(57)【要約】【課題】  油入変圧器の歩留り向上と省エネを考慮した油入変圧器を提供することを目的とする。【解決手段】  鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体をタンク内に収納し、絶縁油を入れてなる油入変圧器であって、タンクは、蓋を取付けるためのフランジと、底板と、側板からなる胴体部で構成され、フランジは胴体部の外側で溶接により固定され、底板は胴体部の内側で溶接により固定され、底板はフランジに用いる板からくり抜いた部材を使用するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体をタンク内に収納し、絶縁油を入れてなる油入変圧器であって、
前記タンクは、蓋を取付けるためのフランジと、底板と、側板からなる胴体部で構成され、前記フランジは前記胴体部の外側で溶接により固定され、前記底板は前記胴体部の内側で溶接により固定され、
前記底板は前記フランジに用いる板からくり抜いた部材を使用することを特徴とする油入変圧器。
【請求項２】
請求項１記載の油入変圧器において、
前記鉄心−コイル組立体は、鉄心の複数の脚部にそれぞれ取り付けた複数のコイルを備え、
前記複数のコイルが近接する部位に面する前記胴体部に、前記複数のコイルの軸方向に延び、前記複数のコイルが近接する部位に向かって凹む絞り部を設け、
前記フランジは、前記絞り部を除く部分は前記胴体部の外側の前記フランジの前記底板側で溶接され、前記絞り部は、前記胴体部の外側の前記フランジの前記底板側とは反対側で溶接されることを特徴とする油入変圧器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油入変圧器において、
前記底板は前記フランジに用いる板から前記側板の板厚以上の幅でくり抜いた部材であることを特徴とする油入変圧器。
【請求項４】
請求項１または２に記載の油入変圧器において、
前記胴体部は前記側板が波リブを有することを特徴とする油入変圧器。
【請求項５】
請求項１または２に記載の油入変圧器において、
前記胴体部は前記側板が凸部または凹部のエンボスを有することを特徴とする油入変圧器。
【請求項６】
請求項１に記載の油入変圧器において、
前記胴体部を構成する側板が前記フランジ側で立ち上げ部を有し折曲げられており、前記フランジと前記胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接され、
前記底板は立ち上げ部を有し折曲げられており、前記胴体部の内側で前記底板と前記胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接されていることを特徴とする油入変圧器。
【請求項７】
油入変圧器のタンクの製造方法であって、
前記タンクは、蓋を取付けるためのフランジと、底板と、側板からなる胴体部で構成されており、
前記底板は前記側板の板厚以上の幅でレーザにより前記フランジに用いる板からくり抜いて取得し、
前記フランジは前記胴体部の外側で溶接により固定し、
前記底板は前記胴体部の内側で溶接により固定することを特徴とする油入変圧器のタンクの製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の油入変圧器のタンクの製造方法において、
前記タンクは鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体を収納し、
前記鉄心−コイル組立体は、鉄心の複数の脚部にそれぞれ取り付けた複数のコイルを備え、
前記複数のコイルが近接する部位に面する前記胴体部に、前記複数のコイルの軸方向に延び、前記複数のコイルが近接する部位に向かって凹む絞り部を設けており、
前記フランジは、前記絞り部を除く部分は前記胴体部の外側の前記フランジの前記底板側で溶接し、前記絞り部は、前記胴体部の外側の前記フランジの前記底板側とは反対側で溶接することを特徴とする油入変圧器のタンクの製造方法。
【請求項９】
請求項７記載の油入変圧器のタンクの製造方法において、
前記胴体部を構成する側板を前記フランジ側で立ち上げ部を有するように折曲げ、前記フランジと前記胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接し、
前記底板を立ち上げ部を有するように折曲げ、前記胴体部の内側で前記底板と前記胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接することを特徴とする油入変圧器のタンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油入変圧器に係り、特に歩留り向上と省エネを考慮した油入変圧器のタンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に油入電気機器、例えば油入変圧器のタンクには、変圧器の絶縁媒体として絶縁油が入っている。その絶縁油は変圧器の通電熱で温度上昇することによって膨張し、タンクの内圧が上昇するので、タンクは変形しないように充分な強度を必要とする。また、熱伝導が低い絶縁油の温度上昇を抑制できる放熱性能が要求される。
【０００３】
この種のタンクの従来技術としては、特開昭５３−３５１２２号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、タンクは、上下部側板と波形折曲げの側板とを有し、側板には順次直角に折曲げて形成される多数のひれ状張出部が形成されており、各張出部内の空間はタンク内の油が対流できる張出油室に形成されている点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５３−３５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す従来技術では、タンクは上下部側板と波形折曲げの側板とを有していると記載しているが、上下部側板の歩留り向上や省エネ化について考慮されていない。
【０００６】
本発明は、油入変圧器の歩留り向上と省エネを考慮した油入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】
【０００７】
本発明は、上記背景技術に鑑み、その一例を挙げるならば、鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体をタンク内に収納し、絶縁油を入れてなる油入変圧器であって、タンクは、蓋を取付けるためのフランジと、底板と、側板からなる胴体部で構成され、フランジは胴体部の外側で溶接により固定され、底板は胴体部の内側で溶接により固定され、底板はフランジに用いる板からくり抜いた部材を使用するように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、油入変圧器の歩留り向上と省エネを考慮した油入変圧器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１におけるタンク全体の概略斜視図である。
【図２】実施例１におけるタンク全体の縦断面図である。
【図３】実施例１におけるフランジと底板の関係を示した模式図である。
【図４】実施例１における波リブを設けたタンク全体の概略斜視図である。
【図５】実施例１におけるエンボスを設けたタンク全体の概略斜視図である。
【図６】実施例２におけるタンク全体の概略斜視図である。
【図７】実施例２における油入変圧器の横断面図である。
【図８】実施例２におけるフランジと胴体部との溶接部分を示す説明図である。
【図９】実施例２における波リブを設けたタンク全体の概略斜視図である。
【図１０】実施例２におけるエンボスを設けたタンク全体の概略斜視図である。
【図１１】実施例３におけるタンク全体の概略斜視図である。
【図１２】実施例３におけるタンク全体の縦断面図である。
【図１３】実施例３における底板と胴体部との溶接部分を示す説明図である。
【図１４】実施例３におけるフランジと胴体部との溶接部分を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本実施例におけるタンク全体の概略斜視図である。図１において、タンク１０は、蓋を取付けるためのフランジ１１、底板１２と、側板からなる胴体部１３とで構成され、これらにより鉄心とコイルとを組み立てた鉄心−コイル組立体及びこれを絶縁するための絶縁油を収容するように構成されている。胴体部１３は、シート状の簿板、例えば鋼板をプレス加工によって成形したものである。また、１４はタンク全体を支える脚部である。
【００１２】
また、図２は、図１のＡ−Ａ線から見た油入変圧器の縦断面図である。図２に示すように、フランジ１１は胴体部１３の外側で溶接により胴体部１３に固定され、底板１２は胴体部１３の内側で溶接により胴体部１３に固定される。
【００１３】
図３は、本実施例におけるフランジ１１と底板１２の関係を示した模式図である。図３に示すように、フランジ１１の外形を形成した板から底板１２をくり抜くことで、フランジ１１の内形と底板１２の外形の切断面が一致し、相似な関係を持つそれぞれの部材を得ることができる。図２に示すように、フランジ１１は胴体部１３の外側で固定され、底板１２は胴体部１３の内側で固定されるため、フランジ１１の外形を形成した板からのくり抜きは、例えば、レーザでくり抜く場合は、レーザ幅を胴体部１３を構成する側板の板厚とすることで、フランジ１１と底板１２の溶接ギャップを無くすことができる。
【００１４】
なお、側板の板厚よりも小さいレーザ幅で複数回切断してもよい。また、側板の板厚以上の幅で切断して、板厚との差分は溶接によるビードで埋めてもよい。また、フランジ１１に使用する板からまず底板１２をくり抜き、その後、フランジ１１の外形を成形してもよい。
【００１５】
このように、フランジの中をくり抜いた部材を底板に使用することで底板とフランジの形状が相似形となるため、タンクの上下部分でのタンク内圧に差が出にくくなるという効果がある。特に、タンク構造に曲面部分または凹み部分を有する場合には、底板とフランジの形状が不一致になると、強度低下や歩留まり低下が生じるが、フランジの中をくり抜いた部材を底板に使用することでこの問題を解決できる。
【００１６】
また、フランジの中をくり抜いた部材を底板に用いるので、部材の歩留まり向上の効果もある。また、廃材の削減が可能で、省エネ効果も期待される。また、フランジと底板が自動的に取得できるため設計誤差や誤記による間違いが発生しない。また、くり抜きのためのレーザ幅を調整することで、フランジと底板の溶接ギャップを無くすことが可能である。
【００１７】
図４は、本実施例における波リブを設けたタンク全体の概略斜視図である。図１が、胴体部１３は平板である側板で構成されていたのに対し、図４は、胴体部を形成する側板が放熱面積を多くするための波形折曲げの波リブ４０を有する構成である。この構成においても、上記と同様に、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板に用いることで、歩留り向上や省エネ等の効果があると同時に、放熱効果が向上するという効果がある。
【００１８】
図５は、本実施例におけるエンボスを設けたタンク全体の概略斜視図である。図１が、胴体部１３は平板である側板で構成されていたのに対し、図５は、胴体部を形成する側板に凸部または凹部のエンボス５０を形成する。この構成においても、上記と同様に、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板に用いることで、歩留り向上や省エネ等の効果があると同時に、放熱性をより向上させることができ、また、タンクの強度を向上することができるという効果がある。
【００１９】
以上のように、本実施例は、タンクは、蓋を取付けるためのフランジと、底板と、側板からなる胴体部で構成され、フランジは胴体部の外側で溶接により固定され、底板は胴体部の内側で溶接により固定され、底板はフランジに用いる板からくり抜いた部材を使用するように構成する。
【００２０】
これにより、部材の歩留まり向上と、廃材の削減が可能で、省エネ効果があり、タンクの強度低下防止の効果がある。
【実施例２】
【００２１】
図６は、本実施例におけるタンク全体の概略斜視図である。また、図７はタンク内部に鉄心−コイル組立体を収納した油入変圧器の横断面を上から見た図である。図７は、３相３脚構造の油入変圧器を示す。なお、図１と同じ機能の構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００２２】
本実施例における油入変圧器は、図７に示すように、鉄心２１とコイル２２とを組み立てた鉄心−コイル組立体２０は、鉄心２１の複数の脚部にそれぞれ複数の相（Ｕ相２６，Ｖ相２７，Ｗ相２８）のコイル２２が設けられている。なお、コイル２２は一次コイル部２３と二次コイル部２４で構成されている。そして、コイル２２の外周に設ける絶縁油３０が一定の層厚になるように、複数の相のコイル２２が近接する相間接触部２５に面しているタンクの胴体部１３の面に絞り部１５を設けている。絞り部１５は、コイル２２の軸方向に延び、複数の相のコイルが近接する部位に向かって凹んでいる。
【００２３】
本実施例では、タンク１０の胴体部１３の面をコイル２２の外周面に沿って延びる曲面で形成し、コイル２２の外周面の絶縁油３０がほぼ一定の層厚となるようにしている。これによって、絶縁性能上の必要絶縁距離１６ｂを確保しながら、タンク周囲との相間接触部の絶縁距離１６ａを絶縁性能上の必要絶縁距離１６ｂまで小さくできる。絶縁油の熱伝導は、たとえば、0.12W/m・Kと熱伝導が小さいが、金属製のタンクの熱伝導は例えば、80W/m・Kと比較的大きい。従って、熱伝導性能が低い絶縁油の厚さを薄くし、熱伝導が比較的大きいタンクまでの距離を小さくすることで放熱性能が向上できる。この構成によれば、絶縁油の層を薄くすることにより、熱源であるコイルからの放熱性を向上させることができる。また、油入変圧器の小型化が図れる。
【００２４】
本実施例でも、図２に示したように、フランジ１１は胴体部１３の外側で溶接により固定され、底板１２は胴体部１３の内側で溶接により固定される。そして、図３に示すように、フランジ１１の外形を形成した板から底板１２をくり抜くことで、フランジ１１の内形と底板１２の外形が相似な関係を持つそれぞれの部材を得ることができる。
【００２５】
ここで、フランジ１１と胴体部１３の溶接による固定を考える。図８は、本実施例における、フランジ１１と胴体部１３との溶接部分を示す説明図である。図８において、（ａ）はフランジ１１を底板側から見た図であり、胴体部１３との溶接部分を示している。また、（ｂ）は、図２と同様の、油入変圧器の縦断面図である。本実施例における胴体部１３は、上記したように、胴体部１３の面をコイル２２の外周面に沿って延びる曲面で形成し、複数の相のコイル２２が近接する部位２５に面している胴体部１３の面に絞り部１５を設けている。そのため、溶接する際に使用する溶接トーチが絞り部１５に入らずワイヤー飛び出し長が短い場合、溶接ができない場合がある。
【００２６】
そこで、この場合には、図８（ａ）に示すように、絞り部１５を除く部分については、胴体部１３の外側であってフランジ１１の底板側から溶接する。ハッチングをした部分が溶接により形成されたビードを示している。
【００２７】
すなわち、フランジ１１のうち溶接トーチが絞り部１５に入る領域はフランジ１１のＢ側に溶接部を有し、溶接トーチが絞り部１５に入らない領域はフランジ１１のＣ側に溶接部を有する。そのため、フランジ１５のＢ側の溶接部とＣ側の溶接部の溶接長の総和がタンク外周面よりも長い距離の溶接部を形成することができる。そのため、フランジ１５Ｂ側のみを溶接した場合よりも溶接強度を向上させることができる。
【００２８】
言い換えると、タンクを上面図で観察した際に、フランジ１５の上面であるＣ側の溶接シロと下面であるＢ側の溶接シロが重なり合う部分があると、溶接部の総和とタンク外周が同じ場合よりも溶接の強度が向上する。
【００２９】
さらに、フランジ１５の板厚が薄い場合には、溶接トーチが絞り部１５に入らない領域についてＢ側から溶接した部分と、溶接トーチが絞り部１５に入る領域の溶接部とが溶着するため、さらに溶接強度を向上する。
【００３０】
なお、フランジ１５のＢ側の溶接長とＣ側の溶接部の総和がフランジＢ側のみを溶接した場合と同じであっても、溶接部がフランジ１５の上面であるＣ側及び下面であるＢ側に存在するため、フランジ１５を胴体部１３により強固に接続することができる。
【００３１】
また、絞り部１５は、図８（ｂ）に示すように、フランジ１１の底板側とは反対側であるフランジ１１の上であるＣに示す方向から溶接する。なお、Ｂに示す方向は、絞り部１５を除く部分についての溶接方向を示しており、タンクの胴体部１３の外側のフランジ１１の底板側から溶接を行う。
【００３２】
このように、フランジ１１の両面から溶接することで、胴体部１３の絞り部１５の溶接を実現できる。また、溶接トーチの大きさやワイヤー飛び出し長によらず溶接が可能となる。また、溶接トーチの大きさやワイヤー飛び出し長によらずタンクの絞り部の角度や範囲が自由に調節可能となる。また、絞り部１５を除くほとんどの部分をタンクの胴体部１３の外側のフランジ１１の底板側から溶接することで、溶接によるスラグや金属粒がタンク内に飛び散り残留する可能性を低減できる。また、絞り部１５を除くほとんどの部分をフランジ１１の底板側から溶接するので、溶接によるビードでフランジ１１の上部の平坦性が失われることを極力低減できる。
【００３３】
図９は、本実施例における波リブを設けたタンク全体の概略斜視図である。図６が、胴体部１３は平板である側板で構成されていたのに対し、図９は、胴体部を形成する側板が放熱面積を多くするための波形折曲げの波リブ４０を有する構成である。この構成においても、上記と同様に、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板に用いることで、歩留り向上や省エネ等の効果があると同時に、絞り部の溶接を実現でき、放熱効果が向上するという効果がある。
【００３４】
図１０は、本実施例におけるエンボスを設けたタンク全体の概略斜視図である。図６が、胴体部１３は平板である側板で構成されていたのに対し、図１０は、胴体部を形成する側板に凸部または凹部のエンボス５０を形成する。この構成においても、上記と同様に、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板に用いることで、歩留り向上や省エネ等の効果があると同時に、絞り部の溶接を実現でき、放熱性をより向上させることができ、また、タンクの強度を向上することができるという効果がある。
【００３５】
以上のように、本実施例は、絞り部を除く部分は胴体部の外側のフランジの底板側で溶接され、絞り部は、胴体部の外側のフランジの底板側とは反対側で溶接するように構成する。
【００３６】
これにより、実施例１の効果に加えて、絞り部の溶接を実現でき、放熱性の向上と、油入変圧器の小型化が図れるという効果がある。
【実施例３】
【００３７】
図１１は本実施例におけるタンク全体の概略斜視図である。また、図１２は、図１１のＡ−Ａ線から見た油入変圧器の縦断面図である。なお、図６と同じ機能の構成は同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
本実施例における油入変圧器は、図１２に示すように、胴体部１３を構成する側板がフランジ１１側で立ち上げ部を有し折曲げられており、フランジ１１と胴体部１３の側板が重ね合わせた状態で溶接される。また、底板１２も立ち上げ部を有し折曲げられており、胴体部１３の内側で底板１２と胴体部１３の側板が重ね合わせた状態で溶接される。
【００３９】
図１３は、本実施例における底板と胴体部との溶接部分を示す説明図である。図１３において、（ａ）は実施例１の図２の構成の場合の底板１２と胴体部１３との溶接部分を示し、（ｂ）は本実施例の底板１２と胴体部１３との溶接部分を示している。（ａ）に示すように、構造上、底板１２は胴体部１３を構成する側板より厚い板を使用する。そのため、薄板と厚板を溶接する際に、それぞれを垂直に当てて溶接すると薄板が溶接温度により溶解してしまい溶接が困難となる可能性がある。また溶接部の気密性が低下する可能性が増えて強度低下の原因にもなる可能性がある。そこで、（ｂ）に示すように、底板１２に立ち上げ部を設け折曲げ、底板１２と胴体部１３の側板が重ね合わせた状態で溶接するように構成する。これにより、胴体部１３を構成する側板への溶接温度による熱の影響を低減でき、溶接が容易となり、また溶接部の気密性が向上し強度向上も図れる。また、底板１２への熱の影響も低減できるため、底板１２の薄型化も実現できる。
【００４０】
図１４は、本実施例におけるフランジと胴体部との溶接部分を示す説明図である。図１４において、（ａ）は実施例１の図２の構成の場合のフランジ１１と胴体部１３との溶接部分を示し、（ｂ）は本実施例のフランジ１１と胴体部１３との溶接部分を示している。（ａ）に示すように、フランジ１１は、実施例１や２と同様に、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板１２として用いるため、底板１２と同じ板厚であり、胴体部１３を構成する側板より厚い板である。そのため、上記と同様に、薄板と厚板を溶接する際に垂直に当てて溶接すると薄板が溶接温度により溶解してしまい溶接が困難となる可能性がある。また気密性低下や強度低下の可能性がある。そこで、（ｂ）に示すように、胴体部１３の側板に立ち上げ部を設け折曲げ、フランジ１１と胴体部１３の側板が重ね合わせた状態で溶接するように構成する。これにより、胴体部１３を構成する側板への溶接温度による熱の影響を低減でき、溶接が容易となり、また溶接部の気密性が向上し強度向上も図れる。また、フランジ１１への熱の影響も低減できるため、フランジ１１の薄型化も実現できる。また、実施例２で問題となった、胴体部１３の絞り部１５の溶接についても解決できる。
【００４１】
なお、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板１２として用いるためには、図１２で示したように、底板１２の立ち上げ部の高さＬｂよりも胴体部１３の側板の立ち上げ部の高さＬｔが大きくなるように設定することで、フランジ１１の中をくり抜いた部材を底板１２として用いて、フランジ１１と胴体部１３の側板が重ね合わせた状態で溶接することができる。
【００４２】
なお、実施例１の、胴体部に絞り部がない場合にも本実施例が適用できるのは明らかである。
【００４３】
以上のように、本実施例は、胴体部を構成する側板がフランジ側で立ち上げ部を有し折曲げられており、フランジと胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接され、底板は立ち上げ部を有し折曲げられており、胴体部の内側で底板と胴体部の側板が重ね合わせた状態で溶接される。
【００４４】
これにより、胴体部を構成する側板への溶接温度による熱の影響を低減でき、溶接が容易となり、また溶接部の気密性が向上し強度向上も図れる。また、底板やフランジへの熱の影響も低減できるため、薄型化も実現できる。
【符号の説明】
【００４５】
１０：タンク、１１：フランジ、１２：底板、１３：胴体部、１４：脚部、１５：絞り部、１６ａ：相間接触部の絶縁距離、１６ｂ：必要絶縁距離、２０：鉄心−コイル組立体、２１：鉄心、２２：コイル、２３：一次コイル部、２４：二次コイル部、２５：相間接触部、２６：Ｕ相、２７：Ｖ相、２８：Ｗ相、３０：絶縁油、４０：波リブ、５０：エンボス
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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