JP2007227722A - 電気機器のタンク - Google Patents

Abstract

【課題】電気機器のタンクのタンク本体とタンクカバーとの接合部を高圧力に耐えるとともに、溶接のスパッタがタンク内に浸入しない構成とする。
【解決手段】タンク本体は、底板の上部に筒状の胴部が溶接接合され、上端部は開口状態とし、胴部の上端から下方に所定寸法の嵌込部を確保し、その位置の水平方向に所定幅の接合フランジを溶接接合した構成とし、タンクカバーは、タンク本体の開口部外縁の外周方向に所定幅の調整代を加えた形状に形成したカバー板と、このカバー板の外縁部から下方に、少なくともタンク本体の胴部の嵌込部高さを確保した胴部を備えた構成とし、タンク本体に機器本体を収納後に、タンクカバーの胴部をタンク本体の嵌込部に嵌込んで、タンク本体の接合フランジとタンクカバーの胴部下端とを溶接接合したものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、変圧器、リアクトル等の本体を収納し、内部に絶縁媒体を封入する電気機器のタンクに関するものである。

変圧器、リアクトル等の機器本体を収容し、内部に絶縁油または絶縁ガスの絶縁媒体を封入する電気機器のタンクは、一般的には図６のように構成されている。即ち、鉄心１とコイル２で構成される機器本体３を収容するタンク本体５と、タンク本体５の上部を閉塞するタンクカバー６からなり、タンク本体５の内部に機器本体３を収容した後、タンク本体５の上部にタンクカバー６を載置し、溶接接合する構成である。

タンク本体５は底板５ａの上部に筒状の胴部５ｂを溶接接合し、胴部５ｂの上端部にタンクカバー６を溶接接合する上部フランジ５ｃを設け、胴部５ｂの外面の適正位置にタンク本体５の耐真空強度、内圧強度を確保するためのタンク補強５ｄが溶接取付されている。
タンクカバー６は、タンク本体５の開口部を閉塞するカバー板６ａと、タンク本体５の接合フランジ５ｃと接合する接合フランジ６ｂを有し、カバー板６ａの上面には耐真空強度、内圧強度を確保するためのカバー補強６ｃを溶接取付している。
タンク本体５とタンクカバー６の接合は、タンク本体５の接合フランジ５ｃの上面に、溶接時のスパッタがタンク内部に浸入するのを防ぐ耐熱材料のガスケット７を配置し、タンクカバー６を載置して溶接する。

このようなタンクの従来の構成としては、例えば特許文献１に変圧器タンクとして開示されている。
特許文献１の変圧器タンクは、タンク本体とタンクカバーを接合する部分の補強に関するものであり、その従来技術欄に示された接合部の構成は、特許文献１の第１図に示されているように、タンク本体の上端およびタンクカバー下端にそれぞれ接手フランジを設けて溶接接合している。溶接位置がタンク内壁に熱影響を与えることがないように、本体タンク内壁位置から距離をおいて溶接した構成となっている。この接合部は、タンク本体およびタンクカバーのそれぞれの接合フランジの溶接部の内側に耐熱材料のガスケットを配置し、溶接時のスパッタがタンク内部に浸入するのを防止している。

特許文献１の第１図の接合部のように構成された変圧器タンクに内部圧力Ｐが加わると、タンク本体とタンクカバーの接手フランジの外周で溶接接続している溶接部を支点として本体タンクの接手フランジとタンクカバーの接手フランジがタンク内で口開きする変形が生じて溶接部に亀裂が生じ、破壊に至ることがあるので、接手フランジは内圧に対して変形量が少なくなるように剛性を高くして変形しにくい構成になっている。

実願昭５４−１６１０８７号（実開昭５６−０７８５２８号）のマイクロフィルム

上記のように、図６に示した電気機器タンク、特許文献１に示された変圧器のタンクの接合部は、タンク内部に圧力が加わると、先端部が溶接された接合フランジのタンク内部側で開口する方向に溶接部を内側からはがすような応力がかかり、亀裂破壊の恐れが生じる問題点があった。また、接合部の溶接スパッタがタンク内に浸入する問題点もあり、それを防止するために、本体タンク、タンクカバーの接合フランジの間に耐熱材料のガスケットを挟み込む必要がある。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、タンク本体とタンクカバーとの接合部を、タンク内圧力が高くなっても接合部が破壊しにくく高圧力に耐え、ガスケットを使用しないでもスパッタがタンク内に入らない電気機器のタンクを構成することを目的とする。

この発明に係る電気機器のタンクは、タンク本体は、底板の上部に筒状の胴部が溶接接合され、上端部は開口状態とし、胴部の上端から下方に所定寸法の嵌込部を確保し、その位置の水平方向に所定幅の接合フランジを溶接接合した構成とし、タンクカバーは、タンク本体の開口部外縁の外周方向に所定幅の調整代を加えた形状に形成したカバー板と、このカバー板の外縁部から下方に、少なくともタンク本体胴部の嵌込部高さを確保した胴部を備えた構成とし、タンク本体に機器本体を収納後に、タンクカバーの胴部をタンク本体の嵌込部に嵌込んで、タンク本体の接合フランジとタンクカバーの胴部下端とを溶接接合したものである。

この発明に係る電気機器のタンクは、タンク本体の胴部の上端部に所定寸法の嵌込部を設けて接合フランジを溶接取付し、タンクカバーは、タンク本体の嵌込部に相当する高さの胴部を設けて、タンク本体の嵌込部にタンクカバーの胴部を嵌込こみ、タンク本体の接合フランジとタンクカバーの胴部下端とを溶接接合したことにより、タンク本体とタンクカバーの接合部は、タンク内部が加圧状態になっても、接合フランジ部分のタンク内側で口開きすることがなくなり、タンク本体とタンクカバーとの溶接接合部の機械的強度は強く、ガスケットを使用しないでもスパッタがタンク内に入らない構成となる。

実施の形態１．
変圧器、リアクトル等の電気機器は、タンクに機器本体を収容し、内部に絶縁油またはＳＦ６等の絶縁ガスの絶縁媒体が充填された構成であり、電気機器のタンクは、絶縁媒体の充填前に真空引きして内部の空気を抜いた後、絶縁媒体が充填されるが、真空引き時の耐真空強度、封入された絶縁媒体の圧力や電気機器の内部故障時の圧力上昇に対する耐圧強度が必要であり、電気機器のタンクは絶縁媒体の充填作業時に発生する圧力、あるいは使用中の圧力に耐えるように製作される。

図１は実施の形態１の電気機器のタンクの断面図である。
図１の電気機器のタンクは、鉄心１とコイル２とで構成される機器本体３を収容するタンク本体１１と、タンク本体１１の上部を閉塞するタンクカバー１２からなり、タンク本体１１の内部に機器本体３を収容した後、タンク本体１１の上部にタンクカバー１２を取り付けて溶接接合する構成である。

タンク本体１１は底板１１ａの上部に角形、丸形、楕円形等の筒状の胴部１１ｂを溶接接合し、胴部１１ｂの上端部から所定の長さＬの嵌込部１１ｄを確保した位置の胴部１１ａの外周面に接合フランジ１１ｃを溶接取り付けし、タンク胴部１１ｂには、耐真空強度、耐圧強度を確保するために必要数のコの字形断面のタンク補強１１ｅを胴巻き状に溶接取り付けしている。

タンクカバー１２は、タンク本体１１上端開口部の外縁形状に調整代ｇを加えた形状のカバー板１２ａと、このカバー板１２ａの外縁部から下方に少なくともタンク本体１１の嵌込部１１ｄの長さＬを確保した高さのカバー胴部１２ｂを溶接取り付けし、カバー板１２ａの上面には耐真空強度、耐圧力強度を確保するためのカバー補強１２ｃを溶接取り付けしている。

電気機器のタンクは、タンク本体１１の内部に機器本体３を収容した後にタンクカバー１２をタンク本体１１の嵌込部１１ｄに嵌込み、位置調整をして、カバー胴部１２ｂの端部と接合フランジ１１ｃを溶接接合して組み立てる。

このように構成された電気機器のタンクの強度を従来の構成と比較する。図２にタンク接合部の強度比較説明図を示す。図２（ａ）は従来構成のタンク本体５とタンクカバー６の接合部の部分図、図２（ｂ）は実施の形態１のタンク本体１１とタンクカバー１２の接合部の部分図を示す。
従来構成の図２（ａ）の場合は、内圧Ｐが加わったときに、カバー板６ａが上方に膨れる方向の力が働き、溶接部には上向きの力として働くが、タンクカバー６の接合フランジ６ｂの部分は、溶接部とカバー板６ａのタンク補強６ｃが取り付けられた位置との間に曲げ応力として働き、溶接部に対して内側からはがす力となり、タンク本体５の接合フランジ５ｃにも、同様に溶接部に対してはがす力となり、溶接位置を支点として、溶接部からタンク内壁までの距離Ｍｏが長く、接合フランジ５ｃ、接合フランジ６ｂの部分はタンク内側が口開きする方向の力となる。溶接部が口開きする力が働くと、溶接部が亀裂破壊する現象として現れ、高圧力に耐えるように製作することは難しく、接合フランジ部の剛性を高くし、溶接部には引張力として働くように構成すれば機械的強度の確保が容易となる。

図２（ｂ）の実施の形態１の場合は、タンクカバー１２の構成が、カバー板１２ａの外周に胴部１２ｂを設けた構成であり、内部圧力Ｐが加わると、カバー板１２ａが膨らむ方向に力が加わるが、タンク本体１１の胴部１１ａとタンクカバー１２の胴部１２ｂの接合フランジ１１ｃとの溶接部は、タンク胴部１１ｂまでの距離Ｍ１は短いので、接合フランジ１１ｃに働く曲げ応力は小さく、溶接部に対しては単純な引張荷重となり、従来の図２（ａ）の構成に比較して機械的強度は非常に強い構成となる。

電気機器のタンクを図１のように構成すると、タンク本体１１の嵌合部１１ｄを設けていることにより、従来のように耐熱ガスケットを挿入しなくても、溶接時のスパッタがタンク内にはいることがなく接合部の溶接作業が簡単になる効果もある。

実施の形態２．
図３は実施の形態２の電気機器のタンクの断面図である。
図３の電気機器のタンクは、鉄心１とコイル２とで構成される機器本体３を収容するタンク本体２１と、タンク本体２１の上部を閉塞するタンクカバー１２からなり、タンク本体２１の内部に機器本体３を収容した後、タンク本体２１の上部にタンクカバー１２を取り付けて溶接接合する構成である。

タンク本体２１は底板２１ａの上部に角形、丸形、楕円形等の筒状の胴部２１ｂを溶接接合し、胴部２１ｂの上端部から所定の長さＬの嵌込部２１ｄを確保した位置が上部となるようにタンク補強２１ｅを胴部に溶接取り付けし、その下部の最適位置にさらにタンク補強２１ｅを溶接取り付けし、耐真空強度、耐圧強度を確保する構成としている。

タンクカバー１２は、実施の形態１の図１と同様の構成であるので、説明は省略する。

電気機器のタンクは、タンク本体２１の内部に機器本体３を収容した後にタンクカバー１２をタンク本体２１の嵌込部２１ｄに嵌込み、カバー胴部１２ｂの端部とタンク補強２１ｅの上面に溶接接合して組み立てる。

このように構成された電気機器のタンクは、タンク本体２１のタンク補強２１ｅの位置をタンクカバー１２を溶接する位置としたことにより、接合フランジが不要となり、この部分の剛性が高くなってタンク本体２１とタンクカバー１２と接続部が強固となり、また接続フランジを取り付けないのでコストダウンにもつながる。

図３ではタンク補強２１ｅをコの字形の溝形鋼を用いているが、タンクカバー１２を溶接するタンク補強としては、タンクカバー１２の胴部１２ｂの下端が溶接できるように水平方向に平面部を有する形状であればよく、Ｌ字型鋼、Ｈ形鋼であってもよい。

この構成においても従来のように耐熱ガスケットを挿入しないで、溶接時のスパッタがタンク内にはいることがなく、接合部の溶接作業が簡単になる。

実施の形態３．
図４は実施の形態３の電気機器のタンクの断面図である。
図４の電気機器のタンクは、鉄心１とコイル２とで構成される電気機器本体３を収容するタンク本体３１と、タンク本体３１の上部を閉塞するタンクカバー３２からなり、タンク本体３１の内部に機器本体３を収容した後、タンク本体３１の上部にタンクカバー３２を取り付けて溶接接合する構成である。

タンク本体３１は底板３１ａの上部に角形、丸形、楕円形等の筒状の胴部３１ｂを溶接接合し、胴部３１ｂの上端部から所定の長さＬの嵌込部３１ｄを確保した位置を中間として胴部３１ｂの外周部に接合板３１ｃを胴巻き状に溶接取り付けし、タンク胴部３１ｂのに外周に必要数のタンク補強３１ｅを胴部に溶接取り付けし、耐真空強度、耐圧強度を確保する構成としている。

タンクカバー３２は、タンク本体３１の胴部に溶接した接合板３１ｃ部分の外径に合わせた形状のカバー板３２ａと、このカバー板３２ａの外縁部から下方に少なくともタンク本体３１の嵌込部３１ｄの長さＬを確保した高さのカバー胴部３２ｂを溶接取り付けし、カバー板３２ａの上面には耐真空強度、耐圧力強度を確保するためのカバー補強３２ｃを溶接取り付けしている。

電気機器のタンクは、タンク本体３１の内部に機器本体３を収容した後にタンクカバー３２をタンク本体３１の嵌込部３１ｄに嵌込み、カバー胴部３２ｂの端部と接合板３１ｃとを溶接接合して組み立てる。

このように構成された電気機器のタンクは、タンク本体３１の接合板３１ｃの中間位置をタンクカバーの溶接位置としたことにより、接合フランジが不要となる。

この構成においても従来のように耐熱ガスケットを挿入しないで、溶接時のスパッタがタンク内に入ることがなく、接合部の溶接作業が簡単になる。

実施の形態４．
図５は実施の形態４の電気機器のタンクの断面図である。
実施の形態４は、タンクカバーの形状をドーム形にした構成である。
図５の電気機器のタンクは、鉄心１とコイル２とで構成される電気機器本体３を収容するタンク本体１１と、タンク本体１１の上部を閉塞するタンクカバー４２からなり、タンク本体１１の内部に機器本体３を収容した後、タンク本体１１の上部にタンクカバー４２を取り付けて溶接接合する構成である。

タンク本体１１は、実施の形態１の図１のタンク本体と同一構造であり詳細説明は省略する。

タンクカバー４２は、タンク本体１１上端開口部の外縁形状に調整代ｇを加えた外径形状とし形状のカバードーム４２ａと、このカバードーム４２ａの外縁部から下方に少なくともタンク本体１１の嵌込部１１ｄの長さＬを確保した高さのカバー胴部４２ｂを溶接取り付けしている。

電気機器のタンクは、タンク本体１１の内部に機器本体３を収容した後にタンクカバー４２をタンク本体１１の嵌込部１１ｄに嵌込み、カバー胴部４２ｂの端部と接合フランジ１１ｃを溶接接合して組み立てられる。

このようにタンクカバーをドーム形に構成すると。カバー上部のカバー補強が不要となり、タンクカバーの軽量化が図れる。

この構成においても従来のように耐熱ガスケットを挿入しないで、溶接時のスパッタがタンク内にはいることがなく、接合部の溶接作業が簡単になる。

この実施の形態４のタンクカバーの上部をドーム形にする構成は、実施の形態１〜３にも同様に実施することにより、タンクカバーの軽量化が図れる。

実施の形態１の電気機器のタンクの構成を示す断面図である。 タンク接合部の従来例と実施の形態１の強度比較説明図である。 実施の形態２の電気機器のタンクの構成を示す断面図である。 実施の形態３の電気機器のタンクの構成を示す断面図である。 実施の形態４の電気機器のタンクの構成を示す断面図である。 従来の電気機器のタンクの構成を示す断面図である。

符号の説明

１１ タンク本体、１１ａ タンク底板、１１ｂ タンク胴部、
１１ｃ 接合フランジ、１１ｄ 嵌込部、１１ｅ タンク補強、１２ タンクカバー、
１２ａ カバー板、１２ｂ カバー胴部、１２ｃ カバー補強、２１ タンク本体、
２１ａ タンク底板、２１ｂ タンク胴部、２１ｄ 嵌込部、２１ｅ タンク補強、
３１ タンク本体、３１ａ タンク底板、３１ｂ タンク胴部、３１ｃ 接合板、
３１ｄ 嵌込部、３１ｅ タンク補強、３２ タンクカバー、３２ａ カバー板、
３２ｂ カバー胴部、３２ｃ カバー補強、４２ タンクカバー、４２ａ カバー板、
４２ｂ カバー胴部。

Claims (4)

1. 機器本体を収容するタンク本体と、タンク本体の上部を閉塞するタンクカバーからなる電気機器のタンクにおいて、
   上記タンク本体は、底板の上面に筒状の胴部を溶接接合し、胴部の上端部は開口状態とし、上記胴部の上端から下方に所定寸法の嵌込部を確保し、嵌込部の下端位置に所定幅の接合フランジを水平方向に溶接接合した構成とし、
   上記タンクカバーは、上記タンク本体の開口部外縁の外周方向に所定幅の調整代を加えた形状のカバー板と、該カバー板の外縁部から下方に、少なくとも上記タンク本体胴部の嵌込部高さを確保した胴部を備えた構成とし、
   上記タンク本体に上記機器本体を収納後に、上記タンクカバーの胴部を上記タンク本体の嵌込部に嵌込んで、上記本体タンクの接合フランジと上記タンクカバーの胴部下端とを溶接接合したことを特徴とする電気機器のタンク。
2. 機器本体を収容するタンク本体と、タンク本体の上部を閉塞するタンクカバーからなる電気機器のタンクにおいて、
   上記タンク本体は、底板の上部に筒状の胴部を溶接接合し、胴部の上端部は開口状態とし、上記胴部の上端から下方に所定寸法の嵌込部を確保し、該嵌込部の下端位置において水平方向に平面を有するタンク補強を嵌込部から下方に溶接接合した構成とし、
   上記タンクカバーは、上記タンク本体の開口部外縁の外周方向に所定幅の調整代を加えた形状のカバー板と、該カバー板の外縁部から下方に、少なくとも上記タンク本体胴部の嵌込部高さを確保した胴部を備えた構成とし、
   上記タンク本体に上記機器本体を収納後に、上記タンクカバーの胴部を上記タンク本体の嵌込部に嵌込んで、上記本体タンクのタンク補強と上記タンクカバーの胴部下端とを溶接接合したことを特徴とする電気機器のタンク。
3. 機器本体を収容するタンク本体と、タンク本体の上部を閉塞するタンクカバーからなる電気機器のタンクにおいて、
   上記タンク本体は、底板の上部に筒状の胴部を溶接接合し、胴部の上端部は開口状態とし、上記胴部の上端から下方に所定寸法の嵌込部を確保し、該嵌込部の下端位置の上記胴部外周に所定幅のタンク接合板を胴巻き状にして溶接接合した構成とし、
   上記タンクカバーは、上記タンク本体の開口部形状に上記タンク接合板の板厚を加えた外径形状に形成したカバー板と、該カバー板の外縁部から下方に、少なくとも上記タンク本体胴部の嵌込部高さを確保した胴部を備えた構成とし、
   上記タンク本体に上記機器本体を収納後に、上記タンクカバーの胴部を上記タンク本体の嵌込部に嵌込んで、上記本体タンクのタンク接合板と上記タンクカバーの胴部下端とを溶接接合したことを特徴とする電気機器のタンク。
4. 上記タンクカバーのカバー板は上方に突出するドーム形に形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気機器のタンク。

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