KR100602837B1 - 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 관한 것으로, 내부로 태양광이 투사될 수 있는 챔버를 형성하고 챔버의 내부에 배출관을 설치하여 배출관의 가열에 의해 공기의 배출을 가속화하 회오리 공기유동을 생성도록 하고 벤추리 효과에 의해 태양광 투사챔버의 사이로 공기유동이 원활하게 일어나도록 태양광 투사챔버를 유선형으로 형성한 무동력 벤틸레이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양광을 이용한 무동력 벤틸레이터는 태양광 투사챔버, 대류챔버, 배출관부재, 중앙관부재 및 환기관을 포함하여 구성된다.

환기, 환풍, 배기, 벤틸레이터, 태양, 무동력, 온실효과

Description

태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터{SOLAR RADIATION TYPE VENTILATOR NOT USING EXTERNAL POWER}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무동력 벤틸레이터의 전체를 개략적으로 나타낸 측단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버의 제1커버부재의 평면도이고,

도 3은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버의 제1커버부재의 측단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버의 제1하부판의 평면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버의 제2하부판의 측단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버의 제2커버부재의 평면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버의 제2커버부재의 측단면도이고,

도 8은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버의 제2하부 판의 평면도이고,

도 9는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버의 제2하부판의 측단면도이고,

도 10은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버의 제3커버부재의 평면도이고,

도 11은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버의 제3커버부재의 측단면도이고,

도 12는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버의 제3하부판의 평면도이고,

도 13은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버의 제3하부판의 측단면도이고,

도 14는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버의 상판의 평면도이고,

도 15는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버의 상판의 측단면도이고,

도 16은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버의 하판의 평면도이고,

도 17은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버의 하판의 측단면도이고,

도 18은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들 및 중앙관부재를 나타낸 측면도이고,

도 19는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들의 하단에 인접한 공기소통공들의 개구방향을 나타낸 평면도이고,

도 20은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 고정부재를 나타낸 평면도이고,

도 21은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 고정부재를 나타낸 평면도이고,

도 22는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들의 공기배출 및 이에 따른 회오리 공기유동을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 23은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 중앙관부재의 숨통효과를 나타낸 측면도이고,

도 24는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 공기배출슬릿을 통해 외부로 배출되는 공기의 흐름을 도시한 측면도이고,

도 25는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이의 틈새에서의 공기의 흐름의 한 측면을 나타낸 평면도이고,

도 26은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이의 틈새로의 공기의 유입의 한 측면을 도시한 부분적인 측면도이고,

도 27은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이로의 공기의 흐름중 일어나는 압력변화를 나타낸 개략적인 측면도이고,

도 28은 종래의 무동력 고정식 벤틸레이터의 한 예를 나타낸 측면도이고,

도 29는 종래의 무동력 회전날개식 벤틸레이터의 한 예를 나타낸 측면도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

10: 제1 태양광 투사챔버 20: 제2 태양광 투사챔버

30: 제3 태양광 투사챔버 40: 대류챔버

51,61,71: 배출관부재들 81: 중앙관부재

90: 고정부재 49: 환기관

본 발명은 태양광을 이용한 무동력 벤틸레이터에 관한 것으로 태양광의 투사가 가능한 챔버를 형성하고, 챔버의 내부에 배기관을 설치하며, 배기관이 태양열에 의해 가열되도록 함으로써 배기관으로부터 공기의 배출을 가속화하고 배기관의 하부에서 소정의 공기의 유동을 생성토록 하는 무동력 벤틸레이터에 관한 것이다.

벤틸레이터는 건축물이나 차량 등에 사용되는 벤틸레이터의 일종으로서, 건축물에서는 특히 환기통을 가리킨다. 실내 상하의 온도차에 따르는 압력차에 의해 밀어 올려진 공기가 환기통 꼭대기 부분에 작용하는 자연풍의 흡인력에 의해 옥외로 배출되고 밑에서부터는 신선한 공기가 들어오게 되는 작용이 일어난다.

쾌적한 생활을 위해서는 실내에서 1인당 매시간 30㎥/h 이상의 새로운 공기가 필요하다. 인간의 주요 생활공간이 실내이고, 자연적인 희석률이 큰 자연의 대 기와는 달리 실내에서는 오염된 공기가 정체되면서 그 오염도가 증가된다. 또한 1970년대 에너지 파동 이후 새로운 건축자재들이 등장하면서 실내오염을 가중시키고 있으며, 고층 건물의 증가로 실내거주자들이 만성질환을 앓는 사례가 증가되는 것을 볼 때 실내공기는 인간의 건강과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.

따라서 실내공기를 청정하게 유지하기 위해서는 오염된 공기는 외부로 배출시키고 신선항 새공기를 실내로 유입해야 하며, 이를 위해 동력식 벤틸레이터와 무동력 벤틸레이터를 사용하고 있다. 그러나 동력식 벤틸레이터는 큰 소음이 발생하고, 회전하는 팬으로 바람이 불어닥치면 팬의 회전에 역방향의 풍압을 작용하게 되므로 벤틸레이터가 일정한 풍압을 내기가 힘들다. 또한 동력을 이용하므로 경제적으로 많은 비용을 발생시키고 강제 순환방식이므로 정전시 기능이 정지되는 단점이 있다.

무동력 벤틸레이터는 바람에 의한 방향식 벤틸레이터와 고정식 흡출기 등이 있으나 풍력과 풍향에 따라 일정한 흡출이 이루어지지 못하는 것이 현재의 실정이다.

도 28은 종래의 고정식 무동력 벤틸레이터의 한 예를 나타낸 것이다. 도 28에 도시된 바와 같이, 고정식 무동력 벤틸레이터는 환기관으로 비나 눈이 침투하는 것을 막기 위해 덮개를 사용한 것으로서 덮개들(132, 133)을 상하로 겹쳐 놓고 덮개들(132, 133)의 사이로 바람이 통하면서 환기관(130)으로부터 공기를 흡입하도록 한 것이다.

그러나, 이러한 무동력 벤틸레이터는 자연적인 바람에 의한 흡입력을 이용하 는 수준에 머물고 있어서 바람이 불지 않거나 바람이 약한 경우에는 통상의 굴뚝구조 이상의 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

도 29는 종래의 무동력 날개형 벤틸레이터를 도시한 사시도이다. 도 29에 도시된 바와 같이, 종래의 무동력 날개형 벤틸레이터는 별도의 동력을 필요로 하지 않는 바람에 의해 회전하는 회전날개(143)를 환기관(140)의 위쪽에 설치한 구조로서, 바람이 불 때에는 회전날개(143)가 회전하여 상방향으로의 흡입력을 발생시키는 것이었다. 즉 횡방향의 바람의 힘을 이용하여 상방향의 흡입력을 생성하는 것이었다.

이러한 벤틸레이터는 바람이 불지 않을 경우에는 회전날개가 기능을 발휘하지 못하는 취약점이 있으며, 회전날개가 소음을 크게 발생시키는 문제가 있다.

따라서 풍력과 풍압의 영향을 받지 않고 바람이 불지 않을 때에도 실내공기를 외부공기와 순환시킬 수 있도록 하는 자연 순환 방식의 무동력 벤틸레이터의 개발에 대한 필요성이 크게 대두되었다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광을 이용하여 배출관부재의 공기의 배출을 가속화시키고 이에 따라 벤틸레이터 내부에서 소정 형상의 공기유동을 형성함으로써 공기의 배출효과가 뛰어나게 되는 무동력 벤틸레이터를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 투명재질의 커버부재 및 상기 커버부재와 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성된 하부판으로 구성되는 적어도 하나의 태양광 투사챔버; 소정의 간격을 두고 상기 태양광 투사챔버의 아래에 배치되며, 상부에 위치하는 상판 및 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성되며 환기관에 이어지는 하판으로 구성되는 대류챔버; 상, 하단에 각각 인접한 적어도 하나의 공기소통공이 형성되고, 상기 상단은 상기 대류챔버 및 상기 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하고 상기 상단 및 상단에 인접한 상기 공기소통공이 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 노출되며 상기 하단은 상기 대류챔버에 결합된 환기관에 배치되는 적어도 하나의 배출관부재; 및 개구된 상단이 상기 대류챔버의 상판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버의 하부판과 상기 대류챔버의 상판 사이에 배치되고 개구된 하단이 상기 대류챔버 아래의 상기 환기관에 배치되는 적어도 하나의 중앙관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 배출관부재 및 중앙관부재는 상기 환기관에 고정부재를 통해 고정되며, 상기 태양광 투사챔버 및 대류챔버는 상기 배출관부재와 중앙관부재 중의 적어도 하나에 결합하여 고정되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 태양광 투사챔버의 하부판은 적어도 일부가 태양광의 복사열을 흡수하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기한 본 발명의 목적은 투명재질의 커버부재 및 상기 커버부재와 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성된 하부판으로 구성되는 적어도 하나의 태양광 투사챔버; 소정의 간격을 두고 상기 태양광 투사챔버의 아래에 배치되며, 상부에 위치하는 상판 및 상판과 결합하여 내부공간을 형성하 고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성되며 환기관에 이어지는 하판으로 구성되는 대류챔버; 및 상, 하단에 각각 인접한 적어도 하나의 공기소통공이 형성되고, 상기 상단은 상기 대류챔버 및 상기 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하고 상기 상단 및 상단에 인접한 상기 공기소통공이 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 노출되며 상기 하단은 상기 대류챔버에 결합된 환기관에 배치되는 적어도 하나의 배출관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 의해서도 달성된다.

또한, 상기한 본 발명의 목적은 상면에 배치되는 투명재질의 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어진 제1 태양광 투사챔버; 상부에 배치되며 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제1 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제2 태양광 투사챔버; 상부에 배치되는 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제3 태양광 투사챔버; 및 소정의 간격을 두고 상기 제 3태양광 투사챔버의 하부에 배치되며, 상판 및 상기 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 개구된 부분이 실린더구조의 환기관과 결합하는 하판으로 이루어진 대류챔버; 상단부분과 하단부분을 포함하며 상기 상단부분 및 하단부분 각각에 적어도 하나의 개구가 형성되고, 상기 상단부분은 상기 대류챔버, 상기 제2, 제3 태양광 투사챔버들 및 제1 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버 의 내부공간에 배치되며 상기 하단부분은 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 것인 적어도 하나의 배출관부재; 및 개구가 형성된 상부가 상기 대류챔버의 상판을 관통하여 상기 제3 태양광 투사챔버의 하부판과 상기 대류챔버의 상판 사이에 배치되고 개구가 형성된 하부가 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 적어도 하나의 중앙관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 의해서도 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 제2 태양광 투사챔버의 상기 커버부재는 투명재질부를 제외한 적어도 일부가 상부 반사부재로 형성되고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하부판은 상기 커버부재의 상부 반사부재와 대향하는 부분에 하부 반사부재가 형성되며, 상기 제3 태양광 투사챔버의 상기 커버부재는 투명재질부를 제외한 적어도 일부가 상부 반사부재로 형성되고 상기 제3 태양광 투사챔버의 하부판은 상기 커버부재의 상부 반사부재와 대향하는 부분에 하부 반사부재가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 배출관부재들은 서로 다른 길이를 갖는 배출관부재들로 이루어지고, 상기 서로 다른 길이의 배출관부재들은 상대적인 길이를 기준으로 하여 긴 것부터 짧은 것의 순서로 반시계방향으로 적어도 하나의 배열을 형성하며, 상기 배열을 구성하는 배출관부재들은 상대적으로 길이가 긴 배출관부재의 상단 공기소통공이 상대적으로 위쪽의 태양광 투사챔버에 노출되도록 순차적으로 배치되고 상대적으로 길이가 긴 배출관부재의 하단 공기소통공이 가장 낮은 곳에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 본 발명의 목적은 상면에 배치되는 투명재질의 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어진 제1 태양광 투사챔버; 상부에 배치되며 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제1 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제2 태양광 투사챔버; 상부에 배치되는 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제3 태양광 투사챔버; 소정의 간격을 두고 상기 제 3태양광 투사챔버의 하부에 배치되며, 상판 및 상기 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 개구된 부분이 실린더구조의 환기관과 결합하는 하판으로 이루어진 대류챔버; 및 상단부분과 하단부분을 포함하며 상기 상단부분 및 하단부분 각각에 적어도 하나의 개구가 형성되고, 상기 상단부분은 상기 대류챔버, 상기 제2, 제3 태양광 투사챔버들 및 제1 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 배치되며 상기 하단부분은 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 것인 적어도 하나의 배출관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 의해서도 달성된다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벤틸레이터의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벤틸레이터를 종방향에서 절개한 측면을 도시한 측단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벤틸레이터는 위쪽으로부터 아래로 크게 제1 태양광 투사챔버(10), 제2 태양광 투사챔버(20), 제3 태양광 투사챔버(30) 및 대류챔버(40)가 배치되고 대류챔버(40)는 건물 등의 실내와 소통하는 환기관(49)과 연결된다. 소정의 위치에 공기배출공들이 형성된 배출관부재들 및 중앙관부재(81)는 상기 제1 태양광 투사챔버(10), 제2 태양광 투사챔버(20), 제3 태양광 투사챔버(30) 및 대류챔버(40)들 중의 적어도 하나를 관통하여 설치된다.

구체적으로 제1 태양광 투사챔버(10)는 투명한 재질의 제1커버부재(11)와 제1커버부재(11)에 결합하여 내부에 공간을 형성하는 제1하부판(15)으로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1커버부재(11)의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1커버부재(11)의 측단면도이다. 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 제1커버부재(11)는 투명한 재질의 일종인 강화유리 재질로 이루어지고 내부가 빈 소정의 곡률반경을 갖는 반구형 구조이다.

도 4는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1하부판(15)의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제1 태양광 투사챔버(10)의 제2하부판(25)의 측단면도이다. 도 1, 4 및 5에 도시된 바와 같이, 제1하부판(15)은 태양광을 흡수하닌 재질의 일종인 함석으로 이루어지고 제1커버부재(11)의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 반구형 구조이다. 제1하부판(15)의 내측에는 이후 기술될 배출관부재가 삽입되기 위해 원주상 대칭으로 동일한 사잇각을 두고 6개의 관통공들(16)이 형성된다. 제1하부판(15)에는 관통공들(16)의 외측으로 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간과 외부와의 공기소통을 위해 소정부분을 절개하여 하방으로 절곡한 구조의 직선형 공기배출슬릿들(17)이 원주상으로 소정의 부분에 형성된다. 공기배출슬릿들(17)은 제1 태양광 투사챔버(10)를 위에서 내려다보았을 때 반시계방향으로 열려져 있다. 제1하부판(15)의 공기배출슬릿들(17) 사이의 소정의 부분에는 상방으로 돌출한 보강부재들(18)이 원주상으로 대칭되게 배열되며, 보강부재들(18)은 압입에 의해 상방으로 약 3㎜정도의 높이로 돌출하여 형성되어 제1하부판(15)의 굽힘강성을 증진시킨다.

도 6은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버(20)의 제2커버부재(21)의 평면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버(20)의 제2커버부재(21)의 측단면도이다. 도 1, 6 및 7에 도시된 바와 같이, 제2 태양광 투사챔버(20)는 내부가 빈 반구형 구조의 제2커버부재(21)와 제2커버부재(21)의 하부에서 제2커버부재(21)와 결합하여 내부에 공간을 형성하는 제2하부판(25)으로 이루어지며 제1 태양광 투사챔버(10)보다 직경이 크게 형성된다. 제2커버부재(21)는 상방으로 볼록하며 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1하부판(15)과 대략 유사한 곡률반경을 갖고 제2하부판(25)은 상방으로 볼록하며 제2커버부재(21) 보다 더 큰 곡률반경을 갖는다.

제2커버부재(21)는 내측에 태양광을 일부 흡수하고 일부 반사하는 함석으로 이루어진 흡수반사부(22)가 형성되고 흡수반사부(22)의 외측으로 태양광이 투과하는 투명재질의 일종인 강화유리부(24)가 형성된다. 강화유리부(24)는 제2커버부재(21)의 중심을 기준으로 제1 태양광 투사챔버(10)의 둘레 가장자리보다 소정거리만큼 내측에서 시작하여 제1 태양광 투사챔버(10)의 둘레 가장자리보다 외측으로 소정거리만큼 연장된 부분까지 형성된다. 상기 흡수 반사부(22)에는 이후 기술될 배출관부재들이 관통하도록 6개의 관통공들(23)이 형성된다.

도 8은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버(20)의 제2하부판(25)의 평면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제2 태양광 투사챔버(20)의 제2하부판(25)의 측단면도이다. 도 1, 8, 9에 도시된 바와 같이, 제2하부판(25)은 태양광을 흡수 및 반사하는 함석으로 형성되며 내측에 상기 제2커버부재(21)의 관통공들과 대향하여 6개의 관통공들(26)이 형성되고, 관통공들(26)의 외측으로는 소정부분이 절개되어 하방으로 굽혀진 구조의 공기배출슬릿들(27)이 원주상으로 소정의 부분에 형성된다. 제2하부판(25)의 공기배출슬릿들(27)은 제1하부판(15)의 공기배출슬릿들과 대략 유사한 길이를 갖고, 제2하부판(25)의 공기배출슬릿들(27)은 제2 태양광 투사챔버(20)를 위에서 내려다보았을 때 반시계방향으로 열려져 있다. 제2하부판(25)의 공기배출슬릿들(27) 사이의 소정의 부분에는 상방으로 돌출한 보강부재들(28)이 원주상으로 대칭되게 배열되며, 보강부재들(28)은 압입에 의해 상방으로 약 3㎜정도의 높이로 돌출하여 형성되어 제2하부판(25)의 굽힘 강성을 증진시킨다.

도 10은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3커버부재(31)의 평면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3커버부재(31)의 측단면도이다. 도 1, 10 및 11에 도시된 바와 같이, 제3 태양광 투사챔버(30)는 내부가 빈 반구형 구조의 제3커버부재(31)와 제3커버부재(31)의 하부에서 제3커버부재(31)와 결합하여 내부에 공간을 형성하는 제3하부판(35)으로 이루어지며 제2 태양광 투사챔버(20)보다 직경이 크게 형성된다. 제3커버부재(31)는 상방으로 볼록하며 제2 태양광 투사챔버(20)의 제2하부판(25)과 대략 유사한 곡률반경을 갖고 제3하부판(35)은 상방으로 볼록하며 제3커버부재(31)보다 더 큰 곡률반경을 갖는다.

제3커버부재(31)는 내측에 태양광을 일부 흡수하고 일부 반사하는 함석으로 이루어진 흡수반사부(32)가 형성되고 흡수반사부(32)의 외측으로 태양광이 투과하는 투명재질의 일종인 강화유리부(34)가 형성된다. 강화유리부(34)는 제3커버부재(31)의 중심을 기준으로 제2 태양광 투사챔버(20)의 둘레 가장자리보다 소정거리만큼 내측에서 시작하여 제2 태양광 투사챔버(20)의 둘레 가장자리보다 외측으로 소정거리만큼 연장된 부분까지 형성된다. 상기 흡수 반사부(32)에는 이후 기술될 배출관부재들이 관통하도록 6개의 관통공들(33)이 형성된다.

도 12는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3하부판(35)의 평면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3하부판(35)의 측단면도이다. 도 1, 12 및 13에 도시된 바와 같이, 제3하부판(35)은 태양광을 흡수 및 반사하는 함석으로 형성되며 내측에 상기 제3커버부재(31)의 관통공들과 대향하여 6개의 관통공들(36)이 형성되고, 관통공들(36)의 외측으로는 소정부분이 절개되어 하방으로 굽혀진 구조의 공기배출슬릿들(37)이 원주상으로 형성된다. 제3하부판(35)의 공기배출슬릿들(37)은 제2하부판(25)의 공기배출슬릿들보다 소정의 치수만큼 더 길게 형성되며, 제3하부판(35)의 공기배출슬릿들(37)은 제2 태양광 투사챔버(20)를 위에서 내려다보았을 때 반시계방향으로 열려져 있다. 제3하부판(35)의 공기배출슬릿들(37) 공기배출슬릿들(37) 사이의 소정의 부분에는 상방으로 돌출한 보강부재들(38)이 원주상으로 대칭되게 배열되며, 보강부재들(38)은 압입에 의해 상방으로 약 3㎜정도의 높이로 돌출하여 형성되어 제3하부판(35)의 굽힘강성을 증진시킨다.

도 14는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버(40)의 상판(41)의 평면도이고, 도 15는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버(40)의 상판(41)의 측단면도이다. 도 1, 14 및 15에 도시된 바와 같이, 대류챔버(40)는 내부가 빈 반구형 구조의 상판(41)과 상판(41)의 하부에서 상판(41)과 결합하여 내부에 공간을 형성하는 하판(45)으로 이루어지며 제3 태양광 투사챔버(30)보다는 직경이 크고 동시에 제2 태양광 투사챔버(20)보다는 직경이 작게 형성된다.

대류챔버(40)의 상판(41)은 상방으로 볼록하며 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3하부판(35)과 대략 유사한 곡률반경을 갖는다. 대류챔버(40) 상판(41)의 내측에는 이후 기술될 배출관부재들이 관통하도록 6개의 관통공들(42)이 원주상으로 형성되고 중심에는 중앙관부재(81)가 관통하도록 1개의 관통공(43)이 형성된다. 대류챔 버(40)의 상판(41)은 태양광의 투사작용을 의도하지 않으므로 투명재질부를 형성하지 않고 함석으로 형성된다. 그러나 대류챔버(40)의 상판(41)과 하판(45)은 함석의 재질에 한정되지 않으며 충분한 구조적 강도를 부여하기 위해 일정수준 이상의 강성을 갖는 재질이면 모두 사용이 가능하다.

도 16은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버(40)의 하판(45)의 평면도이고, 도 17은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 대류챔버(40)의 하판(45)의 측단면도이다. 도 1, 16 및 17에 도시된 바와 같이, 대류챔버(40)의 하판(45)은 소정의 곡률반경을 갖는 아래로 볼록한 구조이며 내측에 건물의 실내와 이어지는 환기관(49)과 소통하도록 관통된 환기관 소통부(46)가 형성된다. 대류챔버(40) 하판(45)은 환기관 소통부(46)의 외측으로 소정의 부분이 절개되어 하방으로 굽혀진 공기배출슬릿들(47)이 원주상으로 형성된다. 대류챔버(40) 하판(45)의 공기배출슬릿들(47)은 직선형이며 상기한 제1, 제2, 제3 태양광 투사챔버(30)들의 공기배출슬릿들보다 더 길게 형성된다.

도 18은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들 및 중앙관부재(81)를 나타낸 측면도이고, 도 19는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들의 하단에 인접한 공기소통공들의 개구방향을 나타낸 평면도이다. 도 1, 18 및 19에 도시된 바와 같이, 배출관부재들(51, 61, 71)은 서로 상이한 길이를 갖는 내부가 빈 관의 구조이며 관의 중심축선과 수직한 양끝의 부분은 막힌 구조이다. 배출관부재들(51, 61, 71)은 상단에 인접한 외측면에 소정의 구경을 갖는 공기소통공들(52, 62, 72)이 둘레를 따라 관통되어 형성되고, 각각의 하단에는 외측면의 소 정의 위치에 상기 상단의 공기소통공들보다 구경이 큰 공기소통공들(53, 54) 2개가 위아래로 2개가 형성된다. 배출관부재들은 길이 및 상기 태양광 투사챔버들에 삽입되는 위치에 따라 제1배출관부재들(51), 제2배출관부재(61)들(61) 및 제3배출관부재(71)들(71)로 구성된다. 배출관부재들은 상기한 챔버들과 관통공들을 통해 결합하며 상기 챔버들을 지지하는 역할을 한다. 즉 상기한 챔버들은 별도의 고정부재 없이 배출관부재들에 결합되어 설치된다. 제3배출관부재(71)들은 제1, 2 배출관부재들보다 직경이 작고 하단의 공기소통공들도 제1, 2배출관부재들의 그것들보다 구경이 작다. 제3배출관부재(71)들의 공기의 배출기능이 제1, 2배출관부재들에 비해 상대적으로 약하기 때문이다.

제1배출관부재들(51)은 길이가 가장 길고 2개로 구성된다. 제1배출관부재들(51)은 대류챔버(40)와 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)들 그리고 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1하부판(15)의 서로 반경방향으로 대칭되는 관통공들을 관통하여 대칭으로 배치되며, 각각의 제1배출관부재(51)의 상단에 인접한 공기소통공들(52)은 제1하부판(15)을 통과하여 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간에 노출되고, 제1배출관부재(51)의 하단에 인접한 공기소통공들(53, 54)은 환기관(49)의 소정의 위치에 노출된다.

제2배출관부재(61)들은 제1배출관부재들(51)보다 길이가 더 짧고 2개로 구성된다. 제2배출관부재(61)들의 상단에 인접하게 형성된 공기소통공들(62)은, 상기 제1배출관부재의 상단에 형성된 공기소통공들이 상단으로부터 떨어진 간격보다 더 큰 간격을 두고, 제2배출관부재(61)의 상단으로부터 떨어져 형성된다. 제2배출관부 재(61)들 각각은 대류챔버(40)와 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)들 그리고 제1태양광 투사챔버(10)의 제1하부판(15)의 상기 제1배출관부재들(51)이 삽입되는 관통공들 각각에 반시계방향으로 인접한 관통공들을 관통하여 대칭으로 배치되며, 각각의 제2배출관부재(61)의 상단은 제1하부판(15)을 통과하여 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간에 노출되고 제2배출관부재(61)의 상단에 인접한 공기소통공들(62)은 제2 태양광 투사챔버(20)의 내부공간에 노출된다, 제2배출관부재(61)의 하단에 인접한 공기소통공들(63, 64)은 환기관(49)에서, 제1배출관부재의 하단에 인접한 공기소통공들(53, 54)이 위치하는 높이 보다, 더 높은 위치에서 환기관(49)에 노출된다.

제3배출관부재(71)들은 제2배출관부재(61)들보다 길이가 더 짧고 2개로 구성된다. 제3배출관부재(71)들의 상단에 인접하게 형성된 공기소통공들(72)은, 상기 제2배출관부재(61)의 상단에 형성된 공기소통공들(62)이 제2배출관부재(61)의 상단으로부터 떨어진 간격보다 더 큰 간격을 두고, 제3배출관부재(71)의 상단으로부터 떨어져 형성된다. 제2배출관부재(61)들 각각은 대류챔버(40)와 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)들 그리고 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1하부판(15)의 상기 제2배출관부재(61)들이 삽입되는 관통공들 각각에 반시계방향으로 인접한 관통공들을 관통하여 대칭으로 배치되며, 각각의 제3배출관부재(71)의 상단은 제1하부판(15)을 통과하여 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간에 노출되고 제3배출관부재(71)의 상단에 인접한 공기소통공들(72)은 제3 태양광 투사챔버(30)의 내부공간에 노출된다, 제3배출관부재(71)의 하단에 인접한 공기소통공들(73, 74)은 환기관(49)에서, 제2 배출관부재(61)의 하단에 인접한 공기소통공들(63, 64)이 위치하는 높이 보다, 더 높은 위치에서 환기관(49)에 노출된다.

상기 배출관부재들(51, 61, 71)의 상단들은 모두 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간으로 노출되어 위치한다. 그러나 배출관부재들은 서로 길이가 다르기 때문에, 상기 배출관부재들의 하단에 인접하게 형성된 공기소통공들은 환기관(49)에서 서로 다른 높이에 위치하게 된다. 각각의 배출관부재의 하단에 형성된 2개의 공기소통공들은 모두 상기 각각의 배출관부재의 상단에 형성된 공기소통공들보다 구경이 크지만, 배출관부재의 하단에 형성된 2개의 공기소통공들 중에서 위쪽에 형성된 공기소통공들(53, 63, 73)이 아래에 형성된 공기소통공들(54, 64, 74)보다 구경이 작다. 상기 배출관부재들의 하단들에 형성된 공기소통공들은 상기 배열된 배출관부재들의 중심을 통과하는 가상의 원에서 각각의 배출관부재들의 중심에 접하는 접선의 우측방향으로부터 반시계방향으로 약 10도만큼 이동한 방향을 향하도록 형성된다.

중앙관부재(81)는 양단이 개구된 통상의 관구조이며, 대류챔버(40)의 상판(41)의 중앙에 형성된 관통공(43)을 관통하여 삽입되며, 그 상단(82)이 대류챔버(40)의 상판(41)과 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3하부판(35)의 사이의 공간에 위치하고 그 하단(83)이 환기관(49)의 제1배출관부재(51)의 하단의 위치보다 더 낮은 위치에 곳에 위치한다. 중앙관부재(81)는 또한 배출관부재들(51, 61, 71)과 함께 대류챔버(40)를 지지한다.

도 20은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 고정부재를 나타낸 평면도이 고, 도 21은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 고정부재를 나타낸 평면도이다. 도 1, 20 및 21에 도시된 바와 같이, 고정부재(90)는 6개의 배출관부재들과 1개의 중앙관부재(81)를 환기관(49)에 고정시키는 것으로서 각각의 배출관부재들이 끼워맞춤되는 육각으로 배치된 6개의 배출관부재 고정부(92) 및 중앙관부재(81)들이 끼워맞춤되는 중앙에 배치된 중앙관부재 고정부(94)가 연결부들(95)에 의해 연결된 것이다. 고정부재(90)는 연결부들(95)에 의해 환기관(49)에 고정된다. 결과적으로 상기 챔버들은 오직 배출관부재들(51, 61, 71) 및 중앙관부재(81)에 의해 지지되고, 배출관부재들(51, 61, 71) 및 중앙관부재(81)들이 고정부재를 통해 환기관(49)에 고정된다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벤틸레이터의 작용효과에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

상기한 벤틸레이터에 태양으로부터 태양광이 입사하면 각각의 태양광 투사챔버의 커버부재의 투과성이 있는 부분을 통해 태양광이 투과하여 하부판들에 투사되고, 태양광 투사챔버의 하부판들은 태양광을 흡수하여 온도가 상승하게 된다. 각각의 태양광 투사챔버의 하부판들이 태양광에 의해 가열되면 온실효과에 의해 태양광 투사챔버들의 내부공간의 공기는 온도가 상승한다.

도 22는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 배출관부재들의 공기배출 및 이에 따른 회오리 공기유동을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 구체적으로 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간의 온도가 상승하면, 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간에 노출된 제1배출관부재들(51)은 상단의 내부에 있 는 공기의 온도가 상승한다. 제1배출관부재(51) 상단 내부의 공기온도가 상승함에 따라 운동에너지가 커지고 가벼워진 공기는 공기소통공들(52)을 통해 제1배출관부재(51)의 외부로 더 신속하게 배출되고 제1배출관부재(51) 상단의 공기가 외부로 배출되면서 그 바로 아래에 있는 공기는 빈 공간을 채우기 위해 상단을 향해 상승한다. 따라서 제1배출관부재들(51)로부터 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간으로 배출되는 공기의 양이 많아지면서 제1 태양광 투사챔버(10)의 제1하부판의 공기배출슬릿들(17)을 통해 외부로 공기가 더욱 빨리 배출되게 된다. 한편, 건물의 실내와 연결된 환기관은 단순한 굴뚝구조만에 의해서도 상승한 공기를 외부로 배출하는 역할을 하는데, 본 발명의 경우 태양광을 에너지원으로 하여 온실효과가 생성되도록 하였으므로 실내공기의 외부로의 배출이 매우 가속화한다.

한편 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)들의 내부공간의 공기의 온도 또한 상기한 제1 태양광 투사챔버(10)와 동일한 작용에 가열되므로, 제1배출관부재(51)중의 제2, 제3 태양광 투사챔버(30)의 내부공간에 위치하는 부분들도 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)들에 의해 가열된다. 따라서 제2, 제3 태양광 투사챔버(20, 30)의 안에 위치하는 제1배출관부재(51)의 부분들의 안에 위치한 공기들도 가열되어 상승작용을 일으키므로 제1배출관부재(51) 상단의 공기소통공들(52)을 통해 외부로 공기가 배출되는 과정이 더욱 가속화한다.

제2배출관부재(61)는 그 상단이 제1 태양광 투사챔버(10)의 내부공간에 노출되어 있고 반면에 그 상단에 인접한 공기소통공들(62)은 제2 태양광 투사챔버(20)의 내부공간에 노출되어 있다. 따라서 제2배출관부재(61)은 상단 공기소통공들(62) 의 위쪽 부분이 제1 태양광 투사챔버(10)에서 항상 가열되므로 그 부분의 공기는 항상 높은 온도가 유지된다. 또한 제2 태양광 투사챔버(20)에서 제2커버부재(21)의 투과성이 있는 강화유리부로 투과된 태양광은 일부는 제2하부판에서 흡수되고 나머지는 제2하부판 및 제2커버부재의 흡수반사부에서의 반사작용에 의해 내측으로 진입하면서 동시에 내측에서 챔버에 의해 흡수된다. 따라서 제2 태양광 투사챔버(20)의 내측부분이 충분하게 가열된다. 또한 제2커버부재의 강화유리부가 제1 태양광 투사챔버(10)의 가장자리보다 더 내측까지 형성되므로 태양이 벤틸레이터를 기준으로 경사진 곳에 있는 경우에는 더 많은 태양광이 제2 태양광 투사챔버(20)의 내부로 투과될 수 있다. 제2배출관부재(61)의 상단 내부에는 제1 태양광 투사챔버(10)에 의해 가열된 고온의 공기가 항상 유지된다. 따라서 열평형에 의해 제2배출관부재(61) 상단의 바로 아래쪽인 제2 태양광 투사챔버(20)에 위치한 부분도 공기의 온도가 높아지며 동시에 제2 태양광 투사챔버(20)에 의한 가열작용이 그 부분의 공기에 미치게 되므로, 운동에너지가 커지고 가벼워진 공기는 제2배출관부재(61) 상단의 공기배출공들(62)을 통해 신속하게 챔버안으로 배출된다. 이렇게 제2 태양광 투사챔버(20)안의 공기가 많아지면서 제2하부판(25)의 공기배출슬릿들(27)을 통해 외부의 대기로의 공기의 배출이 가속화한다.

제3 태양광 투사챔버(30)에서도 제1, 제2 태양광 투사챔버(10, 20)들에서의 작용과 동일한 작용이 일어나며, 제3배출관부재(71)에서도 제1, 제2 배출관부재들과 동일한 작용에 의해 그 상단의 공기소통공들(72)을 통한 공기의 배출이 가속화되게 된다. 여기서 공기배출이 가속화된다는 것은 온실효과에 의한 공기배출이 그 렇지 않은 경우의 공기배출보다 더 빨라지는 것을 의미한다.

앞서 기술한 바와 같이, 제1, 제2, 제3 태양광 투사챔버(10, 20, 30)들의 온실효과에 의해 배출관부재들(51, 61, 71) 각각의 상단의 공기소통공들(52, 62, 72)로부터 외부로의 공기배출이 가속화되기 때문에, 배출관부재들(51, 61, 71)의 하단의 공기소통공들(53, 54, 63, 64, 73, 74)을 통해 환기관(49)으로부터 배출관부재들로 공기가 유입되는 속도가 커지게 된다. 결과적으로 배출관부재들의 하단의 공기소통공들(53, 54, 63, 64, 73, 74)이 주위의 공기를 흡입하는 것으로 볼 수 있다.

구체적으로 배출관부재들은 가장 긴 제1배출관부재(51)의 하단 공기소통공들(53, 54)이 가장 낮은 곳에 위치하고, 제2배출관부재(61) 하단의 공기소통공들(63, 64)은 제1배출관부재(51) 하단 공기소통공들(53, 54)을 기준으로 반시계방향으로 인접한 위치에서 약간 높은 곳에 위치하고, 제3배출관부재(71) 하단의 공기소통공들(73, 74)은 제2배출관부재(61) 하단 공기소통공들(63, 64)을 기준으로 반시계방향으로 다음의 위치에서 약간 더 높은 곳에 위치한다. 따라서 각각의 배출관부재 하단 공기소통공들로 공기가 흡입되면서 공기는 반시계방향이면서 동시에 위로 상승하는 회오리유동(100)을 생성한다. 이 때 서로 길이가 다른 배출관부재들이 약 180°범위를 점유하면서 대칭으로 형성되기 때문에 2개 영역에서 동시에 반시계방향으로 상승하는 공기의 유동을 형성한다. 결과적으로 이러한 공기의 유동은 환기관(49) 내부에서 회오리와 같은 공기유동을 형성하는 것이다. 이러한 회오리 유동은 환기관(49) 내부에서 대류챔버(40)를 향하여 공기가 상승하는 것을 더욱 가속화 시키게 되며 동시에 반시계방향으로 공기의 유동을 생성한다. 따라서 대류챔버(40)로의 공기의 진입이 가속되므로 공기가 대류챔버(40) 하판(45)의 공기배출슬릿(47)을 통해 외부로 배출되는 속도가 증가한다. 더욱이 대류챔버(40)로 진입한 공기의 회전방향인 반시계방향은 대류챔버(40) 하판(45)의 공기배출슬릿(47)의 열려진 방향과 일치하기 때문에 대류챔버(40) 하단의 공기배출슬릿(47)을 통한 공기의 배출이 더욱 신속하고 원활하게 된다. 반시계방향은 북반구에서의 전향력을 고려하여 채택한 방향이다. 남반구에서는 시계방향이 채택된다.

벤틸레이터로 바람이 불어닥치는 경우, 공기배출슬릿들 중의 일부를 통해서는 대기로부터 챔버의 내부로 공기가 유입되고 나머지 일부를 통해서는 챔버의 내부로부터 대기로 공기가 배출된다. 따라서 챔버내부의 공기가 챔버안의 공기보다 온도가 낮은 새로운 공기로 대체되므로, 배출관부재의 상단 내부에 있던 더운 공기는 배출관의 외부의 챔버안의 저온의 공기에 비해 가벼우므로 비중의 차이에 따른 상승의 힘이 증가하여 챔버의 내부로 더욱 활발하게 배출되게 된다.

도 23은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 중앙관부재(81)의 숨통효과를 나타낸 측면도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 한편 중앙관부재(81)의 개구된 상단은 대류챔버(40) 상판(41)과 제3 태양광 투사챔버(30)의 제3하부판(35) 사이의 공간에 위치하여 대기에 노출되어 있다. 따라서 중앙관부재(81)의 상단의 개구된 부분은 배출관부재들 및 회오리 유동 등에 의해 환기관(49) 내부의 공기가 대기로 배출될 때에 대기중의 공기가 환기관(49)의 내부로 유입되는 통로가 된다. 즉 환기관(49)으로부터 공기의 배출이 가속화하여 환기관(49) 내부의 공기의 압력이 떨어 지면 배출관부재들 및 대류챔버(40)가 공기를 흡입하는 기능이 떨어지는데, 이 때 중앙관부재(81)가 대기로부터 공기를 환기관(49)으로 유입시키기 때문에 상기 배출관부재들 및 대류챔버(40)가 공기를 원활히 흡입할 수 있도록 한다. 즉 한쪽에서 흡입을 계속하려면 어느 한 쪽에서 반대로 숨통을 열어주는 것과 같은 원리이다. 즉 대류챔버(40) 바로 위쪽의 공기는 태양광이 투사되지 않는 부분이므로 실내공기보다는 온도가 낮고, 따라서 낮은 온도의 무거운 공기가 중앙관부재(81)를 통해 환기관(49) 내부로 유입되어 "숨통"의 기능을 한다. 또한 중앙관부재(81)의 하단은 모든 배출관부재들의 하단보다 더 아래에 위치하고 있어서, 중앙관부재(81)들의 하단에서 공기가 유입되더라도 배출관부재 하단의 공기소통공들에 의해 회오리 공기유동이 생성되는 것을 방해하지 않는다.

도 24는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 공기배출슬릿을 통해 외부로 배출되는 공기의 흐름을 도시한 측면도이다. 도 24에 도시된 바와 같이, 제1, 제2 및 제3 태양광 투사챔버들의 공기배출슬릿들은 각각 아래면에 형성된 것이다. 따라서 공기배출슬릿들(37)을 통해 대기로 배출된 공기는 각 공기배출슬릿들(37)의 바로 아래에 위치하는 커버부재들(41) 또는 대류챔버 상판에 부딪치게 된다. 여기서 앞서 언급한 바와 같이, 커버부재들(41) 또는 대류챔버 상판은 위로 볼록한 소정의 곡률반경을 갖는 반구형 구조로 형성되므로, 커버부재들 또는 대류챔버 상판에 부딪치는 공기는 유선형의 곡면을 타고 원활하게 벤틸레이터의 외부로 배출되게 된다. 따라서 벤틸레이터로부터 대기로의 공기의 배출이 더욱 원활해진다.

도 25는 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이의 틈새에서의 공 기의 흐름의 한 측면을 나타낸 평면도이다. 도 25에 도시된 바와 같이, 또한 대기로부터의 바람이 임의의 방향에서 벤틸레이터로 불어오더라도 그 바람이 불어오는 방향으로 열려진 공기배출슬릿(37)으로 공기(107)가 빠르게 유입되고, 공기가 유입되는 공기배출슬릿들과 반대방향에 배치되는 공기배출슬릿은 경사지게 굽혀져서 공기(105)가 경사진 공기배출슬릿의 아래로 역시 원활하게 챔버들의 사이를 통과하는 것을 허용하기 때문에, 챔버들 사이로의 공기의 소통에 장애가 발생하지 않는다.

도 26은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이의 틈새로의 공기의 유입의 한 측면을 도시한 부분적인 측면도이다. 도 26에 도시된 바와 같이, 또한 커버부재들 또는 대류챔버(40) 상판(41)이 유선형의 곡면으로 형성되기 때문에 챔버들의 틈새의 간격(A)보다 더 큰, 하부판(35)의 가장자리 하단으로부터 상판(41)의 상면 최저점 사이의, 간격(B)으로 공기가 진입하게 되므로 더 많은 양의 공기가 벤틸레이터의 챔버들의 틈새를 지나서 거쳐가게 된다. 챔버들 사이의 틈새를 곡선형으로 형성하여 더 많은 양의 공기가 유입되기 때문에 틈새를 통과하는 공기의 유속이 더 빨라지는 것을 의미한다. 즉 벤틸레이터의 틈새를 지나는 공기의 양이 많아지고 그 통과속도 또한 커지므로 바람의 흡입효과에 의해 공기배출슬릿들로부터 대기로의 공기의 배출이 더 효과적으로 이루어진다.

도 27은 본 발명에 따른 무동력 벤틸레이터의 챔버들 사이로의 공기의 흐름중 일어나는 압력변화를 나타낸 개략적인 측면도이다. 도 27에 도시된 바와 같이, 챔버들(30, 40)의 사이의 간격은 일정하게 형성하였지만 공기배출슬릿들(37)이 아래로 접혀져 있는 부분에서는 챔버들(30, 40) 사이의 유로인 틈새가 좁아졌다가 공 기배출슬릿들을 지나면서 유로가 갑자기 확장되는 구조이다. 따라서 유로가 좁아졌다가 갑자가 확장되는 경우에 유로가 좁아지는 부분에서는 유속이 증가하여 압력이 감소하면서 뒤따르는 공기의 유입(107)을 유지시키며 또한 공기배출슬릿들을 지나는 부분에서 유속이 빨라서 압력이 저하되므로 공기배출슬릿 내부와의 압력차에 의해 공기배출슬릿들로부터 대기로 공기의 배출(108)이 더욱 원활해지게 된다.

제1 태양광 투사챔버는 바닥면 모두에 태양광이 투사되므로 투사면적이 가장 크고 따라서 챔버안의 내부공간이 가장 크다. 제2 태양광 투사챔버는 커버부재의 가장자리만 투명재질부가 있어서 태양광의 투사량은 제1 태양광 투사챔버의 경우보다 작고, 따라서 챔버안의 내부공간 또한 제1 태양광 투사챔버의 그것보다 작으며 이 때 투사면과 내부공간은 적정 비율을 갖는다. 제3 태양광 투사챔버는 직경이 커서 투명재질부의 면적 또한 크므로 챔버의 내부공간 제2 태양광 투사챔버의 그것보다 크다.

각층의 사이의 틈을 너무 크게 형성하면 내부의 더운 공기가 과도하게 외부로 배출되어 좋지 않으므로 적절한 간격을 유지하도록 각 투명구를 배치한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 투명재질부로서 강화유리를 선택하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 태양광을 투과시키는 재질이면 플라스틱 재질 등의 모든 재질이 사용될 수 있다.

또한 챔버의 하부판들 및 흡수반사부들을 함석의 재질로 구성하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 태양광을 흡수하는 기능을 하는 한 다른 재질을 사용하는 것도 가능하다.

상기 실시예의 벤틸레이터에서 대류챔버와 연결되는 환기관은 건축물에 이미 형성된 환기통로를 지시하는 것이 아니라 본 발명의 하나의 구성으로서 배출관부재들과 중앙관부재가 고정부재를 통해 지지되며 벤틸레이터의 공기유동을 형성하고 안내하는 역할을 하는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 커버부재 등 태양광 투사를 위한 투명재질부를 강화유리를 사용하여 형성하였으나, 본 발명은 강화유리 뿐만 아니라 투명한 폴리카보네이트(PC)재질 등을 포함하는 합성수지재를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 숨통기능을 주기 위해 중앙관부재를 사용하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 대류챔버를 대기와 소통시키는 중앙관부재를 사용하지 않는 것도 가능하다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 길이순서대로 반시계방향으로의 배출관부재들의 배열을 2개 형성하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 길이순서대로의 배열을 3개 이상 형성하거나 또는 1개의 배열만을 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 배기관부재들의 상단 공기소통공이 길이에 따라 각각 서로 다른 태양광 투사챔버에 노출되도록 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 배기관부재들의 상단 공기소통공의 형성위치를 대략 유사하게 하고 상단 공기소통공들이 모두 하나의 태양광 투사챔버에 노출되도록 배치하는 것도 가능하다. 그러나 이 경우에도 하단 공기소통공들은 반시계방향으로 진행하면서 점차 이전보다 높은 곳에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 벤틸레이터들의 챔버는 커버부재 등의 상부구조와 하부판 등의 하 부구조인 2개의 구성으로 형성하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 태양광이 입사가능하고, 복사열을 흡수하며, 내부공간이 구비되는 조건을 만족하는 한 상부구조와 하부구조의 사이에 구조를 추가하는 것도 가능하다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터에 의하면 바람의 방향이나 풍압에 구애받지 않고 바람이 불지 않을 때에도 실내공기를 외부공기와 순환시킬 수 있는 효과가 있다.

특히 태양광 투사챔버 내부의 태양광에 의한 온실효과에 의해 배출관부재들의 공기의 배출이 더욱 활발해지는 것이므로, 바람의 조건에 거의 영향을 받지 않고 소음의 발생 등의 염려가 없다.

배출관부재들이 서로 다른 길이로 형성되어 하단 공기소통공들이 순차적으로 배열하므로 환기관으로부터 상승하는 회오리 공기유동을 생성하여 공기의 배출을 더 신속하게 하는 효과가 있다.

또한 벤틸레이터의 태양광 투사챔버는 투명재질부에 의해 광택을 가질 뿐만 아니라 유선형에 따른 부드러운 곡선미가 부각되므로 미관상으로도 바람직한 효과를 발휘한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (8)

1. 투명재질의 커버부재 및 상기 커버부재와 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성된 하부판으로 구성되는 적어도 하나의 태양광 투사챔버;

   소정의 간격을 두고 상기 태양광 투사챔버의 아래에 배치되며, 상부에 위치하는 상판 및 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성되며 환기관에 이어지는 하판으로 구성되는 대류챔버;

   상, 하단에 각각 인접한 적어도 하나의 공기소통공이 형성되고, 상기 상단은 상기 대류챔버 및 상기 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하고 상기 상단 및 상단에 인접한 상기 공기소통공이 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 노출되며 상기 하단은 상기 대류챔버에 결합된 환기관에 배치되는 적어도 하나의 배출관부재; 및

   개구된 상단이 상기 대류챔버의 상판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버의 하부판과 상기 대류챔버의 상판 사이에 배치되고 개구된 하단이 상기 대류챔버 아래의 상기 환기관에 배치되는 적어도 하나의 중앙관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배출관부재 및 중앙관부재는 상기 환기관에 고정부재를 통해 고정되며, 상기 태양광 투사챔버 및 대류챔버는 상기 배출관부재와 중앙관부재 중의 적어도 하나에 결합하여 고정되는 것인 태양광을 이용하는 무동력 벤 틸레이터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 태양광 투사챔버의 하부판은 적어도 일부가 태양광의 복사열을 흡수하는 재질로 형성되는 것인 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
4. 투명재질의 커버부재 및 상기 커버부재와 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성된 하부판으로 구성되는 적어도 하나의 태양광 투사챔버;

   소정의 간격을 두고 상기 태양광 투사챔버의 아래에 배치되며, 상부에 위치하는 상판 및 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 공기배출슬릿이 형성되며 환기관에 이어지는 하판으로 구성되는 대류챔버; 및

   상, 하단에 각각 인접한 적어도 하나의 공기소통공이 형성되고, 상기 상단은 상기 대류챔버 및 상기 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하고 상기 상단 및 상단에 인접한 상기 공기소통공이 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 노출되며 상기 하단은 상기 대류챔버에 결합된 환기관에 배치되는 적어도 하나의 배출관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
5. 상면에 배치되는 투명재질의 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어진 제1 태양광 투 사챔버;

   상부에 배치되며 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제1 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제2 태양광 투사챔버;

   상부에 배치되는 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제3 태양광 투사챔버; 및

   소정의 간격을 두고 상기 제 3태양광 투사챔버의 하부에 배치되며, 상판 및 상기 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 개구된 부분이 실린더구조의 환기관과 결합하는 하판으로 이루어진 대류챔버;

   상단부분과 하단부분을 포함하며 상기 상단부분 및 하단부분 각각에 적어도 하나의 개구가 형성되고, 상기 상단부분은 상기 대류챔버, 상기 제2, 제3 태양광 투사챔버들 및 제1 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 배치되며 상기 하단부분은 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 것인 적어도 하나의 배출관부재; 및

   개구가 형성된 상부가 상기 대류챔버의 상판을 관통하여 상기 제3 태양광 투사챔버의 하부판과 상기 대류챔버의 상판 사이에 배치되고 개구가 형성된 하부가 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 적어도 하나 의 중앙관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 태양광 투사챔버의 상기 커버부재는 투명재질부를 제외한 적어도 일부가 상부 반사부재로 형성되고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하부판은 상기 커버부재의 상부 반사부재와 대향하는 부분에 하부 반사부재가 형성되며,

   상기 제3 태양광 투사챔버의 상기 커버부재는 투명재질부를 제외한 적어도 일부가 상부 반사부재로 형성되고 상기 제3 태양광 투사챔버의 하부판은 상기 커버부재의 상부 반사부재와 대향하는 부분에 하부 반사부재가 형성되는 것인 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 배출관부재들은 서로 다른 길이를 갖는 배출관부재들로 이루어지고, 상기 서로 다른 길이의 배출관부재들은 상대적인 길이를 기준으로 하여 긴 것부터 짧은 것의 순서로 반시계방향으로 적어도 하나의 배열을 형성하며,

   상기 배열을 구성하는 배출관부재들은 상대적으로 길이가 긴 배출관부재의 상단 공기소통공이 상대적으로 위쪽의 태양광 투사챔버에 노출되도록 순차적으로 배치되고 상대적으로 길이가 긴 배출관부재의 하단 공기소통공이 가장 낮은 곳에 위치하도록 배치되는 것인 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.
8. 상면에 배치되는 투명재질의 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어진 제1 태양광 투사챔버;

   상부에 배치되며 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제1 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제2 태양광 투사챔버;

   상부에 배치되는 적어도 일부가 투명재질부인 커버부재와 상기 커버부재에 결합하여 내부공간을 형성하고 소정의 위치에 배출슬릿이 형성된 하부판으로 이루어지며 소정의 간격을 두고 상기 제2 태양광 투사챔버의 하방에 배치되는 제3 태양광 투사챔버; 및

   소정의 간격을 두고 상기 제 3태양광 투사챔버의 하부에 배치되며, 상판 및 상기 상판과 결합하여 내부공간을 형성하고 개구된 부분이 실린더구조의 환기관과 결합하는 하판으로 이루어진 대류챔버; 및

   상단부분과 하단부분을 포함하며 상기 상단부분 및 하단부분 각각에 적어도 하나의 개구가 형성되고, 상기 상단부분은 상기 대류챔버, 상기 제2, 제3 태양광 투사챔버들 및 제1 태양광 투사챔버의 하부판을 관통하여 상기 태양광 투사챔버의 내부공간에 배치되며 상기 하단부분은 상기 대류챔버의 하판의 개구부분을 통과하여 상기 환기관에 배치되는 것인 적어도 하나의 배출관부재를 포함하는 태양광을 이용하는 무동력 벤틸레이터.

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