JPH05283243A - ガス絶縁電気機器 - Google Patents
ガス絶縁電気機器Info
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- JPH05283243A JPH05283243A JP4076785A JP7678592A JPH05283243A JP H05283243 A JPH05283243 A JP H05283243A JP 4076785 A JP4076785 A JP 4076785A JP 7678592 A JP7678592 A JP 7678592A JP H05283243 A JPH05283243 A JP H05283243A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、外部冷却器の大きさを小さ
く最適なものとし、コンパクトで低価格なガス絶縁電気
機器を提供することを目的とする。 【構成】 絶縁ガスを封入して絶縁された変圧器本体２
１と、この変圧器本体２１の外部に設けられ該本体内部
と連通するマニホ−ルド管２２，２３と、絶縁ガスの導
入用および導出用ヘッダ２７，２８を有する外部冷却器
２６とを備え、両ヘッダ２７，２８の一端側がマニホ−
ルド管に連通するように取着し、絶縁ガスを変圧器本体
２１および外部冷却器２６との間を流通させることによ
り変圧器本体内部を冷却するように構成したガス絶縁変
圧器において、両ヘッダ２７，２８の少なくとも一方は
マニホールド管２２，２３への取着部２７ａ，２８ａの
流路断面積が漸次増加する部分を有し、その増加率を
１．２乃至３．０の範囲に設定してなることを特徴とし
ている。
く最適なものとし、コンパクトで低価格なガス絶縁電気
機器を提供することを目的とする。 【構成】 絶縁ガスを封入して絶縁された変圧器本体２
１と、この変圧器本体２１の外部に設けられ該本体内部
と連通するマニホ−ルド管２２，２３と、絶縁ガスの導
入用および導出用ヘッダ２７，２８を有する外部冷却器
２６とを備え、両ヘッダ２７，２８の一端側がマニホ−
ルド管に連通するように取着し、絶縁ガスを変圧器本体
２１および外部冷却器２６との間を流通させることによ
り変圧器本体内部を冷却するように構成したガス絶縁変
圧器において、両ヘッダ２７，２８の少なくとも一方は
マニホールド管２２，２３への取着部２７ａ，２８ａの
流路断面積が漸次増加する部分を有し、その増加率を
１．２乃至３．０の範囲に設定してなることを特徴とし
ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器内部のコイル
や鉄心の冷却剤として絶縁ガスを用いたガス絶縁電気機
器に関する。
や鉄心の冷却剤として絶縁ガスを用いたガス絶縁電気機
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビル内変電所や地下変電所の建設
に伴い、従来の絶縁油を冷却媒体として用いていた変圧
器は、火災防止などの安全上の問題から絶縁ガス、例え
ばＳＦ6 ガスを冷却媒体として用いた変圧器に置き換わ
ってきている。
に伴い、従来の絶縁油を冷却媒体として用いていた変圧
器は、火災防止などの安全上の問題から絶縁ガス、例え
ばＳＦ6 ガスを冷却媒体として用いた変圧器に置き換わ
ってきている。
【０００３】しかし、周知のように、ＳＦ6 ガスは絶縁
油と比較して熱伝達能力が劣るため、変圧器本体や変圧
器本体に取付ける冷却装置が大きくなり、コストが上昇
したり、限られたスペ−スへの設置等を困難にしてい
る。このようなガス絶縁変圧器の従来例について、図７
と図８を参照して説明する。図７（ａ）は要部正面図で
あり、図７（ｂ）は要部平面図である。
油と比較して熱伝達能力が劣るため、変圧器本体や変圧
器本体に取付ける冷却装置が大きくなり、コストが上昇
したり、限られたスペ−スへの設置等を困難にしてい
る。このようなガス絶縁変圧器の従来例について、図７
と図８を参照して説明する。図７（ａ）は要部正面図で
あり、図７（ｂ）は要部平面図である。
【０００４】図において、１は変圧器本体で、内部に図
示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧器
本体１外部には、上部マニホ−ルド管２と下部マニホ−
ルド管３が上部配管４と下部配管５を介在させて連通す
るように設けられている。さらに、４台の外部冷却器６
は上部ヘッダ７と下部ヘッダ８の開口した一端部９、１
０が上部・下部マニホ−ルド管２，３に連通するように
取着されている。
示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧器
本体１外部には、上部マニホ−ルド管２と下部マニホ−
ルド管３が上部配管４と下部配管５を介在させて連通す
るように設けられている。さらに、４台の外部冷却器６
は上部ヘッダ７と下部ヘッダ８の開口した一端部９、１
０が上部・下部マニホ−ルド管２，３に連通するように
取着されている。
【０００５】なお、外部冷却器６には上部ヘッダ７と下
部ヘッダ８の間に、複数のパネル１１が互いに離間する
ように垂直に配置されており、パネル１１の内部には垂
直方向の空間が形成されていて、上部ヘッダ７と下部ヘ
ッダ８の内部に連通している。
部ヘッダ８の間に、複数のパネル１１が互いに離間する
ように垂直に配置されており、パネル１１の内部には垂
直方向の空間が形成されていて、上部ヘッダ７と下部ヘ
ッダ８の内部に連通している。
【０００６】また、変圧器本体１、上部・下部マニホ−
ルド管２，３、上部・下部配管４，５および外部冷却器
６の連通した空間には、ＳＦ6 ガスが充填されており、
ＳＦ6 ガスは変圧器の絶縁性能を維持するものとして用
いられると共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体１
と外部冷却器６の間を自然循環により流れる際に、コイ
ルや鉄心からの発熱を除去し、外部冷却器６のパネル１
１で放熱する。
ルド管２，３、上部・下部配管４，５および外部冷却器
６の連通した空間には、ＳＦ6 ガスが充填されており、
ＳＦ6 ガスは変圧器の絶縁性能を維持するものとして用
いられると共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体１
と外部冷却器６の間を自然循環により流れる際に、コイ
ルや鉄心からの発熱を除去し、外部冷却器６のパネル１
１で放熱する。
【０００７】すなわち、ＳＦ6 ガスは変圧器本体１内部
のコイルや鉄心から発生する熱を除去しながら上昇し、
上部配管４を通り上部マニホ−ルド管２で左右に分岐し
た後、さらに分岐し各外部冷却器６の上部ヘッダ７に流
入する。ここでもＳＦ6 ガスは各パネル１１に分岐さ
れ、垂直下方向に放熱しながら流れた後、下部ヘッダ８
に集められる。そして、下部マニホ−ルド管３、下部配
管５で集合しながら変圧器本体１の戻る。なお、ＳＦ6
ガスがパネル１１の流路を流れるときに、パネル１１の
周囲の空気が加熱されて対流を起こすことにより、主と
して放熱が行われる。
のコイルや鉄心から発生する熱を除去しながら上昇し、
上部配管４を通り上部マニホ−ルド管２で左右に分岐し
た後、さらに分岐し各外部冷却器６の上部ヘッダ７に流
入する。ここでもＳＦ6 ガスは各パネル１１に分岐さ
れ、垂直下方向に放熱しながら流れた後、下部ヘッダ８
に集められる。そして、下部マニホ−ルド管３、下部配
管５で集合しながら変圧器本体１の戻る。なお、ＳＦ6
ガスがパネル１１の流路を流れるときに、パネル１１の
周囲の空気が加熱されて対流を起こすことにより、主と
して放熱が行われる。
【０００８】このとき、冷却媒体として絶縁油に替えて
熱伝達能力が劣る絶縁ガスのＳＦ6ガスを用いており、
外部冷却器６の冷却能力を高めるには、循環流量を増加
させる必要がある。
熱伝達能力が劣る絶縁ガスのＳＦ6ガスを用いており、
外部冷却器６の冷却能力を高めるには、循環流量を増加
させる必要がある。
【０００９】周知のように、上部・下部配管４，５と上
部・下部マニホ−ルド管２，３での分岐損失＋集合損失
［ΔＰ（配管−マニホールド）］及び上部・下部マニホ
−ルド管２，３と上部・下部ヘッダ７，８での分岐損失
＋集合損失［ΔＰ（マニホールド−ヘッダ）］は、
部・下部マニホ−ルド管２，３での分岐損失＋集合損失
［ΔＰ（配管−マニホールド）］及び上部・下部マニホ
−ルド管２，３と上部・下部ヘッダ７，８での分岐損失
＋集合損失［ΔＰ（マニホールド−ヘッダ）］は、
【００１０】
【数１】 ΔＰ（配管−マニホ−ルド）＝０．５×密度×（分岐・
集合損失係数）×（上部・下部配管のＳＦ6 ガス流速）
2 ΔＰ（マニホ−ルド−ヘッダ）＝０．５×密度×（分岐
・集合損失係数）×（上部・下部マニホ−ルド管のＳＦ
6 ガス流速）2 である。
集合損失係数）×（上部・下部配管のＳＦ6 ガス流速）
2 ΔＰ（マニホ−ルド−ヘッダ）＝０．５×密度×（分岐
・集合損失係数）×（上部・下部マニホ−ルド管のＳＦ
6 ガス流速）2 である。
【００１１】そして、冷却媒体がＳＦ6 ガスの場合、絶
縁油のときよりも体積流量が多くなるので、重量が増加
し材料費や運搬費が上昇するが、上部・下部マニホ−ル
ド管２，３や上部・下部配管４，５のＳＦ6 ガス流路断
面積を大きくしてＳＦ6 ガスの流速を小さくしている。
それにより、分岐・集合損失を小さくしＳＦ6 ガス流量
を増加させようとしているが、まだまだ十分とは言え
ず、なお一層のコンパクト化やコストダウンが必要とさ
れている。
縁油のときよりも体積流量が多くなるので、重量が増加
し材料費や運搬費が上昇するが、上部・下部マニホ−ル
ド管２，３や上部・下部配管４，５のＳＦ6 ガス流路断
面積を大きくしてＳＦ6 ガスの流速を小さくしている。
それにより、分岐・集合損失を小さくしＳＦ6 ガス流量
を増加させようとしているが、まだまだ十分とは言え
ず、なお一層のコンパクト化やコストダウンが必要とさ
れている。
【００１２】次に、ＳＦ6 ガス流量と上部・下部マニホ
−ルド管２，３の流路断面積を一定にして、上部・下部
ヘッダ７，８の流路断面積を変化させた場合の分岐損失
＋集合損失について図８を参照して説明する。
−ルド管２，３の流路断面積を一定にして、上部・下部
ヘッダ７，８の流路断面積を変化させた場合の分岐損失
＋集合損失について図８を参照して説明する。
【００１３】図８において、横軸は上部・下部ヘッダ
７，８の流路断面積であり、縦軸は上部・下部マニホ−
ルド管２，３と上部・下部ヘッダ７，８間の分岐損失＋
集合損失である。
７，８の流路断面積であり、縦軸は上部・下部マニホ−
ルド管２，３と上部・下部ヘッダ７，８間の分岐損失＋
集合損失である。
【００１４】分岐損失＋集合損失は上部・下部ヘッダ
７，８の流路断面積の減少とともに増加する。すなわ
ち、上部・下部ヘッダ７，８の流路断面積が大きい程、
［ΔＰ（マニホ−ルド−ヘッダ）］が小さくなるわけで
ある。
７，８の流路断面積の減少とともに増加する。すなわ
ち、上部・下部ヘッダ７，８の流路断面積が大きい程、
［ΔＰ（マニホ−ルド−ヘッダ）］が小さくなるわけで
ある。
【００１５】ところが、外部冷却器６のパネル１１の周
囲空気を円滑に対流させて、パネル１１での熱交換をよ
り促進させるためには、対流の邪魔となる上部・下部ヘ
ッダ７，８の外径を小さくすることが考えられている。
しかし、上部・下部ヘッダ７，８の外径を小さくすると
上部・下部ヘッダ７，８の流路断面積も小さくなり、分
岐・集合損失が増加してしまいＳＦ6 ガス流量を大きく
できない。
囲空気を円滑に対流させて、パネル１１での熱交換をよ
り促進させるためには、対流の邪魔となる上部・下部ヘ
ッダ７，８の外径を小さくすることが考えられている。
しかし、上部・下部ヘッダ７，８の外径を小さくすると
上部・下部ヘッダ７，８の流路断面積も小さくなり、分
岐・集合損失が増加してしまいＳＦ6 ガス流量を大きく
できない。
【００１６】このように、外部冷却器６の熱伝達能力を
高めるために、上部・下部ヘッダ７，８の外径を小さく
すると、ＳＦ6 ガス流量が減少してしまうという不具合
が生じ、外部冷却器６を小型にすることができないとい
った問題点が生じている。
高めるために、上部・下部ヘッダ７，８の外径を小さく
すると、ＳＦ6 ガス流量が減少してしまうという不具合
が生じ、外部冷却器６を小型にすることができないとい
った問題点が生じている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
ガス絶縁電気機器においては、配管や各ヘッダ等の外形
寸法の兼合いから外部冷却器を小型にすることができな
いといった問題点を有していた。
ガス絶縁電気機器においては、配管や各ヘッダ等の外形
寸法の兼合いから外部冷却器を小型にすることができな
いといった問題点を有していた。
【００１８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは外部冷却器の大きさがコ
ンパクトで低価格を実現するガス絶縁電気機器を提供す
ることにある。
ので、その目的とするところは外部冷却器の大きさがコ
ンパクトで低価格を実現するガス絶縁電気機器を提供す
ることにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明のガス絶縁電気機
器は、絶縁ガスを封入して絶縁された電気機器本体と、
この電気機器本体の外部に設けられ該本体内部と配管を
介して連通するマニホ−ルド管と、絶縁ガスの導入用お
よび導出用ヘッダを有する外部冷却器とを備え、両ヘッ
ダの一端側が前記マニホ−ルド管に連通するように取着
し、絶縁ガスを電気機器本体および外部冷却器との間を
流通させることにより電気機器本体内部を冷却するよう
に構成したガス絶縁電気機器において、両ヘッダの少な
くとも一方は前記マニホールド管への取着部の流路断面
積が漸次増加する部分を有し、その増加率を１．２〜
３．０の範囲に設定してなることを特徴としている。ま
た配管はマニホールド管への取着部の流路断面積が漸次
増加する部分を有し、その増加率を１．４〜４．０の範
囲に設定してなることを特徴としている。また、マニホ
−ルド管内部に前記絶縁ガスの流れを円滑にするための
ガイド手段を設けたことを特徴としている。
器は、絶縁ガスを封入して絶縁された電気機器本体と、
この電気機器本体の外部に設けられ該本体内部と配管を
介して連通するマニホ−ルド管と、絶縁ガスの導入用お
よび導出用ヘッダを有する外部冷却器とを備え、両ヘッ
ダの一端側が前記マニホ−ルド管に連通するように取着
し、絶縁ガスを電気機器本体および外部冷却器との間を
流通させることにより電気機器本体内部を冷却するよう
に構成したガス絶縁電気機器において、両ヘッダの少な
くとも一方は前記マニホールド管への取着部の流路断面
積が漸次増加する部分を有し、その増加率を１．２〜
３．０の範囲に設定してなることを特徴としている。ま
た配管はマニホールド管への取着部の流路断面積が漸次
増加する部分を有し、その増加率を１．４〜４．０の範
囲に設定してなることを特徴としている。また、マニホ
−ルド管内部に前記絶縁ガスの流れを円滑にするための
ガイド手段を設けたことを特徴としている。
【００２０】
【作用】上記のように構成されたガス絶縁電気機器は、
電気機器本体と外部冷却器との間の分岐損失係数と集合
損失係数を小さくすることにより、絶縁ガスの流動抵抗
が小さくなり、絶縁ガスの流量を増加し、外部冷却器の
放熱能力を増加できる。
電気機器本体と外部冷却器との間の分岐損失係数と集合
損失係数を小さくすることにより、絶縁ガスの流動抵抗
が小さくなり、絶縁ガスの流量を増加し、外部冷却器の
放熱能力を増加できる。
【００２１】さらに、外部冷却器の入口ヘッダや出口ヘ
ッダの外径を小さくできるので、外部冷却器のパネル周
囲を対流する空気の流れを円滑にでき、一層の放熱能力
の増加が可能である。そして、絶縁油より熱伝達能力の
劣る絶縁ガスを冷却媒体として用いても、限られたスペ
−スへの設置を可能とし、コンパクトで低価格なものを
実現することができる。
ッダの外径を小さくできるので、外部冷却器のパネル周
囲を対流する空気の流れを円滑にでき、一層の放熱能力
の増加が可能である。そして、絶縁油より熱伝達能力の
劣る絶縁ガスを冷却媒体として用いても、限られたスペ
−スへの設置を可能とし、コンパクトで低価格なものを
実現することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
するが、ガス絶縁電気機器の一例として変圧器を例にと
って説明する。 （第１実施例）図１乃至図３を参照して本発明の第１の
実施例を説明する。図１（ａ）はガス絶縁変圧器の要部
正面図であり、図１（ｂ）は同要部平面図である。
するが、ガス絶縁電気機器の一例として変圧器を例にと
って説明する。 （第１実施例）図１乃至図３を参照して本発明の第１の
実施例を説明する。図１（ａ）はガス絶縁変圧器の要部
正面図であり、図１（ｂ）は同要部平面図である。
【００２３】図において、２１は変圧器本体で、内部に
図示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧
器本体２１外部には、上部マニホ−ルド管２２と下部マ
ニホ−ルド管２３が上部配管２４と下部配管２５を介在
させて連通するように設けられており、上部・下部配管
２４，２５は上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向
かって流路断面積が増大するように形成されている。
図示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧
器本体２１外部には、上部マニホ−ルド管２２と下部マ
ニホ−ルド管２３が上部配管２４と下部配管２５を介在
させて連通するように設けられており、上部・下部配管
２４，２５は上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向
かって流路断面積が増大するように形成されている。
【００２４】さらに、例えば、４台の外部冷却器２６が
設けられ、これら外部冷却器２６は上部ヘッダ２７と下
部ヘッダ２８の開口した一端部２９、３０が上部・下部
マニホ−ルド管２２，２３に向かって流路断面積を増大
させながら上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に連通
するように取着されている。
設けられ、これら外部冷却器２６は上部ヘッダ２７と下
部ヘッダ２８の開口した一端部２９、３０が上部・下部
マニホ−ルド管２２，２３に向かって流路断面積を増大
させながら上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に連通
するように取着されている。
【００２５】なお、外部冷却器２６には上部ヘッダ２７
と下部ヘッダ２８の間に、複数のパネル３１が互いに離
間するように垂直に配置されており、パネル３１の内部
には垂直方向の空間が形成されていて、上部ヘッダ２７
と下部ヘッダ２８の内部に連通している。
と下部ヘッダ２８の間に、複数のパネル３１が互いに離
間するように垂直に配置されており、パネル３１の内部
には垂直方向の空間が形成されていて、上部ヘッダ２７
と下部ヘッダ２８の内部に連通している。
【００２６】また、変圧器本体２１、上部・下部マニホ
−ルド管２２，２３、上部・下部配管２４，２５および
外部冷却器２６の連通した空間には、ＳＦ6 ガスが充填
されており、ＳＦ6 ガスは変圧器の絶縁性能を維持する
ものとして用いられると共に冷却媒体として用いられ、
変圧器本体２１と外部冷却器２６の間を自然循環により
流れる際に、コイルや鉄心からの発熱を除去し、外部冷
却器２６のパネル３１で放熱する。
−ルド管２２，２３、上部・下部配管２４，２５および
外部冷却器２６の連通した空間には、ＳＦ6 ガスが充填
されており、ＳＦ6 ガスは変圧器の絶縁性能を維持する
ものとして用いられると共に冷却媒体として用いられ、
変圧器本体２１と外部冷却器２６の間を自然循環により
流れる際に、コイルや鉄心からの発熱を除去し、外部冷
却器２６のパネル３１で放熱する。
【００２７】すなわち、ＳＦ6 ガスは変圧器本体２１内
部のコイルや鉄心から発生する熱を除去しながら上昇
し、上部配管２４を通り上部マニホ−ルド管２２で左右
に分岐した後、さらに分岐し各外部冷却器２６の上部ヘ
ッダ２７に流入する。ここでもＳＦ6 ガスは各パネル３
１に分岐され、垂直下方向に放熱しながら流れた後、下
部ヘッダ２８に集められる。そして、下部マニホ−ルド
管２３や下部配管２５で集合しながら変圧器本体２１の
戻る。なお、ＳＦ6 ガスがパネル３１の流路を流れると
きに、パネル３１の周囲の空気が加熱されて対流を起こ
すことにより、主として放熱が行われる。
部のコイルや鉄心から発生する熱を除去しながら上昇
し、上部配管２４を通り上部マニホ−ルド管２２で左右
に分岐した後、さらに分岐し各外部冷却器２６の上部ヘ
ッダ２７に流入する。ここでもＳＦ6 ガスは各パネル３
１に分岐され、垂直下方向に放熱しながら流れた後、下
部ヘッダ２８に集められる。そして、下部マニホ−ルド
管２３や下部配管２５で集合しながら変圧器本体２１の
戻る。なお、ＳＦ6 ガスがパネル３１の流路を流れると
きに、パネル３１の周囲の空気が加熱されて対流を起こ
すことにより、主として放熱が行われる。
【００２８】一方、変圧器本体２１と外部冷却器２６の
空間を流れるＳＦ6 ガスの流量と上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３の流路断面積を一定にした場合、上部・
下部マニホ−ルド管２２，２３から上部・下部ヘッダ２
７，２８に分岐や集合するときの損失係数を縦軸に、上
部・下部ヘッダ２７，２８の上部・下部マニホールド管
２２，２３への取着部２７ａ，２８ａにおける流路断面
積の増加率をを横軸にとって示すと図２に示す通りにな
る。
空間を流れるＳＦ6 ガスの流量と上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３の流路断面積を一定にした場合、上部・
下部マニホ−ルド管２２，２３から上部・下部ヘッダ２
７，２８に分岐や集合するときの損失係数を縦軸に、上
部・下部ヘッダ２７，２８の上部・下部マニホールド管
２２，２３への取着部２７ａ，２８ａにおける流路断面
積の増加率をを横軸にとって示すと図２に示す通りにな
る。
【００２９】分岐損失係数＋集合損失係数は上記の流路
断面積の増加率が１．４以上になると急激に減少し、増
加率が２を若干越えたあたりで最も小さくなる。そし
て、増加率が３を越えたあたりから分岐損失係数＋集合
損失係数は、変化が小さくなりほぼ一定となる。
断面積の増加率が１．４以上になると急激に減少し、増
加率が２を若干越えたあたりで最も小さくなる。そし
て、増加率が３を越えたあたりから分岐損失係数＋集合
損失係数は、変化が小さくなりほぼ一定となる。
【００３０】すなわち、パネル３１に連接する上部・下
部ヘッダ２７，２８自体の流路断面積は増大させずに、
上部・下部マニホ−ルド管２２，２３への取着部２７
ａ，２８ａの部分の流路断面積をの増加率を１．４乃至
３．０程度に設定することにより、損失の和を極めて小
さいものとすることができる。しかし、増加率を１．４
以下にすることは、損失が極めて大きくなるので望まし
くなく、また、増加率を３以上に大きくしても増加率が
３の時よりほとんど減少しないので無駄である。
部ヘッダ２７，２８自体の流路断面積は増大させずに、
上部・下部マニホ−ルド管２２，２３への取着部２７
ａ，２８ａの部分の流路断面積をの増加率を１．４乃至
３．０程度に設定することにより、損失の和を極めて小
さいものとすることができる。しかし、増加率を１．４
以下にすることは、損失が極めて大きくなるので望まし
くなく、また、増加率を３以上に大きくしても増加率が
３の時よりほとんど減少しないので無駄である。
【００３１】また、図１の両端の外部冷却器の場合、他
の２台に比べ、上部・下部マニホ−ルド管２２，２３を
流れるＳＦ6 ガスの流速は小さいので、増加率を大きく
することができる。
の２台に比べ、上部・下部マニホ−ルド管２２，２３を
流れるＳＦ6 ガスの流速は小さいので、増加率を大きく
することができる。
【００３２】さらに、変圧器本体２１と外部冷却器２６
の空間を流れるＳＦ6 ガスの流量と上部・下部マニホ−
ルド管２２，２３の流路断面積を一定にした場合、上部
・下部配管２４，２５から上部・下部マニホ−ルド管２
２，２３に分岐や集合するときの損失を縦軸に、上部・
下部配管２４，４５の上部・下部マニホ−ルド管２２，
２３への取着部２４ａ，２５ａの部分の流路断面積の増
加率を横軸にとると図３に示す通りになる。
の空間を流れるＳＦ6 ガスの流量と上部・下部マニホ−
ルド管２２，２３の流路断面積を一定にした場合、上部
・下部配管２４，２５から上部・下部マニホ−ルド管２
２，２３に分岐や集合するときの損失を縦軸に、上部・
下部配管２４，４５の上部・下部マニホ−ルド管２２，
２３への取着部２４ａ，２５ａの部分の流路断面積の増
加率を横軸にとると図３に示す通りになる。
【００３３】分岐損失係数＋集合損失係数は上記の流路
断面積の増加率が１．２以上になると急激に減少し、増
加率が２．５あたりで最も小さくなる。そして、増加率
が４．０を越えたあたりから分岐損失係数＋集合損失係
数は、変化が小さくなりほぼ一定となる。
断面積の増加率が１．２以上になると急激に減少し、増
加率が２．５あたりで最も小さくなる。そして、増加率
が４．０を越えたあたりから分岐損失係数＋集合損失係
数は、変化が小さくなりほぼ一定となる。
【００３４】つまり、増加率を１．２乃至４．０の範囲
に設定すれば、分岐損失＋集合損失を極めて小さくする
ことができる。しかし、増加率を１．２以下にすること
は、損失が極めて大きくなるので望ましくなく、また、
増加率を４以上に大きくしても増加率が４の時よりほと
んど減少しないので無駄である。
に設定すれば、分岐損失＋集合損失を極めて小さくする
ことができる。しかし、増加率を１．２以下にすること
は、損失が極めて大きくなるので望ましくなく、また、
増加率を４以上に大きくしても増加率が４の時よりほと
んど減少しないので無駄である。
【００３５】なお、図２および図３に示した特性は、本
発明者等が、増加率が０から５までの間の配管継ぎ手を
増加率が０．２毎に試作して、各々鋭意実験を行った結
果得られたものである。そして、これらの実験に対して
数値解析によるシミュレーションを行い、実験結果と解
析結果が概ね一致することを確認している。
発明者等が、増加率が０から５までの間の配管継ぎ手を
増加率が０．２毎に試作して、各々鋭意実験を行った結
果得られたものである。そして、これらの実験に対して
数値解析によるシミュレーションを行い、実験結果と解
析結果が概ね一致することを確認している。
【００３６】このため、上記実施例のように、上部・下
部配管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８の流路
断面積を上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向かっ
て漸次拡大するようにし、上部・下部マニホ−ルド管２
２，２３に取着する部分の流路断面積を大きくすること
により、分岐損失や集合損失が減少し、ＳＦ6 ガスの流
量が増大する。そして、ＳＦ6 ガスの流量が増大するこ
とにより熱伝達能力が向上する。さらに、上部・下部ヘ
ッダ２７，２８の外径を小さくできるので、パネル３１
の周囲を対流する空気の流れを円滑にでき、一層の放熱
能力の増加が可能である。よって、限られたスペ−スへ
の設置を可能とし、コンパクトで低価格なものにするこ
とができる。その上、上記実施例のような構造にするこ
とにより、以下のような効果も得られる。
部配管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８の流路
断面積を上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向かっ
て漸次拡大するようにし、上部・下部マニホ−ルド管２
２，２３に取着する部分の流路断面積を大きくすること
により、分岐損失や集合損失が減少し、ＳＦ6 ガスの流
量が増大する。そして、ＳＦ6 ガスの流量が増大するこ
とにより熱伝達能力が向上する。さらに、上部・下部ヘ
ッダ２７，２８の外径を小さくできるので、パネル３１
の周囲を対流する空気の流れを円滑にでき、一層の放熱
能力の増加が可能である。よって、限られたスペ−スへ
の設置を可能とし、コンパクトで低価格なものにするこ
とができる。その上、上記実施例のような構造にするこ
とにより、以下のような効果も得られる。
【００３７】（１）ＳＦ6 ガス流量の増大により変圧器
本体２１の内部に収納されているコイルや鉄心を冷却す
る流路を流れるＳＦ6 ガスの流速も速くなるので、コイ
ルや鉄心の流路での熱伝達率も増加する。その結果、コ
イルや鉄心の壁温度が下がり、より絶縁破壊の可能性が
少なくなる。
本体２１の内部に収納されているコイルや鉄心を冷却す
る流路を流れるＳＦ6 ガスの流速も速くなるので、コイ
ルや鉄心の流路での熱伝達率も増加する。その結果、コ
イルや鉄心の壁温度が下がり、より絶縁破壊の可能性が
少なくなる。
【００３８】（２）高さ方向に大きなスペ−スがある場
合、外部冷却器の伝熱能力が向上することにより、外部
冷却器の台数が減少し、外部冷却器を変圧器本体上部に
設置でき、変圧器の設置スペ−スを大幅に減少すること
ができる。
合、外部冷却器の伝熱能力が向上することにより、外部
冷却器の台数が減少し、外部冷却器を変圧器本体上部に
設置でき、変圧器の設置スペ−スを大幅に減少すること
ができる。
【００３９】また、図４に示すように、断面積が漸次増
大する取着部２４ａ，２５ａ，２７ａ，２８ａに取着部
の増加が終了する端部に増加率が０となるような直線部
分２４ｂ，２５ｂ，２７ｂ，２８ｂ（２５ｂと２８ｂは
図示省略）を設けると他の要因を含めてさらに冷却効率
を向上させることが判明している。
大する取着部２４ａ，２５ａ，２７ａ，２８ａに取着部
の増加が終了する端部に増加率が０となるような直線部
分２４ｂ，２５ｂ，２７ｂ，２８ｂ（２５ｂと２８ｂは
図示省略）を設けると他の要因を含めてさらに冷却効率
を向上させることが判明している。
【００４０】なお、上記第１の実施例においては、上部
・下部配管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８の
流路断面積を上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向
かって漸次拡大するようにして上部・下部マニホ−ルド
管２２，２３に取着したが、上部・下部配管２４，２５
や上部・下部ヘッダ２７，２８と上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３の間に漸次拡大する構造のものを取り付
けても良く、また、分岐や集合する部分に上部・下部配
管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８に向かって
流路断面積が漸次縮小する形状の上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３を用いても良い。
・下部配管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８の
流路断面積を上部・下部マニホ−ルド管２２，２３に向
かって漸次拡大するようにして上部・下部マニホ−ルド
管２２，２３に取着したが、上部・下部配管２４，２５
や上部・下部ヘッダ２７，２８と上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３の間に漸次拡大する構造のものを取り付
けても良く、また、分岐や集合する部分に上部・下部配
管２４，２５や上部・下部ヘッダ２７，２８に向かって
流路断面積が漸次縮小する形状の上部・下部マニホ−ル
ド管２２，２３を用いても良い。
【００４１】さらにまた、第１の実施例においては、上
部・下部ヘッダ２７，２８の流路断面積が上部・下部マ
ニホ−ルド管２２，２３に向かって漸次対称に拡大する
形状について説明したが、対称に拡大するのではなく、
分岐の場合は上流方向に、集合の場合は下流方向に拡大
する形状のもの、例えば偏心レジュ−サを用いることに
より、さらに効果を大きくすることができる。さらにな
お、剥離や渦を発生しにくくするため、分岐や集合をさ
せる部分を婉曲状にすることにより、効果をさらに大き
くすることができる。
部・下部ヘッダ２７，２８の流路断面積が上部・下部マ
ニホ−ルド管２２，２３に向かって漸次対称に拡大する
形状について説明したが、対称に拡大するのではなく、
分岐の場合は上流方向に、集合の場合は下流方向に拡大
する形状のもの、例えば偏心レジュ−サを用いることに
より、さらに効果を大きくすることができる。さらにな
お、剥離や渦を発生しにくくするため、分岐や集合をさ
せる部分を婉曲状にすることにより、効果をさらに大き
くすることができる。
【００４２】（第２実施例）次に、本発明の第２の実施
例を図５を参照して説明する。なお、第２の実施例は、
第１の実施例における上部・下部配管と上部・下部マニ
ホ−ルド管の連結部を改良したものであり、同一の部位
には同符号を付して以下説明する。
例を図５を参照して説明する。なお、第２の実施例は、
第１の実施例における上部・下部配管と上部・下部マニ
ホ−ルド管の連結部を改良したものであり、同一の部位
には同符号を付して以下説明する。
【００４３】図５は上部マニホ−ルド管に上部配管を取
着したときの部分断面図である。上部マニホ−ルド管２
２には流路断面積が変化していない上部配管２４が取着
されており、取着部の反対側にはガイド体３５が設けら
れている。このように形成されたものにおいても、ＳＦ
6 ガスは、図５中の破線矢印３６のように流れ、円滑に
分岐するので、分岐損失を減少させることができる。
着したときの部分断面図である。上部マニホ−ルド管２
２には流路断面積が変化していない上部配管２４が取着
されており、取着部の反対側にはガイド体３５が設けら
れている。このように形成されたものにおいても、ＳＦ
6 ガスは、図５中の破線矢印３６のように流れ、円滑に
分岐するので、分岐損失を減少させることができる。
【００４４】また、下部マニホ−ルド管に下部配管を取
着して集合させる場合もガイド体を用いることにより、
同様の効果、すなわち集合損失を減少させることができ
る。よって、第１の実施例と同様の効果を有する。
着して集合させる場合もガイド体を用いることにより、
同様の効果、すなわち集合損失を減少させることができ
る。よって、第１の実施例と同様の効果を有する。
【００４５】（第３実施例）次に、第３の実施例を図６
を参照して説明する。なお、第１の実施例と同一の部位
には同符号を付して以下説明する。図６（ａ）はガス絶
縁変圧器の要部正面図であり、図６（ｂ）は同要部平面
図である。図において、２１は変圧器本体で、内部に図
示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧器
本体２１と外部冷却器２６の上部・下部ヘッダ２７，２
８の一端部２９、３０はＹ字型分岐管を有する上部配管
４０とＹ字型集合管を有する下部配管４１により連通さ
れている。
を参照して説明する。なお、第１の実施例と同一の部位
には同符号を付して以下説明する。図６（ａ）はガス絶
縁変圧器の要部正面図であり、図６（ｂ）は同要部平面
図である。図において、２１は変圧器本体で、内部に図
示されていないコイルや鉄心が収納されている。変圧器
本体２１と外部冷却器２６の上部・下部ヘッダ２７，２
８の一端部２９、３０はＹ字型分岐管を有する上部配管
４０とＹ字型集合管を有する下部配管４１により連通さ
れている。
【００４６】このようにＹ字型分岐管を有する上部配管
４０とＹ字型集合管を有する下部配管４１を用いること
により、Ｔ字型のように直角に分岐や集合をする場合よ
り分岐・集合損失係数が小さいため、分岐・集合損失を
減少することができ、第１の実施例と同様の作用、同じ
効果を有する。
４０とＹ字型集合管を有する下部配管４１を用いること
により、Ｔ字型のように直角に分岐や集合をする場合よ
り分岐・集合損失係数が小さいため、分岐・集合損失を
減少することができ、第１の実施例と同様の作用、同じ
効果を有する。
【００４７】また、上記の説明においては、Ｙ字型の分
岐・集合管について説明したが、分岐・集合管はＴ字型
以外の形状であれば、要旨を逸脱しないかぎり他の形状
でも良い。
岐・集合管について説明したが、分岐・集合管はＴ字型
以外の形状であれば、要旨を逸脱しないかぎり他の形状
でも良い。
【００４８】なお、以上の第１乃至第３の実施例の説明
の中で、上部・下部配管、上部・下部マニホ−ルド管お
よび上部・下部ヘッダの流路断面形状については特に限
定はしていないが、言うまでもなく、その形状は要旨を
逸脱しなければどんな形状でも良い。
の中で、上部・下部配管、上部・下部マニホ−ルド管お
よび上部・下部ヘッダの流路断面形状については特に限
定はしていないが、言うまでもなく、その形状は要旨を
逸脱しなければどんな形状でも良い。
【００４９】また、以上の実施例においては、各々の実
施例単独だけの構成に限定されること無く、各実施例を
組み合わせて用いて良いことは言うまでもなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することが
できるものである。
施例単独だけの構成に限定されること無く、各実施例を
組み合わせて用いて良いことは言うまでもなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することが
できるものである。
【００５０】さらに以上の実施例においては、ＳＦ6 ガ
スが自然循環する場合について述べたが、ＳＦ6 ガスを
ブロア−等で強制的に循環させた時も、同様の作用によ
り流路抵抗が減少するので、ブロア−の消費電力や大き
さを小さくできる効果等を有する。
スが自然循環する場合について述べたが、ＳＦ6 ガスを
ブロア−等で強制的に循環させた時も、同様の作用によ
り流路抵抗が減少するので、ブロア−の消費電力や大き
さを小さくできる効果等を有する。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ガス絶縁電気機器本体と外部冷却器との間を
流れる絶縁ガスの流動抵抗が小さくなり、絶縁ガスの流
量を増加し、外部冷却器の放熱能力を増加できる。さら
に、外部冷却器の入口ヘッダや出口ヘッダの外径を小さ
くできるので、外部冷却器のパネル周囲を対流する空気
の流れを円滑にでき、放熱能力が一層増加できる。よっ
て、外部冷却器の大きさを小さく最適なものとし、コン
パクトで低価格なものを提供することができる等の効果
を有する。
によれば、ガス絶縁電気機器本体と外部冷却器との間を
流れる絶縁ガスの流動抵抗が小さくなり、絶縁ガスの流
量を増加し、外部冷却器の放熱能力を増加できる。さら
に、外部冷却器の入口ヘッダや出口ヘッダの外径を小さ
くできるので、外部冷却器のパネル周囲を対流する空気
の流れを円滑にでき、放熱能力が一層増加できる。よっ
て、外部冷却器の大きさを小さく最適なものとし、コン
パクトで低価格なものを提供することができる等の効果
を有する。
【図１】 本発明のガス絶縁電気機器の第１実施例を示
す要部正面図および要部平面図。
す要部正面図および要部平面図。
【図２】 分岐・集合損失係数とヘッダのマニホールド
への取着部における流路断面積の増加率の関係を説明す
る特性図。
への取着部における流路断面積の増加率の関係を説明す
る特性図。
【図３】 分岐・集合損失係数と配管のマニホールドへ
の取着部における流路断面積の増加率の関係を説明する
特性図。
の取着部における流路断面積の増加率の関係を説明する
特性図。
【図４】 本発明のガス絶縁電気機器の第１実施例の変
形例を示す要部平面図。
形例を示す要部平面図。
【図５】 本発明の第２の実施例を示すための部分拡大
図。
図。
【図６】 本発明のガス絶縁電気機器の第３実施例を示
す要部正面図および要部平面図。
す要部正面図および要部平面図。
【図７】 従来のガス絶縁電気機器を示す要部正面図お
よび要部平面図。
よび要部平面図。
【図８】 従来のガス絶縁電気機器の分岐・集合損失と
ヘッダの流路断面積との関係を説明する特性図。
ヘッダの流路断面積との関係を説明する特性図。
２１ 変圧器本体 ２２ 上部マニホールド管 ２３ 下部マニホ−ルド管 ２４ 上部配管 ２４ａ 取着部 ２５ 下部配管 ２５ａ 取着部 ２６ 外部冷却器 ２７ 上部ヘッダ ２７ａ 取着部 ２８ 下部ヘッダ ２８ａ 取着部 ３１ パネル
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁ガスを封入して絶縁された電気機器
本体と、この電気機器本体の外部に設けられ該本体内部
と連通するマニホ−ルド管と、前記絶縁ガスの導入用お
よび導出用ヘッダを有する外部冷却器とを備え、前記両
ヘッダの一端側が前記マニホ−ルド管に連通するように
取着し、前記絶縁ガスを前記電気機器本体および前記外
部冷却器との間を流通させることにより前記電気機器本
体内部を冷却するように構成したガス絶縁電気機器にお
いて、前記両ヘッダの少なくとも一方は前記マニホール
ド管への取着部の流路断面積が漸次増加する部分を有
し、その増加率を１．２乃至３．０の範囲に設定してな
ることを特徴とするガス絶縁電気機器。 - 【請求項２】 絶縁ガスを封入して絶縁された電気機器
本体と、この電気機器本体の外部に設けられ該本体内部
と配管を介して連通するマニホ−ルド管と、前記絶縁ガ
スの導入用および導出用ヘッダを有する外部冷却器とを
備え、前記両ヘッダの一端側が前記マニホ−ルド管に連
通するように取着し、前記絶縁ガスを前記電気機器本体
および前記外部冷却器との間を流通させることにより前
記電気機器本体内部を冷却するように構成したガス絶縁
電気機器において、前記配管は前記マニホールド管への
取着部の流路断面積が漸次増加する部分を有し、その増
加率を１．４乃至４．０の範囲に設定してなることを特
徴とするガス絶縁電気機器。 - 【請求項３】 絶縁ガスを封入して絶縁された電気機器
本体と、この電気機器本体の外部に設けられ該本体内部
と配管を介して連通するマニホ−ルド管と、前記絶縁ガ
スの導入用および導出用ヘッダを有する外部冷却器とを
備え、前記両ヘッダの一端側が前記マニホ−ルド管に連
通するように取着し、前記絶縁ガスを前記電気機器本体
および前記外部冷却器との間を流通させることにより前
記電気機器本体内部を冷却するように構成したガス絶縁
電気機器において、前記マニホ−ルド管内部に前記絶縁
ガスの流れを円滑にするためのガイド手段を設けたこと
を特徴とするガス絶縁電気機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076785A JPH05283243A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076785A JPH05283243A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283243A true JPH05283243A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13615266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076785A Pending JPH05283243A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283243A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5351263B2 (ja) * | 2009-06-23 | 2013-11-27 | 三菱電機株式会社 | 変圧器 |
| US20220416522A1 (en) * | 2020-03-17 | 2022-12-29 | Abb Schweiz Ag | Switchgear assembly and switchgear |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076785A patent/JPH05283243A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5351263B2 (ja) * | 2009-06-23 | 2013-11-27 | 三菱電機株式会社 | 変圧器 |
| US8614613B2 (en) | 2009-06-23 | 2013-12-24 | Mitsubishi Electronic Corporation | Transformer |
| US20220416522A1 (en) * | 2020-03-17 | 2022-12-29 | Abb Schweiz Ag | Switchgear assembly and switchgear |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |