KR100795346B1

KR100795346B1 - 태양열을 이용한 환풍기

Info

Publication number: KR100795346B1
Application number: KR1020060068599A
Authority: KR
Inventors: 장영근
Original assignee: 용인송담대학 산학협력단
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-17

Abstract

본 발명은 태양열을 이용한 환풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 외벽에 태양의 복사열을 집약시킬 수 있도록 복수의 집열장치를 설치하고, 신선한 실외 공기를 집열장치로 통과시켜 온도를 따뜻하게 하여 실내로 공급하여 대류현상에 의해 실내의 탁한 공기를 자연스럽게 배출할 수 있는 태양열을 이용한 환풍기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기는, 가열된 공기를 실내로 공급하기 위해 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 본체의 일단에 설치되고 실내의 상부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 본체의 타단에 설치되고 외부의 공기를 흡입하기 위해 관통구멍이 형성된 실외연결관과, 본체의 고정 설치된 투명커버를 포함하는 흡입집열장치와, 흡입집열장치의 하부면에 설치되고, 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 본체의 타단에 설치되고 실내의 하부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 본체의 일단에 설치되고 실내 공기를 배출하기 위해 관통구멍이 형성된 실외연결관과, 본체의 고정 설치된 투명커버를 포함하는 배기집열장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

환풍기, 가열핀, 공기, 흡입집열장치, 배기집열장치

Description

태양열을 이용한 환풍기{Ventilator by using solar}

도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기의 일실시예의 사시도

도 2는 도 1의 정면도

도 3은 도 1의 흡입집열장치의 분해사시도

도 4는 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기가 건물의 벽체에 설치된 상태도

<도면 부호의 간단한 설명>

100 환풍기 10 흡입집열장치

11 본체 12 가열핀

13 투명커버 14 필터

15 실내연결관 16 실외연결관

20 배기집열장치 21 본체

22 가열핀 23 투명커버

25 실내연결관 26 실외연결관

200 벽체

종래에는 실내를 환기시키기 위해 전원의 인가에 따라서 팬이 작동되는 환풍기를 사용하였다. 한편 공기청정기를 사용하여 실내의 공기를 정화시켜 주는 경우도 점차적으로 증가하고 있다.

또한 주기적으로 일정시간 동안 건물에 설치된 창문을 개방하여 실내의 탁한 공기와 실외의 신선한 공기를 환기시키는 경우도 있다.

그러나 상기에서와 같이 실내 환기를 위해 사용되는 환풍기 및 공기청정기는, 작동에 따른 소음 발생이 심하고, 작동원으로 전기를 사용하기 때문에 유지비용이 발생되는 문제점이 있다.

한편 창문을 개방하여 실내를 환기시킬 경우에 있어서, 겨울철에 실내를 난방한 상태에서 주기적으로 창문을 개방하게 되면, 창문의 개방한 상태 및 시간에 따라 실내의 열손실이 발생되고 결과적으로 난방비가 증가되는 문제점이 있다.

또한 개방된 창문을 통해 외기의 신선한 공기뿐만 아니라 먼지와 이물질 등이 동시적으로 실내로 유입되기 때문에 별도의 청소를 해야하는 번거로운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신선한 건물 외부의 공기를 태양의 복사열이 집약되는 집열장치로 통과시켜 따뜻하게 가열한 후 실내로 공급하게 되면, 자연스럽게 공기의 대류현상에 의해 실내의 탁한 공기를 건물 외부로 배출하여 효과적으로 실내를 환기시킴으로서, 종래 소음에 따른 문제점을 개선한 태양열을 이용한 환풍기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 전기에 의해 작동되지 않으므로 작동에 따른 기타 유지비용이 발생되지 않는 태양열을 이용한 환풍기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한 집열장치와 설치된 실내의 연결관이 작기 때문에 겨울철 실내 환기에 따른 열손실이 적은 태양열을 이용한 환풍기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한 환기시에도 먼지와 이물질 등이 실내로 침투하지 못하므로 별도의 청소가 필요 없다.

본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기는, 태양의 복사열에 의해 가열된 공기를 실내로 공급하기 위해 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 상기 본체의 일단에 설치되고 실내의 상부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 상기 본체의 타단에 설치되고 외부의 공기를 흡입하기 위해 관통구멍이 형성되며 상기 실내연결관보다 낮은 위치에 설치된 실외연결관과, 상기 본체의 일측면 및 양단에 고정 설치되고 태양열이 투과될 수 있도록 설치된 투명커버를 포함하는 흡입집열장치와, 실내의 탁한 공기를 배출하기 위해 상기 흡입집열장치의 하부면에 설치되고, 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 상기 본체의 타단에 설치되고 실내의 하부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 상기 본체의 일단에 설치되고 실내 공기를 배출하기 위해 관통구멍이 형성되며 상기 실내연결관보다 높은 위치에 설치된 실외연결관과, 상기 본체의 일측면 및 양단에 고정 설치되고 태양열이 투과될 수 있도록 설치된 투명커버를 포함하는 배기집열장치를 구비한다.

또한 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기는, 실내로 공급되는 신선한 공기에 포함된 먼지 및 이물질 등을 제거하기 위해 상기 흡입집열장치의 본체 타단과 실외연결관 사이에 설치된 필터를 더 포함한다.

또한 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기는, 작동시에는 개방하고 작동전에는 폐쇄하여 벌레와 먼지 등이 실내로 침투되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위해, 상기 흡입 및 배기집열장치의 각각의 실내 및 실외연결관을 통해 공급되는 공기의 흐름을 차단하기 위해 설치된 개폐수단을 더 포함한다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 흡입집열장치의 분해사시도이다.

본 발명의 환풍기(100)는, 실내에 신선한 공기를 공급하는 흡입집열장치(10)와, 실내의 탁한 공기를 배출하는 배기집열장치(20)를 포함한다.

흡입집열장치(10)는, 일측면에 가열핀(12)이 일정한 간격으로 설치된 본체(11)와, 본체(11)의 가열핀(12)을 감싸며 태양열이 투과될 수 있도록 투명한 재 질로 구성된 투명커버(13)를 포함한다.

또한 투명커버(13)가 설치된 본체(11)의 상부면에 설치되고 실내와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관(15)과, 본체(11)의 하부면에 설치되고 외부의 신선한 공기를 흡입하기 위해 관통구멍이 형성된 실외연결관(16)을 포함한다.

따라서 흡입집열장치(10)는 건물의 외벽에 고정 설치되는 것으로서, 실내연결관(15)은 건물의 내부를 향하도록 설치되고, 실외연결관(16)은 건물의 외부에 설치된다.

또한 투명커버(13)는, 태양열의 투과율이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 유리와 플라스틱 및 합성수지재 등을 사용하는 것이 좋다.

또한 흡입집열장치(10)는 건물의 외벽에 부착시 볼트 및 체결수단에 의해 고정되며, 건물의 내부와 연통되는 실내연결관(15)의 끝단은 실내의 상단에 위치되도록 설치되는 것이 바람직하다.

한편 배기집열장치(20)는, 상기 흡입집열장치(10)의 하부면에 설치되고, 일측면에 가열핀(22)이 일정한 간격으로 설치된 본체(21)와, 본체(21)의 가열핀(22)을 감싸며 태양열이 투과될 수 있도록 투명한 재질로 구성된 투명커버(23)를 포함한다.

또한 투명커버(23)가 설치된 본체(21)의 하부면에 설치되고 실내와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관(25)과, 본체(21)의 상부면에 설치되고 외부의 신선한 공기를 흡입하기 위해 관통구멍이 형성된 실외연결관(26)을 포함한다.

따라서 배기집열장치(20)의 건물의 외벽에 고정 설치되는 것으로서, 실내연 결관(25)은 건물의 내부를 향하도록 설치되고, 실외연결관(26)은 건물의 외부에 설치되며, 실내의 탁한 공기를 배출하기 위해 실내의 하부면에 설치되는 것이 바람직하다.

한편 대류현상이란, 태양열에 의해 공기를 가열하여 온도가 높아지면 그 부분이 팽창하고 밀도는 작아지게 된다. 이와 같이 밀도가 작아지면 부력이 생겨 따뜻하게 가열된 공기는 상부로 올라가고, 대신 상부에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 공기는 하부로 내려오게 되며, 이러한 과정을 반복적으로 순환하는 것을 일컫는다.

본 발명의 환풍기(100)는 상기 대류현상을 이용한 것으로서, 건물의 외벽에 설치된 흡입집열장치(10)를 통과하는 공기를 가열하여 실내로 공급하고, 배기집열장치(20)에 의해 실내의 탁한 공기를 배출하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 태양열을 이용한 환풍기가 건물의 벽체에 설치된 상태도이다.

본 발명의 환풍기(100)를 구체적으로 설명하면, 태양의 복사열이 제일 양호한 건물의 외벽에 흡입집열장치(10)를 설치한다. 이때 흡입집열장치(10)의 실내연결관(15)은 벽체(200)를 관통하여 실내의 상부와 연통되게 설치되고, 태양의 복사열에 의해 따뜻하게 가열된 신선한 공기를 흡입할 수 있도록 실외에 실외연결관(16)이 설치된다. 그리고 흡입집열장치(10)의 본체(11)와 투명커버(13) 사이를 통과하는 공기를 단시간에 따뜻하게 가열하기 위해 태양열을 받아 열을 발생하는 복수의 가열판(12)이 설치된다.

상기에서와 같이 가열된 공기는 실내연결관(15)을 통해 실내의 상부로 공급 되고, 대류현상에 의해 실내 상부의 공기는 하부로 자연스럽게 흐르게 된다.

따라서 실내의 탁한 공기는 하부로 몰리고 배기집열장치(20)의 실내연결관(25)을 통해 실외로 배출된다.

상기 배기집열장치(20)의 실내연결관(25)의 일단은 벽체(200)를 관통하여 실내 하부에 설치되고, 실내연결관(25)의 타단은 실외에 설치된 본체(21)와 연결된다.

상기 배기집열장치(20)의 본체(21)의 일측면에는 태양열을 받아 열을 발생하는 복수의 가열판(22)이 설치되며, 탁한 실내 공기는 실내연결관(25)을 통해 투명커버(23)와 본체(21) 사이를 관통하여 외부로 배출된다. 이때 배출되는 실내 공기를 대기온도 보다 높은 온도로 가열함으로서 외부로 빠르게 배출할 수 있게 된다.

따라서 실내는 신선한 공기로 채워지게 되고, 탁한 실내 공기는 대류현상에 의해 외부로 자연스럽게 배출되어 쾌적한 실내를 유지할 수 있게 된다.

또한 실내로 공급되는 신선한 공기에 포함된 먼지 및 이물질 등을 제거하기 위해 흡입집열장치(10)의 본체(11) 타단과 실외연결관(16) 사이에 설치된 필터(14)를 더 포함한다.

본 발명에서는 필터(14)를 흡입집열장치(10)의 본체 타단에 설치하였으나, 배기집열창지(20)의 실내연결관(25) 또는 실외연결관(26)과 접하는 본체(21)에 설치될 수도 있다.

또한 다른 실시예로서, 작동시에는 흡입집열장치(10)와 배기집열장치(20)의 실내 및 실외 연결관이 개방된 상태로 작동되며, 작동하지 않을 경우에는 벌레 및 기타 이물질과 먼지 등이 각각의 연결관을 통해 실내로 침투되는 것을 방지할 수 있도록 각각의 연결관에 개폐수단을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 개폐수단은 단순한 구성으로서 실외에 설치된 흡입 및 배기의 실외연결관(16,26)을 통해 공기가 흡입되지 못하도록 캡(미도시 됨)을 이용하여 차단할 수 있다. 또한 실내에 설치된 각각의 실내연결관을 캡으로 차단할 수 있다.

또한 개폐수단은 일반적으로 사용되는 게이트밸브의 구성으로서 각각의 연결관의 내주면에 설치된 디스크의 개폐에 따라 선택적으로 공기의 흐름을 차단할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 의하면, 대류현상을 이용하여 따뜻한 공기를 공급하고, 실내의 탁한 공기를 배출함으로서 효과적인 환기가 가능하며, 상기와 같이 환기시 소음이 발생되지 않는 효과가 있다.

또한 전기에 의해 작동되지 않으므로 작동에 따른 기타 유지비용이 절감된다.

또한 집열판과 설치된 실내의 연결관이 작기 때문에 겨울철 실내 환기에 따른 열손실이 적고, 환기시 먼지와 이물질 등이 실내로 침투하지 못하므로 실내의 청결을 유지할 수 있는 효과가 있다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims

태양의 복사열에 의해 가열된 공기를 실내로 공급하기 위해 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 상기 본체의 일단에 설치되고 실내의 상부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 상기 본체의 타단에 설치되고 외부의 공기를 흡입하기 위해 관통구멍이 형성되며 상기 실내연결관보다 낮은 위치에 설치된 실외연결관과, 상기 본체의 일측면 및 양단에 고정 설치되고 태양열이 투과될 수 있도록 설치된 투명커버를 포함하는 흡입집열장치와,

실내의 탁한 공기를 배출하기 위해 상기 흡입집열장치의 하부면에 설치되고, 일측면에 복수의 가열핀이 설치된 본체와, 상기 본체의 타단에 설치되고 실내의 하부와 연통되기 위해 관통구멍이 형성된 실내연결관과, 상기 본체의 일단에 설치되고 실내 공기를 배출하기 위해 관통구멍이 형성되며 상기 실내연결관보다 높은 위치에 설치된 실외연결관과, 상기 본체의 일측면 및 양단에 고정 설치되고 태양열이 투과될 수 있도록 설치된 투명커버를 포함하는 배기집열장치를 구비한 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 환풍기.
제1항에 있어서,

상기 흡입집열장치의 본체 타단과 실외연결관 사이에 설치된 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 환풍기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 흡입 및 배기집열장치의 각각의 실내 및 실외연결관을 통해 공급되는 공기의 흐름을 차단하기 위해 설치된 개폐수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 환풍기.