KR102573170B1

KR102573170B1 - 방열 기능이 개선된 인버터 장치

Info

Publication number: KR102573170B1
Application number: KR1020230058878A
Authority: KR
Inventors: 정하준
Original assignee: 강산에프에이 주식회사
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2023-05-08
Publication date: 2023-09-01

Abstract

그 내부에서 외부로 공기의 흐름을 형성하여 내부에 발생된 열기를 외부로 유도할 수 있는 방열 기능이 개선된 인버터 장치를 개시한다.
방열 기능이 개선된 인버터 장치는 내부에 수납공간을 가지고 수납공간에 연통되는 배기홀을 구비하는 케이스유닛, 케이스유닛에 일방향을 따라 이격되어 수납되고 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 전력 계통 부하로 공급하기 위한 복수의 인버터 패널, 그 일측이 전력 계통 부하에 연결되고 그 타측이 인버터 패널에 연결되고 케이스유닛을 관통하는 케이블유닛 및 인버터 패널에 의해 발생된 열을 배기홀을 통해 케이스유닛의 외부로 배출시킬 수 있도록 배기홀과 마주보도록 케이스유닛에 결합되며 수납공간의 공기를 흡인하기 위한 팬유닛을 포함한다. 케이스유닛은 복수의 인버터 패널이 서로 수평하게 이격되어 일렬로 수납되도록 수납공간을 나누어 구획하고 수납공간을 기 설정된 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

Description

방열 기능이 개선된 인버터 장치{Inverter device with improved heat dissipation}

본 발명은 방열 기능이 개선된 인버터 장치에 관한 것으로, 그 내부에서 발생된 열기를 그 외부로 용이하게 방출할 수 있는 방열 기능이 개선된 인버터 장치에 관한 것이다.

인버터 장치는 일반적으로 직류 전원을 입력받고, 이를 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 이는 가정용, 산업용으로 이용되는 전원은 주로 교류 전원임에 기인한다.

이때 인버터 장치가 한번에 변환할 수 있는 용량 또는 한번에 저장할 수 있는 교류 전원의 용량을 "전력변환용량"이라고 명명할 수 있다.

인버터 장치는 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 장치)에 구비되어 사용될 수 있다. 인버터 장치의 전력변환용량은 해당 인버터 장치가 구비되는 ESS의 용량을 결정하는 중요 인자가 된다.

인버터 장치의 구성 요소로서 인버터 패널을 들 수 있다. 인버터 패널은 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 기능을 수행한다. 이때, 인버터 패널에서는 열기가 발생된다. 인버터 패널에서 발생된 열기는 인버터 패널 및 기타 장비의 성능에 영향을 주기 때문에 발생된 열기를 외부로 배출시키는 것이 필요하다.

종래의 인버터 장치는 그 내부에서 발생된 열기를 방출하기 위해, 복수의 홀을 구비하고, 홀을 통해 그 외부로 열기를 방출시켰다. 하지만. 복수의 홀을 통해 방출되는 열기는 한정적이고, 외부 요인에 의해 복수의 홀로 방출되는 열기의 양이 감소되는 문제가 있다. 따라서, 인버터 장치 내부의 효과적인 냉각이 어려울 뿐만 아니라, 잔류하는 열에 의한 내부 장치의 손상 가능성 등의 문제가 있다.

KR

10-2014-0072157

A

본 발명은 내부에서 외부로 공기의 흐름을 형성하여 내부에 발생된 열기를 외부로 유도할 수 있는 방열 기능이 개선된 인버터 장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치는 내부에 수납공간을 가지고, 상기 수납공간에 연통되는 배기홀을 구비하는 케이스유닛; 상기 케이스유닛에 일방향을 따라 이격되어 수납되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 전력 계통 부하로 공급하기 위한 복수의 인버터 패널; 그 일측이 상기 전력 계통 부하에 연결되고, 그 타측이 인버터 패널에 연결되고 상기 케이스유닛을 관통하는 케이블유닛; 및 상기 인버터 패널에 의해 발생된 열을 상기 배기홀을 통해 상기 케이스유닛의 외부로 배출시킬 수 있도록, 상기 배기홀과 마주보도록 상기 케이스유닛에 결합되며 상기 수납공간의 공기를 흡인하기 위한 팬유닛;을 포함하고, 상기 케이스유닛은, 복수의 상기 인버터 패널이 서로 수평하게 이격되어 일렬로 수납되도록 상기 수납공간을 나누어 구획하고, 상기 수납공간을 기 설정된 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

상기 케이스유닛은, 상기 배기홀이 형성되고, 그 내부에 상기 수납공간을 가지는 케이스몸체부; 복수의 제1 판부재와, 상기 수납공간이 나누어 구획되도록 복수의 상기 제1 판부재에서 상기 수납공간을 향하여 돌출되고 상기 일방향을 따라 이격되는 복수의 제2 판부재를 구비하는 패널보관부; 및 상기 케이스몸체부에 설치되고, 상기 수납공간을 기 설정된 온도를 냉각시키기 위한 온도조절부; 및 상기 케이스몸체부의 벽체의 내부에 설치되고, 상기 케이스몸체부를 냉각시키기 위한 보조온도조절부;를 포함하고, 상기 배기홀은, 상기 수납공간과 연통된 제1 부분에서 상기 케이스몸체부의 외부와 연통되는 제2 부분을 향하여 그 내경이 점차 감소하게 형성되고, 상기 제1 판부재는, 상기 수납공간에서 상기 케이스몸체부의 외부를 향해 방사상으로 열기가 대류될 수 있도록, 상기 일방향에 대하여 라운드지게 연장되고, 그 중심부가 서로 이격되어 그 사이에 공기층을 형성하며 그 양단부가 서로 접촉되어 중첩되는 복수의 흑연시트; 복수의 상기 흑연시트의 강도를 보강하기 위해, 복수의 상기 흑연시트의 하부에 부착되는 복수의 보강시트; 및 복수의 상기 보강시트를 상기 흑연시트에 부착하기 위한 부착제; 및 복수의 상기 흑연시트의 양측단을 관통하여, 복수의 상기 흑연시트의 양측단을 고정하는 지지클립;을 포함하고, 복수의 상기 흑연시트는, 상기 일방향에 대하여 수직하게 직교하는 폭방향을 기준으로 그 최상층으로부터 그 최하층으로 갈수록 그 라운드진 길이가 짧아지게 형성되고, 상기 제2 판부재는, 그 돌출되는 길이가 복수의 상기 인버터 패널의 길이의 1/9 초과 내지 1/7 미만으로 형성되고, 일 제2 판부재와 타 제2 판부재 사이의 간격은, 복수의 상기 인버터 패널의 두께의 1 초과 내지 1.2 미만이고, 상기 제2 판부재는, 복수의 기공을 갖는 다공성 구조의 방열플로워; 복수의 열 전도성 입자를 포함하며, 상기 방열플로워 내의 기공을 충진하도록 상기 방열플로워 내부에 채워지는 필러; 상기 방열플로워의 외면들에 도포되는 접착플로워; 상기 접착플로워에 부착되고, 상기 인버터 패널에 접촉 가능한 금속플로워; 상기 금속플로워의 일측에 마련되고, 상기 케이블유닛에서 전류가 통전되어 복수의 상기 인버터 패널의 열적 변화를 조절하는 펠티에소자;를 포함하며, 상기 접착플로워는, 고분자 물질과 열 전도성 입자가 용매에 혼합된 혼합물에 상기 방열플로워를 침지하여 형성되고, 상기 방열플로워는, 나노 섬유가 축적되어 형성되며, 상기 방열플로워 내에서 복수의 상기 기공이 차지하는 비율이 30% 이상 내지 70% 이하이고, 상기 온도조절부는, 상기 인버터 패널이 기 설정된 온도 범위 내에서 작동될 수 있도록, 복수의 상기 인버터 패널의 동작 온도에 대한 히트테리시스(Hysteresis) 특성을 이용하여 상기 온도조절부의 구동을 제어하도록 구성되고, 상기 온도조절부는, 냉매를 압축시키고 압축된 냉매를 증발시켜 냉기를 형성하는 냉각부재; 복수의 브랜치를 구비하고, 복수의 상기 브랜치로 인가된 온도 신호들에 응답하여 복수의 검출 온도를 발생시키기 위한 온도신호 감지부재; 기 설정된 기준 온도와 상기 복수의 검출 온도를 비교하여 상기 복수의 검출 온도를 상승시키거나 혹은 하강시키도록 복수의 온도 트랙킹 신호를 발생시키기 위한 트랙킹신호 발생부재; 및 상기 복수의 온도 트랙킹 신호들에 응답하여 제어 신호들을 순차적으로 발생시키고, 발생된 상기 제어 신호를 상기 냉각부재에 전달하여 상기 냉각부재의 구동 온도를 제어하기 위한 제어 회로부재; 복수의 상기 브랜치는, 각각 저항을 포함하며, 상기 저항을 통하여 이전 발생시킨 복수의 검출 온도 범위와 이후 발생시킬 검출 온도 범위가 겹쳐지도록 하는 히스테리시스 특성을 가지며, 상기 보조온도조절부는, 상기 케이스몸체부의 내벽체에 삽입되어 설치되는 보조온도조절부몸체; 상기 보조온도조절부몸체의 중심부에 삽입되고 냉매가 유입되는 제1 유로배관; 상기 제1 유로배관을 중심으로 그 양측에 각각 배치되며, 냉매가 배출되는 제2 유로배관 및 제3 유로배관; 그 일단이 상기 제1 유로배관과 연통되고, 그 타단이 상기 제2 유로배관과 연통되며, 상기 제1 유로배관의 일측 방향으로 연장되어 상기 보조온도조절부몸체의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제4 유로배관; 및 그 일단이 상기 제1 유로배관과 연통되고, 그 타단이 상기 제3 유로배관과 연통되며, 상기 제1 유로배관의 타측 방향으로 연장되어 상기 보조온도조절부몸체의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제5 유로배관;을 포함하고, 상기 온도조절부몸체는, 그 일면에 내측으로 함몰되고, 상기 제1 유로배관 내지 상기 제5 유로배관에 대응되는 형상으로 형성되는 수납라인이 구비된다.

상기 팬유닛은, 상기 케이블유닛에서 분기된 전선에 연결되어 상기 케이블유닛에서 전력을 공급받아 회전 구동력을 발생시킬 수 있도록, 상기 케이스유닛에 설치되는 모터부; 상기 모터부의 회전축에 결합되는 팬유닛중심부; 상기 회전축을 중심축으로 하는 원의 원주방향을 따라 이격되고, 상기 회전축을 중심축으로 하는 원의 반경방향을 따라 곡선으로 연장되는 날개부; 상기 원주방향을 따라 연장되고, 상기 날개부의 단부에 결합되는 보호링부;을 포함하고, 상기 날개부는, 한쌍의 제1 날개부재와, 한쌍의 상기 제1 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제2 날개부재와, 한쌍의 상기 제2 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제3 날개부재와, 한쌍의 상기 제3 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제4 날개부재와, 한쌍의 상기 제4 날개부재 사이에 배치되는 제5 날개부재를 포함하고, 한쌍의 상기 제1 날개부재 내지 한쌍의 상기 제4 날개부재는, 상기 팬유닛중심부를 기준으로 서로 비대칭으로 배치되고, 상기 제1 날개부재 내지 상기 제5 날개부재는, 상기 팬유닛중심부에 접촉되는 제1 컨택파트; 상기 제1 컨택파트에서 연장되고, 상기 원주방향 중 시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제1 커브파트; 상기 제1 커브파트에서 연장되고, 상기 원주방향 중 반시계방향을 따라 내측으로 라운드지게 함몰되는 제2 커브파트; 상기 제2 커브파트에서 연장되고, 상기 보호링부의 내면에 접촉되는 제2 컨택파트; 상기 제2 컨택파트에서 연장되고, 상기 반시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제3 커브파트; 상기 제3 커브파트에서 연장되고, 상기 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제4 커브파트; 상기 제4 커브파트에서 연장되고, 상기 제1 컨택파트에 연결되며, 상기 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제5 커브파트; 및 상기 제4 커브파트와 상기 제5 커브파트가 서로 이어지는 부분에서, 상기 반시계방향을 따라 돌출된 피크파트;를 각각 포함하고, 상기 피크파트는, 그 돌출된 부분의 각도가 둔각인 삼각형 형상으로 형성되고, 상기 모터부를 지지하고, 상기 수납공간에서 상기 케이스유닛의 외부로 유체를 가이드할 수 있도록, 적어도 일부가 상기 보호링부의 내측에 배치되고, 나머지 일부가 상기 보호링부의 외측에 배치되어, 상기 보호링부와 그 사이에 상기 날개부 후방의 압력 유동의 일부를 상기 날개부의 전방 쪽으로 피드백시키는 조절유로를 형성하는 팬유닛보호부;를 더 포함하고, 상기 팬유닛보호부는, 상기 보호링부의 함몰된 부분에 삽입되며, 상기 보호링부의 내벽체와 이격되는 제1 조절부재; 그 일부가 상기 반경방향을 기준으로 상기 보호링부의 외측을 감싸도록 배치되고, 나머지 일부가 상기 보호링부의 단부와 이격되도록 상기 보호링부의 단부를 내측으로 수용하는 제2 조절부재;를 포함하고, 상기 보호링부의 내벽체와 상기 제1 조절부재 및 상기 제2 조절부재 사이에 상기 조절유로를 형성하며, 상기 팬유닛보호부는, 상기 조절유로 중 상기 제2 조절부재와 상기 보호링부의 사이에 마련되는 흡음부재;를 더 포함하고, 상기 팬유닛은, 상기 날개부의 외주면에 코팅되고, 금속재질인 Ni20Cr을 포함하는 제1 코팅층; 상기 제1 코팅층의 외주면에 알루미나(Al2O3) 분말과 40~50wt%의 티타니아(TiO2) 분말이 혼합된 세라믹 분말이 용사 코팅된 제2 코팅층; 및 상기 제2 코팅층에 형성된 기공을 밀봉할 수 있도록, 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 인산(H3PO4)이 1:4~5의 중량비로 혼합된 밀폐용액이 상기 제2 코팅층에 도포 및 가열되며 인산알루미늄(AlPO4) 결정상으로 형성된 밀폐층;을 더 포함하고, 상기 제1 코팅층은, 그 두께가 60㎛ 이상 내지 140㎛ 이하이며, 상기 제1 코팅층은, 그 표면 조도가 중심선 평균 거칠기(Ra) 기준 4㎛ 이상 내지 5㎛이고, 상기 제2 코팅층은, 그 두께가 260㎛ 이상 내지 340㎛ 이하 이며, 상기 밀폐층은, 상기 밀폐용액이 상기 제2 코팅층에 도포된 후 상온에서 11시간 이상 내지 15시간 이하 동안 건조되고, 이후 90℃ 이상 내지 130℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 1차 가열되고, 이후 180℃ 이상 내지 220℃에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 2차 가열되고, 이후 390℃ 이상 내지 430℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 동안 3차 가열되어 형성되고, 상기 밀폐층에 손상이 발생될 경우, 상기 밀폐층의 손상부위에 대해 천공작업을 수행하면서, 천공 작업된 천공부위의 내측으로 상기 밀폐용액을 주입하여 상기 밀폐용액이 상기 천공부위의 외측으로 유출되어 경화되도록 하고, 상기 밀폐용액이 경화된 후 상기 밀폐용액을 감싸도록 보호필름을 압착시키고, 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 이후, 상기 보호필름을 박리시킨다.

상기 보호링부는, 상기 보호링부의 내측으로 유입되는 유체의 저항을 최소화하도록 그 상부가 라운드 형상으로 형성되는 제1 라운드부재와 상기 반경방향을 기준으로 상기 제1 라운드부재의 외측단부에서 상하방향으로 연장되는 제2 라운드부재를 구비하는 라운드부; 상기 복수의 블레이드에 결합되고, 상기 제1 라운드부재의 내측단부에서 상기 제2 라운드부재에 대향되도록 상하방향으로 연장되는 테두리부; 상기 테두리부에서 제1 라운드부재에 대칭되도록 상기 테두리부에서 절곡되며 그 단부가 상기 제2 라운드부재와 이격되어 틈새를 형성하는 역류방지부; 상기 제1 라운드부재에서 상하로 연장되고, 상기 제2 라운드부재와 상기 테두리부 사이에 배치되는 플레이트부;를 포함하고, 상기 제1 라운드부재는, 그 상부 영역(공간)이 상기 플레이트부와 상기 역류방지부와 상기 테두리부가 이루는 공간과의 사이에 압력 균형을 이루도록 상하로 관통된 복수의 관통홀이 구비되고, 상기 날개부는, 상기 시계방향을 기준으로 그 전측이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되고, 상기 날개부는, 그 상면 및 그 하면에 내측으로 함몰되어 빗살무늬 형상으로 형성된 복수의 빗살라인이 형성되고, 상기 제3 커브파트는, 하기의 수학식 1에 따라 연산되는 제1 곡률(K₁)을 가지고,

[수학식 1]

(여기서, K₁은 제1 곡률값을 의미하고, f'(x₁)은 가상의 제1 곡률원(C₁)이 이루는 함수의 1회 미분값을 의미하고, f''(x₁)은 가상의 제1 곡률원(C₁)이 이루는 함수의 2회 미분값을 의미하고, x₁은 가상의 제1 곡률원(C₁)이 이루는 함수에서 특정 x축 좌표값을 의미한다.)

상기 제4 커브파트는, 하기의 수학식 2에 따라 연산되는 제2 곡률(K₂)을 가진다.

[수학식 2]

(여기서, K₂은 제2 곡률값을 의미하고, f'(x₂)은 가상의 제2 곡률원(C₂) 이루는 함수의 1회 미분값을 의미하고, f''(x₂)은 가상의 제2 곡률원(C₂)이 이루는 함수의 2회 미분값을 의미하고, x₂은 가상의 제2 곡률원(C₁)이 이루는 함수에서 특정 x축 좌표값을 의미한다.)

상기 제1 날개부재의 제5 커브파트 내지 상기 제5 날개부재의 제5 커브파트는, 상기 제3 날개부재의 제5 커브파트, 상기 제2 날개부재의 제5 커브파트, 상기 제4 날개부재의 제5 커브파트, 상기 제1 날개부재의 제5 커브파트, 상기 제5 날개부재의 제5 커브파트 순서로 그 길이가 점차 길게 형성되고, 상기 원주방향을 기준으로 한쌍의 상기 제1 날개부재 중 일 제1 날개부재의 제2 컨택파트와 타 제1 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L1)은, 상기 원주방향을 기준으로 한쌍의 상기 제2 날개부재 중 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제1 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L1)과 동일하고, 상기 원주방향을 기준으로 한쌍의 상기 제3 날개부재 중 일 제3 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L2)은, 상기 타 제1 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 타 제2 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L2)과 동일하고, 상기 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제1 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L1)보다 크며, 상기 원주방향을 기준으로 한쌍의 상기 제4 날개부재 중 일 제4 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제3 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L3)은, 상기 타 제2 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 타 제3 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L3)과 동일하고, 상기 일 제3 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L2)보다 크며, 상기 원주방향을 기준으로 상기 제5 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제4 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L4)은, 상기 타 제3 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 타 제4 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L4)과 동일하고, 상기 일 제1 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L1)보다 크고 상기 일 제2 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 일 제3 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L2)보다 작으며, 상기 원주방향을 기준으로 상기 제5 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 타 제4 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L5)은 상기 일 제1 날개부재의 제2 컨택파트와 상기 타 제1 날개부재의 제2 컨택파트 사이의 간격(L1)보다 작으며, 상기 제1 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이에 대한 상기 제2 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이의 비율이 0.5 이하 내지 0.48 이상이고, 상기 제2 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이에 대한 상기 제3 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이의 비율이 0.45 이하 내지 0.43 이상이고, 상기 제3 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이에 대한 상기 제4 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이의 비율이 4.14 이하 내지 4.11 이상이고, 상기 제4 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이에 대한 상기 제5 날개부재의 제5 커브파트의 연장된 길이의 비율이 1.25 이하 내지 1.23 이상이고, 상기 제1 커브파트의 곡률은, 상기 제3 커브파트의 곡률보다 크고, 상기 제3 커브파트의 곡률은, 상기 제2 커브파트의 곡률보다 크며, 상기 제2 커브파트의 곡률은, 상기 제4 커브파트의 곡률보다 크며, 상기 제4 커브파트의 곡률은, 상기 제5 커브파트의 곡률보다 크며, 상기 제1 날개부재의 제1 컨택파트 내지 상기 제5 날개부재의 제1 컨택파트는, 각각 상기 제5 커브파트와 이어지는 부분에 제1 포인트를 구비하고, 상기 제1 날개부재의 제2 컨택파트 내지 상기 제5 날개부재의 제2 컨택파트는, 각각 상기 제3 커브파트와 이어지는 부분에 제2 포인트를 구비하며, 상기 피크파트는 그 돌출된 단부가, 상기 원주방향을 기준으로 상기 제1 포인트와 상기 제2 포인트를 연결하는 가상의 선의 내측에 위치한다.

본 발명에 따르면, 팬유닛이 케이스유닛의 내부의 공기를 그 외부로 유도하여 인버터 패널에서 발생된 열기를 그 외부로 유도할 수 있다. 이에, 케이스유닛의 내부의 온도가 기 설정된 온도로 원활하게 유지될 수 있다.

또한, 케이스유닛의 내부에 마련된 온도조절부가 발열되는 인버터 패널을 효과적으로 냉각시킬 수 있다. 이에, 인버터 패널에서 발생된 열기의 양이 상대적으로 감소되며, 케이스유닛 내부에 열기가 상대적으로 덜 발생될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치의 분해사시도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패널보관부에 인버터 패널이 수납된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 판부재의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 판부재와 제1 판부재를 지지하는 지지클립의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흑연시트와 보강시트와 부착제의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 판부재의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛의 팬유닛중심부와 날개부의 구조를 전면에서 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛의 팬유닛중심부와 날개부의 구조를 배면에서 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재에서 돌출부와 제1 포인트 및 제2 포인트와의 위치 관계를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재에서 제1 곡률 및 제2 곡률이 형성되는 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재 내지 제5 날개부재에 제1 코팅층, 제2 코팅층 및 밀폐층이 형성된 구조를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 보호링부의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛보호부의 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 보조온도도절부의 구조를 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 설명을 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치의 분해사시도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패널보관부에 인버터 패널이 수납된 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 판부재의 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 판부재와 제1 판부재를 지지하는 지지클립의 구조를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흑연시트와 보강시트와 부착제의 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제2 판부재의 구조를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛의 팬유닛중심부와 날개부의 구조를 전면에서 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛의 팬유닛중심부와 날개부의 구조를 배면에서 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재에서 돌출부와 제1 포인트 및 제2 포인트와의 위치 관계를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재에서 제1 곡률 및 제2 곡률이 형성되는 구조를 도시한 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제1 날개부재 내지 제5 날개부재에 제1 코팅층, 제2 코팅층 및 밀폐층이 형성된 구조를 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 보호링부의 구조를 도시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 팬유닛보호부의 구조를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 보조온도도절부의 구조를 도시한 도면이다.

이하에서는, 도 1 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방열 기능이 개선된 인버터 장치(100)(이하, 인버터 장치라 함)는 내부에 수납공간(110a)을 가지고 수납공간(110a)에 연통되는 배기홀(111ba)을 구비하는 케이스유닛(110), 케이스유닛(110)에 일방향(이하, 상하방향이라 함)을 따라 이격되어 수납되고 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 전력 계통 부하(미도시)로 공급하기 위한 복수의 인버터 패널(120), 그 일측이 전력 계통 부하에 연결되고 그 타측이 인버터 패널(120)에 연결되고 케이스유닛(110)을 관통하는 케이블유닛(130) 및 인버터 패널(120)에 의해 발생된 열을 배기홀(111ba)을 통해 케이스유닛(110)의 외부로 배출시킬 수 있도록 배기홀(111ba)과 마주보도록 케이스유닛(110)에 결합되며 수납공간(110a)의 공기를 흡인하기 위한 팬유닛(140)을 포함한다. 여기서, 케이스유닛(110)은 복수의 인버터 패널(120)이 서로 수평하게 이격되어 일렬로 수납되도록 수납공간(110a)을 나누어 구획하고 수납공간을 기 설정된 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따른 인버터 장치(100)는 팬유닛(140)이 제1 팬유닛(140a)과, 제2 팬유닛(140b)과, 제3 팬유닛(140c)으로 마련된 경우를 예시적으로 설명한다. 제1 팬유닛(140a) 내지 제3 팬유닛(140c)은 상하방향을 따라 순차적으로 배치될 뿐, 그 구조는 모두 동일하다. 이하에서는, 제1 팬유닛(140a)(이하, 팬유닛(140)으로 통일하여 설명함)을 기준으로 그 구조에 관하여 설명한다.

케이스유닛(110)은 상하방향(도 1 참조)을 따라 소정의 높이를 가지고, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하는 폭방향(도 1 참조)을 따라 소정의 폭을 가지며, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하고 폭방향에 대하여 수평하게 직교하는 길이방향(도 1 참조)을 따라 소정의 길이를 가지는 구조체로 마련된다.

케이스유닛(110)은 케이스몸체부(111), 패널보관부(112), 온도조절부(113), 보조온도조절부(114)를 포함한다.

케이스몸체부(111)는 배기홀(111ba)이 형성되고 그 내부에 수납공간(110a)을 가진다.

케이스몸체부(111)는 수납공간(110a)을 구획하고 일측이 개방된 케이스몸체부바디(111a)와, 케이스몸체부바디(111a)의 개방된 일측을 덮고 배기홀(111ba)이 형성된 케이스몸체부커버(111b)를 포함한다.

케이스몸체부바디(111a)에는 패널보관부(112)가 설치된다. 케이스몸체부바디(111a)는 그 상부와 하부를 이루는 케이스몸체부상부바디(111aa)와, 케이스몸체부하부바디(111ab)와, 케이스몸체부좌측바디(111ac)와, 케이스몸체부우측바디(111ad)로 구성된다.

케이스몸체부커버(111b)에는 팬유닛(140)이 결합된다. 또한, 케이스몸체부커버(111b)에 형성된 배기홀(111ba)은 수납공간(110a)과 연통된 제1 부분(즉, 케이스몸체부바디(111a)와 마주하는 일측 부분)에서 케이스몸체부(111)의 외부와 연통되는 제2 부분(즉, 케이스몸체부바디(111a)와 대향되는 타측 부분을 따라 그 내경이 점차 감소하게 형성된다.

일반적으로, 공기는 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이 유체는 통과하는 단면적이 상대적으로 넓은 곳에서는 속도가 감속하고, 통과하는 단면적이 상대적으로 좁은 곳에서는 속도가 증가한다. 압력과 속도 사이의 관계를 알려주는 베르누이 정리(Bernouli's law)를 통해 알 수 있듯, 유체의 속도가 증가하면 압력이 낮아지고, 반대로 속도가 증가하면 압력이 높아짐을 알 수 있다. 즉, 내경의 길이가 길수록 통과하는 유체의 속도가 감소하고 내부 압력이 높을 수 있고, 내경의 길이가 짧을수록 통과하는 유체의 속도가 증가하고 내부 압력이 낮아질 수 있다.

배기홀(111ba)이 케이스유닛(110)의 내측에서 외측으로 그 통로가 점차 작게 형성되므로, 배기홀(111ba)을 따라 배출되는 열기가 더 빠르게 이동할 수 있다. 이에, 배기홀(111ba)을 통해 열기가 더 신속하게 케이스유닛(110)의 외측으로 배출될 수 있다.

패널보관부(112)는 상하방향으로 연장되고 폭방향을 따라 이격된 복수의 제1 판부재(112a)와, 수납공간(110a)이 나누어 구획되도록 복수의 제1 판부재(112a)에서 수납공간(110a)을 향하여 돌출되고 일방향(즉, 상하방향)을 따라 이격되는 복수의 제2 판부재(112b)를 구비한다.

제1 판부재(112a)는 복수의 흑연시트(112aa), 보강시트(112ab), 부착제(112ac) 및 지지클립(112ad)을 포함한다.

이하에서는, 복수의 흑연시트(112aa), 보강시트(112ab), 부착제(112ac) 및 지지클립(112ad)이 하나의 세트로 마련되며, 하나의 세트로 마련된 복수의 흑연시트(112aa), 보강시트(112ab), 부착제(112ac) 및 지지클립(112ad)가 상하방향을 따라 나란하게 결합되며 제1 판부재(112a)를 이루는 경우를 예시적으로 설명한다. 즉, 상하방향을 따라 이격된 일 제2 판부재(112b)와 타 제2 판부재(112b) 사이에 복수의 흑연시트(112aa), 보강시트(112ab), 부착제(112ac) 및 지지클립(112ad)으로 이루어진 일 세트가 배치되고, 복수의 흑연시트(112aa), 보강시트(112ab), 부착제(112ac) 및 지지클립(112ad)로 이루어진 일 세트에 나란하게 결합된 타 세트가 타 제2 판부재(112b)와 또 다른 타 제2 판부재(112b) 사이에 배치된다.

흑연시트(112aa)는 수납공간(110a)에서 케이스몸체부(111)의 외부를 향해 방사상으로 열기가 대류될 수 있도록, 일방향(즉, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하는 폭방향에 대하여 라운드지게 연장되고, 그 중심부가 서로 이격되어 그 사이에 공기층을 형성하며 그 양단부가 서로 접촉되어 중첩된다. 복수의 흑연시트(112aa)는, 폭방향(도 1 참조)을 기준으로 그 최상층으로부터 그 최하층으로 갈수록 그 라운드진 길이가 짧아지게 형성된다. 예를 들어, 흑연시트는 그라파이트 시트로 마련될 수 있다. 그라파이트 시트는 열전도도가 매우 높은 특성을 가지도록 그라파이트 소재로 제조된 시트이다. 그라파이트 시트는 넓은 면적으로 덮도록 부착되고, 열을 전달받아서 넓은 면적으로 열을 방열시키는 방식으로, 고온의 열을 방열시킬 수 있다.

복수의 흑연시트(112a)가 서로 중첩된 양단부에는 관통돈 홀(h)이 형성된다. 홀(h)에는 후술되는 접촉바(112adc)가 삽입된다

보강시트(112ab)는 흑연시트(112aa)의 강도를 보강하기 위해, 복수의 흑연시트(112aa)의 하부에 부착된다.

부착제(112ac)는 복수의 보강시트(112ab)를 흑연시트(112aa)에 부착한다.

지지클립(112ad)은 복수의 흑연시트(112aa)의 양측단을 관통하여, 복수의 흑연시트(112aa)의 양측단을 고정한다. 지지클립(112ad)은 플랜지(112ada), 홀더(112adb), 접촉바(112adc)를 포함한다.

즉, 지지클립(112ad)은 플랜지(112ada), 플랜지(112ada)의 하면과 두께방향으로 대향하는 플랜지(112ada)의 상면에 장착되며, 플랜지(112ada)와의 사이에 복수개의 흑연시트(112aa)의 일단부들을 위치시키기 위해 하면이 상방으로 오목하게 형성되는 홀더(112adb), 복수개의 흑연시트(112aa)를 관통하도록 플랜지(112ada)와 홀더(112adb) 사이에 배치되는 접촉바(112adc)를 포함한다.

플랜지(112ada)는 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 플랜지(112ada)의 형상은 다양할 수 있다.

플랜지(112ada)의 상면은 양측 가장자리 영역 및 양측 가장자리 영역 사이의 중심 영역을 포함할 수 있다.

홀더(112adb)는 플랜지(112ada)의 상면의 양측 가장자리 영역에 장착될 수 있다. 홀더(112adb)는 플랜지(112ada)의 상면에 안착된 복수개의 흑연시트(112aa)를 고정시키는 역할을 한다. 홀더(112adb)는 폭방향으로 연장되며, 플랜지(112ada)의 상면의 중심 영역의 상측에 배치되는 상부판(112adba), 상부판(112adba)의 양측 가장자리로부터 하방으로 각각 연장되는 복수개의 측판(112adbb), 복수개의 측판(112adbb)으로부터 폭방향으로 연장되며, 플랜지(112ada)의 상면의 양측 가장자리 영역에 장착되는 복수개의 하부판(112adbc)을 포함할 수 있다.

상부판(112adba)의 하면은 복수개의 흑연시트(112aa)의 일단부들 중의 흑연시트의 일단부와 접촉할 수 있다. 복수개의 측판(112adbb)은 각각의 내측면이 복수개의 흑연시트(112aa)의 일단부들의 측면과 접촉할 수 있다. 복수개의 하부판(112adbc)이 플랜지(112ada)의 상면의 양측 가장자리 영역에 장착되는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 복수개의 하부판(112adbc)은 하면이 플랜지(112ada)의 상면의 양측 가장자리 영역에 접합될 수 있고, 탈착 가능하게 조립될 수도 있다.

접촉바(112adc)는 원형 단면을 가진 바 형상으로 형성될 수 있다. 접촉바(112adc)는 복수개의 흑연시트(112aa)의 일단부들을 관통하도록, 플랜지(112ada)의 상면의 중심 영역에 복수개 배치될 수 있다. 복수개의 접촉바(112adc)는 두께방향으로 연장되고, 길이방향 및 폭방향으로 상호 이격될 수 있다. 복수개의 접촉바(112adc)는 복수개의 흑연시트(112aa)의 일단부들과 접촉될 수 있다.

제2 판부재(112b)는 방열플로워(112ba), 필러(112bb), 접착플로워(112bc), 금속플로워(112bd), 펠티에소자(112be)를 포함한다.

방열플로워(112ba)는 복수의 기공을 갖는 다공성 구조로 마련된다.

필러(112bb)는 복수의 열 전도성 입자를 포함하며, 방열플로워(112ba) 내의 기공을 충진하도록 방열플로워(112ba) 내부에 채워진다.

접착플로워(112bc)는 방열플로워(112ba)의 외면들에 도포된다.

금속플로워(112bd)는 접착플로워(112bc)에 부착되고, 인버터 패널(120)에 접촉 가능하다.

펠티에소자(112be)는 금속플로워(112bd)의 일측에 마련되고, 케이블유닛(130)에서 전류가 통전되어 복수의 인버터 패널(120)의 열적 변화를 조절한다.

한편, 접착플로워(112bc)는 고분자 물질과 열 전도성 입자가 용매에 혼합된 혼합물에 방열플로워(112ba)를 침지하여 형성된다.

또한, 방열플로워(112ba)는 나노 섬유가 축적되어 형성되며, 방열플로워(112ba) 내에서 복수의 기공이 차지하는 비율이 30% 이상 내지 70% 이하이다.

또한, 제2 판부재(112b)는 그 돌출되는 길이가 복수의 인버터 패널(120)의 길이의 1/9 초과 내지 1/7 미만으로 형성된다. 또한, 일 제2 판부재와 타 제2 판부재 사이의 간격은 복수의 인버터 패널의 두께의 1 초과 내지 1.2 미만으로 이루어진다.

보다 구체적으로, 방열플로워(112ba)은 내부에 복수의 기공이 마련되는 다공성 구조로 형성될 수 있다. 이러한 방열플로워(112ba)은 예를 들어 두께가 0.1㎜∼0.5㎜이며 20%∼80%의 기공도를 가질 수 있다. 여기서, 방열플로워(112ba)의 기공도가 20% 미만일 경우 기공을 채우는 필러(112bb)의 분포가 적어 열 전달 효과가 미미할 수 있고, 기공도가 80% 이상일 경우 기공이 너무 많아 방열플로워(112ba)을 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 방열플로워(112ba)은 나노 사이즈의 섬유가 축적되어 형성되는데, 나노 사이즈의 섬유 사이에 형성된 기공은 방열플로워(112ba)의 두께, 기공도 등에 따라 나노 사이즈(nano size) 또는 그 이상의 사이즈로 형성될 수 있다. 이러한 방열플로워(112ba)은 열전도성 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 카본, 카본나노튜브 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 방열플로워(112ba)를 다공성 구조로 형성하기 위해 예를 들어 전기 방사를 이용하여 형성할 수 있다. 즉, 열 전도성 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사 용액을 제조한 후 이를 전기 방사하여 나노 사이즈의 섬유를 형성하고, 이러한 섬유를 소정 두께로 형성함으로써 다공성 구조의 방열플로워(112ba)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile; PAN)과 카본나노튜브를 만드는 촉매인 철아세틸아세테이트(Fe(Acc)₃)을 2:1로 혼합하고 이를 10중량%로 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide; DMF) 용액을 제조한 후 30kV로 30㎝의 거리에서 전기 방사하여 나노 섬유를 제조할 수 있다.

필러(112bb)는 열 전도성 입자(112bba)를 포함하며, 방열플로워(112ba) 내에 충진되어 열 전달 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 필러(112bb)는 고분자 물질과 열 전도성 입자(112bba)를 포함할 수 있다. 즉, 필러(112bb)는 열 전도성 입자(112bba)가 분산된 고분자 물질로 형성될 수 있다. 고분자 물질은 에틸렌 수지, 프로필렌 수지, 염화비닐 수지, 스티렌 수지, 카보네이트 수지, 에스테르 수지, 나일론 수지, 실리콘 수지 또는 이미드 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 열 전도성 입자(112bba)는 열 전도성이 우수한 Ni, Cu, Ag 등의 열 전도성 금속, 열 전도성 세라믹 등을 이용할 수 있다. 물론, 열 전도성 입자(112bba)는 이러한 물질 이외에 공기보다 열 전도성이 높은 물질이면 어떠한 물질도 가능하다. 여기서, 열 전도성 입자(112bba)는 방열플로워(112ba) 내의 기공보다 작은 사이즈, 예를 들어 나노 사이즈를 가질 수 있다. 이렇게 나노 사이즈의 열 전도성 입자(112bba)를 포함하는 필러(112bb)로 방열플로워(112ba) 내의 복수의 기공을 채우면 다공성 구조의 방열플로워(112ba)만 이용하는 경우에 비해 열 전도율을 더 향상시킬 수 있다. 즉, 방열플로워(112ba) 내의 기공, 즉 공기보다 열 전도율이 더 높은 열 전도성 입자(112bba)를 포함하는 필러(112bb)가 방열플로워(112ba) 내에 마련됨으로써 방열플로워(112ba)만으로 구성되는 경우에 비해 열 전도율을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 필러(112bb)를 방열플로워(112ba) 내의 기공에 분포시키기 위해 열 전도성 입자(112bba)를 포함하는 고분자 물질을 소정의 용매에 혼합한 혼합물에 방열플로워(112ba)을 침지시킬 수 있다. 예를 들어, 실리콘 수지와 열 전도성 입자(112bba)를 소정의 용매에 혼합하여 혼합물을 제조한 후 방열플로워(112ba)을 혼합 용매에 침지하고 용매를 건조시켜 방열플로워(112ba) 내에 열 전도성 필러(112bb)를 분포시킬 수 있다. 여기서, 용매는 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, 메틸렌클로라이드, 테트라히드로퓨란 또는 클로로포름 등을 포함할 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다. 또한, 혼합물의 실리콘 수지의 함량은 혼합물 전체 중량에 대하여 30중량% 내지 60중량%일 수 있고, 열 전도성 입자의 함량은 혼합물 전체 중량에 대하여 1중량% 내지 30중량%일 수 있다. 또한, 용매의 함량은 혼합물 전체 중량에 대하여 실리콘 수지, 열 전도성 입자의 합량(total weight)을 제외한 나머지와 실질적으로 동일하다. 즉, 용매의 함량은 혼합물 전체 중량에 대하여 10중량% 내지 69중량%일 수 있다. 여기서, 실리콘 수지의 함량이 30중량% 미만인 경우 필러(112bb)를 방열플로워(112ba)에 고르게 형성하기 어려울 수 있고, 실리콘 수지의 함량이 60중량%를 초과하는 경우 실리콘 수지를 용매에 용해시키기 어려워 열 전도성 입자가 실리콘 수지 내에 균일하게 분산되기 어렵다. 또한, 열 전도성 입자(112bba)의 함량이 1중량% 미만일 경우 열 전도율 향상 효과가 미미하고, 열 전도성 입자(112bba)의 함량이 30중량%를 초과하는 경우 열 전도성 입자(112bba)가 방열플로워(112ba) 내에 전체적으로 균일하게 분산되기 어렵고 그에 따라 균일한 방열이 어렵다.

접착플로워(112bc)은 방열플로워(112ba)의 적어도 일면에 형성된다. 즉, 접착플로워(112bc)은 방열플로워(112ba)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 이러한 접착플로워(112bc)은 양면 접착 테이프를 이용할 수 있다.

금속플로워(112bd)는 접착플로워(112bc)과, 방열플로워(112ba)에 마련된 금속플로워(112bd)을 포함할 수 있다.

방열플로워(112ba)은 복수의 기공을 갖는 다공성 구조로 형성될 수 있는데, 이를 위해 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사 용액을 제조한 후 방사 용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고 나노 섬유를 축적하여 형성할 수 있다.

필러(112bb)는 열 전도성 입자(112bba), 열 전도성 고분자 물질을 일정 비율로 용매에 혼합하여 혼합물을 제조하고, 혼합물에 방열플로워(112ba)을 침지한 후 건조함으로써 방열플로워(112ba) 내의 복수의 기공을 충진하도록 마련될 수 있다.

접착플로워(112bc)은 방열플로워(112ba)의 일면에 접착 테이프 또는 접착 물질이 포함된 방사 용액을 전기 방사하여 형성할 수 있다.

금속플로워(112bd)은 열 전도성 금속, 예를 들어 Ni, Cu, Ag 등을 방열플로워(112ba)의 일면에 코팅하여 형성할 수 있다. 또한, 금속플로워(112bd)은 금속 포일(foil)을 부착하여 형성할 수도 있다. 금속플로워(112bd)이 더 형성됨으로써 방열플로워(112ba)만을 이용하는 경우에 비해 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 금속플로워(112bd)은 방열플로워(112ba)의 일면에 패턴 형상으로 코팅된 금속 패턴층으로 구현할 수 있다. 금속플로워(112bd)이 패턴화되어 형성되면 접촉 면적이 증가되어 열 방출 효율을 증가시킬 수 있게 된다.

온도조절부(113)는 케이스몸체부(111)에 설치되고, 수납공간(110a)을 기 설정된 온도를 냉각시킨다. 여기서, 온도조절부(113)는 인버터 패널(120)이 기 설정된 온도 범위 내에서 작동될 수 있도록, 복수의 인버터 패널(120)의 동작 온도에 대한 히트테리시스(Hysteresis) 특성을 이용하여 온도조절부(113)의 구동을 제어하도록 구성된다.

온도조절부(113)는 냉각부재(113a), 온도신호 감지부재(113b), 트래킹신호 발생부재(113c), 제어 회로부재(113d)를 포함한다. 한편, 온도조절부(113)는 보조배터리부(113e)를 더 포함할 수 있다.

냉각부재(113a)는 냉매를 압축시키고 압축된 냉매를 증발시켜 냉기를 형성한다. 예를 들어, 냉각부재(113a)는 하기에서는, 냉각부재(113a)가 압축기(미도시), 응축기(미도시), 증발기(미도시) 및 냉매유로(미도시)로 구성되는 경우를 예시적으로 설명한다. 압축기는 냉매를 압축시키고, 응축기는 압축된 냉매를 응축시키고, 증발기는 응축된 냉매를 증발시켜 냉기를 형성하고, 냉매유로는 수납공간(110a)에 냉기를 공급하는 통로일 수 있다. 여기서, 냉매유로는 예컨데 케이스유닛(110)의 배면측에 설치되며, 수납공간(110a)의 상부에서 냉기를 공급(분사)할 수 있다. 즉, 수납공간(110a)에서 냉기는 중력에 의해 상측에서 하측을 향하여 이동할 수 있다. 이에, 후술되는 복수의 인버터 패널(120)이 수직하게 배치됨에 따라, 복수의 인버터 패널(120) 사이의 틈새로 냉기가 더 효과적으로 이동할 수 있다.

온도신호 감지부재(113b)는 복수의 브랜치(미도시)를 구비하고, 복수의 상기 브랜치로 인가된 온도 신호들에 응답하여 복수의 검출 온도를 발생시킨다.

트래킹신호 발생부재(113c)는 기 설정된 기준 온도와 상기 복수의 검출 온도를 비교하여 복수의 검출 온도를 상승시키거나 혹은 하강시키도록 복수의 온도 트랙킹 신호를 발생시킨다.

제어 회로부재(113d)는 복수의 온도 트랙킹 신호들에 응답하여 제어 신호들을 순차적으로 발생시키고, 발생된 제어 신호를 냉각부재(113a)에 전달하여 냉각부재(113a)의 구동 온도를 제어한다.

한편, 복수의 브랜치는, 각각 저항을 포함하며, 저항을 통하여 이전 발생시킨 복수의 검출 온도 범위와 이후 발생시킬 검출 온도 범위가 겹쳐지도록 하는 히스테리시스 특성을 가진다.

보조배터리부(113e)는 케이스유닛(110)의 내부에 수납되고, 냉각부재(113a)에 연결되며, 냉각부재(113a)가 구동할 수 있도록, 냉각부재(113a)에 보조전원을 공급할 수 있다. 여기서, 보조배터리부(113e)는 AC 전류를 냉각부재(113a)에 공급할 수 있다. 한편, 보조배터리부(113e)는 후술되는 펠티에소자(112be)와 연결되어, 펠티에소자(112be)에 AC 전류를 공급할 수도 있다. 또한, 보조배터리부(113e)는 케이블유닛(130)과 서로 연결되며, 케이블유닛(130)으로부터 AC 전류를 공급받을 수 있다.

보조온도조절부(114)는 케이스몸체부(111)의 내벽체에 삽입되어 설치되는 보조온도조절부몸체(114a), 보조온도조절부몸체(114a)의 중심부에 삽입되고 냉매가 유입되는 제1 유로배관(114b), 제1 유로배관(114b)을 중심으로 그 양측에 각각 배치되며, 냉매가 배출되는 제2 유로배관(114c) 및 제3 유로배관(114d), 그 일단이 제1 유로배관(114b)과 연통되고 그 타단이 제2 유로배관(114c)과 연통되며 제1 유로배관(114b)의 일측 방향으로 연장되어 보조온도조절부몸체(114a)의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제4 유로배관(114e) 및 그 일단이 제1 유로배관(114b)과 연통되고 그 타단이 제3 유로배관(114d)과 연통되며, 제1 유로배관(114b)의 타측 방향으로 연장되어 보조온도조절부몸체(114a)의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제5 유로배관(114f)을 포함한다.

보조온도조절부몸체(114a)는 그 일면에 내측으로 함몰되고, 제1 유로배관(114b) 내지 제5 유로배관(114f)에 대응되는 형상으로 형성되는 수납라인(114aa)이 구비된다.

인버터 패널(120)은 케이스유닛(110)에 상하방향을 따라 이격되어 수납되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 전력 계통 부하로 공급한다.

케이블유닛(130)은 그 일측이 전력 계통 부하에 연결되고, 그 타측이 인버터 패널(120)에 연결되고 케이스유닛을 관통한다. 케이블유닛(130)은 인버터 패널(120)에 전자기적으로 연결되며, 인버터 패널(120)로 직류 전원을 공급하거나, 변환된 교류 전원을 공급받을 수 있다.

팬유닛(140)은 케이블유닛(130)에서 분기된 전선에 연결되어 케이블유닛(130)에서 전력을 공급받아 회전 구동력을 발생시킬 수 있도록, 케이스유닛(110)에 설치되는 모터부(미도시), 모터부의 회전축(미도시)에 결합되는 팬유닛중심부(141), 회전축을 중심축으로 하는 원의 원주방향(즉, 길이방향을 회전 중심축으로 하는 원의 둘레방향)을 따라 이격되고 회전축을 중심축으로 하는 원의 반경방향을 따라 곡선으로 연장되는 날개부(142), 원주방향을 따라 연장되고 날개부(142)의 단부에 결합되는 보호링부(143)을 포함한다. 이에 더하여, 팬유닛(140)은 모터부를 지지하고 수납공간(110a)에서 케이스유닛(110)의 외부로 유체를 가이드할 수 있도록, 적어도 일부가 보호링부의 내측에 배치되고, 나머지 일부가 보호링부의 외측에 배치되어, 보호링부(143)와 그 사이에 날개부(142) 후방의 압력 유동의 일부를 날개부(142)의 전방 쪽으로 피드백시키는 조절유로(144c)를 형성하는 팬유닛보호부(144)를 더 포함한다.

날개부(142)는 한쌍의 제1 날개부재(142a)와, 한쌍의 제1 날개부재(142a)로부터 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제2 날개부재(142b)와, 한쌍의 제2 날개부재(142b)로부터 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제3 날개부재(142c)와, 한쌍의 제3 날개부재(142c)로부터 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제4 날개부재(142d)와, 한쌍의 제4 날개부재(142d) 사이에 배치되는 제5 날개부재(142e)를 포함한다.

한쌍의 제1 날개부재(142a) 내지 한쌍의 제4 날개부재(142d)는, 팬유닛중심부(141)를 기준으로 서로 비대칭으로 배치된다.

또한, 제1 날개부재(142a) 내지 제5 날개부재(142e)는 각각 제1 컨택파트, 제1 커브파트, 제2 커브파트, 제2 컨택파트, 제3 커브파트, 제4 커브파트, 제5 커브파트 및 피크파트를 각각 구비한다. 하기에서는 도면을 참조하여 제1 날개부재(142a)를 기준으로 제1 컨택파트, 제1 커브파트, 제2 커브파트, 제2 컨택파트, 제3 커브파트, 제4 커브파트, 제5 커브파트 및 피크파트의 구조에 관하여 설명한다.

제1 날개부재(142a)는 팬유닛중심부에 접촉되는 제1 컨택파트(142aa), 제1 컨택파트(142aa)에서 연장되고 원주방향 중 시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제1 커브파트(142ab), 제1 커브파트(142ab)에서 연장되고 원주방향 중 반시계방향을 따라 내측으로 라운드지게 함몰되는 제2 커브파트(142ac), 제2 커브파트(142ac)에서 연장되고 보호링부(143)의 내면에 접촉되는 제2 컨택파트(142ad), 제2 컨택파트(142ad)에서 연장되고 반시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제3 커브파트(142ae), 제3 커브파트(142ae)에서 연장되고 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제4 커브파트(142af), 제4 커브파트(142af)에서 연장되고 제1 컨택파트(142aa)에 연결되며 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제5 커브파트(142ag) 및 제4 커브파트(142af)와 제5 커브파트(142ag)가 서로 이어지는 부분에서 반시계방향을 따라 돌출된 피크파트(142ah)를 각각 포함한다.

제3 커브파트(142ae)와 제2 컨택파트(142ad)가 이어지는 부분에 제2 포인트(P2)가 형성된다. 제2 포인트(P2)는 후술되는 제1 포인트(P1)와 가상의 선(F)을 형성한다.

피크파트(142ah)는 그 돌출된 부분의 각도가 둔각인 삼각형 형상으로 형성된다.

한편, 날개부(142)는 시계방향을 기준으로 그 전측이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성된다. 또한, 날개부(142)는 그 상면 및 그 하면에 내측으로 함몰되어 빗살무늬 형상으로 형성된 복수의 빗살라인(미도시)이 형성된다.

여기서, 제1 커브파트(142ab)의 곡률은, 제3 커브파트(142ae)의 곡률보다 크다.

또한, 제3 커브파트(142ae)의 곡률은, 제2 커브파트(142ac)의 곡률보다 크다.

또한, 제2 커브파트(142ac)의 곡률은 제4 커브파트(142af)의 곡률보다 크다.

또한, 제4 커브파트(142af)의 곡률은 제5 커브파트(142ag)의 곡률보다 크다.

또한, 제1 날개부재(142a)의 제1 컨택파트(142aa) 내지 제5 날개부재(142e)의 제1 컨택파트(142aa)는, 각각 제5 커브파트(142ag)와 이어지는 부분에 제1 포인트(P1)를 구비하고, 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad) 내지 제5 날개부재(142e)의 제2 컨택파트(142ad)는 각각 제3 커브파트(142ae)와 이어지는 부분에 제2 포인트(P2)를 구비한다.

또한, 피크파트(142ah)는 그 돌출된 단부가 원주방향을 기준으로 제1 포인트(P1)와 제2 포인트(P2)를 연결하는 가상의 선의 내측에 위치한다.

한편, 제3 커브파트(142ae)는 하기의 수학식 1에 따라 연산되는 제1 곡률(K₁)을 가진다.

[수학식 1]

또한, 제4 커브파트(142af)는 하기의 수학식 2에 따라 연산되는 제2 곡률(K₂)을 가진다.

[수학식 2]

한편, 원주방향을 기준으로 한쌍의 제1 날개부재(142a) 중 일 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L1)은, 원주방향을 기준으로 한쌍의 제2 날개부재(142b) 중 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L1)과 동일하다. 도 8 및 도 9에는 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad), 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142bd), 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142cd), 제4 날개부재(142d)의 제2 컨택파트(142dd), 제5 날개부재(142e)의 제2 컨택파트(142ed)가 도시되어 있다.

또한, 원주방향을 기준으로 한쌍의 제3 날개부재(142c) 중 일 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L2)은, 타 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L2)과 동일하고, 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L1)보다 크다.

또한, 원주방향을 기준으로 한쌍의 제4 날개부재(142d) 중 일 제4 날개부재(142d)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L3)은, 타 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L3)과 동일하고, 일 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L2)보다 크다.

또한, 원주방향을 기준으로 제5 날개부재(142e)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제4 날개부재(142d)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L4)은, 타 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제4 날개부재(142d)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L4)과 동일하고, 일 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L1)보다 크고 일 제2 날개부재(142b)의 제2 컨택파트(142ad)와 일 제3 날개부재(142c)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L2)보다 작다.

또한, 원주방향을 기준으로 제5 날개부재(142e)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제4 날개부재(142d)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L5)은, 일 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad)와 타 제1 날개부재(142a)의 제2 컨택파트(142ad) 사이의 간격(L1)보다 작다.

또한, 제1 날개부재(142a)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이에 대한 제2 날개부재(142b)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이의 비율이 0.5 이하 내지 0.48 이상이다.

또한, 제2 날개부재(142b)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이에 대한 제3 날개부재(142c)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이의 비율이 0.45 이하 내지 0.43 이상이다.

또한, 제3 날개부재(142c)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이에 대한 제4 날개부재(142d)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이의 비율이 4.14 이하 내지 4.11 이상이다.

또한, 제4 날개부재(142d)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이에 대한 제5 날개부재(142e)의 제5 커브파트(142ag)의 연장된 길이의 비율이 1.25 이하 내지 1.23 이상이다.

팬유닛보호부(144)는 보호링부(143)의 함몰된 부분에 삽입되며 보호링부(143)의 내벽체와 이격되는 제1 조절부재(144a)와, 그 일부가 반경방향을 기준으로 보호링부(143)의 외측을 감싸도록 배치되고 나머지 일부가 보호링부(143)의 단부와 이격되도록 보호링부(143)의 단부를 내측으로 수용하는 제2 조절부재(144b)를 포함한다.

여기서, 보호링부(143)의 내벽체와 제1 조절부재(144a) 및 제2 조절부재(144b) 사이에 조절유로(144c)가 형성된다.

팬유닛보호부(144)는 조절유로(144c) 중 제2 조절부재(144b)와 보호링부(143)의 사이에 마련되는 흡음부재(미도시)를 더 포함한다.

한편, 팬유닛(140)은 제1 코팅층(145), 제2 코팅층(146) 및 밀폐층(147)을 더 포함한다.

즉, 팬유닛(140)은 그 외주면에 금소재질인 Ni20Cr을 포함하는 제1 코팅층(145)과, 제1 코팅층(145)의 외주면에 알루미나(Al2O3) 분말과 40~50wt%의 티타니아(TiO2) 분말이 혼합된 세라믹 분말이 용사 코팅된 제2 코팅층(146) 및 제2 코팅층(146)에 형성된 기공(146a)을 밀봉할 수 있도록 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 인산(H3PO4)이 1:4~5의 중량비로 혼합된 밀폐용액이 제2 코팅층(146)에 도포 및 가열되며 인산알루미늄(AlPO4) 결정상으로 형성된 밀폐층(147)을 더 포함한다.

제1 코팅층(145)은 그 두께가 60㎛ 이상 내지 140㎛ 이하이고, 그 표면 조도가 중심선 평균 거칠기(Ra) 기준 4㎛ 이상 내지 5㎛일 수 있다.

또한, 제2 코팅층(146)은 그 두께가 260㎛ 이상 내지 340㎛ 이하일 수 있다.

또한, 밀폐층(147)은, 밀폐용액이 제2 코팅층(146)에 도포된 후 상온에서 11시간 이상 내지 15시간 이하 동안 건조되고, 이후 90℃ 이상 내지 130℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 1차 가열되고, 이후 180℃ 이상 내지 220℃에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 2차 가열되고, 이후 390℃ 이상 내지 430℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 동안 3차 가열되어 형성될 수 있다.

여기서, 밀폐층(147)은 제2 코팅층(146) 상에 형성된 기공(146a) 내에 형성된 밀폐부(147a)를 포함하는 개념으로 해석될 수 있으며, 추가 가공을 통해 밀폐부(147a)만이 잔존하는 개념으로도 해석될 수 있다.

한편, 밀폐층(147)에 손상이 발생될 경우 밀폐층(147)의 손상부위에 대해 천공작업을 수행하면서, 천공 작업된 천공부위의 내측으로 밀폐용액을 주입하여 밀폐용액이 천공부위의 외측으로 유출되어 경화되도록 하고, 밀폐용액이 경화된 후 밀폐용액을 감싸도록 보호필름(미도시))을 압착시키고, 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 이후, 보호필름(미도시)을 박리시켜 밀폐층(147)의 손상을 보수할 수 있다.

이에, 제1 코팅층(145) 내지 밀폐층(147)을 통해, 날개부(142)의 내마모성이 향상될 수 있다.

보호링부(143)은 라운드부(143a), 역류방지부(143b), 테두리부(143c) 및 플레이트부(143d)를 포함한다.

라운드부(143a)는 보호링부(143)의 내측으로 유입되는 유체의 저항을 최소화하도록 그 상부가 라운드 형상으로 형성되는 제1 라운드부재(143aa)와 반경방향을 기준으로 제1 라운드부재(143aa)의 외측단부에서 상하방향으로 연장되는 제2 라운드부재(143ab)를 구비할 수 있다.

테두리부(143c)는 날개부(142)에 결합되고, 제1 라운드부재(143aa)의 내측단부에서 제2 라운드부재(143ab)에 대향되도록 상하방향으로 연장된다.

역류방지부(143b)는 제1 라운드부재(143aa)에 대칭되도록 테두리부(143c)에서 절곡되며 그 단부가 제2 라운드부재(143ab)와 이격되어 틈새를 형성한다.

플레이트부(143d)는 제1 라운드부재(143aa)에서 상하로 연장되고, 제2 라운드부재(143ab)와 테두리부(143c) 사이에 배치된다.

제1 라운드부재(143aa)는 그 상부 영역(공간)이 플레이트부와 역류방지부(143b)와 테두리부(143c)가 이루는 공간과의 사이에 압력 균형을 이루도록 상하로 관통된 복수의 관통홀(143aaa)이 구비된다.

보다 구체적으로, 역류방지부(143b)는 제1 라운드부재(143aa)의 만곡형상과 대칭되는 형상으로, 테두리부(143c)와 플레이트부(143d) 틈새 사이로 공기의 역류 유동을 방지하는 역할을 한다.

즉, 역류방지부(143b)는 날개부(142)의 하류 주위의 압력보다 상대적으로 낮은 플레이트부(143d)과 테두리부(143c)의 틈새로 공기가 유입되는 것을 방지하여, 틈새 유동 손실을 억제하고 유동 간섭에 의한 이산화 주파수 소음을 감소시킴과 동시에 날개부(142) 소요동력도 감소시킬 수 효과를 가져온다. 도면에서 도시된 바와 같이, (+)는 상대적으로 압력이 높은 상태를, (-)는 상대적으로 압력이 낮은 상태를 나타낸다.

또한, 제1 라운드부재(143aa)와 테두리부(143c)를 적용함으로써 플레이트부(143d)과 테두리부(143c) 사이의 틈새를 최적간극으로 용이하게 형성할 수 있으며, 형상 또한 단순화 할 수 있어, 그 구조가 간단하여 내구성 및 생산성을 향상시킴은 물론 소음을 감소시킬 수 있다.

한편, 테두리부(143c)와 플레이트부(143d) 틈새 사이로는 압력의 차이로 인하여 공기가 스며 들어가는 불가피한 현상이 발생하게 된다. 이에, 제1 라운드부재(143aa)에는 테두리부(143c)와 플레이트부(143d) 사이의 틈새를 따라 원주방향으로 하나 또는 복수개의 관통홀(143aaa)이 관통 형성하여 압력이 불균일하게 분포된 것을 해소할 수 있다.

관통홀(143aaa)은, 플레이트부(143d)과 테두리부(143c) 사이의 공간과 연통되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 공기 유동시 플레이트부(143d)과 테두리부(143c) 사이의 공간에서 압력변화가 가장 심하게 나타나고 부압이 가장 많이 걸리는 부분이기 때문이다.

관통홀(143aaa)은 도면에서 장공의 형상으로 되어 있으며, 복수개가 서로 이격되게 배치되어 있다. 하지만, 이는 바람직한 실시예로, 관통홀(143aaa)의 형상과 개수 및 형성위치 등은 설계에 따라 다양하게 변경 가능함은 물론이다.

한편, 날개부(142)는 시계방향을 기준으로 그 전측이 그 단부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되고, 그 상면 및 그 하면에 내측으로 함몰되어 빗살무늬 형상으로 형성된 복수의 빗살라인(미도시)이 형성될 수 있다.

팬유닛보호부(144)는 보호링부(143)의 함몰된 부분에 삽입되며, 보호링부(143)의 내벽체와 이격되는 제1 조절부재(144a)와, 그 일부가 반경방향을 기준으로 보호링부(143)의 외측(즉, 보호링부(143)의 외측단부(143e))을 감싸도록 배치되고, 나머지 일부가 보호링부(143)의 단부와 이격되도록 보호링부(143)의 단부를 내측으로 수용하는 제2 조절부재(144b)를 포함한다.

여기서, 보호링부(143)의 내벽체와 제1 조절부재(144a) 및 제2 조절부재(144b) 사이에 상술한 조절유로(144c)가 형성된다.

보다 구체적으로,　팬유닛보호부(144)의 내부 중앙에는 보호링부(143)의 내부에 삽입되는　제1 조절부재(144a) 및 보호링부(143)의 단부에 위치한 테두리가 삽입되는　제2 조절부재(144b)가 마련된다.

따라서 모터와　팬유닛(140)을 결합하게 되면　보호링부(143)의 내부에　팬유닛보호부(144)의　제1 조절부재(144a)가 삽입되고,　보호링부(143)의 내부와 제1 조절부재(144a) 및 제2 조절부재(144b) 사이에 조절유로(144c)가 형성된다.

팬유닛(140)은 모터부가 구동으로　팬유닛(140)이 회전 작동될 때에　팬유닛(140)의 후방에서 발생되는 압력변동의 일부를　팬유닛(140)과　팬유닛보호부(144)의 사이에 마련된　조절유로(140a)를 통해　팬유닛(140)의 전방으로 피드백시켜 주게 된다.

이처럼, 팬유닛이 케이스유닛의 내부의 공기를 그 외부로 유도하여 인버터 패널에서 발생된 열기를 그 외부로 유도할 수 있다. 이에, 케이스유닛의 내부의 온도가 기 설정된 온도로 원활하게 유지될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100: 인버터 장치 110:케이스유닛
120: 인버터 패널 130: 케이블유닛
140: 팬유닛

Claims

내부에 수납공간을 가지고, 상기 수납공간에 연통되는 배기홀을 구비하는 케이스유닛;
상기 케이스유닛에 일방향을 따라 이격되어 수납되고, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 전력 계통 부하로 공급하기 위한 복수의 인버터 패널;
그 일측이 상기 전력 계통 부하에 연결되고, 그 타측이 인버터 패널에 연결되고 상기 케이스유닛을 관통하는 케이블유닛; 및
상기 인버터 패널에 의해 발생된 열을 상기 배기홀을 통해 상기 케이스유닛의 외부로 배출시킬 수 있도록, 상기 배기홀과 마주보도록 상기 케이스유닛에 결합되며 상기 수납공간의 공기를 흡인하기 위한 팬유닛;을 포함하고,
상기 케이스유닛은, 복수의 상기 인버터 패널이 서로 수평하게 이격되어 일렬로 수납되도록 상기 수납공간을 나누어 구획하고, 상기 수납공간을 기 설정된 온도로 냉각시킬 수 있도록 구성되고,
상기 케이스유닛은,
상기 배기홀이 형성되고, 그 내부에 상기 수납공간을 가지는 케이스몸체부;
복수의 제1 판부재와, 상기 수납공간이 나누어 구획되도록 복수의 상기 제1 판부재에서 상기 수납공간을 향하여 돌출되고 상기 일방향을 따라 이격되는 복수의 제2 판부재를 구비하는 패널보관부; 및
상기 케이스몸체부에 설치되고, 상기 수납공간을 기 설정된 온도를 냉각시키기 위한 온도조절부; 및
상기 케이스몸체부의 벽체의 내부에 설치되고, 상기 케이스몸체부를 냉각시키기 위한 보조온도조절부;를 포함하고,
상기 배기홀은, 상기 수납공간과 연통된 제1 부분에서 상기 케이스몸체부의 외부와 연통되는 제2 부분을 향하여 그 내경이 점차 감소하게 형성되고,
상기 제1 판부재는,
상기 수납공간에서 상기 케이스몸체부의 외부를 향해 방사상으로 열기가 대류될 수 있도록, 상기 일방향에 대하여 라운드지게 연장되고, 그 중심부가 서로 이격되어 그 사이에 공기층을 형성하며 그 양단부가 서로 접촉되어 중첩되는 복수의 흑연시트;
복수의 상기 흑연시트의 강도를 보강하기 위해, 복수의 상기 흑연시트의 하부에 부착되는 복수의 보강시트; 및
복수의 상기 보강시트를 상기 흑연시트에 부착하기 위한 부착제; 및
복수의 상기 흑연시트의 양측단을 관통하여, 복수의 상기 흑연시트의 양측단을 고정하는 지지클립;을 포함하고,
복수의 상기 흑연시트는, 상기 일방향에 대하여 수직하게 직교하는 폭방향을 기준으로 그 최상층으로부터 그 최하층으로 갈수록 그 라운드진 길이가 짧아지게 형성되고,
상기 제2 판부재는, 그 돌출되는 길이가 복수의 상기 인버터 패널의 길이의 1/9 초과 내지 1/7 미만으로 형성되고,
일 제2 판부재와 타 제2 판부재 사이의 간격은, 복수의 상기 인버터 패널의 두께의 1 초과 내지 1.2 미만이고,
상기 제2 판부재는,
복수의 기공을 갖는 다공성 구조의 방열플로워;
복수의 열 전도성 입자를 포함하며, 상기 방열플로워 내의 기공을 충진하도록 상기 방열플로워 내부에 채워지는 필러;
상기 방열플로워의 외면들에 도포되는 접착플로워;
상기 접착플로워에 부착되고, 상기 인버터 패널에 접촉 가능한 금속플로워;
상기 금속플로워의 일측에 마련되고, 상기 케이블유닛에서 전류가 통전되어 복수의 상기 인버터 패널의 열적 변화를 조절하는 펠티에소자;를 포함하며,
상기 접착플로워는, 고분자 물질과 열 전도성 입자가 용매에 혼합된 혼합물에 상기 방열플로워를 침지하여 형성되고,
상기 방열플로워는, 나노 섬유가 축적되어 형성되며, 상기 방열플로워 내에서 복수의 상기 기공이 차지하는 비율이 30% 이상 내지 70% 이하이고,
상기 온도조절부는, 상기 인버터 패널이 기 설정된 온도 범위 내에서 작동될 수 있도록, 복수의 상기 인버터 패널의 동작 온도에 대한 히트테리시스(Hysteresis) 특성을 이용하여 상기 온도조절부의 구동을 제어하도록 구성되고,
상기 온도조절부는,
냉매를 압축시키고 압축된 냉매를 증발시켜 냉기를 형성하는 냉각부재;
복수의 브랜치를 구비하고, 복수의 상기 브랜치로 인가된 온도 신호들에 응답하여 복수의 검출 온도를 발생시키기 위한 온도신호 감지부재;
기 설정된 기준 온도와 상기 복수의 검출 온도를 비교하여 상기 복수의 검출 온도를 상승시키거나 혹은 하강시키도록 복수의 온도 트랙킹 신호를 발생시키기 위한 트랙킹신호 발생부재; 및
상기 복수의 온도 트랙킹 신호들에 응답하여 제어 신호들을 순차적으로 발생시키고, 발생된 상기 제어 신호를 상기 냉각부재에 전달하여 상기 냉각부재의 구동 온도를 제어하기 위한 제어 회로부재;
복수의 상기 브랜치는, 각각 저항을 포함하며, 상기 저항을 통하여 이전 발생시킨 복수의 검출 온도 범위와 이후 발생시킬 검출 온도 범위가 겹쳐지도록 하는 히스테리시스 특성을 가지며,
상기 보조온도조절부는,
상기 케이스몸체부의 내벽체에 삽입되어 설치되는 보조온도조절부몸체;
상기 보조온도조절부몸체의 중심부에 삽입되고 냉매가 유입되는 제1 유로배관;
상기 제1 유로배관을 중심으로 그 양측에 각각 배치되며, 냉매가 배출되는 제2 유로배관 및 제3 유로배관;
그 일단이 상기 제1 유로배관과 연통되고, 그 타단이 상기 제2 유로배관과 연통되며, 상기 제1 유로배관의 일측 방향으로 연장되어 상기 보조온도조절부몸체의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제4 유로배관; 및
그 일단이 상기 제1 유로배관과 연통되고, 그 타단이 상기 제3 유로배관과 연통되며, 상기 제1 유로배관의 타측 방향으로 연장되어 상기 보조온도조절부몸체의 중심부에서 점차 바깥쪽으로 연장되다가 다시 중심부를 향하여 연장되는 제5 유로배관;을 포함하고,
상기 보조온도조절부몸체는, 그 일면에 내측으로 함몰되고, 상기 제1 유로배관 내지 상기 제5 유로배관에 대응되는 형상으로 형성되는 수납라인이 구비되는 방열 기능이 개선된 인버터 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 팬유닛은,
상기 케이블유닛에서 분기된 전선에 연결되어 상기 케이블유닛에서 전력을 공급받아 회전 구동력을 발생시킬 수 있도록, 상기 케이스유닛에 설치되는 모터부;
상기 모터부의 회전축에 결합되는 팬유닛중심부;
상기 회전축을 중심축으로 하는 원의 원주방향을 따라 이격되고, 상기 회전축을 중심축으로 하는 원의 반경방향을 따라 곡선으로 연장되는 날개부;
상기 원주방향을 따라 연장되고, 상기 날개부의 단부에 결합되는 보호링부;을 포함하고,
상기 날개부는, 한쌍의 제1 날개부재와, 한쌍의 상기 제1 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제2 날개부재와, 한쌍의 상기 제2 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제3 날개부재와, 한쌍의 상기 제3 날개부재로부터 상기 원주방향을 따라 각각 이격된 한쌍의 제4 날개부재와, 한쌍의 상기 제4 날개부재 사이에 배치되는 제5 날개부재를 포함하고,
한쌍의 상기 제1 날개부재 내지 한쌍의 상기 제4 날개부재는, 상기 팬유닛중심부를 기준으로 서로 비대칭으로 배치되고,
상기 제1 날개부재 내지 상기 제5 날개부재는,
상기 팬유닛중심부에 접촉되는 제1 컨택파트;
상기 제1 컨택파트에서 연장되고, 상기 원주방향 중 시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제1 커브파트;
상기 제1 커브파트에서 연장되고, 상기 원주방향 중 반시계방향을 따라 내측으로 라운드지게 함몰되는 제2 커브파트;
상기 제2 커브파트에서 연장되고, 상기 보호링부의 내면에 접촉되는 제2 컨택파트;
상기 제2 컨택파트에서 연장되고, 상기 반시계방향을 따라 라운드지게 돌출되는 제3 커브파트;
상기 제3 커브파트에서 연장되고, 상기 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제4 커브파트;
상기 제4 커브파트에서 연장되고, 상기 제1 컨택파트에 연결되며, 상기 시계방향을 따라 라운드지게 함몰되는 제5 커브파트; 및
상기 제4 커브파트와 상기 제5 커브파트가 서로 이어지는 부분에서, 상기 반시계방향을 따라 돌출된 피크파트;를 각각 포함하고,
상기 피크파트는, 그 돌출된 부분의 각도가 둔각인 삼각형 형상으로 형성되고,
상기 모터부를 지지하고, 상기 수납공간에서 상기 케이스유닛의 외부로 유체를 가이드할 수 있도록, 적어도 일부가 상기 보호링부의 내측에 배치되고, 나머지 일부가 상기 보호링부의 외측에 배치되어, 상기 보호링부와 그 사이에 상기 날개부 후방의 압력 유동의 일부를 상기 날개부의 전방 쪽으로 피드백시키는 조절유로를 형성하는 팬유닛보호부;를 더 포함하고,
상기 팬유닛보호부는,
상기 보호링부의 함몰된 부분에 삽입되며, 상기 보호링부의 내벽체와 이격되는 제1 조절부재;
그 일부가 상기 반경방향을 기준으로 상기 보호링부의 외측을 감싸도록 배치되고, 나머지 일부가 상기 보호링부의 단부와 이격되도록 상기 보호링부의 단부를 내측으로 수용하는 제2 조절부재;를 포함하고,
상기 보호링부의 내벽체와 상기 제1 조절부재 및 상기 제2 조절부재 사이에 상기 조절유로를 형성하며,
상기 팬유닛보호부는, 상기 조절유로 중 상기 제2 조절부재와 상기 보호링부의 사이에 마련되는 흡음부재;를 더 포함하고,
상기 팬유닛은,
상기 날개부의 외주면에 코팅되고, 금속재질인 Ni20Cr을 포함하는 제1 코팅층;
상기 제1 코팅층의 외주면에 알루미나(Al2O3) 분말과 40~50wt%의 티타니아(TiO2) 분말이 혼합된 세라믹 분말이 용사 코팅된 제2 코팅층; 및
상기 제2 코팅층에 형성된 기공을 밀봉할 수 있도록, 수산화 알루미늄(Al(OH)3) 및 인산(H3PO4)이 1:4~5의 중량비로 혼합된 밀폐용액이 상기 제2 코팅층에 도포 및 가열되며 인산알루미늄(AlPO4) 결정상으로 형성된 밀폐층;을 더 포함하고,
상기 제1 코팅층은, 그 두께가 60㎛ 이상 내지 140㎛ 이하이며,
상기 제1 코팅층은, 그 표면 조도가 중심선 평균 거칠기(Ra) 기준 4㎛ 이상 내지 5㎛이고,
상기 제2 코팅층은, 그 두께가 260㎛ 이상 내지 340㎛ 이하 이며,
상기 밀폐층은, 상기 밀폐용액이 상기 제2 코팅층에 도포된 후 상온에서 11시간 이상 내지 15시간 이하 동안 건조되고, 이후 90℃ 이상 내지 130℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 1차 가열되고, 이후 180℃ 이상 내지 220℃에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간동안 2차 가열되고, 이후 390℃ 이상 내지 430℃ 이하의 온도에서 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 동안 3차 가열되어 형성되고,
상기 밀폐층에 손상이 발생될 경우, 상기 밀폐층의 손상부위에 대해 천공작업을 수행하면서, 천공 작업된 천공부위의 내측으로 상기 밀폐용액을 주입하여 상기 밀폐용액이 상기 천공부위의 외측으로 유출되어 경화되도록 하고, 상기 밀폐용액이 경화된 후 상기 밀폐용액을 감싸도록 보호필름을 압착시키고, 100분 이상 내지 160분 이하의 시간 이후, 상기 보호필름을 박리시키는 방열 기능이 개선된 인버터 장치.