KR20190012681A - 장비 보호함 - Google Patents

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KR20190012681A KR1020170096046A KR20170096046A KR20190012681A KR 20190012681 A KR20190012681 A KR 20190012681A KR 1020170096046 A KR1020170096046 A KR 1020170096046A KR 20170096046 A KR20170096046 A KR 20170096046A KR 20190012681 A KR20190012681 A KR 20190012681A
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Abstract

본 발명은 별도의 동력원이 없이도 내부에 보관된 장비가 온도에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있는 장비 보호함에 관한 것으로, 장비가 수납되고, 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재 혹은 개방된 장비 보관부, 장비 보호함의 적어도 어느 한 면을 이루거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 열 전도성 소재인 내벽, 내벽의 반대 방향에서 측벽을 밀폐하는 열 전도성 소재인 외벽, 내벽과 외벽 사이에서 열을 전도 및 차단하는 냉매를 포함하여, 동력원이 구비되지 않더라도 냉매의 열대류 및 열차단으로 내부의 장비를 외부의 온도로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

장비 보호함{Equipment Protection Box}
본 발명은 장비 보호함에 관한 것으로서, 별도로 구비된 동력원이 없더라도, 냉각과 보온을 동시에 수행할 수 있는 장비 보호함에 관한 것이다.
IoT 기술의 발전에 따라 다양한 장치들이, 다양한 데이터를 수집하게 되었으며, 이러한 장치들 중에는 외부 환경에서 데이터를 수집하는 경우가 많아지고 있다.
지속적으로 발전하는 장치들 중에서 상당수는 비교적 안정된 환경에서만 사용할 수 있는 장치들인 것에 반해, 안정적이지 않은 환경인 경우가 많다.
따라서, 일반적인 장비 보호함의 내부에는 별도의 장비를 설치하여, 주변 환경인 비 또는 먼지 등으로부터 장비 보호함 내부의 장치를 보호하는 기술이 사용되고 있다.
하지만, 이러한 장비 보호함는 여름에는 냉각이 필요하고 겨울에는 보온이 필요하지만, 이를 동시에 구현하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 냉각과 보온을 위해서 충분한 동력원이 필요한 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1704437호 (2017. 02. 02. 등록) 대한민국 등록특허 제10-0752109호 (2007. 08. 20. 등록) 일본 공개특허 제2004-039692호 (2004. 02. 05. 공개)
본 발명의 목적은 별도의 동력원이 필요없는 장비 보호함을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 냉각과 보온을 동시에 수행할 수 있는 장비 보호함을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 장비가 수납되고, 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재 혹은 개방된 장비 보관부, 장비 보관부의 적어도 어느 한 면을 이루거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 열 전도성 소재인 내벽, 내벽의 반대 방향에서 측벽을 밀폐하는 열 전도성 소재인 외벽, 상기 내벽과 외벽 사이에서 열을 전도 및 차단하는 냉매를 포함한다.
외벽과 내벽을 연결하는 적어도 하나 이상의 전도성 파이프를 더 포함한다.
냉매는 전도성 파이프에 주입된다.
냉매는 응고점이 섭씨 0도 내지 섭씨 60 이다.
상기 냉매는 물, 파라핀, 빙초산, 가성소다 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다.
외벽은 냉매과 접촉하지 않은 타단에 방열핀을 포함한다.
전도성 파이프의 외주면은 단열성 소재이고, 내벽 및 외벽과 접합하는 면은 열 전도성 소재이다.
내벽과 외벽 사이를 밀폐하는 단열성 소재인 측벽을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 장비 보호함의 내부에 주입된 냉매를 통해, 동력원이 별도로 구비되지 않더라도, 냉각과 보온을 동시에 수행하여 내부에 위치한 장비가 온도의 영향으로 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 측면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 측면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장비 보호함의 사시도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예 따른 장비 보호함의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 장비가 수납되고 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재 혹은 개방된 장비 보관부(110), 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면을 이루거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 열 전도성 소재인 내벽(120), 상기 내벽에서 연장되어 내부에 중공이 형성되는 측벽(130), 측벽(130)의 중공을 밀폐하는 열 전도성 소재인 외벽(140)을 포함한다.
장비 보관부(110)는 외부 환경에 대해 보호가 필요한 장비를 수납하고, 이를 보호하기 위한 수납함이다. 이러한 장비 보관부(110)는 그 형상에 제한을 받지 않는다. 만약, 설치되는 장소가 지속적으로 강풍이 부는 장소라면, 바람의 영향을 최소화하기 위해 곡선형의 장비 보관부(110)가 되어야 할 것이며, 부피를 최소화하고자 한다면 내부에 수납되는 장비의 모양 및 크기에 맞추어야 하는 것이다.
또한, 장비 보관부(110)는 내부에 수납된 장비에서 발생하는 열을 흡수하거나, 외부로 전달하기 위해 적어도 어느 한 면이 개방되어 있거나, 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재로 이루어진 판이다.
또한, 장비 보관부(110)의 개방되거나 열 전도성 소재로 이루어진 적어도 어느 한 면을 제외한 나머지 면은 외부의 충격으로부터 보호하고, 외부의 온도로부터 장비를 보호하기 위해, 높은 강성과 낮은 열 전도성을 나타내는 소재이다.
내벽(120)은 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면이 개방되어 있다면 개방된 면을 막아서 장비 보관부(110)의 면이 되거나, 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재라면 장비 보관부(100)의 적어도 어느 한 면에서 흡수한 열을 내벽이 흡수할 수 있도록, 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면에 밀착된다.
즉, 내벽(120)과 장비 보관부(110)의 열 전도성 소재인 어느 한 면은 동일한 목적을 가지는 구성으로, 어느 하나만 이용되거나, 두 구성을 동시에 개진하여도 관계가 없다.
따라서, 내벽(110)은 장비 보관부(100)에 수납된 장비에서 발생하는 열을 흡수할 수 있도록, 열 전도성이 우수한 재질이어야 한다. 예를 들면, 금속의 재질로 구리, 알루미늄, 세라믹 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
측벽(130)은 내벽의 측면 전체를 둘러싼다. 또한, 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면에 형성되거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 내벽(120)을 기준으로 장비 보관부(110)가 위치한 반대 방향의 면에 수직으로 형성된다. 이는, 내벽(120)과 후술될 측벽(130)을 연결하고, 내벽(120)과 측벽(130) 사이를 밀폐하기 위함이다. 따라서, 측벽(130)의 내부에는 중공이 형성된다. 측벽(130)이 내벽(120)의 측면 전체에서 연장되는 이유는 내벽(120)의 측면을 통해 외부 열이 직접적으로 전달되는 것을 방지하기 위함이다.
이를 위해, 측벽(130)은 내벽(120)에 외부 열이 전달되지 않도록, 낮은 열 전도성 소재를 이용한다. 예를 들면, 고무, PP, PC 중 어느 하나 이상을 포함하는 플라스틱이다. 추가적으로, 낮은 열 전도성을 나타내고, 강성이 우수할수록 본 발명의 목적에 부합한다. 즉, 내벽(120)을 외부의 온도로부터 장비를 보관할 뿐만 아니라, 외부의 충격으로부터 장비를 보호할 수 있는 소재일수록 본 발명에 적합하다는 의미이다.
여기서, 측벽(130)과 내벽(120)이 접촉하는 면적에는 외부와의 밀폐력 향상을 위하여 실링 부재가 포함될 수 있다. 즉, 측벽(130)과 내벽(120)이 접촉하는 면적에 발생한 이격을 막아서, 외부의 온도가 장비 보관부(110) 내부에 수납된 장비에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함이다.
외벽(140)은 측벽(130)을 기준으로 하여, 내벽(120)의 반대편에서 측벽(130)의 중공을 밀폐한다. 이 역시, 측벽(130) 내부에 위치한 중공으로 외부의 열이 전달되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 외벽(140)은 측벽(130)과 접합된 타 단에 방열핀을 포함한다. 이는 돌기와 같은 방열핀으로 제한하는 것은 아니며, 외벽(140)이 동일 면적에 대비하여 넓은 표면적을 갖는 구조라면 제한하지 않는다는 의미다.
이를 위해, 외벽(140)은 내벽(120)과 마찬가지로 열 전도성이 우수한 재질인 것이 바람직하다. 구체적으로는 금속의 재질로 구리, 알루미늄, 세라믹 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
이 역시, 외벽(140)과 측벽(130)이 접합하는 면적에 외부와의 밀폐력 향상을 위한 실링 부재를 더 포함할 수 있다. 즉, 외벽(140)과 측벽(130)이 접촉하는 면적에 발생한 이격을 막아서, 외부의 온도가 장비 보호함 내부에 수납된 장비에 영향을 미치는 것을 방지하기 위함이다.
여기서, 밀폐된 측벽(130)의 중공에는 내벽(120)과 외벽(140) 사이에서 열의 순환을 위해 냉매가 주입된다. 냉매는 0℃에서 60℃ 사이의 응고점을 가지도록, 물, 파라핀, 빙초산, 가성소다 중 어느 하나 이상을 포함한다. 즉, 상온에서 냉매가 응고되어, 장비 보호함(100) 외부의 온도가 초저온일 때, 초저온의 온도가 장비 보호함(100) 내부의 장비로 전달되는 것을 원천적으로 차단하기 위함이다.
또한, 냉매의 주입율은 냉매의 종류에 따라 상이하며, 일반적으로 90% 내지 100%이다. 이는 수소 결합하는 냉매를 이용할 경우에는 응고시 부피가 늘어나는 것을 고려하여 주입율을 낮추고, 수소 결합 이외의 냉매를 이용하면 응고시 부피가 감소하는 것을 고려하여 주입율을 최대로 맞추는 것이다.
이를 구체적으로 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 실시도이다.
도 3을 참조하면, 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 중ㅇ고온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)은 중ㅇ저온이다.
여기서, 장비 보관부(110)와 외부 온도가 모두 중온일 경우에는 미세한 온도 차이라도, 높은 온도에서 낮은 온도로 열이 전달된다. 다만, 장비 보관부(110) 내부의 온도가 중온이고 외부 환경이 폭염인 상황에서, 폭염에 의해 발생한 열이 냉매를 통해 장비 보관부(110)에 전달된다 하더라도 장비를 손상시킬만한 온도가 아니기에 그 설명은 생략한다.
만약, 외부 환경이 저온이고, 장비 보관부(110)의 온도가 중ㅇ고온일 경우에는 장비 보관부(110)의 열이 내벽(120)으로 전달되고, 전달된 열은 냉매를 통해 외벽으로 전달된다. 또한, 외벽은 전달받은 열을 방열핀을 통해 방출한다. 이러한, 열 흐름은 측벽(130)의 중공에 주입된 냉매의 열 순환(대류)에 의해 지속적으로 반복된다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 실시도이다.
도 4를 참조하면, 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 저온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)은 중온이다. 따라서, 장비 보호함(100) 외부의 열이 외벽(140)에 흡수되고, 흡수된 열은 냉매를 통해 내벽(120)으로 전달되어 장비 보관부(110)로 전달된다. 다만, 일상적인 외부의 온도는 장비 보관부(110)로 전달되더라도, 장비에 손상을 가할만큼 온도를 형성하지 못한다. 위에서 설명한 바와 같이, 일반적인 환경에서 발생한 열은 장비 보관부(110)로 전달되더라도, 장비에 영향을 미칠만큼 고온을 형성하지 못하는 것을 의미한다.
도 5를 참조하면, 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 저온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)도 저온이다. 여기서, 외부 환경은 영하의 온도로 가정한다.
이러한 경우에도, 온도가 조금이라도 높은 곳에서, 낮은 곳으로 열이 전달되겠으나, 본 발명에서 중공에 주입된 냉매는 0℃에서 60℃의 응고점을 가지는 바, 이미 저온에서는 냉매가 응고되어 외벽을 통해 흡수되는 열이 응고된 냉매를 통과하지 못한다. 즉, 응고된 냉매에 의해 외벽(140)과 내벽(120) 사이의 열 대류가 차단되는 것이다.
따라서, 극저온의 환경에서도, 낮은 온도가 장비 보관부(110)에 수납된 장비까지 전달되지 못하여서 장비가 극저온에서도 영향을 받지 않는다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 사시도, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 측면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 위에서 전술한 장비가 보관되는 장비가 수납되고 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재 혹은 개방된 장비 보관부(110), 장비 보관부(110)의 적어도 어느 한 면을 이루거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 열 전도성 소재인 내벽(120), 상기 내벽에서 연장되어 내부에 중공이 형성되는 측벽(130), 측벽(130)의 중공을 밀폐하는 열 전도성 소재인 외벽(140), 측벽의 중공에서 내벽과 외벽을 연결하고 냉매가 주입된 전도성 파이프(150)를 더 포함한다.
전도성 파이프(150)는 측벽(130)의 내부에 형성된 중공에 적어도 하나 이상 구비된다. 전도성 파이프(150)의 일단은 내벽(120)에 접합되고, 타단은 외벽(140)에 접합된다. 전도성 파이프(150)가 내벽(120) 및 외벽(140)에 접합하는 위치는 측벽(130)에서 멀어질수록 외부의 충격 및 온도의 영향을 덜 받기 때문에, 중심에 가까운 위치에서부터 적어도 하나 이상 구비되는 것이다.
또한, 전도성 파이프(150)의 내부에는 0℃에서 60℃ 사이의 응고점을 가지도록, 물, 파라핀, 빙초산, 가성소다 중 어느 하나 이상을 포함하는 냉매가 주입되어 있다. 즉, 상온에서 냉매가 응고되어, 장비 보호함(100) 외부의 온도가 초저온일 때, 초저온의 온도가 장비 보호함(100) 내부의 장비로 전달되는 것을 원천적으로 차단하기 위함이다.
또한, 냉매의 주입율은 냉매의 종류에 따라 상이하며, 일반적으로 90% 내지 100%이다. 이는 수소 결합하는 냉매를 이용할 경우에는 응고시 부피가 늘어나는 것을 고려하여 주입율을 낮추고, 수소 결합 이외의 냉매를 이용하면 응고시 부피가 감소하는 것을 고려하여 주입율을 최대로 맞추는 것이다.
또한, 본 발명에서 개시하는 장비 보호함(100)는 전도성 파이프(150)에 주입된 냉매의 순환 및 냉매의 응고를 이용하는 것이므로, 외주면은 일반적으로 사용되는 재질인 구리, 스테인리스강, 세라믹, 텅스텐 등이 아닌, 단열성 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 냉매를 통해 열이 전달되고, 열이 차단되는 것을 이용하지 않고, 열 전도성 소재인 금속 재질을 통해 열이 전도되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 냉매에 열이 전달되기 위해 전도성 파이프(150)가 내벽(120) 및 외벽(140)에 접합하는 면적은 열 전도성 소재인 것이 바람직하다. 이는 접합면만 열 전도성 소재로 이루어져서, 열은 냉매를 통해서만 전달될 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에서 개시하는 장비 보호함(100)는 전도성 파이프(150)에 주입된 냉매의 순환 및 냉매의 응고를 이용하는 것이므로, 외주면은 일반적으로 사용되는 재질인 구리, 스테인리스강, 세라믹, 텅스텐 등이 아닌, 단열성 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 냉매를 통해 열이 전달되고, 열이 차단되는 것을 이용하지 않고, 열 전도성 소재인 금속 재질을 통해 열이 전도되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 냉매에 열이 전달되기 위해 전도성 파이프(150)가 내벽(120) 및 외벽(140)에 접합하는 면적은 열 전도성 소재인 것이 바람직하다. 이는 접합면만 열 전도성 소재로 이루어져서, 열이 접합면을 통해서 냉매로 전달되기 위함이다.
이를 구체적으로 설명한다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장비 보호함의 실시도이다.
도 8을 참조하면, 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 중ㅇ고온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)은 중ㅇ저온이다.
여기서, 장비 보관부(110)와 외부 온도가 모두 중온일 경우에는 미세한 온도 차이라도, 높은 온도에서 낮은 온도로 열이 전달된다. 다만, 장비 보관부(110) 내부의 온도가 중온이고 외부 환경이 폭염인 상황에서, 폭염에 의해 발생한 열이 전도성 파이프(150)를 통해 장비 보관부(110)에 전달된다 하더라도 장비를 손상시킬만한 온도가 아니기에 그 설명은 생략한다.
만약, 외부 환경이 저온이고, 장비 보관부(110)의 온도가 중ㅇ고온일 경우에는 장비 보관부(110)의 열이 내벽(120)으로 전달되고, 전달된 열은 전도성 파이프(150)를 통해 외벽(140)으로 전달된다. 또한, 외벽(140)은 전달받은 열을 방열핀을 통해 방출한다. 이러한, 열 흐름은 전도성 파이프(150) 내부에 주입된 냉매의 열 순환(대류)에 의해 지속적으로 반복된다.
도 9를 참조하면, 제2 실시예에서는 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 저온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)은 중온이다. 따라서, 장비 보호함(110) 외부의 열이 외벽에 흡수되고, 흡수된 열은 전도성 파이프(150)를 통해 내벽(120)으로 전달되어 장비 보관부(110)로 전달된다. 다만, 일상적인 외부의 온도는 장비 보관부(110)로 전달되더라도, 장비에 손상을 가할만큼 온도를 형성하지 못한다. 위에서 설명한 바와 같이, 태양광에 의해 일반적인 환경에서 발생한 열은 장비 보관부(110)로 전달되더라도, 장비에 영향을 미칠만큼 고온을 형성하지 못하는 것을 의미한다.
도 10을 참조하면, 장비가 수납된 장비 보관부(110)의 온도가 저온이다. 또한, 외부 환경의 영향을 받는 외벽(140)도 저온이다. 여기서, 외부 환경은 영하의 온도로 가정한다.
이러한 경우에도, 온도가 조금이라도 높은 곳에서, 낮은 곳으로 열이 전달되겠으나, 본 발명에서 전도성 파이프(150)에 주입된 냉매는 5℃에서 65℃의 응고점을 가지는 바, 이미 저온에서는 냉매가 응고되어 외벽(140)을 통해 흡수되는 열이 전도성 파이프(150)를 통과하지 못한다. 즉, 전도성 파이프(150)의 응고된 냉매에 의해 전도성 파이프 내부의 열 대류가 차단되는 것이다.
따라서, 극저온의 환경에서도, 낮은 온도가 장비 보관부(110)에 수납된 장비까지 전달되지 못하여서 장비가 극저온에서도 영향을 받지 않는다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 장비 보호함 110 : 장비 보관부
120 : 내벽 130 : 측벽
140 : 외벽 150 : 전도성 파이프

Claims (8)

  1. 장비가 수납되고, 적어도 어느 한 면이 열 전도성 소재 혹은 개방된 장비 보관부;
    장비 보관부의 적어도 어느 한 면을 이루거나, 적어도 어느 한 면에 부착된 열 전도성 소재인 내벽;
    상기 내벽의 반대 방향에서 측벽을 밀폐하는 열 전도성 소재인 외벽;
    상기 내벽과 외벽 사이에서 열을 전도 및 차단하는 냉매;
    를 포함하는 장비 보호함.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외벽과 내벽을 연결하는 적어도 하나 이상의 전도성 파이프;를 더 포함하는 장비 보호함.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매는 전도성 파이프에 주입되어 있는 장비 보호함.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 냉매는 응고점이 섭씨 0도 내지 섭씨 60도인 장비 보호함.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉매는 물, 파라핀, 빙초산, 가성소다 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 장비 보호함.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 외벽은 냉매와 접촉하지 않은 타단에 방열핀을 포함하는 장비 보호함.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전도성 파이프의 외주면은 단열성 소재이고, 내벽 및 외벽과 접합하는 면은 열 전도성 소재인 장비 보호함.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 내벽과 외벽 사이를 밀폐하는 단열성 소재인 측벽;을 더 포함하는 장비 보호함.
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