(57)【要約】【課題】軽量・小型化が可能であり、かつエネルギ効率及び騒音や振動に対する耐久性が高く、冷却性能に優れた熱交換型変圧器冷却装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、変圧器の内部に充填された絶縁油が外部に流出した後に再び変圧器に回送されるように閉回路状に構成された絶縁油循環配管と、絶縁油を移送するように形成された絶縁油ポンプと、絶縁油を冷却するように形成された絶縁油冷却システムとを含み、絶縁油冷却システムは、循環サイクル全体で液体状態を維持する液体冷媒と、液体冷媒を循環させる冷媒循環配管と、液体冷媒を移送するように形成された冷媒ポンプと、液体冷媒と絶縁油との熱交換により絶縁油を冷却する熱交換部とを含む。【選択図】図１
2014138186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変圧器の内部に充填された絶縁油が外部に流出した後に再び前記変圧器に回送されるように閉回路状に構成された絶縁油循環配管と、
前記絶縁油を移送するように形成された絶縁油ポンプと、
前記絶縁油を冷却するように形成された絶縁油冷却システムとを含み、
前記絶縁油冷却システムは、
循環サイクル全体で液体状態を維持する液体冷媒と、
前記液体冷媒を循環させる冷媒循環配管と、
前記液体冷媒を移送するように形成された冷媒ポンプと、
前記液体冷媒と前記絶縁油との熱交換により前記絶縁油を冷却する熱交換部とを含み、
前記熱交換部は、
前記絶縁油が層状に流れるように複数の層からなる多層チャネル部と、
前記多層チャネル部の上流に配置されるインレット部及び前記多層チャネル部の下流に配置されるアウトレット部と、
前記多層チャネル部を囲むように形成され、前記液体冷媒が前記多層チャネル部の周囲を流れるようにする冷媒ケーシング部と
を含むことを特徴とする熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項２】
前記液体冷媒は、沸点が１２０℃以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項３】
前記液体冷媒が、エチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｇｌｙｃｏｌ；  ＥＧ）を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項４】
前記多層チャネル部、前記インレット部、前記アウトレット部及び前記冷媒ケーシング部が、ステンレススチールで形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項５】
前記多層チャネル部を構成する各チャネル部は、金属薄板を四角形に折り曲げて形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項６】
前記金属薄板の厚さが、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項７】
前記各チャネル部は、長方形の矩形断面を有するものであり、前記各チャネル部の内側短幅が１．８ｍｍ〜２．２ｍｍであり、前記各チャネル部の内側長幅が８０ｍｍ〜１２０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項８】
前記多層チャネル部は、所定水平距離だけ離隔して配置された第１多層チャネル部及び第２多層チャネル部を含むことを特徴とする請求項７に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項９】
前記インレット部は、前記多層チャネル部に前記絶縁油を均等に供給できるように、流路を複数に区画するガイド板を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項１０】
前記熱交換部の設定冷却温度を、季節によって、冬期より夏期のほうが前記絶縁油の冷却温度が高くなるように調節することができる制御板をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項１１】
前記冷媒ポンプは、モータ部と、前記モータ部により前記液体冷媒を圧送するインペラ部とを含み、前記液体冷媒が前記モータ部の内部を循環することを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【請求項１２】
前記絶縁油循環配管、前記絶縁油ポンプ及び前記絶縁油冷却システムは、
１つの変圧器の一側に具備される第１絶縁油循環配管、前記第１絶縁油循環配管内の絶縁油を移送する第１絶縁油ポンプ、及び前記第１絶縁油循環配管内の絶縁油を冷却する第１絶縁油冷却システムと、
前記変圧器の他側に具備される第２絶縁油循環配管、非常時に前記第２絶縁油循環配管内の絶縁油を移送する第２絶縁油ポンプ、及び前記第２絶縁油循環配管内の絶縁油を冷却する第２絶縁油冷却システムと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換型変圧器冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量であり、かつ低エネルギ・高効率の冷却性能を発揮する熱交換型変圧器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器は、大容量であるほど発熱量が増加して温度上昇が大きくなり、それによる変圧効率の問題が生じる。よって、変圧器は、コイルに流れるジュール熱による温度上昇を防止するために変圧器油を充填して冷却することにより、一定温度で運転される。変圧器油は、鉱油を分留精製して得られる絶縁油であって、変圧器の絶縁及び冷却を目的として使用される。
【０００３】
このような変圧器の冷却システムとしては、容量によって、乾式自冷式、乾式風冷式、乾式水冷式、油入自冷式、油入風冷式、油入水冷式など、様々な冷却方式が用いられている。
【０００４】
このうち、油入自冷式とは、変圧器油を満充填した外箱に変圧器本体を収め、変圧器油の対流により鉄心及び巻線から発生する熱を外箱に伝達し、外箱での放射と対流とにより熱を外気中に放散させる方式をいい、油入風冷式とは、油入変圧器の放熱器に送風機を取り付け、強制的に通風して冷却する方式（大容量変圧器に用いられる）をいい、油入水冷式とは、油入変圧器の外箱上部の絶縁油中に冷却管を設けて冷却水を循環させて冷却する方式をいう。
【０００５】
一方、電動車は駆動モータに電源を供給するための変圧器を備えているが、運転中の変圧器からは多くの熱が発生する。変圧器を冷却するために様々な冷却システムを用いることができるが、一般的に多く用いられてきた送風ファン方式の場合、各変圧器ごとに数百キログラムの送風ファンが備えられているため重量が大きすぎ、各送風ファンの設置空間が必要であるという欠点があった。また、送風ファンの稼働のためのエネルギも全体効率に影響を及ぼす。
【０００６】
また、特許文献１に記載の熱交換方式を用いる変圧器のオイル強制冷却装置においては、振動の多い分野に用いることのできる循環用ポンプ及び熱交換器の提示がなく、冷凍サイクルのために圧縮機や蒸発器などを備えるため、エネルギ効率が低いという欠点があった。
【０００７】
さらに、特許文献２に記載の圧縮機のない冷凍サイクルを用いた変圧器冷却装置は、沸点が９５℃未満の液化ガス系冷媒を用いるものであって蒸発器を備えており、それによる装置のコンパクト化及びエネルギ削減に限界があり、冷却性能を向上させるための熱交換器の構造や軽量化のための示唆がないという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００５−０１０８５０８号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２００７−００７５９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、軽量化・小型化が可能であり、かつエネルギ効率及び騒音や振動に対する耐久性が高く、冷却性能に優れた熱交換型変圧器冷却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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、変圧器の内部に充填された絶縁油が外部に流出した後に再び変圧器に回送されるように閉回路状に構成された絶縁油循環配管と、絶縁油を移送するように形成された絶縁油ポンプと、絶縁油を冷却するように形成された絶縁油冷却システムとを含み、絶縁油冷却システムは、循環サイクル全体で液体状態を維持する液体冷媒と、液体冷媒を循環させる冷媒循環配管と、液体冷媒を移送するように形成された冷媒ポンプと、液体冷媒と絶縁油との熱交換により絶縁油を冷却する熱交換部とを含み、熱交換部は、絶縁油が層状に流れるように複数の層からなる多層チャネル部と、多層チャネル部の上流に配置されるインレット部及び多層チャネル部の下流に配置されるアウトレット部と、多層チャネル部を囲むように形成され、液体冷媒が多層チャネル部の周囲を流れるようにする冷媒ケーシング部とを含む。
【００１１】
本発明の一実施例において、液体冷媒は、沸点が１２０℃以上のものであってもよい。具体的には、液体冷媒は、エチレングリコール（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｇｌｙｃｏｌ；  ＥＧ）を含んでもよい。
【００１２】
本発明の他の実施例において、多層チャネル部、インレット部、アウトレット部及び冷媒ケーシング部は、ステンレススチールで形成されてもよい。
【００１３】
本発明のさらに他の実施例において、多層チャネル部を構成する各チャネル部は、金属薄板を四角形に折り曲げて形成されたものであってもよい。
【００１４】
本発明のさらに他の実施例において、金属薄板の厚さは、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであってもよい。
【００１５】
本発明のさらに他の実施例において、各チャネル部は、長方形の矩形断面を有するものであり、各チャネル部の内側短幅が１．８ｍｍ〜２．２ｍｍであり、各チャネル部の内側長幅が８０ｍｍ〜１２０ｍｍであってもよい。
【００１６】
本発明のさらに他の実施例において、多層チャネル部は、所定の水平距離だけ離れて配置された第１多層チャネル部及び第２多層チャネル部を含んでもよい。
【００１７】
本発明のさらに他の実施例において、インレット部は、多層チャネル部に絶縁油を均等に供給できるように、流路を複数に区画するガイド板を含んでもよい。
【００１８】
本発明のさらに他の実施例において、熱交換型変圧器冷却装置は、熱交換部の設定冷却温度を、季節によって、冬期より夏期のほうが絶縁油の冷却温度が高くなるように調節することができる制御板をさらに含んでもよい。
【００１９】
本発明のさらに他の実施例において、冷媒ポンプは、モータ部と、モータ部により液体冷媒を圧送するインペラ部とを含み、液体冷媒がモータ部の内部を循環するようにするものであってもよい。
【００２０】
本発明のさらに他の実施例において、絶縁油循環配管、絶縁油ポンプ及び絶縁油冷却システムは、１つの変圧器の一側に具備される第１絶縁油循環配管、第１絶縁油循環配管内の絶縁油を移送する第１絶縁油ポンプ、及び第１絶縁油循環配管内の絶縁油を冷却する第１絶縁油冷却システムと、変圧器の他側に具備される第２絶縁油循環配管、非常時に第２絶縁油循環配管内の絶縁油を移送する第２絶縁油ポンプ、及び第２絶縁油循環配管内の絶縁油を冷却する第２絶縁油冷却システムとを含んでもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置においては、多層構造の熱交換部及び循環サイクル全体で液体状態を維持する液体冷媒によって絶縁油を冷却することにより、冷却のために送風ファンを設ける従来の冷却システムに比べて、重量を大幅に軽減することができ、圧縮機や凝縮器、ファンを回転させるためのモータなどを全く必要としないため、それによるコスト及びエネルギの削減効果に優れているという利点がある。
【００２２】
また、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置の一実施例において、冷媒ポンプに冷媒循環構造のキャンドモータポンプを用いた場合は、振動環境や高温環境においてもシールを維持することができるため、高速電動列車や振動の多い産業分野に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置が用いられた変圧器冷却システムの概念図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる冷媒ポンプの断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる熱交換部の側面図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる熱交換部の分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる熱交換部の部分断面斜視図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる多層チャネル部の製造方法を示す概念図である。
【図７】本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置の性能試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置が用いられた変圧器冷却システムの概念図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、変圧器１０１の内部に充填された絶縁油が循環して変圧器１０１内部のコイルにより発生したジュール熱を外部に放散させるように構成されている。このために、変圧器１０１の一側には、絶縁油を供給するための絶縁油タンク１０２が備えられ、絶縁油は、後述する各種ポンプなどにより循環されることによって冷却されて変圧器１０１の内部に回送される。なお、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、重量が大きくエネルギ消費が大きい送風機やファンなどの部品を含まず、熱交換器によって軽量、小型、低エネルギ及び高効率の冷却を実現することを明らかにする。
【００２７】
図１に示すように、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、故障や非常時にも変圧器１０１が正常に動作するように、熱交換型変圧器冷却装置１００と熱交換型変圧器冷却装置１００’とを含んでもよい。つまり、常時は、いずれか一方の熱交換型変圧器冷却装置を運転させ、非常時、例えばメンテナンスなどの状況が発生した場合は、他方の熱交換型変圧器冷却装置を運転させることにより、変圧器１０１の冷却が中断されないようにする。
【００２８】
熱交換型変圧器冷却装置１００は、絶縁油循環配管１１０、絶縁油ポンプ１２０、各種バルブ１３１、１３２及び絶縁油冷却システム１４０を含んでもよい。
【００２９】
絶縁油循環配管１１０は、変圧器１０１の内部に充填された絶縁油が外部に流出した後に再び変圧器１０１に回送されるように閉回路状に構成されている。
【００３０】
絶縁油ポンプ１２０は、動力によって絶縁油を移送するように構成されたものであって、モータポンプなどを含んでもよい。絶縁油ポンプ１２０としては、後述する熱交換部の性能向上により、低速で運転されるものを採用することができ、約１，８００ＲＰＭの４極モータポンプを用いることができる。この場合、回転数が低いため、騒音や振動が著しく減少し、ベアリングの寿命が延び、頻繁な故障によるメンテナンス費用が削減されるという利点がある。
【００３１】
絶縁油冷却システム１４０は、圧縮や凝縮を必要としない液体冷媒を用いる。つまり、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置に用いられる冷媒は、沸点の高い液体冷媒であって、循環サイクル全体において液体状態を維持する。液体冷媒は、絶縁油の熱変性が起こる温度以上でも液体状態を維持して絶縁油が持つ熱エネルギを効果的に放散させることができるものであって、沸点が１２０℃以上のものを使用してもよい。本実施形態においては、液体冷媒として、エチレングリコール（ＥＧ）が使用される。エチレングリコールは、自動車などの不凍液に使用される程度に氷点が低いのに対して沸点は高い物質であって、循環サイクル全体で相変態が生じないと共に、絶縁油の冷却を効果的に実現する。これにより、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は圧縮機や凝縮器を必要としないため、これらを構成するためのコスト及び重量の増加、運転エネルギの増加、メンテナンスの増加、設置面積の増大などが根本的に発生しない。
【００３２】
絶縁油冷却システム１４０は、循環サイクル全体で液体状態を維持する液体冷媒と、液体冷媒を循環させる冷媒循環配管１５０と、液体冷媒を移送するように形成された冷媒ポンプ１６０と、液体冷媒と絶縁油との熱交換により絶縁油を冷却する熱交換部１７０とを含んでもよい。
【００３３】
図２は、本発明の一実施例にかかる冷媒ポンプの断面図である。本例の冷媒ポンプ１６０は、高温に耐える高耐熱ポンプであって、電動列車などの過酷な振動環境でも密閉性を損なわないノンシールポンプ（キャンドモータポンプ）を用いることができる。つまり、冷媒ポンプ１６０は、モータ部とインペラ部とを含み、液体冷媒をモータ部の内部で循環させる。以下、冷媒ポンプ１６０についてより具体的に説明する。
【００３４】
冷媒ポンプ１６０は、ケーシング１６０−１０、インペラ１６０−１５、フロントハウジング１６０−２１、リアハウジング１６０−２２、ステータユニット１６０−３０、ロータアセンブリ１６０−４０、ベアリング１６０−５１、１６０−５２、スリーブ１６０−５５、１６０−５６、補助インペラ１６０−６０、コネクタ１６０−７０などの構成要素を含んでもよい。ただし、冷媒ポンプ１６０の構成要素はこれらに限定されるものではなく、場合によっては、これらの構成要素の一部を変更、置換又は削除してもよい。
【００３５】
ケーシング１６０−１０は、インペラ１６０−１５を囲む部分であって、作動流体、すなわち液体冷媒などが流入する流入部１６０−１１及び遠心力によって圧送される吐出部１６０−１２がそれぞれ形成されている。
【００３６】
インペラ１６０−１５は、ロータアセンブリ１６０−４０に結合される部品であって、ロータアセンブリ１６０−４０からの駆動力による回転によって作動流体を遠心方向に強制的に案内することにより、作動流体をケーシング１６０−１０の吐出部１１２に向かわせる。
【００３７】
フロントハウジング１６０−２１及びリアハウジング１６０−２２は、ベアリング１６０−５１、１６０−５２を取り付ける空間を提供するために、それぞれ内側に延びた形状となっている。ステータユニット１６０−３０には、フロントハウジング１６０−２１及びリアハウジング１６０−２２との結合のために、フロントフランジ１６０−３１及びリアフランジ１６０−３２が具備されている。このうち、フロントフランジ１６０−３１は、ケーシング１６０−１０と直接締結されるため、リアフランジ１６０−３２より大きな直径を有するように形成されてもよい。フロントフランジ１６０−３１とケーシング１６０−１０とは、フロントフランジ１６０−３１の側から挿入されるフランジボルト１６０−３５によって締結される。ステータユニット１６０−３０とケーシング１６０−１０との直接締結構造により、高い密封力が得られ、組み立ても簡単になる。フロントハウジング１６０−２１は、フロントハウジング１６０−２１の側から挿入されるフランジボルト１６０−２５によって、ステータユニット１６０−３０のフロントフランジ１６０−３１に締結される。
【００３８】
ロータアセンブリ１６０−４０は、シャフト１６０−４１と、シャフト１６０−４１に固定されたロータコア１６０−４２と、ロータコア１６０−４２を密封するロータキャン１６０−４３とを含む。
【００３９】
シャフト１６０−４１の中心には、長手方向に貫通孔１６０−４１ａが形成されており、貫通孔１６０−４１ａに連結する半径方向の側孔１６０−４１ｂを含む。モータが作動すると、インペラ１６０−１５の作用により、作動流体が貫通孔１６０−４１ａに流入して側孔１６０−４１ｂからモータの内部空間に流入する。
【００４０】
ロータアセンブリ１６０−４０の前端及び後端には、スリーブ１６０−５３、１６０−５４がそれぞれ嵌められ、スリーブ１６０−５３、１６０−５４は、ベアリング１６０−５１、１６０−５２にそれぞれ支持される。ベアリング１６０−５１、１６０−５２には、螺旋方向及び軸線方向に迷路１６０−５１ａが形成されており、迷路１６０−５１ａを流動する作動流体によって、シャフト１６０−４１とベアリング１６０−５１、１６０−５２との間の摺動が円滑になる。つまり、潤滑油を追加的に使用するのではなく、ポンプにより輸送される作動流体である液体冷媒によって潤滑作用を実現する。したがって、シールリングなどが使用されないため、冷媒ポンプ１６０の運転中にシールリングの損傷による冷媒の漏れは生じない。
【００４１】
ステータユニット１６０−３０は、ステータコア（鉄心コア）１６０−３３に電線を巻き取って形成され、ステータキャン１６０−３４によって密封されている。前述したように、ステータユニット１６０−３０の前端部は、フロントハウジング１６０−２１に結合するためのフロントフランジ１６０−３１を具備し、ステータユニット１６０−３０の後端部は、リアハウジング１６０−２２に結合するためのリアフランジ１６０−３２を具備している。
【００４２】
補助インペラ１６０−６０は、ロータアセンブリ１６０−４０が取り付けられた内部空間の空気を流出するための通路を提供する。すなわち、補助インペラ１６０−６０は、インペラ１６０−１５の回転により作動流体が内部空間に流入するように空気を抜き、空気が全部抜かれると内部空間を閉鎖する。
【００４３】
コネクタ１６０−７０は、ステータユニット１６０−３０の電線などが外部の端子と接続する部分であって、延長チューブ（図示せず）により高温のステータユニット１６０−３０から所定距離離れている。
【００４４】
このように、ノンシールポンプ（キャンドモータポンプ）が適用された冷媒ポンプ１６０は、液体冷媒がその内部に流入して循環することにより冷媒ポンプ１６０のモータ部の冷却作用及び潤滑作用を実現しながらも、モータ部の内部部品に影響を与えないため、密閉性を損なわず、耐久性を発揮することができる。
【００４５】
図３は、本発明の一実施例における熱交換部の側面図であり、図４は、本発明の一実施例における熱交換部の分解斜視図であり、図５は、本発明の一実施例における熱交換部の部分断面斜視図であり、図６は、本発明の一実施例における多層チャネル部の製造方法を示す概念図である。
【００４６】
同図に示すように、熱交換部１７０は、絶縁油と液体冷媒とが独立して流れるようにした状態で絶縁油の熱を液体冷媒に伝達できるように構成されたものであって、軽量かつ長い寿命を有するように製作されている。
【００４７】
熱交換部１７０は、絶縁油が層状に流れるように複数の層からなる多層チャネル部１７１と、多層チャネル部１７１の上流に配置されるインレット部１７２と、多層チャネル部１７１の下流に配置されるアウトレット部１７４と、多層チャネル部１７１を囲むように形成されて液体冷媒が多層チャネル部１７１の周囲を流れるようにする冷媒ケーシング部１７５とを含む。多層チャネル部１７１、インレット部１７２、アウトレット部１７４及び冷媒ケーシング部１７５は、軽量かつ耐食性を有する金属薄板で製造してもよい。具体的には、金属薄板はステンレススチールを含んでもよい。
【００４８】
多層チャネル部１７１は、絶縁油が複数に分かれるようにして接触面積を最大限確保するための主要部品であって、軽量であり、かつ所定の剛性と広い表面積とを有するように構成されることが好ましい。図５に示すように、多層チャネル部１７１は、互いに離隔して配置された第１多層チャネル部１７１Ａ及び第２多層チャネル部１７１Ｂを含み、各多層チャネル部１７１Ａ、１７１Ｂは、互いに離隔して積層されたチャネル部を有するようにしてもよい。図６に示すように、多層チャネル部１７１は、薄いステンレススチール薄板１７１−１を四角形に折り曲げ、当接する部分を溶接により密封して形成する。
【００４９】
熱交換のための十分な表面積及び構造的剛性を確保するために、ステンレススチール薄板１７１−１の厚さｔ、内側短幅ｈ及び内側長幅ｗを制限してもよい。すなわち、ステンレススチール薄板１７１−１は、厚さｔが０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであり、内側短幅ｈが１．８ｍｍ〜２．２ｍｍであり、内側長幅ｗが８０ｍｍ〜１２０ｍｍであることが好ましい。ステンレススチール薄板１７１−１の長さＬは、絶縁油の量や変圧器の規模によって異なる。
【００５０】
このように幅及び厚さが薄い長方形の多層チャネル部１７１は、円形管などを使用して熱交換器を構成する場合に比べて、熱交換効率が非常に優れ、内部を流れる絶縁油の流れが円滑であり、装置の密集度を高めることができる。従って、軽量であり、かつ小型製作が可能である。
【００５１】
インレット部１７２には、多層チャネル部１７１に絶縁油を均等に供給できるように、流路を複数に区画するガイド板１７３が備えられている。このようなガイド板１７３は、冷媒循環配管１５０から熱交換部１７０に拡管される形状に応じて、所定の傾斜状に広がるように構成されてもよい。
【００５２】
図７は、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置の性能試験結果を示すグラフである。図７のグラフにおいて、ｃｈ１は絶縁油ポンプの外部の温度であり、ｃｈ２は絶縁油ポンプの内部の温度であり、ｃｈ３は熱交換部の前方部の温度であり、ｃｈ４は熱交換部の後方部の温度であり、ｃｈ５は絶縁油タンクでの温度であり、ｃｈ６は冷媒タンクでの温度である。
【００５３】
本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、初期状態で、絶縁油の温度（ｃｈ５）が９０．６℃であり、冷媒の温度（ｃｈ６）が１４．６℃であった。運転開始後、絶対時間の経過にしたがって３０秒単位でこれら各部分での温度を測定した。時間が経過するにつれて絶縁油の温度が急速に下がることを確認することができた。
【００５４】
所定時間に合わせて（変圧器の運転による発熱を考慮して）ヒーティングを実施し、それによる温度変化を記録し続けた。ヒーティングにより絶縁油の温度が上昇したが、全体的に時間が経過するにつれて初期温度に比べて約３０℃低い一定の温度が維持され、冷媒の温度も初期温度に比べて上昇したが、約５４℃に維持されることを確認することができた。温度が上昇した液体冷媒は、走行中の列車などに流入する周囲の空気などによって冷却される。
【００５５】
このように、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、熱交換効率に優れており、シールリングを使用しないため、常に振動が存在する電動列車などでも冷媒が漏れず、高い熱交換性能を実現すると共に、送風ファンなどによる従来の絶縁油冷却システムの大型化を解消するものであって、適用性に優れている。
【００５６】
また、本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、熱交換部の設定冷却温度を、季節によって、冬期より夏期のほうが絶縁油の冷却温度が高くなるように調節することができる制御板又はコントローラをさらに含んでもよい。このような制御板又はコントローラは、季節によって、又は変圧器の運用地域によって、変圧器の運転に必要な冷却温度を容易に調節することができるので、効率性が優れており、エネルギをさらに削減できるという利点がある。
【００５７】
本発明にかかる熱交換型変圧器冷却装置は、上記実施形態の構成及び方法に限定されるものではなく、各実施形態の全部又は一部を選択的に組み合わせて構成することで様々に変形されてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１００、１００’  熱交換型変圧器冷却装置
１０１  変圧器
１０２  絶縁油タンク
１１０  絶縁油循環配管
１２０  絶縁油ポンプ
１３１、１３２  バルブ
１４０  絶縁油冷却システム
１５０  冷媒循環配管
１６０  冷媒ポンプ
１７０  熱交換部
１７１  多層チャネル部
１７１Ａ  第１多層チャネル部
１７１Ｂ  第２多層チャネル部
１７２  インレット部
１７３  ガイド板
１７４  アウトレット部
１７５  冷媒ケーシング部
１７６  冷媒流入部
１７７  冷媒吐出部
【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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