KR20160049797A

KR20160049797A - 변압기 하우징의 냉각장치

Info

Publication number: KR20160049797A
Application number: KR1020140147459A
Authority: KR
Inventors: 이영재
Original assignee: 이영재
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-10

Abstract

본 발명은 변압기 하우징의 냉각장치에 (appratus of cooling of transformer housing)에 관한 것으로 방열관의 내부에 상기 방열관의 내경보다 작은 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로(流路)의 공간을 두고 이중으로 형성하되 상기 방열관 및 공기의 통공이 형성된 냉각관의 양단부에 환상의 캡을 대고 접합하거나 방열관 및 냉각관의 양단부를 서로 중첩하고 중첩된 부분을 감합하여 방열관의 중심부에 상기 냉각관이 고정되고 방열관과 냉각관 사이에 상하 일정한 공간의 유로가 형성되며, 상기 방열관에 구비된 상단 유출관과 하단 유입관을 각각 변압기 하우징의 상주면과 하주면에 형성된 오일 유출구와 유입구에 관접하여 구성된 것이다.
본 발명에 의하면 방열관과 냉각관 사이에 형성된 유로를 따라 변압기 하우징에 담긴 냉각오일이 용이하게 순환되면서 방열면이 보다 증대된 방열관의 방열작용과 공기기 통로로 순환되는 주름관에 의해 증대된 냉각관의 방열작용의 결합에 의해 변압기 하우징의 내부 오일을 용이하게 냉각할 수 있다.

Description

변압기 하우징의 냉각장치{APPRATUS OF COOLING OF TRANSFORMER OF HOUSING}

본 발명은 변압기 하우징의 냉각장치에 관한 것으로 방열관의 내부에 상기 방열관의 내경보다 작은 공기의 통공이 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로(流路)의 공간을 두고 이중으로 형성하되 상기 방열관 및 냉각관의 양단부에 환상의 캡을 대고 접합하거나, 방열관과 냉각관의 양단부를 중첩하고 중첩된 부분을 감합하여 방열관의 중심부에 냉각관을 고정하고 방열관과 냉각관 사이에 상하 일정한 공간의 유로가 형성하며, 상기 방열관에 구비된 상단 유출관과 하단 유입관을 각각 변압기 하우징의 상주면과 하주면에 형성된 오일 유출구와 유입구에 관접하여 구성된 것이다.

본 발명에 의하면 방열관과 냉각관 사이에 형성된 유로를 따라 변압기 하우징에 담긴 냉각오일이 용이하게 순환되면서 방열면이 보다 증대된 방열관의 방열작용과 통공으로 공기가 순환되는 주름관에 의해 증대된 냉각관의 방열작용의 결합에 의해 변압기 하우징의 내부 오일을 용이하게 냉각할 수 있다.

일반적으로 변압기는 변압코일에서 발생되는 열을 방열하기 위하여 하우징의 외주면에 여러 개의 방열판이 방사상으로 형성되어 하우징 동체를 냉각하게 되어 있다.

변압기 하우징의 냉각수단의 선행기술의 예를 들면 다음과 같다,

등록특허공보 10-1142560호는 변압기를 수용할 수 있는 용적을 가진 변압기 하우징에 있어서, 하우징의 외함체의 원주 측판에 방사상 배열의 여러 개의 방열판을 외부로 돌출되게 압형하고 상기 외함체의 중간 내주면에 관상의 내함체를 중첩되게 내장하여 방열관의 요홈의 일면이 상기 내함체의 측판에 의하여 차폐되어 상기 요홈의 상부와 하부에 유입구와 유출구가 구비되어 냉각오일이 형성된 변압기 하우징을 구성하여 된 것이다.

등록특허공보 10-1216863호 (2012.12.28 공고)는 변압기 하우징의 외주면에 냉각오일이 출입하는 통공을 일정한 간격을 두고 방열관의 수에 상응하는 복수개오 상부 주면 및 하부 주면에 형성된 하우징 통체의 외주면에 방사상으로 형성된 방열판에 파형으로 압형된 외통이 결합된 변압기 하우징에 있어서 상기 방열판의 중임부에 나선형의 냉각관을 상하로 관통되게 관접하여 구성된 것으로 방열판과 냉각관의 방열작용에 의해 변압기 하우징의 냉각오일을 종래의 것보다 양호하게 냉각하고 오래 사용하게 된 것이다.

상기 인용발명은 방열판의 내부에 냉각관이 상하로 관통되게 형성되어 있어, 냉각관에 의한 냉각 작용을 증대하게 된 이점이 있으나, 방열판의 한 면이 변압기 하우징의 외주면을 겸하기 때문에 방열판의 하우징과 면접합된 부분은 방열작용을 할 수 없기 때문에 방열판의 냉각작용이 그만큼 높지 못한 미비점이 있다.

본 발명은 상기 특허제10-1216863호와 관련된 계속발명으로서 상기한 인용발명의 방열판의 방열작용을 보다 높이기 위하여, 방열관의 내부에 상기 방열관의 내경보다 작은 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관과 유로(流路)의 공간을 두고 이중으로 형성하되 방열관과 냉각관의 양단부에 환상의 캡을 대고 용접하거나, 또는 방열관의 양 단부를 중심부를 향하여 점차 내경이 작게 된 경사면으로 형성하여 방열관의 양단부와 냉각관의 양단부를 서로 중첩하고 중첩된 부분을 시머(seamer)기로 감합하여 방열관의 중심부에 냉각관을 고정하여 상하 일정한 유로공간이 형성되게 하고 상기 방열관에 형성된 상단 유출관 및 하단 유출관을 하우징의 외주면에 형성된 유축구와 유출구에 접합하여 구성된 것으로

상기 방열관은 하우징과 격리되어 있어 종래 하우징의 외주면을 겸하던 방열판에 비하여 방열면이 보다 증대되고 유로공간이 일정하여 오일이 용이하게 유로로 순환할 수 있으며, 방열면이 증대된 방열관의 방열작용과 공기 통공으로 순환되는 주름관에 의해 방열면이 증대된 냉각관의 방열작용의 결합에 의해 변압기 하우징에 담긴 냉각오일이 방열관의 유로를 따라 순환되는 중에 용이하게 냉각할 수 있는 새로운 변압기하우징의 냉각장치를 개발하였다.

본 발명의 목적은 관상으로 된 방열관의 상단 유출관 및 하단 유입관을 변압기 하우징의 오일 유출구와 유입구에 관접하여 하우징과 격리된 방열관의 방열면적이 보다 증대된 변압기 하우징의 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방열관의 내부에 방열관의 내경보다 작은 공기의 통공이 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로의 공간을 두고 이중으로 형성되어 방열관의 방열작용과 공기가 통공으로 순환되는 냉각관의 냉각작용의 결합에 의해 변압기 하우징의 냉각작용을 보다 높일 수 있는 변압기 하우징의 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방열관과 냉각관을 유로가 형성되게 이중으로 형성하되, 방열관과 냉각관의 상단부와 하단부에 환상의 캡을 대고 용접하여 방열관의 중심부에, 통공이 형성된 냉각관이 고정된 변압기 하우징의 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방열관과 냉각관을 유로가 형성되게 이중으로 형성하되, 방열관과 냉각관의 상단부와 하단부를 중첩하여 시밍(seaming)으로 감합하여 방열관의 중심부에, 통공이 형성된 상기 냉각관이 고정된 변압기 하우징의 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 방열관의 내측에 형성된 냉각관이 방열관에 의해 물리적으로 보호되어 변압기의 운반 취급 중에 냉각장치가 훼손될 우려가 없이 안전하게 사용할 수 있는 변압기 하우징의 냉각장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 하우징의 외주면에 여러 개의 방열판이 방사상으로 형성되어 하우징에 담긴 오일이 방열판에 의해 냉각하게 된 것에 있어서,

변압기 하우징의 원주면의 상부와 하부 측에 방열관의 개수와 상응한 개수로 상하 한 쌍씩 오일 유출구와 유입구가 형성되고 관상의 방열관의 상단부와 하단부에 측방향으로 돌출되게 형성된 오일의 유출관 및 유입관이 상기 하우징의 오일 유출구와 오일 유입구에 관접되어 있다.

상기 방열관의 내부에는 방열관이 내경보다 작은 공기의 통공이 중앙 내부에 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로의 공간을 두고 이중으로 형성되어 변압기 하우징에 담긴 냉각오일이 방열관의 유로를 통하여 순환되는 중에 하우징과 격리되게 관접된 방열관의 방열자용과 공기가 통공으로 순환되는 주름관에 의해 방열면이 증대된 냉각관의 방열작용의 결합에 의해 냉각오일이 용이하게 냉각될 수 있게 구성된 것이다.

상기 방열관은 상단 유출관 및 하단 유입관에 의해 변압기 하우징의 외주면에 관접되어 있어 방열관은 하우징과 통풍 가능하게 격리되어 있다.

또 방열관과, 공기의 통공이 내부에 형성된 냉각관을 이중으로 형성할 때 방열관과 냉각관의 상단부와 하단부에 환상의 캡을 각각 대고 캡의 외주연부에 방열관을 접합하고 캡의 내주연부에 냉각관을 접합한다.

상기 환상의 캡에 의해 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 냉각관과 방열관 사이에 상하 일정한 공간으로 된 유로가 확보되며 유로의 공간이 부분적으로 유착되거나 변위되는 일이 없다.

또한 방열관과 냉각관을 이중으로 형성할 때 방열관의 상하 양단부의 내경을 중심부를 향하여 점차 작은 경사면으로 형성하여 방열관의 상하 양단부와 공기의 통공이 내부에 형성된 냉각관의 상하 양단부가 중접되게 하고 중첩된 부분을 시머(seamer)기로 감합하여 접합한다.

상기 방열관의 양단부에 형성된 경사면에 의해 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 방열관과 냉각관 사이에 상하로 일정한 유로 공간이 확보된다.

방열관의 중심부에 냉각관이 고정되면 방열관의 중심부에 냉각관의 통공이 상하로 관통되어 있어 상기 통공으로 공기의 순환이 용이하게 된다.

또한 방열관 및 냉각관의 양단부가 시머기에 의해 감합된 경우에는 용접에 비하여 재질의 열화가 없기 때문에 보다 경고하게 형성할 수 있고 작업성이 양호하여 방열관을 다량으로 생산할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의하면 변압기 하우징에 담긴 오일은 변압기 코일의 발열에 따라 가열되며, 가열된 오일은 하우징의 상부 측 유출구 및 방열관의 유출관으로 유출되어 방열관과 냉각관 사이의 유로를 통하여 하부 측의 유입관 및 유입구로 유입되는 순환과정에서 관상의 방열관에 의한 방열작용과. 공기가 통공으로 순환되는 주름관에 의해 증대된 냉각관의 방열작용의 결합에 의해 오일이 용이하게 냉각되어 변압기 하우징을 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한 방열관의 구성이 간단하면서 견고하고 특히 냉각관을 두께가 보다 얇은 알루미늄, 또는 동판 등의 금속판으로 형성해도 견고한 방열관에 의해 외부에서 냉각관이 물리적으로 보호되기 때문에 변압기 하우징의 운반 취급 중에 냉각관이 훼손될 우려가 없다.

또한 방열과과 냉각관이 같은 원형단면의 관상으로 되어 있기 때문에 방열관의 환상의 캡을 대고 용접하면 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 유로가 협착되는 일이 없이 일정한 공간이 확보되어 오일이 유로를 따라 원활하게 순환할 수 있다.

또한 방열관과 냉각관이 원형단면으로 되어 있기 때문에 방열관의 양단부를 경사면으로 형성하여 냉가관의 양단부와 중첩하고 중첩된 부분을 시머(seamer)기로 용이하게 감합하여 접합할 수 있다.

시머기에 의해 감합된 방열관의 단부는 용접하는 것에 비하여 금속재질의 열화(劣化)가 없어 보다 견고하게 형성되고 작업성이 양호하여 방열관을 보다 능률적으로 다량 생산할 수 있다.

방열관의 생산이 용이하면 그만큼 변압기 하우징의 생산 코스트도 절감할 수 있다.

본 발명은 관상으로 된 방열관의 상단 유출관 및 하단 유입관을 변압기 하우징의 오일 유출구와 유입구에 방열관이 하우징과 격리되게 관접하였기 때문에 관상의 방열관의 방열면적이 보다 증대된다.

또한 상기 방열관의 내부에 방열관의 내경보다 작게 된 공기의 통공이 내부에 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로의 공간을 두고 이중으로 형성되었기 때문에 방열관의 방열작용과 공기가 통공으로 순환되는 냉각관의 냉각작용의 결합에 의해 변압기 하우징의 냉각작용을 보다 높일 수 있다.

또한 상기 방열관과 냉각관을 유로가 형성되게 이중으로 형성할 때, 방열관과 냉각관의 상단부와 하단부에 환상의 캡을 대고 용접으로 접합되었기 때문에 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 유로가 유착되어 좁아지는 일이 없이 일정한 유로의 공간이 확보되어 오일이 유로를 따라 원활하게 순환할 수 있다.

또한 상기 방열관과 냉각관을 유로가 형성되게 이중으로 형성할 때, 방열관과 내각관의 상단부와 하단부를 중첩하여 시밍(seaming)으로 감합하여 접합하였기 때문에 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 일정한 유로의 공간이 확보될 뿐 아니라 접합부분의 열화(劣化)가 없이 견고하게 접합할 수 있다.

또한 방열관에 의해 이중으로 형성된 냉각관이 물리적으로 보호되기 때문에 변압기의 운반 취급 중에 냉각장치가 훼손될 우려가 없이 보다 안전하게 사용할 수 있는 여러 가지 효과가 있다.

도1은 본 발명의 평면도
도2는 본 발명의 단면도
도3은 본 발명의 방열관의 단면 확대도
도4는 도3의 방열관 단부의 용접 예시도
도5는 본 발명의 방열관의 단부 확대도
도6은 도5의 방열관의 단부를 감합한 확대도

본 발명의 한 실시예를 첨부 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1 및 도2에 표된 바와 같이, 변압기 하우징(H)에 있어서, 하우징 동체(1)의 원주면의 상부와 하부 측에 방열관의 개수와 상응한 개수로 상하 한 쌍씩 오일 유출구(1u)와 유입구(1n)가 일정한 간격으로 형성되고 관상의 방열관(2)의 상단부와 하단부에 측방으로 돌출되게 형성된 오일의 유출관(2u) 및 유입관(2n)을 상기 동체(1)의 오일 유출구(1u)와 유입구(1n)와 관통되게 동체(1)에 용접으로 관접되어 있다.

도3및 도4에 표시된 바와 같이, 상기 방열관(2)의 내부에는 방열관의 내경(D)에 비하여 내경(d)이 보다 작게 공기의 통공(3h)이 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관(3)이 상하로 관통되어, 방열관(2)의 상단부(2a)와 하단부(2b) 및 상기 냉각관(3)의 상단부(3a)와 하단부(3b)에 환상의 캡(4)을 각각 대고 캡(4)의 외주연부에 방열관(2)의 각 단부(2a)(2b)가 용접되고 상기 캡(4)의 내주연부에 냉각관(3)의 각 단부(3a)(3b)가 용접되어 환상의 캡(4)의 폭(f)에 의해 상기 방열관(2)의 중심부에 상기 냉각관(3)이 고정되고 상기 방열관(2)과 냉각관(3)의 내경 차이 (D ＞ d)로 방열관(2)과 냉각관(3) 사이에 상하 일정한 공간으로 된 유로(5)가 형성되어 있다.

도5및 도6에는 방열관(2)의 상단부(2a)와 하단부(2b)가 중심부를 향하여 내경이 점차 작게 된 소정의 각도(a)를 가진 경사면(t)으로 형성되고 방열관(2)의 상하 양 단부(2a)(2b)와 공기의 통공(3h)이 형성된 냉각관(3)의 상하 양 단부(3a)(3b)가 도6에 점선으로 표시된 바와 같이 중첩되고 상기 중첩부분(e)이 시밍(seaming)으로 감합되어 감합부(S)에 의해 방열관(2)의 중심부에 냉각관(3)이 고정되어 방열관(2)과 냉각관(3) 사이에 상하 일정한 공간의 유로(5)가 형성되어 있다.

상기 방열관(2)을 형성하는 금속판재의 두께에 비하여 냉각관(3)을 형성하는 금속판재의 두께는 1/2 정도로 얇은 것을 사용하였다.

물론 방열관(2)과 냉각관(3)을 동일한 두께의 동일한 재질의 금속판을 사용할 수도 있고 서로 다른 금속판, 예를 들면 방열관(2)은 철판, 냉각관(3)은 동판, 알루미늄판, 스테인레스강판, 철판 등을 사용할 수도 있다.

상기 냉각관(3)은 주름관, 또는 나선관으로 형성되어 있기 때문에 주름이 없는 관체에 비하여 표면이 약 2배 이상 증대되어 있고 내부에 공기의 통공(3h)이 형성되어 있기 때문에 방열면적이 그만큼 증대된다.

또 상기 냉각관(3)은 중앙내부에 통공(3h)이 상하로 관통되어 있기 때문에 냉각관(3)이 수직으로 위치되었을 경우 통공(3h)을 통하여 공기가 상하로 순환이 가능하게 되어 있다.

이러와 같이 구성된 본 발명은 변압기 하우징(H)의 동체(1)에 담긴 오일(o)이 변압기 코일의 발열에 따라 가열되며, 도2에 표시된 바와 같이, 가열된 오일은 하우징 동체(1)의 상부 측 유출구(1u) 및 방열관(2)의 유출관(2u)으로 유출되어 방열관(2)과 냉각관(3) 사이의 유로(5)를 통하여 하부 측의 유입관(2n) 및 유입구(1n)로 유입되는 순환과정에서 방열관(2)의 방열작용과 공기가 순환되는 통로(3h)가 형성된 냉각관(3)의 방열에 의해 오일이 용이하게 냉각되어 변압기 하우징을 냉각시킨다.

즉, 방열관(2)이 유출관(2u) 및 유입관(2n)에 의해 하우징 동체(1)와 격리되어 있기 때문에 방열관(2)이 동체(1)의 주면에 밀착되게 용접된 것에 비하여 방열관(2)의 방열면적이 그만큼 증대되어 냉각작용이 보다 향상된다.

또한 냉각관(3)은 주름관, 또는 나선관으로 되어 있기 때문에 내부의 통공(3h)을 통한 방열면적이 보다 증대되어, 냉각관(2) 및 방열관(3)에 의한 냉각작용의 결합에 의해 종래의 변압기 하우징의 냉각수단에 비하여 보다 방열작용이 양호하다.

또한 방열관(2)의 구성이 간단하면서 견고하고 특히 방열관(2)에 비하여 냉각관(3)은 보다 얇은 금속판을 사용해도 견고한 방열관(2)에 의해 냉각관(3)이 물리적으로 보호되기 때문에 변압기 하우징의 운반 취급 중에 냉각관(3)이 훼손될 우려가 없다.

또한 방열과(2)의 양단부(2a)(2b)와 냉각관(3)의 양단부(3a)(3b)가 원형 단면으로 되어 있어 환상 캡(4)에 의해 단정하게 용접되어 있기 때문에 외관이 미려(美麗)하고 방열관(2)의 중심부에 냉각관(3)이 고정되어 방열관 내부에 상하 일정한 공간의 유로(5)가 확보되어 오일이 용이하게 순환할 수 있고 냉각효과가 향상된다.

또한 원형 단면으로 된 방열관(2)의 양단부(2a)(2b)와 냉각관(3)의 양단부(3a)(3b)를 서로 중첩시키어 시머(seamer)기로 용이하게 감합하여 접합하였기 때문에 방열관의 중심부에 냉각관이 고정되어 방열관의 내부에 상하 일정한 공간의 유로(5)가 형성된다.

또한 방열관과 냉각관의 양단부를 감합하여 접합하였기 때문에 용접하는 것에 비하여 금속재질의 열화(劣化)가 없고 공기의 통공(3h)과 유로(5)가 형성된 방열관(2)을 보다 능률적으로 다량 생산할 수 있다

또한 유로가 안전하게 밀폐되어 전천우(全天候)적으로 오일이 누출될 우려가 없어 보다 안전하게 오래 사용할 수 있다..

본 발명에 의한 변압기 하우징을 사양(仕樣)에 규정된 규격으로 제작하여 오일의 충전하고 변압기의 가동개시 3일 후에 측정한 오일의 온도를 측정한 결과 변압기 하우징의 내부에 담긴 오일의 온도가 42∼44℃ 로 유지되고 있어, 규정온도 45℃보다 냉각효과가 양호한 사실을 확인하였다.

1: 동체 1n : 유입구 1u : 유출구
2 : 방열관 2a : 방열관의 상단부, 2b : 방열관의 하단부
2n : 유입관 2u : 유출관
3 : 냉각관 3a : 냉각관의 상단부 3b : 냉각관의 하단부
3h : 공기의 통공 4 : 환상 캡
H :변압기 하우징 S : 감합부
o : 오일 f : 캡의 폭 t : 방열관 단부의 경사면

Claims

변압기 하우징의 냉각장치에 있어서,
방열관의 상단부와 하단부에 측방향으로 구비된 오일의 유출관 및 유입관이 변압기 하우징의 내주면에 구비된 오일 유출구와 오일 유입구에 관접되고 상기 방열관의 중심내부에 방열관의 내경 보다 작게 된 공기의 통공이 형성된 주름관, 또는 나선관으로 된 냉각관이 유로의 공간을 두고 이중으로 접합되어 변압기 하우징에 담긴 냉각오일이 방열관의 유로를 통하여 순환되는 중에 방열관과, 통공으로 순환되는 공기에 의한 냉각관의 방열작용에 의해 냉각되게 구성된 것을 특징으로 하는 변압기 하우징의 냉각장치.
제1항에 있어서
방열관(2)의 상단부(2a)와 하단부(2b)가 환상의 캡(4)의 외주연부에 접합되고 공기의 통공(3h)이 형성된 냉각관(3)의 상단부(3a)와 하단부(3b)가 상기 환상의 캡(4)의 내주연부에 접합되어 방열관(2)의 중심부에 냉각관(3)이 고정되고 방열관(2)의 중심부에 냉각관(3)의 통공(3h)이 상하로 관통되고 방열관(2)과 냉각관(3) 사이에 상하 일정한 공간의 유로(5)가 형성된 것을 특징으로 하는 변압기 하우징의 냉각장치.
제1항에 있어서
방열관(2)의 상단부(2a)와 하단부(2b)를 중심부를 향하여 내경이 점차 작은 경사면(t)으로 형성되어 서로 중첩된 방열관(2)의 상단부(2a)와 하단부(2b) 및 공기의 통공(3h)이 형성된 방열관(3)의 상단부(3a)와 하단부(3b)가 시밍(seaming)으로 감합되어 방열관(2)의 중심부에 냉각관(3)이 고정되어 방열관(2)의 중심부에 냉가관(2)의 통공이(3h)이 상하로 관통되고 방열관(3)과 냉각관(3) 사이에 상하 일정한 공간의 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 변압기 하우징의 냉각장치.