KR100211161B1 - 가습기에서 미스트 토출 온도의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가습기에 관한 것으로서, 미스트를 발생시키기 위한 히터(510)와 진동자(520)를 구동하는 가습 회로부(520)와, 작동 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(400)를 구비한 가습기에 있어서, 미스트가 토출되는 출구의 일측에 온도 센서(200)를 추가하여, 상기 온도 센서(200)를 이용하여 분무되는 미스트의 온도를 검출하고, 상기 마이크로 프로세러(400)는 상기 과정에서 검출된 수치를 소정의 기준치와 비교한 결과에 따라서 상기 가습 회로부(500)를 제어하는 바, 검출된 미스트의 온도가 소정의 기준 온도보다 낮을 경우 상기 히터(510)에 공급하는 전력을 증가시켜서 미스트의 온도를 상승시키고, 검출된 미스트의 온도가 소정의 기준 온도보다 크면 상기 진동자(520)에 공급하는 전력을 증가시켜서 미스트의 온도를 낮추도록 하는 미스트 토출 온도의 제어 장치를 제공하면, 가습에 따른 실내 온도의 변화에 적절히 대응하여 물 맺힘 현상이나 과소 가습을 방지하는 효과가 있다.

Description

가습기에서 미스트 토출 온도의 제어 장치

본 발명은 가습기에 관한 것으로서, 상세하게는 가습에 따른 실내 온도의 변화에 적절히 대응하여 물 맺힘 현상이나 과소 가습을 방지하기 위하여 토출구에 온도 센서를 설치하여 검출한 미스트의 온도에 따라 히터 또는 진동자의 구동 전류를 제어하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가습기는 물을 가습장치로 증발시켜 실내의 습도를 높이는 기기로서 가습장치를 필수 장치로 갖는데, 물을 증발시키는 공지된 가습장치로는 히터와 진동자가 있다.

히터식 초음파 가습기에서 물이 거치는 장소는 크게, 사용자가 물을 채워 넣는 물탱크와, 상기 물탱크의 물이 무화되기 전에 열에 의해 살균되는 장소인 살균조와, 상기 살균조의 물이 흘러 들어 미스트로 변하는 장소인 가습조와, 상기 가습조에서 만들어진 미스트가 가습기 외부로 빠져 나가는 토출구로 나눌 수 있다.

상기 물탱크의 물은 이보다 낮은 곳에 위치한 살균조로 흘러 들어가며, 상기 살균조에서는 바닥에 장착된 히터에 의해 약 75℃까지 가열되어 물 속에 번식하고 있는 세균들을 죽인다. 이 과정은 오염되지 않은 미스트를 분무하기 위한 것으로, 쾌적한 실내 환경을 만들기위한 가습기에서는 필요한 과정이다.

상기 살균조의 물은 가습조로 흘러가서, 그 바닥에 장착된 진동자의 진동에 의하여 무화된다. 주지하는 바와 같이, 진동자는 전기 에너지를 초음파 진동 에너지의 형태로 변환시키므로써 미스트가 발생하게 한다. 진동 에너지는 액체 상태의 물이 기체로 기화하는 데에 충분한 에너지가 아니고, 물 분자를 강제로 공기 중으로 날려 보내는 일종의 촉진 역할을 한다. 기화에 필요한 에너지는 물 내부의 열에 의해 보충된다.

상기 가습조에서 만들어진 미스트는, 가습조의 일측에 돌출 형성된 송풍로에서 불어오는 송출 공기에 의해서, 상측에 형성된 토출구를 통하여 가습기의 외부로 분무되게 된다.

상기 히터식 초음파 가습기는, 사용자가 소정의 키입력 수단으로 희망습도를 설정하고, 가습모드를 선택한다. 가습기는 보통 분무량에 따른 가습모드 즉, 약/중/강/터보 모드에 따라 분무되는 미스트의 양이 다른다. 사용자가 상기 여러 가습모드 중에서 약 모드를 선택하면 약 250cc/h(시간당 250 미리그램의 물)가 분무되고, 강 모드의 경우는 약 500cc/h가 분무된다.

시간당 분무량을 조절하는 방식은 다양한데, 예를 들면 히터나 진동자에 흐르는 전류를 증감하는 방식이 있다. 그런데 종래의 가습기는 선택된 분무량 가습모드에 따라 가습장치에 일정한 전력을 공급하고, 이에 따라 시간당 일정한 분무량이 발생하게 된다. 시간당 일정한 분무량은, 습도센서로 측정한 실내의 현재습도가 희망습도(보통의 경우 최고 70%로 설정한다.)에 도달할 때까지 계속된다.

상기 언급한 바와 같이, 가습조의 온도는 그대로이고 즉, 가습조에는 추가적으로 열이 공급되지 않으면, 무화되는 미스트의 양이 가습조의 물을 열원으로 하여 기화열을 흡수하므로 무화량이 많을수록 발생하는 미스트의 온도는 낮아진다. 따라서, 미스트의 온도가 낮음에 따라 실내의 온도가 내려가고, 결국 상대 습도는 보다 빠르게 증가하게 되어 과습이 일어날 수 있다.

특히, 가습기는 건조한 때(특히 겨울)에 많이 사용하는데, 날씨가 건조한 경우에는 일교차가 크고 이에 따라 새벽에는 저녁에 비해 기온이 큰 폭으로 내려간다. 그런데, 상대습도는 단위 체적 공간에 존재하는 수증기의 양과 포화 수증기량의 비율로 표시하는데, 상기 포화 수증기량은 온도가 낮을수록 낮아진다.

즉, 주위의 온도의 변화와, 분무되는 미스트의 양에 따라서 실내의 온도가 변화하게 된다. 그러므로, 종래의 설정된 가습 모드에 따라 일정한 전압(또는 전력)이 가습 회로에서 상기 진동자에 공급되면, 과다한 가습이나 혹은 과소 가습 현상이 발생하게 된다.

그리하여, 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 가습기를 사용하는 목적에 반하여, 상기와 같이 실내 온도의 변화에 따라 습도가 급변하는 경우에는 실내의 바닥이나 이불이 적게 되어 쾌적성을 해하게 된다. 더구나, 감기 등을 피하기 위해 가습을 하는데, 오히려 갑작스런 과습에 의해 감기 등의 호흡기 질환을 유발하게 되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 가습기의 토출구에 온도 센서를 설치하고, 상기 온도 센서로 측정된 미스트의 온도에 따라 진동자의 구동 전압을 증가 또는 감소시키므로써, 과다 가습으로 인한 물 맺힘 현상이나 과소 가습을 방지하는 데에 그 목적이 있다.

제1도는 본발명의 가습기의 제어시스템 구성도.

제2도는 본 발명의 미스트 토출 온도의 제어 과정의 일 실시예에 따른 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 키 입력부 200 : 온도 센서부

300 : 습도 센서부 400 : 마이크로 프로세서

500 : 가습 회로부 510 : 히터

520 : 진동자

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 미스트를 발생시키는 가습장치를 구동하는 가습 회로부(500)와, 실내의 현재습도를 측정하는 습도 센서부(300)와, 가습기의 각종 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(400)를 구비한 가습기에 있어서, 미스트가 토출되는 출구에 미스트의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(200)를 추가하여, 상기 마이크로 프로세서(400)는 온도 센서(200)를 이용하여 분무되는 미스트의 온도를 검출하여 검출된 수치를 소정의 기준치와 비교한 결과에 따라 상기 가습 회로부(500)에 진동자(520)에 공급하는 전력을 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하여, 미스트의 온도를 제어하는 데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 가습기의 제어시스템 구성도인데, 사용자가 가습 동작 모드를 입력하는 키들로 이루어진 키입력부(100)와, 실내의 현재습도를 측정하는 습도 센서부(300)와, 토출되는 미스트의 온도를 측정하는 온도 센서부(200)와, 미스트를 발생시키는 진동자(520)와, 가습조의 물을 가열하는 히터(510)와, 상기 진동자와 가습조에 전력을 공급하는 가습 회로부(500)와, 상기 가습 회로부를 포함한 가습기의 각종 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(400)로 크게 구성되어 있다.

본 발명의 특징적인 구성은 상기 온도 센서부(200)이다. 상기 온도 센서(200)는 토출되는 미스트의 온도를 측정하기 위한 것이므로, 토출구 일측에 위치시켜야 한다.

온도 센서는 열에 따라 변화되는 물리량 즉, 압력, 팽창, 저항, 열전압 등을 측정하는 것을 그 원리로 한다. 본 발명에서는, 저항 온도계의 일종인 더미스트가 적합한데, 그 이유는 소형이면서 고감도로 취급이 간편하고 또한 값이 저렴하기 때문이다.

상기 더미스트(thermistor)는 온도에 따라 전기저항이 변화하는 소자로서, 부특성의 온도계수를 갖는 것(NTC)은, 그 온도 특성이 -20℃에서의 10㏀부터 100℃에서의 200Ω까지 지수함수적으로 감소하므로, 본 발명이 대상으로 하는 미스트의 온도 영역에서는 그 감도가 상대적으로 매우 정밀하며, 상기 마이크로 프로세서(400)에 검출 신호를 전달하기에도 편리하다.

이하, 첨부한 도면, 제2도를 참조하여 본 발명에 따른 작동과정의 바람직한 일 실시예를 살펴보면 다음같다.

가습기가 전원에 연결되면, 사용자가 키입력 수단을 통해 입력한 희망습도를 마이크로 프로세서(400)가 확인한다. 사용자는 희망습도를 설정하는데 주의를 기울여야 하는데, 너무 높게 설정하면, 앞서 설명한 바와 같이 실내 온도의 급강에 따라서 응결 현상이 일어날 수도 있기 때문이다. 18℃에서 쾌적 습도값은 약 60%이고, 24℃에서는 약 40%가 쾌적 습도값이다.

상기 습도 센서부(300)는 실내의 현재습도를 검출하여 그 검출값을 마이크로 프로세서(400)에 입력한다. 그러면, 상기 마이크로 프로세서는 희망습도와 현재습도를 비교하여, 실내의 현재습도가 희망습도보다 작으면, 사용자가 상기 키입력부(100)를 통하여 설정한 강/중/약 모드에 따라 진동자(520)에 공급하는 전력을 조절하므로써, 가습을 수행된다.

상기 희망습도에 이를 때까지 가습이 수행되면서, 다음 설명될 과정이 반복된다.

가습 중에, 토출구 일측에 설치된 상기 온도 센서부(200)는 토출되는 미스트의 온도를 검출하여 상기 마이크로 프로세서(400)에 감지 신호를 출력한다(S10). 실제로는 미스트의 온도에 따라 온도 센서의 저항치가 달라져서, 일정한 전압에 대해 달라진 전류 신호가 전달되게 된다.

마이크로 프로세서(400)는 상기 검출된 실내 온도와 소정의 기준 온도를 비교한다(S20). 상기 기준 온도는 가습기의 제조 당시에 적절한 수치로 설정할 수 있으나, 계절에 따라 온도가 크게 차이가 나므로 사용자가 상기 키입력부(100)를 통해 변경할 수 있게 함이 바람직하다. 이 기준 온도로는 보통 쾌적함을 느끼는 온도(약20℃)보다 조금 높게 하는 것이 적절할 것이다.

상기 온도의 비교 결과로 검출된 미스트의 온도가 기준 온도보다 작으면(예), 토출되는 미스트에 의해 실내의 온도가 낮아질 수 있으므로, 앞으로 토출되는 미스트의 온도를 높일 필요가 있다. 그래서, 상기 가습 회로부(500)를 통해 히터(510)에 공급하는 전력을 증가시키거나, 진동자(520)에 공급되는 전력을 감소시켜서, 가습조의 물의 온도를 높인다(S20).

상기 비교(S20) 결과로, 토출되는 미스트의 온도가 소정 기준 온도보다 크면(아니오), 미스트의 온도를 낮게 할 필요가 있으므로, 상기 진동자(520)에 공급되는 전력을 증가시킨다(S40). 그러면, 많은 미스트가 발생하여 습도를 적절히 유지하게 되며, 많은 잠열을 흡수하게 되므로 미스트의 온도가 전반적으로 낮아지게 된다.

결국, 상기 히터(510)나 진동자(520)에 공급되는 전력을 조절(실제로는 증가)하여, 토출되는 미스트의 온도를 기준치 근처에서 유지하게 한다. 상기 조절 과정은 언급하였듯이, 실내의 현재습도가 희망습도에 이를 때까지 가습이 이루어지는 도중에는 계속해서 반복한다.

이상에서와 같이 동작되는 본 발명은, 미스트의 온도를 소정 기준 온도 근처로 유지하게 하므로, 실내의 온도가 낮아짐에 따른 물 맺힘 현상이나, 실내의 온도가 높아짐에 따른 과소 가습 현상을 방지하게 되는 효과가 있다.

따라서, 쾌적한 환경 상태를 만들기 위해 사용되는 가습기에 있어서 본 발명은, 상기한 역효과를 방지하면서 가습 기능을 잘 수행하게 하므로, 사용자의 만족도가 증가하게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 가습조의 물을 가열하는 히터(510)와, 가습조의 물을 무화시키는 진동자(520)와, 상기 히터(510)와 진동자(520)에 공급하는 전력을 가변시킬 수 있는 가습 회로부(500)와, 각종 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(400)를 구비한 히터식 초음파 가습기에 있어서, 분무되는 미스트의 온도를 검출하는 온도 센서(200)를 더 포함하고, 상기 마이크로 프로세서(400)는 상기 온도 센서(200)에 의해 검출된 미스트의 온도 수치를 기설정된 기준치와 비교하여 검출된 미스트의 온도가 소정의 기준 온도보다 낮으면 상기 히터(510)에 공급하는 전력을 증가시켜서 미스트의 온도를 상승시키고, 검출된 미스트의 온도가 소정의 기준 온도보다 크면 상기 진동자(520)에 공급하는 전력을 증가 제어하여 미스트의 온도를 하강시키는 것을특징으로 하는 가습기에서 미스트 토출 온도의 제어 장치.

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