KR20200115931A - 공조기용 필터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공조기용 필터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조기에 설치되는 메인 필터에 의해 걸러지지 않은 미세 먼지나 초미세 먼지를 보다 완전하게 걸러주면서도 공기의 흐름을 방해하지 않도록 함으로써, 메인 필터의 내구성을 높여주어 유지비용을 절감할 수 있는 공조기용 필터 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공조기의 메인 필터와 송풍팬 사이에 구비되는 공조기용 필터 장치에 있어서, 상기 메인 필터와 송풍팬 사이에 설치되는 본체와, 상기 본체의 내측에 회전가능하게 구비되는 필터부를 포함하여 이루어지고, 상기 필터부는 중심부에 프로펠러 형태로 형성되는 내측 필터와, 상기 내측 필터의 외측에 형성되는 외측 필터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

공조기용 필터 장치{a filter for an air conditioner}
본 발명은 공조기용 필터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조기에 설치되는 메인 필터에 의해 걸러지지 않은 미세 먼지나 초미세 먼지를 보다 완전하게 걸러주면서도 공기의 흐름을 방해하지 않도록 함으로써, 메인 필터의 내구성을 높여주어 유지비용을 절감할 수 있는 공조기용 필터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 건물의 내부 환경을 쾌적한 상태로 유지하기 위한 것으로서, 외기와 내기를 적절히 처리하여 공급하거나 배출하는 공조시스템의 핵심장치로 기계실에 설치한 후, 덕트를 통해 각 실내공간에 공기를 송풍하는 중앙식 공조기와 건물의 각층에 독립적으로 설치되는 분산형 공조기가 있다.
한편, 최근에 건설되고 있는 고 기능화된 고층 공동주택의 경우 불필요한 에너지의 손실을 방지하기 위하여 창문(커튼 월 방식) 등이 밀폐되도록 시공되고 있는데, 이러한 고층 공동주택은 쾌적성의 요구에 응하여 다량의 신선한 외기 도입을 필연적으로 필요로 하기 때문에 실내 환기 문제는 더욱 심각해지고 있다.
상기한 문제들을 해결하고자 최근 들어, 신선한 외기의 실내 급기 및 오염된 내기의 실외 배기를 강제적으로 수행하는 급배기팬이 공조시스템에 포함되고 있으며, 특히 이러한 급배기팬을 전열교환기 내부에 설치하여 이 전열교환기 내에서 급배기가 수행되는 동시에 급기와 배기 상호 열교환이 이루어지고 있다.
여기서, 건물에 적용되고 있는 일반적인 공조시스템을 살펴보면 도 1에 도시한 바와 같이, 급기구(11) 및 배기구(12)와, 팬(급기팬(21a), 배기팬(21b))을 수용하여 급배기 및 급기와 배기의 상호 열교환을 수행하는 전열교환기(20)와, 상기 급기구(11) 및 배기구(12)와 상기 전열교환기(20)를 상호 연통시키는 급기관로(31) 및 배기관로(32)로 구성된다.
이와 같이 구성된 일반적인 공조시스템은 건물의 천장이나 벽면에 다수의 급기구(11) 및 배기구(12)가 마련되고, 이러한 급기구(11) 및 배기구(12)는 각각 급기관로(31) 및 배기관로(32)를 통하여 전열교환기(20)에 연결된다.
그리고, 상기 전열교환기(20) 내에는 급기 및 배기를 위한 팬(21a, 21b)이 내장되어 있어, 이 팬(21a, 21b)의 동작에 의하여 급배기가 이루어지는 것이다.
이와 함께, 상기 전열교환기(20) 내에서 급기와 배기 상호간에 열교환이 이루어져 배기를 통하여 대기로 방출되는 폐열을 회수할 수 있으며, 특히 이 전열교환기(20) 내에는 급기에 포함된 이물질을 여과시키기 위하여 필터(미도시)가 내장되어 있다.
한편, 최근에는 미세먼지뿐만 아니라 초미세먼지까지 대량으로 발생하기 때문에 공조기에는 종래의 통상적인 필터뿐만 아니라 미세먼지와 초미세먼지를 걸러주기 위한 해파 필터 등을 구비하여야 하며, 이러한 미세 필터를 설치할 경우, 여과효율은 높아지지만 송풍 저항이 크기 때문에 적절한 양의 공기를 공급하기 위해서는 대용량의 팬을 구비하여야 한다.
그런데, 해파 필터와 같은 미세 필터를 설치한 상태에서 대용량의 팬을 가동시킬 경우, 필터의 내구도가 빨리 저하되어 교체주기가 빨라지게 될 뿐만 아니라, 대용량의 팬을 가동하는데 사용되는 전력의 소모가 커지게 되므로 전체적인 비용이 높아지는 문제점이 있다.
한국등록특허 10-0688945 한국등록특허 10-0838050
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공조기의 덕트에 구비되는 메인 필터와 송풍팬 사이에 보조로 필터 장치를 더 구비하는데, 상기 필터 장치는 프로펠러 형태로 형성되는 내측 필터와 내측 필터의 외측에 방사상으로 형성되는 외측필터로 이루어져, 덕트에 구비된 메인 필터를 통과한 공기에 포함된 미세 먼지 또는 초미세 먼지를 회전하면서 걸러주기 때문에 공기의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 함으로써, 메인 필터 및 보조 필터의 수명 단축을 방지할 뿐만 아니라, 대용량의 송풍팬을 사용하지 않도록 하여 유지비용을 줄여줄 수 있는 공조기용 필터 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
공조기의 메인 필터와 송풍팬 사이에 구비되는 공조기용 필터 장치에 있어서, 상기 메인 필터와 송풍팬 사이에 설치되는 본체와, 상기 본체의 내측에 회전가능하게 구비되는 필터부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 필터부는 중심부에 프로펠러 형태로 형성되는 내측 필터와, 상기 내측 필터의 외측에 형성되는 외측 필터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 내측 필터를 구성하는 프로펠러의 각 날개는 제1필터부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 외측 필터는 내측 필터의 중심축을 기준으로 방사상으로 이루어지는 다수개의 제2필터부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 본체의 내측에는 회전가능하도록 링형상의 회전 부재가 구비되되, 상기 필터부는 회전 부재에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 본체의 후단에는 필터부를 거친 공기를 송풍팬의 입구로 유도하는 유도 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 본체의 일측에는 상기 필터부를 회전시키기 위한 구동부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 구동부는 모터와, 상기 필터부의 중심축의 연장부와 모터를 연결하는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동부는 모터와, 상기 본체의 외주면 일측에 형성되는 개방홈을 통하여 드러나는 회전 부재와 모터를 연결하는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 공조기의 덕트에 구비되는 메인 필터와 송풍팬 사이에 보조로 필터 장치를 더 구비하는데, 상기 필터 장치는 프로펠러 형태로 형성되는 내측 필터와 내측 필터의 외측에 방사상으로 형성되는 외측필터로 이루어져, 덕트에 구비된 메인 필터를 통과한 공기에 포함된 미세 먼지 또는 초미세 먼지를 회전하면서 걸러주기 때문에 공기의 흐름을 최대한 방해하지 않도록 함으로써, 메인 필터 및 보조 필터의 수명 단축을 방지할 뿐만 아니라, 대용량의 송풍팬을 사용하지 않도록 하여 유지비용을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 공조시스템을 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 필터부의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조기용 필터 장치의 분리 사시도이다.
도 6은 도 5의 실시 예에 따른 공조기용 필터 장치의 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공조기용 필터 장치의 필터부의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공조기용 필터 장치의 분리 사시도이고, 도 6은 도 5의 실시 예에 따른 공조기용 필터 장치의 개념도이다.
본 발명은 공조기를 형성하는 덕트(410)에 설치되는 메인 필터(420)와 송풍팬(430) 사이에 구비되는 공조기용 필터 장치에 관한 것으로 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 공조기를 형성하는 덕트(410)에 설치되는 본체(100)와 상기 본체(100)의 내측에 회전가능하게 구비되는 필터부(200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 본체(100)는 공조기를 구성하는 덕트(410)의 형상에 대응되도록 이루어지되, 상기 덕트(410)에 설치되는 메인 필터(420)와 송풍팬(430)의 사이에 위치하도록 설치되어 상기 메인 필터(420)에 의해 1차적으로 걸러진 공기에서 보다 미세한 이물질(미세 먼지 또는 초미세 먼지)을 걸러주게 된다.
그리고, 상기 필터부(200)는 중심부에 형성되는 내측 필터(210)와 상기 내측 필터(210)의 외측에 형성되는 외측 필터(220)로 이루어지는데, 상기 내측 필터(210)는 프로펠러 형태로 형성된다.
여기서, 상기 내측 필터(210)는 그 중심부에 중심축(214)이 형성되고, 중심축을 기준으로 프로펠러의 날개에 대응되도록 제1필터부재(212)가 형성된다.
이때, 상기 외측 필터(220)는 내측 필터(210)의 중심축(214)을 기준으로 방사상으로 이루어지는 다수 개의 제2필터부재(222)로 이루어진다.
그래서, 본 발명의 필터부(200)는 본체(100)의 내측에서 회전하면서 상기 제1필터부재(212)와 제2필터부재(222)가 공기와 접촉하면서 공기에 함유된 미세한 이물질을 걸러주게 된다.
즉, 일반적으로 공조기는 외부와 실내의 각 공간을 연결하는 덕트(410)와 덕트(410)를 통하여 외기를 유입하기 위한 송풍팬(430)과 덕트(410)에 설치되어 외부에서 유입되는 공기에 포함된 이물질을 걸러주기 위한 필터(본 발명의 메인 필터(420)에 대응, 이하 메인 필터(420)라고 합니다.)로 이루어지는데, 소음 등의 이유로 송풍팬(430)의 용량을 일정 이상으로 크게 할 수 없기 때문에 메인 필터(420)에 해파 필터와 같은 미세한 이물질을 걸러주기 위한 필터를 설치할 경우 공기의 흐름이 상당량 차단되어 적정 양의 외기를 공급할 수 없는 문제점이 있다.
그런데, 본 발명에서는 필터부(200)를 프로펠러 형상의 내측 필터(210)와 방사상의 외측 필터(220)로 형성하여 회전하면서 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주도록 함으로써, 공기의 흐름을 방해하지 않고 필터링을 하여 송풍팬(430)의 용량을 크게 하지 않더라도 적정량의 외기를 안정적으로 공급할 수 있게 된다.
이때, 상기 메인 필터(410)는 하나의 필터로만 이루어질 수도 있고, 다수의 필터가 연결되어 형성될 수도 있으며, 상기 본체(100)에는 상기 필터부(200)의 후부에 안전망(140)이 더 구비되어, 필터부(200)를 구성하는 제1,2필터부재(212,222)가 파손될 경우 파손된 부분이 송풍팬(430)으로 유입되는 것을 방지하게 된다.
한편, 상기 필터부(200)는 송풍팬(430)에 의해 형성되는 덕트(410) 내부의 공기흐름에 수직이 되는 방향으로 회전하게 됨으로써, 내측 필터(210)를 구성하는 제1필터부재(212)와 외측 필터(220)를 구성하는 제2필터부재(222)가 공기의 이동을 방해하는 과정에서 공기와 접촉하도록 하여 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주게 된다.
여기서, 프로펠러 형상으로 형성되는 내측 필터(210)의 제1필터부재(212)는 회전에 의해 벽을 형성하여 공기의 흐름을 차단하는 과정에서 공기와의 접하는 부분을 통하여 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주게 되고, 방사상으로 형성되는 제2필터부재(222)로 이루어지는 외측 필터(220)는 면 부분이 공기의 흐름과 수직인 방향으로 이동하면서 공기에 와류를 발생시켜 공기의 흐름을 방해하며 이과정에서 면 부분이 공기와 접촉하여 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주게 된다.
이때, 제1필터부재(212)의 사이와 제2필터부재(222)의 사이에는 각각 공간이 형성되어 공기의 흐름이 과도하게 차단되지 않도록 함으로써, 미세한 먼지를 일정부분 정화하면서도 공기의 흐름을 적절하게 유지하도록 하여 실내의 각 공간으로 적정량의 공기를 공급할 수 있게 된다.
그리고, 상기 필터부(200)는 내측 필터(210)와 외측 필터(220) 사이에 내측 링부재(230)를 구비하여 내측 필터(210)와 외측 필터(220)의 결합력을 높여주고, 외측 필터(220)의 외측에는 외측 링부재(240)를 구비하여 외측 필터(220)의 외측을 고정함으로써, 필터부(200)의 내구성을 높여 주게 된다.
한편, 상기 본체(100)의 내측에는 링형상의 회전 부재(110)가 회전가능하도록 구비되는데, 도면에 도시되지는 않았지만 본체(100)와 회전 부재(110) 사이에는 베어링(미도시)이 구비되어 안정적으로 회전할 수 있게 된다.
여기서, 상기 회전 부재(110)의 내측에는 상기 필터부(200)가 착탈 가능하게 설치되어 상기 필터부(200)를 구성하는 제1필터부재(212)와 제2필터부재(222)의 수명이 다할 경우, 필터부(200)를 용이하게 교체할 수 있게 된다.
이때, 상기 본체(100)의 후단에는 유도 가이드(130)가 더 형성되는데, 상기 유도 가이드(130)는 후부로 갈수록 직경이 작아지는 깔대기 형상으로 형성되어 후단이 본체(100)의 후부에 위치하는 송풍팬(430)의 유입구와 연결되게 된다.
따라서, 상기 본체(100)의 내부에 구비되는 필터부(200)에 의해 2차로 정화된 공기가 상기 유도 가이드(130)를 통하여 송풍팬(430)의 유입구로 이동하게 됨으로써, 송풍팬(430)의 유입구의 측부와 부딛혀 와류가 형성되지 않도록 하여 공기의 흐름이 막히는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 본체(100)의 일측에는 상기 필터부(200)를 회전시키기 위한 구동부(300)가 더 구비되는데, 상기 구동부(300)는 모터(310)와 모터(310)의 회전력을 필터부(200)로 전달하는 벨트(320)로 이루어진다.
여기서, 상기 모터(310)에는 구동 풀리(312)가 구비되어 벨트(320)의 일측이 연결되고, 타측에는 상기 필터부(200)의 중심부에 형성되는 내측 필터(210)의 중심축(214)에서 연장되는 연장부(216)와 연결된다.
이때, 상기 본체(100)의 내측에는 상기 연장부(216)를 지지하기 위한 지지구(부호 미도시)가 구비되어 연장부(216)에 벨트(320)가 연결되더라도 연장부(216)가 위치를 이탈하지 않도록 안정적으로 지지하게 된다.
그래서, 상기 모터(310)의 회전력을 벨트(320)와 연장부(216)를 통하여 필터부(200)로 전달함으로써, 필터부(200)가 일정한 속도로 회전하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 필터부(200)를 회전시키기 위한 구동부(300)는 모터(310)와 벨트(320)로 이루어지는데, 벨트(320)의 일측은 모터(310)의 구동 풀리(312)와 연결되고, 타측은 필터부(200)가 설치되는 회전 부재(110)와 연결되게 된다.
여기서, 상기 회전 부재(110)는 본체(100)의 내측에 회전가능하게 구비되는데, 본체(100)의 외주면 일측(상기 모터(310)가 위치하는 반대측)에는 개방홈(120)이 형성됨으로써, 상기 회전 부재(110)의 외주면 일측이 외부로 드러나게 되며, 회전 부재(110)의 드러난 외주면과 벨트(320)의 타측이 연결되게 된다.
그래서, 구동부(300)를 구성하는 모터(310)의 회전력을 필터부(200)로 전달하여 일정한 속도로 필터부(200)가 회전하도록 하여 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주게 된다.
그리고, 상기 필터부(200)는 송풍팬(430)의 회전 속도보다 느리게 회전하게 되는데, 상기 필터부(200)는 공기에 포함된 미세한 이물질을 걸러주는 제1,2필터부재(212,222)로 이루어지며, 이러한 제1,2필터부재(212,222)의 강도는 높지 못하기 때문에 송풍팬(430)과 동일한 속도로 회전하게 되면 공기의 저항에 의해 필터부(200)가 손상되어 내구성이 떨어지게 된다.
따라서, 상기 필터부(200)의 회전속도를 적절하게 조절하여 필터부(200)에 과도한 부하가 걸리지 않도록 하여 내구성을 높여주게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 공조기용 필터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조기에 설치되는 메인 필터에 의해 걸러지지 않은 미세 먼지나 초미세 먼지를 보다 완전하게 걸러주면서도 공기의 흐름을 방해하지 않도록 함으로써, 메인 필터의 내구성을 높여주어 유지비용을 절감할 수 있는 공조기용 필터 장치에 관한 것이다.
100 : 본체 110 : 회전 부재
120 : 개방홈 130 : 유도 가이드
140 : 안전망
200 : 필터부 210 : 내측 필터
220 : 외측 필터 230 : 내측 링부재
240 : 외측 링부재 300 : 구동부
310 : 모터 320 : 벨트
410 : 덕트 420 : 메인 필터
430 : 송풍팬

Claims (9)

  1. 공조기의 메인 필터와 송풍팬 사이에 구비되는 공조기용 필터 장치에 있어서,
    상기 메인 필터와 송풍팬 사이에 설치되는 본체와,
    상기 본체의 내측에 회전가능하게 구비되는 필터부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 중심부에 프로펠러 형태로 형성되는 내측 필터와,
    상기 내측 필터의 외측에 형성되는 외측 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내측 필터를 구성하는 프로펠러의 각 날개는 제1필터부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 외측 필터는 내측 필터의 중심축을 기준으로 방사상으로 이루어지는 다수개의 제2필터부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 내측에는 회전가능하도록 링형상의 회전 부재가 구비되되,
    상기 필터부는 회전 부재에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 본체의 후단에는 필터부를 거친 공기를 송풍팬의 입구로 유도하는 유도 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 본체의 일측에는 상기 필터부를 회전시키기 위한 구동부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는 모터와,
    상기 필터부의 중심축의 연장부와 모터를 연결하는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는 모터와,
    상기 본체의 외주면 일측에 형성되는 개방홈을 통하여 드러나는 회전 부재와 모터를 연결하는 밸트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조기용 필터 장치.
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