KR101464918B1 - 방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고 - Google Patents

방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고에 관한 것이다. 이중 방폭팬장치는, 가연성 물질을 저장하기 위한 방폭냉장고에 적용되는 것으로서, 모터축(311)을 가지는 모터(310)와; 모터(310)가 내장되는 것으로서 전도성 재질로 된 방폭케이스(320)와; 방폭케이스(320)의 내측에서 모터축(311)에 결합되어 방폭케이스(320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330)와; 방폭케이스(320)의 내측에서 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340)와; 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 상기 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350)와; 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고{Cooling fan and refrigerator having prevention of explosion}
본 발명은 반도체나 디스플레이 또는 PCB 전자회로 제조등에 사용되는 가연성 물질을 저장하기 위한 방폭냉장고의 냉동사이클에 적용되는 방폭팬장치 및 그를 채용하는 방폭냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 반도체나 디스플레이 제조분야, 또는 PCB 등 전자회로 제조분야에는 클린룸이 운영되고 있으며, 작업자들은 클린룸에는 다양한 작업을 하고 있다. 이러한 클린룸은 외부와 차단된 환경이기 때문에, 클린룸 내부에는 반도체, 디스플레이등의 제조에 필요한 다양한 장치나 물질들이 비치되어 사용되고 있다. 특히 반도체 및 디스플레이 제조공정에는 다양한 가스형태의 가연성 물질들이 사용되는데, 이러한 가연성 물질은 캐니스터등에 저장되어 냉장고에 보관된다.
그런데 시간이 오래 경과하여 캐니스터의 밀봉구조가 손상되거나, 부주의에 의하여 캐니스터 밸브를 완전히 잠그지 않을 경우 가연성 물질이 가스 형태로 누출될 수 있다. 이러한 가연성 물질은 시간이 지남에 따라 냉장고에 채워지게 되는데, 이 상태에서 정전기에 의한 스파크가 발생하면 폭발로 이어질 수 있었다. 따라서 가연성 물질을 저장하는 냉장고에는 정전기의 발생을 방지하거나, 발생된 정전기가 외부로 유출되지 않도록 하는 방폭 구조가 채택되어야 한다. 이와 같이 방폭 구조가 채택된 방폭냉장고에 관련된 선행기술이 특허공개 10-2006-0020857호에 냉장고의 방폭구조란 명칭으로 개시되어 있다.
그런데 선행기술은, 증발기로 유입되는 냉기 유로의 소정위치에 광촉매 산화장치를 설치하여 산화장치의 광촉매 작용을 통해 토출된 냉기와 혼합된 누설 냉매를 산화시켜 누설된 냉매의 폭발을 방지하는 것이기 때문에, 냉동사이클에 있어 방열을 위한 팬장치에서 발생되는 전기적인 충격에 의한 정전기를 방지하지 못하였다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 냉동사이클에 있어 방열과정에서 정전기로 인한 스파크가 발생하더라도 그 스파크가 외부로 빠져나가지 않게 함으로써 방폭 기능을 구현할 수 있는 방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방폭냉장고용 방폭팬장치는,
가연성 물질을 저장하기 위한 방폭냉장고에 적용되는 것으로서, 전기가 인가되었을 때 회전되는 모터축(311)을 가지는 모터(310); 상기 모터(310)가 내장될 수 있도록 그 모터(310)의 외주면보다 큰 내주면을 가지는 것으로서, 그 모터(310)를 외부환경과 완전히 차단하는 전도성 재질로 된 방폭케이스(320); 상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 모터축(311)에 결합되어 상기 방폭케이스 (320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330); 상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340); 상기 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 상기 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350); 및 상기 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 상기 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360);을 포함하고;
상기 방폭케이스(320)는, 상기 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 공간이 형성되고 일측단에 상기 샤프트홀(321a)이 형성된 원통형의 바디(321)와, 상기 바디(321)의 입구측에 형성되는 플랜지(322)와, 상기 바디(321)의 측부에 돌출되게 형성된 것으로서, 상기 팬장치 케이블그랜드(360)가 결합되는 바디소켓(323)과, 상기 플랜지(322)에 결합되어 상기 바디(321) 내부 공간을 외부와 차단하는 바디커버(324)와, 상기 모터(310)를 바디커버(324)에 고정하는 것으로서 금속재질로 된 모터브라켓(325)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 바디(321), 플랜지(322) 및 바디커버(324)의 두께는 8 ~ 20mm 범위이다.
본 발명에 있어서, 상기 바디소켓(323)은 그 내주면에 나사산(323a)이 형성되어 있고; 상기 나사산(323a)에 상기 팬장치 케이블그랜드(360)의 볼트부(360a)가 나사결합된다.
상기 베어링구조체(340)는, 상기 바디(321) 내측에 고정되는 메인브라켓(341)과, 상기 메인브라켓(341)에 지지되어 상기 샤프트(330)를 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링(342)과, 상기 베어링(342)을 상기 메인브라켓(341)에 고정하기 위한 서브브라켓(343)을 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방폭냉장고는, 가연성 물질이 저장되는 냉장박스(110) 및 그 냉장박스(110)를 지지하는 지지박스(120)로 구성되는 본체(100)와; 상기 냉장박스(110) 내부를 냉각시키기 위한 것으로서, 냉매를 압축하기 위한 방폭압축기(210), 냉매를 응축시키는 응축관(220), 냉매를 팽창시키는 팽창변(미도시) 및 주위의 열을 흡열하는 증발관(230)이 냉동사이클을 이루는 냉각장치와; 상기 방폭압축기(210)와 상기 응축관(220) 사이에 설치되어, 외부의 공기가 상기 응축관(220)을 통과한 후 상기 방폭압축기(210)로 흐르는 유로를 형성하는 방폭팬장치(300)와; 상기 냉각장치를 제어하기 위한 방폭콘트롤러(400);를 포함하고, 상기 방폭팬장치(300)는, 모터축(311)을 가지는 모터(310); 상기 모터(310)가 내장되는 것으로서 전도성 재질로 된 방폭케이스(320); 상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 모터축(311)에 결합되어 상기 방폭케이스(320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330); 상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340); 상기 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 상기 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350); 및 상기 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 상기 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360)을 포함하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 방폭케이스(320)는, 상기 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 공간이 형성되고 일측단에 샤프트홀(321a)이 형성된 원통형의 바디(321); 상기 바디(321)의 입구측에 형성되는 플랜지(322); 상기 바디(321)의 측부에 돌출되게 형성된 것으로서, 상기 팬장치 케이블그랜드(360)가 결합되는 바디소켓(323); 및 상기 플랜지(322)에 결합되어 상기 바디(321) 내부 공간을 외부와 차단하는 바디커버(324);를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 방폭압축기(210)는, 냉매를 압축하기 위한 압축기본체(211)로 전원을 공급하기 위한 전원단자(212); 상기 전원단자(212)를 감싸도록 상기 압축기본체(211)의 측부에 결합되는 것으로서, 내부에 방폭공간(CS)이 형성되고, 전방측으로 관통공이 형성된 커버소켓(213a)을 가지는 전도성 재질로 된 커버(213); 상기 커버(213)의 가장자리와 압축기본체(211) 사이를 밀착시키는 패킹(214); 및 상기 커버소켓(213a)의 관통공에 결합되는 것으로서, 상기 전원단자(212)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 압축기 케이블그랜드(217);를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전원을 공급하는 전원케이블과 연결되는 모터는 케이스 및 팬장치 케이블그랜드에 의하여 외부환경과 완전히 격리된 방폭공간에 위치되므로, 전기적인 충격 또는 정전기, 또는 자기장의 플럭스변화에 따른 와류전류에 의하여 스파크가 발생하더라도 그 스파크는 케이스 외측으로 빠져나가지 않게 되고, 반대로 외부의 가연성 가스나 먼지가 케이스 내측으로 유입되지 않는다.
설령 케이스 내측에서 가연성 가스가 유입되어 상기한 스파크에 의하여 폭발이 발생하더라도, 방폭케이스를 구성하는 바디, 플랜지 및 바디커버의 두께가 8~20mm 범위이기 때문에, 그 폭발 충격(압력)이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
따라서 이러한 방폭팬장치를 채용한 방폭냉장고 역시 정전기의 발생을 방지할 수 있어 폭발 위험성을 낮출 수 있다라는 작용,효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방폭팬장치의 사시도,
도 2는 도 1의 방폭팬장치의 분해사시도,
도 3은 도 1의 팬장치 케이블그랜드가 결합되는 바디소켓의 내부구조를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 발명에 따른 방폭냉장고의 정면도,
도 5는 도 3의 지지박스에 방폭압축기, 방폭팬장치 및 방폭콘트롤러가 설치된 것을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 5의 방폭압축기를 발췌하여 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 방폭압축기의 분해사시도,
도 8은 도 7의 VIII-VIII' 선을 따른 단면도,
도 9는 도 5의 방폭콘트롤러를 발췌하여 도시한 사시도,
이하, 본 발명에 따른 방폭냉장고용 방폭팬장치 및 그를 채용한 방폭냉장고를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방폭팬장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 방폭팬장치의 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 팬장치 케이블그랜드가 결합되는 바디소켓의 내부구조를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방폭팬장치(300)는, 모터축(311)을 가지는 모터(310)와; 모터(310)가 내장되는 것으로서 전도성 재질로 된 방폭케이스(320)와; 방폭케이스(320)의 내측에서 모터축(311)에 결합되어 방폭케이스(320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330)와; 방폭케이스(320)의 내측에서 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340)와; 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350)과; 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 상기 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360);을 포함한다.
모터(310)는 전기가 인가되었을 때 회전되는 모터축(311)을 가지는 독립적 구성으로서, 방폭케이스(320)에 내장됨으로써 외부환경과 완전히 차단된다.
방폭케이스(320)는, 그 내부에 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 것으로서 전도성 재질, 본 실시예에서는 서스 재질로 된다. 이때 방폭케이스(320)는 그 케이스 내부로 어떤 원인에 의하여 가연성가스가 유입된 후 정전기에 의하여 가연성가스가 폭발하더라도 그 폭발 충격에 견딜 수 있도록 내압성을 가져야 하며, 상기 모터(310)가 내장될 수 있도록 그 모터(310)의 외주면보다 큰 내주면을 가진다.
이를 위하여, 방폭케이스(320)는, 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 공간이 형성되고 일측단에 샤프트홀(321a)이 형성된 원통형의 바디(321)와; 바디(321)의 입구측에 형성되는 플랜지(322)와; 바디(321)의 측부에 돌출되게 형성된 바디소켓(323)과; 플랜지(322)에 결합되어 상기 바디(321) 내부 공간을 외부와 차단하는 바디커버(324)와; 모터(310)를 바디커버(324)에 고정하는 모터브라켓(325)과; 바디(321)를 바닥으로부터 이격시킨 상태로 지지브라켓(326);를 포함한다.
바디(321), 플랜지(322) 및 바디커버(324)의 두께는 8 ~ 20mm 범위, 본 실시예에서는 15mm 의 두께를 가지며, 이에 따라 방폭케이스(320) 내부는 외부와 격리된 방폭공간(CS)을 형성하여 그 방폭케이스(320) 내부에서 폭발이 발생하더라도 폭발 충격에 파괴되지 않을 정도의 충분한 내압성을 가진다.
여기서, 바디(321), 플랜지(322) 및 바디커버(324)의 두께가 8mm 이하일 경우, 방폭케이스(320) 내부에서 폭발이 발생할 경우 폭발 충격에 견디지 못하고, 두께가 20mm 이상일 경우 너무 무거워져 방폭냉장고의 프레임구조를 변형시킬 수 있다.
플랜지(322)와 바디커버(324)의 주위에는 다수의 결합공(322a)(324a)이 형성되고, 다수의 볼트(B)가 결합공(322a)(324a)에 체결됨으로서, 바디커버(324)는 플랜지(322)에 견고하게 결합된다.
바디소켓(323)은 바디(321)의 측부에 형성된 것으로서, 바디(321) 내측 공간과 연통되는 관통공이 형성되며, 상기한 팬장치 케이블그랜드(360)가 결합된다. 이러한 바디소켓(323)의 내주면에는, 도 3에 도시된 바와 같이 나사산(323a)이 형성되어 있으며, 나사산(323a)에는 팬장치 케이블그랜드(360)의 볼트부(360a)가 나사결합된다. 이에 따라 팬장치 케이블그랜드(360)는 바디소켓(323)에 견고하고 밀폐되게 결합되고, 이에 따라 방폭공간(CS)에서 폭발이 발생되더라도 바디소켓(323)을 통하여 폭발 충격이 외부로 전달되지 않는다.
모터브라켓(325)은, 모터(310)에서 발생되는 진동에 의하여 모터(310)가 바디커버(324)에서 분리되는 것을 방지하고, 모터(310)에서 발생되는 열을 바디커버(324)로 전도하기 위한 것으로서, 금속재질, 본 실시예에서는 서스 재질로 된다.
상기한 모터(310)는 모터축(311)을 고속으로 회전시키기 때문에 이 과정에서 진동이 지속적으로 발생하고, 이러한 진동은 모터(310)와 바디커버(322) 사이의 결합력을 약화시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 모터(310)는 금속재질로 된 모터브라켓(315) 및 볼트를 매개로 하여 바디커버(324)에 결합되는 것이다. 또한 모터브라켓(315)은 금속재질로 됨으로써 모터(310)의 열을 방폭케이스(320)로 전도하여 과열되는 것이 방지된다.
지지브라켓(326)은 지지박스(120)에 접지되어, 방폭팬장치(300)를 접지시킨다.
샤프트(330)는 방폭케이스(320)에 내장된 모터축(311)의 회전력을 팬(350)으로 전달한다.
베어링구조체(340)는 샤프트(330)를 바디(321) 내측에서 회전 가능하게 지지한다. 이러한 베어링구조체(340)는 바디(321) 내측에 고정되는 메인브라켓(341)과, 메인브라켓(341)에 지지되어 샤프트(330)를 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링(342)과, 베어링(342)을 메인브라켓(341)에 고정하기 위한 서브브라켓(343)으로 구성된다.
팬장치 케이블그랜드(360)는 바디소켓(323)의 나사결합되는 것으로서, 관통되는 전원케이블(W)을 방폭케이스(320) 내측으로 진입하도록 함과 동시에 전원케이블(W)의 외주면을 견고하게 밀착 지지하고, 이에 따라 팬장치 케이블그랜드(360)와 전원케이블(W) 사이의 공간을 완전히 폐쇄한다. 따라서 방폭케이스(320) 내부의 방폭공간(CS)은 외부 환경과 격리되고, 외부의 가연성 가스나 먼지가 방폭케이스(320) 내부공간으로 유입되지 않게 한다. 따라서 방폭케이스(320) 방폭공간(CS)에서 전기적인 충격에 의하여 스파크가 발생하더라도 스파크가 팬장치 케이블그랜드(360) 외측으로 빠져나가지 않게 된다.
상기한 구조에 방폭팬장치(300) 구조에 의하여, 전원을 공급하는 전원케이블(W)과 연결되는 모터(310)는 방폭케이스(320) 및 팬장치 케이블그랜드(360)에 의하여 외부환경과 완전히 격리된 방폭공간(CS)에 위치되므로, 전기적인 충격 또는 정전기에 의하여 스파크가 발생하거나, 모터에서 발생되는 자기장의 플럭스변화에 따른 와류전류에 의하여 스파크가 발생되더라도, 그 스파크는 방폭케이스(320) 외측으로 빠져나가지 않게 되고, 외부의 가연성 가스나 먼지가 방폭케이스(320) 내측으로 유입되지 않는다. 설령 방폭케이스(320) 내측에서 가연성 가스가 유입되어 상기한 스파크에 의하여 폭발이 발생하더라도 그 폭발 충격(압력)이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 방폭 기능을 가지게 되는 것이다.
도 4는 도 발명에 따른 방폭냉장고의 정면도이고, 도 5는 도 3의 지지박스에 방폭압축기, 방폭팬장치 및 방폭콘트롤러가 설치된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 방폭냉장고는, 가연성 물질이 저장되는 냉장박스(110) 및 그 냉장박스(110)를 지지하는 지지박스(120)로 구성되는 본체(100)와; 냉장박스(110) 내부를 냉각시키기 위한 것으로서, 냉매를 압축하기 위한 방폭압축기(210), 냉매를 응축시키는 응축관(220), 냉매를 팽창시키는 팽창변(미도시) 및 주위의 열을 흡열하는 증발관(230)이 냉동사이클을 이루는 냉각장치와; 방폭압축기(210)와 응축관(220) 사이에 설치되는 방폭팬장치(300)와; 상기 냉각장치를 제어하기 위한 방폭콘트롤러(400);를 포함한다.
본체(100)는 가연성 물질이 저장되는 냉장박스(110)와, 냉장박스(110)를 지지하는 지지박스(120)로 구성된다.
냉장박스(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 단열재가 내장된 벽체(111)가 박스형태를 이루어 냉장공간(S)을 형성하며, 냉장공간(S)은 가연성 물질이 적치되는 다수의 선반(112)이 설치되고, 벽체(111)의 일측에는 냉장공간(S) 개폐를 위한 도어(113)가 설치된다. 이때 냉각장치의 증발관(230)은 벽체(111) 내부에 설치된다.
선반(112)은 다수의 가연성 물질이 거치될 수 있도록 여러개로 구성된다. 이때 선반(112)에는 냉장공간(S)에서 냉기가 자연 대류될 수 있도록 다공(미도시)이 형성되고, 내화학적 성질이 우수한 스테인리스 재질로 된 것이 바람직하다.
지지박스(120)는 냉장박스(110)를 지지하며, 그 내부에는 도 5에 도시된 바와 같이 증발관(230)을 제외한 냉각장치, 방폭팬장치(300) 및 방폭콘트롤러(400)가 설치된다. 이러한 지지박스(120)의 바닥에는 이동을 가능하게 하기 위한 캐스터(121)가 설치된다.
도 6은 도 5의 방폭압축기를 발췌하여 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 방폭압축기의 분해사시도이며, 도 8은 도 7의 VIII-VIII' 선을 따른 단면도이다.
도시된 바와 같이, 방폭압축기(210)는, 냉매를 압축하기 위한 압축기본체(211)로 전원을 공급하기 위한 전원단자(212)와; 전원단자(212)를 감싸도록 압축기본체(211)의 측부에 결합되는 것으로서, 내부에 방폭공간(CS)이 형성되고, 전방측으로 관통공이 형성된 커버소켓(213a)을 가지는 전도성 재질로 된 커버(213)와; 커버(213)의 가장자리와 압축기본체(211) 사이를 밀착시키는 패킹(214)과; 압축기본체(211)에 냉매를 보충하기 위한 리필튜브(215)와; 리필튜브(215)와 연결되어 압축기본체(211) 내부의 냉매 압력을 센싱하는 하나 이상, 본 실시예에서는 2개의 압력센서(216)(216')와; 커버소켓(213a)의 관통공에 결합되는 것으로서, 전원단자(212)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 압축기 케이블그랜드(217)와; 압력센서(216)(216')에 결합되는 것으로서, 그 압력센서(216)(216')와 전기적으로 연결되어 그 압력센서(216)(216')에서 발생하는 신호를 전송하는 신호케이블(C)(C')을 방폭 가능하게 지지하는 센서 케이블그랜드(218)(218');을 포함한다.
압축기본체(211)에 있어 전원단자(212) 양측에는 도 7에 도시된 바와 같이 브라켓(211a)이 설치되고, 브라켓(211a)에는 결합단(211b)이 고정되며, 이러한 브라켓(211a) 및 결합단(211b)은 전도성재질로 된다.
커버(213)는 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 방폭공간(CS)이 형성된 박스형태를 가지는 것으로서, 전도성 재질, 본 실시예에서 서스 재질로 되며, 브라켓(211a)에 고정된 결합단(211b)에 의하여 압축기본체(211)와 접지되게 결합된다. 이러한 커버(213)의 내측에 형성된 방폭공간(CS)에는, 커버(213)가 압축기본체(211)에 결합될 때 전원단자(212)와 전원케이블(W)이 연결되는 부분이 위치된다. 이때 커버(213)는 방폭공간(CS) 내부에서 폭발이 발생하더라도 폭발 충격에 견딜 수 있도록 내압성을 가져야 하며, 이를 위하여 커버(213)의 두께는 3~10mm 두께를 가진다.
커버소켓(213)은 전방측으로 관통공이 형성되어, 상기 압축기 케이블그랜드(217)가 결합된다. 이때 도 8에 도시된 바와 같이 관통공의 내주면에는 나사산(213b)이 형성되어 있으며, 나사산(213b)에는 압축기 케이블그랜드(217)의 볼트부(217b)가 나사결합된다. 이에 따라 압축기 케이블그랜드(217)는 커버소켓(213)에 견고하고 밀폐되게 결합되고, 따라서 방폭공간(CS)에서 폭발이 발생하더라도 압축기 케이블그랜드(217)가 커버소켓(213)에서 분리되지 않는다.
패킹(214)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 표면이 굴곡진 압축기본체(211)에 커버(213)를 밀착시켜 방폭공간(CS)을 외부환경과 완전히 격리시키기 위한 것이다. 이때 압축기본체(211)의 굴곡진 표면에 커버(213)를 완전히 밀착시킬 수 있도록 패킹(214)은 탄성을 가지는 가요성 재질로 되며, 내열성이 우수한 실리콘고무로 된 것이 바람직하다.
통상 압축기본채는 표면이 굴곡되어 있기 때문에, 커버(213)를 압축기본체에 밀착시킬 때 굴곡된 부분에서 틈새가 발생한다. 이러한 틈새를 막기 위하여, 본원의 패킹(214)은 가요성 재질로 되어 탄성을 가져야 하는 것이다. 이에 따라 패킹(214)은 압축기본체의 굴곡진 부분과 커버(213)의 밀착단 사이에서 부분적으로 압착되면서 압축기본체(211)와 커버(213) 사이를 완전하게 밀폐시킨다.
리필튜브(215)는 압축기본체(211)로 내부로 냉매를 보충하기 위한 것이다. 방폭냉장고에 저장된 가연성 물질은 매우 불안정하고 온도 변화에 민감하기 때문에, 만약 방폭압축기(210)에서 냉매가 소실되어 설정된 냉장온도를 유지하지 못할 경우 매우 위험한 상황이 될 수 있다. 따라서 냉매가 소실되었을 때 방폭냉장고를 가동시킨 상태에서 냉매를 리필할 수 있도록 리필튜브(215)를 채용하는 것이다.
압력센서(216)(216')는 리필튜브(215)와 각각 연결되며, 압축기본체(211) 내부의 냉매 압력을 센싱한다. 이때 센싱된 압력에 대한 신호는 후술할 방폭콘트롤러(400)로 전송된다. 본 실시예에서 압력센서는 2개를 채용함으로써, 만약 1개의 압력센서가 고장나더라도 나머지 압력센서로 냉매 압력을 센싱할 수 있다.
압력센서(216)(216')를 리필튜브(215)와 연결되어 있으므로, 리필튜브를 통하여 압축기본체(210) 내부의 냉매 압력을 연속적으로 센싱할 수 있다. 이에 따라 냉동사이클이 진행되는 동안에 냉매가 소실될 경우, 이를 즉시 알 수 있는 것이다.
한편, 압력센서(216)(216')는 압축기본체(211)에 형성된 것으로서 압축된 고압 냉매가 유출되는 유출튜브(219a) 또는 냉매가 유입되는 유입튜브(219b)에도 설치될 수 있다. 이 경우에도 압력센서(216)(216')는 방폭압축기(210) 내부의 냉매 압력을 연속적으로 센싱할 수 있다.
압축기 케이블그랜드(217)는 커버소켓(213a)의 관통공에 끼어져 결합되는 것으로서, 관통되는 전원케이블(W)을 커버(213) 내측의 방폭공간(CS)으로 진입하도록 함과 동시에 전원케이블(W)의 외주면을 견고하게 밀착 지지하며, 압축기 케이블그랜드(217)와 전원케이블(W) 사이의 공간을 폐쇄하고, 이에 따라 커버(213) 방폭공간(CS)은 외부 환경과 완전히 격리된다. 따라서 외부의 가연성 가스나 먼지가 커버(213) 방폭공간(CS)으로 유입되지 않게 함과 동시에, 커버(213) 내측에서 전기적인 충격에 의하여 스파크가 발생하더라도 스파크가 압축기 케이블그랜드(217) 외측으로 빠져나가지 않게 된다.
센서 케이블그랜드(218)(218')는 압력센서(216)(216')에 결합되는 것으로서, 관통되는 신호케이블(C)(C')의 외주면을 견고하게 밀착 지지하여 센서 케이블그랜드(218)(218')와 신호케이블(C)(C') 사이의 공간을 폐쇄한다. 따라서 신호케이블(C)(C')이 전기적으로 연결된 부분에서 전기적인 충격에 의하여 스파크가 발생하더라도 스파크가 센서 케이블그랜드(218)(218') 외측으로 빠져나가지 않게 된다.
상기한 구조에 의하여, 전원을 공급하는 전원케이블(W)과 연결되는 전원단자(212)는, 커버(213), 패킹(214) 및 압축기 케이블그랜드(217)에 의하여 외부환경과 완전히 격리된 방폭공간(CS) 내부에 위치되므로, 전기적인 충격에 의하여 스파크가 발생되더라도 스파크는 커버(213) 외측으로 빠져나가지 않게 된다. 설령 외부의 가연성 가스나 먼지가 커버(213)의 내측으로 유입되어 방폭공간에서 폭발이 일어난다 하더라도, 커버(213)는 폭발 압력을 견딤으로써 외부로 연쇄폭발이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 즉 방폭압축기(210)는 전기적인 충격에 의한 스파크가 외부로 빠쳐나가는 것을 방지하고, 커버(213) 내측에서 폭발이 발생하더라도 그 폭발이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 방폭 기능을 가지게 되는 것이다.
응축관(220)은 방폭압축기(210)에서 압축된 고온/고압의 냉매로부터 열을 발산하며, 공기와의 접촉면적을 늘리기 위한 다수의 방열핀이 설치된다.
증발관(230)은 벽체(111)를 직접 냉각시키며, 이에 따라 벽체(111)에 의하여 냉각된 공기는 냉장박스(110)의 냉장공간(S)에서 자연대류 됨으로써 가연성 물질을 냉장시킨다. 즉 종래의 냉장고는 증발관을 경유하여 냉각된 공기를 냉장공간(S)으로 강제 압송하여 냉장을 진행함에 반하여, 본원발명은 냉각된 벽체(111)에 의하여 냉각된 공기가 자연대류 되도록 함으로써 냉장을 하는 방식이다. 따라서 본원 발명은 냉장박스(110) 내측에서 공기를 강제 대류시키기 위한 대류팬을 채용하지 않게 되고, 이에 따라 대류팬이 작동되는 과정에서 발생될 수 있는 스파크의 발생을 방지할 수 있다.
상기한 냉각장치에 의하여, 방폭압축기(210)에서 압축된 고온/고압의 기체 냉매는 응축관(220)에서 열을 발산하여 저온/고압의 액체냉매로 되고, 저온/고압의 액채냉매는 팽창변에 의하여 증발관(230)에서 기화되면서 냉장박스(110) 내부의 열을 흡열한 후 저온/저압의 기체냉매로 되며, 이후 저온/저압의 기체냉매는 방폭압축기(210)에서 압축되어 고온/고압의 기체 냉매가 되는 반복적인 냉동사이클을 이룸으로써 냉장박스(110)를 냉각하게 된다. 이러한 냉동사이클에 대한 원리는 일반적인 내용이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
방폭팬장치(300)는 방폭압축기(210)와 응축관(220) 사이에 설치되어, 외부의 공기가 응축관(220)을 통과한 후 방폭압축기(210)로 흐르는 유로를 형성한다. 이러한 방폭팬장치(300)에 의하여 외부의 공기는 응축관(220)을 경유하는 냉매로부터 열을 발산하고, 한편으로 방폭압축기(210)를 냉각시킨다. 이에 따라 1개의 방폭팬장치(300)를 이용하여, 응축관(220)의 냉각과, 방폭압축기(210)의 냉각을 동시에 수행하게 되며, 지지박스(120)에 접지된다. 이러한 방폭팬장치(300)의 상세한 구성은 도 1 내지 도 3에서 설명되었으므로 반복적인 설명은 생략한다.
도 9는 도 5의 방폭콘트롤러를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 방폭콘트롤러(400)는, 콘트롤을 위한 전기회로(미도시)가 내장되는 것으로서, 전도성 재질로 된 박스(410)와; 박스(410)에 결합되는 것으로서, 전기회로와 전기적으로 연결되는 케이블(신호케이블 또는 전원케이블)을 방폭 가능하게 지지하는 다수의 콘트롤러 케이블그랜드(420)와; 박스(410)에 결합되는 것으로서 전기회로의 조작을 위한 다수의 조작버튼(430)과; 박스(410)에 결합되는 것으로서 작동상황을 표시하는 다수의 작동상황표시등(440)과; 박스(410)에 결합되는 것으로서 조작상황을 표시하기 위한 비상상황시 경보음을 발생하는 부저(450)와; 제어에 필요한 정보를 표시하는 디스플레이(460);를 포함한다. 이러한 방폭콘트롤러(400)는 지지박스(120)에 접지된다.
박스(410)는, 전도성 재질, 본 실시예에서는 서스 재질로 된다. 이러한 박스(410)는 내부공간이 형성되는 박스바디(411)와, 박스바디(411)의 입구측에 형성되는 플랜지(412)와, 플랜지(412)에 결합되는 박스커버(413)를 포함한다.
박스바디(411), 플랜지(412) 및 박스커버(413)의 두께는 10~25mm 범위, 본 실시예에서는 17mm 두께이며, 이에 따라 박스(410) 내부는 내장된 전기회로를 외부와 격리시키는 방폭 환경을 조성하여 그 박스 내부에서 폭발이 발생하더라도 폭발 충격에 견딜 수 있도록 내압성을 가진다.
여기서 박스바디(411), 플랜지(412) 및 박스커버(413)의 두께가 10mm 이하일 경우, 박스(410) 내부에서 폭발이 발생할 경우 폭발충경에 견디지 못하고, 특히 후술할 콘트롤러 케이블그랜드(420)와, 다수의 조작버튼(430), 다수의 작동상황표시등(440), 부저(450)등을 나사결합시키기 위한 나사산을 형성하기 어려워진다. 그리고 두께가 25mm 이상일 경우 너무 무거워져 방폭냉장고의 프레임구조를 변형시킬 수 있다.
콘트롤러 케이블그랜드(420)는 박스바디(411)의 배면에 형성된 그랜드소켓홈(미도시)에 나사결합되어, 그 콘트롤러 케이블그랜드(420)를 관통되는 케이블(전원케이블 또는 신호케이블)을 지지하는 것이다. 이때 콘트롤러 케이블그랜드(420)는 케이블의 외주면을 견고하게 밀착 지지하여 케이블과 콘트롤러 케이블그랜드(420) 사이의 공간을 폐쇄한다. 이에 따라 케이블이 전기적으로 연결된 부분에서 전기적인 충격에 의하여 스파크가 발생하더라도 스파크가 콘트롤러 케이블그랜드(420) 외측으로 빠져나가지 않게 된다.
조작버튼(430)은 박스커버(413)에 형성된 버튼소켓홈(미도시)에 나사결합된다.
작동상황표시등(440)은 박스커버(413)에 형성된 표시등소켓홈(미도시)에 나사결합된다.
부저(450)는 박스커버(413(에 형성된 부저소켓홈(미도시)에 나사결합된다.
디스플레이(460)는 제어에 필요한 정보를 표시하는 것으로서, 박스커버(413) 배면에 설치된다. 이러한 디스플레이(460)에 표시되는 화면은, 박스커버(413)에 설치되는 방폭윈도우(미도시)를 통하여 외부에서 확인할 수 있다,
상기한 구조에 의하여, 박스(410)에 콘트롤러 케이블그랜드(420), 다수의 조작버튼(430), 다수의 작동상황표시등(440), 부저(450), 디스플레이(460)가 설치되더라도, 박스(410) 내부는 외부환경과 완전히 격리된 방폭공간을 형성할 수 있다. 이에 따라 전기적인 충격이나 회로 사이에서 스파크가 발생되더라도 박스(410) 외측으로 빠져나가지 않고, 또한 외부의 가연성 가스나 먼지가 박스(410) 내측으로 유입되지 않는다. 설령 박스(410) 내측에서 가연성 가스가 유입되어 상기한 스파크에 의하여 폭발이 발생하더라도 그 폭발 충격(압력)이 박스(410) 외부로 전달되는 것을 방지하는 방폭 기능을 가지게 되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 방폭팬장치(300)에 따르면, 전원을 공급하는 전원케이블(W)과 연결되는 모터(310)는 방폭케이스(320) 및 팬장치 케이블그랜드(360)에 의하여 외부환경과 완전히 격리된 방폭공간(CS)에 위치되므로, 전기적인 충격 또는 정전기, 또는 자기장의 플럭스변화에 따른 와류전류에 의하여 스파크가 발생하더라도 그 스파크는 방폭케이스(320) 외측으로 빠져나가지 않게 되고, 반대로 외부의 가연성 가스나 먼지가 방폭케이스(320) 내측으로 유입되지 않는다. 설령 방폭케이스(320) 내측에서 가연성 가스가 유입되어 상기한 스파크에 의하여 폭발이 발생하더라도, 방폭케이스(320)를 구성하는 바디(321), 플랜지(322) 및 바디커버(324)의 두께가 8~20mm 범위이기 때문에, 그 폭발 충격(압력)이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있는 것이다. 따라서 이러한 방폭팬장치(300)를 채용한 방폭냉장고 역시 정전기의 발생을 방지할 수 있어 폭발 위험성을 낮출 수 있는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100 ... 본체 110 ... 냉장박스
111 ... 벽체 112 ... 선반
113 ... 도어 120 ... 지지박스
210 ... 방폭압축기 211 ... 압축기본체
211a ... 브라켓 211b ... 브라켓
212 ... 전원단자 213 ... 커버
213a ... 커버소켓 214 ... 패킹
215 ... 리필튜브 216, 216' ... 압력센서
217 ... 압축기 케이블그랜드 218, 218' ... 센서 케이블그랜드
220 ... 응측관 230 ... 증발관
300 ... 방폭팬장치 310 ... 모터
311 ... 모터축 320 ... 방폭케이스
321 ... 바디 321a ... 샤프트홀
322 ... 플랜지 323 ... 바디소켓
323a ... 나사산 324 ... 바디커버
325 ... 모터브라켓 326 ... 지지브라켓
330 ... 샤프트 340 ... 베어링구조체
341 ... 메인브라켓 342 ... 베어링
343 ... 서브브라켓 350 ... 팬
360 ... 팬장치 케이블그랜드 360a ... 볼트부
400 ... 방폭콘트롤러 410 ... 박스
411 ... 박스바디 412 ... 플랜지
413 ... 박스커버 420 ... 콘트롤러 케이블그랜드
430 ... 조작버튼 440 ... 작동상황표시등
450 ... 부저 460 ... 디스플레이

Claims (8)

  1. 가연성 물질을 저장하기 위한 방폭냉장고에 적용되는 것으로서,
    전기가 인가되었을 때 회전되는 모터축(311)을 가지는 모터(310);
    상기 모터(310)가 내장될 수 있도록 그 모터(310)의 외주면보다 큰 내주면을 가지는 것으로서, 그 모터(310)를 외부환경과 완전히 차단하는 전도성 재질로 된 방폭케이스(320);
    상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 모터축(311)에 결합되어 상기 방폭케이스 (320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330);
    상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340);
    상기 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 상기 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350); 및
    상기 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 상기 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360);을 포함하고;
    상기 방폭케이스(320)는, 상기 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 공간이 형성되고 일측단에 상기 샤프트홀(321a)이 형성된 원통형의 바디(321)와, 상기 바디(321)의 입구측에 형성되는 플랜지(322)와, 상기 바디(321)의 측부에 돌출되게 형성된 것으로서, 상기 팬장치 케이블그랜드(360)가 결합되는 바디소켓(323)과, 상기 플랜지(322)에 결합되어 상기 바디(321) 내부 공간을 외부와 차단하는 바디커버(324)와, 상기 모터(310)를 바디커버(324)에 고정하는 것으로서 금속재질로 된 모터브라켓(325)을 포함하는 것;을 특징으로 하는 방폭냉장고용 방폭팬장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디(321), 플랜지(322) 및 바디커버(324)의 두께는 8 ~ 20mm 범위인 것을 특징으로 하는 방폭냉장고용 방폭팬장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바디소켓(323)은 그 내주면에 나사산(323a)이 형성되어 있고;
    상기 나사산(323a)에 상기 팬장치 케이블그랜드(360)의 볼트부(360a)가 나사결합된 것을 특징으로 하는 방폭냉장고용 방폭팬장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베어링구조체(340)는,
    상기 바디(321) 내측에 고정되는 메인브라켓(341)과, 상기 메인브라켓(341)에 지지되어 상기 샤프트(330)를 회전 가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링(342)과, 상기 베어링(342)을 상기 메인브라켓(341)에 고정하기 위한 서브브라켓(343)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방폭냉장고용 방폭팬장치.
  6. 가연성 물질이 저장되는 냉장박스(110) 및 그 냉장박스(110)를 지지하는 지지박스(120)로 구성되는 본체(100)와; 상기 냉장박스(110) 내부를 냉각시키기 위한 것으로서, 냉매를 압축하기 위한 방폭압축기(210), 냉매를 응축시키는 응축관(220), 냉매를 팽창시키는 팽창변(미도시) 및 주위의 열을 흡열하는 증발관(230)이 냉동사이클을 이루는 냉각장치와; 상기 방폭압축기(210)와 상기 응축관(220) 사이에 설치되어, 외부의 공기가 상기 응축관(220)을 통과한 후 상기 방폭압축기(210)로 흐르는 유로를 형성하는 방폭팬장치(300)와; 상기 냉각장치를 제어하기 위한 방폭콘트롤러(400);를 포함하고, 상기 방폭팬장치(300)는,
    모터축(311)을 가지는 모터(310);
    상기 모터(310)가 내장되는 것으로서 전도성 재질로 된 방폭케이스(320);
    상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 모터축(311)에 결합되어 상기 방폭케이스(320)의 일측으로 연장되는 샤프트(330);
    상기 방폭케이스(320)의 내측에서 상기 샤프트(330)를 회전가능하게 지지하는 베어링구조체(340);
    상기 방폭케이스(320)의 일측으로 돌출되는 상기 샤프트(330)에 결합되어 풍량을 발생하는 팬(350); 및
    상기 방폭케이스(320)에 결합되는 것으로서, 상기 모터(310)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 팬장치 케이블그랜드(360);을 포함하는 것을 특징으로 하는 방폭냉장고.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방폭케이스(320)는,
    상기 모터(310) 및 베어링구조체(340)가 내장되는 공간이 형성되고 일측단에 샤프트홀(321a)이 형성된 원통형의 바디(321);
    상기 바디(321)의 입구측에 형성되는 플랜지(322);
    상기 바디(321)의 측부에 돌출되게 형성된 것으로서, 상기 팬장치 케이블그랜드(360)가 결합되는 바디소켓(323); 및
    상기 플랜지(322)에 결합되어 상기 바디(321) 내부 공간을 외부와 차단하는 바디커버(324);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방폭냉장고.
  8. 제6항에 있어서, 상기 방폭압축기(210)는,
    냉매를 압축하기 위한 압축기본체(211)로 전원을 공급하기 위한 전원단자(212);
    상기 전원단자(212)를 감싸도록 상기 압축기본체(211)의 측부에 결합되는 것으로서, 내부에 방폭공간(CS)이 형성되고, 전방측으로 관통공이 형성된 커버소켓(213a)을 가지는 전도성 재질로 된 커버(213);
    상기 커버(213)의 가장자리와 압축기본체(211) 사이를 밀착시키는 패킹(214); 및
    상기 커버소켓(213a)의 관통공에 결합되는 것으로서, 상기 전원단자(212)와 전기적으로 연결되는 전원케이블(W)을 방폭 가능하게 지지하는 압축기 케이블그랜드(217);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방폭냉장고.
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