KR0159486B1 - 자동 환기창 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

비닐 하우스 및 축사등의 자동 환기창

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 주로 비닐하우스등에 설치하여 실내 환기와 실내를 적정 온도로 유지키 위한 목적으로 사용되는 환기창에 관한 것으로서, 본 발명의 특징은 형상기억합금(Shape-memory alloy)를 이용하여 설정된 일정 온도차에 따라 환기창이 자동으로 개폐기능을 수행토록 함은 물론 상기 환기창의 개폐작동성을 무인, 무동력에 의하여 달성할 수 있도록 한 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지

하우징(2)내측 장축을 중심으로 편심되게 형성된 축공(16)상에 투명창(5)를 회동축설하고, 투명창(5)의 일단 하측에는 가이드 롤러(9)가 축설된 고정대(8)를 설치하여 예인줄(11)이 가이딩되게 하며, 예인줄(11)의 일단에는 공지의 형상기억합금으로 성형되어 설정온도내에서 원형 복원성을 가지는 개폐스프링(10)을 연결하여 개폐스프링(10)일단과 예인줄(11)타단은 상기 고정대(8) 타측 고정대(12)상에 고정시키고, 하우징(2)하부에는 끼움봉(14)으로서 비닐지(22)를 끼움고정할 수 있는 비닐지끼움요구(13)를 형성하며, 전후 상단 내측에는 스토퍼(15,15')를 각각 끼움설치하여 투명창(5) 폐쇄시에 투명창(5)외주면이 안착위치되게 하며, 투명창(5)일측에는 보조압축스프링(17)을 연결, 구성하고, 하우징(2)내측에는 투명창(5)의 개방정도를 제한하는 돌기형 스토퍼(18) 및 비닐하우스(21)의 지지봉(23,23')에 클램프(24)로서 클램핑가능하게 설치봉(19,19')(20,20')을 각각 돌출형성하여서 된 것임.

라. 발명의 중요한 용도

비닐 하우스, 축사등의 실내 환기 및 온도조절 용도.

Description

자동 환기창

제1도는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도시한 사시도.

(a)는 하우징의 조립구성을 보인 일요부 발췌 분리 사시도.

제2도는 본 발명의 구성 단면도.

제3도는 본 발명의 작용상태 단면도.

제4도는 본 발명의 설치 사용상태 단면도.

제5도는 본 발명의 설치 사용상태 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 환기창 2 : 하우징

3, 3' : 조립부재 4, 4' : 조립부재

5 : 투명창 6 : 축봉

7 : 브라켓 8 : 고정대

9 : 가이드롤러 10 : 개폐스프링

11 : 예인줄 12 : 고정대

13 : 비닐지 끼움요구 14 : 끼움봉

15,15' : 스토퍼 16 : 축공

17 : 보조압축스프링 18 : 돌기형 스토퍼

19,19' : 설치봉 20,20' : 설치봉

21 : 비닐하우스 22 : 비닐지

23,23' : 지지봉 24 : 클램프

25 : 조립볼트 26 : 요철결합부

본 발명은 주로 비닐하우스등에 설치하여 실내 환기와 실내를 적정 온도로 유지키 위한 목적으로 사용되는 환기창에 관한 것으로서, 본 발명의 특징은 형상기억합금(Shape-memory alloy)를 이용하여 설정된 일정 온도차에 따라 환기창이 자동으로 개폐기능을 수행토록 함은 물론 상기 환기창의 개폐작동성을 무인, 무동력에 의하여 달성할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 비닐 하우스나 축사등지에서는 실내를 적정의 항온으로 유지하고 습도 등이 조절될 수 있도록 하기 위하여 주로 천정측에 환기창을 개설하여 이를 개폐시켜 주므로서 실내 공기를 외기와 환기시킴과 동시에 환기를 통하여 하우스 내부 온도를 작물이 생장하기에 가장 좋은 정도로 유지시켜 주게 되는 것인 바, 이와 같은 종래의 환기창 구조는 대개 설비비 및 유지비가 고가하고 내구성과 사용수명이 짧은 등의 여러 가지 문제점을 안고 있는 것으로서, 종래의 환기창 구조는 대부분 환기창의 개폐를 위한 개폐기구 즉, 개폐수단이 아암, 랙크 및 피니언 등의 기구적 장치에 의하여 개폐작동되게 구성되므로서 당연히 구조가 복잡하게 되며, 상기 개폐수단을 작동시키기 위하여 주로 감속모우터등의 동력수단을 사용하므로서 설치 후, 환기창의 중량이 비교적 무겁고 전력의 소모가 많은 것이었으며, 상기 환기창의 개폐작동을 온도제어방식이나 타이머에 의존하게 되어 보다 효율적인 하우스관리에 난점이 따랐고, 특히 이를 관리(일정온도차에 따라 개폐창을 수작업으로서 작동, 개폐시켜야 하는 개폐작업등)하기 위한 인력과 시간 및 전력의 소요가 많은 등의 비합리적인 문제점이 있었던 것이다.

그리고 상기 문제점을 해결하기 위하여 무인, 무동력의 개폐성을 가지는 환기창이 제공되고 있으나, 이는 설정된 온도차에의하여 팽창과 수축성을 가지는 액화가스를 펌프속에 내장하고, 상기 액화가스가 온도를 감지, 이의 부피가 팽창, 수축되게 하므로서 액화가스의 팽창, 수축으로 인하여 펌프의 시린더를 상하로 승강작동시켜 환기창의 개폐성을 무동력으로 달성할 수 있도록 한 것인 바, 이 역시 액화가스를 내장하여 상하 승강작동을 구동하는 펌프를 설치하여 무인 무동력에 의한 환기창의 자동 개폐기능을 달성하므로서 이의 관리를 위한 인력과 전력의 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있는 것이었으나 액화가스를 내장하는 펌프의 설치로 환기창의 구조가 비교적 중량체로 되며, 이에 따라 설치비가 고가하게 되는 단점이 따르게 되고, 특히 환기창이 승강작동에 의하여 개폐자재되므로서 풍향이나 우량등에 직접적으로 영향을 받게 되어 이의 설치 후 관리상의 난점과 함께 작동상의 불량률과 고장률이 높은 등의 단점이 있어 비닐 하우스등지의 환기창용도로서는 충분한 실효성을 거두기에 곤란한 것이었다.

이에 본 발명에서는 전술한 종래의 환기창 개폐구조가 가지는 문제점을 일소하며, 설정 온도차에 의한 환기창의 개폐성을 형상기억합금(Shape-memory alloy)에 의하여 자동으로 제공할 수 있도록 함과 동시에 간단한 구성과 염가의 설치비로서 무인, 무동력에 의한 환기창을 제공할 수 있는 신규한 개념의 자동 환기창에 관한 것으로서, 이하 본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 구성을 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 사시도, 제2도는 본 발명의 구성을 보인 단면도로서, 본 발명은 대략 직사각상의 하우징(2)을 구성하고, 상기 하우징(2) 내측에는 투명창(5)을 축설시켜 회동, 개폐되게 구성하는 바, 본 발명은 상기 투명창(5)을 공지의 형상기억합금을 이용하여 설정된 온도차를 기준으로 자동으로 개폐시키도록 구성한 것에 그 요지가 있다.

본 발명은 제1도의 (a)에서 도시한 바와 같이 양단에 상호 부합하는 요철결합부(26)가 형성된 전후판 및 측판 조립부재(3,3',4,4')의 각 양단 요철결합부(26)를 상호 끼움결합하여 조립볼트(25)등으로 체결결합하므로서 하우징(2)을 구성한다.

그리고 상기 조립부재(3,3,'4,4')로 구성되는 하우징(2)내측에는 하우징(2) 내측면에 부합되는 규격으로 투명창(5)을 축설토록 하되, 상기 투명창(5) 하측에는 브라켓(7)으로서 축봉(6)을 투명창(5)의 장축을 중심으로 편심되게 축설하며, 축봉(6)의 양단에는 부싱을 끼움하여 하우징(2)의 축공(16)상에 회동축설시킨다.

상기 투명창(5) 하측 일단에는 가이드 롤러(9)가 축설된 고정대(8) 착설하여 예인줄(11)을 권설, 가이딩되게 하며, 예인줄(11) 일단은 통상의 형상기억합금으로 제작된 개폐스프링(10)의 일단과 연결하고, 개폐스프링(10)의 타단은 상기 가이드 롤러(9)가 착설된 고정대(8)의 타측, 하우징(2) 내측 하단의 고정대(12)에 고정시키며, 상기 가이드 롤러(9)에 권취, 안내된 예인줄(11)의 타단은 상기 개폐스프링(10)이 고정된 고정대(12)상에 역시 고정한다.

그리고 상기 개폐스프링(10)은 공지의 형상기억합금으로 제작성형하게 되는 바, 상기 형상기억합금으로 제작된 개폐스프링(10)은 일례로 대략 섭씨 30-32℃사이에서 원형 복원성을 갖도록 하므로서 평상시(실내 온도가 대략 27-28℃일 때) 스프링 인장상태에서는 투명창(5)이 폐쇄상태로 있게 하고, 내부 온도가 대략 30-32℃로 상승하게 되면 개폐스프링(10)이 압축상태로 복원되게 하므로서 환기창(1)이 개방되게 한다.

즉, 형상기억합금으로 제작된 개폐스프링(10)은 설정온도 이상으로 온도가 상승되어 이를 감지하게 되면 개폐스프링(10)이 가지는 조직 구조(원자배열)가 변형(인장상태)이전의 최초 구조로 복원되어 개폐스프링(10)은 자체적으로 압축된다.

따라서 개폐스프링(10)의 압축력에 의하여 예인줄(11)을 잡아당기므로서 투명창(5)의 일단이 하향으로 회동되고 타단이 상방으로 들려지게 되므로서 투명창(5)이 대략 70˚이 개방각으로 개방되는 것이다.

그리고 상기 개방상태에서 실내 온도가 다시 대략 27-28℃로 하강하게 되면, 개폐스프링(10)은 변형상태로 조직구조가 바뀌게 디고 따라서 개폐스프링(10)은 인장상태로 변형되면서 가이드 롤러(9)가 결합된 고정대(8)의 위치를 후방 상측으로 이동시키면서 투명창(5)의 일단을 상방으로 회동시켜 투명창(5)을 폐쇄상태로 유도하는 것이다.

이와 같은 개폐스프링(10)의 변형 복원력은 온도의 하강으로 이루어지는 것이나 이의 변형성 회복으로 폐쇄되는 투명창(5)의 폐쇄속도는 매우 저속으로 수행되므로 실내온도가 적정치 이하(27℃ 이하)로 하강될 우려가 있으므로 투명창(5)의 폐쇄속도를 어느 정도 속도감있게 조절할 필요가 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 투명창(5)의 일측에 보조 압축스프링(17)을 설치, 일단은 투명창(5)에 고정시키고, 일단은 하우징(2) 저정위치에 고정하여 개폐스프링(10)의 변형 복원력에 의하여 투명창(5)이 폐쇄될 시에 보다 기민하게 투명창(5)이 폐쇄되어 실내 투명창(5)의 개방시간이 너무 길게 지연되므로서 실내온도가 급강하게 되는 것을 방지토록 함이 바람직 하다.

상기 일정온도상에서 원자배열구조가 원형(原形) 즉, 변형전과 변형후의 형상으로 복원되는 복원성을 가지는 형상기억합금의 구성과 작용효과는 일반적인 것이며, 또한 상기 복원성을 일정한 온도에서 제어, 조절할 수 있도록 합금의 조성비를 적정히 달리하여 개폐스프링을 제조, 구성하는 방법등도 역시 공지된 것임은 물론 본 발명의 요지가 아니므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 하우징(2) 내측에는 투명창(5)이 일정각 이상으로 개방되지 않도록 돌기형 스토퍼(18)를 형성하여 투명창(5)이 과다히 개방되는 것을 방지하며, 하우징(2)내측 하단에는 비닐지끼움요구(13)를 형성하여 끼움봉(14)으로서 비닐지(22)를 끼움고정할 수 있게 하고, 또한 설치봉(19,19')(20,20')을 하우징(2)전후 내측면상에 각각 좌우로 수개 돌설하여 대략 U자형 클램프(24)로서 환기창(1)을 비닐하우스(21)의 지지봉(23,23')상에 고정, 설치할 수 있게 하되, 상기 설치봉(19,19')(20,20')은 일측에 2개를 형성하고 타측에는 다수개를 형성하여 각기 설치 간격이 다른 비닐하우스(21)의 지지봉(23,23')에 부합되게 설치한다.

즉, 일측 2개의 설치봉(19,19')에는 비닐하우스(21)의 일측 지지봉(23)상에 위치시켜 클램프(24)로서 클램핑하게 되고, 타측 다수개의 설치봉(20,20')은 각 비닐하우스(21)마다 각기 다른 설치간격으로 위치하는 지지봉(23')에 부합되는 위치의 설치봉(20,20')을 선택하여 클램프(24)로 클램핑할 수 있게 하므로서 비닐하우스(21) 지지봉(23,23')의 설치간격에 따라 환기창(1)의 설치위치를 가변적으로 선택, 설정할 수 있게 하여 이의 설치성을 용이하게 도모하는 것이다.

그리고 하우징(2) 내측 상단에는 스토퍼(15,15')를 각각 끼움설치하여 투명창(5)의 폐쇄시에 투명창(5) 전후 양단이 상하측방으로 걸림지지되도록 하여 투명창의 폐쇄상태가 기밀성과 견고성을 가지도록 하는 것이다.

한편, 본 발명은 좌우 측판과 전후판의 각 조립부재(3,3')(4,4')상에 비닐지끼움요구(13) 및 돌기형 스토퍼(18)와 설치봉(19,19')(20,20')은 적정위치상에 일체로 구성토록 하고, 하우징(2) 내측상단에 결합되는 스토퍼(15,15')는 끼움조립식으로 제공하여 분리결합이 가능토록 하므로서 제작상의 편이성과 함께 설치작업의 용이성을 도모할 수 있도록 함이 바람직 하다.

도면 중 미설명 부호 27은 개폐스프링(10) 일단을 고정대(12)에 고정결합하기 위한 축핀이고, 28은 예인줄(11)을 고정시켜 주기 위한 고정대(12)상의 결속공을 도시한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 주로 비닐하우스(12)등의 천정측에 설치하여 실내온도의 변화에 따라 환기창(1)이 개폐자재되는 것으로서, 이하 본 고안의 특징적인 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 단면도, 제3도는 본 발명의 작용상태 단면도를 도시한 것으로서, 우선 본 발명 환기창(1)의 설치에 대하여 살펴보면; 비닐하우스(21)상단에 본 환기창(1)을 착설시키고(물론 본 환기창(1)이 위치에는 비닐하우스(21)의 상단을 적정히 개구시킨다), 하우징(2)의 내측 하단에 형성된 비닐지끼움요구(13)상에 비닐지(22)를 삽입하여 끼움봉(14)을 상기 비닐지끼움요구(13)내에 끼움결합하므로서 비닐지(22)가 하우징(2)의 하부 내측으로부터 비닐지끼움요구(13)상에 끼움고정되게 한다.

그리고 일측 설치봉(19,19')을 비닐하우스(21)의 일측 지지봉(23)상에 위치되게하여 대략 U자형 클랜프(24)를 지지봉(23)에 끼움고정시키고, 클램프(24)양단을 하우징(2) 내측 하단 설치봉(19,19')에 끼움조립하여 하우징(2) 일단이 비닐하우스(21)의 지지봉(23)에 고정설치되게 한다.

또한, 일측 설치봉(20,20')에는 비닐하우스(21)의 타측 지지봉(23') 고정시키게 되는바, 이때는 수개 일렬로 형성된 설치봉(20,20') 중 일측 지지봉(23')의 위치에 부합되는 설치봉(20,20')을 선택, 이를 클램프(24)로서 상기 방법과 동일하게 고정결합하므로서 하우징(2)의 전후 양측이 지지봉(23,23')상에 클램프(24)와 설치봉(19,19')(20,20')에 의하여 견고히 고정설치되도록 하는 것이다.

이와 같은 방법으로 비닐하우스상에 환기창(1)을 적정 개 설치하게 되면, 기본적으로 환기창(1)은 개폐스프링(10)이 인장된 상태 즉, 폐쇄상태로 있게 된다.

그리고 이와 같은 상태에서, 일례로 실내 온도가 대략 30-32℃로 되면 개폐스프링(10)의 원형 복원성을 가지게 되어 자체적으로 압축되고, 개폐스프링(10)은 압축되는 과정에서 예인줄(11)을 잡아당기게 되어 가이드 롤러(9)의 고정대(8,12)를 역시 일방으로 잡아당기게 된다.

따라서 일단이 가이드 롤러(9)의 고정대(8)와 이의 타측 고정대(12)에 고정연결된 예인줄(11)은 개폐스프링(10)의 압축력으로 장축상으로 편심되게 축설된 축봉(6)을 중심으로 투명창(5)의 일단을 하향으로 회동작동시키게 되고 타방은 상방으로 회동 작동되어 투명창(5)은 적정 각도로서 개방상태를 이루게 되는 것이다.

상기 투명창(5)은 축봉(6)이 장축상에서 일방으로 편심되게 축설된 상태로 있게 되므로서 편심된 일측의 반대측 투명창(5) 일단이 보다 활발한 상향 개방성을 가지게 되어 투명창(5)의 원활한 개방작동을 도모하게 된다.

그리고 상기 투명창(5)의 개방정도는 투명창(5)의 일단이 하우징(2) 내측에 형성된 돌기형 스토퍼(18)(15,15')에 걸림되므로서 조절되는 것이다.

한편, 이와 같이 투명창(5)이 개방되면 당연히 실내가 외기와 환기되어 상승된 내부 온도가 하강하게 되며, 실내 온도가 어느 정도 하강하여 설정치(27-28℃)에 도달하게 되면 개폐스프링(10)은 다시 변형상태(인장상태)로 복원되어 투명창(5)을 폐쇄시키게 된다.

즉, 개폐스프링(10)은 인장상태로 복원되면서 예인줄(11)에 의하여 당겨졌던 가이드 롤러(9)의 고정대(8)를 원위치로 복귀시키면서 강제적으로 투명창(5)일단을 하향으로 잡고 있던 힘이 자유로게 되어 투명창(5)의 자중과 개폐스프링(10)의 인장력에 의하여 투명창(5) 일단은 상방, 타단은 하방작동되면서 투명창(5)을 폐쇄시키는 것이다.

그리고 상기 개폐스프링(10)의 복원성에 의한 투명창(5)의 폐쇄는 투명창(5) 일측에 설치된 보조압축스프링(17)이 인장상태에서 다시 개폐스프링(10)의 인장력에 의하여 압축력을 가지게 되어 투명창(5)의 폐쇄작동을 보다 원활하고 기민하게 유도하여 투명창(5)의 개방시간이 과다히 길어지게 되므로서 내부 온도가 적정치 이하로 하강하는 것을 막아 작물의 피해를 최대한 방지하게 된다.

이는 상기 형상기억합금에 의한 개폐스프링(10)의 변형 복원성은 비교적 느린속도로 진행되므로 상기 투명창(5)의 일측에 설치된 보조압축스프링(17)은 이를 도움하여 투명창(5)의 폐쇄작동이 보다 기민하게 이루어 질 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 환기창(1)의 개폐수단을 형상기억합금의 개폐스프링(10)으로 제공하므로서 환기창(1)의 개폐작동을 설정 온도상에서 무인 무동력으로 달성할 수 있을 뿐 만 아니라 이와 같은 무인 무동력에 의한 개폐성은 이를 관리, 유지하는데에 따르는 인력과 시간등의 소요를 최소화할 수 있으며, 특히 간단한 설치구조로서 염가의 제품 공급이 가능하게 되어 작물을 재배하는 일반 비닐하우스(21)는 물론 축사등지에도 널리 적용하여 다양한 잇점을 득할 수 있게 되고, 원하는 장소에 설치하여 환기토록 하므로서 별도의 관리인력이 없이도 실내를 적정의 항온으로 유지할 수 있는 등 각종의 환기창 용도로서 그 기대되는 효과가 지극히 우수한 것이다.

이하의 부수되는 특허청구의 범위에 본 발명에서 특히 보호받고져 하는 기술의 범위가 기재될 것이지만 본 발명의 구성부재를 등가물로 치환하는 것등의 유사 변형 실시예 일자라도 본 발명과 기본적인 문제해결수단을 같이하는 한 본 발명과 동일한 기술의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 하우징(2)내측 장축을 중심으로 편심되게 형성된 축공(16)상에 투명창(5)을 회동축설하고, 상기 투명창(5) 일단 하측에는 가이드 롤러(9)가 축설된 고정대(8)를 설치하여 예인줄(11)이 가이딩되게 하며, 상기 예인줄(11)의 일단에는 공지의 형상기억합금으로 성형되어 설정온도상에서 원형 복원성을 가지는 개폐스프링(10)을 연결하여 개폐스프링(10)일단과 예인줄(11)타단은 상기 고정대(8) 타측 고정대(12)상에 고정시키고, 상기 하우징(2)하부에는 끼움봉(14)으로서 비닐지(22)를 끼움고정할 수 있는 비닐지끼움요구(13)를 형성하며, 전후 상단 내측에는 스토퍼(15,15')를 각각 끼움설치하여 투명창(5) 폐쇄시에 투명창(5)외주면이 안착위치되게 하며, 투명창(5)일측에는 보조압축스프링(17)을 연결, 구성하며, 하우징(2)내측에는 투명창(5)의 개방정도를 제한하는 돌기형 스토퍼(18) 및 비닐하우스(21)의 지지봉(23,23')에 클램프(24)로서 클램핑가능하게 설치봉(19,19')(20,20')을 각각 돌출형성하여서 된 것을 특징으로 하는 자동 환기창.
2. 제1항에 있어서, 상기 하우징(2)은 양단에 상호 부합하는 요철결합부(26)를 가지는 좌우 및 전후 조립부재(3,3')(4,4')로서 조립구성되고, 상기 하우징(2)을 구성하는 조립부재(3,3')(4,4')는 비닐지끼움요구(13)와 돌기형 스토퍼(18) 및 설치봉(19,19')(20,20')을 일체로 성형구성되며, 상기 투명창(5)이 축설되는 축공(16)은 하우징(2)의 장축을 기준으로 양측방으로 편심되게 2개를 형성하여 적어도 어느 일측의 축공(16)상에 선택, 설치가 가능하게 하고, 하우징(2) 내측 상단 스토퍼(15,15')는 끼움조립식으로 구성토록 함을 특징으로 하는 자동 환기창.