KR100953205B1

KR100953205B1 - 항온항습기

Info

Publication number: KR100953205B1
Application number: KR1020080125923A
Authority: KR
Inventors: 김학근
Original assignee: 주식회사 삼화에이스
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-04-15

Abstract

본 발명은 항온항습기 내부에 설치된 냉각코일의 형상을 개량하고 상기 냉각코일 상측에 가이드베인을 설치하여 냉각코일의 열교환효율을 향상시킴과 동시에 냉각코일 내부에 응축수가 발생하여 비산하는 것을 방지하는 항온항습기에 관한 것으로, 상부에 공기유입구가 형성되고, 하부에 공기 유출구가 형성되어 있는 항온항습기몸체와; 상기 항온항습기몸체의 하부에 위치하며, 상기 항온항습기몸체 내부의 공기를 하측으로 송풍시키는 송풍팬과; 상기 항온항습기 몸체 내부에 장착되며, 수증기를 발생시키는 가습기와; 상기 가습기에서 발생된 수증기를 상기 송풍팬 상부로 공급하는 수증기공급관과; 상기 수증기공급관과 상기 항온항습기몸체의 공기유입구 사이에 위치하며, 상기 공기유입구를 통하여 유입된 공기를 냉각시키는"A"자 형상의 냉각코일을 포함하는 항온항습기를 제공한다.

항온항습기, 가습기, 응축방지

Description

항온항습기 {A Thermo-Hygrostat}

본 발명은 항온항습기에 관한 것으로, 항온항습기 내부에 설치된 냉각코일의 형상을 개량하고 상기 냉각코일 상측에 가이드베인을 설치하여 냉각코일의 열교환효율을 향상시킴과 동시에 냉각코일 내부에 응축수가 발생하여 비산하는 것을 방지하는 항온항습기에 관한 것이다.

항온항습기는 전산실, 정밀측정실, 엔진실험실, 반도체 공장의 크린룸, 전자기판생산실 등 주로 열을 많이 발생하는 시스템이나 장치가 설치된 각 룸에 설치되는 것으로, 룸 내부의 온도를 조절하기 위한 냉/난방운전, 룸 내부의 습도를 조절하기 위한 가습운전, 룸 내부의 청정공기를 유지하기 위한 공기클린운전 등을 통하여 이들 시스템이나 장치 주변의 온도 및 습도가 항상 일정 범위 내에 머물도록 하는데 사용된다.

도 1은 종래의 항온항습기의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 상기 항온항습기는 케이싱(10), 송풍부(20). 냉각코일(30), 가습기(40)로 이루어진다.

상기 케이싱(10) 상측에는 외부공기가 흡입되는 공기흡입구(11)가 형성되며, 상기 공기흡입구(11) 하측에는 상기 공기흡입구(11)로부터 흡입되는 공기를 냉각시키는 일자형 냉각코일(30)이 형성된다.

그리고 상기 냉각코일(30)의 하측에는 상기 냉각코일(30)을 통과한 공기에 적정 수증기를 공급하는 가습기(40)가 장착된다.

상기 가습기(40)는 수증기 공급라인(41)을 통하여 상기 냉각코일(30)을 통과한 공기에 수증기를 공급한다.

상기 가습기(40)에 의하여 적정 습도로 변환된 공기는 송풍부(20)에 의하여 하측으로 흡입 송풍되며, 전산실 또는 실험실 등의 항온항습대상 공간(60)의 하부에 형성된 덕트(50)를 통하여 상기 항온항습대상공간으로 공급된다.

상기 송풍부(20)는 팬벨트 구동방식으로 이루어진다. 즉, 모터(21)의 구동축과 송풍팬(22)의 구동축이 벨트구동전달방식으로 결합되어 모터의 회전구동력이 송풍팬(22)으로 전달됨으로써 송풍팬(22)은 회전하게 된다.

종래의 항온항습기는 일자형상의 냉각코일과 원심형 송풍팬을 사용하는 구조로 되어 있어 원심형 팬에서 보이는 공동현상으로 인하여 공기흐름이 효율적이지 아니하고, 또한 상기 모터와 상기 원심형송풍팬의 날개가 벨트방식으로 연결되어 있어 장력조정이 반드시 필요할 뿐만 아니라 전달효율이 감소된다는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 냉각코일의 구조를 개량하여 공기흐름을 향상시켜 열교환 효율을 향상시키는 항온항습기를 제공하기 위한 것이다.

다른 면으로, 본 발명은 송풍팬의 연결구조를 개량하여 별도의 장력조정 과정을 생략하고 전달효율을 증가시킨 항온항습기를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상부에 공기유입구가 형성되고, 하부에 공기 유출구가 형성되어 있는 항온항습기몸체와; 상기 항온항습기몸체의 하부에 위치하며, 상기 항온항습기몸체 내부의 공기를 하측으로 송풍시키는 송풍팬과; 상기 항온항습기 몸체 내부에 장착되며, 수증기를 발생시키는 가습기와; 상기 가습기에서 발생된 수증기를 상기 송풍팬 상부로 공급하는 수증기공급관과; 상기 수증기공급관과 상기 항온항습기몸체의 공기유입구 사이에 위치하며, 상기 공기유입구를 통하여 유입된 공기를 냉각시키는"A"자 형상의 냉각코일을 포함하되, 상기 냉각코일은, 상기 공기유입구 하측에 위치하며 공기가 통하지 않는 판형상으로 형성되는 결합판과, 상기 결합판의 양단에 결합되며 내부에 냉매가 유동하는 제1,2코일을 포함하고, 상기 공기유입구로부터 유입된 공기가 상기 냉각코일의 결합판 하측으로 직접 공급될 수 있도록 상기 항온항습기 몸체의 상측 모서리부에 45°~55° 하향 경사지게 설치되어, 응축수의 비산을 방지하는 가이드베인을 포함한다.

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상술한 본 발명에 따르면, 냉각코일의 구체적 구조를 개량하여 열교환효율을 향상시키고, 또한 냉각코일 상부에 응축수 발생을 방지하는 베인을 설치하여 균일한 온도분포를 구현함으로써 냉각코일 주위에 응축수가 응결되는 것을 방지한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 항온항습기에 대해 상세하게 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 정단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 측단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2,3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기(100)는 항온항습기몸체(110), 송풍팬(200), 가습기(300), 수증기공급관(400) 및 냉각코일(500)로 이루어진다.

상기 항온항습기몸체(110)는 속이 빈 사각 박스 형상으로 이루어지며, 상측에는 공기유입구(111)가 형성되고 하측에는 공기 유출구(112)가 형성된다.

그리고 상기 공기유출구(112)의 일측에는 송풍팬(200)이 설치되는데, 상기 송풍팬(200)은 상기 항온항습기몸체(110) 하부에 장착되어 상기 항온항습기몸체(110) 내부의 공기를 하측으로 송풍한다.

상기 송풍팬(200)은 플래넘(PLENUM) 방식의 팬으로서, 모터와 팬이 직결식으로 연결된다. 이에 따라 전달 기계적 소음이 제거되며, 모터와 팬의 언발란스 문제로 인한 소음문제도 최소화된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 항온항습기몸체(110)의 일측하부에는 가습기(300)가 장착되며, 상기 가습기(300)의 상측에는 상기 가습기(300)에서 발생된 수증기를 상기 송풍팬의 상부로 공급하는 수증기공급관이 형성된다.

그리고, 상기 수증기공급관(400)의 상측에는 상기 공기유입구(111)를 통하여 유입된 공기를 냉각시키는 냉각코일(500)이 장착된다.

상기 냉각코일(500)의 양단부에는 각각 냉매입구(501) 및 냉매출구(502)가 형성된다. 저온의 냉매는 상기 냉매입구(501)를 통하여 상기 냉각코일(500)로 유입되며, 상기 냉각코일(500)을 통과한 냉매는 상기 냉매출구(502)를 통하여 외부에 형성된 냉각시스템으로 배출된다.

상기 냉각시스템은 일반 냉동시스템과 동일하게 압축기(503), 응축기(504) 및 팽창장치(505)로 이루어지며, 작동원리 또한 일반 냉동장치와 동일하다.

상기 냉매는 상기 냉각코일(500)을 통하여 유동하며, 상기 공기유입구(111)를 통하여 유입된 공기를 냉각시킨다.

상기 냉각코일(500)은 상기 공기유입구(111) 하측에 위치하는 결합판(510)과, 상기 결합판(510)의 양단에 결합되며 내부에 냉매가 유동하는 제1,2코일(520)(530)로 이루어져 전체적으로 단면이 "A" 자 형상으로 형성된다.

상기 결합판(510)은 "A"자 형상의 냉각코일의 상부에 해당하는 것으로 양측의 제1,2 코일(520)(530)을 결합시키는 기능을 가진다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 일자형 냉각코일 및 원심형 펌프를 사용하는 경우에는 부분적으로 와류가 생기는 부분이 발생하여 효율적인 공기흐름을 일정하게 얻기 어려워지며 이에 따라 냉각코일의 열교환 효율이 낮아진다.

이에 반하여, 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 냉각코일을 A자 형상으로 형성하고 플래넘 팬을 이용하여 상측에서 하측으로 균일하게 공기를 흡입함으로써 공기유동을 균일하게 하여 와류가 발생하는 것을 방지한다.

이에 따라 상기 냉각코일의 열교환효율은 증가하게 된다.

한편, 상기 냉각코일(500)의 결합판(510)은 공기가 통하지 아니하는 판형상으로 구비되어 공기유입구(111)를 통하여 유입된 공기가 하측으로 직접 유입되지 못하도록 한다.

그리고 상기 항온항습기몸체(110) 상측모서리부에는 가이드베인(600)이 설치된다. 상기 가이드베인(600)은 하향경사지게 형성되며, 상기 공기유입구(111)를 통하여 유입된 공기의 일부가 상기 냉각코일(500)을 통하여 상기 결합판(510) 하측으로 유입되도록 가이드한다.

종래의 가이드베인(600)이 없는 경우에는, 상기 결합판(510) 하부에는 냉각코일(500)을 통과한 찬 공기가 공급되지 않은 관계로, 결합판(510) 하측의 온도 불균일현상이 발생하여서 응축수가 응결되는 문제점이 발생하였다.

그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기는 상기 냉각코일(500)의 결합판(510) 하부로 공기가 유입되도록 하는 가이드베인(600)을 별도로 설치하여, 상기 결합판(510) 하측에도 냉각된 공기가 원활하게 공급되어 전체적으로 균일한 온도분포를 가진다.

이에 따라 불균일한 온도분포에 의한 응축수 응결 현상이 상당부분 감소된다.

그리고 상기 가이드베인(600)은 상기 냉각코일(500)의 결합판(510) 하측으로 공기가 원활하게 유동될 수 있도록 45°~55° 하향 경사지는 것이 바람직하다.

도 6a는 가이드베인을 설치하지 않은 항온항습기의 유동해석 결과이고, 도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 가이드베인을 설치한 항온항습기의 유동해석결과이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 가이드베인(600)을 설치하지 않은 항온항습 기(100)는 결합판(510) 하측의 온도 분포가 상당히 불균일하게 형성되고 있음을 알 수 있는데 반하여, 가이드베인(600)을 설치한 본 실시예의 항온항습기는 도 6b에 도시된 바와 같이 결합판 하측에도 균일한 온도 분포를 보이고 있다.

즉, 본 제1실시예의 항온항습기는 상기 가이드베인(600)을 이용하여 결합판 하측으로 공기를 강제공급함으로써 상기 결합판 하측의 온도분포를 균일하게 하여 응축수의 응결을 방지한다.

이하, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기는 다음과 같이 작동된다.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 외부공기가 공기유입구(111)를 통하여 유입되면, 외부공기는 상기 냉각코일(500)로 공급되며, 상기 외부공기 중 일부 공기는 상기 가이드베인(600)에 의하여 "A"자 형상의 냉각코일(500)의 상부측으로 유도된다.

상기 냉각코일(500)의 상부 측으로 유도된 외부공기는 냉각코일(500)을 통과하며 냉각되며, 상기 냉각된 공기는 냉각코일(500)의 결합판(510) 하측으로 유입되어 상기 결합판(510) 하측의 온도를 하강시키며, 전체적으로 균일하게 온도를 유지시켜 응축수가 응결되어 비산되는 것을 방지한다.

한편 다른 외부공기는 냉각코일(500) 전면으로 공급되며 냉각코일(500)을 통과하며 냉각된 후 수증기공급관(400)으로 공급된다.

상기 수증기공급관(400)은 상기 수증기를 냉각코일(500)에 도달한 외부공기에 공급하여 적정 습도를 가지도록 한다.

그리고 상기 수증기공급관(400)을 통과한 공기는 송풍팬(200)에 의하여 흡입되어 항온항습기(100) 하측으로 이송된 후, 공기 배출구(112) 및 덕트(700)를 통하여 전산실 및 실험실 등의 실내(800)로 배출된다.

상기 항온항습기몸체 하부에 설치된 플래넘팬이 "A"형 냉각코일 상측의 공기를 하측으로 흡입함에 따라 공기의 흐름은 균일하게 형성되고, 이에 따라 와류 발생도 방지되어 전체적인 열교환율이 향상된다.

또한, 본 발명은 모터와 팬이 직결연결되는 구조로 이루어져 상기 송풍팬을 가동 시에 전달소음이 감소할 뿐만 아니라, 전달효율이 증대된다는 장점을 가진다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 항온항습기의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 정단면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 측단면도이다.

도 5a는 일자형 코일 및 원심형 펌프를 사용하는 항온항습기의 유동해석결과이다.

도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 항온항습기의 유동해석결과이다.

도 6a는 비산방지 가이드 베인을 설치하지 않은 항온항습기의 유동해석 결과이다.

도 6b는 본 발명의 제1실시예에 따른 비산방지 가이드 베인을 설치한 항온항습기의 유동해석결과이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100 : 항온항습기 110 : 공조기몸체

111 : 공기유입구 112 : 공기유출구

200 : 송풍팬 300 : 가습기

400 : 수증기공급관 500 : 냉각코일

501 : 냉매입구 502 : 냉매출구

600 : 가이드베인

Claims

상부에 공기유입구가 형성되고, 하부에 공기 유출구가 형성되어 있는 항온항습기몸체와; 상기 항온항습기몸체의 하부에 위치하며, 상기 항온항습기몸체 내부의 공기를 하측으로 송풍시키는 송풍팬과; 상기 항온항습기 몸체 내부에 장착되며, 수증기를 발생시키는 가습기와; 상기 가습기에서 발생된 수증기를 상기 송풍팬 상부로 공급하는 수증기공급관과; 상기 수증기공급관과 상기 항온항습기몸체의 공기유입구 사이에 위치하며, 상기 공기유입구를 통하여 유입된 공기를 냉각시키는"A"자 형상의 냉각코일을 포함하되,

상기 냉각코일은, 상기 공기유입구 하측에 위치하며 공기가 통하지 않는 판형상으로 형성되는 결합판과, 상기 결합판의 양단에 결합되며 내부에 냉매가 유동하는 제1,2코일을 포함하고,

상기 공기유입구로부터 유입된 공기가 상기 냉각코일의 결합판 하측으로 직접 공급될 수 있도록 상기 항온항습기 몸체의 상측 모서리부에 45°~55° 하향 경사지게 설치되어, 응축수의 비산을 방지하는 가이드베인을 포함하는 항온항습기.
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