KR20180025497A - 열배출이 가능한 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥외에 설치되는 배전반의 내부에서 발생하는 고온의 열을 외부로 쉽게 배출하면서도 우천 또는 설천(雪天)시 배전반의 외부로부터 내부로 수분이 침입되는 것을 방지할 수 있는 열배출이 가능한 배전반에 관한 것으로, 하우징의 천장을 천공한 환기공과, 상기 환기공의 상단부 및 상단부 주위에 환기공간이 확보되도록 천장에 씌어지는 덮개를 포함하고, 상기 덮개는 측면방향으로 적어도 하나의 배출공이 형성되어, 하우징 내실의 발열체로부터 발생한 열이 대류 현상으로 상승하여 환기공를 통과한 후 환기공간에서 확산되어 배출공을 통해 외부로 배출되는 열배출이 가능한 배전반에 관한 것이다.

Description

열배출이 가능한 배전반{Distributing board that can dissipate heat inside}

본 발명은 옥외에 설치되어 외부환경에 저항할 수 있는 배전반에 관한 것으로서, 특히 내부에서 발생하는 고온의 열을 외부로 쉽게 배출하면서도 우천 또는 설천(雪天)시 배전반의 외부로부터 내부로 수분이 침투되는 것을 방지할 수 있는 열배출이 가능한 배전반에 관한 것이다.

일반적으로 배전반이란 공용 전기 배전망과 주택 전기회로의 접속점을 형성하는 장치를 일컬으며, 또는 발전소, 변전소 등의 운전이나 제어, 전동기의 운전 등을 위해 스위치, 계기, 릴레이(계전기) 등을 일정하게 넣어 관리하는 장치 등을 가리켜 말한다.

그리고 통상적인 배전반은 학교나 빌딩, 아파트단지, 공장 등과 같은 집단 전력수요처에 있어 외부로부터 대용량 전력을 내부로 배분 및 제어하는 등을 하기 위해 옥외에 구비되며, 인명 및 설비를 보호하기 위해 주 차단기와 보조 차단기에 연결된 부스바(busbar)를 통하여서 옥내의 각 요소로 전력을 공급함과 동시에 공급전력을 개폐하는 기능을 담당한다.

이와 같은 배전반은 외부전원을 입력받아 전기적으로 연결된 다수의 전자 기 기기들을 서로 전기적으로 접속 및 연결 시키는 도체물의 집합체로 구성되어 있고, 이러한 각종 전자 기기들을 사각형의 철재 함체 내에 안전하게 절연 수납한 제품이다.

즉, 하나의 폐쇄형 함체 내에 고압이 흐르는 전선과 계기용 변류기, 고압 인입 선로를 스위칭하는 고장구간 자동 개폐기, 복수의 부스바, 고압 퓨즈 등의 전자 기기들로 복잡한 구성을 이루고 있다.

이와 같이 함체 내부에서 복잡하게 연결된 전자 기기의 전력 사용량에 따라 고압 변압기 등에서 열이 발생하여 함체 내부의 온도가 상승하게 된다. 고온 다습한 날씨에서 함체 내부 온도 및 습도의 과도한 상승은 각종 부품 및 기기들의 동작효율과 정확도가 떨어지고 전자기기들의 연결접점의 열화현상을 발생시켜 절연을 파괴하게 된다.

일반적으로 대용량의 전기 배전반은 함체 내부의 고열로 인해서 각 기기 및 도체에 전기적 저항계수가 높아져 효율이 저하되므로 방열효과를 극대화하여 높이는 방법이 필요하다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 배전반 함체 내부에서 발생하는 열을 배출하기 위한 수단으로 팬 등을 이용한 강제송풍방식이 보편적으로 채택되고 있으나 팬의 고장, 절연파괴 등으로 인한 단락사고가 현장에서 발생할 소지를 항시 지니고 있다.

이를 보완하기 위해서 온도계, 계전기 등을 조합해서 강제 송풍을 하는 방식도 채택하고 있는데, 이는 에너지 낭비와 아울러 소음진동 발생의 원인을 제공한다.

열 배출수단의 다른 일 예로서 하기 선행기술문헌의 한국등록특허공보 제10-0917379호 "수, 배전반용 큐비클 및 변압기 함체"게 게시된 바 있다. 상기 선행기술문헌은 배전반의 내부에 기기들로부터 발생하는 열기를 상승기류 작용에 의해 외부로 배출하는 배출면을 구성하여 본체의 내부 온도를 최대한 낮추어 고열로 인해 발생 되는 내부기기의 수명연장과 수배전반의 효율을 높일 수 있도록 한 것을 개시하고 있다.

이러한 선행기술문헌과 같은 종래기술은 천장면 하측에 돌출된 배출면이 전후로 테이퍼지는 형태로 형성되어 있고 그 배출면과 접하는 함체 벽면 부위에 배출구가 형성되어 있는바, 이러한 배전반은 옥내용으로는 사용하질 못하고 옥외용으로는 배출구를 통한 외부의 빗물 침투 등의 우려가 있다.

본 발명은 상기 선행기술문헌 및 종래의 배전반이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특히 배전반이 함체 내부에서 발생하는 높은 열 및 습도를 원활하게 배출하지 못해 내부의 전기 장치의 수명을 단축시키고 옥외에 설치되어 외부로부터 내부로 이물질이 침투하여 전기 장치의 오작동 및 장치의 유지보수비가 증가하는 문제를 해결하기 위한 것을 목적으로 한다.

본 발명은 과제를 해결하기 위하여, 하우징의 천장을 천공한 환기공과, 상기 환기공의 상단부 및 상단부 주위에 환기공간이 확보되도록 천장에 씌어지는 덮개를 포함하고, 상기 덮개는 측면방향으로 적어도 하나의 배출공이 형성되어, 하우징 내실의 발열체로부터 발생한 열이 대류 현상으로 상승하여 환기공를 통과한 후 환기공간에서 확산되어 배출공을 통해 외부로 배출되는 열배출이 가능한 배전반를 제안한다.

본 발명에 의하면 배전반 내부에서 발생되는 고온의 열을 외부로 용이하게 배출시킴에 따라 배전반의 냉각효율을 향상시킴으로써 내부 전기기기의 수명을 연장시킬 수 있게 되며, 하우징의 내실로 빗물과 이물질이 들어가지 못하게 저지할 수 있게 되어 내실에 구비된 전기 장치 및 하우징의 외/내부의 부식이 발생하는 것을 사전에 예방하여 그로 인한 전기 장치의 오작동이 예방 및 장치의 유지보수비의 절감과도 직결되는 등의 효과를 가지게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전체 형상의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 하우징의 천장에 형성되는 환기공간을 내부 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전체형상의 정면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 바렴의 실시예에 따른 덮개의 내부에서 이루어지는 공기흐름 및 이물질의 침투경로를 나타낸 것이다.

본 발명은 배전반 하우징의 내실의 발열체로부터 발생하는 열을 외부로 배출할 수 있으면서도 이물질이 외부로부터 내실로 침입하지 않도록 하여 상기 발열체의 수명 및 성능을 지속시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 발열체는 상기 배전반 함체 내에 고압이 흐르는 전선과 계기용 변류기, 고압 인입 선로를 스위칭하는 고장구간 자동 개폐기, 복수의 부스바, 고압 퓨즈, 리액터, 반도체소자, 인버터, 대용량 커패시터 등의 전자 기기들로 복잡한 구성을 이룰 수 있다.

즉, 상기 발열체로부터 발생한 열은 별도의 팬의 유무와 관련 없이 대류 현상으로 상승하여 배전반의 천장에 마련된 환기공을 통과하여 외부로 배출되게 된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작원리를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하며 첨부된 도면을 참고하여 자세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배전반의 전체형상을 나타낸 것으로, 내실에 상기 발열체를 구비하는 통상의 배전반의 외형을 형성하는 하우징(100)의 천장을 외부와 내부가 통하도록 천공한 환기공(120)이 형성되고, 상기 환기공(120)의 상단부 및 상단부 주위에 환기공간(240)이 확보되도록 구비되며 측면 방향으로 외부와 환기공간(240)이 통하도록 배출공(220)이 형성된 덮개(200)가 상기 천장에 씌어진다.

따라서, 상기 하우징(100) 내실의 발열체로부터 발생한 열이 대류 현상으로 상기 천장을 향하여 상승하여 상기 환기공(120)을 통과한 후 상기 환기공간(240)에서 확산되어 상기 배출공(220)을 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.

도 2는 상기 덮개(200)가 배전반의 천장에 고정되는 상태를 나타낸 것으로, 상기 환기공(120)은 상기 천장의 중심부에 천공되어 개구된 입구가 형성되고, 상기 입구로부터 상부를 향하여 연장된 차폐부(140)가 형성된다.

상기 차폐부(140)는 상기 천장의 상단면으로부터 상부를 향하여 소정의 높이를 가지도록 형성되어 상기 환기공간(240)에 형성된다.

따라서, 옥외에 배전반에 설치되어 우천시 빗물이 상기 배출공(220)을 통해 상기 환기공간(240)에 침입하게 되면, 상기 천장의 상단면을 따라 상기 환기공(120)을 통해 내실로 흘러 들어가는 것을 예방할 수 있게 된다.

상기 덮개(200)는 내부가 비어 일면이 개방된 입체형상으로 개방된 일 면이 상기 천장의 상단면을 향하도록 하여 상기 환기공(120)의 상단부 및 상단부 주위를 덮을 수 있게 상기 천장에 고정된다.

상기 덮개(200)는 상기 차폐부(140)의 둘레 주위에 단일폐곡선 형상으로 세워져 천장에 고정되는 측면커버(260)와 상기 측면커버(260)에 지지되어 상기 차폐부(140)의 상단과 이격되는 상부커버(280)로 형성된다.

상기 덮개(200)는 상기 하우징(100)과 볼트결합되어 착탈이 용이하도록 고정된다. 일 실시예로 상기 하우징(100)의 내실로부터 천장을 관통하며 상기 상부커버(280)를 관통하는 볼트가 구비되고, 상기 상부커버(280)에 노출되는 상기 볼트의 단부에 너트를 결합함으로써 상기 하우징(100)으로부터 덮개(200)를 결합 및 해체를 용이하도록 할 수 있다.

상기 측면커버(260)는 소정이 높이 및 길이로 형성된 네개의 측벽이 길이방향으로 연이어져 사각형상으로 형성되어 일정높이를 가지며 내부가 빈 상태로 상부 및 하부가 개방된 입체 형상으로 형성되고, 상기 측벽에 천공되어 내부와 외부가 통할 수 있는 배출공(220)이 형성된다.

도 3 및 도 4는 상기 덮개(200)의 비어 있는 내부 공간인 환기공간(240)을 나타낸 것으로, 상기 환기공간(240)은 상기 하우징(100)의 천장 및 상기 천장에 세워지는 측면커버(260)와 상기 측면커버(260)에 지지되어 상기 천장을 덮는 상부커버(280)에 의해 형성된다.

상기 측면커버(260)는 다수의 측벽으로 이루어지고 하나의 측벽에 복수의 배출공(220)이 형성된다.

상기 배출공(220)은 소정의 너비를 가지고 일정간격 이격된 상태로 상기 측벽에 형성되며, 상기 측벽과 상기 차폐부(140)가 상기 천장의 상부의 동일평면상에 형성되어 상기 측벽의 길이방향과 직교하는 선상에 설치된 상기 차폐부(140)의 너비와 대응되는 상기 측벽의 중심구간을 피하여 형성된다.

따라서, 상기 배출공(220)을 통해 일직선상으로 침입하는 빗물이 상기 환기공(120)으로 곧바로 들어가는 것을 예방할 수 있게 된다.

상기 환기공(120)은 상기 측면의 중심구간의 범위 내에서 소정의 폭을 가지고 소정의 길이로 형성되어 천공된 입구의 크기가 더욱 넓게 형성됨으로써 상기 발열체로부터 발생된 많은 양의 열이 외부로 원활하며 신속하게 배출될 수 있게 된다.

여기서, 상기 배출공(220)은 측면커버(260)의 마주보는 두개의 측벽에 형성될 수 있다. 즉, 상기 환기공(120)은 상기 환기공간(240) 내에서 상기 마주보는 두개의 측벽에 배출공(220)이 형성되지 않는 중심구간을 잇는 선상의 범위 내에서 소정의 길이로 형성되게 된다.

한편, 상기 배출공(220)은 배전반이 설치되는 주변환경에 따라 하나의 측벽에 형성되어 상기 환기공간(240)이 일 방향으로만 개구될 수 있도록 하여 환기공(120)을 통과한 열이 상기 덮개(200)의 일 방향으로 배출될 수 있도록 유도할 수 있다.

상기 배출공(220)은 매쉬망(300)이 결합되어 외부로터 상기 환기공간(240)으로 침입할 수 있는 벌레 및 나무잎 등을 걸러내어 환기공(120)이 막히거나 발열체의 성능이 저하되는 원인을 예방할 수 있게 된다.

도 5는 상기 덮개(200) 내부의 환기 공간의 공기 흐름 및 빗물 등의 이물질의 침입되는 경로를 나타낸 것으로, 상기 하우징(100) 내부의 발열체로부터 발생한 열은 상기 배출공(220)을 통하여 상기 환기공간(240) 내부에서 확산되고, 확산된 열은 복수의 배출공(220)을 통해 배출될 수 있게 되며, 외부로부터 상기 배출공(220)을 통하여 상기 환기공간(240)의 내부로 침입하는 이물질은 매쉬망(300)에 걸리어 상기 환기공(120)으로 들어가지 못하고 환기공간(240)에 머물게 될 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의해 하우징(100)의 내부 온도와 외부 온도차를 줄여 결로현상이 억제되고, 외부로부터 수분이 침투하여 발열체 및 하우징(100)의 외/내부의 부식이 발생하는 것을 사전에 예방하여 그로 인한 전기 장치의 오작동이 예방 및 장치의 유지보수비의 절감과도 직결되는 등의 효과를 가지게 된다.

한편, 본 발명에 따른 열배출이 가능한 배전반은 옥외에 배치되어 유사한 기능을 하는 여하한 구성으로 된 함체에 적용됨은 자명하다.

100 : 하우징 120 : 환기공
140 : 차폐부 200 : 덮개
220 : 배출공 240 : 환기공간
260 : 측면커버 280 : 상부커버
300 : 매쉬망

Claims (5)

1. 하우징(100)의 천장을 천공한 환기공(120)과,
   상기 환기공(120)의 상단부 및 상단부 주위에 환기공간(240)이 확보되도록 천장에 씌어지는 덮개(200)를 포함하고,
   상기 덮개(200)는 측면방향으로 적어도 하나의 배출공(220)이 형성되어,
   하우징(100) 내실의 발열체로부터 발생한 열이 대류 현상으로 상승하여 환기공(120)를 통과한 후 환기공간(240)에서 확산되어 배출공(220)을 통해 외부로 배출되는
   열배출이 가능한 배전반.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 환기공(120)은 상기 천장의 중심부에 천공되어 개구된 입구로부터 상부를 향하여 소정의 높이로 연장된 차폐부(140)가 형성되고,
   상기 덮개(200)는 상기 차폐부(140)의 둘레 주위에 단일폐곡선 형상으로 세워져 천장에 고정되는 측면커버(260)와 상기 측면커버(260)에 지지되어 상기 차폐부(140)의 상단과 이격되는 상부커버(280)로 이루어지며,
   상기 측면커버(260)에 배출공(220)이 형성되는
   열배출이 가능한 배전반.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 측면커버(260)는 네개의 측벽이 연이어져 사각형상으로 세워지고, 상기 측벽은 상기 차폐부(140)의 설치위치 및 너비와 대응되는 범위의 중심구간을 제외한 지점에 복수의 배출공(220)이 형성되는
   열배출이 가능한 배전반.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 환기공(120)은 상기 중심구간 범위 내에서 소정의 길이를 가지고 형성되는
   열배출이 가능한 배전반.
5. 제1 항에 있어서,
   배출공(220)은 매쉬망(300)이 결합되어 외부로부터 환기공간(240)으로 이물질이 침투하는 것을 걸러낼 수 있게 되는
   열배출이 가능한 배전반.

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