KR101985531B1 - 필터 어셈블리, 이를 포함하는 공기 정화장치 및 그 제어방법 - Google Patents

필터 어셈블리, 이를 포함하는 공기 정화장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예는 필터 어셈블리, 이를 포함하는 공기 정화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 실시예에 따른 필터 어셈블리에는, 필터부재의 하측을 지지하는 지지플레이트 및 상기 지지플레이트에 구비되며, 상기 필터부재의 무게 변화를 감지하는 하중감지부가 포함된다. 상기 하중 감지부에는, 스트레인 게이지(strain gauge)가 포함된다.

Description

필터 어셈블리, 이를 포함하는 공기 정화장치 및 그 제어방법{Filter assembly, air cleaning apparatus including the same and a method for controlling the air cleaning apparatus}
본 발명은 필터 어셈블리, 이를 포함하는 공기 정화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기 정화장치는 오염된 공기를 흡입하여 정화한 후, 정화된 공기를 배출시키는 장치로서 이해된다. 상기 공기 정화장치에는, 외부의 공기를 공기 정화장치의 내부로 유입시키기 위한 송풍장치 및 공기 중 이물을 필터링 할 수 있는 필터가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 공기 정화장치에는, 공기 청정기 또는 에어컨이 포함될 수 있다.
상기 공기 정화장치의 운전시간이 경과되면, 상기 필터에는 이물이 퇴적하게 된다. 그리고, 상기 퇴적된 이물의 양이 많아지면 필터의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 사용자는 필터에 이물이 많이 퇴적되었다고 판단될 때 상기 필터를 청소 또는 교체해 주어야 한다.
그러나, 상기 필터는 공기 정화장치의 내부에 설치되므로, 사용자는 육안으로 필터의 상태를 쉽게 확인할 수 없다는 문제점이 있었다. 따라서, 필터의 상태 또는 수명을 산출하기 위한 기술이 개발되고 있다.
이러한 기술과 관련된, 선행문헌 정보는 아래와 같다.
1. 공개번호 (공개일자) : 10-2009-0035375 (2009년 4월 9일)
2. 발명의 명칭 : 공기청정기의 필터 수명 산출방법
상기 선행문헌에는, 오염도에 따라 필터를 통과하는 바람의 양과 먼지의 양이 서로 다르다는 점을 이용하여 공기청정기의 필터의 수명을 산출할 수 있는, 공기청정기의 필터 수명 산출방법이 개시된다.
다만, 상기 선행문헌에 의하면, 필터에 의해 필터링 된 먼지의 양을 감지하기 위하여 먼지 감지부, 즉 먼지센서가 필요하게 된다.
상기 먼지 센서의 경우, 공기 중 포함된 먼지가 상기 먼지 센서로 충분히 유입되어야 하며, 상기 먼지 센서로 유입되는 기류의 속도가 상대적으로 저속을 형성하여야 먼지량을 정확하게 감지할 수 있다. 만약, 먼지가 먼지 센서로 충분히 유입되지 않거나, 상기 기류의 속도가 너무 빠른 경우 먼지 센서의 신뢰성이 저하될 수 있다.
이를 위하여, 공기 유로 관점에서, 먼지 센서의 최적의 위치를 결정하여야 하고, 상기 먼지 센서 주변의 구조물이 필터를 향하는 메인유동과 먼지 센서로 유입되는 먼지유동을 방해하지 않도록 최적의 형상으로 설계될 필요가 있다. 이러한 기술을 구현하는 것은 쉽지 않고, 설계를 위한 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 있었다. 게다가, 상기 먼지센서는 상대적으로 고가의 부품으로서 이해된다.
따라서, 먼지량을 정확하게 감지하면서, 간단한 구조로 구현될 수 있는 공기 정화장치에 대한 개발이 요구된다.
본 실시예는, 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 필터부재에 퇴적되는 이물 또는 먼지의 양을 정확하게 감지할 수 있는 필터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이물이 필터부재에 퇴적되는 과정에서 발생되는, 필터부재의 하중변화를 이용하여 필터부재의 먼지 퇴적량을 결정할 수 있는 필터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 필터부재를 지지하는 지지장치의 변형량을 이용하여 필터부재의 먼지 퇴적량을 결정할 수 있는 필터 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 결정된 필터부재의 먼지 퇴적량에 기초하여, 사용자에게 필터부재의 상태정보 또는 필터부재의 교체 알림정보를 디스플레이 할 수 있는 공기 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시예에 따른 필터 어셈블리에는, 필터부재의 하측을 지지하는 지지플레이트 및 상기 지지플레이트에 구비되며, 상기 필터부재의 무게 변화를 감지하는 하중감지부가 포함된다.
상기 하중 감지부에는, 스트레인 게이지(strain gauge)가 포함된다.
상기 지지플레이트의 변형에 따라, 상기 스트레인 게이지의 변형이 이루어질 수 있다.
상기 지지플레이트는, 외팔보(cantilever)로 구성될 수 있다.
지지 베이스 및 상기 지지 베이스로부터 상방으로 연장되는 연장부가 더 포함되며, 상기 지지 플레이트는 상기 연장부로부터 가로 방향으로 연장된다.
상기 필터부재에는, 이물을 포집하는 필터면 및 상기 필터면으로부터 하측으로 돌출되는 하중 전달부가 포함된다.
상기 하중 전달부는, 상기 필터면의 가로방향 폭을 중심으로, 상기 필터면의 중심부에 구비된다.
상기 필터부재의 양측을 지지하여, 상기 필터부재의 상방 또는 하방이동을 가이드 하는 필터 가이드가 더 포함된다.
상기 필터부재의 전면부 또는 후면부에 구름 접촉하는 볼이 더 포함된다.
다른 측면에 따른 공기 정화장치에는, 흡입부를 통하여 흡입된 공기 중 먼지를 포집하는 필터부재; 상기 필터 어셈블리의 출구측에 배치되는 송풍팬; 상기 필터부재의 하측을 지지하며 외팔보를 구성하는 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트에 구비되는 스트레인 게이지가 포함된다.
상기 필터부재의 양측을 지지하며, 상기 필터부재의 상하 이동을 가이드 하는 필터 가이드 및 상기 필터부재에 구름접촉 하는 볼이 더 포함된다.
상기 필터 가이드의 일측에 구비되며, 상기 볼의 설치공간을 가지는 필터지지부가 더 포함된다.
또 다른 측면에 따른 공기 정화장치의 제어방법에는, 송풍팬이 구동되어, 필터부재에 이물이 퇴적되는 단계 및 상기 필터부재에 퇴적된 이물에 의하여, 상기 필터부재의 하중변화가 감지되는 단계가 포함된다.
상기 감지된 필터부재의 하중변화에 기초하여, 상기 필터부재의 상태에 관한 정보를 디스플레이 하는 단계가 더 포함된다.
상기 필터부재의 하중변화가 감지되는 단계에는, 스트레인 게이지의 변형량이 감지되는 단계가 포함된다.
상기 필터부재의 상태에 관한 정보를 디스플레이 하는 단계에는, 상기 필터부재에 퇴적된 이물의 양에 관한 정보 또는 상기 필터부재의 잔여수명에 관한 정보가 디스플레이 되는 단계가 포함된다.
본 실시예에 따르면, 공기 정화장치의 흡입부 내측에 필터부재가 구비되어, 상기 공기 정화장치로 흡입되는 공기 중 이물을 용이하게 필터링 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 필터부재의 하측에는 상기 필터부재를 지지하는 지지장치가 구비되고, 상기 지지장치에는 상기 지지장치의 변형량을 감지할 수 있는 감지장치가 구비되므로, 상기 필터부재에 이물이 퇴적되는 과정에서 발생되는 필터부재의 하중변화에 따라, 필터부재에 퇴적된 이물의 양을 용이하게 감지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 감지장치에는, 스트레인 게이지(strain gauge)이 포함되므로, 간단한 구조에 의하여 상기 감지장치를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그리고, 상기 감지장치으 제작비용이 저렴하다는 효과가 나타난다.
또한, 상기 지지장치에는, 외팔보(cantilever) 형상을 가지는 지지 플레이트가 구비되고, 상기 스트레인 게이지는 상기 지지 플레이트에 배치되므로, 상기 필터부재의 하중변화에 따른 상기 지지 플레이트의 변형량이 용이하게 감지될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 필터부재는 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 상기 필터부재에 퇴적되는 이물의 양에 따라 필터부재의 이동량이 달라질 수 있으므로, 상기 필터부재의 하중변화가 용이하게 감지될 수 있다는 장점이 있다.
특히, 상기 필터부재의 양측을 지지하는 필터 가이드 및 상기 필터 가이드의 일측에 지지되는 볼이 포함되므로, 상기 필터부재의 상하 이동이 용이하게 가이드 될 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 감지장치에서 감지된 정보에 기초하여 필터부재에 퇴적된 이물의 양을 결정할 수 있고, 상기 결정된 이물의 양에 따라 필터부재의 상태정보 또는 필터부재의 교체 알림정보를 디스플레이 할 수 있으므로, 사용자 편의성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필터 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 IV-IV'를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터부재에 이물이 퇴적하였을 때, 지지장치의 변형모습을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치(10)에는, 내부공간을 형성하는 케이스(11)가 포함된다. 상기 케이스(11)에는, 공기가 흡입되는 흡입부(30) 및 공기가 배출되는 토출부(40)가 형성될 수 있다. 상세히, 상기 케이스(11)에는, 다수의 흡입그릴(32)이 포함되며, 상기 다수의 흡입그릴(32)의 사이에는, 상기 흡입부(30)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 케이스(11)에는, 다수의 토출그릴(42)이 포함되며, 상기 다수의 토출그릴(42)의 사이에는, 상기 토출부(40)가 형성될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 다수의 패널이 포함된다. 상세히, 상기 다수의 패널에는, 상기 공기 정화장치(10)의 전면부를 형성하는 전면패널(12)이 포함된다. 상기 전면패널(21)에는 상기 흡입부(30)가 형성될 수 있다.
상기 전면패널(12)은 상기 케이스(11)의 내부공간을 개방 가능하도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 전면패널(12)은 상기 케이스(11)의 하부를 중심으로 전방으로 회동 가능하게 구비될 수 있다. 상기 전면패널(12)의 양측에는, 상기 전면패널(12)의 개방을 위하여 사용자가 파지할 수 있는 파지부(12a)가 구비될 수 있다. 상기 전면패널(12)이 닫힐 때, 상기 전면패널(12)의 상단부는 상면패널(16)의 하단부에 맞춰질 수 있다.
상기 전면패널(12)이 개방되면, 상기 전면패널(12)의 후면에 구비되는 필터 어셈블리(100)가 노출될 수 있다. 상기 전면패널(12)이 개방된 상태에서, 사용자는 상기 필터 어셈블리(100)에 구비되는 필터부재(110)를 분리하거나, 상기 필터부재(110)를 상기 전면패널(12)의 후측에 결합시킬 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 전면패널(12)의 측방에 배치되며 상기 공기 정화장치(10)의 측면부를 형성하는 측면패널(14)이 더 포함된다. 상기 측면패널(14)은 상기 전면패널(12)의 양측에서 후방으로 연장되도록 구성될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 공기 정화장치(10)의 후면부를 형성하는 후면패널(18)이 더 포함된다. 상기 후면패널(18)은 상기 전면 패널(12)을 바라보도록 연장되며, 상기 양측의 측면패널(14)의 후단부를 연결하도록 구성될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 공기 정화장치(10)의 상면부를 형성하는 상면패널(16)이 더 포함된다. 상기 상면패널(16)은 상기 양측의 후면패널(25) 및 후면패널(23)의 상단부에 결합될 수 있다. 상기 상면패널(27)에는, 상기 토출부(40)가 형성될 수 있다.
상기 상면패널(16)에는, 공기 정화장치(10)의 작동에 관한 정보 또는 필터부재(110)의 상태에 관한 정보를 표시할 수 있는 디스플레이부(20)가 구비된다. 일례로, 상기 필터부재(110)의 상태에 관한 정보에는, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 이물(먼지)의 양에 관한 정보, 상기 필터부재(110)의 잔여수명에 관한 정보 또는 상기 필터부재(110)의 교체시기 알림정보가 포함될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 공기 정화장치(10)의 저면을 구성하며, 상기 측면패널(14)의 하측에 결합되는 베이스(13)가 더 포함된다. 상기 베이스(13)는 지면에 의하여 지지될 수 있다.
상기 케이스(11)의 내부공간에는, 필터 어셈블리(100)가 설치된다. 상기 필터 어셈블리(100)에는, 공기 중 이물 또는 먼지를 걸러내기 위한 필터부재(110)가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(110)에는, 소정의 전압을 인가하여 하전된 입자를 집진극에 포집하는 전기 집진필터가 포함될 수 있다.
상기 필터 어셈블리(100)는 상기 전면 패널(12)의 내측면에 구비되며, 상기 전면 패널(12)이 개방될 때 외부로 노출되도록 구성될 수 있다. 상기 전면 패널(12)의 흡입부(30)를 통하여 흡입된 공기는 상기 필터 어셈블리(100)를 통과할 수 있다. 상기 필터 어셈블리(100)의 구성에 대하여는 후술한다.
상기 필터 어셈블리(100)의 출구측에는, 송풍팬(60)이 배치된다. 일례로, 상기 송풍팬(60)은 축방향으로 공기를 흡입하여 반경방향으로 토출하는 원심팬 또는 시로코팬(siroco fan)이 포함될 수 있다. 상기 필터 어셈블리(100)를 통과하여 후방으로 유동하는 공기는 상기 송풍팬(60)을 통과하면서, 상방으로 유동될 수 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 상기 송풍팬(60)에 결합되어 회전력을 제공하는 팬모터(61)가 더 포함된다. 상기 팬모터(61)는 상기 송풍팬(60)의 중앙부에 결합된다. 그리고, 상기 후면패널(18)의 내측면에는, 상기 팬모터(61)를 지지하는 모터지지부(18a)가 구비될 수 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 상기 필터 어셈블리(100)와 상기 팬모터(60)의 사이에 설치되어 상기 캐비니(11)의 내부를 송풍실과 포집실로 구획하는 배리어(65)가 포함된다. 상기 배리어(65)는 상기 베이스(13)로부터 상방으로 연장되어 상기 상면패널(16)에 결합되도록 구성된다.
상기 배리어(65)에는, 상기 송풍팬(60)의 흡입측에 대응되는 위치에, 전후방으로 개구된 팬 유입부(65a)를 포함한다. 상기 송풍팬(60)의 흡입측 단부는 상기 팬 유입부(65a)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 필터부재(110)를 통과한 공기는 상기 팬 유입부(65a)를 경유하여, 상기 송풍팬(60)으로 흡입될 수 있다.
상기 송풍팬(60)을 통과하여 상방으로 유동한 공기는, 상기 상면패널(16)에 구비되는 토출부(40)를 통하여 상기 공기 정화장치(10)의 외부로 토출될 수 있다.
상기 케이스(11)의 내부공간에는, 상기 디스플레이부(20)를 제어하기 위한 제어장치가 구비되는 컨트롤 박스(25)가 설치될 수 있다. 상기 컨트롤 박스(25)는 상기 디스플레이부(20)의 하측에 배치된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 필터 어셈블리의 구성을 보여주는 도면이고, 도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절개한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 필터부재에 이물이 퇴적하였을 때, 지지장치의 변형모습을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 필터 어셈블리(100)에는, 상기 흡입부(30)를 통하여 흡입된 공기 중 이물 또는 먼지를 필터링 하기 위한 필터면(112)을 가지는 필터부재(110)가 포함된다.
상기 필터부재(110)는 상기 베이스(13)의 상측에서 상하 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(110)는 대략 사각 패널의 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 필터부재(110)의 형상에는 제한이 없다.
상기 필터 어셈블리(100)에는, 상기 필터부재(110)를 지지하는 필터지지장치(150)가 포함된다. 상기 필터지지장치(150)는 상기 베이스(13)의 상측에 놓여지며, 상기 필터부재(110)의 하부를 지지하도록 구성될 수 있다.
상기 필터지지장치(150)에는, 상기 베이스(13)의 상면에 지지되는 지지베이스(151) 및 상기 지지베이스(151)로부터 상방으로 연장되는 연장부(153)가 포함된다.
상기 필터지지장치(150)에는, 상기 필터부재(110)의 하측을 지지하며, 상기 연장부(153)로부터 가로 방향으로 연장되는 지지플레이트(155)가 포함된다. 상기 지지플레이트(155)에는, 상기 연장부(153)에 고정되는 제 1 단부(155a) 및 상기 제 1 단부(155a)의 반대편에 위치되며 자유 단부를 구성하는 제 2 단부(155b)가 포함된다. 상기 지지플레이트(155)를 외팔보(cantilever)라 이름할 수 있다. 그리고, 상기 지지플레이트(155)는 플렉서블 한 재질로 구성될 수 있다.
상기 지지플레이트(155)의 상면에는, 상기 필터부재(110)가 지지될 수 있다. 상기 필터 어셈블리(100)에는, 이물을 필터링 하는 필터면(112)으로부터 하측으로 돌출되는 하중전달부(115)가 포함된다. 상기 하중전달부(115)는 상기 필터면(112)의 가로방향 폭을 기준으로, 상기 필터면(112)의 중심부에 구비될 수 있다. 상기 필터면(112)의 중심부는, 상기 필터부재(110)의 무게중심과 동일한 수직선 상에 놓여질 수 있다.
상기 하중전달부(115)는 상기 지지플레이트(155)의 상측에 놓여질 수 있다. 상기 하중전달부(115)는 상기 필터부재(110)의 일구성으로서 상기 필터면(112)과 일체로 구성될 수도 있고, 별도의 부재로서 구성될 수도 있다. 상기 하중전달부(115)를 "돌출부"라 이름할 수 있다.
상기 필터부재(110)의 필터면(112)에 이물 또는 먼지가 퇴적되어 상기 필터부재(110)의 하중(무게)이 증가되면, 상기 증가된 하중은 상기 지지플레이트(155)에 전달될 수 있다. 따라서, 외팔보 구조를 가지는 상기 지지플레이트(155)에는 하방으로 처지거나 휘는 변형이 발생될 수 있다.
상기 필터 어셈블리(100)에는, 상기 필터부재(110)의 하중 변화에 따른 상기 지지플레이트(155)의 변형량을 감지하기 위한 하중 감지부(157)가 포함된다. 일례로, 상기 하중 감지부(157)에는, 스트레인 게이지(strain gauge)가 포함될 수 있다. 상기 스트레인 게이지(200)는 상기 처지는 현상에 기초하여 발생되는 변형량을 감지할 수 있다.
상세히, 상기 스트레인 게이지에는, 변형 가능하게 구비되는 패턴 및 상기 패턴에 연결되는 복수의 단자가 포함될 수 있다. 상기 패턴에는 저항선이 포함된다. 상기 저항선은, 상기 스트레인 게이지에 가해지는 힘(인장방향의 힘)에 의하여 길이 및 단면적이 변화되도록 구성될 수 있다. 일례로, 상기 저항선의 길이가 증가하고 단면적이 감소되는 경우 전기저항이 증가하며, 상기 저항선의 길이가 감소하고 단면적이 증가되는 경우 전기저항이 감소될 수 있다.
상기 복수의 단자에는, 상기 패턴의 일측에 연결되는 제 1 단자 및 타측에 연결되는 제 2 단자가 포함된다. 상기 패턴의 변형에 따라 발생되는 전기저항의 변화에 대한 신호는 상기 복수의 단자를 통하여 외부로 출력될 수 있다.
상기 필터부재(110)는 상방 또는 하방으로 이동 가능하게 구비될 수 있다. 일례로, 상기 필터부재(110)에 먼지가 쌓이지 않은 경우, 상기 필터부재(110)는 상대적으로 높은 위치에 있게 된다. 이후, 상기 필터부재(110)에 먼지가 쌓이게 되면, 상기 필터부재(110)의 하중이 증가되면서 상기 필터부재(110)는 하방으로 이동할 수 있다. 한편, 사용자는 상기 필터부재(110)의 청소 또는 교체등을 위하여, 상기 필터부재(110)를 상방으로 들어올려, 상기 필터 어셈블리(100)로부터 분리할 수 있다.
상기 필터 어셈블리(100)에는, 상기 필터부재(110)의 양측에 구비되어 상기 필터부재(110)의 상방 또는 하방이동을 가이드 하는 필터가이드(120)가 더 포함된다. 상기 필터가이드(120)는 상기 전면패널(12)의 내측면에 결합될 수 있다.
상기 필터가이드(120)에는, 상기 필터부재(110)의 일측에 구비되는 제 1 가이드(121) 및 상기 필터부재(110)의 타측에 구비되는 제 2 가이드(122)가 포함된다. 상기 공기 정화장치(10)를 전방에서 바라보았을 때, 상기 제 1 가이드(121)는 상기 필터부재(110)의 좌측에 배치되며, 상기 제 2 가이드(122)는 상기 필터부재(110)의 우측에 배치될 수 있다.
따라서, 상기 필터부재(110)는 상기 제 1,2 가이드(121,122)의 사이에서 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 필터부재(110)는 상기 제 1,2 가이드(121,122)에 의하여 안정적으로 지지되어, 좌우 방향으로 흔들리지 않으면서 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다.
상기 필터 어셈블리(100)에는, 상기 필터부재(110)의 상하 이동을 용이하게 하기 위한 필터지지부(131,135)가 더 포함된다. 상기 필터지지부(131,135)는 상기 제 1 가이드(121) 및 제 2 가이드(122)에 각각 결합될 수 있다. 상기 제 1 가이드(121)와 상기 필터지지부(131,135)의 결합된 형상의 단면은 대략 "⊂" 형상을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제 2 가이드(122)와 상기 필터지지부(131,135)의 결합된 형상의 단면은 대략 "⊃" 형상을 가질 수 있다.
상기 필터지지부(131,135)에는, 상기 필터부재(110)의 전면부(113)를 지지하는 전면지지부(131) 및 상기 필터부재(110)의 후면부(114)를 지지하는 후면지지부(135)가 포함된다. 상기 전면지지부(131)는 상기 전면패널(12)의 내측면에 결합될 수 있다.
상기 전면지지부(131)는 복수 개가 구비되어, 상기 필터부재(110)의 좌우 양측에 각각 구비될 수 있다. 그리고, 상기 후면지지부(135)는 복수 개가 구비되어, 상기 필터부재(110)의 좌우 양측에 각각 구비될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 필터부재(110)는 상기 전면지지부(131) 및 상기 후면지지부(135)에 의하여 안정적으로 지지되어, 전후 방향으로 흔들리지 않으면서 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다.
상기 필터 어셈블리(100)에는, 상기 필터부재(110)의 원만한 이동을 가이드 하기 위한 볼(141,145)이 포함된다. 상기 볼(141,145)은 상기 필터부재(110)의 전면부(113) 또는 후면부(114)에 접촉하여 구름작용을 수행할 수 있다.
상기 볼(141,145)에는, 상기 필터부재(110)의 전면부(113)에 접촉하는 제 1 볼(141) 및 상기 필터부재(110)의 후면부(114)에 접촉하는 제 2 볼(145)이 포함된다. 상기 필터지지부(131,135)에는 상기 볼(141,145)의 설치공간이 마련될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 볼(141)은 상기 전면지지부(131)에 결합되어 상기 필터부재(110)의 전면부(113)를 향하여 돌출될 수 있다. 즉, 상기 제 1 볼(141)은 상기 전면지지부(131)와 상기 필터부재(110)의 전면부(113) 사이에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 볼(141)은 상기 필터부재(110)의 전면부(113) 양측에 각각 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제 2 볼(145)은 상기 후면지지부(135)에 결합되어 상기 필터부재(110)의 후면부(114)를 향하여 돌출될 수 있다. 즉, 상기 제 2 볼(145)은 상기 후면지지부(135)와 상기 필터부재(110)의 후면부(114) 사이에 위치될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 볼(145)은 상기 필터부재(110)의 전면부(114) 양측에 각각 구비될 수 있다.
상기 필터부재(110)가 상방 또는 하방으로 이동되는 과정에서, 상기 제 1,2 볼(141,145)은 상기 필터부재(110)에 접촉되어 구름작용을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 필터부재(110)는 상기 제 1,2 볼(141,145)에 의하여 안정적으로 지지되어, 전후 방향으로 흔들리지 않으면서 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다.
도 5를 참조하여, 상기 필터부재(110)의 무게가 증가하였을 때, 상기 지지플레이트(155)의 변형량을 감지하는 방법을 설명한다. 상기 필터부재(110)에 먼지(D)가 퇴적되어 그 무게가 증가하면, 상기 필터부재(110)는 하방으로 이동한다. 상기 필터부재(110)의 하방 이동에 의하여, 상기 하중전달부(115)가 상기 지지플레이트(155)를 누르게 되므로, 상기 지지플레이트(155)에는 변형이 발생될 수 있다.
상기 지지플레이트(155)의 변형에 의하여, 상기 하중감지부(157), 즉 스트레인 게이지에 인장방향으로의 힘이 작용할 수 있으며, 이에 따라 상기 스트레인 게이지에 구비되는 패턴 또는 저항선은 인장방향으로의 길이가 증가하도록(L1->L2) 변형된다. 그리고, 상기 패턴 또는 저항선의 단면적은 감소하게 된다. 이러한 변형에 의하여, 상기 저항선의 전기저항은 증가하게 된다. 상기 전기저항의 증가되는 정도에 따라, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량을 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치(10)에는, 공기 정화장치(10)의 운전중에 먼지가 퇴적된 필터부재(110)의 무게를 감지하기 위한 하중감지부(157) 및 상기 필터부재(110) 자체의 무게에 대한 정보를 저장하는 메모리부(250)가 포함된다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 상기 메모리부(250)에 저장된 무게정보 및 상기 하중감지부(157)로부터 전달되는 무게정보에 기초하여, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량을 결정하는 제어부(200)가 포함된다. 상기 메모리부(250)에 저장된 무게정보를 "기준 무게정보"라 이름할 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량에 관한 정보 또는 상기 먼지량에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있는 필터부재의 잔여수명에 관한 정보를 표시하는 디스플레이부(20)가 더 포함된다.
상기 필터부재의 잔여수명은, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량이 많아질수록 줄어들 수 있다. 그리고, 상기 필터부재(110)의 잔여수명이 0이 되면, 상기 필터부재(110)가 실질적인 기능을 수행할 수 없는 상태로서, 상기 필터부재(110)의 교체 또는 청소가 필요한 상태로서 이해될 수 있다. 물론, 사용자는 상기 필터부재(110)의 수명이 다하기 전에, 상기 디스플레이부(20)에 표시된 정보를 확인하고, 상기 필터부재(110)를 교체 또는 청소할 수 있다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치(10)의 제어방법을 설명한다.
공기 정화장치(10)가 ON 되고 송풍팬(60)이 구동하여, 상기 공기 정화장치(10)의 운전이 시작된다(S11).
상기 공기 정화장치(10)의 운전이 시작되면, 공기는 상기 흡입부(30)를 통하여 상기 케이스(11)의 내부로 유입되며, 상기 필터부재(110)를 통과하게 된다. 그리고, 공기 중 포함된 이물 또는 먼지는 상기 필터부재(110)에 포집되어, 퇴적될 수 있다(S12).
상기 필터부재(110)에서 퇴적된 먼지는 상기 필터부재(110)의 무게를 증가시킬 수 있다. 상기 필터부재(110)의 무게가 증가함에 따라, 상기 필터부재(110)는 상기 하중 전달부(115)를 통하여 상기 필터지지장치(150)를 가압하게 된다.
상기 필터지지장치(150)가 가압되면, 외팔보 구조로 이루어진 지지플레이트(155)에는, 하방으로 처지거나 휘는 변형이 발생할 수 있다. 이러한 변형에 의하여, 상기 지지플레이트(155)에 구비되는 하중감지부(157), 즉 스트레인 게이지에 인장방향으로의 힘이 작용할 수 있다.
이에 따라 상기 스트레인 게이지에 구비되는 패턴 또는 저항선의 인장방향으로의 길이는 증가하고, 그 단면적은 감소하게 된다. 이러한 스트레인 게이지의 변형에 의하여, 상기 저항선의 전기저항 신호는 증가하여 출력되며, 상기 출력된 신호는 증폭되어 상기 제어부(200)로 전달될 수 있다(S13).
상기 제어부(200)는, 상기 전달된 신호에 기초하여 상기 필터부재(110)의 무게를 결정할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(200)는 상기 결정된 무게정보와, 상기 메모리부(250)에 저장된 기준 무게정보를 비교하여, 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량을 결정할 수 있다. 일례로, 상기 결정된 무게정보로부터 상기 기준 무게정보를 감하여, 상기 먼지량을 결정할 수 있다(S14).
상기 제어부(200)는, 상기 결정된 먼지량에 기초하여, 상기 디스플레이부(20)에 상기 필터부재(110)에 퇴적된 먼지량에 관한 정보 또는 상기 먼지량에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있는 필터부재의 잔여수명에 관한 정보가 표시될 수 있다. 이러한 제어방법에 의하면, 사용자는 상기 필터부재(110)를 분리하여, 그 상태를 직접 확인하지 않고서도, 상기 필터부재(110)이 청소 또는 교체등의 관리를 용이하게 수행할 수 있다는 효과가 나타난다(S15).
10 : 공기 정화장치 11 : 케이스
20 : 디스플레이부 30 : 흡입부
40 : 토출부 60 : 송풍팬
100 : 필터 어셈블리 110 : 필터부재
115 : 하중 전달부 120 : 필터 가이드
131,135 : 필터지지부 141,145 : 볼
150 : 필터지지장치 151 : 지지베이스
153 : 연장부 155 : 지지플레이트
157 : 하중감지부 200 : 제어부
250 : 메모리부

Claims (14)

  1. 흡입부가 구비되는 케이스; 및
    상기 케이스의 내측에 설치되는 필터 어셈블리가 포함되며,
    상기 필터 어셈블리에는,
    상기 흡입부를 통하여 흡입되어 상기 케이스의 전후 방향으로 유동하는 공기 중 이물을 포집하기 위한 필터면을 가지며, 상하 방향으로 이동 가능하게 구비되는 필터부재;
    상기 필터부재의 좌우 양측을 지지하며, 상기 필터부재의 상하 이동을 가이드 하는 필터 가이드;
    상기 필터부재의 하측에 구비되어 상기 필터부재의 무게에 의하여 상하 방향으로 변형되며, 외팔보 형상을 가지는 지지플레이트; 및
    상기 지지플레이트의 상면 또는 하면에 변형 가능하게 구비되며, 상기 필터부재의 무게 변화를 감지하는 스트레인 게이지가 포함되는 공기 정화장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지플레이트는, 상기 필터부재로부터 하중이 전달되면 변형 가능하도록 구비되며,
    상기 지지플레이트의 변형에 따라, 상기 스트레인 게이지의 변형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스의 저면을 구성하는 베이스에 놓여지는 지지 베이스 및 상기 지지 베이스로부터 상방으로 연장되는 연장부가 더 포함되며,
    상기 지지 플레이트는 상기 연장부로부터 가로 방향으로 연장되는 공기 정화장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터부재에는,
    상기 필터면으로부터 하측으로 돌출되어, 상기 지지 플레이트를 누를 수 있는 하중 전달부가 포함되는 공기 정화장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하중 전달부는,
    상기 필터면의 가로방향 폭을 중심으로, 상기 필터면의 중심부에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 가이드의 일측에 구비되며,
    상기 필터부재의 전면부 또는 후면부에 구름 접촉하는 볼이 더 포함되는 공기 정화장치.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 필터 가이드의 일측에 구비되며, 상기 볼의 설치공간을 가지는 필터지지부가 더 포함되는 공기 정화장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트레인 게이지의 변형량에 기초하여, 상기 필터부재에 퇴적된 이물의 양에 관한 정보 또는 상기 필터부재의 잔여수명에 관한 정보가 디스플레이 되는 디스플레이부가 더 포함되는 공기 정화장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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