KR20110134132A - 변압기의 방열기 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기의 방열기 연결장치에 관한 것이다. 구체적으로는 절연류가 순환하도록 변압기 케이스(10)의 내부와 방열기(20)의 내부가 배관(110)(120)에 의해 연통하여 연결되되, 상기 배관(110)(120)은 상기 변압기 케이스(10)의 상하 방향 양측에 구비되며, 상기 배관에는 수직부(111)(121)가 형성되고, 상기 수직부에는 상기 방열기의 설치 높이를 가변시키는 가변수단(130)(230)이 구비된 구조로 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 서멀 헤드를 가변하여 절연유의 유량을 조절함으로써, 팬을 부착하지 않아도 되므로 원가를 절감하고 유지 보수 비용을 절감하며, 서멀 헤드를 변화에 따른 다양한 방열기를 단순화시킬 수 있으며, 열전달성능을 극대화하여 변압기의 수명을 늘리는 효과가 있다.

Description

변압기의 방열기 연결장치{apparatus for connectiong radiator for transformer}

본 발명은 변압기의 방열기 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변압기와 방열기를 연결하는 배관 상에 방열기의 위치를 가변시키는 구조를 배치하여 서멀 헤드(thermal head)를 용이하게 변경하는 변압기의 방열기 연결장치에 관한 것이다.

변압기는 2차권선이 개방되었을 때 발생하는 히스테리시스손, 와류손, 유전체손과, 부하가 걸렸을 때 전류에 의한 권선 자체의 저항으로 인해 생기는 저항손, 와전류손, 표류부하손 등의 손실이 발생하고 모든 손실은 열에너지 형태로 나타난다. 이러한 열에너지로 인해 절연유의 온도상승과 함께 변압기의 내부압력이 점차적으로 상승되어 결국 폭발사고 및 절연유의 열화로 절연손상과 절연파괴 현상이 발생하게 된다.

이와 같은 현상을 방지하기 위해 변압기의 외측에는 열을 외부로 방출시키는 방열기가 필수적으로 부착된다. 따라서, 변압기에서 발생된 열은 절연유에 의해 방열기로 전달되고, 방열기는 절연유를 냉각시킴으로써 결국 변압기가 과열되는 것을 방지하여 준다.

이때, 온도상승된 변압기를 냉각시키기 위해 방열기 주위에서 발생하는 대류에 의하여 열을 대기로 방출하는 방식과 강제로 공기를 순환시켜 방열기를 냉각시키는 방식을 사용한다. 이러한 냉각 방식에서 변압기의 내부 절연유가 자연 대류에 의해 순환하게 되는데, 서멀 헤드(thermal head : 변압기 코어의 중심과 방열기 중심과의 거리)를 고려하여 변압기를 설계한다.

변압기의 냉각 원리는, 변압기 내부 도체의 손실에 의해 발생된 열로 인해 절연유의 온도가 상승하고 밀도가 낮아지면서 변압기 내부의 절연유에 부력특성이 발생되어 고온의 절연유가 상부로 올라와 배관을 통해 방열기의 미세한 판으로 구성된 유로에서 외부 공기와 전도 및 대류작용을 통해 열전달 작용을 하여 낮아진 온도로 다시 변압기 내부로 들어가면서 철심, 권선 및 절연물을 냉각하게 된다. 변압기를 100% 정격부하 또는 과부하로 사용할 때는 팬을 가동하여 냉각 성능을 증대시켜준다.

상기 서멀 헤드를 크게 하면 변압기 내부의 절연유의 속도가 빨라지게 되어 유량이 증대되는 효과를 가지므로 냉각성능은 좋아지지만 권선 내부로 들어가는 절연유의 속도가 너무 빠르면 유동대전이 발생할 수 있기 때문에 적절한 서멀 헤드 값을 찾아서 방열기를 장착해야 한다.

변압기 제작사는 자사마다 서멀 헤드에 대한 설계기준을 가지고 서멀 헤드 값을 계산하여 방열기의 부착위치를 정하여 제조하며 필요에 따라 팬을 추가한다.

그런데, 종래 변압기 설계 및 제작시에 서멀 헤드(thermal head)를 고려하고 있지만 방열기를 변압기에 부착하거나 별치식으로 구성하여 배치할 때 고정시켜야 하기 때문에, 서멀 헤드(thermal head)의 효과를 알고 있어도 냉각효과를 극대화시키지 못하고 상시로 팬을 구동시켜야 하므로 팬의 유지 및 보수를 하는 경우가 발생하고, 팬을 구동할 때 변압기의 전력을 소비하므로 변압기의 효율을 떨어뜨리는 요인이 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 팬을 사용하지 않아도 변압기 온도상승기준을 만족시킬 수 있으며 다양한 방열기를 단순화하는 변압기의 방열기 연결장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 변압기의 방열기 연결장치는, 절연류가 순환하도록 변압기 케이스의 내부와 방열기의 내부가 배관에 의해 연통하여 연결되되, 상기 배관은 상기 변압기 케이스의 상하 방향 양측에 구비되며, 상기 배관에는 수직부가 형성되고, 상기 수직부에는 상기 방열기의 설치 높이를 가변시키는 가변수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 가변수단은, 상기 변압기 케이스에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지와, 상기 방열기에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지와, 상기 제1플랜지와 제2플랜지 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지를 연결하여 조정하는 조정수단과, 상기 제1플랜지와 제2플랜지의 사이 간격이 변함에 따라 길이가 변하도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지의 관통구멍을 연통시키는 주름관으로 이루어진다.

상기 가변수단은 상기 변압기 케이스에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지와, 상기 방열기에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지와, 상기 제1플랜지와 제2플랜지 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지를 연결하여 조정하는 조정수단과, 상기 제1플랜지의 연통구멍에 연통되는 제1슬라이딩 관과, 상기 제1슬라이딩 관에 끼워져 슬라이딩하는 제2슬라이딩관과, 상기 제1슬라이딩 관과 제2슬라이딩 관의 슬라이딩부사이로 절연류가 누설하지 않도록 시일하는 시일부재로 이루어질 수도 있다.

본 발명에 의한 변압기의 방열기 연결장치에 의하면, 서멀 헤드를 가변하여 절연유의 유량을 조절함으로써, 팬을 부착하지 않아도 되므로 원가를 절감하고 유지 보수 비용을 절감하며, 서멀 헤드의 변화에 따른 다양한 방열기를 단순화시킬 수 있으며, 열전달성능을 극대화하여 변압기의 수명을 늘리는 효과가 있다.

도1은 본 발명이 적용된 전체 변압기를 개략적으로 나타낸 구성도,
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 변압기의 방열기 연결장치를 나타내는 구성도,
도3은 도2의 가변수단(제1실시예)을 나타내는 사시도,
도4는 도2의 가변수단(제1실시예)을 나타내는 입면도,
도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 변압기의 방열기 연결장치를 나타내는 구성도,
도6은 도5의 가변수단(제2실시예)을 나타내는 사시도,
도7은 도5의 가변수단(제2실시예)을 나타내는 입면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 적용된 전체 변압기를 개략적으로 나타낸 구성도이다. 도시한 바와 같이, 절연유가 순환하도록 변압기 케이스(10)의 내부와 방열기(20)의 내부가 변압기 케이스(10)의 상하 방향 양측에 상, 하배관(110)(120)에 의해 연통하여 연결된다.

상기 상, 하배관(110)(120)에는 수직부(111)(121)가 형성되고, 상기 수직부(111)(121)에는 상기 방열기(20)의 설치 높이를 가변시키는 가변수단(130 : 제1실시예)(230 : 제2실시예)이 구비된다. 상기 가변수단(130)(230)는 변압기 코어의 중심과 방열기 중심과의 거리(TH), 즉 서멀 헤드(thermal head)를 가변시키는 수단이다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 변압기의 방열기 연결장치를 나타내는 구성도이고, 도3 및 도4는 도2의 가변수단을 나타내는 사시도 및 입면도이다. 도시한 바와 같이, 상, 하배관(110)(120)의 수직부(111)(121)의 중간부에는 방열기(20)의 설치 높이를 가변시키는 가변수단(130)이 설치되어 있다.

상기 가변수단(130)은 상기 변압기 케이스(10)에 연결되는 상, 하배관(110)(120)의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지(131)와, 상기 방열기(20)에 연결되는 상, 하배관(110)(120)의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지(132)와, 상기 제1플랜지(131)와 제2플랜지(132) 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지(131)와 제2플랜지(132)를 연결하여 조정하는 조정수단(133)과, 상기 제1플랜지(131)와 제2플랜지(132)의 사이 간격이 변함에 따라 길이가 변하도록 상기 제1플랜지(131)와 제2플랜지(132)의 관통구멍을 연통시키는 주름관(134)으로 이루어진다.

상기 조정수단(133)는, 나사로드(133a)가 상기 제1플랜지(131) 및 제2플랜지(132)의 네모서리 부분에 각각 하나씩 관통하여 너트(133b)에 의해 제1플랜지(131)와 제2플랜지(132)에 그 위치를 조정하여 고정하는 형태로 되어 있다.

상기 조정수단(133)의 나사로드 중에서 서로 대각방향에 위치하는 한쌍의 나사로드는 안내로드로 대치될 수도 있으며, 조정수단은 실린더 등을 사용하여 제1플랜지와 제2플랜지 사이의 간격을 조정하는 구조로 구성될 수도 있다.

도5는 본 발명의 제2실시예에 의한 변압기의 방열기 연결장치를 나타내는 구성도이고, 도6 및 도7는 도5의 가변수단을 나타내는 사시도 및 입면도이다. 도시한 바와 같이, 상, 하배관(110)(120)의 수직부(111)(121)의 중간부에는 방열기(20)의 설치 높이를 가변시키는 가변수단(230)이 설치되어 있다.

상기 가변수단(230)은 상기 변압기 케이스(10)에 연결되는 상, 하배관(110)(120)의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지(231)와, 상기 방열기(20)에 연결되는 상, 하배관(110)(120)의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지(232)와, 상기 제1플랜지(231)와 제2플랜지(232) 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지(231)와 제2플랜지(232)를 연결하여 조정하는 조정수단(233)과, 상기 제1플랜지(231)의 연통구멍에 연통되는 제1슬라이딩 관(234)과, 상기 제1슬라이딩 관(234)에 끼워져 슬라이딩하는 제2슬라이딩 관(235)과, 상기 제1슬라이딩 관(234)과 제2슬라이딩 관(235)의 슬라이딩부 사이로 절연류가 누설하지 않도록 시일하는 시일부재(236)로 이루어진다.

상기 조정수단(233)는, 나사로드(233a)가 상기 제1플랜지(231) 및 제2플랜지(232)의 네모서리 부분에 각각 하나씩 관통하여 너트(233b)에 의해 제1플랜지(231)와 제2플랜지(232)에 그 위치를 조정하여 고정하는 형태로 되어 있다.

상기 조정수단(233)의 나사로드 중에서 서로 대각방향에 위치하는 한쌍의 나사로드는 안내로드로 대치될 수도 있으며, 조정수단은 실린더 등을 사용하여 제1플랜지와 제2플랜지 사이의 간격을 조정하는 구조로 구성될 수도 있다.

상기 제1슬라이딩 관(234)는 외관이고, 상기 제2슬라이딩 관(235)는 상기 제1슬라이딩 관(234)의 내부에 끼워지는 내관이며, 상기 제1슬라이딩 관(234)의 단부 내주면에는 상기 시일부재(236)가 끼워지는 홈띠가 원주방향으로 형성되다. 상기 시일부재(236)가 끼워지는 홈띠는 상기 제2슬라이딩 관(235)의 단부 외주면에 형성될 수도 있다.

상기 시일부재(236)는 오링 등으로 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1, 제2실시예에 의한 변압기의 방열기 연결장치에서, 서멀 헤드(thermal head : TH)를 증대시키거나 감소시킬 경우에는, 조정수단(133)(233)을 조정하여 제1플랜지(131)(231)와 제2플랜지(132)(232)사이의 간격을 조정하면 주름관(134)의 길이가 증가/감소되거나 제1, 제2슬라이딩 관(234(235)이 서로 슬라이딩하여 그 전체 길이가 증가/감소된다. 이때 제1플랜지(131)(231)와 제2플랜지(132)(232)사이 간격을 조정한 후 너트(133b)(233b)를 사용하여 그 위치를 고정하여 방열기가 상하방향으로 움직이지 않게 한다.

10 : 변압기 케이스 20 : 방열기
110 : 상배관 120 : 하배관
130, 230 : 가변수단 131, 231 : 제1플랜지
132, 232 : 제2플랜지 133, 233 : 조정수단
134 : 주름관 234 : 제1슬라이딩 관
235 : 제2슬라이딩 관 236 : 시일부재

Claims (3)

1. 절연류가 순환하도록 변압기 케이스의 내부와 방열기의 내부가 배관에 의해 연통하여 연결되되,
   상기 배관은 상기 변압기 케이스의 상하 방향 양측에 구비되며,
   상기 배관에는 수직부가 형성되고,
   상기 수직부에는 상기 방열기의 설치 높이를 가변시키는 가변수단이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 변압기의 방열기 연결장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가변수단은,
   상기 변압기 케이스에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지와,
   상기 방열기에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지와,
   상기 제1플랜지와 제2플랜지 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지를 연결하여 조정하는 조정수단과,
   상기 제1플랜지와 제2플랜지의 사이 간격이 변함에 따라 길이가 변하도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지의 관통구멍을 연통시키는 주름관을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기의 방열기 연결장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가변수단은,
   상기 변압기 케이스에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제1플랜지와,
   상기 방열기에 연결되는 배관의 파이프 단부에 고정된 제2플랜지와,
   상기 제1플랜지와 제2플랜지 사이 간격을 가변시켜 정위치시키도록 상기 제1플랜지와 제2플랜지를 연결하여 조정하는 조정수단과,
   상기 제1플랜지의 연통구멍에 연통되는 제1슬라이딩 관과,
   상기 제1슬라이딩 관에 끼워져 슬라이딩하는 제2슬라이딩 관과,
   상기 제1슬라이딩 관과 제2슬라이딩 관의 슬라이딩부사이로 절연류가 누설하지 않도록 시일하는 시일부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기의 방열기 연결장치.

Images