JPS6032334B2 - 変圧器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変圧器、特に、凝縮性を有する冷却液によって
鉄心及びコイルが冷却される形式の変圧器に関するもの
である。

従来、この種の変圧器としては、添付図面第１図に示す
ような構造を有するものが使用されてし、２た。

すなわち、図において符号１は密封されたタンク、２は
変圧器のコイルであって、鉄心３に巻回されており、４
はタンクーに封入された非凝縮性ガスの絶縁流体、５は
凝縮性を有する冷却媒体であって液状のもの、６は液状
の冷却媒体５を貯溜する液溜め、７は液状の冷却媒体５
を移送するポンプであって、８はポンプ７から移送され
た液状の冷却媒体５をコイル２及び鉄心３上に散布する
拡散器、９はその上下においてタンク１の上下と蓮通し
て設けられている凝縮器、１０及び１１は液溜め６とポ
ンプ７、及び、拡散器８とポンプ７との間を連結する配
管であり、また、１２は主として非凝縮性の絶縁流体４
を導入する貯槽である。

なお、１３は拡散器８から散布される液状の冷却媒体の
小滴を示している。従来装置はこのように構成されてい
るが、次にその作動について説明する。

変圧器が運転されると、コイル２と鉄心３とは発熱体と
なって発熱し温度は上昇する。

この昇温を抑制するために冷却が必要となり、この冷却
のために、液溜め６に貯溜中の液状の冷却媒体５が、ポ
ンプ７の駆動によって拡散器８へ配管１０及び１ １を
介して移送され、移送された液状の冷却媒体５は拡散器
８によって４・滴１３とされて、コイル２及び鉄心３上
に散布される。このようにして散布された冷却媒体５の
小摘１３は、効率よく、コイル２及び鉄心３から熱を奪
ってそれらを冷却するが、その熱を吸熱することによっ
て冷却媒体５自らは蒸発し、その蒸発潜熱の吸収によっ
て冷却効果を高めている。

このようにして蒸気化した冷却媒体の蒸気は、タンク１
内に封入の非凝縮性ガスである絶縁流体４と混合し、混
合ガスの状態において、タンク１内に共存する。

このようにタンク１内に共存する混合ガスは、自然対流
によって、タンク内を移動上昇し、タンク１の上部まで
蓮適している凝縮器９へと流れてここにたまっていく。
この凝縮器９へたまった混合ガス中の絶縁流体４と冷却
媒体５の蒸気とのそれぞれの密度は、絶縁流体４の密度
が小さいために、絶縁流体４は上Ｚ方に移動し、タンク
１の上方に設けられた貯槽１２に移動してたまり、凝縮
器９内の冷却媒体５の蒸気濃度は徐々に高くなる。

従って、比較的効率よく凝縮器９の内面に蒸発潜熱を伝
達し、これを凝縮器９の表面から放出することによって
、凝縮Ｚ器９内部の蒸気化している冷却媒体５を冷却す
る。冷却された冷却媒体５は気化状態から液化し、液状
となって主として凝縮器９の内面に沿ってその重力によ
り落下し、下部の液溜め６に還元される。一方、蒸気化
している冷却媒体５の冷却液化により、凝縮器９内部に
残留する絶縁流体４は貯槽１２へ上昇して貯溜され、そ
の後に新たな混合ガスがタンクーから凝縮器９内へ流入
し、熱交換を継続していく。

従来装置はこのように自然循環方式を採用しており、ま
た、凝縮器内部においては、絶縁流体４と冷却媒体５の
蒸気とを、それらの密度差を利用して分離し、冷却媒体
５の蒸気濃度を高めており、これによって凝縮性能を高
めてはいるが、これも凝縮器内部の自然循環のみによっ
ているために、凝縮器内面での熱交換は十分でなく、従
って、凝縮器も大形化するという欠点を有している。

一方、従来装置中には、第２図に示すように、タンク１
と凝縮器９との間に、混合ガスの循環装置１４を設けて
、前記例においては自然循環させていたものを、強制的
に循環させるように構成されたものもあるが、この場合
には、冷却媒体５の蒸気の強制循環によって、凝縮器９
の内面での冷却媒体蒸気の凝縮効率は向上するが、強制
循環される冷却媒体の蒸気は非凝縮性の絶縁流体と完全
に混合されているために、凝縮効率は今一歩十分とはい
えない状態であった。

本発明は、このような従来の欠点を除去し、凝縮器９内
における冷却媒体５の蒸気の凝縮効率を向上させた冷却
装置を有する変圧器を得ることを、その目的とするもの
であって、この目的を達成するために「凝縮器内部に流
入の冷却媒体の蒸気及び絶縁流体を、凝縮器内部におい
てのみ強制循環させる循環装置を設けることを特徴とす
るものである。

以下、本発明をその一実施例を示す添付図面に基づいて
説明する。

第３図において、凝縮器自体の構造を除いて他はすべて
、自然循環方式の従来装置と同様であり、凝縮器２１は
、その上下において、コイル２、鉄心３を収納し、非凝
縮性の絶縁流体４が封入されている密閉されたタンク１
の上下に蓮通され、コイル２及び鉄心３は、液溜め６中
の液状の冷却媒体５をポンプ７及び配管１０，１１によ
り拡散器８から散布することによって冷却しており、ま
た、凝縮器２１の上部には、絶縁流体４の貯槽１２が設
けられている。

次に凝縮器２１には、凝縮器２１内のみでの冷却媒体５
の蒸気の強制循環を行なわせるための循環装置２２が設
けられている。

この循環装置２２は蒸気を損杵、循環させる例えば遠心
、軸流、斜流形等の各種ファンにより構成され、凝縮器
２１の外部または内部に設潰した電動機（図示せず）に
より回額駆動される。凝縮器２１の外部への運通路すな
わち上下のタンク１への運通路及び貯槽１２への蓮通路
の各関口部には、冷却媒体５の蒸気の凝縮器２１外への
速度成分を抑制するための遮へい板２３が設けられてい
る。本発明はこのように構成されているために、タンク
ー、凝縮器２１及び貯槽１２間においては、これらの内
部の気体は自然循環方式によって循環されており、絶縁
流体４は冷却媒体５の蒸気との密度差によって上昇して
貯槽１２に集められ、凝縮器２１内は冷却媒体５の蒸気
の濃度が高くなり、また、この濃度の高くなった凝縮性
の冷却媒体５の蒸気は、凝縮器２１内を強制循環させる
循環装置２２によって、凝縮器２１の壁との間で効率よ
く熱交換されて凝縮され、凝縮器２１の壁に吸収された
熱は外部へ放出される。

このような凝縮器２１内の強制循環は、遮へい板２３に
よって、凝縮器２１の外部への蓮通路への速度成分が抑
制されるために、この運通路への混合ガス又は冷却媒体
５の蒸気の流出はほとんどなく、凝縮器２１内部を効率
よく循環する。このようにして、絶縁ガス４は貯槽１２
へ、また、冷却媒体５の蒸気は凝縮液化して液溜め６へ
収容され、凝縮器２１内へは、タンク１内に発生する新
たな混合ガスが流入して熱交換を継続していく。

本発明装置はこのように構成され作動するが、また、第
４図に示すように、凝縮器２１を２台の凝縮器３１，３
２で構成し、その間に循環装置２２を設けることもでき
る。

このような方式によっても、上記実施例と同様に、混合
ガスの循環は、遮へい板２３等の設置のために、凝縮器
２１内のみに限定され、上記実施例に示したと同様の効
果を奏する。なお、上記実施例は、いずれも、循環装置
２２を常時稼動させ、混合ガス特に冷却媒体の蒸気を凝
縮器内を常時強制循環させたが、これを常時強制循環さ
せることなく、必要時、例えば、タンク内の混合ガスの
温度又は圧力の所定値に対する超過により、強制循環さ
せてもよく、この場合には、上記温度又は圧力を検出し
、この検出値があらかじめ設定された設定値を越えた場
合にのみ循環装置が運転を開始するように制御すること
ができ、また、これによって、補機損の低減を図ること
も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器の一例の縦断面説明図、第２図は
他の例の縦断面説明図、第３図は本発明の一実施例の縦
断面説明図、第４図は凝縮器における他の実施例の縦断
面説明図である。 １……タンク；２……コイル；３……鉄心；４・・・・
・・絶縁流体：５・・・・・・冷却媒体；９，２１，３
１，３２・…・・凝縮器；１２……貯槽；２２・・・・
・４循環装置；２３・・・・・・遮へい板。 精１図 袴２図 箱３図 港ム図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非凝縮性の絶縁流体が密封充填されているタンク内
   に収納設置の鉄心及びこれに巻回されたコイルに、凝縮
   性の冷却媒体を散布することによつて、その蒸発時の気
   化潜熱により発熱中の鉄心及びコイルを冷却すると共に
   、蒸発によつて生ずる冷却媒体の蒸気を導入し冷却液化
   する凝縮器が上記タンクに連通して設けられている変圧
   器において、上記凝縮器内部に流入する冷却媒体の蒸気
   及び絶縁流体を、凝縮器内部においてのみ強制循環させ
   る循環装置を設けたことを特徴とする変圧器。 ２ 循環装置の作動が、タンク内の温度又は圧力を検出
   する検出器の指令により、制御されている特許請求の範
   囲第１項記載の変圧器。 ３ 凝縮器内部においてのみ強制循環させるために、凝
   縮器の外部に連通する開口に遮へい板を付設した特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の変圧器。