KR101869820B1 - 자체 냉각 구조를 갖는 변압기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기 내부에 복수개의 대류터널을 구비하여 절연유의 대류순환을 증가시킴으로써 절연유의 냉각이 이루어지도록 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기에 관한 것으로, 내부에 철심과 코일이 구비된 변압기 외함; 상기 변압기 외함 내에 충진된 절연유; 및 상기 변압기 외함 내면을 타고 절연유가 유동할 수 있도록 상기 변압기 외함의 내면에 길이방향으로 구비되고, 상,하측이 개방된 상태로 상측으로 유입되는 절연유의 유속을 증가시켜 하측으로 토출시킴으로써 빠른 유속을 통해 절연유를 방열시키는 적어도 하나의 대류터널;을 포함하여 구성된다.

Description

자체 냉각 구조를 갖는 변압기{A transformer having its own cooling structure}
본 발명은 자체 냉각 구조를 갖는 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변압기 내부에 복수개의 대류터널을 구비하여 절연유의 대류순환을 증가시킴으로써 절연유의 냉각이 이루어지도록 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기에 관한 것이다.
일반적으로 전기는 수력；화력 및 원자력발전소 등에서 발전되어 공장이나 가정에 송전되어 이용된다. 변압기는 전기를 가장 경제적으로, 즉, 손실을 적게 해서 보내기 위하여 발전소내의 승압변압기를 사용하여 높은 전압으로 수용지역까지 보내고, 공장이나 가정에서 사용하기에 앞서서 필요로 하는 전압으로 낮추기 위한 장치이다.
이러한 변압기의 기본적인 구조를 설명하면, 자로(磁路)를 형성시키기 위한 철심(鐵芯)과 전로(電路)를 형성시키기 위한 권선(捲線)이 필요하다. 또한 운전시 또는 이상전압이 인가되는 경우에도 정상적으로 운전될 수 있도록 절연물 등으로 조립되어 있다.
즉, 변압기는 전자유도작용에 의하여 한편의 권선에 공급한 교류 전기를 다른 편의 권선에 동일 주파수의 교류 전기의 전압으로 변환시켜 주는 역할을 수행한다.
또한, 변압기의 내부에는 절연 및 냉각을 목적으로 하는 절연유가 충진되어 있으며, 이 절연유를 방열시키기 위해 종래에는 변압기의 외측에 얇은 판상으로 이루어진 방열부재가 구성되었다.
이러한 변압기는 방열부재의 구성으로 인해 부피가 증가할 수 밖에 없으며, 무엇보다도 방열부재의 파손이 잦아 변압기 자체를 교체해야하는 비용적인 문제가 빈번하게 발생하여, 이를 개선하기 위해 방열부재를 구비하지 않은 콤팩트한 변압기가 개발되고 있는 실정이다.
위의 문제를 해결하기 위해 국내등록특허 제10-1696421호에는, 코일이 권선되는 철심을 구비한 변압기 외함; 상기 변압기 외함 내에 충전되는 절연유; 및, 상기 절연유를 방열시키기 위한 방열부재를 포함하되, 상기 방열부재는 상기 변압기 외함의 내부를 2개의 공간부로 구획하여 상기 절연유의 발열시 구획된 공간부 사이를 상하방향으로 유동하는 자연대류 순환운동을 가능하게 하는 냉각베리어로 제작이 이루어지며, 상기 변압기 외함의 바닥면에는 상기 냉각베리어의 하단부를 끼움상태로 지지하는 끼움홈이 형성된 것을 특징으로 하는 냉각베리어를 구비한 주상 변압기의 기술이 개시되어 있다.
그러나 위의 냉각베리어를 구비한 주상 변압기는, 변압기의 외함 내부로 원통 형상의 냉각베리어를 안착시켜 2개의 공간부를 구획함으로써 절연유의 자연대류가 이루어지도록 하는 구조이지만, 통상 철심 및 권선은 변압기 외함 내부에 타이트하게 설치되기 때문에, 실질적으로 냉각베리어가 철심 및 권선에 영향받지 않는 상태로 설치되기 위해서는 변압기 외함의 직경이 증가해야 하는 문제가 있다.
또한, 변압기의 2개의 공간을 유동하는 절연유는 자연대류에 의해 순환되기 때문에 냉각속도가 느리고, 무었보다도 느린 대류에 의해 절연유가 합격기준온도인 65도까지 냉각되는 데에는 상당한 무리가 있다.
국내등록특허 제10-1696421호 국내등록특허 제10-1088171호
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 변압기 내부에 복수개의 대류터널을 구비하여 절연유의 대류순환 속도를 증가시킴으로써 절연유의 냉각이 기준온도보다 더 떨어질 수 있도록 하여 변압기의 효율을 상승시키는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자체 냉각 구조를 갖는 변압기는, 내부에 철심과 코일이 구비된 변압기 외함; 상기 변압기 외함 내에 충진된 절연유; 및 상기 변압기 외함 내면을 타고 절연유가 유동할 수 있도록 상기 변압기 외함의 내면에 길이방향으로 구비되고, 상,하측이 개방된 상태로 상측으로 유입되는 절연유의 유속을 증가시켜 하측으로 토출시킴으로써 빠른 유속을 통해 절연유를 방열시키는 적어도 하나의 대류터널;을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 대류터널은, 상기 변압기 외함의 내면과 이격되게 설치되며, 상기 변압기 외함의 하측을 향할수록 점진적으로 좁아지는 사다리꼴 형상을 이루는 판상의 터널플레이트; 상기 변압기 외함과 상기 터널플레이트 사이에 형성되며, 유입되는 절연유의 유속이 증가되도록 상기 터널플레이트의 형상을 따라 점진적으로 좁아지게 형성된 유로; 및 상기 터널플레이트의 하측 단부에 만곡지게 형성되며, 토출되는 상기 절연유가 상기 철심과 코일을 향하여 확산될 수 있도록 가이드 하는 확산가이드편;으로 구성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 터널플레이트의 판면은 수직형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 터널플레이트의 판면은 아치(arch)형상인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 터널플레이트의 상단에서 하단으로 향하는 소정구간의 판면에는 유입되는 절연유 간의 충돌을 방지하면서 절연유의 유속을 증가시키기 위한 산과 골로 이루어진 보조유로부가 형성되고, 상기 보조유로가 끝나는 지점부터 상기 터널플레이트의 하단은 평탄부로 형성된 것이 바람직하다.
이때, 상기 터널플레이트는 열전달률이 서로 다른 이종금속의 구간 접합에 의해 제작되며, 절연유의 온도에 대하여 서로 열전달율이 작은 금속과 열전달율이 큰 금속인 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 터널플레이트는 고정수단에 의해 상기 변압기 외함의 내면에 설치되며, 상기 고정수단은, 상기 터널플레이트의 길이방향을 따라 양측에 형성된 날개편과, 상기 터널플레이트의 날개편이 슬라이딩 삽입될 수 있도록 상기 변압기 외함 내면으로부터 돌출되며 날개편을 수용하여 변압기 외함 내면에 밀착시켜 상기 터널플레이트를 설치하는 'ㄱ'자 단면을 갖는 밀착고정편,으로 구성된 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 자체 냉각 구조를 갖는 변압기에 의하면, 변압기 외함 내면에 철심과 코일에 영향이 가해지지 않도록 복수개의 대류터널을 구비하고, 복수개의 대류터널을 통과하는 절연유의 대류순환 유속이 빠르게 이루어지도록 함으로써 절연유의 냉각이 설정된 합격기준온도보다 더 떨어질 수 있도록 하여 변압기의 효율을 상승시키는 탁월한 효과가 있다.
또한, 기존 변압기 외함의 직경 증가 없이 대류터널이 설치됨에 따라 변압기의 콤팩트함은 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 제작비가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기의 구조를 보여주는 요부단면도이고,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 변압기의 구성중 터널플레이트를 보여주는 사시도이고,
도 4는 도 2의 B-B선 요부단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 변압기의 구성중 터널플레이트의 다른 형상을 보여주는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 변압기의 구조를 보여주는 요부단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 변압기의 구성중 터널플레이트를 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 요부단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 변압기의 구성중 터널플레이트의 다른 형상을 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명의 변압기(100)는, 내부에 권선과 철심(112)이 구비된 변압기 외함(110); 상기 변압기 외함(110) 내면을 타고 절연유(120)가 유동할 수 있도록 상기 변압기 외함(110)의 내면에 길이방향으로 구비되고, 상,하측이 개방된 상태로 상측으로 유입되는 절연유(120)의 유속을 증가시켜 하측으로 토출시킴으로써 빠른 유속을 통해 절연유(120)를 방열시키는 적어도 하나의 대류터널(130);을 포함하여 구성된다.
설명에 앞서, 본 발명의 가장 큰 특징은 변압기(100) 내부에 충진된 절연유(120)의 대류속도를 증가시킴으로써 절연유(120)의 냉각이 자체적으로 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 변압기(100)는 도 1과 같이, 크게 변압기 외함(110)과, 절연유(120) 및 대류터널(130)로 구성되어 있다.
변압기 외함(110)은 원통형, 사각 및 다각의 형상을 이룰 수 있으며, 내부에는 소정의 깊이를 이루면서 교류 전압이나 전류 값을 변환시키기 위한 철심(112)과 철심(112)에 권선된 코일(111)이 수용된 상태로 고정되도록 공간이 형성되어 있다.
철심(112)과 코일(111)은 변압기 외함(110)에 고정된 지지부재에 의해 지지된다.
여기서, 철심(112)과 코일(111)은 통상적인 구조임에 따라 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서는 변압기 외함(110)이 원통형 인것으로 도시하고 있으나, 그 형상을 반드시 한정하지는 않는다.
변압기 외함(110)의 상부에는 커버(150)가 구비되며, 이 커버(150)는 변압기 외함(110)의 형상과 대응하는 형상을 이루면서 개방된 변압기 외함(110)의 상부를 폐쇄한다.
커버(150)는 별도로 마련된 록킹장치(미부호)들에 의해 변압기 외함(110)과 결합을 이룬다.
커버(150)의 상측에는 외부로부터 공급되는 전류를 공급받기 위한 고압부싱(160)이 설치되고, 변압기 외함(110)의 외측 둘레면에는 공급받은 전류를 변환시켜 출력할 수 있도록 저압부싱(170)이 설치되어 있다.
변압기 외함(110)의 내부에는 절연유(120)가 충진되어 있다.
절연유(120)는 공급된 절류를 변환시키는 과정에서 발생하는 철심(112)과 코일(111)의 열을 흡열함으로써 안정적인 전류의 변환이 이루어지도록 함과 동시에, 철심(112)과 코일(111)의 구동에 따른 소음을 억제시키는 역할을 한다.
변압기 외함(110)의 내주면에는 충진된 절연유(120)의 대류가 이루어지도록 함으로써 절연유(120)의 냉각이 이루어지도록 하는 적어도 하나의 대류터널(130)이 설치된다.
이하에서는 대류터널(130)에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
대류터널(130)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 변압기 외함(110)의 내주면에 구비되어 철심(112)과 코일(111)에서 발생하는 열을 흡열함으로써 고온으로 상승하는 절연유(120)의 상승온도를 떨어트리는 기능을 수행한다.
이를 위한 대류터널(130)은, 절연유(120)가 원통형의 변압기 외함(110)의 내면을 타고 변압기 외함(110)의 길이방향 즉 도면상 하측방향으로 유동할 수 있도록 변압기 외함(110)의 내면에 길이방향으로 설치되어 있으며, 도 4와 같이 상,하측이 개방된 상태로 상측으로 유입되는 절연유(120)의 유속을 증가시켜 하측으로 토출시킴으로써 빠른 유속을 통해 절연유(120)를 방열시킨다.
이러한 대류터널(130)은 도 2와 같이 철심(112)과 코일(111)에 간섭을 주지 않은 변압기 외함(110)의 일면에 적어도 하나로 설치될 수 있다.
본 실시예에서는 변압기 외함(110)에 대류터널(130)이 두 개 설치된 것으로 도시하고 있다.
대류터널(130)은 도 1 내지 도 4와 같이, 변압기 외함(110)의 내면과 소정간격 이격되게 설치되며, 변압기 외함(110)의 길이방향 하측을 향할수록 점진적으로 좁아지는 사다리꼴 형상을 이루는 판상의 터널플레이트(131)와; 변압기 외함(110)과 소정간격 이격된 터널플레이트(131) 사이에 형성되며, 상측을 통해 유입되는 절연유(120)의 유속이 하측을 향할 수록 증가되도록 터널플레이트(131)의 형상을 따라 점진적으로 좁아지게 형성된 유로(135); 및 터널플레이트(131)의 하측 단부에 만곡지게 형성되며, 토출되는 절연유(120)가 철심(112)과 코일(111)을 향하여 확산될 수 있도록 가이드 하는 확산가이드편(136);으로 구성된다.
터널플레이트(131)가 사다리꼴 형상을 갖도록 하는 것은, 터널플레이트(131)를 수직한 변압기와 소정 간격을 유지한 상태로 설치되도록 함으로써, 하측방향으로 점진적으로 좁아지는 터널플레이트(131)의 형상에 의해 변압기 외함(110)과 터널플레이트(131) 사이로 형성되는 유로(135)의 폭이 접진적으로 좁아지도록 하기 위함이다.
이렇게 형성된 유로(135)는 최초 상부를 통해 유입되는 절연유(120)가 하측방향으로 유동할 수록 유동속도가 빨라지도록 함으로써 절연유(120)의 대류 유속을 증가시킨다.
정확하게는, 유로(135)로 유입되는 절연유(120)의 유량이 일정한 상태에서 유로(135)의 단면적이 줄어들게 함으로써 절연유(120)의 유속이 증가되게 하는 것이다.
또한, 유로(135)가 변압기 외함(110) 내면과 터널플레이트(131) 사이에 형성되고, 통상 철심(112)과 코일(111)로부터 변압기 외함(110)을 향할수록 절연유(120)의 온도는 차이를 보이기 때문에 유로(135)를 통과하는 절연유(120)는 빠른 방열을 이루게된다.
대류터널(130)에 의해 절연유(120)의 유속이 증가하면, 변압기 외함(110) 내부의 절연유(120) 즉 철심(112)과 코일(111) 주변의 절연유(120)에 영향을 주게되고, 이 과정에서 절연유(120)의 방열량을 증가시키게 됨으로써, 절연유(120)의 방열이 활발하게 이루어지게 되어 온도를 떨어 트리게 된다.
한편 터널플레이트(131)의 판면은, 도 2와 같이 터널플레이트(131)에 의해 변압기 외함(110) 사이에 형성되는 유로(135)의 폭이 요구되는 폭만큼 확보되는 경우 도 3과 같이 수직형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 도 2 및 도 3과 같이 터널플레이트(131)의 상단에서 하단으로 향하는 소정구간(도 3의 길이방향과 교차하는 중심라인)의 판면에는 유로(135)를 통해 유입되는 절연유(120) 간의 충돌로 인한 와류의 형성을 방지하면서 절연유(120)의 유속을 가이드하면서 증가시키기 위한 산과 골로 이루어진 보조유로부(132)가 형성되어 있다.
이 경우, 보조유로부(132)는 절연유(120)의 유동이 방해되지 않도록 산과 골이 곡면으로 형성되어 있다.
그리고, 보조유로(135)가 끝나는 지점(도 3의 길이방향과 교차하는 중심라인)부터 터널플레이트(131)의 하단으로는 평탄부(133)가 형성되어 있다.
평탄부(133)는 표면이 편평한 면으로 이루어지며, 유로(135)를 통해 보조유로부(132) 위치를 통과한 유속이 증가된 절연유(120)가 토출을 위해 하측방향으로 유동할 때, 이동하는 절연유(120)가 증가된 유속에 영향을 받지 않은 상태로 신속하게 배출될 수 있도록 한다.
확산가이드편(136)은 정확하게 터널플레이트(131)의 평탄부(133) 하측 단부와 일체를 이룬상태로 형성되어 있다.
이때, 확산가이드편(136)은 도 3과 같이 평탄부(133)와 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 판재로 만곡지거나 또는 경사지게 제작되어 평탄부(133)에 고정될 수도 있다.
본 실시예에서는 확산가이드편(136)의 형상을 한정하지는 않는다.
이러한 확산가이드편(136)은 도 4와 같이 유입된 절연유(120)의 유속이 증가된 상태로 하측을 통해 배출될 때 철심(112)과 코일(111)을 향하도록 가이드 함으로써, 상대적으로 상층보다 온도가 낮은 하층의 절연유(120)를 철심(112)과 코일(111) 방향으로 밀어낸다.
이렇게 되면, 하층의 절연유(120)는 철심(112)과 코일(111)을 지나면서 열을 흡열하게 되고, 이 상태로 상층방향으로 상승하여 다시 대류터널(130)의 유로(135)로 유입되며, 유입된 절연유(120)는 유로(135)를 타고 상층에서 하층으로 하강하기 때문에 유동중에 온도가 점진적으로 떨어지면서 유속이 증가된 상태로 다시 하측을 통해 배출된다.
즉, 절연유(120)의 대류가 빠르게 계속적으로 이루어지도록 함으로써, 절연유(120)의 온도구배가 커지도록 하여 방열량을 증가시키는 것이다.
이러한 절연유(120)의 방열은 변압기의 구동이 이루어지는 한 계속적으로 이루어지게 된다.
한편, 터널플레이트(131)는 열전달률이 서로 다른 이종금속의 구간 접합에 의해 제작될 수도 있으며, 이때 이종금속은 절연유(120)의 온도에 대하여 서로 열전달율이 작은 금속과 열전달율이 큰 금속인 것으로 제작되는 것이 바람직하다.
즉, 터널플레이트(131)의 보조유로부(132)와 평탄부(133) 중 어느 하나를 열전달률이 작은 금속으로 제작하고, 다른 하나를 열전달률이 작은 금속으로 제작하여 상호 접함함으로써, 유로(135)의 상측과 하층의 온도차를 통해 유로(135)를 유동하는 절연유(120)의 온도가 각 구간을 통과하는 과정에서 신속한 방열이 이루어지도록 함과 동시에 대류의 속도가 빠르게 이루어지도록 하기 위함이다.
여기서, 이종금속의 재질은 특정되지 않으며, 서로 다른 열전도를 갖는 금속이라면 무방하다.
한편, 터널플레이트(131)는 변압기 외함(110)의 내면에 용접을 통해 설치될 수 있지만, 도 1 및 도 2와 같이 고정수단에 의해 변압기 외함(110)의 내면에 설치될 수도있다.
고정수단은, 터널플레이트(131)의 길이방향을 따라 양측에 형성된 날개편(134)과, 터널플레이트(131)의 날개편(134)이 슬라이딩 삽입될 수 있도록 변압기 외함(110) 내면으로부터 돌출되며 날개편(134)을 수용하여 변압기 외함(110) 내면에 밀착시켜 터널플레이트(131)를 설치하는 'ㄱ'자 단면을 갖는 밀착고정편(140),으로 구성된다.
이때, 밀착고정편(140)은 터널플레이트(131)의 길이방향 양측 형상과 대응하는 경사를 이루고 있으며, 내측으로는 도 2의 확대도와 같이 터널플레이트(131)의 날개편(134)이 수용되는 수용홈(141)이 형성되어 있다.
날개편(134)은 보조유로부(132)와 평탄부(133)의 양측으로부터 편평한 판상의 상태로 연장되게 형성되어 있다.
따라서, 고정수단은 터널플레이트(131)의 슬라이딩 삽입을 통해 터널플레이트(131)의 날개편(134)이 변압기 외함(110)과 밀접된 상태를 유지할 수 있도록 힘으로써 터널플레이트(131)의 손쉬운 설치를 제공하게 된다.
한편, 도 5는에는 본 발명에 따른 변압기의 구성중 터널플레이트의 다른 형상을 보여주는 단면도가 도시되어 있다.
도 5에는 변압기 외함(110) 내부에 4개의 터널플레이트(137)가 설치되어 있으며, 설치된 터널플레이트(137)의 판면은 아치(arch)형상을 이루고 있다.
터널플레이트(137)가 아치형상으로 설치되는 것은 변압기 외함(110)의 직경이 증가되는 경우이다.
즉, 직경이 증가한 변압기 외함(110)에 수직형상의 터널플레이트(131)가 설치되면, 직경의 증가에 따라 터널플레이트(131)가 설치되는 부위의 변압기 외함(110) 곡면이 완만해져 유로(135)의 폭이 상대적으로 좁아질 수 밖에 없기 때문이다.
이렇게 되면, 절연유(120)의 대류자체가 어려워질 수 있기 때문에 절연유(120)의 냉각이 제대로 이루어지지 못하여 과열로 인한 단전사고가 발생하게 된다.
따라서, 변압기 외함(110)의 직경이 증가하는 경우, 도 5와 같이 터널플레이트(137)를 아치형상으로 가공하여 밀착고정편(140)에 삽입함으로써, 변압기 외함(110)과 터널플레이트(137) 사이로 유로(135)를 형성하여 절연유(120)의 대류가 이루어지도록 한다.
본 실시예의 터널플레이트(137)는 아치 형상만을 유지하고 있을 뿐 수직형상 터널플레이트(131)와 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 상세한 설명은 생략하기 한다.
또한, 터널플레이트(137)가 4개가 설치된 것으로 도시하고 있으나, 그 개수를 한정하지 않는다.
지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 변압기는, 변압기 외함 내면에 철심과 코일에 영향이 가해지지 않도록 복수개의 대류터널을 구비하고, 복수개의 대류터널을 통과하는 절연유의 대류순환 유속이 빠르게 이루어지도록 함으로써 절연유의 냉각이 설정된 합격기준온도보다 더 떨어질 수 있도록 하여 변압기의 효율을 상승시키는 탁월한 효과가 있다.
또한, 기존 변압기 외함의 직경 증가 없이 대류터널이 설치됨에 따라 변압기의 콤팩트함은 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 제작비가 절감되는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 변압기를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.
즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.
100 : 변압기 110 : 변압기 외함
111 : 코일 112 : 철심
120 : 절연유 130 : 대류터널
131, 137 : 터널플레이트 132 : 보조유로부
133 : 평탄부 134 : 날개편
136 : 확산가이드편 140 : 밀착고정편

Claims (7)

  1. 내부에 철심과 코일이 구비된 변압기 외함;
    상기 변압기 외함 내에 충진된 절연유; 및
    상기 변압기 외함 내면을 타고 절연유가 유동할 수 있도록 상기 변압기 외함의 내면에 길이방향으로 구비되고, 상,하측이 개방된 상태로 상측으로 유입되는 절연유의 유속을 증가시켜 하측으로 토출시킴으로써 빠른 유속을 통해 절연유를 방열시키는 적어도 하나의 대류터널;을 포함하며,
    상기 대류터널은, 상기 변압기 외함의 내면과 이격되게 설치되며, 상기 변압기 외함의 하측을 향할수록 점진적으로 좁아지는 사다리꼴 형상을 이루는 판상의 터널플레이트; 상기 변압기 외함과 상기 터널플레이트 사이에 형성되며, 유입되는 절연유의 유속이 증가되도록 상기 터널플레이트의 형상을 따라 점진적으로 좁아지게 형성된 유로; 및 상기 터널플레이트의 하측 단부에 만곡지게 형성되며, 토출되는 상기 절연유가 상기 철심과 코일을 향하여 확산될 수 있도록 가이드 하는 확산가이드편;으로 구성된 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터널플레이트의 판면은 수직형상인 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터널플레이트의 판면은 아치(arch)형상인 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
  5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터널플레이트의 상단에서 하단으로 향하는 소정구간의 판면에는 유입되는 절연유 간의 충돌을 방지하면서 절연유의 유속을 증가시키기 위한 산과 골로 이루어진 보조유로부가 형성되고, 상기 보조유로가 끝나는 지점부터 상기 터널플레이트의 하단은 평탄부로 형성된 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
  6. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터널플레이트는 열전달률이 서로 다른 이종금속의 구간 접합에 의해 제작되며, 절연유의 온도에 대하여 서로 열전달율이 작은 금속과 열전달율이 큰 금속인 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
  7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터널플레이트는 고정수단에 의해 상기 변압기 외함의 내면에 설치되며,
    상기 고정수단은, 상기 터널플레이트의 길이방향을 따라 양측에 형성된 날개편과, 상기 터널플레이트의 날개편이 슬라이딩 삽입될 수 있도록 상기 변압기 외함 내면으로부터 돌출되며 날개편을 수용하여 변압기 외함 내면에 밀착시켜 상기 터널플레이트를 설치하는 'ㄱ'자 단면을 갖는 밀착고정편,으로 구성된 것을 특징으로 하는 자체 냉각 구조를 갖는 변압기.
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