KR20170143041A - 무동력 실내기류 배기장치 - Google Patents

Abstract

외기의 기류로서 실내기류를 배기토록 하는 무동력의 자연 배기구조를 갖는 환기장치로서 입,출구부 간격(a)을 중심축상의 장축으로 조절 가능한 환기장치를 개시한다. 이 환기장치는, 원형의 판체의 내측 중심부에는 중심축상 장축(21)을 하향 형성한 외측커버부재(20)와, 원판형의 상면과 상기 원판형 상면 중심부에 상기 장축(21)이 위치하는 배기통로(31)를 소정 간격으로 형성하고, 이 배기통로(31)에서 소정각도로 하향 경사진 경사면(32), 수평면(34), 벽면(35)를 형성하고, 체결공(33)을 형성하여 외측커버부재(20)와 결합되는 외기안내부재(30)로서 실내기류가 외측 바람의 세기에 의하여 자연 배기되는 무동력의 외기를 이용한 환기장치에 있어서, 외기안내부재(30)의 배기통로(31)를 향하여 다수의 관통장공(42)들을 형성하고, 그 중심부는 상기 장축(21)이 관통,결합되는 축공(43)을 형성하고, 외주연부에는 체결공(44)을 수개 형성한 방충판체(40)와, 외기안내부재(30)와 방충판체(40)를 사이에 두고 체결,조립되고, 배기덕트에 삽입되는 통형벽부(11)를 이루고, 확장면부(12)의 소정위치에 체결공(13)을 형성하는 배기구 본체(10)와, 외기안내부재(30)의 통공(33),통공(44) 및 통공(13)을 너트(53)로서 체결,조립되고, 장축(21)이 축공(43)에 나사로 맞추어져 관통하는 길이를 조정함에 따라 상기 입,출구부 간격(a)이 조정되는 무동력 실내기류 배기장치를 제공한다.

Description

무동력 실내기류 배기장치{Indoor ventilation device for using the air exhaust}

본 발명은 건물의 외부 바람에 의하여 실내기류를 배출하는 무동력 실내기류 배기장치로서, 외부로부터 내부로 공기가 역류하는 것을 방지하여 환기가 효율적으로 이루어질 수 있음은 물론 외부로부터 빗물이 역류하는 것을 방지할 수 있게 하며, 외벽에 가해지는 바람의 세기에 비례하여 건물의 고층과 저층 혹은 고지대등에 맞도록 입,배출구 기류통관면적을 조절 가능하게 한 무동력 실내기류 배기장치에 관한 것이다.

그동안 건물의 배기덕트에는 실내 공기, 렌지후드등의 연기를 배출하기 위하여 환기구,후드캡,덕트용 환기구,렌지후드 배기장치,급배기 후드등(이하, 무동력 실내 기류 배기장치라 함)이 알려져 있으며, 그 외에도 굴뚝을 환기구로서 고정식 환기구등도 알려져 있고, 이들은 건물이나 옥상의 바람의 세기로서 통과하는 넓은 폭의 입,출구부와 좁은 폭의 목부로 이루어지고, 이 목부에 직교하는 방향으로 배기통로를 형성한 대략 T형의 벤츄리타입의 환기장치들이 알려져 있다.

특히, 본 발명자를 통하여 아래에서 설명되고, 첨부 도면 도 1a, 도 1b, 1c를 통하여 제안하여 등록된 무동력 실내기류 배기장치들도 이와 같은 무동력 실내기류 배기장치들이다.

먼저, 도 1a에서 도시하는 환기장치는 건물의 내외부를 관통하는 통체로서 건물벽의 통풍통로상에 설치되고,그 전방단부를 절곡연장하여 링형연부를 형성한 통풍관체 및 상기 통풍관체를 관통하여 건물외측에서 노출되도록 전방부는 소정의 기류배기구조를 강구하고, 후단부는 상기 링형연부에 걸리도록 대응하는 링형테두리를 형성한 환기수단으로 이루어진 후드캡(등록특허 10-0525297)을 제안한 바 있었다.

한편, 도 1b에서 도시하는 환기장치는, 상부는 좁고 하부가 넓은 경사면으로 이루어져 사다리꼴 단면을 이루고, 이 사다리꼴의 상부는 내측으로 요입된원형 차단판을 이루고, 하부는 유도용 연부로서 수평 연장되어 링형을 이루고, 유도용 연부의 내측은 개방단을 이루며, 유도용 연부의 단부는 빗물의 유입을 방지하도록 컬링처리하여서 된 상부커버와, 상기 유도용 연부 보다 간격이 작게 대응하는 유도용 연부를 이루되, 컬링 처리된 컬링부를 형성하여 상기 상부커버와 유도용 연부와의 사이에 개구간격을 두고 연결되는 하부통체와, 상기 상부커버와 하부통체사이에 개재되는 망판과, 상기 상부커버와 하부통체를 체결하기 위하여 상부커버의 유도용 연부를 관통하는 장볼트, 상기 하부통체의 유도용 연부 하방에서 상기 장볼트에 체결되는 너트로서 이루어지는 체결수단과, 상기 상부커버와, 하부 통체사이의 간격사이에 장볼트가 관통되도록 관상체를 형성함과 아울러 이 관상체의 길이방향으로 수평 연장된 가이드면을 형성하여 기류의 안내를 가능하게 하는 가이드부재로 이루어진 덕트용 환기구를 제안하여 등록받은 바 있다.

또한, 첨부 도면 도 1c에서 도시하는 환기장치(환기구 고정장치)는,

선후단이 개구된 원통형 선단측 내연부에 걸림홈,실링홈를 형성한 연부를 이루고, 후단측은 덕트공에 걸리는 걸림연부를 형성하는 외부 하우징과, 외부 하우징(20)의 걸림홈에 걸리는 걸림턱을 구비하고, 그 중간에 배수공을 형성한 플랜지를 선단연부에 형성한 내부 하우징과, 내부 하우징의 하반부를 밀폐하여 지지하는 실링홈을 형성한 플랜지형 지지부재 및 실링홈에 각각 삽입되는 링형 실링부재로 이루어진 덕트용 환기구(등록 제20-0466362)로 등록받은 바 있다.

상기 알려진 무동력 실내 기류 배기장치들의 공통점은 외기의 기류로서 실내기류를 배기토록 하는 자연 배기구조를 이루지만 이러한 구조의 공통점은 입구측으로 들어와 출구측으로 빠져나가는 외기의 입구간격이 조정 불가능하게 제작되어 건물의 바람의 세기가 강하게 도입되는 고층의 경우는 물론 바람의 이동이 전혀 없는 저층이나 지대에도 동일한 간격으로 제작되어 설치됨으로써 때로는 지나치게 넓은 입,출구부 간격으로 말미암아 강한 바람에 의하여 실내공기가 배출되지 못하고 역류되는 문제점이 있었다. 이것은 건물의 환기를 위한 환기,배기장치들을 제작함에 있어 고층화하는 혹은 바람이 많은 곳이나 고지대등에서의 바람의 세기를 고려하지 않고 일정한 크기의 외기통과면적(간격)을 갖도록 이루어져 있어 장소에 따라 역품이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 일반적으로 건축물의 실내 천장에는 급기덕트 및 배기덕트와 연결되는 개폐용 환기그릴을 통하여 공기가 급기 및 배기되는 환기시설이 갖추어져 있다. 이러한 환기시설에 있어서, 난방이 가동되는 동절기에는 개폐용 환기그릴을 통하여 불필요하게 방출되는 난방열로 인하여 에너지 손실이 증가하고 실내온도를 저하시키므로 개폐용 환기그릴이 설치되어 있지만, 이러한 실내를 향하여 냉,온 기류를 공급하는 천장용 환기그릴은 다수의 반원형 장공을 형성한 개폐용 그릴판이 2장 복층으로 겹쳐져 설치되어 있으므로 바깥쪽 그릴판으로 내측 그릴판의 반원형 장공을 차단하여 냉,온기류 공급을 차단하거나, 외측 그릴판으로 내측 그릴판의 장공을 개방하여 난방열을 공급하는 환기그릴이 알려져 있으나, 이것은 건물의 외부기류를 이용하여 내부기류를 건물 외부로 배기시키는 무동력의 배기구조와는 다른 용도의 환기그릴이다.

따라서 외기의 기류로서 실내기류를 배기토록 하는 무동력의 자연 배기구조를 갖는 배기장치에 있어서 외부 바람이 들어오는 입,출구부 간격을 바람의 세기가 강한 곳과 바람의 이동이 거의 없는 곳에 따라 입,출구부 간격조절이 가능한 무동력 배기장치가 요구되는 것이다.

또한, 종래 알려진 배기덕트용 환기구용 캡 등에 있어서는 그 조립구조상 외부 커버를 이루는 판체와 배기덕트 본체와의 조립시 최소한 3개의 축수 조립구조를 갖고 제작함에 따라 너트 조립구조가 많아 구조도 복잡하고, 조립,설치공정이 증가하는 등의 단점도 있었다.

본 발명 무동력 실내기류 배기장치는 상기한 문제점과 단점을 개선하여 외부기류에 의한 측면 통과 기류로서 실내기류를 끌어올려 외부로 내보낼 때, 측면 통과 기류에 의해 발생하는 소음을 억제하고, 외부에서의 강한 바람에 의한 역풍을 방지할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 외부 조립부품의 외부커버부재통과기류의 간격높이를 층별,고도별로 조절된 규격을 정할 수 있고, 실내기류의 배기량 또는 배기관의 크기 등에 따라 적절히 취사 선택할 수 있다.

또한, 본 발명은 실내기체가 외부의 강한 바람에 의한 역풍을 방지하고, 이물질이 배기통로 내부로 유입되는 것을 방지하며, 그릴부재의 고정이 간편하고, 그릴부재가 유동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 환기구와 배기관의 연결 또는 각 부품 간의 조립,연결을 편리하게 하고, 환기구를 취급함에 따른 안전사고를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 바람의 세기에 따른 배기구의 크기를 조절함이 가능한 무동력의 배기장치를 제공할 수 있고, 설치가 용이하며, 경량화를 통해 단가를 절감하고, 태풍 등의 강풍에 의한 역풍으로 환기구의 측면 통과 기류에 의해 소음의 방지는 물론 역풍에 의하여 침습된 물기로 벽지는 물론 싱크대의 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 외기의 기류로서 실내기류를 배기토록 하는 무동력의 자연 배기구조를 갖는 배기장치에서 바람이 들어오는 입,출구부 간격을 조절 가능한 환기장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 바람이 들어오는 입구부의 통과면적을 조절 가능하게 하여 실내기류의 배기효과를 개선하고자 하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 환기장치의 가장 바깥쪽에 위치하는 외측커버부재를 환기구 본체의 중심에서 체결,조립이 가능하게 하여 환기장치의 조립성을 개선하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 외측커버부재와 외기안내부재와 다공망판 및 환기구 본체로 이루어지는 환기장치에서 외측커버부재에서 연장된 중심축으로 체결,조절, 조립됨과 동시에 환기구 본체와 외기안내부재와 다공망판은 중심축이 아닌 위치에서 체결할 수 있는 체결구조를 도입하여 2원화된 체결구조를 갖는 환기장치를 제공하는 데에도 그 목적이 있다.

본 발명은 건물의 실내 환기용 배기덕트에 설치되는 환기장치의 조립구조를 변경하여 외측커버부재와 외기안내부재 및 환기구 본체 사이에 중심 조립구조를 제공하는 데에 주된 목적이 있다.

본 발명은 외측커버부재와 기류안내부사이에 형성되는 바람의 통과면적(이를 이하에서는 입,출구부 간격이라고도 함)을 조절 가능하게 하여 바람의 세기가 강해지는 위치(예를들면 고층 건물,혹은 고지대등의 배기덕트)에 설치되는 환기장치(후드캡)의 입,출구부 간격(a)은 좁게 설계하고, 바람의 세기가 약한 곳(저지대,산으로 둘러싸인 분지등의 장소)에서는 입,출구부 간격(a)을 비교적 넓게 설계수치가 조절가능한 환기장치를 제작하여 간단히 외측커버부재의 수직 높이 조절로서 상기한 목적들을 달성할 수 있는 환기장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치는,

원형의 판체를 이루고, 그 내측 중심부에는 하단에 제4나선을 형성한 장축을 하향 형성한 외측커버부재; 상기 외측커버부재의 하측에 위치하는 원판형 판체로서, 이 판체의 중심부에 상기 외측커버부재의 장축이 위치하는 배기통로를 형성하고, 이 배기통로에서 소정각도로 하향 경사진 경사면을 형성하고, 이 경사면의 소정위치에 적어도 한 곳에 체결공을 형성한 외기안내부재; 상기 외기안내부재의 배기통로를 향한 중심부에 상기 장축이 나선으로 맞춤되는 축공을 형성하고, 외주연부에는 체결공을 형성한 방충판체; 배기덕트에 삽입되는 통형벽부를 이루되, 이 통형벽부의 상단측에서 배기 진행방향으로 상기 외기안내부재의 저면에 대응하는 확장면부를 이루고, 이 확장면부에 체결공을 형성한 배기구 본체; 및 상기 외기안내부재의 체결공과 상기 방충판체의 체결공 및 상기 배기구 본체의 체결공을 관통하여 너트로서 체결되는 체결부재(볼트); 를 포함하는 무동력 실내기류 배기장치로서 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 외측커버부재는 상기 외기안내부재와의 사이에 유입공기가 순간적으로 회류하는 체류공간을 형성함이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 외측커버부재와 외기안내부재사이에 외부기류가 통과하는 광폭의 입,출구부를 형성하고, 그 중심부는 상기 입,출구부보다 좁은 폭의 목부를 이루고, 이 목부에서 하방으로 실내기류가 배기되는 배기통로를 형성함이 바람직하다..

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 외기안내부재는 상기 경사면에서 연장된 수평면과, 이 수평면에서 하향 연장된 원통형의 벽면으로 이루어짐이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 장축은 상기 축공 삽입전에 너트가 체결되고, 축공을 관통한 뒤에는 너트로서 나선으로 맞추어져 장축의 나선맞춤 길이를 조절함에 따라 상기 외기가 통과되는 입,출구부 간격이 조절 가능하게 한 특징을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치는 상기 장축의 상단부와 상기 외측커버부재의 중심부 내주면 홈부를 초음파 열융착으로 결합하거나, 상기 장축의 상부에 제1나선을 형성하고, 상기 외측커버부재의 중심부 내주면 홈부에도 나선홈을 형성하여 장축의 상부가 나사로 맞추어져 결합도딜 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 방충망판은 다수의 관통공을 형성한 다공판체가 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 상기 입,출구부 간격(a), 목부의 간격(b), 배기통로의 간격(c)이 아래 식(1)에 의하여 정의되고, (1) P₁=P₂+1/2ρ(V₂ ²-V₁ ²),(여기서 ρ는 기체의 밀도(1,000 kg/㎥)임), 상기 입,출구부 간격(a):목부간격(b):배기통로(c)의 비율은 7.0:2.2~2.8:1.0인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 종래에 외기를 이용한 실내기류 무동력 환기장치들은 공통적으로 도 1a, 1b, 1c에서 도시하는 바와 같이 조립,체결방식을 수 개의 외기안내부재를 적층 조립한 체결구조로서 그 중심축상은 물론, 기류도입 방향으로는 기류의 안내를 방해하는 구조의 설계가 없으나, 본 발명은 외측커버부재의 결합구조를 중심축에서 결합가능하게 하였고, 이로써 외기커버부재와 외기안내부재사이에 형성되는 바람의 통과면적(입,출구부 간격)을 조절 가능하게 하여 바람의 세기가 달라지는 고층 건물,혹은 고지대등의 배기덕트에 설치되는 환기장치(후드캡)의 외기가 통과되는 입,출구부 간격(a)을 바람의 세기가 약한 곳에서는 보다 큰 간격으로, 바람의 세기가 강한 곳에서는 입,출구부 간격(a)을 작게 조절할 수 있도록 중심축 조절방식으로 변경한 환기장치를 제공함으로써 바람의 세기에 따라 입,출구부 간격(a)이 조절된 환기장치를 설치하여 실내기류의 배기능률을 개선할 수 있게 되었다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 외기(바깥 바람)가 즐어드는 입,출구부의 간격(통과면적)을 조절가능하게 하여 부압으로 상승되는 실내기류의 배기효과를 개선함과 아울러 벤츄리관을 형성하는 가장 바깥쪽 외측커버부재를 환기구 본체의 중심에서 체결,조립이 가능하게 하고, 외측커버부재와의 사이에 설치되는 외기안내부재,다공망판과 환기구 본체와의 사이의 조립구조를 중심축이 아닌 위치에서 체결,조립 할 수 있는 조립성이 개선된 환기장치를 제공하게 되었다.

본 발명에 따른 무동력의 자연 배기구조를 갖는 배기장치는 베르누이 정리에 따른 외기의 측면을 통과하는 기류로써 실내기류를 끌어올려 외부로 내보낼 때, 측면 통과 기류에 의해 발생하는 소음을 억제하고, 외부에서의 강한 바람에 의한 역풍을 방지하게 되는 효과를 얻는다.

또한, 본 발명은 외부 조립부품의 높이를 층별,고도별로 조절된 규격을 정할 수 있고, 실내기류의 배기량 또는 배기관의 크기 등에 따라 적절히 취사 선택할 수 있으므로 보다 배기능력이 개선된 무동력 배기장치를 제공하게 되었다.

또한, 본 발명은 실내기체가 외부의 강한 바람에 의한 역풍을 방지하고, 이물질이 배기통로 내부로 유입되는 것을 방지하며, 배기관의 연결 또는 각 부품 간의 조립,연결을 편리하게 하는 효과를 얻는다.

또한, 본 발명은 바람의 세기에 따른 배기구의 크기를 조절함이 가능한 무동력의 배기장치를 제공할 수 있고, 설치가 용이하며, 경량화를 통해 단가를 절감하고, 태풍 등의 강풍에 의한 역풍으로 환기구의 측면 통과 기류에 의해 소음의 방지는 물론 역풍에 의하여 침습된 물기로 벽지는 물론 싱크대의 손상이 발생되는 것을 방지하는 효과를 얻는다.

도 1a,1b,1c는 종래 알려진 외기를 이용한 실내 기류환기장치들의 예를 나타내는 도면들이고,
도 2는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 외관 사시도이고,
도 3은 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 분해 사시도이고,
도 4a,도 4b, 도 4c는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 단면도들이고,
도 5a, 도 5b는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 방충판체의 예를 나타내는 평면도이고,
도 6a,도 6b,도 6c,도 6d는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 중심부 장축의 "가"부의 요부 확대도들이고,
도 7a,도 7b,도 7c는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 "나"부의 요부확대도들이고,
도 8a,도 8b는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 원리를 설명하기 위한 개략적 도면들이다.

이하, 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면중 도 2는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 외관 사시도이고,도 3은 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 분해 사시도이고, 도 4a,도 4b, 도 4c는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 단면도들이고, 도 5a, 도 5b는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 방충판체의 예를 나타내는 평면도이고, 도 6a,도 6b,도 6c,도 6d는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 중심부 장축의 "가"부의 요부 확대도들이고, 도 7a,도 7b,도 7c는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 "나"부의 요부확대도들이다.

상기 도면들에서 도시하는 바와 같이 본 발명 무동력 실내기류 배기장치는 크게 외측커버부재(20), 외기안내부재(30),방충판체(40),배기구 본체(10),체결부재(50)로 이루어지고, 이들을 통하여 실내기류가 건물 외측 바람의 세기에 의하여 자연 배기되는 건물 외부 기류를 이용한 환기장치(이하에서는 무동력 실내 기류 배기장치라 함)를 형성한다.

먼저, 본 발명의 배기구 본체(10)는 일반적으로 얼려진 배기덕트(렌지후드 배출용 덕트공)에 삽입, 설치되는 후드캡(환기구)의 통형의 본체를 이루는 것으로 종래 알려진 각종 환기구조와 같이 덕트공에 삽입되어져 고정되는 통형벽부(11)를 형성하고, 이 통형벽부(11)의 상단측은 배기 진행방향으로 외기안내부재(30)의 저면에 대응하는 확장면부(12)를 이루고, 이 확장면부(12)의 소정위치에 체결공(13)을 형성할 수 있다.

외측커버부재(20)는 테두리 연부가 원형을 이루고, 그 내측 중심부에는 체류공간(24)을 형성하는 소정형상의 원판형을 이룰 수 있으며, 첨부 도면 3, 도 4a에서 도시하는 바와 같이 엎어진 접시형태를 이루어 외부기류의 흐름에 따라 배기통로(31)의 실내기류가 적절히 배출될 수 있다. 이 실내기류는 도 8a에서 도시하는 바와 같이 체류공간(24)을 오목하지 않고 볼록하게 하여 예를들면 벤츄리관의 좁아진 목부를 형성할 수 있다. 이와 같은 체류공간(24)의 형성은 후술하는 배기통로(31)를 통과하는 실내기류의 세기,면적을 고려하여 설계될 수 있을 것이다.

외측커버부재(20)의 저면 중심부에는 장축(21)이 하방으로 수직 형성될 수 있다. 이 장축(21)은 도 7b에서 도시하는 바와 같이 선단부를 외측커버부재(20)의 중심부에 형성된 고정홈(22)에 고주파 열융착으로 일체로 결합할 수 있으며, 혹은 도 7a에서 도시하는 바와 같이 고정홈(22)에 나선(22a)을 형성하여 장축(21)의 선단부 제1나선(21a)과 결합할 수 있다.

한편, 외측커버부재(20)는 도 4b에서 도시하는 바와 같이 상부가 막히고, 하부가 개방된 엎어진 형태로서 벽이 깊게 형성된 원통체를 이룰 수 있다.

또한, 외측커버부재(20)는 도 4c에서 도시하는 바와 같이 상부가 막히고, 하부가 개방된 엎어진 형태로서 측벽이 깊게 그리고 충분히 넓게 경사진 원통체를 이룰 수 있다.

외기안내부재(30)는 외측커버부재(20)의 테두리 연부와의 사이에 외부 바람이 통과하도록 비교적 넓은 면적(폭,간격,간격)의 입,출구부 간격(a)을 형성할 수 있다. 이것은 후술하는 바와 같이 알려진 벤츄리관의 입,출구부 기체통과 면적을 형성하는 부분으로 실시할 수 있다.

따라서 외기안내부재(30)의 중심부는 원형의 좁아진 개구부를 이루며 이 개구부는 외기가 통과하는 광폭의 입,출구부 간격(a)에 대응하여 협폭의 목부(b)를 형성한 소정위치에 실내기류가 부압을 형성하도록 수직하여 배기통로(31)를 설계된 간격으로 형성(도면상 중심부에 장축을 제외한 공간을 통과면적으로 해석할 수 있음)할 수 있다.

배기통로(31)를 형성한 위치는 통형벽부(35)에서 소정의 높이를 가지며, 그 표면에서 하측으로 경사면(32)을 형성하고, 이어서 수평면(34)으로 연결하여 형성하고, 수평면(34)의 소정위치에 체결공(33)을 적어도 2곳 이상 형성할 수 있다. 본 발명 실시예에서는 도면상 4 곳에서 형성됨이 바람직하다. 수평면(34)에 연하여 건물 벽면에 밀착되도록 하측으로 적어도 1단 이상의 경사면을 형성하여 통형벽부(35)를 형성할 수 있다. 경사면(32)은 전술한 바람이 들어오는 광폭의 입,출구부 간격(a)을 지난 위치에서 상승기류를 형성하는 경사면(32) 혹은 곡면을 이룰 수 있다.

방충판체(40)는 원형판면에 실내기류가 배기되는 다수의 관통장공(42)들을 형성하고, 그 중심부는 상기 장축(21)이 조절 가능하게 결합되는 축공(43)을 형성하고, 외주연부에는 상술한 체결부재(52)가 체결공(33)을 지나 체결공(44)하측에서 체결되는 너트(53)로서 체결되도록 수 개 형성할 수 있다. 방충판체(40)는 도 5a 및 도 5b에서 도시하는 바와 같이 외측커버부재(20)와 외기안내부재(30)사이에 이물질,하루살이등의 침입을 방지하도록 그 관통장공(42)의 간격을 조밀하게 하거나 넓게 형성할 수 있다.

체결부재(50)는 도면부호 51의 볼트들과, 도면부호 53의 너트들과, 장축(21)이 관통되기전에 축공(43)의 앞에 위치하는 너트(54)와, 축공(43)을 통과한 장축(21)의 하단 나선(21b)에 나사로 맞추어지는 너트(51)들을 총칭할 수 있다. 또한, 볼트(52)를 리벳으로 할 경우 그 하측의 체결을 위한 제2너트(53)는 불필요할 것이다.

이하에서는 이러한 체결부재(50)와 장축(21)의 배치구조를 설명한다.

즉, 장축(21)의 결합은 장축(21)의 상,하부에 각각 제1,제2나선(21a,21b)을 형성하고, 여기에 나사맞춤으로 결합하거나 고주파 열융착으로 결합할 수 있다. 이러한 장축(21)의 상부 결합을 도 4a,도 4b,도 4c의 "가"부 확대도인 도 6a,도 6b,도 6c,도 6d를 통하여 설명한다.

도 6a에서 도시하는 바와 같이 제1나선(21a)에 대응하는 홈부(22)에는 제3나선(22a)을 형성할 수 있다. 외측커버부재(20)의 내주면 중심에 결합되는 장축(21)의 결합은 도 6b에서 도시하는 바와 같이 홈부(22)에 고주파 열융착으로 결합 할 수 있다.

도 6c에서 도시하는 바와 같이 외측커버부재(20b)의 중심부에 형성된 요홈(27)과 통공(28)을 볼트(25)로서 통과하도록 하고 그 하측에서 장축(21)의 선단부를 대응 조립하도록 하여 실시할 수 있다. 이 장축(21)의 선단부에는 나선(부호생략)이 형성된 체결공(21c)을 형성할 수 있다. 외측커버부재(20a)의 경우에는 보호캡(26)으로 적층하여 결합(열융착)할 수 있다.

도 6d에서 도시하는 바와 같이 도 4c의 외측커버부재(20b)의 저부 중심의 후육부(23)에 형성된 고정홈(22)에 고주파 열융착으로 결합 할 수 있다. 외측커버부재(20b)의 경우에는 장축(21)의 상단부는 외측커버부재(20b)의 저면에서 나사로 맞추어지지 않고 고주파 열융착등의 방법으로 결합될 수 있다.

장축(21)의 하부 결합을 도 4a,도 4b,도 4c의 "나"부 확대도인 도 7a,도 7b,도 7c를 통하여 설명한다.

도 7a에서 도시하는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 장축(21)의 하측 결합은 장축(21)의 제2나선(21b)에 너트(54)로서 위치를 형성하고, 다공망판(40)의 축공(43)을 관통한 뒤 너트(51)로서 나사로 맞춤하여 그 위치를 조절 할 수 있다.

도 7b에서 도시하는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 장축(21)의 하측 결합은 장축(21)의 제2나선(21b)이 축공(43)에 형성된 제5나선(43a)으로 나사맞춤의 길이를 조정하면서 결합할 수 있다.

도 7c에서 도시하는 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 장축(21)의 하측 결합은 장축(21)이 축공(43)의 하측에서 너트(51)로서 나사로 맞추어 위치를 형성한 뒤 상측으로 관통한 뒤 너트(54)로서 외측커버부재(20)에 일체로 결합된 장축(20)의 나사맞춤의 길이를 조정할 수 있다.

본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 조립은 외측커버부재(20)의 내저부에 일체로 장축(21)을 형성하여 제1몸체를 형성한다.

이어서 외기안내부재(30)의 체결공(33), 방충판체(40)의 체결공(44) 및 배기구 본체(10)의 체결공(13)을 차례로 관통하도록 체결부재(52)와 너트(53)로서 체결,조립하여 제1몸체를 조립한다.

이후 상기 외측커버부재(20)의 장축(21)을 조립된 제2몸체의 축공(43)에 나사로 맞추어 높이를 설정(도 7b)하거나 상술한 도 7a, 7c와 같이 장축(21)의 조립시에 그 높이를 조정하여 나사로 맞추어 고정하여 본 발명 무동력 실내기류 배기장치의 조립이 완료된다.

특히, 장축(21)의 고정시의 높이 조절은 장축(21)의 상단에 결합된 외측커버부재(20)의 외기 통과 입,출구부 간격(a)의 조절이 가능함은 상술한 바와 같다.

외기 통과 입,출구부 간격(a)의 조절은 본 발명 배기통로(31)을 통과하는 실내기류의 배기량을 조절함을 의미할 것이다. 이것은 알려진 대로 T형 통로의 수평선상 외측통로를 흐르는 기류압력에 의하여 이에 수직하는 방향의 기류가 소정의 식에 비례하여 부압을 얻어 상승,배기되는 벤츄리관의 원리에 따른다.

따라서 외기 통과 입,출구부 간격(a)이 좁아지면 통과기류의 압력(통과기류면적,량)이 적어지므로 그 사이에 수직방향 실내기류는 그에 비례하여 적게 배기되고, 외기 통과 입,출구부 간격(a)이 넓어지면 실내에서 배기덕트를 통과하는 배기통로(31)를 통과하는 배기량 역시 많아질 것이기 때문이다.

본 발명은 상기 외측커버부재와 외기안내부재 사이의 중앙부에 배기통로를 형성함으로서 이루어지는 것으로, 어느 방향에서 바람이 불어도 바람이 상기 외기 통과 입,출구부 간격(a)을 통과하는 배기통로(31)를 통한 실내공기의 배출은 동력(구동모터와 팬)의 적용없이 무동력으로도 이루어질 것이다. 이것은 배기구 본체(10)에서 배기통로(31)로 배출되는 실내공기가 본 발명 무동력 실내기류 배기장치가 건물의 배기용 후드에 설치되는 경우 벤츄리관(베르누이정리)에 의해 배출이 가능하기 때문이다.

이에 대하여 첨부 도면중 도 8a,도 8b를 통하여 간략하게 살펴 본다.

도 8a에서 도시하는 환기장치의 벤츄리관의 구성은 본 발명의 다른 실시예로서 적용할 경우이며, 이를 수치적으로 해석할 경우 외측커버부재(20)의 형상은 베츄리관의 목부(b)와 흡사하게 구성할 것이며, 외기안내부재(30)의 배기통로(31) 역시 그 간격을 설계치에의하여 조정해야할 것이다.

즉, 소정량의 외부기체가 벤츄리관의 관경이 큰 외기통과 입,출구부 간격(a)을 지나 관경이 작은 벤츄리관의 목부(b)를 통과할 때에는, 하기 수학식 1과 수학식 2(베르누이방정식)에 따라 목부(b)에서의 기류의 통과 속도는 빨라지고 압력은 감소하게 된다.

[수학식1]

Q = Q1 = Q2, A1V1 = A2V2, π/4D1²V1 = π/4D2²V2

[수학식 2]

P1/ρ + 1/2V1²= P2/ρ + 1/2V2²

상기 수학식에 의한 외측커버부재(20)와 외기안내부재(30)사이의 외기통과 입,출구부 간격(a)이 7cm일 때, 벤츄리관 목부(b)의 관경은 2.2 내지 2.8cm인 것이 바람직하다. 즉, 일반적으로 외기를 이용한 환기장치의 시간당 배기량을 유체량으로 하여 120(리터)로 정하여, 통과기류량(유체량)을 분당 2.0(리터)로 하고, 수직 배기통로의 내경을 7.0cm로 하였을 때, 통과압력(P₁)을 실측한 결과 0.36kgf/㎠이였으며, 유속은 초당 0.80 내지 0.9 m로 아래 식으로 계산한 0.86과 일치하였다.

즉, V₁=Q/A₁=[0.000033㎥/s]ㆇ[(0.007m)²(π/4)]=0.86m/s

여기에서, V1은 외기의 통과입구(a)에서의 초당 유속(m/s)을 나타내고, Q는 통과기체량(㎥/s)을 나타내며,A₁은 외기통과 입,출구부 간격(a)의 단면적(㎡)을 나타낸다.

외기통과 입,출구부 간격(a) 간격을 7.0 cm로 고정하고, 가운데 목부(b)의 관경(D₂)을 2.0 cm, 2.5 cm, 3.0 cm으로 변화시켰을 때, 목부(b)에서의 유속(V₂)과 관내 압력(P₂)은 하기 [수학식 3](베르누이 방정식)에 의해 계산되었으며, 그 결과는 표 1과 같다.

[수학식 3]

P₁=P₂+1/2ρ(V₂ ²-V₁ ²)

상기 식에서 ρ는 기체의 밀도(1,000 kg/㎥)이다.

D(cm)		V2(m/s)	P2
D1	D2		Pa(파스칼)	kgf/cm2
7.0	2.0		10.5	-1.950	-0.2
7.0	2.0	6.7	13,200	0.135
7.0	2.0	4.7	24,600	0.250

상기 표에서 보는 바와 같이, 목부(b)의 관경이 좁아질수록 목부(b)에서의 유속은 외기통과 입,출구부 간격(a)의 관경에 대한 목부(b) 관경의 비율의 자승의 역수에 비례하였고, 목부(b)에서의 관내 압력은 관경이 커짐에 따라 관경 증가율의 1.5배 이상 압력이 증가하였다.

목부(b)의 관경을 2.0 cm으로 하였을 경우에는, 관내 압력이 마이너스로 되고, 이에 따라 배기통로(31) 배기량이 제어되지 않는 상태에서 배기통로(31)를 따라 목부(b)에 도달할 수 있다. 배기통로(31)의 간격(c)은 도면상 양측으로 구분되지만 실제로는 중심에 위치한 장축의 면적을 제외한 통과면적으로 계산하였다.

따라서, 외측커버부재(20)와 외기안내부재(30)사이의 외기통과 입,출구부 간격(a)의 간격이 7 cm일 때, 벤츄리관 목부(b)의 관경은 2.2 내지 2.8 cm인 것이 바람직하고, 이 범위 내에서 제어가 가능하고 바람직하게는, 벤츄리관 목부(a)의 관경은 2.5 cm이다. 도 8a의 ㄱ-ㄱ'선, ㄴ-ㄴ'선, ㄷ-ㄷ'선 단면도에서 개략적으로 비교하는 바와 같이 외기통과 입,출구부 간격(a)이 7cm일 때, 벤츄리관 목부(b)의 관경은 2.5cm인 것이 가장 좋으며, 배기통로(31)의 관경은 1.0cm인 것이 바람직할 것이다.

즉, 상기 입,출구부 간격(a):목부 간격(b):배기통로(c)의 비율은 7.0:2.2~2.8:1.0인 것을 알 수 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명 건물 외부 기류를 이용한 환기장치의 조립은 배기구 본체(10), 외기안내부재(30), 방충판체(40)를 차례로 위치시킨 뒤 체결부재(52)로서 각각의 체결공(33),(44),(13)을 관통시킨 뒤 배기구 본체(10)의 확장면부(12) 저면에서 너트(51)를 통하여 체결,조립될 수 있다. 이렇게 조립된 배기구 본체(10)에 상방으로부터 상기 외측커버부재(20)의 장축(21)을 축공(43)에 나사로 맞추어 높이를 조절하면서 조립한다. 장축(21)의 조절은 전술한 바와 같이 외측커버부재(20)와 외기안내부재(30)사이의 입구부로 들어오는 바람의 통과면적을 고려하여 간격(a)을 조절할 수 있다.

이와 같이 종래에 외기를 이용한 실내기류 무동력 환기장치들은 공통적으로 도 1a, 1b, 1c에서 도시하는 바와 같이 조립,체결방식을 수 개의 외기안내부재를 적층 조립한 체결구조로서 그 중심축상은 물론, 기류도입 방향으로는 기류의 안내를 방해하는 구조의 설계가 없으나, 본 발명은 외측커버부재의 결합구조를 중심축에서 결합가능하게 하였고, 이로써 외기커버부재와 외기안내부재사이에 형성되는 바람의 통과면적(입,출구부 간격)을 조절 가능하게 하여 바람의 세기가 달라지는 고층 건물,혹은 고지대등의 배기덕트에 설치되는 환기장치(후드캡)의 외기가 통과되는 입,출구부 간격(a)을 바람의 세기가 약한 곳에서는 보다 큰 간격으로, 바람의 세기가 강한 곳에서는 입,출구부 간격(a)을 작게 조절할 수 있도록 중심축 조절방식으로 변경한 환기장치를 제공함으로써 바람의 세기에 따라 입,출구부 간격(a)이 조절된 환기장치를 설치하여 실내기류의 배기능률을 개선할 수 있게 되었다.

즉, 상술한 바와 같은 외기(바깥 바람)가 줄어드는 입구부의 간격(통과면적)을 조절가능하게 하여 부압으로 상승되는 실내기류의 배기효과를 개선함과 아울러 벤츄리관을 형성하는 가장 바깥쪽 외측커버부재를 환기구 본체의 중심에서 체결,조립이 가능하게 한 조립성이 개선된 환기장치도 제공하게 되었다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 실용신안등록청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 배기구 본체, 11:통형벽부, 12:확장면부, 13:체결공, 20:외측커버부재, 21:장축, 21a,21b,21c:제1,제2,제3나선, 22:홈부, 22a:제4나선, 23:후육부, 24:체류공간, 30: 외기안내부재, 31:배기통로, 32:경사면, 33:체결공, 34:수평면, 35:통형벽부, 40: 방충판체, 42: 관통장공, 43:축공, 43a:제5나선, 44: 체결공, 50:체결부재, 51,53,54:너트, 52:볼트,

Claims (9)

1. 무동력 실내기류 배기장치에 있어서,
   원형의 판체를 이루고, 그 내측 중심부에는 하단에 제4나선을 형성한 장축을 하향 형성한 외측커버부재;
   상기 외측커버부재의 하측에 위치하는 원판형 판체로서, 이 판체의 중심부에 상기 외측커버부재의 장축이 위치하는 배기통로를 형성하고, 이 배기통로에서 소정각도로 하향 경사진 경사면을 형성하고, 이 경사면의 소정위치에 적어도 한 곳에 체결공을 형성한 외기안내부재;
   상기 외기안내부재의 배기통로를 향한 중심부에 상기 장축이 제4나선으로 맞춤되는 축공을 형성하고, 외주연부에는 체결공을 형성한 방충판체;
   배기덕트에 삽입되는 통형벽부를 이루되, 이 통형벽부의 상단측에서 배기 진행방향으로 상기 외기안내부재의 저면에 대응하는 확장면부를 이루고, 이 확장면부에 체결공을 형성한 배기구 본체; 및
   상기 외기안내부재의 체결공과 상기 방충판체의 체결공 및 상기 배기구 본체의 체결공을 관통하여 너트로서 체결되는 체결부재(볼트);
   를 포함하는 무동력 실내기류 배기장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 외측커버부재는 상기 외기안내부재와의 사이에 유입공기가 순간적으로 회류하는 체류공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 외측커버부재와 외기안내부재사이에 외부기류가 통과하는 광폭의 입,출구부를 형성하고, 그 중심부는 상기 입,출구부보다 좁은 폭의 목부를 이루고, 이 목부에서 하방으로 실내기류가 배기되는 배기통로를 형성하는 무동력 실내기류 배기장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 외기안내부재는 상기 경사면에서 연장된 수평면과, 이 수평면에서 하향 연장된 원통형의 벽면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 장축은 상기 축공 삽입전에 너트가 체결되고, 축공을 관통한 뒤에는 너트로서 나선으로 맞추어져 장축의 나선맞춤 길이를 조절함에 따라 상기 외기가 통과되는 입,출구부 간격이 조절 가능하게 한 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 장축의 상단부와 상기 외측커버부재의 중심부 내주면 홈부를 초음파 열융착으로 결합화는 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 장축의 상부에 제1나선을 형성하고, 상기 외측커버부재의 중심부 내주면 홈부에도 나선홈을 형성하여 장축의 상부가 나사로 맞추어져 결합되는 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 방충망판은 다수의 관통공을 형성한 다공판체인 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 입,출구부 간격(a), 목부의 간격(b), 배기통로의 간격(c)이 아래 식에 의하여 정의되고, P₁=P₂+1/2ρ(V₂ ²-V₁ ²) (여기서 ρ는 기체의 밀도(1,000 kg/㎥)임),상기 입,출구부 간격(a):목부 간격(b):배기통로(c)의 비율은 7.0:2.2~2.8:1.0 인 것을 특징으로 하는 무동력 실내기류 배기장치.

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