KR102060612B1 - 압력 방출장치 - Google Patents

Abstract

변압기 내외에 걸쳐서 설치되며 변압기 내부의 압력을 전달받는 압력 전달홀이 형성되는 제1챔버와 제1챔버와 격리되고 개방시 변압기 내부의 압력이 유입되는 유입구가 형성되는 제2챔버를 가지는 하우징유닛과, 제2챔버에서 유입구를 개방하는 개방위치와 폐쇄하는 폐쇄위치 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되는 개폐유닛과, 개폐유닛을 상기 개방위치로 탄성 가압하는 탄성부재와, 개폐유닛이 폐쇄위치에서 위치 고정되도록 개방위치로의 이동을 차단하는 차단위치와 개폐유닛이 개방위치로 이동되도록 허용하는 허용위치 사이에서 이동 가능한 차단부재와, 하우징 유닛 내에 설치되어 차단부재의 이동을 가이드하고 개폐유닛이 개방위치로 이동시 하우징유닛에서 분리되는 것을 차단하는 고정 가이드부재 및, 제1 및 제2챔버 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되며 차단부재가 차단위치와 허용위치 사이에서 이동되도록 차단부재를 연동시키는 작동로드와 제1챔버 내부에서 압축 및 팽창가능하며 압력 전달홀을 통해 전달되는 압력이 기준압력 이상일 때 팽창하면서 작동로드를 이동시켜 차단부재가 허용위치로 이동될 수 있도록 하는 주름 탄성부재를 가지는 압력 밸브유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치가 개시된다.

Description

압력 방출장치{A PRESSURE RELIEF DEVICE}

본 발명은 압력 방출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변압기 내로 빗물, 오물이 침투하는 것을 방지하면서 내부 압력이 한계 압력으로 상승시 압력을 외부로 방출시켜 변형이나 폭발을 방지할 수 있는 변압기용 압력 방출장치에 관한 것이다.

일반적으로 변압기는 대형 발전소, 가정용, 전동차 등 매우 폭넓게 다양한 종류가 사용되고 있으며, 송전계통이나 배전계통의 일부로서 교류전압을 승압시키거나 강압시켜 경제적인 송배전을 통하여 산업설비나 공장 또는 가정에서 필요한 전압을 공급하는 용도로 사용되고 있다.

이와 같은 변압기는 절연방식의 종류에 따라서 유입식 변압기 또는 건식 변압기 등을 보통 사용하는데, 유입식 주상 변압기는 내부에 고전압을 견디기 위한 절연유가 채워져 있으며, 이러한 주상변압기는 절연 종류에 따라서 유입 또는 건식 절연방식 등으로 구분된다. 보통 고전압을 견디기 위한 절연유를 주상변압기의 외함 내부에 채워서 사용하는 유입식 주상변압기를 널리 사용하고 있는 실정이다.

이러한 주상변압기는 양질의 절연유가 있는 상태에서는 변압기 용량의 150~200%까지 과부하(변압기 용량을 넘은 부담)를 견딜 수 있지만, 전기 사용량이 많아져 과부하가 작용하거나, 변질 절연유를 사용하거나, 사용시간이 오래되어 절연유가 노화 및 변질되면, 변압기 내부로 고안이 발생하면서 절연유가 분해되어 탄화수소계열의 메탄가스, 에틸렌 가스, 수고 가스 등 각종 가스를 생성하므로, 가스에 의해 주상변압기의 외함 내부로 압력이 상승하게 된다. 이와 같이 변압기의 내부 압력이 한계까지 상승하면, 밀봉 구조의 주상 변압기는 이를 버티지 못하고 폭발하거나, 그 폭발에 의한 화재를 야기하고 있다.

이에 따라 변압기는 순간적으로 상승하는 압력을 낮추기 위해 변압기 내부 압력이 허용치 이상으로 상승하면, 그 압력을 외부로 강제 방출하여 변압기 파손을 방지하는 안전장치가 설치된 구성을 가지게 된다.

이러한 배경으로 다양한 종류의 변압기용 방압 안전장치가 개발되고 있으며, 아래 제시된 종래 변압기용 방압 안전장치의 경우 개선해야 할 기술적 문제점이 발견되고 있다.

종래 방압 안전장치의 경우, 변압기의 내부에서 이상 압력이 발생하면, 압력 배출을 위한 파열판이 이상 압력에 의해 찢어지면서, 찍어진 파열 판을 통해 압력이 외부로 배출되는 구조를 갖기 때문에, 압력이 배출된 후 파열 판의 찍어진 틈새를 복구하기 어렵다. 따라서 그 틈새로 수분 및 외부 이물질이 유입되어 변압기 내부에 수용된 절연유가 변질되거나, 이상 압력이 재차 발생하면 절연유가 유출되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 종래 방압 안전장치는 일회성이므로, 사용된 후에는 새것으로 교체해주어야 하고, 사용기한에 따라서 주기적으로 교체해야 하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1691852호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 변압기 내부의 압력이 한계 압력 이상으로 상승시 자동으로 동작하여 압력을 저감시킬 수 있으며, 반복 사용이 가능한 압력 방출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압력 방출장치는, 변압기 내외에 걸쳐서 설치되며, 상기 변압기 내부의 압력을 전달받는 압력 전달홀이 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 격리되고 개방시 상기 변압기 내부의 압력이 유입되는 유입구가 형성되는 제2챔버를 가지는 하우징유닛; 상기 제2챔버에서 상기 유입구를 개방하는 개방위치와 폐쇄하는 폐쇄위치 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되는 개폐유닛; 상기 개폐유닛을 상기 개방위치로 탄성 가압하는 탄성부재; 상기 개폐유닛이 상기 폐쇄위치에서 위치 고정되도록 상기 개방위치로의 이동을 차단하는 차단위치와, 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로 이동되도록 허용하는 허용위치 사이에서 이동 가능한 차단부재; 상기 하우징 유닛 내에 설치되어, 상기 차단부재의 이동을 가이드하고, 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로 이동시 상기 하우징유닛에서 분리되는 것을 차단하는 고정 가이드부재; 및 상기 제1 및 제2챔버 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 차단부재가 상기 차단위치와 허용위치 사이에서 이동되도록 상기 차단부재를 연동시키는 작동로드와, 상기 제1챔버 내부에서 압축 및 팽창가능하며 상기 압력전달홀을 통해 전달되는 압력이 기준압력 이상일 때 팽창하면서 상기 작동로드를 이동시켜 상기 차단부재가 상기 허용위치로 이동될 수 있도록 하는 주름 탄성부재를 가지는 압력 밸브유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이로써, 변압기 내의 압력 상승시 자동으로 동작되어 변압기 내의 압력을 방출시켜서 폭발사고를 예방할 수 있다.

여기서, 상기 하우징유닛은, 제1챔버와 제2챔버를 구획하는 격벽과, 상기 격벽의 일측으로 파이프 형상으로 연장되며 단부가 개방되어 상기 제1챔버를 이루는 챔버부와, 상기 격벽에서 상기 챔버부의 반대측으로 파이프 형상으로 연장되는 결합부를 가지는 메인 하우징; 양단이 개방된 파이프 구조를 가지며, 일단부가 상기 결합부에 결합되며, 외주에 상기 유입구가 형성되는 서브 하우징; 및 상기 챔버부의 개방된 단부에 결합되며, 상기 압력 전달홀이 형성되는 캡부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

이로써, 제1 및 제2챔버를 이루는 제조는 물론, 조립 및 분해 작업이 용이한 이점이 있다.

또한, 상기 개폐유닛은, 개방된 일단부가 상기 서브 하우징 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 내측에 상기 차단부재가 걸리는 제1걸림턱과, 상기 고정 가이드부재에 걸리는 제2걸림턱이 이격되게 설치되는 개폐부재; 및 상기 개폐부재의 외측에 서로 이격되게 설치되며, 상기 폐쇄위치에서 상기 유입구를 사이에 두고 위치되는 복수의 실링부재;를 포함하는 것이 좋다.

이로써, 제2챔버 내에서의 배출구의 개폐동작이 가능하고, 폐쇄상태서의 실링 상태를 안정적으로 유지할 수 있어, 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 상기 차단부재는, 상기 제2챔버 내에서 상기 압력밸브유닛의 작동로드와 상기 개폐부재 사이에서 이동 가능하게 배치되는 작동 볼을 포함하고, 상기 고정 가이드부재에는 상기 제2챔버 내에 설치되도록 상기 격벽에 고정 설치되며, 상기 압력 밸브유닛의 작동로드가 관통하여 슬라이딩 되는 중공과, 상기 작동볼을 이동 가능하게 수용하는 작동홀 및 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로의 이동거리를 제한하여 분리되는 것을 차단하는 단차부가 형성되는 것이 좋다.

이로써, 차단부재와 고정 가이드부재의 연결 관계에 의하여 압력 밸브유닛과 개폐부재의 작동을 연동시켜서 제어할 수 있다.

또한, 상기 작동로드는 상기 제1 및 제2챔버 내부에서 왕복 이동 가능하도록 상기 고정 가이드부재의 중공에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 작동볼을 수용하는 볼 수용홈이 외주에 형성되는 것이 좋다.

이로써, 작동로드의 왕복 이동 우치에 따라서 차단부재의 움직임을 용이하게 제어할 수 있다.

또한, 상기 주름 탄성부재는, 상기 작동로드의 단부와 결합되는 결합판부; 상기 결합판부의 테두리로부터 상기 제1챔버의 내벽에 밀착되도록 점진적으로 확장되며, 탄성 변형 가능하도록 주름지게 형성된 주름 탄성부; 및 상기 주름 탄성부의 끝단에서 확장되어 상기 메인 하우징과 상기 캡부재 사이에 결합되는 결합플랜지;를 포함하며, 상기 주름 탄성부는 상기 유입구로부터의 유입압력에 의해 탄성 변형되면서 펼쳐지면서 상기 작동로드의 위치가 이동되는 것이 좋다.

이로써, 제1챔버에 작용하는 압력의 크기에 따라서 압력 밸브유닛이 주름 탄성부재의 탄성력을 이기고 작동하도록 하여 변압기의 고압을 외부로 순간 방출하도록 배출구를 개방시킬 수 있다.

본 발명의 압력 방출장치에 따르면, 변압기에 설치되어 변압기 내의 압력이 기준압력 이상으로 상승시에 자동으로 작동되어 압력이 순간적으로 방출되도록 할 수 있다.

따라서 변압기의 폭발을 예방하여 안전성을 높일 수 있다.

또한, 고압에 의해 자동으로 작동되어 압력을 방출한 상태에서, 다시 초기위치로 압력 밸브유닛을 이동시켜서 재사용이 가능하며, 특히 변압기에서 분리하지 않고도 초기상태로 복귀시킬 수 있다. 따라서 반영구적으로 반복 사용이 가능하므로, 유지 관리 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 압력 방출장치를 나타내 보인 결합 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압력 방출장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 압력 방출장치의 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 압력 방출장치의 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 압력 방출장치의 좌측면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 압력 방출장치의 우측면도이다.
도 7은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 배출구가 개방된 상태에서의 압력 방출장치를 나타내 보인 정면도이다.
도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 메인 하우징을 발췌하여 보인 단면도이다.
도 11은 도 9의 상태에서 유입구 쪽의 압력이 배출구를 통해 배출되는 상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 12는 도 2에 도시된 개폐부재를 발췌하여 보인 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 압력 방출장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압력 방출장치는, 변압기(10) 내부의 압력이 전달되는 압력전달홀(131)이 형성되는 제1챔버(101)와 제1챔버(101)를 통해 유입된 압력이 배출되는 배출구(127)가 형성되는 제2챔버(102)를 가지는 하우징유닛(100)과, 제2챔버(102)에 왕복 이동 가능하게 설치되는 개폐유닛(200)과, 탄성부재(300)와, 차단부재(400)와, 고정 가이드부재(500) 및 압력 밸브유닛(600)을 구비한다.

상기 하우징유닛(100)은 메인 하우징(110)과, 상기 메인 하우징(110)에 결합되는 서브 하우징(120) 및 캡부재(130)를 구비한다.

상기 메인 하우징(110)은 제1챔버(101)와 제2챔버(102)를 구획하는 격벽(111)과, 상기 격벽(111)의 일측으로 파이프 형상으로 연장되며 단부가 개방되어 상기 제1챔버(101)를 이루는 챔버부(113)와, 상기 격벽(111)에서 상기 챔버부(113)의 반대측으로 파이프 형상으로 연장되는 결합부(115)를 가진다. 격벽(111)의 중앙에는 후술할 고정 가이드부재(500)가 결합되고 작동로드(610)가 관통되는 가이드홀(111a)이 형성된다. 가이드홀(111a)의 내주에는 나사선이 형성된다. 챔버부(113)의 외측에는 캡부재(130)가 나사 결합되는 나사선이 형성된다. 결합부(115)의 내주에는 상기 서브 하우징(120)이 나사 결합되는 나사선이 형성된다. 또한, 메인 하우징(110)의 외주에는 서브 하우징(120)과의 조립작업을 용이하게 하기 위한 다각형의 플랜지(117)가 돌출되게 형성된다.

상기 서브 하우징(120)은 양단이 개방된 파이프 구조를 가지며, 외측의 일단부에는 메인 하우징(110)의 결합부(115)에 나사 결합되는 제1결합부(121)와, 타단부의 외측에 나사선으로 형성된 제2결합부(123)와, 제1 및 제2결합부(121,123) 사이에 위치하도록 외주에 돌출 형성되는 다각형의 플랜지(125)를 가진다. 또한, 플랜지(125)와 제1결합부(121) 사이에 위치하도록 서브 하우징(120)의 내외를 관통하는 유입구(127)가 형성된다. 상기 유입구(127)는 변압기 내부공간(A)에 위치함으로써, 개방시 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 제2챔버(102) 내부로 유입되도록 한다. 유입구(127)는 복 수개가 서로 대칭되게 형성될 수 있다.

또한 서브 하우징(120)의 외측에는 변압기 체결을 위한 너트(800)가 나사 결합된다. 따라서 변압기(10)의 벽이 너트(800)와 플랜지(125) 사이에 개재된 상태로, 상기 너트(800)를 체결하여 조임으로써, 변압기(10)에 하우징(100)을 설치할 수 있다.

상기 캡부재(130)는 상기 메인 하우징(110)의 챔버부(113)의 개방된 단부를 덮도록 결합된다. 이 캡부재(130)에는 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 제1챔버(101)로 전달되어 작용하도록 하는 압력 전달홀(131)이 형성된다. 압력 전달홀(131)은 복수 형성될 수 있다. 캡부재(130)의 내주에는 챔버부(113)의 외주에 나사 결합되도록 나사선이 형성된다. 상기 캡부재(130)와 챔버부(113)의 단부 사이에는 후술할 주름 탄성부재(620)의 결합플랜지(623)가 개재된 상태로 결합된다.

상기 개폐유닛(200)은 제2챔버(102)에서 상기 유입구(127)를 개방하는 개방위치(도 9 참조)와 폐쇄하는 폐쇄위치(도 7 참조) 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이러한 개폐유닛(200)을 구체적으로 살펴보면, 개폐부재(210)와 한 쌍의 실링부재(220)를 구비한다.

상기 개폐부재(210)는 양단이 개방되고 일단부가 상기 제2챔버(102) 내에 삽입 결합되는 파이프 형의 개폐부재 몸체(211)와, 개폐부재 몸체(211)의 개방된 타단부에 결합되는 가이드캡(213)을 구비한다. 상기 개폐부재 몸체(211)는 일단부가 상기 서브 하우징(120) 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 내측에 상기 차단부재(400)가 걸리는 제1걸림턱(211a)과, 상기 고정 가이드부재(500)에 걸리는 제2걸림턱(211b)이 형성된다. 제1 및 제2걸림턱(211a)(211b)은 개폐부재(210)의 왕복 이동거리를 제안하도록 소정 거리 이격되게 배치된다. 제2걸림턱(211b)은 개폐부재 몸체(211)의 일단부에 형성되는 것이 좋다. 그리고 개폐부재 몸체(211)의 외주에는 상기 복수의 실링부재(230)가 결합되는 한 쌍의 환형 홈(211c)이 소정 거리 이격되게 형성된다.

또한, 상기 개폐부재(210)의 제2걸림턱(211b) 내주(210a)에는 복수의 압력 배출홈(210b)이 형성된다. 따라서 개폐부재(210)의 내부에 고정 가이드부재(500)가 끼워져 결합된 상태에서, 개폐부재(210)가 개방위치로 이동되면, 제2챔버(102) 내의 압력이 상기 압력 배출홈(210b)을 통해서 개폐부재(210)와 고정 가이드부재(500)사이의 틈으로 원활하게 배출되어 이동될 수 있게 된다.

상기 복수의 실링부재(230)는 상기 한 쌍의 환형 홈(211c)에 결합되어 설치되어, 서브 하우징(120)의 내주와 개폐부재(210)의 외주를 밀폐시켜서 변압기(10) 내부의 압력이 유입되는 것을 차단한다. 이러한 복수의 실링부재(230)의 간격은 상기 유입구(127)의 크기보다 크게 설정된다. 따라서 도 7과 같은 폐쇄위치에서는 한 쌍의 실링부재(230) 사이에 유입구(127)가 위치하게 됨으로써, 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 제2챔버(102) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있게 된다. 그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 개폐유닛(200)이 개방위치로 이동하게 되면, 한 쌍의 실링부재(230)가 배출구(127)를 완전히 벗어나게 되고, 제2챔버(102)의 공간이 유입구(127)와 연결됨으로써 하우징유닛(100) 내부로 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 유입될 수 있게 된다.

상기 가이드캡(113)은 개폐부재 몸체(111)의 타단에 결합되며, 중앙에 배출구(113a)가 형성된다. 상기 배출구(113a)는 변압기(10) 외부공간(B) 즉, 대기와 연결됨으로서 유입구(127)를 통해 제2챔버(102)로 유입된 압력이 대기로 빠져나갈 수 있도록 연통된다. 바람직하게는, 배출구(113a)는 중앙에 형성됨으로써, 후술할 압력밸브유닛(600)의 작동로드(610)가 관통한 상태에서 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 것이 좋다. 따라서 배출구(113a)에 작동로드(610)가 유격을 가지고 슬라이딩 가능하게 연결됨으로써, 작동로드(610)를 개폐부재(210) 내외로 이동 가능하게 가이드하고, 압력을 외부로 배출하는 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

상기 탄성부재(300)는 제2챔버(102) 내에 설치되어 개폐유닛(600)을 도 9와 같이 개방위치로 탄성 가압한다. 이러한 탄성부재(300)는 코일 스프링인 것이 좋다.

상기 차단부재(400)는 상기 개폐유닛(200)이 도 7과 같은 폐쇄위치에서 위치 고정되도록 상기 개방위치로의 이동을 차단하는 차단위치(도 7 참조)와, 상기 개폐유닛(200)이 상기 개방위치로 이동되도록 허용하는 허용위치(도 9 참조) 사이에서 이동 가능하게 설치된다. 이러한 차단부재(400)는 도 7과 같이 상기 차단위치에서 제1걸림턱(211a)을 간섭하여 차단하는 위치에 위치된다. 이러한 차단부재(400)는 작동볼을 포함하는 것이 바람직하며, 복수가 작동로드(610)의 주변에 일정 간격으로 배치된다.

상기 고정 가이드부재(500)는 제2챔버(102) 내에 위치하며 중공으로 상기 작동로드(610)가 왕복 슬라이딩 가능하게 결합되는 파이프 구조를 가지는 가이드부재 몸체(510)와, 가이드부재 몸체(510)의 일정 영역에서 두께가 확장되어 개폐부재(210)의 제2걸림턱(211b)이 걸리도록 차단하는 차단부(520)를 가진다.

상기 가이드부재 몸체(510)의 일단은 상기 격벽(111)의 가이드홀(111a)에 결합되어 고정된다. 가이드부재 몸체(510)의 중공에 작동로드(610)가 유격을 갖고 삽입 결합된 상태로 왕복 슬라이딩 가능하게 설치된다.

상기 차단부(520)는 가이드부재 몸체(510) 보다 두껍게 외측으로 확장되어 단차지게 형성되며, 가이드부재 몸체(510)의 외주와 단차진 부분이 개폐부재(210)가 개방위치로 이동되는 거리를 제한하도록 제2걸림턱(211b)을 차단한다. 또한, 차단부(520)에는 내외로 관통되게 작동홀(530)이 형성된다. 작동홀(530)은 차단부재(400) 즉, 작동볼을 수용하여 차단부(520)의 내주로 돌출되거나 외측으로 돌출될 수 있도록 이동 가능하게 가이드 한다. 작동홀(530)은 복수가 원주 방향으로 일정 간격으로 형성되는 것이 좋다. 상기 차단부(520)의 두께는 차단부재(400)의 직경보다 작게 형성됨으로써, 작동홀(530)이 도 7과 같이 작동로드(610)에 의해 차단될 경우에는 차단부(520)의 외측으로 돌출된 상태에서 개폐부재(210)의 제1걸림턱(211a)을 차단하는 위치로 이동되어 위치 고정될 수 있다. 상기 작동홀(530)도 압력이 빠져나가는 유로 역할을 하게 된다.

상기 압력 밸브유닛(600)은 상기 제1 및 제2챔버(101,102) 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되며 상기 차단부재(500)가 상기 차단위치와 허용위치 사이에서 이동되도록 상기 차단부재(500)를 연동시킨다. 이러한 압력 밸브유닛(600)은 고정 가이드 부재(500)의 중공을 관통하여 제1 및 제2챔버(101,120)에 걸쳐서 왕복 이동 가능하게 설치되는 작동로드(610)와, 상기 제1챔버(101) 내부에서 상기 압력 전달홀(131)을 통해 작용하는 압력에 의해 팽창 변형되면서 작동로드(610)를 이동시키는 주름 탄성부재(620)를 구비한다.

상기 작동로드(610)는 일단이 제1챔버(101)에서 주름 탄성부재(620)에 결합되며, 고정가이드 부재(500)의 중공을 통과하도록 결합되어 개폐부재(210)의 끝단에 형성된 배출구(213a)를 관통하여 외측으로 돌출된 상태에서 왕복 이동 가능하게 설치된다. 작동로드(610)의 외주에는 이동 위치에 따라서 상기 차단부재(400) 즉 작동볼을 수용하는 볼 수용홈(611)이 형성된다. 볼 수용홈(611)은 작동로드(610)의 외주에 소정 깊이로 형성되며, 원주 방향으로 연속하여 환형으로 형성되는 것이 좋다. 그리고 볼 수용홈(611)의 바닥면과 작동로드(610)의 외주면 사이는 경사면으로 이루어져 있어서, 작동볼이 경사면을 통해 자연스럽게 가이드 되어 위치 이동될 수 있게 된다.

상기 주름 탄성부재(620)는 작동로드(610)의 단부와 결합되는 결합판부(621)와, 상기 결합판부(621)의 테두리로부터 제1하우징(110)의 내벽에 밀착되도록 점진적으로 확장되며 탄성 변형 가능하도록 주름지게 형성된 주름 탄성부(625) 및 상기 주름 탄성부(625)의 끝단에서 확장되어 상기 메인 하우징(110)과 상기 캡부재(130) 사이에 결합되는 결합플랜지(623)를 가진다. 상기 주름 탄성부(625)는 상기 압력 전달홀(131)로부터 전달되는 변압기(10) 내부의 압력에 의해 탄성 변형되어 펼쳐지면서 상기 작동로드(610)의 위치를 이동시킨다. 상기 결합판부(621)는 너트(631,633) 등의 체결부재에 의해 작동로드(610)의 단부에 결합된다. 결합플랜지(623)는 제1챔버부(113)의 단부와 캡부재(130) 사이에 개재된 상태로 결합됨으로써, 압력 전달홀(131)로 유입되는 압력이 제1챔버부(113)의 내벽을 통해 제2챔버(102)로 누수되는 것을 차단한다. 상기 주름 탄성부(625)는 결합판부(621)에서 결합플랜지(623) 사이를 연결하며, 결합판부(621)로부터 결합플랜지(623) 쪽으로 점진적으로 직경이 확장되도록 소위 절두원추형상으로 형성된다. 또한, 주름 탄성부(625)는 소위 자바라식으로 주름진 상태로 압축되어 있으며, 외력에 의해서 압축된 주름이 펼쳐지면 탄성 복원력이 발생하게 된다. 이와 같이 주름 탄성부(625)의 주름이 펼쳐지도록 힘은 변압기 내의 폭발임계 압력을 기준으로 하여 적절히 설정될 수 있다.

이러한 주름 탄성부재(620)는 압축된 상태에서는 도 7과 같이, 작동로드(610)의 외주에 차단부재(400)가 간섭되어 개폐부재(210)의 이동을 차단할 수 있도록 한다.

그리고 압력 전달홀(131)을 통해 기준 압력 이상이 작용하게 되면, 주름 탄성부재(620)가 압축탄성력을 이기고 도 9와 같이 펼쳐짐으로써, 작동로드(610)의 볼 수용홈(611)에 차단부재(400)가 마주하게 되며, 이때 차단부재(400)는 탄성부재(300)의 가압력에 의해 가압되는 개폐부재(210)의 제1걸림턱(211a)에 밀려서 볼 수용홈(611)으로 들어오게 되고, 유입구(127)는 순간적으로 개방된다.

상기 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 하우징(100)의 압력 전달홀(131)과 유입구(127)가 변압기(10) 내부공간(A)에 위치하도록 변압기(10)에 설치된다. 이 상태에서 변압기(10)의 내부공간(A)의 압력이 압력 전달홀(131)을 통해 주름 탄성부재(620)에 전달된다.

작용압력이 기준압력 미만으로 유지되면, 주름 탄성부재(620)는 압축 변형되지 않고, 작동로드(610)도 움직이지 않게 되어 유입구(127)는 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.

한편, 변압기 내의 압력이 기준압력 이상으로 상승하게 되면, 그 압력에 의해서 주름 탄성부재(620)가 펼쳐지면서 작동로드(610)가 움직인다. 그리고 도 9와 같이 볼 수용홈(611)이 차단부재(400)와 마주하는 위치로 작동로드(610)가 이동하게 되면, 탄성부재(300)의 탄성력에 의해 가압되고 있던 개폐부재(210)에 밀려서 차단부재(400)가 볼 수용홈(611)으로 순간적으로 밀려들어 오고, 개폐부재(210)는 탄성부재(300)의 탄성 복원력에 의해 순간적으로 개방위치로 이동된다. 그러면, 유입구(127)가 개방되고, 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 유입구(127)를 통해 제2챔버(102)로 유입된다. 그리고 제2챔버(102)로 유입된 압력은 개폐부재(210)와 고정 가이드부재(500) 사이의 틈을 통해 배출구(113A)로 방출된다.

이와 같이, 변압기(10) 내부공간(A)의 압력이 기준압력 이상으로 상승하게 되면, 압력 밸브유닛(600)이 동작하여 유입구(127)를 개방시킴으로써, 변압기(10) 내부압력이 외부공간(B) 즉, 대기로 빠져나갈 수 있게 된다.

따라서 변압기의 폭발을 방지하여 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 압력 방출장치에 의하면, 변압기 내의 압력을 방출하여 폭발위험을 해소한 후에는, 개폐부재(210)와 작동로드(610)를 다시 초기위치로 강제로 밀어서 도 7의 상태로 유지시킴으로써, 재사용이 가능하게 된다. 즉, 본 발명의 압력 저감장치는 변압기에 설치하여 사용시, 변압기 압력상승에 따른 폭발위험을 해소하도록 자동으로 작동되어 동작되며, 작동 후에는 관리자가 작업자가 다시 초기위치로 작동로드(610)를 이동시켜 줌으로써, 재사용이 가능한 이점이 있다. 이로써 변압기의 폭발을 방지하여 안정성을 확보할 수 있는 동시에, 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에, 유지 관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100..하우징 101..제1챔버
102..제2챔버 110..메인 하우징
120..서브 하우징 200..개폐유닛
210..개폐부재 230..실링부재
300..탄성부재 400..차단부재
500..고정 가이드부재 510..가이드부재 몸체
520..차단부 530..작동홀
600..압력 밸브유닛 610..작동로드
611..작동볼 수용홈 620..주름 탄성부재

Claims (6)

1. 변압기 내외에 걸쳐서 설치되며, 상기 변압기 내부의 압력을 전달받는 압력 전달홀이 형성되는 제1챔버와, 상기 제1챔버와 격리되고 개방시 상기 변압기 내부의 압력이 유입되는 유입구가 형성되는 제2챔버를 가지는 하우징유닛;
   상기 제2챔버에서 상기 유입구를 개방하는 개방위치와 폐쇄하는 폐쇄위치 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되는 개폐유닛;
   상기 개폐유닛을 상기 개방위치로 탄성 가압하는 탄성부재;
   상기 개폐유닛이 상기 폐쇄위치에서 위치 고정되도록 상기 개방위치로의 이동을 차단하는 차단위치와, 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로 이동되도록 허용하는 허용위치 사이에서 이동 가능한 차단부재;
   상기 하우징 유닛 내에 설치되어, 상기 차단부재의 이동을 가이드하고, 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로 이동시 상기 하우징유닛에서 분리되는 것을 차단하는 고정 가이드부재; 및
   상기 제1 및 제2챔버 사이에서 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 차단부재가 상기 차단위치와 허용위치 사이에서 이동되도록 상기 차단부재를 연동시키는 작동로드와, 상기 제1챔버 내부에서 압축 및 팽창가능하며 상기 압력 전달홀을 통해 전달되는 압력이 기준압력 이상일 때 팽창하면서 상기 작동로드를 이동시켜 상기 차단부재가 상기 허용위치로 이동될 수 있도록 하는 주름 탄성부재를 가지는 압력 밸브유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징유닛은,
   제1챔버와 제2챔버를 구획하는 격벽과, 상기 격벽의 일측으로 파이프 형상으로 연장되며 단부가 개방되어 상기 제1챔버를 이루는 챔버부와, 상기 격벽에서 상기 챔버부의 반대측으로 파이프 형상으로 연장되는 결합부를 가지는 메인 하우징;
   양단이 개방된 파이프 구조를 가지며, 일단부가 상기 결합부에 결합되며, 외주에 상기 유입구가 형성되는 서브 하우징; 및
   상기 챔버부의 개방된 단부에 결합되며, 상기 압력 전달홀이 형성되는 캡부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 개폐유닛은,
   개방된 일단부가 상기 서브 하우징 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입되며, 내측에 상기 차단부재가 걸리는 제1걸림턱과, 상기 고정 가이드부재에 걸리는 제2걸림턱이 이격되게 설치되는 개폐부재; 및
   상기 개폐부재의 외측에 서로 이격되게 설치되며, 상기 폐쇄위치에서 상기 유입구를 사이에 두고 위치되는 복수의 실링부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 차단부재는,
   상기 제2챔버 내에서 상기 압력밸브유닛의 작동로드와 상기 개폐부재 사이에서 이동 가능하게 배치되는 작동 볼을 포함하고,
   상기 고정 가이드부재에는 상기 제2챔버 내에 설치되도록 상기 격벽에 고정 설치되며, 상기 압력 밸브유닛의 작동로드가 관통하여 슬라이딩 되는 중공과, 상기 작동볼을 이동 가능하게 수용하는 작동홀 및 상기 개폐유닛이 상기 개방위치로의 이동거리를 제한하여 분리되는 것을 차단하는 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 작동로드는 상기 제1 및 제2챔버 내부에서 왕복 이동 가능하도록 상기 고정 가이드부재의 중공에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 이동위치에 따라서 상기 작동볼을 수용하는 볼 수용홈이 외주에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 주름 탄성부재는,
   상기 작동로드의 단부와 결합되는 결합판부;
   상기 결합판부의 테두리로부터 상기 제1챔버의 내벽에 밀착되도록 점진적으로 확장되며, 탄성 변형 가능하도록 주름지게 형성된 주름 탄성부; 및
   상기 주름 탄성부의 끝단에서 확장되어 상기 메인 하우징과 상기 캡부재 사이에 결합되는 결합플랜지;를 포함하며,
   상기 주름 탄성부는 상기 유입구로부터의 유입압력에 의해 탄성 변형되면서 펼쳐지면서 상기 작동로드의 위치가 이동되는 것을 특징으로 하는 압력 방출장치.

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