KR102618450B1 - 집진 유닛을 구비한 인버터 장치 - Google Patents

집진 유닛을 구비한 인버터 장치 Download PDF

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Abstract

집진 유닛을 구비한 인버터 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 일면에 공기 유입구가 형성되고 타면에 공기 유출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자; 상기 전기 소자를 냉각시키기 위해 외부 공기가 상기 공기 유입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되고 상기 공기 유출구로 유출되는 공기의 흐름을 생성하도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 제 1 흡입 부재; 및 상기 공기 유입구로 유입되는 상기 공기에 포함된 분진을 제거하도록 상기 공기 유입구의 일측에 배치되는 집진 유닛; 을 포함하고, 상기 집진 유닛은 마이너스로 대전되는 제 1 방전극; 상기 제 1 방전극으로부터 이격되어 배치되고 플러스로 대전되는 집진극; 상기 외부 공기가 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극을 경유하여 상기 공기 유입구로 유입되도록 상기 공기 유입구의 둘레부로부터 하부 측으로 연장 형성되는 공기 유동 가이드; 및 상기 집진극에 유인된 상기 분진을 수거하기 위하여 상기 집진극의 하부에 배치되는 분진 받이; 를 포함할 수 있다.

Description

집진 유닛을 구비한 인버터 장치{INVERTER APPARATUS WITH DUST COLLECTION UNIT}
본 발명은 인버터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인버터용 전기 소자를 냉각 시 사용되는 공기에 포함된 분진을 제거하기 위한 집진 유닛을 구비한 인버터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인버터는 전기적으로 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키는 정지식(靜止式) 전력 변환장치로서, 역변환장치(逆變換裝置)라고도 한다. 이와 반대로, 교류(AC)를 직류(DC)로 변환시키는 장치로 컨버터(converter；順變換裝置) 또는 정류기(整流器)가 있다.
최근에는 인버터 내에 교류를 직류로 바꾸는 컨버터 기능과 직류를 교류로 전환하는 인버터 기능을 포괄하고 있는 추세에 있다.
인버터 내부에는 전력을 변화시키기 위하여 전원을 공급하는 파워 모듈, 정류 기능을 담당하는 필터부, 축전 기능을 하는 커패시터부, 제어를 담당하는 제어부 등의 인버터용 소자가 배치된다.
인버터가 작동하는 동안 이러한 인버터용 소자에서 열이 상당히 발생하므로 일반적인 인버터의 경우 이러한 열을 방출시키기 위하여 공랭식 냉각 구조가 사용된다.
즉, 인버터용 소자가 내부에 배치되는 하우징의 일측과 타측에 공기 유입구 및 공기 유출구를 구비하고 외부의 공기를 팬(fan)을 이용하여 공기 유입구를 통해 하우징 내부에 유입시켜 인버터용 소자를 냉각시킨다.
이 때, 외부의 공기에는 분진이 포함되어 있으므로, 인버터 하우징 내부에 분진이 축적되어 인버터의 고장을 유발하게 되는 문제가 있다.
일반적으로 팬의 작동을 방해할 수 있는 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 공기 유입구 측에 그릴이 배치되기도 하나, 이러한 그릴은 미세한 먼지가 인버터 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하기 어렵다는 한계가 있다.
또한, 미세 먼지를 제거하기 위해 공기 유입구 측에 필터를 설치하는 경우 공기의 흐름이 원활하게 이루어지기 어려워 냉각효율이 떨어지는 한계가 있다.
이에 따라, 인버터 하우징 내부로 미세한 먼지가 유입되지 않도록 할 수 있는 인버터 장치의 필요성이 대두되고 있다.
특허공개공보 제10-2018-0070270호(인버터 방열구조)
본 발명은, 하우징 내부로 미세먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 집진 유닛에 의해 유인된 분진을 수거하여 유인된 분진이 다시 하우징 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는, 일면에 공기 유입구가 형성되고 타면에 공기 유출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자; 상기 전기 소자를 냉각시키기 위해 외부 공기가 상기 공기 유입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되고 상기 공기 유출구로 유출되는 공기의 흐름을 생성하도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 제 1 흡입 부재; 및 상기 공기 유입구로 유입되는 상기 공기에 포함된 분진을 제거하도록 상기 공기 유입구의 일측에 배치되는 집진 유닛; 을 포함하고, 상기 집진 유닛은 마이너스로 대전되는 제 1 방전극; 상기 제 1 방전극으로부터 이격되어 배치되고 플러스로 대전되는 집진극; 상기 외부 공기가 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극을 경유하여 상기 공기 유입구로 유입되도록 상기 공기 유입구의 둘레부로부터 하부 측으로 연장 형성되는 공기 유동 가이드; 및 상기 집진극에 유인된 상기 분진을 수거하기 위하여 상기 집진극의 하부에 배치되는 분진 받이; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 집진 유닛에 전력을 공급하는 전원부; 를 포함하고, 상기 제 1 방전극은 상기 전원부의 마이너스 단자에 연결되고, 상기 집진극은 상기 전원부의 플러스 단자에 연결될 수 있다.
이 때, 상기 전원부는 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 연결되어 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 전력을 공급할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극은 상기 공기 유동 가이드의 연장 방향으로 연장 형성되고, 상기 집진극은 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 이격되며 상기 공기 유동 가이드의 내주면에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극과 통전되고 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되는 하나 이상의 제 2 방전극; 을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 2 방전극과 통전되고 고리 형상으로 형성되며 상기 제 2 방전극에 의해 지지되는 하나 이상의 제 3 방전극; 을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 분진 받이는 상기 공기 유동 가이드의 하단부 내주면 측에 상기 분진이 수거되는 공간이 형성되도록 상기 공기 유동 가이드의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극은 상기 공기 유동 가이드의 길이 방향 중앙부에 배치되고, 상기 공기 유동 가이드는 상기 중앙부에서 양단부로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 분진 받이에 수거된 상기 분진을 수집하기 위하여 상기 분진 받이와 연결되는 분진 수집 유닛; 을 포함할 수 있다.
이 때, 분진 회수 유닛은 상기 분진이 수집되는 분진 용기; 상기 분진 용기와 상기 분진 받이가 유체 소통 가능하도록 연결하는 분진 배출관; 및 상기 분진 받이로부터 상기 용기로 상기 분진이 이동하도록 유동을 형성하는 제 2 흡입 부재; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 분진 배출관으로부터 배출된 공기에서 분진을 분리하여 상기 분진 용기로 수집하기 위해 상기 분진 배출관의 일단에 구비되어 상기 분진 배출관과 상기 분진 용기를 연결하는 원심 분리 부재; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 원심 분리 부재는 원통형 몸체, 상기 몸체 상단면에 형성되어 상기 제 2 흡입 부재에 연결되는 공기 배출구, 상기 몸체 하단면에 형성되어 상기 분진 용기에 연결되는 분진 배출구 및 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 분진 배출관이 연결되는 분진 유입구를 구비하고, 상기 분진 배출관은 배출된 분진이 상기 몸체의 내주면을 따라 회전하도록 상기 분진 유입구에서 상기 몸체의 중심을 향하는 방향과 상기 분진이 배출되는 방향이 소정의 각도를 갖도록 상기 분진 유입구에 연결될 수 있다.
이 때, 상기 몸체의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는, 하우징 내부에 배치된 소자를 냉각하기 위해 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 분진을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 인버터 장치 내부로 먼지가 유입되는 것을 방지하여 인버터 장치의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 분진이 제거된 공기를 이용하여 온도가 높아진 전기 소자를 냉각시킴으로써 냉각효율을 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 일방향에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 타방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 공기 유동 가이드를 제거한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 분진 수집 유닛의 사시도이다.
도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 단면을 확대하여 분진 수집 유닛을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 도면에서 구성의 특징을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 크기를 과장되게 나타내었으며, 도면에서 나타낸 구성의 두께나 크기를 실제와 같이 나타내는 것은 아니다.
이하에서는 도 1의 X축 방향은 상측 방향, Y축 방향은 우측 방향, Z축 방향은 전방 방향으로 규정하여 설명한다. 따라서, X축 방향의 반대 방향은 하측 방향, Y축 방향의 반대 방향은 좌측 방향, Z축 방향의 반대 방향은 후방 방향으로 규정하여 설명한다
본 발명은 하우징 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자를 냉각시키기 위하여 외부 공기를 하우징 내부로 순환시키는 냉각 구조를 갖춘 인버터 장치에 있어서, 외부 공기가 하우징 내부로 유입되기 전 외부 공기에 포함된 분진을 제거할 수 있는 인버터 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 일방향에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 타방향에서 바라본 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는, 하우징(10), 인버터용 전기 소자(미도시), 제 1 흡입 부재(30) 및 집진 유닛(40)을 구비한다.
하우징(10)은 내부에 인버터를 구성하는 구성요소들을 보호하기 위한 구성요소이며, 그 형상에는 제한이 없다. 일 예로, 하우징은 도 1에 도시된 바와 같이 박스형으로 형성될 수 있다.
하우징(10)의 내부에 인버터용 전기 소자(미도시)들이 배치된다. 인버터용 전기 소자(미도시)는 인버터 장치(1)가 작동함으로써 전기적으로 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키기 위해 필요한 구성으로서, 예를 들면, 인버터용 전기 소자(미도시)는 커패시터, 코일 등 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
인버터 장치(1)를 작동시키는 동안 인버터용 전기 소자(미도시)에서는 열이 발생한다. 이와 같이 인버터용 전기 소자(미도시)에서 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 외부의 공기가 이용된다.
이를 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부의 공기를 유입시기 위하여 하우징(10) 하측에는 공기 유입구(12)가 형성된다. 공기 유입구(12)를 통해 유입된 공기가 인버터용 전기 소자(미도시)를 냉각시키고, 인버터용 전기 소자(미도시)를 냉각시킨 공기는 하우징(10)의 상측에 형성된 공기 유출구(14)를 통해 유출된다.
이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는 제 1 흡입 부재(30)를 구비할 수 있다.
제 1 흡입 부재(30)는 외부 공기가 공기 유입구(12)를 통해 하우징(10) 내부로 유입되고 다시 공기 유출구(14)로 유출되는 공기의 흐름을 생성한다.
제 1 흡입 부재(30)가 공기의 흐름을 만들기 위한 구성으로서, 예를 들면 팬(fan)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제 1 흡입 부재(30)는 상대적으로 온도가 낮은 외부 공기를 공기 유입구(12)를 통해 유입시키고 유입된 공기가 인버터용 전기 소자(미도시)를 거치면서 열을 전달받게 된다. 제 1 흡입 부재(30)는 지속적으로 외부의 차가운 공기를 내부로 공급함으로써 하우징(10) 내부의 가열된 공기가 공기 유출구(14)를 통해 외부로 유출된다. 따라서, 제 1 흡입 부재(30)는 공기가 인버터 장치(1) 내부의 열을 외부로 지속적으로 전달하게 한다.
이 때, 제 1 흡입 부재(30)가 지속적으로 공기를 순환시킴에 따라 공기에 포함된 분진(2)도 함께 하우징(10) 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 분진(2)은 하우징(10) 내부에 축적되어 인버터용 전기 소자(미도시)의 냉각 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 인버터 장치(1)의 고장을 유발한다.
따라서, 공기 유입구(12)로 유입되는 외부 공기에 포함된 분진(2)을 제거하기 위하여 공기 유입구(12)의 하측에는 도 1에 도시된 바와 같이 집진 유닛(40)이 배치된다.
집진 유닛(40)은 외부로부터 유입되는 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시켜서 제거하는데, 이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 이에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 공기 유동 가이드를 제거한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 단면도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 저면도이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 집진 유닛(40)은 전원부(410), 제 1 방전극(420), 집진극(430), 공기 유동 가이드(440) 및 분진 받이(450)이다.
전원부(410)는 집진 유닛(40)에 전력을 공급하여 집진 유닛(40)이 전기력을 이용해 분진(2)을 수집할 수 있도록 한다.
전원부(410)는 집진 유닛(40)에 전력을 공급하기 위한 구성으로서, 예를 들면 배터리일 수 있다. 이와 같은 전원부(410)의 종류는 제한이 없으며, 집진 유닛(40)에 전력을 공급할 수 있는 구성이라면, 공지된 다양한 제품이 적용될 수 있다. 또한, 전원부(410)는 인버터 장치(1)에 전력을 공급하는 전원 장치(미도시)와 일체로 형성될 수도 있다.
제 1 방전극(420)은 전원부(410)와 통전되도록 전도체로 이루어지며 전원부(410)의 마이너스 극과 연결된다. 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 방전극(420)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 1 방전극(420)은 공기 유입구(12)로 유입되는 공기가 경유할 수 있도록 공기 유입구(12)의 하측에 배치된다. 이에 따라 공기 중의 분진(2)이 제 1 방전극(420)의 표면에 접촉하면 마이너스 전하로 대전된다.
이 때, 제 1 방전극(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 공기 유입구(12)의 개구면 중앙으로부터 하측에 배치되는 것이 공기 유입구(12)를 통해 유입되는 공기와 제 1 방전극(420)이 최대한 접촉할 수 있다는 점에서 바람직하다.
제 1 방전극(420)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 도 4에 도시된 바와 같이 공기의 유동 흐름을 방해하지 않도록 공기가 유입되는 방향, 즉 상측 방향으로 길이 연장되고 단면이 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
집진극(430)은 제 1 방전극(420)과 마찬가지로 전원부(410)와 통전되도록 전도체로 이루어지며, 마이너스 전하로 대전된 분진을 유인하기 위해 전원부(410)의 플러스 극과 연결된다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 집진극(430)의 표면에는 플러스 전하가 배치된다.
이에 따라, 제 1 방전극(420)에 의하여 마이너스 전하로 대전된 분진(2)이 집진극(430)으로 전기력을 받게 된다.
이 때, 집진극(430)은 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 이격 배치된다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 분진(2)이 제 1 방전극(420)으로부터 집진극(430) 측으로 유인된다.
제 1 방전극(420)으로부터 대전된 분진(2)을 집진극(430)이 효과적으로 유인하기 위하여 집진극(430)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 이격된 채로 제 1 방전극(420)을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
이 때 집진극(430)의 상하 방향의 길이는 제 1 방전극(420)이 연장된 길이와 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1 흡입 부재(30)에 의해 흡입되는 외부 공기가 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)을 반드시 경유하여 공기 유입구(12)로 유입되도록 공기 유입구(12)의 하부 측에는 공기 유동 가이드(440)가 배치된다. (도 1 참조)
공기 유동 가이드(440)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유입구(12)의 둘레부로부터 하부 측으로 연장되어 통형으로 형성된다. 이에 따라, 외부 공기는 공기 유동 가이드(440)를 따라 이동되고 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)에 접촉한 뒤 공기 유입구(12)를 통해 하우징(10) 내부로 유입된다.
이 때, 공기 유동 가이드(440)의 단면 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 예를 들어 삼각형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이 때, 도 4에 도시된 바와 같이 공기 유동 가이드(440)의 길이 방향 중앙부에는 집진극(430)의 외주면이 공기 유동 가이드(440)의 내주면에 맞닿도록 집진극(430)이 배치된다.
공기 유동 가이드(440)는 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)과 통전되지 않도록 절연체로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 예상치 못한 곳으로 분진(2)이 유도되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 공기 유동 가이드(440)를 통해 통전되는 사고의 위험을 방지할 수 있다.
한편, 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 대량의 외부의 공기를 흡입할 수 있을 뿐만 아니라, 흡입된 외부 공기를 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)으로 유도할 수 있다. 따라서, 공기에 포함된 분진(2)이 제 1 방전극(420)에 접촉하여 대전될 확률을 높일 수 있으므로, 집진 유닛(40)의 분진 제거율을 보다 높일 수 있게 된다.
이 때, 공기 유동 가이드(440)의 상단부(442)도 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)에 집중된 공기 유동의 단면적을 공기 유입구(12)의 크기에 맞추기 위함이다.
따라서 공기 유동 가이드(440)의 상단부(442)의 단면적 크기는 공기 유입구(12)의 단면적의 크기와 같도록 형성되는 것이 바람직하다.
공기 유동 가이드(440)가 공기 유입구(12)에 결합되는 구조에는 제한이 없다. 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유동 가이드(440)의 상단에 판 부재(446)가 형성되고 판 부재(446)가 하우징(10) 하단면과 나사로 결합될 수 있다.
이 때 전기력에 의해 집진극(430)의 내주면으로 유인된 분진(2)을 수거하기 위하여 분진 받이(450)가 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)의 내주면에 배치된다. (도 2 참조)
분진 받이(450)는 집진극(430)에 포집된 분진(2) 중력에 의하여 자중 방향으로 이동되는 경우에 분진(2)을 수거할 수 있도록 공기 유동 가이드(440)의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장되어 형성된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)는 집진극(430)의 하부 측에 개구부가 형성된다. 이 때, 개구부를 통해 유입된 분진(2)이 포집되는 공간이 형성되도록 분진 받이(450)는 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)의 내부면과 이격되고 하부 측이 폐쇄되도록 형성된다.
이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)의 공기 유동 가이드(440) 내부 측 면을 따라 공기가 유도될 수 있도록 분진 받이(450)의 공기 유동 가이드(440) 내부 측 면이 공기 유동 가이드(440)와 평행하도록 형성되는 것이 바람직하다.
집진극(430)으로 유인된 분진(2)이 제 1 흡입 부재(30)에 의하여 재차 공기 유입구(12)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 집진극(430)의 상부 측에는 차단 부재(480)가 구비될 수 있다.
차단 부재(480)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)와 대칭되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 집진극(430)의 상부 측에서는 공기의 흐름이 방해받게 되고 집진극(430)으로 유인된 분진(2)은 공기 유입구(12)로 이동하지 않게 된다.
다만, 차단 부재(480)의 형상이 항상 분진 받이(450)와 대칭되도록 형성되어야 하는 것은 아니며 집진극(430)의 상부 측에서 제 1 흡입 부재(30)에 의해 형성되는 공기 유동을 방해할 수 있으면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 집진극(430)의 상부 측에 공기 유동 가이드(440)의 내주면으로부터 공기 유동 가이드(440)의 길이 방향 중심 축으로 돌출 형성될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 집진 유닛(40)은 제 2 방전극(460) 및 제 3 방전극(470)을 구비할 수 있다.
제 2 방전극(460)은 제 1 방전극(420)과 함께 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시킨다. 제 2 방전극(460)은 분진(2)이 대전되기 용이하도록 공기와 방전극 사이의 접촉면적을 넓히기 위하여 구비된다.
따라서, 제 2 방전극(460)은 전도체로 이루어지며 제 1 방전극(420)과 통전되도록 연결되어 제 2 방전극(460)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 2 방전극(460)은 공기 유동 가이드(440)에 유도되어 공기 유입구(12)를 통해 유입되는 공기에 포함된 분진(2)을 대전 시킬 수 있는 접촉 면적을 넓히기 위해 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되어 형성된다. 이 때, 제 2 방전극(460)의 연장 방향 측 선단은 집진극(430)에 닿지 않도록 형성된다.
제 2 방전극(460)은 하나 이상 구비될 수 있다. 다만, 제 2 방전극(460)은 후술하는 제 3 방전극(470)을 구조적으로 지지하는 역할도 함으로 도 4에 도시된 바와 같이, 4개 이상 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 제 2 방전극(460)이 구비되는 경우에는 후술하는 제 3 방전극(470)을 견고하게 지지하기 위하여 제 1 방전극(420)의 측면에 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 방전극(420)을 중심으로 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)과 마찬가지로 분진(2)이 대전되기 용이하도록 공기와 방전극 사이의 접촉면적을 넓히기 위하여 구비된다. 따라서, 제 1 방전극(420) 및 제 2 방전극(460)과 함께 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시킨다.
따라서, 제 3 방전극(470)도 전도체로 이루어지며 제 2 방전극(460)과 통전되도록 연결되어 제 3 방전극(470)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)에 연결되어 분진(2)이 접촉할 수 있는 면적을 넓힐 수 있으면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다. 다만, 공기 유동 가이드(440)를 통하여 유입되는 공기의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 고리 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 제 3 방전극(470)의 중심에는 제 1 방전극(420)이 배치되도록 공기 유동 가이드(440)의 내부에 배치되는 것이 바람직하며, 제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)에 의하여 구조적으로 지지된다.
제 3 방전극(470)은 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상 구비될 수 있다. 제 3 방전극(470)의 개수는 공기 유동 가이드(440)의 내부 단면의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460) 및 제 1 방전극(420)과 일체로 사출 형성될 수도 있고, 제 2 방전극(460)과 일체로 형성되어 제 1 방전극(420)으로 탈착이 가능하도록 형성될 수도 있다. 탈착 가능한 경우에는 공기 유동 가이드(440)의 형상에 따라 제 2 방전극(460) 및 제 3 방전극(470)의 형상을 달리하여 교체함으로써 호환성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 분진 수집 유닛의 사시도이고, 도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 단면을 확대하여 분진 수집 유닛을 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는 분진 수집 유닛(50)을 구비할 수 있다.
분진 수집 유닛(50)은 분진 받이(450)와 연결되어 분진 받이(450) 내부에 수거된 분진(2)을 분진 받이(450) 외부로 배출시켜 제거한다.
이에 따라, 집진극(430)에 의하여 분진(2)이 유인되어 분진 받이(450)에 축적되더라도, 분진 수집 유닛(50)을 통해 분진(2)을 분리 배출시킴으로써 집진 유닛(40)을 지속적으로 작동시킬 수 있게 된다.
이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 분진 수집 유닛(50)은 분진 용기(510), 분진 배출관(520), 제 2 흡입 부재(530) 및 원심 분리 부재(540)를 구비할 수 있다.
분진 용기(510)는 내부에 분진 받이(450)에 수거된 분진(2)이 이동하여 수집된다.
분진 용기(510)가 배치되는 위치에는 제한이 없다. 예를 들면, 하우징(10)의 하부 측에 배치될 수 있다. (도 1 참조)
이 때, 분진(2)을 이동시키기 위하여 분진 용기(510)와 분진 받이(450)는 분진 배출관(520)을 통하여 유체 소통 가능하도록 연결된다.
분진 배출관(520)은 분진 용기(510)의 위치에 따라 길이나 모양이 달라 질 수 있다.
이 때, 제 2 흡입 부재(530)는 도 6에 도시된 바와 같이, 분진 배출관(520)을 통해 분진 받이(450) 내부에 수거된 분진(2)이 분진 용기(510)로 공기와 함께 이동할 수 있도록 유동을 형성시킨다.
제 2 흡입 부재(530)가 공기 유동을 형성하기 위한 구성으로서, 예를 들면 팬(fan)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 분진 배출관(520)은 원심 분리 부재(540)에 의하여 분진 용기(510)와 결합할 수 있으며, 제 2 흡입 부재(530)는 원심 분리 부재(540)에 결합하여 분진 배출관(520) 내부의 공기 유동을 형성할 수 있다.
원심 분리 부재(540)는 분진 배출관(520)을 통하여 배출되는 공기 중 분진(2)만을 분리하여 분진 용기(510)에 수집한다. 이 때, 분진(2)이 제거된 공기는 제 2 흡입 부재(530)를 거쳐 외부로 배출된다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 원심 분리 부재(540)는 몸체(542), 공기 배출구(544), 분진 흡입구(546) 및 분진 배출구(548)를 구비할 수 있다.
원심 분리 부재(540)의 몸체(542)는 도 7에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성된다. 이 때, 몸체(542)는 하부 측으로 갈수록 단면이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(542)의 측면에는 분진 흡입구(546)가 형성되며 분진 흡입구(546)에는 분진 배출관(520)이 연결된다. 이에 따라 분진 받이(450) 내부의 분진(2)은 분진 배출관(520)을 통해 원심 분리 부재(540)로 형성된 공기 유동에 포함된 채로 원심 분리 부재(540)의 몸체(542) 내부로 유입된다.
이 때, 분진 흡입구(546)에 연결되는 분진 배출관(520)은 도 8에 도시된 바와 같이, 분진 배출관(520)의 공기 유동 방향(C1)과 분진 흡입구(546)에서 몸체(542)의 중심을 향하는 방향(C2)이 일치하지 않고 소정의 각도(θ)를 갖도록 형성된다.
이를 통해 분진 배출관(520)을 통해 몸체(542) 내부로 유입된 공기는 몸체(542)의 내주면을 따라 회전하게 된다. 이 때, 공기에 포함된 분진(2)은 원심력을 받으며 공기와 분리되어 몸체(542)의 내주면을 따라 계속 회전하게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(542)의 상단면에는 공기 배출구(544)가 형성된다. 공기 배출구(544)로는 분진 흡입구(546)를 통해 유입되어 분진(2)과 분리된 공기가 배출된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(544)에는 제 2 흡입 부재(530)가 결합된다. 제 2 흡입 부재(530)는 공기 배출구(544)로 몸체(542) 내부에서 외부로 공기의 유동을 형성함으로써 종국적으로 공기가 분진 받이(450)로부터 분진 배출관(520) 및 몸체(542)를 거쳐 공기 배출구(544)를 통해 빠져나갈 수 있도록 한다.
이 때, 공기 배출구(544)에서 분진(2)과 분리된 공기의 유동 방향은 공기 유동 가이드(440) 측으로 향하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 몸체(542)의 하단면에는 도 7에 도시된 바와 같이, 분진 배출구(548)가 형성된다. 공기 배출구(544)를 통하여 분진(2)과 분리된 공기가 배출되면, 몸체(542) 내부에 남겨진 분진(2)은 중력을 받아서 아래로 움직이게 된다.
이 때, 몸체(542)의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면이 좁아지므로 분진(2)은 몸체(542)의 내주면을 따라 나선 운동을 하면서 분진 배출구(548)로 이동하게 된다.
이 때, 분진 배출구(548)에는 분진 용기(510)가 탈착 가능하도록 결합되며, 분진 배출구(548)로 배출된 분진(2)이 분진 용기(510)에 수집되게 된다.
이에 따라, 사용자는 분진 용기(510)만을 분리하여 분진 용기(510) 내부에 수집된 분진(2)을 제거함으로써 집진 유닛(40)을 쉽게 관리할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치에 대하여 설명하였으나, 본 실시예에 따른 인버터 장치의 집진 유닛은 인버터 장치에만 적용될 수 있는 것은 아니며, 하우징 내부로 공기를 유동시키는 다양한 분야의 전자 장치에 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1 인버터 장치 450 분진 받이
2 분진 460 제 2 방전극
10 하우징 470 제 3 방전극
20 인버터용 전기 소자 480 차단 부재
30 제 1 흡입 부재 50 분진 수집 유닛
40 집진 유닛 510 분진 용기
410 전원부 520 분진 배출관
420 제 1 방전극 530 제 2 흡입 부재
430 집진극 540 원심 분리 부재
440 공기 유동 가이드

Claims (13)

  1. 하측에 공기 유입구가 형성되고 상측에 공기 유출구가 형성되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자;
    상기 전기 소자를 냉각시키기 위해 외부 공기가 상기 공기 유입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되고 상기 공기 유출구로 유출되는 공기의 흐름을 생성하도록 상기 하우징의 내부에 상하 방향으로 상기 공기 유입구와 겹쳐지게 배치되는 제 1 흡입 부재; 및
    상기 공기 유입구로 유입되는 상기 공기에 포함된 분진을 제거하도록 상기 공기 유입구의 일측에 상기 공기 유입구 및 상기 제 1 흡입 부재와 겹쳐지게 배치되는 집진 유닛; 을 포함하고,
    상기 집진 유닛은
    마이너스로 대전되는 제 1 방전극;
    상기 제 1 방전극으로부터 이격되어 배치되고 플러스로 대전되는 집진극;
    상기 외부 공기가 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극을 경유하여 상기 공기 유입구로 유입되도록 상기 공기 유입구의 둘레부로부터 하측으로 연장 형성되는 공기 유동 가이드; 및
    상기 집진극에 유인된 상기 분진을 수거하기 위하여 상기 집진극의 하부에 배치되는 분진 받이; 를 포함하며,
    외부의 상기 공기는, 상기 하우징의 하측에서 상측으로 유동하여 상기 집진 유닛 및 상기 공기 유입구를 통과한 후 상기 하우징의 내부로 유입되고, 상측으로 유동하여 상기 공기 유출구를 통해 상기 하우징의 외부로 유출되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진 유닛에 전력을 공급하는 전원부; 를 포함하고,
    상기 제 1 방전극은 상기 전원부의 마이너스 단자에 연결되고,
    상기 집진극은 상기 전원부의 플러스 단자에 연결되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 연결되어 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 전력을 공급하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극은 상기 공기 유동 가이드의 연장 방향으로 연장 형성되고,
    상기 집진극은 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 이격되며 상기 공기 유동 가이드의 내주면에 배치되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극과 통전되고 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되는 하나 이상의 제 2 방전극; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 방전극과 통전되고 고리 형상으로 형성되며 상기 제 2 방전극에 의해 지지되는 하나 이상의 제 3 방전극; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 분진 받이는 상기 공기 유동 가이드의 하단부 내주면 측에 상기 분진이 수거되는 공간이 형성되도록 상기 공기 유동 가이드의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장 형성되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극 및 상기 집진극은 상기 공기 유동 가이드의 길이 방향 중앙부에 배치되고,
    상기 공기 유동 가이드는 상기 중앙부에서 양단부로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 분진 받이에 수거된 상기 분진을 수집하기 위하여 상기 분진 받이와 연결되는 분진 수집 유닛; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    분진 수집 유닛은
    상기 분진이 수집되는 분진 용기;
    상기 분진 용기와 상기 분진 받이가 유체 소통 가능하도록 연결하는 분진 배출관; 및
    상기 분진 받이로부터 상기 용기로 상기 분진이 이동하도록 유동을 형성하는 제 2 흡입 부재; 를 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분진 배출관으로부터 배출된 공기에서 분진을 분리하여 상기 분진 용기로 수집하기 위해 상기 분진 배출관의 일단에 구비되어 상기 분진 배출관과 상기 분진 용기를 연결하는 원심 분리 부재; 를 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 원심 분리 부재는 원통형 몸체, 상기 몸체 상단면에 형성되어 상기 제 2 흡입 부재에 연결되는 공기 배출구, 상기 몸체 하단면에 형성되어 상기 분진 용기에 연결되는 분진 배출구 및 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 분진 배출관이 연결되는 분진 유입구를 구비하고,
    상기 분진 배출관은 배출된 분진이 상기 몸체의 내주면을 따라 회전하도록 상기 분진 유입구에서 상기 몸체의 중심을 향하는 방향과 상기 분진이 배출되는 방향이 소정의 각도를 갖도록 상기 분진 유입구에 연결되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면적이 작아지는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
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