KR101928167B1

KR101928167B1 - 유동 제어를 통한 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치 및 이의 방열 방법

Info

Publication number: KR101928167B1
Application number: KR1020170028969A
Authority: KR
Inventors: 이광훈; 연성현
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2019-02-27
Also published as: KR20180102723A

Abstract

본 발명은 유동 제어를 통한 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치 및 이의 방열 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스와, 상기 매설 박스의 내부의 하면으로부터 소정 간격 상부로 이격되어 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 전기 설비 박스의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되어 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 상기 전기 설비 박스의 일 측면, 상기 전기 박스의 상면 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 순차로 접촉하면서 유동되도록 하는 순환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치와 이를 위한 방법을 제공한다.

Description

유동 제어를 통한 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치 및 이의 방열 방법{Apparatus for radiating heat of electric appliance for being laid underground by air flow control and method thereof}

본 발명은 방열 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지하에 매설되어 밀폐된 전기 설비에서 발생하는 열을 유동 제어를 통해 방열하기 위한 장치 및 그 방열 방법에 관한 것이다.

전기통신 관련 설비는 국가기간산업으로서 현대사회에 필수적인 시설물로 확대되고 있으며, 효율적인 운영과 시설물의 안정적인 유지관리가 매우 중요한 상황으로 대두되고 있다. 주요 도시와 신도시의 전력공급시스템은 도시미관 개선, 시설물의 안정적인 운용을 위하여 지중화로 이루어지고 있으나, 수용가로 전원을 변환시키기 위한 변압기와 개폐기는 아직도 지상에 설치되어 있는 상황이다. 지상기기(지상변압기, 지상개폐기)는 주로 보도에 설치되어 통행에 지장을 주고 있을 뿐 만 아니라, 각 종 불법 광고물 부착으로 도시 미관을 훼손하고, 차량추돌에 의한 정전사고 및 과부하 등에 의한 변압기 폭발로 인명피해를 일으키고 있다. 한편, 주유소, 가스충전소와 같은 위험시설물 주변에 변압기가 공존할 경우 대형사고의 위험성은 상시 존재하고, 시설물 준공허가 불가로 관공서와 마찰이 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 주유소에 문제가 발생하는 경우 매우 큰 문제가 발생할 수 있다. 보도 위의 지상기기 역시 실제로 폭발 사고로 사람이 죽은 사건도 있으며, 미관상으로 좋지 않다. 또한 사람들이 지상기기에 부딪치는 위험성도 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서는 지중기기(지중변압기, 지중개폐기)를 개발 사용하거나, 지상기기를 지하에 매립시켜야 한다.

지하 매설식 기기함은 일반적인 기후 상황에서 매립된 지상 변압기에서 발생하는 열을 외부로 방출시키고 외부의 차가운 공기를 기기함 내부로 유입시켜 지상변압기 주변이 항시 적정한 온도가 유지되도록 공조 시스템을 갖추고 있다. 이러한 공조 시스템에 의해 기기함 내부 환경이 지상의 외부 환경보다 쾌적하게 유지되어 기기함 내부에 설치된 지상 변압기는 매우 안정적으로 그 기능을 발휘하게 된다. 그러나 집중 호우에 의한 도로 침수 발생시 부득이하게 통풍구를 차단하여 빗물 유입을 억제하게 된다. 이때 기기함 내부 공간은 외부와의 공기가 차단되는 밀폐된 공간이 되고 변압기에서 발생하는 열은 외부로 방출되지 못하고 내부에 머무르게 되어 기기함 내부 온도가 상승하게 된다. 이러한 상황이 장시간 지속되어 기기함 내부온도가 평균 40℃이상 24시간동안 유지하게 되면 변압기를 강제 차단해야 하는 상황에 놓이게 된다.

한국공개특허 제2011-0096675호 2011년 08월 31일 공개 (명칭: 대형 전기 설비의 침수 방지를 위한 전기 설비 지하 시공 구조물 및 시공 방법)

본 발명의 목적은 지하에 매설된 전기 설비에서 발생하는 열을 지하에 매설된 구조 내에서 유동 제어를 통해 효율적으로 방출할 수 있도록 하는 방열을 위한 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스와, 상기 매설 박스의 내부의 하면으로부터 소정 간격 상부로 이격되어 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 전기 설비 박스의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되어 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 상기 전기 설비 박스의 일 측면, 상기 전기 박스의 상면 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 순차로 접촉하면서 유동되도록 하는 순환기를 포함한다.

상기 순환기는 소정 속도로 회전하는 팬과, 상기 전기 설비 박스의 하면을 지향하도록 형성되어 상기 팬의 회전에 따라 상기 전기 설비 박스의 하면을 향하여 공기를 배출하도록 유도하는 배기구와, 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 지향하도록 형성되어 상기 팬의 회전에 따라 상기 전기 설비 박스의 타 측면 상의 공기를 흡기하도록 유도하는 흡기구를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 순환기로부터 배출된 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면으로 유도하도록 유도하는 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 전기 설비 박스 상면과 소정 간격 이격되어 상기 매설 박스의 덮개에 설치되며 상기 공기와 접촉하여 상기 공기의 열을 흡수하여 외부로 방출하는 방열체를 더 포함한다.

상기 방열체는 상기 덮개의 상면에 일부가 노출되며, 상기 덮개의 하면에 일부가 노출되도록 형성되는 몸체와, 상기 몸체 중 상기 덮개의 하면에 일부가 노출된 부분으로부터 돌출되어 상기 전기 설비 박스 상면에 접촉되는 하부핀을 포함한다.

상기 방열체는 상기 몸체 중 상기 덮개의 상면에 일부가 노출된 부분으로부터 상향으로 돌출되어 형성되는 상부핀을 더 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스와, 상기 매설 박스의 내부의 하면으로부터 소정 간격 상부로 이격되어 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 매설 박스 내부의 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 일 측면, 상면 및 타 측면을 접촉하면서 순환하도록 상기 공기를 유동시키는 순환기와, 상기 전기 설비 박스 상면과 소정 간격 이격되어 상기 매설 박스의 상부에 설치되어 상기 전기 설비 박스 상면과의 사이에 공기가 유동하는 경로를 형성하고 상기 매설 박스 내부의 공기의 열을 방출하는 방열체를 포함한다.

상기 방열체는 상기 덮개의 상면에 일부가 노출되며, 상기 덮개의 하면에 일부가 노출되도록 형성되는 몸체와, 상기 몸체 중 상기 덮개의 하면에 일부가 노출된 부분으로부터 하향으로 돌출되어 상기 전기 설비 박스 상면에 접촉되는 하부핀과, 상기 몸체 중 상기 덮개의 상면에 일부가 노출된 부분으로부터 상향으로 돌출되는 상부핀을 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 순환기로부터 배출된 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면으로 유도하도록 유도하는 덕트를 더 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전술한 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치의 방열 방법은 상기 매설 박스 내의 공기의 온도를 측정하는 단계와, 상기 측정된 공기의 온도가 소정 수치 이상이면, 상기 순환기를 가동하는 단계와, 상기 전기 박스의 상면으로부터 상기 전기 설비 박스의 타 측면 상으로 유동되는 공기의 온도를 측정하는 단계와, 상기 유동되는 공기의 온도에 따라 상기 순환기의 출력을 조절하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스와, 상기 매설 박스의 내부에 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 덮개의 상면 및 하면에 일부가 노출되도록 형성되며, 상기 매설 박스의 내부의 공기의 열을 흡수하여 상기 매설 박스 외부로 방출하는 방열체와, 상기 매설 박스의 덮개 상에 설치되어 빗물을 이용하여 상기 방열체의 열을 방출시키는 냉각기를 포함한다.

상기 방열체는 상면이 상기 매설 박스의 덮개의 상부에 노출되고, 하면이 상기 매설 박스의 덮개의 하부에 노출되는 몸체와, 상기 몸체의 상면으로부터 상향으로 돌출되는 상부핀을 포함한다.

상기 냉각기는 빗물이 유입되는 유입구와, 상기 빗물을 저장하는 저장 탱크와, 상기 빗물을 유출하는 유출구와, 상기 빗물이 저장 탱크로부터 상기 상부핀을 거쳐 상기 유출구로 유동하도록 하는 경로인 유동로와, 상기 저장 탱크로부터 상기 유동로 사이에 개재되어 상기 저장 탱크의 압력이 소정 압력 이상인 경우 상기 저장 탱크에 저장된 빗물 중 소정 량의 빗물이 상기 유동로를 통해 유동하도록 개방하는 압력밸브를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 냉각기는 상기 유동로의 상부에 설치되어 상기 빗물이 상기 유동로로 유입되지 않을 때, 동작하는 냉각팬을 더 포함하며, 상기 유동로의 상부는 상기 냉각팬의 동작으로 인한 공기를 상기 상부핀으로 유도하는 날개 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 전기 설비 박스의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되어 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 상기 전기 설비 박스의 일 측면, 상기 전기 박스의 상면 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 순차로 접촉하면서 유동되도록 하는 순환기를 더 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스와, 상기 매설 박스의 내부에 설치되며 전기 설비를 수납하는 전기 설비 박스와, 상면이 상기 매설 박스의 덮개의 상부에 노출되고, 하면이 상기 매설 박스의 덮개의 하부에 노출되는 몸체와 상기 몸체의 상면으로부터 상향으로 돌출되는 상부핀을 포함하는 방열체와, 상기 방열체의 몸체의 상면과 상부핀이 잠기도록 빗물을 유동시켜 상기 방열체의 열을 방출시키는 냉각기를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치는 상기 냉각기는 상기 유동로의 상부에 설치되어 상기 빗물이 상기 유동로로 유입되지 않을 때, 동작하는 냉각팬을 더 포함한다. 특히, 상기 유동로의 상부는 상기 냉각팬의 동작으로 인한 공기를 상기 상부핀으로 유도하는 날개 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 방법에 있어서, 상기 지하 매설식 전기 설비는 지하에 매설되는 매설 박스의 내부에 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 매설 박스의 덮개의 하부 및 상부에 노출되도록 설치되며 상기 덮개의 상부에 노출된 부분으로부터 상부로 돌출 형성되는 상부핀을 포함하는 방열체와, 상기 매설 박스의 덮개 상에 설치되어 냉각기를 포함하며, 이러한 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 방법은 빗물이 유입되면 저장 탱크에 빗물을 저장하는 단계와, 상기 저장 탱크 내의 압력을 측정하는 단계와, 상기 압력이 제1 기준치 이상인 경우 상기 저장 탱크에 저장된 빗물이 상기 저장 탱크로부터 유출되어 유출된 빗물이 상기 상부핀을 거쳐 빗물을 외부로 방출하는 유출구로 유동하도록 압력밸브를 개방하는 단계를 포함한다.

또한, 전술한 방법은 상기 압력이 상기 제1 기준치에서 상기 제1 기준치 보다 작은 제2 기준치 미만으로 줄어든 경우, 상기 저장 탱크에 저장된 빗물이 상기 저장 탱크로부터 유출되지 않도록 상기 압력밸브를 폐쇄하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 공기의 유동을 방열체로 유도함으로써 방열 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다. 더욱이, 방열체로 유동되는 모든 공기의 흐름이 방열체 하부에 형성되는 핀, 즉, 하부핀과 접촉하도록 함으로써 보다 효과적으로 공기의 열이 방열될 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 전체적인 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 순환기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 순환기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 냉각기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 유동의 개구부의 형상을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열 장치의 방열 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비에 대해서 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 전체적인 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 순환기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 순환기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 냉각기의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 유동의 개구부의 형상을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치(이하, '방열 장치'로 축약함: 100)는 매설 박스(10), 냉각기(20), 승강기(30), 전기 설비 박스(40), 순환기(50), 센서(60), 방열체(70) 및 제어부(80)를 포함한다.

매설 박스(10)는 중공의 육면체의 박스 형태를 가진다. 매설 박스(10)는 전후좌우 방향의 측면과 하면은 밀폐되고(11), 상면은 덮개(13)로 이루어진다. 특히, 매설 박스(10)는 그 매설 박스(10) 상부의 소정 영역이 지면 상에 노출되도록 지하에 매설된다.

전기 설비 박스(40)는 매설 박스(10)의 내부의 하면으로부터 소정 간격 상부로 이격되어 설치된다. 이러한 이격을 위하여 지지대(41)가 이용될 수 있다. 이러한 전기 설비 박스(40) 내에는 변압기 등의 전기 설비가 수납된다. 이러한 전기 설비가 동작할 때 열이 발생하며 이러한 열은 전기 설비 박스(40)에 전달되고 전기 설비 박스(40)를 통해 외부로 발산될 것이다. 본 발명은 이러한 열을 매설 박스(10) 외부로 효율적으로 방출하기 위한 것이다.

순환기(50)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기 설비 박스(40)의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치된다. 순환기(50)는 공기가 전기 설비 박스의 하면(A)을 향하여 유동시킨다. 이에 따라, 공기는 전기 설비 박스의 하면(A), 상기 전기 설비 박스의 일 측면(B), 상기 전기 박스의 상면(C) 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면(D)을 순차로 접촉하면서 유동된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 유동이 발생하도록 순환기(50)는 순환기(50)의 외형을 이루는 중공의 육면체 형상의 하우징(h)과 하우징(h) 내에 회전 자유롭게 형성되는 팬(51)과, 하우징(h)의 상면에 형성되는 개구인 배기구(57)와, 하우징(h)의 일 측면에 형성되는 개구인 흡기구(59)를 포함한다.

팬(51)은 회전할 때, 흡기구(59)로부터 공기가 흡입되고, 배기구(57)를 통해 공기가 배출되는 형상으로 형성된다. 즉, 팬(51)은 오목한 면이 배기구(57)를 향하고 볼록한 면이 흡기구(59)를 향하도록 형성된다. 배기구(57)는 전기 설비 박스(40)의 하면(A)을 지향하도록 형성된다. 이에 따라, 배기구(57)는 팬(51)의 회전에 따라 전기 설비 박스(40)의 하면(A)을 향하여 공기를 배출하도록 유도한다. 흡기구(59)는 전기 설비 박스(40)의 타 측면(D)을 지향하도록 형성된다. 이에 따라, 흡기구(59)는 팬(51)의 회전에 따라 전기 설비 박스(40)의 타 측면(D) 상의 공기가 순환기(50) 내로 흡기되도록 유도한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단일의 팬 대신 배기팬(53) 및 흡기팬(55)이 이용될 수 있다. 배기팬(53)은 배기구(57)를 향하여 설치되어 배기구(57)를 통해 공기가 배출되는 형상으로 형성된다. 즉, 배기팬(53)은 오목한 면이 배기구(57)를 향하도록 형성된다. 흡기팬(55)은 흡기구(59)를 향하여 설치되어 흡기구(59)를 통해 공기를 흡기하는 형상으로 형성된다. 즉, 흡기팬(55)은 볼록한 면이 흡기구(59)를 향하도록 형성된다.

센서(60)는 도시된 바와 같이, 전기 박스의 상면(C)으로부터 전기 설비 박스의 타 측면(D) 상으로 유동되는 경로 상에 배치되어 해당 경로(C->D) 상에서 유동되는 공기의 온도를 측정하기 위한 것이다. 순환기(50)의 팬(51)은 전기 박스의 상면(C)으로부터 전기 설비 박스의 타 측면(D) 상으로 유동되는 공기의 온도에 따라 출력이 조절된다. 즉, 센서(60)가 측정한 온도가 높을수록 순환기(50)의 팬(51)의 출력이 높아진다. 이와 같이, 실제 방열이 이루어진 영역(C->D)의 공기의 온도를 측정함으로써 실제 방열 효율을 정확하게 측정할 수 있고, 이러한 측정에 의해 얻어진 온도에 따라 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 조절함으로써 보다 정확하고 효율적으로 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 조절할 수 있다.

특히, 방열 장치(100)는 순환기(50)의 배기구(57)와 연결되어 형성되는 덕트(43)를 더 포함한다. 덕트(43)는 순환기(50)로부터 배출된 공기가 전기 설비 박스(40)의 하면(A) 상으로 이동하도록 유도한다.

방열체(70)는 매설 박스(10) 내의 공기에 포함된 열을 매설 박스(10) 외부로 방출하기 위한 것이다. 이를 위하여, 방열체(70)는 전기 설비 박스(40) 상면과 소정 간격 이격되어 매설 박스(10)의 덮개(13)에 설치된다. 이에 따라, 방열체(70)는 전기 설비 박스(40) 상면과의 사이에 공기가 유동하는 경로를 형성한다. 그리고 방열체(70)는 매설 박스(10) 내의 공기와 접촉하여 접촉된 공기의 열을 흡수하여 매설 박스(10) 외부로 방출한다. 전술한 바와 같이, 순환기(50)에 의해 방출된 공기는 전기 설비 박스의 하면(A), 상기 전기 설비 박스의 일 측면(B), 상기 전기 박스의 상면(C) 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면(D)을 순차로 접촉하면서 유동된다. 특히, 상기 전기 박스의 상면(C) 상의 공기는 방열체(70)와 열교환을 통해 효율적으로 열이 외부로 방출된다.

방열체(70)는 몸체(71), 하부핀(73) 및 상부핀(75)을 포함한다. 몸체(71)는 덮개(13)의 상면에 일부가 노출되며, 덮개(13)의 하면에 일부가 노출되도록 형성된다. 특히, 하부핀(73)은 몸체(71) 중 덮개(13)의 하면에 일부가 노출된 부분으로부터 하향으로 돌출되어 전기 설비 박스(40) 상면에 접촉된다. 이에 따라, 전기 박스(40)의 상면과 방열체(70) 사이(C)로 유동되는 모든 공기가 하부핀(73)과 접촉되어 방열 성능이 향상된다. 상부핀(75)은 몸체(71) 중 덮개(13)의 상면에 일부가 노출된 부분으로부터 상향으로 돌출되어 형성된다.

냉각기(20)는 매설 박스(10)의 덮개(13) 상에 설치되어 빗물을 이용하여 매설 박스(10)의 덮개(13)에 형성된 방열체(70)의 열을 방출시키기 위한 것이다. 보다 자세히, 냉각기(20)는 방열체(70)의 몸체(71)의 상면과 상부핀(75)이 잠기도록 빗물을 유동시켜 방열체(70)의 열을 방출시킨다. 이를 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각기(20)는 유입구(21), 필터(22), 저장 탱크(23), 압력밸브(24), 유동로(25) 및 유출구(26)를 포함한다.

유입구(21)는 냉각기(20)에 빗물이 유입되는 개구이며, 저장 탱크(23)와 연결되어 유입된 빗물은 저장 탱크(23)로 유입된다. 필터(22)는 유입구(21)로부터 저장 탱크(23)로 이어지는 경로 사이에 개재되어 빗물에 포함된 불순물을 걸러낸다. 저장탱크(23)는 유입구(21)를 통해 유입된 빗물을 저장한다.

유동로(25)는 빗물이 저장 탱크(23)로부터 유출구(26)로 유동하도록 하는 경로이다. 이러한 유동로(25)는 방열체(70)의 상면 상에 형성되며, 내부에 상부핀(75)이 형성된다. 즉, 유동로(25)는 빗물이 저장 탱크(23)로부터 방열체(70)의 상면 및 상부핀(75)을 거쳐 유출구(26)로 유동하도록 하는 경로를 형성한다. 유출구(26)는 유동로(25)와 연결된 개구이다. 유출구(26)는 유동로(25)로부터 빗물을 냉각기(20) 외부로 유출한다.

압력밸브(24)는 저장 탱크(23)와 유동로(25)로 사이에 개재되며, 저장 탱크(23) 보다 낮은 위치에서 저장 탱크(23)의 빗물의 압력을 측정할 수 있다. 압력밸브(24)는 저장 탱크(23)의 빗물의 압력에 따라 개방되거나, 폐쇄된다. 압력밸브(24)는 저장 탱크(23)로부터 저장 탱크(23)에 저장된 빗물에 의한 압력이 소정 수치 이상인 경우 저장 탱크(23)에 저장된 빗물 중 소정 량의 빗물이 유동로(25)를 통해 유동하도록 개방된다. 여기서, 소정 량은 방열체(70)의 몸체(71)의 상면과 상부핀(75)이 잠기면서 유동로(25)가 수용할 수 있는 양을 의미한다. 이는 즉, 방열체(70)의 몸체(71)의 상면과 상부핀(75)에 너무 적은 양의 빗물이 유동하는 경우, 방열 효과가 떨어지며, 유동로(25)의 상부는 복수의 개구가 형성되어 있어 너무 많은 양의 빗물이 유동하는 경우, 유동로(25) 외부로 빗물이 넘치게 되기 때문이다.

보다 자세히 설명하면, 기본적으로, 압력밸브(24)는 폐쇄 상태이다. 만약, 비가 온다면, 빗물이 유입구(21)를 통해 냉각기(20) 내로 유입되고, 저장 탱크(23)에 빗물이 저장된 상태이며 저장된 빗물은 지속적으로 증가할 것이다. 그러면, 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물의 압력은 지속적으로 증가할 것이다. 그러면, 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물의 증가에 따라 압력밸브(24)에 가해지는 압력도 지속적으로 증가할 것이다. 압력밸브(24)는 지속적으로 압력을 측정하여, 측정된 압력이 제1 기준치 이상이면, 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물이 유동하도록 개방한다. 그러면, 저장 탱크(23)에 저장된 빗물은 저장 탱크(23)로부터 유출되어 유동로(25) 내의 상부핀(75)을 포함하는 방열체 몸체(71)의 상면을 거쳐 유출구(26)로 배출될 것이다. 배출이 지속됨에 따라 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물로 인해 압력밸브(24)에 가해지는 압력은 지속적으로 감소할 것이다. 그러면, 압력밸브(24)는 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물의 감소하는 압력을 측정하여, 측정된 압력이 제1 기준치 보다 작은 제2 기준치 미만이면, 저장 탱크(23) 내에 저장된 빗물이 유출되지 않도록 폐쇄한다. 본 발명은 전술한 제1 기준치 및 제2 기준치를 통해 소정 시간 동안 소정량의 빗물만 유동로(25) 내의 상부핀(75)을 포함하는 방열체 몸체(71)의 상면으로 유동되도록 제어한다.

한편, 냉각기(20)는 유동로(25)의 상부에 냉각팬(27)을 더 포함하며, 냉각팬(27)은 빗물이 유동로로 유입되지 않을 때, 동작한다. 이러한 냉각팬(27)은 냉각팬(27)의 회전에 발생한 공기의 흐름이 방열체(70)의 몸체(71)의 상면과 상부핀(75)로 이동하여 공기와 방열체(70)의 몸체(71)의 상면과 상부핀(75)과의 접촉에 의해 발생하는 열교환을 통해 방열체(70)의 열을 외부로 방출하기 위한 것이다.

냉각팬(27)으로부터 유동된 공기가 상부핀(75)을 포함하는 방열체(70)로 원활히 이동할 수 있도록 복수의 개구로 이루어진 개구부(28)가 형성된다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 유동로(25)의 상부의 개구부(28)의 복수의 개구 각각은 냉각팬(27)의 동작으로 인한 공기를 상부핀(75)을 포함하는 방열체(70)로 유도하는 날개(29)로 형성될 수 있다.

제어부(80)는 본 발명의 실시예에 따른 방열 장치(100)의 구성을 전자적으로 제어하기 위한 것이다. 이러한 제어부(80)는 냉각기(20), 승강기(30), 전기 설비 박스(40) 내의 전기 설비(미도시) 및 순환기(50)의 동작 및 출력 등을 제어할 수 있다. 이러한 제어부(80)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit : CPU), 애플리케이션 프로세서(Application Processor), GPU(Graphic Processing Unit) 등이 될 수 있다. 또한, 제어부(80)는 덮개(13) 상에 배치되는 것으로 도시되었으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

특히, 제어부(80)는 순환기(50) 및 센서(60)를 통해 매설 박스(10) 내의 공기의 유동을 제어할 수 있다. 기본적으로, 순환기(50)의 작동이 정지된 상태에서, 제어부(80)는 지속적으로 센서(60)를 통해 매설 박스 내의 공기의 온도를 측정할 수 있다. 측정 결과, 제어부(80)는 매설 박스 내의 공기의 온도가 소정 수치 이상이면, 순환기(50)를 가동시킨다. 순환기(50)의 가동 중, 제어부(80)는 센서(60)를 통해 전기 설비 박스(40)의 상면으로부터 전기 설비 박스(40)의 타 측면 상(C->D)으로 유동되는 공기의 온도를 지속적으로 측정할 수 있다. 그런 다음, 제어부(80)는 측정된 공기의 온도에 따라 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 조절한다. 즉, 제어부(80)는 측정된 공기의 온도가 높을수록 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 높일 수 있다. 또한, 제어부(80)는 측정된 공기의 온도가 낮을수록 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 낮출 수 있다. 만약, 측정된 공기의 온도가 소정 수치 미만으로 떨어지는 경우, 제어부(80)는 순환기(50)의 작동을 중단시킬 수 있다.

승강기(30)는 고장 수리, 교체 등의 필요에 따라 전기 설비 박스(40)를 포함하는 매설 박스(10) 내의 기기들을 매설 박스(10) 외부로 상승시키거나, 수리가 완료되거나, 교체가 완료된 후, 매설 박스(10) 내의 기기들을 매설 박스(10) 내로 하강시키기 위한 것이다. 이를 위하여, 승강기(30)는 매설 박스(10) 내의 기기들을 지지하는 지지판(31)과 지지판(31)을 상승시키거나, 하강시키는 구동기(33)를 포함한다.

그러면, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 방열 장치(100)의 방열 방법에 대해서 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방열 장치의 방열 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

방열 장치(100)의 제어부(80)는 S110 단계에서 순환기(50)의 작동을 정지시킨 상태라고 가정한다. 예컨대, 전기 설비의 가동이 중단 중일 수 있다. 이러한 상태 중 제어부(80)는 S120 단계에서 센서(60)를 통해 매설 박스 내의 공기의 온도를 측정할 수 있다. 이러한 측정 결과, 제어부(80)는 S130 단계에서 매설 박스 내의 공기의 온도가 소정 수치 이상인지 여부를 판단한다. 상기 판단 결과, 소정 수치 이상이면, 제어부(80)는 S140 단계에서 순환기(50)를 가동시킨다.

그런 다음, 제어부(80)는 S150 단계에서 센서(60)를 통해 전기 설비 박스(40)의 상면으로부터 전기 설비 박스(40)의 타 측면 상(C->D)으로 유동되는 공기의 온도를 측정한다. 이에 따라, 제어부(80)는 S160 단계에서 앞서(S150) 측정된 공기의 온도에 따라 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 조절한다.

즉, 제어부(80)는 해당 경로(C->D) 상에서 유동되는 공기의 온도가 높을수록 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 높이고, 해당 경로(C->D) 상에서 유동되는 공기의 온도가 낮을수록 순환기(50)의 팬(51)의 출력을 낮춘다.

본 발명에 따르면, 공기의 유동을 제어하여 유동되는 공기를 방열체(70)로 유도함으로써 방열 성능을 현저하게 향상시킬 수 있다. 더욱이, 유동을 제어하여 방열체로 유동되는 모든 공기의 흐름이 방열체(70) 하부에 형성되는 핀, 즉, 하부핀(73)과 접촉하도록 하여 보다 효과적으로 공기의 열이 방열되도록 할 수 있다.

한편, 앞서 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방열을 위한 방법은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 와이어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100: 방열 장치
10: 매설 박스
20: 냉각기
30: 승강기
40: 전기 설비 박스
50: 순환기
60: 센서
70: 방열체

Claims

지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치에 있어서,
중공의 육면체의 박스 형태를 가지며, 상면은 덮개로 이루어지고, 상부의 소정 영역이 노출된 형태로 지하에 매설되는 매설 박스;
상기 매설 박스의 내부의 하면으로부터 소정 간격 상부로 이격되어 설치되는 전기 설비 박스;
상기 전기 설비 박스의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되어 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 상기 전기 설비 박스의 일 측면, 상기 전기 박스의 상면 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 순차로 접촉하면서 유동되도록 하는 순환기;
상기 순환기로부터 배출된 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면으로 유도하도록 유도하는 덕트;
상기 전기 설비 박스 상면과 소정 간격 이격되어 상기 매설 박스의 덮개에 설치되며 상기 공기와 접촉하여 상기 공기의 열을 흡수하여 외부로 방출하는 방열체;
온도 측정을 위한 센서; 및
상기 센서를 통해 상기 매설 박스 내의 공기의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 소정 수치 이상이면, 상기 순환기를 가동시키고, 상기 센서를 통해 상기 전기 설비 박스의 상면으로부터 상기 전기 설비 박스의 타 측면 상으로 유동되는 공기의 온도를 측정하고, 상기 유동되는 공기의 온도에 따라 상기 순환기의 출력을 조절하는 제어부;를 포함하며,
상기 순환기는
소정 속도로 회전하는 팬;
상기 전기 설비 박스의 하면을 지향하도록 형성되어 상기 팬의 회전에 따라 상기 전기 설비 박스의 하면을 향하여 공기를 배출하도록 유도하는 배기구; 및
상기 전기 설비 박스의 타 측면을 지향하도록 형성되어 상기 팬의 회전에 따라 상기 전기 설비 박스의 타 측면 상의 공기를 흡기하도록 유도하는 흡기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 매설 박스의 덮개 상에 설치되어 빗물을 이용하여 상기 방열체의 열을 방출시키는 냉각기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.
제2항에 있어서,
상기 냉각기는
빗물이 유입되는 유입구;
상기 빗물을 저장하는 저장 탱크;
상기 빗물을 유출하는 유출구;
상기 빗물이 저장 탱크로부터 상부핀을 거쳐 상기 유출구로 유동하도록 하는 경로인 유동로; 및
상기 저장 탱크로부터 상기 유동로 사이에 개재되어 상기 저장 탱크의 압력이 소정 압력 이상인 경우 상기 저장 탱크에 저장된 빗물 중 소정 량의 빗물이 상기 유동로를 통해 유동하도록 개방하는 압력밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.
제3항에 있어서,
상기 냉각기는
상기 유동로의 상부에 설치되어 상기 빗물이 상기 유동로로 유입되지 않을 때, 동작하는 냉각팬을 더 포함하며,
상기 유동로의 상부는 상기 냉각팬의 동작으로 인한 공기를 상부핀으로 유도하는 날개 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.
제1항에 있어서,
상기 방열체는
상기 덮개의 상면에 일부가 노출되며, 상기 덮개의 하면에 일부가 노출되도록 형성되는 몸체;
상기 몸체 중 상기 덮개의 하면에 일부가 노출된 부분으로부터 돌출되어 상기 전기 설비 박스 상면에 접촉되는 하부핀; 및
상기 몸체 중 상기 덮개의 상면에 일부가 노출된 부분으로부터 상향으로 돌출되어 형성되는 상부핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
지하에 매설되는 매설 박스의 내부에 설치되는 전기 설비 박스와, 상기 전기 설비 박스의 일측 하부 방향으로 소정 간격 이격되어 설치되어 공기가 상기 전기 설비 박스의 하면, 상기 전기 설비 박스의 일 측면, 상기 전기 설비 박스의 상면 및 상기 전기 설비 박스의 타 측면을 순차로 접촉하면서 유동되도록 하는 순환기를 포함하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 방법에 있어서,
상기 매설 박스 내의 공기의 온도를 측정하는 단계;
상기 측정된 공기의 온도가 소정 수치 이상이면, 상기 순환기를 가동하는 단계;
상기 전기 박스의 상면으로부터 상기 전기 설비 박스의 타 측면 상으로 유동되는 공기의 온도를 측정하는 단계; 및
상기 유동되는 공기의 온도에 따라 상기 순환기의 출력을 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설식 전기 설비의 방열을 위한 장치의 방열 방법.