KR950006278Y1 - 대공간용 냉,난방 공조 환기장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

대공간용 냉, 난방 공조 환기장치

제 1 도 내지 제 3 도는 종래의 환기장치를 나타낸 것으로, 제 1 도는 분해사시도.

제 2 도는 설치상태 단면도.

제 3 도는 개폐판 설치상태 단면도.

제 4 도 내지 제 10 도는 본 고안의 환기장치를 나타낸 것으로, 제 4 도는 분해사시도.

제 5 도는 설치상태 단면도.

제 6 도는 제 5 도의 A-A선 확대단면도.

제 7a 도는 가이드베인의 일실시예를 나타낸 단면도, 7b 도는 가이드베인의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

제 8 도는 댐퍼부재를 발췌한 분해사시도.

제 9 도는 댐퍼부재의 작동상태 단면도.

제 10 도는 제 8 도의 측단면도.

제 11 도는 본 고안과 종래의 노즐을 통하여 배출되는 공기확산 분포도를 나타낸 것으로써, 11a 도는 종래의 공기확산 분포도, 11b 도는 본 고안의 공기확산 분포도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

60 : 메인덕트 61 : 연결지관

100 : 몸체 200 : 댐퍼부재

210 : 피니언 220 : 조작축

230 : 래크 240 : 개폐판

250 : 연동관 300 : 엔드캡

400 : 노즐 410 : 분사구

420 : 가이드베인 500 : 벨로우즈관

본 고안은 체육관, 창고, 로비, 격납고, 공장 등 층고가 높은 건축물이나 지하주차장, 지하공간의 실내공기를 교반, 희석, 환기시켜 주는 환기장치에 관한 것으로, 특히 노즐을 통하여 고속으로 배출되는 공기가 확산되면서 주위 공기를 유인, 교반시키도록 하여 냉, 난방 및 환기효율을 최대로 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 급기량을 조절하는 댐퍼를 통과할 때 기류가 가급적 저항을 적게 받아서 정압손실과 난류형상에 의한 소음을 최대한 줄여 원활하고, 이상적인 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치에 관한 것이다.

종래의 환기장치는 제 1 도 내지 제 3 도에 도시되는 바와 같이, 관형상을 가지는 몸체(11)의 내부에 개폐관(12)이 외부 조작에 의해 회동할 수 있도록 설치되고 몸체(11)의 양측 외주연에 가스켓(13)이 설치된 댐퍼(10)와 ; 삽입부(21)와 외향절곡편(22) 및 삽입홈(23)이 형성된 앤드캡(20)과 ; 양단 외주연에 가스켓(31)이 고정된 연결관(30)과 ; 선단에 비교적 좁은 구경의 분사구(41)를 갖고 후단에 확개부(42)를 갖는 노즐(40)과 앤드캡(20)과 연결관(30)을 연결하는 벨로우즈관(50)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 환기장치는 메인덕트(60)의 연결지관(61)에 댐퍼(10)의 몸체(11)의 일단을 삽입하여 연결지관(61)의 외부로부터 나사, 못 등의 체결고정구로 조여 고정하고 벨로우즈관(50)의 일단에는 엔드캡(20)의 삽입부(21)를 삽입하여 벨로우즈관(50)의 단부가 엔드캡(20)의 삽입홈(23)으로 삽입되게 한 다음 앤드캡(20)을 몸체(11)의 타단으로 삽입하여 외향절곡편(22)의 외부로부터 나사못 등으로 조여 앤드캡(20)과 벨로우즈관(50)과 몸체(11)를 동시에 체결하며, 벨로우즈관(50)의 타단에는 연결관(30)을 삽입하고, 또 연결관(30)은 노즐(40)의 후방으로 삽입시키되 벨로우즈관(50)의 단부가 노즐(40)의 확개부(42)까지 삽입되게 한 다음 확개부(42)의 외부로부터 수개의 나사, 못 등을 조여 이들을 체결하였다.

이러한 종래의 환기장치는 별도의 공기조화장치에 의해 발생되는 열기나 냉기를 실내로 공급하거나 별도의 송풍기 등의 장치에 의해 실내공기를 환기시켜 주도록 덕트설비의 적정부위에 연결하여 사용하는 것으로, 솔레노이드나 기타 전기적 조작장치에 의해 댐퍼축(14)을 회전시키면 댐퍼(10)의 내부에 설치된 개폐관(12)이 회동하면서 몸체(11)를 통과하는 공기량을 조절할 수 있고, 몸체(11)의 양단 외주연에 부착된 가스켓(13)에 의해 밀폐효과를 얻을 수 있으며, 연결관(30)에 의해 노즐(40)과 벨로우즈관(50)을 공기누설이 되지 않도록 연결할 수 있는 동시에 연결작업이 용이하게 되고, 또한 체결상태가 견고하게 된다.

따라서, 상기에서와 같은 종래의 환기장치는 기존에 설치된 메인덕트(60)로 부터 필요한 개소 마다 공기 공급통로를 쉽게 마련할 수 있으므로 건축물의 공기조화 설비작업이 매우 간편해지는 이점이 있고, 댐퍼(10)가 설치되어 있기 때문에 가스폭발이나 화재등의 불의의 사고시에 공기 공급통로를 즉시 차단시켜 주므로서 화염이나 가스가 다른 실내로 파급되는 것등의 불상사를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

그러나, 이러한 종래의 환기장치는 노즐(40)의 분사구(41)를 통하여 배출되는 공기의 온도가 실내온도와 같은 경우 일정 거리 소정의 각도를 유지하면서 급기된다. 한편, 급기온도와 실내온도가 다른 경우에는 확산분포가 동절기, 하절기에 따라 다르게 된다.

이로 인하여, 하절기에는 콜드 드래프트(Cold Draft) 현상과 에어포킷(Air Pocket) 현상이 발생되어 재실자에게 불쾌감을 주고, 동절기에는 열적부력(Thermal Buoyancy)에 의해 거주지역 위에 정체지역(Stagnation Zone)이 형성되어 냉, 난방 환기효율이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 환기장치에서는 급기되는 공기가 노즐(40)을 통하여 고속으로 배출될 때, 노즐(40) 주위에 부압(Negative Pressure)이 형성된다. 따라서, 이 부압 때문에 배출되는 공기 주위에 있는 실내공기는 배출공기 방향으로 유인되어 실내공기와 배출공기간에 교반과 희석이 이루어진다.

또한, 급기량을 조절하는 개폐판(12)이 몸체(11) 내에 수직으로 가로질러 설치되었기 때문에, 공기 흐름에 현저한 저항을 주고 심한 난류를 일으켜서 소음이 많이 발생하는 것을 물론 이로 인한 상당한 정압손실로 메인덕트(60)로 부터의 급기팬의 정압을 댐퍼(10)에 의한 손실량 만큼 더 크게 해주어야 하고, 또 구조상 큰 공기흐름 압력을 받게 되는 개폐판(12)이 임의의 조절된 위치를 안정하게 유지할 수 있게 하려면 개폐판(12)을 고정지지한 댐퍼축(14)의 회전마찰력을 상당히 크게 해주어야 하기 때문에 조작에 힘이 많이 드는 것과 풍량을 정확하게 조정하기 어려운 문제점이 있었다.

한편, 종래의 환기장치에 사용되어 왔던 댐퍼(10)는 댐퍼로서의 고유기능만 가지고 있을 뿐, 이 댐퍼(10)를 통한 그때 그때의 공기 유통량을 정확히 측정토록 할 수 있는 적정의 보조수단을 갖추고 있지 않기 때문에 해당 댐퍼 및 환기장치의 설치상황과 주위 여건을 무시한 막연한 설계적인 기준이나 경험을 토대로 대략적인 급기량 제어를 행할 수 밖에 없었고, 이로 인해 종종 요구와 부합되지 않는 현저히 부적절한 급기가 행하여져서 목적하는 이상적인 환기 내지는 공기조화가 이루어지지 않는 것은 물론 필요 이상의 에너지소모를 초래하는 일이 많았다.

본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위해, 노즐의 분사구 내주면에 선회류(Swirl)를 형성케 하는 가이드베인(Guide Vane)을 형성하여 환기 효율(냉, 난방 효율)을 최대로 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 급기량을 조절하는 댐퍼를 통한 기류를 가급적 저항을 적게 받고 난류를 거의 일으키지 않도록 하여 소음을 최대한 줄이고, 원활한 이상적인 급기제어 및 정압손실을 줄일 수 있는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 고안의 또 다른 목적은 댐퍼에 이 댐퍼를 통한 그때 그때의 공기유통량을 정확히 측정할 수 있는 압력측정탭을 설치하여 이를 통해 항시 필요에 따른 최적의 이상적인 급기제어를 행할 수 있는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치를 제공하는 데 있다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 고안의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 고안은 제 4 도 내지 제 9 도에 도시되는 바와 같이, 일측단이 메인덕트(60)의 연결지관(61)에 기밀하게 연결되는 관형상의 몸체(100)와 ; 몸체(100)에 장착되어 급기량을 조절하는 댐퍼부재(200)와 ; 몸체(100)의 타측단에 긴밀하게 연결되는 엔드캡(300)과 ; 선단에 비교적 좁은 구경의 분사구(410)를 가지며, 그 분사구(410)의 내주연에 내부 공기를 선회시켜 주도록 다수개의 가이드베인(420)이 형성되는 노즐(400)과 ; 앤드캡(300)과 노즐(400)을 기밀하게 연결시켜주는 벨로우즈관(500)으로 구성됨을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

여기에서 몸체(100)는 양단이 개구되고 내부에 일정구경의 유통로가 형성되며, 그 양측 외주연에는 밀폐를 위한 가스켓(110)이 설치된다.

앤드캡(300)은 종래와 같이 벨로우즈관(500)의 내부로 삽입되는 삽입부(31)를 형성하고, 일단에는 외향절곡편(320)에 의해 벨로우즈관(500)의 단부가 삽입되는 삽입홈(330)이 마련되도록 함이 바람직하다.

노즐(400)의 후단에는 벨로우즈관(500)의 단부가 삽입가능하도록 확개부(430)가 형성된다.

노즐(400)의 내주면에 설치되는 가이드베인(420)은 제 7a 도에서와 같이, 최상부에서 중앙까지는 만곡부(421)가 형성되고, 중앙에서 최하부까지는 수직부(422)가 형성되도록 구성할수도 있으며, 필요에 따라서는 제 7b 도에서와 같이, 최상부에서 중앙까지는 수직부(422)가 형성되고, 중앙에서 최하부까지는 만곡부(421)가 형성되도록 구성할 수도 있음을 밝혀둔다.

도면부호 600은 벨로우즈관(500)과 노즐(400)을 연결하는 연결관으로 양단 외주연에 밀폐를 위한 가스켓(610)이 부착된다.

한편, 댐퍼부재(200)는 제 8 도에서 보는 바와같이, 몸체(100)의 일지점에 제자리 회전이 가능하도록 수직으로 관통설치되고 몸체(100)의 내부로 인입된 단부에 피니언(210)이 축설된 조작축(220)과 ; 피니언(210)에 치합되어 조작축(220)이 회전에 따라 몸체(100) 내부에서 몸체(100)의 축선방향을 따라 이동자재하는 래크(230)와 ; 동일 크기의 판체들로서 각각의 몸통일부가 상호 중첩의지되는 상태로 래크(230) 주위에 빙 둘러 방사상으로 연접배치되어 기류의 통과를 허용하는 그 중심공을 동심원상으로 축소, 확장하는 복수의 개폐판(240)들과 ; 개폐판(240) 중 적어도 하나, 바람직하게는 대향하는 두 개의 개폐판(240) 및 래크(230) 사이에 연결설치되는 연동간(250)으로 구성된다.

여기에서 몸체(100)의 일측 외주연에는 조작축(220)의 지지를 위한 브래킷(120)이 설치된다.

조작축(220)은 브래킷(120)과 몸체(100) 및 몸체(100) 내부에 설치된 지지판(130)을 통해 제자리 회전이 가능하도록 설치하고, 그 외측단에는 이 조작축(220)을 회전시킬 수 있는 손잡이(221)가 결합설치되거나, 혹은 다른 적합한 회전조작수단이 연결설치될 수 있다.

브래킷(120)과 손잡이(221)에는 조작축(220)이 개폐판(240)들의 개폐 작동 범위와 관련한 제한된 두 위치 사이에서만 회전되도록 하여주는 통상적인 스토퍼수단(미도시)과, 조작축(220)을 임의의 회전 위치에 고정 유지시킬 수 있는 고정볼트수단(미도시) 등이 바람직하게 제공될 수 있다.

래크(230)는 몸체(100) 내부에 설치된 지지판(130)에 피니언(210)과 관련하여 몸체(100)의 축선방향을 따라 자유롭게 슬라이드 이동될 수 있도록 설치 지지되어 있다.

개폐판(240)들은 그 각각의 외측단에 형성되어 있는 축부(241)가 몸체(100) 내주면에 대략 중심부에 고정 위치하는 하나의 유지링(140)에 스페이서(150)를 개입시켜 회전자재로 구속 설치되어 있고, 각 개폐판(240)의 양측 일부가 한쪽은 그 인접 개폐판(240)의 내측면에 다른쪽은 그 인접 개폐판(240)의 외측면에 각각 접촉 의지되는 상태로 래크(230) 주위에 빙 둘러 배치되어 있다.

연동간(250)은 그 양단이 개페판(240)들 중 하나로 부터의 절곡편(242)과 래크(230)에 각각 축핀(260)으로 회동가능하게 구속 연결 설치되어 있으며, 도시된 예에서는 이러한 두 개의 연동간(250)이 래크(230)의 한 부위와 서로 대향하는 두개의 개폐판(240)들 사이에 좌, 우 대칭으로 연결 설치되어 있다.

한편, 상기 몸체(100)의 개폐판(240)이 설치된 일측과 타측에는 마개(271)(281)를 구비한 한쌍의 압력 측정탭(270)(280)을 각각 설치한다.

상기에서 압력측정탭(270)(280)들은 각각 평상시 각 측정탭의 외측단을 막아 폐쇄시켜 둘 수 있는 적정의 마개(271)(281)를 갖추고 있고, 각 측정탭의 내단은 몸체(100) 내부의 개폐판(240)을 기점으로 전, 후에 설치되어 있다.

이러한 압력측정탭 내단은(270)(280)은 필요에 따라 마개(271)(281)를 열고 이들 각 압력측정탭(270)(280)의 외측단과 적정의 압력측정계기(290) 사이에 압력인출연결관(291)(292)을 연결설치하면, 몸체(100)의 개폐판(240)이 설치된 전, 후의 내부압력이 상기 각 압력측정탭(270)(280) 및 압력인출연결관(291)(292)을 통해 압력측정계기(290) 상에 수치화된 압력값들로 나타나게 되고, 이와 같이 압력측정계기(290)를 통해 측정된 양자 압력값의 차이를 근거로 그때의 댐퍼부재(200)를 통한 공기유통량을 산출해 낸 후 이를 기준으로 하여 댐퍼부재(200)의 개도 및 이를 통한 급기량을 요구되는 상태로 정확히 조작할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안도 별도의 공기조화장치에 의해 발생되는 열기나 냉기를 노즐(400)을 통해서 실내로 공급하거나, 별도의 송풍기 등의 장치에 의해 실내 공기를 환기시켜 주도록 메인덕트(60)의 적정부위에 연결하여 사용하는 것은 종래와 같으므로 이에 대한 상세한설명은 생략한다.

본 고안에서는 노즐(400) 통하여 배출되는 공기가 분사구(410)의 내주연에 형성된 가이드베인(420)에 의해 내부 회전하면서 급기되므로 선회류를 형성케 한다.

제 11b 도에서와 같이, 온도차에 관계없이 노즐(400)에서 분사되는 형태는 중앙 부위의 선회력에 의하여 항상 일정하게 유지되기 때문에 Cold Draft, Air Pocket 및 정체지역(Stagnation Zone) 현상들을 감소시킬 수 있으며, 또한 급기압력 및 속도가 실내공기와 거의 평형상태로 되어지면 중앙부위 선회력이 확산되기 때문에 실내 공기와의 혼합율이 종래에 비해 일정하게 이루어지고, 또한 이로 인하여 실내에 정체되는 공기를 줄여 환기효율이 향상되는 장점이 있다.

한편, 댐퍼부재(200)의 전체적인 작동관계는, 먼저 제 8 도와 제 9 도의 실선도시위치는 개폐판(240)들이 몸체(100)의 내주면 쪽으로 회동되어 각 개폐판(240)들의 내측단들의 연합으로 이루어진 공기통로가 설정된 거의 최대한의 구경으로 되어서, 개폐판(24)들을 통한 공기 유통량이 거의 최대치로 조정된 상태를 나타내고 있다.

상기와 같은 상태에서 손잡이(221), 혹은 다른 회전조작수단을 통해 조작축(220)을 풍량 감속방향으로 회전시키면 이 조작축(220) 내단에 축설된 피니언(210)이 조작축(220)과 일체로 회전하여 이에 치합된 래크(230)를 몸체(100)의 축선방향을 따라 우측으로 직선 이동되고, 이 래크(230)에 일단이 연결 구속되어 있는 연동간(250)은 래크(230)를 따라 움직이면서 그 타단에 절곡편(242)으로 연결된 개폐판(240)을 끌어 당겨 이 개폐판(240)이 그 외측단 축부(241)를 구속하고 있는 유지링(140)의 축으로 래크(230)가 있는 몸체(100)의 중심부쪽으로 회동함과 동시에 이와 상술한 상태로 연접배치되어 있는 나머지 개폐판(240)들도 함께 동일 방향 및 동일 각도로 동시에 회동되므로 이들 개폐판(240)들의 내측단들로 이루어진 공기통로구경이 점차 좁혀져 가게 되고, 개폐판(240)들이 상기 방향으로 완전히 회동한 다음에는 상기 공기통로가 설정된 최소 구경으로 되어 이를 통한 공기유통량이 최소치로 조정되어 지는 것이며, 제 8 도와 제 9 도의 이점쇄선 도시위치는 이와 같이 조정된 상태의 한 예를 잘 보여주고 있다.

여기에서 조작축(220)을 상기의 반대방향으로 회전시키면, 이번에는 래크(230) 및 연동간(250)이 반대쪽으로 움직여서 개폐판(240)들을 제 8 도와 제 9 도의 실선도시위치로 밀어 회동시키게 되므로 개폐판(240)들의 내측단으로 이루어진 공기통로구경이 다시 커지게 된다.

따라서, 본 고안은 조작축(220)을 일측이나 뱐대측으로 회전시킴에 따라 몸체(100) 내부의 개폐판(240)들이 상술한 바와 같이 작동하여 개폐판(240)들 내측의 공기통로구경을 몸체(100)의 내부통로와 동심원상으로 축소, 확대시켜 이를 통한 공기유통량을 크고, 작게 원하는 대로 조정할수 있게 된 특징적인 구성, 작용에 의해 댐퍼부재(200)를 통한 기류가 가급적 저항을 적게 받고, 또 와류를 거의 일으키지 않게 되기 때문에 최대한의 정숙, 원활한 이상적인 급기제어가 가능한 동시에 댐퍼부재(200)에서의 저항 및 와류등으로 인한 급기량 손실이 거의 없고, 더욱이 피니언(210)과 래크(230), 연동간(250) 등으로 이루어진 효과적인 댐퍼 작동기구들에 의해 조작축(220)의 회전이 보다 작은 힘으로 쉽게 이루어지면서 상기 조작축(220) 및 개폐판(240)들이 조절된 임의의 위치를 안정되게 고정 유지하게 되는 것 등의 탁월한 장점들이 있다.

또한, 본 고안에서는 압력측정탭(270)(280)을 통해 댐퍼부재(200)를 통한 그때 그때의 공기유통량을 정확히 측정 산출하여 이를 통해 항시 요구와 부합하는 취적의 이상적인 급기량제어를 이루어낼 수 있고, 이로써 환기장치의 효율적인 가동과 최적의 효율적인 환기작용달성에 크게 기여할수 있는 장점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 노즐의 내주면에 배출되는 공기를 선회시켜 주는 가이드베인을 형성하여 환기 효율(냉, 난방효율)을 최대로 향상시킬수 있도록 함과 동시에 급기량을 조절하는 댐퍼를 통한 기류가 가급적 저항을 적게받고 난류를 거의 일으키지 않도록 하여 소음을 최대한 줄이고, 원활한 이상적인 급기제어 및 정압손실을 줄일 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (5)

1. 일측단이 메인덕트에 기밀하게 연결되는 관형상의 몸체와 ; 상기 몸체에 장착되어 급기량을 조절하는 댐퍼 부재와 ; 상기 몸체의 타측단에 기밀하게 연결되는 앤드캡과 ; 선단에 비교적 좁은 구경의 분사구를 가지며, 그 분사구의 내주연에 내부 공기를 선회시켜 주도록 다수개의 가이드베인이 형성되는 노즐과 ; 상기 앤드캡과 노즐을 기밀하게 연결시켜주는 벨로우즈관을 구비한 것을 특징으로 하는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드베인은 최상부에서 중앙까지는 만곡부가 형성되고, 중앙에서 최하부까지는 수직부가 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드베인은 최상부에서 중앙까지는 수직부가 형성되고 중앙에서 최하부까지는 만곡부가 형성되도록 구성함을 특징으로 하는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치.
4. 제 1 항에 있어서, 댐퍼부재는 상기 몸체에 회동 가능하게 관통설치되어 그 선단에 피니언이 축설되는 조작축과 ; 상기 피니언에 치합되는 조작축의 회전에 따라 몸체의 축선방향으로 이동자재하는 래크와 ; 각각의 몸통 일부가 상호 중첩의지되는 상태로 상기 래크주위에 빙 둘러 배치되고 그 각각의 외측단이 몸체 내주면에 회전 가능하게 구속 설치됨과 동시에 나머지 단부가 자유단으로 되는 복수의 개폐판들과 ; 상기 개폐판 중 적어도 하나와 상기 래크 사이에 연결 설치되는 연동간으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 몸체의 개폐판이 설치된 일측과 타측에는 마개를 구비한 한쌍의 압력측정탭을 각각 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 대공간용 냉, 난방 공조 환기장치.