KR20110031704A

KR20110031704A - 공기조화장치

Info

Publication number: KR20110031704A
Application number: KR1020090089062A
Authority: KR
Inventors: 이동원; 박성관; 김재홍; 김정영; 김일욱; 박과진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-03-29

Abstract

본 발명은 모기 퇴치기능을 구비하는 공기조화장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 모기 퇴치기능을 제공하기 위하여 구비된 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수를 공진주파수로 선정하여 초음파 발생장치의 성능을 극대화할 수 있는 공기조화장치에 관한 것이다.

초음파, 모기, 공조기, 주파수, 공진

Description

공기조화장치{AIR CONDITIONER}

본 발명은 모기 퇴치기능을 구비하는 공기조화장치에 관한 것이다.

공기조화장치는 넓은 의미로 실내공기를 공기조화하는 장치를 의미하며, 실내를 냉방 또는 난방하거나, 실내공기를 가습 또는 제습하거나, 실내공기를 정화하는 등의 모든 장치를 모두 포함한다.

좁은 의미로서, 공기조화장치는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방하는 장치로 크게 분리형과 일체형으로 구분될 수 있다.

상기한 분리형 공기조화장치와 일체형 공기조화장치는 기능적으로는 같지만 분리형은 실내기에 냉각/방열 장치를 설치하고 실외기(300)에 방열/냉각 및 압축 장치를 설치하여 서로 분리된 실내기와 실외기(300)를 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이다.

특히, 공기조화장치는 여름철에 실내 공기의 온도와 습도를 낮추어 쾌적함을 준다. 공기조화장치가 실내를 냉방하는 여름철은 각종 해충(파리, 모기, 진드기 등)이 번식하는 계절이다. 따라서, 이와 같은 여름철에 실내를 냉방하는 공기조화장치에 해충 등을 제거하는 살충기능을 추가하는 방법이 요구되고 있다.

특히, 모기 등과 같은 해충은 전염성 질병을 사람에게 전염시키는 등의 부작용이 수반되므로, 살충기능의 필요성은 더 증대되고 있다.

본 발명은 모기 퇴치기능을 제공하기 위하여 구비된 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수를 공진주파수로 선정하여 초음파 발생장치의 성능을 극대화할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실내공간을 공기조화하는 실내기, 압전소자를 구비하여 초음파를 발생시키는 초음파 스피커를 구비하며, 상기 초음파 스피커의 복수 개의 공진 주파수 근방의 주파수 중 20kHz 이상 100kHz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치 및, 상기 실내기 및 상기 초음파 발생장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.

여기서, 상기 초음파 스피커의 공진 주파수는 주파수가 변화하는 펄스입력에 대한 상기 초음파 스피커의 임피던스 출력의 실험치로부터 결정될 수 있다.

이 경우, 상기 초음파 발생장치는 미리 결정된 복수 개의 주파수를 갖는 초음파를 미리 결정된 시간 간격으로 미리 결정된 순서에 따라 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 초음파 발생장치에서 최초로 발생되는 초음파의 주파수는 미리 결정된 순서에 포함된 공진 주파수 중 가장 작은 공진 주파수일 수 있다.

여기서, 상기 미리 결정된 시간간격은 7분 이상 17분 이하일 수 있다.

그리고, 상기 미리 결정된 순서는 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수의 크기가 증가와 감소를 반복하는 순서일 수 있다.

또한, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수의 크기가 증가와 감소는 2회 이상 반복될 수 있다.

이 경우, 상기 미리 결정된 순서에 포함된 초음파의 공진 주파수는 적어도 4개의 공진 주파수를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화장치에 의하면, 본 발명은 모기 퇴치기능을 제공하기 위하여 구비된 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수를 공진주파수로 선정하여 초음파 발생장치의 성능을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화장치에 의하면, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수가 증감을 반복되므로, 초음파 발생장치를 구성하는 초음파 스피커의 내구성을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화장치에 의하면, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수가 증감을 반복되므로, 다양한 해충의 기피 주파수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있으므로 살충대상을 다양화할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호 들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명에 따른 공기조화장치는 실내공간을 공기조화하는 실내기(200), 압전소자를 구비하여 초음파를 발생시키는 초음파 스피커를 구비하며, 상기 초음파 스피커의 복수 개의 공진 주파수 근방의 주파수 중 특정 주파수 범위에 포함되는 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치 및, 상기 실내기(200) 및 상기 초음파 발생장치를 제어하는 실내기 제어부를 포함한다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 공기조화장치를 자세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치(500)의 일예를 도시한다. 도 1에 도시된 공기조화장치(500)는 실내를 공조하기 위한 실내기(200)와 상기 실내기(200)와 냉매관(400)에 의하여 연결된 실외기(300)를 구비한다.

전술한 바와 같이, 공기조화장치(500)는 넓은 의미로 실내공기를 공기조화하는 장치로 이해되어야 하며, 실내를 냉방 또는 난방하거나, 실내공기를 가습 또는 제습하거나, 실내공기를 정화하는 등의 모든 과정을 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 따라서, 이하 설명되는 내용은 도 1에 도시된 분리형 공기조화장치(500)로 한정되어서는 안된다.

도 1에 도시된 공기조화장치(500)는 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공기조화장치(500)가 도시된다. 그리고, 실내기(200)와 실외기(300)가 분리된 구조를 갖으며, 실내기(200)가 벽에 장착되는 벽걸이형이다.

도 1에 도시된 공기조화장치(500)는 실내기(200)와 실외기(300)에 각각 실내 열교환기와 실외 열교환기를 구비한다. 실내를 냉방하는 경우는 실내기(200)의 실 내 열교환기에서 냉매를 증발시키고 실외기(300)의 실외 열교환기에서 냉매를 응축시키며, 실내를 난방하는 경우 실외 열교환기에서 냉매를 증발시키고 실내 열교환기에서 냉매를 응축시키는 방법으로 실내를 냉방 또는 난방한다.

따라서, 실내기(200)와 실외기(300)는 실내공기와 실외공기가 각각의 열교환기와 열교환하는 과정에서 송풍되도록 송풍팬을 구비한다. 따라서, 실내 열교환기에서 냉매가 증발 또는 응축되는 과정에서 상기 실내 열교환기 측으로 송풍된 공기는 실내 열교환기와 열교환되어 냉각 또는 가열되어 실내로 공급되어 실내를 냉방 또는 난방하게 된다.

또한, 본 발명에 다른 공기조화장치(500)는 살충기능을 구현하기 위하여 초음파 발생장치(100)를 구비한다. 상기 초음파 발생장치(100)는 상기 실내기(200)에 장착되어 실내기(200)가 설치된 실내공간으로 초음파를 발생시킨다.

상기 초음파 발생장치(100)는 상기 실내기(200)에 항상 노출되도록 장착될 수도 있으며, 선택적으로 노출되도록 장착될 수도 있다.

상기 초음파 발생장치(100)는 상기 실내기(200)의 송풍과정과 동시에 작동될 수도 있고, 상기 실내기(200)의 송풍과정과 별도로 작동되어 해충기능을 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화장치의 실내기(200)의 분해도이다. 상기 실내기(200)는, 실내 공기가 흡입되는 공기 흡입구(4)와 공조 공기가 토출되는 공기 토출구(6)가 형성되고, 공기 흡입구(4)로 공기를 흡입하여 내부에서 공조한 후 공기 토출구(6)를 통해 토출하는 공조부로서, 스텐드형 공기조화기도 가능하고, 천정 향 공기조화기도 가능하며, 벽걸이형 공기조화기도 가능하다. 이하에서는 벽걸이형 공기조화기를 예로 들어 설명한다.

실내기(200)는, 섀시(10)와, 프론트 프레임(20)과, 흡입 그릴(21)과, 프론트 패널(28)과, 토출 유닛(30)을 포함한다.

실내기(200)는, 공기 흡입구(4)가 실내기(200)의 전면과 상면에 형성됨과 아울러 공기 토출구(6)가 실내기(200)의 하면에 형성되고, 프론트 패널(28)이 전방으로 전진되거나 상부나 하부를 중심으로 회전되어 실내기(200)의 전면과의 사이에 공기 흡입 통로를 형성하는 것도 가능하고, 공기 흡입구(4)가 실내기(200)의 상면에 형성됨과 아울러 공기 토출구(6)가 실내기(200)의 하면에 형성되고, 프론트 패널(28)이 실내기(200)의 전면을 덮도록 배치되는 것도 가능하다. 이하에서는, 공기 흡입구(4)가 실내기(200)의 상부 특히 실내기(200)의 상면측에 형성되고, 공기 토출구(6)가 실내기(200)의 하부 특히 실내기(200)의 하면측에 형성되며, 프론트 패널(28)이 공기조화기의 전방측 외관을 형성함과 아울러 실내기(200) 내부의 서비스 등을 위해 상부를 중심으로 전방으로 돌출되게 회전되게 연결된 것으로 설명한다.

섀시(10)는, 실내의 벽에 설치됨과 아울러 공기가 통과하는 송풍 유로가 형성되며 각종 부품이 설치되는 일종의 케이스이다.

프론트 프레임(20)은, 섀시(10)와의 사이에 공간을 형성하는 것으로서, 섀시(10)의 전방에 배치된다.

프론트 프레임(20)은, 상면과 전면에 개구부(4)(5)가 각각 형성되어, 상면 개구부가 공기 흡입구(4)로 작용하고, 전면 개구부(5)가 후술하는 필터의 착탈이나 서비스 등을 위한 서비스 홀로 작용한다.

흡입 그릴(21)은 실내의 공기가 실내기(200)의 내부로 흡입되게 하면서 그 하측을 보호하는 것으로서, 프론트 프레임(20)의 상면 개구부인 공기 흡입구(4)에 그릴 형상으로 형성된다.

토출 유닛(30)은 실내기(200)의 내부에서 공조된 공기를 토출 안내하는 것으로서, 섀시(10)와 프론트 프레임(20) 중 적어도 하나에 체결부 등의 체결수단이나 후크 등의 걸이수단에 의해 조립된다.

섀시(10)는 공기 흡입구(4)로 흡입된 공기를 공기 토출구(6)로 안내하는 송풍 유로 가이드(12)가 형성되고, 송풍 유로 가이드(12)의 좌,우 중 하나의 옆에 각종 전장 부품이 설치되는 전장부(13)가 형성된다.

섀시(10)에 형성된 송풍 유로 가이드(12)는 후술하는 팬(54)의 유로를 형성하는 것으로서, 섀시(10)에서 전방으로 돌출되는 좌,우 가이드(15)(16)와, 좌,우 가이드(15)(16) 사이의 중앙 가이드(17)를 포함하고, 좌,우 가이드(15)(16) 중 하나에는 실내 열교환기(60)를 지지함과 아울러 공기의 유로를 형성하는 열교환기 서포터(18)가 설치된다.

섀시(10)에 형성된 전장부(13)에 후술하는 팬모터(52)가 안착되어 지지되는 모터 설치부(14)가 전방으로 돌출 형성된다.

전장부(15)에 컨트롤 박스(70)가 배치되고, 컨트롤 박스(70)에는, 후술하는 송풍기(50)의 팬모터(52) 및 풍향조절장치의 풍향조절 구동부(35) 등을 제어하는 실내기 제어부(72)와, 초음파 발생장치(100)를 제어하는 후술하는 초음파 발생장치 제어부(180)가 함께 장착될 수 있다.

상기 초음파 발생장치는 초음파의 발생을 제어하는 초음파 발생장치 제어부와 상기 초음파 스피커에 입력되는 입력신호를 증폭하는 신호 증폭부(185)를 더 포함한다.

프론트 프레임(20)은 섀시(10)와 함께 송풍 유로를 형성하고, 섀시(10)에 형성된 전장부(13)를 보호한다.

프론트 프레임(20)은 섀시(10)의 유로 가이드(12) 전방에 전면 개구부(5)가 전후 개구 형성되고, 섀시(10)의 유로 가이드(12) 전방 상측에 상면 개구부(4)가 상하 개구 형성된다.

토출 유닛(30)은 상면에 후술하는 실내 열교환기(60)에서 낙하된 응축수를 받는 드레인부(32)가 형성되고, 드레인부(32)에는 응축수를 실내기(200)의 외부로 안내하는 드레인 연결 호스(33)가 연결되며, 드레인부(32)의 하부에 공기 토출구(6)가 개구 형성된다.

토출 유닛(30)에는 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 풍향을 조절하는 풍향조절기구가 설치된다.

풍향조절장치는, 공기 토출구(6)를 통과하는 공기를 안내하면서 풍향을 조절하도록 실내기(200) 특히 토출 유닛(30)에 회전되게 배치된 풍향조절부(34)와, 풍향조절부(34)를 회전시키는 풍향조절 구동부(35)를 포함한다.

풍향조절부(34)는 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 좌우 풍향으로 조절하는 좌우 풍향조절부와, 공기 토출구(6)를 통과하는 공기의 상하 풍향을 조절하는 상하 풍향조절부를 포함한다.

풍향조절부 구동부(35)는 좌우 풍향조절부에 연결되어 좌우풍향조절부가 수직축을 중심으로 회전되게 하는 것도 가능하고, 상하 풍향조절부에 연결되어 상하 풍향조절부가 수평축을 중심으로 상하 회전되게 하는 것도 가능하다.

풍향조절부 구동부(35)는 토출 유닛(30)의 좌,우 중 일측면에 설치된 풍향조절모터로 이루어진다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는, 공기 흡입부(4)로 공기를 흡입하여 실내기(200)의 내부를 통하도록 한 후 공기 토출부(6)로 토출시키는 송풍기(50)와, 실내기(200)의 내부로 흡입된 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기(60)를 포함한다.

송풍기(50)는, 새시(10) 특히, 전장부(13)에 형성된 모터 설치부(14)에 안착되어 설치되는 팬모터(52)와, 팬모터(52)의 회전축에 설치되고 유로 가이드(12)에 위치되는 팬(54)과, 팬모터(52)를 덮도록 섀시(10)에 설치되는 모터 커버(56)를 포함한다.

팬(54)은, 유로 가이드(15)(16)(17) 특히 좌,우 유로 가이드(15)(16)의 사이에 좌우로 길게 형성된 크로스 플로우 팬으로 이루어진다.

실내 열교환기(60)는, 공기 흡입부(4)와 팬(54)의 사이에 위치되도록 실내기(200)의 공간 특히, 프론트 프레임(20)의 전면부 후방에 위치되게 배치되고, 그 하단은 드레인부(32) 상측에 위치되게 설치된다.

실내 열교환기(60)는 드레인부(32)의 상측에 수직하게 위치된 수직부(62)와, 수직부(62)의 상측에서 후방 상측을 향해 경사지게 형성된 전방 경사부(64)와, 전방 경사부(64)의 상부에서 후방 하측을 향해 경사지게 형성된 후방 경사부(66)를 포함한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 공기 흡입구(4)로 흡입된 공기를 정화하도록 실내기(200)의 내부에 배치된 필터(80)와, 필터(80)가 장착되는 필터 프레임(90)을 포함한다.

필터 프레임(90)은 공기 흡입구(4)와 실내 열교환기(60)의 사이에 위치되게 설치되고, 공기가 통과하고 필터(80)가 배치되는 개구부(91)가 형성된다.

초음파 발생장치(100)는, 공기조화기가 공조시키는 실내에 위치하는 모기 등의 해충을 제거 혹은 유도하는 것으로서, 실내기(200)에 부착될 수 있다.

물론, 실외기(300)가 설치된 공간에 번식하는 해충을 제거하기 위하여 실외기(300)에 장착할 수 있음은 물론이다.

상기 초음파 발생장치(100)의 구체적인 구성은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

상기 초음파 발생장치(100)는 모기 등의 해충이 기피하는 특정 주파수 대역의 초음파를 출력하는 초음파 스피커(102)를 구비한다.

또한, 초음파 발생장치(100)는 후술하는 바와 같이, 실내기 제어부(72)에 의하여 발생된 제어신호를 수신하여, 초음파 발생장치(100) 전반의 제어를 담당하는 초음파 발생장치 제어부(180), 상기 초음파 발생장치 제어부(180)에 의하여 제어되며, 선택적으로 펄스 형태의 입력신호를 발생시키는 신호발생부(183), 상기 신호발 생부(183)에서 발생된 초음파 신호를 증폭시키는 신호신호증폭부(185), 그리고 상기 신호신호증폭부(185)에서 증폭된 입력신호를 초음파로 변환하여 출력하는 초음파 스피커(102)를 더 포함한다.

초음파 발생장치(100)의 초음파 스피커(102)는, 전기 신호를 음파 신호를 변환하여 출력하는 스피커일 수 있으며, 초음파 스피커(102)는, 실내기(200)에 위치 고정되게 설치되는 것도 가능하고, 실내기(200)에 변위되게 설치되는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 간략한 내부 블록도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 초음파 발생장치(100)를 구비한 실내기(200)를 포함한다.

또한, 실내기(200)는, 팬모터(52)에 의해 구동되는 송풍기(50)와, 풍향조절모터(35)에 의해 구동되는 풍향조절부(34), 흡입된 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기(60), 실내기의 전반적인 동작을 제어하는 실내기 제어부(72), 사용자로부터 각종 운전 지령을 입력받는 입력부(220), 및 음파 신호가 출력되고 있는 상태를 표시하는 표시부(230)를 더 포함한다.

실내기 제어부(72)는, 실내기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 리모콘과 같은 입력부(220)로부터 공기조화기의 운전 신호가 수신되면, 실내기 제어부(72)는 이에 따라 공기조화기의 운전 동작을 시작하도록 제어한다.

이때, 실외기(300) 내의 실외기(300) 제어부(310)와의 통신을 통해, 실외기(300)의 압축기(미도시)가 구동되도록 한다.

실내기 제어부(72)는, 실외기(300)의 압축기(미도시) 구동에 따라, 실내기의 송풍기(50)가 동작하도록 팬모터(52)를 제어하며, 풍향조절부(34)를 개방하도록 풍향조절모터(35)를 제어한다. 이에 의해, 흡입된 실내의 공기가, 실내 열교환기(60)에서 열교환되며, 열교환된 공기가 다시 실내로 토출되게 한다.

한편, 실내기 제어부(72)는 초음파 발생장치(100)의 초음파 발생장치 제어부(180)로 초음파 발생장치(100) 작동신호를 전송한다. 이 작동신호는 상기 입력부(220)로부터 제어신호가 입력되거나 초음파 발생장치(100)의 작동신호가 입력되는 경우, 상기 초음파 발생장치 제어부(180)로 초음파 발생장치(100)의 작동신호를 전달한다.

즉, 초음파 발생장치(100)는, 실내기의 운전모드인 경우 냉난방 기능과 함께 살충기능을 작동시키거나, 실내기 운전이 되지 않고 단지 별도로 초음파만 발생시켜 살충기능만 활성화할 수 있다.

여기서, 상기 특정 주파수 범위는 20kHz 이상 100kHz 이하일 수 있다.

즉, 초음파 발생장치(100)는 각종 해충들이 기피하는 초음파의 주파수 대역으로, 20kHz 내지 100kHz의 주파수를 갖는 것이 바람직하다. 이 주파수 대역 내에서, 파리, 모기, 진드기, 나방, 날파리 각각이 기피하는 기피 주파수는 서로 다르므로, 본 발명의 실시예에서 상기 초음파 발생장치(100)에서 발생되는 초음파의 주파수를 가변시킨다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

상기 초음파 발생장치 제어부(180)에서 전송된 작동신호를 수신한 상기 신호발생부(183)는 초음파에 대응하는 펄스신호를 발생시킨다. 상기 신호발생부(183)는 펄스신호의 기피 주파수 가변을 위해, 펄스폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 수행할 수 있다. 이에 의해 간단히 펄스신호의 주파수를 가변할 수 있게 된다.

상기 신호증폭부(185)는, 상기 신호발생부(183)에서 출력되는 펄스신호를 증폭한다. 신호증폭부(185)는, OP amp, 트랜지스터 등으로 구현될 수 있다.

초음파 스피커(102)는 증폭된 펄스신호를 초음파로 변환한다. 한편, 초음파 스피커(102)는, 주파수가 다른 초음파를 순차적으로 출력하는 것도 가능하다. 초음파 스피커(102)는 스피커로서, 초음파를 발생시키기 위한 수단으로서 압전소자(壓電素子, piezoelectric element)가 구비될 수 있다.

상기 초음파 발생장치 제어부(180), 상기 신호발생부(183) 및 상기 신호증폭부(185)는 상기 실내기 제어부(72)와 동일 기판 상에 장착되어 배치되거나, 별도의 기판에 장착되어 상기 실내기 제어부(72)와 착탈가능하게 장착될 수도 있다.

그리고, 상기 초음파 스피커(102)는 상기 신호증폭부(185)와 배선에 의하여 연결될 수 있으며, 상기 신호증폭부(185)와 착탈가능하게 구성될 수도 있다.

상기 배선은 신호증폭부(185)에서 증폭된 증폭신호를 초음파 스피커(102)에 전달하는 펄스신호를 전송하는 신호배선, 및 초음파 스피커(102)에 전원을 공급하는 전원배선을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 초음파 발생장치 제어부(180), 상기 신호발생부(183) 및 상기 신호증폭부(185)는 상술한 바와 같이, 실내기 제어부(72)가 장착된 기판과 함께 컨트롤 박스(70)에 나란히 배치될 수 있다.

한편, 실내기 제어부(72)는 초음파 발생장치(100)에서 음파 신호가 출력되는 경우, 이를 표시하도록 표시부(230)를 제어할 수 있다. 초음파 발생장치(100)에서 출력되는 음파 신호는, 가청대역이 아닌, 20kHz 내지 100kHz의 주파수 대역일 수 있으므로, 사용자가 초음파 발생장치(100)의 동작을 직관적으로 인식할 수 있게 하기 위하여, 표시부(230)를 통해 음파 신호의 출력 여부를 표시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 초음파 발생장치(100)에서 발생되는 초음파의 주파수를 숫자로 표기되도록 할 수 있다.

상기 표시부(230)는 빛을 발광하는 발광 다이오드 등을 구비하여 구현될 수 있다. 초음파 발생장치(100)에서 음파 신호가 출력되는 경우, 표시부(230)는 다양한 예로 이를 표시하는 것이 가능하다.

예를 들어, 표시부(230)는, 음파 신호의 주파수 대역에 비례하여 단위 시간당 발광 횟수가 커지도록 표시하거나 또는 발광량이 커지도록 표시할 수 있다. 이에 따라 사용자는 직관적으로 음파 신호의 발생 여부는 물론, 대략 음파 신호의 주파수의 크기도 가늠할 수 있게 된다.

한편, 신호증폭부(185)에서 출력되는 펄스 신호의 레벨을 검출하고, 검출된 펄스 신호의 레벨이 설정치를 초과하는 경우, 이상 동작으로 판단하여, 초음파 발생장치 제어부(180)의 동작을 정지하는 것도 가능하다.

도 4는 상기 초음파 발생장치(100)를 구성하는 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화와 상기 초음파 스피커(102)의 시간에 따른 주파수 변화를 도시한다.

상기 초음파 발생장치(100)는 미리 결정된 복수 개의 주파수를 갖는 초음파를 미리 결정된 시간 간격으로 미리 결정된 순서에 따라 발생시킨다.

상기 미리 결정된 복수 개의 주파수, 미리 결정된 시간 간격, 미리 결정된 순서는 상기 초음파 발생장치 제부(180)에 저장될 수 있으며, 상기 미리 결정된복수 개의 주파수는 상기 미리 결정된 순서에 포함된 주파수의 수보다 많을 수 있다.

또한, 상기 미리 결정된 시간간격은 적어도 2개 이상이며, 상기 미리 결정된 순서에 따라 초음파가 발생된 후 연속적으로 초음파를 발생시키는 경우, 상기 미리 결정된 순서는 동일하지 않을 수 있다.

구체적으로 도 4(a)는 초음파 발생장치(100)를 구성하는 특정한 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화를 도시하며, 도 4(b)는 상기 초음파 스피커(102)의 시간에 따른 주파수 변화를 도시한다.

임피던스(impedance)란 회로 내부에서 전류가 흐르기 어려운 정도를 의미하는 고유값이다. 따라서, 초음파 스피커(102)를 구성하는 재질 등에 따라 초음파 스피커의 입력신호에 따른 임피던스는 서로 값을 갖을 수 있다.

그리고, 하나의 초음파 스피커(102)의 입력신호의 주파수 변화에 따라 임피던스도 변화된다. 도 4는 특정 초음파 스피커(102)의 입력신호의 주파수를 서서히 증가시키는 과정에서 측정되는 임피던스의 변화를 도시한다.

가로축은 입력 신호의 주파수(Khz)의 변화를 도시하며, 세로축은 초음파 스피커의 임피던스(Ω) 값을 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화장치(100)는 모기 등과 같은 해 충을 퇴치하기 위하여 초음파 발생장치(100)를 구비한다. 상기 초음파 발생장치(100)는 대략 20Khz 내지 100Khz 범위의 주파수를 갖는 초음파를 발생시켜, 모기 등과 같은 해충을 퇴치한다.

초음파 스피커(102)에 입력되는 입력되는 입력신호의 주파수와 초음파 스피커(102) 고유의 임피던스는 대략 반비례하는 관계를 갖는다. 또한, 동일한 조건에서 입력신호의 주파수가 커지면 초음파의 음압 또는 출력이 증가한다고 가정할 수 있다.

또한, 입력신호의 주파수 변화에 따라 초음파 스피커 자체의 임피던스는 순간적으로 변화될 수 있다.

즉, 초음파 스피커(102)의 임피던스가 아래로 볼록한 부분, 즉 순간적으로 최소값을 갖는 경우 초음파의 출력 또는 음압은 극대화될 수 있다.

따라서, 입력신호가 특정 주파수를 갖으며 임피던스가 순간적으로 작은 값을 갖는 경우, 초음파의 출력 또는 음압을 증폭시킬 수 있으므로, 입력신호의 주파수와 임피던스의 관계를 검토하는 것이 필요하다.

그리고, 초음파 발생장치를 이용한 살충성능에 대한 실험에 의하면, 해충의 종류에 살충기능을 갖는 초음파의 주파수는 동일하지 않다. 또한, 동종의 해충이라도 살충기능이 활성화되는 주파수는 달라질 수 있다는 사실이 확인되었다.

따라서, 살충기능을 갖는 초음파를 발생시킴에 있어서, 초음파의 주파수를 가변하는 것이 바람직하다.

도 4(a)에 도시된 초음파 스피커(102)의 입력신호의 주파수 변화에 따른 임 피던스 변화 그래프에 도시된 바와 같이, 초음파 스피커(102)에 입력되는 입력신호의 주파수와 임피던스는 대략 반비례하는 특징을 갖는다.

상기 초음파 스피커에 입력되는 입력신호의 주파수는 다음과 같은 방법으로 결정된다. 상기 초음파 스피커에 입력되는 입력신호의 주파수와 초음파 스피커(102) 자체의 임피던스의 관계를 도시하는 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 입력신호의 주파수는 각각 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)로 결정될 수 있다.

즉, 상기 초음파 스피커의 공진 주파수는 주파수가 변화하는 펄스입력에 대한 상기 초음파 스피커의 임피던스 출력의 실험치로부터 결정될 수 있으며, 도 4(a)에 도시된 초음파 스피커(102)의 공진 주파수는 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)로 결정될 수 있다.

엄밀히 말하면, 상기 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 20kHz 이상 100kHz 범위의 주파수 중 공진 주파수 근방의 주파수라 할 수 있다. 즉, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 그래프 사의 복수 개의 최소값을 갖으나, 정확하게 임피던스가 최소가 되는 주파수를 특정할 필요는 없으며, 임피턴스가 최소가 되는 주파수 근방의 주파수를 사용할 수 있다.

따라서, 이하 설명에서 공진 주파수라 하면, 임피던스가 최소가 되는 정확한 주파수 이외에도 임피턴스가 최소가 되는 주파수 근방의 주파수를 포함하는 개념으 로 이해되어야 한다.

그리고, 상기 초음파 발생장치(100)의 작동시 적어도 4개 이상의 증감 반복하는 공진 주파수에 대응되는 초음파를 발생시키는 것이 바람직하다. 도 4(a)에 도시된 실시예에서, 상기 초음파 발생장치(100)에서 발생시키는 초음파는 총 6개의 증감하는 공진 주파수를 갖는 초음파를 발생시킨다.

이와 같은 공진 주파수는 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 스피커의 주파수가 변화하는 펄스입력에 대한 상기 초음파 스피커의 임피던스 출력의 실험치로부터 결정될 수 있으며, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 하나의 실험 그래프로부터 복수 개의 공진 주파수를 얻을 수 있다.

상기 각각 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 근방의 주파수보다 임피던스가 순간적으로 낮아지는 주파수이다.

따라서, 각각의 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 각각의 근방의 다른 주파수보다 더 큰 음압 또는 출력을 얻을 수 있다.

특히, 출력 또는 음압은 초음파의 도달거리를 결정하는 요인으로 작용될 수 있으므로, 중요하다.

초음파 역시 음파이므로, 도달거리가 길어질수록 그 진폭이 줄어들며 소실된다. 동일한 조건에서 초음파의 음압 또는 출력을 극대화하는 것이 유리하다.

그리고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 각각의 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 20Khz 내지 100Khz의 범위를 갖는다. 또한, 상기 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 미리 결정된 시간 간격으로 주파수가 변화된다는 특징을 갖는다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 스피커는 각각 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)를 갖는 초음파를 미리 결정된 시간 간격으로 발생시킨다.

예를 들어, 각각의 주파수를 갖는 초음파가 지속적으로 발생되는 일정 시간은 5분 이상 20분 이하의 시간일 수 있다. 실험적으로 상기 일정 시간을 12분 정도로 설정하는 경우, 의도된 살충효과도 얻을 수 있으며, 초음파 스피커의 과부하도 방지할 수 있다.

그리고, 상기 초음파 발생장치(100)에서 최초로 발생되는 초음파의 주파수는 미리 결정된 순서에 포함된 주파수 중 가장 작은 주파수일 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 발생장치(100)는 상기 적외선 리모컨 주파수보다 작은 크기의 주파수를 갖는 초음파를 제일 처음 발생시키도록 구성될 수 있다. 상기 초음파 발생장치(100)에서 발생되는 초음파의 주파수와 초음파의 출력 또는 세기 등은 초음파 스피커에 대한 부하와 관련될 수 있으므로, 초음파 스피커의 초기 작동시의 부담을 최소화하기 위하여, 상기 초음파 발생장치(100)는 상기 적외선 리모컨 주파수보다 작은 크기의 주파수를 갖는 초음파를 제일 처음 발생시키도록 구성될 필요가 있다.

따라서, 상기 초음파 발생장치에서 최초로 발생되는 초음파의 주파수는 미리 결정된 순서에 포함된 공진 주파수 중 가장 작은 공진 주파수가 될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 발생장치(100)에서 발생되는 초음파는 20Khz 보다 크지만 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥) 중 가장 작은 제1주파수(①)로 초음파를 발생시켜, 상기 초음파 발생장치의 초기 부하를 줄일 수 있다.

그리고, 상기 초음파 발생장치(100)의 초음파 스피커에서 발생되는 초음파의 주파수는 상기 일정 시간 동안 특정 주파수로 유지되지만, 미리 결정된 시간 간격으로 증가와 감소를 반복하는 특징이 있다.

즉, 미리 결정된 시간 간격으로 미리 결정된 순서(증가와 감소를 반복을 전제)로 초음파를 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 미리 결정된 순서에 포함된 초음파의 주파수는 적어도 4개의 주파수를 포함할 수 있다. 즉, 다양한 해충의 기피 주파수를 갖는 초음파가 발생되도록 하기 위함이다.

그리고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 상기 초음파 발생장치의 초음파 스피커에서 발생되는 초음파의 주파수는 증감을 반복한다는 특징이 있다.

초음파의 주파수가 계속 증가되는 방향으로 변화되면, 초음파 스피커에 과부하를 초래하며, 초음파 스피커의 내구성을 저하시킬 수 있으며, 동일 주파수를 갖는 초음파를 계속 발생시키는 경우도 내구성의 문제와 퇴치 가능한 해충의 종류를 다양하게 할 수 없다는 문제점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 공기조화장치에 장착되어 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수는 일정시간 간격으로 증감 반복하는 패턴으로 변화된다.

상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수의 크기가 증가와 감소는 2회 이상 반복되는 것이 바람직하다. 물론, 특정 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 시간이 길어지는 경우, 주파수의 증가와 감소가 2회가 되지 않을 수 있다.

도 4(b)는 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 시간대별 주파수의 변화를 도시한다.

여기서, 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)는 각각 그 크기는 20Khz < 제1주파수(①) < 제5주파수(⑤) < 제3주파수(③) < 제6주파수(⑥) < 제4주파수(④) < 제2주파수(②) < 100Khz의 크기를 갖는다.

그리고, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제1주파수(①)를 갖는 초음파를 제1시간(△t1) 동안 발생시키며, 제1주파수(①) 보다 큰 제2주파수(②)를 갖는 초음파를 제2시간(△t2) 동안 발생시키며, 제2주파수(②) 보다 작은 제3주파수(③)를 갖는 초음파를 제3시간(△t3) 동안 발생시키며, 제3주파수(③)보다 큰 제4주파수(④)를 갖는 초음파를 제4시간(△t4) 동안 발생시키며, 제4주파수(④) 보다 작은 제5주파수(⑤)를 갖는 초음파를 제5시간(△t5) 동안 발생시키며, 및 제5주파수(⑤)보다 큰 제6주파수(⑥)를 갖는 초음파를 제6시간(△t6) 동안 발생시키는 방법으로 초음파를 발생시킬 수 있다.

이와 같은 방법으로, 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파를 다양한 종류의 해충에 대응될 수 있도록 가변시킬 수 있다.

여기서, 각각 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)를 갖는 초음파가 발생되는 시간인 제1시간(△t1), 제2시간(△t2), 제3시간(△t3), 제4시간(△t4), 제5시간(△t5), 제6시간(△t6)은 동일하게 구성될 수도 있으며, 서로 다른 시간을 갖도록 구성될 수도 있다.

여기서, 예를 들면 제1주파수(①), 제2주파수(②), 제3주파수(③), 제4주파수(④), 제5주파수(⑤) 및 제6주파수(⑥)를 갖는 초음파가 발생되는 시간인 제1시간(△t1), 제2시간(△t2), 제3시간(△t3), 제4시간(△t4), 제5시간(△t5), 제6시간(△t6)을 동일하게 10분 또는 12분으로 구성할 수 있으며, 각각의 주파수가 다른 초음파를 각각의 초음파에 대응하는 해충의 특성을 고려하여 서로 다른 시간 동안 지속되도록 할 수도 있다.

도 5는 상기 초음파 발생장치(100)를 구성하는 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화와 상기 초음파 스피커(102)의 시간에 따른 주파수 변화의 다른 예를 도시한다.

구체적으로 도 5(a)는 초음파 발생장치(100)를 구성하는 특정한 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화를 도시하며, 도 5(b)는 상기 초음파 스피커(102)의 시간에 따른 주파수 변화를 도시한다.

도 5(a)의 그래프에 도시된 바와 같이, 각각의 초음파 스피커의 임피던스는 각각 고유한 특성을 갖는다. 도 4(a)에 도시된 임피던스 변화와 달리 도 5(a)에 도 시된 임피던스 변화는 보다 일관된 변화를 갖는다. 또한, 주파수 변화의 구간별 최소점도 용이하게 특정할 수 있다. 이와 같은 특성은, 초음파 스피커(102)의 진동판 특성에 따라 결정되는 것으로 그 강성이 큰 경우가 보다 예측가능한 결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

따라서, 제1시간(△t1’), 제2시간(△t2’), 제3시간(△t3’), 제4시간(△t4’) 동안 발생되는 초음파의 주파수는 각각 제1주파수(①’) 제2주파수(②’), 제3주파수(③’) 및 제4주파수(④’)일 수 있다. 물론, 제1시간(△t1’), 제2시간(△t2’), 제3시간(△t3’), 제4시간(△t4’)이 도 4의 제1시간(△t1), 제2시간(△t2), 제3시간(△t3), 제4시간(△t4)과 서로 다를 수 있으며, 제1주파수(①’) 제2주파수(②’), 제3주파수 및 제4주파수(④’)는 도 4의 실시예에 도시된 제1주파수(①) 제2주파수(②), 제3주파수 및 제4주파수(④’)와 서로 다를 수 있다. 즉, 하나의 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수를 더욱 다양화하여, 세분화된 살충기능을 제공할 수 있다.

이와 같이, 해충을 살충하기 위하여 공기조화장치에 초음파 스피커를 장착하는 경우, 초음파 스피커의 특성인 입력신호에 대한 임피던스를 고려하여, 초음파의 공진 주파수를 결정하고, 상기 초음파 스피커에 입력되는 입력신호의 주파수로 사용하면, 살충기능을 극대화할 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치의 일예를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화장치의 실내기의 분해도이다.

도 4는 상기 초음파 발생장치를 구성하는 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화와 상기 초음파 스피커의 시간에 따른 주파수 변화를 도시한다.

도 5는 상기 초음파 발생장치를 구성하는 초음파 스피커의 입력신호의 주파수에 따른 임피던스 변화와 상기 초음파 스피커의 시간에 따른 주파수 변화의 다른 예를 도시한다.

Claims

실내공간을 공기조화하는 실내기;

압전소자를 구비하여 초음파를 발생시키는 초음파 스피커를 구비하며, 상기 초음파 스피커의 복수 개의 공진 주파수 근방의 주파수 중 특정 주파수 범위에 포함되는 주파수를 갖는 초음파를 발생시키는 초음파 발생장치; 및,

상기 실내기 및 상기 초음파 발생장치를 제어하는 실내기 제어부;를 포함하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,

상기 초음파 스피커의 공진 주파수는 주파수가 변화하는 펄스 형태의 입력신호에 대한 상기 초음파 스피커의 임피던스 출력신호의 실험치로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,

상기 초음파 발생장치는 미리 결정된 복수 개의 주파수를 갖는 초음파를 미리 결정된 시간 간격으로 미리 결정된 순서에 따라 발생시키는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 초음파 발생장치에서 최초로 발생되는 초음파의 주파수는 미리 결정된 순서에 포함된 주파수 중 가장 작은 주파수인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간간격은 5분 이상 20분 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 미리 결정된 순서는 상기 초음파 발생장치에서 발생되는 초음파의 주파수의 크기가 증가와 감소를 반복하는 순서인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 미리 결정된 순서에 포함된 초음파의 주파수는 적어도 4개의 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 초음파 발생장치는 초음파의 발생을 제어하는 초음파 발생장치 제어부와 상기 초음파 스피커에 입력되는 입력신호를 증폭하는 신호 증폭부를 더 포함하며, 상기 미리 결정된 순서는 적어도 2개 이상이며, 상기 미리 결정된 순사는 상기 초음파 발생장치 제어부에 저장되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제8항에 있어서,

상기 미리 결정된 시간간격은 적어도 2개 이상이며, 상기 초음파 발생장치 제어부에 저장되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제8항에 있어서,

상기 미리 결정된 순서에 따라 초음파가 발생된 후 연속적으로 초음파를 발생시키는 경우, 상기 미리 결정된 순서는 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제3항에 있어서,

상기 미리 결정된 복수 개의 주파수는 상기 미리 결정된 순서에 포함된 주파수의 수보다 많은 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,

상기 특정 주파수 범위는 20kHz 이상 100kHz 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.