KR101447092B1 - 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛 - Google Patents

Abstract

풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛이 개시된다. 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제1 통기구와, 제1 통기구에 인접하여 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제2 통기구를 포함하되, 제1 통기구의 일단부는 건물의 실내를 향하여 개방되고, 제1 통기구의 타단부는 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 외표면을 따라 부는 바람의 풍향에 상응하는 제1 방향을 향하여 개방되며, 제2 통기구의 일단부는 건물의 실내를 향하여 개방되고, 제2 통기구의 타단부는 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향을 향하여 개방되어, 건물의 외표면을 따라 바람이 불어 풍압력이 작용할 경우, 제1 통기구 및 제2 통기구 중 어느 하나는 정압에 의해 급기구로서 기능하고, 제1 통기구 및 제2 통기구 중 나머지 하나는 부압에 의해 배기구로서 기능하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛은, 바람의 풍압력을 동력으로 이용하여, 즉 별도의 전원을 사용하지 않고 무동력으로 실내 환기를 구현하므로, 전기요금에 대한 염려가 없어 24시간 환기가 가능해지며, 이로 인해 실내공기질이 개선되는 효과가 있다.

Description

풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛{Airing unit utilizing wind}

본 발명은 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 주택이나 사무실 등의 밀폐된 실내공간에서는 사람의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소(CO2)의 함량이 증가하게 되어 공기가 탁해지고, 실내 마감재 및 가구 등으로부터 포름알데히드와 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 새집증후군 유발물질이 다량 발생되어 사람의 건강에 위해를 주게 된다.

이에 대해, 실내와 실외를 급기구와 배기구를 사용하여 연통시켜, 실외의 쾌적한 공기를 급기구를 통해 실내로 유입시키고, 밀폐된 실내의 탁해진 공기는 배기구를 통해 실외로 배출시킴으로써, 실내 공간을 환기시키는 환기 설비가 개발되어 왔다.

이와 관련하여, 최근 국내에서 지어지는 100세대 이상의 아파트에서는 기계환기 설비 또는 자연환기 설비의 설치가 의무화 되어 있다. 현재 아파트에는 에너지 절약을 위해 주로 전열교환형 기계환기 설비가 설치되고 있으나, 기계환기 설비의 가동을 위한 전력소모 때문에 에너지 절약효과는 퇴색되고, 이로 인해 각 가정에서는 기계환기 설비의 가동률이 매우 낮은 실정이다.

대부분의 전열교환형 기계환기 설비는 작은 사이즈의 덕트를 사용하여 각 실과 연결되고 있어 덕트 청소가 거의 불가능한 상태이며, 이로 인해 2차 오염에 대한 우려가 크다는 문제가 있다.

또한, 종래의 자연환기 설비는 창틀 또는 벽체에 설치되고 있으나, 그 크기가 작고 한 쪽 벽면에만 설치되는 경우가 대부분이어서 원활한 환기가 이루어지기 곤란하다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1039077호에는 건물의 외부로 돌출되어 서로 반대방향을 향하도록 설치된 급기그릴이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1039077호

본 발명은, 바람의 풍압력을 동력으로 이용하여, 즉 별도의 전원을 사용하지 않고 무동력으로 실내 환기를 구현할 수 있는 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제1 통기구와, 제1 통기구에 인접하여 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제2 통기구를 포함하되, 제1 통기구의 일단부는 건물의 실내를 향하여 개방되고, 제1 통기구의 타단부는 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 외표면을 따라 부는 바람의 풍향에 상응하는 제1 방향을 향하여 개방되며, 제2 통기구의 일단부는 건물의 실내를 향하여 개방되고, 제2 통기구의 타단부는 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향을 향하여 개방되어, 건물의 외표면을 따라 바람이 불어 풍압력이 작용할 경우, 제1 통기구 및 제2 통기구 중 어느 하나는 정압에 의해 급기구로서 기능하고, 제1 통기구 및 제2 통기구 중 나머지 하나는 부압에 의해 배기구로서 기능하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛.

제1 통기구와 제2 통기구는 서로 결합되어 하나의 장치로서 일체를 이룰 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바람의 풍압력을 동력으로 이용하여, 즉 별도의 전원을 사용하지 않고 무동력으로 실내 환기를 구현하므로, 전기요금에 대한 염려가 없어 24시간 환기가 가능해지며, 이로 인해 실내공기질이 개선되는 효과가 있다. 또한, 열교환 유닛을 추가하여 폐열회수 시스템을 구성함으로써, 에너지 절약을 통해 녹색성장에 기여할 수 있으며, 열교환이 이루어지므로 겨울철에도 환기장치에서의 콜드 드래프트를 방지할 수 있다.

또한, 급기구와 배기구가 서로 반대 방향으로 향하고 있으므로 외부 풍향이 바뀌어도 원활한 환기가 이루어지며, 배기된 공기가 급기구로 재유입될 우려가 없다.

또한, 한쪽 벽면만이 외기에 면한 실에서도 원활한 환기가 이루어지므로 환기 대상실의 조건에 따른 영향이 적다.

또한, 본 발명의 원리를 이용하여 아파트와 업무용 오피스텔 및 업무공간의 환기, 이중외피 건물의 급기와 배기, 건물 지하실의 환기, 지하차도의 환기 등에도 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛을 나타낸 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛을 나타낸 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 외피(3), 외기 급배기 유닛(10), 통기구(12, 14)가 도시되어 있다.

본 실시예는, 건물 주변에 부는 바람의 풍압력을 동력으로 이용하는 외기 급배기(유입 및 배기) 유닛을 특징으로 한다.

대부분의 자연환기용 장치는 급기구 또는 배기구로서만 기능하며, 따라서 하나의 실을 대상으로 하여 급기와 배기가 동시에 이루어지는 경우는 거의 없는 실정이다.

또한, 중복도형의 평면에서 한쪽 벽면만이 외기에 면하는 실에 기존의 자연환기 장치를 설치할 경우에는 원활한 환기가 이루어지기 어렵다.

본 실시예는, 동력을 사용하지 않고 자연 에너지(풍력)를 이용하여 환기를 수행하는 무동력 자연환기 장치로서, 계절의 변화 또는 주변 건물 배치의 변화에 따른 외부 풍향 변화시에도 원활한 환기성능을 발휘할 수 있고, 중복도형의 평면에서 한쪽 벽면만이 외기에 면하는 실에 설치될 경우에도 원활한 환기를 수행할 수 있으며, 외부 풍향의 변화시에도 배기구에서 배기된 오염 공기가 다시 급기구를 통해 유입되지 않도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 외기 급배기 유닛은, 건물 주변에 상시적으로 존재하는 풍력을 환기의 동력원으로 사용하는 자연환기 시스템으로서, 공기의 흐름상에 놓인 돌출 장애물에 기류가 부딪혔을 때 장애물 전후에 생기는 정압(+압력)과 부압(-압력) 특성을 이용하여 급기와 배기를 수행하도록 한 것이다.

풍향이 반대로 바뀌는 경우에는 급기구와 배기구가 역할을 바꾸어 수행하게 되며, 어느 경우든 배기구는 항상 급기구의 반대쪽에 위치하게 되므로 배기된 공기가 급기구를 통해 실내로 유입되는 경우는 거의 없다고 할 수 있다.

건물 주변에는 항상 어느 정도의 바람이 불고 있다. 건물 주변에 부는 바람의 기류속도는 주위의 지형, 지물의 배치 및 건물의 형태에 따라 달라지며, 계절에 따라 풍향이 바뀌기도 한다.

본 실시예는, 이러한 건물 주변에 부는 바람의 풍압력을 동력으로서 이용한 무동력 환기장치에 관한 것으로, 환기를 발생시키는 동력원을 자연력으로부터 얻을 뿐만 아니라, 열교환 유닛을 추가하여 급배기 과정에서 열교환(폐열회수)이 이루어지도록 함으로써 추가적인 에너지 절약이 가능하도록 한 것이다.

본 실시예에 따른 외기 급배기 유닛(10)은 건물 주변에 부는 바람의 풍압력을 이용하여 실내 환기가 이루어지도록 한 자연환기형 급배기 유닛으로서, 건물의 외피(3)를 관통하여 설치되는 한 쌍의 통기구(12, 14)를 기본 구조로 한다.

여기서 ‘외피’는 건물의 외벽이나 창호 등 건물을 실내와 실외로 구획하는 구조물을 의미하는 것으로, 본 실시예에 따른 한 쌍의 통기구(12, 14)는 건물의 실내로부터 외피(3)를 관통하여 실외측으로 노출되도록 설치될 수 있다.

나아가, 한 쌍의 통기구(12, 14)는 서로 인접하도록 설치되며, 필요에 따라서는 도 1과 같이 한 쌍의 통기구(12, 14)가 서로 일체로 결합되어 하나의 기구물로서 설치될 수도 있다.

한 쌍의 통기구(12, 14)는 건물의 외피(3)를 관통하도록 설치되므로, 각 통기구(12, 14)의 일단부는 건물의 실내를 향하여 개방되고 타단부는 건물의 외표면으로부터 돌출되도록 설치된다.

본 실시예에 따른 한 쌍의 통기구(12, 14)는 실외측 개방부(타단부)가 개방된 방향을 적절하게 설계함으로써, 바람의 풍압력이 환기용 동력으로 활용되도록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 도 1에 도시된 것처럼, 한 쌍의 통기구(12, 14) 중 어느 하나(예를 들면, 제1 통기구(12))는 건물의 외표면을 따라 부는 바람을 마주보는 방향(예를 들면, 도 1의 'a' 방향)으로 개방시키고, 나머지 통기구(예를 들면, 제2 통기구(14))는 건물의 외표면을 따라 부는 바람을 등지는 방향(예를 들면, 도 1의 'b' 방향)으로 개방시킬 수 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 한 쌍의 통기구(12, 14)는 모두 건물의 외표면으로 돌출되면서 ㄱ자 형태로 구부러지되 서로 반대 방향을 향하도록 구부러져, 건물의 외표면을 따라 바람이 불 경우 한 쌍의 통기구(12, 14)가 각각 바람을 마주보거나 등지는 방향으로 개방될 수 있다.

예를 들어, 건물의 외표면으로부터 한 쌍의 통기구(12, 14)가 돌출되되, 하나는 왼쪽으로 90도만큼 구부러지고 나머지 하나는 오른쪽으로 90도만큼 구부러지도록 설치될 수 있다.

한 쌍의 통기구(12, 14)를 왼쪽과 오른쪽, 즉 수평 방향으로 구부러지도록 구성함으로써, 우천시에 통기구(12, 14)를 통해 빗물이 침투되는 것을 방지할 수 있다.

이처럼, 한 쌍의 통기구(12, 14)가 서로 반대 방향을 향하여 개방되도록 설치된 상태에서, 건물의 외표면을 따라 바람이 불어 통기구에 풍압력이 작용할 경우, 한 쌍의 통기구(12, 14) 중 어느 하나, 즉 바람을 마주보는 방향으로 개방된 통기구(12)에는 정(+)압이 걸려 이 통기구(12)를 통해 외기가 유입되게 된다. 즉, 통기구(12)가 외기의 급기구로서 기능하게 된다.

이 경우, 나머지 하나의 통기구(14), 즉 바람을 등지는 방향으로 개방된 통기구(14)에는 부(-)압이 걸리게 되므로 이 통기구(14)를 통해 실내의 공기가 배출되게 된다. 즉, 통기구(14)가 실내 공기의 배기구로서 기능하게 된다.

정리하면, 본 실시예에 따른 외기 급배기 유닛(10)은 건물의 외표면으로부터 소정 거리만큼 돌출되되, 서로 반대 방향을 향하도록 좌우로 구부러진 한 쌍의 통기구(12, 14)로 이루어지며, 건물의 외표면을 따라 바람이 불 경우 한 쌍의 통기구(12, 14) 중 어느 하나는 급기구로서, 나머지 하나는 배기구로서 기능하여, 자연력(외기의 풍압력)을 동력원으로 한 실내 환기가 가능하게 된다.

본 실시예에 따른 외기 급배기 유닛(10)은, 급기구와 배기구가 동일한 벽면에 일체형으로 설치되므로 중복도형의 평면에서 한쪽 벽면만이 외기에 면하는 실에 설치될 경우에도 원활한 환기가 이루어지게 된다.

본 실시예에 따른 일체형 외기 급배기 유닛(10)은, 급기구와 배기구의 개구부가 서로 반대방향으로 외기에 면하고 있는데, 일체형 외기 급배기구는 건물 주변에 상시적으로 존재하는 풍압력의 정압(+압력)과 부압(-압력) 특성을 이용하여 급기와 배기를 동시에 수행하는 장치로서 급기구와 배기구가 일체화된 장치이다.

계절적 요인 또는 주변 건물 배치의 변화 등에 의해 건물 주변의 풍향이 바뀌는 경우는 급기구와 배기구가 서로 역할을 바꿔 환기가 이루어지므로, 풍향 변화에 관계없이 환기가 이루어지게 된다.

한편, 급기구와 배기구를 분리하여 설치하여도 급기구와 배기구가 서로 반대 방향으로 향하도록 설치되면 일체형과 동일한 환기 효과를 발휘할 수도 있다.

이상으로 설명한 외기 급배기 유닛(10)은 환기장치에 연결하여 사용될 수 있으며, 이 경우 환기장치는 외기의 풍압력을 동력원으로 활용한 무동력 환기장치로 구현될 수 있다.

이 경우, 환기장치에 별도의 모터나 팬을 사용하지 않으므로 환기장치에서 소음이 발생하지 않으며, 외기 급배기 유닛(10)과 실내 급배기 유닛 간의 거리가 짧아 별도의 덕트를 설치할 필요가 없거나 설치하더라도 덕트의 길이가 매우 짧아, 덕트를 손쉽게 청소할 수 있어 환기 시스템의 유지관리가 용이하다는 장점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

3 : 외피 10 : 외기 급배기 유닛
12, 14 : 통기구

Claims (2)

1. 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제1 통기구와;
   상기 제1 통기구에 인접하여 상기 건물의 외피를 관통하여 설치되는 제2 통기구를 포함하되,
   상기 제1 통기구의 일단부는 상기 건물의 실내를 향하여 개방되고,
   상기 제1 통기구의 타단부는 상기 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 상기 외표면을 따라 부는 바람의 풍향에 상응하는 제1 방향을 향하여 개방되며,
   상기 제2 통기구의 일단부는 상기 건물의 실내를 향하여 개방되고,
   상기 제2 통기구의 타단부는 상기 건물의 외표면으로부터 돌출되며, 상기 제1 방향의 반대 방향인 제2 방향을 향하여 개방되며,
   상기 제1 통기구의 타단부 및 상기 제2 통기구의 타단부는 상기 건물의 외표면으로부터 소정 거리만큼 돌출되되, 서로 반대 방향을 향하도록 구부러져 있어,
   상기 건물의 외표면을 따라 바람이 불어 풍압력이 작용할 경우, 상기 제1 통기구 및 상기 제2 통기구 중 어느 하나는 정(+)압에 의해 급기구로서 기능하고, 상기 제1 통기구 및 상기 제2 통기구 중 나머지 하나는 부(-)압에 의해 배기구로서 기능하는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 통기구와 상기 제2 통기구는 서로 결합되어 하나의 장치로서 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 풍력을 이용한 일체형 외기 급배기 유닛.
   

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