KR101516265B1 - 풍향 감응식 윈드 가이드 - Google Patents

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Abstract

?향 감응식 윈드 가이드가 개시된다. 본 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드는, 구조물 벽체에 수평 설치된 HVAC 시스템의 토출구 끝단부에 연결되는 HVAC 시스템 연결부와, 상기 토출구를 통한 토출 공기와 외부 바람의 기류에 따라 개폐되는 윈드 가이드부와, 일단부가 상기 HVAC 시스템 연결부에 결합되고, 타단부에 부착된 상기 윈드 가이드부를 상기 토출구로부터 소정 간격 이격시켜 지지하는 가이드 지지부를 포함할 수 있다.

Description

풍향 감응식 윈드 가이드{Wind guide responding wind direction}
본 발명은 풍향 감응식 윈드 가이드에 관한 것이다.
해양 플랜트 혹은 선박은 내부 환기를 위하여 별도의 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 시스템을 구성하고 있다. HVAC 시스템은 일반적으로 일정한 기류(constant air flow)를 유지하도록 설계된다.
특히, 공기 토출구(air exhaust outlet)의 경우 주변에 흐르는 바람의 영향을 덜 받기 위해서 수직으로 설치되는데, 이때 제트후드(Jet Hood) 혹은 머쉬룸후드(Mushroom Hood) 등을 사용한다. 하지만, 그 설치 위치가 높기 때문에 추후 유지보수하는데 어려움이 있고, 데크(deck)를 상부로 뚫고 올라갈 공간이 있어야 하기 때문에 사용에 제한이 있다.
또한, 수평으로 설치하는 경우에는 웨더 루버(weather louvre)를 설치하는 것이 일반적이다. 한국공개특허공보 10-2011-0023637호에도 덕트와 환풍기의 배출구 사이에 설치되어 공기가 역류되는 것을 방지하는 역류 방지 댐퍼가 개시되어 있다.
하지만, 이같은 웨더 루버 혹은 역류 방지 댐퍼의 경우 토출되는 공기 방향과 반대 방향으로 바람이 불 경우, 풍압(wind pressure)에 의해 설계된 기류(air flow)보다 적은 양의 공기가 토출되어 HVAC 시스템에 불리한 영향을 주는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 10-2011-0023637호
본 발명은 해양구조물 혹은 선박 등에 구성된 HVAC 시스템에 설치되어, 외부 풍향에 감응하여 시스템 성능을 개선하고 안정성을 유지하기 위한 풍향 감응식 윈드 가이드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 수평으로 설치되는 웨더 루버 혹은 토출구의 끝단부에 설치되어 토출되는 기류의 반대 방향으로 불어오는 바람에 의한 영향을 최소화하여 내부 HVAC 시스템의 안정성을 유지시키는 풍향 감응식 윈드 가이드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 구조물 벽체에 수평 설치된 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 시스템의 토출구의 끝단부에 연결되는 HVAC 시스템 연결부와; 상기 토출구를 통한 토출 공기와 외부 바람의 기류에 따라 개폐되는 윈드 가이드부와; 일단부가 상기 HVAC 시스템 연결부에 결합되고, 타단부에 부착된 상기 윈드 가이드부를 상기 토출구로부터 소정 간격 이격시켜 지지하는 가이드 지지부를 포함하는 풍향 감응식 윈드 가이드가 제공된다.
상기 윈드 가이드부는, 길이 방향으로 내부가 관통된 가이드 프레임과; 상기 가이드 프레임의 내부 공간에 가로 방향으로 길이가 길고 세로 방향으로 일정 간격을 가지도록 배치되며, 상단부에 설치된 힌지축을 중심으로 회전 가능한 복수의 가이드 베인을 포함할 수 있다.
상기 가이드 베인의 회전각을 제한하기 위해 상기 가이드 베인의 회전 반경 내에서 외측 하부에 가이드 핀이 설치될 수 있다.
상기 가이드 베인의 세로 방향 길이는 서로 이웃하는 가이드 베인의 힌지축 사이의 간격과 동일하거나 클 수 있다.
상기 가이드 베인의 가로 방향 길이는 상기 내부 공간의 가로 방향 길이와 동일할 수 있다.
상기 가이드 지지부는, 상기 HVAC 시스템 연결부와 상기 윈드 가이드부 사이를 잇는 방향으로 길이가 긴 복수의 지지대와; 상기 복수의 지지대 사이에 형성된 개구부에 서로 평행하게 설치된 복수의 빗살형 베인을 포함할 수 있다.
상기 빗살형 베인은 상기 윈드 가이드부의 내부 공간 측에서 상기 토출구의 주변을 향해 경사지게 설치될 수 있다.
상기 가이드 베인의 후면은 중심부로부터 가장자리로 갈수록 두께가 얇아지는 산 형상을 가질 수 있다.
또는 상기 가이드 베인의 후면은 중심부로부터 가장자리로 갈수록 표면 접선의 기울기가 커지는 형상을 가질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해양구조물 혹은 선박 등에 구성된 HVAC 시스템에 설치되어, 외부 풍향에 감응하여 시스템 성능을 개선하고 안정성을 유지하는 효과가 있다.
또한, 수평으로 설치되는 웨더 루버 혹은 토출구의 끝단부에 설치되어 토출되는 기류의 반대 방향으로 불어오는 바람에 의한 영향을 최소화하여 내부 HVAC 시스템의 안정성을 유지시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드가 HVAC 시스템에 설치된 경우 외부 바람이 없는 경우의 토출 기류를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드가 HVAC 시스템에 설치된 경우 반대 방향의 외부 바람이 강한 경우의 토출 기류를 나타낸 단면도,
도 4는 가이드 베인의 형상을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드가 HVAC 시스템에 설치된 경우 외부 바람이 없는 경우의 토출 기류를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드가 HVAC 시스템에 설치된 경우 반대 방향의 외부 바람이 강한 경우의 토출 기류를 나타낸 단면도이고, 도 4는 가이드 베인의 형상을 나타낸 정면도, 평면도 및 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드는 해양 구조물 혹은 선박 등의 구조물 벽체에 수평 방향으로 설치된 HVAC 시스템의 토출구 끝단부에 설치되어, 외부 바람이 없을 경우에는 토출 공기의 기류에 의해 윈드 가이드부가 개방되어 원활한 토출이 이루어지도록 하고 외풍이 강할 경우에는 윈드 가이드부가 폐쇄되면서 토출 공기의 경로를 변경시켜 외풍의 영향을 최소화하면서 원활한 토출이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 벽체(10), 토출구(20), 풍향 감응식 윈드 가이드(100), 윈드 가이드부(130), 가이드 지지부(120), HVAC 시스템 연결부(110), 가이드 프레임(132), 가이드 핀(136), 가이드 베인(134), 지지대(122), 빗살형 베인(124), 토출 공기(ⓐ), 외부 바람(ⓑ)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 풍향 감응식 윈드 가이드(100)는 HVAC 시스템 연결부(110), 가이드 지지부(120), 윈드 가이드부(130)를 포함한다.
HVAC 시스템 연결부(110)는 해양 구조물 혹은 선박 등에 마련된 구조물의 벽체(10)에 대해 수평 방향으로 설치된 HVAC 시스템의 토출구(20) 끝단부에 연결 설치된다.
즉, HVAC 시스템의 토출 공기(ⓐ)가 풍향 감응식 윈드 가이드(100)를 통과하여 외부로 토출되도록 한다.
가이드 지지부(120)는 HVAC 시스템 연결부(110)에서 벽체(10)에 대해 수직 방향으로 부설되며, 그 끝단에 윈드 가이드부(130)가 부착된다.
가이드 지지부(120)는 복수의 지지대(122)를 포함할 수 있으며, 지지대(122)의 설치 위치는 끝단에 부착된 윈드 가이드부(130)를 안정적으로 지지할 수 있도록 HVAC 시스템의 토출구(20)의 형상 및 크기, 윈드 가이드부(130)의 형상 및 크기 등에 따라 토출구(20)의 외곽을 따라 다양할 수 있다.
이웃하는 지지대(122) 사이에는 개구부(opening)가 형성되어 있으며, 각 개구부에는 복수의 빗살형 베인(124)이 서로 평행하게 설치되어 있다.
여기서, 빗살형 베인(124)은 윈드 가이드부(130)의 내부 공간 측에서 토출구(20)의 주변을 향해 경사지게 설치될 수 있다. 이 같은 빗살형 베인(124)의 설치 각도에 의해 외풍(ⓑ)이 풍향 감응식 윈드 가이드(100) 내로 유입되지 못하고, 토출 공기(ⓐ)의 기류에 영향을 미치지 못하게 된다. 이는 외풍이 역풍이 아닌 방향의 바람인 경우에도 마찬가지이다.
또한, 후술할 윈드 가이드부(130)에서의 안내에 따라 경로가 변경된 토출 공기(②)가 빗살형 베인(124)을 따라 원활하게 풍향 감응식 윈드 가이드(100)의 외부로 배출될 수 있게 된다(③).
윈드 가이드부(130)는 외부 바람(ⓑ)에 따라 개폐가 결정되고, 개방 시와 폐쇄 시에 HVAC 시스템에서 토출되는 공기의 토출 방향을 서로 다른 방향으로 안내한다.
특히, 외부 바람(ⓑ)은 여러 풍향 중에서 HVAC 시스템의 토출구(20) 측으로 부는 역풍을 중심으로 설명한다. 실제 다양한 풍향을 가지는 외부 바람의 경우에도 윈드 가이드부(130)의 내부 공간(131)에 유입되는 순간 길이 방향에 따른 성분이 주성분이 되어 토출구(20)를 향해 실질적으로 수직 방향으로 흐르게 된다.
만약 외풍이 없거나 토출 공기보다 낮은 풍압을 가지는 경우에는 HVAC 시스템의 토출 공기(ⓐ)에 의해 윈드 가이드부(130)가 개방되어 토출 공기(ⓐ)가 윈드 가이드부(130)를 통해 외부로 배출된다(①).
하지만, 외풍이 토출 공기보다 높거나 같은 풍압을 가지는 경우에는 윈드 가이드부(130)가 자중 및 외풍(ⓑ)에 의해 폐쇄되어 토출 공기(ⓐ)가 가이드 지지부(120)를 통해 외부로 배출된다(② 및 ③).
토출 공기가 토출구(20) 내로 다시 유입되는 것이 아니기 때문에, 기존 시스템에서 외풍에 의해 웨더 루버가 폐쇄되어 토출 공기가 아예 배출되지 못하거나 토출구를 통해 배출되더라도 외풍에 밀려 다시 시스템 내부로 유입되거나 배출량이 설계치보다 적어지는 것과 비교할 때 본 실시예에에서는 HVAC 시스템에 영향을 주지 않는 장점이 있다.
이러한 윈드 가이드부(130)는 가이드 프레임(132), 가이드 베인(134), 가이드 핀(136)을 포함한다.
가이드 프레임(132)은 내부가 관통된 사각박스 형상을 가지며, 내부 공간(131)에 가로 방향으로 복수의 가이드 베인(134) 및 복수의 가이드 핀(136)이 설치되어 있다.
가로 방향으로 길이가 긴 복수의 가이드 베인(134)은 세로 방향으로 일정 간격을 가지도록 배치되어 있다.
가이드 베인(134)은 그 상단부에 가로 방향으로 길이가 긴 힌지축이 결합되어 있어, HVAC 시스템으로부터의 토출 공기(ⓐ) 혹은 외풍(ⓑ)에 의해 힌지축을 중심으로 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
서로 이웃하는 두 가이드 베인(134)의 힌지축 사이의 간격은 가이드 베인(134)의 세로 방향 길이와 동일하거나 작을 수 있다. 즉, 가이드 베인(134)의 하단부는 하부에 설치된 가이드 베인의 힌지축에 의해 회전이 제한된다.
그리고 가이드 베인(134)의 가로 방향 길이는 내부 공간(131)의 가로 방향 길이와 실질적으로 동일할 수 있다.
따라서, 강한 외풍(ⓑ)에 의해 윈드 가이드부(130)가 폐쇄 상태에 있을 때, 가이드 베인(134)이 모두 수직 방향으로 배치되면서 내부 공간(131)을 완전히 막아 윈드 가이드부(130)를 통해 HVAC 시스템의 토출구(20) 측으로 외풍이 유입되지 않도록 할 수 있다.
외풍이 없거나 약한 상태에서 HVAC 시스템의 토출 공기에 의해 윈드 가이드부(130)가 개방 상태에 놓여질 때, 가이드 베인(134)의 회전각을 제한하기 위해 가이드 핀(136)이 설치된다.
가이드 핀(136)은 힌지축을 중심으로 한 가이드 베인(134)의 회전 반경 내에서 외측 방향(도 2에서는 좌측 방향)에 설치된다.
가이드 핀(136)의 설치 높이는 회전각을 제한하고자 하는 가이드 베인(134)의 힌지축의 높이보다 낮아, 가이드 베인(134)에 가해지는 토출 공기의 풍압이 사라지게 되는 경우 가이드 베인(134)의 자중에 의해 가이드 베인(134)이 자연스럽게 폐쇄 상태가 되도록 할 수 있다.
즉, 가이드 핀(136) 및 가이드 베인(134)은 역풍 방지 댐퍼(non return damper)와 동일한 원리로 작동하며, 윈드 가이드부(130)의 개방도가 100%가 되지는 않도록 한다. 여기서, 개방도가 100%가 되지 않도록 하는 것은 외풍이 역풍으로 변화하여 윈드 가이드부(130)가 폐쇄되어야 할 경우 가이드 베인(134)이 잘 닫히도록 하기 위함이다.
일 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 베인(134)의 후면(토출구(20)를 바라보는 표면)은 중심 부분이 가장 두껍고 가장자리 부분으로 갈수록 그 두께가 얇아지는 산 형상을 가진다.
이 같은 형상은 중심 부분에서 가장자리 부분으로 갈수록 표면 접선의 기울기가 커져 토출 공기가 표면을 따라 가장자리 쪽으로 원활하게 흐르도록 할 수 있다.
즉, 가이드 베인(134)의 후면을 향해 진행하던 토출 공기는 후면 형상으로 인해 윈드 가이드부(130)의 가장자리 쪽으로 안내되어 후진하게 되고 가이드 지지부(120)에 경사지게 설치된 빗살형 베인(124)을 통해 외부로 원활하게 배출될 수 있는 구조를 가진다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 벽체 20: 토출구
100: 풍향 감응식 윈드 가이드 110: HVAC 시스템 연결부
120: 가이드 지지부 130: 윈드 가이드부
122: 지지대 124: 빗살형 베인
132: 가이드 프레임 134: 가이드 베인
136: 가이드 핀

Claims (9)

  1. 구조물 벽체에 수평 설치된 HVAC(Heating, Ventilation, Air Conditioning) 시스템의 토출구의 끝단부에 연결되는 HVAC 시스템 연결부와;
    상기 토출구를 통한 토출 공기와 외부 바람의 기류에 따라 개폐되는 윈드 가이드부와;
    일단부가 상기 HVAC 시스템 연결부에 결합되고, 타단부에 부착된 상기 윈드 가이드부를 상기 토출구로부터 소정 간격 이격시켜 지지하는 가이드 지지부를 포함하되,
    상기 윈드 가이드부는,
    길이 방향으로 내부가 관통된 가이드 프레임과; 상기 가이드 프레임의 내부 공간에 가로 방향으로 길이가 길고 세로 방향으로 일정 간격을 가지도록 배치되며, 상단부에 설치된 힌지축을 중심으로 회전 가능한 복수의 가이드 베인을 포함하며,
    상기 가이드 지지부는,
    상기 HVAC 시스템 연결부와 상기 윈드 가이드부 사이를 잇는 방향으로 길이가 긴 복수의 지지대와; 상기 복수의 지지대 사이에 형성된 개구부에 서로 평행하게 설치된 복수의 빗살형 베인을 포함하는 풍향 감응식 윈드 가이드.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 베인의 회전각을 제한하기 위해 상기 가이드 베인의 회전 반경 내에서 외측 하부에 가이드 핀이 설치되는 풍향 감응식 윈드 가이드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 베인의 세로 방향 길이는 서로 이웃하는 가이드 베인의 힌지축 사이의 간격과 동일하거나 큰 풍향 감응식 윈드 가이드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가이드 베인의 가로 방향 길이는 상기 내부 공간의 가로 방향 길이와 동일한 풍향 감응식 윈드 가이드.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 빗살형 베인은 상기 윈드 가이드부의 내부 공간 측에서 상기 토출구의 주변을 향해 경사지게 설치되는 풍향 감응식 윈드 가이드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가이드 베인의 후면은 중심부로부터 가장자리로 갈수록 두께가 얇아지는 산 형상을 가지는 풍향 감응식 윈드 가이드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가이드 베인의 후면은 중심부로부터 가장자리로 갈수록 표면 접선의 기울기가 커지는 형상을 가지는 풍향 감응식 윈드 가이드.
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KR200468968Y1 (ko) 2013-02-20 2013-09-11 (주) 늘푸른동방 반도체 배기 시스템의 서브 덕트용 역류 방지 댐퍼

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