變壓器的冷卻裝置的製作方法
2023-10-23 02:41:32 1
專利名稱：變壓器的冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對配置在框體內的變壓器進行冷卻的變壓器的冷卻裝置。
背景技術：
在半導體電力轉換裝置中，將構成主電路的半導體單元、冷卻主電路變壓器等發熱設備的部分、以及對由耐熱性比較差的控制印製電路板的電氣設備構成的控制單元進行冷卻的部分，分別分離成三個盤(框體)進行收納。尤其，收納發熱量多的主電路變壓器的盤(框體)，採用至少在正面設有吸氣口、用頂扇進行排氣的強制換氣方式(例如參照專利文獻1)。在該專利文獻1記載的現有例中，將排氣扇以在前後方向的中央部從上方與變壓器相對的方式配置在收納有變壓器的盤的頂部，在盤的正面下部設置吸氣口。並且，在盤底部的背面側配置與送風扇組合而成的導風管，在該導風管向著變壓器的背面形成開口部， 將通過吸氣口取入到盤內的外部空氣的一部分從導風管的送風口向變壓器的背面分流送風。另外，也已知如下所述的變壓器盤(例如參照專利文獻2)設置有變壓器側絕緣板、框體側絕緣支承部件和吸氣整流板，所述變壓器側絕緣板作為框體內部空間分隔部件， 將框體內分隔成上部空間和下部空間，並且阻止由冷卻風扇產生的冷卻風在上部空間和下部空間相互流通，進而，將通過冷卻風扇旋轉而在框體內產生的冷卻風導向包圍變壓器線圈的外周部的筒狀絕緣物內，冷卻變壓器的線圈。[專利文獻1]日本特開2009-303354號公報[專利文獻2]日本特開2009-76825號公報在此，在上述專利文獻1和專利文獻2記載的現有例中，採用強制排氣方式，即，僅從收納變壓器的框體的正面側取入空氣，使取入到框體內的冷卻風通過變壓器的周圍，由配置在上方的冷卻風扇向外部排氣。但是，在上述專利文獻1和專利文獻2記載的現有例中，為了將從框體的正面取入的冷卻風引導到變壓器的周圍，需要送風扇和導風管、包圍變壓器的線圈的外周部的筒狀絕緣物和將冷卻風引導到該筒狀絕緣部的下部的導風機構，存在結構複雜且框體大型化等未解決的課題。
發明內容
於是，本發明是著眼於上述現有例的未解決的課題而完成的，其目的在於，提供一種能夠以簡單的結構高效地冷卻變壓器的變壓器的冷卻裝置。為了實現上述目的，本發明的一個實施方式涉及的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於，包括收納變壓器的框體；在該框體內將上述變壓器的周圍分隔成前後，在該變壓器的背面側形成風洞部的分隔板；與上述風洞部相對，並配置在上述框體的上表面的排氣用頂扇；和只在上述框體正面的與上述變壓器的繞組部相對的位置形成的冷卻風吸氣口，並且只形成有從上述冷卻風吸氣口通過上述變壓器的繞組部，再通過上述風洞部到上述排氣用頂扇的冷卻風通道。根據該結構，只形成從冷卻風吸氣口通過上述變壓器的繞組部，再通過該繞組部的背面側的風洞部到上述排氣用頂扇的冷卻風通道，在變壓器的繞組部能夠通過流速大的冷卻風，能夠提高變壓器的冷卻效率。另外，本發明的另一方式涉及的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於上述分隔板包括上部分隔板部和側面分隔板部，上述上部分隔板部配設在上述變壓器的上表面與框體的上表面之間，上述側面分隔板部從該上部分隔板部的兩側部通過上述變壓器的側面並延伸到上述框體的後面側及下面側。根據該結構，由上部分隔板部和側面分隔板部覆蓋變壓器的周圍，能夠形成與變壓器的寬度對應的寬度的風洞部，從冷卻風吸氣口吸入的冷卻風只通過變壓器的繞組部， 能夠進一步提高變壓器的冷卻效率。另外，本發明的另一方式涉及的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於上述分隔板包括上部分隔板部和側面分隔板部，上述上部分隔板部配設在上述變壓器的上表面與框體的上表面之間，上述側面分隔板部從該上部分隔板部的兩側部通過上述變壓器的側面延伸到上述框體的左側面側、右側面側和下面側。根據該結構，由上部分隔板部和側面分隔板部覆蓋變壓器的周圍，能夠將框體分隔為前後，從冷卻風吸氣口吸入的冷卻風只通過變壓器的繞組部，能夠進一步提高變壓器的冷卻效率。另外，本發明的另一方式涉及的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於上述排氣用頂扇配置為使得扇中心軸線通過上述變壓器的繞組部的背面側。根據該結構，用排氣用頂扇能夠將通過變壓器的繞組部到達背面側的冷卻風可靠地排出。另外，本發明的另一方式涉及的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於上述排氣用頂扇沿著寬度方向並列設置多臺。根據該結構，能夠用多臺排氣用頂扇將通過變壓器的繞組的冷卻風排出，能夠提高冷卻風的風量，提高變壓器的冷卻效率。下面說明本發明的效果。根據本發明，在變壓器的周圍設置分隔板，以在變壓器的背面側形成風洞部，與該風洞部相對的在框體的上表面設置排氣用頂扇，並且，只在框體正面側的與變壓器的繞組相對的位置上設置冷卻風吸氣口，通過上述簡單結構，能夠僅形成從冷卻風吸氣口通過上述變壓器的繞組部，再通過風洞部到上述排氣用頂扇的冷卻風通道，在變壓器的繞組部能夠通過流速大的冷卻風，具有能夠提高變壓器的冷卻效率的效果。
圖1是表示本發明的第一實施方式的圖，其中，(a)是正面圖，(b)是卸下正面板後的正面圖，(c)是(a)的A-A線的截面圖，(d)是(a)的B_B線上的截面圖。圖2是表示本發明的第二實施方式的圖，其中，(a)是正面圖，(b)是卸下正面板後的正面圖，(c)是(a)的C-C線上的截面圖。附圖標記說明
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I-框體Ia-前面板Ib-後面板Ic-上面板Id-底面板Ie-左側面板If-右側面板2-主電路變壓器3-開閉門4u 4w_冷卻風吸氣口6-分隔板6a-上部分隔板部6b 6e_側部分隔板部7-風洞部8a、8b-排氣用頂扇
具體實施例方式下面，參照
本發明的實施方式，在以下的實施方式中，雖然對構成要素、 種類、組合、位置、形狀、數量和相對配置等作了各種限定，但是這些僅僅是例示，本發明並不局限於下述實施方式。圖1(a) (d)是表示本發明的第一實施方式的圖。圖中，附圖標記1為框體(盤)， 該框體1由前面板la、後面板lb、上面板lc、底面板Id、左側面板Ie和右側面板If形成為長方體形狀。在該框體1內的大致中央部以使得三相繞組Lu、Lv和Lw沿著寬度方向排列的狀態收納有3相的主電路變壓器2。主電路變壓器2固定在框體1的底面板Id。框體1的前面板Ia在上下兩段沿著寬度方向設有三列開閉門3，在下段的開閉門 3的與主電路變壓器2的繞組Lu、Lv和Lw的下側相對的位置，形成冷卻風吸氣口 4u、4v和 #。上述冷卻風吸氣口如 #各自被網狀部件5覆蓋。另外，在框體1的內部的主電路變壓器2的上部與框體1的上面板Ic之間配置有分隔板6。該分隔板6從平面來看由上部分隔板部6a、與其連接的側部分隔板部6b和6c 形成將主電路變壓器2的後半部包圍的U字形狀。上部分隔板部6a在框體1的前後方向的中間位置上的主電路變壓器2的上部與框體1的上面板Ic之間沿著寬度方向延伸配置。另外，側部分隔板部6b和6c配置為從上部分隔板部6a的左右兩端向後方，與左右側面板Ie和If平行延伸到框體1的後面板lb， 並且延伸到框體1的底面板ld，覆蓋主電路變壓器2的繞組Lu和Lw的側面一半左右的程度。並且，由分隔板6的上部分隔板部6a、側部分隔板部6b、6c、以及主電路變壓器2 的背面側形成了風洞部7。另外，在框體1的上面板Ic的與風洞部7相對的位置，配置有2個排氣用頂扇8a、 8b。上述排氣用頂扇8a、8b各自以使風扇中心軸線Lf比主電路變壓器2的背面位置稍稍靠背面側的方式，沿著寬度方向離開規定距離地配置在上面板lc。下面，說明上述第一實施方式的動作。排氣用頂扇8a、8b配置在由分隔板6圍成的風洞部7的上方，因此，通過使上述排氣用頂扇8a、8b旋轉，外部空氣從配置在框體1的前面板Ia的冷卻風吸氣口如 #作為冷卻風被取入框體1內。主電路變壓器2的後半部被分隔板6的上部分隔板部6a、側部分隔板部6b和6c 包圍，由上述分隔板6和主電路變壓器2的背面部形成了風洞部7。並且，在風洞部7的上部側設有排氣用頂扇8a、8b，因此，被排氣用頂扇8a、8b吸引的冷卻風如圖1(c)和(d)所示那樣，從冷卻風吸氣口 4u、4v和#通過主電路變壓器2的繞組Lu、Lv和Lw的周圍，進入風洞部7，形成從該風洞部7到排氣用頂扇8a和8b的冷卻風通道，進行強制風冷(空氣冷卻)。這時，從冷卻風吸氣口如 #被吸入的冷卻風的風量和風速，與由排氣用頂扇8a 和8b排出的冷卻風的風量和風速大致相等，從上述冷卻風吸氣口如 #被吸入的冷卻風的全部風量，通過主電路變壓器2的繞組Lu Lw的周圍，由排氣用頂扇8a和8b排出到外部。因此，能夠提高通過主電路變壓器2的繞組Lu Lw周圍的冷卻風的風量和風速，能夠充分冷卻主電路變壓器2，提高冷卻效果。而且，用於得到上述效果的結構，是在框體1的與主電路變壓器2相對的前面板If 設置冷卻風吸氣口如 ^，並且，配置將主電路變壓器2的後半部包圍的分隔板6，在主電路變壓器2的背面側形成風洞部7，在該風洞部7的上部側設置排氣用頂扇8a、8b，以上述簡單的結構能夠形成有效的冷卻風通道。由此，主電路變壓器2能夠以強制風冷為前提進行設定，能夠實現小型化。另外，由於僅從在框體1的正面側設置的冷卻風吸氣口如 ^ 進行吸氣，因此，沒有必要在框體1的背面側設置吸氣口，沒有必要在框體1的背面側設置吸氣用空間，從而如圖1(c)和(d)所示那樣，能夠使框體1的背面側與壁等接觸地配置。因此，能夠實現收納有主電路變壓器2的框體1的小型化以及設置空間的縮小化。此外，由於通過分隔板6的側部分隔板部6b和6c包圍主電路變壓器2的側面，因此風洞部7的寬度與主電路變壓器2的寬度大致相等，能夠將冷卻風通道的寬度設為大致一定，來減少冷卻風的管道阻力，能夠在層流狀態下使冷卻風通過，能夠在主電路變壓器2 進行熱交換，良好地排出帶有熱量的冷卻風。在上述第一實施方式中，對分隔板6的側部分隔板部6b、6c與框體1的左右側面板le、lf平行地形成的情況進行了說明，但是本發明並不局限於此，也可以從平面(俯視) 來看時，從上部分隔板部6a傾斜延伸到框體1的後面板Ib與左右側面板le、lf的分界位置或其附近，總之風洞部7形成在主電路變壓器2的背面側即可。下面，參照圖2說明本發明的第二實施方式。在該第二實施方式中，變更了分隔板6的形狀。S卩，第二實施方式是在上述第一實施方式的圖1的結構中，省略了分隔板6的側部分隔板部6b和6c，如圖2(b)和(c)所示那樣，代之以在上部分隔板部6a的兩側端，形成有側部分隔板部6d和6e，它們到達框體1的左右側面板le、If，並且通過主電路變壓器2的側面到達底面板ld，除此以外具有與上述圖1相同的結構。因此，對與圖1對應的部分標以相同附圖標記，省略它們的詳細說明。
根據該第二實施方式，通過分隔板6的上部分隔板部6a、側部分隔板部6d、6e和主電路變壓器2將框體1前後分隔，其後半部成為風洞部7。因此，如圖2(c)所示，通過旋轉驅動排氣用頂扇8a、8b，形成從冷卻風吸氣口如 #通過主電路變壓器2的繞組Lu Lw 的周圍，從風洞部7到達排氣用頂扇8a、8b的冷卻風通道，能夠得到與上述第一實施方式相同的作用效果。這種情況下，分隔板6能夠由上部分隔板部6a、側部分隔板部6d和6e形成為平板狀，因此能夠使分隔板6的結構簡單化。在上述第一和第二實施方式中，對在框體1的正面側形成有3個冷卻風吸氣口如 #的情況進行了說明，但是本發明並不局限於此，既可以形成橫長(長方形)的1個或2個冷卻風吸氣口，也可以設置4個以上的冷卻風吸氣口。在上述第一和第二實施方式中，對應用主電路變壓器作為變壓器的情況進行了說明，但是本發明並不局限於此，在將任意變壓器收納在框體1的情況下能夠應用本發明。上面參照
了本發明的實施方式，但本發明並不局限於上述實施方式。在本發明的技術思想範圍內可以作種種變更，它們都屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種變壓器的冷卻裝置，其特徵在於，包括 收納變壓器的框體；在該框體內將所述變壓器的周圍分隔成前後，在該變壓器的背面側形成風洞部的分隔板；與所述風洞部相對，並配置在所述框體的上表面的排氣用頂扇；和只在所述框體正面的與所述變壓器的繞組部相對的位置形成的冷卻風吸氣口， 並且只形成有從所述冷卻風吸氣口通過所述變壓器的繞組部，再通過所述風洞部到所述排氣用頂扇的冷卻風通道。
2.如權利要求1所述的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於所述分隔板包括上部分隔板部和側面分隔板部，所述上部分隔板部配設在所述變壓器的上表面與框體的上表面之間，所述側面分隔板部從該上部分隔板部的兩側部通過所述變壓器的側面並延伸到所述框體的後面側及下面側。
3.如權利要求1所述的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於所述分隔板包括上部分隔板部和側面分隔板部，所述上部分隔板部配設在所述變壓器的上表面與框體的上表面之間，所述側面分隔板部從該上部分隔板部的兩側部通過所述變壓器的側面延伸到所述框體的左側面側、右側面側和下面側。
4.如權利要求1 3中任一項所述的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於 所述排氣用頂扇配置為使得扇中心軸線通過所述變壓器的繞組部的背面側。
5.如權利要求1 3中任一項所述的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於 所述排氣用頂扇沿著寬度方向並列設置多臺。
6.如權利要求4所述的變壓器的冷卻裝置，其特徵在於 所述排氣用頂扇沿著寬度方向並列設置多臺。
全文摘要
本發明提供能夠以簡單的結構有效地冷卻變壓器的變壓器的冷卻裝置。本發明的變壓器的冷卻裝置包括收納變壓器(2)的框體(1)；在該框體(1)內將上述變壓器(2)的周圍分隔成前後，在該變壓器(2)的背面側形成風洞部(7)的分隔板(6)；與上述風洞部(7)相對，並配置在上述框體(1)的上表面的排氣用頂扇(8a，8b)；和只在上述框體(1)正面的與上述變壓器(2)的繞組部相對的位置形成的冷卻風吸氣口(4u～4w)，只形成有從上述冷卻風吸氣口(4u～4w)通過上述變壓器(2)的繞組部，再通過上述風洞部(7)到上述排氣用頂扇(8a，8b)的冷卻風通道。
文檔編號H01F27/08GK102386571SQ20111023001
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月8日 優先權日2010年8月27日
發明者城市洋, 野田稔之, 高屋敷司 申請人:富士電機株式會社