KR20170056106A - 유입변압기용 방열판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 방열판의 절연유가 통과하는 내부 유로 구조를 개선하여 냉각효율이 향상되는 방열판을 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 방열판은, 내부에 냉각매체가 순환하는 유로가 형성되는 판형 플레이트; 상기 판형 플레이트의 일단부에 일측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로로 공급되는 상기 냉각매체가 유입되는 입구; 및 상기 판형 플레이트의 길이방향의 타단부에 상기 입구와 반대측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로를 순환한 상기 냉각매체가 배출되는 출구;를 포함한다.

Description

유입변압기용 방열판 {HEAT RADIATING PLATE FOR OIL IMMERSED TRANSFORMER}
본 발명은 유입변압기에 사용되는 절연유(냉각매체) 등의 순환과정에서 열을 방열하기 위해 제공되는 유입변압기용 방열판에 관한 것이다.
일반적으로 유입변압기는 전류의 자기작용으로 인하여 열이 발생하게 되고, 이러한 열로 인하여 절연유의 온도상승과 함께 변압기의 내부 압력이 점차 상승되어 결국 폭발사고 및 절연유의 열화로 절연손상과 절연파괴 현상이 발생하게 된다.
이와 같은 현상을 방지하기 위해 유입변압기의 외측에는 열을 외부로 방출시키는 냉장장치로 방열기가 필수적으로 부착된다.
이러한 방열판은 유입변압기에서 발생한 열을 흡수한 절연유가 순환되는 과정에서 방열되며 냉각이 이루어지도록 하여, 절연유를 냉각함으로써 변압기를 냉각한다.
도 1은 종래 기술에 따른 유입변압기용 방열판을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 방열기(10)는 유입변압기의 절연유가 순환하는 배관(12, 14) 사이에 제공되어 열을 방출시키는 구조로 제공되며, 이를 위해 다수의 얇은 판형 플레이트(22)를 포함하는 방열판(20)을 포함하고, 이 판형 플레이트(22) 내부에 절연유가 순환하는 유로가 형성된다.
또한, 방열판(20)은 절연유의 유입과 배출을 위해 판형 플레이트(22)의 일측에 입구(24) 및 출구(26)가 각각 형성된다.
방열판(20)은, 절연유가 입구(24)를 통해 유입된 후, 내부 유로를 통과하여 출구(26)로 배출되는 과정에서 절연유에 흡수된 열이 판형 플레이트(22)의 외부로 배출된다.
그런데, 종래의 유입변압기용 방열판(20)은, 입구(24) 및 출구(26)가 판형 플레이트(22)의 중앙에 위치되며, 이에 따라 입구로 유입된 절연유의 대부분이 판형 플레이트(22)의 중앙을 통과하여 출구로 배출되고 있으며, 판형 플레이트(22)의 주변부로는 절연유의 순환 유량이 적어 전체적인 방열 효율을 저하시키는 요인이 되고 있다.
이에 따라 종래의 유입변압기용 방열판(20)은 판형 플레이트(22)의 입구(24) 및 출구(24) 주변으로 절연유를 균일하게 분산하기 위해 연결부를 경사지며 확관되는 형태로 형성하고 있으나, 아직까지 방열되는 열량이 판형 플레이트(22)의 중앙에 집중되는 현상을 완전하게 해결하고 있지 못한 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 유입변압기의 방열을 위해 제공되는 방열판에서 절연유가 통과하는 내부 유로 구조를 개선하여 냉각효율을 향상시키도록 한 유입변압기용 방열판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 유입변압기용 방열판은, 내부에 냉각매체가 순환하는 유로가 형성되는 판형 플레이트; 상기 판형 플레이트의 일단부에 일측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로로 공급되는 상기 냉각매체가 유입되는 입구; 및 상기 판형 플레이트의 길이방향의 타단부에 상기 입구와 반대측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로를 순환한 상기 냉각매체가 배출되는 출구;를 포함한다.
또한, 상기 판형 플레이트는 내부에 상기 유로를 길이방향으로 구획하며 상기 냉각매체의 순환을 안내하는 다수의 가이드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드의 입구측 단부에 소정의 길이로 상기 유로를 폭방향으로 구획하도록 제공되어 폭방향으로 상기 냉각매체가 통과하는 상부 유로를 형성하는 보조 가이드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 가이드는 상기 입구측과 멀어질수록 상기 상부 유로의 단면적이 감소하도록 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 가이드는 상기 입구측과 멀어질수록 상기 가이드와 연결되는 유로 단면적이 감소하도록 인접하는 다른 보조 가이드 사이의 거리가 작아지게 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 상기 유입변압기용 방열판은, 내부 냉각을 위해 절연유가 채워진 유입변압기에 연결되어 상기 절연유가 순환되며 냉각되도록 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유입변압기용 방열판으로 유입되는 절연유가 방열판의 전체 구역을 통과하며 방열이 이루어짐으로써 방열판을 통과하는 냉각매체의 유동 분배 현상을 개선하여 전체적인 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유입변압기용 방열판의 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3을 참고하면, 유입변압기 등과 같이 내부에 발생하는 열을 냉각하기 위해 냉각매체로 절연유를 사용하는 장치는 절연유의 온도 상승을 방지하기 위해 절연유의 열을 낮추는 방열기가 사용될 수 있다.
이러한 방열기는 다수의 유입변압기용 방열판(120)이 구비될 수 있으며, 이들 유입변압기용 방열판(120)으로 절연유를 순환하는 과정에서 절연유의 열이 유입변압기용 방열판(120)을 통해 외부로 방열될 수 있다.
본 실시예에서 유입변압기용 방열판(120)은, 내부에 냉각매체가 순환하는 유로가 형성되는 판형 플레이트(122)를 포함할 수 있다. 판형 플레이트(122)는 방열기와 연결된 배관(12, 14)을 통해 고온의 냉각매체가 공급될 수 있고, 고온의 냉각매체가 순환되는 과정에서 넓은 전열면적을 통해 열이 발산되며 냉각이 이루어질 수 있다.
판형 플레이트(122)는 냉각매체가 공급되는 입구(124) 및 냉각매체의 배출을 위한 출구(126)를 포함할 수 있다.
입구(124)는 판형 플레이트(122)의 일단부에서 일측으로 치우쳐서 형성될 수 있다.
또한, 출구(126)는 판형 플레이트(122)의 길이방향의 타단부에서 입구(124)와 반대측으로 치우쳐서 형성될 수 있다.
일례로, 도 3을 참고하면, 입구(124)는 판형 플레이트(122)의 상부 좌측에 형성될 수 있고, 출구(126)는 판형 플레이트(122)의 하부 우측에 형성될 수 있으며, 이에 전체적으로 입구(124)와 출구(126)가 판형 플레이트(122)의 중앙을 기준으로 엇갈린 형태로 형성될 수 있다.
본 실시예의 유입변압기용 방열판(120)은, 입구(124)와 출구(126)가 서로 엇갈리게 형성됨에 따라 변압기 등으로부터 배출된 고온의 냉각매체가 입구(124)를 통해 출구(126)로 배출되는 과정에서 냉각매체가 판형 플레이트(122)의 전체 면적에 대해 균일한 유동 분배가 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 4를 참고하면, 유입변압기용 방열판(120)은 판형 플레이트(122)의 내부 유로를 통해 유동하는 냉각매체의 유동 분배를 더욱 원활하게 하기 위해, 판형 플레이트(122)의 내부에 유로를 길이방향으로 구획하는 다수의 가이드(130)가 제공될 수 있다.
유입변압기용 방열판(120)은 판형 플레이트(122)의 입구(124)를 통해 유입된 냉각매체가 내부 유로를 통과하는 과정에서 가이드(130)에 의해 길이방향으로 균일하게 분배된 상태에서 유동되므로, 전체적인 면적에 대해 유동 분배가 더욱 균일하게 이루어질 수 있고, 따라서 냉각효율도 향상될 수 있다.
도 5와 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유입변압기용 방열판의 내부 유로를 간략하게 도시한 단면도이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 유입변압기용 방열판(120)은 판형 플레이트(122)의 내부 유로를 길이방향으로 구획하는 다수의 가이드(130)를 포함하며, 이 가이드(130)는 입구(124)측 단부에 소정의 길이로 폭방향으로 구획하도록 제공되는 보조 가이드(132)를 포함할 수 있다.
보조 가이드(132)는 판형 플레이트(122)에서 입구(124)와 인접한 상부영역에 냉각매체가 이동하는 상부 유로를 형성할 수 있으며, 이에 따라 입구(124)를 통해 유입된 냉각매체가 상부 유로를 통해 폭방향으로 균일하게 분배될 수 있고, 상부 유로로 분배된 유로는 길이방향으로 형성된 가이드(130)에 의해 판형 플레이트(122)의 전체 면적에 대해 균일하게 분배되며 이동할 수 있다.
본 실시예에서 보조 가이드(132)는 상부 유로로 공급되는 냉각매체를 더욱 균일하게 분배할 수 있도록 형성된 것으로, 그 형태와 크기는 제한되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
일례로, 도 5를 참고하면, 보조 가이드(132)는 폭방향으로 입구(124)측과 멀어질수록 상부 유로의 단면적이 감소하도록 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 입구(124)에서 가까운 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)는 판형 플레이트(122)의 상부측과 이격된 거리가 d1일 수 있다.
그리고, 입구(124)에서 먼 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)는 판형 플레이트(122)의 상부측과 이격된 거리가 d2일 수 있다.
여기서, 입구(124)에서 가까운 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)와 판형 플레이트(122)의 상부측과 이격된 거리(d1)는, 입구(124)에서 먼 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)와 판형 플레이트(122)의 상부측과 이격된 거리(d2)보다 클 수 있다(즉, d1>d2).
즉, 입구(124)에서 가까운 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)와 판형 플레이트(122)의 상부측 사이의 단면적은 구에서 먼 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)와 판형 플레이트(122)의 상부측 사이의 단면적 보다 클 수 있다.
유입변압기용 방열판(120)은 판형 플레이트(122)의 입구(124)측과 근접한 상부 유로에는 내부 압력이 낮게 발생하고, 입구(124)측과 먼 상부 유로에는 내부 압력이 크게 발생할 수 있다. 압력은 냉각매체의 유속에 영향을 주는 인자로, 상부 유로에서 각각의 가이드(130)에 의해 구획된 공간의 유량은 수학식 1로부터 구할 수 있고, 따라서 판형 플레이트(122)의 내부 유로를 통과하는 냉각매체는 전체적으로 균일한 유동 분배가 이루어짐에 따라 냉각성능도 향상됨을 알 수 있다.
Figure pat00001
한편, 본 실시예에서 상부 유로는 보조 가이드(132)가 경사지게 형성됨에 따라 상부 유로의 단면적이 감소하는 것으로 설명하고 있으나, 상부 유로의 유량 분배를 균일하게 하기 위한 구조는 한정되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다.
일례로, 도 6을 참고하면, 보조 가이드(232)는 입구(124)측과 멀어질수록 가이드(130)와 연결되는 유로 단면적이 감소하도록 형성될 수 있다. 이를 위해 보조 가이드(232)는 입구(124)측과 멀어질수록 인접하는 다른 보조 가이드(232) 사이의 거리가 작아지게 형성될 수 있다.
즉, 입구(124)에서 가까운 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)는 인접한 다른 보조 가이드(232)와 이격된 거리가 d3일 수 있다.
그리고, 입구(124)에서 먼 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132)는 인접한 다른 보조 가이드(232)와 이격된 거리가 d4일 수 있다.
여기서, 입구(124)에서 가까운 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(232) 사이의 이격된 거리(d3)는, 입구(124)에서 먼 가이드(130)에 형성된 보조 가이드(132) 사이의 이격된 거리(d4)보다 클 수 있다(즉, d3>d4).
즉, 유입변압기용 방열판(120)은 입구(124)측과 멀어질수록 보조 가이드(232) 사이의 거리가 작아질 수 있으며, 이에 따라 가이드(130)와 연결되는 유로 단면적이 감소할 수 있다.
따라서, 유입변압기용 방열판(120)은 판형 플레이트(122)의 입구(124)측과 근접한 상부 유로에는 내부 압력이 낮게 발생하고, 입구(124)측과 먼 상부 유로에는 내부 압력이 크게 발생할 수 있다. 압력은 냉각매체의 유속에 영향을 주는 인자로, 상부 유로에서 각각의 가이드(130)에 의해 구획된 공간의 유량은 수학식 1로부터 구할 수 있고, 따라서 판형 플레이트(122)의 내부 유로를 통과하는 냉각매체는 전체적으로 균일한 유동 분배가 이루어짐에 따라 냉각성능도 향상됨을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
120: 유입변압기용 방열판 122: 판형 플레이트
124: 입구 126: 출구
130: 가이드 132: 보조 가이드

Claims (6)

  1. 내부에 냉각매체가 순환하는 유로가 형성되는 판형 플레이트;
    상기 판형 플레이트의 일단부에 일측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로로 공급되는 상기 냉각매체가 유입되는 입구; 및
    상기 판형 플레이트의 길이방향의 타단부에 상기 입구와 반대측으로 치우쳐서 형성되어 상기 유로를 순환한 상기 냉각매체가 배출되는 출구;
    를 포함하는 유입변압기용 방열판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 판형 플레이트는 내부에 상기 유로를 길이방향으로 구획하며 상기 냉각매체의 순환을 안내하는 다수의 가이드를 포함하는 유입변압기용 방열판.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드의 입구측 단부에 소정의 길이로 상기 유로를 폭방향으로 구획하도록 제공되어 폭방향으로 상기 냉각매체가 통과하는 상부 유로를 형성하는 보조 가이드를 포함하는 유입변압기용 방열판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 가이드는 상기 입구측과 멀어질수록 상기 상부 유로의 단면적이 감소하도록 경사지게 형성되는 유입변압기용 방열판.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 가이드는 상기 입구측과 멀어질수록 상기 가이드와 연결되는 유로 단면적이 감소하도록 인접하는 다른 보조 가이드 사이의 거리가 작아지게 형성되는 유입변압기용 방열판.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입변압기용 방열판은, 내부 냉각을 위해 절연유가 채워진 유입변압기에 연결되어 상기 절연유가 순환되며 냉각되도록 제공되는 유입변압기용 방열판.
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