KR20190002004A - 자동필터 세척 장치 - Google Patents

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Abstract

자동필터 세척 장치는 모터, 상기 모터와 연결되는 필터순환제어 기어, 상기 필터순환제어 기어를 통해 회전되고, 공기주입구로부터 유입된 공기를 일부의 필터면을 통해 필터링하는 환형의 공기청정필터를 장착하며, 내부에 상기 필터링된 공기에 대한 공기통로를 형성하는 드럼, 상기 모터와 연결되고 상기 공기통로 상에 배치되어 상기 유입된 공기를 순환시키는 공기순환 팬 및 상기 모터의 회전 속도를 가변 제어하는 컨트롤러를 포함한다. 따라서, 자동필터 세척 장치는 내부 원형필터를 통해 공기를 순환시키고 기어를 제어하여 자체적으로 필터를 세척할 수 있다.

Description

자동필터 세척 장치{AUTOMATIC FILTER CLEANING APPARATUS}
본 발명은 자동필터 세척 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내부 원형필터를 통해 공기를 순환시키고 기어를 제어하여 자체적으로 필터를 세척할 수 있는 자동필터 세척 장치에 관한 것이다.
공기 청정기는 공기에 포함되어 있는 오염 물질을 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치이다. 공기 청정기는 미세먼지, 꽃가루, 애완동물의 털 등 공기 상의 오염 물질을 줄이기 위해 사용되며 알레르기와 천식에 시달리는 사람들에게 유용하다. 공기 청정 방식은 필터식 공기청정기, 이온식 공기청정기, 전기집진식 공기청정기 등 다양하고, 필터식과 전기집진식 공기청정기의 특성을 결합시킨 복합형 제품도 있다.
공기청정기의 필터는 교체 방식으로 일정 기간동안 필터를 사용하면 이물질로 인해 필터가 막히거나 세균 번식에 취약하게 되어 주기적으로 필터를 교체하거나 세척해야 한다.
한국 등록특허공보 제10-0922291(2009.10.09)호는 가습기의 디스크 구동모터의 가변회전수를 이용하여 디스크를 고속 역회전시켜 원심력에 의해 디스크 표면에 부착된 흡착물을 분리하여 제거함으로써 디스크 표면을 용이하게 세척할 수 있도록 하는 디스크의 자동세척기능을 구비한 가습공기청정기에 관한 것으로, 가습기의 디스크 구동모터의 가변회전수를 이용하여 디스크를 고속 역회전시켜 원심력에 의해 디스크 표면에 부착된 흡착물을 용이하게 제거할 수 있는 장점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-0601029(2006.07.07)호는 습식 분무 스크러버(spray scrubber)와 건식의 여과필터 및 UV램프 방식의 3단 조합의 공기청정기 (Air Cleansing)에서 스프레이에 의한 자체세척(Self-Cleansing)기능을 가진 고성능 공기청정기에 관한 것으로, 종래의 여과 필터 방식 또는 스크러버 방식의 공기청정기의 단점인 사용시간에 따른 수명저하 및 높은 필터 교체비용 부담과 낮은 효율 문제를 동시에 해결하면서도 공기청정기능을 효과적이고 지속적으로 수행할 수 있는 새로운 공기 청정기에 관한 것이다.
한국 등록특허공보 제10-1178665(2012.08.24)호는 디스크축; 상기 디스크축에 조립된 복수개의 디스크; 상기 디스크와 디스크 사이에 삽입되는 몸체; 상기 몸체의 적어도 일측면에 형성되는 청소부재를 포함하는 가습공기청정기와, 가습공기청정기의 디스크와 디스크 사이에 삽입되는 몸체; 상기 몸체의 적어도 일측면에 형성되는 청소부재를 포함하는 가습공기청정기용 디스크 청소기구와, 디스크와 디스크 사이에 청소기구를 삽입하는 단계; 상기 청소기구가 디스크에 접촉된 상태에서 디스크를 회전하면서 디스크를 청소하는 단계;를 포함하는 가습공기청정기용 디스크 청소방법에 관한 것으로, 디스크축에 조립된 복수개의 디스크를 분해하지 않아도, 상기 디스크의 청소가 가능하므로, 청소를 매우 간편히 할 수 있는 동시에 그에 따른 청소시간을 대폭 단축시킬 수 있다.
1. 한국 등록특허공보 제10-0922291(2009.10.09)호 2. 한국 등록특허공보 제10-0601029(2006.07.07)호 3. 한국 등록특허공보 제10-1178665(2012.08.24)호
본 발명의 일 실시예는 내부 원형필터를 통해 공기를 순환시키고 기어를 제어하여 자체적으로 필터를 세척할 수 있는 자동필터 세척 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 모터의 회전 속도를 제어하여 순환시키는 공기량을 조절할 수 있는 자동필터 세척 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 내부에 설치된 자외선 LED를 통해 원형 필터를 살균할 수 있는 자동필터 세척 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 자동필터 세척 장치는 모터, 상기 모터와 연결되는 필터순환제어 기어, 상기 필터순환제어 기어를 통해 회전되고, 공기주입구로부터 유입된 공기를 일부의 필터면을 통해 필터링하는 환형의 공기청정필터를 장착하며, 내부에 상기 필터링된 공기에 대한 공기통로를 형성하는 드럼, 상기 모터와 연결되고 상기 공기통로 상에 배치되어 상기 유입된 공기를 순환시키는 공기순환 팬 및 상기 모터의 회전 속도를 가변 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
모터와 연결되고 상기 필터순환제어 기어와 선택적으로 상기 드럼에 연결되는 필터세척제어 기어를 더 포함할 수 있다.
드럼은 상하 이동을 통해 상기 공기청정필터의 내면에서 개폐되는 환형 필터 개폐문을 포함할 수 있다.
컨트롤러는 상기 드럼의 내부 공기압이 특정 기준 이상일 경우에는 상기 환형 필터 개폐문을 폐쇄시켜 외부 공기의 유입을 중단시킬 수 있다.
컨트롤러는 상기 필터순환제어 기어와 상기 필터세척제어 기어를 연결한 모터 샤프트를 수직 이동하여 상기 필터순환제어 기어를 상기 드럼과 단절시키고 상기 필터세척제어 기어를 상기 드럼과 연결시킬 수 있다.
드럼은 내부에 배치된 자외선 LED(Light Emitting Diode)를 통해 상기 공기청정필터를 살균할 수 있다.
컨트롤러는 상기 모터의 회전 속도를 제어하여 상기 필터링된 공기량과 상기 공기청정필터의 회전 속도를 동시에 제어할 수 있다.
컨트롤러는 상기 모터의 회전 속도를 아래의 수학식에 따라 제어할 수 있다.
[수학식]
V = P * α
여기에서, V는 상기 모터의 회전 속도, P는 상기 드럼의 내부 공기압 및 α는 압력과 각속도 간의 변수에 해당한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동필터 세척 장치는 내부 원형필터를 통해 공기를 순환시키고 기어를 제어하여 자체적으로 필터를 세척할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동필터 세척 장치는 모터의 회전 속도를 제어하여 순환시키는 공기량을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동필터 세척 장치는 내부에 설치된 자외선 LED를 통해 원형 필터를 살균할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동필터 세척 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 자동필터 세척 장치의 단면을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 자동필터 세척 장치의 공기 및 세척수의 흐름을 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동필터 세척 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 자동필터 세척 장치(10)은 모터(100), 드럼(200), 하우징(300) 및 컨트롤러(400)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 일반적으로 사용되는 공기청정기에 적용할 수 있고, 에어컨 필터 또는 수소전기차에 사용되는 원형의 공기 필터를 사용하는 제품 등에 적용할 수 있다. 일반적으로 공기청정기에 사용되는 필터, 에어컨 필터 등은 제품에서 필터를 분리하여 세척하도록 사용되고 있는데, 자동필터 세척 장치(10)는 필터가 오염되면 자동적으로 필터를 세척할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로 공기청정기는 공기에 포함되어 있는 오염 물질을 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치이다. 공기 청정기는 미세먼지, 꽃가루, 애완동물의 털 등 공기 상의 오염 물질을 줄이기 위해 사용되며 알레르기와 천식에 시달리는 사람들에게 유용하다. 공기 청정 방식은 필터식 공기청정기, 이온식 공기청정기, 전기집진식 공기청정기 등 다양하고, 필터식과 전기집진식 공기청정기의 특성을 결합시킨 복합형 제품도 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 산업용 또는 가정용 공기 청정기에 적용될 수 있다. 여기에서, 산업용 공기 청정기는 일반적인 집 또는 회사 같은 한정된 공간에 설치되는 가정용 공기 청정기가 아닌 버스 정류장 또는 공원 등에 설치될 수 있는 중대형의 공기 청정기에 해당할 수 있다. 산업용 공기 청정기의 경우 일반적인 공기 청정기보다 크기가 크고, 내부에 설치되는 공기필터 또한 일반적인 공기 청정기보다 크기가 커서 필터를 세척하기에 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 산업용 공기 청정기에 적용될 수 있으며, 자동적으로 필터를 세척할 수 있어 시간과 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 하우징(300) 내부에 드럼(200)을 포함할 수 있고, 하우징(300) 외부에는 공기주입구(310), 세척수 또는 친환경 세제 등을 투입하는 투입구(320), 배수구(330) 및 컨트롤러(400)를 포함할 수 있다. 공기주입구(310)는 하우징(300)의 외측 하단에 배치될 수 있으며, 드럼(200)은 공기주입구(310)에 대향하는 위치에 환형의 공기청정필터(210)를 포함할 수 있다. 여기에서, 드럼(200)은 공기주입구(310)로부터 유입된 공기를 공기청정필터(210)를 통해 필터링하여 필터링된 공기를 외부로 배출되는 공기통로를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 모터(100)는 모터 샤프트(110)와 연결될 수 있으며, 모터 샤프트(110)에 연결된 필터순환제어 기어(120)와 필터세척제어 기어(130)를 통해 드럼(200)의 회전을 제어할 수 있다. 드럼(200)은 내부에 필터순환제어 기어(120) 및 필터세척제어 기어(130) 각각에 대향하는 필터순환대향 기어(220)와 필터세척대향 기어(230)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 드럼(200)은 상황에 따라 필터순환제어 기어(120) 또는 필터세척제어 기어(130)와 선택적으로 연결될 수 있다. 여기에서, 필터순환제어 기어(120)는 일반적으로 유입된 공기를 필터링할 때 필터순환대향 기어(220)와 연결되고, 필터세척제어 기어(130)는 공기청정필터(210)를 세척할 때 필터세척대향 기어(230)와 연결될 수 있다.
구체적으로, 필터순환제어 기어(120)와 필터세척제어 기어(130)는 모터 샤프트(110)에 연결되어 구동 기어로 구현될 수 있고, 필터순환대향 기어(220)와 필터세척대향 기어(230)는 드리븐 기어(driven gear)로 구현될 수 있다. 즉, 필터순환제어 기어(120)와 필터세척제어 기어(130)는 동력을 전달하는 구동 기어로 구현되어 필터순환대향 기어(220)와 필터세척대향 기어(230) 각각에 동력을 전달할 수 있고, 필터순환대향 기어(220)와 필터세척대향 기어(230)는 필터순환제어 기어(120)와 필터세척제어 기어(130)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 필터순환제어 기어(120)는 필터순환대향 기어(220)의 직경보다 작게 형성될 수 있고, 필터세척제어 기어(130)는 필터세척대향 기어(230)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 따라서, 자동필터 세척 장치(10)는 유입된 공기를 필터링하는 경우에는 공기청정필터(210)를 느리게 회전하도록 제어하기 위해 필터순환제어 기어(120)와 필터순환대향 기어(220)를 연결시키고, 공기청정필터(210)를 세척하는 경우에는 공기청정필터(210)를 빠르게 회전하도록 제어하기 위해 필터세척제어 기어(130)와 필터세척대향 기어(230)를 연결시킬 수 있다.
일 실시예에서, 드럼(200)은 내부에 공기청정필터(210)의 내면에서 상하 이동을 통해 개폐되는 환형 필터 개폐문(240)을 포함하고, 공기압 센서(250) 및 자외선 LED(Light Emitting Diode)(260)를 포함할 수 있다. 드럼(200)은 공기주입구(310)로부터 유입된 공기를 공기청정필터(210)의 일부의 필터면을 통해 필터링된 공기에 대한 공기통로를 형성할 수 있다. 이하 도 3을 참조하여 외부에서 유입되는 공기를 필터링하는 과정에 대해 자세히 후술한다.
일 실시예에서, 드럼(200)은 내부에 자외선 LED(260)를 배치할 수 있고, 공기청정필터(210)를 살균할 수 있다. 공기청정필터(210)는 큰 먼지, 머리카락, 애완동물 털 등을 제거하는 프리 정전 필터, 미세분진, 담배 연기, 세균 등을 제거하는 헤파 필터, 유해가스, 음식냄새, 곰팡이 냄새 등의 악취를 제거하는 탈취 필터 등을 사용할 수 있고, 설치되는 환경에 따라 황사전용 필터, 유아전용 필터 등을 포함할 수 있다. 드럼(200)은 자외선 LED(260)을 통해 공기청정필터(210)를 24시간 동안 자외선에 노출시켜 세균 번식을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러(400)는 모터(100)의 회전 속도를 제어할 수 있고, 모터 샤프트(110)를 수직 이동시켜 드럼(200)에 연결되는 기어를 변경하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(400)는 공기압 센서(250)로부터 측정된 드럼(200)의 내부 공기압이 특정 기준 이상일 경우에는 환형 필터 개폐문(240)를 폐쇄시켜 외부 공기의 유입을 중단시킬 수 있고, 모터 샤프트(110)를 수직 이동시켜 필터순환제어 기어(120)를 드럼(200)과 단절시키고 필터세척제어 기어(130)를 드럼(200)과 연결시킬 수 있다. 여기에서, 내부 공기압의 특정 기준은 설계에 따라 변경 가능하며, 일반적으로 대기압보다 1.5~2배 이상의 공기압을 내부 공기압의 기준으로 설정할 수 있다.
보다 구체적으로, 컨트롤러(400)는 공기압 센서(250)로부터 드럼(200)의 내부 공기압을 수신하여 특정 기준이 넘으면 환형 필터 개폐문(240)을 폐쇄시킬 수 있고, 공기주입구(310)는 외부에서 마개 등으로 폐쇄시키거나 공기 개폐문(미도시)를 통해 폐쇄시켜 공기청정필터(210)를 세척하도록 할 수 있다. 여기에서, 공기 개폐문은 하우징(300)과 드럼(200)의 외면 사이에 배치될 수 있으며, 환형 필터 개폐문(240)과 동시에 개폐가 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)를 세척할 경우에 투입구(320)를 통해 세척수와 친환경 세제 등을 첨가하여 공기청정필터(210)를 세척할 수 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)를 세척하는 동안에 모터(100)의 회전 속도를 제어하여 공기청정필터(210)의 회전을 조절할 수 있고, 설정에 따라 공기청정필터(210)가 회전되는 방향 또는 공기청정필터(210)를 세척하는 시간을 조정할 수 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척이 완료되면, 배수구(330)를 오픈하여 세척수와 친환경 세제 등을 배출할 수 있다.
종래의 공기청정기의 필터는 교체 방식으로 일정 기간동안 필터를 사용하면 이물질로 인해 필터가 막히거나 세균 번식에 취약하게 되어 주기적으로 필터를 교체하거나 세척해야 하는 단점이 있는데, 자동필터 세척 장치(10)는 모터(100)에 연결되는 기어를 변경하여 공기청정필터(210)를 자체적으로 세척할 수 있는 장점이 있다. 이하 도 3을 참조하여 공기청정필터(210)를 세척하는 과정에 대해 자세히 후술한다.
도 2는 도 1에 있는 자동필터 세척 장치의 단면을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 자동필터 세척 장치(10)는 하우징(300)을 포함하고, 하우징(300)은 내부에 드럼(200)과 환형 필터 개폐문(240)을 포함할 수 있다. 하우징(300)은 외부에 공기주입구(310)와 배수구(330)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 모터(100)와 연결되고 공기통로 상에 배치되어 유입되는 공기를 순환시키는 공기순환 팬(140)을 통해 외부에서 공기를 유입할 수 있다. 도 2를 참조하면, 공기주입구(310)를 통해 들어오는 공기의 흐름은 실선으로 표시하였고, 공기청정필터(210)를 통과하여 필터링된 공기는 드럼(200)의 중심으로 모여 외부로 배출되는데 이때의 필터링된 공기의 흐름은 점선으로 표시되었다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기순환 팬(140)의 형상에 따라 공기의 순환을 조절할 수 있다. 예를 들어, 자동필터 세척 장치(10)는 공기순환 팬(140)의 날개 형태를 축류형, 다익형, 익형 등으로 사용할 수 있고, 공기순화 팬(140)의 날개 폭을 다르게 설계하여 유입되는 공기량 및 필터링되어 배출되는 공기량을 조절할 수 있다. 또한, 자동필터 세척 장치(10)는 공기순환 팬(140)의 날개의 각도를 다르게 설계하여 순환시키는 공기량을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기주입구(310)를 통해 외부에서 공기를 유입하고, 공기주입구(310)에 해당하는 넓이만큼 공기청정필터(210)의 일부의 필터면이 배치되어 유입된 공기를 필터링할 수 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 모터(100)의 회전 속도를 제어하여 공기주입구(310)에 노출되는 공기청정필터(210)의 필터면의 면적의 크기를 조절할 수 있고, 설치되는 환경과 장소에 따라 공기주입구(310)의 크기를 다르게 설계하여 노출되는 공기청정필터(210)의 필터면의 면적을 다르게 설정할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기주입구(310)의 개수를 다르게 설계할 수 있고, 공기주입구(310)의 개수에 따라 모터(100)의 회전 속도를 다르게 설정할 수 있다. 구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 공기주입구(310)를 2개 이상 배치할 경우, 모터(100)의 회전 속도를 감속시킬 수 있고, 필요에 따라 배수구(330)의 개수 또한 다르게 선택하여 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 드럼(200) 내부에 설치되는 공기청정필터(210)의 높이를 공기주입구(310)의 높이보다 높게 형성되도록 설계할 수 있다. 예를 들어, 자동필터 세척 장치(10)는 공기주입구(310)에 해당하는 높이보다 드럼(200) 내부에 설치되는 공기청정필터(210)의 높이를 높게 설계하여 공기주입구(310)로부터 유입된 공기가 공기순환 팬(140)에 의해 드럼(200)의 상부까지 회전하며 필터링되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 높이를 공기주입구(310)의 높이보다 1 ~ 1.5배 크게 설계하여 유입된 공기가 드럼(200) 내부에서 최대한 넓은 면적에서 필터링될 수 있도록 할 수 있다. 공기청정필터(210)의 높이는 공기청정필터(210)를 세척할 경우에 세척수의 유입을 고려하여 공기주입구(310)의 높이보다 최대 1.5배 높게 설계될 수 있으며, 경우에 따라 그보다 낮게 설정될 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 컨트롤러(400)를 통해 공기청정필터(210)를 세척하는 동안에는 자외선 LED(260)의 작동을 중단시킬 수 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척이 완료되면 컨트롤러(400)를 통해 자외선 LED(260)를 점등시킬 수 있고, 세척으로 인해 남아 있을 수분과 필터세척 세제 등의 잔여물을 제거하도록 일정 시간동안 자외선 LED(260)의 빛을 쬐도록 제어할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 자동필터 세척 장치의 공기 및 세척수의 흐름을 설명하는 도면이다.
도 3a를 참조하여 외부 공기를 유입하여 필터링하는 과정을 설명하고자 한다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기주입구(310)로부터 유입된 공기를 공기청정필터(210)의 일부의 필터면을 통해 필터링을 할 수 있고, 필터링된 공기는 드럼(200)의 내부로 이동하고 공기순환 팬(140)의 회전에 의해 상부로 올라가 외부로 배출될 수 있다. 이 때의 공기는 도면에 표시된 점선을 따라 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러(400)는 모터(100)의 회전 속도를 제어하여 필터링되는 공기량과 공기청정필터(210)의 회전 속도를 동시에 제어할 수 있다. 구체적으로, 모터(100)는 공기순환 팬(140)과 필터순환제어 기어(120)와 연결될 수 있으며, 모터(100)의 회전 속도를 제어하면 공기순환 팬(140)의 회전 속도와 공기청정필터(210)의 회전 속도를 함께 제어할 수 있고, 결과적으로 필터링되는 공기량도 함께 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(400)는 모터(100)의 회전 속도를 3 ~ 5 RPM(Revolutions Per Minute)로 제어할 경우의 필터링되는 공기량이 2 ~ 3L라 가정하면, 모터(100)의 회전 속도를 7 ~ 8 RPM(Revolutions Per Minute)으로 증가시키면 필터링되는 공기량을 3L 이상으로 더 크게 증가할 수 있다.
다른 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 대기 환경의 오염도가 높을 경우에는 모터(100)의 회전 속도를 제어하여 유입되는 공기량을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 설치되는 환경과 장소에 따라 대기 환경의 오염도를 측정할 수 있고, 대기 환경의 오염도가 높은 경우에 모터(100)의 회전 속도를 증가시켜 유입되는 공기량을 증가시키고, 공기청정필터(210)를 통해 필터링되는 공기량을 더 많이 배출시킬 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러(400)는 모터(100)의 회전 속도를 아래의 수학식을 따라 제어할 수 있다.
[수학식]
V = P * α
여기에서, V는 모터(100)의 회전 속도, P는 드럼(200)의 내부 공기압 및 α는 압력과 각속도 간의 변수에 해당한다.
일 실시예에서, 모터(100)의 회전 속도는 드럼(200)의 내부 공기압에 비례할 수 있고, α에 비례할 수 있다. α는 내부 공기압에 따른 각속도의 간의 변수에 해당하고, 공기청정필터(210)의 반지름에 따라 달라질 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기압 센서(250)로부터 드럼(200)의 내부 공기압을 측정할 수 있고, 드럼(200)의 내부 공기압에 따라 모터(100)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 모터(100)의 회전 속도는 드럼(200)의 내부 공기압에 따라 증가할 수 있으나, 설계에 따라 정해진 한계값을 초과할 수 없으며, 내부 공기압이 특정 기준 이상 증가했을 경우에는 모터(100)의 회전을 중단시키고, 드럼(200)에 연결되는 기어를 변경할 수 있다.
구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 내부 공기압이 대기압보다 1.5배일 경우, 모터(100)의 회전 속도를 1.5 ~ 2 배로 증가시킬 수 있고, 그에 따라 공기청정필터(210)의 회전 속도도 증가하여 필터링되는 공기량이 증가할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 설치되는 공기주입구(310)의 개수 또는 크기에 따라 모터(100)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 자동필터 세척 장치(10)는 설계에 따라 공기주입구(310)를 2개를 형성할 수 있고, 공기주입구(310)가 2개인 경우에는 공기주입구(310)가 1개일 경우보다 유입되는 공기량이 배로 증가하기 때문에 모터(100)의 회전을 감속하여 공기청정필터(210)를 통해 필터링되는 공기량이 조절할 수 있다.
도 3b를 참조하여 공기청정필터(210)를 세척하는 과정을 설명하고자 한다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기압 센서(250)로부터 드럼(200)의 내부 공기압을 수신하여 특정 기준이 넘으면 환형 필터 개폐문(240)을 폐쇄시킬 수 있고, 공기주입구(310)와 공기 개폐문(미도시)도 폐쇄시켜 공기청정필터(210)를 세척할 수 있다. 위에서 이미 언급한 대로 자동필터 세척 장치(10)는 모터(100)에 연결되는 기어를 변경하여 자체적으로 공기청정필터(210)를 세척할 수 있어, 종래의 주기적으로 필터를 교체하는 방식의 공기청정기의 단점을 극복할 수 있다.
보다 구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)를 세척할 경우에 환형 필터 개폐문(240)과 공기 개폐문(미도시) 등으로 막힌 통로에 투입구(320)를 통해 세척수와 필터세척 세제 등을 첨가하여 공기청정필터(210)를 세척할 수 있다. 이때에 컨트롤러(400)는 모터 샤프트(110)를 수직 이동시켜 필터순환제어 기어(120)를 필터순환대향 기어(220)와 단절시키고, 필터세척제어 기어(130)를 필터세척대향 기어(230)와 연결시킬 수 있고, 모터(100)의 회전 속도를 제어하여 공기청정필터(210)의 회전을 조절할 수 있다. 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척이 완료되면 배수구(330)를 오픈하여 세척수와 그 밖의 배출물들을 함께 배출시킬 수 있다. 이때의 세척수와 필터세척 세제 등은 도면에 표시된 점선을 따라 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척이 완료되고 열선 건조를 통해 공기청정필터(210)에 남아 있는 수분을 제거할 수 있다. 구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척이 완료되면 배수구(330)를 오픈하여 세척수와 배출물들을 배출시킨 후에 즉시 환형 필터 개폐문(240)을 오픈하지 않고 일정 시간동안 드럼(200)을 회전시켜 공기청정필터(210)에 남아 있는 수분을 제거하도록 할 수 있으며, 열선 건조를 통해 공기청정필터(210) 내부에 남아 있는 수분을 제거할 수 있다. 이후에, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)에 남아 있는 수분으로 인해 번식될 수 있는 세균 또는 곰팡이 등을 제거하도록 자외선 LED(260)를 통해 일정 시간동안 자외선에 공기청정필터(210)를 노출시킬 수 있다.
일 실시예에서, 자동필터 세척 장치(10)는 탈취 필터를 더 포함할 수 있으며, 공기청정필터(210)를 세척할 시에 탈취제 등을 추가로 첨가하여 공기청정필터에 오염된 냄새를 제거할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 자동필터 세척 장치(10)는 공기청정필터(210)의 세척 과정에서 탈취제를 추가하여 필터에 남아있는 오염 냄새를 제거할 수 있고, 세척수와 배출물을 배출시킨 이후에 탈취제를 추가하여 필터에 탈취 기능을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 자동필터 세척 장치
100: 모터 110: 모터 샤프트
120: 필터순환제어 기어 130: 필터세척제어 기어
140: 공기순환 팬
200: 드럼 210: 공기청정필터
220: 필터순환대향 기어 230: 필터세척대향 기어
240: 환형 필터 개폐문 250: 공기압 센서
260: 자외선 LED
300: 하우징 310: 공기주입구
320: 투입구 330: 배수구
400: 컨트롤러

Claims (8)

  1. 공기 청정기에 적용 가능한 원형필터를 자동으로 세척하는 시스템에 있어서,
    모터;
    상기 모터와 연결되는 필터순환제어 기어;
    상기 필터순환제어 기어를 통해 회전되고, 공기주입구로부터 유입된 공기를 일부의 필터면을 통해 필터링하는 환형의 공기청정필터를 장착하며, 내부에 상기 필터링된 공기에 대한 공기통로를 형성하는 드럼;
    상기 모터와 연결되고 상기 공기통로 상에 배치되어 상기 유입된 공기를 순환시키는 공기순환 팬; 및
    상기 모터의 회전 속도를 가변 제어하는 컨트롤러를 포함하는 자동필터 세척 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터와 연결되고 상기 필터순환제어 기어와 선택적으로 상기 드럼에 연결되는 필터세척제어 기어를 더 포함하는 것을 자동필터 세척 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 드럼은
    상하 이동을 통해 상기 공기청정필터의 내면에서 개폐되는 환형 필터 개폐문을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 드럼의 내부 공기압이 특정 기준 이상일 경우에는 상기 환형 필터 개폐문을 폐쇄시켜 외부 공기의 유입을 중단시키는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 필터순환제어 기어와 상기 필터세척제어 기어를 연결한 모터 샤프트를 수직 이동하여 상기 필터순환제어 기어를 상기 드럼과 단절시키고 상기 필터세척제어 기어를 상기 드럼과 연결시키는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 드럼은
    내부에 배치된 자외선 LED(Light Emitting Diode)를 통해 상기 공기청정필터를 살균하는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 모터의 회전 속도를 제어하여 상기 필터링된 공기량과 상기 공기청정필터의 회전 속도를 동시에 제어하는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 모터의 회전 속도를 아래의 수학식에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 자동필터 세척 장치.
    [수학식]
    V = P * α
    여기에서, V는 상기 모터의 회전 속도, P는 상기 드럼의 내부 공기압 및 α는 압력과 각속도 간의 변수에 해당한다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111895532A (zh) * 2020-07-07 2020-11-06 武汉理工大学 一种基于多面体结构的光催化空气净化装置

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