KR102326091B1 - 복수의 펠티어 셀들이 있는 창유리가 끼워진 윈도우들 및 도어들 - Google Patents

복수의 펠티어 셀들이 있는 창유리가 끼워진 윈도우들 및 도어들 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 펠티어 셀들이 있는 창유리가 끼워진 윈도우들 및 도어들에 관한 것이다. 이런 창유리가 끼워진 요소들은 고정부 (2') 및 이동부 (2") 를 구비한 프레임을 갖고, 상기 프레임에는 적어도 하나의 이중창 유닛 (3) 이 존재하고, 상기 프레임의 이동부 (2") 에 배열된 이중창 유닛의 가장자리에서 상기 이중창 유닛에 존재하는 간격에 복수의 펠티어 셀들 (11) 이 존재하는 것이 제공된다. 실제로, 이러한 셀들이 도어 및 윈도우의 외부 표면에 배열된 부분 (12') 을 갖는, 최적의 열전도 재료로 제조된 외부 (12) 를 향하여 열을 소산하기 위한 요소와 접촉되어 위치되는 것이 제공된다. 게다가, 셀들 (11) 의 각각에 대하여 높은 열전도율을 갖는 재료로 제조되고 이중창 유닛의 내부를 향하여 소산하기 위한 열 싱크 (13) 로서 작용하는 시트가 겹쳐 놓여지는 것이 제공된다.

Description

복수의 펠티어 셀들이 있는 창유리가 끼워진 윈도우들 및 도어들{PANED WINDOWS AND DOORS IN WHICH THERE IS A PLURALITY OF PELTIER CELLS}
Berto Giampaolo 및 Vignaga Silvano 명의의 본 발명은 제목이 "복수의 펠티어 셀들 (Peltier cells) 이 있는 창유리가 끼워진 (paned) 윈도우들 및 도어들" 이다.
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 복수의 펠티어 셀들이 있는 창유리가 끼워진 윈도우들 및 도어들에 관한 것이다.
특히 지난 몇년에 걸쳐 사무실들, 시민 커뮤니티 환경들 등을 난방하는데 소비되는 에너지를 감소시키는데 적합한 디바이스들 및 시스템들이 생각되고 있었다는 것은 알려져 있다.
한편으로는, 이것은 지속적으로 증가하는 경향이 있거나 또는 실질적으로 높게 유지되는 에너지원들의 비용으로 인한 것이고, 이런 에너지원들은 일반적으로 메탄 가스, 몇몇 나라들에서의 난방용 휘발유 및 목탄, 또는, 대안으로, 이런 환경들을 위한 열 펌프들 또는 보통의 전기 히터들의 사용의 경우에서의 전기 에너지로 이루어진다.
게다가, 역시 상당히 중요한 이런 경제 인자 외에, "온실 효과" 를 유발하는 대기로의 이산화탄소의 배출을 감소시키는 것을 목표로 가정 환경들 등을 난방하기 위한 에너지 소비를 감소시키려는 시도가 주시되어야 한다. 이런 배출물들은 적소에서 상기 화석 연료들을 연소하는 경우에는 직접적으로, 또는 가전제품이 공급 시스템으로부터 전기 에너지를 이용하는 경우들에는 간접적으로 화석 연료들의 소비와 항상 그런대로 관련된다.
상기 목적들을 달성하는 것을 목표로 하는 다양한 시도들은 이하의 특허 문헌들에 포함된다:
EP 0061989 Al, FI 89337 A, GB 2424059 A, WO 2011/110988 A, GB 1169556 A 및 DE 102012208406 Al.
이들 문헌들에는 펠티어 셀들을 이용하는 디바이스들이 기재된다.
하지만, 이와 같은 문헌들에서, 셀들은 기류들이 실내온도 제어 (climate-control) 시스템을 통하여 채널링되는 창유리가 끼워진 도어들 및 윈도우들 내로 삽입되었다. 다시 말해서, 공지된 타입의 디바이스들에 존재하는 이들 펠티어 셀들은 본질적으로 에어컨들, 열 펌프들, 히터들 및 공지된 타입의 다른 유사한 디바이스들을 통하여 이전에 실내온도 제어된 공기를 가열/냉각하기 위한 부품 요소들로서 역할을 한다.
펠티어 셀들은 연속적으로 배열된 많은 조인트들에 의해서 구성된 열전 (thermo-electric) 디바이스들인 것으로 알려져 있다. 실제로, 상기 셀들은 기본적으로 솔리드 상태로 얇은 플레이트의 모양 (aspect) 을 갖는 열 펌프들이다. 사실상, 셀의 2개의 표면들중 하나는 열을 흡수하는 반면에, 다른 하나는 열을 발산한다.
이들 셀들의 주요 특징은 실제로 열이 전달되는 방향이 플레이트의 단자들에 인가된 직류의 방향에 좌우된다는 사실로 이루어진다. 실제로, 셀을 가로지르는 직류의 방향을 반전시키는 것은 또한 전달된 열의 방향을 반전시키는 것을 가능하게 하고, 따라서 일 방향의 이런 전류로 2개의 표면들중 하나가 가열되고, 그리고 다른 하나가 냉각되면, 상기 직류의 방향 반전은 가열된 표면과 냉각된 표면을 반전시킨다.
본 발명의 목적은 복수의 펠티어 셀들이 있는 도어들, 윈도우들, 및 창유리가 끼워진 도어들과 윈도우들을 제공하는데 있고, 상기 셀들은, 외부 도움 없이, 이런 도어들 및 윈도우들이 배열된 환경들의 주요 실내 온도 제어를 위한 요소들로서 효과적으로 작용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이것은 청구범위 제 1 항의 특징부에 따른 복수의 펠티어 셀들이 있는 도어들, 윈도우들, 및 창유리가 끼워진 도어들과 윈도우들을 성형함으로써 얻어진다.
본 발명에 따른 디바이스의 이들 및 다른 특징들은 종속항들에 기재된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들은 첨부 도면들의 도움으로 본 발명의 약간의 실시형태들을 참고로 하여 이하에서 상세하게 기재될 것이다.
도 1 은 전기 전원 시스템을 통하여 공급된, 본 발명에 따라 얻어진 창유리가 끼워진 도어 및 윈도우의 개략도를 예시하고;
도 2 는 광전지 패널들을 통하여 공급된 동일한 도어 및 윈도우를 예시하고;
도 3 은 여름 동안 작동하는, 본 발명에 따른 도어 및 윈도우의 일부의 횡단면도를 예시하고;
도 4 는 겨울 동안 작동하는 동일한 도어 및 윈도우를 예시하고;
도 5 와 도 6, 및 도 7 과 도 8 은 각각 본 발명에 따른 도어 및 윈도우에서 존재하는 펠티어 셀들로 전류를 공급하기 위한 이동식 접촉부 및 고정식 접촉부의 2개의 도면들을 도시하고; 그리고
도 9 는 상기 2개의 접촉부들의 전반적인 도면들을 예시한다.
도 1 을 참고로 하면, 본 발명에 따른 창유리가 끼워진 도어 및 윈도우 (1) (하지만 이하의 설명에서는 임의의 타입의 창유리가 끼워진 도어 및 윈도우로 용이하게 지칭될 수 있음) 는, 일반적으로, 고정부 (2') 및 이동부 (2") 를 구비한 프레임 (2) 을 갖고, 상기 프레임에는 적어도 하나의 이중창 유닛 (3) 이 존재한다.
본 발명에 따른 디바이스의 주요 특징은, 이하의 도면들에서 더 잘 관찰될 수 있는 바와 같이, 프레임에 복수의 펠티어 셀들이 존재한다는 사실에 있다. 펠티어 셀들에 전력을 공급하기 위하여, 전기 회로 (4) 에는 적어도 2개의 컨덕터들 (4', 4") 이 제공되고, 상기 컨덕터들은 고정식 프레임 (2') 및 이동식 프레임 (2") 에 각각 존재하는 각각이 고정 및 이동 접촉부들 (20', 20") 인 접촉부쌍들을 통하여 펠티어 셀들에 전력을 공급한다. 상기 접촉부들 (20', 20") 은 이하에서 더 잘 예시되고 설명될 것이다.
전기 회로 (4) 는 전원 유닛 (6) 을 통하여 공급되고, 상기 전원 유닛은 (일반적인 전시계 (8; electricity meter) 를 통하여) 전기 본선 (7; electrical mains) 으로부터 나오는 교류 전류를 직류 전류로 변환시킨다.
도면부호 9 는 인버터를 나타내고, 상기 인버터는, 공지된 바와 같이, 이런 반전에 따라, 펠티어 셀들이 반전가능한 타입이라는 것을 고려할 때, 상기 셀들의 플레이트들의 표면들이 차가운/더운 상태로 반전된다는 점에서, 본질적으로 여름 위치로부터 겨울 위치로 이동시키기 위하여 펠티어 셀들에 공급되는 전류의 방향을 반전시킬 수 있다.
도 2 는 이 경우에 광전지 패널들 (10) 의 배터리를 통하여 전력이 공급되는, 본 발명에 따른 도어 또는 윈도우를 도시한다.
이런 경우에, 일반적으로, 상기 패널들은 전기 본선 (7) 의 전력 공급을 위한 지지부로서 역할을 하고; 전기 회로 (4) 의 공급 전압을 정확하게 결정하는데 적합한 부하 조절기 (11) 가 제공되는 것이 유리하고, 상기 부하 조절기는 차례로 그 자체가 공지된 방식으로 직류 어큐뮬레이터 (32) 에 연결된다.
도 3 은, 본 발명에 따라, 펠티어 셀들 (11) 이 이동식 프레임 (2") 에 배열된 이중창 유닛 (3) 의 가장자리에서 상기 이중창 유닛 (3) 에 존재하는 간격 (3') 에 배열되도록 제공되는 것을 도시한다. 이 도면은 또한 셀 (11) 이 2개의 컨덕터들 (4, 4') 에 의해서 전력 공급되는 것을 도시한다.
이 펠티어 셀은 이중창 유닛의 내부 부분에서 높은 열전도율을 갖는 재료로 제조된 제 1 열 싱크 (sink) (13) 의 위에 놓여진다. 정반대로, 셀 (11) 아래에서, 상기 셀과 이중창 유닛의 이동식 프레임 (2") 사이에는 또한 높은 열전도율 재료로 제조된 추가의 열 싱크 (12) 가 존재하고, 상기 추가의 열 싱크는 또한 외부를 향하여 열 싱크로서 작용하고 이동식 프레임 (2") 의 외부 표면의 일부의 위에 놓이는 상기 추가의 열 싱크의 부분 (12') 과 이어진다.
실제로, 본질적으로 여름을 나타내는 도 3 에서 예시된 디바이스의 작동에서, 이중창 유닛을 향하여 배열된 펠티어 셀의 표면 (11") 은 냉각되도록 의도되고 이중창 유닛에 포함된 공기의 냉각, 그리고 따라서 이중창 유닛으로 폐쇄된 환경의 내부를 향한 "차가운 공기" 의 도입을 결정한다.
동시에, 펠티어 셀의 더운 표면 (11') 에서 발생된 열은 외부를 향하여 열 싱크로서 작용하는 부분 (12') 을 통하여 외부를 향하여 분산된다.
명백하게, 반대로 냉각된 셀의 표면 (11") 은 내향 열 싱크 (13) 를 통하여 이중창 유닛 내로 "차가운 공기" 를 도입한다.
정반대로, 겨울에 디바이스의 작동을 나타내는 도 4 를 참고하면, 컨덕터들 (4' 및 4") 의 극성은 이제 반전되는 것이 바로 관찰될 수 있고, 이것은 내부를 향하여 이제 "더운 공기" (화살표 F) 가 존재하고 내향 열 싱크 (13) 를 통하여 이중창 유닛의 내부에 동일한 케이스를 적용하는 것을 결정한다.
명백하게, 이것은 펠티어 셀 (11) 이 "더운" 이중창 유닛의 내부를 향하여 표면 (11") 을 갖는 반면에, 프레임의 가장자리를 향하여 배열된 면 (11') 은 "차갑고" 그리고 차가운 공기는 외향 열 싱크로서 작용하는 부분 (12') 을 통하여 외부를 향하게 된다는 사실에 기인한다.
적당한 수의 펠티어 셀들을 사용함으로써 환경의 이상적인 실내온도 제어를 획득할 수 있는 테스트들은 허용된 검증을 실시하였고, 상기 셀들은 도어들 및 윈도우들에 삽입된다.
유리하게, 각각의 도어에는 약 1A 내지 약 4 Vcc 의 전류가 연속적으로 공급된 2개의 펠티어 셀들이 제공되는 것이 유리하다는 것이 검증되었다. 이것은 환경을 냉방하거나 난방하기를 원하는지의 여부에 상관없이 명백하게 보통의 온대 기후 (temperate climate) 를 참고로 한 것이다. 하지만, 실내온도 제어될 환경이 위치되는 가능한 더 극한의 기후들에 대하여, 각각의 도어에 대한 더 많은 수의 펠티어 셀들을 갖도록 하는데는 구성적, 구조적 또는 기능적 제한이 없다.
유리하게, 도 5 내지 도 9 는 부분들 (20') 이 고정식 프레임들 (2') (도 1) 에 배열되는 반면에, 부분들 (20") 이 이동식 프레임들 (2") (도 1) 에 배열되고 전체가 도면부호 20 으로 표시된 그 자체가 공지된 타입의 전류들을 통하여 펠티어 셀들에 대한 전류의 공급이 보장된다는 것을 나타낸다.
이동부들 (20") 은 앞서 언급한 및 대응하는 고정부들 (20') 사이에서 발생된 접촉에 대하여 상기 이동부들의 시트 (22) 에서 슬라이딩하도록 의도된 접촉부들 (21) 을 갖는다.

Claims (4)

  1. 복수의 펠티어 셀들 (Peltier cells) 이 있는 창유리가 끼워진 (paned) 윈도우와 도어들의 구조로서,
    상기 윈도우와 도어들의 타입은 적어도 하나의 이중창 유닛 (3) 이 있는 프레임 (2) 을 갖고,
    복수의 상기 펠티어 셀들 (11) 은 상기 프레임에 배열된 상기 이중창 유닛의 하나 이상의 가장자리들에서 상기 이중창 유닛의 틈새에 있고, 상기 펠티어 셀들은 외부를 향하여 소산하기 위하여 열 싱크 (sink) 요소 (12) 와 접촉하여 위치되고,
    상기 열 싱크 요소는 높은 열전도율을 갖는 재료로 제조되고 상기 윈도우와 상기 도어들의 상기 프레임의 외부 표면에 배열된 상기 열 싱크 요소의 부분 (12') 을 갖고,
    상기 펠티어 셀들의 각각은 또한 상기 펠티어 셀의 상부에 높은 열전도율을 갖는 재료의 시트가 위치되며 상기 시트는 상기 이중창 유닛의 내부를 향하여 소산하기 위한 열 싱크 (13) 로서 작용하고,
    상기 펠티어 셀들은 전기 회로 (4) 를 통하여 전기가 공급되며 상기 전기 회로는 상기 윈도우와 상기 도어들의 고정식 및 이동식 프레임 (2', 2") 에서 각각 배열된 접촉부들 (20', 20") 을 갖고,
    마지막으로 상기 펠티어 셀들에 전력을 공급하기 위한 전기 회로에 상기 펠티어 셀들의 전원의 극성을 전환하기 위한 수단 (9) 이 장착되며 사용자의 요구들에 대하여 상기 펠티어 셀들의 2개의 표면들 사이에서 가열/냉각 모드의 반전을 유발하는 것을 특징으로 하는, 창유리가 끼워진 윈도우와 도어들의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠티어 셀들 (11) 에 전력을 공급하는 상기 전기 회로 (4) 는 전원 유닛 (6) 을 통하여 전력이 공급되고, 상기 전원 유닛은 전기 본선 (7) 으로부터 발생하는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 것을 특징으로 하는, 창유리가 끼워진 윈도우와 도어들의 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 회로 (4) 는 광전지 패널들 (10) 의 배터리를 통하여 전력이 공급되고,
    상기 전기 회로 (4) 의 전원 전압을 정확하게 결정하는 부하 조절기가 존재하고, 상기 전하 조절기는 DC 어큐뮬레이터 (32) 에 연결되는 것을 특징으로 하는, 창유리가 끼워진 윈도우와 도어들의 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펠티어 셀들 (11) 에 대한 전류의 공급은 전기 접촉부들을 통하여 보장되고, 여기서 상기 고정식 프레임들 (2') 에 배열된 상기 접촉부들 (20') 은 상기 이동식 프레임들 (2") 에 배열된 상기 접촉부들 (20") 과 접촉되고, 상기 접촉부들 (20") 과 상기 고정식 프레임들 (2') 에 배열된 상기 접촉부들 (20') 사이에서 발생된 접촉에 대하여, 상기 접촉부들 (20") 은 상기 접촉부들 (20") 의 시트 (22) 에서 슬라이딩하도록 의도된 접촉부들 (21) 을 갖는 것을 특징으로 하는, 창유리가 끼워진 윈도우와 도어들의 구조.
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