JPS6038261Y2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、被冷却機器と冷却器との間に形成される閉回
路内を液状冷却媒体が循環し得るように構成された冷却
系統が複数組並設されている冷却装置に関するものであ
る。

近年の電気機器は大容量化が著しく、その冷却には、水
や油などの液状冷却媒体を用いるものが多い。

特に水は入手し易く、安価であり、しかも後仕末が比較
的簡単なことから、多くの機械・設備の冷却媒体として
広く採用されている。

この種の電気機器の発生熱を吸収した冷却媒体は冷却器
に強制的に循環され、ここで冷却された後、再び電気機
器に循環される。

なお、冷却媒体は電気機器の充電部を直接冷却する場合
が多いため、絶縁比抵抗の高いものを用いる必要があり
、水の場合は純水を、油の場合はいわゆる変圧器油など
が一般的に用いられる。

さて、冒頭に述べた型の冷却装置において、たとえば予
備機として設置されている機器の冷却系統の運転が電気
機器本体と共に一時的に休止されるような場合、外気が
氷的下以下に低下する寒冷地においては、強風による風
冷効果とあいまって、運転休止中の冷却系統の冷却媒体
が凍結してしまうおそれがある。

仮に、強制循環用ポンプを連添して冷却媒体の循環だけ
は継続させることにすれば、凍結の危険を少しは防止で
きるとしても、その効果はわずかであり、大して凍結防
止効果を期待することはできない。

冷却媒体に一旦凍結を起すと、配管や冷却管、ポンプな
どに機械的損傷を与える結果となることは良く知られて
いるところであり、冷却系統の即時運転が不可能になる
ばかりでなく、万一、この状態のとき、運転中の系統の
設備が事故などで運転休止の事態となった場合は、プラ
ント全体を休止しなければならないといった重大事故に
波及するおそれさえある。

休止中の冷却系統の冷却媒体の凍結を防止するために、
配管中の冷却媒体を抜いておくことも考えられるが、こ
の場合は、運転に先立って冷却媒体を充填する必要があ
るが、緊急運転を要求された場合には、それが間に合わ
ず、実質的に運転不能になる。

本考案の目的は、冷却媒体の凍結事故を可及的に防止し
得る、冒頭に述べた型の冷却装置を提供することである
。

この目的を遠戚するために本考案は、各冷却系統に共通
に、各冷却系統の冷却媒体を個別に通流して相互間で熱
交換し得る複数個の流路を有する熱交換器を設けたこと
を特徴とするものである。

この構成によれば、運転休止中の冷却系統においても冷
却媒体の循環のみは継続させることにより、運転断続中
の系統の冷却媒体に伝達されるので、運転休止中の冷却
系統における冷却媒体の凍結事故を大幅に減少させるこ
とができる。

以下図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図は本考案の基本的な実施例を示すものであり、こ
こでは、２台の被冷却機器ＩＡ、ＩＢを冷却する２組の
冷却系統Ａ、 Ｂが並設されている場合について説明す
る。

被冷却機器ＩＡ、ＩＢは種々のものであり得るが、ここ
では図記号的に整流器が略示されている。

被冷却機器ＩＡ、ＩＢは、たとえば油冷式でもよいが、
以下の説明では水冷式であるとして説明する。

冷却系統Ａには被冷却機器ＩＡのほかに、冷却器２Ａお
よびポンプ３Ａが含まれ、同様に冷却系統Ｂには被冷却
機器ＩＢのほかに、冷却器２Ｂおよびポンプ３Ｂが含ま
れている。

両冷却系統Ａ、 Ｂに共通に熱交換器５が設けられてい
る。

この熱交換器５には、各冷却媒体を個別に通流して相互
間で良好な熱交換が行われるように配設された２本の熱
交換パイプ５Ａ、５Ｂが管状流路として設けられている
。

冷却器２Ａ、２Ｂはそれぞれ冷却管２０Ａ、２０Ｂおよ
び風冷用ファン２１Ａ、２１Ｂを持っている。

冷却系統Ａの冷却水は機器ＩＡ、熱交換パイプ５Ａ、冷
却管２０Ａおよびポンプ３Ａから成る閉回路中を循環し
、同様に、冷却系統Ｂの冷却水は機器ＩＢ、熱交換パイ
５Ｂ、冷却管２０Ｂ１ポンプ３Ｂから成る閉回路中を循
環する。

両冷却系統Ａ、Ｂの基本的動作として、ポンプ３Ａ、３
Ｂによって機器ＩＡ、ＩＢ内に導入された冷却水はここ
で機器運転によって生ずる発生熱を吸収し、冷却器２Ａ
、２Ｂに循環されてここで冷却され、再び機器ＩＡ、Ｉ
Ｂに送られる。

次に、被冷却機器ＩＡ、ＩＢのいずれか、たとえばＩＢ
が運転休止となった場合を考えてみる。

この場合でもポンプ３Ｂは運転を休止することなく、冷
却系統Ｂにおいて冷却水循環は継続する。

熱交換器５が存在しない場合、機器ＩＡ、ＩＢの運転状
況に応じて冷却系統Ａの冷却水温度は相対的に高くなり
、冷却系統Ｂの冷却水温度は相対的に低下する。

しかし、熱交換器５を設けることにより、両冷却系統Ａ
、 Ｂの間で熱交換が行われ、冷却系統Ａの冷却水はな
お一層良好に冷却され、それに応じて冷却系統Ｂの冷却
水は冷却系統Ａから熱を吸収して温度上昇し、機器１Ｂ
が運転休止中であるにもかかわらず、外気温度よりも高
い温度に保たれ、たとえ外気が氷点下以下に低下しても
凍結するおそれは大幅に減少する。

熱交換器５は液体と液体との間で熱交換を行う型のもの
であるから熱交換効率が高いので、たとえば風冷式冷却
器に比べても著しく小型に構成でき、熱交換器を設ける
ことによる据付面積の増大分はごくわずかですむ。

また、運転継続中の冷却系統に対して熱交換器５は付加
的な冷却器として作用するので、本来の冷却器の容量を
小さくしたり、被冷却機器の容量を増大したりすること
ができるという二次的利点も得られる。

なお、各冷却系統Ａ、 Ｂの冷却媒体が熱交換器５を通
らないで循環し得るように、熱交換器５の各熱交換パイ
プ５Ａ、５Ｂをバイパスするバイパス弁６Ａ、６Ｂを設
けておき、これを外気温が高くて冷却媒体凍結の心配が
無い場合には開放することにより、熱交換器５の無い、
各冷却系統がそれぞれ独立的に作動する冷却装置とする
こともできる。

この場合、バイパス弁の開閉は、外気温を検知して自動
的に行われるようにするのが便利である。

整流器設備はこれを水冷式とし、油冷式変圧器と組合せ
て多系列で用いる場合が一般的である。

この場合第２図や第３図に示す構成とすることができる
。

第２図においては、被冷却機器１Ａ、ＩＣとして、たと
えば水冷式整流器と油冷式変圧器が設けられて、両者で
第１の系列を構成し、同様に被冷却機器ＩＢ、ＩＤとし
て、水冷式整流器と油冷式変圧器が設けられて、両者で
第２の系列を構成している。

両系列の機器ＩＡ、ＩＢの冷却系統Ａ、 Ｂの間には、
第１図の場合と同じように、熱交換器５が配設されてい
る。

機器ＩＣ，ＩＤにそれぞれ冷却系統Ａ、 Ｂと実質的に
同−構成の冷却系統Ｃ，Ｄが構成されている。

冷却系統Ｃ，Ｄは被冷却機器ＩＣ，ＩＤ、風冷式冷却器
２Ｃ，２Ｄおよびポンプ３Ｃ，３Ｄを含んで構成されて
いる。

冷却器２Ｃ，２Ｄは冷却媒体を流す冷却管２０Ｃ，２０
Ｄおよびこれを風冷するためのファン２１Ｃ，２１Ｄを
持っている。

両冷却系統Ｃ，Ｄに共通に熱交換器７が設けられ、その
一方の熱交換パイプ７Ａは冷却系統Ｃ内に直列に挿入さ
れ、他方の熱交換パイプ７Ｂは冷却系統り内に直列に挿
入されている。

この構成における冷却系統ＡとＢとの間、およびＣとＤ
との間で、それぞれ第１図の装置と同一の熱交換作用が
行われることは明らかである。

第３図は第２図の一部を変えた実施例を示すものである
。

この実施例においては、両系列の水冷系統と油冷系統と
の間で熱交換を行わせるようにしたもので、冷却系統Ａ
とＤとの間に熱交換器５を、冷却系統ＢとＣとの間に熱
交換器７をそれぞれ配設している。

この実施例においても、熱交換器を介して結合されてい
る両冷却系統の間で既に述べた熱交換作用が行われる。

上記各実施例においては、例示として被冷却機器に整流
器および変圧器を挙げ、冷却媒体に水および油を挙げ、
また、冷却器として風冷式のものを挙げたが、本考案は
それぞれこれらに限定されるものではなく、要旨を変更
しない限り、実施例とは異なる種々のものを用いること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の冷却装置の一実施例を示す冷却系統図
、第２図および第３図はそれぞれ本考案の冷却装置の他
の実施例を示す冷却系統図である。 Ａ−Ｄ・・・・・・冷却系統、ＩＡ〜１Ｄ・・・・・・
被冷却機器、２Ａ〜２Ｄ・・・・・・冷却器、３Ａ〜３
Ｄ・・・・・・ポンプ、５，７・・・・・・熱交換器、
６・・・・・・バイパス弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被冷却機器と冷却器との間に形成された閉回路内を液状
   冷却媒体が循環し得るように構成された冷却系統が複数
   組並設されている冷却装置において、前記各冷却系統に
   共通に、各冷却系統の冷却媒体を個別に通流して相互間
   で熱交換し得る複数個の流路を有する熱交換器を設けた
   ことを特徴とする冷却装置。