WO2018029773A1 - 空芯型リアクトルユニットおよび空芯型リアクトルユニットを有する電源装置 - Google Patents

Abstract

空芯型リアクトルユニットの放熱特性を向上させることを目的とする。空芯型リアクトルユニットは、片側に第１の絶縁スペーサが配設されている第１の絶縁板と、絶縁板に固定されている第１の強磁性体金属板と、空芯部を有し、コイル層が空隙を隔てて形成されている２個以上の空芯コイルと、片側に第２の絶縁スペーサが配設されており、コイル内径よりも細くすることで、風を当てやすくした第２の絶縁板と、絶縁板に固定されている第２の強磁性体金属板と、空芯コイルの空芯部を貫通する絶縁棒を備え、前記空芯コイルは、並列に配置されていて、前記第１の絶縁スペーサと前記第２の絶縁スペーサを介して、前記第１の絶縁板と前記第２の絶縁板に挟持されていることを特徴とする。

Description

空芯型リアクトルユニットおよび空芯型リアクトルユニットを有する電源装置

　この発明は、空芯型リアクトルユニットに関し、特に、オゾン発生器などの容量性負荷に適した電源装置、およびこの電源装置に用いられる空芯型リアクトルユニットに関するものである。

　オゾン発生器は、容量性の高い負荷である。容量性負荷であるオゾン発生器には、大容量のトランス、リアクトル、インバータなどで構成されている電源装置が用いられる。これらの部品は、高電圧が印加されていて、発熱量が多いので効率的に冷却する必要がある。電源装置の盤内には、熱交換器が設けられており、この熱交換器を介して盤内の冷却が行われている。トランス、リアクトルおよびインバータには、冷却効率のよい構造が望まれている。

　電源装置に用いるリアクトルの軽量化、低コスト化を図るため、空芯型リアクトルを用いる方法がある。空芯型リアクトルには、漏洩磁束を抑えるため、巻線をトロイダル状としているもの（例えば、特許文献１、３を参照）、隣り合うコイルの磁界の向きが逆になるよう多本平行線体１つで製作されたもの（例えば、特許文献４を参照）、加えて、周囲を電磁シールドで覆っているもの（例えば、特許文献２を参照）、鋼材等の上下締付板を使用して、磁束を循環させるもの（例えば、特許文献５を参照）などが考案されている。

実開昭51－38649号公報 実開昭61－104535号公報 特開昭56－10912号公報 特開平9－115743号公報 特開平9－199354号公報

　オゾン電源装置用リアクトルユニットは、高周波、高電流、高電圧の状況下で使用される。リアクトルを空芯とすることで、コストと重量面で大きなメリットが生まれるが、漏洩磁束による発熱や耐電圧の面では、電源装置の筐体内に収納するのは困難である。

　トロイダル状空芯型リアクトルにおいては、１００Ａ程度の電流で使用できる大型品の製作は難しい。また、形状がトロイダル状では、トロイダル状空芯リアクトルのサイズが大きくなりすぎ、電源装置の筐体内への収納に不向きである（特許文献１、３を参照）。

　隣り合うコイルの磁界の向きが逆になるよう多本平行線体１つで製作された空芯型リアクトルでは、コイル間の距離を十分に確保しない場合、オゾン発生装置駆動に必要な、例えば１０ｋＶｐの高電圧では、空間距離および沿面距離が不足する。（特許文献４を参照）。

　周囲を電磁シールドで覆っている空芯型リアクトルについては、リアクトルの周囲の全てを電磁シールドで覆わなければならない。材料費が高くなるうえに、作業時間がかかるため製品コストが高くなる（特許文献２を参照）。

　鋼材等の上下締付板を使用して、磁束を循環させる空芯型リアクトルについては、周波数５００～５０００Ｈｚ、電流１００Ａの条件下では、鋼材等に発生する渦電流による損失が大きく温度が非常に高くなるため使用できない。また、１０ｋＶｐの高電圧下での使用は絶縁性能の面で不可能であった（特許文献５を参照）。

　この発明は上記のような空芯型リアクトルにおける課題を解決するためになされたものであり、放熱性能が優れていて、高周波、高電流、高電圧の状況下でも使用できる空芯型リアクトルユニットを得ることを目的とする。

　この発明に係る空芯型リアクトルユニットは、第１の強磁性体と、２個以上のソレノイド型コイルで構成された空芯部を有する空芯コイルと、空芯コイルの内径よりも幅の狭い第２の強磁性体で構成されることを特徴とする。第２の強磁性体の幅を空芯コイル内径よりも狭く作成し、第２の強磁性体に風が当たる構造とすることで、放熱性能を高める。

　前記空芯コイルは、コイル層に空隙を設け、風を空隙に通すことでコイルの放熱性能を高める。

　空芯コイル固定部に、絶縁スペーサを挟むことにより、高電圧の状況下でも使用できる。

　この発明に係る空芯型リアクトルユニットは、片側に第１の絶縁スペーサが配設されている第１の絶縁板と、第１の空芯部を有する第１の空芯コイルと、第２の空芯部を有する第２の空芯コイルと、片側に第２の絶縁スペーサが配設されている、コイル内径よりも幅の狭い第２の絶縁板と、第１の空芯コイルの第１の空芯部を貫通する第１の絶縁棒と、第２の空芯コイルの第２の空芯部を貫通する第２の絶縁棒と、を備え、第１の空芯コイルと第２の空芯コイルは、並列に配置されていて、第１の絶縁スペーサと第２の絶縁スペーサを介して、第１の絶縁板と第２の絶縁板に挟持されている。第２の絶縁板がコイル内径よりも幅を狭くしていることにより、第２の強磁性体部に風を当てやすくすることで、放熱性能を高めている。また、高電圧出力を可能とするよう、絶縁スペーサ等により、十分な沿面距離及び絶縁厚みが確保されている。

　空芯コイルは、コイル層の各層間に空隙を隔てて形成することで、風を空隙に通しコイルの放熱性能を高めている。

　強磁性体は、複数の板からできているものを使用し、板間の間隔を空けることで、磁束密度を抑え、鉄損を抑えることができる。また、板間に風を通すことで、強磁性体自身の放熱性能を高められる。更に、板枚数を減らすことで製品コストを下げることも可能である。

　強磁性体中央部の板枚数を増やす構造とし、磁束密度分布を均等にすることで、磁束密度の偏りによる、強磁性体の局所的発熱を抑えることが出来る。

本発明におけるオゾン供給設備の構成を示している全体図である。 本発明における実施の形態による電源装置を示す正面図である。 本発明における実施の形態による電源装置を示す側面図である。 実施の形態１にかかわる空芯型リアクトルユニットを示す平面図である。 実施の形態１にかかわる空芯型リアクトルユニットを示す断面図である。 実施の形態１にかかわる空芯コイルの構造を示す平面図である。 実施の形態による第１の絶縁板の構造を示す平面図である。 実施の形態１にかかわる空芯コイルの接続方法を示す正面図である。 リアクタンス、周波数および静電容量の関係を表している式（１）を示す図である。 実施の形態１にかかわる空芯型リアクトルユニットを示す斜視図である。 実施の形態２にかかわる強磁性体の第１の構造を示す平面図である。 実施の形態２にかかわる強磁性体の第２の構造を示す平面図である。 実施の形態３にかかわる強磁性体の第１の構造を示す断面図である。 実施の形態３にかかわる強磁性体の第２の構造を示す断面図である。 実施の形態４にかかわる空芯コイルの第１の接続方法を示す正面図である。 実施の形態４にかかわる空芯コイルの第２の接続方法を示す正面図である。

　以下に本発明にかかる電源装置および空芯型リアクトルユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の既述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

実施の形態１．
　以下、この発明の実施の形態１にかかわる空芯型リアクトルユニットおよび電源装置について、図を参照しながら説明する。図１は、本発明におけるオゾン供給設備７０の構成の一例を示している。オゾン供給設備７０は、電源装置５０とオゾン発生器６０から構成されている。電源装置５０は、入力トランス２３、インバータ２４、空芯型リアクトルユニット２５などから構成されている。入力トランス２３は、４本の出力線を有していて、交流電力を出力する。インバータ２４には、入力トランス２３の出力線が接続されていて、商用周波交流を整流した後、半導体素子でスイッチングすることで高周波電圧を発生する。インバータ２４の一端側の出力は、空芯型リアクトルユニット２５に入力されている。電源装置５０の高圧側出力（ＨＶ）と低圧側出力（ＬＶ）は、容量性負荷（または静電負荷）である、オゾン発生器６０に接続されている。

　入力トランス２３、インバータ２４、空芯型リアクトルユニット２５などは筐体に収められている。図２は、実施の形態にかかわる電源装置５０を正面から見た場合の内部図を示している。図には、電源装置５０を構成する、主回路筐体２１、熱交換器２２、空芯型リアクトルユニット２５、ファン２７、保護用パネル２９などが示されている。熱交換器２２は、主回路筐体２１の下部に配置されている。熱交換器２２の直上には、保護用パネル２９を配置している。空芯型リアクトルユニット２５は、ファン２７よりも上部に配置されている。保護用パネル２９の裏側には、入力トランス２３やインバータ２４が配置されている。

　図３は、実施の形態にかかわる電源装置５０の内部を示している断面図である。図には、主回路筐体２１、熱交換器２２、入力トランス２３、インバータ２４、空芯型リアクトルユニット２５、冷却水配管２６、ファン２７、保護用パネル２９、風路仕切り板３０、扉３１などが示されている。主回路筐体２１の下部には熱交換器２２が配置されている。熱交換器２２の直上には、風路仕切り板３０を配置している。入力トランス２３とインバータ２４は、風路仕切り板３０の上部に、主回路筐体２１の奥行き方向に配置させているので、盤高さが抑制されている。空芯型リアクトルユニット２５は、入力トランス２３とインバータ２４の上部に配置している。主回路筐体２１の正面には、風路２８と冷却水配管２６を備えている。

　風路２８は、ファン２７と保護用パネル２９を用いている。冷却水配管２６から、熱交換器２２に冷却水を供給する。熱交換器２２は、盤奥行き方向に下り勾配で配置している。風路に対して熱交換器２２の入口側の流路が大きくなっている。熱交換器２２の出口側の流路を狭くすることにより、風路の圧力損失が軽減している。主回路筐体２１の正面の風路２８から遠い主回路筐体２１の背面にもファン２７からの冷却風が流れ易い構造となっている。風路仕切り板３０は、熱交換器２２の直上に設けている。冷却風は熱交換器２２を介して主回路筐体２１の上部に流れていくので、冷却風の冷却が効率よく行われる。

　入力トランス２３とインバータ２４は、発熱量が多く、構造が複雑で冷却が難しい。このため入力トランス２３とインバータ２４を、熱交換器２２の直上に配置している。主回路筐体２１の内部で最も冷却された冷却風で冷却することが可能となっているため、入力トランス２３とインバータ２４の最高温度を抑制出来る。入力トランス２３は、主回路筐体２１の背面から５mmから５０mm程度離して配置している。背面パネルを風路として併用可能であり、入力トランス２３の内部もしくは外部表面に積極的に冷却風を流すことが出来る。主回路筐体２１の背面と入力トランス２３の距離は、少なくとも入力トランス２３に印加される電圧を考慮して必要な絶縁距離分は離さなければならない。

　入力トランス２３とインバータ２４の距離も５mmから１００mm程度離して配置している。インバータ２４の背面を風路として併用可能であり、入力トランス２３の内部もしくは外部表面に積極的に冷却風を流すことが出来る。入力トランス２３とインバータ２４の距離は、少なくとも入力トランス２３とインバータ２４に印加される電位差を考慮して、必要な絶縁距離分は離す必要がある。入力トランス２３は、重量が重いので、主回路筐体２１の下部に配置されることで、主回路筐体２１の重心が下がり、輸送振動、耐震設計上も有利に働く。

　空芯型リアクトルユニット２５は、入力トランス２３及びインバータ２４の上部に配置している。空芯Lは軽量であるため、主回路筐体２１の上部に配置しても主回路筐体２１の重心はほとんど高くならないため、輸送・耐震設計上有利である。入力トランス２３とインバータ２４を冷却したあとの冷却風を用いて、空芯型リアクトルユニット２５の冷却を行っている。冷却風の温度は、上昇しているが、主回路筐体２１を流れる冷却風の全てを使って冷却可能であり、風速を上げて冷却を効率よく行うことが可能である。インバータ２４には、高電圧が印加される。

　ファン２７は、主回路筐体２１の正面中段に配置されている。ファン２７は、メンテナンス必須部品であり、メンテナンス時の作業効率が上がる。ファン２７とインバータ２４との間には保護用パネル２９が配置されているので、ファン２７の交換作業時に、誤ってインバータ２４に接触することが起こらない安全な構造である。保護用パネル２９は、高電圧が印加されるインバータ２４を隔離するために設けられている。主回路筐体２１は、扉３１を備えている。

　風路２８は、保護用パネル２９と扉３１により構成され、風路専用の構造部材を有さない。構造部材を共有化することで主回路筐体２１の小型化、簡易化、コスト低減が実現できている。また、風路２８は主回路筐体２１の前面に設けており、主回路筐体２１の前面の温度ムラがなくなり、温度上昇を緩和出来るため、装置の安全性が向上している。さらに主回路筐体２１の全体が風路となるため筐体表面の温度が均一になり、結露しにくい構造で信頼性が向上している。

　冷却水配管２６は、熱交換器２２よりも下部に配置している。熱交換器２２の内部の冷却水は、下から上に流れ、熱交換器２２の内部を通った水は、上から下へ冷却水配管へと流れる構造をとっている。上記構造とすることで、空気溜まりのない冷却水配管を構成することが可能である。さらに長期間停止などの際の冷水凍結防止のための水抜きも容易に作業可能である。

　空芯型リアクトルユニット２５は後述するように漏れ磁束を抑制する工夫を施しているが漏れ磁束がゼロではないため、主回路筐体２１との間に隙間を設け、筐体が発熱するのを抑制している。

　図４は、この発明の実施の形態による空芯型リアクトルユニット２５を示す平面図である。空芯型リアクトルユニット２５は、第１の空芯コイル１、第２の空芯コイル２、第２の強磁性体３、第１の絶縁棒５、第２の絶縁棒７、第１の絶縁板８（下側絶縁板）、第２の絶縁板６（上側絶縁板）などから構成されている。第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は、並列に配置され、磁束の向きが逆になるよう電気的に直列に接続している。空芯型リアクトルユニット２５のリアクトルは、第１の空芯コイル１および第２の空芯コイル２から構成されている。第１の絶縁棒５、第２の絶縁板６、第２の絶縁棒７、第１の絶縁板８は、リアクトルを固定するための構造材である。第２の強磁性体３の幅Ｃが空芯コイルの内径Ｂよりも狭くしていることにより、第２の強磁性体３に風を当てやすくすることで、放熱性能を高めている。

　空芯型リアクトルユニット２５は、リアクタンスとして２ｍＨ～５ｍＨが要求されるとともに、周波数５００～５０００Ｈｚ、電流１００Ａ程度、出力電圧１０ｋＶの使用条件下で使用することが求められている。第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２の開口部の両側には、第２の絶縁板６と第１の絶縁板８を配置している。第２の絶縁板６と空芯コイルの間、および第１の絶縁板８と空芯コイルの間には、絶縁スペーサ１０を配置している。第１の絶縁棒５と第２の絶縁棒７を、第１絶縁ネジ５ａと第２絶縁ネジ７ａで締めて、第２の絶縁板６と第１の絶縁板８を固定している。

　図５は、この発明の実施の形態による空芯型リアクトルユニット２５を示す断面図である。空芯型リアクトルユニット２５は、第１の空芯コイル１、第２の空芯コイル２、第１の強磁性体４、第２の強磁性体３、第１の絶縁棒５、第２の絶縁棒７、第１の絶縁板８、第２の絶縁板６などから構成されている。第１の空芯コイル１は、中央部に空芯部１Ａを有している。第２の空芯コイル２は、中央部に空芯部２Ａを有している。第１の絶縁棒５は、第１の空芯コイル１の空芯部１Ａを貫通している。第２の絶縁棒７は、第２の空芯コイル２の空芯部２Ａを貫通している。第１の絶縁棒５と第２の絶縁棒７を、空芯コイルの空芯部に通すことで、本体のサイズを小さくすることが可能である。第１の絶縁棒５と第２の絶縁棒７は、導体ではなく絶縁物で構成されている。空芯コイルの内側では磁束密度が高く、しかも高周波であるため導体を使用すると渦電流が流れ発熱し、高温となるため、絶縁物を使用し、発熱を防いでいる。

　第２の絶縁板６と空芯コイルの間には、絶縁スペーサ１０ａ（第２の絶縁スペーサ）を８個配置している（図４を参照）。第１の絶縁板８と空芯コイルの間には、絶縁スペーサ１０ｂ（第１の絶縁スペーサ）を８個配置している。２枚の絶縁板と空芯コイルの間に絶縁スペーサ１０を設けることで、左右巻線の電位差（約５ｋＶ）分の絶縁板との沿面距離を確保している。

　並列に配置されている第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は、同じ形状で製作されている。下側の第１の絶縁板８には、冷却風を通すために空気穴８ａを設けている（図７を参照）。上側の第２の絶縁板６およびこの絶縁板に取り付けられる第２の強磁性体３は、コイルの内径Ｂよりも幅が狭くなっている（図４を参照）。下側の第１の絶縁板８は、リアクトルの全面よりも大きなサイズとなっており、風穴が設けられている。

　すなわち、空芯コイルの固定用として、２個の空芯コイルの開口部の両側に、２枚の台（第２の絶縁板６および第１の絶縁板８）を設けている。第１の空芯コイル１および第２の空芯コイル２は、絶縁スペーサ１０ｂ（第１の絶縁スペーサ）と絶縁スペーサ１０ａ（第２の絶縁スペーサ）を介して、第１の絶縁板８と第２の絶縁板６に挟持されている。２枚の絶縁板と空芯コイルの間に絶縁スペーサ１０ａ、１０ｂを設けることで、左右巻線の電位差分（約５ｋＶ分）の絶縁板との沿面距離が確保されている。

　図６は、第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２の平面図を示している。第１の空芯コイル１は、空芯部１Ａを有し、コイル層１４（巻線層）が空隙を隔てて形成されている。第２の空芯コイル２は、空芯部２Ａを有し、コイル層１４（巻線層）が空隙を隔てて形成されている。第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は、巻き始め端子１２と巻き終わり端子１３を有する。第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２については、周波数５００～５０００Ｈｚ、１００Ａ程度の電流が流れる条件でも使用できるよう、巻線間にドッグボーン１１を使用し、風が流れる空間を作っている。また、コイル層１４の巻線には誘導加熱の影響を受けにくいリッツ線を使用している。リッツ線は、エナメル線を撚り合わせたもので撚り線とも呼ばれ、高周波用コイルの線材として使用されている。

　図７は、第１の絶縁板８の平面図を示している。第１の絶縁板８は、空気穴８ａと絶縁棒穴８ｂが設けられている。第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は全く同じ形状で製作されているので、冷却風を通すための空気穴８ａも対称に設けている。第１の絶縁棒５および第２の絶縁棒７は絶縁棒穴８ｂに挿通される。空気穴８ａの上に、第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２のコイル部が配置される。

　風はリアクトル下部の空気穴８ａから入り、空芯部１Ａおよび空芯部２Ａを通り、第２の強磁性体３を冷却するものと、空気穴８ａからコイル層１４の空隙を通ることで、コイル自体を冷却するものがあり、それぞれ空芯型リアクトルユニットの放熱特性を向上させている。コイルの内径Ｂよりも第２の強磁性体３の幅Ｃを狭くしたので、空芯部１Ａおよび空芯部２Ａを通ってきた冷却風が第２の強磁性体３に当たり、第２の強磁性体３を効率的に冷やすことができる。

　図８は、空芯型リアクトルユニット２５における、巻線の配線接続図である。第１の空芯コイル１は、コイル入力部１ａとコイル出力部１ｂを有している。第２の空芯コイル２は、コイル入力部２ａとコイル出力部２ｂを有している。同じ形状で製作されている第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は、逆向きに置かれている。第１の空芯コイル１のコイル出力部１ｂと第２の空芯コイル２のコイル入力部１ａが接続されている。ここでは、空芯コイルを逆向きに置く例を示したが、空芯コイルの隣り合う磁極が逆となるよう電気的に接続すれば、同じ向きに置くことも可能である。

　空芯型リアクトルユニット２５を流れる電流は、第１の空芯コイル１のコイル入力部１ａから入力され、コイルを経由し、第１の空芯コイル１のコイル出力部１ｂから出力される。さらに、第２の空芯コイル２のコイル入力部２ａから入力され、コイルを経由し、第２の空芯コイル２のコイル出力部２ｂから出力するという接続形態になっている。すなわち、第１の空芯コイル１と第２の空芯コイル２は、同じ巻線方向、同形状で製作、並列に配置された状態で、隣り合う磁極が逆になるよう電気的に直列に接続している。

　直列に接続することで、磁束が空芯部１Ａ→第２の強磁性体３→空芯部２Ａ→第１の強磁性体４→空芯部１Ａのループに集まりやすくなる。このため、外部に漏れる磁束が少なくなり、主回路筐体２１に生じる渦電流損が少なくなり発熱が抑えられる。また、直列に接続することで、空芯コイルの出力側に高電圧を出力できる。空芯コイルを支持する部材は絶縁物で構成されているので接地部から絶縁距離を長く確保することができ、高電圧を容易に出力できる。

　次に空芯型リアクトルユニット２５の役割について説明する。オゾナイザなどの誘導負荷と直列共振させ、高電圧を印加するためには、リアクタンスＬが必要である。図９に示されている式（１）のように、空芯型リアクトルユニット２５のリアクタンスＬは、周波数ｆと静電容量Ｃと関係付けられている。この発明に係る空芯型リアクトルユニット２５は、リアクタンスとして２ｍＨ～５ｍＨが実現できているとともに、周波数５００～５０００Ｈｚ、電流１００Ａ程度、出力電圧１０ｋＶの使用条件下で動作することを確認できている。

　この発明に係る空芯型リアクトルユニットは、高周波、高電流の状況下でも使用できる様、誘導加熱の影響を受けにくいリッツ線を使用しており、各層間に冷却用の空間を設けており、また、高電圧出力を可能とするよう、十分な沿面距離及び絶縁厚みが確保されたものである。

　この発明によれば、空芯コイル、絶縁板、構造材からなるユニット構成としたので、ユニットとして盤に組み入れることが出来る。また、このユニットを２ｍ/　s程度の風をユニット下部からあてることで、高周波、大電流を流してもＨ種の絶縁種別クラスでコイルを製作する事ができる。

　本実施の形態では、直列共振用の高電圧リアクトルにおいて、リッツ線を使用し、各層間に冷却用の空間を設けた２個以上の同一縦側空芯コイルと、これらの部材固定のために非金属製の絶縁板とネジと棒が使用された、７～１５ＫＶｐの電圧を出力させるための空芯型高電圧リアクトルユニットが開示されている。

　したがって本願に係わる空芯型リアクトルユニットは、片側に第１の絶縁スペーサが配設されている第１の絶縁板と、前記第１の絶縁板に固定されている第１の強磁性体と、第１の空芯部を有し、コイル層が空隙を隔てて形成されている第１の空芯コイルと、第２の空芯部を有し、コイル層が空隙を隔てて形成されている第２の空芯コイルと、片側に第２の絶縁スペーサが配設されている第２の絶縁板と、前記第２の絶縁板に固定されている第２の強磁性体と、前記第１の空芯コイルの第１の空芯部を貫通する第１の絶縁棒と、前記第２の空芯コイルの第２の空芯部を貫通する第２の絶縁棒と、を備え、前記第１の空芯コイルと前記第２の空芯コイルは、並列に配置されていて、前記第１の絶縁スペーサと前記第２の絶縁スペーサを介して、前記第１の絶縁板と前記第２の絶縁板に挟持されている。

実施の形態２．
　実施の形態２に係わる空芯型リアクトルユニットを図１１と図１２を参照して説明する。前記第１の強磁性体４および前記第２の強磁性体３は、第１の強磁性体板４ａと第２の強磁性体板３ａから構成されていて板の間隔を空けたことを特徴とする。板の間隔を空けることで、磁束密度を抑え、鉄損を抑えることができる。また、板間に風を通すことで、強磁性体自身の放熱性能を高められる。また、強磁性体はフェライトの様に焼結体であることが多く、大きな強磁性体を１枚の板で焼結することは技術的に難しくコストアップとなる。このため強磁性体を分割し、１つのサイズを小さくすることでコストを下げることができる（図１１を参照）。　なお、フェライトの長手方向は隙間を開けず、幅方向に隙間を空ける構造とすることで、漏れ磁束増加を抑えることが可能である（図１２を参照）。

実施の形態３．
　実施の形態３に係わる空芯型リアクトルユニットを図１３と図１４を参照して説明する。前記第１の強磁性体４および前記第２の強磁性体３は、第１の強磁性体板４ａと第２の強磁性体板３ａの枚数を調整し、強磁性体の端部よりも強磁性体の中央部の板枚数が多い構成としたことを特徴とする。強磁性体の端部よりも強磁性体の中央部の板枚数を多くすることで、磁束密度を均等にすることができ、強磁性体の局所的発熱を抑えることで、強磁性体としての性能を最大限に使用することができる。図１３は、第１の強磁性体板４ａと第２の強磁性体板３ａを平面上に配置する方法を表している。図１４は、第１の強磁性体板４ａと第２の強磁性体板３ａを積み上げて配置する方法を表している。

実施の形態４．
　実施の形態４に係わる空芯型リアクトルユニットを図１５と図１６を参照して説明する。これまで、空芯コイル２つを並列に配置する例を上げたが、同形状の空芯コイルを平面に配置し、空芯コイルの隣り合う磁極が逆となるよう電気接続をすれば、２個以上の空芯コイルを並列に配置せずとも使用することが可能である。図１５は、空芯コイル１Ｘ（第１の空芯コイル）、空芯コイル１Ｙ（第２の空芯コイル）および空芯コイル１Ｚ（第３の空芯コイル）、空芯コイル１Ｗ（第４の空芯コイル）を上下方向に積み重ねていることを表している。第１の空芯コイル１および第２の空芯コイル２を上下方向に分割してもよい。図１６は、空芯コイル１Ｘ、空芯コイル１Ｙ、空芯コイル１Ｚ、および空芯コイル１Ｗが環状に配置されていることを表している。空芯コイル１Ｘ～１Ｗの間には、強磁性体４Ｘ（第１の強磁性体）、強磁性体４Ｙ（第２の強磁性体）、強磁性体４Ｚ（第３の強磁性体）、および強磁性体４Ｗ（第４の強磁性体）が配置されている。コイル各層間の冷却用空間や、強磁性体を風冷する工夫をすることで、コイルを並列に配置しなくても使用することが可能である。

　なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１　第１の空芯コイル、１Ａ　空芯部、１ａ　コイル入力部、１ｂ　コイル出力部、２　第２の空芯コイル、２Ａ　空芯部、２ａ　コイル入力部、２ｂ　コイル出力部、３　第２の強磁性体、３ａ　第２の強磁性体板、４　第１の強磁性体、４ａ　第１の強磁性体板、５　第１の絶縁棒、５ａ　絶縁ネジ、６　第２の絶縁板、７　第２の絶縁棒、７ａ　絶縁ネジ、８　第１の絶縁板、８ａ　空気穴、８ｂ　絶縁棒穴、１０　絶縁スペーサ、１０ａ　絶縁スペーサ、１０ｂ　絶縁スペーサ、１１　ドッグボーン、１２　巻き始め端子、１３　巻き終わり端子、１４　コイル層、２１　主回路筐体、２２　熱交換器、２３　入力トランス、２４　インバータ、２５　空芯型リアクトルユニット、２６　冷却水配管、２７　ファン、２８　風路、２９　保護用パネル、３０　風路仕切り板、３１　扉、５０　電源装置、６０　オゾナイザ、７０　オゾン供給設備　

Claims (7)

1. 　第１の強磁性体と、２個以上のソレノイド型コイルで構成された空芯部を有する空芯コイルと、空芯コイルの内径よりも幅の狭い第２の強磁性体で構成される空芯型リアクトルユニット。
2. 　前記空芯コイルは、コイル層が空隙を隔てて形成されている構造となっている請求項１に記載の空芯型リアクトルユニット。
3. 　前記第１の強磁性体および前記第２の強磁性体は、複数の板から構成されていて、板の間隔を空けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空芯型リアクトルユニット。
4. 　前記第１の強磁性体および前記第２の強磁性体は、長手方向には隙間をあけず、幅方向は隙間をあけることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空芯型リアクトルユニット。
5. 　前記第１の強磁性体および前記第２の強磁性体は、端部よりも中央部の板枚数の方が多い構成とした請求項３に記載の空芯型リアクトルユニット。
6. 　前記空芯コイルは、同形状の空芯コイルを平面に配置し、空芯コイルの隣り合う磁極が逆となるよう電気的接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の空芯型リアクトルユニット。
7. 　交流電力を出力する入力トランスと、
   前記入力トランスの出力が入力され、直流電力を出力するインバータと、
   前記インバータの出力側に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の空芯型リアクトルユニットと、を備えている電源装置。

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