KR102190513B1 - 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물 벽체에 설치되는 시스템 창호에 있어서, 유리창의 모서리가 소정 깊이 내설되는 내측 프레임, 상기 내측 프레임의 외주부에 형성되는 외측 프레임 및 상기 복수의 프레임 내면과 결합하고, 상호 대향 배치되어 건물 외부와 내부의 열교환 현상을 차단하는 복수의 이격재를 포함하되, 상기 복수의 프레임은 상기 내측 프레임이 두께 방향으로 이동하여 선택적으로 접하여 개폐가 이루어지되, 상기 복수의 프레임 사이에 중공부가 형성되어, 상기 복수의 프레임의 두께 방향 양측이 접하지 않을 시에 외기가 건물 내부로 유입되고, 상기 이격재는 상기 중공부에 복수로 개재되어, 상기 외측 프레임 또는 내측 프레임의 이동에 의해 종속적으로 상기 중공부를 개폐하며, 상기 중공부가 개방 시, 상기 복수의 이격재가 형성하는 유로의 실외측이 벨마우스 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호다.

Description

환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호{Ventilation efficiency improved system security window}

본 발명은 시스템 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세한 틈새를 개방하는 창호의 환기 효율을 종래에 비해 향상시킬 수 있는 구조의 시스템 창호에 관한 것이다.

창호는 설치되는 건물을 기준으로 실내 및 실외를 구분하는 대표적인 구성이다. 창호는 목적, 형상, 구조 및 위치에 따라 분류가 다양하며, 기능적인 측면에서 뿐만 아니라 의장에서도 건축설계상 중요한 기능을 수행한다.

창문의 가장 중요한 기능 중 하나는 채광이다. 창호 프레임에 내설되는 유리창의 면적 및 빛의 투과율에 따라 설계자가 선정할 수 있으며, 단순한 설계 변경으로도 채광과 관련된 프로파일을 용이하게 조절할 수 있다. 또한 창호와는 별도로 주변에 설치되는 커튼이나 블라인드와 같은 빛 차단 구성을 추가하여 채광을 조절할 수 있다.

창호의 기능 중 채광에 못지않게 중요한 기능 중 하나가 환기다. 환기는 창문이 개방 시에 실내 공기와 실외 공기가 교환되는 현상으로, 이를 실현시키기 위하여 건물의 거주자는 창문을 개방하여 환기시킨다.

그러나 상기와 같은 방법으로 환기 시, 공기가 교환되면서 외기 및 내기의 열교환 현상이 급격하게 발생함에 따라 거주자가 환기에 대한 거부감이 들 수 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 국내등록특허공보 제10-1818434호는 창문을 개방하지 않은 상태에서도 환기가 가능한 창호 시스템에 대하여 기재하고 있다. 공기를 수용할 수 있는 챔버가 형성된 창문 틀이 배치되고, 챔버를 연통하는 공기유입유로 및 공기배출유로가 형성되어 환기를 실현한다.

그러나 이와 같은 유로의 단순 연통 구조는 실내 공기가 실외로 배출되는 효율이 떨어진다는 문제점이 발생할 수 있다.

국내등록특허공보 제10-1818434호 "창호형 환기 장치 및 이를 이용한 창호 자동 환기 시스템" (2018. 01. 09.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 환기의 효율을 극대화함과 동시에 방범 기능을 수행할 수 있는 시스템 창호를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 건물 벽체에 설치되는 시스템 창호에 있어서, 유리창의 모서리가 소정 깊이 내설되는 내측 프레임, 상기 내측 프레임의 외주부에 형성되는 외측 프레임 및 상기 복수의 프레임 내면과 결합하고, 상호 대향 배치되어 건물 외부와 내부의 열교환 현상을 차단하는 복수의 이격재를 포함하되, 상기 복수의 프레임은 상기 내측 프레임이 두께 방향으로 이동하여 선택적으로 접하여 개폐가 이루어지되, 상기 복수의 프레임 사이에 중공부가 형성되어, 상기 복수의 프레임의 두께 방향 양측이 접하지 않을 시에 외기가 건물 내부로 유입되고, 상기 이격재는 상기 중공부에 복수로 개재되어, 상기 외측 프레임 또는 내측 프레임의 이동에 의해 종속적으로 상기 중공부를 개폐하며, 상기 중공부가 개방 시, 상기 복수의 이격재가 형성하는 유로의 실외측이 벨마우스 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 외측 프레임 또는 내측 프레임의 이동에 의하여 종속적으로 상기 복수의 이격재가 형성하는 공기의 유로는 외기를 용이하게 흡입하는 벨마우스 형상의 흡입부, 상기 흡입부로부터 흡입된 외기의 유속을 증가시키는 유속 가속부 및 낮은 압력을 형성하여 흡입된 외기를 배출하는 토출부를 포함하여, 실외측에서 실내측으로 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 중공부가 개방되었을 시의 상기 유속 가속부는 상기 흡입부와 연통되는 구간의 제1 단면적이 상기 토출부와 연통되는 구간의 제2 단면적보다 큰 값으로 형성되고, 상기 흡입부 측에서 상기 토출부 측으로 단면적이 지속적으로 감소하여 외기의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 토출부는 실외측에서 실내측으로 단면적이 지속적으로 증가하여, 외기의 진행 방향을 따라 압력이 감소하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이격재는 상기 복수의 프레임과 결합하는 저면부 및 상기 저면부와의 거리가 가장 큰 값으로 이루어진 마루를 포함하고, 외기의 유입 경로를 형성하는 모서리부를 더 포함하며, 상기 모서리부는 상기 마루를 기준으로 실내측의 곡률 값이 실외측의 곡률 값보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명으로 인하여, 창문을 많이 개방하지 않는 시스템 창호의 환기 효율을 개선시킬 수 있다.

따라서, 환기 시에 빗물과 같은 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 방범 기능도 동시에 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 개방된 중공부를 도시한 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이격재를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 내측 프레임의 이동 범위에 따라, 복수의 이격재가 형성하는 유로를 도시한 예시도이다.

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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 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.

도 1은 본 발명에 따른 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호를 도시한 예시도이다. 시스템 창호는 개폐방식에 따라 다양한 구조로 이루어질 수 있으며, 틸트앤턴(Tilt & Turn), 틸트온리(Tilt only), 픽스(Fix) 및 틸트앤슬라이드(Tilt & Slide)로 구분할 수 있다. 상기한 방식 중에서 픽스(Fix) 타입을 제외한 복수의 시스템 창호 타입에서는 도 1의 (c)에 도시된 환기 모드가 실현된다. 즉, 도 1의 (b)와 같이 건물 벽체에 고정 설치되는 상기 외측 프레임(100)을 기준으로 상기 내측 프레임(200)이 소정 간격 이동하여, 외기가 실내로 유입되거나 내기가 실외로 배출될 수 있는 유로를 조성한다. 환기 모드에서는 외기 및 내기의 순환을 위한 유로만을 형성하기 때문에 다른 이물질이 출입하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 건물 벽체에 설치되는 시스템 창호에 관한 것으로, 외측 프레임(100), 유리창이 내설되는 내측 프레임(200)을 포함하여 이루어진다. 상기 외측 프레임(100)은 건물 벽체에 고정되어 배치되고, 상기 내측 프레임(200)은 사용자의 선택에 따라 프레임의 두께 방향(횡방향)으로 일정 간격 이동할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명에 따른 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호를 도시한 단면도이다. 도 2와 같이, 상기 복수의 프레임(100,200) 사이에는 건물 벽체의 외기 및 내기가 출입하는 중공부(400)가 형성된다.

상세한 설명을 위하여 상기 외측 프레임(100)의 두께 방향 일측(실내측)을 제1 외측 프레임 단부(110), 두께 방향 타측(실외측)을 제2 외측 프레임 단부(120)로 정의한다. 또한 상기 내측 프레임(200)의 두께 방향 일측(실내측)을 제1 내측 프레임 단부(210), 두께 방향 타측(실외측)을 제2 내측 프레임 단부(220)로 정의한다.

상기 중공부(400)는 도 2의 (b)와 같이 상기 제1 외측 프레임 단부(110) 및 제1 내측 프레임 단부(210)가 상호 접하고, 상기 제2 외측 프레임 단부(120) 및 상기 제2 내측 프레임 단부(220)가 상호 접했을 시에 폐쇄된다.

건물의 거주자가 환기가 필요하여 상기 내측 프레임(200)을 일정 간격 이동시키면, 도 2의 (a)와 같이 상기 복수의 프레임 단부 사이에 외기의 입구 및 출구가 형성된다. 즉, 상기 중공부(400)가 개방되어 외기가 유입되는 경로가 생성된다. 기존에 존재하는 내기는 대류 현상에 따라 내부에서 순환되어 시스템 창호의 상부측으로 토출된다.

따라서, 상기 내측 프레임(200)의 이동 여부에 따라 상기 중공부(400)가 개방 또는 폐쇄되어, 건물의 거주자가 선택적으로 환기를 실행할 수 있다.

상기 중공부(400)에는 상기 복수의 프레임(100,200)과 결합되는 복수의 이격재(300)가 배치되어 외기가 실내로 유입되는 효율을 향상시킬 수 있으며, 관련된 형상 및 구조는 하기에 후술한다.

도 3은 본 발명에 따른 개방된 상기 중공부(400)를 도시한 확대도이다. 상기 중공부(400)는 상기 복수의 이격재(300)에 의해 복수의 구간으로 구획된다. 상기 복수의 프레임(100,200)의 두께 방향을 따라 실외측에서 실내측으로 흡입부(410), 유속 가속부(420) 및 토출부(430)가 순차적으로 구분 구획된다.

상기 흡입부(410)는 실외측에서 유입된 외기가 상기 복수의 이격재(300)와 최초로 충돌하는 구간으로, 외기가 실내측으로 유입되는 방향을 따라 유로의 단면적이 점차 감소하는 벨마우스 형상으로 이루어질 수 있다. 상기와 같은 구조는 유입되는 외기의 와류 현상을 줄이고 측류로 전환되어, 외기가 용이하게 유입될 수 있다.

상기 유속 가속부(420)는 상기 흡입부(410)에서 유입된 외기의 속도가 증가하는 구간으로, 외기의 유입 방향을 따라 단면적이 점차 감소하는 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 흡입부(410)와 연통되는 제1 단면적(A1) 값이 상기 토출부(430)와 연통되는 제2 단면적(A2) 값보다 큰 값으로 이루어진다.

이는 벨마우스 형상의 상기 흡입부(410)에 의해 유량의 손실을 최소화한 외기가 유량방정식에 따라 상기 제1 단면적(A1) 및 제2 단면적(A2)에서의 유량이 일정하다면, 유속이 점차 증가한다는 것을 의미한다.

즉,

상기와 같은 수식에 따라, 외기의 유입 속도는 지속적으로 증가된다.

상기 토출부(430)는 낮은 압력이 형성되는 구간으로, 압력차에 의하여 외기가 용이하게 유입될 수 있다. 이 때, 상기 토출부(430)의 단면적은 상기 흡입부(410) 및 유속 가속부(420)와는 다르게 외기의 유입방향을 따라 지속적으로 증가하는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 유속 가속부(420)에서 유속이 증가한 외기는 속도와 압력이 반비례한다는 베르누이 정리에 따라 상기 토출부(430)의 압력이 낮아진다. 따라서, 상기 유속 가속부(420)에서 유입된 외기의 유입 효율이 극대화될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 이격재(300)를 도시한 예시도이다. 도 4와 같이, 상기 이격재(300)는 도 3에 도시된 상기 중공부(400)의 특별한 형상을 이루기 위하여 모서리부가 특정한 곡률을 갖는 호로 이루어질 수 있다. 상기 이격재(300)의 상세한 설명을 위하여, 결합되는 상기 외측 프레임(100) 또는 내측 프레임(200)와 접하는 면을 저면부(310), 곡률을 갖는 모서리부 중에서 상기 저면부(310)와 가장 멀리 떨어진 지점을 마루(320)로 정의한다.

상기 마루(320)는 상기 저면부(310)의 중점과 어긋난 지점에 형성된다. 이는 상기 복수의 이격재(300)가 대향되어 형성되는 상기 중공부(400)의 유로가 도 3에 도시된 형상으로 설계되기 위함이다. 즉, 상기 흡입부(410) 및 유속 가속부(420)를 형성하는 구간의 곡률은 상기 토출부(430)를 형성하는 구간의 곡률보다 완만하게 이루어져, 상기 중공부(400)의 토출부(430)에서 압력이 작은 값을 갖는데 효과적인 구조로 설계할 수 있다.

또한 상기 이격재(300)의 상기 마루(320)를 기점으로 상기 이격재(300)의 길이방향 양측의 곡률이 상호 다른 값으로 이루어져, 상기 복수의 이격재(300)가 대향 배치되어 상기 흡입부(410), 유속 가속부(420) 및 토출부(430)가 생성된다.

상기 중공부(400)가 폐쇄되는 상태에서 상기 복수의 프레임(100,200)과 결합되어 대향 배치되는 상기 복수의 이격재(300)는 상기 복수의 마루(320)가 상호 접하여 유로를 차단한다. 상기와 같은 구조를 실현시키기 위하여, 상기 이격재(300) 내부는 별도의 중공층(330)으로 이루어져, 상기 복수의 이격재(300)가 접촉하여 형상이 일정 범위 변형될 수 있다. 그러나 상기 중공부(400)가 폐쇄된 상태에서 유로를 용이하게 차단할 수 있는 재질로 형성되거나 이를 실현시킬 수 있는 구조라면, 상기 이격재(300)의 구조를 별도로 한정하지는 않는다.

도 5는 본 발명에 따른 복수의 이격재가 형성하는 유로를 도시한 예시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 이격재(300)는 상기 복수의 프레임(100,200) 내부에서 대향 배치되어 외기가 유입되는 유로를 형성한다. 이 때, 상기 내측 프레임(200)이 이동하는 범위에 따라 상기 중공부(400)에 형성되는 외기 유입 유로의 형상이 달라진다. 즉, (a)와 같이 상기 내측 프레임(200)의 이동 범위가 5 밀리미터(mm) 미만으로 극히 제한적이면, 외기가 유입될 수 있는 충분한 간격의 유로가 형성되지 않는다. 또한 (c)와 같이 상기 내측 프레임(200)의 이동 범위가 8 밀리미터(mm) 이상으로 과도하게 큰 값으로 이루어지면, 외기 외의 이물질이 프레임 내부로 투입되어 환기 효율이 하락하는 현상이 발생할 수 있다.

(b)는 상기 내측 프레임(200)의 제1 내측 프레임 단부(210)가 상기 제1 외측 프레임 단부(110)와 접하는 지점에서 소정 간격 이동한 상태를 도시한 예시도이다. 이 때, 상기 복수의 이격재(300)가 형성하는 외기의 유입 유로는 벨마우스 형상의 상기 흡입부(410)가 가장 이상적으로 형성되는 값으로, 본 발명의 과제를 효과적으로 해결할 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있다.

100 : 외측 프레임
200 : 내측 프레임
300 : 이격재
310 : 저면부 320 : 마루
400 : 중공부
410 : 흡입부 420 : 유속 가속부
430 : 토출부

Claims (5)

1. 건물 벽체에 설치되는 시스템 창호에 있어서,
   유리창의 모서리가 소정 깊이 내설되는 내측 프레임(200);
   상기 내측 프레임(200)의 외주부에 형성되는 외측 프레임(100); 및
   상기 복수의 프레임(100,200) 내면과 결합하고, 상호 대향 배치되어 건물 외부와 내부의 열교환 현상을 차단하는 복수의 이격재(300);
   를 포함하되,
   상기 복수의 프레임(100,200)은
   상기 내측 프레임(200)이 두께 방향으로 이동하여 선택적으로 접하여 개폐가 이루어지되,
   상기 복수의 프레임(100,200) 사이에 중공부(400)가 형성되어, 상기 복수의 프레임(100,200)의 두께 방향 양측이 접하지 않을 시에 외기가 건물 내부로 유입되고,
   상기 이격재(300)는
   상기 중공부(400)에 복수로 개재되어, 상기 외측 프레임(100) 또는 내측 프레임(200)의 이동에 의해 종속적으로 상기 중공부(400)를 개폐하며,
   상기 중공부(400)가 개방 시, 상기 복수의 이격재(300)가 형성하는 유로의 실외측이 벨마우스 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 외측 프레임(100) 또는 내측 프레임(200)의 이동에 의하여 종속적으로 상기 복수의 이격재(300)가 형성하는 공기의 유로는
   외기를 용이하게 흡입하는 벨마우스 형상의 흡입부(410), 상기 흡입부(410)로부터 흡입된 외기의 유속을 증가시키는 유속 가속부(420) 및 낮은 압력을 형성하여 흡입된 외기를 배출하는 토출부(430)를 포함하여, 실외측에서 실내측으로 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 중공부(400)가 개방되었을 시의 상기 유속 가속부(420)는
   상기 흡입부(410)와 연통되는 구간의 제1 단면적(A1)이 상기 토출부(430)와 연통되는 구간의 제2 단면적(A2)보다 큰 값으로 형성되고,
   상기 흡입부(410) 측에서 상기 토출부(430) 측으로 단면적이 지속적으로 감소하여 외기의 유속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 토출부(430)는
   실외측에서 실내측으로 단면적이 지속적으로 증가하여, 외기의 진행 방향을 따라 압력이 감소하는 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 이격재(300)는
   상기 복수의 프레임(100,200)과 결합하는 저면부(310) 및
   상기 저면부(310)와의 거리가 가장 큰 값으로 이루어진 마루(320)를 포함하고, 외기의 유입 경로를 형성하는 모서리부를 더 포함하며,
   상기 모서리부는
   상기 마루(320)를 기준으로 실내측의 곡률 값이 실외측의 곡률 값보다 큰 것을 특징으로 하는 환기 효율이 향상된 시스템 방범 창호.

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