KR20130002671U - 선박용 케이블 상부 인입형 변압기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정으로부터 하방으로 연장되는 케이블이 외함의 상부에서 변곡되도록 함으로서 공간활용도를 향상시킨 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 관한 것이다.
본 고안은 선박의 내부 바닥에 외함이 설치되고, 상기 외함의 내부에 변압기가 설치되며, 상기 변압기의 상부에 상기 변압기에 3상의 전기를 공급하는 3개의 1차측 부스바가 설치되고, 상기 변압기의 상부에 상기 변압기에서 변압된 3상의 전기를 송전하는 3개의 2차측 부스바가 설치되며, 상기 외함에 상기 1차측 부스바와 2차측 부스바에 전기를 인가하는 케이블을 인입하기 위한 케이블 글랜드가 설치되고, 상기 케이블이 선박의 내부 천정을 관통하여 하방으로 연장되어 상기 케이블 인입함으로 인입되는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 있어서, 상기 외함의 상부에 상기 외함의 내부와 연통되는 케이블 인입함이 돌출형성되고, 상기 케이블 글랜드가 상기 케이블 인입함의 측면에 형성되는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공한다.

Description

선박용 케이블 상부 인입형 변압기{Cable top-down type transformer for vessel}

본 고안은 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정으로부터 하방으로 연장되는 케이블이 외함의 상부에서 변곡되도록 함으로서 공간활용도를 향상시킨 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 관한 것이다.

일반적으로 선박은 추진을 위해 동력이 필요하다. 따라서 대부분의 선박은 동력을 얻기 위한 주기관(Main engine)이 설치된다. 이 주기관에서 얻어진 동력은 회전동력으로서 축계를 통해 선박의 후방으로 전달되고, 후방으로 전달된 회전동력은 스크류를 회전시켜 선박이 물의 저항을 이기고 앞으로 나아가도록 작용한다.

한편 대양을 항해하는 대형선박은 항구에 정박시에도 전기를 생산해야 하고 비상시에는 규모가 큰 주발전기(diesel generator with engine)를 운영할 수 없기 때문에 주발전기 이외에 전기를 생산하기 위한 비상발전기(emergency diesel generator with engine)이 설치된다. 상기 비상발전기에서 생산된 전기는 선박의 필수부하로 송전된다.

여기서 상기 발전기는 발전효율과 선박의 안전을 고려하여 통상 3상 440V의 전기를 생산한다. 하지만 3상 440V의 전기는 항해통신 장비 및 상용 전기제품을 사용할 수 없기 때문에 공급되는 전원의 전압을 220V 또는 110V로 감압하여 사용할 수 있도록 변압기가 필요하다.

상기와 같은 선박용 변압기는 도 1에 도시된 바와 같이 외함(110)이 선박의 바닥(112)에 고정되고, 외함(110)의 내부에 변압부(114)가 설치되며, 변압부(114)의 상부에는 변압부(114)로 전기를 인가하거나 변압부(114)에서 변환된 전기를 송출하기 위한 부스바(116)가 설치된다. 여기서 상기 변압부(114)에 전기를 인가하거나 송출하기 위해서는 외함(110)의 내부로 케이블(120)을 인입시켜야 한다. 상기 외함(110)의 내부로 인입되는 케이블(120)은 변압부(114)로 입출력되는 전기가 3상이기 때문에 전기를 입출력하기 위하여 세 가닥의 전선(120a, 120b, 120c)이 필요하다. 따라서 케이블(120)은 각각 세 가닥의 전선(120a, 120b, 120c)이 외피에 의해 결속된 하나의 케이블 형태로 구비되어 외함(110)까지 연장된다.

아울러 선박용 변전설비는 롤링이나 피칭 등의 진동에 상시적으로 노출되어 있고 해수에 의해 부식될 수 있으므로 외함(110)을 외부와 차단된 상태에서 케이블(120)을 변압부(114)에 연결하기 위하여 외함(110)의 측면에 케이블 글랜드(124)가 설치된다.

한편 선박용 변전설비는 필요에 따라 케이블(120)이 외함(110)의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다. 여기서 케이블(120)이 외함(110)의 상부에 위치할 경우 케이블(110)은 수직방향 하방으로 연장되어 외함(110)의 측면으로 인입된다. 이 때 케이블(120)은 통상 천정(111)을 타고 케이블 전로가 구성하여 변압기 상부에서 수직방향 하방으로 연장되고 외함(110)의 측면에 설치된 케이블 글랜드(124)를 통하여 인입된다. 이와 같이 케이블(120)이 외함(110)의 상부에서 하방으로 연장되어 외함(110)으로 인입되는 방식의 변압기를 케이블 상부 인입형 변압기라고 통칭한다. 상기 케이블 상부 인입형 변압기는 케이블(120)의 측면에 수직방향 하방으로 연장하는 케이블(120)을 고정시키기 위해 천정(111)로부터 하방으로 연장하는 케이블 트레이(126)가 설치된다.

또한 상기 케이블(120)은 외함의 측면에 형성된 케이블 글랜드를 통하여 인입되기 때문에 외함(110)의 측면에 케이블(120)을 변곡시키기 위한 곡률반경이 필요하게 된다.

상기와 같이 외함(110)의 측면에 케이블(120)의 변경을 위하여 곡률반경이 필요하면 그 만큼 공간활용도가 떨어지게 되는 문제점이 있다.

특히 육상이 아닌 절대적으로 공간이 부족한 선박에서 공간활용도가 떨어지는 것은 선박의 치명적인 단점이 될 수 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 케이블이 외함의 상부에서 변곡되도록 함으로서 외함 측면에 변곡을 위한 별도의 공간이 필요 없도록 함으로 공간활용도를 향상시킨 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 고안은 부스바를 절곡된 형상으로 구비하고 각 부스바가 동일 축선상을 벗어나도록 배치하므로 부스바와 분지된 전선의 연결이 용이하도록 된 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한 본 고안은 외함의 내부와 케이블 인입함의 내부가 서로 연통하는 경계부에 케이블 트레이를 설치하여 분지된 전선을 견고하게 고정할 수 있는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

아울러 본 고안은 상기와 같이 분지된 전선이 케이블 트레이에 견고하게 고정되므로 합선으로 인한 화재나 정전을 미연에 방지할 수 있는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

본 고안은 선박의 내부 바닥에 외함이 설치되고, 상기 외함의 내부에 변압부가 설치되며, 상기 변압부의 상부에 상기 변압부에 3상의 전기를 공급하는 3개의 1차측 부스바가 설치되고, 상기 변압부의 상부에 상기 변압부에서 변압된 3상의 전기를 송전하는 3개의 2차측 부스바가 설치되며, 상기 외함에 상기 1차측 부스바와 2차측 부스바에 전기를 인가하는 케이블을 인입하기 위한 케이블 글랜드가 설치되고, 상기 케이블이 선박의 내부 천정을 타고 케이블 전로가 구성하여 변압부 상부에서 하방으로 연장되어 상기 케이블 인입함으로 인입되는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 있어서, 상기 외함의 상부에 상기 외함의 내부와 연통되는 케이블 인입함이 돌출형성되고, 상기 케이블 글랜드가 상기 케이블 인입함의 측면에 형성되는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공한다.

여기서 상기 1차측 부스바와 2차측 부스바는 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 3개의 1차측 부스바와 3개의 2차측 부스바는 각각 동일축 선상을 벗어나 배치되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 외함의 내부와 상기 케이블 인입함이 연통되는 경계부에 케이블 트레이가 설치되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 케이블 트레이는 복수의 장공이 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

상기와 같이 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기는 케이블이 외함의 상부에서 변곡되도록 함으로서 외함 측면에 변곡을 위한 별도의 공간이 필요 없도록 함으로 공간활용도를 향상시킨 선박용 케이블 상부 인입형 변압기를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기는 부스바를 절곡된 형상으로 구비하고 각 부스바가 동일 축선상을 벗어나도록 배치하므로 부스바와 분지된 전선의 연결이 용이하다.

또한 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기는 외함의 내부와 케이블 인입함의 내부가 서로 연통하는 경계부에 케이블 트레이를 설치하여 분지된 전선을 견고하게 고정할 수 있다.

아울러 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기는 상기와 같이 분지된 전선이 케이블 트레이에 견고하게 고정되므로 합선으로 인한 화재나 정전을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 선박용 변압기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기의 외함 일측면을 제거한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기의 분지된 전선과 부스바가 결속된 상태를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 일실시예에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 선박의 내부 바닥인 데크(12)에 설치된 외함(10), 상기 외함(10)의 내부에 설치되는 변압부(14), 상기 변압부(14)의 상부에 설치되어 상기 변압부(14)에 전류를 공급하는 1차측 부스바(16a, 16b, 16c), 상기 변압부(14)의 상부에 설치되어 상기 변압부(14)에서 변압된 전기를 송출하는 2차측 부스바(17a, 17b, 17c), 상기 외함(10)의 상부에 돌출형성되며 상기 외함(10)의 내부와 연통되는 케이블 인입함(20) 및 상기 케이블 인입함(20)의 측면에 설치되어 케이블(22, 24)이 인입되는 케이블 글랜드(26)를 포함한다.

상기 외함(10)은 데크(12) 상에 고정설치되는 함체로서 내부에 변압부(14)가 수용된다. 여기서 상기 외함(10)의 하부와 데크(12) 사이에는 지지부재(13)가 고정설치된다. 아울러 상기 외함(10)은 측벽에 변압부(14)를 공랭시키기 위하여 복수의 통기구(10a)가 형성된다. 또한 상기 외함(10)과 상기 지지부재(13) 사이에는 상기 외함(10)에 흐르는 전기를 접지하기 위한 접지케이블(13a)이 연결된다.

상기 변압부(14)는 외함(10)의 내부에 고정설치되며 1차측으로부터 인가된 전기의 전압을 변환시켜 2차측으로 송출한다. 상기 변압부(14)는 하부에 변압기 지지부재(15)가 설치되고, 이 지지부재(15)는 변압기에서 누설되는 전기가 흘러가지 않도록 절연물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 아울러 상기 변압부(14)는 3상의 전기를 변환시키는 변압기로서 입력되는 1차측에는 R단자, T단지 및 S단자가 구비되고, 전기를 출력하는 2차측에는 U단자, V단자 및 W단자가 구비된다. 아울러 상기 변압부(14)는 각 단자가 델타결선된다. 여기서 상기 변압부(14)는 상호 유도작용에 의해 전압을 높이거나 낮추는 장치로서 변압기에 대한 기술은 당업자에게 이미 알려진 공지기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)는 상기 변압부(14)의 상부에 설치되어 외부로부터 인가된 전기를 변압부(14)에 공급하는 부스바이다. 상기 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)는 절연부재(18)에 의해 변압부(14)와 이격되어 배치되지만 상기 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)는 상기 변압부(14)와 도전부재(미도시)에 의해 전기적으로 연결되므로 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)를 통하여 인가된 전기가 변압부(14)에 공급될 수 있다. 여기서 상기 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)는 절곡된 형상으로 이루어진다. 아울러 상기 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)는 동일 축선상으로부터 벗어나도록 배치된다. 따라서 상기 케이블(22)이 인입되어 분지된 전선(22a, 22b, 22c)이 1차측 부스바(16a, 16b, 16c) 각각에 용이하게 결합될 수 있다.

상기 2차측 부스바(17a, 17b, 17c)는 상기 변압부(14)의 상부에 설치되어 변압부(14)에서 전압이 변환된 전기를 외부로 송출하는 부스바이다. 상기 2차측 부스바(17a, 17b, 17c) 또한 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)와 마찬가지로 절연부재(18)에 의해 변압부(14)와 이격되어 배치되지만 상기 2차측 부스바(17a, 17b, 17c)는 변압부(14)와 도전부재(미도시)에 의해 전기적으로 연결되어 변압부(14)에서 전압이 변환된 전기를 외부로 송출할 수 있게 된다. 여기서 상기 2차측 부스바(17a, 17b, 17c) 또한 절곡된 형상으로 이루어진다. 아울러 상기 2차측 부스바(17a, 17b, 17c)는 동일 축선상으로부터 벗어나도록 배치된다. 따라서 상기 케이블(24)이 인입되어 분지된 전선(24a, 24b, 24c)이 2차측 부스바(17a, 17b, 17c) 각각에 용이하게 결합될 수 있다.

상기 케이블 인입함(20)은 상기 외함(10)의 상부에 돌출형성되며 외함(10)의 내부와 연통되도록 구비된다. 아울러 상기 케이블 인입함(20)의 측면에는 케이블 글랜드(26)가 설치되며, 상기 케이블 글랜드(26)는 입력측 케이블(22)과 출력측 케이블(24)이 따로 인입될 수 있도록 복수개로 형성된다. 따라서 상기 외함(10) 내부에 수용된 변압부(14)에 3상의 전기를 공급하는 입력측 케이블(22)과 변압부(14)에서 전압이 변환된 3상의 전기를 송전하기 위한 출력측 케이블(24)은 케이블 인입함(20)의 측면에 형성된 케이블 글랜드(26)를 통해 외함(10)의 내부로 각각 진입할 수 있다. 여기서 케이블 인입함(20)으로 진입하는 케이블(22, 24)은 케이블 글랜드(26)에 의해 견고하게 고정되므로 케이블 글랜드(26)를 지나 케이블(22, 24)을 각각 세가닥의 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)으로 분지할 수 있다. 즉, 입력측 케이블(22)은 케이블 글랜드(26)를 지나 각 가닥의 전선(22a, 22b, 22c)으로 분지되어 R단자, T단자 및 S단자에 해당하는 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)에 각각 연결되고, 출력측 케이블(24)은 케이블 글랜드(26)를 지나 각 가닥의 전선(24a, 24b, 24c)으로 분치죄어 U단자, V단자 및 W단자에 해당하는 2차측 부스바(17a, 17b, 17c)에 각각 연결된다.

이와 같이 상기 케이블(22, 24)은 외함(10)의 상부에서 케이블(22, 24)이 변곡되므로 외함(10)의 측면에 케이블(22, 24)의 변곡을 위한 별도의 공간이 필요 없으므로 선박의 공간활용도가 향상된다.

아울러 상기 케이블 인입함(20)의 내부와 외함(10)의 내부가 서로 연통되는 경계부에 케이블 트레이(30)가 형성된다. 여기서 상기 케이블 트레이(30)는 케이블 글랜드(26)를 지나 1차측 부스바(16a, 16b, 16c)와 2차측 부스바(17a, 17b, 17c)에 각각 연결되는 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)을 타이(Tie; 32)를 이용하여 고정할 수 있다. 더불어 상기 케이블 트레이(30)는 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 더 견고하게 고정되도록 하기 위하여 복수의 장공(30a)이 형성된다. 따라서 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)은 상기 타이(32)에 의해 케이블 트레이(30)의 복수의 장공(30a)에 끼운 체로 조여져 더욱 견고하게 고정된다. 이와 같이 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)은 케이블 트레이(30)에 견고하게 고정되므로 선박은 반복되는 진동에도 불구하고 고정된 위치를 이탈하지 않게 된다.

이하, 본 고안에 따른 선박용 케이블 상부 인입형 변압기의 케이블 인입작업을 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 케이블(22, 24)을 외함의 상부로 견인한 후 케이블(22, 24)을 부스바(16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)에 연결할 수 있는 길이를 고려하여 절단한다.

상기 케이블(22, 24)을 절단한 후 케이블(22, 24)의 외피를 제거하여 케이블의 각 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 분지될 수 있도록 한다.

외피를 제거하여 각 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 노출되면 노출된 각 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)을 케이블 글랜드(26)를 통해 케이블 인입함(20)의 내부로 진입시킨다.

상기 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 케이블 글랜드(26)를 통해 필요한 길이만큼 케이블 인입함(20)의 내부로 진입되면 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)은 부스바(16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)에 연결하기 적합한 길이로 절단된다.

상기 절단된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)은 부스바(16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)와 결합시 접촉면적을 늘리도록 하기 위하여 선단에 터미널 러그를 형성한다.

상기 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)의 선단에 터미널 러그가 형성되면 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)을 부스바(16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)에 연결하여 통전될 수 있도록 구비한다. 이 때 부스바(16a, 16b, 16c, 17a, 17b, 17c)는 절곡된 형상이고 중심 축선상을 이탈하여 배치되므로 더욱 용이하게 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)을 결합시킬 수 있다.

다음으로 케이블 트레이(30)의 형성된 복수의 장공(30a)에 타이(32)를 끼우고 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)을 케이블 트레이(30)와 함께 조여 각 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 케이블 트레이(30)에 견고하게 고정될 수 있도록 한다.

다음으로 각 분지된 전선(22a, 22b, 22c, 24a, 24b, 24c)이 케이블 트레이(30)에 고정되면 케이블 글랜드(30)를 고착시켜 외부와 밀폐되도록 한다.

10 : 외함
12 : 데크
14 : 변압부
20 : 케이블 인입함
22 : 입력측 케이블
24 : 출력측 케이블
26 : 케이블 글랜드
30 : 케이블 트레이
32 : 타이

Claims (4)

1. 선박의 내부 바닥에 외함이 설치되고, 상기 외함의 내부에 변압기가 설치되며, 상기 변압기의 상부에 상기 변압기에 3상의 전기를 공급하는 3개의 1차측 부스바가 설치되고, 상기 변압기의 상부에 상기 변압기에서 변압된 3상의 전기를 송전하는 3개의 2차측 부스바가 설치되며, 상기 외함에 상기 1차측 부스바와 2차측 부스바에 전기를 인가하는 케이블을 인입하기 위한 케이블 글랜드가 설치되고, 상기 케이블이 선박의 내부 천정을 타고 케이블 전로가 구성하여 변압기 상부에서 하방으로 연장되어 상기 케이블 인입함으로 인입되는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기에 있어서,
   상기 외함의 상부에 상기 외함의 내부와 연통되는 케이블 인입함이 돌출형성되고, 상기 케이블 글랜드가 상기 케이블 인입함의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 1차측 부스바와 2차측 부스바는 절곡된 형상으로 이루어지고, 상기 1차측 부스바와 2차측 부스바는 서로 동일축 선상을 벗어나 배치되는 것을 특징으로 하는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 외함의 내부와 상기 케이블 인입함이 연통되는 경계부에 케이블 트레이가 설치되는 것을 특징으로 하는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 케이블 트레이에는 복수의 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 선박용 케이블 상부 인입형 변압기.
   

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