KR101787023B1 - 수관을 이용한 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수관을 이용한 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열이 발생되는 코일부의 둘레에 수관이 지나가게 함으로써, 변압기에서 발생되는 열기와의 열교환을 통한 냉각이 가능하게 하여 변압기의 안정된 구동이 가능하게 하면서도, 냉각시 흡수된 열을 이용하여 유체의 가열 및 보일러에 적용 가능하게 하는 등 변압기의 사용 효율성의 증대를 가져오게 하며, 또한 자기장을 이용한 유체의 가열이 가능하게 함으로써, 가열로 화재로부터 보호 및 에너지 효율의 향상을 가져오게 하며, 또한 수관을 고정하는 동판에 형성되는 물통을 통한 열 손실을 방지함으로써, 가열 효율의 향상 및 가열 시간의 단축을 가져오게 하는 등 열효율의 향상이 가능하게 하기 위한 수관을 이용한 변압기에 관한 것이다.

Description

수관을 이용한 변압기{Transformer using water pipe}

본 발명은 수관을 이용한 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수관에 흐르는 유체를 이용한 열교환을 통해 변압기에서 발생되는 열기의 냉각은 물론, 열교환 과정에서 발생되는 열기를 이용한 유체의 가열 사용이 가능한 수관을 이용한 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 변압기는 자심을 공통의 자로로 하여, 서로 절연된 2조의 코일을 권선시킴으로써 교류 전력의 전송에 사용한다. 2조의 코일 중 전원측에 접속되는 코일을 1차 코일, 부하측에 접속되는 코일을 2차 코일이라 하며, 양자의 코일수의 비에 의해 임의의 전압을 꺼낼 수 있다.

한편, 2차 코일은 부하측에 접속되어 전압을 변압하는 과정에서 열이 발생하게 되므로, 지속적으로 변압하기 위해서는 열을 냉각하기 위한 수단을 필요로 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 변압기는 열을 냉각하기 위한 수단으로 별도의 냉각수단을 구비시 변압기의 부피가 증대되게 되는 것인바, 소형의 변압기 제조에 상당한 난점이 있었다.

또한, 변압기에서 발생되는 열을 그대로 냉각 제거하게 되는 것인바, 그 효율성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

대한민국특허공개공보 제10-2008-0025533호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 열이 발생되는 코일부의 둘레에 수관이 지나가게 함으로써, 변압기에서 발생되는 열기와의 열교환을 통한 냉각이 가능하게 하여 변압기의 안정된 구동이 가능하게 하면서도, 냉각시 흡수된 열을 이용하여 유체의 가열 및 보일러에 적용 가능하게 하는 등 변압기의 사용 효율성의 증대를 가져오게 하기 위한 수관을 이용한 변압기를 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있는 것이다.

또한, 자기장을 이용한 유체의 가열이 가능하게 함으로써, 가열로 화재로부터 보호 및 에너지 효율의 향상을 가져오게 하기 위한 수관을 이용한 변압기를 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있는 것이다.

또한, 수관을 고정하는 동판에 형성되는 물통을 통한 열 손실을 방지함으로써, 가열 효율의 향상 및 가열 시간의 단축을 가져오게 하는 등 열효율의 향상이 가능하게 하기 위한 수관을 이용한 변압기를 제공함에 본 발명의 다른 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 베이스판;

베이스판의 상부에 형성되며 코어에 각각 코일이 권선되는 3개의 제1,2,3 코일부를 이루는 3상 전압형 변압기 본체;

변압기 본체의 배면에서 이격되게 배치되는 수직판 형태의 동판;

동판의 후방에 면접되게 형성되며, 내부가 중공되어 유체가 수용되는 열전도성 금속재로 된 물통; 및

입수밸브 및 입수온도 게이지가 형성되며 물통의 일측으로 유체를 인입시키는 입수관과, 물통으로 유입된 유체를 제1,2,3 코일부의 주변을 순환시키는 제1,2,3 순환관과, 출수밸브 및 출수온도 게이지가 형성되며 물통의 타측에서 유체를 배출시키는 출수관으로 구성되어 변압기 본체에 의해 유도전류가 흘러 내부에 통과되는 유체를 가열시키는 수관을 포함하여 구성하며,

변압기 본체는,

하부가 저면에 탄성부재를 갖는 하부 고정판에 의해 베이스판에 고정되고, 상부에는 상부 고정판이 형성 및 코일이 권선된 각각의 제1,2,3 코일부에 해당하게 각각 전원을 공급할 수 있는 단자가 더 포함되게 구성하며,

물통에는,

내부 온도를 측정하는 물통온도 게이지와, 물통 내부의 공기압을 조절하는 에어밴트와, 물통 내부의 수위를 측정하는 수위센서와, 물통의 동파를 방지하는 동파방지 히터와, 물통 내부의 유체를 배출하는 적어도 하나 이상의 드레인밸브가 더 포함되게 구성하며,

동판은,

하부 고정판 및 상부 고정판으로부터 연결되는 브라켓을 통해 고정되게 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 수관을 이용한 변압기는, 변압기 코일부의 주변을 감싸는 수관에 흐르는 유체를 이용하여 변압기에서 발생되는 열기와의 열교환을 통한 냉각이 가능하게 되는 등 신속한 냉각으로 과부하의 방지 및 변압기의 안정된 구동이 가능하게 하면서도, 열교환을 통한 변압기의 열기를 냉각시 가열되는 유체를 이용하여 보일러의 구동이 가능하게 되는 등 변압기의 효율성이 한 층 증대되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 화석 연료 등을 이용한 가열 방식이 아닌 변압기의 자기장을 이용한 자기유도열을 이용한 간접 가열이 가능하게 되는 것인바, 화재로부터의 보호 및 에너지 효율이 한층 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 수관이 고정되는 동판에 물통이 형성된 것인바, 가열된 동판의 열손실이 방지되어 가열 효율의 향상 및 가열 시간의 단축을 가져오는 등 열효율이 한 층 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 전면 사시도.
도 2는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 후면 사시도.
도 3은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 정면도.
도 4는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 평면도.
도 5는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 물통 단면도.
도 6은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 물통 실시예도.
도 7은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 물통 다른 실시예도.
도 8은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 물통 다른 실시예도.
도 8은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 수관 요부도.
도 10은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 보일러 구동 상태도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

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

도 1은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 전면 사시도이고, 도 2는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 후면 사시도이며, 도 3은 본 발명 수관을 이용한 변압기의 정면도이고, 도 4는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 평면도이다.

도 1 내지 도 4의 도시와 같이 본 발명 수관을 이용한 변압기(1)는, 베이스판(100)과, 변압기 본체(200)와, 동판(300)과, 물통(400)과, 수관(500)으로 구성된다.

여기서 상기 베이스판(100)은, 비도체로 된 플레이트 형태로 구성된 것으로, 하기하는 변압기 본체(200)의 지지가 가능하게 구성된다.

상기 변압기 본체(200)는, 베이스판(100)의 상부에 배치되게 구성된 것으로, 바람직하게는 통상의 투자율이 높고 전도성이 낮은 특성을 갖도록 페라이트로 만들어진 자기 철심 등으로 된 "E"형 코어에 1차코일(도면중 미도시함)이 3상 병렬 방식으로 전기 배선되어 3상 전압을 인가받을 수 있게 권선된 3개의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)를 이루는 3상 전압형으로 구성된다.

한편, 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)에 권선되는 코일은 이웃하는 부분이 코일 서로 다른 자극을 갖도록 권선되는 것으로, 복수의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230) 중 서로 인접하는 부분이 N극과 S극으로 서로 교대로 배치되게 권선된다.

즉, 코일은 일 예로, 양단에 배치된 제1,3 코일부(210)(230)는 베이스판(100)을 기준으로 상부가 N극, 하부가 S극을 갖도록 권선된다. 또한, 중간에 배치된 제2 코일부(220)는 상부가 S극, 하부가 N극을 갖도록 권선된다.

그러나. 코일은 다른 예로, 양단에 배치된 제1,3 코일부(210)(230)는 상부가 S극, 하부가 N극을 갖도록 권선될 수 있으며, 중간에 배치된 제2 코일부(220)는 상부가 N극, 하부가 S극을 갖도록 권선될 수 있다.

이에 따라, 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)의 인접한 부분 사이에 형성되는 자기장의 세기가 더 강해지므로, 강해진 교번자속 속에 배치되는 하기하는 수관(500)이 상대적으로 빨리 가열되므로 유체를 가열시키는 시간을 감소시킬 수 있다.

이때, 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)는 본 발명을 설명함에 있어 일측(우측)으로부터 타측(좌측)에 이르게 배열될 것이다.

또한, 베이스판(100)에 배치되는 변압기 본체(200)는 먼저, 그 하부에는 각각의 변압기 본체(200)를 지지하는 전,후 한 쌍의 하부 고정판(240)이 구성된다.

그리고, 하부 고정판(240)의 저면에는 변압기(1)가 작동하는 과정에서 소음 및 진동의 감쇄가 가능하도록 탄성부재(241)가 구성된 것으로, 하부 고정판(240)은 그 탄성부재(241)를 통해 베이스판(100)의 상부에 거치되게 구성된다.

또한, 변압기 본체(200)의 상부에는 하부 고정판(240)과 대칭되게 변압기 본체(200)를 지지하는 상부 고정판(250)이 구성된다.

그리고, 상부 고정판(250)에는 변압기 본체(200)의 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)에 해당하게 단자(260)가 배치되게 구성된 것으로, 각각의 단자(260)는 각각 대응되는 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)에 연결되며, 위상이 서로 다른 3상 전압이 인가되게 결선될 수 있다.

상기 동판(300)은, 베이스판(100)에 배치되는 변압기 본체(200)의 배면에서 소정 이격 배치되게 구성된 것으로, 동 재질의 도체로 된 수직 판체 형태로 구성된다.

이때, 동판(300)은 하부 고정판(240)과 상부 고정판(250)과 연결되게 구성된 것으로, 하부 고정판(240) 및 상부 고정판(250)으로부터는 동판(300)과 같은 동 재질의 도체로 된 브라켓(270)이 연결되어 고정 가능하다.

상기 물통(400)은, 상기 동판(300)의 후방에 면접되게 형성되며, 내부는 중공되어 유체(물)의 수용이 가능하게 구성되며, 열전도성 금속재로 구성되어 동판(300)과 열전도가 가능하게 구성된다.

이때, 물통(400)에는 먼저, 물통온도 게이지(430)가 구성된 것으로, 내부에 수용되는 유체의 온도 측정이 가능하게 구성된다.

그리고, 물통(400)에는 에어밴트(440)가 구성된 것으로, 물통(400) 내부에 공기압이 작용시 그 공기압의 조절이 가능하게 구성된다.

그리고, 물통(400)에는 수위센서(450)가 구성된 것으로, 물통(400) 내부의 수위의 측정이 가능하게 구성된다.

그리고, 물통(400)에는 동파방지 히터(460)가 구성된 것으로, 동절기 물통(400)에 열을 가해 수용된 유체의 동파를 방지하게 구성된다.

그리고, 물통(400)에는 드레인밸브(470)가 구성된 것으로, 미사용시 물통(400) 내부 유체의 배출이 가능하게 구성된다.

그리고, 본 발명 수관을 이용한 변압기(1)를 구성함에 있어, 물통(400)은 다양하게 구성할 수 있을 것이다.

먼저, 물통(400)은 도 5를 참조하여 내부가 중공되어 물의 수용이 가능하며 외부가 일체로 구성된 사각 함체 형태로 구성할 수 있다.

이때, 물통(400)의 내부는 4개의 공간을 이루도록 자석 격벽(410)을 통해 구획되게 구성할 수 있는 것으로, 구획된 4개의 공간부는 제1 코일부(210)의 외측에 위치되어 하기하는 수관(500)의 입수관(510)이 연결되는 입수공간(411)과, 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220) 사이에 위치되는 제1 순환공간(412)과, 제2 코일부(220)와 제3 코일부(230) 사이에 위치되는 제2 순환공간(413)과, 제3 코일부(230)의 외측에 위치되어 하기하는 수관(500)의 출수관(550)이 연결되는 출수공간(414)을 이루게 구성할 수 있다.

또한, 물통(400)은 도 6을 참조하여 각각의 공간부를 이루도록 4개로 분할된 각각의 함체 형태로 구성할 수 있다.

이때, 4개로 분할되는 물통(400)은 각각의 외부 양측에 자석(420)이 배치되게 구성된 것으로, 각각의 물통(400)은 제1 코일부(210)의 외측에 위치되어 입수관(510)이 연결되는 입수물통(421)과, 제1 코일부(210)와 제2 코일부(220) 사이에 위치되는 제1 순환물통(422)과, 제2 코일부(220)와 제3 코일부(230) 사이에 위치되는 제2 순환물통(423)과, 제3 코일부(230)의 외측에 위치되어 출수관(550)이 연결되는 출수물통(424)을 이루게 구성할 수 있다.

한편, 상기와 같이 물통(400)을 구성함에 있어 각각의 자석 격벽(410) 및 자석(420)은 통상의 자화수의 원리와 같이 물통(400)에 수용된 물에 자기장을 형성하여 물 분자를 활성화시키게 되며, 이에 물의 열전도성을 향상시키게 된다.

또한, 상기와 같이 물통(400)을 구성함에 있어 입수공간(411)과 제1 순환공간(412)과 제2 순환공간(413)과 출수공간(414) 및 입수물통(421)과 제1 순환물통(422)과 제2 순환물통(423)과 출수물통(424)으로 구분시 물통온도 게이지(430)는 입수공간(411) 또는 입수물통(421)에 구성하여 유입되는 물의 온도를 측정하게 구성함이 바람직하다.

그리고, 에어밴트(440)는 제1,2 순환공간(412)(413) 또는 제1,2 순환물통(422)(423)에 형성하여 중앙에서 압력의 조절이 가능하게 구성함이 바람직하다.

그리고, 수위센서(450)는 출수공간(414) 또는 출수물통(424)에 형성하여 물이 출수되는 위치에서의 수위 측정이 가능하게 구성함이 바람직하다.

그리고, 동파방지 히터(460)는 입수공간(411) 또는 입수물통(421)에 형성하여 입수측에서의 가열이 가능하게 구성함이 바람직하다.

그리고, 드레인밸브(470)는 각각의 입수공간(411)과 제1 순환공간(412)과 제2 순환공간(413)과 출수공간(414) 및 입수물통(421)과 제1 순환물통(422)과 제2 순환물통(423)과 출수물통(424)에 형성함이 바람직할 것이다.

한편, 상기와 같이 구성된 물통(400)을 동판(300)에 형성함에 있어서는 다양한 실시예의 적용이 가능한 것으로, 먼저 도 5 및 도 6을 참조하여 물통(400)은 육면이 막힌 통체 형태로 구성하여 어느 한 면이 동판(300)의 후방에 면접되게 구성할 수 있는 것으로, 이때에는 동판(300)의 열기가 면접되는 어느 한 면을 통해 전달 가능할 것이다.

또한, 동판(300)에 물통(400)을 형성함에 있어 도 7을 참조하여 물통(400)의 동판(300)에 면접되는 전면이 개방되게 구성하고, 그 개방된 둘레에는 플랜지부(401)를 형성하되, 별도의 패킹(도면중 미도시함)을 개재한 상태에서 동판(300)에 볼팅 결합되게 구성할 수 있는 것으로, 이때에는 동판(300)의 열기가 직업 물통(400)에 수용된 물로 전달되는 것인바, 그 열전도성을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.

한편, 상기와 같이 물통(400)에 플랜지부(401)을 구성함에 있어, 도 6의 도시와 같이 각각의 물통(400)을 각각의 입수물통(421)과 제1 순환물통(422)과 제2 순환물통(423)과 출수물통(424)으로 구성시에는 도 8의 도시와 같이 각각의 입수물통(421)과 제1 순환물통(422)과 제2 순환물통(423)과 출수물통(424)에 플랜지부(401)을 구성 및 각각 결합되게 구성함은 당연할 것이다.

상기 수관(500)은, 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)를 감싸도록 배치되며, 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)의 전자기 유도에 의해 전류가 유도되는 2차 코일의 역할을 수행하게 되는 것으로, 유도 가열이 될 수 있는 전기의 도체로 이루어지며, 도체 중에서도 비철금속에 비해 가열이 용이하며 가열효율이 좋은 자성체일 수 있다.

이때, 수관(500)은 도 9를 참조하여 입수관(510)과, 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)과, 출수관(550)으로 구성된다.

먼저, 입수관(510)은 물의 입수를 단속하는 입수밸브(511)와 입수되는 유체의 온도를 측정하는 입수온도 게이지(512)가 구성된 것으로, 입수관(510)은 물통(400)의 후방에서 일측 즉, 제1 코일부(210)의 외측에 위치되는 입수공간(411) 또는 입수물통(421)의 상부에 연결되어 상부로 물의 입수가 가능하게 구성된다.

또한, 제1 순환관(520)은 물의 순환을 안내하게 구성된 것으로, 그 일단이 입수관(510)의 하부 즉, 입수공간(411) 또는 입수물통(421)의 하부 측에서 동판(300)을 관통하여 연결되고, 그 타단이 제1 코일부(210)를 감싼 상태에서 제1,2 코일부(210)(220)의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(422) 하부에 연결되어 입수공간(411) 또는 입수물통(421)의 물을 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(421)의 하부로 순환되게 한다.

또한, 제2 순환관(530)은 물의 순환을 안내하게 구성된 것으로, 그 일단이 제1,2 코일부(210)(220)의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(422)의 상부에 연결되고, 그 타단이 제2 코일부(220)를 감싼 상태에서 제2,3 코일부(220)(230)의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423) 상부에 연결되어 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(422)의 물을 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423)의 상부로 순환되게 한다.

또한, 제3 순환관(540)은 물의 순환을 안내하게 구성된 것으로, 그 일단이 제2,3 코일부(220)(230)의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423)의 하부에 연결되고, 그 타단이 제3 코일부(230)를 감싼 상태에서 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 출수공간(414) 또는 출수물통(424)의 하부에 연결되어 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423)의 물을 출수공간 또는 출수물통(424)의 하부로 순환되게 한다.

또한, 출수관(550)은 물의 출수를 단속하는 출수밸브(551)와 출수되는 유체의 온도를 측정하는 출수온도 게이지(552)가 구성된 것으로, 출수관(550)은 물통의 후방에서 타측 즉, 제3 코일부(230)의 외측에 위치되는 출수공간(414) 또는 출수물통(424)의 상부에 연결되어 상부로 물의 출수가 가능하게 구성된다.

즉, 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)를 경유하는 수관(500)은 1차 코일에 인가되는 교류에 의해 수관(500)에도 교류가 흐르게 되는 것으로, 수관(500)은 수관(500) 내를 통과하는 유체를 가열시킨다.

이때, 수관(500)은 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)를 경유시 일부는 N극을 갖는 코일에 근접하게 배치되고, 또 다른 일부는 S극을 갖는 코일에 근접하게 배치된다.

즉, 수관(500)은 교번자속의 세기가 가장 큰 영역에 위치되므로 수관(500)에 흐르는 유도전류의 세기는 강해지고, 나아가, 수관(500)에 더 많은 열이 발생하게 되어 물을 보다 효율적으로 가열시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 수관(500)이 동판(300)을 관통시 그 동판(300)과 수관(500)은 서로 용접을 통해 긴밀하게 연결함으로 단락을 방지하게 되는 등 내구성의 향상 및 열전도성을 증대시킬 수 있게 된다.

즉, 동판(300)과 수관(500)은 서로 연결되어, 수관(500)에 흐르는 전류를 공유하고, 이에 따라 동판(300)과 함께 여러 개의 폐회로를 구성시킬 수 있도록 하며, 수관(500)과 동판(300)이 여러 개의 폐회로를 구성하는 경우, 물을 가열시키는 가열 효율을 더 높일 수 있다.

또한, 물통의 물통온도 게이지(430)와, 입수관(510)의 입수온도 게이지(512)와 출수관(550)의 출수온도 게이지(552)는 입수되는 유체 및 출수되는 물의 온도를 측정 및 단자(260)의 전압 인가여부를 결정하여 가열되는 유체의 적절한 온도 유지가 가능하게 된다.

즉, 물통온도 게이지(430)와, 입수온도 게이지(512)와, 출수온도 게이지(552)의 온도가 기 설정된 온도를 초과하는 경우 인가되는 전압을 차단하게 되고, 온도가 기 설정된 온도를 초과하여 상승하는 것을 방지함으로써, 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)의 보호 및 사고를 사전에 방지할 수 있다.

한편, 수관(500)에는 각각의 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에 적어도 하나 이상의 나선형 코일(521)(531)(541)이 더 권선되게 구성된 것으로, 이는 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에 흐르는 유도전류의 파장 면적을 증대시켜 유도전류의 세기를 보다 증대 및 전열효율의 향상이 가능하게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 수관을 이용한 변압기의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명 수관을 이용한 변압기(1)는 통상의 변압기로의 사용이 가능하게 된다.

또한, 본 발명 수관을 이용한 변압기(1)는 그 변압기(1)를 작동하는 과정에서 발생되는 열기의 신속한 냉각 및 온수의 생성이 가능하게 되는 것으로, 이를 위해서는 도 10의 도시와 같이 수관(500)의 출수관(550)에는 유체의 순환을 위해 통상의 보일러와 같이 순환펌프(11)가 형성될 것이다.

이를 위해서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 도 10의 도시와 같이 먼저, 변압기(1)가 작동하는 과정에서 물탱크(10)의 냉각된 물은 수관(500)의 입수관(510)을 통해 본 발명 변압기(1)로 공급되게 되는 것으로, 이렇게 공급된 물은 물통(400)의 입수공간(411) 또는 입수물통(421)의 상부로 공급되게 된다.

이후, 입수공간(411) 또는 입수물통(421)로 공급된 물은 제1 순환관(520)을 통해 배출 및 그 제1 순환관(520)을 따라 제1 코일부(210)의 둘레를 순환하여 물통(400)의 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(422)의 하부로 유입되게 된다.

이후, 제1 순환공간(412) 또는 제1 순환물통(422)으로 공급된 물은 제2 순환관(530)을 통해 배출 및 그 제2 순환관(530)을 따라 제2 코일부(220)의 둘레를 순환하여 물통(400)의 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423)으로 유입되게 된다.

이후, 제2 순환공간(413) 또는 제2 순환물통(423)으로 공급된 물은 제3 순환관(540)을 통해 배출 및 그 제3 순환관(540)을 따라 제3 코일부(230)의 둘레를 순환하여 물통(400)의 출수공간(414) 또는 출수물통(424)의 하부로 유입되게 된다.

이후, 출수공간(414) 또는 출수물통(424)으로 유입된 물은 출수관(550)을 통해 배출 및 물탱크(10)로 유입되어 사용되게 된다.

즉, 물탱크(10)의 물은 수관(500)을 따라 변압기 본체(200)의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)의 주변을 순환하여 출수관(550)으로 출수되는 것으로, 이때 변압기(1)에서는 통상의 변압기와 같이 전압을 인가하게 되면 전류가 흐르게 되는 것인바, 이에 전류의 변화가 발생하게 되면 자장이 발생하고, 이에 그 자장은 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)에 대응하는 수관(500)에 가하여 수관(500)의 전기적 고유 저항에 의해 와전류가 유도 및 와전류가 열로 변환되어 수관(500)을 가열 및 내부로 순환되는 물을 가열하게 된다.

즉, 그 수관(500)을 흐르는 유체는 교번자속 속에 배치된 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에 열기가 가해지게 되는 것인바, 이러한 열기는 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)의 물과의 열교환을 통해 변압기에서 발생되는 열기의 냉각이 가능하게 된다.

또한, 상기와 같이 열교환 과정에서 물이 가열되는 것인바, 이렇게 가열된 물은 수관(500)의 출수관(550)으로 출수되어 물탱크(10)에 저장되게 된다.

한편, 상기와 같이 물이 순환 가열되는 과정에서 동판(300)은 수관(500) 및 물통(400)과 연결되게 구성된 것인바, 수관(500)의 열기는 동판(300)으로 전달되고, 또한 동판(300)의 열기는 물통(400)으로 전달 및 물통(400) 내부의 물을 가열하게 되는 것인바, 수관(500)을 흐르는 물을 가열함에 있어 물통(400)을 경유하는 과정에서 그 가열 효율이 한층 향상되게 된다.

또한, 물통(400)에는 자석 격벽(410) 및 자석(420)이 형성된 것인바, 그 자석 격벽(410) 및 자석(420)은 통상의 자화수의 원리와 같이 물통(400)에 수용된 물에 자기장을 형성하여 물 분자를 활성화시키며, 이에 물의 열전도성이 향상되게 된다.

또한, 수관(500)의 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에는 적어도 하나 이상의 나선형 코일(521)(531)(541)이 더 권선되게 구성된 건인바, 이러한 나선형 코일(521)(531)(541)은 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에 흐르는 유도전류의 파장 면적을 증대시켜 유도전류의 세기를 보다 증대시켜 전열효율을 보다 향상시키게 된다.

100 : 베이스판
200 : 변압기 본체 210 : 제1 코일부
220 : 제2 코일부 230 : 제3 코일부
240 : 하부 고정판 241 : 탄성부재
250 : 상부 고정판 260 : 단자
270 : 브라켓
300 : 동판
400 : 물통 410 : 플랜지부
410 : 자석 격벽 411 : 입수공간
412 : 제1 순환공간 413 : 제2 순환공간
414 : 출수공간 420 : 자석
421 : 입수물통 422 : 제1 순환물통
423 : 제2 순환물통 424 : 출수물통
430 : 물통온도 게이지 440 : 에어밴트
450 : 수위센서 460 : 동파방지 히터
470 : 드레인밸브
500 : 수관 510 : 입수관
520 : 제1 순환관 530 : 제2 순환관
540 : 제3 순환관 550 : 출수관
521,531,541 : 나선형 코일

Claims (6)

1. 베이스판(100);
   베이스판(100)의 상부에 형성되며 코어에 각각 코일이 권선되는 3개의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)를 이루는 3상 전압형 변압기 본체(200);
   변압기 본체(200)의 배면에서 이격되게 배치되는 수직판 형태의 동판(300);
   동판(300)의 후방에 면접되게 형성되며, 내부가 중공되어 유체가 수용되는 열전도성 금속재로 된 물통(400); 및
   입수밸브(511) 및 입수온도 게이지(512)가 형성되며 물통(400)의 일측으로 유체를 인입시키는 입수관(510)과, 물통(400)으로 유입된 유체를 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)의 주변을 순환시키는 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)과, 출수밸브(551) 및 출수온도 게이지(552)가 형성되며 물통(400)의 타측에서 유체를 배출시키는 출수관(550)으로 구성되어 변압기 본체(200)에 의해 유도전류가 흘러 내부에 통과되는 유체를 가열시키는 수관(500)을 포함하여 구성하며,
   변압기 본체(200)는,
   하부가 저면에 탄성부재(241)를 갖는 하부 고정판(240)에 의해 베이스판(100)에 고정되고, 상부에는 상부 고정판(250)이 형성 및 코일이 권선된 각각의 제1,2,3 코일부(210)(220)(230)에 해당하게 각각 전원을 공급할 수 있는 단자(260)가 더 포함되게 구성하며,
   물통(400)에는,
   내부 온도를 측정하는 물통온도 게이지(430)와, 물통(400) 내부의 공기압을 조절하는 에어밴트(440)와, 물통(400) 내부의 수위를 측정하는 수위센서(450)와, 물통(400)의 동파를 방지하는 동파방지 히터(460)와, 물통(400) 내부의 유체를 배출하는 적어도 하나 이상의 드레인밸브(470)가 더 포함되게 구성하며,
   동판(300)은,
   하부 고정판(240) 및 상부 고정판(250)으로부터 연결되는 브라켓(270)을 통해 고정되게 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   물통(400)은,
   내부가 중공되며 외형이 일체를 이루는 함체 형태로 구성하며,
   내부에는 4개의 공간을 이루도록 자석 격벽(410)을 이용하여 구획 형성되게 구성하되,
   각각의 공간부는 제1 코일부(210)의 외측에 위치되어 입수관(510)이 연결되는 입수공간(411);
   제1 코일부(210)와 제2 코일부(220) 사이에 위치되는 제1 순환공간(412);
   제2 코일부(220)와 제3 코일부(230) 사이에 위치되는 제2 순환공간(413); 및
   제3 코일부(230)의 외측에 위치되어 출수관(550)이 연결되는 출수공간(414)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   물통(400)은,
   각각의 내부가 중공되며 외형이 4개로 분할된 함체 형태로 구성하며,
   각각의 외부 양측에는 자석(420)이 배치되게 구성하되,
   제1 코일부(210)의 외측에 위치되어 입수관(510)이 연결되는 입수물통(421);
   제1 코일부(210)와 제2 코일부(220) 사이에 위치되는 제1 순환물통(422);
   제2 코일부(220)와 제3 코일부(230) 사이에 위치되는 제2 순환물통(423); 및
   제3 코일부(230)의 외측에 위치되어 출수관(550)이 연결되는 출수물통(424)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   
4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
   물통(400)은,
   육면이 막힌 통체 형태로 구성하여 동판(300)의 후방에 부착되게 구성하거나,
   동판(300)에 면접되는 전면이 개방되며, 개방된 둘레에는 플랜지부(401)가 형성되게 구성하여 플랜지부(401)를 통해 동판(300)의 후방에 볼팅 결합되게 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   수관(500)의
   입수관(510)은 물통(400)의 후방에서 제1 코일부(210)의 외측 상부측에 연결되어 물통(400)의 상부로 유체의 입수가 가능하게 하며,
   제1 순환관(520)은 일단이 입수관(510)의 하부 측에서 동판(300)을 관통 및 물통(400)에 연결되고, 타단이 제1 코일부(210)를 감싼 상태에서 제1,2 코일부(210)(220)와의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 하부에 연결되게 구성하며,
   제2 순환관(530)은 일단이 제1,2 코일부(210)(220)의 사이에서 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 상부에 연결되고, 타단이 제2 코일부(220)를 감싼 상태에서 제2,3 코일부(220)(230)와의 사이를 통해 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 상부에 연결되게 구성하며,
   제3 순환관(540)은 일단이 제2,3 코일부(220)(230)의 사이에서 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 하부에 연결되고, 타단이 제3 코일부(230)를 감싼 상태에서 동판(300)을 관통 및 물통(400)의 하부에 연결되게 구성하며,
   출수관(550)은 물통(400)의 후방에서 제3 순환관(540)의 상부 위치에 연결되어 유체의 출수가 가능하게 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   
6. 제 1항에 있어서,
   각각의 제1,2,3 순환관(520)(530)(540)에는 적어도 하나 이상의 나선형 코일(521)(531)(541)이 더 권선되게 구성함을 특징으로 하는 수관을 이용한 변압기.
   

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