JPS63153807A - 蒸発冷却誘導電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は凝縮性液体をコイル部分の絶縁および冷却媒体
として用い、非凝縮性絶縁気体をコイル部分以外の部分
の絶縁および冷却媒体として用いた蒸発冷却誘導電器に
関する。

（従来の技術） 従来変圧器・リアクトルのような誘導電器において、フ
ロン等の凝縮性液体が液相から気相に相変化する時に必
要とする気化熱を、その誘導電器の冷却に利用する蒸発
冷却誘導電器があることはよく知られている。このよう
な蒸発冷却誘導電器、例えば蒸発冷却変圧器（以下変圧
器と略記する）においてコイルや鉄心などの発熱部を冷
却する方法には大別すると次の２種類がある。その１つ
はタンク内を凝縮性液体で満しその中に変圧器本体を浸
漬させる方法であり、他の１つは変圧器本体の上部から
凝縮性液体を発熱部に散布する方法である。前者は変圧
器の発熱部が完全に凝縮性液体で覆われるためすべての
発熱部の冷却が万遍なく行なわれかつ凝縮性液体は気体
となった場合より液体状態の方が絶縁耐力が高いため絶
縁的にも有利であるという長所を有する一方、＊縮性液
体を多量に必要とするため変圧器全体の重量が重くなる
としう欠点がある。一方後者の場合、冷却に最低限必要
な量を発熱部に散布すればよいため凝縮性液体の量が少
なくてよく従って重量も軽いという長所がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特に高電圧用の変圧器のように内部構造
が複雑なものには、凝縮性液体を発熱部に万遍なく供給
することが困難となり、発熱部の温度分布に不均衡を生
じさせるおそれがある。またこの方法では内部の絶縁を
気化した凝縮性液体に依存しているため、変圧器が課電
されず本体が冷えた状態では変圧器内部に気・化した凝
縮性液体が充満していないため変圧器課電直後には絶縁
媒体となるものが非常に秘薄であることになる。これを
防ぐため一般には前記凝縮性液体の他に非凝縮性絶縁気
体（例えばＳＦ、等）を混入して冷時の絶縁を分担させ
ている。ところが凝縮性液体は非凝縮性絶縁気体が混在
した状態では気相がら液相への相変化が起りにくいとい
う性質をもつため。

冷却性能が大幅に低下する。そこでこれを防ぐためには
変圧器内部の温度が上昇し気化した凝縮性液体が内部に
充満して充分に絶縁機能を果せる状態になった時に前記
非凝縮性絶縁気体を専用の容器に回収し分離してしまう
ことが望ましく、そのようにした例もあるが構造が複雑
になるという欠点がある。

本発明の目的は誘導電器内の発熱量の多いコイル部分を
タンク内の他の部分から気密に保つ容器に納めてこの容
器内に満した凝縮性液体により冷却および絶縁を行ない
、コイル部分以外の比較的発熱量の少ない部分に対して
は非凝縮性絶縁気体により冷却および絶縁を行なわせる
ことにより構造簡単にして冷却性能を高めた蒸発冷却誘
導器を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の蒸発冷
却誘導電器では、タンク内に電器本体を形成する鉄心お
よびコイルを収納し、このコイルのみは気密構造の絶縁
性の容器内に空間を設けて収容すると共に前記空間内に
凝縮性液体を充てんし、前記タンク内の前記容器内以外
の空間には非凝縮性絶縁気体を充てんし、前記凝縮性液
体を熱交換器を通して循環させるようにして構成される
。

本発明の蒸発冷却誘導電器においては、電器本体の比較
的発熱量の多いコイルに対しては凝縮性気体にコイルを
浸漬させその気化熱を利用して蒸発冷却を行ない、鉄心
等信の部分に対しては非凝縮性絶縁気体により冷却する
ようにしたので、凝縮性液体を大量に使用することなく
コイルを効果的に冷却することができる上、電器内部が
冷えた状態でも内部空間の絶縁性が低下することなく、
経済的で冷却および絶縁性能に優れた蒸発冷却誘導電器
を提供することができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図に示す蒸発冷却変圧器の場合
について説明する６図において１は変圧器タンクを示し
、このタンク１内に、変圧器本体を形成する鉄心２およ
びこれに巻装されたコイル３を収容する。コイル３は気
密構造の絶縁性の容器４内にその周囲に十分な空間４ａ
を設けて収容する。容器４内には例えばフロン１１３等
の凝縮性液体５が満されており、また容器４の上部はコ
イル３を冷却することにより気化した凝縮性液体５の蒸
気の排出と再び凝縮して液化した凝縮性液体５を容器４
内に入れる管６ａ、　６ｂが設けである。タンク１の上
部には凝縮性液体５の蒸気を凝縮さする熱交換器７を設
けこの熱交換器７の入口および出口を容器４の管６ａ、
６ｂに接続する。一方タンク１内の容器４内以外の空間
には常温では気体状態にあってコイル３以外の発熱部（
鉄心２等）を冷却しかつ内部空間の絶縁耐力を高める例
えばＳＦ、等の非凝縮性絶縁気体８を充てんしている。

なお図示の構造では鉄心２を締付けるクランプ金具やコ
イル３の絶縁部材およびそれらの上下から支える絶縁部
材は説明を簡潔にするため省略しである。

またコイル３は夫々多数のコイルセクションから形成さ
れているがそれらをすべて図示することはできないため
夫々簡略化して図示しである。

次に上記変圧器の作用について説明する。容器４内のコ
イル３で発熱が生じると、コイル３に接する凝縮性液体
５は熱せられて気化が起りこの時にコイル３を冷却する
。それにより気泡となった蒸気は凝縮性液体５内を上昇
し容器４内上部の蒸気溜め９にたまり、さらに管６ａ、
　６ｂを経てタンク１上部の熱交換器７内に入る。熱交
換器７は図示しないが複数個の熱交換パイプを備えてお
り、熱交換器７に入った凝縮性液体５の蒸気はこの熱交
換パイプを通過する間に熱を奪われ冷却液化し、この液
化した凝縮性液体５は熱交換器７から管６ａ。

６ｂを経て容器４内に再び戻る。この循環によりコイル
３は冷却される。

一方コイル３部分以外の発熱部（鉄心２等）はタンク１
内の容器４内以外の空間に充てんされた非凝縮性絶縁気
体８により熱を奪われ冷却される。

鉄心２等から熱を奪って熱せられた非凝縮性絶縁気体８
は図示しないが必要に応じて設けられた外部冷却器に入
り冷却された後タンク１内に戻るというサイクルを繰返
す、一般に鉄心２の発熱量はコイル３の発熱量に比べ数
分の１程度であるため非凝縮性絶縁気体８の対流による
自然循環で充分に冷却することが可能であるが、前述の
ように必要に応じて外部冷却器を取付けて冷却効果を上
げることもできる。

【発明の効果〕

以上のように本発明によれば電器本体の比較的発熱量の
多いコイルに対しては凝縮性液体にコイルを浸漬させて
その気化熱を利用して蒸発冷却を行ない、鉄心等値の部
分に対しては非凝縮性絶縁気体により冷却するようにし
たので、凝縮性液体を大量に使用することなくコイルを
効果的に冷却することができる上、電器内部が冷えた状
態でも内部空間の絶縁性が低下することなく、経済的で
冷却および絶縁性能に優れた蒸発冷却誘導電器を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による蒸発冷却誘導電器の一実施例を示す
一部切欠き縦断面図である。 １・・・タンク、　　　　　２・・・鉄　心。 ３・・・コイル、　　　　　４・・・容　器。 ４ａ・・・空　間、　　　　　５・・・凝縮性液体。 ６ａ　、　６ｂ・・・管、　　　　　　７・・・熱交換
器。 ８・・・非凝縮性絶縁気体、９・・・蒸気溜め。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タンク内に電器本体を形成する鉄心およびコイルを収容
   し、このコイルのみは気密構造の絶縁性の容器内に空間
   を設けて収容すると共に前記空間内に凝縮性液体を充て
   んし、前記タンク内の前記容器内以外の空間には非凝縮
   性絶縁気体を充てんし、前記凝縮性液体を熱交換器に通
   して循環させるようにしたことを特徴とする蒸発冷却誘
   導電器。