KR200407324Y1 - 창호 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사무용 건물, 주상복합 건물, 공동주택의 발코니창 등에 설치되는 창호에 관한 것으로서, 특히 단열, 방음 및 조망 목적으로 사용하고 있는 유리창 기능에 태양광발전 기능을 조합하여 건물 내에서 전력을 자가 생산할 수 있도록 함으로써 에너지 소비에 따른 경제적 손실을 줄이고 환경오염도 방지할 수 있는 창호에 관한 것이다.

창호, 태양전지, 커넥터, 인버터, 콘센트.

Description

창호{Windows and doors}

도 1a는 종래의 일반적인 태양전지의 평면도.

도 1b는 도 1의 Ｉ-Ｉ선 방향의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 창호를 도시한 사시도.

도 3은 도 2의 단면도.

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 5는 도 4의 커넥터의 구조를 상세하게 보여주는 사시도.

도 5 내지 도 7은 본 고안의 다른 실시예에 의한 창호 설치구조를 보여주는 예시도.

도 8은 본 고안의 또 다른 실시예로서 복수의 태양전지판이 연결된 창호 구조를 보여주는 예시도.

도 9는 본 고안의 또 다른 실시예로서 미닫이 형태의 창호 구조를 보여주는 예시도.

도 10은 도 9의 단면도.

도 11은 본 고안의 또 다른 실시예로서 병풍식 접철구조를 갖는 창호 구조를 보여주는 예시도.

도 12는 본 고안의 또 다른 실시예로서 태양전지 셀이 경사지게 설치된 구조 를 보여주는 예시도.

도 13은 도 12의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 창호 101 : 태양전지판

102 : 프레임 103 : 커넥터

104,105 : 외,내측 유리창 110 : 벽체

112 : 개구부 113 : 전선

114 : 인버터 115 : 소켓

116 : 플러그 131 : 레일홈

132 : 레일 121 : 힌지

122 : 가이드봉 140 : 접철부

본 고안은 사무용 건물, 주상복합 건물, 공동주택의 발코니창 등에 설치되는 창호에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물의 단열, 방음 및 조망 목적으로 사용하고 있는 기존의 유리창에 태양광 발전설비를 조합시켜 건물 자체적으로 전력을 자가 생산할 수 있도록 함으로써 에너지 소비에 따른 경제적 손실을 줄이고 환경오염도 방지할 수 있는 창호에 관한 것이다.

일반적으로 단독주택, 아파트, 빌딩 등 지상 건축물에 있어서 채광을 하거나 환기를 하기 위해서는 물론 보온, 방음, 조망을 목적으로 창호 시스템을 필요로 한다. 이와 같은 창호 시스템은 종래로부터 다양한 유형이 개발되어 왔으며, 한국 등록실용신안공보 제20-0382106호에는 건물 외벽에 설치되는 일반적인 창호 시스템의 일 예가 상세하게 제시되어 있다.

한편, 최근 들어서 태양에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전설비의 사용이 점차 보편화되고 있다. 이러한 태양에너지를 이용하는 태양전지는 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 사용하지 않고, 무공해이며 무한대의 에너지원인 태양광을 이용하므로 미래의 새로운 대체 에너지원으로서 각광을 받고 있으며, 현재에는 태양광발전소나 건축물, 자동차 등의 발전 전력을 얻는데 이용되고 있다.

상기 태양전지는 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 각각이 플러스(+)와 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성되며, 다수의 태양전지 셀(cell)들이 직/병렬로 연결되어 사용자가 필요로 하는 전압 및 전류를 발생시키게 되고, 사용자는 이러한 태양전지에서 발생된 전력을 사용할 수 있게 되는 것이다.

이러한 태양전지들 중 건축물에서 발전 전력을 얻는데 이용되는 태양전지의 형태를 첨부된 도 1a 및 도 1b를 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 1a과 도 1b에 도시된 바와 같이, 태양전지 모듈(10)은 태양전지 셀을 보호하기 위한 직사각형의 판재 형상의 강화유리(11)와, 이 강화유리(11) 하부에 부착되는 상부 에바수지(12; EVA수지: ethylene-vilylacetate copolymer) 및 하부 에바수지(13)와, 상기 상부 에바수지(12)와 하부 에바수지(13) 사이에 설치되는 다수 의 태양전지 셀(14) 및, 상기 하부 에바수지(13)의 하부에 위치하는 백시트수지(15)가 차례로 적층되어 형성된 구조를 이루고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 태양전지 모듈(10)은 구성요소의 하나인 백시트수지(15)가 불투명한 소재로 이루어져 있었기 때문에 빛이 투과되지 않는 등 건축물 외장재로 사용하기에 부적합했었던 문제가 있었다.

또한, 종래의 태양전지 모듈(10)은 건축물 등에 적용될 경우 태양광을 상대적으로 많이 받을 수 있도록 지상 또는 건물의 옥상이나 지붕, 테라스 등 비스듬한 경사면에 설치하는 것에 고려된 모듈구조임에 따라 향후 개발과제인 건축물의 외벽면 창호 대체용으로 설치하기에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 태양광을 이용하여 기전력을 발생시키는 태양전지모듈을 건물 외벽면의 창호 시스템에 접목시켜 보온, 방음, 외부경관 조망의 유리창 기능과 더불어 태양전지모듈에 의한 건물 내부의 발전설비의 용도로 동시에 사용가능한 창호를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 창호는 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판; 상기 태양전지판의 테두리에 결합되며, 건물 벽체의 개구부에 취부되어 고정되는 프레임을 포함하여 이루어지되, 상기 태양전지판에는 외부의 인버터와 연결된 전선이 전기적으로 접속되는 커넥터가 설치된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 태양전지판의 전,후면 중 적어도 어느 한편에는 유리창이 이격 배치되도록 구성할 수 있다.

또한, 본 고안의 창호는 상기 프레임을 상기 벽체에 회전가능하도록 고정하는 힌지부가 더 설치될 수 있다.

아울러, 상기 태양전지판은 하나의 평면상에 복수 개 병렬 배치하되, 상기 복수의 태양전지판을 서로 직렬로 연결하는 복수의 커넥터가 더 설치되도록 구성할 수도 있다.

이때, 상기 복수의 태양전지판을 서로 절첩 가능하게 연결하는 절첩부가 더 설치될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 창호가 건물 벽체에 설치된 모습을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 태양전지판에 장착되는 커넥터의 상세구조를 보여주는 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 창호(100)는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판(101)과, 상기 태양전지판(101)의 테두리에 결합되며 건물 벽체(110)의 개구부(112)상에 취부되어 고정되는 프레임(102)을 포함하여 구성된다.

즉, 본 고안의 창호(100)는 직사각형 형태를 이루는 프레임(102)의 내측 중 앙부에 태양전지판(101)이 고정되고, 상기 태양전지판(101)의 전면측과 후면측에는 건물 벽체(110)의 외측에 위치하게 되는 외측 유리창(104)과 내측에 위치하게 되는 내측 유리창(105)이 상기 태양전지판(101)과 소정 거리 이격 배치되어 고정된 구조를 이루고 있다.

이때, 상기 외측 유리창(104)과 내측 유리창(105) 사이에 형성된 공간에는 건조공기층을 형성하여 외부의 열을 차단하는 동시에 실내측에 위치하게 되는 내측 유리창(105)의 표면에 온도하강으로 인한 이슬 맺힘 현상이 방지될 수 있도록 되어 있다.

태양전지판(101)은 직사각형의 투명한 평판 형태로 이루어지고 내부에는 다수의 태양전지 셀들이 직렬연결된 형태를 이루고 있다. 이러한 태양전지판(101)은 창호의 유리창 기능과 더불어 태양에너지를 이용한 발전 기능을 수행할 수 있도록 되어 있으며, 본 고안에서 채용하는 태양전지판(101)은 전술된 종래기술에 제시된 것과 같이 일반적인 태양전지판이 사용되므로, 상기 태양전지판(101)에 대한 구체적인 구조 및 기능은 상기 종래기술을 참조하고 별도의 상세한 설명은 하지 않는다.

한편, 태양전지판(101)의 배면부 일측에는 내부의 태양전지 셀과 연결되며 외부와 전기적으로 접속될 수 있는 커넥터(103)가 장착되어 있다.

이때, 상기 커넥터(103)는 상기 태양전지판(101)의 배면 소정의 접착수단을 통해 고정시키는 것이 바람직하다.

상기 커넥터(103)의 일측면에는 외부의 인버터(114)와 전선(113)으로 연결된 플러그(116)가 전기적으로 접속될 수 있는 소켓(115)이 형성되어 있다.

상기 프레임(102)의 상단이나 하단에 상기 전선(113)을 관통하여 외부로 빼낼 수 있는 관통홀을 형성하여 외부의 인버터(114)와 연결시키거나 후술되는 경우와 같이 태양전지판이 복수개 구비될 경우 이웃하는 태양전지판의 커넥터에 연결시키도록 구성할 수 있다.

상기 인버터(114)는 태양전지판(101)을 통해 생성된 직류전기를 교류전기로 변환하는 기능을 하게 되며 건물 내의 콘센트(미도시)와 연결되어 다양한 전기 기구를 접속하여 사용할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 인버터(114)는 상기 콘센트로 건물의 전압보다 약간 강한 전류를 송출하도록 하여 태양전지판(101)에서 생성된 전기를 먼저 사용할 수 있도록 되어 있다.

이때, 전력의 소비 목적이 건물 내의 자가소비에 있지 않고 외부로의 판매 목적에 있을 경우 필요할 경우, 본 고안의 태양전지판(101)을 건물 외부에 위치한 전력판매소(예컨대, 한국전력거래소)까지 전선으로 연결시켜 생산된 전력을 공급할 수도 있다. 여기서, 외부에 송전되는 전력량을 측정할 수 있는 계량기가 더 구비될 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 고안의 따른 창호(100)의 다른 실시예를 보여주고 있다.

이때, 도 5는 태양전지판(101)과 내측 유리창(105)만으로 구성된 창호 형태를 보여주는 것으로서, 상기 태양전지판(101)이 전술된 도 3의 외측 유리창(104)을 대체하여 건물 벽체(110)의 외측에 배치된 형태를 나타낸 것이다.

또한, 도 6은 상기 도 5의 형태와 반대되는 형태로서, 태양전지판(101)이 내측 유리창(105)을 대체하도록 건물 벽체(110)의 내측에 배치된 형태를 보여주고 있다.

그리고, 도 7은 상기 외,내측 유리창(105)()이 배제된 태양전지판(101) 자체만으로 구성된 형태로서, 상기 태양전지판(101)이 외,내측 유리창(105)의 역할을 대신하도록 된 것이다.

한편, 도 8은 본 고안의 또 다른 실시예로서 복수의 태양전지판(101)이 연결된 창호 구조를 보여주고 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 복수의 태양전지판(101a)(101b)(101c)(101d)은 하나의 평면상에 횡방향으로 병렬 배치되고, 상기 각 태양전지판(101a)(101b)(101c)(101d)을 감싸는 프레임(102a)(102b)(102c)(102d)은 건물 벽체(110)에 고정된 구조를 이루고 있다.

그리고, 각 태양전지판(101a)(101b)(101c)(101d)의 상,하부에는 한 쌍의 커넥터(103a)(103b)(103c)(103d)(103e)(103f)(103g)가 설치되며, 서로 이웃하는 태양전지판(101a)(101b)(101c)(101d)의 상,하부에 위치한 커넥터(103a)(103b)(103c)(103d)(103e)(103f)(103g)는 서로 전선(113)을 통해 직렬 연결된 구조로 형성하는 것이 바람직하다.

이 밖에, 상기 태양전지판(101a)(101b)(101c)(101d)은 태양광을 더욱 잘 흡수할 수 있도록 태양광의 입사 각도에 알맞게 비스듬하게 경사진 형태로 배열하여 사용할 수도 있다.

한편, 도 9는 본 고안의 또 다른 실시예를 도시한 사시도로서, 창호(100)를 구성하는 창문 형태가 미닫이 구조로 구성된 예를 보여주고 있다. 도 10은 도 9의 단면 형태를 도시한 단면도이다.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 창호(100)는 건물 벽체(110)의 외,내측에 2개의 창문(100a)(100b)이 구비되어 서로 미닫이 형태로 개폐되도록 구성된다.

즉, 각 태양전지판(101a)(101b)을 둘러싸고 있는 프레임(102a)(102b)의 상,하단에는 레일홈(131)을 형성하고, 벽체(110)에 고정된 프레임(120)의 내측 상,하단에는 돌출된 레일(132)을 형성하여 서로 요철형태로 맞물리도록 함으로써 양측 태양전지판(101a)(101b)이 좌우로 슬라이드되면서 벽체(110)의 개구부를 개폐하도록 구성할 수 있다.

도 11은 본 고안의 또 다른 형태의 실시예를 나타낸 것으로서, 병풍식 개폐구조를 갖는 창호의 모습을 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 태양전지판(101a)(101b)를 각각 구비한 좌측 창문(100a)과 우측 창문(100b)의 연결부에 경첩과 같은 절첩부(140)를 설치하고, 좌측 창문(100a)의 프레임(102a) 상,하단에 힌지(121)를 마련하고 벽체(110)에 고정된 프레임(120)의 내측 상,하부에 상기 힌지(121)가 결합되는 힌지공(미도시)을 마련하여 좌측 창문(100a)이 상기 힌지부를 중심으로 좌우 회전가능하도록 고정하게 된다.

또한, 우측 끝단에 위치한 우측 창문(100b)의 프레임(102b) 상,하단에는 소 정 길이 돌출된 가이드봉(122)을 마련하고, 벽체(110)에 고정된 프레임(120)의 내측 상,하부에 횡방향으로 길게 형성된 가이드홈(124)을 마련하여 상기 가이드봉(122)이 상기 가이드홈(124)을 따라 슬라이드 되도록 삽입된다.

상기한 구성에 따라, 좌측 끝단의 창문(100a)이 상기 힌지(121)를 중심으로 회동되고, 상기 우측 끝단의 창문(100b)은 가이드봉(122)을 중심으로 회동됨과 동시에 횡방향으로 직선왕복운동하면서 절첩부(140)를 중심으로 병풍식으로 접혀지거나 펼쳐지면서 자유롭게 개폐가 이루어지도록 된 것이다.

한편, 도 12는 본 고안의 또 다른 실시예로서 태양전지판의 태양전지 셀이 경사지게 설치된 구조를 보여주는 예시도이고, 도 13은 도 12의 단면 모습을 도시한 단면도이다.

도 12 및 도 13의 도시에 의한 창호(100)는 태양전지판(101) 내부에 있는 복수의 태양전지 셀(106)들이 상기 태양전지판(101)에 평행한 평면에 대해 일정 각도(예컨대, 15°정도) 만큼 경사지게 설치된 구조를 이루고 있다.

이와 같이 태양광의 입사각을 고려하여 태양전지 셀(106)을 태양전지판(101) 내에 경사지게 설치함으로써, 태양에너지를 보다 효과적으로 이용하도록 시도할 수 있다.

또한, 본 고안의 창호는 전술된 도 11의 병풍식 접철구조의 창호와 달리 창문 프레임의 좌,우단에 건물 벽체에 대해 회전될 수 있도록 힌지부(미도시)를 설치하여 창문이 상기 힌지부를 중심으로 상하방향으로 회전될 수 있도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 태양전지판이 구비된 창문을 건물 벽체에 대해서 회전 또는 이동되는 구조로 구성하게 되면 건물의 환기를 가능하게 할 수 있을 뿐 아니라 태양광의 입사 각도에 알맞게 상기 태양전지판의 경사 각도를 자유롭게 조절시킬 수 있기 때문에 태양에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.

상기한 본 고안의 창호는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 고안의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

상기한 본 고안에 따르면, 본 고안의 창호에 태양에너지를 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양전지판을 설치함으로써, 건물 내에서 개별적인 자가 발전이 가능하게 되어 에너지 낭비를 줄일 수 있고 화석연료 사용을 줄임으로써 이산화탄소(CO₂)등 발생을 줄이는 등 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양전지판에 외부의 인버터와 연결된 전선이 접속될 수 있는 커넥터를 설치함으로써, 창호를 벽체에 설치한 상태에서 상기 커넥터에 접속 플러그를 꼽아 손쉽게 사용할 수 있어서 사용상 편의성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 창호의 외측 유리창과 내측 유리창 사이에 건조공기층을 형성하여 외부의 열을 차단하는 동시에 실내측에 위치하게 되는 내측 유리창의 표면에 온도하강으로 인한 이슬 맺힘 현상을 방지할 수 있다.

또한, 창문 프레임의 상,하단이나 좌,우단에 건물 벽체에 힌지되는 힌지부를 설치하여 창문이 상기 힌지부를 중심으로 좌우 또는 상하방향으로 자유롭게 회전될 수 있도록 함으로써, 건물의 환기작용과 아울러 태양광이 입사 각도에 따라 상기 창문의 태양전지판을 적절히 회동시킬 수 있게 되어 태양에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 또한, 프레임에 인버터와 연결된 전선이 삽입되는 관통홀을 형성함으로써 전선이 외부로 노출되어 창호의 미관을 저해되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 인버터에 콘센트를 연결하게 되면 건물 내에서 상기 콘센트를 통해 다양한 전기 기구를 접속하여 사용할 수 있다.

또한, 본 고안의 태양전지판을 인버터를 통해 외부의 전력판매소까지 연결하게 되면 태양전지판을 통해 생산된 전력을 외부에 판매가 가능하게 되어 소득증대에 따른 경제적인 효과도 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 건물 벽체의 외,내측에 태양전지판이 구비된 2개의 창문을 구비하고 상기 창문의 상,하단에 레일과 레일홈을 형성하여 서로 요철형태로 맞물리도록 함으로써 필요할 경우 창문을 미닫이 형태로 자유롭게 개폐하여 건물 내부를 환기시킬 수 있다.

또한, 태양전지판이 구비된 복수의 창문을 경첩과 같은 절첩부를 통해 절첩 가능하도록 연결함으로써, 창문을 병풍식으로 접거나 펼쳐는 동작을 통해 자유롭게 개폐할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지판;

   상기 태양전지판의 테두리에 결합되며, 건물 벽체의 개구부에 취부되어 고정되는 프레임을 포함하여 이루어지되,

   상기 태양전지판에는 외부의 인버터와 연결된 전선이 전기적으로 접속되는 커넥터가 설치된 것을 특징으로 하는 창호.
2. 제1항에 있어서, 상기 태양전지판의 전,후면 중 적어도 어느 한편에는 유리창이 이격 배치된 것을 특징으로 하는 창호.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프레임을 상기 벽체에 회전가능하도록 고정하는 힌지부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 창호.
4. 제3항에 있어서, 상기 태양전지판은 하나의 평면상에 복수 개 병렬 배치되되, 상기 복수의 태양전지판을 서로 직렬로 연결하는 복수의 커넥터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 창호.
5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 태양전지판을 서로 절첩 가능하게 연결하는 절첩부가 더 설치된 것을 특징으로 하는 설치된 것을 특징으로 하는 창호.

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