KR20200005871A - 흡배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡배기장치는 벤츄리관의 넓은 배관통로에 흡기공을 설치하고, 배관통로가 좁은 위치에 배기공을 설치하여, 외기공기를 공급하거나 내부공기를 배출해야 하는 밀폐공간 내부의 압력과 벤츄리관을 통과하는 공기의 벤츄리효과를 활용하여 공기를 순환시킨다.
또한, 공기가 배출되는 배기구 방향에 풍향날개를 설치하여 바람이 항상 흡기구로 유입되도록 하며, 배기공으로 부터 배기구까지 코안다 표면(Coanda surface)를 형성하여, 배기공에서 배출되는 공기가 코안다 표면으로 강하게 흐르게 하여 흡기구에서 공기의 유입을 유도한다.
그리고, 배기공이 위치한 배관통로의 배관폭을 조절하여 공기의 흐름을 제어하는 오리피스조절부를 구비하고, 흡배기장치를 밀폐공간 내부로 연결하기 위해, 배기덕트 내부에 흡기덕트를 포함하는 이중관 흡배기덕트를 사용함으로서, 흡기덕트와 배기덕트를 통과하는 공기의 온도차에 의해 결로수 발생을 방지할 수 있다.
상기, 이중배관 흡배기덕트와 연결되어 흡배기공기의 오염물질을 제거하는 원심력집진장치가 포함된다.

Description

흡배기장치 { Air intake and exhaust device }

본 발명은 외부 공기의 흐름에 의해 밀폐된 공간 내부의 오염된 공기를 배출하고, 외부 공기를 밀폐된 공간으로 급기하기 위한 흡배기장치에 관한 것이다.

아파트나 일반 공동주택의 경우, 옥상에 회전식 강제 흡출기를 설치하거나 고정식 흡출기를 설치하고 있다. 바람이 강하게 불 경우에 회전식 강제 흡출기의 동작으로 각 세대별 환기가 요하지 않을 때 냄새의 역류를 막기 위한 역류방지 댐퍼가 열려 다른 세대의 냄새나 가스가 역류하는 상황이 발생한다.

그래서, 회전식 강제 흡출기는 욕실환풍기나 렌지후드와 같이 자체 배기능력이 없는 공장이나 우사등에서 많이 사용한다.

고정식 환기구는 아파트나 일반주택의 각 세대별 욕실환풍기나 렌지후드와 같이 배기능력을 갖추고 있는 경우, 개별환기 방식의 경우 설치하게 된다.

그러나, 상기화 같은 실내 기류 배기장치들의 공통점은 강한 바람이 불면 오히려 실내공기가 배출되지 못하고 역류되는 문제점이 있다.

건물의 환기를 위한 환기, 배기장치들을 제작함에 있어 고층건물이나 저층건물에서의 바람의 세기를 고려하여 설계하지 않으면 상기와 같이 실내오염공기가 배출되지 못하거나, 역류방지 댐퍼가 열려 다른 세대의 가스나 냄새가 역류하는 현상이 발생한다.

실내기류 배기장치 관련, 기 공지된 기술로는 “무동력 실내기류 배기장치”(대한민국 공개특허 10-207-0143041)가 있다.

이 공지된 기술로는 바람이 많은 고층건물과 바람이 적은 저층건물에 배기장치 설치할 때, 조절은 가능하나, 고층에 항상 바람이 부는 것도 아니고, 저층건물도 기후변화에 따라 바람의 양이 수시로 변함으로, 문제를 완전히 해결하지 못한다.

따라서, 외기의 기류로서 실내기류를 배기토록 하는 배기장치에 있어서, 바람의 세기가 강하거나, 바람이 거의 없는 상황에 따라 조절이 가능한 배기장치가 요구된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 벤츄리관의 베르누이 공식으로 설명되는 벤츄리효과를 이용하지만, 본 발명에서는 단순히 배기문제뿐 만 아니라, 흡기도 같이 고려하여 실내공기 환기를 제어한다.

또한, 벤츄리관의 배기를 위한 배기공이 위치한 좁은 오리피스 영역에 오리피스 영역의 공기흐름을 제어할 수 있는 오피피스 조절부를 두어, 바람이 없거나 바람이 강할 때 오리피스조절부를 통해 흡배기공기 제어를 통한 실내공기 환기를 제어한다.

본 발명의 흡배기장치는 일반적으로 배기만을 고려한 환기장치와는 다르게, 밀폐된 실내 공간의 환기를 위해 흡기와 배기를 같이 고려한 흡배기장치를 제안한다.

이를 위해 벤추리관의 넓은 배관통로에 흡기공을 설치하고, 배관통로가 좁은 위치에 배기공을 설치하여, 외기공기를 공급하거나 내부공기를 배출해야 하는 밀폐공간 내부의 압력과 벤츄리관을 통과하는 공기의 베르누이 공식으로 설명되는 벤츄리효과를 활용하여 밀폐공간 내부의 공기를 순환시키도록 설계를 한다.

또한, 항상 바람의 방향으로 공기가 유입되도록, 상기 벤추리관 배기구 위치에 풍향날개를 설치한다.

배기공이 위치한 벤츄리관의 좁은 영역(오리피스 영역으로 칭함)에 오리피스조절부를 두어 공기흐름을 제어한다.

벤츄리관 흡기구로 유입되는 공기의 양이 많을 때는 오리프스조절부의 오리피스 개폐캡의 위치를 배기구 방향으로 이동 시키는 방법으로 밀폐공간 내부와 벤츄리관 흡기공과 배기공이 위치한 공간의 압력차를 제어하여 공기의 흡기, 배기를 제어한다.

특히 배기공으로 부터 배기구까지 코안다 표면(Coanda surface)를 형성하여, 배기공에서 배출되는 공기가 코안다 표면으로 강하게 흐르게 하여 흡기구에서 공기의 유입을 유도 함으로서, 외기의 바람이 불지않는 무풍시, 배기용 송풍기로 밀폐공간 내부의 공기를 배기하여 배기공에서 코안다 표면으로 배기공기가 강하게 흐르게 하여, 낮은 압력에 의해 흡배기장치의 흡기구로 부터 공기가 유입되게 하여 밀폐공간으로의 급기용송풍기의 흡기저항을 줄여 줌으로서 전력소비를 줄일 수 있다.

밀폐공간 내부로의 급기, 배기시 실내 혹은 실외 오염된 공기로 부터 먼지를 제거하기 위한 원심력 집진장치를 설치한다.

본 발명의 흡배기장치는 외기의 풍량에 따라 밀폐공간 내부의 공기를 배기하거나 흡기할 수 있도록 무동력으로 설계할 수 있지만, 열회수형 환기청정기와 공기청정기, 렌지후드와 화장실 배기장치와 연동하거나 개별로 연결할 수 있고, 흡배기장치의 오리피스조절부를 제어하여 상기 각 기기의 배기용송풍기와 급기용송풍기의 흡배기 압력을 조절함으로서 효과적으로 환기를 하면서도 전력소비를 최소화 할 수 있다.

도1. 본 발명의 흡배기장치 구성도
도2. 본 발명의 흡배기장치의 오리피스조절부 구성 및 동작 예시도
도3. 본 발명의 흡배기장치의 흡배기덕트 연결도
도4. 본 발명의 흡배기장치의 흡기공기에 대한 원심력 집진장치 구성도
도5. 본 발명의 흡배기장치의 배기덕트와 흡입공기의 원심력집진장치 결합 구성 예시도
도6. 본 발명의 흡배기장치를 흡배기덕트로 밀폐공간 내부와 배관 설치한 예시도
도7. 본 발명의 흡배기장치와 원심력집진장치 설치 예시도
도8. 본 발명의 흡배기장치와 원심력집진장치 결합 설치시, 흡배기송풍기를 활용한 예시도
도9. 본 발명의 흡배기장치의 흡기덕트와 배기공기의 원심력집진장치 결합 구성 예시도
도10. 본 발명의 흡배기장치와 건물내 먼지제거를 위한 원심력집진장치 설치 예시도

도1은 본 발명의 흡배기장치 구성도 이다.

본 발명의 흡배기장치는 벤츄리관의 베르누이 방정식으로 해석되는 벤츄리효과를 활용한 장치로, 흡배기장치(100)의 흡기구(101) 방향에 흡기공(102)을 설치하고, 이 흡기공(102)은 흡기통로(103)와 흡기관(104)으로 연결된다.

좁은 통로의 오리피스(105) 부분에 배기공(111)을 위치시키고, 이 배기공(111)은 배기통로(112)를 거쳐 배기관(114)으로 연결된다.

특히, 배기공(111)으로 부터 배기구(110)까지 코안다 표면(Coanda surface)를 형성하여, 배기공(111)에서 배출되는 공기가 코안다 표면으로 강하게 흐르게 하여 흡기구(101)에서의 공기의 유입을 유도 함으로서, 흡기공(102)을 통한 흡입압력을

줄일 수 있다.

흡배기장치(100)의 배기구(110) 방향에 풍향날개(113)를 설치하여, 흡배기장치(100)의 흡기구(101)가 항상, 바람이 유입될 수 있도록 한다.

오리피스(105) 위치에 오리피스조절부(120)를 설치하여, 오리피스(105)를 통과하는 흡기구(101)를 통해 유입한 공기와, 배기공(111)을 통해 배출되는 공기의 흐름을 제어할 수 있다.

도2는 본 발명의 흡배기장치(100)의 오리피스조절부(120) 구성 및 동작 예시도 이다.

본 발명의 오리피스조절부(120)는 오리피스 개폐캡(122)으로 구성된 구동몸체(126)와 꼬리고정몸체(128)로 나누어져 있다.

꼬리고정몸체(128) 내부에는 구동기어(125)와 구동축(124)으로 연결되고, 꼬리고정몸체(128)에 고정된 구동부(123)가 있어, 구동부(123)에 의해 구동기어(125)가 회전하는 회전방향에 따라, 구동몸체(126)의 위치가 앞, 뒤로 이동한다.

이렇게, 오리피스조절부(120)를 제어함으로서, 흡배기장치(100)의 흡기구(101)로 유입되는 공기와, 배기공(111)을 통해 배기되는 공기를 제어할 수 있다.

즉, 흡배기장치(100)의 흡기구(101)로 유입되는 풍량에 따라, 오리피스조절부(120) 위치를 변화시켜 오리피스(105) 부분에서 공기유속에 따른 압력에 따라 배기공(111)으로 배출되는 공기의 양도 조절할 수 있다.

무풍시에는 배기공(111)으로 유출되는 배기공기를 코안다 표면으로 강하게 흐르게 하여, 저압으로 인해 흡기구(101)에서의 공기유입을 유도 함으로서, 흡기공(102)을 통한 공기의 흡입압력을 줄일 수 있다.

도3은 본 발명의 흡배기장치의 흡배기덕트 연결도 이다.

본 발명의 흡배기장치(100)로 부터 밀폐공간 내부로의 급기와 밀폐공간 내부의 오염공기의 배기를 위해, 흡배기장치(100)는 흡배기덕트(310)에 연결하여 밀폐공간 내부로 연결하게 된다.

이 경우, 흡배기덕트(310)와 연결되는 흡배기장치(100)는 풍향에 따라 회전해야 함으로, 흡배기장치(100)의 흡기관(104)과 배기관(114)을 흡배기회전덕트(300)로 구성한다.

본 발명의 흡배기덕트(310)는 이중 덕트로 구성하며, 배기덕트(311) 내부에 덕트고정부(313)를 통해 고정된 흡기덕트(312)가 위치한다.

이렇게 함으로서, 흡기공기와 배기공기와의 온도차에 의해 발생되는 결로현상을 줄일 수 있다.

예를 들면, 흡기덕트(312) 내부에서 발생하는 결로는 밀폐공간 내부에서 별도 장치를 통해 제거할 수 있고, 흡기덕트(312) 외부에서 발생하는 결로는 배기덕트(311)를 통해 외부로 배출된다.

도4는 본 발명의 흡배기장치의 흡기공기에 대한 원심력 집진장치 구성도 이다.

도4 (b)에서 보면 원심력집진장치몸체(401)는 접선방향흡입덕트(403)로 흡입된 공기가 와류탐색관(410)으로 회전하면서 먼지와 결로수는 원심력에 의해 먼지수집깔대기(411)에서 먼지배출관(412)을 통해 먼지수집함(420)에 모아진다.

먼지와 결로수가 제거된 공기는 와류탐색관(410) 내부를 거쳐 배출관(404) 배출구(450)으로 배출된다.

도4 (a),(c )는 원심력집진장치몸체(401) 상단에서의 투시도 이고, 도4 (d)는 공기가 와류하면서 먼지가 수집되고 깨끗해진 공기가 배출되는 공기 흐름도 이다.

도5는 본 발명의 흡배기장치의 배기덕트와 흡입공기의 원심력집진장치 결합 구성 예시도 이다.

본 발명의 흡배기장치(100)의 이중배관 흡배기덕트(301)에 연결되는 원심력집진장치 결합부(500)는 내부에 원심력집진장치(400)가 흡배기덕트(301)의 흡기덕트(312)에 연결되고, 흡배기덕트(301)의 배기덕트(311)가 원심력집진장치결합부(500)의 흡배기덕트연결부(501)를 통해 연결되면서 원심력집진장치(400)를 감싸면서 배기덕트연결부(530)을 통해 밀폐공간의 배기덕트로 연결된다.

먼지수집함(520)은 흡인된 공기중에 오염물질과 결로수가 원심력과 중력에 의해 수집되어 저장한다.

본 발명의 먼지수집함(520) 착탈식 방식으로 먼지와 결로수가 차면, 빼서 버리고 다시 끼울 수 있게 한다.

도5의 (b)는 흡배개 공기의 흐름을 보여준다.

도6은 본 발명의 흡배기장치를 흡배기덕트로 밀폐공간 내부와 배관 설치한 예시도 이다.

본 발명의 도6은 흡배기장치(100)가 건물 내부 밀폐공간(600) 내의 급기덕트(610)와 배기덕트(630)에 연결, 설치된 모습을 보여준다.

흡배기덕트(310)는 밀폐공간(600) 내부의 급기덕트(610)와 배기덕트(630)와 연결하기 위해 중간에 덕트연결부(601)를 둘 수 있다.

도7은 본 발명의 흡배기장치와 원심력집진장치 설치 예시도 이다.

건물 밀폐공간(600) 내부의 급기덕트(610)와 배기덕트(630)와 흡배기덕트(310)를 연결하기 위해 중간에 원심력집진장치결합부(500)를 설치한 예이다.

흡배기장치(100)를 통해서 흡입된 공기는 흡배기덕트(310)을 거쳐 원심력집진장치(400)에서 먼지와 결로수가 중력과 원심력에 의해 제거되고, 급기덕트(610)과 디퓨져(611)를 통해 건물 밀폐공간(600)내부로 급기된다.

밀폐공간(600) 내부의 오염공기는 디퓨저(631)를 통해 배기덕트(630)를 거쳐 흡배기덕트(310)와 흡배기회전덕트(300)를 통해 흡배기장치(100)을 배기구(110)로 배출된다.

도8은 본 발명의 흡배기장치와 원심력집진장치 결합 설치시, 흡배기송풍기를 활용한 예시도 이다.

본 발명은 더욱 효율적인 환기를 위해 급기용송풍기(710)와 배기용송풍기(730)을 각각 급기덕트(610)와 배기덕트(630)에 설치할 수 있다.

본 발명의 흡배기장치(100)의 흡기공(102) 위치 압력과 배기공(111) 위치의 압력, 건물의 밀폐공간(600) 내부의 압력 등을 측정하여 흡배기장치(100)의 오리피스조절부(120) 제어를 통해 급기용송풍기(710)와 배기용송풍기(730)를 절전운영 할 수

있다.

도9는 본 발명의 흡배기장치의 흡기덕트와 배기공기의 원심력집진장치 결합 구성 예시도 이다.

일반적으로 공장과 같이 내부 밀폐공간에서 작업하면서 다량의 먼지가 발생하는 경우가 많다.

이런 경우, 실내공기를 외부로 그대로 배출하면, 실내의 다량의 먼지가 배출되면서 외기공기를 오염시키게 된다.

본 발명의 원심력집진장치(900)는 이런 실내오염 공기로 부터 먼지를 제거하기 위해 배기덕트연결부(930)로 부터 유입되는 오염공기로 부터 오염물질을 제거하여 흡배기덕트연결부(901)를 통해 흡배기덕트(310)로 배출하기 위한 배기공기용 원심력집진장치(900) 구성을 보여준다.

도9의 (b)는 밀폐공간 내부 오염공기가 배기덕트연결부(930)를 통해 유입되어 와류에 의한 원심력과 중력에 의해 제거되어 흡배기덕트연결부(901)를 통해 배출되면 보여준다.

도10은 본 발명의 흡배기장치와 건물내 먼지제거를 위한 원심력집진장치 설치 예시도 이다.

앞서 도9의 실내오염공기로 부터 오염물질을 제거하여 배출하기 위한 원심력집진장치를 연결 설치한 도면이다.

100 : 흡배기장치
101 : 흡기구
102 : 흡기공
103 : 흡기통로
104 : 흡기관
105 : 오리피스
110 : 배기구
111 : 배기공
112 : 배기통로
113 : 풍향날개
114 : 배기관
120 : 오리피스조절부
121 : 오리피스조절부 고정부재
300 : 흡배기회전덕트
310 : 흡배기덕트
400 : 원심력집진장치
500 : 흡배기덕트와 원심력집진장치 결합부
520 : 먼지수집함

Claims (11)

1. 흡배기장치에 있어서,
   벤츄리관의 넓은 배관통로에 흡기공을 설치하고, 배관통로가 좁은 위치에 배기공을 설치하여, 외기공기를 공급하거나 내부공기를 배출해야 하는 밀폐공간 내부의 압력과 벤츄리관을 통과하는 공기의 벤츄리효과를 활용하여 공기를 순환시킴을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
2. 청구항 1항에 있어서,
   공기가 배출되는 배기구 방향에 풍향날개를 설치하여 바람이 항상 흡기구로 유입되도록 함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
3. 청구항 1항에 있어서,
   배기공으로 부터 배기구까지 코안다 표면(Coanda surface)을 형성하여, 배기공에서 배출되는 공기가 코안다 표면으로 강하게 흐르게 하여 흡기구에서 공기의 유입을 유도함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
4. 청구항 3항에 있어서,
   배기공이 위치한 배관통로의 배관폭을 조절하여 공기의 흐름을 제어하는 오리피스조절부를 더 구비함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
5. 청구항 4항에 있어서,
   오리피스조절부는 구동부와 구동축으로 연결된 구동기어에 의해 구동몸체 위치를 제어하여, 구동몸체의 오리피스 개폐캡에 의해 공기의 흐름을 제어함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
6. 청구항 1항에 있어서,
   배기공과 연결되는 배기통로와 배기관을 통한 배기와, 흡기공과 연결되는 흡기통로와 흡기관을 통한 흡기를 위해, 밀폐공간 내부와 연결되는 흡배기덕트에 배기관과 흡기관을 연결하기 위해 흡배기회전덕트를 설치함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
7. 청구항 6항에 있어서,
   흡배기덕트와 흡배기회전덕트는 배기덕트 내부에 흡기덕트가 고정 설치된 이중배관 덕트 임을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
8. 청구항 7항에 있어서,
   이중배관 흡배기덕트와 밀폐공간 내부의 급기덕트와 배기덕트를 연결하는 결합부는 흡기덕트로 유입되는 오염공기로 부터 불순물을 제거하기 위해 원심력집진장치를 포함함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
9. 청구항 7항에 있어서,
   이중배관 흡배기덕트와 밀폐공간 내부의 급기덕트와 배기덕트를 연결하는 결합부는 배기덕트로 유입되는 밀폐공간 내부 오염공기로 부터 불순물을 제거하기 위한 원심력집진장치를 포함함을 특징으로 하는 흡배기장치.
   
10. 청구항 8항에 있어서,
    원심력집진장치의 와류탐색관에 프리필터를 설치하여 작은 먼지입자도 걸러냄을 특징으로 하는 흡배기장치.
    
11. 청구항 8항과 9항에 있어서,
    원심력집진장치에 수집되는 먼지와 결로수를 수집하는 착탈식 먼지수집함을 더 구비함을 특징으로 하는 흡배기장치.
    

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