KR20170001916U

KR20170001916U - 건조 및 환기용 배풍기

Info

Publication number: KR20170001916U
Application number: KR2020150007625U
Authority: KR
Inventors: 하석문
Original assignee: 대우조선해양 주식회사; 주식회사 주원
Priority date: 2015-11-24
Filing date: 2015-11-24
Publication date: 2017-06-01

Abstract

본 고안은 실내를 건조시키거나 환기시키기 위해 사용되는 배풍기(100)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축 공기의 분사 속도를 향상시켜 배풍 성능이 우수하고, 분사부(140)의 구조적 강조를 향상시킬 수 있도록 하는 건조 및 환기용 배풍기에 관한 것이다.
이러한 본 고안에 따르면, 압축 공기를 공급하는 에어공급파이프(110)와, 상기 에어공급파이프(110)의 입력단에 형성되는 유입노즐(120)와, 상기 에어공급파이프(110)로 유입되는 압축 공기의 흐름을 조절하는 밸브(130) 및 상기 에어공급파이프(110)의 출력단에 위치되어 상기 에어공급파이프를 통해 전달되는 압축 공기를 외부로 분사시키는 분사부(140) 로 이루어지는 배풍기로서, 상기 분사부(140)는 압축 공기를 분사하는 분사구멍(142)에 결합되어 외부로 분사되는 압축 공기의 분사 속도를 증가시키는 라발 노즐(LAVAL NOZZLE; 150)이 구비되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기가 제공된다.

Description

건조 및 환기용 배풍기{AIR AMPLIFIER FOR DRY AND VENTILATION}

본 고안은 실내를 건조시키거나 환기시키기 위해 사용되는 배풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축 공기의 분사 속도를 향상시켜 배풍 성능이 우수하고, 분사부의 구조적 강조를 개선하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 건조 및 환기용 배풍기에 관한 것이다.

일반적으로 배풍기(AIR AMPLIFIER)는 실내 공기를 외부로 강제로 송풍하여 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하여 환기시키거나, 실내외의 공기 순환에 의해 실내를 건조시키기 위한 목적으로 사용되는 장치이다.

특히, 선박 제조 분야에서 선박 및 블록 내부의 도장(PAINTING) 건조를 위해서는 외부공기의 유입이 잘 이루어질 때 빠른 건조가 이루어지기 때문에 이를 위해서 방폭(NON-SPARKING), 방진(AGAINST　DUST)의 목적에 부합하는 배풍기를 이용하여 이용하여 도장 건조를 하거나, 또는 밀폐된 공간에서의 도장 또는 용접 작업으로 인한 작업자 보호를 위한 환기의 목적으로 배풍기가 널리 사용되고 있다.

이러한 배풍기는 출력단으로 배출되는 압축 공기의 분사 속도를 높임으로써, 코안다 효과(KOANDA EFFECT)를 극대화시켜 주변의 공기를 최대한 끌어들여 함께 배출 하는 것이 매우 중요하다.

선박 내의 도장 건조 및 작업자 환기 목적으로 사용되는 배풍기는 방폭, 방진이 가능한 제품이 주로 사용되며, 배풍 방식에 따라서 원노즐(ONE-NOZZLE) 방식과 멀티노즐(MULTI-NOZZLE) 방식이 존재한다.

원노즐 방식은 에어공급 파이프의 앞단에 ON/Off 밸브를 가지는 니플(NIPPLE)을 장착하여 에어공급 파이프로부터 공급되는 압축 공기를 그대로 분사하는 방식이다. 이러한 원노즐 방식은 압축 공기를 그대로 분사하기 때문에 많은 소음이 발생되어 소음기의 장착이 요구되며, 압축 공기의 소비량이 증가하는 단점이 있다.

멀티노즐 방식은 원통형 파이프의 가장자리 또는 가운데 안쪽에 구멍이 작은 노즐을 배치하여 압축 공기를 고속, 고압으로 분사할 때 발생되는 압력 차이를 이용하여 송풍되는 공기량을 증가시키는 방식이다. 이러한 멀티노즐 방식은 원노즐 방식에 비해 소음은 적은 장점이 있지만, 매우 고가인 문제점이 있다.

따라서, 이러한 배풍기의 제작 단가 문제로 인해 현장에서는 원노즐 방식의 배풍기가 여전히 사용되고 있는 실정이다.

한편, 도 1은 종래의 배풍기의 일예를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 종래의배풍기는 선단에 압축 공기 입력단 노즐(20)이 연결되고, 압축 공기 ON/OFF 밸브(30)가 설치되는 압축 공기 에어호스(10)와, 압축 공기 에어호스(10)의 타측 단부에 끝단이 막힌 파이프가 연결 설치되되, 파이프가 면 형태를 이루도록 절곡 형성되는 배풍부(40)와, 배풍부의 파이프에 전방을 향하도록 다수 개가 형성되는 압축 공기 분사용 노즐(50)을 포함하여 이루어진다.

도 1에 도시된 배풍기는 압축 공기 에어호스(10)를 통해 공급된 압축 공기가 배풍부(40)의 파이프에 공급되어 압축 공기 분사 노즐(50)을 통해 분사된다. 이때. 배풍부(40)의 형태는 나선형으로 굴곡을 이루어 면 형태를 이룸으로써, 배풍부(40)가 이루는 소정의 면 영역으로 압축 공기를 넓게 송풍하도록 하였다.

그러나, 도 1에 도시된 배풍기는 배풍부(40)를 이루는 파이프가 단절이 없는 상태로 나선형으로 길게 이어지는 구조로 형성되기 때문에 배풍부(40)가 높은 기계적 강도를 얻기가 어려우며, 배풍부(40)를 균일한 나선형 형상으로 제조하기가 매우 까다로운 문제점이 있다. 따라서, 배풍부(40)의 내구성이 저하되고 제조 단가가 상승할 수 밖에 없다.

도 2는 종래의 배풍기의 다른 일예로서, 배풍부(40')의 전방 형상을 나타낸다. 도 2에 도시된 배풍기의 배풍부(40')는 단절이 없이 연속되는 환형 파이프(41, 42)로 구성하여, 도 1에 도시된 배풍기가 갖는 강도 저하 문제를 해소할 수 있도록 하였다. 참고로, 배풍부(40')를 제외한 에어호스 등의 다른 구성들은 도 1에 도시된 배풍기의 구성과 큰 차이점이 없다.

도 2에 도시된 배풍기의 배풍부(40')는 나선형 형상의 배풍부(40; 도 1 참조)에 비해 상대적으로 공기를 분사시키는 면적이 작게 형성되므로, 동일한 원심축 상에서 서로 다른 직경을 갖도록 형성된 복수의 환형 파이프(41, 42)로 구성하여 분사 면적을 넓히도록 하였다. 이때, 복수의 파이프(41, 42) 중 어느 하나의 파이프(41)는 에어호스(10: 도 1을 참조)와 연결되는 연결부(43)에 의해 압축 공기를 공급받고, 다른 하나의 파이프(42)는 파이프(41, 42) 끼리 연결되는 연결부(44)에 의해 압축 공기가 공급되도록 형성되어 있다.

그러나, 도 2에 도시된 배풍기의 배풍부(40')는 나선형 구조에 비하여 공기 분사 면적을 증가시키는데 한계가 있기 때문에 전체 공기의 속도 및 풍량 저하되어 배풍기의 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제2011-0032576호(공개일자: 2011.03.30) 한국공개실용신안공보 제2012-0002104호(공개일자: 2012.03.23)

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배풍기의 압축 공기 분사 속도를 대폭 증가시켜 코안다 효과의 상승에 의해 더 많은 주변 공기를 끌어들여 배풍 성능을 향상시키도록 하는 동시에, 분사부의 구조적 강도를 증가시켜 배풍기의 내구성을 증가시킬 수 있도록 하는 건조 및 환기용 배풍기를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따르면, 압축 공기를 공급하는 에어공급파이프와, 상기 에어공급파이프의 입력단에 형성되는 유입노즐과, 상기 에어공급파이프로 유입되는 압축 공기의 흐름을 조절하는 밸브 및 상기 에어공급파이프의 출력단에 위치되어 상기 에어공급파이프를 통해 전달되는 압축 공기를 외부로 분사시키는 분사부로 이루어지는 배풍기로서, 상기 분사부는 압축 공기를 분사하는 분사구멍에 결합되어 외부로 분사되는 압축 공기의 분사 속도를 증가시키는 라발 노즐(LAVAL NOZZLE)이 구비되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기가 제공된다.

상기 라발 노즐은 상기 분사구멍으로부터 돌출되는 형상으로 일체로 형성될 수 있다.

상기 분사부는 상기 분사구멍으로부터 돌출 형성되어, 돌출된 선단으로 상기 라발 노즐을 연결시키는 파이프 어댑터가 구비될 수 있다.

상기 분사부는 압축 공기를 분사하는 방향에 수직하게 배치되는 환형 형상으로 구성될 수 있다.

상기 분사부는 서로 다른 직경을 가지면서 동일 원심축 선상의 전후로 복수가 이격 배치될 수 있다.

상기 복수의 분사부는 상기 에어공급파이프로부터 각각 별도의 루트를 통해 압축 공기가 공급되는 것일 수 있다.

본 고안은 배풍기의 분사부에 라발 노즐을 적용하여 분사부를 통해 초음속대의 압축 공기가 분사되도록 함으로써 코안다 효과가 극대화 되고, 이로 통해 배풍 효과를 대폭 향상시킬 수 있음은 물론, 배풍기의 분사부를 단순한 구조로 형성할 수 있어 분사부의 구조적 강조를 증가시키고 내구성을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 배풍기의 일예를 나타낸 사시도,
도 2는 종래의 배풍기의 다른 일예를 나타낸 정면도,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 배풍기를 나타낸 사시도,
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 배풍기의 요부 형상을 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 A-A 선의 단면을 나타낸 단면도,
도 6은 본 고안의 다른 일실시예에 따른 배풍기 구조를 나타낸 사시도이고,
도 7은 본 고안의 또 다른 일실시예에 따른 배풍기 구조를 나타낸 사시도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 고안에 따른 배풍기(100)의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 배풍기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 배풍기의 요부 형상을 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 A-A 선의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 고안의 배풍기(100)는 압축 공기를 공급하는 에어공급파이프(110)와, 상기 에어공급파이프(110)의 입력단에 형성되는 유입노즐(120)과, 상기 에어공급파이프(110)로 유입되는 압축 공기의 흐름을 조절하는 밸브(130) 및 상기 에어공급파이프(110)의 출력단에 위치되어 상기 에어공급파이프(110)를 통해 전달되는 압축 공기를 외부로 분사시키는 분사부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기한 유입노즐(120)은 나사 결합에 의해 에어공급파이프(110) 및 외부의 압축 공기 생성수단(미도시함)으로부터 이어지는 관에 각각 결합될 수 있는 니플(NIPPLE)로 형성될 수 있다.

상기한 구성에 따른 본 고안의 배풍기(100)는 외부에 구비되는 압축 공기 생성수단으로부터 공급되는 압축 공기를 유입노즐(120)을 통해 유입하고, 유입노즐(120)로 유입된 압축 공기는 에어공급파이프(110)를 통해 분사부(140)로 공급하여 분사시키도록 구성된다. 이때, 에어공급파이프(110)와 유입노즐(120) 사이에 설치되는 밸브(130)를 통해 분사부(140)로 분사되는 압축 공기의 분사량을 조절한다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 상기한 분사부(140)는 압축 공기를 분사하는 분사구멍(142)에 결합되어 외부로 분사되는 압축 공기의 분사 속도를 증가시키는 라발 노즐(LAVAL NOZZLE: 150)이 구비된다.

라발 노즐(150)은 벤츄리 노즐(VENTURE NOZZLE)과 그 형태는 유사하나, 벤츄리 노즐은 비압축성 유체의 에너지 보존 원리에 의해 유체가 흐르는 관의 단면적 변화에 따라 유체의 속도와 압력이 반비례하는 현상을 이용한다. 이에 반해 본 실시예에 적용되는 라발 노즐(150)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 유체가 통과하는 길이 방향으로 일정 길이를 가지며, 유체가 유입되는 일단의 유입구(152)로부터 단면적이 좁아지는 중앙의 쓰로틀부(THROTTLE; 154)를 압축 공기가 통과하면서 질식 유동(CHOCKED FLOW)에 의해 음속(SONIC)까지 가속될 수 있다. 그리고, 쓰로틀부(154)에서 배출구(156)까지는 단면적이 증가하면서 등엔트로피(ISENTROPIC) 팽창이 일어나므로, 라발 노즐(150)을 통해 분사되는 압축 공기의 속도는 초음속(SUPERSONIC)으로 가속이 이루어진다.

본 고안은 이러한 압축성 유동에 관한 라발 노즐(150)의 원리를 이용하여 배풍기(100)의 분사부(140)에 적용함으로써, 분사부(140)를 통해 분사되는 압축 공기 속도를 극대화 시키고, 이를 통해 코안다 효과를 극대화시킨다. 따라서, 분사부(140) 주변의 공기를 보다 많이 끌어서 내보내도록 하여 배풍기(100)의 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.

이러한, 라발 노즐(150)은 도 3에 도시된 바와 같이, 분사부(140)의 전방에 복수 형성되는 분사구멍(142)으로부터 돌출되는 형상으로 일체로 형성될 수 있다. 이때, 라발 노즐(150)은 유입구(152) 측을 상기한 분사구멍(142)에 용접으로 결합하거나, 유입구(152) 측을 분사부(140)의 분사구멍(142)으로 삽입하여 압입하는 방법 또는 나사 결합에 의한 방법 등의 다양한 형태로 결합될 수 있다.

또한, 상기한 분사부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축 공기를 분사하는 방향에 수직하게 배치되는 환형 형상으로 이루어져 하부의 일측이 에어공급파이프(110) 선단의 내부와 연통되도록 형성될 수 있다. 그러나 본 고안의 분사부(140)는 이러한 환형 형상에 한정되는 것은 아니며, 공지 기술과 같은 나선형이나, 다각형, 선형 등의 다양한 구조에 모두 적용 가능하다.

참고로, 도 3에서 미설명된 부호 [160]은 배풍기(100)를 임의의 장소 또는 공간에 설치하기 위한 고정수단(160)을 나타낸다. 이러한 고정수단(160)은 선박 제조 시설의 선체 등에 간편하게 부착 고정할 수 있도록 영구자석(PERMANENT MAGNET)을 이용한 구성이 적용될 수 있으며, 비자성체(NONMAGNETIC MATERIAL)인 곳에 사용하기 위해서 영구자석 대신에 클램프(CLAMP) 등이 적용될 수 있다.

도 6은 본 고안의 다른 일실시예에 따른 배풍기 구조를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 본 고안의 배풍기(100)의 분사부(140)는 전방에 형성되는 복수의 분사구멍(142)으로부터 돌출 형성되는 파이프 어댑터(155)를 형성하여, 이 파이프 어댑터(155)의 돌출된 선단으로 앞선 실시예의 라발 노즐(150)을 연결하여 구성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 파이프 어댑터(PIPE ADAPTOR; 155)는 일반적인 관이 일정 길이 연장된 형태를 갖는 것으로, 분사부(140)의 제조 과정에서 일체로 형성되거나, 분사부(140)의 분사구멍(142)에 용접 등에 의해 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 분사부(140)의 분사구멍(142)으로부터 돌출되는 부위의 구조적 강도를 향상시켜 분사부(140)의 손상 또는 파손이 방지될 수 있으며, 압축 공기를 라발 노즐(150) 쪽으로 안정적으로 전달할 수 있는 구조를 형성할 수 있다. 이때, 라발 노즐(150)은 앞선 실시예와 마찬가지로 유입구(152) 측을 파이프 어댑터(155)의 선단에 용접하거나, 파이프 어댑터(155) 선단의 내부로 삽입한 후 압입하는 방법으로 결합될 수 있다.

또한, 도 7은 본 고안의 또 다른 일실시예에 따른 배풍기 구조를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 본 고안의 배풍기(100)의 분사부(140, 240)는 서로 다른 직경을 가지면서 동실 원심축 선상의 전후로 복수가 이격 배치될 수 있다. 이와 같이, 직경이 서로 다른 복수의 분사부(140, 240)가 압축 공기의 분사 방향에 대해 동심을 이루도록 배치됨으로써, 압축 공기를 분사시키는 면적을 증가시켜 균일한 분사가 이루어질 수 있다.

또한, 상기한 복수의 분사부(140, 240)는 에어공급파이프(110)로부터 각각 별도의 루트를 통해 압축 공기가 전달되도록 구성될 수 있다. 즉, 상대적으로 직경이 큰 분사부(140)는 앞선 실시예에서와 같이 하단부를 에어공급파이프(110)와 연통되도록 용접 등으로 결합하고, 상대적으로 직경이 작은 분사부(240)는 도 7에서 보는 바와 같이, 에어공급파이프(110)로부터 상부로 연장되어 압축 공기를 공급하는 연장관(245)의 하단부를 에어공급파이프(110)에 용접하여 구성함으로써, 직경이 다른 2 개의 분사부(140, 240)가 분사 방향에 대해 수직한 동심선상에 위치되도록 구성될 수 있다.

일예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 전방에 위치되는 분사부(140)의 직경을 크게 형성하고, 후방에 위치되는 분사부(240)의 직경을 작게 형성한 경우에는 실험적으로 분사부(140, 240)의 전방으로 분사되는 압축 공기가 먼 거리까지 도달하지는 못하지만 확산성(DIFFUSIVITY)이 우수한 특징이 있다. 반대로 전방에 위치되는 분사부(140)의 직경을 상대적으로 작게 형성한 경우에는 분사 공기의 도달 거리는 멀어지지만 확산성이 떨어지는 특징이 있다. 따라서, 이러한 2가지 특징을 고려하여 배풍기(100)가 적용되는 환경에 적합한 타입을 선택하여 실시하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에서 분사부(140)를 제외한 나머지 구성들은 도 3에 도시된 실시예의 구성과 차이가 없으므로, 이에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다. 또한, 도 7에서 후방에 위치된 분사부(240)의 분사구멍(242) 및 라발 노즐(250)은 앞서 설명한 분사구멍(142) 및 라발 노즐(150)과 각각 기능과 작용이 동일한 구성이다.

상기한 구성에 따른 본 고안의 배풍기(100)는 분사부(140)에 라발 노즐(150)이 적용되어 압축 공기를 초음속으로 분사시킴으로써, 코안다 효과를 극대화하여 더 많은 주변 공기를 끌어들여 배풍시킬 수 있으며, 이를 통해 배풍기(100)의 성능을 극대화시킬 수 있다. 따라서, 분사부(140)를 종래의 나선형 구조와 같은 복잡한 형상으로 제조할 필요가 없으며, 단절이 없는 일반적인 환형 형상으로 제조하여 구조적 강도를 대폭 높일 수 있는 근본적인 해결 방안을 제공해줄 수 있다.

지금까지 본 고안에 따른 건조 및 환기용 배풍기(100)는 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 배풍기
110: 에어공급파이프
120: 유입노즐
130: 밸브
140: 분사부
142: 분사구멍
150: 라발 노즐
152: 유입구
154: 쓰로틀부
155: 파이프 어댑터
156: 배출구

Claims

압축 공기를 공급하는 에어공급파이프(110);
상기 에어공급파이프(110)의 입력단에 형성되는 유입노즐(120);
상기 에어공급파이프(110)로 유입되는 압축 공기의 흐름을 조절하는 밸브(130); 및
상기 에어공급파이프(110)의 출력단에 위치되어 상기 에어공급파이프를 통해 전달되는 압축 공기를 외부로 분사시키는 분사부(140); 로 이루어지는 배풍기로서,
상기 분사부(140)는, 압축 공기를 분사하는 분사구멍(142)에 결합되어 외부로 분사되는 압축 공기의 분사 속도를 증가시키는 라발 노즐(LAVAL NOZZLE; 150); 이 구비되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.
제1항에 있어서,
상기 라발 노즐(150)은, 상기 분사구멍(142)으로부터 돌출되는 형상으로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.
제1항에 있어서,
상기 분사부(140)는, 상기 분사구멍(142)으로부터 돌출 형성되어, 돌출된 선단으로 상기 라발 노즐(150)을 연결시키는 파이프 어댑터(PIPE ADAPTOR; 155)가 구비되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.
제1항에 있어서,
상기 분사부(140)는, 압축 공기를 분사하는 방향에 수직하게 배치되는 환형 형상인 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.
제4항에 있어서,
상기 분사부(140)는, 서로 다른 직경을 가지면서 동일 원심축 선상의 전후로 복수가 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.
제5항에 있어서,
상기 복수의 분사부(140)는, 상기 에어공급파이프(110)로부터 각각 별도의 루트를 통해 압축 공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 건조 및 환기용 배풍기.