KR20200089577A - 환풍 기능을 구비한 창문 및 방재 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 환풍기의 문제점을 해결하기 위하여, 창문(또는 창틀)에 결합(내장)된 환풍기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 구비된 창문 프레임; 상기 창문 프레임의 하나 이상의 면에 구비되는 환풍팬 및; 상기 환풍팬을 회전시키는 모터;를 포함하고, 상기 창문 프레임은 내측 커버 및 외측 커버로 구성되고, 상기 외측 커버에는 건물 외측 방향으로 개방된 환풍구가 구비되고, 상기 내측 커버는 건물 내측 방향에서 밀폐구조로 구성되고, 상기 창문 프레임의 내주면에는 흡기구가 구비되어, 건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키는, 환풍 기능을 구비한 창문을 제공한다.

Description

환풍 기능을 구비한 창문 및 방재 시스템{Window with ventilation function with Fire Protection System}

본 발명은 환풍 기능을 구비한 창문에 관한 것으로서, 더 상세하게는 센싱부에서 연기 또는 유독가스 등이 감지되는 경우에 환풍팬을 작동시켜 건물 또는 시설 내부의 공기를 외부로 배출시키는 창문에 관한 것이다.

일반적으로, 실내 공기를 외부로 배출시키기 위해 사용되는 환풍기는 회전축을 갖는 전동 모터와, 전동 모터의 회전축에 맞물려 회전되는 환풍팬과, 전동 모터 및 환풍팬을 둘러싸는 보호 하우징 및 커버로 구성되어 있다.

이러한 구성으로 이루어진 환풍기는 대개 건물의 화장실이나 또는 지하실 등에 설치되어 내부의 냄새나 습기를 외부로 배기하도록 하는 용도로 사용되고 있으며, 근래에는 여름철에 실내의 더운 공기를 밖으로 배기하거나 또는 실내의 습한 공기와 쾌쾌한 냄새를 배출하기 위해 거실이나 사무실 또는 방 등에 설치되기도 한다.

또한, 환풍기는 예를 들어 흡연실과 같이 밀폐된 공간에서 담배를 흡연할 때 발생되는 담배연기를 쉽게 배기하기 위해 흡연실 등에도 설치되고 있다.

이와 같이 환풍기를 설치하기 위해서는 환풍팬의 회전동작에 의해 실내의 공기 및 냄새 등이 외부로 배기되도록 환풍기가 설치되는 공간의 벽면이나 창문에 필수적으로 구멍을 뚫어 환풍기를 설치하여야 한다.

이에 따라, 벽면이나 창문에 구멍을 뚫는 작업이 어렵고 더딜 뿐만 아니라, 구멍을 뚫는 과정에서 발생되는 소음과 먼지 등에 의해 주변에 해를 끼치게 되는 문제점이 있다.

또한, 창문에 구멍을 뚫기 위해서는 전문가가 직접 작업을 해야 하고 구멍을 뚫는 과정에서 창문의 유리가 깨지거나 하는 문제점이 빈번하게 발생되고 있다.

물론, 창문의 경우에는 창틀의 일부를 개방하도록 창문을 연 다음 열린 창문과 창틀 사이의 공간에 환풍기를 설치할 수 있으나, 이 경우에는 환풍기가 설치되지 않은 나머지 공간을 다시 막아주어야 하는 작업이 필요하기 때문에 추가적인 작업이 진행되어야 하는 불편함이 있다.

더욱이, 환풍기를 창문의 창틀에 설치한 다음 나머지 공간을 스치로폼이나 판재로 막고는 있으나, 이와 같이 스치로폼이나 판재로 나머지 공간을 막고 있음에 따라 겨울철에 외부의 냉기가 스치로폼이나 판재 사이로 들어와 실내로 유입됨에 따라 실내의 열손실이 발생되고, 여름철의 경우에는 창문의 개방공간이 적어지기 때문에 실내의 온도가 크게 상승하게 되는 또 다른 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 설치된 환풍기의 경우에도 환풍기의 환풍팬이 위치된 공간은 항상 뚫린 상태로 유지됨에 따라 이공간측으로 겨울철의 차가운 냉기나 여름철의 뜨거운 공기가 실내로 유입하게 되어 실내의 열손을 야기시키게 되고, 여름철의 경우에는 모기나 파리와 같은 해충까지도 유입되는 문제점을 갖고 있는 실정이다.

종래 기술을 살펴보면, 등록실용 20-0414567호인 환풍기 이동장치가 안출된 바 있으며, 이는 창문의 일측벽면에 힌지를 고정하여 형 회동봉을 삽입 설치하고 환풍기 뒷면주위에 고정테를 고정하여 연결편으로 회동봉과 연결 결합구성하여 환풍기를 측면으로 회전이동하게 하고 또 환풍기 뒷면 주위에 고정시킨 고정테의 연결편을 창문의 상부벽면에 힌지로 회동되게 설치한 자형 회동봉에 연결 결합구성하여 환풍기가 상부로 회전이동되게 하고 또 환풍기 뒷면 주위에 고정시킨 고정테 상,하에 걸고리를 고정하여 창문의 좌우측벽면에 고정축수로 설치한 레일 봉에 걸어서 연결 결합구성하므로 환풍기가 좌,우로 이동되며 창문을 열고 환기할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이러한 종래 기술은 구성요소들이 복잡하게 이루어져 있음에 따라 소비자들로 하여금 설치비용이 크게 가중되는 문제점이 있으며, 특히 설치된 환풍기가 창문으로부터 돌출되기 때문에 실내의 외관상 좋지 않은 문제 점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 환풍기 및 제연설비의 문제점을 해결하기 위하여, 창문(또는 창틀)에 결합(내장)된 환풍기를 제공하는 것이다.

본 발명은 종래 환풍기의 문제점을 해결하기 위해, 내부에 소정의 공간이 구비된 창문 프레임; 상기 창문 프레임의 하나 이상의 면에 구비되는 환풍팬 및; 상기 환풍팬을 회전시키는 모터;를 포함하고, 상기 창문 프레임은 내측 커버 및 외측 커버로 구성되고, 상기 외측 커버에는 건물 외측 방향으로 개방된 환풍구가 구비되고, 상기 내측 커버는 건물 내측 방향에서 밀폐구조로 구성되고, 상기 창문 프레임의 내주면에는 흡기구가 구비되어, 건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키는, 환풍 기능을 구비한 창문을 제공한다.

또한, 흡기구 입구부의 각도는 155도 내지 165도 사이의 각도로 형성되고, 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리는 8mm 내지 12mm 사이에서 형성되고, 블레이드의 평균 곡률은 0.23 내지 0.35 사이에서 형성될 수 있다.

그리고, 상기 환풍 기능을 구비한 창문이 포함되는 방재 시스템에 있어서, 건물 내부에 복수개의 화재감지센서가 구비되고, 상기 화재감지센서에서 화재가 감지되는 경우, 화재가 감지된 위치를 기준으로 소정의 거리 내에 있는 환풍팬 및 경보장치를 작동시키는 방재 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 미관을 해치지 않고도 건물에 구비된 창문 개수에 비례하여 환풍기를 무한정 배치하는 것이 가능하다.

또한, 기존 창문을 그대로 사용할 수 있어서, 설치/제조 비용 및 시간이 절감될 수 있으며, 기존 창문 대비 동일한 채광/환기 성능을 가질 수 있고, 비상시 완강기/줄 사다리를 통한 비상탈출 경로 등의 기능을 제연기능과 복합적으로 수행할 수 있다.

그리고, 환풍기를 사용할 때 창문을 개방시키고, 수직팬의 작동을 통해 창문 내외부의 압력차이를 발생시켜 창문 내부의 공기를 바깥으로 배출시키는 구조를 구비하여, 환풍기를 통해 빠져나간 공기/연기가 다시 실내로 혼입되지 않는 효과가 있다.

한편, 흡기구 또는 배기구를 여닫을 수 있도록 하여, 환풍기를 사용하지 않을 때 환풍팬과 환풍팬 프레임 사이의 여백을 통해 외부의 공기가 유입되지 않도록 외부 공기로부터 내부를 완전히 차단시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 분해사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 내측커버 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 외측커버 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 환풍팬 분해사시도이다.
도 6 내지 도 8 은 본 발명의 실시 예에 의한 환풍 기능을 구비한 창문의 유량 측정 시험을 위한 실험예 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요 소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어(operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

본 발명의 명세서에 기재된 "창문"은, 창틀(창문 프레임) 및 창문 등 그와 균등한 부재를 모두 포함하는 의미이다. "건물"이란, 본 발명이 실시될 수 있는 건물, 시설, 구조물 등 동산 및 부동산을 모두 포함할 수 있는 개념으로써, 창문이 구비될 수 있는 곳이면 족하다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내부에 소정의 공간이 구비된 창문 프레임; 상기 창문 프레임의 하나 이상의 면에 구비되는 환풍팬 및; 상기 환풍팬을 회전시키는 모터;를 포함하고, 상기 창문 프레임은 내측 커버 및 외측 커버로 구성되고, 상기 외측 커버에는 건물 외측 방향으로 개방된 환풍구가 구비되고, 상기 내측 커버는 건물 내측 방향에서 밀폐구조로 구성되고, 상기 창문 프레임의 내주면에는 흡기구가 구비되어, 건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키는, 환풍 기능을 구비한 창문을 제공한다.

이하 도면을 중심으로 상세한 구조를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 창문은 크게 세 부분으로 나눌 수 있다. 건물 내측 커버, 환풍팬 및 건물 외측 커버이다(여기서 내측, 외측이란 각각 실제로 건물에 설치했을 때 실내에 노출되는 부분과 실외로 노출되는 부분을 의미함).

건물 내측 커버에는 흡기구 입구부 및 바람 유도 곡면(내측 커버 팬 곡면)이 구비될 수 있다.

환풍팬이 회전하여 환풍팬 주변의 공기를 환풍구(배기구)로 배출시키면, 환풍팬 주변(창틀 내측)의 압력이 급격하게 낮아져서 실내(건물 내부)의 공기가 창틀 프레임 안쪽을 관통하여 실외(건물 외부)로 빠져나가게 된다.

이와 유사한 원리(베르누이의 법칙을 응용)하여 "날개 없는 선풍기"가 개발되어 상용화되었고, 국내등록특허 제10-1455224호에도 개시되어 있다. 다만, 본 발명은 상기 특허문헌과는 구조와 작동방식/작용효과 및 기술적 목적이 상이하다.

본 발명에서는 환풍구 및 창틀 내부를 통해 양방향으로 바람이 빠져나갈 수 있다. 종래 환풍기 및 창문이 별도로 구비된 구조에서는, 환풍기가 작동되어 환풍구를 통해 빠져나간 연기가 아래쪽에 있는 개방된 창문을 통해 다시 혼입되기 때문에, 환풍기 사용 시에는 창문을 폐쇄해야 했었고, 자연환기가 되지 않으므로 배기 효율이 급격하게 떨어지는 한계가 있었다.

본 발명의 실시 예에서는, 환풍구를 프레임 측면부에 도시하였으나, 환풍구를 외측 커버 뒤쪽(도면상 미도시)에 구비할 수도 있다.

도 5를 참조하여 환풍팬의 구조를 설명하면, 모터 축에 커플링을 통해 회전축을 연결하고, 회전축에 날개를 연결하며, 회전축 단부에는 베어링이 연결된다. 베어링은 외측 커버에 구비된 베어링 지지대에 안착하여 모터 회전 시 회전축의 흔들림을 방지하며 회전축을 지지한다.

상기한 창문 프레임은, 기존에 설치된 창문을 대체할 수 있는 치수로 제작되는 것이 바람직하다. 기존과 동일한 색상/재질/크기를 구비한 창문 프레임을 통해, 건물의 미관을 해치지 않으면서도 건물 전체적인 환풍시설을 확충시킬 수 있으며, 기존 창문을 그대로 활용하기 때문에 채광 성능 및 환풍기 미사용 시 창문 개방을 통한 환기성능 등이 제한되지 않는다.

상기 환풍구(배기구) 또는 흡기구에는 환풍구 또는 흡기구를 밀폐시킬 수 있는 개폐도어가 구비될 수 있다.

개폐도어는 별도의 구동모터/제어부 등을 구비하여, 환풍팬이 작동하지 않을 때에는 환풍구 또는 흡기구를 밀폐시켜서 겨울철이나 여름철 외부의 차가운/뜨거운 공기가 내부로 혼입되어 난방/냉방 효율을 높일 수 있다.

개폐도어의 다른 실시 예는, 환풍구 외측에 평판 형태의 개폐도어를 힌지로 결합하고, 힌지에는 스프링을 연결하여, 평상시에는 스프링의 탄성력을 통해 환풍구가 밀폐되되, 환풍팬의 작동 시에는 공기의 압력을 통해 자연스럽게 개폐도어가 개방되도록 하는 구성도 가능하다. 이 경우, 스프링의 탄성력이 너무 강할 경우 환풍되는 공기 유량이 감소할 수 있기 때문에, 스프링의 장력은 최소화 하는 것이 바람직하다.

이 때, 스프링의 최대 장력을 계산하면, 베르누이의 정리

에서,

일 때,

이므로, (p : 정압,

: 공기 밀도, g : 중력가속도, h : 높이, k : 스프링상수, 환풍팬으로 인한 공기의 흐름이 모두 스프링의 탄성력을 극복하는 데 쓰인다고 가정)

공기 흐름에 의해 스프링의 탄성력을 극복하고 개폐도어를 개방시킬 수 있는 최대의 스프링상수 k는

에서,

로 계산된다.

후술하는 실험에서 계산된 공기 유속은 15m/s 내지 25m/s 가량이고, 공기의 밀도는

이므로, 환풍구의 면적(A)과 개폐도어가 완전개방 되기 위해 스프링이 늘어나는 길이 x를 감안하여 알맞은 스프링(k)을 선택하면 된다.

상기 식은 개폐도어가 움직일 수 있는 최대의 스프링상수를 의미하는 것으로서, 환풍되는 공기유량을 적절히 유지하기 위해서는 계산된 값에서 0.5배 이하 수준의 스프링을 채용하는 것이 바람직하다(최소 수준의 스프링상수만 있더라도, 환풍팬이 꺼지게 되면 자동으로 개폐도어가 닫히므로). 따라서, 스프링상수는

의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다(공기 유속 25m/s인 경우).

내부 커버에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 글래스(유리창 부분)가 결합될 수 있다. 글래스와 내부 커버의 연결부에 별도의 서보모터가 구비되어 화재발생 시 자동으로 글래스를 개방시킬 수 있다.

일반적인 수직형 환풍팬은, 일반 팬(수평형)에 비해 환풍/제연 효율이 떨어지므로, 본 발명에서는 환풍/제연 효율을 높이기 위해 창문 틀 4개의 둘레 면에 각각 환풍팬을 구비하고 이를 동시에 작동시켜, 창문 내외부의 압력차이를 발생시킴으로써 개방된 상태의 창문을 통해 바깥으로 바람이 빠져나가도록 한다.

또한, 흡기구 입구부의 각도는 155도 내지 165도 사이의 각도로 형성되고, 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리는 8mm 내지 12mm 사이에서 형성되고, 블레이드의 평균 곡률은 0.23 내지 0.35 사이에서 형성될 수 있다.

본 발명의 목적 중 하나는, 실내의 유독가스를 짧은 시간 내에 배출하는 것이다. 유량 확보를 위하여 베르누이 원리를 적용하려면, 전면부에 빠른 유속을 발생시키는 것이 중요하다.

(Q=유량, A=단면적, V=유속)에 의하여 출구 단면을 줄여 빠른 유속을 발생시켜야 하나, 단면적이 좁을수록 블레이드에 의해 발생된 바람이 내부에서 병목현상으로 인해 배출되는 공기의 유량과 유속이 감소하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

따라서 다수의 프로토타입을 제작한 뒤 실험을 통해 실제 현상을 분석 및 수정의 과정을 거쳐 목표치를 달성 할 수 있는 부품의 설계를 채택하였다.

라는 식에서 만들고자 하는 형상은 단면적(A)이 일정하므로 ‘속도(V)와 유량(Q)은 비례한다’라고 가정한 뒤, 흡기구 입구부의 각도(도 6), 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리(도 7), 블레이드 곡률(도 8)에 대해 각각 3가지 형상을 제작한 뒤 총 27개의 조합을 구성한 후 환풍팬을 작동시켰을 때 배출구에서 디지털 풍속계를 이용하여 측정한 유속을 측정하였다.

A1 150º	B1 5mm	B2 10mm	B3 15mm
C1 0.23R	18.2	17.3	14.3
C2 0.29R	18.1	17.7	16.2
C3 0.47R	14.5	13.1	12.9
A2 160º	B1 5mm	B2 10mm	B3 15mm
C1 0.23R	20.6	22.1	19.3
C2 0.29R	19.2	24.3	20.1
C3 0.47R	15.9	18.8	15.3
A3 170º	B1 5mm	B2 10mm	B3 15mm
C1 0.23R	12.1	12.2	10.2
C2 0.29R	11.9	10.2	9.9
C3 0.47R	9.4	9.2	9.3

조건에 따른 배출구 유속[m/s]

위 실험 결과에 의하면 <A. 흡기구 입구부의 각도>는 A1(150º), A3(170º)과 비교하여 A2(160º) 조건에서 전반적으로 가장 높은 유속을 발생시켰다.<B. 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리>는 A1(150º), A3(160º) 조건에서는 거리가 멀어질수록 감소하는 경향을 보였으나. A2(160º) 조건 하에서 C조건을 유지한 채로 B를 달리하였을 때 모든 경우에 B2(10mm) 조건에서 가장 큰 유속이 측정되었다.

전반적으로 <C. 블레이드의 평균 곡률>는 A와 B 조건이 변함에도 C1(0.23R), C2(0.29R)간에는 큰 차이를 보이지 않았지만 곡률이 가장 큰 C3(0.47R)의 경우에는 유속이 큰 폭으로 감소하는 현상을 관찰 할 수 있었다.

실험을 통하여 <A. 흡기구 입구부의 각도>가 160º(A2), <B. 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리>가 10mm(B2), <C. 블레이드의 평균 곡률>은 0.29R(B2)인 경우의 유속은 24.3m/s로 27개의 조건 중 가장 빠른 유속을 형성한다는 것을 확인하였다.

따라서, 상기 실험 결과를 통해, 내측 커버 팬 곡면의 각도는 155도 내지 165도 사이의 각도가 바람직하며, 내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리는 8mm 내지 12mm 사이에서 형성되는 것이 바람직하며, 블레이드의 평균 곡률은 0.23 내지 0.35 사이에서 형성되는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

특히, 블레이드의 평균 곡률은 0.35 이하로 형성되어야 적절한 유속을 얻을 수 있으며, 그 이상의 블레이드 평균 곡률에서는 유속이 급격히 감소하므로, 임계적 의의가 있다.

그리고, 상기 환풍 기능을 구비한 창문이 포함되는 방재 시스템에 있어서, 건물 내부에 복수개의 화재감지센서가 구비되고, 상기 화재감지센서에서 화재가 감지되는 경우, 화재가 감지된 위치를 기준으로 소정의 거리 내에 있는 환풍팬 및 경보장치를 작동시키는 방재 시스템을 제공한다.

상기한 화재감지센서는 차동식, 정온식, 이온식 및 광전식 화재감지기와, 유독가스 감지 센서 등을 포함하는 개념이다.

본 발명의 실시 예에 의한 방재 시스템에서는, 화재감시센서가 화재를 감지하면, 스프링클러, 방화문, 가스/전기 차단, 경보음 발생, 소방서에 정보 전송 등이 진행된다. 소방서에 화재 발생 장소, 발생 규모, 발생장소의 특성(건물 관리 시스템에 저장된 도면 등을 참조하여 건물의 소재와 내부에 저장된 비품들의 성분 등을 분석하여 제공) 등의 정보를 전송하여, 화재 상황에 대한 파악 후에 그에 적합한 장비와 인력이 투입될 수 있도록 보조할 수 있다.

건물의 관제실 또는 원격으로 건물을 관리하는 관제서버 등에는 건물의 각 층별 도면과 함께, 각 위치별로 구비된 방재 장치들이 도시될 수 있다. 예를 들어, 2층에 있는 5개의 방 각각에 어느 위치에 스프링클러가 몇개 구비되어 있는지, 환풍 기능이 구비된 창문이 어느 위치 및 어느 방향에 위치해있는지, 환풍팬의 출력/최대 배기 유량은 얼마인 지, 방화문의 위치와 화재감지센서의 종류/위치/수량, 소화기의 위치/종류/용량 및 점검일자 등이 도면(화면)상에 도시될 수 있다.

1 : 프레임 2 : 환풍팬
100 : 흡기구 21 : 날개
11 : 내측 커버 210 : 블레이드
110 : 흡기구 입구부 22 : 회전축
111 : 내측 커버 팬 곡면 23 : 커플링
112 : 글래스(창문, 유리창) 24 : 베어링
12 : 외측 커버 I : 창틀 내주면
120 : 환풍구 D : 내측 커버 팬 곡면과 날개 간 평균 거리
121 : 베어링 지지대 R : 블레이드의 평균 곡률
Θ : 흡기구 입구부의 각도

Claims (3)

1. 내부에 소정의 공간이 구비된 창문 프레임;
   상기 창문 프레임의 하나 이상의 면에 구비되는 환풍팬 및;
   상기 환풍팬을 회전시키는 모터;를 포함하고,
   상기 창문 프레임은 내측 커버 및 외측 커버로 구성되고,
   상기 외측 커버에는 건물 외측 방향으로 개방된 환풍구가 구비되고,
   상기 내측 커버는 건물 내측 방향에서 밀폐구조로 구성되고,
   상기 창문 프레임의 내주면에는 흡기구가 구비되어,
   건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시키는, 환풍 기능을 구비한 창문
2. 청구항 2항에 있어서,
   흡기구 입구부의 각도는 155도 내지 165도 사이의 각도로 형성되고,
   내측 커버 팬 곡면과 날개 간의 평균 거리는 8mm 내지 12mm 사이에서 형성되고,
   블레이드의 평균 곡률은 0.23 내지 0.35 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는, 환풍 기능을 구비한 창문
3. 청구항 1항 또는 2항의 환풍 기능을 구비한 창문이 포함되는 방재 시스템에 있어서,
   건물 내부에 복수개의 화재감지센서가 구비되고,
   상기 화재감지센서에서 화재가 감지되는 경우, 화재가 감지된 위치를 기준으로 소정의 거리 내에 있는 환풍팬 및 경보장치를 작동시키는 방재 시스템

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