JPS5953689B2 - 電気機器の相変換型冷却システム - Google Patents
電気機器の相変換型冷却システムInfo
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- JPS5953689B2 JPS5953689B2 JP15997579A JP15997579A JPS5953689B2 JP S5953689 B2 JPS5953689 B2 JP S5953689B2 JP 15997579 A JP15997579 A JP 15997579A JP 15997579 A JP15997579 A JP 15997579A JP S5953689 B2 JPS5953689 B2 JP S5953689B2
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- transformer
- electrical equipment
- heat
- heating chamber
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- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformer Cooling (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電気機器の相変換型冷却システムに関し、特
に使用により発熱を伴なう電気機器において、吸収式冷
凍機の原理を応用して電気機器の発熱量に応じて冷却能
力を自動的に追随させて電気機器を一定の温度に保持で
きるようにした電気機器の相変換型冷却システムに関す
る。
に使用により発熱を伴なう電気機器において、吸収式冷
凍機の原理を応用して電気機器の発熱量に応じて冷却能
力を自動的に追随させて電気機器を一定の温度に保持で
きるようにした電気機器の相変換型冷却システムに関す
る。
一般に、変圧器や遮断器や電動機や電車の制御抵抗等の
電気機器においては、その使用により発熱を伴なうが、
発熱をある温度以下にしなければ電気機器の特性上劣化
をきたし、正常な使用を阻害し、電気機器の寿命に悪影
響を与えることが知られている。
電気機器においては、その使用により発熱を伴なうが、
発熱をある温度以下にしなければ電気機器の特性上劣化
をきたし、正常な使用を阻害し、電気機器の寿命に悪影
響を与えることが知られている。
第１図は電気機器の一例の油入変圧器の場合における従
来の冷却方法を図解的に示した図である。
来の冷却方法を図解的に示した図である。
従来、油入変圧器１０を冷却する場合、風冷式または水
冷式等の放熱器または冷却器１１が実用されていた。例
えば、風冷式（空冷式）の変圧器であれば、放熱器１１
として変圧器１０の外周Ｊに複数のひだ状の放熱フィン
を形成し、該放熱フィンを介して変圧器１０で発生され
た熱を空気中に放熱するものである。また、水冷式の場
合は、変圧器１０内へ油を封入しかつ外周に冷却器１１
を形成し、変圧器１０の上部の油ほど高温となる・ので
油を上部位置から冷却器１１へ導き、該冷却器１１を通
るときに水で冷却し、該冷却器１１で冷却された油を変
圧器の下側へ導入することにより、油を変圧器と冷却器
に循環させて冷却している。フ ところが、従来のよう
な冷却方法は、所定の冷却効果を得ようと思えば、変圧
器１０の外周に形成する放熱フィンや冷却器などの放熱
器の形状が大形化し、かつ従つて変圧器１０の外形が大
形化し、重量も増大するという欠点があつた。
冷式等の放熱器または冷却器１１が実用されていた。例
えば、風冷式（空冷式）の変圧器であれば、放熱器１１
として変圧器１０の外周Ｊに複数のひだ状の放熱フィン
を形成し、該放熱フィンを介して変圧器１０で発生され
た熱を空気中に放熱するものである。また、水冷式の場
合は、変圧器１０内へ油を封入しかつ外周に冷却器１１
を形成し、変圧器１０の上部の油ほど高温となる・ので
油を上部位置から冷却器１１へ導き、該冷却器１１を通
るときに水で冷却し、該冷却器１１で冷却された油を変
圧器の下側へ導入することにより、油を変圧器と冷却器
に循環させて冷却している。フ ところが、従来のよう
な冷却方法は、所定の冷却効果を得ようと思えば、変圧
器１０の外周に形成する放熱フィンや冷却器などの放熱
器の形状が大形化し、かつ従つて変圧器１０の外形が大
形化し、重量も増大するという欠点があつた。
このよ門うに、変圧器の重量が増大しかつ形状が大形化
すると、変圧器の設置場所に制限を受け、変圧器の重量
を支えるのに充分な設備を必要とする。また、変圧器は
周知のように負荷の変動に追従して発熱量が増大するた
め、夏季のように周囲温度が高くかつ電力需要の旺盛な
時期においては充分な冷却を達成し得ず、変圧器の劣化
を生じ、寿命が短かくなるという問題点がある。それゆ
えに、この発明は上述のような従来の電気機器の冷却方
法の欠点を解消するためになされたもので、電気機器の
発生熱の変動にかかわらずほぼ一定の温度に保つように
冷却でき、電気機器を小形軽量化でき、電気機器の劣化
を防止でき、しかも省エネルギー化により達成できるよ
うな電気機器の相変換型冷却システムを提供することを
目的とする。
すると、変圧器の設置場所に制限を受け、変圧器の重量
を支えるのに充分な設備を必要とする。また、変圧器は
周知のように負荷の変動に追従して発熱量が増大するた
め、夏季のように周囲温度が高くかつ電力需要の旺盛な
時期においては充分な冷却を達成し得ず、変圧器の劣化
を生じ、寿命が短かくなるという問題点がある。それゆ
えに、この発明は上述のような従来の電気機器の冷却方
法の欠点を解消するためになされたもので、電気機器の
発生熱の変動にかかわらずほぼ一定の温度に保つように
冷却でき、電気機器を小形軽量化でき、電気機器の劣化
を防止でき、しかも省エネルギー化により達成できるよ
うな電気機器の相変換型冷却システムを提供することを
目的とする。
この発明を要約すれば、吸収式冷凍機の原理を応用して
、電気機器で発生された熱源を利用して冷媒水溶液を加
熱して気化させ、気化されたガス状の冷媒を凝縮し、膨
張弁を介して蒸発器へ供給し、蒸発器で気化することに
より蒸発器の周囲を冷却し、電気機器の発熱量に応じて
冷媒水溶液の気化量を追随させ、このことにより冷却能
力を変動負荷に対して自動的に追随させるべく可変でき
、しかも省エネルギー化により達成できるようにしたも
のである。
、電気機器で発生された熱源を利用して冷媒水溶液を加
熱して気化させ、気化されたガス状の冷媒を凝縮し、膨
張弁を介して蒸発器へ供給し、蒸発器で気化することに
より蒸発器の周囲を冷却し、電気機器の発熱量に応じて
冷媒水溶液の気化量を追随させ、このことにより冷却能
力を変動負荷に対して自動的に追随させるべく可変でき
、しかも省エネルギー化により達成できるようにしたも
のである。
以下に、図面を参照してこの発明を変圧器に適用した場
合の実施例について具体的に説明する。
合の実施例について具体的に説明する。
第２図はこの発明の一実施例の変圧器に適用した場合に
おける相変換型冷却システムの図解図である。構成にお
いて、変圧器２０は、例えば油を封入した油入変圧器で
あつて、その高温部分となる上部位置に冷媒加熱室２１
を形成する。この冷ｊ媒加熱室２１は、変圧器２０の上
部位置からの発生熱を奪つて臭化リチウムやフロン等の
冷媒の水溶液を気化するものであつて、その上部に気化
された冷媒ガスを取出すパイプ２２１の一端が連結され
る。このパイプ２２１の他端は、変圧器２０５より外側
の位置に設けられた凝縮器２３を介して膨張弁２４に連
結される。膨張弁２４の出力側のパイプ２２２は蒸発器
２５を介して吸入器２６に連結される。蒸発器２５は、
変圧器２０から熱せられた油を導入する導入管２５１，
２５２および４該導入管２５１，２５２を介して導入さ
れた油を冷却したのち変圧器２０へ供給する供給管２５
３で変圧器２０に連結される。すなわち、導入管２５１
，２５２と供給管２５３とを通じて油が対流することに
より、変圧器２０内ないし発熱部位と蒸発器２５とは伝
熱的に関連している。なお、好ましくは、供給管２５３
を途中で分岐して冷却された油を凝縮器２３の外周部へ
導きかつ凝縮器２３の周囲の熱を奪つて導入管２５２へ
該油を導く供給管２５４を設けてもよい。一方、吸入器
２６と冷媒加熱室２１の底部分との間には、薄い水溶液
を吸入器２６へ導くパイプ２２３が弁２７を介して連結
される。
おける相変換型冷却システムの図解図である。構成にお
いて、変圧器２０は、例えば油を封入した油入変圧器で
あつて、その高温部分となる上部位置に冷媒加熱室２１
を形成する。この冷ｊ媒加熱室２１は、変圧器２０の上
部位置からの発生熱を奪つて臭化リチウムやフロン等の
冷媒の水溶液を気化するものであつて、その上部に気化
された冷媒ガスを取出すパイプ２２１の一端が連結され
る。このパイプ２２１の他端は、変圧器２０５より外側
の位置に設けられた凝縮器２３を介して膨張弁２４に連
結される。膨張弁２４の出力側のパイプ２２２は蒸発器
２５を介して吸入器２６に連結される。蒸発器２５は、
変圧器２０から熱せられた油を導入する導入管２５１，
２５２および４該導入管２５１，２５２を介して導入さ
れた油を冷却したのち変圧器２０へ供給する供給管２５
３で変圧器２０に連結される。すなわち、導入管２５１
，２５２と供給管２５３とを通じて油が対流することに
より、変圧器２０内ないし発熱部位と蒸発器２５とは伝
熱的に関連している。なお、好ましくは、供給管２５３
を途中で分岐して冷却された油を凝縮器２３の外周部へ
導きかつ凝縮器２３の周囲の熱を奪つて導入管２５２へ
該油を導く供給管２５４を設けてもよい。一方、吸入器
２６と冷媒加熱室２１の底部分との間には、薄い水溶液
を吸入器２６へ導くパイプ２２３が弁２７を介して連結
される。
吸入器２６と冷媒加熱室２１の上部との間には、濃縮さ
れた冷媒の水溶液を供給するパイプ２２４とポンプ２８
とパイプ２２５とが接続される。この吸入器２６とパイ
プ２２４，２２５とポンプ２８とで冷媒水溶液供給手段
を構成する。次に、第２図を参照して動作を説明する。
れた冷媒の水溶液を供給するパイプ２２４とポンプ２８
とパイプ２２５とが接続される。この吸入器２６とパイ
プ２２４，２２５とポンプ２８とで冷媒水溶液供給手段
を構成する。次に、第２図を参照して動作を説明する。
冷媒加熱室２１には、予め吸入器２６からパイプ２２４
およびポンプ２８ならびにパイプ２２５を介して濃い冷
媒水溶液が供給される。ところで、変圧器２０は負荷に
追随して発熱し、封入された油が対流している。このと
き、油の温度は、対流によつてその上部位置の冷媒加熱
室２１を配設している部分で最も高温となるので、冷媒
加熱室２１に貯留されている冷媒の水溶液が変圧器２０
の発熱量に応じて加熱されて気化される。気化されたガ
ス状の冷媒はパイプ２２１を介して凝縮器２３に供給さ
れ、該凝縮器２３で凝縮されて液化されるとともに低温
化される。そして、凝縮器２３で低温化された冷媒液が
膨張弁２４に供給されると、膨張弁２４は冷媒液を細い
ノズルから吹き出して蒸発器２５へガス状に吹き込む。
このため、蒸発器２５は膨張弁２４によつて気化された
冷媒が通過するときに、気化熱によつて周囲の温度を下
げ、変圧器２０から導入管２５１，２５２を介して吸入
される油を急速に冷却し、冷却した油を供給管２５３を
介して変圧器２０へ供給する。このとき、必要に応じて
、冷却された油を供給管２５４へ供給することにより、
凝縮器２３の周囲を冷却するために利用される。また、
蒸発器２５を通つた濃いガス状の冷媒はパイプ２２２を
介して吸入器２６へ供給される。この吸入器２６には、
冷媒加熱室２１の底に溜つた薄い水溶液がパイプ２２３
および弁２７を介して吸入されている。吸入器２６は濃
いガス状の冷媒と薄い水溶液とを混合して濃い冷媒水溶
液とし、パイプ２２４を介してポンプ２８へ供給する。
ポンプ２８は吸入器２６で混合された濃い水溶液をパイ
プ２２５を介して冷媒加熱室２１へ供給することにより
、冷媒を循環的に供給する。ところで、変圧器２０の負
荷が変動した場合、例えば負荷が増大して変圧器２０の
発熱量が増大すると、冷媒加熱室２１で気化される冷媒
の気化量が増大するため、膨張弁２４を介して蒸発器２
５へ供給される濃い冷媒液の圧力が高まり、蒸発器２５
はより一層冷却能力を増大するように働き変圧器２０を
強力に冷却する。
およびポンプ２８ならびにパイプ２２５を介して濃い冷
媒水溶液が供給される。ところで、変圧器２０は負荷に
追随して発熱し、封入された油が対流している。このと
き、油の温度は、対流によつてその上部位置の冷媒加熱
室２１を配設している部分で最も高温となるので、冷媒
加熱室２１に貯留されている冷媒の水溶液が変圧器２０
の発熱量に応じて加熱されて気化される。気化されたガ
ス状の冷媒はパイプ２２１を介して凝縮器２３に供給さ
れ、該凝縮器２３で凝縮されて液化されるとともに低温
化される。そして、凝縮器２３で低温化された冷媒液が
膨張弁２４に供給されると、膨張弁２４は冷媒液を細い
ノズルから吹き出して蒸発器２５へガス状に吹き込む。
このため、蒸発器２５は膨張弁２４によつて気化された
冷媒が通過するときに、気化熱によつて周囲の温度を下
げ、変圧器２０から導入管２５１，２５２を介して吸入
される油を急速に冷却し、冷却した油を供給管２５３を
介して変圧器２０へ供給する。このとき、必要に応じて
、冷却された油を供給管２５４へ供給することにより、
凝縮器２３の周囲を冷却するために利用される。また、
蒸発器２５を通つた濃いガス状の冷媒はパイプ２２２を
介して吸入器２６へ供給される。この吸入器２６には、
冷媒加熱室２１の底に溜つた薄い水溶液がパイプ２２３
および弁２７を介して吸入されている。吸入器２６は濃
いガス状の冷媒と薄い水溶液とを混合して濃い冷媒水溶
液とし、パイプ２２４を介してポンプ２８へ供給する。
ポンプ２８は吸入器２６で混合された濃い水溶液をパイ
プ２２５を介して冷媒加熱室２１へ供給することにより
、冷媒を循環的に供給する。ところで、変圧器２０の負
荷が変動した場合、例えば負荷が増大して変圧器２０の
発熱量が増大すると、冷媒加熱室２１で気化される冷媒
の気化量が増大するため、膨張弁２４を介して蒸発器２
５へ供給される濃い冷媒液の圧力が高まり、蒸発器２５
はより一層冷却能力を増大するように働き変圧器２０を
強力に冷却する。
一方、負荷が低下して、変圧器２０の発熱量が低下する
と、冷媒の気化量も減少し、それにしたがつて蒸発器２
５の冷却能力も低下する。上述のように、変圧器を冷却
する場合に、冷媒の水溶液を変圧器の発生熱により気化
し、その気化した冷媒によつて冷却するようにしている
ため、特別の熱源を必要とせず、省エネルギーに役立つ
利点がある。
と、冷媒の気化量も減少し、それにしたがつて蒸発器２
５の冷却能力も低下する。上述のように、変圧器を冷却
する場合に、冷媒の水溶液を変圧器の発生熱により気化
し、その気化した冷媒によつて冷却するようにしている
ため、特別の熱源を必要とせず、省エネルギーに役立つ
利点がある。
また、負荷の変動によつて変圧器の発熱量が変化しても
、発熱量に追随して冷却能力が自動的に変動するため、
周囲温度にかかわらず変圧器２０の温度を常に一定に保
つことができ、変圧器のコイルの劣化防止に有効に作用
する利点もある。また、蒸発器２５で冷却された油を、
変圧器２０の特に冷却の必要な部分に重点的に供給する
ことにより、部分的冷却が有効に行なえる利点もある。
、発熱量に追随して冷却能力が自動的に変動するため、
周囲温度にかかわらず変圧器２０の温度を常に一定に保
つことができ、変圧器のコイルの劣化防止に有効に作用
する利点もある。また、蒸発器２５で冷却された油を、
変圧器２０の特に冷却の必要な部分に重点的に供給する
ことにより、部分的冷却が有効に行なえる利点もある。
さらに、従来の風冷式あるいは水冷式の冷却方式では、
変圧器の外周に放熱フインや冷却器などの放熱器を設け
なければならずその形状が大型化しかつ重量が増大する
が、この実施例のように構成すれば大きな形状の放熱フ
インや冷却器を必要とせず、冷却系全体を小形化できか
つ従つて変圧器の小形、軽量化を図れる利点もある。な
お、上述の実施例では、電気機器の一例として変圧器の
場合を説明したが、この発明の技術思想は使用により発
熱を伴う各種電気機器に適用できることを指摘しておく
。
変圧器の外周に放熱フインや冷却器などの放熱器を設け
なければならずその形状が大型化しかつ重量が増大する
が、この実施例のように構成すれば大きな形状の放熱フ
インや冷却器を必要とせず、冷却系全体を小形化できか
つ従つて変圧器の小形、軽量化を図れる利点もある。な
お、上述の実施例では、電気機器の一例として変圧器の
場合を説明したが、この発明の技術思想は使用により発
熱を伴う各種電気機器に適用できることを指摘しておく
。
以上のように、この発明によれば、省エネルギー化によ
り電気機器を冷却でき、負荷の変動にかかわらず電気機
器の温度を一定に保持でき、電気機器の劣化を防止でき
、電気機器の小形、軽量化を図れる等の特有の効果が奏
される。
り電気機器を冷却でき、負荷の変動にかかわらず電気機
器の温度を一定に保持でき、電気機器の劣化を防止でき
、電気機器の小形、軽量化を図れる等の特有の効果が奏
される。
第１図は変圧器の従来の冷却方法を示す図解図である。
第２図はこの発明の一実施例の相変換型冷却システムを
変圧器に適用した場合における図解図である。図におい
て、２０は変圧器、２１は冷媒加熱室、２２１〜２２５
はパイプ、２３は凝縮器、２４は膨張弁、２５は蒸発器
、２６は吸入器、２７は弁、２８はポンプを示す。
変圧器に適用した場合における図解図である。図におい
て、２０は変圧器、２１は冷媒加熱室、２２１〜２２５
はパイプ、２３は凝縮器、２４は膨張弁、２５は蒸発器
、２６は吸入器、２７は弁、２８はポンプを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 使用により発熱を伴なう電気機器を冷却するシステ
ムであつて、前記電気機器の発熱部位に設けられ、冷媒
水溶液を該電気機器の発生熱で加熱して気化させるため
の冷媒加熱室、前記冷媒加熱室で加熱されることによつ
て気化された冷媒を凝縮する凝縮器、前記電気機器の発
熱部位に伝熱的に関連して設けられかつ前記凝縮器で凝
縮された冷媒液を膨張弁を介して供給されることにより
その周囲を冷却する蒸発器、および前記蒸発器で蒸発さ
れた濃縮冷媒と水溶液を混合して、前記冷媒加熱室へ冷
媒水溶液を供給する冷媒水溶液供給手段を備えた、電気
機器の相変換型冷却システム。 ２ 前記電気機器は、変圧器であり、 前記冷媒加熱室は前記変圧器の上部位置に設けられ、前
記蒸発器は前記変圧器の下部位置に設けられる、特許請
求の範囲第１項記載の電気機器の相変換型冷却システム
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15997579A JPS5953689B2 (ja) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | 電気機器の相変換型冷却システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15997579A JPS5953689B2 (ja) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | 電気機器の相変換型冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683011A JPS5683011A (en) | 1981-07-07 |
| JPS5953689B2 true JPS5953689B2 (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=15705255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15997579A Expired JPS5953689B2 (ja) | 1979-12-10 | 1979-12-10 | 電気機器の相変換型冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953689B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3003725B1 (fr) * | 2013-03-22 | 2015-04-17 | Alstom Transport Sa | Convertisseur de puissance electrique pour un vehicule ferroviaire. |
-
1979
- 1979-12-10 JP JP15997579A patent/JPS5953689B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683011A (en) | 1981-07-07 |
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