(57)【要約】      （修正有）【課題】絶縁ガスの圧力損失を低減するガス絶縁変圧器を提供する。【解決手段】絶縁ガス１０を充填したタンク内に、複数の巻線１を相互に間隔を空けて軸方向に積層し、巻線部１００を構成している。巻線部１００の内径側及び外径側に、巻線部１００と間隔を設けてそれぞれ内側絶縁筒２ａと外側絶縁筒２ｂを配置している。巻線１００間に、絶縁ガス１０が通過可能な隙間を有する結晶構造体で構成した複数のガス止めカラー１３を設けている。内側絶縁筒２ａと巻線部１００の間には内側垂直ダクト３ａを形成している。外側絶縁筒２ｂと巻線部１００との間に外側垂直ダクト３ｂを形成している。複数のガス止めカラー１３を、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂを交互に仕切るように配置している。【選択図】図１
2016033940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に絶縁ガスを充填したタンクと、
前記タンク内に、相互に間隔を空けて軸方向に積層した複数の巻線と、
前記複数の巻線の内径側、外径側に当該複数の巻線と間隔を設けて配置された内側絶縁筒および外側絶縁筒と、
所定数の巻線ごとに形成されるセクション間に設けられ、一端が前記内側絶縁筒又は前記外側絶縁筒に接続し、前記絶縁ガスが通過可能な隙間を有する結晶構造体で構成した複数のガス止めカラーと、を備え、
前記内側絶縁筒と前記複数の巻線との間及び前記外側絶縁筒と前記複数の巻線との間に、それぞれ前記絶縁ガスが流れる内側垂直ダクト及び外側垂直ダクトを形成し、前記複数のガス止めカラーを、前記内側垂直ダクトと前記外側垂直ダクトを交互に仕切るように配置することを特徴とするガス絶縁変圧器。
【請求項２】
前記複数のガス止めカラーは、前記内側絶縁筒に取り付けられた内側ガス止めカラーと、前記外側絶縁筒に取り付けられた外側ガス止めカラーと、を有し、
前記内側ガス止めカラーと前記外側ガス止めカラーとを軸方向に交互に配置したことを特徴とする請求項１記載のガス絶縁変圧器。
【請求項３】
前記複数のガス止めカラーは、途中で結晶構造を変化させたことを特徴とする請求項１又は２記載のガス絶縁変圧器。
【請求項４】
前記ガス止めカラーの少なくとも一部に、前記絶縁ガスの通過防止構造を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス絶縁変圧器。
【請求項５】
内部に絶縁ガスを充填したタンクと、
前記タンク内に、相互に間隔を空けて軸方向に積層した複数の巻線と、
前記複数の巻線の内径側、外径側に当該複数の巻線と間隔を設けて配置された内側絶縁筒および外側絶縁筒と、
所定数の巻線ごとに形成されるセクション間に設けられ、一端部が軸方向上下に分岐する二股状に形成され、当該一端部を前記内側絶縁筒又は前記外側絶縁筒に対して所定の隙間を有するように配置した、複数のガス止めカラーと、を備え、
前記内側絶縁筒と前記複数の巻線との間及び前記外側絶縁筒と前記複数の巻線との間に、それぞれ前記絶縁ガスが流れる内側垂直ダクト及び外側垂直ダクトを形成し、前記複数のガス止めカラーの前記二股状の端部を前記内側垂直ダクトと前記外側垂直ダクトに交互に位置するように配置することを特徴とするガス絶縁変圧器。
【請求項６】
前記複数のガス止めカラーは、内径側端部が前記二股状に形成され、前記内側絶縁筒に対して所定の隙間を有するように配置した内側ガス止めカラーと、外径側端部が前記二股状に形成され、前記外側絶縁筒に対して所定の隙間を有するように配置した外側ガス止めカラーと、を有し、
前記内側ガス止めカラーと前記外側ガス止めカラーとを軸方向に交互に配置したことを特徴とする請求項４記載のガス絶縁変圧器。
【請求項７】
前記複数のガス止めカラーの前記二股状の端部は、先端に向けて先細になり、かつ軸方向上下に所定の曲率で湾曲することを特徴とする請求項５又は６記載のガス絶縁変圧器。
【請求項８】
前記ガス止めカラーは３次元プリンターで造形されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のガス絶縁変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、巻線間または巻線内部に冷却用の絶縁ガス流路を持つガス絶縁変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、防災上の理由から油絶縁変圧器に代わる変圧器として、不燃性絶縁ガスを絶縁媒体としたガス絶縁変圧器が注目されている。ガス絶縁変圧器において絶縁ガスで冷却と絶縁の両方を行わせるドライタイプのものがある。このタイプのガス絶縁変圧器は、旧来の油入変圧器と基本的に同じ構造であるが、絶縁紙の代わりに高分子フィルムを重ねて巻いた素線を用いたものであり、冷却および絶縁用媒体を絶縁油から絶縁ガスに変えたものである。
【０００３】
しかしながら、このように、冷却及び絶縁用媒体を絶縁油から絶縁ガスに変更する場合、絶縁ガスは絶縁油に比較して単位体積当たりの熱容量が小さいため、絶縁ガスの流量を絶縁油の流量に比べて増大させる必要があった。
【０００４】
ガス絶縁変圧器の一般的な構造を図１０に示す。絶縁ガス１０を充填したタンク内部に、複数の巻線１を軸方向に積層した巻線部１００が設置されている。巻線部１００の半径方向内側には内側絶縁筒２ａ、半径方向外側には外側絶縁筒２ｂがそれぞれ配置されている。内側絶縁筒２ａと巻線１００との間には、絶縁ガス１０が通る内側垂直ダクト３ａが形成されている。外側絶縁筒２ｂと巻線１００との間には絶縁ガス１０が通る外側垂直ダクト３ｂが形成されている。また、巻線部１００の隣接する巻線１間には間隙４が設けられている。この間隙４は、絶縁ガス１０が通る水平ダクトとなる。一定数の巻線１毎の間隙４にはガス止めカラー５が取り付けられている。ガス止めカラー５は、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂを交互に仕切るように配置されている。
【０００５】
内側絶縁筒２ａと巻線部１００の間及び外側絶縁筒２ｂと巻線部１００の間には、それぞれ各部の間隔を保持するダクトピース１８が、周方向等間隔に取り付けられている。図示していないが、ダクトピース１８の間隙４に位置する部分には、各巻線１を絶縁するためのキースペーサが取付けられている。
【０００６】
このように構成されたガス絶縁変圧器においては、絶縁ガス１０は、内側垂直ダクト３ａ，外側垂直ダクト３ｂ及び間隙４を通って、軸方向の下から上に向かって流れる。内側垂直ダクト３ａ内を上昇する絶縁ガス１０は、内側垂直ダクト３ａを仕切るガス止めカラー５に突き当たると、方向転換して水平ダクトを幅方向に流れ、外側垂直ダクト３ｂ内を流れる絶縁ガス１０に合流する。一方、外側垂直ダクト３ｂ内を上昇する絶縁ガス１０は、外側垂直ダクト３ｂを仕切るガス止めカラー５に突き当たると、方向転換して水平ダクトを幅方向に流れ、内側垂直ダクト３ａ内を流れる絶縁ガス１０に合流する。
【０００７】
このように、ガス止めカラー５によって絶縁ガス１０の流れが方向転換することにより、巻線部１００全体として、ジグザグ状に絶縁ガス流１０が流れることとなる。そのため、巻線部１００で発生した熱量は、巻線部１００の内周面と外周面とから奪われるとともに、巻線部１００の軸方向両側の表面からも奪われる。従って、巻線部１００の巻線１の表面全体が冷却されることとなる。これによって、巻線部１００のビルド中央部分の温度が絶縁物の耐熱温度を越えないようにすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平06-275444号公報
【特許文献２】特開平08-008126号公報
【特許文献３】特開平08-022918号公報
【特許文献４】特開平08-124757号公報
【特許文献５】特開平09-153415号公報
【特許文献６】特開平09-199345号公報
【特許文献７】特開平10-106848号公報
【特許文献８】特開平11-168014号公報
【特許文献９】特開2000-260629号公報
【特許文献１０】特開平09-162040号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、巻線部１００全体として絶縁ガス１０をジグザグ状に流した場合、ガス流路の全長が長くなり、ガス流の圧力損失が大きくなる。この圧力損失を補填するためにはヘッド圧力の高い送ガス装置が必要となる。ヘッド圧力の高い送ガス装置は、ヘッド圧力の増加に伴って大型化・高価格化する。したがって、高いヘッド圧力を持つ送ガス装置を用いることにより、ガス絶縁変圧器全体が大型化・高価格化してしまうこととなる。
【００１０】
ガス流の圧力損失を低減する方法として、例えば図１１に示すように、ガス止めカラー５の幅方向の長さを調整して、ガス止めカラー５が内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂを完全に閉塞する構成とはしないようにする。すなわち、ガス止めカラー５を、内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂに対して、隙間１５を空けて取り付けるようにする。これによって、内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂを流れる絶縁ガス１０は、ガス止めカラー５によって幅方向に方向転換するものと、隙間１５を通ってそのまま軸方向に進むものに分かれる。絶縁ガス１０の一部が軸方向に進み続けることでガス流路の全長は短くなるため、圧力損失を減らすことが可能である。
【００１１】
しかしながら、図１１のような構成にすると、ガス止めカラー５の先端部分と内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂの間で絶縁ガス１０が乱流１０ａを発生する。この乱流１０ａが絶縁ガス１０の流れを阻害してしまい、ガス止めカラーの直近の上部の水平ダクトにガスが流れずにこの部分の巻線１が冷却されず、温度上昇を発生するだけでなく、結果として圧力損失が高くなる可能性もあった。
【００１２】
また、ガス止めカラー５を内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂに対して一定距離の隙間を保って配置するために、巻線１を巻いた後にも配置の調整を行う必要があるため、作業時間の増加および作業コストの増加に繋がる可能性があった。
【００１３】
本実施形態は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、絶縁ガスの圧力損失を低減することによって、送ガス装置の容量を増大させることなく冷却効率を向上させることができる、信頼性及び経済性の高いガス絶縁変圧器を提供することを目的とする。また、ガス絶縁変圧器の設置作業を容易にすることによって、作業時間を低減し、かつ作業コストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本実施形態のガス絶縁変圧器は、内部に絶縁ガスを充填したタンクと、前記タンク内に、相互に間隔を空けて軸方向に積層した複数の巻線と、前記複数の巻線の内径側、外径側に当該複数の巻線と間隔を設けて配置された内側絶縁筒および外側絶縁筒と、所定数の巻線ごとに形成されるセクション間に設けられ、一端が前記内側絶縁筒又は前記外側絶縁筒に接続し、前記絶縁ガスが通過可能な隙間を有する結晶構造体で構成した複数のガス止めカラーと、を備え、前記内側絶縁筒と前記複数の巻線との間及び前記外側絶縁筒と前記複数の巻線との間に、それぞれ前記絶縁ガスが流れる内側垂直ダクト及び外側垂直ダクトを形成し、前記複数のガス止めカラーを、前記内側垂直ダクトと前記外側垂直ダクトを交互に仕切るように配置する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係るガス絶縁変圧器の構成を示す模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るガス止めカラーの構成を示す斜視図である。
【図３】ガス止めカラーの結晶構造体の基本構成の一例を示す模式図である。
【図４】ガス止めカラーの結晶構造体の基本構成の一例を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態に係るガス絶縁変圧器の構成を示す模式的断面図である。
【図６】第２の実施形態に係るガス止めカラーの構成を示す側面図である。
【図７】第２の実施形態に係るガス止めカラーの変形例の構成を示す側面図である。
【図８】その他の実施形態に係るガス絶縁変圧器のガス止めカラーの構成を示す模式図である。
【図９】その他の実施形態に係るガス絶縁変圧器のガス止めカラーの変形例の構成を示す模式図である。
【図１０】従来のガス絶縁変圧器の構成を示す斜視図である。
【図１１】従来のガス絶縁変圧器の構成を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、実施形態に係るガス絶縁変圧器について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図１０及び図１１に示した従来技術と同一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１７】
１．第１の実施形態
（１）構成
【００１８】
図１に示すように、ガス絶縁変圧器は、絶縁ガス１０を充填した不図示のタンク内部に巻線部１００が設けられている。巻線部１００は、ドーナツ状の巻線１を軸方向に複数積層した構成となっている。隣接する巻線１間には所定距離の間隙４が設けられている。巻線部１００の半径方向内側には内側絶縁筒２ａが、半径方向外側には外側絶縁筒２ｂがそれぞれ所定の間隔を空けて配置されている。内側絶縁筒２ａ及び外側絶縁筒２ｂは隔壁として機能する。
【００１９】
内側絶縁筒２ａと巻線１００との間には、絶縁ガス１０が通る内側垂直ダクト３ａが形成される。外側絶縁筒２ｂと巻線１００との間には絶縁ガス１０が通る外側垂直ダクト３ｂが形成される。また、巻線部１００の隣接する巻線１間には間隙４が設けられ、この間隙４は、絶縁ガス１０が通る水平ダクトとなる。
【００２０】
巻線部１００を構成する複数の巻線１は、一定数の巻線１をまとめて一つのセクションとしており、各セクション間の間隙４には、ガス止めカラー１３が取り付けられている。図１の例では５つの巻線１によって一つのセクションが構成されているが、セクションを構成する巻線１の数は任意であり、特定の数に限られない。なお、ガス止めカラー１３が取り付けられている間隙４は、その他の間隙４よりも軸方向の距離を大きくしても良い。
【００２１】
ガス止めカラー１３は、巻線１と同心円のドーナツ状の部材であり、軸方向に所定の厚みを有する。ガス止めカラー１３は、内側絶縁筒２ａの壁面に取り付けられる内側ガス止めカラー１３ａと、外側絶縁筒２ｂの壁面に取り付けられる外側ガス止めカラー１３ｂとがある。内側ガス止めカラー１３ａと外側ガス止めカラー１３ｂとは、軸方向に交互に配置されている。
【００２２】
内側ガス止めカラー１３ａは内側絶縁筒２ａの外径と略同じ内径を有し、巻線１の外径と略同じ外径を有する。外側ガス止めカラー１３ｂは、巻線１の内径と略同じ内径を有し、外側絶縁筒２ｂの内径と略同じ外径を有する。これによって、内側ガス止めカラー１３ａは内側絶縁筒２ａの壁面から巻線１の幅方向に延び、その終端は巻線１の外径縁に至る。外側ガス止めカラー１３ｂは外側絶縁筒２ｂの壁面から巻線１の幅方向に延び、その終端は巻線１の内径縁に至る。すなわち、内側ガス止めカラー１３ａは内側垂直ダクト３ａのみを仕切るようになっており、外側ガス止めカラー１３ｂは外側垂直ダクト３ｂのみを仕切るようになっている。
【００２３】
上記のようにガス止めカラー１３は、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂを交互に仕切るように配置されている。内側垂直ダクト３ａ及び外側垂直ダクト３ｂを軸方向に流れる絶縁ガス１０は、ガス止めカラー１３に堰き止められて水平ダクトを流れるように方向転換する。
【００２４】
ガス止めカラー１３は結晶構造体で構成している。図２に、ガス止めカラー１３を構成する結晶構造体６の一部を示している。本実施形態において、結晶構造体６とは、結晶構造を模式的に表した結晶構造モデルと類似する構造物を意味する。すなわち、図３に示すような、球状の格子点３０と各格子点３０に結合する複数の棒状部材３１を基本構造とし、この基本構造を相互に結合して格子を形成したものが結晶構造体６である。基本構造の数と結合態様を調整して、全体としてドーナツ状の集合体とすることによって、ガス止めカラー１３を構成することができる。このような構造のガス止めカラー１３は、格子点３０と棒状部材３１の間に隙間３２が形成されており、この隙間３２は絶縁ガス１０が通過できるようになっている。
【００２５】
したがって、ガス止めカラー１３は内側垂直ダクト３ａ及び外側垂直ダクト３ｂを仕切っているが、完全に閉塞していない。そのため、上述したように、内側垂直ダクト３ａ及び外側垂直ダクト３ｂを軸方向に流れる絶縁ガス１０はガス止めカラー１３によって水平ダクトを流れるように方向転換するが、一部は結晶構造体６の隙間３２を通過して、軸方向の流れを維持する。このガス止めカラー１３を通過するガス量は、格子を形成する棒状部材３１の長さを変えることで任意の量に調整することができる。また、ガス止めカラー１３は、途中で結晶構造を変化させることもできる。途中で結晶構造を変化させるとは、例えば、ガス止めカラー１３の一部で格子を形成する棒状部材３１の長さを変えることを意味する。これによって、細かなガスの流れや量の制御が可能となる。
【００２６】
結晶構造体６の基本構造は図３に示したものに限られない。例えば、図４に示すようなダイヤモンド結晶構造を基本構造として、全体としてドーナツ状の集合体にすることによってガス止めカラー１３を形成することができる。
【００２７】
このようなガス止めカラー１３は、３次元積層造形装置、いわゆる３次元プリンターを用いて作製することができる。３次元プリンターとしては、光硬化性樹脂を用いたものや、樹脂の粉末を積層するタイプのものや、樹脂を溶融させて堆積させるタイプのもの、紙，プラスチックシートの薄板を積層するタイプのもの等、公知のものを適宜使用することができる。結晶構造体６の３次元ＣＡＤデータを作成し、このデータを基に３次元プリンターで三次元形状を造形すると良い。
【００２８】
従来、ガス止めカラーは、繊維状の紙またはアラミドを抄いて紙状にしたものを貼り合せた板状のものを、必要な形状に加工して作製していた。ガス止めカラーの形状が標準化されていれば、金型を使用して標準化された形状をプレス機で打ち抜いて作製することができる。しかし、ガス絶縁変圧器は、電圧・容量・インピーダンス等によって巻線１の内径、外径および内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂまでの距離が変圧器毎に異なる。そのため、ガス止めカラーの形状は標準化することができず、切断機を用いて精密な切断加工をする必要があり、コストが高いものになっていた。
【００２９】
本実施形態のガス止めカラー１３は、結晶構造体という複雑な構造を有しているが、上述のように３次元プリンターを用いて作製することで、容易かつ高精度に作製することができ、コストも低減することができる。
【００３０】
（２）作用
このような構成を有する本実施形態の作用は、以下の通りである。まず、ガス絶縁変圧器の運転時には、図示しない冷却器によって冷却された絶縁ガス１０が、図示しない送ガス装置によって、巻線部１００の下部から導入される。
【００３１】
内側垂直ダクト３ａを上昇する絶縁ガス１０は、内側絶縁筒２ａに取り付けられた内側ガス止めカラー１３ａに接触すると、大半が方向転換して巻線１間の間隙４に入り込む。ただし、上述したように内側ガス止めカラー１３ａは隙間３２を有する結晶構造体６であるため、一部の絶縁ガス１０はその隙間３２を通り抜け、上昇を続ける。間隙４に流入した絶縁ガス１０は水平ダクトを通って巻線１の外径側に流れ、外側垂直ダクト３ｂを上昇する絶縁ガス１０に合流して、再び上昇する。
【００３２】
一方、外側垂直ダクト３ｂを上昇する絶縁ガス１０は、内側ガス止めカラー１３ａによって流れは阻害されずに上昇を続ける。また、途中で内側垂直ダクト３ａから方向転換した絶縁ガス１０が合流する。外側垂直ダクト３ｂを上昇する絶縁ガス１０は外側絶縁筒２ｂに取り付けられた外側ガス止めカラー１３ｂによって流れを阻害され、その大半が方向転換して巻線１間の間隙４に入り込むが、一部の絶縁ガス１０は結晶構造体６の隙間３２を通り抜け、上昇を続ける。間隙４に流入した絶縁ガス１０は水平ダクトを通って巻線１の内径側に流れ、内側垂直ダクト３ａを上昇する絶縁ガス１０に合流して、再び上昇する。
【００３３】
このように、内側垂直ダクト３ａ及び外側垂直ダクト３ｂを流れる絶縁ガス１０の一部が、それぞれ内側ガス止めカラー１３ａ及び外側ガス止めカラー１３ｂによって方向転換して水平ダクトを通って他方のダクトに流れ込むことによって、全体としてジグザグ状の流れが形成される。
【００３４】
ガス止めカラー１３を隙間３２を有する結晶構造体６としたことにより、水平ダクトに流れ込まずに内側垂直ダクト３ａ及び外側垂直ダクト３ｂを上昇する絶縁ガス１０の量が増えることとなり、ガス止めカラー１３の直近の上部の水平ダクトにガスが流れることでこの部分の巻線が冷却され、温度上昇を防止するだけでなくガス流の圧力損失を減少させることができる。
【００３５】
（３）効果
本実施形態のガス絶縁変圧器は、絶縁ガス１０を充填したタンク内に、複数の巻線１を相互に間隔を空けて軸方向に積層し、巻線部１００を構成している。巻線部１００の内径側及び外径側に、巻線部１００と間隔を設けてそれぞれ内側絶縁筒２ａと外側絶縁筒２ｂを配置している。巻線１００間に、絶縁ガス１０が通過可能な隙間３２を有する結晶構造体６で構成した複数のガス止めカラー１３を設けている。内側絶縁筒２ａと巻線部１００の間には内側垂直ダクト３ａを形成している。外側絶縁筒２ｂと巻線部１００との間に外側垂直ダクト３ｂを形成している。複数のガス止めカラー１３を、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂを交互に仕切るように配置している。
【００３６】
ガス止めカラー１３を、絶縁ガス１０が通過可能な隙間３２を有する結晶構造体６で構成することによって、ガス止めカラー１３と内側及び外側絶縁筒２ａ，２ｂとの間に隙間３２を設けなくても、内側及び外側垂直ダクト３ａ，３ｂを上昇するガス流を維持することができる。また、絶縁ガス１０がガス止めカラー１３と接触することによって発生する乱流を減少させることができる。これによって、ガス流の圧力損失を低減することができる。また、温度が上昇しやすいガス止めカラーの直近の上部の水平ダクトにガスが流れることでこの部分の巻線１が冷却され巻線１の局所的な温度上昇を防止することができ、信頼性の高いガス絶縁変圧器を提供することができる。また、圧力損失を低減することができるため、絶縁ガス１０を送出する送ガス装置のヘッド圧力をできる限り小さくすることができ、送ガス装置を小型化・低価格化することができる。その結果、ガス絶縁変圧器全体を小型化・低価格化することができる。
【００３７】
また、複数のガス止めカラー１３は、内側絶縁筒２ａに接続する内側ガス止めカラー１３ａと、外側絶縁筒２ｂに接続する外側ガス止めカラー１３ｂとを有している。この内側ガス止めカラー１３ａと外側ガス止めカラー１３ｂを軸方向に交互に配置することによって、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂを交互に仕切ることができる。
【００３８】
２．第２の実施形態
第２の実施形態に係るガス絶縁変圧器について、図５〜図７を用いて説明する。なお、以降の実施形態では、前述の実施形態とは異なる点のみを説明し、前述の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、第２の実施形態のガス絶縁変圧器の全体的な構成は、第１の実施形態と同様である。第２の実施形態のガス止めカラー１４は、巻線１と同心円のドーナツ状の部材であり、軸方向に所定の厚みを有する。ガス止めカラー１４は、第１の実施形態のような絶縁ガス１０を通過させる結晶構造体６ではなく、絶縁ガス１０を通過させない部材で構成しても良い。
【００４０】
ガス止めカラー１４は、内径縁又は外径縁付近で二股に分岐した形状になっている。また、二股の上部分１４ｃと下部分１４ｄは、先端に向かうにつれて先細になり、それぞれ軸方向上下に反り返っている。言い換えると、ガス止めカラー１４は、軸方向上下に向かって所定の曲率で湾曲する二股状の内径側端部又は外径側端部を有している。ガス止めカラー１４の上下方向の分岐が開始する部分は、特に限定されないが、設置した際に水平ダクトに位置する部分は分岐させず、内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂに位置する部分から分岐させると良い。また、二股部分の曲率も特に限定されないが、二股部分の幅方向距離よりも、大きな曲率半径を有するように調整すると良い。
【００４１】
このようなガス止めカラー１４は、第１の実施形態と同様に、３次元プリンターを使って作製することができる。
【００４２】
内径側端部が二股状になったものが内側ガス止めカラー１４ａであり、外径側端部が二股状になったものが外側ガス止めカラー１４ｂである。図６は、内径側端部が二股状に形成されている内側ガス止めカラー１４ａを図示している。
【００４３】
内側ガス止めカラー１４ａは、内側絶縁筒２ａの壁面に対して所定の隙間１５を有するように取り付けられる。この際、二股状の内径側端部が内側垂直ダクト３ａの軸方向中心付近に位置するように取り付けられる。外側ガス止めカラー１４ｂは、外側絶縁筒２ｂの壁面に対して所定の隙間１５を有するように取り付けられる。内側ガス止めカラー１４ａと外側ガス止めカラー１４ｂとは、軸方向に交互に配置されている。全体として見ると、ガス止めカラー１４は、内側垂直ダクト３ａと外側垂直ダクト３ｂに交互に位置するように配置されている。ガス止めカラー１４は内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂに対して隙間１５を有するように取り付けられているので、内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂを完全に閉塞していない。
【００４４】
第２の実施形態において、内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂを軸方向に流れる絶縁ガス１０の一部は、ガス止めカラー１４によって堰き止められて水平ダクトを流れるように方向転換し、水平ダクトを通って他方のダクトに流れ込む。すなわち、全体としてジグザグ状の流れが形成される。同時に、一部の絶縁ガス１０は内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂとの間に形成された隙間１５を通過して、軸方向の流れを維持する。
【００４５】
ガス止めカラー１４の絶縁ガス１０が接触する内径側端部又は外径側端部は、上述したように、軸方向上下に分岐して二股状になっている。この二股状の端部は、ガス止めカラー１４に接触した絶縁ガス１０を、軸方向の流れと幅方向の流れに誘導する。具体的には、二股の下部分１４ｄが、方向転換して水平ダクトに流れこむ絶縁ガス１０を誘導する。二股の上部分１４ｃが、軸方向の流れを維持して上昇する絶縁ガス１０を誘導する。
【００４６】
また、水平ダクト幅方向を流れる絶縁ガス１０が内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂに流れる絶縁ガス１０に合流する際にも、二股の上部分１４ｃによって軸方向に方向転換するように誘導されるため、スムーズに合流することができる。これによって、ガス止めカラー１４と内側絶縁筒２ａ又は外側絶縁筒２ｂとの間に隙間１５を設けていても、ガス止めカラー１４の二股状の端部が絶縁ガス１０を誘導するので、乱流の発生を低減することができる。したがって、第１の実施形態と同様に、ガス流の圧力損失を低減することができる。信頼性の高いガス絶縁変圧器を提供することができる。また、圧力損失を低減することができるため、大量のガスを流すことが可能になる。これによって、温度が上昇しやすい巻線部１００の上部に大量のガスを効率よく流すことができ、上部の温度上昇を抑えることができる。そして、絶縁ガス１０を送出する送ガス装置のヘッド圧力を小さくすることができ、送ガス装置を小型化・低価格化することができる。その結果、ガス絶縁変圧器全体を小型化・低価格化することができる。
【００４７】
さらに、ガス止めカラー１４の二股の上部分１４ｃと下部分１４ｄは、それぞれ先端が先細になり、かつ軸方向上下に所定の曲率で湾曲しているので、絶縁ガス１０をスムーズに誘導することができ、乱流の発生をより低減することができる。
【００４８】
３．第２の実施形態の変形例
図７は、第２の実施形態の変形例を示している。第２の実施形態では、ガス止めカラー１４の二股状の端部が軸方向上下に反り返っているものを説明したが、例えば、図７に示すように反り返らずに直線状に上下に分岐するものであっても良い。二股状の端部であれば、絶縁ガス１０を誘導することはできるため、圧力損失を低減する効果を得ることができる。
【００４９】
４．その他の実施形態
本発明のいくつかの複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、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、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの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ものである。
【００５０】
例えば、第１の実施形態ではガス止めカラー１３は隙間を有する結晶構造体６として、あらゆる部分に絶縁ガス１０が流れる構成で説明したが、このような構成には限られない。例えば、ガス止めカラー１３の少なくとも一部に絶縁ガス１０の通過防止部材を取り付けても良い。これによって、絶縁ガス１０の流れをより自在に制御することができる。
【００５１】
通過防止部は、ガス止めカラー１３と同一の素材とし、３次元プリンターでガス止めカラー１３と一体的に構成しても良い。あるいはガス止めカラー１３とは別の薄い箔や膜から構成して、ガス止めカラー１３に貼りつけるようにしても良い。
【００５２】
例えば図８に示すように、通過防止部材７は、ガス止めカラー１３の一方の端部近傍の両面に取り付けることができる。あるいは図９に示すように、ガス止めカラー１３の片面の一部にのみ取り付けても良い。例えば、ガス止めカラー１３の、内側垂直ダクト３ａ又は外側垂直ダクト３ｂを閉塞する側は通過防止部材７を取り付けずに、絶縁ガス１０がガス止めカラー１３を通り抜けることができるようにし、それ以外の部分には通過防止部材７を取り付けて、絶縁ガス１０が通り抜けないようにしても良い。通過防止部材７は、ガス絶縁変圧器の組み立て時に予め取り付けておいても良く、あるいは、また、組み立て後、必要に応じてガス止めカラー１３の表面に膜で構成した通過防止部材７を貼りつけても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１  巻線
２ａ  内側絶縁筒
２ｂ  外側絶縁筒
３ａ  内側垂直ダクト
３ｂ  外側垂直ダクト
４  間隙
５  ガス止めカラー
６  結晶構造体
７  通過防止部材
１３  ガス止めカラー
１３ａ  内側ガス止めカラー
１３ｂ  外側ガス止めカラー
１４  ガス止めカラー
１４ａ  内側ガス止めカラー
１４ｂ  外側ガス止めカラー
１４ｃ  二股の上部分
１４ｄ  二股の下部分
１５  隙間
３０  格子点
３１  棒状部材
３２  隙間
１０  絶縁ガス
１０ａ  乱流
１８  ダクトピース
１００  巻線部
【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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