KR20140002995U - 변압기 외함의 보강 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안에 의한 변압기 외함의 보강 구조는, 외함을 이루는 플레이트의 양단에 보강부가 연장 형성됨에 따라, 복수 개의 플레이트가 용접되는 부위 주변에는 별도의 보강재를 설치하지 않고도 외함이 내부 압력에 견딜 수 있을 만큼의 강도를 유지할 수 있어 외함의 제작이 용이하고 재료비용이 절감되며 외함의 크기나 무게를 줄일 수 있다. 또, 플레이트의 일부 또는 전체를 별도의 보강재가 필요없는 만곡진 형상으로 형성함으로써 외함의 제작이 더욱 용이하고 재료비용이 더욱 절감되며 외함의 크기나 무게를 더욱 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 만곡진 부위의 곡률을 반원형보다 크게 형성하여 외함이 강도는 높이면서 외함의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

Description

변압기 외함의 보강 구조{reinforce structure for transformer tank}

본 고안은 변압기의 외함에 관한 것으로, 특히 보강재의 사용을 줄이면서도 보강 효과를 높일 수 있는 변압기 외함의 보강 구조에 관한 것이다.

전력용 유입식 변압기(이하, 유입식 변압기)는 전압의 승압 및 강압을 통해 수용가까지 전력을 송전, 배전하는 전기 기기이다.

유입식 변압기의 외함은 내부의 권선 및 철심을 보호하고 내부압력에 견디며, 절연유를 가득 채울 수 있는 압력용기로 이루어져 있다. 그리고 변압기 외함은 복수 개의 부품을 용접하여 제작하는 것으로, 높은 내부압력을 견딜 수 있도록 외측면에 다수 개의 보강재를 용접하여 결합하고 있다.

변압기 외함은 평면 형상에 따라 평판형이나 곡면형 또는 평판형과 곡면형이 혼합된 혼합형으로 구분될 수 있는데, 곡면형이나 혼합형의 경우에는 내부압력을 분산시킬 수 있어 곡면진 부위에 별도의 보강재를 추가하지 않아도 되므로 제작이 용이하고 변압기의 전체 무게도 줄일 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 변압기 외함을 형상별로 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이 종래의 변압기 외함(1)(2)(3)은 각각 설치 조건에 따라 평판형(도 1 참고)과 곡면형(도 2 참고), 그리고 혼합형(도 3 참고)이 사용되고 있다.

상기와 같은 변압기 외함 중에서 평판형은 편평한 평면 플레이트(1a)(1b)의 양단을 서로 용접하여 평면투영시 사각박스 모양으로 형성하고 있다. 그리고 평면 플레이트(1a)(1b)의 외측면에는 다수 개의 보강재(1c)를 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 용접하여 결합하고 있다. 여기서, 평면 플레이트(1a)(1b)의 양단은 도 1에서와 같이 수평측 플레이트(1a)의 단면이 수직측 플레이트(1b)의 측면에 대략 일치하도록 배치한 상태에서 용접 결합하거나 또는 양측 평면 플레이트(1a)(1b)의 단면을 서로 대응하도록 경사지게 절단하여 맞대기 용접하고 있다.

곡면형의 경우는 반원형의 곡면 플레이트(2a)를 평면 플레이트(2b)에 용접하여 결합하고 있다. 여기서 곡면 플레이트(2a)의 양측 단면은 맞은편 평면 플레이트(2b)의 양측 단면과 서로 맞대기하여 용접 결합하고 있다. 도면중 2c는 보강재이다.

혼합형의 경우는 상기한 평면형이나 곡면형에서와 같이 수평측 플레이트(3a)와 수직측 플레이트(3b)가 만나는 부위는 측면과 단면이 대략 일치하도록 용접하거나 경사지게 형성하여 맞대기 용접할 수도 있고 곡면 플레이트(3c)와 평면인 수평측 플레이트(3a)가 만나는 부위는 맞대기 용접하여 결합할 수 있다. 도면중 3d는 보강재이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 변압기 외함에 있어서는, 복수 개의 플레이트를 단면과 측면이 서로 일치하거나 맞대기하여 용접함에 따라 용접작업시 균일도가 떨어질 뿐만 아니라, 플레이트 간 용접부위 주변에 별도의 보강재(1c)(2c)(3d)를 추가 설치하여야 하므로 제조 비용이 상승하고 외함(1)(2)(3)의 전체 무게가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 플레이트들 사이의 용접을 용이하게 하면서도 용접 균일도를 높일 수 있고, 용접 부위 주변에 별도의 보강재를 추가하지 않고도 내부압력을 효과적으로 견딜 수 있도록 하여 제조 비용을 낮추고 무게를 줄일 수 있는 변압기 외함의 보강 구조를 제공하려는데 있다.

본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 복수 개의 플레이트를 용접하여 변압기 본체를 수용하도록 내부공간을 갖는 변압기 외함에 있어서, 상기 플레이트의 단부에는 다른 플레이트와 용접되는 부위에서 소정의 길이만큼 연장되어 보강부를 이루는 변압기 외함의 보강 구조가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 보강부는 플레이트의 양단에 각각 형성되고, 상기 보강부 사이에는 내부공간의 외측면 방향으로 만곡진 만곡부가 형성될 수 있다.

그리고, 상기 만곡부의 최대 깊이는 상기 만곡부의 양단간 최단길이의 절반보다 작게 형성될 수 있다..

그리고, 상기 보강부는 연장방향을 따라 절곡되거나 만곡되어 형성될 수 있다.

본 고안에 의한 변압기 외함의 보강 구조는, 외함을 이루는 플레이트의 양단에 보강부가 연장 형성됨에 따라, 복수 개의 플레이트가 용접되는 부위 주변에는 별도의 보강재를 설치하지 않고도 외함이 내부 압력에 견딜 수 있을 만큼의 강도를 유지할 수 있어 외함의 제작이 용이하고 재료비용이 절감되며 외함의 크기나 무게를 줄일 수 있다.

또, 플레이트의 일부 또는 전체를 별도의 보강재가 필요없는 만곡진 형상으로 형성함으로써 외함의 제작이 더욱 용이하고 재료비용이 더욱 절감되며 외함의 크기나 무게를 더욱 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 만곡진 부위의 곡률을 반원형보다 크게 형성하여 외함이 강도는 높이면서 외함의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 외함의 실시예들을 보인 사시도,
도 4는 본 고안에 따른 외함의 실시예를 보인 사시도,
도 5는 도 4의 외함에서 보강부에 대한 다른 실시예를 보인 단면도,
도 6은 도 4의 외함에서 곡면 플레이트를 보인 평면도,
도 7 및 도 8은 본 고안에 따른 외함의 다른 실시예들을 보인 사시도.

이하, 본 고안에 의한 변압기 외함의 보강 구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 고안에 따른 외함의 실시예들을 보인 사시도이고, 도 5는 도 4의 외함에서 보강부에 대한 다른 실시예를 보인 단면도이며, 도 6은 도 4의 외함에서 곡면 플레이트를 보인 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 변압기 외함(10)은, 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12)가 서로 용접되어 변압기 본체(미도시)가 수용되도록 내부공간이 형성될 수 있다. 그리고 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12)의 외측면에는 그 플레이트(11)(12)들이 내부 압력에 견딜 수 있도록 보강재(13)가 용접 결합될 수 있다. 보강재(13)는 통상 외함(10)의 높이 방향으로 긴 튜브 또는 H빔 모양으로 형성되어 외함의 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 결합될 수 있다.

여기서, 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12)는 모두 사각판넬 모양의 평판 플레이트로 이루어질 수 있지만, 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12) 중에서 어느 한 쪽 플레이트(도면에선 수직측 플레이트가 곡면 플레이트로 도시됨)는 소정의 곡률을 갖는 곡면 플레이트로 이루어질 수도 있다. 외함(10)을 이루는 플레이트가 모두 평면 플레이트인 경우에는 그 외함(10)의 외주면 전체에 보강재(13)가 결합될 수 있지만, 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12) 중에서 곡면 플레이트로 이루어진 부위에는 그 곡면 플레이트가 내부 압력을 분산시키게 되므로 별도의 보강재를 추가하지 않을 수 있다.

그리고 수평측 플레이트(11)와 수직측 플레이트(12) 중에서 어느 한 쪽 플레이트는 다른 쪽 플레이트(도 4 및 도 5에서는 수직측 플레이트인 곡면 플레이트에 보강부가 형성되었다)와 용접된 부위에서 플레이트의 길이방향으로 소정의 길이만큼 연장된 보강부(12a)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 도 4에서와 같이 수평측 플레이트(11)의 끝단이 수직측 플레이트(12)의 끝단부 측면에 부착되어 용접 결합될 수 있다. 이 경우 수평측 플레이트(11)의 외측면과 수직측 플레이트(12)의 내측면이 접하는 부위에 용접면(W)이 형성될 수 있다.

그리고 보강부(12a)는 도 4에서와 같이 직선모양으로 형성될 수도 있지만, 경우에 따라서는 도 5에서와 같이 적어도 1회 이상 절곡되거나 만곡지게 형성될 수 있다. 보강부(12a)가 절곡되거나 만곡지게 형성되는 경우에는 보강부(12a)가 넓은 공간을 차지하지 않으면서도 보강부의 전체 길이는 증가시킬 수 있어 그만큼 외함(10)에 대한 보강효과를 높일 수 있다.

곡면 플레이트(12)는 양쪽 보강부(12a) 사이에 소정의 곡률을 갖는 만곡부(12b)가 형성될 수 있고, 만곡부(12b)는 그 만곡부(12b)의 깊이(H)가 만곡부(12b)의 반경(d)과 동일한 반원형으로 형성될 수도 있다. 하지만, 도 6에서와 같이 만곡부(12b)는 그 만곡부(12b)의 깊이(H)가 만곡부(12b) 양단 사이의 최단 길이(L)의 절반보다 작게 형성될 수도 있다. 이 경우에는 만곡부(12b)가 차지하는 공간이 적어 외함(10)의 크기를 줄일 수 있다.

상기와 같은 본 고안에 의한 변압기 외함은, 그 외함(10)을 이루는 플레이트(11)(12)의 양단에 보강부(12a)가 형성됨에 따라 복수 개의 플레이트(11)(12)가 용접되는 부위 주변에는 별도의 보강재를 설치하지 않고도 외함이 내부 압력에 견딜 수 있을 만큼의 강도를 유지할 수 있다. 이에 따라 보강재를 별도로 용접하여 결합하는 것에 비해 외함의 제작이 용이하고 재료비용이 절감되며 외함의 크기나 무게를 줄일 수 있다.

아울러, 플레이트의 일부 또는 전체를 만곡부(12b)를 갖는 곡면 플레이트(12)로 형성할 경우에는 그 곡면 플레이트(12) 자체가 내부 압력을 견딜 수 있을 만큼의 강도를 가짐에 따라 곡면 플레이트(12)로 배열된 부위에는 별도의 보강재를 추가하지 않아도 되므로 외함의 제작이 용이하고 재료비용이 절감되며 외함의 크기나 무게를 줄일 수 있다.

그리고, 곡면 플레이트(12)의 만곡부(12b)가 반원형보다 곡률이 크게 형성되는 경우에는 곡면 플레이트(12)가 차지하는 면적이 감소되어 그만큼 변압기 외함의 크기가 줄어들어 변압기를 설치하기 위한 필요공간을 줄일 수 있다.

한편, 변압기 외함(20)은 다수 개의 곡면 플레이트가 원주방향을 따라 연속으로 용접 결합되어 형성될 수도 있다. 예를 들어, 도 7에서와 같이 대략 1/4 원형으로 된 복수 개의 플레이트(21)가 원주방향을 따라 연속으로 용접 결합되어 외함(20)이 형성될 수 있다. 이 경우에도 각각의 플레이트(21)에는 보강부(21a)가 만곡부(21b)의 양단에 각각 형성되고, 한 쪽 플레이트의 보강부(21a)가 이웃하는 다른 쪽 플레이트의 보강부(21a)와 용접 결합될 수 있다. 그리고 이 경우에도 한 쪽 보강부(21a)의 단면이 다른 쪽 보강부(21a)의 측면에 접하여 용접 결합될 수 있다.

이 경우에도 기본적인 구성과 작용 효과는 전술한 실시예와 대동소이할 수 있다. 다만, 이경우에는 외함이 복수 개의 곡면 플레이트로 이루어짐에 따라 별도의 보강재가 필요하지 않을 수 있다.

또, 변합기 외함(30)은 도 8과같이 평면형의 수평측 플레이트(31)와 반원형의 제1 수직측 플레이트(32) 그리고 반원형 보다 큰 곡률을 갖는 제2 수직측 플레이트(33)를 용접하여 제작할 수도 있다. 이 경우에도 양쪽 플레이트가 용접되는 단부에는 보강부(32a)(33a)가 형성될 수 있다. 도면중 미설명 부호인 35는 보강재이다.

이에 따른 작용 효과 역시 전술한 실시예들과 대동소이할 수 있다.

10,20,30 : 외함 11,31 : 수평측 플레이트
12,32,33 : 수직측 플레이트 12a : 보강부
12b : 만곡부 13,35 : 보강재
W : 용접면

Claims (4)

1. 복수 개의 플레이트를 용접하여 변압기 본체를 수용하도록 내부공간을 갖는 변압기 외함에 있어서,
   상기 플레이트의 단부에는 다른 플레이트와 용접되는 부위에서 소정의 길이만큼 연장되어 보강부를 이루는 변압기 외함의 보강 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강부는 플레이트의 양단에 각각 형성되고, 상기 보강부 사이에는 내부공간의 외측면 방향으로 만곡진 만곡부가 형성되는 변압기 외함의 보강 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 만곡부의 최대 깊이는 상기 만곡부의 양단간 최단길이의 절반보다 작게 형성되는 변압기 외함의 보강 구조.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,
   상기 보강부는 연장방향을 따라 절곡되거나 만곡되어 형성되는 변압기 외함의 보강 구조.

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