2023-28194 油入電気機器の吸湿呼吸器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023028194

(43)【公開日】2023-03-03

(54)【発明の名称】油入電気機器の吸湿呼吸器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/14 20060101AFI20230224BHJP

   H01F 27/12 20060101ALI20230224BHJP

【ＦＩ】

H01F27/14 B

H01F27/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021133749

(22)【出願日】2021-08-19

(71)【出願人】

【識別番号】000116666

【氏名又は名称】愛知電機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】田中 淳

(72)【発明者】

【氏名】尾脇 智史

【テーマコード（参考）】

5E050

【Ｆターム（参考）】

5E050EA10

(57)【要約】

【課題】簡易な構成の吸湿呼吸器を提供する。
【解決手段】呼吸弁１４の弁体３８を、独立気泡構造、半独立気泡構造、連続気泡構造の発泡体、多孔質体とした。当該弁体３８は、通常時は空気を通さず、油入電気機器の呼吸動作時に弁体３８に加わる圧力によって空気を通し、油入電気機器の呼吸動作を実現する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略中空筒状の筐体と、該筐体の上部に取り付けられる呼吸管と、前記筐体の下部中空部に取り付けられる呼吸弁からなり、該呼吸弁は、発泡体からなる弁体を備えて構成したことを特徴とする油入電気機器の吸湿呼吸器。

【請求項2】

前記発泡体は、独立気泡構造、半独立気泡構造、連続気泡構造からなることを特徴とする請求項１記載の油入電気機器の吸湿呼吸器。

【請求項3】

前記呼吸弁は、外部との間にフィルタを備えて構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の油入電気機器の吸湿呼吸器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変圧器等の油入電気機器に取付けられ、当該電気機器に流入する空気の吸湿を行う吸湿呼吸器の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

変圧器等の油入電気機器には、電気機器本体を収容するタンクなどの導体や大地との絶縁を確保したり、電気機器本体を冷却する目的で油（以下、絶縁油という）が充填されている。

【0003】

絶縁油は、電気機器本体や外気の温度変化によってタンク内で膨張又は収縮するため、タンク内の絶縁油上に存在する空気を、絶縁油の膨張・収縮に応じて、電気機器の内部と外部間で出し入れ（呼吸）する必要が生じる。

【0004】

当該呼吸は電気機器の内部と外部を連通する管体を通して行われるが、絶縁油は湿気を含んだ空気と接触すると劣化し、電気特性が低下してしまうので、前記管体の中途位置に吸湿呼吸器を設置し、当該吸湿呼吸器によって電気機器内部に流入する空気に含まれる水分を除去し、絶縁油が空気中の水分と触れることで劣化することを防止している。

【0005】

前記吸湿呼吸器としては、従来から種々の構造のものが存在するが、例えば、下記特許文献１の図１２に示すものが例示できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８－１１８０３９

【0007】

特許文献１の図１２に示す吸湿呼吸器１１０は、電気機器の内部と外部を連通する管体に接続される配管接続フランジ１１２と収容容器１１４、空気案内板１２０、空気案内筒１２１、油容器１２２を有している。収容容器１１４の下面Ｂには通気孔１１７が形成されており、当該下面Ｂ上に、空気の吸湿機能を有するシリカゲル１１６が収容されている。

【0008】

油容器１２２には、シリカゲル１１６が外部と接触することを防止するための隔離油１２４が入れられており、空気案内板１２０に固着されている。当該固着部位の一部には、通気口１２８が形成されている。隔離油１２４は空気案内筒１２１の下端が浸かる程度の高さまで油容器１２２に充填されている。

【0009】

吸湿呼吸器１１０の動作としては、油入電気機器の絶縁油が収縮した場合、通気口１２８から空気が流入し、油容器１２２内の隔離油１２４、空気案内筒１２１、収容容器１１４の通気孔１１７を介して収容容器１１４内に空気が流入し、収容容器１１４内のシリカゲル１１６によって空気中の水分が吸湿される。

【0010】

吸湿された空気は、吸湿呼吸器１１０が取り付けられている管体を通り、油入電気機器へ流入する。

【0011】

一方、油入電気機器の絶縁油が膨張する場合、油入電気機器から追い出された空気が管体を通って吸湿呼吸器１１０に流入する。吸湿呼吸器１１０に流入した空気は、収容容器１１４内のシリカゲル１１６を通過して通気孔１１７から空気案内筒１２１、隔離油１２４、通気口１２８を介して外部に排出される。

【0012】

このようにして、従来の吸湿呼吸器１１０は、油入電気機器の絶縁油の膨張・収縮に応じて、電気機器の内部と外部間で空気を出し入れ（呼吸）していた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

然るに、上記吸湿呼吸器１１０によれば、収容容器１１４下に油容器１２２を設置し、かつ、油容器１２２内に隔離油１２４を充填しなければならず、構造が複雑化する。

【0014】

そこで、本発明は、極力、構造を簡素化できる吸湿呼吸器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0015】

請求項１記載の発明は、略中空筒状の筐体と、該筐体の上部に取り付けられる呼吸管と、前記筐体の下部中空部に取り付けられる呼吸弁からなり、該呼吸弁は、発泡体や多孔質体からなる弁体を備えて構成したことを特徴とする油入電気機器の吸湿呼吸器に関する。

【0016】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発泡体を、独立気泡構造、半独立気泡構造、連続気泡構造によって構成したことを特徴とする油入電気機器の吸湿呼吸器に関する。

【0017】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２の何れかに記載の呼吸弁の外部との間にフィルタを備えて構成したことを特徴とする油入電気機器の吸湿呼吸器に関する。

【発明の効果】

【0018】

請求項１記載の発明によれば、呼吸弁の構造を簡素化することができ、製造コストの削減と、メンテナンス負担の軽減を図ることができる。

【0019】

請求項２記載の発明によれば、気泡構造を適宜選択することにより、最適な呼吸動作の実現が可能となる。

【0020】

請求項３記載の発明によれば、吸入する外気から塵・埃を確実に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の吸湿呼吸器を油入電気機器に取り付けた状態を示す正面図である。

【図2】本発明の吸湿呼吸器を示す正面図である。

【図3】本発明の吸湿呼吸器を示す側面図である。

【図4】本発明の吸湿呼吸器を構成する呼吸弁の構造を示す正面視縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４により説明する。図１は本発明の吸湿呼吸器１を取り付けた油入電気機器Ａを示している。図１に示すように、油入電気機器Ａは、電気機器本体を収納するタンク２と、タンク２の上部開口部を閉塞する蓋体３と、蓋体３から上方に向けて延出し、前記電気機器本体を電力系統に接続するための電線をつなぐ端子および碍管からなるブッシング４から概略構成されている。

【0023】

タンク２内には、当該タンク２などの導体や大地との絶縁を確保したり、前記電気機器本体を冷却するための絶縁油が充填されている。吸湿呼吸器１は、呼吸管５を介して油入電気機器Ａに具備されている。

【0024】

図２は吸湿呼吸器１を拡大して示す正面図であり、図３は右側面図である。図２，３に示す６は、吸湿呼吸器１の筐体であり、略中空筒状に形成されている。７は、筐体６の上部フランジであり、８は上部フランジ７に取り付けられ、筐体６の内側と外側を連通するガス管を示している。

【0025】

９はガス管８の上部開口に着脱可能に取り付けられるキャップであり、１０は上部に第１のフランジ１１を備え、呼吸管５の下部に取り付けられる第２のフランジ１２との間を連結手段１３によって接続される上部配管である。当該上部配管１０の下部は、上部フランジ７を貫通して筐体６内と通気可能に連通している。

【0026】

図２に示す１４は、筐体６の下部中空部に設置した底部１５の中央部下側に取り付けられる呼吸弁であり、底部１５上の筐体６の中空部には、図示しないシリカゲル等の吸湿剤が充填されている。なお、図３において、呼吸弁１４の図示は省略している。

【0027】

１６は筐体６の側面に取り付けられる覗き窓であり、ガラス等の透明部材１７を備え、筐体６内の吸湿剤の状態を確認することができる。

【0028】

１８は上部フランジ７に、図３に示す第１の固定手段１９等によって取り付けられる固定金具であり、図１に示すタンク２に溶接した図示しない座に接続して吸湿呼吸器１を固定する。

【0029】

次に、前記呼吸弁１４の構造について説明する。図４は呼吸弁１４の内部構造を示す縦断面図である。前述したとおり、呼吸弁１４は底部１５の中央部下側に取り付けられており、底部１５には、その中央部に第１の貫通孔２０が形成されている。

【0030】

底部１５の下面には、円環状の第１のガスケット２１を介して、上部フランジ２２を備えた中空状の弁固定座２３が配置されている。弁固定座２３の下側には、円環状の第２のガスケット２４を介して弁支持座２５が設置されており、底部１５と第１のガスケット２１および弁固定座２３が第２の固定手段２６によって連結され、弁固定座２３と第２のガスケット２４および弁支持座２５が第３の固定手段２７によって連結されている。

【0031】

前記弁支持座２５には、縦方向に貫通する第１の吸気路兼排気路２８が形成されている。２９は弁支持座２５下に配置されたフィルタを示しており、下面に設置した押え板３０とともに、第４の固定手段３１によって弁支持座２５および後述する弁下部に連結されている。

【0032】

３２は弁固定座２３の上面であり、縦方向に貫通する第２の吸気路兼排気路３３が形成されている。３４は、底部１５の第１の貫通孔２０および第１のガスケット２１の中空部において、弁固定座２３の上面３２上方に配置される上蓋であり、上面３２との間に隙間が形成されるように、第５の固定手段３５によって上面３２に固定されている。

【0033】

３６は弁固定座２３および第２のガスケット２４の中空部において、弁支持座２５と一体に成形された略椀形状の弁下部であり、その下面には、弁支持座２５に形成した第２の吸気路兼排気路２８と連通する第３の吸気路兼排気路３７が形成されている。

【0034】

弁下部３６の内径は弁固定座２３の内径および第２のガスケット２４の内径より小さいので、弁下部３６と弁固定座２３および第２のガスケット２４の間には所定の空間Ｓ１が形成される。

【0035】

３８は弁下部３６の中空部に、当該中空部の空間寸法と同一の外径寸法で嵌合される弁体であり、発泡体・多孔質体などの風路抵抗体からなることを特徴とする。発泡体・多孔質体の構造としては、独立気泡構造、連続気泡構造、半独立気泡構造を採用し得る。具体的には、油入電気機器Ａの呼吸動作によって弁体３８に所定の圧力（例えば０．１［kPa］以上の動作圧力）が加わることによって空気を通過させる気泡構造を採用するものであり、油入電気機器Ａに応じて適宜選択される。前記動作圧力が加わっていない、無呼吸時は空気を通さないので、筐体６内の吸湿剤が外気と接触することはない。

【0036】

発泡体・多孔質体としては、ゴムスポンジやポリエチレンフォームが例示できるがこれに限定されない。出願時に公知の発泡体・多孔質体であれば採用し得る。また弁体３８は風路抵抗体として機能すればよいので、不織布などを用いることも可能である。

【0037】

３９は弁下部３６上面に配置され、弁体３８の上部を覆う弁上部であり、第６の固定手段４０によって弁下部３６に固定されている。なお、弁上部３９には、これを縦方向に貫通する第４の吸気路兼排気路４１が形成されており、弁上部３９と弁固定座２３の上面３２下面との間には、所定の空間Ｓ２が形成される。

【0038】

このように構成した本発明の呼吸弁１４は、図２に示すように、吸湿呼吸器１の筐体６内下部の底部１５に固定される。筐体６内には、キャップ９を外すことによって、ガス管８の上部開放口から吸湿剤が充填される。吸湿剤は、筐体６内において、図４に示す底部１５上や呼吸弁１４の上蓋３４上、または、弁固定座２３の上面３２上に充填される。

【0039】

つづいて、図４に示す呼吸弁１４による呼吸動作について説明する。図１に示す油入電気機器Ａのタンク２内の絶縁油が電気機器本体や外気の温度低下によって収縮すると、それに応じて呼吸管５内の空気がタンク２内に取り込まれる。

【0040】

呼吸管５には吸湿呼吸器１が取り付けられているので、吸湿呼吸器１は、図４に示す呼吸弁１４を介して外気を吸い込むよう動作する。呼吸弁１４は、吸湿呼吸器１の筐体６内の空気が呼吸管５内に吸引されることによって動作する。具体的には、筐体６内の空気が呼吸管５内に引き込まれると、図４に示す吸気弁１４の弁固定座２３内部の空間Ｓ１,Ｓ２の空気が、弁固定座２３の上面３２に形成した第２の吸気路兼排気路３３を通過し、上蓋３４と上面３２間の隙間を通って、底部１５の第１の貫通孔２０から筐体６内に吸い込まれる。

【0041】

筐体６内に吸い込まれた空気は、筐体６内に充填されている図示しない除湿剤によって水分が除かれた後、図３に示す上部配管１０を通り、呼吸管５を介して、図１に示す油入電気機器Ａのタンク２内へ取り込まれる。

【0042】

このようにして、弁固定座２３の空間Ｓ１,Ｓ２の空気が吸い込まれると、外気がフィルタ２９を介して、第１の吸気路兼排気路２８から第３の吸気路兼排気路３７を通過して、弁体３８内に取り込まれる。この際、第１の吸気路兼排気路２８に取り込まれる空気は、フィルタ２９によって塵・埃が除去される。

【0043】

弁体３８は発泡体・多孔質体からなり、油入電気機器Ａの無呼吸時は空気を通すことはないが、弁固定座２３の空間Ｓ１,Ｓ２の空気が吸い込まれることにより、第１の吸気路兼排気路２８から第３の吸気路兼排気路３７を通過して、弁体３８に動作圧力が加わると、弁体３８内に取り込まれた外気（空気）は弁体３８内を通過して弁上部３９に形成した第４の吸気路兼排気路４１から空間Ｓ１,Ｓ２内へ取り込まれる。

【0044】

空間Ｓ１,Ｓ２に取り込まれた空気は、前述したと同様の過程を経て、図１に示す油入電気機器Ａのタンク２内へ取り込まれる。タンク２へ空気が取り込まれることにより、油入電気機器Ａによる吸気作用が終了するので、弁体３８に加わっていた空気の動作圧力が解消され、弁体３８は再び空気を通さない状態へ復帰する。

【0045】

以上の過程を通して、図１に示す油入電気機器Ａは、タンク２内の絶縁油の収縮に応じて、吸湿呼吸器１から呼吸管５を介して、絶縁油上に吸湿除去した外気を取り入れる。

【0046】

一方、図１に示すタンク２内の絶縁油が電気機器本体や外気の温度上昇によって膨張した場合は、絶縁油上の空気が呼吸管５を介して外部へ排出される。

【0047】

呼吸管５には図２，３に示すように吸湿呼吸器１が取り付けられているので、吸湿呼吸器１は、タンク２から呼吸管５内へ排出された空気を、図４に示す呼吸弁１４を介して外部へ排気するよう動作する。

【0048】

呼吸弁１４は、吸湿呼吸器１の筐体６内の空気が流入することによって動作する。具体的には、筐体６内の空気が呼吸弁１４の底部１５の第１の貫通孔２０に排出されると、当該空気は上蓋３４と弁固定座２３の上面３２間の隙間から、上面３２に形成した第２の吸気路兼排気路３３を通過して空間Ｓ１,Ｓ２へ排出される。

【0049】

空間Ｓ１,Ｓ２へ排出された空気は、弁上部３９の第４の吸気路兼排気路４１を通って弁体３８へ送り込まれる。弁体３８は発泡体・多孔質体からなり、油入電気機器Ａの無呼吸時は空気を通すことはないが、空間Ｓ１,Ｓ２に空気が排出されることにより、弁体３８に動作圧力が加わり、弁体３８内を通過することができる。

【0050】

弁体３８を通過した空気は、弁下部３６の第３の吸気路兼排気路３７から弁支持座２５の第１の吸気路兼排気路２８を通ってフィルタ２９に送り込まれ、フィルタ２９を通過して外部へ排出される。

【0051】

空気が外部へ排出された後は、弁体３８に加わっていた動作圧力が解消されるので、弁体３８は空気を通さない状態へと復帰する。

【0052】

このようにして、図１に示す油入電気機器Ａは、タンク２内の絶縁油の膨張に応じて、呼吸管５から吸湿呼吸器１を介して、外部へ空気を排出する。

【0053】

以上のように、図４に示す呼吸弁１４は、油入電気機器Ａのタンク２と外部間で空気の出し入れ（呼吸）を行い、タンク２内の絶縁油の膨張・収縮に追随する。当該呼吸作用を通じて空気を除湿した吸湿剤は、図２に示す覗き窓１７からその変色を確認することによって交換時期を決定する。

【0054】

以上説明したように、図４に示す呼吸弁１４を備えた吸湿呼吸器１においては、弁体を発泡体や多孔質体によって構成したので、これを備える呼吸弁の構造を簡素化することができ、製造コストの削減と、メンテナンス負担の軽減を図ることができる。

【0055】

また、弁体３８の気泡構造を適宜選択することにより、油入電気機器Ａの呼吸動作により生じる動作圧力に応じた最適な空気通過量の実現が可能となる。

【0056】

さらに、呼吸弁にフィルタを具備して構成したので、吸入する外気から塵・埃を確実に除去することができる。

【産業上の利用可能性】

【0057】

油入電気機器の吸湿呼吸器として適用可能である。

【符号の説明】

【0058】

１ 吸湿呼吸器
２ タンク
３ 蓋体
４ ブッシング
５ 呼吸管
６ 筐体
７ 上部フランジ
８ ガス管
９ キャップ
１０ 上部配管
１１ 第１のフランジ
１２ 第２のフランジ
１３ 連結手段
１４ 呼吸弁
１５ 底部
１６ 覗き窓
１７ 透明部材
１８ 固定金具
１９ 第１の固定手段
２０ 第１の貫通孔
２１ 第１のガスケット
２２ 上部フランジ
２３ 弁固定座
２４ 第２のガスケット
２５ 弁支持座
２６ 第２の固定手段
２７ 第３の固定手段
２８ 第１の吸気路兼排気路
２９ フィルタ
３０ 押え板
３１ 第４の固定手段
３２ 上面
３３ 第２の吸気路兼排気路
３４ 上蓋
３５ 第５の固定手段
３６ 弁下部
３７ 第３の吸気路兼排気路
３８ 弁体
３９ 弁上部
４０ 第６の固定手段
４１ 第４の吸気路兼排気路
Ａ 油入電気機器
Ｓ１,Ｓ２ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】