KR102446431B1 - 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이스 내부에 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간이 형성되고, 실외공기 배출공간에는 실외공기를 강제로 송풍하기 위한 송풍장치가 구비되며, 상기 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간의 사이에는 열교환소자가 형성되는 공기순환장치에 있어서, 상기 실외공기 유입공간에는 열교환소자로 유입되는 외부공기로 부터 이물질을 제거하기 위한 일반필터가 형성되고, 상기 일반필터에 의해 걸러진 외부공기중 미세먼지를 제거하기 위한 헤파필터가 순차적으로 열교환소자 일측면에 이격되어 설치되도록 하며, 상기 헤파필터의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간으로 유입된 외부공기가 헤파필터를 거치지 않고 열교환소자로 곧바로 유입되도록 하기 위한 제1개방구를 구비하는 제1유로형성구가 설치되고, 상기 제1유로형성구의 제1개방구에는 모터의 구동에 의해 여닫힐 수 있도록 하는 댐퍼가 형성되며, 상기 열교환소자의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간으로 유입된 외부공기가 열교환소자를 거치지 않고 실외공기 배출공간으로 배출되도록 하기 위한 제2유로형성구가 설치되고, 상기 제2유로형성구에는 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간에 각각 연통되는 제2개방구가 형성되되, 상기 실외공기 유입공간과 연통되는 제2개방구에는 여닫힐 수 있도록 하는 댐퍼가 형성되도록 구성되는 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 나쁠 때만 필터장치를 거쳐서 실외의 공기가 실내로 유입되도록 하고, 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 좋을 때는 필터장치를 거치지 않고 곧바로 실내로 유입되도록 함으로써 송풍장치의 내구성을 좋게 하고 전기에너지의 낭비를 줄일 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

선택적 필터링이 가능한 공기순환장치{AIR EXCHANGE UNIT WITH THE FILTER}
본 발명은 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부로 부터 유입되는 공기 중에 미세먼지의 함유량이 많은 경우에는 일반필터와 헤파필터를 통해서 실내로 유입되도록 하고, 외부로 부터 유입되는 공기 중에 미세먼지의 함유량이 적어 공기질이 좋은 경우에는 굳이 헤파필터를 거치지 않거나, 또 열교환소자를 거치지 않고 곧바로 바이패스시켜 모터동력을 줄일 수 있어 소비전력을 낮출 수 있고, 먼지제거 효율은 높아지며, 충분한 공기량을 실내로 유입할 수 있어 쾌적한 상태를 유지할 수 있는 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치이다.
일반적으로, 최근 지어지는 건물은 에너지 절감을 위해 단열에 많은 노력을 기울이고 있으며, 건강을 위해 환기에 매우 많은 주의를 기울이고 있다. 따라서 단열과 환기를 모두 만족시키기 위해 실내공기와 외부공기를 환풍팬을 통해 강제로 흡입, 배출하도록 하고, 열교환소자를 이용해 공기의 청정 및 에너지 절감을 가능하게 하는 건물용 공기순환장치(공조장치)가 사용되는데, 상기한 건물용 공기순환장치는 공간의 효율적 활용을 위해 대개 천정에 설치되며 덕트를 통해 실내 공기와 실외 공기를 흡배기하도록 하고 있다.
그런데 이러한 종래 공기순환장치의 열교환소자의 일측면, 즉 실외공기가 유입되는 면에는 최근 미세먼지 문제로 인해 미세먼지제거필터, 즉 헤파필터가 설치되어 미세먼지의 실내유입을 차단하도록 하고 있다.
이처럼 헤파필터를 사용하게 되면 미세먼지는 제거할 수 있으나, 반대로 상기 필터가 공기의 유입을 방해하는 요소로 작용하게 된다.
따라서 이 경우 대용량의 송풍기를 사용하여야 한다. 즉 공기순환장치의 내부에 설치되어 공기를 강제로 송풍시키는 송풍장치는 대개 비엘디씨(BLDC)모터를 사용하게 되는데, 상기 비엘디씨모터는 필터가 막힐 수록 더 큰 힘으로 회전하게 되어 많은 전력량을 필요로 하게 되고 이는 전기에너지의 낭비와 직결된다.
그런데 문제는 실외의 공기질이 항상 나쁜 것 만 아니라 미세먼지 주의보가 발령된 때만 나쁠 뿐이고 대개의 경우는 아주 나쁘지 않으며, 심지어 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다도 좋은 경우도 왕왕있다.
[선행기술문헌]
1. 공개특허 10-2018-0132745호
본 발명의 목적은, 미세먼지 걱정때문에 항상 헤파필터를 거쳐서 실외의 공기가 실내로 유입되도록 하는 편견으로 부터 탈피하여 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 나쁠 때만 헤파필터를 거쳐서 실외의 공기가 실내로 유입되도록 하고, 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 좋을 때는 헤파필터는 물론 열교환소자까지 거치지 않고 곧바로 실내로 유입되도록 함으로써 에너지 낭비를 방지할 수 있는 공기순환장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치는, 케이스 내부에 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간이 형성되고, 실외공기 배출공간에는 실외공기를 강제로 송풍하기 위한 송풍장치가 구비되며, 상기 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간의 사이에는 열교환소자가 형성되되,
상기 실외공기 유입공간에는 열교환소자로 유입되는 외부공기로 부터 이물질을 제거하기 위한 일반필터가 형성되고, 상기 일반필터에 의해 걸러진 외부공기중 미세먼지를 제거하기 위한 헤파필터가 순차적으로 열교환소자 일측면에 이격되어 설치되도록 하며,
상기 헤파필터의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간으로 유입된 외부공기가 헤파필터를 거치지 않고 열교환소자로 곧바로 유입되도록 하기 위한 제1개방구를 구비하는 제1유로형성구가 설치되고,
상기 제1유로형성구의 제1개방구에는 모터의 구동에 의해 여닫힐 수 있도록 하는 댐퍼가 형성되며,
상기 열교환소자의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간으로 유입된 외부공기가 열교환소자를 거치지 않고 실외공기 배출공간으로 배출되도록 하기 위한 제2유로형성구가 설치되고,
상기 제2유로형성구에는 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간에 각각 연통되는 제2개방구가 형성되되, 상기 실외공기 유입공간과 연통되는 제2개방구에는 여닫힐 수 있도록 하는 댐퍼가 형성되도록 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 효과로는 미세먼지 걱정때문에 항상 헤파필터를 거쳐서 실외의 공기가 실내로 유입되도록 하는 편견으로 부터 탈피하여 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 나쁠 때만 헤파필터를 거쳐서 실외의 공기가 실내로 유입되도록 하고, 실외의 공기질이 실내의 공기질 보다 좋을 때는 헤파필터는 물론 열교환소자까지 거치지 않고 곧바로 실내로 유입되도록 함으로써 에너지 낭비를 방지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기순환장치의 분리사시도.
도 2는 본 발명에 있어서 필터부분만을 도시한 참고도,
도 3은 본 발명의 단면도.
도 4는 본 발명의 사용상태 참고도.
도 5는 본 발명에 있어서 각 댐퍼의 작동에 의한 공기흐름상태를 보이기 위한 참고도로써, (가)도는 외부공기질이 좋아 헤파필터와 열교환소자를 외부공기가 바이패스하는 상태를 보이기 위한 도면이고, (나)도는 외부공기를 헤파필터는 바이패스시키되 열교환하는 하는 상태를 보이기 위한 도면이며, (다)도는 외부공기질이 좋지 않아 헤파필터와 열교환소자를 모두 통과하는 상태를 보이기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예들은 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예들에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기순환장치의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명에 있어서 필터부분만을 도시한 참고도이며, 도 3은 본 발명의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 사용상태 참고도이며, 도 5는 본 발명에 있어서 각 댐퍼의 작동에 의한 공기흐름상태를 보이기 위한 참고도로써, (가)도는 외부공기질이 좋아 헤파필터와 열교환소자를 외부공기가 바이패스하는 상태를 보이기 위한 도면이고, (나)도는 외부공기를 헤파필터는 바이패스시키되 열교환하는 하는 상태를 보이기 위한 도면이며, (다)도는 외부공기질이 좋지 않아 헤파필터와 열교환소자를 모두 통과하는 상태를 보이기 위한 도면이다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명 공기순환장치(100)는 케이스(110) 내부에 실외공기 유입공간(A)과 실외공기 배출공간(B)이 형성되고, 실외공기 배출공간(B)(B)에는 실외공기를 강제로 송풍하기 위한 송풍장치(F)가 구비되며, 상기 실외공기 유입공간(A)과 실외공기 배출공간(B)의 사이에는 실내로 유입되는 실외공기와 실외로 배출되는 실내공기간의 열교환을 가능하게 하기 위한 열교환소자(120)가 형성된다.
상기 실외공기 유입공간(A)에는 열교환소자(120)로 유입되는 외부공기로 부터 이물질을 제거하기 위한 일반필터(130)가 형성되고, 다음 상기 일반필터(130)에 의해 걸러진 외부공기중에서 미세먼지를 제거하기 위한 헤파필터(140)가 열교환소자(120) 일측면에 형성된다.
이때 상기 일반필터(130)와 헤파필터(140), 열교환소자(120)는 소정간격으로 이격되어 설치되어져야 한다. 이는 본 발명의 핵심적인 목적이 외부로 부터 유입되는 공기 중에 미세먼지의 함유량이 많은 경우에는 일반필터(130)와 헤파필터(140)를 거친 다음 실내로 유입되도록 함으로써 깨끗한 외부공기가 실내로 유입되도록 하고, 반대로 외부로 부터 유입되는 공기 중에 미세먼지의 함유량이 적어 공기질이 좋은 경우에는 굳이 헤파필터(140)를 거치지 않거나, 또 열교환소자(120)를 거치지 않고 곧바로 바이패스시킴으로써 모터동력을 줄일 수 있어 소비전력을 낮출 수 있고, 먼지제거 효율은 높아지며, 충분한 공기량을 실내로 유입할 수 있어 쾌적한 상태를 유지할 수 있도록 하기 위해서이다.
다시말해 이처럼 일반필터(130)와 헤파필터(140), 열교환소자(120)는 소정간격으로 이격되어 설치되어져야만 도 5에 도시한 바와 같이 제1유로형성구(150)의 댐퍼와, 제2유로형성구의 댐퍼에 의해 외부공기가 헤파필터(140)와 열교환소자(120)를 거치도록 하거나 아니면 바이패스할 수 있기 때문이다.
상기 제1유로형성구(150)의 제1개방구(151)와 제2유로형성구(160)의 제2개방구(161)에는 각각 모터(154,164)의 구동에 의해 여닫힐 수 있는 댐퍼(153,163)가 형성되며, 상기 댐퍼(153,163)들에 의해 제1개방구(151)와 제2개방구(161)를 개폐할 수 있게 된다.
이를 위해 본 발명은 헤파필터(140)의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간(A)으로 유입된 외부공기가 헤파필터(140)를 거치지 않고 열교환소자(120)로 곧바로 유입되도록 하기 위한 제1유로형성구(150)가 설치되고, 열교환소자(120)의 상부 또는 하부에도 실외공기 유입공간(A)으로 유입된 외부공기가 열교환소자(120)를 거치지 않고 실외공기 배출공간(B)으로 배출되도록 하기 위한 제2유로형성구(160)가 설치되어져야 함은 당연하다.
이때 상기 제2유로형성구(160)에는 실외공기 유입공간(A)과 실외공기 배출공간(B)에 각각 연통되는 제2개방구(161)가 형성되되, 상기 실외공기 유입공간(A)과 연통되는 제2개방구(161)에 모터(164)의 구동에 의해 개폐가 가능한 댐퍼(163)가 형성된다.
본 발명에 사용되는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter)를 사용함이 바람직한데, 헤파필터는 공기 중의 먼지 등을 제거하는 에어필터로 등급에 따라 0.3㎛의 입자에 대해 85 ~ 99.975% 이상의 포집능력을 가지며 필터의 여과지는 주로 직경 1 ~ 10㎛ 이하의 유리 섬유로 되어있고, 입자의 크기에 따라 섬유조직에 의한 차단 및 충돌, 중력에 의한 입자침강, 입자의 브라운 운동, 정전기력에 의한 흡착 등을 이용하여 입자를 포집하는 구조를 갖는다. 이때 상기 필터(144)의 형상은 원통형상 또는 다각통 형상을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 모터(154,164)는 모터지지구(미도시)에 의해 지지되는데, 상기 모터지지구는 제1유로형성구(150)와 제2유로형성구(160)의 일측에 형성됨은 당연하다.
상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
100: 본 발명 공기순환장치
110: 케이스 120: 열교환소자 130: 일반필터 140: 헤파필터
150: 제1유로형성구 151: 제1개방구
152: 댐퍼 153: 모터
160: 제2유로형성구 161: 제2개방구
162: 댐퍼 163: 모터
A: 실외공기 유입공간
B: 실외공기 배출공간

Claims (1)

  1. 케이스 내부에 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간이 형성되고, 실외공기 배출공간에는 실외공기를 강제로 송풍하기 위한 송풍장치가 구비되며, 상기 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간의 사이에는 일측면에 필터가 설치된 열교환소자가 형성되되, 실외에서 유입된 외부공기가 상기 열교환소자를 거치지 않고 실외공기 배출공간으로 배출되도록 하기 위한 제2유로형성구를 구비하는 공기순환장치에 있어서,
    상기 열교환소자 일측면에 설치되는 필터는 일반필터와 헤파필터가 순차적으로 이격 설치되되 열교환소자로 부터 먼 쪽에 외부공기의 이물질을 먼저 제거하기 위한 일반필터가 형성되고,
    열교환소자로 부터 가까운 쪽에는 일반필터에 의해 걸러진 외부공기중 미세먼지를 제거하기 위한 헤파필터가 순차적으로 형성되도록 하되 상기 헤파필터의 상부 또는 하부에는 실외공기 유입공간으로 유입된 외부공기가 헤파필터를 거치지 않고 열교환소자로 곧바로 유입되도록 하기 위한 제1개방구를 구비하는 제1유로형성구가 설치되고, 상기 제1유로형성구의 제1개방구에는 모터의 구동에 의해 여닫힐 수 있도록 하는 댐퍼가 형성되도록 하며,
    상기 제2유로형성구에는 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간에 각각 연통되는 제2개방구가 형성되도록 하고 상기 제2개방구가 여닫힐 수 있도록 하기 위한 댐퍼를 형성하여 실외공기 유입공간과 실외공기 배출공간 사이의 공기흐름이 개방되거나 차단될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 선택적 필터링이 가능한 공기순환장치.

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