JP2010258318A - 吸湿呼吸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿呼吸装置内の吸湿剤を乾燥させた際に発生する湿った空気をコンサベータ側に流入させることなく、シリカゲルの吸湿能力の回復を行うことのできる吸湿剤乾燥方法及び吸湿呼吸器を提供すること。
【解決手段】吸湿呼吸装置１０の吸湿剤容器１４内を仕切って複数の吸湿剤収容室２０、２２に分離する断熱性を有する断熱仕切部材１７と、吸湿剤収容室２０、２２の内の少なくとも１個の吸湿剤収容室２０を該吸湿剤収容室２０内の吸湿剤Ｓが空気の吸湿に用いられる空気吸湿位置に設定し、他の吸湿剤収容室２２内を該吸湿剤収容室内の吸湿剤が所定の熱源により温めて乾燥される吸湿剤乾燥位置に設定するとともに、各吸湿剤収容室２０、２２を、空気吸湿位置と前湿剤乾燥位置との間で交互に移動させる収容室位置決め機構１９と、を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸湿呼吸装置に関し、特に、変圧器、シャントリアクトル、発電機等の電気機器に設置されるコンサベータ内に送出する空気を吸湿する吸湿呼吸装置に関する。

電気機器の１つとしての変圧器として、絶縁油中に変圧器本体を浸した油入変圧器が知られている。 図５は、油入変圧器の一例を示す図である。この油入変圧器１６０には、本体容器１００内に変圧器本体１０１が収容されるとともに、絶縁油１０２が充填され、本体容器１００の上方には、当該本体容器１００から連結管１０７を介して連通するコンサベータ１５０が設けられている。コンサベータ１５０内には、通常、上記本体容器１００内から流れ込んだ絶縁油１０２が空気１０８とともに収容されている。なお、本体容器１００からの騒音を防止する目的で、この本体容器１００を覆うように防音壁が設置される場合もある。

変圧器１０１を運転すると、無負荷損(鉄損)により当該変圧器１０１が発熱し、その温度が上昇する。この温度上昇に伴い絶縁油１０２が加温され、絶縁油１０２の体積が膨張する。また、変圧器１０１の負荷が増減すると、それに伴い負荷損（銅損）が変化し、発生熱量が変わるため、絶縁油１０２の温度が昇降し、その結果として絶縁油１０２の体積が変化する。この油１０２の体積の変動に伴って変圧器１６０内の空気が外部との間で出入りする呼吸作用が生じる。この呼吸作用は、外部から吸入された新しい空気が油１０２表面に接触し、油１０２を酸化したり、また空気中の水分が油１０２中に吸収され、絶縁耐力が低下するといった弊害を引き起こす。このような呼吸作用による弊害を抑制するために、コンサベータ１５０は、外気と油との接触面積を小さくするように機能する。

そして、コンサベータ１５０の上部より延びる連通管１０５を介して吸湿呼吸器１０４が設けられている。この吸湿呼吸器１０４は、その内部に吸湿剤（シリカゲル）が封入され、外気の除湿を行う装置である。この吸湿呼吸器１０４の下面には、外気通路１３４が取り付けられている。絶縁油１０２が収縮することにより、外気は外気通路１３４から吸湿呼吸器１０４に吸入され、ここで除湿されて乾燥空気１０８となり、連通管１０５を通してコンサベータ１５０内に流入する。一方、絶縁油１０２が膨張する場合には、乾燥空気１０８は、連通管１０５を通して吸湿呼吸器１０４に押し出され、外気通路１３４から外気に放出される。このように除湿した乾燥空気１０８を吸入放出させることで、特に冬場において、コンサベータ内部の壁面の結露の防止も図っている。

吸湿剤であるシリカゲルは、ある程度の期間使用すると、吸湿能力が低下して変色する。従って、所定期間毎にシリカゲルの交換を行う必要がある。しかし、このシリカゲルの交換作業には手間がかかるので、この交換作業を行うことなく、シリカゲルを温めて乾燥させ、その吸湿能力を回復させることのできる吸湿呼吸器の例が、特許文献１に記載されている。

当該文献の吸湿呼吸器では、吸湿呼吸器をリアクトル等の電気機器の側壁に設置し、電気機器の運転中に発生する熱で吸湿呼吸器内のシリカゲルを乾燥させ、シリカゲルの吸湿能力を回復させることができる。

実開平６−２１２２６号公報 特開２００８−１１８０３９号公報

しかし、特許文献１の吸湿呼吸器では、電気機器の運転中に呼吸器内のシリカゲルを乾燥させる、すなわち、シリカゲルを用いた外気の吸湿とシリカゲルの乾燥を同時に行うこととなるため、シリカゲルを乾燥させた際に発生する湿った空気が、空気送出入管からコンサベータに侵入してしまい、コンサベータ内に送り込まれる空気を乾燥させるという吸湿呼吸器本来の機能が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸湿呼吸装置内の吸湿剤を乾燥させた際に発生する湿った空気をコンサベータ側に流入させることなく、シリカゲルの吸湿能力の回復を行うことのできる吸湿剤乾燥方法及び吸湿呼吸器を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に記載の吸湿剤乾燥方法は、電気機器に連設されたコンサベータ内に送出する空気を吸湿する吸湿剤を収容した吸湿剤収容容器を備えた吸湿呼吸装置において、前記吸湿剤容器内を仕切って複数の吸湿剤収容室に分離する断熱性を有する断熱仕切部材と、前記吸湿剤収容室の内の少なくとも１個の吸湿剤収容室を該吸湿剤収容室内の吸湿剤が前記空気の吸湿に用いられる空気吸湿位置に設定し、他の吸湿剤収容室内を該吸湿剤収容室内の吸湿剤が所定の熱源により温めて乾燥される吸湿剤乾燥位置に設定するとともに、前記各吸湿剤収容室を、前記空気吸湿位置と前記吸湿剤乾燥位置との間で交互に移動させる収容室位置決め機構と、を備えたことを特徴とする。

これによれば、吸湿剤容器内の収容室を断熱仕切部材により複数の空間に分離して、その断熱的に分離された複数の吸湿剤収容室の内の少なくとも１つの吸湿剤収容室を空気吸湿位置に設定してその収容室内の吸湿剤を用いて空気の吸湿を行いコンサベータに乾燥空気を送出する一方で、他の吸湿剤収容室を吸湿剤乾燥位置に設定してその吸湿剤を空気の吸湿には用いず所定の熱源により温め乾燥させる。すなわち、１個の吸湿剤収容容器内における吸湿剤を、空気の吸湿に使用する吸湿剤と、再生のための乾燥を行う吸湿剤に分けることとなる。

そして、空気の吸湿に使用している吸湿剤が湿気を帯びて吸湿能力が低下する期間を経過した後などに、収容室移動機構により上記各吸湿剤収容室の位置を交換し、空気の吸湿に使用していて吸湿能力が低下した吸湿剤を乾燥する一方で、乾燥して吸湿能力が回復した吸湿剤を外気の吸湿に使用することができる。

特に、乾燥のために温められている吸湿剤を収容した収容室と外気の吸湿に使用されている吸湿剤を収容している収容室とは断熱仕切部材により分離されていることから、乾燥のために温められている吸湿剤を収容した収容室から、外気の吸湿に使用されている吸湿剤を収容している収容室側に熱が流れ込むことを防止することができる。従って、空気の吸湿に使用されている吸湿剤が乾燥されて湿気が発生しコンサベータに侵入してしまうことを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吸湿呼吸装置において、前記吸湿剤収容容器は、筒状体に形成され、前記断熱仕切部材は、前記筒状体の中心軸方向に仕切る仕切壁として構成され、前記収容室位置決め機構は、前記吸湿剤収容容器の筒状体の前記中心軸を回転軸として回転可能に保持する容器回転手段として構成されたことを特徴とする。

これによれば、空気吸湿位置にある吸湿剤収容室と吸湿剤乾燥位置にある吸湿剤収容室との位置交換を、筒状吸湿剤収容容器をその中心軸周りに回転させるという容易な手法で行なうことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の吸湿呼吸装置において、前記吸湿剤乾燥位置は、前記電気機器の運転中に発せられる熱が伝導する位置であることを特徴とする。

これによれば、電気機器の運転中に発生する熱によって吸湿剤乾燥位置にある吸湿剤収容室内の吸湿剤の乾燥を行うことができるので、乾燥機等の他の乾燥手段を新たに設けることなく、吸湿剤の乾燥を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の吸湿呼吸装置において、前記吸湿剤収容容器は、前記電気機器の周辺に設けられた防音壁に設置され、前記吸湿剤乾燥位置は、前記防音壁の内側領域にあり、前記空気除湿位置は、前記防音壁の外側領域にあることを特徴とする。

これによれば、変圧器等の電気機器に騒音対策として設けられている防音壁を利用して吸湿剤収容容器の設置場所を確保することができるので、電気機器が設置されている設備全体の省スペース化を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の吸湿呼吸装置において、前記電気機器の側壁に略密閉空間を形成するように設置された断熱性のケース状部材を有し、前記吸湿剤収容容器は、前記断熱性ケース状部材の壁部に設置され、前記吸湿剤乾燥位置は、前記断熱性ケースの内側領域にあり、前記空気除湿位置は、前記防音壁の外側領域にあることを特徴とする。

これによれば、上述の防音壁が設けられていない電気機器であっても、吸湿剤収容容器を取り付けるケース状部材を電気機器の側壁部分に設けることで、吸湿剤収容容器の設置場所を確保することができる。特に、本発明ではケース状部材が断熱性であり、乾燥される吸湿剤を収容する吸湿剤収容室がケース部材の内部に位置することとなるので、電気機器の運転熱による吸湿剤の乾燥効率を向上させることができるとともに、外気の吸湿を行っている吸湿剤を収容する収容室側に電気機器の運転熱が流れてしまうことをより確実に防止することができる。

本発明にかかる吸湿呼吸装置によれば、吸湿剤収容容器内における少なくとも１個の吸湿剤収容室に収容されている吸湿剤を空気の吸湿に使用する一方で、この吸湿剤収容室と断熱仕切部材で仕切られた他の吸湿剤収容室に収容されている吸湿剤を再生のために乾燥するので、吸湿呼吸収容容器内の吸湿剤を乾燥させた際に発生する湿った空気をコンサベータ側に流入させることなく、シリカゲルの吸湿能力の回復を行うことができる。

本実施の形態にかかる吸湿呼吸装置が設置された電気機器設備全体の概略構成図である。 吸湿呼吸装置の構成を説明する図である。 （ａ）は吸湿呼吸装置の吸湿剤収容容器の概略平面図、（ｂ）は概略側面図、及び（ｃ）は概略底面図である。 他の実施の形態にかかる電機機器設備全体の概略構成図である。 従来の技術を示す図である。

以下、本発明にかかる実施の形態について図面を参照にして詳細に説明する。なお、上記図５と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１は、本実施の形態にかかる吸湿呼吸装置が設置された電気機器設備全体の構成を概念的に示す図である。図示のように、本実施の形態では、電気機器としての変圧器１６０の周囲を囲うように防音壁１７０が設置されている。そして、この防音壁１７０の一部を切欠いて、吸湿呼吸装置１０が設置されている。本実施の形態では、このように、変圧器１６０に騒音対策として設けられている防音壁１７０に吸湿呼吸装置を設置している。このように、既存の防音壁１７０を利用して吸湿呼吸装置１０の設置を行うことで、変圧器１６０の周辺設備全体の省スペース化を図ることができる。

図２は、吸湿呼吸装置１０の構成を説明する図である。図示のように、吸湿呼吸装置１０は、吸湿剤としてのシリカゲルＳを収容し防音壁１７０の一部を切欠いた部分に設けられたシリカゲル収容容器１４と、このシリカゲル収容容器１４の一部を密閉し、外気送出入路２８を形成するとともに連通管１０５に連通するように設置された容器密閉体１６とを有している。

図３（ａ）は、このシリカゲル収容容器１４の概略平面図を示しており、図３（ｂ）は、シリカゲル収容容器１４の概略側面図、及び図３（ｃ）は、シリカゲル収容容器１４の概略底面図を示している。

シリカゲル収容容器１４は、例えば、金属や樹脂等の材料で形成された上部が開口された円筒形状を有しており、その側部１４ａにはシリカゲルＳの粒径よりも小さい径を有する空気穴１８が複数格子状に設けられている。そして、このシリカゲル収容容器１４の底部１４ｂには、シリカゲル収容容器１４内部の空間を分離するようにシリカゲル収容容器１４の高さと略同一高さに延在して立設する断熱性を有する断熱仕切壁１７が固定されている。

この断熱仕切壁１７は、その両端部が、断熱仕切壁１７の防音壁１７０に対する回転を許容する回転軸受け１９を介して防音壁１７０の切欠き部分の縁面１７０ａに取り付けられている。従って、この断熱仕切壁１７は、シリカゲル収容容器１４とともに、容器１４の円筒中心軸周り（図の矢印方向）に回転可能である。

更に、断熱仕切壁１７は、シリカゲル収容容器１４の内部のシリカゲルＳを収容している空間を、それぞれ第１収容室２０と第２収容室２２と分離している。図２に示されている吸湿呼吸装置１０においては、第１収容室２０が防音壁１７０の外側領域の容器密閉体１６内に配置されており、第２収容室２２が第１収容室２０に対して断熱仕切壁１７を挟んだ変圧器１６０側領域（防音壁１７０の内側領域）に配置されている。

また、このシリカゲル収容容器１４の底部１４ｂには、シリカゲルＳの粒径よりも大きい径を有するシリカゲル排出穴２４が、上述の断熱仕切壁１７を挟んだ対象位置、すなわち、第１収容室２０の底部と第２収容室の底部にそれぞれ設けられている。なお、このシリカゲル排出穴２４は、シリカゲルＳの排出を行わない時には、樹脂キャップ２６により閉塞されている。

そして、第１収容室２０の空気穴１８は、外気送出入路２８と連通している。この外気送出入路２８は、装置外と連通しており、空気洗浄油５０で洗浄され装置外から流入した外気を空気穴１８を介して第１収容室２０内部に流入させる通路となる。一方で、この外気送出流入路２８は、コンサベータ１５０（図１参照）から供給された空気を装置外へ排出する通路でもある。また、本実施の形態では、第１収容室２０の上部開口２０ａがコンサベータ１５０への空気送出入路１０５と連通している。すなわち、コンサベータ１５０への空気の流出入は、この上部開口２０ａを通して行われる。

以下、上記構成を有する吸湿呼吸装置１０の使用状態について説明する。先ず、図２に示されているように、（空気吸湿位置にある）第１収容室２０の空気穴１８が外気送出入路２８と連通し、上部開口２０ａが空気送出入路１０５と連通している状態では、コンサベータ１５０の吸い込み作用によって、外気送出入路２８から空気穴１８を介して第１収容室２０内に流入した外気は、第１収容室２０内のシリカゲルＳによってのみ吸湿され、この吸湿された空気は、上部開口２０ａを介して空気送出入路１０５を通り、コンサベータ１５０に流れ込む。一方で第２収容室２２内のシリカゲルＳは、外気の乾燥には使用されず、変圧器１６０の運転で生じている熱により乾燥される。このように、変圧器１６０の運転中に発生する熱によってシリカゲルＳの乾燥を行うので、乾燥機等の他の乾燥手段を新たに設けることなく、低コストにシリカゲルＳの乾燥のための機構を構成することができる。

本実施の形態では、（吸湿剤乾燥位置にある）第２収容室２２と第１収容室２０が断熱性の断熱仕切壁１７で仕切られているので、変圧器１６０の運転時の熱が第１収容室２０に流れ込むことを防止することができる。従って、乾燥に使用されている第２収容室２２のシリカゲルＳに対して、変圧器１６０の熱は伝達されずそのシリカゲルＳの乾燥は行われていないので、湿った空気を発生することもなく、第２収容室２２に連通している空気送出入路１０５に湿った空気が流れ込むことを防止することができる。

そして、外気の吸湿に使用している第１収容室２０内のシリカゲルＳが湿気を帯びて吸湿能力が低下する期間を経過した後に、シリカゲル収容容器１４を図の矢印方向のどちらか一方に回転させることによって断熱仕切壁１７がともに回転し、第１収容室２０と第２収容室２２の位置が交換される。すなわち、第１収容室２０が吸湿剤乾燥位置に設定され、第２収容室２２が空気吸湿位置に設定される。これにより、外気の乾燥に用いて吸湿能力の低下した第１収容室２０のシリカゲルＳの乾燥を行う一方で、乾燥が行われ吸湿能力が回復した第２収容室２２のシリカゲルを外気の吸湿に用いることができる。従って、シリカゲル収容容器１４内のシリカゲルＳの交換作業を行うことなく、シリカゲルＳの乾燥を行うことができる。

また第１収容室２０と第２収容室２０の位置の交換も円筒状のシリカゲル収容容器１４を中心軸まわりに回転させるだけで容易に行うことができる。すなわち、外気の吸湿に用いるシリカゲルＳと乾燥するシリカゲルＳの交換を、シリカゲル収容容器１４を回転させるという容易な手法で達成することができる。

なお、図４には、吸湿呼吸装置１０の他の設置形態を示している。図示のように、変圧器１６０の本体容器１００の側壁に略密閉空間を形成するように断熱性のケース状部材６０を設置する。そして、このケース状部材５０の側壁部を一部切欠いて吸湿呼吸装置１０を設けている。具体的には、上記防音壁１７０に吸湿呼吸装置１０を設ける場合と同様に、吸湿呼吸装置１０のシリカゲル収容容器１４がケース状部材６０の側壁部に対して回転可能となっている。

これによれば、上述の防音壁１７０が設けられていない変圧器１６０であっても、シリカゲル収容容器１４を取り付けるケース状部材６０を変圧器１６０の側壁部に設けることで、シリカゲル収容容器１４の設置場所を確保することができる。

特に、ケース状部材６０を断熱性材料で形成することによって、ケース部材６０内部の吸湿剤収容室、すなわち、乾燥されるシリカゲルＳを収容する吸湿剤収容室内の温度を高くすることができ、変圧器１６０の運転熱によるシリカゲルＳの乾燥効率を向上させることができる。一方で、ケース状部材６０の断熱効果により、外気の吸湿を行っているシリカゲルＳを収容している収容室側に、変圧器１６０の運転熱が流れてしまうことをより確実に防止することもできる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、シリカゲル収容容器１４の内部空間を２個の部屋（第１収容室２０と第２収容室２２）に分離しているが、これに限られるものではなく、例えば、複数の断熱仕切壁１７を用いてシリカゲル収容容器１４の内部空間を３個以上の部屋に分離しても良い。

また、本実施の形態にかかる吸湿呼吸装置１０は、変圧器設備に設置された場合について説明しているが、他の電気機器、例えば、リアクトルや発電機などの設備に設置しても良い。更に、シリカゲル収容容器１４の形状は、円筒形状ではなく、直方体状等の他の形状であってもよい。

更に、吸湿呼吸装置１０の使用状態で意図せず、シリカゲル収容容器１４が回転して第１収容室と第２収容室の位置がずれてしまわないように、シリカゲル収容容器１４の回転を防止するストッパーを設けても良い。

１０ 吸湿呼吸装置
１４ シリカゲル収容容器
１７ 断熱仕切壁
１９ 回転軸受け
２０ 第１収容室
２２ 第２収容室
１５０ コンサベータ
１６０ 変圧器

Claims (5)

1. 電気機器に連設されたコンサベータ内に送出する空気を吸湿する吸湿剤を収容した吸湿剤収容容器を備えた吸湿呼吸装置において、
   前記吸湿剤容器内を仕切って複数の吸湿剤収容室に分離する断熱性を有する断熱仕切部材と、
   前記吸湿剤収容室の内の少なくとも１個の吸湿剤収容室を該吸湿剤収容室内の吸湿剤が前記空気の吸湿に用いられる空気吸湿位置に設定し、他の吸湿剤収容室内を該吸湿剤収容室内の吸湿剤が所定の熱源により温めて乾燥される吸湿剤乾燥位置に設定するとともに、前記各吸湿剤収容室を、前記空気吸湿位置と前記吸湿剤乾燥位置との間で交互に移動させる収容室位置決め機構と、を備えたことを特徴とする吸湿呼吸装置。
2. 前記吸湿剤収容容器は、筒状体に形成され、
   前記断熱仕切部材は、前記筒状体の中心軸方向に仕切る仕切壁として構成され、
   前記収容室位置決め機構は、前記吸湿剤収容容器の筒状体の前記中心軸を回転軸として回転可能に保持する容器回転手段として構成されたことを特徴とする請求項１に記載の吸湿呼吸装置。
3. 前記吸湿剤乾燥位置は、前記電気機器の運転中に発せられる熱が伝導する位置であることを特徴とする請求項２に記載の吸湿呼吸装置。
4. 前記吸湿剤収容容器は、前記電気機器の周辺に設けられた防音壁に設置され、
   前記吸湿剤乾燥位置は、前記防音壁の内側領域にあり、
   前記空気除湿位置は、前記防音壁の外側領域にあることを特徴とする請求項３に記載の吸湿呼吸器。
5. 前記電気機器の側壁に略密閉空間を形成するように設置された断熱性のケース状部材を有し、
   前記吸湿剤収容容器は、前記断熱性ケース状部材の壁部に設置され、
   前記吸湿剤乾燥位置は、前記断熱性ケースの内側領域にあり、
   前記空気除湿位置は、前記防音壁の外側領域にあることを特徴とする請求項３に記載の吸湿呼吸器。

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