JPH0779054B2 - 誘導電器巻線 - Google Patents

誘導電器巻線

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JPH0779054B2
JPH0779054B2 JP13826587A JP13826587A JPH0779054B2 JP H0779054 B2 JPH0779054 B2 JP H0779054B2 JP 13826587 A JP13826587 A JP 13826587A JP 13826587 A JP13826587 A JP 13826587A JP H0779054 B2 JPH0779054 B2 JP H0779054B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、誘導電器巻線に係り、特にガス冷却に好適な
冷却構造を備えた誘導電器巻線に関するものである。
[従来の技術] 従来の誘導電器巻線は、複数のコイルをそれぞれ水平流
体通路を介して高さ方向に積み重ねて円板状巻線層を形
成し、この円板状巻線層を、内,外側絶縁筒間に配置し
て、前記円板状巻線層と内,外側絶縁筒間に垂直流体通
路を形成し、この垂直流体通路を適当な間隔ごとに折流
板によって交互に仕切って、各コイル間に冷却流体を流
すようにしている。
例えば、特開昭56−40214号公報記載の誘導電器巻線で
は、冷却流体が油である場合の自然冷却において、良好
な冷却性能を得ている。
最近、冷却流体として、従来の油に替ってフロンガス等
の気体が用いられるようになってきた。この場合には、
上記公報記載の構成では良好な冷却性能が得られないこ
とが実験的に確かめられた。第3図は、従来の誘導電器
巻線の縦断面図、第4図は、第3図のコイルの温度分布
を示す特性図である。
第3図において、1はコイル、2は折流板、3は内側絶
縁筒、4は外側絶縁筒、矢印は冷却ガスの流れを示すも
のであり、このような構成のものに冷却流体としてガス
を用いた場合には、第3図に示すように、各折流区間の
流入部において逆流5が生じることが判明した。これ
は、冷却ガスが折流区間の下側のガス流入部から垂直流
体通路を上方へ噴流となって吹き上げられ、ガスの流速
が折流区間の上部の水平流体通路で速く、下部の水平流
体通路で遅い傾向となり、折流区間の下部に逆流5を生
じるものである。
この結果、第4図に示すように逆流の影響によってコイ
ルの温度が折流区間の下部の方で高くなっていることが
確かめられた。
なお、第3図では、逆流は折流板と折流板のすぐ上のコ
イルとの間に生じている状態を示しているが、条件によ
っては折流板近傍のコイル間にも逆流が発生するもので
ある。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、冷却流体の流れ方、すなわち油の粘性
力に比べてガスのように慣性力の大きい流体の流れ方に
ついての配慮がなされておらず、コイル間流れの逆流に
よりコイル温度が上昇してしまう問題があった。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、冷却流体としてガスを用いる場合において
も、各折流区間のコイル間流れにおける逆流の発生を防
止でき、各コイルの冷却が良好かつ効果的になされる冷
却構造を備えた誘導電器巻線の提供を、その目的とする
ものである。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の誘導電器巻線に係
る第一の発明の構成は、複数のコイルをそれぞれ水平流
体通路となるように間隔を保って高さ方向に積み重ねて
円板状巻線層を形成し、この円板状巻線層を内側絶縁筒
と外側絶縁筒との間に配置して、前記円板状巻線層と内
側,外側絶縁筒との間に内側,外側垂直流体通路となる
ように空間領域を形成し、この内側,外側垂直流体通路
を所定のコイル数ごとに折流板によって交互に閉鎖して
折流区間を形成し、前記折流板が半径方向に円板状巻線
層の範囲内に配置され、その内部に冷却用にガスを流す
誘導電器巻線において、 前記折流板を、下流側の流出部の折流板とコイルとの間
隔g1が上流側の折流板とコイルとの間隔g2より小さくな
るように配置し、かつg1とg2との比が1/5〜1/3の範囲に
設定されているものである。
また、本発明の誘導電器巻線に係る第二の発明の構成
は、複数のコイルをそれぞれ水平流体通路となるように
間隔を保って高さ方向に積み重ねて円板状巻線層を形成
し、この円板状巻線層を内側絶縁筒と外側絶縁筒との間
に配置して、前記円板状巻線層と内側,外側絶縁筒との
間に内側,外側垂直流体通路となるように空間領域を形
成し、この内側,外側垂直流体通路を所定のコイル数ご
とに折流板によって交互に閉鎖して折流区間を形成し、
前記折流板が半径方向に円板状巻線層の範囲内に配置さ
れ、その内部に冷却用にガスを流す誘導電器巻線におい
て、 折流板は、当該折流板の外周端に下側に向けて突出部を
設けたものである。
[作用] ガス冷却における誘導電器巻線の冷却性能を向上させる
ためには、各折流区間の下側(ガス流れの流入部)に見
られるコイル間流れの逆流を防止する必要がある。この
逆流が起るのは、第3図にも示してあるように各折流区
間における流入部の流れが噴流的になり、かつ折流板端
部において、コイル側から内側あるいは外側の絶縁筒を
向う流速が大きいためである。
折流板の長さを短くし、かつ、第一の発明のように、上
側の折流板とコイルとの間隔を減少させると、折流板端
部における上述のような流れがなくなり、コイル間流れ
に逆流ができなくなる。逆流が起こらないときは、各折
流区間におけるコイル温度の分布には、逆流があるとき
のような著しい差異が見られなくなり、コイルの冷却が
良好になる。
また、第二の発明によれば、折流板の外周端に下側に向
けて突出部を設けたので、折流区間の上部から次の折流
区間の下部への噴流的なガスの流れを抑制する機能を果
たし、第一の発明同様の効果が期待される。
[実施例] まず、本発明を開発する過程における先行技術を第5図
を参照して説明する。第5図は、本発明の先行技術の一
例に係る誘導電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面
図、第2図は、第5図に示す誘導電器巻線の一折流区間
を示した一部破断斜視図である。
第5図および第2図において、1は、中空円板状(ドー
ナツ形状)のコイルで、このコイル1は、薄い銅の板を
円筒状に巻いたものである。誘導電気巻線を構成する円
板上巻線層は、前記コイル1をスペーサ9を挟むことに
より水平流体通路となるべき間隔を保って高さ方向に積
み重ねてなるものである。
2は、所定のコイル数(図では5枚)ごとに配置した折
流板、3は内側絶縁筒、4は外側絶縁筒である。コイル
1を積層した円板状巻線層の内側と外側に垂直流体通路
となるべき空間領域を保って内側絶縁筒3、外側絶縁筒
4が設置されている。7は内側垂直流体通路、8は外側
垂直流体通路である。前記折流板2は、内側,外側垂直
流体通路7,8を交互に閉鎖し、冷却ガスが折流して流通
する折流区間を形成しており、第5,2図には、その一つ
の折流区間を示している。
内側,外側垂直流体通路7,8の幅nは、コイルの半径方
向長さmの1/3〜1/5程度に設定されている。
第5図に示す先行技術の例では、各コイル1の間隔およ
びコイル1の折流板2との間隔は等しく配置されてお
り、折流板2の半径方向の長さlは、内側あるいは外側
垂直流体通路7,8の幅nとコイル1の半径方向長さmと
の和よりも短くなっている。すなわち、第5図におい
て、l<m+nとなっている。第5図の例では、折流板
2の先端位置は、コイル1の半径方向長さmの1/2〜1/4
程度コイル1の端面から内側にある。
冷却流体としては、例えばSF6ガスのように気体が用い
られて円板状巻線層のコイル周囲に充満しており、この
冷却ガスは、誘導電器巻線の温度が上昇すると下部から
上部へ自然に上昇する自然対流,あるいはフアン等によ
る強制対流のいずれかにより流体通路を矢印のように流
れる。
このようにすれば、折流区間の下側(ガス流の流入部)
におけるコイル間流れの逆流がなくなるため、各コイル
1の冷却を効果的にして、各オイル1の温度分布をほぼ
均一にすることが確認された。
第5図の技術を基に、さらに開発を進めた本発明の実施
例を次に説明する。
第1図は、本発明の第一の発明の実施例に係る誘導電器
巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図中、第
5図と同一符号のものは先行技術の例と同等部分であ
る。
第1図において、1は中空円板形状のコイル、2−1,2
−2は、所定のコイル数ごとに配置した折流板、3は内
側絶縁筒、4は外側絶縁筒である。コイル1を積層した
円板状巻線層の内側と外側に垂直流体通路となるべき空
間領域を保って内側絶縁筒3、外側絶縁筒4が配置され
ている。7は内側垂直流体通路、8外側垂直流体通路で
ある。
第1図に示す実施例では、上側の折流板2−1とコイル
1との間隔g1が、下側の折流板2−2とコイル1との間
隔g2よりも小さくなるように折流板2−1,2−2が配置
されている。換言すれば、折流板とコイルとの間隔が、
折流区間の上部で狭く、下部で広く設定されている。第
1図に示す実施例では、g1,g2の間隔比が1/5〜1/3程度
になっている。この場合、折流板2−1,2−2の先端の
位置は、コイル1の端面からコイル1の半径方向長さの
1/5程度内側に入ったところである。
第1図に示す実施例によれば、折流区間の上部から次の
折流区間の下部への噴流的な冷却ガスの流れを防止する
ことができ、各コイル間を流れる冷却ガスの流速を均一
化させる効果があり、各コイル1の冷却に対して有効で
あり、各コイル1の温度分布をほぼ均一にすることがで
きる。
次に、第6図は、本発明の第二の発明の一実施例に係る
誘導電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。
図中、第5図と第一符号のものは、先行技術の例と同等
部分であるから、その説明を省略する。
第6図に示す実施例では、折流板2Aの外周端部が下に向
って曲げられた曲げ部10が外周の円周沿いに形成されて
いる。
第6図に示す実施例では、各コイル1間およびコイル1
と折流板2Aとの間隔は等しく配置されている。また、折
流板2Aの先端(外周端)の位置は、コイル1の端面から
コイル1の半径方向長さの 1/6〜1/5程度の範囲に設定される。
第6図に示す実施例によれば、折流板2Aの曲げ部10が、
折流区間の上部から次の折流区間の下部への噴流的なガ
スの流れを抑制する機能を果たすため、第1図の実施例
と同様の効果が期待される。しかも、第6図の実施例で
は、コイル1と折流板2との間隔は各コイル間隔と等し
く従来どおりで工作性が良く、流速分布の制御も容易で
あるという利点がある。
なお、第6図に示す実施例では、折流板の外周端部を曲
げた例を説明したが、折流板そのものを曲げずに、バツ
フル部材を取付けても同様の効果が得られる。要は、折
流板の外周端に下側に向けて邪魔板として機能する突出
部を設ければよい。そして、この突出部は折流板外周の
円周沿いに連続的に形成されていても、不連続に形成さ
れていても相応の効果がもたらされるものである。
次に、第7図は、第二の発明の他の実施例に係る誘導電
器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図中、
先の第6図と同一符号のものは同等部分であるから、そ
の説明を省略する。
第7図に示す実施例では、折流板2Bの外周端に形成した
曲り部10の近傍に、外周沿いの複数箇所に穴11を穿設し
ている。第7図の実施例では、各コイル1間およびコイ
ル1と折流板2Bとの間隔を等しく、折流板2Bの先端は、
コイル1の先端からわずかに内側に設けられている。
第7図に示す実施例によれば、曲げ部10によって噴流を
抑制された冷却ガスの一部が穴11を通って流れるため、
逆流が生じにくくなり、コイル間流れの均一化に対して
さらに効果あり、より良好な冷却性能を得ることができ
る。
なお、第7図の実施例では、折流板の外周端の曲げ部近
傍に穴を設けた例を説明したが、折流板に穿設する穴は
外周端以外の位置にあっても相応の効果をもたらすもの
である。例えば、特に図示して説明はしないが、第1図
に示した実施例のような基本的な構成の誘導電器巻線に
おいて、折流板2の半径方向の複数位置に、例えば同心
円的に複数の穴を明けても、冷却ガスの流通をより円滑
にして、各コイルの冷却をより効果的に行うことが期待
される。
次に、第8図は、本発明のさらに他の実施例に係る誘導
電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面図である。図
中、第1図と同一符号のものは同等部分であるから、そ
の説明を省略する。
第8図の実施例では、折流区間における各コイル1間の
間隔は、冷却ガスの流速を調節するために高さ方向に変
化している。すなわち、折流区間の下側に位置する水平
流体通路の高さ寸法がもっとも大きく、上側に位置する
水平流体通路の高さ寸法がもっとも小さくなるように設
定されている。また、折流板2の外周端面はコイル1の
半径方向長さの1/5〜1/3程度内側にある。
冷却流体が油であった従来技術では、例えば、特開昭56
−40214号公報記載のように、折流区間内の上側に位置
する水平油道の高さ寸法を、下側に位置する水平油道の
高さ寸法より大きく設定されていた。
この構成の相違は、冷却流体が油の場合とガスの場合と
の相違によるものである。油の場合、油の流速は折流区
間の下部で速く上部で遅くなっていたが、ガスの場合、
ガスの流速は折流区間の上部で速く下部で遅い傾向があ
る。すなわち、ガスは折流区間の下側のガス流入部から
垂直流体通路を上方へ噴流となって吹き上げられるもの
で、このような冷却ガスの流動に対して第8図の実施例
の構成が適しているものである。
第8図に示す実施例によれば、各コイル1間を流れる冷
却ガスの流速をほぼ等しくできるため、コイル1全体の
冷却バランスが向上するという効果がある。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、冷却流体としてガ
スを用いる場合においても、各折流区間のコイル間流れ
における逆流の発生を防止でき、各コイルの冷却が良好
かつ効果的になされる冷却構造を備えた誘導電器巻線を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、第一の発明の一実施例に係る誘導電器巻線の
一つの折流区間を示す縦断面図、第2図は、第5図に示
す誘導電器巻線の一折流区間を示した一部破断斜視図、
第3図は、従来の誘導電器巻線の縦断面図、第4図は、
第3図のコイルの温度分布を示す特性図、第5図は、本
発明の先行技術の一例による係る誘導電器巻線の一つの
折流区間を示す縦断面図、第6図は、第二の発明の一実
施例に係る誘導電器巻線の一つの折流区間を示す縦断面
図、第7図は、第二の発明の他の実施例に係る誘導電器
巻線の一つの折流区間を示す縦断面図、第8図は、本発
明のさらに他の実施例に係る誘導電器巻線の一つの折流
区間を示す縦断面図である。 1……コイル、2,2−1,2−2,2A,2B……折流板、3……
内側絶縁筒、4……外側絶縁筒、5……逆流、7……内
側垂直流体通路、8……外側垂直流体通路、10……曲げ
部、11……穴。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のコイルをそれぞれ水平流体通路とな
    るように間隔を保って高さ方向に積み重ねて円板状巻線
    層を形成し、この円板状巻線層を内側絶縁筒と外側絶縁
    筒との間に配置して、前記円板状巻線層と内側,外側絶
    縁筒との間に内側,外側垂直流体通路となるように空間
    領域を形成し、この内側,外側垂直流体通路を所定のコ
    イル数ごとに折流板によって交互に閉鎖して折流区間を
    形成し、前記折流板が半径方向に円板状巻線層の範囲内
    に配置され、その内部に冷却用にガスを流す誘導電器巻
    線において、 前記折流板を、下流側の流出部の折流板とコイルとの間
    隔g1が上流側の折流板とコイルとの間隔g2より小さくな
    るように配置し、かつg1とg2との比が1/5〜1/3の範囲に
    設定されていることを特徴とする誘導電器巻線。
  2. 【請求項2】複数のコイルをそれぞれ水平流体通路とな
    るように間隔を保って高さ方向に積み重ねて円板状巻線
    層を形成し、この円板状巻線層を内側絶縁筒と外側絶縁
    筒との間に配置して、前記円板状巻線層と内側,外側絶
    縁筒との間に内側,外側垂直流体通路となるように空間
    領域を形成し、この内側,外側垂直流体通路を所定のコ
    イル数ごとに折流板によって交互に閉鎖して折流区間を
    形成し、前記折流板が半径方向に円板状巻線層の範囲内
    に配置され、その内部に冷却用にガスを流す誘導電器巻
    線において、 折流板は、当該折流板の外周端に下側に向けて突出部を
    設けたことを特徴とする誘導電器巻線。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載のものにおい
    て、突出部は、折流板の外周端を下側に曲げて形成した
    ことを特徴とする誘導電器巻線。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第2項記載のものにおい
    て、突出部は、折流板の外周端の下側にバッフル部材を
    取付けたことを特徴とする誘導電器巻線。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第2項ないし第4項記載の
    もののいずれかにおいて、折流板は、当該折流板の突出
    部の近傍に外周沿いに複数の穴を設けたことを特徴とす
    る誘導電器巻線。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    もののいずれかにおいて、折流板は、当該折流板の半径
    方向の複数位置に複数の穴を設けたことを特徴とする誘
    導電器巻線。
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JP5717426B2 (ja) * 2010-12-03 2015-05-13 株式会社東芝 静止誘導電器
DE102019112100A1 (de) * 2019-05-09 2020-11-12 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Elektrische Baueinheit mit einer Wicklung und Verfahren zu ihrer Herstellung

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