KR101105730B1

KR101105730B1 - 가변 풍량 조절장치

Info

Publication number: KR101105730B1
Application number: KR1020090053597A
Authority: KR
Inventors: 백완기
Original assignee: 백완기
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2012-01-17
Also published as: KR20100135122A

Abstract

건물이나 빌딩의 실내에 공급되는 공기의 량을 조절하여 실내 온도를 조절하기 위한 가변 풍량 조절 장치는 일반적으로 덕트 내에 설치되는데, 본 발명은 덕트에 연결되어 설치되는 가변 풍량 조절 장치에 관한 것이다. 가변 풍량 조절 장치는 공기가 유동되는 유로를 형성하는 덕트와 상기 덕트의 일정 위치에 설치되어 실내로 공급되는 공기의 풍량을 조절하기 위한 댐퍼 블레이드, 댐퍼 블레이드를 조절하기 위한 액튜에이터, 상기 액튜에이터를 제어하기 위한 제어부, 상기 제어부의 제어량을 계산하기 위한 기초자료로 활용되는 온도를 센싱하는 실내 온도 감지부, 차압을 검출하는 차압검출부로 구성되며, 상기 가변 풍량 조절 장치의 풍량 조절에서 중요한 점은 상기 가변 풍량 조절장치의 댐퍼 블레이드의 개도 각도와 풍량이 항상 정비례관계가 성립하지 않는다는 것이다. 따라서 본 발명은 댐퍼 블레이드의 개도 각도와 풍량과의 비를 정비례에 근접하게 유지하여 제어가 용이하도록 한 가변 풍량 조절 장치에 관한 것이다.

댐퍼 블레이드, 덕트, 개도 각도, 액튜에이터, 제어부, 차압검출부, 측면 돌출벽, 개도 면적, cosθ, 곡률, 내경

Description

가변 풍량 조절장치{Variable Air Volume Control Apparatus}

본 발명은 덕트 내의 가변 풍량 조절 장치에 관한 것이다. 일반적으로 건물이나 사무실의 실내 온도 센서의 설정온도가 유지되도록 실내로 공급하는 공기의 양을 조절하게 되는데 상기 실내로 공급되는 공기의 풍량을 조절해 주는 가변 풍량 조절장치에 관한 것이다.

상기 가변 풍량 조절 장치는 가변 풍량 조절 시스템에서 중요한 위치를 차지하는데 그 이유는 상기 가변 풍량 조절 장치를 통하여 실내 부하의 변화에 따라 요구되는 공기의 양만큼의 공기가 공급되어 실내의 온도를 적정온도로 유지하여 쾌적성을 확보할 수 있으며, 또한 공기의 누설 없이 필요로 하는 풍량 만큼을 실내로 공급함으로써 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있는 것이다. 상기와 같이 공기의 누설 없이 공급하는 풍량을 정확하게 조절하기 위하여는 상기 가변 풍량 조절 장치의 유량 특성 곡선 즉 상기 가변 풍량 조절 장치의 댐퍼 블레이드의 개도 각도와 이에 비례하여 흐르는 풍량의 곡선이 정비례선에 근접하여야 하는 것이다. 따라서 본 발명은 상기와 같은 관점에서 댐퍼 블레이드의 개도 각도와 풍량의 특성 곡선이 정비례선이 되도록 개선하여 정확한 제어가 이루어지도록 하는 것에 관한 것이다.

도 1은 종래 공기 풍량 조절장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에서 종래의 가변 풍량 조절 장치는 원통형으로 된 덕트(10)의 내부에 원형 판 상으로 된 댐퍼 블레이드(12)를 축(17)으로 설치하였으며, 다음과 같은 방법에 의해 풍량을 제어하게 되는 것이다. 빌딩이나 건물의 실내에 설치된 실내 온도 감지부(14, 구체적으로 도시하지 아니함)에서 실내 온도를 감지하여 그 온도 정보를 제어부(15, 구체적으로 도시하지 아니함)에 보내면 온도 정보를 제공받은 제어부(15)는 실내 온도 감지부(14)에서 받은 온도 정보와 설정 온도 정보를 연산하여 필요한 풍량을 계산하고 상기 풍량에 해당되는 개도 각도를 액튜에이터(13)와 같은 작동 장치에 전송하여 작동시키고, 상기 가변 풍량 조절 장치의 입구측에 설치되어 있는 차압 검출부(16)와 같은 풍량 측정 장치에 의해 입구 측의 차압을 측정하여 상기 제어부(15)에 차압 정보를 보내는 것이다. 상기 제어부(15)는 차압 검출부(16)에서 제공되는 차압 정보를 수신하고 비교하여 다시 과,부족분의 풍량 만큼 액튜에이터(13)의 축(17)을 회전시켜 댐퍼 블레이드(17)의 각도를 조절하여 줌으로써 실내 온도 감지부(14)로부터 수신받은 온도 정보를 연산한 풍량 만큼 실내로 공급할 수 있는 것이다.

그러나, 도 1에 예시된 바와 같이 종래의 가변 풍량 조절장치는 덕트(10)의 내부를 통과하는 풍량이 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도에 따라 개도율 대비 개방 면적율의 언밸런스(Unbalance)가 너무 크고, 유체의 쏠림 현상 및 덕트(10) 내면과의 마찰 등으로 인하여, 댐퍼 블레이드 개도 각도에 따른 풍량 특성 곡선은 도 11의 곡선 A처럼 정비례선이 아닌 상당히 왜곡된 곡선 형태로 나타나게 된다. 따라서 상기와 같은 곡선 A에서 확인되는 바는 개도 각도가 낮은 0°~35°의 개도 각도에서는 개도율의 큰 변화에도 불구하고 풍량의 변화가 너무 적어 풍량을 조절하기 어렵다는 문제점이 있으며, 또한 개도 각도가 큰 80°~ 90°부근에서는 개도율에 따른 풍량의 변화가 매우 적어 정밀하게 제어할 수 없는 문제점이 있음을 보여주고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 가변 풍량 조절장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은 구조적인 개선을 통하여 정확히 풍량을 조절하고 저렴하고 개선된 가변 풍량 조절 장치를 제공하는 데 목적이 있는 것이다.또한 본 발명은 가변 풍량 조절 장치의 댐퍼 블레이드 초기 개도 시와 폐쇄 시에 댐퍼 블레이드 개도 각도에 따른 풍량과의 비를 정비례에 가깝게 유지시켜 덕트 내의 풍량 조절을 정확히 하고자 하는데 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 가변 풍량 조절장치의 덕트의 내면에 댐퍼 블레이드의 축방향 양측에 반원모양의 2개의 측면 돌출벽을 구성하고 상기 측면 돌출벽과 측면 돌출벽 사이에서 댐퍼 블레이드가 회전축을 중심으로 회전하도록 하면 상기 댐퍼 블레이드가 회전 시 공기가 상기 댐퍼 블레이드 의 공기 유입측으로 유입되어 상, 하부의 토출측면을 통과하는 동시에 댐퍼블레이드의 측면과 돌출벽 사이로도 통과하게 되고 따라서 측면 개방 면적을 확보할 수 있어 댐퍼 블레이드 개도 초기 시에 공기 저항에 의한 풍량의 감쇠를 보상할 수 있으며 또한 상기 측면 돌출벽 설치와 동시에 덕트의 상기 측면 돌출벽과 측면 돌출벽 사이에 유로 확대부를 추가 설치하면 상기와 같이 댐퍼 블레이드의 개도 시에 낮은 댐퍼 개도 각도에서 풍량의 감쇠를 더욱 용이하게 보상할 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 덕트 내에서 댐퍼 블레이드의 개도 각도에 따라 공기가 댐퍼 블레이드의 유입측에서 토출측으로 유동됨과 동시에 상기 댐퍼 블레이드의 측면으로도 유동되도록 하여 상기 댐퍼 블레이드의 초기 개도 시에 개도 면적의 부족으로 인한 풍량의 감쇠를 보상하는 효과가 있으며 또한 상기 댐퍼 블레이드의 폐쇄 시 풍량의 과잉을 방지하여 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도와 풍량 관계가 정비례에 가깝게 유지되도록 하여 덕트 내의 풍량의 제어를 용이하게 하는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 가변 풍량 조절장치를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명 제1실시 예에 따른 가변 풍량 조절장치의 댐퍼 블레이드(12)와 덕트(10)의 내측 측면 돌출벽(11)의 제1실시 예 단면 사시도이다. 상기 측면 돌출 벽(11)은 덕트(10) 내면에서 상기 댐퍼 블레이드(12)의 축 방향과 직각이며 대칭으로 반원형태의 판형 부재로 형성되는 것이다. 또한 도 2는 덕트(10) 내에서 댐퍼 블레이드(12)는 0도에서 완전 밀폐하고 90°회전하여 유로를 최대로 개방하며 상기도 2는 유로를 최대로 개방한 상태의 사시도이다. 상기도 2에서 송풍기에 의하여 덕트(10)의 유입구로 유입된 공기는 화살표 방향으로 진입하여 상기 측면 돌출벽(11) 안쪽의 댐퍼 블레이드(12)가 설치된 공간에서는 개도 각도에 따라서 유로가 형성되며 상기 유로는 턱트(10)의 길이 방향과 평행 방향으로 상, 하에 형성되고 또한 상기 측면 돌출벽(11)과 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면부의 사이를 통하여 유로가 형성되는 것이다.

또한, 도 3은 덕트 내의 유로 방향에서 본 가변 풍량 조절 장치의 정면도이다. 즉 상기도 3은 댐퍼 블레이드(12)가 덕트(10) 내에서 유로를 전면적으로 차단한 상태를 보여주고 있는 것이다. 상기도 3에서 댐퍼 블레이드(12)는 상기 양측에 형성된 측면 돌출벽(11)과 덕트 내의 원호면(19)에 의하여 그 형태가 정하여지고 상기 댐퍼 블레이드(12)는 액튜에이터(13)에 의하여 회전하여 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도가 정하여지며 따라서 개도율이 정하여 지는 것을 보여주고 있는 것이다.

또한, 도 4는 본 발명 가변 풍량 조절 장치의 댐퍼 블레이드(12)가 덕트(10) 내의 측면 돌출벽(11)과 동일한 위치에 있는 상태 즉 유로를 완전히 폐쇄한 상태의 단면도이다. 상기와 같이 액튜이이터(13)가 상기 댐퍼 블레이드(12)를 회전시켜 유로를 전면적으로 차단할 수 있으며 또한 일정한 개도 각도를 가지고 개방할 수 있는 것을 보여주고 있는 것이다. 상기와 같이 덕트(10) 내에 설치된 가변 풍량 조절 장치는 덕트(10)가 설치된 빌딩이나 건물의 실내온도를 실내온도 감지부(14)에서 감지하고 상기 실내온도 정보를 제어부로 전송하며 가변 풍량 조절장치를 기준으로 하여 공기 입구 쪽 일정한 위치에 차압 검출부(16)를 설치하여 차압을 검출하고 상기 차압 정보를 제어부로 전송하여 상기 실내온도 정보와 차압 정보를 기초로 풍량을 산출하고 상기 액튜에이터(13)의 구동을 제어하며 따라서 상기 액튜에이터(13)에 연동된 댐퍼 블레이드(12)의 회전 각도를 제어하는 것이다.

또한, 도 5는 덕트(10) 내의 양측 측면 돌출벽의 제2 실시 예를 나타내고 있는 것이다. 상기도 5에서 측면 돌출벽(20)은 상기 측면 돌출벽(20)의 공기 유입측과 유출측 양측으로 소정의 곡률을 가진 만곡부(21)를 양측으로 형성하여 상기 측면 돌출벽(20)에서의 공기 저항을 감소시켜 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면부로 흐르는 공기가 원활하게 흐르게 하는 효과가 있는 것이다.

또한 도 6은 덕트(10) 내의 측면 돌출벽 제1실시 예에 따른 단면 사시도이다. 상기도 6과 같이 원형의 덕트(10) 내에서 양측으로 측면 돌출벽(11)이 형성되어 유로를 제한하며 상기 측면 돌출벽(11)은 상기 댐퍼 블레이드(12)와 접하는 선단부가 직선이나 곡선 형태로 이루어지는 것이다.

또한 도 7은 덕트(10) 내에 설치되는 측면 돌출벽의 제2 실시 예의 형상을 보여주고 있는 것이다. 상기도 7과 같이 소정의 곡률을 가지고 있고, 만곡부(21)를 가지는 측면 돌출벽(20)의 형상을 상기 덕트(10) 내의 양측에 설치하면 상기 측면 돌출벽(20)에서의 공기 저항을 감소시킬 수 있으며 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면부 유로를 통하여 공기가 용이하게 흐를 수 있는 것이다.

또한 도 8은 본 발명 가변 풍량 조절 장치가 설치된 덕트(10)의 절개 사시도이다. 상기 댐퍼 블레이드(12)는 회전축을 중심으로 하여 회전하며 상기 회전축의 양 끝단부에는 측면 돌출벽(20)이 설치되어 있는 상태의 절개 사시도를 보여주고 있는 것이다.

또한 도 9와 도 10은 본 발명에 적용된 측면 돌출벽을 설치한 가변 풍량 조절 장치의 댐퍼 블레이드(12)의 중심과 측면 돌출벽 끝단간의 형성각도 α와 댐퍼 블레이드의 개도 각도 θ를 보여주기 위한 도면이다. 상기도 9는 덕트(10) 내의 유로 방향 정면도이고 도 10은 댐퍼 블레이드(12)가 개도 각도θ에 따라서 개도 되는 것을 나타내는 도면이다. 상기도 9와 10에서 댐퍼 블레이드 단면적을 A, 덕트(10)의 내경을 ｒ, 상기 덕트(10) 내의 측면 돌출벽(11)의 면적을 b, 상기 측면 돌출벽(11) 면적의 끝단과 끝단의 길이를 ｒ₁, 상기 측면 돌출벽 일측 끝단과 대응되는 측면 돌출벽의 일측 끝단으로 이루어지는 덕트의 내경 ｒ와 댐퍼 블레이드의 중심과 측면 돌출벽 끝단간의 형성각도를 α라 정의하면, 댐퍼 블레이드(12)의 단면적 A=3.14·r² (1-α/90) + 2 r² ·cosα·sinα이고, 댐퍼 블레이드(12)의 전면 개방 면적 S1= A - A·cosθ, 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면 개방 면적 S₂ = ((3.14·r₁ ²)/360)·θ·4 ≤ 2·b 가 되는 것이다. 여기서 측면 돌출벽(11)의 단면적 b는 α에 따라 정하여지는 변수로 간주 되는 것이고 상기 α이 바람직한 범위는 35°~ 65°이고 최적의 값은 α=50°이다. 따라서 측면 돌출벽(11)의 단면적 b의 상관계수 인 α와 상기 댐퍼 블레이드(12)의 각도 개도 θ에 따라서 공기가 흐르는 유로의 개방 면적이 정하여 지고 단위 시간당 풍량도 정하여 지는 것이다. 따라서 본 발명의 가변 풍량 조절 장치의 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도 θ와 풍량 변화율 그래프는 도 11과 같다. 상기도 11의 그래프는 α=50°이고, Δp=0.635 일 때의 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도 θ와 풍량 변화율과의 특성 곡선을 나타내고 있다. 보다 구체적으로 상기도 11을 설명하면 상기 Δp=0.635 일 때 덕트(10) 내의 측면 돌출벽(11)이 설치되지 아니한 가변 풍량 조절장치의 개도 각도 θ에 따른 풍량 변화율 곡선은 곡선 A와 같이 나타난다. 상기 곡선 A는 댐퍼 블레이드(12)가 유로를 밀폐하고 있는 상태에서 유로를 개방하는 경우 초기 개도 각도에서 정비례선 L의 하방으로 상당히 많이 늘어진 상태를 보여주고 있으며, 개도 각도 75°근처에서 풍량 곡선 A는 정비례선 L과 만나고, 상기 교점을 지나면 풍량 곡선 A는 다시 정비례선 L보다 포화되는 패턴을 보여주며, 댐퍼 블레이드(12) 개도 각도 90°에서 다시 정비례선 L과 교차 됨을 보여주고 있다. 또한 상기도 11에서 곡선 B는 Δp=0.635 일 때 덕트 내의 측면 돌출벽(11)이 설치된 본 발명 가변 풍량 조절 장치의 개도 각도 θ에 따른 풍량 변화율의 궤적을 보여주고 있다. 상기 곡선 B는 본 발명인 측면 돌출벽이 형성된 가변 풍량 조절 장치의 특성 곡선으로 상기 댐퍼 블레이드(12)의 초기 개도 시에, 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면 개도에 따른 보상으로 풍량 곡선이 정비례선 L에 보다 근접한 상태를 보여주고 있으며, 개도 각도 60°~ 65°에서 정비례선 L과 교차하고, 다시 상기 교차점을 지나면 상기 정비례선(L)보다 포화되어 정비례선(L)과 이격되고, 개도 각도 θ= 90°에서 곡선 B는 정비례선(L)과 다 시 만나게 되는 것을 보여주고 있는 것이다. 상기도 11에서 알 수 있듯이 가변 풍량 조절 장치 내에 측면 돌출벽(11, 20)을 구성하면 측면 돌출벽이 없는 경우에 비하여 댐퍼 블레이드(12)의 초기 개도 시에 전체적인 풍량 변화율 곡선이 정비례선에 보다 근접하고 있는 것을 나타내고 있는 것이다. 따라서 덕트(10) 내의 측면 돌출벽(11, 20) 설치는 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도 θ와 풍량 변화율과의 관계가 보다 더 정비례에 가깝게 하는 효과가 있어 보다 용이하게 덕트 내의 풍량을 조절할 수 있게 하는 효과가 있는 것이다.

또한 도 12는 본 발명 가변 풍량 조절장치의 제2 실시 예이다. 상기와 같이 가변 풍량 조절 장치 내의 측면 돌출벽(11)을 구비함과 동시에 덕트 내면에 상기 댐퍼 블레이드(12)의 축 방향의 상하에 형성한 돌출부(30)의 제1실시 예를 나타내고 있는 것이다. 상기에서 측면 돌출벽(11)의 구성은 본 발명 가변 풍량 조절장치의 실시 예와 동일한 구성을 가지는 것이다.

도 13은 상기 돌출부(30)의 제1실시 예 상세 구성을 나타내는 단면도이다. 상기도 13에서 댐퍼 블레이드(12)는 액튜에이터(13)에 의하여 회전축(17)이 회전하고 상기 회전축(17)은 덕트(10)의 중심부를 가로지르도록 배치되며 상기 회전축(17)을 중심으로 하여 2겹의 판형 부재(36,37)가 결합하는 구조이다. 상기 덕트(10)에는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 닫힌 상태에서 유로를 개방시길 때에 낮은 개도 각도에서 개도 면적을 확대하도록 상기 덕트의 외측으로 볼록한 형태의 돌출부(30)를 형성하는 것이다. 상기 돌출부(30)는 상기 덕트(10) 내에 구비하는 측면 돌출벽(11)과 다른 측면 돌출벽(11) 사이에서 덕트(10) 외측으로 확대되는 형태로 형성되며, 하나의 돌출부(30)는 상기 댐퍼 블레이드(12)의 일측이 공기 유입측으로 개방되는 부위에 위치하고 다른 하나의 돌출부(30)는 상기 댐퍼 블레이드(12)의 타측이 공기 토출측으로 개방되는 위치에 형성되는 것이다. 상기 돌출부(30)의 크기는 동일하거나 상이할 수 있으며 상기 돌출부(30)는 상기 덕트(10)의 유로를 확대시키는 확대면부(31, 32)와 상기 확대면부의 일측에 형성되어 상기 댐퍼 블레이드(12)가 유로를 밀폐시키도록 회전되었을 때 상기 댐퍼 블레이드(12)의 끝단부가 밀착되는 밀착부(35)를 포함 구성하는 것이다.

도 14는 상기 돌출부(30)의 상세 구성도이다. 상기도 14에서 상기 확대면부(31,32)는 상기 밀착부(35)에서 외측으로 확산되다가 상기 덕트의 내면으로 수렴되도록 형성된다. 이러한 확대면부(31,32)는 상기 덕트의 내면에 대하여 소정각도(α5) 경사지게 확산되는 확산부(31)와 상기 덕트의 내면 측으로 소정 각도(α6) 경사지게 수렴하는 수렴부(32)을 포함 구성한다. 또한 상기 확산부(31)와 수렴부(32)는 직선 형태 또는 소정의 곡률을 을 가질 수 있다. 이때, 상기 확산부(31)와 수렴부(32)는 동일한 곡률 또는 서로 다른 곡률로 형성되어 공기의 저항을 감소시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 확산부(31)의 경사각(α5)이 수렴부(32)의 경사각(α6)보다 크게 형성되어 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도가 증가함에 따라서 개방 면적을 증가시켜 풍량을 증가시킬 수 있는 것이다. 또한 상기 확산부(31)는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 밀폐된 위치로부터 20±10°까지의 회전 각도 범위(α1)에 형성된다. 상기 확산부(31)는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 개방되는 초기 구간의 유로를 증대시키는 것이다. 따라서 상기 확산부(31)는 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도가 작은 구간(0°~ 20±10°)에서 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도와 풍량이 정비례하게 되는 효과가 있는 것이다.

또한 상기 수렴부(32)는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 밀폐된 위치를 기준으로 20±10°로부터 50±20°까지의 회전각도(α2)에 형성된다. 상기 수렴부(32)는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 개방되는 중간 구간의 유로를 증대시키는 효과가 있다. 따라서 상기 수렴부(32)는 상기 확산부(31)에 의해 풍량이 증가하는 초기 구간과 상기 댐퍼 블레이드(12)가 50±20°이상 회전 시에 갑자기 풍량이 증가하는 후기 구간 사이에 풍량의 구배를 완만하게 하는 것이다.

또한 상기 확대면부(31,32)의 최대 확장 깊이(Y)는 상기 덕트(10) 반경의 3-20% 범위로 형성한다. 이때 상기 덕트의 유로 면적이 일정한 경우 덕트(10)의 정압에 따라 단위시간당 흐르는 풍량이 상이하므로 내부의 정압이 커질수록 상기 확대면부(31,32)의 최대 확장 깊이(Y)를 감소시키고, 내부의 정압이 작아질수록 상기 확대면부(31,32)의 최대 확장 깊이(Y)를 증가시키는 등 적절히 설계되어 져야 하는 것이다.

또한 상기 밀착부(35)는 상기 댐퍼 블레이드(12)가 닫힌 상태에서 상기 댐퍼 블레이드(12)의 끝단부가 밀착되어 기밀을 유지시킬 수 있도록 상기 덕트(10)의 내면에서 외측으로 연장되며 상기 밀착부(35)는 덕트(10)의 내면과 수직하도록 단차지게 형성되는 것이다. 또한 상기 밀착부(35)와 덕트(10)의 내면 사이의 모서리는 공기의 유동 저항을 감소시키도록 유선형으로 형성할 수 있는 것이다.

또한 상기 확산부(31), 수렴부(32) 및 밀착부(35)에 의해 형성되는 돌출 부(30)는 상기 댐퍼 블레이드(12)와 접하는 선단부를 직선이나 곡선 형태로 형성하거나, 소정의 곡률을 가진 만곡부 형태로 구성하면 공기의 저항을 줄이는 효과가 있는 것이다.

또한 상기 댐퍼 블레이드(12)는 2겹의 판형 부재(36,37)가 중심부 회전축(17)을 사이에 두고 접합하여 결합되고 끝단부에는 실링부재(38)가 끼워진 형태이다. 이때, 상기 씰링부재(38)로는 플렉시블한 고무부재 또는 실리콘 부재 등이 사용될 수 있다. 또한 돌출부(30)의 댐퍼 블레이드(12)는 타원형으로 확장된 단면적을 형성하여 상기 돌출부(30)을 벗어난 회전각에서 공기 유로의 개방 면적을 감소시킬 수 있도록 하는 것이다. 즉 상기 댐퍼 블레이드(12)의 회전 반경이 d1이고 상기 유로 단면적의 반경이 d 인 경우 상기 댐퍼 블레이드(12)의 끝단부가 상기 돌출부(30)을 벗어나 회전각도가 커지게 되면 상기 공기 유로 개방 단면적은 d1·cosθ- d·cosθ만큼 감소되게 되는 것이다. 또한 상기와 같이 유로 확대부(31,32)에서 댐퍼 블레이드(12)의 면적이 타원형으로 확대되므로 인하여 상기 댐퍼 블레이드(12)가 공기 유동 방향과 수직하게 회전되면 상기 댐퍼 블레이드(12)의 씰링부재(38)가 상기 덕트(10) 내의 밀착부(35)에 밀착되므로 상기 덕트(10)의 유로가 밀폐되는 것이다. 상기와 같이 본 발명 가변 풍량 조절 장치의 제2실시 예는 덕트(10) 내에서 축 방향에서 직각으로 형성된 측면 돌출벽(11)과 상기 댐퍼 블레이드(12)의 축 방향의 상하에 돌출부(30)를 동시에 구성하여 상기 댐퍼 블레이드(12)의 초기 개도 시에 상기 댐퍼 블레이드(12)의 측면부와 상하부로 유로를 확대하여 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도율에 따른 풍량 변화율이 정비례에 가깝게 유지되는 것이다.

또한 도 15는 본 발명 제3실시 예인 가변 풍량 조절 장치의 돌출부의 또 다른 형태를 나타내고 있다. 상기도 15에서 상기 돌출부(40)는 바람직하게는 상기 덕트(10)의 내면에 장착되는 링 구조체(44)로 이루어지고, 상기 링 구조체(44)의 내경에 일치하도록 댐퍼 블레이드(12)가 형성된 구조이다. 즉, 상기도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 돌출부(40)는 덕트(10)의 내면에 마주보게 형성된 측면 돌출벽(11)과 측면 돌출벽(11) 사이에 링 구조체(44)를 장착하며, 상기 링 구조체(44)의 원형 내경부에 일치하도록 댐퍼 블레이드(12)가 형성된 구조이다. 상기 돌출부(40)는 다수의 스크류(42)들이 덕트(10)를 관통하여 링 구조체(44)의 외면에 고정시키므로서 덕트(10) 내에 장착가능하고, 상기 댐퍼 블레이드(12)는 링 구조체(44)의 내측에 위치되며, 그 회전축(17)은 상기 링 구조체 (44)를 관통하고 덕트(10)를 관통하여 댐퍼 블레이드(12)를 회전 가능하도록 하고 있다. 그리고 상기 회전축(17)의 일단은 상기 덕트(10)의 외측으로 연장되어 액튜에이터(13)에 의해서 회전 구동되도록 연결되는 것이다. 또한 상기 돌출부(40)는 댐퍼 블레이드(12)의 개도 위치에 따라 그 개도 각도(θ)의 COS 함수(1-COSθ)를 제외한 부족분만큼 유로를 보상 확장시키도록 된 곡면(41)을 내 측면에 형성하는 것이다. 상기 곡면(41)은 낮은 개도율 즉 개도율이 0 ~ 30% 정도까지는(θ/90)-(1-COSθ)의 곡선으로 보상 확장하고, 개도율이 30% 이상에서는 보상 확장을 끝내므로서, 개도율 30% 까지는 댐퍼 블레이드(12)의 개도율 대비 개방 면적율을 정비례 특성이 되도록 보상 확장이 되는 것이다. 또한 이와 같은 곡면(41)은 댐퍼 블레이드(12)가 수직으로 위치 된 상태로부터 수평으로 위치된 상태까지 댐퍼 블레이드(12)의 회전축(17)을 기준으로 상부영역에서는 후방 방향(backward direction) 즉 유체의 유입구 측으로 형성되고, 댐퍼 블레이드(12)의 하부영역에서는 전방 방향(forward direction) 즉 유체의 출구 측으로 형성되는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 도 15에 도시된 바와 같이 댐퍼 블레이드(12)가 낮은 개도율(0 ~ 30%)에서 임의 개도 각도(θ)로 열리는 경우, 종래에는 1-COSθ의 개도 면적율로 열리는 것이지만, 본 발명은 상기 링 구조체(44)의 곡면(41)이(θ/90)-(1-COSθ) 만큼의 개방 면적율을 추가적으로 보상하여 개도율에 근사하는 직선형으로 개도 면적율이 형성되는 것이다.

도 16은 상기 본 발명 제3실시 예의 가변 풍량 조절 장치로서 덕트 내 측면 돌출벽(11)과, 상기도 15의 링 구조체(44)를 장착한 형태의 돌출부(40)가 덕트의 유로를 완전히 밀폐한 상태의 도면이다. 상기도 16에서 댐퍼 블레이드(12)의 회전축(17)이 액튜에이터(13)의 구동에 의하여 회전하여 댐퍼 블레이드(12)의 측면부와 상하부에서 유로를 개방하게 되며 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도에 따라서 정비례에 근접한 풍량을 공급할 수 있는 것이다.

또한 도 17은 본 발명 제4실시 예인 가변 풍량 조절 장치의 돌출부의 또 다른 실시 예이다. 상기도 15의 링 구조체(44) 대신으로 덕트 내측으로 절곡부(52)를 성형하여 이루어질 수 있는 것이다. 상기도 17에 도시한 바와 같이 상기 덕트(10)를 가공하여 덕트(10)의 내경 측으로 절곡부(52)를 성형한 것으로서 상기 돌출부(50)의 곡면(51)은 바람직하게는 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도 위치에 따라 특히 낮 은 개도율, 즉 0 ~ 30 % 개도 각도에서 그 개도 각도 대비 정비례하는 개방 면적율에서 "1-COS" 함수를 제외한 부족되는 유로 면적을 보상 확장시키도록 된 것이다.

도 18은 상기 본 발명 제4실시 예의 가변 풍량 조절 장치로서 덕트(10)의 내면에서 상기 댐퍼 블레이드(12)의 축 방향에서 직각이며 대칭으로 형성된 측면 돌출벽과, 상기 측면 돌출벽과 측면 돌출벽 사이에 절곡부(52)를 성형하여 이루어진 돌출부(50)가 유로를 완전히 밀폐한 상태의 도면이다. 상기도 18에서 댐퍼 블레이드(12)의 회전축(17)이 액튜에이터(13)의 구동에 의하여 회전하여 유로를 개방하게 되며 상기 댐퍼 블레이드(12)의 개도 각도에 따라서 정비례선에 근접한 풍량을 공급할 수 있는 것이다. 따라서 상기와 같이 개도 각도와 풍량 변화율이 정비례에 가깝게 유지되면 차압검출부(16)의 차압과 실내온도 감지부(14)의 온도 감지에 따른 액튜에이터(13)의 제어가 용이한 효과가 있는 것이다.

도 1은 덕트 내에 설치한 종래 가변 풍량 조절 장치의 단면도,

도 2는 덕트 내 제1실시 예 측면 돌출벽을 구비한 본 발명의 가변 풍량 조절장치 단면 사시도,

도 3은 본 발명의 가변 풍량 조절 장치를 유로 방향에서 본 정면도,

도 4는 본 발명의 가변 풍량 조절장치를 유로와 직각 방향에서 본 단면도,

도 5는 본 발명에 적용된 측면 돌출벽의 제2 실시 예 단면도,

도 6은 본 발명에 적용된 측면 돌출벽의 제1실시 예 단면 사시도,

도 7은 본 발명에 적용된 측면 돌출벽의 제2 실시 예 단면 사시도,

도 8은 본 발명에 적용된 측면 돌출벽의 제2 실시 예에 대한 부분 절개 사시도,

도 9는 본 발명에 적용된 제1실시 예 측면 돌출벽이 구성된 경우의 측면 돌출벽 면적, 전면 개방 면적 및 측면 개방 면적을 계산하기 위한 도면,

도 10은 본 발명 댐퍼 블레이드의 개도 각도에 따른 전면 개방 면적과 측면 개방 면적을 계산하기 위한 도면,

도 11은 α=50, Δp=0.635인 경우 댐퍼 블레이드 개도 각도 θ와 풍량 변화율과의 특성 곡선,

도 12는 본 발명의 제2 실시 예인 측면 돌출벽과 돌출부를 구비한 공기 풍량 조절장치의 사시도,

도 13은 본 발명 제2실시 예의 구성 중 돌출부의 단면도,

도 14는 본 발명 제2실시 예에서 돌출부의 개방 면적을 계산하기 위한 도면

도 15는 링 구조체로 이루어진 돌출부의 단면도,

도 16은 본 발명 제3실시 예인 덕트 내의 측면 돌출벽과 링구조체로 이루어진 돌출부의 단면도,

도 17은 덕트의 절곡부로 이루어진 돌출부의 단면도,

도 18은 본 발명 제4실시 예인 덕트 내의 측면 돌출벽과 절곡부로 이루어진 돌출부의 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**

10 : 덕트, 11, 20 : 측면 돌출벽, 12 : 댐퍼 블레이드,

13 : 액튜에이터, 15 : 제어부, 16 : 차압 검출부,

17 : 회전축, 19 : 원호면, 21 : 만곡부,

30, 40, 50 : 돌출부, 35 : 밀착부, 36, 37 : 판형부재,

35 :씰링부재, 41 : 곡면, 42 : 스크류, 44 : 링 구조체,

52 : 절곡부, 51, 54 : 곡면

Claims

삭제
덕트 내의 풍량을 가변시키도록 된 가변 풍량 조절 장치에 있어서,

상기 덕트 내에서 회전되어 유로를 개폐시기는 댐퍼 블레이드(12);

상기 댐퍼 블레이드를 회전 구동시키는 액튜에이터(13);

건물의 실내 온도를 감지하는 감지부(14);

가변 풍량 조절 장치를 기준으로 입구 측 일정한 위치에서 차압을 검출하는 차압검출부(16);

상기 감지부의 실내온도 정보와 상기 차압 검출부의 차압 정보를 수신하고 상기 실내온도 정보와 차압 정보를 기초로 하여 풍량을 산출하고 상기 액튜에이터에 제어신호를 전송하여 상기 액튜에이터와 연동하는 댐퍼 블레이드의 개도 각도를 제어하도록 하는 제어부(15);

및 상기 덕트 내면에 상기 댐퍼 블레이드의 축 방향에서 직각으로, 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도가 0도 일 때에 완전 밀폐되도록, 상기 댐퍼 블레이드의 축 양단측에 대칭으로 구성되며, 댐퍼 블레이드와 접하는 선단부가 직선인 측면 돌출벽(11)을 구성하여,

상기 댐퍼 블레이드 개폐 시 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도의 위치에 따라서 상기 댐퍼 블레이드의 측면부로 유로를 확장시키도록 된 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.
제2항에 있어서,

상기 측면 돌출벽(11)은,

상기 측면 돌출벽의 공기 유입측과 유출측 양측으로 소정의 곡율을 가진 만곡부(21) 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.
제2항에 있어서,

상기 측면 돌출벽(11)의 단면적은,

상기 측면 돌출벽 일측 끝단과 대응되는 측면 돌출벽의 일측 끝단으로 이루어지는 덕트의 내경 ｒ과 덕트의 중심을 지나는 수평면이 만나는 각도 α가 35°~ 65°사이에서 결정되는 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치량 조절 장치
삭제
덕트 내의 풍량을 가변시키도록 된 가변 풍량 조절 장치에 있어서,

상기 덕트 내에서 회전되어 유로를 개폐시기는 댐퍼 블레이드(12);

상기 댐퍼 블레이드를 회전 구동시키는 액튜에이터(13);

건물의 실내 온도를 감지하는 감지부(14);

가변 풍량 조절 장치를 기준으로 입구 측 일정한 위치에서 차압을 검출하는 차압검출부(16);

상기 감지부의 실내온도 정보와 상기 차압 검출부의 차압 정보를 수신하고 상기 실내온도 정보와 차압 정보를 기초로 하여 풍량을 산출하고 상기 액튜에이터에 제어신호를 전송하여 상기 액튜에이터와 연동하는 댐퍼 블레이드의 개도 각도를 제어하도록 하는 제어부(15);

상기 덕트 내면에 상기 댐퍼 블레이드의 축 방향에서 직각으로, 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도가 0도 일 때에 완전 밀폐되도록, 상기 댐퍼 블레이드의 축 양단측에 대칭으로 구성되며 상기 댐퍼 블레이드와 접하는 선단부가 직선인 측면 돌출벽(11);

및 상기 덕트 내면에 상기 댐퍼 블레이드의 축 방향의 상하에 돌출부(30)를 구성하여,

상기 댐퍼 블레이드 개폐 시 상기 댐퍼 블레이드의 개도 각도의 위치에 따라서 상기 댐퍼 블레이드의 측면부와 상하부로 유로를 보다 더 확장시키도록 된 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.
제6항에 있어서,

상하 돌출부는,

상기 상하 돌출부(30)의 공기 유입측과 유출측 양측에서 확산부(31)와 수렴부(32) 및 밀착부(35)로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.
제6항에 있어서,

상하 돌출부(30)는,

상기 덕트의 내면에 장착된 링 구조체(44)로 이루어지고 상기 링 구조체의 내경과 측면 돌출벽에 일치하도록 댐퍼 블레이드가 형성된 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.
제6항에 있어서,

상하 돌출부(30)는,

상기 덕트의 외측으로 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가변 풍량 조절 장치.