【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔発明の技術分野〕
本発明は、フロン系或いは、フロロカーボン系
冷媒を封入した電気機器において、冷媒が分解し
た時に生成する腐食生成物を除去し、冷媒の劣化
を抑制し、長期間にわたり安定状態に保持するよ
うにした電気機器に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
最近では、不燃化、冷却効率、小型化の向上の
ため、油に代わり、フロン113、フロリナート75
（米国3M社製フロロカーボン系冷媒）のような分
子中にハロゲンを有する冷媒が車輌用パワー半導
体整流器、電力用変換器等に使用され始め一部実
用化されている。
主に使用されている冷媒は、フロン113（CClF2
−CCl2Ｆ）であるが、その他にも単独、或いは
混合された状態で使用されている。しかしなが
ら、この冷媒は、精製された状態では分解温度が
高いが金属材料、有機材料との共存下では100℃
或いはそれ以下でも分解が進行する。その結果、
Cl-，F-イオンや微量の溶存水分と反応して
HCl，HF等が分解生成物として発生する。
これらの酸成分は、構造材料の金属を腐食し、
著るしく機器の信頼性を低下させる恐れがある。
また、フロン113の場合、分解に伴ない、C2F4，
CF3Cl，C3F6，C2F5Cl，C2F3Cl，CF2Cl2，C3F5
Cl，C2F4Cl2，C2F2Cl2，CFCl3の低沸点の非凝縮
性気体を多種発生することを実験により、確認し
ている。従つて、フロン113等を冷媒として長期
間使用する場合において、分解により発生した前
記非凝縮性気体の中では、フロン113に比べ、熱
安定性に劣る物質があり、更に分解が促進した場
合、多量の腐食性成分を発生することが考えられ
る。
フロン系、フロロカーボン系の冷却と絶縁を兼
ねた液体は、分解物である腐食性成分を除去する
ことで液体を良好な状態を保つことが可能であ
る。しかるに、分解物を除去する吸着剤は、各種
活性炭やモレキユラシーブス等に代表されるもの
がいくつもあるが、吸着率が高く、短時間にフロ
ン系、フロロカーボン系冷媒中の遊離イオン
（Cl-，F-イオン）や、水分との反応によつて生
成する強酸性のHCl，HF等を選択的に吸着反応
する除去剤としては不十分であつた。
〔発明の目的〕
本発明は、上述した従来の電気機器の欠点を改
良したもので、冷却媒体に含まれる腐食性成分を
吸着反応する物質を冷却媒体の循環径路中に設置
し、これらの機器の効率を初期に近い状態を長期
にわたつて存続させ、高い信頼性を付与する電気
機器を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、電気機器の封入媒体を熱交換器を介
して循環させる循環装置を備え、その封入媒体が
フロン系或いはフロロカーボン系の冷却媒体であ
る電気機器において冷媒循環径路にハイドロタル
サイト系化合物を充填した部材を設けることを特
徴とするものである。
本発明において用いられるハイドロタルサイト
系化合物は、
MgxAly（OH）2x+3y-2Z（CO3）2・mH2Ｏ
（式中、ｘ，ｙ及びｚはそれぞれ、０＜ｙ／ｘ≦
１，０≦ｚ／ｙ＜1.5なる関係を有し、ｍは、整数を
表わす）
で示される複合金属化合物をいう。該化合物は、
冷媒中のハロゲンイオン及び有機酸イオンを自己
のCO3 2-イオンと置換するが、あるいはそのまま
配位結合せしめることにより、腐食性成分を補捉
し、冷媒中の腐食成分濃度を低下させる作用を有
する。該化合物の代表例としては、例えば、
Mg45Al2（OH）13CO3・3.5H2Ｏ（商品名DHT−
4A、協和化学工業(株)製）
Mg5Al1.5（OH）13CO3・3.5H2Ｏ
Mg4.5Al2（OH）13・3.5H2Ｏ
等が挙げられる。これらの中では、特にDHT−
4Aが好ましく、その市販品中には1μm以下の粒
子が約95％含まれているので、粒径を0.6〜1μm
に調整し、冷媒径路に流出しないようにパツケー
ジを施こし一つの素子（エレメント）として電気
機器の循環径路に設置する。このエレメントは、
バルブ等を介して必要に応じて液体を流せ、又、
十分に腐食成分を吸着反応した後に機器を停止し
ないでエレメント交換ができるように着脱自在な
形で設置する。通常の場合は、このエレメントを
通すと圧力損失等が加わるため、ここをさけ、腐
食成分が或る設定値を越えた時だけ流すようにす
ることが好ましい。
運転時において、腐食成分を除去することで、
品質のよい液体による絶縁と冷却特性が保持され
るため、液体の汚れによる損失の増大と機器の機
能を十分に発揮させ、かつ構成材料の腐食等によ
る信頼性の低下を抑制することができ、これを設
置した効果は非常に大きい。
〔発明の効果〕
本発明において用いられるハイドロタルサイト
系化合物は、構成材料に最も悪影響を与えるハロ
ゲンの陰イオンもしくはHCl，HFといつた強酸
性の不純物を自己のCO3 2-イオンと置換するか、
あるいはそのまま配位結合せしめる作用を有す
る。このため、該化合物を充填したエレメントを
設置した電気機器は、構成材料の腐食抑制が得ら
れる為機器の長期にわたる安定な運転ができ、大
幅に信頼性の向上を計ることが出来る。
〔発明の実施例〕
図を用いて本発明の一実施例を説明する。第１
図中の１はトランス、コンデンサ等の発熱性電気
機器本体であり、これを囲繞するタンク３内の空
間２に絶縁間、フロン等の絶縁冷却液体が充填さ
れ、電気機器本体を冷却している。タンク３に
は、パイプ４を介して熱交換器が接続され、さら
に、本発明の分解物除去用部材エレメントを収容
した容器６、循環ポンプ７を介してタンク内へ配
管され、冷却液体の循環流通路が形成される。
分解物除去用部材としては、粒径を0.6〜1.0μm
にふるい調整した次式：
Mg4.5Al2（OH）13・CO3・3.5H2Ｏ
に表わされる。DHT−4A（商品名）協和化学工
業(株)製を容器中に充填したものが用いられる。
以下に分解生成物の除去効果を示す実施例を示
す。
(1) フロン113（分子式C2ClF2）100mlを密閉容器
中で強制分解（冷媒液中放電 対向針電極……
１mmφ、L30°、5μmr、印加電圧……ギヤツプ
長１mmに対し、10kV50Hz、放電電流0.1mA、
放電時間……３分）した劣化冷媒を初期試料と
し、その時のCl-，F-イオン濃度を、Cl-……
ロダン水銀吸光法、F-……ALC吸光法で測定
し、求めた。
次にその劣化冷媒20mlにDHT−4Aを0.1ｇ、
0.5ｇずつを入れ、攪拌した。結果は第１表の
通りである。
[Technical Field of the Invention] The present invention removes corrosion products generated when the refrigerant decomposes in electrical equipment sealed with a fluorocarbon-based or fluorocarbon-based refrigerant, suppresses deterioration of the refrigerant, and maintains a stable state for a long period of time. This invention relates to electrical equipment that is held in place. [Technical background of the invention and its problems] Recently, in order to improve nonflammability, cooling efficiency, and miniaturization, CFC 113 and Fluorinert 75 have been used instead of oil.
Refrigerants containing halogen in their molecules, such as (fluorocarbon refrigerant manufactured by 3M, USA), have begun to be used in power semiconductor rectifiers for vehicles, power converters, etc., and some of them have been put into practical use. The mainly used refrigerant is Freon 113 (CClF 2
-CCl 2 F), but others are also used alone or in a mixed state. However, this refrigerant has a high decomposition temperature in its purified state, but when it coexists with metal and organic materials, it reaches a temperature of 100°C.
Decomposition progresses even at lower concentrations. the result,
Reacts with Cl - , F - ions and trace amounts of dissolved water
HCl, HF, etc. are generated as decomposition products. These acid components corrode the metals of the structural materials,
There is a risk that the reliability of the equipment will be significantly reduced.
In addition, in the case of Freon 113, as it decomposes, C 2 F 4 ,
CF 3 Cl, C 3 F 6 , C 2 F 5 Cl, C 2 F 3 Cl, CF 2 Cl 2 , C 3 F 5
It has been confirmed through experiments that various types of low-boiling non-condensable gases such as Cl, C 2 F 4 Cl 2 , C 2 F 2 Cl 2 and CFCl 3 are generated. Therefore, when using Freon 113 etc. as a refrigerant for a long period of time, among the non-condensable gases generated by decomposition, there are substances whose thermal stability is inferior to that of Freon 113, and if the decomposition is further accelerated, It is possible that a large amount of corrosive components will be generated. Fluorocarbon-based and fluorocarbon-based liquids that serve as both cooling and insulation can maintain good conditions by removing corrosive components that are decomposition products. However, there are a number of adsorbents for removing decomposed products, such as various activated carbons and molecular sieves, but they have a high adsorption rate and can quickly remove free ions (Cl - , F - ions) and strongly acidic HCl, HF, etc. produced by reaction with water. [Object of the Invention] The present invention improves the above-mentioned drawbacks of the conventional electrical equipment.A substance that adsorbs and reacts with corrosive components contained in the cooling medium is installed in the circulation path of the cooling medium. The purpose of the present invention is to provide electrical equipment that maintains efficiency close to its initial state over a long period of time and provides high reliability. [Summary of the Invention] The present invention is provided with a circulation device that circulates an enclosed medium in an electrical device through a heat exchanger, and in which the enclosed medium is a fluorocarbon-based or fluorocarbon-based cooling medium, the present invention provides a refrigerant circulation path that includes a circulating device that circulates an enclosed medium through a heat exchanger. It is characterized by providing a member filled with a talcite-based compound. The hydrotalcite compound used in the present invention is Mg x Al y (OH) 2x+3y-2Z (CO 3 ) 2 ·mH 2 O (where x, y and z are respectively 0<y/x Refers to a composite metal compound having the following relationship: ≦1,0≦z/y<1.5, where m represents an integer. The compound is
By replacing the halogen ions and organic acid ions in the refrigerant with their own CO 3 2- ions, or by directly coordinating them, they capture corrosive components and reduce the concentration of corrosive components in the refrigerant. have A representative example of the compound is, for example, Mg 45 Al 2 (OH) 13 CO 3・3.5H 2 O (trade name: DHT-
4A, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) Mg 5 Al 1.5 (OH) 13 CO 3・3.5H 2 O Mg 4.5 Al 2 (OH) 13・3.5H 2 O, and the like. Among these, DHT−
4A is preferable, and its commercially available products contain about 95% particles of 1 μm or less, so the particle size should be adjusted to 0.6 to 1 μm.
The refrigerant is adjusted to the correct temperature, packaged to prevent it from flowing into the refrigerant path, and installed as an element in the circulation path of electrical equipment. This element is
Allow liquid to flow as necessary via valves, etc., and
It is installed in a removable manner so that the element can be replaced without stopping the equipment after sufficiently adsorbing and reacting corrosive components. In normal cases, passing through this element adds pressure loss, etc., so it is preferable to avoid this and allow the flow only when corrosive components exceed a certain set value. By removing corrosive components during operation,
Since the insulation and cooling properties of the high-quality liquid are maintained, it is possible to prevent increases in loss due to liquid contamination, ensure the full functionality of the equipment, and prevent decreases in reliability due to corrosion of component materials. The effect of installing this is very large. [Effect of the invention] The hydrotalcite-based compound used in the present invention replaces strong acidic impurities such as halogen anions or HCl and HF, which have the most adverse effect on the constituent materials, with its own CO 3 2- ion. mosquito,
Alternatively, it has the effect of causing a coordinate bond as it is. Therefore, electrical equipment equipped with elements filled with the compound can be operated stably over a long period of time because the corrosion of the constituent materials can be suppressed, and reliability can be significantly improved. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
1 in the figure is the main body of heat-generating electrical equipment such as transformers and capacitors, and the space 2 in the tank 3 surrounding this is filled with an insulating cooling liquid such as CFC to cool the electrical equipment main body. . A heat exchanger is connected to the tank 3 via a pipe 4, and the tank is further piped into the tank via a container 6 containing the decomposition product removal member element of the present invention and a circulation pump 7 to circulate the cooling liquid. A flow path is formed. As a member for removing decomposed products, the particle size should be 0.6 to 1.0 μm.
It is expressed by the following formula: Mg 4.5 Al 2 (OH) 13・CO 3・3.5H 2 O. A container filled with DHT-4A (trade name) manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. is used. Examples showing the effect of removing decomposition products are shown below. (1) Forced decomposition of 100ml of Freon 113 (molecular formula: C 2 ClF 2 ) in a sealed container (discharge in refrigerant liquid, opposite needle electrode...
1mmφ, L30°, 5μmr, applied voltage...10kV50Hz, discharge current 0.1mA for gap length 1mm,
A degraded refrigerant with a discharge time of 3 minutes is used as the initial sample, and the Cl - and F - ion concentrations at that time are determined as Cl -...
Measured and determined by Rodan mercury absorption method, F - ...ALC absorption method. Next, add 0.1g of DHT-4A to 20ml of the deteriorated refrigerant.
0.5 g each was added and stirred. The results are shown in Table 1.
【表】
(2) (1)初期試料として同様にDHT−4A １ｇに
対し、劣化冷媒20mlを通過させた後の吸着除去
効果を測定した。結果は第２表の通りである。[Table] (2) (1) As an initial sample, the adsorption removal effect was measured after 20 ml of degraded refrigerant was passed through 1 g of DHT-4A. The results are shown in Table 2.
【表】【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、本発明の電気機器を説明するための
概略図である。
１……電気機本体、５……熱交換器、６……分
解物除去部材、７……循環ポンプ。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the electrical equipment of the present invention. 1... Electric machine body, 5... Heat exchanger, 6... Decomposition product removal member, 7... Circulation pump.