JPS6118112A - ガス絶縁電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は凝縮性を有する冷媒液と非凝縮性を有する絶
縁性の冷媒ガスとを用いて絶縁冷却を行うガス絶縁電気
機器、例えば変圧器、リアクトル等に関するもので、特
にこのようなガス絶縁電気機器の冷却装置の改良に関す
るものである。

〔従来技術〕

以下、ガス絶縁電気機器として変圧器を例にとって説明
すると、従来のガス絶縁変圧器は、第１図に示すように
、巻線及び鉄心からなる変圧器本体すなわち電気機器本
体／はタンクλ内に収納され、タンクλ内には例えば８
Ｆ４ガスのような非凝縮性絶縁ガスと冷媒液の蒸気との
混合した混合冷媒ガス３と使用温度圧力範囲で蒸発・凝
縮性な有する冷媒液ダが封入されている。タンク−は冷
媒ガス冷却器６と連通し、この連通路に混合ガス循環用
ブロア３が置かれ℃いる。タンクコの下部には冷媒液循
環ポンプ７があって配管でタンク−〇上部にある冷媒液
散布器Ｉすなわち冷媒液供給量に冷媒液を供給するよう
に接続されている。

従来のガス絶縁変圧器は上記のように構成され、タンク
下部に溜まった冷媒液亭は散布器ざにより変圧器本体／
上に散布され、散布された冷媒液は変圧器本体／に発生
する損失熱（銅損及び鉄損）により一部は蒸発し、一部
は液温か上昇することにより、熱伝達されたあと、液の
自重及びブロアＳの風圧によりタンク下部に至り再び溜
まる。その後混合ガス３はブロアＳにより吸引され、冷
媒ガス冷却器６を通過する際冷却され、変圧器本体／の
発熱を大気中に放出する。同時に冷媒液の蒸気は凝縮液
化してタンク下部に戻り、ガスは温度が下ってブロア！
を経由してタンクコ内へ圧送される。一方冷媒液グはボ
ンプクにより散布器にから再び変圧器本体率へ散布され
る。太矢印ｔは送ガス方向を、細矢印ＩＯは送液方向を
示す。以上のような変圧器は冷媒液の蒸発・凝縮による
冷却に重点を置いたもので、散布方式の蒸発冷却式ガス
絶縁変圧器として公知である（例えば三菱電機枝軸Ｖｏ
１．ｊＡ、　Ａ／　２　、　／２ｇ、ｚ）。

更に第２図は従来の上記ガス絶縁変圧器の他の一例を示
し、タンクコは冷媒液冷却器／／に接続されている点を
除き、タンク内及びポンプ７、散布器ざの構成は第１図
のものとすまぼ同様である。

散布器ざにより変圧器本体／に散布された冷媒液は一部
は蒸発し、一部は液温が上昇して本体から熱伝達された
あと、液の自重によりタンクコの下部に至る。そして再
びポンプ７により散布器ｔに送られるが、この途中で冷
媒液冷却器／／により冷却されて液温か下るとともに、
変圧器本体の発生熱を大気中へ放出し、しかる後再び散
布器ｇから散布されて本体ｌ及び混合ガス３を冷却する
。

このように第２図のガス絶縁変圧器は冷媒液温の上昇・
低下による熱伝達に重点を置いたもので、例えば公開特
許公報昭ｋＡ−１０７！、２りにより公知である。

第３図は第１図のものと第２図のものを組合わせたガス
絶縁変圧器で、符号７〜７．２で示す部材は第１及び４
図と全く同じである。このように構成すると、上記のａ
つの変圧器の特徴を合せもち、冷媒液の蒸発潜熱及び冷
媒液の顕熱（液温変化による熱交換）の双方を利用して
冷却を行うガス・液冷却変圧器ということができる。変
圧器本体／及び混合冷媒ガスＪ及び冷媒液亭の温度が高
い場合には冷媒ガス冷却器基による冷却が有効に作用し
、反対に冷媒の温度が比較的低い場合には冷媒液冷却器
／／が有効に作用するという特徴をもっている。しかし
、第３図に示すように構成されたガス・液冷却変圧器に
おいては、冷媒ガス冷却器２、及び冷媒液冷却器／／が
それぞれ別個のユニットとして作られるためンその設置
場所が大きくなるという欠点がある。このような変圧器
の冷却器は通常タンクコに取付けられるなどして、変圧
器の周囲に配置されることが多いが、変圧器に周囲には
冷却器群の他高中低圧線路端子や中性点端子、エレファ
ントケースやケーブル接続部、タップ切換器、同操作機
構等が＆、Ｈされる。従って、冷却器群の占めるスペー
スが大きくなると、上記のような他装置の配置の自由度
を制限することになり、変圧器全体の局長や床面積を増
加させる結果となる欠点があった。また第１〜３図には
図示しなかったが、冷媒ガス冷却器６、冷媒液冷却器／
ｌにそれぞれ大気を循環させるファンを備える変圧器に
あっては、これらのファンが冷媒ガス冷却器用、冷媒液
冷却器用にわかれているため、全体のファンの台数が増
加し、従って補機類の増加や騒音の増大につながる欠点
もあった。

〔発明の概要〕

この発明は、上記のような従来のガス・液冷却ガス絶縁
電気機器の欠点Ｋかんがみてなされたもので、上記の欠
点を除去し、軽量、小形でしかも低補機損失ン低騒音の
ガスン＝液冷却ガス絶縁電気機器を提供することな目的
としている。この発明のガス絶縁電気機器は機器タンク
内で発生した熱を外気に交換する混合ガス冷却部及び冷
媒液冷却部を一体化したガス・液冷却器を備えることを
特徴とし、冷却器を一体化することにより、小形軽量化
し、これによってガス絶縁電気機器全体を軽量小形化し
、低補機損失で低騒音のガス・液冷却変圧器が得られる
ものである。

〔発明の実施例〕

以下、図示する実施例について、この発明の詳細な説明
する。

第７図に示すように、この発明においては、ガス・液冷
却器／２は混合ガス冷却部／コＧと冷媒液冷却部ｌコＬ
とを一体構成として備え、共通のファン／３で冷却風の
循環を行うようにしている。

ファン１３は必要でない場合もありうる。混合ガス冷却
部ＬＧはブロア５を持つ配管でタンクコと連結し、冷媒
液冷却部／λＬは、ボンプクを有する配管でタンクコの
下部に連結し、上部をタンクλ内の散布器ざに連結して
いることは第１〜３図の従来の装置と同様である。

カス・液冷却器／λの内部は混合ガス冷却部／、２Ｇと
冷媒液冷却部／２Ｌとが分離されて配置され、（，１８
合によっては混在して配置され）、７７ン／３により大
気が両者を共通に循環し、混合ガス冷却部７２ＧＫ＃′
ｉ混合冷媒ガス３が流れ、冷媒液冷却部／ＪＬには冷媒
液ｌを流して、冷却が行われる。また第７図には示して
いないが、防音風洞が必要な場合、これも共用ファン／
３とともに、混合ガス冷却部７．２Ｇと冷媒液冷却部／
２Ｌとに共通に一体化して設げる。

このように構成されたガス・液冷却器にシいては、混合
ガス冷却部及び冷媒液冷却部の両冷却部が一体化されて
いるので、架台、取付構造物等が簡素化され、冷却器重
量が低減できる。またファンを用いるものＫあっては、
冷媒液冷却部／、２Ｌを通過した空気の温度上昇により
混合ガス冷却部／−２Ｇの熱伝達率が大きくなっている
ので、冷却表面積を縮小するか、あるいはファン台数ま
たは容量を低減することができる。従って、防音風洞も
共通である上、ファン台数低減により、小形軽量化、低
騒音化ができ、冷却器全体、ひいては電気機器全体の総
重量低減、補機損失低減、騒゛音低減、設置面積縮少等
が達成できる。

なお、第ｑ図の実施例では、冷媒液冷却部／、２Ｌを混
合ガス冷却部／２Ｇよりも大気循環の上流側に置いた場
合を示しているが、電気機器すなわち変圧器の運転温度
及び使用冷媒の種類等により。

ガス冷却熱量と液冷却熱量の比率に応じて、上記の配置
を逆にする場合もありうることは言うまでもない。

第５図はこの発明の他の実施例ｔボし、符号／〜１３で
示す部材は第３図及び第７図に示す部材と同一である。

この第３図の実施例が第７図の実施例と異るところは、
ガス・液冷却器１２内での冷媒液の送液方向（細矢印１
０）と混合ガスの流ガス方向（太矢印？）とは反対方向
になるように混合ガス冷却部／、２Ｇと冷媒液冷却部／
λＬとを配置し、かつ外部の配管も逆止弁／４１を有す
る戻し回路を用いて、そのように配管した点である。

このように構成することにより、液の高温部とガスの低
温部とが、かつ液の低温部とガスの高温部とがそれぞれ
同じ高さにあり、外気に対する放熱を平均化し、より効
率の高い冷却が可能になり、一層冷却器が軽量小屋化さ
れうる効果がある。なお、混合ガス冷却部７２Ｇで凝縮
した冷媒液は自重により逆止弁／ｌＩを持つ戻し回路を
通ってタンク下部の冷媒液溜りに流入する。

以上の実施例の説明はガス絶縁ガス・液冷却変圧器に適
用した場合を述べたが、この発明はその他の例えばリア
クトル・やコンデンサ等のようなガス絶縁電気機器にも
適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ガス冷却器と液冷却
器の双方を要する電気機器の両冷却器な一体化し、ファ
ンを共通にし、防音風洞も一体化したので、冷却装置の
軽量、小形化、機器据付面積の縮少化のほか、補機損失
の低減、騒音の低減ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第７図は従来のガス絶縁変圧器の一例な略示する断面図
、第一図は従来のガス絶縁変圧器の他の例を略示する断
面図、ｌｌＸ３図はガス・液冷却変圧器の概念を示す断
面図、第ダ図はこの発明のガス絶縁電気機器の一実施例
を略示する＃？面図、第５図はこの発明の他の実施例の
断面図である。 ／・・変圧器本体、コ・・タンク、３・・混合冷媒ガス
、グ・・冷媒液、５・・混合ガス循環用ブロア、６・・
冷媒ガス冷却器、り・・冷媒液循環用ポンプ、ざ・・冷
媒液散布器、夕・・送ガス方向を示す太矢印、１０・・
送液方向を示す細矢印、ｌ／・・冷媒液冷却器、／コ・
・ガス・液冷却器、／コＧ・・混合ガス冷却部、／コＬ
・・冷媒液冷却部、／３・・ファン、／ｌＩ・・逆止弁
。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気機器本体と、この本体を収納するタンクと、
   上記電気機器本体を冷却するため上記タンク内に封入さ
   れた絶縁性を有する非凝縮性冷媒ガス及び蒸発・凝縮性
   の冷媒液と、上記冷媒ガスと上記冷媒液の蒸気との混合
   ガスを循環するブロアと、上記冷媒液を循環させ上記本
   体へ供給するポンプ及び供給装置を備えるガス絶縁電気
   機器において、上記タンク内で発生した熱を外気に熱交
   換する上記混合ガス冷却部及び上記冷媒液冷却部からな
   りかつこれらを一体化したガス・液冷却器を備えること
   を特徴とするガス絶縁電気機器。
2. （２）ガス・液冷却器が混合ガス冷却部及び冷媒液冷却
   部共用のファン及び防音風洞を備えていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のガス絶縁電気機器。
3. （３）ガス・液冷却器が送ガス方向と送液方向とが互に
   反対方向である混合ガス冷却部と冷媒液冷却部とを備え
   かつ混合ガス冷却部で凝縮した冷媒液をタンク下部へ戻
   す配管及び弁等からなる戻し回路を備えることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のガス絶縁電
   気機器。