KR102082740B1 - 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재 - Google Patents

알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 종래 알루미늄 창호의 단열구간 조성을 위해 구성되는 단열재의 구조와 형성에 대하여, 단열효율과 구조적 안정성의 향상 및 변형 방지의 효과를 가질 수 있도록 개발된 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.

Description

알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재{Honeycomb structure insulation for aluminum windows}
본 발명은 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 종래 알루미늄 창호의 단열구간 조성을 위해 구성되는 단열재의 구조와 형성에 대하여, 단열효율과 구조적 안정성의 향상 및 변형 방지의 효과를 가질 수 있도록 개발된 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.
종래 알루미늄 창호의 경우, 경도와 강도에 대한 이점을 가지는 반면 높은 열전도성에 의해 알루미늄으로 제작된 창호는 높은 단열성능을 기대할 수 없었다.
때문에, 종래 알루미늄 창호의 경우에는 단열성능을 확보하기 위하여 창문 및 창틀 프레임 중간에 단열성능이 높은 폴리아미드 또는 PVC 재질의 압출형재를 결합하여 열관류율을 낮추도록 하는 보편적인 구조를 가지고 있다.
그러나, 전술된 압출형재의 경우, 알루미늄에 비해 강성과 내구성이 떨어지고, 열에 의한 변형이 쉬운 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 알루미늄 재질의 단열재를 구현하되, 알루미늄의 장점을 유지하면서 단점을 해소할 수 있는 단열재를 제공하고자 한다.
단열재는 일정한 온도가 유지되도록 하려는 부분의 바깥쪽을 피복하여 외부로의 열손실이나 열의 유입을 적게 하기 위한 재료로 정의되며, 다방면에서 다양한 형태로 사용되어지고 있다.
이러한 단열재에 대하여 벌집구조(메쉬망)의 형상을 가지도록 하는 것에 대하여 등록특허공보 제10-1684625호의 단열재(선행기술 1)이 기재되어 있다.
선행기술 1은, 제1단열재(10)의 제1플렉시블포일(11) 및 제2단열재(20)의 제2플렉시블포일(21)을 접착부재(30)로 접착시킴에 있어서 점 영역 또는 띠 영역이 아닌 메쉬(31)로서 그물망 구조로 접착시켜 공기를 가둘 수 있는 그물코형 에어캡(32)들을 곳곳에 분포시켜 제1단열재(10) 및 제2단열재(20) 상호간의 접착력의 극대화는 물론이거니와 그물코형 에어캡(32)에 가둬진 공기에 의해 단열의 효과 역시 극대화할 수 있으며, 나아가 건축물의 폭이나 크기에 맞추어 어느 부분을 절단하여 사용하더라도 곳곳의 그물코형 에어캡(32)의 분포에 의해 가둬진 공기로서 단열의 효과를 그대로 유지시킬 수 있는 단열재에 관한 것이다.
그 외에도, 등록특허공보 제10-1715347호의 와이어메쉬 단열재와 이를 이용한 온돌구조 등과 같이 바닥 패널에서 적용되는 단열재에서 소정의 목적을 달성하기 위하여 메쉬(벌집)형상의 단열재를 사용하는 것을 기재하고 있다.
창호에 관련된 단열재로서, 공개특허공보 제10-2019-0099997호의 단열기능이 향상된 창호 프레임과 같이 통상의 창호에 단열재를 적용하고 있고,
아울러, 등록특허공보 제10-1914811호의 프리프레그 보강재가 구비된 창호용 프로파일을 참조하면, 해다 문헌의 도면과 같이 이루어진 창호에서 단열재를 중간에 구비시켜 단열 기능을 도모하고 있다.
그러나 본 발명의 기술분야에 해당하는 창호의 단열재에 대해서는 메쉬망 형상을 가지는 단열재의 적용이 이루어지지 않고 있다.
그럴 수 밖에 없는 이유로, 종래 알루미늄 창호의 경우, 경도와 강도에 대한 이점을 가지는 반면 높은 열전도성에 의해 알루미늄으로 제작된 창호는 높은 단열성능을 기대할 수 없었고, 때문에, 종래 알루미늄 창호의 경우에는 단열성능을 확보하기 위하여 창문 및 창틀 프레임 중간에 단열성능이 높은 폴리아미드 또는 PVC 재질의 압출형재를 결합하여 열관류율을 낮추도록 하는 보편적인 구조를 가지고 있다.
이러한 압출형재는 결합도 용이하고 제작에 대한 단가가 크게 증가하지 않기 때문에, 알루미늄에 비해 강성과 내구성이 떨어지고, 열에 의한 변형이 쉬운 단점이 있음에도 불구하고 개선되어지지 않았기 때문이다.
그러나 전술된 압출형재 역시 위의 문제점을 가지고 있기 때문에 이러한 문제점을 극복할 수 있는 새로운 형태의 단열재의 제공이 필요한 시점이다.
등록특허공보 제10-1684625호(2016.12.07. 공고) 등록특허공보 제10-1715347호(2017.03.22. 공고) 공개특허공보 제10-2019-0099997호(2019.08.28.) 등록특허공보 제10-1914811호(2018.11.02. 공고)
본 발명의 목적은, 종래 알루미늄 창호의 단열구간 조성을 위해 구성되는 단열재의 구조와 형성에 대하여, 단열효율과 구조적 안정성의 향상 및 변형 방지의 효과를 가질 수 있도록 개발된 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것으로,
종래 알루미늄 창호의, 경도와 강도에 대한 이점을 가지는 반면 높은 열전도성에 의해 알루미늄으로 제작된 창호는 높은 단열성능을 기대할 수 없었고, 때문에, 종래 알루미늄 창호의 경우에는 단열성능을 확보하기 위하여 창문 및 창틀 프레임 중간에 단열성능이 높은 폴리아미드 또는 PVC 재질의 압출형재를 결합하여 열관류율을 낮추도록 하는 보편적인 구조를 가지고 있는 것을 개량하여,
알루미늄의 장점을 유지하면서 단점을 해소할 수 있는, 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재는, 내측에 중공을 가지는 외관(10)과, 상기 중공 상에 형성된 라인(20)을 포함하되, 상기 라인(20)을 통해 상기 중공에 벌집(다공형상)구조 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 라인(20)은,
내벽(11)에서 직접 연장되어 돌출된 제1 라인(21); 어느 2개의 제1 라인(21) 사이를 연결하여 형성된 제2 라인(22); 상기 제1 라인(21)과 제2 라인(22) 사이를 연결하여 형성된 제3 라인(23); 및 상기 제2 라인(22) 2개가 만나는 단부 사이에 연결되어 형성된 제4 라인(24);을 포함하여,
상기 제1 라인 내지 제4 라인의 결합을 통해 벌집(다공형상)구조의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 의하면, 종래 알루미늄 창호의 단열구간 조성을 위해 구성되는 단열재의 구조와 형성에 대하여, 단열효율과 구조적 안정성의 향상 및 변형 방지의 효과를 가질 수 있도록 개발된 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 적용한 실시형태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 적용한 것을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 종래 알루미늄 창호의 단열구간 조성을 위해 구성되는 단열재의 구조와 형성에 대하여, 단열효율과 구조적 안정성의 향상 및 변형 방지의 효과를 가질 수 있도록 개발된 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 관한 것이다.
종래 알루미늄 창호의 경우, 경도와 강도에 대한 이점을 가지는 반면 높은 열전도성에 의해 알루미늄으로 제작된 창호는 높은 단열성능을 기대할 수 없었다.
때문에, 종래 알루미늄 창호의 경우에는 단열성능을 확보하기 위하여 창문 및 창틀 프레임 중간에 단열성능이 높은 폴리아미드 또는 PVC 재질의 압출형재를 결합하여 열관류율을 낮추도록 하는 보편적인 구조를 가지고 있다.
그러나, 전술된 압출형재의 경우, 알루미늄에 비해 강성과 내구성이 떨어지고, 열에 의한 변형이 쉬운 단점이 있다.
따라서, 본 발명에서는 알루미늄 재질의 단열재를 구현하되, 알루미늄의 장점을 유지하면서 단점을 해소할 수 있는 단열재를 제공하고자 한다.
이러한 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 첨부된 도면의 도 1을 통해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에 따른 단열재는, 내측에 중공을 가지는 외관(10)과 상기 중공 상에 형성된 라인(20)으로 이루어진 벌집형태를 가진다.
다만, 본 발명에 따른 단열재는 라인(20)으로 이루어져 벌집형태를 가지되 그 형상이 다이아몬드 형상을 가지도록 할 수도 있다. 이는 첨부된 도면의 도 4와 같다. 도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 적용한 것을 나타낸 것이다.
구체적으로, 상기 외관(10)은 첨부된 도면의 도 1의 측단면 형상을 가지고 이러한 형상이 길이방향으로 소정의 길이만큼 길게 연장되도록 구성된다.
다만, 전술된 측단면 형상은 본 발명에서는 한정하지 않는다. 즉, 도 2 및 도 3과 같이 적용되는 사용처(문틀, 창틀, 창호 등)에 따라서 다양한 형상을 가질 수 있다는 것이다.
다만, 본 발명에서 한정되는 것은 이러한 외관(10)의 내측에 형성된 중공에 벌집형상의 구조를 가진다는 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재를 적용한 실시형태를 나타낸 것이다.
이하에서 서술되는, 외관(10), 라인(20) 등의 구조는 폴리아미드(polyamide) 또는 PVC(polyvinyl chloride) 재질로 이루어진다.
먼저, 외관(10) 내측의 중공 중, 내벽(11)에는 복수 개의 라인(20)이 연장되도록 한다. 이러한 라인(20)이 연장되는 돌출 각도는 다양할 수 있다.
이러한 라인(20)은, 내벽(11)에서 직접 연장되어 돌출된 제1 라인(21); 어느 2개의 제1 라인(21) 사이를 연결하여 형성된 제2 라인(22); 상기 제1 라인(21)과 제2 라인(22) 사이를 연결하여 형성된 제3 라인(23); 및 상기 제2 라인(22) 2개가 만나는 단부 사이에 연결되어 형성된 제4 라인(24);을 포함하여,
이러한 제1 내지 제4 라인의 결합을 통해 다공형상구조의 형상이 단열재 내부에 형성되도록 한다.
이에 따라, 단열재 내부가 유기적으로 연결되어 하중과 외력을 분산해줏고 뒤틀림이나 휨의 인장력에 대한 저항을 높여주게된다. 또한 열에 의한 변형에도 기존의 단열재보다 조밀한 연결구조에 의해 저항력을 발휘하여 변형을 방지할 수 있다.
아울러, 이러한 다공형상구조의 단열재는, 기존의 단열재에 비하여 단열성능이 향상된다. 이는 첨부된 도면의 도 5 및 도 6을 참조하도록 한다.
도 5는 종래 단열재를 도 6은 본 발명에 따른 단열재에 대한 단열성능을 실험한 것으로서, 각 실험은 통상의 시험방법으로서 NFRC에서 권장하는 방법으로 수행하였고, 24T의 로이 복층유리(5Low-E+14단열간봉(Ar)+6CL)를 가지는 미서기 이중창으로 실험을 수행한 것이다.
또한, 전도열의 경우 전도체의 길이가 내부에서 확장되게 되므로 열 전도구간을 보다 두텁고 길게 만들어주는 효과를 발현하여 단열층의 효율을 향상시킬 수 있고, 복사열의 경우 벌집형상의 다공구조는 열의흡수 및 재방사 면적을 극대화하고 그 층이 단계적으로 겹겹이 중복되므로, 복사열의 변형(복사열의 흡수-복사열 방사) 횟수와 작용면적을 증폭시키므로 열의 획득과 소실을 정체시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 다공구조의 중공 공간에서 공기로 흡수 된 후 재방사되는 복사열은 한 방향(내부>외부)이 아닌 양방향(외부=내부)으로 방사되므로 열의 재취득(난방의경우) 또는 열의 재방출(냉방의경우) 효과로 인해 단열성능은 다시 한번 향상시킬 수 있다. 즉, 열의 이동 속도를 저하시켜 단열효율을 높이고 열의 처리 과정을 중첩시켜 열효율을 증폭시키는 효과를 발현할 수 있다.
한편, 설계 조건에 따라서는, 상술된 라인(20)에 [표 1]과 같은 홈을 형성할 수 있다.
Figure 112019107124515-pat00001
먼저, [표 1]의 (가)는 도 1과 같은 측단면 방향에서 바라본 것을 나타낸 것으로, 1개의 라인(20)에 상, 하면으로부터 오목하게 형성된 홈이 2개 형성될 수 있고, 이때 2개의 홈은 (가)와 같이 어느 1개가 다른 1개보다 선단(바라보는 방향 기준)에 위치되도록 할 수 있다.
즉, [표 1]의 (나)와 같이, 2개의 홈 각각은 상호 반대 방향으로 형성되는 것이다.
이러한 홈은, 라인에 의해 형성된 다공형상구조로 인한 통공(길이방향의 라인 사이 홀을 지칭)에 대하여 공기의 유동방향 제어를 위한 구조이다.
즉, 홈이 형성된 방향으로 공기의 압력이 더 세짐에 따라 공기의 흐름 방향을 유도하는 것이다. 때문에, 본 발명에서 목적으로 하는 양방향의 복사열 방사를 더 효과적으로 달성할 수 있을 것이다.
이러한 홈의 형성은, 복수의 라인으로 형성된 1개의 통공에 대해서는 상기 통공을 이루는 모든 라인의 면에 동일한 방향의 홈이 형성되도록 할 수 있다.
다만, 1개의 라인에 대하여 양면의 통공은 다른 방향을 가져야 하므로, 이에 따라서 어느 한 통공은 홈이 동일 방향을 가지기 어려울 수 있으며, 이 경우, 해당 통공에 해당하는 라인의 일면에는 홈을 형성하지 않도록 할 수 있다.
다만, 설계 조건에 따라서는, 홈이 형성되지 않는 통공에 해당되는 라인의 일면에는 길이방향을 따라 라인 상에 오목하게 형성된 다수의 레일홈을 포함할 수 있다. 이러한 레일홈은 바람직하게 2개가 형성될 수 있고, 이러한 레일홈의 형상에 대응되는 돌기를 가지는 판부가 상기 통공의 내측으로 수직되게 위치될 수 있다.
이때, 레일홈은 양단부가 폐쇄되는 길이를 가질 수 있고, 아울러 그 형태가 '凸'의 형상을 가지며, 상기 돌기도 이에 대응되는 형태를 가짐으로써, 돌기가 레일홈으로부터 이탈되지 않도록 구성할 수 있다.
즉, 판부는 레일홈을 따라 통공 내측에서 길이방향으로 자유 이동이 가능해지고, 이동은 레일홈을 따라 움직이는 돌기에 의해 가능할 수 있다. 이러한 레일과 돌기 및 판부의 구조는, 6면체를 이루는 하나의 통공에 대하여 어느 마주하는 2개의 면에 각각 형성됨으로써, 판부의 각 단부가 맞닿도록 형성할 수 있다.
그리고 2개의 판부 중 어느 하나의 단부에는 판부로부터 수직되는 방향을 가지는 수직판이 직각으로 절곡되어 연장될 수 있고, 이러한 수직판은 인접한 다른 판부의 일부면에 닿도록 하는 높이를 갖도록 한다.
따라서, 공기의 약간의 유동에 의해 발생되는 판부의 자유 이동에 따라, 어느 하나의 판부의 수직판이 다른 하나의 판부 방향으로 이동하여 약간의 타격을 제공함으로써, 공기의 압력을 변화시켜 복사열 등의 유동이 이루어지도록 유도할 수 있다. 이는 타방으로 공기유로가 형성되는 것과 유기적으로 작용하여, 양방향 이동이 보다 효과적으로 이루어지도록 할 수 있을 것으로 기대된다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
10 : 외관
11 : 내벽
20 : 라인

Claims (2)

  1. 내측에 중공을 가지는 외관(10)과, 상기 중공 상에 형성된 라인(20)을 포함하되, 상기 라인(20)을 통해 상기 중공에 다공형상구조 형상을 가지는 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재에 있어서,
    상기 라인(20)은,
    내벽(11)에서 직접 연장되어 돌출된 제1 라인(21);
    어느 2개의 제1 라인(21) 사이를 연결하여 형성된 제2 라인(22);
    상기 제1 라인(21)과 제2 라인(22) 사이를 연결하여 형성된 제3 라인(23); 및
    상기 제2 라인(22) 2개가 만나는 단부 사이에 연결되어 형성된 제4 라인(24);을 포함하여,
    상기 제1 라인 내지 제4 라인의 결합을 통해 다공형상구조의 형상을 갖되,
    (a) 상기 각 라인(20)에는 상, 하면으로부터 오목하게 형성된 홈이 2개 형성되고, 상기 2개의 홈은 어느 1개가 다른 1개보다 선단에 위치되도록 하며, 상기 홈의 형성은 복수의 라인으로 형성된 1개의 통공에 대하여 상기 통공을 이루는 모든 라인의 면에 동일한 방향의 홈이 형성되도록 하되, 1개의 라인에 대하여 양면의 통공은 다른 방향을 가지므로 인해 라인의 어느 일면에는 홈이 형성되지 않도록 하고,
    (b) 상기 홈이 형성되지 않은 통공에 해당되는 라인의 일면에는 길이방향을 따라 라인 상에 오목하게 형성된 레일홈을 포함하며,
    상기 레일홈은 양단부가 폐쇄되는 길이를 가지며 '凸'의 형상을 갖고, 상기 레일홈에는 상기 레일홈의 형상에 대응되는 돌기가 이탈되지 않도록 고정되며 상기 돌기에는 판부가 연결되어 상기 판부가 통공 내측에 위치되되,
    상기 레일홈, 돌기 및 판부는 1개의 통공에 대하여 마주하는 2개의 라인 면에 각각 1개씩 형성되어, 1개의 통공에 총 2개 구성되며, 2개의 판부 중 어느 하나의 단부에는 나머지 하나의 판부의 일부면에 닿도록 수직되게 절곡된 수직판이 포함되어, 통공 내에 공기의 유동이 발생되면 판부가 자유 이동되며, 상기 수직판을 갖는 판부가 다른 하나의 판부를 타격하도록 하는 것을 특징으로 하는, 알루미늄 창호용 다공형상구조 단열재.
  2. 삭제
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KR20190099997A (ko) 2018-07-03 2019-08-28 김미경 단열기능이 향상된 창호 프레임

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