(57)【要約】【課題】騒音の低減化を図り、構成要素のレイアウト自由度を高める共に、据付面積の縮小化および組立時間の短縮化を実現して、静穏性に優れ、且つコンパクトで経済的なガス絶縁誘導装置を提供する。【解決手段】ガス絶縁誘導装置は、配管２１を通して絶縁性ガス２０をタンク１に強制的に循環させるブロア４を備えている。ブロア４は、ケース４４と、このケース４４内部に収納されるモーター４６と、モーター４６の駆動力を受けて回転するインペラー４５と、タンク１の外部に引出し可能な電源線４２を有している。また、タンク１内にはブロア４を設置可能な固定板４３を取り付け、この固定板４３にブロア４を固定している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心と当該鉄心に巻回した巻線とから誘導装置の中身を構成し、この中身を収納するためのタンクを設け、冷却および絶縁媒体として絶縁性ガスを前記タンク内に封入し、前記絶縁性ガスを冷却する冷却器を前記タンク外部に配置し、前記冷却器と前記タンクと配管にて接続し、さらに前記配管を通して前記絶縁性ガスを前記タンクに強制的に循環させるブロアを備えたガス絶縁誘導装置において、
前記ブロアは、ケースと、このケース内部に収納されるモーターと、モーターの駆動力を受けて回転するインペラーと、前記タンクの外部に引出し可能な電源線を有しており、
前記タンク内には前記ブロアを設置可能な固定板を取り付け、
前記固定板に前記ブロアを固定したことを特徴とするガス絶縁誘導装置。
【請求項２】
前記タンク内部に前記固定板を複数取り付け、各固定板に前記ブロアを固定したことを特徴とする請求項１に記載のガス絶縁誘導装置。
【請求項３】
前記タンク内部の前記固定板に設置した前記ブロアとは別に、前記配管内に前記ブロアを固定したことを特徴とする請求項２に記載のガス絶縁誘導装置。
【請求項４】
前記絶縁性ガスを前記巻線上部から下部に向かって流すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス絶縁誘導装置。
【請求項５】
前記タンクの内壁面に前記絶縁性ガスを通過する二重壁に形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス絶縁誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ブロアを備えたガス絶縁誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁油を封入した油入り誘導装置に代わり、絶縁性ガスを封入したガス絶縁誘導装置が普及している。ガス絶縁誘導装置は、油入り誘導装置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。ただし、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。したがって、ガス絶縁誘導装置では、絶縁性ガスの容量を抑えつつ、油入り誘導装置と同等レベルの冷却性能にまで高める必要がある。
【０００３】
そこで、送風機であるブロアによって、装置内部の絶縁性ガスを強制的に対流させ、絶縁性ガスの冷却特性を高める技術が提案されている（例えば、特許文献１や２）。ここで、ブロアを備えたガス絶縁誘導装置の従来例について、図６、図７を参照して具体的に説明する。
【０００４】
図６に示すよう、ガス絶縁誘導装置には、タンク１と、ブロア４と、冷却器５とが設けられている。タンク１の内部には、誘導装置の中身である鉄心２および鉄心２に巻回した巻線３が収納されると共に、冷却および絶縁媒体として絶縁性ガス２０が封入されている。
【０００５】
鉄心２および巻線３の下部付近には、タンク１内での絶縁性ガス２０の流れを遮るための仕切り板１０が水平に取り付けられている。また、タンク１の上部および下部には絶縁性ガス２０の流出口１ａおよび流入口１ｂが形成され、ここに絶縁性ガス２０を流す配管２１が取り付けられている。配管２１は、十分な流量の絶縁性ガス２０が流れるだけの断面積を有するようになっている。
【０００６】
ブロア４は、流入口１ｂに接続される側の配管２１に配置され、図示しない電源に接続されている。図７に示すように、ブロア４は、ケース４４と、このケース４４内部に収納されるモーター４５と、モーター４５の駆動力を受けて回転するインペラー４６とから構成されている。冷却器５は、熱交換により絶縁性ガス２０を冷やすための機器であって、配管２１を介してタンク１側に接続されている。
【０００７】
以上のようなガス絶縁誘導装置において、絶縁性ガス２０は、次のように装置内を循環する。すなわち、タンク１上部の絶縁性ガス２０は流出口１ａおよび上側の配管２１を通過して、冷却器５に入る。冷却器５内部の絶縁性ガス２０は空気や水等と熱交換され、十分に冷やされて、下側の配管２１に抜ける。
【０００８】
配管２１を流れる絶縁性ガス２０は、ブロア４に達すると、インペラー４６の回転により、流入口１ｂからタンク１内に流れ込む。タンク１内部に入った絶縁性ガス２０は、タンク１内を上昇していき、仕切り板１０に流れを遮断されながら、鉄心２および巻線３の下部に流入する。
【０００９】
このとき、仕切り板１０が絶縁性ガス２０の流れを遮断することで、タンク１内の絶縁性ガス２０は、流出口１ａ付近と流入口１ｂとの間つまりタンク１の上部と下部との間で差圧が生じる。しかし、絶縁性ガス２０は、ブロア４の送風力を受け、所定の流速を確保しながらタンク１内を上昇する。
【００１０】
図６のガス絶縁誘導装置では上述したように、ブロア４の働きにより絶縁性ガス２０の循環閉ループを構成する。このため、絶縁性ガス２０は冷却器５にて熱交換されて常に低温状態を維持可能であり、鉄心２および巻線３の熱を効率よく奪うことができる。したがって、絶縁性ガス２０は容量を増大させることなく、絶縁油と同等相当の冷却特性を確保することができる。これにより、ガス絶縁誘導装置は大型化を回避しつつ、油入り誘導装置と同等レベルの冷却性能を発揮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１１６７３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記の従来技術では、以下に述べるような解決すべき課題がある。すなわち、図６に示した従来例においては、ブロア４を配管２１に配置したので、ブロア４の動作音が配管２１から外部に漏れ易い。このため、ブロア４の動作音が誘導装置の動作音に大きな影響を与えることになる。したがって、ブロア４を有するガス絶縁誘導装置では低騒音対策が急務となっていた。
【００１３】
また、配管２１内にブロア４を設置する分だけ、配管２１は長大化する。したがって、配管２１の材料費が高くなるだけではなく、ガス絶縁誘導装置の据付面積が大きくなった。しかも、ブロア４を配管２１内に組み込んだことで、配管２１並びに冷却器５のレイアウトが制約を受けることになる。
【００１４】
構成要素のレイアウトに関する自由度が低減すると、ガス絶縁誘導装置の組立に際して、タンク１に対する配管２１や冷却器５の取付スペースが狭くなり易い。その結果、配管２１や冷却器５の取付作業が難しくなって、装置の組立時間が長引き、コストアップを招いていた。
【００１５】
実施形態のガス絶縁誘導装置は、前記課題を解決するために提案されたものであり、騒音の低減化を図り、構成要素のレイアウト自由度を高める共に、据付面積の縮小化および組立時間の短縮化を実現して、静穏性に優れ、且つコンパクトで経済的なガス絶縁誘導装置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】
【００１６】
前記目的を達成するために、実施形態のガス絶縁誘導装置では、タンクの内部にブロアを配置したことを特徴としている。すなわち、配管を通して絶縁性ガスをタンクに強制的に循環させるブロアを備えたガス絶縁誘導装置において、前記ブロアは、ケースと、このケース内部に収納されるモーターと、モーターの駆動力を受けて回転するインペラーと、前記タンクの外部に引出し可能な電源線を有する。また、前記タンク内には前記ブロアを設置可能な固定板を取り付け、前記固定板に前記ブロアを固定したことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の断面図。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の断面図。
【図３】本発明に係る第２の実施形態の変形例の断面図。
【図４】本発明に係る第３の実施形態の断面図。
【図５】本発明に係る第３の実施形態の変形例の断面図。
【図６】従来のガス絶縁誘導装置の断面図。
【図７】一般的なブロアの構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（１）第１の実施形態
[構成]
以下、第１の実施形態について、図１を参照して具体的に説明する。図１は第１の実施形態の構成を示す断面図である。第１の実施形態は図６に示した従来例と同じく、ブロア４を有するガス絶縁誘導装置であり、同一部材に関しては同一符号を付す。なお、ブロア４の構造は図７の従来例と同一であって、ケース４４、モーター４５およびインペラー４６から構成されている。
【００１９】
第１の実施形態の特徴は、配管２１の内部ではなく、タンク１の内部にブロア４が固定配置された点にある。図１に示すように、絶縁性ガス２０の流入口１ｂ近傍には、固定板４３が設けられており、固定板４３によってブロア４が支持、固定される。
【００２０】
つまり、固定板４３上のブロア４は、流入口１ｂと対向する位置で、タンク１底部付近に配置される。また、ブロア４には電源線４２が取り付けられている。この電源線４２はタンク１の壁面を貫通して外部に引出され、図示しない電源装置に接続されている。
【００２１】
[絶縁性ガスの流れ]
第１の実施形態における絶縁性ガス２０の循環閉ループ構成は、次の通りである。すなわち、タンク１上部の絶縁性ガス２０は、流出口１ａおよび上側の配管２１を通過して冷却器５に入り、ここで冷やされて下側の配管２１に抜ける。
【００２２】
さらに、絶縁性ガス２０は、下側の配管２１および流入口１ｂを通過してタンク１内部に進入する。次いで、タンク１内部に入った絶縁性ガス２０はブロア４の送風力を受けて所定の流速を確保しながら、タンク１内を上昇する。このとき、絶縁性ガス２０は仕切り板１０によって流れを遮断されつつ、鉄心２および巻線３の下部から流入する。
【００２３】
そして、絶縁性ガス２０は鉄心２および巻線３から熱を奪いながら上昇し、鉄心２および巻線３の上部を抜けてタンク１上部に達する。上述した第１の実施形態における絶縁性ガス２０の流れは、図６に示した従来例における絶縁性ガス２０の流れとほぼ同様であり、絶縁性ガス２０の流量が従来例と比べて減ることはない。
【００２４】
[作用効果]
以上の構成を有する第１の実施形態は、下記の作用効果を有している。まず、ブロア４をタンク１の内部に配置したことで、タンク１の内壁部がブロア４の動作音を遮蔽する。このため、ブロア４の動作音はタンク１外部にダイレクトに響くことがなく、誘導装置の発する騒音を大幅に低減化することができる。
【００２５】
また、ブロア４をタンク１内部に配置した分だけ、配管２１の長さ寸法は短くなり、誘導装置の据付面積の縮小化が実現する。しかも、タンク１の周囲にブロア４が存在しないので、配管２１や冷却器５のレイアウトは制約を受けることがない。したがって、タンク１に対する配管２１や冷却器の取付を、容易且つ迅速に行うことが可能となる。これにより、ガス絶縁誘導装置の組立時間を短縮化することができ、コストダウンが図れる。
【００２６】
(２)第２の実施形態
[構成]
続いて、第２の実施形態について、図２を用いて説明する。第２の実施形態の構成上の特徴は、タンク１内部に複数のブロアが配置された点にある。
【００２７】
第２の実施形態では２つのブロア、すなわちブロア４と内部循環用ブロア４１がタンク１内部に配置されている。循環用ブロア４１の基本的な構成は、前記図７に示したブロア４と同じである。ただし、複数のブロアが設置されるので、各ブロアの容量は低減可能である。
【００２８】
第２の実施形態に係るタンク１において、図中右壁面部の上側には絶縁性ガス２０の流入口１ｂが形成され、図中右壁面部の中央部付近（仕切り板１０の上面付近）には絶縁性ガス２０の流出口１ａが形成される。このようなタンク１に対し、ブロア４は絶縁性ガス２０の流入口１ｂ近傍で、固定板４３上に支持されて固定配置されている。ブロア４はタンク１上部の図中右端部に配置されるので、絶縁性ガス２０をタンク１左方に送り出すようになっている。
【００２９】
一方、内部循環用ブロア４１は、タンク１の図中左壁面部の内側で、且つ仕切り板１０の上面付近に、固定板４３を介して固定配置されている。内部循環用ブロア４１は、下降してくる絶縁性ガス２０を、さらにタンク１下方に送り出すように設定されている。
【００３０】
[絶縁性ガスの流れ]
第２の実施形態における絶縁性ガス２０の循環方向は、第１の実施形態とは逆向き（図２中、反時計回り）に設定されている。すなわち、タンク１内の絶縁性ガス２０は、タンク１中央部の流出口１ａを通過して下側の配管２１を通り冷却器５に入って、ここで冷やされる。
【００３１】
冷却器５にて低温となった絶縁性ガス２０は、上側の配管２１を通り、タンク１上部の流入口１ｂからタンク１内部へと入る。ここで、絶縁性ガス２０は、ブロア４の働きによりタンク１左方向へと流れ、タンク１の内壁面に沿って下降する。
【００３２】
タンク１内を下降した絶縁性ガス２０は、仕切り板１０に遮られるものの、内部循環用ブロア４１にて強制的に下方に流され、巻線３下部に達して、巻線３の下部に流入する。そして、絶縁性ガス２０は鉄心２および巻線３から熱を奪いつつ上昇し、鉄心２および巻線３の上部を抜け出て、タンク１内を下降し、再び流出口１ａからタンク１を出て、冷却器５へと循環する。
【００３３】
［作用効果］
以上の構成を有する第２の実施形態においては、上記第１の実施形態と同様、タンク１内壁が防音効果を発揮するので、ブロア４、４１の騒音低減することができる。さらには、配管２１の長さも短くて済み、配管２１や冷却器５をレイアウトする際、ブロア４、４１が制約とならない。このため、装置の据付面積の縮小化や組立時間の短縮化に貢献することができる。
【００３４】
しかも、第２の実施形態では、内部循環用ブロア４１を追加配置したことで、タンク１内部のガスを効率よく循環させることができる。したがって、冷却性能の大幅な向上が図れる。また、第２の実施形態ではブロア４、４１を複数設けているので、単独のブロアを設けた場合と比べて、ブロア１つ当たりの小容量化を図ることができ、低騒音化を進めることが可能となる。
【００３５】
［第２の実施形態の変形例］
前段にて述べたように、第２の実施形態では各ブロアの小容量化・低騒音化を図ることができる。したがって、ブロアをタンク１外部に配置しても、その動作音が与える影響は、比較的少ない。
【００３６】
そこで、第２の実施形態の変形例として、図３に示すように、タンク１内に１つだけ内部循環用ブロア４１を配置し、ブロア４を上側の配管２１つまりタンク１流入口１ｂの外側に配置するようにしてもよい。このような変形例によれば、タンク１内に配置するブロア数を減らすことができるため、タンク１における内部循環用ブロア４１のレイアウトを自由に決めることが可能となる。
【００３７】
(３)第３の実施形態
[構成]
次に、第３の実施形態について、図４を用いて説明する。第３の実施の形態では、タンク１上方に冷却器５が配置されている。このとき、絶縁性ガス２０の流出口１ａは、タンク１上面の右縁部付近に形成され、ガス２０の流入口１ｂは、タンク１上面の左縁部付近に形成されている。
【００３８】
また、配管２１は流出口１ａおよび流入口１ｂから垂直に立ち上げられ、冷却器５の左右端面部に接続されている。第３の実施形態における仕切り板１０は鉄心２および巻線３の上部付近に配置されている。さらに、第３の実施形態には、２つのブロア４、４１が固定板４３によりタンク１内部に固定配置されている。
【００３９】
このうち、ブロア４は絶縁性ガス２０の流入口１ｂの真下に配置されている。ブロア４は、タンク１上部に位置するので、絶縁性ガス２０をタンク１の下方に送り出すように設定されている。一方、内部循環用ブロア４１は、流出口１ａの下方で、且つ仕切り板１０の上面付近に配置されている。このため、内部循環用ブロア４１は絶縁性ガス２０をタンク１の上方に送り出すように設定されている。なお、循環用ブロア４１の基本的な構成については、上記第２の実施形態と同じく、前記図７に示したブロア４と同じである。
【００４０】
[絶縁性ガスの流れ]
第３の実施形態における絶縁性ガス２０の循環方向は、巻線３の上部から下部に向かって流すようにしたことを特徴とする。冷却器５を通過する絶縁性ガス２０に関しては、第２の実施形態と同じく、図４中、反時計回りに設定されている。すなわち、タンク１内の上面部付近の絶縁性ガス２０は、流出口１ａからタンク１を出て、右側の配管２１を上昇し、冷却器５に入って、ここで冷やされる。
【００４１】
冷却器５を出て低温となった絶縁性ガス２０は、左側の配管２１を下降して流入口１ｂを通過する。そして、ブロア４の働きにより絶縁性ガス２０はタンク１内部に強制的に送り込まれる。このとき、仕切り板１０がタンク１内を下降する絶縁性ガス２０の流れを遮断し、絶縁性ガス２０は鉄心２および巻線３の上部から流れ込む。
【００４２】
鉄心２および巻線３を通過した縁性ガス２０は、高温となりながら、下降し、鉄心２および巻線３の下部から流出して、その後、タンク１の右内壁部に沿って上昇する。絶縁性ガス２０が内部循環用ブロア４１に達すると、内部循環用ブロア４１の働きにより流出口１ａに確実に送り込まれる。最終的に、絶縁性ガス２０は流出口１ａからタンク１外部に抜け、右側の配管２１を通って再び冷却器５へと循環する。
【００４３】
［作用効果］
以上の構成を有する第３の実施形態においては、前記第２の実施形態の持つ作用効果に加えて、次のような独自の作用効果がある。すなわち、冷却器５をタンク１上部に配置し、絶縁性ガス２０を巻線３の上部から下部に向かって流すようにしたので、タンク１と冷却器５の距離が短くなる。したがって、配管２１の長さ寸法を大幅に短縮化することができ、所要資材量の削減が可能である。しかも、配管２１の取付作業も容易なので、装置の組立時間を短縮でき、コスト的に極めて有利である。
【００４４】
［第３の実施形態の変形例］
第３の実施形態の変形例としては、図５に示すように、タンク１の内壁において流出口１ａに近接した側に二重壁２２を形成した実施形態も包含する。この実施形態では、鉄心２および巻線３を通過して高温となった絶縁性ガス２０を、タンク１の二重壁２２に通して冷却器５に循環させるようになっている。この場合、内部循環用ブロア４１は、二重壁２２の下方に配置してもよいが、図５に示したように省略することも可能である。
【００４５】
（４）他の実施形態
なお、上記の実施形態は、ガス絶縁誘導装置に係るが、具体的な機器としては、ガス絶縁変圧器やガス絶縁リアクトルなどに適用可能である。また、ブロアや仕切り板の配置数や配置箇所、冷却器の据付場所などに関しても適宜変更可能である。
【００４６】
また、部材の形状も変更可能であって、例えば、固定板をブロアのケースと一体的に設けても良い。さらには、上記の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。具体的には、図５にて示した二重壁２２を、図１に示したタンク１の内壁に設けるようにしても構わない。
【符号の説明】
【００４７】
１…タンク
２…鉄心
３…巻線
４…ブロア
４１…循環用ブロア
４２…電源線
４３…固定板
４４…ケース
４５…モーター
４６…インペラー
５…冷却器
１０…仕切り板
２０…絶縁性ガス
２１…配管
２２…二重壁
【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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