KR102369939B1 - 창틀 설치형 공기여과장치 - Google Patents

Abstract

창문의 개방 시에 개방된 공간을 통해 건물 내부로 유입되는 공기를 여과하여 공기에 포함된 미세먼지 등의 이물질을 걸러내는 창틀 설치형 공기여과장치가 개시된다. 이를 위하여 창틀에 설치되며, 상기 창틀에 결합된 창문 방향으로 개구부가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에서 축 회전되도록 하우징의 내부에 설치되는 회전축, 및 상기 회전축에 감겨지도록 설치되며, 외력에 따라 상기 개구부를 통해 창문 방향으로 펼쳐져 상기 창문에 의한 열림공간을 커버하는 여과필터를 포함하는 창틀 설치형 공기여과장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 실내 공기의 환기를 위해 건물 내부로 유입된 공기를 실시간으로 여과하여 공기에 포함된 미세먼지 등의 이물질을 걸러냄으로써 미세먼지, 황사, 알레르기 유발물질 등이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

Description

창틀 설치형 공기여과장치{AIR CLEANER BEING INSTALLED IN WINDOW FRAME}

본 발명은 창틀에 설치되는 공기여과장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 창문의 개방 시에 개방된 공간을 통해 건물 내부로 유입되는 공기를 여과하여 공기에 포함된 미세먼지 등의 이물질을 걸러내는 창틀 설치형 공기여과장치에 관한 것이다.

최근 산업사회가 발전함에 따라 화석연료의 과도한 사용에 의해 자동차 또는 산업설비 등에서 배출가스가 다량 발생하고, 도시기반시설의 확충에 의한 분진 등의 발생으로 대기오염은 점점 대표적인 사회문제 중 하나로 자리잡고 있다.

이러한 상기 배출가스, 분진 등을 포집하기 위하여 기계적 포집방법 및 정전 포집방법 등이 전형적으로 사용되고 있다.

상기 기계적 포집방법은 직포, 부직포 등의 섬유상 필터를 사용하는 것으로, 분집포집효율이 약 70% 정도로 비교적 낮고, 또한 분진이 필터의 공극사이에 퇴적되므로 필터의 망목이 폐쇄되고, 그에 따라 압력손실이 증대되는 동시에, 포집효율이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 상기 정전 포집방법은 고주파 방전을 사용하는 것으로 포집효율은 양호하지만 상대적으로 많은 전력이 소비되고, 보수관리 및 안전측면에서 위험할 뿐아니라 다량의 오존이 발생될 경우에는 호흡곤란, 두통 등이 발생할 수도 있다.

예컨대, 가정과 공공시설 등에 주로 설치하는 공기정화기 또한 정전 포집방법의 한 일례로서, 영구정전기가 형성된 시트를 두루마리 형태로 말아 외부에서 유입된 공기가 말려진 시트 사이의 공간을 통과하며 유도 정전기원리에 의해 포집되도록 한 필터를 사용하는 것이 일반적이다.

이러한 공기정화기는 황사 또는 미세 먼지를 제거할 수 있지만 공기 중의 미세 먼지를 필터링하는 필터의 구조가 매우 복잡하여 생산비용이 많이 소요되고, 따라서 판매가격 또한 고가인 문제점이 있다.

또한, 공기정화기는 밀폐된 상태의 공기를 정화시키는 용도이기 때문에 공기 중에 포함된 산소의 농도를 조절할 수 없으며, 이에 따라 실내 공기를 환기시키기 위해 창문을 개방시키면 이물질이 포함된 외부의 공기가 실내로 유입되므로, 외부의 공기가 실내로 유입될 때 실시간으로 공기에 포함된 이물질을 제거할 수 없다는 문제점이 있다.

특히, 상기와 같은 문제점과 관련하여 먼지 또는 해충의 유입을 방지하면서도 통풍효과를 얻을 수 있도록 가격이 상대적으로 저렴한 방충망을 창틀에 설치하기도 하는데, 이러한 방충망은 큰 입자의 분진이나 이물질 또는 해충이 유입하는 것을 방지하는 데에는 효과적이나 미세한 먼지까지 필터링하기가 어렵고 방충망의 틈을 통해 사생활이 노출될 수 있는 문제점을 가지고 있다.

또한, 방충망은 지속적으로 창문의 시야감을 차단할 뿐만 아니라 건축물의 미감을 떨어뜨리는 문제점을 가지고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0079554호(2012.07.13 공개) 대한민국 공개특허 제10-2016-0104130호(2016.09.05 공개) 대한민국 등록특허 제10-1548059호(2015.08.27 공고)

따라서, 본 발명의 목적은 창호의 창틀에 설치하여 자연적인 통풍과 함께 황사, 먼지 등 실외의 오염물질을 실시간으로 차단하도록 하여 실내 공기를 항상 신선하고 쾌적하게 유지시킬 수 있도록 한 창틀 설치형 공기여과장치를 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 창틀에 설치되며, 상기 창틀에 결합된 창문 방향으로 개구부가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 내부에서 축 회전되도록 하우징의 내부에 설치되는 회전축, 및 상기 회전축에 감겨지도록 설치되며, 외력에 따라 상기 개구부를 통해 창문 방향으로 펼쳐져 상기 창문에 의한 열림공간을 커버하는 여과필터를 포함하는 창틀 설치형 공기여과장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 실내 공기를 환기시키기 위해 창호를 개방시키는 경우 개방된 공간을 통해 건물 내부로 유입되는 공기를 곧바로 여과하여 공기에 포함된 미세먼지 등의 이물질을 걸러냄으로써 미세먼지, 황사, 알레르기 유발물질 등이 실내로 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 다시 말해, 일반적인 공기청정기는 실내의 공기를 필터링하는 구성이므로, 실내 공기의 환기 시에 실외 공기와 함께 실내로 유입된 미세먼지 등의 이물질이 공기청정기를 통과하기 전에 실내에서 사람의 호흡기로 들어갈 수 있지만, 본 발명은 이물질의 실내 유입을 원천적으로 차단하기 때문에 실내공기의 환기를 안정적으로 진행할 수 있다.

또한, 본 발명은 창호의 창틀에 설치되어 창호를 개방시키기 전에는 필터가 외부로 노출되지 않기 때문에 실내 거주자는 유리창을 통한 개방감을 안정적으로 유지할 수 있으며, 건물 외부의 미감도 저하되지 않는다.

아울러, 본 발명은 창틀임에 간단하게 결합 및 분리시킬 수 있도록 하여 사용 및 유지관리가 매우 편리하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 창틀 설치형 공기여과장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 창틀 설치형 공기여과장치를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 창틀 설치형 공기여과장치를 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 창틀 설치형 공기여과장치를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 창틀 설치형 공기여과장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1의 창틀 설치형 공기여과장치를 나타내는 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 창틀에 설치되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내부에 설치되는 회전축(200), 및 상기 회전축(200)에 감겨지도록 설치되며 외력에 의해 잡아당겨져 이동창문의 개방에 따른 열림공간을 커버하는 여과필터(300)를 포함한다.

이때, 이동창문은 투명창을 중심으로, 투명창의 오른쪽에 구비된 제1 측부 프레임(22)과, 투명창의 왼쪽에 구비된 제2 측부 프레임과, 투명창의 상부에 구비된 상부 프레임과, 투명창의 하부에 구비된 하부 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 창틀은 제1 측부 창틀(12)과, 제2 측부 창틀(14)과, 상기 제1, 2 측부 창틀(12,14)의 상부에 구비된 상부 창틀(16), 및 상기 제1,2 측부 창틀(12,14)의 하부에 구비된 하부 창틀(18)로 구성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 하우징(100)을 포함한다.

상기 하우징(100)은 창호의 창틀에 설치되는 것으로, 여과필터(300)가 감겨진 상태로 수용되는 공간이 형성되며, 상기 창틀에 결합된 창문 방향으로 여과필터(300)가 펼쳐지기 위한 개구부가 형성된다.

이러한 하우징(100)은 외부에 노출되도록 창틀에 설치될 수도 있고, 외부에 노출되지 않도록 창틀의 내부에 내삽되도록 설치될 수도 있다.

이를 위해, 하우징(100)은 하우징(100)을 창틀에 안정적으로 고정시키기 위한 나사 등의 체결장치가 구비될 수 있다. 이러한 체결장치는 하우징(100)과 창틀 모두를 직접 관통하도록 결합될 수도 있고, 하우징(100)의 측면에 돌출 형성된 접착판을 통해 창틀에 결합될 수도 있다.

이러한 하우징(100)은 내부에 빈 공간이 형성된 직육면체형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 하우징(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이동창문이 닫혀지도록 이동할 때 접촉되는 측부 창틀(12)에 설치될 수 있다. 이때, 하우징(100)의 내부에서 권취된 여과필터(300)는 이동창문의 움직임과 같이 좌우 방향으로 이동하여 열림공간을 커버한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 창틀 설치형 공기여과장치를 설명하기 위한 사시도이다.

다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 하우징(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 이동창문에 의한 열림공간을 커버할 수 있도록 고정창문과 동일 선상의 상부 창틀(16)에 설치될 수 있다. 이때, 하우징(100)의 내부에서 권취된 여과필터(300)는 이동창문 움직임의 수직 방향으로 이동하여 열림공간을 커버한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 회전축(200)을 포함한다.

상기 회전축(200)은 하우징(100)의 내부에서 여과필터(300)의 권취 공간을 제공하는 것으로, 하우징(100)의 내부에서 축 회전되도록 하우징(100)의 내부에 설치된다. 이때, 회전축(200)은 하우징(100)의 길이 방향을 따라 설치되며, 여과필터(300)가 원활히 감겨질 수 있도록 원통형 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

예컨대, 회전축(200)은 도 2와 같이 하우징(100)이 측부 창틀(12)에 설치된 경우에 상하 방향으로 하우징(100)의 내부에 설치되며, 도 3과 같이 하우징(100)의 상부 창틀(16)에 설치된 경우에 좌우 방향으로 하우징(100)의 내부에 설치된다.

필요에 따라, 상기 회전축(200)과 결합되는 하우징(100)의 내측면에는 회전축(200)의 양측 말단이 결합된 상태로 축회전할 수 있도록 원통형 함몰홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 회전축(200)은 하우징(100)과의 사이에 탄성부재가 구비될 수 있다. 이러한 탄성부재는 외력에 의해 회전된 회전축(200)이 초기 상태로 회동할 수 있도록 항시적으로 회전축(200)에 탄성력을 부여하는 것으로, 비틀림 스프링 등으로 형성된다.

이러한 턴성부재에 의하여 회전축(200)은 초기 위치로 회동하도록 항상 탄성력을 부여받고 있으므로, 외력에 의해 회전축(200)에 감겨진 여과필터(300)가 열림공간을 커버하도록 펼쳐지더라도 외력이 해소되면 회전축(200)의 회전에 따라 자동으로 회전축(200)에 감겨진다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 여과필터(300)를 포함한다.

상기 여과필터(300)는 회전축(200)에 감겨지도록 설치되는 것으로, 외력에 따라 하우징(100)의 개구부를 통해 창문 방향으로 펼쳐져 창문에 의한 열림공간을 커버하는 역할을 수행한다.

이러한 여과필터(300)는 열림공간을 통해 실외에서 실내로 유입되는 공기에 포함된 미세먼지, 황사, 알레르기 유발물질 등의 이물질을 여과할 수 있는 필터로, 회전축(200)에 권취될 수 있는 단층의 헤파필터(high efficiency particulate air filter), 정전기필터, 부직포필터 등을 사용할 수 있다.

예를 들면, 여과필터(300)로는 나노방진망 또는 정전처리망을 사용할 수 있다.

상기 정전처리망은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등으로 형성된 부직포를 정전 처리하여 형성된 필터이다.

상기 나노방진망은 기본 메쉬층과, 나노 섬유층, 및 특수 코팅층으로 구성된다. 구체적으로, 상기 기본 메쉬층은 직경 1mm 내지 5mm의 격자가 형성된 메쉬이고, 상기 나노 섬유층은 직경 500nm 내지 700nm의 나노 섬유가 상기 기본 메쉬층에 2g/m² 내지 5g/m²로 방사한 후 접착제로 부착된 섬유층이며, 상기 특수 코팅층은 제1 성분의 접착제인 에틸렌 초산 비닐계 접착제와 제2 성분의 접착제인 폴리 우레탄계 접착제가 80:20 내지 60:40 범위로 혼합된 코팅 수지이다. 이때, 상기 접착제로는 폴리 우레탄계 접착제 또는 아크릴계 접착제에 10% 내지 20% 농도의 나노 섬유 폴리머 용액을 혼합한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

제1 실시 양태로서, 본 발명에 따른 여과필터(300)는 사용자의 별도의 조작 없이 창문의 이동에 따라 연동하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 여과필터(300)는 도 1과 같이 일단이 회전바에 결합되고, 상기 일단에 대향되는 타단이 전술한 측부 창틀(12)과 마주보는 이동창문의 측부 프레임(22)에 결합된다. 또한, 여과필터(300)는 상기 측부 프레임과의 부착면적을 제공할 수 있도록 그 타단에 1개 이상의 부착판(310)이 구비될 수 있다.

제2 실시 양태로서, 본 발명에 따른 여과필터(300)는 사용자의 조작에 의해 창문의 이동과 상관없이 권취된 회전축(200)으로부터 벗어나 하우징(100)의 외부로 펼쳐지도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 여과필터(300)는 도 3과 같이 일단이 회전바에 결합되고, 상기 일단에 대향되는 타단이 하우징(100)의 내부에 배치되거나 하우징(100)의 외부에 배치된다. 이러한 여과필터(300)의 타단이 회전축(200)에 감겨진 상태로 하우징(100)의 내부에 배치된 경우에는 사용자가 여과필터(300)를 아래 방향으로 잡아 당길 수 있도록 상기 타단에는 하우징(100)의 외부로 노출되는 손잡이판이 구비될 수 있다. 이때, 상기 손잡이판은 사용자에 의해 파지되어 여과필터(300)를 잡아당기는 힘을 전달할 수 있다면 어떠한 외형을 갖도록 형성되어도 무방하다. 예를 들면, 손잡이판은 사각판 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 필터 커버부를 더 포함할 수 있다.

상기 필터 커버부는 창문의 열림공간을 커버하도록 펼쳐진 여과필터(300)의 상부와 하부에 형성된 빈 공간을 차단하도록 구비되는 것으로, 필터 상면커버(410) 및 필터 하면커버(420)로 구성된다.

상기 필터 상면커버(410)는 이동창문이 접촉되는 상부 창틀에 설치되어 상기 여과필터(300)의 상단을 커버하는 것으로, 상하 단면이 "

"형 구조를 갖도록 형성된다.

이러한 필터 상면커버(410)는 여과필터(300)가 상하 방향으로 펼쳐진 경우, 제1 측부 창틀에 설치되어 여과필터(300)의 좌측을 커버할 수 있다. 이때, 필터 상면커버(410)는 상하 단면이 "

"형 구조를 갖도록 형성된다.

상기 필터 하면커버(420)는 이동창문이 접촉되는 하부 창틀(18)에 설치되어 여과필터(300)의 하단을 커버하는 것으로, 상하 단면이 "

"형 구조를 갖도록 형성된다.

이러한 필터 하면커버(420)는 여과필터(300)가 상하 방향으로 펼쳐진 경우, 이동창문에 인접한 고정창문의 측부 프레임에 설치되거나 상기 측부 프레임의 전면 또는 후면에 부착되어 여과필터(300)의 우측을 커버할 수 있다. 이때, 필터 하면커버(420)는 상하 단면이 "

"형 구조를 갖도록 형성된다.

필요에 따라, 필터 상면커버(410)는 여과필터(300)와의 사이에 형성된 빈 공간을 차단하도록 그 내측에 여과필터(300)를 향하여 모헤어(430)가 구비될 수 있다. 그리고 필터 하면커버(420)는 여과필터(300)와의 사이에 형성된 빈 공간을 차단하도록 그 내측에 여과필터(300)를 향하여 모헤어(430)가 구비될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 환풍기(600)를 더 포함할 수 있다.

상기 환풍기(600)는 창틀에 설치되어 실내 공기를 실외로 배출하거나 실외공기를 실내로 유입시키는 것으로, 여과필터(300)와 동일한 창문을 마주보도록 설치될 수도 있고, 여과필터(300)와 다른 창문을 마주보도록 설치될 수도 있다.

특정 양태로서, 본 발명에 따른 환풍기(600)는 도 3과 같이 상부 창틀(16)과 마주보는 하부 창틀(18)의 상부에 구비될 수 있다. 이러한 환풍기(600)는 실내 공기를 강제적으로 실외로 배출하거나 실외 공기를 실내로 유입시킴으로써 창문의 열림공간을 통해 실내외의 공기가 순환되도록 유도한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 창틀 설치형 공기여과장치는 고정장치를 더 포함할 수 있다.

상기 고정장치는 사용자에 의해 강제적으로 잡아당겨진 여과필터(300)가 열림공간을 차단하도록 펼쳐진 상태를 안정적으로 유지하도록 여과필터(300)의 움직임을 제한하는 것으로, 걸림바(510) 및 고정바(520)로 구성될 수 있다.

상기 걸림바(510)는 하우징(100)의 개구부를 통해 외부로 노출되는 여과필터(300)의 타단에 구비되는 것으로, 바형 또는 봉형 구조를 갖도록 형성되거나, 후크형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

상기 고정바(520)는 이동창문 닫혀지도록 이동할 때 접촉되는 측부 창틀(12)이나, 상기 측부 창틀(12)과 마주보는 고정창문의 측부 프레임, 또는 환풍기의 상면에 구비되어 걸림바(510)와 결합하는 것으로, 상기 걸림바(510)가 현재 위치를 유지시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 고정바(520)는 바형 구조를 갖도록 형성되거나 후크형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 하우징 200 : 회전축
300 : 여과필터 310 : 부착판
410 : 필터 상면커버 420 : 필터 하면커버
430 : 모헤어 510 : 걸림바
520 : 고정바

Claims (7)

1. 창호의 창틀에 설치되어 자연적인 통풍과 함께 실외의 오염물질을 실시간으로 차단하는 창틀 설치형 공기여과장치에 있어서,
   이동창문에 의한 열림공간을 커버할 수 있도록 고정창문과 동일 선상의 상부 창틀에 설치되며, 상기 상부 창틀에 결합된 창문 방향으로 개구부가 형성된 하우징;
   상기 하우징의 내부에서 축 회전되도록 하우징의 내부에 설치되는 회전축;
   상기 열림공간을 통해 실외에서 실내로 유입되는 공기에 포함된 이물질의 실내 유입을 원천적으로 차단할 수 있도록 상기 회전축에 감겨지도록 설치되고, 외력에 따라 상기 개구부를 통해 상기 이동창문 움직임의 수직 방향으로 이동하여 상기 열림공간을 커버하며, 나노방진망 또는 정전처리망으로 형성된 여과필터;
   상기 열림공간을 통해 실내외의 공기가 순환되도록 상기 여과필터와 동일한 창문을 마주보도록 설치되고, 상기 상부 창틀과 마주보는 하부 창틀의 상부에 구비되며, 상기 여과필터로 커버된 열림공간을 통해 실외에서 실내로 유입되는 공기에 포함된 이물질이 여과되도록 실내공기를 실외로 배출하는 환풍기; 및
   사용자에 의해 강제적으로 잡아당겨진 여과필터가 펼쳐진 상태를 안정적으로 유지하기 위해 구비되며, 상기 개구부를 통해 외부로 노출되는 여과필터의 타단에 구비되는 걸림바, 및 상기 이동창문이 닫혀지도록 이동할 때 접촉되는 측부 창틀이나 상기 측부 창틀과 마주보는 고정창문의 측부 프레임 또는 상기 환풍기의 상면에 구비되는 고정바로 구성된 여과필터 고정장치를 포함하며,
   상기 회전축은 외력에 의해 회전된 회전축이 초기 상태로 회동할 수 있도록 항시적으로 회전축에 탄성력을 부여하는 탄성부재가 하우징과의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 창틀 설치형 공기여과장치.
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