JPH0525190U - 電気機器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱交換器バイパス回路の多重系が可能となり、
運転上、信頼性の高い電気機器の冷却装置を得ることに
ある。 【構成】２次冷却水を冷却する冷水器と、この冷水器で
冷却した２次冷却水で１次冷却水を冷却する熱交換器４
と、１次冷却水温を検出して熱交換器４に流込む２次冷
却水水量を調節し、その１部をバイパス回路７，７１に
よりバイパスさせ１次冷却水温を制御する電動三方弁１
０，１０１で構成された２回路以上のバイパス回路をも
ったサイリスタバルブ冷却装置において、電動三方弁１
０，１０１の混合側に開閉電磁弁２２，２３を設け、該
当回路の電動三方弁１０，１０１の過電流又は１次冷却
水温の異常を検出し、開閉電磁弁２２，２３を動作さ
せ、熱交換器４をバイパスする複数のバイパス回路７，
７１の流れを切替えたり、又は、１部のバイパス回路
７，７１を遮断可能とした装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばチラーによって構成されるサイリスタバルブ等の電気器を冷 却する冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、サイリスタ素子の発展はめざましく、更に高電圧化、大電流化の傾向に あり、これらのサイリスタ素子を応用したサイリスタバルブも大容量化している 。これに伴い、サイリスタバルブの発熱損失も大きくなり、純水と呼ばれる電気 伝導度の極めて小さな冷却水にてサイリスタバルブを強制冷却している。

【０００３】 このようにサイリスタバルブを直接冷却する１次冷却水（純水）は、その温度 が高すぎると、サイリスタ装置の発熱を冷却できず、冷却不良による装置破損に 至らしめ、又、冷却水温が低すぎるとサイリスタバルブ装置内で結露が発生し、 高電圧装置の場合は短絡事故を引き起こす。

【０００４】 従って、１次冷却水はある温度範囲内にしておく必要がある。１次冷却水を冷 却する手段としては、水−風冷却、水−水冷却などがあるが、周囲の環境條件に よっては、特に中東等の水のない高気温地区では前述の冷却手段を適用できず、 水以外の冷媒を用いたチラーと呼ばれる冷水器を用いなければならない。 チラーを用いるにあたっての代表的な制約条件を列挙すると次の通りである。 （１）チラー入口水温度はある温度（通常１６℃）以下とする。 （２）チラー出口温度はある温度（通常１０℃）以下と高くできない。 一方、サイリスタバルブの発熱は常に１００％ではなく、運転パターンにより 、０〜１００％まで瞬時に変化する。

【０００５】 図２を参照して従来のチラーを使用したサイリスタバルブ冷却装置の代表的な 例を説明する。サイリスタバルブ１を直接冷却する冷却水は、ポンプ３により循 環され、イオン交換塔２により電気伝導度を極めて小さくした純水と呼ばれる１ 次冷却水により冷却される。１次冷却水系１１は、サイリスタバルブ１の発熱に より温度が上昇するため熱交換器４にて熱交換する。そのため、２次冷却水系１ ２は熱交換器４にて水温が上昇しチラー５に入って冷却され、冷却された２次冷 却水は貯水タンク６に入りポンプ３１により再び熱交換器４にもどる。

【０００６】 熱交換器４で、１次冷却水はある水温範囲内に維持する必要があるため、図２ に示すように、２次冷却水系１２にバイパス回路７を有しており、１次冷却水温 度が上昇するとバイパス回路７の流量をしぼり、熱交換器４に２次冷却水が流れ るよう温度検出器８の温度信号９により電動三方弁１０が動作する。逆に、１次 冷却水温度が低くなると、バイパス回路７の流量を多くして熱交換器４に２次冷 却水が流れないよう、温度検出器８の信号により電動三方弁１０が動作する。 このようなバイパス回路７を設けるこことにより、サイリスタバルブ１の冷却 水条件とチラー５の制約条件を満足させている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

以上述べたバイパス回路７の電動三方弁１０が冷却系の中でも重要な要素とな る。すなわち、電動三方弁１０が故障すると、１次冷却水の温度調整能力を失う ため、故障のパターンにより１次冷却水温が上昇したり、又は、過冷却となり、 いずれにしてもサイリスタバルブ１の重大事故を引き起すことになるため、信頼 性向上のためには電動三方弁の１０の多重化が必要となる。

【０００８】 図３は、このような要望を満足させるため、図２の例に、新たにバイパス回路 ７１および電動三方弁１０１を設けて２重化した従来回路を示している。図３の 例であっても、電動三方弁１０の故障パターンとしては開度１００％から０％の あいだのいずれの状況でもあり得るため、完全閉状態で電動三方弁１０，１０１ が故障すれば問題ないが、少しでも開いた状態で故障した場合には、バイパス回 路７，７１を２次冷却水が流れっぱなしになり、１次冷却水を冷却するための能 力がなくなってしまうという問題点があった。 本考案は、熱交換器の２次冷却水系におけるバイパス回路の多重系が可能であ って、運転上、信頼性の高い電気器の冷却装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成するため、２次冷却水を冷水器により冷却し、その 冷水器で冷却された２次冷却水で１次冷却水を冷却し、この冷却された冷却水を 電気機器の通電部に直接循環させて電気機器を冷却する熱交換器と、前記１次冷 却水温を検出して前記熱交換器に流込む２次冷却水水量を調節し、前記熱交換器 に導入される２次冷却水の１部をバイパスさせ、前記１次冷却水温を制御する電 動三方弁にて構成された２回路以上のバイパス回路を備えた電気機器の冷却装置 において、前記各電動三方弁の混合側にそれぞれ配設され、開閉信号により開閉 動作する開閉電磁弁と、前記電動三方弁の過電流を検出する電流検出器と、前記 熱交換器の１次冷却水温の異常を検出する冷却水温検出器と、前記電流検出器か らの過電流検出信号と前記冷却水温検出器からの異常検出信号の少なくとも一方 が入力されたとき、前記開閉電磁弁に開閉信号を与え、前記各バイパス回路の２ 次冷却水の流れを切替えたり又は１部のバイパス回路を遮断可能にする制御器と を具備している。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、以下のような作用が得られる。すなわち、電動三方弁が動か なくなった場合は弁を開閉するためのモーターが回転しなくなる為、モーター動 作時に過電流が流れるため電動三方弁に異常があることがわかる。又、バイパス 回路に異常がある場合は１次冷却水温が異常になるため水温を検出することによ りバイパス回路異常を検出することができる。

【００１１】 本考案は、以上の特性を利用し、過電流検出信号と水温の異常検出信号の少な くとも一方が入力されたとき、バイパス回路が遮断され、常時、複数回路が動作 している場合は過電流検出により該当のバイパス回路を遮断し他の回路で運転を 継続させ、又常用，予備の使い分けの場合は過電流検出と温度異常により、今ま で動作していた電動三方弁バイパス回路を遮断し、予備側に切替えることにより 運転を継続させることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例について、図１を参照して説明する。ここでは、図３ と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。すなわち、電動三方弁１ ０，１０１の各々の出口側（混合側）には、開閉電磁弁２２，２３が設けられて おり、１次冷却水系１１の温度検出器８からの異常検出信号９，１３又は電動三 方弁１０，１０１の図示しない過電流検出器からの過電流検出信号２４，２７が 制御器２５に入力されるようになっており、制御器２５から電磁弁２２，２３に 対して開閉信号２６，２８が与えられるようになっている。

【００１３】 従って、常用側バイパス回路７１の電動三方弁１０に異常があっても該当のバ イパス回路７１を遮断し、予備側バイパス回路７に切替えて冷却装置としての機 能を維持させることができる。電動三方弁が動かなくなった場合は弁を開閉する ためのモーターが回転しなくなる為、モーターの動作時に過電流が流れるため電 動三方弁１０，１０１に異常があることがわかる。又、バイパス回路７，７１に 異常がある場合は１次冷却水温が異常になるため水温を検出することにより、バ イパス回路７，７１の異常を検出することができる。

【００１４】 本実施例は、以上の特性を利用し、過電流又は水温情報により、開閉電磁弁２ ２，２３が開閉されるため、バイパス回路７，７１が遮断される。例えば、常時 、複数回路が動作している場合は、過電流検出により該当のバイパス回路７を遮 断し他の回路７１で運転を継続させ、又常用，予備の使い分けの場合は過電流検 出と温度異常により、今まで動作していた電動三方弁１０、バイパス回路７を遮 断し、予備側１０１，７１に切替えることにより運転を継続させることができる 。

【００１５】 尚、図１の例に於いて、電動三方弁１０，１０１を２つとも動作させて冷却装 置を運転させたい場合は、温度検出器８の情報にて電磁弁２２，２３が動作しな いようにしておけばよい。

【００１６】 以上述べた実施例では、熱交換器４の１次冷却水でサイリスタバルブ１を冷却 する場合を説明したが、これに限らず通電部に直接一次冷却水を循環させる電気 機器であれば、なんでも適用できることは言うまでもない。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、熱交換器とバイパス回路の多重系が可能となり、運転上、信 頼性の高いサイリスタバルブ冷却装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるサイリスタバルブ冷却装置の一実
施例を示す冷却系回路図。

【図２】従来のサイリスタバルブ冷却装置の一例を示す
冷却系回路図。

【図３】従来のサイリスタバルブ冷却装置の他の例を示
す冷却系回路図。

【符号の説明】

１…サイリスタバルブ、２…イオン交換塔、３…１次冷
却系ポンプ、３１…２次冷却系ポンプ、４…熱交換器、
５…チラー、６…ストレージタンク、７，７１…バイパ
ス回路、８…温度検出器、９…温度信号、１０，１０１
…電動三方弁、１３…温度信号、２２，２３…開閉電磁
弁、２４…過電流検出信号、２５…制御器、２６…開閉
信号、２７…過電流検出信号、２８…開閉信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２次冷却水を冷水器により冷却し、その
   冷水器で冷却された２次冷却水で１次冷却水を冷却し、
   この冷却された冷却水を電気機器の通電部に直接循環さ
   せて電気機器を冷却する熱交換器と、前記１次冷却水温
   を検出して前記熱交換器に流込む２次冷却水水量を調節
   し、前記熱交換器に導入される２次冷却水の１部をバイ
   パスさせ、前記１次冷却水温を制御する電動三方弁にて
   構成された２回路以上のバイパス回路を備えた電気機器
   の冷却装置において、 前記各電動三方弁の混合側にそれぞれ配設され、開閉信
   号により開閉動作する開閉電磁弁と、 前記電動三方弁の過電流を検出する電流検出器と、 前記熱交換器の１次冷却水温の異常を検出する冷却水温
   検出器と、 前記電流検出器からの過電流検出信号と前記冷却水温検
   出器からの異常検出信号の少なくとも一方が入力された
   とき、前記開閉電磁弁に開閉信号を与え、前記各バイパ
   ス回路の２次冷却水の流れを切替えたり又は１部のバイ
   パス回路を遮断可能にする制御器と、 を具備した電気機器の冷却装置。