KR20000016499A - 전기 및 전자 시스템을 위한 장비 캐비넷 - Google Patents

Abstract

전기 및 전자 시스템을 위한 캐비넷, 특히 스위치보드 캐비넷은 방진 및 내수적 방식으로 폐쇄되는 기능적 체임버 및 이 체임버를 방진 및 내수적 방식으로 폐쇄하는 적어도 하나의 문을 갖는다. 이 스위치보드 캐비넷은 몇 개의 쉘로 구성되는 구조가 기능적 영역(1) 주위에 구비되는 것을 특징으로 한다. 이 구조는 배플판(11), 기능적 영역 벽(2) 및 외부 자켓(5)을 포함한다. 내부 채널형 공간(6)은 배플판(11)과 기능적 영역 벽(2) 사이로 연장된다. 외부 채널형 공간(6')은 기능적 영역 벽(2)과 외부 자켓(5) 사이로 연장된다. 제어 가능하고 부하-의존성인 질량 유동이 두 개의 채널형 공간(6, 6')에 독립적으로 적용될 수 있다. 이 질량 유동은 0으로부터 최대값까지의 범위로 조정될 수 있다. 최대값은 한편으로는 요소(12, 7, 6')의 유압 저항 및 팬(8')의 특징적 곡선, 그리고 다른 한편으로는 기능적 체임버 내의 장비 및 내부 채널형 공간(6)의 유압 저항 및 팬(8)의 특징적 곡선에 의하여 결정된다. 따라서, 기능적 영역(1)으로부터 외부로의 열 전달 또는 외부로부터 기능적 영역(1)으로의 열 전달이 강화 및/또는 제한될 수 있다. 이 캐비넷은 특히 우수한 냉각 특성을 갖고 간단한 기술적 수단으로 사용 조건에 따라 기능적 체임버의 개선된 열적 보호를 제공한다.

Description

전기 및 전자 시스템을 위한 장비 캐비넷

장비 캐비넷은 예를 들어 고트프리드 클링베르그(Gottfried Klingberg)의 "스위치 캐비넷 및 케이스 기후 조정"(Schaltschrank und Gehause-Klimatisierung; Mahling Werbung, Dusseldorf) 문헌이 알려져 있다.

가변적인 외부 기후 조건에서 전기 및 전자 시스템의 영구적이고 결함없는 작동을 확보하기 위한 목적을 가지고, 기능적 영역의 기능으로서, 캐비넷 표면을 통한 열 방산 및/또는 열 전달 수단에 의하여 최대 허용된 기능적 영역 온도의 초과가 방지되고 최소 기능적 영역 온도 아래로 떨어지는 것이 히터에 의해 방지되는 방식으로 기후 요건 장비 캐비넷이 그 안에 고안된다.

DE 295 19 260 U1에서는 개방된 장소에 장착하기 위한 내후성(weatherproof) 전자 장비 캐비넷을 개시하고 있는데, 이것은 전자 스위치 캐비넷의 외부면으로부터 공간을 둔 착탈 가능한 커버에 의하여 적어도 부분적으로 덮인다. 이와 같이 형성된 간격은 외부 공기와 연결된다. 커버는 강한 일광하에서는 열을 감소시키고 낮은 온도에서는 캐비넷의 냉각을 감소시키도록 의도된다.

DE-AS 11 35 065에서는 장비 벽에 있는 단면이 가변적인 공기 개구에 의하여 장비 내부로의 공기 공급을 조정하는 것을 개시한다.

DD 212 871은 닫힌 케이스로부터 열을 제거하기 위한 공지의 설비에 근거하고 있다. 이 장비에서는 발생된 열의 손실이 몇 개의 평면 내에서 조절되는데, 이 평면은 문, 벽 또는 문이나 벽의 일부로서 구조된 열 교환기를 포함하고 이를 통하여 내부 회로에 있는 가열된 내부 공기와 외부 회로에 있는 찬 외부 공기가 유동하고, 이와 함께 내부 회로에서 커버에 의하여 형성되는 채널, 적어도 두 개의 팬(fan)을 포함한다. 작은 부품으로부터의 계획적 열 제거를 확보하기 위하여, 내부 공간은 수평적 구획에 의하여 분리된 회로로 세부 구분되는데, 이것은 열 교환기로 연결되고 분리된 팬이 장비된다.

비교적 낮은 내부 열 부하의 경우에도, 최대로 허용된 기능적 영역의 온도와 최대 외부 공기 온도 사이의 명백한 차이에도 불구하고, 공지된 캐비넷에서 부하 제거(캐비넷 냉각)는 예를 들어 공기-공기 열 전달 수단, 공기-물 냉각기, 냉장 기기 등과 같은 추가의 기술적 수단을 통해서만 가능하다. 이러한 장비는 작동 및 유지 비용 뿐 아니라 결함 가능성도 비교적 높다.

기능적 영역이 상기 냉각기로 점유되는 것도 불리하고, 기능적 영역을 냉각기의 요구도에 따라 구조적으로 조정하여야 하는 것 또한 불리하다.

본 발명은 장비 캐비넷에 관한 것으로, 특히 적어도 하나의 방진(dustproof) 및 내수적(watertight) 방식으로 폐쇄하는 문을 가져, 방진 및 내수적 방식으로 밀봉되는 기능적 영역을 갖는 전기 및 전자 시스템을 위한 스위치 및 제어 캐비넷에 관한 것이다. 동일한 구조적 형태 및 장비에서, 본 장비 캐비넷은 예를 들어 온대, 북극대, 아열대 및 열대 지역과 같이 크게 변화하는 기후대에서 외부 사용에 적절하다.

도 1은 본 발명의 장비 캐비넷의 종단면 구조도로, 덮개 구조의 어떤 영역의 멀티쉘 구조에 특히 중점을 두기 위하여 필수 요소를 모식적으로 나타내었다.

도면 번호

1...기능적 영역, 2...기능적 영역 벽,

3...바늘형 리브, 4...스트립형 리브,

5...외부 자켓, 6...내부 채널형 공간,

6'...외부 채널형 공간, 7...플랩,

8/8'...팬, 9...광전지 모듈,

10...차광용 추가 요소, 11...배플판,

12...필터.

본 발명의 목적은 특히 작동 영역을 위한 "수동적 냉각"이 공지의 장비 캐비넷 구조에 비하여 증가되는 방식으로, 어떠한 경우에도 다른 장비 캐비넷의 기능에 요구되는 요소와 함께 실질적으로 유지 보수의 필요가 없도록 조정하여 유지 및 작동 비용을 감소시키고자 하는 것이고, 또한 기능적 영역이 냉각기에 의해 점유되지 않는 것을 확실히 하기 위한 것이다.

본 발명에 따라, 이 목적은 청구항 1의 양상에 의하여 달성된다. 그 이상의 유리한 전개는 종속항 2 내지 13의 주제를 형성한다.

기능적 영역 벽에 관하여, 채널형 공간의 내부 및 외부에 형성되는 멀티쉘(multishell) 방식으로 어떤 표면 영역이 구조되는 것이 본 발명의 본질이다. 부하 상황에 따라 상기 채널형 공간은 다소 집중적으로 공기가 공급되거나 실질적으로 기밀(airtight) 방식으로 밀봉되어, 기능적 영역을 냉각시키는 것과는 별도로 열 절연이 얻어질 수 있다. 유리하게는, 기능적 영역 벽에 리브(rib) 시스템이 장비되어 그 표면적을 증가시키거나 대류 열 전달을 증진시키게 된다.

내부의 채널형 공간에서, 공기 유동은 팬에 의해서만 이루어지고 외부 채널형 공간에서는 팬과 부력에 의하여 이루어진다. 공기 유동은 기능적 영역 벽 근방에서는 채널에 의하여 안내되고 기능적 영역에서는 열손실원(heat loss sources)에 적합화된다.

리브 시스템은 유리하게는 기능적 영역 벽에 단단한 열-전도 방식으로 바늘(niddle)형 또는 스트립(strip)형으로 구조된다. 특별한 사용의 기능으로서, 리브 시스템은 채널형 공간으로 캔틸레버 방식으로 돌출하거나, 외부 자켓에 외부적으로나 배플판(baffle plates)에 내부적으로 연결되도록 구조될 수 있다. 결과적으로 열전달 계수는 더욱 증가된다.

더 이상의 전개는 종속항으로부터 얻어질 수 있다.

본 발명의 해결의 이점은, 이미 존재하는 장비 캐비넷 요소에 낮은 유지 보수 성분의 추가와 함께, "제어가능한" 열 전달을 갖는 설비가 제공되어, 개개의 케이스의 기능으로서, 특히 냉각 뿐 아니라 기능적 영역의 열 절연이 가능하게 된다는 것이다. 작동을 위한 에너지 소비는 낮고 장비 캐비넷의 위 또는 근방에 있는 광전지 모듈(photovoltaic module)에 의하여 독점적으로 또는 추가적으로 덮일 수 있다. 또한, 기능적 영역은 냉각기로 인하여 축소되지 않고 작동 조정은 간단하고 덜 비싸다.

본 발명은 이하 실시예에 대하여 더 상세히 설명된다.

본 실시 태양에 있어서, 폭 B, 높이 H( 및 깊이 T)의 기능적 영역 1의 기능적 영역 벽 2에는 리브 시스템 3, 4를 갖는 두 개의 측면 벽과 후면 벽의 영역이 구비되는데, 이들의 예시적 태양이 바늘형 리브 3 과 스트립형 리브 4의 형태로 보여진다.

기능적 영역 측에는, 기능적 영역 1에서 공기를 이동시키기 위하여 사용되는 팬 8이 배플판 11과 연결되어, 공기가 처음에는 기능적 영역 1에서 전기적 장비를 청소하고 냉각 작업의 경우에는 장비로부터 동력 손실을 제거하고 나서 비교적 높은 속도로 리브가 있는 기능적 영역을 따라 유동하여 그곳의 열 에너지를 리브가 있는 기능적 영역 벽 2로 전달한다. 냉각의 경우 벽 영역에서 추구하는 양호한 열 전달은, 팬 8에 의하여 구동된 내부 공기가 필수적으로 배플판 11과 기능적 영역 벽 2 사이에 형성된 내부 유동 채널 6을 통하여 유동하고, 특히 바늘형 리브 3을 사용할 때 거기에서 높은 열 전달 계수가 되는 것에서 달성된다. 그러나, 바늘형 리브 사이의 리브가 없는 벽 부분에서도 국소적 난류로 인해, 부드러운 벽 위에서 다른 것은 동일한 조건 하에 달성되는 것에 비하여 증가된 열 전달 계수 수준에 도달한다.

분리된 배플판 11에서, 내부 유동 채널 6은 적어도 부분적으로 슬라이드-인 모듈의 측면 벽에 의하여 형성될 수 있다.

기능적 영역 벽 2를 통한 열 전달을 위해서는 외부로의 양호한 열 전달을 갖는 것도 필요하기 때문에, 냉각의 경우 내부 및 외부 공기 사이의 작은 온도 차이에도 평균 이상의 높은 열 유동 밀도가 달성 될 수 있어, 외부적으로 냉각의 경우 이를 달성하기 위하여 구조적인 주의가 이루어진다.

본 태양에 나타낸 바와 같이, 상부 및 하부 개구, 외부의 채널형 공간 6'(내부 위로서)가 있는 방식으로 리브가 있는 기능적 영역 벽 지역을 공간을 두고 둘러싸는 외부 자켓 5를 통하여, 열적 부력에 의하거나 지붕 영역의 팬 8'에 의해 구동되는 것에 의하여 외부 공기가 바닥에서 정상까지 유동한다는 점에서 이것은 유리하게 달성된다. 이것을 냉각하기 위하여 외부 공기는 기능적 영역 벽 2 보다 낮은 온도를 갖고 대부분의 동력 손실을 방산시킨다.

팬 8, 8'는 냉각 부하-의존 방식으로 제어될 수 있다.

외부 공기 채널에서는 일반적으로 기능적 영역에서보다 더 높은 공기 속도가 달성될 수 있어, 리브 시스템은 내부에서 보다 덜 높을 수 있다.

외부 공기 샤프트에서 열 방산은 외부 자켓 상에서의 일광에 의하여 감소되어 외부 자켓 표면이 상기 샤프트 내를 유동하는 공기 보다 높은 온도로 될 것이다. 이를 방지하기 위하여, (도 1에 나타낸 바와 같이) 외부 자켓 5의 외부에 차광용 추가 요소 10(예를 들어 인공 담쟁이 덩굴)이 적용되거나, 또는 외부 자켓이 이중벽 방식으로 구조되어 방사 에너지에 대하여 낮은 방출 계수를 갖는 이중벽 외부 자켓의 내부 표면 및 이중벽 외부 자켓의 공기가 열 절연층으로 작용하도록 한다.

겨울철의 작동을 위하여 외부 유동 채널 6'에서 정지 공기층을 얻기 위하여 외부 유동 채널 6'는 플랩 7에 의하여 닫힐 수 있다. 플랩 7의 자리에 다른 주의가 취해질 수 있다. 만약 냉각으로부터 가열로의 변화 또는 그 반대 경우가 필요할 때 이들이 항상 작동한다.

외부 채널형 공간 6'로 들어가는 외부 공기를 위하여 필터 12가 또한 구비된다.

냉각을 보조하는 팬 8, 8'는 광전지에서 생산된 전기적 에너지에 의하여 공급되는 것이 유리한데, 이는 전기적 동력 공급의 적절한 변경 곡선을 통하여 필요한 팬 드라이브 용량 제어가 단순화되기 때문이다. 뚜껑 표면의 크기를 갖고 공간을 두는 방식으로 장착되어 캐비넷 지붕위로 백(back)-환기되는 광전지 모듈 9를 통하여, 지붕 영역의 추가적인 차광이 초래된다.

Claims (13)

1. 방진(dustproof) 및 내수적(watertight) 방식으로 폐쇄된 기능적 영역(1) 및 방진 및 내수적 방식으로 폐쇄하는 적어도 하나의 문을 갖는 전기 및 전자 시스템을 위한 장비 캐비넷, 특히 스위치 및 제어 캐비넷에 있어서,

   멀티쉘(multishell) 구조가 기능적 영역(1) 주위에 구비되고, 배플판(11), 기능적 영역 벽(2) 및 외부 자켓(5)을 포함하고, 배플판(11)과 기능적 영역 벽(2) 사이에 내부 채널형 공간(6)이, 그리고 기능적 영역 벽(2)과 외부 자켓(5) 사이에 외부 채널형 공간(6')이 형성되고, 두 개의 채널형 공간(6, 6')은 서로 독립적으로 부하-의존성 방식으로 제어 가능한 용적의 유동이 공급될 수 있고, 이 용적의 유동은 0으로부터 최대값까지 조정되는데 최대값은 한편으로는 요소(12, 7, 6')의 유압 저항 및 팬(8')의 특성, 그리고 다른 한편으로는 기능적 영역 장비, 내부 채널형 공간(6)의 유압 저항 및 팬(8)의 특성에 의하여 결정되고, 결과적으로 기능적 영역(1)으로부터 외부로의 열 전달이 강화되거나, 또는 외부로부터 기능적 영역(1)으로의 열 전달이 강화 및/또는 감소되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
2. 제 1 항에 있어서, 배플판(11)이 적어도 부분적으로 슬라이드-인 모듈의 측면 벽에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 채널형 공간(6, 6')이 열적 부력 및/또는 분리된 드라이브(drive)에 의하여 유동되거나, 또는 정적 공기층이 절연을 초래하는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 기능적 영역 벽(2)은 적어도 2측면 리브(rib) 시스템을 갖고, 이 시스템은 채널형 공간(6, 6')으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
5. 제 4 항에 있어서, 리브 시스템(3, 4)은 바늘 및/또는 스트립 리브 형태로 구조되고, 리브(3, 4)는 기능적 영역 벽(2)에 단단하고 열-전달 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
6. 제 5 항에 있어서, 리브(3, 4)의 높이는 외부 및 내부에서 다른 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서, 외부 자켓(5) 및 이로부터 공간을 둔 상단 및/또는 장비 캐비넷의 근방에, 외부적으로 구동되는 대류를 위한 구동 에너지를 부분적 또는 완전한 방식으로 공급하는 광전지 모듈(9; photovoltaic modules)이 구비되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서, 외부 자켓(5)은 이중 벽 구조를 갖고, 이중벽 외부 자켓(5)의 내부는 방사 에너지에 대한 낮은 방출 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
9. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서, 외부 자켓(5)은 차광용 추가 요소(10)가 구비되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
10. 제 9 항에 있어서, 추가 요소(10)는 자연 및/또는 인공 식물인 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
11. 제 1 항에 있어서, 내부 채널형 공간(6)으로부터의 공기가 기능적 요소(1)로 들어갈 때, 이것이 바람직하게는 냉각 공기가 주된 손실원으로 공급되는 방식으로 분배되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
12. 제 11 항에 있어서, 기능적 요소(1)로의 공기 인입이 천공판을 통하여 일어나는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.
13. 제 1 항에 있어서, 외부 채널형 공간(6')에 필터링된 외부 공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 장비 캐비넷.