(57)【要約】【課題】二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備えることで、絶縁トランスの台数を削減し、これにより、コストダウンを図るとともに機関室内のスペースを有効利用する。【解決手段】船内給電用絶縁トランス（１）は、二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）を備える一方、一次側に複数の二次巻線（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）の総容量に実質的に相当する容量の単一の一次巻線（３）を備える。また、複数の二次巻線（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）に、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）をそれぞれ備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側の回路と二次側の回路とを絶縁する絶縁トランスにおいて、
二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備える一方、一次側に前記複数の二次巻線の総容量に実質的に相当する容量の単一の一次巻線を備え、
前記複数の二次巻線に、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段をそれぞれ備えたことを特徴とする船内給電用絶縁トランス。
【請求項２】
多数の冷凍コンテナレセプタクルに給電する船内給電用絶縁トランスであって、
単一の一次巻線と、互いに電気的に独立した複数の二次巻線とを備え、
前記一次巻線は前記複数の二次巻線の総容量に実質的に相当する容量を有し、
前記複数の二次巻線は、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段をそれぞれ備え、
前記各系統の給電回路ごとに所定数の冷凍コンテナレセプタクルが接続可能で、全体では前記所定数ごとに独立した系統の冷凍コンテナレセプタクルを前記二次巻線の個数倍だけ接続可能であることを特徴とする船内給電用絶縁トランス。
【請求項３】
前記複数の二次巻線は絶縁トランスの高さ方向にそれぞれ高さ位置を変えて配置されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の船内給電用絶縁トランス。
【請求項４】
前記一次巻線の巻数および前記各二次巻線の巻数は、一次側の電圧に比べて二次側の電圧が低い降圧トランスの機能を有するように設定されることを特徴とする請求項１または請求項２記載の船内給電用絶縁トランス。
【請求項５】
前記各系統の給電回路には複数の冷凍コンテナレセプタクルが接続されることを特徴とする請求項１記載の船内給電用絶縁トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばコンテナ船の冷凍コンテナ給電用を始め、各種船舶に適用される船内給電用絶縁トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船内給電回路に絶縁トランスを装備するのは、トランスの二次側に接続される給電回路の地絡検出のためと、トランスの二次側が地絡した場合に一次側給電回路に人が触れたときの感電防止のためである。
【０００３】
そのため、このような船内給電回路に絶縁トランスを装備するときは、地絡検出のためにトランスの二次側に絶縁モニタを装備し、二次側に接続される給電回路の地絡を検出している。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−７４２９４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６１−１７７１２３号公報
【０００６】
【特許文献３】
実公平２−４２５５７号公報
【０００７】
【特許文献４】
実開昭６１−１２７６２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、絶縁モニタによる地絡検出は、トランスの二次側に接続された給電回路のどこかが地絡したことを検出するだけで、具体的な地絡場所を特定することができない。そのため、例えばコンテナ船の場合、積載する多数の冷凍コンテナ（レフコン）全体に必要な給電回路をできるだけ細かく分割し、１個の絶縁モニタの受け持つ地絡検出範囲をできるだけ狭め、地絡場所の検出精度を上げている。
【０００９】
しかも、従来の絶縁トランスは二次巻線に給電回路を１系統だけ接続して給電するものであるため、１個の絶縁モニタが地絡検出する給電回路には１台の絶縁トランスが必要である。そのため、従来は、例えばコンテナ船の場合、全体の給電回路を細かく分割した分割数に相当する台数の絶縁トランスが必要であり、このため、コンテナ船には複数台の絶縁トランスを装備しなければならず、これらの絶縁トランスが機関室内のスペースを圧迫しているという問題があった。
【００１０】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備えることで、絶縁トランスの台数を削減し、これにより、コストダウンを図るとともに機関室内のスペースを有効利用することのできる船内給電用絶縁トランスを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、一次側の回路と二次側の回路とを絶縁する絶縁トランスにおいて、二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備える一方、一次側に前記複数の二次巻線の総容量に実質的に相当する容量の単一の一次巻線を備え、前記複数の二次巻線に、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段をそれぞれ備えた船内給電用絶縁トランスである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、多数の冷凍コンテナレセプタクルに給電する船内給電用絶縁トランスであって、単一の一次巻線と、互いに電気的に独立した複数の二次巻線とを備え、前記一次巻線は前記複数の二次巻線の総容量に実質的に相当する容量を有し、前記複数の二次巻線は、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段をそれぞれ備え、前記各系統の給電回路ごとに所定数の冷凍コンテナレセプタクルが接続可能で、全体では前記所定数ごとに独立した系統の冷凍コンテナレセプタクルを前記二次巻線の個数倍だけ接続可能である船内給電用絶縁トランスである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記複数の二次巻線は絶縁トランスの高さ方向にそれぞれ高さ位置を変えて配置される船内給電用絶縁トランスである。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記一次巻線の巻数および前記各二次巻線の巻数は、一次側の電圧に比べて二次側の電圧が低い降圧トランスの機能を有するように設定される船内給電用絶縁トランスである。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記各系統の給電回路には複数の冷凍コンテナレセプタクルが接続される船内給電用絶縁トランスである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による船内給電用絶縁トランスの一実施の形態を示す概略的構成図であり、この船内給電用絶縁トランス１は、鉄心２の一次側に単一の一次巻線３を巻いたものであり、この一次巻線３には図示しない一次側給電回路が接続される。船内給電用絶縁トランス１はまた、鉄心２の二次側に複数（図示の例では４個）の互いに電気的に独立した二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを巻いたものであり、これらの二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには二次巻線ごとに独立した系統の図示しない二次側給電回路がそれぞれ接続される。絶縁トランス１の二次側電圧は、二次巻線の交鎖磁束の時間変化に比例し、二次側の回路数には依存しないので、二次側には複数の給電回路を接続することが可能である。船内給電用絶縁トランス１はさらに、二次側給電回路についての地絡検出手段として、二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに絶縁モニタ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ備え、二次側給電回路の絶縁を監視して地絡の検出を行うように構成されている。
【００１７】
一次巻線３は、複数（４個）の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの総容量に実質的に相当する容量を有している。もっとも、この船内給電用絶縁トランス１を、図６に示す従来のもののように４台の絶縁トランス１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを用いる場合と比較すると、４台の絶縁トランスを１台に集約するので、４台の場合に比べて絶縁トランス１台当たりの負荷率が１００％になる確率が減る。すなわち、絶縁トランス１台当たりの稼動率が低下するので、絶縁トランスの負担が小さくなり、その結果、一次巻線３の容量は、複数（４個）の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの総容量よりもある程度低減することが可能である。なお、図６では、図１で用いた符号に１００を加えた符号をつけることで、図１の各部に対応する部分を示してある。
【００１８】
また、４個の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、絶縁トランス１の高さ方向にそれぞれ高さ位置を変えて配置されることが好ましい。すなわち、４個の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、絶縁トランス１の鉄心２の高さ方向に並べる。これにより、総容量が同等の一般的な絶縁トランス（例えば図６に示す４台の絶縁トランス１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）に比べて、絶縁トランス１は、図２に示すように、高さが高くなり、設置床面積が小さくなる。したがって、機関室内の絶縁トランス設置場所の上部空間を有効利用することができ、絶縁トランスの設置スペースを削減することができる。
【００１９】
図３は、図１の船内給電用絶縁トランス１を用いた冷凍コンテナ用給電回路の一例を示す回路系統図である。この冷凍コンテナ用給電回路１０は、船内給電用絶縁トランス１の一次巻線３に、一次側給電回路１１が遮断器１２を介して接続されている。冷凍コンテナ用給電回路１０はまた、船内給電用絶縁トランス１の互いに電気的に独立した、しかも絶縁モニタ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ備えた複数（図示の例では４個）の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに、互いに独立した複数系統（図示の例では４系統）の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄがそれぞれ接続されている。これらの二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄには、おのおの所定数（図示の例では４個ずつ）の遮断器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを介して、所定数（図示の例では４個ずつ）の冷凍コンテナレセプタクル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄがそれぞれ接続されている。例えば、絶縁モニタ５ａを備えた二次巻線４ａについて具体的に説明すると、この二次巻線４ａには独立した系統の二次側給電回路２１ａが接続され、この二次側給電回路２１ａには、所定数（図示の例では４個）の遮断器２２ａ１，２２ａ２，２２ａ３，２２ａ４を介して、所定数（図示の例では４個）の冷凍コンテナレセプタクル２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，２３ａ４が接続されている。他の二次巻線４ｂ，４ｃ，４ｄについても、所定数（図示の例では４個ずつ）の冷凍コンテナレセプタクル２３ｂ１〜２３ｂ４，２３ｃ１〜２３ｃ４，２３ｄ１〜２３ｄ４がそれぞれ接続されるため、この冷凍コンテナ用給電回路１０全体では、４×４で１６個の冷凍コンテナレセプタクル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが接続可能に構成されている。
【００２０】
この冷凍コンテナ用給電回路１０は、一次側給電回路１１から絶縁トランス１を介して、４系統の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにそれぞれ独立して給電し、さらに、各系統の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄごとに接続された４個ずつの冷凍コンテナレセプタクル２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにそれぞれ独立して給電することができる。そして、任意の二次側給電回路（例えば２１ａ）に接続された４個の冷凍コンテナレセプタクル２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，２３ａ４のいずれかに地絡が発生すると、その二次側給電回路２１ａの絶縁モニタ５ａがその地絡を検出することができる。
【００２１】
このような冷凍コンテナ用給電回路１０は、コンテナ船に例えば４系統の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが装備されていると想定した場合、従来の冷凍コンテナ用給電回路１１０は、図７に示すように４台の絶縁トランス１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを必要としたのに対し、１台の絶縁トランス１で賄うことができ、コンテナ船に装備する絶縁トランスの個数を大幅に削減することができる。なお、図７では、図３で用いた符号に１００を加えた符号をつけることで、図３の各部に対応する部分を示してある。絶縁トランスの個数削減にともない、コンテナ船に装備する絶縁トランスの一次側遮断器１２（１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ）の個数を始め、一次側遮断器を設けるための配電盤、配電盤から絶縁トランスまでのケーブル、レフコンモニタ用バイパストランスの個数、その他の電路器具やその設置工数などを削減することができ、コストダウンを図ることができる。また、絶縁トランスの個数削減にともなって、絶縁トランスの設置スペース、配電盤の設置スペース、配電盤から絶縁トランスまでのケーブルの敷設スペースを確実に削減することができる。
【００２２】
図４は、図１の船内給電用絶縁トランス１を高電圧トランス（高電圧レフコン給電トランス）６に適用した冷凍コンテナ用給電回路２０の一例を示す回路系統図である。図８は従来の冷凍コンテナ用給電回路１２０を示し、図４で用いた符号に１００を加えた符号をつけることで、図４の各部に対応する部分を示してある。図８に示すように、従来の冷凍コンテナ用給電回路１２０に用いる高電圧トランス（高電圧レフコン給電トランス）１０６の主目的は、電圧を６，６００Ｖから４４０Ｖに降圧することであり、高電圧トランス１０６の二次側の地絡検出を行う絶縁モニタ１０５が１個のみである。そのため、高電圧トランス１０６の二次側には複数の系統（図示の例では４系統）の給電回路１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄが接続されるにもかかわらず、絶縁モニタ１０５が地絡を検出したとき給電回路１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄのどこが地絡したかは不明であり、地絡検出の精度を上げるための絶縁トランスとしての機能はなかった。
【００２３】
これに対し、図４に示す冷凍コンテナ用給電回路２０に用いる高電圧トランス６は、互いに電気的に独立した複数（図示の例では４個）の二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが絶縁モニタ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ備えていて、これらの二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに互いに独立した複数系統（図示の例では４系統）の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄがそれぞれ接続されているから、二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは各系統ごとに地絡を検出することができ、地絡検出の精度が向上する。したがって、この冷凍コンテナ用給電回路２０の場合、用いる高電圧トランス６が、電圧を６，６００Ｖから４４０Ｖに降圧する機能と、二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各系統ごとに絶縁を監視して地絡を検出する機能とを併せ持つことができる。
【００２４】
図５は、図１の船内給電用絶縁トランス１を一般用変圧トランス７に適用した一般給電回路３０の一例を示す回路系統図である。図９は従来の一般給電回路１３０を示し、図５で用いた符号に１００を加えた符号をつけることで、図５の各部に対応する部分を示してある。図９に示すように、従来の一般給電回路１３０に用いる一般用変圧トランス１０７は、二次側の地絡検出を行う絶縁モニタ１０５が１個のみで、二次側に接続される給電回路１２１も１系統のみである。これに対し、図５に示す一般給電回路３０に用いる一般用変圧トランス７は、互いに電気的に独立した複数（図示の例では２個）の二次巻線４ａ，４ｂが絶縁モニタ５ａ，５ｂをそれぞれ備えていて、これらの二次巻線４ａ，４ｂに互いに独立した複数系統（図示の例では２系統）の二次側給電回路２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続されているから、二次側給電回路２１ａ，２１ｂは各系統ごとに地絡を検出することができる。これにより、地絡検出の精度が向上し、船内給電回路の信頼性を向上することができる。
【００２５】
上記のように、この船内給電用絶縁トランス１は、総容量が同等の一般的な絶縁トランスに比べて、高さが高くなり、設置床面積が小さくなる。したがって、機関室内の絶縁トランス設置場所の上部空間を有効利用することができ、絶縁トランスの設置スペースを削減することができる。これを例えば、従来の絶縁トランスを複数段積み上げて設置する場合と比べると、絶縁トランスを複数段積みする場合、絶縁トランスのメンテナンスがとくに下段で困難であり、また、上段の絶縁トランスは振動等を充分に考慮した架台に装備する必要があり、さらに、結線や設置が複雑で手間がかかるなど、不都合な点が多々あるのに対して、この船内給電用絶縁トランス１の場合は、そのような不都合を未然に回避することが可能である。
【００２６】
また、この船内給電用絶縁トランス１は、二次側に接続される複数系統の給電回路を各系統ごとに絶縁モニタする機能を維持したまま、複数台の絶縁トランスを１台に集約することができるから、例えばコンテナ船に装備する絶縁トランスの個数を大幅に削減することができる。そして、絶縁トランスの個数削減にともない、コンテナ船に装備する絶縁トランスの一次側遮断器の個数を始め、一次側遮断器を設けるための配電盤、配電盤から絶縁トランスまでのケーブル、レフコンモニタ用バイパストランスの個数、その他の電路器具やその設置工数などを削減することができ、コストダウンを図ることができる。また、絶縁トランスの個数削減にともなって、絶縁トランスの設置スペース、配電盤の設置スペース、配電盤から絶縁トランスまでのケーブルの敷設スペースを確実に削減することができる。
【００２７】
なお、上記の実施の形態では、船内給電用絶縁トランス１に４個の互いに電気的に独立した二次巻線４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを巻いたが、これに限定するものでなく、二次巻線の個数は任意に設定することが可能であり、また、設定した二次巻線の個数に応じて、各二次巻線ごとに絶縁モニタ５ａ，５ｂ，…をそれぞれ備えることができる。
【００２８】
また、上記の実施の形態では、船内給電用絶縁トランス１の二次巻線４ａ，４ｂ，…に、互いに独立した４系統の二次側給電回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄをそれぞれ接続したが、これに限定するものでなく、二次側給電回路の系統数は任意に設定することが可能であり、また、必要な二次側給電回路の系統数に応じて、二次巻線の個数を設定することが可能である。
【００２９】
また、上記の実施の形態では、船内給電用絶縁トランス１の二次側給電回路の各系統（例えば二次側給電回路２１ａ）ごとに、４個ずつの冷凍コンテナレセプタクル２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，２３ａ４をそれぞれ接続したが、これに限定するものでなく、任意個数ずつの冷凍コンテナレセプタクル２３ａ１，２３ａ２…をそれぞれ接続することが可能であり、また、二次側給電回路の異なる系統には異なる個数の冷凍コンテナレセプタクル２３ａ１，２３ａ２…をそれぞれ接続することも可能である。
【００３０】
さらに、上記の実施の形態では、船内給電用絶縁トランス１をコンテナ船の冷凍コンテナ給電用に適用して説明したが、これに限定するものでなく、コンテナ船以外の各種船舶に適用することももちろん可能である。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は以上のように、一次側の回路と二次側の回路とを絶縁する絶縁トランスにおいて、二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備える一方、一次側に前記複数の二次巻線の総容量に実質的に相当する容量の単一の一次巻線を備え、前記複数の二次巻線に、各二次巻線ごとに接続される独立した系統の給電回路についての地絡検出手段をそれぞれ備えた構成としたので、二次側に互いに電気的に独立した複数の二次巻線を備えることで、絶縁トランスの台数を削減し、これにより、コストダウンを図るとともに機関室内のスペースを有効利用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による船内給電用絶縁トランスの一実施の形態を示す概略的構成図である。
【図２】図１の船内給電用絶縁トランスを用いた場合のコンテナ船のトランススペースと、従来のトランススペースとを対比する概略的立面図である。
【図３】図１の船内給電用絶縁トランスを用いた冷凍コンテナ用給電回路の一例を示す回路系統図である。
【図４】図１の船内給電用絶縁トランスを高電圧トランスに適用した冷凍コンテナ用給電回路の一例を示す回路系統図である。
【図５】図１の船内給電用絶縁トランスを一般用変圧トランスに適用した一般給電回路の一例を示す回路系統図である。
【図６】図１に対応する従来の船内給電用絶縁トランスの概略的構成図である。
【図７】図３に対応する従来の冷凍コンテナ用給電回路の回路系統図である。
【図８】図４に対応する従来の冷凍コンテナ用給電回路の回路系統図である。
【図９】図５に対応する従来の一般給電回路の回路系統図である。
【符号の説明】
１  船内給電用絶縁トランス
２  鉄心
３  一次巻線
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  二次巻線
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  絶縁モニタ（地絡検出手段）
６  高電圧トランス（高電圧レフコン給電トランス）
７  一般用変圧トランス
１０，２０  冷凍コンテナ用給電回路
１１  一次側給電回路
１２  遮断器
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  二次側給電回路
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  遮断器
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  冷凍コンテナレセプタクル
３０  一般給電回路
【図１】
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【図２】
2004335813.tif 000004
【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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