KR101842800B1

KR101842800B1 - 풍속을 이용한 필터 개폐장치

Info

Publication number: KR101842800B1
Application number: KR1020160154928A
Authority: KR
Inventors: 김조천
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-03-27

Abstract

본 발명은 환기 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 환기 제어 시스템에서 풍속을 이용한 필터 개폐장치에 관한 것이다. 이를 위해, 회전 가능한 필터(200)의 일면에 설치되는 프레임(310); 일단이 프레임(310)에 고정되고, 타단이 풍속에 의해 프레임(310)을 따라 이동하면서 필터(200)를 폐쇄하는 차단막 수단; 및 타단에 설치되는 무게추(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치가 제공된다.

Description

풍속을 이용한 필터 개폐장치{Filter Open and Shut device Using Air Flow}

본 발명은 환기 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지능형 환기 제어 시스템에서 풍속을 이용한 필터 개폐장치에 관한 것이다.

종래의 지능형 환기 제어 시스템이란 실외 공기의 신선도를 근거로 필터의 유동 각도를 조절함으로써, 배출 공기압을 저하시켜 팬모터의 소비전력을 절감시킬 수 있는 에너지 절감 기능을 갖는 지능형 환기 제어 시스템을 의미한다.

도 1은 동일 발명자에 의해 선출원(출원번호 제 10-2007-0116973호) 종래의 지능형 환기 제어 시스템의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 환기제어 시스템은 외부의 공기를 필터링하여 내부로 토출시키기 위한 구조로써, 흡입구(110)에 프리필터(Pre-Filter)(130)가 배치되고, 프리필터(130)의 후방으로 제 1, 2 복합필터(140, 150)가 구비된다. 제 1, 2 복합필터(140, 150)의 회전각 제어및 필터링의 토출 압력을 제어하고, 소정 형상의 흡입관(100) 및 배기관(180)을 형성하며, 흡입관(100) 및 배기관(180) 사이에 장착되어 외부의 제어신호에 따라 흡입관(100)의 내부 흡입 압력을 선형적으로 제어하는 팬모터(170)와, 제 1, 2 복합필터(140, 150)의 회동 각도를 제어하기 위한 제 1, 2 회전모터(145, 155)를 포함한다.

이러한 종래의 지능형 환기 제어 시스템은 실외공기 감지센서로 외부 공기에 대한 신선도를 측정하고, 그 측정 데이터와 연동하여 팬모터(170) 및 제 1, 2 회전모터(145, 155)를 제어한다. 즉, 외부의 실외공기에 먼지가 없고 신선하여 필터링의 필요성이 없을 때는 제 1, 2 복합필터(140, 150)를 90도 방향으로 회전시켜 흡입공기(120)가 제 1, 2 복합필터(140, 150)를 지나지 않고 그대로 통과(패스-쓰루)하도록 한다. 그리고, 실외공기에 다시 먼지가 많은 경우, 제 1, 2 복합필터(140, 150)를 원래 위치로 되돌려서 실외공기를 여과한 후 토출하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 지능형 환기 제어 시스템에서 다음과 같은 문제점이 있었다. 외부의 신선한 공기를 그대로 통과시키기 위해 제 1, 2 복합필터(140, 150)를 90도 방향으로 회전시키는 과정에서 제 1, 2 복합필터(140, 150)에 묻어 있는 기존의 먼지나 이물질들이 신선한 공기와 함께 재비산하여 실내로 유입되는 문제점이 있었다. 즉, 먼지의 재비산으로 인해 외부의 신선한 공기가 오히려 오염되어 버리는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은, 필터의 회전과정에서 먼지의 재비산이 이루어지지 않도록 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 별도의 외부 전원이나 동력원 없이 풍속과 중력을 이용하여 필터를 개폐할 수 있는 풍속을 이용한 필터 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 목적은, 회전 가능한 필터(200)의 일면에 설치되는 프레임(310); 일단이 프레임(310)에 고정되고, 타단이 풍속에 의해 프레임(310)을 따라 이동하면서 필터(200)를 폐쇄하는 차단막 수단; 및 타단에 설치되는 무게추(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치에 의해 달성된다.

또한, 프레임(310)은 필터(200)의 일면에 형상맞춤될 수 있다.

또한, 차단막수단은 다수의 주름부(325)를 포함하여, 주름부(325)를 중심으로 펼쳐지거나 접힐 수 있다.

또한, 주름부(325)는 수평방향으로 형성된다.

또한, 차단막수단은, 프레임(310)상에서 세로방향을 따라 형성된 슬라이드홈(340); 슬라이드홈(340)내에서 자유롭게 슬라이딩 가능한 슬라이더(350); 및 슬라이더(350)의 일단에 고정되는 차단막(320);을 포함할 수 있다.

또한, 차단막(320)은 수평방향의 주름부(325)를 포함하며, 슬라이더(350)는 주름부(325)에 고정될 수 있다.

또한, 슬라이드홈(340)은 프레임(310)의 양측 세로부재에 각각 형성되고, 슬라이더(350)는 각각의 슬라이드홈(340)내에 배치되며, 차단막(320)은 폭방향의 단부에서 슬라이더(350)에 고정된다.

또한, 차단막(320)은 펼쳐졌을 때 필터(200)의 일면을 커버할 수 있을 정도의 면적을 갖는다.

또한, 차단막(320)은 합성수지재, 고무, 펄프, 직물, 금속박막(예 : 알루미늄 호일)중 적어도 하나의 재료를 포함한다.

또한, 필터(200)와 프레임(310)은 직립상태와 수평상태 사이에서 회전 가능하다.

또한, 프레임(310)은 필터(200)의 앞쪽에 설치되고, 차단막수단의 일단은 프레임(310)의 하부 수평부재에 고정되고, 무게추(330)는 타단의 가로방향을 따라 설치된다.

프레임(310)이 직립상태에 있을 때, 흡입공기(120)의 유입을 정지시키는 유입정지수단을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 외부의 신선한 공기를 그대로 실내나 지하로 공급하기 위해 필터를 회전시키는 경우 필터를 차단하여 먼지의 재비산을 막을 수 있다. 따라서, 신선한 공기가 오염되는 일 없이 그대로 공급될 수 있는 장점이 있다.

또한, 필터의 개폐하기 위해 별도의 센서나 전기장치 및 구동장치가 필요하지 않기 때문에 구조가 간단하고 반영구적이며 제작단가가 저렴하다는 특징이 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 지능형 환기 제어 시스템의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍속을 이용한 필터 개폐장치의 개략적인 사시도,
도 3은 도 2중 A-부분의 확대도,
도 4는 도 2의 평단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 필터 개폐장치가 직립상태에 있을 때의 측면도,
도 6은 도 5의 필터 개폐장치가 반시계방향으로 30°회전하였을 때의 측면도,
도 7은 도 5의 필터 개폐장치가 반시계방향으로 60°회전하였을 때의 측면도,
도 8은 도 5의 필터 개폐장치가 거의 수평상태가 되었을 때의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

실시예의 구성

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍속을 이용한 필터 개폐장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2중 A-부분의 확대도이고, 도 4는 도 2의 평단면도이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 필터(200)는 일측으로 유입되는 공기에서 먼지 등의 입자를 제거하는 기능을 한다. 이러한 필터(200)는 대략 직사각형의 형상을 갖고, 형상을 유지하기 위해 둘레에 단단한 프레임을 갖는다.

구동모터(220)는 필터(200)의 수직부재(또는 프레임)에 설치되어 필터(200)를 수직위치와 수평위치 사이에서 회동하도록 한다. 회전축(210)은 구동모터(220)의 마주보는 위치에 설치되어 필터(200)의 양측을 잡아주는 역할을 한다. 이를 위해 회전축(210)은 구동모터(220)와 동일 축선 방향으로 형성된다. 구동모터(220)와 회전축(210)에 의해 필터(200)는 안정적으로 회동이 가능하다.

필터차단장치(300)는 필터(200)의 일면에 부착되는데, 유입되는 공기의 상류에 위치하여 필터(200) 보다 먼저 공기에 닿도록 한다. 필터차단장치(300)는 필터(200)가 회동(또는 회전)운동을 함에 따라 일체로 함께 회동한다. 필터차단장치(300)는 크게 프레임(310)과 차단막(320)으로 구성된다.

프레임(310)은 직사각형 형태의 금속 틀이고, 2개의 수평부재와 2개의 수직부재로 구성된다. 프레임(310)의 한쌍의 수직부재 각각에는 길이방향을 따라 슬라이드홈(340)이 형성되어 있고, 각 슬라이드홈(340)내에는 슬라이더(350)가 삽입되어 슬라이드홈(340)을 따라 이동 가능하도록 구성된다.

슬라이더(350)는 일단이 디스크 형상을 하고, 중간부분이 슬라이드홈(340)을 통과하며, 타단에는 돌기(355)가 형성되어 차단막(320)이 체결되는 구성이다. 슬라이드홈(340)과 슬라이더(350)의 구성은 커텐이나 블라인더의 구성과 유사할 수 있다. 다수개의 슬라이더(350)가 슬라이드홈(340)내에 설치되며, 가급적 적은 마찰로 슬라이딩 가능하도록 크기와 소재(예 : 알루미늄이나 합성수지재)를 선택할 수 있다.

차단막(320)은 공기가 통하지 않으면서 가볍고 얇은 합성수지재(예 : 비닐)가 적합하다. 차단막(320)은 펼쳤을 때 적어도 프레임(310)을 충분히 커버할 수 있을 정도의 면적과 형상(직사각형)을 가진다. 차단막(320)은 충분히 얇아서 조밀하게 접을 수 있다.

차단막(320)은 가로방향으로 다수의 주름부(325)를 형성하여, 주름부(325)를 중심으로 쉽게 접혀지거나 펼쳐질 수 있다. 이러한 주름부(325)의 단면은 삼각 파형이 될 수 있으나 둥근 파형 등 다양한 형상 변경이 가능하다.

주름부(325)의 양단에는 슬라이더(350)의 돌기(355)가 체결되어 차단막(320)이 슬라이드홈(340)을 따라 접혀지거나 펼쳐질 수 있도록 구성된다. 일실시예에서는 돌기(355)에 의해 끼워지는 결합을 예시하였으나 클립, 재봉, 접착, 압정, 스테이플 등 다양한 방법을 이용하여 주름부(325)와 슬라이더(350)를 결합할 수 있다.

차단막(320)의 하부는 프레임(310)의 하부 수평부재에 고정되고, 차단막(320)의 상부에는 무게추(330)가 설치된다. 무게추(330)는 금속이나 합성수지재의 소재를 가지며, 필터차단장치(300)가 수직위치(직립)에 있을 때 무게추(330)의 자중으로 차단막(320)을 눌러 차단막(320)을 접을 수 있고, 바람에 의해 차단막(320)이 펼쳐질 때 함께 이동할 수 있을 정도의 무게면 충분하다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 필터 개폐장치가 직립상태에 있을 때의 측면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 필터(200)와 필터차단장치(300)는 일체가 되어 흡입관(100)내에 설치된다. 필터(200)와 필터차단장치(300)는 직립상태에서 흡입관(100)의 단면을 커버함으로서 여과없이 통과하는 공기가 최소가 되도록 한다.

실시예의 동작

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적인 동작 방법을 설명하도록 한다.

먼저, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 필터개폐장치가 직립상태에 있을 때의 측면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 필터(200)와 필터개폐장치(300)는 직립상태가 되고, 흡입공기(120)는 대부분 필터(200)를 통해 여과됨으로써 여과된 공기(160)가 된다. 이 때, 무게추(330)의 자중에 의해 차단막(320)을 누르기 때문에 프레임(310)의 하부에서 촘촘하게 접힌 상태를 유지한다. 촘촘하게 접힌 차단막(320a)은 필터(200)의 여과면적을 최소로 막기 때문에 전체 필터 성능에는 큰 영향을 미치지 않는다. 또한, 흡입공기(120)가 접힙 차단막(320a)에 부딪치더라도 무게추(330) 때문에 펼쳐지지 않는다.

도 6은 도 5의 필터 개폐장치가 반시계방향으로 30°회전하였을 때의 측면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구동모터(220)에 의해 필터(200)와 필터개폐장치(300)가 기울어짐에 따라 차단막(320)에 부딪치는 공기저항이 점점 증가하게 된다. 이러한 저항력을 이용하여 차단막(320)은 조금씩 펼쳐지게 된다. 이 때, 주름부(325)를 중심으로 펼쳐지고, 슬라이더(350)는 슬라이드홈(340)을 따라 이동하면서 펼쳐짐을 안내하게 된다. 이해를 돕기 위해, 230번 화살표는 구동모터(220)의 회전에 의해 필터회전을 나타내고, 240번 화살표는 흡입공기(120)에 의해 펼쳐지기 시작하는 차단막의 상승을 나타낸다.

도 7은 도 5의 필터 개폐장치가 반시계방향으로 60°회전하였을 때의 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 구동모터(220)에 의해 필터(200)와 필터개폐장치(300)가 더욱 기울어짐에 따라 필터(200)를 통과하지 않고 그대로 통과하는 공기(250)가 점점 증가한다. 이는 외부 공기가 청정했을 때 더욱 유효하다. 아울러, 차단막(320)은 도 6에 비해 더욱 펼쳐진 차단막(320b)의 상태가 된다. 도 7과 같은 상태에서 흡입공기(120)의 대부분은 펼쳐진 차단막(320b)에 부딪친 후 여과없이 그대로 통과하는 공기(250)가 된다. 따라서, 필터(200)에 묻어 있는 먼지의 재비산을 상당부분 방지할 수 있다.

도 8은 도 5의 필터 개폐장치가 거의 수평상태가 되었을 때의 측면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 필터(200)와 필터차단장치(300)는 수평상태를 유지한다. 이 때, 모든 흡입공기(120)는 필터(200)를 통과하지 않고, 그대로 흡입관(100)을 지나게 된다. 또한, 차단막(320)도 완전히 펼쳐진 차단막(320c)이 되어 필터(200)의 전체면을 커버하게 된다. 이로써, 외부의 깨끗한 흡입공기(120)는 필터(200)를 통과하지 않고 그대로 실내나 지하로 유입된다. 또한, 필터(200)의 전면이 펼쳐진 차단막(320c)에 의해 완전히 막히기 때문에 필터(200)의 먼지가 재비산하지 않고 그대로 필터(200)에 잔존하게 된다. 이와 같은 과정을 통해 접힌 차단막(320a)을 바람의 힘에 의해 완전히 펼쳐진 차단막(320c)으로 상태 전환을 할 수 있다.

만약, 완전히 펼쳐진 차단막(320c)을 다시 접어야 하는 경우, 전술한 도 5 내지 도 8의 과정을 역순으로 진행하면 된다. 도 5와 같이 직립한 상태가 되었을 때, 무게추(330)에 의해 차단막(320)이 하부에서 완전히 접혀지게 된다. 도 5와 같이 접힌 차단막(320a)의 상태를 확실히 하기 위하여 도 5와 같은 직립상태에서 흡입공기(120)를 유입정지수단(예 : 인버터, 릴레이)을 이용하여 일시적으로 차단하거나 유량을 줄여 차단막(320)이 확실히 접힌 상태가 되도록 한다.

변형예

본 발명의 일실시예에서는 차단막(320)을 개시하였다. 그러나 다양한 변형예로서, 차단막(320)에 저항 블레이드(날개)를 달아 바람에 저항하게 함으로서 더 빨리 펼쳐지도록 할 수도 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구의 범위에 속함은 자명하다.

100 : 흡입관,
110 : 흡입구,
120 : 흡입공기,
130 : 프리필터,
140 : 제 1 복합필터,
145 : 제 1 회전모터,
150 : 제 2 복합필터,
155 : 제 2 회전모터,
160 : 여과된 공기,
170 : 팬모터,
180 : 배기관,
190 : 토출공기,
200 : 필터,
210 : 회전축,
220 : 구동모터,
230 : 필터 회전,
240 : 차단막 상승,
250 : 공기,
300 : 필터개폐장치,
310 : 프레임,
320 : 차단막,
320a : 접힌 차단막,
320b : 펼쳐진 차단막,
320c : 완전히 펼쳐진 차단막,
325 : 주름부,
330 : 무게추,
340 : 슬라이드홈,
350 : 슬라이더,
355 : 돌기,
360 : 고정부.

Claims

회전 가능한 필터(200)의 일면에 설치되는 프레임(310);
일단이 상기 프레임(310)에 고정되고, 타단이 풍속에 의해 상기 프레임(310)을 따라 이동하면서 상기 필터(200)를 폐쇄하는 차단막 수단; 및
상기 타단에 설치되는 무게추(330);를 포함하고,
상기 필터(200)와 상기 프레임(310)은 직립상태와 수평상태 사이에서 회전 가능하고, 그리고
상기 차단막 수단의 상기 일단은 상기 프레임(310)의 하부 수평부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임(310)은 상기 필터(200)의 일면에 형상맞춤되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차단막수단은 다수의 주름부(325)를 포함하여, 상기 주름부(325)를 중심으로 펼쳐지거나 접힐 수 있는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 3 항에 있어서,
상기 주름부(325)는 수평방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차단막수단은,
상기 프레임(310)상에서 세로방향을 따라 형성된 슬라이드홈(340);
상기 슬라이드홈(340)내에서 자유롭게 슬라이딩 가능한 슬라이더(350); 및
상기 슬라이더(350)의 일단에 고정되는 차단막(320);을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 5 항에 있어서,
상기 차단막(320)은 수평방향의 주름부(325)를 포함하며,
상기 슬라이더(350)는 상기 주름부(325)에 고정되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 5 항에 있어서,
상기 슬라이드홈(340)은 상기 프레임(310)의 양측 세로부재에 각각 형성되고,
상기 슬라이더(350)는 각각의 슬라이드홈(340)내에 배치되며,
상기 차단막(320)은 폭방향의 단부에서 상기 슬라이더(350)에 고정되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 5 항에 있어서,
상기 차단막(320)은 펼쳐졌을 때 상기 필터(200)의 일면을 커버할 수 있을 정도의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 5 항에 있어서,
상기 차단막(320)은 합성수지재, 고무, 펄프, 직물, 금속박막 중 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 프레임(310)은 상기 필터(200)의 앞쪽에 설치되고,
상기 무게추(330)는 상기 타단의 가로방향을 따라 설치되는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임(310)이 직립상태에 있을 때, 흡입공기(120)의 유입을 정지시키는 유입정지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍속을 이용한 필터 개폐장치.