KR200218167Y1 - 고주파용 오일 콘덴서의 연결구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열처리산업분야, 즉 자동차 부품 및 기타금속재료등 일정강도이상을 요구하는 모든 부품류를 제조하는 분야 혹은 용해,용접 분야 및 브라운관 생산공정분야등에서 요구되는 고주파 가열장치에 사용되는 고주파용 콘덴서의 연결구에 관한 것으로서, 다수의 콘덴서와 2개의 동판단자, 2개의 단자리드를 구비하며, 상기 다수의 콘덴서는 그 절연유전재질이 폴리프로필렌으로 이루어져 있고, 상기 2개의 동판단자는 그 재질이 구리로 이루어져 있고 각각 일단의 마감부분이 90°안쪽으로 접혀져있으며, 상기 단자리드는 동판단자와 마찬가지로 그 재질이 구리로 이루어져 있고

다수의 콘덴서 양 끝단 전체면이 동판단자에 남땜의 방법으로 밀착 결합되어 동판단자가 콘덴서를 덮고 있는 형상이며 상.하단의 중앙부분에 단자리드가 용접으로 동판단자에 결합, 부착되어 있다. 상기 단자리드의 마감부는 동판단자의 꺽임구조와 같이 평행으로 꺽여지는 구조를 가지며 이 구조에 따라서 고주파에서의 대전류를 효율적으로 수용할 수 있을 뿐만 아니라 콘덴서자체의 파손도 방지할 수 있으며 저렴한 비용으로 사용할 수 있는 우수한 고주파용 콘덴서의 연결구에 관한 것이다.

Description

고주파용 오일 콘덴서의 연결구 {the connected structure of oil capacitor for a high frequency}

본 고안은 오일 콘덴서를 고주파 가열장치에서 사용가능하게 하는 오일콘덴서 내부의 고주파용 콘덴서의 연결구에 관한 것으로서,

더욱 상세히는 급속히 발전하고 있는 열처리산업분야, 즉 자동차 부품 및 기타금속재료등 일정강도 이상을 요구하는 모든 부품류를 제조하는 분야 혹은 용해,용접 분야 및 브라운관 생산공정분야등에서 요구되는 고주파 가열장치에 있어서 오일콘덴서를 사용하여 고주파의 에너지를 저렴한 비용으로 보다 효율적으로 이용하도록 하는 오일콘덴서 내부의 고주파용 콘덴서의 연결구에 관한 것이다.

최근 열처리산업 및 용해, 용접 및 브라운관 생산공정분야의 고주파 가열분야에서 사용되고 있는 고주파용 콘덴서는 진공콘덴서나 티타콘(세라믹)콘덴서 혹은 마이카콘덴서등으로 진공콘덴서나 티타콘(세라믹)콘덴서의 경우에는 낮은 전류에 높은 전압을 인가하는 구조형식으로 사용하고 있는 바,

이와 같은 구조에는 통상 진공관을 사용해 구현해 왔으나,

현 진공관 제조산업이 퇴조하는 실정으로 구입이 어려울 뿐만 아니라 그 효율 또한 반도체구조의 60% 정도로 낮으며,

그 진공관의 구조가 고압구조로 이루어져 있어 위험부담을 안고 있고,

진공관을 사용함으로서 콘덴서 자체의 크기가 커진다는 문제점을 가지고 있으며 마이카콘덴서의 경우에도 제작과정의 어려움과 가격이 비싼 문제점을 안고 있다.

또한 종래의 오일콘덴서는 오일을 냉매로 사용하여 콘덴서의 방열을 흡수하는 것으로서 저렴한 비용으로 이용할 수 있으나 저주파의 경우에만 사용되어 왔으며, 고주파를 수용하여 대전류를 방류할 수 있는 구조는 아니었다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 오일콘덴서 내부의 콘덴서 연결구에 관한 것으로서,

그 목적은 열처리 산업분야 및 용해,용접 분야 및 브라운관 생산공정분야등 고주파 가열장치의 오일콘덴서에 있어서 폴리프로필렌을 절연유전재질로 사용함과 동시에 병렬접속단자 방식의 콘덴서를 덮고 있는 동판단자의 상.하단으로 중앙부위에 용접되어 결합된 '' 형 꺽임구조의 단자리드를 이용하여 전류를 수용함으로서 에너지 편중현상없이 고주파 전력을 공급할 수 있는 고주파용 콘덴서의 연결구를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 리드선을 이용하지 않고 다수개로 천공된 동판단자가 직접 병렬접속단자 방식으로 나열된 콘덴서의 전체면에 남땜의 방법으로 밀착 결합되어 있고 동판단자리드로 전류가 통과하게 하는 구조를 가짐으로서 높은 주파수를 수용할 수 있고 대전류룰 효율적으로 공급할 수 있는 고주파용 콘덴서의 연결구를 제공함에 있다.

또 다른 목적은 병렬접속단자 방식으로 나열된 콘덴서를 덮고 있는 다수개의 천공된 동판단자의 상.하단으로 용접되어 결합 부착되어 있는 단자리드를 이용하여 전류를 수용함으로서 리드선을 이용해 전류를 수용했을 때 주변의 자장으로 인해 생기는 콘덴서의 파손을 방지할 수 있는 고주파용 콘덴서의 연결구를 제공함에 있다.

도1은 본 고안에 따른 고주파용 콘덴서 연결구의 외관을 도시한 사시도

도2는 본 고안에 따른 고주파용 콘덴서 연결구의 정면도

도3은 본 고안에 따른 고주파용 콘덴서 연결구의 평면도

도4는 도1의 A-A 선 절단사시도

도5의 (가)는 콘덴서의 외관사시도도5의 (나)는 천공된 동판단자의 외관사시도

도6의 (가)(나)는 본 고안에 따른 고주파용 콘덴서 연결구의 사용상태단면도

도7은 종래기술의 콘덴서의 외관을 도시한 사시도

도8은 종래기술의 콘덴서 사용상태도도9는 도4의 C부분 확대단면도*도면중 주요부호*1 : 콘덴서 2,2' : 동판단자 3,3' : 단자리드 7 : 용접부위8 : 전극단자 9 : 단자도선 12,12',14 : 알루미늄박15 : 폴리프로필렌 20 : 콘덴서 연결구 21 : 수관22 : 외부출력단자 23 : 애자30 : 오일 콘덴서 케이스100 : 종래기술의 콘덴서 108 : 케이스 110 : 수관구111 : 수관 120 : 종래기술의 오일콘덴서B : 대전체의 폭

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 고주파용 콘덴서의 연결구는

다수의 콘덴서와 2개의 동판단자, 2개의 단자리드를 구비하며, 상기 다수의 콘덴서는 그 절연유전재질이 폴리프로필렌으로 이루어져 있고, 상기 2개의 동판단자는 그 재질이 구리로 이루어져 있고 등간격 병렬접속으로 나열되는 콘덴서의 양 끝단면의 크기와 갯수만큼 천공되어 있으며 각각 일단의 마감부분이 90° 안쪽으로 접혀져 있으며, 상기 단자리드는 동판단자와 마찬가지로 그 재질이 구리로 이루어져 있고 '' 와 같은 구조를 가진다.

본 고안에 따른 고주파용 콘덴서의 연결구에 있어서는 다수의 콘덴서 양 끝단 전체면이 상기 콘덴서 양 끝단면과 같은 크기와 갯수로 천공된 동판단자에 남땜의 방법으로 밀착, 결합되어 동판단자가 콘덴서를 덮고 있는 형상인데즉, 등간격 병렬접속되는 콘덴서의 갯수와 상기 콘덴서 양 끝단면의 크기 만큼 상,하단의 동판단자에 천공하며, 상,하단 동판단자의 각각의 구멍사이로 각 콘덴서가 끼워지고 각 콘덴서의 양 끝단면과 상,하단의 동판단자는 남땜의 방법으로 밀착,결합되어 진다.또한 상.하단의 중앙부분에 단자리드가 용접으로 동판단자에 결합, 부착되어 있다. 단자리드의 마감부는 동판단자의 꺽임구조와 같이 평행으로 꺽여지는 구조를 가지며

상기 구조에 따른 콘덴서의 연결구를 이용함으로서 고주파에서의 대전류를 효율적으로 수용할 수 있을 뿐만 아니라 콘덴서자체의 파손도 방지할 수 있으며 저렴한 비용으로 사용할 수 있는 우수한 고주파용 오일콘덴서가 얻어진다.

이하, 본 고안에 따른 고주파용 콘덴서의 연결구를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 1에서 도시된 바와 같이 콘덴서의 연결구(20)은 다수의 콘덴서 (1)와, 다수개로 천공된 2개의 동판단자(2)(2')와, 단자리드(3)(3')와, 전극단자(8)와 단자도선(9)을 갖는다.

등간격 병렬접속단자방식으로 나열된 다수의 콘덴서(1)는 상기 각 콘덴서의 양 끝단면 크기와 갯수만큼 천공된 상,하단 동판단자(2)(2')에 양 끝단의 전체면이 밀착 결합되어 있고 그 콘덴서(1)가 동판단자 (2)(2')에 접하는 면(4)은 납땜방법을 이용하여 밀착 결합된다.

도4에서 도시한 바와 같이 상단 동판단자(2)의 일단은 90도로 접혀져 하단으로 일정 길이로 내려와있으며 하단 동판단자(2')의 타단은 90도로 접혀져 상단으로 일정 길이만큼 올라와 있다.

상단 동판단자(2)의 중앙부에는 ''구조를 가진 단자리드(3)가 용접으로 상단 동판단자(2)에 결합.부착되고, 상기 단자리드(3)의 마감부(11)는 상단 동판단자(2)의 꺽임구조와 같이 평행으로 꺽여져서 일정길이 내려와 있으며,

하단 동판단자(2')의 중앙부에 위치한 단자리드(3')는 용접으로 하단 동판단자(2')에 결합.부착되고 상기 하단 단자리드(3')의 마감부(10)는 하단 동판단자 (2')의 꺽이는 부분을 지나 평판(10)으로 마감되어진 구조를 가진다.

또한 상단 단자리드(3)에는 전극단자(8)가 결합되어 있어 단자리드(3)로 빠져나온 전력을 리드선(9)를 통해 외부로 공급하여 주는 역활을 한다.

종래의 기술에서는 도 7에서 보는 바와 같이 콘덴서(100)는 얇은 두장의 알루미늄 (101)(102)과 두장의 절연유전물질(103)(106)이 서로 교번되 합쳐진 상태를 롤형식으로 말아서 정전용량을 형성한 것으로 양극면 상단부(104)를 통해 단자 도선(105)으로 전력을 보내는 구조이다.

콘덴서의 정전용량은 대전체의 폭에 반비례하는 성질을 가지고 있어,

상기 기술에서 콘덴서(100)의 대전체 폭(B)이 길수록 주파수가 높아지면 유도성 리액턴스 값의 상승을 초래하는 원인이 되며, 이로 인해 오일콘덴서는 저주파(대략 10kHz미만) 이용시에만 사용가능한 문제점이 있었다.

또한 도 8에서와 같이 각 콘덴서(100)가 직접적으로 부착되어 콘덴서 상단부 (104)로 직접 단자도선(105)을 뽑아내어 옆면에 부착된 애자(109)를 통해 외부로 고주파 전류를 공급해 주는 구조를 가진 종래기술에서는 전류가 흐르는 도선주변에서 발생되는 자장으로 인해 콘덴서 자체를 가열하게 되어 콘덴서를 손상시키는 결과를 초래하게 되는 것이다.

이에 본 고안에 따른 콘덴서의 연결구(20)에 있어서 동판단자 (2)(2')에 납땜의 방법으로 접착 결합시킨 다수의 콘덴서(1)는 종래 오일 콘덴서 내부의 콘덴서(100) 대전체의 폭(B)을 줄이는 구조로서 줄어든 폭만큼의 정전용량을 확보하기 위해 다수개를 등간격 병렬접속하여 사용하고

그 결과 주파수상승에 따른 유도성 리액턴스를 최소화 할수 있게 되어, 높은 주파수(대략 500kHz 정도)의 사용이 가능하게 되는 것이다.

또한 콘덴서 사용시 고주파(대략 500kHz 정도)에서의 전류의 흐름은 단자결선에 따라 전류의 편중현상은 일어나기 마련이나,

본 고안에 따른 고주파용 콘덴서의 연결구에 있어서는 전류의 편중현상을 막기 위하여 도 4에서 보는바와 같이 ''형 꺽임구조의 단자리드(3)(3')가 상단 동판단자(2)와 하단 동판단자(2')의 중앙부위에 용접으로 결합, 부착되는 구조를 가진다.

도 5의 (가)에서 보는 바와 같이 본 고안에 따른 콘덴서 연결구(20)에 있어서 다수의 콘덴서(1)의 그 절연유전재질은 폴리프로필렌(6)으로 이루어져 있고

본 고안에 따른 콘덴서(1)는 얇은 알루미늄박(12)(12')이 상,하 두개로 나누어져 절연유전재질인 폴리프로필렌(13)의 상,하단에 대칭적으로 맞대고 있으며

상기 폴리프로필렌(13)을 사이로 또다른 얇은 알루미늄박(14)이 폴리프로필렌(13)보다는 짧은 길이로 있고, 상기 얇은 알루미늄박(14)을 사이에 두고 또다른 폴리프로필렌(15)이 덮고 있는 4층의 막으로 이루어져 있으며,

도5의 (나)에서 보는 바와 같이 상,하단의 판형단자(2)(2')는 그 재질이 구리로 이루어져 있으며 콘덴서(1)의 양 끝단면의 크기와 갯수만큼 천공된 형태로 이루어진 구조로서 콘덴서(1)의 양 끝단면과 남땜의 방법으로 밀착 결합되어 있다.

또한 상기 단자리드(3)(3')는 그 재질이 구리로 이루어져 동판단자(2)(2')에서 수용한 전류를 단자도선(9)으로 흐르게 하는 구조를 가진다.통상적으로 오일콘덴서란 콘덴서의 두 전극판과 두 전극판 사이에 존재하는 유전체의 온도를 낮추기 위한 절연냉매로서 오일을 사용하는 콘덴서를 지칭하는 것으로서, 본 고안은 오일 콘덴서의 내부에 배치되는 고주파용 콘덴서의 연결구로서 도6을 참조하여 사용상태 단면도를 살펴보면4개의 콘덴서 연결구(20)가 오일이 충진된 케이스(30) 내부에 배치되고상기 4개의 콘덴서 연결구(20)의 하단 단자리드의 마감부(10)가 케이스(30) 밑면에 부착되고 상단 단자리드 마감부(11)에 결합된 전극단자(8)와 전극단자(8)에 결합된 단자도선(9)은 전기절연소재로 만들어진 애자(23)을 통하여 케이스(30)와 절연되는 구조로 이루어지며케이스(30) 내부에 충진된 오일은 전류가 흐름에 따라 상승하는 콘덴서(1) 자체의 온도를 냉각시켜 주는 냉매로 작용하고, 상기 오일은 수관(21)으로 투입되는 냉각수에 의해 수냉되어진다.상기와 같은 경우 케이스(30) 밖으로 돌출된 단자도선(9)은 한개 혹은 두개 혹은 세개, 네개등 따로 쓸 수도 있으며, 두개씩 혹은 세개씩 한단자로 같이 묶어 쓸 수도 있으며 상기 케이스(30)의 상부에는 외부출력단자(22)가 용접의 방식으로 케이스와 결합된 구조로 이루어져 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 종래의 저주파(대략 10kHz미만) 에서 사용되던 오일콘덴서의 단점을 보완하여 고주파(대략 500kHz 정도) 에서 저렴한 비용으로 보다 효율적인 사용을 가능하게 하는 고주파용 콘덴서의 연결구에 관한 것으로,

콘덴서의 대전체 폭을 최소화하여 줄어진 폭만큼의 정전용량을 확보하기 위해 다수의 콘덴서로 등간격 병렬접속한 후 동판단자와 동판단자리드를 이용함으로서 고주파 사용시 내부 유도성 리액턴스 값을 낮추고 전류의 편중현상을 제거하여 효율적인 고주파 전류공급이 이루어지게 하는 고주파용 오일콘덴서에 관한 것이다.

Claims (3)

1. 다수의 콘덴서를 병렬식으로 연결하여 오일이 충진된 케이스(30) 내부에 배치되는 고주파용 콘덴서에 있어서,

   다수개로 천공된 두개의 동판단자(2)(2')사이에 다수의 콘덴서(1)를 배치하여 콘덴서(1)의 양단자를 대응하는 동판단자(2)(2')에 연결하고, 상기 동판단자(2)(2')에 단자리드(3)(3')를 각각 고정 연결하는 것으로 이루어지는 고주파용 콘덴서의 연결구.
2. 제1항에 있어서;

   상기 단자리드는 '' 형상으로 이루어지고 상기 동판단자는 판형상으로 이루어져, 전기가 단자리드와 동판단자로 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 고주파용 콘덴서의 연결구.
3. 제1항에 있어서;

   상기 콘덴서의 전체면이 상,하단의 동판단자에 남땜의 방법으로 밀착, 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 고주파용 콘덴서의 연결구.