WO2018073876A1

WO2018073876A1 - 変圧器密封金具および変圧器

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Publication number: WO2018073876A1
Application number: PCT/JP2016/080749
Authority: WO
Inventors: 和宏宮島; 諒介御子柴; 学土肥
Original assignee: 株式会社日立産機システム
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-26
Also published as: JPWO2018073876A1

Abstract

タンクのフランジ部の変形を抑制し、ガスケットに過荷重が掛らない密封金具を備えることで、気密漏れを防止した変圧器を提供する。変圧器のタンクの側面部の上部に設けたフランジ部と、該フランジ部の上部に配置される変圧器のカバーとを、間にガスケットを介在させて締め付け密封する変圧器密封金具であって、上部密封金具と、下部密封金具と、該上部密封金具と該下部密封金具とを締め付け固定する固定手段を備え、前記上部密封金具は、前記カバーを押圧するカバー押圧部を備え、前記下部密封金具は、前記タンクの側面部の上部を外側に折り曲げたフランジ部を押圧するフランジ押圧部と、前記カバーの先端を下側に折り曲げた先端部を収容する溝部を備え、前記溝部は、前記カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容したものである。

Description

変圧器密封金具および変圧器

　本発明は、変圧器密封金具およびそれを用いた変圧器に関する。

　油入変圧器は、鉄心とコイルから成る鉄心－コイル組立体（本体）、タンク、カバーにより構成される。このとき、鉄心－コイル組立体をタンクに入れ、絶縁油で浸し、絶縁油が外気と触れぬようにカバーで蓋をする。
  カバーにはガスケットが貼り付けられており、そのガスケットがタンクのフランジ部に乗るように配置する。
  更に、外側から荷重を掛けてガスケットを押しつぶすことで、カバーとフランジとの隙間を無くして密閉することにより、絶縁油の酸化や水分の混入を防止している。
  また、油入変圧器に限らず、本体を保護するために変圧器を密封構造とする必要がある。

　変圧器において、変圧器のカバーとタンクを密封する構造として、特許文献１がある。特許文献１では、変圧器ケースのフランジ部と変圧器カバーとの間にパッキンを介在させる。変圧器ケースの上部寄りの外周の複数個所に枠型のブラケットを溶接で設ける。そして、カバーの周縁にはブラケットに対応して締め金具の上腕部を乗せ、アイボルトを締めることにより締め金具を押し下げて、変圧器カバーをフランジ部側に押し付けて、気密に封止を行っている。

実開昭６１－１３８３０４号公報

　変圧器においては、外側から荷重を掛けてガスケットを押しつぶすことで、カバーとタンクのフランジ部の隙間を無くして密閉することにより、絶縁油の酸化や水分の混入を防止している。
  しかし、タンク内部は様々な事象により圧力の変動が起きるため、その影響でタンクに荷重が掛ると、フランジが変形し、ガスケットとフランジの間に隙間が生じる場合がある。
  更に、ガスケットは、フランジの変形により横方向に力が掛るため、貼付位置のズレや剥がれが生じる恐れがあり、気密漏れにつながってしまう場合がある。
  また、ガスケットは一定量以上潰さないとタンク内部を密封できないが、必要以上の荷重が掛ると、ヒビや亀裂が入り、気密漏れにつながる場合がある。

　特許文献１の密封構造では、フランジ部が変形すると締め金具が変形に追従して移動し、ガスケットのズレや剥がれが生じた場合には、気密漏れにつながることがある。

　本発明は、タンクのフランジ部の変形を抑制し、ガスケットに過荷重が掛らない密封金具を備えることで、気密漏れを抑制した変圧器を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、代表的な本発明の変圧器密封金具の一つは、カバーとタンクのフランジ部の両方向からガスケットに荷重を掛け、フランジ側の密封金具が、フランジの変形を抑制する機構を有し、ガスケットを一定量潰すと密封金具がストッパーとなり、過荷重が掛るのを防ぐ機構を備えることにより達成される。

　本発明の「変圧器密封金具」の一例を挙げれば、変圧器のタンクの側面部の上部に設けたフランジ部と、該フランジ部の上部に配置される変圧器のカバーとを、間にガスケットを介在させて締め付け密封する変圧器密封金具であって、上部密封金具と、下部密封金具と、該上部密封金具と該下部密封金具とを締め付け固定する固定手段を備え、上部密封金具は、カバーを押圧するカバー押圧部を備え、下部密封金具は、タンクの側面部の上部を外側に折り曲げたフランジ部を押圧するフランジ押圧部と、カバーの先端を下側に折り曲げた先端部を収容する溝部を備え、溝部は、カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容したものである。

　また、本発明の「変圧器」の一例を挙げれば、鉄心－コイル組立体と、該鉄心－コイル組立体を収容するタンクと、該タンクの上部を覆うカバーを備える変圧器であって、タンクの側面部の上部に設けたフランジ部と、該フランジ部の上部に配置されるカバーとを、間にガスケットを介在させて締め付け密封する変圧器密封金具を備え、変圧器密封金具は、上部密封金具と、下部密封金具と、当該上部密封金具と当該下部密封金具とを締め付け固定する固定手段を有し、上部密封金具は、カバーを押圧するカバー押圧部を備え、下部密封金具は、タンクの側面部の上部を外側に折り曲げたフランジ部を押圧するフランジ押圧部と、カバーの先端を下側に折り曲げた先端部を収容する溝部を備え、溝部は、カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容したものである。

　本発明によれば、タンクのフランジ部の変形を抑制し、ガスケットへ過荷重が掛らず、タンク内部の圧力変動による気密漏れを抑制した変圧器を提供することができる。

　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。

本発明の実施例１に係る油入変圧器の概略斜視図。図１に示す油入変圧器のカバー、ガスケット、タンクの断面と変圧器密封金具の分解斜視図。図１に示す変圧器密封金具の、ボルト締付け前と締付け後を示す側面図。図３に示す密封金具の主要部の拡大図。本発明の実施例２の変圧器密封金具の、ボルト締付け前と締付け後を示す側面図。タンクのフランジに荷重を掛け固定する先行技術を示す側面図。カバーに荷重を掛け固定する先行技術を示す側面図。

　本発明の実施の形態を説明するに先立ち、変圧器の密封構造の先行技術を説明する。
図６は、押え金具６０６によりタンク内部を密封する先行技術の一例である。ボルトを通す穴を備えたカバー６０３にガスケット６０４を貼付け、タンク６０５のフランジ部６０９にガスケット６０４が乗るようにカバー６０３を配置する。そして、ボルトを通す穴を備えたカバー６０３とワッシャ６０２、押え金具６０６にボルト６０１を通し、押え金具６０６の下端にナットを配置して締付けることで、押え金具６０６に荷重が掛り、ガスケット６０４を潰してタンク内部を密封状態にしている。

　しかし、この構造では、カバー６０３と押え金具６０６が接している点が支点となり、作用点が押え金具６０６とフランジ６０９に働いている。このとき、ガスケット６０４を潰す荷重は、ボルト６０１を締付けて発生する軸力に起因するため、力点が支点と作用点の間にある。つまり、ボルト６０１を締め続けると、やがてガスケット６０４には過荷重が掛りヒビや亀裂が生じるため、軸力を管理し、ガスケット６０４への過荷重を防止する必要があり、工数が増加してしまう。

　また、図７は、カバー押え金具７０６によりタンク内部を密封する先行技術の一例である。カバー７０３にガスケット７０４を貼付け、タンク７０５のフランジ部７０９にガスケット７０４が乗るようにカバー７０３を配置する。そして、タンク７０５の上部に溶接されたアイボルト座７０７に止め具７０８を挿入し、カバー押え金具７０６とワッシャ７０２にボルト７０１を通し、締付けることで、カバー押え金具７０６に荷重が掛り、カバー押さえ金具７０６の先端がカバー７０３を押圧し、ガスケット７０４を潰してタンク内部を密封状態にしている。

　このとき、油入変圧器のタンク内は、温度変化など様々な要因により圧力変動が起き、タンクに荷重が掛ると、フランジ部はタンク内側や、タンク外側に向かって変形する。この構造では、タンク７０５の上部にアイボルト座７０７が溶接されているため、タンクの内側、外側への変形に追従してしまう。その結果、変形したフランジ部７０９にガスケット７０４が引きずられ、ヒビや亀裂、ガスケット７０４の剥がれ、又はガスケット上からフランジが外れるなど気密漏れにつながる要因が生じる。

　本発明は、カバーとタンクの固定方法を工夫し、タンクのフランジ部の変形を抑制し、ガスケットに過荷重が掛らない密封金具を備えることで、気密漏れを防止した変圧器を提供する。

　以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

　本発明の実施例１の変圧器密封金具およびそれを用いた変圧器を、図１～図４に基づいて説明する。

　図１は、本発明の実施例１の変圧器密封金具を備えた油入変圧器を示す概略斜視図である。油入変圧器１０１は、タンク１０３を有し、タンク１０３には鉄心－コイル組立体（本体）を収容し、絶縁油が満たされ、カバー（蓋）１０２で蓋をされている。そして、本発明の実施例１の密封金具１０４により、カバー１０２の複数個所をタンク１０３の側面部の上部に押し付け、タンク内部を密封している。

　図２に、図１に示す油入変圧器１０１のカバー２０３、ガスケット２０４、タンク２０５のフランジ部２０９の一部断面と、本実施例の変圧器密封金具の分解斜視図を示す。また、図３に、本実施例の変圧器密封金具の、ボルト締付け前と締付け後の側面図を示す。
図に示すように、タンク２０５の側面部の上部はタンク外側に向かって折り曲げられて、フランジ部２０９が形成されている。また、カバー（蓋）２０３は、タンクの上部を覆う平面部と、平面部に接続されフランジ部の先端よりもタンク下方に向かって折り曲げられた先端部を有している。カバー２０３の下面にガスケット２０４を貼付け、タンク２０５のフランジ部２０９にガスケット２０４が乗るように、カバー２０３を配置する。その状態で、図３の左側の図に示すように、上部密封金具２０６と下部密封金具２０７とでカバー２０３とフランジ部２０９を挟み込むように、変圧器密封金具を配置する。図３の右側の図に示すように、下部密封金具２０７に止め具２０８を挿入し、ボルト２０１をワッシャ２０２、上部密封金具２０６に通し、止め具のナット部にねじ込んで締付ける。なお、ガスケットは、気密性、液密性を持たせるための固定用シール材である。

　図４に、本実施例の変圧器密封金具の主要部である、上部密封金具２０６と下部密封金具２０７の拡大図を示す。図において、左側の図は側面図を、右側の図は正面図を示す。上部密封金具２０６（第一の保持部材）は、一方の側にカバーの上面を押圧するカバー押圧部２０６１（第一の面）を備え、他方の側に水平な当接面２０６２（第二の面）を備え、他方の側の端に水平な当接面から突出する位置決め突部２０６３を備えている。下部密封金具２０７（第二の保持部材）は、一方の側にフランジ部の下面を押圧するフランジ押圧部２０７１（接触部）を備え、他方の側に、上部密封金具２０６の水平な当接面２０６２に対応して、水平な当接面２０７２（第三の面）を備え、また、フランジ押圧部２０７１と水平な当接面２０７２との間に、カバーの折り曲げられた先端部を収容する溝部２０７３を備えている。溝部２０７３の幅は、カバーの先端部の厚みとほぼ同程度であって、溝部２０７３にカバーの先端部を収容することにより、カバーの先端部がタンクの内外方向に動かないように位置規制する。さらに、下部密封金具２０７には、上部密封金具に設けた位置決め突部２０６３に対応して、位置決め突部の受け部２０７４を備えている。位置決め突部２０６３が受け部２０７４に嵌り合うことにより、上部密封金具のカバー押圧部２０６１と下部密封金具のフランジ押圧部２０７１とが対向するように位置合わせを行うことができる。

　図３に基づいて、本実施例の変圧器密封金具を用いた変圧器のタンクとカバーの密封動作を説明する。図３の左側の図に示すように、ボルト２０１を緩め、上部密封金具２０６と下部密封金具２０７の間隔が開いた状態とし、下部密封金具２０７のフランジ押圧部２０７１がタンク２０５のフランジ部２０９に、また、上部密封金具２０６のカバー押圧部２０６１がカバー２０３の上面に来るように配置する。次に図３の右側の図に示すように、ボルト２０１を締め付け、下部密封金具２０７のフランジ押圧部２０７１がタンク２０５のフランジ部２０９を上方に押圧し、上部密封金具２０６のカバー押圧部２０６１がカバー２０３の上部を下方に押圧することにより、ガスケット２０３を圧縮して、タンクのフランジ部２０９とカバー２０３を密封する。そして、ボルト２０１を締め付けることにより、上部密封金具２０６の当接面２０６２と下部密封金具２０７の当接面２０７２とが接し、ガスケットに過荷重が掛からないように、下部密封金具のフランジ押圧部２０７１と上部密封金具のカバー押圧部２０６１との間隔が規制される。また、下部密封金具の溝部２０７３に、カバーの下方に折り曲げた先端部を収容することにより、カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制して、タンクの変形を防止する。

　図６或いは図７に示した先行技術に比べて、本実施例の密封金具では、ボルト２０１を締付けると、ガスケット２０４がカバー２０３とフランジ２０９によって潰され、カバー２０３とフランジ２０９は密着していく。更に締付けると、上部密封金具２０６の当接部（下端）と下部密封金具２０７の当接部（上端）とが接し、ガスケット２０４への荷重増加が一定以上にならぬよう抑止する構造となっているため、ガスケットへ過荷重が掛り、ヒビや亀裂が生じることを防ぎ、軸力を管理する必要は無い。また、圧力変動によるタンクの変形に対しては、下部密封金具２０７に設けた溝部に下方に折り曲げたカバーの先端部を収容し、溝部によって、カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するために、タンクがタンク内側、又はタンク外側へ変形しようとした場合、下部密封金具２０７がカバー２０３の先端部と当り、カバー２０３の先端部と下部密封金具２０７とのギャップ２１０以上の変形を抑止する効果を有する。

　更に、上部密封金具２０６と下部密封金具２０７とが接しているため、フランジ２０９の変形を抑止する際に内側、又は外側へ移動しても、上部密封金具２０６と下部密封金具２０７の作用点の関係は変わらないので、従来に比べ挟み込む力が低下することも無く、気密を保持することが可能であり、油漏れが生じにくい油入変圧器を提供することができる。

　図５に、本発明の実施例２の変圧器密封金具を示す。図５の左側の図は、本実施例の密封金具のボルト締め付け前の状態を示す側面図であり、図５の右側の図は、密封金具のボルト締め付け後の状態を示す側面図および正面図である。

　本実施例において、下部密封金具３０７は、板材を折り曲げたＵ字形状をしており、上部密封金具３０６は、板材を折り曲げた逆Ｕ字形状をしている。そして、図に示すように、Ｕ字形状の下部密封金具３０７の内側に、逆Ｕ字形状の上部密封金具３０６の下部を収容し、上部密封金具３０６の下部を下部密封金具３０７で覆うように構成している。

　図５の右側の図に示すように、上部密封金具３０６の下端は、ボルト３０１を締め付けることにより、Ｕ字形状の下部密封金具３０７の底と接し、ガスケット２０４への荷重増加が一定以上にならぬよう抑止する効果を有する。

　上部密封金具３０６のカバー押圧部、下部密封金具３０７のフランジ押圧部および溝部の構造は実施例１と同様である。そして、溝部にカバー２０３の下方に折り曲げた先端部を収容して、溝部によって、カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制する。そのため、タンク２０５がタンク内側、又はタンク外側へ変形しようとした場合、下部密封金具３０７がカバー２０３の先端部と当り、カバー２０３の先端部と下部密封金具３０７とのギャップ以上の変形を抑止する効果を有する。

　本実施例によれば、実施例１の作用効果に加えて、下部密閉金具は、上部密閉金具の下側を内側に収容して、包むように保持するので、上部密封金具を確実に保持することができる。

　尚、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、上部密封金具と下部密封金具とを締め付け固定する固定手段としては、実施例１に記載した、止め具とボルトを用いる手段、実施例２に記載した、ボルトとナットを用いる手段に限らず、種々の固定手段を用いることができる。また、上記実施例は本発明をわかりやすく詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての機構を備えるものに限定されるものではない。

１０１・・・油入変圧器
１０２・・・カバー（蓋）
１０３・・・タンク
１０４・・・変圧器密封金具
２０１・・・ボルト
２０２・・・ワッシャ
２０３・・・カバー（蓋）
２０４・・・ガスケット
２０５・・・タンク
２０６・・・上部密封金具
２０６１・・・カバー押圧部
２０６２・・・当接面
２０６３・・・位置決め突部
２０７・・・下部密封金具
２０７１・・・フランジ押圧部
２０７２・・・当接面
２０７３・・・溝部
２０７４・・・受け部
２０８・・・止め具
２０９・・・タンクのフランジ部
２１０・・・ギャップ
３０１・・・ボルト
３０２・・・ナット
３０６・・・上部密封金具
３０７・・・下部密封金具
６０６・・・押え金具
７０６・・・カバー押え金具
７０７・・・アイボルト座

Claims

　変圧器のタンクの側面部の上部に設けたフランジ部と、該フランジ部の上部に配置される変圧器のカバーとを、間にガスケットを介在させて締め付け密封する変圧器密封金具であって、
　上部密封金具と、下部密封金具と、該上部密封金具と該下部密封金具とを締め付け固定する固定手段を備え、
　前記上部密封金具は、前記カバーを押圧するカバー押圧部を備え、
　前記下部密封金具は、前記タンクの側面部の上部を外側に折り曲げたフランジ部を押圧するフランジ押圧部と、前記カバーの先端を下側に折り曲げた先端部を収容する溝部を備え、
　前記溝部は、前記カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容した変圧器密封金具。
　請求項１記載の変圧器密封金具において、
　前記上部密封金具は、前記下部密封金具と当接する当接面を備え、
　前記下部密封金具は、前記上部密封金具と当接する当接面を備え、
　前記固定手段による締め付け時に、前記上部密封金具の当接面と前記下部密封金具の当接面とが接することにより、前記カバー押圧部と前記フランジ押圧部との間隔が規制される変圧器密封金具。
　請求項１記載の変圧器密封金具において、
　前記固定手段は、前記下部密閉金具に設けた止め具と、前記上部密閉金具に設けられ、前記止め具に設けたナットと嵌り合うボルトで構成した変圧器密封金具。
　請求項３記載の変圧器密封金具において、
　前記上部密封金具と前記下部密封金具の何れか一方に、位置決め突部を備え、他方に、該位置決め突部を受ける受け部を設け、前記上部密封金具のカバー押圧部と前記下部密封金具のフランジ押圧部との位置合わせを行う変圧器密封金具。
　請求項１記載の変圧器密封金具において、
　前記下部密封金具の溝部が前記カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容することにより、前記タンクの変形を抑止する変圧器密封金具。
　請求項１記載の変圧器密封金具において、
　前記下部密封金具は、前記上部密閉金具の下部を内側に収容するように構成した変圧器密封金具。
　請求項６記載の変圧器密封金具において、
　前記下部密封金具は、板材を折り曲げたＵ字形状とし、
　前記上部密封金具は、板材を折り曲げた逆Ｕ字形状とし、
　前記Ｕ字形状の下部密封金具の内側に、前記逆Ｕ字形状の上部密閉金具の下部を収容するように構成した変圧器密封金具。
　請求項７記載の変圧器密封金具において、
　前記上部密封金具の下端が、前記下部密閉金具の底に接することにより、前記カバー押圧部と前記フランジ押圧部との間隔が規制されるように構成した変圧器密封金具。
　鉄心－コイル組立体と、該鉄心－コイル組立体を収容するタンクと、該タンクの上部を覆うカバーを備える変圧器であって、
　前記タンクの側面部の上部に設けたフランジ部と、該フランジ部の上部に配置される前記カバーとを、間にガスケットを介在させて締め付け密封する変圧器密封金具を備え、
　前記変圧器密封金具は、上部密封金具と、下部密封金具と、当該上部密封金具と当該下部密封金具とを締め付け固定する固定手段を有し、
　前記上部密封金具は、前記カバーを押圧するカバー押圧部を備え、
　前記下部密封金具は、前記タンクの側面部の上部を外側に折り曲げたフランジ部を押圧するフランジ押圧部と、前記カバーの先端を下側に折り曲げた先端部を収容する溝部を備え、
　前記溝部は、前記カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容した変圧器。
　請求項９記載の変圧器において、
　前記タンクの内部に、絶縁油を有する変圧器。
　請求項９記載の変圧器において、
　前記上部密封金具は、前記下部密封金具と当接する当接面を備え、
　前記下部密封金具は、前記上部密封金具と当接する当接面を備え、
　前記固定手段による締め付け時に、前記上部密封金具の当接面と前記下部密封金具の当接面とが接することにより、前記カバー押圧部と前記フランジ押圧部との間隔が規制される変圧器。
　請求項９記載の変圧器において、
　前記上部密封金具と前記下部密封金具の何れか一方に、位置決め突部を備え、他方に、該位置決め突部を受ける受け部を設け、前記上部密封金具のカバー押圧部と前記下部密封金具のフランジ押圧部との位置合わせを行う変圧器。
　請求項９記載の変圧器において、
　前記下部密封金具の溝部が前記カバーの先端部をタンクの内外方向に位置規制するように収容することにより、前記タンクの変形を抑止する変圧器。
　請求項９記載の変圧器において、
　前記下部密封金具は、前記上部密閉金具の下部を内側に収容するように構成した変圧器。
　油を有するタンクを備えた変圧器であって、
　前記タンクは、側面部の部材のうち該タンク外部に向かって折り曲げられた折り曲げ部を有するフランジ部と、前記フランジ部の上部に配置される蓋部と、を有しており、
　前記蓋部は、前記側面部を覆う平面部と、前記平面部に接続され前記フランジ部の先端よりもタンク下部に向かって折り曲げられた先端部を有しており、
　前記蓋部の下面と前記折り曲げ部との間には、緩衝部材が配置され、
　前記蓋部の上面に接触する第一の面と、前記第一の面と異なる第二の面と、が設けられた第一の保持部材と、
　前記折り曲げ部のうち前記緩衝部材が配置される面と対向する面に接触する接触部と、前記第二の面に対応する形状の面を有する第三の面と、前記先端部に対応する溝部と、が設けられた第二の保持部材と、を有し、
　前記第二の面と、前記第三の面と、が対向する状態で固定する固定部材とを有する変圧器。