KR100819077B1 - 공기청정기의 필터교환시기 표시방법 - Google Patents

공기청정기의 필터교환시기 표시방법 Download PDF

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김지용
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Abstract

본 발명은 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 관한 것으로, 필터가 실제적으로 오염된 정도를 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새에 의해 판단하여 보다 정확한 필터의 교환시기를 표시할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 공기 중의 먼지와 냄새를 제거하는 필터와, 공기가 상기 필터를 거치도록 구동하는 팬 모터를 구비한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 있어서, 공기의 냄새 오염도를 검출하는 단계; 상기 필터의 냄새 오염도를 검출하는 단계; 검출된 필터의 냄새 오염도를 미리 정해진 기준오염도 및 검출된 공기의 냄새 오염도와 비교하여 상기 필터의 교환시기를 결정하는 단계; 및 결정된 필터의 교환시기를 표시하는 단계;를 포함한다.

Description

공기청정기의 필터교환시기 표시방법{Method for displaying filter exchange time of air cleaner}
도 1은 본 발명에 의한 공기청정기를 도시한 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 공기청정기의 필터교환시기 표시장치의 제어 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법의 동작 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
13,15,16,20 : 필터 21 : 송풍팬
23 : 냄새센서 24 : 먼지센서
27 : 조작부 28 : 표시부
100 : 제어부 102 : 팬 모터
본 발명은 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 관한 것으로, 특히 공기청정기 내부 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새를 측정하여 필터의 교환시기를 표시하는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기청정기는 공기 중의 먼지나 세균 및 냄새 등을 제거하여 공기를 깨끗하게 해주는 장치로, 공기순환용 송풍팬의 작동에 따라 흡입되는 실내공기에 포함된 먼지와 냄새 등이 복수의 필터를 거치면서 정화되고, 이 정화된 공기가 다시 실내로 토출되어 실내공기를 정화시키게 된다.
따라서, 공기청정기 내부 필터에는 시간이 경과할수록 먼지 등의 오염물질이 쌓이게 되어 결국에는 필터가 막히게 되므로 필터의 먼지 오염상태를 감지하여 적절한 시기에 필터를 교환하도록 판단하는 방법이 대한민국 공개특허공보 2003-0086739호에 개시되었다.
동 공보에 개시된 공기청정기의 필터교환시기 판단방법은, 공기순환용 송풍팬을 동작시키는 팬 모터의 회전속도와 팬 모터의 구동시간을 이용하여 필터의 누적사용시간을 산출하고, 산출된 필터의 누적사용시간을 기준시간과 비교하여 기준시간 이상인 경우 팬 모터의 회전속도를 산출한 후 각각의 풍속별로 필터교환이 필요한 풍압에서의 기준속도와 비교하여 팬 모터의 회전속도가 기준속도 이상인 경우 필터교환을 표시하도록 하였다.
그런데, 이러한 종래 공기청정기에서 팬 모터의 구동시간을 계산하여 필터의 교환시기를 판단하는 방법은 실제 필터의 오염상태와 맞지 않는 경우가 발생한다.
즉 주위가 깨끗한 지역에서는 팬 모터가 오랜 시간 구동되었다 하더라도 필터가 깨끗하지만 공사장 주변이나 음식점 등과 같이 먼지나 냄새가 많은 곳에서는 팬 모터를 단시간 사용하고도 필터에 오염물질이 많이 쌓이게 되므로 팬 모터의 구 동시간으로 필터의 교환시기를 판단하는 것은 실제 필터의 오염상태와 맞지 않게 되는 경우가 많다.
또한, 필터의 교환시기를 너무 이르게 판단하는 것은 필터의 교체비용을 증가시켜 경제적으로 부담이 될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 팬 모터의 구동시간으로 필터의 오염상태를 판단하지 않고 냄새센서를 이용하여 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새를 측정하여 정확한 필터의 교환시기를 표시할 수 있는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공기 중의 먼지와 냄새를 제거하는 필터와, 공기가 상기 필터를 거치도록 구동하는 팬 모터를 구비한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 있어서, 공기의 냄새 오염도를 검출하는 단계; 상기 필터의 냄새 오염도를 검출하는 단계; 검출된 필터의 냄새 오염도를 미리 정해진 기준오염도 및 검출된 공기의 냄새 오염도와 비교하여 상기 필터의 교환시기를 결정하는 단계; 및 결정된 필터의 교환시기를 표시하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 공기의 냄새 오염도를 검출하는 단계는, 상기 공기청정기의 운전 시 공기 중에 포함된 냄새의 오염도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터의 냄새 오염도를 검출하는 단계는, 상기 공기청정기의 운전 오프 시 상기 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새의 오염도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필터의 교환시기를 결정하는 단계는, 검출된 필터의 냄새 오염도가 기준 오염도 이상이고, 상기 필터의 냄새 오염도가 검출된 공기의 냄새 오염도보다 큰 경우 상기 필터의 교환시기라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 공기청정기의 운전 시 공기의 먼지 오염도를 검출하는 단계; 및 검출된 공기의 먼지 오염도에 기초하여 상기 팬 모터의 운전속도를 제어하는 단계;를 더 포함한다.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 공기청정기를 도시한 분해사시도이다.
도 1에서, 본 발명의 공기청정기는 전면이 개방된 본체(10)와, 상기 본체(10)의 개방된 전면에 전면패널(11)을 결합시켜 상자형상의 외관을 형성하며, 상기 전면패널(11)에는 실내공기를 본체(10) 내부로 유입하기 위해 수평방향으로 길게 형성된 복수의 흡입구(12)가 형성된다.
상기 전면패널(11)의 후방에는 본체(10)로부터 분리 가능하도록 장착되는 프리필터(13)가 하나의 판형상으로 위치하며, 프리필터(13)는 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기 중에 존재하는 큰 입자, 예를 들면 뭉쳐진 먼지, 보푸라기 등의 불순물을 여과한다.
상기 프리필터(13)의 후방에는 자외선에 의해 활성화되어 살균 및 탈취기능을 수행하는 광촉매필터유닛(14)이 마련된다. 광촉매필터유닛(14)은 광촉매필터유 닛(14)의 전면부와 후면부를 각각 구성하며 여과지에 광촉매, 예를 들면 이산화티타늄(TiO2)을 코팅하여 제작한 판형상의 전면광촉매필터(15)와 후면광촉매필터(16)를 구비하고, 전면광촉매필터(15)와 후면광촉매필터(16)는 사각형상인 결합틀(17)의 전면과 후면에 각각 결합된다.
상기 결합틀(17)의 내면 상하부에는 자외선램프 설치부재(18)가 마련되고, 자외선램프 설치부재(18)에는 광촉매필터(15,16)의 여기를 위해 복수의 자외선램프(19)가 수직방향으로 삽입 설치되며, 자외선램프(19)가 온 되어 자외선이 각 광촉매필터(15,16)에 조사되면 광촉매의 산화반응이 일어나 살균 및 탈취동작이 이루어진다.
상기 광촉매필터유닛(14)의 후방에는 미세한 불순물을 걸러주기 위한 미세필터(20)가 하나의 판형상으로 설치된다. 미세필터(20)는 수 마이크로미터 이하인 먼지 등의 불순물을 제거한다.
상기 본체(10)의 후방부에는 공기가 흡입구(12)를 통해 본체(10) 내부로 유입되어 복수의 필터(13, 15, 16, 20)를 거치면서 정화된 후 본체(10) 외부로 토출되도록 공기를 강제로 순환시키는 송풍팬(21)이 설치된다. 본체(10)의 상부 후방에는 정화된 공기를 본체(10) 외부로 토출하기 위해 수평방향으로 길게 형성된 복수의 토출구(22)가 형성된다.
또한, 상기 본체(10)의 전면 상부 일측의 복수의 필터(13, 15, 16, 20) 후면에는 실내공기에 존재하는 냄새를 감지하는 냄새센서(23) 및 먼지를 감지하는 먼지센서(24)가 설치된다.
이때 냄새센서(23)는 반도체식 가스센서로 실내공기에 존재하는 냄새분자가 표면에 흡착되면 반도체의 저항값이 변화되고 이에 따라 출력전압이 변화되는 특성을 보인다. 보다 자세하게는 실내공기에 존재하는 냄새분자가 많을수록 냄새센서(23)의 출력전압이 높은 값을 가지고, 실내공기에 존재하는 냄새분자가 적을수록 냄새센서(23)의 출력전압이 낮은 값을 가진다. 따라서 냄새센서(23)의 출력전압을 파악하면 실내공기의 오염도를 알 수 있다.
상기 전면패널(11)에는 본체(10)에 설치된 냄새센서(23) 및 먼지센서(24)에 대응하는 위치에 냄새센서(23) 및 먼지센서(24)를 보호하기 위한 보호망(26)이 마련된다. 본체(10)의 상부 전방에는 사용자가 원하는 운전정보(예를 들어, 자동운전)와 기타 조작신호를 입력하기 위한 조작부(27)와, 공기청정기의 동작상태와 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기를 표시하기 위한 표시부(28)가 설치된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 공기청정기의 필터교환시기 표시장치의 제어 구성도로서, 도 1에 도시한 구성요소 외에 공기청정기의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(100)와, 청정운전을 위해 공기순환용 송풍팬(21)을 동작시키기 위한 팬 모터(102)를 포함한다.
상기 제어부(100)는 조작부(27)로부터 입력된 운전신호에 따라 팬 모터(102)의 구동을 제어하여 공기청정운전을 수행하는 마이컴으로서, 냄새센서(23)에 의해 검출된 냄새 오염도에 의하여 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기를 결정하고, 먼지센서(24)에 의해 검출된 먼지 오염도에 의하여 팬 모터(102)의 운전속도를 제어한다.
즉, 상기 제어부(100)는 냄새센서(23)를 이용하여 공기청정기의 운전 온 시에 본체(10) 내부로 유입되는 실내공기의 냄새 오염도(S1)를 검출하고, 공기청정기의 운전 오프 시에 필터(13, 15, 16, 20)에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새 오염도(S2)를 검출하여 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 미리 정해진 기준 오염도(Sa) 이상이고, 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 운전 온 시 검출된 냄새 오염도(S1)보다 큰 경우 필터(13, 15, 16, 20)가 오염된 것으로 판단하여 필터교환시기를 알리는 메시지 또는 알람을 출력한다.
이러한 제어부(100)에는 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기로 판단되는 냄새센서(23)의 기준 오염도(출력전압값)를 코딩하여 롬 테이블상에 미리 저장하고 있다.
또한, 상기 제어부(100)는 먼지센서(24)를 이용하여 필터(13, 15, 16, 20)에 쌓인 먼지 오염도를 검출하고, 검출된 먼지 오염도에 기초하여 팬 모터(102)의 운전속도를 "약, 강, 터보" 등으로 조절한다.
이하, 상기와 같이 구성된 공기청정기의 필터교환시기 표시방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법의 동작 흐름도이다.
먼저, 공기청정기에 전원이 공급되면, 제어부(100)는 공기청정기의 운전모드를 확인하여 운전 온인가를 판단한다(S200).
이후, 사용자가 조작부(27)를 통해 원하는 운전정보(예를 들어, 자동운전)를 입력하면, 제어부(100)는 공기청정운전을 개시하기 위해 팬 모터(102)를 구동시킨다(S202).
팬 모터(102)의 구동에 따라 송풍팬(21)이 동작하여 실내공기는 흡입구(12)를 통해 본체(10) 내부로 유입되어 복수의 필터(13, 15, 16, 20)를 거치면서 정화되고, 이 정화된 공기가 토출구(22)를 통해 다시 실내로 토출되어 실내공기를 정화시키게 된다.
이때, 본체(10) 내부 복수의 필터(13, 15, 16, 20) 후면에 설치된 먼지센서(24)는 본체(10) 내부로 유입되는 공기 중에 포함된 먼지의 오염도를 검출한다(S204).
따라서, 제어부(100)는 먼지센서(24)로부터 검출된 먼지 오염도에 기초하여 팬 모터(102)의 운전속도를 제어함으로서 유입되는 공기 중에 포함된 먼지를 여과시킨다(S206).
또한, 팬 모터(102)의 구동에 따라 송풍팬(21)이 동작하여 실내공기가 흡입구(12)를 통해 본체(10) 내부로 유입되기 시작하면, 냄새센서(23)에서 유입되는 공기 중에 포함된 냄새의 오염도(S1)를 검출한다(S208).
이는, 이후 공기청정기의 운전 오프 시 필터(13, 15, 16, 20)에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새의 오염도를 검출하여 필터교환시기를 판단하기 위한 값이다.
따라서, 제어부(100)는 공기청정기의 운전모드를 확인하여 운전 오프인가를 판단하여(S210) 운전 오프가 아니면 상기 S204로 피드백되어 먼지센서(24)에서 공기 중에 포함된 먼지 오염도를 검출하여 팬 모터(102)의 운전속도를 제어하고 냄새 센서(23)에서는 공기 중에 포함된 냄새 오염도(S1)를 검출하는 동작을 진행한다.
상기 S210의 판단결과, 운전 오프이면 제어부(100)는 공기청정운전을 중지하기 위해 팬 모터(102)를 정지시킨다(S212).
이때, 본체(10) 내부 복수의 필터(13, 15, 16, 20) 후면에 설치된 냄새센서(23)는 대기전원에 의해 전원을 공급받아 필터(13, 15, 16, 20)에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새의 오염도(S2)를 일정시간(대기전원에 의해 냄새센서에 전원이 공급되는 시간)동안 검출한다(S214).
따라서, 제어부(100)는 냄새센서(23)로부터 검출된 냄새 오염도(S2; 공기청정기 운전 오프 시 냄새 오염도)가 미리 정해진 기준 오염도(Sa; 필터오염도를 판단하기 위한 냄새 오염도) 이상인가를 판단하여(S216), 냄새 오염도(S2)가 기준 오염도(Sa) 이상인 경우 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 운전 온 시 검출된 냄새 오염도(S1)보다 큰가를 판단한다(S218).
상기 판단결과, 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 운전 온 시 검출된 냄새 오염도(S1)보다 큰 경우 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기를 결정하기 위한 필터오염도 검출횟수(C)를 카운터한다(S220).
따라서, 제어부(100)는 카운터한 필터오염도 검출횟수(C)를 미리 정해진 기준횟수(Ca; 필터교환시기를 결정하기 위한 오염도 검출횟수, 약 2~3회)와 비교하여(S222) 필터오염도 검출횟수(C)가 기준횟수(Ca) 이상이 아닌 경우 상기 S200으로 피드백되어 동작을 진행한다.
상기 비교결과, 필터오염도 검출횟수(C)가 기준횟수(Ca) 이상인 경우 제어 부(100)는 공기청정기의 운전모드를 확인하여 운전 온인가를 판단하여(S224) 운전 온인 경우 필터(13, 15, 16, 20)가 오염된 것으로 판단하여 필터(13, 15, 16, 20)를 청소 및 교체하여야 하는 필터교환시기임을 알리는 메시지 또는 알람을 표시부(28)를 통해 표시한다(S226).
한편, 상기 S216의 판단결과 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 기준 오염도(Sa) 이상이 아닌 경우와 상기 S218의 판단결과 운전 오프 시 검출된 냄새 오염도(S2)가 운전 온 시 검출된 냄새 오염도(S1)보다 크지 않은 경우 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기를 결정하기 위한 필터오염도 검출횟수(C)를 초기화(0)하면서(S228) 상기 S200으로 피드백되어 동작을 진행한다.
이는, 필터오염도 검출횟수(C)가 기준횟수(Ca) 이상인 경우 필터교환시기를 표시하기 위한 것으로, 필터(13, 15, 16, 20)의 교환시기를 보다 정확히 판단하기 위함이다.
상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 의하면, 필터가 실제적으로 오염된 정도를 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 냄새에 의해 판단하여 보다 정확한 필터의 교환시기를 표시할 수 있으며, 주위 오염상태에 따라 필터의 교환시기가 길어지거나 짧아질 수 있어 사용자에게 주위의 오염상태를 확인시켜 줄 수 있기 때문에 공기청정기의 성능에 대한 신뢰성을 갖도록 한다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 공기 중의 먼지와 냄새를 제거하는 필터와, 공기가 상기 필터를 거치도록 구동하는 팬 모터를 구비한 공기청정기의 필터교환시기 표시방법에 있어서,
    공기의 냄새 오염도를 검출하는 단계;
    대기 전력을 사용한 필터 센서를 이용하여 상기 공기청정기의 운전 오프 시 상기 필터에 흡착된 물질로부터 발생하는 필터의 냄새 오염도를 검출하는 단계;
    검출된 필터의 냄새 오염도를 미리 정해진 기준오염도 및 검출된 공기의 냄새 오염도와 비교하여 상기 필터의 교환시기를 결정하는 단계; 및
    결정된 필터의 교환시기를 표시하는 단계;를
    포함하는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기의 냄새 오염도를 검출하는 단계는,
    상기 공기청정기의 운전 시 공기 중에 포함된 냄새의 오염도를 검출하는 것을 특징으로 하는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 필터의 교환시기를 결정하는 단계는,
    검출된 필터의 냄새 오염도가 기준 오염도 이상이고, 상기 필터의 냄새 오염도가 검출된 공기의 냄새 오염도보다 큰 경우 상기 필터의 교환시기라고 판단하는 것을 특징으로 하는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공기청정기의 운전 시 공기의 먼지 오염도를 검출하는 단계; 및
    검출된 공기의 먼지 오염도에 기초하여 상기 팬 모터의 운전속도를 제어하는 단계;를
    더 포함하는 공기청정기의 필터교환시기 표시방법.
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