WO2019212197A1 - 제어반용 공기정화장치 - Google Patents

제어반용 공기정화장치 Download PDF

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WO2019212197A1
WO2019212197A1 PCT/KR2019/005044 KR2019005044W WO2019212197A1 WO 2019212197 A1 WO2019212197 A1 WO 2019212197A1 KR 2019005044 W KR2019005044 W KR 2019005044W WO 2019212197 A1 WO2019212197 A1 WO 2019212197A1
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casing
control panel
filter
heat generating
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Inventor
김의웅
Original Assignee
Kim Eui Woong
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/56—Cooling; Ventilation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof

Definitions

  • the present invention relates to an air purifying device for a control panel, and more particularly, to an air purifying and cooling device for a control panel such as a robot, a numerically controlled machine tool, and a distribution panel.
  • Robot controllers, numerical control machine tool controllers, switchboards, etc. have input / output devices such as relays and switches as electrical / mechanical components, resistors and transistors as electrical / electronic components, etc.
  • the internal temperature is increased by the deterioration of the parts, and the fine dust in the case generates partial discharges at the internal contacts, which causes a malfunction and a risk of fire.
  • the internal monitoring circuit is installed to operate the cooling fan when the temperature rises inside the control panel to lower the temperature, and further, a hepa filter is installed to remove fine dust.
  • Cooling fan should be installed large size to improve the cooling performance, but there is a limitation in improving the cooling performance because there is a limitation in the inner space of the casing, and also induces the inflow of fine dust from the outside to disperse the fine dust It increases resistance temperature coefficient of electronic parts.
  • the HEPA filter has a problem in that maintenance and management are inconvenient due to the limitation of the inner space of the case and the short filter replacement cycle.
  • a switchboard equipped with an air purifying cooling device for solving the above problems is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2014-0147338.
  • thermoelectric element having a cooling surface and a heat dissipation surface on the inner / outer side of the enclosure, a plurality of inner cooling fins, a plurality of outer cooling fins, an inner cooling fan, the outer It is equipped with cooling fan, mesh filter, and plasma discharge part, and its structure is very complicated. Also, it is difficult or impossible to install in the existing switchboard because it needs to install a through hole to install the thermoelectric element in the enclosure. Since dust must be collected, there is a problem in that excessive maintenance costs are required.
  • An object of the present invention is to provide an air purifier for a control panel having a simple structure and easy installation in an existing control panel, good air purification and cooling, and low maintenance cost. .
  • the present invention for achieving the above object and the upper and the lower casing is closed;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 3 is a bottom view of an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a filter of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a partially exploded perspective view of a filter element of an embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a filter element in an embodiment of the invention.
  • Figure 7 is an exemplary use of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 1
  • Figure 3 is a bottom view of an embodiment of the present invention
  • the present invention is largely casing 10, filter 20, motor fan 30 and the discharge air direction control means (40).
  • the casing 10 is open at the top of the cylindrical body 11 and closed at the bottom thereof.
  • the filter 20 is built in the upper portion of the casing 10, and if there is an air purification (dust collection, separation) function is not limited, but an electrostatic filter is preferred.
  • the electrostatic filter supports the centers of two cylindrical filter elements 21 with a screw rod 24, couples fasteners 25 to both ends thereof, and couples the filter elements 21.
  • the support elements 22a and 22b are supported on the upper and lower parts of the upper and lower parts thereof, and the seal elements 23a and 24b are inserted between the bottom face of the upper support 22a and the filter element 21.
  • the filter element 21 irregularly installs a plurality of protrusions 122 on the polymer synthetic resin film 121 and charges by a corona discharge device to retain static electricity, and the charged synthetic resin film 121.
  • the bobbin 124 in the center of the filter element 21 (the bobbin is charged synthetic resin film 121) , which is used for winding the tube into a tubular shape and used when the filter element 21 is coupled to each other. Since the air passage 123 is formed in parallel with the casing 20, the pressure loss is small and the fine particles retain static electricity. When dust passes through the air passage 13, the dust is collected in the synthetic resin film 121 having static electricity.
  • the motor fan 30 has a blower chamber 31 having an inlet 32 formed at an upper portion of the casing 10, and a lower side position of the casing 10 of the blower chamber 31.
  • the air discharge port 33 is formed in the blower chamber 31, and when the fine dust is driven by the motor fan 30 via the air passage 123 formed in the filter element 21, fine dust After the dust is collected (purified), the air is discharged to the heat generating member HP such as a switch, a resistor, and a transistor installed in the case C of the control panel through the air discharge port 33 to cool the heat generating member HP. .
  • the outlet portion of the motor fan 30 of the air outlet 33 in the rotational direction is formed in the tangential direction of the outer wall of the blower chamber 31, thereby resisting air collected by the rotational force of the motor fan 30. It becomes small and makes a smooth discharge.
  • the discharge air direction control means 40 is installed on the bottom surface of the casing 10, the heat generating member (HP) installed in the case (C) of the control panel discharge air discharged to the air discharge port 33 by the motor fan 30 (HP) ) To the side.
  • the discharge air direction control means 40 is installed at least three or more adjustment rods 41, 4 in the figure so as to be able to elevate at equal intervals on the outer peripheral surface of the casing 10, the control rod 41
  • the fixing plate 42 is formed at the lower end of the control panel, and the fixing plate 42 is attached to an arbitrary position in the case C of the control panel, and is discharged to the air discharge port 33 installed at the lower side of the casing 10.
  • the control rod 41 is lifted so that the discharged air is discharged in accordance with the height of the heat generating member (HP).
  • the air discharge port 33 is not directed toward the heating member (HP) side by rotating the casing 10 to change the position of the fixed plate 42.
  • the fixing plate 42 is attached with a double-sided adhesive tape or the like, or if the case (C) of the control panel is a magnetic material (this case is made of metal to prevent fire, steel plate is mainly used) permanently fixing plate 42
  • the casing 10 can be easily attached by forming a magnet.
  • the casing 10 of the present invention discharge / air direction control means 40 at any position where the input / output device and the electric / electronic parts are not installed in the case C of the control panel.
  • the fixing plate 42 is attached to the case C as described above, the height of the air outlet 33 and the heat generating member HP is different, that is, the air outlet 33 ) Is lower than the height of the heat generating member HP, the control rod 41 is lowered, and when the position of the air outlet 33 is higher than the height of the heat generating member HP, the control rod 41 is raised to raise the air.
  • the casing 10 is rotated. Adjust the discharge air to be discharged accurately to the heat generating member (HP) side.
  • the casing 10 is fixed in the case C of the control panel by matching the positions of the air discharge port 33 and the heat generating member HP, and the motor fan 30 is driven to air the case C of the control panel.
  • the discharged purified air is discharged to the heat generating member HP while purifying, the cooling of the heat generating member HP can be improved, thereby preventing the deterioration of the heat generating member and extending the life, and the partial discharge of the internal contacts is also good. This prevents the risk of malfunction or fire.
  • the present invention can be produced in a small capacity by locally cooling only the heat generating member as compared to the conventional purification of the entire air in the case (C) can reduce the electricity consumption.
  • the case C is formed of a metal having good heat transfer, and thus the case C.
  • the heat exchange inside and outside the temperature in the case (C) can be maintained similar to the outside temperature.
  • the air outlet of the blower chamber is adjusted to match the height and direction of the heat generating member, thereby improving cooling of the heat generating member, thereby extending the life due to preventing degradation of the heat generating member, and preventing partial discharge of the internal contacts. Or reduce the risk of fire.
  • the temperature in the case can be maintained similar to the outside temperature, it is possible to maintain a good overall life of the control panel.
  • the structure is simple and can be manufactured at a low cost, and the maintenance cost is low.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

상부는 개방하고 하면은 폐쇄한 케이싱(10)과; 상기 케이싱(10)의 상부에 내장한 필터(20)와; 상기 케이싱(10)의 하부 측면에 공기토출구(33)를 설치한 송풍실(31)을 형성하여 상기 송풍실(31)에 내장한 모터 팬(30)과; 상기 케이싱(10)의 저면에 설치하여 토출공기를 제어반의 케이스(C) 내에 설치되는 발열부재(HP)를 향하여 토출하는 토출공기 방향조절수단(40)으로 이루어진 제어반용 공기정화장치를 개시한다.

Description

제어반용 공기정화장치
본 발명은 제어반용 공기정화장치에 관한 것으로서, 상세하게는 로봇, 수치제어 공작기계, 배전반 등의 제어반용 공기정화 및 냉각장치에 관한 것이다.
로봇용 컨트롤러, 수치제어 공작기계용 컨트롤러, 배전반 등은 케이스 내에 전기/기계부품인 릴레이, 스위치 등의 입/출력기기와, 전기/전자부품인 저항, 트랜지스터 등이 내장되어 있는 바, 이들 내장된 부품의 열화에 의하여 내부온도를 상승시키고, 또한 케이스내의 미세분진은 내부 접점들에 부분 방전을 발생시켜 오동작 등의 고장과 화재 발생의 위험을 초래하고 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 종래기술에서는 내부감시회로를 설치하여 제어반 내부의 온도 상승시 냉각팬을 가동시켜 온도를 하강시키고, 또한 미세분진의 제거를 위하여 헤파 필터를 설치하고 있는 바, 상기한 냉각팬은 냉각성능을 향상하기 위하여 대형의 것을 설치하여야 하지만, 케이싱의 내부 공간에 제한이 있어서 냉각성능 향상에 한계가 있고, 또한 외부로부터 미세 분진의 유입을 초래하여 그 미세분진을 분산시킴으로써 전기/전자부품 등의 저항온도계수를 증가시키게 된다.
그리고 헤파 필터는 케이스의 내부 공간의 제약과 필터 교환주기가 짧아서 유지보수 및 관리가 불편하다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하였다는 공기정화 냉각장치가 구비된 배전반이 한국특허공개 제10-2014-0147338에 개시되어 있다.
그러나 상기 공개특허에 개시된 공기정화 냉각장치가 구비된 배전반은, 함체의 내/외부 측면에 냉각면과 방열면이 형성된 열전소자, 다수의 내측 냉각핀, 다수의 외측 냉각핀, 내측 냉각팬, 외측 냉각팬, 메쉬필터, 프라즈마 방전부를 구비하고 있으므로 구조가 대단히 복잡하고, 또한 열전소자를 함체에 설치하기 위해서는 통공을 설치하여야 하므로 기존의 배전반에는 설치가 곤란하거나 불가능하며, 그리고 배전반 내부 공간의 전체 미세분진을 집진해야 하므로 유지비용이 과다 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구조가 간단함과 아울러 기존 제어반 내부에 간편하게 설치하고, 공기정화 및 냉각이 양호하며, 유지비용이 저렴한 제어반용 공기정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부는 개방하고 하면은 폐쇄한 케이싱과; 상기 케이싱의 상부에 내장한 필터와; 상기 케이싱의 하부 측면에 공기토출구를 설치한 송풍실을 형성하여 상기 송풍실에 내장한 모터 팬과; 상기 케이싱의 저면에 설치하여 토출공기를 제어반의 케이스 내에 설치되는 발열부재를 향하여 토출하는 토출공기 방향조절수단을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예의 단면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예의 저면도.
도 4는 본 발명의 실시예의 필터의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예의 필터 엘리먼트의 일부 전개 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예의 필터 엘리먼트의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예의 사용예시도.
도 1은 본 발명의 실시예의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예의 저면도로서, 본 발명은 크게 케이싱(10), 필터(20), 모터 팬(30) 및 토출공기 방향조절수단(40)으로 이루어진다.
상기 케이싱(10)은 원통형 본체(11)의 상부는 개방하고 하면은 폐쇄한 것이다.
상기 필터(20)는 상기 케이싱(10)의 상부에 내장한 것으로서, 공기정화(집진, 분리) 기능을 가진 것이면 제한이 없으나, 정전 필터가 바람직하다.
상기 정전 필터는 도 4 내지 도 6과 같이 원통형 필터 엘리먼트(21) 2 개의 중앙을 나사봉(24)으로 지지하고, 그 양단에 체결구(25)를 나사체결하여 결합하며, 상기 필터 엘리먼트(21)의 상하부에 지지체(22a, 22b)를 지지하고, 상부 지지체(22a)의 저면과 필터 엘리먼트(21) 사이에 실(seal) 부재(23a, 24b)를 삽입한 것으로서, 필터 엘리먼트(21)를 지지체(22a, 22b)로 지지한 후 나사봉(24)과 체결구(25)에 의하여 결합함으로써, 필터의 오염시 케이싱(10)에서 분리가 간편 신속하고, 또한 필터 엘리먼트(21)의 상면과 필터 엘리먼트(21) 사이에 실 부재(23a, 23b)를 삽입함으로써 정화되지 않은 분진이 필터 엘리먼트(21)와 케이싱(10) 사이로 유입되는 것을 방지하여 공기정화효율을 향상시킨 것이다.
상기 필터 엘리먼트(21)는 고분자 합성수지 필름(121)에 다수의 돌기(122)를 불규칙하게 설치함과 아울러 코로나 방전장치 등에 의하여 하전을 하여 정전기를 보유하도록 하고, 상기 하전을 한 합성수지 필름(121)을 통형상으로 감아서 케이싱(20)의 길이방향과 평행한 통기로(123)를 형성하며, 상기 필터 엘리먼트(21)의 중앙에 보빈(124)(이 보빈은 하전을 한 합성수지 필름(121)을 통형상으로 감을 때와 필터 엘리먼트(21)를 결합시에 사용하는 것임)을 설치한 것으로서, 통기로(123)가 케이싱(20)과 평행하게 형성되어 있으므로 압력손실이 작고, 정전기를 보유한 미세분진이 통기로(13)를 통과할 때 정전기를 보유한 합성수지필름(121)에 집진된다.
상기 모터 팬(30)은, 상기 케이싱(10)의 하부에, 유입구(32)를 상부에 형성한 송풍실(31)을 형성하고, 상기 송풍실(31)의 케이싱(10)의 하부 측면 위치에 공기토출구(33)를 형성하여서 상기 송풍실(31)에 내장한 것으로서, 모터 팬(30)의 구동에 의하여 미세분진이 필터 엘리먼트(21)에 형성된 통기로(123)를 경유할 때 미세분진이 집진(정화)된 후 공기토출구(33)를 통하여 도 7과 같이 제어반의 케이스(C) 내에 설치되는 스위치, 저항, 트랜지스터 등의 발열부재(HP) 측으로 토출되어 발열부재(HP)를 냉각시킨다.
상기한 공기토출구(33)의 모터 팬(30)의 회전방향 출구부분은 송풍실(31)의 외벽의 접선 방향으로 형성함으로써, 모터 팬(30)의 회전력에 의하여 집진된 공기가 토출될 때 저항이 작게 되어 원활한 토출이 되게 한다.
그리고 케이싱(10)의 필터(20)의 하단과 송풍실(31)의 유입구(32) 사이에 상광하협 형상의 흡입공기 안내통(34)을 설치함으로써 모터 팬(30)의 흡인력이 필터 엘리먼트(21)에 균등하게 작용하도록 하며, 정전 필터의 경우에는 합성수지필름(121) 사이에 형성되는 통기로(123)에 균일한 압력이 작용함으로써 필터 엘리먼트(21)의 각 부위에서 균등한 집진이 되게 한다.
상기 토출공기 방향조절수단(40)은 케이싱(10)의 저면에 설치하여 모터 팬(30)에 의하여 공기토출구(33)로 토출되는 토출공기를 제어반의 케이스(C) 내에 설치되는 발열부재(HP) 측으로 향하도록 조절한다.
상기한 토출공기 방향조절수단(40)은 적어도 3 개 이상의 조절봉(41)을, 도면에서는 4 개를 케이싱(10)의 외주면에 균등 간격으로 승강할 수 있게 설치하고, 상기 조절봉(41)의 하단에 고정판(42)을 형성하여, 상기 고정판(42)을 제어반의 케이스(C) 내의 임의의 위치에 부착한 것으로서, 케이싱(10)의 하부 측면에 설치한 공기토출구(33)로 토출되는 토출공기를 발열부재(HP) 측으로 토출할 때 조절봉(41)을 승강시켜 토출공기가 발열부재(HP)의 높낮이에 부합되게 토출되도록 한다. 이때 공기토출구(33)가 발열부재(HP) 측으로 향하지 않을 경우 케이싱(10)을 회전시켜 고정판(42)의 위치를 변경시킨다.
한편, 상기한 고정판(42)은 양면 접착 테이프 등으로 부착하거나, 제어반의 케이스(C)가 자성체(본 케이스는 화재예방을 위하여 금속으로 하며, 강판이 주로 사용됨)일 경우 고정판(42)을 영구자석으로 형성하여 케이싱(10)을 간편하게 부착할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 도 7과 같이 본 발명의 케이싱(10)을 제어반의 케이스(C) 내의 입/출력기기와, 전기/전자부품이 설치되지 않은 임의의 위치에 토출공기 방향조절수단(40)의 고정판(42)을 부착시키는 바, 상기와 같이 고정판(42)을 케이스(C) 내에 부착할 때 공기토출구(33)와 발열부재(HP)의 높낮이가 불일치할 경우, 즉 공기토출구(33)의 위치가 발열부재(HP)의 높이보다 낮을 때에는 조절봉(41)을 하강시키고, 공기토출구(33)의 위치가 발열부재(HP)의 높이보다 높을 때에는 조절봉(41)을 상승시켜 공기토출구(33)의 위치를 발열부재(HP)의 높이에 부합되게 하고, 또한 공기토출구(33)에서 토출되는 토출공기가 발열부재(HP) 측으로 토출되지 않을 경우에는, 케이싱(10)을 회전시켜 토출공기가 발열부재(HP) 측으로 정확하게 토출되도록 조절한다.
전술한 바와 같이 공기토출구(33)와 발열부재(HP)의 위치를 부합시켜 케이싱(10)을 제어반의 케이스(C) 내에 고정하고 모터 팬(30)을 구동하여 제어반의 케이스(C)의 공기를 정화하면서 정화된 토출공기를 발열부재(HP)에 토출하면, 발열부재(HP)의 냉각을 양호하게 할 수 있으므로 발열부재의 열화를 방지하여 수명을 연장하고, 내부 접점들의 부분방전도 양호하게 방지하여 오동작 또는 화재발생의 위험을 제거한다.
또한, 본 발명은 종래와 같이 케이스(C) 내의 공기 전체를 정화하던 것에 비하여 발열부재만을 국부적으로 냉각시킴으로써 적은 용량으로 제작할 수 있게 되어 전기소비를 절감할 수 있다.
그리고 공기토출구(33)에서 토출된 정화된 공기가 발열부재(HP)를 냉각한 후 케이스(C) 내에 부딪히면서 순환할 때 그 케이스(C)는 열전달이 양호한 금속으로 형성되어 있으므로, 케이스(C) 내외부의 열교환에 의하여 케이스(C) 내의 온도를 외기온도와 비슷하게 유지시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 송풍실의 공기토출구를 발열부재의 높낮이 및 방향과 부합되게 조절하여 발열부재의 냉각을 향상시켰으므로 발열부재의 열화방지에 의한 수명을 연장하고, 내부 접점들의 부분 방전도 방지하여 오동작 또는 화재 발생의 위험을 감소시킨다.
또한, 미세분진의 정화를 향상시키고, 정화된 공기를 제어반의 케이스 내에 부딪히게 하여 내외부 공기를 열교환시킴으로써 케이스내의 온도도 외기온도와 비슷하게 유지할 수 있게 되어 제어반의 전체 수명을 양호하게 유지할 수 있다.
또한, 구조가 간단하여 적은 비용으로 제조할 수 있고 유지비용도 저렴하다.

Claims (8)

  1. 상부는 개방하고 하면은 폐쇄한 케이싱과;
    상기 케이싱의 상부에 내장한 필터와;
    상기 케이싱의 하부 측면에 공기토출구를 설치한 송풍실을 형성하여 상기 송풍실에 내장한 모터 팬과;
    상기 케이싱의 저면에 설치하여 토출공기를 제어반의 케이스 내에 설치되는 발열부재를 향하여 토출하는 토출공기 방향조절수단; 을 포함하여 상기 제어반의 케이스내에 부착하는 제어반용 공기정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    케이싱의 필터 하단과 송풍실의 유입구 사이에 상광하협 형상의 흡입공기 안내통을 설치한 제어반용 공기정화장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터는 정전 필터인 제어반용 공기정화장치.
  4. 제3항에 있어서,
    정전 필터의 필터 엘리먼트는 합성수지 필름에 다수의 돌기를 형성하고 하전을 하고, 상기 하전을 한 합성수지 필름을 통형상으로 감아서 케이싱과 평행한 통기로를 형성한 제어반용 공기정화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    토출공기 방향조절수단은 케이싱의 저면에 조절봉을 승강할 수 있게 설치하고, 상기 조절봉의 하단에 고정판을 형성한 제어반용 공기정화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    케이싱을 조절봉에 의하여 상기 발열부재의 높낮이에 부합되도록 승강시키고 공기토출구를 상기 발열부재를 향하여 회전시키는 제어반용 공기정화장치.
  7. 제5항에 있어서, 고정판은 영구자석인 것인 제어반용 공기정화장치.
  8. 제1항에 있어서, 공기토출구의 모터 팬 회전방향 출구부분은 송풍실의 외벽의 접선방향으로 형성한 제어반용 공기정화장치.
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