KR102221369B1 - 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치 - Google Patents

차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치 Download PDF

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장규열
강석중
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암페놀센싱코리아 유한회사
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Abstract

본 발명은 차량 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 통합하여 복합센서로서의 기능을 수행하도록 하되, 새로운 구조를 통해 감지 효율이 뛰어나고 원가절감 효과와 차량 장착 시 장착 공간에 대한 제약을 완화시킬 수 있도록 한 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치에 관한 것으로, 베이스부(110); 상기 베이스부(110)의 일측에 설치되는 임펠러(120); 상기 임펠러(120)의 상단 공기유입구(162)에 설치되는 온도센서(130); 상기 임펠러(120)의 회전 동작으로부터 유입된 공기를 응집하고 유도하여 미센먼지감지부(150)로 유입시켜줌과 동시에 제1공기배출부(164)를 통해 외부로 토출하는 송풍유도부(140); 상기 송풍유도부(140)로부터 유입되는 공기 중의 미세먼지 농도를 감지하되, 캐스케이드 임펙터(Cascade Impactor) 방식으로 감지하는 미세먼지감지부(150); 및 상기 베이스부(110)와 결합되고 공기유입구(162), 제1공기배출구(164), 제1공기배출구(165) 및 제2공기배출구(166)가 형성된 커버부(160)를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치{Fine dust detection device with temperature detection function inside the vehicle}
본 발명은 차량용 미세먼지감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 통합하여 복합센서로서의 기능을 수행하도록 하되, 새로운 구조를 통해 감지 효율이 뛰어나고 원가절감 효과와 차량 장착 시 장착 공간에 대한 제약을 완화시킬 수 있도록 한 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치에 관한 것이다.
주지한 바와 같은 차량용 미세먼지센서는 PM1.0, PM2.5를 포함하는 센서로 종래에는 미세먼지센서 단독으로 차량에 장착되어 사용된다.
또한 상기 미세먼지센서의 차량 내 장착위치가 차량 내부온도센서의 장착 위치와 거의 동일하여 상기 2가지 센서를 동시에 장착할 경우 차량의 한정된 장착구조 및 장착 가능한 크기 때문에 장착 위치에 대한 제약이 있어 왔다.
공개특허공보 특1997-0034337, 등록특허공보 10-0892098, 등록특허공보 10-1966492
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 통합하여 복합센서로서의 기능을 수행하도록 하되, 새로운 구조를 통해 감지 효율이 뛰어나고 원가절감 효과와 차량 장착 시 장착 공간에 대한 제약을 완화시킬 수 있도록 한 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기의 유입면적이 공기의 유출면적보다 적어도 같거나 크도록 구성하여 내부의 온도 영향을 최소화하여 온도센서의 성능을 향상시키고, 캐스케이드 임펙터(Cascade Impactor) 방식을 적용하여 감지부의 오염을 최소화하여 미세먼지 센싱 능률을 크게 향상시키도록 한 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스부;
상기 베이스부의 일측에 설치되는 임펠러;
상기 임펠러의 상단 공기유입구에 설치되는 온도센서;
상기 임펠러의 회전 동작으로부터 유입된 공기를 응집하고 유도하여 미센먼지감지부로 유입시켜줌과 동시에 제1공기배출부를 통해 외부로 토출하는 송풍유도부;
상기 송풍유도부로부터 유입되는 공기 중의 미세먼지 농도를 감지하되, 캐스케이드 임펙터 방식으로 감지하는 미세먼지감지부; 및
상기 베이스부와 결합되고 본체의 일측으로 상기 송풍유도부의 유입공에 대응되도록 공기유입구가 형성되고, 상기 송풍유도부의 토출부로부터 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 제1공기배출구가 형성되고, 상기 본체 측면으로 상기 미세먼지감지부의 제1유로 배출구 및 제2유로 배출구와 대응되는 제2공기배출구 및 제3공기배출구가 형성된 커버부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 커버부의 공기유입구의 면적은 제1공기배출구, 제2공기배출구 및 제3공기배출구의 합산 면적보다 적어도 같거나 크도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 송풍유도부는 상단에 유입공이 형성되고 일측면에는 유입된 공기를 배출하는 토출부가 형성된 상단덮개부와, 상기 상단덮개부의 토출부와 같은 위치에 유입된 공기를 배출하도록 토출부가 형성된 하단격벽부를 결합 고정하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면 상기 미세먼지감지부는 복수개의 요홈 구조에 의해 입구홈부, 제1유로, 개방부, 제2유로가 유로형성부의 결합에 의해 형성되도록 구성되고, 일측으로 발광소자가 장착되는 장착부가 형성되고 상기 발광소자에 대향하여 제2유로 상에 설치되어 상기 제2유로를 통과하는 먼지입자를 센싱하는 수광소자가 구성된 하단부; 및
복수개의 격벽부를 통해 캐스케이드 임펙터 방식의 유로를 형성하게 되는데, 상기 송풍유도부의 토출부로부터 공기가 유입되는 입구에는 입구홈부가 형성되어 공기가 유입되도록 하고, 상기 입구홈부로부터 연결되어 상대적으로 큰 입자의 먼지가 통과되는 제1유로와, 상기 제1유로의 격벽을 개방한 개방부를 통해 미세먼지가 유입되어 통과되는 제2유로와, 상기 제2유로의 측면에 형성되어 발광소자가 장착되는 장착부와, 상기 제1유로 및 제2유로의 단부에 형성되는 배출부로 이루어진 유로형성부가 결합 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 차량 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 통합하여 복합센서로서의 기능을 수행하도록 하되, 새로운 구조를 통해 감지 효율이 뛰어나고 원가절감 효과와 차량 장착 시 장착 공간에 대한 제약을 완화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 공기의 유입면적이 공기의 유출면적보다 적어도 같거나 크도록 구성하여 내부의 온도 영향을 최소화화여 온도센서의 성능을 향상시키고, 캐스케이드 임펙터 방식을 적용하여 감지부의 오염을 최소화하여 미세먼지 센싱 능률을 크게 향상시킨 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 커버부가 분리된 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 송풍유도부가 분리된 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 미세먼지감지부의 유로형성부가 분리된 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 유로형성부의 배면 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 유로형성부의 평면도,
도 7은 상기 도 1의 A-A단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 커버부가 분리된 분해 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치의 송풍유도부가 분리된 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치(100)는,
베이스부(110), 임펠러(120), 온도센서(130), 송풍유도부(140), 미세먼지감지부(150) 및 커버부(160)를 포함한다.
상기 베이스부(110)는 커버부(160)와 결합되는 구성요소로, 본체(111)의 일측으로는 송풍유도부(140)와 이에 내장되는 임펠러(120)와 온도센서(130)가 설치되고, 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1421) 측으로 간격유지부(112)를 통해 미세먼지감지부(150)가 연계 설치되도록 구성된다.
상기 임펠러(120)는 상기 송풍유도부(140) 내부에 형성되어 외부의 공기를 내부로 유입시켜 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1421)를 통해 미세먼지감지부(150)로 토출시켜 준다.
상기 온도센서(130)는 차량 내부의 온도를 감지하는 센서로, 상기 임펠러(120)의 상단에 설치되어 외부로부터 유입되는 공기온도를 바로 측정할 수 있도록 구성된다.
따라서 상기 온도센서(130)는 리드선(131)에 의해 절곡 형성되어 공기유입구(167) 중앙에 위치하도록 구성된다.
상기 송풍유도부(140)는 상기 임펠러(120)의 회전 동작으로부터 유입된 외부공기(먼지포함)를 응집하고 유도하여 미센먼지감지부(150)와 외부로 토출하는 구성요소로, 하단격벽부(142)에 상단덮개부(141)가 결합 고정되도록 구성된다.
상기 상단덮개부(141)는 상단에 유입공(1411)이 형성되고 일측면에는 유입된 공기를 배출하는 토출부(1412)가 형성된다.
상기 하단격벽부(142)는 상기 상단덮개부(141)의 토출부(1412)와 같은 위치에 유입된 공기를 배출하도록 토출부(1421)가 형성된다.
여기서 상기 송풍유도부(140)는 상기 상단덮개부(141)와 하단격벽부(142)가 결합 고정되는 밀폐형 구조로, 내부에 설치된 온도센서(130)가 특히 미세먼지감지부(150)로부터 발생되는 발열로부터 온도에 대한 영향을 받지 않도록 구성된다.
또한 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1412)(1421)는 상기 미세먼지감지부(150)의 입구와 커버부(160)의 제1공기배출구(164)에 같이 연결되어 토출되는 공기가 상기 미세먼지감지부(150)로 유입되도록 하여주고 동시에 커버부(160)의 제1공기배출구(164)를 통해 외부로 배출되도록 하여준다.
상기 미세먼지감지부(150)는 도 4 내지 도 6에서와 같이 유입되는 공기 중에 포함된 미세먼지를 감지하는 구성요소로, 베이스부(110)의 간격유지부(112) 상에 설치되는 하단부(151)와, 상기 하단부(151)와 결합되며 내부에 캐스케이드 임펙터(Cascade Impactor) 방식의 유로가 형성된 유로형성부(152)로 구성된다.
상기 하단부(151)는 복수개의 요홈(1511) 구조에 의해 입구홈부(1512), 제1유로(1513), 개방부(1514), 제2유로(1515)가 상기 유로형성부(152)의 결합에 의해 형성되도록 구성되고, 일측으로 발광소자(1517)가 장착되는 장착부(1516)가 형성되고 상기 발광소자(1517)에 대향하여 제2유로(1515) 상에 설치되어 상기 제2유로(1515)를 통과하는 먼지입자를 센싱하는 수광소자(1518)가 구성된다.
상기 유로형성부(152)는 복수개의 격벽부(1521)를 통해 캐스케이드 임펙터 방식의 유로를 형성하게 되는데, 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1412)로부터 공기가 유입되는 입구에는 입구홈부(1522)가 형성되어 공기가 유입되도록 하고, 상기 입구홈부(1522)로부터 연결되어 상대적으로 큰 입자의 먼지가 통과되는 제1유로(1523)와, 상기 제1유로(1523)의 격벽을 개방한 개방부(1524)를 통해 미세먼지가 유입되어 통과되는 제2유로(1525)와, 상기 제2유로(1525)의 측면에 형성되어 발광소자(1517)가 장착되는 장착부(1526)와, 상기 제1유로(1523) 및 제2유로(1525)의 단부에 형성되는 배출부(1527)(1528)로 구성된다.
상기 커버부(160)는 베이스부(110)와 결합되며, 본체(161)의 일측으로 상기 송풍유도부(140)의 유입공(1411)에 대응되도록 공기유입구(162)가 형성되고, 타측으로 미센먼지감지부(150)의 상단으로 함몰부(163)가 형성되되, 상기 함몰부(163) 측으로 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1421)로부터 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 제1공기배출구(164)가 형성되고, 상기 본체(161) 측면으로 상기 미세먼지감지부(150)의 제1유로(1523) 배출구(1527) 및 제2유로(1525) 배출구(158)와 대응되는 제2공기배출구(165) 및 제3공기배출구(166)가 형성되도록 구성된다.
미설명 부호 121는 회전축, 167은 접촉 가이드부이다.
이와 같이 구성된 본 발명 미세먼지감지장치(100)는, 도 1에서와 같이 공기유입구(162)의 면적이 공기배출구, 즉 제1공기배출구(164), 제2공기배출구(165) 및 제3공기배출구(166)의 합산 면적보다 적어도 같거나 크도록 형성된다.
이러한 이유는, 차량 내부온도 감지센서의 성능은 공기흐름의 속도가 가장 중요한 인자로 이것으로 인해 차량내부온도 변화를 얼마나 빠르게 감지하느냐가 결정이 된다.
따라서 미세먼지감지부(150)에 온도센서(160)를 부착하여 적용할 경우, 외부 공기를 유입시켜 온도센서(130)가 측정한다고 해도 미세먼지감지부(150)의 부품의 발열로 인해 출력되는 센서의 온도는 차량내부 온도대비 높을 수밖에 없다.
이와 같은 현상을 없애고 기존 성능을 유지하기 위해서는 공기흐름의 속도를 유지할 수 있는 방안이 필요하게 된다.
따라서 이를 위해 유입된 공기가 빠져나가는 면적을 최소한 유입되는 면적보다 같거나 크게 유지시켜주어 온도센싱 성능을 향상시키게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명 미세먼지감지센서(100)의 전체 동작과 작용을 설명한다.
먼저, 미세먼지감지센서(100)를 차량에 장착한다.
이때 온도센서(130)가 내장되어 있어 한 가지 부품의 장착으로 2가지 감지(차량 내부온도감지, 미센먼지 감지)능력을 발휘하게 되고, 장착 위치에 대한 제약이 다소 줄어들게 된다.
차량 시동이 개시되면 임펠러(120)가 회전하여 차량 내부의 공기가 공기유입구(162)를 통해 송풍유도부(140)로 내부로 인입된다.
이때 온도센서(130)는 유입되는 차량 내부의 공기온도를 신속하게 감지하게 된다.
그리고 상기 송풍유도부(140)로 유입된 공기는 토출부(1421)를 통해 제1공기배출부(l64)을 거쳐 외부로 방출되고, 동시에 미세먼지감지부(150)의 입구홈부(1522)로 유입된다.
상기 미세먼지감지부(150)의 입구홈부(1522)로 유입된 공기는 제1유로(1523)를 통해서는 큰 입자의 먼지 공기가 통과된다.
그리고 제1유로(1523)를 통과하던 먼지 공지 중 입자가 작은 미세먼지는 개방부(1524)를 통해 제2유로(1525)로 분기되어 흐르게 된다.
상기 제2유로(1525)로 흐르는 미세먼지는 발광소자(1517)의 빔 발사에 의해 산란되고 이를 수광한 수광센서(1518)에 의해 미세먼지 농도를 검출하게 된다.
그리고 상기 제1유로(1523)를 통과한 먼지입자는 제2공기배출구(165)로 배출되고, 상기 제2유로(1525)를 통과한 미세먼지는 제3공기배출구(166)를 통해 배출되는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명은 차량 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 통합하여 복합센서로서의 기능을 수행하도록 하되, 새로운 구조를 통해 감지 효율이 뛰어나고 원가절감 효과와 차량 장착 시 장착 공간에 대한 제약을 완화시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 공기의 유입면적이 공기의 유출면적보다 적어도 같거나 크도록 구성하여 내부의 온도 영향을 최소화화여 온도센서의 성능을 향상시키고, 캐스케이드 임펙터 방식을 적용하여 감지부의 오염을 최소화하여 미세먼지 센싱 능률을 크게 향상시킨 장점을 제공하는 것이다.
100: 미세먼저감지장치 110: 베이스부
120: 임펠러 130: 온도센서
140: 송풍유도부 141: 상단덮개부
142: 하단격벽부 1411: 유입공
1412,1421: 토출구 150: 미세먼지감지부
151: 하단부 152: 유로형성부
160: 커버부 162: 공기유입구
164: 제1공기배출구 165: 제2공기배출구
166: 제3공기배출구

Claims (4)

  1. 베이스부(110);
    상기 베이스부(110)의 일측에 설치되는 임펠러(120);
    상기 임펠러(120)의 상단 공기유입구(162)에 설치되는 온도센서(130);
    상기 임펠러(120)의 회전 동작으로부터 유입된 공기를 응집하고 유도하여 미센먼지감지부(150)로 유입시켜줌과 동시에 제1공기배출부(164)를 통해 외부로 토출하는 송풍유도부(140);
    상기 송풍유도부(140)로부터 유입되는 공기 중의 미세먼지 농도를 감지하되, 캐스케이드 임펙터(Cascade Impactor) 방식으로 감지하는 미세먼지감지부(150); 및
    상기 베이스부(110)와 결합되고 본체(161)의 일측으로 상기 송풍유도부(140)의 유입공(1411)에 대응되도록 공기유입구(162)가 형성되고, 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1421)로부터 배출되는 공기가 외부로 배출되도록 제1공기배출구(164)가 형성되고, 상기 본체(161) 측면으로 상기 미세먼지감지부(150)의 제1유로(1523) 배출구(1527) 및 제2유로(1525) 배출구(158)와 대응되는 제2공기배출구(165) 및 제3공기배출구(166)가 형성된 커버부(160)를 포함하고,
    상기 송풍유도부(140)는 상단에 유입공(1411)이 형성되고 일측면에는 유입된 공기를 배출하는 토출부(1412)가 형성된 상단덮개부(141)와, 상기 상단덮개부(141)의 토출부(1412)와 같은 위치에 유입된 공기를 배출하도록 토출부(1421)가 형성된 하단격벽부(142)를 결합 고정하여 밀폐형 구조로 형성함으로써 상기 온도센서(130)가 미세먼지감지부(150)로부터 발생되는 발열로부터 온도에 대한 영향을 받지 않도록 구성되며,
    상기 미세먼지감지부(150)는 복수개의 요홈(1511) 구조에 의해 입구홈부(1512), 제1유로(1513), 개방부(1514), 제2유로(1515)가 유로형성부(152)의 결합에 의해 형성되도록 구성되고, 일측으로 발광소자(1517)가 장착되는 장착부(1516)가 형성되고 상기 발광소자(1517)에 대향하여 제2유로(1515) 상에 설치되어 상기 제2유로(1515)를 통과하는 먼지입자를 센싱하는 수광소자(1518)가 구성된 하단부(151); 및
    복수개의 격벽부(1521)를 통해 캐스케이드 임펙터 방식의 유로를 형성하게 되는데, 상기 송풍유도부(140)의 토출부(1412)로부터 공기가 유입되는 입구에는 입구홈부(1522)가 형성되어 공기가 유입되도록 하고, 상기 입구홈부(1522)로부터 연결되어 상대적으로 큰 입자의 먼지가 통과되는 제1유로(1523)와, 상기 제1유로(1523)의 격벽을 개방한 개방부(1524)를 통해 미세먼지가 유입되어 통과되는 제2유로(1525)와, 상기 제2유로(1525)의 측면에 형성되어 발광소자(1517)가 장착되는 장착부(1526)와, 상기 제1유로(1523) 및 제2유로(1525)의 단부에 형성되는 배출부(1527)(1528)로 이루어진 유로형성부(152)가 결합 구성된 것을 특징으로 하는 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버부(160)의 공기유입구(162)의 면적은 제1공기배출구(164), 제2공기배출구(165) 및 제3공기배출구(166)의 합산 면적보다 적어도 같거나 크도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량 내부온도감지 기능이 포함된 미세먼지 감지장치.
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