KR101701883B1 - 전동댐퍼 개폐시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주방의 렌지후드나 욕실, 실내의 환기용으로 사용되는 전동댐퍼 개폐시스템에 관한 것으로서, 루프팬이 설치된 수직연도에 세대와 배기덕트로 연결하고, 배기덕트에 구동모터와 회동제어수단에 의해 회동되는 전동댐퍼와 팬모터를 설치하여 주방의 렌지후드나 욕실, 실내의 환기용으로 사용하고 제어기에 의해 제어되도록 한 환기장치에서의 전동댐퍼 개폐시스템에 있어서;
상기 팬모터에는 전동댐퍼를 개방한 상태에서 루프팬이 회전할 때의 배풍압에 의해 팬모터의 임펠러가 무동력 회전하는 것을 감지하는 감지수단을 더 설치하여 제어기와 전기적으로 연결하되; 상기 제어기는 감지수단의 감지값에 의해 전동댐퍼의 개방값을 결정하여 전동댐퍼를 차단판을 임의의 각도로 회동시켜 정풍량으로 배풍이 이루어지며, 팬모터에 전원이 인가될 때 전동댐퍼를 스위치 조작상태와 무관하게 완전개방 되도록 한 것이다.
이는 전동댐퍼를 개방시킨 상태에서 루프팬에 의해 배풍이 이루어질 때 배풍압에 의해 팬모터의 임펠러가 무동력 회전하는 것을 감지수단하고, 이를 기초값으로 전동댐퍼의 차단판 개폐량을 신속히 조절하므로 항상 정풍량으로의 배풍이 가능하게 하기 위한 것이다.

Description

전동댐퍼 개폐시스템{Motorized dampers open and close system}

본 발명은 주방의 렌지후드나 욕실, 실내의 환기용으로 사용되는 전동댐퍼 개폐시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전동댐퍼를 개방한 상태에서 루프팬의 흡기력에 의해 팬모터의 임펠러가 무동력 회전하는 상태를 감지값을 기초값으로 하여 전동댐퍼를 항상 정풍량 배출상태가 되도록 임의의 각도로 조절할 수 있게 한 전동댐퍼 개폐시스템을 제공코자 하는 것이다.

공동주택의 실내공기 주 오염원은 주방에서 취사시 발생하는 발열과 냄새 및 기름증기 등의 각종 유해물질로서, 이와 같이 주방에서 발생하는 유해물질을 외부로 배출시키기 위하여 주방에는 후드를 설치하고, 건물의 일측에는 상기 후드와 연통 되도록 배기관로를 수직하게 형성하고 있다.

종래 다양한 구성으로 주방배기시스템이 제공되고 있으며 대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0696854호(2007.03.20.)의 BLDC전동기를 이용한 정풍량 환기팬에 관한 것으로, 이의 구성은 실내공기가 유입되는 흡입구, 및 배기관로에 연결되는 배기관연결구가 구비된 케이스; 및, 상기 케이스의 내부에 장착되는 송풍기;를 포함하여 구성되되, 상기 송풍기는 팬; 상기 팬을 구동하는 BLDC전동기(Brushless DC Motor); 상기 BLDC전동기의 회전수(RPM)을 측정하는 RPM센서; 및, 상기 RPM센서에서 측정된 회전수에 관한 신호를 수신하여 상기 BLDC전동기에 인가되는 공급전압을 제어하는 마이크로프로세서;를 포함하도록 구성하고 있다.

다른 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0589540호(2006.06.14.)의 정풍량 변정압 팬이 적용된 주방배기시스템이 제공되고 있으며, 이의 구성은 공동주택 내에 수직하게 배설되어 각 층의 주방용 후드로부터 포집된 오염공기를 배기관로의 상부로 배출시키는 배기시스템을 개선하여, 후드 내에 정풍량 변정압팬을 적용하여 최소의 비용으로 오염된 공기에 대한 배출효과를 극대화시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 공동주택의 일측에 수직하게 마련된 배기관로와; 각층의 주방에 마련되며, 그 내부에 정풍량 변정압 특성에 의하여 구동되는 팬이 마련되어, 주변의 공기를 포집하여 상기 배기관로로 배출시키는 후드로 구성되어, 소음을 저감시킬 수 있는 동시에, 최소의 비용으로 오염된 공기에 대한 배출효과를 극대화시켜 경제성 및 환기성능을 향상시킬 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기한 선행기술들은 후드에 송풍기(팬모터)를 직접 설치하며, 도시되지는 않았지만 전동댐퍼를 함께 설치하여 미 사용시 배기관로로 부터의 역풍을 차단할 수 있도록 하고 있는 구성으로 배출소음이 심하며, 경우에 따라서 배기관로의 상단에 배풍기를 추가 설치하여 송풍기로 배출되는 오염공기를 신속하게 외부로 배출할 수 있도록 하고 있다.

이와 같은 문제점을 해결코자 본 발명자는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1505642호(2015.03.25.)의 풍량조절기능을 갖는 전동댐퍼를 제안한바 있다.

상기한 선행기술은 공동주택의 후드와 연결되는 연도의 상단에 전기적으로 배풍기를 설치하여 후드를 통해서 배출되는 오염공기를 배출토록 연도와 후드 사이에 열림 각도가 회동제어수단에 의해 다단으로 조절되는 차단판을 제1스위치어셈블리 조작에 의해 회로기판과 전기적으로 연결된 제어부에서 제어하도록 설치한 전동댐퍼에 있어서; 상기 전동댐퍼의 배출단 내측에는 설치되어 배출풍압을 감지하고 감지값을 제어부의 마이컴에 고지하는 풍량감지센서를 더 설치하고, 제어부의 마이컴에서는 배출되는 배출풍압이 제1스위치어셈블리 조작에 의한 사용자 설정값보다 크거나 작을 때 차단판을 많이 개방하여 배출량을 증가시키거나 차단판을 작게 개방하여 배출량을 줄일 수 있게 하였다.

그러나 상기한 선행기술의 경우 전동댐퍼 내에 설치되는 풍량감지센서의 위치가 정확하지 않으면 풍량값을 정확하게 체크하지 못하는 등의 문제점이 있다.

KR 100696854 B1 2007.03.20. KR 100589540 B1 2006.06.14. KR 101505642 B1 2015.03.25.

이에 본 발명자는 종래 단순히 모터 구동에 의해 회전하여 주방이나 욕실 또는 실내의 오염공기를 강제 배출할 수 있도록 하는 기본 기능만 갖는 팬모터에 기능성을 부여하여 전동댐퍼의 개폐량을 정확하게 임의로 조절할 수 있도록 본 발명을 연구 개발한 것이다.

즉, 본 발명에서는 팬모터의 임펠러와 기체에 감지수단을 마련하여 실외의 루프팬에 의해 무동력으로 임펠러가 회전하는 것을 감지할 수 있도록 하고, 감지수단에 의해 감지된 값을 활용하여 전동댐퍼의 개폐량을 제어할 수 있도록 함에 본 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 루프팬이 설치된 수직연도에 세대와 배기덕트로 연결하고, 배기덕트에 구동모터와 회동제어수단에 의해 회동되는 전동댐퍼와 팬모터를 설치하여 주방의 렌지후드나 욕실, 실내의 환기용으로 사용하고 제어기에 의해 제어되도록 한 환기장치에서의 전동댐퍼 개폐시스템에 있어서;

상기 팬모터에는 전동댐퍼를 개방한 상태에서 루프팬이 회전할 때의 배풍압에 의해 팬모터의 임펠러가 무동력 회전하는 것을 감지하는 감지수단을 더 설치하여 제어기와 전기적으로 연결하되; 상기 제어기는 감지수단의 감지값에 의해 전동댐퍼의 개방값을 결정하여 전동댐퍼를 차단판을 임의의 각도로 회동시켜 정풍량으로 배풍이 이루어지며, 팬모터에 전원이 인가될 때 전동댐퍼를 스위치 조작상태와 무관하게 완전개방 되도록 한 것이다.

둘째 상기 감지수단은 팬모터 본체에 고정되는 고정체와 임펠러에 고정되는 회전체를 한조로 구성하여 임펠러의 회전수를 감지토록 한 것이다.

셋째 상기 회전체는 블레이드 중 어느 하나에 인서트고정, 클립고정, 접착제 고정 중 어느 하나에 의해 이루어지도록 한 것이다.

본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템는 전동댐퍼를 개방시킨 상태에서 루프팬에 의해 배풍이 이루어질 때 배풍압에 의해 팬모터의 임펠러가 무동력 회전하는 것을 감지수단하고, 이를 기초값으로 전동댐퍼의 차단판 개폐량을 신속히 조절하므로 항상 정풍량으로의 배풍이 가능하게 되는 것이다.

또한 본 발명은 팬모터에 감지수단을 부가 하는 구성과, 제어기의 설정에 의해 쉽게 적용이 가능하므로 기존 사용되고 있는 팬모터 등에도 저렴한 비용으로 적용할 수 있으므로 팬모터를 교체하는 경제적인 부담 없이도 정풍량 배풍이 가능한 전동댐퍼 개폐시스템을 제공할 수 있는 것이다.

전동댐퍼에 전원을 인가할 때 전동댐퍼의 작동 전에 배풍기가 먼저 구동되도록 함으로 해서 수직연도 내부의 오염공기가 렌지후드 등을 통해 실내로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

동절기 또는 하절기에 렌지후드 등을 통한 열손실을 최소화 할 수 있어 난방 효율성에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템이 적용된 환기장치의 개략적인 배기계통도
도 2는 본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템의 중요부분을 발췌한 구성도
도 3은 본 발명에 적용되는 팬모터의 바람직한 일 실시례를 보인 정면도 및 저면도
도 4는 본 발명이 적용된 팬모터의 임펠러에 감지수단을 적용한 예를 보인 사시도
도 5는 본 발명이 적용된 팬모터의 임펠러에 간지수단을 적용한 다른 예를 보인 사시도
도 6은 본 발명에 적용되는 전동댐퍼의 작동상태를 보인 단면도 및 평면도

이하 본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템이 적용된 환기장치의 개략적인 배기계통도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템의 중요부분을 발췌한 구성도, 도 3은 본 발명에 적용되는 팬모터의 바람직한 일 실시례를 보인 정면도 및 저면도, 도 4, 5는 본 발명이 적용된 팬모터의 임펠러에 감지수단을 적용한 예를 보인 사시도를 도시한 것이고, 도 6은 본 발명에 적용되는 전동댐퍼의 작동상태를 보인 단면도 및 평면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 전동댐퍼 개폐시스템(1)이 적용된 환기장치는 도시된 바와 같이 수직연도(2)의 상단에 전기적으로 구동하는 루프팬(3)이 설치되며, 수직연도(2)에는 세대와 연결되는 배기덕트(4)를 연결한다.

배기덕트(4)에는 주방의 랜지후드, 욕실, 실내공간의 환기용으로 설치되어 있는 팬모터(5)가 결합하며, 팬모터(5)의 상측에는 각각 전동댐퍼(6)를 설치한다.

상기 전동댐퍼(6)는 내부의 차단판(61)을 환기가 필요할 때만 개방하고, 환기가 필요없을 때에는 차단하여 공기의 흐름을 차단하여 외기가 역류하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 전동댐퍼(6)는 내부 차단판(61)이 정역회전하는 구동모터(62)와 회동제어수단(63)에 의해 열림각이 다단으로 제어될 수 있는 구성을 가진다. 상기 회동제어수단(63)은 구체적으로 도시되지 않았지만 구동모터(62)의 회전수를 감지하는 방법, 접지구와 비접촉식으로 센서에 의해 감지하는 방법, 회로기판에 접점을 형성하고 모터축에 결합된 접지구가 접점을 접촉시키도록 한 패턴방법, 구동축에 캠타입의 접지구과 접하도록 복수의 리미트스위치를 적용하는 방법 등 다양한 방법들이 제안될 수 있는 것이다.

주방이나 욕실 또는 실내공간에는 상기 전동댐퍼(6)와 전기적으로 연결되는 제어기(7)를 설치하며, 상기 전동댐퍼(6)는 내부의 차단판(61)이 60도 개방되는 1단, 75도 개방되는 2단, 90도로 완전 개방되는 3단의 조작이 제어기(7)에 의해 이루어진다. 또한 제어기(7)는 내장되어 있는 마이컴(71)에 의해 상기 1단 혹은 2단 상태에서 1~5도 범위로 미량 회동되는 기능을 포함하도록 구성한다.

한편 본 발명에서는 팬모터(5)에 감지수단(51)을 설치하여, 감지수단(51)을 제어기(7)와 전기적으로 연결하여 전동댐퍼(6)를 임의의 각도로 개방한 상태일 때 팬모터(5)가 배풍압에 의해 무동력 회전하는 회전수를 감지하고, 감지값으로 제어기(7)의 마이컴(71)에 제공할 수 있게 한다.

이때 마이컴(71)은 상기한 팬모터(5)의 무동력 회전값을 기초값으로 제공받고, 기 설정되어 있는 데이터와 비교 연산한 후 연산값에 근거하여 전동댐퍼(6) 내부의 차단판(61)을 회동시켜 전동댐퍼(6)로의 배풍이 정풍량으로 제공될 수 있도록 한다.

일 예로 전동댐퍼(6)를 2단으로 개방한 상태에서 무동력 회전하는 팬모터(5)에 설치된 감지수단(51)에 의해 감지된 감지값이 정해진 기준값에 부합하는 경우 전동댐퍼(6)의 2단 개방 상태를 유지하게 된다. 그러나 감지수단(51)에 감지된 감지값이 2단 개방 상태보다 작은 경우 전동댐퍼(6)의 차단판(61)을 1~5도 범위로 3단쪽으로 점차 회동시켜 배풍량을 증가시켜 팬모터(5)의 무동력 회전수를 증가시켜 정해진 기준값에 도달되도록 하고, 반대로 감지수단(51)에 감지된 감지값이 2단 개방 상태보다 큰 경우 전동댐퍼(6)의 차단판(61)을 1~5도 범위로 3단쪽으로 점차 회동시켜 배풍량을 감소시켜 팬모터(5)의 회전수를 줄여 정해진 기준값에 도달되도록 함으로 해서 항상 정풍량의 배풍이 이루어지게 하면 되는 것이다.

그리고 본 발명이 적용된 팬모터(5)에 전원을 인가하는 경우에는 제어기(7)에는 상기와 같은 기능성을 해제하고, 전동댐퍼(6)를 스위치 조작상태와 무관하게 완전개방 하게 된다.

한편 상기와 같은 배기계통도를 구성하는 경우 통상 전동댐퍼(6)를 가동할 때 배풍기가 함께 구동되도록 설계되는 바, 제어기(7)에서 전동댐퍼(6) 전원을 인가할 때 먼저 배풍기가 구동된 후 3~6초 지연된 상태에서 전동댐퍼(6)가 개방되도록 하여 수직연도(2) 등에서 악취등이 역류하는 것을 방지하는 기능성이 제공되어야 함은 당연한 것이다.

한편 발명에서 제공하는 임펠러(52) 회전 감지수단(51)이 구비된 팬모터(5)는 랜지후드, 욕실, 실내 환기용 등에 적용하여 사용하는 다양한 구성 즉, 도 1과 같이 기체에 흡기구와 배기구를 형성되고, 내부에 모터에 의해 구동하는 1개의 임펠러(52)를 설치한 구성, 같이 기체에 2개의 흡기구를 대칭으로 형성하고, 이들 흡기구와 직각으로 배기구를 형성하며, 기체 내부에는 양쪽 흡기구에 위치하하도록 2개의 임펠러(52)를 설치하여 하나의 모터로 구동되도록 한 것은 물론이고, 도시되지 않은 다양한 구성의 팬모터(5) 어느 것에나 적용이 가능함은 당연하다.

본 발명에 적용되는 팬모터(5)는 무동력 회전되는 것을 감지할 수 있도록 감지수단(51)을 더 설치한 것이다.

상기 감지수단(51)은 임펠러(52)의 회전수를 감지할 수 있는 다양한 수단들에 제공될 수 있으며, 바람직하기로는 홀센서등이 제안될 수 있다.

감지수단(51)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 팬모터(5) 본체(53)에 고정되는 고정체(51a)와 임펠러(52)에 고정되는 회전체(51b)를 한조로 구성하여 임펠러(52)의 회전수를 감지토록 한다.

상기 도 4와 같이 회전체(51b)는 임펠러(52)를 구성하고 있는 블레이드나 임펠러 몸체 등에 인스트방식으로 고정하거나, 접착제 또는 도 5와 같이 클립(54)을 이용하여 기존 사용하고 있는 팬모터(5)에 고정할 수도 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 전동댐퍼 개폐시스템(1)을 적용할 경우 수직연도(2) 상부의 루프팬(3)을 구동한 상태에서 제어기(7)로 전동댐퍼(6)를 개방하여 환기를 시키게 된다.

이때 수직연도(2)와 연결되어 있는 각 세대별의 전동댐퍼(6) 개폐수에 의해 배풍량이 수시로 변화하게 되는데, 본 발명은 이러한 배풍량 변화에 민감하게 반응하여 전동댐퍼(6)를 신속히 적동시켜 항상 정풍량 배풍을 제공할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 전동댐퍼(6)를 임의의 각도로 개방하면 루프팬(3)의 배기에 의해 배풍이 이루어지는데, 이때 팬모터(5)의 경우 배풍압에 의해 무동력으로 자유회전이 이루어지되는 것이다.

상기와 같이 무동력으로 회전하는 팬모터(5)는 배풍압이 약하면 저속으로 회전하고, 반대로 배풍압이 강하면 고속으로 회전하게 되는데, 본 발명에서는 감지수단(51)이 팬모터(5)에 설치되어 있어 팬모터(5)의 임펠러(52) 회전수를 감지하고, 감지값으로 배풍량을 확인한 후 정풍량에 부합하도록 전동댐퍼(6)의 구동모터(62)를 정방향 또는 역방향으로 구동시켜 배풍량을 신속하게 조절하여 항상 정풍량 배풍을 제공하는 작용이 제공되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:전동댐퍼 개폐시스템 2:수직연도
3:루프팬 4:배기덕트
5:팬모터 51:감지수단
51a:고정체 51b:회전체
52:임펠러 53:본체
54:클립 6:전동댐퍼
61:차단판 62:구동모터
63:회동제어수단 7:제어기
71:마이컴

Claims (3)

1. 루프팬(3)이 설치된 수직연도(2)와 세대를 연결하는 배기덕트(4)에는 구동모터(62)와, 회동제어수단(63)에 의해 회동되는 전동댐퍼(6)와, 본체(53)에 고정되는 고정체(51a)와 임펠러(52)에 고정되는 회전체(51b)로 구성한 감지수단(51)가 구비된 팬모터(5)를 설치하여 주방의 렌지후드나 욕실, 실내의 환기용으로 사용하고 제어기(7)에 의해 제어되도록 한 환기장치에서의 전동댐퍼 개폐시스템(1)에 있어서;
   상기 제어기(7)는 전동댐퍼(6)를 개방한 상태에서 루프팬(3)이 회전할 때 발생하는 배풍압에 의해 팬모터(5)의 임펠러(52)가 동력없이 회전하는 것을 감지수단(51)으로 감지하고, 감지수단(51)의 감지값에 의해 전동댐퍼(6)의 개방값을 결정하여 전동댐퍼(6)를 차단판(61)을 임의의 각도로 회동시켜 팬모터(5)의 회전수를 줄여 기준값에 도달되도록 함으로 해서 정풍량으로 배풍이 이루어지게 하며, 팬모터(5)에 전원이 인가되어 팬모터(5)가 구동되면서 배풍이 이루어질 때에는 전동댐퍼(6)를 스위치 조작상태와 무관하게 완전개방하여 신속한 배풍이 이루어질 수 있도록 하며;
   상기 감지수단(51)의 회전체(51b)는 블레이드 중 어느 하나에 클립 또는 접착제로 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 전동댐퍼 개폐시스템.
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