KR101887208B1 - 변압기의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 강판이 적층되어 형성되는 철심과, 상기 철심에 감겨 있는 1차권선과 2차권선을 포함하는 변압기를 냉각하기 위한 변압기의 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 냉각팬과; 상기 냉각팬으로부터 공기를 제공받는 냉각덕트와; 상기 냉각덕트에 일정간격으로 구비되어 냉각덕트로부터 제공된 공기가 내부를 유동하고, 상기 1차권선과 2차권선 사이, 상기 강판 사이 중 적어도 한 곳에 배치되는 스페이서;로 구성되어, 1차권선과 2차권선 및 철심에서 발생되는 열을 효율적으로 발산할 수 있는 효과가 있다.

Description

변압기의 냉각장치{A Cooling Apparatus for Transformer}

본 발명은 변압기의 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 변압기의 작동 중에 발생하는 열을 효과적으로 발산할 수 있는 변압기의 냉각장치에 관한 것이다.

변압기는 동작하는 과정에서 변압기 내부에 설치되어 있는 권선으로부터 열이 방출되어 변압기 내부에 전달됨으로써 온도상승을 초래하여 변압기의 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

따라서, 변압기 내부에는 변압기가 동작하는 과정에서 발생되는 열기를 식혀줄 수 있도록 하는 다양한 냉각장치가 제시되고 있지만 아직까지는 원가상승과 제작의 어려움 및 냉각효율의 저하 등 여러 가지 문제점이 있는 실정이다.

출원번호:20-2015-0001280 (공개번호:20-2016-0003036, 고안의 명칭:소음저감형 변압기 냉각 덕트)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변압기의 작동 중에 1차권선과 2차권선 및 철심 등에서 발생되는 열을 외부로 효과적으로 발산시켜 변압기의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 변압기의 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치는 다수의 강판이 적층되어 형성되는 철심과, 상기 철심에 감겨 있는 1차권선과 2차권선을 포함하는 변압기를 냉각하기 위한 것으로서; 냉각팬과; 상기 냉각팬으로부터 공기를 제공받는 냉각덕트와; 상기 냉각덕트에 일정간격으로 구비되어 냉각덕트로부터 제공된 공기가 내부를 유동하고, 상기 1차권선과 2차권선 사이, 상기 강판 사이 중 적어도 한 곳에 배치되는 스페이서;로 구성된다.

여기서, 상기 스페이서에는 다수의 관통홀이 형성되고, 스페이서는 그 재질이 알루미늄으로 구성된다.

그리고, 상기 냉각덕트와 스페이서의 연결부위는 냉각덕트에서 스페이서 쪽으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 변압기의 냉각장치는 스페이서 내부를 유동하는 공기의 유동에 의하여 1차권선과 2차권선 및 철심에서 발생되는 열을 효율적으로 발산할 수 있는 이점이 있다.

또한, 스페이서를 통해 고속으로 공기가 분출될 때 이 고속의 공기흐름에 의해 기압이 낮아지는데, 이때 주변의 많은 공기가 기압이 낮은 곳으로 몰려 1차권선과 2차권선 및 철심 쪽으로 분출되므로 냉각 효율을 더욱 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 스페이서의 재질을 열전달이 좋은 알루미늄으로 구성하고, 이 스페이서에 관통홀을 형성함으로써 열 발산 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 냉각덕트와 스페이서의 연결부위는 냉각덕트에서 스페이서 쪽으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지도록 하여 공기의 유동속도를 향상시킴으로써 열 발산이 더욱 더 잘 이루어지도록 할 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치가 1차권선과 2차권선 사이에 설치된 모습을 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치가 철심의 강판 사이에 설치된 모습을 보인 도.

이하, 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치가 1차권선과 2차권선 사이에 설치된 모습을 보인 도이고, 도 4는 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치가 철심의 강판 사이에 설치된 모습을 보인 도이다.

본 발명에 의한 변압기의 냉각장치는 변압기에서 발생되는 열을 냉각하여 변압기의 수명감소와 고장 등을 예방하기 위한 것이다.

좀 더 부연하면, 변압기는 다수의 강판(3a)이 병렬 적층되어 형성되는 철심(3)과, 상기 철심(3)에 감겨 있는 1차권선(1)과, 상기 철심(3) 주위에 감겨 있되 상기 1차권선(1)과 분리되어 감겨있는 2차권선(2)을 포함하고 있는데, 철심(3)을 구성하는 다수의 강판(3a)이나 1차권선(1)과 2차권선(2)에는 열이 많이 발생되어 변압기의 수명을 감소시키거나 변압기의 고장을 발생시키는 원인이 되기도 한다.

바로 이러한 변압기를 냉각하기 위하여 본 발명에 의한 변압기의 냉각장치를 설치하였다.

상기와 같은 본 발명의 변압기의 냉각장치는 냉각팬(10)과, 상기 냉각팬(10)으로부터 공기를 제공받는 냉각덕트(20)와, 상기 냉각덕트(20)와 연통되는 다수의 스페이서(30)로 구성된다.

상기 냉각팬(10)은 모터와 팬의 조합으로 이루어진 것으로서, 모터가 돌면 팬이 회전을 하면서 공기의 흐름을 발생시킨다.

상기 냉각덕트(20)는 고리 형태를 갖고 상기 냉각팬(10)과 파이프를 통하여 연결됨으로써 냉각팬(10)의 작동에 의하여 발생한 공기를 제공받는다. 이러한 냉각덕트(20)는 내부에 고리 형태의 빈 공간이 형성되어 상기 냉각팬(10)으로부터 발생된 공기가 그 고리 형태의 빈 공간으로 유입된다. 고리 형태의 냉각덕트 단면(40, 확대도)은 속이 빈 고리의 단면 안쪽 면은 곡면이고 바깥쪽 면은 안쪽 면에 비해 상대적으로 평평한 면으로 이루어진다. 고리를 이루는 안쪽 면과 바깥쪽 면은 미세한 틈을 사이에 두고 맞물려 있다. 상대적으로 평평한 면을 타고 흐르는 공기의 흐름 속도(①) 보다 곡면을 타고 흐르는 공기의 흐름 속도(②)가 더 빠르므로, 냉각덕트(20)의 고리 내부에 상대적인 저기압 지역이 형성된다. 이에 의해, 미세한 틈을 통해 공기가 강하게 불어나오며 고리 바깥 주변의 공기(50)까지 빨아들여 둥근 고리를 통과하는 강한 공기 흐름이 형성된다.

스페이서(30)는 고리 형태 냉각덕트(20) 위쪽에 일정간격으로 배치된다. 이러한 스페이서(30)는 원형 또는 다각(가령, 4각) 관체 형상으로서, 상기 1차권선(1)과 2차권선(2) 사이, 상기 강판(3a) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치된다.

좀 더 자세히 설명하면, 상기 스페이서(30)는 냉각덕트(20)를 따라 다수개가 일정 간격으로 배치되는 것으로서, 일측 끝단이 상기 냉각덕트(20)와 연통되게 설치되어 냉각덕트(20)의 내부 공간에 유입된 공기를 제공받는다. 이렇게 스페이서(30)의 내부에 유입된 공기는 상기 스페이서(30) 내부에서 유동을 하여 타측 끝단을 통해 분출된다.

그리고, 상기 스페이서(30)는 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 상기 1차권선(1)과 2차권선(2) 사이에 배치될 수도 있고, 도 4에 도시된 것처럼 상기 철심(3)을 구성하는 다수의 강판(3a) 사이에 배치될 수도 있으며, 상기 1차권선(1)과 2차권선(2) 사이의 공간과 강판(3a)들 사이의 공간에 모두 설치될 수도 있다. 스페이서(30)를 강판(3a) 사이에 설치할 때는 강판(3a)의 형태에 맞추어 적절하게 절곡시킴으로써 스페이서(30)가 강판(3a) 외부로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 설치되는 스페이서(30)는 그 재질을 열전달이 좋은 알루미늄으로 구성하여 열을 효율적으로 발산할 수 있도록 한다. 즉, 스페이서(30)가 1차권선(1)과 2차권선(2) 사이에 배치되면 스페이서(30)의 일측면에는 1차권선(1)이 접하고 타측면에는 2차권선(2)이 접하게 되며, 스페이서(30)가 강판(3a) 사이에 배치되면 스페이서(30)의 일측면과 타측면에 강판(3a)이 접하게 되는데, 이때 스페이서(30) 내부에서 상대적으로 차가운 공기가 유동하여 토출되면서 열을 포획하여 스페이서(30) 밖으로 발산한다.

부연하면, 상기 스페이서(30)를 통해 냉각덕트(20) 내부의 공기가 고속으로 분출되는데, 이 고속의 공기흐름에 의해 기압이 낮아지면서 주변의 공기가 기압이 낮은 곳으로 몰리기 때문에, 냉각덕트(20)를 통해 스페이서(30)로 공급되는 공기의 양보다 훨씬 더 많은 양의 공기가 1차권선(1)과 2차권선(2) 및 철심(3)에 공급되어 냉각 효율을 더욱 높일 수 있다.

그리고, 상기 스페이서(30)에는 다수의 관통홀(31)을 형성시켜 열 발산의 효과를 더욱 향상시킬 수 있도록 한다. 즉 스페이서(30) 내부로 유입된 공기는 스페이서(30)의 타단을 향하여 유동하다가 상기 관통홀(31)을 통해 스페이서(30) 밖으로 분출된다. 이러한 공기의 분출에 의해 공기가 직접적으로 1차권선(1)과 2차권선(2) 및 강판(3a)의 표면에 부딪힘으로써 열을 더욱 더 효율적으로 발산할 수 있다.

한편, 상기 냉각덕트(20)와 스페이서(30)의 연결부위는 냉각덕트(20)에서 스페이서(30) 쪽으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지는 형태를 취한다. 이렇게 하면 냉각덕트(20)에서 스페이서(30)로 공기가 유입될 때 공기의 유동속도를 더 빠르게 할 수 있어서 열 발산 효율이 더 향상될 수 있다.

1: 1차권선 2: 2차권선
3: 철심 3a: 강판
10: 냉각팬 20: 냉각덕트
30: 스페이서 31: 관통홀

Claims (4)

1. 다수의 강판(3a)이 적층되어 형성되는 철심(3)과, 상기 철심(3)에 감겨 있는 1차권선(1)과 2차권선(2)을 포함하는 변압기를 냉각하기 위한 것으로서,
   냉각팬(10)과;
   상기 냉각팬(10)으로부터 공기를 제공받는 냉각덕트(20)와;
   상기 냉각덕트(20)에 일정간격으로 구비되어 냉각덕트(20)로부터 제공된 공기가 내부를 유동하고, 상기 1차권선(1)과 2차권선(2) 사이, 상기 강판(3a) 사이 중 적어도 한 곳에 배치되는 스페이서(30);로 구성되며,
   상기 스페이서(30)에는 다수의 관통홀(31)이 형성된 것을 특징으로 하는 변압기의 냉각장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스페이서(30)는 그 재질이 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는 변압기의 냉각장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각덕트(20)와 스페이서(30)의 연결부위는 냉각덕트(20)에서 스페이서(30) 쪽으로 갈수록 그 폭이 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 변압기의 냉각장치.
   

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