KR20230116214A - 소음저감용 송풍관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기순환기용 송풍관에 관한 것으로, 특히 송풍내관과 송풍외관으로 구성되고 그 사이에서 다양한 주파수 대역 특히 저주파 대역의 공기순환기 소음을 감소시킬 수 있는 공기순환기용 송풍관에 관한 것이다.

Description

공기순환기용 송풍관 {DUCT FOR AIR VENTILATOR}

본 발명은 공기순환기용 송풍관에 관한 것으로, 특히 송풍내관과 송풍외관으로 구성되고 그 사이에서 다양한 주파수 대역 특히 저주파 대역의 공기순환기 소음을 감소시킬 수 있는 공기순환기용 송풍관에 관한 것이다.

공기순환기는 산업발전에 따른 실외 미세먼지 발생으로 급배기 환기시 실내로 유입되는 미세먼지의 억제 및 냉난방시 에너지절감과 실내에 발생하는 유해가스 제거를 통해 실내공기질을 개선한다. 신축 공동주택에는 환기설비 의무화가 100 세대에서 30 세대까지 확대, 변경되고 있으며 공공 다중이용시설 또한 환기설비 설치가 의무화돼 공기순환기가 설치되고 있다. 특히 공기 중 미세먼지가 발암물질로 확인되면서 공기에 대한 관심이 부쩍 늘어나면서 관련 산업 급성장하고 있다.

공기순환기의 역할은 실내의 오염된 공기를 실외로 배출하고 실외의 신선한 공기를 필터처리해 실내로 공급해 주며 배출되는 공기의 열에너지를 회수 및 환기하는 용도로 사용된다. 기본기능은 실내의 오염된 공기 및 유해가스 배출, 필터를 통한 실외 공기 유입, 공기 배출시 외부로 빼앗기는 열에너지 회수, 회수한 열에너지 실내에 재공급 등이다.

일반적으로 공기순환기 소음은 모터에 의해 발생되는 전원주파수의 2배, 즉 120 Hz와 그 이상의 고조파(harmonics)에 해당하는 tonal 성분과 송풍소음을 구성하는 날개의 회전에 의한 고조파들로 구성되는데, 날개의 속도에 따라 예컨대 강풍의 경우 84 Hz, 약풍의 경우 71 Hz에서 피크가 존재하며 그의 배수에 따르는 고조파 성분이 나타나기도 한다.

밤새 공기순환기을 작동하는 경우 공기순환기에서 발생하는 이러한 소음은 수면에 심각한 방해를 초래한다. 일본 등록특허 제6936918호는 관로 내에 개구 부재를 설치하고 이를 통해 공명을 일으켜 소음을 제거하는 기술을 개시하였으나, 제작이 까다롭고 공기의 흐름을 상당히 방해하는 문제점이 있다.

이처럼 공기순환기에서 발생하는 소음의 저감을 위한 많은 시도가 있어왔으나, 전술한 바와 같이 공기순환기 소음이 저주파 대역에 속해 충분한 저감 효과를 달성하지 못하고 있는 실정이다.

일본 등록특허 제6936918호 (2021.08.31 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 송풍내관과 송풍외관으로 구성되고 그 사이에서 다양한 주파수 대역 특히 저주파 대역의 공기순환기 소음을 감소시킬 수 있는 공기순환기용 송풍관을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 이러한 목적 및 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공기순환기 본체로부터 발생한 바람을 이송하는 송풍관으로서, 상기 바람이 이송되는 송풍내관 및 상기 송풍내관을 내포하는 송풍외관을 포함하고, 상기 송풍내관 및 송풍외관은 이격판 또는 이격기둥에 의해 서로 이격되고, 상기 송풍내관의 심부에 송풍외관과 연통하는 통공 또는 공진공이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송풍내관 및 송풍외관의 단면은 직사각형, 정사각형 또는 원일 수 있다.

그리고, 상기 송풍내관 및 송풍외관의 단면이 직사각형 또는 정사각형인 경우 모서리가 모따기 또는 라운드 처리될 수 있다.

또한, 상기 이격판은 바람의 이송방향과 수직으로 송풍내관의 외면을 한 바퀴 둘러서 형성될 수 있다.

그리고, 상기 이격판은 송풍관 1 m 당 10 내지 30 개, 또는 12 내지 28 개 형성될 수 있다.

그리고, 상기 통공은 그 지름이 서로 상이할 수 있다.

그리고, 상기 통공은 송풍내관 1 m 당 1000 내지 1100 개, 또는 900 내지 1200 개 형성될 수 있다.

그리고, 상기 송풍외관 및 송풍내관으로 구획되는 공간에 흡음재를 추가로 포함할 수 있다.

그리고, 상기 송풍관 전체 길이에서 송풍외관 및 송풍내관으로 구획되는 공간의 부피에 대한 세제곱근을 공진공의 지름으로 나눈 값이 2500 내지 30000, 또는 2800 내지 29000 일 수 있다.

그리고, 상기 공진공은 송풍내관 1 m 당 5 내지 30 개, 또는 6 내지 28 개 형성될 수 있다.

또한, 상기 이격기둥은 송풍내관의 표면에서 송풍외관을 향하여 규칙적으로 수직 배열될 수 있다.

그리고, 상기 이격기둥의 단면은 다각형 또는 원일 수 있다.

그리고, 상기 이격기둥 단면의 장경을 이격기둥 간 거리로 나눈 값이 0.1 내지 0.9, 또는 0.2 내지 0.8 일 수 있다.

또한, 상기 송풍관의 일측 말단은 다른 송풍관의 타측 말단이 삽입될 수 있도록 둘레가 확장 형성될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 공기순환기용 송풍관은 별도의 소음기를 설치하지 않고도 송풍관 자체로 공기순환기에서 발생하는 소음을 저감시키는 효과가 있다. 특히 본 발명의 공기순환기용 송풍관은 이격벽 또는 이격기둥으로 서로 이격된 송풍내관과 송풍외관이라는 단순한 구성으로 이루어져 제작이나 설치가 용이한 장점이 있다. 나아가, 송풍내관과 송풍외관으로 구획되는 공간의 부피, 공진공의 지름, 이격기둥의 배열, 이격기둥 단면의 장경 등을 조절함으로써 발생하는 소음의 주파수에 맞는 최적화된 저감효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 공기순환기 송풍관 중 송풍내관의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도, 도 3은 도 1의 평면도, 도 4는 도 1의 측면도이다.
도 5는 도 1의 송풍내관과 송풍외관의 결합을 나타내는 설명도이다.
도 6은 도 5처럼 결합된 송풍관의 연결관에 의한 연결을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5처럼 결합된 송풍관의 자체끼움에 의한 연결을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 공기순환기 송풍관 중 송풍내관의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 공기순환기 송풍관 중 송풍내관의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 단면도, 도 11은 도 9의 평면도, 도 12는 도 9의 측면도이다.
도 13는 도 9의 송풍내관과 송풍외관의 결합을 나타내는 설명도이다.
도 14는 도 13처럼 결합된 송풍관의 연결관에 의한 연결을 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 13처럼 결합된 송풍관의 자체끼움에 의한 연결을 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

다만, 아래는 특정 실시예들을 예시하여 상세히 설명하는 것일 뿐, 본 발명은 다양하게 변경될 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에, 예시된 특정 실시예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 출원에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서, '포함하다', '함유하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소(또는 구성성분) 등이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 공기순환기 본체로부터 발생한 바람을 이송하는 송풍관으로서, 상기 바람이 이송되는 송풍내관(100) 및 상기 송풍내관(100)을 내포하는 송풍외관(200)을 포함한다. 상기 송풍내관(100)은 도 1, 도 5, 도 8, 도 9 및 도 13에 도시된 바와 같다.

상기 송풍내관(100) 및 송풍외관(200)은 도 5 내지 도 7 및 도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이 이격판(110) 또는 이격기둥(150)에 의해 서로 이격되는데, 이처럼 송풍내관(100)과 송풍외관(200)에 의해 구획되는 공간이 공기순환기에서 발생하는 소음을 제거하는 역할을 수행한다.

상기 송풍내관(100)의 심부에는 도 1, 도 3 내지 도 5, 도 8, 도 9, 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이 송풍외관(200)과 연통하는 통공(130) 또는 공진공(120)이 형성되어 공기순환기에서 발생한 소음을 송풍내관(100)과 송풍외관(200) 사이의 공간으로 전달한다.

상기 송풍내관(100) 및 송풍외관(200)의 단면은 직사각형, 정사각형 또는 원일 수 있으며, 도 1 내지 도 5 및 도 8 내지 도 13은 이 중 단면이 직사각형인 경우를 도시한 것이다. 그리고, 상기 송풍내관(100) 및 송풍외관(200)의 단면이 직사각형 또는 정사각형인 경우 모서리가 모따기 또는 라운드 처리될 수 있으며, 도 1, 도 2, 도 5, 도 8 내지 도 10 및 도 13은 이 중 모서리를 라운드 처리한 직사각형인 경우를 도시한 것이다.

상기 이격판(110)은 도 1 내지 도 5 및 도 8에 도시한 바와 같이 바람의 이송방향과 수직으로 송풍내관(100)의 외면을 한 바퀴 둘러서 형성될 수 있다.

상기 이격판(110)은 송풍관 1 m 당 10 내지 30 개, 또는 12 내지 28 개 형성될 수 있는데, 상기 수치범위보다 적으면 송풍내관(100)과 송풍외관(200) 사이의 이격이 불완전해질 수 있고, 반대로 상기 수치범위보다 많으면 생산비가 불필요하게 증가하고, 송풍관이 지나치게 무거워질 수 있다.

상기 통공(130)은 다양한 주파수의 소음을 저감시키기 위해 도 1 및 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 그 지름이 서로 상이할 수 있다.

상기 통공(130)은 송풍내관(100) 1 m 당 1000 내지 1100 개, 또는 900 내지 1200 개 형성됨으로써 송풍내관(100) 속의 소음을, 송풍외관(200) 및 송풍내관(100)으로 구획되는 공간으로 원활하게 전달할 수 있다.

그리고, 상기 송풍외관(200) 및 송풍내관(100)으로 구획되는 공간에 흡음재를 추가로 포함함으로써 공기순환기에서 발생하는 소음의 저감효율을 증가시킬 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이 공기순환기에서 발생하는 소음은 주파수 대역이 낮은 것을 특징으로 한다. 이 경우 공진공(120)의 지름은 작게, 송풍외관(200) 및 송풍내관(100)으로 구획되는 공간은 크게 만들수록 낮은 주파수 대역의 소음을 제거하는 데 적합하다.

구체적으로, 상기 송풍관 전체 길이에서 송풍외관(200) 및 송풍내관(100)으로 구획되는 공간의 부피에 대한 세제곱근을 공진공(120)의 지름으로 나눈 값이 2500 내지 30000, 또는 2800 내지 29000 인 것이 바람직하다. 이 수치범위 이내일 때 70 내지 120 Hz의 저주파 소음을 확실히 저감시킬 수 있다.

그리고, 상기 통공(130)은 도 1 내지 도 5처럼 많이 형성될 수도 있으나, 공진공(120)은 도 8 내지 도 13처럼 송풍내관(100) 1 m 당 5 내지 30 개, 또는 6 내지 28 개 형성되는 것이 저주파 소음의 저감에 더욱 효과적이다.

소음과 같은 파동은 일정한 형상이 규칙적으로 배열된 공간을 지나는 경우 띠 모양의 갭(gap)이 형성될 수 있다. 이를 소음 저감에 적용시키기 위해 본 발명에서는 도 9 내지 도 13에 도시한 바와 같이 이격기둥(150)을 송풍내관(100)의 표면에서 송풍외관(200)을 향하여 규칙적으로 수직 배열시켰다. 상기 이격기둥(150)의 단면은 다각형 또는 원일 수 있고, 상기 이격기둥(150) 단면의 장경을 이격기둥(150) 간 거리로 나눈 값이 0.1 내지 0.9, 또는 0.2 내지 0.8 일 수 있다. 이 수치범위 이내일 때 70 내지 120 Hz의 저주파 소음을 확실히 저감시킬 수 있다.

상기 송풍내관(100)과 송풍외관(200)이 결합한 송풍관은 공기순환기에서 냉방이 필요한 공간 (예컨대, 안방)까지 도달하기 위해 복수의 송풍관을 서로 연결할 필요가 있다. 이러한 연결은 도 6 및 도 14에 도시한 바와 같이 별도의 연결관(300)에 의할 수도 있고, 도 7 및 도 15에 도시한 바와 같이 상기 송풍관의 일측 말단의 둘레를 확장 형성하여 다른 송풍관의 타측 말단이 삽입되도록 할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 송풍내관 110: 이격판
120: 공진공 130: 통공
150: 이격기둥 200: 송풍외관
300: 연결관

Claims (5)

1. 공기순환기 본체로부터 발생한 바람을 이송하는 송풍관으로서,
   상기 바람이 이송되는 송풍내관 및
   상기 송풍내관을 내포하는 송풍외관을 포함하고,
   상기 송풍내관 및 송풍외관은 이격판 또는 이격기둥에 의해 서로 이격되고,
   상기 송풍내관의 심부에 송풍외관과 연통하는 통공 또는 공진공이 형성된, 공기순환기용 송풍관.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍내관 및 송풍외관의 단면은 직사각형, 정사각형 또는 원인 것을 특징으로 하는, 공기순환기용 송풍관.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 이격판은 바람의 이송방향과 수직으로 송풍내관의 외면을 한 바퀴 둘러서 형성되는 것을 특징으로 하는, 공기순환기용 송풍관.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 이격기둥은 송풍내관의 표면에서 송풍외관을 향하여 규칙적으로 수직 배열되는 것을 특징으로 하는, 공기순환기용 송풍관.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍관의 일측 말단은 다른 송풍관의 타측 말단이 삽입될 수 있도록 둘레가 확장 형성된 것을 특징으로 하는, 공기순환기용 송풍관.
   

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