(57)【要約】【課題】外鉄型変圧器において、冷却器の下部配管を直管でタンクに接続することができる変圧器を提供する。【解決手段】外形が直方体で上下方向に貫通した開口を有する鉄心３と、開口に挿通され、鉄心３に巻き回された巻線２と、鉄心３および巻線２を収容したタンクと、タンク内に充填された絶縁油１０と、絶縁油１０を冷却する冷却器と、冷却器とタンクとを接続し、冷却器からタンク内への絶縁油１０の流路となる配管１３とを備えている。配管１３は、直管で構成され、冷却器の下部と鉄心３の周側面に対向しているタンクの側部とを直線的に接続している。鉄心３の周側面とタンクの内壁との間には、少なくとも配管１３との接続箇所周辺のタンクの内壁と鉄心３の周側面との間の隙間を確保するブレース１４が設けられている。上記隙間は、鉄心３より下方に位置し、タンクの内壁と巻線２とによって規定される空間１１に連通している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外形が直方体で上下方向に貫通した開口を有する鉄心と、
前記開口に挿通され、前記鉄心に巻き回された巻線と、
前記鉄心および前記巻線を収容したタンクと、
前記タンク内に充填された絶縁油と、
前記絶縁油を冷却する冷却器と、
前記冷却器と前記タンクとを接続し、前記冷却器から前記タンク内への前記絶縁油の流路となる配管と
を備え、
前記配管は、直管で構成され、前記冷却器の下部と前記鉄心の周側面に対向している前記タンクの側部とを直線的に接続し、
前記鉄心の周側面と前記タンクの内壁との間には、少なくとも前記配管との接続箇所周辺の前記タンクの内壁と前記鉄心の周側面との間の隙間を確保する隙間確保部材が設けられ、
前記隙間は、前記鉄心より下方に位置し、前記タンクの内壁と前記巻線とによって規定される空間に連通している、変圧器。
【請求項２】
前記隙間確保部材は、前記鉄心の周側面の各面毎にそれぞれ配置され、
前記隙間確保部材に前記鉄心の周側面に沿う方向の前記絶縁油の流路が形成されていることにより、前記隙間が前記鉄心の周側面に沿って前記鉄心周りに連通している、請求項１に記載の変圧器。
【請求項３】
前記巻線が巻き回された部分以外の前記鉄心の下面と前記タンクの内壁との間の少なくとも一部に、前記絶縁油の流路を確保する第１部材が配置され、
前記第１部材により前記隙間と前記空間とが連通されている、請求項１または２に記載の変圧器。
【請求項４】
前記巻線が巻き回された部分以外の前記鉄心の上面と前記タンクの内壁との間の少なくとも一部に、前記絶縁油の流路を確保する第２部材が配置され、
前記第２部材により確保される流路は、前記第１部材により確保される流路より狭い、請求項３に記載の変圧器。
【請求項５】
外形が直方体で上下方向に貫通した開口を有する鉄心と、
前記開口に挿通され、前記鉄心に巻き回された巻線と、
前記鉄心および前記巻線を収容したタンクと、
前記タンク内に充填された絶縁油と、
前記絶縁油を冷却する冷却器と、
前記タンクの上部と前記冷却器の上部とを接続し、前記タンク内から前記冷却器への前記絶縁油の流路となる第１配管と、
前記タンクの側部と前記冷却器の下部とを接続し、前記冷却器から前記タンク内への前記絶縁油の流路となる第２配管と、
前記巻線が巻き回された部分以外の前記鉄心の下面と前記タンクの内壁との間の少なくとも一部に配置された第１通油プレートと、
前記巻線が巻き回された部分以外の前記鉄心の上面と前記タンクの内壁との間の少なくとも一部に配置された第２通油プレートと、
前記鉄心の周側面の各面と前記タンクの内壁との間に配置され、前記タンクの内壁と前記鉄心の周側面との間の隙間を確保するブレースと
を備え、
前記第１通油プレートは、下部に前記絶縁油の流路となる第１溝部を有し、
前記第２通油プレートは、上部に前記絶縁油の流路となる第２溝部を有し、
前記第１溝部は、前記第２溝部より深く形成され、
前記ブレースは、前記鉄心の周側面に沿って前記鉄心周りに前記絶縁油を流動可能にする第３溝部を有し、
前記第２配管は、直管で構成され、前記鉄心の周側面に対向している前記タンクの側部と前記冷却器の下部とを直線的に接続し、
前記隙間と前記第１溝部と前記第２溝部と前記第３溝部とによって形成される前記絶縁油の流路が連続して、前記鉄心より下方に位置し、前記タンクの内壁と前記巻線とによって規定される空間に繋がっている、変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器に関し、特に、変圧器の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内鉄型変圧器において、冷却器の下部配管がタンクに水平に取り付けられた直管からなるものを開示した先行文献として、特許文献１，２がある。特許文献１に記載の内鉄型変圧器においては、タンクと巻線との間にバリヤを設けている。特許文献２に記載の内鉄型変圧器においては、下部配管の一部が袋状補強材を介してタンクに連通されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−１７２１２６号公報
【特許文献２】実開昭６３−１８５２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内鉄型変圧器においては、冷却器の下部配管を直管で水平配置してタンクに接続した場合、下部配管は、巻線の側面に対向するように接続される。巻線の側面とタンクの内壁とは、絶縁油で満たされた隙間が存在している。外鉄型変圧器において、冷却器の下部配管を直管で水平配置してタンクに接続した場合、下部配管は、鉄心の側面に対向するように接続される。鉄心の側面とタンクの内壁との間にはほとんど隙間がないため、絶縁油の流路が確保できない。そのため、従来の変圧器の構造においては、タンクの下部へ接続するための延長配管を要している。そして、上記文献に記載の構造を外鉄型変圧器に適用することはできない。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、外鉄型変圧器において、直管で構成された冷却器の下部配管を、鉄心の周側面に対向しているタンクの側部に直線的に接続することにより、配管の必要量を低減した変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る変圧器においては、外形が直方体で上下方向に貫通した開口を有する鉄心と、開口に挿通され、鉄心に巻き回された巻線と、鉄心および巻線を収容したタンクと、タンク内に充填された絶縁油と、絶縁油を冷却する冷却器と、冷却器とタンクとを接続し、冷却器からタンク内への絶縁油の流路となる配管とを備えている。配管は、直管で構成され、冷却器の下部と鉄心の周側面に対向しているタンクの側部とを直線的に接続している。鉄心の周側面とタンクの内壁との間には、少なくとも配管との接続箇所周辺のタンクの内壁と鉄心の周側面との間の隙間を確保する隙間確保部材が設けられている。上記隙間は、鉄心より下方に位置し、タンクの内壁と巻線とによって規定される空間に連通している。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、隙間確保部材を設けることにより、配管との接続箇所周辺のタンクの内壁と鉄心の周側面との間の隙間を確保し、この隙間が、鉄心より下方に位置し、タンクの内壁と巻線とによって規定される空間に連通しているため、直管からなる配管からタンク内に絶縁油を流入させて巻線を冷却することができる。このため、冷却器とタンクとを接続する配管を削減して、変圧器の小型化と製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】(Ａ)は、本発明の一実施形態に係る変圧器のタンク内の構成を模式的に示す断面図であり、(Ｂ)は、本実施形態の変圧器の構成を模式的に示す断面図であり、(Ｃ)は、(Ｂ)を矢印ＩＣから見た図である。
【図２】同実施形態に係る変圧器のタンク内の構成を模式的に示す図である。
【図３】(Ａ)は、同実施形態に係る第１通油プレートの構造を模式的に示す正面図であり、(Ｂ)は、第１通油プレートの下面図であり、(Ｃ)は、第２通油プレートの構造を模式的に示す正面図であり、(Ｄ)は、第２通油プレートの平面図である。
【図４】図１(Ａ)のＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た図である。
【図５】同実施形態に係るブレースの構造を模式的に示す斜視図である。
【図６】図１(Ｂ)のＶＩ−ＶＩ線矢印方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る変圧器について図面を参照して説明する。
図１(Ａ)は、本発明の一実施形態に係る変圧器本体の構成を模式的に示す断面図であり、(Ｂ)は、本実施形態の変圧器の構成を模式的に示す断面図であり、(Ｃ)は、(Ｂ)を矢印ＩＣから見た図である。
【００１０】
図１(Ａ)，(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、本実施形態に係る変圧器においては、外形が直方体で上下方向に貫通した開口を有する鉄心３が２つ並列に配置されている。それぞれの鉄心３の開口に巻線２が挿通され、鉄心３同士の相対向する脚に巻線２が巻き回されている。本実施形態の変圧器においては、１つの巻線と２つの鉄心を備えているが、巻線および鉄心を少なくとも１つずつ備えていればよい。
【００１１】
鉄心３および巻線２は、タンクに収容されている。タンクは、下部ハウジング６および上部ハウジング７とから構成されている。下部ハウジング６は、凹状の形状を有し、上端にフランジ部１８を有している。上部ハウジング７は、下面側に空間を有する蓋状の形状を有し、下端が下部ハウジング６のフランジ部１８に接合されている。上部ハウジング７の内壁の全周に亘って、凸状に突出した鉄心押さえ９が設けられている。鉄心押さえ９は、タンクに含まれる。タンク内には、絶縁油１０が充填されている。
【００１２】
鉄心３は、下部ハウジング６のフランジ部１８上に、第１部材である第１通油プレート４を介して支持されている。言い換えると、第１通油プレート４は、巻線２が巻き回された部分以外の鉄心３の下面とタンクの内壁との間に配置されている。
【００１３】
また、巻線２が巻き回された部分以外の鉄心３の上面と鉄心押さえ９の下面との間に、第２部材である第２通油プレート５が配置されている。言い換えると、巻線２が巻き回された部分以外の鉄心３の上面とタンクの内壁との間に第２通油プレート５が配置されている。
【００１４】
第１通油プレート４および第２通油プレート５は、プレスボードまたは鉄などの部材から形成されている。鉄心３は、上部ハウジング７と下部ハウジング６とを組付けることにより、第１通油プレート４および第２通油プレート５を介して、下部ハウジング６のフランジ部１８と上部ハウジング７の鉄心押さえ９とにより押圧される。このようにすることにより、鉄心３の積層密度を高くして、鉄心３における磁束のロスを低減することができる。
【００１５】
鉄心３の周側面の各面とタンクの内壁との間に、タンクの内壁と鉄心３の周側面との間の隙間を確保する隙間確保部材であるブレース１４が配置されている。本実施形態においては、鉄心３の周側面の各面と内壁との間に、ブレース１４を配置したが、後述する第２配管１３が接続されるタンクの内壁と鉄心３の周側面との間にのみ設けてもよい。このようにした場合にも、第２配管１３からタンク内に絶縁油１０を十分に流入させることができる。
【００１６】
図１(Ｂ)，(Ｃ)に示すように、本実施形態に係る変圧器１は、絶縁油１０を冷却する冷却器１２を備えている。冷却器１２は、１つ以上設けられ、本実施形態においては、４つ設けられている。冷却器１２には、タンクの上部と冷却器１２の上部とを接続し、タンク内から冷却器１２への絶縁油１０の流路となる第１配管８が設けられている。また、冷却器１２には、タンクの側部と冷却器１２の下部とを接続し、冷却器１２からタンク内への絶縁油１０の流路となる第２配管１３が設けられている。第２配管１３は、直管で構成され、冷却器１２の下部と鉄心３の周側面に対向しているタンクの側部とを直線的に接続している。絶縁油１０は、巻線２からの熱により温められて、図中の矢印方向に自然対流する。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る変圧器のタンク内の構成を模式的に示す図である。図３(Ａ)は、本実施形態に係る第１通油プレートの構造を模式的に示す正面図であり、(Ｂ)は、第１通油プレートの下面図であり、(Ｃ)は、第２通油プレートの構造を模式的に示す正面図であり、(Ｄ)は、第２通油プレートの平面図である。図２においては、説明の便宜上、上部ハウジングおよびブレースについては図示していない。
【００１８】
図２，３に示すように、第１通油プレート４は、下部に絶縁油の流路となる第１溝部１５を有している。第２通油プレート５は、上部に絶縁油１０の流路となる第２溝部１７を有している。第１溝部１５および第２溝部１７は、略同等の幅を有している。第１溝部の深さＬ1は、第２溝部の深さＬ2より深く形成されている。言い換えると、第２通油プレート５により確保される流路は、第１通油プレート４により確保される流路より狭い。
【００１９】
上記のように、第１通油プレート４および第２通油プレート５を形成することにより、鉄心３より下方に、より多くの絶縁油１０を流すことができるようになる。また、第２通油プレート５においても、第２溝部１７が設けられているため、鉄心３の上部にも絶縁油１０を行き渡らせることができる。第１通油プレート４および第２通油プレート５が、少なくとも１つ設けられていれば、絶縁油１０の流路を確保することができる。
【００２０】
図４は、図１(Ａ)のＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た図である。図４に示すように、本実施形態においては、第２配管１３のタンクへの接続箇所の位置に、ブレース１４が配置されている。
【００２１】
図５は、本実施形態に係るブレースの構造を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、ブレース１４は、直方体の外形を有し、一方の側面に形成された凹部からなる第３溝部１６を有している。
【００２２】
図６は、図１(Ｂ)のＶＩ−ＶＩ線矢印方向から見た図である。図６に示すように、ブレース１４は、鉄心３の周側面１９の各面毎に配置されている。ブレース１４によって、タンクの内壁と鉄心３の周側面１９との間に隙間が形成されるとともに、ブレース１４に第３溝部１６が形成されていることによって、図中の矢印で示すように、絶縁油１０が鉄心３の周側面１９に沿って鉄心３周りに流動することができる。
【００２３】
図４に示すように、ブレース１４によって形成された、タンクの内壁と鉄心３の周側面１９との間の隙間と、第１溝部１５と、第２溝部１７と、第３溝部１６とによって形成される絶縁油１０の流路が連続して、鉄心３より下方に位置し、タンクの内壁と巻線２とによって規定される空間１１に繋がっている。
【００２４】
このように、絶縁油１０の流路を形成することにより、第２配管１３からタンク内に流入した絶縁油１０は、まず、第２配管１３とタンクとの接触箇所周辺の、タンクの内壁と鉄心３の周側面１９との隙間に流入する。次に、鉄心３の周側面１９に沿って流動した後、ほとんどの絶縁油１０は、鉄心３の下方に向かい、第１溝部１５を経由して空間１１に到達する。一部の絶縁油１０は、鉄心３の上方に向かい、第２溝部１７を経由して巻線２側に到達する。
【００２５】
空間１１に到達した絶縁油は、巻線２を冷却することにより温められて、巻線２の上方へ流動し、最終的に第１配管８からタンク外へ流出する。このように絶縁油１０を、図中の矢印方向に自然循環させることにより、巻線２および鉄心３の冷却を行なうことができる。
【００２６】
上記の構成により、外鉄型変圧器においても、冷却器１２の下部配管を直管で構成し、タンクの側部に直線的に接続することができるため、冷却器１２とタンクとを接続する共通配管などの配管を削減して、変圧器１の製造コストの削減を図ることができる。
【００２７】
なお、ブレース１４の配置は、本実施形態の配置に限られず、鉄心３の周側面１９の各面毎に少なくとも１つのブレース１４を配置することにより、鉄心３の全周に沿って、絶縁油１０を流動させることができる。その結果、鉄心３も全体的に冷却することができる。
【００２８】
本実施形態のように、上部ハウジング７に第１配管８および第２配管１３を接続することにより、鉄心３の組立作業と、上部ハウジング７と冷却器１２とを接続する作業を並行して行なうことができる。その結果、変圧器１の組立時間を削減することができる。
【００２９】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  変圧器、２  巻線、３  鉄心、４  第１通油プレート、５  第２通油プレート、６  下部ハウジング、７  上部ハウジング、８  第１配管、１０  絶縁油、１１  空間、１２  冷却器、１３  第２配管、１４  ブレース、１５  第１溝部、１６  第３溝部、１７  第２溝部、１８  フランジ部、１９  周側面。
【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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