KR20230031552A - 자동 에어 디퓨저 - Google Patents

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KR20230031552A
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KR
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air diffuser
automatic air
rod
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KR1020210113924A
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장용성
현승호
김성규
안재호
윤경현
이동현
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지에스건설 주식회사
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Abstract

자동 에어 디퓨저가 개시된다.
본 발명의 일례에 의한 자동 에어 디퓨저는, 덕트와 결합되고 하측으로 공기가 송풍되는 통로가 형성된 디퓨저 본체; 상기 통로의 하측에서 상하로 이동하여 상기 통로의 개도율을 조절하는 개폐부재; 상기 개폐부재를 상하로 이동시키는 동력을 제공하기 위한 것으로서, 상기 개폐부재에 결합되는 승강 로드와, 상기 승강 로드를 상하로 승강 구동시키는 승강 구동부를 포함하는 구동유닛; 상기 개폐부재의 위치에 따라 출력 신호를 발생하는 포텐셔미터; 및 상기 개도율의 조절을 위해, 상기 포텐셔미터로부터 출력 신호를 수신하여, 상기 구동유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

자동 에어 디퓨저{Automatic air diffuser}
본 발명은 에어 디퓨저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 취출구의 개도율 조절이 자동으로 그리고 작은 단위로 정밀하게 이루어질 수 있는 자동 에어 디퓨저에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트나, 건물, 선박 등에는 실내의 온도 및 습도 등을 최적의 상태로 유지시켜 주는 공기조화시스템이 구비된다. 공기조화시스템은 냉난방장치나 환기장치로부터 공급되는 공기를 천장 등에 배관된 덕트를 따라 유동시키고, 덕트를 따라 유동하는 공기를 실내 공간을 향하여 노출되도록 설치되는 에어 디퓨저로 송풍한다.
에어 디퓨저는 보통 실내의 천장에 설치되며, 흡기와 배기를 위한 통로 역할을 한다. 즉, 에어 디퓨저는 실내로 냉풍이나 온풍, 외기를 공급하거나, 실내 공기를 흡입하여 배출시킬 수 있다. 에어 디퓨저는 원형이나, 사각형 등의 형상으로 이루어지고 내측에 통로가 마련된 본체와, 통로를 개폐할 수 있도록 본체에 설치되는 개폐부재를 포함한다. 에어 디퓨저는 천장 등의 지정된 위치에 형성된 구멍에 일부분이 실내로 노출되도록 매립 설치된다.
종래의 에어 디퓨저는 사용자가 수동으로 취출구의 면적, 즉, 취출구의 개도율을 조절하는 구조로 이루어졌다. 이러한 수동식 에어 디퓨저는 사용자가 에어 디퓨저의 개폐부재를 개방시키거나 차폐하도록 조작해야 하므로 사용이 불편하다. 그리고 실내의 냉난방 부하나, 실내에 요구되는 외기량에 따라 개도율이 정확하게 조절되기 어려운 문제가 있다.
이러한 수동식 에어 디퓨저의 단점을 극복하기 위해 모터 등을 이용하여 취출구의 개도율을 자동으로 조절하는 에어 디퓨저가 제안된 바 있다. 그러나 이러한 종래 에어 디퓨저는 단순한 개폐 동작은 가능하나 개도율의 다단 조절이 쉽지 않다. 즉, 개폐부재의 실질적인 위치를 확인할 수 없으므로 개폐부재를 목표 개도율에 맞춰 정확하게 위치 제어하기 어렵다.
또한, 종래에는 취출구의 면적(취출구의 개도율)을 조절할 수 있지만, 취출구 면적 감소에 따른 유속 증가로 인한 소음이 심하게 발생하는 문제가 있다. 이러한 소음은 개폐부재에 의해 취출구의 개도율이 작아짐에 따라 빠른 유속의 공기가 개폐부재에 충돌하는 것에 의해 주로 발생한다.
또한, 최근 들어서 바이러스나 병균에 의한 건물 내 집단 감염 문제가 심각하게 대두된 바 있다. 바이러스나 병균은 사람이 드나드는 문을 통해 전파되기도 하지만, 공조기나 환기시스템과 같이 송풍기를 이용한 강제 환기가 이루어지는 경우, 건물 내 또는 세대 내 환기 덕트를 통해 바이러스나 감염병이 잘 전파되는 것으로 알려지고 있다.
등록실용신안공보 제0957122호 (2010. 05. 03.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 취출구의 개도율 조절이 자동으로 그리고 작은 단위로 정밀하게 이루어질 수 있는 자동 에어 디퓨저를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 취출구 개도율 감소로 인해 발생할 수 있는 소음을 억제 또는 저감할 수 있는 자동 에어 디퓨저를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 덕트 또는 덕트와 연결된 취출구를 통한 바이러스 및 병균의 전파를 억제 또는 저감할 수 있는 자동 에어 디퓨저를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 자동 에어 디퓨저는, 덕트와 결합되고 하측으로 공기가 송풍되는 통로가 형성된 디퓨저 본체; 상기 통로의 하측에서 상하로 이동하여 상기 통로의 개도율을 조절하는 개폐부재; 상기 개폐부재를 상하로 이동시키는 동력을 제공하기 위한 것으로서, 상기 개폐부재에 결합되는 승강 로드와, 상기 승강 로드를 상하로 승강 구동시키는 승강 구동부를 포함하는 구동유닛; 상기 개폐부재의 위치에 따라 출력 신호를 발생하는 포텐셔미터; 및 상기 개도율의 조절을 위해, 상기 포텐셔미터로부터 출력 신호를 수신하여, 상기 구동유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 디퓨저 본체는 상기 덕트와 결합되는 하우징부와, 상기 하우징부의 끝단에 확관되는 형태로 형성된 게이트부를 포함하고, 상기 개폐부재는 상부 경사면을 포함하며, 상기 게이트부와 상기 하우징부 사이에는 상기 개폐부재의 승하강에 의해 상기 상부 경사면에 선택적으로 접촉하는 곡면 형상의 접촉부가 형성된다.
상기 접촉부는, 상기 개폐부재가 상승할 때 상기 상부 경사면에 대하여 선 접촉할 수 있다.
상기 통로의 내측에는 지지 프레임이 형성되며, 상기 지지 프레임은, 상기 승강 로드가 상하로 승강되는 로드 승강홀이 형성된 로드 하우징과, 일단이 상기 디퓨저 본체의 내부면에 결합되고 타단이 상기 로드 하우징의 외부면에 결합되어 상기 로드 하우징을 지지하는 복수의 스포크를 포함한다.
상기 승강 구동부는, 승강 로드의 일면에 형성된 랙과, 상기 랙과 기어 맞물림되는 피니언과, 상기 피니언을 회전시키는 회전력을 발생시키는 모터를 포함한다.
상기 로드 하우징의 측면에는 상기 로드 승강홀과 통해 있는 개구부가 형성되고, 상기 피니언은 상기 개구부를 통해 상기 로드 승강홀 내로 들어가 상기 랙과 기어 맞물림될 수 있다.
상기 로드 승강홀 내에 상기 포텐셔미터가 설치되며, 상기 포텐셔미터는 상기 승강 로드에 설치된 와이퍼 또는 슬라이더의 이동에 따른 저항 변화를 감지하여 상기 개폐부재의 변위를 측정할 수 있다.
상기 개폐부재는, 상기 디퓨저 본체와 선택적으로 접하여 상기 통로를 개폐하는 상부 경사면이 형성된 상부 캡과, 상기 상부 캡에 분리 가능하게 결합되는 하부 캡과, 상기 상부 캡과 상기 하부 캡 사이에 개재된 흡음재를 포함한다.
상기 상부 캡에는 상측으로 상기 통로와 연통하고 하측으로 상기 흡음재를 향해 오픈된 복수의 흡음홀이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일측면에 따른 자동 에어 디퓨저는, 상기 통로의 내부에 링 형태로 설치되어 UV를 방사하는 UV 방사 링을 더 포함할 수 있다.
상기 UV 방사 링은 하우징부의 내주면에 설치될 수 있다.
상기 UV 방사 링은, 상기 하우징부의 내주면에 링 형태로 설치되는 연성 PCB와, 상기 연성 PCB 상에 링 배열로 어레이된 복수의 UV 엘이디를 포함할 수 있다.
상기 디퓨저 본체는 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것일 수 있다.
상기 상부 캡은 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것일 수 있다.
상기 지지 프레임은 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 자동 에어 디퓨저는 취출구의 개도율 조절이 자동으로 그리고 작은 단위로 정밀하게 이루어지는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동 에어 디퓨저는 취출구 개도율 감소로 인해 발생할 수 있는 소음을 억제 또는 저감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동 에어 디퓨저는 덕트 또는 덕트와 연결된 취출구를 통한 바이러스 및 병균의 전파를 억제 또는 저감할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저의 설치예를 나타낸 것이다,
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 위에서 보고 도시한 사시도들이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 도시한 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저의 제어와 관련된 구성을 간략하게 나타낸 블록구성도이다.
도 10의 (a) 및 (b)는 승강 로드 및 개폐부재의 연결 관계의 예들을 예시적으로 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저의 작용을 차례대로 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100)는 건물이나 선박 등 다양한 고정 또는 이동 구조물에 설치되는 덕트에 결합됨으로써 흡기와 배기를 위한 통로 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100)는 덕트(10)와 결합되는 디퓨저 본체(110)와, 디퓨저 본체(110)의 통로(112) 하측에서 상하로 이동 가능하게 배치되는 개폐부재(130)와, 개폐부재(130)에 동력을 제공하는 구동유닛(140)과, 개폐부재(130)의 위치에 따라 출력 신호를 발생 하는 포텐셔미터(150)와, 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 수신하여 구동유닛(140)을 제어하는 제어부(165)를 포함한다.
본 실시예에서는 자동 에어 디퓨저(100)가 건물의 천장에 설치되어 건물의 실내로 공급되는 공기의 공급 유량을 조절하는 것을 예로 하여 설명한다.
디퓨저 본체(110)는 덕트의 끝단에 결합될 수 있는 하우징부(111)와, 하우징부(111)의 끝단에 구비되는 플랜지부(114)를 포함한다.
하우징부(111)의 내측에는 덕트(10)에 의해 가이드되는 공기가 통과 할 수 있도록 덕트(10)의 내부 유로와 연결되는 통로(112)가 마련된다. 하우징부(111)의 형상은 공기를 가이드할 수 있는 형상이라면 특정한 형상으로 제한되지 않는다. 본 실시예에서 하우징부(111)는 원통형으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.
플랜지부(114)는 하우징부(111)의 폭보다 큰 폭을 갖는 환형으로 이루어진다. 플랜지부(114)는 하우징부(111)의 끝단에 하우징부(111)의 가장자리로부터 외측으로 돌출되도록 구비된다. 플랜지부(114)는 자동 에어 디퓨저(100)의 설치를 위해 천장에 형성되는 구멍을 덮어 천장의 구멍이 외부로 노출되지 않게 할 수 있다.
플랜지부(114)에는 하우징부(111)의 끝단으로부터 확관되는 형상의 게이트부(115)가 구비된다. 게이트부(115)는 하우징부(111)의 끝단에서 멀어질수록 폭이 점진적으로 증가하는 형상으로 이루어진다. 또한, 게이트부(115)와 하우징부(111) 사이에는 개폐부재(130)가 안정적으로 밀착될 수 있는 소정의 곡률로 돌출된 접촉부(116)가 형성된다. 게이트부(115)와 개폐부재(130)의 상부면 사이에는 접촉부(116)와 가까워질수록 점진적으로 좁아지는 갭(G), 즉, 취출구가 형성된다. 접촉부(116)는 점진적으로 상승하는 개폐부재(130)의 상부 경사면에 대하여 하나의 원을 그리면서 선 접촉하는 것이 바람직하다.
디퓨저 본체(110)는 도시된 구조 이외에, 덕트(10)에 결합되어 덕트(10)를 따라 유동하는 공기를 가이드할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
디퓨저 본체(110)의 내측에는 지지 프레임(120)이 구비된다. 지지 프레임(120)은 통로(112)의 중앙에 배치된 채 상하로 길게 연장된 로드 하우징(121)과, 로드 하우징(121)을 지지하는 복수의 스포크(122)를 포함한다.
로드 하우징(121)은 일단부로부터 타단부까지 상하로 길게 연장된 상하 관통형의 로드 승강홀(123)을 대략 중앙에 포함한다. 또한, 로드 승강홀(123)의 내부면에는 로드 승강홀(123)의 전체 길이에 걸쳐 홈 형태의 가이드 레일(124)이 형성될 수 있다. 또한, 로드 승강홀(123)의 내부면에는 포텐셔미터(150)가 설치될 수 있다. 포텐셔미터(150)가 로드 승강홀(123) 내에서 돌출되지 않도록 로드 승강홀(123) 내부면에는 포텐셔미터(150)가 설치되는 홈이 형성될 수 있다. 포텐셔미터(150)는 이하 설명되는 승강 로드(147)에 설치된 와이퍼 또는 슬라이더(m)의 이동에 따른 저항 변화를 감지하여 승강 로드(147) 및 그와 연결된 개폐부재(130)의 변위를 측정할 수 있다.
구동유닛(140)은 로드 승강홀(123)을 따라 상하로 승강하도록 로드 승강홀(123) 내에 설치되는 승강 로드(147)와, 로드 승강홀(123)을 따라 승강 로드(147)를 상하로 승강 구동시키는 승강 구동부를 포함한다.
이때, 승강 구동부는 승강 로드(147)의 일면에 형성된 랙(148)과, 랙(148)과 기어 맞물림되는 피니언(143)과, 피니언(143)을 회전시키는 회전력을 발생시키는 모터(141)를 포함한다.
또한, 승강 로드(147)는 전술한 것과 같이 홈 형태로 로드 승강홀(123)의 내부면에 형성된 가이드 레일(124)을 따라 슬라이드 이동되는 돌출 구조의 슬라이딩부(149)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 가이드 레일(124)이 홈 형태로 형성되고 슬라이딩부(149)가 가이드 레일(124)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 돌출 구조로 형성되지만, 반대로, 가이드 레일(124)이 돌출 구조이고, 슬라이딩부(149)가 홈 형태일 수도 있다.
모터(141)는 디퓨저 본체(110)의 하우징부(111)의 외부면에 설치된다. 또한, 피니언(143)은 모터(141) 구동에 의해 회전하는 샤프트(142)의 단부 측에 형성된다. 샤프트(142)는 하우징부(111)에서 설치된 모터(142)에서 하우징(111) 내 통로(112)의 중앙을 향해 길게 연장된다. 그리고 피니언(143)은 샤프트(142)의 단부 측에 형성된 채 로드 하우징(121)의 측면에 형성된 개구부(125)를 통해 로드 승강홀(123) 내로 들어가 전술한 랙(148)과 기어 맞물림된다. 따라서, 모터(141)가 정역 양방향으로 샤프트(142)를 회전키는 것에 의해, 샤프트(142)에 단부 측에 형성된 피니언(143)이 랙(148)을 선형 구동시켜, 랙(148)이 형성된 승강 로드(141)를 로드 승강홀(123)을 따라 상승시키거나 하강시킬 수 있다.
한편, 로드 하우징(121)은 복수의 스포크(122)에 의해 지지된다. 스포크(122)는 일단이 디퓨저 본체(110)의 내면에 결합되고 타단이 로드 하우징(121)에 결합되어 로드 하우징(121)을 지지한다. 스포크(122)는 로드 하우징(121)의 둘레를 따라 일정한 간격으로 이격 배치되어 통로(112)를 통한 공기의 유동에 크게 영향을 주지 않으면서 로드 하우징(121)을 안정적으로 지지할 수 있다.
개폐부재(130)는 디퓨저 본체(110)에 대하여 상하 이동 가능하도록 전술한 승강 로드(147)에 결합되어, 디퓨저 본체(110)의 통로(112)를 개폐할 수 있다. 개폐부재(130)는 디퓨저 본체(110)에 접하여 통로(112)를 밀폐할 수 있는 상부 경사면이 형성된 콘 형태의 상부 캡(131)과 상기 상부 캡(131)에 분리 가능하게 결합되는 하부 캡(133)과 상부 캡(131)과 하부 캡(133) 사이에 개재된 흡음재(132)를 포함한다. 상부 캡(131)은 디퓨저 본체(110)로부터 이격되는 방향으로 폭이 점진적으로 증가하는 콘(cone) 형상으로 이루어진다. 따라서, 상부 캡(131)의 일부가 게이트부(115)를 통해 하우징부(111) 내측의 통로(112) 속으로 삽입될 수 있고, 그와 같은 삽입 과정에서 최종적으로 게이트부(115)와 하우징부(111) 사이에 형성된 접촉부(116)에 상부 캡(131)이 콘형 경사면이 접촉되어, 통로(112)를 완전히 막을 수도 있다. 또한, 상부 캡(131)에는 상측으로 통로(112)와 연통하고 하측으로는 흡음재(132)를 향해 오픈된 복수의 흡음홀(1311)들이 형성된다. 통로(112)를 통해 빠른 유속의 공기가 흡음홀(1311)들을 통해 흡음재(132) 부딪히며, 이때, 흡음재(132)는 빠른 유속의 공기로 인한 소음을 흡수할 수 있다.
개폐부재(130)는 도시된 구조 이외에, 디퓨저 본체(110)에 대하여 이동 가능하게 설치되어 디퓨저 본체(110)의 통로(112)를 개폐할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 구동유닛(140)은 로드 승강홀(123)을 따라 상하로 승강하도록 로드 승강홀(123) 내에 설치되는 승강 로드(147)와, 승강 로드(147)의 일면에 형성된 랙(148)과, 랙(148)과 기어 맞물림되는 피니언(143)과, 피니언(143)을 회전시키는 회전력을 발생시키는 모터(141)를 포함한다.
모터(141)는 디퓨저 본체(110)의 하우징부(111)의 외부면에 설치되고, 피니언(143)은 모터(141) 구동에 의해 회전하는 샤프트(142)의 끝단 부근에 형성된 채 로드 하우징(121)의 측면에 형성된 개구부(125)를 통해 로드 승강홀(123) 내로 들어가 전술한 랙(148)과 기어 맞물림된다. 따라서, 모터(141)가 정역 양방향으로 샤프트(142)를 회전키는 것에 의해, 샤프트(142)에 끝단에 형성된 피니언(143)이 랙(148)을 선형 구동시켜, 랙(148)이 형성된 승강 로드(147)를 로드 승강홀(123)을 따라 상승시키거나 하강시키며, 이에 따라, 승강 로드(147)의 하단에 결합된 개폐부재(130)가 디퓨저 본체(110)에 대하여 상하 이동하여 디퓨저 본체(110)의 통로(112)를 개폐할 수 있다.
포텐셔미터(150)는 개폐부재(130)와 함께 상하로 승강하는 승강 로드(147)와 인접하게 로드 승강홀(123)의 내부에 설치되어, 승강 로드(141)의 변위 및 그에 따른 개폐부재(130)의 변위에 따라 출력 신호를 출력하여 이를 제어부(165)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 포텐셔미터(150)는 승강 로드(147)에 설치된 와이퍼 또는 슬라이더(m)의 이동에 따른 저항 변화를 감지하여 승강 로드(147) 및 그와 연결된 개폐부재(130)의 변위를 측정할 수 있다.
포텐셔미터(150)는 통로(112)와 연결된 취출구의 개도율이 변함에 따라 저항값이 일정하게 감소 또는 증가하도록 세팅될 수 있다. 예를 들어, 포텐셔미터(150)는 통로(112)와 연결된 취출구의 개도율이 증가함에 따라 그 저항 값이 증가하도록 세팅될 수 있다. 반대로, 포텐셔미터(150)는 통로(112)와 연결된 취출구의 개도율이 증가함에 따라 그 저항값이 감소하도록 세팅될 수도 있다. 취출구는 앞에서 언급한 바와 같이, 개폐부재(130)의 상하 이동에 따라 변화되는 게이트부(115)와 개폐부재(130) 사이의 갭일 수 있다
또한, 포텐셔미터(150)의 저항값과 전술한 개도율이 적절하게 매칭되어 제어부(165)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 개도율이 증가하면 포텐셔미터(150)의 저항값도 증가하도록 개도율과 포텐셔미터(150)의 저항값이 매칭될 수 있다. 이 경우, 포텐셔미터(150)의 최대 저항값이 최대 개도율과 매칭되고, 최소 저항값이 개도율 0(통로 닫힘)에 매칭될 수 있다. 반대로, 개도율이 증가하면 포텐셔미터(150)의 저항값이 감소하도록 개도율과 포텐셔미터(150)의 저항값이 매칭될 수 있다. 이 경우, 포텐셔미터(150)의 최대 저항값이 개도율 0에 매칭되고, 최소 저항값이 최대 개도율과 매칭될 수 있다.
제어부(165)는 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 수신함으로써 개폐부재(130)의 승강에 따른 취출구 개도율을 확인할 수 있다. 그리고 포텐셔미터(150)의 출력 신호에 따라 구동유닛(140)을 제어하여 개폐부재(130)를 움직임으로써 취출구의 개도율을 조절할 수 있다.
개폐부재(130)의 위치에 따른 개도율은 최대값과 최소값, 최대값과 최소값 사이의 중간값들로 구분될 수 있다. 여기에서, 중간값들은 적절한 개수로, 또한 적절한 크기 비율로 증감하도록 설정될 수 있다. 따라서 제어부(165)는 목표 개도율이 결정되면, 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 피드백 받으면서 개도율이 목표 개도율에 도달하도록 개폐부재(130)를 위치를 정확하게 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예에 의한 자동 에어 디퓨저(100)는 덕트와 접속되는 통로(112)의 상류 측에 마련되어 통로(112) 내로 UV를 방사하는 UV 방사 링(170)을 더 포함한다. 본 실시예에서, UV 방사 링(170)은 하우징부(111)의 내주면에 설치되어 통로(112) 내측을 향해 UV를 발사한다. 이때, UV 방사 링(170)이 전술한 지지 프레임(120) 보다 상측에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 UV 방사 링(170)은 하우징부(111)의 내주면에 링 형태로 설치되는 연성 PCB(172)와, 연성 PCB(172) 상에 링 배열로 어레이된 복수의 UV 엘이디(174)를 포함할 수 있다. 연성 PCB(172)는 하우징(111)의 내주면 형상에 상응하게 구부려져 일면은 하우징부(111)의 내주면에 부착되며, 반대면에는 UV 엘이디(174)들이 실장되어 통로(112) 내측을 향하도록 배향된다.
복수의 UV 엘이디(174)는 UV를 발하여, 통로(112) 내부를 흐르는 공기를 직접 살균할 수 있다. 또한, 복수의 UV 엘이디(174)는 UV에 의한 직접 살균과 더불어, 광촉매를 활성화시키는 간접 살균에 의해 실내로 공급되는 외부 공기를 살균할 있다. 간접 살균을 위해, 통로를 이루는 디퓨저 본체(110)의 내부면을 광촉매로 코팅하거나, 디퓨체 본체(110)를 광촉매 재료가 혼합된 플라스틱 재료로 성형할 수도 있다.
또한, 외부로부터 공급되는 공기가 접하는 상부 캡(131)을 광촉매로 코팅하거나, 상부 캡(131)을 광촉매 재료가 혼합된 플라스틱 재료로 성형할 수도 있으며, 이밖에 외부 공기가 접하는 지지 프레임(120)을 광촉매로 코팅하거나, 지지 프레임(120)을 광촉매 재료가 혼합된 플라스틱 재료로 성형할 수도 있다.
상기와 같이 UV에 의한 직접 살균과 더불어 UV에 의하여 활성화되어 하이드록실 라디컬을 발생시키는 광촉매에 의한 간접 살균을 병행함으로써, 외부 공기를 더욱 효과적으로 살균하여 실내로 공급할 수 있다.
상기 광촉매로는 잘 알려진 TiO2를 이용하거나, ZnO, ZrO2, WO3 등을 이용할 수 있으나, 광촉매의 종류가 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
위에서 언급한 바와 같이, 개폐부재(130)는 서로 결합되는 상부 캡(131) 및 하부 캡(133)과, 상부 캡(131)과 하부 캡(133) 사이에 개재된 흡음재(132)를 포함한다. 그리고 상기 상부 캡(131)에는 관통형으로 형성되어 통로(112) 내부와 흡음재(132) 사이를 연결하는 다수의 흡음홀(1311)들을 포함한다.
이때, 상기 승강 로드(147)는, 도 10의 (a) 에 도시된 바와 같이, 상부 캡(131)에 연결될 수도 있지만, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 하부 캡(133)에 연결될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100)의 작용에 대하여 설명한다.
덕트(10)를 통해 건물의 실내로 공급되는 공기의 유량이 선택되면 자동 에어 디퓨저(100)의 개도율이 결정된다. 여기에서, 덕트(10)를 통해 건물의 실내로 공급되는 공기의 송풍 유량은 자동 에어 디퓨저(100)가 설치된 실내의 개별 제어기 또는 세대에 설치되는 중앙 제어기 등을 통해 선택될 수 있다.
공기의 공급 유량에 따른 자동 에어 디퓨저(100)의 개도율이 결정되면, 제어부(165)가 구동유닛(140)의 모터(141)를 작동시킨다. 이때, 모터(141)의 회전력이 샤프트(142) 및 샤프트(142)의 단부 측에 구비된 채 로드 하우징(121) 내로 삽입되어 있는 피니언(143)을 정방향 또는 역방향으로 회전시킨다. 회전하는 피니언(143)은 승강 로드(1417에 형성된 랙(148)과 협력하여 승강 로드(147)를 상승 또는 하강시킨다. 이에 따라, 승강 로드(147)의 하단에 결합된 개폐부재(130)가 상하 방향으로 움직이게 된다. 그리고 승강 로드(147)가 움직이면, 포텐셔미터(150)는 승강 로드(147)에 변위에 따라 가변하는 저항값에 상응하는 출력 신호를 발생시킨다. 이 출력 신호는 승강 로드(141)와 연결된 개폐부재(130)의 위치 변화를 알려주는 신호이다. 제어부(165)는 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 피드백받아 구동유닛(140)을 제어함으로써 자동 에어 디퓨저(100)의 개도율이 목표 개도율에 도달하도록 개폐부재(130)의 위치를 정확하게 위치 제어할 수 있다.
예를 들어, 통로(112)와 연결된 취출구(또는 통로)를 닫아야 하는 경우, 제어부(165)는 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 피드백받으면서 개폐부재(130)가 닫힘 방향으로 움직이도록 구동유닛(140)을 작동시킨다. 그리고 포텐셔미터(150)가 개도율 0에 대응하는 출력 신호를 발생할 때 구동유닛(140)을 정지시킴으로써, 도 11의 (a)에 도시된 것과 같이, 개폐부재(130)를 통로(112)를 밀폐한 상태로 정지시킬 수 있다. 이때, 개폐부재(130)의 상부 캡(131)이 디퓨저 본체(110)의 접촉부(116)에 밀착됨으로써 통로(112)를 통한 공기의 유동이 차단된다.
한편, 실내로 공기를 일정 유량으로 유입시켜야 하는 경우, 제어부(165)는 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 피드백받으면서 도 11의 (b)에 나타낸 것과 같이 개폐부재(130)가 열림 방향으로 움직이도록 구동유닛(140)을 작동시킨다. 그리고 포텐셔미터(150)가 목표 개도율에 대응하는 출력 신호를 발생 할 때 구동유닛(140)을 정지시켜 공기가 통로(112)를 통해 일정 유량으로 공급되도록 할 수 있다.
한편, 실내로 공기를 최대 유량으로 유입시켜야 하는 경우, 제어부(165)는 포텐셔미터(150)로부터 출력 신호를 피드백 받으면서 개폐부재(130)가 최대 열림 방향으로 움직이도록 구동유닛(140)을 작동시킨다. 그리고 포텐셔미터(150)가 최대 개도율에 대응하는 출력 신호를 발생할 때 구동유닛(140)을 정지시킴으로써 도 9의 (c)에 나타낸 것과 같이 개폐부재(130)를 최대 열림 위치에 정지시킬 수 있다.
또한, 제어부(165)는, 덕트(10)와 접속된 자동 에어 디퓨저(100)를 통해 덕트(10)의 공기를 실내로 유입시키는 동안, 에어 디퓨저(100)의 통로(112) 내에 설치된 UV 방사링(170)의 UV 엘이디(174)를 동작시켜 UV를 통로(112) 내에 조사하여 통로(112)의 내부를 흐르는 외부 공기를 직접 살균할 수 있다. 또한, 디퓨저 본체(110)(보다 구체적으로는 하우징부(111), 상부 캡(131), 지지 프레임(120)에 포함된 광촉매가 UV에 의하여 활성화되어 하이드록실 라디컬을 발생시킴으로써 통로(112) 내부를 흐르는 외부 공기를 더욱 효과적으로 살균할 수 있게 된다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100)는 개폐부재(130)의 위치 변화에 따라 포텐셔미터(150)가 연동하며, 포텐셔미터(150)가 개폐부재(130)의 위치에 따라 가변하는 저항값에 상응하는 출력 신호를 발생할 수 있다. 포텐셔미터(150)의 저항값은 고유값이므로, 포텐셔미터(150)의 저항값을 통해 개폐부재(130)의 실질적인 위치 확인이 가능하다. 따라서 포텐셔미터(150)의 출력 신호를 피드백 신호로 하여 개폐부재(130)를 움직이는 구동유닛(140)을 피드백 제어함으로써 정확한 개도율 조절이 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100)는 구동유닛(140)을 이용하여 개폐부재(130)를 움직임으로써, 덕트(10)로부터 토출되는 공기의 유량을 설정된 유량에 맞춰 자동으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 에어 디퓨저(100) 외부로부터 공급되는 공기를 UV에 의하여 직접 살균함과 동시에, UV를 통해 활성화된 광촉매에 의하여 추가로 살균함으로서, 실내로 살균 처리된 깨끗한 공기를 공급할 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞서서는 본 발명에 따른 자동 에어 디퓨저가 덕트에 결합되어 덕트를 따라 유동하는 공기의 공급 유량을 조절하는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 자동 에어 디퓨저는 덕트로 유입되는 공기의 흡입 유량을 제어하는 용도로 사용될 수 있다.
지금까지, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그 대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 벗어남 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10: 덕트 100: 자동 에어 디퓨저
110: 디퓨저 본체 111: 하우징부
112: 통로 130: 개폐부
140: 구동유닛 150: 포텐셔미터

Claims (15)

  1. 덕트와 결합되고 하측으로 공기가 송풍되는 통로가 형성된 디퓨저 본체;
    상기 통로의 하측에서 상하로 이동하여 상기 통로의 개도율을 조절하는 개폐부재;
    상기 개폐부재를 상하로 이동시키는 동력을 제공하기 위한 것으로서, 상기 개폐부재에 결합되는 승강 로드와, 상기 승강 로드를 상하로 승강 구동시키는 승강 구동부를 포함하는 구동유닛;
    상기 개폐부재의 위치에 따라 출력 신호를 발생하는 포텐셔미터; 및
    상기 개도율의 조절을 위해, 상기 포텐셔미터로부터 출력 신호를 수신하여, 상기 구동유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디퓨저 본체는 상기 덕트와 결합되는 하우징부와, 상기 하우징부의 끝단에 확관되는 형태로 형성된 게이트부를 포함하고,
    상기 개폐부재는 상부 경사면을 포함하며,
    상기 게이트부와 상기 하우징부 사이에는 상기 개폐부재의 승하강에 의해 상기 상부 경사면에 선택적으로 접촉하는 곡면 형상의 접촉부가 형성된 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는,
    상기 개폐부재가 상승할 때, 상기 상부 경사면에 대하여 선 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통로의 내측에는 지지 프레임이 형성되며,
    상기 지지 프레임은,
    상기 승강 로드가 상하로 승강되는 로드 승강홀이 형성된 로드 하우징과,
    일단이 상기 디퓨저 본체의 내부면에 결합되고 타단이 상기 로드 하우징의 외부면에 결합되어 상기 로드 하우징을 지지하는 복수의 스포크를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 승강 구동부는,
    승강 로드의 일면에 형성된 랙과,
    상기 랙과 기어 맞물림되는 피니언과,
    상기 피니언을 회전시키는 회전력을 발생시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로드 하우징의 측면에는 상기 로드 승강홀과 통해 있는 개구부가 형성되고,
    상기 피니언은 상기 개구부를 통해 상기 로드 승강홀 내로 들어가 상기 랙과 기어 맞물림되는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 로드 승강홀 내에 상기 포텐셔미터가 설치되며,
    상기 포텐셔미터는 상기 승강 로드에 설치된 와이퍼 또는 슬라이더의 이동에 따른 저항 변화를 감지하여 상기 개폐부재의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 개폐부재는,
    상기 디퓨저 본체와 선택적으로 접하여 상기 통로를 개폐하는 상부 경사면이 형성된 상부 캡과,
    상기 상부 캡에 분리 가능하게 결합되는 하부 캡과,
    상기 상부 캡과 상기 하부 캡 사이에 개재된 흡음재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 캡에는 상측으로 상기 통로와 연통하고 하측으로 상기 흡음재를 향해 오픈된 복수의 흡음홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 통로의 내부에 링 형태로 설치되어 UV를 방사하는 UV 방사 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 하우징부의 내주면에는 UV를 방사하는 UV 방사 링이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 UV 방사 링은,
    상기 하우징부의 내주면에 링 형태로 설치되는 연성 PCB와,
    상기 연성 PCB 상에 링 배열로 어레이된 복수의 UV 엘이디를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디퓨저 본체는 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것임을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 상부 캡은 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것임을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
  15. 제4항에 있어서,
    상기 지지 프레임은 광촉매로 코팅되거나, 광촉매가 혼합된 재료료 성형된 것임을 특징으로 하는 자동 에어 디퓨저.
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