KR200312115Y1

KR200312115Y1 - 결로(結露) 방지를 위한 원적외선방출장치

Info

Publication number: KR200312115Y1
Application number: KR20-2003-0001342U
Authority: KR
Inventors: 준 최
Original assignee: 준 최; 김동학
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2003-05-09

Abstract

본 고안은 유리창에 발생하는 결로(結露) 현상을 방지하기 위한 원적외선방출기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온영역과 고온영역의 온도차로 고온영역 측 유리창표면의 온도 하락으로 발생하는 결로(結露) 현상을 방지하기 위하여, 유리에서 90%가 흡수되는 파장 5,000~10,000nm의 원적외선방출기구를 장착하여 고온영역 측 유리창표면의 온도를 노점(露店)온도보다 높임으로서, 유리창의 시야를 방해하지 않고, 소음이 발생하지 않으며, 설치공간이 적게 소요되고, 설비교체가 용이하면서도 고온영역의 온도를 낮추지 않게 하기 위한 것이다.

이에 따른 본 고안은 대기의 습도를 측정하는 수단의 대기습도센서와, 대기의 온도를 측정하는 수단의 대기온도센서; 유리창의 표면온도를 측정하는 수단의 표면온도센서; 상기의 대기습도센서 및 대기온도센서에서 측정된 값에 의하여 연산된 대기의 노점(露店)온도와 상기의 표면온도센서에서 측정된 유리표면온도를 비교하여 전력을 제어하는 수단의 전력제어부; 상기 전력제어부에 의하여 최적의 전력을 공급하는 수단의 전력공급부; 로 구성된 전력공급장치와, 상기 전력공급장치로부터 제어되는 전력으로 원적외선을 발광하는 수단의 원적외선발광체; 및 원적외선을 반사시키는 수단의 원적외선반사판; 이 일체화된 원적외선방출기구로 구성되고, 상기 원적외선방출기구를 이용하여 유리창의 결로 현상을 방지하게 된다.

Description

결로(結露) 방지를 위한 원적외선방출장치{FAR-INFRARED FIXTURE FOR CONDENSATION}

본 고안은 유리창에서 발생하는 결로(結露) 현상을 방지하기 위한 원적외선방출기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온영역과 고온영역의 온도차로 고온영역 측 유리창표면의 온도 하락으로 발생하는 결로 현상을 방지하기 위하여, 유리창의 시야를 방해하지 않고, 소음이 발생하지 않고, 설치공간이 적게 소요되고, 설비교체가 용이하고, 고온영역의 온도를 낮추지 않으면서도 고온영역 측 유리창표면의 온도를 노점(露店) 온도보다 높이는 원적외선방출장치에 관한 것이다.

유리창으로 격리된 고온영역과 저온영역의 온도차로 인하여 고온영역 측 유리창표면에서 발생하는 결로 현상을 방지하려면 고온영역 측 유리창표면의 온도를 고온영역의 노점온도보다 높게 하거나 고온영역의 습도를 낮춰야 하는데 이를 위한 종래 기술로는 다음과 같은 것들이 있다.

첫째, 고온영역 측 유리창표면의 온도하락을 방지하기 위하여 유리창의 열관류율이 적게 되도록 다중 구조로 구성된 유리창을 설치하는 것이 있으나, 이는 설치공간이 많이 소요되고, 설치비용이 많이 소용되며, 고온영역과 저온영역의 온도차가 크고 고온영역의 습도가 높을 경우 결로 현상을 방지하는 데 한계가 있는 단점이 있다.

둘째, 고온영역 측 유리창표면의 온도하락을 방지하기 위하여 고온영역 측의 표면열전달율이 크게 되도록 고온영역 측 유리창표면 근처의 기체흐름을 빠르게 하는 것이 있으나, 이는 소음이 발생하고, 고온영역의 온도가 하락하는 단점이 있다.

셋째, 고온영역 측 유리창표면의 온도하락을 방지하기 위하여 고온영역 측 유리창표면에 열선을 직접 인쇄하여 유리창을 가열하는 것이 있으나, 이는 열선이 불투명하기 때문에 유리창의 시야를 방해하고, 시야를 방해하지 않기 위하여 투명열선을 사용할 경우 제작비용이 많이 소요되며, 열선이 수명을 다하였을 경우 유리창 전체를 교체하여야 하는 단점이 있다.

넷째, 고온영역의 습도를 낮추기 위하여 제습기를 이용하여 고온영역의 수증기를 제거하는 것이 있으나, 이는 고가의 제습장치가 필요하고, 고온영역의 습도가 지나치게 낮아져 건강을 해치는 단점이 있다.

다섯째, 고온영역 측 유리창 부근의 대기에 있는 수증기를 제거하기 위하여 고온영역의 노점온도보다 낮은 온도로 냉각된 공기를 유리창표면에 분사하여 고온영역 측 유리창표면에 결로가 발생하기 전에 고온영역 측 유리창 부근의 대기에 있는 수증기를 제거하는 것이 있으나, 이는 고가의 냉각장치가 필요하고, 소음이 발생하며, 고온영역의 온도가 하락하는 단점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같이 고온영역과 저온영역의 온도차로 고온영역 측 유리창표면에 발생하는 결로 현상을 방지하기 위한 종래의 기술이 갖고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유리창의 시야를 방지하지 않고, 소음이 발생하지 않고, 설치공간이 적게 소요되고, 설비의 교체가 용이하며, 고온영역의 대기온도를 낮추지 않으면서도 고온영역 측 유리창표면의 온도를 고온영역의 노점온도보다 높게 하는 원적외선방출기구를 구성하고, 상기의 원적외선방출기구를 이용하여 결로 현상을 방지하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 고온영역의 노점온도보다 고온영역 측 유리창표면온도를 높이기 위하여 유리창에서 90%가 흡수되는 파장 5,000~10,000nm의 원적외선을 발광하는 원적외선발광체를 공급하고, 상기 원적외선발광체에서 발광된 원적외선을 효율적으로 반사시키기 위한 원적외선 반사판을 공급하고, 에너지효율증대를 위하여 주변 환경에 따라 원적외선발광체에 공급되는 전력을 제어하는 전력공급장치를 구비하며, 이를 일체화시킨 원적외선방출기구를 구성하여 결로 현상을 방지하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 원적외선방출기구 실시예의 블록도.

도 2는 본 고안에 따른 전구를 이용한 원적외선 발광체 일 실시예의 블록도.

도 3은 본 고안에 따른 전기전도체를 이용한 원적외선 발광체 다른 실시예의 블록도.

도 4는 본 고안에 따른 결로 방지를 위한 원적외선방출기구 설치예의 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 원적외선발광체 2 : 원적외선반사판

3 : 전력공급장치 4 : 전력제어부

5 : 대기습도센서 6 : 대기온도센서

7 : 표면온도센서 8 : 전력공급부

9 : 전구 10, 13 : 원적외선발광막

11 : 전기전도체 12 : 전기절연막

14 : 원적외선방출기구 15 : 고온영역

16 : 유리표면 17 : 유리창

18 : 저온영역 20 : 원적외선

T1 : 대기온도(고온영역) T2 : 표면온도

T3 : 노점(露店)온도 T4 : 대기온도(저온영역)

H1 : 대기습도 H2 : 표면습도

Q1 : 원적외선에너지 Q2 : 가열에너지

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 유리창에서 90%가 흡수되는 원적외선(파장5,000~10,000nm)을 발광하는 원적외선발광체와 원적외선을 반사시키는 원적외선반사판과 주변환경에 따라 원적외선발광체에 공급되는 전력을 제어하는 전력공급장치로 구성된 원적외선방출기구를 제작하고, 상기의 원적외선방출기구를 결로 현상이 발생하는 유리창을 향하여 설치한다. 그러면 원적외선방출기구에서 방출된 원적외선(파장5,000~10,000nm)이 유리창에 흡수되어 고온영역 측 유리창표면온도가상승하게 되고 그 결과 유리표면에 결로가 발생하지 않게 된다.

즉, 본 고안은 유리창에서 90%가 흡수되는 파장5,000~10,000nm의 원적외선(20)을 발광하는 원적외선발광체(1)와 원적외선발광체에서 발광된 원적외선을 반사시키는 원적외선반사판(2)과 원적외선발광체(1)에 주변의 환경에 따라 최적의 전력을 공급하는 전력공급장치(3)로 구성된 원적외선방출기구(14)를 결로 현상이 발생하는 유리창(17)을 가열할 수 있도록 유리창을 향하여 설치하여 고온영역(15) 측 유리표면(16)의 표면온도<T2>가 고온영역의 노점온도<T3>보다 높게 하여 고온영역 측의 유리표면에 결로가 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도 1의 원적외선방출기구 실시예와 도 2의 전구를 이용한 원적외선발광체 일 실시예와 도 3의 전기전도체를 이용한 원적외선발광체 다른 실시예와 도 4의 결로방지를 위한 원적외선방출기구 설치예를 참조하여 본 고안에서 공급하고자하는 원적외선방출기구와 상기 원적외선방출기구를 이용한 결로방지장치 및 그 방법을 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 원적외선방출기구(14)는 원적외선발광체(1)와, 상기 원적외선발광체에서 발광된 원적외선을 반사시키는 원적외선반사판(2)과, 고온영역(15)의 습도를 측정하는 대기습도센서(5), 고온영역의 온도를 측정하는 대기온도센서(6), 고온영역 측 유리표면(16)의 온도를 측정하는 표면온도센서(7), 상기 센서에서 측정한 값에 근거하여 고온영역의 노점온도<T3>를 산출하여 결로 방지에 필요한 전력을 산출하여 원적외선발광체(1)에 공급되는 전력을 제어하는 전력제어부(4), 원적외선발광체에 전력을 공급하는 전력공급부(8)로 이루어진 전력공급장치(3)로 구성된다.

상기와 같이 원적외선방출기구(14)를 구성하고, 원적외선발광체(1)에 전력공급장치(3)를 통하여 소정의 전력을 공급하면 원적외선발광체(1)에서 원적외선(20)(파장5,000~10,000nm)이 방출되며, 방출된 원적외선(20)은 원적외선발광체(1) 후면에 장착된 원적외선반사판(2)에 의하여 전방으로 조사되어 유리창(17)을 가열하게 된다.

이때, 원적외선반사판(2)의 원적외선반사효율을 극대화하기 위하여 원적외선반사판(2)의 전면은 적외선 반사율이 극대화되는 소재와 구조로 가공하고 조사 범위를 고려하여 반사판의 곡면을 가공하며, 원적외선반사판(2)의 후면은 원적외선복사율이 극소화되는 소재와 구조로 가공한다.

또한, 에너지를 절약하기 위하여 전력제어부(4)는 대기습도센서(5)와 대기온도센서(6)로써 고온영역(15)의 대기습도<H1>와 대기온도<T1>를 측정하여 고온영역(15)의 노점온도<T3>를 산출하고, 표면온도센서(7)로써 유리표면(16)의 표면온도<T2>를 측정하여 고온영역(15)의 노점온도<T3>가 유리표면(16)의 표면온도<T2>보다 높으면 전력공급을 개시하고, 고온영역(15)의 노점온도<T3>가 유리표면(16)의 표면온도<T2>보다 낮으면 전력공급을 중단하도록 전력공급장치(3)를 제어한다.

즉, 전력공급장치(3)는 원적외선발광체(1)에

T2 〈 T3 면 전력을 공급하고,

T2 〉 T3 면 전력공급을 중단하도록 전력을 제어한다.

그리고, 본 고안에 따른 원적외선방출기구(14)에서 필요한 원적외선(파장5,000~10,000nm)을 발광하는 원적외선발광체(1)는 도 2에서 예시한 전구(9)를 이용한 원적외선발광체와 도 3에서 예시한 전기전도체(11)를 이용한 원적외선발광체가 있으며, 상기의 도 2와 도 3을 참조하여 원적외선발광체를 아래에 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 실시예는 전구(9)와, 상기 전구를 둘러싼 원적외선발광막(10)으로 구성하고, 전력공급장치(3)가 전구(9)에 전력을 공급하면 전구는 빛을 발광하게 되며, 전구에서 발광된 빛은 원적외선발광막(10)에 의하여 필요한 파장대역의 원적외선(파장5,000~10,000nm)으로 변환되어 밖으로 방출하게 된다.

이때 원적외선의 발광효율을 높이기 위하여 원적외선발광막(10)은 전구(9)에서 발광된 빛을 흡수하여 필요한 파장의 원적외선으로 변환시켜 외부로 발광하는 소재로 제작하며, 전구(9)는 원적외선발광막(10)이 흡수하여 원적외선으로 전환되는 파장의 빛이 주로 발광되도록 전력공급장치(3)는 최적의 전력을 전구(9)에 공급한다.

도 3에 도시된 실시예는 전기전도체(11)와, 상기 전기전도체를 둘러싼 전기절연막(12)과, 상기 전기절연막을 둘러싼 원적외선발광막(13)으로 구성하고, 전력공급장치(3)가 전기전도체(11)에 전력을 공급하면 전기전도체는 원적외선발광막(13)을 가열하게 되고, 가열된 원적외선발광막(13)은 원적외선(파장5,000~10,000nm)을 외부로 방출하게 된다.

이때 안전을 위하여 전기전도체(11)와 원적외선발광막(13) 사이를 전기적으로 절연시키기 위하여 전기절연층(12)으로 격리하며, 모든 물질은 자체온도에 따라 방출하는 빛의 파장이 결정되므로 에너지효율의 증진을 위하여 원적외선발광막(13)이 필요한 파장의 원적외선(파장5,000~10,000nm)을 주로 방출하는 온도를 유지하도록 전기전도체(11)는 필요한 열량을 원적외선발광막(13)에 지속적으로 공급하며, 전력공급장치(3)는 전기전도체(11)에 필요한 전력을 공급한다.

이상에서 기술한 원적외선방출기구(14)를 도 4에 예시한 바와 같이 유리창(17)으로 고온영역(15)과 저온영역(18)으로 분리하고, 고온영역 측의 유리표면(16)에 발생하는 결로를 방지하기 위하여 원적외선방출기구가 유리창(17)를 향하도록 설치하여 결로 현상을 방지하는 하나의 예시를 아래에서 상세히 설명한다.

한편, 상기 유리창(17)은 흔히 결로 현상이 발생하는 자동차의 전, 후면 유리로 대변할 수 있고, 이에 한정되지 아니하고 일반 주거용 또는 사무용 건축물의 창문 등, 창 양면의 온도 차이로 결로가 발생하는 조건을 갖는 모든 창으로 대변할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이 고온영역(15)과 저온영역(18)을 유리창(17)으로 분리하면 고온영역 측 유리표면(16)의 표면온도<T2>는

T2 = T1 - K ÷Ai × ( T1 - T4 ) 이다.

(T1; 고온영역의 대기온도, T2; 고온영역 측 유리표면의 온도, T4; 저온영역의 대기온도, K; 유리창의 열관류율, Ai; 유리표면의 열전달율)

또한, 열에너지는 유리창(17)을 통하여 고온영역(15)으로부터 저온영역(18)으로 흐르게 되므로 유리표면(16)의 표면온도<T2>가 고온영역(15)의 대기온도<T1>보다 낮아지게 되며, 고온영역 측 유리표면에 근접한 대기의 표면습도<H2>는 고온영역(15)의 대기습도<H1>보다 높게 된다.

이때, 고온영역(15)의 대기온도<T1>와 저온영역(18)의 대기온도<T4>의 온도차가 크고 고온영역(15)의 대기습도<H1>가 높아 유리표면(16)의 표면온도<T2>가 고온영역(15)의 노점온도<T3>보다 낮아져 고온영역 측 유리표면에 근접한 대기의 표면습도<H2>가 100%이상이 되면, 즉 T2 ≤ T3 가 되어 H2 ≥ 100%가 되면 고온영역 측의 유리표면(16)에 결로 현상이 발생하게 된다.

상기한 고온영역 측 유리표면(16)의 결로 현상을 방지하기 위하여 본 고안에서는 경제성, 편리성, 유용성, 교체용이성 및 시야확보 등을 고려하여 도 4에서 예시한 바와 같이 유리창(17)을 가열할 수 있도록 유리창을 향하여 원적외선외선방출기구(14)를 설치하고 유리창에서 90%가 흡수되는 원적외선(20) (파장5,000~10,000nm)을 유리창(17)에 조사하면 고온영역 측 유리표면의 표면온도<T2>를 고온영역의 노점온도<T3>보다 높게 유지될 수 있다.

여기서 고온영역 측 유리표면(16)에서 발생하는 결로 현상을 방지하기 위하여 유리표면의 표면온도<T2>를 고온영역(15)의 노점온도<T3>보다 높이기 위한 가열에너지<Q2>는, 고온영역(15)의 대기온도<T1>와 저온영역(18)의 대기온도<T4>가 변하지 않는다는 가정 하에,

Q2 ≥ Lg × Wg × Dg × Gg × Rg × ( T3 - T2 )이고,

(Lg; 유리창의 길이, Wg; 유리창의 폭, Dg; 유리창의 두께, Gg; 유리창의 밀도, Rg; 유리창의 비열, T3; 고온영역의 노점온도, T2; 고온영역 측 유리표면의 온도)

원적외선방출기구(14)는 유리창에서 90%흡수, 7% 반사, 3%반사되는 파장 5,000~10,000nm 대역의 원적외선을 방출하므로 결로 방지를 위하여 원적외선방출기구(14)에서 방출하여야 하는 원적외선에너지<Q1>은

Q1 ≥ 0.9 × Q2 이어야 하므로,

Q1 ≥ 0.9 × Lg × Wg × Dg × Gg × Rg × ( T3 - T2 )이다.

상기와 같이 원적외선방출기구(14)에서 결로 현상의 방지에 필요한 원적외선에너지<Q1>를 방출하여 유리창(17)에 조사하면 원적외선방출기구(14)에서 방출된 원적외선에너지<Q1>의 90%의 가열에너지<Q2>가 유리창(17)을 가열하여 고온영역 측 유리표면(16)의 표면온도<T2>가 고온영역(15)의 노점온도<T3>보다 높게 되어 고온영역 측 유리표면(16)에서 결로 현상이 발생하지 않게 된다.

상기 실시 예는 원적외선방출기구(14)를 고온영역(15)에 설치하는 것으로 설명하였지만, 여름철과 같이 실내 기온보다 실외 기온이 고온일 경우 원적외선방출기구를 실외에 설치하면 원적외선방출기구(14)의 설치환경이 열악하게 되며, 심할 경우 원적외선방출기구(14)가 손상될 위험이 있다.

따라서, 여름철에는 원적외선방출기구(14)를 저온영역임에도 불구하고 실내에 설치하는 것이 바람직하며, 그 결과 원적외선방출기구(14)는 본 고안에서 제공하고자하는 시야를 방지하지 않고, 소음이 없고, 설치공간이 적게 소요되고, 설비교체가 용이하면서도 새로운 결로 현상 방지방법을 제공하게 된다.

이상에서 기술한 바와 같이 본 고안은 시야를 방지하지 않고, 소음이 없고, 설치공간이 적게 소요되고, 설비교체가 용이하며, 고온영역의 온도를 낮추지 않으면서도 유리창의 결로 현상을 방지할 수 있는 원적외선방출기구를 제공함으로서, 일반건축물 유리창의 결로 현상을 방지할 뿐만 아니라, 자동차의 유리창에 적용할 경우, 추운 겨울에는 냉각장치(에어컨디션)를 가동하고 무더운 여름에는 가열장치(히터)를 가동하여 전면 유리창의 결로 현상을 방지하는 현재의 불합리한 결로 방지수단을 해결할 수 있고, 그 외 온도 차이로 인하여 발생하는 유리창의 결로 현상을 방지하기 위한 곳이라면 어떠한 범위에도 응용할 수 있으며, 나아가 응용 범위에 따라서는 일반 난방 또는 원적외선치료기로도 사용할 수 있어 그 파급효과가 매우 크다고 할 것이다.

Claims

유리창의 결로(結露) 방지를 위한 장치에 있어서,

원적외선(20)을 방출하는 원적외선발광체(1)와, 상기 원적외선을 반사시키는 원적외선반사판(2)과, 상기 원적외선발광체에 전력을 공급하는 전력공급장치(3)로 이루어진 원적외선방출기구(14)가 결로가 발생하는 고온영역(15)의 어느 소정부에 장착되어 유리창 표면에 원적외선을 조사하여 가열하게 된 구성을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 원적외선방출장치.
청구항 1에 있어서,

상기 원적외선발광체(1)는 전력이 인가되면 발광하는 전구(9)와, 상기 전구의 외주면에 원적외선발광막(10)이 도포된 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 원적외선방출장치.
청구항 1에 있어서,

상기 원적외선발광체(1)는 전력이 인가되면 발열하는 전기전도체(11)와, 상기 전기전도체의 외주면에 전기절연막(12)이 피복되고, 상기 전기절연막 외주면에 원적외선발광막(13)이 도포된 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 원적외선방출장치.
청구항 2 또는 3에 있어서,

상기 원적외선발광체(1)는 파장 5,000~10,000nm의 원적외선이 방출되는 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 원적외선방출장치.
청구항 1에 있어서,

상기 전력공급장치(3)는 고온영역(15)의 대기습도<H1> 및 대기온도<T1>를 검출하는 대기습도센서(5) 및 대기온도센서(6)와, 고온영역 측 유리창의 표면온도<T2>를 검출하기 위한 표면온도센서(7)와, 상기 각 센서의 측정값에 따라 노점(露店)온도<T3>를 산출하고, 이를 표면온도와 비교, 연산하여 상기 원적외선발열체로의 전력 공급/차단을 제어하는 전력제어부(4)와, 상기 전력제어부에 전력을 공급하는 전력공급부(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 결로 방지를 위한 원적외선방출장치.