KR101845994B1 - 냉각 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 케이스에 관한 것으로, 각 측면에는 외측으로 코러게이트(corrugat) 형상의 다수의 방열핀이 돌출되며, 하부에는 마감플레이트가 결합 고정되고, 상부에는 커버가 개폐가능하게 설치되며 그 내부에는 냉각유체가 충전되는 냉각 케이스에 있어서, 상기 각 방열핀의 양측면에는 상하방향을 따라 표면의 일부가 안쪽으로 오목하게 들어간 홈이 형성되며, 상기 홈에는 내벽면이 상호 접합되는 하나 이상의 스폿용접부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 케이스{COOLING CASE}

본 발명은 냉각 케이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 높은 압력 및 온도에 의해 방열핀이 외측으로 볼록하게 돌출 변형되는 것을 방지함과 아울러 절연유가 원활하게 유동할 수 있는 공간을 확보하여 방열성능을 한층 향상시킬 수 있는 냉각 케이스에 관한 것이다.

일반적으로, 냉각 케이스는 열을 방출 또는 발산하는 목적을 가지는 것으로서, 열을 발생시키는 열원을 냉각시켜 적정한 상태를 유지하도록 하거나, 특정공간을 냉각하기 위한 것이다.

냉각 케이스가 사용되는 용도는 다양하나, 일 예로서 상기 냉각 케이스는 교류 전압을 사용처의 전압규격에 맞추어 고압 또는 저압으로 변환시키는 변압기에 사용되고 있다.

상기 변압기는 전자유도작용을 이용하여 전압 및 전류의 값을 바꾸는 유도기기로서, 적어도 2개 이상의 권선들과 한 개 이상의 철심 및 절연물로 구성되어 있다.

이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 따른 냉각 케이스에 대하여 설명한다.

도시한 바와 같이 종래기술에 따른 냉각 케이스는 상부에 설치되는 결합플랜지(미도시)를 구비한 본체틀(10)과, 상기 본체틀(10) 하부에 설치되는 마감플레이트(20)와, 상기 본체틀의 둘레방향을 따라 외측으로 돌출되는 다수의 방열핀(30)으로 구성된다.

상기 방열핀(30)은 지그재그 방향을 따라 연속적으로 굴절되는 코러게이트핀(corrugated pin) 구조로 제작이 이루어진다.

즉, 상기 본체틀(10) 내에서 충전된 절연유가 가열될 경우, 대류현상에 의한 절연유는 상기 방열핀(30) 쪽으로 유동한다. 이때, 방열핀(30) 쪽으로 이동한 절연유는 대기와 열교환작용을 통해 냉각하게 된다.

그런데, 과열된 절연유의 온도와 냉각 케이스 내부의 압력에 의해 상기 방열핀(30)의 표면을 외측으로 볼록하게 돌출(2점쇄선) 변형시키는 문제점이 있었다.

이와 같이 상기 방열핀(30)이 볼록하게 돌출되는 변형은 절연유에 대한 열교환작용에 따른 방열성능을 저하시키며 냉각 케이스의 사용수명을 빠르게 단축시키는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-1025076호(2011.03.18)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 내부 높은 압력 및 온도에 의해 방열핀이 외측으로 볼록하게 돌출 변형되는 것을 방지할 수 있는 냉각 케이스를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 절연유가 원활하게 유동할 수 있는 공간을 확보하여 방열성능을 한층 향상시킬 수 있는 냉각 케이스를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 냉각 케이스는, 각 측면에는 외측으로 코러게이트(corrugat) 형상의 다수의 방열핀이 돌출되며, 하부에는 마감플레이트가 결합 고정되고, 상부에는 커버가 개폐가능하게 설치되며 그 내부에는 냉각유체가 충전되는 냉각 케이스에 있어서, 상기 각 방열핀의 양측면에는 상하방향을 따라 표면의 일부가 안쪽으로 오목하게 들어간 홈을 형성하고, 상기 홈에는 내벽면이 상호 접합되는 하나 이상의 스폿용접부를 형성하되, 상기 홈은 방열핀의 길이방향을 따라 간격을 두고 분할되는 복수개의 구성으로 이루어지고, 상기 분할된 홈 사이의 이격 길이는 상기 홈 길이의 1/3 ~ 1/2 이내 이며, 상기 스폿용접부는 서로 마주보는 홈의 내벽면이 상호 점접촉 하는 노치구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 방열핀의 양측면에는 안쪽으로 오목하게 들어간 홈과, 홈의 내벽면에 하나 이상의 스폿용접부를 형성함으로써, 과열된 절연유의 온도와 내부압력에 의해 방열핀의 표면이 외부로 돌출되는 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 홈의 구조적 형상을 반영구적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 홈은 간격을 두고 복수개로 분할된 홈을 구성함으로써, 절연유가 원활하게 유동할 수 있는 넓은 공간을 확보할 수 있으므로 그에 따른 방열성능을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스폿용접부는 노치 형상으로 구현함으로써, 점접촉에 의한 접합 구조에 의해 절연유가 유동할 수 있는 공간을 추가적으로 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 케이스 구성을 나타낸 평단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각 케이스를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 평단면도이다.
도 4는 도 2의 방열핀의 확대 사시도이다.
도 5는 도 2의 방열핀의 확대 단면도이다.
도 6은 도 2의 방열핀의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 냉각 케이스의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다. 또한, 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, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 케이스는 냉각유체(이하, '절연유'라 함)가 충전되는 공간을 마련하는 본체틀(100)과, 상기 본체틀(100)의 상단에 설치되며 커버를 개폐가능하게 단속하는 결합플랜지(200)와, 상기 본체틀(100)의 하부를 마감하는 마감플레이트(300)와, 상기 본체틀(100)의 둘레방향을 따라 외측으로 돌출되는 다수의 방열핀(400)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 본체틀(100)은 절연유가 충전되는 공간을 마련하는 기본 구조물로써, 후술할 방열핀(400)의 고정결합을 위한 다수의 직선형 플레이트를 서로 연결한 사각형상의 틀 구조이다.

물론, 상기 본체틀(100)의 구조물 형상은 사각형에 한정하지 않으며 원형, 타원형, 다양한 다각형의 형상으로 제작할 수 있는 것은 당연하다.

상기 결합플랜지(200)는 상기 본체틀(100)의 상단에 설치되는 것으로, 상기 본체틀(100)의 개방된 상단부를 개폐단속할 수 있는 커버가 설치될 수 있도록 마련된 구성이다.

상기 마감플레이트(300)는 본체틀(100) 하부에 설치되는 것으로, 상기 본체틀(100)의 개방된 하부를 밀폐마감하는 역할을 수행한다.

이러한 상기 본체틀(100), 결합플랜지(200) 및 마감플레이트(300)의 구성은 이미 변압기 케이스 기술분야에서 일반적으로 널리 사용되는 공지된 기술이므로 그 구체적인 구성 및 작용설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 특징적인 구성요소인 방열핀(400)에 대하여 상세히 설명한다.

상기 방열핀(400)은 상기 본체틀(100)의 개방된 각 측면을 마감함과 동시에 그 둘레방향을 따라 외측으로 일정 길이 돌출되는 구성이다.

상기 방열핀(400)은 다수의 구성이 지그재그 방향을 따라 연속적으로 연결되는 코러게이트(corrugat) 형상으로 이루어진다.

이러한 상기 방열핀(400)은 과열된 절연유가 내부로 유입되면 대류현상을 통해 냉각하여 다시 상기 본체틀(100) 쪽으로 빠져나가도록 반복적인 순환운동을 유도한다.

특히, 본 발명에 따른 상기 방열핀(400)의 양측면에는 표면의 일부가 안쪽으로 오목하게 들어간 홈(410)이 형성된다.

상기 홈(410)은 과열된 절연유의 온도 및 케이스의 내부압력이 상기 방열핀(400)를 팽창시켜 그 표면이 외부로 돌출되는 변형이 발생하지 않도록 상기 방열핀(400)의 강도를 높이는 역할을 수행한다.

상기 홈(410)은 방열핀(400)의 길이방향 일측으로부터 타측을 향하는 상하방향으로 길게 연장형성된다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 홈(410')은 방열핀(400)의 길이방향을 따라 간격을 두고 복수개로 분할된 홈(410a',410b',410c')으로 구성할 수 있다.

이는 단순히 일방향으로 길게 연장되는 홈(410)의 경우, 상기 방열핀(400)이 절연유의 온도와 내부압력에 의해 팽창되는 변형을 방지할 수 있다는 점에서 장점이 있으나, 반대로 상기 방열핀(400)의 내측부를 오목하게 형성하는 구조에 의해 절연유가 유동할 수 있는 공간의 넓이가 상대적으로 줄어들어 결국 방열핀(400)의 방열효율이 저하됨으로써 이러한 저하현상을 최소화할 수 있도록 상기 홈(410')을 일정한 간격을 두고 분할된 홈(410a',410b',410c')으로 구성한 것이다.

즉, 상기 분할된 홈(410a',410b',410c')이 형성되지 않은 내부 공간의 넓이는 상기 분할된 홈(410a',410b',410c')이 형성된 내부 공간보다 상대적으로 넓은 공간을 확보하고 있으므로 그에 따른 절연유가 원활하게 유동할 수 있어 방열성능을 한층 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

여기서, 상기 분할된 홈(410a',410b',410c') 사이의 이격 길이(L2)는 상기 분할된 홈(410a') 전체 길이(L1)의 1/3 ~ 1/2 이내를 유지하는 것이 바람직하다.

상기 분할된 홈(410a',410b',410c') 간의 이격 길이(L2)가 1/2 비율을 초과하게 되면, 과열된 절연유에 의해 이격 길이(L2)에 해당 방열핀(400)의 표면이 돌출되는 변형이 발생하며, 이격 길이(L2)의 비율이 1/3 미만이면 절연유가 원활하게 유동할 수 있는 충분한 공간확보기 어려워지므로 상기 각 분할된 홈(410a',410b',410c') 간의 사이 길이(L2)는 분할된 홈(410a') 전체 길이(L1)의 1/3 ~ 1/2 이내를 유지하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 홈(410)에는 스폿용접에 의해 홈(410)의 내벽면이 상호 접합되는 스폿용접부(420)가 형성된다.

즉, 상기 스폿용접부(420)는 상기 홈(410)의 오목하게 함몰된 구조적 형상이 반영구적으로 변화하지 않도록 고정시키는 역할을 수행한다.

이러한 상기 스폿용접부(420)는 용접기기가 상기 홈(410)의 바같쪽 양측면을 가압하여 압착시키면 가압된 압착면의 내면이 서로 접합된 상태에서 용접에 의해 형성된다.

본 발명에 따른 상기 스폿용접부(420)는 서로 마주보는 홈(410)의 외벽면 동일위치에 형성한 노치(421)에 의해 형성된다.

상기 노치(421) 구조는 상기 홈(410)의 내벽면이 상호 면접촉이 아닌 점접촉을 통해 접합이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

다시 말해, 면접촉에 의해 스폿용접부를 형성하게 되면 절연유가 유동할 수 있는 공간이 완전히 폐쇄된 상태이나 점접촉에 의해 형성되는 스폿용접부(420)는 절연유가 유동할 수 있는 공간을 추가적으로 확보할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 스폿용접부(420)는 상기 홈(410)의 보강효율을 높이기 위해 복수 이상 형성할 수 있다.

또한, 상기 홈(410)은 방열핀(400)의 폭방향 넓이에 따라 복수의 구성으로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : 본체틀 200 : 결합플랜지
300 : 마감플레이트 400 : 방열핀
410 : 홈 420 : 스폿용접부

Claims (5)

1. 각 측면에는 외측으로 코러게이트(corrugat) 형상의 다수의 방열핀이 돌출되며, 하부에는 마감플레이트가 결합 고정되고, 상부에는 커버가 개폐가능하게 설치되며 그 내부에는 냉각유체가 충전되는 냉각 케이스에 있어서,
   상기 각 방열핀의 양측면에는 상하방향을 따라 표면의 일부가 안쪽으로 오목하게 들어간 홈을 형성하고, 상기 홈에는 내벽면이 상호 접합되는 하나 이상의 스폿용접부를 형성하되,
   상기 홈은 방열핀의 길이방향을 따라 간격을 두고 분할되는 복수개의 구성으로 이루어지고,
   상기 분할된 홈 사이의 이격 길이는 상기 홈 길이의 1/3 ~ 1/2 이내 이며,
   상기 스폿용접부는 서로 마주보는 홈의 내벽면이 상호 점접촉 하는 노치구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각 케이스.
   
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