KR101237714B1 - 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 환기장치는 실외 측 공기가 실내 측으로 이동하는 통로인 외기 도입구가 형성된 본체와, 상기 외기 도입구를 개폐하는 블레이드와, 상기 외기 도입구에 설치되어 실외 측에서 실내 측으로 이동하는 공기 중의 이물질을 거르며 전원이 공급되었을 때 열을 발생시키는 여과체와, 상기 여과체에 연결되어 전원을 공급하는 전원 공급장치를 구비함으로써 간단한 구조를 가지며 건축물의 실내공기 환기 시에 발생하는 열손실을 최대한 줄일 수 있다.

Description

환기장치{Ventilator}

본 발명은 건축물의 실내공기를 환기하는데 사용되는 환기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조를 가지며 건축물의 실내공기 환기 시에 발생하는 열손실을 최대한 줄일 수 있는 환기장치에 관한 것이다.

몇 년 전 "숨막히는 실내공기"라는 제목으로 신문 및 TV뉴스에 기사가 보도된 이후 실내공기 오염에 대한 관심이 높아지고 있다.

실내공기의 위해성은 실내의 건축구조와 건축자재 등을 고려하여 검토할 수 있다.

지난 2차례의 오일쇼크 후 선진국들은 에너지 손실이 적은 실내건축 구조의 개발과 에너지 보존성이 좋은 건축자재개발을 선도해 왔다. 이에 따라 실내의 공기가 공기조화 시스템을 통해 철저히 통제되는 건물이 최신 건물로 평가되어 왔으며, 전반적인 제어가 가능한 공기조화 시스템에 의해 냉방과 난방의 에너지 효율성을 높여왔다.

또한 다양한 화합물로 구성되며 열 전도성이 낮은 물질로 건축물의 내벽 및 외벽을 둘러싸고, 틈새를 화학 접착제로 막음으로써 자연환기가 거의 이루어지지 않는 건축물이 주를 이루게 되었다.

이러한 이유로 우리가 많은 시간을 보내고 있는 건축물 내부의 공기는 건축자재에서 증발되는 휘발성 물질과 각종 전자기기에서 발산하는 전자기파로 오염되고 있다. 따라서 잠시도 쉴 수 없는 호흡으로 우리는 건강을 위협하는 다양한 물질을 흡입하지 않을 수 없다.

최근에 와서 미국, 일본 등과 같은 선진국을 중심으로 새집 증후군(sick house syndrome) 또는 새건물 증후군(sick building syndrome) 이라는 말로 실내 공기 환경이 건강에 미치는 위해성에 대해 관심을 환기시키고 있다.

우리나라에서도 신문과 방송에서 여러 차례 오염된 실내 공기의 위해성에 대해 보도하며 일반인들의 관심을 끌게 되었다.

가정이든 사무실이든 실내 공간의 공기 중에는 눈에 보이지 않는 각종 부유물질과 미세먼지가 떠다니고 있다.

실내 공간의 이러한 부유 물질과 미세먼지들 속에는 각종 세균들을 포함하여 일산화탄소, 이산화탄소, 벤젠 등과 같은 유기 화합물들이 포함되어 천식과 두통, 만성피로를 초래하게 된다. 이러한 부유물질 및 미세먼지의 밀도는 실외 공간보다 실내 공간이 훨씬 높다는 것이 통설이다.

실제로 실내의 미세먼지를 측정한 결과 도로변에서 측정한 미세먼지 양의 5배가 넘는다는 사실이 보고된 바 있다.

따라서 실내 공간의 공기 품질을 관리하고자 하는 노력이 행해지고 있다. 특히 공동주택의 경우 2006년부터 건축물의 설비 기준 등에 관한 규칙이 일부 개정되어 환기설비의 설치가 의무화되는 등 관련 법규가 강화되고 있다.

실내공기품질(IAQ: Inner Air Quality) 관리란 실내 공기 오염에 대하여 오염원에 대한 근본적인 처치와 함께 실내 공기 살균작업을 통하여 쾌적한 생활환경을 조성하기 위한 지속적인 관리시스템을 말한다.

이와 같은 실내공기품질(IAQ: Inner Air Quality) 관리 면에서는 실내 공기의 환기가 필요하다. 환기에는 여러 가지가 있으나 일반적으로 공기의 자연적인 순환현상으로 발생하는 자연환기 방법을 사용하게 된다.

그러나 겨울철에 실내공기를 환기시키게 되면 건축물 외부의 차가운 공기가 건축물 내부로 유입되므로 난방 에너지가 손실되는 문제점이 발생한다.

이와 같이 겨울철에 실내 공기를 환기시킬 때 난방 에너지가 손실되는 문제점을 해결하고자 건축물 외부에서 건축물 내부로 유입되는 공기를 열 교환할 수 있는 열 교환 장치가 설치된 창호가 등장하였다. 이와 같은 열 교환 장치가 설치된 창호의 일예가 대한민국 공개특허 10-2006-0042675에 개시되어 있다.

그러나 열 교환 장치가 설치된 창호는 그 구조가 복잡하여 제조하는데 있어 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 관리하기도 힘든 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 건축물의 실내공기 환기 시에 발생하는 열손실을 줄일 수 있는 환기장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치는 실외 측 공기가 실내 측으로 이동하는 통로인 외기 도입구가 형성된 본체와, 상기 외기 도입구를 개폐하는 블레이드와, 상기 외기 도입구에 설치되어 실외 측에서 실내 측으로 이동하는 공기 중의 이물질을 거르며 전원이 공급되었을 때 열을 발생시키는 여과체와, 상기 여과체에 연결되어 전원을 공급하는 전원 공급장치를 구비한다.

이때 상기 여과체는 탄소를 포함한 섬유망으로 형성되거나, 방수 처리된 금속망으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 전원 공급장치는 태양광 모듈에서 생산된 전기를 공급받을 수 있다.

또한 상기 블레이드의 동작을 조절하는 조절기와, 상기 전원 공급장치에 전원이 공급되는 것을 온/오프 시키는 스위치와, 상기 스위치가 온(on)되더라도 상기 조절기가 작동되었을 때만 상기 스위치가 동작되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 본체의 실외 측에 설치되는 제1온도센서와 상기 본체의 실내 측에 설치되는 제2온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2온도센서에서 측정된 온도와 제1온도센서에서 측정된 온도의 차가 설정값 이상이면 상기 스위치를 온(on)시키게 된다.

한편 상기 여과체는 상기 본체에 착탈가능하게 결합되고 상기 본체에 결합되었을 때 상기 전원 공급장치와 접속되는 단자를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치에 의하면 겨울철에 실내공간의 환기 시에 실내의 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다.

또한 환기장치의 구조가 간단하여 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 관리비용도 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치가 설치된 창호의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 주요 구성 사이의 관계를 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치의 주요 구성 사이의 관계를 나타낸 블록도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환기장치가 설치된 창호의 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치(100)가 설치되는 창호(10)는 건축물의 벽체에 고정되는 외부 프레임(20)과, 상기 외부 프레임(20)에서 슬라이딩되도록 설치되며 실외 측 공기가 실내 측으로 이동할 수 있도록 환기장치(100)가 설치되는 내부 프레임(30)을 구비한다.

상기 외부 프레임(20)의 하부에는 레일(미도시)이 설치되며, 상기 내부 프레임(30)의 하부에는 바퀴(미도시)가 설치되어 상기 내부 프레임(30)이 외부 프레임(20) 상에서 슬라이딩되도록 할 수 있다.

도 1에서는 상기 외부 프레임(20)에 1쌍의 내부 프레임(30)이 슬라이딩되도록 설치되는 것을 보였으나 상기 외부 프레임(20)에 2쌍 이상의 내부 프레임(30)이 설치될 수도 있다.

상기 1쌍의 내부 프레임(30) 중 적어도 하나의 내부 프레임(30)에는 내부 프레임(30)을 개방시키지 않은 상태에서도 실외 측 공기가 실내 측으로 이동할 수 있도록 하는 환기장치(100)가 설치된다.

상기 내부 프레임(30)의 내측에는 보통 유리(31)가 키워져 고정되는데, 상기 환기장치(100)는 유리(31)와 내부 프레임(30) 사이에 끼워져 설치된다.

상기 환기장치(100)는 내부 프레임(30)의 어느 곳에 설치되어도 무방하지만 본 실시예에서는 내부 프레임(30)의 상측에 설치되는 것을 보였다.

그리고 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치(100)가 창호(10)에 설치되는 것을 보였으나 반드시 창호에만 설치될 필요는 없으며 도어에도 설치될 수 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 창호 또는 도어에 설치되는 환기장치(100)의 상세한 구조에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 분해사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 환기장치의 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치(100)는 전체적인 외형을 형성하며 내부에 공기가 이동하는 통로인 외기 도입구(115)가 형성된 본체(110)와, 상기 외기 도입구(115)에 회전 가능하게 설치되어 상기 외기 도입구(115)를 개폐하는 블레이드(120)와, 상기 본체(110)의 실외 측 통풍구(111)와 실내 측 통풍구(112)에 각각 설치되어 상기 외기 도입구(115)를 통해 이동하는 공기 중의 이물질을 거르는 여과체(131)를 구비한다.

한편 상기 본체(110)의 내부에 형성되는 외기 도입구(115)는 실외 측에서 실내 측으로 향할수록 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 그 이유는 실외 측에서 실내 측으로 빗물이 잘 유입되지 않도록 하기 위함이며, 설령 상기 외기 도입구(115)에 빗물이 유입되더라도 빗물이 실외 측으로 흘러내리도록 하기 위함이다.

한편 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 본체(110)의 중앙부에는 통풍구(111,112)가 형성되며, 상기 본체(110)의 양측에는 환기장치(100)를 동작시키기 위한 각종 전장품이 설치되는 전장실(200)이 형성된다. 그리고 상기 전장실(200)은 본체(110)에 결합되는 커버(140)에 의해 덮여진다.

상기 전장실(200)에는 외기 도입구(115)를 개폐하는 블레이드(120)의 회전 각도를 조절하는 조절기(210)가 설치되어 있다.

사용자가 상기 조절기(210)를 작동시킴에 따라 블레이드(120)는 기계식 또는 전자식 방식으로 회전하여 외기 도입구(115)를 개폐할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 블레이드(120)의 회전 중심이 되는 회전축(121)에 모터(125)가 결합되고, 상기 조절기(210)를 동작시킴에 따라 상기 모터(125)가 회전함으로써 블레이드(120)가 동작하는 것을 보였다. 그러나 상기 블레이드(120)의 회전축(121)이 상기 조절기(210)와 베벨기어와 같은 기어에 의해 결합되어 상기 조절기(210)를 회전시킴에 따라 블레이드(120)가 회전하도록 하는 것도 가능하다.

편 상기 외기 도입구(115)를 통해 이동하는 공기 중의 이물질을 거르는 여과체(131)는 본체(110)에 착탈 가능하게 결합된다.

실시예에서는 상기 여과체(131)가 상기 본체(110)에 슬라이딩방식으로 착탈 가능하게 결합되는 것을 보였으며, 이와 같이 여과체(131)가 본체(110)에 슬라이딩방식으로 결합되도록 상기 본체(110)에는 여과체(131)가 슬라이딩되는 것을 안내하는 가이드(113)가 형성된다.

기 여과체(131)는 먼지나 이물질의 침입을 방지하는 필터의 기능과 모기와 같은 유해곤충의 침입을 방지하는 방충망의 기능을 동시에 할 수 있다.

한편 겨울철에 실내공기를 환기시키기 위해 상기 환기장치(100)를 동작시키게 되면 차가운 실외 측 공기가 실내 측으로 도입되므로 실내공간의 열이 손실될 수 있다. 따라서 이와 같은 실내 측 열손실을 방지하기 위해 상기 여과체(131)는 전원이 공급되었을 때 열을 발생시키는 소재로 제작되며, 전장실(200)에는 상기 여과체(131)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급장치(300)가 구비된다.

상기 여과체(131)는 전원 공급장치(300)에서 전원이 공급되었을 때 열을 발생시킬 수 있도록 탄소를 포함한 섬유망으로 형성되거나, 표면에 수지가 코팅되어 방수 처리된 금속망으로 형성될 수 있다.

상기 여과체(131)가 탄소를 포함한 섬유망으로 형성되는 경우 살균 기능을 가질 수 있으며, 수지가 코팅된 금속망으로 형성되는 경우 물청소를 할 때 전기쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편 상기 여과체(131)에는 상기 전원 공급장치(300)로부터 전원을 공급받을 수 있도록 단자(132)가 구비된다. 따라서 상기 여과체(131)를 본체(110)에 슬라이딩 방식으로 장착하게 되면 상기 여과체(131)의 단자(132)는 전원 공급장치(300)에 접속되어 상기 전원 공급장치(300)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

한편 상기 전원 공급장치(300)에 전원이 공급되는 것을 온(on) 또는 오프(off) 시키는 스위치(310)를 구비한다. 상기 스위치(310)를 온(on)시키면 상기 전원 공급장치(300)로 전원이 공급되어 상기 여과체(131)는 열을 발생시키게 되고, 상기 스위치(310)를 오프(off)시키면 상기 전원 공급장치(300)로 공급되는 전원이 차단되어 상기 여과체(131)는 열을 발생시키지 않게 된다.

그리고 상기 전장실(200)에는 환기장치(100)의 전체적인 동작을 제어하는 제어부(350)가 구비될 수 있다. 상기 제어부(350)는 사용자가 상기 스위치(310)를 온(on)시키더라도 조절기(210)가 작동되었을 때만 스위치(310)가 동작되도록 제어한다.

한편 전원 공급장치(300)에 공급되는 전원으로 직류전원 또는 교류전원이 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 교류전원보다 상대적으로 안전한 직류전원이 공급되는 예를 보였다.

상기 전원 공급장치(300)에 공급되는 직류전원으로 환기장치(100)가 설치되는 건물 또는 인근에서 태양광발전 또는 풍력발전으로 생산된 전기가 사용될 수 있다.

도 4는 상술한 환기장치(100)에 구비되는 주요 구성요소 사이의 관계를 이해하기 쉽도록 블록도로 나타낸 것으로, 도 4를 참조하여 상술한 환기장치(100)의 구성요소 사이의 관계 및 동작에 대해 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 환기장치(100)에 구비되는 전원 공급장치(300)는 환기장치(100)가 설치되는 건물에 설치된 태양광 모듈(400)에서 생산된 전기를 사용할 수 있다. 상기 태양광 모듈(400)에서 생산된 전기는 축전지(410)에 저장되고, 상기 전원 공급장치(300)는 축전지(410)에 저장된 직류전원을 사용함으로써 환기장치(100)에 설치된 여과체(131)를 가열할 수 있다.

한편 제어부(350)는 사용자가 상기 스위치(310)를 온(on)시키더라도조절기(210)가 작동되었을 때만 상기 스위치(310)가 동작되도록 제어한다. 그 이유는 조절기(210)가 작동되지 않은 상태에서는 블레이드(120)가 외기 도입구(115)를 폐쇄하고 있어 실내 측으로 공기가 유입될 수 없는 상태이므로 여과체(131)를 가열하는 것이 전기를 낭비하는 것이 될 수 있기 때문이다.

다음으로 상술한 환기장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

환기장치(100)의 사용자는 조절기(210)를 이용하여 블레이드(120)를 회전시킨다. 그러면 블레이드(120)는 회전하여 외기 도입구(115)를 개방하므로 실외 측 공기가 실내 측으로 유입된다.

겨울철인 경우 사용자가 스위치(310)를 온(on)시키게 되면 여과체(131)로 전원이 공급되어 여과체(131)는 가열된다. 따라서 환기장치(100)를 통해 실내 측으로 유입되는 공기는 여과체(131)에 의해 가열된 후 실내 측으로 유입되므로 겨울철에 실내 공기를 환기시킬 때에도 차가운 외기가 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 환기장치가 상술한 실시예에 따른 환기장치와 다른 점은 실내온도와 실외온도 차에 따라 제어부(350)가 스위치(310)의 동작을 제어한다는 점이다.

이를 위해 환기장치(100)의 실외 측에는 제1온도센서(510)가 구비되고, 환기장치(100)의 실내 측에는 제2온도센서(520)가 구비된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 환기장치에 구비되는 주요 구성요소 사이의 관계를 나타낸 블록도로서, 도 6을 참조하여 다른 실시예에 따른 환기장치(100)의 동작에 대해 설명한다.

제어부(350)는 제1온도센서(510)와 제2온도센서(520)에서 측정된 온도값을 입력받아 제2온도센서(520)에서 측정된 실내측 온도와 제1온도센서(510)에서 측정된 실외측 온도의 차이값이 설정값 이상이면 스위치(310)를 자동으로 온(on)시킨다. 이때 상기 스위치(310)는 기계식 스위치보다는 전자식 스위치가 사용되는 것이 바람직하다.

물론 실내측 온도와 실외측 온도의 차이가 설정값 이상이더라도 제어부(350)는 사용자가 조절기(210)를 작동시켰을 때에만 스위치(310)가 동작되도록 제어한다.

이와 같은 구성에 의해 겨울철에 환기장치(100)를 통해 실외측 공기를 실내로 도입할 때 실내측 온도와 실외측 온도의 차이가 설정값 이상이면 사용자가 스위치(310)를 온(on)시키지 않더라도 스위치(310)가 자동으로 온(on)되어 여과체(131)가 가열되므로 편리하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 환기장치에 의하면 여과체(131)를 전원이 공급되었을 때 열을 발생시키는 소재로 제작하고 상기 여과체(131)에 전원을 공급함으로써 간단한 구조로 겨울철에 실내공기의 환기 시에 발생하는 열손실을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 환기장치에 대해 설명하였으나, 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100: 환기장치 110: 본체
115: 외기 도입구 120: 블레이드
131: 여과체 210: 조절기
300: 전원 공급장치 310: 스위치
350: 제어부 400: 태양광 모듈

Claims (7)

1. 실외 측 공기가 실내 측으로 이동하는 통로인 외기 도입구가 형성된 본체와,
   상기 외기 도입구를 개폐하는 블레이드와,
   상기 외기 도입구에 설치되어 실외 측에서 실내 측으로 이동하는 공기 중의 이물질을 거르며 전원이 공급되었을 때 열을 발생시켜 실외 측 공기의 온도를 높이는 여과체와,
   상기 여과체에 연결되어 직류전원을 공급하는 전원 공급장치와,
   상기 블레이드의 동작을 조절하는 조절기와,
   상기 전원 공급장치에 전원이 공급되는 것을 온(on) 또는 오프(off) 시키는 스위치와,
   상기 본체의 실외 측에 설치되는 제1온도센서와,
   상기 본체의 실내 측에 설치되는 제2온도센서와,
   상기 스위치가 온(on)되더라도 상기 조절기가 작동되었을 때만 상기 스위치가 동작되도록 제어하는 제어부와,
   상기 여과체는 상기 본체에 착탈가능하게 결합되고 상기 본체에 결합되었을 때 상기 전원 공급장치와 접속되는 단자를 구비하고,
   상기 외기 도입구는 실외 측에서 실내 측으로 향할수록 상향 경사지게 형성되고,
   상기 여과체는 방수 처리된 금속망으로 형성되고,
   상기 제어부는 상기 제2온도센서에서 측정된 온도와 제1온도센서에서 측정된 온도의 차가 설정값 이상이면 상기 스위치를 온(on)시키는 것을 특징으로 하는 환기장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전원 공급장치는 태양광 모듈에서 생산된 전기를 공급받는 것을 특징으로 하는 환기장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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