KR101972460B1 - 발전기능을 보유한 디퓨저 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디퓨저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공조기 덕트를 통해 토출되는 바람의 양을 조절하는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 개별 디퓨저마다 전력을 생산하여 디퓨저의 구동을 위한 전력이나 조명 및 통신장치 등의 전력으로 사용할 수 있는 발전기능을 보유한 디퓨저이다.

Description

발전기능을 보유한 디퓨저{diffuser with wind power generator}

본 발명은 디퓨저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공조기 덕트를 통해 토출되는 바람의 양을 조절하는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 개별 디퓨저마다 전력을 생산하여 디퓨저의 구동을 위한 전력이나 조명 및 통신장치 등의 전력으로 사용할 수 있는 발전기능을 보유한 디퓨저이다.

일반적으로 디퓨저는 건물에 설치되는 공조기를 통해 토출되는 공기량을 조절하여 냉난방 또는 환기량을 조절하기 위한 용도로 사용되며, 디퓨저콘의 개방량에 따라 공기의 적절한 순환량을 자동으로 조절해주게 된다.

근래에는 모터를 이용해 디퓨저에 설치된 디퓨저콘의 개방량을 자동으로 조절해주는 가변풍량 자동조절타입이 사용되고 있으며 이와 관련된 종래기술로서는 등록특허 제10-0940184호에 제안되어 있는 전동 디퓨저가 있다.

상기 특허에는 디퓨저콘(10)과 디퓨저케이싱(20)을 포함하여 구성되고, 그 디퓨저콘(10)과 디퓨저케이싱(20)사이의 외주의 유동통로가 개도율의 조절과 함께 개폐가능하도록 디퓨저케이싱(20)에 대해 디퓨저콘(10)이 설치되는 디퓨저에 있어서: 상기 디퓨저콘(10)이, 개방되는 때에 디퓨저케이싱과의 사이의 외주에서 유체 통로를 형성하는 디퓨저콘 몸체(11)와, 그 디퓨저콘 몸체와의 사이에 공간부(13)를 두고 분해조립가능하게 디퓨저콘 몸체에 고정되는 디퓨저콘카버(12)와, 그 공간부(13)에서 고정되게 설치되는 모터수단(60)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디퓨저가 제안되어 있는데, 디퓨저의 특성상 건물의 천장에 설치가 되어야 하고, 이로써 디퓨저콘의 개폐를 위한 모터에 별도의 전력이 공급되어야하므로 디퓨저콘의 전력공급을 위한 별도의 전원선이 연결되어야 한다.

이러한 문제를 해결하고자 제안된 종래기술로서는 등록특허 제10-1520039호에 제안되어 있는 공기조화기의 하이브리드 디퓨저가 있다.

상기 특허에는 공기조화기의 메인덕트에 접속되어 실내로 토출되는 공기를 안내하는 본체(110); 상기 본체(110)의 배기측에 승강 가능하게 설치되는 배기조절판(120); 상기 배기조절판(120)을 승강 작동하는 배기조절수단(130); 상기 본체(110)의 흡기측에 설치되는 풍력발전유니트(140); 상기 풍력발전유니트(140) 및 제어유니트(170)에 접속되어 상기 풍력발전유니트(140)에서 생산된 전기를 저장하고, 각 부품에 전원을 공급하는 축전지(160); 상기 배기조절수단(130)의 작동을 제어하는 제어유니트(170);를 포함하고, 상기 배기조절수단(130)은 상기 본체(110)와 배기조절판(120)의 사이에 설치되어 배기조절판(120)의 승강을 지지하는 승강가이드(131); 상기 배기조절판(120)의 상단에 설치되어 승강캠(133)을 회전 작동하는 승강모터(132); 상기 승강모터(132)의 구동축에 접속되어 배기조절판(120)을 승강시키는 승강캠(133); 상기 본체(110)에 고정 설치되고, 상기 승강캠(133)과 접촉되는 승강지지축(134);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 하이브리드 디퓨저가 제안되어 있는데, 승강캠에 의해 배기조절판의 위치를 조절함으로써 캠의 위치 유지를 위한 별도의 전력소모가 발생되고, 특히 배기조절판의 개방을 위해서는 인장스프링을 신장시키는 방향으로 캠을 회전시켜야함으로써 상대적으로 많은 전력소모가 일어나게 된다.

또한, 배기덕트 즉, 메인덕트를 통해 나오는 바람에 의해 풍력발전유니트의 블레이드를 회전시킬 때 블레이드를 통과하는 바람에 의해 소음발생이 심해지는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0940184호 대한민국 등록특허공보 제10-1520039호

따라서 본 발명은 환풍을 위해 설치되는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 디퓨저의 구동에 필요한 전력과 비상조명 또는 화재감지기 등에 필요한 전력으로 사용할 수 있으므로 별도의 전원선이 필요치 않은 발전기능을 보유한 디퓨저를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 풍력발전기의 날개 즉, 블레이드에 길이방향으로 둘 이상의 딤플홈을 형성하여 날개에 작용하는 풍력을 증가시켜 발전량을 증대시키며, 바람이 블레이드의 끝부분을 통과하면서 발생되는 소음을 줄인 발전기능을 보유한 디퓨저를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 발전기능을 보유한 디퓨저는 건물의 천장에 설치되어 공조기에서 토출되는 유량을 조절하는 디퓨저에 있어서, 상기 디퓨저는 천장에 고정 설치되고 내부를 통해 공기가 흐를 수 있도록 흐름통로가 형성되고 천장에 고정을 하기 위한 고정부재가 형성된 몸체와, 상기 몸체에 형성된 흐름통로를 개폐할 수 있는 디퓨저콘과, 상기 몸체 내부에 수납되어 풍력에 의해 전기를 생산하는 풍력발전기로 이루어진 것이 특징이다.

본 발명에 의한 발전기능을 보유한 디퓨저는 환풍을 위해 설치되는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 디퓨저의 구동에 필요한 전력과 비상조명 또는 화재감지기 등에 필요한 전력으로 사용할 수 있으므로 별도의 전원선이 필요치 않은 현저한 효과가 있으며, 풍력발전기의 날개 즉, 블레이드에 길이방향으로 둘 이상의 딤플홈을 형성하여 날개에 작용하는 풍력을 증가시켜 발전량을 증대시키며, 바람이 블레이드의 끝부분을 통과하면서 발생되는 소음을 줄인 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 분리구성도
도 3과 도 4는 본 발명의 일부분 구성도
도 5는 본 발명의 측면구성도
도 6은 도 5의 A-A섹션 단면도
도 7은 본 발명에 의한 날개의 구성도
도 8과 도 9는 본 발명에 의한 날개의 타실시 예시도

본 발명은 디퓨저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공조기 덕트를 통해 토출되는 바람의 양을 조절하는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 개별 디퓨저마다 전력을 생산하여 디퓨저의 구동을 위한 전력이나 조명 및 통신장치 등의 전력으로 사용할 수 있는 발전기능을 보유한 디퓨저이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리구성도이며, 도 3과 도 4는 본 발명의 일부분 구성도이고, 도 5는 본 발명의 측면구성도이며, 도 6은 도 5의 A-A섹션 단면도로써, 본 발명에 의한 발전기능을 보유한 디퓨저는 건물의 천장에 설치되어 공조기에서 토출되는 유량을 조절하는 디퓨저에 있어서, 상기 디퓨저는 천장에 고정 설치되고 내부를 통해 공기가 흐를 수 있도록 흐름통로(1a)가 형성되고 천장에 고정을 하기 위한 고정부재(8)가 형성된 몸체(1)와, 상기 몸체(1)에 형성된 흐름통로(1a)를 개폐할 수 있는 디퓨저콘(2)과, 상기 몸체(1) 내부에 수납되어 풍력에 의해 전기를 생산하는 풍력발전기(10)로 이루어진 것이 특징이다.

먼저, 본 발명에 의한 디퓨저는 건물의 천장에 설치되어 냉난방 또는 환기를 위해 설치되는 공조기 덕트의 배출구 쪽에 설치되어 자동으로 개폐량 즉, 개도율을 조절할 때 사용되며, 이로써 건물에 배치된 공간마다 개별적인 제어가 가능하다.

상기 몸체(1)는 공조기의 덕트가 배설된 천장에 고정부재(8)를 이용해 고정 설치되고 내부를 통해 공기가 흐를 수 있도록 흐름통로(1a)가 형성되어 있으며, 상기 몸체(1)의 일측에는 흐름통로(1a)의 개방량을 조절할 수 있는 디퓨저콘(2)이 설치되며, 상기 몸체(1) 내부에는 덕트를 통해 토출되는 공기의 힘 즉, 풍력에 의해 전력을 생산할 수 있는 풍력발전기(10)가 설치된다.

따라서, 상기 풍력발전기(10)에 의해 생산된 전력은 디퓨저콘(2)의 개폐를 위한 구동모터(3)의 구동동력으로 사용할 수 있고, 비상조명이나 천장에 설치되는 화재감지기 등의 전력으로 사용할 수 있으며, 경우에 따라 통신장치 등의 전력으로 사용할 수도 있다.

또한, 상기 디퓨저콘(2)은 내부가 비어있는 원통 형상으로 구동모터(3)를 내장하고, 상기 구동모터(3)의 모터축은 리드스크류(4)와 고정 결합되어 있어서, 상기 구동모터(3)의 구동에 의해 리드스크류(4)가 회전되고, 상기 리드스크류(4)는 몸체(1)에 고정된 고정프레임(5)을 따라 이동됨으로써, 디퓨저콘(2)의 위치가 리드스크류(4)를 따라 상하로 이동되어 공조기 덕트를 통해 토출되는 공기의 통과량을 변화시킬 수 있다.

즉, 상기 디퓨저콘(2)은 내부가 비어 있는 원통 형상으로 내부에는 디퓨저콘의 위치조절을 위한 구동모터(3)가 내장되어 있으며, 상기 구동모터(3)의 모터축은 리드스크류(4)와 고정 결합되어 있으며, 상기 리드스크류(4)는 몸체(1)에 고정 결합되어 있는 고정프레임(5)의 볼트홀을 따라 이동되도록 구성되어, 구동모터(3)의 구동에 의해 리드스크류(4)가 회전하면 리드스크류(4)가 볼트홀을 따라 도면의 상하로 이동하고 이로써 디퓨저콘(2) 역시 도면의 상하로 이동하면서 몸체(1)와 디퓨저콘(2) 사이의 틈새 즉, 흐름통로(1a)의 면적이 변하게 됨으로써 결국 덕트를 통해 토출되는 공기의 유량을 변화시키게 된다.

보다 상세하게는 디퓨저콘(2)의 일측에는 가이드봉(7)이 결합되어 있고, 상기 가이드봉(7)은 가이드프레임(6)에 형성된 가이드홀(6b)을 따라 움직임이 가이드됨으로써 디퓨저콘(2)의 이동에 대한 경로를 안정적으로 안내해주게 된다.

부연하면, 상기 가이드프레임(6)에는 등간격으로 3개의 지지편(6a)이 형성되고 상기 지지편(6a)에는 각각 가이드홀(6b)이 형성되어 있으며, 상기 가이드봉(7) 역시 각각의 가이드홀(6b)에 대응되는 위치에 3개가 디퓨저콘(2)에 고정 결합되어 있어서 디퓨저콘(2)이 도면의 상하로 움직이면서 몸체(1) 사이의 흐름통로(1a)를 개폐해줄 때 임의로 회전되는 것을 방지시켜 준다.

또한, 상기 디퓨저콘(2)의 원주면에는 실링(9)이 결합되어 있어서, 디퓨저콘(2)이 몸체(1a)에 완전히 밀착되게 되면 공기가 흐르는 흐름통로(1a)를 완전히 차단하도록 함으로써 냉난방 또는 환기가 필요치 않은 방으로의 공기흐름이 차단되게 된다.

상기 풍력발전기는 날개(11)의 회전에 의해 전력을 생산하는 장치로써, 그 구조는 공조기의 덕트를 통해 토출되는 공기에 의해 회전되는 날개(11)와, 상기 날개(11)의 중심부에 고정되어 회전되는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 회전에 의해 유도전력을 생산하는 마이크로발전기(13)와, 상기 마이크로발전기(13)에서 생산된 전력을 저장하는 축전지로 구성된다.

즉, 날개(11)는 공조기의 덕트를 통해 토출되는 바람에 의해 회전되며, 상기 날개(11)의 중심부에는 회전축(12)이 고정되어 있어 날개(11)의 회전에 따라 같이 회전되며, 상기 회전축(12)의 회전에 따른 유도전력을 마이크로발전기(13)에서 생산하고 이후 생산된 전기는 축전지에 저장되게 된다.

이때, 축전지의 저장용량이 허용된 전력량에 도달하게 되면, 마이크로발전기(13)에서 생산되는 전력은 축전지에 저장하지 않고 별도의 부하 즉, 조명이나 통신장치 등으로 직접 보내어 소모할 수 있으며, 경우에 따라 마이크로발전기(13)에 의한 발전이 일어나지 않도록 무부하상태로 변경하여 날개의 회전에 따른 발전이 일어나지 않도록 함으로써 축전지의 과충전을 방지하게 된다.

더욱 상세하게는, 날개(11)의 회전은 덕트를 통해 나오는 바람에 의해 계속하여 이루어지나 마이크로발전기(13)가 가하는 날개(11)의 회전에 대한 부하를 제로에 가깝도록 낮추어줌으로써 전압은 크게 높아질 수 있으나 전류가 발생하지 않아 결국 축전지로 전류가 흐르지 않아 충전이 되지 않도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명에 의한 날개의 구성도로써, 상기 날개(11)에는 날개(11)의 길이방향으로 둘 이상의 딤플홈(11a)이 형성되어 날개에 작용하는 풍력을 증가시키게 된다.

즉, 날개(11)에 형성된 딤플홈(11a)은 바람이 날개를 통과하면서 홈에 의해 와류가 발생되고 이로써 날개(11)와 바람 사이에 마찰력이 커지게 되는데, 이러한 원리를 이용하여 날개의 길이방향으로 형성된 딤플홈(11a)은 날개로 불어오는 바람을 날개의 외부 쪽으로 안내함과 동시에 날개를 밀어주는 힘을 증대시켜 발전량을 상대적으로 많게 만들어주게 된다.

또한, 상기 딤플홈(11a)은 날개의 끝부분에서 일정거리 남겨둔 채로 형성되어 날개를 통과하는 바람이 날개의 끝부분을 통과하면서 급격한 기압강하에 의해 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

즉, 공조기에 의한 바람이 실내로 들어올 경우 별도의 간섭이 없다면 큰 소리가 나지 않으나 풍력발전기를 덕트와 실내 사이에 설치하게 되면 날개(11)를 통과하는 바람에 의한 소음 즉, 기압강하에 의한 소음이 크게 나타나게 되고, 이는 디퓨저의 사용을 꺼리는 원인이 될 수 있으므로, 상기 딤플홈(11a)을 날개의 끝부분에서 일정거리 남겨둔 채로 형성함으로써 날개의 회전에 의해 날개의 중심에서 끝부분 쪽으로 통과되는 바람의 기압강하에 의한 소음발생을 최소화하게 된다.

상기 딤플홈(11a)은 날개의 크기에 따라 그 갯수가 달라질 수 있는데, 가장 바람직한 실시예는 등간격으로 3~8개 사이로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 딤플홈(11a)의 갯수가 3개 미만이 되면 딤플홈(11a)에 따른 효과가 미미하고, 8개를 초과할 경우 날개의 강도저하에 따른 수명단축이 우려됨과 동시에 날개를 회전시키는데 필요한 힘이 많이 소모되어 공조기 덕트를 통해 토출되는 공기의 순환력이 약해질 수 있으므로, 딤플홈(11a)은 3~8개가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 딤플홈(11a)의 깊이는 날개의 두께와 대비하여 1/3~1/2 사이로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 딤플홈(11a)의 깊이가 1/3 미만이 되면 딤플홈으로 인한 효과가 떨어지고, 반대로 1/2를 초과하여 형성되면 날개의 강도를 저하시키고 소음발생이 심해지는 문제가 있다.

도 8과 도 9는 본 발명에 의한 날개의 타실시 예시도로써, 날개(11)의 일측면에는 날개(11)를 통과하는 바람이 쉽게 빠져나갈 수 있도록 날개의 회전축 방향과 일치하도록 수직부(11b)가 형성되어 있으며, 상기 수직부(11b)는 바람의 흐름을 원활하게 하기 위해 외면이 유선형의 곡면으로 형성되어 있다.

즉, 공조기를 통해 나오는 바람은 덕트를 통해 디퓨저 쪽으로 송풍되게 되고, 이러한 송풍으로 인해 날개(11)는 도 8의 화살표 방향 즉, 도면에서 시계방향으로 회전하게 되는데 날개를 회전시키고 난 다음의 바람은 날개의 수직부(11b)를 통해 실내 쪽으로 유입되게 되어 공조기의 덕트를 통해 나오는 바람의 실내유입에 대한 간섭을 최소화하면서 바람이 쉽게 빠져나갈 수 있도록 하여 소음을 줄일 수 있으며, 상기 수직부(11b)의 외면이 유선형의 곡면으로 형성되어 있어 바람과의 마찰을 최소화하여 바람이 빠져나가면서 발생되는 소음을 최소화할 수 있다.

결국, 본 발명에 의한 발전기능을 보유한 디퓨저는 환풍을 위해 설치되는 디퓨저의 일측에 풍력발전기를 설치하여 디퓨저의 구동에 필요한 전력과 비상조명 또는 화재감지기 등에 필요한 전력으로 사용할 수 있으므로 별도의 전원선이 필요치 않은 현저한 효과가 있으며, 풍력발전기의 날개 즉, 블레이드에 길이방향으로 둘 이상의 딤플홈을 형성하여 날개에 작용하는 풍력을 증가시켜 발전량을 증대시키며, 바람이 블레이드의 끝부분을 통과하면서 발생되는 소음을 줄인 현저한 효과가 있다.

1. 몸체 1a. 흐름통로
2. 디퓨저콘 3. 구동모터
4. 리드스크류 5. 고정프레임
6; 가이드프레임
6a. 지지편 6b. 가이드홀 6c. 고정편
7. 가이드봉 8. 고정부재
9. 실링
10; 풍력발전기
11. 날개 11a. 딤플홈 11b. 수직부
12. 회전축 13. 마이크로발전기

Claims (6)

1. 건물의 천장에 설치되어 공조기에서 토출되는 유량을 조절하는 디퓨저에 있어서,
   상기 디퓨저는 천장에 고정 설치되고 내부를 통해 공기가 흐를 수 있도록 흐름통로(1a)가 형성되고 천장에 고정을 하기 위한 고정부재(8)가 형성된 몸체(1)와, 상기 몸체(1)에 형성된 흐름통로(1a)를 개폐할 수 있는 디퓨저콘(2)과, 상기 몸체(1) 내부에 수납되어 풍력에 의해 전기를 생산하는 풍력발전기(10)로 이루어지고,
   상기 풍력발전기는 공조기의 덕트를 통해 토출되는 공기에 의해 회전되는 날개(11)와, 상기 날개(11)의 중심부에 고정되어 회전되는 회전축(12)과, 상기 회전축(12)의 회전에 의해 유도전력을 생산하는 마이크로발전기(13)와, 상기 마이크로발전기(13)에서 생산된 전력을 저장하는 축전지로 구성되며,
   상기 날개(11)의 일측면에는 날개를 통과하는 바람이 쉽게 빠져나갈 수 있도록 날개의 회전축 방향과 일치하도록 수직부(11b)가 형성되어 있어서, 공조기를 통해 나오는 바람은 덕트를 통해 디퓨저 쪽으로 송풍되게 되고, 이러한 송풍으로 인해 날개를 회전시키고 난 다음의 바람은 날개의 수직부(11b)를 통해 실내 쪽으로 유입되게 되어 공조기의 덕트를 통해 나오는 바람의 실내유입에 대한 간섭을 최소화하면서 바람이 쉽게 빠져나갈 수 있도록 하여 소음을 줄일 수 있으며,
   상기 날개(11)에는 날개(11)의 길이방향으로 둘 이상의 딤플홈(11a)이 형성되어 날개에 작용하는 풍력을 증가시키며,
   상기 딤플홈(11a)의 깊이는 날개의 두께와 대비하여 1/3~1/2 사이로 형성되고,
   상기 딤플홈(11a)은 날개(11)의 끝 부분에서 일정거리 남겨둔 채로 형성되어 날개(11)를 통과하는 바람이 날개의 끝 부분을 통과하면서 기압강하에 의해 소음이 발생하는 것을 방지하며,
   상기 축전지의 저장용량이 허용된 전력량에 도달하게 되면, 마이크로발전기(13)에 의한 발전이 일어나지 않도록 무부하 상태로 변경하여 날개의 회전에 따른 발전이 일어나지 않도록 함으로써 축전지의 과충전을 방지하되,
   날개(11)의 회전은 덕트를 통해 나오는 바람에 의해 계속하여 이루어지나 마이크로발전기(13)가 가하는 날개(11)의 회전에 대한 부하를 제로에 가깝도록 낮추어 줌으로써 전압은 크게 높아질 수 있으나 전류가 발생하지 않아 결국 축전지로 전류가 흐르지 않아 충전이 되지 않도록 한 것이 특징인 발전기능을 보유한 디퓨저.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 디퓨저콘(2)은 내부가 비어있는 원통 형상으로 구동모터(3)를 내장하고, 상기 구동모터(3)의 모터축은 리드스크류(4)와 고정 결합되어 있어서, 상기 구동모터(3)의 구동에 의해 리드스크류(4)가 회전되고, 상기 리드스크류(4)는 몸체(1)에 고정된 고정프레임(5)을 따라 이동됨으로써, 디퓨저콘(2)의 위치가 리드스크류(4)를 따라 상하로 이동되어 공조기 덕트를 통해 토출되는 공기의 통과량을 변화시킬 수 있는 것이 특징인 발전기능을 보유한 디퓨저.
   
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