KR101195218B1 - 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기에 관한 것이다. 이는 내부공간을 제공하며 공기유입구 및 공기유출구를 갖는 박스형 케이싱과; 상기 케이싱의 개방구에 착탈 가능하게 장착되고, 장착된 상태로 그 일부가 케이싱 내부에 수용되는 박스형 필터매거진과; 상기 필터매거진의 내부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 것으로서, 케이싱에 필터매거진을 장착한 상태로 그 일부가 케이싱내에 수용되는 다수의 필터와; 상기 케이싱 내에 위치하며 케이싱내에 일부 수용된 다수의 필터 중 선택된 필터를 필터매거진으로부터 인출하여 케이싱 내부공간의 공기유입구와 공기유출구 사이로 슬라이딩 이동시키는 구동부와; 콘트롤러를 통해 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 기존 각종 공기조화장치의 흡기구에 연결 설치되어 공기조화장치로 들어가는 공기를 미리 필터링함으로서, 해당 공기조화장치 내부의 필터 부하를 최소한으로 낮춤은 물론 공기조화장치 내부의 다른 부분에 먼지나 기타 오염물질이 쌓이는 것을 최소화하고, 특히 자체 필터가 슬라이딩 방식으로 교체되므로 부피가 콤팩트하여 많은 공간을 차지하지 않는다.

Description

자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기{Air conditioner having auto-changing sliding filter}

본 발명은 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기에 관한 것이다.

최근에 건축되는 아파트나 오피스빌딩 또는 주상복합 등의 건물은 냉난방 에너지의 소비를 최대한 줄이기 위해 매우 높은 기밀(氣密)을 유지하고 있다. 건물의 기밀이 유지된다는 의미는 건물 내부로 외부의 신선한 공기가 들어가지 못한다는 것이기도 하다.

그런데, 공지의 사실과 같이 건물을 이루는 콘크리트는 물론 벽이나 마루 또는 천장 등의 시공시 사용되는 다양한 화공약품은 다량의 유해성 물질을 방출하므로 건물의 기밀성이 높을수록 환기는 필수적이며 별도의 환기시스템을 적용하여 보다 적극적이고 강제적인 환기를 해주어야 한다.

상기한 환기시스템에는 매우 다양한 종류가 있으며 그 중에는 예컨대 도 1에 도시한 전열교환기(13)도 있다. 상기 전열교환기(13)는 실내의 오염된 공기를 건물 외부로 강제 배출함과 동시에 실외의 신선한 공기를 실내로 공급하는 기계장치로서, 그 내부에 구비된 열교환유니트(17)를 통해 유출공기와 유입공기의 열을 상호 교환하여 폐열을 회수하는 기능도 겸한다.

도 1에 상기한 전열교환기(13)를 예를 들어 도시하였다.

도시한 바와같이, 전열교환기(13)는, 박스형 케이싱(15)의 내부 일측에 설치되며 흡기구(25a)를 통해 외부의 공기를 케이싱(15) 내부로 빨아들여 배기구(27b)를 통해 실내로 공급하는 제 2팬(21)과, 흡기구(27a)를 통해 실내의 오염된 공기를 흡입하여 배기구(25b)를 거쳐 실외로 배출하는 제 1팬(19)을 포함한다.

또한, 상기 제 1팬(19)과 제 2팬(21)의 사이는 열교환유니트(17)가 구비되고, 상기 열교환유니트(17)의 양측에는 필터(23a,23b)가 설치된다. 상기 필터(23a,23b)는 케이싱(15)의 내부를 통과하는 공기를 정화하는 것이다. 또한 상기 열교환유니트(17)는 제 1팬(19)으로부터 제 2팬(21)으로 이동하는 공기와, 제 2팬(21)으로부터 제 1팬(19)으로 이동하는 공기를 상호 접촉시켜 열을 회수한다.

그런데 상기한 전열교환기(13)는 장시간 사용 시 또는 공기 중의 오염물질이 많을 경우, 필터(23a,23b)가 쉽게 막혀 그 기능을 유지할 수 없게 된다. 필터가 제 기능을 수행하지 못한다면 실외의 공기가 오염된 공기일 경우 오염된 공기를 실내로 공급하는 결과를 초래함은 물론 팬(19,21)에는 송풍부하가 걸려 기계적 효율도 급격히 떨어진다.

상기 현상을 방지하기 위해서는 필터를 자주 교체해주어야 한다. 그러나 패키지화되어 있는 전열교환기(13)의 케이싱(15)을 뜯고 그 내부의 필터를 일일이 교체하는 것은 매우 번거롭고 전문적인 기술이 요구되는 작업이다. 따라서, 대부분의 일반 사용자는 필터(23a,23b)의 교체시기가 지나더라도 필터를 교체하지 않은 채 전열교환기(13)를 그대로 사용하고 있다

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 기존 각종 공기조화장치의 흡기구에 연결 설치되어 공기조화장치로 들어가는 공기를 미리 필터링함으로서, 해당 공기조화장치 내부의 필터 부하를 최소한으로 낮춤은 물론 공기조화장치 내부의 다른 부분에 먼지나 기타 오염물질이 쌓이는 것을 최소화하고, 특히 자체 필터가 슬라이딩 방식으로 교체되므로 부피가 콤팩트하여 많은 공간을 차지하지 않는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기는, 외부의 공기를 그 내부로 통과시키며 필터링하는 것으로서, 개방구를 통해 측부로 개방된 내부공간을 제공하며, 상기 내부공간을 사이에 두고 배치되는 공기유입구 및 공기유출구를 갖는 박스형 케이싱과; 상기 케이싱의 개방구에 착탈 가능하게 장착되고, 장착된 상태로 그 일부가 케이싱 내부에 수용되는 박스형 필터매거진과; 상기 필터매거진의 내부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 것으로서, 케이싱에 필터매거진을 장착한 상태로 그 일부가 케이싱내에 수용되는 다수의 필터와; 상기 케이싱 내에 위치하며 케이싱내에 일부 수용된 다수의 필터 중 선택된 필터를 필터매거진으로부터 인출하여 케이싱 내부공간의 공기유입구와 공기유출구 사이로 슬라이딩 이동시키는 구동부와; 콘트롤러를 통해 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터는; 사각판의 형태를 취하며 공기를 그 두께 방향으로 통과시키며 필터링하는 필터부재와, 상기 필터부재를 수용하는 사각틀 형태의 필터프레임으로 이루어지고, 상기 필터프레임의 적어도 일측변에는 랙기어가 형성되며, 상기 구동부는; 이송수단을 통한 수평 및 수직운동을 통해 원하는 필터의 랙기어로 이송되어 랙기어에 치합하는 견인기어와, 상기 견인기어를 회전시켜 견인기어에 치합된 상태의 필터를, 필터매거진에서 케이싱 내부로 이송시키거나, 케이싱 내부의 필터를 필터매거진으로 반송시키는 제 1모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이송수단은; 상기 필터매거진이 케이싱에 장착된 상태에서의 필터의 하부에 설치되며 상호 평행하게 이격되어 있는 한 쌍의 지지벽과, 상기 지지벽 중 적어도 일측 지지벽의 내향면에 구비되는 이송랙기어와, 상기 지지벽의 사이에 배치되되 지지벽에 가이드되며 필터의 슬라이딩 방향에 대해 직교하는 방향으로 수평 운동하는 캐리어와, 상기 캐리어에 승강 가능하게 지지되며 상기 견인기어가 고정되어 있는 제 1모터를 수평으로 지지하는 승강바디와, 상기 캐리어에 고정되는 제 2모터와, 상기 제 2모터의 모터축에 고정되며 상기 이송랙기어에 치합하며 제 2모터의 구동시 캐리어를 수평으로 슬라이딩 이동시키는 이송기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 양측 지지벽에는; 수평으로 연장되되 상기 필터의 두께에 해당하는 간격으로 이격배치되고, 필터의 개수만큼 형성되어 있는 다수의 상부슬릿부와, 상기 각 상부슬릿부의 사이 사이에 위치하되 상부슬릿부보다 하부에 위치하는 하부슬릿부와, 상기 각 하부슬릿부와 상부슬릿부를 연결하는 경사슬릿부로 이루어진 일정폭의 가이드슬릿이 형성되어 있고, 상기 승강바디에는 상기 양측 가이드슬릿에 각각 삽입되며, 상기 이송기어의 동작에 의해 캐리어가 수평운동할 때 상기 가이드슬릿을 따라 가이드되며 상기 하부슬릿에서 상부슬릿으로 또는, 상부슬릿에서 하부슬릿으로 이동하며 캐리어내에서 승강바디를 승강시키는 종동핀이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터매거진에는, 각각의 필터를 개별 수용하도록 격판에 의해 상호 격리되어 있는 다수의 필터수용공간이 마련되어 있고, 상기 필터프레임에는, 각 필터를 필터수용공간에 완전히 삽입한 상태에서 상기 격판의 선단부에 밀착하여 필터수용공간을 밀폐하는 밀폐돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터매거진에는, 록킹상태를 유지하여 상기 필터수용공간에 수용되어 있는 필터를 필터수용공간내에 지지하며, 상기 승강바디의 상승시 승강바디에 연동하여 언록킹되는 록킹수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 필터프레임 하부에 마련되어 있는 종동랙기어 측부에는 걸림턱이 형성되어 있고, 상기 록킹수단은; 상기 각 필터의 하부에 회동 가능하도록 구비된 것으로서, 그 선단부는 상기 케이싱측으로 연장되어 상부슬릿의 연직상부에 도달하여, 상기 승강바디의 상승시 승강바디에 받쳐 올려지고, 반대방향으로 연장되어 있는 후단부에는 상기 걸림턱에 걸리는 스토핑돌기가 형성되어 있는 회동핀과, 상기 회동핀의 선단부와 후단부 사이에 위치하며 회동핀을 회동 가능하게 지지하는 회동축과, 상기 회동핀의 선단부를 하향 탄성 지지하여 스토핑돌기가 걸림턱을 지지하게 하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터매거진의 외측면에는 필터매거진을 케이싱에 착탈 가능하게 고정시키는 잠금부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어패널에는; 상기 필터의 자동 교체주기를 결정하는 교환주기선택버튼과, 상기 필터의 교체신호를 실시간으로 발생하는 수동교환버튼이 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 케이싱에는, 상기 공기정화기를 외부의 지지체에 걸어 고정시킬 수 있게 하는 걸고리가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기는, 기존 각종 공기조화장치의 흡기구에 연결 설치되어 공기조화장치로 들어가는 공기를 미리 필터링함으로서, 해당 공기조화장치 내부의 필터 부하를 최소한으로 낮춤은 물론 공기조화장치 내부의 다른 부분에 먼지나 기타 오염물질이 쌓이는 것을 최소화하고, 특히 자체 필터가 슬라이딩 방식으로 교체되므로 부피가 콤팩트하여 많은 공간을 차지하지 않는다.

도 1은 종래 공기정화장치의 일 예로서 전열교환기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동교체식 슬라이딩 필터를 갖는 공기정화기를 상기 전열교환기에 적용한 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 공기정화기를 별도로 도시한 사시도이다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 공기정화기를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 상기 도 4에 도시한 공기정화기의 제어패널을 별도로 도시한 도면이다.
도 6은 상기 도 3에 도시한 공기정화기의 케이싱을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 상기 도 6의 수직안내판 및 수평안내판을 별도로 도시한 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 상기 도 4에 도시한 필터구동부의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 상기 도 3에 도시한 필터매거진을 필터와 함께 도시한 일부 절제 사시도이다.
도 12 및 도 13은 상기 필터매거진에 장착되는 필터를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 상기 필터의 이송방식을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동교체식 슬라이딩 필터를 갖는 공기정화기(29)를 예컨대 상기 전열교환기(13)에 적용한 모습을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화기(29)가 상기한 전열교환기(13)의 양측 흡기구(25a,27a)에 연결됨을 알 수 있다. 상기 흡기구 중 일측의 흡기구(25a)는 실외의 공기가 전열교환기(13)로 유입하는 구멍이고, 타측의 흡기구(27a)는 실내의 오염된 공기가 외부로 빠져나가기 위해 전열교환기(13) 내부로 들어가는 통로이다. 상기와 같이 공기정화기(29)가 각 흡기구(25a,27a)에 설치되므로 공기조화장치(도 2에서는 전열교환기(13))로 유입하는 공기내 오염물질은 미리 제거된다.

한편, 본 실시예에 따른 공기정화기(29)는 사각 박스의 형태를 취하며 양측에 공기유입구(31a)와 공기유출구(31b)를 갖는 케이싱(31)과, 상기 케이싱(31)에 착탈 가능하게 장착되며 그 내부에 다수의 필터(도 4의 39)를 갖는 필터매거진(33)을 포함한다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 공기정화기(29)를 별도로 도시한 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 도시한 공기정화기의 필터매거진(33)을 케이싱(31)으로부터 분해하여 도시한 도면이다.

상기한 바와같이, 본 실시예에 따른 공기정화기(29)는, 공기가 그 내부를 통과하며 필터링되는 케이싱(31)과, 상기 케이싱(31)의 일측에 착탈 가능하게 설치되며 그 내부에 다수의 필터(39)를 갖는 필터매거진(33)을 구비한다. 상기 필터매거진(33)에 준비되어 있는 필터(39)는 케이싱(31) 내부의 필터구동부(37)에 의해 한 개 씩 인출되어 케이싱(31)에 자리잡은 상태로 본연의 기능을 한다.

아울러 상기 필터매거진(33)은 필요에 따라 케이싱(31)으로부터 분리가 가능하다. 가령 필터매거진(33)에 수용되어 있는 네 개의 필터가 모두 사용된 경우, 필터매거진(33)을 케이싱(31)으로부터 분리하여 필터(39)를 모두 새것으로 교체 한 후 케이싱(31)에 다시 결합하는 것이다.

상기 케이싱(31)은, 개방구(31r)를 통해 측부로 개방된 내부공간(31c)을 제공한다. 상기 내부공간(31c)은 인출된 필터(39)가 자리하는 공간이다.

아울러 상기 케이싱(31)에는 공기유입구(31a)와 공기유출구(31b)가 마련되어 있다. 상기 공기유입구(31a)는 외부의 공기가 내부공간(31c)으로 들어가는 통로이고, 공기유출구(31b)는 필터(39)를 통과한 공기가 케이싱(31)으로부터 빠져나가는 통로이다. 상기 공기유입구(31a)와 공기유출구(31b)는 동일한 사이즈를 가지며 동일 중심축선상에 위치한다.

또한 상기 케이싱(31)의 외측면 중 세 군데의 귀퉁이부에는 걸고리(43)가 구비되어 있다. 상기 걸고리(43)는 공기정화기(29)를 벽면이나 각종 지지프레임 등의 지지체에 걸어 고정시키기 위한 것으로서, 그 세부 구성은 얼마든지 변경 가능하다. 상기 걸고리(43)가 케이싱(31)의 반대쪽 외측면에도 동일하게 위치함은 물론이다. 케이싱(31)에 구비되는 걸고리(43)의 총 개수는 6개이다.

특히 상기 걸고리(43)가 귀퉁이부의 세 군데에 배치되어 있으므로, 공기정화기(29)를 수평방향(케이싱(31)과 필터매거진(33)이 좌우로 나란하게 위치한 자세)은 물론 수직방향(필터매거진(33)이 케이싱(31)의 하부에 위치한 자세)으로도 설치할 수 있다.

아울러 상기 케이싱(31)의 외측면에는 제어패널(32)이 위치한다. 상기 제어패널(32)은 케이싱(31) 내부에 구비되어 있는 콘트롤러(도 6의 30)와 접속되어 있다. 상기 제어패널(32)에 대해서는 도 5를 통해 후술하기로 한다.

한편, 상기 케이싱(31) 개방구(31r)의 사각 테두리부 양측에는 두 개씩의 후크걸림홈(31e)이 형성되어 있다. 상기 후크걸림홈(31e)은, 케이싱(31)에 필터매거진(33)을 장착할 때, 필터매거진(33)의 양측면에 구비되어 있는 잠금부(33a)의 후크(33c)가 끼워져 걸리는 부분이다.

상기 잠금부(33a)는 스프링(미도시)에 의해 상방향으로 탄성 바이어스된 부재로서, 작업자가 손으로 잡을 수 있는 막대형 손잡이(33b)와, 상기 손잡이(33b)에 고정되는 두 개의 후크(33c)로 이루어져 있다. 상기 후크(33c)에는 케이싱(31) 방향으로 하향 경사진 경사면(33r)이 형성되어 있다. 상기 잠금부(33a)는 필터매거진(33)을 이루는 매거진하우징(33d)의 양측면 동일한 지점에 위치한다.

상기한 바와같이 잠금부(33a)는 스프링에 의해 상방향으로 탄성지지 되므로, 가령 작업자가 잠금부(33a)를 화살표 a방향으로 얼마간 하강시킬 수 있다. 하강시키던 힘을 제거하면 잠금부(33a)가 상승하여 처음 자리로 이동함은 물론이다.

따라서 상기 필터매거진(33)을 케이싱(31)에 결합하기 위하여, 상기 잠금부(33a)를 화살표 a방향으로 하강 시킨 상태로, 필터매거진(33)을 개방구(31r)를 통해 케이싱(31)에 끼운 후 잠금부(33a)를 누르던 힘을 제거하면, 후크(33c)가 상승하여 후크걸림홈(31e)에 걸려, 케이싱(31)에 대한 필터매거진(33)의 고정이 완료된다.

케이싱(31)으로부터 필터매거진(33)을 분해하기 위해서는, 상기 잠금부(33a)의 손잡이(33b)를 화살표 a방향으로 내린 후, 필터매거진(33)을 빼내면된다.

도면부호 31f는 수평유지부이다. 상기 수평유지부(31f)는 매거진하우징(33d)의 양측면 위아래에 형성되어 있는 가이드돌기(33e)를 그 내부에 받아들여 케이싱(31)에 대한 필터매거진(33)의 위치를 지지하는 가이드레일의 역할을 한다. 특히 상기 수평유지부(31f)는 도 6에 도시한 바와같이 입구(31g)를 통해 전방으로 개방되어 있다.

상기 가이드돌기(33e)는 일정높이 및 두께를 갖는 선형돌기로서 매거진하우징(33d)의 양측면에 대칭으로 형성되어 있다. 상기 가이드돌기(33e)는 케이싱(31)에 필터매거진(33)을 장착할 때, 상기 입구(31g)를 통해 수평유지부(31f)로 자동 진입한다.

상기 케이싱(31)의 내부 구조는 도 6 내지 도 10을 통해 보다 자세히 설명하기로 한다. 또한 필터매거진(33)은 도 11을 이용해 다시 설명된다.

도 5는 상기 도 4에 도시한 공기정화기의 제어패널을 별도로 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 제어패널(32)에는, 전력공급단자(32a)와, 다수의 사용중램프(32b)와, 필터공급램프(32c)와, 수동교환스위치(32d)와, 교환주기선택스위치(32e)와, 전원스위치(32f)가 배치되어 있다.

상기 전력공급단자(32a)는 전력을 공급하기 위한 플러그가 끼워지는 단자이다. 상기 전력공급단자(32a)를 통해 공급되는 전력은 공기정화기(32)의 보조전력 또는 메인전력으로 사용할 수 있다.

또한 사용중램프(32b)는 사용할 필터의 개수를 표시하는 램프로서 필터의 개수와 같이 네 개가 구비되어 있다. 가령 상기 사용중램프(32b)가 세 개가 점등되었다면 사용할 수 있는 필터가 세 개이고 이미 사용한 필터가 한 개라는 의미이다. 상기 사용중램프(32b) 네 개가 모두 소등되었다면, 네 개의 필터(39)를 모두 교체해야 하는 상태이다.

상기 수동교환스위치(32d)는 현재 사용중인 필터를 필터매거진(33)으로 빼고 새로운 필터(39)를 케이싱(31) 내부에 투입하는 스위치이다. 즉, 교체주기에 따른 교체가 아니라 실시간 수동교체를 수행하는 스위치이다. 이를테면 황사가 심해 교환주기가 되기 전에 필터가 심하게 오염되었을 때, 수동교환스위치(32d)를 눌러 필터(39)를 교체할 수 있는 것이다.

또한 교환주기선택스위치(32e)는, 필터의 자동 교환주기를 설정하는 스위치이다. 도 5에서는 480시간과 720시간을 선택할 수 있다. 480시간을 선택하면, 필터가 480시간마다 자동 교체된다. 마찬가지로 720시간을 선택하면 필터가 720시간마다 자동 교체된다. 상기 교환주기선택스위치(32e)와 연동하는 타이머는 콘트롤러(도 6의 30)에 내장되어 있다.

상기 전원스위치(32f)는 공기정화기(29)에 공급되는 전원을 연결하거나 차단하는 스위치이다.

도 6은 상기 도 3에 도시한 공기정화기의 케이싱을 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 상기 도 6의 수직안내판 및 수평안내판을 별도로 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 케이싱(31)의 내부공간(31c)에는 상하로 평행하게 배치되는 수평안내판(31h)과, 상기 수평안내판(31h)의 단부를 연결하는 수직안내판(31k)이 구비되어 있다. 상기 수평안내판(31h)과 수직안내판(31k)은 개방구(31r)를 향해 개방되어 그 내부에 필터(39)를 받아들인다.

도 7에 도시한 바와같이, 상기 수평안내판(31h)에는 세 개의 파티션(31m)이 일정간격으로 나란하게 형성되어 있다. 상기 파티션(31m)은 네 개의 필터를 서로에 대해 격리하며 특히 내부공간(31c)에 삽입된 필터(39)의 테두리부와 수평안내판(31h) 사이로 공기가 새어 나가지 않도록 차단하는 역할을 한다.

또한 각 파티션(31m)의 중앙부에는 가이드레일(31n)이 형성되어 있다. 상기 가이드레일(31n)은 필터(39)의 하부에 형성되어 있는 슬라이딩돌기(도 10의 39k)를 가이드한다. 상기 슬라이딩돌기(39k)는 가이드레일(31n)에 지지되며 필터(39)의 원활한 슬라이딩 이동을 유도한다.

상기 수직안내판(31k)에도 파티션(31m)과 홀더(31q)가 형성된다. 상기 파티션(31m)은 수평안내판(31h)의 파티션과 같은 역할을 한다. 즉 필터(39)를 지지함과 아울러 필터(39)의 테두리부와 수직안내판(31k) 사이로 공기가 새어나가지 않도록 하는 것이다.

상기 홀더(31q)는 필터(39)의 선단부측 측면에 형성되어 있는 지지돌기(도 11의 39c)를 그 내부에 수용하는 부분이다. 상기 지지돌기(39c)는 필터(39)를 내부공간(31c)에 완전히 삽입되었을 때 홀더(31q)의 내부에 끼워진다.

상기와 같이 수평안내판(31h) 및 수직안내판(31k)에 파티션(31m)과 홀더(31q)가 마련되어 있으므로, 상기 내부공간(31c)에 필터(39)가 완전히 삽입된 상태에서, 필터(39)의 테두리부는 완벽히 밀폐된다. 따라서 공기유입구(31a)를 통해 유입한 공기는 누설됨 없이 모두 다 필터(39)를 통과하여 공기유출구(31b)로 나간다.

한편, 상기 하측 수평안내판(31h)의 전방 하부에는 필터구동부(37)가 위치한다. 상기 필터구동부(37)는 필터매거진(33)에 수용되어 있는 필터(39)를 상기 내부공간(31c)으로 슬라이딩 이송시키거나, 내부공간(31c)에 사용되던 필터를 필터매거진(33)으로 되돌려 보내는 역할을 한다.

도 8 내지 도 10은 상기 도 4에 도시한 필터구동부의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 필터구동부(37)는, 상기 케이싱(31)의 전방 하부에 상호 나란하게 고정되며 그 사이에 공간을 제공하는 두 개의 지지벽(37a)과, 상기 지지벽(37a)의 사이에 설치되며 지지벽(37a)을 따라 화살표 c방향으로 왕복 가능한 캐리어(37m)와, 상기 캐리어(37m)에 수용되며 캐리어(37m) 내부에서 화살표 b방향으로 승강운동 가능한 승강바디(37n)와, 상기 승강바디(37n)에 고정되는 제 1모터(37q)와, 상기 제 1모터(37q)의 모터축(37t)에 고정되는 견인기어(37u)와, 상기 캐리어(37m)의 하부에 고정되는 제 2모터(37s)와, 상기 제 2모터(37s)의 모터축(37w)에 고정되는 이송기어(37x)를 포함한다.

상기 지지벽(37a)은 상기 필터(39)의 이송방향에 직교하는 방향으로 연장된 판상부재로서 각각의 상단부에 지지턱(37f)이 형성되어 있다. 상기 지지턱(37f)은 캐리어(37m)의 양측단부에 마련되어 있는 걸림턱(37y)이 걸리는 부분이다. 상기 캐리어(37m)는 지지턱(37f)의 길이방향을 따라 즉, 필터(39)의 이송방향에 직교하는 방향을 따라 왕복운동한다.

또한 상기 각 지지벽(37a)의 하단부 내향면에는 이송랙기어(37k)가 마련되어 있다. 상기 이송랙기어(37k)는 공지의 랙(rack)기어로서 상호 대향한다. 상기 두 개의 이송랙기어(37k) 중 하나의 이송랙기어(39k)는 도 10에 도시한 바와같이 이송기어(37x)에 치합한다. 제작 여건에 따라 상기 이송랙기어(37k)는 한쪽 지지벽(37a)에만 형성시킬 수 있다.

특히 상기 각 지지벽(37a)에는 가이드슬릿(37b)이 형성되어 있다. 상기 가이드슬릿(37b)은 승강바디(37n)의 양측단부에 구비되어 있는 종동핀(37p)을 수용하는 일정폭의 관통 슬릿이다. 상기 종동핀(37p)은 (캐리어(37m)의 화살표 c방향 왕복운동에 의해) 가이드슬릿(37b)을 따라 이송하며, 승강바디(37n)을 캐리어(37m) 내에서 승강시킨다.

상기 가이드슬릿(37b)은, 수평으로 연장되며 상기 필터(39)의 두께에 해당하는 간격으로 이격되어 있는 네 개의 상부슬릿부(37c)와, 상기 상부슬릿부(37c)의 중앙 하부에 위치하는 하부슬릿부(37d)와, 상기 상부슬릿부(37c)와 하부슬릿부(37d)를 연결하는 연결슬릿부(37e)로 이루어진다.

상기 상수블릿부(37c)와 하부슬릿부(37d)의 높이차(h)가 상기 승강바디(37n)의 승강높이이다.

상기 캐리어(37m)는 걸림턱(37y)을 통해 지지벽(37a)에 걸쳐진 상태로 화살표 c방향으로 왕복 가능하며, 그 내부에 상기 승강바디(37n)을 수용한다. 아울러 상기 캐리어(37m)의 양측단부에는 수직으로 연장된 승강가이드슬릿(37r)이 마련되어 있다.

상기 승강가이드슬릿(37r)은 종동핀(37p)이 통과하는 통로이다. 상기 종동핀(37p)은 승강가이드슬릿(37r)을 통과한 후 각 가이드슬릿(37b)에 끼워진다. 결국 상기 캐리어(37m)가 화살표 c방향으로 왕복운동하면, 상기 승강바디(37n)는 그에 종동하여 캐리어(37m) 내에서 승강운동 하는 것이다. 즉, 상기 승강바디(37n)는 수직 및 수평방향의 2차원 이동이 가능하다.

상기 제 1모터(37q)는 승강바디(37n)에 수평으로 고정된다. 수평으로 고정된다는 의미는 모터축(37t)이 수평으로 위치한다는 것이다.

또한, 상기 제 1모터(37q)의 모터축(37t)에 고정되어 있는 견인기어(37u)는 상기한 c 방향 및 b 방향 이송을 통해 원하는 필터(39)의 종동랙기어(도 12의 39f)에 도달하여 종동랙기어(39f)에 치합하는 기어이다. 상기 종동랙기어(39f)에 치합하고 있는 상태의 견인기어(37u)가 회전하면 가령 도 16에 도시한 바와같이 필터(39)의 슬라이딩 이동이 이루어진다.

상기 캐리어(37m)의 하부에는 제 2모터(37s)가 고정되고, 상기 제 2모터(37s)의 모터축(37w)에는 이송기어(37x)가 끼워진다. 상기한 바와같이 이송기어(37x)는 일측 이송랙기어(37k)에 치합한다. 따라서 제 2모터(37s)가 구동하면 캐리어(37m)가 지지턱(37f)에 가이드 되며 직선 왕복운동 한다.

도 11은 상기 도 3에 도시한 필터매거진(33)을 필터와 함께 도시한 일부 절제 사시도이다.

도시한 바와같이, 상기 필터매거진(33)에는 네 개의 필터수용공간(33f)이 마련되어 있다. 상기 필터수용공간(33f)은 평행한 사각판 형태의 격판(33g)으로 구획된 공간으로서 각각의 내부에 필터(39)를 수용한다.

상기 격판(33g)의 케이싱(31)을 향하는 선단부에는 수직으로 연장된 차단부(33m)가 형성되어 있다. 상기 차단부(33m)는 격판(33g)의 다른 부분보다 두껍게 형성한 부분으로서, 필터(39)가 필터수용공간(33f)에 완전히 삽입된 상태에서 필터(39)의 밀폐돌기(39b)와 밀착한다. 이와같이 밀폐돌기(39b)가 차단부(33m)에 밀착함으로써 공기의 소통이 불가능하여 필터수용공간(33f)으로 공기가 유입할 염려가 없다.

아울러 상기 격판(33g)의 상측부와 하측부에는 가이드돌기(33e)가 수평으로 형성되어 있다. 상기 가이드돌기(33e)는 일정폭 및 높이를 갖는 선형돌기로서, 필터(39)의 양측부에 마련되어 있는 사이드슬릿(39a)에 삽입되어 필터(39)의 슬라이딩 이동을 가이드한다.

한편, 상기 필터수용공간(33f)의 아래에는 필터하부공간(33n)이 배치된다. 상기 필터하부공간(33n)은 필터수용공간(33f)으로 상향 개방된 공간이며, 케이싱(31)을 향하는 전방은 대향벽(33p)으로 막혀있다. 상기 대향벽(33p)은 케이싱(31)에 필터매거진(33)을 장착한 상태에서 상기 지지벽(37a)에 밀착한다.

또한 상기 대향벽(33p)의 상단부에는 네 개의 스토퍼(41)가 구비된다. 상기 스토퍼(41)는 각 필터수용공간(33f)에 수용되어 있는 필터(39)가 비정상적인 이유로 빠져나가는 것을 차단한다. 즉, 상기 스토퍼(41)는 평상시 록킹상태를 유지하여 필터(39)를 필터수용공간(39)에 가두어 놓고, 상기 필터구동부(37)의 승강바디(37n)가 상승했을 때 언록킹되어 필터(39)가 인출되도록 하는 것이다.

상기 스토퍼(41)는, 도 14에 도시한 바와같이, 대향벽(33p)의 상단부에 회동축(41c)에 의해 회동 가능하게 설치되는 회동핀(41a)과, 상기 회동핀(41a)을 탄성 지지하되 케이싱(31) 방향 선단부를 하향 탄성지지하는 스프링(41d)을 포함한다. 상기 회동핀(41a)은 각각의 필터(39) 하부에 위치한다.

아울러 상기 회동핀(41a)의 후단부 상면에는 스토핑돌기(41b)가 형성되어 있다. 상기 스토핑돌기(41b)는 회동핀(41a)의 후단부가 들어 올려질 때필터(39) 하측면에 위치하는 걸림턱(39g)에 걸려, 필터(39)가 필터수용공간(33f)으로부터 이탈되지 않게 하는 돌출부이다. 상기 스토퍼(41)의 작동은 도 14 내지 도 16을 통해 후술하기로 한다.

도 12 및 도 13은 상기 필터매거진에 장착되는 필터를 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 상기 필터(39)는 상호 조립되어 내부공간을 제공하는 필터프레임(39e)과, 상기 필터프레임(39e)에 수용되는 필터부재(39d)로 구성된다. 상기 필터부재(39d)는 공지의 것으로서 공기를 두께방향으로 통과시키며 오염물질을 걸러낸다.

아울러 상기 필터프레임(39e)의 상단면과 하단면 중앙에는 슬라이딩돌기(39k)가 형성되어 있고, 상기 슬라이딩돌기(39k)를 사이에 두고 일측에는 종동랙기어(39f)가, 반대측에는 걸림턱(39g)이 배치되어 있다.

상기 슬라이딩돌기(39k)는 상술한 가이드레일(도 7의 31n)에 얹혀진 상태로 필터의 안정적 슬라이딩 이동을 가능케한다. 또한 상기 종동랙기어(39f)는 상기한 견인기어(37u)에 치합하는 기어이고, 걸림턱(39g)은 상기 회동핀(41a)에 형성되어 있는 스토핑돌기(41b)에 걸리는 돌출부이다.

상기 필터프레임(39e)의 양측면 위아래에는, 격판(33g)의 가이드돌기(33e)가 끼워지는 사이드슬릿(39a)이 형성되어 있다. 상기한 바와같이 가이드돌기(33e)는 사이드슬릿(39a)에 끼워져 필터(39)의 슬라이딩 이동을 가이드한다.

또한 상기 필터(39) 양측면의, 케이싱(31) 방향 선단부측에는 밀폐돌기(39b)가 위치한다. 상기 밀폐돌기(39b)는 수직으로 연장된 선형돌기이며, 상기 필터수용공간(33f)에 필터(39)를 완전히 삽입한 상태에서 차단부(33m)의 밀착면(33k)에 밀착하여 공기가 필터수용공간(33f)으로 세어나가지 않게 한다.

도 14 내지 도 16은 상기 필터의 이송방식을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 회동핀(41a)이 스프링(41d)의 작용에 의해 화살표 s방향으로 탄성지지된 상태로, 회동핀(41a)의 스토핑돌기(41b)가 걸림턱(39g)의 전방에 위치하고 있음을 알 수 있다. 상기 스토핑돌기(41b)는 필터(39)방향으로 탄성 지지되어 걸림턱(39g)이 케이싱측으로 빠져나가는 것을 차단한다.

상기 상태에서, 콘트롤러(30)의 제어에 의해 필터(39) 교체신호가 발생하면, 상기 필터구동부(37)가 동작하여, 상기 견인기어(37u)가 수평 및 수직운동을 통해 (케이싱내에 새로이 투입될) 필터(39)의 하부에 형성된 종동랙기어(39f)에 도달하여 치합을 이룬다.

즉, 상기 교체신호가 발생하면, 제 2모터(37s)가 동작하여 캐리어(37m)가 수평방향으로 이동하여 원하는 필터(39)의 하부에 도달하고, 그 순간 상기 승강바디(37n)와 제 1모터(37q)와 견인기어(37u)는, 상기 종동핀(37p)이 상부슬릿부(37c)에 올라섬에 의해 상승하여, 견인기어(37u)는 종동랙기어(39f)에 치합하고, 승강바디(37n)는 회동핀(41a)의 선단부를 화살표 f 방향으로 들어올리는 것이다.

여하튼 승강바디(39n)가 회동핀(41a)의 선단부를 화살표 f방향으로 들어올림으로써, 회동핀(41a) 후단부의 스토핑돌기(41b)는 도 15의 화살표 t방향으로 내려와, 필터(39)가 케이싱측으로 이동할 수 있는 경로를 열어준다.

상기 스토핑돌기(41b)가 하부로 빠진 상태에서 견인기어(37u)를 화살표 d방향으로 회전시키면, 필터(39)가 필터매거진(33)으로부터 케이싱(31)의 내부공간으로 슬라이딩 이동한다. 이 때 필터(39)가 필터수용공간(33f)으로부터 완전히 빠져나오는 것이 아니라, 후단부 일부는 필터수용공간(33f)에 끼워진 상태를 유지한다.

한편, 사용하던 필터(39)를 필터매거진(33)으로 회송시키기 위해서는, 상기 필터구동부(37)를 동작시켜, 견인기어(37u)를 해당필터(39) 하부의 종동랙기어(39f)에 치합시킨 후 견인기어(37u)를 화살표 d방향의 반대방향으로 회전시킨다.

상기 필터(39)는 견인기어(37u)의 역방향 회전에 의해 자신의 필터수용공간(33f)로 삽입된다. 상기 필터(39)가 필터수용공간(33f)에 삽입되는 순간, 상기 회동핀(41a)이 스프링(41d)의 작용에 의해 도 14의 화살표 s 방향으로 회전하여 상기 스토핑돌기(41b)가 걸림턱(39g)을 걸어 고정시킨다.

결국 상기 필터구동부(37)의 동작에 의해, 필터매거진(33)에 수용되어 있는 필터(39)가 케이싱(31) 내부로 공급되거나, 케이싱(31) 내부의 필터가 필터매거진(33)으로 슬라이딩 이동함으로써 필터의 교체가 이루어지는 것이다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

13:전열교환기 15:케이싱 17:열교환유니트
19:제 1팬 21:제 2팬 23a,23b:필터
25a:흡기구 25b:배기구 27a:흡기구
27b:배기구 29:공기정화기 30:콘트롤러
31:케이싱 31a:공기유입구 31b:공기유출구
31c:내부공간 31e:후크걸림홈 31f:수평유지부
31g:입구 31h:수평안내판 31k:수직안내판
31m:파티션 31n:가이드레일 31q:홀더
32:제어패널 32a:전력공급단자 32b:사용중램프
32c:필터공급램프 32d:수동교환스위치 32e:교환주기선택스위치
32f:전원스위치 33:필터매거진 33a:잠금부
33b:손잡이 33c:후크 33d:매거진하우징
33e:가이드돌기 33f:필터수용공간 33g:격판
33k:밀착면 33m:차단부 33n:필터하부공간
33p:대향벽 33r:경사면 37:필터구동부
37a:지지벽 37b:가이드슬릿 37c:상부슬릿부
37d:하부슬릿부 37e:연결슬릿부 37f:지지턱
37k:이송랙기어 37m:캐리어 37n:승강바디
37p:종동핀 37q:제 1모터 37r:승강가이드슬릿
37s:제 2모터 37t:모터축 37u:견인기어
37w:모터축 37x:이송기어 37y:걸림턱
39:필터 39a:사이드슬릿 39b:밀폐돌기
39c:지지돌기 39d:필터부재 39e:필터프레임
39f:종동랙기어 39g:걸림턱 39k:슬라이딩돌기
41:스토퍼 41a:회동핀 41b:스토핑돌기
41c:회동축 41d:스프링 43:걸고리

Claims (10)

1. 외부의 공기를 그 내부로 통과시키며 필터링하는 것으로서,
   개방구를 통해 측부로 개방된 내부공간을 제공하며, 상기 내부공간을 사이에 두고 배치되는 공기유입구 및 공기유출구를 갖는 박스형 케이싱과;
   상기 케이싱의 개방구에 착탈 가능하게 장착되고, 장착된 상태로 그 일부가 케이싱 내부에 수용되는 박스형 필터매거진과;
   상기 필터매거진의 내부에 슬라이딩 이동 가능하게 장착되는 것으로서, 케이싱에 필터매거진을 장착한 상태로 그 일부가 케이싱내에 수용되는 다수의 필터와;
   상기 케이싱 내에 위치하며 케이싱내에 일부 수용된 다수의 필터 중 선택된 필터를 필터매거진으로부터 인출하여 케이싱 내부공간의 공기유입구와 공기유출구 사이로 슬라이딩 이동시키는 구동부와;
   콘트롤러를 통해 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 필터는;
   사각판의 형태를 취하며 공기를 그 두께 방향으로 통과시키며 필터링하는 필터부재와,
   상기 필터부재를 수용하는 사각틀 형태의 필터프레임으로 이루어지고,
   상기 필터프레임의 적어도 일측변에는 랙기어가 형성되며,
   상기 구동부는;
   이송수단을 통한 수평 및 수직운동을 통해 원하는 필터의 랙기어로 이송되어 랙기어에 치합하는 견인기어와,
   상기 견인기어를 회전시켜 견인기어에 치합된 상태의 필터를, 필터매거진에서 케이싱 내부로 이송시키거나, 케이싱 내부의 필터를 필터매거진으로 반송시키는 제 1모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 이송수단은;
   상기 필터매거진이 케이싱에 장착된 상태에서의 필터의 하부에 설치되며 상호 평행하게 이격되어 있는 한 쌍의 지지벽과,
   상기 지지벽 중 적어도 일측 지지벽의 내향면에 구비되는 이송랙기어와,
   상기 지지벽의 사이에 배치되되 지지벽에 가이드되며 필터의 슬라이딩 방향에 대해 직교하는 방향으로 수평 운동하는 캐리어와,
   상기 캐리어에 승강 가능하게 지지되며 상기 견인기어가 고정되어 있는 제 1모터를 수평으로 지지하는 승강바디와,
   상기 캐리어에 고정되는 제 2모터와,
   상기 제 2모터의 모터축에 고정되며 상기 이송랙기어에 치합하며 제 2모터의 구동시 캐리어를 수평으로 슬라이딩 이동시키는 이송기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 양측 지지벽에는;
   수평으로 연장되되 상기 필터의 두께에 해당하는 간격으로 이격배치되고, 필터의 개수만큼 형성되어 있는 다수의 상부슬릿부와, 상기 각 상부슬릿부의 사이 사이에 위치하되 상부슬릿부보다 하부에 위치하는 하부슬릿부와, 상기 각 하부슬릿부와 상부슬릿부를 연결하는 경사슬릿부로 이루어진 일정폭의 가이드슬릿이 형성되어 있고,
   상기 승강바디에는 상기 양측 가이드슬릿에 각각 삽입되며, 상기 이송기어의 동작에 의해 캐리어가 수평운동할 때 상기 가이드슬릿을 따라 가이드되며 상기 하부슬릿에서 상부슬릿으로 또는, 상부슬릿에서 하부슬릿으로 이동하며 캐리어내에서 승강바디를 승강시키는 종동핀이 구비된 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 필터매거진에는, 각각의 필터를 개별 수용하도록 격판에 의해 상호 격리되어 있는 다수의 필터수용공간이 마련되어 있고,
   상기 필터프레임에는, 각 필터를 필터수용공간에 완전히 삽입한 상태에서 상기 격판의 선단부에 밀착하여 필터수용공간을 밀폐하는 밀폐돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 필터매거진에는,
   록킹상태를 유지하여 상기 필터수용공간에 수용되어 있는 필터를 필터수용공간내에 지지하며, 상기 승강바디의 상승시 승강바디에 연동하여 언록킹되는 록킹수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 필터프레임 하부에 마련되어 있는 종동랙기어 측부에는 걸림턱이 형성되어 있고,
   상기 록킹수단은;
   상기 각 필터의 하부에 회동 가능하도록 구비된 것으로서, 그 선단부는 상기 케이싱측으로 연장되어 상부슬릿의 연직상부에 도달하여, 상기 승강바디의 상승시 승강바디에 받쳐 올려지고, 반대방향으로 연장되어 있는 후단부에는 상기 걸림턱에 걸리는 스토핑돌기가 형성되어 있는 회동핀과,
   상기 회동핀의 선단부와 후단부 사이에 위치하며 회동핀을 회동 가능하게 지지하는 회동축과,
   상기 회동핀의 선단부를 하향 탄성 지지하여 스토핑돌기가 걸림턱을 지지하게 하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 필터매거진의 외측면에는 필터매거진을 케이싱에 착탈 가능하게 고정시키는 잠금부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제어패널에는;
   상기 필터의 자동 교체주기를 결정하는 교환주기선택버튼과,
   상기 필터의 교체신호를 실시간으로 발생하는 수동교환버튼이 구비된 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 케이싱에는, 상기 공기정화기를 외부의 지지체에 걸어 고정시킬 수 있게 하는 걸고리가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동교체식 슬라이딩필터를 갖는 공기정화기.

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