JPH01218660A - 蒸気等の発生量調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は絶縁性を有する蒸気、霧、ガス等の混合体が
封入されている電力機器内の蒸気、霧等の発生量を調節
する、蒸気等の発生量調整装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、米国特許第４２９６００３号明細書に示された
従来の蒸気、霧、ガス等の混合体を封入した電力機器（
変圧器）を第３図を用いて説明する。

一般に、Ｃ２Ｃｌ４、Ｃ８Ｆ＋６０のような絶縁性液体
の蒸気・霧及びＳＦ６ガスの混合体は、霧の直径が０．
５〜２０μｍで、その密度が１０５個／ｃｍ３程度の飽
和状態になると１気圧下における絶縁性ガス１の単独で
の絶縁耐力と比べて約２倍の絶縁耐力を有することが知
られている。この従来例はこのような性質を利用したも
のである。

容器２の内部にはＳＦｅガス等の絶縁性ガス１が封入さ
れており、さらに容器２の内部には鉄心３にコイル４を
巻きつけた変圧器が設けられている。

鉄心３の下方にはＣ２Ｃ１４，０８Ｆ＋６０のような絶
縁性液体５が蒸気・霧発生器６０に収納されている。蒸
気・霧発生器６０の底部には超音波振動子６０ａが設け
られており、超音波振動子６０ａが振動することにより
蒸気・霧発生器６０の内部の絶縁性液体５（↓蒸気又は
ｎ７として容器２の内部に分散される。、鉄心３の上方
には容器２の内部に分散された蒸気又は霧７を均一にす
るための反射板８が設けられている。また、容器２０側
部には蒸気・霧７を冷却して凝縮するための冷却ダクト
９が設けられている。冷却ダクト９により冷却され凝縮
された絶縁性液体５は蒸気・霧発生器６０に帰還される
。

蒸気・霧発生器６０の超音波振動子６０ａは、ケーブル
１１を介してパルス発生器１２がらのパルス信号により
励振される高周波電源１３に接続されている。

超音波振動子６０ａは高周波電源１３がらの高周波電力
により振動し、その振動により発生した超音波を絶縁性
液体５の液面の一点に集中させ、絶縁性液体５の液面か
ら蒸気・霧７を発生させる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の蒸気等の発生量調整装置は以上のように構成され
ているため、蒸気・霧発生器６０の絶縁性液体５の液面
レベルが一定のレベルより低下した場合及び絶縁性液体
５の液面レベルが一定のレベルより上昇した場合には、
超音波振動子６０ａがらの超音波が液面の一転に集中せ
ず、蒸気・霧の発生量が減少する。その結果、例えば変
圧器の絶縁耐力が低下したり、鉄心３及びコイル４の異
常発熱等により変圧器が破損してしまうという問題点を
有していた。

この発明は以上のような問題点を解決するためになされ
たものであり蒸気・霧発生器内の液面レベルを一定の範
囲内に保ち、蒸気・霧の発生量を一定にする蒸気等の発
生量調整装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る蒸気等の発生量調整装置は、液体を収納
する少なくとも垂直方向において対向する一対の部分が
透明な容器、 容器の上方に設けられ、液体を収納するタンク、タンク
に設けられ開放されることにより、タンク内の液体を容
器に供給する注入バルブ、容器の底部に設けられ、振動
することにより液体を蒸気又は霧に変える振動子、 垂直方向において容器内の液体の基準となる液面レベル
を挾んで上および下に上下２段に配置され、それそ゛れ
実質的に水平方向に容器の一方の透明な部分から容器内
に光を照射する発光素子と容器の他方の透明な部分の外
側において発光素子に対向し発光素子からの光を受光す
る受光素子とを有する、容器内の液体の表面のレベルを
検出する２組の液面レベル検出器、 容器に設けられ、容器内の液体を容器の外部へ排出する
排出バルブ、 容器内の液体の液面が２組の液面レベル検出器のうち、
下段の液面レベル検出器の位置を下回った場合に、注入
バルブを開放し、 また、液面が２組の液面レベル検出器のうち、上段の液
面レベル検出器の位置を上回った場合に、排出バルブを
開放する操作回路、 を具備している。

［作用コ 透明容器およびタンクはそれぞれ内部に絶縁性の液体例
えば０２Ｃ１４、Ｃ８Ｆ＋６０などを収納している。

透明容器の底部に設けられた振動子は、例えば超音波振
動子であす、液面の一点に超音波を集中することにより
液体を蒸気又は霧に変える。

２組の液面レベル検出器はそれぞれ、前述の超音波が集
中される液面を基準として上下にそれぞれ許容できる液
面レベルの誤差の範囲内で設定さ６一 れる位置に設けられている。

透明容器内の液体の液面が所定の許容誤差内にある時、
上段の液面レベル検出器の発光素子から照射された光は
、霧によって乱反射され、受光素子にはほとんど到達し
ない。したがって、この場合の上段の受光素子の出力は
デジタル的に°′０゛″とすることができる。一方、下
段の液面レベル検出器の発光素子から照射された光は、
透明容器内の液体中を透過するためほとんど減衰されず
、下段の受光素子の出力は大きく、デジタル的に′”１
′″とすることができる。

透明容器内の液体の液面が下段の液面レベル検出器の位
置を下回った場合、下段の液面レベル検出器の発光素子
から照射された光は、霧によって乱反射され、受光素子
にはほとんど到達せず、下段の受光素子の出力は急激に
低下する。すなわち、デジタル的に１゛°から′”０″
に変る。操作回路は、この下段の受光素子の出力の変化
を検出して、注入バルブを開放する。注入バルブが開放
されることにより、タンク内の液体が透明容器内に補給
される。

タンク内の液体が透明容器内に補給され、液面が回復す
ると、まず、下段の液面レベル検出器の発光素子から照
射された光は、透明容器内の液体中を透過し、下段の受
光素子の出力が増大する結果、デジタル的に′０°°か
ら°゛１′′に変る。続いて、液面レベルが上段の液面
レベル検出器の位置を上回ると、上段の液面レベル検出
器の発光素子から照射された光は、透明容器内の液体中
を透過するようになり、上段の受光素子の出力は急激に
増大し、デジタル的に”０゛″からパ１°”に変る。

上段の受光素子の出力が０゛″から１″に変ると、操作
回路は注入バルブを閉じる。そして、特に液面レベルを
厳密に制御する場合には、さらに排出バルブを一定時間
開放し透明容器内の液を一定量排出する。その結果、透
明容器内の液体の液面が一定距離だけ下降し、液面は常
に２組液面レベル検出器により設定される許容誤差範囲
内に維持される。

［実施例］ この発明に係る上記等の発生量調整装置を実施例を示す
第１図およびその液面レベル調整のための主要部の構成
を示す第２図を用いて説明する。

なお、従来例と同一の番号を付した要素は同一とする。

一般に、Ｃ２Ｃ１４，０８Ｆ＋６０のような絶縁性液体
の蒸気・霧及びＳＦ６ガスの混合体は霧の直径が０．５
〜２０μｍで、その密度が１０５個／　ｃｍ　３程度の
飽和状態になると、１気圧下における絶縁性ガス１の単
独での絶縁耐力と比べて約２倍の絶縁耐力を有すること
が知られている。

第１図において、容Ｗ２の内部にはＳＦｅガス等の絶縁
性ガス１が封入されており、さらに容器２の内部には、
例えば、鉄心３にコイル４を巻きつけた変圧器が設けら
れている。鉄心３の下方にはＣ２Ｃｌ４、ＣｅＦ＋ａＯ
のような絶縁性液体５が透明容器６に収納されている。

透明容器６の底部には超音波振動子６ａが設けられてい
る。超音波振動子６ａは、ケーブル１１を介してパルス
発生器１２からのパルス信号により励振される高周波電
源１３に接続されている。超音波振動子６ａは高周波電
源１３がらの高周波電力により振動し、その振動により
発生した超音波を絶縁性液体５の液面Ｂの一点に集中さ
せ、絶縁性液体５の液面から蒸気・霧７を発生させる。

鉄心３の上方には発生した蒸気・ｎ７を均一に拡散させ
るための反射板８が設けられている。また、容器２の側
部には蒸気・霧７を冷却して凝縮するための冷却ダクト
９が設けられている。冷却ダクト９により冷却され凝縮
された絶縁性液体５は透明容Ｂ６に帰還される。

容器２の外側部には絶縁性液体５を収納した注入タンク
１７および絶縁性液体５を回収する排出タンク１６が設
けられている。注入タンク１７には注入バルブ１８およ
びパイプ１８ａが設けられ、パイプ１８ａは容器２を貫
通し、その先端は透明容器６の液面に対向している。ま
た排出タンク１６と透明容器６の間には容器２を貫通す
るパイプ１９ａおよび排出バルブ１９が設けられている
。絶縁性液体５は注入タンク１７、透明容器６および排
出タンク１６の間をポンプ２３０作用により移動するこ
とができる。

透明容器６は例えば図に示すように複数個設けられそれ
ぞれの透明容器６．６．６はパイプ２４によって結合さ
れ液面が同レベルになるように設定される。注入バルブ
１８および排出バルブ１９はそれぞれ電磁開閉バルブで
あり操作回路２２によって制御される。透明容器６の少
なくとも１つの外部には、前述の超音波振動子６ａによ
り発生された超音波が集中する液面（基準液面）を挟ん
で許容される誤差範囲内において上下に発光素子１４ａ
、受光素子１５ａからなる上段の液面レベル検出手段お
よび発光素子１４ｂ、受光素子１５ｂからなる下段の液
面レベル検出手段が設けられている。

次に透明容器６の絶縁性液体５の液面レベルＢを一定の
許容誤差範囲内に制御するための構成の詳細を第２図に
示す。

第２図において透明容器６は、例えば透明アクリル樹脂
で作られている。透明容器６の側部には前述の基準液面
を挾んで上下２段に発光素子１４ａ。

１４ｂおよびこれらに対向するように受光素子１５ａ、
１５ｂが設けられている。受光素子１５ａ　、　１５ｂ
の出力は制御回路１６に入力される。発光素子１４ａお
よび１４ｂは例えばタングステンランプ等の光源と、光
源からの光を平行光線にするためのレンズ（図示せず）
を有している。また、受光素子１５ａおよび１５ｂにも
集光のためのレンズが設けられている。

次に実施例の動作を説明する。

透明容器６の底部に設けられた超音波振動子６ａが高周
波電源１３により振動され、超音波が液面Ｂの一点に集
中されると、絶縁性液体５は蒸気又は′ＩＥ７どなって
容器２の内部に放出される。この時霧の直径は０．５〜
２０μｍで１０５個／　ｃｍ　３程度の飽和状態にあり
、１Ｌ白色状を呈している。

最初に、透明容器６の絶縁性液体の液面が所定のレベル
すなわち上段の液面レベル検出器の位置Ａおよび下段の
液面レベル検出器Ｃの間にあるものとする。この時、上
段の発光素子１４ａからの光はアＬ白色状の霧によって
乱反射され、上段の受光素子１５ａにはほとんど到達し
ない。従って、受光素子１５ａからの出力信号は極めて
小さい。一方、下段の発光素子１４ｂがらの光は液体中
を通過するため透過率が比較的高く下段の受光素子１５
ｂに到達する量は多く、受光素子１５ｂからの出力信号
は大きい。

この時、操作回路２２においては上段の受光素子１５ａ
からの出力を、デジタル的に例えば°”０′”とし、ま
た、下段の受光素子１５ｂからの出力をＩＩ　ｉｌｌと
する。この場合注入バルブ１８および排出バルブ１９は
共に閉じられている。

次に透明容器６の絶縁性液体５の液面レベルＢが低下し
、下段の液面レベル検出器の位置Ｃを下回ると、下段の
発光素子１４ｂからの光は霧により乱反射され、下段の
受光素子１５ｂにほとんど到達しない。

このとき操作回路２２においては、下段の受光素子１５
ｂからの出力は急激に低下し、デジタル的には′１”′
から′０′″に変る。この場合排出バルブ１９は閉じら
れたままであるが注入バルブ１８は開かれる。注入バル
ブ１８が開放されると、注入タンク１７内の絶縁性液体
が透明容器６に補給され、透明容器６内の絶縁性液体５
の液面レベルが徐々に上昇＝１３＝ する。

透明容器６内の絶縁性液体５の液面レベルＢが上昇し、
上段の液面レベル検出器の位置Ａを上回ると、上段の発
光素子１４ａからの光は液中を透過し上段の受光素子１
５ａに到達する。上段の受光素子１５ａの出力は急激に
増加し、このとき操作回路２２においては上段の受光素
子１５ａがらの出力はデジタル的に′°０°″がら１°
′に変る。この場合注入バルブ１８は閉じられる。

上段の液面レベル検出器の設置位置Ａを所定の許容誤差
の上限よりも低い目に設定しておけば、注入バルブ１８
が閉じられた時点で電磁バルブ（注入バルブおよび排出
バルブ）の操作を終了してもよい。また、上段の受光素
子１５ａからの出力がデジタル的に０′′がら′１°′
に変った時点で一定時間だけ排出バルブ１９を開き、透
明容器６内の絶縁性液体５の液面レベルＢを上段の液面
レベル検出器の位ＨＡを下回るようにしてもよい。

以上の操作を繰返すことにより、透明容器６の絶縁性液
体５０液面Ｂは常時所定の許容誤差範囲内に維持される
。

なお上記実施例においては、光源としてタングステンラ
ンプを使用したが水銀ランプ、ナトリウムランプ、クセ
ノンランプ等のガス光源や、ヘリウムネオンレーザ−や
アルゴンレーザー等の気体レーザーあるいは半導体レー
ザーを用いてもよく、また受光素子としてフォトダイオ
ード、光電子倍増管光電管等を用いることができること
は言うまでもない。だだし、光源の光の波長は霧の粒子
によって乱反射されるものを選択することは言うまでも
ない。

さらに上記実施例では上記・霧・ガスの混合絶縁電気ｉ
ａ器として変圧器の場合について説明したが、ガス絶縁
開閉装置やキユービクル形ガス絶縁変電所であっても同
様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上の様にこの発明によれば２組の発光素子および受光
素子を用いて透明容器内の絶縁性液体の液面のレベルを
一定の範囲内に保つことができるので、液面レベルでの
低下等による蒸気・霧の発生量の低下および蒸気・霧発
生量の低下による絶縁耐力の低下等を防止することがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る蒸気等の発生量調整装置の一実
施例を示す断面図、第２図は第１図における液面レベル
調整のための主要部を示す図、第３図は従来の蒸気等の
発生量調整装置を示す図である。 ６は透明容器、１４ａ、１４ｂは発光素子、１５ａ、１
５ｂは受光素子、１６は排出タンク、１７は注入タンク
、１８は注入バルブ、１９は排出バルブ、２２は操作回
路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体を収納する少なくとも垂直方向において対向
   する一対の部分が透明な容器、 前記容器の上方に設けられ、前記液体を収納するタンク
   、 前記タンクに設けられ開放されることにより、タンク内
   の液体を前記容器に供給する注入バルブ、前記容器の底
   部に設けられ、振動することにより前記液体を蒸気又は
   霧に変える振動子、 垂直方向において前記容器内の液体の基準となる液面レ
   ベルを挟んで上および下に上下２段に配置され、それぞ
   れ実質的に水平方向に前記容器の一方の透明な部分から
   前記容器内に光を照射する発光素子と前記容器の他方の
   透明な部分の外側において前記発光素子に対向し前記発
   光素子からの光を受光する受光素子とを有する、前記容
   器内の液体の表面のレベルを検出する２組の液面レベル
   検出器、 前記容器に設けられ、前記容器内の液体を前記容器の外
   部へ排出する排出バルブ、 前記容器内の液体の液面が前記２組の液面レベル検出器
   のうち、下段の液面レベル検出器の位置を下回った場合
   に、前記注入バルブを開放し、また、前記液面が前記２
   組の液面レベル検出器のうち、上段の液面レベル検出器
   の位置を上回った場合に、前記排出バルブを開放する操
   作回路、を具備した蒸気等の発生量調整装置。