KR101187323B1 - 고주파 유도가열기의 수랭식 트랜스포머 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 유도가열기의 수랭식 트랜스포머 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이는 내부에 냉각수용 중공부를 가진 고리형상의 냉각수 자켓 블록, 냉각수 자켓 블록과 대향되게 위치하고 내부에 냉각수용 중공부가 형성된 한 쌍의 절반부가 동일 평면상에 맞대어 구성되는 출력측 블록, 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록에 연결 고정되고 적층되는 다수의 2차 권선 박판, 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록 사이에 위치되고 적층되되, 2차 권선 박판들 사이사이로 각각 배치되고 서로 결선되며 파워 케이블과 연결되는 다수의 1차 권선 박판, 1차 권선 박판과 2차 권선 박판 사이마다 개재되는 절연시트, 냉각수 자켓 블록의 중공부와 출력측 블록의 중공부를 연통시키도록 설치되어 냉각수를 연통시키는 한 쌍의 연결관, 및 적층된 1차 권선 박판과 2차 권선 박판을 직각으로 관통하여 위치되는 코어를 포함하여서, 1차 권선과 2차 권선을 얇은 동판으로 하고 고온용 절연시트를 권선들 사이에 삽입하여 압착 적층된 구조를 갖추면서 1차 권선을 2차 권선에 의해 간접적으로 냉각시키는 냉각수단을 포함함으로써, 고효율과 동시에 경량화시킬 수 있게 되고 이에 따라 궁극적으로 고주파 유도가열기를 소형 및 휴대형으로 구성할 수 있게 하는 효과가 있게 된다.

Description

고주파 유도가열기의 수랭식 트랜스포머 및 이의 제조방법 {Water-cooling transformer for high frequency induction heating welder and manufacturing method thereof}

본 발명은 트랜스포머(Transformer)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 고주파 유도가열기에 사용되는 트랜스포머의 구조를 직간접 수랭식으로 구성하여 고효율과 동시에 경량화시킬 수 있게 됨으로써, 궁극적으로 고주파 유도가열기를 소형 및 휴대형으로도 구성할 수 있게 하는 수랭식 트랜스포머 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유도가열은 금속을 가열하는 주요한 방식으로서, 장점이 많아 널리 사용되고 있다. 이러한 유도가열을 효과적으로 이행하기 위해, 가열코일에 전류 증폭용 트랜스포머를 연결함으로써, 금속의 피가열물에 투입되는 전류밀도를 높여 해당 피가열물을 유도가열하게 된다.

트랜스포머는 1차 회로에서 교류 전력을 공급받아 전자 유도 작용에 의해 2차 회로에 전력을 공급하는 장치로서, 변압기라고도 불린다. 트랜스포머에서 전압은 1차 코일 및 2차 코일에 감기는 권선비(Turns Ratio)에 비례하고, 전류는 권선비에 반비례한다(V₁ : V₂ = N₁ : N₂ = 1/I₁ : 1/I₂). 이상적인 트랜스포머의 경우에는 입력 전력과 출력 전력이 동일한 100 %의 에너지 변환 효율이 가능하지만, 실제적으로는 트랜스포머에서 다양한 손실이 발생하여 변환 효율의 저하가 발생한다.

트랜스포머에서 발생하는 손실에는 크게 코어 손실(Core Loss)과 도통 손실(Conduction Loss)이 있다. 트랜스포머의 1차 필요 최소 권선수는 인가되는 전압과 주파수, 코어의 중족 단면적 및 투자율에 의해 결정된다. dB(히스테리시스 곡선의 자속 스윙 폭)를 적절한 범위 내로 유지하여야 코어 손실이 줄고 냉각을 별도로 하지 않아도 자연 냉각으로 수렴 가능하다.

한편, 트랜스포머에 사용되는 권선은 대용량의 트랜스포머의 경우 무게 때문에 알루미늄을 사용하는 일부 경우를 제외하고는 동(Copper)이 주류를 이룬다. 따라서, 트랜스포머에 전압이 인가되어 동을 따라 전류가 흐르면서 I²R에 해당하는 양의 전력 손실인 도통 손실 또는 동손이 발생하게 된다.

또한, 고주파 전압을 인가하는 경우에는 트랜스포머 내부의 권선은 표피 효과(Skin Effect)와 근접 효과(Proximity Effect)로 인해 전류의 부분 쏠림현상이 극대화되고 권선의 저항치가 기하급수적으로 증가하며, 이에 따라 도통 손실이 크게 증가하여 트랜스포머의 변환 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. 여기서, 표피 효과란 도체에 고주파 전류가 흐르는 경우 도체의 표면으로 전류가 편향되는 현상이다. 또, 근접 효과란 2 개의 평형으로 위치한 도체에 고주파 전류가 반대방향으로 흐르는 경우 고주파 전류가 두 도체가 마주보고 있는 표면으로만 집중적으로 흐르는 현상이다. 따라서, 고주파에 있어서 표피 효과로 인해 도체의 표면으로 집중된 전류는 근접 효과로 인해 도체의 한쪽 표면으로만 편중된다.

이러한 표피 효과와 근접 효과를 극복하기 위해, 트랜스포머는 일반적인 나(裸)동선이 아닌, 에나멜 절연 코팅이 된 얇은 동선들을 꼬아서 만든 리쯔 와이어(Litz Wire)를 이용해서 제작된다.

그러나 리쯔 와이어를 이용하여 대용량의 트랜스포머를 제작하는 경우에는 원형 도체 사이의 공극이 많아 창이용률(Window Utility Factor: 코어의 창면적에서 전류가 흐르는 도체가 차지하는 면적의 비율)이 낮아져서 관통면적이 커다란 코어를 사용해야 하는 문제가 있다. 또한, 개별 권선에 절연작업(튜빙, 테이핑, 코팅 등)을 하게 되므로 이에 따라 내부 부피가 커지고 권선 심부의 냉각이 잘 이루어지지 않는다. 대용량의 트랜스포머인 경우에 창이용률의 저하에 따른 커다란 코어의 사용으로 인하여 제조원가가 증대되는 한편, 코어의 크기가 커지면서 권선 단일 턴(Turn) 당 권취 길이가 늘어나 전체 권선 길이(즉 길이에 비례하고 단면적 및 도전율에 반비례하는 금속 저항)가 비례적으로 증대된다. 이러한 모든 것이 손실로 귀결된다. 또, 냉각의 문제로 인하여 전체 장치의 크기도 기하급수적으로 커지게 된다.

이에 따라, 동파이프에 물을 흘려 냉각시키는 수랭식 트랜스포머가 고주파 대용량용 트랜스포머에서는 거의 불가피한 선택으로 받아들여지고 있다. 수랭식 트랜스포머 중에서는 1-2차 권선 겹치기 방식인 샌드위치 구조의 권선 방식을 이용한 수랭식 트랜스포머가 가장 좋다고 알려져 있으며, 대다수의 트랜스포머 제작사들이 채택함으로써 널리 이용되고 있는 권선 방식이다.

하지만, 현재 널리 이용되고 있는 샌드위치 권선 방식도 주파수가 높아지면 표피 효과와 근접 효과로 발생하는 손실이 커지게 되는 단점이 있다. 또한, 동파이프로 권선을 제작하게 되면 1-2차 권선 간의 전자기적인 결합계수가 떨어져서 누설 인덕턴스가 증가한다. 일반적인 상용 60 Hz 트랜스포머의 누설 인덕턴스는 전력효율에 크게 영향을 미치지는 않지만 고주파 유도가열의 코일에 해당되는 전류 증폭용 트랜스포머와 같은 경우에서는 의미가 달라진다. 가열코일에 저장된 자기적인 에너지와 공진 콘덴서에 저장된 정전기적인 에너지가 전자기적인 공진을 일으켜 가열하는 유도가열에서는 전류 증폭용 트랜스포머의 누설 인덕턴스가 가열코일 인덕턴스에 합산되어 주요한 변수로 등장한다. 입력 전력량 대비 공진 에너지 비율(Q Factor)이 높은 경우에는 전류 증폭용 트랜스포머의 1차 전압/전류도 커지게 된다. 즉, 누설이 많아져 1차 인가 전압이 증대되고 공진 주파수는 떨어지며 트랜스 불포화 만족 1차 최소 권선수는 커지게 되어 또다시 도통 손실이 증가하는 악순환에 이르게 된다. 따라서, 권선수 증가에 반비례하는 트랜스포머의 변환 효율을 고려해 보면 코어의 창과 중족 면적이 커져서 대형이 되고 1-2차의 전자기 결합률이 떨어져서(누설 인덕턴스가 커져서) 결과적으로 효율이 낮아지는 발산적인 문제점을 갖게 된다.

예컨대, 1,000 V 및 1,000 A 입력의 1,000 kVA 트랜스포머의 경우 20 kHz의 주파수에서 10 턴으로 설계되었다고 하면, 1 개의 동파이프 양면으로 1,000 A를 공급해 주어야 하는데, 이 경우 트랜스포머의 적절한 변환 효율을 위한 동파이프의 폭은 매우 커지게 되어 동파이프의 제작이 거의 불가능한 수준이 된다. 특히, 통전 전류의 침투깊이 두께가 주파수의 제곱근에 반비례하기 때문에 주파수가 높아질수록 도전 효율이 낮아지고, 적절한 도전 효율을 유지하기 위해서는 동파이프의 폭이 매우 커지게 되는 등의 중대한 문제가 있게 된다. 더구나, 부피와 무게가 상대적으로 크게 되어 이동형이나 동적 관성이 큰 분야에서는 설치 및 사용하기가 부적합하다.

또, 입력 전압이 높은 상태이므로 동파이프 내부로 흐르는 냉각수 연결부의 누전량을 줄이기 위해 전극단에 연결되는 냉각수 도입부 절연호스의 길이도 전압에 비례하여 길게 배관되어야 하는 불편함이 있고, 1-2차 권선을 따로 냉각시키기 위해서 내부에 전기적으로 절연가능한 냉각호스 분기관이 필요하다. 동파이프들의 용접은 고온의 은납 용접을 필요로 하게 되는데, 이러한 경우에 숙련된 산소 용접공의 역량에 편승할 수밖에 없어서 변형가공에 따른 비용 및 용접 공정상의 비용이 대폭 상승하는 문제도 있다.

이에 본 발명은, 1차 권선과 2차 권선을 얇은 동판으로 하고 이들 동판이 다중 적층된 구조를 갖추면서 2차 권선만 직접적으로 전도에 의해 냉각하는 냉각수단을 포함하여 장치의 크기를 증대시키지 않고서도 1-2차 권선 모두의 발생 열을 냉각시킬 수 있게 함으로써, 작은 부피에도 등가적인 전력량을 충족하는 고효율 특성과 동시에 경량화시킬 수 있게 되고, 이에 따라 궁극적으로 고주파 유도가열기를 소형 및 휴대형으로도 구성할 수 있게 하는 수랭식 트랜스포머를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전술한 수랭식 트랜스포머를 제조하는 공정이 단순화되어서, 대량생산시 자동화를 도모할 수 있게 하는 수랭식 트랜스포머의 제조방법을 제공하는 것이다.

이에 본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머는, 내부에 냉각수용 중공부를 가진 고리형상의 냉각수 자켓 블록, 상기 냉각수 자켓 블록과 대향되게 위치하고 내부에 냉각수용 중공부가 형성된 한 쌍의 절반부가 동일 평면상에 맞대어 구성되는 출력측 블록, 상기 냉각수 자켓 블록과 상기 출력측 블록에 연결되고 적층되는 다수의 2차 권선 박판, 상기 냉각수 자켓 블록과 상기 출력측 블록 사이에 위치되고 적층되되, 상기 2차 권선 박판들 사이사이로 각각 배치되고 서로 결선되며, 파워 케이블과 연결되는 다수의 1차 권선 박판, 상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판 사이마다 개재되는 절연시트, 상기 냉각수 자켓 블록의 중공부와 상기 출력측 블록의 중공부를 연통시키도록 설치되어 냉각수를 연통시키는 한 쌍의 연결관, 및 적층된 상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판을 직각으로 관통하여 위치되는 코어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머의 제조방법은, 다수의 1차 권선 박판과 다수의 2차 권선 박판을 번갈아 적층하되 상기 1차 권선 박판 및 상기 2차 권선 박판의 사이마다 절연시트를 삽입하여 적층하는 단계, 상기 적층된 권선 박판들과 한 쌍의 연결관을 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록 사이에 위치시키는 단계, 상기 2차 권선 박판들의 일측 선단과 상기 각 연결관의 일단을 상기 냉각수 자켓 블록에 납땜하는 단계, 상기 2차 권선 박판들의 타측 선단과 상기 각 연결관의 타단을 상기 출력측 블록에 납땜하는 단계, 및 상기 적층된 권선 박판들을 관통하도록 코어를 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머에 의하면, 1차 권선과 2차 권선을 얇은 동판으로 하고 이들 동판이 적층된 구조를 갖추면서 2차 권선들의 사이사이에 개재된 1차 권선을 간접적으로 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 장치의 크기를 증대시키지 않고서도 발생하는 열을 냉각시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

특히, 권선의 배선거리가 짧아서 도체의 단면적이 작아도 상대적인 저항이 작아지게 되면서 효율이 증대되게 되고, 1-2차 권선 간의 전자기적인 결합계수가 커지고 누설 인덕턴스가 극히 적어진다. 결과적으로 공진형 회로부하(L-C)의 전압증폭의 폭(누설부분이 더해진)이 줄어 트랜스포머의 1차 권선 전압(L 양단 전압)이 줄어들게 되어 1차 최소 권선수가 낮아져서 전체 권선 길이가 더욱 줄어들 수 있다. 이로 인해, 고효율과 동시에 경량화시킬 수 있는 요인이 되고, 이에 따라 궁극적으로 고주파 유도가열기를 소형 및 휴대형으로도 구성할 수 있게 하는 효과가 있게 된다.

더구나, 본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머에 의하면, 적층되고 압착된 1-2차 권선 박판들을 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록 사이에 견고히 고정하고 한 쌍의 연결관이 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록을 연통하게 됨으로써, 고정용 치구류, 냉각호스 분기관 등과 같은 부속품들이 필요 없다. 또, 구성요소 간 공극(열전달 방해 공간, 단열 특성 공간)이 거의 없고 일체로 연결되어 있기 때문에, 작동시 공극이나 조립에 의한 진동이 없고 1-2차 권선 간 절연수명이 길어지게 된다. 따라서, 제조 단가의 절감과 조립된 제품의 기능성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머의 제조방법에 의하면, 제조하는 공정이 단순화되기 때문에, 대량생산시 자동화를 도모할 수 있고 숙련된 고온산소 용접공의 인력을 필요치 않게 되는 부가적인 장점도 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 트랜스포머가 적용될 수 있는 고주파 유도가열기가 갖는 전기 회로의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 트랜스포머를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 트랜스포머를 거꾸로 하여 출력측 블록에서 바라본 조립 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 권선 박판들의 적층상태를 더욱 상세히 도시한 단면도이다.
도 5는 냉각수 자켓 블록의 정면도와 배면도이다.
도 6은 출력측 블록을 구성하는 절반부의 정면도와 배면도 및 일측면도이다.
도 7은 1차 권선 박판의 예들을 도시한 평면도이다.
도 8은 2차 권선 박판을 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 트랜스포머가 고주파 유도가열기에 설치되는 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 트랜스포머가 적용될 수 있는 고주파 유도가열기가 갖는 전기 회로의 개략도이다.

금속의 경화처리나 용접에 이용되는 유도가열기는 대부분 주파수 50 ~ 60 Hz인 3상 교류 전압원으로부터 에너지를 공급받는다. 유도가열기의 전원장치 내에는 3상 교류 전압원을 직류 전압원이나 직류 전류원으로 변환하는 컨버터(Converter: 미도시)와, 그 직류 전원을 필요한 경화층의 깊이에 따라 적절한 고주파 교류 전원으로 변환하는 인버터(Inverter: 1)를 포함하고 있다.

또, 유도가열기의 전원장치는 가열코일(5)의 역률을 개선하여 인버터(1)의 용량을 줄이고 효율을 개선하기 위한 공진 콘덴서(2)와, 가열코일(5)의 임피던스를 전원전압에 정합시키기 위한 전압 매칭용 변압기(Matching Transformer: 3), 및 가열코일(5)과 전원장치 사이의 도통 손실을 줄이기 위한 전류 증폭용 변류기(Current Transformer: 4)를 더 포함하고 있다. 미설명부호 6은 파워 케이블이다.

고주파 유도가열 방식은, 전자기 유도 작용을 이용하여 가열코일(5)에 고주파 전류를 흘려 고주파 자기장이 발생하게 함으로써, 이 고주파 자기장 내에 있는 금속의 피가열물(7)에 유도전류가 흐르도록 한다. 특히 고주파 유도가열 방식은 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에, 전류의 표피 작용 및 근접 효과에 의해 피가열물(7)의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며, 이때 발생하는 열손실(와전류 손실, 히스테리시스 손실 등)이 피가열물(7)의 표면층을 가열하게 된다. 이러한 원리로서 피가열물(7)의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하게 되는 것이다.

본 발명은 실질적으로 전술한 전류 증폭용 변류기(4)에 관한 것으로, 이하에서는 트랜스포머라고 통칭한다.

도 2는 본 발명에 따른 트랜스포머를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 트랜스포머를 거꾸로 하여 출력측 블록에서 바라본 조립 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 권선 박판들의 적층상태를 더욱 상세히 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머는, 내부에 냉각수용 중공부(11: 도 5 참조)를 가진 고리형상('ㅁ'자 형상)의 냉각수 자켓 블록(10), 이 냉각수 자켓 블록(10)과 대향되게 위치하고 내부에 냉각수용 중공부(21: 도 6 참조)가 형성된 한 쌍의 절반부(22a, 22b)가 동일 평면상에서 측방으로 맞대어 구성되는 출력측 블록(20), 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20)에 구속되고 적층되는 다수의 1차 권선 박판(30), 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20)에 납땜으로 연결되고 1차 권선 박판(30)들 사이사이로 배치된 다수의 2차 권선 박판(40), 냉각수 자켓 블록(10)의 중공부(11)와 출력측 블록(20)의 중공부(21)를 연통시키도록 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 설치되어 냉각수를 연통시키는 한 쌍의 연결관(50), 및 적층된 1차 권선 박판(30)과 2차 권선 박판(40)을 직각으로 관통하여 위치되는 코어(60)를 포함하고 있다.

냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20)의 절반부(22a, 22b)는 열전달 특성이 우수하고 납땜 친화력이 우수한 구리로 만들어지는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 알루미늄 등의 다른 금속으로 만들어질 수 있다.

도 5에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 냉각수 자켓 블록(10)의 일측면에는 제1냉각수유입구(12)와 제1냉각수유출구(13)가 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 냉각수 자켓 블록(10)의 타측면에는 제2냉각수유출구(14)와 제2냉각수유입구(15)가 소정의 간격을 두고 형성되어 있다.

냉각수 자켓 블록(10)의 중공부(11)는 제1냉각수유입구(12)를 통해 유입된 냉각수가 제2냉각수유출구(14)에 의해 후술하는 제1연결관(50a)으로 나아가도록 제1냉각수유입구(12) 및 제2냉각수유출구(14)를 연통시킨다. 또, 중공부(11)는 후술하는 제2연결관(50b)으로부터 제2냉각수유입구(15)를 통해 들어온 냉각수가 제1냉각수유출구(13)에 의해 유출되도록 제2냉각수유입구(15) 및 제1냉각수유출구(13)를 연통시킨다. 더불어, 중공부(11)는 냉각수 자켓 블록(10)의 내부에서 그 고리형상을 따라 형성되어 있고, 제1냉각수유입구(12)와 제1냉각수유출구(13) 그리고 제2냉각수유입구(15)와 제2냉각수유출구(14)가 서로 연통하도록 형성되어 있다. 결국, 제1냉각수유입구(12), 제1냉각수유출구(13), 제2냉각수유입구(15) 및 제2냉각수유출구(14)는 모두에 대해 서로 연통하게 되어 있다.

도 6에 더욱 상세히 도시된 바와 같이, 출력측 블록(20)의 각 절반부(22a, 22b)도 중공부(21)를 갖추고 있다. 제1절반부(22a)에는 일측면에 제3냉각수유입구(23)가 형성되어 있고 타측면에 제4냉각수유출구(24)가 형성되어 있다. 이와 반대로, 제2절반부(22b)에는, 제1절반부(22a)의 제3냉각수유입구(23)가 형성된 측면과 상응하는 측면에 제3냉각수유출구(25)가 형성되어 있고 반대쪽 측면에 제4냉각수유입구(26)가 형성되어 있다. 또, 제1절반부(22a)의 중공부(21)는 제1연결관(50a)으로부터 제3냉각수유입구(23)를 통해 들어온 냉각수가 제4냉각수유출구(24)에 의해 후술하는 가열코일(5)로 나아가도록 제3냉각수유입구(23) 및 제4냉각수유출구(24)를 연통시킨다. 마찬가지로, 제2절반부(22a)의 중공부(21)는 가열코일(5)로부터 제4냉각수유입구(26)를 통해 들어온 냉각수가 제3냉각수유출구(25)에 의해 제2연결관(50b)으로 나아가도록 제4냉각수유입구(26) 및 제3냉각수유출구(25)를 연통시킨다. 결국, 제3냉각수유입구(23)는 제4냉각수유출구(24)에만 서로 연통하고, 제4냉각수유입구(26)는 제3냉각수유출구(25)에만 서로 연통하게 되어 있다.

출력측 블록(20)의 각 절반부(22a, 22b)는, 제3냉각수유입구(23)가 형성된 측면 및 제3냉각수유출구(25)가 형성된 측면에 소정의 깊이를 갖는 홈부(27)가 형성되어 있다. 또, 한 쌍의 절반부(22a, 22b)가 동일 평면상에서 측방으로 맞대어질 때 이들 사이에는 절연부(28: 도 3 참조)가 개재되어 서로 전기적으로 절연된다.

냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에는 이들 블록의 중공부(11, 21)들을 연통시키기 위한 연결관(50)이 쌍으로 설치되게 된다. 보다 구체적으로 설명하자면, 제1연결관(50a)이 냉각수 자켓 블록(10)의 제2냉각수유출구(14)와 출력측 블록(20)의 제1절반부(22a)에 있는 제3냉각수유입구(23) 사이에 개재되어 냉각수 통로를 형성한다. 또한, 제2연결관(50b)이 출력측 블록(20)의 제2절반부(22b)에 있는 제3냉각수유출구(25)와 냉각수 자켓 블록(10)의 제2냉각수유입구(15) 사이에 개재되어 냉각수 통로를 형성한다. 연결관(50)은 납땜 친화력과 열전달 특성 및 충격 완충성을 고려하여 구리 등과 같은 금속으로 만들어지는 것이 좋다.

도 4를 참조하면, 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20)에는 다수의 2차 권선 박판(40)이 납땜으로 연결 고정된다. 또, 다수의 1차 권선 박판(30)이 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 배치되면서 구속되되, 2차 권선 박판(40)들 사이사이로 각각 개재되어 적층되게 된다. 1차 권선 박판(30)과 2차 권선 박판(40)은 거의 동일한 두께를 갖는 얇은 판 형상으로 만들어지는데, 그 재질은 구리, 알루미늄 등과 같은 금속이 좋다. 이와 같이 권선용으로 박판들을 사용하기 때문에, 권선에 고주파 전류를 인가하더라도 근접 효과가 완화 내지 상쇄되게 됨으로써 등가적인 도체의 저항이 줄어들게 된다.

도 7에 상세히 도시된 바와 같이, 1차 권선 박판(30)은 일부가 절단된 고리형상으로 형성되면서 절단부의 양측에서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 연장부(31)를 갖추고 있다. 이들 연장부(31)에는 차후에 파워 케이블(6: 도 1 참조)이 연결될 수 있게 하는 볼트구멍(32)이 형성될 수 있다. 권선 순서나 위치에 따라 1차 권선 박판(30)의 연장부(31)는 동일한 길이를 갖거나 어느 한쪽이 더 길게 형성될 수 있다.

예를 들어, 1차 권선 박판들(30a, 30b, 30c)이 도 7에서와 같이 형성되고, 1차 권선 박판들(30a, 30b, 30c)이 서로 번갈아 배치되어 적층될 수 있다. 이러한 1차 권선 박판들(30a, 30b, 30c)의 결선은, 하나의 1차 권선 박판(30b)에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부(31) 중 하나를 다른 1차 권선 박판(30a)의 한 쌍의 연장부(31) 중 하나와 전기적으로 연결하고, 1차 권선 박판(30b)에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부(31) 중 나머지 하나를 또 다른 1차 권선 박판(30c)의 한 쌍의 연장부(31) 중 하나와 전기적으로 연결함으로써 이루어질 수 있다. 여기서 전기적 연결은 각 연장부(31)를 적절히 구부려서 연장부(31)들이 접속되게 하거나, 별도의 도선 또는 볼트 등과 같은 전도체(미도시)를 연장부(31)의 볼트구멍(32)을 통해 연결하여 해당 연장부(31)들이 접속되게 할 수도 있다.

도 8에 상세히 도시된 바와 같이, 2차 권선 박판(40)도 일부가 절단된 고리형상으로 형성되고, 이 절단부는 폭방향 가운데에 위치하며 소정의 거리를 갖는 틈새(41)를 형성한다. 출력측 블록(20)은 전술한 바와 같이 한 쌍의 절반부(22a, 22b)가 동일 평면상에서 측방으로 맞대어 구성되는데, 이때 양쪽 절단부(22a, 22b)의 홈부(27)로 인해 생성되는 얇은 단턱부(27a)가 서로 인접하게 되어 적층되는 2차 권선 박판(40)들의 틈새(41) 사이에 놓이게 된다.

다시 도 4를 참조하면, 1차 권선 박판(30)과 2차 권선 박판(40) 그리고 절연시트(70)가 서로의 사이사이에 번갈아 적층된다. 여기서, 1차 권선 박판(30)의 절단부와 2차 권선 박판(40)의 절단부는 서로 배향되도록 1차 권선 박판(30)과 2차 권선 박판(40)이 적층된다. 이에 따라, 1차 권선 박판(30)들의 연장부(31)가 일측을 향해 모이게 되며, 반대로 2차 권선 박판(40)들의 틈새(41)가 타측을 향해 정렬되게 된다.

그리고 2차 권선 박판(40)들은 틈새(41)가 없는 쪽이 냉각수 자켓 블록(10)의 고리형상 안으로 압입된 후 냉각수 자켓 블록(10)의 내주면과 접하는 측방 선단이 납땜되어 고정된다. 또, 2차 권선 박판(40)들은 그 틈새(41) 쪽이 출력측 블록(20)의 각 절단부(22a, 22b)가 갖는 홈부(27) 내에 삽입된 후 홈부(27)의 내면과 접하는 측방 선단이 납땜되어 고정되게 된다.

이때, 1차 권선 박판(30)들은 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 위치되되, 2차 권선 박판(40)들 사이사이로 각각 개재되어 적층되면서 특히 냉각수 자켓 블록(10)의 고리형상 안에서 압착된 상태로 놓이게 된다.

더불어, 1차 권선 박판(30) 및 2차 권선 박판(40)이 적층될 때, 박판들의 사이마다 소정의 절연시트(70)가 개재되어 박판들은 서로 전기적으로 절연된다. 이 절연시트(70)는 고온용 절연필름으로 제조되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고 종이 등과 같은 재질의 절연시트가 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 트랜스포머는, 1차 권선 및 2차 권선이 서로 조밀하게 적층되고 면 대 면으로 배치되어 근접 밀도가 높아서 누설 자기장이 없게 되므로 누설 인덕턴스가 극소화되는 효과가 있게 된다.

적층된 권선 박판들(30, 40)이 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 위치되어 고정된 상태에서, 코어(60)가 적층된 1차 권선 박판(30)과 2차 권선 박판(40)을 직각으로 관통하도록 설치된다.

도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 코어(60)는 페라이트(Ferrite) 재질을 이용하여 성형한 것으로, 이러한 페라이트 코어는 사용 주파수대가 높아 용량에 비해 크기를 소형화할 수 있어 가볍고, 히스테리시스 손실이 매우 적어 높은 효율을 얻을 수 있다는 장점이 있다.

도면에는, E-E 결합 형태로 이루어지는 다수의 코어(60)를 포함한 예를 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고 E-I 결합 형태로 이루어진 다수의 코어를 포함할 수도 있다.

E-E 또는 E-I로 결합한 코어(60)의 창(Window) 내에는 적층된 권선 박판들(30, 40)과 연결관(50)이 위치되게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 사각형 코어를 사용함으로써, 코어(60)의 창 내에 밀집된 권선 박판들(30, 40)과 연결관(50) 등이 위치하게 되어 공기층이 차지하는 영역이 감소하게 되면서 열전달계수가 극대화되는 효과가 있게 된다.

전술한 바와 같이, 권선에 고주파 전류를 인가하더라도 등가적인 저항이 줄어들고 누설 인덕턴스가 줄어 인가 전압이 줄어들게 되며 주파수는 높아져서 코어(60)의 개수를 줄여 사용할 수 있게 되고, 이는 장치 중량이 감소되는 효과를 얻을 수 있게 한다. 코어(60)의 개수는 용량에 따라 가변될 수 있다.

본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머는 도 9에 도시된 한 예에서와 같이, 대략 박스형상의 케이스(90) 내에 수용되게 된다. 이 케이스(90)는 알루미늄 등과 같은 금속으로 만들어질 수 있다.

또한, 가열코일(5)이 별도의 브라켓(80)을 매개로 하여 출력측 블록(20)에 연결 고정될 수 있다. 가열코일(5)은 중공의 금속관 부재로 형성되며, 양측 선단의 개구부(5a, 5b: 도 2 참조)는 출력측 블록(20), 더욱 구체적으로 제1절반부(22a)의 제4냉각수유출구(24) 및 제2절반부(22b)의 제4냉각수유입구(26)와 각각 연통한다. 브라켓(80)에도 냉각수를 연통시키기 위한 관통구멍(81)이 형성되어야 한다.

가열코일(5)은 최대 에너지를 부하에 전달하기 위해, 피가열물(7: 도 1 참조)의 가열될 부분에 가열코일(5)을 최대한 가까이 설치하여 많은 자력선이 교차되도록 설계하여야 높은 자속밀도를 얻을 수 있고 많은 전류가 유도된다. 또한, 가열코일(5)은 반대편으로부터의 유도에 의해 자력선이 상쇄되지 않고, 일정한 방향을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.

고주파 유도가열에 사용되는 가열코일(5)은 모양과 크기가 일정하지 않고 전술한 설계 기준을 고려하여 다양한 형태로 제조될 수 있다. 더욱이 가열코일(5)의 단면은 원형, 타원형, 사각형 등으로 형성될 수 있다.

대전력 고주파 전류는 가열코일(5)을 따라 흐르면서 그 주위에 자기장을 형성하게 되고, 이때 피가열물(7)이 가열코일(5) 주위에 형성된 자기장을 변화시켜 피가열물(7)에는 유도전류가 발생하게 된다. 이 유도전류는 금속의 고유한 전기적 저항을 갖는 피가열물(7)의 소정 구간을 흐르게 되면서 이 부분에 주울(Joule) 열을 발생시켜서, 결과적으로 피가열물(7)을 가열시키게 되는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 다수의 1차 권선 박판(30)과 다수의 2차 권선 박판(40)을 번갈아 적층하는데, 1차 권선 박판(30)의 절단부와 2차 권선 박판(40)의 절단부가 서로 배향되도록 적층되게 된다. 또, 1차 권선 박판(30) 및 2차 권선 박판(40)이 적층될 때, 박판들의 사이마다 소정의 절연시트(70)를 삽입하여 박판들 사이를 빈틈없이 절연하고 공기층이 없도록 밀착되는데, 이로써 열전달을 방해하는 공극을 극소화시키는 효과가 있게 된다.

다음으로, 적층된 권선 박판(30, 40)들을 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 위치시킨다. 적층된 2차 권선 박판(40)들의 틈새(41)가 없는 쪽을 냉각수 자켓 블록(10)에 압입한 후 유도가열기를 이용하여 납땜 고정하고, 2차 권선 박판(40)들의 틈새(41) 쪽을 각 절단부(22a, 22b)가 갖는 홈부(27) 내에 삽입한 후 유도가열기로 납땜하여 고정한다. 박판들 사이에 개재된 절연시트(70)는 내열온도가 높은 고온용 절연시트이므로, 절연시트(70)가 개재되어 조립된 상태에서도 저온(약 300 ℃)의 납땜작업이 가능하게 된다.

동시에, 제1연결관(50a)과 제2연결관(50b)을 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 위치시킨 후 각 블록에 대해 유도가열로 납땜할 때 함께 유도가열하여 납땜한다. 이와 같이 유도가열에 의해 납땜을 하는 이유는 유도가열시 낮은 상태의 온도 조절이 용이하고, 각 부재가 동으로 만들어진 경우에는 동과의 친화력이 높기 때문이다.

이어서, 적층된 권선 박판(30, 40)들을 관통하도록 코어(60)를 조립한다. 코어(60)를 권선 박판(30, 40)들 및 절연시트(70)와 공극 없이 밀착하여 설치한 후 코어(60)의 외주면을 따라 테이핑 처리하여 고정한다. 이때 사용되는 테이프로는 예컨대 기계적 탄력성, 내유성 및 절연성이 우수한 폴리에스테르 필름 테이프를 사용할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.

트랜스포머는 조립 후 대략 박스형상의 케이스(90) 내에 수용된다.

그리고 1차 권선 박판(30)에 파워 케이블(6: 도 1 참조)을 연결하고, 출력측 블록(20)에는 별도의 브라켓(80)을 매개로 가열코일(5)을 연결 설치한다. 또, 출력측 블록(20)을 구성하는 양측 절반부(22a, 22b)의 고정을 위해 한 쌍의 쉴드커버(미도시)를 상하로 끼워 출력측 블록(20)을 일체화 되게 할 수도 있다.

이러한 본 발명의 수랭식 트랜스포머를 제조하는 방법에 의하면, 제조하는 공정이 단순화되기 때문에, 대량생산시 자동화를 도모할 수 있게 되는 부가적인 장점도 있게 된다.

또, 본 발명의 수랭식 트랜스포머를 제조하는 방법은 권선의 조립 후 압착된 상태에서 한꺼번에 납땜하도록 되어 있기 때문에, 구성요소들 간의 기계적인 유동성이 적어 외부 충격에 강하게 되고, 구성요소들 간 공극 없이 일체로 연결되기 때문에 작동시 진동이 없게 되며, 유입되는 이물질이 존재하지 않아 내구성이 증대되게 된다.

본 발명에 따른 수랭식 트랜스포머는, 외부의 냉각수 순환장치(미도시)로부터 냉각수를 공급받는다. 냉각수 자켓 블록(10)의 제1냉각수유입구(12)를 통해 중공부(11) 내로 유입된 냉각수는 제2냉각수유출구(14)에 의해 제1연결관(50a)으로 빠져나가고, 이어서 출력측 블록(20)의 제1절반부(22a)에 있는 제3냉각수유입구(23)와 중공부(21) 및 제4냉각수유출구(24)를 통과하여 가열코일(5)로 나아간다. 반대로 회귀할 때, 냉각수는 가열코일(5)을 거쳐 출력측 블록(20)의 제2절반부(22b)에 있는 제4냉각수유입구(26)와 중공부(21) 및 제3냉각수유출구(25)를 통과하여 제2연결관(50b)으로 빠져나가고, 계속해서 냉각수 자켓 블록(10)의 제2냉각수유입구(15)를 통해 중공부(11) 내로 흘러 제1냉각수유출구(13)에 의해 냉각수 순환장치(미도시)로 배출되게 된다. 도 2에는 냉각수의 흐름이 화살표로 표시되어 있다.

따라서, 냉각수는 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 납땜으로 연결되어 있는 2차 권선 박판(40)을 전도에 의한 열교환을 통해 직접적으로 냉각시킬 수 있다. 또, 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20) 사이에 납땜으로 연결되어 있는 2차 권선 박판(40)들이 이들 2차 권선 박판(40)들 사이에 각각 개재되어 있는 1차 권선 박판(30)의 주변을 서늘한 분위기로 조성할 뿐만 아니라 절연시트(70)를 매개로 전도에 의한 열교환이 이루어지게 함으로써 1차 권선 박판(30)들을 간접적으로 냉각시킬 수 있다. 결국, 냉각수 자켓 블록(10)과 출력측 블록(20)에 대해 납땜되어 전기적으로 그리고 열적으로 일체가 된 2차 권선에 의해 납땜으로 연결되지 않은 1차 권선이 간접 냉각되게 되는 것이다.

덧붙여, 코어(60)도 권선의 냉각으로 인하여 그 영향을 받아 간접적으로 냉각되게 된다. 물론, 냉각수는 가열코일(5)의 내부를 순환하면서 이를 직접적으로 냉각시킬 수 있다.

이러한 냉각작용은 장치의 안전성을 고려한 것으로, 즉 통상 1차 권선 측은 고압이므로 사용자의 안전에 영향을 미칠 수 있어 물과의 직접적인 접촉을 피한 상태에서 간접적으로 냉각시키게 되어 있고, 2차 권선 측은 1/N로 전압이 강하되는 상태이므로 누전이나 부식(100%의 교류만 2차로 넘어가게 되므로 DC 성분이 없음) 등의 가능성이 줄어들어 수랭식으로 냉각하여도 안정성과 수명이 연장되게 된다.

이와 같이 냉각수의 공급과 배출이 냉각수 자켓 블록, 연결관, 출력측 블록 및 가열코일을 연통하여 구성되는 냉각수로를 따라 이루어지기 때문에, 냉각수를 분기하여 공급하기 위한 배관 등이 필요 없다. 더구나, 가열코일에 사용될 냉각수를 트랜스포머에서도 함께 사용하므로, 전체적인 냉각수 저수용량에 따른 장치 중량의 증가가 없게 된다. 또, 내부 관로 상의 냉각수량도 줄어들어 중량 감소에 일조하게 된다.

또한, 장치 내에 온도가 높은 부위와의 온도구배가 항상 존재하고 냉각 후 회귀하는 냉각수가 잠열을 가지고 있어서, 적당한 평균온도를 유지할 수 있게 됨으로써, 과냉각으로 인한 표면 결로현상으로 초래되는 절연파괴의 위험이 방지되는 효과도 얻을 수 있다.

한편, 본 발명의 수랭식 트랜스포머가 고주파 유도가열기에 적용된 예에 대해서 도해하고 있지만, 본 발명의 적용범위는 이에 한정되지 않고 다른 임의의 분야에서 사용되는 장치들에도 적용가능하다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

1. 내부에 냉각수용 중공부를 가진 고리형상의 냉각수 자켓 블록,
   상기 냉각수 자켓 블록과 대향되게 위치하고 내부에 냉각수용 중공부가 형성된 한 쌍의 절반부가 동일 평면상에 맞대어 구성되는 출력측 블록,
   상기 냉각수 자켓 블록과 상기 출력측 블록에 연결 고정되고 적층되는 다수의 2차 권선 박판,
   상기 냉각수 자켓 블록과 상기 출력측 블록 사이에 위치되고 적층되되, 상기 2차 권선 박판들 사이사이로 각각 배치되고 서로 결선되며, 파워 케이블과 연결되는 다수의 1차 권선 박판,
   상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판 사이마다 개재되는 절연시트,
   상기 냉각수 자켓 블록의 중공부와 상기 출력측 블록의 중공부를 연통시키도록 설치되어 냉각수를 연통시키는 한 쌍의 연결관, 및
   적층된 상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판을 직각으로 관통하여 위치되는 코어를 포함하는 수랭식 트랜스포머.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 자켓 블록의 일측면에는 제1냉각수유입구와 제1냉각수유출구가 간격을 두고 형성되어 있고, 상기 냉각수 자켓 블록의 타측면에는 제2냉각수유출구와 제2냉각수유입구가 간격을 두고 형성되어 있으며,
   상기 냉각수 자켓 블록의 중공부는 상기 제1냉각수유입구 및 상기 제2냉각수유출구를 연통시키고, 상기 제2냉각수유입구 및 상기 제1냉각수유출구를 연통시키는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
3. 제2항에 있어서, 상기 중공부는 상기 냉각수 자켓 블록의 내부에서 고리형상을 따라 형성되어 있고, 상기 제1냉각수유입구, 상기 제1냉각수유출구, 상기 제2냉각수유입구 및 상기 제2냉각수유출구를 모두 연통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
4. 제2항에 있어서, 상기 출력측 블록은 제1절반부와 제2절반부를 포함하며,
   상기 제1절반부에는 일측면에 제3냉각수유입구가 형성되어 있고 타측면에 제4냉각수유출구가 형성되어 있으며,
   상기 제2절반부에는 일측면에 제3냉각수유출구가 형성되어 있고 타측면에 제4냉각수유입구가 형성되어 있으며,
   상기 제1절반부의 중공부는 상기 제3냉각수유입구 및 상기 제4냉각수유출구를 연통시키고,
   상기 제2절반부의 중공부는 상기 제4냉각수유입구 및 상기 제3냉각수유출구를 연통시키는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
5. 제4항에 있어서, 상기 출력측 블록의 각 절반부는, 상기 제3냉각수유입구가 형성된 측면 및 상기 제3냉각수유출구가 형성된 측면에 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
6. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 절반부가 동일 평면상에서 맞대어질 때 상기 절반부들 사이에는 절연부가 개재되어 상기 절반부들이 서로 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
7. 제4항에 있어서, 상기 연결관은 제1연결관과 제2연결관을 포함하며,
   상기 제1연결관은 상기 냉각수 자켓 블록의 제2냉각수유출구와 상기 출력측 블록의 제1절반부에 있는 제3냉각수유입구 사이에 개재되어 냉각수 통로를 형성하고,
   상기 제2연결관은 상기 출력측 블록의 제2절반부에 있는 제3냉각수유출구와 상기 냉각수 자켓 블록의 제2냉각수유입구 사이에 개재되어 냉각수 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
8. 제1항에 있어서, 상기 1차 권선 박판은 일부가 절단된 고리형상으로 형성되면서 절단부의 양측에서 길이방향으로 연장된 한 쌍의 연장부를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
9. 제1항에 있어서, 상기 2차 권선 박판은 일부가 절단된 고리형상으로 형성되고 절단부는 폭방향 가운데에 위치하며 틈새를 형성하는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
10. 제1항에 있어서, 상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판이 각각 일부가 절단된 고리형상으로 형성되고 상기 1차 권선 박판과 상기 2차 권선 박판이 번갈아 적층될 때, 상기 1차 권선 박판의 절단부와 상기 2차 권선 박판의 절단부가 서로 배향되게 위치하도록 적층되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
11. 제8항에 있어서, 상기 1차 권선 박판들의 결선은, 하나의 1차 권선 박판에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부 중 하나를 다른 1차 권선 박판의 한 쌍의 연장부 중 하나와 전기적으로 연결하고, 상기 하나의 1차 권선 박판에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부 중 나머지 하나를 또 다른 1차 권선 박판의 한 쌍의 연장부 중 하나와 전기적으로 연결함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
12. 제9항에 있어서, 상기 2차 권선 박판들은 상기 틈새가 없는 쪽이 상기 냉각수 자켓 블록의 고리형상 안으로 압입된 후 상기 냉각수 자켓 블록의 내주면과 접하는 측방 선단이 납땜되어 고정되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
13. 제9항에 있어서, 상기 출력측 블록의 각 절단부는 일측면에 홈부를 갖추고 있으며,
    상기 2차 권선 박판들은 상기 틈새 쪽이 상기 출력측 블록의 각 절단부가 갖는 상기 홈부 내에 삽입된 후 상기 홈부의 내면과 접하는 측방 선단이 납땜되어 고정되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
14. 제4항에 있어서, 중공의 금속관 부재로 형성된 가열코일을 추가로 구비하며,
    상기 가열코일은 양측 선단에 개구부를 갖추며, 이들 개구부는 상기 출력측 블록의 제1절반부에 있는 제4냉각수유출구 및 제2절반부에 있는 제4냉각수유입구와 각각 연통하게 되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
15. 제14항에 있어서, 상기 가열코일은 별도의 브라켓을 매개로 하여 상기 출력측 블록에 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
16. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머는 케이스 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머.
17. 다수의 1차 권선 박판과 다수의 2차 권선 박판을 번갈아 적층하되, 상기 1차 권선 박판 및 상기 2차 권선 박판의 사이마다 절연시트를 삽입하여 적층하는 단계,
    상기 적층된 권선 박판들과 한 쌍의 연결관을 냉각수 자켓 블록과 출력측 블록 사이에 위치시키는 단계,
    상기 2차 권선 박판들의 일측 선단과 상기 각 연결관의 일단을 상기 냉각수 자켓 블록에 납땜하는 단계,
    상기 2차 권선 박판들의 타측 선단과 상기 각 연결관의 타단을 상기 출력측 블록에 납땜하는 단계, 및
    상기 적층된 권선 박판들을 관통하도록 코어를 조립하는 단계를 포함하는 수랭식 트랜스포머의 제조방법.
18. 제17항에 있어서, 하나의 1차 권선 박판에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부 중 하나를 다른 1차 권선 박판의 한 쌍의 연장부 중 하나와 전기적으로 연결하고, 상기 하나의 1차 권선 박판에서 뻗어 나온 한 쌍의 연장부 중 나머지 하나를 또 다른 1차 권선 박판의 한 쌍의 연장부 중 하나와 전기적으로 연결하여, 상기 다수의 1차 권선 박판을 결선하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머의 제조방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 납땜하는 단계들은 유도가열을 이용하여 납땜하는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머의 제조방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 코어를 조립하는 단계는 상기 코어를 권선 박판들 및 절연시트와 공극 없이 밀착되게 설치한 후 상기 코어의 외주면을 따라 테이핑 처리하여 고정하는 것을 특징으로 하는 수랭식 트랜스포머의 제조방법.
    
    
    

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