KR20150083183A - 실내용 태양광 복합 집진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 전력원으로 하는 공기 청정기에 관한 것으로, 케이스; 상기 케이스 측면에 마련되는 태양전지판; 상기 케이스 상측면에 마련되는 조도센서; 상기 케이스 내측에 마련되는 구동모듈; 상기 케이스 내측에 마련되는 집진모듈; 전력저장부; 및 상기 조도센서의 신호에 따라 상기 태양전지판의 이동위치를 결정하여 상기 구동모듈을 구동시키도록 마련되는 제어부를 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기가 제공된다.
본 발명에 따른 실내용 태양광 복합 집진기에 의하면, 실내로 입사되는 태양광을 에너지원으로 함으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 실내용 태양광 복합 집진기를 제공한다. 실내로 입사되는 태양광은 실외에 비해 상대적으로 약하기 때문에, 에너지 효율을 극대화하기 위해 태양광의 이동을 추적하여 입사각을 최대화할 수 있도록 이동하는 태양전지판을 구비함으로써 전력생산 효율을 높힐 수 있다. 또한 정전식 집진기를 적용함으로써 최근에 문제가 되고 있는 미세먼지까지 포집함으로써 실내 공기를 정화할 수 있으며, 탈착 가능한 1차 필터가 마련되어 미세먼지뿐만 아니라 상대적으로 큰 먼지도 포집할 수 있어 관리가 편리하다.

Description

실내용 태양광 복합 집진기{Composition dust collector within solar panel}
본 발명은 태양광을 이용한 공기청정기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 태양광전지판에 의해 구동전력을 생산하여 실내 공기를 정화할 수 있고, 태양광의 이동에 따라 태양전지판이 이동하여 수광효율을 높힐 수 있는 실내용 태양광 복합 집진기에 관한 것이다.
최근 가속되고 있는 환경오염 문제 중 가장 대표적인 것이 오염물질에 의한 대기 오염이다. 매연에 의해 형성되는 미세먼지가 증가하면서 호흡기 질환 및 각종 질병을 일으키는 요인으로 새롭게 지목되고 있다. 미세먼지는 황사보다도 작은 입도를 가지고 있어 일반적인 마스크나 공기정화기에 의해서는 필터링이 되지 않기 때문에 이에 대한 대책에 요구되고 있는 실정이다.
한편 태양광을 전력원으로 하는 정화 장치에 관한 기술로서 국내 등록특허 제 10-0986618 호(발명자 : 임용택)이 공지되어 있다. 상기 비교기술은 태양광을 이용하여 강, 댐, 저수지, 호수의 심층수를 회전스크류에 의해 수면으로 유출시킴으로써 공기 중의 산소와 접촉하도록 하여 정화시키는 장치에 관한 것으로, 철재 프레임으로 짜여져 외측에 태양광 모듈이 설치되고, 수면에 부유할 수 있도록 다수개의 부유구가 설치되는 단면이 사다리꼴 형상인 골격부와; 상기 골격부의 내측에 지지부를 매개로 설치되는 구동모터와; 상기 골격부의 하측에 설치된 상태로 수중에 위치하고, 물이 내부로 유입될 수 있도록 다수개의 물 유입공이 형성된 중공형 유로부와; 상기 구동모터의 구동축에 연결된 상태로 사익 유로부의 내측에 설치되어 상기 유로부의 내부로 유입된 물을 상측으로 이동시키는 회전스크류와; 상기 골격부에 연결프레임을 매개로 설치되어 상기 골격부를 이동시키는 이송 프로펠러와; 상기 태양광 모듈에 의해 발생된 전기에너지를 축전하는 축전지와; 상기 골격부의 외측에 설치되어 불어오는 바람의 세계를 측정하는 제1센서와; 상기 제1센서의 신호를 감지하고, 상기 축전지에 충전된 전기에너지를 이용하여 상기 이송 프로펠러와 구동모터의 구동을 제어하는 자동제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 비교기술은 태양광을 전력원으로 하여 모터를 구동하는 구성에 있어서 본 발명과 유사한 구성을 구비하고 있으나, 실내의 공기 정화를 목적으로 하는 본 발명과는 범주 상의 차이가 있다.
본 발명은 실내에 설치되어 실내 공기를 지속적으로 정화할 수 있는 공기청정기에 있어서, 실내로 입사되는 태양광을 에너지원으로 함으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 실내용 태양광 복합 집진기를 제공한다. 실내로 입사되는 태양광은 실외에 비해 상대적으로 약하기 때문에, 에너지 효율을 극대화하기 위해 태양광의 이동을 추적하여 입사각을 최대화할 수 있도록 이동하는 태양전지판을 구비함으로써 전력생산 효율을 높힐 수 있다.
또한 정전식 집진기를 적용함으로써 최근에 문제가 되고 있는 미세먼지를 포집함으로써 실내 공기를 정화할 수 있는 실내용 태양광 복합 집진기를 제공한다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면, 케이스;상기 케이스 측면에 좌우로 이동가능하게 마련되는 태양전지판; 상기 케이스 상측면에 마련되고, 태양광을 감지하는 조도센서; 상기 케이스 내측에 마련되고, 상기 태양전지판이 이동하는 구동력을 제공하도록 마련되는 구동모듈; 상기 케이스 내측에 마련되고, 상기 케이스 일측에 마련되는 흡기 덕트로 실내 공기를 흡입하여 정화시킨 후 상기 케이스 타측에 마련되는 배기 덕트로 배출하도록 마련되는 집진모듈; 상기 태양전지판에서 생산되는 전력을 저장하고, 상기 구동모듈 및 상기 집진모듈로 전력을 공급하도록 마련되는 전력저장부; 및 상기 조도센서의 신호에 따라 상기 태양전지판의 이동위치를 결정하여 상기 구동모듈을 구동시키고, 상기 태양전지판으로부터 생산되는 전력을 상기 구동모듈 및 상기 집진모듈로 인가하거나 차단하도록 마련되는 제어부를 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기가 제공된다.
상기 케이스는, 원통형으로 마련되고, 상기 태양전지판은, 상기 케이스와 동일한 곡률로 상기 케이스의 측면에 부착되어 좌우로 이동하도록 마련되는 실내용 태양광 복합 집진기가 제공된다.
상기 집진모듈은, 10㎛ 이상의 먼지를 걸러내는 1차 필터; 및 10 ~ 0.1㎛ 크기의 먼지를 걸러내는 정전식 필터를 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기가 제공된다.
상기 구동모듈은, 상기 제어부로부터 전원을 인가받아 구동력을 생성하는 구동모터; 상기 구동모터의 구동력을 상기 태양전지판으로 전달하는 구동기어; 및 상기 구동기어로부터 구동력을 전달받은 태양전지판이 이동할 수 있도록 마련되는 이동레일을 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기가 제공된다.
본 발명에 따른 실내용 태양광 복합 집진기에 의하면, 실내로 입사되는 태양광을 에너지원으로 함으로써 전력 소비를 줄일 수 있는 실내용 태양광 복합 집진기를 제공한다. 실내로 입사되는 태양광은 실외에 비해 상대적으로 약하기 때문에, 에너지 효율을 극대화하기 위해 태양광의 이동을 추적하여 입사각을 최대화할 수 있도록 이동하는 태양전지판을 구비함으로써 전력생산 효율을 높힐 수 있다.
또한 정전식 집진기를 적용함으로써 최근에 문제가 되고 있는 미세먼지까지 포집함으로써 실내 공기를 정화할 수 있으며, 탈착 가능한 1차 필터가 마련되어 미세먼지뿐만 아니라 상대적으로 큰 먼지도 포집할 수 있어 관리가 편리하다.
도 1은 본 발명인 실내용 태양광 복합 집진기의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명인 실내용 태양광 복합 집진기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명인 실내용 태양광 복합 집진기의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명인 실내용 태양광 복합 집진기의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명인 실내용 태양광 복합 집진기의 일 실시예를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 케이스(110), 태양전지판(130), 집진모듈(140), 제어부(150) 및 구동모듈(160)로 구성될 수 있다.
케이스(110)는 집진기 본체(100)의 외부 하우징을 이루는 구성으로, 원통형으로 마련되고, 외주면에 태양전지판(130)이 부착되고, 실내 공기를 흡기 및 배기하는 덕트(111, 112)가 일측에 마련됨으로써 내측의 집진모듈(140)에 의해 실내 공기가 정화되도록 할 수 있다.
케이스(110)의 상측면 일측에는 태양광이 입사되는 방향 및 강도를 감지하는 조도센서(120)가 마련될 수 있다. 조도센서(120)는 실내로 입사되는 태양광의 방향 변화 및 강도를 감지하여 이를 제어부(150)로 전달함으로써 제어부(150)가 태양전지판(130)을 이동시켜 수광효율을 높힐 수 있다. 이에 따라 태양전지판(130)은 케이스(110) 외측에 마련되는 이동레일(113) 상에 부착되도록 마련되고, 케이스(110) 내측에 마련되는 구동모듈(160)로부터 구동력을 전달받아 태양광의 이동경로를 따라 좌우로 이동할 수 있도록 마련된다. 일반적으로 태양전지판에 입사되는 광의 각도가 클수록 태양전지판의 단위면적당 에너지 수율이 높다. 따라서 태양전지판(130)의 중앙에 위치하는 가상의 세로축을 기준으로 하여 태양광의 입사각이 수직을 이루도록 조도센서(120)에 의한 동작제어가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
예컨대 조도센서(120)는 태양전지판(130)의 중앙 세로축을 기준으로 하여 좌측과 우측의 영역을 감지하여 광도를 비교하고, 두 영역의 광도가 같아지는 위치로 태양전지판(130)이 이동하도록 제어부(150)가 연산함으로써 동작제어를 수행할 수 있을 것이다.
태양전지판(130)이 좌우로 이동하도록 마련됨에 따라, 케이스(110)는 원통형으로 마련되고, 태양전지판(130)은 케이스(110)의 외주면을 따라 이동할 수 있도록 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 태양전지판(130)의 뒷면에는 이동레일(113)에 결합되는 롤러(미도시)와, 구동기어(162)에 맞물려 구동력을 전달받을 수 있는 톱니부(미도시)가 더 마련될 수 있다.
집진모듈(140)은 케이스(110) 내측에 마련되어 실내 공기를 정화시키는 기능을 한다. 케이스(110)의 하단에는 흡기덕트(111)가 마련되고, 흡기덕트(110)를 통해 케이스(110) 내측으로 유입되는 실내 공기는 집진모듈(140)을 통과하여 케이스(110) 상단에 마련되는 배기덕트(112)로 배출된다.
집진모듈(140)은 상대적으로 큰 크기의 먼지, 예컨대 10㎛ 이상의 크기를 가진 먼지를 포집하도록 마련되는 1차 필터(141)와, 0.1 ~ 10㎛ 크기의 미세먼지를 포집하도록 마련되는 정전식 필터(142) 및 흡기팬(143)으로 구성될 수 있다. 1차 필터(141)는 일반적인 부직포, 스펀지, 종이 등의 소재로 마련될 수 있으며, 탈부착이 가능하도록 마련될 수 있다.
정전식 필터(142)는 대기 중의 입자를 고전압의 코로나 방전(corona discharge) 장치 주위로 통과시킴으로써 양이온 또는 음이온에 의해 하전되도록 한 뒤 전자기장을 이용하여 포집하는 방식의 필터이다. 기존의 기계적인 필터와는 달리, 전체 기체의 유동에 영향을 미치지 않고 입자에만 전자기력을 작용하여 분리해는 방식이기 때문에 압력 손실이 거의 없고 운전 효율 및 소음 감소에 효과가 높다. 또한 정전기적 인력을 이용하므로 기존의 필터로 걸러내기 어려운 미세 입자를 포집하는 데 유리하다.
전력저장부(131)는 태양전지판(130)에서 생산되는 전기를 저장하여 조도센서(120), 흡기팬(143) 및 구동모듈(160) 등 전력을 필요로 하는 유닛에 전력을 공급하는 역할을 하도록 마련된다. 전력저장부(131)는 이에 따라 충전과 방전이 가능한 충전식 배터리 내지는 초고용량커패시터로 마련될 수 있다.
구동모듈(160)은 전력저장부(131)로부터 전력을 공급받아 구동모터(161)를 구동함으로써 구동기어(162)를 통해 태양전지판(130)을 이동시키도록 마련된다. 제어부(150)는 조도센서(120)의 신호에 따라 구동모터(161)를 제어하여 태양전지판(130)이 최적의 위치로 이동하도록 한다. 구동기어(162)는 일측이 구동모터에 맞물리고 타측이 케이스(110)의 외측으로 돌출되어, 돌출된 부위가 태양전지판(130) 뒷면 일측에 마련되는 톱니(미도시)와 맞물림으로써 구동모터(161)의 구동력을 태양전지판(130)에 전달하도록 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제어부(150)는 상술한 바와 같이 조도센서(120)의 신호에 따라 태양전지판(130)의 이동위치를 결정하여 구동모듈(160)을 구동시킴으로써 태양전지판(130)을 이동시키고, 태양전지판(130)으로부터 생산되는 전기가 전력저장부(131)에 저장되도록 한다. 제어부(150)는 전력저장부(131)가 적정한 용량 이상으로 과충전되거나 과방전되지 않도록 전력저장부(131)의 전기 인입 및 인출을 제어할 수 있다.
또한 제어부(150)는 조도센서(120)의 신호에 따라 태양전지판(130)의 이동 위치를 연산하여 구동모듈(160)에 전기를 인가하거나 차단할 수 있으며, 전력저장부(131)의 전력량에 따라 흡기팬(143)으로 공급되는 전력을 인가하거나 차단할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 실내용 태양광 복합 집진기의 작용을 설명하기로 한다.
집진기 본체(100)를 직사광선이 투과되는 창가 등에 비치하면, 조도센서(120)가 태양광의 입사 방향을 감지하여 신호를 제어부(150)로 전송한다. 제어부(150)는 태양광의 입사 방향을 향해 태양전지판(130)이 위치하도록 구동모듈(160)에 전력을 인가하여 구동모터(161)에 의해 태양전지판(130)이 이동되도록 한다. 태양전지판(130)은 이동레일(113) 상에서 케이스(110)의 외주면을 따라 태양광이 조사되는 방향으로 이동하여 발전을 시작한다.
태양전지판(130)에서 생산되는 전력은 전력저장부(131)에 충전되어 집진모듈(140) 내의 정전식필터(142), 흡기팬(143), 구동모듈(160) 내의 구동모터(161), 조도센서(120) 및 제어부(150)를 운용하는 데 사용된다.
도 3을 참조하면, 제어부(150)는 조도센서(120)에 의한 태양전지판(130)의 제어뿐만 아니라, 전력저장부(131)의 충전상태, 구동모듈(160) 및 집진모듈(140)의 구동전력을 인가하거나 차단하는 역할을 할 수 있다.
집진모듈(140)은 케이스(110)의 하측면에 마련되는 흡기덕트(111)로부터 실내 공기를 흡입하여 1차필터 및 정전식 필터(142)를 거쳐 흡기팬(143)에 의해 케이스(110) 상측면의 배기덕트(112)로 배출된다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 집진기 본체
110 : 케이스 111 : 흡기덕트
112 : 배기덕트 113 : 이동레일
120 : 조도센서 130 : 태양전지판
131 : 전력저장부 140 : 집진모듈
141 : 1차필터 142 : 정진식 필터
143 : 흡기팬 150 : 제어부
160 : 구동모듈 161 : 구동모터
162 : 구동기어

Claims (5)

  1. 케이스;
    상기 케이스 측면에 좌우로 이동가능하게 마련되는 태양전지판;
    상기 케이스 상측면에 마련되고, 태양광을 감지하는 조도센서;
    상기 케이스 내측에 마련되고, 상기 태양전지판이 이동하는 구동력을 제공하도록 마련되는 구동모듈;
    상기 케이스 내측에 마련되고, 상기 케이스 일측에 마련되는 흡기 덕트로 실내 공기를 흡입하여 정화시킨 후 상기 케이스 타측에 마련되는 배기 덕트로 배출하도록 마련되는 집진모듈;
    상기 태양전지판에서 생산되는 전력을 저장하고, 상기 구동모듈 및 상기 집진모듈로 전력을 공급하도록 마련되는 전력저장부; 및
    상기 조도센서의 신호에 따라 상기 태양전지판의 이동위치를 결정하여 상기 구동모듈을 구동시키고, 상기 태양전지판으로부터 생산되는 전력을 상기 구동모듈 및 상기 집진모듈로 인가하거나 차단하도록 마련되는 제어부를 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스는,
    원통형으로 마련되고,
    상기 태양전지판은, 상기 케이스와 동일한 곡률로 상기 케이스의 측면에 부착되어 좌우로 이동하도록 마련되는 실내용 태양광 복합 집진기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 집진모듈은,
    10㎛ 이상의 먼지를 걸러내는 1차 필터; 및
    10 ~ 0.1㎛ 크기의 먼지를 걸러내는 정전식 필터를 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전력저장부는,
    충전식 배터리 또는 초고용량커패시터로 마련되는 실내용 태양광 복합 집진기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동모듈은,
    상기 제어부로부터 전원을 인가받아 구동력을 생성하는 구동모터;
    상기 구동모터의 구동력을 상기 태양전지판으로 전달하는 구동기어; 및
    상기 구동기어로부터 구동력을 전달받은 태양전지판이 이동할 수 있도록 마련되는 이동레일을 포함하는 실내용 태양광 복합 집진기.
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