説明

移動変圧器の並列運転装置

【課題】 高圧側遮断器の投入前に、制御装置を動作状態にして、低圧側ケーブル及び接地ケーブルの欠相及び接地ミスや、高圧側遮断器及び低圧側遮断器の投入状態を検出できるようにする。
【解決手段】 制御回路47aの電源回路を、高圧側遮断器49が投入されるまではバッテリ65を電源として動作するように構成する。移動変圧器29の出力を整流してバッテリ65を充電する充電器67を設ける。制御回路47aにより、高圧側遮断器39を投入する前に、低圧側ケーブル及び接地ケーブルの接続忘れを検出する。高圧側遮断器39が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する高圧側遮断器投入状態検出回路74と、低圧側遮断器49が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する低圧側遮断器投入状態検出回路76とを設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、既設変圧器の無停電交換工事や災害時等に使用される移動変圧器設備に用いられる移動変圧器の並列運転装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
既設変圧器を無停電で交換する場合や、災害等で既設変圧器が使用できなくなった場合には、トラック等の移動用車両に搭載されて工事現場や災害現場に運ばれる移動変圧器設備が用いられる。この移動変圧器設備の収納ケース内には、一般的に手動で操作されるタップ切換器を備えた移動変圧器が内蔵されている。そしてこの移動変圧器設備を既設変圧器と並列運転するための並列運転装置は、既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、この高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、この低圧側端子と移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも低圧遮断器の投入を制御するための操作指令を出力する制御装置とを備えている。
【0003】
この制御装置は、移動用変圧器の二次側の線間電圧及び位相と既設変圧器の二次側の線間電圧及び位相との電圧差及び位相差を検出し、電圧差及び位相差が許容範囲に入っているか否かを判定してその結果を前記表示手段に表示させる機能(検相機能)を有している。また制御装置は高圧側ケーブルが高圧側端子に接続されているか否か及び低圧側ケーブルが低圧側端子に接続されているか否かを判定して表示手段に表示させる機能(誤配線検出機能)を有している。更に制御装置は、投入条件が揃っている場合にのみ低圧側遮断器の投入を許容する機能(安全機能)を有している。このような制御装置の一例は、実公平5−40681号公報に示されている。
【0004】
従来の移動変圧器の並列運転装置では、制御装置の電源を移動変圧器の二次側即ち低圧側の出力から得ていた。そのため高圧側端子と移動変圧器の一次側(高圧側)端子との間に配置された高圧側遮断器が投入されて、移動変圧器の二次側端子即ち低圧側端子から出力が出て初めて、制御装置が動作する。制御装置が動作を開始すると、制御装置は投入条件の判定を行い、表示手段にその結果を表示するとともに前述のその他の機能を発揮する。
【特許文献1】実公平5−40681号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の並列運転装置では、高圧側遮断器を投入しなければ、低圧側ケーブルや接地ケーブルの接続ミスや高圧側遮断器及び低圧側遮断器の状態を知ることができない。そのため従来は、移動変圧器の接地点が接地されていない場合や、低圧側ケーブルで接続ミス(基本的には接続忘れ)がある場合に、高圧側遮断器を投入してしまうことがある。特に、移動変圧器の接地を完了していない状態で、高圧側遮断器を遮断せずに、低圧側ケーブルの接続を行うと、他のケーブルからの回り込みで接続しようとする低圧側端子に電圧が現れている場合があり危険であった。
【0006】
また高圧側遮断器は、停電事故の発生を防ぐために、電源がなくてもオン状態を維持するラッチ式を採用している。したがって作業終了時に高圧側遮断器を遮断状態にしていないと、投入状態がそのまま維持されている場合がある。従来は、高圧側ケーブルを高圧側端子に接続する前にこのことを警告できないため、前述と同様の他の高圧ケーブルからの回り込みが発生し危険であった。
【0007】
本発明の目的は、高圧側遮断器の投入前に、制御装置を動作状態にして、前述の課題を解決できる移動変圧器の並列運転装置を提供することにある。
【0008】
本発明の目的は、高圧側遮断器の投入前に、制御装置を動作状態にして、低圧側ケーブル及び接地ケーブルの接続忘れを検出することができる移動変圧器の並列運転装置を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、高圧側遮断器の投入前に、高圧側遮断器及び低圧側遮断器の少なくとも一方の投入状態を、並列運転開始前に検出できる移動変圧器の並列運転装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明が改良の対象とする移動変圧器の並列運転装置は、既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、少なくとも移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、低圧側端子と移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを具備する。
【0011】
制御装置は、具体的には、移動用変圧器の二次側の線間電圧及び位相と既設変圧器の二次側の線間電圧及び位相との電圧差及び位相差を検出し、電圧差及び位相差が許容範囲に入っているか否かを判定してその結果を表示手段に表示させる機能と、高圧側ケーブルが高圧側端子に接続されているか否か及び前記低圧側ケーブルが前記低圧側端子に接続されているか否か並びに接地が正常にされているか否かを判定して表示手段に表示させる機能と、低圧側遮断器の投入条件が揃っていることを表示手段に表示させる機能と、投入条件が揃っている場合にのみ低圧側遮断器の投入を許容する機能を有している。
【0012】
本発明においては、制御装置またはその電源回路を、少なくとも高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成する。このようにすると、高圧側ケーブルの接続作業をする前に、制御装置を動作状態にすることができるため、高圧側遮断器を投入する前に低圧側ケーブルの欠相及び接地ケーブルの接地不良を検出することができるので、作業の安全性を高めることができる。
【0013】
低圧側ケーブルの欠相は、低圧側端子に印加される電圧に基づいて検出することができる。低圧側ケーブルが一部接続されていなければ、特定の低圧側端子に電圧が現れていなことから、これを検出できる。
【0014】
また接地ケーブルの接続忘れは、移動変圧器の二次側出力の1相と接地間に電圧が現れているか否かにより検出できる。例えば接地ケーブルが接続されている場合には、移動変圧器の二次側出力の1相と接地間にピーク電圧が約105Vの電圧が現れる。したがってこの電圧の有無に基づいて接地ケーブルの接続の有無を検出できる。
【0015】
なおバッテリを電源としてラッチ機構を有する高圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する高圧側遮断器投入状態検出回路を設け、制御装置を投入状態検出信号を入力として表示手段に高圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように構成すれば、なんらかの理由で高圧側遮断器が投入状態にある場合でも、高圧側ケーブルの接続作業前に、そのことを作業者に警告できるので、作業の安全性が高くなる。
【0016】
また低圧側遮断器は、ラッチ機構を有していない。しかしながら何らかの不具合の発生により、電源がなくなっても低圧側遮断器が遮断状態にならない場合がある。このような状態で、運転を開始すると、高圧側遮断器が投入されるのと同時に、移動変圧器が並行運転状態となって危険である。そこでバッテリを電源として低圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する低圧側遮断器投入状態検出回路を設け、投入状態検出信号を入力として表示手段に低圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように制御装置を構成すれば、高圧側遮断器を投入する前に、低圧側遮断器に不具合が発生していることを検出できるため、作業の安全性が高くなる。
【0017】
なお電源回路に移動変圧器の出力を整流してバッテリを充電する充電回路を設けておけば、移動変圧器の運転時にバッテリを充電できるため、バッテリが過放電状態になってしまうのを防止できる。また充電回路が商用電源から得られる交流電力を整流してバッテリを充電する機能を有していれば、トラックを車庫に入れているときにバッテリを充電できるので、バッテリの過放電を防止できる。
【0018】
また高圧側遮断器を、バッテリを電源として駆動すると、停電時にも高圧側遮断器を電動で駆動することができるので、操作性が向上する。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、制御装置の電源回路を、少なくとも高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成したので、高圧側遮断器を投入する前に、制御装置を動作状態にすることができて、高圧側遮断器を投入する前に低圧側ケーブル及び接地ケーブルの欠相や接地ミスを検出することができ、作業の安全性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1〜図4は、本発明の移動変圧器の並列運転装置が内蔵された移動変圧器設備5をトラック3の荷台に搭載したトラック搭載型移動変圧器設備1の左側面図、平面図、右側面図及び背面図である。このトラック3は市販の2トン積みトラックであり、トラック3の荷台3a上の前方寄り(運転席側寄り)の部分に、移動変圧器設備5が搭載されている。
【0021】
図1〜図3を見ると分かるように、移動変圧器設備5はトラック3の荷台3aの前方側に搭載された状態で荷台3aの後方側に作業スペースを残すことができる大きさに構成されている。そして移動変圧器設備5はトラック3の荷台上に所定の固定具を用いて固定されている。市販のトラックであるため、移動変圧器設備5を使用する際には、荷台3aの側方に回転自在に取付けられた側板3b及び3cを外側に開いて、荷台3aの下側に垂らし状態にする。なお理解を容易にするために、図1,図3及び図4においては、側板3b及び3dを透明なものとして描いてある。
【0022】
移動変圧器設備5を構成する機器は、すべて収納ケース7の内部に収納されている。収納ケース7は、鉄製のフレーム枠の上に複数枚の鉄板が装着されて構成された箱体構造を有している。収納ケース7は、トラック3の荷台3aの一方の側方側(トラック3を正面から見たときの右側面側)に開口する第1の開口部9を有する第1の側壁部7a(図3参照)と、トラック3の荷台3aの他方の側方側(トラック3を正面から見たときの左側面側)に開口する第2の開口部11を有して第1の側壁部7aと対向する第2の側壁部7b(図1参照)と、第1及び第2の側壁部7a及び7bの間に位置してトラック3の荷台3aの後方側に向かって開口する第3の開口部13を有する第3の側壁部7c(図4参照)と、第3の側壁部7cと対向しトラック3の運転席側に位置する第4の側壁部7d(図1及び図3参照)とを備えている。そして第1乃至第3の開口部9,11,13に対してそれぞれ第1乃至第3の開閉扉15,17,19が設けられている。
【0023】
図3及び図4に示すように第1の開閉扉15及び第3の開閉扉19は、上下方向にスライドするスライド式扉であり、図1に示す第2の開閉扉17は蝶番によって開閉する形式の蝶番式扉である。第1の開口部9の位置は、第1の開閉扉15を上にスライドしたときに第1の開口部9を開き、下にスライドしたときに第1の開口部9が閉じられるように定められている。また第3の開口部13の位置は、第3の開閉扉19を下にスライドしたときに第3の開口部13を開き、上にスライドしたときに第3の開口部13が閉じられるように定められている。なお開閉扉15及び19には、開閉時に掴むハンドル21及び23が設けられている。また第2の開閉扉17にも、扉の開閉時に操作されるレバー25が設けられている。図3には図示していないが、第1の開閉扉15に関しては、スライドの途中で複数段階に別けて扉を停止または固定することができるように、第1の開口部9と第1の開閉扉15の双方に係止構造が設けられている。
【0024】
収納ケース7の天板7eの外周部には4つの柵部材27a〜27dが固定されて、ケーブルを収納するケーブル収納部27が構成されている。また収納ケース7の天板7eの四隅には吊り上げ用の係止金具28が固定されている。
【0025】
移動変圧器設備5をトラック3の荷台3aの前方側に搭載された状態で荷台3aの後方側に作業スペースを残すことができる大きさに構成するためには、移動変圧器設備5をコンパクト化しなければならない。この例では、次の様にして移動変圧器設備5をコンパクト化した。図5乃至図9は、移動変圧器設備5の収納ケース7の内部の構造を示している。なおこれらの図においては、収納ケースの外枠だけを実線で示してある。またこれらの図においては、理解を容易にするために主要部の配線ケーブルだけを図示してある。またこの装置の回路図は、図10に示してある。
【0026】
これらの図において、29は移動変圧器である。この移動変圧器29は、横長の変圧器ケース31の内部に容量の異なる変圧器コイル(例えば50kW,30kW)が2台横に並ぶように(トラック3の荷台の左右の方向に並ぶように)収納されている。そして収納ケース7の高さをあまり高くしないようにするために、移動変圧器29は収納ケース7の底部を構成するフレームによって形成される孔部に落とし込まれた状態でフレームに固定されている。移動変圧器29は、収納ケース7の第1の側壁部7aと対向する変圧器ケース31の第1の側面31aにタップ切換器の手動操作部(ハンドル)33を有している(図6及び図7参照)。図7に破線で示したように、この手動操作部(ハンドル)33は収納ケース7に設けた第1の開口部9を通して操作可能な位置に設けられている。移動変圧器29の電圧を調整する際に、手動操作部(ハンドル)33は手動によって操作される。
【0027】
図6及び図8に示すように移動変圧器29の変圧器ケース31の第1の側面31aと対向する第2の側面31bには3つの三相の一次側端子(高圧側)35R,35S,35Tが配置されている。また図5及び図8に示すように、変圧器ケース31の第1の側面31aと第2の側面31bとの間に位置する第3の側面31cには、三相の出力端子と中性点端子とを含む4本の二次側端子37U,37V,37W,37Nを備えている。
【0028】
図5,図6及び図8に示すように、収納ケース7の内部には、収納ケース7の第2の側壁部7bと移動変圧器29の変圧器ケース31の第2の側面31bとの間の空間の下側部分内に高圧側遮断器39が配置されている。この高圧側遮断器39については後に詳しく説明する。そして図6及び図8に示すように移動変圧器29の変圧器ケース31の第2の側面31bには、一次側端子35R,35S,35Tの下の位置に、高圧側遮断器39と後に説明する高圧側端子との間に設けられる限流ヒューズ41R,41S,41Tを固定するための支持体43(図8参照)が固定されている。このように限流ヒューズ41R,41S,41Tを変圧器ケース31に固定すると、限流ヒューズ41R,41S,41Tを固定するための特別の構造物が不要になる。また限流ヒューズ41R,41S,41Tの下に高圧側遮断器39を配置すると設置スペースを小さくすることができて、収納ケース7の更なる小型化を図ることができる。
【0029】
高圧側遮断器39は、電動で投入と遮断とを行うことができ、しかも投入後は電力の供給がなくても投入状態を維持できるラッチ機構付の電動式高圧遮断器または高圧電磁接触器である。この種の電動式高圧遮断器としては、例えば株式会社安川電機がロータリアーク高圧電磁接触器HGR−951C−Cの製品名で販売するものを用いることができる。なおこの実施の形態では、図5及び図8に示すように、この市販の高圧電磁接触器の操作軸に手動で高圧側遮断器39の投入を行うための投入レバー45を取付けている。またこの高圧側遮断器39には、ラッチ機構を手動で外すための引き外しレバー46が予め設けられている。投入レバー45及び引き外しレバー46は、図1に示した収納ケース7の第2の側壁部7bに設けた第2の開閉扉17によって塞がれた第2の開口部11を通して操作される。このように第1の開口部9とは別の第2の開口部11を通して投入レバー45及び引き外しレバー46を操作できる位置に高圧側遮断器39を配置すれば、作業員が誤ってこれらのレバー45及び46を操作することを極力防止できる。
【0030】
また図5〜図7に示すように、収納ケース7の内部には、収納ケース7の第1の側壁部7aの第1の開口部9を通して操作可能な位置に制御装置の表示機能付き操作装置47及び手動操作部を含む制御装置固定側本体部48(操作部)と低圧側遮断器49が配置されている。これら表示機能付き操作装置47及び制御装置固定側本体部48は、移動変圧器29の変圧器ケース31の第1の側面31aに固定されている。特に表示機能付き操作装置47は、表示手段と操作指令を高圧側遮断器39及び低圧側遮断器49のそれぞれの駆動回路に出力する操作指令出力手段を含んで持ち運び可能に構成されている。この例では、表示機能付き操作装置47の内部にマイクロコンピュータが内蔵されていて、制御装置で行う判断のすべてをこの内蔵マイクロコンピュータで実行している。また表示機能付き操作装置47の表示手段は、液晶のタッチパネルにより構成されており、表示機能の他にスイッチ機能を備えている。したがって作業者は、表示手段の画面に表示されたスイッチ表示をタッチするだけで、すべての操作指令を入力できる。このような構造になっているため、この例では表示機能付き操作装置47が制御装置の主要部分を構成している。
【0031】
図5に示すように、変圧器ケース31の第1の側面31aには、表示機能付き操作装置47を取り外し自在に固定する操作装置固定部51が設けられている。操作装置固定部51は、表示機能付き操作装置47が操作装置固定部51に固定された状態で収納ケース7の第1の開口部9を通して外部から表示手段を見ることができてしかも表示機能付き操作装置47を操作できる位置に設けられている。表示機能付き操作装置47のケースの両端には、頭部と捩子付の首部を有する係止用捩子部材47cが設けられている。捩子付の首部は表示機能付き操作装置47のケースに捩子結合されている。そして操作装置固定部51を構成する一対の板部材51a,51aには、係止用捩子部材47cの首部が嵌合される溝部51b,51bが形成されている。係止用捩子部材47cの頭部を回して、締め付け力を緩めれば、表示機能付き操作装置47を操作装置固定部51から外すことができる。また表示機能付き操作装置47を操作装置固定部51に取付けた状態で、表示機能付き操作装置47の取付角度を調節することもできる。
【0032】
また制御装置固定側本体部48は、非常時等に高圧側遮断器39を遮断状態にするために高圧側遮断器39の駆動回路に遮断指令信号を出力する非常停止スイッチSW1を含んでいる。そして制御装置固定側本体部48も、収納ケース7の第1の開口部9を通して操作可能な位置に設けられている。表示機能付き操作装置47により高圧側遮断器39及び低圧側遮断器49の両方を操作する場合に、表示機能付き操作装置47に非常停止スイッチを設けて表示機能付き操作装置47側で高圧側遮断器39を非常遮断できるようにすると、非常時以外のときに誤って高圧側遮断器39を非常遮断させてしまい、停電事故が発生するおそれがある。そこでこの例では、高圧側遮断器39を電動で遮断するための操作指令を出力する非常停止スイッチSW1を、表示機能付き操作装置47とは別に、制御装置固定側本体部48に設けている。なお制御装置固定側本体部48に設けたスイッチSW2は、制御装置の制御電源スイッチである。
【0033】
図9に示すように、この例では表示機能付き操作装置47は、ケーブルを介して制御装置の制御装置固定側本体部48に接続されている。この例のように制御装置の操作部の一部を構成する表示機能付き操作装置47を持ち運び可能に(可搬に)設けると、トラック3の周囲に十分なスペースがない場合や周囲の見通しが悪い場合に、作業員は表示機能付き操作装置47を持って任意の位置に移動し、任意の位置で高圧側遮断器39及び低圧側遮断器49の操作をすることができる。したがって作業員の負担が大幅に軽減できる。
【0034】
低圧側遮断器49は、移動変圧器29の変圧器ケース31の第3の側面31cに固定された取付フレーム52に固定されている。低圧側遮断器49は、電動で投入と遮断の制御が可能なもので、この例では寺崎電機株式会社がXS400NSの製品名で販売する配線用遮断器を用いている。この低圧側遮断器49は、ケーブル接続端子箱49Aと遮断器本体49Bとにより構成されており、遮断器本体49Bには、故障時の操作を考慮して遮断用の手動操作ハンドルと工具挿入口とが設けられ、また手動投入スイッチも設けられている。低圧側遮断器49は、高圧側遮断器39と異なってラッチ機構を有していないため、故障していない限り、電源がなくなると自動的に遮断する。なお後に説明するように、低圧側遮断器49は、高圧側遮断器39を投入した後に、制御装置(47)により低圧側遮断器49の投入条件の判定が実施されて、制御装置(47)から投入指令が出力されると投入状態になる。
【0035】
収納ケース7の内部には、収納ケース7の第3の側壁部7cに設けた第3の開口部13を通して接続可能な位置にケーブル端子盤53が配置されている。ケーブル端子盤53には、図示しない既設変圧器の一次側の各線に図示しない高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子55R,55S,55Tと、既設変圧器の二次側の各線に図示しない低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 と、接地端子58とが設けられている。この例では、低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 を各相について2個ずつ設けている。これは各相について2本ずつのケーブルを用いることにより電流容量を2倍にするためである。なお各相の2つの低圧側端子は、それぞれ収納ケース7の内部で共通の端子部に電気的に接続されている。なお電流容量の大きい高価なケーブルを用いる場合には、低圧側端子を各相について1個ずつ設ければよいのは勿論である。図5に示されるように、高圧側端子55R,55S,55Tは収納ケース7の第2の側壁部7b側に配置され、また低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 は収納ケース7の第1の側壁部7a側に配置されている。
【0036】
高圧側端子55R,55S,55Tは、図8及び図10に示すように、限流ヒューズ41R〜41Tの高圧側に接続されている。そして限流ヒューズ41R〜41Tの低圧側は高圧側遮断器39の入力端子に接続され、高圧側遮断器39の出力端子は移動変圧器29の一次側端子35R〜35Tに接続されている。また低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 は、図6、図8及び図10に示すように、低圧側遮断器49のケーブル接続端子箱49Aの出力端子にそれぞれ電気的に接続されている。そして低圧側遮断器49のケーブル接続端子箱49Aの入力端子は、移動変圧器29の二次側端子37U〜37Wにそれぞれ接続されている。図5、図8及び図10に示すように移動変圧器29の二次側端子37U〜37Wと低圧側遮断器49とを接続する4本のケーブルのうち2本のケーブルには移動変圧器29の出力電流を測定するための変流器59及び61が配置されている。これらの変流器59及び61は、移動変圧器29の変圧器ケース31の第3の側面31cに固定した取付板63に固定されている。このようにすると、変流器を固定するためだけの構造物が不要になるだけでなく、変流器の設置スペースを小さくすることができる。
【0037】
この例のように、移動変圧器29の第1の側面31a側にタップ切換器の手動操作部33と、制御装置の操作部(47,48)と低圧側遮断器49を配置して、収納ケース7の第1の開口部9からタップ切換器の手動操作部33と制御装置の操作部(47,48)とを操作できるようにし、また移動変圧器29の第1の側面31aと反対側の第2の側面31b側に高圧側遮断器39を配置して収納ケース7に設けた第2の開口部11を通して高圧側遮断器39にアクセスできるようにし、更に収納ケース7の第3の側壁部7cに設けた第3の開口部13を通して接続可能な位置に配置した高圧側端子55R,55S,55Tを第3の開口部13内において収納ケース7の第2の側壁部7b側に配置し、また低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 を収納ケース7の第1の側壁部7a側に配置すると、移動変圧器29の両側に低圧側機器と高圧側機器とを別けて配置することができて、収納ケース7の第3の側壁部7cと第4の側壁部7dとの間の距離を短くしても、各機器を収納ケース7の内部に収納することができる。したがって収納ケース7を従来よりも大幅に小型化することができる。またこのように配置すると、収納ケース7の内部における低圧側の電気的な接続と高圧側の電気的な接続とを、短い配線で且つ配線が複雑にならずに、簡単に行うことができる。更に低圧側遮断器49と高圧側遮断器39とを移動変圧器29の両側に別けて配置すると、手動操作により低圧側遮断器49と高圧側遮断器39とを操作する場合に、低圧側と高圧側を誤って操作する可能性が低くなる。
【0038】
収納ケース7の第1の開口部9を通してアクセスできる位置即ち低圧側遮断器49の下側のスペースには、バッテリ(二次電池)65とバッテリ65の充電器67が配置されている。このバッテリ65は、制御装置(47,48)の電源回路の電源の一部を構成しており、制御装置(47,48)は高圧側遮断器39が投入されるまでは、バッテリ65を電源として動作するように構成されている。このようにバッテリ65を搭載すると、定常運転時の制御電源となる移動変圧器29が充電されていない段階でも、制御装置(47,48)を動作状態にすることができる。そのため高圧側遮断器39を投入する前に低圧側ケーブルの欠相及び接地の不良を検出することができるので、作業の安全性を高めることができる。充電器67の内部には、移動変圧器29の出力を整流してバッテリ65を充電する充電回路が内蔵されており、充電器67は移動変圧器29の運転時にバッテリ65を充電する。また図10を見ると分かるように、バッテリ65は充電端子66を通して100Vの商用電源によっても充電可能である。なお高圧側遮断器39が投入された後は、制御装置(47,48)は充電器67の出力を電源として動作する。そしてこの例では高圧側遮断器39の駆動電力を低圧側遮断器49の出力側即ち既設変圧器の低圧側から得ているが、バッテリ65から高圧側遮断器39の駆動電力を得るようにしてもよいのは勿論である。このようにすると停電時に移動変圧器を使用する場合でも、高圧側遮断器39を電動で駆動することができる。
【0039】
図10に示した回路において、69は高圧側遮断器39の駆動回路であり、71は低圧側遮断器49の駆動回路である。また47aは、表示機能付き操作装置47の内部に収納された制御回路であり、その主要部はマイクロコンピュータによって構成されている。また47bは表示機能付き操作装置47の表示手段であって、この例では液晶タッチパネルにより表示手段47bが構成されている。制御装置の制御回路47aは、移動用変圧器29の二次側出力の電圧U2〜N2と電流を入力として測定した移動用変圧器29の二次側線間電圧及び位相と低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 を通して入力された既設変圧器の二次側の電圧U1〜N1を測定して得た既設変圧器の二次側の線間電圧及び位相との電圧差及び位相差を検出し、これらの電圧差及び位相差が許容範囲に入っているか否かを判定して、その結果を表示手段47bに表示させる機能(検相機能)を有している。なおこのような検相に関する技術の一例は、実公平5−40681号公報等に詳しく説明されている。
【0040】
また制御回路47aは、電圧U2〜N2及び電圧U1〜N1に基づいて、高圧側ケーブルが高圧側端子55R〜55Tに接続されているか否か及び低圧側ケーブルが低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 に接続されているか否かを判定して表示手段47bに表示させる機能(誤配線検出機能)を有している。具体的には、低圧側ケーブルの欠相は、低圧側端子に印加される電圧に基づいて検出する。すなわち低圧側ケーブルが一部接続されていなければ、特定の低圧側端子に電圧が現れていないことから、これを検出する。また接地ケーブルの接続忘れは、移動変圧器29の二次側出力の1相(例えばU相)と接地(N相)間にピーク電圧が約105Vの電圧が現れているか否かにより検出する。接地ケーブルが接地端子58に接続されていない場合には、前述の電圧は0Vとなり、接続されている場合には前述の電圧は約105Vとなる。したがってこの電圧の有無に基づいて接地ケーブルの接続の有無を検出できる。高圧側ケーブルの接続の有無は、高圧側遮断器39を投入した後に判定する。
【0041】
更に制御回路47aには、バッテリ65または充電器67の出力を電源として高圧側遮断器39が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する高圧側遮断器投入状態検出回路74が接続されている。この高圧側遮断器投入状態検出回路74は、一端がバッテリ65及び充電器67の出力に電気的に接続され他端が制御回路47aの入力に電気的に接続された検出スイッチ73を備えている。この検出スイッチ73は、高圧側遮断器39の操作軸によってオンオフされるマイクロスイッチであり、高圧側遮断器39が投入状態にあるときにオン状態となり、高圧側遮断器39が遮断状態にあるときにオフ状態となる。したがって検出スイッチ73がオン状態にあるときには、制御電源スイッチSW2がオン状態になったときに、制御回路47aにオン信号(投入状態検出信号)が入力され、制御回路47aはこの信号を受信している間表示手段47bに高圧側遮断器39が投入状態にあることを示す表示をする。
【0042】
また制御回路47aには、バッテリ65または充電器67の出力を電源として低圧側遮断器49が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する低圧側遮断器投入状態検出回路76が接続されている。この低圧側遮断器投入状態検出回路76は、一端がバッテリ65及び充電器67の出力に電気的に接続され他端が制御回路47aの入力に電気的に接続された検出スイッチ75を備えている。この検出スイッチ75は、低圧側遮断器49の操作軸によってオンオフされるマイクロスイッチであり、低圧側遮断器49が投入状態にあるときにオン状態となり、低圧側遮断器49が遮断状態にあるときにオフ状態となる。したがって検出スイッチ75がオン状態にあるときには、制御電源スイッチSW2がオン状態になったときに、制御回路47aにオン信号(投入状態検出信号)が入力され、制御回路47aはこの信号を受信している間表示手段47bに低圧側遮断器49が投入状態にあることを示す表示をする。
【0043】
また制御回路47aは、高圧側遮断器39の投入条件についても判定する機能を有している。この場合の投入条件は、低圧側ケーブルの欠相と接地不良がなく、しかも低圧側遮断器49が遮断状態にあることであり、この投入条件が揃っている場合にのみ、表示手段47bの画面上のスイッチを操作したときに高圧側遮断器39の駆動回路69に投入指令が出力される。この投入条件が揃っていない場合には、表示手段47bに満たされていない投入条件を文字または画像で表示し、また投入条件が満たされている場合にはその旨を表示手段47bに文字または画像で表示するように制御回路47aが構成されている。
【0044】
更に制御回路47aは、低圧側遮断器49の投入条件(検相結果が正しいこと、接地ケーブルを含めてすべてのケーブルが正しく接続されていること、高圧側遮断器39が投入状態にあること)が揃っている場合にのみ低圧側遮断器49の投入を許容する機能(安全機能)を有している。この安全機能は、投入条件が揃っていなければ、表示機能付き操作装置47の表示手段47bの画面上のスイッチを操作しても低圧側遮断器49の駆動回路71に投入指令が出力されないようにする機能である。このような機能は、従来の装置でも採用されている。なおこの例では、表示手段47bに満たされていない投入条件を文字または画像で表示し、また投入条件が満たされている場合には、その旨を表示手段47bに文字または画像で表示するように制御回路47aが構成されている。
【0045】
この例では、高圧側遮断器39の駆動回路69の電源を、低圧側遮断器49の二次側即ち既設変圧器の二次側の電源から(二次側の充電状態にある負荷から)得るようになっており、低圧側遮断器49の駆動回路71の電源は移動変圧器29の二次側から得るようになっている。そのため既設変圧器側が停電状態で低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 に電圧が印加されていない場合(負荷側が充電状態にない場合)には、高圧側遮断器39を電動では投入状態にすることができない。そのような場合には、手動で投入レバー45を回転させて高圧側遮断器39を投入する。正常時であれば高圧側遮断器39を遮断する場合には、表示機能付き操作装置47により高圧側遮断器39を遮断状態にする。そして非常時に高圧側遮断器39を遮断する必要がある場合には、低圧側遮断器49の二次側即ち既設変圧器の二次側が充電状態にあれば、非常停止スイッチSW1をオン状態にして、高圧側遮断器39の駆動回路69の引き外し機構を作動させることにより高圧側遮断器39は遮断状態にする。なお非常時に、低圧側遮断器49の二次側即ち既設変圧器の二次側が充電状態になければ、手動で引き外しレバー46を押し下げることにより高圧側遮断器39のラッチ機構を引き外して高圧側遮断器39を遮断状態にする。
【0046】
この例の装置を例えば既設変圧器を周囲に十分なスペースがない場所で交換する際の作業手順及び装置の運転手順について説明する。トラック3を既設変圧器の近くに停車させる。そして第1及び第3の開閉扉15及び13を開け、第1の開口部9から手を入れて制御装置固定側本体部48上の制御電源スイッチSW2をオン状態にして、バッテリ65により制御回路47aの電源が入る。表示機能付き操作装置47を操作装置固定部51から外し、トラック3の荷台3aの上の作業者に表示機能付き操作装置47を渡す。トラック3の荷台3aの作業者は、収納ケース7の上のケーブル収納部27からケーブルを荷台3aの上に下ろす。そしてトラック3の荷台3aの上の作業者は、表示機能付き操作装置47の表示手段47bの画面で、高圧側遮断器39及び低圧側遮断器49が投入状態にないことを確認した後に、まず荷台3aの上で低圧側端子57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W2 に低圧側ケーブルを接続し、接地端子58に接地用ケーブルの一端を接続し、その他端を所定の手順で接地する。次に高圧側端子55R,55S,55Tに高圧側ケーブルを接続する。その後、低圧側ケーブルを既設変圧器の活線状態にある二次側(低圧側)線路に接続する。そしてこの状態で、低圧側ケーブルの欠相及び接地の不良を表示機能付き操作装置47の表示手段47bの画面で確認する。その後、高圧ケーブルを既設変圧器の活線状態にある一次側(高圧側)線路に接続する。
【0047】
次に制御回路47aが高圧側遮断器39の投入条件が揃っていることを表示している場合には、表示機能付き操作装置47の表示手段47a上の高圧側遮断器投入スイッチを押して高圧側遮断器39を投入する。次に低圧側で検相をして制御回路47aが低圧側遮断器49の投入条件を判定し、低圧側遮断器49の投入条件が揃っていることを表示手段47bに表示している場合には、表示機能付き操作装置47の表示手段47a上の低圧側遮断器投入スイッチを押して低圧側遮断器49を投入し、移動変圧器29を既設変圧器と並列運転させる。投入操作は、トラックの荷台3aの上またはトラックの周囲でスペースのある場所に作業者が立って行う。移動変圧器29と既設変圧器の出力電圧が合わない場合には、移動変圧器29のタップ切換器の手動操作部(ハンドル)33を回転させて、電圧調整をする。電圧調整を行っても電圧及び位相が一致しない場合には、ある程度時間をおいて再度投入動作を実行する。移動変圧器29を既設変圧器と並列運転させた後、既設変圧器を配電線から切り離して既設変圧器の交換を行う。そして既設変圧器の交換が完了した後は、交換した変圧器と移動変圧器29を並列運転させた後に、低圧側遮断器49を遮断状態にして切り離し、その後に高圧側遮断器39を遮断状態にする。その後制御電源スイッチSW2をオフ状態とし、また高圧側ケーブルと低圧側ケーブルを取外し、収納ケース7の上のケーブル収納部27にケーブルを載せ、第1及び第3の開閉扉15及び19を閉じる。なお荷台3aの上にはその他の器材及び交換した既設変圧器を載せてもよい。
【0048】
上記例では、収納ケースの外部に極力突出物を出さないようするために、高圧側端子及び低圧側端子を収納ケース7の内部に配置したが、高圧側端子及び低圧側端子を収納ケースの外部または外壁(収納ケースの第3の側壁部)に配置してもよいのは勿論である。
【0049】
また上記例では、第2の開口部を閉じる開閉扉を蝶番を利用した開閉扉にしているが、第2の開口部を閉じる開閉扉を第1及び第3の開口部に対して設けた開閉扉と同様にスライド式の開閉扉にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0050】
【図1】本発明の移動変圧器設備をトラックの荷台に搭載したトラック搭載型移動変圧器設備の左側面図である。
【図2】図1のトラック搭載型移動変圧器設備の平面図である。
【図3】図1のトラック搭載型移動変圧器設備の右側面図である。
【図4】図1のトラック搭載型移動変圧器設備の背面図である。
【図5】移動変圧器設備の収納ケースの内部構造を移動変圧器設備の背面から見た図である。
【図6】図5の移動変圧器設備の平面図である。
【図7】図5の移動変圧器設備の左側面図である。
【図8】図5の移動変圧器設備の右側面図である。
【図9】移動変圧器設備をトラックの荷台に載せた状態で移動変圧器設備の内部構造を示した図である。
【図10】図5の移動変圧器設備の回路図である。
【符号の説明】
【0051】
1 トラック搭載型移動変圧器設備
3 トラック
5 移動変圧器設備
7 収納ケース
9,11,13 第1乃至第3の開口部
15,17,19 第1乃至第3の開閉扉
29 移動変圧器
31 変圧器ケース
35R,35S,35T 一次側端子
37U,37V,37W,37N 二次側端子
39 高圧側遮断器
41R,41S,41T 限流ヒューズ
45 投入レバー
47 表示機能付き操作装置
48 制御装置固定側本体部
49 低圧側遮断器
55R,55S,55T 高圧側端子
57U1 ,57U2 ,57N1 ,57N2 ,57V1 ,57V2 ,57W1 ,57W 低圧側端子
65 バッテリ
67 充電器

【特許請求の範囲】
【請求項1】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記制御装置は、前記移動用変圧器の二次側の線間電圧及び位相と前記既設変圧器の二次側の線間電圧及び位相との電圧差及び位相差を検出し、前記電圧差及び位相差が許容範囲に入っているか否かを判定してその結果を前記表示手段に表示させる機能と、前記高圧側ケーブルが前記高圧側端子に接続されているか否か及び前記低圧側ケーブルが前記低圧側端子に接続されているか否か並びに接地が正常にされているか否かを判定して前記表示手段に表示させる機能と、前記低圧側遮断器の投入条件が揃っていることを前記表示手段に表示させる機能と、前記投入条件が揃っている場合にのみ前記低圧側遮断器の投入を許容する機能を有していることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記移動変圧器の二次側出力の1相と接地間の電圧の有無に基づいて前記接地ケーブルの接続の有無を検出するように構成されている請求項1に記載の移動変圧器の並列運転装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記低圧側端子に印加される電圧に基づいて前記低圧側ケーブルの欠相を検出するように構成されている請求項1に記載の移動変圧器の並列運転装置。
【請求項4】
前記バッテリを電源として前記高圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する高圧側遮断器投入状態検出回路を具備し、前記制御装置は前記投入状態検出信号を入力として前記表示手段に前記高圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように構成されている請求項1に記載の移動変圧器の並列運転装置。
【請求項5】
前記バッテリを電源として前記低圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する低圧側遮断器投入状態検出回路を具備し、前記制御装置は前記投入状態検出信号を入力として前記表示手段に前記低圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように構成されている請求項1に記載の移動変圧器の並列運転装置。
【請求項6】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記制御装置は、前記移動変圧器の二次側出力の1相と接地間の電圧の有無に基づいて前記接地ケーブルの接続の有無を検出するように構成されていることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。
【請求項7】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記制御装置は、前記低圧側端子に印加される電圧に基づいて前記低圧側ケーブルの欠相を検出するように構成されていることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。
【請求項8】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記バッテリを電源として前記高圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する高圧側遮断器投入状態検出回路を具備し、前記制御装置は前記投入状態検出信号を入力として前記表示手段に前記高圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように構成されていることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。
【請求項9】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記バッテリを電源として前記低圧側遮断器が投入状態にあるときに投入状態検出信号を出力する低圧側遮断器投入状態検出回路を具備し、前記制御装置は前記投入状態検出信号を入力として前記表示手段に前記低圧側遮断器が投入状態にあることを表示するように構成されていることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。
【請求項10】
既設変圧器の一次側の各線に高圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される高圧側端子と、
前記高圧側端子と移動変圧器の一次側端子との間に配置された高圧側遮断器と、
前記既設変圧器の二次側の各線に低圧側ケーブルを介してそれぞれ接続される低圧側端子と、
少なくとも前記移動変圧器の中性点に接続されて接地ケーブルが接続される接地端子と、
前記低圧側端子と前記移動変圧器の二次側端子との間に配置された低圧側遮断器と、
前記低圧側遮断器の投入条件を判定して判定結果を表示手段に表示するとともに手動操作に応じて少なくとも前記低圧側遮断器を投入するための操作指令を出力する制御装置とを、前記移動変圧器を収納する収納ケースの内部に具備する移動変圧器の並列運転装置であって、
前記制御装置の電源回路は、少なくとも前記高圧側遮断器が投入されるまではバッテリを電源として動作するように構成され、
前記電源回路は、前記移動変圧器の出力または商用電源からの交流電力を整流して前記バッテリを充電する充電回路を備えており、
前記バッテリは、前記収納ケースの内部に配置されており、
前記高圧側遮断器が前記バッテリを電源として駆動されることを特徴とする移動変圧器の並列運転装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−306795(P2007−306795A)
【公開日】平成19年11月22日(2007.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−209341(P2007−209341)
【出願日】平成19年8月10日(2007.8.10)
【分割の表示】特願平10−86483の分割
【原出願日】平成10年3月31日(1998.3.31)
【出願人】(000164483)株式会社キューヘン (15)
【Fターム(参考)】