(57)【要約】【課題】円板巻線を効率よく冷却可能な静止誘導電器装置を提供する。【解決手段】静止誘導電器装置は、内側絶縁筒２と、内側絶縁筒２との間に環状空間３１を形成するように配置された外側絶縁筒１と、冷媒が流通可能な水平冷却路１３を形成するように中心軸方向に互いに所定の間隔を保ちながら複数段に積層された複数の円板巻線４とを有する。上下に隣接する円板巻線４の間には、複数の外側間隔片５１または複数の内側間隔片５２が配置される。外側間隔片５１は、水平部１０と、水平部１０の外側径方向端部の外側に周方向に沿って両側に張り出して外側垂直冷却路１１の一部を塞ぐように形成された外側幅広部５を有する。内側間隔片５１は、水平部１０と、水平部１０の径方向内側の内側径方向端部の中心軸側に周方向に沿って両側に張り出して内側垂直冷却路１２の一部を塞ぐように形成された内側幅広部６を有する。【選択図】図１
2010153440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性部材により形成されて、上下方向に延びた中心軸周りに形成された略円筒状の内側絶縁筒と、
電気絶縁性部材により形成されて、前記内側絶縁筒を取り囲み前記内側絶縁筒との間に環状空間を形成するように配置された略円筒状の外側絶縁筒と、
前記環状空間内で前記外側絶縁筒との間に冷媒が前記中心軸方向に流通可能な外側垂直冷却路を形成し且つ前記環状空間内で前記内側絶縁筒との間に前記冷媒が前記中心軸方向に流通可能な内側垂直冷却路を形成するように配置されて、それぞれが前記中心軸を中心に導体がほぼ水平に広がるように巻きまわされて、前記冷媒が流通可能な水平冷却路を形成するように前記中心軸方向に互いに所定の間隔を保ちながら複数段に積層されて、互いに電気的に接続されるように構成された複数の円板巻線と、
上下に隣接する前記円板巻線の間に配置されて径方向に水平に延びた水平部と、この水平部の径方向外側の外側径方向端部の外側に周方向に沿って両側に張り出して前記外側垂直冷却路の一部を塞ぐように形成されて且つ前記外側径方向端部の上端から下方に向かって径方向外側に延びて前記外側絶縁筒の内側面と接触するように形成された外側幅広部とを備え電気絶縁性部材により形成された複数の外側間隔片を有し、これらの外側間隔片を上下に隣接する前記円板巻線の間に周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列して前記各外側間隔片それぞれの水平部同士の間に前記水平冷却路を形成するように配置された外側間隔片群と、
前記外側間隔片群よりも上方または下方に配置された複数の前記円板巻線のうち上下に隣接する前記円板巻線の間に配置されて径方向に水平に延びた水平部と、この水平部の径方向内側の内側径方向端部の前記中心軸側に周方向に沿って両側に張り出して前記内側垂直冷却路の一部を塞ぐように形成されて且つ前記内側方向端部の上端から下方に向かって前記中心軸側に延びて前記内側絶縁筒の外側面と接触するように形成された内側幅広部とを備え電気絶縁性部材により形成された複数の内側間隔片を有し、これらの内側間隔片を上下に隣接する前記円板巻線の間に周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列して前記各内側間隔片それぞれの水平部同士の間に前記水平冷却路を形成するように配置された内側間隔片群と、
を有することを特徴とする静止誘導電器装置。
【請求項２】
前記外側間隔片群および内側間隔片群それぞれは複数ずつ配置されて、
前記外側間隔片群および内側間隔片群が前記中心軸方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の静止誘導電器装置。
【請求項３】
前記外側幅広部および内側幅広部の少なくとも一方は、上方に凸部が形成された曲面形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静止誘導電器装置。
【請求項４】
前記各外側間隔片それぞれの水平部の外側径方向端部に、前記各外側間隔片それぞれの上面に接する前記円板巻線の外側面に沿ってこの外側面を径方向外側から内側に向かって覆うように電気絶縁性部材により形成された外側被覆部が形成されて、
前記各内側間隔片それぞれの水平部の内側径方向端部に、前記各内側間隔片それぞれの上面に接する前記円板巻線の内側面に沿ってこの内側面を径方向内側から外側に向かって覆うように電気絶縁性部材により形成された内側被覆部が形成されて、
前記外側幅広部は、前記外側被覆部の上端から前記外側絶縁筒に向かって下方に延びるように形成されて、
前記内側幅広部は、前記内側被覆部の上端から前記内側絶縁筒に向かって下方に延びるように形成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項５】
径方向に水平に延びて前記外側間隔片群および内側間隔片群の間に複数段積層された前記円板巻線のうち隣接する前記円板巻線の間に配置され複数の水平冷却路用間隔片が、周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列されて前記水平冷却路を形成するように構成された水平冷却路用間隔片群を有すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項６】
前記各水平冷却路用間隔片それぞれの径方向内側および外側それぞれの径方向端部に、前記各水平冷却路用間隔片それぞれの上面に接する前記円板巻線の内側および外側の側面を覆うように側面被覆部が形成されていること、を特徴とする請求項５に記載の静止誘導電器装置。
【請求項７】
前記外側間隔片、内側間隔片、および水平冷却路用間隔片は、それぞれの厚さ方向に複数の板材が積層されて形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項８】
前記水平部は、前記複数の板材が前記中心軸方向に積層されて形成されて、
これらの板材のうち、最上に配置された板材の外側径方向端部には、外側被覆部が形成されて、この外側被覆部の上端には前記外側幅広部が形成されて、
前記最上に配置された板材よりも下方に配置された前記板材が、前記水平冷却路用間隔片の機能を有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項９】
前記水平部は、複数の板材が前記中心軸方向に積層されて形成されて、
これらの板材のうち、最上に配置された板材の内側径方向端部には、内側被覆部が形成されて、この内側被覆部の上端には前記内側幅広部が形成されて、
前記最上に配置された板材よりも下方に配置された前記板材が、前記水平冷却路用間隔片の機能を有していること、
を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項１０】
１つの前記外側間隔片群の前記各外側幅広部が前記外側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合および１つの前記内側間隔片群の前記各内側幅広部が前記内側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合それぞれは、３０％以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【請求項１１】
積層された複数の前記円板巻線の上段側に配置された前記外側間隔片群の各外側幅広部が前記外側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合が、下段側に配置された前記外側間隔片群の各外側幅広部が前記外側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合よりも、大きくなるように形成されて、
積層された複数の前記円板巻線の上段側に配置された前記内側間隔片群の各内側幅広部が前記内側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合が、下段側に配置された前記内側間隔片群の各内側幅広部が前記内側垂直冷却路の流路方向断面に占める割合よりも、大きくなるように形成されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の静止誘導電器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器に使用される円板巻線は、運転時における発熱量が大きいため、円板巻線の周辺に円板巻線を冷却するための冷却媒体（以下、冷媒と称す。）が流通可能な冷却路が形成されている。この冷媒には、ＳＦ６ガスなどの気体冷媒や、絶縁油およびパーフロロカーボン等の液体冷媒がある。また、最近では環境低負荷を考慮してＮ２ガス、ＣＯ２ガス、空気、およびＣＦ３Ｉガスなどの温暖化係数の小さい気体冷媒、天然エステル油、難燃性を考慮してシリコン油など、様々な冷媒も使用されてきている。
【０００３】
一般に静止誘導電器巻線等の静止誘導電器装置は、上下方向に延びた中心軸周りに形成された略円筒状の内側絶縁筒と、内側絶縁筒を取り囲み内側絶縁筒との間に環状空間を形成するように配置された略円筒状の外側絶縁筒と、を有する。さらに、環状空間内には、それぞれが中心軸を中心に導体がほぼ水平に広がるように巻きまわされて円板巻線が、中心軸方向に互いに所定の間隔を保ちながら複数段に積層配置されている。
【０００４】
このように構成された円板巻線の冷却構造は、複数の円板巻線を冷却するための冷媒が流通可能な冷却路が、円板巻線の周りに形成されている。円板巻線の冷却効率を向上させる例として、例えば特許文献１に開示されているように、垂直冷却路内の冷媒の流れを制御するために突起部などを設けたものや、特許文献２に開示されているように、水平冷却路から垂直冷却路へ分流板を張り出して流れを制御する方法などが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１２１２５０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６８０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記の例のように、冷媒の流れを制御するために冷却路に配置された突起や板などの周りでは、冷媒の流れが停滞する個所が発生する可能性がある。冷媒の流れが停滞すると、局所的に円板巻線の温度が上昇する可能性がある。
【０００６】
また、垂直冷却路に突起や板などを設置するものは、その固定方法が問題となることがある。冷却路内には円板巻線を固定する部材が配置されているため、この固定部材等を避けた複雑な板形状にする必要がある。このため、複雑な形状である場合が多く、製作コストが増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、円板巻線を効率よく冷却でき且つ製作コストを低減可能な静止誘導電器装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る静止誘導電器装置は、電気絶縁性部材により形成されて、上下方向に延びた中心軸周りに形成された略円筒状の内側絶縁筒と、電気絶縁性部材により形成されて、前記内側絶縁筒を取り囲み前記内側絶縁筒との間に環状空間を形成するように配置された略円筒状の外側絶縁筒と、前記環状空間内で前記外側絶縁筒との間に冷媒が前記中心軸方向に流通可能な外側垂直冷却路を形成し且つ前記環状空間内で前記内側絶縁筒との間に前記冷媒が前記中心軸方向に流通可能な内側垂直冷却路を形成するように配置されて、それぞれが前記中心軸を中心に導体がほぼ水平に広がるように巻きまわされて、前記冷媒が流通可能な水平冷却路を形成するように前記中心軸方向に互いに所定の間隔を保ちながら複数段に積層されて、互いに電気的に接続されるように構成された複数の円板巻線と、上下に隣接する前記円板巻線の間に配置されて径方向に水平に延びた水平部と、この水平部の径方向外側の外側径方向端部の外側に周方向に沿って両側に張り出して前記外側垂直冷却路の一部を塞ぐように形成されて且つ前記外側径方向端部の上端から下方に向かって径方向外側に延びて前記外側絶縁筒の内側面と接触するように形成された外側幅広部とを備え電気絶縁性部材により形成された複数の外側間隔片を有し、これらの外側間隔片を上下に隣接する前記円板巻線の間に周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列して前記各外側間隔片それぞれの水平部同士の間に前記水平冷却路を形成するように配置された外側間隔片群と、前記外側間隔片群よりも上方または下方に配置された複数の前記円板巻線のうち上下に隣接する前記円板巻線の間に配置されて径方向に水平に延びた水平部と、この水平部の径方向内側の内側径方向端部の前記中心軸側に周方向に沿って両側に張り出して前記内側垂直冷却路の一部を塞ぐように形成されて且つ前記内側方向端部の上端から下方に向かって前記中心軸側に延びて前記内側絶縁筒の外側面と接触するように形成された内側幅広部とを備え電気絶縁性部材により形成された複数の内側間隔片を有し、これらの内側間隔片を上下に隣接する前記円板巻線の間に周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列して前記各内側間隔片それぞれの水平部同士の間に前記水平冷却路を形成するように配置された内側間隔片群と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円板巻線を効率よく冷却でき、製作コストを低減可能な静止誘導電器装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る静止誘導電器装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。図１は、本実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。図１では、外側および内側垂直間隔片２１、２２と、間隔調整用水平板２３の図示は省略している。図２は、図１のII-II矢視横断面図である。なお、図２は、内側間隔片５２の図示を省略している。図３は、図１のIII-III矢視横断面図である。なお、図３は、外側間隔片５１の図示を省略している。図４は、図１のIV部の拡大断面図である。図５は、図４の外側間隔片５１の水平部９、外側被覆部７、および外側幅広部５を模式的に展開した展開平面図である。図６は、図４の間隔調整用水平板２３の平面図である。
【００１２】
本実施形態の静止誘導電器装置は、上下方向に延びた中心軸３の周りに形成されて電気絶縁性部材により形成された略円筒状の内側絶縁筒２と、電気絶縁性部材により形成されて内側絶縁筒２を取り囲み内側絶縁筒２との間に環状空間３１を形成するように配置された略円筒状の外側絶縁筒１を有する。
【００１３】
さらに、静止誘導電器装置は、複数の円板巻線４を有している。これらの円板巻線４は、環状空間３１内に配置されて、それぞれが中心軸３を中心に導体がほぼ水平に広がるように巻きまわされて、中心軸３方向（上下方向）に互いに所定の間隔を保ちながら複数段に積層されて、互いに電気的に接続されるように構成されている。
【００１４】
これらの円板巻線４は、環状空間３１内で外側絶縁筒１との間に冷媒が上下方向に流通可能な外側垂直冷却路１１を形成し、且つ環状空間３１内で内側絶縁筒２との間に冷媒が上下方向に流通可能な内側垂直冷却路１２を形成するように配置されている。また、上下に隣接する円板巻線４の間には、水平冷却路１３が形成されている。
【００１５】
これらの円板巻線４の外側面には、これらの円板巻線４を外側から固定するために、上下方向に延びた複数の棒材である外側垂直間隔片２１が設けられている。外側垂直間隔片２１は、図２および図３に示すように、複数の円板巻線４の外側面に、周方向に互いに等間隔に配列されて、外側から内側に向かって円板巻線４を押さえつけるように配置されている。さらに、外側垂直間隔片２１の径方向外側の端部は、外側絶縁筒１の内面と接触するように配置されている。この外側垂直間隔片２１の寸法を調節することで、円板巻線４の外側面と外側絶縁筒１の内面との距離を定めている。これらの外側垂直間隔片２１によって、円板巻線４の外側に形成された外側垂直冷却路１１は複数に分割される。
【００１６】
また、円板巻線４の内側面には、円板巻線４を径方向内側から外側に向かって固定するために、上下方向に延びた複数の棒材である内側垂直間隔片２２が設けられている。内側垂直間隔片２２は、複数の円板巻線４の内側面に、周方向に互いに等間隔に配列されて、内側から外側に向かって円板巻線４を押さえつけるように配置されている。さらに、内側垂直間隔片２２の径方向内側の端部は、内側絶縁筒２の外側面と接触するように配置されている。この内側垂直間隔片２２の寸法を調節することで、円板巻線４の内側面と内側絶縁筒２の外側面との距離を定めている。これらの内側垂直間隔片２２によって、円板巻線４の内側に形成された内側垂直冷却路１２は複数に分割される。
【００１７】
上下に隣接する円板巻線４の間には、電気絶縁性部材により形成された外側間隔片群５５が配置されている。外側間隔片群５５は、複数の外側間隔片５１からなり、これらの外側間隔片５１が周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列されて構成されている。図２の例では、８個の外側間隔片５１によって、１つの外側間隔片郡５５が構成されている。この外側間隔片群５５は、上下方向に複数配置されている。
【００１８】
外側間隔片群５５の上方および下方それぞれに配置された円板巻線４のうち上下に隣接する円板巻線４の間には、電気絶縁性部材により形成された内側間隔片群５６が配置されている。内側間隔片群５６は、複数の内側間隔片５２からなり、これらの内側間隔片５２が周方向に互いに間隔をあけて放射状に配列されて構成されている。図３の例では、８個の内側間隔片５２によって、１つの内側間隔片群５６が構成されている。
【００１９】
外側間隔片群５５および内側間隔片群５６は、複数ずつ配置されており、上下方向に交互に配置されている。
【００２０】
ここで、外側間隔片５１および内側間隔片５２それぞれの構成について説明する。
【００２１】
外側間隔片５１は、水平部９、内側被覆部８、外側被覆部７および外側幅広部５を有している。
【００２２】
水平部９は、上下に隣接する円板巻線４の間に配置されて径方向に水平に延びた平板状の部材である。
【００２３】
内側被覆部８は、水平部９の径方向内側の端部（内側径方向端部）に形成されて、水平部９の上部に接している円板巻線４の内側面に沿って、この内側面を径方向内側から外側に向かって覆うように形成されている。この内側被覆部８は、内側垂直間隔片２２と接触している。
【００２４】
外側被覆部７は、水平部９の径方向外側の端部（外側径方向端部）に形成されて、水平部９の上部に接している円板巻線４の外側面に沿って、この外側面を径方向外側から内側に向かって覆うように形成されている。さらに、この外側被覆部７は、周方向に沿って両側に張り出している。
【００２５】
外側幅広部５は、外側被覆部７の上端から外側絶縁筒１の内面に向かって下方に延びるように形成されている。この外側幅広部５は、外側垂直冷却路１１の一部を塞ぐように、周方向に沿って両側に張り出している。
【００２６】
外側被覆部７の外側に接するように、且つ外側幅広部５の周方向のほぼ中央部を貫通するように、外側垂直間隔片２１が配置されている。
【００２７】
内側間隔片５２は、水平部９、内側被覆部８、外側被覆部７および内側幅広部６を有している。
【００２８】
内側間隔片５２の水平部９は、外側間隔片５１の水平部９と同様に、上下に隣接する円板巻線４の間に配置されて径方向に水平に延びた平板状の部材である。
【００２９】
内側間隔片５２の外側被覆部７は、水平部９の外側径方向端部に形成されて、水平部９の上部に接している円板巻線４の外側面に沿って、この外側面を径方向外側から内側に向かって覆うように形成されている。この外側被覆部７は、外側垂直間隔片２１と接触している。
【００３０】
内側間隔片５２の内側被覆部８は、水平部９の内側径方向端部に形成されて、水平部９の上部に接している円板巻線４の内側面に沿って、この内側面を径方向内側から外側に向かって覆うように形成されている。この内側被覆部８は、周方向に沿って両側に張り出している。
【００３１】
内側幅広部６は、この水平部９の内側径方向端部に形成されている。この内側幅広部６は、内側垂直冷却路１２の一部を塞ぐように、周方向に沿って両側に張り出している。さらに、内側幅広部６は、内側径方向端部の上端から下方に向かって径方向内側に延びて内側絶縁筒２の外側面と接触するように形成されている。
【００３２】
内側被覆部８の中心軸３側の面に接するように、且つ内側幅広部６の周方向のほぼ中央部を貫通するように、内側垂直間隔片２２が配置されている。
【００３３】
ここで、外側間隔片５１および内側間隔片５２の詳細な構造について図４〜図６を用いて説明する。
【００３４】
図５に示すように、水平部９と外側被覆部７の境界となる点線Ａ１で、９０度に上方に向かって折り曲げて、外側被覆部７が形成される。同様に、水平部９と内側被覆部８との境界となる点線Ａ２で折り曲げて内側被覆部８が形成される。次に、外側被覆部７と外側幅広部５の境界となる点線Ｂ１で、外側幅広部５を水平部９と反対側に下方に向かって折り曲げる。このようにして、外側間隔片５１が形成される。
【００３５】
この場合、外側間隔片５１の厚みは、曲げ加工を容易に行え、且つ、幅広部が受ける冷媒の流れによる圧力に耐えられる強度を満足すればよい。
【００３６】
一方、水平冷却路１３の高さ、すなわち、上下に隣接する円板巻線４の間隔幅は、冷却効率を考慮して決める必要がある。
【００３７】
外側間隔片５１の厚みが、当該円板巻線４同士の所定の間隔よりも小さい場合には、図４に示すように、外側間隔片５１の水平部９の下に、この水平部９とほぼ同じ形状の間隔調整用水平板２３を積層させればよい。この間隔調整用水平板２３は、図６に示すように、両端がそれぞれ外側垂直間隔片２１および内側垂直間隔片２２に連結可能に構成されている。これにより、外側間隔片５１の厚みを必要以上に厚くしなくてよいため、外側間隔片５１をより容易に製作できて、且つ円板巻線４の冷却効率を最適化することが可能になる。
【００３８】
また、内側間隔片５２についても、同様に構成されている。
【００３９】
続いて、静止誘導電器装置の円板巻線４の冷却路の構造について説明する。
【００４０】
静止誘導電器装置は、円板巻線４を冷却するための冷媒が流通可能な３種類の冷却路、すなわち、上記の外側垂直冷却路１１、内側垂直冷却路１２、水平冷却路１３が形成されている。以下に、これらの冷却路の構成について説明する。
【００４１】
外側垂直冷却路１１は、上記の通り、冷媒が下方から上方に向かって流通可能であって、環状空間３１内で、外側絶縁筒１の内側で且つ複数の円板巻線４の外周面の外側に形成されている。外側垂直冷却路１１は、外側垂直間隔片２１によって、周方向に沿って分割されている。また、上記の通り、外側垂直冷却路１１は、外側幅広部５によって、一部塞がれている。
【００４２】
内側垂直冷却路１２は、外側垂直冷却路１１と同様に、冷媒が下方から上方に向かって流通可能であって、環状空間３１内で、内側絶縁筒２の外側で且つ複数の円板巻線４の内側面の中心軸３側に形成されている。内側垂直冷却路１２は、内側垂直間隔片２２によって、周方向に沿って分割されている。また、上記の通り、内側垂直冷却路１２は、内側幅広部６によって、一部塞がれている。
【００４３】
水平冷却路１３は、上記の通り、上下に隣接する円板巻線４の間それぞれに形成されて、外側垂直冷却路１１および内側垂直冷却路１２を連通させる。この水平冷却路１３は、上下に隣接する円板巻線４と、これらの間に隣同士に配置された一対の外側間隔片５１または内側間隔片５２とによって、１つの水平冷却路１３が形成される。よって、１組の上下に隣接する円板巻線４の間には、外側間隔片５１または内側間隔片５２と同じ数の水平冷却路１３が形成される。図２および図３の例では、１組の上下に隣接する円板巻線４の間には、水平冷却路１３が８つ形成される。
【００４４】
続いて、本実施形態の静止誘導電器装置における冷媒の流れについて説明する。
【００４５】
冷媒は、外側垂直冷却路１１および内側垂直冷却路１２を、下方から上方に向かって流通する。
【００４６】
外側垂直冷却路１１は、外側幅広部５によって一部塞がれているために、流路断面積が小さくなっている。外側垂直冷却路１１を上方に向かって流れる冷媒の一部は、この外側幅広部５によって、上方に流れにくくなり、外側垂直冷却路１１から水平冷却路１３へ流れ込む。水平冷却路１３に流れ込んだ冷媒は、内側垂直冷却路１２に向かって流通する。
【００４７】
一方、内側垂直冷却路１２は、内側幅広部６によって一部塞がれているために、流路断面積が小さくなっている。内側垂直冷却路１２を上方に向かって流れる冷媒の一部は、この内側幅広部６によって、上方に流れにくくなり、内側垂直冷却路１２から水平冷却路１３に流れ込む。水平冷却路１３に流れ込んだ冷媒は、外側垂直冷却路１１に向かって流通する。
【００４８】
外側間隔片群５５および内側間隔片群５６は、上下方向に交互に配置されている。このため、外側垂直冷却路１１を上方に向かう冷媒の一部は、水平冷却路１３を外側から内側に流れて内側垂直冷却路１２に流れ込んで再び上方に向かって流れる。また、内側垂直冷却路１２を上方に向かって流れる冷媒の一部は、水平冷却路１３を内側から外側に流れて外側垂直冷却路１１に流れ込んで再び上方に向かって流れる。これらの流れを繰り返しながら冷媒は上方に向かって流通する。
【００４９】
一方、外側幅広部５または内側幅広部６で塞がれていない部位を流通する冷媒は、ほぼ直線的に上方に向かって流通する。
【００５０】
すなわち、本実施形態の冷却路内には２つの流れ、すなわち、ほぼ直線的に上方に向かう流れと、水平冷却路１３を内側から外側への流れおよび外側から内側への流れを交互に繰り返しながら上方に向かう流れが形成される。
【００５１】
ここで、比較例として、図２１に従来の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す。この従来例は、水平冷却路１３を形成するように所定の間隔を保ちながら積層された複数の円板巻線４と、これらの円板巻線４と垂直冷却路１１、１２を形成する内側絶縁筒２および外側絶縁筒１を有している。さらに、円板巻線４を６段毎に、垂直冷却路１１、１２の流路断面の全てを塞ぐ外側閉塞板７１および内側閉塞板７２が上下方向に交互に配置されている。
【００５２】
従来例では、内側閉塞板７２と外側閉塞板７１に挟まれた円板巻線４の数が多い場合に、冷媒の流れは閉塞板７１、７２の上部で停滞することがあり、冷却効率を低下させる可能性がある。これに対して、本実施形態では、内側幅広部６と外側幅広部５に挟まれた円板巻線４の数が少ないため、内側幅広部６や外側幅広部５の下方で冷媒の流れが停滞することを抑制できる。これにより、局所的に円板巻線４の温度が上昇することが抑制され、冷却効率がより向上する。
【００５３】
また、外側垂直冷却路１１および内側垂直冷却路１２内を流れる冷媒は、下方から上方に向かうため、外側間隔片５１および内側間隔片５２には、これらを下方から上方に向かって押し上げようとする力が作用する。このとき、外側間隔片５１と接する側の円板巻線４には、内側絶縁筒２側に押し付けようとする力が作用する。また、内側間隔片５２と接する側の円板巻線４には、外側絶縁筒１側に押し付けようとする力が作用する。このため、従来例のように、外側垂直冷却路１１または内側垂直冷却路１２に単に水平に突き出しただけの閉塞板に比べて機械的強度は増すことになる。
【００５４】
さらに、円板巻線４に沿って折り曲げて外側被覆部７または内側被覆部８を形成しているため、円板巻線４と外側垂直間隔片２１または内側垂直間隔片２２が直接接触することはない。これにより、円板巻線４を保護することが可能になる。
【００５５】
また、垂直間隔片によって分割されたうちの１つの垂直冷却路は、扇形の一部のような複雑な形状をしているため、従来例のような閉塞板７１、７２を製作する場合には、この複雑な形状に適合するように製作する必要があった。これに対して、本実施形態では、外側垂直冷却路１１および内側垂直冷却路１２の流路断面全てを覆う必要がないため、複雑な形状の部材を必要としない。よって、製作コストの低減が可能になる。
【００５６】
続いて、外側幅広部５が外側垂直冷却路１１の流路断面に占める割合、および内側幅広部６が内側垂直冷却路１２の流路断面に占める割合について、従来例と比較しながら説明する。
【００５７】
流路の拡大縮小における流れの抵抗すなわち圧力損失は、一般に流路断面積に対する水平間隔片の幅広部の面積割合の２乗に比例する。また、従来例のように、円板巻線４を６段ごとに閉塞板７１、７２を設置した場合の圧力損失を１とすると、円板巻線１段当たりでは１／６、すなわち約０．１７となる。
【００５８】
これを本実施形態の外側幅広部５および内側幅広部６に置き換えると、幅広部の面積割合は約４０％となる。これは、４０％（０．４）を２乗して得られる０．１６に近似していることを根拠としている。
【００５９】
また、図２１に示す従来例の他にも、設置間隔が１０段ごとに閉塞板７１、７２を設置したものもある。この場合は、円板巻線１段当たりの占有面積の割合は約３２％である。
【００６０】
これらの例から、外側または内側幅広部５、６が、外側または内側垂直冷却路１１、１２の流路断面に占める割合を３０％程度とすることで、従来例とほぼ同程度の圧力損失にすることができ、且つ、円板巻線４の周りを流れる冷媒の流量が減少することもない。
【００６１】
また、積層された複数の円板巻線４のうち上段側に配置された外側間隔片群５５の各外側幅広部５が外側垂直冷却路１１の流路断面に占める割合は、下段側に配置された外側間隔片群５５の各外側幅広部５が外側垂直冷却路１１の流路断面に占める割合よりも、大きくなるように形成するとよい。同様に、上段側に配置された内側間隔片群５６の各内側幅広部６が内側垂直冷却路１２の流路断面に占める割合は、下段側に配置された内側間隔片群５６の各内側幅広部６が内側垂直冷却路１２の流路断面に占める割合よりも、大きくなるように形成するとよい。
【００６２】
このように構成することで、冷媒温度が上昇しやすい上段側の水平冷却路１３内の冷媒流速を増大させることができるため、上段側の冷媒温度を低下させることができ、効率よく円板巻線４を冷却することができる。
【００６３】
［第２の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第２の実施形態について、図７〜図１０を用いて説明する。図７は、本実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。図７では、外側および内側垂直間隔片２１、２２と、間隔調整用水平板２３の図示は省略している。図８は、図７のVIII-VIII矢視横断面図である。この図８では、外側および内側間隔片５１、５２の図示を省略している。図９は、図７のIX部の拡大断面図である。図１０は、図７の外側間隔片５１の水平部９および側面被覆部１０を模式的に展開した展開平面図である。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の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００６４】
本実施形態では、外側間隔片群５５および内側間隔片群５６の間に複数段積層された円板巻線４のうち上下に隣接する円板巻線４の間に、電気絶縁性部材により形成された水平冷却路用間隔片群５７が配置されている。
【００６５】
この水平冷却路用間隔片群５７は、水平部９および側面被覆部１０を備えた複数の水平冷却路用間隔片５３を有している。図８の例では、８個の水平冷却路用間隔片５３により１つの水平冷却路用間隔片群５７が構成されている。
【００６６】
この水平部９は、外側間隔片群５５および内側間隔片群５６それぞれの水平部９と同様に、上下に隣接する円板巻線４の間に配置されて径方向に水平に延びた平板状の部材である。側面被覆部１０は、この水平部９の外側径方向端部および内側径方向端部それぞれに形成されて、水平部９の上部に接している円板巻線４の外側面および内側面それぞれに沿うように形成されて、水平部９の両側から円板巻線４を覆っている。
【００６７】
図９に示すように、水平冷却路用間隔片５３の下方には、間隔調整用水平板２３が配置され、円板巻線４の間隔を調整している。
【００６８】
水平冷却路用間隔片５３は、図１０に示すように、水平部９と側面被覆部１０の境界となる点線Ｃ１およびＣ２で、９０度に上方に向かって折り曲げて、側面被覆部１０が形成される。図示は省略するが、外側径方向端部に形成された側面被覆部１０の外側は、外側垂直間隔片２１に接触している。同様に、内側径方向端部に形成された側面被覆部１０の中心軸３側は、内側垂直間隔片２２に接触している。
【００６９】
水平冷却路用間隔片５３は、外側間隔片５１および内側間隔片５２に比べて製作しやすいため、コストダウンが可能になる。第１の実施形態に比べて、水平冷却路１３を流れる冷媒の流速は小さくなるが、発熱量の小さな静止誘導電器装置などには適用可能である。
【００７０】
本実施形態では、外側間隔片５１および内側間隔片５２の間に１つの水平冷却路用間隔片群５７が配置された例について説明したが、これに限らない。例えば、外側間隔片５１および内側間隔片５２の間に上下に２つの水平冷却路用間隔片群５７を配置してもよい。
【００７１】
［第３の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第３の実施形態について、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は、本実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。図１１では、外側および内側垂直間隔片２１、２２と、間隔調整用水平板２３の図示は省略している。図１２は、図１１のXII部の拡大断面図である。図１３は、図１２の外側間隔片５１の展開平面図である。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の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００７２】
本実施形態の外側間隔片５１は、水平部９、内側被覆部８、外側被覆部７、冷却路閉塞水平部９ａ、および外側幅広部５を有している。
【００７３】
冷却路閉塞水平部９ａは、図１２に示すように、水平部９の一部が円板巻線４の外側面よりも径方向外側に張り出して、外側垂直冷却路１１の一部を塞いでいる。外側幅広部５は、冷却路閉塞水平部９ａの外側径方向端部から、外側絶縁筒１の内面に向かって下方に延びるように、外側幅広部５が形成されている。
【００７４】
図１３に示すように、外側被覆部７は、冷却路閉塞水平部９ａの一部が、点線Ｄ１で垂直に曲げられて、接している円板巻線４の外側面を覆うように形成されている。内側被覆部８は、点線Ｄ２で曲げられて形成される。外側幅広部５は、点線Ｄ３で下方に曲げられて形成されている。
【００７５】
このように形成された外側間隔片５１を、第１の実施形態と同様に、上下に隣接する円板巻線４の間に複数配列して、１つの外側間隔片群５５を形成する。
【００７６】
本実施形態の内側間隔片５２は、外側間隔片５１と同様に、内側幅広部６等が形成されている。これらの内側間隔片５２が、第１の実施形態と同様に複数配列されて、１つの内側間隔片群５６が形成される。
【００７７】
本実施形態では、図１１に示すように、第１の実施形態と同様に、外側間隔片群５５および内側間隔片群５６を上下方向に交互に配置してもよい。また、第２の実施形態と同様に、上下に隣接する外側間隔片群５５および内側間隔片群５６の間に、水平冷却路用間隔片群５７を配置してもよい。
【００７８】
本実施形態によれば、発熱量の小さな静止誘導電器装置などには、第１の実施形態と同様に効果を得ることが可能となる。
【００７９】
［第４の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第４の実施形態について、図１４および図１５を用いて説明する。図１４は、本実施形態の静止誘導電器装置の外側間隔片５１を示す断面図である。図１５は、図１４の外側間隔片５１の展開平面図である。なお、本実施形態は、第３の実施形態の変形例であって、第３の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００８０】
発熱量の小さな静止誘導電器装置などには、図１４および図１５に示すように、内側被覆部８および外側被覆部７を省くことが可能である。
【００８１】
本実施形態によれば、発熱量の小さな静止誘導電器装置などには、第１の実施形態と同様に効果を得ることが可能となる。
【００８２】
［第５の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第３の実施形態について、図１６〜図１８を用いて説明する。図１６は、本実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。図１６では、外側および内側垂直間隔片２１、２２と、間隔調整用水平板２３の図示は省略している。図１７は、図１６のXVII拡大断面図である。図１８は、図１７の外側間隔片５１の展開平面図である。なお、本実施形態は、第３の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００８３】
本実施形態では、図１６および図１７に示すように、外側幅広部５を上方が凸部となるような曲面が形成されている。
【００８４】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００８５】
［第６の実施形態］
本発明に係る静止誘導電器装置の第６の実施形態について、図１９および図２０を用いて説明する。図１９は、本実施形態の静止誘導電器装置の外側間隔片５１を示す断面図である。図２０は、図１９の外側間隔片５１の展開平面図である。なお、本実施形態は、第４の実施形態の特徴と第５の実施形態の特徴を組み合わせたものであって、第４および第５の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００８６】
本実施形態では、第３および第４の実施形態と同様に、外側間隔片５１は、冷却路閉塞水平部９ａが形成されている。図示は省略するが、内側間隔片５２にも冷却路閉塞水平部９ａが形成されている。また、内側被覆部８および外側被覆部７が省略されている。
【００８７】
本実施形態においても、第４および第５の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００８８】
［その他の実施形態］
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００８９】
例えば、第２の実施形態において、水平冷却路用間隔片群５７を、上段側には外側間隔片群５５および内側間隔片群５６の間に２つ配置して、下段側には１つ配置するように構成してもよい。
【００９０】
また、外側幅広部５および内側幅広部６の形状は、複数種類の形状を組み合わせてもよい。例えば、第３の実施形態の特徴と、第５の実施形態の特徴とを組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のII-II矢視横断面図である。
【図３】図１のIII-III矢視横断面図である。
【図４】図１のIV部の拡大断面図である。
【図５】図４の外側間隔片の水平部、外側被覆部、および外側幅広部を模式的に展開した展開平面図である。
【図６】図４の間隔調整用水平板の平面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。
【図８】図７のVIII-VIII矢視横断面図である。
【図９】図７のIX部の拡大断面図である。
【図１０】図７の水平間隔片の水平部および側面被覆部を模式的に展開した展開平面図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。
【図１２】図１１のXII部の拡大断面図である。
【図１３】図１２の外側間隔片の展開平面図である。
【図１４】本発明に係る第４の実施形態の静止誘導電器装置の外側間隔片を示す断面図である。
【図１５】図１４の外側間隔片の展開平面図である。
【図１６】本発明に係る第５の実施形態の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。
【図１７】図１６のXVII部の拡大断面図である。
【図１８】図１７の外側間隔片の展開平面図である。
【図１９】本発明に係る第６の実施形態の静止誘導電器装置の外側間隔片を示す断面図である。
【図２０】図１９の外側間隔片の展開平面図である。
【図２１】従来の静止誘導電器装置の右半分の一部を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１…外側絶縁筒、２…内側絶縁筒、３…中心軸、４…円板巻線、５…外側幅広部、６…内側幅広部、７…外側被覆部、８…内側被覆部、９…水平部、９ａ…冷却路閉塞水平部、１０…側面被覆部、１１…外側垂直冷却路、１２…内側垂直冷却路、１３…水平冷却路、２１…外側垂直間隔片、２２…内側垂直間隔片、２３…間隔調整用水平板、３１…環状空間、５１…外側間隔片、５２…内側間隔片、５３…水平冷却路用間隔片、５５…外側間隔片群、５６…内側間隔片群、５７…水平冷却路用間隔片群、７１…外側閉塞板、７２…内側閉塞板
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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