JPH05283242A - ガス絶縁電気機器 - Google Patents
ガス絶縁電気機器Info
- Publication number
- JPH05283242A JPH05283242A JP7678192A JP7678192A JPH05283242A JP H05283242 A JPH05283242 A JP H05283242A JP 7678192 A JP7678192 A JP 7678192A JP 7678192 A JP7678192 A JP 7678192A JP H05283242 A JPH05283242 A JP H05283242A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- duct
- gas
- width
- header
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transformer Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 外部冷却器の大きさを小さく最適なものと
し、コンパクトで低価格なガス絶縁電気機器を提供す
る。 【構成】 パネル24に形成されたダクト27の断面形
状が、中央部分から端部に向かって徐々に幅が減少して
いてダクト27内部の幅Bが80mm以下の場合(17
mm−0.05×内部の幅B)<ダクト中央部の内部厚
みC<(20.7mm−0.03×内部の幅B)、80
mm以上の場合13mm<内部厚みC<18.3mmの
関係を満たし、また、ダクト27断面形状が、中央部か
ら端部まで略均一な厚みで内部の幅Bが80mm以下の
場合(15.2mm−0.015×内部の幅B)、<内
部厚みC<(12.2mm−0.015×内部の幅B)
80mm以上の場合11mm<内部厚みC<14mmの
関係を満たす。
し、コンパクトで低価格なガス絶縁電気機器を提供す
る。 【構成】 パネル24に形成されたダクト27の断面形
状が、中央部分から端部に向かって徐々に幅が減少して
いてダクト27内部の幅Bが80mm以下の場合(17
mm−0.05×内部の幅B)<ダクト中央部の内部厚
みC<(20.7mm−0.03×内部の幅B)、80
mm以上の場合13mm<内部厚みC<18.3mmの
関係を満たし、また、ダクト27断面形状が、中央部か
ら端部まで略均一な厚みで内部の幅Bが80mm以下の
場合(15.2mm−0.015×内部の幅B)、<内
部厚みC<(12.2mm−0.015×内部の幅B)
80mm以上の場合11mm<内部厚みC<14mmの
関係を満たす。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器内部の冷却剤
として絶縁ガスを用いたガス絶縁電気機器に関する。
として絶縁ガスを用いたガス絶縁電気機器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ビル内変電所や地下変電所の建設
に伴い、従来の絶縁油を冷却媒体として用いていた変圧
器は、火災防止などの安全上の問題から絶縁ガス、例え
ばSF6 ガスを冷却媒体として用いた変圧器に置き換わ
ってきている。
に伴い、従来の絶縁油を冷却媒体として用いていた変圧
器は、火災防止などの安全上の問題から絶縁ガス、例え
ばSF6 ガスを冷却媒体として用いた変圧器に置き換わ
ってきている。
【0003】しかし、周知のように、SF6 ガスは絶縁
油と比較して熱伝達能力が劣るため、変圧器本体や変圧
器本体に取付ける冷却装置が大きくなり、コストが上昇
したり、限られたスペ−スへの設置等を困難にしてい
る。このようなガス絶縁変圧器の従来例について、図1
0を参照して説明する。
油と比較して熱伝達能力が劣るため、変圧器本体や変圧
器本体に取付ける冷却装置が大きくなり、コストが上昇
したり、限られたスペ−スへの設置等を困難にしてい
る。このようなガス絶縁変圧器の従来例について、図1
0を参照して説明する。
【0004】図10(a)は、ガス絶縁変圧器の要部正
面図であり、図10(b)は図10(a)におけるX矢
方向視の断面図であり、図10(c)は図10(b)に
おけるV−V断面図である。
面図であり、図10(b)は図10(a)におけるX矢
方向視の断面図であり、図10(c)は図10(b)に
おけるV−V断面図である。
【0005】図において、1は図示しない変圧器本体に
取着される外部冷却器で、これには、例えば断面が円形
状の上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の間に、複数のパネル
4が上,下ヘッダ2,3に互いに離間するように配設さ
れている。また、パネル4は2枚の凸凹形状の放熱板を
互いに対向するように重ね合わせ、周縁部と凹部を溶接
することにより、山部5と谷部6から成る空間部、すな
わち、空間部の断面形状が略菱形のダクト7を有してお
り、この空間は上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の内部に連
通している。なお、上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の開口
した一端部8,9は図示しない変圧器本体内部に連通す
るように設けられており、他端部は閉鎖されている。
取着される外部冷却器で、これには、例えば断面が円形
状の上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の間に、複数のパネル
4が上,下ヘッダ2,3に互いに離間するように配設さ
れている。また、パネル4は2枚の凸凹形状の放熱板を
互いに対向するように重ね合わせ、周縁部と凹部を溶接
することにより、山部5と谷部6から成る空間部、すな
わち、空間部の断面形状が略菱形のダクト7を有してお
り、この空間は上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の内部に連
通している。なお、上部ヘッダ2と下部ヘッダ3の開口
した一端部8,9は図示しない変圧器本体内部に連通す
るように設けられており、他端部は閉鎖されている。
【0006】また、変圧器本体と外部冷却器1の連通し
た空間には、SF6 ガスが充填されており、SF6 ガス
は変圧器の絶縁性能を維持するものとして用いられると
共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体と外部冷却器
1の間を自然循環させることにより、変圧器の冷却を行
う。
た空間には、SF6 ガスが充填されており、SF6 ガス
は変圧器の絶縁性能を維持するものとして用いられると
共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体と外部冷却器
1の間を自然循環させることにより、変圧器の冷却を行
う。
【0007】すなわち、SF6 ガスは変圧器本体内部か
ら上部ヘッダ2の流路10に流れ、流れながら各パネル
4に分岐して各パネル4のダクト7内部を流れ、下部ヘ
ッダ3の流路11に集合させた後、変圧器本体内部に戻
るように行われる。なお、SF6 ガスがダクト7の内部
を流れるときに、パネル4の周囲の空気が加熱されて対
流を起こすことにより、主として放熱が行われる。
ら上部ヘッダ2の流路10に流れ、流れながら各パネル
4に分岐して各パネル4のダクト7内部を流れ、下部ヘ
ッダ3の流路11に集合させた後、変圧器本体内部に戻
るように行われる。なお、SF6 ガスがダクト7の内部
を流れるときに、パネル4の周囲の空気が加熱されて対
流を起こすことにより、主として放熱が行われる。
【0008】このとき、冷却媒体として絶縁油に替えて
熱伝達能力が劣る絶縁ガスのSF6ガスを用いており、
外部冷却器6の冷却能力を高めるには、ダクト内部の熱
伝達率を高くしたり、循環流量を増加させる必要があ
る。
熱伝達能力が劣る絶縁ガスのSF6ガスを用いており、
外部冷却器6の冷却能力を高めるには、ダクト内部の熱
伝達率を高くしたり、循環流量を増加させる必要があ
る。
【0009】周知のように、冷却媒体が絶縁油の場合は
粘性が大きいために流れは層流であるが、冷却媒体がS
F6 ガスの場合は絶縁油より粘性が遥かに小さいため、
層流より熱伝達率の大きい遷移流や乱流になりやすい。
しかし、ダクト7の流路が菱形形状であるため、図10
(c)の黒塗部は遷移流や乱流になりにくく、結局、全
体の熱伝達率は下がってしまい、外部冷却器1を小さい
ものにすることができない。次に、ダクトの等価直径と
放熱量の関係を説明する。ダクト内部の熱伝達率は、
粘性が大きいために流れは層流であるが、冷却媒体がS
F6 ガスの場合は絶縁油より粘性が遥かに小さいため、
層流より熱伝達率の大きい遷移流や乱流になりやすい。
しかし、ダクト7の流路が菱形形状であるため、図10
(c)の黒塗部は遷移流や乱流になりにくく、結局、全
体の熱伝達率は下がってしまい、外部冷却器1を小さい
ものにすることができない。次に、ダクトの等価直径と
放熱量の関係を説明する。ダクト内部の熱伝達率は、
【0010】
【数1】 ダクト内部の熱伝達率=D×(レイノルズ数)n1 ×
(プラントル数)n2×(熱伝導率)/(ダクトの等価
直径) なお、 レイノルズ数=(ダクト内SF6 ガス流速)×(ダクト
の等価直径)/動粘性係数 また、 ダクト7の等価直径=4×(ダクトの流路断面積)/
(ダクトの周囲長さ) また、 D,n1 ,n2 :定数(1未満) である。
(プラントル数)n2×(熱伝導率)/(ダクトの等価
直径) なお、 レイノルズ数=(ダクト内SF6 ガス流速)×(ダクト
の等価直径)/動粘性係数 また、 ダクト7の等価直径=4×(ダクトの流路断面積)/
(ダクトの周囲長さ) また、 D,n1 ,n2 :定数(1未満) である。
【0011】上記の説明より、ダクト内SF6 ガス流速
が同じ場合は、図10(c)に示した流路の厚みAを大
きくするとダクトの等価直径も大きくなり、ダクト内熱
伝達率は小さくなる。でも実際には、ダクトの等価直径
を大きくすれば、摩擦損失が減少し、ダクト内SF6 ガ
ス流速を増加し、ダクト内部の熱伝達率も増大する。し
かし、流路の厚みAを大きくしていくと、ダクト内SF
6 ガス流速の上昇率は減少し、(レイノルズ数)n1 と
ダクトの等価直径の増加分が打ち消し合い、熱伝達率は
ほぼ一定となる。
が同じ場合は、図10(c)に示した流路の厚みAを大
きくするとダクトの等価直径も大きくなり、ダクト内熱
伝達率は小さくなる。でも実際には、ダクトの等価直径
を大きくすれば、摩擦損失が減少し、ダクト内SF6 ガ
ス流速を増加し、ダクト内部の熱伝達率も増大する。し
かし、流路の厚みAを大きくしていくと、ダクト内SF
6 ガス流速の上昇率は減少し、(レイノルズ数)n1 と
ダクトの等価直径の増加分が打ち消し合い、熱伝達率は
ほぼ一定となる。
【0012】そしてさらに、流路の厚みAを大きくする
と、ダクト内SF6 ガス流速はほとんど上昇せず、ダク
トの等価直径だけが大きくなるので、熱伝達率は減少す
る。
と、ダクト内SF6 ガス流速はほとんど上昇せず、ダク
トの等価直径だけが大きくなるので、熱伝達率は減少す
る。
【0013】ところで、従来の外部冷却器1はダクト7
の流路の厚みAが絶縁油の場合と同様な大きさであるた
め、ダクト7の等価直径が小さい、すなわち、ダクト内
部の熱伝達率が低い状態で使用しており、外部冷却器1
が大きなものとなってしまっていた。
の流路の厚みAが絶縁油の場合と同様な大きさであるた
め、ダクト7の等価直径が小さい、すなわち、ダクト内
部の熱伝達率が低い状態で使用しており、外部冷却器1
が大きなものとなってしまっていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来は
パネル形状寸法の兼合いから外部冷却器の大きさを小さ
くすることが困難であるといった問題点を有していた。
パネル形状寸法の兼合いから外部冷却器の大きさを小さ
くすることが困難であるといった問題点を有していた。
【0015】本発明は、上記状況に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは外部冷却器の大きさがコン
パクトで低価格を実現するガス絶縁電気機器を提供する
ことにある。
で、その目的とするところは外部冷却器の大きさがコン
パクトで低価格を実現するガス絶縁電気機器を提供する
ことにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明のガス絶縁電気機
器は、収容空間内に収容された絶縁対象電気要素および
前記収容空間内に充填された絶縁ガスとを含む電気機器
本体と、一開口部側が各々前記電気機器本体に連通する
ように接続されたガス導入用およびガス導出用ヘッダ
と、一開口部側が前記ガス導入用ヘッダに接続されると
ともに他開口部側が前記ガス導出用ヘッダに接続され、
前記絶縁ガスを前記ガス導入用ヘッダから内部に形成さ
れたガス流路に導入し、流通させて放熱により冷却し、
前記ガス導出用ヘッダに導出するための放熱用パネルと
から構成されるガス絶縁電気機器において、前記パネル
に形成されたダクトの断面形状が、中央部分から端部に
向かって徐々に幅が減少している断面形状においては、
前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合は、(17m
m−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央部の内部
厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部の幅)の
関係を満たし、前記ダクト内部の幅が80mm以上の場
合は、13mm<ダクト中央部の内部厚み<18.3m
mの関係を満たし、また、前記ダクト断面形状が、中央
部から端部まで略均一な厚みである断面形状において
は、前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合は、(1
5.2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中
央部の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト
内部の幅)の関係を満たし、前記ダクト内部の幅が80
mm以上の場合は、11mm<ダクト中央部の内部厚み
<14mmの関係を満たすことを特徴としている。ま
た、前記パネルに形成された流路が、前記絶縁ガスの流
れ方向に対して、途中から流路断面積の変化する流路断
面積変化部を有することを特徴としている。
器は、収容空間内に収容された絶縁対象電気要素および
前記収容空間内に充填された絶縁ガスとを含む電気機器
本体と、一開口部側が各々前記電気機器本体に連通する
ように接続されたガス導入用およびガス導出用ヘッダ
と、一開口部側が前記ガス導入用ヘッダに接続されると
ともに他開口部側が前記ガス導出用ヘッダに接続され、
前記絶縁ガスを前記ガス導入用ヘッダから内部に形成さ
れたガス流路に導入し、流通させて放熱により冷却し、
前記ガス導出用ヘッダに導出するための放熱用パネルと
から構成されるガス絶縁電気機器において、前記パネル
に形成されたダクトの断面形状が、中央部分から端部に
向かって徐々に幅が減少している断面形状においては、
前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合は、(17m
m−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央部の内部
厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部の幅)の
関係を満たし、前記ダクト内部の幅が80mm以上の場
合は、13mm<ダクト中央部の内部厚み<18.3m
mの関係を満たし、また、前記ダクト断面形状が、中央
部から端部まで略均一な厚みである断面形状において
は、前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合は、(1
5.2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中
央部の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト
内部の幅)の関係を満たし、前記ダクト内部の幅が80
mm以上の場合は、11mm<ダクト中央部の内部厚み
<14mmの関係を満たすことを特徴としている。ま
た、前記パネルに形成された流路が、前記絶縁ガスの流
れ方向に対して、途中から流路断面積の変化する流路断
面積変化部を有することを特徴としている。
【0017】
【作用】上記のように構成されたガス絶縁電気機器は、
パネルに形成されたダクトの断面形状が中央部分から端
部に向かって徐々に幅が減少しており、ダクト内部の幅
が80mm以下の場合は、(17mm−0.05×ダク
ト内部の幅)<ダクト中央部の内部厚み<(20.7m
m−0.03×ダクト内部の幅)であり、ダクト内部の
幅が80mm以上の場合は、13mm<ダクト中央部の
内部厚み<18.3mmであることや中央部分から端部
に向かって徐々に幅が減少しているダクト端部が鈍角で
あること、またダクト断面形状が、中央部から端部まで
略均一な厚みであり、ダクト内部の幅が80mm以下の
場合は、(15.2mm−0.015×ダクト内部の
幅)<ダクト中央部の内部厚み<(12.2mm−0.
015×ダクト内部の幅)であり、ダクト内部の幅が8
0mm以上の場合は、11mm<ダクト中央部の内部厚
み<14mmであること、さらにパネルに形成された流
路が途中から流路断面積を変化させるようにしている。
パネルに形成されたダクトの断面形状が中央部分から端
部に向かって徐々に幅が減少しており、ダクト内部の幅
が80mm以下の場合は、(17mm−0.05×ダク
ト内部の幅)<ダクト中央部の内部厚み<(20.7m
m−0.03×ダクト内部の幅)であり、ダクト内部の
幅が80mm以上の場合は、13mm<ダクト中央部の
内部厚み<18.3mmであることや中央部分から端部
に向かって徐々に幅が減少しているダクト端部が鈍角で
あること、またダクト断面形状が、中央部から端部まで
略均一な厚みであり、ダクト内部の幅が80mm以下の
場合は、(15.2mm−0.015×ダクト内部の
幅)<ダクト中央部の内部厚み<(12.2mm−0.
015×ダクト内部の幅)であり、ダクト内部の幅が8
0mm以上の場合は、11mm<ダクト中央部の内部厚
み<14mmであること、さらにパネルに形成された流
路が途中から流路断面積を変化させるようにしている。
【0018】これらより、熱伝達率の悪い層流部分を減
少させたり、絶縁ガスの流動抵抗の減少や、循環力の増
加により、絶縁ガスの流量を増加させることができるの
で、パネル内部の熱伝達率が向上し、外部冷却器の放熱
能力を増加できる。そして、絶縁油より熱伝達能力の劣
る絶縁ガスを冷却媒体として用いても、限られたスペ−
スへの設置を可能とし、コンパクトで低価格なものを実
現することができる。
少させたり、絶縁ガスの流動抵抗の減少や、循環力の増
加により、絶縁ガスの流量を増加させることができるの
で、パネル内部の熱伝達率が向上し、外部冷却器の放熱
能力を増加できる。そして、絶縁油より熱伝達能力の劣
る絶縁ガスを冷却媒体として用いても、限られたスペ−
スへの設置を可能とし、コンパクトで低価格なものを実
現することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明のガス絶縁電気機器の一例とし
てガス絶縁変圧器を例にとり、この変圧器の一実施例を
図面を参照して説明する。 (第1実施例)図1乃至図3を参照して第1の実施例を
説明する。
てガス絶縁変圧器を例にとり、この変圧器の一実施例を
図面を参照して説明する。 (第1実施例)図1乃至図3を参照して第1の実施例を
説明する。
【0020】図1(a)は本発明のガス絶縁変圧器の要
部正面図であり、図1(b)は図1(a)におけるY矢
方向視の断面図であり、図1(c)は図1(b)におけ
るZ−Z断面図である。
部正面図であり、図1(b)は図1(a)におけるY矢
方向視の断面図であり、図1(c)は図1(b)におけ
るZ−Z断面図である。
【0021】図2はダクト厚みに対する放熱量の関係の
一例を表す特性図であり、図3はダクト内部の幅に対す
るダクト中央部の内部厚みの関係を表す特性図である。
一例を表す特性図であり、図3はダクト内部の幅に対す
るダクト中央部の内部厚みの関係を表す特性図である。
【0022】図1において、21は図示しない変圧器本
体に取着される外部冷却器で、これには、例えば断面が
円形状の上部ヘッダ22と下部ヘッダ23の間に、複数
のパネル24が上,下ヘッダ22,23に互いに離間す
るように配設されている。また、パネル24は2枚の凸
凹形状の放熱板を互いに対向するように重ね合わせ、周
縁部と凹部を溶接することにより、山部25と谷部26
から成る空間部、すなわち、空間部の断面形状が略菱形
のダクト27を形成しており、この空間は上部ヘッダ2
2と下部ヘッダ23の内部に連通している。
体に取着される外部冷却器で、これには、例えば断面が
円形状の上部ヘッダ22と下部ヘッダ23の間に、複数
のパネル24が上,下ヘッダ22,23に互いに離間す
るように配設されている。また、パネル24は2枚の凸
凹形状の放熱板を互いに対向するように重ね合わせ、周
縁部と凹部を溶接することにより、山部25と谷部26
から成る空間部、すなわち、空間部の断面形状が略菱形
のダクト27を形成しており、この空間は上部ヘッダ2
2と下部ヘッダ23の内部に連通している。
【0023】なお、上部ヘッダ22と下部ヘッダ23の
開口した一端部28,29は図示しない変圧器本体内部
に連通するように設けられており、他端部は閉鎖されて
いる。そして、ダクト内部の幅Bとダクト中央部の内部
厚みCの関係は、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(17m
m−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央部の内部
厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:13mm
<ダクト中央部の内部厚み<18.3mm であり、図中のPはピッチを示している。
開口した一端部28,29は図示しない変圧器本体内部
に連通するように設けられており、他端部は閉鎖されて
いる。そして、ダクト内部の幅Bとダクト中央部の内部
厚みCの関係は、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(17m
m−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央部の内部
厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:13mm
<ダクト中央部の内部厚み<18.3mm であり、図中のPはピッチを示している。
【0024】また、変圧器本体と外部冷却器21の連通
した空間には、SF6 ガスが充填されており、SF6 ガ
スは変圧器の絶縁性能を維持するものとして用いられる
と共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体と外部冷却
器21の間を自然循環させることにより、変圧器の冷却
を行う。
した空間には、SF6 ガスが充填されており、SF6 ガ
スは変圧器の絶縁性能を維持するものとして用いられる
と共に冷却媒体として用いられ、変圧器本体と外部冷却
器21の間を自然循環させることにより、変圧器の冷却
を行う。
【0025】すなわち、SF6 ガスは変圧器本体内部か
ら上部ヘッダ22の流路30に流れ、流れながら各パネ
ル24に分岐して各パネル24のダクト27内部を流
れ、下部ヘッダ23の流路31に集合させた後、変圧器
本体内部に戻るように行われる。なお、SF6 ガスがダ
クト27の内部を流れるときに、パネル24の周囲の空
気が加熱されて対流を起こすことにより、主として放熱
が行われる。上記のように構成することについては以下
の本発明者等による鋭意実験、確認等に基づくものであ
る。
ら上部ヘッダ22の流路30に流れ、流れながら各パネ
ル24に分岐して各パネル24のダクト27内部を流
れ、下部ヘッダ23の流路31に集合させた後、変圧器
本体内部に戻るように行われる。なお、SF6 ガスがダ
クト27の内部を流れるときに、パネル24の周囲の空
気が加熱されて対流を起こすことにより、主として放熱
が行われる。上記のように構成することについては以下
の本発明者等による鋭意実験、確認等に基づくものであ
る。
【0026】すなわち、外部冷却器21の入口部におけ
るSF6 ガス温度を一定にし、外部冷却器の単位スペ−
ス、単位長さ当たりの流路の厚みCに対する放熱量を調
べた。その結果、流路の厚みCに対する放熱量の関係
は、図2に示すように流路の厚みを大きくするとダクト
の等価直径も大きくなるが、摩擦損失が減少するためダ
クト内SF6 ガス流速を増加し、ダクト内部の熱伝達率
も増大する。
るSF6 ガス温度を一定にし、外部冷却器の単位スペ−
ス、単位長さ当たりの流路の厚みCに対する放熱量を調
べた。その結果、流路の厚みCに対する放熱量の関係
は、図2に示すように流路の厚みを大きくするとダクト
の等価直径も大きくなるが、摩擦損失が減少するためダ
クト内SF6 ガス流速を増加し、ダクト内部の熱伝達率
も増大する。
【0027】しかし、流路の厚みCを大きくしていく
と、ダクト内SF6 ガス流速の上昇率は減少し、熱伝達
率はほぼ一定となる。そしてさらに、流路の厚みCを大
きくすると、ダクト内SF6 ガス流速はほとんど上昇せ
ず、ダクトの等価直径だけが大きくなるので、熱伝達率
は減少することを確認した。さらに、熱伝達率がほぼ一
定となる領域を調べた結果、図3に示すように、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合 (17mm−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央
部の内部厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合 13mm<ダクト中央部の内部厚み<18.3mm であることも確認した。
と、ダクト内SF6 ガス流速の上昇率は減少し、熱伝達
率はほぼ一定となる。そしてさらに、流路の厚みCを大
きくすると、ダクト内SF6 ガス流速はほとんど上昇せ
ず、ダクトの等価直径だけが大きくなるので、熱伝達率
は減少することを確認した。さらに、熱伝達率がほぼ一
定となる領域を調べた結果、図3に示すように、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合 (17mm−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央
部の内部厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合 13mm<ダクト中央部の内部厚み<18.3mm であることも確認した。
【0028】以上のように、ダクト中央部の内部幅を上
記範囲内にすることにより、限られたスペ−スへの設置
を可能とし、コンパクトで低価格なものにすることがで
きる。
記範囲内にすることにより、限られたスペ−スへの設置
を可能とし、コンパクトで低価格なものにすることがで
きる。
【0029】さらに、SF6 ガス流量の増大により変圧
器本体の内部に収納されているコイルや鉄心を冷却する
流路を流れるSF6 ガスの流速も速くなるので、コイル
や鉄心の流路での熱伝達率も増加する。その結果、コイ
ルや鉄心の壁温度が下がり、より絶縁破壊の可能性が少
なくなる効果もある。 (第2実施例)次に第2の実施例を図4と図5を参照し
て説明する。なお、第2の実施例は、第1の実施例にお
けるダクトの形状を改良したものである。
器本体の内部に収納されているコイルや鉄心を冷却する
流路を流れるSF6 ガスの流速も速くなるので、コイル
や鉄心の流路での熱伝達率も増加する。その結果、コイ
ルや鉄心の壁温度が下がり、より絶縁破壊の可能性が少
なくなる効果もある。 (第2実施例)次に第2の実施例を図4と図5を参照し
て説明する。なお、第2の実施例は、第1の実施例にお
けるダクトの形状を改良したものである。
【0030】図4はパネル35の流路断面図である。パ
ネル35は、2枚の凸凹形状の放熱板36を互いに対向
するように重ね合わせ、周縁部37および凹部38を溶
接することにより、ダクト39の厚みEが端部までほぼ
均一になるように形成され、このダクト空間は上部ヘッ
ダと下部ヘッダの内部に連通している。そして、ダクト
内部の幅Dとダクト中央部の内部厚みEの関係は、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(15.
2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中央部
の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:11mm
<ダクト中央部の内部厚み<14mmである。 上記のように構成することについては以下の実験、確認
等に基づくものである。第1の実施例と同様に、熱伝達
率がほぼ一定となる領域を調べた結果、図5に示すよう
に、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(15.
2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中央部
の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:11mm
<ダクト中央部の内部厚み<14mm であることも確認した。このように形成することによ
り、第1の実施例と同様の効果を有する。 (第3実施例)次に第3の実施例を図6を参照して説明
する。なお、第3の実施例は、第1の実施例におけるダ
クトの形状を改良したものである。
ネル35は、2枚の凸凹形状の放熱板36を互いに対向
するように重ね合わせ、周縁部37および凹部38を溶
接することにより、ダクト39の厚みEが端部までほぼ
均一になるように形成され、このダクト空間は上部ヘッ
ダと下部ヘッダの内部に連通している。そして、ダクト
内部の幅Dとダクト中央部の内部厚みEの関係は、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(15.
2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中央部
の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:11mm
<ダクト中央部の内部厚み<14mmである。 上記のように構成することについては以下の実験、確認
等に基づくものである。第1の実施例と同様に、熱伝達
率がほぼ一定となる領域を調べた結果、図5に示すよう
に、 (1)ダクト内部の幅が80mm以下の場合:(15.
2mm−0.015×ダクト内部の幅)<ダクト中央部
の内部厚み<(12.2mm−0.015×ダクト内部
の幅) (2)ダクト内部の幅が80mm以上の場合:11mm
<ダクト中央部の内部厚み<14mm であることも確認した。このように形成することによ
り、第1の実施例と同様の効果を有する。 (第3実施例)次に第3の実施例を図6を参照して説明
する。なお、第3の実施例は、第1の実施例におけるダ
クトの形状を改良したものである。
【0031】図6はパネル40の流路断面図である。パ
ネル40は、2枚の凸凹形状の放熱板41を互いに対向
するように重ね合わせ、その間にスペ−サ42を設け、
周縁部43および凹部とスペ−サ42を溶接することに
より、山部44と谷部45から成る空間部、すなわち、
空間部の断面形状が略算盤玉状のダクト46を形成して
おり、この空間は上部ヘッダと下部ヘッダの内部に連通
している。
ネル40は、2枚の凸凹形状の放熱板41を互いに対向
するように重ね合わせ、その間にスペ−サ42を設け、
周縁部43および凹部とスペ−サ42を溶接することに
より、山部44と谷部45から成る空間部、すなわち、
空間部の断面形状が略算盤玉状のダクト46を形成して
おり、この空間は上部ヘッダと下部ヘッダの内部に連通
している。
【0032】このように形成することにより、ダクト4
6の両端部のSF6 ガスの流れは層流部分が非常に少な
くなるので、ダクト内の熱伝達率が向上し、放熱能力が
増加するため、第1の実施例と同様の効果を有する。 (第4実施例)次に、第4の実施例を図7を参照して説
明する。なお、第4の実施例は、第3の実施例のスペ−
サを改良したものであり、第3の実施例と同一の部位に
は同符号を付して以下説明する。
6の両端部のSF6 ガスの流れは層流部分が非常に少な
くなるので、ダクト内の熱伝達率が向上し、放熱能力が
増加するため、第1の実施例と同様の効果を有する。 (第4実施例)次に、第4の実施例を図7を参照して説
明する。なお、第4の実施例は、第3の実施例のスペ−
サを改良したものであり、第3の実施例と同一の部位に
は同符号を付して以下説明する。
【0033】図7はパネル50の斜視流路断面図であ
る。図に示すようにスペ−サ51には隣の流路と連通す
る穴52が設けてある。このようにスペ−サ51に穴を
設けることにより、各ダクト53のSF6 ガスを略均一
にすることがでる。よって、第3の実施例と同様の効果
を有するとともに、上流に障害物等が詰まった場合でも
偏流を防止できるので、信頼性の高いものとする効果も
有する。
る。図に示すようにスペ−サ51には隣の流路と連通す
る穴52が設けてある。このようにスペ−サ51に穴を
設けることにより、各ダクト53のSF6 ガスを略均一
にすることがでる。よって、第3の実施例と同様の効果
を有するとともに、上流に障害物等が詰まった場合でも
偏流を防止できるので、信頼性の高いものとする効果も
有する。
【0034】また、上記の説明においては、隣の流路と
連通させるために穴52を設けたが、穴52の形状と個
数は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更できるものであ
る。さらに、穴52を設ける変わりに、上下の谷部45
の間に、複数の短い穴の開いていないスペ−サを設け、
スペ−サとスペ−サの間に連通する流路を形成するよう
にしても良い。 (第5実施例)さらに次に、第5の実施例を図8と図9
を参照して説明する。なお、第5の実施例は、第1の実
施例のパネルを改良したものであり、第1の実施例と同
一の部位には同符号を付して以下説明する。
連通させるために穴52を設けたが、穴52の形状と個
数は、要旨を逸脱しない範囲で適宜変更できるものであ
る。さらに、穴52を設ける変わりに、上下の谷部45
の間に、複数の短い穴の開いていないスペ−サを設け、
スペ−サとスペ−サの間に連通する流路を形成するよう
にしても良い。 (第5実施例)さらに次に、第5の実施例を図8と図9
を参照して説明する。なお、第5の実施例は、第1の実
施例のパネルを改良したものであり、第1の実施例と同
一の部位には同符号を付して以下説明する。
【0035】図8は要部正面図であり、図9は絶縁媒体
が外部冷却器中を流れるときの外部冷却器の高さと絶縁
媒体密度との関係の一例を表すグラフである。図におい
て、61は図示しない変圧器本体に取着される外部冷却
器で、これには、上部ヘッダ22と下部ヘッダ23の間
に、複数のパネル62が上,下ヘッダ22,23に互い
に離間するように配設されている。
が外部冷却器中を流れるときの外部冷却器の高さと絶縁
媒体密度との関係の一例を表すグラフである。図におい
て、61は図示しない変圧器本体に取着される外部冷却
器で、これには、上部ヘッダ22と下部ヘッダ23の間
に、複数のパネル62が上,下ヘッダ22,23に互い
に離間するように配設されている。
【0036】また、パネル62は流路の途中に流路断面
積の変化部63が形成されており、変化部63よりも上
流側に流路断面積が小さい小流路断面部62aが、下流
側に流路断面積が大きい大流路断面部62bが形成され
ている。そして、パネル62内の流路は上部ヘッダと下
部ヘッダの内部に連通している。ここで、パネルの流路
断面積を途中で変化させた場合と変化させない場合の違
いについて、図9を用いて説明する。
積の変化部63が形成されており、変化部63よりも上
流側に流路断面積が小さい小流路断面部62aが、下流
側に流路断面積が大きい大流路断面部62bが形成され
ている。そして、パネル62内の流路は上部ヘッダと下
部ヘッダの内部に連通している。ここで、パネルの流路
断面積を途中で変化させた場合と変化させない場合の違
いについて、図9を用いて説明する。
【0037】図9の縦軸は外部冷却器61の高さであ
り、横軸はSF6 ガス密度である。図中の実線は流路断
面積を途中で変化させない場合であり、破線は流路断面
積を途中で変化させた場合である。なお、流路断面積を
途中で変化させないときの流路断面積は、流路断面積を
途中で変化させたときの大流路断面部62bと同一であ
る。このとき、両者の流路抵抗は断面積を変化させた方
が大きいが、その増加割合は、小流路断面部62aが少
ないほど小さい。
り、横軸はSF6 ガス密度である。図中の実線は流路断
面積を途中で変化させない場合であり、破線は流路断面
積を途中で変化させた場合である。なお、流路断面積を
途中で変化させないときの流路断面積は、流路断面積を
途中で変化させたときの大流路断面部62bと同一であ
る。このとき、両者の流路抵抗は断面積を変化させた方
が大きいが、その増加割合は、小流路断面部62aが少
ないほど小さい。
【0038】つまり、あまり小流路断面部62aの長さ
を大きくしなければ、両者の流路抵抗差は少なくなる。
一方、小流路断面部62aの等価直径は、大流路断面部
62bより小さい。よって、両者の流路抵抗差が少ない
場合は、小流路断面部62aの流路内熱伝達率は、大流
路断面部62bより大きくなり、放熱量も小流路断面部
62aの方が多くなる。すると、外部冷却器61上部の
SF6 ガス温度は、断面積を途中で変化させないときよ
りも低くなり、図9に示すような密度分布になる。そし
て、図9から明らかなように、SF6 ガスの循環力は
(図中の斜線部分の面積)と(重力加速度)の積だけ断
面積を途中で変化させた方が大きくなり、結局、循環流
量も多くなる。
を大きくしなければ、両者の流路抵抗差は少なくなる。
一方、小流路断面部62aの等価直径は、大流路断面部
62bより小さい。よって、両者の流路抵抗差が少ない
場合は、小流路断面部62aの流路内熱伝達率は、大流
路断面部62bより大きくなり、放熱量も小流路断面部
62aの方が多くなる。すると、外部冷却器61上部の
SF6 ガス温度は、断面積を途中で変化させないときよ
りも低くなり、図9に示すような密度分布になる。そし
て、図9から明らかなように、SF6 ガスの循環力は
(図中の斜線部分の面積)と(重力加速度)の積だけ断
面積を途中で変化させた方が大きくなり、結局、循環流
量も多くなる。
【0039】以上の説明のように、このように構成され
たものにおいても、小流路断面部62aの流路内熱伝達
率が増大し、さらに、循環流量も増加するので、放熱能
力が向上し、第1の実施例と同様にコンパクトで低価格
なものにすることができる。
たものにおいても、小流路断面部62aの流路内熱伝達
率が増大し、さらに、循環流量も増加するので、放熱能
力が向上し、第1の実施例と同様にコンパクトで低価格
なものにすることができる。
【0040】以上の第1の実施例乃至第3の実施例およ
び第5の実施例においては、パネルを略水平または他の
方向に設置し、SF6 ガスを略垂直方向以外の方向に流
したときも、同様の作用により、放熱能力が向上するの
で、コンパクトで低価格なものにすることができる効果
を有する。
び第5の実施例においては、パネルを略水平または他の
方向に設置し、SF6 ガスを略垂直方向以外の方向に流
したときも、同様の作用により、放熱能力が向上するの
で、コンパクトで低価格なものにすることができる効果
を有する。
【0041】さらに以上の実施例においては、SF6 ガ
スが自然循環する場合について述べたが、SF6 ガスを
ブロア−等で強制的に循環させた時も、同様の作用によ
り流路抵抗が減少するので、ブロア−の消費電力や大き
さを小さくできる効果等を有する。
スが自然循環する場合について述べたが、SF6 ガスを
ブロア−等で強制的に循環させた時も、同様の作用によ
り流路抵抗が減少するので、ブロア−の消費電力や大き
さを小さくできる効果等を有する。
【0042】また、以上の実施例において、パネルのピ
ッチについては言及しなかったが、上記各実施例をさら
に有効に用いるためには、パネル間ピッチを30mm乃
至45mmにすることが望ましい。
ッチについては言及しなかったが、上記各実施例をさら
に有効に用いるためには、パネル間ピッチを30mm乃
至45mmにすることが望ましい。
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は上記構成により、熱伝達率の悪い層流部分を減少させ
たり、絶縁ガスの流動抵抗の減少や、循環力を増加によ
り、絶縁ガスの流量を増加させることができ、パネル内
部の熱伝達率が向上し、外部冷却器の放熱能力を増加で
きる。よって、外部冷却器の大きさを小さく最適なもの
とし、コンパクトで低価格なものを提供することができ
る等の効果を有する。
は上記構成により、熱伝達率の悪い層流部分を減少させ
たり、絶縁ガスの流動抵抗の減少や、循環力を増加によ
り、絶縁ガスの流量を増加させることができ、パネル内
部の熱伝達率が向上し、外部冷却器の放熱能力を増加で
きる。よって、外部冷却器の大きさを小さく最適なもの
とし、コンパクトで低価格なものを提供することができ
る等の効果を有する。
【図1】 本発明のガス絶縁電気機器の第1の実施例を
示す要部正面図、Y矢方向視の断面図、Z−Z断面図。
示す要部正面図、Y矢方向視の断面図、Z−Z断面図。
【図2】 ダクトの厚みと放熱量の関係を説明する特性
図。
図。
【図3】 ダクト内部の幅とダクト中央部の内部厚みの
関係を説明する特性図。
関係を説明する特性図。
【図4】 本発明のガス絶縁電気機器の第2の実施例を
示す流路断面図。
示す流路断面図。
【図5】 ダクト内部の幅とダクト中央部の内部厚みの
関係を説明する特性図。
関係を説明する特性図。
【図6】 本発明のガス絶縁電気機器の第3の実施例を
示す流路断面図。
示す流路断面図。
【図7】 本発明のガス絶縁電気機器の第4の実施例を
示斜視流路断面図。
示斜視流路断面図。
【図8】 本発明のガス絶縁電気機器の第5の実施例を
示す要部正面図。
示す要部正面図。
【図9】 外部冷却器の高さとSF6 ガス密度の関係を
説明する図。
説明する図。
【図10】 従来のガス絶縁電気機器を示す要部正面
図、X矢方向視の断面図、V−V断面図。
図、X矢方向視の断面図、V−V断面図。
21 外部冷却器 22,23 第1ヘッダ,第2ヘッダ 24 パネル 25 山部 26 谷部 27 ダクト 28,29 ヘッダの一端部 30,31 流路
Claims (2)
- 【請求項1】 収容空間内に収容された絶縁対象電気要
素および前記収容空間内に充填された絶縁ガスとを含む
電気機器本体と、一開口部側が各々前記電気機器本体に
連通するように接続されたガス導入用およびガス導出用
ヘッダと、一開口部側が前記ガス導入用ヘッダに接続さ
れるとともに他開口部側が前記ガス導出用ヘッダに接続
され、前記絶縁ガスを前記ガス導入用ヘッダから内部に
形成されたガス流路に導入し、流通させて放熱により冷
却し、前記ガス導出用ヘッダに導出するための放熱用パ
ネルとから構成されるガス絶縁電気機器において、前記
パネルに形成されたダクトの断面形状が、中央部分から
端部に向かって徐々に幅が減少している断面形状におい
ては、前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合は、
(17mm−0.05×ダクト内部の幅)<ダクト中央
部の内部厚み<(20.7mm−0.03×ダクト内部
の幅)の関係を満たし、前記ダクト内部の幅が80mm
以上の場合は、13mm<ダクト中央部の内部厚み<1
8.3mmの関係を満たし、また、前記ダクト断面形状
が、中央部から端部まで略均一な厚みである断面形状に
おいては、前記ダクト内部の幅が80mm以下の場合
は、(15.2mm−0.015×ダクト内部の幅)<
ダクト中央部の内部厚み<(12.2mm−0.015
×ダクト内部の幅)の関係を満たし、前記ダクト内部の
幅が80mm以上の場合は、11mm<ダクト中央部の
内部厚み<14mmの関係を満たすことを特徴とするガ
ス絶縁電気機器。 - 【請求項2】 収容空間内に収容された絶縁対象電気要
素および前記収容空間内に充填された絶縁ガスとを含む
電気機器本体と、一開口部側が各々前記電気機器本体に
連通するように接続されたガス導入用およびガス導出用
ヘッダと、一開口部側が前記ガス導入用ヘッダに接続さ
れるとともに他開口部側が前記ガス導出用ヘッダに接続
され、前記絶縁ガスを前記ガス導入用ヘッダから内部に
形成されたガス流路に導入し、流通させて放熱により冷
却し、前記ガス導出用ヘッダに導出するための放熱用パ
ネルとから構成されるガス絶縁電気機器において、前記
パネルに形成された流路が、前記絶縁ガスの流れ方向に
対して、途中から流路断面積の変化する流路断面積変化
部を有することを特徴とするガス絶縁電気機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7678192A JPH05283242A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7678192A JPH05283242A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283242A true JPH05283242A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13615143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7678192A Pending JPH05283242A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | ガス絶縁電気機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05283242A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102360744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-02-22 | 江苏圣塔电力设备有限公司 | 一种变压器用片式散热器 |
| CN102360747A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-02-22 | 常熟市友邦散热器有限责任公司 | 改进结构的变压器散热器 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7678192A patent/JPH05283242A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102360744A (zh) * | 2011-06-28 | 2012-02-22 | 江苏圣塔电力设备有限公司 | 一种变压器用片式散热器 |
| CN102360747A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-02-22 | 常熟市友邦散热器有限责任公司 | 改进结构的变压器散热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4675783A (en) | Heat pipe heat sink for semiconductor devices | |
| KR840001976B1 (ko) | 저소음 역류식 열교환기 | |
| KR960014519B1 (ko) | 가스절연식 전기장치 | |
| US5529120A (en) | Heat exchanger for electrical cabinet or the like | |
| US5283464A (en) | Electrically insulated heat pipe type cooling apparatus for semiconductor | |
| RU2328798C2 (ru) | Заключенные в корпус коммутационные аппараты с теплоотражающими элементами | |
| US20090272516A1 (en) | Method of Determining a Size of a Heat Exchanger for a Vehicle | |
| CN101548348B (zh) | 用于干式空芯电抗器的冷却系统 | |
| EP0048126B1 (en) | Gas insulated bus with cooling means | |
| US3579162A (en) | Winding duct construction for power transformer | |
| US6729387B2 (en) | Double sided heat exchanger core | |
| KR101717797B1 (ko) | 냉각성이 향상된 전기도체, 및 이러한 전기도체를 적어도 하나 포함하는 밀봉 하우징 내의 전기기구 | |
| EP0785560B1 (en) | Transformer winding structure | |
| JP3064649B2 (ja) | ガス絶縁電気機器 | |
| JP3725343B2 (ja) | 変圧器用冷却器 | |
| EP0401743A1 (en) | Electrically insulated heat pipe type cooling apparatus for semiconductor | |
| CN221057234U (zh) | 一种油浸式配电变压器 | |
| JPH05283243A (ja) | ガス絶縁電気機器 | |
| WO2014104832A1 (ko) | 변압기용 방열기 | |
| JPS62112998A (ja) | 多管式熱交換器 | |
| JPH0567531A (ja) | 変圧器の外部冷却装置 | |
| JP3161322B2 (ja) | 静止誘導電磁機器 | |
| GB2106630A (en) | Finned heat exchange tube | |
| JPH08222444A (ja) | 油入電気機器の放熱器 | |
| JPH04192508A (ja) | 自冷式ガス絶縁変圧器 |