KR101195300B1 - 방사형으로 배기가 이루어지는 설치식 환기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물의 지붕이나 외벽에 설치되는 환기구에 관한 것으로, 배기라인 상의 공기를 상측으로 강하게 흡입하여 환기구의 외측으로 배기되도록 직접 유도함으로써 환기구 내부에 공기가 잔류되지 않고 흡입한 공기를 환기구의 외측으로 전량 배출되도록 하여 환기효율을 높인 것이다.
현재 건물의 지붕이나 외벽에 설치되는 설치식 환기구는 대부분 다수의 기류안내판이 적층되어 배기라인을 통하여 올라온 공기를 측방향으로 자연배출시켜 환기가 이루어지도록 되는데, 풍량이나 풍속이 적은 경우에는 자연 환기가 이루어지지 못하므로 최근에는 송풍팬을 환기구의 하단에 장착하여 상측으로 공기를 상승유도하여 배기가 이루어지도록 한 것이다.
하지만 이러한 것의 문제가 송풍팬은 빨아들이는 힘이 매우 약해서 단순히 기류 흐름을 유도하는 역할 밖에는 하지 못하고, 약한 힘으로 공기를 빨아들였다 하더라도 배출되는 공기가 외부기류의 영향을 받으므로 공기배출이 제대로 이루어지지 못하고 환기효율이 매우 떨어지는 것이다.
따라서 본 발명은 환기구 내측에 다수의 블레이드로 이루어진 다익팬을 내장하여 강한 힘으로 배기라인 상의 공기를 빨아들이면서도 공기가 배출될 때까지 공기유로를 직접 유도하여 배기되는 기류의 상승효율을 개선하면서도 외부기류의 방향에 관계없이 방사형으로 배기가 이루어지도록 하고, 또한 다익팬의 상단이 기류유도판에 밀착되어지는 구조를 갖도록 함으로써 환기구 내부에 잔존공기가 없이 전량 배출하여 효율적인 환기가 이루어지도록 한 것이다.

Description

방사형으로 배기가 이루어지는 설치식 환기구{radial ventilated air conditioning ventilater}

본 발명은 건물의 지붕이나 외벽에 설치되는 환기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기라인 상의 공기를 상측으로 강하게 흡입하여 환기구의 외측으로 배기되도록 직접 유도함으로써 환기구 내부에 공기가 잔류되지 않고 흡입한 공기를 환기구의 외측으로 전량 배출되도록 하여 환기효율을 높인 것이다.

현재 건물의 지붕이나 외벽에 설치되는 환기구는 건물의 배기라인과 연결되는 배기연돌에 환기구가 설치식으로 장착되어 배기라인을 통하여 올라온 공기를 외부로 배출시키도록 되는 것으로, 이러한 환기구의 구조는 중심이 개구되어 테두리가 경사지도록 형성된 기류안내판이 지지대에 의하여 상,하 이격되게 다단으로 적층되고, 그 최상단에는 기류차단판이 장착되어 환기구의 측방향으로 이격공간을 통하여 공기배출이 이루어지도록 되는 구조이다.

이러한 종래의 적층식 환기구는 풍량이 많거나 풍속이 높을 경우에는 기류의 흐름에 따라 환기구 내측의 공기가 자연스럽게 배출되지만, 풍량이 적가나 풍속이 낮은 경우에는 배기라인 상의 공기를 외부로 배기시킴에 있어 효율적으로 기류가 상승,배기되지 못하는 문제점이 있는 것이다.

특히 여름과 같이 습도가 높으면서 대기가 저기압인 경우에는 풍량이나 풍속이 극히 낮아서 환기구를 통한 기류 흐름을 유도하지 못하게 되는 것이고, 또한 동시에 사용되는 시간대에는 배출량이 많아지게 되면서 쉽게 배출이 이루어지지 않게 되는 것이어서 건물 내부의 실내공기가 빠지지 않고 환기가 제대로 이루어지지 않게 되는 문제가 있는 것이다.

따라서 최근에는 환기구 내측에 송풍팬을 장착하여 풍속이 높은 경우에는 자연 환기가 되면서도, 풍속이 낮은 경우에는 송풍팬을 이용하여 환기구 내부의 공기를 상측으로 강제적으로 대류시켜 강제환기가 되도록 하지만, 이 경우에도 송풍팬은 빨아들이는 힘이 매우 약해서 단순히 기류 흐름을 유도하는 역할 밖에는 하지 못하는 것이다.

즉, 배기라인 상의 공기를 상측으로 유도할 뿐, 이미 상측으로 유도되어진 공기를 환기구 외측으로 강제로 배출시키지는 못하는 것이고, 따라서 배출되지 못한 공기가 환기구 내에서만 대류하면서 효율적으로 배기가 이루어지지 못하게 되는 것이다.

또한, 배기가 이루어진다 하더라도 송풍팬의 회전에 의하여 상측으로 배기되는 공기는 일정한 방향성을 가지게 되는데, 이때 배기유로가 아닌 공간에 있는 공기는 계속 환기구 내에 머물게 되면서 효율적인 배기가 이루어지지 못하는 것이다.

따라서 환기구를 통한 공기배출이 제대로 이루어지지 못해서 공기조화에 어려움이 있는 것이고, 특히 이러한 환기구의 설치 위치가 대부분 건물의 지붕이나 꼭대기에 위치하므로 빨아들이는 힘이 약한 송풍팬을 이용한 강제환기는 실효성이 매우 떨어지는 것이다.

따라서 송풍팬의 회전량을 늘리기 위하여 구동모터의 출력을 높이게 되면 제작단가가 높아질 뿐만 아니라, 장기간 사용시 모터에 무리가 가는 문제가 있는 것이다.

뿐만 아니라, 구동모터가 환기구의 중앙에 위치하게 되므로 설치상의 어려움이 있는 것이고, 구동모터를 점검하기 위해서는 환기구 전체를 분해하여야 하므로 점검이나 교체작업 등의 어려움이 있는 것이다.

또한, 공기가 배기되는 유로상에 구동모터가 위치하게 되므로 배기중 모터가 손상될 우려가 있는 것이고, 특히 고온의 공기가 배기될 경우에는 별도의 냉각수단이 없으므로 구동모터가 과열되어 폭발이나 고장 등의 여러가지 문제를 유발하는 것이다.

따라서 본 발명은 환기구 내에 강제 흡입되는 공기를 외부로 배출되기까지 직접 유도하여 배기되는 기류의 상승효율을 개선하면서도 외부기류의 방향에 관계없이 방사형으로 환기가 이루어지도록 하고, 또한 이러한 흡입수단의 구조가 환기구의 내공간을 이루는 전체에서 회전체를 내장함으로써 환기구 내에 잔류하는 공기가 없이 전량 배기토록 하여 배기효율을 극대화한 것이다.

또한, 이러한 흡입수단의 구동을 위한 모터가 공기가 배기되는 유로 상에 위치하지 않도록 함으로써 모터가 과열되는 것을 방지하고, 모터의 설치 및 관리가 용이하면서도 이러한 모터의 장착구조가 자연냉각에 의하여 과열되지 않는 상태로 작동할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 중심이 개구되어진 기류안내판이 상,하 이격되게 다단으로 적층되면서 그 최상단에 기류차단판과 기류유도판이 장착된 상태에서 그 내측에 다수의 블레이드가 원주방향을 따라 등간격으로 배열되어진 다익팬을 장착하고, 상기 다익팬은 기류차단판과 기류유도판 사이의 공간부에 장착된 구동모터와 축결합되어 회전작동하면서 축방향으로 공기를 흡입하여 건물 내부의 배기라인 상에 상승기류를 발생시켜 공기를 흡입하고, 이렇게 흡입한 공기를 환기구의 외주방향으로 배출토록 하여 강제환기가 이루어지도록 한 것이다.

또한, 상기 다익팬은 기류유도판의 하부면과 동일한 단면형태, 즉 중심부가 내입되고 외주면이 상측으로 돌출된 형태로 이루어지도록 하여 환기구 내부의 유동공간이 없이 전량 외부로 배출되도록 한 것이다.

또한, 상기 기류차단판과 기류유도판은 보조대를 이용하여 이격 장착토록 하여 모터가 장착된 공간부가 공기순환이 이루어지도록 하면서 자연 방열되도록 한 것이다.

따라서 본 발명은 건물의 배기라인 상의 공기를 강제로 흡입하여 환기시킴으로써 강제배기에 의한 환기효율을 높일 수 있고, 또한 환기구의 내부공간에 유동공간이 없이 전량 배기토록 함으로써 배기량을 극대화할 수 있게 되며, 또한 환기구의 외주면으로 방사형으로 강제배기가 이루어짐으로 인하여 외부기류의 방향에 관계없이 원활하게 배기되어 실내에서 외부로 배기되는 기류의 상승효율 및 배출효율을 개선할 수 있게 되는 것이다.

그리고 이러한 강제배기를 위한 다익팬과 구동모터의 결합구조가 환기구의 중심에 간단하게 축결합되는 구조로 이루어져 보다 간단한 구조로 보다 신속하고도 견고하게 시공가능하고, 구동모터가 기류차단판과 기류유도판의 사이에 위치됨으로 인하여 환기구를 설치한 상태에서 본체와 구동모터의 분리가 가능하여 점검 및 보수가 용이하며, 또한 기류차단판과 기류유도판의 이격된 구조로 인하여 구동모터가 장착된 공간부가 자연환기가 이루어져 모터가 과열되는 것을 방지하고 이에 따라 장기간 사용시에도 오작동이 없이 안정적인 작동이 가능하며 사용수명이 향상되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 환기구의 조립구조를 나타낸 분해 사시도.
도 2a는 도 2의 다익팬의 또 다른 실시 예를 나타낸 저면 사시도.
도 3은 본 발명의 환기구의 저면 사시도.
도 4는 본 발명의 환기구의 배기상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 환기구의 또 다른 실시 예의 배기상태를 나타낸 단면도.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 환기구(1)는 기류안내판(10)이 지지대(40)에 의하여 다단으로 적층 되도록 하부본체(30)의 상단에 결합되고, 기류안내판(10)의 상측으로는 기류차단판(20)이 결합되어 측방향으로 배기를 유도하며, 기류안내판(10)과 기류차단판(20)의 내측으로 구동모터(50)에 의하여 회전작동하는 다익팬(60)이 장착되어 공기를 강제흡입하여 배기토록 함으로써 자연환기 및 강제환기가 가능토록 되는 구성이다.

이때, 상기 기류안내판(10)은 도 2와 같이 중앙에 개구면(11)이 형성되어 링형상으로 이루어지고, 그 개구면(11)의 테두리에 지지대(40)를 결합하여 기류안내판(10)이 상,하로 이격되어지도록 적층조립될 수 있게 되는 것이고, 상기 지지대(40)는 두 개 이상의 복수의 지지대(40)를 이용하여 기류안내판(10)이 상,하 이격되도록 조립하는 것으로, 가장 바람직하게는 지지대(40)를 개구면(11)의 테두리를 따라서 3개 또는 4개를 등간격으로 결합하여 배출공기의 유로를 지나치게 차단하지 않도록 하여 공기배출이 용이하면서도 기류안내판(10)의 적층상태를 견고하게 조립할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 기류안내판(10)과 기류차단판(20)의 단면은 외주면이 하측으로 경사지도록 형성하여 빗물의 유입을 방지하면서도 실내공기를 외부로 배기시킬 수 있도록 함이 바람직한 것이다.

또한, 상기 기류차단판(20)의 하단에는 외주면이 상측으로 경사지도록 형성된 기류유도판(21)을 장착하여 공간부(22)를 형성하는 것이고, 그 공간부(22)에 구동모터(50)를 내장하여 구동모터(50)의 축을 기류유도판(21)의 하부로 돌출시켜 다수의 블레이드(61)로 이루어지는 다익팬(60)의 허브(64)에 조립토록 함으로써 다익팬(60)이 환기구(1)의 내측, 즉 적층되어진 기류안내판(10)의 개구면(11)에 위치되도록 장착되며, 다익팬(60)이 장착된 상태에서 구동모터(50)의 회전에 의하여 건물의 실내공기를 상측으로 흡입할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 다익팬(60)은 다수의 블레이드(61)가 원주방향을 따라 등간격으로 배열되는 것이고, 상기 블레이드(61)는 평면상에서 볼 때 소정의 각도로 비틀어지게 형성됨으로써 다익팬(60)의 회전시 공기를 측 방향으로 강제배기가 이루어질 수 있도록 하고 이러한 블레이드(61)의 각도를 조절함으로써 상측으로 빨아들이는 유입기류의 흐름을 높일 수 있는 것이다.

이때, 상기 다익팬(60)은 구동모터(50)와의 결합을 위한 상부판(62)과 링형상으로 이루어진 하부테(63)가 상,하 이격되어진 상태에서 그 상부판(62)과 하부테(63)의 사이에 블레이드(61)가 원주방향을 따라서 형성되도록 하는 것이고, 이에 따라 다익팬(60)의 상단이 상부판(62)에 의하여 차단되어 하부로부터 빨아들인 공기를 다익팬(60)의 측방향으로 배기가 이루어지도록 한 것이다.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이 상부판(62)에 배출공(62a)을 형성하면 다익팬(60)의 측방향으로 배출되지 못한 잔류공기가 배출공(62a)을 통하여 상측으로 올라가 최상단의 기류안내판(10)으로 유도되어 잔존 공기가 외부로 배출되어지도록 되는 것이다.

한편, 상기 상부판(62)은 도 5에 도시된 바와 같이 기류유도판(21)의 단면과 동일한 형태로 절곡 형성하여 상부판(62)의 중앙부가 상광하협의 형태로 하측으로 내입되도록 하고, 그 상부판(62)의 외주면에 장착되어진 블레이드가 기류유도판(21)의 하단까지 연장되도록 형성하면 다익팬(60)의 상단이 기류유도판(21)의 하부에 밀착되어져 환기구(1) 내부 공간에서 공기가 머무를 수 있는 공간이 없어지게 되는 것이고, 이에 따라 내부의 공기를 완전히 외부로 배출시키면서 배기효율을 극대화할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 상부판(62)의 단면형태가 절곡된 형태로 이루어졌으나, 이는 기류유도판(21)이 절곡되어진 형태로 이루어진 것이므로 그에 맞도록 형태가 이루어진 것이고, 상기 기류유도판(21)의 단면이 만곡면으로 이루어질 경우에는 상부판(62)의 단면을 그에 맞도록 제작함이 바람직한 것이다.

따라서 환기구(1)의 하단으로부터 축 방향으로 공기를 흡입하여 환기구(1)의 외주방향으로 공기를 배출하는 방사형으로 배기가 이루어져 외부의 풍향에 관계없이 방사형으로 배기가 이루어지면서 강제배기의 효율을 높여 환기구의 배기량 저하의 문제점을 개선하여 더욱 확실하게 강제배기가 이루어지도록 되는 것이다.

이때, 상기 환기구(1)는 외부의 풍량이 많고 풍속이 높을 경우에 다익팬(60)을 구동시키지 않아도 자연환기가 이루어지므로 선택적으로 풍속이 낮을 경우에만 다익팬(60)을 구동시켜 환기구 내측에 상승기류를 발생시켜 강제환기가 되도록 할 수 있는 것으로, 외부의 풍속이 1m/s이상일 때는 자연 환기토록 하고 풍속이 1m/s이하일 때는 다익팬(60)을 회전시켜 강제 환기가 이루어지도록 함이 바람직한 것이다.

이때, 상기 환기구(1)에 풍속감지기(70)를 부착하면 풍속감지기(70)가 외부의 풍량이나 풍속을 감지하여 정해진 기준 값보다 높은 범위에 있을 때는 구동모터(50)의 작동을 중지시켜 자연환기가 이루어지도록 되는 것이고, 풍량이나 풍속이 기준 값의 이하로 떨어졌을 경우에는 자동적으로 구동모터(50)가 작동되면서 강제환기가 이루어지도록 되는 것이다.

이때, 상기 풍속감지기(70)는 기류안내판(10)이나 기류차단판(20), 또는 하부본체(30)나 지지대(40)에 장착할 수 있는 것이지만, 가장 바람직하게는 풍속감지기(70)가 설치되는 위치는 좌,우 어디에서도 불어오는 바람을 막지 않는 위치에 장착함이 바람직한 것이다.

따라서 여름과 같이 습도가 높고 대기가 저기압인 시기에는 풍량이 적고 풍속이 매우 낮으므로 자연환기가 이루어지지 않는데, 이러한 강제 배기수단을 이용함으로써 실내공기를 강제로 외부로 배출하여 실내공기를 환기시키며 쾌적한 환경을 만들 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 기류유도판(21)은 기류차단판(20)의 하부에 결합되어질 때 연결봉(41)에 의하여 기류차단판(20)의 하부면으로부터 이격되어진 상태로 결합되도록 하면 구동모터(50)가 장착된 공간부(22)가 외부공기와 공기순환이 이루어지도록 되면서 자연방열되어 공간부의 발열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

그리고 이때 상기 지지대(40)나 연결봉(41)은 도면에 도시된 바와 같이 나사조임 방식이나 리벳 고정방식 등의 다양한 방법으로 조립할 수 있는 것이다.

따라서 한여름에 높은 기온에서 작동하거나 장시간 작동할 경우에도 공간부(22)가 자연냉각되며 구동모터(50)가 과열되는 것을 방지할 수 있는 것이고, 이에 따라 환기구의 오작동이 없이 안정적인 작동이 가능하며 구동모터의 사용수명을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 구동모터(50)와 다익팬(60)의 결합구조가 환기구의 중심에 간단하게 축 결합되는 구조로 이루어지고, 기류차단판(20)과 기류유도판(21)을 각각 분해할 수 있도록 되므로 환기구(1)의 설치가 간단해지며 환기구(1)를 설치한 상태에서도 본체와 구동모터의 분리가 가능하여 점검 및 보수가 용이하게 되는 것이다.

1: 환기구
10: 기류안내판 11: 개구면
20: 기류차단판 21: 기류유도판
22: 공간부
30: 하부본체
40: 지지대 41: 연결봉
50: 구동모터
60: 다익팬 61: 블레이드
62: 상부판 62a: 배출공
63: 하부테 64: 허브
70: 풍속감지기

Claims (4)

1. 중앙에 개구면(11)이 형성된 기류안내판(10)이 지지대(40)에 의하여 상,하 이격되도록 하부본체(30)의 상단에 다단으로 적층되고, 상기 기류안내판(10)의 상단에는 외주면이 하측으로 경사지도록 형성된 기류차단판(20)과 외주면이 상측으로 경사지도록 형성된 기류유도판(21)이 장착되어 공간부(22)가 형성되고, 상기 공간부(22)는 구동모터(50)가 내장되며, 상기 구동모터(50)의 하단으로는 다수의 블레이드(61)가 원주방향을 따라 등간격으로 배열되어진 다익팬(60)이 기류안내판(10)의 개구면(11)에 위치되어 구동모터(50)와 축 결합 되어 환기구(1)의 하단으로부터 축방향으로 공기를 흡입하여 환기구(1)의 외주방향으로 공기를 배출하게 되며, 상기 다익팬(60)은 구동모터(50)와의 결합을 위한 상부판(62)과 링형상으로 이루어진 하부테(63)가 상,하 이격되고, 그 상부판(62)과 하부테(63)의 사이에 블레이드(61)가 원주방향을 따라서 형성되어 다익팬(60)의 측방향으로만 배기가 이루어지도록 되면서 상부판(62)은 기류유도판(21)의 단면과 동일한 형태로 절곡형성되어 상부판(62)의 중앙부가 상광하협의 형태로 하측으로 내입되고, 상기 블레이드(61)는 기류유도판(21)의 하단까지 연장형성되어 다익팬(60)의 상단이 기류유도판(21)의 하부에 밀착되어짐을 특징으로 하는 방사형으로 배기가 이루어지는 설치식 환기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기류유도판(21)은 연결봉(41)에 의하여 기류차단판(20)의 하측에 이격되어진 상태로 결합되어 구동모터(50)가 장착된 공간부(22)의 공기순환이 이루어지도록 됨을 특징으로 하는 방사형으로 배기가 이루어지는 설치식 환기구.
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