帶有吸塵罩的散熱器的製作方法
2023-12-05 14:49:46 3
專利名稱：帶有吸塵罩的散熱器的製作方法
技術領域：
本發明涉及水變阻器的電極水循環處理系統所使用的帶有吸塵罩的散熱器，該系統供包括發電機和變壓器等在內的各種電源裝置的輸出特性的測試試驗使用。
本發明者發明的水變阻器A如
圖1所示，由有底圓筒形基礎電極1、圓筒形主電極5和絕緣套筒7構成，有底圓筒形基礎電極1的內部裝有供給循環用的指定量的電極水W，在該基礎電極1的底部1a的適當位置開有排水孔2，在底部1a的中央設有貫穿該底部1a的絕緣體3;圓筒形主電極5伸到外部的下端與電源裝置的電線4連接;絕緣套筒7罩在主電極5的外面，懸吊著可以自由升降，藉以調整該主電極5露出的長度，其上部設有冷卻過的上述循環供給水的放水口6。圖1中只畫出了一個水變阻器A，但是，實際上是由兩個以上的水變阻器構成一組，它們的主電極5分別與電源裝置(圖中未示出)的兩相或三相中的一相連接，並且它們的基礎電極1用接地線8相互連接起來接地。因此，對於三相的情況，就成為星形連接的變阻器。放水口6和排水孔2與本發明者在特開昭62-123287號和特開昭62-124472號公報上發表過的圖1所示的電極水冷卻處理裝置B相連通，藉以使水循環、冷卻，保持為一定的水溫，並除去不純物質。
該電極水冷卻處理裝置B將上述水變阻器A排出的溫水冷卻後，再送回水變阻器A，它在散熱器9、噴水管10、風扇11、百葉窗12、回收水槽13和貯水罐14之間構成下述管路。
即，通過可以自由轉換的轉換閥28、29和30形成由純水充填管路20、電極水冷卻循環管路22、注水回流管路24和噴水送水管路27組成的管路，純水充填管路20利用純水泵16將貯存在貯水罐14中的水從垂直地插在該貯存水中的給水管15吸起來，並使之通過過濾器17、18和提高水的純度的純水器19;電極水冷卻循環管路22在上述純水充填管路20將水送到供水端22a後，把水送入水變阻器A，並利用裝設在該管路中的電極水循環泵21將上述水變阻器A排出的溫水送至散熱器9的下部注入口9a;注水回流管路24利用裝設在其中的純水泵16，使從散熱器9的下部注入口9a之前的電極水冷卻循環管路22的排出端22b分叉送出的電極水W通過冷卻蛇形管23進行冷卻，然後再送回上述純水充填管路20;噴水送水管路27利用裝設在其中的噴水泵25把水從垂直地插入上述貯水罐14中的給水管15或垂直地插入回收水槽13中的吸水管26吸起來，送給噴水管10。
圖1中的31個風扇電機，32、33、34分別是風扇電機31、純水泵16和噴水泵25的轉換開關的速度控制器，35是冷卻蛇形管。
包括水變阻器A在內的這樣的裝置可以全部放在一輛貨車等載重臺上迅速地自由移動，並且也可以用水池代表貯水罐14。
另外，圖中的C是絕緣套筒的升降自動控制裝置，由計測器36、控制器37和絕緣套筒的升降驅動操作裝置38構成，計測器36輸出計測到的測定值信號S1，該信號至少是通過電線4輸入的電功率或電流信號中的一個;控制器37將上述測定信號S1輸入後與預先設定的設定值進行比較，然後輸出比較值控制信號S2，絕緣套筒的升降驅動操作裝置38在輸入上述比較值控制信號S2後，發出使懸吊著的絕緣套筒7上升的操作指令。
下面，介紹按上述形式構成的電極水冷卻處理裝置B的運轉情況。
首先，如圖1中的實線箭頭所示的那樣，經給水管15和純水充填管路20而純化後的水送到電極水冷卻循環管路22的供給端22a，從放水口6填充到水變阻器A內。也就是說，由純水泵16從貯水罐14吸上來的水通過純水泵16後，經過冷卻蛇形管35，由過濾器17將砂粒等濾掉，再送入過濾器18濾去氯後，送入純水器19。這時普通的自來水的導電率約為200(μs/cm)，經純水器19純化後，大約減小為1(μs/cm)。水按實線箭頭所示的那樣通過電極水冷卻循環管路22的供給端22a充入水變阻器A內。
這樣，電極水W的充填作業就完成了，當循環過電極水泵21後，不純物溶解出來使得導電率升高時，就排一次水，然後再從頭重複進行操作。
這裡，純水器19的最高使用溫度是40℃，所以，冷卻蛇形管23和35用來把水冷卻到40℃以下。
接著，當利用轉換閥29和30將純水充填管路20關閉之後，就按圖1中虛線箭頭所示的那樣，啟動電極水循環泵21動作，使充填的電極水W在電極水冷卻循環管路22中循環流動。
同時，也啟動噴水泵25動作，按圖1中虛線箭頭所示的種樣，由給水管15將水從貯水罐14中吸上來，通過噴水管路27後，由噴水管10向散熱器9噴射，像圖中虛線所示的那樣。另外，風扇電機31也被啟動，使風扇11轉動，向散熱器9的背面吹風。
因此，電極水W在通過水變阻器A的期間，作為電阻消耗電能而變成溫水，然後送至散熱器9，這種溫水在通過散熱器9時被噴射的水冷卻。另一方面，噴射的水從散熱器9的表面奪走散熱器9內通過的溫水的熱量而發生蒸發，被從散熱器9的背面吸來的風帶走，沿著裝設在散熱器9前面的百葉窗12的導板12a像圖中虛線箭頭所示的那樣，吹到電極水冷卻處理裝置B的上方擴散開來。此後，被散熱器9冷卻過的電極水W便從注出口96經過電極水冷卻循環管路22的供給端22a再送到水變阻器A內。
在使散熱器9冷卻而噴射的水沒有蒸發掉的部分便附著在百葉窗12上，依靠自重下落，回到回收水槽13內。因此，當回收水槽13接近滿水位時，可以轉動轉換閥28，利用噴水泵25將回收水槽13內的水通過吸水管26吸上來，再送給噴水管10。
另外，也可以預先將回收水槽13和貯水罐連通起來，省去吸水管26和轉換閥28。
在高壓運轉過程中，想減小電極水W的導電率時，則轉動轉換閥29和30，讓水按圖1中雙點線箭頭所示的方向，經過注水回流管路24、純水充填管路20和電極水冷卻循環管路22進行循環。也就是說，電極水W由電極水循環泵21從水變阻器A排出後，經冷卻蛇形管23，由純水泵16送入冷卻蛇形管35，然後，通過過濾器17、18和純水器19，再回到水變阻器A，因此，在除去雜物和氯之後，便可減小導電率。
相反，在低壓大電流運轉過程中，將鹽類導電性物質添加到水變阻器A的電極水W中時，使導電率高於自來水的導電率200(μs/cm)，就可以通過電極水冷卻循環管路22進行循環。
但是，電極水溫度控制系統裝置D由測溫器39，溫度比較器40和速度控制器32及34構成，測溫器39安裝有與電極水冷卻循環管路22的排出端22b相連接的散熱器9的下部注入口9a處，用來測量從電極水冷卻循環管路22的排出端22b流出的電極水W的溫度，並輸出測定值信號S3;溫度比較器40在輸入上述測定值信號S3後，使輸出預先設定的設定值的比較值控制信號S4，並且，當該比較值控制信號S4超過預先設定的高溫端容許範圍值時，則輸出緊急非常信號S5;速度控制器32和34由倒相器構成，它們在輸入上述比較值控制信號S4後，分別控制噴水泵25的電機驅動動作和風扇11的電機31的驅動動作。此外，還設有絕緣套筒升降驅動裝置38和安全切斷器42，當輸入上述緊急非常信號S5時，絕緣套筒升降驅動裝置38便切斷與圖中未示出的離合器的連接;與此同時，安全斷路器42在收到上述緊急非常信號S5時，便通過警報器41和電線4將水變阻器A與電源裝置斷開。
在這種水變阻器電極水循環處理系統裝置X中，設置絕緣套筒升降自動控制裝置C和電極水溫度控制系統裝置D，是針對異常狀態採取的安全措施。
但是，當電極水循環泵21在工作中停止，以致驅動能力突然減小，造成流量急劇減少時，如果電極水W的循環停止或減少，基礎電極1內的電極水W的溫度就會急劇地上升，以致沸騰流溢，這就非常危險的。由於測溫器39經過一段時間延遲之後才能檢測到該電極水W的溫度急劇上升，所以，在此延遲時間內，基礎電極1和主電極5之間將發生弧光α放電，當計測器36檢測到該短路過電流後，才開始使絕緣套筒7下降，將主電極5完全屏蔽絕緣起來，所以，迴避不了可能發生的弧光α放電的危險。
對於水變阻器A，如圖2所示，在條件一定的水L中平行地垂直插入兩塊電極P1和P2，當加在這兩塊電極板P1和P2上的電壓上升到某一值時，就會放電。理想的情況是，當兩塊電極板P1和P2為無限平行的平板時，就難於發生放電現象，但是無法用這樣的平板來做電極。因為電極表面的電值V可以表為V＝K(係數) (Q(電荷))/(γ(曲率半徑))平板面的曲率半徑為γ＝∞，但平板切口處的角度θ則使得該處的曲率半徑值接近γ＝0，於是有VR＝0＝K (Q)/(γ) ＝∞，這就是放電端。
為了使曲率半徑γ取大於零的可能的有限大數值，可將電極的形狀做成球形或圓筒形進行解決。
為此，如圖3所示、將主電極5的上下端做成半圓球形端5a和5b，將中間部分做成圓筒5c。對於外面的有底圓筒基礎電極1，由於它的曲率半徑γ比內部電極的曲率半徑大，所以它的電壓較低，這是不言而喻的。
另外，水L中發生的放電現象，是由於主電極5表面的局部加熱而產生的氣泡引起的，如果在基基電極1和主電極5之間發生氣泡，基礎電極1和主電極5之間相對的面積就會發生變動，由於氣泡的移動是不規則的，所以電阻值也發生不規則的變化，從而可能引起絕緣破壞。
作為防止和除去氣泡的對策，只有利用均勻而高速的水流來冷卻和清洗主電極5的表面。
但是，這種先有的水變阻器有本發明者發表的特願昭62-251652號發明，後來，又把主電極裝置43做成圖4所示的形狀和結構，圖中，3是絕緣支持體，5是直立在該絕緣支持體3上的主電極，44是電極連接棒，1a是有底圓筒基礎電極1的底部，45是用螺釘46固定在底部1a上的固定塊，47是止漏墊圈。
上述先有例的主電極5的形狀，為了使底部5a牢靠地支持在絕緣支持體3上，將該底部5a加工成平坦面，使其外圓周呈圓弧面5b，所以，圓弧面5b的曲率半徑必然很小，結果，在先有的水變阻器A中，當電極水的溫度達到65℃時，圓弧面5b上便發生並附著氣泡，從該處產生弧光放電現象，因此，電力的上限值為650KW。
而且，由於發生弧光放電，將會引起輸出電力不穩定，從而給負荷試驗的測定帶來困難，同時，也會使機械性能下降，從而招致燒壞事故發生。
此外，在上述先有的水變阻器的電極水循環處理系統裝置X中，只有一套散熱器9、噴水管10、風扇11和百葉窗12，由於冷卻能力有限，所以，如果增設散熱器9等設備，則必須佔據較大的空間，並且將提高原材料成本和運轉費用，同時，還不能對高壓大電流電源裝置的輸出特性進行測定試驗。
因此，本發明的目的是想為水變阻器的電極水循環處理系統裝置提供一種帶吸塵罩的散熱器，它克服了上述先有的水變阻器電極水循環處理系統裝置的缺點，並提高了性能。
此外，本發明還想提供一種水變阻器電極水循環處理系統，它裝設有難於發生弧光放電的形狀和結構的主電極。
本發明的水變阻器電極水循環處理系統裝置和帶吸塵罩的散熱器設有裝備於按下述結構組成的主電極裝置的水變阻器，設主電極裝置具有中空圓筒形主電極，主電極的半圓球頂端中央開有電極水流入口，底部外圓周上等間隔地開有電極水流出口，底部中央開有雌螺紋孔，同時，絕緣支持體穿過並固定在基礎電極的底部中央，其上端圓形凹座的內圓周面上嵌有耐弧光放電的圓筒形套筒，電極連接棒穿過上述絕緣支持體上的軸孔，該電極連接棒上從上述軸孔上端突出的雄螺紋與上述主電極底部的雌螺紋配合連接，該主電極的底部插在上述圓形凹座內，四周留有間隙，在使該水變阻器內的電極水溫度和水量保持為恆定的給排指定量水的電極水冷卻循環管路內安裝有電極水循環泵和空氣、水冷散熱器，另外，將流量計裝在上述電極水循環泵的出口一側的上述電極水冷卻循環管路排出端，同時，在連接上述水變阻器的上述主電極和電源裝置的電路內裝有安全斷路器，當上述流量計檢測到流量小於一定值時，便可自動地切斷上述安全斷路器，另外，上述空氣、水冷散熱器以多個多級形式裝設在上述電極水冷卻循環管路內，這些空氣、水冷散熱器由噴水嘴、帶風扇的電機和上端開有向上的蒸氣釋放口的吸塵罩構成，噴水嘴及其背後的帶風扇的電機對著散熱器本體的一個側面，吸塵罩包圍著它的另一個側面。
圖1是先有的水變阻器電極水循環處理系統裝置的配管及配線系統示意圖;
圖2是電極板與放電關係的說明圖;
圖3是主電極的理想形狀說明圖;
圖4是先有的主電極的中央縱剖面圖;
圖5是本發明水變阻器電極水循環處理系統裝置的實施例的配管及配線系統的示意圖;
圖6是帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器的右側面圖;
圖7和圖8分別是另一種帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器的右側面圖和平面圖;
圖9是主電極實施例的中央縱剖面圖。
下面參照圖5說明本發明的第1個實施例。
該圖是電源裝置48為三相電源的情況，與圖1所示相同的部分，標以相同的符號，說明從略。
本發明的水變阻器電極水循環處理系統裝置y，在靠近電極水循環泵21的排出口21a處的電極水冷卻循環管路22的排出端22b裝有例如常用的1Kg/cm3流量開關式流量計49，同時，在三相電路4內裝有安全斷路器50，當流量計49檢測到電極水循環泵21的排出口21a的排水量小於預先設定的某一數值時，便發出電流切斷指令信號S6，從而將安全斷路器50斷開使電源裝置48的電流不能送到水變阻器A，另外，在電極水冷卻循環管路22中將帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器51、51、51以多個多級(本實施例共設有三套)形式串聯在其內，從而提高了對電極水W的冷卻能力。
圖中，52是電源開關，53是包括通過注水回流管路24和純水充填管路20與電極水冷卻循環管路22並聯連接的各種管路和機器13-19、23、25-30、35在內的各種處理系統。
另外，也可以將安全斷路器50兼作圖1所示的安全斷路器42。
如圖6所示，上述帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器51設有可以自由地連成一體的吸塵罩55和保護罩56，吸塵罩55把散熱器本體54夾在中間，在其前後兩個側面設有上端開有向上的蒸氣釋放口55a、底面55b形成彎曲的傾斜面保護罩56的自由後端是開放的空氣吸入口56a，同時，在該保護罩56內設有噴水嘴10和帶風扇11的電機31。
如圖7和圖8所示，另一個實施例的帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器51′利用支軸58將上隔開有向上的蒸氣釋放口57a的側面呈倒立的直角三角形的吸塵罩57支持在散熱器本體54的左右兩外側的前緣下端，可以自由搖動旋轉，吸塵罩57左右兩側彎折的內緣57a可以被制動器54a自由地鎖止，制動器54a在不使用時可以如假想線所示的那樣旋轉摺疊起來，使用時可以如實線所示的那樣，沿散熱器本體54的左右兩外側前緣的全長線延伸並突出出來。另外，利用支軸60將可以把保護罩56的空氣吸入口56a閉鎖起來的板59的上端緣支持在保護罩56的空氣吸入口56a的上端緣上，懸掛著可以自由地搖動開閉，不使用時將空氣吸入口56a閉鎖，使用時如實線所示的那樣打開著。
在該實施例的情況下，不使用時便可摺疊盒子裡，不佔空間，在野外設置或裝在車輛上，可以密閉起來防止雨水和砂塵侵入，具有耐久性。
如圖9所示，上述主電極裝置61由中空圓筒形主電極62、絕緣支持體66和電極連接棒69構成，中空圓筒形主電極62在其半球形頂端62a的中央設有電極水流入口63，在靠近外周緣呈圓弧面62b的底部62c的外圓周上等間隔地設有電極水流出口64，在底部62c的中央設有雌螺紋孔65;絕緣支持體66上端圓形凹座66a的內周面66b上嵌合有例如用陶瓷等材料製成的耐弧光放電的圓筒形套筒67，同時，該絕緣支持體66貫穿在有底圓筒基礎電極的底部1a的中央，是由例如陶瓷或聚丙烯等耐弧光放電的材料製成的;電極連接棒69穿過該絕緣支持體66的軸孔68，突出到該軸孔68上端的雄螺紋69a與插在圓形凹座66a內和四周留有一定間隙1的主電極62底部62c上的雌螺紋孔65相配合。圖中，1a、45-47與圖4所示的部件相同。
圓筒形套筒67嵌合在圓形凹座66a的內周面66b上，嵌合的方法是，先將絕緣支持體66的上端加熱，使圓形凹座66a的內周面66b的直徑因加熱膨脹而擴大，然後將圓筒形套筒67嵌壓在其內，待絕緣支持體66的上端冷卻到常溫時，圓形凹座66a的內周面66b的直徑便收縮恢復到原來的大小，這樣就把圓筒形套筒67牢固地燒嵌在其內了。
另外，將主電極62的底部62c插入圓形凹座66a時，電極水流出口64處於該圓形凹座66a內。
主電極62的底部62c與電極連接棒69上端的連接方法除了上述本實施例的情況外，還可以用螺帽將貫過底部62c的貫通孔(圖中未示出)的雄螺紋69a擰緊，也可以自由地採用溶接或其他連接方法。
由於本發明採用了上述解決辦法，所以，當電極水循環泵21在工作中停止、導致功能降低，使得電極水冷卻循環管路22中的電極水流量減小到零或指定值以下時，流量計立刻便可檢測到，因此，在水變阻器A的基礎電極1內的電極水W升溫沸騰而引起弧光α放電之前，便可切斷安全斷路器50，從而瞬間將電源裝置48斷開，中斷輸出特性試驗。
另外，由於本發明將帶吸塵罩的空氣、水冷散熱器51以多個多級形式裝設在電極水冷卻循環管路22中，提高了電極水冷卻能力，所以，可供高電壓大電流的電源裝置48的輸出特性試驗。
假定水變阻器A內的電極水溫與外部大氣的溫度差每差1℃，水變阻器A的電力消耗為14.8KW/℃，先有裝置的最高極限水溫為65℃，設本發明的裝置提高為75℃，在外部大氣為25℃時，則有先有裝置65℃-25℃＝40℃，40×14.8＝592KW;
本發明裝置75℃-25℃＝50℃，50×14.8＝740KW;
兩裝置比較740KW-592KW＝148KW因此，提高相差部分的冷卻能力，也就提高了高電壓大電流的電源裝置48引起的水變阻器A的發熱量的容許範圍。
這樣，由於本發明在電極水循環泵21的後面設有流量計49，並採取了對付由於電極水循環泵21的故障及能力低下和電極水冷卻循環管路22堵塞等事故引起水變阻器A內的電極水W沸騰流溢及弧光α放電等危險的安全對策，此外，將帶吸塵罩的散熱器51以多個多級串聯的形式裝在電極水冷卻循環管路22中，提高了冷卻能力，從而獲得了可以進行高電壓大電流的電源裝置48的輸出特性試驗測定的良好效果。
另外，由於主電極裝置61是按上述形成構成的，所以，在循環過程中，被處理為一定水溫和導電率的電極水W從主電極62的正上方沿箭頭方向落下供給，一部分從主電極62頂端中央的電極水流入內部，在主電極62內沿箭頭方向流下冷卻，從底部62c附近的電極水流出口64沿箭頭方向，經周圍的間隙1排出去。
主電極62的底部62c外圓周的圓弧面62b隱蔽在絕緣支持體66的圓形凹座66a內，使最容易產生弧光α放電的部位不暴露在外部，同時，由於從電極水流出口64流出通過周圍間隙1的電極水一直在冷卻底部62c，所以，可以防止該處因局部集中加熱而產生氣泡，從而可以抑制伴隨絕緣破壞而產生的弧光α放電。
此外，由於裝設了耐弧光α放電的圓筒形套筒67，所以即使萬一發生弧光α放電，也不會燒壞絕緣支持體66。
這樣，利用新供給的電極水冷卻主電極的內外面，不會發生局部升溫現象，而且，由於將最易發生弧光放電的底部利用圓筒形套筒隱蔽在圓形凹座內，一直由電極水進行冷卻，所以，弧光放電溫度就從先有例的65℃提高到75℃，而電力消耗也從先有例的650KW提高為750KW，於是，在相同的規模下，可以穩定地進行輸出特性測定，同時，也拓寬了更苛刻條件下的測定幅度，提高了冷卻能力。
權利要求
1.一種帶吸塵罩的散熱器，其特徵在於散熱器本體安裝在電極水冷卻循環管路內，它的一個側面是噴水嘴及其背後的帶風扇的電機，另一側被上端開有向上的蒸氣釋放口的吸塵罩所包圍。
2.按權利要求1所述的帶吸塵罩的散熱器，其特徵是吸塵罩的呈倒立直角三角形的兩個側面的下端通過支軸支持在散熱器本體的另外兩個側面的下端，可以自由搖動旋轉，不使用時所將上述兩個側面滑動到與上述散熱器本體的兩個外側面重合起來。
3.按權利要求1所述的帶吸塵罩的散熱器，其特徵在於噴水嘴和帶風扇的電機裝在保護罩內，保護罩開口的一端對著散熱器本體的一個側面，並通過支軸將扇板支持在另一端開口的上端，可以自由地搖動開閉。
全文摘要
一種帶吸塵罩的散熱器，其特徵在於散熱器本體安裝在電極水冷卻循環管路內，它的一個側面是噴水嘴及其背後的帶風扇的電機，另一側被上端開有向上的蒸氣釋放口的吸塵罩所包圍。吸塵罩的呈倒立直角三角形的兩個側面的下端通過支軸支持在散熱器本體的另外兩個側面的下端，可以自由搖動旋轉，不使用時所將上述兩個側面滑動到與上述散熱器本體的兩個外側面複合起來。它減小了體積並提高了工作效率。
文檔編號H05K7/20GK1060551SQ91109718
公開日1992年4月22日 申請日期1991年10月16日 優先權日1988年7月11日
發明者松木袈裟文 申請人:株式會社興研