組み込まれたヒートパイプによって中電圧電気設備を冷却する方法、ならびにこの方法を用いたシステム
本発明に基づく方法は、サーキットブレーカーなどの大電流・中電圧電気設備を冷却するために機能する。それは、装置内に２本のヒートパイプ(１１)を直接に挿入し、サーキットブレーカー(１０)の高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)の高温のもの(１１Ｃ)内に第１のヒートパイプ(１１)の第１の端部(ＨＡ)を、そして高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)の低温のもの(１０Ａ)内に第１のヒートパイプ(１１)の第２の端部(１１Ｂ)を配置することからなる。別なヒートパイプ(１１)が、高温部分の低温のもの(１０Ａ)とサーキットブレーカーの低温部分(１０Ｂ)との間に配置される。一つの特定の用途は、大電流・中電圧サーキットブレーカー用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、保護シース内に配置され、かつ、相変化伝熱流体と共に作動する「ヒートパイプ」と呼ばれる冷却デバイスを使用する、中電圧発電機用のサーキットブレーカーすなわち断路器の分野に関する。
【０００２】
ヒートパイプは、それ以外のガスが存在しない状況で、平衡状態にある、その気相およびその液相を伴って、流体を収容する長尺な気密シールされたエンクロージャの形態で提供される。
【背景技術】
【０００３】
こうしたタイプの設備のメーカーの絶え間ない関心は、特に電気を発生させあるいはそれを配分するための電力ステーションのアウトレットにおいてバスバー内に配置されるサーキットブレーカーおよび断路器のための、より大きな電流を導くための、そうした装置の能力を増大させることである。これは、特に交流発電機サーキットブレーカーに当てはまる。
【０００４】
一般的に使用される方法は、関係するサーキットブレーカーの、さまざまな加熱あるいは被加熱部品と接触状態にある空気の温度を、より均一にすることである。そうした保護シース内の冷却は、その中に閉じ込められた空気の自然あるいは強制対流によってなされるが、ここで、保護シース内の支配的な温度は、３０℃ないし少なくとも４０℃だけ、外部の支配的な温度よりも、かなり高いことが判明している。
【０００５】
別な解決策は、さまざまな伝達要素における電流の流れ断面の増大を実現し、したがってサーキットブレーカー部品のサイズを増大させることからなる。
【０００６】
第３の解決策は、開閉装置それ自体を冷却することからなる。特許文献１は、高電圧断路器あるいはサーキットブレーカーを冷却するための公知の冷却デバイスおよび方法を開示している。図１は、当該文献に開示された実施形態を断面で示している。図１は、主として、サーキットブレーカーの高電圧導体あるいはケーシングを示している。それは、その冷却アセンブリ１の一部を形成するエバポレータ３によって取り囲まれている。そうしたアセンブリは、エバポレータ３によって集められた熱を汲み出すために、相変化熱伝導流体５と共に作動するデバイスを取り囲む絶縁スリーブ７を備える。フレキシブルなスリーブ９がアセンブリを完成させる。さまざまな部品が、保護シース８内に一緒に配置される。冷却アセンブリは、たとえばフィンを備えた、凝縮デバイス４に至る、この保護シース８の上端へと開口している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第第1 657 731号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、開閉装置を冷却するための別な解決策を提供することである。
【０００９】
目下の基準は、高電圧・大電流電気設備の一部を形成するコンタクトおよび開閉装置の温度が１０５℃未満であることを要求しており、これによって、考慮のもと開閉装置によって運ぶことができる電流が制限されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このために、本発明は、主として、高温部分であって、その一方の高温部分は別な高温部分よりも高温である高温部分と、この高温部分よりも低温である部分とを有する中電圧・大電流電気開閉装置を冷却するための冷却方法を提供する。
【００１１】
本発明においては、本方法は、開閉装置内に連続的に２本のヒートパイプを挿入すること、二つの高温部分の、より高温のものから低温のものに向かって熱を汲み出すために、この二つの高温部分間にヒートパイプを配置すること、高温部分のより低温の部分に別なヒートパイプの第１の端部を、そして高温部分よりも低温である部分内に、この別なヒートパイプの第２の端部を配置することからなる。したがって、特に高温部分において支配的な熱を取り出すことが、したがって開閉装置内の温度を、より均一なものとすることが可能である。
【００１２】
本発明の別な主たる態様は、高温部分であって、その一方の高温部分は別な高温部分よりも高温である高温部分と、この高温部分よりも低温である部分とを有する、サーキットブレーカーあるいは断路器のタイプの、中電圧・大電流電気開閉装置を冷却するための冷却システムである。
【００１３】
本発明において、当該システムは、高温部分と別なヒートパイプとの間に第１のヒートパイプを有し、その第１の端部は高温部分のより温度が低い部分内に配置され、かつ、第２の端部は、より低温である部分内に配置され、２本のヒートパイプは連続的にセットされる。
【００１４】
本発明およびそのさまざまな技術的特徴は、本発明の一実施形態に関する以下の説明から、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】中電圧・大電流開閉装置を冷却するための従来型冷却システムを示す断面図である。
【図２】本発明のシステムの一実施形態を示す長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２は、サーキットブレーカー１０などの大電流で作動する高電圧開閉装置を示している。当該サーキットブレーカーは、絶縁サポート１８上で、シース１５内に配置される。制御要素１７が、特にシース１５の外部において、図２に示されている。シースは、したがって、サポート１９の上に配置される。
【００１７】
サーキットブレーカー１０は静止部分および可動部分を有する。これら部分の中に、無視できない厚みの部分あるいは部位が存在する。
【００１８】
さらに、これらの部位あるいは部分のいくつかは高温部分１０Ｃおよび１０Ａを、特にサーキットブレーカー１０の中心部を有する。高温部分１０Ｃは、サーキットブレーカー１０のコンタクトの領域にある高温部分１０Ａよりも高温である。だが、当該サーキットブレーカーはまた、低温部分１０Ｂを有し、これは、それゆえ、高温部分１０Ａおよび１０Ｃよりも低温であり、かつ、これは、サーキットブレーカーの中心(これは軸線Ａによって示す)に対して偏心配置されている。それらが定格電流のコンタクトを通過することによって離間させられるならば、別な低温部分はサーキットブレーカー１０の中心付近に配置可能である。
【００１９】
最も高温な部分１０Ｃからの熱の一部は、第２の高温部分１０Ａに向かって、第１の水平ヒートパイプ１１によって、まず汲み出される。その熱は、こうして、ヒートパイプ１１(これは傾斜している)によって、低温部分１０Ｂに向かって汲み出される。２本のヒートパイプ１１は連続的にセットされる。
【００２０】
したがって、目下の基準が要求するように、１０５℃未満の温度で高温部１０Ｃを維持することを促進することが可能である。開閉装置は、こうして、より容易に冷却される。
【００２１】
６本のヒートパイプ１１のポジションが、図の実施形態に示されている。別なヒートパイプを、毛管力によって高温部分に向かう液相の戻りを促進する内部デバイスを備えた、あるヒートパイプ技術を用いて、さらに下方を含む、図２に示すもの以外のセクションに配置することができる。この技術はまた、その他の作動技術を用いる、断路器およびサーキットブレーカーなどの、その他の電気開閉装置と共に使用するのに適合させることができる。
【００２２】
［本発明の利点］
本発明に係る方法および装置は、試験済みのヒートパイプ技術を利用する。熱は、その源から直に取り出され、そして開閉装置の外部へと運ばれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０ サーキットブレーカー
１０Ａ,１０Ｃ 高温部分
１０Ｂ 低温部分
１１ ヒートパイプ
１１Ａ,１１Ｂ 端部
１５ シース
１７ 制御要素
１８ 絶縁サポート
１９ サポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、保護シース内に配置され、かつ、相変化伝熱流体と共に作動する「ヒートパイプ」と呼ばれる冷却デバイスを使用する、中電圧発電機用のサーキットブレーカーすなわち断路器の分野に関する。
【０００２】
ヒートパイプは、それ以外のガスが存在しない状況で、平衡状態にある、その気相およびその液相を伴って、流体を収容する長尺な気密シールされたエンクロージャの形態で提供される。
【背景技術】
【０００３】
こうしたタイプの設備のメーカーの絶え間ない関心は、特に電気を発生させあるいはそれを配分するための電力ステーションのアウトレットにおいてバスバー内に配置されるサーキットブレーカーおよび断路器のための、より大きな電流を導くための、そうした装置の能力を増大させることである。これは、特に交流発電機サーキットブレーカーに当てはまる。
【０００４】
一般的に使用される方法は、関係するサーキットブレーカーの、さまざまな加熱あるいは被加熱部品と接触状態にある空気の温度を、より均一にすることである。そうした保護シース内の冷却は、その中に閉じ込められた空気の自然あるいは強制対流によってなされるが、ここで、保護シース内の支配的な温度は、３０℃ないし少なくとも４０℃だけ、外部の支配的な温度よりも、かなり高いことが判明している。
【０００５】
別な解決策は、さまざまな伝達要素における電流の流れ断面の増大を実現し、したがってサーキットブレーカー部品のサイズを増大させることからなる。
【０００６】
第３の解決策は、開閉装置それ自体を冷却することからなる。特許文献１は、高電圧断路器あるいはサーキットブレーカーを冷却するための公知の冷却デバイスおよび方法を開示している。図１は、当該文献に開示された実施形態を断面で示している。図１は、主として、サーキットブレーカーの高電圧導体あるいはケーシングを示している。それは、その冷却アセンブリ１の一部を形成するエバポレータ３によって取り囲まれている。そうしたアセンブリは、エバポレータ３によって集められた熱を汲み出すために、相変化熱伝導流体５と共に作動するデバイスを取り囲む絶縁スリーブ７を備える。フレキシブルなスリーブ９がアセンブリを完成させる。さまざまな部品が、保護シース８内に一緒に配置される。冷却アセンブリは、たとえばフィンを備えた、凝縮デバイス４に至る、この保護シース８の上端へと開口している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第第1 657 731号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、開閉装置を冷却するための別な解決策を提供することである。
【０００９】
目下の基準は、高電圧・大電流電気設備の一部を形成するコンタクトおよび開閉装置の温度が１０５℃未満であることを要求しており、これによって、考慮のもと開閉装置によって運ぶことができる電流が制限されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このために、本発明は、主として、高温部分であって、その一方の高温部分は別な高温部分よりも高温である高温部分と、この高温部分よりも低温である部分とを有する中電圧・大電流電気開閉装置を冷却するための冷却方法を提供する。
【００１１】
本発明においては、本方法は、開閉装置内に連続的に２本のヒートパイプを挿入すること、二つの高温部分の、より高温のものから低温のものに向かって熱を汲み出すために、この二つの高温部分間にヒートパイプを配置すること、高温部分のより低温の部分に別なヒートパイプの第１の端部を、そして高温部分よりも低温である部分内に、この別なヒートパイプの第２の端部を配置することからなる。したがって、特に高温部分において支配的な熱を取り出すことが、したがって開閉装置内の温度を、より均一なものとすることが可能である。
【００１２】
本発明の別な主たる態様は、高温部分であって、その一方の高温部分は別な高温部分よりも高温である高温部分と、この高温部分よりも低温である部分とを有する、サーキットブレーカーあるいは断路器のタイプの、中電圧・大電流電気開閉装置を冷却するための冷却システムである。
【００１３】
本発明において、当該システムは、高温部分と別なヒートパイプとの間に第１のヒートパイプを有し、その第１の端部は高温部分のより温度が低い部分内に配置され、かつ、第２の端部は、より低温である部分内に配置され、２本のヒートパイプは連続的にセットされる。
【００１４】
本発明およびそのさまざまな技術的特徴は、本発明の一実施形態に関する以下の説明から、より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】中電圧・大電流開閉装置を冷却するための従来型冷却システムを示す断面図である。
【図２】本発明のシステムの一実施形態を示す長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図２は、サーキットブレーカー１０などの大電流で作動する高電圧開閉装置を示している。当該サーキットブレーカーは、絶縁サポート１８上で、シース１５内に配置される。制御要素１７が、特にシース１５の外部において、図２に示されている。シースは、したがって、サポート１９の上に配置される。
【００１７】
サーキットブレーカー１０は静止部分および可動部分を有する。これら部分の中に、無視できない厚みの部分あるいは部位が存在する。
【００１８】
さらに、これらの部位あるいは部分のいくつかは高温部分１０Ｃおよび１０Ａを、特にサーキットブレーカー１０の中心部を有する。高温部分１０Ｃは、サーキットブレーカー１０のコンタクトの領域にある高温部分１０Ａよりも高温である。だが、当該サーキットブレーカーはまた、低温部分１０Ｂを有し、これは、それゆえ、高温部分１０Ａおよび１０Ｃよりも低温であり、かつ、これは、サーキットブレーカーの中心(これは軸線Ａによって示す)に対して偏心配置されている。それらが定格電流のコンタクトを通過することによって離間させられるならば、別な低温部分はサーキットブレーカー１０の中心付近に配置可能である。
【００１９】
最も高温な部分１０Ｃからの熱の一部は、第２の高温部分１０Ａに向かって、第１の水平ヒートパイプ１１によって、まず汲み出される。その熱は、こうして、ヒートパイプ１１(これは傾斜している)によって、低温部分１０Ｂに向かって汲み出される。２本のヒートパイプ１１は連続的にセットされる。
【００２０】
したがって、目下の基準が要求するように、１０５℃未満の温度で高温部１０Ｃを維持することを促進することが可能である。開閉装置は、こうして、より容易に冷却される。
【００２１】
６本のヒートパイプ１１のポジションが、図の実施形態に示されている。別なヒートパイプを、毛管力によって高温部分に向かう液相の戻りを促進する内部デバイスを備えた、あるヒートパイプ技術を用いて、さらに下方を含む、図２に示すもの以外のセクションに配置することができる。この技術はまた、その他の作動技術を用いる、断路器およびサーキットブレーカーなどの、その他の電気開閉装置と共に使用するのに適合させることができる。
【００２２】
［本発明の利点］
本発明に係る方法および装置は、試験済みのヒートパイプ技術を利用する。熱は、その源から直に取り出され、そして開閉装置の外部へと運ばれる。
【符号の説明】
【００２３】
１０ サーキットブレーカー
１０Ａ,１０Ｃ 高温部分
１０Ｂ 低温部分
１１ ヒートパイプ
１１Ａ,１１Ｂ 端部
１５ シース
１７ 制御要素
１８ 絶縁サポート
１９ サポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中電圧・大電流電気開閉装置(１０)を冷却するための冷却方法であって、前記開閉装置(１０)は、高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)であって、その高温部分(１０Ｃ)は別な高温部分(１０Ａ)よりも高温である高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)と、前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である低温部分(１０Ｂ)と、を有し、
前記方法は、前記開閉装置(１０)内に連続的に２本のヒートパイプ(１１)を挿入することと、前記二つの高温部分の、より高温のもの(１０Ｃ)から低温のもの(１０Ａ)に向かって熱を汲み出すために、この二つの高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)間にヒートパイプ(１１)を配置することと、前記高温部分のより低温の部分(１０Ａ)に別なヒートパイプの第１の端部(１１Ａ)を、そして前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である部分(１０Ｂ)内に、この別なヒートパイプ(１１)の第２の端部(１１Ｂ)を配置することと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
中電圧・大電流電気開閉装置(１０)を冷却するための冷却システムであって、前記開閉装置(１０)は、高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)であって、その高温部分(１０Ｃ)は別な高温部分(１０Ａ)よりも高温である高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)と、前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である低温部分(１０Ｂ)と、を有し、
前記システムは、前記二つの高温部分の、より低温のもの(１０Ｂ)および別なヒートパイプ(１１)に向かって、高温のもの(１０Ｃ)から熱を汲み出すために、これら高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)間に第１のヒートパイプ(１１)を備え、その第１の端部(１１Ａ)は高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)内に配置され、かつ、第２の端部(１１Ｂ)は前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である部分(１０Ｂ)内に配置され、前記２本のヒートパイプは連続的にセットされていることを特徴とするシステム。
【請求項１】
中電圧・大電流電気開閉装置(１０)を冷却するための冷却方法であって、前記開閉装置(１０)は、高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)であって、その高温部分(１０Ｃ)は別な高温部分(１０Ａ)よりも高温である高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)と、前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である低温部分(１０Ｂ)と、を有し、
前記方法は、前記開閉装置(１０)内に連続的に２本のヒートパイプ(１１)を挿入することと、前記二つの高温部分の、より高温のもの(１０Ｃ)から低温のもの(１０Ａ)に向かって熱を汲み出すために、この二つの高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)間にヒートパイプ(１１)を配置することと、前記高温部分のより低温の部分(１０Ａ)に別なヒートパイプの第１の端部(１１Ａ)を、そして前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である部分(１０Ｂ)内に、この別なヒートパイプ(１１)の第２の端部(１１Ｂ)を配置することと、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
中電圧・大電流電気開閉装置(１０)を冷却するための冷却システムであって、前記開閉装置(１０)は、高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)であって、その高温部分(１０Ｃ)は別な高温部分(１０Ａ)よりも高温である高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)と、前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である低温部分(１０Ｂ)と、を有し、
前記システムは、前記二つの高温部分の、より低温のもの(１０Ｂ)および別なヒートパイプ(１１)に向かって、高温のもの(１０Ｃ)から熱を汲み出すために、これら高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)間に第１のヒートパイプ(１１)を備え、その第１の端部(１１Ａ)は高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)内に配置され、かつ、第２の端部(１１Ｂ)は前記高温部分(１０Ａ,１０Ｃ)よりも低温である部分(１０Ｂ)内に配置され、前記２本のヒートパイプは連続的にセットされていることを特徴とするシステム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１３−５０８９０７（Ｐ２０１３−５０８９０７Ａ）
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３４７１７（Ｐ２０１２−５３４７１７）
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６６０１７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５１２０２
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６６０１７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５１２０２
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５０３４１６３５３）アルストム テクノロジー リミテッド (394)
【氏名又は名称原語表記】ＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ Ｓｔｒａｓｓｅ ７， ＣＨ−５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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