KR101679340B1 - 유입변압기 - Google Patents

Abstract

복수의 방열판을 통해 절연유를 냉각시키는 유입변압기가 개시된다.
개시되는 유입변압기는 절연유가 수용된 외함; 내부에 절연유가 유동 가능하고, 나란하게 배열되는 복수의 방열판; 상기 복수의 방열판의 상단에 구비되어, 절연유를 상기 복수의 방열판에 공급하는 유로를 구성하는 상부 헤더파이프; 상기 복수의 방열판의 하단에 구비되어, 상기 복수의 방열판을 통과한 절연유가 유동하는 하부 헤더파이프; 상기 외함과 상기 상부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 외함에 수용된 절연유가 상기 상부 헤더파이프로 공급되는 유로를 구성하는 공급유로; 및 상기 외함과 상기 하부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 하부 헤더파이프에 유동하는 절연유가 상기 외함으로 복귀하는 유로를 구성하는 복귀유로;를 포함하고, 상기 공급유로는 상기 상부 헤더파이프의 양단 사이에 연결될 수 있다.

Description

유입변압기{OIL IMMERSED TRANSFORMER}

본 발명은 유입변압기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 방열판을 통해 절연유를 냉각시키는 유입변압기에 관한 것이다.

일반적으로 유입변압기는 절연유를 냉매나 절연체로서 작용시키기 위해, 철심과 권선 등을 절연유가 충진된 외함 내에 구비하는 변압기이다.

이러한 유입변압기에는 권선손실과 철심 및 외함에서 발생하는 손실들에 의해 열이 발생하게 되며, 발생된 열은 외함 내부에 충진된 절연유의 대류현상에 의해 냉각된다.

도 1은 종래의 기술에 의한 유입변압기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유입변압기의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도 1을 보면, 종래의 기술에 의한 유입변압기는 외함(10)과, 상기 외함(10)의 외측에 구비되는 방열부를 포함한다.

여기서, 상기 방열부는 외함(10) 내부의 절연유가 방열부로 유출되는 상부 헤더파이프(20)와, 방열부에 유동하는 절연유가 외함(10)으로 유입되는 하부 헤더파이프(30)와, 상부 헤더파이프(20)와 하부 헤더파이프(30) 간에 연결되는 복수의 방열판(40)으로 구성될 수 있다.

유입변압기에는 도 1에 도시된 바와 같이 상부 헤더파이프(20), 하부 헤더파이프(30) 및 복수의 방열판(40)으로 이루어진 조립체 복수개가 나란하게 구비될 수 있다.

이러한 유입변압기에서, 외함(10)에 저장된 절연유는 상부 헤더파이프(20), 복수의 방열판(40) 및 하부 헤더파이프(30)를 통과한 후 다시 외함(10)으로 유입되며 순환함으로써 방열부에서 열을 방출하고 온도가 낮아진 상태로 외함(10)으로 유입되어 외함(10) 내부에 구비되는 철심과 권선을 절연 및 냉각시킬 수 있다.

이와 같은 구성을 가지는 유입변압기는 절연유가 복수의 방열판(40) 각각에 최대한 균등하게 분배되어 유동할수록 냉각성능이 높다.

그러나, 종래의 기술에 의한 유입변압기는 도 2에 도시된 바와 같이 방열부의 입구와 출구가 한쪽으로 치우쳐저 있어, 입구와 출구에 근접한 방열판(40)으로 대부분의 절연유가 순환된다.

이로 인해, 복수의 방열판(40) 간에 절연유의 유동 불균형이 발생하여 방열부의 냉각성능이 저감된다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 복수의 방열판 간의 절연유의 유동 불균형이 감소된 유입변압기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 절연유가 수용된 외함; 내부에 절연유가 유동 가능하고, 나란하게 배열되는 복수의 방열판; 상기 복수의 방열판의 상단에 구비되어, 절연유를 상기 복수의 방열판에 공급하는 유로를 구성하는 상부 헤더파이프; 상기 복수의 방열판의 하단에 구비되어, 상기 복수의 방열판을 통과한 절연유가 유동하는 하부 헤더파이프; 상기 외함과 상기 상부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 외함에 수용된 절연유가 상기 상부 헤더파이프로 공급되는 유로를 구성하는 공급유로; 및 상기 외함과 상기 하부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 하부 헤더파이프에 유동하는 절연유가 상기 외함으로 복귀하는 유로를 구성하는 복귀유로;를 포함하고, 상기 공급유로는 상기 상부 헤더파이프의 양단 사이에 연결되는 유입변압기를 제공한다.

여기서, 상기 공급유로는 상기 상부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 복귀유로는 상기 하부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되는 것이 바람직하다.

일 실시예에서, 상기 공급유로와 상기 복귀유로는 상기 방열판, 상기 상부 헤더파이프 및 상기 하부 헤더파이프가 조립된 방열모듈을 상기 외함에 지지시키도록 강관으로 이루어질 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 공급유로와 상기 복귀유로에는 복수의 상기 방열모듈이 연결되고, 상기 공급유로는 상기 복수의 방열모듈 각각에 구비되는 복수의 상부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되고, 상기 복귀유로는 상기 복수의 방열모듈 각각에 구비되는 복수의 하부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 방열부의 냉각성능이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 의한 유입변압기의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 유입변압기의 A-A'선에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 유입변압기의 B-B'선에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기의 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 유입변압기의 C-C'선에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유입변압기의 평면도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기에 대해서 살펴본다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 외함(10), 복수의 방열판(116), 상부 헤더파이프(112), 하부 헤더파이프(114), 공급유로(120) 및 복귀유로(130)를 포함할 수 있다.

상기 외함(10)은 내부에 철심 및 권선 등 변압동작을 수행하는데 필요한 요소들이 설치될 수 있는 탱크형태의 구조물이다.

이러한 외함(10)의 내부에는 절연유가 수용될 수 있다.

상기 방열판(116)은 내부에 절연유가 유동 가능하도록 구성되고, 내부에 유동하는 절연유와 외부 공기를 서로 열교환시켜 절연유의 열을 외부로 방출시키는 매개체 역할을 할 수 있다.

일 실시예에서, 방열판(116)은 복수개가 나란하게 배열될 수 있다.

상기 상부 헤더파이프(112)는 복수의 방열판(116)의 상단에 구비되어, 절연유를 복수의 방열판(116)에 공급하는 유로를 구성할 수 있다.

상기 하부 헤더파이프(114)는 복수의 방열판(116)의 하단에 구비되어, 복수의 방열판(116)을 통과한 절연유가 유동하는 유로를 구성할 수 있다.

일 실시예에서, 상부 헤더파이프(112)와 하부 헤더파이프(114)는 서로 평행하게 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 공급유로(120)는 외함(10)과 상부 헤더파이프(112) 간에 연결되어, 외함(10)에 수용된 절연유가 상부 헤더파이프(112)로 공급되는 유로를 구성한다.

이러한 공급유로(120)는 상부 헤더파이프(112)의 양단 사이에 연결될 수 있다. 즉, 공급유로(120)는 상부 헤더파이프(112)의 양측 끝단에 연결되는 것이 아니라 상부 헤더파이프(112)의 양단 외에 중앙 부근에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 공급유로(120)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부 헤더파이프(112)의 길이방향의 중앙에 연결될 수 있다.

이러한 공급유로(120)는 방열판(116), 상부 헤더파이프(112) 및 하부 헤더파이프(114)가 조립되어 구성되는 조립체인 방열모듈(110)을 후술할 복귀유로(130)와 협력하여 지면에서 이격된 상태로 외함(10)에 지지시킬 수 있도록 높은 강성을 가지는 강관으로 이루어질 수 있으나, 공급유로(120)의 재질은 특별히 한정되지 않으며 방열모듈(110)을 외함(10)에 지지시킬 수 있는 강성을 가지는 어떠한 재질 및 형상으로 이루어져도 무방하다.

일 실시예에서, 방열모듈(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 외함(10)의 일측에 복수개가 나란히 배열될 수 있다. 이때, 공급유로(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 방열모듈(110)에 일대일로 대응하도록 구비될 수 있다.

상기 복귀유로(130)는 외함(10)과 하부 헤더파이프(114) 간에 연결되어, 하부 헤더파이프(114)에 유동하는 절연유가 외함(10)으로 복귀하는 유로를 구성한다.

이러한 복귀유로(130)는 하부 헤더파이프(114)의 양단 사이에 연결될 수 있다. 즉, 복귀유로(130)는 하부 헤더파이프(114)의 양측 끝단에 연결되는 것이 아니라 상부 헤더파이프(112)의 양단 외에 중앙 부근에 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 복귀유로(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하부 헤더파이프(114)의 길이방향의 중앙에 연결될 수 있다.

이러한 복귀유로(130)는 공급유로(120)와 마찬가지로 상기 방열모듈(110)을 공급유로(120)와 지면에서 이격된 상태로 외함(10)에 지지시킬 수 있도록 높은 강성을 가지는 강관으로 이루어질 수 있으나, 복귀유로(130)의 재질은 특별히 한정되지 않으며 방열모듈(110)을 외함(10)에 지지시킬 수 잇는 강성을 가지는 어떠한 재질 및 형상으로 이루어져도 무방하다.

일 실시예에서, 복귀유로(130)는 복수의 방열모듈(110)에 일대일로 대응하도록 구비될 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)에 대해서 살펴본다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 복수의 방열모듈(110)에 일괄적으로 연결되는 하나의 공급유로(120)와 하나의 복귀유로(130)를 구비한다.

구체적으로, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)에는 복수의 방열모듈(110)이 구비될 수 있으며, 복수의 방열모듈(110)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 하나의 공급유로(120)와 하나의 복귀유로(130)에 연결될 수 있다.

여기서, 공급유로(120)는 복수의 방열모듈(110) 각각에 구비되는 복수의 상부 헤더파이프(112)의 중앙에 연결될 수 있고, 복귀유로(130)는 복수의 방열모듈(110) 각각에 구비되는 복수의 하부 헤더파이프(114)의 중앙에 연결될 수 있다.

이러한 구조에서, 복수의 방열모듈(110)은 외함(10)의 외측방향으로 나란하게 배열될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 도 3 및 도 4를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)에 비해 방열부의 구성이 간단하고 부품의 감소된다는 장점이 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 방열판(116)이 외함(10)의 일면에 평행하게 배치되므로 방열판(116)과 열교환하는 공기가 외함(10)의 일면에 평행한 방향으로 통풍된다.

이에 비해, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 방열판(116)이 외함(10)의 일면에 수직으로 배치되므로 방열판(116)과 열교환하는 공기가 외함(10)의 일면에 수직한 방향으로 통풍된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 유입변압기(100)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 상부 헤더파이프(112)의 중앙에 연결된 공급유로(120)를 통해 상부 헤더파이프(112)의 양측으로 대칭적으로 절연유가 공급될 수 있고, 결과적으로 상부 헤더파이프(112)에서 절연유가 유동하는 거리가 짧아지므로, 복수의 방열판(116)에 대한 절연유 유동 불균형이 감소된다는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 실시예들에 따른 유입변압기(100)의 절연유 유동 구조에서, 공급유로(120)만 상부 헤더파이프(112)의 중앙에 연결되고, 복귀유로(130)가 하부 헤더파이프(114)의 중앙이 아닌 일측으로 치우쳐서 연결된 경우에는 복귀유로(130)에 근접한 방열판(116)의 절연유 배출속도가 상대적으로 더 빠르기 때문에, 공급유로(120)가 상부 헤더파이프(112)의 중앙에 연결되었더라도 방열판(116) 간의 절연유 순환속도 차이고 인해 절연유 유동 불균형이 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 유입변압기(100)는 전술한 바와 같이 공급유로(120)가 상부 헤더파이프(112)의 중앙에 연결되고 복귀유로(130)도 하부 헤더파이프(114)의 중앙에 연결되도록 구성되어, 복수의 방열판(116)에 대한 절연유 유동 불균형이 감소될 수 있다.

한편, 도 7에는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)의 평면도가 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 복수의 방열모듈(110)이 결합된 공급유로(120)와 복귀유로(130)가 외함(10)의 방열모듈(110)이 설치된 면에 평행하게 배치되도록 구성될 수 있다.

이때, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유입변압기(100)는 외함(10)과 공급유로(120)를 연결시켜, 외함(10)에 저장된 절연유를 공급유로(120)로 공급하기 위한 연결파이프(140)를 포함할 수 있다.

여기서, 연결파이프(140)는 공급유로(120)의 양측에 대칭적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 공급유로(120)의 중앙에 1개만 연결되는 구조도 가능하다.

한편, 도시되지는 않았지만, 복귀유로(130)에도 공급유로(120)와 대칭되는 형태로 연결파이프(140)가 연결될 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100: 유입변압기 10: 외함
110: 방열모듈 112: 상부 헤더파이프
114: 하부 헤더파이프 116: 방열판
120: 공급유로 130: 복귀유로
140: 연결파이프

Claims (5)

1. 절연유가 수용된 외함;
   내부에 절연유가 유동 가능하고, 나란하게 배열되는 복수의 방열판;
   상기 복수의 방열판의 상단에 구비되어, 절연유를 상기 복수의 방열판에 공급하는 유로를 구성하는 상부 헤더파이프;
   상기 복수의 방열판의 하단에 구비되어, 상기 복수의 방열판을 통과한 절연유가 유동하는 하부 헤더파이프;
   상기 외함과 상기 상부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 외함에 수용된 절연유가 상기 상부 헤더파이프로 공급되는 유로를 구성하는 공급유로; 및
   상기 외함과 상기 하부 헤더파이프 간에 연결되어, 상기 하부 헤더파이프에 유동하는 절연유가 상기 외함으로 복귀하는 유로를 구성하는 복귀유로;를 포함하고,
   상기 공급유로는 상기 상부 헤더파이프의 양단 사이에 연결되며,
   상기 상부 헤더파이프와 상기 하부 헤더파이프에 상기 복수의 방열판이 등간격으로 배열된 유입변압기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급유로는 상기 상부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되는 유입변압기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 복귀유로는 상기 하부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되는 유입변압기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 공급유로와 상기 복귀유로는 상기 방열판, 상기 상부 헤더파이프 및 상기 하부 헤더파이프가 조립된 방열모듈을 상기 외함에 지지시키도록 강관으로 이루어진 유입변압기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 공급유로와 상기 복귀유로에는 복수의 상기 방열모듈이 연결되고,
   상기 공급유로는 상기 복수의 방열모듈 각각에 구비되는 복수의 상부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되고,
   상기 복귀유로는 상기 복수의 방열모듈 각각에 구비되는 복수의 하부 헤더파이프의 길이방향의 중앙에 연결되는 유입변압기.
   

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