KR101541846B1 - 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 중요 변전설비에 전원을 공급하고, 전기적으로 연결된 다수의 전자기기들의 작동을 현장에서 제어하는 변전설비용 보호배전반에 있어서, 각종 전자기기 작동 및 고압 전류의 통전에 의한 발열에 따른 함체 내부의 온도 상승을 억제하고, 미세먼지 등에 의한 내부 공기 오염으로 발생되는 전자기기들의 오작동 및 고장을 미연에 방지하고, 함체 내부의 습도를 적정 습도로 유지시켜 고온 및 다습에 의한 전자기기들 연결접점의 열화현상을 방지하여 보호배전반 내부의 이상 상태 발생을 예방하며, 제습 및 냉각장치와 공기정화장치를 슬립화하여 보호배전반의 소형화를 구현할 수 있는 복합형의 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 관한 것으로,
본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반은, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하고, 전기적으로 연결된 다수의 전자기기의 동작을 제어하며, 과전류나 과전압 발생시 전원을 차단하는 차단기(CB, Circuit Breaker)와 전력 계측를 위한 다수의 계측기기를 포함하여 구성되는 변전설비용 보호배전반(1)의, 함체(2) 내부의 습도 및 온도를 각각 소정의 습도 및 온도 값으로 유지시키며, 함체(2) 내부의 미세먼지를 제거하는 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 상기 보호배전반 함체(2)의 상부 일측에 구비되어 전방에는 내부 공기가 유입되는 내부공기 유입구(21)가 마련되고, 상기 내부공기 유입구(21)를 통해 유입된 공기가 저장되는 내부 공간부(22)가 구비되며, 상기 내부 공간부(22)를 통과한 공기가 다시 함체(2) 내부로 토출되게 냉각공기 토출구(23)가 마련되고, 상기 내부 공간부(22)의 하부 일측에는 냉각 응축된 응축수를 상기 함체(2) 외부로 배출시키는 응축수 배출구(24)가 구비되는 냉각챔버(20); 상기 냉각챔버(20)의 후방 일측면에 상기 냉각챔버(20)의 내, 외부로 관통되게 구비되고, 상기 냉각챔버(20)를 관통한 내, 외부 측면에는 각각 냉각면(31) 및 방열면(32)이 형성되는 열전소자(Thermoelectric Module)(30); 상기 열전 소자의 냉각면(31)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 내측 냉각핀(40); 상기 열전 소자의 방열면(32)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 외측 냉각핀(41); 상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되는 프라즈마 방전부(33); 상기 프라즈마 방전부(33)와 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되며, 상기 함체(2)의 내부 공기를 상기 프라즈마 방전부(33) 및 상기 다수의 내측 냉각핀(40) 방향으로 송풍시키는 내측 냉각팬(50); 상기 함체(2)의 외부 공기를 상기 다수의 외측 냉각핀(41) 방향으로 송풍시키는 외측 냉각팬(51); 상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 습도를 측정하는 습도측정센서(60); 상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 온도를 측정하는 온도측정센서(61); 및, 사용자로부터 작동 온(On)/오프(Off)신호, 냉각/제습 작동모드 신호, 소정의 기준 습도값 및, 기준 온도값을 입력받으며, 상기 습도측정센서(60) 및 온도측정센서(61)로부터 측정된 습도값 및 온도값을 각각 입력받아 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 냉각팬(50) 및, 외측 냉각팬(51)의 작동을 제어하는 제어부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반 {The Protection and Distribution Panel For Transformer Equipment With Hybrid Air Cleaning Device}

본 발명은 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 중요 변전설비에 전원을 공급하고, 전기적으로 연결된 다수의 전자기기들의 작동을 현장에서 제어하는 보호배전반에 있어서, 각종 전자기기 작동 및 고압 전류의 통전에 의한 발열에 따른 함체 내부의 온도 상승을 억제하고, 미세먼지 등에 의한 내부 공기 오염으로 발생되는 전자기기들의 오작동 및 고장을 미연에 방지하고, 함체 내부의 습도를 적정 습도로 유지시켜 고온 및 다습에 의한 전자기기들 연결접점의 열화현상을 방지하여 보호배전반 내부의 이상 상태 발생을 예방하며, 제습 및 냉각장치와 공기정화장치를 슬립화하여 보호배전반의 소형화를 구현할 수 있는 복합형의 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 관한 것이다.

일반적으로 보호배전반은 공장이나 변전소의 현장기기들을 직접 감시하고 제어하기 위해 사용되는 장치로서, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기들을 서로 전기적으로 접속 및 연결시키는 도체물의 집합체로 구성되어 있으며, 각종 전자 기기들을 사각형의 철재 외함 내에 안전하게 절연 수납한 제품이다.

보호배전반을 통해 다양한 주요 장비들이 전원을 안정적으로 공급받게 되며, 사용자는 전력 공급상태를 계측된 데이터들을 통해 확인할 수 있고, 써지(Surge), 과전압 또는, 과전류 등의 이상상태 발생시 공급 전력을 차단시켜 보호배전반에 연결된 각종 기기들의 파손을 방지하게 된다.

이러한, 종래의 보호배전반은 하나의 폐쇄형 함체 내에 고압이 흐르는 전선과 계기용 변류기, 고압 인입 선로를 스위치하는 고장구간 자동 개폐기, 한류형 고압 퓨즈 등의 전기 기기들로 복잡한 구성을 이루고 있으며, 연결된 전자기기의 전력 사용량에 따라 고압 변압기 등에서 열이 발생하여 함체 내부의 온도를 상승시키게 되며, 고온 다습한 날씨에서 함체 내부 온도 및 습도의 과도한 상승은 각종 부품 및 기기들의 동작효율과 정확도가 떨어지고 전자기기들의 연결접점의 열화현상을 발생시켜 절연을 파괴하게 되며, 나노 사이즈의 미세 분진들은 보호배전반 내부 접점들에 대해 부분 방전을 발생시켜 보호배전반 내부의 이상상태를 발생시키고, 나아가서는 화재를 유발할 수 있으며, 보호배전반의 이상상태 발생에 따른 오작동으로 보호배전반에 전기적으로 연결된 각종 전자기기들에 대해 2차 피해를 발생케 하는 문제점이 있었다.

이에 종래에는, 내부온도 감시회로를 설치하고 이를 통해 보호배전반 내부 습도 및 온도의 급작스런 상승이 나타나거나 설정 온도 및 습도에 도달하면 즉시 냉각팬을 가동시켜 함체 내부 온도를 강제 강하시키고 있다. 이와 같은 강제 통풍을 통한 함체 내부의 온도 제습 및 냉각 동작은 냉각 성능을 향상시키기 위해 대형의 냉각팬을 설치하여야 하나, 보호배전반의 내부 크기가 한정적인 문제점이 있으며, 제습 및 냉각 효율 또한 만족스럽지 못한 문제점이 있고, 외부로부터 미세먼지의 유입을 초래하며, 내부의 미립먼지를 분산 고착시켜 보호배전반 내부의 각종 설비나 기기의 단자 또는 부스바 등의 저항온도계수를 증가시키는 문제점고, 미세먼지 제거를 위해 헤파 필터를 설치하는 경우에도 배전반 내부 공간의 제약과 필터 교환의 주기가 짧아 유지 보수가 용이하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 보호배전반 함체 내부의 습도 및 온도를 적정수준으로 유지함과 함께, 외부 미세먼지 등이 제습 및 냉각 작동 중 함체 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하고, 함체 내부에 잔존하는 미세먼지 등 나노 사이즈의 분진 등을 효율적으로 제거할 수 있도록 하며,

장치를 슬림화하여 작은 보호배전반 내부 공간에도 용이하게 설치 가능하도록 하고, 설치 공간을 작게 차지하면서도 냉각효율은 우수하여 충분한 냉각효과를 누릴 수 있도록 하며,

내부 공기 정화 장치 또한, 상기 제습 및 냉각장치와 함께 작은 보호배전반 함체 내부 공간에 용이하게 설치 가능하게 컴팩트한 구성을 이루도록 하여 유지 보수가 용이하며, 보호배전반의 소형화를 구현할 수 있도록 한다.

상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하고, 전기적으로 연결된 다수의 전자기기의 동작을 제어하며, 과전류나 과전압 발생시 전원을 차단하는 차단기(CB, Circuit Breaker)와 전력 계측를 위한 다수의 계측기기를 포함하여 구성되는 변전설비용 보호배전반(1)의, 함체(2) 내부의 습도 및 온도를 각각 소정의 습도 및 온도 값으로 유지시키며, 함체(2) 내부의 미세먼지를 제거하는 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 상기 보호배전반 함체(2)의 상부 일측에 구비되어 전방에는 내부 공기가 유입되는 내부공기 유입구(21)가 마련되고, 상기 내부공기 유입구(21)를 통해 유입된 공기가 저장되는 내부 공간부(22)가 구비되며, 상기 내부 공간부(22)를 통과한 공기가 다시 함체(2) 내부로 토출되게 냉각공기 토출구(23)가 마련되고, 상기 내부 공간부(22)의 하부 일측에는 냉각 응축된 응축수를 상기 함체(2) 외부로 배출시키는 응축수 배출구(24)가 구비되는 냉각챔버(20); 상기 냉각챔버(20)의 후방 일측면에 상기 냉각챔버(20)의 내, 외부로 관통되게 구비되고, 상기 냉각챔버(20)를 관통한 내, 외부 측면에는 각각 냉각면(31) 및 방열면(32)이 형성되는 열전소자(Thermoelectric Module)(30); 상기 열전 소자의 냉각면(31)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 내측 냉각핀(40); 상기 열전 소자의 방열면(32)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 외측 냉각핀(41); 상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되는 프라즈마 방전부(33); 상기 프라즈마 방전부(33)와 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되며, 상기 함체(2)의 내부 공기를 상기 프라즈마 방전부(33) 및 상기 다수의 내측 냉각핀(40) 방향으로 송풍시키는 내측 냉각팬(50); 상기 함체(2)의 외부 공기를 상기 다수의 외측 냉각핀(41) 방향으로 송풍시키는 외측 냉각팬(51); 상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 습도를 측정하는 습도측정센서(60); 상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 온도를 측정하는 온도측정센서(61); 및, 사용자로부터 작동 온(On)/오프(Off)신호, 냉각/제습 작동모드 신호, 소정의 기준 습도값 및, 기준 온도값을 입력받으며, 상기 습도측정센서(60) 및 온도측정센서(61)로부터 측정된 습도값 및 온도값을 각각 입력받아 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 냉각팬(50) 및, 외측 냉각팬(51)의 작동을 제어하는 제어부(70);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)을 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 상기 냉각공기 토출구(23)의 단부에 구비되며, 상기 냉각챔버(20)를 통과한 공기를 상기 함체(2) 내부의 소정방향으로 송풍시키는 송풍 조정구(80)를; 더 포함하여 구성될 수 있으며,

바람직하게는, 상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되어 상기 내측 냉각핀(40)과 상기 프라즈마 방전부(33)의 사이에 개재되며, 유입되는 내부 공기의 먼지를 제거하는 메쉬필터(81)를; 더 포함하여 구성될 수 있고,

좀 더 바람직하게는, 상기 응축수 배출구(24)를 통해 외부로 배출되는 응축수를 저장하는 응축수 모음통(90); 상기 응축수 모음통(90) 내에 저장되는 응축수의 수위를 측정하는 수위측정센서(91); 상기 응축수 모음통(90)에 저장된 응축수를 배출시키는 배출 펌프(92); 및, 상기 외측 냉각팬(51) 및 다수의 외측 냉각핀(41) 사이에서 전, 후 소정거리 이격되게 개재되며, 상기 배출펌프(92)에서 배출된 응축수가 유입되어 통과한 후, 외부로 배출되는 기화 스폰지(93)를; 더 포함하여 구성되며, 상기 제어부(70)는, 상기 수위측정센서(91)로부터 측정된 수위값을 입력받아 상기 배출펌프(92)의 작동을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반은, 함체 외부 온도 및 습도와는 무관하게 보호배전반 함체 내부의 습도 및 온도를 항상 적정수준으로 유지시킬 수 있음과 아울러, 외부 미세먼지 등이 제습 및 냉각 작동 중 함체 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있어 미세먼지 농도가 높은 날씨에도 함체 내부의 공기를 정화된 상태로 유지하기가 쉬우며, 함체 내부의 미세먼지 등 나도 사이즈의 분진 등을 제거하여 함체 내부 공기를 항상 청정한 상태로 유지할 수 있고,

또한, 하이브리드 공기정화장치를 슬림화시켜 작은 보호배전반 내부 공간에도 용이하게 설치 가능하며, 제습/냉각 및 공기정화 효율은 현저히 높으면서 설치 공간은 작게 차지하고,

함체 내부 공기 정화 장치 또한, 상기 제습 및 냉각장치와 함께 작은 보호배전반 함체 내부 공간에 용이하게 설치 가능하게 컴팩트한 구성으로 이뤄져 유지 보수가 용이하며, 보호배전반의 소형화를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 있어서, 상기 하이브리드 공기정화장치가 보호배전반의 함체에 형성되는 것을 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반에 있어서, 냉각공기 토출구 단부에 구비되는 송풍 조정구 및, 프라즈마 방전부 후방에 구비되는 메쉬필터를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치 구비된 변전설비용 보호배전반에 있어서, 냉각챔버의 응축수 배출구를 통해 응축수가 기화 스폰지를 통과하여 외부로 배출되는 과정을 나타내는 단면도; 및,
도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 기화 스폰지가 구비되는 부위를 나타내는 부분 확대 사시도 및 단면도;이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 상기 하이브리드 공기정화장치(10)가 보호배전반(1)의 함체(2)에 형성되는 것을 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 냉각공기 토출구(23) 단부에 구비되는 송풍 조정구(80) 및, 프라즈마 방전부(33) 후방에 구비되는 메쉬필터(81)를 나타내는 단면도이다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10) 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서, 냉각챔버(20)의 응축수 배출구(24)를 통해 응축수가 기화 스폰지(93)를 통과하여 외부로 배출되는 과정을 나타내는 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 기화 스폰지(23)가 구비되는 부위를 나타내는 부분 확대 사시도 및 단면도이다.

본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반반(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 보호배전반 함체(2) 내부의 공기를 유입하여 제습 및 냉각시킨 후, 함체(2) 내부로 다시 배출시키는 냉각챔버(20)와,상기 냉각챔버(20) 후방 내측면에 내, 외부로 관통되게 구비되는 열전소자(Thermoelectric Module)(30)와, 상기 열전소자(30)의 내, 외면에 각각 부착되는 다수의 내측 냉각핀(40) 및 외측 냉각핀(41)과, 상기 다수의 내측 냉각핀의 전방에 구비되는 프라즈마 방전부(33)와, 상기 다수의 내, 외측 냉각핀(41) 측으로 송풍하는 내측 냉각팬(50) 및 외측 냉각팬(51)과, 습도 및 온도측정센서(61) 및, 신호를 입력받아 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 및 외측 냉각팬(51)의 작동을 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 냉각챔버(20)는, 보호배전반 함체(2) 내부의 습하고 더운 공기를 흡입하여 제습 및 냉각 후 다시 함체(2) 내부로 토출하는 본 발명에 따른 제습 및 냉각장치(10)의 외부 프레임으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 보호배전반 함체(2)의 상부 일측에 구비되어 전방에는 함체(2) 내부 공기가 유입되는 내부공기 유입구(21)가 형성되고, 상기 내부공기 유입구(21)를 통해 유입된 공기가 저장되는 내부 공간부(22)가 구비되며, 상기 내부 공간부(22)를 통과한 공기가 다시 함체(2) 내부로 토출되게 냉각공기 토출구(23)가 마련되고, 상기 내부 공간부(22)의 하부 일측에는 냉각 응축된 응축수가 상기 함체(2) 외부로 배출되는 응축수 배출구(24)가 구비된다.

상기 열전소자(Thermoelectric Module)(30)는, 공지의 펠티에 효과(Peltier effect)에 의한 흡열 및 발열을 이용한 반도체 소자로서, 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 PN접합을 사용하며, 종래 냉각장치에 사용되는 공지의 냉각 소자로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 열전소자(30)의 양측면은 각각 냉각면(31) 및 방열면(32)이 구비되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각챔버(20)의 후방 일측면에 내·외부로 관통되게 구비되고, 상기 냉각챔버(20)를 관통한 내·외부측면에는 각각 냉각면(31) 및 방열면(32)이 구비된다.

또한, 상기 열전소자(30)의 냉각면(31) 및 방열면(32)에는 각각 소정길이로 돌출되게 다수의 내측 냉각핀(40) 및 다수의 외측 냉각핀(41)이 구비되며, 상기 내측 냉각핀(40)은 함체(2) 내부 공기의 빠른 냉각을 위해 공기와의 접촉면적을 늘려주는 기능을 하며, 외측 냉각핀(41)은 상기 열전소자(30)의 방열면(32)에서 발생되는 열의 빠른 냉각을 위해 외부 공기와의 접촉면적을 늘려주는 기능을 한다. 바람직하게는 상기 내·외측 냉각핀(41)의 소재로는 냉각효율 향상을 위해 열전도율이 좋은 구리나 알루미늄으로 형성하도록 한다.

상기 프라즈마 방전부(33)는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되며, 상기 프라즈마 방전부(33)의 전방으로 소정거리 이격된 위치에는 상기 내측 냉각팬(50)이 구비되고, 상기 내측 냉각팬(50)을 통해 함체 내부 공기가 상기 프라즈마 방전부(33)로 송풍되어 나노 사이즈의 미세먼지가 제거된 후, 다시 함체 내부로 토출된다.

상기 내측 냉각팬(50)은 보호배전반 함체(2) 내부 공기의 순환과 빠른 냉각을 위해 함체(2) 내부 공기를 상기 프라즈마 방전부(33) 및 내측 냉각핀(40) 방향으로 송풍시켜 주는 역할을 하게 되며, 바람직하게는, 상기 프라즈마 방전부(33)의 전방 또는 후방으로(도 2에는 일 실시예로 프라즈마 방전부(33)의 후방에 메쉬필터(81)가 형성됨) 소정거리 이격된 위치에 메쉬필터(81)를 구비시켜 함체(2) 내부 공기 중에 부유하는 미세분진 등이 상기 메쉬필터(81)를 통해 제거된 후, 상기 다수의 내측 냉각핀(40)을 통과하도록 하여 상기 다수의 내측 냉각핀(40) 사이에 미세 분진 등이 흡착되는 것을 방지하고, 장시간 사용에 따라 상기 다수의 내측 냉각핀(40) 사이 공간에 미세 분진들이 흡착되어 냉각효율이 저하되는 것을 사전에 예방함과 함께, 함체(2) 내부 공기가 정화될 수 있게 한다.

상기 외측 냉각팬(51)은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 보호배전반 함체(2) 외부의 공기를 상기 다수의 외측 냉각핀(41) 방향으로 송풍시켜 상기 열전소자(30)의 방열면(32)에서 발생되는 열을 빠르게 냉각시켜 주는 기능을 하게 된다. 통상 열전소자(30) 냉각면(31)의 냉각효율은 상기 방열면(32)에서 발생되는 열의 냉각효율에 비례하며, 외부 공기를 상기 다수의 외측 냉각핀(41)으로 송풍시켜 상기 방열면(32)에서 발생되는 열을 빠르게 냉각시킬 수 있게 한다. 바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각챔버(20)의 응축수 배출구(24)를 통해 외부로 배출되는 응축수를 저장하는 응축수 모음통(90)을 함체(2) 외부 하측에 구비하고, 수위측정센서(91)를 통해 상기 응축수 모음통(90) 내에 저장되는 수위를 측정하여 소정 수위로 응축수가 모이게 되면 배출펌프(92)를 작동시켜 응축수를, 상기 외측 냉각팬(51) 및 다수의 외측 냉각핀(41) 사이에서 전, 후 소정거리 이격되게 개재되는 기화 스폰지(93)로 배출시키며, 상기 기화 스폰지(93)로 배출된 응축수가 기화 스폰지(93)를 통과한 후, 외부로 배출되게 구성함으로써, 상기 기화 스폰지(93)로 통과하는 응축수가 상기 외측 냉각팬(51)의 가동을 통해 주변 열을 용이하게 흡수하면서 증발하게 되고, 상기 증발과정에서 필요한 기화열의 흡수를 통해 상기 다수의 외측 냉각핀(41)의 방열효율을 월등히 향상시킬 수 있게 한다.

상기 제어부(70)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자로부터 작동 온(On)/오프(Off)신호, 냉각/제습 작동모드 신호, 소정의 기준 습도값 및, 기준 온도값을 입력받으며, 상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되는 습도측정센서(60) 및 온도측정센서(61)로부터 각각 측정된 함체(2) 내부의 습도값 및 온도값을 입력받아 함체(2) 내부의 습도값 또는 온도값을 소정 값으로 유지되게 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 냉각팬(50) 및 외측 냉각팬(51)의 작동을 제어하게 되며, 또한, 상기 수위측정센서(91)로부터 측정된 수위값을 입력받아 상기 배출펌프(92)의 작동을 제어하게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)의 하이브리드 공기정화장치(10) 작동을 좀 더 자세하게 설명하면, 사용자는 작동패널(도시되지는 않음)상에 구비되는 온/오프 버튼를 통해 제어부(70)에 전원을 온/오프 시키게 되며, 하이브리드 공기정화장치(10)를 작동시키기 위해 먼저, 온 버튼를 눌러 상기 제어부(70)에 작동 온 신호를 전달함과 함께, 제습 또는 냉각 작동모드 선택 버튼를 통해 제습 또는 냉각작동을 선택하게 된다. 즉, 제습 작동모드를 선택하게 되면 기준 온도값에 상관없이 기준 습도값에 맞게 함체(2) 내부 습도를 조절 유지하게 되며, 냉각 작동모드를 선택하게 되면 기준 습도값에 상관없이 기준 온도값에 맞게 함체(2) 내부 온도를 조절 유지하게 된다.

일 실시예로, 사용자가 작동모드 버튼를 통해 제습 작동모드를 선택하게 되면, 상기 제어부(70)는, 작동패널(도시되지는 않음)을 통해 사용자로부터 제습 작동모드 신호를 입력받게 되고, 제습 작동모드를 선택한 사용자는 다시 작동패널을 통해 보호배전반 함체(2) 내부에서 유지되고자 하는 기준 습도값을 입력하며, 상기 제어부(70)는 상기 작동패널을 통해 사용자로부터 기준 습도값을 입력받게 된다.

상기 제어부(70)는, 상기 입력된 기준 습도값과, 상기 습도측정센서(60)로부터 실시간 측정 입력되는 현재 함체(2) 내부 습도값을 비교하여 측정 습도값이 높은 경우에는, 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 냉각팬(50) 및, 외측 냉각팬(51)으로 각각 작동신호를 보내 구동시키게 되고, 함체(2) 내부에 머물러 있던 습한 공기는 상기 내측 냉각팬(50)의 작동으로 상기 냉각챔버(20)의 프라즈마 방전부(33) 및 메쉬필터(81)를 거쳐 다수의 내측 냉각핀(40)으로 유동하게 되며, 상기 프라즈마 방전부(33) 및 메쉬필터(81)를 통과하면서 미세먼지가 제거된 유동 공기는 차갑게 냉각된 상기 다수의 내측 냉각핀(40)을 통과하면서 온도가 내려가게 되고, 내측 냉각핀(40)의 표면에는 유동 공기로부터 응축된 응축수가 모여 상기 냉각챔버(20)의 하부 일측에 구비되는 응축수 배출구(24)로 흘러 외부로 배출되며, 배출된 응축수 만큼 습기가 제거된 냉각챔버(20) 내 유동 공기는 상기 냉각공기 토출구(23)를 통해 다시 함체(2) 내부로 배출되게 된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 냉각공기 토출구(23)의 단부에 송풍 조정구(80)를 구비시켜 냉각챔버(20)를 통과한 공기를 상기 함체(2) 내부의 소정 방향으로 송풍될 수 있게 함으로써, 함체(2) 내 높은 습도에 특히 더 취약한 전자기기나 전자부품 주변의 습도를 빠르게 낮출 수 있도록 한다.

상기 응축수 배출구(24)를 통해 냉각챔버(20)에서 배출된 응축수는 함체(2) 외부에 구비되는 응축수 모음통(90)에 모여 저장되며, 상기 응축수 모음통(90)에 저장된 응축수의 양이 증가하여 소정 수위가 되면 상기 응축수 모음통(90)에 구비되는 수위측정센서(91)를 통해 수위값이 상기 제어부(70)로 전달되고, 상기 제어부(70)는 배출펌프(92)를 작동시켜 소정 수위에 도달할 만큼 저장된 응축수를 상기 응축수 모음통(90)으로부터 상기 기화 스폰지(93) 측으로 배출시키게 된다. 기화 스폰지(93)로 유입된 응축수는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 기화 스폰지(93) 상부측에 구비되는 다공판(94)을 통해 골고루 퍼져 상기 기화 스폰지(93) 상부로 유입되어 상기 기화 스폰지(93)를 통과한 후, 외부 배출구를 통해 외부로 배출되게 된다. 상기 기화 스폰지(93)를 통과하는 과정에서 외측 냉각팬(51)의 송풍을 받게 되고, 상기 기화 스폰지(93)를 통해 공기와 접하는 단면적이 넓어진 응축수는 주변 열을 흡수하면서 증발하게 되고, 상기 증발과정에서 필요한 기화열의 흡수를 통해 상기 다수의 외측 냉각핀(41)의 방열효율을 현저히 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 사용자가 냉각 작동모드를 선택하는 경우에는, 함체(2) 내부 온도값을 상기 기준 온도값으로 유지되게 제어하는 것을 제외하고는 상기 전술한 제습 작동모드와 동일한 구동이 이뤄지게 된다.

상기 전술한 바와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)은, 함체(2) 외부 온도 및 습도와는 무관하게 보호배전반 함체(2) 내부의 습도 및 온도를 항상 적정수준으로 유지시킬 수 있음과 아울러, 외부 미세먼지 등이 제습 및 냉각 작동 중 함체(2) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있어 미세먼지 농도가 높은 날씨에도 함체(2) 내부의 공기를 정화된 상태로 유지할 수 있으며, 함체 내부의 미세먼지 등 나도 사이즈의 분진 등을 제거하여 함체 내부 공기를 항상 청정한 상태로 유지할 수 있고,

또한, 하이브리드 공기정화장치(10)를 슬림화시켜 작은 보호배전반(1) 내부 공간에도 용이하게 설치 가능하고, 제습 및 냉각효율은 현저히 높아지면서 설치 공간은 작게 차지하고, 내부 공기 정화 장치 또한, 상기 제습 및 냉각장치와 함께 작은 보호배전반 함체(2) 내부 공간에 용이하게 설치 가능하게 컴팩트한 구성으로 이뤄져 보호배전반(1)의 소형화를 구현할 수 있게 된다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명의 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

1 : 변전설비용 보호배전반 2 : 보호배전반 함체
10 : 하이브리드 공기정화장치 20 : 냉각챔버
21 : 내부공기 유입구 22 : 내부 공간부
23 : 냉각공기 토출구 24 : 응축수 배출구
30 : 열전소자 31 : 냉각면
32 : 방열면 33 : 프라즈마 방전부
40 : 내측 냉각핀 41 : 외측 냉각핀
50 : 내측 냉각팬 51 : 외측 냉각팬
60 : 습도측정센서 61 : 온도측정센서
70 : 제어부 80 : 송풍 조정구
81 : 메쉬필터 90 : 응축수 모음통
91 : 수위측정센서 92 : 배출펌프
93 : 기화 스폰지 94 : 다공판

Claims (4)

1. 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기에 각각의 정격전원으로 변환하여 공급하고, 전기적으로 연결된 다수의 전자기기의 동작을 제어하며, 과전류나 과전압 발생시 전원을 차단하는 차단기(CB, Circuit Breaker)와 전력 계측를 위한 다수의 계측기기를 포함하여 구성되는 변전설비용 보호배전반(1)의, 함체(2) 내부의 습도 및 온도를 각각 소정의 습도 및 온도 값으로 유지시키며, 함체(2) 내부의 미세먼지를 제거하는 하이브리드 공기정화장치가 구비된 변전설비용 보호배전반(1)에 있어서,
   상기 보호배전반 함체(2)의 상부 일측에 구비되어 전방에는 내부 공기가 유입되는 내부공기 유입구(21)가 마련되고, 상기 내부공기 유입구(21)를 통해 유입된 공기가 저장되는 내부 공간부(22)가 구비되며, 상기 내부 공간부(22)를 통과한 공기가 다시 함체(2) 내부로 토출되게 냉각공기 토출구(23)가 마련되고, 상기 내부 공간부(22)의 하부 일측에는 냉각 응축된 응축수를 상기 함체(2) 외부로 배출시키는 응축수 배출구(24)가 구비되는 냉각챔버(20);
   상기 냉각챔버(20)의 후방 일측면에 상기 냉각챔버(20)의 내, 외부로 관통되게 구비되고, 상기 냉각챔버(20)를 관통한 내, 외부 측면에는 각각 냉각면(31) 및 방열면(32)이 형성되는 열전소자(Thermoelectric Module)(30);
   상기 열전 소자의 냉각면(31)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 내측 냉각핀(40);
   상기 열전 소자의 방열면(32)에 소정길이로 돌출되게 형성되는 다수의 외측 냉각핀(41);
   상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되어 전방으로 유입되는 내부공기의 미세먼지를 제거하는 프라즈마 방전부(33);
   상기 프라즈마 방전부(33)와 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되며, 상기 함체(2)의 내부 공기를 상기 프라즈마 방전부(33) 및 상기 다수의 내측 냉각핀(40) 방향으로 송풍시키는 내측 냉각팬(50);
   상기 함체(2)의 외부 공기를 상기 다수의 외측 냉각핀(41) 방향으로 송풍시키는 외측 냉각팬(51);
   상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 습도를 측정하는 습도측정센서(60);
   상기 함체(2) 내부의 일측에 구비되어 상기 함체(2) 내부의 온도를 측정하는 온도측정센서(61); 및,
   사용자로부터 작동 온(On)/오프(Off)신호, 냉각/제습 작동모드 신호, 소정의 기준 습도값 및, 기준 온도값을 입력받으며, 상기 습도측정센서(60) 및 온도측정센서(61)로부터 측정된 습도값 및 온도값을 각각 입력받아 상기 열전소자(30), 프라즈마 방전부(33), 내측 냉각팬(50) 및, 외측 냉각팬(51)의 작동을 제어하는 제어부(70);
   상기 냉각공기 토출구(23)의 단부에 구비되며, 상기 냉각챔버(20)를 통과한 공기를 상기 함체(2) 내부의 소정방향으로 송풍시키는 송풍 조정구(80);
   상기 다수의 내측 냉각핀(40)과 소정거리 이격된 위치의 전방에 구비되어 상기 내측 냉각핀(40)과 상기 프라즈마 방전부(33)의 사이에 개재되며, 유입되는 내부 공기의 먼지를 제거하는 메쉬필터(81);
   상기 응축수 배출구(24)를 통해 외부로 배출되는 응축수를 저장하는 응축수 모음통(90);
   상기 응축수 모음통(90) 내에 저장되는 응축수의 수위를 측정하는 수위측정센서(91); 및,
   상기 응축수 모음통(90)에 저장된 응축수를 배출시키는 배출 펌프(92); 및,
   상기 외측 냉각팬(51) 및 다수의 외측 냉각핀(41) 사이에서 전, 후 소정거리 이격되게 개재되며, 상기 배출펌프(92)에서 배출된 응축수가 상부측에서 유입되어 통과한 후, 하부측을 통해 외부로 배출되는 기화 스폰지(93)를; 포함하여 구성되며,
   상기 제어부(70)는,
   상기 수위측정센서(91)로부터 측정된 수위값을 입력받아 상기 배출펌프(92)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 공기정화장치(10)가 구비된 변전설비용 보호배전반(1).
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