KR20190029241A - 제어반 냉각기 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어반 냉각기 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 양측에 부착되어 열을 흡수하거나 방출하기 위한 열교환부가 패드와 커버 사이에 열교환 핀이 배치되고 열교환 핀에 절개편이 형성된 구조를 가짐으로써 열교환 효율이 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이한 구조를 갖는 제어반 냉각기 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 열전소자의 양측 각각에 열교환부가 구비되어 하나의 열교환부는 제어반의 내부에 위치되고 나머지 하나의 열교환부는 제어반의 외부에 위치되게 제어반에 부착되어 제어반의 내부 열을 외부로 방출하는 제어반 냉각기 모듈에 있어서, 상기 열교환부는, 일면이 상기 열전소자의 일면에 부착되는 패드와, 상기 패드의 타면에 배열되어 그 패드에 부착되는 열교환 핀과, 상기 열교환 핀을 상기 패드에 가압하도록 상기 패드에 결합되는 커버와, 상기 열교환 핀 사이로 공기의 유동이 형성되도록 송풍하는 송풍팬이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

제어반 냉각기 모듈{MODULE FOR CONTROLLER PANEL COOLER}

본 발명은 제어반 냉각기 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자의 양측에 부착되어 열을 흡수하거나 방출하기 위한 열교환부가 패드와 커버 사이에 열교환 핀이 배치되고 열교환 핀에 절개편이 형성된 구조를 가짐으로써 열교환 효율이 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이한 구조를 갖는 제어반 냉각기 모듈에 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 제어반은 밀폐된 구조를 가져 발생한 열을 외부로 방출하지 못하는 구조를 갖는다.

이에 따라 제어반 내의 회로가 손상되거나 연산의 오류로 설비의 운영이 중단되는 경우를 방지하기 위해 냉각기를 제어반에 부착 설치하여 제어반의 내부 온도를 적정하게 유지함으로 제어반 내부의 회로나 부품을 보호하고 있다.

상기와 같이 제어반 내부를 냉각시키기 위한 종래의 제어반 냉각기는 콤프레셔로 냉매를 강제 순환시켜서 제어반 내부와 외부를 열교환시키는 냉매 사이클을 이용하는 방식으로 구성되었다.

그러나, 냉매 사이클을 이용한 기존의 제어반 냉각기는 가격이 고가이며, 또 그 자체의 무게가 무겁고 콤프레셔 등의 부품이 부피가 커 판넬 냉각기가 지나치게 커지는 문제점을 갖는다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 열전소자를 이용하여 열을 교환하는 방식의 제어반 냉각기가 이용되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2001-0054521호(열전냉각모듈을 이용한 제어반용 냉각장치), 대한민국 등록실용신안 제20-0426919호(다공튜브패널과 열전소자를 이용한 제어반 냉각기) 및 대한민국 공개특허 제10-2007-0009019호(제어반 냉각기 응축수 증발기)는 열전소자를 이용함으로써 소형화 경량화를 이루면서 냉각 효율을 향상시킨 제어반 냉각기가 개시되어 있다.

이러한 열전소자를 이용한 제어반 냉각기에는 열전소자 양측에는 주변(주로 제어반 내부)에서 열을 흡수하거나 주변(주로 제어반 외부)으로 열을 방출하기 위하여 주변과 열교환을 위한 열교환부가 구비된다.

그런데, 기존의 열전소자를 이용한 제어반 냉각기는 상기 열교환부가 단순히 열교환 핀만으로 구성되거나 열교환 핀과 열전소자에 부착된 패드와의 결합이 느슨하여 열교환 효율이 떨어지는 단점을 갖는다.

특히, 열교환 핀과 패드와 결합을 위한 공정에서 열교환 핀과 패드와의 밀착을 위한 치구를 이용하는 등의 제조상 불편함이 따른다.

대한민국 공개특허 제10-2001-0054521호 : 열전냉각모듈을 이용한 제어반용 냉각장치) 대한민국 등록실용신안 제20-0426919호 : 다공튜브패널과 열전소자를 이용한 제어반 냉각기) 대한민국 공개특허 제10-2007-0009019호 : 제어반 냉각기 응축수 증발기

본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 열전소자의 양측에 부착되어 열을 흡수하거나 방출하기 위한 열교환부가 패드와 커버 사이에 열교환 핀이 배치되고 열교환 핀에 절개편이 형성된 구조를 가짐으로써 열교환 효율이 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이한 구조를 갖는 판넬 냉각기 모듈을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 열전소자의 양측 각각에 열교환부가 구비되어 하나의 열교환부는 제어반의 내부에 위치되고 나머지 하나의 열교환부는 제어반의 외부에 위치되게 제어반에 부착되어 제어반의 내부 열을 외부로 방출하는 제어반 냉각기 모듈에 있어서, 상기 열교환부는, 일면이 상기 열전소자의 일면에 부착되는 패드와, 상기 패드의 타면에 배열되어 그 패드에 부착되는 열교환 핀과, 상기 열교환 핀을 상기 패드에 가압하도록 상기 패드에 결합되는 커버와, 상기 열교환 핀 사이로 공기의 유동이 형성되도록 송풍하는 송풍팬이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 상기 열교환 핀은 패드와 브레이징 용접으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 상기 열교환 핀은 금속판을 주름 구조로 접혀 길이가 길게 형성되고, 상기 열교환 핀이 배열되어 부착되는 상기 패드의 면에는 상기 열교환 핀의 일측 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈이 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 열교환 핀은 주름으로 접힌 면에 절취되어 돌출된 절개편이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은, 상기 열교환 핀이 상기 패드의 안착홈에 안착되게 배치된 다음 상기 커버가 상기 열교환 핀을 상기 패드 방향으로 가압하도록 상기 패드에 결합된 상태에서 상기 패드와 열교환 핀 사이의 브레이징 용접이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 제어반 냉각기 모듈은 열전소자의 양측에 부착되어 열을 흡수하거나 방출하기 위한 열교환부가 패드와 커버 사이에 열교환 핀이 배치되고 열교환 핀에 절개편이 형성된 구조를 가짐으로써 열교환 효율이 우수할 뿐만 아니라 제조가 용이한 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 분해사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈의 열교환 핀의 구조를 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈의 결합 과정을 개념적으로 도시한 흐름도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈이 설치된 상태를 도시한 단면도

이하에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 냉각기 모듈을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈의 열교환 핀의 구조를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈의 결합 과정을 개념적으로 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 제어반 냉각 모듈(1) 제어반(P)에 부착되어 제어반(P) 내부의 열을 흡수하여 외부로 방출하기 위한 장치이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈(1)은 열전소자(10)의 양측에 열교환부(20,30)이 구비되어 그 열전소자(10)에 부착된 구조를 갖는다. 상기 열교환부(20,30) 중 하나(20)는 열을 흡수하도록 상기 제어반(P)의 내부에 위치되고, 다른 하나(30)는 상기 제어반(P)의 내부에서 흡수되어 상기 열전소자(10)에 의해 이동된 열을 방출하도록 상기 제어반(P)의 외부에 위치된다.

도면을 참조하면, 상기 열교환부(20,30)는 일면이 상기 열전소자(10)의 일면에 부착되는 패드(21,31)와, 상기 패드(21,31)의 타면에 배열되어 그 패드(21,31)에 부착되는 열교환 핀(22,32)과, 상기 열교환 핀(22,32)을 상기 패드(21,31)에 가압하도록 상기 패드(21,31)에 결합되는 커버(23,33)와, 상기 열교환 핀(22,32) 사이로 공기의 유동이 형성되도록 송풍하는 송풍팬(24,34)이 포함되어 구성된다.

상술한 바와 같이 상기와 같은 구조를 갖는 열교환부(20,30)은 각각 상기 제어반(P)의 내부와 외부 각각에 위치되는데 기본적으로 공기와 열교환을 수행하는 점에서 양자는 비슷한 구조를 갖는다. 따라서 이하에서는 2개의 열교환부(20,30) 중 제어반(P) 내부에 위치한 열교환부(20)의 구조를 설명함으로써 상기 열교환부(20,30)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

상기 패드(21,31)은 열전소자(10)와 열교환되는 열을 열교환 핀(22,32)으로 전도하기 위한 열도전 금속으로 형성된 판부재이다. 상기 패드(21,31)의 일면에는 상기 열전소자(10)이 부착되고, 타면에는 상기 열교환 핀(22,32)이 부착된다.

본 발명은 상기 패드(21,31)에 상기 열교환 핀(22,32)이 안정적으로 부착되고 상기 패드(21,31)와의 브레이징 용접(B)이 확실하게 이루어지도록 상기 패드(21,31)에 상기 열교환 핀(22,32)가 안착되기 위한 안착홈(211)이 형성된 구조를 갖는다. 도면을 참조하면, 상기 안착홈(211)은 길이가 길게 형성된 열교환 핀(22,32)의 일측 말단 부위가 삽입되어 안착되도록 상기 열교환 핀(22,32)과 대응되는 형상으로 길게 형성된다.

상기 안착홈(211)에 상기 열교환 핀(22,32)가 안착되어 상기 커버(23,33)의 결합으로 열교환 핀(22,32)은 패드(21,31)로부터 이탈되지 않고 안정되게 가압된 상태가 유지되며, 그 상태에서 브레이징 용접 공정에 투입됨으로써 별도의 치구(fixture)가 없이도 패드(21,31)와 열교환 핀(22,32)의 브레이징이 가능하게 된다.

도 5는 상기와 같이 제어반 냉각기 모듈(1)의 결합 과정을 개념적으로 도시한 도면인데, 도 5를 참조하면 별도로 제작된 상기 패드(21,31), 열교환 핀(22,32) 및 커버(23,33)(도 5의 a 상태)은 상기 열교환 핀(22,32)을 안착홈(221)에 안착시킨 상태에서 커버(23,33)을 패드(21,31)와 결합시킨다(도 5의 b 상태). 상기와 같이 결합된 상태에서 브레이징 용접 공정으로 투입되면 상기 커버(23,33)의 가압에 의해 상기 열교환 핀(22,32)와 패드(21,31)와의 밀착이 유지되면서 브레징 용접(B)이 이루어지게 된다(도 5의 c 상태).

상기 열교환 핀(22,32)은 상기 패드(21,31)로부터 전달된 열을 상기 송풍팬(24,34)의 송풍으로 유동되는 공기와의 접촉으로 열을 교환하기 위한 구성으로 접촉면적을 극대화시킬 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 상기 열교환 핀(22,32)은 띠 형상의 금속판을 주름 구조로 접어 길이가 길게 형성된다. 특히, 본 발명은 상기와 같이 주름 구조로 접힌 열교환 핀(22,32)의 접힌 면에 일부가 절취되어 돌출된 절개편(221)이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 주름 구조의 열교환 핀(22,32) 사이로 유동되는 공기는 상기와 같이 절개되어 돌출된 절개편(221)과 충돌하게 되고 그 과정에서 상기 공기와의 열교환이 잘 이루어지게 된다.

상기 커버(23,33)는 상기 열교환 핀(22,32)을 상기 패드(21,31)로 가압하고, 상기 송풍팬(24,34)이 부착되기 판형으로 형성된 구성이다. 상기 열교환 핀(22,32)이 상기 패드(21,31)의 안착홈(211)에 안착되게 배치된 상태에서 상기 커버(23,33)는 상기 열교환 핀(22,32)을 상기 패드(21,31) 방향으로 가압하도록 상기 패드(21,31)에 볼트(232)로 결합된다.

특히, 본 발명은 상기 열교환 핀(22,32)과 패드(21,31)의 브레이징 용접을 위한 공정에 투입될 때 상기 열교환 핀(22,32)과 패드(21,31)과의 밀착이 유지되도록 상기 커버(23,33)가 열교환 핀(22,32)을 상기 패드(21,31) 방향으로 가압하기 때문에 열교환 핀(22,32)의 가압을 위한 별도의 치구를 사용할 필요가 없도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 커버(23,33)에는 상기 커버(23,33)의 내부에 배열된 열교환 핀(22,32)으로 공기의 유동을 형성하기 위한 송풍팬(24,34)가 부착되는데 상기 송풍팬(24,34)가 송풍하는 공기가 유출입되는 출입구가 형성된다. 도면에는 상기 커버(23,33)의 중앙에 송풍팬(24,34)이 장착되어 공기가 상기 열교환 핀(22,32)으로 유입되기 위한 입구로서 송풍 구멍(231) 형성되고 상기 커버(23,33)의 양측으로 공기가 배출되도록 개방된 구조의 커버(23,33)의 구조가 개시되어 있다.

상기 송풍팬(24,34)은 공기의 유동을 형성하기 위한 구성으로 상술한 바와 같이 상기 커버(23,33)의 송풍 구멍(231)에 장착되어 그 송풍 구멍(231)을 통해 외부의 공기를 상기 열교환 핀(22,32)으로 불어 넣는다.

한편, 상기 열교환부(20,30) 중에서 제어반(P)의 외부에 위치되는 열교환부(30)는 제어(P) 내부에 위치되는 열교환부(20)와 구조는 대동소이하며, 열교환율을 높이기 위해 패드(31)의 면적을 넓게하고 그에 따라 열교환 핀(32)의 배치 갯수를 증가시키면서 동시에 송풍팬(34)이 2개가 구비된 점의 차이만을 갖는다.

상기와 같이 구성된 제어반 냉각기 모듈(1)은 제어반(P)에 장착되는데 도 6은 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제어반 냉각기 모듈(1)이 제어반(P)에 부착된 상태를 도시한 것이다. 도면에는 상기 열교환부(20,30) 각각이 하우징(2,2')으로 덮힌 상태가 도시되어 있다. 상기와 같이 제어반(P)에 장착된 상태에서 상기 제어반(P) 내부에 위치된 열교환부(20)에 의해 상기 제어반(P) 내부의 열이 흡수되어 상기 열전소자에 의해 제어반(P) 외부에 위치된 열교환부(30)으로 전달되며, 그 열은 상기 열교환부(30)에 의해 대기중으로 방출되게 된다.

도면 및 앞에서 설명된 제어반 냉각기 모듈은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

P 제어반
1 제어반 냉각기 모듈
10 열전소자
20,30 열교환부
21,31 패드
22,32 열교환 핀
23,33 커버
24,34 송풍팬
2,2' 하우징

Claims (5)

1. 열전소자의 양측 각각에 열교환부가 구비되어 하나의 열교환부는 제어반의 내부에 위치되고 나머지 하나의 열교환부는 제어반의 외부에 위치되게 제어반에 부착되어 제어반의 내부 열을 외부로 방출하는 제어반 냉각기 모듈에 있어서,
   상기 열교환부는, 일면이 상기 열전소자의 일면에 부착되는 패드와,
   상기 패드의 타면에 배열되어 그 패드에 부착되는 열교환 핀과,
   상기 열교환 핀을 상기 패드에 가압하도록 상기 패드에 결합되는 커버와,
   상기 열교환 핀 사이로 공기의 유동이 형성되도록 송풍하는 송풍팬이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열교환 핀은 패드와 브레이징 용접으로 결합되는 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 열교환 핀은 금속판을 주름 구조로 접혀 길이가 길게 형성되고,
   상기 열교환 핀이 배열되어 부착되는 상기 패드의 면에는 상기 열교환 핀의 일측 일부가 삽입되어 안착되는 안착홈이 길게 형성된 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 모듈.
4. 제3항에 있어서,
   열교환 핀은 주름으로 접힌 면에 절취되어 돌출된 절개편이 형성된 것을 특징으로 하는 제어반 냉각기 모듈.
5. 제3항에 있어서,
   상기 열교환 핀이 상기 패드의 안착홈에 안착되게 배치된 다음 상기 커버가 상기 열교환 핀을 상기 패드 방향으로 가압하도록 상기 패드에 결합된 상태에서 상기 패드와 열교환 핀 사이의 브레이징 용접이 이루어지는 것을 특징으로 하는 제어반 냉각 모듈.

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