JP6655503B2 - 静止誘導機器用タンク - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、静止誘導機器用タンクに関する。

油入絶縁変圧器などの静止誘導機器の小型軽量化を進めるうえで、静止誘導機器の中身を絶縁油等の絶縁媒体と共に収納する静止誘導機器用タンクの節油構造が重要となる。

特開２００８−５３２６２号公報 特開２０１５−８１７３号公報 特開２００７−１８４４７７号公報

実施形態は、節油構造を備える静止誘導機器用タンクを提供する。

実施形態に係る静止誘導機器用タンクは、上部、中央部、及び下部を備え、前記中央部は横断面において八角形の角柱であり、前記上部または下部は、横断面において逆八角形の角柱であり、前記上部及び下部の側面部の前後長は、前記中央部の前後長よりも長い構成を備えている。

実施形態に係る静止誘導機器の静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す斜視図 静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す斜視図 静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す側面図 静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す正面図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線における静止誘導機器用タンクの概略構成を示す横断面図 静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す上面図 変形例にかかる静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す斜視図 変形例にかかる静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す上面図 変形例にかかる静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す斜視図 変形例にかかる静止誘導機器用タンクの構成を模式的に示す上面図

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。実施形態の説明において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図１から図６は、実施形態に係る静止誘導機器用タンクの概略構成例を示す図である。図１は実施形態に係る静止誘導機器１の静止誘導機器用タンク２０の構成を模式的に示す斜視図である。図２は静止誘導機器用タンク２０の構成を模式的に示す斜視図であり、静止誘導機器用タンク２０に放熱器１０、静止誘導機器用タンク２０と放熱器１０を接続するパイプ１２、及び静止誘導機器用タンク２０上部を覆う蓋を追加して示している。

図３は、静止誘導機器用タンク２０の側面から見た構成すなわち図１のＳ方向から見た構成を模式的に示す側面図を示している。図４は静止誘導機器用タンク２０の正面から見た構成すなわち図１のＲ方向から見た構成を模式的に示す正面図を示している。図３では静止誘導機器１の中身６０を破線にて図示している。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線における概略構成を示す横断面図であり、図５（ｂ）には静止誘導機器１の中身６０として、鉄心６０ａ及び鉄心６０ａの外周に巻回されて装着されるコイル６０ｂを模式的に図示している。静止誘導機器１の中身６０は上下方向を軸方向とする円柱形状であり、横断面における形状は丸型である。図６は静止誘導機器用タンク２０の構成を模式的に示す上面図であり、静止誘導機器１の中身６０が設置された状態を模式的に示している。また、図面には説明のために上下左右前後の方向を示している。

図２に示すように、静止誘導機器１は静止誘導機器用タンク２０の左右側面に所定の間隔を備えて複数の放熱器１０を配して構成されている。静止誘導機器用タンク２０と放熱器１０は静止誘導機器用タンク２０の上部に設けられたパイプ１２を介して接続されている。

図３などに示すように静止誘導機器用タンク２０内には、静止誘導機器１の中身６０が設置されており、静止誘導機器用タンク２０内部は図示しない絶縁油によって満たされている。この絶縁油は静止誘導機器１の冷却液としての機能を備える。静止誘導機器１の中身６０の全体は静止誘導機器用タンク２０内において絶縁油に浸漬されており、絶縁油は静止誘導機器用タンク２０内、パイプ１２及び放熱器１０を循環して静止誘導機器用タンク２０内に設置された静止誘導機器１の中身６０を冷却している。

静止誘導機器用タンク２０は、上から上部５０、中央部５２及び下部５４の３つの部位からなっており、下部５４から上部５０までの内部に絶縁油が貯留されている。上部５０は静止誘導機器用タンク２０の上方に位置し、主として放熱器１０のパイプ１２の取り付け場所として機能する。さらに、後述する図７から図１０に示すように、前側または後側の形状を矩形箱形状とすれば、ブッシング等の取り付け場所の機能を担わせることができる。

下部５４は静止誘導機器用タンク２０の下方に位置し、放熱器１０のパイプ１２の取り付け場所としての機能、ブッシング取り付け箇所等の機能を担わせることができる。中央部５２は主として静止誘導機器１の中身を収納する部位である。絶縁油は上部５０及び下部５４から、パイプ１２を介して接続された放熱器１０に供給されて循環することにより静止誘導機器１を冷却している。

静止誘導機器用タンク２０は、側面板２２を左右に一対平行に対向するようにして備えている。側面板２２は静止誘導機器用タンク２０の側面部を構成している。側面板２２は大きく３つの部位に分かれており、上から上部５０、中央部５２、下部５４となっている。側面板２２は、上部５０、中央部５２および下部５４が一体的に構成された一枚板で構成されている。

図３に示すように、側面板２２において、上部５０、中央部５２、下部５４それぞれの領域は長方形である。側面板２２の上部５０の前後長Ｌ１は静止誘導機器用タンク２０の中央部５２の前後長Ｌ２よりも長く構成されている。側面板２２の下部５４の前後長Ｌ３は、静止誘導機器用タンク２０の中央部５２の前後長Ｌ２よりも長く構成されている。側面板２２の上部５０の前後長Ｌ１と下部５４の前後長Ｌ３は異なっていてもよい。

左右一対の側面板２２は静止誘導機器用タンク２０の前部の上部５０において、縦長の長方形である正面板２４、及び正面板２４の左右に位置する一対の上部斜板３０により接続されて構成されている。正面板２４は側面板２２に対して略垂直に配置されている。上部斜板３０は正面板２４の面から前方向に突出して側面板２２と鋭角を構成するように接続されている。正面板２４は上部５０、中央部５２、下部５４が一体的に構成され、上下に長手方向を備えて延在する長方形の一枚板で構成されている。

左右一対の側面板２２は静止誘導機器用タンク２０の後部の上部５０において、背面板２６、及び背面板２６の左右に位置する一対の上部斜板３０により接続されている。背面板２６は側面板２２に対して略垂直に配置されている。上部斜板３０は背面板２６の面から後方向に突出して側面板２２と鋭角を構成するように接続されている。背面板２６は上部５０、中央部５２、下部５４が一体的に構成され、上下に長手方向を備えて延在する長方形の一枚板で構成されている。

なお、側面板２２、正面板２４、および背面板２６それぞれの上部５０、中央部５２および下部５４は厳密に同一平面となるように構成される必要はなく、これらが必ずしも同一平面とならないように構成されていてもよい。

これにより上部５０において静止誘導機器用タンク２０の横断面形状は、図５（ａ）に示すように内角において、４つの角が１８０度よりも大きい角であり、他の４つの角が鋭角となる逆八角形となっている。すなわち、横断面において、正面板２４および背面板２６が凹部となり、正面板２４又は背面板２６の左右に配置される上部斜板３０と側面板２２とがなす頂点Ｐが前後方向に突出しており、正面板２４および背面板２６と上部斜板３０とのなす内角が１８０度よりも大きく、上部斜板３０と側面板２２とがなす内角が鋭角となる逆八角形となっている。静止誘導機器用タンク２０の上部５０はこの逆八角形により構成される角柱となっている。

中央部５２において、左右一対の側面板２２は、前部において、正面板２４、及び正面板２４の左右に位置する一対の中央斜板３２により接続され、後部において、背面板２６、及び背面板２６の左右に位置する一対の中央斜板３２により接続されている。中央斜板３２は正面板２４および背面板２６の面から前後方向に後退してすなわち中心方向に折れ曲がって側面板２２と鈍角を構成するように接続されており、これにより静止誘導機器用タンク２０は中央部５２において、図５（ｂ）に示すように横断面形状の内角である８つの角が鈍角となる八角形となっている。静止誘導機器用タンク２０の中央部５２には静止誘導機器１の中身６０が配置されている。静止誘導機器用タンク２０の中央部５２はこの八角形により構成される角柱となっている。

上部５０の底部であって中央部５２の上面では、上部５０と中央部５２との境界部に位置する正面板２４および背面板２６、上部斜板３０の下辺３０ａ、中央斜板３２の上辺３２ａ、および中央斜板３２から前後に張り出した部分の側面板２２の下辺２２ａに接続して、上部横板３６がこれらの下面を塞ぐ底面となるように設置されている。すなわち、上部５０と中央部５２との境界部であって、中央部５２よりも外側にはみ出して位置する部分の下部に上部横板３６が接続されて底面となるように構成されている。

左右一対の側面板２２はその前部の下部５４において、正面板２４、及び正面板２４の左右に位置する一対の下部斜板３４により接続されている。下部斜板３４は正面板２４の面から前方向に突出して側面板２２と鋭角を構成するように接続されている。左右一対の側面板２２はその後部の下部５４において、背面板２６、及び背面板２６の左右に位置する一対の下部斜板３４により接続されている。

下部斜板３４は背面板２６の面から後方向に突出して側面板２２と鋭角を構成するように接続されている。これにより下部５４において静止誘導機器用タンク２０の横断面形状は、図５（ｃ）に示すように内角において、４つの角が１８０度よりも大きい角であり、他の４つの角が鋭角となる逆八角形となっている。すなわち、正面板２４および背面板２６が凹部となり、正面板２４および背面板２６と下部斜板３４とのなす内角が１８０度よりも大きく、下部斜板３４と側面板２２とがなす内角が鋭角となる逆八角形となっている。静止誘導機器用タンク２０の下部５４はこの逆八角形により構成される角柱となっている。上部５０と下部５４の上記逆八角形は同様の形状を備えている。

下部５４と中央部５２との境界部において、上部横板３６と同様に、下部横板３８が配置されている。すなわち、下部５４と中央部５２との境界部に位置する正面板２４および背面板２６、下部斜板３４の上辺３４ａ、中央斜板３２の下辺３２ｂ、および下部５４において中央斜板３２から前後に張り出した部分の側面板２２の上辺２２ｂに接続されるようにして、上部横板３６が、下部５４のうち、正面板２４、背面板２６及び中央斜板３２から前後にはみ出た部分の上面を塞ぐ面となるように設置されている。下部５４と中央部５２との境界部であって、中央部５２よりも外側にはみ出して位置する部分に横板３６および３８が接続されている構成となっている。

上部横板３６と、正面板２４および背面板２６、上部斜板３０の下辺３０ａ、中央斜板３２の上辺３２ａ、中央斜板３２から前後に張り出した部分の側面板２２の下辺２２ａは例えば溶接により接続固定されている。下部横板３８と、正面板２４および背面板２６、下部斜板３４の上辺３４ａ、中央斜板３２の下辺３２ｂ、下部５４において中央斜板３２から前後に張り出した部分の側面板２２の上辺２２ｂは例えば溶接により接続固定されている。

このように、静止誘導機器用タンク２０は、左右一対の側面板２２、正面板２４および背面板２６が上部５０から下部５４にかけて上下に延在する一枚板で構成された立体的構造物となっており、これにより立体的な強度が強く剛性が強化された構造となっている。また、横板３６および３８が、側面板２２、正面板２４、背面板２６、上部斜板３０、中央斜板３２、下部斜板３４に水平方向に接続固定されており、これにより強度が強く剛性が強化された構造となっている。すなわち、横板３６および３８は水平方向に接続する補強板として機能する。

静止誘導機器用タンク２０は、中央部５２において、静止誘導機器１の中身６０すなわち主として鉄心６０ａおよび鉄心６０ａの外周に巻回されて装着されるコイル６０ｂが収納されており、静止誘導機器用タンク２０内に満たされた絶縁油に浸漬されることにより冷却、絶縁されている。図５（ｂ）に示すように、中身６０の形状は、横断面において丸形のコイル６０ｂの形状を模式的に表しており、この横断面において丸形のコイルが、静止誘導機器用タンク２０の中央部５２に、直線上に３つ並んで配置されている例を例示している。

静止誘導機器用タンク２０の中央部５２は横断面において八角形の形状を有する角柱であり、この八角形の角柱形状を構成する面である正面板２４、背面板２６、および側面板２２が、横断面丸形のコイル６０ｂに対して所定の間隔を有して略接線を構成するように周りを囲んで配置されている。

このように配置することで、静止誘導機器用タンク２０の形状を、静止誘導機器１の中身６０を静止誘導機器用タンク２０内の絶縁油で浸漬し、静止誘導機器用タンク２０内を絶縁油が循環するために必要最小限の容積となるような構成とすることができる。すなわち上記構成により静止誘導機器１で使用する絶縁油の節油を行うことができる。

一方、静止誘導機器用タンク２０の上部５０および下部５４は、静止誘導機器用タンク２０すなわち静止誘導機器１の左右に配置される複数の放熱器１０とパイプ１２により相互に接続するための領域となる。パイプ１２は、静止誘導機器用タンク２０内の絶縁油を放熱器１０との間で循環させるためのものであり、上部５０および下部５４に設けられた接続穴４０を介して静止誘導機器用タンク２０と放熱器１０を接続している。

放熱器１０は、静止誘導機器１の稼働時に生じる熱を放出させるために、できるだけ多く設置することが望ましい。放熱器１０は静止誘導機器１の発熱量に応じて、静止誘導機器１の左右に複数の放熱器１０が並べて配置されることになり、この複数並列する放熱器１０にパイプ１２を接続するために、側面板２２の上部５０の前後長Ｌ１および下部５４の前後長Ｌ３は長く構成される場合がある。実施形態においては図２に示すように静止誘導機器用タンク２０の左右の片側に５つの放熱器１０が配置された例を示している。実施形態において、かかる静止誘導機器用タンク２０の上部５０および下部５４は断面形状において逆八角形となるように構成されている。この形状により静止誘導機器用タンク２０の側面部である側面板２２前後長を長く構成することができるため、より多くの放熱器１０を設置することができる。

一方、中央部５２は静止誘導機器１の中身６０を収納する部位であるため、中身６０を収納し、内部の絶縁油が循環するのに十分な立体的形状及び前後長を備えていればよい。この構成により、静止誘導機器用タンク２０内の絶縁油の量を必要最小限とすることができる。以上の構成により、節油を達成しながら静止誘導機器１の放熱性能を向上させることができる。

上記に説明したように、本実施形態の静止誘導機器用タンク２０によれば、使用する絶縁油の量を少なくして必要最小限としながら、多くの放熱器１０の設置を可能とする構成を達成できるため、これを用いて構成した静止誘導機器１の放熱性能および冷却性能を高めて信頼性を向上させつつ節油を達成することができる。

（変形例）
図７から図１０に変形例１及び２を示す。上記実施形態では、上部５０及び下部５４の横断面形状を逆八角形とした例を示したが、図７から図１０に示すように、逆八角形の前側および後側を、あるいは、前側または後側のいずれかを矩形箱形状となるように構成しても良い。なお、図７から図１０は上部５０ａ、５０ｂについて変形を加えた構成を例示して説明するが、下部５４に同様に適用してもよい。すなわち、少なくとも上部５０、５０ａ、５０ｂまたは下部５４の前側または後側のいずれかを矩形箱型形状としてもよい。

図７は変形例１に係る静止誘導機器１の静止誘導機器用タンク２０の上部５０ａの構成を模式的に示す部分斜視図であり、中央部５２ａの途中までを示している。図８は上部５０ａの構成を模式的に示す横断面図である。

図７および図８では静止誘導機器用タンク２０の上部５０ａの前側および後側の双方を矩形箱形状とした例を示している。この場合は、上部５０ａの横断面形状は、前後方向に長手方向を備え、略９０度の角を４つ備える長方形となる。上部５０ａは、側面板２２、正面板２４ａおよび背面板２６ａにより構成されている。上部５０ａはこの長方形により構成される四角柱となっている。

図９は変形例２に係る静止誘導機器１の静止誘導機器用タンク２０の上部５０ｂの構成を模式的に示す部分斜視図であり、中央部５２ａの途中までを示している。図１０は上部５０ｂの構成を模式的に示す横断面図である。

図９および図１０では静止誘導機器用タンク２０の上部５０ａの前側が矩形箱形状、後側が図１に示すような二つの鋭角と二つの１８０度よりも大きい角により構成される変形六角形状の例を示している。この場合は、上部５０ａの横断面形状は、前後方向に長手方向を備え、前方において略９０度の角を２つ備える形状となり、後方において背面板２６が凹部となり、背面板２６の左右に配置される上部斜板３０と側面板２２とがなす頂点Ｐが前後方向に突出しており、背面板２６と上部斜板３０とのなす内角が１８０度よりも大きく、上部斜板３０と側面板２２とがなす内角が鋭角となる形状を備える。上部５０ｂはこの六角形により構成される角柱となっている。

上述の実施形態と同じく、変形例では上部５０ａ、５０ｂと中央部５２の境界部の位置で、上部横板３６ａが接続され、これによって上部５０ａと中央部５２ａが分割されている。上部５０ａの前側および後側の一部において上部横板３６ａは底面となっている。中央部５２および下部５３の構成は上述の実施形態と同じである。上部横板３６ａは図７から図１０に示すように、側面板２２、正面板２４ａからはみ出ていてもよい。

上記に説明した二つの変形例においても、中央部５２の形状を横断面図において八角形とすることができ、絶縁油を貯留する容積を必要最小限としながら、前後長を大きく設定することができる、静止誘導機器１の信頼性を高めつつ節油を達成することができる。また、矩形箱形状とすることにより、ブッシング等の取り付け場所の機能を担わせることができる。

なお、変形例においては上部５０ａ、５０ｂについて説明したが、下部５４について同様の変形を行ってもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態は静止誘導機器１として三相変圧器を例示して説明したがこれに限られない。例えば、単相変圧器であってもよい。また、静止誘導機器として、変圧器を例示して説明したがこれに限られず、例えばリアクトルに適用しても良い。

また、上述の実施形態において説明した静止誘導機器１の板部材の構成は一例であり、種々の変更が可能である。例えば、変形例では横板３６ａと正面板２４ａは別部材として構成した例を例示したがこのような構成に限定されない。例えば、横板３６ａと正面板２４ａを別部材とするのではなく一枚板を折り曲げた一体的な構成とするなど、上記に説明した静止誘導機器１と同様の形状を実現できるのであれば、接続する板構成を変更してもよいことは言うまでもない。

図面中、１は静止誘導機器、１０は放熱器、１２はパイプ、２０は静止誘導機器用タンク、２２は側面板（側面部）、２４は正面板、２６は背面板、３０は上部斜板、３２は中央斜板、３４は下部斜板、３６、３６ａ、３８は横板、４０は接続穴、５０、５０ａ、５０ｂは上部、５２は中央部、５４は下部、６０は静止誘導機器の中身を示す。

Claims (6)

1. 上部、中央部、及び下部を備え、
   前記中央部は横断面において八角形の角柱であり、
   前記上部または下部は、横断面において逆八角形の角柱であり、
   前記上部及び下部の側面部の前後長は、前記中央部の前後長よりも長い静止誘導機器用タンク。
2. 少なくとも、前記上部または前記下部の前側または後側のいずれかは矩形箱形状となっている請求項１に記載の静止誘導機器用タンク。
3. 前記静止誘導機器用タンクを構成する面である二つの側面部は、前記上部、中央部、及び下部が一体的に構成された一枚板であり、平行に配置される請求項１または２に記載の静止誘導機器用タンク。
4. 前記静止誘導機器用タンクを構成する面であって、前記側面部に対して略垂直の角度を有する面のいずれかは、前記上部、中央部、及び下部が一体的に構成された一枚板である請求項１から３のいずれか一項に記載の静止誘導機器用タンク。
5. 前記上部と中央部の境界部、または前記下部と中央部の境界部のいずれかには、水平方向に接続する横板が接続することにより、前記上部、前記中央部、または前記下部のいずれかに分割されている請求項１から４のいずれか一項に記載の静止誘導機器用タンク。
6. 前記静止誘導機器用タンクの側面にはパイプを介して接続される放熱器が設けられ、前記静止誘導機器用タンクの側面部の前記上部及び下部には、前記パイプの接続穴が設けられる請求項１から５のいずれか一項に記載の静止誘導機器用タンク。
   

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