KR200275053Y1

KR200275053Y1 - 가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치

Info

Publication number: KR200275053Y1
Application number: KR2020020005189U
Authority: KR
Inventors: 이재현
Original assignee: 학교법인 한양학원
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2002-05-09

Abstract

본 고안은 가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치에 관한 것으로서, 층고(層高)가 높은 건물에서 환경조건과 용도에 따라 저소음 상태로 풍량과 기류유인 방향을 가변하여 최적의 순환기류를 형성하기 위하여, 건물의 구조물에 장착되는 좌우 회전용 구동축(48)이 고정된 취부대(30)와; 지향각도를 조절하기 위한 상하, 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(40)(41)와 각도 조절 범위를 한정시키는 상하, 좌우각도 조절부(60)(61)가 전면 케이스(35) 내에 배치되고, 상하 회전용 구동축 (48)에 고정된 브래키트(24)가 전면 케이스(35) 상단에 구성된 가변지향 구동부 (20)와; 팬케이스(14) 내부에 임펠러(16)와 모터(15)가 장착되며, 전후면에 소음기 (11), 벨마우스(12) 스크린(13), 노즐(17)이 구비된 기류유인 팬부로 구성되어 있다.

본 고안은 기류유인팬부(10)에 의한 실내환기에 의하여 냉난방 에너지 절감과 쾌적한 실내 공기환경을 유지시키며, 또한 구동부(20)에 의한 지향각도의 변경이 용이하여 환경조건 변화에 대한 지향각조절이 간편한 이점이 있다.

Description

가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치{VARIABLE DIRECTIONAL AIR-FLOW INDUCING FAN ASSEMBLY}

본 고안는 가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 층고가 높은 건물에서 환경조건과 용도에 따라 저소음 상태로 풍량과 기류유인 방향을 가변하여 최적의 순환기류를 형성시키는 환기장치로서, 상하 온도편차를 해소시켜 에너지를 절감하고 쾌적한 공기환경을 유지시키는 용도로 사용되며, 특히 좌우-상하로 송풍노즐을 회동시켜 환경조건에 따라 기류 유인 방향을 자유자재로 조절하도록 하여 에너지효율을 증대시키면서 넓은 범위를 환기할 수 있도록 고안된 것이다.

종래의 기류유인 팬은 좌우-상하로 기류유인 방향 조절이 수동변경의 고정형으로 되어 있어, 환경조건 대응이 1조건으로 한정되는 문제점이 있으며, 이러한 장치를 이용하여 좌우, 상하로 기류유인 방향을 조절하려면 설치된 장소에서 매회 수작업으로 방향을 가변시켜야 되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여, 기류유인 팬을 좌우-상하로 회동시켜 기류유인 방향을 자유자재로 조절하도록 하여 에너지효율을증대시키면서 넓은 범위를 양호하게 환기할 수 있게 하는 가변지향형 기류 유인 팬을 제공하려는데 있다.

본 고안은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 건물의 구조물에 견고하게 장착되며 좌우로 회전하는 축이 연결된 취부대와; 내부에 좌우-상하 지향각을 조절하게 하는 감속비가 매우 높은 2조의 웜기어드 모터와, 지향 각도의 조절 범위를 설치장소의 특성에 부합되도록 조절하는 2조의 각도조절부가 내장되고, 외부 상단에 기류유인팬이 취부되는 브래키트가 구성되어 있는 가변지향 구동부와; 임펠러와 모터가 내장된 팬케이스 양단에 소음기가 부착되고, 기류 유입을 부드럽게 유도하는 벨마우스와, 이물질 유입을 방지하는 스크린과, 기류 안정화를 유도하는 노즐이 장착되는 기류유인 팬부로 구성되어 있다.

본 고안은 층고가 높은 건물의 구조물에 장착하여 저소음 상태로 임폘러를 가동하여 노즐로 송풍하며 좌우-상하로 노즐을 회동시켜 환경조건에 따라 기류 유인 방향을 자유자재로 조절하여 최적의 순환기류를 형성하여 상하 온도편차를 해소시켜 에너지를 절감하고 쾌적한 공기의 환경을 유지시킨다. 또한, 난방의 에너지효율을 증대시키면서 넓은 범위를 거의 균일하게 환기할 수 있게 안출한 것이다.

도 1은 본 고안 가변지향형 기류유인팬의 정면도,

도 2는 본 고안의 구성요소의 분리 예시도

도 3은 도 2의 C-C선 단면도,

도 4는 도 3의 A-A선 단면도,

도 5는 도 3의 B-B선 단면도,

도 6은 본 고안의 상하 지향각도 최대 조절범위의 예시도

도 7은 본 고안의 좌우 지향각도 최대 조절범위의 예시도

도 8은 본 고안의 설치사용 예시도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 기류유인 팬부 14 : 팬 케이스

15, 42 : 모터 16 : 임펠러

20 : 가변지향 구동부 24 : 브래키트

25 : 고정 너트 29 : 상하 가이드핀

30 : 취부대 32 : 좌우 가이드핀

40 : 상하각 조절용 웜기어드 모터부

41 : 좌우각 조절용 웜기어드 모터부

43, 46 : 웜 44, 47 : 웜휠

60 : 상하각도 조절부 61 : 좌우각도 조절부

건물의 구조물에 견고하게 장착되며, 좌우 회전용 구동축(48)이 고정된 취부대(30)와; 지향각도를 조절하기 위하여 상하, 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(40, 41)와 각도 조절 범위를 한정시키는 상하, 좌우각도 조절부(60, 61)가 전면 케이스 (35) 내에 배치되고, 상하 회전용 구동축(48)에 고정된 브래키트(24)가 전면 케이스(35) 상단에 구성된 가변지향 구동부(20)와; 팬케이스(14)내부에 임펠러(16)와 모터(15)가 장착되며, 전후면에 소음기(11), 벨마우스(12) 스크린(13), 노즐(17)이 추가적으로 결합되는 기류유인 팬부(10)로 구성되어 있다.

상기 취부대(30)는, 원형 또는 사각의 형상으로 견고한 구조로 되어 있고 하단부에는 건물의 구조물에 체착하는 4조의 취부용 볼트(31)가 삽입되는 체결공이 형성되어 있으며, 상단부에는 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(41)의 구동축(48)이 고정되어 있다.

상기 가변지향 구동부(20)는, 전면 케이스(35) 내부에 좌우각 조절용 웜기어드 모터부 (41)가 바닥면에 결합되어 있고, 상하각 조절용 웜기어드 모터부(40)가 좌측면에 결합되어 있다. 또한 상하 각도 조절 범위를 한정시키는 상하각도 조절부 (60)가 우측면에 결합되어 있고, 좌우각 조절 범위를 한정시키는 좌우각도 조절부 (61)가 바닥전면에 결합되어 있다. 또한 전면 케이스(35) 내부에 자동제어용 회로기판이 부착되고 외부에 전송용 케이블 콘넥터(34)가 연결되어 있는 후면 케이스 (36)는 전면 케이스(35)와 결합되어 있다.

상기 가변지향 구동부(20)의 외부에는 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(41)의 구동축(48)이 전면 케이스(35)의 바닥면을 관통하여 취부대(30)에 견고하게 고정되며, 상하각 조절용 웜기어드 모터부(40)의 구동축(48)이 전면 케이스(35)의 좌측면을 관통하여 브래키트(24)와 고정 너트(25)로 연결된다. 또한 브래키트(24) 우측면은 전면 케이스(35) 우측면에 독립 취부된 축에 고정 너트(25)로 연결된다.

또한, 상기 가변지향 구동부(20)의 바닥면에는 좌우각 조절 범위를 한정시키기 위하여 구동축(47)의 회전과 연동되는 좌우 가이드핀(32)과 위치를 변경 고정하여 조절한계 각도를 지정하는 2조의 좌우각 조절핀(33)이 결합되며, 우측면에는 상하각 조절 범위을 한정시키기 위하여 구동축(47)의 회전과 연동하는 상하 가이드핀 (29)과, 위치를 변경 고정하여 조절한계 각도를 지정하는 상향각 조절핀(27)과 하향각 조절핀(28)이 결합되어 있다. 그리고, 상기 가변지향 구동부(20)의 상단에는 기류 유인 팬부(10)가 결합되는 브래키트(24)가 구성되어 있다.

상기 기류 유인 팬부(10)는, 팬케이스(14)내부에 임펠러(16)와 모터(15)가 장착되며, 전후면에 소음기(11)가 결합되고, 기류 유입을 부드럽게 유도하는 벨마우스(12)와 이물질 유입 및 촉수를 방지하는 스크린(13)이 추가적으로 결합되어 있고 또한 전면에는 기류 발달을 촉진시키고 도달거리를 증대시키는 노즐(17)이 결합되어 있다.

또한, 상기 기류유인 팬부(10)는 연결용 브래키트(21)를 결합하여 브래키트 (24) 상단에 연결되는 지지판(23)과 고무 재질의 진동흡수판(22)을 경계로 견고하게 체결된다.

그리고, 상기 기류유인 팬부(10)는 저소음 환경이 요구되는 곳에 설치시에는 외부 전체를 유리섬유 등의 흡음재로 감싼 뒤 외장재로 마감한 형태로 변형되여 구성되기도 한다.

이와 같이 된 본 고안의 가변지향형 기류유인 팬의 운전특성은 기류유인 팬부 (10)의 가동 및 정지와 가변지향 구동부(20)의 지향 각도 조절로 나누어진다.

후면 케이스(36) 외부에 구성되어 있는 전송용 케이블 콘넥터(34)로부터 전원공급과 원격제어 신호가 입출력되고, 후면 케이스(36) 내부에 취부되어 있으면서 전송용 케이블 콘넥터(34)와 연결되어 있는 자동제어용 회로기판의 제어신호에 의하여 기류 유인 팬부(10) 및 가변지향 구동부(20)의 운전이 이루어진다.

상기한 기류 유인 팬부(10)의 동작원리 및 각 부품의 제반 성능과 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.

기류 유인 팬부(10)에 장착되는 팬의 종류는 사용장소의 층고 및 면적에 따라 1,000∼10,000㎥/h 풍량의 단단 축류식 터보팬이 사용되며, 임펠러(16) 직경은 150∼400mm 정도이고, 2극 AC모터(15) 또는 고속형 DC모터(15)로 구동된다. 전송용 케이블 콘넥터(34)로부터 가동 신호가 수신되면 자동제어용 회로기판과 연결되어 있는 모터(15)가 회전한다.

모터(15)의 회전력에 의하여 임펠러(16)가 구동되면 강력한 정압차가 발생되며, 스크린(13)과 벨마우스(12)로 유입된 공기는 팬 케이스(14) 내부의 고정익을 통과하면서 회전성분이 감쇄되며 노즐(17)을 경유하여 분사된다. 이때 발생되는 소음은 팬 케이스(14) 전후면에 결합된 소음기(11)에 흡수되어 정숙 운전된다. 노즐 (17)로 분사된 공기는 통상 25° 이내의 확산각으로 노즐(17)직경의 150∼300배 거리까지 주변공기를 유인 확산시키면서 일정한 경로의 순환기류를 형성시킨다.

상기한 가변지향 구동부(20)는 상단에 결합되어 있는 기류유인 팬부(10)의 기류분사 방향을 상하-좌우로 변경하는 기능을 수행하며, 동작원리 및 각부품의 제반 성능과 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.

상하 지향각도 변경 신호가 전송용 케이블 콘넥터(34)로부터 수신되면 자동제어용 회로기판과 연결되어 있는 상하각 조절용 웜기어드 모터부(40)의 모터(15)가 회전한다. 모터(15) 축에 가공되어 있는 1차 웜(43)의 회전력이 1차 웜휠(44)로 전달되면서 1차 감속되고, 기어 하우징 (49)내의 연결축(45) 반대편의 2차 웜(46)이 동반 회전된다. 이 회전력은 구동축(48)에 연결된 2차 웜휠(47)을 회전시켜 2차 감속되고, 구동축(48)에 연결되어 있는 브래키트(24)가 상하로 회전되어, 이와 결합된 기류유인 팬부(10)의 기류형성 방향이 변경된다.

좌우 지향각도 변경 신호가 수신되면 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(41)의 모터(15)가 회전한다. 모터(15) 축에 가공되어 있는 1차 웜(43)의 회전력이 1차 웜휠(44)로 전달되면서 1차 감속되고, 기어 하우징(49)내의 연결축(45) 반대편의 2차 웜(46)이 동반 회전된다. 이 회전력은 구동축(48)에 연결된 2차 웜휠(47)을 회전시켜 2차 감속되고, 구동축(48)에 동력을 전달한다. 구동축(48)의 반대방향은 취부대 (30)에 고정되어 있으므로 가변지향 구동부(20) 전체가 좌우로 회전되어, 이와 결합된 기류유인 팬부(10)의 기류형성 방향이 변경된다.

상하, 좌우각 조절용 윔기어드 모터부(40, 41)에 내장되는 모터(15)는 4극 이하의 AC 모터 또는 동급 회전수의 DC모터가 사용되며 가동시간 및 정역회전 제어에 의한 위치제어가 일반적으로 채택된다. 그러나, 정밀한 위치제어가 요구될 때에는 서보모터가 장착될 수 있다. 또한 구동축(48)은 5。/sec 이내로 회전되어야 안전하므로, 감속비 1/1,600 이상의 2단 웜기어로 구성된다.

상하 지향각 조절범위는 도6에 예시된바와 같이 정상위치(200)에서 상향 25。(202), 하향 70。(201)까지 가능하나, 설치장소의 특성에 따라 상, 하향각 조절핀(27, 28)을 이동시켜 상, 하 검출 스위치(63, 62) 동작 범위를 조절하여 한다.

좌우 지향각 조절범위는 도7에 예시된바와 같이 정상위치(100)에서 좌, 우향 165。(101, 102)까지 가능하나, 설치장소의 특성에 따라 좌우향각 조절핀(33)을 이동시켜 좌, 우 검출 스위치(64, 65) 동작 범위를 조절하여 한다.

또한, 도8은 본 고안의 설치사용 예시도로서 도면에 의하여 가변지향형 기류유인 팬의 제반 성능과 기능을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

고층고 건물 상단 구조물(302)에 가변지향형 기류유인팬(300)을 다수 설치 가동하고, 상하온도편차 및 사용용도에 따라 지향각도를 적절하게 조절하면 실내 공기 전체가 유인기류(301)의 진행경로를 따라서 일정한 패턴의 순환기류가 형성된다. 이렇게 형성되는 기류는 겨울철 난방시 부력에 의하여 상층부에 정체되는 따듯한 공기가 거주영역으로 순환되어 난방효율이 증대되며, 여름철 냉방시에는 바닥면의 거주영역에 부드러운 미풍이 형성되어 체감온도가 낮아지게 한다.

지금까지 본 고안의 도면 및 실시예에 의하여 설명하였으나 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니며, 실용신안등록 청구범위 내에서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 고안으로부터 용이하게 설계변경하거나 구성요소의 일부를 치환 또는 가감하는 등의 여러 가지 실시형태는 본 고안의 실용신안등록 청구의 범위에 속하는 것임을 부언한다.

본 고안은 고층고 건물에 설치되는 기류유인팬의 지향각도를 상하-좌우로 변경시켜 기류유인 방향을 환경조건의 변화와 용도에 따라 자유자재로 조절할 수 있어 유효한 환기작용에 의하여 온도분포가 균일하게 되어 겨울철이나 여름철에 냉난방의 에너지가 절감된다.

또한, 쾌적한 실내 공기의 환경을 유지시킬 수 있다.

또한, 지향각도의 변경이 용이하여 환경조건 변화에 대한 지향각조절이 간편하여 층고가 넓은 공간내의 환기에 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

건물의 구조물에 장착되고 좌우 회전용 구동축(48)이 고정된 취부대(30)와; 지향각도를 조절하기 위한 상하, 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(40, 41)와 각도 조절 범위를 한정시키는 상하, 좌우각도 조절부(60, 61)가 전면 케이스(35) 내에 배치되고, 상하 회전용 구동축(48)에 고정된 브래키트(24)가 전면 케이스(35) 상단에 구성된 가변지향 구동부(20)와; 팬 케이스(14)내부에 임펠러(16)와 모터(15)가 장착되며, 전후면에 소음기(11), 벨마우스(12), 스크린(13), 노즐(17)이 결합되는 기류유인 팬부(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치.
제1항에 있어서, 상기 기류유인 팬부(10)는, 팬케이스(14)내부에 임펠러(16)와 모터(15)가 장착되며, 전후면에 소음기(11)가 결합되고, 기류 유입을 부드럽게 유도하는 벨마우스(12)와 이물질 유입 및 촉수를 방지하는 스크린(13)이 결합되어 있고, 전면에는 노즐(17)이 결합되어, 팬 케이스(14)에 연결된 브래키트(21)를 브래키트(24) 상단에 지지판(23)과 고무 재질의 진동흡수판(22)과 함께 체결된 것을 특징으로 하는 가변지향향 기류유인 팬을 이용한 환기장치.
제1항에 있어서, 상기 가변지향 구동부(20)는, 전면 케이스(35) 내부에 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(41)가 바닥면에 결합되어 있고, 상하각 조절용 웜기어드 모터부(40)가 좌측면에 결합되어 있으며, 상하각도 조절부(60)가 우측면에 결합되어 있고, 좌우각도 조절부(61)가 바닥전면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 기변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치.
제1항에 있어서, 상기 가변지향 구동부(20)의 하부에는 좌우각 조절용 웜기어드 모터부(41)의 구동축(48)이 전면 케이스(35)의 바닥면을 관통하여 취부대(30)에 고정되고 상하각 조절용 웜기어드 모터부(40)의 구동축(48)이 전면 케이스(35)의 좌측면을 관통하여 브래키트(24)와 고정 너트(25)로 연결되며 브래키트(24) 우측면에 전면 케이스(35)의 우측면에 독립 취부된 축에 고정 너트(25)로 연결된 것을 특징으로 하는 가변 지향형 기류유인팬을 이용한 환기장치.
제1항에 있어서, 상기 가변지향 구동부(20)의 바닥면에는 구동축(47)의 회전과 연동되는 좌우 가이드핀(32)과 위치를 변경 고정하여 조절한계 각도를 지정하는 2조의 좌우각 조절핀(33)이 결합되며, 우측면에는 상하각 조절 범위를 한정하기 위한 구동축(47)의 회전과 연동하는 상하 가이드핀(29)과, 위치를 변경 고정하여 조절한계 각도를 지정하는 상향각 조절핀(27, 28)이 결합되어 있는 것을 특징으로 가변지향형 기류유인 팬을 이용한 환기장치.