KR102570406B1 - 습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 유리창 구조에 관한 것으로서 특히, 이중 유리창 내부의 습기를 능동적으로 제거하여 습기를 제거할 수 있고, 외부 온도 조건에 따라 이중 유리창 내부의 온도를 조절함으로써 실내와 실외의 온도차에 의해 발생하는 내부 결로 현상 방지와, 단열 성능을 높일 수 있는 이중 유리창 구조에 관한 것이다.

Description

습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조 {The structure of dehumidifialble pair glass window}

본 발명은 이중 유리창 구조에 관한 것으로서 특히, 이중 유리창 내부의 습기를 능동적으로 제거하여 습기를 제거할 수 있고, 외부 온도 조건에 따라 이중 유리창 내부의 온도를 조절함으로써 실내와 실외의 온도차에 의해 발생하는 내부 결로 현상 방지와, 단열 성능을 높일 수 있는 이중 유리창 구조에 관한 것이다.

창문 유리가 한 장인 단유리창은 냉기에 취약하고, 외부의 열이나 냉기가 금방 내부로 들어오며, 내구성도 현저하게 약하여 비바람 및 태풍에 많이 파손되는 문제가 있어 근래에는 거의 시공되지 않고 있다.

이중 유리창은 2장의 강화유리를 소정 간격 이격하여 프레임에 설치한 것으로서, 강화유리 사이에 형성된 챔버(밀폐된 공기층)로 인해 단열 및 차음 효과가 뛰어나 외부와 접촉하는 부분인 발코니에 많이 설치되고 있다.

근래에는 이중 유리창의 유리 사이 챔버에 아르곤 또는 크립톤 가스를 주입하여 단열성을 더 높이도록 하거나, 유리 표면에 금속 또는 금속산화물을 얇게 코팅한 뒤에 유리 사이 챔버에 아르곤 또는 크립톤 가스를 주입하여 단열성을 더욱더 높이도록 하고 있다.

이러한 이중 유리창은 단열성이 뛰어나 아파트 베란다에 많이 사용하고 있다.

이중 유리 사이에 형성된 공기층은 열전도율이 낮은 공기 특성으로 인해 단열 특성이 우수하여 가정에서 소모되는 냉, 난방비를 절감할 수 있다

또한, 이중 유리창은 방음 효과도 우수하다. 이중 유리 사이의 공기층이 야외나 실내에서 발생하는 소리 전파를 차단하는 효과가 있기 때문에, 교통량이 많은 간선 도로에 접한 가정 등에서 효과적이다.

그런데 이중 유리 내부 공간에 습기가 발생하면 창문이 뿌옇게 되는데, 이렇게 습기로 인해 뿌옇게 변한 이중 유리창은 청소가 불가하여 유리를 교체하여야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 방지하기 위해 종래의 이중 유리창은 유리 사이의 프레임 내면에 흡습제를 설치하여, 챔버에서 발생하는 습기를 흡습제가 흡수함으로써, 유리가 뿌옇게 변하는 것을 방지하고 있다.

그러나 흡습제가 흡수할 수 있는 습기는 한정적이기 때문에 오랫동안 사용하면 흡습제의 흡습 성능이 저하되어 창문이 뿌옇게 변하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.

문헌 1. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1065073호, "복층유리 내장용 결로 방지장치" 문헌 2. 대한민국특허청 등록특허공보 제10-2175804호, "이중창 결로저감 시스템" 문헌 3. 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2016-0075119호, "복합 창호 프레임"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 오랫동안 사용하여도 이중 유리 내부 챔버의 습기 제거 성능을 유지할 수 있고, 이중 유리 내부 챔버의 온도를 조절하여 유리창 내, 외부의 온도차를 줄여 챔버에 결로 발생을 방지할 수 있는 이중 유리창 구조를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 유리창 구조는 프레임(10)에서 소정 간격 이격된 한 쌍의 글라스(12) 사이에 챔버(13)가 형성된 이중 유리창 구조에 있어서, 상기 챔버(13)의 프레임(10)에 홈 형태로 형성되고, 프레임(10) 외부와 연통된 유로(116); 및 상기 유로(116)를 덮어 밀폐하고, 챔버(13)의 수분을 흡습하며, 흡습된 수분을 유로(116)로 일방향 이동시키는 흡습부(110);로 구성된다.

이때, 상기 흡습부(110)는 흡습성 다공성 소재로 패널 형태로 성형된 흡습제(111)와, 친수성인 흡수층(112)과, 상기 흡수층(112)과 접하는 수분 전이층(113)과, 상기 수분 전이층(113)과 접하는 소수성인 발수층(114)으로 삼중직으로 제직되어 흡수층(112)이 상기 흡습제(111)에 접하고, 발수층(114)이 유로(116)를 향하도록 구성됨으로써, 챔버(13)의 습기를 유로(116)로 일방향 이동시키도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 흡습부(110)를 유로(116) 상부 위치에 지지, 고정하는 지지패널(115)을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 챔버(13)에 형성된 흡기구(122); 상기 흡기구(122)를 통해 흡기된 공기를 가열 또는 냉각시키는 히트펌프(120); 및 상기 히트펌프(120)를 통해 가열 또는 냉각된 공기를 챔버(13)로 배출하는 토출관(123);을 더 포함하여 구성함으로써, 히트펌프(120)를 통해 챔버(13)의 공기를 가열 또는 냉각 시킴으로써 실내와 실외의 온도차에 의한 챔버(13) 내 결로 현상을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 흡기구(122)는 챔버(13)의 세로 프레임(10)에 소정 간격마다 형성함으로써, 히트펌프(120)의 가열 구동시 프레임(10) 하부의 흡기구(122)에서 공기를 흡입하고, 히트펌프(120)의 냉각 구동시 프레임(10) 상부의 흡기구(122)에서 공기를 흡입하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 토출관(123)은 프레임 배기구(124)와 유로 배기구(125)로 분기됨으로써, 가열 또는 냉각되어 토출관(123)을 유동하는 공기 일부는 프레임 배기구(124)를 통해 챔버(13)로 배출되고, 나머지 일부는 유로 배기구(125)를 통해 유로(116)로 배출되도록 구성함으로써, 유로(13)의 수분을 증발시키도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 이중 유리 내부인 챔버의 습기를 단순히 흡습하여 저장하는 것이 아니라, 흡습부(110)에서 흡습한 습기를 유로(116)로 배출하여 제거함으로써, 오랫동안 사용하여도 흡습기능을 유지할 수 있다.

또한, 히트펌프(120)를 이용하여 이중 유리 내부인 챔버의 온도를 능동적으로 제어함으로써, 실내와 실외 온도차를 줄여 챔버에서 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 히트펌프(120)에서 생성된 공기를 유로(116)로 토출함으로써, 흡습부(110)에서 유로(116)로 배출한 습기를 히트펌프(120)에서 생성된 바람으로 빠르게 건조시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중 유리창 및 프레임을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 이중 유리창 및 프레임을 도시한 부분 단면 사시도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4는 도 3의 'A'부분을 확대 도시한 단면도.
도 5는 도 3의 'B'부분을 확대 도시한 단면도.
도 6은 본 발명을 구성하는 흡습부를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명을 구성하는 히트펌프 구성을 도시한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 "상부", "하부", "저부", "전방", "후방", "아래" 등의 용어는 단지 설명을 용이하게 하기 위한 것으로 도면에 도시되어 있는 바와 같은 구성요소의 배향을 지칭한다.

본 발명을 설명하기 위한 실시예로 도 1에 도시한 바와 같이, 프레임(10)에 광폭 글라스(12)로 이중 유리창이 설치되고, 일측에 미닫이 창으로 창문(11)이 설치된 샷시를 본 발명의 실시예로 설명한다.

본 발명은 도 2와 같이 강화유리인 글라스(12)가 소정 간격으로 이격되어 설치됨으로써, 글라스(12) 사이에 공기층인 챔버(13)가 형성된다.

본 발명은 이중 유리 내부인 챔버의 습기를 흡습하여 배출하는 구성과, 챔버에 온도 조절된 공기를 공급, 순환시켜 실내와 실외의 온도차에 의한 챔버에서 결로 현상이 발생하는 것을 방지하는 기능이 구성된다.

본 발명에 의한 챔버의 습기를 흡습하여 배출하는 구성은 챔버(13) 내측의 프레임(10)에 설치된 흡습부(110)에 의해 이루어진다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 챔버(13) 내측의 프레임(10)에 긴 홈 형태로 유로(116)를 형성하고, 흡습부(110)가 상기 유로(116)를 덮어 밀폐되도록 한다.

흡습부(110)는 챔버(13)에 포함된 습기를 흡습하여 유로(116)로 보내 유로를 유동하는 공기를 통해 프레임(10) 외부로 보내도록 구성된다.

흡습부(110)는 도 6에 도시한 바와 같이, 흡습제(111), 흡수층(112), 수분 전이층(113), 발수층(114) 및 지지패널(115)로 구성된다.

흡습부(110)를 구성하는 흡습제(111)는 공지된 흡습성 다공성 물질인 숯, 염화칼슘, 실리카겔, 활성알루미나, 몰레큘러시브 등을 사용한다.

상기 흡습제(111)와 접하여 적층되는 흡수층(112), 수분 전이층(113) 및 발수층(114)은 원단으로서 삼중직으로 제직된다.

흡수층(112)은 친수성 기능을 갖고 있어 층으로서, 폴리에스테르 또는 폴리아미드 이형단면사를 사용하여 모세관 현상을 이용한 물리적 친수기능을 부여하거나, 공정수분율 8% 이상의 천연섬유를 사용한 화학적 친수기능을 부여할 수도 있으며, 통상의 제작방법 이후 나이프, 로우러, 스프레이 코팅방법으로 흡수 가공제를 도포하여 구성할 수도 있다.

수분 전이층(113)은 이형단면사 또는 공정수분율 8% 이상인 천연섬유로 구성되고, 상기 흡수층(112)에 접하여 적층된다.

발수층(114)은 소수성 원사를 발수층(114)에만 공급하거나 후가공 방법으로 발수층(114)에 소수성 피막을 형성시켜 제조할 수 있다.

소수성 원사를 제조하는 방법은 원사를 방사시 실리콘계 또는 불소계 수지를 마스터배치(Master batch)로 만든 후 베이스 수지와 블랜딩하여 용융 방사하거나 일반 원사를 사코팅하는 방법으로 제조할 수 있다.

또한, 소수성 피막은 원단을 제직한 후 나이프, 로우러, 스프레이 방식으로 실리콘계, 불소계 발수제 원액을 물에 3~10중량% 희석하여 코팅하는 방법으로 제조할 수 있다. 발수제 원액이 3중량% 미만이면 발수기능이 저하되고 10중량% 이상이면 원가상승과 원단의 변색문제를 야기한다.

상기와 같이 3중직으로 제직된 흡수층(112), 수분 전이층(113), 발수층(114)은 흡습제(111)에 접하여 적층되는데, 흡습제(111)는 습기를 흡습하는 한계점이 있어 어느 시점에 다다르면 더 이상 흡습효과가 발생하지 않는다.

상기 흡습제(111)가 흡습한 수분은 흡수층(112)의 1차 모세관 현상으로 흡수층(112)으로 이동되고, 이어서 수분 전이층(113)에서 2차 모세관 현상이 발생하여 흡수층(112)의 수분이 수분 전이층(113)으로 이동하며, 발수층(114)에 존재하는 미세공극에서 3차 모세관 현상이 발생하면서 수분 전이층(113)의 수분이 발수층(114)으로 이동한 후, 발수층(114)의 수분이 프레임의 유로(116)로 이동된다.

발수층(114)에 의해 유로(116)로 이동된 수분은 발수층(114)의 발수성에 의해 유로(116)로부터 챔버(13)로 이동하지 못하고, 수분은 오직 챔버(13)로부터 유로(116)로만 이동된다.

상기와 같이 구성된 흡습부(110)를 통해 챔버(13)의 수분이 프레임(10)의 유로로 이동된 후, 유로(116)를 유동하는 기류에 의해 외부로 배출된다.

프레임(10)의 도시하지 않은 블로우어(미도시)에 의해 외기의 공기가 유로(116)를 유동하여 수분과 함께 외부로 배출된다.

상기와 같이 삼중직으로 제직된 흡수층(112), 수분 전이층(113) 및 발수층(114)이 흡습제(111)와 접하여 구성됨으로써, 흡습제(111)가 챔버의 습기를 흡습하는 한계점에 도달하더라도, 흡습제(111)의 수분을 흡수하여 유로(116)로 배출하므로 흡습제(111)의 흡습 성능을 항상 일정하게 유지할 수 있다.

그리고 상기 흡습부(110)에 지지패널(115)을 접하도록 구성함으로써, 흡습부(110)가 유로(116) 상부에서 위치가 고정되도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 지지패널(115)은 수분이 투수가 가능한 필름이나 그물망 형태의 지지패널인 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은 챔버(13) 내부로 온도 조절된 공기를 공급, 순환시켜 실내와 실외의 온도차에 의한 챔버에서 결로 현상이 발생하는 것을 방지하는 기능이 구성되는데, 프레임(10) 내부에 설치된 도시하지 않은 히트펌프(120)에 의해 이 기능이 구현된다.

히트펌프(120)는 공지된 기술로서, 도 7에 도시한 바와 같이 압축기, 응축기, 팽창변 및 증발기로 구성되고, 프레임(10) 내부에 설치되며 외부의 전원의 공급에 의해 구동되며, 컨트롤러(130)의 제어에 의해 챔버(13) 내부의 온도를 특정 온도로 설정하거나, 센서를 통해 측정된 실외 온도와 실내 온도를 통해 챔버 내부의 온도를 자동 설정함으로써, 실내 온도와 실외 온도의 큰 편차로 인해 챔버 내부에 결로가 발생하는 것을 방지하도록 구성된다.

챔버(13) 내부의 온도를 높일 때는 다음과 같은 과정으로 챔버(13) 내부의 온도를 높인다.

압축기에서 생성된 고온, 고압의 기체 냉매는 응축기에서 흡기구(122)를 통해 흡입된 챔버(13)의 공기에 열을 빼앗긴 후 저온, 고압의 액체 냉매로 변하며 팽창밸브에서 저온, 저압 상태가 되어 증발기에서 외부열원에 의해 저온, 저압의 기체 상태가 되어 압축기로 보내진다.

이때, 흡기구(122)를 통해 흡입되고 응축기에서 가열된 공기는 토출관(123)을 통해 다시 챔버(13) 내부로 공급하여 챔버(13) 내부의 온도를 높인다.

챔버(13) 내부의 온도를 낮출 때는 다음과 같은 과정으로 챔버(13) 내부의 온도를 낮춘다.

압축기에서 발생된 고온, 고압의 기체 상태 냉매는 응축기를 지나면서 외부 열원에 열을 빼앗기고 저온, 고압의 액체가 되어 증발기를 통해 흡기구(122)에서 흡입된 챔버(13)의 공기의 열을 빼앗아 기체 상태로 되어 압축기로 보내지는데, 증발기에서 열을 빼앗기고 차가워진 공기는 토출관(123)을 통해 다시 챔버(13) 내부로 공급하여 챔버(13) 내부의 온도를 낮춘다.

상기와 같이 챔버(13) 내부의 공기를 히트펌프(120)로 흡입하고, 챔버(13)로 배출하는 것은 프레임(10) 내부에 설치된 팬(121)에 의해 이루어진다.

이와 같이 챔버(13) 내부의 온도를 조절하기 위하여 도 2와 같이 챔버(13)의 내부 프레임(10)에 흡기구(122)와 프레임 배기구(124)가 형성되고, 흡기구(122)를 통해 흡입된 공기는 히트펌프(120)로 공급되고, 가열 또는 냉각된 공기는 프레임 배기구(124)를 통해 챔버(13) 내부로 토출된다.

이때, 토출관(123)에서 토출되는 공기 일부는 유로(116) 내부로 유동시킴으로써, 흡습부(110)를 통해 유로(116)로 배출된 수분을 증발시켜 외부로 배출할 수 있또록 구성하는 것이 바람직하다.

이를 위해 도 3 내지 도 5와 같이 토출관(123)을 유로(116)의 일측 또는 양측에 형성하고, 토출관(123)을 프레임 배기구(124)와 유로 배기구(125)로 분기하여 프레임 배기구(124)로 배기된 공기는 챔버(13) 내부 온도를 조절하도록 하고, 유로 배기구(125)로 배기된 공기는 유로(13)의 수분을 증발시켜 유로(13) 내부에 수분이 잔존하지 않도록 한다.

그리고 흡기구(122)를 챔버(13)의 수직 프레임(10)에 형성하고 공기를 흡입할 때, 히트펌프(120)가 냉각을 위한 구동시 수직 프레임(10) 상부에 위치한 흡기구(122)를 통해 챔버(13)의 공기를 흡입하도록 하고, 히트펌프(120)가 가열을 위한 구동시 수직 프레임(10) 하부에 위치한 흡기구(122)를 통해 챔버(13)의 공기를 흡입하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이는, 챔버(13) 내부에서 더운 공기는 상부에 위치하고, 차가운 공기는 하부에 위치하므로 상기와 같이 수직 프레임(10)에 형성된 흡기구(122) 중 선택적으로 공기를 흡입하도록 구성함으로써, 히트펌프(120)의 열효율을 높일 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 이중 유리 내부인 챔버(13)의 습기를 흡습부(110)로 단순히 흡습하여 저장하는 것이 아니라, 흡습부(110)에서 흡습한 수분을 유로(116)로 배출하여 능동적으로 제거함으로써, 오랫동안 사용하여도 흡습기능을 유지할 수 있다.

또한, 히트펌프(120)를 이용하여 이중 유리 내부인 챔버(13)의 온도를 능동적으로 제어함으로써, 실내와 실외 온도 편차를 줄여 챔버(13) 내부에서 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 히트펌프(120)에서 생성된 공기를 유로(116)로 토출함으로써, 흡습부(110)에서 유로(116)로 배출한 수분을 히트펌프(120)에서 생성된 바람으로 빠르게 증발함으로써, 유로(116)를 항상 건조하게 유지시킬 수 있다.

이상 상술한 실시 예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시 예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.

또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.

첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시 예는 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시 예에 국한되지 아니한다.

10 : 프레임
11 : 창문
12 : 글라스
13 : 챔버
110 : 흡습부
111 : 흡습재
112 : 흡습층
113 : 수분 전이층
114 : 발수층
115 : 지지패널
116 : 유로
120 : 히트펌프
121 : 팬
122 : 흡기구
123 : 토출관
124 : 프레임 배기구
125 : 유로 배기구
130 : 컨트롤러

Claims (6)

1. 프레임(10)에서 소정 간격 이격된 한 쌍의 글라스(12) 사이에 챔버(13)가 형성된 이중 유리창 구조에 있어서,
   상기 챔버(13)의 프레임(10)에 홈 형태로 형성되고, 프레임(10) 외부와 연통된 유로(116);
   상기 유로(116)를 덮어 밀폐하고, 챔버(13)의 수분을 흡습하며, 흡습된 수분을 유로(116)로 일방향 이동시키는 흡습부(110);
   상기 챔버(13)에 형성된 흡기구(122);
   상기 흡기구(122)를 통해 흡기된 공기를 가열 또는 냉각시키는 히트펌프(120); 및
   상기 히트펌프(120)를 통해 가열 또는 냉각된 공기를 챔버(13)로 배출하는 토출관(123);을 포함하며,
   상기 토출관(123)은 프레임 배기구(124)와 유로 배기구(125)로 분기됨으로써, 가열 또는 냉각되어 토출관(123)을 유동하는 공기 일부는 프레임 배기구(124)를 통해 챔버(13)로 배출되고, 나머지 일부는 유로 배기구(125)를 통해 유로(116)로 배출되도록 구성된 습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡습부(110)는,
   흡습성 다공성 소재로 패널 형태로 성형된 흡습제(111)와,
   친수성인 흡수층(112)과, 상기 흡수층(112)과 접하는 수분 전이층(113)과, 상기 수분 전이층(113)과 접하는 소수성인 발수층(114)으로 삼중직으로 제직되어 흡수층(112)이 상기 흡습제(111)에 접하고, 발수층(114)이 유로(116)를 향하도록 구성된 습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 흡습부(110)를 유로(116) 상부 위치에 지지, 고정하는 지지패널(115)을 더 포함하여 구성된 습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 흡기구(122)는 챔버(13)의 세로 프레임(10)에 소정 간격마다 형성된 것을 특징으로 하는 습기 제거가 가능한 이중 유리창 구조.
6. 삭제