(57)【要約】      （修正有）【課題】変圧器から発生する熱を効果的に放熱できる変圧器冷却装置及びこれを含む変圧器アセンブリーを提供する。【解決手段】変圧器冷却装置には、磁性部材１１０、１２０及びコイル１４０を有する変圧器が固着される第１プレート３０と、前記第１プレート３０の一側に離隔されて配置される第２プレート５０と、前記第１プレート３０と第２プレート５０との間に規定され、冷却水が流動する冷却水流路１９０とが備えられる。前記第１プレート３０には、前記第１プレートの一面から突出して前記磁性部材１１０、１２０に接触する突出部３５ａ、３５ｂが備えられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性部材及びコイルを有する変圧器が固着される第１プレートと、
前記第１プレートの一側に離隔されて配置される第２プレートと、
前記第１プレートと第２プレートとの間に規定され、冷却水が流動する冷却水流路と
が備えられる変圧器冷却装置。
【請求項２】
前記第１プレートには、
前記第１プレートの一面から突出して前記磁性部材に接触する突出部が備えられる請求項１に記載の変圧器冷却装置。
【請求項３】
前記磁性部材には、第１磁性部及び第２磁性部が備えられ、
前記突出部には、
前記第１プレートの一側に提供されて、前記第１磁性部に接する第１突出部と、
前記第１プレートの他側に提供されて、前記第２磁性部に接する第２突出部と
が備えられる請求項２に記載の変圧器冷却装置。
【請求項４】
前記第１プレートには、
前記第１突出部と第２突出部との間に規定されて、前記変圧器の少なくとも一部分を収容する陥没部が備えられる請求項３に記載の変圧器冷却装置。
【請求項５】
前記第１磁性部及び第２磁性部は、水平方向または左右方向に配列されて、
前記第１突出部及び第２突出部の上面にそれぞれ支持されることを特徴とする請求項３に記載の変圧器冷却装置。
【請求項６】
前記第１磁性部と第２磁性部とは互いに結合され、
結びついた第１磁性部と第２磁性部には、
前記コイルと、前記コイルの装着空間を有するコイル装着部とを収容するための収容空間が備えられる請求項３に記載の変圧器冷却装置。
【請求項７】
前記収容空間は、複数形成される請求項６に記載の変圧器冷却装置。
【請求項８】
前記コイル装着部には、
前記コイルが装着される空間または面を互いに異なる大きさに区画する区画リブが備えられる請求項６に記載の変圧器冷却装置。
【請求項９】
前記冷却水流路に冷却水が流入するようにする冷却水流入部と、
前記冷却水流路を循環した冷却水が流出するようにする冷却水流出部とが備えられる請求項１に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１０】
前記冷却水流路には、流入流路及び排出流路が備えられ、
前記第１プレートまたは第２プレートには、前記流入流路と排出流路とを区画する流路区画部がさらに備えられる請求項１に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１１】
前記冷却水流路には、
前記流入流路を通過した冷却水をバイパスするためのバイパス流路がさらに備えられ、
冷却水は、前記バイパス流路を通過して前記排出流路に合枝されることを特徴とする請求項１０に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１２】
前記第２プレートには、
前記流路区画部が結合される第１面と、
前記第１面の反対面を規定し前記流路区画部の端部と離隔される第２面と
が備えられる請求項１０に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１３】
前記第２プレートには、
前記流路区画部の端部と前記第２プレートの一面との間に規定されて、冷却水を前記排出流路とバイパス流路とに分枝する空間部が備えられる請求項１１に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１４】
前記第１プレートまたは第２プレートには、
前記流入流路を流動する冷却水を前記排出流路にガイドするためのガイドリブが提供されることを特徴とする請求項６に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１５】
前記ガイドリブは、互いに離隔されて複数配置されることを特徴とする請求項７に記載の変圧器冷却装置。
【請求項１６】
コイルに結合される複数の磁性部材と、
前記複数の磁性部材を支持する支持面を規定する第１プレートと、
前記第１プレートから離隔される第２プレートと、
前記第１プレートと第２プレートとの間に規定される冷却水流路と、
前記冷却水流路に冷却水を流入させる冷却水流入部と、
前記冷却水流路を循環した冷却水を排出させる冷却水流出部と
が備えられる変圧器アセンブリー。
【請求項１７】
前記複数の磁性部材には、
第１端部を有する第１磁性部材と、
前記第１端部に接する第２端部を有し、前記第１磁性部材に対して水平方向に配置される第２磁性部材と
が備えられる請求項１６に記載の変圧器アセンブリー。
【請求項１８】
前記第１プレートには、前記複数の磁性部材に接触する複数の接触部が備えられ、
前記支持面は、前記接触部の上面であることを特徴とする請求項１６に記載の変圧器アセンブリー。
【請求項１９】
前記第１プレートには、
前記複数の接触部の間に規定され、前記コイルの少なくとも一部分が収容される陥没部が備えられる請求項１８に記載の変圧器アセンブリー。
【請求項２０】
前記冷却水流路には、
前記冷却水流入部を介して流入した冷却水が流動する流入流路と、
前記冷却水流出部に冷却水の排出をガイドする排出流路と、
前記流入流路を通過した冷却水をバイパスして、前記排出流路に流入させるバイパス流路と
が備えられる請求項１６に記載の変圧器アセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、変圧器は、変電所から高圧ケーブルを介して配電された高圧の電圧を家庭や建物の内部に電力を一定電圧に低くして分配供給するように電柱に柱上変圧器を設置する。
【０００３】
通常の変圧器（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）は、電磁誘導作用を利用して交流電圧や電流の値を変える装置であって、送配電線路に接続される電力用変圧器と電子回路に使用される結合用変圧器まで多くの種類がある。
【０００４】
このような電力用変圧器は、変圧器で交流回路に加えられるある電圧を高めたりまたは低い電圧に変化させたりすることができるが、それに応じる電力は変わらない。そして、前記変圧器は、電源に接続する１次コイルと負荷に接続する２次コイルがコア部材、一例として鉄芯コアまたはフェライトコアに巻かれる構成から備えられることができる。
【０００５】
１次コイルに電源が印加されて電流が流れるようになれば、１次コイル及びコア部材に磁界が形成される。このとき、電源から供給される電流が時間に応じて変わるようになると、磁界の大きさが変わるようになり、磁界が前記コア部材を介して２次コイルに伝達されて、前記２次コイルを通過する磁界の強度も時間に応じて変わるようになる。
【０００６】
そして、前記２次コイルには、電磁誘導作用によって誘導起電力が発生し、誘導電流が流れるようになる。
【０００７】
一方、変圧器は、電力制御装置に備えられるコンバーターと接続されて提供されることができる。前記変圧器は、コンバーターに印加される高電圧を絶縁して電圧を変換させる機能を行うことができる。このような変圧器が駆動されるとき、前記変圧器は、コイルに電源が印加されて磁気誘導作用が発生する時に多くの熱が発生するようになる。
【０００８】
従来の変圧器または変圧器の装着構造によれば、変圧器から発生する熱がコンバーターまたは電力制御装置の外部に適切に放熱されないから、前記変圧器に過負荷がかかる問題点があった。そして、変圧器、コンバーターまたは電力制御装置の作動にエラーが発生して、作動の信頼性が低下するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、変圧器から発生する熱を効果的に放熱できる変圧器冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係る変圧器冷却装置には、磁性部材及びコイルを有する変圧器が固着される第１プレートと、前記第１プレートの一側に離隔されて配置される第２プレートと、前記第１プレートと第２プレートとの間に規定され、冷却水が流動する冷却水流路とが備えられる。
【００１１】
他の側面による変圧器アセンブリーには、コイルに結合される複数の磁性部材と、前記複数の磁性部材を支持する支持面を規定する第１プレートと、前記第１プレートから離隔される第２プレートと、前記第１プレートと第２プレートとの間に規定される冷却水流路と、前記冷却水流路に冷却水を流入させる冷却水流入部と、前記冷却水流路を循環した冷却水を排出させる冷却水流出部とが備えられる。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明の実施形態によれば、変圧器に提供される磁性部材と、変圧器が設置されるプレート間の接触面積が増大するので、前記プレートを介した放熱量が増大することができるという効果がある。
【００１３】
すなわち、変圧器が設置されるプレートに変圧器のコア部材が固着されうる突出部を形成し、突出部の一面に形成される支持面とコア部材とを互いに接触させることによって、熱が伝逹される面積を増大させうるという長所がある。
【００１４】
そして、前記突出部がプレートと一体に形成または加工されるので、製造工程が簡単でかつ製造費用が低減できるという効果がある。
【００１５】
また、変圧器の一側に冷却水流路を形成して、変圧器から発生する熱を冷ますことができるので、放熱効果が増大できるという長所がある。
【００１６】
そして、前記冷却水流路に冷却水の流動をガイドする構造を採用することによって、冷却水の流動を円滑にして変圧器の冷却効果を増大させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る変圧器が特定ユニットに装着される形状を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る変圧器の装着構造を示す水平断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る変圧器の装着構造を示す垂直断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る冷却水流路を示す第２プレートの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る変圧器が特定ユニットに装着される形状を示す図で、図２は、本発明の実施形態に係る変圧器の装着構造を示す水平断面図で、図３は、本発明の実施形態に係る変圧器の装着構造を示す垂直断面図である。
【００１９】
図１ないし図３に示すように、本発明の実施形態に係る変圧器１００は、装着ユニット１０に設置されることができる。一例として、前記装着ユニット１０は、変圧器１００が備えられる電力制御装置でありうる。前記変圧器１００と装着ユニット１０とを合せて「変圧器アセンブリー」と名付けることができる。
【００２０】
前記装着ユニット１０には、前記変圧器１００が固着される第１プレート３０と、前記第１プレート３０の一面から下方に離隔配置される一面を有する第２プレート５０とが備えられる。前記第１プレート３０の一側部は、前記第２プレート５０の一側部に結合されることができる。そして、前記第１プレート３０と第２プレート５０とは、一体に形成されることができる。
【００２１】
前記装着ユニット１０には、前記第１プレート３０と第２プレート５０との間の空間のうち、少なくとも一部として規定される冷却水流路１９０が備えられる。
【００２２】
前記第１プレート３０は、前記変圧器１００の下側で変圧器１００を支持するから、「支持部」または「支持プレート」と名付けることができる。そして、前記第２プレート５０は、前記第１プレート３０から離隔されて前記冷却水流路１９０を形成するから、「流路形成部」と名付けることができる。
【００２３】
そして、前記装着ユニット１０の一側面には、前記冷却水流路１９０に冷却水が流入されるようにする冷却水流入部１８２、及び前記冷却水流路１９０を循環した冷却水が前記装着ユニット１０の外部に排出されるようにする冷却水流出部１８４が備えられる。前記冷却水流入部１８２及び冷却水流出部１８４は、それぞれ前記装着ユニット１０の同じ側面に形成されることができる。
【００２４】
ただし、前記冷却水流入部１８２と冷却水流出部１８４の位置は、これに限定されずに、前記冷却水流入部１８２と冷却水流出部１８４とは、互いに異なる側面に形成されることもできる。
【００２５】
前記装着ユニット１０には、前記変圧器１００が前記装着ユニット１０に固定されるようにする固定部材１５０がさらに備えられる。前記固定部材１５０は、前記変圧器１００の上側に提供されて、前記装着ユニット１０の上面のうち、少なくとも一部を加圧するように構成されることができる。そして、前記固定部材１５０は、前記装着ユニット１０の上面から下方に延びて前記第１プレート３０に固定されることができる。
【００２６】
前記第１プレート３０には、前記固定部材１５０が結合される結合部１５５が備えられる。前記結合部１５５には締結部材が結合され、前記締結部材は、前記結合部１５５と固定部材１５０とを固定させるように作用する。
【００２７】
前記変圧器１００には、コア部材として複数の磁性部１１０、１２０と、前記複数の磁性部１１０、１２０に結合されるコイル装着部１３０が備えられる。前記コイル装着部１３０の外周面には、コイル１４０が結合されることができる。
【００２８】
前記複数の磁性部１１０、１２０は、フェライト（ｆｅｒｒｉｔｅ）素材から構成される。前記複数の磁性部１１０、１２０には、前記第１プレート３０の上側に支持される第１磁性部１１０、及び前記第１磁性部１１０の一側に提供され前記第１プレート３０の上側に支持される第２磁性部１２０が備えられる。前記第１磁性部１１０と第２磁性部１２０とは、互いに結合されるように構成される。
【００２９】
前記第１磁性部１１０の一側端部と前記第２磁性部１２０の一側端部とは、互いに接するように配置されることができる。一例として、図２に示すように、前記第１磁性部１１０の一側端部には、多数の第１端部１１１が備えられ、前記第２磁性部１２０の一側端部には、多数の第２端部１２１が備えられる。前記多数の第１端部１１１と多数の第２端部１２１とは、互いに接するように配置されることができる。
【００３０】
前記コイル装着部１３０は、前記複数の磁性部１１０、１２０のうち、少なくとも一部分を取り囲むように配置される。一例として、図２に示すように、前記コイル装着部１３０は、前記複数の磁性部１１０、１２０の内側に配置されることができる。
【００３１】
詳細に、前記複数の磁性部１１０、１２０には、前記コイル装着部１３０及びコイル１４０が配置される複数の収容空間１１５、１１６が形成される。前記複数の収容空間１１５、１１６には、前記コイル装着部１３０のうち、少なくとも一部が配置される第１収容空間１１５、及び前記第１収容空間１１５から離隔され前記コイル装着部１３０のうち、残りの部分が配置される第２収容空間１１６が備えられる。
【００３２】
前記第１収容空間１１５と第２収容空間１１６との間の空間には、前記複数の磁性部１１０、１２０のうちの一部分が配置されることができる。
【００３３】
前記コイル装着部１３０には、前記コイル１４０が装着される空間または面を区画する区画リブ１３２が提供される。前記区画リブ１３２は、前記コイル１４０が装着されるコイル装着部１３０の装着空間１３１ａ、１３１ｂを互いに異なる大きさに区画できる。
【００３４】
詳細に、前記コイル装着部１３０は、前記区画リブ１３２によって分離される第１コイル装着部１３０ａ及び第２コイル装着部１３０ｂを備える。そして、前記コイル装着部１３０の外側には、前記区画リブ１３２によって区画される第１装着空間１３１ａ及び第２装着空間１３１ｂが備えられる。前記第１装着空間１３１ａは、前記第１コイル装着部１３０ａの外側を取り囲むように形成され、前記第２装着空間１３１ｂは、前記第２コイル装着部１３０ｂの外側を取り囲むように形成されることができる。
【００３５】
前記コイルに１４０は、前記第１装着空間１３１ａに結合される１次コイル１４１、及び前記第２装着空間１３１ｂに結合される２次コイル１４５が備えられる。
【００３６】
前記１次コイル１４１及び２次コイル１４５は、前記コイル装着部１３０の外周面に巻かれるように配置される。詳細に、前記１次コイルは、前記第１装着空間１３１ａに配置され、前記２次コイル１４５は、前記第２装着空間１３１ｂに配置される。前記１次コイル１４１及び２次コイル１４５のうちの一つのコイルは、電源に接続するコイルであり、残りのコイルは、電流が誘導されるコイルとして理解されることができる。
【００３７】
一方、前記第１プレート３０には、前記第１磁性部１１０及び第２磁性部１２０の下面のうち、少なくとも一部分を支持する多数の突出部３５ａ、３５ｂが提供される。前記多数の突出部３５ａ、３５ｂには、前記第１磁性部１１０を支持する第１突出部３５ａ及び前記第２磁性部１２０を支持する第２突出部３５ｂが備えられる。前記多数の突出部３５ａ、３５ｂは、前記第１、２磁性部１１０、１２０に接触される「接触部」と名付けることができる。
【００３８】
前記第１突出部３５ａ及び第２突出部３５ｂは、前記第１プレート３０のうち、前記第１磁性部１１０と第２磁性部１２０にそれぞれ接触される部分であって、前記第１プレート３０の下面から前記第１磁性部１１０と第２磁性部１２０に向かって突出できる。
【００３９】
前記第１、２突出部３５ａ、３５ｂには、支持面３７が備えられる。前記支持面３７は、第１、２突出部３５ａ、３５ｂの一面であって、前記第１、２磁性部１１０、１２０にそれぞれ接触する面として理解される。
【００４０】
言い換えれば、前記支持面３７は、前記第１、２突出部３５ａ、３５ｂの上面であって、熱が伝達される熱伝逹面でありうる。すなわち、前記第１磁性部１１０は、前記第１突出部３５ａに接触されて、Ｑ１の熱を前記第１突出部３５ａに伝達し、前記第２磁性部１２０は、前記第２突出部３５ｂに接触されて、Ｑ２の熱を前記第２突出部３５ｂに伝達するようになる。
【００４１】
前記第１突出部３５ａと第２突出部３５ｂとの間には、前記変圧器１００の少なくとも一部分が収容されるようにするために陥没して形成される陥没部３４が規定される。前記陥没部３４には、前記コイル装着部１３０及びコイル１４０が配置されることができる。
【００４２】
詳細に、前記陥没部３４には、前記第１コイル装着部１３０ａ及び第２コイル装着部１３０ｂの下部、前記区画リブ１３２の下部、及び前記コイル１４０の少なくとも一部分が収容されることができる。
【００４３】
整理すれば、前記第１磁性部１１０と第２磁性部１２０とは互いに水平または左右方向に配置されて、前記第１プレート３０にそれぞれ接触されることができる。
【００４４】
すなわち、前記第１プレート３０は、前記第１磁性部１１０と第２磁性部１２０に接触される複数の突出部３５ａ、３５ｂを備えて、前記第１磁性部１１０及び第２磁性部１２０を安定して支持することができる。
【００４５】
そして、前記第１、２磁性部１１０、１２０から発生する熱は、前記支持面３７を介して前記第１プレート３０に伝達されうるので、熱接触（または熱伝逹）面積を確保して、効果的に放熱がなされうるという長所がある。
【００４６】
また、前記変圧器１００の少なくとも一部分が前記陥没部３４に収容されうるので、前記変圧器１００が前記第１プレート３０にコンパクトに装着されうるようになる。
【００４７】
前記第１プレート３０と第２プレート５０との間には、冷却水が流動する空間として冷却水流路１９０が規定される。前記第２プレート５０には、前記冷却水流路１９０を形成して冷却水流動が円滑になされるようにする所定の構造が備えられる。以下、前記第２プレート５０の構成について、図面を参照して説明する。
【００４８】
図４は、本発明の実施形態に係る冷却水流路を示す第２プレートの構成を示す図である。
【００４９】
図４に示すように、本発明の実施形態に係る第２プレート５０には、冷却水流路１９０の少なくとも一部分が形成される。前記冷却水流路１９０には、前記冷却水流入部１８２の内側に形成される流入流路１９２及び前記冷却水流出部１８４の内側に形成される排出流路１９４が形成される。
【００５０】
前記第２プレート５０には、前記流入流路１９２と排出流路１９４とを区画する流路区画部１９６が備えられる。前記流路区画部１９６は、前記流入流路１９２と排出流路１９４との間に形成される。
【００５１】
詳細に、前記流路区画部１９６は、前記第２プレート５０の上方に突出して、前記第１プレート３０に接するように構成されることができる。
【００５２】
そして、前記流路区画部１９６は、前記冷却水流入部１８２及び冷却水流出部１８４が形成される第２プレート５０の第１面５１から第２面５２に向かって突出し、前記流路区画部１９６の端部は、前記第２面５２から離隔して配置される。ここで、前記第１面５１と第２面５２とは、互いに対向する面として理解することができる。
【００５３】
このような構成によって、前記冷却水流入部１８２を介して流入した冷却水は、前記流路区画部１９６に沿って前記流入流路１９２を流動し、前記流路区画部１９６の端部と前記第２面５２との間の離隔した空間部５３を介して、前記排出流路１９４に進入する。
【００５４】
すなわち、前記流入流路１９２の一側端部と、前記排出流路１９４の他側端部は、前記空間部５３を介して互いに連通するように構成される。前記流入流路１９２に進入した冷却水は、所定距離分だけ流動した後、前記空間部５３を経由して、前記排出流路１９４に進入できる。
【００５５】
結局、前記流路区画部１９６によって前記流路１９２、１９４が区画されるので、前記冷却水流入部１８２を介して流入流路１９２を流動する冷却水は、直に前記排出流路１９４に進入されずに、所定距離分だけ（図４の右側方向に）流動した後、方向を転換して前記排出流路１９４を流動するようになる。
【００５６】
一方、前記冷却水流路１９０には、前記排出流路１９４の一方に形成されるバイパス流路１９５がさらに備えられる。前記バイパス流路１９５は、前記流入流路１９２を流動した冷却水のうち、少なくとも一部の冷却水をバイパスして前記排出流路１９４に流入させる流路として理解できる。
【００５７】
すなわち、前記空間部５３を通過した冷却水のうち、少なくとも一部の冷却水は前記排出流路１９４に流入し、残りの冷却水は、前記バイパス流路１９５を介して流動した後、前記排出流路１９４に流入する。
【００５８】
言い換えれば、冷却水は、前記排出流路１９４とバイパス流路１９５とに分枝され、前記バイパス流路１９５を流動した冷却水は、所定距離分だけ流動した後、前記排出流路１９４に合枝される。このように、冷却水が前記バイパス流路１９５を流動することによって、冷却水を介した熱伝逹面積が増大することができるという効果がある。
【００５９】
前記第２プレート５０には、前記冷却水流路１９０での冷却水流動をガイドするガイドリブ５５が提供される。前記ガイドリブ５５は、前記第２プレート５０の下面から上方に突出し、互いに離隔されて複数提供されることができる。
【００６０】
前記冷却水流入部１８２を介して流入した冷却水は、前記ガイドリブ５５によって、前記流入流路１９２、バイパス流路１９５及び排出流路１９４にガイドされることができ、前記冷却水流出部１８４に容易に排出することができる。
【００６１】
結局、冷却水は、前記冷却水流路１９０を均一に循環できるので、前記変圧器１００から発生する熱、すなわち前記第１プレート３０に伝達される熱を十分に冷却させることができるようになる。
【００６２】
一方、本実施形態では、前記流路区画部１９６またはガイドリブ５５が前記第２プレート５０に提供されると説明されたが、これとは別に、前記第１プレート３０に提供されることができる。
【００６３】
整理すれば、前記変圧器１００から発生する熱は、前記変圧器１００と接触される第１プレート３０に伝達され、前記第１プレート３０に伝達された熱は、前記第１プレート３０と第２プレートとの間の空間を流動する冷却水によって冷却されるようになる。
【００６４】
結局、前記変圧器１００から発生する熱は、外部に放熱されうるので、前記変圧器１００または装着ユニット１０の作動に関する信頼性を確保することができるようになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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