(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却効率を向上させてコンパクトな静止誘導電器を提供する。【解決手段】静止誘導電器は、変圧器本体１と、変圧器本体１を絶縁媒体によって冷却するラジエータ３と、ラジエータ外側面に配置される仕切り板８を備える。仕切り板８には静止誘導電器外部とを連通する間隙部９を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器と、
前記変圧器を絶縁媒体によって冷却するラジエータと、
前記ラジエータ外側面に配置される板材と、を備える静止誘導電器であって、
前記板材には前記静止誘導電器外部とを連通する空隙部を有することを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
請求項１に記載の静止誘導電器であって、
前記空隙部の前記ラジエータ側が上方向きの傾斜を有することを特徴とする静止誘導電器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の静止誘導電器であって、
前記空隙部は第一空隙部及び第二空隙部から成り、前記第一空隙部は前記第二空隙部よりも高所に位置し、第一空隙部の開口面積は第二空隙部の開口面積よりも小さいことを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止誘導電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器は、巻線と鉄心から構成される中身本体をタンクに収納し、当該タンク内に電気絶縁と冷却を兼ねた絶縁媒体が充填された構成をとる。
【０００３】
静止誘導電器を運転すると巻線や鉄心で熱が発生するため、静止誘導電器内の温度が上昇する。静止誘導電器の耐用年数は、主に絶縁物の劣化によって決定される。絶縁物の劣化は、冷却媒体の温度に依存するため、所定の規格により冷却媒体や巻線の温度上昇限度値が定められている。そこで、静止誘導電器内で発生した熱を外部へ放出するための放熱手段を設けたり、冷却媒体を循環させたりすることで静止誘導電器内の温度上昇を抑制している。
【０００４】
ここで、図１に静止誘導電器の一例として従来技術による変圧器の側面図を示す。変圧器１は、巻線（図示せず）と鉄心（図示せず）から構成される中身本体（図示せず）が収められた変圧器タンク２、複数枚の放熱板３ａを備えたラジエータ３と高電圧を導入するブッシング４で構成される。ラジエータ３は、変圧器タンク２に設けられた接続配管５を介して接続されている。変圧器１の内部は、電気絶縁と冷却を兼ねた絶縁媒体（図示せず）で満たされている。絶縁媒体は、変圧器タンク２と変圧器タンク２に接続されたラジエータ３とを循環し、ラジエータ３において巻線や鉄心で発生した熱を大気に放出する。なお、冷却媒体としては、液体の場合は、例えば、鉱物系の絶縁油、ガスの場合は、例えば、六フッ化硫黄（SF６）が考えられる。大容量変圧器の場合、冷却媒体と大気との熱交換を促進するために、冷却ファン６が設けられている変圧器がある。
【０００５】
図２に冷却ファン６を運転させる強制風冷運転時のラジエータ３周辺における風の分布を矢印７で示す。図２は、ラジエータ３の正面図である。ラジエータ３の放熱板３ａにおける圧力損失により、風はラジエータ３の外部へと漏れ出てしまう。このため、大気の温度との温度差が大きくなるラジエータ３上部における風量が低下してしまい、ラジエータ３における冷却効率の低下を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６２−２３４２７号公報
【特許文献２】特開２０１７−１８０１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
変圧器に備えられたラジエータの冷却効率を向上させることを目的とした特許として、特許文献１がある。特許文献１では、中身本体を収納した変圧器タンクに接続配管を介してラジエータを接続し、ラジエータ下面に下方から上方に向かって送風する冷却ファンが取り付けられている。ラジエータの外側端部には、ラジエータの放熱板幅方向外側への風の流出を防ぐためのガイドが設けられている。
【０００８】
しかし、一般的に静止誘導電器は冷却ファンを動作させる強制風冷運転以外に、空気の自然対流を利用した自冷運転での運転を要求される場合がある。特許文献１のように、ラジエータ側面にガイドを設けた場合、強制風冷運転時に有効に作用していたガイドが、自冷運転時には、外部からの空気の流れを遮るため、外側端部のラジエータ放熱板の冷却効率を低下させることについては配慮されていない。
【０００９】
強制風冷運転と自冷運転の両運転状態において、冷却効率を向上させることを目的とした特許として、特許文献２がある。特許文献２では、ラジエータ側面に可動式の仕切り板を設け、強制風冷運転時には仕切り板をラジエータ高さ方向に水平にし、冷却ファンからの風がラジエータ幅方向に拡散することを防ぐ。また、自冷運転時には、仕切り板をラジエータ高さ方向に対して垂直にし、外部からの空気の流れを取り込む。このように、強制風冷運転時と自冷運転時とで仕切り板の角度を変化させることにより、両運転状態でラジエータの熱交換効率の向上を図っている。
【００１０】
しかしながら、このような構造を採用した場合、仕切り板が可動部となっていることから、可動部が固着して動作しなくなったり、保守が煩雑さについては配慮されていない。
【００１１】
本発明は、上述の点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却効率を向上させてコンパクトな静止誘導電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の代表的なものの一つを示せば、変圧器と、前記変圧器を絶縁媒体によって冷却するラジエータと、前記ラジエータ外側面に配置される板材と、を備える静止誘導電器であって、前記板材には前記静止誘導電器外部とを連通する空隙部を有することを特徴とする静止誘導電器。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却効率を向上させてコンパクトな静止誘導電器が提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の変圧器の側面図である。
【図２】従来の変圧器に備えられたラジエータの正面図であり、強制風冷運転時の風の分布を模式的に示したものである。
【図３】本発明の第１の実施形態における変圧器の側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態で使用される仕切り板の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における強制風冷運転時の風の分布をラジエータ正面から模式的に示したものである。
【図６】本発明の第１の実施形態における自冷運転時の風の分布をラジエータ正面から模式的に示したものである。
【図７】本発明の第２の実施形態における変圧器に用いられる仕切り板の概略構成図を示す。
【図８】本発明の第２の実施形態における強制風冷運転時の風の分布をラジエータ正面から模式的に示したものである。
【図９】本発明の第２の実施形態における自冷運転時の風の分布をラジエータ正面から模式的に示したものである。
【図１０】本発明の第３の実施形態における変圧器に用いられる仕切り板の概略構成図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図３は本発明の第１の実施形態で、本発明を変圧器として具現化した場合の一例であり、変圧器１の側面を示したものである。
【００１７】
まず、図３に示す実施形態の一例において、変圧器１が巻線（図示せず）と鉄心（図示せず）から構成される中身本体（図示せず）が収められた変圧器タンク２、複数枚の放熱板３ａを備えたラジエータ３と高電圧を導入するブッシング４から構成されている。ラジエータ３は、変圧器タンク２に設けられた接続配管５を介して接続されており、ラジエータ３における熱交換を促進するために冷却ファン６が設けられている。以上の点は、図１に示した従来技術を用いた変圧器１と同様である。
【００１８】
第１の実施形態の変圧器１に設けられたラジエータ３の側面には、仕切り板８が締結されている。図４に第１の実施形態に使用される仕切り板８の概略構成図を示す。仕切り板８には、空隙部９が設けられた構造となっている。大容量の変圧器１の場合、直射日光や風雨に曝される環境に設置されることがほとんどであることから、ラジエータ３に設けられる仕切り板８の素材は、熱や紫外線などに対する劣化特性が優れる材料が望ましい。また、ラジエータ３における熱交換を良くするためには、仕切り板８からの熱伝達を良くすることが望ましい。これらのことを鑑みて、仕切り板８の材料としては、例えば、鉄や鋼などの金属材料が考えられる。
【００１９】
第１の実施形態において、冷却ファン６を動作させた際の風の分布を図５に示す。図５は、ラジエータ３の正面図であり、図中の矢印７で風の分布を示している。図１に示す従来技術では、ラジエータ３を構成する放熱板３ａによる圧力損失の影響で、冷却ファン６からの風は、ラジエータ３の外側に漏れ出してしまう。第１の実施形態では、仕切り板８をラジエータ３の側面に取り付けたことにより、冷却ファン６からの風がラジエータ３の外部に漏れ出ることを防げる。
【００２０】
第１の実施形態において、冷却ファン６を動作させない場合の風の分布を図６に示す。図６は、ラジエータ３の正面図であり、図中の矢印７で風の分布を示している。空気の密度差による駆動力を利用してラジエータ３を冷却する自冷運転において、図１に示す従来技術では、ラジエータ３における風速が弱く、熱交換効率が悪い。第１の実施形態のように、ラジエータ３の側面に仕切り板８を設けることによって、ラジエータ３の内部の空気と外気との温度差を大きくすることにより、大きな煙突効果を得ることができ、ラジエータ３の内部の空気の浮力が大きくなり、風速が速くなる。これにより、ラジエータ３の熱交換効率を良くすることができる。しかし、仕切り板８でラジエータ３を完全に密閉してしまった場合、ラジエータ３の上部には、ラジエータ３と熱交換した空気が流れるため、ラジエータ３との温度差が小さくなり、熱交換効率が悪くなる。そこで、第１の実施形態のように、仕切り板８に空隙部９を設け、外気を取り込める構造にすることで、ラジエータ３にはラジエータ３表面と温度差が大きい空気を大量に流すことができる。このため、ラジエータ３における熱交換効率を向上させることができる。
【００２１】
この結果、本実施形態によれば、冷却ファン６が動作する強制風冷運転時には、仕切り板８が冷却ファン６からの風をラジエータ３の外部へと漏れ出ることを防ぎ、ラジエータ３における熱交換を促進することができる。冷却ファン６が動作しない自冷運転時には、ラジエータ３と仕切り板８とで形成される閉空間における煙突効果により、ラジエータ３における風量を増加させることができる。さらに、仕切り板８に設けられた空隙部９から外空気をラジエータ３の内部に取り込むことができるため、冷却ファン６が動作しない自冷運転時においても冷却効率を向上させることができる。
【００２２】
この実施形態では、ラジエータ３に空隙部９を設けた仕切り板８を設けるだけであるため、可動部が存在せず、図１に示した従来技術を用いた変圧器と保守やメンテナンスの手間を増やすことなく、ラジエータ３における冷却効率を向上させることができる。
【００２３】
これにより、変圧器１に封入されている冷却媒体の温度を同一とすれば、ラジエータ３の冷却面積を低減することができるため、放熱板３ａの材料使用量や冷却媒体の使用量を減らすことができ、ラジエータ３あるいは変圧器１の小形化と軽量化を図ることができる。
【実施例２】
【００２４】
本発明に係わる静止誘導電器の第２の実施形態について、図７、図８および図９を用いて説明する。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一の部分あるいは類似の部分に関しては、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２５】
図７は、第２の実施形態の一例において、変圧器１のラジエータ３に設置される仕切り板８の概略構成図である。仕切り板８に設けられる空隙部９は、図７に示すように、ラジエータ３に向かって、ラジエータ３の高さ方向に上向きの傾斜が設けられた空隙形成部材１０で構成される。
【００２６】
第２の実施形態において、冷却ファン６を動作させた際の風の分布を図８に示す。図８は、ラジエータ３の正面図であり、図中の矢印７で風の分布を示している。空隙形成部材１０がラジエータ３に向かって、ラジエータ３の高さ方向に上向きの傾斜がついているため、冷却ファン６からの風は、空隙形成部材１０に当たり、ラジエータ３の方向に戻される。したがって、仕切り板８に設けられた空隙部９からラジエータ３外部への風の流出量を低減させることができ、ラジエータ３における熱交換効率を向上させることができる。
【００２７】
第２の実施形態において、冷却ファン６を動作させない場合の風の分布を図９に示す。図９は、ラジエータ３の正面図であり、図中の矢印７で風の分布を示している。仕切り板８に設けられている空隙形成部材１０が、ラジエータ３に向かって、ラジエータ３の上向きに傾斜が設けられていることから、ラジエータ３における煙突効果を利用して、外気をラジエータ３内部に取り込みやすくなる。したがって、ラジエータ３内部に外気を大量に流入させることができるため、自冷運転時においてもラジエータ３の冷却効率を向上させることができる。
【００２８】
これにより、強制空冷運転と自冷運転の両運転状態において、ラジエータ３における冷却効率を向上させることができる。変圧器１に封入されている冷却媒体の温度を同一とすれば、ラジエータ３の冷却面積を低減することができるため、放熱板３ａの材料使用量や冷却媒体の使用量を減らすことができ、ラジエータ３あるいは変圧器１の小形化と軽量化を図ることができる。
【実施例３】
【００２９】
本発明に係わる静止誘導電器の第３の実施形態について、図１０を用いて説明する。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一の部分あるいは類似の部分に関しては、同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図１０は、第３の実施形態の一例において、変圧器１のラジエータ３に設置されている仕切り板８の概略構成図である。仕切り板８に設けられる空隙部９は、図１０に示すように、ラジエータ３の高さ方向に向かって異なる大きさの空隙部９が設けられている。
【００３１】
例えば、図１０に示すようにラジエータ３の上部に向かって空隙部９の開口部を小さくして仕切り板８を構築した場合、強制空冷運転時にはラジエータ上部における風の漏れを防ぐことができる。また、自冷運転時には、ラジエータ３上部において外気との温度差を大きくすることができることから、煙突効果による浮力を大きくすることができ、さらに、ラジエータ３の高さ方向下部で、空隙部９が広くなっていることから、ラジエータ３下部からの外気の流入量を増加させることができる。
【００３２】
これにより、強制空冷運転と自冷運転の両運転状態において、ラジエータ３における冷却効率を向上させることができる。変圧器１に封入されている冷却媒体の温度を同一とすれば、ラジエータ３の冷却面積を低減することができるため、放熱板３ａの材料使用量や冷却媒体の使用量を減らすことができ、ラジエータ３あるいは変圧器１の小形化と軽量化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・変圧器、２・・・変圧器タンク、３・・・ラジエータ、３ａ・・・放熱板、４・・・ブッシング、５・・・接続配管、６・・・冷却ファン、７・・・風の分布、８・・・仕切り板、９・・・空隙部、１０・・・空隙形成部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2020092171.tif 000011
【図１０】
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