KR200249547Y1 - 네온 변압기 - Google Patents

Abstract

개시된 내온 변압기는 3개의 브랜치를 갖는 ∃자 형상의 1차 및 2차 코어를 포함한다. 2차 코어는 1차 코어보다 길면서 얇은 브랜치를 갖는다. 1차 및 2차 코어의 중앙 브랜치는 절연 보빈에 형성된 관통공에 끼워져서, 1차 및 2차 코어의 각 브랜치들이 서로 접촉된다. 절연 보빈의 양측에 1차 및 2차 측판이 형성되고, 중앙 브랜치들이 접촉하는 지점과 대응하는 절연 보빈 부분에는 격판이 형성된다. 격판에는 브랜치의 길이 방향과 직교하는 방향을 따라 코어홈이 관통 형성된다. 코어홈에 1차 코어의 중앙 브랜치의 양측면과 접하는 2개의 보조 코어가 삽입된다. 1차 코일이 절연 보빈의 1차 코일 권취부에 권취되고, 2차 코일이 2차 코일 권취부에 권취된다. 따라서, 1차 코일 권취부보다 2차 코일 권취부 두께가 더 두꺼우므로, 2차 코일의 종간격이 1차 코일보다 길게 된다. 또한, 2차 코일은 1차 코일보다 더 넓은 횡간격으로 권취된다.

Description

네온 변압기{NEON TRANSFORMER}

본 고안은 네온 변압기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교류 전력을 고전압으로 승압하여 네온관을 방전시키는 변압기에 관한 것이다.

현 시대는 광고의 홍수 속에 살고 있다고 할 정도로 많은 양의 광고물이 제공되고 있다. 이러한 광고 중 대부분의 옥외 광고에는 네온관이 사용되고 있다. 네온관을 점등시키기 위해서는, 통상적으로 약 15,000V 정도의 고전압이 요구되며, 이를 충족시키기 위한 목적으로 네온 변압기가 사용되고 있다.

이와 같이, 출력 전압이 높은 네온 변압기는 제조시 고도의 절연 기술이 요구되고 있으며, 이러한 절연 기술의 정도가 변압기 제품의 품질을 좌우하게 된다. 따라서, 변압기 관련 제조업체들을 절연 기술 개발에 심혈을 기울이고 있는 실정이다.

이러한 배경하에 제조되고 있는 네온 변압기는 110V 또는 220V가 입력되는 1차 코일과, 일정치 이상으로 승압된 전압이 출력되는 2차 코일로 대별 구성되며, 특히 2차 코일은 전압 누출 현상을 최소화시키기 위해 절연성이 우수한 수지재의 보빈에 권취된다.

도 1에는 종래의 네온 변압기가 단면도로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 및 2차 코어(1,2)는 3개의 브랜치를 갖는 동일한 ∃자 형상을 가지면서 대칭이 되게 배치된다. 1차 및 2차 코어(1,2)의 중앙 브랜치가 절연 보빈(3)의 관통공에 끼워지면서, 1차 및 2차 코어(1,2)의 3개 브랜치들이 서로 접촉하게 된다. 절연 보빈(3)의 외주면에 동일한 직경의 1차 및 2차 코일(4,5)이 등간격으로 권취되어 있다. 즉, 1차 코어(1)에 위치한 코일이 저전압이 입력되는 1차 코일(4)이고, 2차 코어(2)에 위치한 코일이 고전압을 출력하는 2차 코일(5)이다. 한편, 도 1에서 점선은 1차 및 2차 코일(4,5)에서 발생된 자속의 흐름을 나타낸 것이다.

상기와 같이 고전압을 출력하는 변압기는 출력 전압에 따라 다른 구조나 형상을 갖게 된다. 특히, 생성 전압이 높을수록 절연 두께를 두껍게 하고 또한 절연 거리를 길게 해야만, 변압기 내부에서 발생되는 아크나 절연 파괴로 인한 변압기 파손을 방지할 수가 있다.

그런데, 종래 변압기의 1차 및 2차 코어는 동일한 형상, 즉 동일한 두께와 동일한 길이를 갖는다. 그리고, 절연 보빈도 동일한 외경을 갖고, 이러한 절연 보빈의 외주면에 동일한 직경의 1차 및 2차 코일이 등간격으로 권취되어 있다.

이로 인하여, 2차 코어에서 발생되는 고전압으로 인해 변압기가 파손되는 것을 방지하기 위해서는, 2차 코어의 길이와 두께가 증가될 수 밖에 없었다. 결과적으로, 2차 코어와 동일한 형상인 1차 코어의 길이와 두께도 더불어 증가하게 된다. 이는, 변압기의 전체 크기를 크게 하고 또한 무게도 증가시키는 요인이 된다. 무거우면서 큰 변압기는 경제적 측면에서 불리한 것은 당연하고 특히 사용 용도가 대폭 제한될 수 밖에 없다.

본 고안은 상기와 같은 종래 변압기가 안고 있는 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 크기와 무게 증가를 방지하면서 절연 특성이 대폭 향상되도록 하여, 안정적인 변압 성능이 발휘되는 내온 변압기를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 네온 변압기를 나타낸 단면도.

도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 네온 변압기를 나타낸 분해 및 결합 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 네온 변압기의 단면도.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 ; 1차 코어 11,12,13 ; 1차 코어의 브랜치

20 ; 2차 코어 21,22,23 ; 2차 코어의 브랜치

30 ; 절연 보빈 31 ; 1차 코일 권취부

32 ; 2차 코일 권취부 33 ; 격판

34 ; 1차 측판 35 ; 2차 측판

36 ; 코어홈 37 ; 관통공

40,41 ; 보조 코어 50 ; 1차 코일

51 ; 2차 코일

상술한 본 고안의 목적들을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 내온 변압기는 3개의 브랜치를 갖는 ∃자 형상의 1차 및 2차 코어를 포함한다. 2차 코어는 1차 코어보다 길면서 얇은 브랜치를 갖는다. 1차 및 2차 코어의 중앙 브랜치는 절연 보빈에 형성된 관통공에 끼워져서, 1차 및 2차 코어의 각 브랜치들이 서로 접촉된다.

절연 보빈의 양측에 1차 및 2차 측판이 형성되고, 중앙 브랜치들이 접촉하는 지점과 대응하는 절연 보빈 부분에는 격판이 형성된다. 따라서, 1차 측판과 격판간의 길이보다 2차 측판과 격판간의 길이가 더 길다. 그리고, 2차 코일이 권취되는 2차 측판과 격판간의 절연 보빈의 두께가 1차 코일이 권취되는 1차 측판과 격판간의 절연 보빈의 두께보다 더 두껍다. 즉, 절연 보빈은 격판을 중심으로 1차 코일 권취부와 2차 코일 권취부로 구분된다.

격판에는 브랜치의 길이 방향과 직교하는 방향을 따라 코어홈이 관통 형성된다. 코어홈에는 1차 코어의 중앙 브랜치가 진입하게 되어 코어홈이 2개의 영역으로 구분되고, 각 영역에 1차 코어의 중앙 브랜치의 양측면과 접하는 2개의 보조 코어가 삽입된다.

1차 코일이 절연 보빈의 1차 코일 권취부에 권취되고, 2차 코일이 2차 코일 권취부에 권취된다. 따라서, 1차 코일 권취부보다 2차 코일 권취부 두께가 더 두꺼우므로, 2차 코일의 종간격이 1차 코일보다 길게 된다. 또한, 2차 코일은 1차 코일보다 더 넓은 횡간격으로 권취된다.

상기된 본 고안의 구성에 의하면, 2차 코어가 1차 코어보다 길면서 얇고, 또한 절연 보빈의 2차 코일 권취부 두께가 1차 코일 권취부의 두께보다 두꺼우므로, 2차 코일의 종간격이 1차 코일보다 더 길어지게 되고 횡간격도 더 길어지게 된다. 따라서, 2차 코일에 대한 절연 거리가 길어지게 되므로, 아크나 절연 파괴 현상이 방지된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 네온 변압기를 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만 본 고안이 하기의 실시예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 2 및 도 3은 본 고안에 따른 네온 변압기를 나타낸 분해 및 결합 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 네온 변압기의 정단면도이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조로, 본 고안에 따른 네온 변압기는 저전압을 발생시키는 1차 코어(10)와, 고전압을 발생시키는 2차 코어(10,20)를 포함한다. 1차 및 2차 코어(10,20)는 동일한 방향으로 평행하게 연장된 3개의 브랜치(11,12,13,21,22,23)를 각각 갖는 ∃자 형상이다. 특히, 2차 코어(20)의 브랜치(21,22,23)는 1차 코어(10)의 브랜치(11,12,13)보다 얇은 두께를 가지면서 긴 길이를 갖는다. 도면에서는, 2차 코어(20)의 브랜치(21,22,23)가 1차 코어(10)의 브랜치(11,12,13)보다 대략 1.5배 정도 더 긴 길이를 갖고 또한 절반 정도의 두께를 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 반드시 상기된 수치에 한정되는 것은 아니고, 변압기의 사용 용도에 따라 브랜치의 길이와 두께는 변경될 수 있다.

절연 보빈(30)은 1차 및 2차 코어(10,20)의 중앙 브랜치(11,21) 각각이 삽입되는 관통공(37)을 갖는다. 2차 코어(20)의 중앙 브랜치(21) 두께가 1차 코어(10)의 중앙 브랜치(11) 두께보다 얇으므로, 이에 따라 2차 코어(20)의 중앙 브랜치(21)가 삽입되는 관통공(37) 부분이 1차 코어(10)의 중앙 브랜치(11)가 삽입되는 관통공(37) 부분보다 상대적으로 얇은 직경을 갖게 된다. 즉, 관통공(37)은 2개의 다른 직경을 갖는 구멍이 서로 연결된 형태가 된다. 이러한 이중 직경의 관통공(37) 구조에 의해 후술되는 2차 코일(51)의 절연 특성이 대폭 향상되는데, 그 이유는 후술한다.

즉, 각 중앙 브랜치(11,21)는 관통공(37)에 삽입되어 관통공(37) 내부에서 접촉되고, 반면에 나머지 양측 브랜치(12,13,22,23)들은 절연 보빈(30) 외부에서 맞대어지게 된다.

절연 보빈(30)은 직사각형 판재 형상의 1차 및 2차 측판(34,35)과 격판(33)을 갖는다. 1차 측판(34)은 1차 코어(10)측 방향에 위치한 절연 보빈(30)의 일단에 형성된다. 2차 측판(35)은 2차 코어(20)측 방향에 위치한 절연 보빈(30)의 타단에 형성된다.

격판(33)은 각 중앙 브랜치(11,21)들이 만나는 지점과 대응하는 절연 보빈(30)의 중간 부위에 형성된다. 이 격판(33)을 중심으로 절연 보빈(30)은 1차 코일 권취부(31)와 2차 코일 권취부(32)로 구분된다. 1차 코일 권취부(31)의 길이는 1차 코어(10)의 중앙 브랜치(11) 길이와 대응하고, 2차 코일 권취부(32)의 길이는 2차 코어(20)의 중앙 브랜치(21) 길이와 대응하게 된다. 따라서, 1차 코일 권취부(31)의 길이보다 2차 코일 권취부(32)의 길이가 더 길게 된다.

또한, 2차 코일 권취부(32)에 형성된 관통공(37) 직경이 1차 코일 권취부(31)에 형성된 관통공(37) 직경보다 짧다는 것은 이미 전술된 바와 같다. 반면에, 1차 및 2차 코일 권취부(31,32)의 외경은 동일하므로, 결과적으로 2차 코일 권취부(32)가 1차 코일 권취부(31)보다 더 두꺼운 두께를 갖는다. 즉, 2차 코일 권취부(32)의 절연 두께가 1차 코일 권취부(31)의 절연 두께보다 더 두꺼워지게 된다.

한편, 도 1에 도시된 종래 변압기의 1차 및 2차 코어(1,2)는 동일한 두께 및 길이를 가지므로, 점선으로 도시된 바와 같이 각 코어(1,2)의 길이 방향을 따르는 자속의 흐름과 밀도가 균일하다. 반면에, 본 고안에 따른 변압기의 1차 및 2차 코어(10,20)는 상이한 두께 및 길이를 가지므로, 자속의 흐름과 밀도가 불균일해질 우려가 있다.

이러한 우려를 해소하기 위해, 본 고안에 따른 변압기에 자속 흐름의 통로 역할을 하는 2개의 보조 코어(40,41)가 적용될 수 있다. 도 2 및 도 4를 참고로, 격판(33)에 상하로 코어홈(36)이 관통 형성된다. 즉, 코어홈(36)의 형성 방향은 중앙 브랜치(11,21)의 길이 방향과 직교하는 방향이다.

코어홈(36)은 관통공(37)과 이어지므로, 1차 코어(10)의 중앙 브랜치(11)가 코어홈(36)을 통해 노출되어, 이 중앙 브랜치(11) 부분에 의해 코어홈(36)이 2개의 영역으로 구분된다. 각 영역에 상기된 보조 코어(40,41) 2개가 삽입되어 중앙 브랜치(11)의 양측면에 접촉된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 자속의 흐름이 각 보조 코어(40,41)를 통해서도 이어지게 되므로, 1차 및 2차 코어(10,20)의 상이한 두께와 길이로 인한 자속 흐름과 밀도의 불균일 현상이 완벽하게 해소될 수가 있다.

계속해서, 저전압을 발생시키는 1차 코일(50)이 1차 코일 권취부(31)의 외주면에 권취된다. 1차 코일(50)로부터 발생된 저전압을 고전압으로 승압시키는 2차 코일(51)이 2차 코일 권취부(32)의 외주면에 권취된다. 여기서, 전술된 바와 같이, 2차 코일 권취부(32)의 길이가 1차 코일 권취부(31)의 길이보다 길므로, 2차 코일(51)을 1차 코일(50)보다 더 넓은 횡간격을 두고 권취할 수가 있게 된다. 즉, 2차 코일(51)의 횡간 절연 간격이 길어지게 된다. 또한, 전술된 바와 같이, 2차 코일 권취부(32)의 두께가 1차 코일 권취부(31)의 두께보다 두꺼우므로, 2차 코일(51)의 종간격도 1차 코일(50)의 종간격보다 길어지게 된다. 그러므로, 2차 코일(51)의 절연 특성이 한층 향상된다.

전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 2차 코어가 1차 코어보다 더 길면서 얇은 형상을 가지므로, 2차 코일의 종횡 절연 간격을 1차 코일보다 더 길게 하는 것이 가능하다. 그러므로, 고전압으로 승압하는 2차 코일의 절연 특성이 기존보다 대폭 향상되어, 아크나 절연 파괴 현상이 억제되어 변압기 파손이 방지된다.

특히, 1차 및 2차 코어의 크기와 무게를 증가시키지 않으면서 상기된 절연특성이 본 고안으로부터 발휘되므로, 변압기의 크기와 무게 증가를 방지할 수가 있다. 따라서, 변압기의 가격 상승이 억제됨과 아울러 여러 용도로 다양하게 적용할 수가 있게 된다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 네온 변압기에 대해서 설명 및 도시하였으나 본 고안은 전술한 실시예에 의해 한정되지 않고 하기의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 평행하게 배치된 3개의 브랜치를 갖는 1차 코어;

   상기 1차 코어의 각 브랜치와 접촉되는 3개의 브랜치를 갖고, 상기 브랜치들은 1차 코어의 브랜치보다 긴 길이를 갖는 2차 코어;

   상기 1차 및 2차 코어의 각 중앙 브랜치가 양측으로부터 삽입되어 서로 접촉되는 관통공을 갖고, 상기 각 중앙 브랜치가 접촉되는 부분의 외주면에는 격판이 형성되어, 상기 격판을 중심으로 1차 및 2차 코일 권취부로 구분되는 절연 보빈; 및

   상기 절연 보빈의 1차 및 2차 코일 권취부 각각에 권취된 1차 및 2차 코일을 포함하는 네온 변압기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 코일의 브랜치는 1차 코일의 브랜치보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 네온 변압기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 얇은 두께의 2차 코일의 브랜치가 삽입되는 상기 절연 보빈의 2차 코일권취부내의 관통공 직경이 1차 코일 권취부내의 관통공 직경보다 짧은 것을 특징으로 하는 네온 변압기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 보빈의 2차 코일 권취부 두께는 1차 코일 권취부 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 네온 변압기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 격판에 관통공과 연통되는 코어홈이 형성되고, 상기 코어홈에 1차 코어의 중앙 브랜치와 각기 접촉되는 2개의 보조 코어가 삽입된 것을 특징으로 하는 네온 변압기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 절연 보빈의 양측에 1차 및 2차 측판이 형성된 것을 특징으로 하는 네온 변압기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차 코일의 횡간격은 1차 코일의 횡간격보다 넓은 것을 특징으로 하는 네온 변압기.