KR101101201B1 - 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은: 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하는 이너 임펠러(inner impeller); 그리고 상기 이너 임펠러의 외곽부에 일체로 구비되어 상기 이너 임펠러와 일체로 회전하며, 상기 이너 임펠러와 반대방향으로 공기를 송풍하는 아우터 임펠러(outer impeller)를 포함하여 구성되는 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치를 개시한다.

본 발명에 따르면, 하나의 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능한 환기장치를 제공하여 복수의 실내공간에 각각 개별적으로 설치하여 각 실의 개별제어가 가능하고, 각 실에 급기덕트와 배기덕트를 각각 별도로 설치함에 따른 덕트공사비와 초기설치투자비를 최소화할 수 있으며, 전력소모를 최소화하여 에너지효율을 향상하고 사용비용을 절감할 수 있다.

환기장치, 양방향 송풍유닛, 이너 임펠러, 아우터 임펠러, 내부 케이스, 외부 케이스

Description

양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치{Both Sides Air Blower and Ventillation Device Comprising The Same}

본 발명은 환기장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 하나의 일체형 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능한 환기장치를 제공하여 복수의 실내공간에 각각 개별적으로 설치하여 각 실의 개별제어가 가능하고, 각 실에 급기덕트와 배기덕트를 각각 별도로 설치함에 따른 덕트공사비와 초기설치투자비를 최소화할 수 있으며, 전력소모를 최소화하여 사용비용을 절감할 수 있는 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치에 관한 것이다.

밀폐된 공간이나 실내 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되고 산소량이 감소되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이 때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.

종래에 알려진 대부분의 환기장치는 벽체에 형성되는 대략 사각형의 개부구에 설치되는 팬유닛으로 구성되어 실내공기를 실외로 배출시키거나, 실외와 실내공 간을 연결하는 두 개의 덕트 즉, 실외공기를 실내로 공급하는 급기덕트와 실내공기를 실외로 배출하는 배기덕트를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 급기덕트와 배기덕트 상에는 공기의 유동시키기 위한 급기팬과 배기팬이 각각 별도로 설치된다.

따라서, 상기 환기장치를 작동시키면 급기덕트와 배기덕트에 구비된 급기팬과 배기팬이 동시에 작동하여, 상기 급기덕트를 통해 신선한 실외공기가 실내공간으로 공급되고 상기 배기덕트를 통해 탁한 실내공기가 실외로 배출되면서 실내공간을 환기시킨다.

그러나, 종래 환기장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

종래에는 환기장치를 설치하기 위하여 실내공간의 천장에 급기덕트와 배기덕트를 각각 설치해야 되기 때문에 시공성이 떨어지고 이에 따른 시공비용이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 종래 환기장치는 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기팬과 배기팬이 구비되어 환기장치 설치비용을 증가시키고 상기 급기팬과 배기팬을 구동하기 위해 각각 별도의 모터를 구동시키므로, 전력소모의 증가 및 소음 증가를 유발하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래 환기장치에서 제기되고 있는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 일체형 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능한 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능한 환기장치에 급기덕트와 배기덕트를 연결함으로써, 덕트공사비와 초기설치투자비를 최소화할 수 있는 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하나의 송풍유닛으로 급기와 배기를 동시에 수행하여 전력소모를 최소화하여 에너지 효율을 높이고 사용비용을 절감할 수 있는 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 형태로서, 본 발명은: 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하는 이너 임펠러(inner impeller); 그리고 상기 이너 임펠러의 외곽부에 일체로 구비되어 상기 이너 임펠러와 일체로 회전하며, 상기 이너 임펠러와 반대방향으로 공기를 송풍하는 아우터 임펠러(outer impeller)를 포함하여 구성되는 양방향 송풍유닛을 제공한다.

여기서, 상기 이너 임펠러는: 회전축의 둘레에 원주방향으로 배치되는 복수 개의 내부 날개들; 및 상기 내부 날개들의 외측단에 일체로 구비되어 상기 복수개의 내부 날개들을 둘러싸는 원형의 림(rim)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 아우터 임펠러는: 상기 림에 원주방향으로 배치되며 상기 내부 날개들과 반대의 날개각도로 상기 림의 외측면에 일체로 구비되는 복수개의 외부 날개들을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 일 형태로서, 본 발명은: 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하는 이너 임펠러(inner impeller); 상기 이너 임펠러의 외곽부에 일체로 구비되어 상기 이너 임펠러와 일체로 회전하며, 상기 이너 임펠러와 반대방향으로 공기를 송풍하는 아우터 임펠러(outer impeller); 상기 아우터 임펠러가 구비되며, 상기 아우터 임펠러에 의해 송풍되는 공기를 통과시키는 외부 케이스; 그리고 상기 외부 케이스의 내부에 구비되며, 상기 이너 임펠러에 의해 송풍되는 공기를 통과시키는 내부 케이스를 포함하여 구성되는 환기장치를 제공한다.

이 때, 상기 내부 케이스는 실내공기를 실외로 배출하는 배기덕트와 연통되며, 상기 외부 케이스는 실외공기를 실내로 유입하는 급기덕트와 연통될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 하나의 일체형 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능하여 급/배기를 위한 팬의 수가 감소되고, 복수의 실내공간에 각각 개별적으로 본 발명에 따른 환기장치가 설치되면 각 실의 개별제어가 가능하여 복수의 실내공 간에 독립적인 환기 제어를 통해 편의성 및 효율성을 향상할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 하나의 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능한 환기장치에 급기덕트와 배기덕트를 연결함으로써, 급기덕트와 배기덕트에 각각 급기팬과 배기팬을 각각 별도로 설치하는 경우에 비해 덕트공사비와 초기설치투자비를 최소화할 수 있고 설치가 간편한 이점이 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 하나의 송풍유닛으로 급기와 배기를 동시에 수행하여 전력소모를 최소화하고 이에 따라 에너지 효율을 높이고 사용비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 양방향 송풍유닛 및 이를 포함하는 환기장치에 대한 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 송풍유닛을 포함하는 환기장치를 개략적으로 나타낸 정면측 단면도이고, 도 2는 도 1의 후면측 단면도이며, 도 3은 도 1의 급기덕트 및 배기덕트가 연결되는 외부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 횡단면도이며, 도 5는 도 1의 외부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 1의 내부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 송풍유닛을 포함하는 환기장치는, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 송풍유닛(200)과, 상기 양방향 송풍유닛이 설치되는 케이스를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 케이스는 내부 케이스(310)와 외부 케이스(320)를 포함하여 구 성되며, 상기 내부 케이스(310)와 상기 외부 케이스(320)를 통해 상기 양방향 송풍유닛(200)에 의해 송풍되는 공기가 통과하게 된다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 송풍유닛(200)은, 모터(100)에 의해 회전하는 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하는 이너 임펠러(inner impeller:210)와, 상기 이너 임펠러(210)의 외곽부에 일체로 구비되어 상기 이너 임펠러(210)와 일체로 회전되며 상기 이너 임펠러(210)와 반대방향으로 공기를 송풍하는 아우터 임펠러(outer impeller:220)를 포함하여 구성된다.

따라서 상기 이너 임펠러(210)와 아우터 임펠러(220)는 하나의 동일한 회전축을 공유하여 상기 회전축을 중심으로 일체로 회전하게 되며, 상기 이너 임펠러(210)와 아우터 임펠러(220)는 축류팬이 된다.

여기서, 상기 이너 임펠러(210)는 상기 회전축의 둘레에 원주방향을 배치되는 복수개의 내부 날개들(211)과, 상기 내부 날개들(211)의 외측단에 일체로 구비되어 상기 복수개의 내부 날개들(211)을 둘러싸는 원형의 림(rim:212)를 포함하여 구성된다. 상기 이너 임펠러(210)의 회전축은 모터(100)의 구동축(110)과 직결되거나 별도의 전동부재, 예를 들면 벨트 등에 의해 연결될 수도 있다. 따라서 상기 내부 날개들이 회전하면 상기 림도 일체로 동시에 회전하게 된다.

또한, 상기 아우터 임펠러(220)는 복수개의 외부 날개들을 포함하여 구성됨는데, 상기 복수개의 외부 날개들은 상기 림(212)에 원주방향으로 배치되며 상기 내부 날개들과 반대의 날개각도로 상기 림(212)의 외측면에 일체로 구비된다.

일 예로, 상기 양방향 송풍유닛(200)의 회전시 도 1과 도 2의 화살표에 표시 되어 있는 것과 같이 상기 복수개의 내부 날개들(211)의 날개각도가 하부에서 상부로 공기의 흐름을 발생하도록 형성된다면, 상기 아우터 임펠러(220)의 복수개의 외부 날개들의 날개각도는 상기 복수개의 내부 날개들(211)의 날개각도와 반대방향으로 형성되며 이에 따라 상기 양방향 송풍유닛(200)의 회전시 상기 아우터 임펠러(220)의 복수개의 외부 날개들에 의해 발생되는 공기의 흐름은 도 1과 2에 도시된 화살표에서와 같이 상기 이너 임펠러(210)의 복수개의 내부 날개들(211)에 의한 공기의 흐름과 반대인 상부에서 하부로 형성된다.

다시 말하면, 상기 양방향 송풍유닛(200)은 회전시 상기 이너 임펠러(210)와 아우터 임펠러(220)가 동시에 회전되며, 이 때 상기 이너 임펠러(210)에 의한 중심부 공기의 흐름과 상기 아우터 임펠러(220)에 의한 외곽부 공기의 흐름이 회전축을 따라 서로 반대방향으로 형성된다.

이 때, 상기 양방향 송풍유닛(200)의 이너 임펠러(210)에 의한 공기 흐름과 아우터 임펠러(220)에 의한 공기 흐름이 서로 간섭되지 않도록, 상기 내부 케이스(310)에 상기 이너 임펠러(210)가 위치되고 상기 내부 케이스(310)의 외측과 상기 외부 케이스(320) 내측면 사이에 상기 아우터 임펠러(220)가 위치되도록 구비된다.

이에 따라 상기 이너 임펠러(210)의 의해 송풍되는 공기가 상기 내부 케이스를 통과하게 되며, 상기 아우터 임펠러(220)에 의해 송풍되는 공기가 상기 외부 케이스를 통과하게 된다.

상기 외부 케이스(320)는 상기 내부 케이스(310)를 둘러싸도록 상기 외부 케이스의 내측에 상기 내부 케이스(310)가 구비되며, 본 실시예에 있어서 상기 내부 케이스(310)는 중공형의 원통으로 구성되고, 상기 외부 케이스(320)는 상기 내부 케이스보다 직경이 큰 중공형의 원통으로 구성된다. 따라서, 내부 케이스(310)와 외부 케이스(320)는 동심원상에 배치되며, 상기 외부 케이스(320)는 내부 케이스(310)와 함께 환형(環形)인 유로 단면을 형성하게 된다.

상기 내부 케이스(310)에는 복수개의 내부 날개들(211)의 회전시 상기 림(212)이 회전될 수 있는 개구부가 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 내부 케이스(310)의 개구부는 림(212; rim)의 하단부를 감싸되 상기 림(212)의 회전이 가능하도록 구성된다.
상기 내부 케이스(310)에 상기 개구부를 형성하기 위하여 상기 내부 케이스(310)는 상기 개구부의 크기만큼 상하로 이격된 상/하부 케이스로 구성되고 상기 상/하부 케이스 사이에 상기 림이 위치하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 상기 환기장치에는 상기 내부 케이스(310)의 내부를 따라 공기가 유동되는 내부유로(10)와 상기 외부 케이스(320)의 외부를 따라 공기가 유동되는 외부유로(20)가 형성되며, 이에 따라 상기 양방향 송풍유닛(200)의 회전시 상기 이너 임펠러(210)에 의해 상기 내부유로(10)를 따라 공기가 유동하고 상기 아우터 임펠러(220)에 의해 상기 외부유로(20)를 따라 상기 내부유로(10)의 공기 유동방향과 반대방향으로 공기가 유동한다.

여기서, 상기 이너 임펠러(210)와 아우터 임펠러(220)의 날개 형성 각도 즉, 상기 복수개의 내부 날개들(211)의 각도 방향과 상기 복수개의 외부 날개들의 각도 방향에 따라 상기 양방향 송풍유닛(200)의 회전시 상기 내부유로(10)를 통해 실외공기를 실내로 급기함과 아울러 상기 외부유로(20)를 통해 실내공기를 실외로 배출할 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 양방향 송풍유닛(200)의 회전시 상기 내부유로(10)를 통해 실내공기를 실외로 배출하고 상기 외부유로(20)를 통해 실외공기를 실내로 공급하는 것을 개시한다.

상기 환기장치는 실내의 벽체에 설치될 수도 있고, 실내의 천장에 설치될 수도 있는데, 예를 들면 천잔 매립형으로 설치될 수 있다.

한편, 상기 외부 케이스(320)는 실외공기를 실내로 공급하기 위한 급기덕트(420)와 연통하고, 상기 내부 케이스(310)는 실내공기를 실외로 배출하기 위한 배기덕트(410)와 연통한다. 이때, 상기 배기덕트(410)는 상기 내부 케이스(310)와 연통되되 상기 내부 케이스(310)의 유로방향에 대해 직각방향을 이루도록 구성되고, 상기 급기덕트(420)는 상기 외부 케이스(320)와 연통되되 상기 외부 케이스(320)의 유로방향에 대해 직각방향을 이루도록 구성된다.

본 실시예에 있어서는, 상기 외부 케이스(320)에 상기 내부유로(10)와 연통된 배기덕트(410)와 상기 외부유로(20)와 연통된 급기덕트(420)가 구비된다.

보다 상세하게, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외부 케이스(320)에는 각각 외부 배기홀(321)과 급기홀(322)이 형성되고 상기 외부 배기홀(321)과 급기홀(322)에는 각각 배기덕트(410)와 급기덕트(420)가 구비된다.

그리고, 도 6에서와 같이, 상기 내부 케이스(310)에는 상기 외부 배기홀(321)에 대응되는 내부 배기홀(311)이 형성되며, 도 4에서와 같이 상기 내부 배기홀(311)과 상기 외부 배기홀(321)은 상기 배기덕트(410)에서 연장된 연결덕트(430)에 의해 연결되어 상기 외부유로(20)와 구획된다.
즉, 상기 배기덕트(410)는 상기 외부 케이스(320)에 형성된 배기홀(321)을 관통하여 상기 내부 케이스(310) 내부 배기홀(311)에 연결됨으로써 내부유로(10)와 연통되도록 구성된다.

이에 따라, 상기 이너 임펠러(210)의 송풍력에 의해 실내공기가 상기 내부 케이스(310)의 내부유로(10)로 유입되고, 상기 내부유로(10)로 유입된 실내공기는 상기 내부 배기홀(311)과 연결덕트(430) 및 외부 배기홀(321)을 거쳐 배기덕트(410)를 통해 실외로 배출된다.

이와 동시에, 상기 아우터 임펠러(220)의 송풍력에 의해 실외공기가 상기 급 기덕트(420)로 유입되고, 상기 급기덕트(420)로 유입된 실외공기는 상기 급기홀(322)을 거쳐 상기 외부 케이스(320) 내부에 형성된 외부유로(20)를 통해 실내로 공급된다.

이 때, 상기 내부 케이스(310)의 일단, 예를 들면 바닥에는 상기 내부유로(10)와 연통되는 배기구(310a)가 구비되어 상기 이너 임펠러(210)의 송풍력에 의해 실내공기가 배기구(310a)를 거쳐 상기 내부유로(10)로 유입되고, 상기 외부 케이스의 일단에는 상기 외부유로(20)와 연통되는 급기구(310b)가 구비되어 상기 아우터 임펠러(220)의 송풍력에 의해 실외공기가 상기 급기구(310b)를 거쳐 실내로 공급된다.

또한, 상기 외부 케이스(320)의 하부 테두리(323)는 상기 외부유로(20)를 유동하는 공기의 유동방향, 즉 실내로 갈수록 단면이 점점 확대되는 확관형상으로 형성될 수도 있다.

한편, 자세하게 도시하진 않았지만, 상기 외부 케이스(320)의 바닥에 상기 배기구(310a)와 급기구(310b)를 일체로 형성하고 상기 내부 케이스(310)를 바닥면이 개방된 원통형으로 구성할 수도 있으며, 상기 내부 케이스(310)와 상기 외부 케이스(320)를 모두 바닥면이 개방된 원통형으로 형성하고 상기 배기구(310a)와 상기 급기구(310b)를 갖는 별도의 캡을 상기 내부 케이스와 외부 케이스의 바닥에 결합할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 환기장치는 전술한 바와 같이 실내의 천장에 매립되어 설치되거나 벽체에 매립되어 설치될 수 있으며 또한 상기 벽체에 구 비된 창문에 직접 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 환기장치는 복수의 실내공간에 각각 개별적인 설치가 가능하여 각 실내공간의 개별적인 환기제어를 할 수 있어 사용자의 편의성 및 환기의 효율성을 향상할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 환기장치는 하나의 일체형 송풍유닛으로 급기와 배기가 동시에 가능하므로, 종래에 비해 시공에 소요되는 설치투자비를 최소화할 수 있고 설치가 간편하게 이루어진다.

또한, 전술한 바와 같이, 하나의 송풍유닛을 구동시켜 환기를 위한 실외공기의 급기와 실내공기의 배기를 동시에 수행함으로써 전력소모를 최소화하고 이에 따라 에너지 효율을 높임과 아울러 실내공간의 환기에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 송풍유닛을 포함하는 환기장치를 개략적으로 나타낸 정면측 단면도이다.

도 2는 도 1의 후면측 단면도이다.

도 3은 도 1의 급기덕트 및 배기덕트가 연결되는 외부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 횡단면도이다.

도 5는 도 1의 외부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 6은 도 1의 내부 케이스를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 모터 110: 구동축

200: 양방향 송풍유닛 210: 이너 임펠러

220: 아우터 임펠러 310: 내부 케이스

320: 외부 케이스 410: 배기덕트

420: 급기덕트

Claims (4)

1. 모터에 축연결되어 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하되, 상기 회전축의 둘레에 원주방향을 배치되는 복수개의 내부 날개들과, 상기 내부 날개들의 외측단에 일체로 구비되어 상기 복수개의 내부 날개들을 둘러싸는 원형의 림(rim:)을 포함하여 구성되는 이너 임펠러(inner impeller);

   상기 림에 원주방향으로 배치되며 상기 내부 날개들과 반대의 날개각도로 상기 림의 외측면에 일체로 구비되는 복수개의 외부 날개들이 구비되어, 상기 회전축의 축방향으로 공기를 송풍하되 상기 이너 임펠러와 반대방향으로 공기를 송풍하는 아우터 임펠러(outer impeller);

   상기 아우터 임펠러를 둘러싸도록 외측에 배치되며, 상기 아우터 임펠러에 의해 송풍되는 공기를 통과시키도록 내부 케이스와 함께 환형의 유로단면을 형성하는 외부 케이스;

   상기 외부 케이스 내부측에 구비되되, 상기 외부 케이스와 동심원상에 배치되도록 구비되며, 상기 이너 임펠러의 림의 하단부를 감싸되 상기 림의 회전이 가능하도록 구성되어, 상기 이너 임펠러에 의해 송풍되는 공기를 통과시키는 내부 케이스;

   상기 외부 케이스에 형성된 배기홀을 관통하여 상기 내부 케이스와 연통되도록 구성되되, 상기 내부 케이스의 유로방향에 대해 직각방향을 이루도록 구성되어 실내공기를 실외로 배출하는 배기덕트; 그리고

   상기 외부 케이스와 연통되되 외부 케이스의 유로방향에 대해 직각방향을 이루도록 구성되어 실외공기를 실내로 유입하는 급기덕트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
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