JPS59215705A - 油入電気機器用タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕　本発明は油入電気機器、主として
５００　ｋＶＡ以上の比較的大容量の油入自冷゛式変圧
器に適した波形放熱板を用いたタンク構造に関する。

〔発明の背景〕　第１図は従来の一般的な波形放熱板付
タンクを用いた油入自冷式変圧器の正面図、第２図はそ
のタンク胴体部の横断面図、第３図はタンク隅部の断面
拡大図である。

第１図〜第３図に示すタンク１は、タンクカバー４を取
付けるための７ランジが設けられた上部枠体５とタンク
底板が取付けられた下部枠体６の各側辺間に上下端部が
溶接によって閉じられた多数のひれ状張出部３を有する
波形放熱板２を張って胴体部を構成したもので、胴体部
の各隅部７は波形放熱板２を直角に折曲げるか、または
波形放熱板２の端と端を溶接により接合して構成されて
いる。

このような波形放熱板を用いたタンク構造は波形放熱板
のすぐれた冷却効果により油量を節約して機器を小形軽
量化できる利点を有しているが、その適用範囲は変圧器
の容量でいえば５００　ｋＶＡ程度までであり、より大
容量の機器に適用する場合には、次に述べる理由から波
形放熱板のひれ状張出部の高さや枚数に制約を受け、小
形軽量化に限界があった。

すなわち、この種のタンクは電気機器本体の冷却および
絶縁のため内部に絶縁油を封入し、さらに用途によって
は圧力調整用の空間を設けて密閉されるため、機器の使
用時タンク胴体部には絶縁油のヘッドによる静圧力と温
度上昇に伴う内部空気の体積膨張による動圧力が働く。

第３図にはこれらの内圧によって従来のタンクにおける
波形放熱板のひれ状張出部が変形した状態を２点鎖線で
示している。この変形は、隣り同士のひれ状張出部３の
向い合った側の腹部３ａには点Ａを中心にしてδ１のよ
うに対称的に現われ、その変形量は比較的小さい。しか
し、隅部７の近くに位置するひれ状張出部３の隅部７側
に面した腹部３ｂにはδ２のようにδ１よりも大きな変
形が生じる。たとえば、板厚ｔ＝　１，２ｍｍ　、張出
部の高さく波高）　ｈ＝３１５ｍｍ、張出部の幅（波幅
）　ｂ＝　１０．４　ｍｍ　。

張出部の間隔（ピッチ）　ｔｌ　＝　３７．５　ｍｍ、
　、　　隅部７から最寄の張出部までの距離Ｌ２　＝　
５０　ｍｍ　、張出部の上下方向の長さＡ３　＝　１５
２４　ｍｍの波形放熱板を用いたタンクに０．１　ｋｇ
／ｃｍ”の内圧が加わった時、δｘ＝１０ｍｍ。

δｚ＝２０ｍｍの変形が観測された。このひれ状張出部
の変形は内圧の上昇とともに大となり、ついには材料の
弾性限界をこえて永久変形を生じるに至る。したがって
、このようなδ１．δ２の変形量が異なるタンク構造に
おいては、δ２の値によりて許容内圧等を定めなければ
ならない。

このように隅部近くにあるひれ状張出部３の変形量がδ
２〉δ１となる理由は次のように説明することができる
。第４図に示すように、波形放熱板２の各部に単位面積
当りｐの内圧が加わった場合、ひれ状張出部３の腹部３
ａ、３ｂにはＭ＝ｐ−ａ（ａ　：受圧面積）の力が作用
する。隣り同士のひれ状張出部３の向い合った腹部３ａ
に作用す・る力Ｍの中心点Ａの周りのモーメントを考え
る”と、これらの向い合った腹部３ａに作用する力のモ
ーメントは相手側の腹部３ａに対し力Ｍを減殺する方向
の力を及ぼす。このため、向い合った腹部３ａに生じる
変形量δ１は対称で比較的小さい値となるが、隅部７に
近いひれ状張出部３の隅部７側に面した腹部３ｂには上
記のような向い合った腹部３ａからの力の作用がなく、
Ｍに対抗する力は腹部３ｂがら隅部７までの波形放熱板
の受圧面に加わる力Ｎのみであるため、Ｍ）Ｎでつり合
わず、その結果δ２〉δ１になるものと考えられる。こ
の傾向は張出部の高さｈと幅すの比が大きい程著しい。

隅部７から最寄の張出部までの距離ｔ２を張出部の高さ
ｈと同程度まで大きくすればδ２中δ１となるが、その
ｔこめには張出部３の枚数を減らし、放熱面積を犠牲に
しなくてはならない。

このように従来の波形放熱板を用いた油入電気機器用タ
ンクにおいては、波形放熱板のひれ状張出部の高さや枚
数に制約があるため、中身の大きさに比べて発生熱損失
の大きい中、大容量機器（−例で示すと油入自冷式変圧
器では７５０　ｋＶＡ以上）では、必要冷却面積を確保
するためにひれ状張出部の長さｔ３を長くし、さらに冷
却」二必要な場合は第２図に示すタンク本体の寸法ｘｓ
Ｙを太き（して波形放熱板の取付スペースをふやさなけ
ればならず、結果的にタンクの寸法、重量が増加して経
済的設計が困難となる。

また、第１図〜第３図に示す従来の波形放熱板を用いた
油入電気機器用タンクでは、機器の輸送時や据付時に上
部枠体５に設けた吊耳部８にロープを掛けて吊上げたり
、下部枠体６の下にジヤツキ受部（図示せず）を設けて
ジヤツキによる押上げ、あるいはコロ引きを行なう場合
があるが、機器の容量が大きくなると、機器の吊上げ、
コロ引き、あるいはジヤツキによる押上げ時に機器自体
の重量によってタンク胴体部の波形放熱板３の溶接部に
過大な応力が加わり、油漏れの原因になる溶接ビードの
破壊が生じやすく、このようなタンク全体の強度面から
も大容量機器への適用は困難である。

その対策として本発明者等が前に提案した特願゛昭５６
−１０３７４７号の発明では、第５図〜第８図に示すよ
うにタンク胴体部の各隅部に、上部枠体５と下部枠体６
の各側辺部より外側にあって下端がタンク１のベース部
材９に固定されたＬ字形断面を有する支柱１０を配置し
、この゛支柱１ｏに上部枠体５および下部枠体６を上下
継ぎ板部１１．１２を介して連結すると共に、上部枠体
５と下部枠体６の各側辺間に張った波形放熱板２．２′
のひれ状張出部３．３′とほぼ平行に折曲げた側辺部２
゜、２εを前記支柱１０の互に直角な二側面と上下継ぎ
板部１１．１２に”重ね、各側辺部２゜、２るの端縁を
支柱１ｏと上下継ぎ部１１．１２に溶接１．／てタンク
１を構成することにより、油路１３を通じて波形放熱板
２．２′の各側辺部２ｃ、２３に加わるタンク内圧で各
側辺部２ｃ、２ｃと向い合ったひれ状張出部３．３′の
腹部２ｂ、２らに加わるタンク内圧に対抗するモーメン
トを生じさせて、第３図に示したようなひれ状張出部３
．３′の非対称歪（δ１（δ２）をな（し、ひれ状張出
部の高さｈに対する強度上の制約を緩和して、タンクの
小形軽量化を可能にした。さらにこの従来例では、前記
支柱１０に吊耳部１４やコロ引き用引手穴１５を設け、
ベース部材９の支柱固定部の下にジヤツキ受部１６を設
けることにより、機器の吊上げ、コロ引きやジヤツキに
よる押上げ時に波形放熱機の溶接部に加わる応力の低減
を図っているが、第７図に示すように支柱１０の一辺に
設けた吊耳部１４にシャックル１７を掛けて吊上げた場
合、ロープ１８にはタンク重心Ｇを通る垂直線に向って
矢印ａの方向に張力が加わるため、シャックル１７およ
び吊耳部１４が矢印すの方向の横曲げ力を受け、荷役の
安定性が十分でなかったり、支柱１０と波形放熱板２′
の溶接部に局部的に過大な応力が加わって油漏れの原因
となる溶接部の破壊を招きやすく、これを避けるために
材料の使用量が多（なる等、好ましくない点があった。

〔発明の目的〕　本発明の目的は、大容量機器に対して
も波形放熱板による小形軽量化の効果を十分発揮できる
と共に、荷役の安定性の確保や吊上げ時の曲げモーメン
トによる溶接・部の破壊防止についてもさらに改善され
た油入電気機器用タンクを提供することにある。

〔発明の概要〕　上記目的を達成するため本発明では、
タンク胴体部の各隅部に設ける支柱として、横断面の少
な（とも一部にタンク重心を含む垂直面とほぼ同一面に
なるように形成された斜辺部を有するものを用い、この
支柱を上部枠体と下部枠体の側辺より外側に下端をタン
クのベース部材に固定して配置し、この支柱に前記両枠
体のうち少なくとも上部枠体を連結すると共に、前記両
枠体の各側辺間に張った波形放熱板の外側に折曲げた各
側辺部をそれぞれに対向する前記支柱の各側面に沿わせ
、端縁部を油密に接合してタンクを構成し、前記支社の
斜辺部の上部に吊耳部を設けたものである。

〔発明の実施例〕　次に、本発明の一実施例を第９図〜
第１５図によって説明する。

第１５図に詳しく示したようにタンク２１の枠組は・、
上部枠体２２、下部枠体２３、支柱２４およびベース部
材２５を主体として構成されている。

上部枠体２２はＬ形部材を長辺と短辺からなる枠形に組
立てタンクカバーの取付座となるフランジ２２３と後記
波形放熱板の取付部となる側辺２２ｂを形成したもので
、その各隅部には支柱２４との連結部となる上部継ぎ板
部２６が短辺側り形部材の延長部によって形成されてい
る。

下部枠体２３はり形に折曲げられた長辺方向の底板２７
と、短辺方向の側辺となる側板２８とで箱形に形成され
、側板２８の延長部によって支柱２４との連結部となる
下部継ぎ板部２９が形成されている。この下部枠体２３
は、タンクの長辺方向と短辺方向に枠形に組合わされた
コ字形鋼３０．３１と、このコ字形鋼３１に底板２７を
連結する継ぎ板３２、コ字形鋼３０に対する補強材３３
等で構成されたベース部材２５の上に溶接等によって強
固に取付けられている。

横断面が鈍角をはさむ長短二辺２４３．２４ｂで形成さ
れた支柱２４は、その短辺２４ｂ側の端部を上部枠体２
２と下部枠体２３の継ぎ板部２６．２９に突合わせ溶接
によって接合され、その下端はベース部材２５に設けら
れたジヤツキ受部３４の、上に溶接によって固定されて
いる。この支柱２４は、長辺部（以下、斜辺ｌ部という
）２４ａがタンク重心Ｇを含む垂直面とほぼ同一面にな
るようにタンク胴体部の各隅部に相当する位置にそれぞ
れ配置される（第９図〜第１１図参照）。

このように構成したタンク枠組の周囲四面に波形放熱板
３５．３６を張りタンク胴体部を構成する。

波形放熱板３５．３６は薄鋼板を波形に曲げ成形し、波
山部の上下端を閉じて溶接により密封して作られた多数
のひれ状張出部３７．３８を有し、左右両端にはタンク
胴体部の各隅部に位置する上下継ぎ板部２６．２９と支
柱２４の各側面に沿うように外側に折曲げられた側辺部
３９．４ｏを有している。

第９図〜第１１図に示すように四面中二面の波形放熱板
３５は上下枠体２２．２３の長辺の長さＸにほぼ等しい
横幅を有しており、その上下端は上部枠体１２２の長辺
側の側辺２２ｂと下部枠体２３の長辺側の側辺を形成す
る底板２７にそれぞれ溶接によって油密・に接合され、
左右側辺部３９は上下継ぎ板部２６．２９の一側面と支
柱２４の短辺２４ｂおよび斜辺部２４ａの一側面に沿わ
せ、三方の端縁を上下継ぎ板部２６．２ｇ！と支柱２４
に溶接によって油密に接合しである。

他の二面の波形放熱板３６は上下枠体２２．２３の短辺
の長さｙに上下継ぎ板部２６．２９の長さｔを加えた長
さｙ′にほぼ等しい横幅を有しており、その上下端は上
部枠体２２の短辺側の側辺２２ｂ、下部枠体２３の短辺
側の側辺を形成する側板２８、上下継ぎ板部２６．２９
の他の一側面および支柱２４の短辺２４ｂ側の他の一側
面にそれぞれ溶接によって油密に接合され、左右側辺部
４０は支柱２４の斜辺部２４ａの他の一側面に沿わせ、
三方の端縁を支柱２４に溶接によって油密に接合しであ
る。斜辺部２４ａの両側には波形放熱板３５．３６のひ
れ状張出部３７．３８との間に外方に開いた広いスペー
スがあるので、側辺部３９°、４０の溶接は容易である
。第１２図はこのようにして構成されたタンク胴体部の
第９図Ａ−Ａ線に沿った断面図、第１３図は第１２図Ｃ
−Ｃ線、第１２図Ｃ−Ｃ線に沿った断面図で、４１ａ、
４１．１）は波形放熱板３５．３６と上下枠体２２．２
３の溶接部、４１ｃ　、４１ａは波形放熱板３５．３６
と支柱２４の溶接、部を示・している。

第１２図、第１３図に見られるように上記構成によれば
、タンク胴体部の各隅部に上下継ぎ板部２６．２９と支
柱２４によって三方を囲まれ、波形放熱板３５の側辺部
３９と上下継ぎ板部２６．２９の長さｔに相当する波形
放熱板３６の延長部によって両側を覆われた油道４２が
形成され、この油道４２を通ってタンク内の油が波形放
熱板３６の延長部に形成されたひれ状張出部３８内およ
び波形放熱板３５．３６の各側辺部３９．４０と支柱２
４との間に形成された隙間に第１２図の矢印で示すよう
に流入する。

このため、第１図〜第３図に示す従来形タンクと同じ外
形寸法で波形放熱板３６の延長部に相当する分だけ放熱
面積が増加し、従来形タンクが有していたタンク隅部の
デッドスペースを放熱面として有効に利用できる。

一方、このタンク２１が温度上昇に伴う油の膨張１等に
よる内圧を受けた場合、第４図に示したＭに相当する力
が支柱２４と油道４２に面した波形放熱板３５．３６の
側辺部３９．４ｏにも加わるため、その方のモーメント
により側辺部３９．４ｏと向い合ったひれ状張出部３７
．３８の腹部３７ｂ　、　３８ｂにＭに対抗スル力が働
く。その結果、側辺部３９．４ｏとこれに向い合ったひ
れ状張出部の腹部３７ｂ　、　３８ｂにはほぼ対称的な
変形（ふ（らみ）が生じ、その変形量δ２はひれ状張出
部同士の向い合った腹部３７ａ、３８３に生じる変形量
δ１に近くなり、側辺部３９．４ｏがない場合に生じて
いた非対称歪（δ１（δ２）を著しく改善することがで
きる。これにより、従来のようにタンク隅部に面したひ
れ状張出部の腹部が強度的に弱点となることが避けられ
、強度的に調和のとれたタンクが得られる。これはひれ
状張出部の高さｈに対する強度面からの制約を少なくし
、大容量機器に適用した場合のタンクの小形軽量化を可
能′とする。

第１図〜第３図に示す従来形タンクと本実施例によるタ
ンクを三相２０００　ｋＶＡ油入変圧器に適用した場合
の寸法、重量の比較例を次表に示す。

次に、タンク２１の吊耳部について説明する。

第９図、第１０図および第１５図に示すようにタンク２
１の四隅に配置された支柱２４の上部には吊耳部４３が
設けられている。この吊耳部４３は波形放熱板３５．３
６より上方に延びた支柱２４の斜辺部２４ａにシャック
ル装着用の穴（切欠でもよい）４４を設けて構成されて
おり、第１４図に示すようにこの吊耳部４３にシャック
ル１７を装着して機器の吊上げを行なうのであるが、前
述したように支柱２４は上下枠体２２°、２３および°
ベース部材２５と共に強固なタンク枠組を構成している
ので、第１図〜第３図に示す従来形タンクのように吊上
げ時に機器の重量が波形放熱板３５．３６の溶接部に加
わることはない。また、第５図〜第８図に示す従来例と
異なり、この吊耳部４３はタンク重心Ｇを含む垂直面と
ほぼ同一面上にある支柱２４の斜辺部２４ａに設けられ
ているので、第１１図、第１４図の矢印ａで示す吊ロー
プ１８の張力によってシャックル１７や吊耳部４３に横
曲げ力が加わることがない。このため、吊耳部４３の周
辺に十分なスペースが確保されていることと相まって安
２“定した荷役が行なえ、また吊耳部４３が受ける横曲
げ力によって波形放熱板３５．３６と支柱２４の溶接部
に油漏れの原因になる溶接ビードの割れ等が発生する恐
れもな（なり、支柱２４の板厚を薄くして軽量化を図る
ことができる。吊耳部４３は四隅や支柱のうち少な（と
も対称位置にある２個所に設ければよい。

第１図〜第３図に示すように上部枠体５に吊耳部８を設
けた従来形タンクでは吊耳部８へのロープ掛けのため上
部枠体５の高さｍを大きくとる必１要があったが、上記
のように支柱２４を利用して吊耳部４３を設ければ、上
部枠体２２の高さｍをより小さくできる（ｍ寸法の一例
を示すと、従来１１０ｍｍ程度必要としたのが、本実施
例では５Ｑｍｍ程度でよい）。この結果、タンク高さが
低くなると共に、タンク内圧による上部枠体２２の側辺
部２２ｂの変形が少なくなり、上部枠体２２と波形放熱
板３５．３６の溶接部に生じる応力をより小さく押えて
タンク耐圧強度を高めることができる。。

ベース部材２５の支柱固定部の下に設けられたジヤツキ
受部３４は機器をジヤツキにより押上げる時に使用し、
またベース部材２５に設けられた引手穴４５．４６は機
器のコロ引きを行なう時に使用する。

この構造によれば、ジヤツキによる押上げ時やコロ引き
時にも、吊上げ時と同様に波形放熱板３５．。

３６の溶接部に過大応力が生じる恐れはない。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではない。

第１６図は上下継ぎ板部を介さずに支柱２４と上下枠体
２２．２３を直接連結した変形例を示し、タンク隅部に
波形放熱板３６の延長部がない意思外は前記実施例と同
様な効果が得られる。

また、第９図〜第１６図ではタンク枠組の溶接工数の低
減と溶接部の信頼性向上のため支柱２４を短辺部２４ｂ
で上下継ぎ板部２６．２９または上下枠体２と２３に突
合わせ接合しているが、溶接部の信頼性が確保されるな
らば斜辺部２４．を上下継ぎ板部または上下枠体に対し
斜めに接合した形でもよい。

支柱２４は、図示のようにタンク胴部が四面体である場
合にはその各隅部に配置されるが、タンク胴部を八面体
とした場合には、そのうちのいずれか四隅に配置すれば
十分であり、各隅部に配置する必要はない。

〔発明の効果〕　以上説明したように本発明によれば、
タンク内圧により波形放熱板のタンク隅部□に面したひ
れ状張出部に発生する非対称歪を押えてタンク耐圧強度
を高め、ひれ状張出部の高さや枚数に対する強度面から
の制約を少なくして大容量機器に対するタンクの小形軽
量化を可能にすると共に、タンク隅部の支柱を利用して
吊耳部を適切な向きに設けたことにより、吊上げ時にシ
ャ、７クルや吊耳部に横曲げ力が加わることを防いで荷
役の安定性を確保し、かつ横曲げ力により支柱と波形放
熱板の溶接部の破壊を招くような過大な応力が生じる恐
れをなくして油漏れの防止および使用材料の軽量化が図
れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は波形放熱板を用いた従来形タンクを有する変圧
器の正面図、第２、図は従・米杉タンクの胴体部横断面
図、第３図はその隅部拡大図、第４図２は従来形タンク
の内圧による変形の説明図、第５図は波形放熱板を用い
たタンクの他の従来例を示す要部正面図、第６図は同平
面図、第７図は吊耳部の使用状態を示す平面図、第８図
はタンク胴体部の隅部横断面図、第９図は本発明による
油入電気機器用タンクの一実施例の正面図、第１０図は
同側面図、第１１図は同平面図、第１２図は第９図Ａ−
Ａ線に沿った要部断面図、第１３図は第１２図Ｃ−Ｃ線
および第１２図Ｃ−Ｃ線に沿った要部断面図、第１４図
は吊耳部の使用状態を示す平面図、第１５図はタンク枠
組と波形放熱板、の一部を示す斜視図、第１６図は本発
明の変形例を示すタンク胴体部の隅部横断面図である。 ２１・・・タンク　　　　　　２２・・・上部枠体２３
・・・下部枠体　　　　　２４・・・支柱２４３・・支
柱の斜辺部　　２５・・・ベース部材３５．３６・・・
波形“放熱板　　３７．３８・・・ひれ状張出部３９．
４０・・・波形放熱板の側辺部 ４１ａ〜４１ｄ・・・波形放熱板の溶接部　４３・・・
吊耳部代理人弁理士　中村純之助 第１図　　オ・２図 矛４図 中５肯 ？１２図 十１４図 ？　１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上部枠体と下部枠体の各側辺間に上下端部が閉じられた
   多数のひれ状張出部を有する波形放熱板を張って胴体部
   を構成した油入電気機器用タンクにおいて、胴体部の隅
   部に、横断面の少なくとも一部にタンク重心を含む垂直
   面とほぼ同一面になるように形成された斜辺部を有して
   下端がタンクのベース部材に固定された支柱を配置し、
   この支柱に前記両枠体のうち少なくとも上部枠体を連結
   してタンク枠組を構成すると共に、前記両枠体の各側辺
   間に張った波形放熱板の外側に折曲げられた各側辺部を
   それぞれに対向する前記支柱の側面１に沿わせて、これ
   ら各側辺部の端縁を前記支柱に油密に接合し、かつ前記
   支柱の斜辺部の上部に吊耳部を設けたことを特徴とする
   油入電気機器用タンク。