KR102673218B1 - 공기 상태 조절 장치 및 이를 포함하는 배전반 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배전반 등 내부의 습도를 포함하는 공기 상태를 조절하도록 구성되는 공기 상태 조절 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 공기 상태 조절 장치는 하우징; 및 상기 하우징 내의 습도를 조절하도록 구성되고 상기 하우징 내 배치되는 하나 이상의 복합 필터층을 포함한다. 상기 복합 필터층은, 상기 하우징으로 유입되는 수분을 흡수하도록 구성되는 수분 흡수층; 내열성을 가지고, 상기 수분의 침투를 차단하도록 구성되는 수분 차단층; 및 상기 수분을 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성되는 수분 배출층을 포함한다.
Description
본 발명은 배전반 등 내부의 습도를 포함하는 공기 상태를 조절하도록 구성되는 공기 상태 조절 장치에 관한 것이다.
배전반은 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어 또는 전동기의 운전 등을 위해 배전 시스템을 제어하고 전기의 배분 등을 위한 차단기, 스위치 기타 계기가 설치되는 패널이다. 이러한 패널의 배전반은 통상 외함 내에 배치되며, 배전반은 설치되는 장소에 따라 건물의 외부에 설치되는 옥외 배전반과 건물의 내부에 설치되는 옥내 배전반을 포함할 수 있다.
실외에 설치되는 옥외 배전반은 실외 공기의 상태에 따른 영향을 크게 받는다. 예를 들어, 실외의 온도나 습도가 급격하게 변화하면 옥외 배전반의 내부 결로 발생 빈도가 잦아질 수 있다. 또한, 공기의 흐름을 통해 미세먼지와 같은 분진 등이 배전반 내부로 유입되는데, 이는 내부 습기와 함께 기기 및 부품에 부착되어 열화를 빠르게 촉진시킬 수 있다. 이러한 이유로 옥외 배전반의 사용 수명은 옥내 배전반에 비해 급격하게 줄어들 수 밖에 없고, 유지, 보수, 관리 비용 측면에서도 경제성이 현저히 떨어진다.
결국, 실외 공기의 상태에 따라 옥외 배전반 내부의 습기 및 분진 상태가 큰 영향을 받게 된다. 예를 들어, 외부의 급격한 습도 변화에 따라 옥외 배전반 내부의 습도가 급격히 변화한다. 여기에 온도 변화까지 더해지면 옥외 배전반 내부에서 수증기의 응결이 일어나 내부 결로 현상이 발생하고, 옥외 배전반 내부의 기기 및 부품의 표면에 물방울이 응결되는 경우가 발생한다. 또한, 옥외 배전반의 환기부를 통해 외부로부터 유입되는 분진 등은 옥외 배전반 내부의 기기 및 부품에 부착되고, 이는 이들 기기 및 부품의 열화를 가속화할 수 있다.
이러한 문제를 해결하고자 옥외 배전반의 내부에는 동력을 이용한 기기 및 센서 등이 장착된다. 다만, 동력 공급에 문제가 생기면 이들 기기와 센서 등은 그 기능을 발휘할 수 없다. 따라서, 동력 공급이 원활히 이루어지고 있는지 수시로 확인이 필요하므로 유지관리 빈도가 증가하는 문제점이 있다. 옥외 배전반 내부로 분진의 유입을 막기 위해 옥외 배전반의 환기부 또는 배수구 등이 밀폐되기도 하는데, 이 경우에는 발생되는 수증기를 배출할 수 있는 방법이 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배전반 내부의 수증기의 응결을 최소화하여 배전반 내부에 결로가 생성되는 것을 방지할 수 있는, 배전반을 위한 공기 상태 조절 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 배전반 내부로의 분진 유입을 최소화하고, 배전반 내부 부품에 분진의 부착으로 인한 열화를 최소화할 수 있는, 배전반을 위한 공기 상태 조절 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 동력의 공급 없이 배전반 내부의 수증기는 배출하면서 분진은 차단할 수 있는, 배전반을 위한 공기 상태 조절 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 상기한 과제를 수행할 수 있는 공기 상태 조절 장치를 포함하는 배전반을 제공하고자 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 공기 상태 조절 장치는 하우징; 및 상기 하우징 내의 습도를 조절하도록 구성되고 상기 하우징 내 배치되는 하나 이상의 복합 필터층을 포함한다. 상기 복합 필터층은, 상기 하우징으로 유입되는 수분을 흡수하도록 구성되는 수분 흡수층; 내열성을 가지고, 상기 수분의 침투를 차단하도록 구성되는 수분 차단층; 및 상기 수분을 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성되는 수분 배출층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배전반은 상기 공기 상태 조절 장치을 포함한다. 상기 공기 조절 상태 장치가 상기 배전반의 하부에 기밀하게 결합되고, 상기 공기 조절 상태 장치와 상기 배전반의 내부는 유체 연통하도록 구성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배전반 내부의 수증기의 응결을 최소화하여 배전반 내부에 결로가 생성되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배전반 내부로의 분진 유입을 최소화하고, 배전반 내부 부품에 분진의 부착으로 인한 열화를 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 동력의 공급 없이 배전반 내부의 수증기는 배출하면서 분진은 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기한 과제를 수행할 수 있는 상기 공기 상태 조절 장치를 포함하는 배전반이 제공될 수 있다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치의 복합 필터층의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치의 복합 필터층의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치의 복합 필터층의 단면도로서, 수분 배출 경로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치를 포함하는 배전반을 도시한다.
도 6은 옥외 배전반에 설치된 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치 포함하는 옥외 배전반의 내부 상대습도, 외부 상대습도 및 옥외 배전반에 설치된 환기구를 포함하는 옥외 배전반 내의 상대 습도(비교예 1)를 비교하는 비교 데이터를 도시한다.
도 7은 옥외 배전반에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 공기 상태 조절 장치 포함하는 옥외 배전반의 내부 절대습도, 외부 절대습도 및 옥외 배전반에 설치된 환기구를 포함하는 옥외 배전반 내의 절대 습도(비교예 1)를 비교하는 비교 데이터를 도시한다.
도 8은 외부 습도의 변동 폭과 본 발명의 실시예에 따른 공기 상태 조절 장치를 포함하는 옥외 배전반의 내부 습도의 변동 폭을 비교하는 데이터를 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치의 복합 필터층의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치의 복합 필터층의 단면도로서, 수분 배출 경로를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치를 포함하는 배전반을 도시한다.
도 6은 옥외 배전반에 설치된 본 발명의 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치 포함하는 옥외 배전반의 내부 상대습도, 외부 상대습도 및 옥외 배전반에 설치된 환기구를 포함하는 옥외 배전반 내의 상대 습도(비교예 1)를 비교하는 비교 데이터를 도시한다.
도 7은 옥외 배전반에 설치된 본 발명의 실시예에 따른 공기 상태 조절 장치 포함하는 옥외 배전반의 내부 절대습도, 외부 절대습도 및 옥외 배전반에 설치된 환기구를 포함하는 옥외 배전반 내의 절대 습도(비교예 1)를 비교하는 비교 데이터를 도시한다.
도 8은 외부 습도의 변동 폭과 본 발명의 실시예에 따른 공기 상태 조절 장치를 포함하는 옥외 배전반의 내부 습도의 변동 폭을 비교하는 데이터를 도시한다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서, "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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 단위 "중량부"는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배전반용 공기 상태 조절 장치(100)는 복합 필터층(200)을 포함한다. 복합 필터층은 수분 흡수층(210), 수분 차단층(220) 및 수분 배출층(230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수분 흡수층(210)은 공기 상태 조절 장치(100)로 유입되는 수분, 습기 내지는 수증기를 흡수하도록 구성된다. 또한, 수분 흡수층(210)은 먼지를 포집할 수 있다. 일 구현예에서, 수분 흡수층(210)은 부직포 내지는 폴리에스터일 수 있다. 수분 흡수층(210)은 공기 상태 조절 장치(100) 내부의 수분을 흡수함으로써, 복합 필터층(200)을 통해 흡수된 수분을 배출하기 위하여 공기 상태 조절 장치(100) 내부에 존재하는 수분을 수집하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수분 차단층(220)은 공기 상태 조절 장치(100)로 유입되는 수분, 습기 내지는 수증기를 차단할 수 있다. 일 구현예에서, 수분 차단층(220)은 알루미늄박으로 구성될 수 있다. 알루미늄박을 포함하는 수분 차단층(220)은 습기, 산소를 포함하는 공기 및 열을 차단할 수 있고, 비투성 소재로 수분이나 습기를 거의 흡수하지 않는다.
또한, 수분 차단층(220)은 고온을 차단하도록 내열성을 가진 재질로 구성될 수 있다. 비제한적인 예로서, 수분 차단층(220)은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에서 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 내열성을 가지는 이러한 재료들은 고온에서 안정적인 재료로서, 배전반(1)이 설치되는 외부 환경에 대한 열 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 내열성을 가지는 재료는 알루미늄박을 코팅하고 습기, 물의 침투를 방지하는 알루미늄박의 기능을 보조하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 일 실시형태에서, 수분 차단층(220)은 알루미늄박 및 PP층을 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 수분 차단층(220)은 알루미늄박 및 PE층을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 수분 차단층(220)은 알루미늄박 및 PET층을 포함할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 수분 차단층(220)은 PP층, 알루미늄박 및 PP층이 차례대로 적층된 층일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 수분 차단층(220)은 PE층, 알루미늄박 및 PE층이 차례대로 적층된 층일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 수분 차단층(220)은 PET층, 알루미늄박 및 PET층이 차례대로 적층된 층일 수 있다. 또 다른 구현예에서는, 수분 차단층(220)은 이들의 조합일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 복합 필터층(200)은 둘 이상의 수분 차단층(220)인 제1 수분 차단층(220a) 및 제2 수분 차단층(220b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합 필터층(200)에는 둘 이상의 수분 차단층(220)이 마련되고, 이들은 서로 이격하여 복합 필터층(200) 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 수분 배출층(230)은 공기 상태 조절 장치(100)로 유입되는 수분, 습기 내지는 수증기를 배출하도록 구성될 수 있다. 일 구현예에서, 수분 배출층(230)은 멤브레인 필름일 수 있다.
일 구현예에서, 복합 필터층(200)은 적어도 두 개의 수분 배출층(230)인 제1 수분 배출층(230a) 및 제2 수분 배출층(230b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 둘 이상의 수분 배출층(230)이 복합 필터층(200)에 마련되고, 이들은 서로 이격하여 복합 필터층(200) 내에 적층될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 복합 필터층(200)은 보호층(240)을 포함할 수 있다. 보호층(240)은 복합 필터층(200)의 최외측에 각각 배치될 수 있다. 보호층(240)은 복합 필터층(200)에 마련되는 수분 흡수층(210), 수분 차단층(220) 및 수분 배출층(230)을 보호할 수 있다. 또한, 보호층(240)은 복합 필터층(200)의 형태를 유지하는 기능을 수행한다. 비제한적인 예로서, 보호층(240)은 금속 재질의 메쉬망일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 복합 필터층(200)은 공기층(250)을 포함할 수 있다. 공기층(250)은 열을 차단하는 단열 성능을 제공할 수 있다. 공기층(250)은 배전반(1)의 외부 온도가 급변하더라도 배전반(1)의 내부로 유입되는 열 전도를 감소시킴으로써 공기 상태 조절 장치(100)가 온도 변화에 유연하게 대처할 수 있게 한다. 즉, 공기층(250)은 열 전달계수와 물질 전달계수를 감소시켜 온도 및 습도의 이동을 저하시킬 수 있다. 일 구현예에서, 공기층(250)은 수분 차단층(220)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 도시된 바와 같이, 복합 필터층(200)의 최외측에는 각각 제1 보호층(240a) 및 제2 보호층(240b)이 배치된다. 제1 보호층(240a)과 제2 보호층(240b) 사이에는 수분 흡수층(210), 제1 수분 배출층(230a), 공기층(250)을 포함하는 제1 수분 차단층(220a), 제2 수분 배출층(230b) 및 제2 수분 차단층(220b)이 배치될 수 있다. 여기에서 제2 수분 차단층(220b)의 면적은 이웃하는 제2 수분 배출층(230b) 및 제2 보호층(240b)보다 작게 형성될 수 있고, 복합 필터층(200)을 구성하는 다른 층의 면적보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 제2 수분 차단층(220b)은 복합 필터층(200)에서 둘레공간(260)을 포함할 수 있다. 복합 필터층(200) 내에서 둘레공간(260)을 포함하는 제2 수분 차단층(220b)의 형태 및 배열은 수분 배출 경로를 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 복합 필터층(200)의 배열은 공기 상태 조절 장치(100)를 통한 수분의 이동을 효과적으로 할 수 있다. 복합 필터층(200)을 통과하는 수분은 흐름방향(F)을 따라 제1 보호층(240a), 수분 흡수층(210) 및 제1 수분 배출층(230a)을 통해 유동한다. 제1 수분 차단층(220a)에 도달한 수분은 제1 수분 차단층(220a)에 의해 흡수되지 않고 공기층(250)을 통해 유동하며, 제2 수분 배출층(230b)으로 유동한다. 제2 수분 배출층(230b)에 도달한 수분은 제2 수분 차단층(220b)에 의해 흡수되지 않고 외측으로 밀려나가면서 둘레공간(260)과 제2 보호층(240b)을 통해 복합 필터층(200)의 외부로 배출될 수 있다. 제1 수분 차단층(220a) 및 제2 수분 차단층(220b)의 배열, 즉, 제1 수분 차단층(220a)에 형성되는 공기층(250) 및 제2 수분 차단층(220b)의 외측에 형성되는 둘레공간(260)에 의해 수분의 흐름이 흐름방향(F)으로 유도되면서 수분의 배출을 용이하게 하며, 수분의 유입 역시 감소시킬 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 공기 상태 조절 장치(100)는 하우징(300)을 포함할 수 있다. 하우징(300)의 일 측에는 배전반(1)의 내부와 연통하는 연결부(310)가 마련되며, 하우징(300)의 내부에는 복합 필터층(200)이 배치된다. 도시된 예에서와 같이, 하우징(300) 내에는 하나 이상의 복합 필터층(200)이 배치될 수 있다. 하우징(300)의 타 측은 개방된 형태이되, 하우징(300)은 복합 필터층(200)에 의해서만 외부와 유체 연통가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 세 개의 복합 필터층(200)이 공기 상태 조절 장치(100)에 포함될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에서, 배전반(1)은 장착홀(10)을 포함할 수 있다. 장착홀(10)을 통해 공기 상태 조절 장치(100)가 배전반(1)에 장착될 수 있다. 공기 상태 조절 장치(100)의 연결부(310)가 장착홀(10)에 삽입됨으로써 공기 상태 조절 장치(100)가 배전반(1)에 장착될 수 있다. 일부 구현예에서, 나사 등의 체결부재를 통해 공기 상태 조절 장치(100)는 배전반(1)에 밀착되고 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 장착홀(10) 또는 체결부재가 장착되는 부분에는 패킹부재(미도시)가 배치될 수 있다. 패킹부재에 의해 이들 부위를 통해 배전반(1) 및 공기 상태 조절 장치(100)로 분진이나 수분이 유입되는 것이 차단될 수 있다. 또한, 공기 상태 조절 장치(100)를 장착하는 부분 이외에는 배전반(1)은 기밀하게 밀폐될 수 있다. 즉, 배전반(1)의 장착홀(10)을 통해 배전반(1) 내부의 수증기, 수분 등은 배출되고, 공기 상태 조절 장치(100)를 통해 외부에서 배전반(1)으로 유입되는 수분, 수증기, 분진 등은 억제하기 위하여 복수의 복합 필터층(200)이 하우징(300) 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 공기 상태 조절 장치(100)는 배전반(1)의 하부에 장착될 수 있다. 배전반(1)에 수분이 찬 경우 공기 상태 조절 장치(100)는 배수구 역할을 수행할 수 있다. 또한, 공기 상태 조절 장치(100)가 배전반(1)에 대하여 중력 방향으로 설치되면 배전반(1) 내지 공기 상태 조절 장치(100)로 유입되는 수분, 분진 등이 외부로 배출되는 것을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 6 및 7에는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)를 옥외 배전반에 설치한 뒤 측정된 상대습도 및 절대습도 데이터가 각각 도시되어 있고, 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)를 포함하는 배전반 내부의 습도와 배전반 외부의 습도의 비교 데이터를 도시한다. 이와 함께 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)의 원리와 효과를 설명하기로 한다.
결로는 공기 중의 수증기가 물방울로 응결되는 현상이다. 공기 중에는 수증기가 있고, 공기 중 수증기의 양에 따라 상대습도가 결정된다. 상대습도 100%에서는 공기가 더 이상 수증기를 가질 수 없으므로 온도가 하강하면 수증기는 물로 변화하게 된다. 이 때의 온도를 이슬점이라고 한다. 옥외 배전반과 같은 장치 내부에서 특정 부분의 온도가 이슬점 이하로 떨어지면 해당 부분에서는 결로가 형성된다. 예를 들어, 옥외 배전반 내부의 상대습도가 높은 상태에서 외부 온도가 갑자기 하강하면 배전반의 외벽 등에서 결로가 발생할 수 있다.
이때 배전반의 습도가 낮아지면 이슬점이 낮아지고 이로 인하여 온도가 떨어져도 결로가 생기기 어려워진다. 즉, 배전반 내부의 상대습도를 낮게 유지하면 배전반 내부의 온도가 이슬점 이하로 떨어진다고 하더라도 결로가 형성되는 것이 훨씬 어려워진다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)는 배전반 내부의 습도를 조절함으로써, 결로의 원인인 수증기의 응결을 방지하고, 배전반 내부에서의 결로 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)는 배전반(1) 내부 습도를 외부 습도에 비하여 완만하게 유지시킴으로써 배전반(1) 내부의 부품과 표면에 물방울이 응결되는 가능성을 줄일 수 있고, 습도의 급격한 변화로 생길 수 있는 결로의 발생을 현저히 줄일 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 배전반(1)의 외부 습도의 변동 폭이 매우 심할 때에도 공기 상태 조절 장치(100)를 포함하는 배전반(1)의 내부 습도의 변동 폭은 매우 완만하게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)를 포함하는 배전반(1)은 배전반(1) 외부 습도의 변동이 매우 크더라도 내부 습도의 변동을 완만하게 하여 습도의 상승 또는 하강을 지연시킴을 알 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 상대습도 측정 데이터에 기초하여 표 1의 데이터를 획득하였다. 측정에 이용된 공기 상태 조절 장치(100)의 보호층(240)으로는 크기 0.15mm의 구멍을 가지는 40메쉬의 금속망이 사용되었고, 수분 배출층(230)으로는 통기도 사양으로 차압유량감도 1300 내지 1800밀리리터/분/킬로파스칼의 멤브레인 필름이 사용되었다. 또한, 세 개층의 복합 필터층(200)을 포함하는 도 4에 도시된 바와 같은 공기 상태 조절 장치(100)가 사용되었다. 여기에서 비교예 1은 환기구를 포함하는 (본 발명의 일 실시형태에 따른 공기 상태 조절 장치(100)를 포함하지 않는) 종래 배전반 내부의 상대습도를 나타낸다.
| 외부 상대습도 | 편차 | 비교예1 | 편차 | 본 발명의 실시예 | 편차 | |
| 평균값 | 66.5 | 67.0 | 68.5 | |||
| 최대값 | 80.9 | 14.4 | 78.5 | 11.5 | 77.2 | 8.7 |
| 최소값 | 31.5 | -35.0 | 41.5 | -25.5 | 54.4 | -14.1 |
| 범위 | 49.4 | 37.0 | 22.8 | |||
| 표준편차 | 10.8 | 9.6 | 6.8 |
(단위: %) 표 1 및 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 경우에는 외부의 상대습도 변화에 따라 내부 상대습도가 급격하게 변화하는 반면, 본 발명의 실시예의 경우에는 그렇지 않았다. 또한, 상대습도의 범위와 표준편차의 값에 비추어 보더라도 본 발명의 실시예는 상대습도의 변화의 폭이 적고 안정적인 상대습도를 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상술한 도 6과 동일한 조건에서 도 7에 도시된 바와 같은 절대습도 측정 데이터에 기초하여 표 2의 데이터를 획득하였다.
| 외부 절대습도 | 편차 | 비교예1 | 편차 | 본 발명의 실시예 | 편차 | |
| 평균값 | 9.0 | 9.1 | 9.7 | |||
| 최대값 | 10.2 | 1.2 | 10.7 | 1.0 | 10.3 | 0.6 |
| 최소값 | 6.5 | -2.5 | 7.5 | -1.6 | 9.1 | -0.6 |
| 범위 | 3.7 | 2.6 | 1.2 | |||
| 표준편차 | 0.9 | 0.7 | 0.2 |
(단위: 그램)표 2 및 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 경우에는 외부의 절대습도 변화에 따라 내부 절대습도가 급격하게 변화하는 반면, 본 발명의 실시예의 경우에는 그렇지 않았다. 또한, 절대습도의 범위와 표준편차의 값에 비추어 보더라도, 본 발명의 실시예는 절대습도의 변화의 폭이 적고 안정적인 절대습도를 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 배전반용 공기 상태 조절 장치(100)는 배전반 내부의 수증기의 응결을 최소화하여 결로를 방지하고 배전반 내부로 유입되는 분진 등을 차단할 수 있다. 이로써, 본 발명은 배전반(1) 내부 부품에 부착되는 분진에 의한 열화를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배전반용 공기 상태 조절 장치(100)는 별도의 전원 공급 없이 작동함으로써, 유지관리를 용이하게 하고 관련 비용을 절감시킬 수 있다.
궁극적으로 본 발명의 일 실시형태는 배전반의 내부 결로, 부식 등을 방지하여 배전반류의 전기 시스템의 안전성, 신뢰성 및 운영 안정성을 향상시킬 수 있다. 습한 조건 하에서는 전기 부품 간의 단락이나 전기 고장의 위험이 높아질 수 있는데, 본 발명의 일 실시형태는 습도의 변동 폭을 줄여 전기 안전성을 향상시키고 화재 및 전기 충격의 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 배전반이 전력 공급에 중요한 역할을 하는 만큼 본 발명의 일 실시형태는 배전반 내부 습도의 변화를 안정적으로 유지시켜 배전반의 운영 안정성을 향상시키고 예기치 않은 고장을 방지할 수 있다. 높은 습도 조건 하에서 금속 부품은 산화와 부식의 위험에 노출되어 부품의 수명이 단축될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시형태는 배전반 내부 습도의 변동 폭을 감소시켜 금속 부품의 부식을 줄일 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시형태는 전력 공급의 핵심 부분을 보호하고 전기 시스템의 효율성을 향상시킬 수 있고, 배전반의 사용수명을 증대시킬 수 있다. 습도의 변동 폭이 크면 부품의 부식 및 전선의 절연 손상이 빨라질 수 있는데, 본 발명의 일 실시형태는 배전반 내부 습도의 변화를 줄여 배전반 내부의 부품과 전선을 보호하고 장비의 수명을 연장할 수 있다.
본 명세서에서 공기 상태 조절 장치(100)가 배전반에 적용되는 것만을 설명하고 있지만, 배전반 외에도 습기 등의 배출이 필요하고 습도의 영향을 크게 받는 외함에 적용될 수 있다. 비제한적인 예로서, 배전반은 제어반, 분전반 등을 포함할 수 있으나 이들에 제한되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1: 배전반 10: 장착홀
100: 공기 상태 조절 장치 200: 복합 필터층
210: 수분 흡수층 220: 수분 차단층
220a: 제1 수분 차단층 220b: 제2 수분 차단층
230: 수분 배출층 230a: 제1 수분 배출층
230b: 제2 수분 배출층 240: 보호층
240a: 제1 보호층 240b: 제2 보호층
250: 공기층 260: 둘레공간
300: 하우징 310: 연결부
F: 흐름방향
100: 공기 상태 조절 장치 200: 복합 필터층
210: 수분 흡수층 220: 수분 차단층
220a: 제1 수분 차단층 220b: 제2 수분 차단층
230: 수분 배출층 230a: 제1 수분 배출층
230b: 제2 수분 배출층 240: 보호층
240a: 제1 보호층 240b: 제2 보호층
250: 공기층 260: 둘레공간
300: 하우징 310: 연결부
F: 흐름방향
Claims (9)
- 하우징; 및
상기 하우징 내의 습도를 조절하도록 구성되고 상기 하우징 내 배치되는 하나 이상의 복합 필터층을 포함하고, 상기 복합 필터층은,
상기 하우징으로 유입되는 수분을 흡수하도록 구성되는 수분 흡수층;
내열성을 가지고, 상기 수분의 침투를 차단하도록 구성되는 수분 차단층; 및
상기 수분을 상기 하우징의 외부로 배출하도록 구성되는 수분 배출층을 포함하며,
상기 수분 차단층은 제1 수분 차단층 및 제2 수분 차단층을 포함하고,
상기 수분 배출층은 제1 수분 배출층 및 제2 수분 배출층을 포함하고,
상기 제1 수분 배출층은 상기 수분 흡수층에 이웃하도록 배치되고,
상기 제1 수분 차단층은 상기 제1 수분 배출층에 이웃하도록 배치되고,
상기 제2 수분 배출층은 상기 제1 수분 차단층 및 상기 제2 수분 차단층 사이에 배치되며,
상기 제1 수분 차단층은 공기층을 포함하고,
상기 제2 수분 차단층은 상기 제2 수분 배출층보다 면적이 작도록 형성되며, 둘레공간을 포함하는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 복합 필터층은, 상기 복합 필터층의 최외측에 각각 배치되고 상기 복합 필터층을 지지하도록 구성되는 보호층을 포함하는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 수분 흡수층은 부직포로 구성되는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 수분 차단층은
알루미늄 박; 및
폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 수분 배출층은 멤브레인 필름으로 구성되는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 복합 필터층은 상기 수분 차단층에 형성되는 공기층을 더 포함하는 것인 공기 상태 조절 장치.
- 삭제
- 삭제
- 배전반으로서,
청구항 1에 따른 공기 상태 조절 장치를 포함하고,
상기 공기 상태 조절 장치가 상기 배전반의 하부에 기밀하게 결합되고,
상기 공기 상태 조절 장치와 상기 배전반의 내부는 유체 연통하도록 구성되는 것인 배전반.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |