KR102041747B1 - 옥내용 자가대류 수배전반 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열수렴 배출유니트(20)의 조립설치가 더욱 개선된 옥내용 자가대류 수배전반 장치로서, 경사형성 스페이서 바(60)는 하방 개방된 "ㄷ"자형 금속각재로서 등부(60a)에는 지붕판(50)과 면접되어 볼트나 나사 체결되는 등부(60a)와 V형 절곡면판(8)의 경사면 형성을 허락케 하는 높이를 갖는 측벽부(60b)와 측벽부(60b)에서 외방으로 절곡되며 V형 절곡면판(8)의 내측 가장자리경사면과 면접하며 볼트나 나사 체결되는 바닥절곡편(62)을 구비하되 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 좌우로 가로지르며 고정 설치되고, 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 상방절곡편(11)이 경사형성 스페이서 바(60)의 하방 홈으로 삽입되고 서로 대면접촉되는 맞춤조립이 된 상태에서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 가장자리면이 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)과 면접하여서 볼트나 나사 체결되게 구성함으로써, 열수렴 배출유니트(20)의 설치작업성과 배치위치 선정 및 크기맞춤 조절도 자유로움과 더불어 대류가속판이 더욱 견고한 구성을 갖도록 하며, 그와 동시에 수배전반 하우징 내부에서 발생하는 열을 열수렴 배출유니트에서 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여서 외부로 자가 배출되게 함으로써 외부로의 열배출이 신속하게 이루어질 수 있게 해준다.

Description

옥내용 자가대류 수배전반 장치{INDOOR POWER ELECTRIC SWITCHGEAR}

본 발명은 수배전반에 관한 것으로, 특히 수배전반 내부에서 발생하는 열을 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여 외부로 쉽게 배출할 수 있음과 동시에 열수렴 배출유니트의 조립설치가 용이한 옥내용 자가대류 수배전반 장치의 개량에 관한 것이다.

일반적으로 대용량의 전기 수배전반은 반내 고열로 인해서 각 기기 및 도체에 전기적 저항계수가 높아져 효율이 저하되므로 방열효과를 극대화하여 효율을 높이는 방법이 필요하다.

학교나 빌딩, 아파트단지, 공장 등과 같은 집단 전력수요처에 있어 외부의 대용량 전력을 내부로 배분 및 제어하기 위해 구비된 옥내용 배전반은 인명 및 설비를 보호하기 위해 주차단기와 보조차단기에 연결된 부스바(bus-bar)를 통하여서 옥내의 각 요소로 전력을 공급함과 동시에 공급전력을 개폐하는 기능을 담당한다.

이러한 배전반 및 제어반은 일정크기 이상의 캐비넷에 내장되는바, 변압기, 리액터, 반도체소자, 인버터, 대용량 커패시터 등과 같은 발열이 많은 전기기기들의 집합체이므로 반드시 그 열배출수단을 강구하여야 한다.

배전반 하우징내에 구비된 열배출수단으로는 팬 등을 이용한 강제송풍방식이 보편적으로 채택되고 있으나 팬의 고장, 절연파괴 등으로 인한 단락사고가 일선 수용가 현장에서 발생할 소지를 항시 지니고 있다.

이를 보완하기 위해서 온도계, 계전기 등을 조합해서 강제 송풍을 하는 방식도 채택하고 있는데, 이는 에너지 낭비와 아울러 소음진동 발생의 원인을 제공한다.

열배출수단의 다른 일 예로서 하기 선행기술문헌의 특허문헌1로 언급된 국내 등록특허공보 제10-0917379호 "수,배전반용 큐비클 및 변압기 함체"는 배전반의 내부에 기기들로 발생되는 열기를 상승기류 작용에 의해 외부로 배출하는 배출면을 구성하여 본체의 내부 온도를 최대한 낮추어 고열로 인해 발생 되는 내부기기의 수명연장과 수배전반의 효율을 높일 수 있도록 한 것을 개시하고 있다.

이러한 특허문헌1의 종래기술은 천장면 하측에 돌출된 배출면이 전후로 테이퍼지는 형태로 형성되어 있고 그 배출면과 접하는 함체 벽면 부위에 배출구가 형성되어 있는바, 이러한 배전반은 옥내용으로는 사용하질 못하고 옥외용으로는 배출구를 통한 외부의 빗물 침투 등의 우려가 있다.

그외에도 유사한 종래기술로서 하기 언급된 특허문헌2,3도 있다.

옥내용 배전반의 경우에는 부스바(bus-bar)나 대전력 케이블을 매개로 옥내의 각 요소로 전력을 공급하도록 하기 위해 배전반의 하우징 상부에는 부스덕트(bus duct)나 케이블 트레이(cable tray)나 케이블 덕트(cable duct)중 하나가 설치되며, 하우징 상부에 설치된 덕트 지점에 대응된 하우징 천장부에는 특고압(예컨대 22.9KV) 모선부스바나 대전력케이블 도체가 절연애자에 지지되어 장착된다.

하기에 언급된 특허문헌1,2,3과 같은 종래기술은 옥내용 배전반에 적용시, 절연애자에 취부된 모선부스바 도체나 대전력 케이블 도체를 회피하면서 열배출용 돌출 배출면을 천장면에 형성하기가 사실상 불가능한 것이다.

만일 절연애자에 취부된 모선부스바 도체의 부위면적 만큼을 도려내는 절개가공을 행하면 돌출 배출면을 천장부에 설치할 수 있지만 이렇게 하면 배출면의 절개공으로 열이 침투하면서 덕트내의 부스바나 대전력 케이블 등의 도전율을 저해하는 치명적인 결함을 야기시킨다. 또한 케이블 덕트나 케이블 트레이는 연통역할을 담당하므로 절개공을 통한 열 유입으로 인한 온도상승 작용으로 70℃가 넘는 열을 직접 받게 되는 문제가 있다.

또한 특허문헌1,2,3과 같은 종래 기술은 비록 배출면을 따라 흐르는 열이 배출면의 절개공을 너머서 배출구까지 도달하더라도 많은 배출방해 요소로 인해 열배출 효율이 상당히 떨어지는 단점이 있고, 부스덕트 등을 설치하기 위해서는 두번에 걸친 절개공 즉 함체 상부면 절개 및 천장부 배출면의 절개를 행해야 하는 작업 어려움도 있다.

또한 종래기술은 배출면이 전후방으로 형성되고 배출구로 전후 양측에만 형성된 관계로 열배출이 잘되지 않는다.

이러한 문제나 단점을 해결하기 위해 본원 발명자에 의해 특허출원되고 등록된 등록특허(특허문헌4) 제10-1607911호"자가 대류형 열배출이 가능한 옥내용 수배전반 장치"가 있다. 특허문헌4는 수배전반 하우징 내부에서 발생하는 열을 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여 외부로 쉽게 배출할 수 있도록 함과 동시에 반내 전선이나 부스바 등이 대류열에 의한 영향이 최소화되게 하는 자가대류형 열배출이 가능하도록 하는 구성과 효과를 가진 장점이 있다.

또 본원 발명자에 의해서 개량되어서 특허 출원되고 등록된 등록특허(특허문헌5) 제10-1719640호 "열수렴 배출유니트의 조립설치가 용이한 자가대류 열배출형 옥내용 수배전반 장치"가 있다. 특허문헌5는 자가대류 열배출형 옥내용 수배전반의 열수렴 배출유니트의 조립설치와 교체가 편리하며 기사용중에 있는 수배전반 하우징에서도 쉽게 교체 적용할 수 있도록 하는 장점이 있다.

본원 발명자는 특허문헌4와 특허문헌5를 기반으로 하는 자가대류 열배출형 옥내용 수배전반 장치를 제조함에 있어 열수렴 배출유니트의 조립설치가 특허문헌5보다 훨씬 더 편리한 구조를 개발하게 되었다.

국내 등록특허공보 제10-0917379호 "수,배전반용 큐비클 및 변압기 함체" 국내등록특허공보 제10-1230072호 "수배전반" 국내등록특허공보 제10-1403013호 "수배전반" 국내등록특허 제10-1607911호"자가 대류형 열배출이 가능한 옥내용 수배전반 장치" 국내등록특허공보 제10-1719640호 "열수렴 배출유니트의 조립설치가 용이한 자가대류 열배출형 옥내용 수배전반 장치"

따라서 본 발명의 목적은 수배전반 하우징 내부에서 발생하는 열을 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여 외부로 쉽게 배출할 수 있도록 함과 동시에 반내 전선이나 부스바 등이 대류열에 의한 영향이 최소화되게 하는 자가대류형 열배출이 가능하고 또 열수렴 배출유니트의 설치작업성과 길이가변 조절성이 더욱 수월함과 더불어 대류가속판이 더욱 견고한 설치 구성을 갖도록 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 배전반 하우징(2)의 평지붕 면적부에서 배전용 덕트(4)의 설치위치를 제외한 상부면을 개구하여서 하우징 천장부에 상방 개구부(6)가 형성되게 하고, 상방 개구부(6)에는 "∩"단면 형태의 장홈과 측벽부에 열배출슬릿공(12)들을 갖는 돋움홈틀(10) 한쌍과 한쌍의 돋움홈틀(10) 사이에 V형 절곡면판(8)을 갖는 열수렴 배출유니트(20)가 설치되게 구성하여서, 배전반 하우징(2) 내실의 배전반 구성 발열체(22)에서의 발생한 열이 대류 현상으로 상승하고 V형 절곡면판(8)을 타면서 양측면으로 분산 상승후 하우징 천장부의 열수렴 배출유니트(20)의 돋움홈틀(10)에 바로 수렴되어서 배전용덕트(4)측으로의 대류열 진입은 지양되게 함과 동시에 돋움홈틀(10)에 수렴되어진 대류열이 돋움홈틀(10)의 열배출슬릿공(12)들을 통과해 배전반 하우징(2)의 외부로 배출되게 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치에 있어서,

상기 열수렴 배출유니트(20)는,

지붕판(50)과, V형 절곡면판(8)과, 경사형성 스페이서 바(60)와, 한쌍의 돋움홈틀(10)로 구성하되,

경사형성 스페이서 바(60)는, 하방 개방된 "ㄷ"자형 금속각재로서 등부(60a)에는 지붕판(50)과 면접되어 볼트나 나사 체결되는 등부(60a)와, V형 절곡면판(8)의 경사면 형성을 허락케 하는 높이를 갖는 측벽부(60b)와, 측벽부(60b)에서 외방으로 절곡되며 V형 절곡면판(8)의 내측 가장자리경사면과 면접하며 볼트나 나사 체결되는 바닥절곡편(62)을 구비하되 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 좌우로 가로지르며 고정 설치되고,

지붕판(50)은, 상방 개구부(6)를 덮으며 배전반 하우징(2)의 지붕부에 체결되며 지붕판(50)에는 대류열 천장수렴 입구로(40)가 되며 한쌍의 돋움홈틀(10)이 얹히는 제1,제2 절개장공(52a)(52b)이 이격 형성되게 구성하고,

V형 절곡면판(8)은, 일측 대류가속판(8a)과 타측 대류가속판(8b)의 조립으로 구성되고, 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)은 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 가로지르며 고정 설치된 경사형성 스페이서 바(60)를 매개로 체결되어서 V형태의 경사면을 형성하며,

V형 절곡면판(8)의 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 상향단 및 하향단에는 상방절곡편(9)(11)을 각각 보강 형성하여서,

일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 상향단 상방절곡편(9)이 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b) 가장자리에 삽입되어 상방 돌출한 상태에서 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b)상에 돋움홈틀(10)을 얹어서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 상향단 상방절곡편(9)과 돋움홈틀(10)의 측벽부가 볼트나 나사 체결되게 구성하고,

일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 상방절곡편(11)이 경사형성 스페이서 바(60)의 하방 홈으로 삽입되고 서로 대면접촉되는 맞춤조립이 된 상태에서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 가장자리 경사면이 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)과 면접하여서 볼트나 나사 체결되게 구성함을 특징으로 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치이다.

또한, 본 발명의 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)은 V형 절곡면판(8)을 구성하는 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)이 이루는 경사면 각도와 동일하게 절곡형성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 옥내용 자가대류 수배전반 장치에서 지붕판(50)은 일측 대류가속판(8a)을 덮는 일측 상판부(50a)와 타측 대류가속판(8b)을 덮는 타측 상판부(50b)로 분리 구성되며 각각이 경사형성 스페이서 바(60)의 등부(60a)와 볼트나 나사 체결되게 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 열수렴 배출유니트의 설치작업성과 길이가변 조절성이 매우 수월함과 더불어 대류가속판이 더욱 견고한 설치 구성을 갖도록 하며, 그와 동시에 수배전반 하우징 내부에서 발생하는 열을 열수렴 배출유니트에서 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여서 외부로 자가 배출되게 함으로써 외부로의 열배출이 신속하게 이루어질 수 있게 해주는 이점이 있다. 또한 본 발명은 수배전반 하우징 반내의 전선 및 부스바 등에는 대류열에 의한 영향을 받지 않도록 해줌은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열배출 조립설치가 용이한 옥내용 자가대류 수배전반 장치의 외관 사시구성도,
도 2는 도 1의 옥내용 배전반에서 하우징 상방 개구부로부터 분리된 열수렴 배출유니트를 보여주는 분리 사시 구성도,
도 3은 본 발명의 열수렴 배출유니트의 분리 사시 구성도,
도 4는 본 발명의 열수렴 배출유니트에 대한 단면 구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 열수렴 배출유니트가 설치된 옥내용 배전반 하우징의 정단면 개략 구성도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 경사형성 스페이서 바의 확대 사시 구성도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 경사형성 스페이서 바와 일측 및 타측 대류가속판이 조립된 W형 절곡면판을 포함한 열수렴 배출유니트가 설치된 옥내용 배전반 하우징의 하부 요부 사시구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 구현하는 열수렴 배출유니트는 수배전반 하우징 내부에서 발생하는 열을 별도의 동력원 없이 자가대류를 이용하여서 외부로 자가 배출되게 하는 수단이며, 본 발명에 따른 열수렴 배출유니트는 다소 무거운 중량을 가짐에도 작업자가 신규 설치 및 기존 배전반 하우징(함체)에서의 교체나 추가 설치하기가 상당히 쉽고 열수렴 배출유니트의 배치위치 선정 및 크기맞춤 조절도 자유로우며 또 더욱 견고한 구조를 갖도록 구현한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 열수렴 배출유니트(20)의 조립설치가 더욱 개선된 옥내용 자가대류 수배전반 장치의 외관 사시구성도이고, 도 2는 도 1의 옥내용 배전반에서 하우징 상방 개구부로부터 분리된 열수렴 배출유니트(20)를 보여주는 분리 사시 구성도이다.

본 발명의 옥내용 배전반은 부스바(bus-bar)나 대전력 케이블을 매개로 해서 옥내의 각 요소로 전력을 공급하도록 하는데, 이를 위해 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 배전반 하우징(2)의 상부에는 부스덕트(bus duct)나 케이블 트레이(cable tray)나 케이블 덕트(cable duct) 등과 같은 배전용 덕트(4)가 배전반하우징(2)의 상부에 주로 설치된다.

그러므로 배전반 하우징(2)의 배전용 덕트(4)가 위치한 하우징 내실의 천장부에는 특고압(예컨대 22.9KV) 모선부스바나 대전력케이블 도체 등과 같은 부스덕트 도체(5)가 도 2에서와 같이 장착되어 있다.

하우징 내실 상부에 위치된 부스덕트 도체(5)는 배전반 하우징(2)의 내실에 구비된 다수의 부스바(32)와 전기적 연결이 되는 것이며, 부스바(32)는 도 2의 일 예서와 같이 천장부의 절연애자(30)에 지지되어서 장치된다. 절연애자(30)는 통상 천장의 좌우 양단에 고정된 좌우 횡방설치대에 사이를 가로지르는 수평지지대(28)에 탑재된다.

그런데 본 발명에 적용되는 옥내용 배전반 하우징(2)은 그 내실에 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같은 변압기 등과 같은 배전반 구성 발열체(22)들이 장치되어 있는바, 배전반 구성 발열체(22)로부터 70~80℃가 넘는 높은 열이 방출된다.

배전반 하우징(2)의 내실에서 방출된 70~80℃가 넘는 열은 팬 등으로 강제 배기하지 않게 되면 자연 상승하여서 하우징(2)의 내실 천장부에 도 5와 같이 설치된 부스덕트 도체(5)에 지속적으로 열을 가하게 되고, 이렇게 세월이 흐르게 되면 부스덕트 도체(5)가 부식 내지 산화되는 문제가 생긴다.

부연 설명하면, 배전용 덕트(4)내에 트레이 및 덕트전선과 같은 피복도체가 설치되어 있는 경우 오랜 세월에 걸쳐 내부 방출열에 노출됨에 따라 전선의 피복이 함유하고 있는 수지유가 증발되면서 그 피복을 부스러지게 만들고 결국은 내부의 알몸도체가 외부로 노출되게 하여 그로 인한 단락사고가 유발될 수 있다.

만일 배전용 덕트(4)내의 전선이 알몸도체인 경우 그 알몸도체는 가해지는 온도가 올라가면 저항이 커지고 도전효율이 저하되면서 그로 인해 더 뜨거워지게 되는 것이다. 배전반 하우징(2)내 표시등 역시도 내부 방출열에 오랜 세월동안 노출이 되면 그 표면 도색이 검게 그을리지게 되므로 표시등 역할도 제대로 못한다.

이에 따라 본 발명에서는 팬에 의한 내부열 강제 배기방식이 아닌 자가대류구조에 의한 자연 열배출형태의 열수렴 배출유니트(20)를 하우징(2) 상부에 설치한다.

더욱이 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)는 신규 옥내용 수배전반에도 바로 적용될 수 있음을 물론이고 기존의 옥내용 수배전반에도 추가 설치가 용이하게 될 수 있는 구조이며, 설치비용에 대한 부담도 줄여준다. 더욱이 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)의 구조는 무거운 중량임에도 작업자가 신규 설치 및 기존 배전반 하우징(함체)에서의 교체나 추가 설치하기가 상당히 쉽고 열수렴 배출유니트(20)의 배치위치 선정 및 크기맞춤 조절도 자유로우며 또 대류가속판(8a)(8b)를 포함한 열수렴 배출유니트(20)가 더욱 견고한 설치 구조를 갖는 특징이 포함된다.

열수렴 배출유니트(20)는 배전반 하우징(2)의 평지붕을 볼트 조립을 해제하거나 일부를 절개한 후 설치할 수 있으며, 이러한 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)는 옥내용 배전반 하우징(2)의 내실에서 발생되는 열을 송풍팬과 같은 별도의 동력원 없이 자연대류가 신속하게 진행될 수 있는 자가대류 구조를 하우징 천장부에 가짐으로서 외부로의 열배출이 신속하게 이루어지며, 그와 동시에 배전용 덕트(4)에 관련된 전선이나 피복도체, 알몸도체 등에는 거의 열 피해를 끼치지 않도록 해준다는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 배전반 하우징(2)의 평지붕 면적부에서 덕트(4)의 설치위치를 제외한 부분을 한 개나 또는 두 개 이상으로 넓게 개구(開口)하여서 즉, 절개하거나 볼트 체결해제로 상판판넬을 개방하거나 상판판넬을 적절한 사이즈로 절개함으로써 하나 이상의 상방 개구부(6)를 마련한다.

이러한 상방 개구부(6)는 배전반 하우징(2)상의 평지붕 내에만 마련되므로, 볼트해제 등을 통한 상판판넬의 제거가 편리하고 또 열수렴 배출유니트(20)의 갯수나 사이즈에 맞는 상판판넬의 일부 제거나 전체 제거도 수월한 이점이 있다.

그리고 하우징 평지붕 면적부에 형성되므로 상방 개구부(6)의 최대 크기는 하우징 평지붕보다 항상 작으며 배전용 덕트(4)의 존재를 고려하면 상방 개구부(6)의 최대 크기는 더 줄어들게 된다. 평지붕 사이즈보다 적게 되는 상방 개구부(6)의 최대크기나 평지붕 면적부 내에서의 상방 개구부(6)의 다수개 형성은 양측으로 각기 5~15°의 상향 기울기를 갖도록 V형 절곡면판(8)의 최저 높이점을 가능한 한 위쪽으로 올려줄 수 있게 한다. 이는 V형 절곡면판(8)의 최하단이 하우징 실내 천장부에 위치해 있는 절연애자(30)나 그 절연애자(30)에 연결된 부스바(32)에 닿지 않도록 해주는 것이므로 작업자의 설치작업을 가능케 하는 중요한 역할을 도모한다.

이렇게 배전반 하우징(2)의 천장부에 하나 이상으로 형성된 상방 개구부(6)에는 본 발명에 따른 열수렴 배출유니트(20)가 설치되는데, 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)는 작업자에 의한 조립설치가 간편하게 이루어지는 구조를 갖는다.

도 2에 예시된 옥내용 배전반을 구성하는 배전반 하우징(2)의 천장부에 하나의 열수렴 배출유니트(20)를 설치함과 동시에 배전용 덕트(4)를 설치하기 위해서 하나로 넓게 형성된 하우징 상방개구부에 두개의 개구(열수렴 배출유니트용 및 배전용 덕트용)로 분할 형성되도록 지붕판 지지바(58)를 볼트체결 등으로 설치한다.

지붕판 지지바(58)는 하방 개방된 "ㄷ"자형 금속각재로서 금속각재의 개방부를 통해서 열수렴 배출유니트(20)의 볼트 체결이 수월하게 해준다.

본 발명에서는 지붕판 지지바(58)를 설치하기 이전에 미리 배전반 하우징 내에 장착되어야 하는 중량물 장치물 등을 반입시키되 전방의 문(23)을 통하는 것이 아니라 공장내에 주로 구비되는 호이스트를 이용해서 하우징 상방개구부를 통해서 내실로 쉽게 반입시켜 장치할 수 있는 것이며, 그 후에야 지붕판 지지바(58)들을 도 2에서와 같이 설치하는 것이 바람직하다. 도 2에 예시되 하우징 상방개구(6)들중 하나는 본 발명에 따른 열수렴 배출유니트(20)를 장착하기 위한 용도이고 나머지 하나는 배전용 덕트(4)를 장착하기 위한 용도이다.

도 3은 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)의 분리 사시 구성도이고, 도 4는 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)에 대한 단면 구성도이다.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)는, 크게 지붕판(50), V형 절곡면판(8), 경사형성 스페이서 바(60)와, 및 한쌍의 돋움홈틀(10)로 구성한다.

도 3에 도시된 열수렴 배출유니트(20)의 구성부품인 지붕판(50), 경사형성 스페이서 바(60), V형 절곡면판(8), 돋움홈틀(10) 각각은 작업자의 조립 설치가 용이한 구조로 다수 개로 분할되어 제작되며, 볼트 등에 의한 상호 간의 조립 체결로 온전한 해당 구성부품의 형태가 완성된다. 또 각 구성부품들은 상호 간의 체결도 쉽도록 제작된다.

본 발명의 열수렴 배출유니트(20)를 조립 설치할 때 먼저, 도 2에 도시된 상방 개구부(6)중 배전반 하우징(2)의 전후 벽면측에는 일측이 개방된 연결프레임(59)을 연장 설치한다. 연결프레임(59)의 하방 개방부측에는 도 4에 도시된 바와 같이 내향된 절곡날개편(59a)(59b)이 연장 형성된다. 작업자가 연결프레임(59)의 개방부측을 이용하면 지붕판(50)과의 볼트 조립체결을 용이하게 행할 수 있고, 연결프레임(59) 개방부측의 내향된 절곡날개편(59a)(59b)은 대류열이 돋움홈틀(10)이 위치한 대류열 천장수렴 입구로(40)쪽으로 유도되게 안내해 준다.

이렇게 연결프레임(59)을 설치한 후에는 도 6에 도시된 바와 같은 경사형성 스페이서 바(60)를 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)의 중앙을 좌우로 가로지르게 설치한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 경사형성 스페이서 바(60)는 하방 개방된 "ㄷ"자형 금속각재로서 등부(60a)에는 지붕판(50)과 면접되어서 볼트나 나사 체결되고, 하방 개방된 "ㄷ"자형의 하단부 양측의 날개부가 절곡되어서 바람직하게는 수평면에서 5~15°의 경사각(w)을 갖는 바닥절곡편(62)을 형성한다. 경사형성 스페이서 바(60)의 양 측벽부(60b)의 높이는 V형 절곡면판(8)의 경사면 형성을 허락케 하는 수단이다. 또 경사형성 스페이서 바(60)는 상기 양 측벽부(60b)에서 외방으로 절곡되며 V형 절곡면판(8)의 내측 가장자리경사면과 면접하며 볼트나 나사 체결되는 바닥절곡편(62)을 구비한다.

경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)은 그 절곡각도가 V형 절곡면판(8)을 구성하는 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)이 이루는 경사면 각도와 동일하게 형성되는 것이 바람직하며, 경사형성 스페이서 바(60)의 측벽부(60b)와는 90°에 못미치는 예각(수평면 기준으로 5~15°)을 형성한다.

그리고 경사형성 스페이서 바(60)의 길이방향 양측단에는 연장날개부가 하방절곡되어서 하우징 취부 절곡편(60c)을 마련한다.

본 발명에서는 경사형성 스페이서 바(60)를 고정 설치시, 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)의 중앙을 좌우로 가로지르는 경사형성 스페이서 바(60)의 양측단의 하우징 취부 절곡편(60c)을 배전반 하우징(2)의 상단프레임 측벽과 면접시키고 볼트나 나사 체결함으로써 경사형성 스페이서 바(60)가 고정 설치되게 한다.

경사형성 스페이서 바(60)를 설치한 후에는 V형 절곡면판(8)과 지붕판(50)을 조립 설치한다.

본 발명에서 V형 절곡면판(8)을 조립설치함에 있어, V형 절곡면판(8)을 조립구성하는 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b) 하향단 부분을 경사형성 스페이서 바(60)를 매개로 체결하되 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 상방절곡편(11)이 "ㄷ"자 형태의 경사형성 스페이서 바(60)의 하방 홈으로 삽입되고 서로 대면접촉되는 맞춤조립이 된 상태로 있게 한후 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 가장자리면과 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)을 면접시켜서 볼트나 나사 체결되게 함으로써, V형 절곡면판(8)의 하향단 부분이 체결고정되게 한다.

본 발명에 따라 V형 절곡면판(8)과 지붕판(50) 각각은 조립작업성과 길이가변성이 좋도록 한쌍으로 분리 제작한다.

구체적으로 설명하면, 본 발명의 지붕판(50)은 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 덮으며 하우징 상부에 볼트나 나사 체결되는 수단으로서 한 쌍의 서로 이격된 돋움홈틀(10)이 얹혀지는 제1,제2 절개장공(52a)(52b)이 좌우 가장자리측에 이격 형성된다.

본 발명에서는 지붕판(50)이 작업자의 조립 편의성을 위해서 두개로 분리 구성된다. 즉 지붕판(50)은 일측 대류가속판(8a)을 덮는 일측 상판부(50a)와 타측 대류가속판(8b)을 덮는 타측 상판부(50b)로 분리 구성된다.

일측 및 타측 상판부(50a)(50b)로 분리된 지붕판(50)의 설치는 도 4 및 도 5에서와 같이 하우징(2) 상부 가장자리에 체결된 연결프레임(59)의 등부와 하우징 상방 개구부(6)를 가운데로 가로지르며 설치된 경사형성 스페이서 바(60)의 등부(60a)에 일측 및 타측 상판부(50a)(50b)가 얹혀서 볼트나 나사 체결되게 한다. 즉 일측 및 타측 상판부(50a)(50b)의 내측 가장자리부는 경사형성 스페이서 바(60)의 등부(도 6의 60a)와 볼트나 나사 체결되게 구성한다.

지붕판(50)의 양단부에 형성된 제1,제2 절개장공(52a)(52b)은 대류열이 "∩"단면형태로 장홈을 갖는 돋움홈틀(10)내에 수렴될 수 있도록 하는 대류열 천장수렴 입구로(40) 초입이 되는 것으로, 대류열의 천장부 수렴이 충분히 그리고 제대로 될 수 있도록 돋움홈틀(10)의 장홈에 맞춰 길게 연장 형성된다.

지붕판(50)의 하방에는 대류열의 상승방향을 양측으로 분산유도하는 V형 절곡면판(8)이 배전하우징(2)의 상방 개구부(6)의 가운데를 가로지르며 고정설치된 경사형성 스페이서 바(60)를 매개로 하여 볼트나 나사 체결된다.

V형 절곡면판(8)은 하단부에서 양측으로 각기 5~15°의 상향 기울기를 갖도록 형성된다. V형 절곡면판(8)은 주로 대형 사이즈의 금속판이므로 금속판 통째로는 제작하기가 힘들고 취급하기도 불편하므로 여러 판재를 결합하여 제작하는 것이 바람직하다. 또한 이러한 V형 절곡면판(8)은 장치한 후에도 자중 무게로 인해 일부측(심부측)에서 아래로 처짐현상이 발생되고 면판 전체가 균일한 기울기를 갖는 경사면을 형성하기가 힘들다. 또 V형 절곡면판(8)이 V자형일 때에 저부 절곡능선은 배전반 하우징(2)의 천장부의 공간을 협소하게 할 수 있고 천장부 근처에 절연애자(30)를 취부시에 작업자의 공구사용을 방해할 수 있으며 배전반내 진동을 발생케 하는 한 요인이 될 개연성도 있다.

이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 경사형성 스페이서 바(60)가 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)의 가운데를 가로지르며 설치되게 함과 아울러 V형 절곡면판(8)을 구성함에 있어 V형 절곡면판(8)을 분할 제작한다.

V형 절곡면판(8)은 배전반 하우징(2)의 크기나 열배출원의 위치에 따라서 그 크기를 변경시킬 수 있고 배치위치의 선정도 자유롭고, 배치개수도 임의대로 선정할 수 있는 이점을 갖는다.

먼저 V형 절곡면판(8)을 구성함에 있어, V형 절곡면판(8)의 기울기 경사면은 그대로 유지하지만 하나의 평판을 통째 절곡함에 의해 형성되는 하방 절곡능선을 없앤다. 그 대신 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 두개의 분할판재를 마련하고 조립을 통해서 절곡능선이 형성되게 한다. 즉 하나의 V형 절곡면판(8)을 구성할 평판을 반으로 나눠지게 재단하고 각 재단판의 각 사방의 가장자리를 상방 또는 하방으로 절곡하여서 휨이나 처짐에 강한 보강구조를 마련한 두개의 대류가속판(8a)(8b)을 준비한다. 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)이 한쌍이 되게 준비한다.

그리고 일측 대류가속판(8a)과 타측 대류가속판(8b)의 조립으로 V형 절곡면판(8)을 구성하되, 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 내측가장자리부가 하우징 개구부의 가운데를 좌우로 가로지르며 취부된 경사형성 스페이서 바(60)의 양측 바닥절곡편(62)을 매개로 볼트나 나사 체결됨으로써 V형 절곡면판(8)에서의 V형태의 경사면을 형성하는 것이다. V형태의 경사면은 5~15°의 상향 기울기를 갖는다.

V형 절곡면판(8)을 구성함에 있어 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 상향단 및 하향단에는 상방절곡편(9)(11)을 함께 형성한다. 그래서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 보강구조체 역할을 담당케 한다.

또 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 상향단 상방절곡편(9)은 돋움홈틀(10)과의 볼트 체결을 위한 체결공들이 형성되는 볼트체결면을 함께 제공한다. 또 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 하향단 상방절곡편(11)은 서로 대면 접촉되어서 구조체의 견고성을 더욱 보강한다.

일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 좌우측부 가장자리에도 보강을 위한 절곡날개편(13)이 바람직하게는 하방절곡으로 형성된다. 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b) 조립에 의한 V형 절곡면판(8)의 V형상 즉 역삼각형 형상으로 좌우가 개방된 양측가장자리는 상기 보강을 위한 절곡날개편(13)으로 인해 기울기를 갖는 면판의 휨방지가 도모되며 조립 체결하는데 있어서도 벽면 지지에 도움을 준다.

일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 조립으로 얻어지는 V형 절곡면판(8)은 하나의 통 판재에 비해서 훨씬 가벼워서 작업의 피로도를 줄일 수 있고, 체결작업시에 하방이 개방된 단면 "ㄷ"자형의 경사형성 스페이서 바(60)의 하방홈에 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 하향단 상방절곡편(11)이 삽입되고 서로 대면접촉된 맞춤조립이 이루어지므로 구조체의 견고성을 더욱 보강되고 볼트나 나사 체결시 조립안정성도 매우 좋게 된다.

하향단 상방절곡편(11)이 서로 대면 접촉되어 안전하게 맞춤조립된 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)에서의 그 하향단 가장자리 경사면과 경사형성 스페이서 바(60)의 양측 바닥절곡편(62) 면이 서로 동일한 경사각도(w)를 가지므로 자연스럽게 면접되며 그 상태에서 바로 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 가장자리 경사면과 경사형성 스페이서 바(60)의 양측 바닥절곡편(62)을 볼트체결하여 고정함으로써 V형 절곡면판(8)의 하방부에 대한 고정이 쉽게 이루어진다.

또 V형 절곡면판(8)의 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 상향단을 지붕판(50)에 취부하게 되면 V형 절곡면판(8)의 상향 상방절곡편(9)이 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b)의 가장자리인 내접부측에 밀착 삽입된 상태로 자연스럽게 상방 돌출되며, 그 후에는 바로 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b) 위치에 열배출슬릿공(12)들이 측벽부에 형성된 "∩"단면형태의 장홈을 갖는 돋움홈틀(10)을 얹는다.

이러한 상태에서 볼트(56)로 연결프레임(59)상에 얹힌 지붕판(50)의 일측 및 타측 상판부(50a)(50b)의 외측가장자리와 돋움홈틀(10)의 외측가장자리를 체결하여서 돋움홈틀(10)의 외측을 배전반 하우징(2)에 고정하고, 또 돋움홈틀(10)의 내벽에 면접된 V형 절곡면판(8)의 상방절곡편(9)과 돋움홈틀(10)의 측벽면부를 볼트(54)로 일괄 볼트체결함으로써 V형 절곡면판(8)과 한쌍의 돋움홈틀(10)이 배전반 하우징(2)의 지붕에 견고히 고정된다.

도 4의 단면도에서 알 수 있듯이, 본 발명에서의 "∩"형태 장홈을 갖는 돋움홈틀(10)은 그 측벽부에 열배출슬릿공(12)들이 형성된 일측 절곡브라켓(14)과 대류열 외향유도절곡면을 갖는 타측 절곡브라켓(16)의 일부가 중첩 조립되게 함으로써 제작된다. 또 돋움홈틀(10)은 대류열 외향유도 절곡면을 갖는 타측 절곡브라켓(16)의 상측단에는 처마부(16a)가 연장 형성되게 구성함으로써 먼지 등의 이물질이 돋움홈틀(10)의 측벽부에 형성된 열배출슬릿공(12)들로 유입되지 못하도록 하며, 처마부(16a)의 선단도 휨방지를 위해 절곡가공 처리된 보강절곡테를 갖는다.

이러한 돋움홈틀(10)의 구조는 일측 및 타측 절곡브라켓(14)(16)의 마련을 위한 프레스 가공작업도 수월하며, 일측 및 타측 절곡브라켓(14)(16)의 조립도 아주 수월하고 지붕판(50)에 체결하는 것도 아주 간편하다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 열수렴 배출유니트(20)가 설치된 옥내용 배전반 하우징(2)의 정단면 개략 구성도이다.

본 발명에서 대류열 수렴홈을 갖는 돋움홈틀(10)이 배전반 하우징(2)의 평지붕 상방으로 불쑥 올라간 돌출 형성은 한쌍의 돋움홈틀(10)의 하방에 취부된 V형 절곡면판(8)의 최저지점까지도 천장부 상방으로 밀어 올려주게 하는바, 이는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 천장부 근처에 설치되는 절연애자(30)나 그 절연애자(30)에 연결된 부스바(32) 등의 장착에 방해나 불편함이 없게 하는 작용도 겸한다.

돋움홈틀(10)의 돋움 높이는 하우징(2)의 평지붕 네모서리에 있는 통상적으로 있는 인양고리의 높이 정도인 60~90mm로 형성하는 것이 바람직하며, 이는 상승열의 수렴작용을 도모함과 동시에 하우징(2)의 불필요한 키높이를 키우지 않아도 되도록 해준다.

이러한 본 발명의 열수렴 배출유니트(20)의 구조에 의해서 배전반 하우징(2)의 내실에서 방출된 70~80℃의 열이 도 2에 도시된 배전반 하우징(2)의 문(23) 하방에 형성된 급기공(24)들을 통해 인입된 외부공기의 냉기를 데워줌으로써 자연 대류현상으로 상승하고 그 상승 대류열이 도 4, 도 5 및 도 7에서와 같이 V형 절곡면판(8)을 타고 양측의 경사면으로 분산되고 가속되며 올라가 하우징 천장부의 대류열 천장수렴 입구로(40)를 통해 들어가 열수렴 배출유니트(20)의 돋움홈틀(10)내에 바로 수렴됨으로써 배전용덕트(4)측으로의 대류열 진입이 지양되게 한다. 그와 아울러 돋움홈틀(10)내에 수렴되어진 대류열이 돋움홈틀(10)의 열배출슬릿공(12)들을 통과해서 배전반 하우징(2)의 외부로 빠져나옴으로써 외부로의 열배출이 신속하고 수월하게 이루어진다.

그러므로 배전용 덕트(4) 부근에 설치된 전선 및 부스바 등에는 대류열에 의한 영향을 최대한 받지 않도록 해주며, 어떠한 다른 동력 도움없이 배전반 하우징(2) 내에서 발생된 열을 자가대류를 이용하여 외부로 신속하게 배출시켜주게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명은 수배전반 내부에서 발생하는 열을 별도의 동력원 없이 자가 대류방식으로 외부로 쉽게 배출할 수 있도록 하는데에 이용할 수 있다.

(2)-- 배전반 하우징 (4)-- 배전용 덕트
(5)-- 부스덕트 도체 (6)-- 상방 개구부
(8)-- V형 절곡면판 (10)-- 돋움홈틀
(12)-- 열배출슬릿공 (14)-- 일측 절곡브라켓
(16)-- 타측 절곡브라켓 (20)-- 열수렴 배출유니트
(22)-- 배전반 구성 발열체 (24)-- 급기공
(26)-- 수평지지대 (30)-- 절연애자
(32)-- 부스바 (40)-- 대류열 천장수렴 입구로
(50)-- 지붕판 (50a)(50b)-- 상판부
(52a)(52b)-- 제1,제2 절개장공
(54)(56)-- 볼트 (58)-- 지붕판 지지바
(59)-- 연결프레임 (60)-- 경사형성 스페이서 바

Claims (3)

1. 배전반 하우징(2)의 평지붕 면적부의 상부면을 개구하여서 하우징 천장부에 상방 개구부(6)가 하나 이상으로 형성되게 하고, 각 상방 개구부(6)에는 "∩"단면 형태의 장홈과 측벽부에 열배출슬릿공(12)을 갖는 돋움홈틀(10) 한쌍과 한쌍의 돋움홈틀(10) 사이의 내실 천장부에 V형 절곡면판(8)을 갖는 열수렴 배출유니트(20)가 설치되게 구성하여서 배전반 하우징(2) 내실의 배전반 구성 발열체(22)에서의 발생한 열이 대류 현상으로 상승하고 V형 절곡면판(8)을 타면서 양측면으로 분산 상승후 하우징 천장부의 열수렴 배출유니트(20)의 돋움홈틀(10)에 바로 수렴되어서 돋움홈틀(10)에 수렴되어진 대류열이 돋움홈틀(10)의 열배출슬릿공(12)을 통과해 배전반 하우징(2)의 외부로 배출되게 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치에 있어서,
   상기 열수렴 배출유니트(20)는,
   지붕판(50)과, V형 절곡면판(8)과, 경사형성 스페이서 바(60)와, 한쌍의 돋움홈틀(10)로 구성하되,
   경사형성 스페이서 바(60)는, 하방 개방된 "ㄷ"자형 금속각재로서 등부(60a)에는 지붕판(50)과 면접되어 볼트나 나사 체결되는 등부(60a)와, V형 절곡면판(8)의 경사면 형성을 허락케 하는 높이를 갖는 양 측벽부(60b)와, 양 측벽부(60b)에서 외방으로 절곡되며 V형 절곡면판(8)의 내측 가장자리 경사면과 면접하며 볼트체결되는 바닥절곡편(62)을 구비하되, 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 좌우로 가로지르며 고정 설치되고,
   지붕판(50)은, 상방 개구부(6)를 덮으며 배전반 하우징(2)의 지붕부에 체결되며 지붕판(50)에는 대류열 천장수렴 입구로(40)가 되며 한쌍의 돋움홈틀(10)이 얹히는 제1,제2 절개장공(52a)(52b)이 이격 형성되게 구성하고,
   V형 절곡면판(8)은, 일측 대류가속판(8a)과 타측 대류가속판(8b)의 조립으로 구성되고, 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)은 배전반 하우징(2)의 상방 개구부(6)를 가로지르며 고정 설치된 경사형성 스페이서 바(60)를 매개로 체결되어서 V형태의 경사면을 형성하며,
   V형 절곡면판(8)의 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 각 상향단 및 하향단에는 상방절곡편(9)(11)을 각각 보강 형성하여서,
   일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 상향단 상방절곡편(9)이 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b) 가장자리에 삽입되어 상방 돌출한 상태에서 지붕판(50)의 제1,제2 절개장공(52a)(52b)상에 돋움홈틀(10)을 얹어서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 상향단 상방절곡편(9)과 돋움홈틀(10)의 측벽부가 볼트나 나사 체결되게 구성하고,
   일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 상방절곡편(11)이 경사형성 스페이서 바(60)의 하방 홈으로 삽입되고 서로 대면접촉되는 맞춤조립이 된 상태에서 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)의 하향단 가장자리 경사면이 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)과 면접하여서 볼트나 나사 체결되게 구성함을 특징으로 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 경사형성 스페이서 바(60)의 바닥절곡편(62)은 V형 절곡면판(8)을 구성하는 일측 및 타측 대류가속판(8a)(8b)이 이루는 경사면 각도와 동일하게 절곡형성됨을 특징으로 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지붕판(50)은 일측 대류가속판(8a)을 덮는 일측 상판부(50a)와 타측 대류가속판(8b)을 덮는 타측 상판부(50b)로 분리 구성되며 각각이 경사형성 스페이서 바(60)의 등부(60a)와 볼트나 나사 체결되게 구성함을 특징으로 하는 옥내용 자가대류 수배전반 장치.

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