KR100970054B1 - 유로 개폐 장치 및 공기 조화기 - Google Patents
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Abstract
환기 등의 급배기 유로에 배치하여, 배기 방향과는 역방향의 흐름을 간단한 구성으로 확실하게 방지할 수 있는 유로 개폐 장치를 제공한다.
유출구(106)로부터 유입구(107) 방향으로의 공기 흐름에 대하여 폐쇄되는 유로 개폐 날개(2)와, 유로 개폐 날개를 회전 가능하게 유지하는 프레임부(1, 3)를 갖는 동시에, 유로 개폐 날개(2)에는 회전축(22)과, 이 회전축에 대하여 한편에 형성된 제 1 날개부(21)와, 이 제 1 날개부에 대해 회전축을 사이에 두고 반대측에 형성된 제 2 날개부(23)를 갖고, 적어도 제 1 날개부 또는 제 2 날개부 중 적어도 한편에는 제 1 걸어 맞춤부(25)를 갖고, 또한 상기 프레임부에는 유로 개폐 수단이 유로 폐쇄시에 상기 제 1 걸어 맞춤부와 접촉하여 유로 개폐 수단의 회전을 규제하는 제 2 걸어 맞춤부(32)를 갖는다.
Description
도 1a는 본원 발명의 실시예의 유로 개폐 장치의 조합 상태도,
도 1b는 본원 발명의 실시예의 유로 개폐 장치의 분해도,
도 2는 본원 발명의 실시예의 유로 개폐 날개의 확대 구성도,
도 3a는 본원 발명의 실시예에 있어서의 무풍 상태에서의 유로 개폐 날개의 상태를 나타내는 단면 모식도,
도 3b는 본원 발명의 실시예에 있어서의 순풍시의 유로 개폐 날개의 동작을 나타내는 단면 모식도,
도 4는 본원 발명의 실시예에 있어서 역풍시의 유로 개폐 날개의 움직임을 나타내는 단면 모식도,
도 5a는 종래의 유로 개폐 장치의 단면 구성 모식도,
도 5b는 도 5a의 Z-Z 단면에서의 구성 모식도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 제 1 프레임 쌍 2 : 유로 개폐 날개
3 : 제 2 프레임 쌍 21 : 제 1 날개부
22 : 회전축 23 : 제 2 날개부
24 : 중량부 25 : 제 1 걸어 맞춤부
32 : 제 2 걸어 맞춤부 34 : 회전축 베어링부
35 : 각도 규제부
본원 발명은 급배기(給排氣)에 사용하는 덕트에 부착하여, 유체의 흐름 방향을 한 방향으로 규제하는 유로 개폐 기능을 갖는 유로 개폐 장치에 관한 것이다.
종래에, 이러한 종류의 유로 개폐 장치의 예가 일본 특허공개공보 제 1999-108431 호(도 1, 도 2, 단락 0031 내지 0037 참조)에 개시되어 있다. 도 5는 상기 발명을 설명하는 유로 개폐 장치의 구성 모식도이다.
유로 개폐 장치(A)는 예컨대 덕트를 부설하여 설치된 급배기 경로의 유로 도중이나, 급배기구(給排氣口)에 설치되는 것으로, 덕트(110)에 대하여 부착되어 있다. 유로 개폐 장치(A)는 유입구(106)와 유출구(107)인 2개의 개구부를 갖고, 유입구(106)측으로부터 유출구(107)측으로의 공기의 유동에 대하여 유로를 개방하고, 그 역방향의 공기의 유동에 대해서는 유로를 폐쇄하도록 작동한다.
그 때문에, 상기 종래의 발명에 따른 유로 개폐 장치는 유로를 원통형의 프레임(101)의 유출구(107) 측단부에 판상으로 유로 형상에 맞춰 구성된 유로 개폐 날개(111)를 설치하고, 그 회전축(103)이 수평으로 배치되도록 부착되어 있다. 유로 개폐 날개(111)는 중심이 회전축(103)보다도 하방으로 오도록 구성되어 유로 폐쇄시에는 연직 방향 자세가 되도록 구성되어 있다.
또한, 유출구(107)측에는 유출구 면적이 유로 개폐 날개(111)보다도 작아지도록 하여, 유로 개폐 날개(111)의 회전축 하방측의 날개면에 대향하도록 차폐판(105)이 배치되어 있다. 이 차폐판(105)을 배치함으로써, 유입구(106)측으로부터 유출구(107)측으로의 공기의 유동에 대하여 회전축(103)의 하방측 날개면의 공기 흐름의 압력을 받는 면적이 회전축(103)의 상방측 날개면에 비해 작아져, 회전축(103)의 상방측 날개면은 스토퍼(102)의 형성에 의해 유입구(106)측으로의 회전이 규제되기 때문에, 유로를 폐쇄할 수 있다.
그러나, 상기 종래의 구성의 유로 개폐 장치에서는, 유로 개폐 날개의 회전을 규제하기 위해서 유출구(107)측에 유로 개폐 날개(103)에 대향하여 차폐부(105)를 형성할 필요가 있다. 배기 유로를 가능한 한 크게 확보하기 위해서는, 덕트(110)의 유로 단면적에 대하여 가능한 한 큰 유로 개폐 날개인 것이 바람직하지만, 상기 종래의 구성에서는 차폐판에 의해 유출구(107)측에서 유로 단면적이 작아져 통풍 저항이 되어, 환기 성능을 충분히 끌어낼 수 없다는 과제가 있었다.
본원 발명은 이러한 종래의 과제를 해결하는 것으로, 간단한 구성으로 확실하게 통풍의 역류를 방지할 수 있는 유로 개폐 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본원 발명의 유로 개폐 장치는 회전축과, 이 회전축에 대하여 한편에 형성된 제 1 날개부와, 이 제 1 날개부에 대해 상기 회전축을 사이에 두고 반대측에 형성된 제 2 날개부를 갖는 유로 개폐 수단을 프레임부에 대하여 회전 가능하게 장착하여 구성되고, 유로 개폐 수단에 있어서 적어도 제 1 날개부 또는 제 2 날개부 중 적어도 한편에는 제 1 걸어 맞춤부가 형성되고, 프레임부에는 유로 개폐 수단이 유로 폐쇄시에 제 1 걸어 맞춤부와 접촉하여 유로 개폐 수단의 회전을 규제하는 제 2 걸어 맞춤부가 구성되어 있다.
본원 발명의 유로 개폐 장치는 유입구와, 유출구와, 유입구로부터 유출구로의 공기 흐름에 대하여 개방되는 한편, 유출구로부터 상기 유입구 방향으로의 공기 흐름에 대하여 폐쇄되는 유로 개폐 수단과, 유로 개폐 수단을 회전 가능하게 유지하면서 유입구 및 유출구를 구성하는 프레임부를 포함하면서, 유로 개폐 수단은 회전축과, 이 회전축에 대하여 한편에 형성된 제 1 날개부와, 이 제 1 날개부에 대해 회전축을 사이에 두고 반대측에 형성된 제 2 날개부를 갖고, 적어도 제 1 날개부 또는 제 2 날개부 중 적어도 한편에는 제 1 걸어 맞춤부가 형성되고, 또한 프레임부에는 유로 개폐 수단이 유로 폐쇄시에 제 1 걸어 맞춤부와 접촉하여 유로 개폐 수단의 회전을 규제하는 제 2 걸어 맞춤부를 갖는 것을 특징으로 한다. 유로 개폐 수단의 형상은 대략 원형일 수도 있고 대략 직사각형일 수도 있지만, 후술하는 중량부의 배치와, 유로 단면적을 보다 크게 잡는 것 등을 고려하면 직사각형으로 구성하는 것이 바람직하다.
여기서 유로 개폐 수단은 제 1 날개부의 면적이 제 2 날개부의 면적보다도 크도록 구성될 수도 있다. 제 1 날개부가 공기 유통의 압력을 받아 회전하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 유로 개폐 수단의 중심은 회전축에 대하여 제 2 날개부측에 오도록 구성한다. 이에 의해 제 1 날개부가 공기 유통의 압력을 받아, 순풍(유입구로부터 유출구측으로의 공기 흐름)에 대하여 유로를 개방하는데 반해, 역풍시에는 용이하게 제 1 날개부가 공기 유통의 압력을 받아 유로를 폐쇄하는 위치로 되돌아가도록 조장할 수 있다.
또한, 제 2 날개부에는 제 1 날개부에 대해 회전축을 사이에 두고 반대측의 단부에 중량부를 형성할 수도 있다. 별도의 부품을 끼워 붙일 수도 있고, 제 2 날개부의 두께를 제 1 날개부에 대하여 크게 구성할 수도 있다. 또한, 이 중량부는 제 2 날개부의 면에 대하여, 유로 폐쇄시에 유출구측에 대향하는 면측이 반대의 면에 대하여 무거워지도록 구성되면 그 효과가 보다 커진다.
또한, 이 중량부는 제 2 날개부의 면에 대하여 대략 수직인 면을 갖는 날개편부(翼片部)를 갖도록 구성되면 바람직하다. 유로 개폐 수단의 최대 개방시에는 제 1 날개부가 거의 회전축과 공기 유통 방향을 이루는 면에 가깝게 구성되면 공기의 유통 저항도 작아 바람직하지만, 역풍이 유입되었을 때 압력을 받도록 규제 날개편부가 구성되면, 날개편부의 동작에 유인되어 주 날개부인 제 1 날개부가 동작하기 쉬워지기 때문에 개폐 동작이 보다 정확하게 실시된다.
또한, 프레임부에는 제 1 날개부 또는 제 2 날개부 중 적어도 한편의 날개와 접촉하여 유로 개방시에 적어도 제 1 날개부의 날개면이 회전축과 공기 유통 방향을 이루는 면보다도 유로를 폐쇄하는 위치측으로 규제되도록 각도 규제부를 설치하면 바람직하다. 그렇게 하면, 제 1 날개부가 과도하게 회전하여 역풍시에 폐쇄 위치로 되돌아가지 않는 등의 불량을 확실히 회피할 수 있다.
또한, 프레임부는 유출구를 갖는 제 1 프레임부와, 유입구를 갖는 제 2 프레임부로 구성되며, 제 1 프레임부와 제 2 프레임부가 상호 결합하도록 구성할 수도 있다. 유로 내면 형상에 대하여 가능한 한 큰 유로 개폐 수단을 설치하고자 한다면, 프레임부가 분체(分體)로 구성되고, 프레임부가 결합될 때 유로 개폐 수단을 내장하도록 구성하면, 유로 개폐 수단의 부착에 필요한 간극만큼 유로 개폐 수단을 보다 크게 구성할 수 있다. 또한, 프레임부가 결합될 때 유로 개폐 수단의 축부를 끼우도록 구성하면 회전축의 베어링부를 설치하는 만큼의 공간도 절약할 수 있기 때문에 바람직하다.
이상과 같은 유로 개폐 장치를, 피 공조 공간측의 공기를 옥외측으로 배기하는 환기 수단을 구비한 공기 조화기의 환기 수단으로부터 옥외측으로 급배기되는 공기를 유도하는 배기 유로의 도중 또는 단부에 설치할 수도 있다. 환기 기능을 갖는 공기 조화기에서는 실내 유닛에 환기 팬을 구비하고, 배기 덕트를 통해 옥외측으로 배기되지만, 그 선단부는 배기 덕트의 상태 등에 따라 유출구의 방향이 일정하지 않을 가능성이 크다. 설치 방향이 고정되어 있는 경우는 물론, 이와 같이 설치 및 자세에 차이가 있는 경우라도 본원 발명의 유로 개폐 장치는 순풍에 대하여 유로를 개방하고, 역풍에 대하여 유로를 폐쇄하는 것을 확인하고 있다.
또한, 여기에서는 공기 조화기에 관해서 기재했지만, 옥외에 대하여 환기하는 기능을 갖는 공기 청정기 등의 송풍 장치, 욕실이나 부엌의 환기 장치 등에 적용해도 효과적이다.
이하 본원 발명의 실시예에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.
우선 도 1을 사용하여 본원 발명의 실시예에 따른 유로 개폐 장치의 구성에 관해서 설명한다. 도 1a는 유로 개폐 장치의 조합 상태도를 나타내고, 도 1b는 유로 개폐 장치의 분해도를 나타내고 있다. 본 실시예에 따른 유로 개폐 장치(B)는 제 1 프레임부(1)와, 제 2 프레임부(3)와, 유로 개폐 날개(2)로 구성되어 있다.
우선 제 1 프레임부(1)는 덕트(110)에 부착되는 유입구측의 유로 접속부(11)와, 제 2 프레임부(3)와 결합되는 통 형상부(14)를 갖는다. 참조부호(12)는 제 1 날개부측을 나타내는 표시부이며, 설치 방향이 잘못되지 않도록 표시로서 형성되어 있다.
또한 제 2 프레임부(3)에는 제 1 프레임부의 통 형상부(14)와 삽입되어 결합되도록 형성된 통 상부(通上部)(35)와, 제 1 프레임부(1)의 결합 구멍(13)에 결합시켜 서로 고정하기 위한 걸어 맞춤 클로(claw)(33)와, 유로 개폐 날개(2)의 회전축(22)을 수용하는 회전축 베어링부(34)와, 곤충 등의 침입을 방지하는 망부(31)가 설치되어 있다.
그리고, 유로 개폐 날개(2)에는 회전축(22)을 사이에 두고 한편에 제 1 날개부(21)를, 또한 다른 편에 제 2 날개부(23)를 형성하고 있다. 제 1 날개부(21)는 제 2 날개부(23)에 비해 압력을 받는 면적이 크게 구성되어 있다. 즉, 회전축(22)은 제 2 날개부(23)측에 기울어져 있다.
또한 유로 개폐 날개(2)의 중심이 회전축(22)에 대하여 보다 제 2 날개부측으로 오도록 유로 개폐 날개(2)에는 중량부(24)가 일체로 형성되어 있다. 또한 제 1 날개부측의 날개면이 제 2 날개부에 대하여 보다 얇게 구성되어 있다. 도 1에서는 날개면의 중앙 부분을 도려내어 얇게 구성하고 있다. 또한, 유로 폐쇄시의 위치 결정이 되도록, 제 2 날개부의 단부에 제 1 걸어 맞춤부(25)를 설치하여 제 2 프레임부(3)의 일부에 형성한 제 2 걸어 맞춤부와 접촉하도록 구성되어 있다.
도 2는 유로 개폐 날개(2)의 확대 구성도를 나타낸다. 중량부(24)는 평면적으로 구성된 제 2 날개부(23)에 있어서, 회전축(22)에 대하여 제 1 날개부(21)와 반대측이 되는 근방측에 제 2 날개부에 대하여 일체로 기립한 날개편 형상으로 형성하여 설치되어 있다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 중량부는 유로 개폐 날개(2)의 회전시에 제 2 프레임부(3)의 내벽과 접촉하지 않도록, 제 2 날개부 날개면 보다 하방측에서는 외주측이 "r"자 형상을 갖도록 구성되어 있다.
이상과 같은 구성의 유로 개폐 장치(B)의 개폐 동작에 관해서 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은 도 1의 X-X 단면에 있어서의 구성 모식도를 나타내고 있다. 유로 개폐 장치(B)가 유출구(107)측이 연직 하방이 되도록 배치된 경우, 도 3a에 도시한 바와 같이 유로 개폐 장치에 대하여 순풍의 공기 유동이 없는 경우에는, 유로 개폐 날개(2)의 중심이 회전축(22)에 대하여 제 2 날개부측에 있다는 점과, 제 1 걸어 맞춤부(25)와 제 2 걸어 맞춤부(32)가 접촉하여 위치 규제됨으로써, 유로 개폐 날개(2)는 유로 폐쇄 상태의 자세를 유지하고 있다.
한편, 환기 수단이 작동되는 등, 유입구(106)측으로부터 유출구(107)측으로 순풍이 발생한 경우에는, 제 1 날개부(21)가 압력을 받아 하방으로 가압되어 유로가 개방된다. 제 2 프레임부(3)의 측벽면에는 유로 개폐 날개(2)의 전개시(도 3b의 상태)에도, 제 1 날개면(21)이 공기 흐름 방향에 대하여 폐쇄측으로 경사지도록 각도 규제부(35)를 설치하고 있다. 각도 규제부(35)는 예컨대 도 3과 같이 회전축(22)에 대하여 공기 흐름 방향을 향한 가상선(Y)보다도 제 1 날개면(21)이 공기 흐름 방향에 대하여 폐쇄측으로 경사진 위치에서 회전이 규제되도록 볼록부를 형성하는 등에 의해 설치하도록 한다.
또한, 유로 개폐 날개(2)의 중심이 극단적으로 제 2 날개부측에 오도록 유로 개폐 날개(2)가 구성되면, 미풍에 대한 유로 개폐 날개(2)의 응답이 나빠지기 때문에, 상정하는 최저 작동 풍속에 대하여 동작하도록 덕트 구경, 유로 개폐의 구성 재료 등에 따라 적절히 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 유로 개폐 장치(B)가 유출구(107)측이 연직 상방 또는 그에 가까운 자세가 되도록 배치된 경우에는, 유로 개폐 장치에 대하여 순풍의 공기 유동이 없는 경우에도 중심의 관계상 유로 개폐 날개(2)는 개방 위치가 되지만, 각도 규제부(35)에 의해, 제 1 날개부는 역풍에 대하여 되돌아가기 쉬운 위치로 규제되어 있기 때문에, 소정 풍속 이상의 역풍의 공기 흐름이 발생한 경우에는 유로는 용이하게 폐쇄된다.
또한, 유로 개폐 장치(B)가 유출구(107)측이 연직 상방 또는 그에 가까운 자세가 되도록 배치된 경우에, 극히 미풍속의 순풍 및 역풍인 경우에는 개폐 동작이 잘 되지 않는 경우도 있기 때문에, 특히 유로 개폐 장치(B)는 유출구(107)측이 연직 하방이 되도록 배치하거나, 제 2 날개부가 제 1 날개부에 대하여 연직 하방측이 되도록 하여 연직 방향에 대하여 경사시켜 배치하면 보다 바람직하다.
다음으로 도 4를 사용하여, 역풍시의 동작에 관해서 설명한다. 예컨대 외기측의 기압이 실내측보다도 높아지는 등에 의해 환기 유로에 역풍이 발생한 경우는, 도 4에 도시한 바와 같이 제 1 날개부(21)에 대하여 역풍이 유입되기 때문에, 압력을 받는 면적의 관계로부터 유로 개폐 날개(2)는 화살표 방향으로 회전하려고 한다. 그러나 제 1 걸어 맞춤부(25)와 제 2 걸어 맞춤부(32)의 접촉에 의해 유로 폐쇄 상태 이상의 회전 동작이 규제되기 때문에, 도 4과 같은 유로 폐쇄 상태의 자세가 유지된다.
또한, 상기 실시예에서는 제 1 걸어 맞춤부(25)를 볼록 형상으로 하고, 제 2 걸어 맞춤부(32)를 오목 형상으로 구성했지만, 그 반대의 구성일 수도 있다. 또한 이들 걸어 맞춤부는 제 1 날개부측에 설치할 수도 있지만, 구조상, 두껍고 튼튼한 제 2 날개부측에 설치하는 편이 신뢰성의 면에서도 바람직하다.
본원 발명에 의하면, 배기 유로에 있어서의 역풍 유입을 간단한 구성으로 방지할 수 있으면서 매우 큰 유로 면적을 확보하여, 유통 저항이 적은 유로 개폐 장 치를 실현할 수 있다.
Claims (10)
- 유입구와, 유출구와, 상기 유입구로부터 상기 유출구로의 공기 흐름에 대하여 개방되는 한편, 상기 유출구로부터 상기 유입구 방향으로의 공기 흐름에 대하여 폐쇄되는 유로 개폐 수단과, 유로 개폐 수단을 회전 가능하게 유지하면서 상기 유입구 및 상기 유출구를 구성하는 프레임부를 갖는 유로 개폐 장치에 있어서,상기 유로 개폐 수단은 회전축과, 상기 회전축에 대하여 한쪽 측에 형성된 제 1 날개부와, 상기 제 1 날개부에 대해 상기 회전축을 사이에 두고 반대측에 형성된 제 2 날개부를 갖고, 상기 제 2 날개부에는 날개면에 수직인 면을 갖는 날개편부(翼片部)를 갖고, 적어도 상기 제 1 날개부 또는 상기 제 2 날개부 중 적어도 하나에는 제 1 걸어 맞춤부를 갖고, 또한 상기 프레임부에는 상기 유로 개폐 수단이 유로 폐쇄시에 상기 제 1 걸어 맞춤부와 접촉하여 상기 유로 개폐 수단의 회전을 규제하는 제 2 걸어 맞춤부를 갖는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 유로 개폐 수단은 상기 제 1 날개부의 면적이 상기 제 2 날개부의 면적보다도 크도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 유로 개폐 수단의 중심은 상기 회전축에 대하여 상기 제 2 날개부측에 있도록 구성한 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 2 날개부에는 상기 제 1 날개부에 대해 상기 회전축을 사이에 두고 반대측의 단부에 중량부(重量部)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 중량부는 상기 제 2 날개부의 면에 대하여, 유로 폐쇄시에 상기 유출구측에 대향하는 면측이 반대면에 대하여 무거워지도록 구성된 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 중량부는 상기 날개편부를 포함하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 프레임부에는 상기 제 1 날개부 또는 제 2 날개부 중 적어도 하나의 날개와 접촉하여, 유로 개방시에 적어도 상기 제 1 날개부의 날개면이 회전축과 공기 유통 방향이 이루는 면보다도 유로를 폐쇄하는 위치측으로 규제되도록 각도 규제부를 설치한 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 프레임부는 유출구를 갖는 제 1 프레임부와, 유입구를 갖는 제 2 프레임부로 구성되고, 상기 제 1 프레임부와 상기 제 2 프레임부가 상호 결합되어 구성되는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 유로 개폐 수단은 상기 제 1 프레임부 또는 상기 제 2 프레임부 중 적어도 하나에 구비된 베어링부에 회전 가능하게 끼워지고, 상기 제 1 프레임부와 상기 제 2 프레임부가 결합되어 유지되는 것을 특징으로 하는유로 개폐 장치.
- 공기 조화기에 있어서,피 공조 공간측의 공기를 옥외측으로 배기하는 환기 수단을 구비하고, 상기 환기 수단으로부터 옥외측으로 급배기되는 공기를 유도하는 배기 유로의 중간 또는 단부에 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 유로 개폐 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는공기 조화기.
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