KR102483452B1 - 방열수단을 구비한 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방열수단을 구비한 수배전반에 관한 것으로, 전기기기를 수용하기 위한 수납공간를 형성한 외함 본체; 및 상기 외함 본체의 수납공간을 개폐 가능하게 하는 개폐도어를 포함하되, 상기 외함 본체와 개폐도어에는 내,외부를 관통하는 적어도 하나 이상의 방열 커팅홀이 형성되며, 상기 방열 커팅홀에는 상기 전기기기에서 발생하는 열을 방열시키는 방열수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 외함 본체 내부에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터 미세 먼지 및 수분 등이 침입하는 것을 근본적을 차단할 수 있으며 긴밀한 밀폐형 구조에 의한 작동 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

Description

방열수단을 구비한 수배전반{distribution board having heat sink}

본 발명은 방열수단을 구비한 수배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기기기에서 발생하는 열을 열교환을 통해 방열시키는 방열수단을 구성하여 우수한 냉각 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 수분 및 이물질이 수배전반으로 침입하는 것을 근본적으로 차단시킬 수 있는 방열수단을 구비한 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로, 공장, 빌딩, 병원, APT 단지 및 각종 산업 시설에서는 3상 교류전력을 사용하므로 대전력이 요구되며, 발전소로부터 송전선로를 통하여 공급되는 수만 볼트(V)의 교류 전압을 변압기를 통해 수천 볼트(V)의 교류전압으로 감압하고 이 감압된 교류 전압을 공장의 각 설비로 공급하기 위한 수배전반이 구비된다.

이와 같은 수배전반은 전력을 필요로 하는 장소에 설치되어 전력 공급처에서 공급되는 특고압의 전기를 실제 사용하는 각종 설비 및 장비의 정격에 맞는 낮은 전압 및 정격 용량으로 변환시켜 전기 시설물을 안전하게 사용할 수 있도록 조작/제어 및 감시하는 장치이다.

이러한 수배전반은 외함 본체 내부에 차단기를 비롯하여 공급되는 전기의 조작, 제어 및 감시를 위한 각종 전기기기들이 설치되는데, 각종 전기기기들이 작동될 때 수배전반의 내부에서는 매우 높은 고열이 발생하여 열화 현상에 의한 각종 장치의 손상을 유발시키게 된다.

특히, 수배전반에 설치되는 각종 전기기기 중 변압기는 그 발열량이 커서 이에 대한 냉각이 반드시 필요하다.

이에 종래에는 수배전반을 냉각시키기 위한 방안으로, 외함 본체 자체에 다수의 슬릿을 반복적으로 배열 형성하는 것과, 내부의 가열된 공기를 강제 배출시키는 배기휀을 장착하는 구조가 가장 일반적으로 보편화되어 있고, 경우에 따라서는 수냉식 혹은 공랭식 냉각 수단이 별도로 구비되기도 한다.

예컨대, 한국등록특허공보 제10-1598824호에 의해서 각종 함체의 내부 열기가 경사상 지붕판을 통해 상부 코너 부분으로 유도되어 효과적으로 배출될 수 있도록 한 수배전반이 안출된 바 있으며, 한국등록특허공보 제10-1362736호의 경우 함체의 내부에 자연풍 통로를 형성하여 상기 자연풍 통로를 통해 외기가 함체 내부를 통과하면서 함체 내부의 열기에 대한 방열이 자연스럽게 이루어지도록 한 바 있다.

이러한 종래기술에 따라 외함의 방열 대책은 대류 순환에 의한 방식으로, 에너지 절감 및 제작효율성의 측면에서 유리한 점을 갖고 있으나, 천정부로 공기를 유도시킨 후 각 코너로 공기가 집중되게 한 상태에서 배출되게 하므로 공기의 순환 속도 및 순환량이 떨어져 방열 효과가 매우 미약한 단점을 갖고 있는 것이고, 자연풍을 이용한 통로 구조는 외부로 노출되어 있어 비가 내리거나 바람이 부는 등 우천시 취약한 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-1598824호(2016.02.24) 한국등록특허공보 제10-1362736호(2014.02.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수배전반 전기기기에서 발생하는 열을 열교환을 통해 방열시키는 방열수단을 구성하여 우수한 냉각 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 수분 및 이물질이 수배전반으로 침입하는 것을 근본적으로 차단시킬 수 있는 방열수단을 구비한 수배전반을 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 방열수단을 구비한 수배전반은, 전기기기를 수용하기 위한 수납공간를 형성한 외함 본체; 및 상기 외함 본체의 수납공간을 개폐 가능하게 하는 개폐도어를 포함하되, 상기 외함 본체와 개폐도어에는 내,외부를 관통하는 적어도 하나 이상의 방열 커팅홀이 형성되며, 상기 방열 커팅홀에는 상기 전기기기에서 발생하는 열을 방열시키는 방열수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 방열수단은 상기 방열 커팅홀을 폐쇄시키도록 마감하되 상기 방열 커팅홀과 연통하는 연통홀을 형성한 마감플레이트, 상기 마감플레이트의 연통홀에 설치되며 외측 방열판과 내측 방열판을 구비한 방열부재, 상기 외측 방열판 및 내측 방열판을 각각 향하는 방향으로 배치되는 제1 및 제2 방열팬, 상기 제1, 2 방열팬을 고정시키며 기체가 각 방열판의 핀 사이의 공간을 따라 길게 뻗어나갈 수 있도록 안내하는 방열판 가이드로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 방열부재는 외측 방열판과 내측 방열판이 서로 분할된 상태로 착탈결합이 이루어지는 조립체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 외측 방열판에 설치되는 방열판 가이드는 상기 외측 방열판 및 제1 방열팬을 감싸는 상태로 내측으로 수용하는 용기형태의 구조이며, 상기 내측 방열판에 설치되는 방열판 가이드는 상기 내측 방열판과 제2 방열팬 사이에 개재되는 채널형 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 내측 방열판의 길이방향 일측과 타측에는 방열된 공기를 상기 전기기기 쪽으로 안내하는 송풍가이드가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 개폐도어에 설치되는 방열수단에는 방열효율을 증대시킬 수 있는 수냉식 방열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수냉식 방열수단은 상기 외함 본체의 상부에 설치되며 내부 또는 외부 펌프를 통해 저장한 냉각수를 외부로 순환시키는 순환호스를 구비한 냉각수 탱크, 상기 냉각수 탱크의 일측에 설치되며 상기 냉각수 탱크로부터 유입되는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 방열수단의 상부에 설치되며 상기 라디에이터로부터 유입된 냉각수를 방열수단으로 분사시키는 냉각수 분사기, 상기 방열수단의 하부에 설치되며 상기 방열수단을 통과 후 낙하하는 냉각수를 저장하는 냉각수 받이로 구성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 외함 본체와 개폐도어에 넓은 크기의 방열 커팅홀을 형성하고, 상기 방열 커팅홀에 방열수단을 설치함으로써, 외함 본체 내부에서 발생하는 열을 외부로 효율적으로 방출시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부로부터 미세 먼지 및 수분 등이 침입하는 것을 근본적을 차단할 수 있으며 긴밀한 밀폐형 구조에 의한 작동 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 내측 방열판의 일측과 타측에는 송풍가이드를 설치함으로써, 내측 방열판에 의해 열교환된 공기를 다시 전기기기 쪽으로 공급하여 전기기기에 대한 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있어 궁극적으로 전기기기의 성능 향상 및 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 개폐도어에는 착탈이 가능한 수냉식 방열수단을 구성함으로써, 계절 온도에 따른 수배전반에 대한 방열 효과를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방열수단을 구비한 수배전반을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 방열수단이 개폐도어에 대해 착탈되는 과정을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 방열수단의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 방열부재의 열교환 작용을 나타낸 평면도 및 측면도이다.
도 5는 도 2의 방열수단을 전방 및 후방에서 바라본 단면 사시도이다.
도 6은 도 5의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열수단을 구비한 수배전반을 나타낸 부분 정면도이다.

이하, 본 발명에 따른 방열수단을 구비한 수배전반에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.

참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 나타내는 것은 아니므로 본 출원시점은 물론 그 이후에 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열수단을 구비한 수배전반은 전기기기를 수용하기 위한 수납공간(101)를 형성한 외함 본체(100), 상기 외함 본체(100)의 수납공간(101)을 개폐 가능하게 하는 개폐도어(200) 및 상기 외함 본체(100)와 개폐도어(200)에 설치되는 방열수단(300)을 포함한다.

먼저, 상기 외함 본체(100)는 건물의 내부 또는 외부에 설치되는 것으로, 다수의 평판형 플레이트를 조합하여 박스형 형태로 조립된 구조물이다.

이러한 상기 외함 본체(100) 내부에는 외부로부터 인입되는 전력을 분배 및 개폐시키기 위한 전기기기들을 수용하기 위한 수납공간(101)이 형성된다.

즉, 상기 외함 본체(100)는 내부에 설치된 전력관련 전기기기들을 안전하게 보호함과 동시에 각종 온-오프스위치를 연결하는 선로가 외부에 노출되는 것을 방지하여 그에 따른 변압기 파손 및 감전 등의 안전사고가 발생을 방지하는 역할을 수행한다.

또한, 상기 외함 본체(100)의 전면 및 후면에는 상기 수납공간(101)을 개폐단속하는 개폐도어(200)가 설치된다.

상기 개폐도어(200)는 상기 외함 본체(100)의 크기에 따라 단문형 또는 양문형 여닫이 구조로 설치할 수 있다. 물론 상기 개폐도어(200)는 미닫이식 슬라이딩 구성으로 제작할 수도 있다.

한편, 상기 방열수단(300)은 상기 외함 본체(100)와 개폐도어(200)에 설치되는 것으로, 전기기기로부터 발생하는 열을 전달받아 외부로 방열시키는 역할을 수행한다.

이러한 상기 방열수단(300)의 설치를 위하여, 상기 외함 본체(100)와 개폐도어(200)에는 내,외부를 관통하는 적어도 하나 이상의 방열 커팅홀(102)이 형성된다.

여기서, 상기 방열 커팅홀(102)은 큰 넓이를 가지는 사각형태로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 방열효과를 높이기 위해 열전달면적을 크게 가져갈 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같은, 상기 방열 커팅홀(102)에 상기 전기기기에서 발생하는 열을 방열시키는 방열수단(300)이 설치된다.

그리고 본 발명에 따른 외함 본체(100)는 상기 방열수단(300)에 의해 내,외부가 완전하게 밀폐된 상태로 마감이 이루어지기 때문에 외부에서 철 성분을 포함한 미세 먼지 또는 수분이 침투하여 전하와 선로의 높은 전압에 의한 패런티 효과의 상승으로 전력설비에 부착되어 절연파괴가 발생하여 아크 사고가 발생하는 것을 근본적으로 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라 전기기기에서 발생하는 작동 소음을 효과적으로 줄일 수 있는 장점을 제공한다.

구체적으로, 상기 방열수단(300)은 상기 방열 커팅홀(102)을 폐쇄시키도록 마감하되 상기 방열 커팅홀(102)과 연통하는 연통홀(311)을 형성한 마감플레이트(310), 상기 마감플레이트(310)의 연통홀(311)에 설치되며 외측 방열판(321)과 내측 방열판(322)을 구비한 방열부재(320), 상기 외측 방열판(321) 및 내측 방열판(322)을 향하는 방향으로 기체를 강제 송풍시키는 제1 및 제2 방열팬(330a,330b), 상기 제1,2 방열팬(330a,330b)을 고정시키며 기체가 각 방열판(321,322)의 핀(321a,322a) 사이의 공간을 따라 길게 뻗어나갈 수 있도록 안내하는 방열판 가이드(340)로 구성된다.

상기 마감플레이트(310), 방열부재(320) 및 방열판 가이드(340)는 열전달율이 높은 재질로 제조되는데 통상 알루미늄 계열의 금속을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 방열부재(320)는 외측 방열판(321)과 내측 방열판(322)이 서로 면 접촉하는 상태로 형성되는 구조이다. 따라서, 내측 방열판(322)은 전기기기로부터 발산되는 열을 빠르게 전달받을 수 있도록 하며 외측 방열판(321)은 내측 방열판(322)으로부터 전도되는 열을 빠르게 외기로 방출시키는 역할을 수행한다.

상기 외측 방열판(321)과 내측 방열판(322)은 일체형 구조로 제작할 수 있다.

이와 같이, 상기 방열부재(320)는 전기기기에서 발생되는 열이 상기 내측 방열판(322)을 통해 상기 외측 방열판(321)으로 전달됨으로써 방열 작용을 극대화시킬 수 있다.

상기 제1 및 제2 방열팬(330a,330b)은 외측 방열판(321)과 내측 방열판(322)에 각각 설치되는 복수의 구성으로, 열기와 외기를 신속하게 전달하는 역할을 수행한다.

상기 방열판 가이드(340)는 상기 제1, 제2 방열팬(330a,330b)을 고정시키는 것과 아울러, 방열팬들을 통해 송풍되는 열기 및 외기가 각 방열판(321,322)의 핀(321a,322a) 사이의 공간을 따라 길게 뻗어나갈 수 있도록 안내하는 역할을 수행한다(도 4참조).

구체적으로, 상기 외측 방열판(321)에 설치되는 방열판 가이드(340)는 상기 외측 방열판(321) 및 제1 방열팬(330a)을 감싸는 상태로 내측으로 수용하는 용기형 구조이며, 상기 내측 방열판(322)에 설치되는 방열판 가이드(340)는 상기 내측 방열판(322)과 제2 방열팬(330b) 사이에 개재되는 채널형 구조로 이루어진다.

상기 외측 방열판(321)에 설치되는 방열 가이드(340)는 외부의 충격 및 이물질로부터 상기 외측 방열판(321)과 제1 방열팬(330a)을 안전하게 보호하는 것과 아울러 수배전반의 외관 이미지를 깔끔하게 보여질 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

또한, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 내측 방열판(322)의 길이방향 일측과 타측에는 방열된 공기가 직접 상기 전기기기 쪽으로 송풍될 수 있도록 절곡된 구조의 송풍가이드(400)가 설치된다.

즉, 상기 송풍가이드(400)는 상기 내측 방열판(322)에 의해 열교환된 공기를 다시 전기기기 쪽으로 공급하여 전기기기에 대한 냉각 작용이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 개폐도어(200)에 설치되는 방열수단(300)에는 방열효율을 증대시킬 수 있는 수냉식 방열수단(500)을 추가적으로 더 포함할 수 있다.

이는 상기 수냉식 방열수단(500)을 추가적으로 구성함으로써 방열부재(320)를 이용한 방열작용을 한층 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 수냉식 방열수단(500)은 상기 외함 본체(100)에 임의로 착탈이 가능하게 설치한다.

즉, 평균 온도가 높은 여름철에는 상기 수냉식 방열수단(500)을 설치하여 방열작용을 극대화시킬 수 있도록 하며, 평균 온고가 낮은 겨울철에는 상기 수냉식 방열수단(500)을 해체하고 상기 방열수단(300)을 이용한 방열 작용이 이루어질 수 있도록 한다.

여기서 상기 수냉식 방열수단(500)은 상기 외함 본체(100)의 외측 상부에 설치되며 내부 또는 외부 펌프를 통해 저장한 냉각수를 외부로 순환시키는 순환호스(511)를 구비한 냉각수 탱크(510), 상기 냉각수 탱크(510)의 일측에 설치되며 상기 냉각수 탱크(510)로부터 유입되는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(520), 상기 방열수단(300)의 상부에 설치되며 상기 라디에이터(520)로부터 유입된 냉각수를 방열수단(300)으로 분사시키는 냉각수 분사기(530), 상기 방열수단(300)의 하부에 설치되며 상기 방열수단(300)을 통과 후 낙하하는 냉각수를 저장하는 냉각수 받이(540)로 구성된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100... 외함 본체
102... 방열 커팅홀
200... 개폐도어
300... 방열수단
310... 마감플레이트
320... 방열부재
330a... 제1 방열팬
330b... 제2 방열팬
340... 방열판 가이드
400... 송풍가이드
500... 수냉식 방열수단

Claims (7)

1. 전기기기를 수용하기 위한 수납공간을 형성한 외함 본체; 및,
   상기 외함 본체의 수납공간을 개폐 가능하게 하는 개폐도어를 포함하되,
   상기 외함 본체와 개폐도어에는 내,외부를 관통하는 적어도 하나 이상의 방열 커팅홀이 형성되며,
   상기 방열 커팅홀에는 상기 전기기기에서 발생하는 열을 방열시키는 방열수단이 설치되되,
   상기 방열수단은 상기 방열 커팅홀을 폐쇄시키도록 마감하되 상기 방열 커팅홀과 연통하는 연통홀을 형성한 마감플레이트, 상기 마감플레이트의 연통홀에 설치되며 외측 방열판과 내측 방열판을 구비한 방열부재, 상기 외측 방열판 및 내측 방열판을 각각 향하는 방향으로 배치되는 제1 및 제2 방열팬, 상기 제1, 2 방열팬을 고정시키며 기체가 각 방열판의 핀 사이의 공간을 따라 길게 뻗어나갈 수 있도록 안내하는 방열판 가이드를 구성하고,
   상기 외측 방열판과 내측 방열판은 서로 면 접촉하는 상태로 결합이 이루어지는 조립체로 제작되며,
   상기 내측 방열판의 길이방향 일측과 타측에는 방열된 공기가 직접 상기 전기기기 쪽으로 송풍될 수 있도록 절곡된 구조의 송풍가이드가 설치되고,
   상기 외함 본체의 외측 상부에는 상기 방열수단에 대한 방열효율을 증대시킬 수 있도록 내부 또는 외부 펌프를 통해 저장한 냉각수를 외부로 순환시키는 순환호스를 구비한 냉각수 탱크, 상기 냉각수 탱크의 일측에 설치되며 상기 냉각수 탱크로부터 유입되는 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 상기 방열수단의 상부에 설치되며 상기 라디에이터로부터 유입된 냉각수를 방열수단으로 분사시키는 냉각수 분사기, 상기 방열수단의 하부에 설치되며 상기 방열수단을 통과 후 낙하하는 냉각수를 저장하는 냉각수 받이로 구성된 수냉식 방열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열수단을 구비한 수배전반.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images