KR102041142B1 - 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 led 가로등 제어방법 - Google Patents

필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 led 가로등 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 중의 미세먼지 농도를 저감시킬 수 있는 가로등 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, LED PCB 및 방열부가 배치된 전방몸체와 지주암 결합부가 구비된 후방몸체로 구획되고, 상기 전방몸체와 후방몸체를 하부에서 커버하되 일측에 LED 모듈이 배치된 하부커버로 구성된 LED 가로등의 헤드몸체에 있어서, 상기 후방몸체의 상부면에는 공기배출구가 관통형성되고, 상기 하부커버는 일측에는 미세먼지센서가 설치되고 상기 공기배출구에 대응되는 위치에는 공기흡입구가 형성되며, 상기 공기배출구와 상기 공기흡입구(132) 간에는 공기정화시스템이 구비되되, 상기 공기정화시스템은, 상기 공기배출구 직하부에 설치되는 송풍팬과, 상기 송풍팬과 상기 공기흡입구 간에 설치는 미세먼지여과수단으로 이루어지고, 상기 미세먼지여과수단은, 필터부와, 필터부의 필터에 포착된 미세먼지를 이완시키는 브러쉬부와, 브러쉬부와 필터부 간을 상호 마찰되게 하는 작동부로 이루어지며, 공기정화시스템의 송풍팬은, 미세머지센서에서 감지된 미세먼지 농도가 설정치 이상이면 제어부에 의해 정회전되는 공기정화모드로 작동된다.

Description

필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법 {LED STREET LIGHT CONTROL METHOD WITH AIR PURIFICATION SYSTEM WITH AUTOMATIC FILTER CLEANING}
본 발명은 대기 중의 미세먼지의 농도를 저감시킬 수 있는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, LED모듈이 설치되는 몸체의 일측에 미세먼지와 황사를 여과하는 공기정화시스템을 갖되 공기정화시스템의 필터에 미세먼지가 누적되면 미세먼지를 자동으로 제거하는 필터 자동 클리닝 기능을 구비함으로써 공기 정화기능을 최적화하고, 유지보수를 경제적으로 관리할 수 있는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법에 관한 기술분야이다.
일반적으로, 가로등은 어두운 밤 또는 시야가 좋지 않은 상황에서 운전자나 보행자가 시야를 확보함으로써, 각종 사고를 예방하고 나아가 범죄를 예방할 목적으로 도로나 보도 등에 설치된다.
한편, 우리 인간은 맑은 공기와 장수명으로 행복하게 삶을 영위할 가치관을 가지고 있다. 그러나 현대 문명의 발전으로 인간의 편리함을 위하여 무분별한 개발과 지구 황폐화로 그 종말의 결과는 우리 인간의 수명단축과 그로인한 사회적 손실이 숫자로 표현되지 않을 정도로 크게 되돌아 오고 있다. 대기오염의 원인 중 황사, 미세먼지는 최근 뉴스 첫머리 기사 거리가 된 것이 오늘의 현실이다.
이러한 대기를 오염시키는 물질의 발생원은 화산에 의해서 발생하는 화산재 및 가스, 온천지 등에서 발생하는 물질, 바람에 의한 비산물질, 해염, 황사, 동식물의 부패, 발효 등의 자연적인 발생원과 생산의 기술, 가동에 의한 생산수단, 연료사용, 각종산업의 제품제조, 가공의 공정, 농약 등 생활을 위한 인위적인 발생원으로 구분할 수 있다.
또한, 이들 오염원은 화석연료를 대량으로 사용하는 화력발전소, 제철제련소, 석유정제공장, 중화학공장, 쓰레기소각장 등에 의한 점오염원과 도시가정의 취사나 난방 등에 의한 면 오염원, 자동차 주행 등에 의한 이동오염원으로 구분하기도 한다.
이러한 대기오염물질들은 인체의 건강에 악영향을 미쳐 암, 폐질환, 천식 등을 유발하고 최근에는 전세계적으로 심폐질환으로 인한 사망자도 증가하는 추세임을 고려하여 볼 때, 이러한 대기오염에 대한 적극적인 대응이 필요한 실정이며 이의 일환으로 본 출원인이 공기정화 기능을 구비한 LED 가로등을 특허출원하여 특허권을 확보한 바 있다.
그러나 이와 같은 공기정화 기능을 구비한 LED 가로등은 대기의 효율적인 정화를 위해 필터를 빗물로 세척하여 재사용할 수 있도록 하였으나, 현장에 적용 결과 빗 물에의 한 필터의 세척이 원활하지 못하여 공기정화에 많은 어려움이 야기 됨으로 이에 대한 보완이 절실한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10 - 1781095호 대한민국 등록특허 제 10 - 1998623호
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 도로나 보도에 설치되어 있는 다수의 가로등에 대기 중의 미세먼지 및 황사를 필터링하는 공기정화시스템을 구비하되, 공기정화시스템의 기능을 최적화하고 유지 보수를 효율적으로 하기 위해 미세먼지 여과용 필터를 자동으로 클리닝되게 하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하기 위해, LED PCB 및 방열부가 배치된 전방몸체와 일측에 지주암 결합부가 구비된 후방몸체로 구획되고, 상기 전방몸체와 후방몸체를 하부에서 커버하되 일측에 LED 모듈이 배치된 하부커버로 구성된 LED 가로등의 헤드몸체에 있어서, 상기 후방몸체의 상부면에는 공기배출구가 관통형성되고, 상기 하부커버는 일측에는 미세먼지센서가 설치되고 상기 공기배출구에 대응되는 위치에는 공기흡입구가 형성되며, 상기 공기배출구와 상기 공기흡입구 간에는 공기정화시스템이 구비되되, 상기 공기정화시스템은, 상기 공기배출구 직하부에 설치되는 송풍팬과, 상기 송풍팬과 상기 공기흡입구 간에 설치는 미세먼지여과수단으로 이루어지고, 상기 미세먼지여과수단은, 필터부와, 필터부의 필터에 포착된 미세먼지를 이완시키는 브러쉬부와, 브러쉬부와 필터부 간을 상호 마찰되게 하는 작동부로 이루어지고, 상기 필터에서 이완된 미세먼지를 포집하는 포집케이스부 및, 상기 공기정화시스템을 제어하는 제어부를 포함하는 필터 자동 클리닝 공기정화 시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법에 있어서, 상기 미세먼지센서에서 감지된 미세먼지의 농도가 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부는 공기정화시스템의 송풍팬을 정회전시켜 공기정화시스템이 정상 가동되도록 제어하는 공기정화모드단계;로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기정화모드단계(S10)에서 가동시간이 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부는 송풍기는 역회전하고, 미세먼지여과수단의 작동부가 가동되도록 제어하는 필터재활용모드(S20);로 제어된다.
또한, 제어부에 입력되는 제어신호가 상기 공기정화모드단계(S10) 및 필터재활용모드단계(S20)의 요건을 충족하지 못할 경우 즉, 대기중 미세먼지 농도가 설정치 미만 및 공기정화모드 가동시간이 설정치에 미달하는 경우에는 송풍팬이 정지되어 공기정화시스템정지모드단계(S30);로 제어 된다.
이에 더하여, 상기 필터부는 상기 송풍팬의 직하부에 설치되되, 상기 필터부는, 중심축과 중심축을 동심축으로 하는 중앙이 공동인 중공원판과 상기 중심축과 중공원판 간은 빗살로 연결되는 필터지지부로 이루어지며, 상기 필터지지부의 하부에는 필터가 장착되고, 상기 중공원판의 외주면에는 톱니기어가 형성된다.
또한, 상기 브러쉬부는 브러쉬축과 브러쉬축에 방사상으로 형성된 브러쉬 및 상기 브러쉬축의 일단에 결합된 브러쉬기어로 구성되어, 상기 필터부 직하부에 설치되고, 상기 작동부는 모터와 모터에서 전달된 회전력을 감속하는 감속부와 감속부에서 감속된 회전력을 전달하는 제1회전축과 제1회전축의 상/하부에 결합된 필터지지부연동기어 및 브러쉬연동기어와 감속부에 결합된 제2회전축에 자유회전되게 설치되되 필터지지부연동기어와 필터부의 톱니기어 간에 개재는 연계기어로 형성된다.
또한, 상기 포집케이스부는, 상기 필터부의 하부에 배치되되 상기 공기흡입구를 통해 노출되게 상기 하부커버에 결합되며, 상기 필터부의 하부에 설치된 브러쉬부를 수용할 수 있도록 상부에 개방된 요홈부가 형성되고 일측으로는 배출구가 형성된다.
아울러, 상기 필터부의 필터는 스테인레스 재질로 이루어지되, 10㎛ 이하의 먼지를 차단하는 메쉬형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방몸체 상부에는 공기정화시스템을 작동시키는 태양광전지가 구비된다.
또한, 상기 배출구는, 가로등 지주의 내부와 이송관으로 연결되고, 가로등주 하부에는 흡입팬에 의해 포집된 미세먼지가 모이는 미세먼지수집부가 형성된다.
또한, 상기 송풍팬은, 상기 미세먼지센서에서 감지된 미세먼지농도가 증가됨에 따라 회전속도가 증가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 필터재활용모드에서 역회전하는 송풍팬 회전속도는 공기정화모드에서 정회전하는 송풍팬 회전속도 보다 빠른 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법은 공기정화시스템을 이용하여 대기중의 오염물질인 화학물질 및 중금속이 잔존하는 미세먼지 및 황사의 농도를 낮춰 대기를 맑게하는 효과와, 미세먼지농도에 따라 송풍팬의 회전속도를 조절하여 미세먼지농도에 따른 작동효율을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 미세먼지필터를 자동으로 클리닝 되게함으로서 공기 정화기능의 최적화는 물론 필터가 가로등주의 높은 곳에 위치되어 초래 되었던 필터 교체에 따른 유지보수의 문제점이 해소되었다.
도 1은 본 발명의 LED 가로등 헤드 몸체의 평면 사시도.
도 2는 본 발명의 LED 가로등 헤드 몸체의 저면 사시도..
도 3은 본 발명의 LED 가로등 헤드 몸체를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 LED 가로등 헤드 몸체를 나타낸 단면 사시도.
도 5는 본 발명의 헤드몸체 내 공기정화시스템을 나타낸 분해사시도..
도 6은 본 발명의 헤드몸체 내 미세먼지여과수단을 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명의 공기정화모드시 공기의 흐름을 나타낸 헤드몸체 정면도.
도 8은 본 발명의 공기정화시스템의 작동을 나타낸 블록도.
도 9는 본 발명의 공기정화시스템의 제어방법 흐름도.
도10는 본 발명의 가로등과 지주를 나타낸 측면도.
본 발명은 대기중의 오염물질을 저감시킬 수 있는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법에 관한 것으로서, LED 모듈이 구비되는 가로등의 헤드몸체의 일측에 송풍팬과 대기중의 미세먼지와 황사를 여과하는 필터부로 이루어진 공기정화시스템에 추가 기능으로 필터에 끼인 미세먼지를 제거하는 필터 자동 클리닝 수단을 보완함으로써 유지보수 및 관리가 용이한 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등의 제어방법에 관한 기술이다.
상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은, LED PCB 및 방열부가 배치된 전방몸체(110)와 지주암 결합부(140)가 구비된 후방몸체(120)로 구획되고, 상기 전방몸체(110)와 후방몸체(120)를 하부에서 커버하되 일측에 LED 모듈이 배치된 하부커버(130)로 구성된 LED 가로등의 헤드몸체(100)에 있어서,
상기 후방몸체(120)의 상부면에는 공기배출구(121)가 관통형성되고, 상기 하부커버(130)는 일측에는 미세먼지센서(131)가 설치되고 상기 공기배출구(121)에 대응되는 위치에는 공기흡입구(132)가 형성되며,
상기 공기배출구(121)와 상기 공기흡입구(132) 간에는 공기정화시스템(200)이 구비된다.
아울러 상기 전방몸체(110)의 상부에는 태양광전지(111)가 배치되며 헤드몸체(100)의 내부 또는 외부 일측에는 상기 태양광전지(111)에서 발전한 전기에너지를 저장하는 베터리(미도시)가 구비되며, 상기 베터리는 상기 공기정화시스템(200)을 작동하는 전원으로 사용함으로써 기존의 LED 가로등에 비해 추가 전력사용 없이도 본원의 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등을 이용할 수 있다.
이때 상기 공기정화시스템(200)은 송풍팬(300)과 송풍팬(300)에 의해 공기흡입구(132) 및 공기배출구(152)를 관통하여 순환되는 공기(외기)의 미세먼지를 필터링하는 미세먼지필터수단(400)으로 이루어진다.
상기 송풍팬(300)은 공기배출구(121) 직하부에 설치되어 송풍팬(300)이 순방향으로 작동시는 송풍팬(300)의 회전력에 의해 공기흡입구(132)를 통해 유입된 외기가 공기배출구(152) 방향으로 즉 하부에서 상부로 강제 순환되게 한다.
상기 미세먼지여과수단(400)은 상기 송풍팬(300)과 공기흡입구(132) 간에 설치되는 것으로 외기의 미세먼지를 걸러주는 필터부(410)와 필터에 포집된 미세먼지를 이완시키는 브러쉬부(420)와 브러쉬와 필터를 상호 마찰시키는 작동부(430)와 필터에서 제거된 미세먼지를 포집하는 포집케이스부(440)로 구성된다.
상기 필터부(410)는 상기 송풍팬(300) 직하부에 설치되는 것으로서 필터지지부(412) 하부에 필터(411)가 장착되어 이루어진다.
상기 필터지지부(412)는 중심축(413)과 중심축을 동심축으로 하는 중앙이 공동인 중공원판(414)과 중공원판(414)과 중심축(414) 간은 빗살(415)로 연결되며, 필터지지부(412)의 외주면 즉, 중공원판 외주면에는 톱니기어(416)가 형성된다.
여기서 필터지지부(412)의 외주면에 톱니기어(416)를 형성하는 이유는 필터부(410)에 회전력을 전달하기 위해 중심축(413)에 톱니기어를 형성하는 것보다는 필터지지부(412)의 외주면에 톱니기어를 형성하는 것이 회전속도는 느리지만 회전토크가 더 크기 때문에 저전력으로 가동하기 위해 필터지지부(412)의 외주면에 톱니기어(416)를 형성한다.
여기서 필터(411)는 스테인레스 재질로 이루어지되, 10㎛ 이하의 먼지를 차단하는 메쉬형상이며, 2겹의 메쉬로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 브러쉬부(420)는 브러쉬축(421)과 브러쉬축(421)에 방사상으로 형성된 브러쉬(422) 및 상기 브러쉬축(421)의 일단에 결합된 브러쉬기어(423)로 구성된다.
상기 필터부(410)의 중심축(413)과 중공원판(414)의 외주면 간에 배치되며, 상기 필터부(410) 직하부에 설치된다.(여기서 브러쉬기어는 회전방향을 변경하는 베벨기어 이다)
또한 작동부(430)는 모터(431)와 모터(431)에서 전달된 회전력을 감속하는 감속부(432)와 감속부에서 감속된 회전력을 전달하는 제1회전축(433)과 제1회전축(433)의 상/하부에 결합된 필터지지부연동기어(434) 및 브러쉬연동기어(435)와, 감속부에 결합된 제2회전축(436)에 자유회전되게 설치되되 필터지지부연동기어(434)와 톱니기어(416) 간에 배치되어 필터지지부연동기어(434)의 회전력을 필터지지부(412)에 전달하는 연계기어(437)로 형성된다(여기서 브러쉬연동기어는 회전방향을 변경하는 베벨기어 이다).
상기 포집케이스부(440)는 상기 필터부(410)의 하부에 배치되며 상기 공기흡입구(132)를 통해 노출되게 상기 후방몸체하부커버(130)에 결합된다.
상기 포집케이스부(440)는 상기 필터부(410)의 하부에 설치된 상기 브러쉬부(420) 직하부에 위치됨으로써 브러쉬부(420)가 작동되어 브러쉬부(420)의 회전에 의한 브러쉬(422)와 필터(411) 간의 상호 마찰로 필터(411)에 끼인 미세먼지가 이완되면 미세먼지 흡입팬(미도시)의 작동에 의해 포집케이스부(440)의 배출구(442)를 통해 등주 하부에 구비된 미세먼지 수집부로 이송된다.
아울러 상기 포집케이스부(440)는 상기 필터부(410)의 하부에 설치된 브러쉬부(420)를 수용할 수 있도록 상부가 개방된 오목형상인 요홈부(441)가 형성되고, 일측에 형성된 배출구(442)는 가로등 지주의 내부와 이송관(443)으로 연결되어 미세먼지 흡입팬에 의해 가로등주 하부에 구비된 미세먼지수집부로 이송된다.
도면에 도시되지는 않았지만, 원통형인 가로등주 하부의 공간부에 미세먼지수집부가 배치되고 동 미세먼지수집부에는 흡입팬이 구비되어 흡입팬이 가동되면 흡입력에 의해 포집케이스부(442)에 포집된 미세먼지가 미세먼지수집부로 이송된다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 10을 참고하여 본 발명을 작동관계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 달성하기 위한 LED 가로등의 헤드몸체(100) 일측에 LED모듈이 설치되어 일반적인 가로등과 마찬가지로 필요시 상기 LED모듈을 작동시킴으로써, 도로 또는 보도 등의 시야가 충분히 확보되도록 한다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 헤드몸체(100)의 LED 조명기능은 기존의 LED 조명기능과 동일하므로 기재를 생략하고, 여기서는 공기 중의 미세먼지를 필터링하는 공기정화시스템(200)에 관하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 가로등은 헤드 몸체(100)의 후방 내부에 설치되어 외기 즉, 공기(이하‘공기'라 통칭한다.)를 공기흡입구(132)를 통해 흡입하는 송풍팬(300)과, 흡입된 공기에 포함된 화학물질이나 중금속이 잔존하는 미세먼지(황사 포함)를 필터부(410)를 통해 여과함은 물론, 여과시 필터(411)에 포착된 미세먼지를 브러쉬(422)로 제거하여 필터(411) 교체 없이 재사용 가능하게 하는 브러쉬부(420) 및 제거된 미세먼지를 포집하여 미세먼지수집부로 이송하는 포집케이스부(440)로 이루어진 공기정화시스템(200)에 의해 공기 중의 오염물질인 미세먼지의 농도를 효율적으로 저감시키는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법은 상기 헤드 몸체(100)의 내부에 설치되는 미세먼지센서(131)를 이용하여 공기 중의 미세먼지농도를 제어부(500)에 전달하고, 상기 제어부(500)는 미세먼지농도에 따라 송풍팬(300)을 정회전(공기를 하부방향에서 상부방향으로 환류시킴)시키고, 공기 중의 미세먼지농도에 따라 송풍팬(300) 회전속도를 제어하여 여과 공기량을 조절하는 것을 특징으로 한다(공기정화모드).
본원 발명의 하부커버(130)에 형성된 공기흡입구(132)와 후방몸체(120)의 상부면에 형성된 공기배출구(121) 간에는 공기정화시스템(200)이 설치된다.
하부커버(130)에 배치된 미세먼지센서(131)에 의해 감지된 공기 중의 미세먼지 농도에 따라 공기정화시스템(200)의 송풍팬(300)은 제어부(500)에 의해 회전속도를 조절함으로써 시간당 공기 중의 미세먼지를 필터링하는 여과량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 송풍팬(300)은 대기의 미세먼지를 정화하기 위하여 정회전하며 정회전시는 대기의 흐름은 공기흡입구(132)를 통해 흡입되고 공기배출구(121)를 통해 배출된다, 즉 조명등 헤드의 하부에서 상부 방향으로 대기가 순환된다. 후방몸체(120) 상부에 형성된 공기배출구(121)에는 공기배출구커버(122)가 설치되며 상기 공기배출구커버(122) 나뭇잎등의 이물질이 송풍팬(300)으로 유입되는 것을 방지한다.
즉, 상기 송풍팬(300)은 상기 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지농도가 기 설정된 미세먼지농도에 도달하면 정회전되고, 상기 감지된 미세먼지농도가 증가됨에 따라 회전속도가 증가되는 것을 특징으로 하는데, 이는 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지농도가 기 설정된 값 즉, 1단계값(좋음), 2단계값(보통), 3단계값(나쁨) 4단계값(매우 나쁨) 등의 미세먼지농도 값에 해당되는 경우 증가된 미세먼지농도에 따라 회전속도가 증가 되도록 함으로써, 공기 중의 미세먼지농에 따라 정화속도를 조절하여 미세먼지농도를 효율적으로 저감시킨다.
즉, 상기 제어부(500)는 기설정된 미세먼지농도에 따른 송풍팬(300)의 작동값이 일예로, 1단계값인 경우에는 정지하고, 2단계값(2단계회전속도), 3단계값(3단계회전속도), 4단계값(4단계회전속도)로 저장되어 있고, 미센먼지센서(131)로부터 전달된 미세먼지농도가 어느 하나의 단계값에 해당된다고 판단되면 해당되는 단계의 회전속도로 회전시겨 대기중의 미세먼지농도를 효율적으로 저감시킨다.
공기정화모드 즉, 송풍팬(300)의 정회전시는 송풍팬(300)만 작동되고, 작동부(430)는 가동되지 않으며 송풍팬(300)의 작동 에너지원은 태양광전지(111)로 축전된 베터리전원 또는 상용 한전전원으로 사용할 수 있으나 베터리전원으로 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 미세먼지 필터에 미세먼지가 일정치 이상 끼이면 공기정화시스템(200)의 기능이 저하되므로 필터(411)을 교체하는 것이 바람직하나, 필터(411)가 구비된 공기정화시스템(200)이 가로등주 상부에 위치하는 관계로 필터(411)의 교체에 어려움이 많다.
따라서 필터(411)에 포착된 미세먼지를 제거하여 재사용하는 것이 경제적으로 더 효율적이므로 본 발명에서는 필터(411)에 끼인 미세먼지를 제거하여 재 사용하는 방법을 선택하였다(필터 재활용 모드).
필터 재활용 모드에서의 공기정화시스템(200)의 작동관계를 살펴보면.
미세먼지가 끼인 필터(411)의 재활용을 위해서는,
상기 필터(411) 하부에 접해있는 브러쉬(422)를 회전시켜 브러쉬(422) 마찰에 의해 필터(411)에 끼인 미세먼지를 이완시키고 이와 병행하여 송풍팬(300)을 역회전 시켜 공기가 상부에서 하부방향으로 송풍되게 함으로서 필터(411)에 끼인 미세먼지가 이탈되어 브러쉬부(420) 하부에 구비된 포집케이스부(440)로 포집되게 된다.
포집케이스부(440)에 포집된 미세먼지는 흡입팬(미도시)의 흡입력에 의해 상기 포집케이스부(440) 일측에 형성된 배출구(442)를 통해 가로등주 하부에 설치된 미세먼지수집부(미도시)로 이송된다.
이때 필터(411)에 끼인 미세먼지를 제거하기 위한 필터 재활용 모드는 미세먼지여과수단(400)에 구비된 미세먼지밀도센서(417)에서 감지된 미세먼지의 밀도가 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부(500)는 공기정화시스템(200)을 필터재활용모드를 작동되도록 제어한다.
미세먼지밀도센서(417)는 필터(411) 상/하부에 설치된 발광부와 수광부에 의해 발광부에서 발산된 빛이 수광부에 조사되는 빛의 수광양을 기준으로 빛의 통과량에 따라 필터(411)에 끼인 미센먼지의밀도를 센싱한다.
또한, 상기 필터 재활용 모드는 필터(411)에 끼인 미세먼지의 밀도와 관계없이 주기적으로 가동되게 할 수도 있다.
이러한 경우는 미세먼지밀도센서(417)가 불필요하므로 구조가 간단해 지는 효과가 있다.
이러한 경우 필터재활용모드는 매 1시간 마다 5분 작동되로록 설정시, 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지농도가 설정치이상이면 제어부(500)은 1시간중 55분은 공기정화모드로 작동되고, 5분은 필터재활용모드로 작동되는 주기로 작동된다.
상기 필터재활용모드의 구체적인 작동관계를 살펴보면,
송풍팬(300)이 역회전하며 송풍팬(300)의 역회전 속도는 공기정화모드의 정회전 속도에 비해 빠르게 하는 것이 바람직하다.
예를 들면 송풍팬(300)의 회전이 공기정화모드에서 3600[RPM] 이면 필터재활용모드에서는 7200[RPM]으로하는 것이 바람직하다.
아울러 작동부(430)는 베터리를 전원으로 하여 모터(431)가 회전하고 모터(431)에서 전달된 회전력은 감속부(432)에서 감속되며 감속부에서 감속된 회전력을 전달받은 제1회전축(433)과 제1회전축(433)의 상/하부에 결합된 필터지지부연동기어(434) 및 브러쉬연동기어(435)는 모터(431)에 연동되어 회전되도록 설치되고, 감속부에 고정결합된 제2회전축(436)에는 연계기어(437)가 자유회전되게 설치된다.
즉, 제2회전축(436)은 제1회전축과는 달리 모터(431)의 회전에 연동되어 회전되지 않고 감속부(432)에 고정결합되며 제2회전축(436) 결합된 연계기어(437)는 자유회전되게 설치 된다.
따라서 상기 필터부(410)는 모터(431)에 연동되어 회전되는데 이는 모터(431)에 연동되는 제1회전축(433)의 상부에 결합된 필터지지부연동기어(434)와 필터부(410)의 필터지지부(412)의 외주면에 형성된 톱니기어(416) 간에 개재되는 연계기어(437)에 의해 회전되므로 필터부(410)의 회전방향은 제1회전축(433)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다.
이는 연계기어(437)의 작용에 의한 영향이며, 제1회전축(433)이 시계방향으로 회전하면 필터부(410)역시 시계방향으로 회전한다.
필터부(410)를 회전 시키는 이유는 필터(411)에 끼인 미세먼지를 이완 시키기 위해 필터(411)와 브러쉬(422)를 상호 마찰되도록 회전시키더라도 필터부(410)가 회전되지 않으면 필터(411)의 특정부위만 미세먼지가 제거되기 때문에 회전되는 브러쉬(422)에 마찰되는 필터(411)의 부위가 전부위로 고루 마찰되도록 하기위해 필터부(410)를 회전 시킨다.
이와 함께 브러쉬부(420)의 작동관계는 브러쉬축(421)에 결합된 브러쉬기어(423)가 작동부(430)의 제1회전축(433) 하부에 결합된 브러쉬연동기어(435)와 맞물려 회전하게 되므로 브러쉬축(421)에 형성된 브러쉬(422)가 회전되며 브러쉬기어(423)와 브러쉬연동기어(435) 베벨기어이므로 브러쉬(422)의 회전방향은 브러쉬연동기어(435)와 같은 방향으로 회전된다.
따라서 제1회전축(433)이 시계방향으로 회전하면 브러쉬(422) 역시 시계방향으로 회전하게 되고, 이와 마찰되는 필터(411)역시 시계방향으로 회전하게 되므로 브러쉬(422)와 필터(411)가 다른 방향으로 회전하는 것 보다 같은 방향으로 회전하는 것이 상호 마찰력이 증대되어 필터(422)에 끼인 먼지를 더 효율적으로 제거 시키는 효과가 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 공기정화시스템 제어방법은 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지의 농도에 따라 공기정화시스템(200)이 가동되는 것으로서 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지의 농도가 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부(500)는 공기정화시스템(200)의 송풍팬(300)을 정회전시켜 공기정화시스템(200)이 정상 가동되도록 제어하는 공기정화모드단계(S10);
상기 공기정화모드단계(S10)에서 미세먼지농도는 1단계값(좋음), 2단계값(보통), 3단계값(나쁨), 4단계값(매우 나쁨) 으로 구분될 수 있으며, 미세먼지 농도가 2단계값(보통)이하 에서는 공기정화부가 가동되지 않고, 3단계값(나쁨) 이상에서 가동되며, 효율적인 공기 정화를 위해 3단계값(나쁨)에서는 송풍팬(300)의 속도를 3600RPM, 4단계값(매우 나쁨)에서는 송풍팬(300)의 속도를 5400RPM으로 회전되도록 제어부(500)에서 제어된다.
즉, 미세먼지센서(131)에서 센싱된 공기 중의 미세먼지 농도 신호가 제어부(500)로 전송되면 제어부(500)에서 센싱된 미세먼지의 농도에 따라 송풍팬(300)의 회전속도를 조절하므로서 대기중의 미세먼지를 효율적으로 정화한다.
한편, 공기정화 기능의 효율을 제고하기 위하여 상기 공기정화모드단계(S10)에서 미세먼지밀도센서(417)에서 센싱한 미세먼지 밀도가 설정치 이상 이거나, 공기정화모드 가동시간이 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부(500)은 송풍기(300)는 역회전하고, 미세먼지여과수단(400)의 작동부(430)가 가동되도록 제어하는 필터재활용모드단계(S20);
상기 필터재활용모드단계(S20)에서 송풍기(300)가 역회전하고, 작동부(430)가 가동되면 모터(431)의 작동에 의해 필터부(410)가 회전되고 필터부(410)의 하부에 장착된 필터(411)에 접해있는 브러쉬부(420)가 가동되어 필터(411)에 끼인 먼지를 브러쉬(422)로 이완시키고 이완된 먼지는 상부에서 하부방향으로 환류되는 공기의 흐름에 의해 포집케이스부(440)로 이송되므로 필터에 끼인 먼지가 제거된다.
공기정화모드단계에서 가동시간에 의해 필터재활용모드로 전환되는 방법은 필터(411)에 끼인 미세먼지의 밀도와 관계없이 공기정화모드 중 주기적으로 필터재활용모드를 가동시키는 것으로써, 매 1시간 마다 5분 작동되로록 설정 할 경우, 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지농도가 설정치 이상이면 제어부(500)은 1시간 중 55분은 공기정화모드로 작동되고, 5분은 필터재활용모드로 작동되도록 공기정화시스템(200)이 반복 가동된다.
제어부(500)에 입력되는 제어신호가 상기 공기정화모드단계(S10) 및 필터재활용모드단계(S20)의 요건을 충족하지 못할 경우 즉, 대기중 미세먼지 농도가 설정치 미만 및 미세먼지밀도센서(417)에서 센싱한 미세먼지밀도가 설정치 미만 이거나, 공기정화모드 가동시간이 설정치에 미달하는 경우에는 송풍팬(210)이 정지되어 공기정화시스템정지모드단계(S30);로 제어부(500)에 의해 제어된다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
100 : 헤드 몸체 110 : 전방몸체
111 : 태양광전지 120 : 후방몸체
121 : 공기배출구 122 : 공기배출구 커버
130 : 하부커버 131 : 미세먼지센서
132 : 공기흡입구 140 : 지주암 결합부
200 : 공기정화시스템 300 : 송풍팬
400 : 미세먼지여과수단 410 : 필터부
411 : 필터 412 : 필터지지부
413 : 중심축 414 : 중공원판
415 : 빗살 416 : 톱니기어
417 : 미세먼지밀도센서 420 : 브러쉬부
421 : 브러쉬축 422 : 브러쉬
423 : 브러쉬기어 430 : 작동부
431 : 모터 432 : 감속부
433 : 제1회전축 434 : 필터지지부연동기어
435 : 브러쉬연동기어 436 : 제2회전축
437 : 연계기어 440 : 포집케이스부
441 : 요홈부 442 : 배출구
443 : 이송관 500 : 제어부

Claims (11)

  1. LED PCB 및 방열부가 배치된 전방몸체(110)와 일측에 지주암 결합부(140)가 구비된 후방몸체(120)로 구획되고, 상기 전방몸체(110)와 후방몸체(120)를 하부에서 커버하되 일측에 LED 모듈이 배치된 하부커버(130)로 구성된 LED 가로등의 헤드몸체(100)에 있어서,
    상기 후방몸체(120)의 상부면에는 공기배출구(121)가 관통형성되고,
    상기 하부커버(130)는 일측에는 미세먼지센서(131)가 설치되고 상기 공기배출구(121)에 대응되는 위치에는 공기흡입구(132)가 형성되며,
    상기 공기배출구(121)와 상기 공기흡입구(132) 간에는 공기정화시스템(200)이 구비되되,
    상기 공기정화시스템(200)은,
    상기 공기배출구(121) 직하부에 설치되는 송풍팬(300)과, 상기 송풍팬(300)과 상기 공기흡입구(132) 간에 설치는 미세먼지여과수단(400)으로 이루어지고,
    상기 미세먼지여과수단(400)은,
    필터부(410)와, 필터부(410)의 필터(411)에 포착된 미세먼지를 이완시키는 브러쉬부(420)와, 브러쉬부(420)와 필터부(410) 간을 상호 마찰되게 하는 작동부(430)로 이루어지며,
    상기 필터부(410)는 상기 송풍팬(300)의 직하부에 설치되되, 중심축(413)과 중심축을 동심축으로 하는 중앙이 공동인 중공원판(414)과 상기 중심축(413)과 중공원판(414) 간은 빗살(415)로 연결되는 필터지지부(412)로 이루어지되, 상기 필터지지부(412)의 하부에는 필터(411)가 장착되고, 상기 중공원판(414)의 외주면에는 톱니기어(416)가 형성되고,
    상기 필터(411)에서 이완된 미세먼지를 포집하는 포집케이스부(440) 및,
    상기 공기정화시스템(200)을 제어하는 제어부(500)를 포함하는 필터 자동 클리닝 공기정화 시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법에 있어서,
    상기 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지의 농도가 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부(500)는 공기정화시스템(200)의 송풍팬(300)을 정회전시켜 공기정화시스템(200)이 정상 가동되도록 제어하는 공기정화모드단계(S10);로 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기정화모드단계(S10)에서 가동시간이 설정치 이상이면 이를 수신한 제어부(500)는 송풍기(300)는 역회전하고, 미세먼지여과수단(400)의 작동부(430)가 가동되도록 제어하는 필터재활용모드(S20);로 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    제어부(500)에 입력되는 제어신호가 상기 공기정화모드단계(S10) 및 필터재활용모드단계(S20)의 요건을 충족하지 못할 경우 즉, 대기중 미세먼지 농도가 설정치 미만 및 공기정화모드 가동시간이 설정치에 미달하는 경우에는 송풍팬(300)이 정지되어 공기정화시스템정지모드단계(S30);로 제어되는 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 브러쉬부(420)는,
    브러쉬축(421)과 브러쉬축(421)에 방사상으로 형성된 브러쉬(422) 및 상기 브러쉬축(421)의 일단에 결합된 브러쉬기어(423)로 구성되어, 상기 필터부(410) 직하부에 설치되고,
    상기 작동부(430)는,
    모터(431)와 모터(431)에서 전달된 회전력을 감속하는 감속부(432)와 감속부에서 감속된 회전력을 전달하는 제1회전축(433)과 제1회전축(433)의 상/하부에 결합된 필터지지부연동기어(434) 및 브러쉬연동기어(435)와 감속부에 결합된 제2회전축(436)에 자유회전되게 설치되되 필터지지부연동기어(434)와 필터부(412)의 톱니기어(416) 간에 개재는 연계기어(437)로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포집케이스부(440)는,
    상기 필터부(410)의 하부에 배치되되 상기 공기흡입구(132)를 통해 노출되게 상기 하부커버(130)에 결합되며, 상기 필터부(410)의 하부에 설치된 브러쉬부(420)를 수용할 수 있도록 상부에는 개방된 요홈부(441)가 형성되고 일측에는 배출구(442)가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터부(410)의 필터(411)는 스테인레스 재질로 이루어지되, 10㎛ 이하의 먼지를 차단하는 메쉬형상인 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전방몸체(110) 상부에는 공기정화시스템(200)을 작동시키는 태양광전지(111)가 구비된 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 배출구(442)는, 가로등 지주의 내부와 이송관(443)으로 연결되고, 가로등주 하부에는 흡입팬에 의해 포집된 미세먼지가 모이는 미세먼지수집부가 형성된 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 송풍팬(300)은, 상기 미세먼지센서(131)에서 감지된 미세먼지농도가 증가됨에 따라 회전속도가 증가되는 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
  11. 제2항에 있어서,
    필터재활용모드에서 역회전하는 송풍팬(300) 회전속도(RPM)는 공기정화모드에서 정회전하는 송풍팬(300) 회전속도(RPM) 보다 빠른 것을 특징으로 하는 필터 자동 클리닝 공기정화시스템을 구비한 LED 가로등 제어방법.
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