KR20140003957A - 변압기용 방열기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기용 방열기에 관한 것으로, 변압기 탱크의 측면에 연결되는 방열기에 있어서, 상부에 위치하고, 일방향으로 갈수록 단면적이 점점 작아지는 상부 배관, 상기 상부 배관의 하부에 결합하고, 내부에 복수의 관들을 포함하는 복수의 핀들 및 상기 복수의 핀들 하부에 결합하는 하부 배관을 포함한다. 이러한 변압기용 방열기는 내부에서 흐르는 절연유의 유속 손실을 최소화하여 냉각 성능을 증대하고, 변압기의 무게를 감소할 수 있다.

Description

변압기용 방열기{RADIATOR FOR TRANSFORMER}

본 발명은 변압기용 방열기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배관의 단면적을 다르게 하여 변압기에서 발생하는 열을 효율적으로 방열시켜주기 위한 변압기용 방열기에 관한 것이다.

유입식 변압기는 철심과 코일 및 이를 지지하기 위한 구조물로 형성되어 있으며, 변압기가 운전하면서 철심 및 코일은 자속과 전류로 인한 손실이 발생하게 된다. 이 손실에 의해 변압기 내부에는 열이 발생되게 되고, 이는 변압기 내부에 들어가 있는 절연물에 손상을 주어 변압기 수명에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이 절연물에 일정 온도 이상을 넘지 않게 하기 위하여 절연유를 쿨링에 사용하게 되는데, 이 절연유를 냉각시켜주는 장치로서 방열기를 사용하게 된다.

도 1은 종래의 변압기 구조를 설명하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 있는 종래의 변압기용 방열기를 설명하는 도면이며, 도 3은 도 1에 있는 종래의 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 변압기용 방열기(110)는 변압기(120)의 측면에 배치되고, 변압기(120)에 연결되는 냉각 파이프(130)가 연결된다. 변압기용 방열기(110)는 유입 배관(210), 냉각부(220) 및 배출 배관(230)을 포함한다.

유입 배관(210)은 하부에 냉각부(220)를 결합하고, 변압기(120)에서 방출되는 절연유가 유입된다.

냉각부(220)는 복수의 핀들로 이루어져 있는 것을 특징으로 하며, 복수의 핀들이 모여 한 조를 형성하고 다시 조가 모여 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 일반적으로 방열기의 각 핀은 동일한 단면적을 가지고 있다.

배출 배관(230)은 냉각부(220)에서 냉각되는 절연유를 변압기(120) 측으로 배출한다.

위에서 언급한 바와 같이 현재까지 사용되는 방열기의 대부분은 동일한 단면적을 가지는 여러 개의 핀을 가지고 있지만, 배관의 단면적은 동일하게 적용하고 있다. 따라서, 각 핀에 흐르는 유속이 동일하지 않고, 일부 핀에는 방열이 원활히 이루어지는 반면 일부에서는 방열이 원활히 되지 않기 때문에 방열기의 효율성을 떨어뜨리는 문제점이 발생할 수 있다.

한국등록특허 제10-0960703호는 유입 변압기에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 유입 변압기의 운전시 발생되는 열을 방열하는 방열 구조에 관한 것이다. 이를 위해, 개시된 기술은 권선부가 내장되면서 내부에 오일이 충진되는 외함, 상기 외함의 측부에 구비되면서 상기 외함 내에 충진된 오일을 제공받아 열교환하여 방열시키도록 복수의 병설된 방열판을 갖는 방열기, 상기 외함의 상측 공간과 연결되면서 상기 외함으로부터 상기 각 방열판이 병설된 측으로 갈수록 점차 하향 경사지게 형성된 유입단 및 상기 유입단으로부터 연장되면서 상기 방열기의 상측 끝부분에 이르기까지 연결된 분배단으로 구성된 상측 연결관, 그리고 상기 외함의 하측 공간에 연결되면서 상기 각 방열판이 병설된 측으로부터 상기 외함으로 갈수록 점차 하향 경사지게 형성된 유출단 및 상기 유출단으로부터 연장되면서 상기 방열기의 하측 끝부분에 이르기까지 연결된 안내단으로 구성된 하측 연결관을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유입 변압기가 제공된다.

한국등록특허 제10-1099190호는 방열부에서 냉각된 오일의 일부를 변압기 내의 철심 및 요크 등과 같은 권선 이외의 구성에 대한 냉각에도 사용될 수 있도록 함으로써 변압기의 전체적인 방열 효과를 향상시킴과 더불어 방열부의 구조적 변경을 통해 더욱 우수한 방열 효과를 얻을 수 있도록 한 새로운 형태의 유입 변압기에 관한 것이다. 이를 위해, 본 개시된 기술은 내부에 오일이 충진되며, 측부에는 방열기가 연결된 외함, 상기 외함 내부에 구비되며, 철심 및 이를 감싸는 권선을 포함하는 권선부, 상기 방열기로부터 오일을 유입받아 상기 외함 내의 저부 공간을 따라 유동되도록 안내하는 오일 인렛부, 상기 오일 인렛부가 형성된 부위와 상기 권선부가 구비된 공간을 서로 구획하며, 상기 권선이 위치된 부위로 오일이 공급되도록 복수의 연통공이 형성된 구획판, 상기 외함 내의 상부 공간을 따라 유동되는 오일을 상기 방열기로 유출되도록 안내하는 오일 아웃렛부, 상기 오일 인렛부 내의 오일을 상기 철심이 구비된 부위로 안내함과 더불어 그 외주면에는 상기 오일 인렛부 내의 오일이 철심 및 여타 절연 부위로 배출되도록 하는 복수의 배출공이 관통 형성된 연결 파이프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유입 변압기가 제공된다.

한국등록특허 제10-0960703호 한국등록특허 제10-1099190호

본 발명의 일 실시예는 방열기 배관의 단면적을 각각 다르게 하여 유속의 변화를 최소화 할 수 있는 변압기용 방열기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 방열기의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 변압기용 방열기를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 방열기 배관의 단면적을 줄임으로 변압기의 무게를 감소시킬 수 있는 변압기용 방열기를 제공하고자 한다.

실시예들 중에서, 변압기 탱크의 측면에 연결되는 방열기에 있어서, 변압기용 방열기는 상부에 위치하고, 일방향으로 갈수록 단면적이 점점 작아지는 상부 배관, 상기 상부 배관의 하부에 결합하고, 내부에 복수의 관들을 포함하는 복수의 핀들 및 상기 복수의 핀들 하부에 결합하는 하부 배관을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 상부 배관은 상기 일방향으로 갈수록 상기 복수의 핀들과 연결되는 연결부가 점점 좁아질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 핀들은 상기 복수의 관들이 상기 연결부를 통해 상기 상부 배관에 연결되어 절연유가 흐를 수 있다.

일 실시예에서, 상기 복수의 핀들은 외부에 복수의 냉각핀들을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변압기용 방열기는 방열기 배관의 단면적을 각각 다르게 하여 유속의 변화를 최소화 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변압기용 방열기는 방열기의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변압기용 방열기는 방열기 배관의 단면적을 줄임으로 변압기의 무게를 감소시킬 수 있다.

도 1은 종래의 변압기 구조를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 종래의 변압기용 방열기를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 종래의 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 변압기용 방열기를 설명하는 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 변압기용 방열기(400)는 상부 배관(410), 복수의 핀들(420) 및 하부 배관(430)을 포함한다. 변압기용 방열기(400)는 변압기(미도시됨)에 연결되어 변압기 내부에서 발생하는 열을 냉각하여 변압기 성능 저하를 방지한다. 또한, 변압기용 방열기(400)는 변압기 내부에서 발생하는 열에 의해 변압기 구성품의 파손 및 손상을 방지한다. 일 실시예에서, 변압기용 방열기(400)는 변압기 내부에서 흐르는 절연유를 유입하여 냉각하고, 냉각된 절연유를 변압기로 다시 흐르게 하는 경로를 제공한다.

상부 배관(410)은 상부에 위치하고, 일방향으로 갈수록 단면적이 점점 작아지는 관으로 구성된다. 일 실시예에서, 상부 배관(410)은 변압기 내부로부터 연장되고, 절연유가 흐르는 배관(미도시됨)에 연결된다. 일 실시예에서, 상부 배관(410)은 변압기로부터 절연유가 유입되는 경로를 제공한다. 일 실시예에서, 상부 배관(410)은 단면적이 넓은 부분으로부터 좁은 부분으로 절연유가 흐르도록 유도할 수 있다. 또한, 상부 배관(410)은 복수의 핀들(420)에 연결되는 연결부(411)를 포함한다. 일 실시예에서, 연결부(411)는 일방향으로 갈수록 점점 좁아질 수 있다.

복수의 핀들(420)은 상부 배관(410)의 하부에 결합하고, 내부에 복수의 관들을 포함한다. 복수의 핀들(420)은 복수의 관들이 연결부(411)를 통해 상부배관에 연결되어 절연유가 흐르는 경로를 제공한다. 일 실시예에서, 복수의 핀들(420)은 외부에 복수의 냉각핀들을 더 포함하여 냉각 성능을 증대시킬 수 있다.

하부 배관(430)은 복수의 핀들(420)의 하부에 결합한다. 하부 배관(430)은 상부 배관(410)으로 유입되어 복수의 핀들(420)에서 냉각되는 절연유를 변압기로 흐르게 하는 경로를 제공한다.

이러한 변압기용 방열기(400)는 내부에서 유속의 손실을 최소화하기 위해 상부 배관(410)의 단면적을 각각 다르게 적용한다. 배관 내부의 유속은 배관의 단면적에 반비례하는 특징을 가진다. 즉, “배관의 단면적 X 유속 = 일정”의 식을 바탕으로 한다. 이때, 배관 단면적이 점점 줄어드는 경우, 일단에서 일방향으로 갈 때 각 유속을 v1, v2, v3 … vi 라고 하면 유속은 v1<v2<v3<…<vi 와 같이 된다. 즉, 절연유가 투입되는 유입측에서 멀리 떨어져 위치한 오른쪽 핀일수록 유속이 상대적으로 떨어진다. 따라서, 유입 배관의 단면적에 차이를 주어 각핀에 흐르는 유속을 동일하게 하여 기 식을 이용하여 각 핀에 동일한 유속이 흐를 수 있도록 배관의 단면적을 각기 다르게 적용한다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

400 : 변압기용 방열기 410 : 상부 배관
411 : 연결부 420 : 복수의 핀들
430 : 하부 배관

Claims (4)

1. 변압기 탱크의 측면에 연결되는 방열기에 있어서,
   상부에 위치하고, 일방향으로 갈수록 단면적이 점점 작아지는 상부 배관;
   상기 상부 배관의 하부에 결합하고, 내부에 복수의 관들을 포함하는 복수의 핀들; 및
   상기 복수의 핀들 하부에 결합하는 하부 배관;을 포함하는 변압기용 방열기.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 상부 배관은
   상기 일방향으로 갈수록 상기 복수의 핀들과 연결되는 연결부가 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 변압기용 방열기.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 핀들은
   상기 복수의 관들이 상기 연결부를 통해 상기 상부 배관에 연결되어 절연유가 흐르는 것을 특징으로 하는 변압기용 방열기.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 핀들은
   외부에 복수의 냉각핀들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기용 방열기.

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