(57)【要約】【課題】外部インフラの少なくとも一部が絶たれた場合であっても自冷運転することができる災害に強いガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムを提供することである。【解決手段】実施形態のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムは、静止誘導電気機器と、放熱部と、導入配管と、導出配管と、を持つ。静止誘導電気機器は、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする。放熱部は、前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを冷却可能である。導入配管は、前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを前記放熱部に導く。導出配管は、前記放熱部で冷却された前記ガスを前記静止誘導電気機器に導く。前記放熱部は、前記静止誘導電気機器よりも高い位置に配置されている。【選択図】図１
2019016637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする静止誘導電気機器と、
前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを冷却可能な放熱部と、
前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを前記放熱部に導く導入配管と、
前記放熱部で冷却された前記ガスを前記静止誘導電気機器に導く導出配管と、を備え、
前記放熱部は、前記静止誘導電気機器よりも高い位置に配置されている
ガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【請求項２】
前記放熱部は、前記導入配管と前記導出配管との間に位置する複数の放熱器を備え、
各前記放熱器において、前記導入配管から前記導出配管に至るまでの管路抵抗は、互いに同じである
請求項１に記載のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【請求項３】
各前記放熱器において、前記導入配管から前記導出配管に至るまでの管路の径は、互いに同じであり、
側面視で、前記導入配管の下流端と前記導出配管の上流端とは、対角位置にある
請求項２に記載のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【請求項４】
前記導出配管から分岐して前記静止誘導電気機器に向かう分岐配管と、
前記分岐配管を流れる前記ガスを冷却可能な強制冷却部と、を更に備える
請求項１から３の何れか一項に記載のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【請求項５】
前記強制冷却部は、屋内に設けられている
請求項４に記載のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【請求項６】
前記導入配管及び前記導出配管の少なくとも一方は、鉛直方向に直線状に延在する直線部を備える
請求項１から５の何れか一項に記載のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市部の市街地に配置される変電所は、一般的に建物の地下部分に設置されることが多い。建物の地下部分に設置される変電所は、地下変電所と呼ばれている。地下変電所は、都市部の主要機関に電力を供給している関係から、地下変電所の停止は都市機能の混乱を招くおそれがある。地下変電所の信頼性向上は、大きな課題である。
【０００３】
上述した事情から、地下変電所を構成する変圧器およびリアクトル等の静止誘導電気機器には高い信頼性が求められている。同様に、変圧器に付随するポンプ、ファン及び水冷機器などの冷却装置にも高い信頼性が求められている。変圧器の信頼性を向上させるためには、冷却装置が停止した場合においても変圧器が運転停止しない、自然冷却が可能な冷却システムを構築する必要がある。
一方、地下変電所は、変圧器で発生した熱を地下から屋外へ放出することが必要であるため、地下変電所の冷却設備は、屋外に設置される変電所のものに比べて大型となる。
【０００４】
一般的な地下変電所の変圧器の冷却システムは、以下の仕組みで放熱する。
（１）変圧器で発生した熱を、変圧器近傍に設置された熱交換器により、絶縁油または六フッ化硫黄（ＳＦ６）などのガスから水に移す。
（２）熱が移された水を、屋外に配置された冷却塔により散布することで、気化熱を利用して放熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２３３０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の冷却システムにおいては、地震などの災害時に断水したり、変電所内電源の喪失によりポンプ等の補機類が停止したりした場合、冷却水を循環することができない。冷却水を循環することができないと、変圧器を冷却することができないため、変圧器を運転することができなくなる。
変圧器には、油を冷却媒体および絶縁媒体とする油入変圧器と、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とするガス絶縁変圧器とがある。変圧器を水、変電所内電源という外部インフラに頼らず運転するためには、変圧器内の絶縁媒体を発熱による浮力で循環させ冷却する自冷運転が不可欠である。
しかしながら、油入変圧器において、変圧器本体よりも高い位置に放熱器を配置すると、高さによる内部圧力上昇の問題が生じる可能性がある。
一方、ガス絶縁変圧器において、空冷の放熱器を変圧器本体から離れた屋外に設置した場合、以下の問題がある。ガスの熱容量は、油の熱容量に比べて小さい。特に発熱量の大きな大型のガス絶縁変圧器では、浮力による自然対流だけでは変圧器内の冷却媒体であるガスを循環させる力が足りず、必要な冷却能力が得られない可能性がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、外部インフラの少なくとも一部が絶たれた場合であっても自冷運転することができる災害に強いガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムは、静止誘導電気機器と、放熱部と、導入配管と、導出配管と、を持つ。静止誘導電気機器は、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする。放熱部は、前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを冷却可能である。導入配管は、前記静止誘導電気機器で熱せられた前記ガスを前記放熱部に導く。導出配管は、前記放熱部で冷却された前記ガスを前記静止誘導電気機器に導く。前記放熱部は、前記静止誘導電気機器よりも高い位置に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る放熱部の構成を示す平面図。
【図３】第２の実施形態に係る放熱部の構成を示す側面図。
【図４】第３の実施形態に係る導出配管の要部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態のガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムを図面を参照して説明する。なお、各図において、同一構成については同一の符号を付す。
【００１１】
（第１の実施形態）
［ガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム１］
図１は、実施形態に係るガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システム１の構成を示す図である。
以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内の所定方向をＸ方向、水平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ方向とする。以下、ガス絶縁静止誘導電気機器を単に「静止誘導電気機器」、ガス絶縁静止誘導電気機器の冷却システムを単に「冷却システム」ともいう。なお、冷却システムにおいて各構成要素の＋Ｚ方向側を「上側」、−Ｚ方向側を「下側」とする。
【００１２】
図１に示すように、冷却システム１は、静止誘導電気機器２と、放熱部１０と、導入配管３と、導出配管４と、建屋５と、を備える。
【００１３】
［静止誘導電気機器２］
静止誘導電気機器２は、タンク内に鉄心および巻線など（不図示）が収納されることにより構成されている。静止誘導電気機器２は、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする。例えば、静止誘導電気機器２のタンク内には、六フッ化硫黄（ＳＦ６）などのガスが充填されている。静止誘導電気機器２は、建屋５の内部（すなわち屋内）に設けられている。
【００１４】
実施形態の冷却システム１は、導入配管３を介して、静止誘導電気機器２のタンク内のガスを放熱部１０に直接供給する構成である。実施形態の冷却システム１は、導入配管３の経路上に、水冷式の熱交換器および冷却塔を備えていない。
【００１５】
［放熱部１０］
放熱部１０は、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを冷却可能である。放熱部１０は、建屋５の外部（すなわち屋外）に設けられている。実施形態において、放熱部１０は、建屋５の屋上に設けられている。例えば、静止誘導電気機器２で熱せられたガスは、放熱部１０において外気で冷却される。
【００１６】
図２は、第１の実施形態に係る放熱部１０の構成を示す平面図である。言い換えると、図２は、図１の冷却システム１を矢視ＩＩから見た図である。
図２に示すように、放熱部１０は、導入配管３と導出配管４との間に位置する複数の放熱器１１，１２，１３，１４を備える。例えば、放熱器１１，１２，１３，１４は、ラジエータ等の熱交換器である。複数の放熱器１１，１２，１３，１４は、Ｘ方向に間隔をあけて４つ設けられている。４つの放熱器１１，１２，１３，１４は、Ｘ方向において第一放熱器１１、第二放熱器１２、第三放熱器１３、第四放熱器１４の順に並んでいる。
【００１７】
［導入配管３］
図１に示すように、導入配管３は、鉛直方向に直線状に延在する直線部３ａを備える。導入配管３の直線部３ａ（以下「導入側直線部３ａ」ともいう。）の下端は、静止誘導電気機器２のタンク上面または側面上部に接続されている。
なお、タンク側面から導入配管３を曲げて引き出す場合には、導入配管３の管径を大きくすることで、導入配管３の曲げ部で発生する圧力損失（摩擦損失）を抑えることができる。したがって、タンク側面から導入配管３を曲げて引き出す場合であっても、タンク上面から導入配管３を曲げることなく引き出す場合と同等の冷却性能を確保することができる。
【００１８】
導入配管３は、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを放熱部１０に導く。実施形態において、前記ガスは、静止誘導電気機器２から、導入配管３、放熱部１０、導出配管４の順に流れ、静止誘導電気機器２に戻る。導入配管３および導出配管４は、静止誘導電気機器２と放熱部１０との間でガスを循環可能とする流路構成体を構成する。なお、流路構成体には、静止誘導電気機器２および放熱部１０において導入配管３と導出配管４とを連通する部分が含まれる。
【００１９】
以下、ガスの流れ方向において、導入配管３の静止誘導電気機器２側（すなわち導入配管３の下端側）を上流側とし、導出配管４の静止誘導電気機器２側を下流側とする。図中矢印Ｖ１は導入配管３を介して静止誘導電気機器２から放熱部１０に向かうガスの流れ、図中矢印Ｖ２は導出配管４を介して放熱部１０から静止誘導電気機器２に向かうガスの流れをそれぞれ示す。導入配管３の上端は、導出配管４の上端よりも高い位置に配置されている。
【００２０】
図２に示すように、導入配管３は、円形の断面をもつ１本の配管である。導入配管３の上端（下流端）には、導入配管３の上端と放熱部１０とを接続する接続配管２０（以下「導入側接続配管２０」ともいう。）が設けられている。
【００２１】
導入側接続配管２０は、導入側第一配管２１、導入側第二配管２２および導入側支管２３，２４，２５，２６を備える。
導入側第一配管２１は、Ｙ方向に延在する筒状をなす。導入側第一配管２１の上流端には、導入配管３の上端が接続されている。導入側第一配管２１の管径は、導入側第二配管２２の管径よりも大きい。また、導入側第一配管２１の管径は、導入側支管２３，２４，２５，２６の管径よりも大きい。
【００２２】
導入側第二配管２２は、導入側第一配管２１と直交する方向（すなわちＸ方向）に延在する筒状をなす。導入側第二配管２２の長手方向中央部には、導入側第一配管２１の下流端が接続されている。
【００２３】
導入側支管２３，２４，２５，２６は、導入側第二配管２２と放熱部１０との間に複数設けられている。複数の導入側支管２３，２４，２５，２６は、導入側第二配管２２と複数の放熱器１１，１２，１３，１４とを接続する。複数の導入側支管２３，２４，２５，２６は、複数の放熱器１１，１２，１３，１４が並ぶ方向（すなわちＸ方向）に間隔をあけて４つ設けられている。４つの導入側支管２３，２４，２５，２６は、Ｘ方向において第一導入側支管２３、第二導入側支管２４、第三導入側支管２５、第四導入側支管２６の順に並んでいる。
【００２４】
第一導入側支管２３は、導入側第二配管２２の一端と第一放熱器１１とを接続する。
第二導入側支管２４は、導入側第二配管２２の一端寄りの部分と第二放熱器１２とを接続する。ここで、導入側第二配管２２の一端寄りの部分は、導入側第二配管２２の一端と導入側第一配管２１の接続部との間の部分である。
第三導入側支管２５は、導入側第二配管２２の他端寄りの部分と第三放熱器１３とを接続する。ここで、導入側第二配管２２の他端寄りの部分は、導入側第二配管２２の他端と導入側第一配管２１の接続部との間の部分である。
第四導入側支管２６は、導入側第二配管２２の他端と第四放熱器１４とを接続する。
【００２５】
導入側支管２３，２４，２５，２６は、各放熱器１１，１２，１３，１４のごく近傍で導入側第二配管２２から分岐している。導入側支管２３，２４，２５，２６の長手方向の長さは、導入側第一配管２１の長手方向の長さよりも短い。各放熱器１１，１２，１３，１４には、導入配管３、導入側第一配管２１、導入側第二配管２２、各導入側支管２３，２４，２５，２６を介して、静止誘導電気機器２（図１参照）で熱せられたガスが導かれる。
【００２６】
［導出配管４］
導出配管４は、放熱部１０で冷却されたガスを静止誘導電気機器２に導く。図１に示すように、導出配管４は、直線部４ａと、水平延在部４ｂと、を備える。直線部４ａは、導出配管４において鉛直方向に直線状に延在する部分である。水平延在部４ｂは、導出配管４においてＹ方向に直線状に延在する部分である。導出配管４の直線部４ａ（以下「導出側直線部４ａ」ともいう。）の下端は、水平延在部４ｂの一端に接続されている。水平延在部４ｂの他端は、静止誘導電気機器２のタンク下部側面に接続されている。
【００２７】
図２に示すように、導出配管４は、円形の断面をもつ１本の配管である。導出配管４の上端（上流端）には、導出配管４の上端と放熱部１０とを接続する接続配管３０（以下「導出側接続配管３０」ともいう。）が設けられている。図２の平面視で、導入配管３の上端と導出配管４の上端とは、放熱部１０を介して対向している。
【００２８】
導出側接続配管３０は、導出側第一配管３１、導出側第二配管３２および導出側支管３３，３４，３５，３６を備える。
導出側第一配管３１は、Ｙ方向に延在する筒状をなす。導出側第一配管３１の下流端には、導出配管４の上端が接続されている。導出側第一配管３１の管径は、導出側第二配管３２の管径よりも大きい。また、導出側第一配管３１の管径は、導出側支管３３，３４，３５，３６の管径よりも大きい。
【００２９】
導出側第二配管３２は、導出側第一配管３１と直交する方向（すなわちＸ方向）に延在する筒状をなす。導出側第二配管３２の長手方向中央部には、導出側第一配管３１の上流端が接続されている。
【００３０】
導出側支管３３，３４，３５，３６は、導出側第二配管３２と放熱部１０との間に複数設けられている。複数の導出側支管３３，３４，３５，３６は、導出側第二配管３２と複数の放熱器１１，１２，１３，１４とを接続する。複数の導出側支管３３，３４，３５，３６は、複数の放熱器１１，１２，１３，１４が並ぶ方向（すなわちＸ方向）に間隔をあけて４つ設けられている。４つの導出側支管３３，３４，３５，３６は、Ｘ方向において第一導出側支管３３、第二導出側支管３４、第三導出側支管３５、第四導出側支管３６の順に並んでいる。
【００３１】
第一導出側支管３３は、導出側第二配管３２の一端と第一放熱器１１とを接続する。
第二導出側支管３４は、導出側第二配管３２の一端寄りの部分と第二放熱器１２とを接続する。ここで、導出側第二配管３２の一端寄りの部分は、導出側第二配管３２の一端と導出側第一配管３１の接続部との間の部分である。
第三導出側支管３５は、導出側第二配管３２の他端寄りの部分と第三放熱器１３とを接続する。ここで、導出側第二配管３２の他端寄りの部分は、導出側第二配管３２の他端と導出側第一配管３１の接続部との間の部分である。
第四導出側支管３６は、導出側第二配管３２の他端と第四放熱器１４とを接続する。
【００３２】
導出側支管３３，３４，３５，３６は、各放熱器１１，１２，１３，１４のごく近傍で導出側第二配管３２から分岐している。導出側支管３３，３４，３５，３６の長手方向の長さは、導出側第一配管３１の長手方向の長さよりも短い。各放熱器１１，１２，１３，１４で冷却されたガスは、各導出側支管３３，３４，３５，３６、導出側第二配管３２、導出側第一配管３１、導出配管４を介して、静止誘導電気機器２（図１参照）に導かれる。
【００３３】
［放熱部１０の配置］
図１に示すように、放熱部１０は、静止誘導電気機器２よりも高い位置に配置されている。ここで、放熱器１１，１２，１３，１４（図２参照）の上下中心位置を「放熱器高さ」とし、静止誘導電気機器２における巻線（不図示）の上下中心位置を「巻線中心位置」とする。「放熱部１０が静止誘導電気機器２よりも高い」とは、「放熱器高さが巻線中心位置よりも高い」ことを意味する。
【００３４】
第１の実施形態によれば、静止誘導電気機器２と、放熱部１０と、導入配管３と、導出配管４と、を持つ。静止誘導電気機器２は、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする。放熱部１０は、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを冷却可能である。導入配管３は、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを放熱部１０に導く。導出配管４は、放熱部１０で冷却されたガスを静止誘導電気機器２に導く。放熱部１０は、静止誘導電気機器２よりも高い位置に配置されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。静止誘導電気機器２で熱せられたガスは、浮力により導入配管３を介して放熱部１０に導かれる。放熱部１０が静止誘導電気機器２よりも高い位置にあると、放熱部１０で冷却されたガスに作用する位置エネルギーが大きくなる。位置エネルギーを利用して、放熱部１０で冷却されたガスを静止誘導電気機器２に向けて落とすことができる。位置エネルギーを利用することによって、ガスブロアを運転しない自然循環の場合においても、静止誘導電気機器２と放熱部１０との間でガスを循環させることができる。したがって、外部インフラの少なくとも一部が絶たれた場合であっても自冷運転することができる災害に強い冷却システム１を提供することができる。加えて、実施形態の冷却システム１は、水冷式の熱交換器および冷却塔を備えていないため、構造を簡素化するとともに、低コスト化を図ることができる。
【００３５】
また、導入配管３は、鉛直方向に直線状に延在する直線部３ａ（導入側直線部３ａ）を備えることで、以下の効果を奏する。導入配管３の曲げを最小限とすることができるため、導入配管３で発生する圧力損失を最小化することができる。
【００３６】
また、導出配管４は、鉛直方向に直線状に延在する直線部４ａ（導出側直線部４ａ）を備えることで、以下の効果を奏する。導出配管４の曲げを最小限とすることができるため、導出配管４で発生する圧力損失を最小化することができる。
【００３７】
また、導入側第一配管２１の管径は、導入側第二配管２２の管径よりも大きいことで、導入側第一配管２１の管径が導入側第二配管２２の管径以下である場合と比較して、導入側第一配管２１で発生する圧力損失を最小化することができる。
【００３８】
また、導出側第一配管３１の管径は、導出側第二配管３２の管径よりも大きいことで、導出側第一配管３１の管径が導出側第二配管３２の管径以下である場合と比較して、導出側第一配管３１で発生する圧力損失を最小化することができる。
【００３９】
また、放熱部１０は、導入配管３と導出配管４との間に位置する複数の放熱器１１，１２，１３，１４を備えることで、放熱部１０が１つの放熱器のみを備える場合と比較して、放熱能力（冷却能力）を高めることができる。
【００４０】
また、導入配管３の直線部３ａの下端は、静止誘導電気機器２のタンク上面または側面上部に接続されている。加えて、導出配管４の水平延在部４ｂの他端は、静止誘導電気機器２のタンク下部側面に接続されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。放熱部１０で冷却されたガスを静止誘導電気機器２のタンク内に効率良く循環させることができるため、タンク内の鉄心および巻線を効果的に冷却することができる。
【００４１】
なお、上述の第１の実施形態では、静止誘導電気機器２が建屋５の内部（すなわち屋内）に設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、静止誘導電気機器２は、地下に設けられていてもよい。
【００４２】
また、上述の第１の実施形態では、放熱部１０が建屋５の外部（すなわち屋外）に設けられている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、放熱部１０が屋内に設けられていてもよい。すなわち、放熱部１０は、静止誘導電気機器２よりも高い位置に配置されていればよい。
【００４３】
また、上述の第１の実施形態では、放熱部１０が４つの放熱器１１，１２，１３，１４を備える場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、放熱部１０が２つ、３つ又は５つ以上の複数の放熱器を備えていてもよい。また、放熱部１０が１つの放熱器のみを備えていてもよい。
【００４４】
また、上述の第１の実施形態では、導入配管３および導出配管４の双方が直線部を備える場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、導入配管３のみが直線部を備えていてもよいし、導出配管４のみが直線部を備えていてもよい。すなわち、導入配管３および導出配管４の少なくとも一方が直線部を備えていればよい。
【００４５】
また、上述の第１の実施形態では、導入配管３が円形の断面をもつ１本の配管である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、導入配管３が楕円形または矩形の断面をもつ１本の配管であってもよい。
【００４６】
また、上述の第１の実施形態では、導出配管４が円形の断面をもつ１本の配管である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、導出配管４が楕円形または矩形の断面をもつ１本の配管であってもよい。
【００４７】
また、上述の第１の実施形態では、放熱器がラジエータである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、放熱器は、ラジエータ以外の他の熱交換器であってもよい。すなわち、放熱器は、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを冷却可能であればよい。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
図３は、第２の実施形態に係る放熱部２１０の構成を示す側面図である。
図３に示すように、第２の実施形態は、放熱部２１０の構成が前述の第１の実施形態と相違する。
【００４９】
［放熱部２１０］
図３に示すように、放熱部２１０は、導入配管３と導出配管４（図１参照）との間に位置する複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４を備える。例えば、放熱器２１１，２１２，２１３，２１４は、ラジエータ等の熱交換器である。本実施形態の複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４は、第１の実施形態の複数の放熱器１１，１２，１３，１４が並ぶ方向と直交する方向（すなわちＹ方向）に間隔をあけて４つ設けられている。４つの放熱器２１１，２１２，２１３，２１４は、Ｙ方向において第一放熱器２１１、第二放熱器２１２、第三放熱器２１３、第四放熱器２１４の順に並んでいる。
【００５０】
［導入側接続配管２２０］
導入側接続配管２２０は、導入側第一配管２２１、導入側第二配管２２２および導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６を備える。
導入側第一配管２２１は、Ｙ方向に延在する筒状をなす。導入側第一配管２２１の上流端には、導入配管３（図１参照）の上端Ｐ１が接続されている。
【００５１】
導入側第二配管２２２は、導入側第一配管２２１と同一方向（すなわちＹ方向）に延在する筒状をなす。導入側第二配管２２２の上流端には、導入側第一配管２２１の下流端が接続されている。導入側第二配管２２２の管径は、導入側第一配管２２１の管径よりも大きい。また、導入側第二配管２２２の管径は、導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６の管径よりも大きい。図３の側面視で、導入側第二配管２２２は、複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４の上端部と重なる。
【００５２】
導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６は、導入側第二配管２２２と放熱部２１０との間に複数設けられている。複数の導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６は、導入側第二配管２２２と複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４とを接続する。複数の導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６は、複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４が並ぶ方向（すなわちＹ方向）に間隔をあけて４つ設けられている。４つの導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６は、Ｙ方向において第一導入側支管２２３、第二導入側支管２２４、第三導入側支管２２５、第四導入側支管２２６の順に並んでいる。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４には、導入配管３、導入側第一配管２２１、導入側第二配管２２２、各導入側支管２２３，２２４，２２５，２２６を介して、静止誘導電気機器２（図１参照）で熱せられたガスが導かれる。
【００５３】
［導出側接続配管２３０］
導出側接続配管２３０は、導出側第一配管２３１、導出側第二配管２３２および導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６を備える。
導出側第一配管２３１は、Ｙ方向に延在する筒状をなす。導出側第一配管２３１の下流端には、導出配管４（図１参照）の上端Ｐ３が接続されている。
【００５４】
導出側第二配管２３２は、導出側第一配管２３１と同一方向（すなわちＹ方向）に延在する筒状をなす。導出側第二配管２３２の下流端には、導出側第一配管２３１の上流端が接続されている。導出側第二配管２３２の管径は、導出側第一配管２３１の管径よりも大きい。また、導出側第二配管２３２の管径は、導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６の管径よりも大きい。図３の側面視で、導出側第二配管２３２は、複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４の下端部と重なる。
【００５５】
導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６は、導出側第二配管２３２と放熱部２１０との間に複数設けられている。複数の導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６は、導出側第二配管２３２と複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４とを接続する。複数の導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６は、複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４が並ぶ方向（すなわちＹ方向）に間隔をあけて４つ設けられている。４つの導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６は、Ｙ方向において第一導出側支管２３３、第二導出側支管２３４、第三導出側支管２３５、第四導出側支管２３６の順に並んでいる。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４で冷却されたガスは、各導出側支管２３３，２３４，２３５，２３６、導出側第二配管２３２、導出側第一配管２３１、導出配管４を介して、静止誘導電気機器２（図１参照）に導かれる。
【００５６】
［放熱部２１０に対する導入配管３および導出配管４の配置］
図３の側面視で、放熱部２１０を構成する複数の放熱器２１１，２１２，２１３，２１４、導入側第二配管２２２および導出側第二配管２３２の組合せ体は、Ｙ方向に長手を有する梯子状をなす。
【００５７】
ここで、導入側第一配管２２１と導入側第二配管２２２との組合せ体を「導入側水平延在部」とする。導出側第一配管２３１と導出側第二配管２３２との組合せ体を「導出側水平延在部」とする。
【００５８】
図３の側面視で、導入側水平延在部および導出側水平延在部を対辺とする仮想的な平行四辺形ＳＰ（以下「仮想平行四辺形ＳＰ」ともいう。）を設定する。図３の側面視で、導入配管３の上端Ｐ１、第一導入側支管２２３の中心Ｐ２、導出配管４の上端Ｐ３、第四導出側支管２３６の中心Ｐ４は、仮想平行四辺形ＳＰの４つの頂点にそれぞれ位置する。図３の側面視で、導入配管３の上端Ｐ１と導出配管４の上端Ｐ３とは、仮想平行四辺形ＳＰの対角位置にある。
【００５９】
ここで、第一放熱器２１１を介して導入配管３の上端Ｐ１から導出配管４の上端Ｐ３に至るまでの管路を第一管路Ｗ１とする。第二放熱器２１２を介して導入配管３の上端Ｐ１から導出配管４の上端Ｐ３に至るまでの管路を第二管路Ｗ２とする。第三放熱器２１３を介して導入配管３の上端Ｐ１から導出配管４の上端Ｐ３に至るまでの管路を第三管路Ｗ３とする。第四放熱器２１４を介して導入配管３の上端Ｐ１から導出配管４の上端Ｐ３に至るまでの管路を第四管路Ｗ４とする。実施形態において、第一管路Ｗ１、第二管路Ｗ２、第三管路Ｗ３および第四管路Ｗ４は、互いに実質的に同じ長さを有する（Ｗ１≒Ｗ２≒Ｗ３≒Ｗ４）。
【００６０】
実施形態において、第一管路Ｗ１、第二管路Ｗ２、第三管路Ｗ３および第四管路Ｗ４は、互いに実質的に同じ径を有する。ここで、第一管路Ｗ１の径を第一管径Ｄ１とする。第二管路Ｗ２の径を第二管径Ｄ２とする。第三管路Ｗ３の径を第三管径Ｄ３とする。第四管路Ｗ４の径を第四管径Ｄ４とする。実施形態において、第一管径Ｄ１、第二管径Ｄ２、第三管径Ｄ３および第四管径Ｄ４は、互いに実質的に同じである（Ｄ１≒Ｄ２≒Ｄ３≒Ｄ４）。
【００６１】
言い換えると、第一管路Ｗ１、第二管路Ｗ２、第三管路Ｗ３および第四管路Ｗ４は、互いに実質的に同じ流路断面積を有する。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路の径は、互いに実質的に同じである。すなわち、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路抵抗は、互いに実質的に同じである。
【００６２】
第２の実施形態によれば、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路抵抗が互いに同じであることで、以下の効果を奏する。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路で発生する圧力損失を均一にすることができるため、ガスの流量を等しくすることができる。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路抵抗が互いに異なる場合と比較して、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４での温度ムラの発生を抑制し、冷却能力を高めることができる。
【００６３】
また、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路の径は、互いに同じである。加えて、側面視で、導入配管３の下流端と導出配管４の上流端とは、対角位置にある。以上の構成によって、以下の効果を奏する。各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、管路の径が互いに同じである共通配管を用いることができるため、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路の径が互いに異なる場合と比較して、配管の部品コストを低減することができる。
【００６４】
なお、上述の第２の実施形態では、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路の径が互いに同じである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路の径が互いに異なっていてもよい。例えば、各放熱器２１１，２１２，２１３，２１４において、導入配管３から導出配管４に至るまでの管路抵抗が互いに同じになるように、管路の長さが長くなるほど管路の径が大きくなっていてもよい。
【００６５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
図４は、第３の実施形態に係る導出配管４の要部を示す図である。
図４に示すように、第３の実施形態は、導出配管４から分岐する分岐配管３４０に強制冷却部としてガスブロア３４５を設けた点が前述の第１の実施形態と相違する。
【００６６】
［分岐配管３４０］
図４に示すように、分岐配管３４０は、導出配管４から分岐して静止誘導電気機器２（図１参照）に向かう。分岐配管３４０は、第一水平延在部３４１と、第二水平延在部３４２と、直線部３４３と、を備える。
【００６７】
第一水平延在部３４１は、分岐配管３４０においてＹ方向に直線状に延在する部分である。第二水平延在部３４２は、分岐配管３４０において第一水平延在部３４１の下方でＹ方向に直線状に延在する部分である。直線部３４３は、分岐配管３４０において鉛直方向に直線状に延在する部分である。
【００６８】
第一水平延在部３４１の上流端は、導出側直線部４ａに接続されている。
分岐配管３４０の直線部３４３（以下「分岐側直線部３４３」ともいう。）は、第一水平延在部３４１の下流端と第二水平延在部３４２の上流端とをつなぐ。
第二水平延在部３４２の下流端は、第一水平延在部３４１の下方において導出側直線部４ａに接続されている。
【００６９】
［ガスブロア３４５］
ガスブロア３４５は、分岐配管３４０を流れるガスを冷却可能である。ガスブロア３４５の運転状態において、ガスブロア３４５は、静止誘導電気機器２と放熱部１０（図１参照）との間でガスを強制的に循環させることが可能である。すなわち、ガスブロア３４５の駆動によって、ガスを放熱部１０に導いて強制的に冷却することができる。
【００７０】
ガスブロア３４５は、屋内に設けられている。具体的に、ガスブロア３４５は、建屋５内に設けられた分岐配管３４０の分岐側直線部３４３に取り付けられている。
【００７１】
［弁３４６］
導出側直線部４ａにおける第一水平延出部３４１と第二水平延出部３４２との間には、導出側直線部４ａの管路を開閉可能な弁３４６が設けられている。例えば、弁３４６は、手動によって導出側直線部４ａの管路を開閉可能である。
【００７２】
本実施形態の冷却システム１は、運転条件に応じてガスの循環経路を切り替え可能な構造である。
例えば、自然循環の場合、ガスブロア３４５を停止し、弁３４６を開く。自然循環の場合、ガスはガスブロア３４５部で遮られ、導出配管４を流れる。
一方、ガスブロア３４５を運転する場合、弁３４６を閉じる。ガスブロア３４５を運転する場合、ガスは導出配管４の弁３４６で遮られ、分岐配管３４０を流れる。本実施形態において、弁３４６が「開」状態にある場合、ガスブロア３４５は稼働しない。すなわち、弁３４６が「閉」状態にある場合にのみ、ガスブロア３４５は稼働する。
【００７３】
第３の実施形態によれば、分岐配管３４０と、ガスブロア３４５と、を更に備える。分岐配管３４０は、導出配管４から分岐して静止誘導電気機器２に向かう。ガスブロア３４５は、分岐配管３４０を流れるガスを冷却可能である。以上の構成によって、以下の効果を奏する。ガスブロア３４５を運転しない自然循環の場合に、ガスブロア３４５部で発生する圧力損失を最小化することができる。
【００７４】
また、ガスブロア３４５は、屋内に設けられていることで、以下の効果を奏する。ガスブロア３４５を運転した場合であっても、ガスブロア３４５の運転音を抑制することができるため、騒音が防止された冷却システム１を提供することができる。
【００７５】
なお、上述の第３の実施形態では、第二水平延在部３４２の下流端が第一水平延在部３４１の下方において導出側直線部４ａに接続されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、第二水平延在部３４２の下流端が静止誘導電気機器２のタンク下部側面に接続されていてもよい。すなわち、分岐配管３４０は、導出配管４から分岐して静止誘導電気機器２に向かっていればよい。
【００７６】
また、上述の第３の実施形態では、弁３４６が手動によって導出側直線部４ａの管路を開閉可能である場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、弁３４６は、制御によって導出側直線部４ａの管路を開閉可能であってもよい。
【００７７】
また、上述の第３の実施形態では、強制冷却部がガスブロアである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、強制冷却部は、ガスブロア以外の他の装置であってもよい。すなわち、強制冷却部は、静止誘導電気機器２と放熱部１０との間でガスを強制的に循環させることが可能であればよい。
【００７８】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、ガスを冷却媒体および絶縁媒体とする静止誘導電気機器２と、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを冷却可能な放熱部１０と、静止誘導電気機器２で熱せられたガスを放熱部１０に導く導入配管３と、放熱部１０で冷却されたガスを静止誘導電気機器２に導く導出配管４と、を備え、放熱部１０は、静止誘導電気機器２よりも高い位置に配置されていることにより、外部インフラの少なくとも一部が絶たれた場合であっても自冷運転することができる災害に強い冷却システム１を提供することができる。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１…冷却システム、２…静止誘導電気機器電器、３…導入配管、３ａ…導入側直線部（直線部）、４…導出配管、４ａ…導出側直線部（直線部）、１０，２１０…放熱部、１１，２１１…第一放熱器（放熱器）、１２，２１２…第二放熱器（放熱器）、１３，２１３…第三放熱器（放熱器）、１４，２１４…第四放熱器（放熱器）、３４０…分岐配管、３４５…ガスブロア（強制冷却部）、Ｄ１…第一管径（管路の径）、Ｄ２…第二管径（管路の径）、Ｄ３…第三管径（管路の径）、Ｄ４…第四管径（管路の径）
【図１】
2019016637.tif 000003
【図２】
2019016637.tif 000004
【図３】
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【図４】
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