KR20200118951A - 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 창틀 프레임인 프로파일에 형성된 환기구 및 이 환기구에 조립 설치되는 자연환기장치의 부정확한 조립과 틈새 발생으로 인한 누풍 손실을 막고 세밀한 기밀유지를 달성하여 냉난방 손실과 소비전력 절감에 기여할 수 있도록 개선된 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템에 관한 것이다.

Description

기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템{Natural ventilation system for windows with improved airtightness}
본 발명은 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 창틀 프레임인 프로파일에 형성된 환기구 및 이 환기구에 조립 설치되는 자연환기장치의 부정확한 조립과 틈새 발생으로 인한 누풍 손실을 막고 세밀한 기밀유지를 달성하여 냉난방 손실과 소비전력 절감에 기여할 수 있도록 개선된 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 실내를 환기시키고자 할 때는 창문을 자연환기시키거나 또는, 별도의 강제환기장치에 의해 강제환기시키는 방법을 취하고 있는데, 일반 가정에서는 전자의 방법 즉, 창문을 열어 환기시키는 방법이 주로 이용되고 있다.
그러나, 창문을 열어 실내를 환기시키는 방법은 다량의 외기가 유입되어 에너지 손실을 유발시키고, 실외공기에 포함된 먼지나 각종 해충 등의 오염물이 유입되는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
이에 따라, 종래에는 창짝과 유리 사이에 환기장치를 설치하여 환기를 가능토록 하고 있다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 종래 환기장치(10)는 바(bar) 형태로 되어 상부가 창짝프레임(2a)에 결합되며, 하부에는 고무계 가스켓(21)을 사이에 두고 유리창(3)이 끼워지고, 또한 공기가 유통되는 공기통로가 형성되어 있는 금속재 환기바디(20)와; 상기 금속재 환기바디(20)의 내부공간부에 레버(31)에 의해 회전동작되면서 공기통로를 개폐하는 개폐판과; 상기 금속재 환기바디(20)의 실내측 공기통로 상에 끼움 결합되며, 내부에는 방충망이 설치되어 있는 환기커버(40)로 구성되어 있다.
이때, 미설명 부호 '1'은 창틀이고, '2'는 창짝이다.
하지만, 창짝(2)을 구성하는 글라스의 일부 공간을 차지하기 때문에 그 만큼 조망권이 좁아져 뷰(view)의 면적이 감소하는 단점이 있어 실내 거주자의 경우 답답함을 호소하는 경우가 많다. 뿐만 아니라, 현장에서 유리에 맞춰 끼워야 하는데, 조립시 시공자의 숙련도에 따라 균일성이 떨어질 수 있으며, 무엇보다도 이중창의 경우에는 2개를 연달아 설치해야 하는 불편함과 설치비용이 증가하는 단점이 있다.
이러한 도 1과 같은 타입을 글레이징 인 타입(Glazing in type)이라 한다.
다른 예로, 외국의 경우 프레임 인 타입(Frame in type)이 있는데, 이는 창짝(2)이 아닌 창틀(1)에 설치하는 것으로 뷰(view, 조망권) 확보 차원에서는 유리하지만, 창틀의 폭이 좁고 프로파일이 단순한 시스템 창호에 적합한 형태이다.
또 다른 예로, 샤시 인 타입(Sash in type)이 있는데, 이는 구조상 움직이는 창인 슬라이딩 창에 적용하기는 어렵고, 주로 고정형인 시스템 창에 적용되고 있으며, 샤시와 별개로 제조된 후 샤시에 부착되거나 혹은 샤시에 삽입되는 형태이다.
이를 개선하기 위해, 본 출원인은 창틀 프레임을 관통하여 자연환기가 가능한 '창호 일체형 자연환기 장치'를 개발하여 대한민국 등록특허 제10-1756175호(2017.07.04.)로 특허받은 바 있다.
그런데, 본 출원인이 특허받은 상기 등록특허를 포함하여 프로파일 설치타입의 기존 자연환기장치는 대부분 조립 부분에서의 기밀성능이 매우 떨어진다.
이것은 자연환기장치를 구성하는 다수의 부품들이 서로 밀실하게 조립되지 못하기 때문인데, 특히 비스를 이용하여 체결하는 방식으로 인해 비스가 체결되지 못한 부분은 틈새가 생기게 되고 이를 통해 누풍이 생기면서 냉난방 특성을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.
특히, 환기량을 조절하는 댐퍼가 판형으로 형성되어 있어 닫힘시 내외부 압력차에 의해 완전히 닫히지 못하고 틈새가 생기기 쉬운데 이것은 판형이다 보니 회전축으로부터 먼 거리에 있는 끝단까지 폐쇄력이 강하게 미치지 못하여 조그마한 외풍에도 쉽게 열리면서 틈새를 만들어 누풍되게 하는 단점이 크다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0754926호(2007.08.28.) '창호용 환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-0926521호(2009.11.05.) '창호 설치형 환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-1350352호(2014.01.06..) '창호용 환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-1237714호(2013.02.21.) '환기장치' 대한민국 특허 등록번호 제10-1756175호(2017.07.04.) '창호 일체형 자연환기 장치'
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 창틀 프레임인 프로파일에 형성된 환기구 및 이 환기구에 조립 설치되는 자연환기장치의 부정확한 조립과 틈새 발생으로 인한 누풍 손실을 막고 세밀한 기밀유지를 달성하여 냉난방 손실과 소비전력 절감에 기여할 수 있도록 개선된 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 창틀 프레임(100)에 형성된 자연환기통로(110)에 조립설치되는 환기덕트(200)와, 상기 환기덕트(200)의 실내측 단부에 조립되는 댐퍼유닛(300)을 포함하는 자연환기 시스템에 있어서; 상기 환기덕트(200)는 실내측으로 노출되게 설치되는 일단의 가로폭보다 실외측으로 노출되게 설치되는 타단의 가로폭이 더 넓게 형성된 사다리꼴 형태로 이루어져 자연환기시 유출입 공기의 속도차가 생기도록 구성한 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템을 제공한다.
이때, 상기 환기덕트(200)가 상기 자연환기통로(110)에 조립 설치되는 둘레면에는 아웃터테이프(210)가 부착된 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 댐퍼유닛(300)은 공기의 유출입을 조절하는 댐퍼(340)가 내장된 댐퍼하우징(310)과, 상기 댐퍼하우징(310)의 선단면에 조립되어 유출입공기를 분배하는 댐퍼그릴(320) 및 댐퍼그릴(320)의 전면 테두리를 형성하는 베젤(Bezel)(330)을 포함하는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 댐퍼그릴(320)의 양단이 댐퍼하우징(310)의 양단에는 마그네트(312)를 매립 고정하고, 상기 댐퍼그릴(320)의 양단 대응면에는 마그넷플레이트(322)를 구비하여 상호 흡착고정되게 구성한 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 댐퍼(340)는 사각틀 형태의 댐퍼판고정대(342)와, 상기 댐퍼판고정대(342) 내부에 댐퍼판고정대(342)와 직교되게 설치되는 댐퍼판(344)과, 상기 댐퍼판고정대(342)의 양단면 중심에 형성된 회전축(346)을 포함하며; 상기 댐퍼하우징(310)의 일측에는 댐퍼모터(352)가 설치되어 상기 회전축(346)을 정,역회전시켜 댐퍼판(344)의 개폐를 조절하는 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 댐퍼하우징(310)의 내부에는 상기 댐퍼판(344)이 폐쇄되었을 때 기밀성을 유지하도록 댐퍼스폰지(318)가 서로 대각선방향으로 더 설치된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 창틀 프레임인 프로파일에 형성된 환기구 및 이 환기구에 조립 설치되는 자연환기장치의 정확한 조립이 가능하다.
둘째, 자연환기장치의 긴밀한 조립으로 인해 틈새 발생이 거의 없다.
셋째, 틈새가 거의 없기 때문에 누풍 손실이 최소화된다.
넷째, 누풍이 최소화됨으로써 냉난방 손실이 줄어 들고, 그 만큼 소비전력을 절약하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 창호용 환기장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템의 예시적인 설치예를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템을 구성하는 환기덕트의 예시적인 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템을 구성하는 창틀 프레임의 외측을 보인 예시도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템을 구성하는 요부들을 발췌하여 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 자연환기장치의 기밀성능에 가장 큰 영향을 미치는 댐퍼하우징, 댐퍼 및 덕트의 개량을 통해 기밀성능을 높여 누풍을 방지하도록 한 것이다.
예컨대, 댐퍼하우징은 그 내부에서 댐퍼가 회전 닫힘방식으로 닫히도록 구성하고, 상하부 댐퍼 끝단과 만나는 지점에 복원력과 충격흡수력이 우수한 스폰지를 부착하며, 덕트와 연결되는 부분에는 사출형 가스켓을 이용하여 씰링하도록 구성되며; 댐퍼는 판상이 아닌 원형 회전식으로 구현하고 원통의 중앙 축을 기점으로 회전되게 설계하여 외풍에 의한 회전토크를 낮추어 쉽게 열리지 않게 함으로써 누풍을 방지하도록 구성되고; 덕트는 환기성능을 증대시키기 위해 사다리꼴 형상으로 설계 변경되며, 상하 분할 조립면에 가스켓을 넣어 누풍을 막고, 조립전 양면테이프로 1차 씰링토록 하여 기밀성을 강화시킨 구성을 포함할 수 있다.
특히, 덕트는 PVC 압출재가 아닌 사출물로 형성하여 형상 오차를 줄이고, 밀실하게 조립할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템은 도 3의 예시와 같이, 프로파일 형태인 창틀 프레임(100)에 형성된 자연환기통로(110)에 조립되는 환기덕트(200)를 포함한다.
이때, 상기 환기덕트(200)는 기존처럼 공압출한 사각통 형태의 것을 잘라 사용하는 것이 아니라, 도 4의 예시와 같이 상부덕트파트(202)와 하부덕트파트(204)로 분할하여 각각 사출성형하고, 이들을 조립하되 그 경계에 덕트가스켓(206)으로 씰링토록 함으로써 형상구현을 자유롭게 하면서 기밀유지성을 현저히 증대시키도록 구성된다.
이와 같이 분할 성형하는 이유는 환기성능을 증대시키기 위해 환기덕트(200)의 형상을 사다리꼴 모양으로 개선하였기 때문에 이는 압출 성형이 불가능하다는 이유도 있다.
특히, 사다리꼴 모양으로 개량함으로써 풍속 변화를 통해 환기속도를 빠르게 하여 환기효율과 환기량을 증대시킬 수 있다.
이 경우, 실내측으로 노출되게 설치되는 일단의 가로폭보다 실외측으로 노출되게 설치되는 타단의 가로폭이 더 넓게 형성된 형태를 가진다.
그러면, 위에서도 설명했지만 내기가 나가거나 혹은 외기가 유입되면서 공간이 확관되거나 좁아지기 때문에 변곡되는 부분에서 압력차이가 생기고 이것은 결국 유출입공기의 유속변화를 유도하게 되며, 이로 인해 공기흐름이 빨라지고 느려지는 변화가 생겨 자연환기 능력을 향상시키게 된다.
아울러, 상기 환기덕트(200)가 상기 자연환기통로(110)에 조립 설치될 때 창틀 프레임(100)과의 기밀유지를 위해 도 3과 같은 아웃터테이프(210)를 상기 환기덕트(200)가 창틀 프레임(100)에 접촉되는 면 둘레에 선부착된다.
즉, 아웃터테이프(210)가 부착되어 있는 상태에서 상기 환기덕트(200)가 상기 자연환기통로(110) 속으로 삽입되어 조립 설치되는 것이다.
한편, 도 5의 예시와 같이, 상기 창틀 프레임(100)의 외부쪽, 다시 말해 환기덕트(200)가 삽입되는 반대방향에는 필터플레이트(120)가 구비된다.
이를 설명하기 위해, 도 5는 창틀 프레임(100)을 뒤집은 상태에서 환기덕트(200)가 삽입되는 반대쪽을 도시하였다.
그런데, 종래에는 비교 도시한 바와 같이, 창틀 프레임(100)의 뒤쪽 자연환기통로(110)와 통하는 부위에 커버(COV)를 설치하여 빗물 등이 유입되지 못하도록 보호하고, 외부 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 커버(COV) 내부에 아웃터그릴(GR)을 설치하였다.
하지만, 이러한 구조는 필터링 기능이 약하고, 아웃터그릴(GR)의 형상 가공 등이 복잡하여 단가를 높이는 단점이 있으므로 본 발명에서는 창틀 프레임(100), 즉 환기덕트(200) 내부에 필터플레이트(120) 방식의 판상 부재로 단순화된 것을 직접 끼워 넣고, 커버(COV) 내부는 프리하게 놔두게 구성하여 상술한 문제를 해소토록 하였다.
다른 한편, 상기 환기덕트(200)의 선단부에는 도 6과 같은 댐퍼유닛(300)이 설치된다.
상기 댐퍼유닛(300)은 댐퍼하우징(310)과, 상기 댐퍼하우징(310)의 선단면에 조립되는 댐퍼그릴(320) 및 댐퍼그릴(320)의 전면 테두리를 형성하는 베젤(Bezel)(330)을 포함한다.
이때, 상기 댐퍼그릴(320)의 양단이 댐퍼하우징(310)의 양단에 나사 체결될 때 비체결부위에서 발생되는 틈새로의 누풍을 차단하기 위해 댐퍼하우징(310)의 양단에는 마그네트(312)를 매립 고정하고, 상기 댐퍼그릴(320)의 양단 대응면에는 마그넷플레이트(322)를 구비하되 상기 마그네트(312)와의 흡착고정성을 높이기 위해 마그넷플레이트(322)가 설치되는 부분을 천공하고 도 6에 확대 도시한 바와 같이 그 천공된 부분에 마그넷플레이트(322)를 설치하여 밀폐하는 형태를 가질 수도 있다.
그리고, 상기 댐퍼하우징(310)은 도 7의 예시와 같이, 상부하우징(314)과 하부하우징(316) 두 파트로 분리 성형된 후 상호 조립 체결되는 구조로 이루어지며, 조립되는 계면에는 씰링재가 구비될 수 있다.
특히, 상기 댐퍼하우징(310)의 내부에는 댐퍼(340)가 회전가능하게 조립설치되는데, 이때 댐퍼(340)가 폐쇄되었을 때 기밀성능을 높이도록 댐퍼판(344, 도 8 참조)이 밀착되는 댐퍼스폰지(318)가 서로 대각선방향으로 설치된다.
아울러, 상기 댐퍼(340)는 도 8의 예시와 같이, 사각틀 형태의 댐퍼판고정대(342)와, 상기 댐퍼판고정대(342) 내부에 댐퍼판고정대(342)와 직교되게 설치되는 댐퍼판(344)과, 상기 댐퍼판고정대(342)의 양단면 중심에 형성된 회전축(346)을 포함한다.
따라서, 상기 댐퍼(340)의 회전축(346)이 상기 댐퍼하우징(310) 내부에서 회전가능하게 조립되며, 댐퍼판(344)이 상기 댐퍼스폰지(318)에 견착되면 밀폐된 상태이고, 댐퍼스폰지(318)로부터 이격되면 개방된 상태가 된다.
이에 따라, 기존 판형일 때에 비해 회전축(346)으로부터 댐퍼판(344)의 끝단에 이르는 거리, 즉 팔길이가 현저히 작아지기 때문에 회전토크가 작아져 외풍에 의해 쉽게 열리지 않게 되므로 기밀성 유지를 더욱 긴밀하게 할 수 있게 된다.
덧붙여, 상기 댐퍼하우징(310)의 일측에는 도 9의 예시와 같은 모터하우징(350)이 내장되고, 상기 모터하우징(350)에는 댐퍼모터(352)가 고정되며, 상기 댐퍼모터(352)의 모터축(354)은 상기 회전축(346)에 연결 고정된다.
그리고, 상기 댐퍼모터(352)는 도시되지 않은 컨트롤러에 의해 구동 제어된다.
뿐만 아니라, 도 10의 예시와 같이, 댐퍼하우징(310)과 댐퍼그릴(320) 사이에는 고무 혹은 실리콘으로 된 씰링가스켓(360)이 더 개재되는데, 상기 씰링가스켓(360)은 도시와 같이 댐퍼하우징(310)의 둘레에 완전히 끼워지는 형태로 조립됨으로써 단순 개재형 혹은 단순 오링형과 달리 더욱 더 높은 기밀성을 유지할 수 있게 된다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템은 자연환기가 필요할 경우 컨트롤러의 제어신호에 따라 댐퍼모터(352)가 회전하면서 댐퍼판(344)이 댐퍼스폰지(318)으로부터 이격되게 된다.
그러면, 그 사이에 공간이 형성되므로 이 공간을 통해 내기는 나가고, 외기는 들어오면서 자연환기가 이루어지게 된다.
그런데, 본 발명에 따른 자연환기 시스템은 기존과 달리 기밀성이 매우 뛰어나게 설계되어 있고, 풍량도 증량될 수 있게 설계되어 있으므로 환기덕트(200) 이외에서는 환기가 전혀 이루어지지 않는다.
즉, 댐퍼판(344)을 닫아 폐쇄하게 되면 누풍이 생기지 않는다는 이야기이다.
이것은 가공오차로 인해 발생될 수 있는 틈새들이 생기지 않도록 각 부품들을 대부분 분할 구성하여 나사체결식으로 조립하되, 각 조립경계면에 씰링재를 모두 구비하고, 또한 서로 조립되는 유닛들 사이에도 반드시 씰링 수단을 구비토록 하였기 때문에 거의 누풍이 생기지 않게 된다.
이를 통해, 더욱 더 고성능화되고 높은 에너지 절감에 기여할 수 있는 자연환기 시스템을 구현할 수 있게 된다.
100: 창틀 프레임
200: 환기덕트
300: 댐퍼유닛

Claims (6)

  1. 창틀 프레임(100)에 형성된 자연환기통로(110)에 조립설치되는 환기덕트(200)와, 상기 환기덕트(200)의 실내측 단부에 조립되는 댐퍼유닛(300)을 포함하는 자연환기 시스템에 있어서;
    상기 환기덕트(200)는 실내측으로 노출되게 설치되는 일단의 가로폭보다 실외측으로 노출되게 설치되는 타단의 가로폭이 더 넓게 형성된 사다리꼴 형태로 이루어져 자연환기시 유출입 공기의 속도차가 생기도록 구성한 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 환기덕트(200)가 상기 자연환기통로(110)에 조립 설치되는 둘레면에는 아웃터테이프(210)가 부착된 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼유닛(300)은 공기의 유출입을 조절하는 댐퍼(340)가 내장된 댐퍼하우징(310)과, 상기 댐퍼하우징(310)의 선단면에 조립되어 유출입공기를 분배하는 댐퍼그릴(320) 및 댐퍼그릴(320)의 전면 테두리를 형성하는 베젤(Bezel)(330)을 포함하는 것을 특징으로 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 댐퍼그릴(320)의 양단이 댐퍼하우징(310)의 양단에는 마그네트(312)를 매립 고정하고, 상기 댐퍼그릴(320)의 양단 대응면에는 마그넷플레이트(322)를 구비하여 상호 흡착고정되게 구성한 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 댐퍼(340)는 사각틀 형태의 댐퍼판고정대(342)와, 상기 댐퍼판고정대(342) 내부에 댐퍼판고정대(342)와 직교되게 설치되는 댐퍼판(344)과, 상기 댐퍼판고정대(342)의 양단면 중심에 형성된 회전축(346)을 포함하며;
    상기 댐퍼하우징(310)의 일측에는 댐퍼모터(352)가 설치되어 상기 회전축(346)을 정,역회전시켜 댐퍼판(344)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 댐퍼하우징(310)의 내부에는 상기 댐퍼판(344)이 폐쇄되었을 때 기밀성을 유지하도록 댐퍼스폰지(318)가 서로 대각선방향으로 더 설치된 것을 특징으로 하는 기밀성능이 향상된 창호용 자연환기 시스템.
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