JP3631286B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、屋内変電所等において機器の冷却系として設置される冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は屋内変電所等において使用されている従来の冷却装置の構成図である。図において、１は冷却用空気を取り入れる空気取入口２と排出するための排気口３を有し、内部に冷却設備を収納する収納室で、収納室１の前記排気口３部には通風装置としての送風機４が設けられている。５は収納室１内の排気口３側に設置された空冷の熱交換器、６は収納室１内の空気取入口２側に設置された水冷の熱交換器で、いずれも変電所の変圧器等の機器を冷却し高温になった冷却媒体を導入して冷却するためのものである。７は前記水冷の熱交換器６の冷却管群の間に配置された気化冷却体、８は前記水冷の熱交換器６と気化冷却体７の上部に設置された散水装置で、散水装置８は冷却水を散水し、冷却水は水冷の熱交換器６で前記冷却媒体を冷却すると同時に加熱され、多表面積体で構成された前記気化冷却体７の表面を流下する間に前記空気取入口２より流入する冷却風と自己の気化潜熱により冷却されるように構成されている。９は前記空冷の熱交換器５と散水装置８の間に設置されたエリミネータで、エリミネータ９は前記空冷の熱交換器５を冷却する冷却風から散水装置８により散水される水滴を除去するために設置されるものである。また１０は前記収納室１の底面部に設けられた水槽、１１はこの水槽１０から前記散水装置８に冷却水を送るポンプ、１２は水槽に補給水を供給する給水弁、１３は水槽からの排水弁である。
【０００３】
このように構成された冷却装置において、高温になった冷却媒体は配管を通り空冷の熱交換器５に導入される。空冷の熱交換器５は冷却媒体の通る冷却管と管外面のフィンとで構成され、送風機４により空気取入口２から吸入され排気口３に抜ける冷却風により、冷却媒体は全熱量の１０〜２０％が熱交換されて水冷の熱交換器６に送られる。水冷の熱交換器６もまた冷却媒体の通る冷却管と管外面のフィンとで構成され、管外面とフィンに散水装置８から冷却水の散水を受け、この冷却水の熱量と気化潜熱とにより冷却媒体は全熱量の８０〜９０％が熱交換されて再び変圧器等の冷却用として戻される。冷却水はこの熱交換により温度が上昇するが、前述の通り気化冷却体７の表面を流下する間に冷却風と自己の気化潜熱により冷却されながら流下して水槽１０に戻る。給水弁１２は上記冷却水の気化による減量を補い、水槽１０の水量を一定に保つ一方、気化により濃縮される冷却水中の溶解イオン濃度が一定値を越えると、排水弁１３と共動して水槽１０の冷却水を給排水し、冷却水中の溶解イオン濃度を一定値以下に保つように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の冷却装置においては、水冷の熱交換器６は熱交換量を増大させるため、外面にフィンを有する冷却管が高密度に配置され、気化冷却体７を冷却管群の間に配設し、収納室１内に水平に設置されていたので冷却水の流下を受ける水槽１０も収納室１の底面部にほぼ全面にわたって配置されていた。一方冷却媒体は密閉された流路を循環するが、冷却水は大気と接触する解放循環式になっており、また気化濃縮されるためにスケールが生成され、水冷の熱交換器６の冷却管外面やフィン、および気化冷却体７の表面にはスケールが付着して冷却効率を低下させるので、水冷の熱交換器６の定期的な清掃と気化冷却体７の定期的な交換は不可欠なものであった。
上記のように気化冷却体７を水冷の熱交換器６の冷却管群の間に配設した従来装置では、スケールの付着したフィンと冷却管外面の清掃には多大の労力と時間を必要とし、保守のための設備休止時間が長くなるばかりでなく、交換作業に至っては重量物の搬入搬出のための設備と場所を必要とし、通常ビルの地下室等に設置される屋内変電設備としてはビル内外にそのスペースをあらかじめ確保しておく必要があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、機器の交換作業や点検等の保守が容易であり、外部に余分なスペースを必要としない屋内変電設備用の冷却装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る冷却装置は、電気機器を冷却する冷却媒体の循環経路に配置された空冷の熱交換器および水冷の熱交換器、水冷の熱交換器に導入され冷却媒体と熱交換される冷却水の循環経路に配置され、冷却水を散水する散水装置およびこの散水装置によって散水される気化冷却体、空冷の熱交換器、水冷の熱交換器、散水装置および気化冷却体を収容すると共に空冷の熱交換器と気化冷却体に送風する送風装置を有する収容室を備えたものである。
また、収納室の底面部には、気化冷却体の下側部分に水槽が設置され、上記水槽部以外の残余部に作業用の床面が設けられている。
また、水冷の熱交換器は、作業用の床面上に設置されている。
また、空冷の熱交換器、水冷の熱交換器、気化冷却体および通風装置の少なくとも一つは複数に分割して配置されている。
【０００７】
【作用】
上記のように構成された冷却装置においては、水冷の熱交換器はフィンを有する管外部を冷却媒体が通り、管内部を冷却水が通るようにしたので、冷却水によるスケールは凹凸のない管内部にのみ付着し、スケール除去作業等の保守が容易となる。
また、気化冷却体を水冷の熱交換器から分離して設置したので、小型化と軽量化が可能となる。
また、冷却水を受ける水槽も気化冷却体の下側にのみ設ければよく、収納室の底部全面を占拠しないので、収納室内に作業用床面を設けることが可能になる。さらに、機器を分割し、機器単品を所定の重量またはサイズに設定して分散配置したので、機器の据付けや保守作業が前記収納室の作業用床面上で行え、保守時に大型設備や特別なスペースを必要としない。
【０００８】
【実施例】
実施例１．
図１はこの発明の一実施例である屋内変電所用冷却装置の構成図であり、図中従来装置と同一部分には同一符号を付している。この実施例においては、水冷の熱交換器１４は密閉容器１５とこの密閉容器１５内に設けられ、管外にフィンを有する冷却管１６とで構成され、気化冷却体１７は前記水冷の熱交換器１４から分離され収納室１内の空気取入口２が設けられた内壁部分の近傍に配置される。水槽１０は前記気化冷却体１７の下側のみに設置され、収容室１内の底面部の他の部分には作業用の床面１８が設けられ、前記水冷の熱交換器１４もこの床面上に設置される。
なお、水冷の熱交換器１４は内部に冷却水が通され冷却管の回りに表面に凹凸面を有するプレートを多数並列に配置したプレート式熱交換器であってもよい。
【０００９】
このように構成された冷却装置において、変圧器等を冷却して高温になった冷却媒体は、空冷の熱交換器５を経由して水冷の熱交換器１４の密閉容器１５に流入し、密閉容器１５内の冷却管１６の外側を流れて前記冷却管１６の内側の冷却水とフィンを介して熱交換が行はれ、冷却媒体は全熱量の大部分がここで熱交換されて再び変圧器等の冷却用として戻される。冷却水は水槽１０よりポンプ１１により冷却管１６内に送られ、ここで冷却媒体との熱交換により高温となって散水装置８に流入し、気化冷却体１７に散水されて冷却風と自己の気化潜熱により冷却され、再び気化冷却体１７の下側に設けられた水槽１０に還流する。
【００１０】
上記のようにこの実施例においては、水冷の熱交換器１４の冷却管１６内部をスケールの多い冷却水が流れ、フィンを有する冷却管１６外部にはスケールの極めて少ない冷却媒体が流れるので、スケールの付着は凹凸のない冷却管１６の内部に限られる。管内に付着したスケールは管内のブラッシング作業等により容易に除去でき、また、この作業も収容室１内の作業用床面１８上で行うことができる。さらに、気化冷却体１７を水冷の熱交換器１４から分離したので軽量化が図れ、その交換作業に重量物を運搬する必要がなくなり、収納室１内の作業用床面１８上にて作業ができ、外部に余分なスペースを必要としない。
【００１１】
実施例２．
この実施例は、分離された水冷の熱交換器１４や気化冷却体１７を、さらには空冷の熱交換器５や送風機４を所定の重量またはサイズを単位として更に分割し、交換熱量に応じて複数個を併設するようにしたものである。このように分割分散配置することにより機器単品は小型軽量化され、保守作業を収納室１内の作業用の床面１８上で容易に行なうことができ、さらに、機器単品を標準化し、設備の熱交換量に応じて併設個数を決めることも可能になる。
【００１２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、スケール除去作業や機器の交換等、保守時における作業が容易となり、設備の休止時間を大幅に短縮できるばかりでなく、重量物の運搬や周辺のスペースが不要となり、特にビル内設備においてはスペース効率の向上が図れ、通常のビル内の設備により交換機器の搬入及び搬出も可能である等、優れた経済効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の冷却装置を示す構成図である。
【図２】従来の冷却装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 収納室、２ 空気取入口、４ 送風機、５ 空冷の熱交換器、
１０ 水槽、１４ 水冷の熱交換器、１５ 密閉容器、１６ 冷却管、
１７ 気化冷却体、１８ 作業用床面。

Claims (4)

1. 電気機器を冷却する冷却媒体の循環経路に配置された空冷の熱交換器および水冷の熱交換器、上記水冷の熱交換器に導入され上記冷却媒体と熱交換される冷却水の循環経路に配置され、上記冷却水を散水する散水装置およびこの散水装置によって散水される気化冷却体、上記空冷の熱交換器、水冷の熱交換器、散水装置および気化冷却体を収容すると共に上記空冷の熱交換器と気化冷却体に送風する送風装置を有する収容室を備えことを特徴とする冷却装置。
2. 収納室の底面部には、気化冷却体の下側部分に水槽が設置され、上記水槽部以外の残余部に作業用の床面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
3. 水冷の熱交換器は、作業用の床面上に設置されていることを特徴とする請求項２記載の冷却装置。
4. 空冷の熱交換器、水冷の熱交換器、気化冷却体および通風装置の少なくとも一つは複数に分割して配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の冷却装置。

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