KR19980063591A - 조정장치 - Google Patents

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KR19980063591A
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Abstract

본 발명은 제 1 유체와 제 2 유체 간의 온도차에 따라 유로의 단면 및/또는 유체 흐름의 방향을 변경하기 위한 조정장치에 관한 것이다. 이들 두 가지 유체는 서로 동일한 물질로 구성되거나 서로 다른 물질 또는 여러 물질의 혼합물로 구성될 수 있다. 전기나 압축 공기 등과 같이 외부로부터 공급되는 보조 에너지의 도움을 받지 않고 작동하는 동시에 두 가지 유체의 온도차에 의해 조정을 가능케하는 조정장치를 제작하기 위해 제 1 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 1 탄성 물질 구동장치(1')와 제 2 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 2 탄성 물질 구동장치(1)를 설치하도록 제안한다. 여기서 탄성 물질 구동장치(1과 1')는 이 구동장치들은 탄성 물질 구동장치에 의해 서로 맞은 편 방향으로 조정이 가능한, 서로 공유하는 하나의 조정 기소(3)와 결합하여 작동한다.

Description

조정장치
본 발명은 서로 동일한 물질로 이루어지거나 서로 다른 물질 또는 여러 물질의 혼합물로 이루어지는 제 1 유체와 제 2 유체 간의 온도차에 따라 유로(passage of fluid)의 단면 및/또는 유체 흐름(fluid flow)의 방향을 변경하기 위한 조정장치에 관한 것이다.
이와 같은 조정장치는 이미 널리 알려져 있으며, 주로 통기로(air passage)나 조정 밸브(regulating valve), 체적 흐름 제어기(volume flow controller) 등과 같은 통기 계통(ventilation system)에 사용된다. 건축물에 사용되는 기술 장비 부문의 경우 통기로나 체적 흐름 제어기 등과 같은 통기 계통에서 유로를 통해 유입되는 공기의 온도와 통기로로부터 공기가 흘러 들어가는 공간의 온도에 따라 조절이 이루어져야 하는 경우가 빈번하게 발생한다. 이 두 가지 온도의 차에 의해 조정장치에서 이루어져야 할 적절한 조절량(regulated quantity)이 결정되는 경우가 많다. 상술한 두 가지 온도의 차로부터 실내로 유입되는 외기(additional air)에 의해 실내가 난방이 되는지 또는 냉방이 되는지 여부를 알 수 있기 때문에 이 두 가지 온도의 절대치에 비해 이들간의 온도차는 실내의 에어 컨디셔닝에 훨씬 더 중요한 의미를 가진다. 외기의 온도에서 실내 공기의 온도를 뺀 수치가 플러스인 경우를 소위 난방(heating case)이라 하고, 마이너스인 경우를 냉방(cooling case)이라 한다.
오늘날 더욱더 안락한 실내 공간을 추구하는, 높아진 요구를 만족시키고 에너지 효율적인 실내의 에어 컨디셔닝을 가능케 하기 위해서는 천장의 나선식(螺旋式) 배출구와 실내 공기가 빠져 나가도록 바닥 가까이에 설치되어 있는 배출구의 경우 외기와 실내 공기 중 어느 것의 온도가 더 높은가에 따라 유입되는 공기가 배출되는 방향이 달라져야 한다. 즉, 천장의 나선식 배출구의 경우 틈새기 바람이 생기는 것을 방지하기 위해 냉각된 공기는 수평으로 불어내는 한편 신속한 난방을 위해 가열된 공기는 수직으로 아래쪽을 향해 불어내야 한다. 반면 실내 공기를 내보내는 배출구의 경우에는 냉각된 외기가 윗쪽을 향해 비스듬한 방향으로 배출구를 통해 빠져나갈 수 있도록 해야 냉각된 외기가 배출구와 어느 정도 떨어진 지점에서 다시 바닥에 가라앉게 된다. 이같은 방법을 사용하면 외기를 공급할 때 배출 속도가 그리 빠르지 않더라도 보다 멀리 있는 위치까지 외기가 도달하도록 할 수 있다. 동시에 실내 공기를 내보내는 배출구로부터 가열된 외기를 배출시키는 경우에는 가열된 외기를 비스듬히 아래쪽 바닥을 향하도록 함으로써 한편으로는 보다 넓은 공간을 난방하고, 다른 한편으로는 대부분의 열이 소실되는 천장까지 따뜻한 공기가 너무 빨리 상승하지 못하도록 할 수 있다.
널리 알려져 있는 조정장치에는 일반적으로 실내 공기의 온도와 외기의 온도를 측정할 수 있도록 두 개의 전기 또는 전자 온도 감지기가 설치되어 있다. 그때그때의 온도차에 따라 대개 전동기에 의해 움직이는 구동장치를 이용해서 체적 흐름 제어기나 액추에이터를 작동시킴으로써 유체가 배출되는 방향을 바꾼다. 전동기 대신 드물게는 수압이나 공기압을 이용한 구동장치가 사용되기도 한다. 그러나 종래의 조정장치들은 제어기를 비롯하여 적지않은 부품을 설치해야 하고, 비용이 많이 드는 케이블을 설치해야 하며, 조정을 실시하기 위해 보조 에너지를 필요로 하는 등 사용이 까다롭고 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
보조 에너지를 필요로 하지 않는 조정장치도 알려져 있기는 하지만, 외기에서 측정한 온도에 의해서만 조정이 이루어진다. 이 경우 조정장치는 외기의 체적 흐름 속에 설치되는, 소위 탄성 물질 구동장치에 의해 작동된다. 그 결과 외기의 온도에 의해서만 조정이 이루어질 뿐 외기와 실내 공기의 온도차는 고려되지 않는다. 이러한 조정 원리의 단점은 냉방을 하든 난방을 하든 상관없이 외기의 온도에 전혀 차이가 없다는 것이다. 이 경우 가령 외기의 온도가 22℃일 때 난방이 되려면 천장에 설치된 나선식 배출구의 조정장치는 기온이 가령 18℃인 실내로 아래쪽을 향해 수직으로 외기가 내뿜어지도록 조절되어야 할 것이다.
그러나 예를 들어 여름에 실내 공기의 온도가 이미 25℃라면 외기의 온도는 22℃로 같더라도 이는 난방이 아닌 냉방이 이루어져야 한다. 그러나 유체가 배출되는 방향이 외기의 온도에 의해서만 결정된다면 이처럼 냉방의 경우에도 냉각된 공기가 아래쪽을 향해 수직으로 내뿜어질 것이다. 그 결과 천장의 나선식 배출구 아래 부분에는 틈새기 바람이 발생하는 한편 천장 부분에서는 국부적으로 온도가 최고로 높아지면서 온도 분포가 매우 균일하지 못하게 된다. 본래 이같은 경우에는 냉각된 공기가 주로 천장을 따라 수평을 이루며 배출되어야 외기가 실내의 단면에 걸쳐 균일하게 분포하면서 가라앉을 수 있다. 그러나 외기의 온도에 의해서만 조정이 이루어지면 이것이 불가능하다.
본 발명의 목적은 전기나 압축 공기 등과 같이 외부로부터 공급되는 보조 에너지의 도움을 받지 않고 작동하는 동시에 두 유체의 온도차에 의해 조정을 가능케하는 조정장치를 제작하는 것이다.
이같은 종류의 조정장치를 전제로 할 때 본 발명에 따른 이러한 목적은 조정장치에 제 1 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 1 탄성 물질 구동장치와 제 2 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 2 탄성 물질 구동장치를 설치함으로써 해결되었는데, 이 구동장치들은 서로 공유하는 하나의 조정 기소(機素)와 결합하여 작동하며, 이 조정 기소는 탄성 물질 구동장치에 의해 서로 맞은 편 방향으로 조정이 가능하다.
조정에 필요한 에너지를 두 가지의 유체로부터 직접 공급받음으로써 본 발명에 의거한 조정장치는 외부로부터 공급되는 보조 에너지가 없어도 작동할 수 있게 되었다. 이 점에서 본 발명에 의거한 조정장치는 순전히 기계적인 기능 원리에 기초하고 있으며, 그 결과 고장이 잦은 어떠한 전자 장치도 설치하지 않으며, 케이블 설치도 필요없다.
종래 널리 알려진 탄성 물질 구동장치들은 특수한 왁스 혼합물로 채워진 실린더로 구성되어 있는데, 실린더의 한쪽 면은 고정되어 있고, 다른 한쪽 면은 이동이 가능한 피스톤으로 막혀 있다. 정지 상태에서 작동시키면 탄성 물질 구동장치에 들어있는 왁스 혼합물에 구동장치의 터빈을 움직이는 유체의 온도가 전달된다. 여기서 규정된 양의 왁스 혼합물의 체적이 변화된 양은 온도가 나타내는 특정한 함수이며, 이때 온도가 상승하면 체적도 함께 증가한다. 이같은 체적의 증가는 피스톤을 이동시키고, 피스톤의 움직임은 피스톤 막대를 거쳐 외부로 전달된다. 사용된 왁스 혼합물을 다양한 온도 범위에 맞게 조절하는 것은 주지의 사실이다.
탄성 물질 구동장치가 두 유체에 각각 설치됨으로써 이들 사이에 존재하는 온도차가 파악되고, 그 결과 각각의 절대 온도와 상관없이 필요에 따라 유체의 단면 내지 유체가 배출되는 방향에 대한 조정이 이루어진다. 이때 온도차는 탄성 물질 구동장치들이 서로 맞은 편 쪽으로 서로 공유하는 하나의 조정 기소에 영향을 미침으로써 측정된다. 그러므로 두 유체의 온도가 균일하게 상승하면 -바라던 바대로- 조정 기소의 위치가 변하지 않는다.
본 발명에 의거한 조정장치는 조정 기소가 직선상으로 이동할 수 있는 형태로 제작하도록 제안하는 바이다. 이때 조정 기소의 양쪽 면으로 각각의 탄성 물질 구동장치에 설치되어 조정 기소와 평행하게 이동이 가능한 피스톤과 조정 기소 사이에 조정 기소와 피스톤이 움직이는 방향으로 길이가 단축되는 용수철 기소가 각각 배치되어야 한다.
조정장치가 이러한 형태를 가질 경우 조정 기소에 영향을 미치는 힘이 평형 상태를 이루면 조정 기소가 정지, 즉 어떠한 이동도 하지 않는다. 이러한 힘은 양쪽에 닿는 용수철 기소의 탄력이다. 두 개의 용수철 기소의 용수철 상수가 동일하면 -힘과 유로 간의 직선 법칙이 전제된다면- 항상 같은 만큼 두 용수철 기소의 길이가 단축된다. 그 결과 조정 기소는 항상 용수철 기소에서 조정 기소와 다른 쪽을 향한 끝들 사이의 중앙에 놓이게 되고, -사용된 각각의 피스톤 막대 중간 기소의 길이가 같은 경우- 마찬가지로 탄성 물질 구동장치에 설치된 두 개의 피스톤 사이의 중앙에 놓이게 된다.
평형 상태를 전제로 할 때 두 탄성 물질 구동장치의 온도가 균일하게 상승하면 두 용수철 기소는 같은 만큼 길이가 단축되고, 조정 기소의 위치에는 변함이 없다. 이는 조정 기소의 위치가 절대온도가 아닌 그때그때의 온도차에 의해 달라진다는 것을 보여준다.
평형 상태를 전제로 할 때 어느 한 쪽의 유체의 온도, 즉, 어느 한 쪽의 탄성 물질 구동장치의 온도만이 달라진다면 그 탄성 물질 구동장치의 피스톤이 이동을 한다. 그 결과 조정 기소는 탄성 물질 구동장치의 피스톤이 이동한 거리의 반만큼만 이동한다. 이것은 두 용수철 기소의 길이가 같은 만큼 변화하기 때문이다. 따라서 어느 한 쪽의 온도만 변하면, 다시 말해 온도차가 변하면 바라던 바대로 조정 기소의 이동이 일어난다.
본 발명에 의거한 조정장치의 형태면에서 볼 때 조정 기소에 고정적으로 연결된 캐리어를 운송하기 위해 조정 기소의 조정 부분에 슬롯을 파낸, 서로 공유하는 하나의 파이프 속에서 용수철 기소와 조정 기소가 이동이 가능하도록 제작할 것을 제안한다.
파이프는 용수철 기소와 조정 기소가 이동 방향을 가로질러 벗어나는 것을 방지하는 한편 전체 조정 장치를 일체의 오염으로부터 보호하는 기능을 한다.
또한 거더의 역할을 하는 조정 기소가 선회운동을 할 수 있는 형태로 조정장치를 제작하는데, 이때 탄성 물질 구동장치들을 이용해서 각각의 피스톤이 움직이는 방향으로 길이가 단축되는 용수철 기소를 거쳐 거더의 회전축과 관련하여 서로 다른 부호를 가진 모멘트들을 거더에 도입할 수 있다.
이러한 조정장치는 소위 토크 평형법(torque balance system)에 기초를 둔 것으로, 모멘트들이 평형을 이루면, 다시 말해 연관된 모든 모멘트들의 합이 0과 같으면 거더가 정지하게 된다.
두 유체의 온도가 동일한 정도의 영향을 미치기를 원한다면 두 탄성 물질 구동장치에서 힘이 도입되는 점과 거더의 회전축 간의 거리와 용수철 상수로부터 나오는 결과를 동일하게 선택하는 것이 유리하다. 이 경우 두 유체 속에서 동일한 온도 변화가 일어나면, 다시 말해 해당 탄성 물질 구동장치에 설치된 피스톤이 동일하게 이동하면 모멘트의 차도 같아져서 평형 상태에는 변함이 없게 된다. 이와는 달리 어느 한 쪽 유체의 온도만 변하게 되면 거더에서의 평형 상태가 깨어지고, 두 용수철 기소의 길이가 같은 만큼 단축 또는 연장된다. 따라서 본 발명에 의거한 조정장치의 이러한 형태에서도 온도의 차만이 조절량에 결정적인 영향을 미친다.
본 발명에 의거하여 탄성 물질 구동장치에 의해 길이를 변화시킬 수 있는 용수철 기소의 모멘트를 일으키는 힘을 회전축과 관련하여 거더의 맞은 편에 있는 면에 이르게 할 수 있다.
이같은 방식에서는 서로 다른 유체 속에 설치될 탄성 물질 구동장치들 간에 충분한 간격을 확보할 수 있어 이들 사이에 격벽을 쉽게 설치할 수 있다.
또한 조정장치를 유로의 벽에 있는 빈 공간에 설치할 수 있기 때문에 제 1 탄성 물질 구동장치는 유로 내부의 제 1 유체가 흐르는 부분에, 그리고 제 2 탄성 물질 구동장치는 유로 외부의 제 2 유체 속에 설치할 수 있어서 특히 유리하다.
유로에서 배출되는 제 1 유체로 인해 제 2 탄성 물질 구동장치에서 얻은 온도 측정치가 달라지는 것을 방지하기 위해서는 후드를 이용해서 제 2 탄성 물질 구동장치를 유로로부터 배출되는 제 1 유체로부터 차단할 수 있도록 제안한다. 이렇게 함으로써 항상 유로 외부의 실제 온도를 측정할 수 있다.
마지막으로 본 발명에 의거하여 제 2 유체가 제 2 탄성 물질 구동장치의 주위를 흐르도록 제작되는데, 이때 제 2 유체를 유로의 내부에 있는 제 1 유체의 흐름을 이용해서 2차 유체(secondary fluid)가 통과하는 흡입구를 통해 유로의 주변으로부터 유로 속으로 빨아들일 수 있다.
이로써 제 2 유체와 제 2 탄성 물질 구동장치 간의 열교환이 대폭 증가되고, 그 결과 제어 장치의 동작 시간(rise time)이 단축된다.
도 1은 조정 기소가 직선상으로 이동하는 조정장치의 종단면도,
도 2는 난방시 공기를 배제시키기 위한 유로에 도 1에 따라 조정장치가 설치된 것을 나타낸 도면,
도 3은 도 2와 같지만, 냉방의 경우를 나타낸 도면,
도 4는 공기를 배제시키기 위한 유로에 조정장치를 설치하는 또다른 방법을 나타낸 도면,
도 5는 조정 기소의 토크가 평형을 이룬 조정장치를 나타낸 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 구동장치 2 : 용수철 기소
3 : 조정 기소 4 : 볼스터 플레이트
5 : 파이프 6 : 슬롯
7 : 고리 8 : 캐리어
다음에서는 도면을 참조하면서 조정장치의 여러 실시예를 통해 본 발명에 관해 더욱 자세히 설명하기로 한다.
도 1에 그려진 조정장치는 동일한 두 개의 탄성 물질 구동장치(1과 1')와 동일한 두 개의 용수철 기소(2), 두 용수철 기소(2) 사이에 설치된 조정 기소(3)로 구성된다. 탄성 물질 구동장치(1과 1')와 용수철 기소(2), 조정 기소(3)는 같은 축 위에 서로 마주 보도록 정렬되어 있는데, 여기서 용수철 기소(2)와 조정 기소(3) 및 두 개의 볼스터 플레이트(4)는 원통형의 파이프(5) 속에 움직일 수 있도록 설치되어 있다. 파이프(5)의 한쪽 면에는 슬롯(6)이 파여져 있어 조정 기소(3)에 고정적으로 연결되고, 금속으로 된 고리(7)가 달린 캐리어(8)를 운송할 수 있다.
각각의 탄성 물질 구동장치(1과 1')는 한쪽 면은 폐쇄, 고정되고, 맞은 편은 트인 실린더(9)로 이루어져 있으며, 실린더(9)의 내부는 특히 온도 변화에 대해 특정한 팽창 반응을 보이는 특수한 왁스 혼합물이 일정한 양만큼 채워져 있다. 왁스혼합물(10)은 실린더(9)의 트인 면 쪽이 피스톤(11)에 의해 막혀 있으며, 피스톤(11)은 피스톤 막대(12)를 거쳐 볼스터 플레이트(4)와 고정적으로 연결되어 있다.
도면에 나타난 조정장치는 자세히 그려지지는 않았지만, 이미 알려져 있는 유로의 벽(14)에 있는 빈 공간(13)에 설치할 수 있기 때문에 우측의 탄성 물질 구동장치(1')는 유로 내부의 화살표(15)로 표시한 제 1 유체가 흐르는 부분에, 그리고 좌측의 탄성 물질 구동장치(1)는 유로 외부의 제 2 유체 속에 위치한다.
가령 제 1 유체의 온도가 상승하면 우측의 탄성 물질 구동장치(1')에 위치한 왁스 혼합물(10)이 팽창하게 되고, 그 결과 해당 피스톤(11)과 볼스터 플레이트(4)가 이동하게 된다. 반대로 유로의 외부에 있는 제 2 유체의 온도가 변하지 않고 그대로이면 우측의 볼스터 플레이트(4)가 X만큼 이동하는 경우 두 용수철 기소의 길이는 각각 0.5·X만큼 변화하게 된다. 따라서 조정 기소(3)도 0.5·X만큼 이동하게 된다. 그 결과 어느 한 쪽의 유체만 온도가 변하면, 다시 말해 온도차에 변화가 생기면 조정 기소(3)의 조정이 시작된다.
이와는 달리 두 유체의 온도가 동일하게 변화하면 피스톤이 반대 방향으로 같은 만큼 이동하기 때문에 두 용수철 기소(2)의 길이가 같은 만큼 변하게 되고, 그 결과 조정 기소(3)도 원래의 위치에서 움직이지 않는다. 이 역시 온도차가 변하는 경우에만 조정이 시작되어야 하기 때문에 바람직한 현상이라고 할 수 있다.
도 2로부터 구조를 축소시켜 도면에 나타낸 조정장치가 공기를 배제시키기 위한 유로(16)의 벽(14)에 어떻게 설치되어 있는지를 알 수 있다. 이러한 종류의 공기를 배제시키기 위한 유로(16)는 일반적으로 바닥으로부터 3cm 정도 떨어진 지점에 설치하며, 다공판 덮개(17)와 접합관(18), 접합관(18)의 맞은 편에 놓인, 막혀있는 바닥(19)으로 구성된다. 다공판 덮개(17)의 내부에는 여러 개의 컨트롤 링(20)이 있는데, 이해를 돕기 위해서 이 가운데 하나만 그려놓았다. 다공판 덮개(17)의 내부에는 축의 방향으로 관통하는 파이프(21)도 위치하는데, 이 파이프(21)는 회전이 가능한 개폐식 뚜껑(22)으로 완전히 폐쇄할 수 있다. 개폐식 뚜껑(22)에는 레버(23)가 달려있어 로드(24)를 거쳐 도면에는 나타나있지 않은 조정 기소의 캐리어(8)와 연결되어 있다.
도 2에서는 화살표(25)로 난방시 유체의 흐름을 구체적으로 설명하고 있는데, 난방시에는 파이프(21)가 폐쇄되기 때문에 유체가 파이프(21) 주변을 돌게 되고, 주로 아래쪽을 향해 수직으로 다공판 덮개(17)와 멀어지게 된다. 가열되어 실내로 유입되는 외기는 이러한 유체 흐름의 특성 곡선에 기초하여 실내의 바닥 부분에까지 이르게 된다.
우측의 탄성 물질 구동장치(1')는 따뜻한 외기 속에, 그리고 좌측의 탄성 물질 구동장치(1)는 비교적 차가운 실내 공기 속에 설치되기 때문에 우측 탄성 물질 구동장치(1')에 채워진 왁스 혼합물이 좌측 탄성 물질 구동장치(1)에 채워진 왁스 혼합물보다 훨씬 큰 체적으로 가지게 됨으로써 파이프(5) 속에 든 조정 기소와 이와 연결된 캐리어(8)는 중앙으로부터 좌측으로 빗겨나 있다.
이와는 대조적으로 도 3에서는 공기를 배제시키기 위한 같은 유로(16)를 냉방의 경우로 나타낸 것이다. 냉방의 경우 외기와 실내 공기, 즉 탄성 물질 구동장치들(1과 1') 간의 온도차가 반대이기 때문에 캐리어(8)와 로드(24)는 우측으로 이동된 위치에 놓여 있고, 그 결과 개폐식 뚜껑(22)는 공기를 배제시키기 위한 유로(16)의 중심축(26)과 일렬로 늘어선 위치에 놓이게 된다. 파이프(21)의 거의 모든 단면을 유체가 관통할 수 있기 때문에 바닥(19)이 닫혀진 상태에서는 외기가 흐르는 중심의 방향이 바뀌게 된다. 그 결과 외기는 다공판 덮개(17)로부터 비스듬하게 위쪽을 향해 배출되게 된다. 그리하여 외기는 공기를 배제시키기 위한 유로(16)를 둘러싸고 균일하게 분포되며, 외기의 밀도가 높기 때문에 넓은 면적에 걸쳐 실내의 낮은 지점까지 느린 속도로 가라앉게 된다.
도 4에 그려진, 공기를 배제하기 위한 유로(16)의 경우 케이스 외부에 위치한 탄성 물질 구동장치(1)가 후드(27)에 의해 냉방시 다공판 덮개(17)로부터 배출되는 차가운 외기로부터 차단된다. 이로써 측정한 온도치가 실제의 실내 온도와 일치하게 된다. 또한 탄성 물질 구동장치(1) 아래에는 2차 유체 흡입구(28)가 있어서 이를 통해 탄성 물질 구동장치(1)를 관통한 실내 공기가 공기를 배제하기 위한 유로(16') 속으로 흘러 들어간다. 이같은 공기의 흐름은 내부에 설치되어 있는 유도 장치(29)에 의해 야기되거나 강화되는데, 이는 유도 장치(29)를 통해 저기압 부분이 형성되어 실내 공기를 빨아들여서 2차 유체 흡입구로 유인하기 때문이다. 유체가 탄성 물질 구동장치(1)의 주위를 흐름으로써 조정 장치의 동작 시간이 단축된다.
도 5에 그려진 조정장치는 서로 공유하는 하나의 모판(carrier plate)(30) 위에 고정된 두 개의 탄성 물질 구동장치(1과 1')로 구성되는데, 이들 탄성 물질 구동장치(1과 1')는 각각 피스톤(11)과 피스톤 막대(12), 볼스터 플레이트(4)를 가지고 있다. 조정장치에는 각각 아래쪽으로 볼스터 플레이트(31) 위에 떠받쳐진 두 개의 용수철 기소(2)도 설치되어 있다.
볼스터 플레이트(31)는 회전축(32)을 중심으로 선회가 가능하도록 설치된 거더(33)에 자유롭게 움직일 수 있게 연결되어 있는데, 거더(33)의 한쪽 끝은 유도 기소(34)의 커넥팅 로드(33')에 자유롭게 움직일 수 있게 연결되어 있어서 천장의 나선식 배출구(35)의 블로 오프(blow off) 특성 곡선을 조정할 수 있다. 온도차 의 영향을 받는 조정장치의 기능 원리를 보다 명확하게 보여주고자 천장의 나선식 배출구(35)에 비해 매우 확대되게 그렸다. 실제로 조정장치는 천장의 나선식 배출구(35)의 한쪽 벽(14')에 있는 빈 공간에 설치된다. 이해를 돕기 위해 이 벽(14')에서 조정장치가 설치된 부분을 다시한번 확대시켜 그려놓았다.
도면에 그려진 거더(33)의 위치는 냉방시의 경우를 나타낸 것으로, 냉방시 유도 장치(34)는 천장의 나선식 배출구의 아래쪽 가장자리가 위치하는 곳에서 끝나기 때문에 공기를 주로 수평적으로 배출한다. 이 경우 천장의 나선식 배출구(35)의 내부를 관통하고, 탄성 물질 구동장치(1)의 터빈을 움직이는 외기는 탄성 물질 구동장치(1')를 둘러싸고 있는 실내 공기보다 훨씬 차갑다. 그 결과 좌측 탄성 물질 구동장치(1')에 설치된 피스톤(11)의 스트로크가 우측 탄성 물질 구동장치(1)에 설치된 피스톤보다 커지고, 이 때문에 거더(33)가 좌측으로부터 우측으로 상승하는, 비스듬한 위치에 놓이게 된다. 이때 용수철 상수가 동일한 용수철 기소들(2)의 길이가 같은 만큼 단축되는데, 이로부터 동일한 용수철 힘과 회전축(32)을 중심으로 동일한 지렛대에서 파생되는, 같은 정도의, 그러나 서로 맞은 편 방향을 향한 모멘트가 생겨난다.
실내 공기의 온도가 변하지 않는다는 것을 전제로 따뜻한 공기를 유입함으로써 실내 난방을 실시하는 경우 따뜻한 공기로 우측 탄성 물질 구동장치(1)의 터빈을 움직이면 왁스의 부피가 팽창하고, 이는 다시 피스톤(11)과 볼스터 플레이트(4)의 이동을 야기한다. 이때 우측 용수철 기소(2)의 길이가 단축되면 좌측의 용수철 기소(2)도 같은 만큼 단축되고, 그 결과 거더(33)가 시계 방향으로 빗금친 위치까지 회전하게 된다. 이로써 커넥팅 로드(33')와 유도 기소(34)는 아래쪽으로 밀려나게 되고, 그 결과 난방시 천장의 나선식 배출구에서처럼 빗금친 것과 같이 외기가 비교적 가파른 경사로 아래쪽을 향해 배출되는 흐름형태(flow configuration)가 나타난다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의거하여 탄성 물질 구동장치에 의해 길이를 변화시킬 수 있는 용수철 기소의 모멘트를 일으키는 힘을 회전축과 관련하여 거더의 맞은 편에 있는 면에 이르게 할 수 있다.
이같은 방식에서는 서로 다른 유체 속에 설치될 탄성 물질 구동장치들 간에 충분한 간격을 확보할 수 있어 이들 사이에 격벽을 쉽게 설치할 수 있다.
또한, 조정장치를 유로의 벽에 있는 빈 공간에 설치할 수 있기 때문에 제 1 탄성 물질 구동장치는 유로 내부의 제 1 유체가 흐르는 부분에, 그리고 제 2 탄성 물질 구동장치는 유로 외부의 제 2 유체 속에 설치할 수 있어서 특히 유리하다.
유로에서 배출되는 제 1 유체로 인해 제 2 탄성 물질 구동장치에서 얻은 온도 측정치가 달라지는 것을 방지하기 위해서는 후드를 이용해서 제 2 탄성 물질 구동장치를 유로로부터 배출되는 제 1 유체로부터 차단할 수 있도록 제안한다. 이렇게 함으로써 항상 유로 외부의 실제 온도를 측정할 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 의거하여 제 2 유체가 제 2 탄성 물질 구동장치의 주위를 흐르도록 제작되는데, 이때 제 2 유체를 유로의 내부에 있는 제 1 유체의 흐름을 이용해서 2차 유체(secondary fluid)가 통과하는 흡입구를 통해 유로의 주변으로부터 유로 속으로 빨아들일 수 있다.
이로써 제 2 유체와 제 2 탄성 물질 구동장치 간의 열교환이 대폭 증가되고, 그 결과 제어 장치의 동작 시간(rise time)이 단축된다.

Claims (8)

  1. 서로 동일한 물질로 이루어지거나 서로 다른 물질 또는 여러 물질의 혼합물로 이루어지는 제 1 유체와 제 2 유체 간의 온도차에 따라 유로의 단면 및/또는 유체 흐름의 방향을 변경하기 위한 조정장치에 있어서,
    제 1 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 1 탄성 물질 구동장치(1')와 제 2 유체에 의해 터빈이 움직이는 제 2 탄성 물질 구동장치(1)에 의해 조정이 가능한, 서로 공유하는 하나의 조정 기소(3)와 결합하여 작동하는 이들 구동장치(1과 1')를 포함하는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    조정 기소(3)가 직선상으로 이동이 가능하고, 이때 조정 기소(3)의 양쪽 면으로 각각의 해당 탄성 물질 구동장치(1과 1')에 설치되어 조정 기소(3)와 평행하게 이동이 가능한 피스톤(11)과 조정 기소(3) 사이에 조정 기소(3)와 피스톤(11)이 움직이는 방향으로 길이가 단축되는 용수철 기소(2)가 하나씩 배치되는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    조정 기소(3)에 고정적으로 연결된 캐리어를 운송하기 위해 조정 기소(3)의 조정 부분에 슬롯(8)을 파낸, 서로 공유하는 하나의 파이프(5) 속에서 용수철 기소(2)와 조정 기소(3)가 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 조정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    거더(33)의 역할을 하는 조정 기소를 선회운동이 가능하도록 설치하며, 이때 탄성 물질 구동장치(1과 1')를 이용해서 탄성 물질 구동장치(1과 1')에 설치된 피스톤(11)의 이동 방향으로 길이가 단축되는 용수철 기소(2)를 거쳐 거더(33)의 회전축과 관련하여(32) 서로 다른 부호를 가진 모멘트들을 거더(33)에 도입할 수 있는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    탄성 물질 구동장치(1과 1')로 길이를 변화시킬 수 있는 용수철 기소(2)의, 모멘트를 일으키는 힘이 회전축(22)과 관련하여 거더(33)의 맞은 편에 있는 면에 이르는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조정장치(2)를 유로(16, 35)의 벽(14)에 있는 빈 공간(13)에 설치할 수 있기 때문에 제 1 탄성 물질 구동장치(1')는 유로(16, 35) 내부의 제 1 유체가 흐르는 부분에, 그리고 제 2 탄성 물질 구동장치(1)는 유로(16, 35) 외부의 제 2 유체 속에 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    후드(27)를 이용해서 유로(16)로부터 배출되는 제 1 유체로부터 제 2 탄성 물질 구동장치(1)를 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 조정장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 유체가 제 2 탄성 물질 구동장치(1)의 주위를 흐를 수 있도록 하되, 이때 유로(16)의 내부에 있는 제 1 유체의 흐름을 이용해서 2차 유체 배출구(28)를 통해 유로(16)의 주변으로부터 제 2 유체를 유로(16) 속으로 빨아들일 수 있는 것을 특징으로 하는 조정장치.
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