JP3274241B2 - 静止誘導機器巻線の冷却構造 - Google Patents
静止誘導機器巻線の冷却構造Info
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- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静止誘導機器の構成を
小形化及び軽量化するのに好適する静止誘導機器巻線の
冷却構造に関する。
小形化及び軽量化するのに好適する静止誘導機器巻線の
冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、都市部への電力需要の増大に対応
して、都市部に電力機器を設置することが多くなってき
た。この種の電力機器のうち、ビルや地下街に設置され
る大型の静止誘導機器である例えば変圧器には、難燃性
が要求されている。このため、変圧器に使用する絶縁媒
体としても、従来の可燃性の鉱物油から、不燃性のガス
や難燃性のエポキシ樹脂などに置き換えられつつあり、
更には、シリコーンゲルなどの固液中間性状の材料の適
用研究も行なわれている。
して、都市部に電力機器を設置することが多くなってき
た。この種の電力機器のうち、ビルや地下街に設置され
る大型の静止誘導機器である例えば変圧器には、難燃性
が要求されている。このため、変圧器に使用する絶縁媒
体としても、従来の可燃性の鉱物油から、不燃性のガス
や難燃性のエポキシ樹脂などに置き換えられつつあり、
更には、シリコーンゲルなどの固液中間性状の材料の適
用研究も行なわれている。
【０００３】しかし、上記した不燃性または難燃性の絶
縁媒体を採用した場合には、油入変圧器のように液体の
絶縁兼冷却媒体が対流循環して機器本体を冷却するもの
に比べて、いずれも冷却性能が低下するため、巻線の電
流密度を下げる等の対策を行う必要があり、全体の構成
の大形化及び重量増加を招く傾向にあった。
縁媒体を採用した場合には、油入変圧器のように液体の
絶縁兼冷却媒体が対流循環して機器本体を冷却するもの
に比べて、いずれも冷却性能が低下するため、巻線の電
流密度を下げる等の対策を行う必要があり、全体の構成
の大形化及び重量増加を招く傾向にあった。
【０００４】一方、都市部では、地価が高く、搬入制限
の厳しいところに変圧器を設置するという性格上、変圧
器の小形化及び軽量化が最優先の課題であり、そのため
に、変圧器巻線の冷却性改善が強く望まれている。
の厳しいところに変圧器を設置するという性格上、変圧
器の小形化及び軽量化が最優先の課題であり、そのため
に、変圧器巻線の冷却性改善が強く望まれている。
【０００５】このような課題に対して、本発明者は、非
ループ型細管ヒートパイプで巻線を構成することによ
り、巻線の冷却性を改善した構成、即ち、変圧器巻線の
冷却構造を発明し、これを先に出願している（特願平５
−７３８９）。上記構成の中の一つの実施例を、図８及
び図９に示す。
ループ型細管ヒートパイプで巻線を構成することによ
り、巻線の冷却性を改善した構成、即ち、変圧器巻線の
冷却構造を発明し、これを先に出願している（特願平５
−７３８９）。上記構成の中の一つの実施例を、図８及
び図９に示す。
【０００６】この図８及び図９において、絶縁筒１の上
には、中空環状の細管コンテナ２から構成された巻線３
が巻装されている。上記細管コンテナ２内には、その巻
始め端部２ａ又は巻終り端部２ｂから作動液が封入され
ており、もって、巻線３が非ループ型細管ヒートパイプ
として構成されている。上記巻線３は、所定の層数の円
板状巻線ユニット３ａを上下方向に間隔片４を介して積
み上げた形に構成されている。そして、円板状巻線ユニ
ット３ａの層間の所定の箇所には、冷却パイプ５の所定
部分としての集熱部分５ａが介装されて密接されてい
る。上記冷却パイプ５の残余の所定部分には熱交換器及
び冷媒循環ポンプが設けられており、冷却パイプ５内に
封入された冷媒が強制循環されるように構成されてい
る。上記熱交換器及び冷媒循環ポンプは変圧器の外部に
配置されている。
には、中空環状の細管コンテナ２から構成された巻線３
が巻装されている。上記細管コンテナ２内には、その巻
始め端部２ａ又は巻終り端部２ｂから作動液が封入され
ており、もって、巻線３が非ループ型細管ヒートパイプ
として構成されている。上記巻線３は、所定の層数の円
板状巻線ユニット３ａを上下方向に間隔片４を介して積
み上げた形に構成されている。そして、円板状巻線ユニ
ット３ａの層間の所定の箇所には、冷却パイプ５の所定
部分としての集熱部分５ａが介装されて密接されてい
る。上記冷却パイプ５の残余の所定部分には熱交換器及
び冷媒循環ポンプが設けられており、冷却パイプ５内に
封入された冷媒が強制循環されるように構成されてい
る。上記熱交換器及び冷媒循環ポンプは変圧器の外部に
配置されている。
【０００７】この構成の場合、巻線３で発生した熱は、
細管コンテナ２内の作動液により非ループ型細管ヒート
パイプの放熱部分に輸送され、ここで、冷却パイプ５の
集熱部分５ａ側へ伝達される。そして、集熱部分５ａ側
へ伝達された熱は、冷媒により冷却パイプ５の熱交換器
へ輸送され、ここで、外部へ放熱されるようになってい
る。これにより、巻線３の冷却性が大幅に向上するもの
である。
細管コンテナ２内の作動液により非ループ型細管ヒート
パイプの放熱部分に輸送され、ここで、冷却パイプ５の
集熱部分５ａ側へ伝達される。そして、集熱部分５ａ側
へ伝達された熱は、冷媒により冷却パイプ５の熱交換器
へ輸送され、ここで、外部へ放熱されるようになってい
る。これにより、巻線３の冷却性が大幅に向上するもの
である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の巻線の冷却
構造を高電圧用の変圧器に適用した場合には、絶縁構成
上の要請から、冷却パイプ５を絶縁材料例えばテフロン
や塩化ビニリデン等の樹脂で構成すると共に、内部に封
入する冷媒も絶縁性を有するものを使用する必要があ
る。この場合、冷却パイプ５が樹脂製パイプであると、
その集熱部分５ａを巻線３の円板状巻線ユニット３ａの
層間に挟んでも、樹脂の熱伝導率が低いと共にパイプ５
の断面形状が円形であることから、巻線３からの熱が集
熱部分５ａへ伝わり難くなり、巻線３の冷却効率が悪化
するという欠点が生ずる。
構造を高電圧用の変圧器に適用した場合には、絶縁構成
上の要請から、冷却パイプ５を絶縁材料例えばテフロン
や塩化ビニリデン等の樹脂で構成すると共に、内部に封
入する冷媒も絶縁性を有するものを使用する必要があ
る。この場合、冷却パイプ５が樹脂製パイプであると、
その集熱部分５ａを巻線３の円板状巻線ユニット３ａの
層間に挟んでも、樹脂の熱伝導率が低いと共にパイプ５
の断面形状が円形であることから、巻線３からの熱が集
熱部分５ａへ伝わり難くなり、巻線３の冷却効率が悪化
するという欠点が生ずる。
【０００９】これに対して、絶縁性及び高熱伝導性を有
するファインセラミック材料である例えば窒化アルミニ
ウムで冷却パイプを構成すれば、ある程度熱が伝わり易
くなる。しかし、上記ファインセラミック材料は、材質
が堅くて可撓性がないので、その集熱部分５ａを巻線３
の円板状巻線ユニット３ａの層間に挟んでも、ほとんど
変形しないことから、樹脂材料の場合よりも、集熱部分
５ａと巻線３との間の接触面積が少なくなる。このた
め、上記したセラミック材料を使用しても、巻線３から
の熱が集熱部分５ａへ伝わり難いという問題点があっ
た。
するファインセラミック材料である例えば窒化アルミニ
ウムで冷却パイプを構成すれば、ある程度熱が伝わり易
くなる。しかし、上記ファインセラミック材料は、材質
が堅くて可撓性がないので、その集熱部分５ａを巻線３
の円板状巻線ユニット３ａの層間に挟んでも、ほとんど
変形しないことから、樹脂材料の場合よりも、集熱部分
５ａと巻線３との間の接触面積が少なくなる。このた
め、上記したセラミック材料を使用しても、巻線３から
の熱が集熱部分５ａへ伝わり難いという問題点があっ
た。
【００１０】そこで、本発明の目的は、巻線から冷却パ
イプの集熱部分へ熱を伝わり易くして巻線の冷却性を向
上させ、構成の小形化及び軽量化を図ることができる静
止誘導機器巻線の冷却構造を提供するにある。
イプの集熱部分へ熱を伝わり易くして巻線の冷却性を向
上させ、構成の小形化及び軽量化を図ることができる静
止誘導機器巻線の冷却構造を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の静止誘導機器巻
線の冷却構造は、中空管状の細管コンテナの内部に作動
液を封入した非ループ型細管ヒートパイプで構成された
巻線を備えると共に、前記非ループ型細管ヒートパイプ
の所定の放熱部分に密接させる集熱部と外部熱交換器と
冷媒循環ポンプとを有し、内部を冷媒が循環するように
構成された冷却パイプを備え、そして、前記集熱部を、
金属により前記巻線と十分な接触面積を有する形状に構
成すると共に、前記冷却パイプのうちの少なくとも前記
集熱部の冷媒流路に接続される部分を絶縁材により構成
したところに特徴を有する。
線の冷却構造は、中空管状の細管コンテナの内部に作動
液を封入した非ループ型細管ヒートパイプで構成された
巻線を備えると共に、前記非ループ型細管ヒートパイプ
の所定の放熱部分に密接させる集熱部と外部熱交換器と
冷媒循環ポンプとを有し、内部を冷媒が循環するように
構成された冷却パイプを備え、そして、前記集熱部を、
金属により前記巻線と十分な接触面積を有する形状に構
成すると共に、前記冷却パイプのうちの少なくとも前記
集熱部の冷媒流路に接続される部分を絶縁材により構成
したところに特徴を有する。
【００１２】この場合、前記集熱部は平板状に構成した
り、複数本の金属製パイプを並べて構成したり、金属製
パイプ間に磁性体を介装して構成することができる。更
に、前記集熱部を静電遮蔽板として構成しておくことも
好ましい態様である。一方、冷却パイプの集熱部を、金
属製とする構成に代えて、絶縁性を有すると共に高熱伝
導性を有するセラミック製とする構成も好ましい。
り、複数本の金属製パイプを並べて構成したり、金属製
パイプ間に磁性体を介装して構成することができる。更
に、前記集熱部を静電遮蔽板として構成しておくことも
好ましい態様である。一方、冷却パイプの集熱部を、金
属製とする構成に代えて、絶縁性を有すると共に高熱伝
導性を有するセラミック製とする構成も好ましい。
【００１３】
【作用】上記手段によれば、冷却パイプの集熱部を、金
属により巻線と十分な接触面積を有する形状、例えば平
板状や複数本の金属製パイプを並べた形状などに構成す
ると共に、冷却パイプのうちの少なくとも集熱部の冷媒
流路に接続される部分を絶縁材により構成したので、巻
線の放熱部分から冷却パイプの集熱部へ熱が伝わり易く
なり、巻線の冷却効率を大幅に向上できる。そして、集
熱部を金属製パイプを並べて構成すると共に金属製パイ
プ間に磁性体を介装した場合は磁束の大部分を磁性体に
通すことができ、渦電流損失を低減できる。
属により巻線と十分な接触面積を有する形状、例えば平
板状や複数本の金属製パイプを並べた形状などに構成す
ると共に、冷却パイプのうちの少なくとも集熱部の冷媒
流路に接続される部分を絶縁材により構成したので、巻
線の放熱部分から冷却パイプの集熱部へ熱が伝わり易く
なり、巻線の冷却効率を大幅に向上できる。そして、集
熱部を金属製パイプを並べて構成すると共に金属製パイ
プ間に磁性体を介装した場合は磁束の大部分を磁性体に
通すことができ、渦電流損失を低減できる。
【００１４】更に、金属製の集熱部を巻線の所定部分と
電気的に接続して所定の電位に固定しておくことによ
り、金属製の集熱部を静電遮蔽板としても兼用すること
ができ、サージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改
善することも可能となる。
電気的に接続して所定の電位に固定しておくことによ
り、金属製の集熱部を静電遮蔽板としても兼用すること
ができ、サージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改
善することも可能となる。
【００１５】また、冷却パイプの集熱部を、金属製とす
る代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導性を有する
セラミック製としても、巻線の放熱部分から冷却パイプ
の集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷却効率を大幅
に向上できると共に、十分な絶縁性能を得ることができ
る。
る代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導性を有する
セラミック製としても、巻線の放熱部分から冷却パイプ
の集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷却効率を大幅
に向上できると共に、十分な絶縁性能を得ることができ
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を変圧器巻線に適用した第１の
実施例について図１ないし図３を参照しながら説明す
る。尚、変圧器は、通常、低圧巻線と高圧巻線の二つの
巻線から構成されているが、以下の説明では、一つの巻
線についてだけ説明し、他方の巻線については説明並び
に図示することを省略する。
実施例について図１ないし図３を参照しながら説明す
る。尚、変圧器は、通常、低圧巻線と高圧巻線の二つの
巻線から構成されているが、以下の説明では、一つの巻
線についてだけ説明し、他方の巻線については説明並び
に図示することを省略する。
【００１７】まず、円筒形巻線の全体の概略構成を示す
図１及び図２において、絶縁筒１１の上には、中空環状
の電気絶縁導体として形成された細管コンテナ１２を巻
初め端部１２ａから巻終り端部１２ｂまで同心円状に巻
き付けることにより、巻線１３が構成されている。上記
細管コンテナ１２は、例えば銅やアルミニウム製の中空
環状導体の外周面上に所定の厚さの絶縁層を設けて構成
されるものであり、この絶縁層は高熱伝導率を有する材
料から形成することが好ましい。そして、細管コンテナ
１２内には、その巻始め端部１２ａ又は巻終り端部１２
ｂから作動液が封入されており、これによって、巻線１
３が非ループ型細管ヒートパイプとして構成されてい
る。上記作動液としては、例えば純水やフッ素性液体等
が使用されている。
図１及び図２において、絶縁筒１１の上には、中空環状
の電気絶縁導体として形成された細管コンテナ１２を巻
初め端部１２ａから巻終り端部１２ｂまで同心円状に巻
き付けることにより、巻線１３が構成されている。上記
細管コンテナ１２は、例えば銅やアルミニウム製の中空
環状導体の外周面上に所定の厚さの絶縁層を設けて構成
されるものであり、この絶縁層は高熱伝導率を有する材
料から形成することが好ましい。そして、細管コンテナ
１２内には、その巻始め端部１２ａ又は巻終り端部１２
ｂから作動液が封入されており、これによって、巻線１
３が非ループ型細管ヒートパイプとして構成されてい
る。上記作動液としては、例えば純水やフッ素性液体等
が使用されている。
【００１８】また、巻線１３は、円板状巻線ユニット１
３ａを上下方向に絶縁のために間隔片１４を介して積み
上げた形に構成されている。各円板状巻線ユニット１３
ａは、最内側から最外側まで計７ターン巻回して構成さ
れている。そして、円板状巻線ユニット１３ａの層間の
所定の箇所には、冷却パイプ１５の所定部分としての集
熱部１６が間隔片を兼ねるように挟まれており、該集熱
部１６と円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテナ１２
とが密接する構成となっている。上記冷却パイプ１５の
残余の所定部分には、熱交換器及び冷媒循環ポンプ（い
ずれも図示しない）が設けられている。これにより、冷
却パイプ１５は、集熱部１６、熱交換器及び冷媒循環ポ
ンプを有する構成となっている。この場合、冷媒循環ポ
ンプを駆動することにより、冷却パイプ５内に封入され
た冷媒が強制循環され、集熱部１６で集熱された熱が熱
交換器へ輸送されてここで外部へ放熱されるようになっ
ている。尚、熱交換器及び冷媒循環ポンプは、変圧器の
外部に配置されている。
３ａを上下方向に絶縁のために間隔片１４を介して積み
上げた形に構成されている。各円板状巻線ユニット１３
ａは、最内側から最外側まで計７ターン巻回して構成さ
れている。そして、円板状巻線ユニット１３ａの層間の
所定の箇所には、冷却パイプ１５の所定部分としての集
熱部１６が間隔片を兼ねるように挟まれており、該集熱
部１６と円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテナ１２
とが密接する構成となっている。上記冷却パイプ１５の
残余の所定部分には、熱交換器及び冷媒循環ポンプ（い
ずれも図示しない）が設けられている。これにより、冷
却パイプ１５は、集熱部１６、熱交換器及び冷媒循環ポ
ンプを有する構成となっている。この場合、冷媒循環ポ
ンプを駆動することにより、冷却パイプ５内に封入され
た冷媒が強制循環され、集熱部１６で集熱された熱が熱
交換器へ輸送されてここで外部へ放熱されるようになっ
ている。尚、熱交換器及び冷媒循環ポンプは、変圧器の
外部に配置されている。
【００１９】ここで、上記集熱部１６は、図３に示すよ
うに、金属製（例えば銅やアルミニウム製）の板状部材
からなり、その内部にほぼＵ字状をなす中空管状の冷媒
流路１６ａが形成されている。これにより、集熱部１６
は、巻線１３の円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテ
ナ１２と十分な接触面積を有する形状となっている。ま
た、上記集熱部１６の表面には、例えばエポキシ樹脂等
からなる絶縁コーティングが施されている。そして、集
熱部１６の冷媒流路１６ａの両端部には、冷却パイプ１
５がパイプ接続部１７、１７を介して接続されている。
上記冷却パイプは、絶縁材料例えばテフロンや塩化ビニ
リデン等の樹脂で構成されていると共に、内部に絶縁性
を有する冷媒が封入されている。この場合、冷却パイプ
１５は、全体を絶縁材で構成する必要はなく、そのうち
の少なくとも集熱部１６の冷媒流路１６ａに接続される
部分を絶縁材により構成するだけでも良い。
うに、金属製（例えば銅やアルミニウム製）の板状部材
からなり、その内部にほぼＵ字状をなす中空管状の冷媒
流路１６ａが形成されている。これにより、集熱部１６
は、巻線１３の円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテ
ナ１２と十分な接触面積を有する形状となっている。ま
た、上記集熱部１６の表面には、例えばエポキシ樹脂等
からなる絶縁コーティングが施されている。そして、集
熱部１６の冷媒流路１６ａの両端部には、冷却パイプ１
５がパイプ接続部１７、１７を介して接続されている。
上記冷却パイプは、絶縁材料例えばテフロンや塩化ビニ
リデン等の樹脂で構成されていると共に、内部に絶縁性
を有する冷媒が封入されている。この場合、冷却パイプ
１５は、全体を絶縁材で構成する必要はなく、そのうち
の少なくとも集熱部１６の冷媒流路１６ａに接続される
部分を絶縁材により構成するだけでも良い。
【００２０】上記構成の場合、巻線１３を形成するに当
たっては、非ループ型細管ヒートパイプを構成する細管
コンテナ１２を用いているので、通常の巻線導体と同様
に巻回作業を行うことができ、細管コンテナ１２にルー
プを形成する必要もなく、また、放熱部を形成するため
に巻線の途中から導体を引き出す必要もなく、更には、
弁体を取付ける必要もないため、従来の巻線工程と何等
変わりなく容易に巻線を形成できると共に、絶縁上も最
適な構成とすることができる。
たっては、非ループ型細管ヒートパイプを構成する細管
コンテナ１２を用いているので、通常の巻線導体と同様
に巻回作業を行うことができ、細管コンテナ１２にルー
プを形成する必要もなく、また、放熱部を形成するため
に巻線の途中から導体を引き出す必要もなく、更には、
弁体を取付ける必要もないため、従来の巻線工程と何等
変わりなく容易に巻線を形成できると共に、絶縁上も最
適な構成とすることができる。
【００２１】一方、非ループ型細管ヒートパイプを構成
する細管コンテナ１２には、放熱部を適当に分散配置し
て設ける必要があるが、これに対しては、上記実施例で
は、冷却パイプ１５の集熱部１６を巻線１３の対をなす
円板状巻線ユニット１３ａの層間の所定の箇所に挟んで
密接させる構成としたので、１ターン毎に放熱部が存在
する構成となり、放熱部を分散配置することができる。
このため、巻線１３が非ループ型細管ヒートパイプとし
て有効に作動することから、巻線１３の内部温度分布を
均一化することが可能となる。
する細管コンテナ１２には、放熱部を適当に分散配置し
て設ける必要があるが、これに対しては、上記実施例で
は、冷却パイプ１５の集熱部１６を巻線１３の対をなす
円板状巻線ユニット１３ａの層間の所定の箇所に挟んで
密接させる構成としたので、１ターン毎に放熱部が存在
する構成となり、放熱部を分散配置することができる。
このため、巻線１３が非ループ型細管ヒートパイプとし
て有効に作動することから、巻線１３の内部温度分布を
均一化することが可能となる。
【００２２】そして、上記構成においては、通電により
巻線１３で発生した熱は、まず、非ループ型細管ヒート
パイプの作動、即ち、細管コンテナ１２内に封入された
作動液の軸方向振動により、非ループ型細管ヒートパイ
プの放熱部分、即ち、冷却パイプ１５の集熱部１６が密
接した部分へ向けて輸送される。この輸送された熱は、
ここで、冷却パイプ１５の集熱部１６側へ伝達され、更
に、集熱部１６側へ伝達された熱は、冷媒の循環作用に
より冷却パイプ１５の熱交換器へ輸送され、ここで、外
部へ放熱されるようになっている。
巻線１３で発生した熱は、まず、非ループ型細管ヒート
パイプの作動、即ち、細管コンテナ１２内に封入された
作動液の軸方向振動により、非ループ型細管ヒートパイ
プの放熱部分、即ち、冷却パイプ１５の集熱部１６が密
接した部分へ向けて輸送される。この輸送された熱は、
ここで、冷却パイプ１５の集熱部１６側へ伝達され、更
に、集熱部１６側へ伝達された熱は、冷媒の循環作用に
より冷却パイプ１５の熱交換器へ輸送され、ここで、外
部へ放熱されるようになっている。
【００２３】この場合、冷却パイプ１５の集熱部１６
を、金属製とすると共に、巻線１３と十分な接触面積を
有する形状、具体的には、平板状に構成したので、巻線
１３の放熱部分から冷却パイプ１５の集熱部１６へ熱が
伝わり易くなり、巻線１３の冷却効率を大幅に向上する
ことができる。そして、集熱部１６が金属製であって
も、集熱部１６の冷媒流路１６ａに接続した冷却パイプ
１５を絶縁材製としたので、対地電位に対して絶縁され
る構成となり、高電圧用の巻線に適用した場合でも、集
熱部１６の表面に絶縁コーティングを施す程度で十分な
絶縁性能を得ることができる。
を、金属製とすると共に、巻線１３と十分な接触面積を
有する形状、具体的には、平板状に構成したので、巻線
１３の放熱部分から冷却パイプ１５の集熱部１６へ熱が
伝わり易くなり、巻線１３の冷却効率を大幅に向上する
ことができる。そして、集熱部１６が金属製であって
も、集熱部１６の冷媒流路１６ａに接続した冷却パイプ
１５を絶縁材製としたので、対地電位に対して絶縁され
る構成となり、高電圧用の巻線に適用した場合でも、集
熱部１６の表面に絶縁コーティングを施す程度で十分な
絶縁性能を得ることができる。
【００２４】また、上記実施例では、金属製の集熱部１
６を電気的に浮遊状態に構成しているが、この場合に
は、集熱部１６を挟む２個の円板状巻線ユニット１３ａ
の静電容量によって、２個の円板状巻線ユニット１３ａ
の中間電位に固定されるので、過渡状態においても安定
した絶縁性能を維持することができる。
６を電気的に浮遊状態に構成しているが、この場合に
は、集熱部１６を挟む２個の円板状巻線ユニット１３ａ
の静電容量によって、２個の円板状巻線ユニット１３ａ
の中間電位に固定されるので、過渡状態においても安定
した絶縁性能を維持することができる。
【００２５】尚、一般的に、雷電圧等の急峻波頭の電圧
が変圧器巻線端子に印加された場合、不均一な初期電位
分布によって巻線線路端部の電位傾度が高くなり、絶縁
上の弱点部になることが知られているが、上記実施例で
は、金属製の集熱部１６を円板状巻線ユニット１３ａ間
に挿入することにより、円板状巻線ユニット１３ａ間の
静電容量が増加することから、初期電位分布が均一化す
る効果が生ずる。また、金属製の集熱部１６の所定部分
を巻線１３の所定部分である巻線線路端と電気的に接続
し、集熱部１６の電位を所定の電位である巻線線路端部
電位に固定しておくことにより、静電遮蔽板として機能
させ、サージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改善
することも可能となる。
が変圧器巻線端子に印加された場合、不均一な初期電位
分布によって巻線線路端部の電位傾度が高くなり、絶縁
上の弱点部になることが知られているが、上記実施例で
は、金属製の集熱部１６を円板状巻線ユニット１３ａ間
に挿入することにより、円板状巻線ユニット１３ａ間の
静電容量が増加することから、初期電位分布が均一化す
る効果が生ずる。また、金属製の集熱部１６の所定部分
を巻線１３の所定部分である巻線線路端と電気的に接続
し、集熱部１６の電位を所定の電位である巻線線路端部
電位に固定しておくことにより、静電遮蔽板として機能
させ、サージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改善
することも可能となる。
【００２６】図４は、本発明の第２の実施例を示すもの
であり、第１の実施例と異なるところを説明する。図４
に示すように、集熱部１６の上下両面には、絶縁コーテ
ィングを施す代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導
性を有するシート１８を取付けてから円板状巻線ユニッ
ト１３ａ間に挿入して挟むように構成している。上記シ
ート１８は、例えばシリコーンゴム等からなる耐熱性ゴ
ム１９に、窒化アルミニウムなどの高熱伝導性且つ絶縁
性を有するセラミック粉２０を混入して板状に成形して
構成されている。従って、この第２の実施例において
も、第１の実施例とほぼ同様な作用効果を得ることがで
きる。特に、第２の実施例では、高電圧用巻線に適用し
た場合の絶縁信頼性をより一層向上することができる。
であり、第１の実施例と異なるところを説明する。図４
に示すように、集熱部１６の上下両面には、絶縁コーテ
ィングを施す代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導
性を有するシート１８を取付けてから円板状巻線ユニッ
ト１３ａ間に挿入して挟むように構成している。上記シ
ート１８は、例えばシリコーンゴム等からなる耐熱性ゴ
ム１９に、窒化アルミニウムなどの高熱伝導性且つ絶縁
性を有するセラミック粉２０を混入して板状に成形して
構成されている。従って、この第２の実施例において
も、第１の実施例とほぼ同様な作用効果を得ることがで
きる。特に、第２の実施例では、高電圧用巻線に適用し
た場合の絶縁信頼性をより一層向上することができる。
【００２７】また、図５及び図６は、本発明の第３の実
施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを
説明する。図５及び図６において、集熱部１６に代わる
集熱部２１は、断面矩形の角筒状をなすと共に外周面に
絶縁コーティングが施された金属製パイプ例えば銅製の
パイプ２２を、５本横一列に連結したものを全体として
ほぼＵ字状を成すように曲成することにより構成されて
いる。この場合、５本のパイプ２２がそれぞれ冷媒流路
を構成している。これにより、集熱部２１は、巻線１３
の円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテナ１２と十分
な接触面積を有する形状となっている。そして、５本の
パイプ２２の各両端部には、冷却パイプ１５がパイプ接
続部２３、２３を介して接続されている。従って、この
第３の実施例においても、第１の実施例とほぼ同様な作
用効果を得ることができる。
施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを
説明する。図５及び図６において、集熱部１６に代わる
集熱部２１は、断面矩形の角筒状をなすと共に外周面に
絶縁コーティングが施された金属製パイプ例えば銅製の
パイプ２２を、５本横一列に連結したものを全体として
ほぼＵ字状を成すように曲成することにより構成されて
いる。この場合、５本のパイプ２２がそれぞれ冷媒流路
を構成している。これにより、集熱部２１は、巻線１３
の円板状巻線ユニット１３ａの細管コンテナ１２と十分
な接触面積を有する形状となっている。そして、５本の
パイプ２２の各両端部には、冷却パイプ１５がパイプ接
続部２３、２３を介して接続されている。従って、この
第３の実施例においても、第１の実施例とほぼ同様な作
用効果を得ることができる。
【００２８】図７は、本発明の第４の実施例を示すもの
であり、第３の実施例と異なるところは、金属製パイプ
間に磁性体を介装した点である。具体的には、銅製のパ
イプ２４間に磁性体としてケイ素鋼板２５を用いて連結
する構成とした。この場合、ケイ素鋼板２５は両側面
（連結面）に、絶縁コーティングが施されているので、
銅製のパイプ２４として外周面全周に絶縁コーティング
を施したものを用いる必要はない。このように構成した
集熱部２６は、その上下両面に絶縁コーティングを施し
てから、或いは、前記したシート１８を取付けてから、
巻線１３の円板状巻線ユニット１３ａ間に挿入して挟む
ものである。従って、この第４の実施例においても、第
３の実施例とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
特に、第４の実施例では、磁束の大部分が、透磁率の高
いケイ素鋼板２５内を通るようになることから、渦電流
損失を低減することができる。
であり、第３の実施例と異なるところは、金属製パイプ
間に磁性体を介装した点である。具体的には、銅製のパ
イプ２４間に磁性体としてケイ素鋼板２５を用いて連結
する構成とした。この場合、ケイ素鋼板２５は両側面
（連結面）に、絶縁コーティングが施されているので、
銅製のパイプ２４として外周面全周に絶縁コーティング
を施したものを用いる必要はない。このように構成した
集熱部２６は、その上下両面に絶縁コーティングを施し
てから、或いは、前記したシート１８を取付けてから、
巻線１３の円板状巻線ユニット１３ａ間に挿入して挟む
ものである。従って、この第４の実施例においても、第
３の実施例とほぼ同様な作用効果を得ることができる。
特に、第４の実施例では、磁束の大部分が、透磁率の高
いケイ素鋼板２５内を通るようになることから、渦電流
損失を低減することができる。
【００２９】また、上記各実施例では、集熱部１６、２
１、２６を金属製としたが、これに代えて、絶縁性を有
すると共に高熱伝導性を有するセラミック（例えば窒化
アルミニウム）製としても良い。このようなセラミック
から集熱部を構成すると、十分な性能を得る巻線の初期
電位分布改善に関する効果はなくなるが、渦電流損失発
生を防止できると共に、絶縁信頼性を更に高くすること
ができる。勿論、この場合も、巻線の放熱部分から集熱
部へ熱が伝わり易くなるから、巻線の冷却効率を大幅に
向上できる。
１、２６を金属製としたが、これに代えて、絶縁性を有
すると共に高熱伝導性を有するセラミック（例えば窒化
アルミニウム）製としても良い。このようなセラミック
から集熱部を構成すると、十分な性能を得る巻線の初期
電位分布改善に関する効果はなくなるが、渦電流損失発
生を防止できると共に、絶縁信頼性を更に高くすること
ができる。勿論、この場合も、巻線の放熱部分から集熱
部へ熱が伝わり易くなるから、巻線の冷却効率を大幅に
向上できる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、冷却パイプの集熱部を、金属により巻線と十分な接
触面積を有する形状例えば平板状や複数本の金属製パイ
プを並べた形状などに構成すると共に、冷却パイプのう
ちの少なくとも集熱部の冷媒流路に接続される部分を絶
縁材により構成したので、巻線の放熱部分から冷却パイ
プの集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷却効率を大
幅に向上でき、構成の小形化及び軽量化を図ることがで
きるという優れた効果を奏する。
に、冷却パイプの集熱部を、金属により巻線と十分な接
触面積を有する形状例えば平板状や複数本の金属製パイ
プを並べた形状などに構成すると共に、冷却パイプのう
ちの少なくとも集熱部の冷媒流路に接続される部分を絶
縁材により構成したので、巻線の放熱部分から冷却パイ
プの集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷却効率を大
幅に向上でき、構成の小形化及び軽量化を図ることがで
きるという優れた効果を奏する。
【００３１】この場合、集熱部を複数本の金属製パイプ
間に磁性体を介装して構成することにより、磁束の大部
分を磁性体に通すことができ、渦電流損失を低減でき
る。更に、金属製の集熱部を巻線の所定部分と電気的に
接続して所定の電位に固定しておくことにより、金属製
の集熱部を静電遮蔽板としても兼用することができ、サ
ージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改善すること
も可能である。
間に磁性体を介装して構成することにより、磁束の大部
分を磁性体に通すことができ、渦電流損失を低減でき
る。更に、金属製の集熱部を巻線の所定部分と電気的に
接続して所定の電位に固定しておくことにより、金属製
の集熱部を静電遮蔽板としても兼用することができ、サ
ージ性電圧侵入時の巻線の初期電位分布を改善すること
も可能である。
【００３２】また、冷却パイプの集熱部を、金属により
構成する代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導性を
有するセラミックにより構成しても、巻線の放熱部分か
ら冷却パイプの集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷
却効率を大幅に向上できると共に、十分な絶縁性能を得
ることができる。この場合、特に、渦電流損失が発生す
ることを防止できる。
構成する代わりに、絶縁性を有すると共に高熱伝導性を
有するセラミックにより構成しても、巻線の放熱部分か
ら冷却パイプの集熱部へ熱が伝わり易くなり、巻線の冷
却効率を大幅に向上できると共に、十分な絶縁性能を得
ることができる。この場合、特に、渦電流損失が発生す
ることを防止できる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す巻線全体の斜視図
【図２】巻線の部分縦断面図
【図３】集熱部の斜視図
【図４】本発明の第２の実施例を示す図３相当図
【図５】本発明の第３の実施例を示す図３相当図
【図６】図５中ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図
【図７】本発明の第４の実施例を示す図６相当図
【図８】従来構成を示す図１相当図
【図９】従来構成を示す図２相当図
１１は絶縁筒、１２は細管コンテナ、１３は巻線、１４
は間隔片、１５は冷却パイプ、１６は集熱部、１８はシ
ート、２１は集熱部、２２はパイプ、２４はパイプ、２
５はケイ素鋼板、２６は集熱部を示す。
は間隔片、１５は冷却パイプ、１６は集熱部、１８はシ
ート、２１は集熱部、２２はパイプ、２４はパイプ、２
５はケイ素鋼板、２６は集熱部を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 恭文 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会 社東芝 本社事務所内 (56)参考文献 特開 昭64−84699（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−29783（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−118613（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−75716（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−17806（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 27/28
Claims (6)
- 【請求項１】 中空管状の細管コンテナの内部に作動液
を封入した非ループ型細管ヒートパイプで構成された巻
線と、 前記非ループ型細管ヒートパイプの所定の放熱部分に密
接させる集熱部と、外部熱交換器と、冷媒循環ポンプと
を有し、内部を冷媒が循環するように構成された冷却パ
イプとを備え、 前記集熱部を、金属により前記巻線と十分な接触面積を
有する形状に構成すると共に、 前記冷却パイプのうちの少なくとも前記集熱部の冷媒流
路に接続される部分を、絶縁材により構成したことを特
徴とする静止誘導機器巻線の冷却構造。 - 【請求項２】 前記集熱部を平板状に構成したことを特
徴とする請求項１記載の静止誘導機器巻線の冷却構造。 - 【請求項３】 前記集熱部を複数本の金属製パイプを並
べて構成したことを特徴とする請求項１記載の静止誘導
機器巻線の冷却構造。 - 【請求項４】 前記集熱部を複数本の金属製パイプを並
べて構成すると共に、金属製パイプ間に磁性体を介装し
て構成したことを特徴とする請求項１記載の静止誘導機
器巻線の冷却構造。 - 【請求項５】 前記集熱部を静電遮蔽板として構成した
ことを特徴とする請求項１記載の静止誘導機器巻線の冷
却構造。 - 【請求項６】 中空管状の細管コンテナの内部に作動液
を封入した非ループ型細管ヒートパイプで構成された巻
線と、 前記非ループ型細管ヒートパイプの所定の放熱部分に密
接させる集熱部と、外部熱交換器と、冷媒循環ポンプと
を有し、内部を冷媒が循環するように構成された冷却パ
イプとを備え、 前記集熱部を、絶縁性及び高熱伝導性を有するセラミッ
クにより前記巻線と十分な接触面積を有する形状に構成
すると共に、 前記冷却パイプのうちの少なくとも前記集熱部の冷媒流
路に接続される部分を、絶縁材により構成したことを特
徴とする静止誘導機器巻線の冷却構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20743293A JP3274241B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 静止誘導機器巻線の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20743293A JP3274241B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 静止誘導機器巻線の冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766048A JPH0766048A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3274241B2 true JP3274241B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=16539671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20743293A Expired - Fee Related JP3274241B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | 静止誘導機器巻線の冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3274241B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8917511B2 (en) | 2010-06-30 | 2014-12-23 | Panasonic Corporation | Wireless power transfer system and power transmitting/receiving device with heat dissipation structure |
| JP2015207709A (ja) * | 2014-04-22 | 2015-11-19 | 新電元工業株式会社 | 磁性部品 |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20743293A patent/JP3274241B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766048A (ja) | 1995-03-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |