KR20070009019A - 제어반 냉각기 응축수 증발기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제어반 냉각기의 응축수 증발기에 관한것으로 제품의 자동 생산라인이나 공작기계등을 제어하는 제어반이 많은 전기부품과 전자회로에서 발생하는 열과 특히 여름철 고온 다습한 경우 자주 발생하는 제어반 내 부품의 소손이나 회로의 오동작을 막기위해 사용되어지는 제어반 냉각기의 운영에 있어 열전 반도체에 전류를 인가하면 발생하는 흡열과 특히 발열측의 열기를 효과적으로 이용하여 제어반용 냉각기의 가동시 발생하는 응축수를 강제 증발시킴으로 별도 응축수를 관리 집수하여 통을 비워주거나 배수로까지 호수를 연결하여 응축수를 처리하는 과정에 기계를 운영하는 작업자가 시간을 할애하여야 하고 주위 환경이 불편해지는것을 본 고안의 사용으로 줄일 수 있다.

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Description

제어반 냉각기 응축수 증발기{control panel cooler water evaporator}

도1: 흡열측 방열판, 열전 반도체, 발열측 방열판의 사시도

도2: 각각의 방열판과 열전반도체가 조립된 측면도

도3: 집수 조를 포함한 응축수 증발기의 정 단면도

도4: 응축수 증발기가 장착 조립될 냉각기의 하부 바닥면 단면도

도5: 냉각기에 조립된 방열판 일체를 부착 후 집수조 결합 직전의 단면도

도6: 응축수 증발기를 포함하는 제어반 냉각기의 정 단면도

도7: 응축수 증발기를 포함하는 제어반 냉각기의 측 단면도

도8: 응축수 증발기를 포함하는 제어반 냉각기의 사시도

도9: 응축수를 감지하여 열전 반도체에 전류를 제어하는 회로도

10: 흡열측 방열판 11,11a,31,31a: 결합구

12,12a: 고정격자 13,13a,13b,13c: 고정구

14,14a: 고정 볼트 20: 열전반도체 21: 릴레이스위치 접점부

30: 발열측 방열판 32,32a: 방열판 결합 볼트 40: 회로 세트

41,41a: 수위 감지센서 42,42a: 수위 감지센서 회로 측 50: 집수조

51,51a: 집수조 결합 볼트 52: 수증기 배출구 60: 제어반 냉각기 바닥면

61: 흡열측 방열판 삽입구 62,62a,62b,62c: 방열판 일체 고정구

63,63a,63b,63c: 집수조 결합구 70: 송풍 펜 71: 응축기

73: 모세관 74: 열 교환기 75: 압축기 77: 순환펜

80: 물받이 81: 배수구

본 고안은 제어반 냉각기(이하 제어반 냉각기 또는 냉각기 라고 한다)의 운용시 발생하는 응축수를 강제 증발시키기 위한 것으로 열전 반도체에 전류를 인가하면 발생하는 흡열과 발열 현상중 흡열측의 냉기는 제어반 내부로 순환토록 하고 특히 발열 측의 뜨거운 열기는 집수 조에 위치한 방열판으로 전달한 후 응축수와 접촉하여 응축수를 수증기로 증발되도록 한 냉각기에 관한 것이다.

산업용 공작기계와 자동화 생산 설비 등은 시스템을 제어하는 제어반을 설치 운용하는데 제어반 내부에는 많은 전기부품과 접점 스위치 전자회로 등이 설비되어있고 특히 연산기능을 하는 부품에서는 작동시 많은 열이 발생하는데 먼지에 의한 오작동과 고장을 방지하기 위해 제어반을 밀폐하여야 하므로 발생한 열을 외부로 방출하지 못하고 특히 여름철에 고온 다습으로 제어반 내의 회로가 손상되거나 연산의 오류로 설비의 운영이 중단되는 경우를 방지하기 위해 냉각기를 제어반에 부착 설치하여 제어반의 내부 온도를 적정하게 유지함으로 생산 설비의 안정을 도모하고 있다.

대부분 사용되는 냉각기는 압축기로 냉매를 압축하여 고온 고압의 냉매를 관로의 내경이 급격히 좁아지는 모세관을 통과시켜 저온 저압의 기체상태로 변화시키는데 이때 열 교환기에서 저온의 냉기를 필요로 하는 부분으로 순환시켜서 목적을 달성하는 방식이 주로 사용되고 있다.

제어반 냉각기는 그 냉기를 제어반 내부로 순환 시키는데 내부의 공기가 순환하면서 공기 중에 함유되어 있는 습기가 차가운 열 교환기에 달라붙고 모여진 응축수는 호수를 이용하여 배수로에 연결하거나 물통에 받았다가 버려야하는 불편함을 해소하기 위한 본 고안의 목적이다.

종래의 냉각기는 작업자의 공간 사용에 지장을 초래하는 드레인호수를 배수로에 연결하여 사용하거나, 물통을 냉각기 하부에 장착하여 물이 일정 차오르면 비워주는 방식을 사용함으로 인해 작업자의 실수로 물이 넘치는 사고가 종종 발생하였다.

또 다른 방법으로 물통에 전열 히터를 장착하고 히터에 전류를 가함으로 그 열로서 응축수를 증발하는 방법 또한 있으나 별도의 히터만을 작동함에 있어 에너지의 비효율적인 사용에 의한 손실이 있었다.

본 고안은 상기의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 적어도 하나의 열전 반도체를 흡열측 방열판과 발열측 방열판의 사이에 밀착 결합하고 흡열측 방열판은 공기가 제어반의 내부로 순환하는 공간에 배치하고 발열 측의 방열판은 집수 통 내에 배치 되도록 하여 열전 반도체에 전류를 인가시 발생하는 흡열측의 냉기는 제어반 내로 순환 시키고 특히 발열 측의 뜨거운 열기는 방열판에 전달된 후 집수 통에 집수 된 응축수가 뜨거워진 방열판에 접촉되어 응축수는 수증기로 변화하여 외부로 방출된다.

그리고 열전 반도체는 집수 통 내에 설치된 수위 감지센서 양단까지 응축수가 도달시에만 전류를 공급할 수 있도록 하여 일정 수위 이상 시에만 응축수를 증발하므로 불필요한 에너지를 소모하지않는 냉각기를 제공하는 것이다.

본 고안은 이 모델에만 한정된 것이 아니며 또 다른 목적으로 기 설치된 타 냉각기의 하부 바닥면을 (도4)에서 도시한 것과 같이 열전 반도체(20)을 포함 결합한 흡열측 방열판(10)과 발열측 방열판(30)을 장착할 수 있도록 흡열측 방열판 삽입구(61)와 방열판 일체 고정구(62),(62a),(62b),(62c) 등의 구조를 갖추어 본 고안의 증발기 부분을 장착하여 사용할 수 있을 것이다.

우선 제어반 냉각기는 압축기(75)에서 냉매를 압축한 후 응축기(71)에서 응축한 고온 고압의 액화 냉매를 내경이 급격히 좁아진 모세관(73)을 통과시켜 저온 저압의 기체상태로 열 교환기(74)에 도달되는데 이때 차가워진 열 교환기(74)에 제어반의 더운 공기를 순환 펜(77)으로 강제 순환시켜 열을 흡열하도록 함으로 냉기는 제어반 내부로 공급한다.

제어반 내부의 공기가 순환 펜(77)에 의해 차가운 열 교환기(74)를 계속 통 과하면서 제어반 내의 공기에 함유되어있던 수분은 계속 열 교환기(74)에 달라붙고 이렇게 모인 응축수는 물받이(80)로 흘러내려 배수구(81)를 통해 처리되는데 본 고안의 목적을 달성하기 위해 제어반 냉각기의 하부 바닥면에 집수 조(50)가 설치되고 집수조(50) 내부로 응축수가 집수 되도록 배수구(81)를 설치하고 집수조(50) 내에 응축수를 증발하기 위한 구성을 이하 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하도록 한다. 첨부한 도면은 축척에 의하여 도시되지는 않았으며 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 흡열측 방열판,열전 반도체,발열측 방열판을 분리한 사시 도 이다.

도 1을 참 조로하여 살펴보면 흡열측 즉 차가운 쪽의 방열판은 공기의 원활한 통기를 위한 구조로 통기 골이 형성되어있어 제어반 내의 더운 공기가 순환 펜(77)에 의해 강제 순환되는 사이에 흡열을 용이하게 하였으며 발열측 즉 뜨거운 쪽 방열판 또한 응축수와 수증기가 용이하게 흐르도록 골이 형성되었다.

열전 반도체(20)는 흡열측 방열판(10)과 발열측 방열판(30)의 사이에 밀착 결합하는데 여기서 열전 반도체(20)의 기능을 간단히 설명하면 열전 반도체는 전류를 가하면 한 면은 흡열을하고 다른 반대면은 발열을 한다.즉 흡열측면은 차가워지며 발열측 면은 뜨거워지는 것이다.

본 고안은 뜨거워지는 발열 측의 열을 효과적으로 이용하기 위함이다.

열전 반도체(20)를 사이에 두고 흡열측 방열판(10)과 발열측 방열판을 밀착 결합하기 위해 각 방열판에는 볼트로 결합할 수 있도록 결합구 (11),(11a),(31),(31a)를 타공하고 결합한 후 제어반 냉각기 하부에 장착할 수 있도록 고정구(13),(13a),(13b),(13c)가 타공된 고정격자(12),(12a)가 흡열측 방열판(10)의 열전 반도체(20)와 밀착되는 아래 면 쪽의 좌우 면에 고정되어있다.

도 2는 흡열측 방열판(10)과 열전 반도체(20) 그리고 발열측 방열판((30)을 밀착 결합한 측 단면도로 도시한 바와 같이 열전 반도체(20)는 각 면에서 발생한 열과 냉기를 원활하게 각 방열판에 전달하기 위해 밀착되어 결합 된다.

도 3의 집수 조를 포함한 응축수 증발기의 정 단면도를 보아 알 수 있듯이 조립된 흡열측 방열판(10)과 열전 반도체(20) 그리고 발열측 방열판(30) 일체는 고정 격자(12),(12a)의 고정구(13),(13a),(13b),(13c)가 도 4에서 도시한 방열판 일체의 고정구(62),(62a),(62b),(62c)와 고정 볼트(14),(14a)로 고정되는데 이때 흡열측 방열판(10)은 제어반 냉각기 내부로 향하여 흡열측 방열판 삽입구(61)로 삽입되어 열전 반도체(20)가 작동시 도 7에서 도시한 도 중 제어반 공기의 흐름에서 보듯이 제어반 공기가 순환하는 흐름 사이에 흡열측 방열판(10)이 위치함으로 제어반 내의 열기를 흡열하여 냉각기의 능력을 높이는 효과가 있고, 발열측 방열판(30)은 아래쪽으로 노출되는데 노출된 발열측 방열판(30)은 수위 감지센서(41),(41a)가 일정 높이로 장착되고 응축수가 집수 되는 쪽과 격리되어 설치된 회로 세트(40)을 포함하고 있는 집수 조(50)를 집수조 결합볼트(51),(51a)로 제어반 냉각기의 하부 바 닥면 집수조 결합구(63),(63a),(63b),(63c)와 결합하는데 그에 앞서 집수조(50)을 결합하기 이전에 열전 반도체(20)의 전원은 회로 세트(40)에서 공급되므로 열전 반도체(20)의 전원선을 회로 세트(40)에 연결한다.

집수조(50)내에 응축수가 집수 되고 수위가 높아지면 수위 감지센서(41),(41a) 양단에 물이 닿으므로 인해 양단의 저항치는 급격히 작아지고 따라서 회로 세트(40) 내의 TR 1이 바이어스 전압이 형성되므로 TR 1이 도통 되어 RLY 1의 코일 양단에는 전류가 인가되므로 RLY 1의 접점부(21)가 도통(ON) 되므로 열전 반도체(20)에 전류가 공급된다.

열전 반도체(20)에 전류가 공급되어 뜨거워진 발열 측 방열판(30)에 집수 된 응축수가 접촉되어 기체화하여 도 8의 제어반 냉각기의 사시 도에서 보듯이 적어도 1개 이상의 복수로 타공된 수증기 배출구(52)로 수증기를 배출함으로 본 고안의 목적을 달성한다.

본 고안으로 배수로까지 배수호수를 연결하여 작업 환경을 어지럽히거나 별도의 물통으로 집수였다가 주기적으로 비워주는 불편을 줄이고, 부주의로 물이 넘쳐서 침수되는 피해를 방지할 수 있으며, 흡열측의 냉기는 제어반 내로 순환시키므로 냉각기의 능력을 높여주고 발열 측의 열기로 응축수를 증발시키므로 에너지를 절약하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 공기가 원활하게 통기 할 수 있도록 통기 골을 형성하고 제어반 냉각기의 하부 바닥면에 고정할 수 있도록 고정구(62),(62a),(62b),(62c)가 타공된 고정 격자(12),(12a)가 부착된 흡열측 방열판(10)과 응축수와 수증기가 원활하게 흐를 수 있도록 된 발열측 방열판(30) 사이에 전류 공급시 흡열과 발열을 하는 소재인 열전 반도체(20)를 밀착 결합하여 제어반 냉각기의 하부 바닥면에 흡열측 방열판(10)은 제어반 냉각기 내부의 제어반 공기 순환 통로 사이에 삽입하여 고정하고, 집수 조(50)가 발열 측 방열판(30)을 포함하도록 제어반 냉각기의 하부에 결합하여 열전 반도체(20)에 전류를 인가시 집수 된 응축수가 뜨거워진 발열측 방열판(30)과 접촉함으로 인해 수증기로 변화하여 복수로 타공된 수증기 배출구(52)로 수증기를 배출함으로 응축수를 증발하는 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 응축수 증발기.
2. 청구항1에있어서

   집수 조(50)에 응축수가 일정량 집수 됨을 감지하여 열전 반도체(20)에 전류의 공급을 제어할 수 있도록 수위 감지센서(41),(41a) 또는 수위를 감지하는 스위치를 설치 운영하여 필요시에만 열전 반도체(20)에 전류를 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 응축수 증발기.

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