JPH0883991A

JPH0883991A - 電気機器冷却装置

Info

Publication number: JPH0883991A
Application number: JP6217497A
Authority: JP
Inventors: Hisakatsu Kawarai; 久勝瓦井; Seiichi Mitsumoto; 誠一光本; Hiromasa Matsuoka; 宏昌松岡; Tadao Nishimori; 忠雄西森; Shiro Yamauchi; 四郎山内; Nobuyoshi Takahashi; 信義高橋; Tomonori Hirayama; 友則平山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1994-09-12
Publication date: 1996-03-26
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3299394B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、継手部、冷却水系内の熱交換
器、電気機器の腐食を十分に抑えることができる電気機
器冷却装置を提供することを目的とする。【構成】純度維持用イオン交換樹脂塔３は、電気機器
７を冷却する冷却水Ｗを通し、この冷却水Ｗの水質をイ
オン交換樹脂により高純度に維持している。そして、電
気機器７の絶縁管８近傍の冷却水配管４中には、イオン
集合管２０が設けられている。このイオン集合管２０
は、絶縁管部２０ａと、この絶縁管部２０ａの両側に取
り付けられた継手部２０ｂとから構成され、さらに継手
部２０ｂ間の電界強度を絶縁管８の両側の継手部９間の
電界強度より大きくしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ＶＶＶＦイ
ンバータ制御装置や、水冷却発電機または燃料電池等の
水冷式の電気機器に用いられる電気機器冷却装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水冷式の電気機器は、多数の冷
却対象を有している。そして、これらの冷却対象の少な
くとも一部の冷却対象には電圧が印加（通電）されてい
る。この水冷式の電気機器を冷却水を使って冷却する場
合、電気機器冷却装置の冷却水配管が絶縁管を介して継
手に接続され、冷却水配管を介して供給される冷却水が
冷却対象間を流れて、各冷却対象が冷却される。この
時、冷却対象と冷却水配管との間には電位差があるた
め、その電位差と絶縁管内の冷却水の抵抗に応じた電流
が継手間に流れる。この電流のために、高電位側、すな
わちプラス側電圧が印加されている側の継手部が腐食す
る。

【０００３】ここで、説明の便宜上電気機器を１つの冷
却対象として取り扱い、腐食の現象について説明する。
例えば、電気機器側にプラス側電圧が印加されている場
合、ｅを電子とすると、冷却水と接触する継手（陽極）
表面では以下の酸化反応が生じる。２Ｈ₂Ｏ → Ｏ₂ ＋４Ｈ⁺ ＋４ｅ・・・(式１）Ｍｅ → Ｍｅⁿ⁺ ＋ｎｅ・・・(式２) ここで、Ｍｅ：金属、ｎ：電子数であり、金属がＦｅの
場合、Ｆｅ → Ｆｅ²⁺ ＋２ｅとなる。また、絶縁管を介して冷却水と接する他方の継
手（陰極）表面では以下の還元反応が生じる。２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ → Ｈ₂ ＋２ＯＨ^- ・・・(式３）Ｏ₂ ＋２Ｈ₂Ｏ＋４ｅ → ４ＯＨ^- ・・・(式４）この場合、継手（陽極）表面では、（式１）の反応によ
りＨ⁺が生成するので、冷却水中に腐食性イオン（例え
ばＳＯ₄ ^2- ，Ｃｌ^-）が存在すると、Ｈ⁺が腐食性イオン
を引き寄せる結果、ノズル内面の水は酸性（Ｈ₂ＳＯ
₄ ，ＨＣｌ）となって（式２）の腐食反応が加速され、
陽極側の継手が腐食する。

【０００４】また、冷却水が酸性でそのＰＨ値が低い場
合、冷却水系内の熱交換器、電気部品を構成する金属表
面では、（式２）、（式５）で示される酸化還元反応が
生じる。Ｍｅ → Ｍｅⁿ⁺ ＋ｎｅ・・・(式２) ここで、金属がＣｕの場合には、Ｃｕ → Ｃｕ²⁺ ＋２
ｅとなる。２Ｈ⁺ ＋２ｅ → Ｈ₂ ・・・(式５）そして、ＰＨ値が低くなるほど、（式５）の反応速度が
加速されるため、（式２）の腐食反応が進行し、継手の
みならず冷却水系内の熱交換器、電気部品も腐食する。

【０００５】さらに、冷却水中に溶存酸素がある場合、
冷却水系内の熱交換器、電気部品において、（式２）で
示される酸化反応が生じ、冷却水配管側には、（式４）
で示される還元反応が生じる。そして、溶存酸素量が多
くなるほど、（式４）の反応速度が加速されるため、
（式２）の腐食反応が進行し、継手のみならず冷却水系
内の熱交換器、電気部品が腐食する。

【０００６】以上のように、継手の腐食要因は電流が主
要因であり、冷却水のＰＨ、溶存酸素も関与する。ま
た、冷却水系内の熱交換器、電気部品の腐食要因は冷却
水のＰＨ、溶存酸素である。

【０００７】このため、電気機器を冷却水を使って冷却
する場合、絶縁管を長くするとともに、冷却水の純度を
上げて、冷却水中を流れる電流値をできるだけ小さく抑
えることにより、電気機器の継手の防食がなされてい
る。また、冷却水系内の熱交換器、電気部品の防食法と
して溶存酸素の除去装置が開発され、実用化されてい
る。

【０００８】図１０は、このような防食対策がなされた
従来の電気機器冷却装置の全体構成を示している。図に
おいて、１は冷却水Ｗの循環ポンプ、２は熱交換器、３
は冷却水Ｗの水質を常時高純度（低電気伝導度）に保持
するための純度維持用イオン交換樹脂塔である。この純
度維持用イオン交換樹脂塔３内には、冷却水Ｗ中のカチ
オンやアニオンを捕らえてＨ⁺およびＯＨ^-を放出するカ
チオン交換樹脂（Ｒ−Ｈ）およびアニオン交換樹脂（Ｒ
−ＯＨ）が充填されている。ここで、Ｒはベンゼン環を
表す。４は循環ポンプ１と熱交換器２を含むように環状
に形成された冷却水配管、５は純度維持用イオン交換樹
脂塔３を含むとともに、冷却水配管４と循環ポンプ１の
出入口点Ｐ，Ｑで連結される冷却水Ｗの水処理配管であ
る。

【０００９】６は水処理配管５の純度維持用イオン交換
樹脂塔３の上流側に設けられた流量調整弁、７は冷却水
配管４の熱交換器２の下流側に設けられた冷却対象とし
ての電気機器、８は継手部９と冷却水配管４の端部の継
手部９との間に接続された絶縁管、１０は冷却水配管４
の連通点Ｑに配管１１を介して連通する冷却水Ｗのスト
レージタンクである。なお、継手部９と絶縁管８は拡大
して書いており、実際は冷却水配管４とほぼ同じ径であ
る。

【００１０】図１１は絶縁管８と接続される継手部９周
りの詳細を示している。継手部９は、冷却水配管４の両
端に取り付けられ、先端部の小径部９ａが絶縁管８中に
差し込まれている。そして、フランジ状に折り曲げられ
た絶縁管８の端部８ａと継手部９とが、継手部９の外周
部に螺合する袋ナット１２によって加圧されて連結され
ている。なお、継手部９は例えば、ステンレス鋼から構
成されている。

【００１１】つぎに、この従来の電気機器冷却装置の動
作について説明する。循環ポンプ１が作動されると、冷
却水Ｗの一部は冷却水配管４側に送られ熱交換器２に供
給されるとともに、冷却水Ｗの残りは水処理配管５側に
送られ純度維持用イオン交換樹脂塔３に供給される。こ
の場合、冷却水配管４側の流量と水処理配管５側の流量
との流量比は流量調整弁６の開度によって定められる。
そして熱交換器２を通って、これにより冷却された冷却
水Ｗは、電気機器７内に供給されて、この電気機器７を
冷却した後、再び、循環ポンプ１側に戻される。

【００１２】また、純度維持用イオン交換樹脂塔３を通
り、イオン交換樹脂を介してイオンが除かれた冷却水Ｗ
は、冷却水配管４側の冷却水と合流した後、再び、循環
ポンプ１側に戻される。したがって、腐食等に起因して
冷却水Ｗ中にイオンが生じても、このイオンは、この純
度維持用イオン交換樹脂塔３中のイオン交換樹脂によっ
て常時除かれるため、冷却水Ｗは常時高純度に維持され
る。なお、冷却水配管４および水処理配管５には、配管
１１を介してストレージタンク１０が連通されているた
め、この電気機器冷却装置内は、ストレージタンク１０
の上部を除き、常時冷却水Ｗで満たされている。

【００１３】ここで、電気機器７に電圧が印加されてい
る場合、この電気機器７側と冷却水配管４側との間に絶
縁管８中の冷却水Ｗを介して、継手部９間に電流が流れ
る。ところが、冷却水Ｗの水質が高純度に維持されてい
るとともに、絶縁管８が長くなっており、冷却水Ｗの抵
抗が大きくなっている。その結果、継手部９間を流れる
電流は小さい。したがって、このような電気機器冷却装
置においては、絶縁管８の両側の継手部９（陽極側）に
は腐食はほとんど生じない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
このような電気機器冷却装置においては、水冷式電気機
器の小型化、高性能化にともなって、絶縁管８の長さを
短くしようとする傾向にある。このため、近年の電気機
器冷却装置では、継手部９間に冷却水Ｗを介して充分に
電流が流れるようになり、陽極部での腐食反応が促進さ
れて、継手部９に腐食が生じてしまうという課題があっ
た。また、電気機器のコンパクト化により、冷却水系内
の熱交換器、電気部品の簡便な防食法が必要となってき
ている。

【００１５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたものであり、絶縁管が短くなっても、充
分に継手部の腐食を抑えることができ、また冷却水系内
の熱交換器および電気部品を簡便に防食できる電気機器
冷却装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明
は、電圧が印加されている電気機器に冷却水を通して、
この電気機器の冷却を行うとともに、この電気機器の冷
却水配管の継手部間に絶縁管を取り付けて、この電気機
器の冷却水配管に対する絶縁がなされている電気機器冷
却装置において、冷却水を通すことにより、この冷却水
の水質をイオン変換樹脂によって常時高純度に維持させ
る純度維持用イオン交換樹脂塔と、冷却水の水質を高純
度に維持した状態で、冷却水系の各部の腐食因子を減少
させる腐食防止手段とを備えたことである。

【００１７】また、この発明の第２の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水配管中の絶縁
管近傍に配置されるとともに、冷却水配管の両側に第２
継手部を有し、かつ、この第２継手部間の電界強度が絶
縁管の両側の継手部間の電界強度より大きく維持されて
いるイオン集合管であることである。

【００１８】また、この発明の第３の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通すことに
より、この冷却水のＰＨ値をイオン交換樹脂によって常
時中性または弱アルカリ性に維持させるＰＨ調整用イオ
ン交換樹脂塔であることである。

【００１９】また、この発明の第４の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通すことに
より、この冷却水のＰＨ値を難溶性塩基によって常時中
性または弱アルカリ性に維持させる難溶性塩基塔である
ことである。

【００２０】また、この発明の第５の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水配管に連通す
るストレージータンク内の上部側空気層中の炭酸ガスを
吸収する炭酸ガス吸収装置と、このストレージータンク
内への空気の無用な流入を防止するブリーズ弁とを有し
て構成されていることである。

【００２１】また、この発明の第６の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水の一部を高温
に加熱して脱気する脱気装置であることである。

【００２２】また、この発明の第７の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通すことに
より、この冷却水中の溶存酸素や重金属イオンを卑な金
属によって捕捉する酸素捕捉装置であることである。

【００２３】また、この発明の第８の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水に接触する継
手部と絶縁管との接続部近傍に設けられた局部的水流形
成手段であることである。

【００２４】また、この発明の第９の発明は、上記第１
の発明において、腐食防止手段が、冷却水と接触する継
手部の内面側に形成されたらせん状溝であることであ
る。

【００２５】

【作用】この発明の第１の発明によれば、冷却水は純度
維持用イオン交換樹脂塔を通り、その水質が高純度（低
電気伝導度）に維持される。その結果、冷却水配管の継
手部間に電位差が生じていても、絶縁管中の冷却水の抵
抗が大きく、該電位差に起因して継手部間に流れる電流
が抑えられ、継手部の防食が図られる。この場合でも、
絶縁管の長さ、すなわち継手部間の距離が短くなると、
その分冷却水の抵抗が小さくなり、継手部間に電流が流
れ易くなる。そして、冷却水中に極く僅かに残存する腐
食性イオンの濃縮、冷却水の酸性化あるいは冷却水中の
溶存酸素といった腐食因子によって、上記継手部に腐食
が生じ易くなる。このため、この第１の発明では、さら
に腐食防止手段を設けて、冷却水の水質を高純度に維持
した状態で、上記継手部周りの冷却水による腐食因子を
減少させて、この継手部の防食を図るようにしている。
また、上記の水質にすることにより、冷却水系内の熱交
換器、電気部品も防食できる。

【００２６】また、この発明の第２の発明によれば、イ
オン集電管の絶縁管部両側の第２継手部間の電界強度
が、絶縁管の両側の継手部間の電界強度より大きいた
め、腐食因子である冷却水中の腐食性イオン（例えばＳ
Ｏ₄ ^2- 、Ｃｌ^- ）はイオン集合管の陽極側の第２継手部
周りに集められて濃縮される。このため、冷却水中の腐
食性イオンが全体的に減少し、継手部周りに濃縮される
腐食性イオンの量が減少されて、継手部の防食が一層図
られるようになる。また、上記の水質にすることによ
り、冷却水系内の熱交換器、電気部品も防食できる。

【００２７】また、この発明の第３の発明によれば、冷
却水はＰＨ調整用イオン交換樹脂塔を通り、冷却水が中
性または弱アルカリ性に維持される。そこで、腐食因子
である冷却水の酸性化が防止されて、継手部、冷却水系
内の熱交換器、電気部品の防食が一層図られるようにな
る。

【００２８】また、この発明の第４の発明によれば、冷
却水は難溶性塩基塔を通り、冷却水中にわずかに塩基が
溶解され、冷却水が中性または弱アルカリ性に維持され
る。そこで、腐食因子である冷却水の酸性化が防止され
て、継手部、冷却水系内の熱交換器、電気部品の防食が
一層図られるようになる。

【００２９】また、この発明の第５の発明によれば、ス
トレージタンクの空気層中の炭酸ガスが炭酸ガス吸収装
置によって吸収され、この炭酸ガスが冷却水中に溶け込
んで、冷却水が酸性化するのを防止している。また、ブ
リーズ弁を設けて、ストレージタンク内への空気の無用
な流入を抑制しているため、ストレージタンクの空気層
中の炭酸ガス濃度は低く抑えられる。

【００３０】また、この発明の第６の発明によれば、冷
却水の一部が脱気装置によって加熱されて脱気され、腐
食因子である冷却水中の溶存酸素が減少される。

【００３１】また、この発明の第７の発明によれば、酸
素捕捉装置中の卑な金属によって腐食因子である冷却水
中の溶存酸素や重金属イオンが捕捉される。なお、重金
属イオンは冷却水に電流を流す役割をはたすため、継手
部の腐食を進行させる役割を有するものである。

【００３２】また、この発明の第８の発明によれば、水
流形成手段が継手部と絶縁管との接続部周りに局部的な
水流を形成し、該接続部回りの冷却水の淀みをなくして
いる。そこで、この接続部回りにおける腐食性イオンの
濃縮が防止される。

【００３３】また、この発明の第９の発明によれば、継
手部の内面に形成されたらせん状溝により継手部内を流
れる冷却水が乱流状態となる。そこで、継手部内の腐食
性イオンの濃縮が防止される。

【００３４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。実施例１．図１はこの発明の実施例１に係る電気機器冷
却装置の全体構成を示す図、図２はそのイオン集合管周
りを示す断面図である。なお、図１０および図１１で示
した電気機器冷却装置等と同一または相当部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。

【００３５】図において、２０は絶縁管８近傍の冷却水
配管４中に設けられた腐食防止手段としてのイオン集合
管である。このイオン集合管２０は、両端部にフランジ
部２０ａ₁を有した絶縁管部２０ａと、この絶縁管部２
０ａに接続される冷却水配管４，４Ａ（説明の都合上、
絶縁管８とイオン集合管２０との間の冷却水配管４を符
号４Ａで示す）に取り付けられた第２継手部としての継
手部２０ｂと、継手部２０ｂと絶縁管部２０ａとを接続
するための袋ナット２０ｃとから構成されている。そし
て、イオン集合管２０の一対の継手部２０ｂ間の電界強
度（例えば、２ＫＶ／ｃｍ）が、絶縁管８の両側の継手
部９間の電界強度（例えば、１ＫＶ／ｃｍ）より大きく
なるよう、イオン集合管２０の冷却水配管４Ａ側の継手
部２０ｂ側には一定の電圧が印加されている。

【００３６】つぎに、このイオン集合管２０の動作につ
いて説明する。冷却水Ｗは常時純度維持用イオン交換樹
脂塔３中を通過することにより、内部に溶け込んだカチ
オンおよびアニオンが除去され、その水質が高純度に維
持されているが、極微量の腐食性イオン（ＳＯ₄ ^2- ，Ｃ
ｌ^- ）も存在しうる。この場合絶縁管８が比較的短く、
絶縁管８中の冷却水Ｗの電気抵抗が比較的小さい場合、
絶縁管８の両側の継手部９間には電流が流れるため、こ
の腐食性イオンが絶縁管８の両側の継手部９のうち陽極
側の継手部９周りに集まる。

【００３７】ところが、イオン集合管２０の継手部２０
ｂ間の電界強度が、絶縁管８の両側の継手部９間の電界
強度より大きいため、冷却水Ｗ中の腐食性イオンは、イ
オン集合管２０の継手部２０ｂの陽極側に多く集められ
る。そして、陽極側の継手部２０ｂに集められた腐食性
イオンは、継手部２０ｂ間に電圧が印加されている間そ
こに維持され、流れる冷却水の純度が上がる。したがっ
て、冷却水Ｗ中の腐食性イオンの濃度が低下することと
なり、この電気機器冷却装置では、絶縁管８の長さが比
較的短い場合においても、継手部９周りにおける腐食性
イオンの濃縮の減少が図られ、継手部９の腐食の防止を
図ることができる。

【００３８】この場合、イオン集合管２０の継手部２０
ｂは、腐食性イオンによって腐食されるおそれがあるた
め、その材質は、耐食材料（例えば、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｉｒ
Ｏ₂、ＴｉＮ、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉ
ｄｅ））やＳｎＯ₂ 等の導電性セラミックスを金属や絶
縁物上に被覆したものが用いられる。

【００３９】なお、このイオン集合管２０は電気機器７
の継手部９（図１では２個しか示されていないが、実際
は多数ある）に接続されるすべての絶縁管８に対応して
設ける必要はなく、いくつかの絶縁管８に対応して設け
ればよい。そこで、多数ある継手部９を高価な耐食材料
や防食材料で作製する必要がなく、装置のコストアップ
を抑えることができる。

【００４０】また、イオン集合管２０の継手部２０ｂを
多孔質に構成してもよい。この場合、この継手部２０ｂ
と冷却水Ｗとの接触面積が大きくなり、腐食性イオンの
濃縮効果が上がり、継手部９の腐食の防止を一層図るこ
とができる。

【００４１】実施例２．図３はこの発明の実施例２に係
る電気機器冷却装置の全体構成を示す図である。

【００４２】図において、２１は水処理配管５中に純度
維持用イオン交換樹脂塔３と並列に設けられた腐食防止
手段としてのＰＨ調整用イオン交換樹脂塔である。この
ＰＨ調整用イオン交換樹脂塔２１内には、ＮａやＣａを
交換基としたカチオン交換樹脂（Ｒ−ＮａまたはＲ−Ｃ
ａ）と、ＯＨを交換基としたアニオン交換樹脂（Ｒ−Ｏ
Ｈ）が充填されている。２２は純度維持用イオン交換樹
脂塔３を通る冷却水Ｗの流量とＰＨ調整用イオン交換樹
脂塔２１を通る冷却水Ｗの流量との流量比を設定するた
めの流量調整弁であり、流量調整弁６と同一の機能を有
するものである。なお、イオン集合管２０を除き、他の
構成は上記実施例１による電気機器冷却装置と同一であ
る。

【００４３】この実施例２では、空気中の炭酸ガスの冷
却水Ｗへの溶け込み等により冷却水Ｗが酸性となってい
る場合でも、冷却水ＷがＰＨ調整用イオ交換樹脂塔２１
内を通されると、冷却水Ｗ中のイオンのうちカチオンは
Ｎａ⁺ またはＣａ⁺ に置換されて、カチオン交換樹脂に
捕集され、アニオンはＯＨ^- に置換されて、アニオン交
換樹脂に捕集される。そして、冷却水Ｗ中にＮａＯＨま
たはＣａ（ＯＨ）₂ が生成されて、冷却水Ｗ中のＰＨ値
が上昇する。この場合、流量調整弁２２の開度が調整さ
れて、この冷却水Ｗは、中性または弱アルカリ性に維持
される。したがって、この電気機器冷却装置では、絶縁
管８の長さが比較的短い場合においても、炭酸ガスの溶
け込み等による冷却水Ｗの酸性化が防止され、継手部
９、冷却水系内の熱交換器２、電気部品の腐食の防止を
図ることができる。

【００４４】なお、ＰＨ調整用イオン交換樹脂塔２１で
生成されたＮａＯＨまたはＣａ（ＯＨ）₂ は、冷却水Ｗ
とともに純度維持用イオン交換樹脂塔３を通過すること
により除去され、冷却水の純度が上がる。

【００４５】実施例３．図４はこの発明の実施例３に係
る電気機器冷却装置の全体構成を示す図である。

【００４６】図において、２３は水処理配管５中に純度
維持用イオン交換樹脂塔３と並列に設けられた腐食防止
手段としての難溶性塩基塔である。この難溶性塩基塔２
３内には、所定形状をした難溶性の塩基である石灰石ま
たはソーダライムが充填されている。２４は純度維持用
イオン交換樹脂塔３を通る冷却水Ｗの流量と難溶性塩基
塔２３を通る冷却水Ｗの流量との流量比を設定するため
の流量調整弁であり、流量調整弁６と同一の機能を有す
るものである。なお、イオン集合管２０を除き、他の構
成は上記実施例１による電気機器冷却装置と同一であ
る。

【００４７】この実施例３では、難溶性塩基塔２３内に
冷却水Ｗが通されると、難溶性塩基塔２３内の石灰石ま
たはソーダライムがわずかに冷却水Ｗ中に溶け込み、冷
却水ＷのＰＨが上昇する。そして、冷却水Ｗに炭酸ガス
が溶け込んでも、石灰石やソーダライムの溶解によって
生成されたＯＨ^-により中和される。そこで、炭酸ガス
の溶け込みによる冷却水Ｗの酸性化が防止される。この
場合、流量調整弁２４の開度が調整されて、この冷却水
Ｗは中性または弱アルカリ性に維持される。したがっ
て、この電気機器冷却装置では、絶縁管８の長さが比較
的短い場合においても、冷却水Ｗの酸性化の防止によっ
て、継手部９、冷却水系の熱交換器２、電気部品の腐食
の防止を図ることができる。なお、冷却水Ｗ中に僅かに
溶け込んだ、石灰石やソーダライムは、純度維持用イオ
ン交換樹脂塔３を通過することにより除去される。

【００４８】実施例４．図５はこの発明の実施例４に係
る電気機器冷却装置の全体構成を示す図である。

【００４９】図において、２５はストレージタンク１０
の上部側の空気層１０ａに連通する炭酸ガス吸収装置で
ある。この炭酸ガス吸収装置２５は内部に炭酸ガス吸収
剤（例えばソーダライム、ＮａＯＨまたはＢａＯＨ）が
充填されている。２６はストレージタンク１０と外気と
の間に差圧が生じた場合に開くブリーズ弁である。この
ブリーズ弁２６は炭酸ガス吸収装置２５の大気側配管中
に取り付けられている。この場合、炭酸ガス吸収装置２
５とブリーズ弁２６とで腐食防止手段が構成される。な
お、イオン集合管２０を除き、他の構成は上記実施例１
による電気機器冷却装置と同一である。

【００５０】この実施例４では、炭酸ガス吸収装置２５
は、その炭酸ガス吸収剤が、ストレージタンク１０の空
気層１０ａに連通しているため、この空気層１０ａ中の
炭酸ガスを吸収するとともに、ストレージタンク１０内
に取り込まれる外気が必ずその内部を通過するため、こ
の外気中の炭酸ガスも吸収する。この場合、外気はブリ
ーズ弁２６を介して、必要な場合しか、ストレージタン
ク１０内に取り込まれないため、ストレージタンク１０
の空気層１０ａ内の炭酸ガス濃度は常時低く抑えられ
る。

【００５１】このため、この電気機器冷却装置では、ス
トレージタンク１０内の冷却水Ｗ中にストレージタンク
１０の空気層１０ａを介して炭酸ガスが溶け込むのが防
止され、冷却水Ｗが酸性化されるのが防止される。した
がって、この電気機器冷却装置では、冷却水Ｗの酸性化
（ＰＨ値低下）の防止によって、絶縁管８の長さが比較
的短い場合においても、継手部９、冷却水系の熱交換器
２、電気部品の腐食の防止を図ることができる。

【００５２】実施例５．図６はこの発明の実施例５に係
る電気機器冷却装置の全体構成を示す図である。

【００５３】図において、２７はストレージタンク１０
の一側に設けられた腐食防止手段としての加熱脱気装置
である。この加熱脱気装置２７は、ストレージタンク１
０の側面に、ストレージタンク１０と連通するように設
けられたコの字型のパイプ２７ａと、このパイプ２７ａ
を外部から加熱するヒータ２７ｂと、パイプ２７ａに設
けられた止め弁２７ｃとから構成されている。なお、イ
オン集合管２０を除き、他の構成は上記実施例１による
電気機器冷却装置と同一である。

【００５４】この実施例５では、止め弁２７ｃを開け、
パイプ２７ａをヒータ２７ｂで加熱することにより、パ
イプ２７ａ中の冷却水Ｗは、加熱されて、パイプ２７ａ
内とストレージタンク１０内とを循環しつつ対流する。
そして、冷却水Ｗは、その温度が上がって溶存酸素が外
部に放出される。したがって、この電気機器冷却装置で
は、冷却水Ｗ中の溶存酸素量を減少させることによっ
て、絶縁管８の長さが比較的短い場合においても、継手
部９、冷却水系の熱交換器２、電気部品の腐食の防止を
図ることができる。

【００５５】実施例６．図７はこの発明の実施例６に係
る電気機器冷却装置の全体構成を示す図である。

【００５６】図において、２８は純度維持用イオン交換
樹脂塔３と流量調整弁６との間の水処理配管５中に設け
られた、腐食防止手段としての酸素捕捉装置である。こ
の酸素捕捉装置２８内には、所定の形状に形成された酸
化しやすい卑な金属（例えばＡｌ、Ｍｇ、Ｚｎ）が充填
されている。なお、イオン集合管２０を除けば、他の構
成は上記実施例１による電気機器冷却装置と同一であ
る。

【００５７】一般に、水冷式電気機器の冷却対象である
熱交換器や電気部品には熱伝導性のよいＣｕが用いら
れ、配管等にはＦｅが用いられ、腐食によりＣｕ²⁺、Ｆ
ｅ²⁺が生成される。これらの重金属イオンは冷却水中に
存在して導電率を増加し、継手部９間に流れる電流値を
増加するように作用する。この実施例６では、酸素捕捉
装置２８中に冷却水Ｗを通すことにより、冷却水Ｗ中の
溶存酸素や重金属（例えば、Ｆｅ²⁺、Ｃｕ²⁺）はこの酸
素捕捉装置２８中の金属に捕捉される。したがって、こ
の電気機器冷却装置では、冷却水Ｗ中の溶存酸素量を減
少させることによって、絶縁管８の長さが比較的短い場
合においても、継手部９、冷却水系の熱交換器２、電気
部品の腐食の防止を図ることができる。また、この電気
機器冷却装置では、冷却水Ｗ中に溶存する重金属をも減
少させることによって、絶縁管８の両側の継手部９間に
流れる電流値の増加を抑えることができ、この点でも、
継手部９の腐食の防止を図ることができる。

【００５８】実施例７．図８はこの発明の実施例７に係
る電気機器冷却装置の継手部周りを示す拡大断面図であ
る。

【００５９】図において、２９は冷却水Ｗが絶縁管８側
に流れる側の継手部９の小径部９ａから絶縁管８側に突
出する、先端が円弧状に丸められた腐食防止手段として
のリング状突起（局部的水流形成手段）である。このリ
ング状突起２９の外周面と絶縁管８の内面間には一定の
隙間２９ａが形成されている。なお、イオン集合管２０
を除けば、他の構成は上記実施例１による電気機器冷却
装置と同一である。

【００６０】継手部９の小径部９ａの形状が、図１１で
示されるような絶縁管８と段部を形成するような形にな
っている場合、継手部９側から絶縁管８側に流れ込んだ
冷却水Ｗは、この段部で淀み、この段部に腐食性イオン
を濃縮させることになる。この実施例８では、継手部９
の小径部９ａにリング状突起２９を設けることにより、
冷却水Ｗはこのリング状突起２９の外側の隙間２９ａ側
にも回り込み乱流が生じ、絶縁管８と継手部９との間に
冷却水Ｗの淀みはなくなる。また、リング状突起２９の
円弧状先端部は電界を緩和する。

【００６１】したがって、この電気機器冷却装置では、
冷却水Ｗの流れの淀みによって生じる腐食性イオンの濃
縮の防止と、リング状突起２９の円弧状先端部における
電界の緩和によって、絶縁管８の長さが比較的短い場合
においても、継手部９の腐食の防止を図ることができ
る。

【００６２】実施例８．図９はこの発明の実施例８に係
る電気機器冷却装置の継手部周りを示す拡大断面図であ
る。

【００６３】図において、３０は継手部９の内面にらせ
ん状に形成された腐食防止手段としてのらせん状溝であ
る。なお、イオン集合管２０を除けば、他の構成は上記
実施例１による電気機器冷却装置と同一である。

【００６４】この実施例８では、継手部９内を流れる冷
却水Ｗは、この継手部９の内面に形成されたらせん状溝
３０によって、乱流状態が増幅されるため、この継手部
９の内面側や継手部９と絶縁管８との接続部において、
腐食性イオンの濃縮が防止される。したがって、この電
気機器冷却装置では、継手部９周りに腐食性イオンが濃
縮するのを防止することによって、絶縁管８の長さが比
較的短い場合においても、継手部９の腐食の防止を図る
ことができる。

【００６５】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６６】この発明の第１の発明によれば、冷却水を
通すことにより、この冷却水の水質をイオン変換樹脂に
よって常時高純度に維持させる純度維持用イオン交換樹
脂塔と、冷却水の水質を高純度に維持した状態で、冷却
水系の各部の腐食因子を減少させる腐食防止手段とを備
えているので、腐食防止手段により、継手部周りにおけ
る腐食性イオンの濃縮、冷却水の酸性化、冷却水中の溶
存酸素等の腐食因子が減少でき、水冷式電気機器の小型
化、高性能化にともなって絶縁管が短くなっても、継手
部の腐食を十分防止することができ、また冷却水系の熱
交換器、電気部品の防食もできる電気機器冷却装置が得
られる。

【００６７】また、この発明の第２の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水配管中
の絶縁管近傍に配置されるとともに、冷却水配管の両側
に第２継手部を有し、かつ、この第２継手部間の電界強
度が絶縁管の両側の継手部間の電界強度より大きく維持
されているイオン集合管で構成されているので、イオン
集合管周りに冷却水中の腐食性イオンが集められ、継手
部周りにおける腐食性イオンの濃縮が防止され、継手部
の腐食の防止を一層図ることができる。

【００６８】また、この発明の第３の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通す
ことにより、この冷却水のＰＨ値をイオン交換樹脂によ
って常時中性または弱アルカリ性に維持させるＰＨ調整
用イオン交換樹脂塔で構成されているので、冷却水の酸
性化が防止され、継手部、冷却水系内の熱交換器、電気
部品の腐食の防止を一層図ることができる。

【００６９】また、この発明の第４の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通す
ことにより、この冷却水のＰＨ値を難溶性塩基によって
常時中性または弱アルカリ性に維持させる難溶性塩基塔
で構成されているので、冷却水の酸性化が防止され、継
手部、冷却水系内の熱交換器、電気部品の腐食の防止を
一層図ることができる。

【００７０】また、この発明の第５の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水配管に
連通するストレージータンク内の上部側空気層中の炭酸
ガスを吸収する炭酸ガス吸収装置と、このストレージー
タンク内への空気の無用な流入を防止するブリーズ弁と
を有して構成されているので、冷却水中への炭酸ガスの
溶け込みによる冷却水の酸性化が防止され、継手部、冷
却水系内の熱交換器、電気部品の腐食の防止を一層図る
ことができる。

【００７１】また、この発明の第６の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水の一部
を高温に加熱して脱気する脱気装置で構成されているの
で、冷却水中の溶存酸素の減少が図られ、継手部、冷却
水系内の熱交換器、電気部品の腐食の防止を一層図るこ
とができる。

【００７２】また、この発明の第７の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水を通す
ことにより、この冷却水中の溶存酸素や重金属イオンを
卑な金属によって捕捉する酸素捕捉装置で構成されてい
るので、冷却水中の溶存酸素や重金属の減少が図られ、
継手部、冷却水系内の熱交換器、電気部品の腐食の防止
を一層図ることができる。

【００７３】また、この発明の第８の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水に接触
する継手部と絶縁管との接続部近傍に設けられた局部的
水流形成手段で構成されているので、継手部回りに局部
的な乱流を生じさせて継手部周りにおける腐食性イオン
の濃縮が防止され、継手部の腐食の防止を一層図ること
ができる。

【００７４】また、この発明の第９の発明によれば、上
記第１の発明において、腐食防止手段が、冷却水と接触
する継手部の内面側に形成されたらせん状溝で構成され
ているので、継手部を流れる冷却水の乱流状態を増大さ
せて継手部周りにおける腐食性イオンの濃縮が防止さ
れ、継手部の腐食の防止を一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図２】この発明の実施例１に係る電気機器冷却装置
のイオン集合管周りを示す断面図である。

【図３】この発明の実施例２に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図４】この発明の実施例３に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図５】この発明の実施例４に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図６】この発明の実施例５に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図７】この発明の実施例６に係る電気機器冷却装置
の全体構成を示す図である。

【図８】この発明の実施例７に係る電気機器冷却装置
の継手部周りを示す拡大断面図である。

【図９】この発明の実施例８に係る電気機器冷却装置
の継手部周りを示す拡大断面図である。

【図１０】従来の電気機器冷却装置の全体構成を示す
図である。

【図１１】従来の電気機器冷却装置の継手部周りを示
す断面図である。

【符号の説明】

３純度維持用イオン交換樹脂塔、４冷却水配管、７
電気機器、８絶縁管、９継手部、１０ストレー
ジタンク、１０ａ空気層、２０イオン集合管、２０
ａ絶縁管部、２０ｂ継手部（第２継手部）、２１
ＰＨ調整用イオン交換樹脂塔（腐食防止手段）、２３
難溶性塩基塔（腐食防止手段）、２５炭酸ガス吸収装置
（腐食防止手段）、２６ブリーズ弁（腐食防止手
段）、２７加熱脱気装置（脱気装置、腐食防止手段）、
２８酸素捕捉装置（腐食防止手段）、２９リング状
突起（局部的水流形成手段、腐食防止手段）、３０ら
せん状溝（腐食防止手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西森忠雄尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者山内四郎尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者高橋信義尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内 (72)発明者平山友則神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号三菱電機株式会社神戸製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧が印加されている電気機器に冷却水
を通して、この電気機器の冷却を行うとともに、この電
気機器の冷却水配管の継手部間に絶縁管を取り付けて、
この電気機器の前記冷却水配管に対する絶縁がなされて
いる電気機器冷却装置において、前記冷却水を通すことにより、この冷却水の水質をイオ
ン変換樹脂によって常時高純度に維持させる純度維持用
イオン交換樹脂塔と、前記冷却水の水質を高純度に維持した状態で、冷却水系
の各部の腐食因子を減少させる腐食防止手段とを備えた
ことを特徴とする電気機器冷却装置。
【請求項２】前記腐食防止手段が、前記冷却水配管中
の前記絶縁管近傍に配置されるとともに、前記冷却水配
管の両側に第２継手部を有し、かつ、この第２継手部間
の電界強度が前記絶縁管の両側の前記継手部間の電界強
度より大きく維持されているイオン集合管であることを
特徴とする請求項１記載の電気機器冷却装置。
【請求項３】前記腐食防止手段が、前記冷却水を通す
ことにより、この冷却水のＰＨ値をイオン交換樹脂によ
って常時中性または弱アルカリ性に維持させるＰＨ調整
用イオン交換樹脂塔であることを特徴とする請求項１記
載の電気機器冷却装置。
【請求項４】前記腐食防止手段が、前記冷却水を通す
ことにより、この冷却水のＰＨ値を難溶性塩基によって
常時中性または弱アルカリ性に維持させる難溶性塩基塔
であることを特徴とする請求項１記載の電気機器冷却装
置。
【請求項５】前記腐食防止手段が、前記冷却水配管に
連通するストレージータンク内の上部側空気層中の炭酸
ガスを吸収する炭酸ガス吸収装置と、このストレージー
タンク内への空気の無用な流入を防止するブリーズ弁と
を有して構成されていることを特徴とする請求項１記載
の電気機器冷却装置。
【請求項６】前記腐食防止手段が、前記冷却水の一部
を高温に加熱して脱気する脱気装置であることを特徴と
する請求項１記載の電気機器冷却装置。
【請求項７】前記腐食防止手段が、前記冷却水を通す
ことにより、この冷却水中の溶存酸素や重金属イオンを
卑な金属によって捕捉する酸素捕捉装置であることを特
徴とする請求項１記載の電気機器冷却装置。
【請求項８】前記腐食防止手段が、前記冷却水に接触
する前記継手部と前記絶縁管との接続部近傍に設けられ
た局部的水流形成手段であることを特徴とする請求項１
記載の電気機器冷却装置。
【請求項９】前記腐食防止手段が、前記冷却水と接触
する前記継手部の内面側に形成されたらせん状溝である
ことを特徴とする請求項１記載の電気機器冷却装置。