KR100621745B1 - 출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클린룸, 학교, 병원, 박물관 및 업무용 빌딩 등의 변풍량방식 (Variable Air Volume System)용의 각종 공기조화기기에 사용되는 송풍기 풍량제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송풍기 출구측에 스로틀(Throttle) 기구를 설치하고 이를 수평방향으로 위치를 이동시킴으로써 흡입구 안내깃과의 간격을 변화시켜 송풍기 임펠러내로 흡입되는 공기유량을 조절하는 새로운 풍량제어장치이며, 종래의 방식에 비해 초기투자비가 저렴하면서 효율적인 풍량제어와 저소음운전이 가능한 출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 이중 패널 구조의 송풍기 챔버(10) 내부 하단에 수평방향 위치이동 레일(18)을 형성하고 수평방향 위치이동 레일(18) 상단에 다수개의 이동바퀴(28)가 설치된 상·하부 플레이트(26,26')를 형성하되 상부 플레이트(26)와 하부 플레이트(26') 사이에 방진스프링(20)을 형성하며 하부 플레이트(26') 일측부에 풍량제어 조작기(24)를 고정 설치한다.

상기, 상부 플레이트(26) 상단부에 전동기(22)를 고정 설치하고 이 전동기(22)와 연결되게 스로틀 기구(16)를 설치하며 스로틀 기구(16)에 다수개의 송풍기 임펠러(12)를 고정시킴과 또한, 스로틀 기구(16) 끝단 외부에 흡입구 안내깃(14)을 형성한 것이다.

송풍기, 스로틀 기구, 위치이동 레일, 풍량제어 조작기, 전동기

Description

출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치{Volume Control System At Fan Impeller's Outlet by Throttle Mechanism}

도 1 은 종래의 스크롤 댐퍼 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 개략도

도 2 는 종래의 흡입측 베인 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 개략도

도 3 은 본 발명의 출구측 스로틀 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 구조 예시도

도 4 는 본 발명의 풍량제어장치에서 최대풍량 제어상태를 도시한 개략도

도 5 는 본 발명의 풍량제어장치에서 최소풍량 제어상태를 도시한 개략도

도 6 은 본 발명의 풍량제어장치에서 스로틀 기구를 이동시키는 구조 예시도

도 7 은 본 발명의 풍량제어장치에서 흡입구 안내깃을 이동시키는 구조 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 송풍기 챔버 (12) : 송풍기 임펠러(Fan Impeller)

(14) : 흡입구 안내깃 (16) : 스로틀 기구(Throttle Mechanism)

(18) : 수평방향 위치이동 레일 (20) : 방진스프링

(22) : 전동기 (24) : 풍량제어 조작기

(26,26') : 상·하부 플레이트 (28) : 이동바퀴

본 발명은 클린룸, 학교, 병원, 박물관 및 업무용 빌딩 등의 변풍량방식(Variable Air Volume System)용의 각종 공기조화기기에 사용되는 송풍기 풍량제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송풍기 출구측에 스로틀(Throttle) 기구를 설치하고 이를 수평방향으로 위치를 이동시킴으로써 흡입구 안내깃과의 간격을 변화시켜 송풍기 임펠러내로 흡입되는 공기유량을 조절하는 새로운 풍량제어장치이며, 종래의 방식에 비해 초기투자비가 저렴하면서 효율적인 풍량제어와 저소음운전이 가능한 출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 송풍기 풍량제어장치로는 대표적으로 스크롤 댐퍼(Scroll Damper) 제어장치와 흡입측 베인(Inlet Vane) 제어장치 및 인버터(Inverter) 제어장치가 있다.

도 1 은 스크롤 댐퍼(Scroll Damper) 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 것으로서, 송풍기 케이싱(100)내에 베플판(Baffle Plate)구조의 스크롤 댐퍼(120)를 설치하고 스크롤 댐퍼(120) 상단부에 댐퍼 축(160)을 형성하며 송풍기 케이싱(100) 외측 상단부에 조작핸들(140)을 설치한 구조로 되어 있어 스크롤 댐퍼(120)를 설치한 다음에 조작 핸들(140)을 회전시키면 댐퍼 축(160)이 회전하여 스크롤 댐퍼(120)를 개폐시키게 되고 이로 인해 공기토출측 개도를 변화시켜서 토출풍량을 조절하게 된다.

상기, 스크롤 댐퍼(Scroll Damper) 방식의 풍량제어장치는 풍량 감소시에도 소요동력의 감소가 거의 없으므로 에너지 절약효과가 없고 베플판 구조의 스크롤 댐퍼(120)로 송풍기 토출구 면적을 축소시키게 되므로 공기유동이 방해를 받아 토출측에 난류가 발생하고 이로 인하여 소음이 증대하고 소요동력이 증가하게 되는 문제점이 있으며, 또한 풍량제어범위가 67％ ∼ 100％로서 매우 작으므로 저풍량 영역에서는 불안정하여 풍량제어를 정상적으로 할 수 없다는 문제점이 있었다.

도 2 는 흡입측 베인(Inlet Vane) 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 것으로서, 송풍기 흡입구(200)에 개폐가 가능한 흡입측 베인(240)을 설치하고 이 흡입측 베인(240) 중앙에 베인 축(260)을 설치하여 흡입측 베인(240)의 각도를 변화시켜서 풍량을 조절하게 되며, 또한 송풍기 임펠러(220)로 유입되기 이전에 공기가 베인(240)에 의해 회전하면서 유입되어 송풍기의 유입풍량이 증가하게 될수록 에너지 절약을 할 수 있게 된다.

상기, 흡입측 베인(Inlet Vane) 방식의 풍량제어장치는 송풍기내로 흡입되는 부분에 흡입측 베인(240)이 있어 공기 유동을 방해하게 되므로 송풍기의 임펠러(220) 흡입측에 난류가 발생하고 이로 인하여 소음이 최대 8dB까지 증대하고 소요동력도 10％ 정도 증가하게 되는 문제점이 있으며, 또한 풍량제어범위가 30％ ∼ 100％로서 스크롤 댐퍼(Scroll Damper) 제어장치보다는 크지만 실질적으로는 최대풍량의 50％이하가 되면 불안정이 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 인버터(Inverter) 방식의 풍량제어장치는 주파수를 증감함으로써 전동기의 회전수를 변화시키고 이로 인해 송풍기의 풍량제어를 할 수 있게 하는 장치이다.

상기, 인버터(Inverter) 방식의 풍량제어장치는 전원 주파수에 가까운 범위의 운전시에는 문제가 없으나 저주파 운전이 되면 전압이 떨어지게 되므로 토크(Torque)가 부족하게 되고, 10 ∼ 15Hz(전원 주파수의 20％ ∼ 30％)이하로 주파수영역이 낮아지면(저풍량 영역) 소음과 진동이 크게 되고 전동기의 과열우려 및 송풍기의 운전이 정지되는 경우가 많이 발생하는 문제점이 있으며 또한, 인버터 제어판넬과 인버터용 전동기가 별도로 필요하게 되므로 전체 장치의 코스트가 높아지게 되며 만약에 고장이 발생할 경우에는 전문가의 수리가 필요하므로 유지관리비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 풍량제어장치의 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 보다 경제적이며 효율적인 송풍기의 풍량제어를 실현하는 것으로써 특히 저풍량 영역에서의 제어안정성이 높으며 보수유지관리가 용 이한 출구측 스로틀 방식의 송풍기 풍량제어장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 송풍기를 흡음 챔버 내부에 일체로 설치하여 송풍기 챔버 외부로 소음 및 진동전달이 최소가 되도록 하여 송풍기의 운전 및 풍량제어시 정숙운전이 가능토록 하는데 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 출구측 스로틀 방식의 송풍기 풍량제어장치는 흡입측으로 공기의 유동을 방해하는 장애물없이 유입되도록 흡입구 안내깃을 설치하여 난류 유동의 생성을 막고 풍량제어 조작기와 출구측 스로틀 기구 및 이를 스로틀 축방향인 수평방향으로 위치이동이 가능하게 한 레일 등을 이용하여 스로틀 기구로 송풍기 챔버내의 임펠러 출구측의 유로면적을 증감시키도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 송풍기 및 전동기를 포함한 유니트 일체를 단열재를 넣은 패널(Panel) 구조로 둘러쌓기 때문에 흡음 챔버로 되어 정숙운전이 가능할 뿐만 아니라 챔버의 흡입 및 토출측에 외부닥트의 연결이 용이하도록 한 출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 출구측 스로틀 방식의 송풍기 풍량제어장치를 도시한 구조 예시도를,

도 4 는 본 발명의 풍량제어장치에서 최대풍량 제어상태를 도시한 개략도를,

도 5 는 본 발명의 풍량제어장치에서 최소풍량 제어상태를 도시한 개략도를,

도 6 은 본 발명의 풍량제어장치에서 스로틀 기구를 이동시키는 구조 예시도를 도시한 것으로서, 유리 섬유(Glassfiber) 또는 우레탄(Urethane), lsoseal 등의 단열재로 된 이중 패널 구조의 송풍기 챔버(10) 내부 하단에 수평방향 위치이동 레일(18)을 형성하고 수평방향 위치이동 레일(18) 상단에 이동바퀴(28)가 설치된 상·하부 플레이트(26,26')를 형성하되 상부 플레이트(26)와 하부 플레이트(26') 사이에 방진스프링(20)을 형성하며 하부 플레이트(26') 일측부에 풍량제어 조작기(24)를 고정 설치한다.

상기, 상부 플레이트(26) 상단부에 전동기(22)를 고정 설치하고 이 전동기(22)와 연결되게 스로틀 기구(16)를 설치하며 스로틀 기구(16)에 다수개의 송풍기 임펠러(12)를 고정시킴과 또한, 스로틀 기구(16) 끝단 외부에 흡입구 안내깃(14)을 형성한 구성으로 되어진 것이다.

상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작용을 설명하겠다.

상기, 이중 패널(Panel) 구조의 송풍기 챔버(10)내에 송풍기 임펠러(12)와 전동기(22)를 조립하여 고정 설치한 다음, 흡입측에서 장애물 등에 따른 와류나 난류유동 생성없이 원활하게 공기가 유입될 수 있도록 흡입구 안내깃(14)을 설치하고 송풍기 임펠러(12)와의 접촉부에는 간격을 두어 조립스럽게 짜맞춰지도록 이루어진 구조로 되어 있으며 또한, 송풍기 임펠러(12)와 전동기(22) 일체를 내부의 방진스프링(20) 위에 셋팅하여 진동전달을 최소화한 후, 이를 수평방향 위치이동 레일(18)의 상단에 설치하여 풍량제어 조작기(24)의 지시신호에 따라 송풍기 임펠러(12)와 흡입구 안내깃(14)의 간격을 증감시키는 구조로 되어 있다.

상기, 송풍기 챔버(10)의 흡입 및 토출측에는 플랜지를 부착하여 외부의 닥트연결이 용이하도록 한다.

또한, 도 4 와 도 5에서 나타난 흡입구 안내깃(14)과 송풍기 임펠러(12)와의 접촉(간섭)거리의 증감에 비례하여 풍량이 변화되는 구조로 되어 있다.

아울러, 본 발명의 변형 실시예로써, 도 7 에서와 같이 흡입구 안내깃(14)을 풍량제어 조작기(24)와 레일(18) 구조 등에 의해 수평방향으로 이동할 수 있게 하고 이것과 고정 설치된 송풍기 임펠러(12)와의 접촉(간섭)거리를 증감시켜서 풍량제어를 하는 구조가 있으며, 송풍기 챔버(10)내의 흡입측에 공기여과기(Air Filter)를 설치하거나 흡입측의 플랜지를 2개 이상의 복수로 하는 대풍량형의 구조로 된 것과 실외형으로서 송풍기 챔버(10)의 상단에 지붕(Roof)이 포함된 구조로 되어 있는 것이 있다.

이상과 같이 본 발명은 송풍기 입구측에서의 흡음효과 및 풍량제어가 탁월하게 되어 저소음, 저진동의 풍량제어 운전이 가능하며 챔버내에 송풍기와 전동기가 일체화되어 있어 구조의 안정성과 기밀유지를 확보할 수 있으며, 인버터(Inverter) 풍량제어 방식의 단점이 해소되어 저렴하면서도 보수유지관리가 용이하고 저풍량 영역에서도 적절한 정압이 유지되므로 종래의 방식에 비해 보다 경제적이며 효과적 인 동시에 실질적인 풍량제어를 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 공기여과기를 챔버내에 일체화시켜 공조공간내 I.A.Q(Indoor Air Quality)를 향상시킬 수 있으며, 챔버 외부로의 소음이 최소화되므로 경우에 따라서는 소음기(Silencer)를 설치할 필요가 없게 되어 설비코스트의 절감 및 건물내 공간확보가 더욱 용이하도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 유리 섬유 또는 우레탄 등의 단열재로 된 이중 패널 구조의 송풍기 챔버(10)의 내부에 설치되어 풍량을 제어하는 풍량제어장치에 있어서,

   상기 송풍기 챔버(10)의 하단에 수평방향 위치이동 레일(18)을 형성하고 수평방향 위치이동 레일(18) 상단에 이동바퀴(28)가 설치된 상ㆍ하부 플레이트(26,26')를 형성하되 상부 플레이트(26)와 하부 플레이트(26') 사이에 방진스프링(20)을 형성하며 하부 플레이트(26') 일측부에 풍량제어 조작기(24)를 고정 설치하고 상부 플레이트(26) 상단부에 전동기(22)를 고정 설치하며 이 전동기(22)와 연결되게 스로틀 기구(16)를 설치함과 스로틀 기구(16)에 다수개의 송풍기 임펠러(12)를 고정시키며 스로틀 기구(16) 끝단 외부에 흡입구 안내깃(14)을 형성한 것을 특징으로 하는 출구측 스로틀 방식에 의한 송풍기 풍량제어장치.

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