(57)【要約】      （修正有）【課題】パルス発生のための主回路要素である発熱を伴う部品を油密容器内に収納し、油密容器上部に熱交換器を設けて冷却液を充填し、冷却液の自然対流により部品を冷却するパルス電源において、熱交換器から漏れる冷却水が部品と接することにより生じる絶縁破壊等を防止し、装置の破損を予防するパルス電源を提供する。【解決手段】部品３と熱交換器２とを有し、冷却液として水より軽い絶縁油を充填した油密容器１０にあって、熱交換器２と部品３との間に配置され熱交換器２の底面より広く設定されて傾斜を有する上面部１ａ及び上面部１ａの傾斜の最も低い端部に連結されている側面部１ｂから構成される耐水性のガイド１を設け、更に、部品３を油密容器１０内底部から浮かせて配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス発生のための主回路要素をタンク内に収納し、前記タンク上部に熱交換器を設けて冷却液を充填し、前記冷却液の自然対流により前記主回路要素を冷却するパルス電源において、前記主回路要素を前記タンク底部から浮かせて配置し、前記タンク内に耐水性のガイドを設け、前記ガイドは前記主回路要素と前記熱交換器との間に配置された上面部と前記上面部に連結された一の側面部よりなり、且つ前記上面部は前記熱交換器底部より広く水平面に対して傾斜を有し、また前記側面部は傾斜を有する前記上面部の最も低い端部に連結されていることを特徴とするパルス電源。
【請求項２】
パルス発生のための主回路要素をタンク内に収納し、前記タンク上部に熱交換器を設けて冷却液を充填し、前記冷却液の自然対流により前記主回路要素を冷却するパルス電源において、前記タンク内に耐水性のガイドを設け、前記ガイドは前記主回路要素と前記熱交換器との間に配置された上面部と前記上面部に連結された一の側面部よりなり、且つ前記上面部は前記熱交換器底部より広く水平面に対して傾斜を有し、また前記側面部は傾斜を有する前記上面部の最も低い端部に連結されており、また前記タンク下部の前記ガイド側面部側に溝を設けたことを特徴とするパルス電源。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２において、前記タンクの底部または側壁部を透明な材質としたことを特徴とするパルス電源。
【請求項４】
請求項１あるいは請求項２において、前記タンク下部に水を検知するセンサを設けたことを特徴とするパルス電源。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、前記ガイド上面部を傾斜の高低に沿って屈曲させ、屈曲部は両端より低くなっていることを特徴とするパルス電源。
【請求項６】
請求項５において、前記側面部の下に取り外し可能な容器を設置し、前記容器は前記タンク上部のフランジに固定したことを特徴とするパルス電源。
【請求項７】
請求項４あるいは請求項５において、前記タンク底部、前記溝あるいは前記容器にポンプ汲み出し口を設置したことを特徴とするパルス電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉された容器に収納した部品を絶縁及び冷却のために絶縁油に浸し、水冷の熱交換器で冷却するパルス電源に係り、特に熱交換器の冷却水漏れによる絶縁破壊等を予防する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パルス電源は、図７に示すようなタンク１１０内底部にコンデンサ板１０３を配置し、中位にトランスやリアクトルを組み込んだ枠体１１２を配置し、タンク１１０内に冷却液を充填した構造で、タンク１１０内の冷却液をポンプ１１４により強制循環させ、冷却液がタンク１１０上部から熱交換器（ラジエータ）１０２に吐出されて循環する際にファン１１３により冷却するものや、図８に示すようなコンデンサ板２０３をタンク２１０内底部に配置し、中位にトランスやリアクトルを組み込んだ枠体２１２を配置し、熱交換器２０２をタンク２１０内上部に配置してタンク２１０内に冷却液を充填した構造で、タンク２１０内の冷却液は自然対流方式とし、また熱交換器（ラジエータ）２０２内に外部から冷却液を強制循環させることでタンク２１０内の冷却液を冷却するものがある（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図７のような構成では、ポンプ１１４で絶縁油を強制循環させ、外部で熱交換する場合、ポンプ１１４の寿命の問題やポンプ１１４設置のために装置容積が増大するという問題がある。
【０００５】
一方、図８のような構成の場合、冷却液を充填したタンク２１０内に収納した熱交換器２０２内に銅管等を用いて冷却水を引き込むことになる。しかしながら、銅管は、製作時に溶接等の加工で充分な注意を払っても、長年使用している間に冷却水の水質等により微小な穴が開き、熱交換器２０２内の冷却水がタンク２１０内に漏れることがある。この漏れた冷却水がコンデンサ２０３に接触すると、絶縁破壊等がおこり、装置が破損するという問題が生じるおそれがある。
【０００６】
従って本発明では、特に熱交換器がタンク内に収納されている場合について、熱交換器から冷却水が漏れた場合でも、装置の破損を防止することのできるパルス電源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】
【０００７】
本発明の請求項１に係るパルス電源は、パルス発生のための主回路要素をタンク内に収納し、前記タンク上部に熱交換器を設けて冷却液を充填し、前記冷却液の自然対流により前記主回路要素を冷却するパルス電源において、前記主回路要素を前記タンク底部から浮かせて配置し、前記タンク内に耐水性のガイドを設け、前記ガイドは前記主回路要素と前記熱交換器との間に配置された上面部と前記上面部に連結された一の側面部よりなり、且つ前記上面部は前記熱交換器底部より広く水平面に対して傾斜を有し、また前記側面部は傾斜を有する前記上面部の最も低い端部に連結されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２に係るパルス電源は、パルス発生のための主回路要素をタンク内に収納し、前記タンク上部に熱交換器を設けて冷却液を充填し、前記冷却液の自然対流により前記主回路要素を冷却するパルス電源において、前記タンク内に耐水性のガイドを設け、前記ガイドは前記主回路要素と前記熱交換器との間に配置された上面部と前記上面部に連結された一の側面部よりなり、且つ前記上面部は前記熱交換器底部より広く水平面に対して傾斜を有し、また前記側面部は傾斜を有する前記上面部の最も低い端部に連結されており、また前記タンク下部の前記ガイド側面部側に溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３に係るパルス電源は、請求項１あるいは請求項２において、前記タンクの底部または側壁部を透明な材質としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４に係るパルス電源は、請求項１あるいは請求項２において、前記タンク下部に水を検知するセンサを設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５に係るパルス電源は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、前記ガイド上面部を傾斜の高低に沿って屈曲させ、屈曲部は両端より低くなっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６に係るパルス電源は、請求項５において、前記側面部の下に取り外し可能な容器を設置し、前記容器は前記タンク上部のフランジに固定したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７に係るパルス電源は、請求項４あるいは請求項５において、前記タンク底部、前記溝あるいは前記容器にポンプ汲み出し口を設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１に係るパルス電源によれば、主回路要素と熱交換器との間に熱交換器底部より広く設定して傾斜を有する面を設けたガイドを設置したことで、熱交換器から漏れた冷却水が確実にガイドの上に落下し、ガイドに沿ってタンク下部の主回路要素から離れた位置に落下するので、主回路要素の上部及び側面に接触することを防止することができ、また主回路要素をタンク底部から浮かせて設置したことで、熱交換器から漏れた冷却水がタンク下部に溜まった場合でも、主回路要素下部に冷却水が接触することがなくなるので、熱交換器から冷却水が漏れることによる絶縁破壊を防止することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に係るパルス電源によれば、タンク下部のガイド側面部下に当たる部分に溝を設けたことで、熱交換器から漏れた冷却水がガイドに沿ってタンク下に設けた溝に限定されて落下し、溝以外の部分に漏れた冷却水が落下することがないため、主回路要素をタンク底部から浮かせて配置する必要がなくなる。
【００１６】
本発明の請求項３に係るパルス電源によれば、タンクの一部を透明な材質としたことで、定期的に目視を行い冷却水漏れの発生の有無を確認することができ、冷却水漏れが発生した場合は装置ごと交換することで主回路要素に冷却水が接することを防止できる。従って、主回路要素が熱交換器から漏れた冷却水と接することで絶縁破壊を生じて装置が稼動中不意に停止するといった問題を防止することができる。
【００１７】
また、タンク下部に溝を設け、この溝を目視できるようにタンクの一部を透明な材質とすることで、熱交換器から漏れ、ガイドに沿って溝に限定されて落下し、一箇所に集められた状態の冷却水を目視によって確認することができるため、冷却水漏れの初期の段階でも目視による確認が容易となる。従って、主回路要素が熱交換器から漏れた冷却水と接することで絶縁破壊を生じて装置が稼動中不意に停止するといった問題を防止することができる。
【００１８】
本発明の請求項４に係るパルス電源によれば、タンク下部の熱交換器から漏れた冷却水が溜まる部分に水を検知するセンサを設けたことで、漏水が発生した場合、センサが水を検知して外部に信号を出力するように設定することで早期に漏水を認知することができる。従って定期的な目視による確認が不要となり、更に、主回路要素が熱交換器から漏れた冷却水と接することで絶縁破壊を生じて装置が稼動中不意に停止するといった問題を防止することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係るパルス電源によれば、ガイド上部に傾斜の高低に沿って両端部より低くなるような屈曲部を設けたことで、熱交換器から漏れてガイドに落下した冷却水が傾斜に伴い屈曲部に誘導され、屈曲部に沿ってタンク下部へ落下するため、漏れた冷却水の落下点を更に限定することができ、ガイド側面部直下に冷却水を受ける容器を配置することでより確実に漏水を捕らえることができる。従って、主回路要素が熱交換器から漏れた冷却水と接することで絶縁破壊を生じて装置が稼動中不意に停止するといった問題を防止することができる。
【００２０】
本発明の請求項６に係るパルス電源によれば、冷却水受けとしてガイド側面部の下に取り外し可能な容器を設置しタンク上部のフランジに固定したことで、容器に漏れた冷却水が溜まった場合、容器を取り外し、適宜冷却水を除去することができるので、装置をより長く使用することができる。
【００２１】
本発明の請求項７に係るパルス電源によれば、ポンプを設置することで、熱交換器の冷却水漏れが発生した場合でもセンサに反応して水を汲み出すため、冷却水漏れが生じても装置を停止させるなどして水を除去する必要がなく、メンテナンスの間隔を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１に示すように本発明の最良の形態によるパルス電源は、主回路要素としての発熱を伴う発熱物（以下、単に部品という）３と熱交換器２とを有し、冷却液として水より軽い絶縁油を充填したタンクである油密容器１０にあって、ガイド１を設けるものである。
【００２３】
絶縁油は、部品３の絶縁や冷却を得るためのものであり、熱交換器２は冷却水を強制循環させ、自然対流する絶縁油を冷却することで部品３の温度が上昇するのを防ぐために設けられている。
【００２４】
ガイド１は、上面部１ａと側面部１ｂにより形成されている。上面部１ａは熱交換器２と部品３との間に配置され、熱交換器２の底面より広く設定し、傾斜を持たせている。また、側面部１ｂは、上面部１ａの傾斜の最も低い端部に連結されている。また、ガイド１の材質はガラスエポキシ、ポリカーボネイトまたはアルミなどの耐水性のものとする。
【００２５】
一方、部品３には足を設けるなどして油密容器１０の底面から浮かせて設置し、また油密容器１０は外部から油密容器１０下部の内部を目視確認できるように底面あるいは横面を透明なポリカーボネイト等（図示省略）の材料とする。
【００２６】
なお、本形態においては冷却液を絶縁油としたが、これに限らず、水より軽く部品３の絶縁及び冷却を得られる他の液体としてもよく、これは以下に述べる例についても同様である。また、側面部１ｂは水平面に垂直に設置されるのみに限らず角度を有してもよく、これも以下に述べる例について同様である。更に、底面あるいは横面を透明な材料とする場合、全面ではなく必要な一部分を透明な材料としても構わず、これについても以下の例において同様である。
【００２７】
上述したような最良の形態によるパルス電源を用いれば、上面部１ａを熱交換器２の底面より広く設定したことで熱交換器２より漏れた冷却水（以下、単に冷却水という）が確実にガイド上面部１ａ上に落ちるため、部品３の上部に冷却水が滴下することを防止でき、絶縁破壊を防ぐことができる。傾斜を持たせたことで熱の流れ（図中、実線で示す）を決めることもできる。
【００２８】
また、側面部１ｂを設けたことにより上面部１ａに落ちた冷却水が図中破線で示すように上面部１ａの傾斜に沿って下方へ流れ落ちる際、循環する絶縁油の対流等に影響されて冷却水が部品３の方へ流れ、部品３と接触することを防止することができる。
【００２９】
更に、部品３を油密容器１０の底面から浮いた状態で設置したことで油密容器１０下部にたまった冷却水（図中、ハッチングで示す）との接触を防止することができ、冷却水が部品３に接触することにより絶縁破壊等を招くという問題を防止することができる。
【００３０】
また、油密容器１０の一部を透明な材料としたことで、定期的に目視確認を行い油密容器１０下部に冷却水を発見した場合に装置ごと交換するなどすればよいため、メンテナンスが計画的且つ容易に行えるようになり、部品３が冷却水に浸り、絶縁破壊を生じることにより装置が稼動中に不意に停止するというような問題を防止することができる。
【実施例１】
【００３１】
図２に示すように本発明の実施例１によるパルス電源は、部品３と熱交換器２とを有する油密容器１０にあって、ガイド１を設け、油密容器１０下部の、右端に溝４を設けたものであり、溝幅は側面部１ｂと部品３の右端との間から油密容器１０右端までとする。また、油密容器１０は溝４にたまった冷却水を目視確認できるようにする。なお、上述した「最良の形態」と重複する説明は省略した。
【００３２】
本実施例によるパルス電源を用いれば、ガイド１に誘導された冷却水が溜まる部分は油密容器１０下部に設けられた溝４のみに限定され、油密容器１０下部全体に及ばないため、部品３に足を設けなくとも冷却水と接触するおそれがなく、更に、冷却水が一箇所に集められるため初期の段階の漏水でも目視による早期の確認が可能となり、上述した「最良の形態」と比較して、よりメンテナンスが容易であることがわかる。
【００３３】
なお、本実施例では溝４を右端に設けたが、冷却水が側面部１ｂにより誘導されて落下する部分に溝４を設ければよいので、上面部１ａにおいて最も低くなった端部、即ち、側面部１ｂの下方に設ければよい。
【実施例２】
【００３４】
図３に示すように本発明の実施例２によるパルス電源は、部品３と熱交換器２とを有する油密容器１０にあって、ガイド１を設け、油密容器１０下部の、冷却水がガイド側面部１ｂにより誘導されて落ちる部分に溝４を設けたものであり、更に油密容器１０下部に設けた溝４に漏水検知センサ５を設置したものである。漏水検知センサ５は水分を検知して異常信号を出力するもので、水分の検知は例えば抵抗値の変化を検出する等により行う。なお、上述した「最良の形態」あるいは「実施例１」と重複する説明は省略した。
【００３５】
本実施例によるパルス電源を用いれば、漏水検知センサ５により漏水を検知するため、定期的に目視確認を行う必要があるという煩わしさがなくなり、また、目視で確認する場合に比べて冷却水の量が僅かな漏水の初期段階においても早期に検知することが可能となり、メンテナンスが容易となる。
【００３６】
なお、本実施例において内部の冷却水を目視確認するために油密容器１０の一部を透明な材料とし、漏水検知センサ５による検知及び目視での確認を平行して行ってもよい。
【実施例３】
【００３７】
図４（ａ）に示すように本発明の実施例３によるパルス電源は、部品３と熱交換器２とを有する油密容器１０にあって、ガイド１を設け、冷却水が側面部１ｂにより誘導されて落ちる部分に冷却水を受ける容器６を設けたものである。但し、図４（ｂ）に示すように、ガイド１の上面部１ａを左右両端が高く中央部が低い屈曲した形状とする。また、油密容器１０は容器６にたまった冷却水を目視確認できるようにする。なお、上述した「最良の形態」、「実施例１」あるいは「実施例２」と重複する説明は省略した。
【００３８】
本実施例によるパルス電源を用いれば、上面部１ａを中央部が低くなるように屈曲させたことで、冷却水が中央部に集められ、落ちる位置が限定されるのでガイド１の屈曲部の直下に冷却水受けの容器６を設けることができ、従ってより確実に水を捕らえることができる。
【００３９】
なお、上面部１ａは屈曲させるだけでなく、屈曲部に溝を設けるなどしてもよく、屈曲部はガイド１の中央でなくてもよい。また、屈曲部は一箇所ではなく複数箇所設定してもよい。
【実施例４】
【００４０】
図５に示すように本発明の実施例４によるパルス電源は、上述した「実施例３」において、冷却水受けの容器７を油密容器１０上部のフランジ８に固定し、フランジ８を外すことで容器７が出し入れ可能となるようにしたものであり、更に容器７には水分を検知する漏水検知センサ５を設置する。
【００４１】
本実施例によるパルス電源を用いれば、冷却水受けの容器７を出し入れ可能としたことで、漏水が漏水検知センサ５によって検知された際にはフランジ８のフタを外し、容器７を取り出して冷却水を除去することができるので、容易にメンテナンスを行うことができる。
【００４２】
なお、本実施例では漏水検知センサ５を用いて冷却水の検知を行ったが、容器７を確認できるように油密容器１０の一部を透明な材料とし、目視により冷却水の確認を行ってもよい。
【実施例５】
【００４３】
図６に示すように本発明の実施例５によるパルス電源は、上述した「実施例２」において、油密容器１０下部に設けた溝４にポンプ汲み出し口９を設置し、また油密容器１０の外に水容器１１を設けたものである。ポンプ汲み出し口９は、ポンプ１２を介して水容器１１に接続されている。漏水検知センサ５により冷却水が検知され、漏水検知信号発生器１３から漏水検知信号がＯＮ／ＯＦＦ制御器１４に入力された場合にポンプにより冷却水を自動的に汲み出すことができる。
【００４４】
また、ポンプ汲み出し口９は漏水検知センサ５より低い位置に設置する。水容器１１はポンプ１２の排出口側に設置されており、汲み出された冷却水を溜めるためのものである。
【００４５】
本実施例によるパルス電源を用いれば、冷却水の溜まる溝４に対して水排出用のポンプ汲み出し口９を設置し、ガイド１を伝って溝４に溜まった冷却水を漏水検知センサ５により検知した際、ポンプ１２により自動的に冷却水を汲み出すことで、漏水が生じても冷却水が部品３に接触することがなく、メンテナンスの間隔を延ばすことができる。また、ポンプ汲み出し口９を漏水検知センサ５より低く設置しているため、水分のみを確実に汲み出すことができる。
【００４６】
さらに、ポンプ１２により汲み出した冷却水を溜める水容器１１を設置したことで、水容器１１に溜まった冷却水をレベルセンサ（図示省略）等により検知し、水漏れの度合いを知ることができる。
【００４７】
なお、本実施例においては「実施例２」に対してポンプ１２を設ける例を示したが、「最良の形態」あるいは「実施例３」に対して漏水検知センサ５及びポンプ１２を設けても良い。この場合、油密容器１０の一部に油密容器１０下部あるいは油密容器１０下部に設けた溝４を目視できるような、透明な部分は設けなくともよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、密閉された容器に収納した部品を絶縁及び冷却のため絶縁油に浸し、水冷の熱交換器で冷却するパルス電源に係り、特に熱交換器の冷却水漏れによる絶縁破壊等を予防する構造に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の最良の形態によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施例３によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）を側面視した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例５によるパルス電源の冷却装置の構成例を示す断面図である。
【図７】従来のパルス電源の冷却装置でタンク外部に熱交換器を設けた構成例を示す断面図である。
【図８】従来のパルス電源の冷却装置でタンク内部に熱交換器を設けた構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ガイド
１ａ  ガイド上面部
１ｂ  ガイド側面部
２  熱交換器
３  部品
４  溝
５  漏水検知センサ
６  冷却水受容器
７  着脱可能な冷却水受容器
８  フランジ
９  ポンプ汲み出し口
１０  油密容器
１１  水容器
１２  ポンプ
１３  漏水検知信号発生器
１４  ＯＮ／ＯＦＦ制御器
【図１】
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【図２】
2006145125.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006145125.tif 000008
【図７】
2006145125.tif 000009
【図８】
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