KR20120111338A - 공냉식 전기장치용 먼지포집구조 및 이를 구비한 전기장치 - Google Patents

공냉식 전기장치용 먼지포집구조 및 이를 구비한 전기장치 Download PDF

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Abstract

공기흡입용 흡기팬을 구비한 공냉식 전기장치에 사용되는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조는, 전기장치의 케이스에 간격을 두고 나란하게 설치되어 복수 개의 흡입구를 형성하는 복수 개의 제1와류발생부재; 및 상기 복수 개의 흡입구로부터 상기 케이스의 내측으로 일정 거리 이격되어 설치되는 복수 개의 제2와류발생부재;를 포함한다. 복수 개의 제1와류발생부재 각각은 상기 케이스의 내측으로 돌출되며, 상기 흡기팬에 의해 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 상기 제1와류발생부재의 후단에 와류를 발생시키는 형상으로 형성된다. 복수 개의 제2와류발생부재 각각은 상기 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 분기시키고, 분기된 공기가 상기 제2와류발생부재의 후단에서 와류를 형성하도록 하는 형상으로 형성된다.

Description

공냉식 전기장치용 먼지포집구조 및 이를 구비한 전기장치{Dust collecting structure for air-cooling electric appratus and Electric appratus having the same}
본 발명은 공냉식 전기장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡입되는 공기에서 먼지를 분리하는 공냉식 전기장치에 사용되는 먼지포집구조에 관한 것이다.
근래에는 전기장치의 기본적인 기능에 대한 기술뿐만 아니라, 그 기본적인 기능이 오랫동안 유지되고 발휘될 수 있도록 하는 기술 역시 전기장치의 핵심 성능으로 평가받고 있다.
그런데, 외부 공기를 이용하여 내부의 발열원을 냉각하는 공냉식 전기장치에서는 전기장치의 기능을 오랫동안 유지하기 위해서는 전기장치로 흡입되는 먼지를 제거할 필요가 있다. 흡입되는 공기에서 먼지를 제거하기 위해서 종래의 공냉식 전기장치는 먼지필터를 사용하는 것이 일반적이다.
일반적인 먼지필터는 수많은 미세한 구멍 또는 격자를 가진 필터부재를 여러 겹으로 접어 형성한다. 따라서, 흡입되는 공기는 미세한 구멍 또는 격자를 통과하고, 먼지는 필터부재에 걸러지게 된다. 먼지필터를 장시간 사용하면, 먼지필터의 미세한 구멍 또는 격자가 먼지에 의해 막히게 된다. 따라서, 먼지필터를 사용하는 전기장치는 정기적으로 먼지필터를 세척하거나 교체해야 하는 불편함이 있다.
특히, 공냉식으로 냉각되는 전기장치의 경우, 내부로 유입되는 먼지를 차단하기 위해 구멍 또는 격자가 촘촘한 먼지필터를 사용하면, 외부의 찬 공기가 전기장치의 내부로 유입되기 어렵다. 따라서, 냉각 능력이 저하될 수 있다. 반대로, 구멍 또는 격자의 간격이 큰 먼지필터를 사용하면, 외부 공기를 전기장치로 유입시키는 것은 용이하여 냉각 능력을 높일 수 있으나, 먼지 제거 효율이 저하되어 전기장치의 성능을 저하시킬 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 공냉식 전기장치는 적절한 크기의 구멍을 갖는 먼지필터를 사용하여 흡입되는 공기에서 먼지를 제거하고 있으며, 일정 간격으로 먼지필터를 세척또는 교체하도록 관리하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 공냉식 전기장치는 먼지필터를 사용자가 적절하게 관리하지 않아 전기장치가 고장 나는 경우가 자주 발생하여 제품의 신뢰성을 저하시키고 AS 비용을 증가시키게 된다.
따라서, 먼지필터를 사용하지 않고 먼지를 포집할 수 있는 먼지포집구조의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 공냉식 전기장치에 사용되는 것으로서, 먼지필터를 사용하지 않고 먼지를 분리 및 포집할 수 있는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 공기흡입용 흡기팬을 구비한 공냉식 전기장치에 사용되는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조에 있어서, 상기 전기장치의 케이스에 간격을 두고 나란하게 설치되어 복수 개의 흡입구를 형성하는 복수 개의 제1와류발생부재; 및 상기 복수 개의 흡입구로부터 상기 케이스의 내측으로 일정 거리 이격되어 설치되는 복수 개의 제2와류발생부재;를 포함하며, 상기 복수 개의 제1와류발생부재 각각은 상기 케이스의 내측으로 돌출되며, 상기 흡기팬에 의해 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 상기 제1와류발생부재의 후단에 와류를 발생시키는 형상으로 형성되며, 상기 복수 개의 제2와류발생부재 각각은 상기 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 분기시키고, 분기된 공기가 상기 제2와류발생부재의 후단에서 와류를 형성하도록 하는 형상으로 형성되는 것이 좋다.
상기 제1와류발생부재는, 상기 흡입구를 통해 인입되는 공기가 와류를 형성하도록 안내하는 곡면 형상을 갖는 안내부; 및 상기 안내부의 양측단에서 인접한 상기 제1와류발생부재를 향해 돌출된 날개부;를 포함할 수 있다.
상기 날개부는 삼각형, 직사각형, 사다리꼴 형상 중의 어느 한 개의 단면형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1와류발생부재의 안내부는 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2와류발생부재의 단면은 쐐기 형상으로 형성되며, 상기 쐐기 형상의 양측 경사면은 상기 흡입구 쪽을 향해 모이도록 배치될 수 있다.
상기 제2와류발생부재의 단면은 상기 흡입구 쪽 부분이 삼각형상 또는 유선형으로 형성될 수 있다.
상기 제2와류발생부재의 단면은 상기 흡입구 쪽 부분의 반대쪽 부분에는 공기에 대해 유동저항을 발생시키는 홈이 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 제2와류발생부재는 적어도 2열로 배치되며, 뒷 열에 배치되는 복수 개의 제2와류발생부재는 앞 열에 배치되는 복수 개의 제2와류발생부재 각각의 사이의 공간을 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 복수 개의 제2와류발생부재는 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2와류발생부재는 상기 케이스와 한 개의 몸체로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2와류발생부재는 상기 케이스와 분리 가능한 하우징에 설치할 수 있다.
본 발명에 의한 먼지포집구조는, 상기 케이스의 내측에 설치되며, 상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재를 통과한 공기를 상기 흡기팬 쪽으로 안내하는 안내덕트를 더 포함하며, 상기 안내덕트의 내면에는 흡입된 공기가 와류를 형성하도록 하는 복수 개의 와류발생홈이 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단 부근에 상기 케이스의 바닥면에 형성된 먼지배출구를 더 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단에 설치된 먼지부착부재를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단 부근에 상기 케이스의 바닥면에 형성된 먼지배출구와, 다른 일부의 와류발생부재의 후단에 설치된 먼지부착부재를 더 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 갖는 전기장치를 개념적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 전기장치를 화살표 C 방향에서 본 도면;
도 3은 도 1의 전기장치에 설치된 먼지포집구조를 나타낸 사시도;
도 4는 도 1의 먼지포집구조의 작동원리를 설명하기 위한 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조에 의해 먼지가 분리되는 것을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 사진;
도 6은 도 1의 먼지포집구조의 제1와류발생부재의 다른 예를 나타낸 도면;
도 7은 도 4의 먼지포집구조의 제1와류발생부재의 날개부의 여러 예를 나타낸 부분도;
도 8은 도 1의 먼지포집구조의 제2와류발생부재의 다른 예를 나타낸 도면;
도 9는 도 1의 먼지포집구조의 먼지배출구와 먼지부착부재를 나타내는 부분 단면도;
도 10은 하우징에 설치된 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 나타낸 사시도;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도;
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 구비한 프로젝터를 나타내는 개략도; 및
도 14는 도 13의 먼지포집구조에 의해 먼지가 포집되는 것을 보여주는 시뮬레이션 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 갖는 전기장치를 개념적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 전기장치를 C방향에서 본 도면이고, 도 3은 도 1의 전기장치에 설치된 먼지포집구조를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 공냉식 전기장치(1)는 케이스(10), 발열원(20), 흡기팬(30), 먼지포집구조(100)를 포함할 수 있다.
케이스(10)는 공냉식 전기장치(또는 전자장치)(1)의 외관을 형성하는 것으로서, 외부 공기(OA)가 케이스(10) 내부로 인입되는 흡입구(11)를 포함한다. 여기서, 공냉식 전기장치(1)는 전기를 사용하여 소정 기능을 수행하는 것으로서, 그 내부의 발열원(20)을 외부 공기(OA)로 냉각하여 내부 온도를 소정 온도 이하로 유지하는 장치를 말한다. 예를 들면, 공냉식 전기장치(1)는 프로젝터(projector), 프로젝션 티브이(projection TV) 등을 포함할 수 있다.
도 1에서 케이스(10)는 직사각형의 단면을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일예일 뿐이며, 전기장치(1)의 기능에 따라 케이스(10)는 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 당연하다.
발열원(20)은 케이스(10) 내부에 설치되며, 전기장치(1)가 소정의 기능을 수행하는 동안 열을 발생하는 모든 부품을 말한다.
흡기팬(30)은 케이스(10)의 일단에 설치되며, 외부 공기(OA)를 전기장치(1)의 케이스(10) 내부로 흡입하는 흡입력을 발생시킨다. 따라서, 흡기팬(30)이 동작하면, 외부 공기(OA)가 케이스(10) 내부로 흡입되어 발열원(20)을 통과한 후, 흡기팬(30)을 거쳐 케이스(10)의 배출구(13)를 통해 케이스(10) 외부로 배출된다.
먼지포집구조(100)는 종래의 먼지필터 대신에 사용되는 것으로서, 외부 공기(OA)의 흡입이 원활하도록 하면서, 흡입되는 외부 공기(OA)에 포함되는 비교적 큰 먼지를 효과적으로 분리할 수 있도록 구성된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 먼지포집구조(100)는 복수 개의 제1와류발생부재(110)와 복수 개의 제2와류발생부재(120)를 포함할 수 있다.
복수 개의 제1와류발생부재(110)는 케이스(10)와 일체로 형성되며 외부 공기(OA)가 흡입되는 복수 개의 흡입구(11)를 형성한다. 즉, 복수 개의 제1와류발생부재(110)는 케이스(10)를 성형할 때, 케이스(10)의 전면(12)과 한 개의 몸체로 형성할 수 있다. 복수 개의 제1와류발생부재(110)는 케이스(10)에 간격을 두고 나란하게 설치되며, 서로 인접한 2개의 제1와류발생부재(110)는 한 개의 흡입구(11)를 형성한다.
복수 개의 제1와류발생부재(110) 각각은 케이스(10)의 내측으로 돌출되며, 케이스(10)의 상면(15)과 하면(14) 사이의 거리에 대응되는 길이를 갖는다. 제1와류발생부재(110)의 단면은 흡기팬(30)에 의해 흡입구(11)로 흡입되는 외부 공기(OA)가 도 4에 도시된 바와 같이 제1와류발생부재(110)의 후단 부근(B)에서 와류를 발생시키도록 하는 곡면 형상으로 형성된다. 이와 같은 기능을 하는 제1와류발생부재(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 안내부(111)와 날개부(112)를 포함할 수 있다. 안내부(111)는 흡입구(11)를 통해 인입되는 공기(OA)가 와류를 형성하도록 안내하는 것으로서, 곡면 형상을 갖는다. 안내부(111)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 내측 방향으로 오목한 형상, 즉 공기이동방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다. 즉 제1와류발생부재(110)는 단면이 곡면인 채널(channel) 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1와류발생부재(110)는 오목부(110a)의 입구가 케이스(10)의 외부를 향하도록 배치된다. 또한 제1와류발생부재(110')는 도 6에 도시된 바와 같이 날개부(112) 사이에 벽(113)이 있는 형상으로 형성될 수도 있다. 이 경우 제1와류발생부재(110')는 단면이 곡면인 기둥 형상이 된다.
도 4를 참조하면, 중앙부의 제1와류발생부재(110-1)의 날개부(112)는 안내부(111)의 양측단에서 인접한 제1와류발생부재(110-2.110-3)를 향해 돌출된다. 따라서, 인접한 2개의 제1와류발생부재(110-1,110-2)의 날개부(112) 사이의 공간이 흡입구(11)를 형성한다. 이 돌출한 날개부(112)는 흡입구(11)를 통과하는 공기가 제1와류발생부재(110)의 후단, 즉 안내부(111)의 후단 부근(B)에서 와류를 형성하는 것을 돕는다. 따라서, 흡입구(11)의 폭(W1)이 흡입구(11) 안쪽의 폭(W2)보다 작은 것이 제1와류발생부재(110)에 의한 공기의 와류발생이 용이하다. 여기서, 흡입구(11) 안쪽의 폭(W2)은 인접한 2개의 제1와류발생부재(110-1.110-2)의 안내부(111) 사이의 거리로서, 인접한 2개의 제11와류발생부재(110-1,110-2)의 안내부(111)는 외부 공기(OA)가 통과하는 공기통로를 형성한다.
날개부(112)는 안내부(111)에서 돌출된 형태인 한, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 날개부(112)는 도 7의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같은 다양한 삼각형 단면 또는 도 7의 (d)와 (e)에 도시된 바와 같은 직사각형 단면 또는 사다리꼴 단면으로 형성할 수 있다.
제1와류발생부재(110)의 형상 및 크기, 흡입구(11)의 폭(W1)과 개수, 흡입구 안쪽의 폭(W2) 등은 본 발명에 의한 먼지포집구조(100)를 실제로 전기장치(1)에 적용할 때, 전기장치(1)에 필요한 냉각용량에 따라 적절하게 결정될 수 있다.
복수 개의 제2와류발생부재(120)는 복수 개의 흡입구(11)로부터 케이스(10)의 내측으로 일정 거리 이격되어 설치된다. 복수 개의 제2와류발생부재(120)는 케이스(10)를 성형할 때, 케이스(10)와 한 개의 몸체로 형성될 수 있다.
복수 개의 제2와류발생부재(120) 각각은 흡입구(11)를 통해 흡입되는 외부 공기(OA)를 2개의 흐름으로 분기시키고, 분기된 공기 흐름이 제2와류발생부재(120)의 후단 부근(A)에서 와류를 형성할 수 있도록 하는 형상으로 형성된다.
도 3을 참조하면, 제2와류발생부재(120)는 흡입구(11)를 향하는 쪽의 선단부(121)는 일직선이며, 흡입구(11)에서 멀어지는 방향의 후단부는 선단부(121)를 이루는 일직선을 중심으로 양쪽으로 벌어지는 형상으로 형성할 수 있다. 따라서, 제2와류발생부재(120)의 단면은 도 4에 도시된 바와 같이 2개의 측면(122,123)을 가지며, 상기 2개의 측면(122,123)은 흡입구(11) 쪽을 향해 모이고 흡입구(11)에서 멀어지면 양쪽으로 벌어지는 경사면으로 형성된다. 즉, 제2와류발생부재(120)의 단면은 2개의 경사면(122,123)이 한 점을 향해 모이는 쐐기 형상으로 형성할 수 있다. 이때, 쐐기 형상의 제2와류발생부재(120)의 단면은 흡입구(11) 쪽 선단부(121)는 삼각형상으로 형성할 수 있다. 또는 다른 예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 선단부(121')를 유선형으로 형성할 수 있다. 도 8에서 유선형으로 형성되는 선단부(121')는 P1과 P2 사이의 부분을 말한다.
또한, 흡입구(11)의 반대쪽을 향하는 제2와류발생부재(120)의 후단부(124)에는 제2와류발생부재(120)에 의해 2개의 흐름으로 분기된 공기가 제2와류발생부재(120)의 후단부(124)에서 원활하게 와류를 형성할 수 있도록 홈이 형성될 수 있다. 이 경우 제2와류발생부재(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 대략 V자 형상의 단면을 갖는 채널로 형성된다. 이 홈(124)은 제2와류발생부재(120)를 따라 흐르는 공기에 대해 유동저항을 발생시켜 와류 형성을 촉진시킨다. 따라서, 제2와류발생부재(120)를 따라 이동한 공기는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2와류발생부재(120)의 후단부(124)의 부근(A)에 와류를 형성한다.
제1와류발생부재(110)의 후단 부근(B) 및 제2와류발생부재의 후단 부근(A)에 형성되는 와류에 의해 분리된 먼지를 포집하기 위해 먼지배출구(17)를 케이스(10)의 바닥(16)에 형성할 수 있다(도 9 참조). 또는 와류에 의해 포집된 먼지를 흡착하기 위한 먼지부착부재(18)를 케이스(10) 내부에 설치할 수 있다. 또는, 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 일부의 후단 부근의 케이스 바닥(16)에는 먼지배출구(17)를 형성하고, 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 다른 일부에는 먼지부착부재(18)를 설치할 수 있다.
도 9는 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 일부의 후단 부근의 케이스 바닥면(16)에 형성된 먼지배출구(17)와 일부의 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 후단에 부착된 먼지부착부재(18)를 도시하고 있다. 따라서, 흡기팬(30)이 정지하면, 와류에 의해 포집되어 있던 먼지는 아래로 낙하하여 먼지배출구(17)를 통해 케이스(10) 외부로 배출된다. 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 후단에 먼지부착부재(18)가 설치된 경우에는, 흡기팬(30)이 정지하면, 와류에 의해 포집되어 있던 먼지는 인접한 먼지부착부재(18)에 부착된다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 먼지부착구조(100)의 작용을 도 1, 도 4, 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 먼지포집구조(100)에 의해 먼지가 분리되는 상태를 컴퓨터로 시뮬레이션한 결과를 나타낸 사진이다.
흡기팬(30)을 작동시키면, 흡입력이 발생되어 외부 공기(OA)가 복수 개의 제1와류발생부재(110) 사이의 흡입구(11)를 통해 케이스(10) 내부로 인입된다.
흡입구(11)를 통해 흡입되는 외부 공기(OA)는 제2와류발생부재(120)에 의해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 2개의 공기 흐름으로 분기된다. 도 4에서 제2와류발생부재(120)의 우측으로 분기된 우측 공기 흐름은 제2와류발생부재(120)의 우측 경사면(122)과 우측 제1와류발생부재(110)의 안내부(111) 사이를 통과한다.
우측 공기 흐름의 일부(R1)는 우측 제1와류발생부재(110-1)의 안내부(111)를 따라 이동하게 된다. 공기가 안내부(111)를 따라 이동하면 유동저항의 차이에 의해 안내부(111)의 후단 부근(B)에 후류(back flow)가 생성되어 항력(drag force)이 발생된다. 이 항력에 의해 제1와류발생부재(110)의 후단 부근(B)에는 와류가 형성되고, 흡입된 외부 공기(OA)에 포함된 먼지는 이 와류에 의해 외부 공기(OA)로부터 분리되어 이 와류에 갇히게 된다.
또한, 우측 공기 흐름의 다른 일부(R2)는 제2와류발생부재(120)의 우측 경사면(122)을 따라 이동하게 된다. 공기가 우측 경사면(122)을 따라 이동하면 유동저항의 차이에 의해 우측 경사면(122)의 후단 부근(A)에 후류(back flow)가 생성되어 항력(drag force)이 발생된다. 이 항력에 의해 제2와류발생부재(120)의 후단 부근(A)에는 와류가 형성되고, 흡입된 외부 공기(OA)에 포함된 먼지는 이 와류에 의해 외부 공기(OA)로부터 분리되어 이 와류에 갇히게 된다. 따라서, 우측 공기 흐름과 함께 인입된 먼지는 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 후단 부근(B,A)에 형성된 와류에 갇히므로 케이스(10) 내부로 유입되지 않는다.
또한, 도 4에서 제2와류발생부재(120)의 좌측으로 분기된 좌측 공기 흐름(L2,L1)은 제2와류발생부재(120)의 좌측 경사면(123)과 좌측 제1와류발생부재(110-2)의 안내부(111) 사이를 통과한다.
좌측 공기 흐름의 일부(L1)는 좌측 제1와류발생부재(110-2)의 안내부(111)를 따라 이동하게 되고, 좌측 공기 흐름의 다른 일부(L2)는 제2와류발생부재(120)의 좌측 경사면(123)을 따라 이동하게 된다. 공기가 제1와류발생부재(110)의 안내부(111)와 제2와류발생부재(120)의 좌측 경사면(123)을 따라 이동하면 상기에서 설명한 것과 동일한 원리로 제1와류발생부재(110)의 후단 부근(B)과 제2와류발생부재(120)의 후단 부근(A)에 와류가 형성된다. 흡입된 외부 공기(OA)에 포함된 먼지는 이 와류에 의해 외부 공기(OA)로부터 분리되어 이 와류에 갇히게 된다. 따라서, 좌측 공기 흐름과 함께 인입된 먼지는 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 후단 부근(B,A)에 형성된 와류에 갇히게 되므로 케이스(10) 내부로 유입되지 않는다.
먼지포집구조(100)를 통과하며 먼지가 분리된 외부 공기(OA)는 발열원(20)을 지나게 된다. 찬 외부 공기가 발열원(20)을 지나는 동안 열교환에 의해 발열원(20)이 냉각되고 공기는 뜨거워진다. 뜨거워진 공기는 흡기팬(30)을 거쳐 케이스(10)의 배출구(13)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 먼지포집구조(100)를 갖는 공냉식 전기장치(1)는 먼지필터의 미세 구멍에 비해 매우 큰 흡입구(11)를 통해 외부 공기(OA)를 케이스(10) 내부로 흡입하므로 먼지필터를 사용하는 경우보다 용량이 작은 흡기팬(30)을 사용하여도 전기장치(1)를 필요한 온도로 냉각할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 먼지포집구조(100)는 케이스(10) 내부의 발열원(20)에 부착될 수 있는 비교적 큰 먼지를 분리하여 포집할 수 있으므로, 먼지에 의해 전기장치(1)의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
흡기팬(30)이 정지하면, 흡입구(11)를 통해서 외부 공기(OA)가 케이스(10) 내부로 인입되지 않는다, 그러면, 제1 및 제2와류발생부재(110,120)의 후단 부근(B,A)에 형성되었던 와류가 소멸된다. 와류가 소멸되면 와류에 갇혀 있던 먼지는 아래로 낙하하게 된다. 이때, 케이스(10)의 바닥면(16)에는 먼지배출구(17)가 형성되어 있으므로, 낙하하는 먼지는 케이스(10) 외부로 배출된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 먼지포집구조(100)를 갖는 공냉식 전기장치(1)는 포집된 먼지를 케이스(10) 외부로 배출할 수 있으므로, 먼지필터를 사용하는 전기장치에 비해 유지 보수가 편리하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 10의 먼지포집구조(200)는 제1 및 제2와류발생부재(210,220)가 하우징(201)에 설치되는 것이 상술한 먼지포집구조(100)와 상이하다. 하우징(201)은 전기장치(1)의 케이스(10)와 별개로 형성되며, 전기장치(1)의 케이스(10)에 형성된 장착공(미도시)에 분리 가능하게 장착된다. 제1 및 제2와류발생부재(210,220)는 하우징(201)의 내측에 일정 간격으로 배치된다. 제1 및 제2와류발생부재(210,220)의 배치는 상술한 실시예의 제1 및 제2와류발생부재(110,120)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 11과 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 나타내는 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예의 먼지포집구조(300)는 제2와류발생부재(320)가 2열로 배치된 점이 도 1에 도시된 먼지포집구조(100)와 상이하다. 제1와류발생부재(310)와 근접한 제1열의 제2와류발생부재(320-1)는 도 1의 먼지포집구조(100)의 제1 및 제2와류발생부재(110,120)와 동일하게 배치된다. 제2열의 제2와류발생부재(320-2)는 제1열의 제2와류발생부재(320-1)의 사이의 공간(S)을 통해 제1와류발생부재(310)를 마주하도록 설치된다.
본 실시예에서 제1와류발생부재(310)와 2열로 배치된 제2와류발생부재(320)가 흡입구(311)를 통해 흡입되는 외부 공기로부터 먼지를 분리하는 작용은 상술한 실시예의 제1 및 제2와류발생부재(110,120)와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 12를 참조하면, 본 실시예의 먼지포집구조(400)는 제2와류발생부재(420)가 지그재그로 배치된 점이 도 1에 도시된 먼지포집구조(100)와 상이하다. 도 12에서 좌측에서 첫번째 제2와류발생부재(420-1)가 흡입구(411)에 가깝게 설치되면, 두번째 제2와류발생부재(420-2)는 흡입구(411)에서 첫번째 제2와류발생부재(420-1)보다 멀리 떨어지도록 설치된다. 세번째, 다섯번째 제2와류발생부재(420-3,420-5)는 흡입구(411)로부터 첫번째 제2와류발생부재(420-1)와 동일한 거리(d1) 이격되어 설치되고, 네번째 제2와류발생부재(420-4)는 흡입구(411)로부터 두번째 제2와류발생부재(420-2)와 동일한 거리(d2) 이격되어 설치된다. 따라서, 제2와류발생부재(420)는 지그재그 형상으로 배치된다.
본 실시예에서 제1와류발생부재(410)와 지그재그로 배치된 제2와류발생부재(420)가 흡입구(411)를 통해 흡입되는 외부 공기로부터 먼지를 분리하는 작용은 상술한 실시예의 제1 및 제2와류발생부재(110,120)와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 구비한 프로젝터를 나타내는 개략도이다.
도 13을 참조하면, 프로젝터(500)는 송풍기(510), 안내덕트(520), 먼지포집구조(530)를 포함할 수 있다. 송풍기(510)는 외부 공기(OA)를 흡입하여 발열원이 있는 프로젝터(500) 내부로 송풍하여 프로젝터(500)를 냉각시킨다. 송풍기(510)는 상술한 실시예의 흡기팬(30)에 대응된다. 안내덕트(520)는 송풍기(510)와 먼지포집구조(530)를 연결하여 먼지포집구조(530)를 통과한 외부 공기(OA)를 송풍기(510)로 안내한다.
먼지포집구조(530)는 안내덕트(520)의 입구부(521)에 설치되며, 송풍기(510)의 흡입력에 의해 인입되는 외부 공기(OA)로부터 먼지를 분리한다. 먼지포집구조(530)는 복수 개의 제1와류발생부재(531), 복수 개의 제2와류발생부재(532), 및 복수 개의 와류발생홈(533)을 포함할 수 있다.
복수 개의 제1와류발생부재(531)는 일정 간격 이격되도록 배치되어 있다. 따라서, 서로 인접한 2개의 제1와류발생부재(531) 사이에는 흡입구(535)가 형성된다. 복수 개의 제1와류발생부재(531)에 의해 형성된 복수 개의 흡입구(535)가 안내덕트(520)의 입구를 형성한다. 본 실시예의 경우에는 제1와류발생부재(531)의 단면이 대략 직사각형의 홈 형상으로 형성되어 있으나, 상술한 실시예의 제1와류발생부재(110)와 같이 와류발생을 도울 수 있는 곡면으로 형성할 수도 있다. 제1와류발생부재(531)의 단면 형상 이외에는 상술한 실시예의 제1와류발생부재(110)와 동일하다.
복수 개의 제2와류발생부재(532)는 상술한 실시예에 의한 제2와류발생부재(120)와 동일한 형상으로 형성되며, 복수 개의 제1와류발생부재(531)의 뒤쪽의 안내덕트(520)에 지그재그로 배치되어 있다. 따라서, 복수 개의 제1와류발생부재(531)를 통과한 외부 공기(OA)는 도 14에 도시된 바와 같이 복수 개의 제2와류발생부재(532)의 후단 부근에 와류를 생성하게 된다. 도 14는 도 13의 먼지포집구조(530)에 의해 외부 공기(OA)로부터 먼지가 분리되는 것을 보여 주기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과를 나타낸 사진이다.
복수 개의 와류발생홈(533)은 복수 개의 제1와류발생부재(531)를 마주하는 안내덕트(520)의 내면에 형성된다. 복수 개의 와류발생홈(533) 각각은 홈 입구가 복수 개의 제1와류발생부재(531)를 향하도록 형성된다. 송풍기(510)에 의해 외부 공기(OA)가 흡입될 때, 도 14에 도시된 바와 같이 와류발생홈(533)의 내부에는 와류가 발생하여 외부 공기(OA)로부터 먼지를 분리하고 분리된 먼지를 가둘 수 있다. 송풍기(510)가 정지하면, 복수 개의 와류발생홈(533)의 내부에서 와류에 갇혀 있던 먼지는 아래 방향으로 낙하하게 된다. 따라서, 복수 개의 와류발생홈(533)이 설치된 안내덕트(520)의 바닥면에는 각각의 와류발생홈(533)에 대응되는 복수 개의 먼지배출구(미도시)를 형성할 수 있다. 그러면, 복수 개의 와류발생홈(533)에 의해 분리된 먼지를 안내덕트(520)의 외부로 배출할 수 있다.
안내덕트(520)는 먼지포집구조(530)가 설치된 입구부(521)와 송풍기(510)에 연결되는 배출부(522)를 연결하는 연결부(523)를 포함하며, 대략 S자 형태로 형성할 수 있다. 연결부(523)는 복수 개의 제1와류발생부재(531)가 설치된 입구 및 송풍기(510)에 연결된 출구보다 좁게 형성할 수 있다. 그러면, 안내덕트(520)를 통과하는 외부 공기(OA)로부터 먼지를 더 효과적으로 분리할 수 있다.
송풍기(510)로 외부 공기(OA)를 안내하는 안내덕트(520)에 설치된 제1 및 제2와류발생부재(531,532)에 의해 먼지가 분리되는 작용은 상술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
1; 전기장치 10; 케이스
11; 흡입구 12; 케이스 전면
17; 먼지배출구 18; 먼지부착부재
20; 발열원 30; 흡기팬
100,200,300,400,530; 먼지포집구조
110,210,310,410,531; 제1와류발생부재
120,220,320,420,532; 제2와류발생부재

Claims (17)

  1. 공기흡입용 흡기팬을 구비한 공냉식 전기장치에 사용되는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조에 있어서,
    상기 전기장치의 케이스에 간격을 두고 나란하게 설치되어 복수 개의 흡입구를 형성하는 복수 개의 제1와류발생부재; 및
    상기 복수 개의 흡입구로부터 상기 케이스의 내측으로 일정 거리 이격되어 설치되는 복수 개의 제2와류발생부재;를 포함하며,
    상기 복수 개의 제1와류발생부재 각각은 상기 케이스의 내측으로 돌출되며, 상기 흡기팬에 의해 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 상기 제1와류발생부재의 후단에 와류를 발생시키는 형상으로 형성되며,
    상기 복수 개의 제2와류발생부재 각각은 상기 흡입구를 통해 흡입되는 공기를 분기시키고, 분기된 공기가 상기 제2와류발생부재의 후단에서 와류를 형성하도록 하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1와류발생부재는,
    상기 흡입구를 통해 인입되는 공기가 와류를 형성하도록 안내하는 곡면 형상을 갖는 안내부; 및
    상기 안내부의 양측단에서 인접한 상기 제1와류발생부재를 향해 돌출된 날개부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 날개부는 삼각형, 직사각형, 사다리꼴 형상 중의 어느 한 개의 단면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1와류발생부재의 안내부는 오목한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2와류발생부재의 단면은 쐐기 형상으로 형성되며, 상기 쐐기 형상의 양측 경사면은 상기 흡입구 쪽을 향해 모이도록 배치된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2와류발생부재의 단면은 상기 흡입구 쪽 부분이 삼각형상인 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2와류발생부재의 단면은 상기 흡입구 쪽 부분이 유선형인 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2와류발생부재의 단면은 상기 흡입구 쪽 부분의 반대쪽 부분에는 공기에 대해 유동저항을 발생시키는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2와류발생부재는 적어도 2열로 배치되며,
    뒷 열에 배치되는 복수 개의 제2와류발생부재는 앞 열에 배치되는 복수 개의 제2와류발생부재 각각의 사이의 공간을 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제2와류발생부재는 지그재그 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2와류발생부재는 상기 케이스와 한 개의 몸체로 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2와류발생부재는 상기 케이스와 분리 가능한 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스의 내측에 설치되며, 상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재를 통과한 공기를 상기 흡기팬 쪽으로 안내하는 안내덕트를 더 포함하며,
    상기 안내덕트의 내면에는 흡입된 공기가 와류를 형성하도록 하는 복수 개의 와류발생홈이 형성된 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단 부근에 상기 케이스의 바닥면에 형성된 먼지배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단에 설치된 먼지부착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 및 제2와류발생부재 중 적어도 일부의 와류발생부재 각각의 후단 부근에 상기 케이스의 바닥면에 형성된 먼지배출구와, 다른 일부의 와류발생부재의 후단에 설치된 먼지부착부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중의 어느 한 항에 따르는 공냉식 전기장치용 먼지포집구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기장치.
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