KR102449622B1 - 공기청정기 및 이의 동작 방법 - Google Patents

공기청정기 및 이의 동작 방법 Download PDF

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Abstract

공기청정기 및 이의 동작 방법이 개시된다. 상기 공기 청정기는, 송풍팬 및 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 상기 송풍팬의 회전에 따라 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기를 내부로 유입시키는 송풍부; 상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 필터부; 공기청정기가 설치된 공간의 공기질 정보 또는 환경 정보를 획득하는 센서부; 입력 신호 또는 상기 센서부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 공기청정기의 동작 모드를 제어하는 제어부; 및 외부로부터 공급받은 AC 전원 및 내부에 구비된 배터리부 중 적어도 하나에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하는 전원부를 포함할 수 있다.

Description

공기청정기 및 이의 동작 방법 {AIR PURIFIER AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 출원은 공기청정기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
공기청정기는 공기에 포함되어 있는 오염물질을 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치로서, 통상적으로 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 구동된다.
그러나, 공기청정기가 AC 전원에 의해서만 구동하는 경우, 공기청정기의 설치 위치에 제약이 따를 뿐만 아니라, 에너지 효율면에서도 한계가 있다.
당해 기술분야에서는 공기청정기의 에너지 효율을 보다 높이기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 공기청정기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는, 송풍팬 및 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 상기 송풍팬의 회전에 따라 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기를 내부로 유입시키는 송풍부; 상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 필터부; 공기청정기가 설치된 공간의 공기질 정보 또는 환경 정보를 획득하는 센서부; 입력 신호 또는 상기 센서부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 공기청정기의 동작 모드를 제어하는 제어부; 및 외부로부터 공급받은 AC 전원 및 내부에 구비된 배터리부 중 적어도 하나에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하는 전원부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 공기청정기의 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법은, 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하면서, 상기 공기청정기에 구비된 배터리를 충전하는 단계; 상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 AC 전원을 차단하고, 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계; 및 기 설정된 조건을 만족하면, 상기 AC 전원을 차단하고, 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 공기청정기의 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법은, 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하는 단계; 기 설정된 조건을 만족하면, 상기 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하면서, 상기 공기청정기에 구비된 배터리를 충전하는 단계; 및 먼지센서에 의해 감지된 공기 오염도가 기 설정된 오염도값을 초과하는 경우, 상기 AC 전원 및 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기청정기의 자가 충전을 통해 공기청정기의 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는, 필터부(110), 송풍부(120), 센서부(130), 표시부(140), 제어부(150) 및 전원부(160)를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 자가 발전부(170)를 더 포함할 수도 있다.
필터부(110)는 공기청정기(100)의 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내기 위한 것으로, 예를 들어, 공기청정기(100)의 내부로 유입되는 공기 중의 오염물질을 흡착하는 방식 등으로 오염물질을 제거할 수 있다.
필터부(110)는 공기청정기(100)의 흡기구에 위치하거나, 복수의 필터(예를 들어, 제1 필터 및 제2 필터)로 구성되어, 공기청정기(100)의 흡기구와 배기구에 각각 위치할 수도 있다.
필터부(110)는 예를 들어 전처리 필터(prefilter), 기능성 필터, 헤파 필터(High Efficiency Particulate Air filter; HEPA filter), 탈취 필터 등 다양한 종류의 필터를 포함할 수 있다. 여기서, 전처리 필터는 비교적 큰 먼지, 머리카락, 애완동물의 털 등을 제거하기 위한 것이고, 기능성 필터는 항균, 꽃가루, 집진드기, 세균, 박테리아 등을 제거하기 위한 것이고, 헤파 필터는 미세한 먼지, 실내 곰팡이와 같은 각종 세균 등을 제거하기 위한 것이며, 탈취 필터는 실내의 각종 악취와 유해가스 등을 제거하기 위한 것이다.
송풍부(120)는 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 공기청정기(100) 내부로 유입되도록 하기 위한 것으로, 송풍팬과 이를 구동하기 위한 모터를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 송풍팬은 모터에 의해 회전하여 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 모터의 회전속도(즉, 분당 회전수(revolutions per minute; RPM))는 제어부(150)에 의해 제어될 수 있다.
센서부(130)는 다양한 센서로 구성되어 공기청정기(100)가 설치된 공간의 공기질 정보 또는 환경 정보를 획득하기 위한 것이다.
예를 들어, 센서부(130)는 공기청정기(100)가 설치된 공간의 공기 중의 먼지 농도를 측정하는 먼지 센서, 공기청정기(100)가 설치된 공간의 조도를 측정하는 조도 센서 등을 포함할 수 있다.
센서부(130)는 측정 신호를 제어부(150)로 전달하여, 제어부(150)가 후술하는 바와 같이 공기청정기(100)의 동작을 제어하도록 한다.
표시부(140)는 제어부(150)의 제어에 따라 공기청정기(100)의 동작 관련 정보를 디스플레이하여 사용자에게 제공하기 위한 것으로, 예를 들어, LED 패널, 터치스크린 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 이상이 감지된 경우, 에러 표시 등을 디스플레이할 수 있다.
제어부(150)는 공기청정기(100)의 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있으며, 각종 데이터를 저장하기 위한 메모리를 구비할 수 있다.
구체적으로, 제어부(150)는 사용자로부터의 입력 또는 센서부(130)로부터 전달받은 신호 등을 기초로 공기청정기(100)의 동작 모드를 제어하고, 동작 모드 관련 정보 또는 센서부(130)로부터 전달받은 측정 신호 등을 후술하는 전원부(160)에 포함된 전력 제어부(161)로 제공할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 전원부(160)에 의해 배터리의 이상 발생이 감지되는 경우 표시부(140)를 통해 에러 표시를 하도록 제어할 수 있다.
전원부(160)는 외부로부터 공급받은 AC 전원 또는 내부에 구비된 배터리에 의해 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공하기 위한 것으로, 전력 제어부(161), 배터리부(162) 및 AC 전원 스위칭부(163)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 제어부(161)는 외부로부터 제공받은 AC 전원으로 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공하면서 이와 동시에 배터리부(162)를 충전하고, 배터리부(162)의 충전이 완료되거나, 공기청정기(100)의 소비전력이 낮은 소정의 경우에는 AC 전원을 차단하고 배터리부(162)에 의해 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전력 제어부(161)는 외부로부터 제공받은 AC 전원으로 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공하고, 공기청정기(100)의 소비전력이 낮은 소정의 경우에 AC 전원으로 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공함과 동시에 배터리부(162)를 충전하며, 공기청정기(100)의 소비 전력이 클 것으로 예상되는 경우 AC 전원과 배터리부(162) 양자에 의해 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원을 제공할 수 있다.
또한, 전력 제어부(161)는 배터리부(162)의 전류를 측정하고, 이를 기초로 배터리부(162)의 충방전 상태를 파악하여 이에 따라 배터리부(162)의 충전 개시 또는 중지를 제어할 수 있다.
또한, 전력 제어부(161)는 배터리부(162)의 전류를 기초로 배터리의 이상 발생 여부를 판단하여, 배터리 이상 발생시 AC 전원에 의해 공기청정기(100)가 구동되도록 제어할 수 있다.
배터리부(162)는 전력 제어부(161)의 제어에 따라 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 충전하거나, 충전된 전원을 공기청정기(100)의 구동을 위한 전원으로 제공할 수 있다.
AC 전원 스위칭부(163)는 전력 제어부(161)의 제어에 따라 스위칭하여 외부로부터 공급받은 AC 전원을 연결 또는 차단할 수 있다.
자가 발전부(170)는 상술한 송풍부(120)의 송풍팬에 설치되어 회전동력을 이용하여 자가 발전을 수행할 수 있다. 자가 발전부(170)에 의해 발전된 에너지는 전원부(160)로 제공되어 배터리부(162)를 충전하는데 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 우선, 공기청정기는 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 구동, 즉 공기청정 기능을 수행함과 동시에 내부에 구비된 배터리를 충전할 수 있다(S210).
이에 따라, 배터리의 충전이 완료되면(S220), 공기청정기는 AC 전원을 차단하고 배터리에 의해 구동할 수 있다(S240).
배터리에 의해 공기청정기가 구동하는 동안에는, 주기적으로 배터리 전류를 측정할 수 있다(S250).
측정된 배터리 전류를 기초로 배터리의 이상 발생 여부를 판단하고(S260), 이상이 발생하지 않은 경우, 배터리 전류가 기 설정된 전류값 미만인지 여부를 확인하여(S270), 배터리 전류가 기 설정된 전류값 미만이면 상술한 S210 단계로 되돌아가서 AC 전원에 의해 구동하면서 배터리를 충전할 수 있다. 여기서, 기 설정된 전류값은 배터리가 방전되어 충전이 필요한 상태의 전류값으로, 배터리에 따라 적절하게 정해질 수 있다.
반면, 배터리에 이상이 발생한 경우, 공기청정기는 이에 대한 에러표시를 통해 배터리의 이상 발생을 사용자에게 알려주고(S280), AC 전원에 의해 구동할 수 있다(S290).
한편, 배터리의 충전이 완료되지 않은 경우라도, 기 설정된 조건이 만족하면(S230), 공기청정기는 AC 전원을 차단하고 배터리에 의해 구동할 수 있다(S240). 예를 들어, 조도센서를 통해 감지한 조도가 기 설정된 기준치 미만이거나, 공기청정기가 대기상태이거나, 동작 모드가 정음모드 동작 등과 같이 공기청정기의 소비 전력이 낮은 경우, 공기청정기는 AC 전원을 차단하고 배터리에 의해 구동함으로써 소비 에너지를 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기청정기의 동작 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 공기청정기는 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 구동, 즉 공기청정 기능을 수행할 수 있다(S310).
AC 전원에 의해 구동하는 동안, 기 설정된 조건이 만족하면(S320), 공기청정 기능을 수행하면서 일부 전원을 이용하여 내부에 구비된 배터리를 충전할 수 있고(S330), 배터리의 충전이 완료되면(S332), 공기청정기는 배터리의 충전을 중지하고(S334), 상술한 S310 단계로 되돌아갈 수 있다. 여기서, 기 설정된 조건은, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 조도센서를 통해 감지한 조도가 기 설정된 기준치 미만이거나, 공기청정기가 대기상태이거나, 동작 모드가 정음모드 동작 등과 같이 공기청정기의 소비 전력이 낮은 경우일 수 있다.
반면, 기 설정된 조건이 만족하지 않고, 먼지센서 등에 의해 감지된 공기 오염도가 기 설정된 오염도값을 초과하는 경우(S340), AC 전원뿐만 아니라 배터리를 동시에 사용하여 공기청정기를 구동할 수 있다(S350). 이처럼, 공기 오염도가 높은 경우 등과 같이 공기청정기의 소비 전력이 클 것으로 예상되는 경우 AC 전원과 배터리 양자에 의해 공기청정기를 구동함으로써 AC 전원으로만 구동하는 경우에 비해 더 큰 구동 전원을 제공하면서도 AC 전원의 전력 소비를 절감할 수 있게 된다.
AC 전원과 배터리에 의해 공기청정기가 구동하는 동안에는, 주기적으로 배터리 전류를 측정할 수 있다(S352).
측정된 배터리 전류를 기초로 배터리의 이상 발생 여부를 판단하고(S354), 이상이 발생하지 않은 경우, 배터리 전류가 기 설정된 전류값 미만인지 여부를 확인하여(S356), 배터리 전류가 기 설정된 전류값 미만이면 상술한 S310 단계로 되돌아가서 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동할 수 있다. 여기서, 기 설정된 전류값은 배터리가 방전되어 충전이 필요한 상태의 전류값으로, 배터리에 따라 적절하게 정해질 수 있다. 반면, 배터리 전류가 기 설정된 전류값 이상이면, 상술한 S340 단계로 되돌아가서 상술한 과정을 반복 수행할 수 있다.
한편, 배터리에 이상이 발생한 경우, 공기청정기는 이에 대한 에러표시를 통해 배터리의 이상 발생을 사용자에게 알려주고(S360), AC 전원에 의해 구동할 수 있다(S370).
도 2 및 도 3을 참조하여 상술한 공기청정기의 동작 방법은, 도 1을 참조하여 상술한 공기청정기(100)의 제어부(150) 및 전원부(160)에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
100: 공기청정기
110: 필터부
120: 송풍부
130: 센서부
140: 표시부
150: 제어부
160: 전원부
161: 전력제어부
162: 배터리부
163: AC 전원 스위칭부
170: 자가 발전부

Claims (17)

  1. 송풍팬 및 상기 송풍팬을 구동하는 모터를 포함하며, 상기 송풍팬의 회전에 따라 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기를 내부로 유입시키는 송풍부;
    상기 송풍부에 의해 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내는 필터부;
    공기청정기가 설치된 공간의 먼지 농도 또는 조도를 측정하는 센서부;
    입력 신호 또는 상기 센서부로부터 전달받은 신호를 기초로 상기 공기청정기의 동작 모드를 제어하는 제어부; 및
    외부로부터 공급받은 AC 전원 및 내부에 구비된 배터리부 중 적어도 하나에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하는 전원부를 포함하며,
    상기 전원부는,
    상기 AC 전원에 의해 충전되거나, 충전된 전원을 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원으로 제공하는 배터리부;
    스위칭 동작을 통해 상기 AC 전원을 연결 또는 차단하는 AC 전원 스위칭부; 및
    상기 AC 전원으로 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공할 때, 상기 공기청정기의 소비전력의 크기에 따라 상기 AC 전원으로 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하면서 상기 배터리부를 충전하거나 또는 상기 AC 전원과 상기 배터리부에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하도록 제어하는 전력 제어부를 포함하는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 제어부는 상기 AC 전원으로 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원을 제공하면서 상기 배터리부를 충전할 때, 상기 배터리부의 충전이 완료되거나 상기 공기청정기의 소비 전력이 기 설정된 전력 미만인 경우 상기 AC 전원 스위칭부를 제어하여 상기 AC 전원을 차단하고 상기 배터리부에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원으로 제공하도록 제어하는 공기청정기.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 제어부는 상기 배터리부의 전류를 기초로 배터리부의 이상 발생 여부를 판단하고, 이상 발생시 상기 AC 전원에 의해 상기 공기청정기의 구동을 위한 전원으로 제공하도록 제어하는 공기청정기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전력 제어부에 의해 상기 배터리부의 이상 발생이 감지된 경우 에러 표시를 하는 표시부를 더 포함하는 공기청정기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍팬에 설치되어 회전 동력을 이용하여 자가 발전을 수행하고, 발전된 에너지를 상기 전원부로 제공하는 자가 발전부를 더 포함하는 공기청정기.
  7. 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하면서, 상기 공기청정기에 구비된 배터리를 충전하는 단계;
    상기 배터리의 충전이 완료되면 상기 AC 전원을 차단하고, 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계; 및
    기 설정된 조건을 만족하면, 상기 AC 전원을 차단하고, 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 포함하며,
    상기 기 설정된 조건은,
    조도 센서에 의해 감지한 조도가 기 설정된 기준치 미만인 경우; 및
    상기 공기청정기의 소비 전력이 기 설정된 전력 미만인 경우를 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 배터리에 의해 상기 공기청정기가 구동하는 동안, 주기적으로 상기 배터리의 전류를 측정하는 단계;
    상기 배터리의 전류를 기초로 상기 배터리의 이상 발생 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 배터리의 이상이 발생한 경우, 상기 AC 전원에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 더 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리의 이상이 발생한 경우, 에러표시를 하는 단계를 더 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리의 전류가 기 설정된 전류값 미만인 경우, 상기 배터리를 충전하는 단계로 진입하는 공기청정기의 동작 방법.
  12. 외부로부터 공급받은 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하는 단계;
    기 설정된 조건을 만족하면, 상기 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하면서, 상기 공기청정기에 구비된 배터리를 충전하는 단계; 및
    먼지센서에 의해 감지된 공기 오염도가 기 설정된 오염도값을 초과하는 경우, 상기 AC 전원 및 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 포함하며,
    상기 기 설정된 조건은,
    조도 센서에 의해 감지한 조도가 기 설정된 기준치 미만인 경우; 및
    상기 공기청정기의 소비 전력이 기 설정된 전력 미만인 경우를 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 AC 전원 및 상기 배터리에 의해 상기 공기청정기가 구동하는 동안, 주기적으로 상기 배터리의 전류를 측정하는 단계;
    상기 배터리의 전류를 기초로 상기 배터리의 이상 발생 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 배터리의 이상이 발생한 경우, 상기 AC 전원에 의해 상기 공기청정기를 구동하는 단계를 더 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 배터리의 이상이 발생한 경우, 에러표시를 하는 단계를 더 포함하는 공기청정기의 동작 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 배터리의 전류가 기 설정된 전류값 미만인 경우, 상기 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하는 단계로 진입하는 공기청정기의 동작 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 배터리의 충전을 중지하고 상기 AC 전원에 의해 공기청정기를 구동하는 단계로 진입하는 공기청정기의 동작 방법.
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