JP2011167659A - 吸湿呼吸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源、太陽電池を必要とせずかつ天候に関わりなく、吸湿剤の吸湿力を回復させることができる吸湿呼吸装置を提供する。
【解決手段】加熱により吸湿力を回復するシリカゲル５が充填された吸湿呼吸器６と、変圧器本体１００ａおよび絶縁油９を収納するタンク１の壁面から伝達される熱により空気１５を加熱する空気加熱器４と、大気に対して空気１５を出入りさせる空気流出入口７とを備え、前記タンク１に設置されたコンサベータ２と前記空気流出入口７の間において、前記空気加熱器４および前記吸湿呼吸器６が順不同に連通しているとともに、前記空気流出入口７が上方向に向かって開口する筒１１を有し、前記筒１１の上辺に突起１２を設け、前記突起１２の上に前記筒１１の外径より大きい内径を有するほぼ半球状の笠８を被せ、前記笠８が前記突起１２の高さより深い。
【選択図】図１

Description

本発明は、大気と空気の出入がある電気機器，機械，居住室，収納庫等の空間の湿度を、吸放湿剤を用いて低湿度に維持する技術に関する。特に、油入変圧器の吸湿呼吸装置に使用して油入変圧器内の空気を低湿度に維持するのに有用である。

従来、電気機器，機械，居住室，収納庫等の空間の湿度は、シリカゲルなどの吸湿剤を用いて除湿を行っている。電気機器の例として、油入変圧器について説明する。

図８は従来の油入変圧器における吸湿呼吸器の設置断面図である。変圧器本体１００ａの温度は電力消費の昼夜変動により５０度程度変動し、これにより内部の絶縁油５００が膨張、収縮する。そのため油入変圧器１００のタンク１００ｂには、膨脹した絶縁油５００を貯留するバッファタンクであるコンサベータ２００が設けられている。コンサベータ２００の空間はパイプ３００を介して大気と連通し、絶縁油５００が膨張、収縮するのに伴いコンサベータ２００内の空気４００がパイプ３００をゆっくりと出入りする。このパイプ３００にシリカゲル７００が充填された吸湿呼吸器６００を接続し、大気側から入ってくる空気４００の水分、水蒸気をシリカゲル７００により吸湿して乾燥させ、パイプ３００を介してコンサベータ２００へ送り込むようになっている。

この従来のシリカゲル７００などの吸湿剤は、長時間使用すると性能が劣化するため、定期的に交換または再生処理をする必要がある。このため、大量のシリカゲル７００が消費され、また交換作業の手間、時間を要するため、高い経費がかかる。

この問題を解決するための従来技術としては、「除湿装置」(特許文献１)がある。これは、高温にすることで吸湿力を回復できる吸湿剤を用い、商用電源もしくは太陽電池を用いた電熱ヒーターまたは太陽熱利用により、この吸湿剤を加熱し吸湿力を回復させるものである。

特開2000-15042号公報

しかし、特許文献１記載の「除湿装置」では、吸湿剤を加熱してその吸湿力を回復させるためには商用電源もしくは太陽電池が必要である。また雨天、曇天のときは太陽熱、太陽電池を利用できなかったため、商用電源に頼らざるを得なかった。

したがって、本発明の目的は、商用電源、太陽電池を必要とせずかつ天候に関わりなく、吸湿剤の吸湿力を回復させることができる吸湿呼吸装置を提供することにある。

本発明にかかる吸湿呼吸装置は、加熱により吸湿力を回復する吸湿剤が充填された吸湿呼吸器と、電気機器本体および絶縁油を収納するタンクの壁面から伝達される熱により空気を加熱する空気加熱器と、大気に対して空気を出入りさせる空気流出入口とを備え、前記タンクに設置されたコンサベータと前記空気流出入口の間において、前記空気加熱器および前記吸湿呼吸器が順不同に連通しているとともに、前記空気流出入口が上方向に向かって開口する筒を有し、前記筒の上辺に突起を設け、前記突起の上に前記筒の外径より大きい内径を有するほぼ半球状の笠を被せ、前記笠が前記突起の高さより深いことを特徴とする。

前記空気加熱器が、金属製でもよい。

前記空気加熱器の内部に、放熱フィンを有してもよい。

前記笠の少なくとも内面が樹脂製または木製でもよい。

本発明によれば、タンクの壁面の熱により加熱された空気が排気され吸湿剤を通過することにより、商用電源、太陽電池を必要とせずかつ天候に関わりなく、吸湿剤の吸湿力を回復させることができる。

第１実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図である。 第１実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置斜視図である。 第１実施形態に係る空気加熱器の断面図である。 第１実施形態に係る笠の立面図である。 第１実施形態に係る笠の斜視図である。 第２実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図である。 第３実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図である。 油入変圧器における吸湿呼吸装置の設置断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図、図２は、第１実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置斜視図、図３は、第１実施形態に係る空気加熱器の断面図、図４は、第１実施形態に係る笠の立面図、図５は、第１実施形態に係る笠の斜視図である。

図1に示すように、電気機器の例としての変圧器本体１００ａ（図８参照）および絶縁油９を収納するタンク１の上にコンサベータ２が設置されている。コンサベータ２は、温度の昼夜変動により膨張、収縮する絶縁油９を貯留する。このコンサベータ２から伸びるパイプ３に空気加熱器４が連通され、この空気加熱器４の上に吸湿呼吸器６が連通されている。この吸湿呼吸器６には、吸湿剤の例としてのシリカゲル５が充填されている。シリカゲル５は高湿度で吸湿し、加熱により放湿する特性を有するものを使用する。この吸湿呼吸器６は上部の空気流出入口７に笠８を有している。

図２に示すように、空気加熱器４はタンク１の壁面の熱により加熱されるように壁面に密着して設置されている。この空気加熱器４は熱伝導性のよいアルミニウムなどの金属でできており、図３に示すように、放熱フィン１０が内部に設置されている。放熱フィン１０は、通過する空気１５との熱交換を効率的に行えるように、空気加熱器４の左右の内壁から交互に突出し、空気１５が空気加熱器４内を左右に反復しながら蛇行するように流路が形成される。

図４、５に示すように、この笠８は、上方向に向かって開口する筒１１の上辺に設けた突起１２の上に被せられている。この笠８はほぼ半球状で、笠８の内径は筒１１の外径より大きく、笠８の深さはこの突起１２の高さより深い。本実施形態において笠８の内面は、樹脂製の例としてプラスチック製である。

なお、空気加熱器４はアルミニウムに限られず、熱伝導性のよい金属であればよい。吸湿剤はシリカゲルに限られず、高湿度で吸湿し加熱により放湿するものであればよい。笠８の内面は樹脂に限られず、木材など熱伝導性のわるい材質ならよい。笠８の内面だけでなく全体が樹脂製でもよい。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

油入変圧器１００（図８参照）が昼間のピーク時のように最大出力で運転中しているときは、絶縁油９の温度が上昇し絶縁油９が膨張するため、コンサベータ２内の空気１５が空気加熱器４に排気される。この空気加熱器４はタンク１の壁面の熱により加熱されており、空気加熱器４に排気された空気１５は温度が上昇する。この空気１５が吸湿呼吸器６内のシリカゲル５を通過する。

ここで、水分を十分吸湿しているシリカゲルの場合、これを８５〜９５℃で約２時間加熱すれば、ほぼ完全に放湿し乾燥することが確かめられている。電気機器が油入変圧器１００（図８参照）である場合、そのタンク１の壁面における最高温度は約４０〜８０度程度である。そのため、その油入変圧器１００（図８参照）を数時間にわたって連続運転すれば、水分を十分含んだシリカゲルでも、ほとんど完全に乾燥させることができる。

したがって、本実施形態では、加熱により放湿するシリカゲル５が吸湿呼吸器６に充填されており、温度が上昇した空気１５が通過することによりシリカゲル５は加熱され放湿する。そして、放湿された水分は空気流出入口７より排気される。

空気加熱器４が熱伝導性のよいアルミニウム製であるため、効率的に空気１５を加熱することができる。さらに、空気加熱器４内部に設置された放熱フィン１０により表面積が増えるため、より効率的に空気１５を加熱できる。

また、吸湿呼吸器６の上部に空気流出入口７があるため、吸湿呼吸器６に充填されたシリカゲル５から放湿された水分が上昇してこの空気流出入口７より排出される。笠８が突起１２の高さより深いため横から雨がかかっても雨が吸湿呼吸器６に入らない。この笠８は平面ではなくほぼ半球状であるため、結露しても露は笠８の内側から吸湿呼吸器６の中へ滴り落ちることはなく、笠８の内側を伝って笠８の縁より滴り落ちる。笠８の内径は筒１１の外形より大きいため、笠８の縁より滴り落ちる露は吸湿呼吸器６の外へ排出され、吸湿呼吸器６の中へは入らない。プラスチックは熱伝導性がわるいため、シリカゲル５から放湿された水分が排出される時の結露を防ぐ。

このように、空気加熱器４をタンク１の壁面に密着して設置することにより、運転中の油入変圧器１００（図８参照）自体の熱を利用してシリカゲル５は吸湿力を回復することができる。一方、夜間のように油入変圧器１００（図８参照）の出力が低下した時には、絶縁油９の温度が低下して収縮し、大気から吸気する。このときはシリカゲル５が十分に吸湿力を回復しているため、大気に含まれている水分を十分に吸湿することができる。

また、吸湿呼吸器６の上部に空気流出入口７を設けることにより、シリカゲル５により放湿された水分が効率的に排出される。プラスチック製のほぼ半球状の笠８を被せることにより結露を防止し、結露しても露は吸湿呼吸器６の外へ排出される。したがつて、回復させたシリカゲル５の吸湿力を維持することができる。

次に、本発明の第２実施形態の吸湿呼吸装置について説明する。

［第２実施形態］
図６は、第２実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図である。

図６に示すように、コンサベータ２から伸びるパイプ３に吸湿呼吸器６が連通され、この吸湿呼吸器６の上に空気加熱器４が連通されている。この吸湿呼吸器６には、高湿度で吸湿し加熱により放湿するシリカゲル５が充填されている。この空気加熱器４は上部の空気流出入口７に笠８を有しており、タンク１の壁面の熱により加熱されるように壁面に密着して設置されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

油入変圧器１００（図８参照）が最小出力で運転中は、絶縁油９の温度が下降し収縮するため、大気が空気加熱器４にゆっくりと吸気される。絶縁油９の温度が下降した場合でもタンク１の壁面における温度は気温よりも高いため、空気加熱器４はタンク１の熱によりある程度加熱されている。したがって、空気加熱器４内に吸気された大気は気温よりも温度が上昇し、この大気中に含まれていた水分は空気加熱器４内の上部に移動し、空気流出入口７から排出される。

このように、空気加熱器４をタンク１の壁面に密着して設置することにより、運転中の油入変圧器１００（図８参照）自体の熱を利用して、空気加熱器４内に吸気された大気中に含まれていた水分が排出される。そのため、シリカゲル５が吸湿する水分量を減少させることができ、シリカゲル５の量も少なくて済む。

次に、本発明の第３実施形態の吸湿呼吸装置について説明する。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態に係る吸湿呼吸装置の設置断面図である。

図７に示すように、コンサベータ２から伸びるパイプ３に第１の空気加熱器１３が連通され、この第１の空気加熱器１３の上に吸湿呼吸器６が連通され、さらにこの吸湿呼吸器６の上に第２の空気加熱器１４が連通されている。この第２の空気加熱器１４は上部の空気流出入口７に笠８有している。これら第１の空気加熱器１３、第２の空気加熱器１４はタンク１の壁面の熱により加熱されるように壁面に密着して設置されている。この吸湿呼吸器６には、高湿度で吸湿し加熱により放湿するシリカゲル５が充填されている。

このように、第１の空気加熱器１３、第２の空気加熱器１４をタンク１の壁面に密着して設置することにより、排気時は第１の空気加熱器１３によりシリカゲル５が吸湿力を回復し、吸気時は第２の空気加熱器１４内に吸気された大気中に含まれる水分が排出される。即ち、排気でもシリカゲル５を除湿し、さらに吸気でも大気中に含まれる水分が排出されるという二重の効果を発揮する。

１ タンク
２ コンベータ
３ パイプ
４ 空気加熱器
５ シリカゲル（吸湿剤）
６ 吸湿呼吸器
７ 空気流出入口
８ 笠
９ 絶縁油
１０ 放熱フィン
１１ 筒
１２ 突起
１３ 第１の空気加熱器
１４ 第２の空気加熱器
１５ 空気
１００ 油入変圧器
１００ａ 変圧器本体（電気機器）
１００ｂ タンク
２００ コンサベータ
３００ パイプ
４００ 空気
５００ 絶縁油
６００ 吸湿呼吸器
７００ シリカゲル（吸湿剤）

Claims (4)

1. 加熱により吸湿力を回復する吸湿剤が充填された吸湿呼吸器と、
   電気機器本体および絶縁油を収納するタンクの壁面から伝達される熱により空気を加熱する空気加熱器と、
   大気に対して空気を出入りさせる空気流出入口とを備え、
   前記タンクに設置されたコンサベータと前記空気流出入口の間において、前記空気加熱器および前記吸湿呼吸器が順不同に連通しているとともに、
   前記空気流出入口が上方向に向かって開口する筒を有し、前記筒の上辺に突起を設け、前記突起の上に前記筒の外径より大きい内径を有するほぼ半球状の笠を被せ、前記笠が前記突起の高さより深いことを特徴とする吸湿呼吸装置。
2. 前記空気加熱器が、金属製であることを特徴とする請求項１に記載の吸湿呼吸装置。
3. 前記空気加熱器の内部に、放熱フィンを有することを特徴とする請求項１〜２いずれか一項に記載の吸湿呼吸装置。
4. 前記笠の少なくとも内面が樹脂製または木製であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の吸湿呼吸装置。