KR20180024143A - 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 산업기계 및 전자부품을 생산하는 제조공정에서 각종 자동화 장비를 제어하기 위한 전기 전자부품들이 설치되는 전장함에 관한 기술로서, 전장함의 내부로 외부 공기가 유입되는 흡기구에 집진필터가 설치되고 내부공간에 습도를 감지하는 센서와 습기를 제거하는 제습기가 설치된 한편 내부온도를 적정온도로 냉각시켜 유지하는 냉각장치가 설치됨으로써, 전장함의 내부로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하고 습기를 제거하여 조절하는 한편 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품에서 발생하는 열을 냉각시키므로 전기 전자부품의 손상과 오동작을 효과적으로 방지하는 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템{A ventilating and cooling system of electric field}

본 발명은 각종 산업기계 및 전자부품을 생산하는 제조공정에서 각종 자동화 장비를 제어하기 위한 전기 전자부품들이 설치되는 전장함에 관한 기술로서, 보다 구체적으로 설명하면 전장함의 내부로 외부 공기가 유입되는 흡기구에 집진필터가 설치되고 내부공간에 습도를 감지하는 센서와 습기를 제거하는 제습기가 설치된 한편 내부온도를 적정온도로 냉각시켜 유지하는 냉각장치가 설치됨으로써, 전장함의 내부로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하고 습기를 제거하여 조절하는 한편 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품에서 발생하는 열을 냉각시키므로 전기 전자부품의 손상과 오동작을 효과적으로 방지하는 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템에 관한 것이다.

최근 고도의 기술을 요하는 각종 산업기계 및 전자부품을 생산하는 제조공정은 작업자 대신 PC(personal computer)의 프로그램에 의해 자동화 장비가 수행하여 생산효율과 정밀도를 높이는 한편 제조원가를 절감하고 있으며, 각종 자동화 장비를 제조공정에 적용하기 위해선 PC 프로그램에 의해 자동화 장비에 전원을 공급하고

원하는 동작을 수행하도록 장비를 제어할 수 있는 여러 전기 전자부품의 집합체인 제어반이 필요하다.일반적으로 각종 전기 전자부품의 집합체인 제어반은 자동화 장비의 종류 및 특성에 따라 차이가 있지만 크게 GPCS, System, Position, PDS, Mainte Step 가대, CAP/S Rack 등으로 구성되며, 이러한 제어반은 용도에 맞게

자동화 장비에 부착되거나 또는 Plenum에 놓여져 설치되고, 제어반이 Layout에 맞도록 놓이면 장비에 부착된 각종 Motor, 전기 Part, 그리고 각종 센서와 콘트롤러에 관련된 케이블을 제어반에 연결하여 설치된다.

종래 각종 전기 전자부품으로 구성된 제어반은 외부로 노출되지 않도록 밀폐된 공간의 전장함에 놓여 부착 설치되고 있으며, 이러한 전장함은 대부분 장방형의 형태로 구성되어 전면부에 개폐 가능한 도어가 구비되고, 또한 사방면이 패널로 감싸여 밀폐되게 설치되는 한편 외부 공기와 내부 공기가 통풍되도록 흡기구와 배기구가 구성 되어 있다.

이와 같은 종래의 전장함은 외부 공기와 내부 공기의 환기방식이 흡기팬이나 또는 배기팬에 의해 강제적으로 순환되므로 비교적 통풍이 원활하게 이루어지고 있으나, 외부 공기에 혼합된 각종 미세분진과 이물질 등이 전장함의 내부로 유입되어 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품의 표면이나 틈새에 쌓이는 실정으로, 이로 인하여 누전 현상에 따른 화재의 위험성이 높아지고 있다.

또한 전장함의 내부로 유입되는 외부 공기의 습도가 매우 높을 경우 전기 전자부품의 접속 부위에서 방전 현상이 발생하므로 전기 전자부품의 기능이 저하될 뿐만 아니라 오동작이 발생할 우려가 있고, 쉽게 손상되어 수명이 짧아지는 문제점들이 있었다.

특히, 종래 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품은 특성상 전자회로가 지닌 저항으로 인하여 열이 발산되므로 이러한 열을 낮추지 못하고 방치할 경우 과전류로 인해 안정적인 동작이 어렵고 쉽게 손상되거나 수명이 매우 짧아지는 요인으로 작용하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 전장함의 환기방식과 냉각방식에 따른 문제점들을 해소하고자 안출된 기술로서, 전장함의 내부로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하고 습기를 제거하여 조절하는 한편 각종 전기 전자부품에서 발생하는 열을 냉각하도록 외부 공기가 유입되는 흡기구에 집진필터가 설치되고 전장함의 내부공간에 습도를 감지하는 센서와 센서의 감지신호로 습기를 제거하는 제습기 및 열전소자를 이용한 냉각장치가 설치된 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 실시예에서 주된 요지는 전장함의 내부로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하고자 흡기구에 집진필터를 설치하고, 내부공간의 습도를 조절하고자 습도감지센서와 제습기를 설치하는 한편 내부온도를 냉각시켜 적정온도로 유지하고자 냉각장치를 설치하여 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품의 손상과 오동작을 효과적으로 방지하고자 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성을 살펴보면;

전면부에 도어(12)가 구비되고 사방면이 패널로 감싸여 밀폐되게 구성되며, 외부 공기와 내부 공기가 통풍되도록 흡기구(13)와 배기구(15)가 형성되고, 내부공간(10a)에 제어반을 구성하는 전기 전자부품(30)이 설치된 전장

함(10)에 있어서;

전장함(10)의 내부공간(10a)으로 외부 공기가 유입되는 흡기구(13)에 설치되어 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하는 집진필터(14)와; 상기 전장함(10)의 내부공간(10a)에 위치하고 제습필터(22)가 전방쪽에 장착되어 유입되는 습기를 제거하는 제습기(20)와; 상기 전장함(10)의 내부공간(10a)에 설치되어 내부공간(10a)의 습도를 감지하는 습도감지센서(21)와; 상기 전장함(10)의 한쪽 면에 부착 설치되어 내부공간(10a)의 온도를 냉각시키는 냉각장치(40)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시예에서 전장함(10)은 일반적으로 장방형의 사각형태로 제작되는 것이 이상적이고, 틀을 구성하는 프레임(11)의 사방 외측면에 패널이 부착 설치되어 내부공간(10a)이 밀폐되게 설치되며, 또한 전장함(10)의 전면부에 개폐 가능한 도어(12)가 설치됨으로써, 내부공간(10a)에 설치되는 제어반의 각종 전기 전자제품(30)을 손쉽게 점검할 수 있도록 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 전장함의 내부로 외부 공기가 유입되는 흡기구에 집진필터가 설치되고 내부공간에 습도를 감지하는 센서와 습기를 제거하는 제습기가 설치된 한편 내부온도를 적정온도로 냉각시켜 유지하는 냉각장치가 설치됨으로써, 전장함의 내부로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하고 습기를 제거하여 조절하는 한편 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품에서 발생하는 열을 냉각시키므로 전기 전자부품의 손상과 오동작을 효과적으로 방지하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 전장함의 설치상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에서 설치상태를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에서 작동상태를 나타낸 단면도.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에서 냉각장치를 나타낸 설치상태도.
도 6은 본 발명의 실시예에서 흡기구와 제습기의 설치상태를 나타낸 평면도.
도 7은 본 발명에서 흡기구의 설치상태를 나타낸 정면도.

한편 전장함(10)에서 내부 공기와 외부 공기가 통풍되도록 외부 공기가 내부공간(10a)으로 유입되는 흡기구(13)와, 내부 공기가 외부로 배출되는 배기구(15)가 설치되며, 여기서 흡기구(13)는 가능한 전장함(10)의 전면부에 위치하고 배기구(15)는 전장함(10)의 후면부나 또는 한쪽 측면부에 위치함이 바람직하다. 상기에서 외부 공기가 내부공간(10a)으로 유입되는 흡기구(13)는 전장함(10)의 전면부에서 하측부에 위치함이 바람직하고, 내부 공기가 외부로 배출되는 배기구(15)는 후면부나 또는 측면부에서 상측부에 위치함이 바람직하며, 상기 배기구(15)에는 배기팬(16)이 설치되어 내부 공기를 외부에 강제적으로 흡입 배출함으로써, 외부 공기가 흡기구(13)를 통해 내부공간(10a)으로 자연히 유입된다.

본 발명에 따른 실시예는 외부 공기가 내부공간(10a)으로 유입되는 흡기구(13)에 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하는 기능의 집진필터(14)가 설치되고, 상기 집진필터(14)는 흡착 방식이나 또는 전기 집진방식 등을 적용할 수 있으며, 도면에서 도 6 및 도 7과 같이 내부공간(10a)에 위치하는 흡기구(13)의 안쪽에서 홈에 끼워져 한쪽 방향으로 슬라이드 분리되게 설치할 수 있다.

따라서, 외부 공기가 전장함(10)의 내부공간(10a)으로 유입되는 흡기구(13)에 집진필터(14)가 설치되므로 각종 미세분진과 이물질 등을 효과적으로 집진 처리할 수 있고, 또한 집진필터(14)가 슬라이드 분리되므로 주기적으로 세척하여 청결한 상태를 유지할 수 있는 것이다. 또한 본 발명의 실시예는 도면에서 도 2 및 도 3과 같이 전장함(10)의 내부공간(10a)에 습기를 제거하는 기능의 제습기(20)와, 또한 내부공간(10a)의 습도를 감지하는 기능의 습도감지센서(21)가 설치되는 것으로서, 여기서 제습기(20)는 공지된 선행기술을 적용하여 설치할 수 있고, 가능한 흡기구(13)의 안쪽면에 부착 설치되어 흡기구(13)와 집진필터(14)를 통하여 내부공간(10a)으로 유입되는 습기를 제거할 수 있도록 설치됨이 바람직하다.

상기에서 습도감지센서(21)는 집진필터(14)가 설치된 흡기구(13)의 안쪽면에 부착 설치될 수도 있고, 또는 흡기구(13)의 안쪽면에 제습기(20)가 설치될 경우 제습기(20)의 안쪽면에 부착 설치됨이 바람직하며, 제습기(20)는

습도감지센서(21)에 설정된 감지신호에 따라 작동하며, 콘트롤러에서 작동을 제어할 수 있도록 설치되는 것이다.

본 발명에서 제습기(20)는 전장함(10)의 내부공간(10a)에서 습기를 제거하여 제어반을 구성하는 각종 전기 전자부품(30)의 접속 부위에서 발생하는 방전 현상을 방지하는 기능으로서, 전장함(10)의 내부공간(10a)에 독립적으로 설치될 수도 있고, 또는 외부 공기가 유입되는 흡기구(13)의 안쪽면에 부착 설치하여 흡기구(13)와 집진필터를 통해 유입되는 습기를 효과적으로 제거할 수 있는 것이다.

또한 전장함(10)의 내부공간(10a)으로 유입되는 습기를 효과적으로 제거하고자 제습기(20)의 전방쪽에 제습필터(22)를 장착할 수 있으며, 상기 제습필터(22)는 제습기(20)의 전방쪽에서 홈에 끼워져 한쪽 방향으로 슬라이드 분리되어 교체가 용이하도록 장착되고, 활성탄 필터나 제오라이트 필터 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있다.

따라서, 흡기구(13)와 집진필터(14)를 통해 전장함(10)의 내부공간(10a)으로 유입되는 습기가 제습기(20)의 전방쪽에서 제습필터(22)에 의해 어느 정도 제거된 다음 제습기(20)로 유입되어 제거되므로 제습효율을 한층 높일수 있는 것이다.

한편 본 발명의 실시예는 도면에서 도 2 내지 도 5와 같이 전장함(10)의 한쪽면에 내부공간(10a)의 온도를 냉각시키는 기능의 냉각장치(40)가 설치되는 것으로서, 상기 냉각장치(40)는 열전소자(41)와, 냉각패널(42) 및 발열패널(43)과, 송풍팬(44)으로 구성되며, 여기서 열전소자(熱電素子, thermoelectric element)(41)는 반도체 소자의 하나로 서로 대향하는 양쪽면에 구리판 등으로 전극이 접합되고, 상기 전극을 감싸도록 세라믹 기판이 부착되어 구성된 공지된 선행기술로서, 어느 한쪽면의 전극에 전류(DC)를 인가하면 전자 또는 정공(正孔)이 한쪽에서 대향쪽으로 이동하면서 한쪽면의 열을 빼앗아 대향쪽면으로 방출하기 때문에 한쪽은 냉각되고 이와 대향쪽은 발열된다.

냉각장치(40)는 전장함(10)의 후면부나 측면부 중 어느 한쪽에 위치하도록 패널에 설치됨이 바람직하고, 열전소자(41)에서 전장함(10)의 내부공간(10a)에 위치하는 안쪽면에 빗살형태로 냉각패널(42)이 부착되고, 이와 대향쪽인 외측면에 빗살형태로 발열패널(43)이 부착 설치되며, 여기서 냉각패널(42)과 발열패널(43)은 열전도성이 우수한 소재로 제작됨이 바람직하고, 또한 냉각패널(42)의 안쪽면에 전장함(10)의 내부 공기를 순환시키는 기능의 송풍팬(44)이 부착 설치된다.

따라서, 냉각장치(40)는 열전소자(41)의 한쪽 전극에 전류(DC)가 인가되면 냉각패널(42)이 위치한 안쪽면이 냉각되고, 발열패널(43)이 위치한 외측면이 발열되므로 냉각패널(42)과 발열패널(43)은 각각 냉각 및 발열된다. 상기에서 냉각패널(42)이 전장함(10)의 내부 공기를 냉각시키고 발열패널(43)<43> 은 전장함(10)의 외부에 열을 방출하며, 냉각패널(42)에 설치된 송풍팬(44)이 전장함(10)의 내부 공기를 냉각패널(42)로 흡입하여 순환시키므로 냉각효율을 한층 높일 수 있으며, 이러한 냉각장치(40)는 설정된 온도에 따라 ON/OFF 되어 작동하게 된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 전장함(10)의 내부공간(10a)으로 외부 공기가 유입되는 흡기구(13)에 집진필터(14)가 설치되고, 또한 전장함(10)의 내부공간(10a)에 제습필터(22)와 제습기(20) 및 습도감지센서(21)가 설치되므로 흡기구(13)를 통하여 내부공간(10a)으로 유입되는 각종 미세분진과 이물질 및 습기를

효과적으로 제거할 수 있으며, 또한 냉각장치(40)가 설정된 온도에 따라 작동하여 전장함(10)의 내부 공기를 냉각시키므로 전장함(10)의 내부 공기와 습도 및 온도를 최적으로 유지할 수 있는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 전장함 10a: 내부공간
11: 프레임 12: 도어
13: 흡기구 14: 집진필터
15: 배기구 16: 배기팬
20: 제습기(除濕器) 21: 습도감지센서
22: 제습필터 30: 전기 전자부품
40: 냉각장치 41: 열전소자
42: 냉각패널 43: 발열패널
44: 송풍팬

Claims (3)

1. 전면부에 도어(12)가 구비되고 사방면이 패널로 감싸여 밀폐되게 구성되며, 외부 공기와 내부 공기가 통풍되도록 흡기구(13)와 배기구(15)가 형성되고, 내부공간(10a)에 제어반을 구성하는 전기 전자부품(30)이 설치된 전장
   함(10)에 있어서;
   전장함(10)의 내부공간(10a)으로 외부 공기가 유입되는 흡기구(13)에 설치되어 각종 미세분진과 이물질 등을 집진하는 집진필터(14)와; 상기 전장함(10)의 내부공간(10a)에 위치하고 제습필터(22)가 전방쪽에 장착되어 유입되는 습기를 제거하는 제습기(20)와; 상기 전장함(10)의 내부공간(10a)에 설치되어 내부공간(10a)의 습도를 감지하는 습도감지센서(21)와; 상기 전장함(10)의 한쪽 면에 부착 설치되어 내부공간(10a)의 온도를 냉각시키는 냉각장치(40)를 포함하고,
   상기 제습기(20)는 흡기구(13)의 안쪽면에 부착 설치되는 것을 특징으로 하는 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서;
   냉각장치(40)는 전장함(10)의 후면부나 측면부 중 어느 한쪽에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서;
   제습필터(22)는 활성탄 필터나 제오라이트 필터 중 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 전장함의 환기 및 냉각 제어 시스템.

Images