JP2015015286A

JP2015015286A - 静止誘導機器

Info

Publication number: JP2015015286A
Application number: JP2013139662A
Authority: JP
Inventors: 一馬村上; Kazuma Murakami; 善也布施; Yoshinari Fuse
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2013-07-03
Publication date: 2015-01-22

Abstract

【課題】ゴム袋および連結管が損傷することを抑制して静止誘導機器の耐久性を向上する。
【解決手段】静止誘導機器本体が収納されて絶縁油１が充填されたタンク１０と、タンク１０より高い位置に配置されたコンサベータ２０と、タンク１０とコンサベータ２０とを繋いで内部を絶縁油１が流動する連結管３０とを備える。連結管３０は、下側に凸状に曲折したＵ字状部３２を有し、かつ、少なくともＵ字状部３２の一部にベローズ構造３８を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、静止誘導機器に関し、特に、機器本体が絶縁油中に浸漬されている静止誘導機器に関する。

コンサベータを備えた油入変圧器の構成を開示した先行文献として、特開平３−７８２１６号公報(特許文献１)がある。コンサベータは、絶縁油の劣化を抑制するために設けられている。具体的には、コンサベータの内部に設けられたゴム袋が絶縁油の体積変化に合わせて膨張または収縮することにより、絶縁油が外気に直接接触して劣化することを抑制している。

特許文献１に記載された油入変圧器においては、コンサベータ連結管が、本体タンクに接続された水平管部分に連設されて直線状に垂下されている第１の垂下管部分と、コンサベータに接続されて直線状に垂下されている第２の垂下管部分と、両垂下管部分の下部間を接続する底管部分とにより構成された下向き折り返し管部を有している。

特開平３−７８２１６号公報

変圧器などの静止誘導機器において運転負荷の高い状態が継続した場合、高温の絶縁油が大量に発生する。この場合、特許文献１に記載された連結管の折り返し管部のみでは絶縁油を十分に冷却できないため、絶縁油が高温の状態でコンサベータ内に流入する。その結果、コンサベータの内部に設けられたゴム袋が過熱されて劣化することがあった。

また、静止誘導機器の運転負荷の高い状態が継続した場合、静止誘導機器で発生した振動がタンクから連結管に伝播して、連結管が疲労破壊することがあった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ゴム袋および連結管が損傷することを抑制して耐久性を向上した静止誘導機器を提供することを目的とする。

本発明に基づく静止誘導機器は、静止誘導機器本体が収納されて絶縁油が充填されたタンクと、タンクより高い位置に配置されたコンサベータと、タンクとコンサベータとを繋いで内部を絶縁油が流動する連結管とを備える。連結管は、下側に凸状に曲折したＵ字状部を有し、かつ、少なくともＵ字状部の一部にベローズ構造を有している。

本発明によれば、ゴム袋および連結管が損傷することを抑制して静止誘導機器の耐久性を向上できる。

本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の外観を示す断面図である。同実施形態に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。本発明の実施形態２に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。本発明の実施形態３に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器の外観を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。図１においては、コンサベータの内部のゴム袋を図示していない。

図１，２に示すように、本発明の実施形態１に係る静止誘導機器は、図示しない静止誘導機器本体が収納されて絶縁油１が充填されたタンク１０と、タンク１０より高い位置に配置されたコンサベータ２０と、タンク１０とコンサベータ２０とを繋いで内部を絶縁油１が流動する連結管３０とを備える。連結管３０は、下側に凸状に曲折したＵ字状部３２を有し、かつ、少なくともＵ字状部３２の一部にベローズ構造３８を有している。

コンサベータ２０は、上部および下部に開口を有する筐体２１と、筐体２１内に配置されたゴム袋２２と、筐体２１の上部の開口端上に設けられてゴム袋２２の口と連結された開放弁２３とを含む。筐体２１の下部の開口端は、連結管３０と接続されている。ゴム袋２２の内部には、大気圧の空気が充填されている。

筐体２１の内部空間は、ゴム袋２２によって２分割されている。筐体２１の内部においてゴム袋２２の下側の空間は、絶縁油１で満たされている。筐体２１の内部においてゴム袋２２の上側の空間は、大気圧の空気または大気圧より僅かに高い圧力の窒素ガスで満たされている。

連結管３０からコンサベータ２０に絶縁油１が流入した場合、流入した絶縁油１によってゴム袋２２が圧縮されることにより、開放弁２３からゴム袋２２内の空気が放出される。これにより、ゴム袋２２内の圧力が大気圧に維持される。

一方、コンサベータ２０内の絶縁油１が連結管３０に流出した場合、ゴム袋２２の下側の空間とゴム袋２２の内部との圧力差によって、ゴム袋２２が下方へ引っ張られて膨張する。このとき、開放弁２３からゴム袋２２内に空気が流入することにより、ゴム袋２２内の圧力が大気圧に維持される。

本実施形態においては、連結管３０は、タンク１０に一端が接続されたタンク側接続部３１と、Ｕ字状部３２と、コンサベータ２０に他端が接続されたコンサベータ側接続部３３とを含む。

タンク側接続部３１は、タンク１０上部から上方に向けて延在する部分と、略水平に延在する部分とから構成されている。

Ｕ字状部３２は、タンク側接続部３１とコンサベータ側接続部３３との間に位置している。Ｕ字状部３２は、下方に向けて延在する降下部３２ａと、略水平に延在する水平部３２ｂと、上方に向けて延在する上昇部３２ｃとから構成されている。水平部３２ｂは、降下部３２ａと上昇部３２ｃとの間に位置している。

コンサベータ側接続部３３は、略水平に延在する部分と、コンサベータ２０の下部まで上方に向けて延在する部分とから構成されている。

上記のように、連結管３０がＵ字状部３２を有することにより、絶縁油１が連結管３０を流動する間に、絶縁油１の温度をある程度低下させることができる。この具体的な現象を以下に説明する。

タンク１０内で発生した高温の絶縁油１は膨張して密度が低くなっているため、連結管３０のタンク側接続部３１内に流入して上昇する。その後、高温の絶縁油１は、タンク側接続部３１内を矢印１ａで示す方向に流動してＵ字状部３２の降下部３２ａに到達する。降下部３２ａ内においては、温度の高い絶縁油１が上方に位置するため、自然対流によってある程度温度の低下した絶縁油１が降下部３２ａ内を矢印１ｂで示す方向に流動して水平部３２ｂに到達する。

その後、絶縁油１は、水平部３２ｂ内を矢印１ｃで示す方向に流動して上昇部３２ｃに到達し、上昇部３２ｃ内を矢印１ｄで示す方向に流動してコンサベータ側接続部３３に到達する。さらに、絶縁油１は、コンサベータ側接続部３３内を矢印１ｅで示す方向に流動してコンサベータ２０に到達する。

絶縁油１の温度は、絶縁油１が連結管３０内を流動する過程で徐々に低下するが、絶縁油１がＵ字状部３２の降下部３２ａを通過する際に主に低下する。そのため、従来の静止誘導機器においては、Ｕ字状部３２の降下部３２ａを通過する際に絶縁油１の温度を十分に冷却できなければ、コンサベータ２０内に高温の絶縁油１が流入することとなっていた。

そこで、本実施形態に係る静止誘導機器においては、連結管３０が、ベローズ構造３８を全体に有する１つの管で構成されている。すなわち、連結管３０は、タンク１０とコンサベータ２０との間の全体に亘ってベローズ構造３８を有している。

連結管３０がベローズ構造３８を有することにより、連結管３０の表面積を増加させることができる。これにより、連結管３０からの放熱効率を向上することができる。よって、絶縁油１が連結管３０内を流動する過程での絶縁油１の冷却効率を向上できる。

また、連結管３０のうちの略水平に延在している部分においては、高温の絶縁油１をベローズ構造３８の上部の隙間にトラップすることができる。そのため、図中の矢印１ａ，１ｃ，１ｅで示す方向に流動する絶縁油１の温度を低下させることができる。

このように連結管３０内を流動する絶縁油１の温度を低下させることにより、コンサベータ２０内に高温の絶縁油１が流入することを抑制することができる。その結果、コンサベータ２０の内部のゴム袋２２が過熱されて劣化することを抑制することができる。

さらに、ベローズ構造３８はフレキシブル性を有するため、タンク１０から連結管３０に伝搬する振動をベローズ構造３８によって減衰することができる。その結果、振動によって連結管３０が疲労破壊することを抑制できる。特に、Ｕ字状部３２の曲折部には振動による応力が集中しやすいため、Ｕ字状部３２およびＵ字状部３２に隣接したタンク側接続部３１にベローズ構造３８を設けることによって曲折部にかかる応力を緩和することにより、連結管３０の耐疲労特性を大幅に向上できる。

上記のように、本実施形態に係る静止誘導機器においては、静止誘導機器の運転負荷の高い状態が継続した場合にも、ゴム袋２２および連結管３０が損傷することを抑制して耐久性を向上できる。また、ベローズ構造３８によって、絶縁油１の冷却効率の向上および耐振動性の向上を図っているため、連結管にフィンなどを設けた場合に比較して、連結管を小型化するとともに連結管の配置の自由度を高めることができる。

以下、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器について説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器は、ベローズ構造が設けられている範囲のみ実施形態１に係る静止誘導機器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態２)
図３は、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。図３においては、図２と同じ位置を図示している。

図３に示すように、本発明の実施形態２に係る静止誘導機器においては、ベローズ構造３８は、Ｕ字状部３２のみに設けられている。すなわち、タンク側接続部３１およびコンサベータ側接続部３３の各々は、内外面平滑管３９で構成されている。また、連結管３０ａは、Ｕ字状部３２の全体に亘ってベローズ構造３８を有している。

このようにした場合にも、絶縁油１がＵ字状部３２を通過する過程での絶縁油１の冷却効率を向上できる。また、Ｕ字状部３２にベローズ構造３８を設けることによって曲折部にかかる応力を緩和して、連結管３０ａの耐疲労特性を大幅に向上できる。

その結果、本実施形態に係る静止誘導機器においても、ゴム袋２２および連結管３０ａが損傷することを抑制して耐久性を向上できる。

以下、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器について説明する。なお、本実施形態に係る静止誘導機器は、ベローズ構造が設けられている範囲のみ実施形態１に係る静止誘導機器と異なるため、他の構成については説明を繰り返さない。

(実施形態３)
図４は、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器の上部を拡大して示す断面図である。図４においては、図２と同じ位置を図示している。

図４に示すように、本発明の実施形態３に係る静止誘導機器においては、ベローズ構造３８は、タンク側接続部３１において略水平方向に延在する部分の一部、Ｕ字状部３２の水平部３２ｂの一部、および、Ｕ字状部３２の上昇部３２ｃの一部のみに設けられている。連結管３０ｂのその他の部分は、内外面平滑管３９で構成されている。

このようにした場合にも、絶縁油１がベローズ構造３８を通過する過程での絶縁油１の冷却効率を向上できる。また、Ｕ字状部３２およびＵ字状部３２に隣接したタンク側接続部３１にベローズ構造３８を設けることによって曲折部にかかる応力を緩和して、連結管３０ｂの耐疲労特性を大幅に向上できる。

その結果、本実施形態に係る静止誘導機器においても、ゴム袋２２および連結管３０ｂが損傷することを抑制して耐久性を向上できる。

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１絶縁油、１０タンク、２０コンサベータ、２１筐体、２２ゴム袋、２３開放弁、３０，３０ａ，３０ｂ連結管、３１タンク側接続部、３２Ｕ字状部、３２ａ降下部、３２ｂ水平部、３２ｃ上昇部、３３コンサベータ側接続部、３８ベローズ構造、３９内外面平滑管。

Claims

静止誘導機器本体が収納されて絶縁油が充填されたタンクと、
前記タンクより高い位置に配置されたコンサベータと、
前記タンクと前記コンサベータとを繋いで内部を前記絶縁油が流動する連結管と
を備え、
前記連結管は、下側に凸状に曲折したＵ字状部を有し、かつ、少なくとも該Ｕ字状部の一部にベローズ構造を有している、静止誘導機器。
前記連結管は、前記Ｕ字状部の全体に亘って前記ベローズ構造を有している、請求項１に記載の静止誘導機器。
前記連結管は、前記タンクと前記コンサベータとの間の全体に亘って前記ベローズ構造を有している、請求項１に記載の静止誘導機器。