JPH10191596A - Water-cooled electric equipment - Google Patents
Water-cooled electric equipmentInfo
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- JPH10191596A JPH10191596A JP34814996A JP34814996A JPH10191596A JP H10191596 A JPH10191596 A JP H10191596A JP 34814996 A JP34814996 A JP 34814996A JP 34814996 A JP34814996 A JP 34814996A JP H10191596 A JPH10191596 A JP H10191596A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は水冷発電機、燃料
電池などの水冷式電気機器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-cooled electric device such as a water-cooled generator and a fuel cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、水冷式電気機器は多数の冷却対
象物としての電気機器を有している。この冷却式電気機
器には、冷却水配管に設置してある金属継手が絶縁管を
介して接続され、冷却水配管を介して供給される冷却水
が電気機器に流れて電気機器が冷却される。2. Description of the Related Art Generally, a water-cooled electric device has a large number of electric devices as objects to be cooled. In this cooling type electric device, a metal joint installed in a cooling water pipe is connected via an insulating pipe, and cooling water supplied through the cooling water pipe flows into the electric device to cool the electric device. .
【0003】図5は従来の水冷式電気機器の全体構成を
示している。図5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の水質を高純度(低導
電率)に保持するためのイオン交換樹脂塔である。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はイオン交換樹脂塔3を含むように環
状に形成された冷却水配管4と循環ポンプ1の出入り口
点P、Qで連結される冷却水Wの水処理配管である。6
は水処理配管5のイオン交換樹脂塔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
側に設けられた電気機器、8は金属継手9と冷却水配管
4の端部の金属継手9とのあいだ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。さらに電気機
器7には電圧が印加されており、絶縁管8の両端に接続
する金属継手9間に電位差が生じている。FIG. 5 shows the overall structure of a conventional water-cooled electric device. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a circulating pump for cooling water W, 2 denotes a heat exchanger, and 3 denotes an ion-exchange resin tower for maintaining the quality of the cooling water W at high purity (low conductivity). Reference numeral 4 denotes a cooling water pipe formed in an annular shape so as to include the circulation pump 1 and the heat exchanger 2, and reference numeral 5 denotes a cooling water pipe 4 formed in an annular shape so as to include the ion-exchange resin tower 3, and an entrance / exit point of the circulation pump 1. This is a water treatment pipe for cooling water W connected by P and Q. 6
Is a flow control valve provided on the upstream side of the ion-exchange resin tower 3 of the water treatment pipe 5; 7 is an electric device provided on the downstream side of the heat exchanger 2 of the cooling water pipe 4; An insulating pipe connected between the metal fitting 9 at the end of the water pipe 4;
Reference numeral 10 denotes a storage tank for the cooling water W which communicates with the communication point Q of the cooling water pipe 4 via the pipe 11. Further, a voltage is applied to the electric device 7, and a potential difference is generated between the metal joints 9 connected to both ends of the insulating tube 8.
【0004】つぎに、この従来の水冷式電気機器の動作
について説明する。循環ポンプ1を作動すると、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の残りは冷却水配管5側に送ら
れ、イオン交換樹脂塔3に供給される。このばあい、冷
却水配管4側の流量と冷却水配管5側の流量との比は流
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、冷却された冷却水Wは電気機器7内に供給
されて、電気機器7を冷却したのち、再び循環ポンプ1
側に戻される。Next, the operation of the conventional water-cooled electric equipment will be described. When the circulation pump 1 is operated, a part of the cooling water W is sent to the cooling water pipe 4 and supplied to the heat exchanger 2, and the rest of the cooling water W is sent to the cooling water pipe 5 and the ion exchange resin Feed to tower 3. In this case, the ratio of the flow rate on the cooling water pipe 4 side to the flow rate on the cooling water pipe 5 side is determined by the opening degree of the flow control valve 6. After passing through the heat exchanger 2, the cooled cooling water W is supplied into the electric device 7, cools the electric device 7, and then returns to the circulation pump 1.
Returned to the side.
【0005】図6は絶縁管8と接続される金属継手9周
りの詳細を示している。金属継手9は冷却水配管4の両
端に取り付けられ、金属継手9の先端部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と金属継手9を袋ナット12
によって連結しており、絶縁管8内を冷却水が流れてい
る。FIG. 6 shows details around a metal joint 9 connected to the insulating tube 8. The metal joint 9 is attached to both ends of the cooling water pipe 4, and the tip 9 a of the metal joint 9 is
It is plugged inside. Then, the end 8a of the insulating tube 8 bent into a flange shape and the metal joint 9 are attached to the cap nut 12.
And the cooling water flows inside the insulating tube 8.
【0006】ところで、水冷式電気機器の水循環系には
銅、鉄製などの金属製部品が使用されており、これらが
腐食すると、つぎの式に示すように冷却水中に金属イ
オン(陽イオン)が生成する。[0006] By the way, metal parts such as copper and iron are used in a water circulation system of a water-cooled electric device, and when these parts are corroded, metal ions (cations) are generated in the cooling water as shown in the following equation. Generate.
【0007】M → Mn+ + ne ・・・・・・ なお、式中のMは金属、nは価数、eは電子を表わ
す。M → M n + + ne where M represents a metal, n represents a valence, and e represents an electron.
【0008】絶縁管8の両端に接続する金属継手9間に
は電位差が生じているため、低電位側の金属継手9の近
傍に金属イオンが達すると、金属継手9に付着する。Since a potential difference is generated between the metal joints 9 connected to both ends of the insulating tube 8, when metal ions reach the vicinity of the metal joint 9 on the low potential side, they adhere to the metal joint 9.
【0009】 Mn+ + ne → M ・・・・・・ Mn+ + nH2O → M(OH)n + nH+ ・・・・・・ なお、M(OH)nは金属水酸化物である。M n + + ne → M... M n + + nH 2 O → M (OH) n + nH + ... M (OH) n is a metal hydroxide .
【0010】前記式、式中の金属および金属水酸化
物は腐食生成物であり、他に金属酸化物も考えられる。
これらの腐食生成物が絶縁管8に沿って成長すると、絶
縁管8が汚れるため、絶縁管8の耐電圧が低下して短絡
するばあいがある。The above formulas, the metals and metal hydroxides in the above formulas are corrosion products, and other metal oxides are also conceivable.
When these corrosion products grow along the insulating tube 8, the insulating tube 8 is contaminated, and the withstand voltage of the insulating tube 8 may be reduced to cause a short circuit.
【0011】この短絡を防止するためには、腐食生成物
の生成原因である金属製部品の腐食を防止すればよい。
かかる金属製部品の防食法として、電位差のある金属製
部品に対して、耐食性材料の採用もしくはコーティング
が考えられ、一方、電位差のない金属製部品に対して、
耐食性材料の採用もしくはコーティング、または冷却水
中への酸素の溶け込み防止、もしくは溶存酸素の除去が
考えられる。In order to prevent such a short circuit, it is only necessary to prevent corrosion of a metal component which is a cause of the generation of corrosion products.
As a method of preventing corrosion of such a metal part, adoption or coating of a corrosion-resistant material for a metal part having a potential difference is considered, while for a metal part having no potential difference,
Adoption or coating of a corrosion-resistant material, prevention of oxygen from dissolving in cooling water, or removal of dissolved oxygen can be considered.
【0012】すなわち、金属製部品には、金属継手のよ
うに電位差が生じている部品と熱交換器などのように電
位差が生じていない部品がある。That is, metal parts include parts having a potential difference such as a metal joint and parts having no potential difference such as a heat exchanger.
【0013】電位差の生じている部品、たとえば金属継
手では、電位の高い金属継手が腐食する。この腐食防止
の対策として、部品にステンレス鋼などの耐食性材料を
採用するか、またはTiNなどの耐食性材料をコーティ
ングすることが考えられる。In a part having a potential difference, for example, a metal joint, a metal joint having a high potential is corroded. As a countermeasure against this corrosion, it is conceivable to employ a corrosion-resistant material such as stainless steel for the component, or to coat the component with a corrosion-resistant material such as TiN.
【0014】また電位差の生じていない部品では、一般
に冷却水中に溶存酸素が存在すると腐食する。その対策
として、ステンレス鋼などの耐食性材料の採用またはコ
ーティングが考えられる。金属製部品を防食するための
耐食性材料やコーティングの採用は、金属製部品の種類
によっては適用困難なばあいがある。たとえば、金属製
部品の1つである熱交換器には、冷却性能を考慮して一
般に銅が使用されているが、防食のために他の材料に変
更するとコスト高になる。したがって、金属製部品の種
類によっては材料変更が制限されるばあいがあり、完全
に腐食を抑えることは困難である。In general, components having no potential difference are corroded when dissolved oxygen is present in the cooling water. As a countermeasure, adoption or coating of a corrosion resistant material such as stainless steel can be considered. The adoption of a corrosion-resistant material or a coating for preventing corrosion of a metal part may be difficult to apply depending on the type of the metal part. For example, copper is generally used in a heat exchanger, which is one of the metal parts, in consideration of cooling performance. However, if another material is used for corrosion protection, the cost increases. Therefore, depending on the type of the metal part, the material change may be limited, and it is difficult to completely suppress corrosion.
【0015】一方、電位差が生じていない金属製部品の
他の防食法として、腐食原因である冷却水中への酸素の
溶け込みを防止するか、または溶存酸素の除去が考えら
れるが、以下の理由により、溶存酸素を完全に除去でき
ない。On the other hand, as another method of preventing corrosion of metal parts having no potential difference, it is conceivable to prevent oxygen from dissolving into cooling water, which is a cause of corrosion, or to remove dissolved oxygen, for the following reasons. In addition, dissolved oxygen cannot be completely removed.
【0016】すなわち、絶縁管の両端に接続する金属継
手間には電位差が生じているため、電位差が大きいばあ
い、つぎの式、式のように、水の電気分解により酸
素または水素が金属継手表面で発生する。That is, since a potential difference is generated between the metal joints connected to both ends of the insulating tube, if the potential difference is large, oxygen or hydrogen is converted into water by the electrolysis of water as shown in the following equation. Occurs on the surface.
【0017】高電位側の金属継手表面では、 2H2O → O2 + 4H+ + 4e ・・・・・・ 低電位側の金属継手表面では、 2H2O + 2e → H2 + 2OH- ・・・・・・ したがって、絶縁管の両端にする金属継手間に電位差が
生じているばあい、水循環系内には溶存酸素が存在する
ことになり、金属製部品は腐食する。このため、電位差
の生じていない金属製部品の腐食を完全に抑えることは
困難である。On the surface of the metal joint on the high potential side, 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e... On the surface of the metal joint on the low potential side, 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH −. ... Therefore, if a potential difference is generated between the metal joints at both ends of the insulating tube, dissolved oxygen will be present in the water circulation system, and the metal parts will corrode. For this reason, it is difficult to completely suppress the corrosion of a metal part having no potential difference.
【0018】ところで、腐食生成物を除去するために、
たとえばスポンジボールによる洗浄が行なわれている
(特開平2−272300号公報参照)。しかし、この
方法を水冷発電機に適用するばあい、汚れが付着した絶
縁管を外さなければならないため、作業性が低下する。
したがって、絶縁管に汚れを付着させないようにしなけ
ればならない。Incidentally, in order to remove corrosion products,
For example, cleaning with a sponge ball is performed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-272300). However, when this method is applied to a water-cooled generator, the workability deteriorates because the insulated pipe having dirt must be removed.
Therefore, it is necessary to prevent dirt from adhering to the insulating tube.
【0019】以上のことから、絶縁管の耐電圧低下を防
止するためには、金属製部品が腐食することを前提にし
て、絶縁管への腐食生成物の付着を防止できるようにし
なければならない。From the above, in order to prevent a decrease in the withstand voltage of the insulating tube, it is necessary to prevent corrosion products from adhering to the insulating tube on the premise that metal parts are corroded. .
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、絶縁
管の両端に位置する金属継手間に電位差が生じているば
あい、金属製部品の腐食によって生成した金属イオンが
低電位側の金属継手に付着して絶縁管に沿って成長する
と、耐電圧が低下して短絡するばあいがある。近年、水
冷式電気機器の小型化、高性能化に伴って、絶縁管の長
さを短くする傾向にあるため、短絡対策は不可欠であ
る。As described above, when there is a potential difference between the metal joints located at both ends of the insulating tube, the metal ions generated by corrosion of the metal parts are reduced to the low potential side metal joint. When it grows along the insulating tube by adhering to the surface, there is a case where the withstand voltage is reduced and a short circuit occurs. In recent years, with the miniaturization and high performance of water-cooled electric equipment, the length of the insulating tube has been reduced, and therefore, measures against short-circuiting are indispensable.
【0021】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、金属継手間に高電圧が印加さ
れても、また絶縁管の長さが短くなっても、効果的に耐
電圧低下を防止することができる水冷式電気機器を提供
することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is effective even when a high voltage is applied between metal joints or when the length of an insulating tube is shortened. An object of the present invention is to provide a water-cooled electric device that can prevent a decrease in withstand voltage.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】この発明の水冷式電気機
器は、少なくとも循環ポンプ、熱交換器および冷却水の
ストレージタンクが絶縁管を介して冷却対象物に配管さ
れ、前記絶縁管の両端に接続される接続部材間に電位差
が生じている水冷式電気機器であって、低電位側の接続
部材に前記絶縁管への汚れの付着を防止するための付着
防止手段が設けられてなることを特徴としている。According to a water-cooled electric apparatus of the present invention, at least a circulation pump, a heat exchanger and a storage tank for cooling water are piped to an object to be cooled through an insulating pipe, and both ends of the insulating pipe are provided. A water-cooled electric device in which a potential difference occurs between connected members, wherein the low-potential side connection member is provided with adhesion preventing means for preventing adhesion of dirt to the insulating tube. Features.
【0023】前記接続部材が金属継手であるの好まし
い。Preferably, the connection member is a metal joint.
【0024】前記付着防止手段が、前記絶縁管内に挿入
された前記金属継手の嵌合部の先端外周面に環状溝を形
成する、前記金属継手の段付先端部からなるのが好まし
い。前記段付先端部に前記絶縁管と金属継手の段付先端
部とのあいだの冷却水の滞留を防止するための流水路が
設けられているのが好ましい。Preferably, the adhesion preventing means comprises a stepped tip portion of the metal joint which forms an annular groove in an outer peripheral surface of a tip portion of the fitting portion of the metal joint inserted into the insulating tube. It is preferable that a water passage for preventing cooling water from staying between the insulating pipe and the stepped tip of the metal joint is provided at the stepped tip.
【0025】前記付着防止手段が電界集中形状を呈して
いるのが好ましい。Preferably, the adhesion preventing means has an electric field concentrated shape.
【0026】前記付着防止手段が、前記絶縁管内に挿入
された前記金属継手の嵌合部の先端外周面に内側にテー
パカット面を形成する、前記金属継手の先細り先端部に
されているのが好ましい。[0026] Preferably, the adhesion preventing means is provided at a tapered tip portion of the metal joint, which forms a taper cut surface inside a tip outer peripheral surface of a fitting portion of the metal joint inserted into the insulating tube. preferable.
【0027】前記先細り先端部に前記絶縁管と金属継手
の先細り先端部とのあいだの冷却水の滞留を防止するた
めの流水路が設けられているのが好ましい。[0027] It is preferable that a flow channel for preventing cooling water from staying between the insulating tube and the tapered tip of the metal joint is provided at the tapered tip.
【0028】前記付着防止手段が、前記絶縁管内に挿入
された前記金属継手の嵌合部の先端面に形成される非導
電性部材からなるのが好ましい。[0028] It is preferable that the adhesion preventing means is formed of a non-conductive member formed on a distal end surface of a fitting portion of the metal joint inserted into the insulating tube.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】[実施の形態1]図1はこの発明の実施の
形態1である水冷式電気機器における金属継手を示す要
部断面図である。水冷式電気機器の基本構造は、図5に
示される水冷式電気機器と共通しており、少なくとも循
環ポンプ、熱交換器および冷却水のストレージタンクが
絶縁管を介して冷却対象物である電気機器に配管され、
前記絶縁管8の両端に接続される接続部材である金属継
手9間に電位差が生じている。[First Embodiment] FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing a metal joint in a water-cooled electric apparatus according to a first embodiment of the present invention. The basic structure of the water-cooled electric device is common to the water-cooled electric device shown in FIG. 5, and at least the circulation pump, the heat exchanger and the storage tank of the cooling water are electric objects to be cooled via the insulating pipe. Piped to
A potential difference is generated between the metal joints 9 as connection members connected to both ends of the insulating tube 8.
【0031】そして、低電位側の金属継手9に前記絶縁
管への汚れの付着を防止するための付着防止手段が設け
られている。Further, the metal joint 9 on the low potential side is provided with an adhesion preventing means for preventing adhesion of dirt to the insulating tube.
【0032】前記付着防止手段として、前記絶縁管8内
に挿入された前記金属継手9の嵌合部の先端外周面に環
状溝13を形成する、前記金属継手9の段付先端部14
が採用されている。この段付先端部14は、前記環状溝
13により絶縁管8から離されている。前記絶縁管8の
長手方向に対して垂直方向の距離である絶縁管8と金属
継手9の段付先端部14間の長さX1および前記絶縁管
8のの長手方向の距離である金属継手9の段付先端部1
4の長さY1は、とくに限定されないが、通常X1=
0.5mm以上、Y1=2mm以上である。As the adhesion preventing means, an annular groove 13 is formed on the outer peripheral surface of the distal end of the fitting portion of the metal joint 9 inserted into the insulating tube 8, and the stepped distal end portion 14 of the metal joint 9 is formed.
Has been adopted. The stepped tip 14 is separated from the insulating tube 8 by the annular groove 13. The length X1 between the insulating tube 8 and the stepped tip 14 of the metal joint 9 which is a distance in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the insulating tube 8 and the metal joint 9 which is a distance in the longitudinal direction of the insulating tube 8 Stepped tip 1
4, the length Y1 is not particularly limited, but usually X1 =
0.5 mm or more and Y1 = 2 mm or more.
【0033】本実施の形態1によれば、低電位側の金属
継手の段付先端物が高電位側の金属継手に向かって冷却
水中を成長しようとするが、冷却水の流れによる機械的
作用によって付着物が剥ぎ取られるため、付着物の成長
が防止される。なお、金属継手の段付先端部から剥ぎ取
られた付着物は冷却水中を循環することになる。冷却水
を高純度(低導電率)に維持しておけば、再溶解して金
属イオンとなってイオン交換樹脂に捕捉されるため、そ
の付着物を除去できる。または、付着物を冷却水から除
去するために、冷却水の循環経路、たとえばイオン交換
樹脂塔に冷却水が流れ込む手前(水配管5のいずれかの
箇所)にフィルターを設置するのが好ましい。According to the first embodiment, the stepped tip of the metal joint on the low potential side tends to grow in the cooling water toward the metal joint on the high potential side. As a result, the attached matter is peeled off, thereby preventing the attached matter from growing. In addition, the adhered substance peeled off from the stepped tip of the metal joint circulates in the cooling water. If the cooling water is maintained at a high purity (low conductivity), the cooling water is redissolved and becomes a metal ion and is captured by the ion exchange resin, so that the attached matter can be removed. Alternatively, in order to remove the deposits from the cooling water, it is preferable to install a filter in a circulation path of the cooling water, for example, before the cooling water flows into the ion-exchange resin tower (any part of the water pipe 5).
【0034】[実施の形態2]図2はこの発明の実施の
形態2である水冷式電気機器における金属継手を示す要
部断面図である。この金属継手は、絶縁管への汚れの付
着防止のために、その先端部を鋭角にした電界集中形状
にしている。この電界集中形状としては、金属継手の先
端部は鋭角であればよく、たとえば図2に示すように、
前記絶縁管8内に挿入された前記金属継手9の嵌合部の
先端外周面に内側にテーパカット面15aを形成する、
前記金属継手の先細り先端部15とすることができる。
前記絶縁管8の長手方向に対して垂直方向の距離である
絶縁管8と金属継手9の先細り先端部15間の長さX2
および前記絶縁管8のの長手方向の距離である金属継手
9の先細り先端部15の長さY2は、とくに限定されな
いが、通常X2=0.5mm以上、Y2=2mm以上で
ある。[Second Embodiment] FIG. 2 is a sectional view showing a main part of a metal joint in a water-cooled electric apparatus according to a second embodiment of the present invention. This metal joint has an electric field concentrated shape with an acute angle at the tip in order to prevent adhesion of dirt to the insulating tube. As the electric field concentration shape, the tip of the metal joint only needs to be an acute angle. For example, as shown in FIG.
Forming a tapered cut surface 15a inside on the outer peripheral surface at the distal end of the fitting portion of the metal joint 9 inserted into the insulating tube 8;
The tapered tip 15 of the metal joint can be used.
The length X2 between the insulating tube 8 and the tapered tip 15 of the metal joint 9 which is the distance in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the insulating tube 8
The length Y2 of the tapered tip 15 of the metal joint 9, which is the distance in the longitudinal direction of the insulating tube 8, is not particularly limited, but is usually X2 = 0.5 mm or more and Y2 = 2 mm or more.
【0035】[実施の形態3]図3はこの発明の実施の
形態3である水冷式電気機器における金属継手を示す要
部断面図である。前記実施の形態1〜2よりも汚れの付
着をさらに抑制するために、この金属継手9は、図3に
示すようにその先端部16を絶縁管8から離し、かつ該
先端部16に、厚さ方向に貫通する流水路17を設けて
いる。これにより、絶縁管8と金属継手9の先端部16
間の冷却水18の滞留を防止できるため、より高電圧が
印加される条件でも金属イオンの濃縮が起こらず、金属
継手9への汚れの付着をより効果的に防止できる。図3
の金属継手は図1の金属継手の先端部に流水路を設けて
いるものであるが、図2の金属継手の先端部にも同様に
流水路を設けることができる。Third Embodiment FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a metal joint in a water-cooled electric device according to a third embodiment of the present invention. In order to further suppress the adhesion of dirt as compared with the first and second embodiments, as shown in FIG. 3, the metal joint 9 has its tip 16 separated from the insulating tube 8 and has a thickness A flowing water passage 17 penetrating in the vertical direction is provided. Thereby, the insulating tube 8 and the distal end portion 16 of the metal joint 9 are formed.
Since it is possible to prevent the cooling water 18 from staying during this period, even under conditions where a higher voltage is applied, metal ions do not concentrate, and the adhesion of dirt to the metal joint 9 can be more effectively prevented. FIG.
In the metal joint of (1), a flowing water channel is provided at the tip of the metal joint of FIG. 1. However, a flowing water channel can be similarly provided at the tip of the metal joint of FIG.
【0036】[実施の形態4]図4はこの発明の実施の
形態4である水冷式電気機器における金属継手を示す要
部断面図である。この金属継手9は、金属継手の嵌合部
19の先端面に非導電性部材20のコーティングを施し
たものである。非導電性部材20としては、たとえばガ
ラスやAl2O3などのセラミックスを用いることができ
る。コーティング厚さは、とくに限定されないが、通常
1μm以上である。[Fourth Embodiment] FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a metal joint in a water-cooled electric apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The metal joint 9 is obtained by coating a non-conductive member 20 on the distal end surface of a fitting portion 19 of the metal joint. As the non-conductive member 20, for example, glass or ceramics such as Al 2 O 3 can be used. The coating thickness is not particularly limited, but is usually 1 μm or more.
【0037】により、金属継手の先端部内側21に腐食
生成物が付着するが、冷却水の流れによって剥ぎ取られ
るため、付着物の成長が阻害される。As a result, the corrosion product adheres to the inside 21 of the distal end portion of the metal joint, but is stripped off by the flow of the cooling water, so that the growth of the deposit is inhibited.
【0038】[実施例1]絶縁管への汚れの付着防止を
調べるために、図5に示す水冷式電気機器を模擬した冷
却水循環装置を製作し、図1に示すような段付先端部が
形成された金属継手と図6に示す従来の金属継手とを比
較した実験を行なった。なお、実験条件は金属継手間の
電界強度=1kV/cm、冷却水の導電率=1.0μS
/cm以下、冷却水の流速=1m/sであり、熱交換器
の接水部を模擬するために銅管を設置した。Example 1 In order to investigate the prevention of the adhesion of dirt to the insulating tube, a cooling water circulating device simulating a water-cooled electric device shown in FIG. 5 was manufactured, and a stepped tip as shown in FIG. An experiment was conducted to compare the formed metal joint with the conventional metal joint shown in FIG. The experimental conditions were as follows: electric field strength between metal joints = 1 kV / cm, conductivity of cooling water = 1.0 μS
/ Cm or less, the flow rate of the cooling water = 1 m / s, and a copper tube was installed in order to simulate the water contact part of the heat exchanger.
【0039】実験の結果、図1に示す低電位側の金属継
手において、その段付先端部に付着物が認められたが、
絶縁管に沿って成長していなかった。一方、従来の低電
位側の金属継手にはその先端部に付着物が求められ、そ
れが絶縁管に沿って成長していた。As a result of the experiment, in the metal joint on the low potential side shown in FIG.
It did not grow along the insulating tube. On the other hand, in the conventional metal joint on the low potential side, an adhering matter was required at the tip thereof, and it grew along the insulating tube.
【0040】ところで、金属継手は、その段付先端部の
長さがX1=0.5mm、Y1=2mmであった。した
がって、長さX1は長いほど絶縁管から離れるため、少
なくとも0.5mm以上であれば、付着物の成長を防止
できる。一方、長さYは電界強度が大きくなるほど長く
しなければならないが、上記の実験条件では、少なくと
もY1=2mmであれば付着物の成長を防止できる。な
お、付着物を分析した結果、酸化銅であることが分かっ
たが、これは銅管の腐食生成物である。冷却水循環装置
に設置した銅管が腐食して銅イオンが生成し、それが金
属継手まで達するまでに冷却水中の溶存酸素によって酸
化されたか、あるいは銅イオンが金属銅として金属継手
に析出したのち、冷却水中の溶存酸素によって酸化され
たものと考えられる。酸化銅は導電性を有しており、絶
縁管に沿って成長して高電位側の金属継手に達すると、
短絡する現象が別の実験で確認された。したがって、短
絡防止のためには、酸化銅の絶縁管に沿った成長を防止
する必要があり、図1に示す先端部を有する金属継手を
用いることによって、その成長を防止できる。The length of the stepped tip of the metal joint was X1 = 0.5 mm and Y1 = 2 mm. Therefore, the longer the length X1 is, the longer the length X1 is from the insulating tube. On the other hand, the length Y must be increased as the electric field intensity increases, but under the above experimental conditions, the growth of the deposit can be prevented if at least Y1 = 2 mm. As a result of analyzing the attached matter, it was found that the substance was copper oxide, which was a corrosion product of a copper tube. After the copper pipe installed in the cooling water circulation device corrodes and produces copper ions, it is oxidized by dissolved oxygen in the cooling water until it reaches the metal joint, or after the copper ions precipitate as metallic copper on the metal joint, It is considered that it was oxidized by dissolved oxygen in the cooling water. Copper oxide has conductivity, and when it grows along the insulating tube and reaches the metal joint on the high potential side,
The phenomenon of short-circuit was confirmed in another experiment. Therefore, in order to prevent a short circuit, it is necessary to prevent the copper oxide from growing along the insulating tube, and the growth can be prevented by using the metal joint having the tip shown in FIG.
【0041】[実施例2]絶縁管への腐食生成物の付着
防止効果を調べるために、実施例1に記載の冷却水循環
装置を用いて、図2に示すような先細り先端部が形成さ
れた金属継手と図6に示す従来の金属継手とを同条件で
実験を行なった。Example 2 In order to investigate the effect of preventing corrosion products from adhering to an insulating tube, the cooling water circulation device described in Example 1 was used to form a tapered tip as shown in FIG. An experiment was conducted on the metal joint and the conventional metal joint shown in FIG. 6 under the same conditions.
【0042】実験の結果、従来の金属継手(低電位側)
にはその先端部に付着物が認められ、絶縁管に沿って成
長していた。一方、図2に示す金属継手(低電位側)に
おいては、その先端部が電界集中部であるために付着が
集中しているのが認められたが、絶縁管に沿って成長し
ていなかった。As a result of the experiment, the conventional metal joint (low potential side)
At the tip, a deposit was found, and it grew along the insulating tube. On the other hand, in the metal joint (low-potential side) shown in FIG. 2, it was recognized that the adhesion was concentrated because the tip portion was an electric field concentration portion, but it did not grow along the insulating tube. .
【0043】ところで、実験に用いた図2に示す金属継
手は、その先細り先端部の長さがX2=0.5mm、Y
2=2mmであった。したがって、長さX2は長いほど
絶縁管から離れるため、少なくとも0.5mm以上であ
れば、付着物の成長を防止できる。また、長さY1は電
界強度が大きくなるほど長くしなければならないが、実
施の形態1の実験条件では、少なくともY2=2mmで
あれば付着物の成長を防止できる。Incidentally, the metal joint shown in FIG. 2 used in the experiment has a tapered tip portion having a length of X2 = 0.5 mm and a length of Y2 = 0.5 mm.
2 = 2 mm. Therefore, the longer the length X2 is, the longer the length X2 is from the insulating tube. Further, the length Y1 must be increased as the electric field intensity increases. However, under the experimental conditions of the first embodiment, the growth of the deposit can be prevented if at least Y2 = 2 mm.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、絶縁管への汚れの付着を防止するための付着防止手
段を設けたことにより、絶縁管の耐電圧が低下せず、短
絡を防止することができる。その結果、水冷式電気機器
の金属継手管に高電圧が印加されても、また水冷式電気
機器の小型化、高性能化に伴って絶縁管が短くなって
も、高信頼性を確保できる。As described above, according to the present invention, by providing an adhesion preventing means for preventing the adhesion of dirt to the insulating tube, the withstand voltage of the insulating tube is not reduced and a short circuit is prevented. can do. As a result, high reliability can be ensured even if a high voltage is applied to the metal joint pipe of the water-cooled electric device, and even if the insulating tube is shortened due to miniaturization and high performance of the water-cooled electric device.
【0045】また、付着防止手段が段付先端部であるば
あい、該段付先端部が絶縁管から離れているため、汚れ
が絶縁管に沿って成長しない。したがって、絶縁管の耐
電圧が低下せず、短絡を防止できる。When the adhesion preventing means is a stepped tip, since the stepped tip is separated from the insulating tube, dirt does not grow along the insulating tube. Therefore, the withstand voltage of the insulating tube is not reduced, and a short circuit can be prevented.
【0046】さらに、付着防止手段が先細り先端部であ
るばあい、該先細り先端部が絶縁管から離れ、かつ電界
集中形状であるため、汚れがさらに前記先細り先端部に
集中して付着しやすくなり、汚れが絶縁管に沿って成長
しない。したがって、絶縁管の耐電圧が低下せず、短絡
を防止できる。Further, when the adhesion preventing means is a tapered tip, the tapered tip is separated from the insulating tube and has an electric field concentration shape, so that dirt is more easily concentrated and adhered to the tapered tip. , Dirt does not grow along the insulation tube. Therefore, the withstand voltage of the insulating tube is not reduced, and a short circuit can be prevented.
【0047】また、前記段付先端部または先細り先端部
に流水路を設けると、金属継手の先端部に汚れ成分が濃
縮せず、絶縁管への汚れの付着を防止できる。したがっ
て、絶縁管の耐電圧が低下せず、短絡を防止できる。Further, if a water channel is provided at the stepped or tapered tip portion, the dirt component is not concentrated at the tip portion of the metal joint, so that the adhesion of the dirt to the insulating pipe can be prevented. Therefore, the withstand voltage of the insulating tube is not reduced, and a short circuit can be prevented.
【0048】さらに、付着防止手段が非導電性部材であ
るばあい、汚れが絶縁管に沿って成長するのが抑制され
る。したがって、絶縁管の耐電圧が低下せず、短絡を防
止できる。Further, when the adhesion preventing means is a non-conductive member, the growth of dirt along the insulating tube is suppressed. Therefore, the withstand voltage of the insulating tube is not reduced, and a short circuit can be prevented.
【図1】 この発明の実施の形態1である水冷式電気機
器における金属継手を示す要部断面図である。FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view showing a metal joint in a water-cooled electric device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 この発明の実施の形態2である水冷式電気機
器における金属継手を示す要部断面図である。FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view showing a metal joint in a water-cooled electric device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】 この発明の実施の形態3である水冷式電気機
器における金属継手を示す要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a metal joint in a water-cooled electric device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】 この発明の実施の形態4である水冷式電気機
器における金属継手を示す要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view showing a metal joint in a water-cooled electric device according to Embodiment 4 of the present invention.
【図5】 従来の水冷式電気機器の全体構成を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an overall configuration of a conventional water-cooled electric device.
【図6】 従来の金属継手を示す図である。FIG. 6 is a view showing a conventional metal joint.
1 ポンプ、2 熱交換器、3 イオン交換樹脂塔、4
冷却水配管、5 水処理配管、6 流量調節弁、7
電気機器、8 絶縁管、8a 絶縁管の端部、9 金属
継手、10 ストレージタンク、11 配管、13 環
状溝、14 段付先端部、15 先細り先端部、15a
テーパカット面、16 先端部、17 流水路、18
絶縁管と金属継手先端部間の冷却水、19 嵌合部、
20 非導電性部材、21 金属継手の先端部内側、X
1、X2 絶縁管と金属継手先端部間の長さ(絶縁管の
長手方向に対して垂直方向)、Y1、Y2 金属継手先
端部の長さ(絶縁管の長手方向)、W 冷却水。1 pump, 2 heat exchanger, 3 ion exchange resin tower, 4
Cooling water piping, 5 water treatment piping, 6 flow control valve, 7
Electrical equipment, 8 insulation pipe, 8a insulation pipe end, 9 metal joint, 10 storage tank, 11 piping, 13 annular groove, 14 stepped tip, 15 tapered tip, 15a
Tapered cut surface, 16 Tip, 17 Flow channel, 18
Cooling water between the insulating tube and the metal joint tip, 19 fitting part,
20 Non-conductive member, 21 Inside the tip of metal joint, X
1. X2 Length between insulating tube and metal joint tip (perpendicular to longitudinal direction of insulating tube), Y1, Y2 Length of metal joint tip (longitudinal direction of insulating tube), W cooling water.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 信義 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 森 謙一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nobuyoshi Takahashi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Kenichi Mori 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Rishi Electric Co., Ltd.
Claims (7)
冷却水のストレージタンクが絶縁管を介して冷却対象物
に配管され、前記絶縁管の両端に接続される金属継手間
に電位差が生じている水冷式電気機器であって、低電位
側の金属継手に前記絶縁管への汚れの付着を防止するた
めの付着防止手段が設けられてなることを特徴とする水
冷式電気機器。1. A water cooling system wherein at least a circulation pump, a heat exchanger, and a storage tank for cooling water are piped to an object to be cooled via an insulating pipe, and a potential difference is generated between metal joints connected to both ends of the insulating pipe. A water-cooled electrical device, wherein the low-potential-side metal joint is provided with adhesion preventing means for preventing dirt from adhering to the insulating tube.
入された前記金属継手の嵌合部の先端外周面に環状溝を
形成する、前記金属継手の段付先端部からなる請求項1
記載の水冷式電気機器。2. The metal joint according to claim 1, wherein the adhesion preventing means comprises a stepped tip portion of the metal joint, which forms an annular groove in a tip outer peripheral surface of a fitting portion of the metal joint inserted into the insulating tube.
The water-cooled electrical device as described.
の段付先端部とのあいだの冷却水の滞留を防止するため
の流水路が設けられてなる請求項2記載の水冷式電気機
器。3. The water-cooled electric device according to claim 2, wherein a water passage is provided at the stepped end to prevent stagnation of cooling water between the insulating tube and the stepped end of the metal joint. machine.
てなる請求項1記載の水冷式電気機器。4. The water-cooled electric device according to claim 1, wherein said adhesion preventing means has an electric field concentration shape.
入された前記金属継手の嵌合部の先端外周面の内側にテ
ーパカット面を形成する、前記金属継手の先細り先端部
からなる請求項4記載の水冷式電気機器。5. The tapered tip of the metal joint, wherein the adhesion preventing means forms a tapered cut surface inside an outer peripheral surface of a tip of a fitting part of the metal joint inserted into the insulating tube. 4. The water-cooled electric device according to 4.
手の先細り先端部とのあいだの冷却水の滞留を防止する
ための流水路が設けられてなる請求項5記載の水冷式電
気機器。6. The water-cooled electric device according to claim 5, wherein a flow passage for preventing cooling water from staying between the insulating tube and the tapered tip of the metal joint is provided at the tapered tip.
入された前記金属継手の嵌合部の先端面に形成される非
導電性部材からなる請求項1記載の水冷式電気機器。7. The water-cooled electric device according to claim 1, wherein said adhesion preventing means is formed of a non-conductive member formed on a distal end surface of a fitting portion of said metal joint inserted into said insulating tube.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP34814996A JP3437732B2 (en) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | Water-cooled electrical equipment |
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JP34814996A JP3437732B2 (en) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | Water-cooled electrical equipment |
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JPH10191596A true JPH10191596A (en) | 1998-07-21 |
JP3437732B2 JP3437732B2 (en) | 2003-08-18 |
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