KR101547971B1 - 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법 - Google Patents

전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동차 내부의 공기에 포함된 각종 이물질을 분리하는 필터의 오염상태에 의해서 송풍팬을 회전시키는 송풍모터의 회전수 변화를 이용하여 필터의 교환 시기를 감지하고, 필터를 자동으로 교환시키는 것으로서, 그 특징적인 구성은 실내의 공기를 순환시키기 위하여 회전되는 송풍모터의 회전수를 감지하는 제1단계(S1); 상기 제1단계(S1)에서 감지되는 송풍모터의 회전수와 설정된 회전수 범위를 비교하는 제2단계(S2); 상기 송풍모터의 회전수가 설정된 회전수 범위 이상이면 송풍모터를 정지시키는 제3단계(S3); 상기 송풍모터가 정지된 후 오염된 롤 필터를 제거하고 신품의 롤 필터가 설치되도록 감김모터를 작동시키는 제4단계(S4); 상기 감김모터의 회전에 의해서 롤 필터가 교환된 후 송풍모터를 작동시키는 제5단계(S5)로 이루어진 것이다.

Description

전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법{Air purifier Roll filter replacement apparatus and method for electric car}
본 발명은 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동차 내부의 공기에 포함된 각종 이물질을 분리하는 필터의 오염상태에 의해서 송풍팬을 회전시키는 송풍모터의 회전수 변화를 이용하여 필터의 교환 시기를 감지하고, 필터를 자동으로 교환시키는 것으로서, 전동차 실내를 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전철이나 열차와 같은 철도차량(이하 "전동차"라 한다)에서는 더운 여름철에 실내의 승객들에게 시원한 공기를 제공하는 냉방장치와, 추운 겨울철에 실내의 승객에게 따뜻한 공기를 제공하는 난방장치가 마련되어 있되, 상기 냉/난방장치는 전동차의 지붕, 천장 또는 그 외의 장소에 설치되어 있는 냉/난방장치에서 발생된 냉기 또는 온기를 지붕과 천장 사이에 설치된 공기관(air duct)을 통해 실내로 공급함으로써 실내의 온도를 낮추어 주고 있다.
이 과정에서 냉/난방장치로부터 생성된 냉기 또는 온기의 흐름 속도만으로는 원활한 냉/난방 효과를 얻기가 곤란하므로, 전동차에는 공조기와 실내 사이에 있는 공기관에 송풍장치를 설치함으로써 냉기 또는 온기의 흐름을 강제로 순환시켜 냉/난방효과를 극대화시키고 있다.
상기한 철도 차량용 송풍장치는 공기관의 냉기 또는 온기의 흐름을 강제로 실내로 공급함으로써 실내의 냉/난방을 하고 있으며 실내의 공기를 환기할 때 사람의 머리카락 등의 큰 먼지를 제거하여 냉/난방 장치를 보호하는 목적으로 NET망 필터를 사용하고 있다.
상기한 바와 같이 NET망 필터는 머리카락 등의, 큰 먼지를 제거할 수 는 있지만 인체에 해로운 미세먼지는 그대로 객실내의 공간에 존재하게 되므로 승객(특히 노약자나 어린이)의 건강을 위협하는 존재로 남아 있게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명인은 특허등록 제10-0757745호와 같은 기술을 개발하였으며 그 기술에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 공기 청정기를 나타낸 단면도이다.
여기에서 참조되는 바와 같이 종래에는 크게 상용차량의 천장에 설치되는 하우징(10), 상기 하우징의 저면을 커버하는 그릴커버(20), 장착된 롤 필터(50)를 회전시키기 위한 구동축(30), 인출된 롤 필터를 안내하기 위한 가이드 롤러(40), 상용차량 내부로부터 하우징 상측으로 연통된 플로우덕트(100), 상기 플로우덕트로부터 유입된 공기를 인출된 롤 필터로 강제 송풍시키기 위한 크로스팬(200) 및 일정시간 경과 후 상기 구동축을 회전시키기 위한 타이머(300)로 구성되어 있다.
따라서 종래에는 상기 크로스팬(200)이 회전되면 플로우덕트(100)를 통해 흡입된 공기를 하우징(10) 내부의 롤 필터(50)로 강재 순환시켜 정화된 공기를 차량 내부로 재공급하도록 형성한다.
상기 그릴커버(20)는 다수개의 통공을 갖는 판 형태로 형성되어 있는 것으로서, 상기 하우징(10)의 저면을 커버하면서 하우징(10)에 유입된 공기를 차량 실내로 공급하는 것이다.
한편, 롤 필터(50)가 정기적으로 교환 될 수 있도록 상기 타이머(300)에 의해 설정된 시간 동안 전동모터(도면 미도시)가 정지된 상태로 그릴커버(20) 상에 펼쳐진 롤 필터(50)를 통해 실내 공기의 정화가 이루어지며, 설정된 시간의 경과 후에는 상기 전동모터를 회전시켜 롤 필터(50)의 새로운 면이 그릴커버(20) 상에 펼쳐지도록 한다.
그러나 상술한 바와 같이 타이머(300)에 설정된 시간에 의해서 정기적으로 롤 필터(50)를 교환 할 경우에는 롤 필터(50)의 오염상태와 무관하게 교환되는 문제점이 있었다.
즉, 롤 필터(50)가 오염되지 않은 상태에서 교환할 경우에는 롤 필터(50)의 사용수명이 단축되어 이로 인한 비용이 상승되었고, 설정시간 이전에 롤 필터(50)가 오염된 경우에는 공기에 포함된 오염물질을 분리하지 못하게 되어 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
특히 롤 필터가 오염되면 풍량이 감소되었으며, 이때 모터의 회전수가 증가하여 모터의 고속 회전을 유발하게 되므로 상기 모터 및 베어링의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 유입측과 배출측에 각각 센서를 설치하여 유입되는 공기의 압력과 배출되는 공기의 압력을 비교하여 그 차압에 의해서 롤 필터(50)의 교환시기를 결정하는 장치를 사용하고 있다.
그러나 이러한 차압에 의한 방법은 고가의 차압센서를 반드시 설치하여야 하므로 비용이 증가되었음은 물론, 차압센서를 설치하기 위한 공간의 제약이 있었고, 특히 차압센서의 설치 위치에 따라서, 차압이 변경되어 필터를 정확한 시기에 교환하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 차압센서를 사용할 경우에는 그 차압센서를 제어하기 위한 시스템이 복잡해지는 등의 문제점이 있었다.
또한 롤 필터가 교체되는 방법에 있어서 롤 필터가 교체되는 일정한 거리를 항상 같은 거리만큼 이동하게 하는 방법에 대해서는 회전수 제어를 하는 방법이 있으나 이 회전수 제어 방식은 1회전을 하더라도 시간이 지남에 따라 롤 필터가 종동축에서 구동축으로 많이 감겨져 있기 때문에 같은 1회전도 롤 필터가 더 많이 감기는 등의 문제점이 있었다.
그리고 회전수를 제어하려면 고가의 회전수를 제어하는 DC모터를 사용하고 제어장치도 어려워진다.
또한 일정한 거리를 제어하는 방법은 센서를 통하여 지나간 거리를 감지해야 하는데 롤 필터를 이용한 공기청정기에 이런 고가의 장치를 이용하기가 어렵고 필터에 이런 감지를 하게 하는 것도 현실적으로 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 롤 필터의 오염도에 의해서 변경되는 모터의 회전수 변화를 이용하여 롤 필터의 교환 시기를 결정하는 것으로서, 롤 필터의 사용수명을 연장시킴과 동시에 롤 필터 오염시 신속하게 교환하여 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 롤 필터가 교환되는 길이를 감지하여 롤 필터를 교환할 때 항상 정확하고 일정한 거리를 이동시킴으로서, 롤 필터의 효율을 향상시킬 수 있는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 의한 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치는 저면에 제1배출공 및 제2배출공이 형성된 몸체 프레임; 상기 제1배출공 및 제2배출공으로 공기를 유도하기 위하여 몸체 프레임 내부에 설치된 제1유도관 및 제2유도관; 상기 제1배출공의 내부에 설치된 제1송풍팬을 회전시키는 제1송풍 모터; 상기 제1송풍팬의 상면에 설치된 제1유입그릴; 상기 제2배출공의 내부에 설치된 제2송풍팬을 회전시키는 제2송풍 모터; 상기 제2송풍팬의 상면에 설치된 제2유입그릴; 상기 몸체 프레임의 일측에 설치되고 외측 둘레면에는 롤 필터가 감겨진 공급롤; 상기 몸체 프레임의 타측에 설치되고 감김모터에 의해서 회전되어 오염된 롤 필터가 감겨지는 회수롤; 상기 롤 필터의 교환 길이를 검출하는 필터 교환 길이 감지부; 및 상기 롤 필터의 오염상태에 따라서 변경되는 제1송풍모터 및 제2송풍모터의 회전수에 의해서 롤 필터의 교환 시기를 판단하고, 상기 제1송풍모터, 제2송풍모터 및 감김모터의 동작을 제어하여 롤 필터를 교환시키는 제어부가 포함된 것이다.
또한 본 발명은 제2유입그릴과 제2송풍팬의 사이에는 공기에 포함된 유해가스를 제거하기 위한 CO2 필터가 더 설치된 것이다.
또한 본 발명의 필터 교환 길이 감지부는 롤 필터에 접촉된 상태로 회전되도록 몸체 프레임에 설치된 샤프트와, 상기 몸체 프레임의 외부로 돌출된 샤프트의 단부에 설치된 캠과, 상기 캠에 의해서 동작되도록 몸체 프레임의 외측 표면에 설치된 리미트 스위치로 이루어진 것이다.
또한 본 발명의 제어부는 제1송풍 모터 및 제2송풍 모터를 작동시킴과 동시에 제1송풍 모터 및 제2송풍 모터 현재 회전수를 입력받아, 현재 회전수와 설정된 회전수를 비교하여 롤 필터의 오염상태를 확인하고, 롤 필터가 오염되면 제1송풍 모터 및 제2송풍 모터를 정지시킨 후 감김모터를 회전시켜 리미트 스위치의 동작횟수에 의해서 롤 필터를 설정 길이 만큼 교환시킨 후 상기 감김모터를 정지시킴과 동시에 제1송풍 모터 및 제2송풍 모터를 작동시켜 연속적으로 공기를 순환시킬 수 있도록 한 것이다.
또한 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 방법은 실내의 공기를 순환시키기 위하여 회전되는 송풍모터의 회전수를 감지하는 제1단계; 상기 제1단계에서 감지되는 송풍모터의 회전수와 설정된 회전수 범위를 비교하는 제2단계; 상기 송풍모터의 회전수가 설정된 회전수 범위 이상이면 송풍모터를 정지시키는 제3단계; 상기 송풍모터가 정지된 후 오염된 롤 필터를 제거하고 신품의 롤 필터가 설치되도록 감김모터를 작동시키는 제4단계; 상기 감김모터의 회전에 의해서 롤 필터가 교환된 후 송풍모터를 작동시키는 제5단계로 구성된 것이다.
또한 본 발명의 제2단계에서 설정된 회전수 범위는 1100rpm ~ 1600rpm 인 것이다.
또한 본 발명의 롤 필터의 교환 길이는 샤프트에 설치된 캠에 의해서 동작되는 리미트 스위치의 동작 횟수에 의해서 설정되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 롤 필터의 오염도에 의해서 변경되는 모터의 회전수 변화를 이용하여 롤 필터의 교환 시기를 결정하는 것으로서, 롤 필터의 사용수명을 연장시킴과 동시에 롤 필터 오염시 신속하게 교환하여 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지할 수 있는 특유의 효과가 있다.
또한 본 발명은 롤 필터가 교환되는 길이를 감지하여 롤 필터를 교환할 때 항상 정확하고 일정한 거리를 이동시킴으로서, 롤 필터의 효율을 향상시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.
도 1은 종래의 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 결합 상태 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 블럭 구성도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 결합 상태 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 6은 본 발명에 따른 공기 청정기 롤 필터 교환 장치를 나타낸 블럭 구성도이다.
여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명에 따른 공기 청정기(10)는 외형을 이루는 몸체 프레임(100)이 마련되어 있되, 그 몸체 프레임(100)의 저면에는 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)이 각각 형성되어 있다.
한편, 상기 몸체 프레임(100)의 내부에는 공기의 흐름을 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)으로 각각 유도하기 위한 제1유도관(103) 및 제2유도관(104)이 각각 설치되어 있다.
상기 제1배출공(101)의 상면에는 제1송풍 모터(110)가 설치되어 있고, 그 제1송풍 모터(110)에는 제1송풍팬(111)이 설치되어 있다.
상기 몸체 프레임(100)의 상면 즉, 제1송풍팬(111)의 상면에는 제1유입그릴(160)이 설치되어 있고, 그 제1유입그릴(160)에는 제1유입공(161)이 형성되어 있다.
상기 제2배출공(102)의 상면에는 제2송풍 모터(120)가 설치되어 있고, 그 제2송풍 모터(120)에는 제2송풍팬(121)이 설치되어 있다.
상기 몸체 프레임(100)의 상면 즉, 제2송풍팬(121)의 상면에는 제2유입그릴(170)이 설치되어 있고, 그 제2유입그릴(170)에는 제2유입공(171)이 형성되어 있다.
그리고 상기 몸체 프레임(100)의 일측에는 공급롤(130)이 설치되어 있고, 그 공급롤(130)의 일측에는 공급용 차단판(131)이 설치되어 있다.
또한 상기 몸체 프레임(100)의 타측에는 회수롤(140)이 설치되어 있고, 그 회수롤(140)의 일측에는 배출용 차단판(141)이 설치되어 있으며 상기 회수롤(140)의 일단에는 감김모터(142)가 설치되어 있다.
상기 공급롤(130)에는 신품의 롤 필터(150)가 코일 형태로 감겨져 있고, 상기 롤 필터(150)의 단부는 회수롤(140)에 결합되어 있으며, 이때 롤 필터(150)는 제1유입그릴(160) 및 제2유입그릴(170)의 상면을 차단하여 유입되는 공기에 포함되어 있는 이물질을 분리하게 되는 것이다.
그리고 몸체 프레임(100)에는 상기 롤 필터(150)의 교환 길이를 감지하는 필터 교환 길이 감지부(190)가 설치되어 있다.
상기 필터 교환 길이 감지부(190)는 롤 필터(150)에 접촉된 상태로 회전되도록 몸체 프레임(100)에 샤프트(193)가 설치되어 있되, 그 샤프트(193)의 단부는 몸체 프레임(100)의 외부로 돌출되어 있다.
몸체 프레임(100)의 외부로 돌출된 샤프트(163)의 단부에는 캠(194)이 설치되어 있고, 상기 몸체 프레임(100)의 외측 표면에는 캠(194)에 의해서 동작되는 리미트 스위치(192)가 설치되어 있으며, 그 리미트 스위치(192)는 브래킷(191)을 매개로 몸체 프레임(100)의 외측 표면에 설치되는 것이다.
한편, 제2유입그릴(170)과 제2송풍팬(121)의 사이에는 공기에 포함된 유해가스 특히 CO2가스를 제거하기 위한 CO2 필터(180)가 설치되어 있다.
또한 롤 필터(150)의 오염상태에 따라서 변경되는 제1송풍모터(110) 및 제2송풍모터(120)의 회전수에 의해서 롤 필터(150)의 교환 시기를 판단하고, 상기 제1송풍모터(110), 제2송풍모터(120) 및 감김모터(142)의 동작을 제어하여 롤 필터(150)를 교환시키는 제어부(400)가 설치되어 있다.
상기 제어부(400)는 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(102)를 작동시킴과 동시에 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 현재 회전수를 입력받아, 현재 회전수와 설정된 회전수를 비교하여 롤 필터(150)의 오염상태를 확인하고, 롤 필터(150)가 오염되면 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)를 정지시킨 후 감김모터(142)를 회전시켜 리미트 스위치(192)의 동작횟수에 의해서 롤 필터(150)를 설정 길이 만큼 교환시킨 후 상기 감김모터(142)를 정지시킴과 동시에 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)를 작동시켜 연속적으로 공기를 순환시킬 수 있도록 하는 것이다.
이와 같이 구성된 공기 청정기는 제어부(400)의 동작신호에 의해서 제1송풍 모터(110)와 제2송풍 모터(120)가 작동되면 제1송풍팬(111)과 제2송풍팬(121)이 각각 회전되어 흡입력이 발생된다.
따라서, 실내의 공기는 롤 필터(150)를 통하여 흡입되는 것이며, 이때 공기에 포함되어 있는 각종 이물질이 분리된 후 제1유입그릴(160)에 형성된 제1유입공(161) 및 제2유입그릴(170)에 형성된 제2유입공(171)을 통하여 흡입된 후 몸체 프레임(100)에 형성된 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)을 통하여 실내로 배출되는 것이다.
한편, 상기 롤 필터(150)를 통과한 공기중 제2유입그릴(170)의 제2유입공(171)으로 흡입되는 공기는 CO2 필터(180)를 통과하면서 공기에 포함된 유해가스가 제거되는 것이다.
상술한 바와 같이 공기를 순환시키면서 실내의 공기에 포함된 미세한 분진 등의 오염물질을 제거하여 쾌적한 실내 환경을 유지하는 것이며, 상기 롤 필터는 항상 깨끗한 상태를 유지하여야 하므로 롤 필터(150)가 오염된 경우에는 교환하여야 하며 롤 필터(150)를 교환하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
공기를 순환시키는 과정에서 롤 필터(150)가 오염되면, 그 롤 필터(150)를 통과하는 공기의 흐름이 감소하게 되는 것이며 이때 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)을 통하여 배출되는 공기의 흐름 즉, 풍량이 감소되는 것이다.
본 발명은 풍량이 감소될 때 모터의 회전수 변화를 이용하게 되는 것이므로 제1단계(S1)에서는 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 회전수를 감지하는 것이고, 그 회전수에 대한 감지값은 제어부(400)로 전송된다.
상기 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 회전수를 감지하는 감지수단(도면 미도시)은 엔코더를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 제어부(400)에서는 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 회전수 변화를 이용하여 롤 필터(150)의 오염 상태를 확인하는 것이다.
상기와 같이 풍량이 감소되면 제1송풍 모터(110) 또는 제2송풍 모터(120)의 소비동력이 감소되고 이때 회전수가 상승되는 것이고, 상기 회전수가 상승되는 원인을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 모터에 부하가 제거된 상태 즉, 송풍팬이 설치되지 않은 경우에는 모터는 공회전(최고 속도 회전)하게 되는 것이며, 무부하 상태의 전력은 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
무부하 상태의 전력(W1) = 정압(0) * 풍량(0) * 모터 기본소비전력(5)
즉, W1 = 0 * 0 * 5 = 5(w) 이고,
모터 회전수 = 최고 속도 회전(예 : 1800rpm)이다.
한편, 모터에 부하를 가하면 즉, 송풍팬이 설치된 경우에는 상기 송풍팬에 의해서 정압 및 풍량이 증가되고 모터의 회전수는 감소되는 것이며 모터의 팬 부하상태의 전력은 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
팬부하 상태의 전력(W2) = 정압(10) * 풍량(100) * 모터 기본소비전력(5)
즉, W2 = 10 * 100 * 5 = 1005(w) 이고,
모터 회전수 = 부하로 인한 속도 감소(예 : 1100rpm)이다.
따라서, 롤 필터(150)가 오염되지 않은 상태에는 수학식 2에 나타낸 바와 같이 회전수가 부하로 인하여 감소된 상태인 것이다.
이러한 상태에서 롤 필터(150)가 오염되면 필터의 압력손실을 증가하며 팬의 풍량은 감소되고 풍량이 감소되면 부하가 감소되는 것이다.
따라서, 부하가 감소되면 회전수는 점점 증가하게 된다.
그리고 제2단계(S2)에서는 현재 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 회전수를 사전에 설정된 회전수 범위와 비교하게 된다.
즉, 제어부(400)에서 제1송풍 모터(110)와 제2송풍 모터(120)가 회전되는 회전수에 해당하는 감지값과 사전에 설정된 회전수 범위(예 : 1100rpm ~ 1600rpm)를 비교하는 것이다.
이때 현재의 회전수가 설정된 회전수 범위의 최소 회전수(1100rpm) 이하 일 경우에는 외력 또는 고장에 의해서 모터의 회전수가 감소되는 것이므로 이때에는 고장상태로서 운전자에게 고장을 고지하는 것이다.
또한, 현재의 회전수가 설정된 회전수 범위에 해당하면 정상적인 상태(롤 필터가 오염되지 않은 상태)이므로 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)는 연속적으로 작동되는 것이다.
한편, 현재의 회전수가 설정된 회전수 범위의 최대 회전수(1600rpm) 이상 일 경우에는 롤 필터(150)가 오염되어 풍량이 감소된 상태이므로 롤 필터(150)를 교환하는 것이다.
따라서 제3단계(S3)에서는 제어부(400)의 동작에 의해서 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)를 정지시키는 것이며, 그 이유는 롤 필터(150)를 교환 중 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 회전수가 설정된 회전수 범위 이내로 감소되어 롤 필터(150)의 교환 작업이 중단되는 것을 방지하기 위함이다.
제4단계(S4)에서는 오염된 롤 필터(150)가 제거될 수 있도록 제어부(400)의 동작에 의해서 감김모터(142)를 작동시키는 것이며, 상기 감김모터(142)가 작동되면 회수롤(140)이 회전되고 상기 오염된 롤 필터(150)는 회수롤(140)의 외측 둘레면에 감겨지는 것이다.
이때 공급롤(130)에 감겨져 있던 신 품의 롤 필터(150)가 풀려지는 것이고, 그 신품의 롤 필터(150)는 제1유입그릴(160) 및 제2유입그릴(170)의 상면으로 이동하게 되는 것이다.
상기 감김모터(142)는 롤 필터(150)를 교환하기 위한 것이므로, 감김모터(142)의 회전량 즉, 감김모터(142)의 구동시간은 롤 필터(150)의 교환 길이에 의해서 설정되는 것이다.
상기 감김모터(142)의 동작에 의해서 롤 필터(150)가 교환 될 때 필터 교환 길이 감지부(190)의 샤프트(193)는 롤 필터(150)에 접촉된 상태로 회전되므로 상기 샤프트(193)에 설치된 캠(194)이 함께 회전되는 것이고, 상기 캠(194)에 의해서 리미트 스위치(192)가 접촉된다.
사전에 정해진 리미트 스위치(192)의 동작 횟수와 필터 길이의 상관관계는 샤프트(193)가 1회전하면 리미트 스위치(192)를 1회 접촉하고 이때 필터의 이동한 거리를 검토하여 전체 접촉횟수로 결정한다. 이러한 필터의 길이를 조절하기 위한 샤프트(193)를 사용하는 이유는 모터 회전수 또는 기타 회전수를 이용할 경우 롤 필터(150)의 감김정도에 따라 롤 필터(150)의 이동 거리가 변하기 때문이다.
즉, 감김모터(142)가 작동되어 롤 필터(150)가 이동되면 그 롤 필터(150)에 접촉된 샤프트(193)가 함께 회전되는 것이다.
상기 샤프트(193)가 회전되면 그 단부에 설치된 캠(194)이 함께 회전되고, 상기 캠(194)은 매회 1회전 마다 리미트 스위치(192)를 1회 씩 작동시키는 것이다.
일예로 샤프트(193)가 1회전할 때 롤 필터(150)가 10mm 이동되는 경우 리미트 스위치(192)가 10회 동작되면 롤 필터(150)는 100mm 이동되는 것이다.
따라서, 롤 필터(150)의 교환 길이가 200mm일 경우에는 리미트 스위치(192)가 20회 동작되어야 하는 것으로서, 상기 리미트 스위치(192)의 동작 횟수를 제어부(400)에서 감지하여 롤 필터(150)의 교환 길이를 제어하는 것이다.
상기 롤 필터(150)의 교환 길이는 외부 공기가 유입되는 제1유입그릴(160) 및 제2유입그릴(170)의 길이와 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 순환되는 공기는 제1유입그릴(160) 및 제2유입그릴(170)에 형성된 제1유입공(161) 및 제2유입공(171)을 통하여 흡입되는 것이므로 롤 필터(150)가 오염되는 범위는 제1유입그릴(160) 및 제2유입그릴(170)의 길이와 동일하기 때문이다.
상기 롤 필터(150)의 교환이 완료되면, 즉 리미트 스위치(192)가 사전에 설정된 횟수만큼 접촉되면 제어부(400)는 감김모터(142)를 정지시키고, 제1송풍 모터(110)와 제2송풍 모터(120)를 작동시키는 것이며, 이때 제1송풍팬(111) 및 제2송풍팬(121)이 회전되어 실내의 공기를 연속적으로 정화하는 것이다.
이때 오염되지 않은 신품의 롤 필터(150)를 통하여 공기가 흡입되어 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)을 통하여 배출되는 풍량이 증가되므로 제1송풍 모터(110)와 제2송풍 모터(120)의 회전수는 초기상태(예 : 1100rpm)로 회전되는 것이다.
따라서 본 발명은 롤 필터(150)가 오염되면 풍량이 감소되고 이때 증가되는 모터의 회전수에 의해서 롤 필터(150)를 적정한 시기에 교환하는 과정을 반복하게 되는 것으로서, 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.
또한 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 과다한 회전으로 인한 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 파손을 방지하여 사용수명을 연장하게 되므로 유지비용을 절감하게 되는 것이다.
100 : 몸체 프레임 101 : 제1배출공
102 : 제2배출공 110 : 제1송풍 모터
111 : 제1송풍팬 120 : 제2송풍 모터
121 : 제2송풍팬 130 : 공급롤
131 : 공급용 차단판 140 : 회수롤
141 : 배출용 차단판 142 : 감김모터
150 : 롤 필터 160 : 제1유입그릴
161 : 제1유입공 170 : 제2유입그릴
171 : 제2유입공 180 : CO2 필터
190 : 필터 교환 길이 감지부 192 : 리미트 스위치
193 : 샤프트 194 : 캠

Claims (7)

  1. 저면에 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)이 형성된 몸체 프레임(100); 상기 제1배출공(101) 및 제2배출공(102)으로 공기를 유도하기 위하여 몸체 프레임(100) 내부에 설치된 제1유도관(103) 및 제2유도관(104); 상기 제1배출공(101)의 내부에 설치된 제1송풍팬(111)을 회전시키는 제1송풍 모터(110); 상기 제1송풍팬(111)의 상면에 설치된 제1유입그릴(160); 상기 제2배출공(102)의 내부에 설치된 제2송풍팬(121)을 회전시키는 제2송풍 모터(120); 상기 제2송풍팬(121)의 상면에 설치된 제2유입그릴(170); 상기 몸체 프레임(100)의 일측에 설치되고 외측 둘레면에는 롤 필터(150)가 감겨진 공급롤(130); 상기 몸체 프레임(100)의 타측에 설치되고 감김모터(142)에 의해서 회전되어 오염된 롤 필터(150)가 감겨지는 회수롤(140); 상기 롤 필터(150)의 교환 길이를 검출하는 필터 교환 길이 감지부(190); 및 상기 롤 필터(150)의 오염상태에 따라서 변경되는 제1송풍모터(110) 및 제2송풍모터(120)의 회전수에 의해서 롤 필터(150)의 교환 시기를 판단하고, 상기 제1송풍모터(110), 제2송풍모터(120) 및 감김모터(142)의 동작을 제어하여 롤 필터(150)를 교환시키는 제어부(400)를 포함하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치에 있어서,
    상기 필터 교환 길이 감지부(190)는 롤 필터(150)에 접촉된 상태로 회전되도록 몸체 프레임(100)에 설치된 샤프트(193)와, 상기 몸체 프레임(100)의 외부로 돌출된 샤프트(163)의 단부에 설치된 캠(194)과, 상기 캠(194)에 의해서 동작되도록 몸체 프레임(100)의 외측 표면에 설치된 리미트 스위치(192)로 이루어짐을 특징으로 하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2유입그릴(170)과 제2송풍팬(121)의 사이에는 공기에 포함된 유해가스를 제거하기 위한 CO2 필터(180)가 더 설치됨을 특징으로 하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(400)는 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(102)를 작동시킴과 동시에 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)의 현재 회전수를 입력받아, 현재 회전수와 설정된 회전수를 비교하여 롤 필터(150)의 오염상태를 확인하고, 롤 필터(150)가 오염되면 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)를 정지시킨 후 감김모터(142)를 회전시켜 리미트 스위치(192)의 동작횟수에 의해서 롤 필터(150)를 설정 길이 만큼 교환시킨 후 상기 감김모터(142)를 정지시킴과 동시에 제1송풍 모터(110) 및 제2송풍 모터(120)를 작동시켜 연속적으로 공기를 순환시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 장치.
  5. 실내의 공기를 순환시키기 위하여 회전되는 송풍모터의 회전수를 감지하는 제1단계(S1); 상기 제1단계(S1)에서 감지되는 송풍모터의 회전수와 설정된 회전수 범위를 비교하는 제2단계(S2); 상기 송풍모터의 회전수가 설정된 회전수 범위 이상이면 송풍모터를 정지시키는 제3단계(S3); 상기 송풍모터가 정지된 후 오염된 롤 필터를 제거하고 신품의 롤 필터가 설치되도록 감김모터를 작동시키는 제4단계(S4); 및 상기 감김모터의 회전에 의해서 롤 필터가 교환된 후 송풍모터를 작동시키는 제5단계(S5)를 포함하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 방법에 있어서,
    상기 제2단계(S2)에서 설정된 회전수 범위는 1100rpm ~ 1600rpm의 범위로 적용되는 한편,
    상기 롤 필터의 교환 길이는 샤프트에 설치된 캠에 의해서 동작되는 리미트 스위치의 동작 횟수에 의해서 설정됨을 특징으로 하는 전동차용 공기청정기 롤 필터 교환 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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