説明

電機

【課題】 生成する熱エネルギーを効率良く放熱することで効率と寿命を向上させ、また損壊を防止する電機を提供する。
【解決手段】 変圧器101(電機)は、例えば地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える外部放熱器302およびリレー放熱器304(熱交換装置)を設置する。当該変圧器101が生成する熱エネルギーを熱交換装置の絶縁冷却流体103(1次側流体)を経て伝送し、且つ冷却流体311(2次側流体)が浅層の自然蓄熱体108(温度保持体)の中に設置される放熱器309(均熱器)へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体及び交換流体を通して放熱する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、生成する熱エネルギーを放熱する放熱手段を備える電機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電機は、固定式変圧器、回転式発電機、モータまたは電気式タービンブレーキ装置を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−283014号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の電機は、通電運転中、導電体の銅損または導磁体の鉄損によって熱エネルギーが生成される。通電時間が長くなると、熱が溜まり温度が上昇することによって、電機の効率と寿命が影響され、また電機が損壊される。
【0005】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、生成する熱エネルギーを効率良く放熱することで効率と寿命を向上させ、また損壊を防止する電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の電機は、例えば地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、当該電機が生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体及び交換流体を通して放熱する。
【0007】
具体的には、電機のボディシェルの外部に流体熱交換装置を追加設置し、熱交換装置の1次管路と電機内部の冷却流体によって、1次側流体循環回路を形成する。熱交換装置の2次管路と浅層の温度保持体、例えば地表浅層部または湖、池、河川に設置する均熱器によって、ポンプでポンピングする流体を通して、2次側循環回路を形成する。浅層の温度保持体に設置する均熱器を通して、通過する温度が比較的高い流体に対して熱エネルギーを吸収することによって、電機の熱エネルギーを発散する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】従来の変圧器の放熱方式の模式図である。
【図2】従来の回転電機の放熱方式の模式図である。
【図3】本発明の第1実施形態による変圧器の模式図である。
【図4】本発明の第2実施形態による変圧器の模式図である。変圧器が生成する熱エネルギーは、変圧器のボディシェルに設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
【図5】本発明の第3実施形態による変圧器の模式図である。変圧器が生成する熱エネルギーは、変圧器のボディシェルの周辺にリング状に設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
【図6】本発明の第4実施形態による回転電機の模式図である。回転電機が生成する熱エネルギーは、回転電機のボディシェルに設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
【図7】本発明の第5実施形態による回転電機の模式図である。回転電機が生成する熱エネルギーは、回転電機のボディシェルと分離して設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施形態の電機は、例えば地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、当該電機が生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体及び交換流体を通して放熱する。
【0010】
(従来技術)
図1は従来の変圧器の放熱方式の模式図である。
図1に従来の油冷式変圧器を示す。外部放熱器102は、変圧器101の外殼の外部に露出し、上下に設置される。冷却流体103は、変圧器101の発熱エネルギーによって温度が上がると上昇、下がると下降することによって外部放熱器102へ流れる。こうして冷却流体103を循環流動させることによって、熱エネルギーを外部へ放熱する。本方式は空冷ファン110のオプションを追加することができる。
図2は従来の回転電機の放熱方式の模式図である。
図2に従来の回転電機の放熱方式を示す。回転電機の外殼201に第二層外殼202を設置し、電機の外殼201と第二層外殼202との間に放熱フィン203を設置する。
【0011】
(第1実施形態)
図3は本発明の第1実施形態による変圧器の模式図である。
図3に示す主な構成は以下の通りである。
【0012】
変圧器101:巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、マシンシェル100の中に設置され、マシンシェル100内に絶縁冷却流体103を入れることによって、変圧器101によって放熱する。
外部放熱器302:流体を通過させる容器構造であって、変圧器101の外部に設置され、上下は流体管路と変圧器101のマシンシェル100の内部に入れる絶縁冷却流体103を通して循環流通する。且つリレー放熱器304を通過する冷却流体311と結合することによって、互いに熱エネルギーを伝送する。
リレー放熱器304:流体が流通する容器構造であり、外部放熱器302と結合することによって、互いに熱エネルギーを伝送する。且つ管路305と流体ポンプ306により駆動される冷却流体311を通して、リレー放熱器304と自然蓄熱体108に設置される放熱器309との間に流れ、また流動循環させる。変圧器101の熱エネルギーは絶縁冷却流体103、外部放熱器302、リレー放熱器304及び冷却流体311を経て、放熱器309へ伝導することによって、放熱器309によって自然蓄熱体108に対して放熱する。
放熱器309:良好な熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体311を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される浅層の温度保持体108に設置される。
流体ポンプ306:機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成される。
【0013】
(第2実施形態)
図4は本発明の第2実施形態による変圧器の模式図である。変圧器が生成する熱エネルギーは、変圧器のボディシェルに設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
図4に示す主な構成は以下の通りである。
【0014】
変圧器101:巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、マシンシェル100の中に設置され、マシンシェル100内に絶縁冷却流体103を入れることによって、変圧器101によって放熱する。
熱交換器404:流体を通過させる容器構造であって、変圧器101の外部に設置され、上下は管路402と変圧器101のマシンシェル100の内部に入れる絶縁冷却流体103を通して循環流通し、及び流体ポンプ406によって圧送される冷却流体411を通過させ、自然蓄熱体108の中に設置される放熱器409へ流れ、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送する。
放熱器409:良好な熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体411を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される浅層の温度保持体108に設置される。
流体ポンプ406:機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成される。
【0015】
(第3実施形態)
図5は本発明の第3実施形態による変圧器の模式図である。変圧器が生成する熱エネルギーは、変圧器ボディシェルの周辺にリング状に設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
図5に示す主な構成は以下の通りである
【0016】
変圧器101:巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、マシンシェル100の中に設置され、マシンシェル100内に絶縁冷却流体103を入れることによって、変圧器101によって放熱する。
外部放熱器504:流体を通過させる容器構造であって、変圧器101の外部に設置し、共同して熱交換器機能を構成する。冷却流体511を通過し、自然蓄熱体108の中に設置される放熱器509へ流れ、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送する。
放熱器509:良好な熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体511を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される浅層の温度保持体108に設置される。
流体ポンプ506:機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成される。
【0017】
(第4実施形態)
図6は本発明の第4実施形態による回転電機の模式図である。回転電機が生成する熱エネルギーは、回転電機のボディシェルに設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
図6に示す主な構成は以下の通りである。
【0018】
回転電機601:磁界巻線、鉄芯、ロータ及びマシンシェルの回転電機を備え、モータまたは発電機または電磁カップリング装置によって構成される装置を含む。
熱交換器603:1次側流体流路602及び2次側流体流路604を備え、かつ互いに熱エネルギーを伝送し、その中の1次側流体流路602は、管路及び流体ポンプ607の圧送を通して、回転電機601の内部の気流と一緒の循環気流を構成し、2次側流体流路604は、管路605及び流体ポンプ606を通して、自然蓄熱体108の中に設置する放熱器609を流れる冷却流体611をポンピングし、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送する。
放熱器609:良好な熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体611を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される浅層の温度保持体108に設置される。
流体ポンプ606、607:機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成される。
【0019】
(第5実施形態)
図7は本発明の第5実施形態による回転電機の模式図である。回転電機が生成する熱エネルギーは、回転電機のボディシェルと分離して設置される熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱する。
図7に示す主な構成は以下の通りである。
【0020】
回転電機701:磁界巻線、鉄芯、ロータ及びマシンシェルの回転電機を備え、モータまたは発電機または電磁カップリング装置によって構成される装置を含む。
熱交換器703:1次側流体流路702及び2次側流体流路704を備え、かつ互いに熱エネルギーを伝送し、その中の1次側流体流路702は、管路及び流体ポンプ707の圧送を通して、回転電機701の内部の気流と一緒の循環気流を構成し、2次側流体流路704は、管路705及び流体ポンプ706を通して、自然蓄熱体108の中に設置する放熱器709を流れる冷却流体711をポンピングし、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送する。
放熱器709:良好な熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体711を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される浅層の温度保持体108に設置される。
流体ポンプ706、707:機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成される。
【0021】
(その他の実施形態)
本発明のその他の実施形態の電機は、熱交換装置にはワンウェイの1次側流体流路及びワンウェイの2次側流体流路を備える流路を含む。
本発明のその他の実施形態の電機は、共用する熱交換装置を備え、共同して熱交換器にワンウェイ以上の1次側流体流路を設け、別々に複数セットの電機の内部へ通じることによって、別々に1次側流体流路を構成する。また、共用する熱交換装置は、浅層の温度保持体の内部に設置される同一の均熱器へ通じるワンウェイ以上の2次側流体流路を備える。
本発明のその他の実施形態の電機は、さらに空冷ファン110のオプションを追加することができる。
【符号の説明】
【0022】
100:マシンシェル
101:変圧器
102、302、504:外部放熱器
103:絶縁冷却流体
108:自然蓄熱体、温度保持体
110:空冷ファン
111、311、411、511、611、711:冷却流体
201:回転電機外殼
202:第二層外殼
203:放熱フィン
304:リレー放熱器
305、402、605、705:管路
306、406、506、606、607、706、707:流体ポンプ
309、409、509、609、709:放熱器
404、603、703:熱交換器
601、701:回転電機
602、702:1次側流体流路
604、704:2次側流体流路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ熱交換装置の2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体と交換流体を通して放熱する電機であって、
変圧器(101)、外部放熱器(302)、リレー放熱器(304)、放熱器(309)および流体ポンプ(306)を備え、
変圧器(101)は巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、マシンシェル(100)の中に設置され、前記マシンシェル(100)内に絶縁冷却流体(103)を入れることによって、前記変圧器101によって放熱し、
外部放熱器(302)は流体を通過させる容器構造であって、前記変圧器(101)の外部に設置され、上下は流体管路と前記変圧器(101)の前記マシンシェル(100)の内部に入れる前記絶縁冷却流体(103)を通して循環流通し、且つリレー放熱器(304)を通過する冷却流体(311)と結合することによって、互いに熱エネルギーを伝送し、
前記リレー放熱器(304)は流体が流通する容器構造であり、前記外部放熱器(302)と結合することによって、互いに熱エネルギーを伝送し、且つ管路(305)と流体ポンプ(306)により駆動される前記冷却流体(311)を通して、前記リレー放熱器(304)と自然蓄熱体(108)に設置される放熱器(309)との間に流れ、また流動循環させ、前記変圧器(101)の熱エネルギーは前記絶縁冷却流体(103)、前記外部放熱器(302)、前記リレー放熱器(304)及び前記冷却流体(311)を経て、前記放熱器(309)へ伝導することによって、前記放熱器(309)によって自然蓄熱体(108)に対して放熱し、
前記放熱器(309)は熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体(311)を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される前記自然蓄熱体(108)に設置され、
前記流体ポンプ(306)は機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成されることを特徴とする電機。
【請求項2】
地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ熱交換装置の2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体と交換流体を通して放熱する電機であって、
熱交換装置は変圧器のボディシェルに設置され、当該電機が生成する熱エネルギーは、熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱し、
変圧器(101)、熱交換器(404)、放熱器(409)および流体ポンプ(406)を備え、
前記変圧器(101)は巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、前記マシンシェル(100)の中に設置され、前記マシンシェル(100)内に前記絶縁冷却流体(103)を入れることによって、前記変圧器(101)によって放熱し、
熱交換器(404)は流体を通過させる容器構造であって、前記変圧器(101)の外部に設置され、上下は管路(402)と前記変圧器(101)の前記マシンシェル(100)の内部に入れる前記絶縁冷却流体(103)を通して循環流通し、且つ流体ポンプ(406)によって圧送される冷却流体(411)を通過させ、前記自然蓄熱体(108)の中に設置される放熱器(409)へ流れ、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送し、
前記放熱器(409)は熱伝導性材料によって構成され、流れる前記冷却流体(411)を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される前記自然蓄熱体(108)に設置され、
前記流体ポンプ(406)は機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成されることを特徴とする電機。
【請求項3】
地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ熱交換装置の2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体と交換流体を通して放熱する電機であって、
熱交換装置は変圧器のボディシェルの周辺にリング状に設置され、当該電機が生成する熱エネルギーは、熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱し、
変圧器(101)、外部放熱器(504)、放熱器(509)および流体ポンプ(506)を備え、
前記変圧器(101)は巻線と鉄芯を備える変圧装置であって、前記マシンシェル(100)の中に設置され、前記マシンシェル(100)内に前記絶縁冷却流体(103)を入れることによって、前記変圧器(101)によって放熱し、
外部放熱器(504)は流体を通過させる容器構造であって、前記変圧器(101)の外部に設置され、共同して熱交換器機能を構成し、冷却流体(511)を通過させ、前記自然蓄熱体(108)の中に設置される放熱器(509)へ流れ、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送し、
前記放熱器(509)は熱伝導性材料によって構成され、流れる冷却流体(511)を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される前記自然蓄熱体(108)に設置され、
前記流体ポンプ(506)は機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成されることを特徴とする電機。
【請求項4】
地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ熱交換装置の2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体と交換流体を通して放熱する電機であって、
熱交換装置は回転電機のボディシェルに設置され、当該電機が生成する熱エネルギーは、熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱し、
回転電機(601)、熱交換器(603)、放熱器(609)および流体ポンプ(606、607)を備え、
回転電機(601)は磁界巻線、鉄芯、ロータ及びマシンシェルの回転電機を備え、モータまたは発電機または電磁カップリング装置によって構成される装置を含み、
熱交換器(603)は1次側流体流路(602)及び2次側流体流路(604)を備え、かつ互いに熱エネルギーを伝送し、その中の前記1次側流体流路(602)は、管路及び流体ポンプ(607)の圧送を通して、前記回転電機(601)の内部の気流と一緒の循環気流を構成し、前記2次側流体流路(604)は、管路(605)及び流体ポンプ(606)を通して、前記自然蓄熱体(108)の中に設置する放熱器(609)を流れる冷却流体(611)をポンピングし、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送し、
前記放熱器(609)は熱伝導性材料によって構成され、流れる前記冷却流体(611)を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される前記自然蓄熱体(108)に設置され、
前記流体ポンプ(606、607)は機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成されることを特徴とする電機。
【請求項5】
地表浅層部または湖、池、河川からなる浅層の温度保持体との間に、1次側流体流路及び2次側流体流路を備える熱交換装置を設置し、生成する熱エネルギーを熱交換装置の1次側流体を経て伝送し、且つ熱交換装置の2次側流体が浅層の温度保持体の中に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して熱エネルギーを放出することにより、浅層の温度保持体と交換流体を通して放熱する電機であって、
熱交換装置は回転電機のボディシェルと分離して設置され、当該電機が生成する熱エネルギーは、熱交換装置の2次側流体を通して、浅層の温度保持体に設置される均熱器へ流れ、浅層の温度保持体に対して放熱し、
回転電機(701)、熱交換器(703)、放熱器(709)および流体ポンプ(706、707)を備え、
回転電機(701)は磁界巻線、鉄芯、ロータ及びマシンシェルの回転電機を備え、モータまたは発電機または電磁カップリング装置によって構成される装置を含み、
熱交換器(703)は1次側流体流路(702)及び2次側流体流路(704)を備え、かつ互いに熱エネルギーを伝送し、その中の前記1次側流体流路(702)は、管路及び流体ポンプ(707)の圧送を通して、前記回転電機(701)の内部の気流と一緒の循環気流を構成し、前記2次側流体流路(704)は、管路(705)及び流体ポンプ(706)を通して、前記自然蓄熱体(108)の中に設置する放熱器(709)を流れる冷却流体(711)をポンピングし、循環流体を構成することによって、熱エネルギーを伝送し、
前記放熱器(709)は熱伝導性材料によって構成され、流れる前記冷却流体(711)を放熱させる容器構造であり、土地または池、湖、河川によって構成される前記自然蓄熱体(108)に設置され、 前記流体ポンプ(706、707)は機械力または電気モータによって駆動される流体ポンプで構成されることを特徴とする電機。
【請求項6】
共用する熱交換装置を備え、共同して熱交換器にワンウェイ以上の1次側流体流路を設け、別々に複数セットの電機の内部へ通じることによって、別々に1次側流体流路を構成し、
且つ、共用する熱交換装置は、浅層の温度保持体の内部に設置される同一の均熱器へ通じるワンウェイ以上の2次側流体流路を備えることを特徴とする請求項1〜5に記載の電機。
【請求項7】
さらに空冷ファン(110)を備えることを特徴とする請求項1〜5に記載の電機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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