KR102682952B1 - 창문 장착형 환기장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 창틀 내측에 장착되는 하우징, 하우징 내부 공간을 4개의 공간으로 분할하는 하우징 격벽, 제1 급기 유로측 하우징 표면에 형성되며, 실외 공기를 하우징 내부로 공급하는 제1 급기구, 하우징 내부 공기를 실외 공간으로 배출하는 제3 배기구, 하우징 중앙부에 배치되는 급배기 채널, 제1 급기구를 통해 공급된 실외 공기 중의 이물질을 제거하는 급기 필터, 급배기 채널을 통해 제3 배기구로 이동하는 공기 중의 이물질을 제거하는 배기 필터, 제2 급기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되는 급기팬, 제2 배기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되는 배기팬, 급기팬의 배출구으로 연결되는 제2 급기구 및 배기팬의 흡입구로 연결되는 제2 배기구가 형성된 제1 커버, 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 제3 급기구 및 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 제1 배기구가 형성된 제2 커버, 제2 커버 내부 공간을 급기 영역 및 배기 영역으로 분할하며, 제1 커버의 표면 중앙부에 실내 공간측 방향으로 돌출되어 형성된 커버 격벽, 제1 급기구 및 제3 배기구를 동시에 개폐하는 급배기 댐퍼로 구성되는 창문 장착형 환기장치에 관한 것이다.

Description

창문 장착형 환기장치 {Window-Mounted Ventilation Device}
본 발명은 창문의 창틀에 장착되어 실내 공기를 실외 공간으로 배출하고, 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 환기장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는 창틀 내측에 장착되는 하우징, 하우징 내부 공간을 4개의 공간으로 분할하는 하우징 격벽, 제1 급기 유로측 하우징 표면에 형성되며, 실외 공기를 하우징 내부로 공급하는 제1 급기구, 하우징 내부 공기를 실외 공간으로 배출하는 제3 배기구, 하우징 중앙부에 배치되는 급배기 채널, 제1 급기구를 통해 공급된 실외 공기 중의 이물질을 제거하는 급기 필터, 급배기 채널을 통해 제3 배기구로 이동하는 공기 중의 이물질을 제거하는 배기 필터, 제2 급기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되는 급기팬, 제2 배기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되는 배기팬, 급기팬의 배출구으로 연결되는 제2 급기구 및 배기팬의 흡입구로 연결되는 제2 배기구가 형성된 제1 커버, 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 제3 급기구 및 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 제1 배기구가 형성된 제2 커버, 제2 커버 내부 공간을 급기 영역 및 배기 영역으로 분할하며, 제1 커버의 표면 중앙부에 실내 공간측 방향으로 돌출되어 형성된 커버 격벽, 제1 급기구 및 제3 배기구를 동시에 개폐하는 급배기 댐퍼로 구성되는 창문 장착형 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로 건물에는 실내 공기의 온도와 습도 및 청정도를 최적의 상태로 유지하기 위하여, 실외 공기를 실내로 공급하는 급기장치와 실내 공기를 실외로 배출하는 배기장치로 이루어진 환기시스템이 설치된다.
이러한 환기시스템은 시스템의 본체를 이루는 하우징과, 실내 공간 또는 실외 공간 및 하우징을 서로 연결하는 급배기관과, 공기 중의 이물질을 여과하는 필터, 그리고 급배기팬으로 이루어지며, 실내 공간의 활용성 및 인테리어의 심미감을 높이기 위해 급배기관은 천정 또는 벽면 내부에 설치하고, 급배기팬 작동 소음이 발생하는 하우징은 다용도실 등에 설치하게 된다.
그러나 위와 같은 환기시스템은 건물의 구조 및 형태에 따라 시공 비용이 크게 증가하거나 시공이 어려워질 수 있으며, 특히 원룸과 같이 침실과 거실 및 주방의 구분이 없는 주거공간으로 이루어진 다세대 주택의 경우 한정된 실내 공간 내에서 급배기관이나 하우징을 설치할 공간 확보가 어려워, 실내 공간 활용도를 최적화할 수 있는 환기시스템을 마련할 필요가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허공보 제10-2198498호(2020.12.29.등록)에서는 일측부에 외기 배출구와 내기 흡기구가 형성되고, 타측부에 외기 흡입구와 내기 배출구가 형성되며, 내부에 열교환 소자가 장착되는 창문형 이중환기 공기 청정기를 제안하고 있다.
그러나 위와 같은 창문형 이중환기 공기 청정기는 유로를 개폐하는 내부 댐퍼와 외기 배출구를 개폐하는 배기 댐퍼 등 복수의 댐퍼가 장착되어, 댐퍼의 설치 및 댐퍼 개폐 작동을 위한 공간을 확보하는 과정에서 공기 청정기의 부피 및 중량이 증가하게 되며, 창틀에 고정 설치되는 창문형 이중환기 공기 청정기의 특성상, 부피 및 중량 증가는 설치 구조의 불안정을 높이고, 공간 활용성이 중요시 되는 창틀 장착형 환기시스템의 사용 목적 및 사용 환경에 부합되지 못하는 단점을 가지게 된다.
또한, 상기 외부 댐퍼는 외기 배출구의 개폐만을 수행하므로, 외기 흡기구의 폐쇄가 이루어지지 못하며, 이에 따라 실외 공기 중의 이물질이 공기 청정기의 유로 내부에 쉽게 침투하여 필터의 오염이 빠르게 발생하게 되고, 필터의 청소 또는 교체 주기가 줄어들면서 공기 청정기의 유지 관리에 어려움이 발생하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2198498호 (2020.12.29. 등록)
본 발명의 실시 예에서는 창문 장착형 환기장치의 급기구 및 배기구의 개폐를 제어하는 댐퍼의 수를 최소화 하여, 소형화 및 경량화된 창문 장착형 환기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 창문 장착형 환기장치의 소형화 및 경량화를 통해, 공간 활용성이 중요시 되는 창문 장착형 환기장치의 사용 목적 및 사용 환경에 부합하는 창문 장착형 환기장치 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 창문 장착형 환기장치의 가동 정지 상태에서, 실외 공간으로 노출되는 급기구 및 배기구의 폐쇄가 동시에 이루어짐으로써, 실외 공기 중의 이물질 유입 방지를 통해 필터 유지 관리가 용이한 창문 장착형 환기장치 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치는 창틀 내측에 고정되는 환기장치, 환기장치의 본체를 이루며, 실내 공간측 방향 일면이 개방된 사각 박스 형상의 하우징, 하우징 내부 공간을, 하우징 일측 코너에 배치되는 제1 급기 유로, 제1 급기 유로의 대각선 방향에 배치되는 제2 급기 유로, 제1 급기 유로 측면 코너에 배치되는 제1 배기 유로, 제1 배기 유로의 대각선 방향에 배치되는 제2 배기 유로로 이루어진 4개의 공간으로 분할하는 하우징 격벽, 제1 급기 유로측 하우징 표면에 형성되며, 실외 공기를 하우징 내부로 공급하는 제1 급기구, 제2 배기 유로측 하우징 표면에 형성되며, 하우징 내부 공기를 실외 공간으로 배출하는 제3 배기구, 하우징 중앙부에 배치되어, 제1 급기 유로와 제2 급기 유로, 제1 배기 유로 제2 배기 유로를 각각 연결하는 급배기 채널, 제1 급기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되며, 제1 급기구를 통해 공급된 실외 공기 중의 이물질을 제거하는 급기 필터, 제1 배기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되며, 급배기 채널을 통해 제3 배기구로 이동하는 공기 중의 이물질을 제거하는 배기 필터, 제2 급기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되며, 흡입구와 배출구가 형성된 급기팬, 제2 배기 유로측 급배기 채널 측면에 장착되며, 흡입구와 배출구가 형성된 배기팬, 하우징의 실내 공간측 개방부에 장착되고, 급기팬의 배출구로 직접 연결되는 제2 급기구 및 배기팬의 흡입구로 간접 연결되는 제2 배기구가 형성된 제1 커버, 제1 커버의 실내 공간측 표면에 장착되며, 제2 급기구와 연결되어 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 제3 급기구 및 제2 배기구와 연결되어 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 제1 배기구가 형성된 제2 커버, 제2 커버 내부 공간을 제2 급기구 및 제3 급기구가 연결되는 급기 영역 및 제1 배기구 및 제2 배기구가 연결되는 배기 영역으로 분할하며, 제1 커버의 표면 중앙부에 실내 공간측 방향으로 돌출되어 형성된 커버 격벽, 실외 공간측 하우징 표면에 장착되며, 제1 급기구 및 제3 배기구를 동시에 개폐하는 급배기 댐퍼로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 급배기 채널은 열교환소자로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 급배기 채널은, 제1 급기 유로와 제2 급기 유로를 서로 연결하는 급기 채널과, 제1 배기 유로와 제2 배기 유로를 서로 연결하는 배기 채널이 서로 엇갈리는 방향으로 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 하우징의 제1 급기 유로와 제2 배기 유로간 경계부에 형성된 댐퍼 연결홀, 댐퍼 연결홀 측면에 장착되는 댐퍼 구동 모터, 댐퍼 구동 모터 회전축에 연결된 피니언, 실내 공간측 급배기 댐퍼 표면에 형성되며, 댐퍼 연결홀을 통과하여 피니언과 연결되는 랙이 부가되어, 댐퍼 구동 모터의 회전 방향에 따라 급배기 댐퍼가 하우징의 실외 공간측 표면과 접근 또는 이격하면서 제1 급기구 및 제3 배기구를 동시에 개폐한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 하나의 급배기 댐퍼를 통해 급기구 및 배기구의 동시 개폐 작동이 가능하도록 구성함으로써, 급기구 및 배기구의 개폐를 제어하기 위한 댐퍼의 구조를 단순화하여 댐퍼의 작동 불량이나 고장 발생률을 낮추고, 환기장치의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 급배기 채널에서 실내 공간으로 공급되는 실외 공기와 실외 공간으로 배출되는 실내 공기가 서로 엇갈리는 방향으로 이동하도록 구성하여, 환기장치 생산 라인에서 급배기 채널 장착 시, 환기장치의 사양에 따라 열교환소자 또는 단순 채널로 이루어진 급배기 채널을 선택적으로 장착할 수 있도록 함으로써, 급배기 채널을 제외한 환기장치의 모든 부품을 공유하여 환기장치 부품 단가를 낮추고, 환기장치 생산 라인을 통합하여 조립 공정수 및 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 실내 공간에서 환기장치의 커버를 분리하여 급기 필터와 배기 필터를 탈착 가능하도록 구성함으로써, 청소 또는 교체를 통한 필터의 유지 관리를 용이하게 하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 급배기 댐퍼를 가동하는 랙 측면에 형성된 랙 가이드를 통해 랙의 직진성을 향상시켜, 급배기 댐퍼 개폐 작동 중 랙과 피니언간 맞물림부의 어긋남에 의한 급배기 댐퍼 개폐 작동 불량이나, 랙과 피니언의 기어간 마멸이나 이탈에 따른 손상 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 창틀 장착 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 양 측면 외측 형상을 각각 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 측면 내측 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치를 구성하는 각 부재의 분해 상태에서의 측면 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 제3 급기구 및 제1 배기구의 위치를 나타내기 위한 제2 커버의 단면 형상을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 급배기 필터 미장착 상태에서의 창문 장착형 환기장치의 제1 커버의 표면 형상을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 제2 커버 분리 상태에서의 실내 공간측 제1 커버 형상을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 커버 분리 상태에서의 창문 장착형 환기장치의 외측면 형상을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 하우징 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 실외 공간측 하우징의 형상을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 제1,2 커버 분리 상태에서의 실내 공간측 하우징 내부 형상을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 급배기팬의 형상과, 급배기팬에 형성된 흡입구 및 배출구의 위치를 나타내는 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 급배기 채널의 급기 채널 및 배기 채널간 엇갈림 배치 구조를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 급배기 댐퍼 개폐 작동 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 랙과 피니언의 연결 구조 예시를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치(100)는 도 1에서 도시하는 바와 같이 창틀(1) 내측에 사각 형상의 프레임으로 구성되는 고정틀(10)이 장착되며, 고정틀(10)의 일측면은 창틀(1)의 좌측 또는 우측 중 어느 한 내측면과 접하면서, 고정틀(10)의 일측면과 상부면 및 하부면 삼면이 창틀(1) 내측에 끼워져 고정된다.
여닫이 창의 경우, 창문을 여닫기 위하여 2개 이상의 창문틀(20)이 창틀(1) 내부에 서로 평행을 이루도록 장착되며, 창문틀(20)은 실외 공간측에 위치하는 외측 창문틀(21)과, 실내 공간측에 위치하는 내측 창문틀(22)로 구성되어, 창틀(1) 내측과 접촉하지 않는 고정틀(10)의 남은 일면은 외측 창문틀(21) 또는 내측 창문틀(22)의 측면과 접하게 된다.
고정틀(10) 내측에는 환기장치(100)가 고정 장착되며, 환기장치(100)가 장착되는 고정틀(10) 내측면에는 홈 또는 돌기가 형성되고, 환기장치의 본체를 이루는 사각 박스 형상의 하우징(110) 외측면에는 고정틀(10) 내측면의 홈 또는 돌기와 상보적인 형상의 돌기 또는 홈으로 이루어진 고정부(118)가 형성되어, 하우징(110)이 고정틀(10)에 고정될 수 있다.
고정틀(10)은 창틀(1)의 내측 높이에 맞춰 높이의 확장 또는 축소가 가능하도록 구성될 수 있으며, 고정틀(10)에 환기장치(100) 고정 장착 시, 환기장치(100)의 상부 또는 하부와 고정틀(10) 사이에 생성된 공간에는 고정틀 창(11)이 장착되도록 구성할 수 있다.
고정틀 창(11)은 절단을 통한 크기 조절이 용이한 아크릴 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 환기장치(100) 및 고정틀(10) 사이에 형성된 빈틈의 크기에 맞춰 재단된 후, 환기장치(100)의 고정부(118)와 고정틀(10) 사이에 끼워져 빈틈을 폐쇄한다.
도 2 내지 도 5에서 도시하는 바와 같이 하우징(110)은 실내 공간측 방향 일면이 개방된 사각 박스 형상을 이루며, 하우징(110)의 개방부에 제1 커버(170)와 제2 커버(180)가 순차적으로 장착된다.
도 12에서 도시하는 바와 같이 하우징(110) 내측 중앙부에는 직육면체 형상의 급배기 채널(120)이 하우징(110) 실내 방향 정면을 기준으로 일정 각도, 바람직하게는 45°기울어지게 장착되어, 급배기 채널(120)의 네 모서리가 각각 하우징(110) 측면 내측면 중앙부를 향하도록 배치된다.
급배기 채널(120)의 네 모서리는 각각 하우징 격벽(131)을 통해 하우징(110) 측면 내측면 중앙부와 연결되며, 도 4 및 도 5에서 도시하는 바와 같이 하우징(110) 내측면과 접하는 배기 채널(120)의 반대측 표면은 하우징(110) 개방부에 장착되는 제1 커버(170)의 중앙부 표면과 접촉하여, 하우징(110) 내부 공간이 급배기 채널(120) 및 하우징 격벽(131)에 의해 실외 공기가 실내 공간으로 공급되는 급기 영역과, 실내 공기가 실외 공간으로 배출되는 배기 영역으로 분할된다.
하우징 격벽(131)은 하우징(110) 내부 공간을 제1 급기 유로(111), 제2 급기 유로(112), 제1 배기 유로(113) 및 제2 배기 유로(114)의 4개 공간으로 분할하며, 제1,2 급기 유로(111,112)와 제1,2 배기 유로(113,114)는 각각 하우징(110)의 급기 영역과 배기 영역을 구성하게 된다.
제1 급기 유로(111)는 하우징(110) 일측 코너에 배치되고, 제2 급기 유로(112)는 제1 급기 유로(111)의 대각선 방향에 위치한 코너에 배치되며, 제1 배기 유로(113)는 제1 급기 유로(111)의 측면 코너에 배치되고, 제2 배기 유로(114)는 제1 배기 유로(113)의 대각선 방향 코너에 배치되어, 제1,2 급기 유로(111,112)로 이루어진 급기 영역의 공기 유로와 제1,2 배기 유로(113,114)로 이루어진 배기 영역의 공기 유로가 하우징(110) 중앙부에 장착된 급배기 채널(120)에서 "X자" 형상을 이루도록 서로 교차하게 된다.
제1 급기 유로(111)측 하우징(110) 표면에는 실외 공기를 하우징(110) 내부로 공급하는 제1 급기구(115)가 형성되며, 제2 배기 유로(114)측 하우징(110) 표면에는 하우징(110) 내부 공기를 실외 공간으로 배출하는 제3 배기구(116)가 형성된다.
하우징(110) 중앙부에 장착된 급배기 채널(120)은, 제1 급기 유로(111)와 제2 급기 유로(112), 제1 배기 유로(113)와 제2 배기 유로(114)를 각각 연결하여, 제1 급기 유로(111)로부터 제2 급기 유로(112)로의 공기 흐름 및 제1 배기 유로(113)로부터 제2 배기 유로(114)로의 공기 흐름이 형성될 수 있도록 한다.
급배기 채널(120)은 제1,2 급기 유로(111,112)를 통해 실내 공간으로 공급되는 실외 공기와, 제1,2 배기 유로(113,114)를 통해 실외 공간으로 배출되는 실내 공기간 열교환을 수행하는 열교환소자로 구성되거나, 또는 실내 공간으로 공급되는 실외 공기 흐름과, 실외 공간으로 배출되는 실내 공기 흐름이 서로 분리되어, 실내외공기간 열교환이 이루어지지 않는 단순 채널(channel)로 구성될 수 있다.
급배기 채널(120)을 단순 채널로 구성하여 열교환이 이루어지지 않는 경우, 도 14 및 도 15에서 도시하는 바와 같이 제1 급기 유로(111)와 제2 급기 유로(112)를 서로 연결하는 급기 채널(121)과, 제1 배기 유로(113)와 제2 배기 유로(114)를 서로 연결하는 배기 채널(122)이 서로 엇갈리는 방향으로 층상 배치되도록 형성될 수 있다.
위와 같이 열교환소자 또는 단순 채널 중 어느 하나의 구성으로 이루어지는 급배기 채널(120)에서 실내 공간으로 공급되는 실외 공기와 실외 공간으로 배출되는 실내 공기가 서로 엇갈리는 방향으로 이동하도록 구성함으로써, 환기장치(100) 생산 라인에서 급배기 채널(120) 장착 시, 환기장치(100) 사양에 따라 열교환소자로 이루어진 급배기 채널(120) 또는 단순 채널로 이루어진 급배기 채널(120)을 선택적으로 장착할 수 있도록 한다.
이를 통해 열교환소자가 적용된 환기장치(100) 및 단순 채널이 적용된 환기장치(100)간 급배기 채널(120)을 제외한 모든 부품을 동일하게 형성하여, 환기장치(100) 부품의 단가를 낮출 수 있으며, 환기장치(100) 생산 라인을 통합하여 조립 공정수 및 생산 비용을 절감할 수 있다.
제1 급기 유로(111)측 급배기 채널(120) 측면에는 제1 급기구(115)를 통해 공급된 실외 공기 중의 이물질을 제거하는 급기 필터(141)가 장착되고, 제1 배기 유로(113)측 급배기 채널(120) 측면에는 실내 공간으로부터 실외 공간으로 배출되는 공기 중의 이물질을 제거하는 배기 필터(142)가 장착된다.
급기 필터(141) 및 배기 필터(142)는 각각 제1 급기 유로(111) 및 제2 급기 유로(112)에 의해 형성된 급기 영역과, 제1 배기 유로(113) 및 제2 배기 유로(114)에 의해 형성된 배기 영역을 따라 이동하는 공기가 급배기 채널(120) 내부로 유입되기 전, 공기 중에 포함된 이물질을 제거하여, 급배기 채널(120) 내부 오염 발생을 방지한다.
하우징(110)의 내측면 표면에는 급기 필터(141)와 배기 필터(142)가 장착되는 필터 고정구(132)가 형성될 수 있으며, 급기 필터(141)와 배기 필터(142)는 필터 고정구(132)로부터 탈착 가능하도록 고정되어, 급배기 필터(141,142)의 청소 또는 교체를 통한 필터 유지 관리를 가능하게 한다.
제2 급기 유로(112)측 급배기 채널(120) 측면에는 급기팬(150)이 장착되며, 제2 배기 유로(114)측 급배기 채널(120) 측면에는 배기팬(160)이 장착된다.
급기팬(150) 및 배기팬(160)은 도 13에서 도시하는 바와 같이 도넛 형상의 케이스 중앙부에 공기를 흡입하는 흡입구가 형성되고, 흡입된 공기를 케이스 외부로 배출하는 배출구가 케이스의 일측 외주면으로형성되며, 케이스 내부에는 팬(fan) 및 팬 구동 모터가 장착되어, 팬 구동 모터 가동에 따른 팬 회전 시 흡입구로 흡입한 공기를 배출구를 통해 배출하도록 구성된다.
급기팬(150) 가동 시 제1 급기 유로(111)로부터 급배기 채널(120) 및 제2 급기 유로(112)를 따라 순차적으로 이동하는 공기 흐름을 발생시키며, 배기팬(160) 가동 시 제1 배기 유로(113)로부터 급배기 채널(120) 및 제2 배기 유로(114)를 따라 순차적으로 이동하는 공기 흐름을 발생시킨다.
하우징(110)의 실내 공간측 개방부에는 제1 커버(170)가 장착되어 하우징(110) 개방부를 폐쇄하며, 제1 커버(170)는 급배기 채널(120)과 밀착 연결되어, 제1,2 급기 유로(111,112) 및 제1,2 배기 유로(113,114)가 밀폐 공간을 형성하도록 한다.
제1 커버(170)에는 급기팬(150)의 배출구와 직접 연결되며, 하우징(110)과 제1 커버(170)간 결합 시 제2 급기 유로(112)측 모서리 방향에 위치하도록 형성되는 제2 급기구(172)와, 하우징(110)과 제1 커버(170)간 결합 시 제1 배기 유로(113)측 모서리 방향에 위치하도록 형성되는 제2 배기구(173)가 각각 형성된다.
또한, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 제1 커버(170)의 실내 공간측 방향 중앙부 표면에는 커버 격벽(171)이 실내 공간 방향으로 돌출되도록 형성되며, 커버 격벽(171)은 제2 급기구(172)와 제2 배기구(173) 사이에 형성된다.
제1 커버(170)의 실내 공간측 표면에는 실외 공간측 방향이 개방된 사각 박스 형상을 이루는 제2 커버(180)가 장착되며, 제2 커버(180)에는 제2 급기구(172)와 연결되어 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 제3 급기구(181) 및 제2 배기구(173)와 연결되어 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 제1 배기구(182)가 형성된다.
제1 커버(170)의 커버 격벽(171) 끝단은 제2 커버(180)의 내측면 중앙부 표면과 밀착하여, 제1 커버(170)와 제2 커버(180) 사이의 공간을, 제2 급기구(172) 및 제3 급기구(181)을 서로 연결하는 급기 영역과, 제1 배기구(182) 및 제2 배기구(173)를 서로 연결하는 배기 영역으로 분할하며, 제1 커버(170)와 제2 커버(180) 사이에 급기 및 배기에 따른 공기의 흐름이 개별적으로 발생하는 2개의 유로를 형성함으로써, 환기장치(100)를 통해 실외 공간으로 배출되는 실내 공기와 실내 공간으로 공급되는 실외 공기간 혼입 발생을 방지한다.
이때, 제3 급기구(181) 및 제1 배기구(182)는 도 6에서 도시하는 바와 같이 제2 커버(180)의 측면에 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 제1 배기구(182)로부터 실내 공간으로 공급되는 실외 공기가 환기장치(100) 근처에 위치한 사용자의 신체에 직접 닿지 않도록 하여, 환기장치(100) 사용자의 불쾌감 발생을 방지하고, 제3 급기구(181) 및 제1 배기구(182)가 환기장치(100)의 정면으로 노출되지 않도록 하여 환기장치(100)의 심미감을 향상시킬 수 있다.
그리고 도 7에서 도시하는 바와 같이, 제1 커버(170)에는 제1 급기 유로(111)측 급배기 채널(120)의 측표면 위치로 급기 필터 연결홀(174)과, 제1 배기 유로(113)측 급배기 채널(120)의 측표면 위치로 배기 필터 연결홀(175)이 각각 형성될 수 있으며, 실내 공간 방향으로부터 급기 필터(141)와 배기 필터(142)를 각각 급기 필터 연결홀(174) 및 배기 필터 연결홀(175)에 통과시켜, 급기 필터(141)와 배기 필터(142)를 하우징(110)의 필터 고정구(132)에 끼워 고정할 수 있다.
이를 통해 급배기 필터(141,142)의 청소 또는 교체 작업 시, 환기장치(100)로부터 제2 커버(180)를 분리한 후, 급기 필터 연결홀(174) 및 배기 필터 연결홀(175)을 통해 급배기 필터(141,142)를 분리 또는 결합이 가능하도록 하여, 급배기 필터(141,142)의 유지 관리를 용이하게 한다.
또한, 도 9 내지 도 11에서 도시하는 바와 같이 실외 공간측 하우징(110) 표면에는 급배기 댐퍼(190)가 장착되며, 급배기 댐퍼(190)는 하우징(110)의 제1 급기구(115)와 제3 배기구(116) 상에 위치하여, 환기장치(100) 가동에 따른 급배기 댐퍼(190) 개방 작동 시 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)를 동시에 개방하고, 환기장치(100) 정지에 따른 급배기 댐퍼(190) 폐쇄 작동 시 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)를 동시에 폐쇄한다.
급배기 댐퍼(190)를 통한 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 개방은 급배기 댐퍼(190)가 실외 공간측 하우징(110) 표면으로부터 이격되는 작동에 의해 이루어지고, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 폐쇄는 급배기 댐퍼(190)가 실외 공간측 하우징(110) 표면으로 접근하는 작동에 의해 이루어진다.
하나의 급배기 댐퍼(190)를 통한 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 동시 개폐 작동은, 환기장치(100)의 급기구 및 배기구의 개폐를 제어하기 위한 댐퍼의 구조를 단순화하여 댐퍼의 작동 불량이나 고장 발생률을 낮추고, 환기장치(100)의 소형화 및 경량화를 이룰 수 있도록 한다.
그리고 급배기 댐퍼(190)를 통한 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 폐쇄를 통해, 환기장치(100) 정지 상태에서 제1 급기구(115) 또는 제3 배기구(116)를 통해 실외 소음이 실내 공간으로 전달되거나, 실외 공기 중의 이물질이 제1 급기구(115)를 통해 하우징(110) 내부로 유입되면서 급기 필터(141)가 빠르게 오염되어, 필터의 청소 또는 교체 주기가 줄어드는 것을 방지한다.
도 12 및 도 16에서 도시하는 바와 같이 하우징(110)의 제1 급기 유로(111)와 제2 배기 유로(114)간 경계부에는 하우징(110) 내부와 외부를 관통하는 댐퍼 연결홀(117)이 형성되고, 댐퍼 연결홀(117) 측면에는 일 방향 또는 역방향 회전 작동이 가능한 댐퍼 구동 모터(193)가 장착되며, 댐퍼 구동 모터(193) 회전축에는 연결된 피니언(192)이 장착된다.
실내 공간측 급배기 댐퍼(190) 표면에는 랙(191)이 하우징(110) 방향을 따라 돌출되도록 형성되며, 랙(191) 끝단은 댐퍼 연결홀(117)을 통과하여 랙(191)과 피니언(192)의 기어가 서로 맞물리게 된다.
환기장치(100)의 가동에 따른 댐퍼 구동 모터(193)의 일 방향 회전 시, 피니언(192)의 회전에 의해 랙(191)이 하우징(110) 외측 방향으로 이동하면서 급배기 댐퍼(190)가 하우징(110) 표면으로부터 이격되어, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 개방이 이루어진다.
환기장치(100)의 정지에 따른 댐퍼 구동 모터(193)의 역방향 회전 시, 피니언(192)의 역방향 회전에 의해 랙(191)이 하우징(110) 내측 방향으로 이동하면서 급배기 댐퍼(190)가 하우징(110) 표면으로 접근하여, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 폐쇄가 이루어진다.
댐퍼 구동 모터(193)는 스테핑 모터로 구성될 수 있으며, 스테핑 모터는 1회 회전 구간이 다수의 스템(step)으로 분할되고, 스테핑 모터에 입력되는 전기 펄스 신호에 비례하는 스템 앵글(step angle)만큼 일 방향 또는 역방향 회전이 이루어지면서 정확한 회전 각도 제어가 이루어질 수 있다.
이를 통해 스테핑 모터에 입력되는 전기 펄스 신호를 제어하여 급배기 댐퍼(190)의 개폐 작동량을 일정하게 형성함으로써, 댐퍼 구동 모터(193)의 회전각이 과도하게 형성되거나 반대로 부족하게 형성되면서 발생하는 급배기 댐퍼(190)의 개폐 오작동 발생을 방지할 수 있다.
또한, 도 17에서 도시하는 바와 같이 댐퍼 연결홀(117) 측면에는 "ㄷ"자 형상의 단면을 이루는 랙 가이드(194)가 랙(191)의 길이 방향을 따라 돌출되도록 형성될 수 있으며, "ㄷ"자 형상의 랙 가이드(194) 내측면은 랙(191)의 외표면과 일정 크기의 간극을 형성하도록 이격되어, 댐퍼 구동 모터(193)의 회전에 따른 랙(191)의 직선 운동 방향을 안내하도록 구성된다.
랙 가이드(194)는 급배기 댐퍼(190) 개폐 작동 중 랙(191)의 직진성을 향상시켜, 급배기 댐퍼(190)의 기울어짐 발생에 따라 랙(191)과 피니언(192)간 맞물림부가 서로 어긋하면서 급배기 댐퍼(190)의 개폐 작동 불량이 발생하거나, 랙(191)과 피니언(192)의 기어간 마멸 또는 이탈에 따른 손상 발생을 방지할 수 있다.
그리고 댐퍼 구동 모터(193)의 오작동에 따라 급배기 댐퍼(190)의 개방 작동 거리가 과도하게 형성되는 경우, 스토퍼에 의해 랙(191)의 이동 거리를 제한하도록 랙(191) 끝단에는 스토퍼가 형성될 수 있다.
스토퍼에 의해 랙(191)의 이동 거리가 제한된 상태에서 랙(191)과 피니언(192)간 기어 맞물림이 해제되도록 스토퍼 근방 랙(191) 표면에 기어를 형성하지 않도록 구성할 수 있으며, 이를 통해 스토퍼에 의한 랙(191) 이동 제한 상태에서 댐퍼 구동 모터(193)가 작동하더라도 피니언(192)이 공회전하게 되어, 랙(191)과 피니언(192)의 기어간 마멸 등의 손상 발생을 방지할 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 창문 장착형 환기장치의 작동 방법을 설명하면 다음과 같다.
환기장치(100) 작동 시, 댐퍼 구동 모터(193)가 일방향으로 회전하면서 급배기 댐퍼(190)가 하우징(110) 표면으로부터 이격되어, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 개방이 이루어지며, 급기팬(150)과 배기팬(160)이 가동된다.
급기팬(150) 가동에 의해 제2 급기 유로(112) 내의 공기가 급기팬(150)의 흡입구로 흡입되어, 급기팬(150)의 배출구와 직접 연결되는 제1 커버(170)의 제2 급기구(172)로 배출되며, 이에 따라 제1 급기구(115)를 통해 하우징(110) 내부로 유입된 실외 공기가 제1 급기 유로(111), 급기 필터(141), 급배기 채널(120), 제2 급기 유로(112), 급기팬(150), 제2 급기구(172)를 순차적으로 통과하여 제1 커버(170)와 제2 커버(180) 사이의 공간으로 이동한다.
제1 커버(170)와 제2 커버(180) 사이의 공간으로 이동한 실외 공기는 커버 격벽(171)에 의해 분할된 급기 영역을 따라 이동하여, 제2 커버(180)의 제3 급기구(181)를 통해 실내 공간으로 공급된다.
또한, 배기팬(160) 가동에 의해 제2 배기 유로(114) 내의 공기가 배기팬(160)의 흡입구로 흡입되어, 배기팬(160)의 배출구와 직접 연결되는 하우징(110)의 제3 배기구(116)로 배출되며, 이에 따라 제1 배기구(182)를 통해 제1 커버(170)와 제2 커버(180) 사이의 공간으로 이동한 실내 공기가 커버 격벽(171)에 의해 분할된 배기 영역을 따라 이동하여, 제1 커버(170)의 제2 배기구(173)를 통해 하우징(110)의 제1 배기 유로(113)로 이동한다.
제1 배기 유로(113)로 이동한 실내 공기는 배기 필터(142), 급배기 채널(120), 제2 배기 유로(114), 배기팬(160), 제3 배기구(116)를 순차적으로 통과하여 실외 공간으로 배출된다.
이때, 급배기 채널(120)이 열교환 소자로 이루어진 경우, 급배기 채널(120)에서 제1 급기 유로(111)로부터 제2 급기 유로(112)로 이동하는 실외 공기와, 제1 배기 유로(113)로부터 제2 배기 유로(114)로 이동하는 실내 공기간 열교환이 이루어진다.
급배기 채널(120)이 단순 채널로 이루어진 경우, 도 14에서 도시하는 바와 같이 제1 급기 유로(111)로부터 제2 급기 유로(112)로 이동하는 실외 공기는 급배기 채널(120)의 급기 채널(121)을 통과하고, 제1 배기 유로(113)로부터 제2 배기 유로(114)로 이동하는 실내 공기는 배기 채널(122)을 통과하며, 급기 채널(121) 및 배기 채널(122)은 서로 물리적으로 분리된 층상 구조로 배치되어, 열교환 중 발생하는 부하 없이 환기 작동이 이루어지게 된다.
환기장치(100) 작동 정지 시, 댐퍼 구동 모터(193)가 역방향으로 회전하면서 급배기 댐퍼(190)가 하우징(110) 표면으로 접근하여 완전히 밀착됨으로써, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)의 폐쇄가 이루어지며, 급기팬(150)과 배기팬(160)이 가동이 중단된다.
본 발명의 명세서 및 도면에 기재된 환기장치(100)의 상측, 하측, 좌측, 우측으로 표현된 위치 관계는 본 발명에 따른 창문 장착형 환기장치의 구성 요소의 구조 및 위치 관계를 설명하기 위한 것으로, 환기장치(100)의 각 구성 요소는 명세서 또는 도면에 기재된 위치 관계와 상하 반전이나 좌우 반전, 또는 상하 및 좌우가 동시에 반전된 형상으로 변형되어 실시될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 창틀 10: 고정틀
11: 고정틀 창 20: 창문틀
21: 외측 창문틀 22: 내측 창문틀
100: 환기장치 110: 하우징
111: 제1 급기 유로 112: 제2 급기 유로
113: 제1 배기 유로 114: 제2 배기 유로
115: 제1 급기구 116: 제3 배기구
117: 댐퍼 연결홀 118: 고정부
120: 급배기 채널 121: 급기 채널
122: 배기 채널 131: 하우징 격벽
132: 필터 고정구 141: 급기 필터
142: 배기 필터 150: 급기팬
160: 배기팬 170: 제1 커버
171: 커버 격벽 172: 제2 급기구
173: 제2 배기구 174: 급기 필터 연결홀
175: 배기 필터 연결홀 180: 제2 커버
181: 제3 급기구 182: 제1 배기구
190: 급배기 댐퍼 191: 랙
192: 피니언 193: 댐퍼 구동 모터
194: 랙 가이드

Claims (4)

  1. 창틀(1) 내측에 고정되는 환기장치(100);
    환기장치(100)의 본체를 이루며, 실내 공간측 방향 일면이 개방된 사각 박스 형상의 하우징(110);
    하우징(110) 내부 공간을, 하우징(110) 일측 코너에 배치되는 제1 급기 유로(111), 제1 급기 유로(111)의 대각선 방향에 배치되는 제2 급기 유로(112), 제1 급기 유로(111) 측면 코너에 배치되는 제1 배기 유로(113), 제1 배기 유로(113)의 대각선 방향에 배치되는 제2 배기 유로(114)로 이루어진 4개의 공간으로 분할하는 하우징 격벽(131);
    제1 급기 유로(111)측 하우징(110) 표면에 형성되며, 실외 공기를 하우징(110) 내부로 공급하는 제1 급기구(115);
    제2 배기 유로(114)측 하우징(110) 표면에 형성되며, 하우징(110) 내부 공기를 실외 공간으로 배출하는 제3 배기구(116);
    하우징(110) 중앙부에 배치되어, 제1 급기 유로(111)와 제2 급기 유로(112), 제1 배기 유로(113) 제2 배기 유로(114)를 각각 연결하는 급배기 채널(120);
    제1 급기 유로(111)측 급배기 채널(120) 측면에 장착되며, 제1 급기구(115)를 통해 공급된 실외 공기 중의 이물질을 제거하는 급기 필터(141);
    제1 배기 유로(113)측 급배기 채널(120) 측면에 장착되며, 급배기 채널(120)을 통해 제3 배기구(116)로 이동하는 공기 중의 이물질을 제거하는 배기 필터(142);
    제2 급기 유로(112)측 급배기 채널(120) 측면에 장착되며, 흡입구와 배출구가 형성된 급기팬(150);
    제2 배기 유로(114)측 급배기 채널(120) 측면에 장착되며, 흡입구와 배출구가 형성된 배기팬(160);
    하우징(110)의 실내 공간측 개방부에 장착되고, 급기팬(150)의 배출구로 직접 연결되는 제2 급기구(172) 및 배기팬(160)의 흡입구로 간접 연결되는 제2 배기구(173)가 형성된 제1 커버(170);
    제1 커버(170)의 실내 공간측 표면에 장착되며, 제2 급기구(172)와 연결되어 실외 공기를 실내 공간으로 공급하는 제3 급기구(181) 및 제2 배기구(173)와 연결되어 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 제1 배기구(182)가 형성된 제2 커버(180);
    제2 커버(180) 내부 공간을 제2 급기구(172) 및 제3 급기구(181)가 연결되는 급기 영역 및 제1 배기구(182) 및 제2 배기구(173)가 연결되는 배기 영역으로 분할하며, 제1 커버(170)의 표면 중앙부에 실내 공간측 방향으로 돌출되어 형성된 커버 격벽(171);
    실외 공간측 하우징(110) 표면에 장착되며, 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)를 동시에 개폐하는 급배기 댐퍼(190);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 창문 장착형 환기장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급배기 채널(120)은 열교환소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 창문 장착형 환기장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급배기 채널(120)은, 제1 급기 유로(111)와 제2 급기 유로(112)를 서로 연결하는 급기 채널(121)과, 제1 배기 유로(113)와 제2 배기 유로(114)를 서로 연결하는 배기 채널(122)이 서로 엇갈리는 방향으로 형성되도록 층상 배치되는 것을 특징으로 하는 창문 장착형 환기장치.
  4. 제1항에 있어서,
    하우징(110)의 제1 급기 유로(111)와 제2 배기 유로(114)간 경계부에 형성된 댐퍼 연결홀(117), 댐퍼 연결홀(117) 측면에 장착되는 댐퍼 구동 모터(193), 댐퍼 구동 모터(193) 회전축에 연결된 피니언(192), 실내 공간측 급배기 댐퍼(190) 표면에 형성되며, 댐퍼 연결홀(117)을 통과하여 피니언(192)과 연결되는 랙(191)이 부가되어,
    댐퍼 구동 모터(193)의 회전 방향에 따라 급배기 댐퍼(190)가 하우징(110)의 실외 공간측 표면과 접근 또는 이격하면서 제1 급기구(115) 및 제3 배기구(116)를 동시에 개폐하는 것을 특징으로 하는 창문 장착형 환기장치.
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