JPS63305727A - 誘導電器巻線 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、誘導電器巻線に係り、特にガス冷却に好適な
冷却構造を備えた誘導電器巻線に関するものである。

［従来の技術］ 従来の誘導電器巻線は、複数のコイルをそれぞれ水平流
体通路を介して高さ方向に積み重ねて円板状巻線層を形
成し、この円板状巻線層を、内。

外側絶縁筒間に配置して、前記円板状巻線層と内。

外側絶縁筒間に垂直流体通路を形成し、この垂直流体通
路を適当な間隔ごとに折流板によって交互に仕切って、
各コイル間に冷却流体を流すようにしている。

例えば、特開昭５６−４０２１４号公報記載の誘導電器
巻線では、冷却流体が油である場合の自然冷却において
、良好な冷却性能を得ている。

最近、冷却流体として、従来の油に替ってフロンガス等
の気体が用いられるようになってきた。

この場合には、上記公報記載の構成では良好な冷却性能
が得られないことが実験的に確かめられた。

第３図は、従来の誘導電器巻線の縦断面図、第４図は、
第３図のコイルの温度分布を示す特性図である。

第３図において、１はコイル、２は折流板、３は内側絶
縁筒、４は外側絶縁筒、矢印は冷却ガスの流れを示すも
のであり、このような構成のものに冷却流体としてガス
を用いた場合には、第３図に示すように、各折流区間の
流入部において逆流５が生じることが判明した。これは
、冷却ガスが折流区間の下側のガス流入部から垂直流体
通路を上方へ噴流となって吹き上げられ、ガスの流速が
折流区間の上部の水平流体通路で速く、下部の水平流体
通路で遅い傾向となり、折流区間の下部に逆流５を生じ
るものである。

この結果、第４図に示すように逆流の影響によってコイ
ルの温度が折流区間の下部の方で高くなっていることが
確かめられた。

なお１．第３図では、逆流は折流板と折流板のすぐ上の
コイルとの間に生じている状態を示しているが、条件に
よっては折流板近傍のコイル間にも逆流が発生するもの
である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術は、冷却流体の流れ方、すなわち油の粘性
力に比べてガスのように慣性力の大きい流体の流れ方に
ついての配慮がなされておらず、コイル間流れの逆流に
よりコイル温度が上昇してしまう問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、冷却流体としてガスを用いる場合において
も、各折流区間のコイル間流れにおける逆流の発生を防
止でき、各コイルの冷却が良好かつ効果的になされる冷
却構造を備えた誘導電器巻線の提供を、その目的とする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る誘導電器巻線
の構成は、複数のコイルをそれぞれ水平流体通路となる
べき間隔を保って高さ方向に積み重ねて円板状巻線層を
形成し、この円板状巻線層を内側絶縁筒と外側絶縁筒と
の間に配置して、前記円板状巻線層と内側、外側絶縁筒
との間に内側。

外側垂直流体通路となるべき空間領域を形成し、この内
側、外側垂直流体通路を所定のコイル数ごとに折流体に
よって交互に閉鎖して折流区間を形成した誘導電器巻線
において、前記折流板の半径方向の長さを、当該折流板
側垂直流体通路の幅とコイルの半径方向長さとの和より
も短くしたものである。

なお、折流板を、折流区間内の高さ方向のコイル間隔は
互いに等しく、かつ、上側の折流板とコイルとの間隔が
下側の折流板とコイルとの間隔よりも小さくなるように
設置したものである。

［作用］ ガス冷却における誘導電器巻線の冷却性能を向上させる
ためには、各折流区間の下側（ガス流れの流入部）に見
られるコイル間流れの逆流を防止する必要がある。この
逆流が起るのは、第２図にも示しであるように各折流区
間における流入部の流れが噴流的になり、かつ折流板端
部において、コイル側から内側あるいは外側の絶縁筒に
向う流速が大きいためである。

折流板の長さを短くし、かつ、上側の折流板とコイルと
の間隔を減少させると、折流板端部における上述のよう
な流れがなくなり、コイル間流れに逆流ができなくなる
。逆流が起こらないときは、各折流区間におけるコイル
温度の分布には、逆流があるときのような著しい差異が
見られなくなり。

コイルの冷却が良好になる。

［実施例］ 以下１本発明の各実施例を第１図、第２図、第５図ない
し第８図を参照して説明する。

まず、第１図は１本発明の一実施例に係る誘導電器巻線
の一つの折流区間を示す縦断面図、第２図は、第１図に
示す誘導電器巻線の一折流区間を示した一部破断斜視図
である。

図において、１は、中空円板形状（ドーナツ形状）のコ
イルで、このコイル１は、薄い銅の板を円筒状に巻いた
ものである。誘導電気巻線を構成する円板状巻線層は、
前記コイル１をスペーサ９を挟むことにより水平流体通
路となるべき間隔を保って高さ方向に積み重ねてなるも
のである。

２は、所定のコイル数（図では５枚）ごとに配置した折
流板、３は内側絶縁筒、４は外側絶縁筒である。コイル
１を積層した円板状巻線層の内側と外側に垂直流体通路
となるべき空間領域を保って内側絶縁筒３、外側絶縁筒
４が設置されている。

７は内側垂直流体通路、８は外側垂直流体通路である。

前記折流板２は、内側、外側垂直流体通路７．８を交互
に閉鎖し、冷却ガスが折流して流通する折流区間を形成
しており、第１，２図には、その一つの折流区間を示し
ている。

内側、外側垂直流体通路７，８の幅ｎは、コイルの半径
方向長さｍの１／３〜１７５程度に設定されている。

第１図に示す実施例では、各コイル１の間隔およびコイ
ル１の折流板２との間隔は等しく配置されており、折流
板２の半径方向の長さＱは、内側あるいは外側垂直流体
通路７，８の幅ｎとコイル１の半径方向長さｍとの和よ
りも短くなっている。

すなわち、第１図において、Ω（ｍ　＋　ｎとなってい
る。第１図の実施例では、折流板２の先端位置は、コイ
ル１の半径方向長さｍの１７２〜１７４程度コイル１の
端面から内側にある。

冷却流体としては、例えばＳＦ、ガスのような気体が用
いられて円板状巻線層のコイル周囲に充満しており、こ
の冷却ガスは、誘導電器巻線の温度が上昇すると下部か
ら上部へ自然に上昇する自然対流、あるいはファン等に
よる強制対流のいずれかにより流体通路を矢印のように
流れる。

このようにすれば、折流区間の下側（ガス流の流入部）
におけるコイル間流れの逆流がなくなるため、各コイル
１の冷却を効果的にして、各コイル１の温度分布をほぼ
均一にすることができる。

次に、第５図は１本発明の他の実施例に係る誘導電器巻
線の一つの折流区間を示す縦断面図である６図中、第１
図と同一符号のものは同等部分であるから、その説明を
省略する。

第５図の実施例では、上側の折流板２−１とコイル１と
の間隔ｇ１が、下側の折流板２−２とコイルｌとの間隔
ｇ２よりも小さくなるように折流板２−１．２−２が配
置されている。換言すれば、折流板とコイルとの間隔が
、折流区間の上部で狭く。

下部で広く設定されている。第５図の実施例では、ｇｘ
ｗ　ｇｔの間隔比が１７５〜１７３程度になっている。

この場合、折流板２−１．２−２の先端の位置は、第１
図の実施例の場合よりも外側であり、コイル１の端面か
らコイル１の半径方向長さの１７５程度内側に入ったと
ころである。

第５図の実施例によれば、折流区間の上部から次の折流
区間の下部への噴流的な冷却ガスの流れを防止すること
ができ、各コイル間を流れる冷却ガスの流速を均一化さ
せる効果があり、各コイル１の冷却に対して有効である
。

次に、第６図は、本発明のさらに他の実施例に係る誘導
電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図中
、第１図と同一符号のものは、同等部分であるから、そ
の説明を省略する。

第６図の実施例では、折流板２Ａの外周端部が下に向っ
て曲げられた曲げ部１０が外周の円周沿いに形成されて
いる。

第６図の実施例では、各コイル１問およびコイル１と折
流板２Ａとの間隔は等しく配置されている。また、折流
板２Ａの先端（外周端）の位置は。

コイルｌの端面からコイル１の半径方向長さの１／６〜
１７５程度の範囲に設定される。

第６図の実施例によれば、折流板２Ａの曲げ部１０が、
折流区間の上部から次の折流区間の下部への噴流的なガ
スの流れを抑制する機能を果たすため、第５図の実施例
と同様の効果が期待される。

しかも、第６図の実施例では、コイル１と折流板２との
間隔は各コイル間隔と等し〈従来どおりで工作性が良く
、流速分布の制御も容易であるという利点がある。

なお、第６図の実施例では、折流板の外周端部を曲げた
例を説明したが、折流板そのものを曲げずに、バッフル
部材を取付けても同様の効果が得られる。要は、折流板
の外周端に下側に向けて邪魔板として機能する突出部を
設ければよい。そして、この突出部は折流板外周の円周
沿いに連続的に形成されていても、不連続に形成されて
いても相応の効果がもたらされるものである。

次に、第７図は１本発明のさらに他の実施例に係る誘導
電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図中
、先の第６図と同一符号のものは同等部分であるから、
その説明を省略する。

第７図の実施例では、折流板２Ｂの外周端に形成した曲
り部１０の近傍に、外周沿いの複数箇所に穴１１を穿設
している。第７図の実施例では。

各コイル１問およびコイル１と折流板２Ｂとの間隔は等
しく、折流板２Ｂの先端は、コイル１の先端かられずか
に°内側に設けられている。

第７図の実施例によれば、曲げ部１０によって噴流を抑
制された冷却ガスの一部が穴１１を通って流れるため、
逆流が生じにくくなり、コイル間流れの均一化に対して
さらに効果あり、より良好な冷却性能を得ることができ
る。

なお、第７図の実施例では、折流板の外周端の曲げ部近
傍に穴を設けた例を説明したが、折流板に穿設する穴は
外周端以外の位置にあっても相応の効果をもたらすもの
である。例えば、特に図示して説明はしないが、第１図
の実施例のようなもっとも基本的な構成の誘導電器巻線
において、折流板２の半径方向の複数位置に１例えば同
心円的に複数の穴を明けても、冷却ガスの流通をより円
滑にして、各コイルの冷却をより効果的に行うことが期
待される。

次に、第８図は、本発明のさらに他の実施例に係る誘導
電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図中
、第１図と同一符号のものは同等部分であるから、その
説明を省略する。

第８図の実施例では、折流区間における各コイル１間の
間隔は、冷却ガスの流速を調節するために高さ方向に変
化している。すなわち、折流区間の下側に位置する水平
流体通路の高さ寸法がもっとも大きく、上側に位置する
水平流体通路の高さ寸法がもっとも小さくなるように設
定されている。

また、折流板２の外周端面はコイル１の半径方向長さの
１１５〜１／３程度内側にある。

冷却流体が油であった従来技術では、例えば、特開昭５
６−４０２１４号公報記載のように、折流区間内の上側
に位置する水平抽選の高さ寸法を、下側に位置する水平
抽選の高さ寸法より大きく設定されていた。

この構成の相違は、冷却流体が油の場合とガスの場合と
の相違によるものである。油の場合、油の流速は折流区
間の下部で速く上部で遅くなっていたが、ガスの場合、
ガスの流速は折流区間の上部で速く下部で遅い傾向があ
る。すなわち、ガスは折流区間の下側のガス流入部から
垂直流体通路を上方へ噴流となって吹き上げられるもの
で、このような冷却ガスの流動に対して第８図の実施例
の構成が適しているものである。

第８図の実施例によれば、各コイル１間を流れる冷却ガ
スの流速をほぼ等しくできるため、コイル１全体の冷却
バランスが向上するという効果がある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、冷却流体としてガ
スを用いる場合においても、各折流区間のコイル間流れ
における逆流の発生を防止でき、各コイルの冷却が良好
かつ効果的になされる冷却構造を備えた誘導電器巻線を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に係る誘導電器巻線の一つ
の折流区間を示す縦断面図、第２図は。 第１図に示す誘導電器巻線の一折流区間を示した一部破
断斜視図、第３図は、従来の誘導電器巻線の縦断面図、
第４図は、第３図のコイルの温度分布を示す特性図、第
５図は１本発明の他の実施例に係る誘導電器巻線の一つ
の折流区間を示す縦断面図、第６図ないし第８図は、い
ずれも本発明のさらに他の実施例に係る誘導電器巻線の
一つの折流区間を示す縦断面図である。 ｌ・・・コイル、２．２−１．２−２，２Ａ、２Ｂ・・
・折流板、３・・・内側絶縁筒、４・・・外側絶縁筒、
５・・・逆流、７・・・内側垂直流体通路、８・・・外
側垂直流体通路、１０・・・曲げ部、１１・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のコイルをそれぞれ水平流体通路となるべき間
   隔を保って高さ方向に積み重ねて円板状巻線層を形成し
   、この円板状巻線層を内側絶縁筒と外側絶縁筒との間に
   配置して、前記円板状巻線層と内側、外側絶縁筒との間
   に内側、外側垂直流体通路となるべき空間領域を形成し
   、この内側、外側垂直流体通路を所定のコイル数ごとに
   折流板によって交互に閉鎖して折流区間を形成した誘導
   電器巻線において、前記折流板の半径方向の長さを、当
   該折流板側垂直流体通路の幅とコイルの半径方向長さと
   の和よりも短くしたことを特徴とする誘導電器巻線。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、折流板
   を、折流区間内の高さ方向のコイル間隔は互いに等しく
   、かつ、上側の折流板とコイルとの間隔が下側の折流板
   とコイルとの間隔よりも小さくなるように設置したこと
   を特徴とする誘導電器巻線。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、折流区
   間内の上側に位置する水平流体通路の高さ寸法を、下側
   に位置する水平流体通路の高さ寸法よりも小さくしたこ
   とを特徴とする誘導電器巻線。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、折流板
   は、半径方向の複数位置に複数の穴を設けたことを特徴
   とする誘導電器巻線。 ５、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、折流板
   は、当該折流板の外周端に下側に向けて突出部を設けた
   ことを特徴とする誘導電器巻線。 ６、特許請求の範囲第５項記載のものにおいて、突出部
   は、折流板の外周端を下側に曲げて形成したことを特徴
   とする誘導電器巻線。 ７、特許請求の範囲第５項記載のものにおいて、突出部
   は、折流板の外周端の下側にバッフル部材を取付けたこ
   とを特徴とする誘導電器巻線。 ８、特許請求の範囲第５項ないし第７項記載のもののい
   ずれかにおいて、折流板は、当該折流板の突出部の近傍
   に外周沿いに複数の穴を設けたことを特徴とする誘導電
   器巻線。