KR200442556Y1 - 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제어반 에어컨의 응축수 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어반 에어컨에서 발생하는 응축수를 증발시켜 제어반 외부로 배출시키는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛에 관한 것이다.

본 고안에 따른 제어반 에어컨의 응축수 처리장치는 일측에 송풍홀이 형성된 박스형 본체와, 상기 본체를 덮는 커버와, 일단이 상기 본체의 내측에 오도록 상기 커버를 관통하고, 타단이 제어반 에어컨의 증발기에서 생성된 응축수를 이송하는 집수호스와 연결되는 집수관과, 상기 집수관의 하측에 위치하도록 상기 본체 내부에 설치되어 상기 집수관을 통해 전달되는 응축수를 가열하여 수증기를 발생시키도록 발열소자가 내장된 발열부재와, 상기 본체의 송풍홀을 통하여 상기 본체 내부로 송풍하는 송풍팬과, 상기 커버를 관통하도록 설치되어 상기 본체 내부에 발생되는 수증기를 외부로 배출하는 수증기배출관과, 상기 본체의 바닥면으로부터 소정높이만큼 연장되어 증발되지 않은 응축수가 상기 송풍홀을 통해 상기 송풍팬으로 유입되는 것을 차단하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

응축수, 증발기, 제어반, 에어컨, PTC소자, 격벽

Description

제어반 에어컨용 응축수 증발유닛{CONDENSATE EVAPORATION UNIT FOR AIR-CONDITIONER OF THE CONTROL PANEL}

본 고안은 제어반 에어컨의 응축수 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제어반 에어컨에서 발생하는 응축수를 증발시켜 제어반 외부로 배출시키는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛에 관한 것이다.

제어반은 NC공작기계, 공장자동화시스템과 같은 기계설비, 전기 및 전자설비의 원격 조작을 위해 제어용의 계기류나 스위치 따위와 같은 전기 및 전자부품을 일정한 곳에 집중 설치한 제어설비이다. 일반적으로 제어반은 박스형상의 케이스에 의해 외부공기와 차단된 상태로 수납되어 관리된다.

제어반은 각종 전기 및 전자 부품의 작동으로 상당한 열이 발생하게 되고, 이를 제대로 식히지 않으면 제어반 회로가 오작동 되거나 손상되는 결과를 초래한다. 또한 제어반 내부에 포함된 수분은 제어반회로의 전기적 결함을 유발시키는 요인이 된다. 특히, 장마철과 같이 습한 날씨 또는 다습한 지역과 같은 환경에서는 제어반 내부의 습도를 낮춰주는 것이 요구된다.

따라서 제어반 내부가 과열되는 것을 방지하고, 수분을 제거하기 위해 보통 제어반 에어컨이 설치된다. 제어반 에어컨은 냉매를 고온고압의 기체로 압축하는 압축기와, 냉매의 열을 외부로 발산시켜 고압의 액체로 변화시키는 응축기와, 냉매를 저압의 액체로 변환하는 팽창밸브와, 제어반 내부의 열을 흡수하여 냉매를 기체로 변화시키는 증발기를 포함하여 구성된다.

증발기에서는 냉매가 액체에서 기체로 팽창하면서 제어반 내부의 열을 기화열로 흡수하게 된다. 이때 증발기의 외벽은 냉각되게 되고, 제어반 내부공기에 포함된 수분은 증발기 외벽과의 온도차이로 인해 응축되어 응축수가 지속적으로 생성된다. 따라서 제어반 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수를 집수하여 제어반 외부로 배출시키는 것이 필요하다.

종래기술에 따른 제어반 에어컨의 응축수 배출방법으로는 응축수 저장통을 따로 설치하여 응축수를 집수하고, 저장통이 채워지면 인력에 의해 직접 비우는 방법이 있다. 또한, 배수관을 설치하여 응축수를 제어반 외부로 배수시키는 방법이 있다.

응축수 저장통을 따로 설치하는 방법은 설치구조가 단순하기는 하나, 주기적으로 인력에 의해 비워야 한다는 문제점이 있다. 또한 습도에 따라 응축수의 양이 달라지기 때문에 응축수 저장통을 비워야 하는 시기를 파악하기 힘든 문제점이 있다.

배수관을 설치하여 응축수를 제어반 외부로 배수하는 방법은 작업장 내에 배수설비가 갖추어 있어야 배수관을 설치할 수 있다. 또한 배수관을 설치하더라도 배수과정에서 누수되는 경우가 발생하게 되면 제어반 및 제어반 에어컨을 부식시키거 나 전기적 결함을 일으키는 등 치명적인 손상을 입히게 되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제어반 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수를 증발시켜 제어반 외부로 배출시키는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 증발유닛은 일측에 송풍홀이 형성된 박스형 본체와, 상기 본체를 덮는 커버와, 일단이 상기 본체의 내측에 오도록 상기 커버를 관통하고, 타단이 제어반 에어컨의 증발기에서 생성된 응축수를 이송하는 집수호스와 연결되는 집수관과, 상기 집수관의 하측에 위치하도록 상기 본체 내부에 설치되어 상기 집수관을 통해 전달되는 응축수를 가열하여 수증기를 발생시키도록 발열소자가 내장된 발열부재와, 상기 본체의 송풍홀을 통하여 상기 본체 내부로 송풍하는 송풍팬과, 상기 커버를 관통하도록 설치되어 상기 본체 내부에 발생되는 수증기를 외부로 배출하는 수증기배출관과, 상기 본체의 바닥면으로부터 소정높이만큼 연장되어 증발되지 않은 응축수가 상기 송풍홀을 통해 상기 송풍팬으로 유입되는 것을 차단하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛은 일단이 상기 본체 내부에 위치하고, 타단이 상기 본체 외부에 위치하도록 상기 본체의 바닥면을 관통하는 U자형 관을 더 구비하는 것이 더욱 바람직하다.

나아가 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛에 있어서, 상기 발열부재는 상기 집수관에서 낙하하는 상기 응축수를 수용하도록 컵형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한 상기 발열부재의 발열소자는 PTC소자인 것이 더욱 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛은 제어반 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수를 증발시켜 제어반 외부로 배출시킴으로써 응축수의 누수에 의한 제어반 에어컨 및 제어반의 손상을 방지할 수 있다. 또한 제어반 에어컨의 작동여부에 따라 응축수를 자동으로 배출시킬 수 있어 편리한 장점이 있다. 나아가 발열부재에 PTC소자를 내장함으로써 온도제어가 용이하고, 과열로 인한 화재를 방지할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 증발유닛의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛의 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 자른 에어컨용 응축수 증발유닛의 내부구조의 단면도로서, 제어반 에어컨에서의 연결상태를 추가적으로 나타낸 것이고, 도 3은 본 고안에 따른 응축수 증발유닛의 U자형 관의 작용을 나타낸 설명도이다.

본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛(1)은 본체(10)와 커버(20)와 집수관(30)과 발열부재(40)와 송풍팬(50)과 수증기배출관(60)을 포함하여 구성 된다. 응축수 증발유닛(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(100)를 씌운 상태로 제어반 에어컨의 내부 또는 외부에 착탈가능하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이로 인해 증발유닛(1)의 설치가 용이하고, 내부구성요소를 보호하는 효과가 있다. 또한 응축수 증발유닛(1)은 케이스(100)가 없는 상태로 제어반 에어컨 내부에 고정설치하는 것도 가능하다.

증발유닛(1)의 구성요소인 본체(10), 커버(20), 집수관(30), 발열부재(40), 격벽(70) 및 U자형 관(80)은 응축수에 의한 부식을 방지하기 위해 스테인리스 강과 같은 내식성이 우수한 소재를 사용하는 것이 바람직하다.

본체(10)는 제어반 에어컨의 증발기(110)에서 생성된 응축수가 집수되는 상부가 개방된 박스이다. 본체(10)의 일측에는 공기가 통하도록 송풍홀(12)이 형성되어 있다. 그리고 내부에 발열부재(40), 격벽(70), 및 U자형 관(80)이 설치된다.

커버(20)는 본체(20)의 개방된 상부를 덮게 된다. 커버(20)에는 집수관(30)과 수증기배출관(60)이 각각 커버에 연결되기 위한 2개의 홀이 관통하여 형성되어 있다.

집수관(30)은 관체로서 일단이 본체(10)의 내측에 오도록 하여 커버(20)에 형성된 하나의 홀에 연결된다. 집수관(30)의 타단은 제어반 에어컨의 증발기(110)에서 생성된 응축수가 집수되는 집수부재(120)와 집수호스(122)에 의해 연결된다.

수증기배출관(60)은 관체로서 일단이 커버(20)에 형성된 또 하나의 홀에 연결된다. 수증기배출관(60)의 타단은 수증기배출호스(62)에 의해 제어반의 외부와 통하게 된다. 수증기배출관(60)이 본체(10)의 타측을 관통하여 연결되는 것도 가능 하다. 그러나, 본체 내부에 응축수가 다량 집수되는 경우에 본체의 타측에 연결된 수증기 배출관(60) 및 수증기배출호스(62)에 응축수가 유입될 수 있고, 발열부재(40)에 의해 발생하는 고온의 수증기는 대류현상에 의해 상승하는 성질이 있기 때문에 수증기배출관(60)은 커버(20)를 관통하도록 설치하는 것이 바람직하다.

집수관(30)과 수증기배출관(60)은 커버(20)에 형성된 2개의 홀에 착탈가능하게 연결되거나, 용접결합 등에 의해 고정연결되는 것이 가능하다. 다만 커버(20)와 기밀을 유지할 수 있도록 연결되는 것이 중요하다.

집수관(30)과 수증기배출관(60)이 연결된 커버(20)는 본체(10)와 착탈가능하도록 연결되는 것이 바람직하다. 이것은 증발유닛(1)에 이상이 발생하는 경우 수리가 용이하도록 하기 위함이다. 이때 커버(10)와 본체(20)의 연결은 볼트체결이 바람직하다.

발열부재(40)는 집수관(30)의 하측에 위치하도록 본체(10) 내부에 설치된다. 발열부재(40)는 집수관(30)의 일단에서 낙하하는 응축수를 가열하여 수증기를 발생시킬 수 있도록 발열소자가 내장된 부재이다. 발열부재(40)의 발열소자는 예를 들면 니크롬선과 같은 전열선 등이 내장될 수 있다. 전류의 공급에 의하여 발열부재(40)의 온도는 물의 끓는점 이상의 온도로 가열된다.

통상의 경우, 증발기에서 생성되는 응축수의 양은 소량이기 때문에 집수관(30)에서 발열부재(40)의 상부로 낙하한 응축수는 즉시 가열되어 수증기로 증발하게 된다. 반면 제어반 내부의 습도가 높아서 발열부재(40)가 응축수를 최대로 증발시킬 수 있는 최대 증발용량보다 많은 응축수가 생성되는 경우에는 발열부재(40) 의 상부에서 즉시 증발되지 못한 응축수는 본체(10) 내부의 바닥면에 집수되고 발열부재(40)의 측면부에 의해 지속적으로 가열되어 수증기로 증발된다.

발열부재(40)의 형상은 발열부재의 상부로 낙하 된 응축수와의 접촉시간을 늘려서 응축수의 증발을 용이하도록 하기 위해 집수관(30)에서 낙하하는 응축수를 일정량 수용할 수 있는 컵형상을 가지는 것이 바람직하다.

발열부재(40)의 발열소자는 피티시 서미스터(PTC: Positive Temperature Coefficient thermistor, 이하 'PTC소자'라 함)인 것이 바람직하다. PTC소자(42)는 성분이 주로 티탄산 바륨계 산화물(BaTiO₃)로서, 전류가 공급되면 소자 자체의 전도성 특성으로 인해 큐리온도(Curie temperature)에 도달하게 된다. 큐리온도에 도달하면 PTC소자(42)는 급격하게 저항값이 증가하여 발열량이 상승하다가 소정온도가 되면 큰 부하로 작용하면서 전류가 크게 감소되어 온도가 감소하게 된다. 이에 따라 저항값이 감소하고 발열량이 다시 상승하게 되고, 이러한 과정이 짧은 시간 내에 반복되어 PTC소자는 정온 발열하게 된다. PTC소자(42)는 온도가 높아져도 화재의 염려가 없고, 발열량을 제어하기가 용이하며, 공기 중의 산소와 반응하지 않기 때문에 동일한 환경에서 니크롬선과 같은 전열선 보다 수명이 긴 장점이 있다.

송풍팬(50)은 본체의 내부 또는 외부에 설치되고, 본체의 송풍홀(12)을 통하여 본체(10) 내부로 송풍작용을 한다. 바람직하게는 송풍팬(50)이 송풍홀(12)이 형성된 본체(10) 외부 측면에 볼트체결 등에 의하여 착탈가능하게 설치된다.

격벽(70)은 본체(10)의 바닥면으로부터 소정높이만큼 연장되어 증발되지 않 은 응축수가 본체의 송풍홀(12)을 통해 송풍팬(50)으로 유입되는 것을 차단한다. 통상의 경우에는 제어반 내부에 포함된 수분이 많지 않기 때문에 응축수가 집수관에서 발열부재(40)의 상부로 낙하하는 즉시 모두 증발되므로 격벽(70)이 필요하지 않다. 하지만 제어반 내부의 습도가 높아서 발열부재(40)가 응축수를 최대로 증발시킬 수 있는 최대 증발용량보다 많은 응축수가 생성되는 경우에는 발열부재(40)의 상부에서 즉시 증발되지 못한 응축수는 본체(10) 내부의 바닥면에 지속적으로 집수되어 본체의 송풍홀(12)을 너머 송풍팬(50)에 유입되어 송풍팬의 고장을 유발시킬수 있고, 제어반 에어컨까지도 응축수에 의한 피해를 볼 수 있으므로 격벽(70)을 설치하게 된다.

이때 격벽(70)은 도 2에 도시된 바와 같이 송풍팬(50)에 의한 본체 내부로의 송풍작용을 방해하지 않도록 소정높이로 본체 내부에 비스듬히 설치하는 것이 바람직하다.

U자형 관(80)은 일단이 본체(10) 내부에 위치하고, 타단이 본체(10) 외부에 위치하도록 본체(10) 바닥면을 관통하여 연결된다. U자형 관(80)은 상술된 격벽(70)과 마찬가지로 제어반 내부의 습도가 높아서 제어반 에어컨의 증발기에서 생성되는 응축수의 양이 발열부재(40)의 최대 증발용량보다 많게 되어 본체(10) 내부에 지속적으로 집수되고, 이에 따라 증발유닛(1)의 본체(10)가 포화되는 것을 방지하기 위한 안전장치이다. 또한, 발열부재(40)가 작동되지 않아 응축수를 증발하지 못하는 경우에 그 응축수를 증발유닛(1) 외부로 배출시키기게 된다. 따라서 U자형 관(80)은 증발유닛(1)에 가득찬 응축수를 외부로 배출시켜 증발유닛(1) 및 제어반 에어컨을 보호하게 된다.

U자형 관(80)의 타단은 제어반 외부로 연장되는 배수호스(미도시)와 연결되어 응축수가 U자형 관(80) 및 배수호스(미도시)를 통하여 제어반 외부로 배출된다. 도 3을 참고하면 응축수는 최대수위인 본체(10)의 a높이까지 집수가능하다. 집수된 응축수가 a높이까지 차게 되면 U자형 관(80)과 배수호스(미도시)를 통하여 제어반 외부로 배출된다. 이때 응축수의 배수가 시작되면 유체의 성질에 의하여 U자형 관의 일단이 위치하는 b높이까지 응축수가 연속적으로 배출된다.

본체(10) 내부에는 발열부재(40)에 의해 다량의 수증기가 발생하게 되는데, 이러한 수증기가 U자형 관(80)으로 빠져 나가지 못하도록, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이 U자형 관(80)의 일단이 본체(10) 내부 하단에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 통상 제어반 에어컨의 증발기에서 생성된 응축수는 발열부재(40)에 의해 모두 증발되어 배출되기 때문에 U자형 관(80)의 타단을 배수호스(미도시)와 연결하지 않고 사용하는 경우가 있을 수 있고, 이러한 경우에 U자형 관(80)을 통하여 수증기가 빠져 나간다면 제어반 에어컨 및 제어반을 손상시킬 염려가 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

커넥터(90)는 발열부재(40) 및 송풍팬(50)과 전기적으로 연결되고, 제어반 에어컨의 제어회로(미도시) 및 전원(미도시)과 연결된다. 제어반 에어컨의 작동여부에 따라 발열부재(40)와 송풍팬(50)이 온-오프(ON-OFF)되도록 제어회로를 구성하는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 용이하므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 상기 구성을 가진 제어반 에어컨용 증발유닛에 대한 작동을 설명한다.

제어반 에어컨의 내부 또는 외부에 응축수 증발유닛(1)을 설치하고, 제어반 에어컨의 증발기(110)의 하부에 설치된 집수부재(120)와 증발유닛의 집수관(30)을 집수호스(122)로 연결한다. 그리고 증발유닛의 수증기배출관(60)을 수증기배출호스(62)와 연결한다. 또한 본체(10) 외부에 위치하는 U자형 관(80)의 타단을 배수호스(미도시)와 연결한다.

제어반 에어컨의 증발기(110)에서 생성되는 응축수는 제어반 에어컨의 집수부재(120), 집수호스(122) 및 증발유닛의 집수관(30)을 거쳐 집수관의 하측에 위치하는 PTC소자(42)가 내장된 발열부재(40)의 상부에 낙하한다. 이때 전류가 공급되는 PTC소자(42)의 정온 발열에 의하여 발열부재(40)의 온도는 물의 끓는점인 100℃ 이상이므로 발열부재(40)에 낙하한 응축수는 증발하게 된다.

본체(10)의 내부 또는 외부에 설치된 송풍팬(50)은 본체의 송풍홀(12)을 통하여 본체(10) 내부로 송풍작용을 하고, 발열부재(40)에 의해 증발된 수증기는 송풍팬의 의한 공기의 흐름에 따라 수증기배출관(60)과 수증기배출호스(62)를 통하여 제어반 외부로 배출 된다. 도 2의 화살표는 송풍팬(50)에 의한 공기의 흐름을 나타낸다.

일반적인 경우에는 발열부재(40)에 의한 응축수의 증발용량이 제어반 에어컨의 증발기(110)에서 생성되는 응축수의 양보다 많기 때문에 응축수가 본체(10) 내 부에 지속적으로 집수되지 않고, 발열부재(40)의 상부에 낙하되는 즉시 증발된다.

반면 제어반 내부의 습도가 높아서 발열부재(40)의 최대 증발용량보다 많은 응축수가 생성되는 경우에는 컵형상의 발열부재(40)의 상부에서 증발되지 못한 응축수가 본체(20)의 내부의 바닥면에 집수되게 된다. 이렇게 본체 바닥면에 집수된 응축수도 발열부재(40)에 의해 가열되어 증발되지만, 제어반 에어컨의 증발기(110)에서 생성되는 응축수가 지속적으로 과다하게 생성되면 본체(10) 내부의 응축수의 수위는 상승하게 된다. 또한 발열부재(40)가 작동되지 않아 응축수를 증발시키지 못하는 경우도 본체 내부의 응축수의 수위가 상승하게 된다.

도 3을 참고하면 본체(10) 내부의 응축수가 최대수위인 a높이까지 상승하면 응축수는 U자형 관(80)과 배수호스(미도시)를 통하여 제어반 외부로 배출된다. 이때 응축수는 유체의 성질에 의하여 U자형 관(80)의 일단이 위치하는 b높이까지 연속적으로 배출된다.

상기에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 바람직한 실시예는, 본 고안의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛의 사시도이고,

도 2는 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 자른 에어컨용 응축수 증발유닛의 내부구조의 단면도로서, 제어반 에어컨에서의 연결상태 및 작용을 추가적으로 나타낸 것이고,

도 3은 본 고안에 따른 응축수 증발유닛의 U자형 관의 작용을 나타낸 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체 12 : 송풍홀

20 : 커버 30 : 집수관

40 : 발열부재 42 : PTC소자

50 : 송풍팬 60 : 수증기배출관

62 : 수증기배출호스 70 : 격벽

80 : U자형 관 90 : 커넥터

100 : 케이스 102 : 케이스송풍홀

110 : 증발기 120 : 집수 부재

122 : 집수호스

Claims (5)

1. 삭제
2. 일측에 송풍홀이 형성된 박스형 본체;

   상기 본체를 덮는 커버;

   일단이 상기 본체의 내측에 오도록 상기 커버를 관통하고, 타단이 제어반 에어컨의 증발기에서 생성된 응축수를 이송하는 집수호스와 연결되는 집수관;

   상기 집수관의 하측에 위치하도록 상기 본체 내부에 설치되어 상기 집수관을 통해 전달되는 응축수를 가열하여 수증기를 발생시키도록 발열소자가 내장된 발열부재;

   상기 본체의 송풍홀을 통하여 상기 본체 내부로 송풍하는 송풍팬;

   상기 커버를 관통하도록 설치되어 상기 본체 내부에 발생되는 수증기를 외부로 배출하는 수증기배출관; 및

   상기 본체의 바닥면으로부터 소정높이만큼 연장되어 증발되지 않은 응축수가 상기 송풍홀을 통해 상기 송풍팬으로 유입되는 것을 차단하는 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛.
3. 제2항에 있어서,

   일단이 상기 본체 내부에 위치하고, 타단이 상기 본체 외부에 위치하도록 상기 본체의 바닥면을 관통하는 U자형 관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 발열부재는 상기 집수관에서 낙하하는 상기 응축수를 수용하도록 컵형상을 가지는 것을 특징으로 하는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 발열부재의 발열소자는 PTC소자인 것을 특징으로 하는 제어반 에어컨용 응축수 증발유닛.

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