JPH0644088Y2 - 蒸発冷却式電気機器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、冷媒が気化する際に気化熱を奪うことで電気
機器を冷却する蒸発冷却式電気機器に関する。

B.考案の概要 この考案は、電気機器が収納された筐体内に貯溜された
冷媒を散布手段を介して電気機器に散布しその気化熱で
電気機器を冷却する一方、気化した冷媒を凝結手段で液
化し更に冷却手段等で冷却したのちに再び電気機器に散
布するという作用を繰り返して電気機器を冷却する蒸発
冷却式電気機器において、 一端が筐体内の冷媒中に浸されたヒートパイプの他端を
凝結手段の冷却フィンに結合することにより、 冷却手段を設けることなく液化した冷媒が冷却されるよ
うにしたものである。

C.従来の技術 変圧器等の電気機器は使用により発熱を伴なうので、冷
却しながら使用される。冷却機構を具えた電気機器には
いろいろな構造のものがあるが、そのひとつとして、冷
媒を電気機器に散布し気化熱を奪うことにより電気機器
を冷却する蒸発冷却式電気機器がある。

従来の蒸発冷却式電気機器の断面図を第２図に示す。密
閉された筐体１の内部には鉄心２と巻線３等からなる電
気機器としての変圧器が収納され、筐体１の下部には冷
媒４が貯溜され内部全体には絶縁のためにＳF₆ガス等の
非圧縮性ガスが満たされている。そして、冷媒４を強制
的に鉄心２や巻線３に散布する散布手段５と冷媒４を散
布する前に冷却する冷却手段６と、気化した冷媒４を液
化させるための凝結手段７とが具えられている。

散布手段５は、パイプ5aとポンプ5b等から構成されてい
る。パイプ5aは筐体１の下部から外部へ導かれ、筐体１
の上部から内部の鉄心２の上方まで導かれて先端は閉塞
されて複数の散布孔が形成されている。ポンプ5aはパイ
プ5aの途中に接続されている。

冷却手段６は筐体１の外部に位置するパイプ5aの途中に
接続して具えられ、冷却器本体6aと冷却フイン6bと冷却
フイン6bに送風するフアン6cとから構成されている。

凝結手段７は、筐体１の外部に具えられた凝結器本体7b
と、冷却フイン7dと、冷却フイン7dに送風するフアン7c
と、凝結器本体7bと筐体１の内部とを上下で連通させる
連結管7eと、上部の連結管7e内に具えられ筐体１内の気
化した冷媒を凝縮器本体7bへ送り込むガスブロワ7aとか
ら構成されている。

次に、斯かる蒸発冷却式変圧器の作用を説明する。筐体
１の下部に溜まつている冷媒４はポンプ5bによつて冷却
手段６へ送られ、ここで冷却されたのちに散布手段５に
よつて鉄心２及び巻線３へ散布される。鉄心２及び巻線
３に付着した冷媒４が気化する際に気化熱を奪うので鉄
心２及び巻線３が冷却され、一方気化した冷媒とＳF₆ガ
スとがガスブロワ7aによつて凝結器本体7bへ送り込まれ
る。凝結器本体7b内で冷媒は冷却されて液化し、自重に
より下方の連結管7eから筐体１内へ戻る。以上のような
循環を繰り返すことにより変圧器が冷却される。このよ
うに、大容量の変圧器においては発熱量が多いため、冷
却効率を増大させる目的で液化した冷媒４を冷却する液
冷却方式がとられている。

D.考案が解決しようとする問題点 ところが、このような液冷却方式をとる蒸発冷却式電気
機器では冷却手段と凝結手段との巨大な熱交換手段を２
組具えており、変圧器全体の寸法や重量が大きくなつて
しまう。また、２組のフアンを回転させるために電気エ
ネルギーの消費量が多くなつてしまう。

そこで本考案は、斯かる欠点を解消した蒸発冷却式電気
機器を提供することを目的とする。

E.問題点を解決するための手段 斯かる目的を達成するための本考案の構成は、密閉され
た筐体の内部に電気機器を収納するとともに筐体内の下
部に冷媒を貯溜する一方、筐体内の下部の冷媒中から電
気機器の上方まで伸びる冷媒の散布手段を具え、冷却フ
ィンを有するとともに筐体の外部に配置され筐体の内部
と連通する冷媒の凝結手段を具え、一端が筐体内の下部
の冷媒中に浸されたヒートパイプの他端を凝結手段の冷
却フィンに結合したことを特徴とする。

F.作用 筐体内の下部に貯留する冷媒は散布手段によつて電気機
器に散布され、電気機器は気化熱を奪われることによつ
て冷却される。気化した冷媒は凝結手段によつて液化さ
れて筐体内へ戻り、ヒートパイプを介して冷媒と接続さ
れた凝結手段の冷却フィンによって冷却されたのちに再
び散布手段によって散布される。ヒートパイプは、冷媒
の熱を凝結手段の冷却フィンを介して筐体外へ放出させ
る役割を果たす。

G.実施例 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。なお、本実施例は前記従来の蒸発冷却式変圧器の
一部を改良したものなので、同一部分には同一符号を付
して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

第１図に示すように、本考案による蒸発冷却式変圧器に
は従来のようにパイプ5aの途中に冷却手段が設けられて
おらず、代わりにヒートパイプ８が具えられている。ヒ
ートパイプ８は、一端が筐体１の下部に溜まつている冷
媒４の中に位置し、他端が前記冷却フイン7dに結合され
ている。つまり、ヒートパイプ８は筐体１の内部中央か
ら筐体１を貫通して外部へ導かれ、冷却フイン7dへと接
続されている。

次に、斯かる蒸発冷却式変圧器の作用を説明する。従来
と同様に凝結手段７によつて液化し筐体１の下部に溜ま
つた冷媒４はヒートパイプ８によつて冷却される。つま
り、冷媒４中からヒートパイプ８の一端に熱が伝わる
と、その熱はヒートパイプ８内を伝わつて他端へ移動
し、冷却フイン7dから外気中へと移動する。冷却フイン
7dにはフアン7cによつて送風されるので、ヒートパイプ
８の他端から外気中へ効率よく熱が放出される。このよ
うにして冷却された冷媒４は散布手段５によつて鉄心２
及び巻線３に散布される。その他の作用は従来と同じな
ので説明を省略する。

なお、本実施例ではヒートパイプの他端を空冷式の凝結
手段の冷却フィンに接続した場合を示したが、水冷式の
凝結手段等を用いるとともにヒートパイプの他端を水冷
式の凝結手段の冷却フィン等に接続するようにしてもよ
い。また、変圧器に限らず他の電気機器にも適用でき
る。

H.効果 以上説明したように本考案によれば、筐体内の下部の冷
媒中と凝結手段の冷却フィンとをヒートパイプで接続す
ることによつて冷媒を冷却する構成としたので、従来の
ような大きな冷却手段を別個に具える必要がなく蒸発冷
却式電気機器の寸法や重量を小さくすることができる。
また、冷却手段を動作させるための電気エネルギー等の
消費量が低減される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案による蒸発冷却式電気機器の実施例であ
る蒸発冷却式変圧器の断面図、第２図は従来の蒸発冷却
式変圧器の断面図である。 １……筐体、２……鉄心、３……巻線、４……冷媒、５
……散布手段、７……凝結手段、7d……冷却フィン、7e
……連結管、８……ヒートパイプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉された筐体の内部に電気機器を収納す
   るとともに筐体内の下部に冷媒を貯溜する一方、筐体内
   の下部の冷媒中から電気機器の上方まで伸びる冷媒の散
   布手段を具え、冷却フィンを有するとともに筐体の外部
   に配置され筐体の内部と連通する冷媒の凝結手段を具
   え、一端が筐体内の下部の冷媒中に浸されたヒートパイ
   プの他端を凝結手段の冷却フィンに結合したことを特徴
   とする蒸発冷却式電気機器。