KR20180051773A

KR20180051773A - 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기

Info

Publication number: KR20180051773A
Application number: KR1020160148511A
Authority: KR
Inventors: 소애련
Original assignee: 소애련
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-17

Abstract

본 발명은 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기에 관한 것으로서, 케이싱의 내부에 후향전곡식의 혼류형 임펠러를 설치하여 사용하여, 연기의 흐름을 축류방향으로 전환시켜 풍량과 풍압이 증가되고, 연기의 흐름을 축류방향으로 전화시켜주어 임펠러의 효율이 증가되도록 하며, 임펠러 및 회전축과 모터를 비롯하여, 케이스의 구성 모두를 화재에 강한 내열용으로 제작함으로써, 화재에 강하면서도 화재발생시 구동 또한 가능한 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기를 제공하는데 있다.

Description

화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기{AXIAL FLOW TYPE MIXED FLOW FANS USING INSIDE CASING AND DIRECT DRIVEING FOR SMOKE CONTROL ON FIRE}

본 발명은 제연용 직결구동식 축류형 사류송풍기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 케이싱의 내부에 후향전곡식 혼류형 임펠러가 설치되어 연기의 흐름을 축류방향으로 전환시켜 풍량과 풍압이 증가되고, 또한 송풍기의 효율이 증가되며, 설치면적이 감소되어 설치비용 및 유지보수비용이 절감되고, 화제시 연기로 인한 피해를 줄이기 위한 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기에 관한 것이다.

화재시 발생하는 연기에는 연기입자와 각종 가스성분이 포함되어 있고, 우선 실내 천장에 닿은 후에 계속해서 발생하는 열기류에 의하여 실의 상부층에서 성층류를 이루어 사방으로 확대하여 벽에 도달하면 내려가기 시작하고 결국은 실 전체에 충만하게 된다.

화재시 발생하는 유해가스는 목재가 탄 것만으로도 30여종에 이르고, 기타의 가연물도 실내에는 많이 있으면, 그 중에는 여러 가지의 유족가스도 있게 된다. 또, 연소시의 산소 소비에 의해서 실내공기의 산소 농도가 감소하고, 불완전연소에 의해서 CO가스 농도가 높아지는등 재실자는 가스중독이나 마비현상이 일어나서 심할 경우에는 생명의 위협을 받게 되는 것이다.

그러므로, 건물에서는 화재의 발생에 수반하는 연기와 유독가스가 피난의 장애가 되지않도록 일정한 구획내에 연기를 막아놓고, 이것을 배출하는 설비체계가 반드시 필요해진다. 이와 같은 방?제연설비는 건축법 및 소방법에 그 설치기준이 정해져 있으며, 그 목적은 피난과 소화활동을 하 때에 연기에 둘러 쌓이거나 유독가스 등에 의해서 피해를 입는 것을 방지하고 인명의 안전을 확보하기 위한 것이다.

제연기로 사용되고 있는 송풍기는 다익송풍기, 익형송풍기, 터보송풍기 등의 원심송풍기와 축류송풍기 등이 있으며, 송풍기의 본체는 고온 기류에 접하게 되므로 내열성이 있고 열 팽창으로 인한 회전에 지장이 없어야 한다. 또한 일반적으로 제연을 시작하면서부터 30분 이상 운전 가능한 구조의 것으로 하여야 한다. 또 내열면에서는 축류송풍기 보다도 원심송풍기가 우수하다. 베어링은 물 또는 공기로 냉각하는 방법을 쓰거나 기류에 접하지 않는 구조가 바람직하다. 전동기나 구동부분은 송풍기 본체 등에서 복사열을 받아도 기능에 지장이 없어야 한다.

지하철 등과 같이 사용공간이 넓고 제연량이 큰 시설에 주로 사용되는 다익송풍기와 익형송풍기가 사용되는 제연설비는 지하철 및 다중생활시설 등에 광범위하게 적용된다. 제연량이 많은 제연설비에는 주로 다익송풍기와 익형송풍기가 사용되고 있으나, 적용되는 정압은 낮고 제연량이 크기 때문에 임펠러의 직경이 큰 다익송풍기와 익형송풍기를 주로 사용하며, 임펠러의 크기와 임펠러의 구조적인 문제로 인하여 벨트를 사용하여 임펠러를 구동하기 때문에 화염에 노출될 경우, 송풍기의 다른 부분은 내열성이 강해 일정시간을 견딜 수 있지만, 임펠러를 구동시키는 벨트는 고온에 쉽게 파손되어 임펠러를 구동하지 못하기 때문에 제연설비로써의 송풍기의 역할을 하지 못한다는 치명적인 단점을 가지고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1289472호(2013.07.18.등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

본 발명의 목적은 케이싱 내부에 후향전곡식 혼류형 임펠러를 내열모터가 직결로 연결되어 고온에 노출되어도 일정시간동안 임펠러를 구동시킬 수 있도록 하고 발생되는 정압과 제연량을 증가시켜 기존의 다익송풍기와 익형송풍기가 감당한 성능을 대체할 수 있는 제연용 직결구동식 축류형 사류송풍기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 벨트가 사용되지 않고, 케이싱, 모터, 임펠러 등의 구성들을 화재 및 내열에 강한 재질로 형성함으로써, 화재가 발생시에도 구동이 가능한 효과가 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서,

화재 제연용으로 사용되며, 화재발생시 구동되는 것으로, 일측에 유입구(11)를 형성하고, 타측에 배출구(12)를 형성하는 화재 내열용 강판 재질의 케이싱(10); 상기 케이싱(10) 내부에 장착되어 설치되며, 케이싱(10)의 유입구(21)에서 배출구(22)를 향하는 방향과 대응되도록, 내부에 전동부(30)와 임펠러(20)가 상호간 일직선상이 되도록 회전축(40)으로 직결로 연결설치됨으로써, 회전되는 임펠러(20)에 의해 전면 내부로 유입되는 연기를 임펠러(20) 후단을 향해 배출시켜, 연기가 길이방향을 향해 인라인 형태로 배출되도록 하는 화재 내열용 강판 재질의 임펠러(20); 상기 케이싱(10)의 내부 일단에서 임펠러에 대응설치되어, 임펠러(20)의 유입구(21)측으로 연기가 유도되도록, 임펠러(20)를 향해 직경이 점차 좁아지는 화재 내열용 강판 재질의 가이드부(50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이,

본 발명은 벨트를 사용하지 않으면서, 케이스를 비롯한 내부의 임펠러 및 모든 구성들을 내열용 재질로 제작함으로써, 화재발생시 구동이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 후향전곡식 혼류형 임펠러를 사용함으로써, 연기의 흐름을 축류방향으로 전환시켜 풍량과 풍압이 증가되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 증가된 효율로 인하여 크기가 감소하여 설치공간이 작아지므로 설치 및 유지보수 비용이 기존에 비해 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 직결구동식 축류형 사류송풍기에 사용되는 임펠러를 나타낸 제 1실시예의 구성도.
도 3은 본 발명의 직결구동식 축류형 사류송풍기에 사용되는 임펠러를 나타낸 제 2실시예의 구성도.
도 4는 다익송풍기가 적용된 제연설비와 관련한 기존기술과 본 발명과의, 풍량에 따른 정압의 변화를 비교한 일실시예의 그래프.
도 5는 익형송풍기가 적용된 제연설비와 관련한 기존기술과 본 발명과의, 풍량에 따른 정압의 변화를 비교한 일실시예의 그래프.
도 6은 다익송풍기가 적용된 제연설비와 관련한 기존기술과 본 발명과의, 정압효율을 비교한 일실시예의 그래프
도 7은 익형송풍기가 적용된 제연설비와 관련한 기존기술과 본 발명과의, 정압효율을 비교한 일실시예의 그래프

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 실시예를 살펴보면,

또한, 상기 임펠러(20)는 연기의 흐름방향을 축류방향으로 전환시켜 풍량과 풍압이 증가되도록, 후향전곡식 혼류형 임펠러가 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 후향전곡식 혼류형 임펠러는 연기를 축류방향으로 전환하기 위해 날개깃을 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러(20)는 회전축(40)이 중앙에 고정 설치되어 상기 회전축(40)을 중심으로 회전되도록 형성되며, 반경방향 바깥쪽 둘레부분이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성된 경사판(22)을 포함하는 주판(21); 상기 주판(21)의 경사판(22)에 설치되되, 원주방향을 따라 이격되어 배치되는 다수개의 깃(23); 및 상기 경사판(22)의 맞은편에 배치되어 상기 깃(23)들이 결합되는 측판(24); 을 포함하여 이루어지며, 상기 깃(23)은 주판(21)의 회전 반대방향으로 굴곡된 전곡깃으로 형성되며, 상기 깃(23)은 에어포일의 평균캠버선 형상의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한. 상기 임펠러(20)는 회전력이 전달되는 회전축(40)과; 상기 회전축(40)이 중앙부에 고정 설치되어 회전축(40)에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 경사판(22)이 형성되어 연기가 원활하게 이송되는 주판(21)과; 상기 주판(21)의 경사판 일단면에 부착되어 주판(21)이 회전시, 연기를 일측으로 이송시키도록 형성된 후향전곡 곡선형태의 깃(23)과; 상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)의 상부면에 형성되고, 중앙부에 연기가 유입되도록 연기유입부(25)가 형성되는 측판(24);을 포함하여 구성되고, 상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)은 경사판(22)의 일단면에 수직으로 돌출 형성되면서 주판(21)의 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 상부면에 측판(24)이 부착되어 후향전곡 곡선형태의 깃(23)과 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 사이에 연기 유로(31)가 형성되며, 상기 연기 유로(31)를 통해 이송된 연기가 배출되도록 연기 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성되고, 상기 경사판(22)의 뒤제침각(θ)은 주판(21)의 회전시, 측판(24)의 연기유입부(25)를 통해 유입된 연기가 후향전곡 곡선형태의 깃(23)에 의해 이송되는 연기가 연기 유로(31)에서 박리(와류)되지 않도록 10 ~ 70도 각도로 형성되어 연기가 원활하게 이송되고, 상기 측판(24)은 중앙부에 연기유입부(25)가 형성된 원형 판으로 형성되어 원주면이 경사판의 뒤제침각(θ)에 맞춰 경사지게 형성되고, 케이싱 내에 혼류 임펠러(20)가 설치되어 연기 유로(31)의 토출구(32)를 통해 배출된 연기가 축방향으로 이송되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기는 다중생활공간에 설치되는 것으로, 케이싱(10), 임펠러(20), 가이드부(50)를 포함한다. 이러한 케이싱(10), 임펠러(20), 가이드부(50)를 비롯하여, 내부의 전동부(30) 및 회전축(40) 등은 모두 내열에 강한 내열강판의 재질로 형성되도록 한다.

상기 케이싱(10)은 내부에 임펠러(20)가 내설장착되는 곳이다.

이를 위한 케이싱(10)은 외부의 연기가 임펠러(20)를 향해 유입되도록 하는 유입구(11)를 일측(ex: 전면)에 형성하고, 반대편인 타측(ex: 후면)에는 배출구(12)를 형성하도록 한다. 물론, 이러한 배출구(12)는 별도의 송풍수단(ex: 송풍기 등)이 내설된 덕트와 연통설치되어, 연기를 설치대상 공간 외부로 배출시킬 수 있어야 함은 당연할 것이다.

더불어, 이러한 케이싱(10)은 사용자의 다양한 실시예에 따라, 후술될 임펠러를 내설한 상태로, 건물 및 다중생활공간의 다양한 위치에 다양한 고정형태로 설치가 가능하다.

상기 임펠러(20)은 전술된 내부가 비어있는 케이싱(10)에 내설되는 것으로서, 연기 및 연기가 임펠러(20)의 길이방향을 따라 이동되도록 하는 것이다.

이를 위한 임펠러(20)은 케이싱(10)의 내부에서 케이싱(10)의 폭방향(전면에서 후면을 향해)을 향해 설치되는 것이며, 내열 모터 등의 전동부(30)가 길이방향을 향해 직선을 이루며 일체로 설치된다.

즉, 임펠러(20)은 유입되는 연기를 길이방향(케이싱(10)의 폭방향)을 향해 이동시켜, 연기가 케이싱(10)의 일측에서 타측을 향해 일직선형태로 이동되도록 한 것이다.

이 중, 임펠러(20)의 형상을 살펴보면, 주판(21), 깃(23), 측판(24)으로 이루어지는 것으로, 상기 주판(21)은 전술된 전동부(30)의 회전축(40)이 후단부 중앙부에 고정 설치되어 회전축(40)에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 경사판(22)이 형성되어 연기가 원활하게 이송되도록 한 것이고, 상기 깃(23)은 전술된 주판(21)의 경사판(22) 일단면에 부착되어 주판(21)이 회전시, 연기를 일측으로 이송시키는 위한 것이며, 측판(24)은 상기 깃(23)의 상부면에 형성되고, 중앙부에 연기가 유입되도록 경사판(22)가 형성되는 것이다.

상기와 같은 임펠러(20)의 형상에 의해 연기는 케이싱(10)의 전면에서 후면의 폭방향을 향해 일직선으로 가능해지는 것이다.

더불어, 본 발명의 임펠러(20)는 종래의 다익송풍기(forward-curved blade fan)을 사용하는 경우보다, 상대적으로 무게와 설치면적이 감소되기에, 원가 절감 및 공간활용의 효과도 증대되는 효과가 발생된다.

또한, 상기 임펠러(20)은 본 발명에서 후향전곡형의 깃을 가지는 혼류임펠러를 사용하며, 이는 하기에서 상세히 설명하도록 한다.

상기 가이드부(50)는 전술된 케이싱(20)의 내부 일측에 설치되는 것으로, 상기 임펠러(20)의 전면측에서 케이싱(10)의 유입구(11)에 대응되어 설치됨으로써, 임펠러(20)의 연기유입부(25) 측으로 연기가 원활히 유입가능토록 하기 위해, 케이싱(20)의 내부 일측에서부터 임펠러(20)의 연기유입부(25) 측을 향해 점차 직경이 좁아지는 형태로 설치되도록 한다.

하기에서는 본 발명에서 제시하고 있는 제 1실시예와 제 2실시예의 임펠러(20)를 상세히 제시하도록 한다.

상기 임펠러(20)의 제 1실시예는 도 2에 도시되어 있으며, 이를 상세히 설명하면 하기와 같다.

제 1실시예의 임펠러(20)는 후술될 제 2실시예와 마찬가지로, 경사판(22)이 형성된 주판(21), 경사판(22)에 형성되는 다수개의 깃(23) 및 측판(24)으로 구성되며, 깃(23)은 전곡깃으로 형성되되 에어포일(airfoil)의 평균캠버선 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

보다 상세하게는, 주판(21)은 중앙부가 평평한 원형의 평판으로 형성되고, 반경방향 바깥쪽인 둘레부분이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ, sweep back angle)으로 경사지게 형성된 경사판(22)으로 형성된다. 즉, 중앙부의 평평한 원판의 둘레가 반경방향 외측 하방으로 경사진 형태의 경사판(22)으로 형성될 수 있다. 이때, 경사판(22)의 뒤제침각(θ)은 경사판(22)이 주판(21) 중앙부의 평평한 부분과 이루는 외측 각도로 나타낼 수 있다. 그리고 주판(21)의 일면 중앙에는 회전축(40)이 고정 설치될 수 있으며, 도시된 바와 같이 주판(21)의 하면에 회전축(40)이 결합된 형태로 형성될 수 있다. 또한, 회전축(40)은 주판(21)과 일체형으로 형성될 수도 있으며, 회전축(40)과 주판(21)이 별도로 형성되어 용접이나 체결수단 등을 이용해 조립되어 결합될 수 있다.

상기 에어포일(airfoil)의 평균캠버선 형상의 단면을 갖는 깃(23)은, 다수개가 형성되어 주판(21)의 타면에 형성될 수 있다. 즉, 주판(21)의 하면에는 회전축(40)이 형성되고 반대측인 상면에는 깃(23)들이 형성될 수 있다. 이때, 깃(23)들은 주판(21)의 경사판(22) 부분에 형성되며, 원주방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.

여기에서 깃(23)은 주판(21)의 회전 반대방향으로 굴곡된 후곡깃으로 형성될 수 있다. 즉, 깃(23)의 앞전 부분에 해당하는 내측 단부(A)에서 뒷전 부분에 해당하는 외측 단부(B)로 갈수록 바깥쪽 회전반대방향을 향해 기울어진 형태로 형성되며, 내측 단부(A)에서 외측 단부(B)로 갈수록 회전 반대방향을 향해 굴곡된 형태로 형성되어 회전반대방향으로 볼록한 형태가 될 수 있다. 또한, 상기 깃(23)은 에어포일의 평균캠버선(mean camber line) 형상의 단면을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 주판(21)과 일체형으로 형성될 수도 있으며, 별도로 형성되어 깃(23)들이 주판(21)에 결합될 수도 있다.

상기 측판(24)은 깃(23)을 기준으로 주판(21)의 경사판(22) 맞은편에 배치되어 측판(24) 및 경사판(22)은 서로 이격되어 배치되며, 깃(23)들의 상측이 측판(24)에 결합될 수 있다. 즉, 깃(23)의 하측이 경사판(22)에 결합되고 깃(23)의 상측이 측판(24)에 결합될 수 있다.

그리하여 본 발명의 임펠러(20)는, 임펠러의 회전 시 연기가 깃과 깃 사이에서 박리(와류)가 발생되지 않아 흐름이 원활하게 이송되고, 임펠러출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시켜 유동에너지가 효율적으로 이용되어 임펠러의 작동 효율이 높아져 송풍기의 성능이 크게 향상되는 장점이 있다. 또한, 깃의 단면이 에어포일의 평균캠버선 형상의 전곡형으로 형성됨으로써 축류형 사류송풍기에 사용할 수 있고, 적용 시 임펠러의 깃 통로에서의 흐름을 부드럽게 하여 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실이 감소되고 이로 인해 축류형 사류송풍기의 효율이 향상되며, 작동점을 변화시킬 수 있고, 임펠러 깃 통로에서의 흐름을 개선하여 임펠러에서 발생되는 소음을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 깃의 무게를 줄일 수 있어 임펠러의 전체 무게를 줄일 수 있으며, 이에 따라 임펠러의 관성모멘트가 감소되어 임펠러 초기 회전 시 회전축에 가해지는 구조적인 파손 위험성을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 깃(23)들은 경사판(22)에 수직인 방향으로 돌출 형성되며 상기 깃(23)들의 상측에 측판(24)이 결합되며, 상기 경사판(22), 측판(24) 및 깃(23)들 사이에 연기 유로(31)가 형성되어, 상기 연기 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 깃(23)들은 경사판(22)에서 수직인 방향으로 돌출 형성될 수 있으며, 깃(23)들의 상측에 측판(24)이 결합되어 깃(23)들의 상단이 측판(24)에 의해 연결된 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 연기가 유동되는 통로인 연기 유로(31)가 경사판(22), 측판(24) 및 두 개의 깃(23)에 의해 둘러싸인 형태로 형성되어, 연기 유로(31)의 일측인 반경방향 바깥쪽 하방에 연기가 토출되는 토출구(32)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 경사판(22)의 뒤제침각(θ)은 0° 내지 70°로 형성될 수 있다.

즉, 경사판(22)의 뒤제침각(θ)이 상기한 각도범위로 형성되어 경사판(22)이 반경방향 바깥쪽 하방으로 경사진 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 연기의 유동방향이 반경방향에서 축방향으로 바뀔 수 있다. 그리고 상기 경사판의 뒤제침각에 따라 최고효율 값이 나타내는 유량과 정압을 변경시킬 수 있어, 임펠러의 작동점 즉 비속도를 변경시킴으로써 최적의 작동점을 갖도록 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 측판(24)은 상측 중앙부에 개방된 연기유입부(25)가 형성되어, 상측 중앙부가 개방된 고깔 형태로 형성될 수 있다.

즉, 측판(24)은 반경방향으로 깃(23)들이 형성된 영역에만 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이 고깔 형태로 형성되되 상측 중앙부가 개방된 연기유입부(25)로 형성될 수 있다. 그리하여 연기유입부(25)를 통해 연기가 원활하게 흡입될 수 있으며, 연기 유로(31)의 상측이 측판(24)에 의해 경사지게 형성되고 하측이 경사판(22)에 의해 경사지게 형성되되 측판(24)과 경사판(22)이 나란한 형태로 형성되어 연기유입부(25)로 흡입된 연기가 토출구(32)로 원활하게 배출될 수 있으며, 연기 유로(31)에서 박리가 발생하지 않을 수 있다.

이때, 측판(24)은 경사판(22)과 나란하게 형성될 수도 있으며, 각도가 서로 다르게 측판(24)의 경사가 형성될 수도 있으며, 다양한 각도로 형성될 수도 있다. 또한, 깃(23)은 경사판(22)에서 수직인 방향으로 돌출 형성되되, 반경방향으로 깃(23)의 내측단과 외측단이 경사판(22)의 뒤제침각(θ)에 대해 수직인 형태로 형성되어, 깃(23)의 내측단 및 외측단이 반경방향 바깥쪽 상측방향으로 경사진 형태로 형성될 수 있다. 그리하여 더욱 많은 양의 연기가 연기유입부(25)로 유입되도록 할 수 있다.

그리고 연기의 흐름이 원환하게 이루어지도록 경사판(22)의 뒤제침각(θ)이 상기한 각도범위로 형성됨으로써, 측판(24)의 연기유입부(25)로 유입된 연기가 연기 유로(31)에서 박리(와류) 현상이 발생되지 않을 수 있다.

또한, 상기 깃(23)은, 내측 단부(A)와 외측 단부(B)를 직선으로 연결한 선을 깃(23)의 코드 라인(26, chord line)으로 설정한 뒤, 상기 코드 라인(26)에 대한 에어포일 평균캠버선의 상대높이를 지정하여 깃(23)의 곡선이 설정될 수 있다.

즉, 깃(23)은 앞전에 해당되는 내측 단부(A)와 뒷전에 해당되는 외측 단부(B)를 직선으로 연결한 선이 깃(23)의 코드 라인(26)이 되고, 코드 라인(26)을 기준으로 에어포일의 평균캠버선에 해당되는 위치를 지정하여 연결한 곡선이 깃(23)의 단면형태가 될 수 있다. 그리하여 에어포일의 형태에 따라 평균캠버선의 형태가 달라지므로 적용하고자 하는 에어포일의 형태에 따라 다양한 곡선형상의 단면을 갖도록 깃을 형성할 수 있다.

또한, 상기 깃(23)의 붙임기준각(θ1)은 0° 내지 180° 로 형성되며, 상기 붙임기준각(θ1) 및 적용되는 평균캠버선의 형상에 따라 깃(23)의 길이, 곡선 형태, 입구깃각(β1) 및 출구깃각(β2)이 변할 수 있다.

즉, 깃(23)이 전곡형으로 형성되되, 깃(23)의 코드 라인(26)과 깃(23)의 내측 단부(A)에서 깃(23)의 내측 단부(A)들은 연결하는 원의 직경인 내측 직경(Di)에 대한 접선(L2)이 이루는 각인 붙임기준각(θ1)이 0° 내지 90°로 형성될 수 있다. 그리고 붙임기준각(θ1)이 커질수록 깃(23)의 길이 및 코드 길이가 변하게 된다. 또한, 붙임기준각(θ1)이 커질수록 입구깃각(β1) 및 출구깃각(β2)이 커지며, 붙임기준각(θ1)이 작아질수록 입구깃각(β1) 및 출구깃각(β2)은 작아지게 된다. 여기에서 입구깃각(β1)은 깃의 내측 단부(A)에서 깃(23)에 대한 접선(L1)과 깃의 내측 단부(A)들을 연결하는 원의 직경인 내측 직경(Di)에 대한 접선(L2)이 이루는 각이며, 출구깃각(β2)은 깃의 외측 단부(B)에서 깃(23)에 대한 접선(L4)과 깃의 외측 단부(B)들을 연결하는 원의 직경인 외측 직경(Do)에 대한 접선(L3)이 이루는 각으로서, 도시된 바와 같이 나타낼 수 있다.

또한, 이러한 에어포일(airfoil)의 평균캠버선 형상의 단면을 갖는 깃(23)은 케이싱(10) 내에 설치되어, 상기 연기 유로(31)의 토출구(32)를 통해 배출된 연기가 케이싱(10) 내부 길이방향을 따라 이송될 수 있다.

또한, 본 발명의 상기와 같은 임펠러(20)는 상기 토출구(32)에서 토출된 연기가 축방향으로 흐르도록 형성되어 축류형 사류 송풍기 또는 관류형 송풍기에 적용할 수 있다. 즉, 토출구(32)에서 토출되는 연기의 흐름이 케이싱(10)내의 연기(연기 또는 제연 등)의 주 유동방향에 대해 거의 평행하게 형성될 수 있어, 케이싱(10) 내부의 벽면에서 에너지 소산에 의한 손실을 크게 감소시킬 수 있으므로, 축류형 사류 송풍기 또는 관류형 송풍기에 적용할 경우 송풍기의 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 그리하여, 혼류임펠러에 비해 풍량에 따른 정압이 향상되며, 풍량에 따른 효율도 증가되는 것이다.

상기 임펠러(20)의 제 2실시예는 도 3에 도시되어 있으며, 이를 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 3의 임펠러(20)는 후향전곡깃형 혼류 임펠러로서,

이러한 임펠러(20)의 주판(21)의 외주연은 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(sweep back angle,θ)으로 경사지게 경사판(22)이 형성된다.

또한, 연기의 흐름이 원활하게 이송되도록 경사판(22)의 뒤제침각(θ)이 주판(21)의 수평선을 기준으로, 유량계수와 압력계수가 안정적이면서 총합효율이 좋은 10 ~ 70도 각도로 형성되어 상기 주판(21)의 회전시, 측판(24)의 연기유입부(25)를 통해 유입된 연기가 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 사이에서 박리(와류)현상이 발생되지 않고, 임펠러 토출구에서의 배출방향을 반경방향에서 축방향쪽으로 변경시킨다.

상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)은 주판(21)의 경사판(22) 일단면 즉, 경사판(22)의 상부면에 부착되어 주판(21)이 회전축(40)에 의해 회전시, 후향전곡 곡선형태의 깃(23)도 동시에 회전되어 측판(24)의 흡입부분을 통해 연기가 유입되게 하는 역할을 하며, 유입된 연기를 일측(토출구(32))으로 이송시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)은. 경사판(22)의 일단면에 수직으로 돌출 형성되면서 주판(21)의 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 상부면에 측판(24)이 부착되어 깃(23)과 깃(23) 사이에 연기 유로(31)가 형성되며, 상기 연기 유로(31)를 통해 이송된 연기가 배출되도록 연기 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성된다.

이때, 상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)은 일반적인 원심임펠러 또는 혼류임펠러의 날개 깃과는 반대 즉, 도 3에서처럼 역구배로 깃이 형성되어 축류형 사류송풍기 등에 사용할 수 있고, 임펠러의 깃통로에서의 흐름이 부드럽게 해주며, 토출방향을 축방향으로 자연스럽게 변화시켜 손실을 감소시킨다.

상기 측판(24)은 중앙부에 연기가 유입되도록 형성된 원형 판으로 형성되고, 전체적으로 도넛 형태로 형성되어 다수개의 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 상부면에 구비되며, 그로 인해 상기 깃(23)과 깃(23) 사이에 연기 유로(31)가 형성되도록 칸막이 역할을 하는 것이다.

여기서, 상기 측판(24)은 후향전곡 곡선형태의 깃(23)의 상부면에 구비된다는 것은 경사판(22)의 상부면에 소정간격 이격되어 구비되는 것으로, 상기 경사판(22)의 뒤제침각처럼 측판(24)도 단면상 "∧" 형태로 경사지게 형성된다. 이때, 상기 측판(24)의 경사각은 후향전곡 곡선형태의 깃(23)의 수직 폭에 따라 경사판(22)과 동일하거나 다르게 변경될 수 있다. 그로 인해, 상기 연기 유로(31)의 토출구(32)는 다양한 크기로 형성된다.

그런데, 상기 측판(24)의 연기유입부(25)는 측판(24)이 경사지게 형성됨으로써, 종래보다 크게 형성되어 많은 양의 연기가 유입될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 케이싱 11: 유입구
12: 배출구 20: 임펠러
21: 주판 22: 경사판
23: 깃 24: 측판
25: 연기유입부 26: 코드 라인
30: 전동부 40: 회전축
50: 가이드부
C : 기준점 θ : 뒤제침각
A : 깃의 내측 단부 B : 깃의 외측 단부
L : 중심선
β1 : 입구깃각 β2 : 출구깃각
θ1 : 붙임기준각
Di : 깃의 내측 단부(A)들을 연결하는 원의 직경(내측 직경)
Do : 깃의 외측 단부(B)들을 연결하는 원의 직경(외측 직경)
L1 : A 점에서 깃에 대한 접선
L2 : A 점에서 내측 직경(Di)에 대한 접선
L3 : B 점에서 외측 직경(Do)에 대한 접선
L4 : B 점에서 깃에 대한 접선

Claims

화재 제연용으로 사용되며, 화재발생시 구동되는 것으로,
일측에 유입구(11)를 형성하고, 타측에 배출구(12)를 형성하는 화재 내열용 강판 재질의 케이싱(10);
상기 케이싱(10) 내부에 장착되어 설치되며, 케이싱(10)의 유입구(21)에서 배출구(22)를 향하는 방향과 대응되도록, 내부에 전동부(30)와 임펠러(20)가 상호간 일직선상이 되도록 회전축(40)으로 직결로 연결설치됨으로써, 회전되는 임펠러(20)에 의해 전면 내부로 유입되는 연기를 임펠러(20) 후단을 향해 배출시켜, 연기가 길이방향을 향해 인라인 형태로 배출되도록 하는 화재 내열용 강판 재질의 임펠러(20);
상기 케이싱(10)의 내부 일단에서 임펠러에 대응설치되어, 임펠러(20)의 유입구(21)측으로 연기가 유도되도록, 임펠러(20)를 향해 직경이 점차 좁아지는 화재 내열용 강판 재질의 가이드부(50);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기.
제 1항에 있어서,
상기 임펠러(20)는
연기의 흐름방향을 축류방향으로 전환시켜 풍량과 풍압이 증가되도록, 후향전곡식 혼류형 임펠러가 사용되는 것을 특징으로 하는 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기.
제 2항에 있어서,
상기 후향전곡식 혼류형 임펠러는
연기를 축류방향으로 전환하기 위해 날개깃을 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성하는 것을 특징으로 하는 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기.
제 1항에 있어서,
상기 임펠러(20)는
회전축(40)이 중앙에 고정 설치되어 상기 회전축(40)을 중심으로 회전되도록 형성되며, 반경방향 바깥쪽 둘레부분이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 형성된 경사판(22)을 포함하는 주판(21);
상기 주판(21)의 경사판(22)에 설치되되, 원주방향을 따라 이격되어 배치되는 다수개의 깃(23); 및
상기 경사판(22)의 맞은편에 배치되어 상기 깃(23)들이 결합되는 측판(24); 을 포함하여 이루어지며,
상기 깃(23)은 주판(21)의 회전 반대방향으로 굴곡된 전곡깃으로 형성되며, 상기 깃(23)은 에어포일의 평균캠버선 형상의 단면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기.
제 1항에 있어서,
상기 임펠러(20)는
회전력이 전달되는 회전축(40)과;
상기 회전축(40)이 중앙부에 고정 설치되어 회전축(40)에 의해 회전되고, 외주연이 기준점(C)을 기준으로 뒤제침각(θ)으로 경사지게 경사판(22)이 형성되어 연기가 원활하게 이송되는 주판(21)과;
상기 주판(21)의 경사판 일단면에 부착되어 주판(21)이 회전시, 연기를 일측으로 이송시키도록 형성된 후향전곡 곡선형태의 깃(23)과;
상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)의 상부면에 형성되고, 중앙부에 연기가 유입되도록 연기유입부(25)가 형성되는 측판(24);을 포함하여 구성되고,
상기 후향전곡 곡선형태의 깃(23)은 경사판(22)의 일단면에 수직으로 돌출 형성되면서 주판(21)의 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수개가 형성되고, 상기 다수개의 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 상부면에 측판(24)이 부착되어 후향전곡 곡선형태의 깃(23)과 후향전곡 곡선형태의 깃(23) 사이에 연기 유로(31)가 형성되며, 상기 연기 유로(31)를 통해 이송된 연기가 배출되도록 연기 유로(31)의 일측에 토출구(32)가 형성되고,
상기 경사판(22)의 뒤제침각(θ)은 주판(21)의 회전시, 측판(24)의 연기유입부(25)를 통해 유입된 연기가 후향전곡 곡선형태의 깃(23)에 의해 이송되는 연기가 연기 유로(31)에서 박리(와류)되지 않도록 10 ~ 70도 각도로 형성되어 연기가 원활하게 이송되고,
상기 측판(24)은 중앙부에 연기유입부(25)가 형성된 원형 판으로 형성되어 원주면이 경사판의 뒤제침각(θ)에 맞춰 경사지게 형성되고,
케이싱 내에 혼류 임펠러(20)가 설치되어 연기 유로(31)의 토출구(32)를 통해 배출된 연기가 축방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 화재 제연용 케이싱 내부 장착형 직결구동식 축류형 사류송풍기.