KR101186065B1 - 온도제어장치 - Google Patents

Abstract

온도제어대상 타겟의 온도를 일정범위 내로 신속하게 유지시킬 수 있는 온도제어장치에 관한 것이다. 응축된 냉매가 유입되는 냉매유입구, 기화된 냉매가 배출되는 냉매배출구, 공기유입구 및 공기배출구가 형성된 밀폐형 유닛본체와; 상기 응축냉매를 팽창시키는 팽창부와; 상기 팽창부에 의해 팽창된 냉매를 기화시켜 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와; 상기 유닛본체 내에 상기 공기배출구로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구로부터 유입된 공기를 상기 공기배출구를 향해 송풍하는 송풍팬을 포함하는 열교환유닛과; 상기 열교환유닛의 상기 냉매유출구를 통해 배출되는 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기와 상기 열교환유닛의 상기 냉매유입구를 연결하며 상기 압축기로부터 압축된 냉매를 응축하는 응축기와; 외기를 상기 응축기를 향해 송풍시키는 응축기팬과; 상기 유닛본체 내에 배치되며 응축수를 임시 저장하는 응축수받이와; 상기 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 파이프와; 외부신호에 따라 상기 응축수 파이프를 개폐하는 응축수 밸브와; 상기 열교환유닛의 상기 송풍팬이 OFF되는 경우, 상기 응축수 파이프를 개방하도록 상기 응축수 밸브로 1차개방신호를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

온도제어장치{TEMPERATURE CONTROL APPARATUS}

본 발명은 열교환유닛을 포함하는 온도제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도제어대상 타겟의 온도를 일정범위 내로 신속하게 유지시킬 수 있는 온도제어장치에 관한 것이다.

온도제어장치(Temperature Control Apparatus)는 제어대상이 되는 타겟의 온도를 일정범위로 유지시킬 수 있는 장치로서, 온도유지와 더불어서 부수적으로 습도 유지도 가능하다는 점에서 항온항습기로도 호칭되고 있다.

구축함에 탑재된 전자 광학 추적 시스템(Electro-Optical Tracking System), 열추적 시스템 및 레이더등과 같은 군사장비는 고온의 발열장비로서 해당 장비가 제성능을 유지하기 위해서는 항온항습이 유지되어야 하는 바, 상기 온도제어장치가 필요하다.

이외에도, 통신기기 및 서버 등과 같은 민수용 장비들 중에서도 항온항습을 위해 상기 온도제어장치를 구비하는 경우도 있다.

특히, 상기 온도제어장치가 군사장비의 항온항습을 위해 사용되는 경우, 설치 공간상 제약 때문에 그 크기를 크게 할 수 없다는 제약이 있는 동시에 상기 군사장비를 신속히 적정온도 범위내로 유지시킬 수 있어야 한다.

따라서, 이러한 요건을 만족시킬 수 있는 온도제어장치의 개발이 절실하다.

따라서, 본 발명의 목적은, 제어대상인 타겟의 온도를 신속히 적정온도 범위로 유지시킬 수 있는 온도제어장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 열교환유닛에 있어서, 응축된 냉매가 유입되는 냉매유입구, 기화된 냉매가 배출되는 냉매배출구, 공기유입구 및 공기배출구가 형성된 밀폐형 유닛본체와; 상기 응축냉매를 팽창시키는 팽창부와; 상기 팽창부에 의해 팽창된 냉매를 기화시켜 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와; 상기 유닛본체 내에 상기 공기배출구로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구로부터 유입된 공기를 상기 공기배출구를 향해 송풍하는 송풍팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환유닛에 의해서 달성될 수 있다.

여기서, 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기를 상기 공기배출구로 안내하는 배기덕트를 더 포함하며, 상기 배기덕트는, 상기 송풍팬에서 상기 공기배출구를 향하는 공기배출방향을 따라 상기 송풍공기를 수렴시키는 수렴부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 배기덕트는, 상기 배기덕트 내에 설치되며, 상기 공기배출방향을 따라 상기 송풍공기를 구획하는 제1구획판을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1구획판은 십(十)자 형상일 수 있다.

그리고, 상기 증발부는 상기 공기유입구로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구로부터 유입된 유입공기를 상기 증발부로 안내하는 흡기덕트를 더 포함하며, 상기 흡기덕트는, 상기 공기유입구에서 상기 증발부를 향하는 공기유입방향을 따라 상기 유입공기를 확장시키는 확장부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡기덕트는, 상기 유입공기를 상기 증발부의 폭방향을 따라 분배하도록 상기 흡기덕트 내에 배치된 적어도 하나의 제2구획판을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 적어도 하나의 제2구획판은, 그 연장선 사이의 사잇각이 35도일 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 열교환유닛에 있어서, 응축된 냉매가 유입되는 냉매유입구, 기화된 냉매가 배출되는 냉매배출구, 공기유입구 및 공기배출구가 형성된 유닛본체와; 상기 응축냉매를 팽창시키는 팽창부와; 상기 공기유입구로부터 연직방향 하측에 설치되며 상기 팽창부에 의해 팽창된 냉매를 기화시켜 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와; 상기 유닛본체 내에 상기 공기배출구로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구로부터 유입된 공기를 상기 공기배출구를 통해 배출하는 송풍팬과; 상기 공기배출구와 상기 송풍팬을 연결한 배기덕트와; 상기 공기유입구와 상기 증발부를 연결하는 흡기덕트를 포함하며, 상기 배기덕트는 상기 송풍팬에서 상기 공기배출구를 향하는 공기배출방향을 따라 단면적이 작아지며, 상기 흡기덕트는 상기 공기유입구에서 상기 증발부를 향하는 공기유입방향을 따라 단면적이 커지는 것을 특징으로 하는 열교환유닛에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 배기덕트는, 상기 배기덕트 내에 설치되어 상기 배기덕트를 통해 배출되는 공기를 상기 공기배출방향을 따라 구획하는 적어도 하나의 제1구획판을 포함하고; 상기 흡기덕트는, 상기 흡기덕트 내에 배치되어 상기 공기유입구로 유입된 공기를 상기 증발부의 폭방향을 따라 구획하는 제2구획판을 포함할 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 온도제어장치에 있어서, 상술한 열교환유닛과; 상기 열교환유닛의 상기 냉매유출구를 통해 배출되는 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기와 상기 열교환유닛의 상기 냉매유입구를 연결하며 상기 압축기로부터 압축된 냉매를 응축하는 응축기와; 외기를 상기 응축기를 향해 송풍시키는 응축기팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서, 상기 유닛본체 내에 배치되며 응축수를 임시 저장하는 응축수받이와; 상기 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 파이프와; 외부신호에 따라 상기 응축수 파이프를 개폐하는 응축수 밸브와; 상기 열교환유닛의 상기 송풍팬이 OFF되는 경우, 상기 응축수 파이프를 개방하도록 상기 응축수 밸브로 1차개방신호를 전송하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 소정시간 내에 상기 1차개방신호에 대한 응답신호가 도달하지 않는 경우, 2차개방신호를 상기 응축수 밸브로 전송할 수 있다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 2차개방신호를 상기 열교환유닛 내부의 내부압력과 상기 열교환유닛 외부의 외부압력 간의 압력차를 기초로 생성할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 온도제어장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 작은 부피로도 공기배출구에서의 공기토출속도를 증대시킴으로써 제어대상인 타겟의 온도를 신속히 적정온도 범위로 유지시킬 수 있다.

둘째, 흡기덕트를 이용하여 제어대상인 타겟으로부터 유입된 유입공기를 증발부의 폭방향을 따라 대체로 균분하게 배분함으로써 열교환 효율을 높이고, 냉방효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온도제어장치가 설치된 장소의 개략 사시도,
도 2는 도 1의 온도제어장치의 개략 평면도,
도 3은 도 2의 온도제어장치의 개략 측면도,
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 개략 단면도,
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략 단면도,
도 6은 도 2의 온도제어장치의 열교환유닛의 흡기덕트의 확대단면도,
도 7은 도 6의 흡기덕트의 평면도,
도 8은 도 6의 흡기덕트의 측면도,
도 9a는 도 5의 a-a선에서 본 개략 평면도,
도 9b는 도 9a의 개략 측면도,
도 10은 도 2의 온도제어장치의 요부 배면 확대도,
도 11은 도 2의 온도제어장치의 열교환유닛의 배기덕트의 확대단면도,
도 12는 도 11의 배기덕트의 평면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도제어장치를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 제1실시예에 따른 온도제어장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전자광학추적장치(R)의 온도 조절을 위해 사용될 수 있다. 여기서, 온도조절의 대상이 되는 전자광학추적장치(R)는 일례에 불과하고 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 상기 온도제어장치(1)는 상기 전자광학추적장치(R)와 제1연결덕트(D1) 및 제2연결덕트(D2)를 통해 연결될 수 있다.

상기 제1연결덕트(D1)를 통해서 상기 전자광학추적장치(R) 내의 고온의 내기는 상기 온도제어장치(1)의 후술할 열교환유닛(100)으로 흡입된다.

흡입된 상기 고온의 내기는 상기 열교환유닛(100) 내에서 열교환을 됨으로써 저온의 공기로 변환되고, 상기 저온의 공기가 상기 제2연결덕트(D2)를 통해서 상기 전자광학추적장치(R) 내로 배출된다.

이에 따라, 상기 전자광학추적장치(R)의 내부는 일정한 온도범위 내에 유지됨으로써 전자광학 추적 기능을 제대로 발휘할 수 있다.

참고로, 상기 전자광학추적장치(R)는 본연의 추적기능 이외에 야간항해 및 표적식별, 적외선 탐지 및 추적, 레이저 표적 식별, 레이저 표적 지정 등의 기능을 통합적으로 가질 수 있다.

이러한 전자광학추적장치(R)는 적외선 또는 레이저를 출사하기 위한 윈도우 글래스(W)를 가지는 데 내부가 적정온도로 항온항습 되지 않는 경우, 내부 전자제품의 오동작은 차치하고라도 상기 윈도우 클래스(W)에 습기가 차거나 서리가 맺혀서 제 성능을 내지 못하므로 상기 온도제어장치(1)의 역할은 절대적이라 할 수 있다.

이러한 상기 온도제어장치(1)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축부(20); 상기 압축된 냉매를 응축하는 응축부(50); 상기 압축부(20)와 상기 응축부(50) 간의 냉매이동 경로 상에 배치되어 상기 압축된 냉매에서 기름성분을 분리하여 냉매만을 상기 응축부(50)로 제공하는 유분리기(40); 상기 응축부(50)와 후술할 열교환유닛(100) 사이에 배치된 수액기(30); 상기 수액기(30)에 의해 공급된 액체상태의 냉매를 공급받고, 상기 액화냉매와 상기 제1연결덕트(D1)를 통해 유입된 상기 고온의 내기를 서로 열교환하는 열교환유닛(100); 및 장치본체(10)를 포함한다.

상기 장치본체(10)는 상기 압축부(20), 상기 응축부(50), 상기 유분리기(40), 상기 수액기(30) 및 상기 열교환유닛(100)을 수용한다. 도 2는 상기 장치본체(10)의 상측 외관을 형성하는 상부 프레임(미도시)을 제거한 상태에의 평면도로서, 상기 상부프레임(미도시)에는 상기 제1연결덕트(D1) 및 상기 제2연결덕트(D2)와 공기유입구(111) 및 공기배출구(112)를 각각 연결하기 위한 연통공(미도시) 형성된다.

또한, 상기 장치본체(10)는 측면에 돌출된 복수의 파지부(11)를 포함할 수 있다.

상기 압축부(20)는 상기 열교환유닛(100)과 상기 응축부(50) 사이의 냉매경로 상에 배치된다. 즉, 상기 열교환유닛(100)의 냉매배출구(도 4의 116)를 통해 상기 고온의 내기와 열교환함으로써 증발잠열에 의해 기화된 냉매가 상기 압축부(20)로 공급된다.

상기 압축부(20)는 상기 열교환유닛(100)에서 공급된 냉매를 압축한다.

상기 응축부(50)는 상기 압축부(20) 및 상기 유분리기(40)를 통해 유입된 냉매를 응축한다. 응축된 냉매는 상기 수액기(30)를 통과하여 상기 열교환유닛(100)으로 공급된다.

상기 응축부(50)는 유입된 냉매가 순환되는 냉매관(미도시)과 상기 냉매관(미도시)의 방열을 위한 방열핀(미도시)을 포함한다.

상기 수액기(30)는 상기 응축부(50)에 의해 응축된 냉매액을 일시 저장하며, 저장된 응축냉매는 상기 열교환유닛(100)의 냉매유입구(도 4의 115)로 공급된다.

여기서, 경우에 따라서, 상기 수액기(30) 및 상기 유분리기(40) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수도 있다.

한편, 상기 온도제어기(1)는 상기 응축부(50)의 과열을 방지하기 위해 상기 응축부(50)의 전방에 배치된 커버(13)의 루버(13a)를 통해 외기(外氣)가 상기 응축부(50)를 향해 유입되도록 공기를 흡입하는 흡입팬(60)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 온도제어기(1)는 상기 열교환유닛(100) 내부에 배치된 후술할 응축수 받이(도 4의 190)에 저장된 응축수를 기외로 배출하기 위한 응축수 유출부(93)와; 상기 응축수 유출부(93)에 연결된 배출파이프(95)와; 상기 응축수 유출부(93)의 개도(開度)를 수동으로 조작하기 위한 수동조작노브(90)를 더 포함할 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선 및 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략 단면도이다.

본 발명에 따른 상기 열교환유닛(100)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유닛본체(110); 팽창부(120); 증발부(130) 및 송풍팬(170)을 포함한다.

상기 유닛본체(110)는 상기 팽창부(120), 상기 증발부(130) 및 상기 송풍팬(170)을 수용한다.

상기 유닛본체(110)는 상기 수액기(30)로부터 액화냉매(응축냉매)가 유입되는 냉매유입구(115)와; 상기 증발부(130)를 통과하면서 내기와 열 교환하여 기화된 냉매가 배출되는 냉매배출구(116)와; 외부로부터 외기가 유입되는 공기유입구(111)와; 상기 증발부(130)와 열교환하여 냉각된 내기를 배출하는 공기배출구(112)를 포함한다.

여기서, 상기 제1연결덕트(D1)와 상기 공기유입구(111)가 서로 연결되어 상기 전자추적장치(R)의 고온의 내기가 상기 공기유입구(111)를 통해 유입된다. 즉, 상기 외기는 상기 전자추적장치(R)의 내기가 된다.

그리고, 상기 제2연결덕트(D2)와 상기 공기유출구(112)가 서로 연결되어 상기 열교환유닛(100) 내의 냉각된 내기가 상기 공기유출구(112)를 및 상기 제2연결덕트(D2)를 통해 상기 전자추적장치(R)로 유출된다.

또한, 상기 유닛본체(110)는 상기 공기유입구(111)로 유입된 공기가 상기 공기배출구(112)를 통해서만 배출되고 다른 곳으로 누설되지 않도록 밀폐형으로 마련되는 것이 바람직하다.

상기 팽창부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 감온통(121)을 구비한 팽창밸브를 포함할 수 있다. 이는, 상기 팽창부(120)의 일례로서 증발부(130) 출구 측의 기화된 냉매의 과열도(superheat)에 따라서 상기 팽창밸브의 개도(開度)를 제어하는 온도감응식 팽창밸브(Thermostatic Expansion Valve)를 도시한 것이다.

상기 팽창부(120)는 상술한 방식의 팽창밸브 외에도 정압식 팽창밸브, 전자식 팽창밸브, 플로트식 팽창밸브 및 열전식 팽창밸브 등과 같은 공지된 자동팽창밸브 중 하나로 대체될 수도 있다.

상기 증발부(130)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팽창부(120)에 의해 저온저압으로 팽창된 냉매가 통과하는 냉매관(132)과; 상기 냉매관(132)과 상기 내기와의 열교환을 원활하게 하기 위한 증발핀(133)과; 상기 냉매관 및 상기 증발핀(133)을 지지하는 샤시(131)를 포함한다.

상기 증발핀(133)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유닛본체(110)의 높이(C) 방향 또는 상기 증발부(130)의 길이(H) 방향에 나란하게 배치될 수 있다.

상기 송풍팬(170)은 상기 공기배출구(112)로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구(111)로부터 유입된 공기를 상기 공기배출구(112)를 향해 송풍한다.

여기서, 상기 공기배출구(112)에는 후술할 배기덕트(160)와 상기 제2연결덕트(D2)사이를 연결하기 위한 중계덕트(113)가 마련될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 배기덕트(160)와 상기 제2연결덕트(D2)가 직접 연결되도록 하는 경우 상기 중계덕트(113)는 생략될 수도 있다.

한편, 상기 열교환유닛(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 송풍팬(170)에 의해 송풍되는 공기를 상기 공기배출구(112)로 안내하는 배기덕트(160)를 더 포함한다.

상기 배기덕트(160)는 상기 중계덕트(113)가 존재하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 상기 중계덕트(113)와 상기 송풍팬(170) 사이에 개재되고, 상기 중계덕트(113)가 없는 경우 상기 송풍팬(170)에서부터 상기 공기배출구(112)까지 연장될 수도 있다.

상기 배기덕트(160)는 상기 송풍팬(170)에서 상기 공기배출구(112)방향으로의 공기배출방향(A)을 따라 그 단면적이 작아지도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 배기덕트(160)는 상기 송풍팬(170)에서 상기 공기배출구(112)까지의 전구간에 걸쳐서 그 단면적이 점진적으로 작아질 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 송풍팬(170)에서 상기 중계덕트(113)까지의 일부 구간에서만 그 단면적이 점진적으로 작아지도록 마련될 수도 있다.

상기 배기덕트(160)는 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 송풍팬(170)과 연결되는 팬연결부(164); 상기 공기배출방향(A)을 따라 단면적이 작아짐에 따라 상기 송풍팬(170)에 의해 송풍되는 공기를 수렴시키는 수렴부(162); 및 상기 중계덕트(113)에 연결되는 중계덕트연결부(165)를 포함한다. 여기서, 상기 중계덕트(113)가 생략되는 경우 상기 중계덕트연결부(165)도 생략될 수 있다.

상기 팬연결부(164)는 상기 송풍팬(170)과 체결구에 의해서 결합될 체결공(도 12의 164a)을 포함한다. 물론, 체결구에 의한 결방방식 외에도 다른 공지된 결합방식에 의해서도 결합될 수도 있다.

상기 중계덕트연결부(165)와 상기 중계덕트(113)는 접착 또는 용접에 의해서 결합될 수 있다. 상기 중계덕트연결부(165) 및 상기 중계덕트(113)의 재질이 플라스틱인 경우에는 접착에 의해서, 그들의 재질이 금속인 경우에는 용접에 의해서 서로 결합될 수 있다.

상기 팬연결부(164), 상기 수렴부(162) 및 상기 중계덕트연결부(165)는 일체로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 배기덕트(160)는, 상기 배기덕트(160) 내부, 정확하게는 상기 수렴부(162)에 배치되며 상기 공기배출방향(A)을 따라 상기 송풍팬(170)에 의해 송풍되는 공기를 구획하는 제1구획판(163)을 더 포함할 수 있다.

도 11 및 도 12는 상기 제1구획판(163)을 설명하기 위한 요부 확대도이다.

상기 제1구획판(163)은 90도 각도로 교차하는 십자형으로 마련될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 교차각도는 90도가 아닐 수도 있다. 이에 따라, 상기 공기배출방향(A)으로 배출되는 공기는 4군데로 구획되어 상기 공기배출구(112)를 통해 배출된다.

상기 제1구획판(163)은 상기 수렴부(162)에 용접 또는 접촉에 의해 결합될 수 있다.

또한, 상기 제1구획판(163)의 형상은 일례에 불과하고 다양하게 변경될 수 있다. 가령, 상기 제1구획판(163)은 일(一)자형으로 마련되어 상기 공기배출구(112)를 통해 배출되는 공기를 2개로 구획할 수 있다.

여기서, 상기 제1구획판(163)이 상기 공기배출구(112)를 통해 배출되는 공기의 토출속도에 미치는 영향에 대한 실험데이터는 아래의 표 1과 같다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 온도제어장치(1)에서 제1구획판(163)이 없는 경우, 일자(一)자형 제1구획판(163)을 설치한 경우, 십(十)자형 제1구획판(163)을 설치한 경우, 각각의 경우에서 상기 공기배출구(112)에서의 공기토출속도를 측정하였다.

CASE	제1구획판 없음	일(一)자형 제1구획판	십(十)자형 제1구획판
최대 토출속도	9.16 m/sec	11.82 m/sec	12.56 m/sec

즉, 일자형 제1구획판(163)을 설치하는 경우, 제1구획판이 없는 경우와 비교하여 대략 30%정도 토출속도가 향상되었으며, 십자형 제1구획판(163)을 설치하는 경우에는 제1구획판이 없는 경우에 비해 37% 이상의 토출속도가 향상됨을 알 수 있었다.

그리고, 십자형 제1구획판(163)이 일자형 제1구획판(163)보다 다소 성능이 더 우수한 것을 알 수 있었다.

상기 공기배출구(112)에서의 토출속도는 온도조절대상인 광학추적장치(R)의 온도를 빠른 시간 안에 일정온도 범위로 유지시킬 수 있다는 점에서 온도제어장치(1)의 성능을 표시하는 중요한 인자(factor)가 된다.

여기서, 상기 제1구획판(163)이 없는 배기덕트(160)가 설치된 경우, 상기 공기배출구(112)에서 측정된 공기토출속도도 9.16 m/sec로 측정되었다. 이는, 배기덕트(160)가 없는 경우의 토출속도에 비해 대략 60%이상 향상된 속도로서 배기덕트(160) 내부에 상기 제1구획판(163)을 설치하게 되면 더욱 더 큰 토출속도향상을 얻을 수 있다.

한편, 상기 열교환유닛(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공기유입구(111)로부터 유입된 공기를 상기 증발부(130)로 안내하는 흡기덕트(180)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 공기흡입구(112)에는 상기 흡기덕트(180)와 상기 제1연결덕트(도 1의 D1)를 연결하기 위한 중계덕트(117)가 마련될 수 있다. 경우에 따라서, 가령 상기 흡기덕트(180)와 상기 제1연결덕트(도 1의 D1)가 직접 연결되는 경우, 상기 중계덕트(117)는 생략될 수도 있다.

상기 흡기덕트(180)는 상기 공기유입구(111)에서 상기 증발부(130)를 향하는 공기유입방향(B)을 따라 적어도 일부구간에서 단면적이 커지도록 마련될 수 있다.

상기 흡기덕트(180)는 상기 중계덕트(117)가 존재하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 중계덕트(117)와 상기 증발부(130) 사이에 개재되고, 상기 중계덕트(117)가 없는 경우 상기 흡기덕트(180)는 상기 증발부(130)로부터 상기 공기유입구(111)까지 연장될 수 있다.

상기 흡기덕트(160)는 상기 공기유입구(111)에서 상기 증발부(130)를 향하는 공기유입방향(B)을 따라 그 단면적이 점차 커지도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 흡기덕트(180)는 상기 공기유입구(111)에서 상기 증발부(130)까지의 전구간에 걸쳐서 그 단면적이 점진적으로 커지도록 마련될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 중계덕트(117)에서 상기 증발부(130)까지의 일부 구간에서만 그 단면적이 점진적으로 커지도록 마련될 수도 있다.

상기 흡기덕트(180)는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 중계덕트(117)와 연결되는 중계덕트연결부(182); 상기 공기유입구(111)를 통해 유입된 유입공기를 상기 공기유입방향(B)을 따라 확장시키는 확장부(186); 상기 증발부(130)와 연결되는 증발부연결부(184) 및 상기 중계덕트연결부(182)와 상기 확장부(186)를 연결하는 넥(neck)부(185)를 포함한다.

필요에 따라, 상기 중계덕트연결부(182) 및 상기 넥부(185)는 생략될 수도 있다.

상기 중계덕트연결부(182)는 상기 중계덕트(117)와 체결구로 결합될 수 있도록 복수의 체결공(182a)을 포함한다.

상기 증발부연결부(184)는 상기 증발부(130)의 상기 샤시(131)와 체결구로 결합될 수 있도록 복수의 체결공(184a)을 포함한다.

상기 확장부(186)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 공기유입방향(B)을 따라 최상류측의 단면적은 (G X J)인 반면, 최하류측의 단면적은 (L X J)로서 최하류측의 단면적이 더 크다.

여기서, 상기 흡기덕트(180)의 상기 확장부(186)의 폭(J)은 상기 증발부(130)의 두께(도 9a의 K)에 대응한다. 그리고, 상기 확장부(186)의 길이(L)는 상기 증발부(130)의 증발핀(133)이 배열된 부분(L)의 길이에 대응한다.

상기 흡기덕트(180)는 상기 유입공기를 상기 증발부(130)의 폭방향을 따라 분배하도록 상기 흡기덕트(18) 내에 배치된 적어도 하나의 제2구획판(181, 183)을 더 포함할 수 있다.

상기 제2구획판(181, 183)은 상기 확장부(186)에 배치될 수 있다.

상기 제2구획판(181, 183)은 상기 확장부(186)에 용접 또는 접착에 의해 결합될 수 있다.

상기 제2구획판(181, 183)은 도면에 도시된 바와 같이 복수개로 마련될 수 있다. 경우에 따라서는, 1개로 마련될 수도 있고, 3개이상으로 마련될 수도 있다.

상기 제2구획판(181, 183)은 2개로 마련되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2구획판(181, 183)의 연장선 간의 사잇각이 35도일 수 있다.

상기 제2구획판(181, 183)은 상기 유입공기가 상기 증발부(130)의 폭방향을 따라 대체로 균분하여 상기 증발부(130)를 통과할 수 있도록 한다. 이에 따라, 상기 유입공기와 상기 증발부(130)의 증발핀(133)의 전체영역간에 열교환이 이루어질 수 있다.

이러한 상기 흡기덕트(180)를 채용하는 경우, 상기 흡기덕트(180)가 없는 것에 비해 동일조건 하에서 대략 20%정도 냉방능력을 향상시킬 수 있다. 상기 흡기덕트(180)가 없는 경우 상기 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기는 상기 증발부(130)의 일영역만을 집중적으로 경유하게 됨으로써 열교환이 상기 증발부(130)의 따라 일부구간에만 국부적으로 집중되어 열교환시 효율이 떨어진다.

또한, 상기 흡기덕트(180)의 폭(J)이 상기 증발부(130)의 두께에 대응하므로 상기 공기유입구(111)을 통해 유입된 유입공기가 외부로 누설되지 않고 바로 증발부(130)로 제공된다.

또한, 상기 증발부(130)의 증발핀(133) 방향이 상기 공기유입방향(B)과 일치하므로 상기 흡기덕트(180)를 통해 안내된 유입공기가 상기 증발핀(133) 사이의 틈 사이를 통과하도록 되어 있어 열교환 효율이 더욱 증대될 수 있다.

또한, 상기 열교환유닛(100)은 도 4, 도 5, 9A 및 9B에 도시된 바와 같이, 상기 증발부(130)를 지지하는 지지프레임(114)과; 상기 증발부(130)의 표면에 응축된 응축수를 임시 저장하는 응축수받이(190)를 더 포함할 수 있다. 도 9a는 도 5의 a-a선에 따른 개략단면도이다.

상기 지지프레임(114)에는 상기 응축수 및 상기 증발부(130)를 통과하여 냉각된 공기가 통과하기 위한 제1개구(114a)와; 상기 제1개구(114a)를 통과한 상기 냉기가 상기 송풍팬(170)방향으로 흐를수 있도록 형성된 제2개구(114b)를 포함한다.

즉, 상기 유입공기는 상기 증발부(130)를 통과하면서 상기 증발부(130)와 열교환 하여 냉각되고, 냉기는 상기 제1개구(114a)를 통해 상기 지지프레임(114)를 통과하여 상기 응축수받이(190) 내로 유입된다.

그 다음에, 상기 유입된 냉기는 상기 지지프레임(114)과 상기 응축수받이(190)가 형성하는 내부공간(S)을 지나서, 즉, 도 9a의 N방향을 따라 이동한 후 다시 상기 제2개구(114b)를 통해 상기 송풍팬(170)방향으로 나오게 된다.

이에 따라, 상기 송풍팬(170)에 의해 상기 제2개구(114b)를 통과한 냉기가 상기 공기유출구(112)를 통해 상기 전자광학추적장치(R)를 냉각시키기 위해 송풍된다.

한편, 상기 응축수받이(190)는 상기 응축수를 배출하기 위한 응축수관통공(195)을 포함한다. 상기 응축수받이(190)는 내부에 저장된 응축수가 상기 응축수관통공(195)을 중심으로 상기 응축수가 모일 수 있도록 상기 응축수관통공(195)의 위치가 가장 낮은 위치가 되도록 마련될 수 있다.

여기서, 상기 응축수관통공(195)은 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 응축수받이(190)의 하면에서부터 돌출된 돌출부(193)에 형성될 수 있다.

상기 돌출부(193)는 상기 유닛본체(110)에 형성된 응축수유출개구(미도시)와 연결된다.

상기 응축수관통공(195)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 장치본체(10)의 하면에 설치된 응축수 파이프(15)와 연통된다.

여기서, 상기 온도제어장치(1)는, 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 응축수 파이프(15)와; 외부신호에 따라 상기 응축수 파이프(15)를 개폐하는 응축수밸브(80)와; 상기 응축수밸브(80)를 통과한 응축수를 최종적으로 외부로 배출하기 위한 응축수유출구(93)를 수동조작 가능한 조작노브(90)를 더 포함할 수 있다.

상기 응축수밸브(80)는 전자밸브를 포함할 수 있다.

상기 응축수유출구(93)에는 상기 응축수를 지면(地面)으로 유도하기 위한 응축수튜브(95)가 설치될 수 있다.

상기 온도제어장치(1)를 운반할 때에는 응축수가 상기 응축수유출구(93)를 통해서 유출되면 운반에 불편을 초래할 수 있으므로 상기 조작노브(90)를 조작하여 상기 응축수유출구(93)를 폐쇄하면 그러한 불편을 방지할 수 있다.

또한, 상기 온도제어장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장치본체(10)에 수용되어 상기 온도제어장치(1)의 전반을 제어하는 상기 제어부(70)를 더 포함한다.

상기 제어부(70)는 상기 송풍팬(170)이 OFF되는 경우, 상기 응축수 파이프(15)를 개방하도록 응축밸브제어신호 전송라인(83)을 통해 상기 응축수밸브(80)에 1차개방신호를 전송한다. 즉, 상기 송풍팬(170)이 OFF되는 경우 더 이상 온도제어장치(1)가 사용되지 않는 것을 의미하므로 이때 응축수받이(190)에 저장된 응축수를 장치외부로 배출할 수 있도록 상기 응축수밸브(80)에 제어신호로서 상기 1차개방신호를 전송한다.

상기 응축수밸브(80)는 상기 1차개방신호를 수신하는 경우 상기 응축수파이프(15)를 개방한다. 이에 따라, 상기 열교환유닛(100) 내의 상기 응축수받이(90)에 저장된 응축수를 장치외부로 배출된다. 상기 응축수밸브(80)는 상기 응축수파이프(15)를 개방한 후 그에 대한 응답신호를 상기 제어부(70)로 전송한다.

상기 제어부(70)는 상기 1차개방신호 전송 후 소정시간 내에 상기 1차개방신호에 대한 상기 응답신호가 수신되지 않는 경우, 2차개방신호를 상기 응축수밸브(80)로 전송한다.

여기서, 상기 제2차개방신호는 상기 열교환유닛(100) 내부의 내부압력과 상기 열교환유닛 외부의 외부압력 간의 압력차를 기초로 생성된다.

상기 제2차개방신호 생성을 위해, 상기 열교환유닛(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유닛본체(110) 내부의 내부압력 및 상기 유닛본체(110)의 외부압력을 감지하여 그 결과를 상기 제어부(70)로 전송하는 압력센서(140)를 더 포함할 수 있다.

상기 송풍팬(170)이 OFF되더라도 일정시간까지는 상기 송풍팬(170)의 작동에 의해 상기 열교환유닛(100) 내부의 압력이 외부압력보다 낮다. 따라서, 이를 이용하여 상기 제어부(70)는 상기 1차개방신호 전송 후 소정시간 내에 상기 1차개방신호에 대한 상기 응답신호가 수신되지 않는 경우, 상기 압력센서(140)에 의한 측정결과 내부압력이 외부압력보다 낮은 것으로 판다된 경우 상기 2차개방신호를 제어신호로서 다시 상기 응축수밸브(80)로 전송한다.

이에 따라, 1차개방신호의 전송에 오류가 있다고 하더라도 2차개방신호를 재전송함으로써 응축수 배출을 보다 신뢰성 있게 완료할 수 있다.

한편, 상기 열교환유닛(100은, 도 4, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출구(112)를 통해 배출되는 공기온도, 즉, 출구측 온도를 감지하기 위한 출구온도센서(153)와; 난방을 위한 히터(155)와; 상기 흡기덕트(180) 내에 설치되어 상기 흡기덕트(180)를 통과하는 상기 유입공기의 온도를 감지하기 위한 입구온도센서(155)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(70)는 상기 입구온도센서(155)에 의한 측정온도가 제1소정온도를 초과한 경우, 냉방운전을 위해 상기 압축부(10) 및 상기 송풍팬(170)을 구동한다.

반대로, 상기 제어부(70)는 상기 입구온도센서(155)의 측정온도가 제2소정온도 미만인 경우, 난방운전을 위해 상기 히터(155)를 작동시킨다.

한편, 상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

R: 전자광학추적장치 1: 온도제어장치
10: 장치본체 20: 압축기
50: 응축기 60: 흡입팬
70: 제어부 100: 열교환유닛
110: 유닛본체 111: 공기유입구
112: 공기배출구 113, 117: 중계덕트
115: 냉매유입구 116: 냉매배출구
120: 팽창부 130: 증발부
131: 샤시 132: 냉매관
133: 증발핀 140: 압력센서
155: 히터 160: 배기덕트
170: 송풍팬 114: 지지프레임
180: 흡기덕트 190: 응축수받이

Claims (3)

1. 온도제어장치에 있어서,
   응축된 냉매가 유입되는 냉매유입구, 기화된 냉매가 배출되는 냉매배출구, 공기유입구 및 공기배출구가 형성된 밀폐형 유닛본체와; 상기 응축냉매를 팽창시키는 팽창부와; 상기 팽창부에 의해 팽창된 냉매를 기화시켜 상기 공기유입구를 통해 유입된 공기를 냉각시키는 증발부와; 상기 유닛본체 내에 상기 공기배출구로부터 연직방향 하측에 설치되며, 상기 공기유입구로부터 유입된 공기를 상기 공기배출구를 향해 송풍하는 송풍팬을 포함하는 열교환유닛과;
   상기 열교환유닛의 상기 냉매배출구를 통해 배출되는 냉매를 압축하는 압축기와;
   상기 압축기와 상기 열교환유닛의 상기 냉매유입구를 연결하며 상기 압축기로부터 압축된 냉매를 응축하는 응축기와;
   외기를 상기 응축기를 향해 송풍시키는 응축기팬과;
   상기 유닛본체 내에 배치되며 응축수를 임시 저장하는 응축수받이와;
   상기 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 파이프와;
   외부신호에 따라 상기 응축수 파이프를 개폐하는 응축수 밸브와;
   상기 열교환유닛의 상기 송풍팬이 OFF되는 경우, 상기 응축수 파이프를 개방하도록 상기 응축수 밸브로 1차개방신호를 전송하는 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는, 소정시간 내에 상기 1차개방신호에 대한 응답신호가 도달하지 않는 경우, 2차개방신호를 상기 응축수 밸브로 전송하며,
   상기 제어부는, 상기 제2차개방신호를 상기 열교환유닛 내부의 내부압력과 상기 열교환유닛 외부의 외부압력 간의 압력차를 기초로 생성하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온도제어장치는,
   상기 송풍팬에 의해 송풍되는 송풍공기를 상기 공기배출구로 안내하는 배기덕트를 더 포함하며,
   상기 배기덕트는,
   상기 배기덕트 내에 설치되며, 상기 송풍팬에서 상기 공기배출구를 향하는 공기배출방향을 따라 상기 송풍공기를 구획하는 제1구획판을 포함하며,
   상기 제1구획판은 일(一)자 또는 십(十)자 형상인 것을 특징으로 하는 온도제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 증발부는 상기 공기유입구로부터 연직방향 하측에 설치되며,
   상기 공기유입구로부터 유입된 유입공기를 상기 증발부로 안내하는 흡기덕트를 더 포함하며,
   상기 흡기덕트는, 상기 공기유입구에서 상기 증발부를 향하는 공기유입방향을 따라 상기 유입공기를 확장시키는 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도제어장치.

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