KR20190000669A

KR20190000669A - 외함구조체

Info

Publication number: KR20190000669A
Application number: KR1020170079959A
Authority: KR
Inventors: 박세훈
Original assignee: 박세훈
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-03

Abstract

본 발명은 외함구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체의 외부에 설치되는 외함구조체에 관한 것이다.
본 발명은, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 상기 함체(10)의 외부에 설치되는 외함구조체로서, 상기 함체(10)의 외부면의 적어도 일부에 설치되며, 상기 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로(P)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외함구조체를 개시한다.

Description

외함구조체 {Enclose structure}

본 발명은 외함구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체의 외부에 설치되는 외함구조체에 관한 것이다.

신호등, CCTV, 발전기 등의 작동을 제어하거나 전력을 분배하는 제어반이나 분전반 등의 설비나 공조설비를 수용하는 함체는 외부에 설치되는 경우가 많다.

그런데, 상기 함체가 설치되는 장소가 일사량이 많은 고온환경인 경우, 직사광에 의하여 함체 내부가 과열되어 함체 내의 설비작동이 원활하지 않거나 고장나는 경우가 발생하기 쉽다.

특히, 사막 등과 같이 일사량이 많은 고온환경, 발전소, 제철소와 같이 주변환경이 고열을 발생시키는 고온환경, 고온다습한 극한 환경 등에 설치되는 발전기나 발전기의 공조설비의 경우 설비 자체에서 발생되는 열이 많아 공조설비가 과열되는 것을 방지하는 것이 매우 중요하다.

그러나, 상기 함체의 과열을 방지하기 위하여 별도의 냉각장치를 구비하는 것은 장치의 구성을 복잡하게 하고 별도로 설치된 냉각장치 자체에서 추가적인 열이 발생되므로 고온의 극한 외부환경에 설치되는 함체에 적용하기 적절하지 않다.

이에, 간단한 구조만으로 외부에 설치되는 함체의 과열을 방지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구된다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점 및 필요성을 인식하여, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체의 과열을 방지하기 위하여 함체의 외부에 설치되어 함체의 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로를 형성할 수 있는 외함구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 상기 함체(10)의 외부에 설치되는 외함구조체로서, 상기 함체(10)의 외부면의 적어도 일부에 설치되며, 상기 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로(P)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외함구조체를 개시한다.

상기 함체(10)는, 직육면체 형상으로 이루어지며, 상기 유로형성부재(110)는, 상기 함체(10)의 외측면들 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.

상기 유로형성부재(110)는, 상기 함체(10)의 외측면과 이격되어 대향하는 플레이트부(112)와, 상기 플레이트부(112)에서 상기 함체(10)의 외측면을 향해 연장되어 상기 함체(10)의 외측면에 결합되는 결합부(114)를 포함할 수 있다.

상기 플레이트부(112)는, 상기 함체(10)의 외측면과 대응되어 평면형상이 직사각형으로 이루어질 수 있다.

상기 결합부(114)는, 상기 플레이트부(112)의 네 변 중 상기 함체(10)의 높이방향에 평행한 한 쌍의 변을 따라 형성될 수 있다.

상기 유로형성부재(110)는, 상기 함체(10)의 외측면에 결합되어 외부공기가 상기 함체(10)의 높이방향으로 흐르는 유로(P)를 형성할 수 있다.

상기 함체(10)는, 냉각될 특정공간을 형성하는 구조물에 결합되며 상기 특정공간과 연통되는 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)가 형성된 하우징과, 하나 이상의 열전모듈(300)과, 상기 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 공기유입구(210) 및 상기 공기배출구(220)를 연결하도록 상기 하우징에 형성된 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 상기 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하는 열전모듈을 이용한 냉각장치의 하우징일 수 있다.

본 발명에 따른 외함구조체는, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체 외부에 설치되어 함체의 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로를 형성함으로써 함체의 과열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 외함구조체는, 외부공기가 함체의 외부면을 따라 상하방향으로 이동할 수 있는 유로를 형성함으로써 별도의 동력 없이도 하측에서 상측방향으로의 외부공기의 자연대류를 유도할 수 있고, 자연대류를 통해 함체의 과열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 외함구조체를 보여주는 정면도이다.
도 2는, 도 1의 외함구조체의 분해 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 외함구조체를 보여주는 평면도이다.
도 4는, 도 1의 외함구조체의 변형례를 보여주는 정면도이다.
도 5는, 도 1의 외함구조체의 다른 변형례를 보여주는 도면이다.
도 6는, 외부에 설치되는 냉각장치와 냉각장치의 외측면에 설치된 외함구조체를 보여주는 단면도이다.
도 7은, 도 6의 냉각장치를 X축 방향으로 본 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치를 보여주는 Y축 방향으로 본 종단면도이다.
도 9은, 도 8의 열전모듈을 이용한 냉각장치를 X축 방향으로 본 단면도이다.
도 10는, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 열전모듈을 이용한 냉각장치를 보여주는 Y축 방향으로 본 종단면도이다.
도 11은, 도 10의 열전모듈을 이용한 냉각장치를 X축 방향으로 본 단면도이다

이하 본 발명에 따른 외함구조체에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 외함구조체는, 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 상기 함체(10)의 외부에 설치되는 외함구조체로서, 함체(10)의 외부면의 적어도 일부에 설치되며, 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로(P)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(110)를 포함한다.

상기 함체(10)는, 실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 하우징으로 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 함체(10)는, 신호등, CCTV 등의 제어반, 분전반, 발전소 내의 제어설비를 수용하는 MCC(전동기제어반)과 같은 캐비닛, 공조를 위한 공조설비를 수용하는 하우징 등을 모두 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 함체(10)는, 직육면체형상으로 이루어지며 일측면에 내부 설비에 접근하기 위해 함체(10)를 개폐하는 도어부(11)가 설치될 수 있다.

상기 함체(10)의 내부에는 회로적 구성들을 포함하는 PCB보드, 케이블 등의 전기설비가 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 함체(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부 냉각이 요구되는 시설물에 결합되어 시설물 내부를 냉각하는 냉각장치의 실외기 수 있다.

상기 함체(10)는, 전기전자 설비를 수용하고 있으므로 내부 온도가 과열되는 경우 고장나거나 원활히 작동되지 않는 문제점이 있다.

특히, 상기 함체(10)가 냉각장치의 실외기에 해당하는 경우, 상기 실외기는 실외에 설치되는 부분으로 냉각장치의 응축기 및 압축기가 설치되어 실외의 기온이 높아 과열되는 경우 응축기 및 압축기가 원활히 작동되지 않으므로 과열을 방지하는 것이 매우 중요하다.

종래의 경우, 제어반과 같은 실외에 설치되는 함체(10)가 태양열에 의해 과열되는 것을 방지하기 위한 차양막(15)을 함체(10)의 상측에 설치하는 방식을 사용하거나, 또는 함체(10)를 지면에서 이격시켜 지지하기 위한 지지대(17)를 함체(10)의 하측에 설치하는 방식을 활용하고 있으나, 이러한 방식은 함체(10) 내의 과열을 방지하는 데 한계가 있다.

이에, 본 발명은, 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 함체(10)의 외부에 설치되는 외함구조체를 포함한다.

상기 외함구조체는, 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 함체(10)의 외부에 설치되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 외함구조체는, 함체(10)의 외부면의 적어도 일부에 설치되며, 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로(P)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(110)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 함체(10)가 직육면체 형상으로 이루어지는 경우, 상기 유로형성부재(110)는 함체(10)의 외측면들 중 적어도 하나에 설치될 수 있으나, 함체(10)의 측면들에 설치됨이 바람직하다.

구체적으로, 상기 유로형성부재(110)는, 함체(10)의 외측면과 이격되어 대향하는 플레이트부(112)와, 플레이트부(112)에서 함체(10)의 외측면을 향해 연장되어 함체(10)의 외측면에 결합되는 결합부(114)를 포함할 수 있다.

상기 플레이트부(112)는, 도 2에 도시된 바와 같이 하나 또는 복수로 구성되어 함체(10)의 하나의 측면 각각에 대응되어 설치되거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 일체로 구성된 플레이트가 절곡되어 다수의 측면에 대응되어 설치될 수 있다.

상기 플레이트부(112)는, 육면체 형상을 가지는 함체(10)의 외측면과 대응되어 평면형상이 직사각형으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 결합부(114)는, 플레이트부(112)에서 함체(10)의 외측면을 향해 연장되어 함체(10)의 외측면에 결합되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.

상기 결합부(114)는, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트부(112)와 함체(10)의 측면이 이격되도록 함체(10)의 측면을 향해 연장되는 연장영역(114b)을 포함한다면 다양한 형상 및 구조가 가능하다.

상기 결합부(114)는, 함체(10)의 측면에 대응되는 결합면(114a)을 통해 함체(10)의 측면에 용접되거나 또는 볼트결합 되는 등 다양한 방식으로 함체(10)에 결합될 수 있다.

이때, 상기 플레이트부(112), 결합부(114)의 연장영역(114b) 및 함체(10)의 측면으로 둘러싸인 공간에 외부공기가 흐르는 유로(P)가 형성될 수 있다.

외부의 가열된 공기는 밀도가 낮아져 하측에서 상방으로 이동하는 경향이 있으므로, 상기 결합부(114)는 플레이트부(112)의 네 변 중 상기 함체(10)의 높이방향에 평행한 한 쌍의 변을 따라 형성됨이 바람직하다.

이러한 경우, 상기 유로형성부재(110)는, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 함체(10)의 외측면에 결합됨으로써 외부공기가 함체(10)의 높이방향(화살표방향)으로 흐르는 유로(P)를 형성할 수 있다.

이때, 외부공기의 흐름은 외부공기가 가열되어 형성되는 자연대류로서, 본 발명은 함체(10) 외측면을 따라 공기를 이동시키기 위한 별도의 전력을 소모하지 않고도 함체(10) 외부에 외함구조체를 설치함으로서 간단히 자연대류가 형성되도록 할 수 있는 이점이 있다.

상기 유로형성부재(110)는, 함체(10) 외측면을 흐르는 외부공기의 흐름을 형성할 수 있다면 다양한 변형례가 가능하다.

일 실시예로서, 상기 유로형성부재(110)는, 유로(P)에 설치되어 외부공기의 흐름을 일으키는 송풍수단을 추가로 포함할 수 있다.

상기 송풍수단은, 회전하여 유동을 일으키는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 송풍수단은, 회전하여 유동을 일으키는 임펠러(impeller) 및 임펠러로 들어가고 나오는 공기의 유동을 안내하는 케이싱을 포함할 수 있다.

상기 송풍수단은, 임펠러의 종류에 따라 축류형 송풍기(Axial-flow fan), 반경류형 송풍기(Radial-flow fan) 및 혼합류형 송풍기(Mixed-flow fan) 등으로 구성될 수 있다.

상기 송풍수단은, 도 1에 도시된 바와 같이, 유로(P)를 형성하는 유로형성부재(110)의 유입구 및 유출구 사이에 적어도 하나 이상으로 설치될 수 있다.

상기 유로형성부재(110)가 송풍수단을 추가로 포함하는 경우, 외부공기의 흐름이 정체된 상황에서도 임펠러를 회전시킴으로써 함체(10) 외측면으로의 공기의 흐름을 유도할 수 있어 함체(10)의 과열을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

다른 일 실시예로서, 상기 유로(P)를 따라 흐르는 외부공기의 유량을 증가시키고 흐름을 보다 원활히 하기 위하여, 상기 유로형성부재(110)의 플레이트부(112)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하방을 향하는 복수의 통풍구(112a)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 플레이트부(112)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부공기의 유입구 및 유출구의 면적이 증가되도록 상부 및 하부가 외측을 향해 굽어진 유선형 플레이트로 구성될 수 있다.

또 다른 일 실시예로서, 상기 유로형성부재(110)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 함체(10)의 일측면에 대해 복수개로 대응되도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 유로형성부재(110)는, 복수개로 구성되어 수직방향 및 수평방향 중 적어도 하나의 방향으로 함체(10)의 일측면에 배치될 수 있고, 외부공기의 효과적인 유동을 위하여 상호 미리 설정된 간격 이상으로 이격되어 배치됨이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 유로형성부재(110)가 수직방향으로 이격되어 배치되는 경우, 함체(10)의 높이방향 중심부근에서 하측의 유로형성부재(110)를 통과하지 않아 과열되지 않은 외부공기가 상측의 유로형성부재(110)를 통과할 수 있기 때문에, 함체(10)의 과열이 보다 효과적으로 방지될 수 있는 이점이 있다.

이하 도 6을 참조하여, 냉각장치의 하우징에 설치되는 실시예를 설명한다.

도 6에서, 상기냉각장치는, 냉각될 특정공간을 형성하는 구조물에 결합되며 특정공간과 연통되는 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)가 형성된 하우징과; 하나 이상의 열전모듈(300)과, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와; 공기유입구(210) 및 상기 공기배출구(220)를 연결하도록 하우징에 형성된 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하고; 제1열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로(510)가 형성된 열교환블록(910)과, 열교환블록(910)의 상측에 설치되며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로(520)가 형성된 열방출부(920)와, 열교환블록(910)의 제1냉매유로(510) 및 열방출부(920)의 제2냉매유로(520)를 연결하여 냉매가 순환되는 순환유로를 형성하는 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)을 포함한다.

상기 하우징은, 냉각될 특정공간을 형성하는 구조물에 결합되는 구조이면 다양한 구조가 가능하다.

예로서 상기 하우징은, 제1열교환부 및 제2열교환부를 각각 수용할 수 있도록 내부공간을 가지도록 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.

구체적으로 상기 하우징은, 제1열교환부를 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 제1하우징(100)과; 제1하우징(100)과 결합되어 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)가 형성되며 공기유입구(210) 및 공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성된 제2하우징(200)을 포함할 수 있다.

상기 제1하우징(100) 및 제2하우징(200)은, 냉각 또는 가열의 목적에 따라서 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있으며, 후술하는 제1열교환부 및 제2열교환부를 각각 수용할 수 있도록 내부공간을 가지는 구성이면 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 제1하우징(100) 및 제2하우징(200)은, 냉각 또는 가열의 목적에 따라서 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있다

상기 제1하우징(100)은, 제1열교환부 등이 설치되는 내부공간을 형성하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

또한 상기 제1하우징(100)은, 열전모듈부, 제2공기유동형성부 등의 제어를 위한 제어부, 장치의 제어, 조작 등을 위한 조작패널부, 열전모듈부, 제2공기유동형성부 등에 대하여 전원을 공급하는 전원공급부, 장치의 전면에 설치되어 장치의 상태 등을 표시하는 디스플레이부 등이 설치될 수 있다.

이때, 상기 전원공급부 등의 전장부는, 응축수에 의하여 누수 현상에 의해 기계가 파손되거나 사용자가 감전될 수 있는바, 응축수가 발생되는 부분, 즉 제2열교환부보다 높게, 특히 후술하는 응축수저장부(250)보다는 높게 설치됨이 바람직하다.

또한 상기 제1하우징(100)은, 제1열교환부를 중심으로 대향되는 상면 및 하면, 상면 및 하면을 연결하는 두 쌍의 측면을 가지는 형상, 즉 직육면체 형상을 가질 수 있다.

상기 제2하우징(200)은, 제1하우징(100)과 결합되어 제2공기유입구(210) 및 제2공기배출구(220)가 형성되며 제2공기유입구(210) 및 제2공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 제2하우징(200)은, 제1하우징(100)과 다양한 형태로 결합될 수 있다.

일예로서, 상기 제2하우징(200)은, 상기 제1하우징(100)의 내부에 설치될 수 있다.

또한 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(200)은, 서로 일체로 형성되거나, 열전모듈(300)를 중심으로 하여 서로 대향되어 결합되는 등 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(200)은, 볼팅 등에 의하여 직접 결합되거나 후술하는 열전모듈(300)에 의하여 간접적으로 결합되는 등 다양한 형태로 결합될 수 있다.

또한, 냉각될 특정공간을 가지는 구조물(10)에 형성된 제1관통공(11) 및 제2관통공(12)과 각각 연통되도록 제2하우징(200)에 제2공기유입구(210) 및 제2공기배출구(220)가 형성된다.

이때 상기 제2하우징(200)이 제1하우징(100)의 내부에 설치된 경우, 구조물(10)에 형성된 제1관통공(11) 및 제2관통공(12)과 제2하우징(200)에 제2공기유입구(210) 및 제2공기배출구(220)이 서로 연통될 수 있도록 제1하우징(100)에 관통공(130)이 형성될 수 있다.

또한 상기 제1하우징(100) 및 제2하우징(200) 중 적어도 하나에는 이동수단(600)이 추가로 설치되어 이동이 용이하도록 할 수 있다.

또한 상기 제1하우징(100) 및 상기 제2하우징(200)은, 도시되지는 않았지만 후술하는 공기유로(P2)를 형성하기 위하여 하나 이상의 가이드부재(미도시)가 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 외함구조체의 유로형성부재(110)는, 제1하우징(100) 및 제2하우징(200)의 적어도 하나 이상의 측면에 설치될 수 있다. 이를 통해, 상기 냉각장치가 고온환경에 노출되는 경우에도 냉각장치가 과열되는 것을 효율적으로 방지할 수 있어 냉각장치의 작동을 원활히 유지할 수 있다.

상기 열전모듈부는, 하나 이상의 열전모듈(300)과, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

일예로서, 상기 하나 이상의 열전모듈(300)은 한 쌍의 기판과, 한 쌍의 기판 사이에 설치되는 다수개의 열전소자(미도시)와, 열전소자(미도시)와 연결되어 전원을 공급하는 전원인가부(미도시)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 기판은 금속, 세라믹 등 다양한 재질이 사용될 수 있으나 열팽창 등을 고려하여 세라믹 재질이 사용되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 한 쌍의 기판은 열전소자의 배열에 따라서 어느 하나는 방열부로서, 나머지 하나는 흡열부로서 기능한다.

또한 상기 열전모듈(300)은 제조의 편의를 위하여 2개, 4개 등 냉각 또는 가열용량을 고려하여 복수개로 설치됨이 바람직하며, 전원인가부 이외의 부분이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여, 스티로폼 등의 단열부재에 형성된 개구부에 각각 삽입되어 설치될 수 있다.

그리고 상기 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부 각각에는 제1열교환부 및 제2열교환부가 결합되는 것이 바람직하다.

상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되어 방열부의 방열효과 및 흡열부의 흡열효과를 극대화시키기 위한 구성으로서 열교환방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.

이때, 상기 제1열교환부는, 공기의 유동을 이용한 열교환 또는 물과 같은 냉매의 유동을 이용한 열교환이 이루어질 수 있으며, 제2열교환부는 공기의 유동을 이용하여 주변과 열교환이 이루어질 수 있다.

특히 상기 제1열교환부 및 상기 제2열교환부는, 열교환방식에 따라서 다양한 구조가 가능하다.

일예로서, 상기 제1열교환부 및 제2열교환부는 방열부 및 흡열부와 각각 면접촉되는 열교환블록(510)과; 열교환블록(510)과 고정결합되는 열교환모듈을 포함할 수 있다.

상기 열교환모듈은, 열교환블록(510)과 고정결합되어 열교환블록(510)과의 열교환에 의하여 방열 또는 흡열을 수행할 수 있다.

특히, 상기 열교환모듈은, 물과 같은 냉매의 순환방식, 공기유동에 의한 열교환방식에 따라서 다양한 구조를 가질 수 있다.

구체적으로 상기 제1열교환부 및 제2열교환부는, 등록특허 제10-1185567호의 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

즉, 상기 열교환모듈은 열교환블록(510)과 고정결합되는 히트파이프 및 스택핀 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 열교환효율을 증대시키기 위하여 히트파이프 및 스택핀에는 방열핀들이 결합될 수 있다.

여기서 상기 제2열교환부는, 도 6, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제2하우징(200)에 형성된 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)와, 제2하우징(200)의 내부에 설치되며 제2유로(P2)에 공기유동을 발생시키는 제2공기유동형성부(240)에 의해 열교환이 이루어지도록 구성될 수 있다.

그리고 상기 제2열교환부를 이루는 열교환모듈은, 제2공기유동형성부(240)에 의하여 형성되는 제2유로(P2)에서의 공기유동을 통하여 열교환이 수행될 수 있다.

상기 제2공기유동형성부(240)는, 제2하우징(200)에 형성된 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)에 공기유동을 형성하기 위한 구성으로서 하나 이상의 팬들로 구성되는 등 다양한 구성이 가능하다.

한편, 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지는 동안 제2열교환부에는 응축수가 발생될 수 있으며, 발생된 응축수가 하측으로 흘러 전기부품을 손상시키는 등 안전상의 문제를 발생시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에서는, 제2열교환부의 열교환이 이루어지는 동안 제2열교환부에서 발생되는 응축수를 저장하는 응축수저장부(250)를 설치하여 상기와 같은 문제점을 해결하였다.

상기 응축수저장부(250)는, 제2열교환부에서 발생되는 응축수를 저장하기 위해 설치되는 구조로서 다양한 구조가 가능하다.

제1실시예로서 상기 응축수저장부(250)는, 제2하우징(200)의 벽체 일부가 응축수를 저장할 수 있는 형태를 가지도록 형성될 수 있다.

구체적으로 상기 응축수저장부(250)는, 제2하우징(200)과 일체로 형성될 수 있으며, 제2하우징(200)은 응축수가 제2하우징(200)의 내벽을 따라 응축수저장부(250) 방향으로 흐를 수 있도록 하나 이상의 경사면(202)이 형성될 수 있다.

그리고 상기 응축수저장부(250)의 내부에는, 초음파를 이용하여 응축수저장부(250)에 저장된 응축수를 제거하는 응축수제거부(700)가 추가로 설치될 수 있다.

상기 응축수제거부(700)는, 응축수가 제거될 수 있도록 응축수저장부(250)에 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

그리고 상기 응축수제거부(700)에 의해 기화되는 응축수들은, 제2공기유동형성부(240)에 의하여 공기유동을 형성하는 제2유로(P2)를 따라 실내 방향으로 배출될 수 있다.

이때, 상기 응축수제거부(700)에 의해 기화되어 실내 방향으로 배출되는 응축수들은, 실내공간에 가습효과를 부여할 수 있다는 이점이 있다.

다른 실시예로서 상기 응축수저장부(250)는, 응축수가 유입되는 유입부(251) 및 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 배출되는 하나 이상의 배출구(252)를 가지는 저장용기(254)를 포함할 수 있다.

상기 저장용기(254)는, 응축수를 저장하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

그리고 상기 저장용기(254)는, 응축수저장부(250)가 제2하우징(200)으로부터 일정간격 이격된 위치에 설치될 수 있도록 제2하우징(200)과 배수관(260)을 통해 연결될 수 있다.

상기 배수관(260)은, 제2열교환부의 직하방 쪽의 내벽을 타고 흐르는 응축수가 저장용기(254)에 형성된 유입부(251) 방향으로 흐를 수 있도록 설치되는 구조로서 다양한 구조가 가능하다.

예로서, 상기 배수관(260)은, 양단이 각각 응축수저장부(250)의 유입부(251)와, 제2하우징(200)에 연결되는 주름관일 수 있다.

한편 상기 저장용기(254)에 응축수가 모이게 되면 정기적으로 배출시킬 필요가 있어 사용자의 관리가 필요하는 등 유지보수에 번거로운 문제점이 있다.

이에, 본 발명에 따른 공조기는, 응축수저장부(250)에 저장된 응축수를 초음파를 발생시켜 제거하는 응축수제거부(700)가 추가로 설치될 수 있다.

상기 응축수제거부(700)는, 초음파를 발생시켜 응축수저장부(250)에 저장되는 응축수를 제거하기 위해 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 응축수제거부(700)는, 응축수저장부(250)를 구성하는 저장용기(254) 내에서 초음파에 의하여 응축수를 분무로 형성하기 적절한 위치에 위치되는 진동자(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 진동자는, 저장용기(254) 내에 설치되어 초음파에 의하여 응축수를 분무로 형성하기 위한 구성이다.

한편 상기 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무는, 외부로 배출되어 제거되거나, 냉각될 특정공간으로 재배출되어 습도조절에 활용될 수 있다.

이를 위하여 상기 응축수저장부(250)는, 응축수가 유입되는 하나 이상의 유입부(251) 및 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 배출되는 하나 이상의 배출구(252)를 가질 수 있다.

상기 유입부(251)는, 응축수저장부(250)가 제2하우징(200)으로부터 일정간격 이격된 위치에 설치될 수 있도록 제2하우징(200)과 배수관(260)을 통하여 응축수가 유입되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

이때 상기 유입부(251)에는, 유입되는 응축수에서 이물질, 미생물 등을 제거하기 위한 필터가 추가로 설치될 수 있다.

상기 배출부(252)는, 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 배출되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 배출부(252)는, 물론 유입부(251)를 통하여 냉각될 특정공간 내로 재유입될 수 있는바, 이를 방지할 필요가 있다.

이에, 상기 응축수저장부(250)는, 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 유입부(251)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 저장용기(254)에 저장된 응축수에 잠기도록 저장용기(254)의 천정에서 하측으로 돌출되어 형성되는 파티션부(253)를 포함할 수 있다.

상기 파티션부(253)는, 응축수제거부(700)에 의하여 형성된 분무가 유입부(251)로 유입되는 것을 차단하기 위하여 저장용기(254)에 저장된 응축수에 잠기도록 저장용기(254)의 천정에서 하측으로 돌출되어 형성되는 구성으로서 격벽 등 다양한 부재가 사용될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 냉각될 특정공간을 형성하는 제2하우징(200)에 형성된 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)를 연결하는 제2유로(P2)가 형성되며, 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함할 때, 응축수제거부(700)는, 유입부(251)를 통하여 제2유로(P2)로 초음파에 의하여 형성된 분무가 유입되도록 분무를 형성하는 제1분무형성부를 포함할 수 있다.

상기 제1분무형성부는, 유입부(251)를 통하여 제2유로(P2)로 초음파에 의하여 형성된 분무가 유입되도록 분무를 형성하는 하나 이상의 초음파 진동자로 구성될 수 있다.

상기와 같이, 유입부(251)를 통하여 제2유로(P2)로 초음파에 의하여 형성된 분무가 유입되도록 제1분무형성부가 설치되면, 응축수저장부(250)에 저장된 응축수를 가습기능에 활용하여 냉각될 특정공간에 대한 제습기능에 더하여 습도 조절을 위한 가습기능을 추가로 구비할 수 있게 된다.

이때 본 발명에 따른 공조기는, 습도조절을 위하여 앞서 설명한 특정공간의 습도를 측정하기 위한 습도센서(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.

상기 습도센서는, 습도조절을 위하여 냉각될 특정공간의 습도를 측정하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

한편 상기 후술하는 제1열교환부는, 사이펀 원리에 의하여 구현, 예들 들면, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로(510)가 형성된 열교환블록(910)과, 열교환블록(910)의 상측에 설치되며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로(520)가 형성된 열방출부(920)와, 열교환블록(910)의 제1냉매유로(510) 및 열방출부(920)의 제2냉매유로(520)를 연결하여 냉매가 순환되는 순환유로를 형성하는 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)을 포함하여 구성될 수 있으며, 열방출부(920)에는 공기유동을 형성하기 위한 공기유동형성부(550)를 추가설치될 수 있는대 이때 초음파에 의하여 형성된 분무가 열방출부(920) 쪽으로 유입되도록 분무를 형성하는 제2분무형성부를 포함할 수 있다.

상기 제2분무형성부는, 배출구(252)를 통하여 열방출부(920) 쪽으로 초음파에 의하여 형성된 분무가 유입되도록 분무를 형성하는 하나 이상의 초음파 진동자로 구성될 수 있다.

그리고 상기 열방출부(920)가 상측에 위치됨을 고려하여 초음파에 의하여 형성된 분무가 열방출부(920) 쪽으로 유입되도록 제1하우징(100)의 내부에는 적절한 형상의 가이드부가 형성될 수 있다.

상기와 같이 상기 제2분무형성부에 의하여 배출구(252)를 통하여 열방출부(920) 쪽으로 초음파에 의하여 형성된 분무가 유입되도록 하면 응축수저장부(250)에 저장된 응축수를 외부로 배출함으로써 효율적으로 제거하게 된다.

특히, 상기 배출구(252)를 통하여 열방출부(920) 쪽으로 초음파에 의하여 형성된 분무가 냉매유로와 연결되어 냉매가 흐르는 열방출부(920)를 거치도록 하면 열방출부(920) 내의 습도 증가로 열방출부(920)에 대한 냉각효과를 극대화할 수 있다.

더 나아가 상기 응축수가 분무 상태로 열방출부(920) 쪽으로 흐르게 되며 주변으로 물이 튀지 않아 전기부품에 대한 손상, 오작동의 발생을 방지할 수 있게 된다.

한편 상기 제1분무형성부 및 제2분무형성부는, 동시에 설치될 수 있으며, 이때 응축수저장부(250)에 저장된 응축수를 제거하거나, 가습기능으로 활용되는 등 두 기능을 동시에 구현할 수 있다.

한편, 상기 제1열교환부는, 앞서 설명한 제2열교환부와 달리 공기유동에 의한 열교환 대신에 물과 같은 냉매의 순환에 의하여 열교환이 수행될 수 있다.

예로서, 상기 제1열교환부는, 열전모듈(300)의 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로(510)가 형성된 열교환블록(910)과, 열교환블록(910)의 상측에 설치되며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로(520)가 형성된 열방출부(920)와, 열교환블록(910)의 제1냉매유로(510) 및 열방출부(920)의 제2냉매유로(520)를 연결하여 냉매가 순환되는 순환유로를 형성하는 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)을 포함할 수 있다.

이때, 열교환블록(910), 열방출부(920), 및 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)은, 사이펀원리에 의하여 순환유로를 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉매는, 열교환블록(910) 및 열방출부(920)을 순환하면서 열전달을 수행하는 열전달매체로서, 물 등이 사용될 수 있다.

그리고 상기 열교환블록(910) 및 열방출부(920)는, 열전달률이 높은 알루미늄, 스테인레스 등의 재질의 블록에 드릴링 및 용접 등에 의하여 내부에 각각 제1냉매유로(510) 및 제2냉매유로(520)가 형성되도록 제조될 수 있다.

한편 상기 제1냉매유로(510) 및 제2냉매유로(520)는, 열교환블록(910) 및 열방출부(920)의 내부에 형성되어 냉매가 흐를 수 있으면 다양한 구조 및 배치를 가질 수 있다.

상기 열교환블록(910)은, 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 제1냉매유로(510)가 형성되는 형태이면 다양한 형태가 가능하다.

예로서 상기 열교환블록(910)은, 열전모듈(300)의 방열부와 고정결합될 수 있으며 후술하는 열방출부(920)를 거쳐 액화된 냉매가 유입되는 상부유로(513)와, 상부유로(513)의 하측에 설치되어 기화된 냉매가 유입되며 제2유로관(940)을 통하여 후술하는 열방출부(920)로 기화된 냉매를 전달하는 하부유로(512)와, 상부유로(513)와 하부유로(512)를 연결하며 열전모듈(300)의 방열부와의 열교환에 의하여 액화된 냉매를 기화시키는 하나 이상의 연결유로(511)가 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1냉매유로(510)의 내부에 열교환블록(910)의 열교환 면적의 증가 및 난류의 형성을 위하여 요홈부 및 돌기부 중 적어도 하나가 복수개 설치될 수 있다.

상기 상부유로(513)는, 열전모듈(300)의 방열부와 고정결합될 수 있으며 후술하는 열방출부(920)를 거쳐 액화된 냉매가 유입되는 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 하부유로(512)는, 상부유로(513)의 하측에 설치되어 기화된 냉매가 유입되며 제2유로관(940)을 통하여 후술하는 열방출부(920)로 기화된 냉매를 전달하는 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 하나 이상의 연결유로(511)는, 상부유로(513)와 하부유로(512)를 연결하며 열전모듈(300)의 방열부와의 열교환에 의하여 액화된 냉매를 기화시키는 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 열방출부(920)는, 방열부와 결합되며 내부에 냉매가 흐르는 제2냉매유로(520)가 형성되는 형태이면 다양한 형태가 가능하다.

예로서, 상기 열방출부(920)는, 상측에 위치되며 제2유로관(940)과 연결되어 열교환블록(910)으로부터 기화된 냉매를 전달받은 상부유로(523)와, 상부유로(523)의 하측에 설치되고 제1유로관(930)에 연결되어 액화된 냉매를 열교환블록(910)으로 전달하는 하부유로(522)와, 상부유로(523) 및 하부유로(522)를 연결하며 상부유로(523)으로 전달된 냉매가 하부유로(522)로 흐르면서 냉각에 의하여 액화되는 복수의 방열유로(521)가 형성될 수 있다.

상기 상부유로(523)는, 상측에 위치되며 제2유로관(940)과 연결되어 열교환블록(910)으로부터 기화된 냉매를 전달받은 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 하부유로(522)는, 상부유로(523)의 하측에 설치되고 제1유로관(930)에 연결되어 액화된 냉매를 열교환블록(910)으로 전달하는 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 복수의 방열유로(521)는, 상부유로(523) 및 하부유로(522)를 연결하며 상부유로(523)으로 전달된 냉매가 하부유로(522)로 흐르면서 냉각에 의하여 액화되는 유로로서 다양한 구조를 가질 수 있다.

예를 들면 상기 복수의 방열유로(521)는, 상부유로(523) 및 하부유로(522)를 상하로 연결하도록 평행하게 배치된 복수의 배관으로 구성되고 열방출효과를 높이기 위하여 그 외주면에는 다양한 구조의 핀(fin; 524)가 설치될 수 있다.

한편 상기 열방출부(920)는, 방열효과를 극대화하기 위하여 공기유동을 형성하기 위한 공기유동형성부(550)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 공기유동형성부(550)는, 열방출부(920)에 의한 방열효과를 극대화하기 위하여 공기유동을 형성하기 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서, 상기 공기유동형성부(550)는, 방열유로(521), 특히 핀들을 가로질러 흐르는 공기유동을 형성하는 팬으로 구성될 수 있다.

한편 상기 하부유로(522)으로 전달된 액화된 냉매는 제1유로관(930)을 지나 열교환블록(910)으로 전달된다.

상기 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)은, 열교환블록(910)의 제1냉매유로(510) 및 열방출부(920)의 제2냉매유로(520)를 연결하여 냉매가 순환될 수 있도록 설치되는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.

예로서 상기 제1유로관(930)은, 제2열전달블록(920)의 하부유로(522)와 제1열전달블록(910)의 하부유로(512) 사이에 설치되며, 제2유로관(940)은 제1열전달블록(920)의 상부유로(512)와 제2열전달블록(920)의 상부유로(522) 사이에 설치될 수 있다.

이때, 상기 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)에는, 냉매가 흐르는 관에 결합되어 열교환면적을 증가시키기 위한 방열핀이 추가로 설치될 수 있다.

여기서 방열핀은 냉매관과 일체로 또는 착탈가능하게 형성되는 등 다양한 방식에 의하여 형성될 수 있다.

한편 상기 제1유로관(930) 및 제2유로관(940)의 내부에는, 열교환 면적의 증가 및 난류의 형성을 위한 요홈부 및 돌기부 중 적어도 하나가 복수개 설치될 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

10: 함체 100, 200: 하우징
110: 유로형성부재

Claims

실외에 설치되며 미리 설정된 기능을 수행하는 설비를 수용하는 함체(10)의 과열을 방지하기 위하여 상기 함체(10)의 외부에 설치되는 외함구조체로서,
상기 함체(10)의 외부면의 적어도 일부에 설치되며, 상기 외부면을 따라 외부공기가 흐르는 유로(P)를 형성하는 하나 이상의 유로형성부재(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외함구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 함체(10)는, 직육면체 형상으로 이루어지며,
상기 유로형성부재(110)는, 상기 함체(10)의 외측면들 중 적어도 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 외함구조체.
청구항 2에 있어서,
상기 유로형성부재(110)는,
상기 함체(10)의 외측면과 이격되어 대향하는 플레이트부(112)와, 상기 플레이트부(112)에서 상기 함체(10)의 외측면을 향해 연장되어 상기 함체(10)의 외측면에 결합되는 결합부(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 외함구조체.
청구항 3에 있어서,
상기 플레이트부(112)는, 상기 함체(10)의 외측면과 대응되어 평면형상이 직사각형으로 이루어지며,
상기 결합부(114)는, 상기 플레이트부(112)의 네 변 중 상기 함체(10)의 높이방향에 평행한 한 쌍의 변을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 외함구조체.
청구항 4에 있어서,
상기 유로형성부재(110)는, 상기 함체(10)의 외측면에 결합되어 외부공기가 상기 함체(10)의 높이방향으로 흐르는 유로(P)를 형성하는 것을 특징으로 하는 외함구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 함체(10)는,
냉각될 특정공간을 형성하는 구조물에 결합되며 상기 특정공간과 연통되는 제2공기유입구(210)와 제2공기배출구(220)가 형성된 하우징과, 하나 이상의 열전모듈(300)과, 상기 열전모듈(300)의 방열부 및 흡열부에 각각 결합되는 제1열교환부 및 제2열교환부를 포함하는 열전모듈부와, 상기 공기유입구(210) 및 상기 공기배출구(220)를 연결하도록 상기 하우징에 형성된 제2유로(P2)의 공기유동에 의하여 상기 제2열교환부의 열교환이 이루어지도록 상기 제2유로(P2)에서의 공기유동을 형성하는 제2공기유동형성부(240)를 포함하는 열전모듈을 이용한 냉각장치의 하우징인 것을 특징으로 하는 외함구조체.