JPH0518010U - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 コイル１２を形成する金属細管により受熱部
２１ａを構成し、その両端部をブッシング１６の中心導
体に形成した貫通孔の一端部に接続する。タンク１外部
に位置する前記貫通孔の他端部に絶縁管１８を介して金
属細管を接続し放熱部２１ｂを構成する。これら受熱部
２１ａ，放熱部２１ｂ及び絶縁管１８内に作動液を充填
してループ形ヒートパイプを構成する。 【効果】 コイル１２をループ形ヒートパイプで冷却で
き、本体タンク１内に封入される絶縁媒体を循環させる
スペースを設ける必要がないので、小形軽量になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はタンク内に収納された鉄心及びコイル等から構成される変圧器中身で 発生する熱を直接タンクの外部に引出し、冷却する変圧器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば車両用変圧器においては、ぎ装上の制限から小形軽量であることが強 く要求される。このため一般の変圧器に比べて銅機械として、変圧器の中身重量 の内で大きな割合を占める鉄心の重量を低減する設計がなされる。鉄心を小さく することは、外形寸法も低減されることになる。しかしながら、銅機械にするこ とにより銅損が増加することになり、コイルの冷却構造が重要になってくる。コ イルは円板状の単位コイルを積み重ね、単位コイル間には絶縁を兼ねた油道が設 けられて絶縁油を循環させる構成となっている。コイルは一般に水平に置かれる ため、自然対流による冷却では十分な冷却効果を期待できない。したがって油ポ ンプを用いた強制油循環方式が採用されている。図４に車両用変圧器の構成を示 す。１は鉄心，コイル，絶縁物等からなる変圧器中身を収納した本体タンクで、 この本体タンク１に配管２および油ポンプ３を介して油冷却器４が接続される。 そしてコイルで発生した熱は単位コイル間の油道に存在する油へ伝達され、その 油はさらに油ポンプ３により循環されて油冷却器４に流入し、ここで外部に放出 される。油冷却器４は一般に送風機５を取り付けた強制送風冷却方式のものが用 いられる。油冷却器４で冷却された油は再び油配管２を通って本体タンク１内へ 送り込まれる。本体タンク１は更に小形軽量とするために極力油量を減らすべく 、フォームフィットタイプのタンク構造を用いる。フォームフィットの本体タン ク１に納めた変圧器中身の構造を図５に示す。コイル７は矩形板状に巻回された 単位コイルを平板絶縁物８を介して多数積層して構成される。平板絶縁物８には スペーサ９を貼付けて単位コイル間に油道１０を形成する。また鉄心１１とコイ ル７間およびコイル７と本体タンク１間にも絶縁物８が挿入される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、フォームフィットの外鉄形変圧器では、コイル７の各部へ油が均等 に流れるようにするためにコイル７と本体タンク１の油出入口との間に間隔を設 けておく必要がある。したがって本体タンク１の油の出入口部分とコイル７との 間の絶縁は絶縁物に比較して絶縁耐力の低い油に頼ることになり、タンク１寸法 を低減する上で大きな制約となってくる。コイル７とタンク１の間の寸法は冷却 と絶縁で定まる。低圧コイルの場合はコイル間の電圧は低いため、ほとんど冷却 によりコイル間寸法は制約される。またコイル間は短絡時には機械力が発生する ため、油の流れを確保しながらコイル７を支えるためのスペーサを設けなければ ならない。スペーサはコイル７の冷却面積を低減することになるため、コイル７ の温度を所定の値に保つためには、コイル７の導体サイズを大きくして電流密度 を下げて発生損失を低減する必要がある。コイル７の導体サイズを増加するとコ イル重量とともに、コイルを取り巻く鉄心１１およびタンク１の寸法，重量の増 加にもなる。矩形コイルの場合は鉄心脚との関係からコイルの油出口側短辺の内 側付近の油流に淀みを生じるため、この部分のコイル温度が最も高くなり、変圧 器の温度設計はこの部分で定まることになる。他の部分は所定の温度より低くな り無駄のあるコイル構造となる。またコイル７を冷却するために単位コイル間の 油道の流速は所定の値を確保する必要があるため、油ポンプ３が必要であり、コ イル７の積層枚数が多くなる場合には、油ポンプ３の流量の増加が必要となる問 題がある。 本考案は上記問題点を解消するためになされたもので、その目的は絶縁特性お よび冷却性を向上させて小形軽量に構成できる変圧器を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、第１の金属細管を巻回してコイルを形 成し、その両端部をブッシングに形成した貫通孔の一端部に接続し、タンク外部 に位置する前記貫通孔の他端部に絶縁管を介して第２の金属細管を接続し、これ ら第１，第２の金属細管及び絶縁管内に作動液を充填してループ形ヒートパイプ を構成したことを特徴とする。

【０００５】

【作用】

本考案によれば、コイルで発生した熱をループ形ヒートパイプを介して直接本 体タンク外部に引き出して放出させるので、変圧器中身の冷却と絶縁媒体による 絶縁とを分離することができ、これにより、絶縁媒体を循環させるためのスペー スを確保する必要がないので、変圧器を小形軽量とすることができる。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例 による変圧器の全体構成図、図２及び図３は図１の主要部の拡大断面図である。 図２及び図３に示すように、コイル１２はアルミ等の金属細管を矩形板状に巻回 し、その内、外周に絶縁物１４，１５を被せた単位コイルを有し、この単位コイ ルを平板絶縁物８を介して必要枚数積層して一次及び二次コイルを構成している 。一次または二次コイルを構成する金属細管は後述するループ形ヒートパイプの 受熱部２１ａを構成する。そしてこのコイル１２の外周に鉄心１１を積み、変圧 器中身が構成される。変圧器中身は本体タンク１内に収納されＳＦ６ガス等の絶 縁媒体が封入されて絶縁される。コイル１２の口出リード部１２ａもコイル１２ と同一の金属細管で構成され、その両端部はそれぞれ本体タンク１に取付けたブ ッシング１６，１６に接続される。ブッシング１６，１６は碍管内に中心導体を 配置した構成を有し、その中心導体に本体タンク１を貫通する貫通孔が形成して ある。この貫通孔のタンク内側に位置する端部にコイル１２の口出リード部１２ ａが接続される。また貫通孔のタンク外側に位置する端部には絶縁管１８，１８ の一端が接続され、これらの他端は図１に示すようにアルミ等の金属細管からな る放熱部２１ｂに接続されている。放熱部２１ｂは折り返し構成になっており、 一次，二次コイル毎に設けられ、送風機２０により冷却されるようになっている 。そしてこれら金属細管の受熱部２１ａ、絶縁管１８，１８及び金属細管の放熱 部２１ｂ内には水等の作動液が充填されてループ形ヒートパイプを構成している 。 このループ形ヒートパイプは、逆止弁２１ｃを有し、受熱部２１ａで発生す る核沸騰（作動液の蒸気発泡）により作動液に軸方向の振動を起こし、これによ り生じる均熱化作用で受熱部２１ａから放熱部２１ｂに熱を輸送するものである 。 このようにコイル１２をループ形ヒートパイプの受熱部２１ａで構成するこ とにより、コイル１２で発生する熱をブッシング１６，１６を介して本体タンク １外に引き出してループ形ヒートパイプの放熱部２１ｂで放出することができる 。したがって本体タンク１内に封入する絶縁媒体には変圧器中身の冷却を考慮す る必要がなくなり、コイル１２内またはコイル１２と本体タンク１との間に絶縁 媒体を循環させるためのダクト等のスペースをとる必要がないので、コイル１２ の導体サイズも太くする必要もないことと相俟って変圧器を小形軽量に構成でき る。

【０００７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、コイルの発生熱を直接本体タンク外部 へ引き出して放出するようにして絶縁媒体を循環させないので、絶縁媒体を循環 させるためのスペースをとる必要がないことから、コイル寸法及びコイルとタン クとの間の寸法が低減でき、小形軽量な変圧器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による変圧器を示す概略構成
図

【図２】図１の主要部を拡大して示す平面断面図

【図３】図１の主要部を拡大して示す正面断面図

【図４】従来の変圧器を示す概略構成図

【図５】従来の変圧器中身を示す断面図

【符号の説明】

１は本体タンク、１１は鉄心、１２はコイル、１６はブ
ッシング、１８は絶縁管、２１ａはループ形ヒートパイ
プの受熱部、２１ｂはループ形ヒートパイプの放熱部で
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心及びコイルからなる変圧器中身を絶
   縁媒体とともにタンク内に収納したものにおいて、第１
   の金属細管を巻回して前記コイルを形成し、その両端部
   をブッシングに形成した貫通孔の一端部に接続し、前記
   タンク外部に位置する前記貫通孔の他端部に絶縁管を介
   して第２の金属細管を接続し、これら第１，第２の細管
   及び絶縁管内に作動液を充填してループ形ヒートパイプ
   を構成したことを特徴とする変圧器。