KR102371650B1 - 공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치 - Google Patents

공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내의 공기를 환기하기 위한 실내 환기 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실내 환기 장치에 있어서, 내부에 수용공간을 갖는 원통형의 본체; 상기 본체의 일측을 폐쇄하는 제1 덮개; 상기 본체의 타측을 폐쇄하는 제2 덮개; 상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성되는 제1 유로 형성부; 상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성하되, 나선형으로 권취되는 상기 제1 유로 형성부의 사이를 지나면서 권취되는 제2 유로 형성부; 상기 제1 덮개에 연결되는 유입구와 유출구; 상기 유입구와 연결되는 유입유로; 상기 유출구와 연결되는 유출유로; 상기 유입유로에 설치되는 제1 송풍기; 상기 유출유로에 설치되는 제2 송풍기; 상기 제1 및 제2 송풍기를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 본체는 실내 공기가 유입되는 실내 유입구와, 공기가 환기 장치에서 실내로 배출되는 실내 유출구를 포함하고, 외기는 상기 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제1 유로를 통해 유동하여 상기 실내 유출구로 배출되고, 실내의 공기는 상기 실내 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제2 유로를 통해 유동하여 상기 유출구를 통해 배출될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 실내 공기의 환기 과정에서 열교환 손실을 최소화하고, 이산화탄소 흡착 등 실내 공기질을 개선하기 위한 실내 공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치를 제공할 수 있다.

Description

공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치 {Indoor ventilation device with air circulation function}
본 발명은 실내의 공기를 환기하기 위한 실내 환기 장치에 관한 것이다.
밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서, 사무실이나 차량과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이때, 통상적으로 사용되는 것이 실내 환기 장치이다.
일반적으로 실내 환기 장치는 실내의 탁한 공기를 외부로 배출할 때에 열교환기를 통과시키도록 하고, 실외 공기를 실내로 공급할 때에도 열교환기를 통과시키도록 하여 실내공기와 실외공기 간에 열교환이 이루어지도록 하여 열에너지의 효율을 향상시키도록 한다.
종래의 실내 환기 장치에서, 열교환기는 서로 접하는 유입 유로와 유출 유로를 공기가 유입, 유출되면서 열교환이 이루어지도록 하고 있지만, 실내의 공기와 실외의 공기가 접하는 유로가 짧아서 열교환이 충분히 이루어지지 않는 문제가 있다.
또한, 여름이나 겨울과 같이 실내에서 냉방이나 난방이 이루어질 경우, 실내 공기와 실외 공기를 열교환하게 되면 온도차에 의해 열교환 손실이 많이 발생하게 된다. 이 경우, 외기를 실내로 유입하기 보다는 실내 공기를 정화하여 순환시키는 것이 바람직하므로, 실내 환기 장치가 실내 공기 순환 기능을 겸하도록 할 필요가 있다.
또한, 실내 환기 장치를 이용하여 실내 공기 순환을 할 때, 이산화탄소와 기타 이물질을 흡착하여 실내 공기질을 개선할 수 있는 실내 환기 장치가 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-0526300호
따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 실내 공기의 환기 과정에서 열교환 손실을 최소화하고, 이산화탄소 흡착 등 실내 공기질을 개선하기 위한 실내 공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 실내 환기 장치에 있어서, 내부에 수용공간을 갖는 원통형의 본체; 상기 본체의 일측을 폐쇄하는 제1 덮개; 상기 본체의 타측을 폐쇄하는 제2 덮개; 상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성되는 제1 유로 형성부; 상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성하되, 나선형으로 권취되는 상기 제1 유로 형성부의 사이를 지나면서 권취되는 제2 유로 형성부; 상기 제1 덮개에 연결되는 유입구와 유출구; 상기 유입구와 연결되는 유입유로; 상기 유출구와 연결되는 유출유로; 상기 유입유로에 설치되는 제1 송풍기; 상기 유출유로에 설치되는 제2 송풍기; 상기 제1 및 제2 송풍기를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 본체는 실내 공기가 유입되는 실내 유입구와, 공기가 환기 장치에서 실내로 배출되는 실내 유출구를 포함하고, 외기는 상기 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제1 유로를 통해 유동하여 상기 실내 유출구로 배출되고, 실내의 공기는 상기 실내 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제2 유로를 통해 유동하여 상기 유출구를 통해 배출될 수 있다.
또한, 상기 유입유로에 설치되는 유입 밸브; 상기 유출유로에 설치되는 유출 밸브; 상기 유입 밸브와 상기 유출 밸브의 전단에서 상기 유입유로와 상기 유출유로를 연결하는 연결유로; 상기 연결유로에 설치되는 연결 밸브; 를 더 포함하고, 상기 유입 밸브와 상기 유출 밸브가 폐쇄된 상태에서 상기 연결 밸브를 개방하여, 실내에서 유입된 공기는 상기 제2 유로, 상기 유출구, 상기 유입구, 상기 제 유로 및 상기 실내 유출구를 통해 실내로 배출될 수 있다.
또한, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되고 상기 유입구와 연결되는 링 형상의 제1 이산화탄소 흡착 필터; 를 더 포함하고, 상기 제1 이산화탄소 흡착 필터는 원통형의 외피부와, 상기 외피부와 이격되어 상기 외피부의 내측에 위치되고 이산화탄소 흡착제로 채워지는 링 형상의 흡착부와, 상기 흡착부 내측에 빈 공간을 형성하는 공간부를 포함하고, 상기 외피부에는 폭 방향으로 공기가 유입되는 필터 유입구가 형성되고, 상기 유입구를 통해 유입되는 공기는 상기 공간부 및 상기 흡착부를 지나면서 이산화탄소가 흡착되어 상기 필터 유입구를 지나 상기 제1 유로를 통해 유동할 수 있다.
또한, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되고 상기 유출구와 연결되는 링 형상의 제2 이산화탄소 흡착 필터; 를 더 포함하고, 상기 제2 이산화탄소 흡착 필터는 원통형의 외피부와, 상기 외피부와 이격되어 상기 외피부의 내측에 위치되고 이산화탄소 흡착제로 채워지는 링 형상의 흡착부와, 상기 흡착부 내측에 빈 공간을 형성하는 공간부를 포함하고, 상기 외피부에는 폭 방향으로 공기가 유입되는 필터 유입구가 형성되고, 실내에서 유입되어 상기 제2 유로를 통해 유출되는 공기는 상기 외피부와 상기 흡착부 사이의 유로를 통해 유동하여 상기 흡착부를 지나면서 이산화탄소가 흡착된 후, 상기 공간부를 지나 상기 유출구를 통해 유동할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실내 공기의 환기 과정에서 열교환 손실을 최소화하고, 이산화탄소 흡착 등 실내 공기질을 개선하기 위한 실내 공기 순환 기능을 갖는 실내 환기 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 환기 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 실내 환기 장치가 분해된 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 환기 장치의 주요 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실내 환기 장치를 통한 환기 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실내 환기 장치에서 이산화탄소 흡착 필터를 통해 공기가 유출되는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에서 이산화탄소 흡착 필터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실내 환기 장치에서 이산화탄소 흡착 필터를 통해 공기가 유입되는 과정을 도시하는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실내 환기 장치를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1의 실내 환기 장치가 분해된 상태를 도시하는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실내 환기 장치의 주요 구성을 도시하는 도면이다. 도 4는 본 발명의 실내 환기 장치를 통한 환기 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 실내 환기 장치에서 이산화탄소 흡착 필터를 통해 공기가 유출되는 과정을 도시하는 도면이다. 도 6은 도 5에서 이산화탄소 흡착 필터의 구성을 도시하는 도면이다. 도 7은 본 발명의 실내 환기 장치에서 이산화탄소 흡착 필터를 통해 공기가 유입되는 과정을 도시하는 도면이다.
본 발명의 실내 환기 장치는 실내 공기의 환기 과정에서 열교환 손실을 최소화하고, 이산화탄소 흡착 등 실내 공기질을 개선하기 위한 실내 공기 순환 기능을 제공하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실내 환기 장치(100)는 본체(110), 제1 덮개(101), 제2 덮개(102), 제1 유로 형성부(120), 제2 유로 형성부(130), 제1 및 제2 이산화탄소 흡착 필터(140, 150), 유입구(160), 유출구(170), 유입유로(165), 유출유로(175), 제1 송풍기(161), 제2 송풍기(171), 연결유로(180), 제어부 등을 포함한다.
본체(110)는 원통형으로 형성되어 내부에 수용공간을 갖는다. 본체(110)에는 실내 공기가 유입되는 실내 유입구(111)와, 환기 장치에서 실내로 공기가 유출되는 실내 유출구(112)가 형성된다. 실내 유입구(111)에는 실내 필터(115)가 설치된다.
제1 덮개(101)는 본체(110)의 일측을 폐쇄하고, 제2 덮개(102)는 본체의 타측을 폐쇄한다.
제1 유로 형성부(120)는 본체(110) 내에 수용되고, 본체(110)의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성된다. 제1 유로 형성부(120)는 수지, 금속 또는 종이로 형성되고, 제1 덮개(101) 또는 제2 덮개(102)에 고정될 수 있다. 제1 유로 형성부(120)에는 유해가스를 흡착하기 위한 흡착제가 코팅될 수 있다.
제2 유로 형성부(130)는 본체(110) 내에 수용되고, 본체(110)의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성된다. 제2 유로 형성부(130)는 나선형으로 권취되는 제1 유로 형성부(120)의 사이를 지나면서 권취된다. 제2 유로 형성부(130)는 수지, 금속 또는 종이로 형성되고, 제1 덮개(101) 또는 제2 덮개(102)에 고정될 수 있다. 제2 유로 형성부(130)에는 유해가스를 흡착하기 위한 흡착제가 코팅될 수 있다.
제1 유로 형성부(120)와 제2 유로 형성부(130) 사이에는 공기가 통과할 수 있는 나선형의 제1 유로(135)와 제2 유로(136)가 형성된다. 제1 유로(135)와 제2 유로(136)는 서로 접하므로, 그 사이를 통과하는 공기 사이에 열교환이 이루어질 수 있다.
유입구(160)는 제1 덮개(101)에 연결되어, 제2 유로(136)와 연결된다. 유입구(160)에는 유입유로(165)가 연결되고, 유입유로(165)에는 제1 송풍기(161)와 유입 밸브(166)가 설치된다. 유입유로(165)에는 필터(167) 또는 집진기(168)가 설치되어, 외기 중에 포함된 이물질이 제거되어 실내로 유입될 수 있다.
유출구(170)는 제1 덮개(101)에 연결되어, 제1 유로(135)와 연결된다. 유출구(170)에는 유출유로(175)가 연결되고, 유출유로(175)에는 제2 송풍기(171)와 유출 밸브(176)가 설치된다. 유출유로(175)에는 필터(177)가 설치되어, 실내에서 배출되는 공기에 포함된 이물질이 제거된 후 실외로 배출될 수 있다.
연결유로(180)는 유입 밸브(166)와 유출 밸브(176)의 전단에서 유입유로(165)와 유출유로(175)를 연결한다. 연결유로(180)에는 연결 밸브(181)가 설치된다.
제어부는 제1 및 제2 송풍기(161, 171), 유입 밸브(166), 유출 밸브(176), 연결 밸브(181)를 제어한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실내 공기의 환기시에, 외기는 유입구(160)를 통해 유입되어 나선형의 제1 유로(135)를 통해 유동하여 실내 유출구(112)로 배출될 수 있다.
실내의 공기는 실내 유입구(111)를 통해 유입되어 실내 필터(115)를 거친 후 나선형의 제2 유로(136)를 통해 유동하여 유출구(170)를 통해 배출될 수 있다.
제1 유로(135)와 제2 유로(136)는 서로 접하면서 본체(110)의 폭방향으로 넓은 면적에 걸쳐 나선형으로 길게 형성되므로, 실내의 공기와 외기는 나선형의 유로를 통과하는 동안 충분히 열교환될 수 있다. 그에 따라, 외기는 실내 공기와 유사한 온도로 된 후 실내로 배출될 수 있다.
여름이나 겨울과 같이 실내와 실외의 온도차가 크거나 외기의 미세먼지 농도가 높아서 외기를 실내로 유입하기 어려운 경우가 있다. 본 실시예에서, 유입 밸브(166)와 유출 밸브(176)가 폐쇄된 상태에서, 연결 밸브(181)를 개방하면 실내 환기 장치를 통해 실내 공기를 순환시킬 수 있다.
이 경우, 실내에서 실내 유입구(111)를 통해 유입된 공기는 제2 유로(136), 유출구(170), 연결 밸브(181), 유입구(160), 제1 유로 및 실내 유출구(112)를 통해 실내로 배출될 수 있다.
본 발명에서는 실내의 이산화탄소를 흡착하기 위해 제1 이산화탄소 흡착 필터(140)와 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)를 더 포함할 수 있다.
도 5와 도 6을 참조하면, 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)는 본체(110)의 폭에 맞게 링 형상으로 형성되고 유출구(170)와 연결된다.
제2 이산화탄소 흡착 필터(150)는 원통형의 외피부(151)와, 상기 외피부(151)와 이격되어 외피부(151)의 내측에 위치되고 이산화탄소 흡착제로 채워지는 링 형상의 흡착부(152)와, 상기 흡착부(152) 내측에 빈 공간을 형성하는 공간부(153)를 포함한다. 이산화탄소 흡착제는 기존에 알려진 것을 사용할 수 있다. 외피부(151)에는 폭 방향으로 공기가 유입되는 필터 유입구(151a)가 형성되고,
제2 유로(136)를 통해 유출되는 공기는 외피부(151)와 흡착부(152) 사이의 유로를 통해 유동하여 흡착부를 지나면서 이산화탄소가 흡착된 후, 공간부(153)를 지나 유출구(170)를 통해 유동할 수 있다. 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)는 넓은 면적의 링 형상으로 된 흡착부(152)를 통해 이산화탄소를 충분히 흡착할 수 있다.
이는 실내 순환 과정에서 실내의 공기가 실내 유입구(111)를 통해 유입되어 제2 유로(136)를 통해 유동한 후, 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)에 이산화탄소가 흡착 된 후, 다시 실내로 유입될 수 있게 한다.
도 7을 참조하면, 제1 이산화탄소 흡착 필터(140)는 본체(110)의 폭에 맞게 링 형상으로 형성되고 유입구(160)와 연결된다. 제1 이산화탄소 흡착 필터(140)는 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)와 동일한 형상을 갖는다, 그에 따라, 제1 이산화탄소 흡착 필터(140)는 필터 유입구(141a), 외피부(141), 흡착부(142), 공간부(143)를 갖는다.
유입구(160)를 통해 유입되는 공기는 공간부(143) 및 흡착부(142)를 지나면서 이산화탄소가 흡착되어 필터 유입구(141a)를 지나 제1 유로(135)를 통해 실내 유출구(112)로 배출될 수 있다.
이는 실내 순환 과정에서 실내의 공기가 제2 이산화탄소 흡착 필터(150)에 이산화탄소가 흡착 된 후, 다시 제1 이산화탄소 흡착 필터(140)에서 추가로 이산화탄소가 흡착된 후 실내로 배출될 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실내 환기 장치는 실내 공기와 외기의 열교환 효율을 높여 실내 온도를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실내 환기 장치는 외기를 유입하기 어려운 경우 실내 공기 순환으로 전환하여 실내 공기를 정화시키면서 순환할 수 있다.
또한, 본 발명의 실내 환기 장치는 이산화탄소 흡착 필터를 통해 공기를 순환시킴으로써 실내의 이산화탄소 농도를 낮출 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100 : 실내 환기 장치
101 : 제1 덮개
102 : 제2 덮개
110 : 본체
111 : 실내 유입구
112 : 실내 유출구
115 : 실내 필터
120 : 제1 유로 형성부
130 : 제2 유로 형성부
135 : 제1 유로
136 : 제2 유로
140 : 제1 이산화탄소 흡착 필터
141 : 외피부
141a, 151a : 필터 유입구
142 : 흡착부
143 : 공간부
150 : 제2 이산화탄소 흡착 필터
151 : 외피부
152 : 흡착부
153 : 공간부
160 : 유입구
161 : 제1 송풍기
165 : 유입유로
166 : 유입 밸브
167 : 필터
168 : 집진기
170 : 유출구
171 : 제2 송풍기
175 : 유출유로
176 : 유출 밸브
177 : 필터
180 : 연결유로
181 : 연결 밸브

Claims (4)

  1. 실내 환기 장치에 있어서,
    내부에 수용공간을 갖는 원통형의 본체;
    상기 본체의 일측을 폐쇄하는 제1 덮개;
    상기 본체의 타측을 폐쇄하는 제2 덮개;
    상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성되는 제1 유로 형성부;
    상기 본체 내에 수용되고, 상기 본체의 폭에 맞게 형성되는 긴 플레이트를 나선형으로 권취하여 형성하되, 나선형으로 권취되는 상기 제1 유로 형성부의 사이를 지나면서 권취되는 제2 유로 형성부;
    상기 제1 덮개에 연결되는 유입구와 유출구;
    상기 유입구와 연결되는 유입유로;
    상기 유출구와 연결되는 유출유로;
    상기 유입유로에 설치되는 제1 송풍기;
    상기 유출유로에 설치되는 제2 송풍기;
    상기 본체의 폭에 맞게 형성되고 상기 유출구와 연결되는 링 형상의 제2 이산화탄소 흡착 필터;
    상기 제1 및 제2 송풍기를 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 본체는 실내 공기가 유입되는 실내 유입구와, 공기가 환기 장치에서 실내로 배출되는 실내 유출구를 포함하고,
    외기는 상기 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제1 유로를 통해 유동하여 상기 실내 유출구로 배출되고,
    실내의 공기는 상기 실내 유입구를 통해 유입되어 상기 제1 유로 형성부와 상기 제2 유로 형성부 사이에 형성되는 나선형의 제2 유로를 통해 유동하여 상기 유출구를 통해 배출될 수 있고,
    상기 제2 이산화탄소 흡착 필터는 원통형의 외피부와, 상기 외피부와 이격되어 상기 외피부의 내측에 위치되고 이산화탄소 흡착제로 채워지는 링 형상의 흡착부와, 상기 흡착부 내측에 빈 공간을 형성하는 공간부를 포함하고,
    상기 외피부에는 폭 방향으로 공기가 유입되는 필터 유입구가 형성되고,
    실내에서 유입되어 상기 제2 유로를 통해 유출되는 공기는 상기 외피부와 상기 흡착부 사이의 유로를 통해 유동하여 상기 흡착부를 지나면서 이산화탄소가 흡착된 후, 상기 공간부를 지나 상기 유출구를 통해 유동할 수 있는 실내 환기 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유입유로에 설치되는 유입 밸브;
    상기 유출유로에 설치되는 유출 밸브;
    상기 유입 밸브와 상기 유출 밸브의 전단에서 상기 유입유로와 상기 유출유로를 연결하는 연결유로;
    상기 연결유로에 설치되는 연결 밸브;
    를 더 포함하고,
    상기 유입 밸브와 상기 유출 밸브가 폐쇄된 상태에서 상기 연결 밸브를 개방하여, 실내에서 유입된 공기는 상기 제2 유로, 상기 유출구, 상기 유입구, 상기 제 유로 및 상기 실내 유출구를 통해 실내로 배출될 수 있는 실내 환기 장치.
  4. 삭제
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