KR101553255B1 - 실내 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로 자연풍을 이용하여 무동력으로 실내를 효율성 좋게 실내를 구석구석 환기시킬 수 있는 무동력 실내 환기장치를 제공하는 데 있으며, 이를 위해 본 발명은 바람을 향한 선단이 뾰족한 원추형 확산기와; 상기 원추형 확산기 후방에 요홈 형태로 마련된 원추형 공간과; 상기 원추형 확산기의 후방으로 실내와 외부를 연통하도록 후방을 향해 삿갓 형상으로 벌어지는 테이퍼형 공기 통로를 두고 상기 원추형 확산기에 복수의 간격유지용 체결부재를 통해 일정 간격을 두고 조립고정되는 바디부재와; 상기 바디부재 후단에 후방으로 연장함으로써 항시 바람이 부는 방향으로의 정열을 유도하는 풍향계와; 상기 바디부재 내에 형성되어 실내와 상기 테이퍼형 공기통로를 연통하는 공기통로와; 상기 바디부재를 풍향에 연동하여 수평면 상에서 회전을 허용토록 지지하며, 실내의 공기를 상기 테이퍼형 공기통로를 통해 외부로 배출하도록 실내의 공기를 흡입하는 흡입구를 구비한 지지용 조립체; 를 포함하여 구성된다.

Description

실내 환기장치{Room ventilating device}

본 발명은 실내 환기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에 잔류하는 오염 공기를 효율성 있게 외부로 배출할 수 있는 무동력 구조의 실내 환기장치에 관한 것이다.

밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 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. 이때, 통상적으로 실내의 오염된 공기를 외부로 배출해주기 위하여 환기장치가 사용되고 있다.

종래에 알려진 대부분의 환기장치로는 송풍기를 이용한 강제 환기장치나 또는 자연풍을 이용한 회전 환기 장치를 이용하여 실내의 오염공기를 배출토록 한 것이었으나, 전자의 경우 건물의 벽면이나 또는 창문에 전기적으로 구동되는 송풍기를 설치하여 송풍팬의 구동을 통해 실내의 오염공기를 외부로 강제 배출시키는 방식이어서, 송풍팬을 회전시키기 위한 모터를 구동하기 위한 전기공급이 필요함으로써 실내 환기를 위한 에너지 비용이 많이 소요되는 문제와 정전 등으로 인해 동력이 차단되면 실내공기를 배출할 수가 없어 대규모 지하 공공장소나 터널 등을 경우 공기오염에 의한 위험이 따랐으며, 자연풍의 순환을 이용한 회전환기장치의 경우는 일본 실개소 50-110045에서 기술하고 있듯이 온도차에 의해 발생하는 밀도차에 의한 자연배기방식을 이용하고 있기 때문에 실내공기가 원활히 배출되지 않아 환기효과가 미약하며, 더구나 이들 환기장치는 지하 구조물이나 지상 구조물이라 하더라도 창문들이 닫혀 있는 경우 등 실내에 공기가 유입되지 않는 경우에는 실내로부터 외부로 공기가 배출될 때 실내 측에 부압(負壓)이 형성하여 실내의 오염된 공기가 외부로 원활하게 배출되지 않는 결점들이 있었다.

한편, 전동 구동 방식의 송풍기 장치 및 무동력 실내 환기장치들은 그 특성상 건물의 벽면의 높은 곳이나 지붕에 설치되므로 환기장치 근처의 공기만이 외부로 배출되는 관계로 환기장치로부터 떨어진 장소의 공기가 환기되기까지는 많은 시간이 소요되어져 실제 오염된 실내 공간에서 사람이 느끼는 체감 신선도는 많이 낮다는 문제가 늘 지적되어 왔으며, 더우기 공기보다 무거운 오염 기체의 경우 실내의 낮은 위치에 잔류하게 되어 환기 작동 중임에도 불구하고 신속하고 쉽게 외부로 배출되지 않는 관계로 인체에 나쁜 영향을 미치고 실내의 혼탁함이 쉽게 사라지지 않게 되는 문제가 있었다.

특히 가정에서 사용하는 가스 연료(예를 들면 취사용이나 난방용 가스 및 그들의 연소가스)의 경우 공기보다 무거워 누설시 실내의 바닥에 낮게 잔류하게 되어 송풍장치의 가동에 의해서도 외부로 쉽게 배출되지 않게 됨으로써 호흡기 질환을 유발하거나 두통 발생 및 심한 경우 질식사의 또는 폭발 사고의 원인이 되고 있어 안전 사고의 예방 측면에서 기존 송풍장치의 개선이 요구되고 있다.

일본 실개소 50-110045호

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로 자연풍을 이용하여 무동력으로 실내를 구석구석 효율성 좋게 환기시킬 수 있는 무동력 실내 환기장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 바람을 향한 선단이 뾰족한 원추형 확산기와; 상기 원추형 확산기 후방에 요홈 형태로 마련된 원추형 공간과; 상기 원추형 확산기의 후방으로 실내와 외부를 연통하도록 후방을 향해 삿갓 형상으로 벌어지는 테이퍼형 공기 통로를 두고 상기 원추형 확산기에 복수의 간격유지용 체결부재를 통해 일정 간격을 두고 조립고정되는 바디부재와; 상기 바디부재 후단에 후방으로 연장함으로써 항시 바람이 부는 방향으로의 정열을 유도하는 풍향계와; 상기 바디부재 내에 형성되어 실내와 상기 테이퍼형 공기통로를 연통하는 공기통로와; 상기 바디부재를 풍향에 연동하여 수평면 상에서 회전을 허용토록 지지하며, 실내의 공기를 상기 테이퍼형 공기통로를 통해 외부로 배출하도록 실내의 공기를 흡입하는 흡입구를 구비한 지지용 조립체; 를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 상기 바디부재는 베어링을 개재하여 상기 지지용 조립체에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다,

또 본 발명에 의하면, 상기 지지용 조립체의 베이스부재의 공기통로 입구에는 실내의 공기 배출을 원하는 위치까지 연장하는 길이를 가진 공기 흡입호스가 접속되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의하면, 상기 공기 흡입호스의 도중은 벽면에 고정되는 지지구에 의해 지지 및 정돈되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의하면, 상기 간격 유지용 체결부재는 상기 원추형 확산기의 원추형 공간에 위치되는 경사면으로부터 돌출되도록 일체로 형성된 돌출핀으로 구성되며, 상기 돌출핀이 상기 바디부재의 핀구멍에 끼워져 조립되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 항시 바람부는 방향을 향하고 있는 원추형 확산기가 바람이 불어올 때 그의 원추형 외표면을 타고 흐르면서 바람의 확산을 유도하여, 바람이 테이퍼형 공기통로의 출구단을 지나게 되는 순간에 그 주변에 큰 부압을 발생시키게 되며, 이 부압에 의해 실내의 오염된 공기가 흡입되어져 지지용 조립체의 흡입구, 공기 통로, 테이퍼형 공기통로를 거쳐 밖으로 배출되어지게 되는 것이며, 이처럼 원추형 구조물에 의한 바람의 확산을 통해 실내 공기를 빨아내는 흡입력이 크게 높아져 별도 동력의 사용이 없이도 실내 공기를 외부로 배출하는 능력이 매우 우수한 실내 환기장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 환기장치에 공기 배출 호스를 장착하는 경우 호스가 가늘고 길이가 길어 모세관 원리에 의해 흡입력이 강해져 실내의 오염공기 배출이 더욱 원활할 뿐만 아니라, 호스의 오염공기 흡입단을 실내의 원하는 공간으로 자유롭게 이동하는 것이 가능하여, 효율성 좋게 실내의 구석구석의 원하는 곳에 잔류하는 오염공기를 외부로 배출하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 실내 환기장치를 후방 측에서 보아 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 의한 실내 환기장치를 전방 측에서 보아 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 평면도 형상을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 저면도 형상을 나타낸 도면이며,
도 6은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 정단면도 형상을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 원추형 확산기의 정단면도이며,
도 8은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 바디부재의 형상을 나타낸 정단면도이고,
도 9는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 풍향계의 형상을 나타낸 사시도이며,
도 10은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 원추형 확산기의 다른 실시예 형상을 나타낸 도면이고,
도 11은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 바디부재와 풍향계를 일체로 형성한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 사용 상태의 일예를 나타낸 도면이다.

이하에 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 실내 환기장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 실내 환기장치를 후방 측에서 보아 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 실내 환기장치를 전방 측에서 보아 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 정면도이다. 그리고 도 4는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 평면도 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 저면도 형상을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 정단면도 형상을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 원추형 확산기의 정단면도이며, 도 8은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 바디부재의 형상을 나타낸 정단면도이고, 도 9는 본 발명에 의한 실내 환기장치의 풍향계의 형상을 나타낸 사시도이다. 또 도 10은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 원추형 확산기의 다른 실시예 형상을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명에 의한 실내 환기장치의 바디부재와 풍향계를 일체로 형성한 실시예를 나타낸 도면이다.

도면에 있어 전체를 부호 10으로 나타낸 본 발명의 실내 환기장치(10)는 예를 들면 건물의 지붕이나 차량의 지붕 등에 설치할 수 있으며, 항시 바람이 부는 방향으로 정렬되는 원추형 확산기(12)를 구비하고 있다.

상기 원추형 확산기(12)는 도 7에 상세히 나타나 있는 것 같이 선단이 뾰족하고 후방으로 갈수록 원의 직경이 증가하는 테이퍼 형상으로, 그의 후방에 요홈 형태로 형성되는 원추형 공간(14)이 구비되어 있으며, 이 원추형 공간(14)의 경사면(16)에 원주를 따라 축과 나란한 방향으로 복수개, 도시한 실시예에서는 4개의 구멍(18, 또는 나사 구멍)이 형성되어 있다.

그리고 상기 원추형 확산기(12)의 후방으로는 바디부재(20)가 위치하며, 상기 바디부재(20)는 상기 원추형 공간(14)의 경사면(16)과 같은 경사각을 가진 경사표면(22)을 가지고 있으며, 상기 경사표면(22)에는 상기 구멍(18)들에 대응되는 각각의 위치에 핀구멍(24)들이 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 바디부재(20)는 원추형 확산기(12)의 후방 위치에서 상기 양측의 구멍(18)(24)들의 축선을 일치시켜 핀 또는 볼트 등의 간격유지용 체결부재(26)를 사용하여 서로 조립하되, 이때 상기 경사면(16)과 경사표면(22)은 서로 밀착시키지 않고, 일정 간격, 즉 간격유지용 체결부재(26)에 의해 테이퍼형 공기통로(28)를 형성하도록 일정 간격을 두고 체결되어지게 되며, 상기 바디부재(20)의 몸체 내에는 ㄱ자형의 공기통로(30)가 형성되고, 또 그의 단턱부(32) 상측에서 시작하여 후단부 하측까지 일정 깊이와 폭을 가지고 연장되는 ㄱ자형의 슬릿 홈(34)이 형성되며, 이 슬릿 홈(34)에는 도 9에 도시한 형상의 풍향계(36)의 선단부위(38)를 끼워 맞추게 되어 있으며, 이를 위해 슬릿 홈(34)의 폭과 판상부재인 풍향계(36)의 두께는 같게 설정되어 기밀한 끼워맞춤이 가능하도록 구성되어 있다. 그러나 상기한 풍향계(36)는 바디부재(20)와 별개체로 제작하여 조립하여야만 하는 것은 아니고, 도 11에 도시하는 것처럼 바디부재(20) 후단에 풍향계(36)가 단일 몸체를 형성토록 제작하는 것도 가능하다.

한편, 상기한 도 7의 실시예에 의한 원추형 확산기(12)에는 간격유지용의 체결부재(26)를 끼우기 위한 구멍(18)들을 형성하고 있으나, 도 10에 도시한 실시예 구성과 같이 구멍(18)과 별도로 제작하는 핀 또는 볼트 등의 체결부재(26)를 생략하는 대신 돌출핀(26a)에 의한 체결부재를 원추형 확산기(12)에 일체로 돌출되도록 형성하고, 체결부재인 그 돌출핀(26a)을 상기 바디부재(20)의 핀구멍(24)에 기밀하게 끼워 조립하도록 할 수 있으며, 이때 돌출핀(26a)을 핀구멍(24)에 끝까지 밀어 넣어 결합시키면 원추형 확산기(12)와 바디부재(20) 사이에 일정 간격, 즉 테이퍼형 공기통로(28)가 형성되어지게 됨으로써, 제작 및 조립비용의 저감을 도모할 수 있다.

그리고 상기 바디부재(20)의 하부에는 지지용 조립체(40)가 장착되는 데, 상기 지지용 조립체(40)는 건물의 지붕 또는 차량의 지붕에 볼트 너트 등의 체결부재를 통해 고정 설치되는 베이스부재(42)와, 회전부재(44), 그 회전부재(44)의 하단을 감싸 지지하는 하우징(46)을 포함하고 있고, 상기 회전부재(44)는 상기 바디부재(20)의 공기통로(30) 입구에 나사(48)로 체결되며, 상기 회전부재(44)는 볼베어링(50)을 개재하여 상기 하우징(46) 및 베이스부재(42)에 대해 수평면 상에서 회전이 자유롭게 구성되어 있다.

그리고 상기 베이스부재(42) 및 회전부재(44)에는 실내에 연통하는 공기통로(52)(54)가 형성되어 있고, 이 공기통로(52)(54)는 바디부재(20)의 ㄱ자형 공기통로(30)와 마치 삿갓 형상의 테이퍼형 공기통로(28)를 거쳐 대기에 연통하고 있다.

도 12는 본 발명의 환기장치(10)를 사용 시의 일실예를 나타낸 도면으로, 환기장치(10)를 건물 지붕 위에 고정 설치할 때에는 지지용 조립체(40)의 베이스부재(42)를 지붕에 복수의 볼트 체결에 의해 고정 장착하고, 건물 내부에 연통하는 상기 베이스부재(42)의 공기통로(52)의 입구에는 길이가 긴 공기 배출 호스(58)의 일단을 니플을 통해 고정 접속하며, 공기 배출 호스(58)의 실내 공기를 흡입하도록 개방된 자유단(60, 오염 공기 흡입단부)을 공기 배출을 원하는 실내의 구석으로 가져가 위치시키게 되며, 이를 위해 공기 배출 호스(58)는 그의 자유단(60)을 실내의 어느 곳이라도 가져가 위치시킬 수 있도록 하는 길이를 가지며, 긴 길이를 가지런하게 정돈하기 위하여 공기 배출 호스(58)의 도중을 벽면에 고정할 수 있는 원판 플랜지를 가지는 지지구(62)에 의해 지지 및 정돈되도록 구성되며, 또 호스(58)의 일부를 보호관(64) 내에 수용하여 보호토록 하고 있고, 상기 호스(58)의 도중, 예를 들면 자유단(60) 가까이에는 호스(58)를 개폐하는 밸브(66)를 마련하고 있다.

이하에 상기와 같은 본 발명의 실내 환기장치의 작동에 대해 설명하기로 한다.

바람이 불게 되면 장치의 후방으로 길게 연장된 얇은 판상부재인 풍향계(36)가 바람이 부는 방향을 향하여 자동으로 정렬되어지게 되며, 이때 바디부재(20)의 몸체 양측 외표면에 후방을 향해 점차 움푹하게 파여 들어간 바람 유도홈(56)에 의해 바람이 풍향계(36) 측으로 유도되어 작은 바람에도 풍향계(36)가 크게 영향을받아 볼베어링(50)에 의해 바디부재(20)가 바람의 평형 위치까지 회전하여 환기장치(10)는 항시 바람 방향을 향해 실시간으로 즉시 정렬되어진다.

이 같은 상태에서 바람은 원추형 확산기(12)의 뾰족한 첨단으로부터 후방으로 확개되는 테이퍼면을 따라 흐르게 되면서 공기의 확산이 일어나게 되며, 공기가 원추형 확산기(12)의 후단을 지나 나팔 모양으로 확산되어 지나게 되면, 그의 바운더리 내의 영역, 즉 테이퍼형 공기통로(28)의 출구단 부위에는 강한 부압이 형성되며, 이 부압은 공기통로(28)(30)(54)(52)를 통해 실내(건물 내부 또는 차실 내)에 작용하여 상대적으로 고압인 실내의 공기가 베이스부재(42)의 흡입구를 통해 흡입되어 공기통로(52)(54)(30)(28)를 통해 외부로 배출되어 큰 유속으로 지나는 공기 흐름에 함께 휩쓸려 지나가게 되는 것이다.

이때, 도 12에서와 같이 공기 배출호스(58)를 구비한 경우에는 공기 배출호스(58)의 자유단(60,오염 공기 흡입단)을 공기 배출을 원하는 장소로 이동시켜 놓고 밸브(66)를 개방하면, 그곳에 잔류하는 탁한 오염공기가 공기 배출호스(58)를 통해 흡입되어져 앞서 설명한 경로를 거쳐 외부로 배출되는 것이며, 그 장소의 오염 공기가 어느 정도 배출되어졌다고 판단되면, 공기 배출호스(58)의 자유단(60)을 손으로 잡아끌어 원하는 장소로 자유롭게 이동하여 쉽게 배출되지 않은 채 구석구석에 잔류하는 오염된 공기를 손쉽게 외부로 배출하게 되는 것이다.

본 발명이 가지는 장점은 원추형 확산기(12)의 구조상 바람의 저항이 작고 확산에 의한 부압 효과가 크며, 또 바람 방향의 정렬 효과가 확실하다는 점이다. 더우기 장척의 공기 배출호스(58)를 구비하고 있어, 실내의 구석진 곳에 잔류하여 잘 배출되지 않는 오염공기들까지 손쉽게 배출할 수 있고, 긴 호스로 인하여 부압 작용이 더욱 배가되어 공기 배출을 위한 흡입력이 강해지는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에 설명되었으며, 이는 본 발명을 수행하는 데 있어 발명자에게 알려진 최선의 모드이다. 이러한 바람직한 실시예들의 변형예들이 이상의 설명으로부터 실시 가능하다는 것은 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 발명자들은 숙련된 기술자들이 이러한 변형예를 채용할 것을 예상하며, 발명자들도 본 발명을 이상에서 특별히 설명한 것 외에도 실시하고자 한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법에 의해 허용되는 바에 따라 첨부된 청구범위에 언급된 주제와 균등한 모든 변형예를 포함한다. 또한, 전술한 요소들의 가능한 모든 조합은 본 명세서 내에서 특별히 언급하거나 배제하지 않은 이상 본 발명에 포함될 것이다.

10: 실내 환기장치 12: 원추형 확산기
14: 원추형 공간 16: 경사면
18,24: 구멍 20: 바디부재
22: 경사표면 26,26a: 체결부재(간격유지용)
28: 테이퍼형 공기통로 30, 52,54: 공기통로
34: 슬릿 홈 36: 풍향계
38: 선단부위 40: 지지용 조립체
42: 베이스부재 46: 하우징
48: 나사 50: 볼베어링
56: 바람 유도 홈 58: 공기 배출호스
60: 자유단(오염 공기 흡입단) 62: 지지구
64: 보호관 66: 밸브

Claims (5)

1. 바람을 향한 선단이 뾰족한 원추형 확산기와; 상기 원추형 확산기 후방에 요홈 형태로 마련된 원추형 공간과; 상기 원추형 확산기의 후방으로 실내와 외부를 연통하도록 후방을 향해 삿갓 형상으로 벌어지는 테이퍼형 공기 통로를 두고 상기 원추형 확산기에 복수의 간격유지용 체결부재를 통해 일정 간격을 두고 조립고정되는 바디부재와; 상기 바디부재 후단에 후방으로 연장함으로써 항시 바람이 부는 방향으로의 정열을 유도하는 풍향계와; 상기 바디부재 내에 형성되어 실내와 상기 테이퍼형 공기통로를 연통하는 공기통로와; 상기 바디부재를 풍향에 연동하여 수평면 상에서 회전을 허용토록 지지하며, 실내의 공기를 상기 테이퍼형 공기통로를 통해 외부로 배출하도록 실내의 공기를 흡입하는 흡입구를 구비한 지지용 조립체;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 실내 환기장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 바디부재는 베어링을 개재하여 상기 지지용 조립체에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 실내 환기장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지용 조립체의 베이스부재의 공기통로 입구에는 실내의 공기 배출을 원하는 위치까지 연장하는 길이를 가진 공기 흡입호스가 접속되는 것을 특징으로 하는 실내 환기장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 공기 흡입호스의 도중은 벽면에 고정되는 지지구에 의해 지지 및 정돈되는 것을 특징으로 하는 실내 환기장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 상기 간격 유지용 체결부재는 상기 원추형 확산기의 원추형 공간에 위치되는 경사면으로부터 돌출되도록 일체로 형성된 돌출핀으로 구성되며, 상기 돌출핀이 상기 바디부재의 핀구멍에 끼워져 조립되는 것을 특징으로 하는 실내 환기장치.

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