JPS5823724B2 - 蒸発冷却電気誘導装置 - Google Patents
蒸発冷却電気誘導装置Info
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- JPS5823724B2 JPS5823724B2 JP54049906A JP4990679A JPS5823724B2 JP S5823724 B2 JPS5823724 B2 JP S5823724B2 JP 54049906 A JP54049906 A JP 54049906A JP 4990679 A JP4990679 A JP 4990679A JP S5823724 B2 JPS5823724 B2 JP S5823724B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/08—Cooling; Ventilating
- H01F27/10—Liquid cooling
- H01F27/18—Liquid cooling by evaporating liquids
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- Power Engineering (AREA)
- Transformer Cooling (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電気装置、特に蒸発冷却される電気誘導装
置に関するものである。
置に関するものである。
変圧器等の電気誘導装置のために電気誘導装置の通常の
運転温度範囲内にある沸点を持つ2相誘電流体を利用す
る蒸発冷却方式が提案されている。
運転温度範囲内にある沸点を持つ2相誘電流体を利用す
る蒸発冷却方式が提案されている。
この誘電流体は、電気誘導装置に液体で与えられ、これ
が発熱部材に接触すると蒸発し、その誘電流体の気化潜
熱に等しい量の熱をうばう。
が発熱部材に接触すると蒸発し、その誘電流体の気化潜
熱に等しい量の熱をうばう。
気化した蒸気は、連続サイクルで凝結されて再び発熱部
材に適用される。
材に適用される。
誘電流体は、冷却を行なうことに加えて、その電気装置
の通常の運転温度と圧力で気相で電気的要素間に所要の
誘電強度を保持する。
の通常の運転温度と圧力で気相で電気的要素間に所要の
誘電強度を保持する。
上述の性質を持つ誘電流体は極めて高価であるので、か
よう力流体は経済上、その使用を最少量にしなければな
らない。
よう力流体は経済上、その使用を最少量にしなければな
らない。
従って、従来の蒸発冷却方式に於ては、比較的少量の蒸
発可能な誘電流体を用い、米国特許第2961476号
および第3261905号に示されるように、装置のケ
ーシングの底に設けられだ液溜めに集められ、ポンプを
利用して電気巻線に与えられる。
発可能な誘電流体を用い、米国特許第2961476号
および第3261905号に示されるように、装置のケ
ーシングの底に設けられだ液溜めに集められ、ポンプを
利用して電気巻線に与えられる。
上述の蒸発可能な流体の誘電強度はケーシング内の圧力
に直接比例するから、装置が休止あるいは軽負荷で運転
されていて蒸発可能な流体のほとんど全部が液相にある
とき、ケーシング内の電気的要素間に適当な誘電強度を
与えるのに充分な量の、たとえば67ツ化イオウ(SF
6)のような装置の運転温度と圧力では、事実上凝結不
可能なガス等の第2の誘電流体を加えるの通例である。
に直接比例するから、装置が休止あるいは軽負荷で運転
されていて蒸発可能な流体のほとんど全部が液相にある
とき、ケーシング内の電気的要素間に適当な誘電強度を
与えるのに充分な量の、たとえば67ツ化イオウ(SF
6)のような装置の運転温度と圧力では、事実上凝結不
可能なガス等の第2の誘電流体を加えるの通例である。
変圧器がその通常の運転温度に近づくに従って、この第
2の誘電流体が蒸発冷却サイクルに干渉するから、米国
特許第2961476号および第4011535号に示
されているようにケーシングから取除き、別のタンクに
貯えなければならない。
2の誘電流体が蒸発冷却サイクルに干渉するから、米国
特許第2961476号および第4011535号に示
されているようにケーシングから取除き、別のタンクに
貯えなければならない。
装置の休止または軽負荷運転期間中、ケーシングの大部
分は非凝結ガスで満たされるから、当初このケーシング
内に収められる大量の非凝結ガスを貯えるには、大きい
容積のタンクが必要である。
分は非凝結ガスで満たされるから、当初このケーシング
内に収められる大量の非凝結ガスを貯えるには、大きい
容積のタンクが必要である。
蒸発冷却システムを持つ変圧器の定格と寸法とが大きく
なるに伴なって、非凝結ガスのためのタンクの寸法も大
きくなり、従って、電気誘導装置の全体の寸法も大きく
なる。
なるに伴なって、非凝結ガスのためのタンクの寸法も大
きくなり、従って、電気誘導装置の全体の寸法も大きく
なる。
上述の特許では非凝結ガスの蒸発可能力液体からの分離
は効果的に行なわれるが、非凝結ガスのだめのタンクの
大きさを減少することについては何にも記載されていな
い。
は効果的に行なわれるが、非凝結ガスのだめのタンクの
大きさを減少することについては何にも記載されていな
い。
従って本発明の主目的は、蒸発冷却電気装置であって、
非凝結ガスを貯えるのに要するタンクの容積が、この型
の従来装置のそれよりも減少された蒸発冷却電気装置を
得ることである。
非凝結ガスを貯えるのに要するタンクの容積が、この型
の従来装置のそれよりも減少された蒸発冷却電気装置を
得ることである。
まだ他の目的は、少量の蒸発可能誘電流体をより効果的
に用いろことのできる蒸発冷却電気装置を得ることであ
る。
に用いろことのできる蒸発冷却電気装置を得ることであ
る。
従ってここには、密閉囲いと、その内に設けられた磁気
鉄心および巻線装置とを備えた電気誘導装置が開示され
ている。
鉄心および巻線装置とを備えた電気誘導装置が開示され
ている。
この囲いの底面は、縦に伸びる凹んだ溝部を有するよう
形成され、その中に磁心の下側継鉄が置かれている。
形成され、その中に磁心の下側継鉄が置かれている。
この溝部はこのようにして磁心の下側継鉄のまわりに液
溜めを形成している。
溜めを形成している。
電気誘導装置の通常の運転温度範囲内で蒸発可能な2相
誘電流体が囲い内に収容され、囲いの底面の溝部の少な
くと゛も一部を満たす。
誘電流体が囲い内に収容され、囲いの底面の溝部の少な
くと゛も一部を満たす。
さらに、電気誘導装置の運転温度と圧力とでは事実上凝
結の不可能なガスが囲い内に収容され、装置の導電部材
間に一定レベルの誘電強度が維持される。
結の不可能なガスが囲い内に収容され、装置の導電部材
間に一定レベルの誘電強度が維持される。
運転時には、液溜めと分配ポンプによって囲いの底の溝
部から電気巻線と磁心に誘電流体が送られる。
部から電気巻線と磁心に誘電流体が送られる。
この流体の一部は、発熱部に接触するに従って蒸発して
、その流体の蒸発潜熱に等しい量の熱を奪う。
、その流体の蒸発潜熱に等しい量の熱を奪う。
蒸発可能流体の蒸気と非凝結ガスとはラジェータ(放熱
器)に流れこみ、そこで蒸気は凝結して囲いへ戻り、こ
の蒸気より低い密度を持つ非凝結ガスはラジェータの最
上部へ昇り、ガスを貯えるだめのタンクへ流れこむ。
器)に流れこみ、そこで蒸気は凝結して囲いへ戻り、こ
の蒸気より低い密度を持つ非凝結ガスはラジェータの最
上部へ昇り、ガスを貯えるだめのタンクへ流れこむ。
電気誘導装置に掛る負荷が軽くなると、非凝結ガスがタ
ンクから囲いへ戻り、その中の導電部材間に一定レベル
の誘電強度を維持する。
ンクから囲いへ戻り、その中の導電部材間に一定レベル
の誘電強度を維持する。
磁心の下側継鉄部の置かれる窪んだ溝部を囲いの底に設
けることによって、電気巻線と、側壁および溝部間の底
表面の高い部分との間の囲い内部の容積が小さくなる。
けることによって、電気巻線と、側壁および溝部間の底
表面の高い部分との間の囲い内部の容積が小さくなる。
囲い内の自由空間の容積を;このように縮小することは
、この型の従来装置のいくつかで普通に用いられていた
空間を埋めるだめの附加材料を必要としないで達成され
、さらに、非凝結ガスのための貯槽の容積を縮小して電
気誘導装量全体のかさを小さくすることを可能にする。
、この型の従来装置のいくつかで普通に用いられていた
空間を埋めるだめの附加材料を必要としないで達成され
、さらに、非凝結ガスのための貯槽の容積を縮小して電
気誘導装量全体のかさを小さくすることを可能にする。
さらに、囲いの底面に形成された溝部内に磁心の下側継
鉄を置くことにより、囲いに多量の蒸発可能な誘電流体
を加える必要な2しに磁心のその部分の温度を下げるこ
とができる。
鉄を置くことにより、囲いに多量の蒸発可能な誘電流体
を加える必要な2しに磁心のその部分の温度を下げるこ
とができる。
蒸発可能な流体が有効に利用されるから、効果的外冷却
のためにこの高価な流体は従来のものより少ない量で充
分であり、これに伴なって非凝結ガス貯槽に要する体積
が小さくなる。
のためにこの高価な流体は従来のものより少ない量で充
分であり、これに伴なって非凝結ガス貯槽に要する体積
が小さくなる。
さらに、磁心の継鉄の一部を蒸発可能な誘電流体に浸漬
することによって、磁心が熱源として作用して蒸気を発
生し、この蒸気をこの型の装置のために提案された非機
械的蒸気移動ポンプを始動させるのに利用できる。
することによって、磁心が熱源として作用して蒸気を発
生し、この蒸気をこの型の装置のために提案された非機
械的蒸気移動ポンプを始動させるのに利用できる。
次に添附図面に示す本発明の実施例に沿って本発明を説
明する。
明する。
以下に於て、同じ符号は、すべての図を通じて同じ部分
を示す。
を示す。
第1図には、電力用変圧器等の電気誘導装置が示されて
おり、電気誘導装置は頂壁14、側壁16、底壁20を
持つ密閉された囲い12を備えている。
おり、電気誘導装置は頂壁14、側壁16、底壁20を
持つ密閉された囲い12を備えている。
囲い12内には磁心および電気巻線組立体22がある。
この組立体22は適当な磁性材料の複数の積層から成る
磁心24を備えている。
磁心24を備えている。
第3図に詳細に示されているように、磁気材料の積層体
によって、上側と下側の二つの継鉄26と28が形成さ
れ、これらの継鉄は垂直に延び、横方向に隔てられた脚
30と32を連結して閉じだ磁路を形成する。
によって、上側と下側の二つの継鉄26と28が形成さ
れ、これらの継鉄は垂直に延び、横方向に隔てられた脚
30と32を連結して閉じだ磁路を形成する。
磁心および巻線組立体22はさらにそれぞれ高電圧と低
電圧の電気巻線を表わす相巻線34と36を有している
。
電圧の電気巻線を表わす相巻線34と36を有している
。
それぞれの相巻線34と36は、適当な導電材料たとえ
ばアルミニウムまたは銅から成り、丸線または帯状の、
あるいはシート状の導体として磁心24の竪に延びる脚
30゜32のまわりに巻回され、複数のターンまたは層
38(第1図に示されるような)を形成している。
ばアルミニウムまたは銅から成り、丸線または帯状の、
あるいはシート状の導体として磁心24の竪に延びる脚
30゜32のまわりに巻回され、複数のターンまたは層
38(第1図に示されるような)を形成している。
これらの相巻線34,36のそれぞれの層38の成るも
のの間に、適当な手段によって複数の竪に延びた冷却ダ
クト40が形成され、後述の誘電流体冷媒のための巻線
34,36を通る流体流路を形成している。
のの間に、適当な手段によって複数の竪に延びた冷却ダ
クト40が形成され、後述の誘電流体冷媒のための巻線
34,36を通る流体流路を形成している。
明瞭にするために、これらの相巻線34,36を外部電
気回路につなぐのに通常用いられるリード線とブッシン
グは示されていない。
気回路につなぐのに通常用いられるリード線とブッシン
グは示されていない。
さらに、内鉄型の単相変圧器が図示されているが、この
発明は、単相あるいは多相のりアクドルまたはその他の
高電圧電気装置であって、蒸発可能な誘電流体によって
冷却されるものに等し〈実施できることが理解されよう
。
発明は、単相あるいは多相のりアクドルまたはその他の
高電圧電気装置であって、蒸発可能な誘電流体によって
冷却されるものに等し〈実施できることが理解されよう
。
磁心および巻線組立体22は、その通常の動作温度範囲
内に沸点を持つ2相誘電流体42によって冷却される。
内に沸点を持つ2相誘電流体42によって冷却される。
誘電流体42は、適切な冷却を与えることに加えて、変
圧器10の通常の動作温度と圧力で、蒸気相で、相巻線
34と36との間の電気的絶縁をも行なう。
圧器10の通常の動作温度と圧力で、蒸気相で、相巻線
34と36との間の電気的絶縁をも行なう。
この分野で知られているように、上述の性質を持つ流体
誘電体には、一般に、しかしそれに限定されないが、不
活性のフッ素を含有する有機化合物が含まれる。
誘電体には、一般に、しかしそれに限定されないが、不
活性のフッ素を含有する有機化合物が含まれる。
この発明の実施に利用できる、かような化合物の例は米
国特許第2961476号に詳細な表に示されている。
国特許第2961476号に詳細な表に示されている。
かような型の誘電流体は非常に高価であるから、経済上
変圧器10の冷却に用いられる誘電流体の量をできる限
り少なくする必要がある。
変圧器10の冷却に用いられる誘電流体の量をできる限
り少なくする必要がある。
従って、囲い12の内部には第1図に示されるように囲
いの底面20から上方のレベル44まで、少量の誘電流
体42が入れられる。
いの底面20から上方のレベル44まで、少量の誘電流
体42が入れられる。
変圧器10の冷却に最少量の誘電流体42が用いられる
から、変圧器の相巻線34,36に誘電流体42を反復
して与える手段が設けられている。
から、変圧器の相巻線34,36に誘電流体42を反復
して与える手段が設けられている。
即ち、第3図に示されるように、ポンプ46と導管48
と分配装置50が設けられている。
と分配装置50が設けられている。
液体誘電体42は、囲い12の底から導管48を通じて
分配装置50まで、ポンプ46によって送られる。
分配装置50まで、ポンプ46によって送られる。
分配装置50は、変圧器10の相巻線34,36の上方
に設けられ、相巻線34,36内の冷媒ダクト40の上
に誘電流体42を均一に散布する。
に設けられ、相巻線34,36内の冷媒ダクト40の上
に誘電流体42を均一に散布する。
分配装置50は、スプレィ型のものとして示されている
が、誘電液体を一様に分布させることのできる他の型の
分配装置も利用できる。
が、誘電液体を一様に分布させることのできる他の型の
分配装置も利用できる。
動作時には変圧器10の相巻線34,36内のダクト4
0上に分配装置50によって誘電流体42が均一に与え
られる。
0上に分配装置50によって誘電流体42が均一に与え
られる。
そこで、誘電流体42はダクト40を通って流れ、発熱
している巻線34.36に接触すると蒸発し、そのさい
その流体の蒸発潜熱に等しい量の熱をうばって巻線34
゜36を冷却する。
している巻線34.36に接触すると蒸発し、そのさい
その流体の蒸発潜熱に等しい量の熱をうばって巻線34
゜36を冷却する。
誘電流体42の蒸気は、ダクト40を通って囲い12の
内部空間に流れ、その一部は囲い12の側壁上で凝結し
て囲いの底部分へ流れ帰る。
内部空間に流れ、その一部は囲い12の側壁上で凝結し
て囲いの底部分へ流れ帰る。
蒸気の大部分は、導管54を介して囲い12に連通して
いるラジェータまたはクーラのような冷却装置52へ流
れる。
いるラジェータまたはクーラのような冷却装置52へ流
れる。
蒸気はラジェータ52の冷却面で凝結し、導管54を通
じて囲い12へ戻り、連続サイクルで再循環させられる
。
じて囲い12へ戻り、連続サイクルで再循環させられる
。
よく知られているように、この発明の好ましい実施態様
として利用できる蒸発可能な流体の誘電特性は、変圧器
10の囲い12内に存在する圧力と温度とに直接比例す
る。
として利用できる蒸発可能な流体の誘電特性は、変圧器
10の囲い12内に存在する圧力と温度とに直接比例す
る。
変圧器10が初めに附勢され、あるいは軽負荷で運転さ
れているときには、ごく僅かな量の誘電流体42だけが
気相すなわち蒸気として存在し、これでは変圧器10の
導電部材間の誘電強度が不充分である。
れているときには、ごく僅かな量の誘電流体42だけが
気相すなわち蒸気として存在し、これでは変圧器10の
導電部材間の誘電強度が不充分である。
従って、初期の附勢または軽負荷期間中は、変圧器10
に所要誘電強度を与えるために、蒸発可能な誘電流体4
2と組合わせて第2の誘電流体(図示されてない)が用
いられる。
に所要誘電強度を与えるために、蒸発可能な誘電流体4
2と組合わせて第2の誘電流体(図示されてない)が用
いられる。
この第2の誘電流体は、典型的には変圧器10の動作温
度および圧力範囲に亘って事実上凝結しないガスである
。
度および圧力範囲に亘って事実上凝結しないガスである
。
このガスたとえば67ツ化イオウ(SF6)は、変圧器
の無負荷状態に於て囲い12の容積の大部分を満たして
、変圧器の導電部材間に所要の誘電強度を与える。
の無負荷状態に於て囲い12の容積の大部分を満たして
、変圧器の導電部材間に所要の誘電強度を与える。
変圧器10に負荷を与えられると、次第に多くの誘電流
体42が蒸発させられ、囲い12内圧力が上昇する。
体42が蒸発させられ、囲い12内圧力が上昇する。
この圧力の上昇によって、非凝結ガスと誘電流体42の
蒸気との混合物が囲い12からラジェータ52へ送られ
、誘電流体42の蒸気はそこで凝結して囲い12に流れ
る。
蒸気との混合物が囲い12からラジェータ52へ送られ
、誘電流体42の蒸気はそこで凝結して囲い12に流れ
る。
この発明の好ましい実施例で用いられる非凝結ガスは、
その密度が誘電流体42の蒸気のそれより低いから、ラ
ジェータ52の上部へ昇り、導管56を通って適当なガ
ス溜めたとえば貯槽58へ戻り、変圧器100通常動作
中に誘電流体42の蒸気から分離される。
その密度が誘電流体42の蒸気のそれより低いから、ラ
ジェータ52の上部へ昇り、導管56を通って適当なガ
ス溜めたとえば貯槽58へ戻り、変圧器100通常動作
中に誘電流体42の蒸気から分離される。
変圧器10から負荷嬢取除かれると、非凝結ガスが貯槽
58から囲い12へ徐々に流れて、変圧器10の導電部
材間に一定レベルの誘電強度が維持される。
58から囲い12へ徐々に流れて、変圧器10の導電部
材間に一定レベルの誘電強度が維持される。
貯槽58と囲い12との間に設けられたドレン導管59
によって貯槽5B内に誘電流体42の蒸気があれば、こ
れ貯槽58は、ラジェータ52と連通しているものとし
て図示されているが、これは直接囲い12に連通させ、
非凝結ガスを誘電流体42の蒸気から分離させてもよい
ことは明らかであろう。
によって貯槽5B内に誘電流体42の蒸気があれば、こ
れ貯槽58は、ラジェータ52と連通しているものとし
て図示されているが、これは直接囲い12に連通させ、
非凝結ガスを誘電流体42の蒸気から分離させてもよい
ことは明らかであろう。
無負荷時には囲い12の容積の多くを非凝結ガがケーシ
ング12へ戻ることが可能にされている。
ング12へ戻ることが可能にされている。
スが占めるため、また変圧器が通常動作状態に達しだと
きこのガスの事実上全部が囲い12から取除かれるため
に、貯槽58は、初めに囲い12内に存在する非凝結ガ
スの全部を収容するのに充分な容量を持たなければなら
ない。
きこのガスの事実上全部が囲い12から取除かれるため
に、貯槽58は、初めに囲い12内に存在する非凝結ガ
スの全部を収容するのに充分な容量を持たなければなら
ない。
蒸発冷却方式を利用する変圧器の定格の増大に伴なって
、その囲いの寸法も大きくなった。
、その囲いの寸法も大きくなった。
従って、変圧器が消勢されあるいは軽負荷で運転されて
いるときに囲いを満たすのに要する非凝結ガスを増すこ
とが必要になり、このガスが囲い12から取除かれると
きにこれを収容する貯槽も大きくすることが必要になる
。
いるときに囲いを満たすのに要する非凝結ガスを増すこ
とが必要になり、このガスが囲い12から取除かれると
きにこれを収容する貯槽も大きくすることが必要になる
。
このように大きな貯槽のため電気誘導装置の全体のかさ
が容認できる限度を超えることになる。
が容認できる限度を超えることになる。
この発明の新規な面について述べる前に、この発明のよ
りよい理解を得るために、いくつかの基本的な原理を提
示しておく。
りよい理解を得るために、いくつかの基本的な原理を提
示しておく。
所望量の非凝結ガスを容れるのに要する貯槽58の容積
は次式で与えられる: ここに:V は貯槽58の容積、vEはラジェ−タ52
があればこれを含み、磁心および巻線組立体を除く囲い
12の自由空間の容積、K1はに等しい定数(ここに:
φは用いられる 特定の液体誘電流体42の単位体積当りに吸収される非
凝結ガスの体積の比率、βは液体誘電体の密度に対する
この誘電体の蒸気の密度の比)、■Lは液体誘電体42
の体積、K2は に 等しい定数、K3は に等しい定数(ここに T1 とPlはそれぞれ無負荷時の非凝結ガスの温度と
分圧、T2 とP2はそれぞれ通常状態での同じガスの
温度と分圧)である。
は次式で与えられる: ここに:V は貯槽58の容積、vEはラジェ−タ52
があればこれを含み、磁心および巻線組立体を除く囲い
12の自由空間の容積、K1はに等しい定数(ここに:
φは用いられる 特定の液体誘電流体42の単位体積当りに吸収される非
凝結ガスの体積の比率、βは液体誘電体の密度に対する
この誘電体の蒸気の密度の比)、■Lは液体誘電体42
の体積、K2は に 等しい定数、K3は に等しい定数(ここに T1 とPlはそれぞれ無負荷時の非凝結ガスの温度と
分圧、T2 とP2はそれぞれ通常状態での同じガスの
温度と分圧)である。
この型の装置の通常動作温度範囲内にある30°Cより
低い温度については、βが比較的に小さく、これをゼロ
としても上記の関係の正確さにたいした影響はない。
低い温度については、βが比較的に小さく、これをゼロ
としても上記の関係の正確さにたいした影響はない。
この発明の目的は、同様の在来の装置に比して自由空間
容積が小さく、より少量の蒸発可能な誘電液体を用いた
蒸発冷却電気誘導装置を得ることに在る。
容積が小さく、より少量の蒸発可能な誘電液体を用いた
蒸発冷却電気誘導装置を得ることに在る。
以下で述べるように、囲いの自由空間と蒸発可能な流体
の占める体積とを減少することによって、非凝結ガス用
の貯槽に要する体積がさらに大きく減少し、従って電気
誘導装置全体の寸法が小さくなる。
の占める体積とを減少することによって、非凝結ガス用
の貯槽に要する体積がさらに大きく減少し、従って電気
誘導装置全体の寸法が小さくなる。
第1図に示されているように、囲い12の底面20には
、変圧器10の全長に亘って延びる中央に設けられた溝
部TOがある。
、変圧器10の全長に亘って延びる中央に設けられた溝
部TOがある。
囲い12の底面20の溝部70は、軸方向に延びる第1
と第2の壁部分即ち第1および第2軸方向底壁部74゜
76と、これらにはさまれる第1の水平部分即ち第1横
方向底壁部72とから成る略々U字形の断面を持ってい
る。
と第2の壁部分即ち第1および第2軸方向底壁部74゜
76と、これらにはさまれる第1の水平部分即ち第1横
方向底壁部72とから成る略々U字形の断面を持ってい
る。
第1と第2の軸方向壁部分74゜76は、磁心24の下
側継鉄部28との間に空間を持ってこの継鉄部を囲み、
下側継鉄部28の周囲に液溜め78が形成されている。
側継鉄部28との間に空間を持ってこの継鉄部を囲み、
下側継鉄部28の周囲に液溜め78が形成されている。
この液溜め78の少なくとも一部を満たすのに充分な量
の誘電流体42が用いられる。
の誘電流体42が用いられる。
囲い12の底面20にはさらに、第2と第3の水平な部
分80と82がある。
分80と82がある。
これらの部分80,82は、溝部の第1と第2の底壁部
74.76と囲い12の側壁16との間に延びている。
74.76と囲い12の側壁16との間に延びている。
第2と第3の水平部分80゜82は、それぞれの周縁で
囲い12の側壁16に適当に接合され、気密封着部が形
成されている。
囲い12の側壁16に適当に接合され、気密封着部が形
成されている。
さらに囲い12の底面20にはフランジ84と86が形
成され、これが囲い12を支える脚とされている。
成され、これが囲い12を支える脚とされている。
囲い12の底面20に、1段落ちた即ち凹部となった溝
部70を設けることにより、相巻線34゜36の下端と
、囲いの底面20の第2と第3の水平部分80,82と
の間の空間の容積が小さくな。
部70を設けることにより、相巻線34゜36の下端と
、囲いの底面20の第2と第3の水平部分80,82と
の間の空間の容積が小さくな。
る。
このように囲い12の自由空間を減少すると、囲い12
の容積から取去られる容積より大きい容積を非凝結ガス
用の貯槽58から取去ることができるから、貯槽58の
容積を相当に減少することができる。
の容積から取去られる容積より大きい容積を非凝結ガス
用の貯槽58から取去ることができるから、貯槽58の
容積を相当に減少することができる。
この発明の教示と利点とを明らかにするために、さらに
具体的な例について述べよう。
具体的な例について述べよう。
平らな底を持つ囲いを備える蒸発冷却される2500K
VA変圧器は、典型的には、ラジェータを含んで1.3
3m”の自由空間を持ち、適切な冷却を行ないかつポン
プを動かすのに充分なヘッドを得るのにQ、18m”の
蒸発可能な液体が必要であろう。
VA変圧器は、典型的には、ラジェータを含んで1.3
3m”の自由空間を持ち、適切な冷却を行ないかつポン
プを動かすのに充分なヘッドを得るのにQ、18m”の
蒸発可能な液体が必要であろう。
さらに、上述の蒸発可能な液体については、φの代表的
な値は約6.7であろう。
な値は約6.7であろう。
この発明に従って作られる底面に溝部を持つ囲いを備え
る2 500 KVA変圧器は、ラジェータを含んで1
.26m3の自由空間を有し、0.]]m″の蒸発可能
な液体が必要となるだけであろう。
る2 500 KVA変圧器は、ラジェータを含んで1
.26m3の自由空間を有し、0.]]m″の蒸発可能
な液体が必要となるだけであろう。
それぞれの変圧器構成に要求される貯槽即ちガス溜めタ
ンクの容積の比を作り、それぞれの場合について適当な
値をきめて前記の式を解くことによって、この発明に従
って作られる変圧器に要する貯槽の容積は、平らな底面
を持つ変圧器の貯槽の容積より、21係少ないことがわ
かるであろう。
ンクの容積の比を作り、それぞれの場合について適当な
値をきめて前記の式を解くことによって、この発明に従
って作られる変圧器に要する貯槽の容積は、平らな底面
を持つ変圧器の貯槽の容積より、21係少ないことがわ
かるであろう。
この21≠の貯槽容積の減少は、囲いの底面に溝部を設
けたことによる囲いの自由空間の容積の僅か5係の減少
により得られる。
けたことによる囲いの自由空間の容積の僅か5係の減少
により得られる。
さらに、この発明に従って作られる変圧器に用いられる
蒸発可能な液体は、平底のもののそれより40%少なく
、このことは、その液体に対して支払われる費用を少な
くすることのほかに、少量の蒸発可能な液体には少量の
非凝結ガスが吸収されるだけであるので、貯槽に必要な
容積を減少することにも貢献する。
蒸発可能な液体は、平底のもののそれより40%少なく
、このことは、その液体に対して支払われる費用を少な
くすることのほかに、少量の蒸発可能な液体には少量の
非凝結ガスが吸収されるだけであるので、貯槽に必要な
容積を減少することにも貢献する。
第1図に示されるように、底面20の第2と第3の水平
部分80と82は、実質的に水平であり、溝部の第1と
第2の壁部分74と76に実質的に垂直であって、囲い
12の自由空間の減少を最大限にするのに役立っている
。
部分80と82は、実質的に水平であり、溝部の第1と
第2の壁部分74と76に実質的に垂直であって、囲い
12の自由空間の減少を最大限にするのに役立っている
。
この発明の別の実施例に於ては、第2図に示されるよう
に底面20の第2と第3の横に拡がる部分80と82が
、斜め、即ち溝部の第1と第2の壁部分74,76に対
して垂直ではなくある所定の角を作るように設けられて
いる。
に底面20の第2と第3の横に拡がる部分80と82が
、斜め、即ち溝部の第1と第2の壁部分74,76に対
して垂直ではなくある所定の角を作るように設けられて
いる。
この実施例では、囲い12の側壁16と底面20の溝部
70との間に第2と第3の横に拡がる部分80.82に
よって溝部に向って降る斜面が形成され、誘電流体42
の蒸気の凝結した露はこの斜面によって磁心24の下側
継鉄部28のまわりに底面20の溝部70で形成される
液溜め78へ導かれる。
70との間に第2と第3の横に拡がる部分80.82に
よって溝部に向って降る斜面が形成され、誘電流体42
の蒸気の凝結した露はこの斜面によって磁心24の下側
継鉄部28のまわりに底面20の溝部70で形成される
液溜め78へ導かれる。
この実施例は、これが電力需要家の構内に設置されると
き、変圧器の床面が正確に水平でなくて゛もよいという
利点がある。
き、変圧器の床面が正確に水平でなくて゛もよいという
利点がある。
この型の装置で用いられる蒸発可能な誘電流体の量は少
ないだめ、水平からの僅かな傾きのために誘電流体が囲
いの1ケ所に集まり、変圧器の不均一冷却あるいは冷却
不足を生じる可能性がある。
ないだめ、水平からの僅かな傾きのために誘電流体が囲
いの1ケ所に集まり、変圧器の不均一冷却あるいは冷却
不足を生じる可能性がある。
しかし、囲い12の底面20の中心に向かって降る斜面
を持つ構成によれば、誘電流体が磁心のまわりの液溜め
78に導かれ、水平でない据付けでも冷却効率が維持さ
れ、上述の問題が解消される。
を持つ構成によれば、誘電流体が磁心のまわりの液溜め
78に導かれ、水平でない据付けでも冷却効率が維持さ
れ、上述の問題が解消される。
第3図にはさらに別の実施例が示されている。
この実施例では、囲い12の底面20の第1横力向底壁
部72が、水平に対しである所定の角を作るように傾け
られている。
部72が、水平に対しである所定の角を作るように傾け
られている。
こうして、底面20の溝部70に斜面が形成され、この
斜面によって誘電流体42が溝部70の一端に置かれた
ポンプ46まで導かれるので、変圧器10を適当に冷却
するのに要する誘電流体42の量が少なくなる。
斜面によって誘電流体42が溝部70の一端に置かれた
ポンプ46まで導かれるので、変圧器10を適当に冷却
するのに要する誘電流体42の量が少なくなる。
また、この底面20の第1横方向底壁部72に形成され
る斜面も、変圧器10の据付けに傾きがある場合にも誘
電流体をポンプ46へ導くのに役立つ。
る斜面も、変圧器10の据付けに傾きがある場合にも誘
電流体をポンプ46へ導くのに役立つ。
第4図にはこの発明のさらに別の実施例が示されている
。
。
この実施例は、底面20の溝部の第1横方向底壁部90
が、その長手方向に於てU字状断面を持つことを除いて
第3図の実施例と同じである。
が、その長手方向に於てU字状断面を持つことを除いて
第3図の実施例と同じである。
第4図に示される底面20の第1横方向底壁部90には
、磁心の下側継鉄28の下に在って、これを支える横方
向部分92がある。
、磁心の下側継鉄28の下に在って、これを支える横方
向部分92がある。
軸方向部分94.95は、この横方向部分92の縦方向
両端から立上り、磁心から隔てられて磁心のまわりの液
溜め78の側壁を形成している。
両端から立上り、磁心から隔てられて磁心のまわりの液
溜め78の側壁を形成している。
第1図の第2と第3の横に拡がる水平の部分80.82
と事実上同一平面にあって横に拡がる部分96,97が
。
と事実上同一平面にあって横に拡がる部分96,97が
。
溝部の壁部分94,95から囲い12の側壁16にまで
拡がっている。
拡がっている。
この実施例では、液溜めは、磁心の下側継鉄部の全周を
継鉄に接近して取囲む囲い12の底面20に設けられた
凹んだ箱状の空洞であり、これによって、所要の蒸発可
能な誘電流体42の量と囲い12の自由空間とが更に小
さくなる。
継鉄に接近して取囲む囲い12の底面20に設けられた
凹んだ箱状の空洞であり、これによって、所要の蒸発可
能な誘電流体42の量と囲い12の自由空間とが更に小
さくなる。
この分野の人々にとって、ここで、新規ですぐれた蒸発
冷却される電気誘導装置の開示されていることか明らか
であろう。
冷却される電気誘導装置の開示されていることか明らか
であろう。
磁心の下側継鉄を囲みその周囲に液溜めを形成する縦に
延びる溝部を備える底面を持つ囲いを設けることによっ
て、囲いの自由空間が従来のこの型の装置に比して著し
く減少する。
延びる溝部を備える底面を持つ囲いを設けることによっ
て、囲いの自由空間が従来のこの型の装置に比して著し
く減少する。
囲い12から減じられる容積1に対して非凝結ガスのた
めの貯槽58の容積が約1.2乃至2.5の割合で減じ
られるから、囲い12の自由空間のこの減少によって貯
槽58の容積の減少量をより大きくすることができる。
めの貯槽58の容積が約1.2乃至2.5の割合で減じ
られるから、囲い12の自由空間のこの減少によって貯
槽58の容積の減少量をより大きくすることができる。
加えて、囲いの底面の溝部で形成される液溜め内に磁心
の下側継鉄部を置くことにより、磁心の下方部分が常に
液体誘電流体内に浸漬されることになり、誘電流体の量
を増す必要なしに磁心のこの部分の温度がさげられる。
の下側継鉄部を置くことにより、磁心の下方部分が常に
液体誘電流体内に浸漬されることになり、誘電流体の量
を増す必要なしに磁心のこの部分の温度がさげられる。
蒸発可能な誘電流体がより効果的に用いられるから、適
切な冷却を与えるのに必要な誘電流体の量が少なくなり
、このことがさらに所要の非凝結ガス貯槽の容積の減少
に寄与する。
切な冷却を与えるのに必要な誘電流体の量が少なくなり
、このことがさらに所要の非凝結ガス貯槽の容積の減少
に寄与する。
さらに、磁心の下側継鉄部を液体誘電流体中に常時浸漬
することにより、下側継鉄部が熱源として働いて蒸気を
発生し、これをこの型の蒸発冷却される装置のために提
案される種々の非機械式の蒸気押上げポンプの始動に利
用できる。
することにより、下側継鉄部が熱源として働いて蒸気を
発生し、これをこの型の蒸発冷却される装置のために提
案される種々の非機械式の蒸気押上げポンプの始動に利
用できる。
第1図はこの発明の電気誘導装置の一実施例を示す部分
断面立面図、第2図はこの発明の装置の実施例の第1図
と同様の立面図、第3図はこの発明のさらに別の実施例
を示す第1図の線■−■に相当する面での断面図、第4
図はこの発明のさらに別の実施例を示す第3図と同様の
断面図である。 10・・・・・・変圧器、12・・・・・・囲い、20
・・・・・・底面、22・・・・・・磁心および巻線組
立体、28・・・・・・下側継鉄部、42・・・・・・
液体誘電体、44・・・・・・レベル、58・・・・・
・貯槽、70・・・・・・溝部、72・・・・・・第1
横方向底壁部、74,76・・・・・・第1および第2
軸方向底壁部、78・・・・・・液溜め。
断面立面図、第2図はこの発明の装置の実施例の第1図
と同様の立面図、第3図はこの発明のさらに別の実施例
を示す第1図の線■−■に相当する面での断面図、第4
図はこの発明のさらに別の実施例を示す第3図と同様の
断面図である。 10・・・・・・変圧器、12・・・・・・囲い、20
・・・・・・底面、22・・・・・・磁心および巻線組
立体、28・・・・・・下側継鉄部、42・・・・・・
液体誘電体、44・・・・・・レベル、58・・・・・
・貯槽、70・・・・・・溝部、72・・・・・・第1
横方向底壁部、74,76・・・・・・第1および第2
軸方向底壁部、78・・・・・・液溜め。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 囲いと、前記囲い内に設けられ、巻線の下方に設け
られた下側継鉄部を有する磁心および巻線組立体と、前
記囲い内に、前記組立体の巻線より低いレベルまで設け
られ、前記磁心および巻線組立体の通常の動作温度範囲
内で蒸発可能な液体誘電体と、前記囲いに流体連通関係
に設けられた貯槽と、前記磁心および巻線組立体の動作
温度および圧力範囲内では実質的に非凝結性の気体誘電
体とを備え、前記気体誘電体は、前記液体誘電体の蒸気
によって与えられる前記囲い内の圧力変化に応じて前記
囲いと前記貯槽との間を移動し得、前記気体誘電体は第
1所定温度で前記囲いの実質的に全部を満たし、前記気
体誘電体の実質的に全部は第2所定温度で前記貯槽内に
在り、前記両所定温度は前記磁心および巻線組立体の動
作温度範囲内に在る蒸発冷却電気誘導装置に於て、 前記貯槽の容積が前記囲いの自由空間容積および前記気
体誘電体の体積に比例しかつ式 〔ここに:V8は前記貯槽の容積、Vわけ前記磁心およ
び巻線組立体の体積を除く前記囲いの自由空間の容積 (ここに:φは前記 液体誘電体の単位体積当りに吸収される前記気体誘電体
の体積の比、βは前記液体誘電体の密度に対する液体誘
電体蒸気の密度の比)、■は前記液体誘電体の体積、K
2は1−β/1−βφに等しい定数、K3はT1P2/
T2P1に等しい定数((ここに二T1 とPlはそれ
ぞれ前記第1所定温度に於ける前記気体誘電体の温度と
分圧、T2 とP2はそれぞれ前記気体誘電体の前記第
2所定温度に於ける温度と分圧)〕により与えられる容
積であり、 前記囲いが溝部を有する底壁を備え、前記溝部が内部に
前記下側継鉄部が設けられた凹部を形成し、前記凹部内
の前記下側継鉄部を間に空間を置いて横方向に囲み、前
記下側継鉄部と前記溝部との間の前記空間が、使用する
液体誘電体を少なくして前記貯槽の所要容積を減少させ
る前記液体誘電体用の液溜めを構成し、更に前記囲いの
自由空間容積を減少して前記貯槽の所要容積を更に減少
するよう構成したことを特徴とする蒸発冷却電気誘導装
置。 2 前記凹部が前記液体誘電体により部分的にだけ満た
された特許請求の範囲第1項記載の蒸発冷却電気誘導装
置。 3 前記溝部が、前記下側継鉄の下に設けられた第1横
方向底壁部と、前記第1横方向底壁部の両端に設けられ
、前記下側継鉄部から横方向に離間して間に前記液溜め
を形成する第1および第2軸方向底壁部とにより構成さ
れた略々U字形断面形状を有する特許請求の範囲第1項
あるいは第2項記載の蒸発冷却電気誘導装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/900,040 US4205289A (en) | 1978-04-25 | 1978-04-25 | Vaporization cooled electrical inductive apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54142525A JPS54142525A (en) | 1979-11-06 |
JPS5823724B2 true JPS5823724B2 (ja) | 1983-05-17 |
Family
ID=25411892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54049906A Expired JPS5823724B2 (ja) | 1978-04-25 | 1979-04-24 | 蒸発冷却電気誘導装置 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4205289A (ja) |
JP (1) | JPS5823724B2 (ja) |
BE (1) | BE875823A (ja) |
BR (1) | BR7902404A (ja) |
CA (1) | CA1111916A (ja) |
DE (1) | DE2916747A1 (ja) |
ES (1) | ES479858A1 (ja) |
FR (1) | FR2424616B1 (ja) |
GB (1) | GB2019656B (ja) |
IT (1) | IT1112718B (ja) |
NO (1) | NO151988C (ja) |
ZA (1) | ZA791711B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58111307A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Toshiba Corp | ガス絶縁変圧器 |
US4562702A (en) * | 1983-11-10 | 1986-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Evaporation cooled gas insulated electrical apparatus |
US8461953B1 (en) * | 2009-08-18 | 2013-06-11 | Marvin W. Ward | System, method and apparatus for transformer cooling |
DE102023129059A1 (de) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | Hofer Powertrain Innovation Gmbh | Elektromaschine mit Verdampfungskühlung, Verdampfungskühlsystem sowie Verdampfungskühlverfahren |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1557283A (en) * | 1923-05-04 | 1925-10-13 | Pittsburgh Transformer Co | Transformer structure |
US2481134A (en) * | 1944-07-08 | 1949-09-06 | English Electric Company Of Ca | Transformer tank |
GB664949A (en) * | 1949-04-29 | 1952-01-16 | English Electric Co Ltd | Improvements in and relating to electric transformers |
FR1246215A (fr) * | 1958-06-24 | 1960-11-18 | Westinghouse Electric Corp | Appareil utilisant la vaporisation d'un diélectrique liquide pour dissiper la chaleur produite dans un appareil électrique |
US2961476A (en) * | 1958-06-24 | 1960-11-22 | Westinghouse Electric Corp | Electrical apparatus |
FR1300434A (fr) * | 1961-08-10 | 1962-08-03 | Liebknecht Transformat | Cuve, notamment pour recevoir la partie active de transformateurs |
GB991762A (en) * | 1961-11-29 | 1965-05-12 | Bruce Peebles & Co Ltd | Improvements relating to transformers or reactors |
GB1016186A (en) * | 1963-01-10 | 1966-01-05 | Electrical Res Ass | Improvements relating to cooling systems for power transformers |
US3234493A (en) * | 1963-06-17 | 1966-02-08 | Mc Graw Edison Co | Distribution transformer having a molded insulative casing and oil dielectric |
US3261905A (en) * | 1963-12-18 | 1966-07-19 | Gen Electric | Stationary induction apparatus cooling system |
FR1379380A (fr) * | 1964-01-09 | 1964-11-20 | Era Patents Ltd | Perfectionnements se rapportant aux transformateurs |
BE673442A (ja) * | 1964-12-14 | |||
FR1458350A (fr) * | 1965-08-23 | 1966-03-04 | Comp Generale Electricite | Transformateur à bobinages dissociables |
US3371299A (en) * | 1966-02-10 | 1968-02-27 | Westinghouse Electric Corp | Transformer apparatus cooling system |
US3496502A (en) * | 1967-06-14 | 1970-02-17 | Esquire Inc | Means for enclosing transformers |
US3668583A (en) * | 1971-05-10 | 1972-06-06 | Gen Electric | Techniques for casting encapsulated coils |
US4009417A (en) * | 1975-01-27 | 1977-02-22 | General Electric Company | Electrical apparatus with heat pipe cooling |
-
1978
- 1978-04-25 US US05/900,040 patent/US4205289A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-10-31 CA CA315,274A patent/CA1111916A/en not_active Expired
-
1979
- 1979-04-10 ZA ZA791711A patent/ZA791711B/xx unknown
- 1979-04-12 GB GB7913128A patent/GB2019656B/en not_active Expired
- 1979-04-19 BR BR7902404A patent/BR7902404A/pt unknown
- 1979-04-23 NO NO791337A patent/NO151988C/no unknown
- 1979-04-23 FR FR7910218A patent/FR2424616B1/fr not_active Expired
- 1979-04-24 BE BE0/194812A patent/BE875823A/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-04-24 ES ES479858A patent/ES479858A1/es not_active Expired
- 1979-04-24 JP JP54049906A patent/JPS5823724B2/ja not_active Expired
- 1979-04-24 IT IT22136/79A patent/IT1112718B/it active
- 1979-04-25 DE DE19792916747 patent/DE2916747A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO151988C (no) | 1985-07-10 |
ZA791711B (en) | 1980-10-29 |
FR2424616B1 (fr) | 1985-10-18 |
GB2019656A (en) | 1979-10-31 |
ES479858A1 (es) | 1979-12-16 |
BR7902404A (pt) | 1979-10-23 |
DE2916747A1 (de) | 1979-11-08 |
IT1112718B (it) | 1986-01-20 |
FR2424616A1 (fr) | 1979-11-23 |
US4205289A (en) | 1980-05-27 |
IT7922136A0 (it) | 1979-04-24 |
CA1111916A (en) | 1981-11-03 |
BE875823A (fr) | 1979-10-24 |
NO791337L (no) | 1979-10-26 |
JPS54142525A (en) | 1979-11-06 |
GB2019656B (en) | 1982-10-27 |
NO151988B (no) | 1985-04-01 |
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