JP6505925B2 - Transformer - Google Patents
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Description
本発明は、変圧器に関する。 The present invention relates to a transformer.
特許文献1(実開昭56―61023号公報)には「鉄心、コイル、絶縁油の入ったタンクの内側に突部を設け突部を膨張タンクにしたことを特徴とする変圧器。」が開示されている(実用新案登録請求の範囲参照)。 Patent Document 1 (Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 56-61023) "A transformer characterized in that a protrusion is provided on the inside of a tank containing an iron core, a coil and an insulating oil, and the protrusion is used as an expansion tank." Disclosed (see the claims for utility model registration).
特許文献1の考案には、内側に突部の付いたタンク1と、タンク1の外側に膨張タンク5と、タンク1と膨張タンク5との間には、窒素ガス6とを有する。また、タンク1の内部の絶縁油温度が上昇した場合にタンク1の内部圧力が上昇し、その圧力を膨張タンク5で吸収する仕組みであることが開示されている。
According to the invention of
特許文献1の考案は、突部を設けることで絶縁油の量を減らしているが、膨張タンク5と窒素ガス6を用いずに絶縁油を減らす構造については考慮されていない。
Although the device of
本発明は、絶縁油の使用量を減らしつつタンク内の圧力上昇に耐えるタンク構造を有する油入変圧器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an oil-filled transformer having a tank structure that can withstand the pressure rise in the tank while reducing the amount of insulating oil used.
上記の課題を解決するため、本発明の一例を挙げるならば、第1のコイルと、前記第1のコイルと隣り合う第2のコイルと、前記第1のコイルと前記第2のコイルに巻き回された鉄心と、前記第1のコイルと前記第2のコイルと前記鉄心とを収容し、絶縁油が注入された容器と、を有する変圧器において、前記容器は、板状部材で形成され、内側に、前記第1のコイルに向かい合う第1の面と、前記第2のコイルに向かい合う第2の面と、前記第1の面と前記第2の面とを接続する第3の面を有しており、前記第3の面は、前記第1のコイルと前記第2のコイルとが近接する部位に向かって突き出た形状であって、突き出た先端部が第1の曲率を有し、前記突き出た先端部と板状部材の厚み方向に対向する凹部は曲面を有し、前記先端部の第1の曲率よりも大きな第2の曲率を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned subject, if an example of the present invention is mentioned, it will wind around a 1st coil, the 2nd coil adjacent to the 1st coil, the 1st coil, and the 2nd coil. In a transformer including a turned core, a first coil, a second coil, and a core for containing the core and filled with insulating oil, the container is formed of a plate-like member. , on the inside, a first surface facing said first coil, said second surface facing the second coil, the third face connecting the said first surface said second surface has the third surface is a shape that said first coil and said second coil has left can butt against a portion adjacent, protruding tip first curvature has a recess facing in the thickness direction of the projecting tip and the plate-like member has a curved surface, the said tip portion And wherein the Turkey of having a large second curvature than the curvature of the.
絶縁油の使用量を減らしつつタンク内の圧力上昇に耐えるタンク構造を有する変圧器を提供することが可能となる。 It is possible to provide a transformer having a tank structure that can withstand the pressure rise in the tank while reducing the amount of insulating oil used.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素には同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings for explaining the embodiments, the same components are denoted by the same names and reference numerals, and the repetitive description thereof will be omitted.
便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 When it is necessary for the sake of convenience, it will be described by dividing into a plurality of sections or embodiments, but unless specifically stated otherwise, they are not unrelated to each other, and one is a modification of part or all of the other There are relationships such as examples, details, and supplementary explanations.
また、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 In addition, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), it is necessary to refer to that specific number unless specifically stated otherwise or in principle when clearly limited to a specific number. The number is not limited and may be more or less than a specific number.
また、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。 In addition, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily essential unless clearly indicated otherwise and in principle if clearly considered to be essential.
また、構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。 Moreover, when it says "consisting of A", "consisting of A", "having A", and "including A" about constituent elements etc., unless it is specifically stated that it is only that element, etc. It goes without saying that it does not exclude other elements. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships and the like of components etc., the shapes thereof are substantially the same unless particularly clearly stated and where it is apparently clearly not so in principle. It is assumed that it includes things that are similar or similar to etc. The same applies to the above numerical values and ranges.
図1Aおよび図1Bに、本発明の実施例1の油入変圧器を示す。図1Aは油入変圧器のタンクの斜視図であり、図1Bはタンク内部に鉄心−コイル組立体を収納した油入変圧器の横断面を上から見た図である。図は、U相11、V相12、W相13からなる3相3脚構造の油入変圧器を示す。
The oil-filled transformer of Example 1 of this invention is shown in FIG. 1A and 1B. FIG. 1A is a perspective view of a tank of the oil filled transformer, and FIG. 1B is a top view of a cross section of the oil filled transformer in which the core-coil assembly is housed inside the tank. The figure shows an oil-filled transformer with a three-phase three-leg structure consisting of
本実施例のタンク1は、図1Aに示すように、蓋を取付けるためのフランジ1cと、底板1dと、該底板1d及びフランジ1c間に配設される胴体部1eとを備え、これらにより鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体8及びこれを絶縁するための絶縁油6を収容するように構成されている。前記胴体部1eは、シート状の簿板、例えば鋼板をプレス加工によって成形されたものである。
As shown in FIG. 1A, the
放熱面積を多くする従来のタンク構造は、図9および図10に示すように、直方体形状のタンク1の内部に1相以上のコイル7を収納し、その周囲に絶縁油6を満たしている。そして、タンク1の外側には全周に渡って放熱リブ2を一定間隔で設けている。コイル7を構成する一次コイル部7a、二次コイル部7bは通電による発熱源になるため、U相11、V相12、W相13の相間のコイルの接触部11a、12aが導体部の中で最大の温度となる。さらに、相間のコイルの接触部ではタンク周囲または放熱リブとの距離6aが大きいため、放熱性能が低くなり、高温になりやすくなる。また、図9に示される、コイル7と放熱リブ2との間の距離を小さくして小型化した油入変圧器においては、絶縁油6の対流が起きにくくなり放熱効果が小さくなってしまう。
In the conventional tank structure for increasing the heat radiation area, as shown in FIGS. 9 and 10, a
本実施例では、図1Bに示すように、鉄心9とコイル7とを組み立てた鉄心−コイル組立体8は、鉄心9の複数の脚部にそれぞれ複数の相(U相11,V相12,W相13)のコイル7が設けられている。そして、コイル7外周に設ける絶縁油6が一定の層厚になるように、複数の相のコイル7が近接する部位11a、12aに面しているタンクの面に凹部1aを設けている。凹部1aは、コイル7の軸方向に延び、複数の相のコイルが近接する部位に向かって凹んでいる。本実施例では、タンク1の面をコイル7の外周面に沿って延びる曲面で形成し、コイル7の外周面の絶縁油6がほぼ一定の層厚となるようにしている。これによって、絶縁性能上の必要距離6bを確保しながら、タンク周囲との距離6aを絶縁性能上の必要距離6bまで小さくできる。絶縁油の熱伝導は、たとえば、0.12W/m・Kと熱伝導が小さいが、金属製のタンクの熱伝導は例えば、80w/m・Kと比較的大きい。熱伝導性能が低い絶縁油の厚さを薄くし、熱伝導が比較的大きいタンクまでの距離を小さくすることで放熱性能が向上できる。なお、図において、符号10は補強板を示す。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the iron core-
本実施例によれば、放熱リブを設けることなく絶縁油の対流のための距離を低減することで大幅な小型化・軽量化を実現でき、また、絶縁油の層を薄くすることにより、熱源であるコイルからの放熱性を向上させることができる。また、放熱リブを設けないので、タンクの内圧上昇により放熱リブがたわむなどの恐れがない。さらに、圧力上昇時に応力が集中する放熱リブの面接合部がないので、強度における信頼性が確保できる。 According to the present embodiment, significant reduction in size and weight can be realized by reducing the distance for convection of the insulating oil without providing the heat dissipation ribs, and the heat source can be reduced by thinning the insulating oil layer. The heat dissipation from the coil can be improved. In addition, since the heat dissipating rib is not provided, there is no fear that the heat dissipating rib is bent due to the increase in the internal pressure of the tank. Furthermore, since there is no surface joint of the heat dissipating rib where stress is concentrated when the pressure rises, reliability in strength can be ensured.
図2Aおよび図2Bに、本発明の実施例2の油入変圧器を示す。図2Aは油入変圧器のタンクの斜視図であり、図2Bはタンクに鉄心−コイル組立体を収納した油入変圧器の横断面を上から見た図である。 The oil-impregnated transformer of Example 2 of this invention is shown to FIG. 2A and FIG. 2B. FIG. 2A is a perspective view of a tank of the oil filled transformer, and FIG. 2B is a top view of a cross section of the oil filled transformer in which the core-coil assembly is housed in the tank.
図に示すように、実施例2では、タンク周囲の放熱面積を多くするために、タンクの胴体部1eに複数の凸部(エンボス部)1bを形成している。各凸部(エンボス部)1bは、胴体部1eの周囲に適宜の間隔をもって、並列配列や千鳥配列などで配置される。そして、各凸部(エンボス部)1bは、例えば半球状に張り出して形成され、凸部の内部と胴体部1eの内部とが連続している。
As shown in the figure, in the second embodiment, in order to increase the heat radiation area around the tank, a plurality of convex portions (embossed portions) 1b are formed on the
図2Aでは、タンクの底板1dの最外周より内側になるようにタンクの胴体部1eの表面に連続的な凸部(エンボス部)1bを設けて、高熱伝達の放熱面を形成している。図では、エンボス部1bを凸部としているが、凹部としても良い。
In FIG. 2A, a continuous convex portion (embossed portion) 1b is provided on the surface of the
従来の放熱リブによる放熱構造に関して、例えば、図9のA―A’の断面図である図10に示す放熱リブの熱伝達率は、例えば、10 4 ≦GrH・Pr≦10 7 の場合、次の式(1)による理論計算で求められる。
Respect radiator structure according to the conventional heat dissipation ribs, for example, heat transfer coefficient of the heat radiation ribs shown in FIG. 10 is a sectional view of the A-A 'in FIG. 9, for example, in the case of 10 4 ≦ GrH · Pr ≦ 10 7, following It is calculated | required by the theoretical calculation by Formula (1) of.
GrHはグラスホフ数(GrH=gβ|Tw-Ta|H 3 /v)、Prはプラントル数、Hはリブの高さ(m)、hは平均熱伝達率(W/m 2 ℃)、kは熱伝導率(W/m℃)を示す。
GrH is Grashof number (GrH = gβ | Tw-Ta | H 3 / v) , Pr is Prandtl number, H is rib height (m), h is average heat transfer coefficient (W / m 2 ° C) , k is The thermal conductivity (W / m ° C.) is shown.
本実施例である図2Bのエンボス部に相当する半球(直径d)の熱伝達率は、例えば、0≦GrH・Pr ≦10 7 の場合、次の式(2)による理論式で求められる。
Heat transfer coefficient of the hemisphere (diameter d) which corresponds to the embossed section in Fig. 2B is a present embodiment, for example, the case of 0 ≦ GrH · Pr ≦ 10 7 , given by the theoretical equation according to the following equation (2).
式(1)と式(2)で示すように、熱伝達率は放熱リブの高さHやエンボスの直径dに依存するが、通常のリブの高さ(例えば、100mm)とエンボス(例えば、40mm)ではエンボスの方が熱伝達率は高い(例えば、20%高い)。
As shown by the equations (1) and (2), the heat transfer coefficient depends on the height H of the heat dissipating rib and the diameter d of the emboss, but the height (for example, 100 mm) of the normal rib and the emboss (for example, The heat transfer coefficient is higher (for example, 20% higher) in the case of 40 mm.
また、図8に示す放熱リブ構造におけるフィン効率は次の式(3)により理論的に求められることができる。 Further, the fin efficiency in the heat dissipating rib structure shown in FIG. 8 can be theoretically obtained by the following equation (3).
放熱リブの方のフィン効率は、例えば(リブ高さH=100mm、板厚t=2mm)64%となっている。つまり、放熱リブによる放熱面積はその64%が放熱として効いていることを示す。つまり、リブの高さを大きくして放熱面積を大きくしても、全ての増加面積が放熱していることではない。本実施例の図2Bのエンボスタイプの凸凹は、リブの高さを大きくせずに放熱面積を増やす方法の一つである。
The fin efficiency of the heat dissipating rib is, for example, 64% (rib height H = 100 mm, plate thickness t = 2 mm). That is, the heat radiation area by the heat radiation rib shows that 64% is effective as heat radiation. That is, even if the height of the ribs is increased to increase the heat radiation area, it is not that all the increased areas radiate heat. The embossed type unevenness of FIG. 2B of this embodiment is one of the methods of increasing the heat radiation area without increasing the height of the ribs.
本実施例によれば、実施例1の作用効果に加えて、タンクの胴体部に凸部または凹部(エンボス部)を形成したので、放熱面積を広くでき、放熱性をより向上させることができる。また、凸部または凹部(エンボス部)を形成することにより、タンクの強度を向上することができる。 According to the present embodiment, in addition to the function and effect of the first embodiment, the convex portion or the concave portion (embossed portion) is formed in the body portion of the tank, so the heat dissipation area can be widened and the heat dissipation can be further improved. . Moreover, the strength of the tank can be improved by forming the convex portion or the concave portion (embossed portion).
図3Aおよび図3Bに、本発明の実施例3の油入変圧器を示す。図3Aは油入変圧器のタンク部の斜視図であり、図3Bはタンク部に鉄心−コイル組立体を収納した油入変圧器の横断面を上から見た図である。 The oil-filled transformer of Example 3 of the present invention is shown in FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A is a perspective view of a tank portion of the oil filled transformer, and FIG. 3B is a top view of a cross section of the oil filled transformer in which the core-coil assembly is housed in the tank portion.
実施例1或いは実施例2では、タンクの形状を、コイルの外周部から一定の距離を保つように、曲面で形成したが、本実施例は、コイルの外周にほぼ沿うように、平面の組み合わせで形成したものである。すなわち、図3Bに示すように、複数の相のコイル7が近接する部位11a、12aに面しているタンクの面に、断面が三角形状の凹部1aを設ける。これにより、絶縁性能上の必要距離6bを確保しながら、コイル7の外周面とタンクの面との距離6aを絶縁性能上の必要距離6bまで小さくすることができる。
In the first embodiment or the second embodiment, the shape of the tank is formed by a curved surface so as to maintain a constant distance from the outer peripheral portion of the coil. It is formed by That is, as shown in FIG. 3B, a
言い換えると、コイルに対向する第1の面とコイルに対向する第2の面との間の第3の面が突き出る形状である。本実施例でいう第3の面は、V字形状の2面である。第1の面は近接する部位11aに対向する図3Bの横方向に延びる面である。また、第2の面は、近接する部位12aに対向する図3Bの横方向に延びる面である。
In other words, the third surface between the first surface facing the coil and the second surface facing the coil protrudes. The third surfaces in the present embodiment are two V-shaped surfaces. The first surface is the laterally extending surface of FIG. 3B opposite to the
本実施例において、図3Bに示すように、タンクの胴体部1eにエンボス部を設けることなく平面状にしても良いし、また、図3Aに示すように、タンクの胴体部1eにエンボス部1bを設けても良い。
In this embodiment, as shown in FIG. 3B, the
本実施例によれば、タンクの胴体部を、平面の組み合わせで形成したので、製造が容易となる。 According to the present embodiment, since the body portion of the tank is formed of a combination of flat surfaces, manufacture is facilitated.
図4に、本発明の実施例4の油入変圧器を示す。図4は、タンク部に鉄心−コイル組立体を収納した油入変圧器の横断面を上から見た図である。 The oil-filled transformer of Example 4 of this invention is shown in FIG. FIG. 4 is a top view of a cross section of the oil-impregnated transformer in which the core-coil assembly is housed in the tank portion.
実施例1或いは実施例2は、本発明を3相3脚構造の油入変圧器に用いたものであるが、本実施例は、本発明を単相の変圧器に用いたものである。 The first embodiment or the second embodiment uses the present invention for an oil-filled transformer having a three-phase three-leg structure, but the present embodiment uses the present invention for a single-phase transformer.
単相の変圧器では、額縁状の鉄心9の2つの脚部にそれぞれコイル7が設けられている。コイル7を構成する一次コイル部7a、二次コイル部7bは通電による発熱源になるため、中央の2つのコイルの接触部が導体部の中で最大の温度となる。本実施例では、図に示すように、コイル外周に設ける絶縁油が一定の層厚になるように、鉄心−コイル組立体8の2つのコイル7が近接している部位に面しているタンクの面に凹部1aを設けている。
In a single-phase transformer, coils 7 are provided on two legs of a frame-shaped
図4では、タンクの形状をコイルの外周に沿うように曲面で形成しているが、図3Bに示すように、平面の組み合わせで形成しても良い。また、図4では、タンクの胴体部にエンボス部1bを形成しているが、図1と同様に、エンボス部を設けなくても良い。
In FIG. 4, the shape of the tank is formed by a curved surface along the outer periphery of the coil, but may be formed by a combination of planes as shown in FIG. 3B. Further, although the embossed
本実施例によれば、単相の変圧器において、放熱リブを設けることなく絶縁油の対流のための距離を低減することで大幅な小型化・軽量化を実現でき、また、絶縁油の層を薄くすることにより、熱源であるコイルからの放熱性を向上させることができる。 According to this embodiment, in the single-phase transformer, significant reduction in size and weight can be realized by reducing the distance for the convection of the insulating oil without providing the heat dissipation rib, and the layer of the insulating oil By reducing the thickness, it is possible to improve the heat dissipation from the coil which is the heat source.
本実施例は、実施例1〜4の油入変圧器のタンクの材質を改良したものである。一般に油入変圧器のタンクは鋼板(例えば、SS400,SPCC)で形成される。本実施例では、鋼板に代えて、油入変圧器のタンクを高強度アルミニウム材(例えば、6000系(Al−Mg−Si系:アルミマグネシウムシリコン合金)であるAl6069、Al6061)で形成する。特に高強度のアルミニウム材は、より大きな耐力を有するアルミニウムである。高強度アルミニウム材は、熱処理状態や化学成分によらず、弾性率は約70GPaであることにより、広い弾性領域を有し、高圧サイクル試験時により大きなひずみを許容できることになる。したがって、耐圧性・疲労・腐食に優れ、熱伝導率はSS400の4倍、密度はSS400の約1/3であり、油入変圧器のタンクに適している。 The present embodiment is an improvement of the material of the oil-filled transformer tank of the first to fourth embodiments. Generally, the oil-filled transformer tank is formed of steel plates (e.g. SS400, SPCC). In the present embodiment, instead of the steel plate, the tank of the oil-filled transformer is formed of a high strength aluminum material (for example, Al 6069, Al 6061 which is 6000 series (Al-Mg-Si: aluminum magnesium silicon alloy)). Particularly high strength aluminum material is aluminum which has a greater proof stress. The high strength aluminum material, regardless of the heat treatment state or the chemical composition, has a wide elastic region by having an elastic modulus of about 70 GPa, and a larger strain can be tolerated during the high pressure cycle test. Therefore, it is excellent in pressure resistance, fatigue, and corrosion, the thermal conductivity is four times SS400, and the density is about 1/3 of SS400, and it is suitable for the oil-filled transformer tank.
本実施例によれば、油入変圧器のタンクの材料として高強度アルミニウム合金を用いたので、強度に優れ、放熱性能が良く、軽量な油入変圧器を提供できる。 According to the present embodiment, since the high strength aluminum alloy is used as the material of the oil filled transformer tank, it is possible to provide a lightweight oil filled transformer which is excellent in strength, good in heat dissipation performance, and the like.
図2Bに示すタンクの凹部1aの詳細な構造について説明する。
The detailed structure of the
特許文献1の考案は、タンク1の突部の先端形状が不明であり、単に板状の部材を折り曲げた場合には、タンク1の外周側に折り目ができる。図11には、特許文献1の図3の突部を拡大した折り曲げられた板状部材105と、板状部材105の先端である突部100と、突部の側面部にコイルに対向する第1の面110と第2の面120、突部100に対向する折り目130を示す。
In the device of
また、第1の面110に対向する第4の面140と、第2の面に対向する第5の面150が示される。折り目130は、第4の面140と、第5の面150との間に配置されている。
Also, a
折り目130は、折曲げによる板金加工をした場合には、折曲げを行った部分は鋭角となるため、タンクの内圧が上昇した際に、応力を受けやすい。
The
タンクの内圧は、変圧器の負荷率の変動や外気温との関係で内圧が繰り返し変動するため、折り目130には、機械的に劣化または破断しやすくもしくは亀裂が生じやすくなる。しかし、特許文献1はこの課題を解決する構造について考慮されていない。
Since the internal pressure of the tank repeatedly fluctuates due to the fluctuation of the load factor of the transformer and the relationship with the outside air temperature, the
また、タンク内の内圧が上昇した場合に、面110と面120が押し出されるため、折り目130に応力が集中することとなるが点について考慮されていない。
In addition, when the internal pressure in the tank rises, the
また、特許文献1には、タンク1と膨張タンク5との間の窒素ガス6が圧力を吸収することが開示される。さらに、タンク1の左側のコイル3と中央のコイル3と右側のコイル3に対応する位置に膨張タンク5が接触している。
これは、タンク1の内圧が上昇した際に、膨張タンク5は、タンク1に接触するコイル3に対応する位置で押さえつけるためであると考えられる。そのため、膨張タンク5及び窒素ガス6が必須構成と考えられる。図11の面110と面120を押さえつけるための構造であると考えられる。
This is considered to be because, when the internal pressure of the
よって、特許文献1では、膨張タンク5及び窒素ガス6がない場合のタンク1の形状については考慮されていない。
Therefore, in
本発明の実施例6について、図12を用いて説明する。図12には、タンクのベースとなり折り曲げられた板状部材105aと、第1のコイルと向かい合う第1の面110aと、第2のコイルと向かい合う第2の面120aと、前記第1の面と前記第2の面に接続される第3の面130aが示される。第3の面130aは図11の突部130に対応する部分である。第3の面130aは単に突部130aとも呼ぶ。
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 12, a plate-
第3の面130aは、変圧器の容器側に向かって凸部を有する形状であり、変圧器の容器の外部からは凹部を有する形状である。また、第3の面130aは、図1Bに示される容器(タンク)の凹部1aに対応する。容器の凹部とは、容器の外周から見てコイルに対向する部分に比べて凹んでいる部分であることを意味する。
The
図11の板状部材を折り曲げた突部130の曲率に比べて、図12の第3の面130aの曲率が小さい。容器の内圧が向上しても曲率が小さいため、応力が集中しにくくなる。
The curvature of the
また、第3の面130aに対向する凹部100aは、曲面部を有している。すなわち、第1の面に対向する第5の面140aと、第2の面120aに対向する第5の面150aとが接続される面が凹部100aの曲面である。凹部100aが曲面となることで、凹部100aの一部に応力が集中することを防ぐことができる。
In addition, the
図13を用いて、図11に示す折り目100と図12の凹部100aとの関係について説明する。
The relationship between the
第4の面140の接線200aを示すが、この接線200aは折り目100に近い接線である。第4の面140の接線は複数存在するが、第4の面140に接する点を徐々に折り目100に近づけると、徐々に接線は鉛直方向に向かって角度が小さくなっていく。
The
接点が折り目100に近づくにつれて角度が増加する点が生じる。この角度が増加する直前の接点に対応するものが接線200aである。
A point occurs where the angle increases as the contact approaches the
また、第5の面150の接線200bを示すが、この接線200bは折り目100に最も近い接線である。第5の面150の接点が折り目100に近づくに連れて徐々に接線の角度が大きくなるが、角度が小さくなる直前の接点に対応する接線が接線200bである。
Moreover, although the tangent 200b of the
折り目100は、板状部材を折曲げられているため、第4の面140の先端部であり、また、第5の面の先端部で共通する。折り目100が第4の面140と第5の面150の共通する先端部であることから、これらの接線200aと200bの交点210は折り目100とほぼ同一の位置となる。ほぼ同一の位置とは、板状部材の折曲げの際に生じる誤差を含む概念である。
The
第4の面140aの接線200cと第5の面150の接線200dが示される。接線200cの接点の位置は、第4の面140aの接点を徐々に凹部100aに近づけると角度が減少から増加に変わる直前の位置である。この位置での接線が200cである。
The tangent 200 c of the
第5の面150aの接点が凹部100aに近づくに連れて徐々に接線の角度が大きくなるが、角度が小さくなる直前の接点に対応する接線が接線200dである。これらの接線200cと200dの交わる位置が交点210aである。
板状部材を折り目100を中心に折り曲げた場合には、接線200aと接線200bの交点210は折り目100とほぼ同一の位置となる。
While the tangent angle gradually brought to the contact of the
When the plate-like member is folded about the
一方で、本実施例は、凹部100aに曲面部を有するため、接線200cと200dの交点210aは凹部100aの曲面部の表面よりも第3の面130a側に配置される。凹部100aの曲率や長さによって交点210aの位置は異なるが、凹部100aの表面よりもタンク内部側に位置する。
On the other hand, in the present embodiment, since the
また、交点210aの位置がタンク厚みの中心よりもタンク内側に位置すると、凹部100aの幅が確保されているか、凹部100aが曲面形状となるためタンク内圧に耐性があるためよい。
In addition, when the position of the
さらに望ましくは、交点210aの位置が第3の面よりもタンク内側に位置すると、凹部100aの幅を確保しつつ曲面形状を有するため、さらにタンク内圧に耐えられやすくなる。
More desirably, when the position of the
このように交点210aをタンク内部側に位置させることで、凹部100aに折り目が付かず、応力の集中を防ぐことができる。また、凹部100aに曲率を持たせると、板状部材の厚みの分があるため、第3の面130aの曲率は凹部100aの曲率よりも小さくなり、タンク内側からの圧力に対して有効である。
By positioning the
次に、実施例6の凹部の製造方法の一例について図14(a)及び図14(b)を用いて説明する。タンクの材料となる板状部材105aを折り曲げて凹部100aを形成する前が図14(a)であり、凹部100aを形成後が図14(b)に示される。
Next, an example of a method of manufacturing the concave portion of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b). FIG. 14A shows the state before bending the plate-
図14(a)には、平坦な板状部材105aが示され、板状部材105aは治具220に載置されている。また、板状部材105aの上面には、曲面部を有する先端240を有するツール230が設けられている。ツール230が治具220側に突き出ることによって、板状部材105aを折曲げ、凹部100aを形成する。
In FIG. 14A, a flat plate-
先端部220を突き出すことによって板状部材が折り曲げられ凹部100aを形成した様子を図14(b)に示す。適切にツール230を押し付けることで、先端240の曲面とほぼ同一の曲面を有する凹部100aが形成される。これによって、凹部100aに曲面を設けることができ、タンクとして利用した場合に、耐久性が向上する。
FIG. 14B shows how the plate-like member is bent by projecting the
また、板状部材105aを折り曲げる際に、板状部材105aの第1の面110aと第4の面140aと、第2の面120aと第5の面150aと、から両側へ向かって引っ張りながら折り曲げるとよい。この場合は絞り加工となり、凹部100aがより曲面部として、第3の面130aもより曲面部として形成されやすくなる。絞り加工となる場合には、他の部分とくらべて材料が薄くなる部分が生じるが、曲面部を滑らかにする方がタンクとしての性能は向上するため有効である。
Further, when bending the plate-
この場合の構造を図15を用いて説明する。凹部100aと第3の面130aとの厚み300a、第3の面130aと第2の面120aとの間と凹部100aと第5の面150aとの間の領域であって絞り加工によって薄くなった部分の厚み300b、絞り加工が施されず厚みが変化しない第2の面120aと第5の面150aとの間の厚み300cの関係について説明する。
The structure in this case will be described with reference to FIG.
厚み300bは厚み300aと厚み300cよりも小さい。厚み300cが絞り加工によって絞られることにより、凹部100aと第3の面130aが両側に引っ張られ、滑らかな曲面となりタンクとしての耐圧向上に寄与する。
また、絞り加工の際に、ツール230の先端240を強く押し付け、さらに板状部材105aを両側から第3の面130aに向かって押し出すことが可能である。この場合は、第3の面130aが押し出されるため、厚み300cの厚みより厚み300aの厚みが大きくなる場合がある。この場合は、応力が集中しやすい第3の面130aと対向する凹部100aとの間の厚みが大きいため、タンクの耐圧が向上する。
Further, at the time of drawing, it is possible to strongly press the
また、タンク内側の面のうち第1の面110aまたは第2の面120aとほぼ同等またはこれらよりも凹部100aがコイル側に突き出ているため、コイルとタンク内側との距離が従来のタンクよりも短いため、絶縁油の量を減らすことができるため、環境によい。絶縁油の量が減るため、放熱効果も向上する。
In addition, since the
本実施例6で説明した第3の面130aと凹部100aを適用した実施例7について図16を用いて説明する。図16は、タンク外周が平坦な油入変圧器300が示される。第1のコイルと第2のコイルとの間に第3の面130aと凹部100aが配置されている。
A seventh embodiment to which the
第1の面110a、第2の面120a、第3の面130aとコイル外形との距離は、絶縁性を担保できる距離とすればよい。
The distance between the
また、タンク(容器)は、第1のコイルに向かい合う第1の面110aと、第2のコイルに向かい合う第2の面120aと、第1の面110aと第2の面120aに接続される第3の面130aを有し、第3の面130aは、第1の面110aまたは第2の面120aとは異なる形状の面を有している。
In addition, the tank (container) is connected to a
第3の面130aは、第1の面110aまたは第2の面120aよりも容器の内側に向かって突き出ている曲面部を有している。また、曲面部は、容器のうち第1のコイルと第2のコイルとの間に向かって突き出ている。
The
実施例7のタンク表面には、放熱フィンが設けられていないが、コイルとタンク内側の距離が小さくなっているため、放熱特性が向上するからである。タンクに放熱フィンを設けない場合には、変圧器全体の大きさを低減させることができる。 Although the radiation fin is not provided on the surface of the tank of the seventh embodiment, the distance between the coil and the inside of the tank is small, so that the heat radiation characteristic is improved. If the tank is not provided with heat dissipating fins, the overall size of the transformer can be reduced.
本実施例6で説明した第3の面130aと凹部100aを適用した実施例8について図17を用いて説明する。図17は、放熱フィン410がタンク外周に設けられた油入変圧器400が示される。放熱フィン410aと放熱フィン410bとの間、つまり放熱フィンが設けられていない領域に、第3の面130aと凹部100aが配置されている。
An eighth embodiment to which the
これにより、実施例7よりも油入変圧器のタンクが外気に接触する面積が増えるため、放熱効果が高い。 As a result, the area in which the tank of the oil-filled transformer contacts the outside air increases more than in the seventh embodiment, so the heat radiation effect is high.
本実施例6で説明した第3の面130aと凹部100aを適用した実施例9について図18と図19を用いて説明する。図18は、複数のエンボス状の突部510aがタンク外周に設けられた油入変圧器500が示される。また、第3の面130aと凹部100aが配置されている。
For Example 9 according to the
図19はタンクに成型する前の板状部材105aを示す。つまり、板状部材を折り曲げる前であるため、第3の面130aと凹部100aは設けられていない。第三の面を設けるための領域100bを挟みこむようにエンボス状の突部520aから520dが設けられている。なお、板状部材105aの周方向は一部省略している。
FIG. 19 shows a plate-
エンボス状の突部520aは板状部材105aの主面よりも突き出た形状である。突き出た形状は半球状であるものを代表例として図示する。三角形や六角形形状であってもよく、これらの形状に限らず、板状部材105aよりも突き出た部分を有することにより表面積を向上する。
The emboss-
また、エンボス状の突部520aは板状部材105aの主面からタンク内側に向かって凹む、つまり、タンク内部に向かって突き出る形状であってもよい。この場合は、絶縁油の量を減少させることができる。また、タンク外側に向かって突き出ないため、タンクを小さくすることができる。
In addition, the emboss-
第2の突部520bと第3の突部520cの距離は、第1の突部520aと第2の突部520bの距離よりも大きい。また、第2の突部520bと第3の突部520cの距離は、第3の突部530cと第4の突部520dの距離よりも大きい。第1の突部520aと第2の突部520bの距離は第3の突部530cと第4の突部520dの距離とほぼ同一であることが望ましい。突部を多く設けることができるからである。
The distance between the
第1の突部520aと第2の突部520bの距離、第2の突部520bと第3の突部520cの距離や第3の突部530cと第4の突部520dの距離は、突部の中心同士の距離を測定するとよい。また、板状部材105aの主面よりも突き出た部分同士の距離であってもよい。
The distance between the
板状部材105を図14(a)と図14(b)を用いて説明した成型を行うことが可能となる。第3の面を設けるための領域100bを挟み込むようにエンボス状の突部520c等を設けることで表面積が向上し、放熱効果が向上する。
The plate-
タンクの高さ方向のエンボス状の突部の配置方法について説明する。図19の板状部材105aの縦方向はタンクの高さ方向に対応する。縦方向にエンボス状の突部520dと520eが少なくとも2以上配置されている。これにより、タンク高さ方向に対して表面積が向上するため、放熱効果が高くなる。
The method of arranging the embossed projections in the height direction of the tank will be described. The longitudinal direction of the plate-
したがって、タンク周方向に2以上のエンボス状の突部と、タンク高さ方向に2以上のエンボス状の突部とを有するため、図17の放熱フィン410aを設けたタンクよりも放熱効果が高い。
Therefore, since it has two or more embossed projections in the circumferential direction of the tank and two or more embossed projections in the height direction of the tank, the heat radiation effect is higher than that of the tank provided with the
また、エンボス状の突部を設けない場合に比べてエンボス状の突部を設けた板状部材105aは剛性が高くなるため、タンクに成型した場合には、耐圧性能が高い。
In addition, since the plate-
実施例9で説明したエンボス状の突部を有し、第3の面を設けないタンク600について図20を用いて説明する。
A
実施例8同様にタンクの高さ方向に2以上のエンボス状の突部610が、タンクの周方向に2以上のエンボス状の突部610が設けられている。図19に示す第3の面を設けるための領域100bにもエンボス状の突部610を設けているため、実施例8よりも表面積を向上させることができるため、放熱特性が向上する。
As in the eighth embodiment, two or more
エンボス状の突部610の詳細について図21を用いて説明する。図21は図20に示されるタンク600を折曲げる前の板状部材の断面図を示す。タンク600の周方向である図21の横方向は一部省略して図示する。
The details of the embossed
エンボス状の突部610は、押し出しによる絞り加工やプレス加工によって製造することができる。その際に、押し出した領域は金属が押し出されない領域に比べて金属材料が薄くなる。
The embossed
エンボス状の突部610の頂点である領域650aは、曲面部650bに比べて押出量が小さい。そのため、領域650aの厚みは、曲面部650bの厚みより大きい。また、板状部材の主面650cは押し出されることが少ないか押し出しによって厚みが減少しない領域である。そのため、主面650cの厚みは、曲面部650bの厚みより大きい。主面とは、板状部材の平面部をいう。また、主面とは、エンボス状の突部610の加工前の平面部分をいう。つまり、主面とは、突部610を除いた面をいう。
The
また、主面650cの厚みは、領域650aの厚みより大きいことが多い。領域650aは押し出し方法、押し出し量によって薄くなるからである。エンボス状の突部610を主面650cよりも薄い場合であっても、突部610が半球状の曲面部であるため、応力の集中を防ぎタンクの耐圧を向上させることができる。
Further, the thickness of the
主面650cは平面部分であるがその厚みは、領域650aや曲面部650bの厚みより大きいため、タンクの内圧の上昇に対して有効である。また、タンク600の外側のエンボス状の突部610と主面650cとの境界が曲面となるよう加工することで応力が集中しにくくなるため、タンクの耐圧が向上する。タンク内側だけでなく外側も同様に曲面とするとよい。
The
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。なお、図面に記載した各部材や相対的なサイズは、本発明を分かりやすく説明するため簡素化・理想化しており、実装上はより複雑な形状となる場合がある。 Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations in part of the configurations of the respective embodiments. The respective members and relative sizes described in the drawings are simplified and idealized in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and may have a more complicated shape in mounting.
1 タンク
1a タンクの凹部
1b タンクのエンボス部
1c タンクのフランジ
1d タンクの底板
1e タンクの胴体部
2 放熱リブ
3 面接合部
4 補強用ビード
6 絶縁油
6a 相間接触部の絶縁距離
6b 必要絶縁距離
7 コイル
7a 二次コイル
7b 一次コイル
8 鉄心−コイル組立体
9 鉄心(コア)
10 補強板
11 U相
12 V相
13 W相
11a、12a 相間接触部
10 Reinforcement plate 11 U phase 12 V phase 13
Claims (2)
前記容器は、板状部材で形成され、内側に、前記第1のコイルに向かい合う第1の面と、前記第2のコイルに向かい合う第2の面と、前記第1の面と前記第2の面とを接続する第3の面を有しており、
前記第3の面は、前記第1のコイルと前記第2のコイルとが近接する部位に向かって突き出た形状であって、突き出た先端部が第1の曲率を有し、
前記突き出た先端部と板状部材の厚み方向に対向する凹部は曲面を有し、前記先端部の第1の曲率よりも大きな第2の曲率を有することを特徴とする変圧器。 A first coil, a second coil adjacent to the first coil, an iron core wound around the first coil and the second coil, the first coil and the second coil And a container containing the iron core and a container filled with insulating oil,
The container is formed of a plate-like member, and internally, a first surface facing the first coil, a second surface facing the second coil, the first surface, and the second It has a third face connecting the faces,
It said third surface is a shape that said first coil and said second coil has left can butt against a portion adjacent, protruding tip has a first curvature,
Recess facing the thickness direction of the projecting tip and the plate-like member has a curved surface, a transformer, wherein the Turkey of having a first major second curvature than the curvature of the tip.
板状部材の厚み方向に前記第1の面と対向する外側の面である第4の面と、前記凹部と、板状部材の厚み方向に前記第2の面と対向する外側の面である第5の面とは連続する曲面を備え、
前記第4の面と前記凹部との間の曲面の接線角度の増減が変化する位置における第1の接線と、前記第5の面と前記凹部との間の曲面の接線角度の増減が変化する位置における第2の接線とが交差する交点の位置は、前記凹部の表面よりも前記容器の内側に位置することを特徴とする変圧器。 In the transformer according to claim 1,
The fourth surface, which is the outer surface facing the first surface in the thickness direction of the plate-like member, the recess, and the outer surface facing the second surface in the thickness direction of the plate-like member The fifth surface has a continuous curved surface,
A change in increase and decrease of the tangent angle of the curved surface between the first tangent at increased or decreased to change the position of the tangent line angle, and the fifth surface and the concave portion of the curved surface between said fourth surface and the recess a position of an intersection of the second tangent at a position intersect, transformers, characterized in that located inside the container than the surface of the recess.
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