(57)【要約】【課題】本発明は、タンクが液体冷媒の圧力の影響を受けず放熱リブの品質の低下がない静止誘導電器を提供することにある。【解決手段】本発明は、タンク４の板厚よりも薄い放熱リブ６，７，８，９，１０，１１，１２を形成し、この放熱リブをタンクの側壁４Ｂに取付けると共に、前記放熱リブの放熱量、云い代えれば液体冷媒の圧力を受ける放熱リブの受圧面積を、高さ方向の下方よりも上方に行くにしたがって大きくなるように形成したのである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブの一つ当りの放熱量を高さ方向の上方に行くにしたがって大きくなるように形成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項２】
前記放熱リブは、横方向への張り出し寸法が上方に行くにしたがって大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の静止誘導電器。
【請求項３】
前記放熱リブは、液体冷媒を循環させる空間が下方よりも上方に行くにしたがって大きく形成されていることを特徴とする請求項１記載の静止誘導電器。
【請求項４】
前記放熱リブは、横方向への張り出し寸法が高さ方向に亘って均一な張り出し寸法に形成されており、放熱リブの液体冷媒を循環させる空間が上方よりも下方が大きく潰されていることを特徴とする請求項１記載の静止誘導電器。
【請求項５】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブを上下方向に複数分割し、上下に分割された放熱リブのうち上方の放熱リブの放熱量を、下方の放熱リブの放熱量よりも大きくなるように形成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項６】
前記分割された放熱リブの横方向への張り出し寸法は、上方の放熱リブが下方の放熱リブよりも大きく形成されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項７】
前記分割された放熱リブは、液体冷媒を循環させる空間が下方よりも上方の放熱リブが大きく形成されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項８】
前記分割された放熱リブは、横方向への張り出し寸法が高さ方向に亘って均一な張り出し寸法に形成されており、放熱リブの液体冷媒を循環させる空間が上方よりも下方の放熱リブが大きく潰されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項９】
前記分割された放熱リブは、液体冷媒を循環させる空間が同じ幅寸法に形成されていると共に、横方向への張り出し寸法が下方よりも上方の放熱リブが大きく形成されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項１０】
前記分割された放熱リブのうち下方に位置する放熱リブの間隔は、上方に位置する放熱リブの間隔よりも狭まく形成されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項１１】
前記分割された放熱リブのうち下方に位置する放熱リブの設置数は、上方に位置する放熱リブの設置数よりも多く形成されていることを特徴とする請求項５記載の静止誘導電器。
【請求項１２】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブの液体冷媒と接触する面積を下方よりも上方に行くにしたがって大きくなるように形成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項１３】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブの液体冷媒の受圧面積を下方よりも上方に行くにしたがって大きくなるように形成したことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項１４】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブを高さ方向に複数分割して下方の放熱リブよりも上方の放熱リブの液体冷媒の受圧面積を大きくなるように形成し、かつ、下方の放熱リブは上方の放熱リブよりも設置数を多くしたことを特徴とする静止誘導電器。
【請求項１５】
電器本体を収納したタンクと、このタンクの側壁の周囲に複数取付けられ高さ方向に長く形成された放熱リブとを備え、前記タンクに充填した液体冷媒を放熱リブ内に循環させるように構成した静止誘導電器において、前記放熱リブの板厚を前記タンクの板厚よりも薄くすると共に、前記放熱リブを高さ方向に複数分割し、分割された放熱リブのうち上方の放熱リブにのみ液体冷媒を循環させ、下方の放熱リブは上方の放熱リブよりも設置数を多くした一枚板で形成したことを特徴とする静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鉄心と巻線を有する電器本体を液体冷媒が充填されたタンク内に収納した変圧器やリアクトル等の静止誘導電器に係り、特に、タンク内の液体冷媒を自然循環させるためにタンク側壁に放熱リブを備えた静止誘導電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体冷媒として鉱油，シリコーン油，植物油等の絶縁油をタンク内に充填し、この液体冷媒をタンクと放熱リブ内とで自然対流により循環させることで、電器本体を冷却する静止誘導電器は、例えば特許文献１に記載のように、既に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−１２１７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示の静止誘導電器は、タンクと放熱リブを一枚板から一体プレスにより形成するものであるため、液体冷媒を充填した場合、液体冷媒の自重による圧力を受けてタンク下方部が外側に膨らむ変形を受け易くなる。
【０００５】
そこで、板材の厚さを厚くして液体冷媒の圧力の影響を軽減することも考えられる。しかしながら、放熱リブの板厚を含めてタンクの板厚を厚くすると、一体プレス時の放熱リブ成形時に放熱リブの曲げ部に加工疲労が発生し易くなって脆くなり、亀裂などが生じて品質が低下する問題があるので、放熱リブの板厚を含めてタンクの板厚を厚くすることは実用的でない。
【０００６】
本発明の目的は、タンクが液体冷媒の圧力による変形を受けず放熱リブの品質の低下がない静止誘導電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために、タンクの板厚よりも薄い放熱リブを形成し、この放熱リブをタンクの側壁に取付けると共に、前記放熱リブの放熱量を高さ方向の下方よりも上方に行くにしたがって大きくなるように形成したのである。
【０００８】
このように放熱リブの板厚をタンクの板厚よりも薄くすることで、薄い板厚の放熱リブの曲げ加工は容易になるので、加工疲労の発生は抑制されて亀裂の発生のない品質のよい放熱リブが得られ、また、タンクは放熱リブよりも板厚が厚いので液体冷媒の圧力によって膨らむような影響を受けなくなる。
【０００９】
そして、板厚を薄くした分、放熱リブは、液体冷媒が特に大きく作用する下方部ほど変形し易くなる。しかし、放熱リブの放熱量、云い代えれば液体冷媒との接触面積（受圧面積）を、高さ方向の下方よりも上方に行くにしたがって大きくなるように形成することで、放熱リブ下方の受圧面積は小さくなる。その結果、放熱リブ下方部の放熱量は小さくなるが、液体冷媒による変形を防止して液体冷媒の圧力による影響のない放熱リブを得ることができるのである。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明によれば、タンクが液体冷媒の圧力の影響を受けず放熱リブの品質の低下がない静止誘導電器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による静止誘導電器の第１の実施の形態を、図１〜図４に示す変圧器について説明する。
【００１２】
変圧器１は、図４に示すように、大きく分けると、立設された鉄心２と、この鉄心２に嵌挿された巻線３と、これら鉄心２と巻線３とからなる電器本体を密閉して収納するタンク４と、このタンク４内に充填された鉱油，シリコーン油，植物油等の絶縁油からなる液体冷媒５とで構成されている。実際には、図示しないが、巻線３に電力を授受する導体がブッシングを介して前記タンク４を貫通している。
【００１３】
前記鉄心２は、立設された３本の主脚２Ａ〜２Ｃと、これら主脚２Ａ〜２Ｃの上下部をつなぐ継鉄２Ｄを有する。そして、前記巻線３は、前記主脚２Ａ〜２Ｃに夫々嵌挿された３相の巻線３Ａ〜３Ｃからなっている。
【００１４】
一方、タンク４は、図３に示すように、底板４Ａと、この底板４Ａの周縁から上方に延在された側壁４Ｂと、この側壁４Ｂの上部に形成され上カバー４Ｄ（図１）を取付けるフランジ４Ｃを有している。そして、前記側壁４Ｂには、放熱リブ６が取付けられ液体冷媒５を放熱リブ６の内側に循環させるための開口部４Ｅが形成されている。
【００１５】
前記放熱リブ６は、図２に示すように、内側に液体冷媒５が循環できるように空間６Ａを形成して冷媒循環路を設けている。また、この放熱リブ６は、連続的に波山状に形成されその上下端を溶接等で塞いで連続放熱リブに形成している。このように形成された放熱リブ６は、タンク４の開口部４Ｅを塞ぐように側壁４Ｂに気密に取付けられている。
【００１６】
ところで、放熱リブ６は、その板厚をタンク４の板厚の約１／３にして連続的な波山状の形成時に、曲げを容易にして、曲げ部に加工疲労による亀裂などの発生がないようにしている。因みに、本実施の形態においては、２０００〜３０００ＫＶＡ程度の建屋内変電所や工場内変電所等に設置される地上設置型の変圧器を想定しているので、タンク４の板厚は充填された液体冷媒５の自重によって容易に膨らんで変形しないように３〜９ｍｍとしているが、放熱リブ６の板厚は曲げ加工性を考慮して１〜２ｍｍにしている。
【００１７】
上記構成において、変圧器１が運転を開始すると、鉄心２と巻線３とによる電器本体が発熱し昇温する。電器本体の昇温を押えるために、液体冷媒５が充填されているが、この液体冷媒５は、昇温による温度差から変圧器タンク４の高さ方向に自然循環する。その際に、放熱リブ６の空間６Ａ内を過熱された液体冷媒５が循環することで、放熱リブ６の外表面に接する外気や強制通風手段による外気によって昇温した液体冷媒５は冷却され、これにより電器本体を冷却して昇温を抑えている。
【００１８】
以上により変圧器１の基本構成は維持できるが、本実施の形態においては、更なる工夫が施されている。
【００１９】
即ち、タンク４は充填された液体冷媒５の自重によって特にタンク下方部の底板４Ａや側壁４Ｂが膨らんで変形しないように厚板にしている。しかし、放熱リブ６は曲げ加工性を考慮して薄板で形成しているので、放熱リブ６のタンク下方部に対向する部分は、液体冷媒の自重による内圧を受けて隣接放熱リブ間の間隔を狭くする方向に膨らんで変形し、最悪の場合、隣接放熱リブ間に外気を流通させる間隔を塞いで放熱リブ６の機能を喪失させてしまう虞がある。
【００２０】
そこで本実施の形態においては、放熱リブ６の横方向への張り出し寸法を、タンク４の高さに対して上方部の張り出し寸法Ｔ１を下方部の張り出し寸法Ｔ２に対して漸増するように大きくして、放熱リブ６の放熱量を高さ方向の下方よりも上方に行くにしたがって大きくしたのである。
【００２１】
このように、放熱リブ６を形成することで、放熱リブ６の下方部は、放熱量は小さくなるが、それにより液体冷媒５の自重による内圧を受ける面積も小さくなるので、内圧を受けての膨らみが抑制されるのである。
【００２２】
以上説明したように本実施の形態によれば、液体冷媒５の自重による内圧に対して、タンク４は板厚を厚くして対応し、放熱リブ６は板厚をタンク４の板厚よりも薄くして曲げか構成を向上させると共に、放熱リブ６の下方部は液体冷媒５の内圧を受ける面積を小さくしたので、液体冷媒５による放熱リブ６の膨らみによる変形を防止することができるのである。
【００２３】
さらに、放熱リブ６を本実施の形態のように形成することで、タンク４の下方部よりも上方部が昇温する液体冷媒５を、放熱面積、云い代えれば放熱量が大きく形成された放熱リブ６の上方部で効率よく冷却することができる。
【００２４】
次に、本発明による静止誘導電器の第２の実施の形態を、図５及び図６に示す変圧器について説明する。尚、本実施の形態において、図１〜図４と同一符号は同一構成部材を示すので、再度の説明は省略する。勿論、タンク４と放熱リブ７,８の板厚は第１の実施の形態と同じである。
【００２５】
本実施の形態において、第１の実施の形態と異なる構成は、横方向への張り出し寸法が同じの放熱リブ７,８を、タンク４の側壁４Ｂに上下２段となるように取付けたのである。
【００２６】
そのために、タンク４の側壁４Ｂには、上下２段に開口部４Ｅ１，４Ｅ２を形成し、これら開口部４Ｅ１，４Ｅ２を気密に塞ぐように連続的に波山状に形成した放熱リブ７,８を取付けたのである。
【００２７】
さらに、前記放熱リブ７,８は高さ寸法と横方向への張り出し寸法が同じ寸法であるので、夫々の内側の空間７Ａ，８Ａの幅寸法を上側の幅寸法ｔ１が下側の幅寸法ｔ２よりも大きくなるように形成したのである。
【００２８】
本実施の形態においては、放熱リブ７,８の空間７Ａ，８Ａの幅寸法を上側の幅寸法ｔ１が下側の幅寸法ｔ２よりも大きくなるように形成することで、液体冷媒５の内圧を受ける面積（液体冷媒との接触面積）を上方の放熱リブ７に比べて下方の放熱リブ８を小さく、云い代えれば、上方の放熱リブ７に比べて下方の放熱リブ８の放熱量を小さくできるので、放熱リブ６の膨らみによる変形を防止することができ、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同じ効果を奏することができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態によれば、第１の実施の形態に比べて放熱リブ７,８の製造が容易になる。即ち、第１の実施の形態においては、放熱リブ６を展開するとドーナツ状となる板材を用いて連続波山状に形成する必要があるが、本実施の形態によれば、横方向への張り出し寸法が上下で同じなので直線状の帯状板材を用いて連続波山状に形成すれば良く、材料の歩留まりが向上するし、連続波山状の形成が簡単に行なえる利点がある。
【００３０】
尚、本実施の形態において、放熱リブ７,８の高さ寸法を同じにしたが、電器本体の発熱量に対する冷却効率を考慮して、放熱リブ７の高さ寸法を放熱リブ８の高さ寸法よりも大きくすることを妨げるものではない。
【００３１】
図７及び図８は、本発明による静止誘導電器の第３の実施の形態を示す変圧器である。本実施の形態においても、図１〜図４及び図５,図６と同一符号は同一構成部材を示すので、再度の説明は省略する。勿論、タンク４と放熱リブ９,１０の板厚は第１の実施の形態と同じである。
【００３２】
本実施の形態は同じ高さ寸法の放熱リブ９,１０を上下２段となるように設置する点では第２の実施の形態と近似する構成であるが、第２の実施の形態と異なる構成は、放熱リブ９,１０のうち上方に位置する放熱リブ９の横方向への張り出し寸法Ｔａを下方に位置する放熱リブ１０の張り出し寸法Ｔｂよりも大きくした点と、放熱リブ９，１０の空間９Ａ，１０Ａの幅寸法ｔを同じ寸法にしたのである。
【００３３】
本実施の形態においては、同じ高さ寸法で同じ幅寸法ｔの空間９Ａ，１０Ａを有する放熱リブ９,１０の張り出し寸法Ｔａ，ＴｂをＴａ＞Ｔｂとすることで、液体冷媒５の内圧を受ける面積を上方の放熱リブ９に比べて下方の放熱リブ１０を小さくできるので、放熱リブ１０の膨らみによる変形を防止することができ、本実施の形態においても、第２の実施の形態と同じ効果を奏することができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、放熱リブ９,１０の張り出し寸法Ｔａ，Ｔｂが異なっているので、放熱リブ９,１０を上下逆に取付けることが回避できる点で、第２の実施の形態に比べて有利である。
【００３５】
図９は、本発明による静止誘導電器の第４実施の形態を示す変圧器である。本実施の形態においても、図１〜図８と同一符号は同一構成部材を示すので、再度の説明は省略する。勿論、タンク４と放熱リブ９，１０，１１の板厚との関係は第１の実施の形態と同じである。
【００３６】
本実施の形態において、第３の実施の形態と異なる構成は、タンク４の高さ方向の下方に位置する隣接する放熱リブ１０の間に同じ形状の放熱リブ１１を取付けることで、上方に位置する放熱リブ９よりも下方に位置する放熱リブ１０,１１の設置数を多くしたのである。
【００３７】
勿論、上方に位置する放熱リブ９と下方に位置する放熱リブ１０,１１の横方向への張り出し寸法及び放熱リブ内側の空間の幅寸法、さらには高さ寸法は、第３の実施の形態と同じである。
【００３８】
本実施の形態においては、下方に位置する放熱リブ１０の横方向への張り出し寸法を、上方に位置する放熱リブ９の横方向への張り出し寸法よりも小さくしたことで、下方に位置する放熱リブ１０の変形は防止できるが、当然、下方に位置する放熱リブ１０の一つ当りの放熱量が小さくなる。そこで、放熱リブ１０と同形状の放熱リブ１１を追加することで、下方に位置する放熱リブ１０,１１の放熱量を増加させて冷却効果の低下を抑制したのである。
【００３９】
本実施の形態においても、結果的に、下方に位置する放熱リブ１０,１１の放熱量、液体冷媒と接触する面積や放熱リブの受圧面積を上方に位置する放熱リブ９よりも小さくできるので、上記効果のほかに、第１の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００４０】
ところで、本実施の形態において、液体冷媒の冷却を考慮して、第２の実施の形態に示す放熱リブ７,８の横方向への張り出し寸法や空間７Ａ，７Ｂの幅寸法ｔ１，ｔ２をそのまま本実施の形態に適用して、放熱リブ９,１０,１１の横方向への張り出し寸法を同じにすると共に、放熱リブ９の空間の幅寸法を放熱リブ１０,１１の幅寸法よりも大きくすることを妨げるものではない。
【００４１】
さらに、第４の実施の形態において、上方に位置する放熱リブ９のみに液体冷媒を循環できるようにし、下方に位置する放熱リブ１０,１１は一枚板を連続波山状に形成してタンク４の側壁に取付けるようにしても良く、あるいは下方に位置する放熱リブ１０,１１のみを一枚板のままタンク４の側壁に取付けるようにしてもよい。
【００４２】
次に、本発明に静止誘導電器の第５の実施の形態を、図１０及び図１１に示す変圧器について説明する。本実施の形態においても、勿論、タンク４と放熱リブ１２の板厚は第１の実施の形態と同じであり、図１及び図２と同一符号は同一構成部材を示すので、再度の説明は省略する。
【００４３】
本実施の形態において第１の実施の形態と異なる構成は、放熱リブ１２の横方向への張り出し寸法Ｔ１が、タンク４の高さ方向に亘って同じに形成されていると共に、放熱リブ１２の内側の空間１２Ａを下方部では小さく上方部に行くにつれて次第に大きくなるように潰した潰し部１２Ｂを形成したのである。
【００４４】
上記構成により、放熱リブ１２の空間１２Ａは、結果的に第１の実施の形態の空間６Ａと同等の形状になり、液体冷媒５との接触面積（放熱量）又は液体冷媒５による圧力を受ける面積を下方で小さくすることができるので、第１の実施の形態と同等の効果を奏することができる。
【００４５】
さらに、第１の実施の形態に比べ、放熱リブの形成が第１の実施の形態では展開するとドーナツ状の板材を用いて連続波山状に形成する必要があるが、本実施の形態によれば、横方向への張り出し寸法が上下で同じなので帯状の板材を用いて連続波山状に形成すれば良く、材料の歩留まりが向上するし、連続波山状の形成が簡単に行なえる利点がある。
【００４６】
ところで、第５の実施の形態のおいて、潰し部を形成する技術は、第２〜４の実施の形態の放熱リブ７,９及び放熱リブ８,１０,１１の両方に適用しても良く、下方に位置する放熱リブ８,１０,１１のみに適用しても良い。また、第１〜５の実施の形態の放熱リブ形状及び配置を変圧器の容量や設置場所によって適宜組合わせて用いることを妨げるものではない。
【００４７】
以上説明したように本実施の形態によれば、板厚が厚いタンクは液体冷媒の圧力の影響を受けず、また、板厚を薄くした放熱リブは下方部の放熱量を小さくして液体冷媒の受圧面積を小さくしたので、放熱リブの変形を防止でき、結果的に品質の低下がない静止誘導電器を得ることができる。
【００４８】
ところで、以上の説明は、静止誘導電器として地上設置型の変圧器を一例に説明したが、変圧器に限定されるものではなく、基本構成が同じリアクトルにも適用できることは云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による静止誘導電器の第１の実施の形態である変圧器のタンクの一側壁を示す縦断拡大図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う横断平面図。
【図３】図１に示す変圧器のタンクを示す斜視図。
【図４】図１に示す変圧器の全体を示す横断平面図。
【図５】本発明による静止誘導電器の第２の実施の形態である変圧器のタンクの図３相当図。
【図６】本発明による静止誘導電器の第２の実施の形態である変圧器のタンクの図１相当図。
【図７】本発明による静止誘導電器の第３の実施の形態である変圧器のタンクの図１相当図。
【図８】本発明による静止誘導電器の第３の実施の形態である変圧器のタンクの図３相当図。
【図９】本発明による静止誘導電器の第４の実施の形態である変圧器の一部を示す平面図。
【図１０】本発明による静止誘導電器の第５の実施の形態である変圧器のタンクの図１相当図。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ線に沿う横断平面図。
【符号の説明】
【００５０】
１…変圧器、２…鉄心、３…巻線、４…タンク、４Ｂ…側壁、４Ｅ…開口部、５…液体冷媒、６，７，８，９，１０，１１，１２…放熱リブ、６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ…空間、１２Ｂ…潰し部、Ｔ１，Ｔ２，Ｔａ，Ｔｂ…張り出し寸法、ｔ，ｔ１，ｔ２…幅寸法。
【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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