(57)【要約】  【課題】一方向の圧力放出を伴うシステムを提供する。  【解決手段】システム（１０）は、タンク（１２）と、該タンク（１２）に接続された放熱器（１４）と、該タンク（１２）内に位置し、不良状態にある時にシステム内の圧力上昇を引き起こしやすい構成部品（１６）とからなる。放熱器（１４）は、過剰圧力状態下で、一方向に圧力を放出するように構成される。前記構成部品（１６）は変圧器であることができる。放熱器（１４）は、過剰圧力状態下で圧力を放出するための弱い接合部（４０）を有することができる。弱い接合部（４０）は放熱器（１４）の下部にあることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（１２）と、
前記タンク（１２）に接続された放熱器（１４）と、
前記タンク（１２）内に位置し、不良状態にある時にシステム内の圧力上昇を引き起こしやすい構成部品（１６）とからなり、
前記放熱器（１４）は、過剰圧力状態下で圧力を一方向に放出するように構成される、
システム（１０）。
【請求項２】
前記構成部品（１６）は変圧器である、請求項１に記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記放熱器（１４）は、過剰圧力状態下で圧力を放出するための弱い接合部（４０）を有する、請求項１または２に記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記弱い接合部（４０）は前記放熱器（１４）の下部にある、請求項３に記載のシステム（１０）。
【請求項５】
前記放熱器（１４）は、圧力を一方向に放出する前に内部体積を増加させるように構成される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム（１０）。
【請求項６】
前記放熱器（１４）は、内パネル（３２）と、前記内パネル（３２）に接続された外パネル（３４）とからなる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記内パネル（３２）及び前記外パネル（３４）は外方に湾曲して、圧力を一方向に放出する前に前記放熱器（１４）の内部体積を増加させる、請求項６に記載のシステム（１０）。
【請求項８】
前記内パネル（３２）と前記外パネル（３４）の間の接続部は、過剰圧力状態下で圧力を放出するように構成された弱い接合部（４０）である、請求項６に記載のシステム（１０）。
【請求項９】
前記弱い接合部（４０）は、前記内パネル（３２）及び前記外パネル（３４）の下部の間の接続部にある、請求項８に記載のシステム（１０）。
【請求項１０】
前記放熱器（１４）は、圧力上昇状態下で前記タンク（１２）から前記放熱器（１４）へのガスのさらなる流れを許容するように構成されたヘッダーパイプ（２８）によって前記タンク（１２）に接続される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して変圧器に関し、より詳細には、過剰圧力状態下でより安全な圧力放出を行なう変圧器の封じ込めシステムに関する。本出願は、参照することにより本明細書に援用される、同時出願された「破壊抵抗システム」と題する米国特許出願第12/212050号に関連する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器の破壊は、突然のガス発生や温度上昇を引き起こし、変圧器内部の圧力を上昇させる。変圧器の破局的破壊は、発生した圧力が変圧器の破壊圧力を超えた時に生じる。このような破壊は、ガス及び液体の放出を引き起こし、周囲に危害を及ぼし、環境を汚染する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，５２２，２２９  Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第６，５７０，４７９  Ｂ２号
【特許文献３】英国特許第３３４１２７  Ａ号
【特許文献４】英国特許第７６６３３１  Ａ号
【特許文献５】日本国特許第５６０５６６１１  Ａ号
【特許文献６】国際公開２００１０６３６２９  Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、変圧器の破壊による被害を防止又は少なくとも軽減することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示される実施形態において、破壊は、過剰圧力状態下で封じ込め内容物を一方向に放出することによって制御される。
【０００６】
より詳細には、本明細書に開示される一実施形態によれば、システムは、タンクと、該タンクに接続された放熱器と、該タンク内に位置し、不良状態にある時に該システム内の圧力上昇を引き起こしやすい構成部品とからなる。該放熱器は、過剰圧力状態下でガス及び液体を一方向に放出するように構成される。
【０００７】
本明細書に開示される別の実施形態によれば、変圧器システムは、変圧器と、該変圧器を収容する変圧器タンクと、過剰圧力状態下でガス及び液体を一方向に放出するように構成された放熱器と、該放熱器と該変圧器タンクを接続するヘッダーパイプとからなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の特徴、態様及び利点は、添付図面を参照した以下の詳細な説明によってより明らかとなる。全図面において、同じ要素には同じ符号を付す。
【図１】本明細書に開示される態様に従った正常動作状態下の変圧器システムの一実施形態を示す。
【図２】本明細書に開示される態様に従った圧力上昇状態下の図１の変圧器システムの一実施形態を示す。
【図３】本明細書に開示される態様に従った過剰圧力状態下で圧力を放出する図１の変圧器システムの一実施形態を示す。
【図４】本明細書に開示される態様に従った放熱器の周継手の一実施形態を示す。
【図５】本明細書に開示される態様に従った放熱器の周継手の別の実施形態を示す。
【図６】図５の実施形態の部分断面図を示す。
【図７】本明細書に開示される態様に従った放熱器の周継手の別の実施形態を示す。
【図８】本明細書に開示される態様に従った放熱器の一実施形態を示す。
【図９】本明細書に開示される態様に従った放熱器の別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
一実施形態において、システムは、タンクと、該タンクに接続された放熱器と、該タンク内に位置し、不良状態にある時に該システム内の圧力上昇を引き起こしやすい構成部品とからなる。該放熱器は、過剰圧力状態下でガス及び液体を一方向に放出するように構成される。別の実施形態において、システムは、変圧器と、該変圧器を収容する変圧器タンクと、過剰圧力状態下でガス及び液体を一方向に放出するように構成された放熱器と、該放熱器と該変圧器タンクを接続するヘッダーパイプとからなる。変圧器の実施形態を例示目的で説明したが、本明細書に記載の実施形態は望ましくない圧力がタンク及び／又は放熱器内で生じるシステムに有用である。本明細書で使用する「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」等の単数形は、文脈上明記されない限りは単数及び複数の指示対象を含む。
【００１０】
図１は、タンク１２と、放熱器１４と、タンク１２内に位置する構成部品１６とからなるシステム１０の一実施形態を示す。構成部品１６は、不良状態にある時にタンク１２内の圧力上昇を引き起こしやすい。一実施形態において、構成部品１６は、変圧器コイルと、付属品を備えたコアアセンブリとからなり、タンクは変圧器タンクである。タンク１２は、上部部材１８と、側壁部材２０と、下部部材２２とからなる。一実施形態において、上部部材１８は、上板２４と、上板から垂直に側壁部材２０の一部分の上に延在する表面２６とを有する湾曲部材からなり、上部部材１８と側壁部材２０は、側壁から延在するフランジと少なくとも１つの溶接部（図示せず）からなる接合部によって連結される。上述の米国特許出願第12/212050号に記載されるように、上部部材１８、下部部材２２、または両方は、上部部材１８及び側壁部材２０が円滑に外方に湾曲してタンク１２の内部体積を増加させるように設計された接合部を用いて側壁部材２０に接続されるが、圧力上昇状態下でも接続されたままである。
【００１１】
放熱器１４は、内パネル３２と、該内パネルに接続された外パネル３４とからなっており、内パネル３２は、ヘッダーパイプ２８に連結されている。一実施形態において、内パネル３２及び外パネル３４は、圧力上昇状態下で外方に湾曲して放熱器１４の内部体積を増加させる。例えば、内パネル３２及び外パネル３４は、内パネル３２及び外パネル３４が外方に湾曲する時に内パネルと外パネルの間の接続を維持できるほど十分に強い周継手３６によって接続される。スペーサ３８は、内パネルと外パネルの間に取り付けられて、内パネル３２及び外パネル３４を離間関係で維持する。
【００１２】
周継手３６は、内パネル及び外パネルの円周を接続する継手である。一実施形態において、内パネル間の周継手の接続部は放熱器の下部に弱い接合部を有しており、ガス及び液体のブローアウトが下方に案内されるようにする。詳細には、弱い接合部４０は、内パネル及び外パネルの下部側の間の接続部にある。
【００１３】
放熱器１４は、ヘッダーパイプ２８によってタンク１２に接続される。一実施形態において、ヘッダーパイプ２８は、従来のヘッダーパイプ直径よりも大きな直径を有し、圧力上昇状態下で変圧器タンクから放熱器へのガスの十分な流れを許容するように寸法決めされる。正常動作状態下で、大きなヘッダーパイプ直径は熱的性能を低下させる可能性がある。一実施形態において、ヘッダーパイプ２８は、タンク１２から放熱器１４への流れを制御するための流量制限器３０を備えている。流量制限器３０は、圧力上昇状態下で外されてタンク１２から放熱器１４への流量を増加させるように構成される。一例では、ヘッダーパイプは、６インチ〜１０インチの範囲で、流量制限器３０が流れを制御するための所定の位置にある時に４インチの断面を持つ直径を有する。別の実施形態において、ヘッダーパイプの断面積の和は、ヘッダーパイプの数を追加的又は二者択一的に調整することによって調整される。流量制限器は、本実施形態においても同様に選択的に用いられる場合がある。
【００１４】
図２は、圧力上昇状態下のシステムの一実施形態を示す。上部部材１８及び側壁部材２０は外方に湾曲して、圧力上昇状態下でさらなる体積を形成する。同様に、放熱器１４の内パネル３２及び外パネル３４もまた外方に湾曲して、さらなる体積を形成する。流量制限器（図示せず）は、ヘッダーパイプ２８から外される。内パネル３２及び外パネル３４が外方に湾曲すると、スペーサ３８は一方のパネル（図３では外パネル３４として示す）から取り外される。こうして形成されたさらなる体積がガスの生成量及び温度の上昇量を増加させて、タンク１２及び放熱器１４は破壊することなく耐えられるようになる。
【００１５】
図３は、過剰圧力状態下のシステムを示す。タンク１２及び放熱器１４内部の圧力がさらに上昇すると、弱い接合部４０が機能しなくなり、タンク又は放熱器を通って上方にではなく、放熱器から下方に安全に圧力を放出させる。従って、弱い接合部４０は、より安全な圧力放出を行なうための吹出し口として作用する。
【００１６】
図４は、放熱器１４の内パネル３２と外パネル３４を接続する周継手の接続部４２の一実施形態を示す。周継手の接続部４２は、溶接接合部４４によって内パネル及び外パネルに接続された一連の相互接続部材４６からなる。相互接続部材４６は、溶接接合部４４によって傾斜関係で接続される。圧力上昇状態下で、相互接続部材４６は外方に広がる傾向がある。内パネル及び外パネルも外方に湾曲することによって、放熱器のさらなる体積が形成される。図４は、放熱器の下部にある周継手を示す。同様の周継手の実施形態は、放熱器の上部及び側部に用いられる場合がある。放熱器の下部にある相互接続部材は、過剰圧力状態下で機能せずにガス及び液体を放出するようになっている、比較的弱い溶接接合部によって接続される。
【００１７】
図５及び６は、放熱器１４の内パネル３２と外パネル３４の間の周継手４８の接続部の別の実施形態を示す。周継手４８は、内パネル３２に溶接された外パネル３４の上側、右側、及び左側の重なり部分５０と、内パネル及び外パネルの下側を接続する通常の溶接接合部５２とからなる。下側にある通常の溶接接合部５２は、内パネル及び外パネルの上側、右側、及び左側の接合部と比較して弱い接合部である。溶接接合部５２は、過剰圧力状態下で機能せずに圧力を放出する。
【００１８】
図７は、放熱器１４の内パネル３２と外パネル３４の間の周継手５４の接続部の別の実施形態を示す。周継手は、外パネル３４に溶接される内パネル３２の曲部５６からなる。一実施形態において、放熱器の上側、右側、及び左側に強い溶接部が設けられる。内パネル及び外パネルの下側の間の接続部に弱い溶接部を設けることによって、弱い接合部が放熱器の下部に形成される。弱い接合部は、過剰圧力状態下で機能せずに圧力を軽減する。
【００１９】
図８は、内パネル３２が各々のスペーサ３８を取り付けるための穴５８を有する、放熱器１４の別の実施形態を示す。スペーサ３８の寸法は、穴５８の寸法よりも大きい。一実施形態において、まず、スペーサ３８が外パネル３４の内面に取り付けられる。そして、内パネル３２と外パネル３４が接続される。この実施形態において、スペーサ３８は、内パネル３２の穴５８と重なるように外パネル３４上の位置に取り付けられる。カバー部材６０は、穴５８を覆うために内パネル３２の外面に取り付けられる。一実施形態において、溶接接合部４４は、スペーサ３８及びカバー部材６０を取り付けるために用いられる。スペーサ３８は、圧力上昇状態下でスペーサ３８を内パネル３２から取り外すように取り付けられる。カバー部材６０は、スペーサ３８を内パネル３２から取り外した後、放熱器１４を密封状態に保つ。例として、１つのスペーサ及び穴を示す。放熱器は、複数のスペーサと、各々のスペーサの穴を有する。
【００２０】
図９に示す別の実施形態において、カバー部材は設けられていない。この実施形態において、スペーサ３８は、圧力上昇状態下でスペーサ３８を外パネル３４から取り外すようにして取り付けられる。従って、スペーサ３８は、外パネル３４から取り外した後に放熱器１４を密封状態に保つ。
【００２１】
本発明の特定の特徴のみ例示して記載してきたが、当業者には多くの変形及び変更が想到されるであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲内にある全ての変形及び変更を包含すると理解されたい。
【符号の説明】
【００２２】
１０  破壊抵抗システム
１２  タンク
１４  放熱器
１６  構成部品
１８  上部部材
２０  側壁部材
２２  下部部材
２４  上板
２６  表面
２８  ヘッダーパイプ
３０  流量制限器
３２  内パネル
３４  外パネル
３６  周継手
３８  スペーサ
４０  弱い接合部
４２  周継手の接続部
４４  溶接接合部
４６  相互接続部材
４８  周継手
５０  重なり部分
５２  溶接接合部
５４  周継手
５６  曲部
５８  穴
６０  カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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