(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の薄鋼板を連続して折り曲げて波状の突出部を形成すると共に、上記突出部両端を密封して成る波形放熱板と、
この波形放熱板の上下端の内側に接合される上部側板及び下部側板とを有する電気機器用タンクにおいて、
上記タンクのコーナー部を構成するところの隣接する上記上部側板間を橋絡する上部コーナー補強板と、上記タンクのコーナー部を構成するところの隣接する上記下部側板間を橋絡する下部コーナー補強板とをタンク内部に設けたことを特徴とする電気機器用タンク。
【請求項２】
上記上部コーナー補強板と上記下部コーナー補強板とを一体のコーナー補強板として構成したことを特徴とする請求項１記載の電気機器用タンク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート状の薄鋼板を連続的に折り曲げて波状突出部を形成して成る波形放熱板の上下端に、それぞれ側板を設けて構成される電気機器用タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気機器ではタンク内に収納された電気機器本体で発生した熱をタンク内に封入した液体やガス等の冷却媒体を介して、タンクの表面から放散するようにしている。このため、電気機器のタンクは放熱能力を高める手段の一つとして、タンクを構成する側板を波形に折り曲げることで、側板自体の放熱面積を増大するような構造が用いられている。
【０００３】
図１０は従来の電気機器用タンクの一例を示す斜視図である。図１０において、１はシ−ト状の薄鋼板を連続的に折り曲げることで形成される突出部１ａを有する波形放熱板である。この波形放熱板１は、図１２に示すように波状の突出部１ａを所定の間隔で連続して形成した後、図１２に示すように上下の開放端を圧接して溶接部１ｂを溶接することによって形成される。図１３は以上のようにして形成された波形放熱板１の斜視図であり、上下端が溶接された突出部１ａの内部には、冷却媒体を封入する空間部２が形成されている。
【０００４】
次に、図１４の側板断面図に示すように、波形放熱板１の上端部にフランジ部３ａを有する上部側板３を溶接し、下端部に底板部５を有する下部側板４を溶接する。これにより波形放熱板１を兼ねたタンクの側板が得られ、この側板を全面に設けてタンクを構成するか、又は図１０に示すように、突出部を有しない側板６との組み合せでタンクを構成する。なお、電気機器用タンクとして用いる場合は、上部側板３のフランジ３ａ面にパッキンを介するなどにより、フタが固着される。
【０００５】
ところで、電気機器用タンクには、周囲温度の変動又は負荷の変動などによる温度変化によって、タンク内に封入した冷却媒体が膨張、収縮して圧力が加わることになる。この内圧の上昇に伴って、タンクを構成する波形放熱器１、上部側板３および下部側板４は膨張して図１５の一点鎖線で示すように変形する。そして、周囲温度の低下や軽負荷の場合はタンクの内圧も減少するため、タンク形状は図１５の実線で示す元の状態に戻ることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周囲温度や負荷の変動は電気機器の一生の間に何度も繰り返され、この結果、特に、図１４に示すように波形放熱板１と上部側板３および下部側板４との接合部Ａ１は、タンク内の圧力変化による変形の繰り返しで疲労し、やがて亀裂が生じて電気機器の正常な運転が阻害されることがある。このため、タンクを構成する各部材の板厚を増大することが必要となってくるが、これによって経済的な不利又は製品重量の増加を招くとともに、波形放熱板１の製作が非常に難しくなるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、機械的強度に優れ、かつ安価で軽量な電気機器用タンクを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る電気機器用タンクは、シート状の薄鋼板を連続して折り曲げて波状の突出部を形成すると共に、突出部両端を密封して成る波形放熱板と、この波形放熱板の上下端の内側に接合される上部側板及び下部側板とを有する電気機器用タンクにおいて、
タンクのコーナー部を構成するところの隣接する上部側板間を橋絡する上部コーナー補強板と、タンクのコーナー部を構成するところの隣接する下部側板間を橋絡する下部コーナー補強板とをタンク内部に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明に係る電気機器用タンクは、上部コーナー補強板と下部コーナー補強板とを一体のコーナー補強板として構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。従来と同一符号は同一又は相当部分を示し説明を省略する。図１及び図２において、７は電気機器本体である。８ａは下部側板４と底板部５の間を橋絡するように設けた補強板である。その一端は下部側板４に、他端は底板部５に溶接により固着され、補強板８ａ、下部側板４及び底板部５でその断面が中空の三角形を成すように構成している。タンク短辺側にも、下部側板４と底板部５の間に、その断面が三角形を成すように補強板８ｂを設ける場合もある。
なお、補強板８ａは、図２とは逆に図３に示すようにタンク長辺側を一枚で構成し、短辺側を複数枚の補強板８ｂで構成してもよい。
【００１３】
９は上部側板３とフランジ部３ａの間を橋絡するように設けた補強板である。その一端は上部側板３に、他端はフランジ部３ａに溶接により固着され、補強板９、上部側板３及びフランジ部３ａでその断面が中空の三角形を成すように構成している。タンク短辺側にも、上部側板３とフランジ部３ａの間に、その断面が三角形を成すように補強板を設ける場合もある。
【００１４】
この構成の電気機器用タンクでは、電気機器本体の発熱や周囲温度の変動により、絶縁油や絶縁ガスなどの封入冷却媒体が膨張すると、タンク内圧が上昇する。このとき、上部側板３、下部側板４はタンク内径の辺長の二乗に比例した曲げモーメントを受けるが、補強板８、９が水平方向に適切な間隔を隔てて、または、一枚板で下部側板４、底板部５に溶接により固着されているので、上部側板３、下部側板４の剛性が増し、タンク中央部近傍の波形放熱板１と上部側板３、下部側板４の付根部、即ち、図１中のA１部の変位量及び応力は許容値以下に保つことができる。
なお、板材の応力は支持点間の距離の４乗に比例するので、発生力と適用板厚に応じて、補強板８、９の取り付け間隔を適宜選定すれば、より効果的である。
【００１５】
このように、本実施の形態の電気機器用タンクは、波形放熱板１の上下端に溶接される、少なくとも上部側板３又は下部側板４のいずれか一方を、断面が中空形を成す形状に構成としたものである。
したがって、波形放熱板１や上部側板３、下部側板４の板厚を増すことなく、圧力変動に伴う繰り返し応力発生部位の機械的強度が増大する。このため、上部側板３、下部側板４の剛性が増し、内外圧が働いた時にも、上部側板３、下部側板４の変移量及び応力を許容値以下に抑止できるので、材料費及び製品重量の増大を抑制でき、波形放熱板１の成形作業が容易で、かつ、上部側板３及び下部側板４と波形放熱板１との溶接部分Ａ１の信頼性を高めることができる。
【００１６】
又、補強板８はタンク内部に収納される電気機器本体７に対して、その平面部が対向するように溶接固着されるため、電界集中が起こらず、電気機器本体７との絶縁距離を小さくすることができる。又、波形放熱板１で冷却された冷却媒体が底板部５の角部で淀むことが無くなり、冷却効率が向上し、小形の電気機器の製作が可能になる。
【００１７】
また、図４に示すように、一枚板から成る下部側板４と底板５との角度Θが鈍角になるように折り曲げて、下部側板４の外側にＬ形の補強板８ｃの両端部をそれぞれ溶接してもよい。
【００１８】
また、図５に示すようにタンクの底板５、下部側板４、下部斜め補強板８ａを一枚板で構成し、曲げ部２１から補強部８ａ、８ｂを折り曲げて、図６に示すように断面が三角形状になるようにしても良い。タンクの底板５と下部側板４の溶接を無くすことができるので、タンク内に封入した冷却媒体の漏れに対する信頼性を向上できる。なお、図５に示す展開図では、タンクの長辺、短辺とも折り曲げるようにした展開図を示したが、長辺又は短辺のみ折り曲げとしても良い。
【００１９】
実施の形態２．
この発明の一実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。図７及び図８において、従来と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。コーナー補強板１０は、その上部が上部側板４と対向する一端を上部側板３に、同様に下部の下部側板４と対向する他端を下部側板４に溶接している。図７において、隣接する上部側板３とコーナー補強板１０で中空三角形を成し、又、隣接する下部側板４とコーナー補強板１０でも中空三角形を成すように配置されている。
【００２０】
この構成の電気機器用タンクでは、電気機器本体７の発熱や周囲温度の変動により、絶縁油や絶縁ガスなどの封入絶縁媒体が膨張すると、タンクの内圧が上昇する。このとき、上部側板３、下部側板４はタンク内径の辺長に比例した曲げモーメントを受ける。しかし、コーナー補強板１０が上部側板３間及び下部側板４間に溶接により固着されているので、タンク四隅の強力な柱として作用する。コーナー補強板１０は上部側板３及び下部側板４の各々に二辺が溶接され、中空三角形を成すので、上部側板３、下部側板４の剛性が増し、タンクに内外圧が働いたとき、コーナー部近傍の波形放熱板１と上部側板３、下部側板４の付根部の変位量及び応力は許容値以下に保つことができる。
【００２１】
又、上部側板３と隣接する上部側板３との間、下部側板４と隣接する下部側板４とを連結するコーナー補強板１０をタンク内部に設けたので、上部側板３と下部側板４とが内側でコーナー補強板１０により固定されたことになり、固定されていない直線部長さ（以下、無固定直線部長さと称する。）Ｌ１が短くなり、曲げ強度が向上する。すなわち、補強板１０が無いときのタンク一辺の無固定直線部長さはＬ２であるが、補強板１０を設けることにより無固定直線部長さはＬ１に短縮でき、曲げモーメントは無固定直線部長さの二乗に比例するので、（Ｌ１／Ｌ２）2に低減できる。又、タンクに内外圧が働いたとき、隣接する上部側板３同士、下部側板４同士が相互に引っ張り合ったり、押し合ったりするので、強度の大きい電気機器用タンクとすることができる。
【００２２】
このように、本実施の形態の電気機器用タンクは、上部側板３、下部側板４の四隅にコーナー補強板１０を溶接したものである。
したがって、この電気機器用タンクによれば、波形放熱板１、上部側板３、下部側板４の板厚を増すことなく、圧力変動に伴う繰り返し応力発生部位の機械的強度を増大することができる。このため、上部側板３、下部側板４のコーナー部の剛性が増し、タンクに内外圧が働いた時にも、上部側板３、下部側板４の変移量及び応力を許容値以下に抑止できるので、材料費及び製品重量の増大を抑制でき、波形放熱板１の成形作業が容易で、かつ、上部側板３及び下部側板４と波形放熱板１との溶接部分Ａ１の信頼性を高めることができる。
【００２３】
又、コーナー補強板１０はタンク内部に収納される電気機器本体７に対して、その平面部が対向するように溶接固着されるため、電界集中が起こらず、電気機器本体７との絶縁距離を小さくすることができ、電気機器の小形が可能になる。
【００２４】
なお、コーナー補強板１０を設けても、例えば上部側板３、下部側板４の板厚分の隙間を設けることにより、波形放熱板１の冷媒流路が円滑に流れる。更に、図８に示すように、コーナー補強板１０の上・下部に冷媒流路用の孔１３ａ、１３ｂを穿設することによって波形放熱板１の冷却効率を損なうことはない。
【００２５】
実施の形態３．
この発明の一実施の形態を図９に基づいて説明する。図９において、従来と同一符号は、同一又は相当部分を示し説明を省略する。１１は下部コーナー補強板で、１２は上部コーナー補強板である。下部コーナー補強板１１は、この一端を下部側板４に、この他端を隣接する下部側板４に溶接され、上部コーナー補強板１２は、この一端を上部側板３に、この他端を隣接する上部側板３に溶接されている。上部側板３と上部コーナー補強板１２とで中空三角形を構成し、又、下部側板４と下部コーナー補強板１１でも中空三角形を構成している。
【００２６】
この構成の電気機器用タンクでは、電気機器本体７の発熱や周囲温度の変動により、液体やガス等の封入絶縁媒体が膨張すると、タンク内圧が上昇する。このとき、上部側板３、下部側板４はタンク内径の辺長に比例した曲げモーメントを受ける。しかしながら、上部コーナー補強板１２、下部コーナー補強板１１はそれぞれその二辺が上部側板３、下部側板４に溶接により固着され中空三角形を成すので、上部側板３、下部側板４の剛性が増し、タンクに内外圧が働いたとき、コーナー部近傍の波形放熱板１と上部側板３、下部側板４の付根部の変位量及び応力は許容値以下に保つことができる。
【００２７】
又、隣接する上部側板３同士と、隣接する下部側板４同士とをそれぞれ連結する上部、下部コーナー補強板１２、１１をタンク内部に設けたので、上部側板３と下部側板４が内側で上部、下部コーナー補強板１２、１１により固定されたことになり、無固定直線部長さが短くなり、曲げ強度が向上する。又、タンクに内外圧が働いたとき、隣接する上部側板３同士、下部側板４同士が相互に引っ張り合ったり、押し合ったりするので、強度の大きい電気機器用タンクとすることができる。
【００２８】
このように、本実施の形態の電気機器用タンクは、上部側板３、下部側板４の四隅に上部コーナー補強板１２、下部コーナー補強板１１を溶接したものである。したがって、波形放熱板１や上部側板３、下部側板４の板厚を増すことなく、圧力変動に伴う繰り返し応力発生部位の機械的強度を増大することができる。このため、上部側板３、下部側板４のコーナー部の剛性が増し、内外圧が働いた時にも、上部側板３、下部側板４の変移量及び応力を許容値以下に抑止できるので、材料費及び製品重量の増大を抑制でき、波形放熱板１の成形作業が容易で、かつ、上部側板３及び下部側板４と波形放熱板１との溶接部分の信頼性を高めることができる。
又、上部、下部コーナー補強板１２、１１はタンク内部に収納される電気機器本体７に対して、その平面部が対向するように溶接固着されるため、電界集中が起こらず、電気機器本体７との絶縁距離を小さくすることができ、電気機器の小形が可能になる。
【００２９】
ところで、上記各実施の形態では、電気機器本体が変圧器である放熱タンクについて説明したが、変圧器以外の電気機器にも当然利用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明によれば、シート状の薄鋼板を連続して折り曲げて波状の突出部を形成すると共に、突出部両端を密封して成る波形放熱板と、この波形放熱板の上下端の内側に接合される上部側板及び下部側板とを有する電気機器用タンクにおいて、タンクのコーナー部を構成するところの隣接する上部側板間を橋絡する上部コーナー補強板と、タンクのコーナー部を構成するところの隣接する下部側板間を橋絡する下部コーナー補強板とをタンク内部に設けたので、上部側板又は下部側板の無固定直線部長さが短くなって曲げ強度が向上すると共に、タンクに内外圧が働いたとき、隣接する上部側板同士又は下部側板同士が相互に引っ張り合ったり、押し合ったりするので、電気機器用タンクの強度が大幅に向上し、下部側板、上部側板及び波形放熱板ならびにその間の溶接部の変形および割れを防止できるという効果がある。
【００３２】
第２の発明によれば、上部コーナー補強板と下部コーナー補強板とを一体のコーナー補強板として構成したので、タンク四隅の強力な柱として作用し、タンクの強度がより向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態である電気機器用タンクの要部を示す側断面図である。
【図２】  本発明の実施の形態である電気機器用タンク内部の要部を示す平面断面図（図１の断面Ｂ−Ｂ）である。
【図３】  本発明の実施の形態である電気機器用タンク内部の要部を示す平面断面図（図１の断面Ｂ−Ｂ）である。
【図４】  本発明の実施の形態である電気機器用タンクの要部を示す側断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態である電気機器用タンクの要部を示す展開図である。
【図６】  図５の展開図からなるタンクの底部を示す断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態である電気機器用タンク内部の平面図である。
【図８】  本発明の実施の形態である電気機器用タンク内部の要部を示す斜視図である。
【図９】  本発明の実施の形態である電気機器用タンク内部の要部を示す斜視図である。
【図１０】  従来の電気機器用タンクの要部を示す斜視図である。
【図１１】  波形放熱板の要部を示す水平断面図である。
【図１２】  波形放熱板の要部を示す垂直断面図である。
【図１３】  波形放熱板の要部を示す斜視図である。
【図１４】  従来の電気機器用タンクの要部を示す側断面図である。
【図１５】  従来の電気機器用タンクの内圧による変位を説明する要部側断面図である。
【符号の説明】
１  波形放熱板、２  波形放熱板の突出部、３  上部側板、４  下部側板、５  底板、６  タンク側板、７  電気機器本体、８  下部側板の補強板、９  上部側板の補強板、１０  コーナー補強板、１１  下部側板のコーナー補強板、１２  上部側板のコーナー補強板、１３  冷媒流通用穴。
【図１】
0003648874.tif 000002
【図２】
0003648874.tif 000003
【図３】
0003648874.tif 000004
【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】
0003648874.tif 000009
【図９】
0003648874.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003648874.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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