KR102160357B1 - 고효율 건식 변압기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전압을 변압하는 동안에 발생하는 열의 냉각이 가능한 변압기로서, 상기 변압기의 외관을 형성하고 전압을 변압하는 공간을 제공하는 본체부; 상기 본체부의 내부에 구비되는 코어와 상기 코어의 일측 및 타측에 각각 권선되는 코일로 구성되어 전압의 변화를 유도하는 변압부; 및 상기 코어에 형성된 상하방향의 중공을 관통하면서 상기 본체부의 중심부분에 형성되며, 상하방향으로 유입되는 공기의 속도를 증가시키는 공기유동부;를 포함하는 것에 기술적 특징이 있다.

Description

고효율 건식 변압기 {HIGH EFFICIENCY DRY TYPE TRANSFORMER}

본 발명은 건식 변압기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변압 과정에서 발생하는 열기를 효율적으로 냉각시키는 고효율 건식 변압기에 관한 것이다.

일반적인 유입 변압기는 자로를 형성시키기 위한 철심(코어)과 철심에 결합되어 전로를 형성시키는 권선(코일)을 포함하며, 이들 코어와 코일이 외부와의 사이에서 충분한 절연상태를 유지하도록 하고 냉각매체로서의 기능을 수행하도록 하기 위해 변압기 내부에 오일(절연유)을 충입 후, 변압기 케이스의 둘레에 마련된 대규모의 방열기 측으로 오일을 순환시키고, 이를 외기의 팬이 구동되어 냉각시키는 구성으로 이루어져 있다.

변압기는 고압 권선에 인가된 교류 전압에 의하여 철심에서 교번 자속이 발생하고, 전자유도작용에 의하여 전압을 변성하여 저압권선에서 교류 전압을 공급하는 기기이다.

권선은 저압권선과 고압권선이 철심을 공유하며 동심원 구조로 이루어져 있으며, 각각의 권선은 평각동선 형태로 전기적 절연과 연속전위권선(CTC)의 결합력 강화를 위해 절연지로 감겨있다.

이와 같은, 유입 변압기 내부에는 절연유로 충진되어 있는데, 이는 철심, 권선, 외함 등의 구조물 사이의 절연을 유지하고, 철심에서 발생하는 무부하손실 및 권선에서 발생하는 부하손실에 의한 열을 냉각시키기 위함이다. 특히, 변압기에서 발생되는 열은 손실을 증가시킬 뿐만 아니라, 절연지의 열화를 가속시켜 변압기의 수명을 감소시킨다.

그리고 종래의 유입 변압기는 지그재그로 형성된 냉각덕트를 따라 절연유가 순환하며, 권선에서 발생된 열을 절연유가 흡수하여 권선의 발열을 억제하였다. 유입 변압기에 사용되는 절연유로는 광유 및 식물성 절연유가 일반적이다.

상기와 같이 절연유가 냉각덕트를 따라 순환하는 경우, 종방향으로 진행되는 냉각덕트를 따라 순환하여 절연유의 유동속도가 느려짐에 따라 냉각 효율이 떨어지고, 낮은 냉각 효율로 인하여 권선부의 온도가 상승하여 수명이 감소한다. 또한, 각 권선부마다 냉각 정도에 차이가 발생하고, 그에 따라 권선부마다 수명에 차이가 발생한다.

특히, 광유의 경우, 인화점이 146℃로 낮아, 화재발생 가능성이 높으므로 인화점이 327℃로 광유에 비해 상대적으로 높은 식물성 절연유가 주로 사용되어 왔다. 식물성 절연유의 경우 열전도율이 높아 냉각기에서 방출되는 열이 광유에 비해 상대적으로 좋지만, 점도가 높아 변압기 내부에서의 순환이 느리고 이에 따라 냉각기의 성능을 보강하더라도 전체적인 냉각성능을 향상시키는데 한계가 있었다.

상기와 같은 변압기 내의 열을 냉각시키기 위한 냉각 매체로 절연유를 사용하는 경우 절연유의 관리 및 비용적인 면에서 긍정적이지 못한 면들이 자주 드러나는 상황이 초래되고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 제반의 문제점들을 해결하기 위한 변압기에 대한 연구가 꾸준히 진행 중이며 그 수요 또한 증가하고 있는 실정이다.

대한민국 등록특허번호 제10-1086339호 대한민국 등록특허번호 제10-1071003호 대한민국 공개특허번호 제10-2014-0036596호 대한민국 등록특허번호 제10-1696421호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 변압기의 상승된 온도를 효율적으로 낮추기 위한 고효율 건식 변압기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 변압기 내에서 발생하는 열기를 외부로 효과적인 전달이 가능한 고효율 건식 변압기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 변압기 내부의 공기의 원활한 유입과 유출을 위해 공기유동로의 모양에 변형을 가하는 고효율 건식 변압기를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 전압을 변압하는 동안에 발생하는 열의 냉각이 가능한 변압기로서, 상기 변압기의 외관을 형성하고 전압을 변압하는 공간을 제공하는 본체부; 상기 본체부의 내부에 구비되는 코어와 상기 코어의 일측 및 타측에 각각 권선되는 코일로 구성되어 전압의 변화를 유도하는 변압부; 및 상기 코어에 형성된 상하방향의 중공을 관통하면서 상기 본체부의 중심부분에 형성되며, 상하방향으로 유입되는 공기의 속도를 증가시키는 공기유동부;를 포함한다.

또한, 상기 공기유동부는 상단 및 하단에서 각각 중심부분을 향하여 테이퍼진 형태로 형성되어 단면적의 변화를 통해 공기의 속도 변화를 유도할 수 있다.

또한, 상기 변압부의 일부분을 에워싸면서 설치되고 상기 공기유동부에 연결되어 상기 변압부에서 발생하는 열기를 상기 공기유동부로 유도하는 열전달부;를 더 포함할 수 있다.

상기 공기유동부는 상기 코어를 관통한 상태로 형성되며 상기 본체부에 각각 형성된 유입구와 배출구를 연통하는 공기유동로; 상기 공기유동로의 중심에서 배출구 측의 일부분에 설치되어 열기가 전달된 공기의 외부 배출 중에 상기 열기의 상기 본체부 내부로의 유입을 차단하는 열차폐재; 및 상기 공기유동로의 중심부분에 설치되고 상기 열전달부에 연결되며, 상기 열전달부에서 전달되는 열을 전달받는 열수용재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 공기유동부의 상단 또는 하단의 외측으로 경사를 형성하여 와류를 방지할 수 있다.

상기 본체부는 상기 코어의 단면과 동일한 형태의 단면을 가지며, 상단이 개방되고 하단이 폐쇄되는 안착부를 포함하고, 상기 코어가 상기 코일이 권선된 상태로 상기 안착부의 상단을 통해 유입 설치될 수 있다.

또한, 상기 코어 및 코일은 함침 작업을 통해, 상기 코어와 코일 사이의 기포가 제거되어 상기 코어와 코일이 완전히 밀착될 수 있다.

또한, 상기 코일이 피복되고, 상기 피복의 내부 단면이 육각형으로 형성될 수 있다.

상기 변압부의 일부분에 설치되고 상기 공기유동부에 연결되어 상기 변압부에서 발생하는 열을 상기 공기유동부로 유도하는 방열핀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 공기유동부는 오리피스의 원리를 통해서 공기의 속도를 변화시키는데, 본체부를 관통하는 동안 공기가 가속됨으로써 공기로 인한 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 공기유동로의 배출구 부분을 외측으로 경사지도록 하여 외기가 공기유동로로 역류하거나 입구에서 와류가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 공기유동로의 중심부에 설치된 열수용재를 통해서 열전달부에서 전달되는 열을 효율적인 수용하고, 공기유동로의 배출구 측에 설치되는 열차폐재로 배출 중인 열기의 본체부 내로의 유입을 방지하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 공기유동부의 상단 및 하단에서 각각 중심으로 테이퍼진 형상을 가짐으로써 벤츄리 효과를 발생시키고, 벤츄리 효과에 의해 중심부분 공기의 속도를 증가시켜서 본체부에서 발생하는 열기를 보다 더 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 변압부와 공기유동부 사이에 방열핀을 구비하여 보다 효율적으로 본체부에서 발생하는 열기를 냉각시킬 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 건식 변압기의 내부 단면이 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유동부의 단면이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피복의 단면이 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 건식 변압기의 전체 구성블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유동부의 구성블럭도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 건식 변압기의 내부 단면이 도시된 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유동부의 단면이 도시된 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피복의 단면이 도시된 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 건식 변압기의 전체 구성블럭도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유동부의 구성블럭도이다.

도 1내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 전압을 변압하는 동안에 발생하는 열의 냉각이 가능한 변압기로서, 본 발명은 본체부(100), 변압부(200), 공기유동부(300)를 포함하여 구성될 수 있고, 필요에 따라 열전달부(400)를 포함할 수 있다.

본체부(100)는 변압기(10)의 외관을 형성하고 전압을 변압하는 공간을 제공할 수 있다. 본체부(100)에는 코어(210)가 설치되는 공간인 안착부가 형성될 수 있는데, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 코어의 단면과 동일한 단면을 가지며, 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 상태인 안착부가 형성될 수 있다. 이러한 안착부의 상단을 통해 코일(220)이 권선된 상태의 코어(210)가 유입되어 설치될 수 있다.

변압부(200)는 본체부(100)의 내부에 구비되는 코어(210)와 코어(210)의 양측에 각각 권선되는 코일(220)로 구성되어 전압의 변화를 유도할 수 있다.

변압부(200)는 코어(210)와 코일(220)을 함침 작업을 통해, 변압 과정 중에 코어(210)와 코일(220)로부터 발생하는 소음, 진동 및 발열을 방지할 수 있다. 즉, 코어(210)와 코일(220)을 바니쉬 등으로 함침 처리하여 기포를 완전히 제거하고, 코어(210)와 코일(220)을 밀착시켜 간격이 없도록 제작하여 별도의 절연유를 사용할 필요가 없다.

또한 필요에 따라 본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 니스 또는 콜타르를 상온에서 코어(210)와 코일(220)을 함침할 수 있는데, 이때 진공 상태에서 함침 작업을 진행함으로써 코어의 자력 손실을 방지할 수 있다.

구체적으로, 함침(impregnation)이란, 액체를 고체에 스며들게 하는 과정으로, 분석 화학에서 실시되는 함침이란 거름종이나 알루미나 등과 같이 모세관 활성인 물질에 시약을 스며들게 하는 것을 말하고, 반점 시험, 크로마토그래피, 시험지의 제조 등에 때때로 사용된다. 공업적으로 실시되는 함침이란 액체를 금속 또는 그 외의 재료 안에 침투시키는 것으로, 예를 들면, 전동기나 발전기의 권선에 절연유를 침투시키거나, 분말 야금의 제품 안에 기름을 침투시키거나, 또는 다공질의 장신구에 향수를 침투시키는 것 등이 있다.

공기유동부(300)는 코어(210)에 형성된 상하방향의 중공을 관통하면서 본체부(100)의 중심부분에 형성되며, 상하방향으로 유입되는 공기를 가속시키는 구성요소이다.

공기유동부(300)는 오리피스의 원리를 통해서 코어(210)에 형성된 상항방향의 중공을 관통하는 공기의 속도를 빠르게 할 수 있는데, 상기 중공을 관통하는 공기가 변압과정에서 발생하는 열기를 흡수하기 때문에, 상기 중공을 관통하는 공기의 속도가 빠를수록 냉각 효율이 향상된다.

구체적으로, 오리피스란, 관로의 도중이나 출구에 설치되는 흐름의 조임으로서, 보통 원형이며 입구의 둘레는 얇은 칼날 모양으로 형성된다. 구멍의 넓이와 전후의 압력차에서 유량을 알 수 있으며 유량계측에 사용되거나 또는 증기 트랩에 응용되고 있다. 또한, 관내에 오리피스를 설치한 경우를 관 오리피스라고도 한다.

본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 본체부(100)의 단면적보다 본체부(100) 중심부분에 형성되는 공기유동부(300)의 단면적이 훨씬 작기 때문에, 본체부(100) 하단 주변에서 공기유동부(300)로 유입된 공기는 공기유동부(300)을 통과하는 동안 오피리스 원리에 의해 속도가 증가하게 된다. 이때 속도가 증가하는 반면 공기의 압력은 하락하게 된다. 따라서 공기유동부(300) 내부에서는 본체부(100) 하단 주변보다 기압이 낮은 상태가 되기 때문에 본체부(100) 하단 주변에서 공기유동부(300)로 공기 유입이 자연스럽게 이루어지며, 위와 같은 동작을 반복하여 공기의 순환이 빠르게 이루어져 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

공기유동부(300)는 필요에 따라 공기유동로(310), 열차폐재(320) 및 열수용재(330)를 포함할 수 있는데, 공기유동로(310)는 코어(210)를 관통한 상태로 형성되며 본체부(100)에 하단 및 상단에 각각 형성된 유입구(20)와 배출구(30)를 연통하여 공기의 유동 통로를 제공할 수 있다.

공기유동로(10)의 배출구(30) 부분본체부(100)의 상단 부분은 외측으로 경사를 형성하여 와류를 방지할 수 있다. 구체적으로, 공기유동로(310)의 배출구(30) 부분을 외측으로 경사지도록 형성함으로써 외기가 공기유동로(310) 내로 역류하거나 입구에서 와류가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

와류란, 유체의 회전운동에 의하여 주류와 반대방향으로 소용돌이치는 흐름으로, 강하게 회전하면서 흐르는 소용돌이 등의 유체의 형태를 일컫는 것으로, 흔히 수로의 불규칙성, 장애물 등으로 인하여 발생되며, 선박에서는 이러한 와류에 의한 저항을 줄이기 위해 유선형 구조를 하고 있다.

열차폐재(320)는 공기유동로(310)의 중심에서 배출구(30) 측의 일부분에 설치되어 열기가 전달된 공기의 외부 배출 중에 열기의 본체부(100) 내부로의 유입을 차단할 수 있다. 구체적으로, 열차폐재(320)는 다수 개가 공기유동로(310)의 양측에 각각 설치될 수 있으며, 일종의 열의 이동을 차단하는 단열재로서 그 종류로는 섬유형으로 유리면(Glass wool), 암면, 폴리에스터 등과 판상형으로 발포폴리스티렌, 압출 발포폴리스티렌, 경질우레탄보드 등이 있다.

열수용재(330)는 공기유동로(310)의 중심부분에 설치되고 열전달부(400)에 연결될 수 있으며, 열전달부(400)에서 전달되는 열을 전달받을 수 있다. 구체적으로, 열수용재(330)도 다수 개가 공기유동로(310)의 양측에 각각 설치될 수 있으며, 열전도율이 우수한 금속 등의 소재로 제작되어 변압부(200)에서 변압 중에 발생한 열을 열전달부(400)를 통해서 보다 효율적으로 전달 받을 수 있다.

공기유동부(300)는 상단 및 하단에서 각각 중심부분을 향하여 테이퍼진 형태로 형성되어 단면적의 변화를 통해 공기의 속도 변화를 유도하도록 구성될 수 있다. 공기유동부(300)는 상단 및 하단에서 각각 중심부분을 향하여 테이퍼진 형태로 형성됨으로써 벤츄리 효과(Venturi effect)를 발생시킬 수 있는데, 벤츄리 효과는 유체가 소정 관을 통해 흐르는 경우 관의 단면적이 넓은 곳에서는 압력이 크고 유체의 속도가 느리게 되고, 관의 단면적이 좁은 곳에서는 압력이 작고 유체의 속도가 빨라지는 효과를 말한다.

구체적으로, 벤츄리 효과란, 파이프 내에서 보다 직경이 작은 좁은 부분을 지날 때, 유체의 압력이 상대적으로 감소하는 현상이다. 원리는 유체역학에서 파이프 안을 흐르는 유체는 직경이 더 좁은 부분을 만나면 속도가 빨라지고, 역학적 에너지의 보존을 위해 압력이 낮아진다.

예를 들어, 직경 2m의 긴 파이프에서, 중간에 직경이 1m까지 점점 좁아졌다가 다시 2m로 넓어지는 부분이 있다고 할 때, 이 안을 일정한 속도(v1)로 흐르는 물은 파이프가 터지거나 깨져 새지 않는 이상 좁은 부분에서 더 빠른 속도(v2)로 흐른다. 왜냐하면 동일한 부피의 물이 2m와 1m의 파이프 구간에서 같은 시간 안에 통과해야하기 때문이다.

본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 공기유동부(300)는 상단 및 하단에서 각각 중심부분을 향하여 테이퍼진 형태로 형성됨으로써 벤츄리 효과를 발생시킬 수 있는데, 도 2를 참고하면 공기유동부(300)의 하단에서 유입되는 공기는 공기유동부(300)의 중심부로 갈수록 공기의 속도가 증가하고, 이에 비해 압력은 감소하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 공기유동부(300)로 공기 유입되는 공기를 빠르게 배출시킴으로써, 새로운 공기가 빠른 시간 안에 공기유동부(300)로 유입되고, 전체적인 공기의 순환이 빨라져 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

열전달부(400)는 변압부(200)의 일부분을 에워싸면서 설치되고 공기유동부(300)에 연결되어 변압부(200)에서 발생하는 열기를 공기유동부(300)로 유도함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 열전달부(400)는 열전도율이 우수한 금속 등의 소재로 제작되어 변압부(200)에서 변압 중에 발생한 열을 공기유동부(300)로 전달함으로써 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 열전달부(400)는 코일(220)이 감긴 코어(210)의 둘레를 에워싸면서 설치되어 코일(220)에서 발생하는 열을 매개하는 히트 싱크일 수 있다. 구체적으로, 히트 싱크(heat sink)는 열 접촉을 직, 간접적으로 사용하여 다른 물체로부터 열을 흡수하고 발산하는 환경이나 물체를 가리킨다. 히트 싱크는 효율적인 열 발산이 필요한 곳이면 어디든지 널리 응용되어 쓰이고 있다. 이를테면 냉장고, 열기관, 냉각기, 레이저 등을 들 수 있다.

또한 본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 도 4에 도시된 바와 같이 코일(220)이 피복될 수 있으며, 피복의 내부 단면이 육각형을 갖도록 형성될 수 있다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 1차 코일은 하나의 피복이 형성될 수 있고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 2차 코일은 벌집형 다공식으로 피복이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 고효율 건식 변압기는 방열핀(500)을 더 포함할 수 있다. 방열핀(500)은 변압부(200)의 일부분에 설치되고 공기유동부(300)에 연결되어 변압부(200)에서 발생하는 열을 공기유동부(300)로 유도할 수 있다.

예를 들어, 방열핀(500)은 수냉식 엔진 외부 방열기 냉각관 사이 통풍로에 주름 잡혀 붙어있는 얇은 지느러미 모양 구리판으로 형성될 수 있는데, 열전도에 의하여 냉각 효과를 높일 수 있다. 또한, 공냉식 엔진 실린더의 외부 공기 접촉 면적을 넓혀 냉각 효과를 증대시키는 주름 핀과 같이 형성될 수 있는데 본 발명에서는 공랭식으로 공기의 접촉 면적을 넓혀서 냉각 효과를 증대시키는 주름 핀 방식일 수 있다.

또한, 본 발명은 컨트롤러, 에어블로워, 온도측정기 등을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러는 본체부(100)의 일부분에 설치되며 에어블로워, 온도측정기 등과 연결되어 에어블로워, 온도측정기 등의 작동을 제어할 수 있다.

온도측정기는 본체부(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러의 제어에 의해 공기유동부(300)를 유동하는 공기의 온도를 측정할 수 있다. 에어블로워는 본체부(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러의 제어에 의해 공기유동부(300)에 공기를 불어넣거나 배기시키면서 공기유동로(310)내 공기의 유동 속도와 방향의 제어가 가능하다. 즉, 컨트롤러는 온도측정기로 측정된 공기유동로(310)를 유동하는 공기의 온도를 참고하여 에어블로워의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러는 무선통신모듈을 구비하여 외부의 단말기 등과 무선으로 정보의 송수신이 가능하므로, 작업자가 무선 단말기 등을 이용하여 변압기(10)의 상황을 실시간으로 모니터링하면서 외부에서 컨트롤러를 통해 온도측정기나 에어블로워의 작동을 제어할 수 있다.

본 발명의 일시시예에 따르면, 공기유동부(300)는 오리피스의 원리를 통해서 공기의 유속을 변화시키면서 본체부(100)의 내외부를 관통하도록 유도하여 변압과정에서 발생하는 발열을 변압기(10)의 외부로 배출하여 본체부(100)의 온도를 냉각시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 공기유동로(310)의 배출구(30) 부분을 외측으로 경사지도록 하여 외기가 공기유동로(310)로 역류하거나 입구에서 와류가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 공기유동로(310)의 중심부에 설치된 열수용재(330)를 통해서 열전달부(400)에서 전달되는 열을 효율적인 수용하고, 공기유동로(310)의 배출구(30) 측에 설치되는 열차폐재(320)로 배출 중인 열기의 본체부(100) 내로의 유입을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 공기유동부(300)가 상단 및 하단에서 각각 중심으로 테이퍼진 형상으로 형성됨으로써 벤츄리 효과로 중심부분 공기의 유동 속도를 증가시켜서 본체부(100)에서 발생하는 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 변압부(200)와 공기유동부(300)를 연결하는 열전달부(400)를 구비하여 변압부(200)에서 변압과정 중에 발생하는 열기를 공기유동부(300)로 직접적이면서 능동적으로 전달할 수 있다.

또한, 본 발명은 변압부(200)와 공기유동부(300) 사이에 방열핀(500)을 구비하여 보다 효율적으로 변압부(200)에서 발생하는 열기를 공기유동부(300)로 전달할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10 : 변압기 20 : 유입구
30 : 배출구 100 : 본체부
200 : 변압부 210 : 코어
220 : 코일 300 : 공기유동부
310 : 공기유동로 320 : 열차폐재
330 : 열수용재 400 : 열전달부
500 : 방열핀

Claims (9)

1. 전압을 변압하는 동안에 발생하는 열의 냉각이 가능한 변압기로서,
   상기 변압기의 외관을 형성하고 전압을 변압하는 공간을 제공하는 본체부;
   상기 본체부의 내부에 구비되는 코어와 상기 코어의 일측 및 타측에 각각 권선되는 코일로 구성되어 전압의 변화를 유도하는 변압부;
   상기 코어에 형성된 상하방향의 중공을 관통하면서 상기 본체부의 중심부분에 형성되며, 상하방향으로 유입되는 공기의 속도를 증가시키는 공기유동부;
   상기 변압부의 일부분을 에워싸면서 설치되고 상기 공기유동부에 연결되어 상기 변압부에서 발생하는 열기를 상기 공기유동부로 유도하는 열전달부;를 포함하고,
   상기 공기유동부는,
   상기 코어를 관통한 상태로 형성되며 상기 본체부에 각각 형성된 유입구와 배출구를 연통하는 공기유동로;
   상기 공기유동로의 중심에서 배출구 측의 일부분에 설치되어 열기가 전달된 공기의 외부 배출 중에 상기 열기의 상기 본체부 내부로의 유입을 차단하는 열차폐재; 및
   상기 공기유동로의 중심부분에 설치되고 상기 열전달부에 연결되며, 상기 열전달부에서 전달되는 열을 전달받는 열수용재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공기유동부는,
   상단 및 하단에서 각각 중심부분을 향하여 테이퍼진 형태로 형성되어 단면적의 변화를 통해 공기의 속도 변화를 유도하는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기유동부의 상단 또는 하단의 외측으로 경사를 형성하여 와류를 방지하는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 본체부는 상기 코어의 단면과 동일한 형태의 단면을 가지며, 상단이 개방되고 하단이 폐쇄되는 안착부를 포함하고,
   상기 코어가 상기 코일이 권선된 상태로 상기 안착부의 상단을 통해 유입 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 코어 및 코일은 함침 작업을 통해, 상기 코어와 코일 사이의 기포가 제거되어 상기 코어와 코일이 완전히 밀착되는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 코일이 피복되고,
   상기 피복의 내부 단면이 육각형인 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 변압부의 일부분에 설치되고 상기 공기유동부에 연결되어 상기 변압부에서 발생하는 열을 상기 공기유동부로 유도하는 방열핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 건식 변압기.
   

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