特開 2025-102065 変圧器

(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】P2025102065

(43)【公開日】2025-07-08

(54)【発明の名称】変圧器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/02 20060101AFI20250701BHJP

【ＦＩ】

H01F27/02 Z

H01F27/02 150

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023219268

(22)【出願日】2023-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】芥川 和樹

(72)【発明者】

【氏名】椎名 洋悦

【テーマコード（参考）】

5E059

【Ｆターム（参考）】

5E059BB03

5E059BB08

5E059BB15

(57)【要約】

【課題】
変圧器で、雨水による錆の発生を抑制する。
【解決手段】
放熱フィンと、上面カバーを有する変圧器において、前記放熱フィンは前記上面カバーと一部が重畳し、前記上面カバーからの雨水が前記放熱フィンとずれた位置に滴下される変圧器。
【選択図】 図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放熱フィンと、上面カバーを有する変圧器において、
前記放熱フィンは前記上面カバーと一部が重畳し、
前記上面カバーからの雨水が前記放熱フィンとずれた位置に滴下される変圧器。

【請求項2】

請求項１記載の変圧器において、前記上面カバーの側面は、山部と谷部を有する変圧器。

【請求項3】

請求項２記載の変圧器において、前記放熱フィンの幅よりも、前記山部と隣接する山部の間隔の方が大きい変圧器。

【請求項4】

請求項３記載の変圧器において、前記山部と隣接する山部の間隔が、前記放熱フィンと隣接する放熱フィンの間の間隔の整数倍である変圧器。

【請求項5】

請求項４記載の変圧器において、前記放熱フィンの頂部が、前記山部と山部の間に位置する変圧器。

【請求項6】

請求項５記載の変圧器において、前記放熱フィンの頂部が、前記谷部に位置する変圧器。

【請求項7】

請求項１記載の変圧器において、前記放熱フィンの側面のうちの長い部分が、前記放熱フィンの形成領域からずれて配置されている変圧器。

【請求項8】

請求項７記載の変圧器において、前記放熱フィンの側面のうちの長い部分が、前記変圧器の角部に配置されている変圧器。

【請求項9】

請求項８記載の変圧器において、前記放熱フィンの側面のうちの長い部分が、前記変圧器の４隅に配置されている変圧器。

【請求項10】

請求項５記載の変圧器において、前記変圧器が油入変圧器である変圧器。

【請求項11】

請求項１０記載の変圧器において、前記変圧器が傾斜計を有する変圧器。

【請求項12】

請求項７記載の変圧器において、前記変圧器が油入変圧器である変圧器。

【請求項13】

請求項１２記載の変圧器において、前記変圧器が傾斜計を有する変圧器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は変圧器、特に屋外で使用される油入変圧器に関する。

【背景技術】

【0002】

配電系統での必須設備として、変圧器は種々の場所で用いられる。その中で、屋外に設置される変圧器も一般的に広く用いられている。

【0003】

しかし、屋外設置での使用に際しては、長期使用によって錆が発生する場合がある。

【0004】

特許文献１には、塩害地域で塩分が洗い流されやすいようにすることで、錆の進行を抑える変圧器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２１６５６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示の技術は、雨水を誘導して塩分を洗い流すことで錆の進行を抑制するという思想である。一方、錆は、雨水そのものの存在自体によっても、乾燥状態に比べ発生しやすいものとなる。特許文献１の開示は、むしろ雨水を積極的に利用するものであり、雨水そのものによる錆の発生を抑制する思想に関しては示唆も開示もなく、むしろ対極にあるものである。

【0007】

そこで本発明では、雨水そのものによる錆の発生という特許文献１とは真逆の課題を解決し、一例として雨水そのものによる錆の発生を抑制する技術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】

【0008】

上記課題を解決するための手段の一例をあげれば、放熱フィンと、上面カバーを有する変圧器において、前記放熱フィンは前記上面カバーと一部が重畳し、前記上面カバーからの雨水が前記放熱フィンとずれた位置に滴下される変圧器、である。

【0009】

本願発明の更なる目的、効果は、以下明細書全文を通して明らかとなる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、雨水による錆の発生を抑制した変圧器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】変圧器の模式上面図である。

【図2】変圧器の模式側面図である。

【図3A】本発明の一実施例の模式説明図である。

【図3B】本発明の一実施例の模式説明図である。

【図3C】本発明の一実施例の模式説明図である。

【図3D】本発明の一実施例の模式説明図である。

【図4A】本発明の他の実施例の模式説明図である。

【図4B】本発明の他の実施例の模式説明図である。

【図5A】本発明の他の実施例の模式説明図である。

【図5B】図５Ａでの要部の一例の説明図である。

【図5C】図５Ａでの要部の一例の説明図である。

【図5D】図５Ａでの要部の一例の説明図である。

【図5E】図５Ａでの要部の一例の説明図である。

【図5F】図５Ａでの要部の一例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る実施例について図面を参照しながら説明する。

【実施例0013】

図１は、本発明の対象となる変圧器の模式上面図である。１は変圧器、１０は変圧器カバー、１１は放熱フィンである。なお１０は、変圧器上面に設置されるカバーであるため、上面カバーと称してもよい。放熱フィン１１は、変圧器での電力変換に際し生じる発熱を外部に拡散するためのものである。この発熱は、変換効率が１００％という理想的な状態でない限り不可避であるため、多数の放熱フィンによる効果的な放熱が必要となる。

【0014】

本発明では、変圧器カバー１０の端部は、上面図として、放熱フィン１１の延材方向と直行するように配置されている。また図１では隠れているが、放熱フィン１１は、変圧器カバー１０の下側でも、変圧器本体に向かい延材している。すなわち、変圧器カバー１０の端部は、変圧器本体を超えて、かつ放熱フィン１１の途中に位置するように構成されている。

【0015】

図２は、本発明の対象となる変圧器の模式側面図である。図１のＡ－Ａ線での側面図に相当する。放熱フィン１１が多数並列し、また変圧器の上側から下側にかけて長い縦長の形状として延材し、放熱面積の増大を図っている。

【0016】

また図２では、変圧器カバー１０の端部は、変圧器本体を超えて、かつ放熱フィン１１の途中に位置することが示されている。これは、変圧器カバー１０と放熱フィン１１が、その一部が重畳するように形成されているということもできる。

【0017】

次に、変圧器での、本発明での特徴となる部分を説明する。本発明では、変圧器を側面から見た場合の、変圧器カバー１０の端部での構造と、放熱フィン１１の位置関係に特徴がある。

【0018】

図３Ａは、図１のＡ－Ａ線部分を側面から見た場合の、変圧器カバー１０の端部での構造と、放熱フィン１１の位置関係を説明する模式説明図である。

【0019】

変圧器カバー１０は、下側に折れ曲がっている。そして、側面図として、変圧器カバー１０の下端は、変圧器カバー１０の上端と非平行に構成されている。

【0020】

次に、変圧器カバー１０の下端と、放熱フィン１１の詳細な位置関係の例を、図３Ｂから図３Ｄで説明する。

【0021】

図３Ｂは、本発明の変圧器カバー１０の下端と、放熱フィン１１の位置関係の一例を説明する模式説明図である。２０は変圧器カバー１０の谷部、あるいは折り曲げ谷部、また２１は変圧器カバー１０の山部、あるいは折り曲げ山部ということができる。別の言い方としては、２０は変圧器カバー１０の側面での短い部分、２１は変圧器カバー１０の側面での長い部分ということができる。

【0022】

２２は放熱フィン１１の頂部である。

【0023】

図３Ｂに示すように、放熱フィン１１は変圧器カバー１０の谷部に対向するように配置されている。

【0024】

変圧器カバー１０は図１に示すように変圧器１の大半を覆っている。これにより、雨水は、まず変圧器カバー１０で大半が受け止められることとなる。これにより変圧器本体は雨水から変圧器カバー１０により守られるが、同時に、変圧器カバー１０に受け止めた雨水を適切に処理することが必要となる。

【0025】

仮に、変圧器カバー１０の側面での下端が、変圧器カバー１０の側面での上端と平行であった場合、雨水は変圧器カバー１０の下端のランダムな位置で滴下することになる。このため、放熱フィンにも、大量の雨水が滴下することになり、放熱フィンの錆や腐食の原因となるリスクがある。そこで本発明では、変圧器カバー１０の側面での上端と下端を非平行に形成した。これにより、変圧器カバー１０から雨水が滴下する部分を選択的に誘導することが可能となる。

【0026】

またこれは、変圧器カバー１０からの雨水が、放熱フィン１１とずれた位置に滴下されるように構成することを意味する。

【0027】

図３Ｂでは、変圧器カバー１０を、谷部２０と山部２１とを設けることで、山部２１から雨水が滴下されるよう雨水を誘導することが可能となるため、雨水が滴下する部分を選択的に誘導することが実現する。

【0028】

さらに、図３Ｂでは、放熱フィン１１は、変圧器カバー１０の谷部２０に対向するように配置されている。これにより、雨水は、変圧器カバー１０の山部２１から滴下することになる。これは、換言すれば、放熱フィン１１に雨水が接触しにくい位置で、雨水を滴下できるようになることを意味する。別の言い方としては、隣接する放熱フィン１１の間に、変圧器カバー１０に雨水の選択的滴下領域を設けるということもできる。

【0029】

この結果、雨水の滴下による放熱フィン１１での錆の発生を抑制することが可能となる。

【0030】

図３Ｃは、図３Ｂの変形例である。図３Ｂでは、変圧器カバー１０の下端は山部２１と谷部２０の間で曲線状の形状となっている。図３Ｃでは、変圧器カバー１０の下端は山部２１と谷部２０の間で直線状の形状となっている。これにより、図３Ｃの形状では、図３Ｂの形状より、加工が容易となるため、製造コストの低減が実現する。

【0031】

図３Ｄは、図３Ｃの変形例である。図３Ｃとの違いは、図３Ｃでは山部２１が隣接する放熱フィン１１の間に位置するように形成されたのに対し、図３Ｄでは、山部２１が複数の放熱フィン単位で、該放熱フィン単位の間に位置するような形状となっている点である。これにより、山と谷の個数を低減できるため、図３Ｃの構造より構造が単純となり、さらに加工コストの低減が実現する。

【0032】

なお、山部２１が複数の放熱フィン単位で、該放熱フィン単位の間に位置するような形状となっている点は、図３Ｂのような曲線で接続された形状に対し適用する場合も本実施例に当然含むものである。

【0033】

また、図３Ｂから図３Ｄの山部、谷部、放熱フィンの位置関係を充足するには、放熱フィンの幅＜変圧器カバーの山部と山部の間隔、の関係を満たすことが必要である。

【0034】

さらに、放熱フィンが多数並列する変圧器で本発明の効果を十分そうするには、隣接する放熱フィンの間隔の整数倍＝変圧器カバーの山部と山部の間隔、を満たすことが望ましい。整数倍以外の場合、多数の放熱フィンのいずれかで変圧器カバーの山部と放熱フィンの頂部が対抗する領域が生じてしまう可能性があるためである。

【0035】

なお、放熱フィン１１への雨水の滴下防止というその一点のみに着目すれば、変圧器カバー１０が放熱フィン１１を覆うように巨大に構成するという構造上の代案も可能である。しかしこの場合、放熱フィン１１の上部の空気対流領域が変圧器カバー１０により塞がれる、あるいはその領域を大幅に減じることとなる。この場合、放熱フィン１１が、その放熱性能の低下を招いてしまい、さらに巨大な放熱フィンが必要となるという際限ない変圧器サイズの増大につながってしまうこととなる。それゆえ、放熱フィン１１による放熱と、放熱フィン１１の錆発生の抑制の両立が可能な本願発明は、実用上大きな効果を有するものである。

【0036】

また、変圧器が油入変圧器の場合、放熱フィンはその肉厚全てが金属ではなく、その内部に油が入りこむようにして放熱性能を上げることが可能である。一方、その場合、放熱フィンの金属での肉厚は薄いものとなり、相対的に錆に弱いものとなる、また万一錆の進展により放熱フィンに穴が開くような事態が生じた場合、油の流出による周囲環境の汚染にもつながることが想定される。それゆえ、特に油入変圧器においては、本願発明の思想を用いて放熱と錆抑制の両立を図ることは、実用上大きな意義を持つものである。

【実施例0037】

本実施例でも、実施例１同様に、変圧器カバー１０の下端は、変圧器カバー１０の上端と非平行に構成されている。本実施例と実施例1の違いは、変圧器カバー１０の山部２１の位置である。

【0038】

図４Ａに、図３Ａに相当する、本実施例の模式説明図である。本実施例では、変圧器カバー１０の山部２１を、変圧器カバーの端部としたことを特徴とする。

【0039】

図４Ａで、変圧器カバー１０は、山部２１を両側面に位置するように配置されている。そして谷部２０が、変圧器カバー１０の途中、一例として中央付近となるように配置している。そして変圧器カバー１０の左側の端部、すなわち山部２１が、多数並列する放熱フィン１１のうちの、最左端の放熱フィン２５よりも左側に位置するように配置される。また変圧器カバー１０の右側の端部、すなわち山部２１が、多数並列する放熱フィン１１のうちの、最右端の放熱フィン２６よりも右側に位置するように配置される。これは、換言すれば、放熱フィンの存在領域の外側に、変圧器カバー１０の山部を設けるということができる。

【0040】

図４Ｂは、図１に相当する図である。そして３０、３１、３２、３３は、本実施例での変圧器カバー１０の山部２１が形成される領域を示している。上面図である図４Ｂから明らかなように、本実施例では、放熱フィンの存在領域の外側に、変圧器カバー１０の山部を設けている。

【0041】

本実施例では、図４Ａで明らかなように、山部と谷部の個数を大幅に低減することが出来る。これにより、加工費用の更なる低減が実現する。また変圧器カバー１０の下端で、凸凹やぎざぎざといった形状変化がゆるやかになる。このため、作業者が変圧器カバー１０を変圧器に取り付けるような作業時に、該凸凹やぎざぎざでの指の切創といった事故発生リスクを回避することが可能となり、安全で組み立て性能に優れた構造とすることができる。

【0042】

なお図４Ａでは、山部２１と谷部２０の間は直線状の形状となっているが、曲線状であっても含まれることは言うまでもない。また山部は、各辺の１つであってもよい。例えば図４Ａで、山部２１が右側のみであり、そのまま左側に向かいながら徐々に変圧器カバー１０の折り曲げ部の長さが減じるような構造である。その場合も、本実施例の効果を奏することが出来るため、本実施例の範疇に含むものである。

【0043】

また同様に、図４Ｂでは、山部の位置は３０、３１、３２、３３の全てではなく、少なくともいずれかであれば良い。その場合にでも、当該部位において、本実施例で説明の効果を奏することができるためである。

【0044】

但し、望ましくは、３０、３１、３２、３３のうちの、少なくとも対抗する２か所、すなわち３１と３３、あるいは３０と３２に山部を設けることが、より望ましい。変圧器の全辺に渡り本実施例の適用が可能となるためである。

【0045】

以上の本願説明の発明は、本願にて説明の技術思想を用いる限り、変形構造も本願発明の範疇に含むものである。

【0046】

また特許文献１は、放熱器４とカバー５を各図に開示するが、カバー５の側面で上端と下端を非平行とする本願の思想は示唆も開示もないものであることを、再度申し添えておく。