KR101791984B1 - 외부창 일체형 공기 청정기 - Google Patents

외부창 일체형 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

일체형 공기 청정기는, 외부 창에 일체로 설치되는 일체형 공기 청정기로서, 외부에 노출되어 있으며 외기 유입구가 형성된 유입 외부면, 실내에 위치하며 내기 유입구가 형성된 유입 내부면, 외기 유입구를 개폐하는 외기 개폐막, 내기 유입구를 개폐하는 내기 개폐막, 외기 개폐막 및 내기 개폐막을 이동시키는 구동 부재, 외기 및 내기를 필터링하는 필터 부재, 외기 및 내기가 유입되도록 공기 흐름을 발생시키는 송풍팬 및 필터 부재에 의해 필터링된 공기를 실내로 배출하는 공기 배출구가 형성된 배출 내부면을 포함하고, 외기 개폐막 및 내기 개폐막은 구동 부재에 의해 동시에 이동하여, 외기 개폐막은 외기 유입구를 개방하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 외기 개폐막은 외기 유입구를 폐쇄하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환이 이루어진다.

Description

외부창 일체형 공기 청정기 {EXTERNAL WINDOW INTEGRATED AIR CLEANER}
본 발명은 일체형 공기 청정기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 창을 열지 않고도 외기에 의한 실내 공기의 청정이 이루어지고, 공기 청정의 효율을 높일 수 있는 일체형 공기 청정기에 관한 것이다.
최근 미세 먼지, 황사, 도시형 스모그가 자주 발생하고 오염된 공기로 인한 다양한 질환에 의한 피해가 급증하고 있다. 특히, 이웃나라인 중국으로부터 많은 미세 먼지 및 황사가 유입되어 운동과 같은 외부 활동이 어렵고 화창한 날을 보기 어려워 많은 사회 문제를 야기하고 있으며, 우리나라 자체적으로도 사회가 고도로 발전하는 과정에서 다양한 대기 오염원이 대기를 악화시키고 있는 실정이다. 따라서, 이러한 대기 오염에 대응하기 위해서 공기 청정기의 수요가 급증하고 있는 모습을 보이고 있다.
이와 관련하여, 종래의 공기 청정기(한국공개특허 제10-2015-0111718호)는 실내의 공기를 정화시키기 위해서 실내의 공기만을 정화시키거나 실외의 공기만을 정화하여 실내로 유입하고 있다. 그러나, 실내의 공기가 쾌적하게 정화되기 위해서는 실외의 공기를 정화하여 실내로 유입해야할 뿐만 아니라 실내 공기 자체를 정화할 필요가 있으며, 또한 실외 공기 정화와 실내 공기 정화가 동시에 수행될 경우 정화 과정의 효율이 떨어지게 되어 외기 정화와 내기 정화를 택일적으로 수행할 필요가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실외 공기 정화와 실내 공기 정화가 택일적으로 수행되는 일체형 공기 청정기의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 간단한 기구적 조작만으로 외기 순환과 내기 순환을 택일적으로 수행하여 실내 공기를 효율적으로 정화할 수 있는 일체형 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기는, 외부 창에 일체로 설치되는 일체형 공기 청정기로서, 외부에 노출되어 있으며 외기 유입구가 형성된 유입 외부면, 실내에 위치하며 내기 유입구가 형성된 유입 내부면, 외기 유입구를 개폐하는 외기 개폐막, 내기 유입구를 개폐하는 내기 개폐막, 외기 개폐막 및 내기 개폐막을 이동시키는 구동 부재, 외기 및 내기를 필터링하는 필터 부재, 외기 및 내기가 유입되도록 공기 흐름을 발생시키는 송풍팬 및 필터 부재에 의해 필터링된 공기를 실내로 배출하는 공기 배출구가 형성된 배출 내부면을 포함하고, 외기 개폐막 및 내기 개폐막은 구동 부재에 의해 동시에 이동하여, 외기 개폐막은 외기 유입구를 개방하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 외기 개폐막은 외기 유입구를 폐쇄하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환이 이루어진다.
본 발명에 따르면, 간단한 기구적 조작만으로 외기 순환과 내기 순환을 택일적으로 수행하여 실내 공기를 효율적으로 정화할 수 있는 일체형 공기 청정기를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 배면도 및 측면도이다.
도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기가 외부 창에 일체로 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 순환을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 내기 순환을 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 구동 부재를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 및 내기 유입구를 개폐하는 과정을 나태는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부를 나타낸 도면이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 부재를 나타낸 도면이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 나태는 도면이다.
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 및 내기 유입구를 개폐하는 과정을 나태는 도면이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1 내지 3 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기를 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 사시도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 배면도 및 측면도이다. 도 3 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기가 외부 창에 일체로 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 3 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)는, 도 3 을 통해 알 수 있듯이 외부 창(5)에 일체로 설치되는 일체형 공기 청정기(10)로서, 실내 공기가 탁해져서 실내 환기를 해야함에도 외부의 대기 오염 농도가 높을 경우 창문을 열어 환기를 할 수가 없는 데, 이러한 점을 고려하여 본 발명에 따른 공기 청정기(10)는 외부 창(5)에 일체로 설치되어 창문을 열지 않아도 실내 환기가 가능하다. 또한, 공기 청정기(10)를 외부 창(5)에 일체형으로 설치하는 바 공기 청정기 설치와 관련된 공간적 제약에서 벗어날 수 있으며, 공기 청정기의 고급화 전략에도 도움을 줄 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)는, 유입 외부면(20), 유입 내부면(30), 외기 개폐막(110), 내기 개폐막(120), 구동 부재, 필터 부재(50), 송풍팬(170), 배출 내부면(40)을 포함한다.
유입 외부면(20)은 공기 청정기(10)가 설치되는 건물의 외부에 노출되어 있으며 외기(90)가 유입되는 외기 유입구(25)가 형성될 수 있다. 후술할 외기 순환이 이루어질 때 유입 외부면(20)에 형성된 외기 유입구(25)를 통해 외기(90)가 유입되어 실내로 공급될 수 있다. 추가적으로, 유입 외부면(20)의 전방에는 방충망이 설치될 수 있고, 이 방충망에 의해 벌레나 부피가 큰 물질이 걸러지는 바 1차적 필터링이 수행될 수 있다.
유입 내부면(30)은 공기 청정기(10)가 설치된 실내에 위치하며 실내의 공기, 즉 내기(100)가 유입되는 내기 유입구(35)가 형성될 수 있으며, 후술할 내기 순환이 이루어질 때 유입 내부면(30)에 형성된 내기 유입구(35)를 통해 내기(100)가 유입되어 필터링 된 후에 실내로 돌아갈 수 있다. 이러한 유입 내부면(30)은 공기 청정기(10)의 측면에 위치할 수 있으나 실내의 공기가 유입될 수 있는 위치라면 측면뿐아니라 다른 위치에도 존재할 수 있다.
외기 개폐막(110)은 유입 외부면(20)에 형성된 외기 유입구(25)를 개폐하는 부재로서, 외기 개폐막(110)은 외기 순환이 수행될 때 외기 유입구(25)를 개방하고 내기 순환이 수행될 때는 외기 유입구(25)를 폐쇄할 수 있다. 이러한 외기 개폐막(110)은 공기 청정기(10)의 내부, 구체적으로 유입 외부면(20)의 내측에 설치될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 외기 유입구(25)를 개폐할 수만 있다면 그 설치 위치가 제한되는 것은 아니다. 한편, 외기 개폐막(110)의 구체적인 실시 형태, 즉 형상은 이후 자세히 설명한다.
내기 개폐막(120)은 유입 내부면(30)에 형성된 내기 유입구(35)를 개폐하는 부재로서, 내기 개폐막(120)은 내기 순환이 수행될 때 내기 유입구(35)를 개방하고 외기 순환이 수행될 때는 내기 유입구(35)를 폐쇄할 수 있다. 이러한 내기 개폐막(120)은 공기 청정기(10)의 내부, 구체적으로 유입 내부면(30)의 내측에 설치될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 내기 유입구(35)를 개폐할 수만 있다면 그 설치 위치가 제한되는 것은 아니다. 한편, 내기 개폐막(120)의 구체적인 실시 형태, 즉 형상은 이후 자세히 설명한다.
구동 부재는 공기 청정기(10)의 내부에 설치되어 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)을 이동시키는 부재로서, 구동 부재에 의해 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)이 이동됨으로써 외기 유입구(25) 및 내기 유입구(35)가 개폐될 수 있다. 구동 부재에 의해 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 이동하여, 외기 개폐막(110)은 외기 유입구(25)를 개방하고 내기 개폐막(120)은 내기 유입구(35)를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 외기 개폐막(110)은 외기 유입구(25)를 폐쇄하고 내기 개폐막(120)은 내기 유입구(35)를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환이 이루어질 수 있다. 이와 관련하여, 구동 부재의 구체적인 실시 형태 및 택일적 순환 과정은 이후 자세히 설명한다.
한편, 이산화탄소의 농도가 2000ppm을 넘으면 집중력이 저하되고 졸음이 유발될 수 있으며, 5000ppm에 이르면 위생학적 한계치에 다다르게 되는데, 본 발명에 따른 공기 청정기(10)는 내기 순환뿐만 아니라 외기 순환도 수행되어, 외기 순환을 통해 청정한 외부 공기를 실내로 유입할 수 있는 바 실내의 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다. 또한, 외기 순환 및 내기 순환이 동시에 이루어지지 않고 택일적으로 수행되는 바 공기 청정 과정의 효율 감소를 막을 수 있어 실내 공기 정화가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
필터 부재(50)는 공기 청정기(10)의 내부에 설치되어 공기 청정기(10) 내로 유입된 외기(90) 및 내기(100)를 필터링하는 부재로서, 이러한 필터 부재(50)는 탈취 필터(59), 헤파 필터(HEPA-filter)(57), 황사 필터(53) 및 프리 필터(Pre-filter)(51) 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 필터들의 구체적인 기능 및 배치 관계는 후술한다.
송풍팬(170)은 공기 청정기(10)의 내부에서 후측, 즉 필터 부재(50)의 뒤에 위치할 수 있으며 외기 유입구(25) 및 내기 유입구(35)를 통해 각각 외기(90) 및 내기(100)가 유입되도록 공기 흐름을 발생시키는 부재이다. 이러한 송풍팬(170)은 12V DC FAN이 사용될 수 있으며 4개의 송풍팬(170)이 적용될 수 있으나 송풍팬(170)의 사양 및 개수는 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 송풍팬(170)을 통해 일정하고 강한 유량으로 실내 공기의 청정을 수행할 수 있으며, 송풍팬으로는 12V DC FAN이외에 시로코 팬(sirrocco fan)이 사용될 수도 있다.
배출 내부면(40)은 공기 청정기(10)의 배면을 구성하며 필터 부재(50)에 의해 필터링되어 정화된 공기를 실내로 배출하는 공기 배출구(45)가 형성되어 있다.
도 4 내지 7 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)에 의한 택일적인 순환 과정을 설명한다. 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 순환을 나타낸 도면이다. 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 내기 순환을 나타낸 도면이다. 도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 구동 부재를 나타낸 도면이다. 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 및 내기 유입구를 개폐하는 과정을 나태는 도면이다.
우선, 도 6 을 참조하여 구동 부재를 살펴보면, 구동 부재는 모터(130), 밸트(미도시)로 연결되어 있는 복수의 풀리(135, 150, 160) 및 랙(140, 150)과 피니언(145, 155)을 포함할 수 있다. 모터(130)는 서보 모터(130)일 수 있으며 모터(130)의 구동축이 모터 풀리(135)의 회전축이 되며 모터(130)와 연결되어 있는 모터 풀리(135)의 양쪽으로 서로 다른 풀리(150, 160)가 위치하고 이들 3개의 풀리(135, 150, 160)는 밸트로 연결되어 있어 가운데 위치한 모터 풀리(135)가 모터(130)에 의해 회전하면 나머지 풀리들(150, 160)도 회전하게 된다. 또한, 유입 외부면(20)의 후방에 위치한 외기 개폐막(110) 및 유입 내부면(30)의 후방에 위치한 내기 개폐막(120) 각각에는 랙(140, 150)이 폭방향으로 설치되어 있으며 각각의 랙(140, 150)에는 대응되는 피니언(145, 155)이 기어 결합되어 있고, 기어 결합된 각각의 피니언(145, 155)은 모터 풀리(135)의 양쪽에 위치한 풀리들(150, 160)과 각각 공통의 회전축으로 연결되어 있을 수 있다.
이러한 결합 관계하에서, 모터(130)에 의해 모터 풀리(135)가 회전하게 되고, 모터 풀리(135)의 회전력은 밸트를 통해 주위의 풀리(150, 160)로 전해져서 대응하는 피니언(145, 155)이 회전하게 되어 피니언(145, 155)과 기어 결합된 랙(140, 150)이 수평 이동하게 됨에 따라, 랙(140, 150)이 설치된 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 이동할 수 있다. 이와 관련하여, 서보 모터(130)의 구동축이 시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전하면 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 한쪽 방향으로 이동하고, 반대로 반시계 방향으로 회전하여 원래의 상태로 돌아오면 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 반대 방향으로 이동하게 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 유입구(25)는 유입 외부면(20) 상에서 N(행의 수) x M(열의 수) 개의 구멍으로 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 외기 개폐막(110)에도 N(행의 수) x M(열의 수) 개의 구멍인 외기 개폐구(115)가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 내기 유입구(35)는 유입 내부면(30) 상에서 P(행의 수) x Q(열의 수) 개의 구멍으로 형성될 수 있으며, 이에 대응하여 내기 개폐막(120)에도 P(행의 수) x Q(열의 수) 개의 구멍인 내기 개폐구(125)가 형성될 수 있다. 그러나, 전술한 구멍들이 반드시 N(행의 수) x M(열의 수) 개 내지 P(행의 수) x Q(열의 수) 개일 필요는 없으며 경우에 따라서는 1 개의 구멍이 형성되어 있거나 외기 유입구(25) 및 내기 유입구(35)의 구멍의 각각의 수와 대응하는 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)의 구멍의 수는 다를 수 있다.
이러한 점을 고려하면서, 도 4, 5 및 7 을 살펴보면, 외기 순환의 경우(도 4 및 도 7(a)의 경우), 모터(130)의 동력은 풀리(135, 150, 160) 및 피니언(145, 155)을 통해 랙(140, 150)에 전달되어 랙(140, 150)은 도면 상에서 좌측으로 이동하게 되고 그 결과 랙(140, 150)과 연결된 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120) 역시 좌측으로 이동한다. 이러한 이동에 의해 외기 개폐막(110)의 외기 개폐구(115)는 유입 외부면(20)의 외기 유입구(25)와 전부 또는 일부가 일치하게 되어 건물 밖의 외기(90)가 외기 유입구(25)를 통해 공기 청정기(10)의 내부로 유입되어 필터링된 후에 실내로 배출되게 되고, 반면에 내기 개폐막(120)의 내기 개폐구(125)는 유입 내부면(30)의 내기 유입구(도 7(a)의 점선)(35)와 일치되지 않으며 내기 개폐막(120)은 내기 유입구(35)를 폐쇄하게 되어 실내의 공기가 공기 청정기(10) 내로 유입되지 않게 된다.
다음으로, 내기 순환의 경우(도 5 및 도 7(b)의 경우), 모터(130)의 동력은 풀리(135, 150, 160) 및 피니언(145, 155)을 통해 랙(140, 150)에 전달되어 랙(140, 150)은 도면 상에서 우측으로 이동하게 되고 그 결과 랙(140, 150)과 연결된 외기 개폐막(110)은 기존의 위치(A)에서 우측으로 이동(D1)하고, 내기 개폐막(120) 역시 기존의 위치(B)에서 우측으로 이동(D2)한다. 이러한 이동에 의해 내기 개폐막(120)의 내기 개폐구(125)는 유입 내부면(30)의 내기 유입구(35)와 전부 또는 일부가 일치하게 되어 실내의 더러운 공기가 내기 유입구(35)를 통해 공기 청정기(10)의 내부로 유입되어 필터링된 후에 실내로 배출되게 되고, 반면에 외기 개폐막(110)의 외기 개폐구(115)는 유입 외부면(20)의 외기 유입구(25)와 일치되지 않으며 외기 개폐막(110)은 외기 유입구(도 7(b)의 점선)(25)를 폐쇄하게 되어 외부의 공기가 공기 청정기(10) 내로 유입되지 않게 된다.
이렇게, 구동 부재에 의해 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)이 동시에 이동하여 외기 순환이 이루어질 때는 내기 순환은 이루어지지 않고 또한 내기 순환이 이루어질 때는 외기 순환이 이루어지지 않는 택일적인 순환이 수행될 수 있다. 살펴본 바와 같이, 서보 모터(130)라는 하나의 동력 장치를 이용하여 내기 순환 및 외기 순환을 택일적으로 수행함으로써 에너지 낭비를 막고 구동 장치를 간단하게 구성할 수 있어 제조 및 유지에 편리성이 있다.
도 8 내지 10 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)를 설명한다. 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부를 나타낸 도면이다. 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 부재를 나타낸 도면이다. 도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 나태는 도면이다.
도 8 내지 10 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)는 디스플레이부, 제어부(220) 및 조작부를 포함한다.
디스플레이부는 송풍팬(170)의 구동 상태 및 내기/외기 순환의 상태를 나타내는 제 1 디스플레이부(60), 및 측정된 먼지 농도 및 이산화탄소 농도를 나타내는 제 2 디스플레이부(70)를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 디스플레이부(60)를 통해 현재 외기 순환이 이루어지는지 아니면 내기 순환이 이루어지는지 알 수 있으며 송풍팬(170)은 약, 중, 강 및 터보 중에서 어느 상태로 구동되는지 또는 정지되어 있는지 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 제 2 디스플레이부(70)를 통해 실내의 먼지 농도 및 이산화탄소 농도를 용이하게 파악할 수 있어 실내 공기 정화가 필요한지를 판단할 수 있으며, 그에 따라 공기 청정기(10)를 가동할 수 있다. 제 1 및 2 디스플레이부는 LCD일 수 있으며 그외 다른 방식의 표시 장치일 수도 있다.
이러한 디스플레이부의 설치 위치를 보면, 제 1 디스플레이부(60)는 유입 내부면(30)이 위치한 공기 청정기(10)의 측면에 위치할 수 있으며, 제 2 디스플레이부(70)는 공기 청정기(10)의 후면에 위치할 수 있으나, 이러한 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
제어부(220)는 구동 부재의 모터(130)의 움직임 및 송풍팬(170)의 송풍량을 제어하는 부재로서, 이러한 제어부(220)로는 ATMEGA128이 사용될 수 있으며 2개의 PWM을 만들어 하나는 구동 부재의 서보 모터(130)의 움직임을 제어하고 다른 하나는 송풍팬(170)의 송풍량을 제어할 수 있다. 경우에 따라서는 제어부로 OP AMP나 555 타이머가 사용될 수도 있으며 이럴 경우 비용 절감과 제품의 크기를 줄일 수 있다는 효과가 발생할 수 있다.
제어부(220)는 먼지 센서(180) 및 이산화탄소 센서(190)로부터 ADC를 이용하여 먼지 농도 및 이산화탄소 농도를 전달받고, 이 농도 정보를 제 2 디스플레이부(70)에 표시하여 사용자가 실내 공기 상태를 용이하게 파악할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(220)는 제 1 디스플레이부(60)를 통해 현재 순환이 외기 순환인지 내기 순환인지를 표시하며, 송풍팬(170)의 풍량, 즉 LOW, HIGH, TURBO를 표시하여 공기 청정기(10)의 가동 형태를 나타낼 수 있다. 한편, 제어부(220)의 제어 알고리즘은 인터럽트 및 폴링 두가지로 설계될 수 있다.
아울러, 공기 청정기(10)의 측면, 제 1 디스플레이부(60) 옆에는 버튼으로 되어 있는 조작부가 설치될 수 있으며, 이 조작부는 서보 모터(130)의 조작과 관련된 제 1 버튼(80) 및 송풍팬(170)의 조작과 관련된 제 2 버튼(85)을 포함할 수 있다. 각각의 버튼이 눌린 횟수에 따라 해당 인터럽트 신호가 제어부(220)에 전달되고, 이후 제어부(220)의 PWM이 서보 모터(130)를 제어하여 외기 순환 및 내기 순환 중 어느 하나의 순환이 실시되도록 하는데, 예를 들어 서보 모터(130)의 처음 위치가 0 도라고 한다면 제 1 버튼(80)을 한번 누르면 서보 모터(130)가 60 도만틈 회전하고, 한번 더 제 1 버튼(80)을 누르면 서보 모터(130)가 원래 위치인 0 도로 되돌아오게 됨에 따라, 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)이 이동하여 외기 순환 및 내기 순환이 수행될 수 있다. 또한, 제어부(220)의 다른 PWM은 송풍팬(170)을 제어하여 팬의 풍량을 제어할 수 있다.
아울러, 사용자의 버튼 조작과 관계없이 제어부(220)는 먼지 센서(180) 및 이산화탄소 센서(190)로부터 실내 공기 정보를 전달받은 후에 자체적으로 외기 순환 내지 내기 순환을 실시할 수도 있다.
추가적으로, 도 9 를 참조하여 필터 부재(50)를 좀 더 구체적으로 살펴보면, 전술한 바와 같이 필터 부재(50)는 탈취 필터(59), 헤파 필터(57), 황사 필터(53) 및 프리 필터(51) 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, 공기 청정기(10)의 전면으로부터 후면으로 갈수록 프리 필터(51), 황사 필터(53), 헤파 필터(57) 및 탈취 필터(59) 순으로 배치될 수 있다. 프리 필터(51)는 촘촘한 그물 형태의 필터로서 공기 청정기(10) 내로 머리카락 및 동물의 털 등이 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 헤파 필터(57)는 공기 청정기(10)의 가장 중요한 필터로서 공기 중의 미세 먼지를 걸러주고 동시에 진드기, 바이러스, 곰팡이균 및 휘발성 유기화합물과 황사시에 발생되는 분진, 질소산화물 및 황산화물을 제거할 수 있고, 탈취 필터(59)는 여러가지 냄새를 없애주는 필터이다. 한편, 헤파 필터(57)는 황사 제거 성능을 지니고 있는 바 황사 필터(53)는 사용되지 않을 수도 있다.
또한, 전술한 필터 부재(50)는 관리가 편리하고 물청소가 가능하여 재사용할 수 있는 세탁 가능한 필터(washable filter)가 사용될 수 있으나, 경우에 따라서는 다른 특징을 지니는 필터가 사용될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 공기 청정기(10)를 설명하였으며, 이하 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기를 설명한다.
도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기를 설명한다. 도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기의 외기 및 내기 유입구를 개폐하는 과정을 나태는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기는 전술한 일체형 공기 청정기(10)와 다르게 외기 개폐막 및 내기 개폐막에 구멍이 형성되어 있지 않으며 판재 형태를 지니고 있다.
외기 순환의 경우, 서보 모터(130)로부터 동력을 전달받은 각각의 랙(140, 150)이 도면 상의 좌측으로 이동하여 외기 개폐막(95) 및 내기 개폐막(97)도 좌측으로 이동한다. 그 결과 외기 개폐막(95)은 외기 유입구(25)를 폐쇄하고 내기 개폐막(97)은 내기 유입구(35)를 개방하여 실내의 탁한 공기가 공기 청정기 내로 유입될 수 있다. 내기 순환의 경우, 서보 모터(130)로부터 동력을 전달받은 각각의 랙(140, 150)은 우측으로 이동하여 외기 개폐막(95) 및 내기 개폐막(97)도 우측으로 이동한다. 그 결과 외기 개폐막(95)은 외기 유입구(25)를 개방하고 내기 개폐막(97)은 내기 유입구(35)를 폐쇄한하여 외부의 공기가 공기 청정기 내로 유입될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 일체형 공기 청정기를 설명하였으며, 이하 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정 방법을 설명한다.
도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정 방법을 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정 방법의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정 방법은, 구동 부재에 의해 외기 개폐막 및 내기 개폐막이 동시에 이동하는 단계(S10), 이동에 따라, 외기 개폐막은 외기 유입구를 개방하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 외기 개폐막은 외기 유입구를 폐쇄하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환 단계(S20), 유입된 외기 또는 내기를 필터링하는 단계(S30) 및 필터링된 공기를 실내로 배출하는 단계(S40)를 포함한다.
구동 부재에 의해 외기 개폐막 및 내기 개폐막이 동시에 이동하는 단계(S10)는, 서보 모터(130)의 동력이 모터 풀리(135)를 회전시키고 모터 풀리(135)의 회전력이 밸트를 통해 주변의 풀리(150, 160)로 전해져서 주변의 풀리(150, 160)와 회전축을 공유하는 각각의 피니언(145, 155)은 회전하게 된다.
이후 각각의 피니언(145, 155)과 기어 결합되어 있는 각각의 랙(140, 150)은 좌측 또는 우측으로 이동하고 그에 따라 랙(140, 150)과 연결된 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 좌측으로 이동하거나 우측으로 이동하게 된다. 즉, 구동 부재에 의해 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)은 동시에 동일한 방향으로 이동하게 된다.
이동에 따라, 외기 개폐막은 외기 유입구를 개방하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 외기 개폐막은 외기 유입구를 폐쇄하고 내기 개폐막은 내기 유입구를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환 단계(S20)는, 외기 개폐막(110) 및 내기 개폐막(120)의 이동에 따라 외기 개폐막(110)은 외기 유입구(25)를 개방하고 내기 개폐막(120)은 내기 유입구(35)를 폐쇄할 경우 외기 유입구(25)를 통해 외기(90)가 공기 청정기(10) 내로 유입되어 외기 순환이 이루어지게 되고, 반대로 외기 개폐막(110)은 외기 유입구(25)를 폐쇄하고 내기 개폐막(120)은 내기 유입구(35)를 개방할 경우 내기 유입구(35)를 통해 실내의 공기가 공기 청정기(10) 내로 유입되어 내기 순환이 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 공기 청정 방법은 외기 순환 및 내기 순환 중 어느 하나의 순환만이 이루어지는 택일적 순환이 수행된다.
유입된 외기 또는 내기를 필터링하는 단계(S30)는, 외기 순환에 따라 외기(90)가 공기 청정기(10) 내로 유입된 후 유입된 외기(90)는 필터 부재(50)에 의해 필터링되어 청정한 공기로 변화되고, 또한 내기 순환에 따라 실내의 탁한 공기가 공기 청정기(10) 내로 유입된 후 유입된 내기(100)는 필터 부재(50)에 의해 필터링되어 청정한 공기로 변화될 수 있다.
필터링된 공기를 실내로 배출하는 단계(S40)는, 필터링되어 청정해진 공기는 공기 배출구(45)를 통해 실내로 배출되게 되고 그에 따라 실내는 청정한 공기로 채워지게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
5: 외부 창 10: 공기 청정기
20: 유입 외부면 25: 외기 유입구
30: 유입 내부면 35: 내기 유입구
40: 배출 내부면 45: 공기 배출구
50: 필터 부재 60: 제 1 디스플레이부
70: 제 2 디스플레이부 80: 제 1 버튼
85: 제 2 버튼 90: 외기
100: 내기 95, 110: 외기 개폐막
115: 외기 개폐구 97, 120: 내기 개폐막
125: 내기 개폐구 130: 모터
135: 모터 풀리 140, 150: 랙 145, 155: 피니언 150, 160: 풀리
170: 송풍팬 180: 먼지 센서
190: 이산화탄소 센서 220: 제어부

Claims (5)

  1. 외부 창에 일체로 설치되는 일체형 공기 청정기로서,
    외부에 노출되어 있으며 외기 유입구가 형성된 유입 외부면;
    실내에 위치하며 내기 유입구가 형성된 유입 내부면;
    상기 외기 유입구를 개폐하는 외기 개폐막;
    상기 내기 유입구를 개폐하는 내기 개폐막;
    상기 외기 개폐막 및 내기 개폐막을 이동시키는 구동 부재;
    상기 외기 및 내기를 필터링하는 필터 부재;
    상기 외기 및 내기가 유입되도록 공기 흐름을 발생시키는 송풍팬; 및
    상기 필터 부재에 의해 필터링된 공기를 상기 실내로 배출하는 공기 배출구가 형성된 배출 내부면을 포함하고,
    상기 외기 개폐막 및 내기 개폐막은 상기 구동 부재에 의해 동시에 이동하여, 상기 외기 개폐막은 상기 외기 유입구를 개방하고 상기 내기 개폐막은 상기 내기 유입구를 폐쇄함으로써 외기 순환이 수행되거나, 상기 외기 개폐막은 상기 외기 유입구를 폐쇄하고 상기 내기 개폐막은 상기 내기 유입구를 개방함으로써 내기 순환이 수행되는 택일적 순환이 이루어지되,
    상기 구동 부재는 모터, 밸트로 연결되어 있는 복수의 풀리 및 랙과 피니언을 포함하고,
    상기 모터는, 서보 모터이며, 구동축이 모터 풀리의 회전축이 되며,
    상기 외기 개폐막 및 내기 개폐막 각각에는 랙이 폭방향으로 설치되어 있으며, 상기 랙에는 대응되는 피니언이 기어 결합되어 있고, 각각의 피니언은 대응하는 풀리와 공통의 회전축으로 연결되어 있으며, 피니언과 연결된 풀리 사이에 모터로부터 동력을 제공받는 모터 풀리가 위치하고,
    모터에 의해 모터 풀리가 회전하게 되고, 모터 풀리의 회전력은 밸트를 통해 주위의 풀리로 전해져서 대응하는 피니언이 회전하게 되어 피니언과 기어 결합된 랙이 수평 이동하게 됨에 따라, 상기 외기 개폐막 및 내기 개폐막은 동시에 이동하며,
    상기 모터의 구동축이 시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전하면 상기 외기 개폐막 및 상기 내기 개폐막은 동시에 한쪽 방향으로 이동하고, 반대로 반시계 방향으로 회전하여 원래의 상태로 돌아오면 상기 외기 개폐막 및 상기 내기 개폐막은 동시에 반대 방향으로 이동하는 일체형 공기 청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외기 개폐막에는 외기 개폐구가 형성되어 있으며, 상기 외기 개폐막이 상기 외기 유입구를 개방할 때 상기 외기 개폐구와 상기 외기 유입구는 일부 또는 전부가 일치하고,
    상기 내기 개폐막에는 내기 개폐구가 형성되어 있으며, 상기 내기 개폐막이 상기 내기 유입구를 개방할 때 상기 내기 개폐구와 상기 내기 유입구는 일부 또는 전부가 일치하는 일체형 공기 청정기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 부재는 탈취 필터, 헤파 필터(HEPA-filter), 황사 필터 및 프리 필터(Pre-filter) 중 하나 이상을 포함하는 일체형 공기 청정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 부재의 모터의 움직임 및 상기 송풍팬의 송풍량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 일체형 공기 청정기.
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