KR101609363B1 - 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반 - Google Patents

Abstract

최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반이 개시된다. 본 발명의 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반은, 내부 프레임과, 내부 프레임과 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련하는 외부 프레임이 구비된 본체; 본체에 마련되어 본체의 내부로 유입되는 공기를 강제로 배기시키는 배기팬; 및 본체에 마련되어 본체의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 하는 필터부를 포함하고, 공기 이동 통로는 내부 프레임의 외벽을 둘러싸는 외부 프레임에 의해 내부 프레임의 외벽을 따라 연속적으로 마련되고, 공기 이동 통로와 내부 프레임의 측벽과 천장부를 통해 유입된 공기는 배기팬의 작동에 의해 강제로 본체의 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

Description

최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반{VENTILATION SWITCHBOARD KEEPING OPTIMAL OPERATING ATMOSPHERE}

본 발명은, 배전반에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공기 순환 구조가 적용된 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 배전반은 공장이나 변전소의 현장 기기들을 직접 감시하고 제어하기 위해 사용되는 장치이다. 배전반은 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자기기들을 서로 전기적으로 접속 및 연결시키는 도체물의 집합체로 구성되어 있고, 이러한 각종 전자 기기들을 사각형의 철재 외함 내에 안전하게 절연 수납한 제품이다.

배전반을 통해 다양한 주요 장비들이 전원을 안정적으로 공급받을 수 있다. 사용자는 전력 공급상태를 계측된 데이터들을 통해 확인할 수 있고, 써지(Surge), 과전압 또는 과전류 등의 이상상태 발생시 공급 전력을 차단시켜 배전반에 연결된 각종 기기들의 파손을 방지한다.

이러한 종래의 배전반은 하나의 폐쇄형 함체 내에 고압이 흐르는 전선과 계기용 변류기, 고압 인입 선로를 스위칭하는 고장구간 자동 개폐기, 복수의 부스바, 고압 퓨즈 등의 전기 기기들로 복잡한 구성을 이루고 있다.

또한 연결된 전자기기의 전력 사용량에 따라 고압 변압기 등에서 열이 발생하여 함체 내부의 온도를 상승시키게 된다. 고온 다습한 날씨에서 함체 내부 온도 및 습도의 과도한 상승은 각종 부품 및 기기들의 동작효율과 정확도가 떨어지고 전자기기들의 연결접점의 열화현상을 발생시켜 절연을 파괴하게 된다.

나노 사이즈의 미세 분진들은 배전반 내부 접점들에 대해 부분 방전을 발생시켜 배전반 내부의 이상상태를 발생시킨다. 나아가 미세 분진들은 화재를 유발할 수 있으며, 배전반의 이상 상태 발생에 따른 오작동으로 배전반에 전기적으로 연결된 각종 전자기기들에 대해 2차 피해를 발생시키는 문제점이 있다.

한편 전기 사용량이 많은 대규모 공장이나 통신업체에 배전반이 설치될 경우 부스바의 배치 및 연결구조도 함께 복잡해질 뿐만 아니라 전기저항으로 인한 과열현상에 의해 주변기기가 타서 붙는 현상이 발생 된다.

즉 종래기술에 따른 배전반은 부스바가 발열하는 현상에 대하여 직접 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.

구체적으로 부스바로부터 발열 되는 과열현상은 단순히 자연대류에 의한 공냉식에만 의존함에 따라 그 온도가 높아질수록 이에 비례하여 전력공급량은 감소하고, 그 결과 전력이 불규칙하게 공급되는 문제점이 있었다.

전술한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

한국등록특허공보 제10-1541852호(다한전기 주식회사) 2015. 01. 05

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배전반의 내부로 공기를 순환시켜 배전반의 내부를 냉각함과 아울러 배전반의 내부 외벽을 따라 공기를 순환시켜 배전반을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 제공하는 것이다.

또한 배전반의 내부로 유입되거나 배출되는 공기를 필터링 할 수 있는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 프레임과, 상기 내부 프레임과 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련하는 외부 프레임이 구비된 본체; 상기 본체에 마련되어 상기 본체의 내부로 유입되는 공기를 강제로 배기시키는 배기팬; 및 상기 본체에 마련되어 상기 본체의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 하는 필터부를 포함하고, 상기 공기 이동 통로는 상기 내부 프레임의 외벽을 둘러싸는 상기 외부 프레임에 의해 상기 내부 프레임의 외벽을 따라 연속적으로 마련되고, 상기 공기 이동 통로와 상기 내부 프레임의 측벽과 천장부를 통해 유입된 공기는 상기 배기팬의 작동에 의해 강제로 상기 본체의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반이 제공될 수 있다.

상기 내부 프레임은, 상기 내부 프레임의 측벽에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 공기를 유입시키는 복수의 공기 유입구; 상기 내부 프레임의 천장부에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 공기를 유입시키는 천장 공기 유입구; 및 상기 내부 프레임의 바닥부에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 유입된 공기를 상기 공기 이동 통로로 배출시키는 개방부를 포함하고, 상기 복수의 측벽 공기 유입구와 상기 복수의 천장 공기 유입구를 통해 상기 내부 프레임의 내부로 유입되는 공기는 상기 개방부를 통해 상기 공기 이통 통로로 배출된 상기 개방부 방향으로 상기 공기 이동 통로를 통해 흐르는 공기와 합류되어 상기 본체의 외부로 배출될 수 있다.

상기 외부 프레임은, 내벽에 마련되어 상기 공기 이동 통로를 통해 유입되는 공기를 상기 복수의 측벽 공기 유입구 방향으로 흐르도록 가이드 하는 우회 가이드 격벽을 포함할 수 있다.

상기 개방부의 후방 영역의 상기 외부 프레임에는 상기 배기팬이 유입되는 배기팬홀이 마련되고, 상기 배기팬홀과 마주보는 영역의 상기 내부 프레임에는 상기 배기팬의 일측부가 끼워 맞춤 결합 되는 결합홈이 마련될 수 있다.

상기 필터부는, 상기 공기 유입 통로의 입구 영역에 마련되는 미세 필터; 및 상기 공기 유입 통로의 출구 영역에 마련되는 중간 필터를 포함할 수 있다.

상기 공기 유입 통로의 입구 영역에 마련되는 흡기팬을 더 포함할 수 있다.

상기 개방부와 상기 배기팬 사이의 상기 본체에 결합 되어 상기 개방부와 상기 공기 이동 통로를 통해 배출되는 공기에 함유된 먼지를 수집하는 먼지 수집부를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 측벽 공기 유입구 및 상기 복수의 천장 공기 유입구 중 적어도 하나에 마련되어 상기 내부 프레임 내부의 특정 영역의 공기 순환을 유도하는 공기 전달 배관을 더 포함할 수 있다.

상기 공기 전달 배관은 유연한 재질로 제작되어 자유스럽게 변형될 수 있다.

상기 본체에 마련되는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 내부 프레임과 이격 배치되는 외부 프레임에 의해 공기 이동 통로를 내부 프레임의 외벽을 따라 연속적으로 마련하고, 공기가 내부 프레임의 측벽과 천장부를 통해 내부로 유입되어 내부 프레임의 내부를 냉각함과 아울러 공기 이동 통로를 통해 내부 프레임의 외벽을 따라 순환되므로 배전반을 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한 본체에 마련되는 필터부에 의해 본체의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반(1)은, 공기 이동 통로가 마련되는 본체(100)와, 본체(100)에 마련되어 본체(100)의 내부로 유입되는 공기를 강제로 배기시키는 배기팬(200)과, 본체(100)에 마련되어 본체(100)의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 하는 필터부(300)를 구비한다.

본체(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 프레임(110)과, 내부 프레임(110)과 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련하는 외부 프레임(120)과, 내부 프레임(110)과 외부 프레임(120)을 연결하여 공기 이동 통로를 차단하는 차단 격벽(130)을 포함한다.

본체(100)의 내부 프레임(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 프레임(120)과 일정 간격을 두고 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련한다. 본 실시 예에서 공기 이동 통로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 프레임(110)의 외벽을 타고 공기가 흐를 수 있도록 연속적으로 마련될 수 있다.

본 실시 예에서 내부 프레임(110)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되는 복수의 측벽 공기 유입구(111)와 복수의 천장 공기 유입구(112)와, 유입된 공기가 배출되는 통로인 개방부(113)가 마련된다.

본 실시 예에서 공기 이동 통로의 입구를 통해 유입되는 공기는 복수의 측벽 공기 유입구(111)와 복수의 천장 공기 유입구(112)를 통해 내부 프레임(110)의 내부로 유입되어 내부 프레임(110)의 내부에 있는 배전반의 구성 예를 들어 복수의 부스바, 고압 퓨즈 등을 냉각할 수 있다. 배전반의 구성과 열교환 된 공기는 개방부(113)를 통해 공기 이동 통로로 배출되고, 배기팬(200)에 의해 본체(100)의 외부로 배기 된다.

또한 본 실시 예는 내부 프레임(110)의 외벽을 둘러싸도록 공기 이동 통로가 마련되므로 내부 프레임(110)의 벽부에 있는 열은 공기 이동 통로를 흐르는 공기에 의해 냉각될 수 있다.

즉 본 실시 예는 공기가 복수의 측벽 공기 유입구(111)와 복수의 천장 공기 유입구(112)를 통해 내부 프레임(110)의 내부로 유입되어 내부 프레임(110)의 내부를 냉각함과 아울러 공기 이동 통로를 통해 내부 프레임(110)의 벽부에 있는 열을 냉각할 수 있으므로 배전반의 내부 구성을 효율적으로 냉각할 수 있다.

그리고 본 실시 예에서 내부 프레임(110)의 외벽에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 결합홈(114)이 마련되고, 이 결합홈(114)에는 배기팬(200)의 좌측부가 끼움 맞춤 방식으로 결합 될 수 있다.

본체(100)의 외부 프레임(120)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 프레임(110)과 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련한다. 본 실시 예에서 외부 프레임(120)은 내부 프레임(110)과 볼트 또는 용접 결합 될 수 있다.

본 실시 예에서 복수의 측벽 공기 유입구(111)가 마련된 영역의 외부 프레임(120)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 우회 가이드 격벽(121)이 마련된다. 이 우회 가이드 격벽(121)은 공기 이동 통로로 유입되는 공기의 흐름을 지연시켜 공기가 복수의 측벽 공기 유입구(111)로 많이 유입되도록 가이드 하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 우회 가이드 격벽(121)은 지그재그 형태로 복수로 마련될 수도 있다.

또한 본 실시 예에서 공기가 배출되는 영역의 외부 프레임(120)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 배기팬(200)의 유출입 통로로 제공되는 배기팬홀(122)이 마련될 수 있다.

본 실시 예는 배기팬(200)을 청소하거나 교체할 필요가 있는 경우 배기팬홀(122)을 통해 배기팬(200)을 편리하게 탈착할 수 있다.

그리고 배기팬홀(122)로 외부 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 실링 부재를 배기팬홀(122)에 마련할 수 있다.

배기팬(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 프레임(120)의 배기팬홀(122)을 통해 유입된 후 내부 프레임(110)의 결합홈(114)에 결합 될 수 있다.

본 실시 예에서 배기팬(200)은 공기 이동 통로에 있는 공기를 흡입하여 본체(100)의 외부로 강제로 배기시키는 역할을 한다.

필터부(300)는, 본체(100)의 내외부로 유출입 되는 공기에 함유된 이물질을 제거하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되는 영역의 본체(100)에 마련되어 공기에 포함된 미세 먼지 등을 필터링 하는 미세 필터(310)와, 공기가 배출되는 영역의 본체(100)에 마련되어 배출되는 공기에 함유된 이물질을 필터링 하는 중간 필터(320)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

본 실시 예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반(1a)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되는 영역의 공기 이동 통로에 흡기팬(400)을 마련하고, 공기가 배출되는 영역의 공기 이동 통로에 먼지 수집부(500)를 마련한 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다.

또한 배기팬(200)을 복수로 마련한 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다.

흡기팬(400)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되는 본체(100)의 공기 이동 통로에 마련되어 먼지 청소 및 공기 순환을 위해 간헐적으로 작동될 수 있다.

먼지 수집부(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기가 배출되는 영역의 외부 프레임(120)에 결합 되어 배출되는 공기에 함유된 먼지를 수집하는 역할을 한다.

본 실시 예에서 먼지 수집부(500)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외부 프레임(120)에 탈착 가능하게 볼트 결합 되며 상측부에 먼지 유입구(511)가 마련된 먼지 수집 본체(510)와, 먼지 수집 본체(510)에 인출 가능하게 마련되며 먼지 유입구(511)를 통해 유입된 먼지가 보관되는 먼지 인출 바디(520)를 포함한다.

본 실시 예에서 먼지 인출 바디(520)는 먼지 수집 본체(510)에 끼움 맞춤 방식으로 결합 될 수 있다.

배기팬(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수로 마련될 수 있다. 이 경우 하나는 예비용으로 사용할 수도 있다. 즉 어느 하나의 배기팬(200)을 수리나 청소할 필요가 있는 경우 다른 하나의 배기팬(200)을 작동시켜서 공기를 배기시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반을 개략적으로 도시한 정단면도이다.

본 실시예에 따른 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반(1b)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 측벽 공기 유입구(111)와 천장 공기 유입구(112)에 공기 전달 배관(600)을 마련하고, 내부 프레임(110)에 온도 센서(700)를 마련한 점에서 전술한 실시예와 차이점이 있다.

공기 전달 배관(600)은, 연한 재질로 제작되어 자유스럽게 변형될 수 있고, 내부 프레임(110) 내부의 특정 부분의 공기 순환을 유도할 수 있다.

온도 센서(700)는, 내부 프레임(110)이나 공기 전달 배관(600)에 마련되어 배전반의 평균 온도를 비교적 정확하게 측정할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 내부 프레임과 이격 배치되는 외부 프레임에 의해 공기 이동 통로를 내부 프레임의 외벽을 따라 연속적으로 마련하고, 공기가 내부 프레임의 측벽과 천장부를 통해 내부로 유입되어 내부 프레임의 내부를 냉각함과 아울러 공기 이동 통로를 통해 내부 프레임의 외벽을 따라 순환되므로 배전반을 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한 본체에 마련되는 필터부에 의해 본체의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1,1a,1b : 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반
100 : 본체 110 : 내부 프레임
111 : 측벽 공기 유입구 112 : 천장 공기 유입구
113 : 개방부 114 : 결합홈
120 : 외부 프레임 121 : 우회 가이드 격벽
122 : 배기팬홀 130 : 차단 격벽
200 : 배기팬 300 : 필터부
310 : 미세 필터 320 : 중간 필터
400 : 흡기팬 500 : 먼지 수지부
510 : 먼지 수집 본체 511 : 먼지 유입구
520 : 먼지 인출 바디 600 : 공기 전달 배관
700 : 온도 센서

Claims (10)

1. 내부 프레임과, 상기 내부 프레임과 이격 배치되어 공기 이동 통로를 마련하는 외부 프레임이 구비된 본체;
   상기 본체에 마련되어 상기 본체의 내부로 유입되는 공기를 강제로 배기시키는 배기팬; 및
   상기 본체에 마련되어 상기 본체의 내부로 유입되는 공기와 배출되는 공기를 필터링 하는 필터부를 포함하고,
   상기 공기 이동 통로는 상기 내부 프레임의 외벽을 둘러싸는 상기 외부 프레임에 의해 상기 내부 프레임의 외벽을 따라 연속적으로 마련되고, 상기 공기 이동 통로와 상기 내부 프레임의 측벽과 천장부를 통해 유입된 공기는 상기 배기팬의 작동에 의해 강제로 상기 본체의 외부로 배출되며,
   상기 내부 프레임은,
   상기 내부 프레임의 측벽에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 공기를 유입시키는 복수의 공기 유입구;
   상기 내부 프레임의 천장부에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 공기를 유입시키는 천장 공기 유입구; 및
   상기 내부 프레임의 바닥부에 마련되어 상기 내부 프레임의 내부로 유입된 공기를 상기 공기 이동 통로로 배출시키는 개방부를 포함하고,
   상기 복수의 측벽 공기 유입구와 상기 복수의 천장 공기 유입구를 통해 상기 내부 프레임의 내부로 유입되는 공기는 상기 개방부를 통해 상기 공기 이통 통로로 배출된 상기 개방부 방향으로 상기 공기 이동 통로를 통해 흐르는 공기와 합류되어 상기 본체의 외부로 배출되며,
   상기 개방부와 상기 배기팬 사이의 상기 본체에 결합 되어 상기 개방부와 상기 공기 이동 통로를 통해 배출되는 공기에 함유된 먼지를 수집하는 먼지 수집부를 더 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 외부 프레임은,
   내벽에 마련되어 상기 공기 이동 통로를 통해 유입되는 공기를 상기 복수의 측벽 공기 유입구 방향으로 흐르도록 가이드 하는 우회 가이드 격벽을 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 개방부의 후방 영역의 상기 외부 프레임에는 상기 배기팬이 유입되는 배기팬홀이 마련되고,
   상기 배기팬홀과 마주보는 영역의 상기 내부 프레임에는 상기 배기팬의 일측부가 끼워 맞춤 결합 되는 결합홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 필터부는,
   상기 공기 유입 통로의 입구 영역에 마련되는 미세 필터; 및
   상기 공기 유입 통로의 출구 영역에 마련되는 중간 필터를 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기 유입 통로의 입구 영역에 마련되는 흡기팬을 더 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 측벽 공기 유입구 및 상기 복수의 천장 공기 유입구 중 적어도 하나에 마련되어 상기 내부 프레임 내부의 특정 영역의 공기 순환을 유도하는 공기 전달 배관을 더 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 공기 전달 배관은 유연한 재질로 제작되어 자유스럽게 변형되는 것을 특징으로 하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 본체에 마련되는 온도 센서를 더 포함하는 최적 운전 환경을 유지하는 공기순환 구조가 적용된 배전반.
    
    
    

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