(57)【要約】【課題】冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことが可能な電気機器の冷却装置を得る。【解決手段】外気を取り込む吸気口１２とこの外気を室内に導入する外気導入口１４とを有する第１のダクト９と、室内に設けられた電気機器よりも上方に設けられ、室内空間２０の空気を室外へ排出する排気口１３を有する第２のダクト６と、室内に導入された空気を用いて電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を第２のダクト６側へ排出する排気部を有する冷却器２、第２のダクト６と一体的に形成され、第２のダクト６から排気部に向けて突状に形成され、先端が排気部側に形成された冷却器２の端部よりも下側に位置し、かつ、この端部を取り囲む吸気フード７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を取り込む吸気口とこの外気を室内に導入する外気導入口とを有する第１のダクトと、
室内に設けられた電気機器よりも上方に設けられ、室内空間の空気を室外へ排出する排気口を有する第２のダクトと、
室内に導入された空気を用いて前記電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を前記第２のダクト側へ排出する排気部を有する冷却器と、
前記第２のダクトと一体的に形成され、前記第２のダクトから前記排気部に向けて突状に形成され、先端が前記排気部側に形成された前記冷却器の端部よりも下側に位置し、かつ、前記端部を取り囲む吸気フードと、
を備えたことを特徴とする電気機器の冷却装置。
【請求項２】
前記吸気フードには、前記吸気フードの内部に設置され前記冷却器の端部を支持する支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器の冷却装置。
【請求項３】
前記吸気フードは、前記第２のダクト側から前記冷却器側に向かうにつれて末広がりに形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却器は、室内に導入された空気を吸入する吸入部が前記冷却器の下方に位置し、かつ、前記排気部が前記冷却器の上方に位置するように配置され、
前記外気導入口は、この吸入部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の電気機器の冷却装置。
【請求項５】
前記第１のダクトの内部および前記第２のダクトの内部の少なくとも一方には、吸音材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の電気機器の冷却装置。
【請求項６】
前記第２のダクトには、負圧を発生させる送風機が設けられ、
前記第２のダクトに設けられた前記吸音材は、前記送風機の前記排気口側に設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の電気機器の冷却装置。
【請求項７】
吸気フードの内部には、温度センサが設けられ、
送風機は、この温度センサで検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機のファンを駆動させることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の電気機器の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内の設置された電気機器の冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁冷却媒体として、難燃性で絶縁特性の優れたＳＦ６ガスなどが用いられているガス絶縁変圧器は、従来の油入変圧器に比べて安全性を高めることができると共に小型化を図ることができるため、ビル地下など屋内に設置される場合が多い。ただし、ガス絶縁変圧器では、従来の油入変圧器に比べて冷却特性が劣るため、例えば熱交換機を搭載した冷却装置を用いて絶縁冷却媒体を強制的な循環および冷却する方式が一般的に適用されている（例えば下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２８８３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に代表される従来の冷却装置は、ガス絶縁変圧器内の絶縁冷却媒体に蓄熱された熱を冷却装置内の送風機および熱交換器で吸熱し、加熱された空気を室内機排出する構造である。そしてこの加熱された空気が、例えば室内の天井に設けられたダクトを通じて室外に排出される。従って、複数のガス絶縁変圧器が同一の室内に設置されている場合、一方のガス絶縁変圧器用冷却装置から排出された空気が他方のガス絶縁変圧器用の冷却装置に吸入されるため、この冷却装置の熱交換能力の低下を招くと共に冷却装置の負荷が増大し寿命の低下を招くという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことが可能な電気機器の冷却装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外気を取り込む吸気口とこの外気を室内に導入する外気導入口とを有する第１のダクトと、室内に設けられた電気機器よりも上方に設けられ、室内空間の空気を室外へ排出する排気口を有する第２のダクトと、室内に導入された空気を用いて前記電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を前記第２のダクト側へ排出する排気部を有する冷却器と、前記第２のダクトと一体的に形成され、前記第２のダクトから前記排気部に向けて突状に形成され、先端が前記排気部側に形成された前記冷却器の端部よりも下側に位置し、かつ、前記端部を取り囲む吸気フードと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、冷却器の排気部から排出された高温の空気が吸気フードによって第２のダクトに導入されるようにしたので、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる電気機器の冷却装置とその周辺機器を模式的に表す図である。
【図２】図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、吸気フードおよび冷却器の外観斜視図である。
【図４】図４は、図３に示されるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図５は、第１のダクトの位置を変更した例を表す図である。
【図６】図６は、吸気口の位置を変更した例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明にかかる電気機器の冷却装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態にかかる電気機器の冷却装置とその周辺機器を模式的に表す図であり、図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図３は、吸気フード７および冷却器２の外観斜視図であり、図４は、図３に示されるＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図５は、第１のダクト９の位置を変更した例を表す図であり、図６は、吸気口１２の位置を変更した例を表す図である。
【００１１】
図１において、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、主たる構成として、電気機器である変圧器１を冷却する冷却器２と、室内の天井に設けられた室内空間２０の内気を排出する第２のダクト６と、第２のダクト６に設けられた吸気フード７と、外気を導入する第１のダクト９と、第１のダクト９の吸気口１２側に設けられた吸音材１１と、第２のダクト６の内部に設けられた排気用の送風機１０と、この送風機１０よりも室外側に設けられた吸音材１５と、を有して構成されている。
【００１２】
第１のダクト９は、例えば、室内の床１６よりも下部に設けられ、吸気口１２から取り込んだ外気を、例えば冷却器２の直下付近に設けられた外気導入口１４を介して室内に供給する。図１には、一例として変圧器１と冷却器２との組みが２組設けられていると共に、これらの組に対応するように２つの外気導入口１４が設けられている。
【００１３】
なお、上記特許文献１に代表される従来技術では、比較的低圧の変圧器を冷却しあるいはその騒音の対策として、変圧器１全体が収納箱で取り囲まれ、変圧器１の下部からその収納箱内に取り込まれた空気を変圧器１の放熱フィンへ通流させ、高温となった空気をその収納箱の接続されたダクトを通じて室外へ排出する冷却構造が使用される場合がある。本実施の形態の電気機器の冷却装置は、このような冷却構造とは異なり、変圧器１のメンテナンス性を考慮して変圧器１が収納箱で取り囲まれておらず、変圧器１に用いられる冷却媒体を変圧器１と冷却器２との間で循環させることにより変圧器１を冷却する構造である。
【００１４】
以下、具体的に説明する。変圧器１では、難燃性で絶縁特性の優れたＳＦ６ガスあるいは絶縁油などが冷却媒体として用いられ、この冷却媒体によって変圧器１のリアクトル（図示せず）等で生じた熱が吸熱され、この冷却媒体が変圧器１と冷却器２との間に設けられた配管３ａおよび配管３ｂと介して変圧器１と冷却器２との間を循環する。
【００１５】
冷却器２は、例えば直方体状に形成され、吸入部２ｄが床１６側に設けられ、排気部２ｅ側の端部２ａが第２のダクト６側に配置されている。また、冷却器２の内部には、外気導入口１４から室内に導入された空気を冷却器２の内部に送り込む送風機５が吸入部２ｄ側に設けられ、冷却器２の内部には、熱交換機２ｆが設けられている。
【００１６】
また、冷却器２は、冷却媒体の循環を促すため支持部材４ａおよび支持部材４ｂによって、冷却器２の鉛直方向の中心位置が変圧器１の鉛直方向の中心位置よりも高くなるように配置されている。冷却器２の吸入部２ｄと床１６との間には空間が設けられているが、このような空間を確保することにより、例えば冷却器２の送風機５等を保守する際の作業スペースを確保することができ、保守性を向上させることができる。なお、支持部材４ａおよび支持部材４ｂの形状は、図１に示される形状に限定されるものではなく、冷却媒体の循環が促されるように冷却器２を変圧器１の上方にて保持可能な構造であればよい。
【００１７】
変圧器１で熱せられて比重が軽くなった冷却媒体は配管３ａを介して冷却器２に導入され、冷却器２に導入された冷却媒体は冷却器２内部の熱交換機２ｆを通流する過程で熱交換が行われて冷却される。冷却された冷却媒体は比重が重くなるため配管３ｂを通じて再び変圧器１に還元される。また、冷却器２の排気部２ｅからは、冷却媒体から奪われた熱によって高温となった空気が排気される。
【００１８】
第２のダクト６には、冷却器２の排気部２ｅ側に向かう吸気フード７が形成されている。図２〜図４において、吸気フード７は、例えば、第２のダクト６と一体的に形成され、第２のダクト６の下面から冷却器２の排気部２ｅに向けて突状に形成され、先端７ａが冷却器２の排気部２ｅ側の端部２ａよりも下側に位置し、かつ、側面７ｂがこの端部２ａを取り囲むように形成されている。すなわち、吸気フード７は、冷却器２の排気部２ｅ側の端部２ａが吸気フード７の先端７ａよりも上方に位置するように形成されている。このような構成にすることにより、冷却器２の排気部２ｅから排出される高温の空気が、第２のダクト６の表面で跳ね返り他の変圧器１を冷却する冷却器２に吸入されることを抑制できる。
【００１９】
なお、吸気フード７の先端７ａの位置は、冷却器２の排気部２ｅ側の端部２ａより下方側であれば何れの位置でもよいが、その位置が冷却器２の排気部２ｅ側の端部２ａよりも極めて下方に位置する場合、冷却器２の取り外しの際に冷却器２が吸気フード７に干渉するなど、冷却器２の保守性が低下する可能性がある。このような対策として、図１に示される吸気フード７は、先端７ａが第２のダクト６側から冷却器２側に向かって末広がりとなるように形成されている。
【００２０】
吸気フード７の内部には、冷却器２の鉛直方向の加振に対する支持部材４ａおよび支持部材４ｂの機械強度を補助するため、冷却器２の排気部２ｅ側の端部２ａを支持する支持部材８が例えば２つ設けられている。この支持部材８は、例えば、吸気フード７の一対の側面７ｂ内側にて水平方向に延びる四角柱状を成し、部材端面８ａが吸気フード７の側面７ｂに設置されている。冷却器２には、その側面２ｂの端部２ａ付近にＬ型部材２ｃが取り付けられており、この端部２ａが支持部材８と当接する位置でＬ型部材２ｃの下側からＵボルト（図示せず）などの締結部材を挿入することで、Ｌ型部材２ｃが支持部材８に固定される。このように冷却器２の排気部２ｅ側を吸気フード７に固定することにより、冷却器２の排気を妨げることなく冷却器２の鉛直方向の加振を抑制することができる。冷却器２の排気部２ｅから排出された空気は、第２のダクト６内に配置され負圧を発生させる送風機１０によって吸引され、吸気フード７および第２のダクト６を通流して排気口１３から排出される。
【００２１】
図１に示される室内空間２０には複数の冷却器２が設置されているが、本実施の形態の冷却装置によれば、各冷却器２の上側に設けられた吸気フード７によって各冷却器２から排出された高温の空気がそれぞれ吸入されるため、一方の冷却器２から排出される空気が他方の冷却器２に吸い込まれることがない。従って、冷却器２の熱交換能力の低下を招くことがなく、また冷却器２の負荷の増大を招くことも抑制することができる。また、図１では、第２のダクト６の排気口１３が吸気口１２よりも上側に設けられているため、送風機１０が停止している場合でも、冷却器２から排出された空気が自然対流により排気口１３へ導かれる。従って、送風機１０が停止している場合でも冷却器２の熱交換能力の低下を抑制することが可能である。
【００２２】
吸音材１５は、例えば送風機１０の排気口１３側に設けられており、この位置に設けた場合、送風機１０で発生する音だけでなく室内空間２０側で発生する音（例えば変圧器１の励磁音、送風機５により騒音）も抑制可能である。なお、吸音材１５の位置は、これに限定されるものではなく、例えば送風機１０の室内側に吸音材１５を設けた場合には、室内空間２０で発生する音を抑制することが可能である。また、吸音材１１を第１のダクト９の吸気口１２付近に設けることによって、吸気口１２の室外に漏れ出る室内空間２０の音を抑制可能である。
【００２３】
なお、図１には床１６の下側に第１のダクト９を設けた場合の構成例が示されているが、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、図５に示されるように床１６の上側に設けられた第１のダクト９ａによっても同様の効果を得ることができる。また、このように構成した場合、吸気口１２ａと外気導入口１４ａを設ける位置の自由度が増すため、室内空間２０に導入される外気を効果的に冷却器２へ導くことができ、冷却媒体をより効果的に冷却することが可能である。
【００２４】
また、図１には床１６の下側に吸気口１２を設けた場合の構成例が示されているが、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、図６に示されるように、部屋の壁面に吸気口１２ｂおよび第１のダクト９ｂを設け、さらに送風機１０の風量を増加させることにより、吸気口１２を床面近傍に配置することができない場合でも上述同様の効果を得ることができる。また、このように構成した場合、第１のダクト９ｂの取り回しの自由度が増すため、例えば外気導入口１４ｂを冷却器２の近傍に設けることもでき、冷却媒体をより効果的に冷却することが可能である。
【００２５】
また、本実施の形態では、一例として変圧器１と冷却器２とが２組設けられ、第２のダクト６に２つの吸気フード７が形成され、さらに第１のダクト９に２つの外気導入口１４が設けられているため、第２のダクト６および第１のダクト９を有効に活用して複数の変圧器１を冷却することが可能である。従って、従来技術のように個々の変圧器１を収納箱で覆う構造に比べて、冷却装置全体の導入コストを低減することができる。
【００２６】
また、吸気フード７の内部に温度センサ１８を設け、送風機１０は、この温度センサ１８で検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機１０のファンを駆動させるように構成してもよい。このように構成すれば、送風機１０を常時運転させる場合に比べて、送風機１０の消費電力量を抑制することが可能である。
【００２７】
また、本実施の形態では、発熱する電気機器の一例として変圧器１が用いられているが、電気機器は、冷却媒体が使用するものであれば変圧器１に限定されるものではない。また、冷却器２の吸入部２ｄの位置は、外気導入口１４によって室内に導入された空気を吸入することができる位置であれば必ずしも床１６と対向する位置でなくともよく、例えば、冷却器２の変圧器１側の面（側面２ｂ）であってもよい。また、本実施の形態では、熱交換機２ｆを搭載した冷却器２が用いられているが、冷却器２は、熱交換方式に限定されるものではなく強制風冷式であってもよい。また、冷却器２の形状は、直方体状に限定されるものではなく、室内空間２０の下部側から空気を取り込み、熱交換された空気を第２のダクト６側に排出できる構造であればよいものとする。
【００２８】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、外気を取り込む吸気口（１２、１２ａ、１２ｂ）とこの外気を室内に導入する外気導入口（１４、１４ａ、１４ｂ）とを有する第１のダクト（９、９ａ、９ｂ）と、室内に設けられた電気機器（例えば変圧器１）よりも上方に設けられ、室内空間２０の空気を室外へ排出する排気口１３を有する第２のダクト６と、室内に導入された空気を用いて電気機器の冷却媒体から吸熱し、温められた空気を第２のダクト６側へ排出する排気部２ｅを有する冷却器２、第２のダクト６と一体的に形成され、第２のダクト６から排気部２ｅに向けて突状に形成され、先端７ａが排気部２ｅ側に形成された冷却器２の端部２ａよりも下側に位置し、かつ、この端部２ａを取り囲む吸気フード７と、を備えるようにしたので、冷却器２の排気部２ｅから排出された高温の空気が吸気フード７によって第２のダクト６に導入される。従って、この高温の空気が第２のダクト６の表面で跳ね返り他の冷却器２に吸入されることを抑制することができる。その結果、冷却器２の熱交換能力の低下を招くことがなく、また冷却器２の負荷の増大を招くことも抑制可能である。また、冷却器２を第２のダクト６へ直接接続する場合に比べて、冷却器２の取り付け位置が制約されることもなく、またその取り付け作業も容易化され、導入コストおよびメンテナンスコストを抑制可能である。
【００２９】
また、本実施の形態の吸気フード７には、吸気フード７の内部に設置され冷却器２の端部２ａを支持する支持部材８が設けられているので、冷却器２の排気部２ｅ側を吸気フード７に固定することができる。
【００３０】
また、本実施の形態の吸気フード７は、第２のダクト６側から冷却器２側に向かうにつれて末広がりに形成されているので、冷却器２の着脱時における吸気フード７への冷却器２の干渉を抑制でき、冷却器２の保守性を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施の形態の冷却器２は、室内に導入された空気を吸入する吸入部２ｄが冷却器２の下方に位置し、かつ、排気部２ｅが冷却器２の上方に位置するように配置され、外気導入口１４は、この吸入部２ｄの近傍に設けられているので、室内空間２０の中で温度が比較的低い空気を冷却器２に導入することができ、変圧器１を効果的に冷却することが可能である。
【００３２】
また、本実施の形態の第１のダクト９の内部および第２のダクト６の内部の少なくとも一方には、吸音材（吸音材１１、吸音材１５）が設けられているので、室外に発せられる騒音を抑制可能である。
【００３３】
また、本実施の形態の第２のダクト６には、負圧を発生させる送風機１０が設けられ、第２のダクト６に設けられた吸音材１５は、送風機１０の排気口１３側に設けられているので、室外に発せられる送風機１０のファンによる風切り音を抑制可能である。
【００３４】
また、本実施の形態の吸気フード７の内部には、温度センサ１８が設けられ、送風機１０は、この温度センサ１８で検出された温度が所定の温度を超えたときに、送風機１０のファンを駆動させるようにしたので、送風機１０を常時運転させる場合に比べて送風機１０の消費電力量を抑制することが可能である。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態にかかる電気機器の冷却装置は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明は、電気機器の冷却装置に適用可能であり、特に、冷却装置の熱交換能力の低下を防ぐことができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１  変圧器（電気機器）
２  冷却器
２ａ  端部
２ｂ、７ｂ  側面
２ｃ  Ｌ型部材
２ｄ  吸入部
２ｅ  排気部
２ｆ  熱交換機
３ａ、３ｂ  配管
４ａ、４ｂ  支持部材
５、１０  送風機
６  第２のダクト
７  吸気フード
７ａ  先端
８  支持部材
８ａ  部材端面
９、９ａ、９ｂ  第１のダクト
１１、１５  吸音材
１２、１２ａ、１２ｂ  吸気口
１３  排気口
１４、１４ａ、１４ｂ  外気導入口
１６  床
１７  天井
１８  温度センサ
２０  室内空間
【図１】
2013214624.tif 000003
【図２】
2013214624.tif 000004
【図３】
2013214624.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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