JPH0113391Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は車両用変圧器に係わり、特に金属ベロ
ーズを備えたコンサベータを有するものにおい
て、ベローズの保守、点検を容易に行うことがで
きるようにした車両用変圧器に関するものであ
る。

〔考案の技術的背景〕

車両等のように設置条件の悪い場所に設けられ
る変圧器では難燃性にするために絶縁油としてシ
リコーン油を用いるものがある。

しかし、シリコーン油はその特性上、溶解飽和
ガス量が著しく多く、またガスを遊離し易いこと
から、この種の変圧器には金属ベローズを用いた
コンサベータにより絶縁油の膨張による容積変化
を吸収する油封入密閉方式が採用されている。

第１図、第２図にそれぞれ従来の車両用変圧器
の一例を示す。

第１図に示す従来技術を説明すると、１は鉄心
であり、２はこの鉄心１に巻装されたコイル、３
は鉄心１とコイル２の形状に合わせたタンクであ
り、変圧器本体はこのタンク３内にコイル２およ
び鉄心１を収納し絶縁油２０を充填して構成さ
れ、コイル２は絶縁油２０により、その絶縁が保
たれる構成となつている。この絶縁油２０として
は例えばシリコーン油が用いられる。

コイル２は鉄心１に巻装されるため、鉄心１と
異なる形状となり、図の如く鉄心１より幅狭で両
翼に突出するような形となる。

従つて、タンク３はそれぞれコイル２の突出部
分を包囲し、且つ鉄心１の側面に接してその接触
端側に、鉄心１の側面を囲むように壁部３ａ，３
ｂを形成したうえでその壁部３ａ，３ｂの上下端
面側に、鉄心１を覆つてタンク３内を密閉するタ
ンク側板４ａ，４ｂが設けられる。タンク側板４
ａ，４ｂの設置面とタンク３の上下面の側板３
ｃ，３ｄとの高さがそれぞれ異なるため、タンク
側板４ａ，４ｂはタンク３側へ張り出した後、タ
ンク３の表面側へ折り曲げて固定する。これによ
り第１図に示すようにタンク３とタンク側板４
ａ，４ｂとの段差部分に密閉空間部１５，１６が
形成され、この密閉空間部１５，１６は変圧器内
部の絶縁油２０及び外気から遮断される。

また、タンク側板４ａにはその外側に例えば円
筒形のタンクに収納されたコンサベータ５が取り
付けられている。コンサベータ５は側板６ａ、こ
の側板６ａの上部開口側を覆う中央に孔が設けら
れたカバー６ｂ、このカバー６ｂの前記孔を覆う
ハンドホールカバー７により、タンク部分が形成
され、また、タンク部分の内部には前記カバー６
ｂに一端部を円周溶接により固定した金属製のベ
ローズ１３が設けられている。また、ベローズ１
３の自由端側は天板１３ａが円周溶接により固定
されて閉塞されており、ベローズ１３の外部側に
は変圧器本体と同じ絶縁油２０ａが封入されてい
る。また、タンク側板４ａにはコンサベータ５内
に連通する孔１４が形成されていて、絶縁油がコ
ンサベータ５と変圧器本体との間を移動できるよ
うになつている。

一方、ベローズ１３の内側はハンドホールガバ
ー７に取り付けられ外部に引き出された通気管１
７の先端に設けられた油受け用の油つぼ１８を介
して外気と連通されている。

尚、２２は車両床下であり、２３はこの車両床
下２２に設けられた梁で、変圧器本体等はこの梁
２３に取り付けて保持される。

また、第２図の構成のものはコンサベータ８を
変圧器本体のタンク側板４ａ上に取り付ける代り
にタンク３に接続した連通管１９により接続して
変圧器本体と分離配置する構造のものである。こ
の場合、コンサベータ８は変圧器本体のタンク側
板４ａの上方に位置させ、コンサベータ８内のベ
ローズ１３内部を外気と連通させるための通気管
１７はできるだけ簡易に設けられるようにするた
めにコンサベータ８の下部の底板１０ｂ側より引
き出し、車両床下２２の梁２３を避けて配置して
ある。

従つて、コンサベータ８は円筒形の側板９の上
下面をカバー１０ａ、底板１０ｂで塞いだタンク
内に薄い鋼板で形成されたベローズ１３の開口側
を前記底板１０ｂに円周溶接により固定し、ベロ
ーズ８の外部側は側板９に取り付けた連通管１９
により変圧器本体のタンク３内と連通させる構造
としてある。尚、１３ｂはベローズ１３の自由端
側を閉塞する天板、１８は油つぼ、２４は通気管
１７の途中に設けられたコツクである。

このような構成において、変圧器の運転中に変
圧器の温度上昇が生じるとタンク３内の絶縁油２
０は体積が膨張する。そして、その膨張した絶縁
油は第１図の構成のものの場合、タンク側板４ａ
に設けられた孔１４を通つてコンサベータ５内に
入り、その膨張量分、ベローズ１３を収縮させ
る。このとき、ベローズ１３の内側２１の空気は
通気管１７及び油つぼ１８を通つてベローズ収縮
分が外部へ放出され、変圧器のタンク内圧が一定
に保たれることになる。また、絶縁油２０の収縮
時にはコンサベータ５内が負圧化するので、その
分、ベローズ１３が膨出する。このとき、ベロー
ズ１３内には通気管１７を通して外気が流入す
る。

これにより、変圧器のタンク３内は一定圧に保
たれる。

ベローズ１３の変位量は通常、タンク３内の絶
縁油２０の体積変化分だけを吸収できるように設
定され、正規に変圧器が運転されている場合には
温度上昇があつてもタンク３内の内圧は無圧に保
たれることになる。

第２図の構成のものはコンサベータ８の天地が
第１図の場合と逆となつているが、作用は全く同
じである。

〔背景技術の問題点〕

ところでこのような構成の従来装置においては
次のような欠点がある。

即ち、車両用変圧器は電車床下２２に梁２３に
より吊り下げられ、第１図の構成の場合コンサベ
ータは一対の前記梁２３間に位置されることにな
る。

そして、コンサベータ５の内部に収容されてい
る金属製のベローズ１３は変圧器本体のタンク３
内の絶縁油２０の体積膨張および収縮を吸収する
と共にこの絶縁油体積の変化時にタンク３内の圧
力変動が生じないよう薄い鋼板で形成され、応答
性を良くしてある。

一方、車両用変圧器は電車走行時、常に振動を
受けることになり、従つて変圧器本体はもとよ
り、変圧器本体上に一体的に設けられたコンサベ
ータも振動による内圧変化を抑えるために耐振強
度を持たせる必要が生ずる。

そのため、コンサベータ５内にはベローズ１３
の外側を絶縁油２０ａで満たし、絶縁油２０ａの
ダンパー効果を利用して外部振動から保護してい
る。

しかし、ベローズ１３が破損すると絶縁油２０
ａがベローズ１３の内部に浸入することになり、
その結果、ベローズ１３の変位作用が抑制される
ことになつて変圧器本体における絶縁油体積変化
分の吸収効果が失なわれて内圧の急激な変化を生
じたり、或いはベローズ１３内に油が溜ることに
より変圧器本体側での油面低下を来たしたりして
変圧器事故につながる危険がある。

従つて、ベローズ１３の破損の有無の点検は一
般に重要な保守基準となつているが、第１図の構
成の場合、ベローズ１３の取付部分はカバー６お
よびハンドホールカバー７で隠され、しかもこれ
らの部分は車両床下梁２３間にあるので点検しに
くく、外部から点検できるようにするには何らか
の付帯設備を要して高価となる他、直接的な点検
ができないので保守管理が難しい欠点がある。

一方、第２図の構造のものはコンサベータ８を
変圧器本体と分離独立させており、コンサベータ
８の底板１０ｂ側にベローズ１３を固定し、ベロ
ーズ１３内部とは底板１０ｂに接続した通気管１
７により接続させてあるため、ベローズ１３が破
損してベローズ１３内に絶縁油２０ａが浸入する
とその絶縁油２０ａは通気管１７を通つて外部へ
と流れ、コツク２４内に溜つたり、多量の場合は
油つぼ１８から漏れ出す。従つて、第２図の構造
のものは外部からベローズ１３の破損の有無を検
査でき、点検が容易となる。

しかし、コンサベータ８は変圧器本体と分離さ
れているため、コンサベータ８の底板１０ｂが必
要となつて、その分、重量が増加する。

車両用変圧器は小形、軽量化が最も要求される
ので、コンサベータの軽量化は変圧器本体と同
様、重要である。しかし、このようにコンサベー
タ８を別体としたことにより、第１図に示す一体
形のものに比べて約30％程度の重量増加を招き、
改善が必要となる。

また、コンサベータ８を別体としたことによ
り、変圧器本体と独立してその上部側に配設する
ことによつて変圧器全体として高さが高くなり、
小形化に逆行することになる。

〔考案の目的〕

本考案は上記事情に鑑みて成されたもので、小
形軽量でしかも保守・点検を容易に実施できるよ
うにしたコンサベータを有する車両用変圧器を提
供することを目的とする。

〔考案の概要〕

即ち、本考案は上記目的を達成するため、コン
サベータの底板とタンクの上部側のタンク側板と
を共用してコンサベータをタンク側板上に設け、
またコンサベータ内のベローズの内部と外気中と
を連通する通気管を、タンクの鉄心収納部分とコ
イル収納部分の段差部分に形成した密閉空間部を
介してベローズよりも低い位置に配置することに
より、小形軽量化を図ると共にベローズの破損に
よりベローズ内に絶縁油が浸入した場合、その浸
入絶縁油をコンサベータの外に流下させ、ベロー
ズ内に絶縁油が溜ることによるコンサベータの変
圧器内圧吸収機能喪失を抑え、また、通気管に流
れて来た絶縁油でベローズの破損を知ることがで
きるようにしたものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例について第３図を参照
しながら説明する。図は本装置の要部断面図であ
り、図中第１図、第２図と同一物については同符
号を付して詳細を省略する。

本装置は第２図の構成におけるコンサベータの
底板１０ｂを変圧器本体における上面のタンク側
板４ａと共用して底板１０ｂを不要とし、また、
コンサベータ部分は変圧器本体のタンク３に形成
された密閉空間部１５上に位置させ密閉空間部１
５部分を貫通させて設けた通気管１７をコンサベ
ータ内のベローズ１３内部と接続して、第２図の
構造と同様、ベローズ１３をコンサベータ底部側
に固定するようにする。

即ち、詳細を説明すると、変圧器本体のタンク
３のうち、鉄心１を収納する部分の上部側のタン
ク側板４ａとコイル２を収納する部分の上面側の
側板３ｃとにより形成される密閉空間部１５上に
位置させてコンサベータ３０の筒状の側板３１を
タンク側板４ａ上に例えば溶接により取り付け、
側板３１の上部にはカバー３２を取り付けて密封
する。

また、コンサベータ３０内には内部の少なくと
も一部が前記密閉空間部１５上に位置させるよう
にしてベローズ１３の下縁部側がタンク側板４ａ
上に固定されている。

３３はベローズ１３の下縁部と円周溶接された
フランジであり、ベローズ１３はこのフランジ３
３をタンク側板４ａに直接溶接することにより固
定される。１３ａはベローズ１３の上面側を閉塞
する天板である。

また、本装置ではベローズ１３の下部側からベ
ローズ１３内部に通気管１７を連通させるため、
通気管１７は密閉空間部１５内を通して予め配置
してあり、密閉空間部１５の側部より外部へ引き
出した後、タンク３の側方側に伸ばしてその先端
に油つぼ１８を取り付けてある。２４は通気管１
７の途中に設けられたコツクである。

また、本装置ではタンク３の上部側のタンク側
板３c′上より、コンサベータ３０の側板３１へ連
通管１９を配置し、タンク３内とコンサベータ３
０内のベローズ１３外側とを連通させて絶縁油２
０がこれらの間を流通できるようになつている。

尚、ベローズ１３は金属薄板、例えば厚さ0.3
mmの鋼板で形成されるため、通常、ベローズと他
の鋼板との溶接は特殊装置を使用しての作業とな
る。従つて、タンク側板４ａへの溶接は全体のタ
ンク形状、板厚等の関係で困難である。そのた
め、本装置ではベローズ１３を予めベローズ形状
に合わせたフランジ３３とカバー１３ｂを円周溶
接しておき、その後、前記フランジ３３を溶接し
てベローズ１３をコンサベータ３０内部に固定す
るようにしてある。

このように構成した本装置はタンク３内の絶縁
油２０の体積変化分をコンサベータ３０のベロー
ズ１３により吸収し、タンク３の内圧を常に一定
に保つ。

ベローズ１３が何らかの原因で破損すると、ベ
ローズ１３の外側の絶縁油２０ａがベローズ１３
内に流れ込む。

しかし、ベローズ１３は下端側が固定されてい
て、しかもベローズ１３の内部と連通する通気管
１７がベローズ１３の下部から外部へと配置して
ベローズ１３より低い位置にあるために、ベロー
ズ１３内の絶縁油はこの通気管１７を通つてコツ
ク２４、油つぼ１８へと自然に流れる。

従つてベローズ１３内に絶縁油が満たされてコ
ンサベータとしての機能を失う危険が小さくな
り、また、コツク２４、油つぼ１８は車両床下梁
２３にじやまのされない見易い位置に配置できる
ので、コツク２４、油つぼ１８の油のたまり具合
が容易に点検でき、その状態からベローズ１３の
破損の有無や破損状況がわかることになる。

従つて、日常の保守、点検によりベローズ１３
の監視ができ、変圧器事故に至る前にベローズ１
３の破損が発見できることになる。

また、本装置は、密閉空間部１５の一部を形成
するタンク側板４ａをコンサベータ３０の底板と
して共用するとともに、ベローズ１３の固定側を
ベローズ１３の下端側とし、ベローズ１３の下端
位置より低い位置を通して通気管１７を配置させ
たことにより、高さが低くなり、しかも重量の増
加がないので、小型軽量化を図ることができる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように本考案はコンサベータを、
タンクの鉄心収納部分の上面側タンク側板を底板
とし、その少なくとも一部をタンクの段差部分に
形成した密閉空間部上に位置させてこのコンサベ
ータ内のベローズの内部を、密閉空間部を介して
ベローズより低い位置に配された通気管により外
気中と連通させて構成したので、ベローズに破損
が生じて絶縁油がベローズ内に浸入すれば通気管
を通つてその絶縁油はベローズ外に流れ、ベロー
ズ内に絶縁油が溜ることにより生ずるコンサベー
タの機能低下を防止することができ、また、タン
クの上面側の側板をコンサベータの底板と共用す
るので、その分、重量が軽くなり、軽量化を図る
ことができる他、コンサベータは変圧器のタンク
と一本化されると共に通気管がベローズより低い
位置にあるので、全体の高さを抑えることがで
き、小形化を図ることができ、更に通気管に漏れ
る絶縁油からベローズの破損を知ることができて
保守点検が容易となるなど、優れた特徴を有する
車両用変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来の車両用変圧器
を示す断面図、第３図は本考案による車両用変圧
器の一実施例を示す断面図である。 １……鉄心、２……コイル、３……タンク、４
ａ……タンク側板、１３……ベローズ、１３ｂ…
…天板、１５……密閉空間部、１７……通気管、
１８……油つぼ、１９……連通管、２０，２０ａ
……絶縁油、２２……車両床下、２３……車両床
下の梁、２４……コツク、３０……コンサベー
タ、３１……側板、３２……カバー、３３……フ
ランジ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 鉄心及びコイルを絶縁油とともに収納するタン
   クを、鉄心及びコイルの形状に合わせて形成して
   鉄心収納部分とコイル収納部分との間に段差部分
   を形成し、この段差部分に鉄心収納部分の上面側
   タンク側板をせり出して密閉空間部を形成すると
   共にこのタンクの上部に、タンク内の絶縁油の体
   積変化分を吸収し、内部が通気管を介して外気中
   に連通されたベローズを有するコンサベータを設
   けた車両用変圧器において、前記コンサベータは
   前記タンクの鉄心収納部分の上面側タンク側板を
   底板とし且つ少なくとも一部が前記密閉空間部上
   に位置するように設けると共に前記ベローズは内
   部側の少なくとも一部を前記密閉空間部上に位置
   させて開口側を前記上面側タンク側板に密着固定
   し、また、前記通気管は前記密閉空間部を介して
   ベローズより低い位置に配置したことを特徴とす
   る車両用変圧器。