特許 7337643 モールド型静止誘導機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-25

(45)【発行日】2023-09-04

(54)【発明の名称】モールド型静止誘導機器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/08 20060101AFI20230828BHJP

   H01F 27/02 20060101ALI20230828BHJP

【ＦＩ】

H01F27/08 150

H01F27/02 150

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019188613

(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公開番号】P2021064705

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-10-03

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】中前 哲夫

(72)【発明者】

【氏名】城条 雅之

【審査官】古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１７１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１８０４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０４２２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３３１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１２１８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４９－０３５６９６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平１０－１４９９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ２７／００－２７／２２

Ｈ０１Ｆ ３０／００－３８／１２

Ｈ０１Ｆ ３８／１６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に変圧器本体を収納し、空気を封入する密閉容器と、
前記空気を冷却する熱交換器と、
前記密閉容器と前記熱交換器とを、上部で接続する上配管、及び下部で接続する下配管と、
前記上配管に設けられた第１吸湿部と、を備え、
前記空気は、前記密閉容器、前記上配管、前記熱交換器、前記下配管の順に循環し、
前記熱交換器の下部であって前記空気が循環する経路とは異なる位置に第２吸湿部が設けられている、モールド型静止誘導機器。

【請求項2】

前記第１吸湿部は着脱可能に設けられている請求項１に記載のモールド型静止誘導機器。

【請求項3】

前記下配管を通過する経路を第１経路とした場合に、更に、前記下配管の途中から分岐し、循環器を備え密閉容器に接続される第２経路を備える請求項１又は２に記載のモールド型静止誘導機器。

【請求項4】

前記第１経路及び前記第２経路には、前記下配管を通過する前記第１経路と、前記循環器を通過する前記第２経路とを選択的に切り替え可能な開閉弁が設けられている請求項３に記載のモールド型静止誘導機器。

【請求項5】

前記第２吸湿部は着脱可能に設けられている請求項１に記載のモールド型静止誘導機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、モールド型静止誘導機器に関する。

【背景技術】

【0002】

モールド型静止誘導機器において、絶縁物に含まれていた水分の放出や外気温の低下に伴う相対湿度の上昇により密閉容器内の湿度が上昇した場合、ドライエア中の湿気の影響により、ドライエアの絶縁耐圧低下を招く恐れがある。このような背景、及び、絶縁強化の観点から、密閉容器内の湿度は下げておく必要がある。しかし、密閉容器内は閉鎖された空間であることから、湿度が高くなった場合、密閉容器内の湿度を下げるようなコントロールが困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１４９９２５号公報

【文献】実開平６－８２８２７号公報

【文献】実公昭４９－３５６９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、密閉容器内の湿度を低下させることが可能なモールド型静止誘導機器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係るモールド型静止誘導機器は、内部に変圧器本体を収納し、空気を封入する密閉容器と、前記空気を冷却する熱交換器と、前記密閉容器と前記熱交換器とを、上部で接続する上配管、及び下部で接続する下配管と、前記上配管に設けられた吸湿部と、を備え、前記空気は、前記密閉容器、前記上配管、前記熱交換器、前記下配管の順に循環する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態に係るモールド型静止誘導機器の概略構成を示す縦断面図

【図2】第２実施形態に係るモールド型静止誘導機器の概略構成を示す縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。実施形態の説明において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、下記説明及び図において、上下方向は、モールド変圧器１を設置した際の上下方向を意味している。また、図面における吸湿部２０及び吸湿部２１のハッチングは、他の部材と区別するために設けたものであり、これらの断面構造を示すものではない。

【0008】

（第１実施形態）
第１実施形態に係るモールド変圧器１について図１を参照して説明する。実施形態に係るモールド変圧器１はモールド形静止誘導機器の一実施例として例示したものである。図１には、モールド変圧器１の概略構成が示されている。図１において、変圧器本体２の右半分は変圧器本体２の内部構造を示している。

【0009】

モールド変圧器１は、モールド形静止誘導機器の主要部を構成する変圧器本体２と、変圧器本体２を収納した密閉容器３と、この密閉容器３の両側方すなわち図１における左右に設けられた熱交換器４と、を備えている。変圧器本体２は、表面が絶縁材により覆われた巻線５と鉄心６との組合せにより構成されており、変圧器の主要部分を構成している。巻線５には図１において上下方向に貫通する空隙５ａが設けられている。空隙５ａには図示しないスペーサが設けられており、空隙５ａを確保している。空隙５ａは、後述する空気７が通過する循環経路の一部となっている。

【0010】

密閉容器３は内部が気密に密閉された容器であり、その内部には、変圧器本体２を収納した状態で、大気圧を上回る圧力の空気７が封入されている。空気７はドライエアであり、湿度が低く設定されている。密閉容器３と熱交換器４とは、密閉容器３の上部に接続された上配管８、及び、密閉容器３の下部に接続された下配管９により空気７が通過可能に接続されている。熱交換器４はいわゆるラジエタ構造を備えており、変圧器本体２内の空気７を冷却する機能を備えている。空気７は変圧器本体２を冷却する冷媒として作用する。

【0011】

なお、図中に示す破線の矢印は、密閉容器３及び熱交換器４における空気７の循環経路、及び、循環方向を示している。これは第２実施形態の説明における図２においても同様である。

【0012】

モールド変圧器１の運転時には、変圧器本体２が発熱し、これに伴い変圧器本体の周りの空気７の温度が上昇する。温度上昇した空気７は、図１に示す矢印で示されるように、密閉容器３内を上昇した後、上配管８を通して熱交換器４に流入し、その後熱交換器４により冷却される。熱交換器４により冷却された空気７は、熱交換器４の下方に流れて、下配管９を通過して密閉容器３内に戻り、更に変圧器本体２により加熱されることにより温度が上昇し、再度、熱交換器４に流入する。以下、これが繰り返される。このように、密閉容器３と熱交換器４の間を循環する空気７の循環経路が形成される。空気７は、密閉容器３と熱交換器４の間を循環し、これによって、密閉容器３内の空気７、密閉容器３、及び変圧器本体２が冷却される。

【0013】

ここで、空気７の循環経路の途中に、第１吸湿部である吸湿部２０が配置される。吸湿部２０は、例えば中空ハニカム構造を形成する構造部に吸湿剤、除湿剤、又は乾燥剤を配置させるか、あるいは、配管の内壁に、内部中空の円筒状の部材の内壁部に吸湿剤、除湿剤、又は乾燥剤を固定し、内部を気体が通過可能な構造を備えるように構成される。吸湿部２０の内部には吸湿剤、除湿剤、又は乾燥剤が設けられており、吸湿部２０を通過する気体中の水分を取り除くことにより、気体の湿度を低下させることができる。吸湿剤、除湿剤、又は乾燥剤としては、例えば、化学的乾燥剤、又は、物理的乾燥剤を用いることができる。化学的吸着材としては、例えば、生石灰、塩化カルシウム、五酸化二リン、水酸化ナトリウム・水酸化カリウム、金属ナトリウム、硫酸ナトリウム無水塩、硫酸銅無水塩、過塩素酸マグネシウムなどを用いることができる。物理的乾燥剤としては、例えば、シリカゲル、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ、アロフェン、ゼオライト等を用いることができる。

【0014】

本実施形態では、吸湿部２０は、空気７の通過部である上配管８、つまり熱交換器４の吸い込み側の配管に配置されている。空気７は変圧器本体２を通過する際に水分を吸収するため、変圧器本体２を通過した後において最も湿度が高くなる。この湿度が高くなった空気７は、その後、上配管８を通過して熱交換器４に流入するため、上配管８における空気７が最も湿度が高い。上配管８に吸湿部２０を配置すれば、最も湿度が高い状態の空気７に対して吸湿部２０に接触させることができるため、最も効果的に空気７の水分を低下させることが可能となる。また、空気７に水分を多く含んでいる場合、熱交換器４において結露することにより熱交換器４が錆びる原因となるため、この点からも、空気７が熱交換器４に流入する前の上配管８に配置することが好ましい。

【0015】

また、本実施形態に係るモールド変圧器１においては、熱交換器４の下部に第２吸湿部である吸湿部２１が追加して設けられている。吸湿部２１により、熱交換器４において発生した結露を吸湿部２１に接触させることにより水分を除去することができ、これにより、熱交換器４の錆の発生を抑制することができる。ここで、熱交換器４の底部を吸湿部２１に向かって低くなるように傾斜させ、熱交換器４の底部に落下した結露水が吸湿部２１に流れ込みやすくしてもよい。

【0016】

また、第１実施形態に係るモールド変圧器１において、吸湿部２０を、着脱可能なカートリッジ方式にすることができる。この場合、吸湿部２０を、例えば、ねじ式で上配管８の途中に着脱可能なケースに吸湿剤を封入したものとし構成することができる。このようにすれば、吸湿部２０の吸湿性能が劣化した場合に、モールド変圧器１の運転を停止することなく、例えば、モールド変圧器１の運転負荷が少ない自冷運転時に吸湿部２０の交換が可能となるため、メンテナンス性に優れる。

【0017】

また、吸湿部２１を熱交換器４下部に着脱可能に敷設してもよい。この場合、吸湿部２１を、例えば、ねじ式で熱交換器４の下部に着脱可能なケースに吸湿剤を封入したものとし構成することができる。このようにすれば、吸湿部２１の吸湿性能が劣化した場合に、モールド変圧器１の運転を停止することなく、例えば、モールド変圧器１の運転負荷が少ない自冷運転時に吸湿部２１の交換が可能となるため、メンテナンス性に優れる。

【0018】

第１実施形態に係るモールド変圧器１は以下の効果を奏する。
上記構成において、上配管８に吸湿部２０を配置したので、変圧器本体２を通過する際に水分を含み最も湿度が上昇した状態の空気７に吸湿部２０を接触させることができる構成を実現した。これにより、効率的に空気７中の水分を除去することが可能となるため、密閉容器３内の空気７の湿度を低下させることができ、空気７の絶縁耐力低下を防止できる。

【0019】

また、吸湿部２０を熱交換器４の手前の位置に配置された上配管８に配置したため、空気７が熱交換器４に流入する前に吸湿部２０に接触させることができる。これにより、熱交換器４内に水分を含んだ空気７を流入させることがないため、熱交換器４内での結露を抑制することが可能となり、熱交換器４の中身の金物類の錆の発生を抑制することができる。

【0020】

また、熱交換器４の下部に吸湿部２１を設けたため、熱交換器４において発生した結露を吸湿部２１に接触させることにより空気７中の水分を除去することができる。これにより、空気７の湿度を更に低下させることができるとともに、熱交換器４の底に水分が溜まることが無いため、熱交換器４の錆の発生を抑制することができる。

【0021】

（第２実施形態）
図２を参照して、第２実施形態に係るモールド変圧器１について説明する。モールド変圧器１は、変圧器本体２と、変圧器本体２を収納した密閉容器３と、この密閉容器３の側方すなわち図２における右側に設けられた熱交換器４と、を備えている。

【0022】

密閉容器３内には、変圧器本体２が収納された状態で、空気７が大気圧を上回る圧力で封入されている。空気７はドライエアであり、湿度が低く設定されている。密閉容器３と熱交換器４とは、密閉容器３の上部に接続された上配管８、及び、密閉容器３の下部に接続された下配管９により構成された第１経路である経路１０により、空気７が通過可能に接続されている。熱交換器４はいわゆるラジエタ構造を備えており、変圧器本体２内の空気７を冷却する機能を備えている。空気７は、密閉容器３、上配管８、熱交換器４、下配管９の順に循環する

【0023】

下配管９には、下配管９の途中から分岐し、循環器１１を備える第２経路である経路１４が備えられている。つまり、下配管９の途中と密閉容器３との間は、下配管９の途中から分岐して接続される配管１２、循環器１１、及び配管１３により構成される経路１４により、空気７が通過可能に接続されている。循環器１１は、図示しないモータ及び回転羽を備えた送風機であり、循環器１１を駆動することにより、空気７を強制的に移動、流動させることにより、密閉容器３及び熱交換器４間における空気７の循環を急速に実施することができる。

【0024】

経路１０において、配管１２の接続位置よりも密閉容器３側には開閉弁１６が設けられている。循環器１１の配管１２には開閉弁１８が設けられている。開閉弁１６、及び、開閉弁１８は弁の開閉により下配管９及び配管１２を開放及び閉鎖することができ、これにより、下配管９及び配管１２における空気７の流れを制御可能である。開閉弁１６と開閉弁１８は連動して開閉可能であり、開閉弁１６の開放に応じて開閉弁１８は閉鎖され、開閉弁１６の閉鎖に応じて開閉弁１８は開放される。これにより、空気７の循環経路として、経路１０と経路１４とを選択的に切り替え可能に構成される。

【0025】

第２実施形態に係るモールド変圧器１においては、循環器１１の駆動時には、空気７が経路１４を通過するように開閉弁１６及び開閉弁１８が制御される。循環器１１により強制的に空気７の循環が行われるため、空気７中の水分を急速に除去し、空気７の湿度を急速に低下させることが可能である。また、第２実施形態に係るモールド変圧器１において、吸湿部２０を、上配管８から着脱可能なカートリッジ方式にすることができる。

【0026】

本実施形態では、吸湿部２０は、空気７の通過部である上配管８に配置されている。第１実施形態と同様に、空気７は変圧器本体２を通過した後において最も湿度が高くなる。上配管８に吸湿部２０を配置すれば、最も湿度が高い状態の空気７に対して吸湿部２０に接触させることができるため、最も効果的に空気７中の水分を低下させることが可能となる。また、空気７中に水分を多く含んでいる場合、熱交換器４において結露することにより熱交換器４が錆びる原因となるため、この点からも、空気７が熱交換器４に流入する前の上配管８に配置することが好ましい。

【0027】

第２実施形態に係るモールド変圧器１は第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第２実施形態におけるモールド変圧器１は、循環器１１を含む経路１４に空気７を通過させることができる。循環器１１の駆動、及び経路１４の選択により、密閉容器３及び熱交換器４おける空気７の循環を急速に実施することができるため、空気７の湿度を急速に低下させることができる。

【0028】

例えば、密閉容器３内の湿度が増加した場合や、密閉容器３を開放して変圧器本体２等をメンテナンスした場合等に、循環器１１を駆動させれば急速に密閉容器３内部の空気７の湿度を低下させることができるため、熱交換器４の結露をより迅速に抑制することができる。

【0029】

上記のように第１実施形態及び第２実施形態について説明したが、以下のような変形を行うことができる。
第１及び第２実施形態において、モールド型静止誘導機器としてモールド変圧器１を例示して説明したがこれに限定されない。例えば、リアクトルに適用してもよい。

【0030】

以上のように、本発明のいくつか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り、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【符号の説明】

【0031】

１…モールド変圧器（モールド型静止誘導機器）、２…変圧器本体、３…密閉容器、４…熱交換器、７…空気、８…上配管、９…下配管、１０…経路（第１経路）、１１…循環器、１２、１３…配管、１４…経路（第２経路）、１６、１８…開閉弁、２０…吸湿部（第１吸湿部）、２１…吸湿部（第２吸湿部）

【図1】

【図2】