JPH0362291B2 - - Google Patents

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つた場合
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、凝縮性液
体を多量に必要とするため変圧器全体の重量が重
くなるという欠点がある。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つて重量も軽い
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SF₆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から液相
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
態になつ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、鉄心等他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。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が設けてあ
る。タンク１の上部には凝縮性液体５の蒸気を凝
縮させる熱交換器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
は気体状態にあつてコイル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SF₆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
略してある。またコイル３は夫々多数のコイルセ
クシヨ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
てある。

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こりこの
時にコイル３を冷却する。それにより気泡となつ
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に入つた凝縮性液体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等から熱を奪つ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
発熱量の多いタンク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、鉄心等他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. 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。