KR102124145B1 - 3d 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 센서부를 구성할 수 있도록 원통형 하우징의 전방에 구비되는 전방센서와 상기 원통형 하우징의 후방에 구비되는 후방센서를 연결하는 압력측정 관로가 원통형 하우징에 일체로 형성되어 구성됨으로써, 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하여 비용절감 및 제조기간을 효과적으로 단축할 수 있다.

Description

3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치{A AIR FLOW METER USING 3D PRINTER}

본 발명은 풍량측정장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차의 공조시스템이나 건물 내부 공조시스템 또는 가전제품의 공조시스템 등에서 토출되는 바람의 양(풍량)을 측정하기 위한 풍량측정장치에 관한 것이다.

예컨대, 자동차의 공조시스템의 풍량 측정은 열선 및 베인 풍속계 등을 통한 간이 측정 방법을 이용하고 있다. 그러나 일반적인 풍속계는 체적과 중량이 커 간편한 이동이 힘든 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 ANSI/ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.) 51-1999 규격의 노즐을 채택한 휴대용 에어플로메타가 개발되었으나 상기 휴대용 에어플로메타는 저풍량 측정 범위에서 내부유동저항이 커서 측정 정밀도가 낮고 또한 고풍량 범위에서 유동이 불안정하여 측정오차가 커지는 경향이 있어 이를 개선할 필요가 있다.

즉 종래기술에 따른 휴대용 에어플로메타는 내부유동저항과 유동의 불안정으로 인하여 저풍량(5∼255 CMH)에서 발생하는 측정오차에 관한 개선이 요구되고 있다. 그리고 아날로그 방식의 신호처리로 데이터처리속도가 느리다는 문제점이 있으며, 자기진단 및 제어 보정기능이 없어 측정 및 보정, 유지보수에 문제점이 있다.

또한, 종래기술에 따른 포터블 에어플로메타는 정압 보정이 되지 않기 때문에 측정시 취출구의 풍량이 변하여 정확한 측정을 할 수 없는 문제점이 있으며, 온도, 습도, 대기압 등을 고려하지 않기 때문에 측정값에 대한 공기의 정확한 상태 값을 측정하기 어려운 문제가 있다.

따라서 이를 통해 알 수 있는 것은 다양한 양태를 갖는 공조장치의 풍량 측정에 대한 기술 개발의 필요성과 시장의 수요는 있으나 기술력 부족으로 부응하지 못하고 있어 정밀한 측정이 가능하고, 이동성이 용이하도록 경량이면서 제조 또한 용이한 풍량측정장치의 개발이 시급히 요구되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0060126호

본 발명의 목적은 3D 프린터를 이용한 성형이 가능하며, 정압을 측정하기 위한 압력측정 관로를 일체형으로 구성하여 정압을 용이하게 측정할 수 있도록 한 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하도록 외부로부터 공기가 유입되는 전방에 노즐커버가 일체로 형성되고, 후방에 마감커버가 설치되는 고정커버가 일체로 형성되며, 상부에 핸들이 일체로 형성되어 구성된 원통형 하우징;

상기 노즐커버의 전방에 설치되며, 외부로부터 유입되는 공기를 원통형 하우징에 유입시키도록 축 방향으로 관통 형성되고, 내부에 제1 정류판이 설치된 유입커버;

상기 노즐커버의 내부에 설치되며, 제1 정류판을 통과한 풍량을 측정하는 서로 다른 단면적을 갖는 노즐로 구성된 멀티노즐이 탈부착 가능하게 설치된 노즐패널;

상기 노즐패널의 후방에 배치되며, 댐퍼를 통해 각각의 노즐을 개폐할 수 있도록 상기 댐퍼를 전, 후진시키는 실린더타입 개폐장치가 설치된 제2 정류판; 및

상기 제2 정류판의 후방에 배치되며, 모터 및 상기 모터에 축 연결되어 회전하는 임펠러로 구성되어 제2 정류판을 통과한 공기를 흡입하고, 원통형 하우징의 후방 외주면에 형성된 토출부로 토출하는 송풍기;

를 포함하며,

상기 원통형 하우징은 센서부를 구성할 수 있도록 원통형 하우징의 전방에 구비되는 전방센서와 상기 원통형 하우징의 후방에 구비되는 후방센서를 연결하는 압력측정 관로가 일체로 형성되어 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 있어서, 상기 유입커버와 플렉시블덕트를 통해 연결되어 원통형 하우징 측으로 외부공기를 유입시키고, 외부공기의 정압을 측정하는 압력측정부 일체형 어댑터;

를 더 포함하며,

상기 압력측정부 일체형 어댑터는 외부공기가 유입되는 공기유입공간이 내부에 마련되고, 압력측정부 일체형 어댑터를 측정대상에 고정하고 밀착시켜 외부공기의 누설을 방지하는 사각 틀 형상의 고정플랜지가 외부에 구비된 어댑터 몸체(Adapter Body); 및

상기 어댑터 몸체의 내측에 원형으로 배열 형성되어 외부공기가 통과될 때의 압력을 측정하는 압력측정홀 및 상기 압력측정홀에 유입되는 공기의 평균 압력을 측정하는 평균압력포트로 구성되어 어댑터 몸체의 내측에 일체로 형성되는 정압탭으로 구성된 압력측정부;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 있어서, 상기 압력측정부 일체형 어댑터는 어댑터 몸체의 외부 양측에 돌출 형성된 일체형 손잡이;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 있어서, 상기 평균압력포트와 원통형 하우징에 설치되는 센서부를 연결하는 연결수단을 고정하여 유동을 방지할 수 있도록 유입커버의 유입구 내측에 고리형태로 돌출 형성되는 고리부;

를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 있어서, 상기 플렉시블덕트를 유입커버에 무밴드 방식으로 체결할 수 있도록 무밴드 체결장치;

를 더 포함하며,

상기 무밴드 체결장치는 유입커버의 전방에 나사 체결되는 후단이 일체로 형성되고, 주름관으로 구성된 플렉시블덕트의 일단이 진입하는 선단이 서로 이격 형성된 제1,2 원통형 몸체;

상기 제1 원통형 몸체의 내측에 돌출 형성된 제1 고정부; 및

상기 제1 고정부와 마주보는 제2 원통형 몸체의 외측에 돌출 형성되어 제1 고정부와 엇갈리게 배치되는 제2,3 고정부;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치에 있어서, 상기 무밴드 체결장치는 어댑터 몸체에 일체로 형성될 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 하우징에 압력측정 관로가 일체로 형성됨으로써, 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하여 비용절감 및 제조기간을 효과적으로 단축할 수 있을 뿐만 아니라 정압을 용이하게 측정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 하우징과 플렉시블덕트를 통해 연결되는 압력측정부 일체형 어댑터에 외부공기의 정압을 측정하는 정압탭이 일체로 형성됨으로써, 정압의 정밀한 측정이 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 무밴드 체결장치를 통해 무밴드 방식으로 플렉시블덕트를 유입커버에 용이하게 체결하여 연결 가능함으로써, 풍량 측정을 위한 사용편리성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 원통형 하우징을 나타내 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 나타내 보인 사시도.
도 3 내지 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 요부를 나타내 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 나타내 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 압력측정부 일체형 어댑터를 나타내 보인 사시도.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 압력측정부 일체형 어댑터가 구비된 풍량측정장치를 분해하여 나타내 보인 사시도.
도 9는 도 8의 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 나타내 보인 사시도.
도 10은 도 8의 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 나타내 보인 단면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

먼저, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 기본 설계 구조는 ANSI/ASHRAE 51-1999 규격에 따른 측정노즐(Measuring Nozzle)에 근거하여 개발되었다.

잘 알려진 바와 같이, 공기는 점성 유체의 특성이 있기 때문에 예컨대, 덕트(Duct) 또는 임펠러(Impeller) 등을 통한 토출시에는 필연적으로 경계층 영향으로 유체 박리 또는 와류현상을 초래하여 평균유속에 의한 풍량의 측정은 사실상 불가능하다.

또한, ANSI/ASHRAE 51-1999 기준에 따르면, 풍량 측정 센서인 노즐 전후에 일정한 간격을 두어야 하며, 압력차 측정을 위한 정압탭 설치를 위하여 외부에 연결된 관이 필요하므로, 장치도 커지고 외부 관은 유지관리 측면에서 어려움이 따른다. 이러한 요인들은 소형화의 장애물로서, 현장 측정이 용이한 이동식 풍량측정장치의 개발을 위해서는 소형화와 이동시 손상이 적은 제품 개발이 필요하다.

따라서 일반적으로 중대형 풍량의 임펠러 등에서는 풍량 또는 공력성능을 측정하기 위해서 ANSI/ASHRAE 51-1999 규격의 특수한 에어플레넘을 설치한 후 멀티 노즐의 방식을 사용하거나 토출부에 피토(Pitot)관에 의한 다점 측정을 한 후 다시 평균 유속을 구하기 위하여 평균화하여 풍량으로 환산한다. 또 다른 방법으로는 ISO-5167에 따른 차압기구 방식에 따른 방법으로 측정한다.

본 발명에서는 위의 모든 문제점들을 체계적으로 해결하고 산업현장에서 쉽고 정밀한 측정 응용이 가능하도록 구상하였다. 이는 기본적으로는 국제표준공업기준인 ANSI/ASHRAE 51-1999 규격에 근거하여 구상하였음을 사전에 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 결합하여 사시도로 나타내 보인 것으로서, 전방에 노즐커버(10a)가 일체로 형성되고, 후방에 고정커버(10b)가 일체로 형성되며, 상부에 핸들(10c)이 구비되는 원통형 하우징(10)에 센서부(17)를 구성하는 전방센서(17a)와 후방센서(17a)를 연결하기 위한 압력측정 관로(17c)가 일체로 형성된 구성을 나타내 보이고 있다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 사시도로 나타내 보인 것으로서, 원통형 하우징(10)의 내부 전방에 제1 정류판(14)이 배치되고, 상기 제1 정류판(14)의 후방에 노즐패널(12)이 배치되며, 상기 노즐패널(12)의 후방에 제2 정류판(15)이 배치되고, 상기 제2 정류판(15)의 후방에 송풍기(16)가 배치되는 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 3 내지 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 요부를 사시도로 나타내 보인 것으로서, 멀티노즐(12a)이 탈부착 가능하게 설치되는 노즐패널(12)의 후방에 댐퍼(15a)와 실린더타입 개폐장치(15b)가 설치되는 제2 정류판(15)이 배치되고, 상기 제2 정류판(15)의 후방에 임펠러(16b)와 모터(16a)로 구성된 송풍기(16)가 배치되며, 상기 송풍기(16)의 후방에 PCB(10f) 및 마감커버(13)가 배치되는 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 사시도로 나타내 보인 것으로서, 원통형 하우징(10)의 전방에 설치된 유입커버(11)에 구비되는 무밴드 체결장치(50)를 통해 플렉시블덕트(30)가 연결되고, 상기 플렉시블덕트(30)에 압력측정부 일체형 어댑터(20)가 연결된 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치의 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 사시도로 나타내 보인 것으로서, 외부공기의 정압을 측정하기 위한 압력측정홀(23a)과 평균압력포트(23b)로 구성된 정압탭(23)가 내측에 일체로 형성되고, 외부에 일체형 손잡이(25)가 구비된 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 나타내 보이고 있다.

도 1 내지 7에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 원통형 하우징(10)을 포함한다. 상기 원통형 하우징(10)은 외부로부터 공기가 유입되는 전방에 배치되는 노즐커버(10a) 및 후방에 배치되는 고정커버(10b)가 일체로 형성되고, 풍량측정장치를 이동식으로 구성하기 위한 핸들(10c)이 상부에 일체로 형성되어 구성된다.

이러한 원통형 하우징(10)은 합성수지를 통해 제조되는데, 3D 프린터를 이용하여 제조될 수 있다. 즉 상기 원통형 하우징(10)이 노즐커버(10a), 고정커버(10b) 및 핸들(10c)이 일체로 형성된 구성이므로, 3D 프린터를 이용하여 상기 원통형 하우징(10)을 용이하게 제조할 수 있게 된다.

여기서 상기 노즐커버(10a)는 외면이 다각형으로 형성된 구성으로서, 전방에 유입커버(11)가 조립되고, 내부에 노즐패널(12)이 조립된다. 그리고 상기 고정커버(10b) 역시 외면이 다각형으로 형성된 구성으로서, 후방에 마감커버(13)가 조립된다.

상기 유입커버(11) 및 마감커버(13) 역시 원통형 하우징(10)과 마찬가지로 합성수지로 이루어져 예컨대, 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하다.

이러한 노즐커버(10a) 및 고정커버(10b)와 일체로 형성되는 핸들(10c)은 후방에 커넥터(10d)가 연결되며, 상기 커넥터(10d)에 전원케이블(10e)이 연결되어 전원부를 구성하게 된다. 그리고 상기 전원부는 원통형 하우징(10)의 내부에 설치되는 PCB(10f)와 전기적으로 연결된다.

상기 유입커버(11)는 외부로부터 유입되는 공기가 노즐패널(12) 측으로 유입되도록 유입구(11a)가 축 방향으로 관통 형성되어 구성되며, 내부에 제1 정류판(14)이 설치된다. 그리고 상기 노즐패널(12)은 둘 이상의 노즐(Nozzle)로 구성된 멀티노즐(Multi-Nozzle)이 탈부착 가능하게 삽입설치된다.

상기 제1 정류판(14)은 유입구(11a)를 통해 흡입되는 과정에서 발생하는 공기의 유동성을 진정시키기 위해 구성된 일종의 다공판으로서, 공기 유동의 선회 및 유속 분포의 균일화뿐만 아니라 압력 손실을 줄여주기 위하여 중심부에서 주변부로 갈수록 구멍 간의 간격이 넓은 비대칭 다공판으로 구성될 수 있고, 한 쌍으로 구성되어 서로 이격되며, 노즐패널(12)의 전방에 배치된다.

상기 멀티노즐(12a)은 노즐패널(12)의 중심부 및 외곽에 분산 배치된 둘 이상의 노즐로 구성되어 제1 정류판(14)을 통과한 풍량을 측정한 뒤 원통형 하우징(10)의 후방 외주면에 형성되는 토출부(10g)에 토출하게 된다. 그리고 이에 부가하여 공기의 온도, 습도 및 정압을 측정할 수 있다.

각각의 노즐은 축 방향으로 관통되게 형성됨으로써, 풍량을 측정하는 풍량측정홀(12b)이 중앙부에 관통 형성된다. 그리고 각각의 노즐은 서로 단면적이 다르게 형성되어 예컨대, 노즐패널(12)의 중심부에 배치되는 가장 작은 노즐을 중심으로 방사상으로 배치될 수 있다.

예컨대, 멀티노즐(12a)은 서로 다른 단면적을 갖는 노즐을 구비하도록 도면상 제1,2,3,4,5 노즐로 구성되어 노즐패널(12)에 탈부착 가능하게 설치됨으로써, 풍량 측정시 유입되는 풍량에 따른 필요한 단면적을 상기 제1,2,3,4,5 노즐 및 이들의 조합을 통해 만족시켜 다양한 풍량을 측정할 수 있게 된다. 즉 풍량 측정시 필요한 풍속이 3일 때, 제1,2 노즐을 조합하여 풍량을 측정할 수 있다.

이는 풍속과 대응되는 하나의 노즐을 사용하여 풍량을 측정하던 종래기술방식에 비해 다양한 노즐을 조합하여 사용함에 따라 풍량의 더욱 정밀한 측정이 가능하게 된다.

이러한 멀티노즐(12a)이 탈부착 가능하도록 노즐패널(12)은 각각의 노즐에 대응하는 삽입홀(12c)이 축 방향으로 관통 형성되어 마련된다. 상기 삽입홀(12c)은 멀티노즐(12a)과의 결합력이 증대되도록 실링 처리될 수 있다.

상기 실링 처리는 노즐커버(10a)와 유입커버(11) 사이에도 실시될 수 있으며, 이 경우 실리콘 또는 연질의 고무재질로 구성되는 오링(O-Ring)을 상기 노즐커버(10a)와 유입커버(11) 사이에 개재함으로써, 압력의 손실 없이 용이한 풍량 측정을 할 수 있게 된다.

여기서 상기 노즐커버(10a) 및 노즐패널(12)은 멀티노즐(12a)이 노즐패널(12)에 탈부착 되었는지에 따른 안내신호를 제어부로 전송하는 경고센서를 더 포함할 수 있다.

즉 멀티노즐(12a)의 탈부착 유무에 따른 경고신호를 제어부로 전송하여 상기 제어부를 통해 사용자가 노즐의 유무를 용이하게 확인하여 정밀한 풍량 측정을 할 수 있도록 구성될 수 있다.

이러한 멀티노즐(12a)은 탈부착 가능하게 설치되는 노즐패널(12)의 후방에는 제2 정류판(15)이 배치된다. 그리고 상기 제2 정류판(15)에는 각각의 노즐에 대응하는 댐퍼(15a) 및 상기 댐퍼(15a)를 전, 후진시키는 실린더타입 개폐장치(15b)가 설치된다.

상기 댐퍼(15a)는 유입구(11a)를 통해 유입되는 풍량에 따라 멀티노즐(12a)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 각각의 노즐의 후방에 배치되며, 실린더타입 개폐장치(15b)의 구동에 따라 전, 후진하면서 상기 멀티노즐(12a)을 개폐하게 된다.

상기 제2 정류판(15)의 후방에는 송풍기(16)가 배치된다. 상기 송풍기(16)는 모터(16a) 및 상기 모터(16a)에 축 연결되어 회전하는 임펠러(16b)로 구성되어 원통형 하우징(10)의 내부에 설치되는 PCB(10f)와 전기적으로 연결됨으로써, 전원부를 통한 전원의 공급시 구동하여 공기를 흡입하고 토출부(10g)로 토출하게 된다.

또한, 상기 송풍기(16)는 모터(16a)의 구동시 발생하는 열을 방열하는 방열판(16c)을 더 포함할 수 있다. 상기 방열판(16c)은 일종의 히트싱크로서의 기능을 수행할 수 있도록 예컨대, 알루미늄소재로 제조되어 전자제어가 가능하도록 구성된 PCB(10f)의 열과 파워모듈인 반도체소자의 방열이 이루어지도록 상기 모터(16a)와 PCB(10f) 사이에 구비될 수 있다.

여기서 상기 원통형 하우징(10)은 제2 정류판(15)을 통과한 공기가 임펠러(16b)에 용이하게 유입되도록 상기 임펠러(16b)와 제2 정류판(15) 사이에 배치되는 공기유도부(10g)가 내부에 일체로 형성된다.

즉 상기 공기유도부(10g)는 일종의 격벽으로서, 3D 프린터를 이용하여 원통형 하우징(10)을 제조 가능하도록 상기 원통형 하우징(10)과 일체로 형성되며, 중심부에 홀이 유선형으로 형성되어 제2 정류판(15)을 통과한 공기를 임펠러(16b) 측으로 유도함으로써, 송풍기(16)를 통한 공기의 흡입이 용이하게 이루어질 수 있도록 하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 하우징(10)을 3D 프린터를 이용하여 제조 가능함으로써, 제조비용을 절감할 수 있고, 제조기간을 단축할 수 있으며, 무게가 가벼워 핸들(10c)을 통한 이동이 용이하여 자동차의 공조시스템이나 건물 내부 공조시스템 또는 가전제품의 공조시스템 등에서 토출되는 풍량을 측정하기 위한 풍량측정장치의 운용이 용이할 수 있어 사용편리성 측면에서 효과적이다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 외부공기를 원통형 하우징(10) 측으로 유입시키고, 외부공기의 정압을 측정하는 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 포함할 수 있다.

상기 압력측정부 일체형 어댑터(20)는 외부공기가 유입되는 공기유입공간(21a)이 내부에 마련되고, 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 측정대상에 고정하고 밀착시켜 외부공기의 누설을 방지하는 사각 틀 형상의 고정플랜지(22)가 외부에 구비된 어댑터 몸체(Adapter Body) 및 상기 어댑터 몸체(21)의 내측에 일체로 형성되어 외부공기의 압력을 측정하는 정압탭(23)으로 구성되는 압력측정부를 포함한다.

상기 어댑터 몸체(21)는 예컨대, 합성수지를 통해 사각모양으로 형성되어 고정플랜지(22)의 반대편에 형성된 연결부(24)를 통해 플렉시블덕트(30)의 일단과 연결된다. 그리고 외부 양측에 일체형 손잡이(25)가 돌출 형성되어 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 용이하게 파지하여 측정대상으로 이동시킬 수 있도록 구성된다.

상기 정압탭(23)은 어댑터 몸체(21)의 내측에 일체로 형성되어 외부공기가 어댑터 몸체(21)의 공기유입공간(21a)으로 유입될 때의 공기량, 정압 및 평균 압력을 측정하게 된다. 즉 정압탭(23)이 일체로 형성되는 압력측정부 일체형 어댑터(20)는 3D 프린터를 이용하여 제조 가능하다.

여기서 상기 정압탭(23)은 유입되는 외부공기가 통과될 때의 압력을 측정할 수 있도록 원형으로 배열 형성된 압력측정홀(23a) 및 상기 압력측정홀(23a)에 유입되는 외부공기의 평균 압력을 측정하는 평균압력포트(23b)로 구성된다.

상기 평균압력포트(23b)는 공기유입공간(21a)으로 유입되어 압력측정홀(23a)을 통과하는 외부공기의 평균 압력을 측정하는 것으로서, 예컨대 연결수단인 에어 호스(Air Hose)를 통해 원통형 하우징(10)에 설치되는 센서부(17)와 연결되어 외부공기의 평균 압력을 측정하게 된다.

즉 상기 원통형 하우징(10)은 압력측정홀(23a)을 통과하여 평균압력포트(23b)로부터 측정된 측정값을 용이하게 측정할 수 있도록 예컨대, 토출압력센서와 정압센서 등을 포함하는 센서부(17)가 구성되고, 정압 측정시 발생하는 압력의 오차를 보정하는 마노메터(미도시)가 구성될 수 있다.

또한, 상기 센서부(17)는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서, 대기압을 측정하는 대기압센서, 노즐의 전방과 후방의 차압을 측정하는 차압센서, 송풍기를 통해 토출되는 공기량 및 정압을 측정하는 토출정압센서 등을 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 원통형 하우징(10)은 평균압력포트(23b)와 용이하게 연결되도록 전방에 구비되는 전방센서(17a)와 후방에 구비되는 후방센서(17b)를 연결하는 압력측정 관로(17c)가 일체로 형성되어 구성된다.

즉 상기 센서부(17)를 구성하는 전방센서(17a)를 통해 측정된 압력측정데이터를 후방센서(17b)로 전송하기 위해서는 연결라인이 필요한데, 상기 압력측정 관로(17c)가 노즐커버(10a), 원통형 하우징(10) 및 고정커버(10b)에 걸쳐 벽면 내측에 일체로 형성됨으로써, 상기 원통형 하우징(10)을 제조하는 과정에서 이를 용이하게 구성할 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 원통형 하우징(10)에 압력측정 관로(17c)가 일체로 형성됨으로써, 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하여 비용절감 및 제조기간단축 등의 측면에서 효과적이다.

또한, 상기 원통형 하우징(10)과 플렉시블덕트(30)를 통해 연결되는 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 통해 외부공기를 흡입하는 과정에서 공기의 정압을 용이하게 측정 가능함으로써, 사용편리성 측면에서 효과적이다.

도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치를 분해하여 사시도로 나타내 보인 것으로서, 원통형 하우징(10)의 전방에 설치되는 유입커버(11)에 무밴드 체결장치(50)가 체결되고, 상기 무밴드 체결장치(50)의 전방에 플렉시블덕트(30)가 연결되며, 상기 플렉시블덕트(30)의 전방에 압력측정부 일체형 어댑터(20)가 연결되는 결합관계를 나타내 보이고 있다.

도 9는 도 8의 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 사시도로 나타내 보인 것으로서, 유입커버(11)의 전방에 체결되는 무밴드 체결장치(50)의 체결구조 및 이와 마주보게 구성되는 압력측정부 일체형 어댑터(20)의 체결구조를 나타내 보이고 있다.

도 10은 도 8의 풍량측정장치를 일부 절개하여 내부구조를 단면도로 나타내 보인 것으로서, 무밴드 체결장치(50)에 체결된 플렉시블덕트(30)를 통해 방향 전환하면서 사용 가능한 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 통해 유입되는 외부공기의 풍량을 측정하기 위한 풍량측정장치의 내부구조를 나타내 보이고 있다.

도 8 내지 10에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 원통형 하우징(10)의 전방에 설치되는 유입커버(11)와 상기 원통형 하우징(10)에 외부공기를 유입토록 하는 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 연결하는 플렉시블덕트(30) 및 상기 플렉시블덕트(30)를 유입커버(11)에 무밴드 방식으로 체결하는 무밴드 체결장치(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 플렉시블덕트(30)는 길이 조절 및 방향 전환이 용이하도록 둘레에 길이방향을 따라 홈과 돌기가 반복되는 주름관으로 구성되며, 양단이 어댑터 몸체(21) 및 유입커버(11)와 각기 연결되어 구성되며, 상기 압력측정부 일체형 어댑터(20)를 측정대상, 예컨대 공조시스템이 설치되어 있는 건물의 천장 등에 용이하게 이동시킬 수 있도록 하게 된다.

여기서 상기 플렉시블덕트(30)는 예컨대, 밴드나 접착테이프 등을 통해 유입커버(11)와 어댑터 몸체(21)에 체결하여 연결하는 것이 일반적이다.

상기 무밴드 체결장치(50)는 이러한 통상의 체결구조를 개선하여 밴드나 접착테이프 등을 사용하지 않고 플렉시블덕트(30)를 유입커버(11)에 용이하게 체결하여 연결토록 하게 된다.

즉 상기 무밴드 체결장치(50)는 유입커버(11)의 전방에 나사 체결되는 제1,2 원통형 몸체(51)(52)를 포함한다. 그리고 상기 제1 원통형 몸체(51)의 내측에 돌출 형성되는 제1 고정부(53) 및 이와 마주보는 제2 원통형 몸체(52)의 외측에 돌출 형성되어 상기 제1 고정부(53)와 엇갈리게 배치되는 제2,3 고정부(54)(55)를 포함한다.

상기 제1,2 원통형 몸체(51)(52)는 유입커버(11)의 전방에 나사 체결되는 후단이 일체로 형성된 구성으로서, 선단은 서로 이격 형성되어 플렉시블덕트(30)의 일단이 진입할 수 있도록 구성된다.

이에 따라 상기 제1,2 원통형 몸체(51)(52) 사이에 플렉시블덕트(30)의 일단이 진입시 제1,2,3 고정부(53)(54)(55)가 상기 플렉시블덕트(30)의 홈에 삽입되어 체결하게 된다.

즉 상기 제1,2,3 고정부(53)(54)(55)와 플렉시블덕트(30)의 구조적 특성을 활용하여 무밴드 방식으로 상기 플렉시블덕트(30)를 용이하게 체결하여 사용토록 하게 된다.

여기서 무밴드 체결장치(50)는 어댑터 몸체(21)에 구성되는 연결부(도 6의 24)를 대신하여 상기 어댑터 몸체(21)와 일체로 형성될 수 있다. 그리고 압력측정부 일체형 어댑터(20)의 평균압력포트(23b)와 원통형 하우징(10)의 센서부(17)를 연결하는 연결수단, 예컨대 에어 호스를 고정하여 유동을 방지할 수 있도록 유입커버(11)의 유입구(11a) 내측에 고리형태로 돌출되는 고리부(11b)가 형성될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 무밴드 체결장치(50)를 통해 플렉시블덕트(30)의 양단을 유입커버(11) 및 압력측정부 일체형 어댑터(20)에 용이하게 체결하여 연결 가능함으로써, 풍량 측정을 위한 사용편리성 측면에서 효과적이다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치는 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 원통형 하우징 10a: 노즐커버
10b: 고정커버 10c: 핸들
10d: 커넥터 10e: 전원케이블
10f: PCB 10g: 토출부
11: 유입커버 11a: 유입구
11b: 고리부 12: 노즐패널
12a: 멀티노즐 12b: 풍량측정홀
12c: 삽입홀 13: 마감커버
14: 제1 정류판 15: 제2 정류판
15a: 댐퍼 15b: 실린더타입 개폐장치
16: 송풍기 16a: 모터
16b: 임펠러 17: 센서부
17a: 전방센서 17b: 후방센서
17c: 압력측정 관로 20: 압력측정부 일체형 어댑터
21: 어댑터 몸체 22: 고정플랜지
23: 정압탭 23a: 압력측정홀
23b: 평균압력포트 24: 연결부
25: 일체형 손잡이 30: 플렉시블덕트
50: 무밴드 체결장치 51: 제1 원통형 몸체
52: 제2 원통형 몸체 53: 제1 고정부
54: 제2 고정부 55: 제3 고정부

Claims (5)

1. 3D 프린터를 이용한 제조가 가능하도록 외부로부터 공기가 유입되는 전방에 노즐커버가 일체로 형성되고, 후방에 마감커버가 설치되는 고정커버가 일체로 형성되며, 상부에 핸들이 일체로 형성되어 구성된 원통형 하우징;
   상기 노즐커버의 전방에 설치되며, 외부로부터 유입되는 공기를 원통형 하우징에 유입시키도록 축 방향으로 관통 형성되고, 내부에 제1 정류판이 설치된 유입커버;
   상기 노즐커버의 내부에 설치되며, 제1 정류판을 통과한 풍량을 측정하는 서로 다른 단면적을 갖는 노즐로 구성된 멀티노즐이 탈부착 가능하게 설치된 노즐패널;
   상기 노즐패널의 후방에 배치되며, 댐퍼를 통해 각각의 노즐을 개폐할 수 있도록 상기 댐퍼를 전, 후진시키는 실린더타입 개폐장치가 설치된 제2 정류판;
   상기 제2 정류판의 후방에 배치되며, 모터 및 상기 모터에 축 연결되어 회전하는 임펠러로 구성되어 제2 정류판을 통과한 공기를 흡입하고, 원통형 하우징의 후방 외주면에 형성된 토출부로 토출하는 송풍기; 및
   상기 유입커버와 플렉시블덕트를 통해 연결되어 원통형 하우징 측으로 외부공기를 유입시키고, 외부공기의 정압을 측정하는 압력측정부 일체형 어댑터;
   를 포함하며,
   상기 압력측정부 일체형 어댑터는 외부공기가 유입되는 공기유입공간이 내부에 마련되고, 압력측정부 일체형 어댑터를 측정대상에 고정하고 밀착시켜 외부공기의 누설을 방지하는 사각 틀 형상의 고정플랜지가 외부에 구비된 어댑터 몸체; 및
   상기 어댑터 몸체의 내측에 원형으로 배열 형성되어 외부공기가 통과될 때의 압력을 측정하는 압력측정홀 및 상기 압력측정홀에 유입되는 공기의 평균 압력을 측정하는 평균압력포트로 구성되어 어댑터 몸체의 내측에 일체로 형성되는 정압탭으로 구성된 압력측정부;
   를 포함하고,
   상기 원통형 하우징은 센서부를 구성할 수 있도록 원통형 하우징의 전방에 구비되는 전방센서와 상기 원통형 하우징의 후방에 구비되는 후방센서를 연결하는 압력측정 관로가 일체로 형성되어 구성된 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 평균압력포트와 원통형 하우징에 설치되는 센서부를 연결하는 연결수단을 고정하여 유동을 방지할 수 있도록 유입커버의 유입구 내측에 고리형태로 돌출 형성되는 고리부;
   를 더 포함하는 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 플렉시블덕트를 유입커버에 무밴드 방식으로 체결할 수 있도록 무밴드 체결장치;
   를 더 포함하며,
   상기 무밴드 체결장치는 유입커버의 전방에 나사 체결되는 후단이 일체로 형성되고, 주름관으로 구성된 플렉시블덕트의 일단이 진입하는 선단이 서로 이격 형성된 제1,2 원통형 몸체;
   상기 제1 원통형 몸체의 내측에 돌출 형성된 제1 고정부; 및
   상기 제1 고정부와 마주보는 제2 원통형 몸체의 외측에 돌출 형성되어 제1 고정부와 엇갈리게 배치되는 제2,3 고정부;
   를 포함하는 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 무밴드 체결장치는 어댑터 몸체에 일체로 형성된 3D 프린터를 이용한 압력측정 관로 일체형 풍량측정장치.

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