KR20200035618A - 공조필터시스템 - Google Patents

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KR20200035618A
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KR1020180114902A
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이호용
백원선
김동호
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주식회사 세라콤
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Abstract

본 발명은 공조필터시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본체, 상기 본체의 개방된 전면에 결합되어 본체의 내부로 공기가 유입되도록 하기 위한 흡입구가 구비된 전면패널, 흡입구로 유입된 공기를 실내공간으로 배출하기 위한 배출구, 상기 본체의 내부에 공기를 강제순환하기 위한 송풍팬, 순환되는 공기를 정화하기 위한 공기정화부를 구비하는 공조필터시스템에 있어서, 상기 공기정화부는 공기 흡입구에서 공기 배출구로의 공기 통로 내에 마련되는 광촉매 필터; 상기 광촉매 필터가 한쪽 면에 장착되며 장착된 상기 필터를 지지하는 필터 지지체; 상기 광촉매 필터에 자외선을 조사하는 출력이 서로 다른 복수의 자외선 램프; 상기 공기통로내의 냄새정도를 검출하는 냄새센서; 상기 복수의 자외선 램프가 동시 작동하지 않도록 상기 검출된 냄새정도에 따라 가변되는 온/오프 작동시간을 근거로 하여 상기 자외선 램프를 작동시키는 자외선 램프 제어장치; 및 상기 광촉매 필터로부터 탈착된 먼지 입자가 낙하되어 침적되는 탈착먼지 챔버를 포함하고, 상기 필터 지지체는 외주면을 따라 배치된 외각 프레임; 상기 외각 프레임에 양끝이 고정되며 망상 형태로 배치된 다수의 밴드들; 및 상기 밴드들의 교차점에 배치된 초음파를 발생하는 압전체;를 포함함으로써, 필터에 부착된 먼지(입자상의 물질)의 탈착, 탈취 및 살균 작용을 연속적으로 손쉽게 수행하여 필터의 수명을 증가시키므로 필터 교체 주기를 획기적으로 향상시킬 수 있는 공조필터시스템에 관한 것이다.

Description

공조필터시스템 {THE COORDINATION FILTER SYSTEM}
본 발명은 필터 교체주기가 길고, 탈취 및 살균 작용이 연속적으로 수행가능한 공조필터시스템에 관한 것이다.
미세먼지는 화석연료의 연소과정, 도로, 철로 등의 먼지 등으로부터 발생하며, 공기 중에 부유하면서 0.1 내지 10 μm 수준의 입경을 가지고 있다. 최근에는 0.1 μm 이하의 입자상물질을 초미세먼지로 분류하여 별도로 관리하고 있을 정도로 보건학적 위해성에 관한 관심이 높아지고 있다.
미세먼지는 세기관지에서 염증반응을 일으켜 천식, 만성기관지염, 기도폐쇄 등을 유발하거나 악화시키며, 폐 조직에서 박테리아의 불활성화 또는 제거작용을 방해하여 호흡기계 감염을 일으키기도 한다. 이외에도 미세먼지는 심근경색, 뇌졸중, 심박동수 이상, 급사 등 심혈관계질환의 중요한 위험요인으로도 인식되고 있다. 이러한 미세먼지의 위험성은 미세먼지의 성분과 밀접한 관계를 가지고 있으며, 미세먼지의 중요한 배출원인 화석연료의 연소에 의해 발생하는 경우, 탄소성분을 유기탄화수소, 질산염, 금속, 황산염 등이 둘러싸고 있는 구조를 가지고, 이들 성분들은 미세먼지의 독성에 중요한 역할을 하고 있다.
미세먼지의 배출원은 상기에 기재된 바와 같이 화석연료의 연소 및 도로, 철로 등으로부터의 비산 등이 유력하며, 산업시설 및 차량 등 특정 배출원의 경우에는 집진설비만으로 미세먼지의 제거가 가능하나, 도로 및 철로 등으로부터의 비산먼지에 관해서는 현재까지 유력한 대응기술이 없는 형편이다.
또한, 차량 등 이동배출원의 경우에도, 배출 시 차량에 부착된 미세먼지 저감장치에 의해 1차적으로 규정농도 이하로 미세먼지가 제거된 후 배출이 이루어지나, 지하철로 및 터널 등 일부 밀폐가 이루어진 역사에서는 적절한 환기가 이루어지기가 어려워, 100 μg/m3 이상으로 나타났고, 이러한 고농도의 미세먼지는 수 만명 이상이 이용하는 7시 내지 9시, 18시부터 20시까지의 통근시간대에 큰 문제가 되고 있다.
기존 지하철 역사, 터미널, 상업건물 및 지하상가 등의 다중이용시설은 먼지, 냄새, 세균을 제거하기 위하여 복수개의 필터를 내부에 설치하는 구조인 공조필터 시스템으로 이루어지기 때문에 이들 필터의 주기적인 교체가 필수적으로 수행되어야 한다. 그러나, 다중이용시설은 매우 높은 유량의 공기를 환기시키므로 필터의 수명 주기가 짧아 주기적인 필터의 관리 및 교체 작업이 현실적으로 어려운 실정이다.
한국공개특허 제2013-0128095호 한국공개특허 제2005-0079964호 한국공개특허 제2013-0090688호 한국특허등록 제0710693호 한국공개특허 제2004-0097758호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 필터에 부착된 먼지(입자상의 물질)의 탈착, 필터의 재생, 탈취 및 살균 작용을 수행할 수 있는 공조필터시스템을 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 연속적이고 체계적인 관리에 의해 필터의 교체 주기를 획기적으로 증가시킨 공조필터시스템을 제공하는 것에 목적을 두고 있다.
본 발명자는 상기와 같은 문제를 해결하고자 연구 노력하였다. 그 결과 본 발명은 본체, 상기 본체의 개방된 전면에 결합되어 본체의 내부로 공기가 유입되도록 하기 위한 흡입구가 구비된 전면패널, 흡입구로 유입된 공기를 실내공간으로 배출하기 위한 배출구, 상기 본체의 내부에 공기를 강제순환하기 위한 송풍팬, 순환되는 공기를 정화하기 위한 공기정화부를 구비하는 공조필터시스템에 있어서, 상기 공기정화부는 공기 흡입구에서 공기 배출구로의 공기 통로 내에 마련되는 광촉매 필터; 상기 광촉매 필터가 한쪽 면에 장착되며 장착된 상기 필터를 지지하는 필터 지지체; 상기 광촉매 필터에 자외선을 조사하는 출력이 서로 다른 복수의 자외선램프; 상기 공기통로내의 냄새정도를 검출하는 냄새센서; 상기 복수의 자외선램프가 동시 작동하지 않도록 상기 검출된 냄새정도에 따라 가변되는 온/오프 작동시간을 근거로 하여 상기 자외선램프를 작동시키는 자외선램프 제어장치; 및 상기 광촉매 필터로부터 탈착된 먼지 입자가 낙하되어 침적되는 탈착먼지 챔버를 포함하고, 상기 필터 지지체는 외주면을 따라 배치된 외각 프레임; 상기 외각 프레임에 양끝이 고정되며 망상 형태로 배치된 다수의 밴드들; 및 상기 밴드들의 교차점에 배치된 초음파를 발생하는 압전체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조필터시스템을 제공한다.
상기 자외선램프 제어장치는 상기 공기통로의 냄새값이 미리 설정된 값보다 높을수록 상대적으로 고출력 의 자외선램프의 온 작동시간을 저출력의 자외선램프의 온 작동시간보다 길게 설정하고, 상기 냄새값이 미리 설정된 값보 다 낮을수록 저출력의 자외선램프의 온 작동시간을 고출력의 자외선램프의 온 작동시간보다 길게 설정할 수 있다.
상기 자외선램프 제어장치는 상기 공기통로의 냄새정도를 검출하는 냄새센서와 상기 자외선램프들을 구동시키는 램프구동회로, 상기 냄새센서의 출력신호에 따라 상기 램프구동회로를 제어하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
상기 필터 지지체는 사각형 형태이고, 상기 밴드들은 가로 및 세로로 일정한 간격으로 이격된 2차원 망상 형태일 수 있다.
상기 밴드들은 압전체에 전력을 공급할 수 있는 재질이거나 압전체에 전력을 공급할 수 있는 수단이 부가될 수 있다.
상기 교차점에 배치된 압전체는 그 내부에 전력을 공급할 수 있는 수단이 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 공조필터시스템은 필터에 부착된 먼지(입자상의 물질)의 탈착, 탈취 및 살균 작용을 연속적으로 손쉽게 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공조필터시스템은 상기와 같은 필터 관리에 의해 필터의 수명을 증가시키므로 필터 교체 주기를 획기적으로 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공조필터시스템의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 공조필터시스템의 필터지지체 개략도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 공조필터시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 출원에서 “포함한다”라는 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소, 부분품, 숫자 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소, 부분품, 숫자 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공조필터시스템은 대략 박스형상으로 형성된 본체(600)와 상기 본체(600)의 개방된 전면에 결합되며 본체의 내부로 공기가 유입되도록 하기 위한 흡입구(450)가 마련되어 있는 전면패널(400)을 구비하여서 대략 박스형상의 외관을 갖는다.
본체(600)의 상면에는 흡입구(450)로 유입된 공기를 다시 실내공간으로 배출시키기 위한 배출구(550)가 마련되어 있으며, 본체(600)의 내부에는 실내공기가 흡입구(450)와 배출구(550)를 통해 강제 순환되도록 하기 위한 송풍팬(500)과, 순환되는 실내 공기를 정화시키기 위한 공기정화부가 설치된다.
상기 공기정화부는 공기 흡입구(450)에서 공기 배출구로의 공기 통로 내에 마련되는 광촉매 필터(200), 상기 광촉매 필터(200)가 한쪽 면에 장착되며 장착된 상기 필터를 지지하는 필터 지지체(100), 상기 광촉매 필터(200)에 자외선을 조사하는 출력이 서로 다른 복수의 자외선램프(300) 및 상기 광촉매 필터(200)로부터 탈착된 먼지 입자가 낙하되어 침적되는 탈착먼지 챔버(250)가 설치된다.
또한, 상기 공기 통로 내의 냄새정도를 검출하는 냄새센서와 상기 복수의 자외선램프가 동시 작동하지 않도록 상기 검출된 냄새정도에 따라 가변되는 온/오프 작동시간을 근거로 하여 상기 자외선램프를 작동시키는 자외선램프 제어장치가 설치된다.
상기 광촉매 필터(200)는 그물망 형상으로 이산화티타늄 등의 광촉매 물질로 이루어진다. 광촉매 필터(200)가 장착된 필터 지지체(100)에는 소정의 간격을 두고 이격된 채로 자외선 램프가 설치된다. 자외선램프는 광촉매 필터(200)를 활성화시켜 공기 중의 오염물질을 산화시킴으로써 광촉매 필터(200)에서 탈취 및 살균작용이 이루어지도록 한다. 상기 자외선 램프 제어장치는 자외선 램프(300)를 구동시키는 램프구동회로와 램프구동회로를 제어하는 마이크로프로세서를 포함한다.
마이크로프로세서는 공기청정기가 작동하면, 자외선 램프들이 동시에 온 또는 오프되지 않도록 자외선 램프를 번갈아 작동시킨다. 구체적으로 제1자외선 램프가 온 되는 구간에서는 제2자외선 램프를 오프시키고, 반대로 제1자외선 램프가 오프되는 구간에서는 제2자외선 램프를 온 시킴으로써 제1자외선 램프와 제2자외선 램프가 동시에 온 또는 오프되지 않고 번갈아서 개별적으로 작동되도록 자외선 램프들을 제어한다. 따라서, 자외선 램프가 동시에 온 되지 않기 때문에 자외선 램프의 기동 시 기동전류가 줄어들어 기동에 따른 에너지소비를 줄일 수 있다. 또한, 자외선 램프가 동시에 오프되는 구간이 없기 때문에 자외선이 항상 조사되어 탈취 및 살균작용이 연속적으로 이루어짐으로써 공기 정화성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 광촉매 필터에 흡입되는 공기 중의 냄새정도에 따라 자외선 램프를 제어할 수 있도록 자외선 램프 제어장치의 입력측에는 공기 흡입구에서 공기 배출구로 이어지는 공기통로의 냄새값을 검출하는 냄새센서가 전기적으로 접속된다.
구체적으로 상기 자외선 램프 제어장치는 상기 공기통로의 냄새값이 미리 설정된 값보다 높을수록 상대적으로 고출력의 자외선 램프의 온 작동시간을 저출력의 자외선 램프의 온 작동시간보다 길게 설정하고, 상기 냄새값이 미리 설정된 값보다 낮을수록 저출력의 자외선 램프의 온 작동시간을 고출력의 자외선 램프의 온 작동시간보다 길게 설정한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광촉매 필터(200)가 장착되는 필터 지지체(100)는 외주면을 따라 배치된 외각 프레임(1), 상기 외각 프레임에 양끝이 고정되며 망상 형태로 배치된 다수의 밴드들(2), 및 상기 밴드들의 교차점에 배치된 초음파를 발생하는 압전체(3)를 포함한다.
구체적으로 상기 필터 지지체(100)는 사각형 형태이고, 상기 밴드들(2)은 가로 및 세로로 일정한 간격으로 이격된 2차원 망상 형태이다. 상기 밴드들(2)은 압전체(3)에 전력을 공급할 수 있는 재질이거나 압전체(3)에 전력을 공급할 수 있는 수단이 부가될 수 있다. 또는 상기 교차점에 배치된 압전체(3)는 외부 전원이 아닌 그 내부에 전력을 공급할 수 있는 수단이 구비될 수 있다.
본 발명의 공조필터시스템은 필터 지지체(100)에 배치된 압전체(3)를 작동시켜 초음파를 발생시킨다. 구체적으로 밴드(2) 또는 압전체(3) 내부에 구비된 전원을 통해서 압전체(3)에 전원이 공급되고, 압전체(3)로부터 발생된 초음파는 필터 지지체(100)에 장착된 광촉매 필터(200)에 직접 작용하여 부착된 먼지 등의 이물질을 탈착하게 된다. 상기 필터로부터 탈착된 이물질은 탈착먼지챔버(250)로 자유낙하하여 수거된다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세하게 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 미 기술사상 범위내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 필터 지지체
1 : 외각 프레임 2 : 밴드들
3 : 압전체 4 : 압전체 어레이
200 : 광촉매 필터 250 : 탈착먼지챔버
300 : 자외선 램프
400 : 전면패널 450 : 흡입구
500 : 송풍기 550 : 배출구
600 : 본체

Claims (6)

  1. 본체, 상기 본체의 개방된 전면에 결합되어 본체의 내부로 공기가 유입되도록 하기 위한 흡입구가 구비된 전면패널, 흡입구로 유입된 공기를 실내공간으로 배출하기 위한 배출구, 상기 본체의 내부에 공기를 강제순환하기 위한 송풍팬, 순환되는 공기를 정화하기 위한 공기정화부를 구비하는 공조필터시스템에 있어서,
    상기 공기정화부는 공기 흡입구에서 공기 배출구로의 공기 통로 내에 마련되는 광촉매 필터;
    상기 광촉매 필터가 한쪽 면에 장착되며 장착된 상기 필터를 지지하는 필터 지지체;
    상기 광촉매 필터에 자외선을 조사하는 출력이 서로 다른 복수의 자외선램프;
    상기 공기통로내의 냄새정도를 검출하는 냄새센서;
    상기 복수의 자외선램프가 동시 작동하지 않도록 상기 검출된 냄새정도에 따라 가변되는 온/오프 작동시간을 근거로 하여 상기 자외선램프를 작동시키는 자외선램프 제어장치; 및
    상기 광촉매 필터로부터 탈착된 먼지 입자가 낙하되어 침적되는 탈착먼지 챔버를 포함하고,
    상기 필터 지지체는 외주면을 따라 배치된 외각 프레임; 상기 외각 프레임에 양끝이 고정되며 망상 형태로 배치된 다수의 밴드들; 및 상기 밴드들의 교차점에 배치된 초음파를 발생하는 압전체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 자외선 램프 제어장치는 상기 공기통로의 냄새값이 미리 설정된 값보다 높을수록 상대적으로 고출력의 자외선 램프의 온 작동시간을 저출력의 자외선 램프의 온 작동시간보다 길게 설정하고, 상기 냄새값이 미리 설정된 값보다 낮을수록 저출력의 자외선 램프의 온 작동시간을 고출력의 자외선 램프의 온 작동시간보다 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 자외선램프 제어장치는 상기 공기통로의 냄새정도를 검출하는 냄새센서와 상기 자외선램프들을 구동시키는 램프구동회로, 상기 냄새센서의 출력신호에 따라 상기 램프구동회로를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 필터 지지체는 사각형 형태이고, 상기 밴드들은 가로 및 세로로 일정한 간격으로 이격된 2차원 망상 형태인 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 밴드들은 압전체에 전력을 공급할 수 있는 재질이거나 압전체에 전력을 공급할 수 있는 수단이 부가된 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 교차점에 배치된 압전체는 그 내부에 전력을 공급할 수 있는 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 공조필터시스템.
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