JP6677961B2 - 変圧器 - Google Patents

Description

本発明は変圧器、特に、絶縁油を封入するタンクを備えた油入変圧器に関する。

図７は従来構造の油入変圧器タンクの全体図であり、油入変圧器タンクの上面７０１ａと正面７０１ｂを示している。
油入変圧器タンクは、側壁を形成する放熱フィン７０２の上端を上部フランジ部材７０３のフランジ７０３ａに、そして、下端を底板７０４に、それぞれ溶接により接合している。
フランジ７０３ａは、長辺部８０１と短辺部８０２と、これらを接続するコーナー部８０３とからなる。

図８は、図７に示す７０５の部分を拡大したものであり、コーナー部８０３の両端面を長辺部８０１と短辺部８０２に突き合わせたフランジ接合面８０４を溶接することで接合している。
図７に示す油入変圧器タンクは、図９に示すように、上部フランジ部材７０３のフランジ７０３ａとカバー９０２とを、カバー９０２、パッキン９０３、そして、フランジ７０３ａに形成したカバー締付ボルト孔にカバー締付ボルト９０１を挿通し、カバー締付ナット９０５により締付固定を行うことで密封構造としている。

しかしながら、密封性を高めるためには、フランジ接合部８０４を溶接する際に発生するビートを切除し、研磨による平坦仕上げを行う必要があり、工数が増大する。しかも、気密性能上極めて重要なフランジの表面に、熱応力に伴う歪みを発生させる溶接箇所が多数存在するという点で信頼性の低下が問題となる。

そこで、フランジ部のコーナー部をタンク側壁に合わせて折曲げ加工を施すことで、フランジコーナー部を成形することが、特開平２−１６３９１８号公報（特許文献１）に記載されている。この文献には、上金型を下金型の加工面に沿って移動させることにより、変圧器タンクの各部材を下金型の加工面に沿って変形させることが記載されている。
また、特開２０００−１８７２７号公報（特許文献２）には、フランジ部に続く胴部のコーナー部が円弧状曲面に形成された熱交換器の缶体において、直線状の部材を曲成した補強板を、円弧状のフランジコーナー部に沿わせることで、フランジ部を補強することが記載されている。

特開平２−１６３９１８ 特開２０００−１８７２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、特に、大容量変圧器向けのタンクの場合、上部フランジ部材の厚さ、フランジ面の幅が大きな値となり、曲げ寸法が大きい場合、上部フランジ部材の曲げ加工に大きな荷重が必要となる。このため、曲げ加工後にフランジに歪みが生じ、パッキンとの接触面で構成されるカバ−締め付け部が平坦性を損なってしまう可能性がある。
また、特許文献２に記載された技術は、熱交換器の缶体に関するもので、別体の補強板を必要とし、この補強板自体は、フランジ部の密封性に何ら関与しない。
そこで本発明では、大容量変圧器向けのタンク等、上部フランジ部材の厚さ・曲げ寸法が大きい場合でも、コーナー部を分離することなく、上部フランジ部材の曲げ加工を容易にするとともに、加工後にフランジの平坦度を維持し、カバーとの密封性を向上することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、上記フランジは、上部フランジ部材から、その外周側に向かって突き出ており、上部フランジ部材におけるフランジのコーナー部に、外側方向に向かい拡開することにより、曲げ加工時に曲げ剛性を低減する拡開部を有しており、この拡開部はフランジの外縁から内方に向かう切り込みを有しており、前記切り込みの幅は、カバー締付ボルト孔の幅よりも狭い。

本発明によれば、曲げ加工時に発生する応力を軽減し、上部フランジ部材を一体的に曲げ加工することで、コーナー部を形成することが可能となり、大幅な工数低減と、フランジ部の溶接を無くすことで、変圧器の気密性向上に伴う信頼性を向上した変圧器を提供することが可能となる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、カバー締付ボルト孔から外側方向へ切込みを形成した、実施例１に関わる上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図２は、カバー締付ボルト孔間に外側方向へ切込みを形成した、実施例２に関わる上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図３は、カバー締付ボルトを配置する窪みを設けた切欠きを、外側方向へ形成した実施例３に関わる上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図４は、カバー締付ボルト用の長孔から外側方向へ切込みを形成した、実施例４に関わる上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図５は、カバー締付ボルト孔を兼ねた切込みを外側方向へ形成した、実施例５に関わる上部フランジコーナー部材のコーナー部を示す図である。 図６は、コーナー部中央となる箇所へ大きな切込みを外側方向に形成した、実施例６に関わる上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図７は、変圧器タンクの全体図である。 図８は、従来の変圧器タンクにおける上部フランジ部材のコーナー部を示す図である。 図９は、変圧器のカバー締付構造を示す断面図である。

以下、本発明による実施例を図面を用いて説明する。

［実施例１］
図１は、本発明の実施例１における上部フランジ部材１０１のコーナー部を示しており、上段が曲げ加工前の状態、下段が曲げ加工後の状態である。なお、左側はそれぞれの側面図である。
上部フランジ部材１０１のフランジ１０１ａには、所定の間隔でカバー締付ボルト孔１０２が形成されている。特に、コーナー部に相当する範囲には、カバー締付ボルト孔１０２から、曲げ加工時、タンク外側方向に向けて拡開し、曲げ剛性を低減する切込み１０３が形成されている。
曲げ加工時に切込み１０３が拡開することで、上部フランジ部材１０１のコーナー部を低い曲げ応力で、しかも、フランジの平坦性を維持して精度よく加工することが可能となる。また、コーナー部を長辺部と短辺部と分離することなく、一体的に曲げ加工を行うことが可能となるので、これらの接合面を溶接する必要がなく、溶接時の熱応力に伴う歪みの発生を防止することが可能となる。

図９で説明したように、フランジ１０１ａの上にパッキンを介してカバーを取り付け、カバー締付ボルト孔１０２を使用してカバー締付ボルトでカバーを締付けることで変圧器タンクを密封する。その際、切込み１０３は、曲げ加工により、上部フランジ部材１０１の外周側から外方に向けて拡開している。これにより、フランジ１０１ａの長辺部、短辺部におけるカバー締付部に連続して、カバー締付ボルト孔１０２の周辺から内側に、パッキンとの平坦なカバー締付部が確保され、密封性を確保することができる。
なお、図１に示すように、コーナー部に対応する部分では、カバー締付ボルト孔１０２の間隔を狭め、切込み１０３を増やすことにより、上部フランジ部材１０１が肉厚の場合でも、低い曲げ応力で曲げ加工が可能となり、しかも、カバーを短い間隔でカバー締付ボルトでフランジ１０１ａに締付固定することで、密封性をより確実に確保することが可能となる。

［実施例２］
図２は、本発明の実施例２における上部フランジ部材２０１のコーナー部を示しており、そのフランジ２０１ａは、カバー締付ボルト孔２０２を有し、またコーナー部に相当する箇所では、カバー締付ボルト孔２０２の間に、カバー締付ボルト締付け位置からタンク外側方向へ向けて、切込み２０３が形成されている。曲げ加工時に切込み２０３が拡開することで、上部フランジ部材２０１を低い曲げ応力で加工することが可能となる。
上部フランジ部材２０１のフランジ２０１ａ上にパッキンを介してカバーを取り付け、カバー締付ボルト孔２０３を使用してカバー締付ボルトでカバーを締付けることで、変圧器タンクを密封する。切込み２０３は、カバー締付ボルト周辺のカバー締付部より外側方向に位置し、タンクの気密性に影響を及ぼさない範囲に設定されている。

［実施例３］
図３は、本発明の実施例３における上部フランジ部材３０１のコーナー部を示しており、そのフランジ３０１ａの直線部には、カバー締付ボルト孔３０２が形成されている。一方、コーナー部に相当する箇所には、カバー締付ボルトを挿入できる、窪み３０３ａを備えた切欠き３０３が形成されている。切欠き３０３は曲げ加工時に拡開し、実質的に曲がる鋼材の幅は、切欠き３０３により直線部に比べ狭くなるため、上部フランジ部材３０１を低い曲げ応力で、しかも、平坦性を維持しながら曲げ加工することが可能となる。
フランジ３０１ａ上にパッキンを介してカバーを取り付け、切欠き３０３の窪み３０３ａを使用してカバー締付ボルトでカバーを締付けることで変圧器タンクを密封する。切欠き３０３は、窪み３０３ａを含め、カバー締付ボルト周辺のカバー締付部より外側方向に位置し、タンクの気密性に影響を及ぼさない範囲に設定されている。

［実施例４］
図４は、本発明の実施例４における上部フランジ部材４０１のコーナー部を示しておりそのフランジ４０１ａには、カバー締付ボルト孔４０２が形成されている。コーナー部に相当する箇所には、カバー締付ボルト孔を長孔４０５として、この長孔４０５からタンク外側方向に向けて切込み４０３を形成している。切込み４０３は、曲げ加工時に拡開し、上部フランジ４０１部材を低い曲げ応力で加工することが可能となる。
フランジ４０１ａの上にパッキンを介してカバーを取り付け、カバー締付ボルト用の長孔４０５を使用してカバー締付ボルトを挿通し、カバー締付ナットを使用してカバーを締付けることで、変圧器タンクを密封する。切込み４０３はカバー締付ボルト周辺のカバー締付部より外側方向に位置し、タンクの気密性に影響を及ぼさない範囲に設定されている。長孔４０５を設けることにより、締付ボルト挿通時、カバー側のカバー締付ボルト孔に対する位置調整が容易になり、作業性向上を図ることができる。

［実施例５］
図５は、本発明の実施例５における上部フランジ部材５０１のコーナー部を示しており、そのフランジ５０１ａには、カバー締付ボルト孔５０２が形成されている。コーナー部に相当する箇所には、カバー締付ボルト孔を兼ねた切欠き５０３がタンク外方に向けて形成されている。曲げ加工時に切欠き５０３が拡開することで、上部フランジ部材５０１を低い曲げ応力で加工することが可能となる。
上部フランジ部材５０１のフランジ上にパッキンを介してカバーを取り付け、カバー締付ボルト孔を兼ねた切欠き５０３を使用して、カバー締付ボルトでカバーを締付けることで変圧器タンクを密封する。切欠き５０３は、カバー締付ボルト周辺のカバー締付部より外側方向に位置し、タンクの気密性に影響を及ぼさない範囲に設定されている。

［実施例６］
図６は、本発明の実施例６における上部フランジ部材６０１のコーナー部を示しており、そのフランジ６０１ａには、カバー締付ボルト孔６０２が形成されている。コーナー部に相当する箇所には、その中央部に、カバー締付ボルト周辺のカバー締付部よりタンク外側方向に向けて、幅広の切欠き６０３が形成されている。曲げ加工時に切欠き６０３が拡開することで、上部フランジ部材６０１を低い曲げ応力で加工することが可能となる。
フランジ６０１ａ上にパッキンを介してカバーを取り付け、カバー締付ボルト孔６０２を使用してカバー締付ボルトでカバーを締付けることで変圧器タンクを密封する。切欠き６０３は、カバー締付ボルト周辺のカバー締付部上より外側方向に位置し、タンクの気密性に影響を及ぼさない範囲に設定されている。

なお、本発明は上記した実施例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、上記した実施例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。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換ることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例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。

１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１・・・上部フランジ部材
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２・・・カバー締付ボルト孔
１０３，２０３，４０３・・・切込み
３０３，５０３，６０３・・・切欠き
９０１・・・カバー締付ボルト
９０２・・・カバー
９０３・・・パッキン
９０４・・・フランジ
９０５・・・カバー締付ナット

Claims (3)

1. 上部フランジ部材のフランジと、これを覆うカバーとの間にパッキンを介装し、前記フランジと前記カバーとをボルト締結することで、前記上部フランジ部材と前記カバーとを密封する油入変圧器において、
   前記フランジは、前記上部フランジ部材から、その外周側に向かって突き出ており、
   前記フランジのコーナー部に、外側方向へ向かい拡開することにより、曲げ加工時に曲げ剛性を低減する拡開部を有しており、前記拡開部は前記フランジの外縁から内方に向かう切り込みを有しており、
   前記切り込みの幅は、カバー締付ボルト孔の幅よりも狭い、
   ことを特徴とする油入変圧器。
2. 前記コーナー部に開設するカバー締付ボルト孔間に、前記フランジの外縁から内方に向かう切り込みを有し、前記拡開部としたことを特徴とする請求項１に記載された油入変圧器。
3. 前記コーナー部にカバー締付ボルト用の長孔を開設し、該長孔から外側方向に向けて切込みを有し、前記拡開部としたことを特徴とする請求項１に記載された油入変圧器。

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