JPH0626219U - 変圧器の廃熱利用型融雪装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変圧器の廃熱を有効利用して変圧器の冷却お
よび道路の融雪に対して運転コストの低減化を図ること
ができる変圧器の廃熱利用型融雪装置を提供する。 【構成】 変圧器１と油冷却器２間に変圧器１の絶縁油
Ｌを強制循環させることにより、この絶縁油Ｌを油冷却
器２内の循環冷却水を介して冷却し、かつ、この循環冷
却水をその凝縮部８ｂが道路９の路面下に埋設された融
雪用のヒートパイプ８の蒸発部で冷却するよう構成し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は変圧器の絶縁油に与えられる廃熱を利用して路面の融雪を行う変圧 器の廃熱利用型融雪装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

降雪量の多い積雪地帯では、道路の融雪を行うために種々の融雪装置が設けら れている。この融雪装置には、例えば、道路の路面下に温水循環パイプを埋設し 、この温水循環パイプ中にボイラー等により加熱された温水を通水して、路面上 の融雪を行うものや、ヒートパイプの一端部側の凝縮部を道路の路面下に埋設し 、他端部側の蒸発部を温水により加熱して融雪を行うもの等がある。

【０００３】 いっぽう、容量の大きい変圧器では、鉄心や巻線等から大量の熱が発生し、こ れが内部の絶縁油の温度を高めてしまうため、変圧器外に油冷却器を設け、変圧 器内の絶縁油を油ポンプを介してこの変圧器と油冷却器間に強制循環させ、この 油冷却器により絶縁油を強制的に冷却するようにしているものも多い。そして、 この油冷却器による絶縁油の冷却方法には種々のものがあるが、例えば送油水冷 式のものでは、油冷却器本体内に冷却水パイプを取り付け、油冷却器本体内を通 過する絶縁油を冷却水パイプ内を流れる冷却水によって冷却しており、送油風冷 式のものでは、油冷却器をファンを取り付けた放熱器で構成し、放熱器内を流れ る絶縁油をファンの風によって冷却している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、道路の融雪を行うにあたり、温水を温水循環パイプに通水する 融雪装置では、温水を得るためにボイラー等の運転が必要となり、このボイラー 等の運転のために、燃料や電力等が必要となって、道路の融雪に運転コストがか かってしまうという不都合があった。また、ヒートパイプを利用した融雪装置に おいても、温水が必要であり同様の問題があった。

【０００５】 また、変圧器を冷却する場合、前記送油水冷式のものでは絶縁油中の熱を吸収 した冷却水を再び冷凍機等で冷却する必要があり、この冷凍機等を駆動するため に運転コストがかかってしまうという問題があり、送油風冷式のものでは絶縁油 を冷却するためにファンを回転駆動する必要があるため、同様に運転コストがか かってしまうという問題があった。また、変圧器の絶縁油中の廃熱を単に外部に 放出してしまうだけでなく、これを有効に利用できる手段の出現が望まれていた 。

【０００６】 この考案は上記問題に鑑みてなされたもので、変圧器の廃熱を有効利用して変 圧器の冷却および道路の融雪に対して運転コストの低減化を図ることができる変 圧器の廃熱利用型融雪装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１に記載の考案は、上記目的を達成するために、変圧器と油冷却器間に 前記変圧器の絶縁油を強制循環させることにより、この絶縁油を前記油冷却器内 へ導かれた循環冷却水により冷却し、かつ、この循環冷却水をその凝縮部が道路 の路面下に埋設された融雪用のヒートパイプの蒸発部により冷却するよう構成し たことを特徴としている。

【０００８】 請求項２に記載の考案は、上記目的を達成するために、変圧器と油冷却器間に 前記変圧器の絶縁油を強制循環させることにより、この絶縁油を前記油冷却器内 へ導かれた循環冷却水により冷却し、かつ、この循環冷却水を、路面下に埋設さ れた融雪用の温水循環パイプ内に通水したことを特徴としている。

【０００９】 請求項３に記載の考案は、上記目的を達成するために、油冷却ヘッダーに、そ の凝縮部が路面下に埋設された融雪用のヒートパイプの蒸発部を取り付け、変圧 器と前記油冷却ヘッダー間に前記変圧器の絶縁油を強制循環させることにより、 この絶縁油を前記ヒートパイプの蒸発部により冷却するよう構成したことを特徴 とする。

【００１０】

【作用】

請求項１に記載の考案では、変圧器の絶縁油を油冷却器内を通るよう強制循環 させて、この絶縁油を油冷却器内の循環冷却水によって冷却し、変圧器内で発生 する熱を絶縁油を介して循環冷却水側に吸収させる。そして、変圧器の熱を吸収 して温度の上昇した循環冷却水は、その凝縮部が道路の路面下に埋設されたヒー トパイプの蒸発部により冷却されることにより、継続的に変圧器の絶縁油を冷却 する。また、冷却水を介して変圧器からの熱を吸収したヒートパイプの蒸発部で は、内部の作動流体が蒸発して凝縮部に移動し、この蒸気が凝縮部で熱を路面下 に放出して凝縮する。そして、この時の放出熱で道路の雪が溶される。

【００１１】 また、請求項２に記載の考案では、上記第１の考案と同様に、変圧器の絶縁油 を油冷却器を通るように強制循環させ、この絶縁油を油冷却器内の循環冷却水に よって冷却する。そして、この循環冷却水を道路の路面下に埋設された融雪用の 温水循環パイプ内に通水し、この温水循環パイプによって循環冷却水が有する変 圧器から得た熱を路面下に放出させ、この放出熱により道路の雪が溶される。

【００１２】 さらに、請求項３に記載の考案では、変圧器の絶縁油を油冷却ヘッダーを通る ように強制循環させ、この絶縁油を油冷却ヘッダーに取り付けられたヒートパイ プの蒸発部で冷却する。この場合、ヒートパイプの凝縮部は道路の路面下に埋設 されているため、絶縁油から熱を吸収したヒートパイプの蒸発部は内部の作動流 体が蒸発して凝縮部に移動し、この蒸気が凝縮部で熱を路面下に放出して凝縮す る。そして、この時の放出熱で道路の雪が溶される。

【００１３】

【実施例】

つぎにこの考案の実施例を図面を参照して説明する。まず、請求項１に記載の 考案および請求項２に記載の考案に関する一実施例を図１ないし図３により説明 する。

【００１４】 図１は変圧器１の絶縁油Ｌおよび冷却水による冷却系統図であり、図において 、１は鉄心と巻線等とから構成される変圧器本体１ａが絶縁と冷却を目的とした 絶縁油Ｌ内に浸されている高圧で容量の大きい変圧器を示している。この変圧器 １の一側には変圧器１内の絶縁油Ｌを冷却するための油冷却器２と、この油冷却 器２と変圧器１間に絶縁油Ｌを循環させる油ポンプ３と、変圧器１と油冷却器２ とを連結する連絡配管４が設けられている。

【００１５】 また、油冷却器２は絶縁油Ｌが流れる油冷却器本体２ａ内には冷却水（ブライ ン）が流れる吸熱パイプ２ｂが設けられており、絶縁油Ｌはこの吸熱パイプ２ｂ を介して冷却水により冷却される。この冷却水は前記吸熱パイプ２ｂと冷却ヘッ ダー５および連絡配管６中を水ポンプ７により循環されており、吸熱パイプ２ｂ を介して絶縁油Ｌから得た熱を冷却ヘッダー５にて外部に放出して、絶縁油Ｌの 継続的な冷却を行っている。

【００１６】 冷却ヘッダー５は、図２で示されるように、道路９の路肩９ａに沿って配設さ れ、この冷却ヘッダー５のその長手方向側壁に設けられた複数のノズル部５ａに は、路面９ｂの融雪用の複数のヒートパイプ８がその一端部を差し込んだ状態で 取り付けられている。ヒートパイプ８の一端部側の蒸発部８ａの端部にはフラン ジが８ｃ取り付けられ、また、冷却ヘッダー５のノズル部５ａにも前記フランジ ８ｃと接合されるフランジ５ｂが取り付けられている。そして、ヒートパイプ８ はその蒸発部８ａがノズル部８ｃを介して冷却ヘッダー５内に差し込まれ、前記 フランジ５ｂ，８ｃがボルト等によって連結された状態で冷却ヘッダー５に取り 付けられている。

【００１７】 ヒートパイプ８の他端部側の凝縮部８ｂは路面９ｂ下のコンクリートまたはア スファルトからなる舗装９ｃ中に埋設されており、道路９の路幅方向に路面９ｂ に沿いつつ延びていて、蒸発部８ａに対してやや上傾した状態で位置決めされて いる。なお、ヒートパイプ８は、道路９の路面９ｂ上に降雪があった場合、この 路面の融雪がほぼ均一にできるよう、この道路９の長手方向に所定ピッチで配設 されている。

【００１８】 ここで、ヒートパイプ８は、真空脱気した密閉管の内部にフロンやアルコール などの目的温度範囲で蒸発・凝縮する流体を作動流体として封入したものであり 、蒸発部８ａにおける冷却ヘッダー５側からの吸熱によって作動流体を蒸発させ 、この蒸気を凝縮部８ｂに移動させ、この凝縮部８ｂで作動流体を凝縮液化させ ることにより、その熱を道路９の舗装９ｃ中に放出するものである。また、凝縮 部８ｂから蒸発部８ａへの作動流体の液還流は、本実施例のように凝縮部８ｂが 蒸発部８ａに対して上部側にある場合は重力の作用によりなされるが、必要によ りヒートパイプ８内にウィック（毛細管構造）を備えるようにして、このウィッ クにより液還流を行うようにしてもよい。

【００１９】 つぎにこのヒートパイプ８の動作を変圧器１の冷却との関連で説明する。変圧 器１の変圧器本体１ａでは鉄心や巻線から熱が放出されるが、この熱は絶縁油Ｌ 中に吸収される。そして、この絶縁油Ｌは油ポンプ３により連絡配管４を介して 変圧器１と油冷却器２ａ間を強制循環されていて、変圧器１内で吸収された絶縁 油Ｌ中の熱が、油冷却器２の吸熱パイプ２ｂ中を流れる冷却水に吸収されるため 、この絶縁油Ｌによって継続的に変圧器本体１ａの冷却がなされる。

【００２０】 また、冷却水は水ポンプ７により連絡配管６を介して吸熱パイプ２ｂと冷却ヘ ッダー５間を循環されていて、油冷却器２において冷却水に吸収された絶縁油Ｌ 中の熱は冷却ヘッダー５のヒートパイプ８側に吸収されるため、この冷却水によ り継続的に絶縁油Ｌの冷却がなされる。すなわち、変圧器１中の変圧器本体１ａ は絶縁油Ｌを介してこの冷却水により冷却される。

【００２１】 いっぽう、ヒートパイプ８の蒸発部８ａは冷却ヘッダー５中の冷却水から変圧 器１で発生した熱を吸収し、内部の作動流体を蒸発させて、この蒸気を凝縮部８ ｂ側に移動させる。そして、この凝縮部８ｂで前記変圧器１からの熱を道路９の 舗装９ｃ中に放出して作動流体は凝縮液化する。このため、路面９ｂ上に降雪が あっても直ちに融雪を行うことができ、路面９ｂ上に積雪が生じたり、路面９ｂ が凍結することはない。

【００２２】 ここで、舗装９ｃ中の温度が冷却水の温度より低ければ、ヒートパイプ８を介 して冷却水を冷却することができるため、路面９ｂに降雪がなくても、変圧器１ の冷却は可能である。また、夏場等においては逆に舗装９ｃ中の温度が冷却水の 温度より上昇し、ヒートパイプ８を介して冷却水に熱を与えてしまう場合も考え られるが、この場合、冷却ヘッダー５に対しバイパス通路を設けておき、このバ イパス通路中に冷凍機等を設置して、この冷凍機等にて冷却水を冷却すればよい 。

【００２３】 以上のように、変圧器１で発生した熱を絶縁油Ｌおよび冷却水を介してヒート パイプ８で吸収するようにしているため、変圧器１の冷却に対して、この間冷凍 機等を作動させる必要がなく、運転コストの低減を図ることができる。また、変 圧器１で発生した熱で道路９の融雪ができ、融雪のために別途特別な熱源が不要 となるため、道路９の融雪に対して運転コストの低減を図ることができる。すな わち従来単に外部に放出していた熱の有効利用を図ることとなる。

【００２４】 また、図３で示されるように、道路９の舗装９ｃ中に融雪用の冷却水循環パイ プ１０を埋設しておき、気温の高い夏場等を除いた他の時期に、油冷却器２の吸 熱パイプ２ｂ中を流れる冷却水を水ポンプ７を介してこの冷却水循環パイプ１０ 中に通水して冷却すれば、道路９にヒートパイプ８を設けた上述の場合と同様の 効果を得ることができる。

【００２５】 つぎに請求項３に記載の考案に関する実施例を図４を参照して説明する。なお 、前述の実施例に係るものと同一機能を有するものには同一符号を付し、その説 明を省略する。

【００２６】 図４は変圧器１の絶縁油Ｌによる冷却系統図であり、変圧器１の変圧器本体１ ａ周りに満たされた絶縁油Ｌは油ポンプ３および連絡配管４を介して変圧器１と 油冷却ヘッダー１１間を強制的に循環されるようになっている。油冷却ヘッダー １１は道路９の路肩９ａに沿って配設され、この油冷却ヘッダー１１のその長手 方向側壁に設けられた複数のノズル部１１ａには、図２で示される前述の実施例 のヒートパイプ８と同様に、道路９の融雪用の複数のヒートパイプ１２の一端部 （蒸発部）が取り付けられている。そしてヒートパイプ１２の他端部側の凝縮部 １２ａは道路９の路面９ｂ下の舗装９ｃ中に埋設されている。なお、この油冷却 ヘッダー１１に取り付けられるヒートパイプ１２の構成等は前述の実施例のもの と同一であるため、その説明は省略する。

【００２７】 つぎにこのヒートパイプ１２の動作を変圧器１の冷却との関連で説明する。変 圧器１の変圧器本体１ａにて発生した熱は絶縁油Ｌ中に吸収されるが、この絶縁 油Ｌ中の熱は、絶縁油Ｌが油ポンプ３により連絡配管４を介して変圧器１と油冷 却ヘッダー１１間を強制循環されている間に、油冷却ヘッダー１１のヒートパイ プ１２側に吸収される。したがって、変圧器１の変圧器本体１ａはこの絶縁油Ｌ によって継続的に冷却されることとなる。

【００２８】 また、ヒートパイプ１２の蒸発部は油冷却ヘッダー１１中の絶縁油Ｌから変圧 器１で発生した熱を吸収し、内部の作動流体を蒸発させて、この蒸気を凝縮部１ ２ａ側に移動させる。そして凝縮部１２ａでは変圧器１で発生した熱を舗装９ｃ 中に放出し、作動流体が凝縮液化する。このため、この放出熱により路面９ａの 融雪や凍結防止が行なわれる。なお、この場合、舗装９ｃ中の温度が絶縁油Ｌの 温度より低ければヒートパイプ１２を介して絶縁油Ｌを冷却することができるた め、路面９ｂに降雪がなくても変圧器１が冷却される。また、夏場等においては 、油冷却ヘッダー１１に対しバイパス通路を設けておき、このバイパス通路中に 冷凍機等を設置して絶縁油Ｌを冷却するようにすればよい。

【００２９】 以上のように、この実施例においても、変圧器１で発生した熱を絶縁油Ｌを介 してヒートパイプ１２で吸収するようにしているため、変圧器１の冷却に対して 、この間、冷凍機等を作動させる必要がなく、運転コストの低減を図ることがで きる。特にこの実施例では前述の実施例と比べ、冷却水を使用する必要がないた め、水ポンプ７や油冷却器２が不要となり、装置全体の小型化や運転コストの低 減を図ることができる。また、ヒートパイプにより道路９の融雪を行なうにあた り、変圧器１の廃熱を有効利用でき、道路９の融雪に対して運転コストの低減を 図ることができる。

【００３０】 また、この実施例においても、図３で示される前述の実施例と同様に、道路９ の舗装９ｃ中に融雪用の油循環パイプを埋設しておき、気温の高い夏場等を除い た他の時期に、連絡配管４中を流れる絶縁油Ｌを油ポンプ３を介して油循環パイ プ中に通油して冷却すれば、道路９にヒートパイプ１２を設けた場合と同様な効 果を得ることができる。

【００３１】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように請求項１に記載の考案によれば、変圧器の絶縁 油を循環冷却水を介して融雪用のヒートパイプで冷却するようにしているため、 変圧器の冷却にあたり、別途特別な動力は不要となり、この変圧器の運転コスト の低減を図ることができる。また、ヒートパイプにより道路の融雪を行う場合、 ヒートパイプに与えられた変圧器の廃熱で道路の融雪を行なうことができ、道路 の融雪に対して熱源が不要となり運転コストの低減を図ることができる。

【００３２】 また、請求項２に記載の考案によれば、変圧器の絶縁油を循環冷却水で冷却し 、この循環冷却水を融雪用の温水循環パイプに通水して冷却するようにしている ため、第１の考案と同様に、変圧器の冷却にあたり運転コストの低減を図ること ができる。また、この温水循環パイプにより道路の融雪を行う場合、温水循環パ イプに循環冷却水を通水しこの循環冷却水に与えられた変圧器の廃熱により道路 の融雪を行なうことができ、第１の考案と同様に、道路の融雪に対して運転コス トの低減を図ることができる。

【００３３】 さらに、請求項３に記載の考案によれば、変圧器の絶縁油を融雪用のヒートパ イプで冷却するようにしているため、第１および第２の考案と同様に、変圧器の 冷却にあたり運転コストの低減を図ることができる。また、この場合も、ヒート パイプに与えられた変圧器の廃熱により道路の融雪を行なうことができ、道路の 融雪に対して運転コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の考案についての一実施例を示
す変圧器の絶縁油および冷却水による冷却系統図であ
る。

【図２】上記実施例のヒートパイプ周りの断面図であ
る。

【図３】請求項２に記載の考案についての一実施例を示
す温水循環パイプに関する概念図である。

【図４】請求項３に記載の考案についての一実施例を示
す変圧器の絶縁油による冷却系統図である。

【符号の説明】

１…変圧器、 ２…油冷却器、 ２ｂ…吸熱パイプ（循
環冷却水）、 ８…ヒートパイプ、 ８ａ…蒸発部、
８ｂ…凝縮部、 ９…道路、 ９ｂ…路面、１０…温水
循環パイプ、 １１…油冷却ヘッダー、 １２…ヒート
パイプ、 １２ａ…凝縮部。

フロントページの続き (72)考案者 千葉 隆 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内 (72)考案者 山田 忠雄 北海道千歳市泉沢1007番地151 株式会社 北海道フジクラ内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器と油冷却器間に前記変圧器の絶縁
   油を強制循環させることにより、この絶縁油を前記油冷
   却器内へ導かれた循環冷却水により冷却し、かつ、この
   循環冷却水をその凝縮部が道路の路面下に埋設された融
   雪用のヒートパイプの蒸発部により冷却するよう構成し
   たことを特徴とする変圧器の廃熱利用型融雪装置。
2. 【請求項２】 変圧器と油冷却器間に前記変圧器の絶縁
   油を強制循環させることにより、この絶縁油を前記油冷
   却器内へ導かれた循環冷却水により冷却し、かつ、この
   循環冷却水を、路面下に埋設された融雪用の温水循環パ
   イプ内に通水するよう構成したことを特徴とする変圧器
   の廃熱利用型融雪装置。
3. 【請求項３】 油冷却ヘッダーに、その凝縮部が路面下
   に埋設された融雪用のヒートパイプの蒸発部を取り付
   け、変圧器と前記油冷却ヘッダーとの間に前記変圧器の
   絶縁油を強制循環させることにより、この絶縁油を前記
   ヒートパイプの蒸発部により冷却するよう構成したこと
   を特徴とする変圧器の廃熱利用型融雪装置。