WO2022145736A1 - 집진 유닛을 구비한 인버터 장치 - Google Patents

집진 유닛을 구비한 인버터 장치 Download PDF

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엘에스일렉트릭 주식회사
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    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection

Definitions

  • the present invention relates to an inverter device, and more particularly, to an inverter device having a dust collecting unit for removing dust contained in air used when cooling an electric element for an inverter.
  • an inverter is a stationary power converter that electrically converts direct current (DC) into alternating current (AC), also called a reverse converter. Conversely, there is a converter or a rectifier as a device for converting alternating current (AC) to direct current (DC).
  • Inverter elements such as a power module supplying power to change electric power, a filter unit in charge of a rectification function, a capacitor unit performing a power storage function, and a control unit in charge of control are disposed inside the inverter.
  • an air-cooled cooling structure is used in order to dissipate this heat in the case of a general inverter.
  • an air inlet and an air outlet are provided on one side and the other side of the housing in which the inverter element is disposed, and external air is introduced into the housing through the air inlet using a fan to cool the inverter element.
  • a grill is disposed on the air inlet side to prevent foreign substances from entering the fan that may interfere with the operation of the fan, but such a grill has a limitation in that it is difficult to prevent fine dust from entering the inside of the inverter housing.
  • An object of the present invention is to provide an inverter device having a dust collecting unit to prevent fine dust from being introduced into a housing.
  • An object of the present invention is to provide an inverter device having a dust collecting unit capable of collecting dust attracted by the dust collecting unit and preventing the attracted dust from flowing back into a housing.
  • an inverter device having a dust collecting unit includes: a housing having an air inlet formed on one surface and an air outlet formed on the other surface; an electric element for an inverter disposed inside the housing; a first suction member disposed inside the housing to create a flow of air in which external air is introduced into the housing through the air inlet and out to the air outlet to cool the electrical element; and a dust collecting unit disposed at one side of the air inlet to remove dust contained in the air introduced into the air inlet.
  • the dust collecting unit includes a first discharge electrode negatively charged; a dust collecting electrode spaced apart from the first discharge electrode and positively charged; an air flow guide extending from a periphery of the air inlet to a lower side so that the outside air is introduced into the air inlet via the first discharge electrode and the dust collecting electrode; and a dust receiver disposed under the dust collecting pole to collect the dust attracted to the dust collecting pole.
  • the power supply unit for supplying power to the dust collecting unit may be connected to the negative terminal of the power supply unit, and the dust collecting electrode may be connected to the positive terminal of the power supply unit.
  • the power supply unit may be connected to the electric element for the inverter and the first suction member to supply power to the electric element for the inverter and the first suction member.
  • the first discharge electrode may extend in an extending direction of the air flow guide, and the dust collecting electrode may be spaced apart from a side surface of the first discharge electrode and disposed on an inner circumferential surface of the air flow guide.
  • At this time, at least one second discharge electrode conducting with the first discharge electrode and extending in a radial direction from a side surface of the first discharge electrode; may include
  • At this time, at least one third discharge electrode conducting with the second discharge electrode, formed in a ring shape, and supported by the second discharge electrode; may include
  • the dust receiver may be formed to extend from the lower edge of the air flow guide toward the upper side so that a space for collecting the dust is formed on the inner peripheral surface of the lower end of the air flow guide.
  • the first discharge electrode and the dust collecting electrode may be disposed at a central portion in the longitudinal direction of the air flow guide, and the air flow guide may be formed to have a larger cross-sectional area from the central portion to both ends.
  • a dust collecting unit connected to the dust receiver to collect the dust collected in the dust receiver may include
  • the dust recovery unit includes a dust container in which the dust is collected; a dust discharge pipe connecting the dust container and the dust receiver to be in fluid communication; and a second suction member that forms a flow to move the dust from the dust receiver to the container.
  • a centrifugal separation member provided at one end of the dust discharge pipe to separate the dust from the air discharged from the dust discharge pipe and collect it into the dust container to connect the dust discharge pipe and the dust container; may include
  • the centrifugal separation member has a cylindrical body, an air outlet formed on the upper surface of the body and connected to the second suction member, a dust outlet formed on the lower surface of the body and connected to the dust container, and a side surface of the body Formed and provided with a dust inlet to which the dust discharge pipe is connected, the dust discharge pipe has a direction from the dust inlet toward the center of the body and the direction in which the dust is discharged so that the discharged dust rotates along the inner circumferential surface of the body It can be connected to the dust inlet to have an angle of.
  • the lower end of the body may have a smaller cross-sectional area toward the lower side.
  • An inverter device having a dust collecting unit may remove dust contained in air introduced from the outside in order to cool an element disposed inside a housing.
  • the inverter device having the dust collecting unit according to an embodiment of the present invention may prevent dust from entering the inverter device, thereby increasing the durability of the inverter device.
  • the inverter device having a dust collecting unit can increase the cooling efficiency by cooling the electrical element having a higher temperature using air from which dust has been removed.
  • FIG. 1 is a perspective view of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention as viewed from one direction.
  • FIG. 2 is a perspective view of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention as viewed from the other direction.
  • FIG 3 is a perspective view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view with the air flow guide removed of the dust collecting unit of the inverter device having the dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a bottom view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the dust collection unit by enlarging the cross-section along the line A-A' of FIG. 7 .
  • the X-axis direction of FIG. 1 is defined as the upward direction
  • the Y-axis direction is the right direction
  • the Z-axis direction is defined as the forward direction.
  • the direction opposite to the X-axis direction is defined as the downward direction
  • the direction opposite to the Y-axis direction is defined as the left direction
  • the direction opposite to the Z-axis direction is defined as the rear direction.
  • the present invention relates to an inverter device having a cooling structure that circulates outside air into a housing to cool an electrical element for an inverter disposed inside the housing, and removes dust contained in the outside air before the outside air is introduced into the housing.
  • An inverter device capable of doing this is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention as viewed from one direction
  • FIG. 2 is a perspective view of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention as viewed from the other direction. .
  • an inverter device 1 having a dust collecting unit includes a housing 10 , an electric element for an inverter (not shown), a first suction member 30 and a dust collecting unit. (40) is provided.
  • the housing 10 is a component for protecting the components constituting the inverter therein, and the shape thereof is not limited. As an example, the housing may be formed in a box shape as shown in FIG. 1 .
  • An electric element for an inverter is a configuration necessary to electrically convert direct current (DC) into alternating current (AC) by the operation of the inverter device 1 .
  • an electric element for an inverter is a capacitor , a coil, etc., but is not limited thereto.
  • an air inlet 12 is formed at the lower side of the housing 10 to introduce external air.
  • the air introduced through the air inlet 12 cools the electric element for the inverter (not shown), and the air cooled the electric element for the inverter (not shown) passes through the air outlet 14 formed at the upper side of the housing 10 . leaked through
  • the inverter device 1 having a dust collecting unit may include a first suction member 30 .
  • the first suction member 30 generates a flow of air through which external air is introduced into the housing 10 through the air inlet 12 and discharged back to the air outlet 14 .
  • the first suction member 30 is a configuration for creating a flow of air, and may be, for example, a fan, but is not limited thereto.
  • the first suction member 30 introduces external air having a relatively low temperature through the air inlet 12 and receives heat while the introduced air passes through an electric device for an inverter (not shown).
  • the first suction member 30 continuously supplies cold air from the outside to the inside, so that the heated air inside the housing 10 flows out through the air outlet 14 . Accordingly, the first suction member 30 allows the air to continuously transfer the heat inside the inverter device 1 to the outside.
  • the dust 2 contained in the air is also introduced into the housing 10 together.
  • the dust 2 introduced in this way is accumulated inside the housing 10 and not only reduces the cooling efficiency of an electric element for an inverter (not shown), but also causes a malfunction of the inverter device 1 .
  • a dust collecting unit 40 is disposed below the air inlet 12 to remove the dust 2 contained in the external air introduced into the air inlet 12 .
  • the dust collecting unit 40 removes the dust 2 flowing in from the outside by charging it with a negative charge. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 .
  • FIG. 3 is a perspective view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an air flow guide of the dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention. This is a bottom view of the unit.
  • the dust collecting unit 40 of the inverter device 1 having a dust collecting unit includes a power supply unit 410 , a first discharge electrode 420 , and a dust collecting electrode 430 . ), an air flow guide 440 and a dust receiver 450 .
  • the power supply unit 410 supplies power to the dust collecting unit 40 so that the dust collecting unit 40 collects the dust 2 using electric power.
  • the power supply unit 410 is a component for supplying power to the dust collecting unit 40 , and may be, for example, a battery.
  • the type of the power supply unit 410 is not limited, and if it is a configuration capable of supplying power to the dust collecting unit 40, various known products may be applied.
  • the power supply unit 410 may be integrally formed with a power supply device (not shown) for supplying power to the inverter device 1 .
  • the first discharge electrode 420 is made of a conductor to conduct electricity with the power supply unit 410 and is connected to the negative pole of the power supply unit 410 . Accordingly, as shown in FIG. 5 , negative charges are disposed on the surface of the first discharge electrode 420 .
  • the first discharge electrode 420 is disposed below the air inlet 12 so that the air introduced into the air inlet 12 can pass therethrough. Accordingly, when the dust 2 in the air contacts the surface of the first discharge electrode 420, it is charged with a negative charge.
  • the first discharge electrode 420 is disposed on the lower side from the center of the opening surface of the air inlet 12 .
  • the air introduced through the air inlet 12 and the first discharge electrode 420 are It is preferable in that it can contact as much as possible.
  • the shape of the first discharge electrode 420 is not limited. However, as shown in FIG. 4 , it is preferable that the length of the air inflow direction, ie, the upward direction, is extended so as not to obstruct the flow of air, and the cross section is formed in a circular shape.
  • the dust collecting electrode 430 is made of a conductor to conduct electricity with the power supply unit 410 like the first discharge electrode 420 , and is connected to the positive electrode of the power supply unit 410 to attract negatively charged dust. Accordingly, positive charges are disposed on the surface of the dust collecting electrode 430 as shown in FIG. 5 .
  • the dust 2 charged with a negative charge by the first discharge electrode 420 receives an electric force to the dust collecting electrode 430 .
  • the dust collecting electrode 430 is spaced apart from the side surface of the first discharge electrode 420 . Accordingly, as shown in FIG. 5 , the dust 2 is drawn from the first discharge electrode 420 toward the dust collecting electrode 430 .
  • the dust collecting electrode 430 In order for the dust collecting electrode 430 to effectively attract the dust 2 charged from the first discharge electrode 420 , the dust collecting electrode 430 is spaced apart from the side surface of the first discharge electrode 420 as shown in FIG. 4 . It is preferably formed to surround the first discharge electrode 420 .
  • the length of the dust collecting electrode 430 in the vertical direction is equal to or greater than the length of the first discharge electrode 420 .
  • a guide 440 is disposed. (See Fig. 1)
  • the air flow guide 440 extends from the periphery of the air inlet 12 to the lower side and is formed in a cylindrical shape. Accordingly, the outside air moves along the air flow guide 440 , comes into contact with the first discharge electrode 420 and the dust collecting electrode 430 , and then flows into the housing 10 through the air inlet 12 .
  • the cross-sectional shape of the air flow guide 440 may be formed in a circular shape as shown in FIG. 3 , but is not limited thereto, and may be formed in various shapes such as a triangle or a square.
  • the dust collecting pole 430 is disposed at the central portion in the longitudinal direction of the air flow guide 440 so that the outer circumferential surface of the dust collecting pole 430 comes into contact with the inner circumferential surface of the air flow guide 440 .
  • the air flow guide 440 is preferably formed of an insulator so as not to conduct electricity with the first discharge electrode 420 and the dust collecting electrode 430 . Through this, not only can the dust 2 be prevented from being guided to an unexpected place, but also the risk of an accident in which the user is energized through the air flow guide 440 can be prevented.
  • the lower end 444 of the air flow guide 440 is preferably formed to have a wider cross-sectional area toward the lower side. Accordingly, a large amount of external air can be sucked, and the sucked external air can be guided to the first discharge electrode 420 and the dust collecting electrode 430 . Accordingly, since the probability that the dust 2 contained in the air contacts the first discharge electrode 420 and is charged can be increased, the dust removal rate of the dust collecting unit 40 can be further increased.
  • the upper end 442 of the air flow guide 440 is preferably formed to have a larger cross-sectional area toward the upper side. This is to match the cross-sectional area of the air flow concentrated in the first discharge electrode 420 and the dust collecting electrode 430 to the size of the air inlet 12 .
  • the cross-sectional area of the upper end 442 of the air flow guide 440 is the same as the cross-sectional area of the air inlet 12 .
  • the air flow guide 440 is coupled to the air inlet 12 .
  • a plate member 446 is formed on the upper end of the air flow guide 440 , and the plate member 446 may be coupled to the lower surface of the housing 10 with screws.
  • a dust receiver 450 is disposed on the inner peripheral surface of the lower end 444 of the air flow guide 440 in order to collect the dust 2 attracted to the inner peripheral surface of the dust collecting pole 430 by electric force. (See Fig. 2)
  • the dust receiver 450 moves from the lower edge of the air flow guide 440 to the upper side so as to collect the dust 2 when the dust 2 collected by the dust collecting pole 430 is moved in the self-weight direction by gravity. extended and formed.
  • the dust receiver 450 has an opening formed on the lower side of the dust collecting pole 430 . At this time, the dust receiver 450 is spaced apart from the inner surface of the lower end 444 of the air flow guide 440 to form a space in which the dust 2 introduced through the opening is collected and the lower side is closed.
  • the inner side of the air flow guide 440 of the dust receiver 450 so that air can be guided along the inner side of the air flow guide 440 of the dust receiver 450. It is preferably formed to be parallel to the air flow guide 440 .
  • a blocking member 480 is provided on the upper side of the dust collecting pole 430 to prevent the dust 2 attracted to the dust collecting pole 430 from being introduced into the air inlet 12 again by the first suction member 30 .
  • the blocking member 480 may be formed to be symmetrical with the dust receiver 450 as shown in FIG. 5 . Accordingly, the flow of air is disturbed at the upper side of the dust collecting pole 430 , and the dust 2 attracted to the dust collecting pole 430 does not move to the air inlet 12 .
  • the shape of the blocking member 480 does not always have to be formed to be symmetrical with the dust receiving member 450 , and the air flow formed by the first suction member 30 at the upper side of the dust collecting pole 430 may be obstructed. If there is, an embodiment is not limited. For example, although not shown in the drawings, it may be formed to protrude from the inner circumferential surface of the air flow guide 440 to the central axis in the longitudinal direction of the air flow guide 440 on the upper side of the dust collecting pole 430 .
  • the dust collecting unit 40 of the inverter device 1 having the dust collecting unit according to an embodiment of the present invention may include a second discharge electrode 460 and a third discharge electrode 470 . have.
  • the second discharge electrode 460 charges the dust 2 together with the first discharge electrode 420 to a negative charge.
  • the second discharge electrode 460 is provided to increase the contact area between the air and the discharge electrode so that the dust 2 is easily charged.
  • the second discharge electrode 460 is made of a conductor and is connected to conduct electricity with the first discharge electrode 420 so that negative charges are disposed on the surface of the second discharge electrode 460 .
  • the second discharge electrode 460 is guided to the air flow guide 440 to increase the contact area for charging the dust 2 contained in the air introduced through the air inlet 12. It is formed extending in a radial direction from a side surface. At this time, the tip of the second discharge electrode 460 in the extension direction is formed so as not to contact the dust collecting electrode 430 .
  • One or more second discharge electrodes 460 may be provided. However, as shown in FIG. 4 , since the second discharge electrode 460 also serves to structurally support the third discharge electrode 470 , which will be described later, four or more are preferably disposed.
  • first discharge electrode 420 is preferably disposed symmetrically.
  • the third discharge electrode 470 is provided to increase the contact area between the air and the discharge electrode so that the dust 2 is easily charged. Accordingly, the dust 2 is charged with a negative charge together with the first discharge electrode 420 and the second discharge electrode 460 .
  • the third discharge electrode 470 is also made of a conductor and is connected to conduct electricity with the second discharge electrode 460 so that negative charges are disposed on the surface of the third discharge electrode 470 .
  • the embodiment is not limited. However, it is preferably formed in a ring shape so as not to interfere with the flow of air introduced through the air flow guide 440 as much as possible, and is preferably formed in a circular shape as shown in FIGS. 4 and 6 .
  • the first discharge electrode 420 is disposed inside the air flow guide 440 at the center of the third discharge electrode 470 , and the third discharge electrode 470 is connected to the second discharge electrode 460 . structurally supported by
  • one or more third discharge electrodes 470 may be provided.
  • the number of the third discharge electrodes 470 may be formed differently depending on the size of the inner cross-section of the air flow guide 440 .
  • the third discharge electrode 470 may be injection-molded integrally with the second discharge electrode 460 and the first discharge electrode 420 , or may be integrally formed with the second discharge electrode 460 to be detachable from the first discharge electrode 420 . It may be formed to In the case of detachable air flow guide 440 , the shape of the second discharge electrode 460 and the shape of the third discharge electrode 470 is changed and replaced, thereby increasing compatibility.
  • FIG. 7 is a perspective view of a dust collecting unit of an inverter device having a dust collecting unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the dust collecting unit by enlarging the cross section along the line A-A' of FIG. to be.
  • the inverter device 1 having a dust collecting unit may include a dust collecting unit 50 .
  • the dust collection unit 50 is connected to the dust receiver 450 and removes the dust 2 collected inside the dust receiver 450 by discharging it to the outside of the dust receiver 450 .
  • the dust collecting unit 40 is continuously discharged by separating and discharging the dust 2 through the dust collecting unit 50 . be able to make it work.
  • the dust collection unit 50 may include a dust container 510 , a dust discharge pipe 520 , a second suction member 530 , and a centrifugal separation member 540 .
  • the dust container 510 is collected by moving the dust 2 collected in the dust receiving 450 therein.
  • the dust container 510 is disposed on the lower side of the housing 10 . (See Fig. 1)
  • the dust container (510) and the dust receiver (450) are connected to be in fluid communication through the dust discharge pipe (520).
  • the dust discharge pipe 520 may have a different length or shape depending on the location of the dust container 510 .
  • the second suction member 530 moves the dust 2 collected inside the dust receiver 450 through the dust discharge pipe 520 to the dust container 510 with air. to create flow.
  • the second suction member 530 is a configuration for forming an air flow, and may be, for example, a fan, but is not limited thereto.
  • the dust discharge pipe 520 may be coupled to the dust container 510 by the centrifugal separation member 540, the second suction member 530 is coupled to the centrifugal separation member 540, the dust discharge pipe 520 inside of air flow can be created.
  • the centrifugal separation member 540 separates only the dust 2 in the air discharged through the dust discharge pipe 520 and collects it in the dust container 510 . At this time, the air from which the dust 2 is removed is discharged to the outside through the second suction member 530 .
  • the centrifugal separation member 540 of the inverter device 1 having a dust collecting unit includes a body 542 , an air outlet 544 , a dust inlet 546 , and a dust outlet 548 . ) can be provided.
  • the body 542 of the centrifugal separation member 540 is formed in a cylindrical shape as shown in FIG. At this time, the body 542 is preferably formed so that the cross section becomes narrower toward the lower side.
  • a dust inlet 546 is formed on the side of the body 542 , and a dust outlet pipe 520 is connected to the dust inlet 546 . Accordingly, the dust 2 inside the dust receiver 450 is introduced into the body 542 of the centrifugal separation member 540 while being included in the air flow formed by the centrifugal separation member 540 through the dust discharge pipe 520. .
  • the dust discharge pipe 520 connected to the dust suction port 546 is the center of the body 542 in the air flow direction C1 of the dust discharge pipe 520 and the dust suction port 546 as shown in FIG. 8 . It is formed to have a predetermined angle ( ⁇ ) without the direction (C2) facing toward it.
  • the air introduced into the body 542 through the dust discharge pipe 520 rotates along the inner circumferential surface of the body 542 .
  • the dust (2) contained in the air receives a centrifugal force, is separated from the air, continues to rotate along the inner peripheral surface of the body (542).
  • an air outlet 544 is formed on the upper surface of the body 542 . Air is introduced through the dust inlet 546 into the air outlet 544, and the air separated from the dust 2 is discharged.
  • the second suction member 530 is coupled to the air outlet 544 .
  • the second suction member 530 forms a flow of air from the inside to the outside of the body 542 through the air outlet 544, so that the air eventually passes from the dust receiver 450 through the dust discharge pipe 520 and the body 542. Allow it to escape through an air outlet (544).
  • the flow direction of the air separated from the dust 2 in the air outlet 544 is preferably directed to the air flow guide 440 side.
  • a dust outlet 548 is formed on the lower end surface of the body 542.
  • the dust (2) remaining inside the body (542) receives gravity and moves downward.
  • the dust 2 moves to the dust outlet 548 while performing a spiral motion along the inner circumferential surface of the body 542 .
  • the dust container 510 is detachably coupled to the dust outlet 548 , and the dust 2 discharged to the dust outlet 548 is collected in the dust container 510 .
  • the user can easily manage the dust collecting unit 40 by separating only the dust container 510 and removing the dust 2 collected inside the dust container 510 .
  • the inverter device having the dust collecting unit according to an embodiment of the present invention has been described, but the dust collecting unit of the inverter device according to the present embodiment is not applicable only to the inverter device, and various types of air flowing into the housing are described. Applicability to electronic devices in the field will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

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Abstract

집진 유닛을 구비한 인버터 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 일면에 공기 유입구가 형성되고 타면에 공기 유출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자; 상기 하우징의 내부에 배치되는 제 1 흡입 부재; 및 상기 공기 유입구의 일측에 배치되는 집진 유닛; 을 포함할 수 있다.

Description

집진 유닛을 구비한 인버터 장치
본 발명은 인버터 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인버터용 전기 소자를 냉각 시 사용되는 공기에 포함된 분진을 제거하기 위한 집진 유닛을 구비한 인버터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인버터는 전기적으로 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키는 정지식 전력 변환장치로서, 역변환장치라고도 한다. 이와 반대로, 교류(AC)를 직류(DC)로 변환시키는 장치로 컨버터(converter) 또는 정류기가 있다.
최근에는 인버터 내에 교류를 직류로 바꾸는 컨버터 기능과 직류를 교류로 전환하는 인버터 기능을 포괄하고 있는 추세에 있다.
인버터 내부에는 전력을 변화시키기 위하여 전원을 공급하는 파워 모듈, 정류 기능을 담당하는 필터부, 축전 기능을 하는 커패시터부, 제어를 담당하는 제어부 등의 인버터용 소자가 배치된다.
인버터가 작동하는 동안 이러한 인버터용 소자에서 열이 상당히 발생하므로 일반적인 인버터의 경우 이러한 열을 방출시키기 위하여 공랭식 냉각 구조가 사용된다.
즉, 인버터용 소자가 내부에 배치되는 하우징의 일측과 타측에 공기 유입구 및 공기 유출구를 구비하고 외부의 공기를 팬(fan)을 이용하여 공기 유입구를 통해 하우징 내부에 유입시켜 인버터용 소자를 냉각시킨다.
이 때, 외부의 공기에는 분진이 포함되어 있으므로, 인버터 하우징 내부에 분진이 축적되어 인버터의 고장을 유발하게 되는 문제가 있다.
일반적으로 팬의 작동을 방해할 수 있는 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 공기 유입구 측에 그릴이 배치되기도 하나, 이러한 그릴은 미세한 먼지가 인버터 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하기 어렵다는 한계가 있다.
또한, 미세 먼지를 제거하기 위해 공기 유입구 측에 필터를 설치하는 경우 공기의 흐름이 원활하게 이루어지기 어려워 냉각효율이 떨어지는 한계가 있다.
이에 따라, 인버터 하우징 내부로 미세한 먼지가 유입되지 않도록 할 수 있는 인버터 장치의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은, 하우징 내부로 미세먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 집진 유닛에 의해 유인된 분진을 수거하여 유인된 분진이 다시 하우징 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는, 일면에 공기 유입구가 형성되고 타면에 공기 유출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자; 상기 전기 소자를 냉각시키기 위해 외부 공기가 상기 공기 유입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되고 상기 공기 유출구로 유출되는 공기의 흐름을 생성하도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 제 1 흡입 부재; 및 상기 공기 유입구로 유입되는 상기 공기에 포함된 분진을 제거하도록 상기 공기 유입구의 일측에 배치되는 집진 유닛; 을 포함하고, 상기 집진 유닛은 마이너스로 대전되는 제 1 방전극; 상기 제 1 방전극으로부터 이격되어 배치되고 플러스로 대전되는 집진극; 상기 외부 공기가 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극을 경유하여 상기 공기 유입구로 유입되도록 상기 공기 유입구의 둘레부로부터 하부 측으로 연장 형성되는 공기 유동 가이드; 및 상기 집진극에 유인된 상기 분진을 수거하기 위하여 상기 집진극의 하부에 배치되는 분진 받이; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 집진 유닛에 전력을 공급하는 전원부; 를 포함하고, 상기 제 1 방전극은 상기 전원부의 마이너스 단자에 연결되고, 상기 집진극은 상기 전원부의 플러스 단자에 연결될 수 있다.
이 때, 상기 전원부는 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 연결되어 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 전력을 공급할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극은 상기 공기 유동 가이드의 연장 방향으로 연장 형성되고, 상기 집진극은 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 이격되며 상기 공기 유동 가이드의 내주면에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극과 통전되고 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되는 하나 이상의 제 2 방전극; 을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 2 방전극과 통전되고 고리 형상으로 형성되며 상기 제 2 방전극에 의해 지지되는 하나 이상의 제 3 방전극; 을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 분진 받이는 상기 공기 유동 가이드의 하단부 내주면 측에 상기 분진이 수거되는 공간이 형성되도록 상기 공기 유동 가이드의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극은 상기 공기 유동 가이드의 길이 방향 중앙부에 배치되고, 상기 공기 유동 가이드는 상기 중앙부에서 양단부로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 분진 받이에 수거된 상기 분진을 수집하기 위하여 상기 분진 받이와 연결되는 분진 수집 유닛; 을 포함할 수 있다.
이 때, 분진 회수 유닛은 상기 분진이 수집되는 분진 용기; 상기 분진 용기와 상기 분진 받이가 유체 소통 가능하도록 연결하는 분진 배출관; 및 상기 분진 받이로부터 상기 용기로 상기 분진이 이동하도록 유동을 형성하는 제 2 흡입 부재; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 분진 배출관으로부터 배출된 공기에서 분진을 분리하여 상기 분진 용기로 수집하기 위해 상기 분진 배출관의 일단에 구비되어 상기 분진 배출관과 상기 분진 용기를 연결하는 원심 분리 부재; 를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 원심 분리 부재는 원통형 몸체, 상기 몸체 상단면에 형성되어 상기 제 2 흡입 부재에 연결되는 공기 배출구, 상기 몸체 하단면에 형성되어 상기 분진 용기에 연결되는 분진 배출구 및 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 분진 배출관이 연결되는 분진 유입구를 구비하고, 상기 분진 배출관은 배출된 분진이 상기 몸체의 내주면을 따라 회전하도록 상기 분진 유입구에서 상기 몸체의 중심을 향하는 방향과 상기 분진이 배출되는 방향이 소정의 각도를 갖도록 상기 분진 유입구에 연결될 수 있다.
이 때, 상기 몸체의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는, 하우징 내부에 배치된 소자를 냉각하기 위해 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 분진을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 인버터 장치 내부로 먼지가 유입되는 것을 방지하여 인버터 장치의 내구성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치는 분진이 제거된 공기를 이용하여 온도가 높아진 전기 소자를 냉각시킴으로써 냉각효율을 높일 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 일방향에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 타방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 공기 유동 가이드를 제거한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진유닛의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 분진 수집 유닛의 사시도이다.
도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 단면을 확대하여 분진 수집 유닛을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다. 도면에서 구성의 특징을 명확하게 표현하기 위하여 두께나 크기를 과장되게 나타내었으며, 도면에서 나타낸 구성의 두께나 크기를 실제와 같이 나타내는 것은 아니다.
이하에서는 도 1의 X축 방향은 상측 방향, Y축 방향은 우측 방향, Z축 방향은 전방 방향으로 규정하여 설명한다. 따라서, X축 방향의 반대 방향은 하측 방향, Y축 방향의 반대 방향은 좌측 방향, Z축 방향의 반대 방향은 후방 방향으로 규정하여 설명한다
본 발명은 하우징 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자를 냉각시키기 위하여 외부 공기를 하우징 내부로 순환시키는 냉각 구조를 갖춘 인버터 장치에 있어서, 외부 공기가 하우징 내부로 유입되기 전 외부 공기에 포함된 분진을 제거할 수 있는 인버터 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 일방향에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치를 타방향에서 바라본 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는, 하우징(10), 인버터용 전기 소자(미도시), 제 1 흡입 부재(30) 및 집진 유닛(40)을 구비한다.
하우징(10)은 내부에 인버터를 구성하는 구성요소들을 보호하기 위한 구성요소이며, 그 형상에는 제한이 없다. 일 예로, 하우징은 도 1에 도시된 바와 같이 박스형으로 형성될 수 있다.
하우징(10)의 내부에 인버터용 전기 소자(미도시)들이 배치된다. 인버터용 전기 소자(미도시)는 인버터 장치(1)가 작동함으로써 전기적으로 직류(DC)를 교류(AC)로 변환시키기 위해 필요한 구성으로서, 예를 들면, 인버터용 전기 소자(미도시)는 커패시터, 코일 등 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
인버터 장치(1)를 작동시키는 동안 인버터용 전기 소자(미도시)에서는 열이 발생한다. 이와 같이 인버터용 전기 소자(미도시)에서 발생되는 열을 냉각시키기 위하여 외부의 공기가 이용된다.
이를 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 외부의 공기를 유입시기 위하여 하우징(10) 하측에는 공기 유입구(12)가 형성된다. 공기 유입구(12)를 통해 유입된 공기가 인버터용 전기 소자(미도시)를 냉각시키고, 인버터용 전기 소자(미도시)를 냉각시킨 공기는 하우징(10)의 상측에 형성된 공기 유출구(14)를 통해 유출된다.
이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는 제 1 흡입 부재(30)를 구비할 수 있다.
제 1 흡입 부재(30)는 외부 공기가 공기 유입구(12)를 통해 하우징(10) 내부로 유입되고 다시 공기 유출구(14)로 유출되는 공기의 흐름을 생성한다.
제 1 흡입 부재(30)가 공기의 흐름을 만들기 위한 구성으로서, 예를 들면 팬(fan)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제 1 흡입 부재(30)는 상대적으로 온도가 낮은 외부 공기를 공기 유입구(12)를 통해 유입시키고 유입된 공기가 인버터용 전기 소자(미도시)를 거치면서 열을 전달받게 된다. 제 1 흡입 부재(30)는 지속적으로 외부의 차가운 공기를 내부로 공급함으로써 하우징(10) 내부의 가열된 공기가 공기 유출구(14)를 통해 외부로 유출된다. 따라서, 제 1 흡입 부재(30)는 공기가 인버터 장치(1) 내부의 열을 외부로 지속적으로 전달하게 한다.
이 때, 제 1 흡입 부재(30)가 지속적으로 공기를 순환시킴에 따라 공기에 포함된 분진(2)도 함께 하우징(10) 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 분진(2)은 하우징(10) 내부에 축적되어 인버터용 전기 소자(미도시)의 냉각 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 인버터 장치(1)의 고장을 유발한다.
따라서, 공기 유입구(12)로 유입되는 외부 공기에 포함된 분진(2)을 제거하기 위하여 공기 유입구(12)의 하측에는 도 1에 도시된 바와 같이 집진 유닛(40)이 배치된다.
집진 유닛(40)은 외부로부터 유입되는 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시켜서 제거하는데, 이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 이에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 공기 유동 가이드를 제거한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 단면도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 집진 유닛의 저면도이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 집진 유닛(40)은 전원부(410), 제 1 방전극(420), 집진극(430), 공기 유동 가이드(440) 및 분진 받이(450)이다.
전원부(410)는 집진 유닛(40)에 전력을 공급하여 집진 유닛(40)이 전기력을 이용해 분진(2)을 수집할 수 있도록 한다.
전원부(410)는 집진 유닛(40)에 전력을 공급하기 위한 구성으로서, 예를 들면 배터리일 수 있다. 이와 같은 전원부(410)의 종류는 제한이 없으며, 집진 유닛(40)에 전력을 공급할 수 있는 구성이라면, 공지된 다양한 제품이 적용될 수 있다. 또한, 전원부(410)는 인버터 장치(1)에 전력을 공급하는 전원 장치(미도시)와 일체로 형성될 수도 있다.
제 1 방전극(420)은 전원부(410)와 통전되도록 전도체로 이루어지며 전원부(410)의 마이너스 극과 연결된다. 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 방전극(420)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 1 방전극(420)은 공기 유입구(12)로 유입되는 공기가 경유할 수 있도록 공기 유입구(12)의 하측에 배치된다. 이에 따라 공기 중의 분진(2)이 제 1 방전극(420)의 표면에 접촉하면 마이너스 전하로 대전된다.
이 때, 제 1 방전극(420)은 도 4에 도시된 바와 같이 공기 유입구(12)의 개구면 중앙으로부터 하측에 배치되는 것이 공기 유입구(12)를 통해 유입되는 공기와 제 1 방전극(420)이 최대한 접촉할 수 있다는 점에서 바람직하다.
제 1 방전극(420)의 형상에는 제한이 없다. 다만, 도 4에 도시된 바와 같이 공기의 유동 흐름을 방해하지 않도록 공기가 유입되는 방향, 즉 상측 방향으로 길이 연장되고 단면이 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
집진극(430)은 제 1 방전극(420)과 마찬가지로 전원부(410)와 통전되도록 전도체로 이루어지며, 마이너스 전하로 대전된 분진을 유인하기 위해 전원부(410)의 플러스 극과 연결된다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 집진극(430)의 표면에는 플러스 전하가 배치된다.
이에 따라, 제 1 방전극(420)에 의하여 마이너스 전하로 대전된 분진(2)이 집진극(430)으로 전기력을 받게 된다.
이 때, 집진극(430)은 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 이격 배치된다. 이에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이 분진(2)이 제 1 방전극(420)으로부터 집진극(430) 측으로 유인된다.
제 1 방전극(420)으로부터 대전된 분진(2)을 집진극(430)이 효과적으로 유인하기 위하여 집진극(430)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 이격된 채로 제 1 방전극(420)을 감싸도록 형성되는 것이 바람직하다.
이 때 집진극(430)의 상하 방향의 길이는 제 1 방전극(420)이 연장된 길이와 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제 1 흡입 부재(30)에 의해 흡입되는 외부 공기가 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)을 반드시 경유하여 공기 유입구(12)로 유입되도록 공기 유입구(12)의 하부 측에는 공기 유동 가이드(440)가 배치된다. (도 1 참조)
공기 유동 가이드(440)는 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유입구(12)의 둘레부로부터 하부 측으로 연장되어 통형으로 형성된다. 이에 따라, 외부 공기는 공기 유동 가이드(440)를 따라 이동되고 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)에 접촉한 뒤 공기 유입구(12)를 통해 하우징(10) 내부로 유입된다.
이 때, 공기 유동 가이드(440)의 단면 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고 예를 들어 삼각형, 사각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이 때, 도 4에 도시된 바와 같이 공기 유동 가이드(440)의 길이 방향 중앙부에는 집진극(430)의 외주면이 공기 유동 가이드(440)의 내주면에 맞닿도록 집진극(430)이 배치된다.
공기 유동 가이드(440)는 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)과 통전되지 않도록 절연체로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 예상치 못한 곳으로 분진(2)이 유도되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 공기 유동 가이드(440)를 통해 통전되는 사고의 위험을 방지할 수 있다.
한편, 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 대량의 외부의 공기를 흡입할 수 있을 뿐만 아니라, 흡입된 외부 공기를 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)으로 유도할 수 있다. 따라서, 공기에 포함된 분진(2)이 제 1 방전극(420)에 접촉하여 대전될 확률을 높일 수 있으므로, 집진 유닛(40)의 분진 제거율을 보다 높일 수 있게 된다.
이 때, 공기 유동 가이드(440)의 상단부(442)도 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 측으로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제 1 방전극(420) 및 집진극(430)에 집중된 공기 유동의 단면적을 공기 유입구(12)의 크기에 맞추기 위함이다.
따라서 공기 유동 가이드(440)의 상단부(442)의 단면적 크기는 공기 유입구(12)의 단면적의 크기와 같도록 형성되는 것이 바람직하다.
공기 유동 가이드(440)가 공기 유입구(12)에 결합되는 구조에는 제한이 없다. 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이 공기 유동 가이드(440)의 상단에 판 부재(446)가 형성되고 판 부재(446)가 하우징(10) 하단면과 나사로 결합될 수 있다.
이 때 전기력에 의해 집진극(430)의 내주면으로 유인된 분진(2)을 수거하기 위하여 분진 받이(450)가 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)의 내주면에 배치된다. (도 2 참조)
분진 받이(450)는 집진극(430)에 포집된 분진(2) 중력에 의하여 자중 방향으로 이동되는 경우에 분진(2)을 수거할 수 있도록 공기 유동 가이드(440)의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장되어 형성된다.
이를 보다 상세하게 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)는 집진극(430)의 하부 측에 개구부가 형성된다. 이 때, 개구부를 통해 유입된 분진(2)이 포집되는 공간이 형성되도록 분진 받이(450)는 공기 유동 가이드(440)의 하단부(444)의 내부면과 이격되고 하부 측이 폐쇄되도록 형성된다.
이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)의 공기 유동 가이드(440) 내부 측 면을 따라 공기가 유도될 수 있도록 분진 받이(450)의 공기 유동 가이드(440) 내부 측 면이 공기 유동 가이드(440)와 평행하도록 형성되는 것이 바람직하다.
집진극(430)으로 유인된 분진(2)이 제 1 흡입 부재(30)에 의하여 재차 공기 유입구(12)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 집진극(430)의 상부 측에는 차단 부재(480)가 구비될 수 있다.
차단 부재(480)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 분진 받이(450)와 대칭되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 집진극(430)의 상부 측에서는 공기의 흐름이 방해받게 되고 집진극(430)으로 유인된 분진(2)은 공기 유입구(12)로 이동하지 않게 된다.
다만, 차단 부재(480)의 형상이 항상 분진 받이(450)와 대칭되도록 형성되어야 하는 것은 아니며 집진극(430)의 상부 측에서 제 1 흡입 부재(30)에 의해 형성되는 공기 유동을 방해할 수 있으면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 집진극(430)의 상부 측에 공기 유동 가이드(440)의 내주면으로부터 공기 유동 가이드(440)의 길이 방향 중심 축으로 돌출 형성될 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 집진 유닛(40)은 제 2 방전극(460) 및 제 3 방전극(470)을 구비할 수 있다.
제 2 방전극(460)은 제 1 방전극(420)과 함께 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시킨다. 제 2 방전극(460)은 분진(2)이 대전되기 용이하도록 공기와 방전극 사이의 접촉면적을 넓히기 위하여 구비된다.
따라서, 제 2 방전극(460)은 전도체로 이루어지며 제 1 방전극(420)과 통전되도록 연결되어 제 2 방전극(460)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 2 방전극(460)은 공기 유동 가이드(440)에 유도되어 공기 유입구(12)를 통해 유입되는 공기에 포함된 분진(2)을 대전 시킬 수 있는 접촉 면적을 넓히기 위해 제 1 방전극(420)의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되어 형성된다. 이 때, 제 2 방전극(460)의 연장 방향 측 선단은 집진극(430)에 닿지 않도록 형성된다.
제 2 방전극(460)은 하나 이상 구비될 수 있다. 다만, 제 2 방전극(460)은 후술하는 제 3 방전극(470)을 구조적으로 지지하는 역할도 함으로 도 4에 도시된 바와 같이, 4개 이상 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 제 2 방전극(460)이 구비되는 경우에는 후술하는 제 3 방전극(470)을 견고하게 지지하기 위하여 제 1 방전극(420)의 측면에 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 방전극(420)을 중심으로 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)과 마찬가지로 분진(2)이 대전되기 용이하도록 공기와 방전극 사이의 접촉면적을 넓히기 위하여 구비된다. 따라서, 제 1 방전극(420) 및 제 2 방전극(460)과 함께 분진(2)을 마이너스 전하로 대전시킨다.
따라서, 제 3 방전극(470)도 전도체로 이루어지며 제 2 방전극(460)과 통전되도록 연결되어 제 3 방전극(470)의 표면에는 마이너스 전하가 배치된다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)에 연결되어 분진(2)이 접촉할 수 있는 면적을 넓힐 수 있으면 실시예에 제한이 있는 것은 아니다. 다만, 공기 유동 가이드(440)를 통하여 유입되는 공기의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 고리 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 원형으로 형성되는 것이 바람직하다.
이 때, 제 3 방전극(470)의 중심에는 제 1 방전극(420)이 배치되도록 공기 유동 가이드(440)의 내부에 배치되는 것이 바람직하며, 제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460)에 의하여 구조적으로 지지된다.
제 3 방전극(470)은 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상 구비될 수 있다. 제 3 방전극(470)의 개수는 공기 유동 가이드(440)의 내부 단면의 크기에 따라 다르게 형성될 수 있다.
제 3 방전극(470)은 제 2 방전극(460) 및 제 1 방전극(420)과 일체로 사출 형성될 수도 있고, 제 2 방전극(460)과 일체로 형성되어 제 1 방전극(420)으로 탈착이 가능하도록 형성될 수도 있다. 탈착 가능한 경우에는 공기 유동 가이드(440)의 형상에 따라 제 2 방전극(460) 및 제 3 방전극(470)의 형상을 달리하여 교체함으로써 호환성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치의 분진 수집 유닛의 사시도이고, 도 8은 도 7의 A-A'선을 따라 단면을 확대하여 분진 수집 유닛을 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)는 분진 수집 유닛(50)을 구비할 수 있다.
분진 수집 유닛(50)은 분진 받이(450)와 연결되어 분진 받이(450) 내부에 수거된 분진(2)을 분진 받이(450) 외부로 배출시켜 제거한다.
이에 따라, 집진극(430)에 의하여 분진(2)이 유인되어 분진 받이(450)에 축적되더라도, 분진 수집 유닛(50)을 통해 분진(2)을 분리 배출시킴으로써 집진 유닛(40)을 지속적으로 작동시킬 수 있게 된다.
이 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 분진 수집 유닛(50)은 분진 용기(510), 분진 배출관(520), 제 2 흡입 부재(530) 및 원심 분리 부재(540)를 구비할 수 있다.
분진 용기(510)는 내부에 분진 받이(450)에 수거된 분진(2)이 이동하여 수집된다.
분진 용기(510)가 배치되는 위치에는 제한이 없다. 예를 들면, 하우징(10)의 하부 측에 배치될 수 있다. (도 1 참조)
이 때, 분진(2)을 이동시키기 위하여 분진 용기(510)와 분진 받이(450)는 분진 배출관(520)을 통하여 유체 소통 가능하도록 연결된다.
분진 배출관(520)은 분진 용기(510)의 위치에 따라 길이나 모양이 달라 질 수 있다.
이 때, 제 2 흡입 부재(530)는 도 6에 도시된 바와 같이, 분진 배출관(520)을 통해 분진 받이(450) 내부에 수거된 분진(2)이 분진 용기(510)로 공기와 함께 이동할 수 있도록 유동을 형성시킨다.
제 2 흡입 부재(530)가 공기 유동을 형성하기 위한 구성으로서, 예를 들면 팬(fan)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 분진 배출관(520)은 원심 분리 부재(540)에 의하여 분진 용기(510)와 결합할 수 있으며, 제 2 흡입 부재(530)는 원심 분리 부재(540)에 결합하여 분진 배출관(520) 내부의 공기 유동을 형성할 수 있다.
원심 분리 부재(540)는 분진 배출관(520)을 통하여 배출되는 공기 중 분진(2)만을 분리하여 분진 용기(510)에 수집한다. 이 때, 분진(2)이 제거된 공기는 제 2 흡입 부재(530)를 거쳐 외부로 배출된다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치(1)의 원심 분리 부재(540)는 몸체(542), 공기 배출구(544), 분진 흡입구(546) 및 분진 배출구(548)를 구비할 수 있다.
원심 분리 부재(540)의 몸체(542)는 도 7에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성된다. 이 때, 몸체(542)는 하부 측으로 갈수록 단면이 좁아지도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(542)의 측면에는 분진 흡입구(546)가 형성되며 분진 흡입구(546)에는 분진 배출관(520)이 연결된다. 이에 따라 분진 받이(450) 내부의 분진(2)은 분진 배출관(520)을 통해 원심 분리 부재(540)로 형성된 공기 유동에 포함된 채로 원심 분리 부재(540)의 몸체(542) 내부로 유입된다.
이 때, 분진 흡입구(546)에 연결되는 분진 배출관(520)은 도 8에 도시된 바와 같이, 분진 배출관(520)의 공기 유동 방향(C1)과 분진 흡입구(546)에서 몸체(542)의 중심을 향하는 방향(C2)이 일치하지 않고 소정의 각도(θ)를 갖도록 형성된다.
이를 통해 분진 배출관(520)을 통해 몸체(542) 내부로 유입된 공기는 몸체(542)의 내주면을 따라 회전하게 된다. 이 때, 공기에 포함된 분진(2)은 원심력을 받으며 공기와 분리되어 몸체(542)의 내주면을 따라 계속 회전하게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(542)의 상단면에는 공기 배출구(544)가 형성된다. 공기 배출구(544)로는 분진 흡입구(546)를 통해 유입되어 분진(2)과 분리된 공기가 배출된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 공기 배출구(544)에는 제 2 흡입 부재(530)가 결합된다. 제 2 흡입 부재(530)는 공기 배출구(544)로 몸체(542) 내부에서 외부로 공기의 유동을 형성함으로써 종국적으로 공기가 분진 받이(450)로부터 분진 배출관(520) 및 몸체(542)를 거쳐 공기 배출구(544)를 통해 빠져나갈 수 있도록 한다.
이 때, 공기 배출구(544)에서 분진(2)과 분리된 공기의 유동 방향은 공기 유동 가이드(440) 측으로 향하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 몸체(542)의 하단면에는 도 7에 도시된 바와 같이, 분진 배출구(548)가 형성된다. 공기 배출구(544)를 통하여 분진(2)과 분리된 공기가 배출되면, 몸체(542) 내부에 남겨진 분진(2)은 중력을 받아서 아래로 움직이게 된다.
이 때, 몸체(542)의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면이 좁아지므로 분진(2)은 몸체(542)의 내주면을 따라 나선 운동을 하면서 분진 배출구(548)로 이동하게 된다.
이 때, 분진 배출구(548)에는 분진 용기(510)가 탈착 가능하도록 결합되며, 분진 배출구(548)로 배출된 분진(2)이 분진 용기(510)에 수집되게 된다.
이에 따라, 사용자는 분진 용기(510)만을 분리하여 분진 용기(510) 내부에 수집된 분진(2)을 제거함으로써 집진 유닛(40)을 쉽게 관리할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 유닛을 구비한 인버터 장치에 대하여 설명하였으나, 본 실시예에 따른 인버터 장치의 집진 유닛은 인버터 장치에만 적용될 수 있는 것은 아니며, 하우징 내부로 공기를 유동시키는 다양한 분야의 전자 장치에 적용될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 일면에 공기 유입구가 형성되고 타면에 공기 유출구가 형성되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 인버터용 전기 소자;
    상기 전기 소자를 냉각시키기 위해 외부 공기가 상기 공기 유입구를 통해 상기 하우징 내부로 유입되고 상기 공기 유출구로 유출되는 공기의 흐름을 생성하도록 상기 하우징의 내부에 배치되는 제 1 흡입 부재; 및
    상기 공기 유입구로 유입되는 상기 공기에 포함된 분진을 제거하도록 상기 공기 유입구의 일측에 배치되는 집진 유닛; 을 포함하고,
    상기 집진 유닛은
    마이너스로 대전되는 제 1 방전극;
    상기 제 1 방전극으로부터 이격되어 배치되고 플러스로 대전되는 집진극;
    상기 외부 공기가 상기 제 1 방전극 및 상기 집진극을 경유하여 상기 공기 유입구로 유입되도록 상기 공기 유입구의 둘레부로부터 하부 측으로 연장 형성되는 공기 유동 가이드; 및
    상기 집진극에 유인된 상기 분진을 수거하기 위하여 상기 집진극의 하부에 배치되는 분진 받이; 를 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진 유닛에 전력을 공급하는 전원부; 를 포함하고,
    상기 제 1 방전극은 상기 전원부의 마이너스 단자에 연결되고,
    상기 집진극은 상기 전원부의 플러스 단자에 연결되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원부는 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 연결되어 상기 인버터용 전기 소자 및 상기 제 1 흡입 부재에 전력을 공급하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극은 상기 공기 유동 가이드의 연장 방향으로 연장 형성되고,
    상기 집진극은 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 이격되며 상기 공기 유동 가이드의 내주면에 배치되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극과 통전되고 상기 제 1 방전극의 측면으로부터 방사 방향으로 연장되는 하나 이상의 제 2 방전극; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 방전극과 통전되고 고리 형상으로 형성되며 상기 제 2 방전극에 의해 지지되는 하나 이상의 제 3 방전극; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 분진 받이는 상기 공기 유동 가이드의 하단부 내주면 측에 상기 분진이 수거되는 공간이 형성되도록 상기 공기 유동 가이드의 하단 테두리부로부터 상부 측으로 연장 형성되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방전극 및 상기 집진극은 상기 공기 유동 가이드의 길이 방향 중앙부에 배치되고,
    상기 공기 유동 가이드는 상기 중앙부에서 양단부로 갈수록 단면적이 넓어지도록 형성되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 분진 받이에 수거된 상기 분진을 수집하기 위하여 상기 분진 받이와 연결되는 분진 수집 유닛; 을 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    분진 수집 유닛은
    상기 분진이 수집되는 분진 용기;
    상기 분진 용기와 상기 분진 받이가 유체 소통 가능하도록 연결하는 분진 배출관; 및
    상기 분진 받이로부터 상기 용기로 상기 분진이 이동하도록 유동을 형성하는 제 2 흡입 부재; 를 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 분진 배출관으로부터 배출된 공기에서 분진을 분리하여 상기 분진 용기로 수집하기 위해 상기 분진 배출관의 일단에 구비되어 상기 분진 배출관과 상기 분진 용기를 연결하는 원심 분리 부재; 를 포함하는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 원심 분리 부재는 원통형 몸체, 상기 몸체 상단면에 형성되어 상기 제 2 흡입 부재에 연결되는 공기 배출구, 상기 몸체 하단면에 형성되어 상기 분진 용기에 연결되는 분진 배출구 및 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 분진 배출관이 연결되는 분진 유입구를 구비하고,
    상기 분진 배출관은 배출된 분진이 상기 몸체의 내주면을 따라 회전하도록 상기 분진 유입구에서 상기 몸체의 중심을 향하는 방향과 상기 분진이 배출되는 방향이 소정의 각도를 갖도록 상기 분진 유입구에 연결되는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체의 하단부는 하부 측으로 갈수록 단면적이 작아지는, 집진 유닛을 구비한 인버터 장치.
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