KR20190123707A - 윈도 필터장치 어셈블리 - Google Patents

Abstract

외부와의 단열과 기밀이 신뢰성 잇게 유지되고 실내 이산화탄소의 농도과 연계되어 외부로의 공기 유입이 제어되는 윈도 필터장치가 개시된다. 측판으로 둘러싸여 구성된 메인 프레임; 하부에 다수의 유입공이 형성되고 상기 메인 프레임의 후방을 덮는 리어 커버; 상기 메인 프레임의 전방을 덮는 프론트 커버; 상기 유입공이 형성된 부분에 대응하여 상기 메인 프레임에 수납되는 필터 유닛; 상기 필터 유닛을 제외한 상기 메인 프레임의 내부를 차단하여 상기 유입공으로 유입된 외부 공기를 안내하는 격판; 상기 메인 프레임의 전면에서 상기 프론트 커버를 제외한 부분에 노출되어 설치되는 팬 유닛과 스위치 유닛; 상기 스위치 유닛으로부터의 신호에 따라 상기 팬 유닛을 제어하는 제어유닛; 및 상기 메인 프레임의 외측면에 장착되어 상기 메인 프레임을 창틀이나 창짝의 구조와 크기에 적합하도록 맞추는 피팅 프레임을 포함한다.

Description

윈도 필터장치 어셈블리{Filter apparatus assembly for window}

본 발명은 윈도 필터장치 어셈블리에 관한 것으로, 특히 외부와의 단열과 기밀이 신뢰성 있게 유지되고 실내 이산화탄소의 농도과 연계되어 외부로의 공기 유입이 제어되는 윈도 필터장치 어셈블리에 관련한다.

일반적으로 건축물의 실내에서 공기순환이 원활하지 않으면 공기가 오염되고 이렇게 오염된 공기 속의 각종 먼지, 미생물들은 호흡기 질병과 각종 알레르기를 유발하는 원인이 된다.

따라서, 주로 창문을 열어 실내의 공기를 환기시키는데, 창문을 열고 환기를 시키는 경우에 강한 바람이 유입되거나 외부의 빗물이나 먼지 등이 실내로 유입되고, 미세 먼지나 매연이 함유된 공기가 실내로 바로 유입되기 때문에 환기에 의해 오히려 실내 공기가 더 나빠질 수 있다.

이와 같은 문제를 해결하고자, 창틀과 창유리 사이에 환기장치를 설치하여 자연환기가 이루어지도록 하되 전후로 관통된 공기통로와, 공기통로를 개폐하여 환기조절을 하기 위한 환기조절구와, 실외 공기 내에 함유된 오염물질 및 빗물 등이 실내로 유입되는 것을 차단하고 다수의 유입공이 형성된 그릴 등이 설치된 구성의 창호용 환기장치가 다수 개시되어 있다.

이러한 창호용 환기장치의 예로는, 특허 제1111171호와 제1360504호 등이 있다.

그러나 상기의 창호용 환기장치는, 주로 유입되는 공기의 정화에 초점을 맞추고 있어 실내공기에 포함된 이산화탄소의 농도와 관련하여 외부 공기의 유입을 제어하는 점에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다는 문제점이 있다.

참고로, 식품의약품안전처의 "독성정보"를 참조하면, 실내의 이산화탄소 농도가 대기 중보다 2~3배 높으면 20% 이상의 사람들이 불쾌감을 느끼고, 6배 이상의 농도에서는 오심과 두통을 느끼며, 1%의 농도에서는 졸음을 느끼고, 7~10%의 농도에서는 현기증, 시각장애, 의식불명을 일으킨다고 기재되어 있다.

또한, 창틀의 사이즈가 일정하지 않기 때문에 창틀에 설치하는 것과 분리하는 것이 어렵고, 일반 사용자가 필터를 교환하는 것이 어려울 뿐만 아니라 단열이 신뢰성 있게 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 실내의 이산화탄소나 유해 가스의 농도와 연계되어 외부 공기의 유입이 제어되는 윈도 필터장치 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 사이즈의 창틀에 설치와 분리가 용이한 윈도 필터장치 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부와의 단열과 밀폐가 신뢰성 있게 이루어질 수 있는 필터장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 창짝과 창틀 사이의 틈새에 설치되어 외부공기를 유입하고 필터링하는 윈도 필터장치 어셈블리로서, 측판으로 둘러싸여 구성된 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 후방을 덮는 리어 커버, 및 상기 메인 프레임의 전방을 덮는 프론트 커버를 구비하고, 내부에 필터 유닛, 팬 유닛, 스위치 유닛 및 제어 유닛을 구비한 본체; 상기 본체의 하부에 위치하고 상기 본체를 제외하고 창짝과 창틀로 이루어지는 공간을 채우는 보조체; 및 상기 본체와 상기 보조체 사이에 개재되어 이들 사이의 간격을 채우는 간격조절유닛을 포함하며, 상기 필터 유닛은, 필터가 구비된 필터 카트리지와, 상기 메인 프레임에 장착되고 상기 필터 카트리지를 지지하는 카트리지 마운트로 이루어지고, 상기 필터 카트리지는 상기 프론트 커버를 통하여 상기 카트리지 마운트로부터 분리하여 교체되고, 상기 간격조절유닛은, 각각 나사구멍이 형성된 상부 몸체와 하부 몸체, 및 상기 상부 및 하부 몸체의 내부에 설치되는 승강체로 이루어지고, 상기 승강체는, 회전판, 상기 회전판의 상하로 돌출되고 외주면에 나사가 형성되어 상기 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 나사기둥으로 구성되며, 상기 회전판의 회전에 의해 상기 나사구멍에 나사 결합한 나사기둥의 회전하여 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체를 각각 상방과 하방으로 이동시켜 상기 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 윈도 필터장치 어셈블리에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 본체는 상기 필터 유닛을 제외한 상기 메인 프레임의 내부를 차단하여 상기 유입공으로 유입된 외부 공기를 안내하는 격판을 구비하고, 상기 필터 유닛은 상기 리어 커버의 유입공이 형성된 부분에 대응하여 상기 메인 프레임에 수납되고, 상기 팬 유닛과 스위치 유닛은 상기 메인 프레임의 전면에서 상기 프론트 커버를 제외한 부분에서 실내에 노출되어 설치되며, 상기 제어유닛은 상기 스위치 유닛으로부터의 신호에 따라 상기 팬 유닛을 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어유닛과 유무선 통신으로 연결되고, 실내의 냄새를 감지하는 감지센서를 더 포함하고, 냄새가 감지되면 상기 제어유닛은 상기 팬 유닛을 제어하여 구동할 수 있다.

상기한 구성에 의하면, 실내에 설치된 감지센서로부터 실내 이산화탄소나 유해가스(NOx, SOx) 또는 냄새를 감지하여 필터장치를 구동하여 외부공기를 기설정된 유량으로 유입하여 농도를 낮출 수 있다.

또한, 본체와 보조체의 외측면에 창틀이나 창짝에 밀착되는 형상과 크기를 갖는 피팅 프레임이 결합되어 실내가 외부와 신뢰성 있는 단열과 밀폐가 이루어지도록 한다.

마찬가지 이유로, 필터장치를 윈도에 쉽게 장착하거나 분리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리가 창틀에 장착된 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리의 외관을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리의 분해도이다.
도 4는 간격조절유닛을 나타낸다.
도 5는 윈도 필터장치 어셈블리를 적용한 시스템 구성도이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리가 창틀에 장착된 상태를 나타낸다.

통상 윈도(50)는 창짝(52)과 창틀(54)로 구성되는데, 본 발명의 윈도 필터장치는 창짝(52)과 창틀(54)에 사이의 틈새에 설치되며, 기존의 윈도 구조에도 별도의 부재가 필요 없이 장착될 수 있다.

후술하는 것처럼, 윈도 필터장치는 본체(100)와 보조체(200)가 상하 적층되어 구성되는데, 본체(100)는 외부공기의 흡입과 필터를 위한 기능을 수행하고 보조체(200)는 필터 카트리지를 비롯한 부품의 수납과 공간을 채우는 스페이서의 역할을 한다.

또한, 본체(100)와 보조체(200)의 외측면에는 적절한 피팅 프레임이 분리 가능하게 결합되며, 피팅 프레임은 창틀이나 창짝에 밀착되는 형상과 크기를 갖는다. 이와 같이, 필터장치와 창짝이나 창틀 사이에 피팅 프레임을 적용함으로써, 실내가 외부와 신뢰성 있는 단열과 밀폐가 이루어지도록 한다.

또한, 후술하는 것처럼, 실내에 설치된 감지센서로부터 실내 이산화탄소나 유해가스(NOx, SOx) 또는 냄새를 감지하여 필터장치를 구동하여 외부공기를 기설정된 유량으로 유입하여 농도를 낮출 수 있다.

도 2는 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리의 외관을 나타내고, 도 3은 본 발명의 윈도 필터장치 어셈블리의 분해도이다.

이하, 본체(100)에 대해 먼저 설명한다.

메인 프레임(180)은 측판으로 둘러싸여 구성되는데, 메인 프레임(180)의 내부에는 필터 유닛(170), 팬 유닛(120), 스위치 유닛(130)이 수납되고, 전면과 후면이 각각 프론트 커버(140)와 리어 커버(142)로 덮이며, 흡입되는 공기의 흐름을 안내하기 위한 격판(182, 183)이 설치된다.

필터 유닛(170)은 필터가 구비된 필터 카트리지(171)와, 메인 프레임(180)에 장착되고 필터 카트리지(171)를 지지하는 카트리지 마운트(172)로 이루어진다.

필터는, 가령 미세먼지를 걸러주는 특수 대전섬유인 석면섬유로 제작된 여과지인 헤파(HEPA: High Efficiency Particulate Air) 필터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

통상, 필터가 구비된 필터 카트리지(171) 단위로 교체되기 때문에 사용자는 프론트 커버(140)를 열고 필터 카트리지(171)를 카트리지 마운트(172)로부터 분리하여 교체할 수 있으므로 필터의 관리가 쉽다. 또한, 상기한 것처럼, 필터 카트리지(171)를 보조체(200) 내부에 수납하여 보관함으로써 필요시 편리하게 꺼내 사용할 수 있다.

리어 커버(142)에는 필터 유닛(170)에 대응하는 부분에 다수의 유입공(143)이 형성되어 외부 공기가 유입되도록 하며, 카트리지 마운트(172)와의 접촉 부분에 고무 등의 탄성 패드(144)가 개재되어 외부의 충격이나 진동에 대해 견딜 수 있도록 할 수 있다.

또한, 메인 프레임(180)의 전방 측에는 프론트 커버(140)가 결합하고, 나머지 부분, 가령 이 실시 예와 같이 상부에는 팬 유닛(120)과 스위치 유닛(130)이 설치되어 전방이 밀폐된다.

메임 프레임(180) 내부에서 필터 유닛(170)이 설치된 부분을 제외하고는 격판(182, 183)에 의해 차단되며, 전방에 설치된 격판(183)에는 배출구멍(183a)이 형성된다.

그 결과, 흡입된 외부 공기는 모두 필터 카트리지(171)를 통과하고 난 다음, 격판(183)의 통과구멍(183a)을 통하여 배출된다.

팬 유닛(120)은 배출구멍(122)이 형성된 플레이트(121)와 플레이트(121)의 안쪽에 설치된 구동 팬(미도시)으로 이루어진다.

격판(183)의 통과구멍(183a)은 팬 유닛(120)의 구동 팬에 대응하는 위치에 형성되고, 고무 등의 탄성 스페이서(184)가 통과구멍(183a)의 가장자리와 구동 팬의 팬 박스 사이에 개재되어 외부 공기의 흐름을 안내하고 구동 팬의 소음을 줄여준다.

스위치 유닛(130)에는 다수의 멤브레인 스위치가 설치되고, 구동 상태나 실내 이산화탄소 또는 유해가스의 농도를 지시하는 숫자 또는 기타 구동에 관련된 정보를 표시하는 LCD가 설치될 수 있으며, 내측에는 제어를 위해 마이크로프로세서가 실장된 회로기판이 장착될 수 있다.

보조체(200)는 본체(100)와 같은 폭과 너비로 제작되고 같은 구조의 프론트 커버를 구비한다. 따라서, 상기한 것처럼, 보조체(200)에는 필터 카트리지를 비롯한 부품을 수납하고, 필요에 따라 프론트 커버를 이용하여 꺼낼 수 있다.

이와 함께, 보조체(200)는 공간을 채우는 스페이서 역할을 하는데, 가령 창짝과 창틀 사이의 틈의 높이가 본체(100)의 2배 정도로 큰 경우에는 보조체(200)를 적용하여 남은 공간을 채울 수 있다.

또한, 본체(100)와 보조체(200) 사이의 공간에는 간격조절유닛(150)이 개재된다.

도 4는 간격조절유닛을 나타낸다.

간격조절유닛(150)은 육면체 형상으로 본체(100)와 같은 폭과 너비를 가지며, 상부 몸체(151)와 하부 몸체(152) 및 이들을 상하로 이동시키는 승강체로 구성된다.

승강체는 회전판(155)과 회전판(155)의 중심에서 상하로 돌출되고 외주면에 나사가 형성된 나사기둥(156)으로 이루어지며, 나사기둥(156)은 각각 상부 몸체(151)와 하부 몸체(152)에 형성된 나사 구멍(151a, 152a)에 나사 결합한다.

따라서, 회전판(155)이 회전함에 따라 나사기둥(156)이 회전하고, 그 결과 나사기둥(156)과 나사 결합된 나사 구멍(151a, 152a)이 형성된 상부 몸체(151)와 하부 몸체(152)가 각각 상방 및 하방으로 이동하게 되어 간격조절유닛(150)의 높이가 증가하게 된다.

이를 본체(100)와 보조체(200) 사이에 설치하여 회전판(155)을 적절하게 돌려 본체(100)와 보조체(200) 및 간격조절유닛(150)의 높이가 창짝과 창틀 사이의 틈의 높이와 대략 일치하도록 한다.

이와 함께, 미리 본체(100)와 보조체(200) 사이에 간격조절 블록(114, 214)을 이용하여 본체(100)와 보조체(200) 사이의 간격을 어느 정도 조정해 놓을 수 있다.

또한, 상기한 것처럼, 본체(100)와 보조체(200)의 외측면에는 적절한 피팅 프레임(110, 112, 210, 212)이 분리 가능하게 결합되며, 피팅 프레임(110, 112, 210, 212)은 창틀이나 창짝에 밀착되는 형상과 크기를 갖는다.

그 결과, 피팅 프레임(110, 112, 210, 212)만 적절하게 변경함으로써, 기존에 설치된 어떠한 창짝이나 창틀 사이에도 정확하게 피팅되어 실내가 외부와 신뢰성 있는 단열과 밀폐가 이루어지도록 할 수 있다.

이하, 본 발명의 윈도 필터장치의 동작을 설명한다.

도 5는 윈도 필터장치 어셈블리를 적용한 시스템 구성도이다.

실내에는 감지센서(320)가 설치되는데, 감지센서(320)는 기설정된 주기로 이산화탄소 농도나 유해가스(NOx, SOx) 농도 또는 냄새를 감지하여 감지신호를 전달한다.

신호의 전달은 유선이나 무선 어느 것도 가능하며, 감지센서(320)는 다수의 위치에 설치될 수 있다.

제어부(10)는 스위치 유닛(130)으로부터의 스위칭 신호의 입력에 따라 전원공급부(20)로부터 공급되는 전원을 필터장치에 인가하거나 스위치마다 할당된 각각의 기능을 수행하도록 한다.

제어부(10)는 프로그램된 마이크로프로세서일 수 있으며, 가령 팬 유닛(120)의 동작 제어를 위한 프로그램이 임베드될 수 있다.

기본적으로, 필터장치는 실내의 이산화탄소의 농도와 관계없이 수동으로 제어될 수 있는데, 사용자가 스위칭 유닛(130)의 스위치를 눌러 필터장치를 구동시키면 제어부(10)는 팬 유닛(120)의 구동 팬을 구동하여 외부 공기가 실내로 유입되도록 한다.

이때, 유입되는 외부 공기에 포함된 미세 먼지나 유해물질은 필터 카트리지(171)에 구비된 필터를 거치면서 제거되고 정화된 공기만이 실내로 유입된다. 따라서, 미세 먼지에 의해 외부 공기가 다소 깨끗하지 못하더라도 필터를 통하여 미세 먼지 등을 제거하여 실내로 유입할 수 있다.

한편, 감지센서(320)는 일정한 주기로 이산화탄소나 유해 가스의 농도 또는 냄새를 감지하도록 미리 설정될 수 있는데, 가령 설정기준에 따라 주기적으로 감지한 이산화탄소의 농도가 기준치를 초과하는 경우, 제어부(10)는 팬 유닛(120)을 구동하고 현재 상태를 LCD(132)를 통해 표시한다.

팬 유닛(120)의 구동으로 필터장치 내부에는 음압이 걸리고 외부 공기가 리어 커버(142)의 유입공(143)으로 유입되어 필터 카트리지(171)를 통과한 후, 상방으로 흘러 격판(183)의 통과구멍(183a)을 통하여 구동 팬을 거쳐 배출구멍(122)으로부터 실내로 배출된다.

따라서, 실내의 이산화탄소의 농도는 점차 감소하는데, 감지센서(320)에 주기적으로 감지되는 이산화탄소의 농도가 기준치보다 낮아지면, 제어부(10)는 팬 유닛(120)을 제어하여 구동 팬을 정지시킨다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.

100: 본체
110, 112, 210, 212: 피팅(fitting frame)
114, 214: 간격조절 블록
120: 팬 유닛
130: 스위치 유닛
140: 프론트 커버
150: 간격조절유닛
200: 보조체

Claims (3)

1. 창짝과 창틀 사이의 틈새에 설치되어 외부공기를 유입하고 필터링하는 윈도 필터장치 어셈블리로서,
   측판으로 둘러싸여 구성된 메인 프레임, 상기 메인 프레임의 후방을 덮는 리어 커버, 및 상기 메인 프레임의 전방을 덮는 프론트 커버를 구비하고, 내부에 필터 유닛, 팬 유닛, 스위치 유닛 및 제어 유닛을 구비한 본체;
   상기 본체의 하부에 위치하고 상기 본체를 제외하고 창짝과 창틀로 이루어지는 공간을 채우는 보조체; 및
   상기 본체와 상기 보조체 사이에 개재되어 이들 사이의 간격을 채우는 간격조절유닛을 포함하며,
   상기 필터 유닛은, 필터가 구비된 필터 카트리지와, 상기 메인 프레임에 장착되고 상기 필터 카트리지를 지지하는 카트리지 마운트로 이루어지고, 상기 필터 카트리지는 상기 프론트 커버를 통하여 상기 카트리지 마운트로부터 분리하여 교체되고,
   상기 간격조절유닛은, 각각 나사구멍이 형성된 상부 몸체와 하부 몸체, 및 상기 상부 및 하부 몸체의 내부에 설치되는 승강체로 이루어지고,
   상기 승강체는, 회전판, 상기 회전판의 상하로 돌출되고 외주면에 나사가 형성되어 상기 나사 구멍에 각각 나사 결합하는 나사기둥으로 구성되며,
   상기 회전판의 회전에 의해 상기 나사구멍에 나사 결합한 나사기둥의 회전하여 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체를 각각 상방과 하방으로 이동시켜 상기 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 윈도 필터장치 어셈블리.
2. 청구항 1에서,
   상기 본체는 상기 필터 유닛을 제외한 상기 메인 프레임의 내부를 차단하여 상기 유입공으로 유입된 외부 공기를 안내하는 격판을 구비하고,
   상기 필터 유닛은 상기 리어 커버의 유입공이 형성된 부분에 대응하여 상기 메인 프레임에 수납되고, 상기 팬 유닛과 스위치 유닛은 상기 메인 프레임의 전면에서 상기 프론트 커버를 제외한 부분에서 실내에 노출되어 설치되며,
   상기 제어유닛은 상기 스위치 유닛으로부터의 신호에 따라 상기 팬 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 윈도 필터장치 어셈블리.
3. 청구항 2에서,
   상기 제어유닛과 유무선 통신으로 연결되고, 실내의 냄새를 감지하는 감지센서를 더 포함하고,
   냄새가 감지되면 상기 제어유닛은 상기 팬 유닛을 제어하여 구동하는 것을 특징으로 하는 윈도 필터장치 어셈블리.

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