空氣冷卻式電抗器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及空氣冷卻式電抗器，特別涉及在臭氧產生裝置等中使用的容量較大的高電壓空氣冷卻式電抗器。
【背景技術】
[0002]電抗器為利用了電感器的無源元件，例如，在大容量的用途中，為了抑制發熱導致溫度上升，使用通過冷卻風對線圈進行冷卻的空氣冷卻式電抗器。另一方面，在使用了冷卻風之類的制冷劑的冷卻過程中，為了提高冷卻效率，大多采用如下結構:設置遮蔽物、隔板等，在不增大流量的情況下提高流速(例如，參照專利文獻1至3)。
[0003]而且，對半導體裝置中使用的電抗器公開有如下冷卻結構:沿線圈部外周設置筒狀的通風引導件，并在通風引導件與殼體內壁之間設置擋風板，確保在線圈部外周的冷卻風的流速(例如，參照專利文獻4)。
現有技術文獻專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開平8-325002號公報(第0011?0013段、圖1)
專利文獻2:日本專利特開號公報(第0032?0034段、圖1?圖5)
專利文獻3:日本專利特開號公報(第017?0024段、圖1?圖3)
專利文獻4:日本專利特開平04-216605號公報(第0009?0013段、圖1、圖2)

【發明內容】

發明所要解決的技術問題
[0005]然而，在上述電抗器中，從設置于殼體側面的進風口提供冷卻風，因此，在線圈的周向產生流動的偏斜，冷卻不充分，難以充分發揮性能。此外，即使在底面設置進風口，例如若要應用于臭氧產生裝置那樣大容量的電抗器，則為了支承其重量而與鐵心連接的支承結構構件成為障礙，遮擋了冷卻風向中央部的流動。因此，即使利用專利文獻4所示那樣的擋風板等來改善周向的偏斜，也會在徑向上產生偏斜，特別是難以冷卻內側部分。
[0006]本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，可獲得一種緩和在線圈的徑向的冷卻風的偏斜，能高效地進行冷卻的空氣冷卻式電抗器。
解決技術問題的技術方案
[0007]本發明的空氣冷卻式電抗器的特征在于，包括:鐵心，該鐵心具有隔開間隔相對的腳部和將所述相對的腳部的兩端分別連接的磁軛部；成對的線圈，該成對的線圈配置成分別包圍所述相對的腳部；風洞，該風洞與所述成對的線圈保持絕緣距離，并從所述磁軛部中的一方包圍所述成對的線圈的至少一部分，將冷卻風向所述成對的線圈的流動引導至所述腳部的延伸方向；支承結構構件，該支承結構構件固定于磁軛部的所述一方，在所述風筒的內側對所述鐵心及所述成對的線圈進行支承；及擋風板，該擋風板遮擋所述成對的線圈與所述風洞之間的間隙的一部分，在所述成對的線圈與所述腳部之間、或該線圈的內部分別形成有沿所述腳部的延伸方向延伸的內部間隙，在所述支承結構構件上，與所述內部間隙對應地形成有用于使所述冷卻風通過的通風口。
發明效果
[0008]根據本發明的空氣冷卻式電抗器，在對鐵心及線圈進行支承的支承結構構件設置通風口，因此，可獲得在線圈的內部也有冷卻風流過，緩和在線圈的徑向的冷卻風的偏斜，能高效地進行冷卻的空氣冷卻式電抗器。
【附圖說明】
[0009]圖1是將本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分的一部分切除后的主視圖。
圖2是本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分的側視圖。
圖3是從上方觀察到的本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分的剖視圖。
圖4是本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的局部仰視圖。
圖5是本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的俯視圖。
圖6是本發明實施方式2的空氣冷卻式電抗器的俯視圖。
圖7是從正面觀察到的本發明實施方式2的空氣冷卻式電抗器的剖視圖。
圖8是本發明實施方式3的空氣冷卻式電抗器的俯視圖。
圖9是從正面觀察到的本發明實施方式3的空氣冷卻式電抗器的剖視圖。
圖10是本發明實施方式4的空氣冷卻式電抗器的俯視圖。
圖11是從正面觀察到的本發明實施方式4的空氣冷卻式電抗器的剖視圖。
【具體實施方式】
[0010]實施方式1
下面，說明本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器的結構。圖1?圖5用于說明本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器，圖1是將空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分的右側線圈的一部分切除后的主視圖，圖2是空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分的側視圖，圖3是圖1的A-A線的切斷面，是從上方觀察空氣冷卻式電抗器的風洞的內側部分時的剖視圖。此外，圖4是空氣冷卻式電抗器中電抗器部和支承結構構件部分的仰視圖，圖5是空氣冷卻式電抗器的俯視圖。
[0011]電抗器配置有成對的線圈，以分別包圍環狀鐵心的相對的腳部。而且，例如，像臭氧產生裝置那樣需要數kV的高電壓、數十A的容量的電抗器中，僅作為主要構件的鐵心和線圈部分(電抗器部)就有數十kg的重量，為了去除所產生的熱量，需要空氣冷卻結構。
[0012]在本實施方式1的空氣冷卻式電抗器100中，如圖1?圖5所示，鐵心3利用分別相對并沿垂直方向延伸的腳部3c、及將2個腳部3c各自的上方和下方連接的磁軛部3t (頂側)和磁軛部3b (底側)構成環狀。成對的線圈2配置成分別包圍鐵心3的腳部3c，且分成多層2x、2i以在內部形成空隙。與一般的空氣冷卻式電抗器同樣，為了確保絕緣并進行冷卻，在線圈2與鐵心3之間、線圈2的層21、2x之間配置有多個間隔件6，確保在垂直方向(z方向)上連通的空隙(流路Fc2、Fc3)。為了在垂直方向上引導冷卻風，如圖1和圖5所示，以包圍電抗器部1 (鐵心3和兩線圈2)的方式設置有風洞9，在電抗器部1與風洞9之間也形成在垂直方向上連通的流路Fcl。將未圖示的風扇設置在上部，構成為使得冷卻風朝上方流過各流路Fcl?Fc3。
[0013]此外，電抗器部1的自重較大，因此，如圖1、圖2所示，包括與維持在接地電壓的鐵心3的磁軛部3b相接合而使電抗器部1自行立起的支承結構構件4、及配置在線圈2與支承結構構件4之間而對線圈2的自重進行支承的線圈支承構件5。另外，支承結構構件4經由未圖示的支架固定于配置在風洞9外側的未圖示的殼體(實施方式2之后進行說明)。
[0014]另外，線圈2的內部的空隙(流路)可根據線圈數適當增減，但為了便于說明，在圖中示出內層2i和外層2x的線圈層數為2層的情況。另外，從各線圈2導出用于電連接的端子，并匯集于連接器7。
[0015]本發明實施方式1的空氣冷卻式電抗器100的最大特征在于:包括包圍電抗器部1的四周的風筒9和用于縮小電抗器部1的外表面的Fcl的間隙的擋風板8，并且在支承結構構件4設置有通風口 4h以確保向線圈2內的流路Fc2、Fc3的通風。
[0016]在臭氧產生裝置用那樣高電壓規格的電抗器中，為了確保絕緣距離(空間距離)，需要將風洞9與電抗器部1(嚴格而言為線圈2的外周)之間的間隔保持在規定以上。因此，若沒有擋風板8，則線圈2外周側的流路Fcl的流路阻力與線圈2內的流路Fc2、Fc3的流路阻力相比壓倒性地低，大部分冷卻風都流向線圈2外周側的流路Fcl —側。另外，若以絕緣體形成風洞9，則也能縮小間隔，但在制作上較為困難，若考慮成本等，則利用作為導體的金屬來制作較為現實。因此，通過利用絕緣體設置可構成為邊框那樣的簡單形狀的擋風板8，可提高流路Fcl的流路阻力，優化各流路Fcl?Fc3的流路阻力分配。
[0017]另一方面，如上所述，在臭氧產生裝置用那樣重量較大的電抗器中，需要用于對電抗器部1進行支承的支承結構構件4。因此，即使像以往那樣僅在線圈2的周圍設置通風引導件、擋風板，相對地降低流路Fc2、Fc3相對于流路Fcl的流路阻力，而由于受到鐵心3的下部和支承結構構件4的遮擋，難以將冷卻風傳送到形成于線圈內側的流路Fc2、Fc3。BP,即使僅設置通風引導件、擋風板，也僅有線圈2的外側被冷卻，而無法高效地冷卻線圈2的內側(鐵心3側)。因此，為了提高從電抗器表面進行散熱的散熱效率，需要增大電抗器，增大電抗器表面積。或者，需要利用擋風板使Fcl的阻力增加到Fc2或Fc3的水平，并且增大送風機的容量(風量、風壓)以補償阻力增加量，確保必要的冷卻風。
[0018]但是，在本實施方式1的空氣冷卻式電抗器100中，在支承結構構件4的水平面(xy面)部分，特別是在與線圈2的內部的流路Fc2、Fc3對應的位置形成有貫穿垂直方向(z方向)的通風口 4h。由此，對于流通阻力過高、僅靠提高外側的流路Fcl的阻力無法獲得足夠的流量的流路Fc2、Fc3，可經由貫穿通風口 4h的路徑FcH使必要的冷卻風流通。
[0019]因此，可在無需提高送風機的容量的情況下，使線圈2內部的流路Fc2、Fc3中也有必要的冷卻風流通，因此，可從內側也冷卻線圈2，可高效地進行冷卻。其結果，無需增大電抗器部1的外表面積，可實現電抗器部1的小型化。
[0020]另外，如上所述，為了確保絕緣距離，對于擋風板8，需要使用酚醛樹脂等絕緣材料，必須是兼具強度、耐久性、耐熱性的材質。另一方面，通過設置擋風板8，風洞9能與電抗器部1隔開足夠的絕緣距離來配置，因此，可以具有導電性，可用鐵板、耐腐蝕性熔融鋅-鋁-鎂合金鍍覆鋼板、SUS板等容易加工的金屬材料來構成。
[0021]另外，風洞9用于將冷卻風的流路限定為電抗器1內部的空隙(流路Fc2、Fc3)、及電抗器部1的外表面側的流路Fcl，需要配置在與電抗器部1的外周隔開10?100mm左右的位置。若與外周隔開過多，則即使利用擋風板8將Fcl的間隙形成得靠近電抗器部1，大部分冷卻風也沿風洞9的壁面流過，提高流速的效果減弱。
[0022]此外，擋風板8構成為覆蓋風洞9的上部開口面積的10%?60%，配置在相當于電抗器部1的線圈2的高度的10%?120%的位置。若過度利用擋風板8覆蓋風洞9的上部開口面積，則壓力損耗變大，風量變得不足。此外，若擋風板8與線圈