沿って上記車両の進行方向に配置され、
上記油ポンプは、上記変圧器本体の上記車両の幅方向の両側に配置された上記複数の冷却器の上記車両の幅方向の内側に、かつ上記変圧器本体の上記車両の進行方向に配置されている車両用変圧器。 - 上記油ポンプの上記屋根上からの高さが、上記変圧器本体の上記屋根上からの高さより低い請求項1記載の車両用変圧器。
- 上記冷媒の膨張・収縮を吸収するコンサベータをさらに備え、
上記コンサベータは、上記車両の屋根上に、上記変圧器本体の上記車両の幅方向の両側に配置された上記複数の冷却器の上記車両の幅方向の内側に、かつ上記変圧器本体の上記車両の進行方向に配置されている請求項1又は請求項2記載の車両用変圧器。 - 上記コンサベータの上記屋根上からの高さが、上記変圧器本体の上記屋根上からの高さより低い請求項3記載の車両用変圧器。
- 上記コンサベータは、上記変圧器本体の上記油ポンプと反対側に配置されている請求項3又は請求項4記載の車両用変圧器。
- 複数の放熱フィンが、それぞれ、上記車両の進行方向に延びて、上記車両の幅方向に並んで、上記変圧器本体の上記車両の屋根と反対側の表面に形成されている請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の車両用変圧器。
- 上記複数の冷却器は、それぞれ、上記車両の進行方向と直交する平面上に配設された、大きさの異なる複数本のコ字状の冷却管を、上記変圧器本体に沿って上記車両の進行方向に複数配列して構成され、
上記車両の進行方向と直交する平面上に配設された上記複数の冷却管は、最も大きい最大冷却管と、上記最大冷却管の内側に配置される上記最大冷却管より小さい1本又は複数本の小型冷却管により構成され、
上記最大冷却管は、車両限界に沿った形状に形成されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車両用変圧器。 - 上記複数本の冷却管は、それぞれ、長さ方向と直交する偏平な断面形状を有し、上記偏平な断面形状の長手方向を上記車両の進行方向に一致させて配設されている請求項7記載の車両用変圧器。
- 上記複数の冷却管は、アルミニウム製である請求項7又は請求項8記載の車両用変圧器。
- 上記循環路は、上記冷媒が、上記変圧器本体の上記油ポンプ側から出て上記油ポンプおよび上記車両の幅方向の両側に配置された上記複数の冷却器を通って、上記変圧器本体の上記油ポンプと反対側に異なる複数箇所から戻るように構成されている請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の車両用変圧器。
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