(57)【要約】【課題】エネルギー損失を低減させ、冷却効率を向上させることができるガス送風機を提供するものである。【解決手段】実施形態のガス送風機は、駆動力を発生させる駆動手段と、前記駆動手段の前記駆動力を受けて回転し、回転軸周りに複数の羽根を有する羽根車と、前記羽根車を収納するとともに、ノーズ部を起点として略渦巻き形状であり、前記回転軸の軸方向の一端にガスの流入口を有し、前記ガスが流れる下流側端部に前記ガスの流出口を有するケーシングとを備え、前記羽根車の外周端部より外側に位置する前記ケーシングの高さは、前記ノーズ部では前記羽根車の前記外周端部の高さと略同一であり、前記羽根車の回転方向に沿って前記流出口に向うにつれて増加する。【選択図】図５
2015151981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生させる駆動手段と、
前記駆動手段の前記駆動力を受けて回転し、回転軸周りに複数の羽根を有する羽根車と、
前記羽根車を収納するとともに、ノーズ部を起点として略渦巻き形状であり、前記回転軸の軸方向の一端にガスの流入口を有し、前記ガスが流れる下流側端部に前記ガスの流出口を有するケーシングと
を備え、
前記羽根車の外周端部より外側に位置する前記ケーシングの高さは、前記ノーズ部では前記羽根車の前記外周端部の高さと略同一であり、前記羽根車の回転方向に沿って前記流出口に向うにつれて増加するガス送風機。
【請求項２】
前記羽根車は、
前記回転軸に略垂直に配置される主板と、
前記主板上に、前記回転軸周りに複数枚配置される羽根と、
前記羽根の前記主板側とは反対側に配置され、前記主板とともに前記羽根を固定し、略中央部に前記ガスを取り込む吸気口を備えるとともに、外周端部と前記吸気口とを結ぶ面が前記回転軸側に凸となるように湾曲した側板と
を有する請求項１に記載のガス送風機。
【請求項３】
前記羽根車の外周端部より外側に位置する前記ケーシングの断面および前記流出口の断面が円形状である請求項１または請求項２に記載のガス送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ガス送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＦ６等のガスによって絶縁されたガス絶縁静止誘導電器は、油入りの静止誘導電器と比較して絶縁性能に遜色がなく、しかも絶縁性ガスが不燃性なので、優れた安全性を得ることができる。しかし、絶縁性ガスは物質特性の違いから、絶縁油と同等の容量では冷却特性が低いため、冷却器によって冷却しつつ、ガス送風機によってガスを循環させることで絶縁性ガスの冷却特性が高められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１６７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス送風機の構成例を図１０を用いて説明する。図１０は、従来のガス送風機の構成の一例を示す（ａ）透過上面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ断面図である。
【０００５】
ケーシング６０は、ノーズ部６１を起点として略渦巻き形状であり、内部には羽根車６２が収納される。羽根車６２は、回転軸６３周りに複数の羽根６４を有し、回転軸６３を中心に矢印Ｅ方向に回転する。
【０００６】
羽根車６２の底部には、円筒状のボス６４が形成され、図示しない駆動手段の回転子軸６５がボス６４に固定される。図示しない駆動手段は回転子軸６５を矢印Ｆ方向に回転させ、それにより羽根車６２を回転軸６３を中心に矢印Ｅ方向に回転させる。
【０００７】
回転軸６３の軸方向のケーシング６０の一端には、ガス流入口６６が形成されており、ガス流入口６６からＳＦ６等のガスが吸入される。ケーシング６０の内部における羽根車６２の外周端部より外側には、ガス流入口６６から吸入され羽根車６２から吹き出すガスが流れるガス通路６７が形成される。ガスが流れるケーシング６０の下流端部には、ガス送風機の外部へガスを吹き出すガス流出口６８が形成される。
【０００８】
すなわち、回転子軸６５が矢印Ｆ方向に回転することによって、羽根車６２が矢印Ｅ方向に回転し、ガス流入口６６から流入したガスを、ガス流出口６８からガス送風機の外部へ流出する仕組みとなっている。
【０００９】
このように構成される従来のガス送風機では、羽根車６２の外周端部において、ケーシング６０と羽根車６２との間に隙間６９が存在する場合、ガスの流れの剥離７０が発生する。ガスの流れの剥離７０に伴って形成される渦がガス流体の運動に対して抵抗となるため、大きなエネルギー損失が生じる。
【００１０】
一方、ケーシング６０の高さを羽根車６２の外周端部に合わせて小さくすると、ケーシング６０の流体通過断面積が減少してガス流速が増加する。そのことにより、管壁摩擦損失が増大し、大きなエネルギー損失に繋がる。
【００１１】
そこで、本発明の実施形態はこれらの課題を解決するために、エネルギー損失を低減させ、冷却効率を向上させることができるガス送風機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、実施形態のガス送風機は、駆動力を発生させる駆動手段と、前記駆動手段の前記駆動力を受けて回転し、回転軸周りに複数の羽根を有する羽根車と、前記羽根車を収納するとともに、ノーズ部を起点として略渦巻き形状であり、前記回転軸の軸方向の一端にガスの流入口を有し、前記ガスが流れる下流側端部に前記ガスの流出口を有するケーシングとを備え、前記羽根車の外周端部より外側に位置する前記ケーシングの高さは、前記ノーズ部では前記羽根車の前記外周端部の高さと略同一であり、前記羽根車の回転方向に沿って前記流出口に向うにつれて増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るガス絶縁静止誘導電器の（ａ）側面図、（ｂ）上面図、（ｃ）正面図。
【図２】第１の実施形態に係るガス送風機の透過上面図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】第１の実施形態に係るガス送風機の羽根車の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面からみた断面図。
【図５】第１の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図。
【図６】第２の実施形態に係るガス送風機の羽根車の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面からみた断面図。
【図７】第２の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図。
【図８】第３の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図。
【図９】第３の実施形態の変形例に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図。
【図１０】従来のガス送風機の構成の一例を示す（ａ）透過上面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るガス絶縁静止誘導電器の（ａ）側面図、（ｂ）上面図、（ｃ）正面図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、ＳＦ６等のガスによって絶縁されたガス絶縁静止誘導電器１の上部には、温度が上昇したガスを外部に取り出すためのガス配管２の一端が接続されており、このガス配管２の他端は、冷却器３に接続される。冷却器３の下側には、ガス配管４を介してガス送風機１０が配設されており、ガス送風機１０の出口側は、ガス配管５を介してガス絶縁静止誘導電器１の下部側面と接続される。そして、冷却器３によって冷却しつつ、ガス送風機１０によってガスを循環させるように構成される。
【００１７】
また、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、ガス絶縁静止誘導電器１は複数、例えば３つ連結されて配設されており、１つのガス絶縁静止誘導電器１には、一例としてそれぞれ２台のガス送風機１０が配設されている。
【００１８】
図２は、第１の実施形態に係るガス送風機の透過上面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
ガス送風機１０は、ケース１１、ケーシング２０、羽根車３０、駆動手段４０を有する。
【００２０】
ケーシング２０は、ノーズ部２１を起点として略渦巻き形状であり、内部には羽根車２０が収納される。
【００２１】
図４は、第１の実施形態に係るガス送風機の羽根車の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面からみた断面図である。
【００２２】
羽根車３０は、主板３１、羽根３２、側板３３を有し、回転軸１２を中心に矢印Ｂ方向に回転する。
【００２３】
円板状の主板３１は、回転軸１２に略垂直（垂直を含む）に配置され、主板３１上には回転軸１２周りに羽根３２が複数枚配置される。主板３１の中央部には、駆動手段４０の回転子軸４１が結合される円筒状のボス３４が形成される。
【００２４】
羽根３２の主板３１側とは反対側には、円環状の側板３３が配置され、主板３１と側板３３によって複数の羽根３２が固定される。側板３３の略中央部には、羽根車３０内にガスを取り込む吸気口３５が形成される。
【００２５】
回転軸１２の軸方向のケーシング２０の一端には、ガス流入口２２が形成されており、ガス流入口２２からＳＦ６等のガスが吸入される。回転軸１２の軸方向のケーシング２０の他端には、ケース１１が設けられ、ケース１１の内部に駆動手段４０が収納される。
【００２６】
駆動手段４０の回転子軸４１の上端部は、ケース１１内からケーシング２０内に突出するように延在し、ボス３４に結合される。
【００２７】
駆動手段４０は回転子軸４１を矢印Ｂ方向に回転させ、それにより羽根車３０を回転軸１２を中心に矢印Ｃ方向に回転させるような駆動力を発生させる手段であり、例えば電動機である。
【００２８】
ケーシング２０の内部における羽根車３０の外周端部より外側には、ガス流入口２２から吸入され、羽根車３０から吹き出すガスが流れるガス通路２３が形成される。ガスが流れるケーシング２０の下流端部には、ガス送風機１０の外部へガスを吹き出すガス流出口２４が形成される。
【００２９】
図５は、第１の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図である。
【００３０】
羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の高さ、すなわちガス通路２３の高さは、ノーズ部２１では羽根車３０外周端部の高さと略同一（同一を含む）であり、図５に示すように羽根車３０の回転方向（矢印Ｃ）に沿ってガス流出口２４に向うにつれて増加する。ケーシンング２０の高さは、図５に示すように滑らかに増加してもよいし、段階的に増加してもよい。
【００３１】
次に、第１の実施形態に係るガス送風機の作用について図２乃至図４を用いて説明する。
【００３２】
駆動手段４０によって発生した駆動力により、回転子軸４１が矢印Ｂ方向に回転する。回転子軸４１はボス３４に固定されているため、回転子軸４１が矢印Ｂ方向に回転することによって、羽根車３０が矢印Ｃ方向に回転する。ガス流入口２２から流入したガスは、吸気口３５から羽根車３０内に取り込まれ、羽根車３０が矢印Ｃ方向に回転することにより、ガス通路２３を通ってガス流出口２４からガス送風機１０の外部へ流出される。
【００３３】
以上説明したように、第１の実施形態に係るガス送風機は、羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の高さが、ノーズ部２１では羽根車３０の外周端部の高さと略同一であるため、羽根車３０の外周端部におけるガスの流れの剥離を抑制し、剥離に伴う渦の形成を抑えることができる。そのため、渦に起因するエネルギー損失を低減することが可能となる。
【００３４】
また、ノーズ部２１はケーシング２０の渦巻き形状の巻き始めであり、ガスの流量が少ないため、ケーシング２０の高さが羽根車３０の外周端部の高さと略同一であっても管壁摩擦損失は少なくて済む。
【００３５】
さらに、羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の高さは、羽根車３０の回転方向（矢印Ｃ）に沿ってガス流出口２４に向うにつれて増加するように構成されるため、ガス流出口２４に向うにつれてガスの流量が増加してもケーシング２０の断面積も増加する。そのため、ガスの流速を低減させることができ、管壁摩擦損失を低減させることが可能となる。
【００３６】
このようなエネルギー損失の低減により、ガス送風機の大型化や電力のランニングコストの増加を伴わずに、ガス送風機の風量を増加させ冷却効率を向上させることが可能となる。ガス送風機の冷却効率が向上することで、図１に示すような冷却器３の台数を削減することができ、ガス絶縁静止誘導電器全体のコスト低減にも繋がる。
【００３７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。
【００３８】
図６は、第２の実施形態に係るガス送風機の羽根車の構成を示す（ａ）斜視図、（ｂ）正面からみた断面図、図７は、第２の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図である。
【００３９】
この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、羽根車５０にある。
【００４０】
羽根車５０は、主板３１、羽根５１、側板５２を有し、回転軸１２を中心に矢印Ｂ方向に回転する。
【００４１】
円板状の主板３１は、回転軸１２に略垂直（垂直を含む）に配置され、主板３１上には回転軸１２周りに羽根５１が複数枚配置される。主板３１の中央部には、駆動手段４０の回転子軸４１が結合される円筒状のボス３４が形成される。
【００４２】
羽根５１の主板３１側とは反対側には、側板５２が配置され、主板３１と側板５２によって複数の羽根５１が固定される。側板５２の略中央部には、羽根車５０内にガスを取り込む吸気口３５が形成される。ここで、側板５２の外周端部と吸気口３５とを結ぶ面は回転軸１２側に凸となるように湾曲している。羽根５１の側板５２側端部も側板５２に沿うように湾曲した形状となっている。
【００４３】
以上説明した第２の実施形態に係るガス送風機によれば、羽根車５０の側板５２における外周端部と吸気口３５とを結ぶ面が回転軸１２側に凸となるように湾曲しているため、第１の実施形態で得られる効果に加えて、羽根車５０内部におけるガスの流れの乱れによる渦が生じにくく、よりエネルギー損失を低減することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の構成について、図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、説明は省略する。
【００４５】
この第３の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の断面形状および流出口２４の断面形状にある。
【００４６】
図８は、第３の実施形態に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図である。
【００４７】
図５に示す第１の実施形態では、羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の断面および流出口２４の断面は四角形であるが、本実施形態では円形である。
【００４８】
断面積が同一の場合、円形断面の方が四角形断面よりも周長が短い。そのため、羽根車３０の外周端部より外側に位置するケーシング３０の断面および流出口２４の断面を円形状にすることで、ガス通路２３においてガスと管壁とが接触する周長が短くなる。そのことにより管壁摩擦損失が小さくなり、第１の実施形態で得られる効果に加えて、よりエネルギー損失を低減することができる。
【００４９】
（第３の実施形態の変形例）
図９は、第３の実施形態の変形例に係るガス送風機のケーシングと羽根車の構成を示す斜視図である。
【００５０】
図９に示すように、第２の実施形態に係るガス送風機に対して、羽根車５０の外周端部より外側に位置するケーシング２０の断面および流出口２４の断面を円形状にしてもよい。
【００５１】
そのことにより、第２の実施形態で得られる効果に加えて、より管壁摩擦損失を小さくすることができ、エネルギー損失の低減に繋がる。
【００５２】
本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１…ガス絶縁静止誘導電器
２，４，５…ガス配管
３…冷却器
１０…ガス送風機
１１…ケース
１２，６３…回転軸 
２０，６０…ケーシング
２１，６１…ノーズ部
２２，６６…ガス流入口
２３，６７…ガス通路
２４，６８…ガス流出口
３０，６２…羽根車
３１…主板
３２，６４…羽根
３３…側板
３４…ボス
３５…吸気口
４０…駆動手段
４１，６５…回転子軸
５０…羽根車
５１…羽根
５２…側板
６９…隙間
７０…剥離
【図１】
2015151981.tif 000003
【図２】
2015151981.tif 000004
【図３】
2015151981.tif 000005
【図４】
2015151981.tif 000006
【図５】
2015151981.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015151981.tif 000009
【図８】
2015151981.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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