KR19980042578A - 환기송풍장치 및 환기송풍시스템 - Google Patents

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Abstract

환기 송풍량이 크고, 또 저소음화할 수 있는 환기송풍장치 및 환기 송풍시스템을 얻는다.
축류팬(30)과 이를 덮는 원통상의 케이싱(34)과 케이싱(34)을 덮고, 또 그 하류단(45)이 케이싱(34)의 하류단(40)보다도 하류측까지 연장된 원통상의 유인노즐(38)을 구비한다.
케이싱(34)으로부터 분류(1차전류 31)에 의해, 이 주위의 유인노즐(38)내의 공기가 유인되어 2차류(32)가 되고, 전환기송풍량은 1차류(31)와 2차류(32)의 합계가 되어 증대한다.

Description

환기송풍장치 및 환기송풍시스템
환기송풍량이 큰 환기송풍장치를 얻는 동시에, 저소음화할 수 있는 환기송풍장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 주택 대강당, 체육관등의 환기 또는 송풍 때문에 사용되는 환기송풍장치 및 환기송풍시스템에 관한 것이다.
종래로부터, 유인효과를 이용한 환기송풍장치는, 신선한 공기의 유인효과를 이용해서 오염기체를 배출하도록 구성된것과, 신선한 기체를 압축해서 고속분류를 형성해서 유인효과를 조장해 환기량을 증대시키는 밴속지와 오리피스를 조합해서 코안더(coanda)효과를 이용해서 오염기체를 배출하도록 구성된 장치가 있고, 도 59 는 그와 같은 환기송풍장치의 개념도이다.
도면에서, 1 은 실내(2)와 실외(3)를 구분하는 벽, 4 는 실내(2)에 놓여지고, 오염공기(5)를 발생하는 레인지, 6 은 레인지(4)의 상방에 배치된 후드, 7 은 벽(1)을 관통하고, 일단에 후드(6)가 연결된 배기용덕트, 8 은 실외(3)에 설치된 송풍기, 9 는 일단에 송풍기(8)가 연결되고, 도중에 배기덕트(7)가 연결된 송풍용덕트, 10 은 외기이다.
다음 동작에 대해 설명한다.
송풍기(8)를 운전하면 실외(3)의 외기(10)가 송풍용 덕트(9)로 보내진다.
하면, 송풍용덕트(9)속을 흐르는 공기에 의해 후드(6) 및 배기용덕트(7)를 경유해서 레인지(4)로부터의 오염공기(5)가 송풍용덕트(9)에 흡입되어 배기된다.
상기한바에 의하면, 실내(2)로부터 실외(3)로의 오염공기(5)의 배출에는 송풍기(8)의 송풍능력(송풍량)의 일부만을 이용하고 있는데 불과하고, 송풍능력의 태반은 실외(3)의 신선한 외기(10)를 흡입해서, 송풍덕트(9)를 거쳐 다시 실외(3)로 송출하는데 사용되었었다.
또, 도 60 은 예를들어 일본국 특개평 6-280800 호 공보에 기재된 압축공기를 이용한 종래의 환기송풍장치를 표시하는 개념도이다.
도면에서, 11 은 일단에 송풍기(8)가 연결된 접속관, 12 는 접속관(11)의 타단에 연결된 압력쳄버, 13 은 압력쳄버(12)를 관통하는 벤측리이다.
원추통부(14)와 윗통부(15)를 매끄럽게 연결해서 나팔살태로 형성되어 있다.
16 은 원추통부(14)사이에 환상의 극간(17)을 형성하는 오리피스이고, 중심축부분은 공동으로 되어 있어 실내(2) 및 벤추기(13)내 가연통되어 있다.
다음 동작에 대해 설명한다.
송풍기(8)에서 가압된 1차공기(18)를 압력쳄버(12)내부에 보내면, 이 1차공기(18)의 흐름(1차전류)이 환상의 극간(17)을 통과할 때 그 풍속이 높여져서 벤추러(13)내에 토출구(19)를 향해 분출된다.
이로써, 벤추리(13)내부 및 오리피스(16)내부에 유인작용이 발생하고 실내공기(20)가흡입구(21)로부터 흡입되어서, 오리피스(16) 및 벤추리(13)내부를 통과해서 토출구(19)로부터 실외(3)로 배출된다.
상기한바에 의하면, 실내공기(20)의 실외에의 배기에는 송풍기(8)의 가압능력의 일부만을 이용하고 있을뿐이고 가압능력의 태반을 실외(3)의 신선한 외기를 입력쳄버(12)로부터 환상의 극간(17) 및 토출구(19)를 거쳐 다시 실외(3)로 송출하는데 사용되었었다.
종래의 유인효과를 이용한 환기송풍장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 상기한 것 중의 전자와 같은 장치로는 유인되는 공기분만큼의 배기량만 얻어지므로 배기성능이 충분히 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.
또 후자와 같은 장치에서는 전자의 상기 문제점에 더해, 고속분류로부터 발생하는 유체소음이 크고, 저소음화가 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로 환기송풍량이 큰 환기송풍장치를 얻는 것 및 저소음화할 수 있는 환기송풍장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1관점에 의한 환기송풍장치는, 송풍기와 1차류 가이드와, 1차류의 흡입측에서 토출측에 걸쳐 설치되고 , 1차류의 토출측에서 2차류를 유인하는 유인부를 구비한 것이다.
본 발명의 제2관점에 의한 환기송풍장치는 송풍기와 이 송풍기를 덮는 1차류가이드와, 1차류의 흡입측에서 토출측에 걸쳐 설치되고, 1차전류가이드를 덮고 그 하류단보다도 더 하류측까지 연장되는 유인노즐를 구비한 것이다.
본 발명의 제3관점에 의한 환기송풍장치는 상기한데서 송풍기를 축류팬으로 하고, 1차류가이드를 원통상으로 한 것이다.
본 발명의 제4관점에 의한 환기송풍장치는 1차류가이드의 토출구의 직경을 Do, 유인노즐의 토출구의 직경을 D1, 1차류가이드의 토출구로부터 유인노즐의 토출구까지의 축방향거리를 L , 송풍기에 1차류가이드를 부착했을때의 분류의 전개각을 α , 이라고 했을 때,
0.5 ≤ D1/ (Do+ 2L tan α1) ≤ 1.5
가 되도록 한 것이다.
본 발명의 제5관점에 의한 환기송풍장치는 정류판을 유인노즐의 토출구근방에 구비한 것이다.
본 발명의 제6관점에 의한 환기송풍장치는, 유인노즐의 토출구외면에 1차류의 1부를 흘리는 덕트를 구비한 것이다.
본 발명의 제 7 관점에 의한 환기송풍장치는 1차류 및 2차류 방향을 변경하는 후드를 유인노즐의 하단에 접속한 것이다.
본 발며의 제8관점에 의한 환기송풍장치는 송풍기는 원심팬이고, 1차류가이드는 흡입측 가이드나, 원심팬의 외경측에 배치된 원통상의 토출측 가이드로 구성한 것이다.
본 발명의 제 9 및 제 15 관점에 의한 환기송풍장치는, 2차류의 통로의 개폐를 하는 2차류통로 개폐수단을 구비한 것이다.
본 발명의 제 10 관점에 의한 환기송풍장치는 유인노즐의 내측에 이것과 떨어져서 통기성을 갖는 판상부재를 구비한 것이다.
본 발명의 제 11 관점에 의한 환기송풍장치는 원심팬과 1차류를 안내하는 흡입측 가이드와, 원심팬의 흡입측과는 반대측에 배치되어서 1차류를 반경방향으로 안내하는 가이드판과, 흡입측가이드를 덮고, 가이드판과의 사이에 토출구를 형성하는 유인디스크를 구비한 것이다.
본 발명의 제 12 관점에 의한 환기송풍장치는, 상기에서 가이드판과 유인디스크의 간격이 이들의 외주연을 향해 좁게되도록 한 것이다.
본 발명의 제 13 관점에 의한 환기송풍장치는, 원심팬의 직경을 D2, 가이드판의 직경을 D3, 원심팬의 분출폭을 Ho, 유인디스크의 외주연과 가이드판의 외극면으로 형성된 토출구폭을 H1, 원심팬의 가이드판을 부착했을때의 분류의 전개각을 α2로 하였을 때
0.5 ≤ 2H1/ {2Ho + (D3- D2)tan α2} ≤ 1.5
가 되도록 한 것이다.
본 발명의 제 14 관점에 의한 환기송풍장치는, 가이드판과 유인디스크 사이를 부분적으로 폐쇄하는 측판을 구비한 것이다.
본 발명의 제 16 관점에 의한 환기송풍장치는 2차류의 통로내의 정압을 정지해서 2차류 통로 개폐수단의 개폐를 제어하도록 한 것이다.
본 발명의 제 17 관점에 의한 환기송풍장치는, 2차류의 통로내의 정압의 압력작용에 의해 자기개폐하는 2차 유통개폐수단을 구비한 것이다.
본 발명의 제 18 관점에 의한 환기송풍장치는, 가이드판의 각도를 가변으로 한 것이다.
본 발명의 제 19관점에 의한 환기송풍장치는, 2차류의 흡입측 근방에서 유인디스크와 흡입측 가이드를 접속하는 흡입원통부 지지부 및 토출구 근방에서 유인디스크와 가이드판을 접속하는 흡입디스크 지지부를 구비한 것이다.
본 발명의 제 20 관점에 의한 환기송풍시스템은, 청구항 2 기재의 환기송풍장치의 흡입측을 청구항 11 기재의 환기송풍장치의 토출구를 향해 설치한 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시의 형태 1 에서의 분류의 전개각과 유인 노즐의 직경의 관계를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 4 는 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 5 는 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 6 은 실시의 형태 3을 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 7 은 실시의 형태 3을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 8 은 실시의 형태 3에서의 주류 및 보조류의 속도분포도.
도 9 는 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 10 은 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 11 은 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 12 는 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 13 은 본 발명의 실시의 형태 6을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 14 는 본 발명의 실시의 형태 6 에서의 분류의 전개각과 토출구폭의 관계를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 15 는 본 발명의 실시의 형태 6을 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 16 은 본 발명의 실시의 형태 7을 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 17 은 본 발명의 실시의 형태 7을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 18 은 본 발명의 실시의 형태 8을 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 19 는 본 발명의 실시의 형태 8을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 20 은 본 발명의 실시의 형태 9를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 21 은 본 발명의 실시의 형태 9를 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 22 는 본 발명의 실시의 형태 1 의 환기송풍장치의 풍량-정압 특성곡선도.
도 23 은 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 24 는 도 23 의 환기송풍장치의 풍량-정압 특성곡선도.
도 25 는 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 26 은 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 또 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 27 은 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 28 은 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 또 다른 환기송풍장치의 사시도.
도 29 는 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 30 은 도 29 의 환기송풍장치의 단면도.
도 31 은 도 29 의 환기송풍장치의 동작을 표시하는 단면도.
도 32 는 도 29 의 환기송풍장치의 풍량-정압특성곡선도.
도 33 은 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 다른 환기송풍장치의 사시도.
도 34 는 도 33 의 환기송풍장치의 단면도.
도 35 는 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 또 다른 환기송풍장치의 사시도.
도 36 은 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 다른 환기송풍장치의 사시도.
도 37 은 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 또 다른 환기송풍장치의 사시도와 단면도.
도 38 은 본 발명의 실시의 형태 12를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 39 는 본 발명의 실시의 형태 12를 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 40 은 본 발명의 실시의 형태 12를 표시하는 또 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 41 은 본 발명의 실시의 형태 13을 표시하는 환기송풍장치의 단면사시도.
도 42 는 도 41 의 환기송풍장치의 단면도.
도 43 은 도 41 의 환기송풍장치의 동작을 표시하는 단면 사시도.
도 44 는 본 발명의 실시의 형태 14를 표시하는 환기송풍장치의 단면 사시도.
도 45 는 본 발명의 실시의 형태 15를 표시하는 환기송풍장치의 단면 사시도.
도 46 은 도 45 의 환기송풍장치의 단면도.
도 47 은 본 발명의 실시의 형태 16을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 48 은 본 발명의 실시의 형태 17를 표시하는 환기송풍장치의 사시도.
도 49 는 도 48 의 환기송풍장치의 동작을 표시하는 단면도.
도 50 은 본 발명의 실시의 형태 18을 표시하는 환기송풍장치의 단면 사시도.
도 51 은 도 50 의 환기송풍장치의 유인 노즐지지부의 사시도.
도 52 는 본 발명의 실시의 형태 19를 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 53 은 본 발명의 실시의 형태 20을 표시하는 환기송풍장치의 단면도.
도 54 는 본 발명의 실시의 형태 20을 표시하는 다른 환기송풍장치의 단면도.
도 55 도는 본 발명의 실시의 형태 21을 표시하는 환기송풍시스템의 배치도.
도 56 은 본 발명의 실시의 형태 22를 표시하는 환기송풍시스템의 배치도.
도 57 은 본 발명의 실시의 형태 23을 표시하는 환기송풍시스템의 배치도.
도 58 은 본 발명의 실시의 형태 24를 표시하는 환기송풍시스템의 배치도.
도 59 는 종래의 환기송풍장치를 표시하는 개념도.
도 60 은 종래의 다른 환기송풍장치를 표시하는 개념도.
도면에 나타낸 주요부분에 대한 부호의 설명
30. 축류 팬, 31. 1차류,
32. 2차류, 34. 케이싱,
38. 유인노즐, 40. 케이싱의 하류단,
43. 케이싱의 토출구, 44. 유인노즐의 토출구,
45. 유인노즐의 하류단, 51. 정류판,
55. 보조류 덕트, 65. 후드,
70. 원심팬, 73. 흡입원통부,
75. 흡입보조판의 외주면, 76. 가이드판,
77. 유인디스크, 78. 유인디스크의 외주면,
79. 가이드판의 외주면, 80. 토출구,
86. 흡입원통부, 87. 1차류가이드통,
88. 유인노즐, 93. 유인디스크,
94. 가이드판, 95. 측판,
120. 유인셔터, 123. 유인댐퍼
124. 도너층형셔터, 126. 슬라이드셔터
127. 슬라이드밸브, 135. 가변접합부,
140. 판상부재, 142. 유이디스크지지부,
143. 흡입원통부지지부,
148. 축류식유인환기송풍장치.
149. 원심식유인환기송풍장치.
실시의 형태 1
도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 환기송풍장치의 단면도, 도 2 는 사시도이다. 이들 도면에서 1 은 실내(2)와 실외(3)를 가르는 벽이고, 환기송풍장치에 의해 실내(2)의 공기를 실외(3)로 송출하는 경우를 표시한다.
30 은 풍량의 주성분을 이루는 1차류(31)를 발생시키는 송풍기로서의 축류팬, 33 은 축류팬을 구동하는 60Hz , 100V 의 모터, 34 는 1차류(31)를 안내하는 1차류 가이드로서의 케이싱이고, 축류팬(30)을 덮는 원통상으로 형성되어 있고, 그 흡입측 단부에는 1차류(31)의 흡입압력손실을 저감시키는 벨마우스(35)가 형성되어 있다.
38 은 후술하는 2차류를 유인하는 유인부로서의 유인노즐이고, 케이싱(34)의 직경보다도 큰 직경을 갖는 원통상이고, 1차류(31)의 흡입측으로부터 토출측에 걸쳐 케이싱(34)과 동축에 설치되어 있다.
유인노즐(38)은 원통부(36) 흡입측단부에 형성되어 2차류의 흡입압력손실을 저감시키는 벨마우스(39) 및 원통부(36)과 벨마우스(39)를 연결하는 조리개연속관(37)으로 구성되어 있고, 그 하류단(45)은 케이싱(34)의 하류단(40)보다도 더욱 하류측까지 연장되어 있다.
케이싱(34)과 유인노즐(38)사이에 2차류(32)의 통로(40)가 형성된다.
유인노즐(38)의 벨마우스(39)의 단부내측에 형성되는 환상의 2차류흡입구(42)는, 케이싱(34)의 벨마우스(35)의 단부내측에 형성되는 원형의 1차류 흡입구(41)와 동일평면 또는 그보다도 하류측(도1에서 좌측)에 비켜서서 위치하고 있다.
다음 동작에 대해 설명한다.
모터(33)에 통전해서 축류팬(30)를 회전시킴으로써, 1차류 흡입구(41)로부터 실내(2)의 공기가 흡인되고 케이싱(34)을 거쳐 그 토출구(43)로 향하는 흐름, 즉 1차류(31)가 생긴다.
이 1차류(31)는 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 유인노즐(38)내로 분출한다.
분출된 1차류(31)와, 유인노즐(38)내의 주위기체와의 경계면, 즉 전단면(47)에느 속도차가 존재하므로, 양자간에 전단력이 생겨 그 전단력에 기인하는 분류 엔트레인에 의해 케이싱(34)과 유인노즐(38)사이에 형성되는 환상의 공간에 존재하는 공기가 1차류(31)에 흡입된다.
이 유인효과에 의해, 상기 공간내에는 2차류 흡입구(42)로부터 1차류(31)의 전단면(41)에 향해 유입하는 흐름, 즉 2차류(32)가 발생한다.
2차류(32)는 1차류 흡입구(41)와 같은 실내(2)측에 인접해서 설치된 2차류흡입구(42)로부터 유인노즐(38)내에 유입하고, 1차류(31)와 합류후, 유인노즐(38)의 토출구(44)로부터 실외(3)로 분출된다.
여기서, 1 차류 흡입구(41)와 2차류흡입(42)는 같은 실내(2)측에 설치되어 있으므로 이 호나기송풍장치에 의해 실내(2)로부터 실외(3)를 향해 송풍하는 전환기 송풍량은, 1차류 흡입구(41)와 2차류흡입구(42)의 쌍방에서 실외(3)로 배기되는 유량의 합계와 같고 따라서 환기송풍량이 비약적으로 중대한다.
또 송풍기는 콤프레사 등의 압축공기를 이용한 고속기체 분출장치일 필요가 없고 상기와 같은 축류팬, 또는 원심팬, 사류팬 등의 분출풍속이 비교적 저속의 송풍기를 사용하면 되므로, 분류로부터 발생하는 유채소음, 또는 분류가 케이싱등의 주치의 장치에 충돌해서 발생하는 충돌음 등을 저레벨로 억제할 수가 있다.
또 이 실시의 형태에서는 1차류(31)가 축류팬(30)에 의해 형성되기 때문에, 강한 신뢰성분을 갖는다.
케이싱(34)로부터 유인노즐(38)내부에 분출한 선회성분을 갖는 1차류(31)는, 같은 구경의 분출구로부터 분출되는 선회성분이 없는 비선회분류에 비해 주위기체의 혼합이 격렬하고, 따라서, 주위 기체의 엔트레인량도 커진다.
즉, 유인노즐(38)내의 주위기체를 효율좋게 할수 있는 이점을 갖는다.
아래에 환기송풍장치의 각부의 치수와 그 성능의 일예를 표시한다.
케이싱(34)의 토출구(43), 즉 케이싱(34)의 하류단(40)에 의해 그 내측에 형성되는 토출구의 직경 Do=100mm , 유인노즐(38)의 토출구(44), 즉 유인노즐(38)의 하류단(45)에 의해 그 내측에 형성되는 토출구의 직경 D1= 140mm , 케이싱(34)의 축방향의 길이 Lo = 130mm , 유인노즐(38)의 축방향길이 L1= 190mm , 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 유인노즐(38)의 토출구(44)까지의 축방향거리 L=70mm , 1차측흡입구(41)로부터 하류방향에의 2차측 흡입구(42)의 어긋난량 a = 10mm 로 하였다.
어긋난량 a 는 0 또는 + 의 값이면 유인효과에 나쁜영향을 주지 않는다.
상기 환기송풍장치에서의 유인노즐(38)의 크기를 결정할때는, 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 콘상태로 퍼지는 1차류(31)의 전개각이 필요하기 때문에 이 전개각을 구하는 이하의 사전검토를 실시하였다.
우선 축류팬(30), 모터(33), 케이싱(34)로 구성한 송풍장치를 암실내의 개방공간에서 작동시킨다.
이때, 1차류 흡입구(41)로부터 가습기에 의해 생성된 수증기를 분무하면, 수중기가 트레이서로서 혼합된 선회분류(1차류)가 토출구(43)로부터 분출된다.
이 분류의 하류방향에 설치된 할로겐램프의 빛을 슬릿을 통해서 얻어지는 시트상의 빛을 조사함으로서, 분류가 분출하는 모양이 가시화된다.
수증기로부터 생긴 미세수적이 혼입된 분류는, 시트상의 빛을 받어서 관반사를 일으키기 때문에 화상중에서는 희게 떠올라 포촉된다.
이 분류를 CCD 카메라로 촬영함으로서 정지화상을 얻는다.
이 화상에 희게 촬영된 관반사상을 분류로서 그 전개각 α1을 판독한바, 약 16 도인 것이 판명되었다.
다음, 상기한바에서 구한 전객각 α1으로부터 유인노즐(38)의 제원을 결정한다.
케이싱(34)의 토출구(43)로부터 유인노즐(38)내에 분출되는 1차류(31)가 유인노즐(38)의 내벽면에 충돌하는 일없이 유인노즐(38)의 하류단(45)의 토출구(44)에 도달하고, 또 토출구(44)에서의 분류단면의 직경이 토출구(44)의 직경과 거의 같을때에 유인량은 최대가 된다.
분류단면의 직경에 비해 유인노즐(38)의 직경이 너무 작으면, 분류가 유인노즐(38)의 내벽면에 충돌해서 손실이 증가하고, 송풍유량이 감소한다.
역으로 너무 크면 토출구(44)에 주분류가 존재하지 않는 영역이 생겨, 그 부분에서, 하류측으로부터 토출구(44)를 거쳐서 유인노즐(38)내로 향하는 역류가 생기기 때문이다.
이점에 대해서는 다시 후술한다.
상기한 예에서는 케이싱(34)의 직경 Do 가 100mm 유인노즐(3)의 직경 D1이 140mm , 분류의 전개각이 160이므로, 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 유인노즐(38)의 토출구(44)까지의 축방향거리 L를
L = (D1- Do)/(2 tan α1) ≒ 70mm
로 하였다. 이렇게 한 경우, 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 분출되는 분류의 단면은 유인노즐(38)의 토출구(44)의 단면과 일치한다.
이 환기송풍장치를 60Hz , 100V 의 정격전압으로 구동시켜, 1차류 흡입구(41)과 2차류흡입구(42)의 합계유량을 측정한바, 180m3/h 였다.
이에 대해, 유인노즐(38)을 설치하지 않고 축류팬(30), 모터(33), 케이싱(34)으로 구성한 송풍장치의 유량을 동일입력조건으로 측정하면 116m3/h 였다.
이와같이, 유인노즐(38)을 장착해서 2차류를 발생시킴으로써 유량을 약 55% 증가시킬수가 있었다.
그런데, 분류의 전개각은 장치에 따라 다르고, 예를들면 일반적인 비선회의 축 대층원형분류의 전개각이 60인데 대해, 상기한 예에서는 160였다.
상기한 예에서는 케이싱(34)으로부터 분출되는 분류가 선회성분을 갖고 있고, 이 선회성분에 기인하는 원심력에 의해 분출직후로부터 신속히 확산함으로써, 그 전개각은, 선회성분이 없는 원형단면의 토출구로부터 분출되는 축대칭분류의 전개각에 비해 커진다.
또 이전개각은 축류팬의 회전수나 팬형상등에 따라 다르기 때문에, 유인노즐의 제원을 결정하는데는 미리 실측을 해두어야 한다.
유인의 메카니즘을 생각하면, 케이싱(34)으로부터 분출된 1차류(31)가 전개각 α1으로 유인노즐(38)내에 퍼지고, 유인노즐(38)의 하류단(45)에 위치하는 토출구(44)에 달했을때의 분류단면적이, 토출구(44)의 면적과 같은 정도인 것이 바람직하다.
유인노즐(38)의 토출구(44)의 직경이 분류의 단면직경보다 적고, 분류가 유인노즐(38)의 내벽면과 충돌하는 경우에는, 충돌부에서 분류가 갖는 동압의 1부가 정압으로 변환되고, 유인노즐(38)내부에 역압력구배를 생성해서 축류팬(30)의 동작포인트가 고압측에 시프트해서 송풍유량이 감소한다.
역으로 도 3 에 표시한바와같이 토출구(44)의 직경 D1이 토출구(44)위치에서 분류의 단면직경 D 보다도 큰 경우에는, 토출구(44)에 주분류가 존재하지 않는 환상의 영역이 생기고, 그 부분에서 하류측으로부터 토출구(44)를 거쳐 , 유인노즐(38)내부 향하는 역류(46)가 발생한다.
이 역류(46)은, 엔트레인에 의해 1차류(31)에 합쳐져서 토출구(44)로부터 외부로 방출되는 유인노즐(38)내의 공기를 보충하기 위해, 토출구(44)의 일부로부터 공기를 빨아들이는 현상이다.
이 경우 2차류흡입구(42)로부터 흡입유량이 감소하기 때문에, 환기송풍장치로서의 전송풍량이 감소한다.
유인노즐(38)의 토출구(44)의 직경을 같은 위치에서의 분류단면직경 D 와 같다고 했을때의 관계를 식으로 표시한다.
D1= Do+ 2L tan α1
그러므로 D1/ (Do+ 2L tan α1) = 1 ............. (1)
(1)식의 좌변은 정확하게 1 이 아니더라도 실용적으로는 지장이 없으나, 이 값이 0.5보다 작으면 유인노즐(38)내벽면에의 분류의 충돌에 의한 압력손실 때문에 유량감소가 커지고, 또 1.5 보다 커지면, 토출구(44)로부터 유인노즐(38)내에의 역류(46)에 의한 유량감소가 크게 된다.
따라서(1)식 좌면의 값은 0.5 이상 , 1.5 이하로 하는 것이 바람직하다.
실시의 형태 2
본 발명에 의한 장치를 에어반송장치로서 사용되는 경우에는, 유인작용에 의해 중량란 분류를 멀리까지 확산시키지 않고 반송해야한다.
에어반송장치는 덕트를 사용하지 않고 환기송풍장치간에서 공기를 주고 받는것이기 때문에 환기송풍장치로부터 분출되는 분류가 감소하는일 없이 멀리까지 도달하는 것이 바람직하다.
도 4 는 이런 용도에 적합한 실시의 형태 2를 표시하는 환기송풍장치의 사시도, 도 5 는 그 단면도이다.
이들 도면에서, 51 은 유인노즐(38)의 토출구근방에 설치되어서 흐름을 정류하기 위한 정류판이고, 축류팬(30)의 축방향에 평행인 다수의 판을 격자상으로 짜서 구성하고 있다.
기타는 실시의 형태 1 의 경우와 같으므로 설명은 생략한다.
다음 동작에 대해 설명한다.
모터(33)에 통전하고, 축류팬(30)을 작동시켜 생기는 1차류(31)는 케이싱(34)를 거쳐 그 토출구(43)로부터 분출될 때, 축류팬(30)의 회전에 따른 선회성분을 갖는다.
선회분류는 그 원심력 때문에 회전축으로부터 반경방향으로 급격히 퍼져가는 성질을 갖는다.
더해서, 운동량 수송에 따른 대규모의 확산현상이 생기기 때문에, 엔트레인량은 통상의 비선회분류와 비해서 많다는 성질이 있다.
후자의 성질은 유린노즐(38)내부의 엔트레인이 효율적으로 시행되고 2차류가 중대하는 것에 연결된다.
그러나 전자의 성질은 유인노즐(38)내에서 유인효과에 의해 중량한 분류를 토출구(44)로부터 개방공간을 향해 분출할 때 분류의 도달거리가 감소하는 원인이 된다.
그래서, 후자의 성질을 보존하면서, 전자의 성질을 배제하기 위해 유인노즐(38)의 토출구(44)근방에 정류판(51)을 배치한다.
도 5에서, 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 유인노즐(38)내에 분출된 1차류의 선회분류는, 그 전단면에서 엔트레인작업으로 주위공기를 받아들이면서도 선회성분을 유지하면서 정류판(51)으로 향한다.
정류판은 흐름의 선회성분을 제거하는 것이면 아무것이나 좋고, 예를들면 정류격자, 허니컴, 정류메시, 축류팬(30)과 회전방향이 역인 반전팬등을 들수 있다.
정류판(51)을 통과해서 선회성분이 대폭적으로 감소한 분류는, 토출구(44)로부터 분출되었을 때 주지하는 바와같이 선회성분을 갖는 분류에 비해 도달거리가 늘려진다.
실시의 형태 3
토출구로부터 분출되는 분류의, 도달거리를 증가시키기 위한 수단으로, 분출된 분류의 엔드레인량을 감소시켜니 도달거리를 증대시키는 것을 생각할 수 있다.
도 6 은 실시의 형태 3을 표시하는 환기송풍장치의 사시도이다.
유인노즐(38)을 투명화해서 표시하고 있다.
도 7 은 그 단면도이다.
도면에서, 55 는 케이싱(34)내에서 유인노즐(38)의 토출구(44)외면에, 1차류(31)의 일부를 흘리기 위한 덕트인 보조류덕트, 56 은 케이싱(34)의 토출구(43)에 개구한 보조류흡입구(57)를 한쪽에 갖는 도풍덕트이고, 2차류(32)의 흐름을 저해하지 않도록 세폭으로 형성되어 있다.
58 은 유인노즐(38)의 하류단(45)내면에 접하는 위치, 즉 토출구(44)의 외연에 주회해서 설치된 2중원통상의 연결덕트이고 한쪽이 도풍덕트(56)에 매끄럽게 연통하는 동시에, 토출구(44)외연에 개구한 보조류토출구(59)를 다른쪽에 갖고 있다.
도풍덕트(56)과 연결 덕트(58)에 의해 보조류덕트(55)를 구성하고 있다.
기타에 대해서는 실시의 형태 1 의 경우와 같으므로 설명은 생략한다.
다음 동작에 대해 설명한다.
축류팬(30)에 의해 생긴 1차류(31)는 케이싱(34)의 토출구(43)로부터 분출되는 동시에, 1차류(31)의 일부가 보조류 흡입구(57)로 불어넣어져 도풍덕트(56)에 들어가서 1차류(31)와 단절되어, 연결덕트(58)로 운반되어 보조류 토출구(59)로부터 보조류(60)로서 분출된다.
이때 도풍덕트(56)로부터 연결덕트(58)에 걸쳐서 하류방향을 향해 매끄럽게 유로폭을 중대하도록 형성되어 있으므로, 흐름이 균일하게 감속되고 연결덕트(58)의 원주방향에서 균일한저속류가 된다.
이렇게 해서 형성된 보조류(60)는 토출구(44)로부터 분출되는 1차류(31)와 2차류(32)의 합류기체의 전단면에 따라 분출된다.
여기서 보조류(60)는 유로의 확대나관로마찰등의 압력손실 때문에 감속하고, 보조류 토출구(59)에서는 1차류(31)와 2차류(32)의 합류한 주류보다도 유속이 작게 되어 있다.
61 은 토출구(44)에서의 주류 속도분포, 62 는 보조류 토출구(59)에서의 보조유속도 분포이다.
작은 유속을 갖는 보조류(60)를 주류의 전단면에 따라 분출함으로써 주류와 그 분위기 사이의 전단력이 완화되어, 분출직후의 엔트레인이 감소한다.
이 엔트레인의 감소는 분류코아를 연장시켜 나아가서는 분류의 도달거리를 증대시키게 된다.
여기서, 도풍덕트(56)는 세폭의 덕트로 하였기 때문에, 1차류(31)의 유인노즐(38)내에의 분출을 저해해서 유인효과를 감소하는 비율은 적다.
이상과 같이 1차류(31)의 엔트레인에 의해 2차류 흡입구(42)로부터 흡입하는 2차류의 량을 유지하면서, 또, 토출구(44)로부터의 분출의 엔트레인을 감소시키므로, 유인효과에 의해 증대한 분류를 멀리까지 도달시킬수가 있다.
또 , 도 8 은 보조류속도분포를 표시한 것으로 (a)와 같이 4각형상의 속도분포를 갖는 보조류를 분출시켰을때도, 충분히 엔트레인 저감효과가 얻어지나, (b)에 표시한바와같은 주류속도 분포(61)의 외연과 주위기체의 속도분포를 매끄럽게 연결하는 3각형상의 속도분포를 갖는 보조류를 분출시키면, 엔트레인의 감소량은 더욱 커져서 분류의 도달거리가 연장된다.
실시의 형태 4
도 9 는 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 환기송풍장치의 일부를 파단해서 표기한 사시도이고, 환기장치로 사용하는 경우를 표시하였다.
유인노즐(38)은 4각 통상으로 형성되어 있으나, 실시의 형태 1 의 경우와 같은 작용을 한다.
기타, 실시의 형태 1 과 같은 부호를 부친 부재는 각각 실시의 형태 1 에 표시한것에 상당하므로 설명을 생략한다.
통상의 환기장치는 축류팬(30)과 케이싱(34)으로 구성되고, 흡입구로부터 실내의 공기를 흡입해서 토출구로부터 실외로 배기하므로, 환기풍량은 축류팬(30)의 풍량과 같다.
그런데, 주방이나 사니터리같은 환기가 필요한 공간에서의 환기량을 확보하는데는 상기 구성으로는 불충분해 이와같은 경우에는 대환기량으 실현하기 위한 축류팬의 회전수의 중대나 대구경화등이 필요해진다.
그러나 본 발명에 의하면 유인노즐(38)을 설치함으로써, 동일구경의 팬에 동일입력을 부여한 경우에도 실시의 형태 1에서 설명한바와같이 풍량을 중대시킬수가 있다.
그런데 환기장치에서 무시할 수 없는 문제로서, 외풍의 문제가 있다.
실외(3)에서 빈전히 생기는 외풍은 환기장치의 토출구에 충돌해서 정압으로 변환되어 축류팬의 토출변의 정압을 상승시키므로, 실내의 압력차가 증대해서 축류팬의 작용을 방해한다.
이 문제를 해결하는데는 외풍을 피하기 위한 후드를 설치하면 된다.
도면에서, 65 는 이런 목적으로 설치된 후드이고, 엘보형의 구부린 덕트로 구성되어 있다.
66 은 후드(65)에 하향으로 형성된 배기구이다.
도 10 은 단면도이다.
1차류(31)과 2차류(32)의 혼합기인 배기는 유인노즐(38)의 토출구(44)로부터 후드(65)내로 분출된다.
그 배기는 후드(65)를 통과해서 배기구(66)로부터 실외(3)로 하향상태로 방출된다.
외풍(67)의 수평으로 어느방향에서 불어와도, 후드(65)내부에 침입하기가 힘들고, 외풍(67)에 의한 정압상승을 방지할 수 있다.
또, 배기구(66)는 하향으로 되어 있으므로 빗물의 침입도 방지할 수 있다.
실시의 형태 5
이상의 실시의 형태에서는 송풍기로서 축류팬을 사용하였으나, 이 실시의 형태에서는 원심팬을 사용한 것을 표시한다.
도 11 은 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 환기송풍장치의 사시도, 도 12 는 그 단면도이다.
이들 도면에서, 70 은 환기 또는 송풍의 풍량의 주성분을 이루는 1차류(31)를 발생시키는 송풍기로서의 원심팬, 33 은 원심팬(70)을 구동하는 모터, 73 은 원심팬(70)의 흡입측에 배치된 흡입측 가이드로서의 흡입원통부이고, 원통상이고, 일단에 벨마우스상으로 한 1차류 흡입구(41)를 갖는 동시에, 타단이 원심팬(70)의 흡기구(72)에 연통해 있다.
74 는 원환판상의 흡입보조판이고, 그 외경은 원심팬(70)의 외경보다 크고, 내경측이 흡입원통부(73)에 타단측과 매끄러운 형상으로 연결되어 있다.
76 은 원심팬(70)의 흡기구(72)측과는 반대측에 배치되어서 1차류(31)를 반경방향으로 안내하는 가이드판이고, 원판상이고, 그 직경은 원심팬(70)의 직경보다도 크게 되어 있다.
흡입원통부(73)와 가이드판(76)으로 1차류(31)를 안내하는 1차류 가이드를 구성하고 있다.
77 은 2차류를 유인하는 유인부로서의 유인디스크이고, 흡입원통부(73)와 이격시켜서 이를 덮고, 상류측은 벨마우스상, 하류측은 가이드판(76)과 평행한 원환판상으로 이를 매끄럽게 접촉한 형상으로 되어 있고, 그 하류단, 즉 외주연(78)은 흡입보조판(74)의 하류단, 즉 외주면(75)보다도 더욱 하류측까지 연장되어 있다.
흡입원통부(73)와 유인디스크(77)사이에 2차류(32)의 통로(48)가 형성된다.
유인디스크(77)의 외경은 가이드판(76)의 외경과 같은 크기로 되어 있고, 유인디스크(77)의 외주연(78)과 가이드판(76)의 외주연(79)사이에 토출구(80)가 형성되어 있다.
1차류 가이드의 흡입원통부(73)와 유인디스크(77)의 상류단 사이에 2차류 흡입구(42)가 형성되어 있다.
2차류 흡입구(42)는 1차류 흡입구(41)와 동일평면상 또는 하류방향으로 약간 어긋나게 위치하고 있다.
다음 동작에 대해 설명한다.
모터(33)에 통전해서 원심팬(70)을 회전시키면, 1차류 흡입구(41)로부터 주위공기가 흡인되고, 흡입원통부(73)를 통해서 흡기구(72)로부터 원심팬(70)의 내부에 도달한다.
이 흐름 즉 1차류(31)가 원심팬(70)의 회전에 따른 원심력에 의해, 날개 사이에서 방사상으로 원심팬(70)의 외부에 방출된다.
방사상으로 분출된 1차류(31)는 가이드판(76)과 흡입보조판(74)사이의 간격으로 수평방향으로 정류되고, 다시 그에 계속되는 가이드판(76)과 유인디스크(77)의 간극에 분출된다.
81 은 원심팬(70)으로부터 분출된 1차류(31)의 반경방향 속도성분의 분출구 폭방향의 분포이다.
가이드판(76)와 유인디스크(77)의 간격에서 1차류(31)는 유인디스크(77)하의 공기와 접하기 때문에, 상호간에 유체의 속도차에 의한 전단력이 발생하고, 유인디스크(77)하의 공기는 1차류(31)에 말려들어 엔트레인이 생긴다.
말려들은 공기의 부족분을 보충하기 위해 2차류 흡입구(42)로부터 공기가 유인되고, 2차류(32)가 형성된다.
여기서, 1차류흡입구(41)과 2차류 흡입구(42)는, 같은쪽(예를들면 실내측)에 배치되어 있으므로, 환기송풍장치의 흡입유량은 1차류(31)과 2차류(32)의 합계가 되고, 엔트레인에 의해 발생하는 2차류(32)의 유량분만큼 환기송풍장치의 전체풍량이 증가한다.
또, 1차류 흡입구(41) 및 2차류흡입구(42)를 벨마우스상으로 형성함으로써 각각의 흡입압력손실을 저감할 수 있고, 또, 흡입원통부(73)와 흡입보조판(14)을 매끄럽게 접속함으로써 2차류(32)가 통과할때의 압력손실을 저감시킬수 있고, 이들에 의해 환기송풍량이 증대한다.
실시의 형태 6
일반적으로 원심팬으로부터 분출되는 기류는 도 12 의 속도분포(81)에 표시하는바와같이 가이드판(76)근방에서 유속이 최대가 되는 하방향으로 기우러진 속도분포가 된다.
이 경우, 1차류(31)와 2차류(32)가 접하는 전단면(47)근방에서의 1차류의 속도구배가 작기 때문에 전단면에 작용하는 전단력도 작아지고 그 결과 유인되는 2차류(32)의 유량도 작아진다.
실시의 형태 6 은 이점을 개선하는 것으로 도 13 은 그 단면도이다.
77 은 유인디스크이고, 가이드판(76)을 향해 매끄럽게 조여저 있다.
그래서 가이드판(76)과 유인디스크(77)의 간격이 이들의 외주연(79),(78)을 향해 매끄럽게 좁혀져 있다.
기타의 부분은 실시의 형태 5 와 같으므로 설명을 생략한다.
원심팬(70)의 직경을 D2, 가이드판(76)의 직경을 D3, dnjstlavos(70)의 분출폭을 Ho, 토출구(80)의 토출폭을 H1, 원심팬(70)에 유인디스크(77)를 부치지 않고 흡입측 가이드(73)와 가이드판(76)을 부착했을때의 원심팬(70)으로부터의 분류(1차류)의 전개각을 α2, 상기와 같은 조건에서의 가이드판(76)의 외주연(79)위치에서의 분류폭을 H 라고 한다(도 12 의 기호참조).
토출구폭 H , 은 분류폭 H 보다 약간 작게하는 것이 좋다.
그렇게 함으로써 원심팬(70)으로부터 분출되는 1차류(31)를 축류시켜, 그 속도분포의 기우려짐을 경감량은 제거하고, 이 때문에 1차류(31)와 2차류(32)가 접하는 전단면(47)근방에서의 1차류의 속도구배가 중대하고, 엔트레인에 의한 유인량이 증가한다.
그러나, 토출구 폭 H1, 을 분류폭 H 보다도 대폭적으로 작게하면, 1차류(31)와 2차류(32)를 합친 분출풍의 출구단면적, 즉 토출구(80)의 면적이 작아지고 축류에 의한 압력손실이 증대해서 환기송풍장치의 합계풍량은 도리어 저하해버린다.
역으로, 토출구 폭 H1을 분류폭 H 보다도 크게한 경우에 대해 도 14에서 설명한다.
도면과 같이 구성한 경우, 전단면(47)과 유인디스크(77)의 외주연(78)사이에 1차류(31)가 존재하지 않는 영역이 생긴다.
1차류(31)의 엔트레인에 의해 발생하는 2차류(32)는 통상, 2차류 흡입구(42)로부터 공급되나 흡입원통부(73), 흡입보조판(74)과 유인디스크(77)로 포위된 간격을 통과할때의 압력손실과, 유인디스크(77)의 외주연(78)과 전단면(47)사이에 형성되는 개방공간으로부터 흡일할때의 흡입압력손실을 비교했을 때 후자쪽이 압력손실이 작아지는 경우가 있고, 그 경우에는 유인디스크(77)의 외주연(78)과 전단면(47)사이에서 흡입되는 역류(46)가 생긴다.
역류(46)가 생기면, 전단면(47)으로부터 말려드는 2차류(32)가 역류(46)로 치환되므로, 2차류 흡입구(42)로부터의 흡입유량이 감소한다.
즉 토출구 폭(H1)을 너무 크게하면 환기송풍장치의 전체흡입풍량에 기여하지 않는 쇼트서키트적인, 토출구(80)로부터의 역류(46)가 생겨서 전송풍량은 감소하게 된다.
도 12에서 아는 바와같이
H1/ H = 2H1/ {2Ho+ (D3- D2) tan α2}.
가 된다.
H1/ H 가 0.5보다 작으면 토출구(80)에서의 압력 손실이 현저하게 증대한, 또 1.5보다 크면 토출구(80)로부터의 저속히 역류가 증대하므로, H1/H 은 0.5 이상 1.5 이하의 값으로 하는 것이 바람직하다.
가이드판(76)과 유인디스크(77)의 간격을 좁게하는데는, 상기한바와같이 유인디스크(77)를 가이드판(76)에 향해 접근시키는 구성으로 하는외에, 도 15 에 표시하는바와같이 가이드판(76)을 유인디스크(77)를 향해 좁혀서 매끄럽게 접근시키도록 해도 된다.
또는 양자모두 서로 접근하도록 좁혀도 같은 효과를 나타낸다.
실시의 형태 7
실시의 형태 5에서는 원심팬의 분출풍이 가이드판을 따라 방사상으로 확산하도록 구성되어 있었으나, 분출풍을 회전축방향으로 편향하도록 해도 된다.
도 16 은 실시의 형태 7 의 환기송풍장치의 1부 파단된 사시도이고, 도 17 은 그 단면도이다.
이들 도면에서 85 는 1차류(31)를 안내하는 1차류가이드, 86 은 원심팬(70)의 흡입측에 배치된 흡입측 가이드로서의 흡입원통부, 87 은 원심팬(70)의 외경측에 이와 이격해서 이를 덮도록 배치된 토출측 가이드로서의 1차류 가이드통이고, 흡입원통부(86)과 1차류 가이드통(87)으로 1차류 가이드(85)를 구성하고 있다.
흡입원통부(86)는 원통상으로 일단에 벨마우스상을 한 1차류 흡입구(41)를 갖고, 타단은 원심팬(70)의 흡기구(72)에 연통해 있다.
1차류 가이드통(87)은 원통상이고, 위 바닥측의 원심팬(70)과의 환상간격은 닫혀지고, 또 하류단은 원심팬(70)의 하단보다도 아래쪽으로 뻗어서 , 1차류(31)의 토출구(43)를 형성하고 있다.
88 은 흡입원통부(86) 및 1차류가이드통(87)과 이격해서 이들을 덮는 원통상의 유인노즐이고, 그 상류단은 벨마우스상으로 되어 흡입원통부(86)와의 사이에 2차류 흡입구(42)를 형성하는 동시에, 하류단은 1차류 가이드통(87)의 하류단보다도 더 하류쪽까지 뻗어, 1차류(31)와 2차류(32)의 합성류의 토출구(44)를 형성하고 있다.
2차류 흡입구(42)는 1차류흡입구(41)와 같은 평면상, 또는 하류측에 약간 비켜서 위치하고 있다.
다음 동작에 대해 설명한다.
원심팬(70)을 회전시키면, 1차류 흡입구(41)로부터 주위기체가 흡인되고, 흡입원통부(86) 및 원심팬(70)내부를 통과해서 방사상으로 원심팬(70)의 외부에 방출된다.
방사상으로 방출된이 1차류(31)는 1차류가이드통(87)의 내벽면에충돌해서 원심팬(70)의 회전축 방향에, 즉 도면에서 하방향으로 흐름이 변경된다.
하량의 흐름으로 된 1차류(31)는 1차류 가이드통(87)의 토출구(43)로부터 선회성분을 갖이면서 유인노즐(88)내에 분출된다.
1차류(31)는 유인노즐(88)의 내벽가까이의 주위공기와 접촉하기 위해 상호간에 윷의 속도차에 의한 전단력이 발생하고, 주위공기를 끌어들여 엔트레인이 생긴다.
끌어들여진 공기의 부족분을 보충하기 위해 2차류 흡입구(42)로부터 공기가 유인되어, 2차류(32)가 형성된다.
1차류 흡입구(41)와 2차류 흡입구(42)는 같은쪽(예를들어 실내측)에 있으므로, 환기송풍장치의 흡입유량은 1차류(31)와 2차류(32)의 총계가 되고, 엔트레인에 의해 발생하는 2차류(32)의 유량분만큼 환기송풍장치의 풍량이 증가한다.
실시의 형태 8
도 18 은 본 발명의 실시의 형태 8을 표시하는 환기송풍장치의 사시도이고, 도 19 는 그 단면도이다.
이 실시의 형태를 원심팬을 사용하고, 또 외풍에 의한 악영향을 방지하는 것이다.
원심팬(70)은 축을 수평으로 해서 설치되어 있다.
도면에서, 93 은 도 11 의 유인디스크(77)와 같은 유인디스크이나, 도 18 에서 하방의 외형이 직선이 되어 전체로서 ∪자상의 외형이 되어 있다.
94 는 도 11 의 가이드판(76)과 같은 가이드판이나, 도 18에서 하방의 외형이 직선으로 되어, 전체로서 유인디스크(93)와 같은 ∪ 자상의 외형으로 되어 있다.
95 는 평판을 구부려서 ∪ 자형으로 한 형상의 측판이고, 유인디스크(93) 및 가이드판(94)의 외주연에 접속하고, 양자간을 상방에서 양측방으로 폐쇄하고, 하방만 개구되어 있다.
그 개구부분에서 토출구(96)를 형성하고 있다.
기타는 실시의 형태 (5)와 같으므로 설명을 생략한다.
다음 동작에 대해 설명한다.
원심팬(70)을 회전시키면, 1차류 취입구(41)로부터 주위 공기가 흡인되고, 원심팬(70)으로부터 유인디스크(93)와 가이드판(94)과 측판(95)으로 둘러싸인 공간으로 분출된다.
분출된이 1차류 (31)중, 상방 또는 측방을 향해 분출된 기류는, 측판(95)에 따라 토출구(96)를 향한 흐름으로 변경되고 , 여기서부터 밖으로 분출된다.
한편, 하방을 향해 분출된 기류는 직접 토출구(96)로부터 분출된다.
81 은 1차류의 속도분포이다.
이때 원심팬(70)으로부터 분출된 1차류(31)와 유인디스크(93)사이에 존재하는 저속유체와, 1차류(31)와의 사이에 전단력이 생기고, 1차류(31)에 끌려들은 2차류(32)가 형성되고, 2차류(32)는 2차류흡입구(42)로부터 나선단면(47)으로 향하는 흐름이 된다.
여기서, 1 차류 흡입구(41)와 2차류 흡입구(42)는 같은쪽에 배치하고 있으므로, 2차류(32)뿐만 환기송풍장치의 전체풍량이 증가한다.
또 토출구(96)를 하방향으로 설치하였으므로, 외풍(67)이 수평으로, 어느방향에서라도, 원심팬(70)의 외압상승을 피할 수 있는 동시에, 빗물의 침입을 방지할 수 있다.
즉, 디스크(93), 가이드판(94) 및 측판(95)으로 구성되는 덕트부는, 1차류(31)의 엔트레인을 이용해서 2차류(32)를 형성하는 노즐과, 외풍(67)에 의한 외압상승을 방지하기 위한 후드와 쌍방의 역할을 함께 갖는다.
또, 재부재의 위치나 치수에 따라서는, 원심팬(70)으로부터 상방을 향해 분출된 1차류(31)가 측판(95)에 달아 방향전환하고, 도 19 에 표시한바와같이 2차류흡입구(42)를 향하는 역류(97)가 발생하는 일이 있다.
그 경우에는, 2차류 흡입구(42)의 상부를 닫는 칸막이(98)를 설치하면 된다.
실시의 형태 9
도 20 은, 본 발명의 실시의 형태 9를 표시하는 환기송풍장치의 단면도이다.
이 실시의 형태는 실시의 형태 6에서 말한바와 같은 이유, 즉 도 19 의 (81)에서 표시한 속도분포의 기울어짐을 개선해서, 유인되는 2차류(32)를 증대시키기 위해, 토출구(96)의 폭, 즉 토출구폭 H1을 좁게한 것이다.
가이드판(94)이 유인디스크(93)를 향해 매끄럽게 좁혀져 가이드판(94)과 유인디스크(93)의 간격이 이들 외주연을 향해 매끄럽게 좁아져 있다.
기타부분은, 실시의 형태 8 과 같으므로 설명을 생략한다.
토출구 폭 H1을 충분히 넓게해서 도 19 와 같이 토출구(96)에서 유인디스크(93)와의 사이에 1차류(31)가 없는 영역이 존재하는 상태로 토출구(96)위치에서의 분류폭을 H2라고 하면, 토출구폭 H1은 분류폭 H2와 같거나 또는 약간 작은 폭으로 조정하는 것이 좋다.
이렇게 함으로써 토출구(96)에서의 압력손실을 증가하는 일없이 2차류를 크게할 수가 있다.
도 21 에 유인디스크(93)를 가이드판(94)을 향해 매끄럽게 좁혀 줌으로써, 양자의 간격을 좁게하고, 토출구폭 H1을 좁게한 쪽을 표시한다.
또 서로 접근하도록 양자모두 조여주도록 해도 된다.
이렇게 해도 상기와 같은 효과를 나타낸다.
실시의 형태 10
실시의 형태 1 내지 4에서, 1차류(31)를 생기게 하기 위한 송풍기로서 축류팬을 이용한 환기송풍장치에 대해 설명했으나 그들은, 압력손실이 부가되어 있지 않은 상황(개방측)에서 그 풍량을 대폭적으로 증대시키는 것이 있다.
도 22 는, 풍량-정압 특성곡선도이고, 115 는 실시의 형태 1 즉 도 1 에 표시한 환기송풍장치의 송풍성능을 표시하는 풍량-정압 특성곡선이다.
116 은 통상의 즉 비유인식의 곡선이고, 도 1 의 장치로 유인노즐(38)을 부착하지 않은 경우와 같은 송풍기의 송풍성능곡선을 표시하고 있다.
도면에서, 개방측(정압이 0mm Ag)에서는 도 1 의 환기송풍장치는 종래의 송풍기의 1.55 배의 풍량을 실현하고 있으나, 토출면에 외풍이 닿아서 정압이 상승하거나 압력손실이 큰 덕트가 접속되거나 하는 풍량이 0m3/h 에 가깝게 되는 폐절측에서는 종래의 송풍기에 비해 정압이 낮아져 있는 것을 알수 있다.
이는 폐절측에서는 유인노즐의 토출구(44)에 압력손실이 부가되어 있고, 1차류(31)는 모두가 유인노즐의 토출구(44)로부터 분출하지 않고 , 1차류(31)의 일부가 보다 압력손실이 적은 유인노즐(38)내부로부터 2차류 흡입구(42)에의 경로를 따라 역류하는 것이 원인이다.
이 현상에 의해 2차류 흡입구(42)를 설치한 실시의 형태 1에서 표시한 환기송풍장치의 폐절측의 정압이 저하한다.
그래서 폐절측 정압을 증대시키기 위한 구성에 대해 설명한다.
도 23 은 본 발명의 실시의 형태 10을 표시하는 환기장치의 중심축에 따른 평면에서의 단면도이고, 상반부만을 도시하고 있다.
실시의 형태 1 과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도면에서, 126 은 원통상의 2차류 통로개폐수단으로서의 슬라이드셔터이고 원통상의 유인노즐(38)의 흡입측의 원주에 따라 끼워지고, 또 유인노즐(38)의 축방향에 따라 슬라이드함으로써 유인노즐(38)의 상류단과 1차류 흡입구(41)에 형성한 벨마우스(35)사이의 2차류 흡입구(42)를 임의로 변경해서 개폐조절이 가능하도록 구성되어 있다.
또 실시의 형태 1 에 표시한 도 1 의 상기 환기송풍장치와 비교해서 1차류 흡입구(41)에 형성한 벨마우스의 외주단이 유인노즐의 외연과 같거나 또는 그 이상의 반경을 갖고 또, 유인노즐(38)의 상류단과의 이 벨마우스(5)의 외주단을 평행 또는 슬라이드시켜서 완전히 차폐할 수 있는 형상이 되도록 구성되어 있다.
다음 동작에 대해 설명한다.
도 23에서 슬라이드셔터(126)와 벨마우스(35)의 극간에 구성되는 2차류흡입구(42)의 개구폭을 Li 로 한다.
슬라이드셔터(126)를 유인노즐(38)의 축방향으로 슬라이드시켜, Li를 Omm(통상의 송풍기), 10mm , 20mm , 30mm(전개)로 변환시킨 경우의 풍량-정압특성곡선을 도 24 에 각각 곡선 116 , 117 , 118 , 115 로 표시한다.
곡선 115 , 116 은 도 22 에 표시한것과 같은 것이다.
도면으로부터 개구폭 Li 가 클수록 개방측(정압 Omm Ag 근방)의 용량은 중대하나, 역으로 폐절측(풍량 Om3/h)의 정압은 감소하는 것을 얻을수 있다.
따라서 이와같이 구성함으로써, 큰 정압을 필요로 하는 일이 생기는 환경에 상기 환기송풍장치를 이동하는 경우에도, 환경의 상황에 따라 슬라이드셔터(126)를 1차류 흡입구(41)의 벨마우스(35)방향으로 슬라이드시켜, 2차류 흡입구(42)를 개폐 또는 그 중간상태로 해서 필요한 정압을 얻을수가 있다.
또, 고정압화를 도모하는데는 2차류 흡입구(42)로부터의 역류를 방지하면 된다는것에 주목한다.
역류가 생기는 경우에는, 유인노즐(38)내부에의 1차류(31)의 전단면(47)에서의 엔트레인이 발생하지 않기 때문에 유인노즐(38)내부는 부압이 않되고 정압으로 전환한다.
이 현상을 이용해서, 이 환기송풍장치의 폐절정압을 자동제어한다.
슬라이드셔터(126)를 개구폭 Li를 달성하는 위치로 이동시키기 위한 예를들면 불나사와 모터의 조합등의 자동이송기구를 부수시킨다.
그리고, 센서에 의해 2차류의 통로(48)내의 예를들면 유인노즐(38)내벽면에서의 정압을 검지해서, 그 값이 흡입하는 기체가 존재하는 공간의 대기압보다도 커졌을때에, 슬라이드셔터(126)를 1차류 흡입구(41)의 벨마우스(35)방향으로 이동시킴으로써, 그 정압차에 반비례하도록 서서히 Li를 감소시키거나, 또는 유인노즐(38)내부가 대기압보다도 낮을때는 전개로 해두고, 대기압보다도 조금이라도 높아지면 전폐의 상태가 되도록 이송기구를 이용해서 슬라이드셔터(126)를 제어함으로써 소망하는 페럴정합을 달성하고, 고정압을 얻도록 할 수가 있다.
도 23 에서는 유인노즐(38)과 1차류흡입구(41)의 벨마우스(35)사이에 원통상의 슬라이드셔터(126)를 설치하도록 구성되어 있었으나, 기타로 도 25 와 같이 유인노즐(38)을 축류팬(30)의 케이싱(34)에 부착하는 유인노즐지지부(129)를 통해서 축방향으로 전후 슬라이드가능하게 구성하는것도 가능하다.
이 경우 유인노즐 지지부(129)는 유인노즐(38)측에 고정되어 있어, 케이싱(34)과의 사이에서 미끄러져 움직여도, 케이싱(34)측에 고정되어 있어 유인노즐(38)과의 사이에서 미끄러져 이동해도 되고, 유인노즐(38)를 슬라이드 기구를 갖는 유인노즐 지지부(129)를 통해서 슬라이드함으로써, 2차류 흡입구(42)의 개구폭 Li를 가변으로 할 수가 있고 같은 효과를 내는 것은 물론이다.
또, 유인노즐(38)를 이동시켜서 임의의 개구폭 Li를 실현하도록 이송기구를 부수시킴으로써, 마찬가지로 유인노즐(38)내벽면의 정압을 검지하고, 그 압력과 대기압의 차를 참조하면서 자동적으로 유인노즐(38)를 축방향으로 전후시켜 2차류 흡입구(42)의 개구폭 Li를 변화시킴으로서 폐절측 정압을 제어햐는 것이 가능한 것을 물론이다.
다음, 도 26 에서는, 2차류흡입구(42)에 접속하는 원투상의 2차류 흡입구 확대부(130)를 설치하고, 2차류 흡입구 확대부(30)의 직경을 1차류 흡입구(41)보다도 크게 구성하고, 1차류 흡입구(41)의 벨마우스(35)의 주단은, 2차류 흡입구 확대부(130)의 내벽과 접촉면을 형성해서 기밀성을 갖도록 그 단부가 처리되어 있다.
여기서 케이싱(34)과 유인노즐(38)은 도 25 의 경우와 같이 슬라이드식의 유인노즐지지부(129)를 통해서 접속되어 있고 케이싱(34)을 축방향 전후로 슬라이드 이동하게 되어 있다.
2차류 흡입구 확대부(130)가 연접된 유인노즐(38)이 고정되어 있는 이 경우에는, 축류팬(30)의 케이싱(34)을 유인노즐 지지부(129)를 통해서 축방향으로 슬라이드시킴으로써, 2차류 흡입구 확대부(130)내벽과 1차류 흡입구(41)의 벨마우스 사이에 형성되는 극간의 개구폭 Li를 임의로 조절할 수 있다.
따라서, 도 23 및 도 25 의 경우와 같이 고정압화의 효과를 나타낸다.
또 유인노즐(38)내부의 벽면정압을 검지하고 그 정압과 대기압의 압차에 따라, 개구폭 Li를 자동적으로 변경함으로써 임의의 폐절정압을 달성하고, 고정압을 얻을수가 있다.
도 26 에서는, 유인노즐(38)의 형상을 원측상으로 해서 2차류 흡입구 확대부(130)를 형성하였으나, 도 27 에 표시하는바와같이 케이싱(34)을 원추상으로 형성해도 같은 효과를 낼수가 있다.
이때 1차류 흡입구의 압력손실을 저감하기 위해케이싱(34)의 내측을 벨마우스형상으로 하면 송풍성능을 더욱 높일수가 있다.
또, 도 28 은 2차류 흡입구(42)의 개구율을 다른 기구를 표시하는 사시도이고, 동 도면(a)의 S부의 확대도를 동도면(b)에 표시한다.
도 28에서, 도 1 과 같은 장치의 2차류 흡입구(42)에는 임의의 개수의 개구부(152)를 갖는 링상태의 관(150)이 끼워지고, 개구부(152)를 임의의 비율로 폐쇄시키기 위한 슬라이드밸브(127)과 슬라이드밸브(127)를 링상판(150)에 따라 슬라이드가능하게 부착하기 위한 슬라이드밸브지지부(128)가 설치되어 있다.
도면중에 표시한 화살표방향으로 임의로 이동시켜서 2차류 흡입구(42)의 개구율을 변화시킬수가 있다.
예를들면 폐럴정압을 증대시킬때는 슬라이드밸브(127)를 슬라이드시켜서 2차류 흡입구(42)의 개구율을 감소시키면 된다.
이와같이 구성함으로써 도 23 , 도 25 , 도 26 , 도 27 의 개구율 가변기구와 같이 고정압화의 실현이 가능하다.
또 유인노즐(38)내의 정압검지센서(38a)와 슬라이드밸브(127)의 개폐를 제어하기 위한 이송기구를 부수시킴으로서 슬라이드밸브(127)를 자동제어하는것도 가능하다.
실시의 형태 11
실시의 형태 10에서, 2차류 흡입구(42)의 개구율을 임의로 변경함으로써, 폐럴정압을 변화시켜 특히 고정압화가 실현가능하다는 것을 표시하였다.
그러나 2차류 흡입구(42)의 개구율을 감소시켜서 폐럴측의 정압을 증대시키면 그 개구율에서는 개방측의 풍량의 중대량이 감소해버린다.
그래서, 다음에 2차류 흡입구(42)에 2차류 통로내의 정압에 따라 자기개폐하는 셔터를 설치함으로써 폐절측의 고정압을 필요로 하는 상태와 개방측의 대풍량을 필요로하는 상태의 어느것에도 대응할 수 있는 장치에 대해 설명한다.
도 29 는 본 발명의 실시의 형태 11을 표시하는 환기송풍장치의 사시도이고, 실시의 형태 1 의 도 1 에 표시한 장치의 구성에 더해 유인서터(120)를 설치한 것이고, 실시의 형태 10의 경우과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 30 은 그 중심축을 포함하는 평면에서의 단면도이고, 상반분을 표시한다. 도면에서 120은 2차류흡입구(42)의 유인노즐(38)내부측에 설치된 개폐자재로운 유인서터이다.
2차류 흡입구(42)에는 임의의 개수(여기서는 6개)의 개구부(152)를 갖는 링상판(150)이 설치되고, 개구부(152)에는 각각 박판상의 셀루로이드, 플라스틱, 발포스티롤등의 가볍고 어느정도 견로성을 갖는 재료로 형성된 유인셔터(120)가 가볍게 개폐하도록 지지부(153)에서 케이싱(34)측에 부착되어 있다.
유인셔터(120)의 지지방법에 대해서는 예를들어 유인셔터(120)의 지지부(153)를 원통상으로 가공하고, 원통내부에 철심, 철사등의 직선부재를 삽입해서 양단을 회전가능하게 링상판(150) 또는 케이싱(34)의 흡입구에 고정하는 방법이나 경첩의 개폐부재를 사용하는 방법이 있으나, 어느방법이던 유인셔터(120)의 개폐를 원할하게 하도록 고려해야 한다.
다음, 동작에 대해 도 31 의 단면도를 사용해서 설명한다. 유인노즐(38)의 토출구(44)측의 압력손실이 OmmAg즉 개방조건의 모양을 한것이 도 31(a)이다.
개방조건에서는 축류팬(30)으로부터의 1차류(31)에 의해 유인노즐(38)내부에 2차류(32)가 유인된다.
이 유인효과에 의해 2차류의 통로(48)에 즉 유인노즐(38)내부는 부압이 되므로, 유인셔터(120)는 그 표리면에 압력차가 발생하므로, 지지부(153)를 지점으로 해서 유인노즐(38)내부로 열리고, 상기 개구부(42)를 통해서 2차류(32)가 유인노즐(38)내부로 흡입된다.
그리고, 유인노즐(38)의 토출구(44)측의 압력손실이 증대해가면, 유인노즐(38)내부로 분출되는 1차류(31)의 유속이 감소하고 동시에 유인량도 감소해서 전유량이 감소된다.
또 압력손실을 증대하면 유인노즐(38)의 내부의 정압이 상승하고, 중국적으로는 흡입구 외부의 압력인 대기압을 초과하게 된다.
실시의 형태 1 의 환기송풍장기체서는 이 시점에서 2차류 흡입구(42)에서의 역류가 발생하나, 본 실시의 형태에서는 유인노즐 내부측에 개폐자재하게 압력작용에 의해 자기 개폐하는 유인셔터(120)를 설치하고 있기때문에, 도 31(b)에 표시하는 바와같이 유인노즐(38)내부의 압력상승에 의해 유인셔터(120)의 표리면에 압력차가 생겨 2차류흡입구(42)를 폐쇄하도록 이동하고, 역행방지 밸브와 같은 효과를 나타낸다.
따라서, 이 이후 분출측의 압력손실이 증대해도 2차류흡입구(42)로부터의 역류현상을 발생하지 않고, 통상의 즉 비유인식의 송풍기와 같은 송풍성능을 나타나게 된다.
다음, 도 32 에 표시하는 곡선(119)은 이 실시의 형태의 환기송풍 장치의 풍량-정압특성곡선이다. 또 곡선(115),(116)은 도 22 에서의 특성곡선과 같다.
도면으로부터 본 실시의 형태에 따른 유인셔터(120)부탁 환기송풍장치에서는 90m3/h 1.0mmAg의 교차점보다고 개방측(대위량측)에서 유인셔터(120)가 개의 상태가되어 유인효과가 발생함으로써 곡선(115)으로 표시한 실시의 형태 1 의 상기 환기송풍장치의 성능곡선과 같이 풍량이 증가한다.
한편 상기 교차점으로부터 폐절측에서는, 유인셔터(120)가 폐의 상태가 되어 2차류흡입구(42)로부터의 역류가 방지되기 때문에, 곡선(116)으로 표시한 통상의 비유인식의 송풍기의 성능곡선과 같이 고정압을 얻을 수가 있다.
이상과 같이, 2차류흡입구(42)에 유인노즐(38)내부측에만 열리는 개폐자재한 유인셔터(120)를 설치하였으므로 특별한 제어기구를 필요로 하는 일없이 압력작용에 의해 자기개폐해서 폐절측의 고정압과 개방측의 대풍량을 상황에 따라 얻을 수가 있다.
예를들면 외풍의 유무에 의해 정압이 변동하는 환경에 장치가 설치되는 경우, 상황에 적합한 효율이 좋은 환기송풍을 할 수가 있다.
도 29 에 표시한 상기환기송풍장치에서는 유인셔터(120)의 지지부(153)는 링상판(150)에 설치한 2차류흡입구(42)의 케이싱(34)측에 설치되어 있으나, 그 지지부(153)는 유인노즐(38)측에서, 유인셔터(120)의 완전한 개폐를 방해하지 않는 위치면 어디라도 무방한다.
예를들어 도 33 은 유인셔터(120)를 갖는 환기송풍장치의 사시도를 표시한 것으로, 도 34 는 그 단면도이다.
도 29 및 도 30 과 다른점은, 유인셔터(120)의 지지부(153)가 링상판(150)의 유인노즐(38)측에 설치되어 있는 점이다. 2차류흡입구(42)에서 흡입되는 2차류(32)는, 도 34 에 표시한 바와같이 축방향에 대해 외주방향으로 기울어진 방향에서 흡입하는 지향성을 갖는다.
본 구성에서는 2차류(32)의 흡입을 막지않도록 유인셔터(120)가 열리기 때문에, 흡입의 압력손실도 적고, 2차류(32)의 유량도 증가한다.
또, 도 29 및 도 33 에서는, 유인노즐(38)의 형상은 원통형이라고 하고 유인셔터(120)를 설치했었으나, 물론 유인노즐(38)의 형상은 원통형으로 한정되지 않고 임의의 형상이라도 된다.
예를들면 도 35 는, 구형단면을 갖는 유인노즐(38)에 유인셔터(120)를 설치한 환기송풍장치의 한예를 표시하는 사시도이다. 도면에서 유인노즐(38)의 상류단과 케이싱(34)의 상류단사이에 형성되는 2차류흡입구(42)에는, 4개의 개구부(152)를 갖는 뚜껑(151)이 씨워저 있고, 뚜껑(151)의 개구부(152)를 개폐하도록 유인셔터(120)가 설치되어 있다.
또 유인셔터(120)는, 도 29 및 도 33 의 경우와 같이 유인노즐(38)내부측에만 열수가 있다.
이런 구성으로 함으로써, 유인노즐(38)의 형상이 직방체나 기타의 임의의 형상이라도, 2차류흡입구(42)에 유인셔터(120)를 설치함으로써, 원통형 유인노즐의 경우와 같은 효과를 나타낸다.
또, 유인노즐(38)의 형상이 직방체인 경우에는, 유인셔터(120)의 형상은, 도 35 에 표시한 이외의 형상이라도 되고, 도 36 에서 표시한 바와같은 임의의 형상을 사용할 수도 있다.
예를들어 도 36 은 도 35 의 유인셔터(120)를 2분할한 경우의 사시도이고 유인셔터(120)가 유인노즐(38)내부의 정압상승에 의해 폐상태가된 경우에 상기 2개의 유인셔터(120)가 가볍게 겹쳐지거나, 또는 극간없이 닫도록 구성함으로써, 2차류흡입구(42)로부터의 역류를 방지할 수가 있다.
또 도 37(a)는 다른유인셔터를 표시하는 사시도이고 (b)는 그 단면도이고, 이와같이 하나의 개구부에 여러개의 구형의 유인셔터(120)를 브라인드상으로 형성해도 같은 효과를 내는 것은 물론이다.
실시의 형태 12
본 실시의 형태는, 실시의 형태 11 과 같이 압력작용으로 자기 개폐하는 2차류 통로개폐수단을 구비한 것이다.
실시의 형태 11 에서는 2차류흡입구(42)의 링상판(150)이나 뚜껑(151)에 설치된 유인셔터(120)가 문과같이 개폐하는 셔터구조로 되어 있었으나, 물론 2차류흡입구(42)의 압력차로 자재롭게 기폐하는 기구이면 어떤 형태를 갖어도 무방하다.
예를들어 도 38 은 스프링에 의해 지지된 댐퍼기구를 갖는 환기송풍장치의 한 예를 표시하는 단면도이다. 도 29 의 경우와 같이, 전체로서는 거의 원통상으로 구성되어었다고 본다.
실시의 형태 10 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도면에서, 35는 1차류흡입구(41)의 면에 접하도록 설치된 벨마우스, 123은 2차류흡입구(42)를 개폐하는 유인댐퍼, 122는 벨마우스(35)의 내면과 유인댐퍼(123)를 접속하는 스프링, 180은 2차 유통로(48)의 상류단부에 설치되고, 유인댐퍼(123)를 받는 칸막이 판이다.
칸막이판(180)에는 개구부(152)가 형성되어 있어 개구부(152)의 형상은 유인노즐(38)의 원주에 따라 전주가 연결되어도 좋고 또는 원주방향으로 몇개로 분할되어 있어도 무방하다.
유인댐퍼(123)의 형상은 개구부(152)를 막을 수 있는 형상이면 된다.
다음 동작에 대해 설명한다. 축류팬(30)을 운전하지 않는 사애에서 유인댐퍼(123)는 칸막이판(180)로부터 도면에서 아래쪽으로 떨어져서, 2차류(32)가 흐를수 있도록 스프링(122)의 길이가 조절되어 있다.
즉 2차류흡입구(42)와 연통되는 칸막이판(180)상의 개구부(152)는 개방상태가되어 있다.
축류팬(30)을 운전해서 유인노즐(38)의 토출구(44)측이 개방조건인 경우에는 유인효과에 의해 유인노즐(38)내부는 부압이되므로 유인댐퍼(123)는 하류방향으로 흡인되어서 칸막이판(180)의 개구부(152)는 개방상태를 유지하고, 2차류흡입구(42)로부터의 2차류(32)의 흡입이 생긴다.
한편 유인노즐(38)의 토출구(44)측의 압력손실이 증대하면 유인노즐(38)의 내부의 정압이 상승하고, 마지막에는 내압이 흐입구외부의 압력인 대기압을 초과했을때는 유인노즐(38)내부의 고정압에 의해 유인댐퍼(123)는 칸막이판(180)방향으로 밀려올려저서 칸막이판(180)상의 개구부(152)가 폐쇄된다.
따라서 2차류(32)의 통로(48)가 폐쇄상태가 되고, 2차류흡입구(42)에의 역류현상은 발생하지 않고, 소위 통상적인 송풍기와 같은 고정압을 표시하게 된다.
또 스프링(122)의 스프링정수는 작게 설정해서 유인댐퍼(123)가 동작하지 위해 필요한 압력손실을 작게하고 있다.
여기서, 도 38 에서는 벨마우스(35)는 평면으로 구성되어 있었으나, 도 39 에 표시하는 바와같이 사면 또는 매끄럽게 단면적을 감소시키는 곡면으로 구성되어 있어도 되고, 이때, 1차류(31)의 흡입저항이 저감되기 때문에 환기송풍장치의 송풍성능을 향상시킬수가 있다.
또, 유인댐퍼(123)의 형태를 도 40 에 표시하는 바와같이 3각형 단면으로 함으로써 2차류(32)의 흡입저항을 저감해서 환기송풍장치의 송풍성능을 향상시킬수 있다.
실시의 형태 13
도 41 은 압력작용에 의해 2차류의 통로를 자기 개폐하는 도너쓰형서터를 사용해서 구성한 환기송풍장치의 한예를 표시하는 단면사시도이고, 도 42 는 그 단면도이다.
실시의 형태 10 과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략하였다.
본 구성에서는 유인노즐(38)의 상류단과 1차류흡입구(41)의 벨마우스(35)의 외주단과의 사이에 개구부(152)가 원환형의 슬릿상으로 설치되고, 다시 유인노즐(38)과 케이싱(34)사이의 2차류의 통로(48)에는 2차류 통로개폐수단으로서 도너츠형 서터(124)가 삽입되어 있다.
이 도너츠형 셔터(124)는 직경이 2차류흡입구(42)의 슬릿폭보다 크고, 또 유인노즐(38)반경과 케이싱(34)반경과의 차보다도 작은 원형단면을 갖고, 중심선이 2차류흡입구(42)의 중심선의 반경과 대략 같은 크기로 되어 있다. 그리고 도너츠형서터(124)를 2차류흡입구(42)와 케이싱(34)의 토출구사이의 공간에 유지하기 위한 셔터정지(125)가 설치되어 있다.
여기서 도너츠형셔터(124)는 예를들면 발포스치롤이나 중공플라스틱등의 경량이면서 내수성이 우수한 부재로 구성되어 있다. 또 셔터저지(125)는 2차류(32)의 흐름을 방해하지 않는 도너츠형셔터(124)의 주위방향으로 서로 떨어져서 설치된 여러개의 소편으로 구성되어 있다.
다음, 동작에 대해 2차류 흡입구(42)근방의 확대한 사시도의 도 43 을 사용해서 설명한다.
축류팬(30)이 운전되고 유인노즐(38)의 토출구(44)측이 개방조건의 경우는, 유인효과에 의해 유인노즐(38)내부는 부압이 되기 때문에 도너츠형서터(124)는 유인노즐(38)내부를 하류방향으로 흡인되어서 셔터저지(125)위치까지 이동한다.
이 상태에서는 (a)에 표시하는 바와같이 2차류(32)의 통로(48)가 개방으로 되기 때문에, 2차류(32)는 2차류흡입구(42)로부터 내부로 흡입되고, 도너츠형셔터(124)의 측면을 통과해서 흐른다.
따라서, 개방측조건에서는 유인효과에 의해 풍량이 증대한다.
한편 유인노즐(38)의 내부의 정압이 상승하고 마지막에는 내압이 흡입구 외부의 대기압을 초과했을때는 유인노즐(38)내부의 고정압에 의해 도너츠형 셔터(124)는 그 정압에 의해 2차류흡입구(42)방향으로 밀려 올려져 2차류흡입구(42) 개구부(152)가 (b)와같이 폐쇄한다.
따라서, 2차류(32)의 통로(48)가 폐쇄되어 역류현상은 발생하지 않고 비유인식 송풍기와 같은 고정압을 표시하게 된다.
이상과 같이, 유인노즐(38)과 케이싱(34)에 끼워진 2차류의 통로(48)에 정압에 따라 자유로히 이동할 수 있는 도너츠형셔터(124)를 설치하였으므로, 마찬가지로 개방측에서 대풍량을 얻을 수가 있고 또 폐절측에서 고정압을 얻을 수가 있다.
실시의 형태 14
실시의 형태 5 내지 9 에서 1차류(31)를 생성하기 위한 송풍기로서 원심팬을 이용한 환기송풍장치에 대해 설명하였으나 이들을 압력손실이 부가되어 있지 않은 상황(개방측)에서 그 풍량을 대폭적으로 증대시키는 것이었다.
또, 실시의 형태 13 및 14 에서, 축류식송풍기를 이용한 환기송풍장치의 고정압화에 대해 설명하였다. 상기 고정압화의 수법은 실시의 형태 5 내지 9 의 우너심식송풍기를 이용한 환기송풍장치에도 적용할 수가 있다.
도 44 는 본 발명의 실시의 형태 14 를 표시하는 환기송풍장치의 단면사시도이다.
실시의 형태 5 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 도면에서, 151은 유인디스크(77)의 상류단과 흡입원통부(73)상류단과의 사이에 설치한 뚜껑이고 임의의 개수의 부채꼴의 개구부(152)가 설치되고, 개구율을 임의로 조절할 수 있도록 개구부(152)에는 2차류통로 개폐수단으로서, 슬라이드가능한 슬라이드밸브(127)가 설치되어 있다.
다음 동작에 대해 설명한다. 개방측에서는 도 11 의 환기송풍장치는 종래의 비유인식 송풍기의 약 1.55배의 풍량증대를 실현하였으나 폐절측에서는 비유인식 송풍장치에 비해 정압이 낮게되어 있다.
이는 폐절측에서는 유인디스크(77)와 가이드판(76)의 토출구(80)에 압력손실이 부가되어 있고 1차류(31)는 유인디스크(77)의 외주단의 토출구(80)로부터 분출하지 않고 보다 압력손실이 작은 2차류흡입구(42)를 통과해서 역류하는 것이 원인이다.
따라서 실시의 형태 5 의 도 11 에 표시한 환기장치의 고정압화를 도모하는데는 2차류흡입구(42)로부터의 역류를 방지하면 된다. 도 44 의 슬라이드 밸브(127)를 슬라이드시켜서 개구부(152)의 개구율을 저감하게 되면, 개방측의 풍량은 약간 감소하는 것이나, 폐절측의 정압을 실시의 형태 5 의 도 11 에 표시한 환기장치의 정압보다도 증대한다.
또 슬라이드밸브(127)을 슬라이드시켜서, 개구부(152)를 폐쇄시킨 경우에는, 상기 2차류흡입구(42)로부터의 역류를 소멸하기 때문에, 비유인식 송풍기와 같은 폐절측정압을 얻을 수가 있다.
이상과 같이, 원심팬(70)을 이용한 혼기송풍장치의 2차류흡입구(42)에 슬라이드밸브(127)를 갖는 뚜껑(151)를 설치하고, 슬라이드밸브(127)의 동작에 의해 2차류의 통로(48)의 개폐를 하도록 하였으므로, 폐절측의 정압을 임의로 변화시켜서 고정압을 얻을수가 있다.
또, 역류가 생길때 유인디스크(77) 내벽면의 정압이 유인효과에 의한 부압으로부터 정압으로 바뀌는 현상을 이용해서 환기송풍장치의 폐절정압을 자동제어 하는 것이 가능하다.
이 때문에, 도 44 의 환기송풍장치에 슬라이드밸브(127)를 소망하는 위치로 이도시키기 위한, 예를들어 볼나사와 모터의 조합등 자동이송기구를 부가한다.
자동이송기구에는 유인디스크(77)내벽면의 정압치가 센서로부터 이송되어와서, 이 값이 2차류흡입구(42)보다 외부의 대기압보다 커졌을때에, 슬라이드밸브(127)을 개구율이 내려가는 방향으로 서시히 이동시키거나 또는 유인디스크(77)내부가 대기압보다도 조금이라도 커지면 전폐의 상태가 되도록 이송기구를 이용해서 슬라이드밸브(127)를 자동적으로 제어함으로써, 임의의 폐절정압을 달성하고, 고정압이 얻어진다.
또, 2차류흡입구(42)의 뚜껑(151)에 설치된 개구부(152)의 형상은 도 44 에 표시한 동심원상의 부채꼴에 한정되지 않고, 슬라이드밸브(127)에 이해 임의의 개구율로 조절되는 것이면 3각형, 원형, 4각형등 어느 형태라도 같은 효과를 나타내는 것은 물론이다.
실시의 형태 15
실시의 형태 14 에서, 2차류흡입구(42)의 개구율을 임의로 변경함으로써 폐절정압을 변화시켜 특히 고정압화가 실현가능한 것을 표시하였다.
그러나, 2차류흡입구(42)의 개구율을 감소시켜서 폐절측의 정압을 증대시키면, 역으로, 그 개구율에서는 개방풍량의 중대량이 감소해 버린다.
그래서, 다음에 2차류흡입구(42)에 2차류통로내의 정압에 따라, 자기 개폐하는 셔터를 설치함으로써, 폐절측의 고정압을 필요로 하는 상태와 개방측의 대풍량을 필요로 하는 상태의 어느 것에도 대응할 수 있는 장치에 대해 설명한다.
도 45 는 본 발명의 실시의 형태 15 에 표시한 환기송풍장치의 단면사시도이고, 도 46 은 그 중심축을 포함하는 평면에서의 단면도이다.
실시의 형태 14 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
이들 도면에서 10은 2차류흡입구(42)의 유인디스크(77)내부측에 설치되고, 상기 유인디스크(77)의 내부방향으로만 열리는 개폐자재한 유인셔터이다.
유인디스크(77)의 상류단과 흡입원통부(73)의 상류단과의 사이에는, 임의의 개수의 개구부(152)를 갖는 뚜껑(151)이 설치되고 개구부(152)에는 각각 얇은 셀루로이드, 플라스틱, 발포스티롤등이 가능한 한 경량이고 어느정도의 견로성을 유지하는 재료에 의해 형성된 유인셔터(120)가 가볍게 개폐하도록 지지부(153)로 흡입원통부(73)측에 부착되어 있다.
유인셔터(120)의 지지방법에 대해서는 예를들면, 유인셔터(120)의 지지부(153)를 원통상으로 가공하고 원통내부에 철심, 철사등의 직선부재를 삽입해서 양단을 회전가능하게 뚜껑(151) 또는 흡입구우너통부(73)의 외주측에 고정하는 방법이나 경첩등의 개폐부재를 사용하는 방법이 있으나, 어느 방법이든 유인셔터(120)의 개폐를 매끄럽게 하도록 고려되어야 한다.
다음 동작에 대해 도 46 의 단면도를 사용해서 설명한다.
유인디스크(77) 및 가이드판 (76)의 토출구(80)측의 압력손실이 0mmAg 즉 개방조건에서는 원심팬(70)으로부터의 1차류(31)의 유인효과에 의해 유인디스크(77)와 가이드판(76)에 끼워진 공간에 2차류(32)가 형성된다.
이 유인효과에 의해, 유인노즐내부는 부압이 되기 때문에 유인셔터(120)는 그 표리면에 압력차가 발생하므로 지지부(153)를 중심으로 회전해서 2차류(32)의 통로(48)가 열리고, 2차류(32)가 개구부를 통해서 유인디스크(77)와 가이드판(76)에 끼워진 이 공간에 흡인된다.
그리고, 토출구(80)측의 압력손실이 증대해가면 유인디스크(77)이 내부에 분출되는 1차류(31)의 유속이 감소하고, 동시에 유인량도 감소해서 전유량이 감소한다.
또 압력손실을 증대하면 유인디스크(77)의 내벽면상의 정압이 상승하고, 마지막에는 흡입구 외부의 대기압을 초과하게 된다.
실시의 형태 5 의 상기 환기송풍장치에서는 이 시점에서 2차류흡입구(42)에서의 역류가 발생하나, 본 실시의 형태에서는, 2차류흡입구(42)에 개폐자재로 압력작용에 의해 자기개폐하는 유인셔터(120)를 설치하고 있으므로, 유인디스크(77)내의공간의정압상승에 의해 유인셔터(120)는 2차류흡입구(42)를 폐쇄하도록 이동하고, 역행방지밸브와 같은 효과를 나타낸다.
따라서, 이 이상분출측의 압력손실을 증대시켜도 2차류흡입구(42)로부터의 역류현상은 발생하지 않고, 비유인식 송풍기와 같은 송풍성능을 표시하게 된다.
또, 상기에서는 유인셔터(120)의 지지부(153)를 흡입원통부(73)측에 설치하였으나, 2차류흡입구(42)의 유인디스크(77)측에 설치해도 된다.
이상과 같이, 2차류흡입구(42)에 유인디스크(77)내벽면측에만 개폐가 자유로운 유인셔터(120)를 설치하였으므로, 폐절측의 고정압과 개방측의 대풍량을 동시에 얻을수가 있다.
실시의 형태 16
원심팬을 이용한 환기송풍장치에 관해 유인디스크(77)및 가이드판(76)의 토출구(80)로부터 외부공간에 분출되는 분출풍의 방향성을 제어하는 장치에 대해 설명한다.
실시의 형태 5 의 원심팬을 이용한 상기 환기송풍장치에서 유인디스크(77)와 가이드판(76)은 각각평행이 되도록 설치되어 있다.
또 실시의 형태 6 의 원심팬을 이용한 환기송풍장치에서 유인디스크(77)와 가이드판(76)은 어느한쪽 또는 쌍방을 매끄럽게 근접하도록 통로단면을 좁히도록 구성되었었다.
도 12 에 표시하는 것은 유인디스크(77)와 가이드판(76)이 각각 평행하도록 설치되어 있는 환기송풍장치의 단면도이고, 원심팬(70)으로부터 유인디스크(77)와 가이드판(76)에 의해 둘러쌓인 공간에 분출된 1차류(31)는, 전단면을 통해 2차류(32)를 우인하면서 토출구(80)으로부터 가이드판(76)을 따라 분출되고, 화살표(131)의 방향으로 향하고 외부공간으로 방출된다.
이것을 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)의 쌍방에서, 수증기를 함유하는 기체를 흡입시켜주고 또 상기 환기송풍장치의 측방으로부터 시트상의 광원을 조사해서 분출가시화해서 확인하였다.
또, 도 15 는 가이드판(76)이 유인디스크(77)의 방향으로 매끄럽게 근접하도록 통로단면을 좁히도록 구성된 환기송풍장치의 단면도이고, 도 12 의 환기송풍장치의 경우와 같이, 수증기를 트레이서로 한 흐름의 가시화 시험에 의해, 도 15 에서의 분출풍은 화살표(131)로 표시하는 바와같이 유인디스크(77)방향으로 비스듬이 구부릴수 있는 것이 확인되었다.
이와같이 가이드판(76)의 각도를 조절함으로써, 외공간에의 분출각도를 임의로 조절할수가 있다.
여기서 도 47 은 본발명의 실시의 형태 16 의 환기송풍장치의 단면도이다. 실시의 형태 5 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도면에서, 123은 원심팬(70)을 고정지지하기 위한 송풍기지지부, 134는 가이드판(76)과 유인디스크(77)를 서로 고정하기 위한 고정 매달음부, 135는 가이드판(76)의 일단에 설치된 회전자유로운 가변접합부, 137 은 가변접합부(135)를 통해서 가이드판(76)에 접속된 저판, 136은 원심팬(70)과 저판(137)사이에 설치되어서 원심팬(70)을 하방에서 지지하는 스프링, Q는 가이드판(76)이 수평방향과 이루는 각도이다. 또 원심팬(70)의 축은 수직방향이라고 한다.
다음 동작에 대해 설명한다. 저판(137)을 원심팬(70)근접시키면 Q가 감소하고, Q=0°일때 저판(137)과 가이드판(76)은 동일평면이 되어 실시의 형태 5 의 경우와 같이 동작한다. 역으로 저판(137)을 원심팬(70)으로부터 멀리하면, Q가 증가한다.
Q가 0°일때에는 상술한 바와같이, 유인디스크(77)와 가이드판976)은 동일평면이되고, 토출구(80)으로부터 외부공간으로의 분출풍은, 가이드판(76)과 거의 평행으로 분출된다. Q의 크기가 서서히 중대함에 따라, 가이드판(76)과 유인디스크(77)가 이루는 각도도 크게 되어, 토출구(80)으로부터의 분출풍은 유인디스크(77)측으로 구부러져서 경사진 상방으로 분출된다.
또 Q의 크기를 증대시키면, 분출풍의 풍향변경각도도 증대한다. 이와같이 가이드판(76)의 각도Q를 변화시킨다.
다시말하면 원심팬(70)의 축방향에 대한 가이드판(76)의 각도를 변화시키도록 구성하였으므로, 토출구(80)로부터 외부공간에의 분출풍의 분출각도를 변화시키는 것이 가능해지고, 분출풍을 임의의 장소에 송풍할수가 있다.
또, 상기에서 스프링(136)대신에 높이 치수가 가변의 지지부재를 사용하도록 해도 된다.
물론 가이드판(76)의 각도를 변경하는 외에, 유인디스크(77)의 부착각도를 임의로 조절하거나, 유인디스크(77)및 가이드판(76)쌍방의 각도를 조절하도록 해도 같은 효과를 나타낸다.
실시의 형태 17
본 실시의 형태에서는, 실시의 형태 16 과는 다른 풍향제어에 대해 설명한다.
실시의 형태 5 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 48 은 본 발명의 실시의 형태 17 을 표시하는 환기송풍장치의 사시도이다. 도면에서 138 은 유인디스크(77)및 가이드판(76)의 하류단에 부착각도를 임의로 조절할 수 있도록 설치된 풍향변경프랩이다.
분출풍의 방향을 제어하기 위한 프랩기구는, 공조기의 분출구 송풍기의 분출구등에 널리 사용되고 있는 기술이기는 하나, 상기 유인효과를 이용한 환기송풍장치의 분출풍의 방향을 제어하기 위해서는 응용할 수 있다. 도 49 는 풍향을 설명하기 위한 풍향변경프랩의 단면도이다. (a)에 표시하는 바와같이 유인디스크(77)및 가이드판(76)의 하류단에 설치된 풍향변경프랩(138)를 흡입구측(도면의상방)으로 기울이면, 토출구(80)으로부터의 분출풍은 도면의 비스듬한 상방으로 분출한다. 역으로(b)에 표시하는 바와같이 유인디스크(77) 및 가이드판(76)의 하류단에 설치된 풍향변경프랩9138)을 모터(33)측(도면의하방)으로기우리면, 따라서 풍향변경프랩의 각도를 임의로 변경함으로써, 소망하는 방향을 향해 분출풍을 송풍할 수가 있다.
실시의 형태 18
실시의 형태 1 에 표시한 축류팬을 이용한 환기송풍기의 저소음화에 대해 설명한다.
실시의 형태 1 과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 50 은 이 발명의 실시의 형태 18 을 표시하는 환기송풍장치의 1부 파단한 단면사시도이다.
도면에서, 139 는 유인노즐(38)과 축류팬(30)의 케이싱(34)을 접속하기 위한 유인노즐지지부이다.
실시의 형태1의 환기송풍장치에서 100V의 입력시에 실측한 결과, 2차류흡입구(42)에서 약 5.0m/s의 흡입유속을 확인하였다.
또 동시에 실시한 소음측정의 주파수분석에 의해 유인노즐지지부재(139)의 직경과 2차류(32)의 유속에 관력된 특정 주파수를 갖는 소음이 확인되었다. 이는 2차류(32)가 유인노즐(38)과 케이싱(34)에 둘러싸인 영역을 통과할때에 유인노즐지지부(139)에 충돌해서 발생하는 칼만와에 의한 유체소음이다. 그래서 도 51에 표시하는 바와같이, 유인노즐지지부(139)의 단면형상을(a)의 날개형, (b)의 타원익형등의 유선형상으로 함으로써 유체소음을 저감시키는 것이다. 실제, 도면중의 날개형 단면형상을 갖는 유인노즐지지부를 채용하였더니, (c)의 원주형의 경우와 비교해서 약 1.0dBA의 저소음화가 실현되었다.
이와같이 유인노즐(38)과 케이싱(34)을 접속하는 유인노즐지지부 139의 단면형상을 유선형으로 함으로써 2차류(32)가 유인노즐지지부(139)에 충돌해서 발생시키는 유체소음을 저감해서, 저소음화를 도모할 수 있다.
실시의 형태 18 에서의 환기송풍장치는 2차류(32)가 유인노즐지지부(139)에 충돌할때에 발생하는 유체소음을 저감하는 것이었다.
그러나 그 방법으로는 유인노즐(38)내부에 발생하는 공명음이나 방향음을 소거할 수가 없다. 도 52 는 본 발명의 실시의 형태 19 를 표시하는 환기송풍장치의 단면도이다. 실시의 형태 1 과 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 도면에서, 140 은 유인노즐(38)의 내측에 이와 떨어져 배치된 통기성을 갖는 판상부재로, 예를들면 부재(140)와 유인노즐(38)사이에 설치된 배면공기층이다. 통기성을 갖는 판상부재(140)는, 그 배면공기층(141)을 설치함으로써 어느측정한 주파수대의 음파를 흡수하는 성질을 갖는다. 본 실시의 형태는, 유인노즐(38)내부에 발생하는 공명음, 반응음의 주파숭 맞춘 배면공기층(141)을 설치함으로써 소음을 흡수한다.
실시의 형태 20
실시의 형태 5 에 표시한 원심팬을 이용한 환기송풍기의 저소음화에 대해 설명한다. 도 53 은 본 발명의 실시의 형태 20 을 표시하는 것으로, (a)는 환기송풍장치의 단면도이다. 실시의 형태 5 와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도면에서, 142 는 유인디스크(77)을 가이드판(76)상에 지지하기 위한 유인디스크지지부, 143 은 흡입원통부(73)에 연통하는 원환상의 흡입보조판(74)과 가이드판(76)을 접속해서 지지하는 흡입원통부 지지부이다. 흡입원통부(73)와 유인디스크(77)를 지지하는 방법에는 여러가지의 것이 생각되나 예를들어, 도 53(a)에 표시한 것과 같은 위치에서 2개의 구조체를 지지한 경우에는, 유인디스크지지부(142), 흡입원통부지지부(143)모두 원심팬(70)으로부터의 분출풍이 고속으로 충돌하기 때문에, 와 발생에 따른 특정주파수의 유체소음이 발생한다.
그래서 예를들면 도 53(b)에 표시한 바와같이 양지지부(142),(143)을 단면형상이 날개형, 또는 타원날개형등의 유선형을 갖인 것으로 함으로써, 분출풍의 충돌때에 발생하는 유체소음을 저감할 수가 있다. 양지지부(142),(143)을 원주형으로 하는 경우에는 직경이 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.
직경이 작으면 주파수가 높은음이 발생해서 듣기싫은 소음이 된다.
또 충돌에 따른 유체소음은 충돌유체의 유속이 작아질수록 급격히 감소하므로, 유인디스크지지부(142)는 가능한한 원심팬(70)으로부터 떨어진 분출풍의 유속이 저하한 위치에 설치하는 것이 바람직하고 여기서는, 토출구(80)근방부분에 설치되어 있다.
또, 도 53 의 흡입원통부의 지지방법에서는 원심팬(70)의 분출직후에 흡입원통부지지부(143)가 설치되어 있으므로 충돌하는 분출풍의 유속이 가장빠르고, 유체소음도 크다.
그래서 도 54 와 같이 흡입원통부지지부(143)를 2차류흡입구(42)근방의 유인디스크(77)의 내벽과 흡입원통부(73)의 외벽을 접속하도록 설치하고, 또 상기 유인디스크(77)를 도 53 과 같이 원심팬(70)으로부터 가능한한 멀리떨어진 토출구(80)근방에서 유인디스크지지부(142)로 지지하도록 구성한다.
본 구성에 의해, 흡입원통부지지부(142)는 비교적유속이 느린 2차류(32)와 충돌하기 때문에, 도 53(b)에 표시한 바와같은 형상으로 하는 것과 병행해 유체소음을 더욱 저감할 수가 있다.
이와같이, 단면형상을 날개형, 타원날개형등의 유선형 또는 직경이 큰 원형으로 형성한 유인디스크지지부(142)를 원심팬(78)으로부터 가능한한 멀리 설치하고, 또 유인디스크지지부(142)와 같이 형상을 적절히한 흡입원통지지부(143)를 2차류흡입구(42)근방에 유인디스크(77)와 흡입원통부(73)를 접속하도록 설치하였으므로 유체가 지지부에 충돌할때에 발생하는 유체소음을 저감할 수가 있다.
실시의 형태 21
본 발명의 환기송풍장치는 환기장치로서 사용함은 물론 대풍량의 송풍장치로서도 사용할 수가 있다.
구년, 다양한 대공간건축 예를들면 공장, 체육관, 대강당돔, 오디토륨등이 증가되고 있다. 이런 대공간에서의 환경제어는 소규모의 공간의 그것과는 다른 특수한 문제를 갖고 있다. 예를들면, 천정높이, 공간의 용적, 거주지역의 편재등을 들수 있다. 천정이 높은 공간에서는 상하로 편중된 온도분포가 생기기 쉽다. 예를들어, 난방을 한 경우에는 난기가 상승해서 천정근방에 체류하는 한편 냉방을 한 경우에는 냉기가 하강해서 바닥근방에 체류되는 현상이 발생해서 온 열 환경을 악화시킨다.
또, 공간의 체적이 큰 경우에는 수직방향뿐이아니라 수평방향의 크기도 문제가 된다. 공조장치의 취업구나 분출구의 수에는 한도가 있기 때문에 수평방향전체에 걸처 균일한 공조공간을 얻는 것이 곤란할때가 많다. 또, 대공간에서의 거주구는 공간저부에 편재해 있는 경우가 많고 대공간전체중에서 거주구가 점하는 용적은 대단히 적기때문에, 환경제어를 위해 투입된 에너지의 대반이 구주구 이외의 공간으로 달아나 버리게 된다.
그래서, 우선수직방향의 온도차를 완화하기 위한 상하온도차해소써큐레이터로서 본 발명의 예를들면 도 1 에 표시한 환기송풍장치를 사용한 환기송풍시스템의 배치를 도 55 에 표시한다. 도면에서, 101은 높은 천정(102)과 저면(103)을 갖는 공간이다. 환기송풍장치(105)는 1차류흡입구(41) 및 2차류흡입구(42)를 천정(102)을 향해, 토출구(44)를 바닥면(103)을 향해, 천정(102)근방에 설치되어 있다.
다음 동작에 대해 설명한다. 환기송풍장치(105)를 운전하면 1차류흡입구(41)로부터 천정(102)근방의 체류공기가 흡입된다. 흡입된 1차류(31)는 유인노즐(38)내로 분출하고, 엔트레인에 의해 2차류(32)를 유인하고, 토출구(44)로부터 분출된다. 이때 유인된 2차류(32)는 2차류흡입구(42)로부터 환기송풍장치(105)내부에 공급되므로 환기송풍장치(105)의 전체풍량은 1차류(31)와 2차류(32)의 합계가 된다. 즉 송풍기가 직접분출하는 풍량이상의 공기를 천정(102)근방에서 흡입해서 토출구(44)로부터 분출한다. 분출된 분류(104)는 바닥면(103)에 도달해서 바닥면(103)에 평행인 흐름이 되고, 나아가서는 큰 순환류가 되어 천정(102)을 향해 진행된다. 이와같은 천정(102)으로부터 바닥면(103)에 그리고는 바닥면(103)에서 천정(102)대향하는 순환류를 형성함으로써 공간(101)내의 높이방향의 온도차를 해소할 수가 있다.
상기와 같이 유인류를 이용한 본 발명의 환기송풍장치를 써큐레이터로서 사용함으로써, 소입력으로도 대풍량의 반송능력을 갖기때문에, 대공간에서의 높이 방향의 온도차를 효율좋게 해소할 수가 있다. 또, 환기송풍장치를 도시가는 바와같이 여거대 사용함으로써 보다 광범위한 공간의 높이 방향의 온도차를 완화할 수 있다.
실시의 형태 22
실시의 형태 21 에서는, 본 발명의 환기송풍장치를 높이방향의 온도차를 해소하기 위한 써큐레이터로서 이용하였으나 수평방향의 온도차를 해소하기 위한 써큐레이터로서 이용하는 것도 가능하다. 수평방향으로 넓은 공간에서는 열교환기로 온도조절(온조)되어, 공조분출구로부터 넓은 공간내에 분출된 공기는, 공조분출구로 부터 멀리 떨어진 장소에는 도달하지 않으므로, 공조분출구 근방만이 온조되게된다. 그래서 공조분출구로부터 분출된 온조공기가 도달하는 범위내에 환기송풍장치를 설치해서 공간내의 수평방향의 온도차를 해소한다.
도 56 은 실시의 형태 22 를 표시하는 것으로, 수평방향의 온도차를 해소하기 위한 환기송풍의 배치도이다. 도면에서, 106 은 공간(101)을 환경제어하기 위한 열교환기, 107 은 열교환기(106)에서 온조된 공기를 공간(101)으로 유도하는 덕트, 108 은 덕트(107)로부터 공간(101)내로 공기를 분출하는 공조분출구, 109 는 온조된 공기이다. 환기송풍장치(105)는 공조분출구로부터 분출되는 공기(109)가 도달하는 범위내에, 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)를 공조분출구(108)방향을 향해 설치되고, 분출구(44)는 온조된 공기(109)에 도달시키고자 하는 공간을 향해 설치되어 있다.
다음 동작에 대해 설명한다. 열교환(106)에서 온조된 공기(109)가 덕트(107)를 경유해서 공조분출구(108)로부터 공간(101)내로 분출된다. 환기송풍장치(105)를 운전함으로써, 공조분출구(108)로 부터의 온조된 공기가 주위의 공기와 함께, 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)로부터 흡입되어 토출구(44)로부터 분출된다. 그 풍량은 1차류(31)와 2차류(32)의 합계가 된다. 분출된 분류(104)는 공조분출구(108)로부터 멀리 떨어진 지점에 도달해서 이 지점을 공조한다.
이와같이 유인류를 이용한 본 발명의 환기송풍장치를 써큐레이터로서 사용함으로써, 소입력이라도 대풍량의 반송능력을 갖기 때문에 넓은 공간에서의 수평방향의 온도차를 효율좋게 해소할 수가 있다.
또, 도시한 바와같이 여러대의 환기송풍장치(105)를 사용해서 한때의 환기송풍장치(105)에 의해 상기한 바와같이 공조분출구(108)로부터의 온조된 공기(109)를 멀리분출해서 그 분출된 분류(104)가 도달하는 범위내에 별개의 환기송풍장치(105)를 배치해서 이로인해 더욱 멀리 분출한다는 식으로, 직렬적으로 계속해서 에어반송을 함으로써 보다 광범위한 수평방향의 온도차를 완화할 수가 있다.
실시의 형태 23
지하 주차장 또는 공장과 같이 폐쇄된 대공간에서는 공간내의 오염된 공기의 환기방법이 문제가 된다. 종래는 공기가 닿는 곳에 오염공기의 흡입구를 설치한, 이들 흡입구를 장대한 배관으로 연결하고, 이들의 배관을 통해서 오염공기를 실외로 배출한다는 거치장스런 그리고 손이 많이 가는 환기송풍장치가 사용되었었다.
이같은 덕트배관식 환기스스템에 있어서는 덕트배관에 대한 비용이 많이 들고, 덕트에 의한 압력손실이 크고, 배기용브로위드능력을 크게해야 하기 때문에 코스드퍼포먼에 이르는 결점이 있었다. 그래서, 덕트배관을 사싱하지 않는 덕트레스 에어반송방식에 본 발명의 환기송풍장치를 사용한 예를 표시한다.
도 57 은 실시의 형태 23 에서의 환기송풍시스템의 배치도이고, 도면에서 111는 공간(101)내에 존재하는 오염원이고, 예를들면 주차장이면, 자동차, 공장이면, 배기가스를 내는장치, 큰공간이나 대형오퍼스이면 2산화탄소를 뿜어내는 사람이다. 112는 오염원(111)에서 발생하는 오염공기, 113 은 실내(2)에서 실외(3)으로 오염공기(112)를 배출하는 주화기 부채이다. 환기송풍장치(105)는 오염언(111)에서 발생하는 오염공기(112)가 존재하는 장소에 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)를 위치시키는 동시에, 오염공기(112)를 반송하고 싶은 방향을 향해 토출구(44)를 개구시키도록 설치되어 있다.
다음동작에 대해 설명한다. 환기송풍장치를 운전하면 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)로부터 오염공기(112)가 주위의 공기와 함께 흡입되고, 토출구(44)로부터 분출된다. 그 풍량은 1차류(31) 및 2차류(32)의 합계가 된다. 반송거리가 짧은 경우에는 분출된 분류가 주한기부채(113)에 의해 배출된다. 반송거리가 긴 경우는, 분출된 분류가 도달하는 범위내에 설치된 다른 환기송풍장치(105)에 의해, 다시 주환기부채(113)를 향해 반송되고, 도시하는 바와같이 여러대의 환기송풍장치(105)에 의해 순차반송된다. 최후에 주환기부채(113)에 의해 오염공기(112)가 실외(3)에 배출된다.
이와같이 유인류를 이용한 본 발명의 환기송풍장치를 덕트레스에서 반송용 환기송풍장치로서 사용함으로써 소인력이라도 대풍량의 반송능력을 갖기 때문에, 대공간에서의 환기를 고효율화 할 수 있다.
실시의 형태 24
실시의 형태 21 내지 23 에서는 실시의 형태 1 에 따른 축류팬을 이용환 환기송풍장치를 여러개 조합함으로써 써큐레이터, 덕트레스, 에어 반송시스템 환기공조시스템용을 구성하였다. 축류팬을 이용한 송풍장치에 다시 실시의 형태 5 에 따른 원심팬을 이용한 환기송풍장치를 조합함으로써 보다 효율적으로 에어반송을 실시하는 시스템구성에 대해 설명한다. 도 58 은 본 발명의 실시의 형태 24 에 표시하는 환기송풍시스템의 사시도이다. 도면에서, 148 은 제 1 의 환기송풍장치로서의 축류식유인환기송풍장치. 149 는 제 2 의 환기송풍장치로서의 원심식 유인환기송풍장치이고 각각 실시의 형태 1 실시의 형태 5 로 표시한 환기송풍장치와 같은 것이다.
실시의 형태 5 에서 설명한바와 같이 원심식 유인환기송풍장칭(149)는 1차류흡입구(41) 및 2차류흡입구(42)로부터 흡입된 기체를 유인디스크(77)및 가이드판(76)의 토출구(80)으로부터 방사상으로 분출하는 성질을 갖는다. 이 성질을 이용해서 원심식 유인환기송풍장치(149)를 흡입구를 바닥을 향해서, 즉 도 11 과는 상하를 반대로해서 천정으로 배치하고, 또 그 주위에 여러개의 축류식 유인환기송풍장치(148)를 배치하고 그 축류식유인환기송풍장치(148)의 축 방향을 원심식 유인환기송풍장치(149)의 분출풍의 방향과 일치시키도록하고, 또 축류식 유인환기송풍장치(148)의 1차류흡입구(41) 및 2차류흡입구(42)를 원심식 유인환기송풍장치(149)의 토출구(80)를 향해 설치한다.
다음 동작에 대해 설명한다. 축류식 유인환기송풍장치(148)및 원심식 유인환기송풍장치(149)를 동작시키면, 원심식 유인환기송풍장치(149)에 의해, 그 하방의 공기가 수직방향으로 빨아 올려져서, 1차류흡입구(41)및 2차류흡입구(42)로부터 흡인되고 유인노즐(38)의 토출구(44)로붜 다시 증속되어서 원방으로 반송된다.
또, 도 58 에서는 원심식 유인환기송풍장치(149)와 축류식 유인환기송풍장치(148)각각을 한대와 4대 조합한 것을 표시하였으나, 보다 많은 축류식 유인환기송풍장치(149)를 조합시킴으로써 또 광범위하게 효율좋은 기체반송을라는등 몇대의 조합으로 해도하다. 이와같이 축류식 유인환기송풍장치(148)및 원심식 유인환기송풍장치(149)를 조합해서 시스템을 구성하였으므로 반송유량을 증대하면서 보다 광범위하게 효율적으로 기체를 반송하는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 발명의 제 1 관녀에 의한 환기송풍장치는 1 차류의 흡입측으로부터 토출측에 걸처 설치되어 1차류의 토출측에서 2차류를 유인하는 유인부를 구비 하였으므로 환기송풍량은 1차류와 2차류의 합계가 되어 유량을 증대시킬수가 있고 또 분출풍속을 억제해서 저소음하를 도모할 수가 있다.
본 발명의 제 2 관점에 의한 환기송풍장치는 1차류의 흡입측에서 토출측에 걸쳐 설치되어 1차류가이드를 덮고, 그 하류단보다도 더욱 하류측까지 뻗는 유인노즐을 구비하였으므로, 상기와 같은 효과를 나타낸다.
본 발명의 제 3 관점에 의한 환기송풍장치는 축류팬과 원통상의 1차류가이드를 사용하였으므로 비교적 간단한 구조로 유인식 환기송풍장치를 실현시킬수 있다.
본 발명의 제 4 관점에 의한 환기송풍장치는 1차류가이드의 토출구의 직경을 Do, 유인노즐의 토출구의 직경을 D1, 1차류가이드의 토출구로부터 유인노즐의 토출구까지의 축방향거리를 L, 송풍기에 1차가이드를 부쳤을때의 분류의 전개각을 α1으로했을때,
0.5 ≤ D1/ (Do+2L tamα1) ≤ 1.5
로 하였으므로, 유인노즐에의 분류의 충돌에 의한 압력손실 또는 유인노즐내에의 역류에 의한 유량감소를 적게할 수 있고 효율좋게 환기송풍할 수 있다.
본 발명의 제 5 관점에 의한 환기송풍장치는 정류판을 유인노즐의 토출구 근방에 구비하였으므로, 유인노즐의 토출구로부터 분출되는 분류의 선회성분을 제거해서 유인노즐로부터 분출후의 엔트레인을 삭제하고, 분류의 도달거리가 증대한다.
본 발명의 제 6 관점에 의한 환기송풍장치는 유인노즐의 토출구외연에 1차류의 일부를 흘리는 덕트를 구비하였으므로, 주류의 주위에 저속의 보조루를 흘림으로써, 유인노즐의 토출구로부터의 분출직후의 엔트레인이 감소하고, 분류의 도달거리가 증대한다. 본 발명의 제 7 관점에 의한 환기송풍장치는 후드를 유인노즐의 하류단에 접속하였으므로, 외풍의 악영향을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 8 관점에 의한 환기송풍장치는, 송풍기를 원심팬으로 하고 1차류가이드의 토출측가이드를 원심팬의 외경측에 배치된 원통상으로 하였으므로, 원심팬을 사용해서 그 축 방향으로 송풍하는 유인식 환기송풍장치를 실현시킬 수 있다.
본 발명의 제 9 및 제 15 관점에 의한 송풍장치는, 2차류의 통로우개폐를 하는 2차류통로개폐수단을 구비하였으므로, 개구상태를 변경해서 큰 풍량을 요하는 경우와 높은 정압을 요하는 경우의 양쪽에 대응할 수가 있다.
본 발명의 제 10 관점에 의한 환기송풍장치는, 유인노즐의 내측에 통기성을 갖는 판상부재를 구비하였으므로 소음이 낮아진다.
본 발명의 제 11 관점에 의한 환기송풍장치는 원심팬과 1차류를 안내하는 흡입측가이드와 원심팬의 흡입측과는 반대측에서 1차류를 반경방향으로 안내하는 가이드판과, 흡입측가이드를 덮고, 가이드판과의 사이에 토출구에 형성하는 유인디스크를 구비하였으므로, 원심팬을 사용해서 그 반경방향으로 송풍하는 유인식 횐기송풍장치가 실현되고, 따라서 환기송풍량을 증대시킬수 있고, 또 풍속을 억제해서 저소음화를 도모할 수 있다.
본 발명의 제 12 관점에 의한 환기송풍장치는, 가이드판과 유인디스크의 간격이 외주면을 향해 좁게 하였으므로, 2차류를 효율좋게 유인할 수가 있다.
본 발명의 제 13 관점에 의한 환기송풍장치는, 원심팬의 직경으 D2, 가이드판의 직경을 D3, 원심팬의 분출폭을 Ho, 유인디스크의 외주연과 가이판의 외주연으로 형성된 토출구폭을 H1, 원심팬에 가이드판을 부착했을때의 전개각을 α2로 했을때,
0.5 ≤ 2H1/ {2Ho+(D3-D2)tanα2} ≤ 1.5
로 하였으므로 유인디스크에의 분류의 충돌에 의한 압력손실 또는 토출구로부터의 역류에 의한 유량감소를 적게할 수 있어, 효율좋게 환기송풍할 수 있다.
본 발명의 제 14 관점에 의한 환기송풍장치는 가이드판과 유인디스크사이를 부분적으로 폐쇄하는 측판을 구비하였으므로, 외풍의 악영향을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 16 과점에 의한 환기송풍장치는 정압을 검지해서 2차류 통로개폐수단을 제어하고 또 본 발명의 제 17 관점에 의한 송풍장치는 정압의 압력작용에 의해 2차류개폐수단이 자기개폐하므로 모두 상황의 변화에 따라 자동적으로 대풍량 또는 고정압으로 변화가 가능하다.
본 발명의 제 18 관점에 의한 환기송풍장치는, 가이드판의 각도를 가변으로 하였기에 토출굴부터의 분출방향을 변경시킬수가 있다.
본 발명의 제 19 관점에 의한 환기송풍장치는, 흡입원통부지지부 및 유인디스크지지부를 각각 2차류흡입측 근방 및 토출구근방에 설치하였으므로, 비교적 유속이 작은 곳에 위치하고 소음이 적다.
본 발명의 제 20 관점에 의한 환기송풍시스템을 청구항 2 기재의 환기송풍장치의 흡입측을 청구항 3 기재의 환기송풍장치의 토출구를 향해 설치하였으므로 상기 토출기로부터의 분출풍을 더 멀리보내, 대풍량공기를 광범위하게 반송할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 환기 또는 송풍을 하는 환기송풍장치에서, 1차류를 발생시키는 송풍기와, 상기 1차류를 안내하는 1차류가이드와, 상기 1차류의 흡입측으로부터 토출측에 걸처 설치되고, 상기 1차류의 토출측에서 상기 1차류의 엔틀레인에 의해 발생하는 2차류를 유인하는 유인부를 구비한 것을 특징으로 하는 환기송풍장치.
  2. 환기 또는 송풍을 하는 환기송풍장치에서, 1차류를 발생시키는 송풍기와, 이 송풍기를 덮고, 상기 1차류를 안내하는 1차류 가이드와, 상기 1차류의 흡입측에서 토출측에 걸처 설치하고, 상기 1차류가이드로부터 이격해서 이를 덮고, 또 상기 1차류가이드의 하류단보다도 더 하류측까지 연재하는 유인노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 환기송풍장치.
  3. 환기 또는 송풍을 하는 환기송풍장치에서 1차류를 발생시키는 원심팬과, 이 원심팬의 흡입측에 배치되어서 상기 1차류를 안내하는 흡입측가이드와, 상기 원심팬의 직경보다도 큰 외형치수를 갖고 상기 원심팬의 흡입측과는 반대측에 배치되어서 상기 1차류를 반경방향으로 안내하는 가이드판과, 상기 흡입측 가이드와 이격해서 이를 덮고, 상기 가이드판과의 사이에 토출구를 형성하는 유인디스크를 구비한 것을 특징으로 하는 환기송풍장치.
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