KR20020089627A - 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트에 관한 것으로, 본 발명의 구성은 소요 환기 대상 공간의 수요압을 충족하는 정압(定壓)을 갖도록 하는 선형의 공기 토출 특성을 갖는 환기팬과: 상기 환기팬을 내부로 감싸고 일부만 외부와 개방되도록 하는 흡입구가 일면에 형성된 환기팬 하우징과: 상기 환기팬 하우징의 일면에 연장되어 장방형의 내부 유로를 형성하는 챔버와; 상기 챔버의 길이방향으로 형성되어 내부유로를 구획하여 길이방향에 대해 장방형의 공기 등압 토출 특성을 갖도록 하는 유로 형성 패널과: 상기 챔버의 길이 방향 일면에 형성되어 경사각이 조절 가능한 노즐과; 상기 환기팬 및 노즐의 회전수와 틸팅각을 설정하는 제어부를 포함하여 이루어 진 것으로, 본 발명에 의하면 공기 조화 장치를 형성하는 환기팬을 장방향의 유로를 형성하는 챔버 구조체와 일체화 함으로써 외부로 배출되는 공기를 등압을 갖는 장방형의 토출 유속 특성을 갖도록할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트{Tunnel Fan Unit Having lengthwise Air Current Property}

본 발명은 터널팬 유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형(線形)의 토출기류를 갖는 환기팬을 장방향의 유로를 형성하는 터널 형태의 챔버 구조체와 일체화 함으로써 외부로 배출되는 공기를 등압을 갖는 장방형의 토출기류로 변환토록 한 터널팬 유니트에 관한 것이다.

일반적으로, 실내,외의 공기를 순환하기 위한 장치로는 팬이나 송풍기가 팬을 내,외 공간을 구획하는 격벽 사이에 설치하여 공기를 순환하는 것이 통상적인 공기순환이었다. 근래에는 이러한 팬이나 송풍기의 외관을 용도에 맞게 구조물로써 제작하여 각 용도에 맞는 특성을 갖도록 한 유니트로 사용하는 추세이다.

또한. 상기와 같은 유니트 중 장방향(長方向)의 토출기류(吐出氣流)를 갖도록 한 유니트로서는 주로 실내,외에 공기의 벽을 갖도록 한 에어 커텐용 크로스 팬을 사용하는 것이 가장 대표적인 것이었으나 팬을 구동하기 위한 부품의 진동에 의해 소음이 심하였고 또한, 공기가 일정압력으로 토출되어야 하는 정압(定壓)특성을충분히 충족시키지 못하였다.

또한 장방향의 기류는 도어의 개폐시 실,외기가 순간적으로 개방되는 것을 차폐하는 에어커튼용으로도 사용할 수 있으나 일반적인 환기의 용도로는 사용되지 않고 있다.

이와 같은 장방향의 토출기류는 실내의 환기를 위한 구조로서 바람직한 특성을 갖지만 앞에서 설명한 바와 같이 에어커튼에 사용되는 장방향 기류특성을 얻기 위한 크로스 팬을 사용하기에는 소음 및 제한된 공기의 토출압을 갖는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 선형의 토출기류를 갖는 하나의 환기팬으로서 일정 길이와 폭을 이루는 장방향 기류로 변환토록 한 터널팬 유니트를 제공하는 것에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소요 환기 대상 공간의 수요압을 충족하는 정압을 갖도록 하는 환기팬과: 상기 환기팬을 내부로 감싸고 일부만 외부와 개방되도록 하는 흡입구가 일면에 형성된 환기팬 하우징과: 상기 환기팬 하우징의 일면에 연장되어 장방형의 내부유로를 형성하는 챔버와; 상기 챔버의 길이방향으로 형성되어 내부유로를 구획하여 길이방향에 대해 공기의 등압 토출 특성을 갖도록 하는 유로 형성 패널과: 상기 챔버의 길이 방향 일면에 형성되어 경사각이조절 가능한 노즐과; 상기 환기팬 및 노즐의 회전수와 틸팅각을 설정하는 제어부를 포함한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트의 평면도,

도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 등압 분포 유로 형성을 위한 개념도,

도 4는 본 발명에 따른 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트의 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 환기팬의 평면도,

도 7은 본 발명에 따른 환기팬의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 환기팬 하우징 110; 흡입구

120: 공기 흡입 그릴 200: 환기팬

210: 모터 220: 로터(Rotor)

300: 챔버(Chamber) 310: 유로 형성 패널

311: 절곡부 320: 등압 분포 유로

400; 노즐(Nozzle) 410: 경사면

500: 흡음재 CP: 제어부

B: 고정 브라켓

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 구성을 나타낸 도면으로써, 구현 가능한 실시예를 나타낸다. 본 발명의 크게 내부 공기를 흡기할 수 있는 압력을 발생하는 환기팬(200)과, 환기팬(200)이 들어가는 환기팬 하우징(100), 환기팬 하우징(100)에서 연장된 유로를 형성하는 챔버(300)로 이루어진다.

한편, 환기팬 하우징(100)은 흡입구(110) 및 공기 흡입그릴(120)에 의해 환기팬(200)을 일부만 개방된 상태로 격리하여 공기가 흡입될 수 있는 공간을 이루고 그 일측에 풍동(風洞)을 형성하는 챔버(300)가 길이방향으로 연결된 구조이다.

챔버(300)는 앞에서 설명한 바와 같이 길이방향의 공기 유로를 아울러 형성하고 그 내부에 유로 형성 패널(310)이 격벽을 이루어 공기의 흐름압에 대응하는 등압 분포 유로(等壓分布流路)(320)를 형성한다.

등압 분포 유로(320)는 공기의 흐름이 시작되는 곳에서 부터 가까울 수록 체적(體積)이 크며 그 진행방향에 대해 점차적으로 체적이 작아지는 공기의 흐름유로를 갖는다.

즉, 이와 같은 등압 분포 유로의 형태는 도 3에서와 같은 개념의 흐르는 유체 질량보존의 법칙이 적용된다. 예를 들어 유로의 단면A가 출구측 단면B보다 클 때,A와B들 사이를 지니는 공기의 질량은 일정하게 유지되어야 한다.

여기서 상기 공기가 흐르는 유로의 단면적을 A와 B 그리고 A를 지나는 공기의 밀도를 P1, B를 지나는 공기의 밀도를 P2라 하고 A의 공기 흐름속도를 V1, B의 공기 흐름속도를 V2라 한다면 이들 사이의 질량 관계를 거시적으로 본다면 다음과 같은 등식을 이룬다.

P1 A V1 = P2 B V2

따라서, 체적이 점진적으로 작아지는 유로에서 단위시간에 단면A를 지나는 공기의 질량과 단면B를 지나는 공기의 질량은 같아야 하므로 공기의 유속 및 유압은 환기팬에서 공기의 흐름이 시작되는 부위는 압력 및 유속이 커야 하고 끝나는 부위는 작아아야 한다.

이와 같은 질량보존의 법칙에 의해 점진으로 변화하는 유로의 체적차(상기 식에서는 유로의 단위 단면적 A와 B를 의미함)를 보상하기 위한 것으로, 환기팬(200)에서 토출되는 공기의 시작 부위와 끝나는 부위의 밀도 및 속도는 달라야 하며 이것은 일반적인 선형(線形)의 공기 토출 특성을 갖는 환기팬(200)을 사용할 수 있는 여건을 제공한다.

상기 등압 분포 유로를 형성하기 위한 실시예적 구조로서는 챔버(300)의 내부에 일정 두께의 판상으로 이루어진 판을 길이방향으로 일정 경사각을 이루도록 하고 그 길이방향 사이에 단차(段差)를 이루는 절곡부(311)를 형성한 유로 형성 패널(310)로 이루어진다.

유로 형성 패널(310)에서 절곡부(311)에 의한 단차는 챔버(300)의 내부에서 길이방향으로 흐르는 공기의 흐름 방향을 변환하기 위한 구조이다. 즉, 공기의 흐름이 챔버(300)의 내부에서 길이방향을 이루다가 단차에서 측방으로 흐름을 변환시키게 된다. 그 흐름의 형태는 길이방향에 대해 전체적으로 균일한 공기의 토출 특성을 갖는다.

물론, 공기의 흐름방향이 변환되는 과정 중 단차 부근에서의 공동현상

(Cavitation) 및 국부적 난류(亂流)는 존재하지만 전체적으로 본다면 비교적 균일한 공기의 흐름특성을 갖는다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 터널팬 유니트를 나타낸 정면도 및 측면도로서, 공기의 최종적 토출구를 형성하는 노즐(400)의 위치를 나타낸다.

노즐(400)은 도 4에서와 같이 챔버(300)의 일측으로 연장되어 형성되고 그 내부는 등압 분포 유로(320)와 공간적으로 연결되어 있으며 이러한 노즐(400) 역시 끝부분으로 갈수록 체적이 작아지는 내부 공간을 갖는다.

이를 위한 구조로서 노즐(400)의 상부가 일정 경사각을 갖도록 경사면(410)이 형성된 구조이다. 경사면(410)의 각은 가변적으로 조절되고 그 조절 범위는 0 ~ 15도 이다.

상기의 노즐 경사각은 별도의 구동장치에 의해 그 각이 변환된다. 구동장치는 전기적 제어신호를 발신하는 제어부(CP)에서 작동시킨다. 구동장치는 본 발명의 도면에서는 도시하지 않았으며 노즐(400)의 경사면(410)을 조절하기 위한 장치라면 어떠한 형태라도 적용될 수 있다.

본 발명의 터널팬 유니트의 소음을 방지하기 위한 수단으로서는 흡음재(500)가 챔버(300) 및 환기팬 하우징(100), 유로 형성 패널(310)의 후면에 부착되어 진동 및 소음을 흡수하게 되어 있다. 상기 흡음재(500)는 진동 및 소음을 흡수하는 특성을 갖는 부직포 또는 탄성재(합성고무, 고무)등과 같은 재질로 이루어질 수 있다.

도 6 내지 도 7은 본 발명에 적용 가능한 환기팬을 나타낸 것으로, 본 발명에서는 아웃 로터(220) 타입의 모터(210)를 갖는 팬을 사용하였다. 아웃 로터 타입의 모터를 갖는 환기팬(200)은 흡기압을 크게할 수 있는 고정압, 고풍량을 가지면서 전력소모는 적은 장점이 있고 또한, 공기의 흡입량을 크게할 수 있어 보다 강력한 환기특성을 갖는다.

이상과 같은 본 발명의 터널팬 유니트에서 공기가 최종적으로 토출되는 노즐(400)의 경사각은 공기의 저항을 최소화하기 위하여 15도 이하로 하였고 기내 정압 손실이 18mm Ag 이하가 되도록 설정하였으며 노즐(400)에서의 토출속도가 평균 13m/sec 이상이 되도록 하였다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 터널팬 유니트는 하나의 구조체로 이루어지며 도면에 나타낸 고정 브라켓(B)에 의해 주차장이나 또는 대량의 환기가 요구되는 장소의 출입구측에 고정된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 실내환기를 위한 터널팬 유니트를 장방향의 토출특성을 갖는 유로를 형성하고 그 내부에 공기의 흐름을 변환하는 유로 형성 패널을 길이방향으로 설치하여 유로의 체적을 점진적으로 축소함과 동시에 그 사이 사이에 공기의 흐름을 변환하는 다수개의 단차를 이룬 구조이다.

따라서, 본 발명에 의한 공기의 흐름통로는 점진적으로 체적이 작아지는 공기 흐름통로를 형성하게 되므로 장방향 유로에 대해 비교적 균일한 토출압을 이루고 또한, 단차에 의해 길이방향의 공기흐름을 횡방향으로 변환시켜 선형의 공기 토출특성을 갖는 아웃 로터 모터 형식의 환기팬으로도 장방향의 기류를 얻을 수 있다.

특히, 주차장과 같은 매연 또는 이산화 탄소가 많은 장소에서 터널팬 유니트가 사용된다면 강력한 흡기팬에 의한 강제 환기의 효율성은 물론 반대로 외부의 공기을 흡입하여 실,내외를 공기의 막으로 차단할 수 있는 장방형의 토출기류를 형성함으로서 보다 쾌적한 환경을 구축할 수 있는 부가적인 효과가 있다.

Claims (5)

1. 소요 환기 대상 공간의 수요압을 충족하는 정압(定壓)을 갖도록 하는 선형의 공기 토출 특성을 갖는 환기팬과: 상기 환기팬을 내부로 감싸고 일부만 외부와 개방되도록 하는 흡입구가 일면에 형성된 환기팬 하우징과: 상기 환기팬 하우징의 일면에 연장되어 장방형의 내부 유로를 형성하는 챔버와; 상기 챔버의 길이방향으로 형성되어 내부유로를 구획하여 길이방향에 대해 장방형의 공기 등압 토출 특성을 갖도록 하는 유로 형성 패널과: 상기 챔버의 길이 방향 일면에 형성되어 경사각이 조절 가능한 노즐과; 상기 환기팬 및 노즐의 회전수와 틸팅각을 설정하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유로 형성 패널은 챔버의 길이방향으로 일정 경사각을 갖도록 설치되며 그 사이에 다수개의 절곡부에 의해 단차를 갖도록 함을 특징으로 하는 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 환기팬은 원심력에 의해 흡입방향에 대해 직각인 선형(線形)의 토출기류를 갖는 것을 특징으로 하는 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 환기팬에서 토출되는 선형의 공기의 흐름을 유로 형성 패널의 절곡부에 의해 장방향으로 변환됨을 특징으로 하는 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐은 상,하 0~15도의 각도 변환 범위를 갖음을 특징으로 하는 장방향 기류 특성을 갖는 터널팬 유니트.