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JP2624885B2 - ガス絶縁開閉装置用シース,並びにガス絶縁変圧器用タンク - Google Patents

ガス絶縁開閉装置用シース,並びにガス絶縁変圧器用タンク

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JP2624885B2
JP2624885B2 JP2243995A JP24399590A JP2624885B2 JP 2624885 B2 JP2624885 B2 JP 2624885B2 JP 2243995 A JP2243995 A JP 2243995A JP 24399590 A JP24399590 A JP 24399590A JP 2624885 B2 JP2624885 B2 JP 2624885B2
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flange
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tank
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雅紀 松下
修 松島
貞夫 中川
清蔵 中野
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス絶縁開閉装置用シース、並びにガス絶縁
変圧器用タンクに係り、特に、電気装置が収納されてい
るシース、変圧器本体が収納されているタンクの如く、
各端部にフランジが溶接接合されているものに好適なガ
ス絶縁開閉装置用シース、並びにガス絶縁変圧器用タン
クに関する。
〔従来の技術〕
従来のガス絶縁開閉装置用シースのような溶接構造金
属容器は、容器端部へフランジを接合する必要があり、
この接合としてアーク溶接を用いることが知られてい
る。
しかし、このアーク溶接は、気密を確保するために完
全溶込み溶接が必要であり、更に精度が要求される場合
には、溶接後にフランジ面を機械加工する必要があっ
た。
一方、パイプとフランジを接合する際にレーザ溶接を
用いるものとしては、例えば特開昭59−189092号公報が
挙げられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術、特に特開昭59−189092号公報では、フ
ランジとパイプ(以下、胴管と記す)の接合方法を、単
にアーク溶接からレーザ溶接へと変えた場合の作業方法
を提供した例であり、実際のガス絶縁開閉装置用シース
のような金属製容器の構成と製作法については全く考慮
されておらず、特に、ガス絶縁開閉装置用シースのよう
に分岐管を多数有しているものについては全く考慮され
てない。
このため、分岐管を有するガス絶縁開閉装置用シース
の製作には、依然としてアーク溶接が主に用いられてい
るのが現状である。
しかしながら、アーク溶接を用いて胴管とフランジを
溶接すると、溶接熱によりフランジの倒れが発生し、予
歪を与える必要が生じる。従って、シースの精度を出す
には、溶接後にフランジの機械加工が必要とされ、多大
な工数がかかり問題となっていた。
特に、分岐管と胴管を溶接後、分岐管と胴管の端部の
精度を出さないと、フランジとの接合が困難となるた
め、端部の加工が必要であるが、フランジ接合に際して
のフランジの変形は避けられず、溶接後機械加工により
精度を維持する必要があり、製作上大きな問題となって
いた。
更に、上記従来技術は、ガス絶縁変圧器用タンクの如
く容器が大型となった場合、フランジ加工のために大型
の機械が必要であり、溶接前に機械加工を実施する硬化
が薄れてしまう点については配慮されておらず、大型容
器の場合には特に問題となっていた。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その第1の
目的とするところは、シースの端部にフランジを接合す
るものであっても、工数がかかることなく、高精度で溶
接接合して得られるガス絶縁開閉装置用シースを提供す
るにある。
また、第2の目的とするところは、タンクが大型化し
たものであっても、フランジ加工のために大型の機械が
必要とすることなしに得られるガス絶縁変圧器用タンク
を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では上記第1の目的を達成するために、遮断器
を収納するシース、断路器を収納するシース、母線を収
納するシースを備え、これら各シース内に絶縁ガスが封
入されると共に、これら各シースとその端部に接合され
るフランジとが、レーザビーム溶接で接合されているガ
ス絶縁開閉装置用シースとしたことを特徴とする。
また、上記第2の目的を達成するために、金属製の上
タンクと、該上タンクに結合される金属製の下タンク
と、該上、下タンクの端部に各々レーザビームが溶接接
合され、平面形状が長円形を成し、かつ、複数に分割さ
れたものがレーザビーム溶接で接合されて形成されてい
るフランジとを備え、前記上、下タンクに各々レーザビ
ーム溶接接合されているフランジ同志がボルト締結さ
れ、内部に絶縁ガスが密封された状態で変圧器本体を収
納するガス絶縁変圧器用タンクとしたことを特徴とす
る。
〔作用〕
本発明では、遮断器を収納するシース、断路器を収納
するシース、母線を収納するシースと、その各シース端
部に接合されるフランジとが、熱変形の少ないレーザビ
ーム溶接で接合されているため、最終溶接後の機械加工
を行う必要がなく、工数がかからず精度の良いものが得
られる。
また、ガス絶縁変圧器用タンクにあっては、上、下タ
ンクの端部に各々レーザビーム溶接接合され、平面形状
が長円形を成し、かつ、複数に分割されたものがレーザ
ビーム溶接で接合されて形成されているフランジとした
ものであるから、従来、大型の機械で一体加工していた
フランジを、分割して加工することが可能になるので、
フランジ加工のために大型の機械が必要なくなり、機械
加工の効率が向上する。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
第1図に本発明の一実施例を示す、胴管2と、胴管2
の軸線方向とほぼ直角にアーク溶接aで接合される分岐
管3Aと、この分岐管3Aの軸線方向と直角に接合される別
の分岐管3Bと、胴管2の両端に接合されるフランジ4a
と、分岐管3Aの端部に接合されるフランジ4bと、分岐管
3Bの端部に接合されるフランジ4cと、胴管2に接合され
る座6とにより構成され、ガス絶縁開閉装置(以下、GI
Sと記載する)に採用されるシース1である。
そして、本実施例では、胴管2とフランジ4a、分岐管
3Aとフランジ4b、分岐管3Bとフランジ4cを各々レーザビ
ーム溶接で接合してシース1を構成している。
このように構成することにより、アーク溶接aをレー
ザビーム溶接より先に行うことで、アーク溶接での熱変
形を吸収した後、レーザビーム溶接が行えるので高精度
の胴管2、分岐管3A、3Bからなるシース1が得られ、組
立構造に用いた場合、作業性は勿論のこと組立精度が上
がるという効果が得られる。
第2図、及び第3図は、本発明の第2の実施例を示
し、第1図と同様に、胴管2Aとそれに接合される分岐管
3Dと、胴管2Aの両端、及び分岐管3Dの端部にそれぞれ接
合されるフランジ4a′,4b′と、ステー5、及び座6aと
により構成されたシース1Aである。
そして、本実施例では胴管2Aとフランジ4a′、及び分
岐管3Dとフランジ4b′、さらに胴管2Aとステー5、さら
に胴管2Aと分岐管3Dの接合に、レーザビーム溶接を適用
している。
即ち、本実施例でもレーザビームで高精度の溶接を行
うことにより、容易に高精度のシース1Aを提供できると
言う効果が得られる。特に、第2図、及び第3図に示す
例の場合では、分岐管3Dが予めフレア加工されており、
胴管2Aに分岐管3Dが溶接される際に、レーザビーム溶接
bを適用しているので、自動化に対応した低歪溶接で形
成され、かつ、高精度なシース1Aが得られる。
フランジ4a′と導管2A、及びフランジ4b′と分岐管3D
との接合部断面詳細を第4図、及び第5図にそれぞれ示
す。該図の如く、胴管2Aの端部とフランジ4a′、及び分
岐管3Dの端部とフランジ4b′とはレーザビーム溶接で接
合されていることは勿論、内、外から隅部をレーザビー
ムbで隅肉溶接している。
このようにすれば、フランジ4a′、4b′の倒れもアー
ク溶接に比べ低減され、予歪作業、整形作業、溶接後の
機械加工作業、及び仕上げ代の低減により、多大の効果
が得られる。
第6図、及び第7図に本発明が適用される一例である
GISの全体構成の概略を示す。
該図のごとく、GISは、遮断器11、断路器13、避雷器1
4、単相母線15、3相一括母線16等から概略構成され、
これら各機器が、それぞれのシース11A、13A、15A、16A
内に絶縁ガスと共に収納されている。これらのユニット
のうち、3相一括母線16を構成するシース16Aは、主回
路導電部17がシース1Aの中に絶縁物(図示せず)で支え
られ、空間には絶縁性の高いSF6ガスを封入した構造と
なっている。
また、遮断器11、断路器13、単相母線15をそれぞれ収
納しているシース11A、13A、15Aは、フランジを介して
ボルト等で連結されている(図示せず)。通常、シース
の中には4〜5気圧のSF6ガスを封じているが、これ
は、据付け時に封入するだけで良いことになっている。
シースのフランジには、互いの気密性が良く、Oリン
グのシール性が有効に生かされるような面の平坦度と、
遮断器11の軸線上の下方に位置し3相一括母線16の主回
路導電部17を覆うシース16Aから直角に延びた分岐管の
フランジ、シースの両端部のフランジに対する直角度の
高いことが要求されるが、各機器を収納するシースの胴
管とフランジ、分岐管とフランジがレーザビーム溶接で
接合されたものを採用しているので、上記精度が容易に
得られ、組立作業の効率向上が図れる。。
次に、第8図、第9図、第10図、第11図、及び第12図
に基づいてガス絶縁変圧器のタンクの例について説明す
る。
ガス絶縁変圧器のタンクは、第11図、及び第12図に示
すように、上タンク30と下タンク31とがそれぞれに接合
されているフランジ32、32′を合せ目にしてボルト締結
されている。そして、フランジ32の平面形状は、通常、
第9図に示すような長円形をしており、上タンク本体に
溶接した後合せ面を機械加工していた。
本実施例では、下タンク31のフランジ32′を第9図、
及び第10図に示すように、2つの円弧部分26、28、直線
部分27、29の4つに分割し、これらにパッキング溝33を
加工した後、4つの部材の分割部cをレーザビーム溶接
で接合すると共に、更に下タンク本体へもレーザビーム
溶接で接合するものである。
尚、21はOリング、22は変圧器側板、24は縦ステー、
25は横ステーである。
このような本実施例とすることにより、従来、大型の
機械で一体加工していたフランジを、分割して加工する
ことが可能となり、機械加工の効率が向上し、更に材料
費の低減にもつながると言う効果も得られる。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、遮断器を収納するシー
ス、断路器を収納するシース、母線を収納するシースを
備え、これら各シース内に絶縁ガスが封入されると共
に、これら各シースとその端部に接合されるフランジと
が、レーザビーム溶接で接合されているガス絶縁開閉装
置用シースとしたものであるから、 シースとその端部に接合されるフランジが熱変形の少
ないレーザビーム溶接で接合されているため、最終溶接
後の機械加工を行う必要がなく、工数がかからず精度の
良いものが得られる また、金属製の上タンクと、該上タンクに結合される
金属製の下タンクと、該上、下タンクの端部に各々レー
ザビーム溶接接合され、平面形状が長円形を成し、か
つ、複数に分割されたものがレーザビーム溶接で接合さ
れて形成されているフランジとを備え、前記上、下タン
クに各々レーザビーム溶接接合されているフランジ同志
がボルト締結され、内部に絶縁ガスが密封された状態で
変圧器温帯を収納するガス絶縁変圧器用タンクとしたも
のであるから、 従来、大型の機械で一体加工していたフランジを、分
割して加工することが可能となるので、フランジ加工の
ために大型の機械が必要なくなり、機械加工の効率が向
上すると言う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のガス絶縁開閉装置用シースの一実施例
を示す斜視図、第2図は本発明のガス絶縁開閉装置用シ
ースの他の実施例を示す斜視図、第3図は第2図の断面
図、第4図は胴管端部とフランジとの接合部分の断面
図、第5図は分岐管端部とフランジとの接合部分の断面
図、第6図は本発明のシースが適用されるガス絶縁開閉
装置を示す平面図、第7図は第6図の正面図、第8図は
ガス絶縁変圧器上のタンクを示す正面図、第9図は第8
図の底面図、第10図はそれに採用されるフランジの斜視
図、第11図は第8図に示す上タンクに下タンクを組合せ
た変圧器用タンクを示す正面図、第12図は第11図の側面
図である。 1、1A……シース、2、2A……胴管、3A、3B、3D……分
岐管、4a、4b、4c、4a′、4b′……フランジ、5……ス
テー、6、6a……座、7……ブッシング、11……遮断
器、11A……遮断器用シース、13……断路器、13A……断
路器用シース、14……避雷器、15……単相母線、15A…
…単相母線用シース、16……3相一括母線、16A……3
相一括母線用シース、17……主回路導電部、21……Oリ
ング、24……縦ステー、25……横ステー、26、28……フ
ランジの円弧部分、27、29……フランジの直線部分、30
……変圧器上タンク、31……変圧器下タンク、32……上
タンクフランジ、32′……下タンクフランジ、33……パ
ッキング溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松島 修 茨城県日立市国分町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 中川 貞夫 茨城県日立市国分町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 中野 清蔵 茨城県日立市国分町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 後藤 浩二 茨城県日立市国分町1丁目1番1号 株 式会社日立製作所国分工場内 (56)参考文献 特開 昭59−189092(JP,A) 特開 昭60−87989(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】遮断器を収納するシース、断路器を収納す
    るシース、母線を収納するシースを備え、これら各々の
    シース内に絶縁ガスが封入されると共に、各シースの端
    部に接合されているフランジ同志をボルト締結して構成
    されるガス絶縁開閉装置用シースにおいて、 前記各シースと、その端部に接合されるフランジとは、
    レーザビーム溶接で接合されていることを特徴とするガ
    ス絶縁開閉装置用シース。
  2. 【請求項2】前記母線を収納するシースのうち3相一括
    母線を収納するシースは、前記遮断器軸線上の下方に位
    置し、かつ、少なくとも前記3相一括母線を収納するシ
    ースとフランジ、及び該3相一括母線を収納するシース
    からほぼ垂直に分岐して母線以外の機器を収納するシー
    スとフランジがレーザビーム溶接で接合されて形成され
    ていることを特徴とする請求項1記載のガス絶縁開閉装
    置用シース。
  3. 【請求項3】金属製の上タンクと、該上タンクに結合さ
    れる金属製の下タンクと、該上、下タンクの端部に各々
    溶接接合されるフランジとを備え、前記上、下タンクに
    各々溶接接合されているフランジ同志がボルト締結さ
    れ、内部に絶縁ガスと共に変圧器本体を収納するガス絶
    縁変圧器用タンクにおいて、 前記上、下タンクの端部と各フランジとは、レーザビー
    ム溶接で接合して形成されていると共に、前記各フラン
    ジは、複数に分割されたものが、該分割部をレーザビー
    ム溶接で接合されて平面形状が長円形に形成されている
    ことを特徴とするガス絶縁変圧器用タンク。
JP2243995A 1990-09-17 1990-09-17 ガス絶縁開閉装置用シース,並びにガス絶縁変圧器用タンク Expired - Lifetime JP2624885B2 (ja)

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