KR102061549B1

KR102061549B1 - 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기

Info

Publication number: KR102061549B1
Application number: KR1020190061774A
Authority: KR
Inventors: 김종열
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-01-02

Abstract

본 발명 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기는, 취침하는 거주자의 신체부위에 센서를 부착하여, 센싱된 값과 연동하여 공기조화기의 작동을 제어함으로써, 거주자가 안락하게 취침할 수 있는 최적의 상태를 제공하고자 하는 것으로서, 실내공기가 흡입되는 흡입구(12)와, 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기가 실내로 토출되는 토출구(14)와, 토출구(14)에서 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 블레이드로 이루어진 공기조화기(10)를 포함하되; 공기조화기(10)의 전면에는 취침상태에 있는 거주자의 체온을 인지하는 적외선 열감지센서와, 거주자의 움직임을 측정할 수 있는 동작감지센서가 구비되며, 동작감지센서는, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮지 않다가 수면중에 이불을 덮게 되는 것을 감지하면, 제어부는 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하며, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮다가 이불을 덮지 않게 되면, 제어부는 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하고, 적외선 열감지센서는, 취침하는 거주자의 체온을 감지하고, 감지된 체온이 제어부에 입력된 취침상태의 평균체온보다 상승하면, 제어부는, 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하며, 거주자의 체온이 평균체온보다 내려가면 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하는 것을 요지로 한다.

Description

실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기 {Air-conditioner to respond to the movements of indoor residents}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 구체적으로는 취침중인 인체의 체온 및 움직임을 측정하는 센서를 공기조화기에 부착하여, 거주자의 수면 형태의 변화 및 체온변화에 따른 온도, 풍량과 풍속을 제어하며, 취침하는 거주자의 신체부위에 센서를 부착하여, 뇌파, 혈류량, 맥박 등을 센싱하고, 센싱된 값과 연동하여 공기조화기의 작동을 제어함으로써, 거주자가 안락하게 취침할 수 있도록 인체에 최적의 상태를 제공할 수 있는, 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방을 위한 목적으로 사용되는 장치로, 냉매가 순환되는 통상의 냉동사이클이 적용되어 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며, 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의해 열교환된 공기(냉기 또는 온기)를 토출하여 실내온도를 조절하고 있다.

이러한 공기조화기에는 토출되는 공기의 기류(풍향 및 풍량)제어를 위해 팬과 블레이드를 설치하여 실내온도의 변화 또는 거주자의 조작에 따라 풍량을 변화시키거나 풍향을 조절하도록 하고 있으며, 최근에는 거주자 위치를 파악하여 거주자의 위치로 풍향이 향하도록 제어하기 위한 공기조화기가 알려져 있다.

그러나 종래 공기조화기는 거주자가 위치하는 영역만을 기준으로 풍향 제어를 할 뿐, 거주자가 수면시 더위 또는 추위를 느껴 이불을 부분적으로 덮는 경우와 같이, 거주자의 수면형태 변화 및 거주자에게 체온 변화가 발생한 경우에 대해서는 적절한 제어를 해주지 못한 문제점이 있었다.

공개특허공보 제1998-021089호(1998.06.25.공개)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 취침하는 거주자의 신체부위에 센서를 부착하여, 뇌파, 혈류량, 맥박, 체온등을 센싱하고, 센싱된 값과 연동하여 공기조화기의 작동을 제어함으로써, 거주자가 안락하게 취침할 수 있는 최적의 상태를 제공하고자 함이다.

본 발명 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기는, 실내공기가 흡입되는 흡입구와, 흡입구를 통해 흡입된 공기가 실내로 토출되는 토출구와, 토출구에서 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 블레이드로 이루어진 공기조화기를 포함하되; 공기조화기의 전면에는 취침상태에 있는 거주자의 체온을 인지하는 적외선 열감지센서와, 거주자의 움직임을 측정할 수 있는 동작감지센서가 구비되며, 동작감지센서는, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮지 않다가 수면중에 이불을 덮게 되는 것을 감지하면, 제어부는 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하며, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮다가 이불을 덮지 않게 되면, 제어부는 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하고, 적외선 열감지센서는, 취침하는 거주자의 체온을 감지하고, 감지된 체온이 제어부에 입력된 취침상태의 평균체온보다 상승하면, 제어부는, 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하며, 거주자의 체온이 평균체온보다 내려가면 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 취침하는 거주자의 머리부분을 감싸는 머리띠에 뇌파센서가 부착되되;

뇌파센서는, 취침하는 거주자의 뇌로부터 발생 되는 뇌파를 측정하여 무선으로 송신하고, 송신되는 뇌파를 수신한 제어부는, 수신된 뇌파 신호와 실험을 통해 테이블화 되어 제어부에 내장된 뇌파를 비교하여 공기조화기의 풍량 및 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 공기조화기 토출구의 블레이드에는 각도조절장치가 구비되되: 각도조절장치는, 프레임에 일정각도로 기울어져 설치되며, 상면에는 동작감지센서가 구비된 블레이드와, 상측으로 돌출된 실린더로드는 블레이드의 배면 양측에 회전이 가능하도록 힌지 결합되며, 몸체는 프레임에 고정된 유압실린더와, 상측이 개방된 'U'자 형상이며, 하면은 프레임에 고정된 가이드부와, 상면에 수평기어가 형성되며, 가이드부의 내부 하면과 슬라이드 접촉된 슬라이드이동편과, 수평기어에 치합되며, 모터의 구동축과 연결된 웜기어와, 원형 또는 사각형 단면을 갖는 바 형상이며, 상단부는 블레이드의 배면에 회전이 가능하도록 힌지 결합되고, 하단부는 슬라이드 이동편의 상면에 회전이 가능하도록 힌지결합된 연결링크를 포함하며, 제어부는, 동작감지센서의 신호와 연동하여 모터 및 유압실린더를 제어하여 블레이드의 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드의 상면에 구비된 동작감지센서는, 실내에서 이동하거나 정지하고 있는 거주자의 위치를 감지하면, 그 위치정보를 제어부로 보내고, 제어부는 블레이드의 각도를 조절하여 풍향이 거주자를 향하도록 제어하거나, 풍향이 거주자의 주변으로 향하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드 제1면의 곡률은 블레이드 제2면의 곡률보다 작게 설정된 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드에 형성된 중공부에 면상발열체가 내장되고, 블레이드의 외면에는 습도센서가 구비되며, 습도센서에서 블레이드의 표면에 습기가 맺친것을 검출하여 그 신호를 제어부로 전송하면, 제어부는 면상발열체를 발열시켜 습기를 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한, 블레이드에는 밀봉부가 더 구비되되; 밀봉부는, 상부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되며, 내측에는 관통공이 형성된 'ㄱ'자형 절곡부와, 탄성재질이며,측면과 저면에는 상부머리부가 구비되고, 상부머리부는 'ㄱ'자형 절곡부에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움,결합되며, 상면에는 볼록돌기가 돌출된 상부밀봉재와, 하부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되며, 내측에는 관통공이 형성된 'ㄴ'자형 절곡부와, 탄성재질이며, 측면과 저면에는 하부머리부가 구비되고, 하부머리부는 'ㄴ'자형 절곡부에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움, 결합된 하부밀봉재를 포함하며, 하부밀봉재의 상면에 형성된 오목홈에 상부밀봉재에 형성된 볼록돌기가 끼움,결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 거주자의 수면 형태의 변화에 따라 공기조화기의 풍향 또는 풍량 및 온도를 제어하여 실내 설정온도등을 조절함으로서, 거주자가 쾌적한 수면을 취하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 공기조화기의 사시도.
도 2는 취침하는 거주자의 뇌파 측정상태를 나타내는 개략도.
도 3은 공기조화기의 토출구에 구비된 블레이드의 개략도.
도 4는 공기조화기의 토출구에 구비된 블레이드 각도조절장치의 부분 확대사시도.
도 5는 블레이드 제2실시 예의 단면도.
도 6은 블레이드의 제3실시 예인 밀봉구조의 확대단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 거주자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명 공기조화기의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실내기(10)(이하 '공기조화기'라 한다)는 실내공기가 흡입되도록 흡입구(12)가 양 측면 하부에 형성되고, 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기가 다시 실내로 토출되도록 토출구(14)가 양 측면 상부에 형성된다.

상기 토출구(14)에는 토출구(14)를 개폐시킴은 물론, 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 블레이드(16)가 설치되고, 블레이드(16)의 상측에는 블레이드(16)를 구동하기 위한 구동모터(18)가 설치된다.

상기 구동모터(18)를 회전각도 분해능이 뛰어난 가변 자기 저항형 스텝핑모터(Variable Reluctance Type Stepping Motor)를 사용하게 되면 블레이드(16)의 단계적 방향 전환뿐만 아니라, 연속적인 방향 전환이 필요한 스윙모드를 자유자재로 구현할 수 있다.

상기 블레이드(16)는 구동모터(18)의 구동에 따라 구동모터(18)의 회전축에 연결되어 회전각도가 변화하고, 이 변화하는 회전각도에 따라 토출구(14)를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절하며, 그 회전각도(default angle)의 위치에 따라 토출구(14)를 개폐시킨다.

공기조화기(10)의 내부에는 흡입구(12)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하는 실내열교환기(20)와, 실내열교환기(20)에서 열교환된 공기를 송풍하는 실내팬(22)이 설치된다.

공기조화기(10)의 전면 상부에는 공기조화기(10)가 설치된 공간내에 거주자의 존재 유무뿐만 아니라 거주자의 체온를 파악하기 위한 거주자 감지센서(30)가 설치되고, 감지센서(30)의 일측에는 거주자의 위치를 파악하기 위하여 감지센서(30)를 일정시간마다 일정한 각도로 수평 회전시켜 전체 공조공간을 스캐닝하도록 스텝모터(40)가 설치된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에서는 측면 토출방식의 스탠드형 공기조화기를 예로 들고 있으나, 벽걸이형도 적용이 가능한 것은 물론이며, 전면 상,하 또는 삼면 토출방식의 공기조화기의 경우 상하 또는 좌우 블레이드를 통해 토출되는 공기의 풍향을 상하좌우로 조절할 수 있음도 물론이다.

본 실시 예의 감지센서(30)는, 다수개가 형성될 수 있는데, 그 중 하나는 공조공간 내에 취침상태에 있는 거주자의 체온을 인지하는 적외선 열감지센서와, 다른 하나는 거주자의 움직임을 측정할 수 있는 동작감지센서이며, 각각의 센서에서 센싱된 값은 제어부(도시를 생략함)와 연동하여 온도 및 풍속을 제어한다.

구체적으로 살펴보면, 제어부에는 취침상태의 실내 평균온도 및 취침하는 거주자의 평균체온이 설정되어 있으며, 공기조화기의 외면에 형성된 터치스크린(60)에서, 초기의 취침운전을 선택하여 수행하게 되면, 공기조화기는 평균온도 및 평균체온에 맞추어 실내온도를 조절한다.

동작감지센서는, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮지 않다가 수면중에 추위를 느껴 이불을 덮게 되면 이를 감지하고, 제어부는 거주자가 수면중에 추위를 느끼고 있다고 판단하여, 실내 설정온도를 상승시키는 제어를 수행한다. 이와 반대로, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮다가 수면중에 더위를 느껴 이불을 덮지 않게 되면 제어부는 실내 설정온도를 감소시키는 제어를 수행한다.

이와 더불어서, 적외선 열감지센서는, 취침하는 거주자의 체온을 감지하는데, 감지된 체온이 제어부에 입력된 취침상태의 평균체온보다 상승하면 제어부는, 실내온도를 감소시키고, 거주자의 체온이 평균체온보다 내려가면 실내온도를 상승시키는 것을 본 실시 예의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예인 취침하는 거주자의 뇌파와 연동하는 공기조화기에 관하여 설명한다.

본 실시 예는, 취침하는 거주자의 뇌파를 측정하고 이를 분석하여 공조를 행하므로서 숙면을 취할 수 있도록 하는 공기조화기에 관한 것이다.

도 2는 취침중인 거주자의 뇌파 측정상태를 나타내는 개략도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시 예는, 취침하는 거주자의 머리부분을 감싸는 머리띠(50)에 뇌파센서(51)가 부착되어 있으며, 머리띠(50)의 양측 끝단부에는 벨크로(52)가 형성되어, 머리띠를 거주자의 머리모양에 맞추어 체결할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 취침하는 거주자의 뇌로부터 발생 되는 뇌파를 측정하여 무선으로 송신하는 뇌파센서(51)와, 송신되는 뇌파를 수신하는 공기조화기(10)에 내장된 제어부는, 수신된 뇌파 신호와 실험을 통해 테이블화되어 제어부에 내장된 뇌파를 비교하여 공기조화기의 풍량 및 온도를 조절하여 공조를 행하는 것이다.

더불어서, 취침중인 거주자의 맥박, 혈류량을 센서로 측정하고, 그 센싱값을 제어부로 송신하며, 제어부는 기 입력된 실험을 통해 테이블화된 맥박 및 혈류량과비교하여 공기조화기의 풍량 및 온도를 조절하여 공조를 수행할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예인 블레이드의 각도조절장치에 관하여 설명한다.

도 3은 공기조화기의 토출구에 구비된 블레이드의 개략도, 도 4는 공기조화기의 토출구에 구비된 블레이드 각도조절장치의 부분 확대사시도이다. 도 4에서는 구성의 작동관계를 명확하게 나타내기 위하여 1개의 불레이드만을 도시하였으나, 다수개의 블레이드에 각도조절장치가 설치될 수 있음은 물론이다.

도시된 바와 같이 본 실시 예인 블레이드 각도조절장치는 블레이드의 각도가, 상,하,좌,우의 다방향으로 조절됨으로서, 공기조화기에서 토출되는 풍향을 임의의 각도로 토출되도록 조절할 수 있다.

각도조절장치(100)는, 블레이드(110), 유압실린더(120), 가이드부(130), 슬라이드이동편(140), 웜기어(150), 연결링크(160), 제어부를 포함하여 이루어져 있다.

블레이드(110)는, 공기조화기의 토출구에서 송풍되는 풍향을 조절하는 구성이며, 공기조화기의 프레임에 일정각도로 기울어져 설치되며, 상기 블레이드의 상면에는 동작감지센서(S1)가 구비되어 있다.

유압실린더(120)는, 상측으로 돌출된 실린더로드(121)는 블레이드(110)의 배면 양측에 회전이 가능하도록 힌지(H) 결합되어 있으며, 몸체(122)는 프레임에 고정되어 있다.

실린더로드(121)는, 도시하지 않은 구동수단에 의하여 몸체(122)로부터 출몰하여 블레이드(110)를, 좌,우로 일정한 경사각도가 형성되도록 조절하는 기능을 한다.

가이드부(130)는, 상측이 개방된 'U'자 형상을 하고 있으며, 하면은 프레임에 고정되어 있고, 내부에는 후술하는 슬라이드 이동편(140)이 삽입되어, 가이드부(130)의 내부 하면에 접촉하면서 슬라이드 이동이 가능하도록 접촉되어 있다.

슬라이드이동편(140)은, 상면에 수평기어(141)가 형성되어 있어, 후술하는 웜기어(150)와 치합되며, 가이드부(130)의 내부 하면과 슬라이드 접촉된다.

웜기어(150)는, 슬라이드이동편(140)의 상면에 구비된 수평기어(141)에 치합되어 있으며, 모터(M)의 구동축과 연결되어 있으므로, 모터의 구동에 의하여 웜기어가 회전하면, 웜기어와 치합되어 있는 수평기어(141)에 의하여 슬라이드 이동편(140)이 가이드부의 내측하면에서 미끄러지면서 수평방향으로 이동한다.

연결링크(160)는, 원형 또는 사각형 단면을 갖는 바 형상의 구조를 가지고 있으며, 상단부는 블레이드의 배면에 회전이 가능하도록 힌지(H) 결합되어 있으며, 하단부는 슬라이드 이동편(140)의 상면에 회전이 가능하도록 힌지(H)결합되어 있다.

제어부는, 공기조화기 내부에 구비되며, 동작감지센서(S1)와 연동하여 모터(M) 및 유압실린더(120)를 제어한다.

즉, 동작감지센서(S1)에서 실내에서 이동하거나 정지하고 있는 거주자의 위치를 감지하면, 그 위치정보는 제어부로 보내지고, 제어부는 공조의 효율을 높이기 위하여, 유압실린더(120)의 실린더로드(121)의 출몰 길이를 조절하여 블레이드의 좌,우 각도를 조절하는 것과 더불어, 모터(M)를 제어하여 슬라이드 이동편(140)의 이동거리를 조절함으로써, 연결링크(160)에 의하여 블레이드의 상,하 각도를 조절하여 풍향이 거주자를 향하도록 조절하거나, 거주자에게 풍향이 직접적으로 도달하지 않도록 거주자의 주변으로 풍향이 향하도록 조절한다.

각각의 블레이드의 각도를 제어부에서 따로 따로 제어하여 풍향을 정밀하게 조절할 수 있음은 물론이다.

또한, 제어부에는 외부장치인 스마트폰과 통신이 가능한 통신부를 포함하고 있어, 스마트폰의 조작신호에 따라서 모터(M) 및 유압실린더(120)를 제어함으로서, 원격으로 블레이드의 방향을 제어할 수 있다.

위와 같은 각도조절장치(100)의 작동관계를 살펴보면,

도 1에 도시된 바와 같은, 공기조화기의 외면에 구비된 터치스크린(60)에는 거주자의 위치를 따라가도록 풍향으로 조절하는 직접송풍모드, 거주자의 위치를 벗어나는 주변방향으로 풍향을 조절하는 회피모드가 구비되어 있으며, 거주자가 필요한 모드를 선택하면, 실내에서 이동하거나, 일정위치에 정지하고 있는 거주자의 위치를 동작감지센서(S1)가 감지하고, 제어부는 유압실린더의 실린더로드(121)를 출몰시키는 것과 더불어 모터(M)를 제어하여 슬라이드 이동편(140)을 이동시킴으로써, 연결링크(160)가 회전되는 것이므로, 실린더로드와 연결링크가 배면에 연결되어 있는 블레이드가 거주자를 중심으로 임의의 방향으로 각도가 조절되어, 공조효율를 최대화할 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 블레이드의 제2실시 예로서, 블레이드에 이슬맺침 현상이 발생하는 것을 방지하는 구성에 관하여 설명한다.

도 5는 블레이드 제2실시 예의 단면도이다.

도시된 바와 같이 블레이드(200)는, 디자인 구조상 가스 사출성형할 때 제1면(210) 및 제2면(220)이 일정두께를 유지하도록 그 내부에 공간부가 형성된 구조로 되어 있기 때문에 냉기류가 제1면(210)과 제2면(220)의 안내를 받아 공기조화기의 외부로 토출될 때 제1면(210)의 제1온도(T1)와 제2면(220)의 제2온도(T2)간에 온도편차(T)가 발생됨에 따라 블레이드의 표면에 이슬이 맺히거나, 냉방을 종료하였을 경우 실내와의 온도편차 때문에 블레이드의 표면에 이슬이 맺쳐 곰팡이가 발생되는 경우가 있다.

본 실시 예의 특징이 되는 구성은 블레이드(200)의 제1면(210)의 곡률은 블레이드의 제2면(220)의 곡률보다 작게 설정되어 있는 것에 있다.

이와 같은 구조를 갖는 블레이드의 제2면(220)을 통과하는 냉기류는 유선형의 곡률에 의하여 유속이 빨라지고, 제1면(210)을 통과하는 냉기류는 상대적으로 유속이 느려지게 되는 것이므로, 토출구에서는 블레이드의 제1,2면을 통과한 냉기류가 유속의 차이로 와류가 형성되는 것이므로, 실내의 공기와 토출되는 냉기류가 신속하게 혼합되어, 실내의 냉방을 효율적으로 진행할 수 있는 것이다.

본 실시 예의 또 다른 특징은, 중공의 구조를 갖는 블레이드(200)의 중공부에 면상발열체(230)를 내장하고, 블레이드(200)의 외면에는 습도센서(S2)가 구비되어 제어부와 연동하는 것에 있다.

즉, 습도센서(S2)에서 블레이드(200)의 표면에 이슬 등의 습기가 맺친것을 검출하여 그 신호를 제어부로 전송하면, 제어부에서는 면상발열체를 발열시켜 습기를 제거하는 것이다.

상기 면상발열체(230)는 탄소나노튜브를 포함하는 면상발열체로서, 면에서 발열하는 발열체이므로, 기존 선상 발열체 와는 달리 전체의 면상에서 고른 발열이 발생하여 발열효과가 높고 안전한 발열체이다.

본 실시 예에서는 한 방향으로 정렬된 탄소나노튜브 다발을 사용함으로써 기존의 탄소나노튜브가 가진 분산성 및 방향성에 대한 문제점을 극복하고 발열 효율과 내구성을 높이고 있다.

상기 탄소나노튜브 다발을 이루는 개별 탄소나노튜브 가닥의 직경은 5 ~ 20㎚이고, 길이는 20 ~ 300㎛이며, 탄소나노튜브 가닥이 한 방향으로 정렬되어 다발을 이루었을 때의 탄소나노튜브 다발의 직경은 1 ~ 20㎛이고, 길이는 20 ~ 300㎛ 이다. 이렇게 방향, 길이 및 직경이 특정된 탄소나노튜브 다발은 열량과 내구성 및 발열 균일도 측면의 효과가 있다.

이와 같이 탄소나노튜브 다발을 한정하는 것은 탄소나노튜브 다발의 길이가 너무 길면 탄소나노튜브 가닥이 각기 다르게 잘려져 길이가 동일하지 않으므로 면상발열체의 표면이 고르지 않은 단점을 수반하게 되는 것도 방지하기 위함이다.

상기 면상발열체(230)는 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 0.5 ~ 7 중량부, 그라파이트 입자 31 ~ 35 중량부, 혼합 바인더 5 ~ 30 중량부, 유기 용매 29 ~ 80 중량부, 분산제 0.5 ~ 5 중량부를 포함하여 이루어진다.

위와 같은 조성물을 가지는 면상발열체는 온도에 따른 저항 변화가 작아 안정적이고, 저전압 및 저전력으로 발열이 가능하여, 에너지 효율이 우수한 효과를 가진다

이하에서는 블레이드의 코팅조성물에 관하여 설명한다.

블레이드는 주변환경의 변화에 따라 오염 또는 부식에 의해 손상될 위험이 있는데, 본 실시 예에서는 블레이드에 코팅되는 코팅재의 재질을 특정하여 부식되는 것을 최소화하면서, 코팅된 물질이 삼출되지 않아 환경 오염을 유발하지 않는 코팅제의 조성물을 제시하고 있다.

본 발명 코팅제는 에폭시 수지 100 중량부에 대하여, 인상흑연 분말 10 ~ 30 중량부, 경화제인 페놀노볼락수지 또는 페놀아랄킬수지 5 ~ 15 중량부, 불포화 폴리에스테르 수지 20 ~ 40 중량부, 은나노콜로이드 15 ~ 20 중량부, 벤토나이트 5 ~ 6 중량부, 항균제인 박테사이드(Bactecide) 20 ~ 45 중량부를 포함하는 코팅조성물로 이루어져 있다.

상기 코팅조성물로 이루어진 코팅제는 습윤에서 환경오염을 방지할 뿐만 아니라, 고강도이면서 연성, 내마모성 및 부식이 최소화되는 기능 및 효과를 가지게 되므로, 이러한 코팅조성물로 코팅된 블레이드의 내구성이 현저하게 증가되는 효과를 가지게 되는 것이다.

이하에서는 블레이드의 제3실시 예인 밀봉구조에 관하여 설명한다.

본 실시 예는, 공기조화기의 운전이 종료되면, 블레이드에 의하여 공기조화기의 내부를 외기와 차단함으로써, 공기조화기의 내부에 습기 또는 이물질이 유입되는 것을 차단하는 구조에 관한 것이다.

도 6은 블레이드의 제3실시 예인 밀봉구조의 확대단면도이다.

구성의 작동관계를 명확하게 표현하기 위하여 블레이드의 일측 끝단에만 밀봉부가 형성된 것으로 도시하였으나, 블레이드의 양쪽 끝단에 밀봉부가 형성될 수 있음은 물론이다.

도시된 바와 같이 블레이드의 밀봉부(300)는, 상부블레이드에 형성된 'ㄱ'자형 절곡부(310), 상부밀봉재(311) 및 하부블레이드에 형성된 'ㄴ'자형 절곡부(320), 하부밀봉재(321)을 포함하여 이루어져 있다.

'ㄱ'자형 절곡부(310)는, 상부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되어 있으며, 내측에는 관통공이 형성되어 후술하는 상부밀봉재(311)가 끼움,결합된다.

상부밀봉재(311)는, 탄성재질이며, 상기 'ㄱ'자형 절곡부(310)에 삽입고정되는데, 측면과 저면에는 상부머리부(311a)가 구비되어 있고, 상부머리부는 'ㄱ'자형 절곡부(310)에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움,결합된다.

또한 상부밀봉재의 상면에는 볼록돌기(313)이 돌출되어 후술하는 하부밀봉재에 형성된 오목홈에 끼움,결합된다.

'ㄴ'자형 절곡부(320)는, 하부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되어 있으며, 내측에는 관통공이 형성되어 후술하는 하부밀봉재(321)가 끼움,결합된다.

하부밀봉재(321)는, 탄성재질이며, 상기 'ㄴ'자형 절곡부(320)에 삽입고정되고, 측면과 저면에는 하부머리부(321a)가 구비되어 있고, 하부머리부는 'ㄴ'자형 절곡부(320)에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움, 결합된다.

또한 하부밀봉재의 상면에는 오목홈(323)이 형성되어 상부밀봉재에 형성된 볼록돌기(313)가 끼움,결합된다.

이와 같은 밀봉부(300)의 작동관계를 살펴보면, 공기조화기의 구동을 중지하면 블레이드는 토출구를 밀봉하는 방향으로 이동하고(이와 같은 구성은 주지, 관용의 구성이므로, 여기에서는 구체적이 설명을 생략한다), 이동된 상,하 블레이드의 양측 끝단이 겹치게 되면, 상부밀봉재의 볼록돌기가 하부밀봉재의 오목홈에 삽입되어 밀봉이 기밀하게 이루어지는 것이어서, 공기조화기의 내부를 외기와 차단시킬 수 있는 것이다.

또한, 상,하부 밀봉재는 탄성재질이므로, 오랜 세월동안 공기조화기를 구동하여 마모가 되거나 탄성력이 떨어지면, 교체하여야 하는데, 사용자가 손으로 밀봉재를 당기면, 머리부가 탄성력에 의하여 늘어나서, 관통공으로부터 밀봉재의 분리가 용이하고, 밀봉재를 분리하는 것과 역순으로 결합하면, 손쉽게 밀봉재를 고정할 수 있는 것이므로, 밀봉재의 교환을 용이하게 하는 효과를 더불어 가진다.

10:실내기 12:흡입구
14:토출구 16:블레이드
18:구동모터 20:실내열교환기
22:실내팬 30:거주자 감지센서
40:스텝모터 50:머리띠
51:뇌파센서 52:벨크로
60:터치스크린 100:각도조절장치
110:블레이드 120:유압실린더
121:실린더로드 122:몸체
130:가이드부 140:슬라이드이동편
141:수평기어 150:웜기어
160:연결링크 200:블레이드
210:제1면 220:제2면
230:면상발열체 300:밀봉부
310:'ㄱ'자형절곡부 311:상부밀봉재
311a:상부머리부 313:볼록돌기
320:'ㄴ'자형절곡부 321:하부밀봉재
321a:하부머리부 323:오목홈
H:힌지 M:모터
S1:동작감지센서 S2:습도센서
T1:제1온도 T2:제2온도

Claims

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실내공기가 흡입되는 흡입구(12)와, 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기가 실내로 토출되는 토출구(14)와, 토출구(14)에서 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 블레이드로 이루어진 공기조화기를 포함하되;
공기조화기의 전면에는 취침상태에 있는 거주자의 체온을 인지하는 적외선 열감지센서와, 거주자의 움직임을 측정할 수 있는 동작감지센서가 구비되며,
동작감지센서는, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮지 않다가 수면중에 이불을 덮게 되는 것을 감지하면, 제어부는 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하며, 거주자가 수면 초기에 이불을 덮다가 이불을 덮지 않게 되면, 제어부는 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하고,
적외선 열감지센서는, 취침하는 거주자의 체온을 감지하고, 감지된 체온이 제어부에 입력된 취침상태의 평균체온보다 상승하면, 제어부는, 실내온도를 감소시키는 제어를 수행하며, 거주자의 체온이 평균체온보다 내려가면 실내온도를 상승시키는 제어를 수행하며,
취침하는 거주자의 머리부분을 감싸는 머리띠(50)에 뇌파센서(51)가 부착되되;
뇌파센서(51)는, 취침하는 거주자의 뇌로부터 발생 되는 뇌파를 측정하여 무선으로 송신하고,
송신되는 뇌파를 수신한 제어부는, 수신된 뇌파 신호와 실험을 통해 테이블화 되어 제어부에 내장된 뇌파를 비교하여 공기조화기의 풍량 및 온도를 제어하며,
공기조화기 토출구의 블레이드에는 각도조절장치(100)가 구비되되:
각도조절장치(100)는,
프레임에 일정각도로 기울어져 설치되며, 상면에는 동작감지센서(S1)가 구비된 블레이드(110)와,
상측으로 돌출된 실린더로드(121)는 블레이드(110)의 배면 양측에 회전이 가능하도록 힌지(H) 결합되며, 몸체(122)는 프레임에 고정된 유압실린더(120)와,
상측이 개방된 'U'자 형상이며, 하면은 프레임에 고정된 가이드부(130)와,
상면에 수평기어(141)가 형성되며, 가이드부(130)의 내부 하면과 슬라이드 접촉된 슬라이드이동편(140)과,
수평기어(141)에 치합되며, 모터(M)의 구동축과 연결된 웜기어(150)와,
원형 또는 사각형 단면을 갖는 바 형상이며, 상단부는 블레이드의 배면에 회전이 가능하도록 힌지(H) 결합되고, 하단부는 슬라이드 이동편(140)의 상면에 회전이 가능하도록 힌지(H)결합된 연결링크(160)를 포함하며,
제어부는, 동작감지센서(S1)의 신호와 연동하여 모터(M) 및 유압실린더(120)를 제어하여 블레이드의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기.
청구항 제3항에 있어서,
블레이드의 상면에 구비된 동작감지센서(S1)는, 실내에서 이동하거나 정지하고 있는 거주자의 위치를 감지하면, 그 위치정보를 제어부로 보내고, 제어부는 블레이드의 각도를 조절하여 풍향이 거주자를 향하도록 제어하거나, 풍향이 거주자의 주변으로 향하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기.
청구항 제4항에 있어서,
블레이드 제1면(210)의 곡률은 블레이드 제2면(220)의 곡률보다 작게 설정된 것을 특징으로 하는 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기.
청구항 제5항에 있어서,
블레이드에 형성된 중공부에 면상발열체(230)가 내장되고,
블레이드의 외면에는 습도센서(S2)가 구비되며,
습도센서(S2)에서 블레이드의 표면에 습기가 맺힌 것을 검출하여 그 신호를 제어부로 전송하면, 제어부는 면상발열체를 발열시켜 습기를 제거하는 것을 특징으로 하는 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기.
청구항 제6항에 있어서,
블레이드에는 밀봉부(300)가 더 구비되되;
밀봉부(300)는,
상부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되며, 내측에는 관통공이 형성된 'ㄱ'자형 절곡부(310)와,
탄성재질이며,측면과 저면에는 상부머리부(311a)가 구비되고, 상부머리부(311a)는 'ㄱ'자형 절곡부(310)에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움,결합되며, 상면에는 볼록돌기(313)가 돌출된 상부밀봉재(311)와,
하부블레이드의 일측 끝단에 함몰된 형상으로 구비되며, 내측에는 관통공이 형성된 'ㄴ'자형 절곡부(320)와,
탄성재질이며, 측면과 저면에는 하부머리부(321a)가 구비되고, 하부머리부(321)는 'ㄴ'자형 절곡부(320)에 형성된 관통공에 탄성적으로 끼움, 결합된 하부밀봉재(321)를 포함하며,
하부밀봉재의 상면에 형성된 오목홈(323)에 상부밀봉재에 형성된 볼록돌기(313)가 끼움,결합되는 것을 특징으로 하는 실내 거주자의 움직임에 반응하는 공기조화기.