KR200393262Y1 - 실내환기 및 온도조절장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 실내 환기를 송풍기로 1년 사철 지속적으로 하면서 실외 공기의 유입으로 실내 온도가 기준치 보다 하강하면 송풍관의 절개된 부분을 덮고 있던 뚜껑이 송풍관 내부로 열리면서 송풍기의 송풍력으로 송풍되던 외부공기의 유입량을 줄이고 대신 줄인 만큼의 송풍량을 실내공기로 충당하여 혼합 순환시켜서 실내온도를 유지하고 실내공기가 정체되는 현상을 없앰으로서 습기, 곰팡이, 악취 등을 제거하며 실내온도가 상승하여 기준치 보다 높아지면 뚜껑이 위로 닫혀서 송풍기가 흡기하는 송풍량의 100％를 실외공기로 유입케 하는 작용을 반복하면서 별도의 가열장치 없이 실내온도를 조절하면서 환기를 지속하는데 특징이 있는 장치로서 지하 주택과 같이 창밖이 지층 벽으로 막혀서 강제 환기를 하지 않으면 환기가 안 되고 오염된 습기가 정체되는 곳에는 물론, 지상 층의 밀폐된 주택에도 환기와 함께 에너지절약의 효과를 제공하는 장치이다.

Description

실내환기 및 온도조절장치{Ventilation Temperature Control Device in Room}

본 고안은 송풍기를 이용하여 실내에 외부 공기를 유입하고, 오염된 내부 공기를 외부로 배출하는 환기를 할 때에, 외부로 부터의 유입공기를 개폐기로 차단하지 않고 지속적으로 유입하면서 외부 공기의 유입량을 가감하여 실내의 기존온도가 설정온도의 오차범위 내에서 유지되게 하는 장치이다. 종래의 방식은 환기개폐기로서 환기를 하지 않을 경우에는 통풍구를 닫고, 환기 시에는 여는 방식으로 열 교환을 하는 것과, 창문 개폐를 전부 또는 일부를 자동으로 하는 것 등이 있다.전자는 흐르는 물과 같이 지속적으로 환기를 못 시키는 단점이 있고, 후자는 지하와 같이 창문을 열어도 자연환기가 되지 않는 곳은 원활한 환기를 못 시키는 단점이 있다.

지하와 같은 실내는 창문을 열어도 창밖이 1미터정도 공간이 있을 뿐이고 바람이 들어오지 못하게 지층절벽이 막혀 있기 때문에 강제 환기가 필요하며, 강제 환기를 추운 겨울에도 해야 하는 데, 환기를 지속하면 실내의 난방온도가 급속히 냉각할 수 있으므로 실내온도를 유지하면서 지속적으로 환기되도록 하기 위한 것으로서 전기유지비와 시설비가 저렴하도록 이루는 것이 기술적 과제이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 외부에서 실내로 인입된 배기관과 흡기관 중에서 한쪽 관에만 송풍기를 결합하고 이 송풍기의 흡기 측 전단에 송풍관의 한쪽 면의 일부를 절개하고 절개된 면과 같은 규격의 뚜껑과 이 뚜껑에 접합된 지렛대에 장착한 기어모터가 자동온도조절스위치의 명령에 따라서 이 뚜껑이 송풍관 내부로 열렸다 닫쳤다 하는 동작을 되풀이 하면서 송풍의 양을 소량과 대량 간을 조절하여 실내온도를 보존하면서 환기가 지속되게 하는 것이다. 다른 한 쪽 관에는 통풍막을 장착하여서 뚜껑이 장착된 송풍관을 통과하는 송풍량과 똑 같은 양의 송풍을 하게 하는 것이다.일반적 상식으로는 송풍관 뚜껑이 열리면 송풍량이 최대가 되고, 닫히면 최소가 된다고 생각한다. 그러나 본 고안의 뚜껑은 역동작을 특징으로 한다.송풍기가 달린 송풍관 측의 뚜껑이 위로 닫쳤을 땐, 최대의 송풍을 하며, 이 뚜껑이 송풍관 내부로 열렸을 때는, 송풍이 최소로 되는 것이다. 환언하면, 송풍기는 1년 365일 지속적으로 환기하며, 뚜껑은 실내온도의 변화에 따라서 역동작하여 온도가 설정온도보다 상승하면 뚜껑을 닫아서 송풍량이 최대가 되게 하여 외부 공기를 많이 끌어 들이고, 온도가 설정온도보다 하강하면 뚜껑을 열어서 송풍량을 줄여주어서 외부 공기의 유입을 줄이는 대신에 내부 공기로 순환시키는 역할을 하며, 뚜껑이 열려서 송풍량을 최소로 할 때는, 송풍이 차단되지 않고, 뚜껑의 좌, 우와 하부로는 송풍이 되도록 하여 산소공급부족으로 질식사 하는 것을 예방한다. 통풍막 역시 뚜껑과 비례하여 뚜껑이 닫히면 송풍이 최대가 되게 송풍방향과 평행을 이루며, 뚜껑이 열리면 통풍막은 송풍방향과 직각을 이루어서 송풍을 최소화 하며, 통풍막의 좌, 우와 상부의 틈새 공간으로 뚜껑이 송풍하는 송풍량만큼 송풍하는 것이다. 즉 송풍기는 배기 측 송풍관이든, 흡기 측 송풍관이든, 어느 한 쪽에만 장착하는 것을 기본으로 한다. 이유는 전력에너지를 줄이는 장점도 있고, 시설비·유지비·용적률 등이 적다는 감안도 있지만, 보다 큰 이유는 송풍기를 흡기관 측과 배기관 측, 양측에 장착할 경우에는 송풍기 각각의 분당 회전수(R.P.M)가 틀리므로 흡, 배기의 송풍량을 일치시킬 수가 없어서, 이로 인한 기술적 피해(Damage)를 포함한 몇 가지 문제를 발생 할 수가 있기 때문이다. 송풍기가 달린 쪽에는 뚜껑은 '송풍기의 흡기 측'에 장착되어야 하며, 이 장치가 실외의 공기를 흡기하는 흡기 측 송풍관 즉 흡기관에 설치하였다면, 통풍막은 이와 반대 측인 실내의 오염된 공기를 배기하는 배기 측 송풍관 즉 배기관에 장치하는 것이다. 만일에 송풍기를 배기관에 장착한다면, 통풍막은 흡기관에 장착되는 것이다. 즉 통풍막을 장착한 송풍관에서의 송풍은 별도의 전기 에너지 공급없이 반대 측의 송풍관에 달린 송풍기와 이 송풍기의 송풍량을 조절하는 뚜껑에 의하여 흡기하면 흡기한 만큼 배기하고 배기하면 배기한 만큼 흡기하는 것으로서 송풍기의 토출력에 의하여 송풍되는 실내공기가 압축되거나 진공화 되지 않으려는 대기의 자연현상을 이용한 것이다.여기에서 명백한 공식은 뚜껑을 통하여 흡기 또는 배기되는 송풍량은 통풍막을 통하여 배기 또는 흡기되는 송풍량과 같다. 첫째. 뚜껑을 통과한 실외공기의 흡기량=통풍막을 통하는 실내공기의 배출량이고, 둘째. 뚜껑을 통과한 실내공기의 배출량=통풍막을 통과한 실외공기의 흡기량 이 된다. 송풍기가 송풍관과 결합됨으로서 송풍기가 공기를 흡기해서 배기하는 토출량이, 뚜껑이 닫혔을 때는 100％ 통과 시키지만, 뚜껑이 열리면, 실외와 통하는 송풍량은 줄어든 대신에, 송풍기가 토출하는데 필요한 나머지의 부족량은 뚜껑이 열리면서 생긴 뚜껑 상부의 틈새 공간으로 실내공기가 혼입되면서 이를 충족시키는 것이다. 이 실내공기는 실내를 순환하면서 실내의 정체된 공기를 움직여 줌으로서 공기의 정체현상에서 발생하는 습기를 건조시켜 제거하는 역할을 한다.

상기와 같은 본 고안의 구성과 작용을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도4a 및 도1a 에서와 같이 4각의 고정용 브래킷(11)에 한 쪽 면이 절개된 송풍관(1) 토막을 삽입한 다음에 지렛대(8)가 접합된 뚜껑(2)을 송풍관(1)의 절개 면과 일치되게 맞춘 상태에서 브래킷(11)을 이동하여 지렛대(8)의 연결축(7)에 기어모터(5)의 회전축을 접속 결합하고, 기어모터(5)의 고정판과 브래킷(11)의 한 쪽 측면에 미리 뚫린 볼트구멍에 볼트너트(20)로 고정한 다음, 브래킷(11)의 좌, 우 측면에 미리 뚫린 볼트구멍과 송풍관(1)의 미리 뚫린 볼트구멍을 서로 관통되게 볼트너트(20)로 고정한 다음, 브래킷(11)의 미리 뚫린 볼트구멍에 상부 동작멈춤스위치(10, =LS1)와 하부 동작멈춤스위치(9, =LS2)를 착설한 다음에, 기존의 송풍관(6) 전단에 연결관(3)을 접속한 후, 다시 송풍기(4)를 접속하고 다시 연결관(3)을 접속한다. 이 때, 송풍기(4)를 흡기관으로 사용하려면 송풍기(4)에 표시된 송풍방향 화살표가 실내 쪽 방향이 되게 접속하여야 하며, 송풍기(4)를 배기관으로 사용하려면 송풍기(4)에 표시된 송풍방향 화살표가 실외 쪽으로 향하게 하여야 한다. 다음에 뚜껑(2)과 지렛대(8), 기어모터(5), 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)가 장착된 본 고안의 송풍관(1)을 접속 결합한다. 접속 방향은 뚜껑(2)이 송풍관(1) 내부로 열리는 쪽이 송풍기(4) 쪽 방향이 된다. 송풍관(1)의 접속 안 된 쪽은 실외로 통하는 기존의 송풍관(6)과 연결관(3)으로 접속한다. 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)는 구조상 납작형(Flat Type)의 근접스위치(일명: 근접센서)가 최적격이며 소형 리미트 스위치도 사용할 수 있다. 도3은 리미트 스위치의 기호로 표기한 것은 설명을 간편하게 하기 위해서이다. 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)의 장착 위치는 도1a 및 도1b에 표시된 위치로서 좀 더 자세히는 도4a와 같다. 4각의 고전용 브래킷(11) 제작 시에, 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)를 고정하는 부분은 뚜껑(2)이 닫혔을 때와 열렸을 때, 지렛대(8)의 끝부분과 밀착되도록 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)의 간격을 맞추어야 하며, 뚜껑(2)을 열었을 때의 지렛대(8)의 경사도에 맞도록 상부 동작멈춤스위치(10)가 고정될 부분의 각도를 맞추어야 한다. 근접스위치로 할 경우에는 지렛대(8)가 근접스위치와 근접되는 부분은 엷은 금속판이어야 한다.통풍막(15)의 장착은 통풍막(15)을 장착할 송풍관(1')의 상부를 통풍막(15)의 가로 폭이 송풍관(1') 속에 충분히 들어갈 수 있게 까지만 절개하고 도1d 와 같이 통풍막 걸이(15A, =Hanger), 통풍막 프레임(15' =Frame), 필름(15B =Soft Film), 통풍날개(15C)로 구성된 통풍막(15)을 도1c와 같이 상부가 절개된 송풍관(1') 홈에 삽입하고, 통풍막 덮개(17, =Cover)로 접착 고정한 다음에, 기존의 송풍관 중에서 뚜껑이 안 달린 쪽 송풍관(6')의 중간에 연결관(3)을 좌, 우 양측에 접속하여 결합한다. 도3과 같이 릴레이(R1, R2)와 2련3로 절환스위치(SS), 전원개폐기(PS), 교류/직류변환기(AC/DC), 휴즈(Fuse)로 구성된, 공지의 조작회로(13)에 자동 온도 조절기(12)의 출력접점(C, L, H)과 기어모터(5) 및 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9 =LS1, LS2)를 결선한 다음에, 전원스위치(PS)를 넣고 자동온도조절기(12)의 설정온도를 원하는 실내의 기존온도에 맞추면, 송풍기(4)는 자신의 토출 송풍력으로 계속 가동하고, 실내에 비치된 자동온도조절기(12)의 명령에 따라서 뚜껑(2)이 지렛대(8)로 연동된 기어모터(5)에 의하여 열렸다 닫혔다 동작을 반복하고, 통풍막(15)은 뚜껑(2)과 비례동작을 하면서, 실내 환기는 지속되는 것이다.

실내온도가 설정온도보다 높을 때는 뚜껑(2)이 닫힌 상태로서 송풍기(4)의 토출 송풍량의 100％가 송풍관(1)을 통하여 송풍되고. 통풍막(15)도 송풍바람과 평행을 이루어 송풍관(1')을 통하여 100％ 송풍량을 송풍한다. 뚜껑(2)이 달린 송풍관(1)이 배기관이면 통풍막(15)이 달린 송풍관(1')은 흡기관이다.실내온도가 설정온도보다 낮아지면 뚜껑(2)이 송풍관(1) 안으로 열리고 송풍관(1)으로 통하는 송풍량은 최소로 된다. 이 때 송풍기(4)의 토출 송풍량을 송풍관(1)으로 충족하지 못하는 부족량은 실내의 내부 공기(18A)가 뚜껑(2) 상부의 열린 틈새로 뚜껑(2)의 경사면을 타고 흡기 되여 순환하게 되는 것이다.도1b의 18A와 도2b의 18A가 이 순환현상을 나타내는 것이다. 수동손잡이(16)는 공지의 조작회로(13)를 사용 않고 송풍기(4)만을 가동하도록 할 경우에, 손으로 핸들(16)을 돌려서 뚜껑(2)을 적당하게 열어서 환기의 송풍량과 실내온도를 조절할 때 사용하기 위한 것이다. 도2a는 뚜껑(2)이 닫혔을 때의 뚜껑(2) 측 송풍관(1)과 통풍막(15) 측 송풍관(1')의 송풍량(14)을 비교하기 위하여 나타 낸 단면도이고, 도2b는 뚜껑(2)이 열렸을 때의 뚜껑(2) 측 송풍관(1)과 통풍막(15) 측 송풍관(1')의 송풍량(14)을 비교하기 위하여 나타 낸 단면도이다. 도2a의 C…‥C'는 통풍막(15)이 송풍바람과 평행을 이루고 있고, 도2b의 C…‥C'는 통풍막(15)이 송풍바람과 90도 직각을 이루고 있다. 이처럼 통풍막(15)은 실외와의 환기에서 흡기량과 배기량이 동일하도록 맞추는 역할을 한다. 기어모터(5)는 직류형으로서 일단 뚜껑(2)이 닫히는 쪽으로 정회전하다가 상부 멈춤스위치(10)에 의하여 정지되면 다음동작은 기어모터(5)로 공급되는 직류전원의 극성이 바뀌면서 역회전하여 뚜껑(2)이 열리는 것이다. 즉 (+)와 (-)의 직류극성을 바꿔 주면 기어모터(5)는 정, 역회전을 바꾸어 가며 하는 것이다. 이 극성을 바꾸는 역할은 자동온도조절기(12)의 출력접점에서 행하여진다.

잠시라도 강제 환기를 하지 않으면 환기가 안 되고 습기와 오염된 공기가 장시간 정체되어 있어서 호흡기 건강에 치명적 손상을 초래할 수 있는 반지하 주택 등, 좁은 지하 공간에 상주하는 사람들에게 송풍관 결합방식의 소형 송풍기로서 소음과 먼지 비산이 없고, 사철 계속해서 쉬지 않고 흐르는 물처럼 신선한 외부공기를 유입 순환시켜서 실내의 냉, 난방 온도를 유지하면서 저렴한 유지비와 설치비로서 해결할 수 있는 효과를 제공한다.

도1a는 뚜껑이 닫쳐진 상태를 나타낸 사시도

도1b는 뚜껑이 송풍관 내부로 열린 상태를 나타낸 사시도

도1c는 통풍막을 송풍관에 장착한 것을 나타낸 사시도

도1d는 통풍막의 분리 사시도

도2a는 뚜껑이 닫쳐진 상태에서의 송풍관 내부의 송풍량을 나타낸 a…a'부분과 b…b' 및 c…c' 부분의 단면도

도2b는 뚜껑이 송풍관 내부로 열렸을 때, 송풍관 내부의 송풍량을 나타낸 a…a 부분과 b…b' 및 c…c'부분의 단면도

도3은 AC/DC 변환기, 릴레이, 리미트 스위치, 자동온도조절스위치, 개폐기 등으로 형성된 공지의 전기회로도

도4a는 본 고안 장치의 고정용 브래킷의 분리 사시도와, 이 브래킷에 장착될 부품들의 장착위치 표시(화살표) 및 d…d' 부분의 단면도

도4b는 본 고안 장치의 조작반의 외형 참고도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1: 뚜껑이 장착된 송풍관 1': 통풍막이 장착된 송풍관

2: 뚜껑 2': 뚜껑의 배면 3: 연결관 4: 송풍기

5: 기어 모터(Gear Motor) 6: 뚜껑 설치 측의 기존 송풍관

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6': 통풍막 설치 측의 기존 송풍관 7: 연결 축 8: 지렛대

9: 하부 동작멈춤스위치(LS2) 10: 상부 동작멈춤스위치(LS1)

11: 브래킷 12: 자동온도조절 스위치 13: 공지의 조작회로

14: 송풍관의 단면도로서 표시한 송풍량 15: 통풍 막(Screen)

15':통풍막의 프레임(Frame) 15A: 통풍막 걸이(Hanger)

15B:필름(Soft Film) 15C; 통풍날개 16: 수동 온도 조절 손잡이

17: 통풍막 덮개(Cover) 18, 18': 송풍 방향 18A: 내부 순환 공기

19: 송풍관의 연장 20: 볼트 너트 SS: 2련 3로 절환 스위치

R1, R2: 전자개폐기 또는 릴레이 AC/DC: 교류/직류 변환기

PS: 전원 개폐기 F; 휴즈(Fuse) DM: 기어모터(Gear Motor)

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Claims (1)

1. 4각의 브래킷(11)에 한쪽 면의 일부가 절개된 송풍관(1)을 삽입하고 지렛대(8)가 접합된 뚜껑(2)을 절개부위와 맞춘 상태에서 지렛대(8)의 연결축(7)과 기어모터(5)의 회전축을 접속 결합한 다음, 지렛대(8)의 상한위치와 밀착되는 브래킷(11) 부분과 지렛대(8)의 하한위치와 밀착되는 브래킷(11) 부분에 상, 하 동작멈춤스위치(10, 9)를 장착한 다음에,

   상기 송풍관(1)을 기존의 실외에서 실내로 진입한 흡기관 또는 배기관 중에서 한쪽 송풍관(6)에 연결관(3)으로 접속 결합된 송풍기(4)의 흡기 측 전단에, 뚜껑(2)이 송풍관(1)내로 열리는 쪽을 연결관(3)으로 접속 결합하며, 반대쪽을 실외 측에서 진입한 종래의 송풍관(6)과 연결관(3)으로 접속 결합한 다음, 자동온도 조절스위치(12)와 공지의 조작회로(13) 단자에 상기 부품의 전선을 결선하는 것과,

   통풍막(15)을 송풍관(1')에 삽입토록 절개된 송풍관(1')에 통풍막 걸이(15A), 통풍막 프레임(15'), 통풍막 필름(15B), 통풍날개(15C)로 구성된 통풍막(15)을 삽입하고 통풍막 덮개(17)로 고정한 다음, 이 송풍관(1')을 기존의 실외에서 실내로 진입한 배기관 또는 흡기관 중에서 나머지 한쪽 송풍관(6') 중간에 연결관(3)으로 좌, 우를 접속 결합하는 연결수단과;

   자동온도조절스위치에 의하여 실내온도가 설정온도보다 하강하면 송풍관의 절개된 부분을 덮고 있던 뚜껑이 송풍관 내부로 열려서, 송풍기의 토출압력으로 송풍되던 외부 공기의 유입량을 줄이고 대신 줄인 만큼의 송풍량을 실내공기가 뚜껑의 열려진 경사면을 타고 유입 충당토록 하여 외부의 유입공기와 혼합 순환시키며, 실내온도가 설정온도 보다 상승하면 뚜껑을 위로 닫혀서 송풍기가 송풍하는 송풍량의 전부를 외부공기로 유입하는 작용을 반복하면서, 유입하는 외부공기의 양과 같은 실내공기를 외부로 배기하는 구동수단을 특징으로 하는 "실내 환기 및 온도조절장치"