KR20230105283A - 캐빈 필터 및 이를 포함하는 캐빈 필터 시스템 - Google Patents

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KR20230105283A
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김민재
조규백
이성원
김세환
이의형
김연우
장영훈
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한국기계연구원
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Abstract

캐빈 필터는 공기를 통과시키면서 상기 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 여과부, 그리고 상기 여과부 내에 매립 설치되며 전기 인가의 의해 발열을 할 수 있도록 구성되는 전열선을 포함한다.

Description

캐빈 필터 및 이를 포함하는 캐빈 필터 시스템{Cabin filter and cabin filter system including same}
본 발명은 자동차의 캐빈의 공기 정화를 위한 캐빈 필터에 관한 것이다.
미세먼지로 지칭되는 입자성 물질(PM, Particulate Matter)은 대표적인 오염물질로 규정되어 있고 이를 저감하기 위한 다양한 노력들이 시행되고 있다. 실제로 사람이 미세먼지에 장시간 노출되면 폐기능 손상될 수 있고 천식증상과 같은 호흡기 증상을 겪을 수도 있다. 또한 미세먼지에 함유된 나노입자들은 폐포로 흡수되어 모세혈관 내로 침투하여 가슴통증 및 심혈관계 증상을 일으키는 것으로 알려져 있다.
자동차를 타고 있는 경우에도 캐빈으로 유입되는 미세먼지를 제거하여 승객을 미세먼지로부터 보호하는 것이 필요하다. 캐빈으로 유입되는 공기에 함유된 불순물을 제거하는 기능을 하는 것이 캐빈 필터이다. 통상 캐빈 필터는 차량의 공조 장치를 구성하는 공조시스템의 공기 통로에 설치되어 냉난방을 위해 순환되는 캐빈으로 유입되는 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성된다.
이러한 자동차용 캐빈 필터는 유해물질을 1차적으로 차단하여 실내 환경을 쾌적하게 유지하는 역할을 한다. 그러나, 외부 공기가 습한 강우 시나 더운 여름에 에어컨을 가동한 후 공조시스템 내의 찬 공기를 빼지 않으면 공조시스템 내부의 습도가 높아지고 이는 악취의 원인이 되는 박테리아 세균의 서식 조건과 부합하여 필터의 성능을 떨어뜨리고 실내 환경의 쾌적도를 저해하는 요인이 된다. 따라서 캐빈 필터의 수명을 단축시키는 세균번식을 억제하기 위해 공조시스템 내부의 습도를 낮추는 것이 중요하다. 그러나 현재의 자동차의 공조시스템에서는 공조시스템 내부의 습도를 낮추는 방법으로 운전자가 에어컨 컴프레셔의 작동을 중지하고 블로워를 구동시켜 습도를 제거하는 방법이 유일하다.
공개특허공보 제10-2015-0022186호 (2015.03.04.) 미국 등록특허공보 US9,902,234 (2018.02.27.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공조시스템 내에 설치되는 캐빈필터의 습도를 낮출 수 있는 방안을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 캐빈 필터는 공기를 통과시키면서 상기 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 여과부, 그리고 상기 여과부 내에 매립 설치되며 전기 인가의 의해 발열을 할 수 있도록 구성되는 전열선을 포함한다.
상기 전열선은 양측 단부는 전기의 인가를 위한 전기 단자로 기능하며 외부로 노출되도록 구성될 수 있다.
상기 전열선의 양측 단부는 상기 캐빈 필터가 공조 장치의 공기 덕트에 장착될 때 외부의 전기 단자에 전기적으로 접촉되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 공조 장치에 설치되어 캐빈으로 공급되는 공기를 여과할 수 있도록 구성되는 캐빈 필터 시스템은 캐빈 필터와 제어 모듈을 포함한다. 캐빈 필터는 공기를 통과시키면서 상기 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 여과부, 그리고 상기 여과부 내에 매립 설치되며 전기 인가의 의해 발열을 할 수 있도록 구성되는 전열선을 포함한다. 상기 제어 모듈은 상기 전열선으로의 전기 인가를 제어한다.
상기 제어 모듈은 상기 캐빈 필터의 습기를 제거하기 위하여 상기 공조 장치의 에어컨 컴프레셔의 작동이 종료된 후 미리 정해진 시간동안 상기 전열선으로 전기를 공급하고 상기 미리 정해진 시간 경과 후에는 상기 전열선으로의 전기 공급을 차단하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 의하면, 캐빈 필터의 여과부 내에 열을 발산할 수 있는 전열선을 매립 설치함으로써 캐빈 필터의 신속하고 효과적인 건조가 이루어질 수 있다.
또한 캐빈 필터에 설치되는 전열선의 양측 단부가 외부로 노출되어 전기 단자로 기능하게 하고 캐빈 필터 설치 시 노출된 양측 단부가 외부와 바로 전기적으로 연결되도록 함으로써 간편한 전기적 연결이 이루어질 수 있다.
또한 제어 모듈을 통해 에어컨 컴프레셔의 작동 종료 후 정해진 시간동안 전열선에 전기를 공급하여 발열이 이루어지도록 제어함으로써, 캐빈 필터의 습기를 효과적으로 제거하면서도 불필요한 전기의 낭비를 막을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캐빈 필터 시스템의 캐빈 필터를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐빈 필터에 내장된 전열선과 전기 단자를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캐빈 필터 시스템의 개략적으로 보여주는 도면이다.
아래에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 설명된 실시예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 캐빈 필터(10)는 공조 장치의 공기 덕트(101)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 캐빈 필터(10)는 블로워(103)의 상류측에 배치될 수 있으며, 이에 의해 공조 장치를 통해 캐빈으로 유입되는 공기는 블로워(103)에 의해 유동되어 캐빈 필터(10)를 통과한다. 도면에 도시되지 않았으나, 공조 장치는 공기를 가열하거나 냉각하기 위한 히터 코어, 증발기 코어, 그리고 공기의 흐름을 조절하기 위한 각종 밸브를 포함할 수 있다. 캐빈으로 유입되는 공기에 함유된 불순물은 캐빈 필터(10)를 통과하면서 걸러진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐빈 필터(10)를 도시한다. 도 2를 참조하면, 캐빈 필터(10)는 불순물을 거르는 여과부(11)를 포함한다. 여과부(11)는 공기를 통과시키면서 공기에 함유된 미세 입자와 같은 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 미세 통공을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 여과부(11)는 공기와의 접촉 면적을 증가시키기 위해 물결 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 양측면이 물결 형태의 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
캐빈 필터(10)는 여과부(11)를 지지하고 공조 장치의 공기 통로를 형성하는 공기 덕트(101)에 고정될 수 있도록 구성되는 지지부(13)를 포함할 수 있다. 여과부(11)는 지지부(13)에 의해 공기 덕트(101)에 고정 설치되어 통과하는 공기에 함유된 불순물을 거르는 기능을 한다. 여과부(11)와 지지부(13)의 형상 및 구조는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않으며 공기 통로의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 2에는, 이해를 돕기 위해, 여과부(11)의 내부에 배치되는 전열선(15)이 보이도록 여과부(11)의 일부가 제거된 상태가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 전열선(15)이 여과부(11)의 내부에 매립되게 설치된다. 전열선(15)는 전기가 인가되면 열을 발산할 수 있도록 큰 전기 저항을 갖는 전기 전도성의 금속 재질로 형성될 수 있다. 전열선(15)은 필요한 경우 전기 인가에 의한 열을 발산하여 여과부(11)을 열에 의해 건조시키는 기능을 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 캐빈 필터(10)에 구비되는 전열선(15)의 양측 단부(151, 152), 즉 전기 단자는 외부로 노출되어 캐빈 필터(10)가 공기 덕트(101)에 장착과 동시에 전원을 공급하는 제어 모듈(20)에 전기적으로 연결될 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 공조 덕트(101)는 설치된 캐빈 필터(10)의 전열선(15)의 양측 단부(151, 152)에 접촉하는 전기 단자를 구비할 수 있다. 이에 의해 캐빈 필터(10)의 교환 시에 전기 연결을 위한 별도의 작업 없이 전열선(15)의 전기적 연결이 만들어질 수 있다.
제어 모듈(20)은 캐빈 필터(10)의 전열선(15)에 전기를 인가할 수 있도록 구성된다. 제어 모듈(20)은 자동차의 작동 정보, 공조 장치의 작동 정보 등의 정보를 수신할 수 있도록 구성되며, 이들 정보에 기초하여 전열선(15)에 전기를 인가하거나 차단할 수 있도록 제어한다. 제어 모듈(20)은 마이크로프로세서, 메모리 및 관련 하드웨어와 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 이하에서 설명한 전열선(15)의 작동 제어를 수행하도록 구성된 프로그램에 의해 구동될 수 있다.
제어 모듈(20)은 공조 장치의 에어컨 컴프레셔가 작동될 때는 전열선(15)이 발열을 하지 않도록 제어하고, 에어컨 컴프레셔의 작동이 정지된 경우에는 정해진 시간, 예를 들어 수 분 동안 전열선(15)에 전기를 공급하여 캐빈 필터(10)를 건조시킬 수 있게 제어할 수 있다. 제어 모듈(20)이 정해진 시간 동안 전열선(15)에 전기를 공급하여 발열이 이루어지도록 한 후 전기 공급을 차단함으로써, 캐빈 필터(10)를 건조시키되 전력 낭비를 방지할 수 있다. 이 때, 전열선(15)이 여과부(11)에 매립되어 있기 때문에 전열선(15)에서 발생한 열이 여과부(11)를 거쳐 외부로 발산되며 이에 의해 효과적인 건조가 이루어질 수 있다.
위에서 본 발명의 실시예에 대해 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
10: 캐빈 필터
11: 여과부
13: 지지부
15: 전열선
151, 152: 전열선의 단부
20: 제어 모듈
101: 공기 덕트
103: 블로워

Claims (7)

  1. 공기를 통과시키면서 상기 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 여과부, 그리고
    상기 여과부 내에 매립 설치되며 전기 인가의 의해 발열을 할 수 있도록 구성되는 전열선
    을 포함하는 캐빈 필터.
  2. 제1항에서,
    상기 전열선은 양측 단부는 전기의 인가를 위한 전기 단자로 기능하며 외부로 노출되도록 구성되는 캐빈 필터.
  3. 제2항에서,
    상기 전열선의 양측 단부는 상기 캐빈 필터가 공조 장치의 공기 덕트에 장착될 때 외부의 전기 단자에 전기적으로 접촉되도록 구성되는 캐빈 필터.
  4. 자동차의 공조 장치에 설치되어 캐빈으로 공급되는 공기를 여과할 수 있도록 구성되는 캐빈 필터 시스템에 있어서,
    공기를 통과시키면서 상기 공기에 함유된 불순물을 거를 수 있도록 구성되는 여과부, 그리고 상기 여과부 내에 매립 설치되며 전기 인가의 의해 발열을 할 수 있도록 구성되는 전열선을 포함하는 캐빈 필터, 그리고
    상기 전열선으로의 전기 인가를 제어하는 제어 모듈
    을 포함하는 캐빈 필터 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 전열선은 양측 단부는 전기의 인가를 위한 전기 단자로 기능하며 외부로 노출되도록 구성되는 캐빈 필터 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 전열선의 양측 단부는 상기 캐빈 필터가 공조 장치의 공기 덕트에 장착될 때 외부의 전기 단자에 전기적으로 접촉되도록 구성되는 캐빈 필터 시스템.
  7. 제5항에서,
    상기 제어 모듈은 상기 캐빈 필터의 습기를 제거하기 위하여 상기 공조 장치의 에어컨 컴프레셔의 작동이 종료된 후 미리 정해진 시간동안 상기 전열선으로 전기를 공급하고 상기 미리 정해진 시간 경과 후에는 상기 전열선으로의 전기 공급을 차단하도록 제어하는 캐빈 필터 시스템.
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