(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口及び流出口がそれぞれ形成されている上部配管及び下部配管と、該上部配管及び下部配管に接続する左右一対の波形フィンとを備えており、該左右の各波形フィンは、鋼板を断面が波形になるように成形しており、上下の端面を溶接して中空とした放熱板である複数の波から構成されており、前記上部配管及び前記下部配管には、その一方の端部が、それぞれ冷却媒体である絶縁油の流入口及び流出口を形成しており、他方の端が、それぞれ上部塞ぎ板及び下部塞ぎ板で塞がれており、さらに、前記上部配管は側面と下面とが開口され、前記下部配管は側面と上面とが開口されており、
前記左右の波形フィンは、前記上部配管及び前記下部配管を挟むようにして、該上下配管の側面に配置され、かつ、前記上部配管と前記下部配管の間のスペースには波形フィン塞ぎ板が配置され、該波形フィン塞ぎ板は、上下の壁面がそれぞれ前記上部配管の下面と前記下部配管の上面とを覆い、左右の壁面がそれぞれ対向する前記左右の波形フィンの上下一部を余して中間部分を覆っており、これによって、前記左右の波形フィンの側面に開口する多数のスリットは、前記波形フィン塞ぎ板によって覆われていない上部分及び下部分で前記上部配管及び前記下部配管に絶縁油が流れるように接続されているラジエータにおいて、
前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成とし、
前記上部配管及び前記下部配管はストレートな配管であり、前記左右の波形フィンの前記放熱面積は、前記上部配管及び前記下部配管の側方へ張り出す張出し幅又は高さを前記上部配管と前記下部配管の前記流入口と前記流出口から遠ざかるに従って、順次減少させて、前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成としたことを特徴とするラジエータ。
【請求項２】
前記上部配管及び前記下部配管には勾配をつけ、該勾配は、流入する前記冷却媒体及び流出する前記冷却媒体が流れ下る向きに付け、前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成としたことを特徴とする請求項１記載のラジエータ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の前記ラジエータが付設される変圧器であって、鉄心と当該鉄心を励磁するコイルとを収容する変圧器容器に対して、前記上部配管及び前記下部配管を介して接続されており、前記冷却媒体が前記上部配管及び前記下部配管の前記流入口及び前記流出口を通じて前記変圧器容器と前記ラジエータとの間を循環させる構成とすることを特徴とするラジエータが付設された変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の放熱板を備えるラジエータ及びそれが付設された変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変圧器においては鉄心やコイルは発熱体となるので、これを冷却するため、発生した熱を絶縁性の油やガスなどの冷却媒体で受熱し、当該冷却媒体をラジエータを通る経路で循環させ、ラジエータにて大気中へ放熱することが行われている。従来の変圧器の概略が図５に示されている。図５（ａ）は平面図、同（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。図５に示すように、変圧器１０には、鉄心やコイルを収容している変圧器容器１１に接続される態様でラジエータ１３が付設されており、変圧器容器１１内で受熱した冷却媒体は、流入用の接続パイプ１２を通じてラジエータ１３内に流入し、ラジエータ１３で放熱して冷却された後、ラジエータ１３から流出用の接続パイプ１２を通じて流出して変圧器容器１１内へと循環できるようになっている（特許文献１参照）。
【０００３】
変圧器用のラジエータの一例が図３及び図４に示されている。図３は油入変圧器に用いられる波形フィンタイプのラジエータの斜視図であり、図４はその部品分解図である。
【０００４】
図３及び図４に示すように、従来のラジエータは、流入口５及び流出口６がそれぞれ形成されている上部配管１ｃ及び下部配管２ｃと、上部配管１ｃ及び下部配管２ｃに接続する左右一対の波形フィン３ｃ，３ｃとを備えている。各波形フィン３ｃは、鋼板を断面が波形になるように成形し、上下の端面を溶接し中空とした放熱板である複数の波４ｏから構成されている。上部配管１ｃ及び下部配管２ｃは、それぞれ、一方の端が冷却媒体である絶縁油の流入口５又は流出口６に形成されており、もう一方の端が上部塞ぎ板７又は下部塞ぎ板８で塞がれている。また、上部配管１ｃにおいては側面と下面とが開口されており、下部配管２ｃにおいては側面と上面とが開口されている。
【０００５】
波形フィン３ｃ，３ｃは、上部配管１ｃ及び下部配管２ｃを挟むようにそれら配管１ｃ，２ｃの側面に配置される。上部配管１ｃと下部配管２ｃの間のスペースには波形フィン塞ぎ板９が配置される。波形フィン塞ぎ板９は、前後は開口しているが周囲が壁板で形成されたボックス状の部材である。波形フィン塞ぎ板９は、上下の壁面がそれぞれ上部配管１ｃの下面と下部配管２ｃの上面とを覆い、左右の壁面がそれぞれ対向する波形フィン３ｃ，３ｃの上下一部を余して中間部分を覆っている。波形フィン塞ぎ板９の周囲には、上部配管１ｃと下部配管２ｃ及び波形フィン３ｃ，３ｃがシール状態に圧接して取り付けられるので、圧接部分からは冷却媒体である絶縁油が外部に漏れないようにしている。
【０００６】
上記の構造によって、上部配管１ｃと下部配管２ｃの側面に形成されている開口は、それぞれ、波形フィン３ｃ，３ｃの上下一部に臨む配置となり、波形フィン３ｃ，３ｃの側面に開口する多数のスリット４ｓ，４ｓは、波形フィン塞ぎ板９によって覆われていない上部分又は下部分との間で絶縁油が流れるように接続される。
【０００７】
流入口５及び流出口６は、コイル、鉄心等を収納する変圧器容器の側面に接続される。ラジエータ内に充満している絶縁油は、下部配管２ｃから流出口６を経て変圧器内に流入し、熱源であるコイル、鉄心等により温められ、それによって変圧器を冷却する。温められた絶縁油は膨張し比重が小さくなり、流入口５を経てラジエータ内に流入する。ラジエータ内では、上部配管１ｃから波形フィン３ｃに流入した絶縁油は、外気で冷却され比重が大きくなり下方に移動し、下部配管２ｃを通り再びコイル、鉄心等を収納する容器に戻るという自然対流により循環している。
【０００８】
しかしながら、上部配管１ｃから波形フィン３ｃのそれぞれの波４ｏ内に流入する時間当たりの油量は、上部配管１ｃを長く流れるほど流路抵抗を大きく受けるので、分流により流入口５から遠ざかるほど減少し、放熱量も流入口５から遠ざかるほど小さくなる。したがって、それぞれの波４ｏの冷却効率に偏りが生じるが、それぞれの波４ｏの冷却面積が一定であるため、流入口５から遠い波４ｏの冷却性能が充分利用されず、結果としてラジエータ全体の冷却効率を低下させているという問題点があった。
【０００９】
また、絶縁油は上部配管１ｃ内及び下部配管２ｃ内を流れるにつれて冷却され比重が大きくなり、下方に移動しようとするが、上部配管１ｃ及び下部配管２ｃは水平となるように配置しているため流路抵抗が大きくスムーズな流れとなっていない。したがってラジエータを流れる時間当たりの油量が減少し、ラジエータ全体の冷却効率を低下させているという問題点もあった。
【００１０】
上記特許文献１に開示の変圧器では、容器の外部に取り付けられるラジエータは、容器本体内の冷却媒体を導くパイプと複数の中空状パネルを備えており、複数の中空状パネルはパイプへの取付け位置に応じてその面積を異ならせる、即ち、容器との接続位置に近いほど面積を広くした構造を採用している。
【特許文献１】特開平１１−３８２２号公報（段落００１４〜００１５、００２０；図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備えているラジエータに関して、当該各放熱板の冷却効率を均すことにより、ラジエータ全体として又はそれを付設した変圧器としての冷却効率を向上する点で解決すべき課題がある。
【００１２】
本発明の目的は、従来技術の問題点を解決するものであり、各放熱板の冷却効率を均してラジエータ全体の冷却効率を向上させることにより、放熱板の材料使用量や冷却媒体の使用量を減らし、軽量化とコスト低減を図ることができるラジエータ又はそれを付設した変圧器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明によるラジエータは、流入口及び流出口がそれぞれ形成されている上部配管及び下部配管と、該上部配管及び下部配管に接続する左右一対の波形フィンとを備えており、該左右の各波形フィンは、鋼板を断面が波形になるように成形しており、上下の端面を溶接して中空とした放熱板である複数の波から構成されており、前記上部配管及び前記下部配管には、その一方の端部が、それぞれ冷却媒体である絶縁油の流入口及び流出口を形成しており、他方の端が、それぞれ上部塞ぎ板及び下部塞ぎ板で塞がれており、さらに、前記上部配管は側面と下面とが開口され、前記下部配管は側面と上面とが開口されており、前記左右の波形フィンは、前記上部配管及び前記下部配管を挟むようにして、該上下配管の側面に配置され、かつ、前記上部配管と前記下部配管の間のスペースには波形フィン塞ぎ板が配置され、該波形フィン塞ぎ板は、上下の壁面がそれぞれ前記上部配管の下面と前記下部配管の上面とを覆い、左右の壁面がそれぞれ対向する前記左右の波形フィンの上下一部を余して中間部分を覆っており、これによって、前記左右の波形フィンの側面に開口する多数のスリットは、前記波形フィン塞ぎ板によって覆われていない上部分及び下部分で前記上部配管及び前記下部配管に絶縁油が流れるように接続されているラジエータにおいて、前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成とし、前記上部配管及び前記下部配管はストレートな配管であり、前記左右の波形フィンの前記放熱面積は、前記上部配管及び前記下部配管の側方へ張り出す張出し幅又は高さを前記上部配管と前記下部配管の前記流入口と前記流出口から遠ざかるに従って、順次減少させて、前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によるラジエータは、前記上部配管及び前記下部配管には勾配をつけ、該勾配は、流入する前記冷却媒体及び流出する前記冷却媒体が流れ下る向きに付け、前記左右の波形フィンの冷却効率に応じて該波形フィンの放熱面積を変化させる構成としたことを特徴とする。
【００１６】
更に、この発明による変圧器は、上記のラジエータが付設される変圧器であって、鉄心と当該鉄心を励磁するコイルとを収容する変圧器容器に対して、前記上部配管及び前記下部配管を介して接続されており、前記冷却媒体が前記上部配管及び前記下部配管の前記流入口及び前記流出口を通じて前記変圧器容器と前記ラジエータとの間を循環させる構成とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のラジエータ及び変圧器によれば、従来よりもラジエータの冷却効率を向上させることができるため、冷却媒体の温度を同一とすればラジエータ全体の冷却面積を減らすことができる。これにより、放熱板の材料使用量や冷却媒体の使用量を減らすことができるため、ラジエータ又は変圧器の軽量化とコスト低減を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例のラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記放熱板は面積が異なる放熱板を組み合わせたことを特徴とする。それぞれの放熱板の冷却効率に応じて放熱板の面積を変化させることで、どの放熱板の冷却効率も均されることになり、ラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
また、本発明の実施例のラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記配管に勾配を付けたことを特徴とする。流路抵抗が小さくなるように配管に勾配を付けることで、ラジエータのどの放熱板を流れる時間当たりの油量のバラツキが減少し、どの放熱板の冷却効率も均されることになり、ラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
また、本発明の実施例のラジエータは、複数の放熱板とそれぞれの放熱板に冷却媒体を導く配管とを備え、前記放熱板は面積が異なる放熱板を組み合わせて成り且つ前記配管に勾配を付けたことを特徴とする。放熱板の面積を異ならせ且つ配管に勾配を付けることにより、各放熱板の冷却効率がより一層に均されやすくなり、ラジエータ全体の冷却効率を一層、向上させることができる。
更に、本発明の実施例の変圧器は、上記のラジエータが付設される変圧器であって、鉄心と当該鉄心を励磁するコイルとを収容する変圧器容器に接続パイプを介して接続されており、前記冷却媒体が前記接続パイプを通じて前記ラジエータとの間を循環することを特徴とする。
以下、図面を参照して、この発明によるラジエータ及びそれを付設した変圧器の実施形態について説明する。ラジエータと変圧器容器との接続は、図５に基づいて説明した従来の構造と同等であってよいので、再度の説明を省略する。
【実施例１】
【００１９】
本発明によるラジエータの実施例１を図１に示す。図１（ａ）は実施例１に係るラジエータの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。ラジエータの変圧器容器への付設の態様は従来の場合と同等であって良いので、再度の説明を省略する。
【００２０】
図１に示すラジエータによれば、波形フィン３ａは、流入口５側から順次、放熱板の波４ａ〜４ｍが上部配管１ａに組み付けられて配置されており、波４ａ〜４ｍの高さ（上部配管１ａから側方への張出し長さ）は流入口５から遠ざかる波ほど低くなるように構成されている。即ち、流入口５に最も近い波４ａの高さをｈ１とし、流入口５から最も遠い波４ｍの高さをｈ２とするとき、ｈ１＞ｈ２になるように配置している。熱板の波４ａ〜４ｍは正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）から解るように、各放熱板の板厚（中を冷却媒体が流れる空間の幅）、上部配管１ａ及び下部配管１ｂ間に渡る高さとが変わらないので、流入口５から遠ざかるにつれて波４ａ〜４ｍの冷却面積が小さくなる。これにより、冷却効率が大きいとされる波４ａの冷却面積が大きく、冷却効率が小さいとされていた波４ｍの冷却面積が小さくなり、面積を考慮した冷却効率が均されることになり、結果としてラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
【００２１】
図１に示すラジエータでは、冷却面積を変更するために、波４ａ〜４ｍの高さが流入口５から端部に向かうに従って一様減少していたが、これに限らず段階的に減少させることもできる。また、上方向の高さを、配管との接続上許容される範囲で、順次又は段階的に減少する態様で変更してもよく、更には各波の形状を台形等に変更するなどして、冷却面積を変更してもよい。
【実施例２】
【００２２】
本発明によるラジエータの実施例２を図２に示す。図２（ａ）は実施例２に係るラジエータの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその側面図である。ラジエータの変圧器容器への付設の態様は従来の場合と同等であって良いので、再度の説明を省略する。
【００２３】
図２に示すラジエータによれば、上部配管１ｂ及び下部配管２ｂは、それぞれ勾配を付けて配置されている。具体的には、波形フィン塞ぎ板９の上壁と下壁とが傾斜壁に形成されており、上部配管１ｂ及び下部配管２ｂをこれらの傾斜壁に取り付けることにより配管１ｂ，２ｂが勾配配置とされる。これにより、ラジエータに流入した冷却媒体（絶縁油）は上部配管１ｂ内を下るように流れ、上部配管１ｂから各放熱板である波４ｎに順次冷却媒体が流れ込み、波４ｎで放熱することで冷却した冷却媒体は下部配管２ｂに順次合流して下部配管２ｂ内を流れ下り、流出口６から流出する。このように、上部配管１ｂ内及び下部配管２ｂに勾配を付けることで、配管内の流路抵抗が存在していても、重力によって流れ下りが促進され、各波４ｎへの又各波４ｎからの流れ込みが均一化し、各放熱板での冷却効率が均されることになる。また、各波４ｎでの流れ込みが均一化することでラジエータを流れる時間当たりの油量が従来のものと比較して増加し、結果としてラジエータ全体の冷却効率を向上させることができる。
【００２４】
上記のように、本発明によるラジエータでは、各放熱板の冷却効率が均一化され、冷却効率の向上が達成される。なお、上記では、実施例１と実施例２とを区別して説明したが、本発明の実施形態は、実施例１の構造と実施例２の構造とを合わせ持つものであってもよい。この場合、配管に勾配を付ける対策では、流入口５からの距離がある各波の面積を減少させることなく冷却効率を高めているので、冷却面積を変更する対策のみを採用する場合の面積変更量を少なくすることができる。なお、流入口５や流出口６から最奥の放熱板については、更に奥側には放熱板が存在せず大気への放熱効率が良いので、その手前の放熱板よりも面積を大きくしてよい。
【００２５】
また、本発明については、変圧器に付設されるラジエータとして説明したが、ラジエータが付設された変圧器としても構成でき、更に、変圧器のみならず発熱を伴う電気機器との間で冷却媒体を循環させることで電気機器を冷却するラジエータとしても提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明によるラジエータの実施例１の説明図。
【図２】この発明によるラジエータの実施例２の説明図。
【図３】従来の波形フィンラジエータの斜視図。
【図４】従来の波形フィンラジエータの部品分解図。
【図５】ラジエータが付設された従来の変圧器を示す概略図。
【符号の説明】
【００２７】
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・上部配管
２ａ、２ｂ、２ｃ・・・下部配管
３ａ、３ｂ、３ｃ・・・波形フィン
４ａ〜４ｏ・・・波
５・・・流入口
６・・・流出口
７・・・上部塞ぎ板
８・・・下部塞ぎ板
９・・・波形フィン塞ぎ板
１０・・・変圧器
１１・・・変圧器容器
１２・・・接続パイプ
１３・・・ラジエータ
【図１】
0005070011.tif 000002
【図２】
0005070011.tif 000003
【図３】
0005070011.tif 000004
【図４】
0005070011.tif 000005
【図５】
0005070011.tif 000006