KR102308823B1 - 큐비클형 가스절연 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 4000A 이상의 전류 통전용량을 확보할 수 있도록 높은 방열성능을 가지는 큐비클형 가스절연 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 큐비클형 가스절연 개폐장치는 부스바와 차단기가 수납된 탱크; 상기 탱크의 외면에 구비되고, 상기 탱크의 하단에서 상부로 연장된 공기유동채널을 형성하는 복수의 열교환빔; 및 상기 탱크의 저부(底部)에 구비되며, 상기 공기유동채널로 공기를 송풍하도록 공기토출측이 상기 공기유동채널을 향해 경사지게 설치된 복수의 송풍팬;을 포함한다.

Description

큐비클형 가스절연 개폐장치{CUBICLE TYPE GAS INSULATED SWITCHGEAR}

본 발명은 큐비클형 가스절연 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각팬을 이용하여 공랭식으로 탱크의 열을 방출시키는 큐비클형 가스절연 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 큐비클형 가스절연 개폐장치는 사각 탱크의 내부에 통전 부스바와 차단기기를 구비하고, 절연매질로서 탱크 내부에 충진된 절연가스를 사용하는 전력기기이다.

이러한 큐비클형 가스절연 개폐장치는 3000A 이상의 고용량 전류를 통전하는데 널리 사용되며, 고용량 전류를 안정적으로 통전 및 차단제어하기 위해 안정적인 방열성능을 필요로 한다.

공개특허공보 제10-2013-0102313호에는 종래의 기술에 의한 큐비클형 가스절연 개폐장치가 개시되어 있다.

종래의 기술에 의한 큐비클형 가스절연 개폐장치는 탱크의 정면에 설치되는 복수의 냉각팬을 통해 냉각 공기를 탱크의 외면으로 송풍시키고, 탱크의 외면에 복수의 방열핀을 설치하여 탱크의 방열성능을 확보한다.

그러나, 이러한 종래의 기술에 의한 큐비클형 가스절연 개폐장치는 방열핀이 일자형태로 이루어져서 탱크의 외면과 냉각공기 간의 접촉효율이 떨어지고, 냉각팬이 탱크의 정면에 설치되어 있으므로 냉각팬에서 토출되어 탱크의 상부로 유동하는 공기의 유동방향이 급격하게 변경되는 구조로 인해, 방열성능이 높지 않다는 단점이 있다. 특히, 4000A 급의 전류 통전용량을 확보하기 위해서는 탱크의 방열성능이 중요하나, 종래의 기술에 의한 큐비클형 가스절연 개폐장치의 방열 구조만으로는 방열성능에 한계가 있다.

KR 10-2013-0102313 A

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 4000A 이상의 전류 통전용량을 확보할 수 있도록 높은 방열성능을 가지는 큐비클형 가스절연 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 부스바와 차단기가 수납된 탱크; 상기 탱크의 외면에 구비되고, 상기 탱크의 하단에서 상부로 연장된 공기유동채널을 형성하는 복수의 열교환빔; 및 상기 탱크의 저부(底部)에 구비되며, 상기 공기유동채널로 공기를 송풍하도록 공기토출측이 상기 공기유동채널을 향해 경사지게 설치된 복수의 송풍팬을 포함하고, 상기 복수의 열교환빔은 상기 탱크의 외면에 높이방향으로 길게 접합되며 상기 탱크의 외면과 연계하여 폐단면을 형성하고, 상기 공기유동채널은 상기 탱크의 외면과 상기 열교환빔으로 둘러싸여 형성된 큐비클형 가스절연 개폐장치를 제공한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 장치의 방열성능이 현저히 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 큐비클형 가스절연 개폐장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 큐비클형 가스절연 개폐장치의 냉각공기의 유동 특성을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 큐비클형 가스절연 개폐장치의 열교환빔 및 송풍팬을 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)에 대해서 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)는 탱크(110), 외부판넬(120), 지지프레임(130), 열교환빔(140), 송풍팬(150) 및 팬프레임(160)을 포함할 수 있다.

상기 탱크(110)는 내부에 절연가스가 충진되고 밀폐된 박스형태의 부재로서, 내부에 계통의 통전경로를 구성하는 부스바(미도시)와, 계통의 전류의 차단을 제어하는 차단기(미도시)가 수납될 수 있다.

상기 외부판넬(120)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 탱크(110)의 외면을 둘러싸는 부재로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 외관을 구성할 수 있다.

이러한 외부판넬(120)은 탱크(110)의 외면과 이격되어 설치될 수 있으며, 외부판넬(120)과 탱크(110)의 외면 사이의 이격된 공간에는 공기가 유동할 수 있고 후술할 열교환빔(140)이 설치될 수 있다.

상기 지지프레임(130)은 탱크(110)를 지면으로부터 상당높이에 지지시키는 구조물로서, 탱크(110)의 저부에 후술할 송풍팬(150)이 설치될 수 있는 공간을 형성할 수 있다.

일 실시예에서, 지지프레임(130)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 송풍팬(150)으로 공기가 원활하게 유입될 수 있도록 골조형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 송풍팬(150)으로 공기가 유입될 수 있는 개구를 구비하는 박스형태로 구성될 수도 있다.

상기 열교환빔(140)은 탱크(110)의 외면에 열교환 가능하도록 설치될 수 있으며, 탱크(110)의 하단에서 상부로 연장된 공기유동채널(142)을 형성할 수 있다. 이러한 열교환빔(140)은 탱크(110)의 외면에 복수개가 배열될 수 있다.

일 실시예에서, 복수의 열교환빔(140)은 탱크(110)의 외면에 높이방향으로 길게 접합되며 탱크(110)의 외면과 연계하여 폐단면을 형성하는 형강으로 구성될 수 있다. 일 예로, 열교환빔(140)은 'ㄷ'형강으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 공기유동채널(142)은 탱크(110)의 외면과 열교환빔(140)으로 둘러싸여 형성될 수 있다.

이러한 구조에서, 열교환빔(140)은 종래의 일자형 방열핀에 비해 열교환 면적이 넓으므로 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 방열성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 열교환빔(140)은 공기유동채널(142)을 폐단면 형태로 형성하므로 공기와 탱크(110) 간의 열교환 시간을 증대시켜 큐비클형 가스절연 개폐장치(100)의 방열성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 이러한 'ㄷ'형강으로 구성된 열교환빔(140)은 탱크(110)의 외면에 양측 끝단이 접합되어 탱크(110)의 강성을 보강하는 기능도 수행할 수 있다. 구체적으로, 열교환빔(140)은 판상으로 이루어진 탱크(110)의 외면에 강접합되어 탱크(110)의 외면과 합성거동함으로써 탱크(110)의 외면에 작용하는 수직방향 하중 및 수평방향 하중에 대해 저항하여 탱크(110)의 좌굴을 방지할 수 있다.

상기 송풍팬(150)은 탱크(110)의 저부에 구비되며, 공기유동채널(142)로 공기를 송풍하도록 공기토출측이 공기유동채널(142)을 향해 경사지게 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 열교환빔(140)은 탱크(110)의 양면에 구비될 수 있으며, 이때, 송풍팬(150)은 탱크(110)의 저부의 좌측에 좌상향 경사지게 설치되는 좌측 송풍팬(151)과, 탱크(110)의 저부의 우측에 우상향 경사지게 설치되는 우측 송풍팬(152)을 포함할 수 있다.

여기서, 좌측 송풍팬(151)과 우측 송풍팬(152)은 각각 탱크(110)의 전후방향을 따라 나열되는 복수개로 구성될 수 있다.

일 예로, 송풍팬(150)은 좌측 송풍팬(151) 6개, 우측 송풍팬(152) 6개 총 12개로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 구성에서, 좌측 송풍팬(151)은 탱크(110)의 좌측면에 구비된 열교환빔(140)의 공기유동채널(142)을 향해 공기를 송풍할 수 있고, 우측 송풍팬(152)은 탱크(110)의 우측면에 구비된 열교환빔(140)의 공기유동채널(142)을 향해 공기를 송풍할 수 있다.

한편, 좌측 송풍팬(151) 및 우측 송풍팬(152)이 지면과 이루는 각도가 과도하게 큰 경우에는 공기흡입측이 지면을 정면으로 향하게 되므로 주변공기를 끌어들이는 공기흡입효율이 낮을 수 있고, 반대로 좌측 송풍팬(151) 및 우측 송풍팬(152)이 지면과 이루는 각도가 과도하게 작은 경우에는 공기토출측에서 토출되는 공기가 외부판넬(120)에 부딪혀 반사되게 되므로 공기유동채널(142)로 원활하게 유동하지 못하는 단점이 있다.

따라서, 송풍팬(150)의 주변공기 흡입량을 확보하고 공기가 공기유동채널(142)로 원활하게 유동할 수 있도록, 일 실시예에서, 좌측 송풍팬(151) 및 우측 송풍팬(152)은 지면으로부터 40도 내지 50도 각도로 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 팬프레임(160)은 지지프레임(130)에 결합되어 탱크(110)의 저부에 배치되며, 송풍팬(150)을 지지할 수 있다.

일 실시예에서, 팬프레임(160)은 송풍팬(150)이 관통 결합되는 지지부(162)와, 지지부(162)의 상단에 절곡된 형태로 연장되어 송풍팬(150)에서 토출되는 공기를 탱크(110)의 외면으로 가이드하는 가이드판부(164)를 포함할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 큐비클형 가스절연 개폐장치
110: 탱크
120: 외부판넬
130: 지지프레임
140: 열교환빔
142: 공기유동채널
150: 송풍팬
151: 좌측 송풍팬
152: 우측 송풍팬
160: 팬프레임
162: 지지부
164: 가이드판부

Claims (5)

1. 부스바와 차단기가 수납된 탱크;
   상기 탱크의 외면에 구비되고, 상기 탱크의 하단에서 상부로 연장된 공기유동채널을 형성하는 복수의 열교환빔; 및
   상기 탱크의 저부(底部)에 구비되며, 상기 공기유동채널로 공기를 송풍하도록 공기토출측이 상기 공기유동채널을 향해 경사지게 설치된 복수의 송풍팬
   을 포함하고,
   상기 복수의 열교환빔은 상기 탱크의 외면에 높이방향으로 길게 접합되며 상기 탱크의 외면과 연계하여 폐단면을 형성하고,
   상기 공기유동채널은 상기 탱크의 외면과 상기 열교환빔으로 둘러싸여 형성된 큐비클형 가스절연 개폐장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 열교환빔은 상기 탱크의 양면에 구비되며,
   상기 복수의 송풍팬은 상기 탱크의 저부의 좌측에 좌상향 경사지게 설치되는 좌측 송풍팬과, 상기 탱크의 저부의 우측에 우상향 경사지게 설치되는 우측 송풍팬을 포함하는 큐비클형 가스절연 개폐장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 좌측 송풍팬 및 상기 우측 송풍팬은 지면으로부터 40도 내지 50도 각도로 경사지게 설치된 큐비클형 가스절연 개폐장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 탱크의 저부에 결합되며, 상기 송풍팬을 지지하는 팬프레임을 더 포함하고,
   상기 팬프레임은 상기 송풍팬이 결합되는 지지부와, 상기 지지부의 상단에 절곡된 형태로 연장되어 상기 송풍팬에서 토출되는 공기를 상기 탱크의 외면으로 가이드하는 가이드판부를 포함하는 큐비클형 가스절연 개폐장치.

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