KR100748170B1 - 공기청정기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 집진 필터를 사용하는 공기청정기에 있어서 전기 집진 필터의 청소시기를 정확하게 검출하여 전기 집진 필터의 집진 효율을 향상시키고, 전기 집진 필터와 함께 장착되는 교체형 필터의 수명을 연장시킬 수 있는 공기청정기 및 그 제어방법에 대한 발명이다.

이를 위하여 본 발명은 오염물질을 필터링하기 위한 전기 집진 필터와 흡입되는 공기가 상기 전기 집진 필터를 거치도록 구동되는 송풍팬을 구비한 공기청정기의 제어방법에 있어서, 상기 전기 집진 필터를 거친 공기 유로의 중도에 마련되는 발진소자의 진동주파수를 감지하고, 상기 감지한 진동주파수와 설정된 기준 주파수와의 차이를 구하며, 그 차이가 설정값 이상이면 상기 전기 집진 필터가 청소시기라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정기 및 그 제어방법{Air Cleaner and Control Method thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 블럭도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

4a: 전기 집진 필터 10: 제어부

30: 메모리 40: 발진회로

41: 수정진동자

본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 집진 필터를 구비하는 공기청정기에 있어서 전기 집진 필터의 청소 시기를 정확하게 알려 줄 수 있는 공기청정기의 제어방법에 관한 것이다.

공기청정기는 공기 중의 먼지와 냄새 등을 제거하여 공기를 깨끗하게 해주는 장치로, 공기순환용 송풍팬의 작동에 따라 흡입되는 실내공기에 포함된 먼지와 냄새 등이 필터를 거치면서 정화되고, 이 정화된 공기가 다시 실내로 토출되어 실내공기를 정화시키게 된다.

최근에는 공기 오염의 원인이 다양해짐에 따라 먼지 이외에 미생물, 담배연기 및 자동차 매연등 다양한 오염물질을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 필터 교체의 필요성도 없는 전기 집진 필터를 구비한 공기청정기가 개발되었고, 이는 내부 필터의 구성에 따라 전기 집진 필터만을 사용하는 전기식 공기청정기와 다른 교체형 필터를 함께 사용하는 복합식 공기청정기로 분류된다.

하지만, 전기 집진 필터는 사용시간이 경과할수록 내부에 먼지 등의 오염물질이 쌓이게 되어 결국에는 필터가 더 이상 오염물질의 정화작용을 할 수 없게 되므로, 이를 방지하기 위하여 필터의 오염상태를 감지하여 적절한 시기에 필터를 청소하도록 청소시기를 판단하는 방법이 요구된다.

이를 위하여 종래에는 단순히 공기청정기가 운전된 시간만을 누적하여 이를 기 설정된 전기 집진 필터의 한계 사용시간과 비교하여 설정시간을 초과하였으면 필터 청소 시기임을 판단하거나, 송풍팬 모터에 흐르는 부하전류의 값이 기준값 이하이면 필터의 청소시기가 된 것으로 판단하는 방식을 사용하였다.

그러나, 종래와 같이 공기청정기의 운전시간으로 필터의 교체시기를 판단하는 경우 공기청정기의 사용환경에 따라 달라지는 필터의 실제 오염상태를 정확하게 감지할 수 없기 때문에 불필요한 필터 교체 비용을 발생시키거나, 오염된 필터를 방치함으로써 2차적인 공기 오염을 야기시키는 문제점이 있다.

한편, 송풍팬 모터의 부하전류를 측정하는 방식은 복합식 공기청정기의 경우 개별 필터의 청소 또는 교체시기가 아니라 필터유니트 전체의 청소 및 교체시기를 알려주는 방식이므로 전기 집진 필터의 청소시기를 정확하게 판단하지 못하기 때문에, 교체형 필터를 교체해야 하는 상황이 되어야 비로소 전기 집진 필터의 청소시기임을 판단하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전기 집진 필터를 사용하는 공기청정기에 있어서 전기 집진 필터의 청소시기를 정확하게 검출하여 전기 집진 필터의 집진 효율을 향상시키고, 전기 집진 필터와 함께 장착되는 교체형 필터의 수명을 연장시킬 수 있는 장치 및 검출방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오염물질을 필터링하기 위한 전기 집진 필터와 흡입되는 공기가 상기 전기 집진 필터를 거치도록 구동되는 송풍팬을 구비한 공기청정기에 있어서, 상기 전기 집진 필터의 청소시기를 판단하기 위해 전기 집진 필터를 거친 공기 유로의 중도에 마련되는 발진부와 상기 발진부 출력의 변화에 따라 상기 전기 집진 필터의 청소시기 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발진부는 발진소자와 상기 발진소자를 구동하고 발진소자의 진동 주파수를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 발진회로로 구성되고, 상기 제어부는 상기 발진회로가 출력한 발진소자의 진동주파수와 설정된 기준 주파수와의 차이를 구하고, 그 차이가 설정값 이상이면 상기 전기 집진 필터가 청소시기라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발진소자는 수정진동자인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정기는 전기 집진 필터 후방에 오염물질을 필터링하기 위한 적어도 하나의 공기필터를 더 구비하고, 상기 발진부는 전기 집진 필터의 바로 후방에 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정기는 전기 집진 필터가 청소시기임을 표시하기 위한 표시부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오염물질을 필터링하기 위한 전기 집진 필터와 흡입되는 공기가 상기 전기 집진 필터를 거치도록 구동되는 송풍팬을 구비한 공기청정기의 제어방법에 있어서, 상기 전기 집진 필터를 거친 공기 유로의 중도에 마련되는 발진부의 출력에 따라 전기 집진 필터의 청소시기 여부를 판단하는 공기청정기의 제어방법을 특징으로 한다.

또한, 상기 발진부를 구성하는 발진소자의 진동주파수가 발진부의 출력이고,

상기 발진부가 출력한 발진소자의 진동주파수와 설정된 기준 주파수와의 차이를 구하고, 그 차이가 설정값 이상이면 상기 전기 집진 필터가 청소시기라고 판단하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 공기청정기는 본체(1) 내부 공간의 전방에 형성되는 집진실(3)과 내부 공간의 후방에 형성되는 송풍실(2)을 형성한다.

집진실(3)에는 공기흡입구(6)를 통해 흡입되는 공기 중의 먼지등을 걸러 주는 필터유니트(4)가 설치되고, 송풍실(2)에는 공기흡입구(6)로부터 공기를 흡입하여 공기토출구(7)로 송풍하는 송풍장치(5)가 설치된다.

필터유니트(4)는 (+) 전극에 고전압을 인가하여 고압 방전을 발생시키고 상기 고압 방전에 의해 먼지등의 입자를 대전시켜서 (-) 전극에 집진하는 방식인 전기 집진 필터(4a)와 미세한 먼지를 걸러 주는 미세 집진 필터(4b)가 공기흡입구(6)에서 송풍장치(5) 방향으로 순서대로 마련된다.

또한, 전기 집진 필터(4a)와 미세 집진 필터(4b) 사이에는 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 판단하기 위하여 적절한 크기를 가지는 판형의 발진소자가 구비되는데 본 실시예에서는 수정진동자(41)를 사용한다.

이때, 전기 집진 필터(4a)는 오염시 청소에 의하여 재사용이 가능한 반영구적 필터임에 반하여, 미세 집진 필터(4b)는 오염시 새로운 필터와 교체하여야 하는 교체형 필터이다.

한편, 송풍장치(5)는 구동모터(5a)와 구동모터(5a)의 회전축에 결합되는 원심형 송풍팬(5b)을 구비하고, 공기청정기가 가동되면 송풍팬(5b)이 회전하여 공기 흡입구(6)를 통해 실내 공기를 흡입한다.

흡입된 공기는 필터유니트(4)를 통과하면서 정화된 후, 송풍팬(5b) 쪽으로 흐르며, 송풍팬(5b)을 거친 공기는 공기토출구(7)를 통해 다시 실내로 공급된다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 블럭도이다.

공기청정기의 본체(1)에 마련되는 입력부(20)를 통하여 동작신호가 전달되면, 제어부(10)는 송풍팬(5b)을 구동하기 위한 제어신호를 송풍팬 구동부(60)에 전달하고, 이를 전달받은 송풍팬 구동부(60)가 제어신호에 따라 송풍팬(5b)을 구동한다.

한편, 공기청정기에 전원이 인가되면 미도시된 별개의 전원에 의하여 전기 집진 필터(4a)의 전극에 고전압이 인가되어 전기 집진 필터(4a)가 작동하게 되고, 송풍팬(5b)의 구동에 의하여 흡입된 공기에 포함되어 있는 오염물질을 포집하기 시작한다.

공기청정기에 의하여 공기정화가 시작되면 제어부(10)는 전기 집진 필터(4a)의 후면에 위치한 수정진동자(41)를 발진시키기 위한 제어신호를 발진회로(40)에 전달하고, 수정진동자(41)의 진동주파수에 대한 정보를 전기적 신호의 형태로 발진회로(40)로부터 전달받게 된다.

발진회로(40)의 구성은 공지된 방식 중 어느 하나의 방법을 따르며, 그 하나의 예가 한국등록특허 제10-0136434호에 상세히 개시되어 있다.

발진회로(40)로부터 수정진동자(41)의 진동주파수에 대한 정보를 전달받은 제어부(10)는 이를 메모리(30)에 미리 저장되어 있는 기준 주파수와 비교하여, 전기 집진 필터(4a)가 청소시기인지 여부를 판단하고 청소시기이면 이를 표시하라는 제어신호를 표시부(50)에 전달하게 된다.

상기 기준 주파수는 수정진동자(41)의 고유 진동주파수로 설정하는 것이 바람직하다.

이때, 제어부(10)는 전기 집진 필터(4a)의 통과시 고전압 방전에 의하여 전기적 극성을 띠게 되는 오염물질 입자들이 전기적 인력에 의하여 수정진동자(41) 표면에 포집되어 수정진동자(41)의 진동주파수를 변화시키는 현상을 이용하여 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 판단하게 된다.

즉, 공기청정기 내부의 전기 집진 필터(4a)가 깨끗한 경우이면 대부분의 오염물질이 전기 집진 필터(4a)에 의하여 걸러지기 때문에 소량의 오염물질만이 수정진동자(41)의 표면에 붙거나 미세 집진 필터(4b)를 통과하게 되므로 수정진동자(41)의 진동주파수는 기준 주파수(본 실시예에서는 수정진동자(41)의 고유 진동주파수)와 비교하여 변화가 거의 없다.

그러나, 전기 집진 필터(4a)의 청소 시기가 가까워질수록 전기 집진 필터(4a)에 의하여 걸러지는 오염물질이 양이 적어지기 때문에 수정진동자(41)의 표면과 미세 집진 필터(4b)에 포집되는 오염물질의 양이 점차적으로 증가하게 되고, 그 결과 수정진동자(41)의 질량이 증가하여 수정진동자(41)의 진동주파수가 기준 주파수와 비교하여 어느 정도 변동이 있게 되는데, 본 실시예에서는 이를 이용하여 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 판단하게 되는 것이다.

본 실시예에서는 복합식 공기청정기를 예로써 설명하고 있으나, 전기 집진 필터(4a)만을 사용하는 전기식 공기청정기에도 적용 가능함은 물론이다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기에 내장된 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 판단하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

공기청정기의 전원이 인가되고 입력부(20)를 통하여 공기청정기의 운전신호가 입력되면 전기 집진 필터(4a)가 작동되고, 제어부(10)가 송풍팬 구동부(60)에 제어신호를 전달하여 송풍팬(5b)이 구동됨으로써 공기청정기에 의한 공기정화가 시작된다(S10).

S10 단계에서 공기청정기가 작동되면 제어부(10)는 발진회로(40)로부터 수정진동자(41)의 진동주파수에 대한 정보를 전달받게 되고(S20), 전달받은 수정진동자(41)의 진동주파수와 메모리(30)에 미리 저장된 기준 주파수와의 차이가 설정값 이상인지 여부를 판단한다(S30).

S30 단계에서 수정진동자(41)의 진동주파수와 기준 주파수와의 차이가 설정값 이상인 경우이면, 제어부(10)는 전기 집진 필터(4a)가 청소시기라고 판단하여 이를 표시하기 위한 제어신호를 표시부(50)에 전달한다(S40).

S40 단계에서 표시부(50)가 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 표시를 한 후 제어부(10)는 입력부(20)에 전원 오프 신호가 입력되었는지 여부를 판단하여(S50), 입력된 경우이면 제어를 종료하고 입력되지 않은 경우이면 S20 단계로 되돌아가서 전기 집진 필터(4a)의 청소시기를 계속해서 판단하게 된다.

한편, S30 단계에서 수정진동자(41)의 진동주파수와 기준 주파수와의 차이가 설정값 미만인 경우이면 제어부(10)는 S50 단계를 수행하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기식 또는 복합식 공기청정기 및 그 제어방법은 전기 집진 필터의 청소시기를 정확하게 감지함으로써 전기 집진 필터의 집진 효율을 향상시키고, 특히 복합식의 경우 전기 집진 필터와 함께 장착되는 교체형 필터의 수명을 연장시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 오염물질을 필터링하기 위한 전기 집진 필터와 흡입되는 공기가 상기 전기 집진 필터를 거치도록 구동되는 송풍팬을 구비한 공기청정기에 있어서,

   상기 전기 집진 필터의 청소시기를 판단하기 위해 전기 집진 필터를 거친 공기 유로의 중도에 마련되는 발진부;와

   상기 발진부 출력의 변화에 따라 상기 전기 집진 필터의 청소시기 여부를 판단하는 제어부를 포함하는 공기청정기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발진부는 발진소자와 상기 발진소자를 구동하고 발진소자의 진동주파수를 감지하여 전기적 신호로 출력하는 발진회로로 구성되고,

   상기 제어부는 상기 발진회로가 출력한 발진소자의 진동주파수와 설정된 기준 주파수와의 차이를 구하고, 그 차이가 설정값 이상이면 상기 전기 집진 필터가 청소시기라고 판단하는 공기청정기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 발진소자는 수정진동자인 공기청정기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전기 집진 필터 후방에 오염물질을 필터링하기 위한 적어도 하나의 공기필터를 더 구비하고, 상기 발진부는 전기 집진 필터의 바로 후방에 마련되는 공기청정기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전기 집진 필터가 청소시기임을 표시하기 위한 표시부를 더 구비하는 공기청정기.
6. 오염물질을 필터링하기 위한 전기 집진 필터와 흡입되는 공기가 상기 전기 집진 필터를 거치도록 구동되는 송풍팬을 구비한 공기청정기의 제어방법에 있어서,

   상기 전기 집진 필터를 거친 공기 유로의 중도에 마련되는 발진부의 출력에 따라 전기 집진 필터의 청소시기 여부를 판단하는 공기청정기의 제어방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 발진부의 출력은 발진부를 구성하는 발진소자의 진동주파수이고,

   상기 발진부가 출력한 발진소자의 진동주파수와 설정된 기준 주파수와의 차이를 구하고, 그 차이가 설정값 이상이면 상기 전기 집진 필터가 청소시기라고 판단하는 공기청정기의 제어방법.

Images