KR102353840B1

KR102353840B1 - 자연냉각 구조를 구비한 수배전반

Info

Publication number: KR102353840B1
Application number: KR1020210014611A
Authority: KR
Inventors: 배종훈; 안한열; 김성룡; 배경진; 최용필; 배진호
Original assignee: 주식회사 나산전기산업; 주식회사 에스지이노베이션
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2022-01-20

Abstract

본 발명은 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에 관한 것으로써, 녹색기술을 구현하기 위하여 별도의 공조설비를 구비하지 않고, 자연대류만을 이용하여 수배전반 내부 온도를 소정의 범위 내로 유지시키는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 형성되는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부 일측에 구비되는 전기기기(1);를 포함하는, 수배전반에 있어서, 상기 케이싱은: 하부에 형성되는 흡기구(2); 외부에 노출되도록 구비되는 외천정(3); 및 상기 외천정(3)의 하부에서 외천정(3)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내천정(4);을 포함하고, 상기 외천정(3)은: 소정의 배기구;를 포함하고, 상기 내천정(4)은: 상기 흡기구(2)로부터 배기구까지 이어지는 소정의 공기유로가 형성되도록 구비되는 배기도어(5); 상기 배기도어(5)의 일측을 힌지고정시키는 힌지(6); 및 상기 배기도어(5)의 타측에 연결되는 제1리니어 액츄에이터(7);를 포함하여, 상기 배기도어(5)가 개폐되도록 구성되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반을 제공한다.

Description

자연냉각 구조를 구비한 수배전반{Switchgear with natural cooling structure}

본 발명은 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에 관한 것으로써, 녹색기술을 구현하기 위하여 별도의 공조설비를 구비하지 않고, 자연대류만을 이용하여 수배전반 내부 온도를 소정의 범위 내로 유지시키는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에 관한 것이다.

수배전반이란, 전력기기(전기기기)가 내부에 설치되어 있는 전기용 판넬을 의미하며, 내부에 수용된 전기기기의 종류/용도에 따라 옥외형, 옥내형 으로 분류될 수 있다.

일반적으로, 옥내형 수배전반의 경우 수배전반이 설치된 장소의 공조설비(에어컨 등)에 의해 온도 및 습도 조절이 가능하며, 이로 인해 수배전반 자체에 대한 냉각/공조설비가 필요하지 않을 수 있다.

반면 옥외형 수배전반의 경우, 직사광선, 지열(복사열) 등으로 인해 지속적으로 가열되므로, 수배전반의 내부 온도 상승으로 인한 장치 고장, 수명 저하, 변압기 효율/이용률 감소, 성능 저하, 화재 등의 문제가 발생한다.

따라서, 일반적으로는 수배전반에 별도의 냉각/공조설비를 구비하고 있으나, 공조설비 설치 시 발생하는 추가적인 전력소모, 냉각장치 가동으로 인한 열 배출(증발기 단/실외기 측)로 인해 외부 환경에 악영향을 끼친다는 문제점이 있다.

녹색기술에 대한 수요가 증가하면서, 수배전반에 별도의 냉각/공조장치를 설치하지 않고 온도를 소정의 범위 내로 유지시키는 기술에 대한 수요도 발생하고 있으며, 이에 대한 수배전반 녹색기술 인증 제도가 운영되고 있다.

종래 수배전반 냉각장치로는 국내등록특허 제10-1524670호가 개시되어 있으며, 상기 특허문헌에서는 별도의 팬을 구비함으로써 강제대류에 의한 (수)배전반 냉각을 수행하고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 수배전반 냉각기술의 한계점을 개선하기 위하여, 별도의 냉각장치(팬, 에어컨 등 전기적 요소를 이용하여 강제로 냉각/강제대류 시키는 장치)를 사용하지 않고도 수배전반의 내부 온도를 소정의 범위 내로 유지시킬 수 있는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 형성되는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부 일측에 구비되는 전기기기(1);를 포함하는, 수배전반에 있어서, 상기 케이싱은: 하부에 형성되는 흡기구(2); 외부에 노출되도록 구비되는 외천정(3); 및 상기 외천정(3)의 하부에서 외천정(3)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내천정(4);을 포함하고, 상기 외천정(3)은: 소정의 배기구;를 포함하고, 상기 내천정(4)은: 상기 흡기구(2)로부터 배기구까지 이어지는 소정의 공기유로가 형성되도록 구비되는 배기도어(5); 상기 배기도어(5)의 일측을 힌지고정시키는 힌지(6); 및 상기 배기도어(5)의 타측에 연결되는 제1리니어 액츄에이터(7);를 포함하여, 상기 배기도어(5)가 개폐되도록 구성되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 형성되는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부 일측에 구비되는 전기기기(1);를 포함하는, 수배전반에 있어서, 상기 케이싱은: 하부에 형성되는 흡기구(2); 외부에 노출되도록 구비되는 외천정(3); 및 상기 외천정(3)의 하부에서 외천정(3)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내천정(4);을 포함하고, 상기 외천정(3)은: 소정의 배기구;를 포함하고, 상기 배기구는: 하부로부터 상부로 올라갈수록 기울기가 증가하는 곡선 단면을 가지는 충돌갓(8); 상기 충돌갓(8)을 복수개 적층하되, 아래쪽에 위치한 충돌갓(8)의 상단과 위쪽에 위치한 충돌갓(8)의 하부가 소정의 거리만큼 이격되도록 고정시키는 고정부재; 및 상기 복수개의 충돌갓(8) 중 최상단에 위치한 충돌갓(8)을 제외한 나머지 충돌갓(8)의 중심에 형성되는 통공부(9);를 포함하여, 상기 충돌갓(8) 사이의 공간으로 외부의 바람이 유입될 때, 충돌갓(8) 사이의 단면적이 줄어듦에 의해 배기구 내 음압을 발생시켜, 상기 케이싱 내부로부터 공기를 빨아들여 배기구 외측 방향으로 배출시키는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 형성되는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부 일측에 구비되는 전기기기(1);를 포함하는, 수배전반에 있어서, 상기 케이싱은: 하부에 형성되는 흡기구(2); 외부에 노출되도록 구비되는 외천정(3); 및 상기 외천정(3)의 하부에서 외천정(3)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내천정(4);을 포함하고, 상기 외천정(3)은: 소정의 배기구;를 포함하고, 상기 케이싱 내에서 전자기기(1)로부터 소정의 거리 내에 배치되어, 전자기기(1)로부터 발생한 열을 흡수하도록 냉각핀이 형성된 히트싱크(10); 상기 히트싱크(10) 내에 수용되는 냉매; 상기 냉매가 온도에 따른 밀도차에 의해 유동하도록 제공되는 냉매관로(11); 및 상기 외천정(3) 및 내천정(4) 사이에 구비되어, 냉매를 냉각시키도록 구비되는 방열판(12);을 포함하여, 상기 히트싱크(10)에서 가열된 냉매가 방열판(12)으로 이동하고, 방열판(12)에서 냉각된 냉매가 히트싱크(10)로 이동하도록 구성되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반을 제공한다.

또한, 상기 케이싱은: 사람의 출입이 가능하도록 개폐가능한 문이 형성되는 전면벽 및 후면벽(이하, 각각을 통칭하여 출입문이라 함); 및 상기 전면벽 및 후면벽 사이에 형성되는 측면벽;을 포함하고, 상기 측면벽은: 외부에 노출되도록 구비되는 외측면벽(13); 상기 외측면벽(13)의 내측에서 외측면벽(13)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내측면벽(14); 및 상기 외측면벽(13) 및 내측면벽(14) 사이에서 외측면벽(13) 및 내측면벽(14)과 수직하게 구비되는 브라켓;을 포함하고, 상기 브라켓에는, 하부에서 상부 방향으로 공기유로가 형성되도록 다수개의 통공이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 외천정(3)은: 중심부로부터 외곽부까지 점차 낮은 높이를 가지도록 'ㅅ' 형태의 경사면으로 형성되고, 상기 중심부로부터 소정의 범위 내의 면이, 다른 면에 대해 소정의 높이만큼 오프셋 된 높이를 가지도록 형성되는 외천정중심부(15); 상기 외천정중심부(15)의 단부에 형성되며, 상기 배기구를 포함하는 외천정(3)중심측벽; 및 단면이 'ㄷ'자 형으로 형성되되, 'ㄷ'자 형의 'ㅣ'형 부분이 상기 외천정중심부(15)의 하면에 밀착하도록 외천정중심부(15)에 결합되는 ㄷ자형 보(17);를 포함하고, 상기 배기도어(5)는: 상기 외천정중심부(15)를 하부로 정사영한 면적 범위 내에서 구비될 수 있다.

아울러, 상기 브라켓은: 바닥면에 대해 수직하게 구비되는 수직브라켓(18); 상기 바닥면과 평행하게 구비되는 수평브라켓(19); 및 상기 바닥면에 대해 소정의 각도를 가지되, 하부는 전면벽 또는 후면벽에 가깝게, 상부는 상기 중심부에 가깝게 구비되는 대각브라켓;을 포함하며, 상기 대각브라켓은: 상기 중심부를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 각 방향마다 복수개 구비되며, 하부가 상기 바닥면으로부터 소정의 범위 내에 결합되는 하부대각브라켓(20); 및 상기 중심부를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 각 방향마다 하나 이상이 구비되되, 상기 하부대각브라켓(20)의 상단보다 높은 지점에 위치하도록 구비되는, 상부대각브라켓(21);을 포함하고, 상기 하부대각브라켓(20) 및 상부대각브라켓(21)의 사이에 수평브라켓(19)이 하나 이상 구비될 수 있다.

또한, 상기 출입문은: 외부에 노출되도록 구비되는 외출입문(22); 상기 외출입문(22)의 내측에서 외출입문(22)으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내출입문(23); 및 상기 외출입문(22) 또는 내출입문(23)에 복수개 결합되는 통기덕트(24);를 더 포함하고, 상기 통기덕트(24)는: 측단면이 사다리꼴 형상으로 형성되어, 일면의 개구면적이 타면의 개구면적보다 작게 형성되어, 개구면적이 좁은 부분이 내출입문(23) 방향을 향하도록 외출입문(22) 또는 내출입문(23)에 결합되고. 상기 출입문의 하부에 결합되는 통기덕트(24)는: 외출입문(22) 방향의 개구 하단으로부터 내출입문(23) 방향의 개구 하단이 상향으로 대각선이 형성되도록 결합되고, 상기 출입문의 상부에 결합되는 통기덕트(24)는: 내출입문(23) 방향의 개구 상단으로부터 외출입문(22) 방향의 개구 상단이 상향으로 대각선이 형성되도록 결합될 수 있다.

그리고, 상기 내출입문(23)의 내측에는: 상기 통기덕트(24)의 개구로부터 소정의 범위 내의 일측에 힌지결합되는 통기도어; 및 상기 통기도어의 일측에 연결되는 제2리니어 액츄에이터;가 포함되어, 상기 통기도어가 개폐되도록 구성되되, 상기 통기도어는: 개방 시 경사면이, 상기 통기덕트(24)의 대각선 방향과 동일한 방향으로 형성되도록 구비될 수 있다.

아울러, 상기 내측면벽(14) 및 내출입문(23)의 내측면에는: 하부로부터 상부까지 방사되는 'V'자형으로 형성되는 돌기가 소정의 패턴으로 다수개 형성되고, 상기 내측면벽(14) 및 내출입문(23)의 외측면에는: 단열재가 부착될 수 있다.

또한, 상기 외천정(3)은: 상기 출입문 위치로부터 외측 방향으로 소정의 길이 이상 돌출되도록 구비되고, 돌출된 단부로부터 하부 방향으로 소정의 길이만큼 절곡되는 외천정(3)측벽; 상기 외천정(3)측벽으로부터 출입문 방향으로 절곡되되, 소정의 통공이 형성되는 외곽통기구(26); 및 상기 외천정(3) 및 내천정(4) 사이에 구비되되, 외곽통기구(26)로부터 소정의 범위 내에 위치하는 빗물차단판(27);을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 별도의 냉각장치 없이 수배전반의 구조를 통해 자연대류를 촉진시켜, 여름철 수배전반 내부 온도를 소정의 범위 내로 유지시킬 수 있다.

또한, 흡기구 및 배기구를 통한 빗물의 유입을 차단하는 구조를 구비함으로써, 강풍(횡풍; 옆바람 등)에 의해 들어오는 빗물에 의한 기기 고장을 방지할 수 있다.

그리고, 배기구의 개폐구조를 구비함으로써, 배기구를 통한 공기의 역류(유입)이 발생할 수 있는 상황을 차단함으로써, 수배전반을 관통하는 자연대류의 방향을 조절할 수 있다.

아울러, 충돌갓을 이용하여 배기구 주변을 음압으로 만들어, 수배전반 내부로부터 배기구를 통한 공기 배출을 극대화시킬 수 있다.

또한, 온도/밀도차에 의해 대류되는 냉매 순환을 통해, 별도의 전원공급 없이 수배전반 내부 전기기기 부근의 온도를 냉각시킬 수 있다.

그리고, 수배전반을 이중 격벽, 이중 천정으로 형성함으로써 직사광선을 차단할 수 있으며, 이로 인한 태양복사열 흡열을 저감시킬 수 있다.

아울러, 이중 격벽, 이중 천정 등에도 불구하고, 수배전반의 휨 등을 방지하도록 브라켓, ㄷ자형 보 등을 이용하여 강성을 향상시킬 수 있으며, 이러한 부재들을 통한 열전달(방열) 촉진의 효과가 있다.

또한, 브라켓 등에 구비되는 통공을 통해, 수배전반 내부 상승기류를 유도하여 수배전반 내부 공기가 다른 위치가 아닌 수배전반 상부 배기구로 집중되어 배출되도록 할 수 있다.

그리고, 대각브라켓을 이용함으로써, 수배전반 내부 공기의 유동 성분을 수배전반 중앙 부분으로 집중시킬 수 있다.

아울러, 통기덕트 및 통기도어의 구조(대각 형상)를 통해, 상승기류를 촉진시킬 수 있다.

또한, 내부벽면 외측에 부착되는 단열재를 통해, 내부벽면 내측에서의 결로 발생을 방지할 수 있다.

그리고, 내부벽면 내측에 'V'자형 돌기를 형성시킴으로써, 수배전반 내부에서의 공기 순환(Mixing)을 촉진시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에서 외측 벽면들을 미도시한 상태의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반의 다른 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반의 충돌갓을 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반에 히트싱크를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 의한 자연냉각 구조를 구비한 수배전반의 브라켓의 일부분을 나타낸 상세도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

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본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

상기 흡기구는, 출입문에 구비된 통공(2; 도 1에 표기) 또는/및 수배전반 하단에 구비된 통공(2; 도 2에 표기)을 의미할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 수배전반을 관통하는 자연대류의 방향을 조절할 수 있다. 여름철 온도가 높은 상황 등에서는 배기도어를 개방하여 자연대류를 촉진시킬 수 있고, 외부 습도나 온도가 높은 경우에는 배기도어를 폐쇄하여 상기 배기구를 통한 배기를 차단할 수 있다.

리니어 액츄에이터(제1리니어 액츄에이터 또는/및 제2리니어 액츄에이터)는, 열 액츄에이터를 사용할 수도 있다. 다만, 열 액츄에이터의 경우, 작동 하중은 크나 스트로크가 상대적으로 짧을 수 있으므로, 지렛대 원리 등을 이용하여 스트로크를 확장시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4에는 제1리니어 액츄에이터가 힌지로부터 소정의 거리만큼 멀리 이격되어 있으나, 열 액츄에이터의 경우에는 힌지와 열 액츄에이터의 단부를 소정의 거리 내에 인접시켜 연결함으로써, 배기도어의 개폐각도를 크게할 수 있다. 열 액츄에이터는 스트로크의 미세 제어가 가능하므로, 상기와 같은 구성에 적합할 수 있다.

복수개의 충돌갓 사이로 유입되는 자연풍은, 충돌갓 내부로 유입하면서 단면적이 감소하게 되며 유속이 상승하고, 이에 따라 정압이 감소하여 음압이 형성된다(베르누이 정리). 충돌갓 부근에 음압이 형성됨에 따라, 수배전반 내부로부터 충돌갓 부분으로 대류가 촉진될 수 있다.

전기기기에서 발생한 열을 흡수한 냉매는 밀도가 낮아져 냉매관로를 따라 상부의 방열판으로 이동하고, 방열판에서 방열되어 다시 밀도가 낮아진 냉매가 히트싱크로 이동하도록 구성될 수 있다. 냉매로는 온도에 따른 밀도차가 크고, 배관 내에서 자연대류할 수 있도록 점성이 낮고, 잠열이 큰 물질을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 히트싱크는 소정의 부피를 가지도록 구성하여, 냉매의 잠열에 의해 전기기기에서 발생한 열을 보관하도록 구성하는 것이 바람직하다. 히트싱크 내의 냉매가 전기기기에서 발생한 열을 충분히 흡수할 수 있는 경우에는, 냉매의 자연대류가 미흡하더라도 많은 양의 열을 분산시킴으로써 내부 온도 변화를 큰 폭으로 낮출 수 있다.

상기 브라켓을 거쳐 상승한 공기는, 외천정 및 내천정 사이의 공간으로 유입되어 배기구를 통해 배기될 수 있다.

상기 브라켓은 공기 유로를 형성하는 기능 및 케이싱의 강성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 브라켓에 형성된 통공들은, 상승기류의 에너지 손실을 저감시킬 수 있도록 지면으로부터 수직한 방향 내지 상기 중심부를 향하는 방향으로 가이드가 형성될 수 있다.

도 2에는 4개의 ㄷ자형 보가 배치되어 있으며, 도 3에는 배기도어가 외천정중심부를 하부로 정사영한 면적의 3분의 1 가량을 차지하는 크기로 도시되어 있다.

외천정을 'ㅅ' 형태로 형성함으로써, 중심부 방향으로 공기를 유도할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 내천정도 'ㅅ'형태로 구성하는 것이 바람직하며, 이 때 외천정과 내천정 사이 간격이 중심부로 갈수록 좁아지도록 구성하거나, 최소한 외천정과 내천정 사이 간격이 일정하게 유지되도록 구성하는 것이 바람직하다. 외천정과 내천정 사이 간격을 중심부로 갈수록 좁아지도록 구성하는 경우, 베르누이 정리에 따라 중심부에 음압이 형성되어 케이싱 내부에 있던 공기를 중심부(배기구) 방향으로 유도할 수 있다.

상기 하부대각브라켓은 지면에 대해 60도 이상의 각도가 되도록 결합하는것이 바람직하며, 각도를 크게 함으로써 상승기류의 에너지 손실을 최소화할 수 있다. 상부대각브라켓의 경우, 하부대각브라켓에서 1차적으로 중심부 방향으로 유도된 공기 성분이 주를 이루므로, 각도를 지면(또는 수평브라켓)에 대해 60도 이하가 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 상부대각브라켓의 상단은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 외천정중심부의 단부 근처(소정의 범위 내)에 결합되도록 구성하는 것이 바람직하다.

수평대각브라켓 및 수직대각브라켓의 통공은 도 2에 도시된 바와 같이, 직경이 큰 타원형(수학적으로 정의되는 타원만을 의미하는 것은 아님) 등으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 외출입문과 내출입문을 이격시키되, 통기덕트를 제외한 부분에서는 공기의 유동을 차단시킴으로써 소정의 단열 효과를 발생시킬 수 있다. 내출입문에는 직사광선이 직접적으로 가해지지 않으므로, 태양광 차단 효과가 발생할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 출입문의 하부에 결합된 통기덕트 및 통기도어에서는 공기 유동이 케이싱 외측의 하부로부터 케이싱 내측의 상부 방향으로 유도될수 있고, 출입문의 상부에 결합된 통기덕트 및 통기도어에서는 공기 유동이 케이싱 내측의 하부로부터 케이싱 외측의 상부 방향으로 유도될수 있다.

상기 내측면벽 및 내출입문의 내측면에 단열재를 부착하는 경우, 결로 발생 등으로 인한 기기 고장 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 외측면에 단열재를 부착하는 것이 바람직하다. 단열재의 소재는 통상의 기술자가 설계변경할 수 있다.

상기 'V'자형으로 형성되는 돌기를 따라 이동(벽면을 따라 이동)하는 공기 성분은, 'V'자형의 양쪽으로 분산되어 상승하며, 상승한 되 'V'자형 내측에 발생한 음압으로 인해 소정의 와류가 발생할 수 있다. 이렇게 발생한 와류를 통해 벽면에서 공기 성분의 Mixing을 촉진할 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해, 횡풍 등으로 인해 외곽통기구로 들어오는 빗물 등을 차단할 수 있다.

이와 더불어, 빗물차단판으로 인한 외곽통기구 주변의 압력 저하를 통한 대류 촉진 효과가 발생할 수 있다.

상기와 같은 구성들 및 구성들의 조합을 활용하여, 수배전반 내에서의 굴뚝효과를 극대화할 수 있으며, 이를 통해 자연대류를 촉진시킬 수 있고, 이에 따라 수배전반 내부가 냉각된다. 이에 따르면, 기존 수배전반 대비 평균 권선 온도는 10% 이상 감소될 수 있고, 유온도는 5% 이상 감소될 수 있다. 구체적인 성능 수치는 수배전반의 재질, 두께, 크기, 주변환경 등에 따라 상이하므로 기재를 생략한다.

전술한 이중 벽(외측면벽, 내측면벽), 이중 문(외출입문, 내출입문), 이중 천정(천장; 외천정, 내천정) 등은 각 벽면 사이의 거리가 5 내기 7cm 정도로 이격되는 것이 바람직하다.

다른 실시 예에 있어서, 상기와 같은 수배전반을 지면으로부터 더 낮은 위치에 설치할 수 있다. 지면을 굴착하여 주변보다 높이를 낮추며 수평을 맞추고, 낮아진 위치에 수배전반을 설치함으로써 찬 공기가 수배전반에 집중적으로 유입되도록 할 수 있으며, 수배전반 내부로 들어온 공기는 가열되어 수배전반 상부 배기구를 통해 배출될 수 있다. 이 경우, 굴착되어 낮아진 지면에 빗물 등이 쌓이지 않도록 적절한 배수 구조/배수 장치를 구비하는 것이 필요하다.

상기 수배전반(케이싱)의 저면에는, 소정의 저면부 통공이 형성되고, 상기 저면부 통공을 중심으로 지면과 케이싱을 소정의 거리만큼 이격시켜 설치할 수도 있다. 이 경우, 전기기기 및 케이싱의 하중을 지탱할 수 있도록, 전기기기의 저면 및 케이싱 벽면/출입문의 저면부의 하부에는 지지부재가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 케이싱의 내부에는 복수개의 온도센서 또는/및 습도센서가 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 케이싱 내부의 온도구배에 따라 상기 제1리니어 액츄에이터 또는/및 제2리니어 액츄에이터를 제어할 수 있다.

1 : 전기기기 2 : 흡기구
3 : 외천정 4 : 내천정
5 : 배기도어 6 : 힌지
7 : 제1리니어 액츄에이터 8 : 충돌갓
9 : 통공부 10 : 히트싱크
11 : 냉매관로 12 : 방열판
13 : 외측면벽 14 : 내측면벽
15 : 외천정중심부 16 : 외천정중심측벽
17 : ㄷ자형 보 18 : 수직브라켓
19 : 수평브라켓 20 : 하부대각브라켓
21 : 상부대각브라켓 22 : 외출입문
23 : 내출입문 24 : 통기덕트
25 : 외천정측벽 26 : 외곽통기구
27 : 빗물차단판 28 : 가이드
29 : 브라켓 통공

Claims

내부에 소정의 공간이 형성되는 케이싱; 및 상기 케이싱 내부 일측에 구비되는 전기기기;를 포함하는, 수배전반에 있어서,
상기 케이싱은:
하부에 형성되는 흡기구;
외부에 노출되도록 구비되는 외천정; 및
상기 외천정의 하부에서 외천정으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내천정;을 포함하고,
상기 외천정은: 소정의 배기구;를 포함하고,
상기 내천정은:
상기 흡기구로부터 배기구까지 이어지는 소정의 공기유로가 형성되도록 구비되는 배기도어;
상기 배기도어의 일측을 힌지고정시키는 힌지; 및
상기 배기도어의 타측에 연결되는 제1리니어 액츄에이터;를 포함하여,
상기 배기도어가 개폐되도록 구성되고,
상기 케이싱은:
사람의 출입이 가능하도록 개폐가능한 문이 형성되는 전면벽 및 후면벽(이하, 각각을 통칭하여 출입문이라 함); 및
상기 전면벽 및 후면벽 사이에 형성되는 측면벽;을 포함하고,
상기 측면벽은:
외부에 노출되도록 구비되는 외측면벽;
상기 외측면벽의 내측에서 외측면벽으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내측면벽; 및
상기 외측면벽 및 내측면벽 사이에서 외측면벽 및 내측면벽과 수직하게 구비되는 브라켓;을 포함하고,
상기 브라켓에는, 하부에서 상부 방향으로 공기유로가 형성되도록 다수개의 통공이 형성되고,
상기 출입문은:
외부에 노출되도록 구비되는 외출입문;
상기 외출입문의 내측에서 외출입문으로부터 소정의 거리만큼 이격되도록 구비되는 내출입문; 및
상기 외출입문 또는 내출입문에 복수개 결합되는 통기덕트;를 더 포함하고,
상기 통기덕트는:
측단면이 사다리꼴 형상으로 형성되어, 일면의 개구면적이 타면의 개구면적보다 작게 형성되어, 개구면적이 좁은 부분이 내출입문 방향을 향하도록 외출입문 또는 내출입문에 결합되고,
상기 출입문의 하부에 결합되는 통기덕트는:
외출입문 방향의 개구 하단으로부터 내출입문 방향의 개구 하단이 상향으로 대각선이 형성되도록 결합되고,
상기 출입문의 상부에 결합되는 통기덕트는:
내출입문 방향의 개구 상단으로부터 외출입문 방향의 개구 상단이 상향으로 대각선이 형성되도록 결합되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
청구항 1항에 있어서,
상기 외천정은:
중심부로부터 외곽부까지 점차 낮은 높이를 가지도록 'ㅅ' 형태의 경사면으로 형성되고,
상기 중심부로부터 소정의 범위 내의 면이, 다른 면에 대해 소정의 높이만큼 오프셋 된 높이를 가지도록 형성되는 외천정중심부;
상기 외천정중심부의 단부에 형성되며, 상기 배기구를 포함하는 외천정중심측벽; 및
단면이 'ㄷ'자 형으로 형성되되, 'ㄷ'자 형의 'ㅣ'형 부분이 상기 외천정중심부의 하면에 밀착하도록 외천정중심부에 결합되는 ㄷ자형 보;를 포함하고,
상기 배기도어는:
상기 외천정중심부를 하부로 정사영한 면적 범위 내에서 구비되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
청구항 2항에 있어서,
상기 브라켓은:
바닥면에 대해 수직하게 구비되는 수직브라켓;
상기 바닥면과 평행하게 구비되는 수평브라켓; 및
상기 바닥면에 대해 소정의 각도를 가지되, 하부는 전면벽 또는 후면벽에 가깝게, 상부는 상기 중심부에 가깝게 구비되는 대각브라켓;을 포함하며,
상기 대각브라켓은:
상기 중심부를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 각 방향마다 복수개 구비되며, 하부가 상기 바닥면으로부터 소정의 범위 내에 결합되는 하부대각브라켓; 및
상기 중심부를 기준으로 좌우 대칭이 되도록 각 방향마다 하나 이상이 구비되되, 상기 하부대각브라켓의 상단보다 높은 지점에 위치하도록 구비되는, 상부대각브라켓;을 포함하고,
상기 하부대각브라켓 및 상부대각브라켓의 사이에 수평브라켓이 하나 이상 구비되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
청구항 1항에 있어서,
상기 내출입문의 내측에는:
상기 통기덕트의 개구로부터 소정의 범위 내의 일측에 힌지결합되는 통기도어; 및
상기 통기도어의 일측에 연결되는 제2리니어 액츄에이터;가 포함되어,
상기 통기도어가 개폐되도록 구성되되,
상기 통기도어는:
개방 시 경사면이, 상기 통기덕트의 대각선 방향과 동일한 방향으로 형성되도록 구비되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
청구항 1항에 있어서,
상기 내측면벽 및 내출입문의 내측면에는:
하부로부터 상부까지 방사되는 'V'자형으로 형성되는 돌기가 소정의 패턴으로 다수개 형성되고,
상기 내측면벽 및 내출입문의 외측면에는:
단열재가 부착되는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
청구항 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외천정은:
상기 출입문 위치로부터 외측 방향으로 소정의 길이 이상 돌출되도록 구비되고,
돌출된 단부로부터 하부 방향으로 소정의 길이만큼 절곡되는 외천정측벽;
상기 외천정측벽으로부터 출입문 방향으로 절곡되되, 소정의 통공이 형성되는 외곽통기구; 및
상기 외천정 및 내천정 사이에 구비되되, 외곽통기구로부터 소정의 범위 내에 위치하는 빗물차단판;을 포함하는, 자연냉각 구조를 구비한 수배전반
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