KR100494587B1 - 차량용 공기정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량에 설치되어 실내로 유입되는 공기를 정화시켜주는 장치에 관한 것으로서, 차량의 주행시 도심 및 여러 지역의 도로에서 발생되는 먼지 등의 이물질 및 차량 배기가스와 매연으로 인하여 인체에 유해한 악취가 차량 내로 유입되는 것을 방지함으로써, 운전자와 승객의 건강보호는 물론, 차량의 쾌적한 실내공간을 조성하도록 먼지와 악취를 흡착 제거하기 위하여 포집효율이 좋고, 먼지/악취 동시제거를 만족하는 한편, 악취제거를 위한 2세트의 필터수단을 구비하여 각각을 교대로 운영하는 방식을 채용하고, 미가동시의 필터수단에 대해서는 자체적으로 재생이 가능하게 함으로써, 오랜 사용기간이 경과한 상태에서도 항상 뛰어난 악취 흡착효과를 발휘할 수 있고, 무엇보다도 필터수단의 교체없이 반영구적으로 사용할 수 있도록 하여 차량 관리의 편의성을 도모할 수 있도록 한 차량용 공기정화장치를 제공한다.

Description

차량용 공기정화장치{Air filtering device for vehicles}

본 발명은 차량에 설치되어 실내로 유입되는 공기를 정화시켜주는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 먼지제거를 위한 먼지제거용 필터와 악취제거를 위한 악취제거용 필터를 조합한 필터수단을 구비하여 먼지와 냄새를 한꺼번에 제거할 수 있도록 하는 한편, 특히 2세트의 악취제거용 필터 중에서 교대로 1개는 가동하고 다른 1개는 재생시키는 방식을 채용하여 필터교체 등의 불편함없이 반영구적으로 사용할 수 있는 차량용 공기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량 보유대수의 증가와 더불어 도로환경은 더욱더 열악해지고, 차량을 이용하는 운전자와 승객들은 차량 내의 쾌적한 환경을 요구하고 있는 실정이다.

실제 도로 주행시 차량 내로 유입되는 공기 중에는 꽃가루, 석면입자, 박테리아, 도로먼지 등 많은 악성 미립자상의 물질들을 함유하고 있다.

따라서 대부분의 차량은 주행시 도로에서 발생되는 각종 유해한 악성 미립자상 물질과 유해기체가 그대로 차량 내로 유입되고, 날씨가 춥거나, 습한날에 히터나 에어컨을 가동할 때 발생되는 악취와 세균성 먼지가 차량 내부로 유입되어 운전자나 승객은 항상 불쾌한 분위기의 환경에 노출되어 운행되고 있는 실정이다.

이러한 각종 도로에서 발생되는 악성 미립자상의 물질과 차량 배기가스로 인한 매연 및 유해기체가 차량의 내부로 유입되는 것을 방지하여 운전자와 승객의 건강을 보호해주고 쾌적한 실내환경을 유지시켜주는 정화용 필터수단의 필요성이 절실히 요구된다.

보통 차량 실내의 환기를 위해서는 윈도우를 개방하게 되는데, 주행상황(예를 들면, 터널 주행시, 우천 주행시, 선행차량의 심한 매연 등)에 따라 윈도우를 열 수 없는 경우가 많고, 도심지를 운행하는 경우에는 오히려 외부의 오염된 공기가 유입되는 등 차량 실내의 환기나 정화시 불편한 점이 많이 있다.

위와 같은 불편한 점들을 해소하기 위하여 차량 실내에 별도의 소형 공기정화기를 구비한 차량을 간혹 볼 수 있으나, 공기정화효율이 그다지 높지 않을 뿐만 아니라 구입에 따른 경제적인 문제가 있고, 무엇보다도 공기를 정화시키기 위해 너무 많은 에너지를 소비하게 되는 단점이 있다.

최근에는 위와 같은 소형 공기정화기의 단점을 해소하면서 보다 효과적으로 차량 실내의 공기를 정화시킬 수 있는 공기정화용 필터가 고급사양의 차량 중심으로 많이 장착되고 있는 추세이다.

예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 외부에서 유입되는 공기는 운전자의 모드선택을 통해 제어되는 블로어(100)에 의하여 흡입되고, 이렇게 유입된 공기는 공기정화용 필터(110)를 거치게 된다.

이때, 공기 중에 함유되어 있는 먼지 등의 이물질과 유해기체는 공기정화용 필터(110)에 포집 제거되고, 청정한 공기만 유입된다.

유입된 공기는 이베퍼레이터코어(120)를 거친 후, 선택적으로 히터코어(130)를 통하여 운전자의 실내 유입공기 방향의 조정에 따라 각 공기배출구(140)를 통해 차량 실내로 유입된다.

그러나, 위와 같이 공기정화용 필터의 경우 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질은 어느 정도 제거가 가능한 반면, 냄새제거 기능이 전혀 없기 때문에 차량 배기가스와 매연으로 인한 악취로부터 운전자나 승객을 보호하는 측면에서는 취약한 면이 있다.

또한, 기존 공기정화용 필터의 경우 노후, 성능저하 등의 이유로 일정한 주기마다 교체를 해야 하므로, 비용적 측면에서 부담이 있고 취급면에서 번거롭고 불편한 점이 있다.

따라서, 차량 주행시 차량 내부로 유입되는 불쾌한 악취 등은 쾌적한 실내환경을 저해하고 운전자와 승객에게 피해를 주고 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 차량의 주행시 도심 및 여러 지역의 도로에서 발생되는 먼지 등의 이물질 및 차량 배기가스와 매연으로 인하여 인체에 유해한 악취가 차량 내로 유입되는 것을 방지함으로써, 운전자와 승객의 건강보호는 물론, 차량의 쾌적한 실내공간을 조성하도록 먼지와 악취를 흡착 제거하기 위하여 포집효율이 좋고, 먼지/악취 동시제거를 만족하는 차량용 공기정화장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 악취제거를 위한 2세트의 필터수단을 구비하여 각각을 교대로 운영하는 방식을 채용하고, 미가동시의 필터수단에 대해서는 자체적으로 재생이 가능하게 함으로써, 오랜 사용기간이 경과한 상태에서도 항상 뛰어난 악취 흡착효과를 발휘할 수 있고, 무엇보다도 필터수단의 교체없이 반영구적으로 사용할 수 있도록 하여 차량 관리의 편의성을 도모할 수 있도록 하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 차량용 공기정화장치에 있어서, 외부공기 유입구 및 내부공기 유입구로부터 유입되는 공기 중의 이물질을 여과하는 먼지제거용 필터와, 실내측 배출구를 통해 정화된 공기를 제공할 수 있으며 상기 먼지제거용 필터측으로부터 연장되면서 실내측으로 향하는 양편의 분기로에 각각 설치되어 공기 중의 악취를 흡착하는 2세트의 악취제거용 필터와, 상기 분기로 내에 설치되어 컨트롤러의 제어에 따라 개폐되면서 공기의 흐름방향을 선택적으로 바꾸어주는 다수의 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치를 제공함으로써 달성된다.

또한, 본 발명에서 제공하는 2세트의 악취제거용 필터는 1세트가 가동되면 다른 1세트는 재생되는 교대 운전방식으로 운영되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분기로는 1세트 악취제거용 필터의 재생시 필터로부터 떨어져 나오는 악취를 흡기계통으로 보내기 위한 각각의 흡기연결관 및 이곳에 설치되는 솔레노이드 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 악취제거용 필터는 내부에 활성탄 입자가 채워져 있는 구조로 이루어져 있으며, 재생을 위한 적어도 2개의 건조히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치의 바람직한 구현예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치의 구성을 보여주는 개략도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 외부로부터 공기를 유입하기 위한 외부공기 유입구(10)와 실내측으로부터 공기를 유입하기 위한 내부공기 유입구(11)가 형성되어 있는 하나의 챔버가 조성되고, 챔버의 내부에는 유입되는 공기 중의 이물질을 여과하기 위한 먼지제거용 필터(12)가 설치된다.

이때의 유입되는 공기가 먼지제거용 필터(12)를 거치게 되면, 공기 중에 함유되어 있는 먼지 등의 이물질이 거의 대부분 제거된 상태가 되고, 이렇게 정화된 상태로 공기흐름을 따라 진행된다.

또한, 상기 챔버 내의 먼지제거용 필터(12)측으로부터 2개의 분기로(14a),(14b)가 연장되고, 이것들이 재차 합류되면서 실내측 배출구(13)를 조성하게 된다.

이에 따라, 먼지제거용 필터(12)를 거쳐 깨끗하게 정화된 공기는 2개의 분기로(14a),(14b)를 통해 진행되고, 최종적으로 실내측 배출구(13)를 통하여 실내로 제공될 수 있게 된다.

공기의 흐름은 2개의 분기로를 모두 경유하는 흐름이나 어느 1개의 분기로만을 경유하는 흐름으로 설정할 수 있으며, 본 발명에서는 1개의 분기로를 통해 공기의 흐름이 이루어질 수 있도록 하는 구현예를 제공한다.

상기 분기로(14a),(14b)에는 악취제거를 위한 수단으로 악취제거용 필터(15)가 설치된다.

상기 악취제거용 필터(15)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 분기로(14a),(14b)의 단면형태에 맞게 원통형, 사각형 등의 형태를 갖는 몸체의 내부에 냄새입자를 잡아주는 활성탄입자(19)가 채워져 있는 구조로 이루어져 있다.

특히, 악취제거용 필터(15)에는 내부에 수용되는 건조히터(18)가 구비되어 있어서, 히터의 가열을 이용하여 냄새입자를 증발시키는 방식으로 필터를 재생할 수 있다.

상기 건조히터(18)는 차량의 배터리로부터 전원을 제공받아 작동되는 전기식을 사용하는 것이 바람직하고, 고온의 엔진 냉각수를 배관하는 방식도 사용할 수 있다.

또한, 상기 분기로(14a),(14b)에는 흡기계통, 예를 들면 흡기 매니폴드, 흡기 파이프, 서지탱크 등으로 통하는 흡기연결관(17a),(17b)이 연결 설치되어 있다.

이러한 흡기연결관(17a),(17b)은 필터 재생시 필터로부터 빠져 나오는 냄새입자를 흡기계통으로 보내 배출시킬 수 있는 통로역할을 한다.

필터 재생시 발생하는 냄새입자는 위와 같이 흡기계통측으로 배출시킬 수 있지만, 다른 구현예로서 가동되고 있는 필터측으로 보내 냄새입자를 제거할 수도 있다.

분기로(14a),(14b) 내에서 공기의 흐름을 단속하는 수단으로 다수의 솔레노이드 밸브(16a∼16f)가 제공된다.

각각의 솔레노이드 밸브는 악취제거용 필터(15)의 전후측에 각각 1개씩 배치되어 어느 한쪽의 흐름을 차단하거나 또는 개방시킬 수 있게 되며, 상기 흡기연결관(17a),(17b)측에도 1개씩의 솔레노이드 밸브(16e),(16f)가 배치되어 흡기계통측과의 단속작용을 수행할 수 있게 된다.

이러한 각 솔레노이드 밸브들은 운전자의 조작에 의한 컨트롤러(미도시)의 제어를 받아 개폐동작되며, 또는 일정한 타이머로 세팅시켜 그 개폐동작을 수행할 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 공기정화장치는 차량용 공조시스템과 연계하여 그 내부의 공기가 유입되는 초입부위, 예를 들면 블로어의 전단부위에 설치하는 것이 바람직하고, 다른 구현예로서 별도의 송풍수단을 구비하여 독립적으로 사용할 수 있으며, 이러한 경우에는 외부공기 80%, 내부공기 20%를 동시에 유입하여 차량 실내에 신선하고 정화된 공기를 제공할 수 있도록 하는 것이 좋다.

본 발명에서 제공하는 공기정화장치의 작동상태에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, 블로어의 작동과 동시에 외부공기 유입구(10) 또는 내부공기 유입구(11)를 통해 유입되는 공기는 먼지제거용 필터(12)를 거치면서 먼지 등과 같은 이물질과 미세 먼지입자들이 제거되어 깨끗한 공기로 정화되고, 계속해서 우측 상부의 열려 있는 솔레노이드 밸브(16c)를 통해 우측의 분기로(14a)로 보내진다.

상기 분기로(14a) 내에 유입된 공기가 악취제거용 필터(15)를 통과하게 되면, 활성탄입자(19)에 공기 중의 냄새입자가 흡착 포집되므로, 이것을 거친 공기는 악취가 제거된 신선한 공기로 정화되고, 계속해서 우측 하부의 열려 있는 솔레노이드 밸브(16d)를 빠져나가 실내측 배출구(13)를 통해 실내로 공급된다.

이때, 좌측 상하부에 배치되어 있는 솔레노이드 밸브(16a),(16b)는 닫혀있는 상태이고, 이곳에 설치되어 있는 악취제거용 필터(15)는 재생작용을 수행할 수 있다.

예를 들면, 컨트롤러의 제어에 의해 솔레노이드 밸브의 각 개폐상태가 설정되면서 우측의 분기로(14b) 내의 악취제거용 필터가 가동하는 것으로 결정되면, 자동으로 좌측의 분기로(14a) 내에 배치되는 악취제거용 필터는 재생하는 것으로 판단하여 컨트롤러는 건조히터(18)에 작동개시를 위한 신호를 출력하게 되고, 건조히터(18)가 작동되면 그 열에 의해 활성탄입자(19)에 포집되어 있던 냄새입자가 증발하면서 떨어져 나오게 되며, 계속해서 이렇게 떨어져 나온 냄새입자는 솔레노이드 밸브(16e)의 열림과 동시에 흡기계통으로 통하는 흡기연결관(17a)으로 배출된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 위의 작동과는 반대로 가동되었던 악취제거용 필터를 재생으로 하고, 재생되었던 악취제거용 필터를 가동으로 하여 공기 중의 악취를 제거하는 흐름을 보여준다.

한편, 위와 같은 공기정화장치의 작동 시스템, 즉 운전자의 선택적인 조작과 컨트롤러의 제어를 이용하여 교대로 정화작용을 수행하는 작동 시스템 이외에도 일정한 주기를 부여하여 교대로 각 세트의 악취제거용 필터를 가동 및 재생시켜 정화작용을 수행하는 작동 시스템을 적용할 수 있는데, 이때에는 일정한 타이머로 세팅 후 솔레노이드 밸브나 건조히터를 작동시킬 수 있으며, 교대주기는 필터의 흡착성능을 고려하여 적절하게 설정할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 공기정화장치는 먼지제거용 필터를 이용하여 1차로 공기 중의 먼지 등을 제거하고, 2세트의 악취제거용 필터 중 1개를 가동시키는 동안 다른 1개는 재생시켜 주면서 공기 중의 악취를 최종적으로 제거함으로써, 먼지 등의 이물질 뿐만 아니라 악취까지도 완벽하게 정화시킨 깨끗하고 신선한 공기를 실내로 공급할 수 있고, 이에 따라 운전자나 승객을 유해먼지나 악취의 피해로부터 보호할 수 있다.

또한, 2세트의 악취제거용 필터를 채용하여 1개씩 번갈아가면서 가동/재생함에 따라 필터의 교체없이도 반영구적으로 사용할 수 있고, 이에 따라 차량 관리상의 불편함이나 번거로움을 해소할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제공하는 공기정화장치에 따르면 공기 중에 함유된 먼지와 유해기체에 대하여 정화효율과 악취 흡착제거효율이 탁월하며, 사용성 측면에서도 반영구적으로 사용할 수 있으므로, 운전자 및 승객의 건강증진에 상당한 효과를 기대할 수 있으며, 또한 차량 관리와 관련한 경제성 측면에서도 상당한 절감효과를 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 공기정화용 필터의 장착위치를 보여주는 차량용 공조시스템의 개략도

도 2는 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치의 구성을 보여주는 개략도

도 3은 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치의 작동상태에 대한 일 구현예를 보여주는 개략도

도 4는 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치의 작동상태에 대한 다른 구현예를 보여주는 개략도

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공기정화장치에서 악취제거용 필터의 일 구현예를 보여주는 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 외부공기 유입구 11 : 내부공기 유입구

12 : 먼지제거용 필터 13 : 실내측 배출구

14a,14b : 분기로 15 : 악취제거용 필터

16a∼16f : 솔레노이드 밸브 17a,17b : 흡기연결관

18 : 건조히터 19 : 활성탄입자

Claims (4)

1. 차량용 공기정화장치에 있어서,

   외부공기 유입구(10) 및 내부공기 유입구(11)로부터 유입되는 공기 중의 이물질을 여과하는 먼지제거용 필터(12);

   실내측 배출구(13)를 통해 정화된 공기를 제공할 수 있으며 상기 먼지제거용 필터(12)측으로부터 연장되면서 실내측으로 향하는 양편의 분기로(14a),(14b)에 각각 설치되어 공기 중의 악취를 흡착하는 2세트의 악취제거용 필터(15);

   상기 분기로(14a),(14b) 내에 설치되어 컨트롤러의 제어에 따라 개폐되면서 공기의 흐름방향을 선택적으로 바꾸어주는 다수의 솔레노이드 밸브(16a∼16d);

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 2세트의 악취제거용 필터(15)는 1세트가 가동되면 다른 1세트는 재생되는 교대 운전방식으로 운영되도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 분기로(14a),(14b)는 1세트 악취제거용 필터(15)의 재생시 필터로부터 떨어져 나오는 악취를 흡기계통으로 보내기 위한 각각의 흡기연결관(17a),(17b) 및 이곳에 설치되는 솔레노이드 밸브(16e),(16f)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 악취제거용 필터(15)는 내부에 활성탄 입자가 채워져 있는 구조로 이루어져 있으며, 재생을 위한 적어도 2개의 건조히터(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.