KR100804306B1 - 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기 - Google Patents

가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기에 관한 것으로서,
일측에 흡입구가 구비되고 타측에 복수개의 배출구가 구비된 하우징;
상기 흡입구에 설치되어 상기 하우징 내부로 유입되는 공기를 여과시키는 여과수단;
상기 흡입구에 설치되어 흡입구를 통과한 공기의 온도와 습도 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제온제습수단;
상기 제온제습수단을 통과한 공기의 온도 및 습도를 바꾸어 상기 배출구를 통해 서로 다른 온도와 습도 상태를 각각 갖는 공기를 배출하는 온도습도변환수단;
상기 제온제습수단을 통과한 공기가 상기 온도습도변환수단으로 공급되도록 상기 하우징에 구비되는 송풍기; 를 포함하여 구성된다.
공기청정, 가습, 제습, 냉난방, 하우징, 여과

Description

가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기{Air Cleaner Capable of Humidification, Air Cooling and Heating}
도1은 종래의 공기청정기의 내부 구성을 도시하는 단면도,
도2a는 본 발명에 의한 공기청정기의 내부 구성을 도시한 단면도,
도2b는 본 발명에 따른 냉각부의 제어관계를 나타낸 개략도,
도3은 본 발명에 의한 공기청정기의 온도습도변환수단의 사시도,
도4는 본 발명에 의한 공기청정기의 온도습도변환수단을 도3에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 단면도,
도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 공기청정기의 회전수단의 구성을 개략적으로 보인 구성도,
도6은 본 발명에 따른 공기청정기의 회전수단에서 구동기어와 피동기어의 결합관계를 보인 상세도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 하우징 110 : 흡입구
120 : 배출구 121 : 제1배출구
122 : 제2배출구 130 : 상부하우징
140 : 하부하우징 150 : 회전수단
200 : 여과수단 300 : 제온제습수단
310 : 히터부 320 : 냉각부
400 : 온도습도변환수단 410 : 급수부
422 : 건채널 424 : 습채널
430 : 직접 증발식 패드 500 : 송풍기
본 발명은 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 공기청정기가 가습 및 냉난방 기능을 겸하도록 한 공기청정기에 관한 것이다.
실내의 공기는 출입문의 개폐, 거주자의 이동, 창문을 통한 환기 등에서 발생되는 기류가 전부이며 동절기나 악천후에는 창문을 통한 환기가 이루어지지 않아 실내의 각종 먼지는 기류가 안정된 구석이나 장롱 위에 쌓여 있게 되는데 이와 같이 정체된 공기는 호흡질환, 알레르기성 피부질환, 두통 등을 유발하여 매우 불쾌하고 인체에 해로운 영향을 주게 되는 문제가 있다.
따라서, 일반적으로 사람이 거주하는 주거공간이나 작업공간에 있어서 공기의 순환은 필수적인 것으로 이에 모든 건축물들은 건축법 등과 같이 정해진 법에 의하여 설계되어지고 설치되는 환기시스템을 갖게 되는데 이러한 환기시스템들은 크게 자연 순환식과 강제 순환식으로 나눌 수 있으며 공공건물이나 공동주택 및 단 독주택 등 거의 대부분의 주택들은 이들이 병합 설치되어 있다.
자연 순환식은 전체적인 공기 순환량이 제한됨으로 실내공기의 환기가 충분히 이루어지지 못하므로, 공기의 순환량을 기계적으로 증대시키도록 구성되는 강제 순환식 환기시스템 즉, 공기청정기가 많이 사용되고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 공기청정기에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 종래의 공기청정기의 내부 구성을 도시하는 단면도이다.
도1에 도시된 바와 같이 종래의 공기청정기는, 흡입구(12)와 배출구(14)가 마련되는 케이싱(10)과, 흡입구(12)측에 결합되어 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 이물질 및 유해가스 등을 제거하는 거름망(20) 및 여과필터(30)와, 흡입구(12)를 통해 외부 공기를 유입하여 배출구(14)로 배출하는 송풍기를 포함하여 구성된다.
상기 거름망(20)은 외부로부터 유입되어진 공기 중에 존재하는 이물질 중 머리카락이나 섬유상 먼지 등 입자가 다소 큰 이물질을 1차로 제거하는 역할을 하고, 여과필터(30)는 거름망(20)에 의해 1차로 제거된 공기 중의 극미세 먼지나 집먼지진드기 등 미세 이물질을 제거하는 역할을 한다.
이때 공기 중의 각종 냄새 및 유해가스나 니코틴 등을 제거하는 카본필터(미도시)가 추가로 구비되는 경우도 있다.
송풍기(40)가 동작되면, 케이싱(10) 외부의 공기는 흡입구(12)를 통해 케이싱(10) 내부로 인입되는 동안 거름망(20) 및 여과필터(30)에 의해 여과된 후, 배출 구(14)를 통해 배출되어, 실내 공기가 깨끗하게 된다.
그러나, 상기와 같은 구조로 구성되는 종래의 공기청정기는 단순히 공기를 여과하는 기능만 있을 뿐 공기의 온도를 냉각시키거나 습도를 조절할 수 없으므로, 사용자는 공기의 온도를 조절하기 위한 냉난방기와 실내 습도를 조절하기 위한 가습기를 별도로 마련해야 한다는 불편함이 있었다.
이와 같이 공기청정기 외에 별도의 냉난방기와 가습기를 구비하기 위해서는 비용이 많이 든다는 문제가 있을 뿐만 아니라, 각 기기를 동작시키기 위해서는 에너지 소비량이 증가된다는 단점과 함께 많은 설치장소를 필요로 하기 때문에 공간상의 제약이 뒤따르는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 하나의 공기청정기에서 냉난방 기능과 가습기능을 모두 겸하도록 함으로써 각 기기의 구매에 따른 소비자의 부담비용을 절감시키고 특히 간단한 방법으로 냉난방 및 습도조절이 이루어지도록 함으로써 에너지 소비 및 공간 점유를 최소화하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
일측에 흡입구가 구비되고 타측에 복수개의 배출구가 구비된 하우징;
상기 흡입구에 설치되어 상기 하우징 내부로 유입되는 공기를 여과시키는 여과수단;
상기 흡입구에 설치되어 흡입구를 통과한 공기의 온도와 습도 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제온제습수단;
상기 제온제습수단을 통과한 공기의 온도 및 습도를 바꾸어 상기 배출구를 통해 서로 다른 온도와 습도 상태를 각각 갖는 공기를 배출하는 온도습도변환수단;
상기 제온제습수단을 통과한 공기가 상기 온도습도변환수단으로 공급되도록 상기 하우징에 구비되는 송풍기; 를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 여과수단은 입자가 큰 이물질을 1차로 거르는 거름망과, 상기 거름망을 통과한 미세 이물질을 제거하는 여과필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제온제습수단은 상기 흡입구를 통과한 공기의 증온 및 제습을 수행하는 히터부와, 상기 히터부를 통과한 공기의 온도를 필요에 따라 선택적으로 감온시키는 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각부는 상기 하우징 외부의 온도를 감지하는 온도감지센서로부터 신호를 입력받는 제어부에 의해 동작되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 온도습도변환수단은,
상기 제온제습수단을 통과한 공기가 통과하는 건채널과, 상기 건채널과 접촉되도록 형성되어 상기 건채널로 유입된 공기 일부가 통과하는 습채널과, 상기 습채널 내부로 물을 공급하는 급수부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건채널과 습채널은 상호 평행하게 교번하도록 배열된 것을 특징 으로 한다.
또한, 상기 건채널과 습채널 내부에는 열전달률을 증대시키기 위한 냉각핀이 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 습채널에 마련된 습채널 냉각핀은,
상기 급수부로부터 공급되는 물과의 접촉면적이 증대되도록 상기 물의 흐름방향과 엇갈리게 배치되고, 표면에 물이 고르게 분포될 수 있도록 물구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건채널의 출구측에는 직접 증발식 패드가 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징은 상기 배출구가 구비된 부분이 상기 흡입구가 구비된 부분에 대하여 회전되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하우징은,
상기 건채널을 통과한 공기가 배출되는 배출구와 상기 습채널을 통과한 공기가 배출되는 배출구가 각각 형성된 상부하우징과, 상기 상부하우징이 회전되도록 결합된 하부하우징으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부하우징은 회전수단을 매개로 하부하우징과 결합된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회전수단은 상기 상부하우징에서 하부하우징을 향하여 돌출된 회전축과, 상기 회전축이 삽입되도록 상기 하부하우징에 형성된 삽입공과, 상기 회전축에 원주방향을 따라 소정구간 형성된 피동기어와, 상기 피동기어와 기어결합되는 구동기어와, 상기 구동기어에 결합되는 구동모터와, 상기 구동모터를 동작시키는 제어부와, 상기 제어부에 동작신호를 보내는 작동스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동기어는 상기 회전축상에 상기 배출구의 배치각도와 동일한 각도로 형성되고, 상기 회전축에 형성된 구동기어의 양단에는 리미트스위치가 설치되며, 상기 리미트스위치는 상기 제어부와 연결되어 상기 리미트스위치로부터 신호가 입력되면 상기 구동모터가 정지하도록 설정된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 기술구성을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.
도2a는 본 발명에 의한 공기청정기의 내부 구성을 도시한 단면도이고, 도2b는 본 발명에 따른 냉각부의 제어관계를 나타낸 개략도이며, 도3은 본 발명에 의한 공기청정기의 온도습도변환수단의 사시도이며, 도4는 본 발명에 의한 공기청정기의 온도습도변환수단을 도3에 도시된 A-A 선을 따라 절단한 단면도이고, 도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 공기청정기의 회전수단의 구성을 개략적으로 보인 구성도이며, 도6은 본 발명에 따른 공기청정기의 회전수단에서 구동기어와 피동기어의 결합관계를 보인 상세도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 공기청정기는 크게 하우징(100)과, 여과수단(200)과, 제온제습수단(300)과, 온도습도변환수단(400)과, 송풍기(500)를 포함하 여 구성된다.
상기 하우징(100)의 일측에는 외부 공기가 내부를 관통하여 지날 수 있도록 흡입구(110)가 구비되고, 타측에는 상기 흡입구(110)를 통해 유입된 공기를 배출시키는 배출구(120)가 복수개 구비된다.
따라서, 외부공기는 상기 하우징(100)의 흡입구(110)를 통해 내부로 유입된 후 상기 복수개의 배출구(120)를 통해 다시 외부로 배출된다.
한편, 상기 하우징(100)의 흡입구(110) 측에는 상기 제온제습수단(300)으로 유입되는 공기를 여과시키는 여과수단(200)이 설치된다.
상기 여과수단(200)은, 외부로부터 유입된 공기 중에 존재하는 이물질 중 머리카락이나 섬유물질 등과 같이 입자가 다소 큰 이물질을 1차로 거르는 거름망(210)과, 상기 거름망(210)에 의해 걸러지지 않는 공기 중의 극미세 먼지나 집먼지진드기 등 미세 이물질을 제거하는 여과필터(220)를 포함하여 구성된다.
여기서, 공기 중의 미세한 먼지 등을 거르는 여과필터(220)는 종래에 널리 사용되고 있는 여과필터와 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제온제습수단(300)은 상기 흡입구(110) 측에 설치되어 흡입구(110)를 통과한 공기의 온도와 습도 중 적어도 어느하나를 제어하기 위한 것으로, 상기 제온제습수단(300)은 크게 히터부(310)와, 냉각부(320)를 포함하여 구성된다.
상기 히터부(310)는 상기 흡입구(110)를 통과한 공기의 증온 및 제습을 수행하는 것으로서, 상기 흡입구(110)를 통과한 공기를 소정온도로 가열하면 공기의 온도가 높아짐과 동시에 공기속에 함유된 습기가 증발되어 습도는 낮아져 실질적으로 공기를 매우 건조한 상태로 만들 수 있게 된다.
또한, 상기 냉각부(320)는 상기 히터부(310)를 통과한 고온건조한 공기의 온도를 필요에 따라 선택적으로 감온시키기 위한 것으로, 특히 상기 냉각부(320)는 여름철 같이 공기의 온도의 낮추어 냉풍을 공급할 필요가 있을 때에만 작동되는 것이 바람직하고 겨울철 같이 온풍이 공급되어야 할 때에는 작동 중지되는 것이 좋다.
따라서, 여름철에는 상기 히터부(310)를 통과한 고온건조한 공기가 다시 냉각부(320)를 통과하면서 중온건조한 공기로 바뀌어서 후술할 온도습도변환수단(400)으로 공급되며, 겨울철에는 상기 히터부(310)만을 통과한 고온건조한 공기가 온도습도변환수단(400)으로 공급된다.
여기서, 상기 히터부(310)는 공기가 통과하는 덕트(311) 내부나 덕트(311) 주위로 열선(312)이 설치되어 덕트(311)를 지나가는 공기가 가열되도록 함으로써 공기속의 습도를 제거하는 통상의 기술이고, 상기 냉각부(320) 또한 공기가 지나가는 덕트(321) 내부나 덕트(321) 주위에 냉매가 흐르는 냉각관(322)이 설치되어 덕트(321)를 지나가는 공기가 냉각되도록 하되, 상기 냉각부(320)는 필요에 따라 동작되어야 하므로 상기 냉각부(320)는 도2b에 나타낸 바와 같이 상기 하우징(100)의 일측에 설치된 온도감지센서(325)가 하우징(100) 외부공기의 온도를 감지하여 여름 철과 같이 외부공기의 온도가 높은 경우에만 온도감지센서(325)와 연결된 제어부(155)에 전기적신호를 준다.
상기 제어부(155)는 상기 온도감지센서(325)로부터 전기적신호를 받으면 상기 냉각부(320)에 제어신호를 보내어 상기 냉각부(320)가 동작하도록 하는데, 이때 상기 냉각부(320)는 상기 제어부(155)로부터 제어신호를 받으면 냉각관에 냉매(냉수 포함)가 흐르도록 함으로써 냉각부(320)의 덕트를 지나는 공기의 온도만을 낮추게 된다.
여기서, 상기 히터부(310)와 냉각부(320)는 일반적으로 널리 알려진 공지기술에 속하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 제온제습수단(300)으로부터 여름철에는 중온건조한 공기를, 겨울철에는 고온건조한 공기를 공급받는 온도습도변환수단(400)은, 상기 제온제습수단(300)을 통과한 공기의 온도 및 습도를 바꾸어 상기 복수개의 배출구(120)를 통해 서로 다른 온도와 습도 상태를 각각 갖는 이종의 공기를 배출하게 된다.
여기서, 상기 제온제습수단(300)을 통과한 공기가 상기 온도습도변환수단(400)으로 유입되도록 상기 하우징(100)에는 송풍기(500)가 구비된다.
여기서, 상기 온도습도변환수단(400)의 구성 및 작용에 관해서는 도3 및 도4를 주로 참조하여 설명한다.
도3 및 도4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 공기청정기에 적용되는 온도 습도변환수단(400)은, 송풍기(500)에 의해 하우징(100) 내부로 유입된 후 상기 제온제습수단(300)을 통과하여 상기 배출구(120)를 통해 배출되는 유동을 갖는 공기 즉, 주유동공기(a1)가 지나는 건채널(422)과, 격판(426)에 의해 건채널(422)과 구분되도록 형성되어 건채널(422)을 지난 주유동공기(a1) 일부가 지나는 습채널(424)과, 상기 습채널(424) 내부로 물(w)을 공급하는 급수부(410)를 포함하여 구성된다.
상기 습채널(424) 내부에 공급되는 물(w)은 습채널(424) 내부를 지나는 공기에 의해 증발되고, 이에 따라 습채널(424) 내부의 온도는 증발된 물(w)의 증발 잠열만큼 내려가게 되며, 습채널(424)과 접촉된 건채널(422) 내부의 공기 역시 냉각된 후 배출구(120)를 통해 배출된다.
이때, 상기 건채널(422)과 습채널(424)은 보다 효과적으로 열교환이 일어날 수 있도록 상호 측면이 접촉되도록 평행하게 교번으로 배열되며, 상기 건채널(422)과 습채널(424) 내부에는 열전달률을 증대시키기 위하여 알루미늄 등의 열전달률이 높은 재질로 이루어지는 건채널 냉각핀(423)과 습채널 냉각핀(425)이 각각 마련된다.
상기 건채널 냉각핀(423)과 습채널 냉각핀(425)은 수회 절곡된 플레이트 형상으로 형성되고, 공기의 유동에 간섭되지 아니하도록 길이방향이 공기의 유동방향과 평행하게 배치된다.
이때 습채널(424)에 물(w)을 공급하는 급수부(410)는 각 습채널 냉각핀(425)에 고르게 물(w)을 분포시킬 수 있도록, 습채널(424) 상측에 마련되는 급수파이프(412)를 통해 습채널 냉각핀(425)의 넓은 면을 향해 즉, 공기의 흐름과 직각인 방향으로 물(w)을 분사한다.
또한, 상기 습채널 냉각핀(425)은, 급수파이프(412)로부터 물(w)이 직접 분사되는 상측 부위뿐만 아니라 하측 부위에도 물(w)이 고르게 분포될 수 있도록, 두께 방향으로 관통하는 다수의 물구멍이 형성된다.
이와 같이 습채널 냉각핀(425)에 물구멍이 형성되면, 모든 부위로 물(w)이 전달될 수 있을 뿐만 아니라 급수파이프(412)로부터 분사되는 물(w)이 직접 접촉되지 아니하는 면 즉, 저면에까지 물(w)이 분포될 수 있으므로, 더욱 활발한 증발효과를 얻을 수 있게 된다.
이때 습채널(424) 내부로 유입되는 공기가 건조할수록 습채널(424) 내부의 물(w) 증발효과는 상승하게 되고 이에 따라 공기의 냉각성능도 향상되는데, 본 발명에 의한 공기청정기는 제온제습수단(300)을 이용하여 하우징(100) 내부로 유입된 공기를 제습하여 최대한 건조한 상태가 되도록 한 후 온도습도변환수단(400)으로 전달하도록 구성되므로, 공기의 냉각성능이 한층 더 향상된다는 장점이 있다.
또한 상기와 같은 물(w)의 증발로 인하여 냉각된 냉각공기(a2)가 실내로 유입될 때, 상기 냉각공기(a2)의 온도를 더욱 낮추도록 배출구(120) 주변에는 직접 증발식 패드(430)가 마련될 수 있다.
이와 같은 직접 증발식 패드(430)는 직접 증발식 냉각장치에 통상적으로 사용되고 있는 부재이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 직접 증발식 패드(430)를 사용하는 경우에는 실내로 유입되는 공기의 습도가 상승되므 로, 실내 공기의 습도 상승을 원하지 아니할 때에는 상기 직접 증발식 패드(430)를 제거할 수 있다.
온도습도변환수단(400)의 동작 과정을 보면 다음과 같다.
본 발명에 의한 온도습도변환수단(400)은 공기 유입측에서 볼 때 추기공기 통로(421)에 의해 습채널(424)이 막히도록 구성되어 있으므로, 송풍기(500)를 통해 온도습도변환수단(400)으로 전달되는 주유동공기(a1)는 건채널(422)을 통해서만 유동하게 되며, 건채널(422)을 통과한 주유동공기(a1)의 일부는 습채널(424)로 들어가 주유동공기(a1)의 정반대 방향으로 유동하며, 나머지 주유동공기(a1)는 배출구(120)를 통해 실내로 공급된다.
습채널(424)에는 급수부(410)에 의하여 물(w)이 공급되며, 습채널 냉각핀(425)에 가공된 물구멍을 통하여 물(w)이 습채널(424)의 아랫부분으로 흘러내리면서 습채널(424)의 냉각핀 표면을 골고루 적시게 된다.
물(w)로 적셔진 습채널 냉각핀(425)의 표면에서는 습채널(424) 내부로 유입되는 건조한 주유동공기(a1)의 일부 즉, 추기공기(a3)에 의해 물(w)이 증발하면서 증발잠열에 의하여 습채널 냉각핀(425)의 온도가 낮아지고, 건채널(422)과 습채널(424) 사이의 온도차에 의해 건채널(422)로부터 습채널(424)로 열전달이 일어난다.
상기 건채널(422)로부터 습채널 냉각핀(425)으로 전달된 열은, 습채널 냉각핀(425)의 온도를 추기공기(a3) 온도보다 상대적으로 높게 유지시켜, 습채널 냉각 핀(425) 표면으로부터의 물(w) 증발이 더욱 왕성하게 일어나도록 한다.
습채널(424)을 통과한 추기공기(a3)는 추기공기 통로(421)와 윗판(427)의 추기공기 홀(428)을 통해 하우징(100)에 형성된 배출구(120)로 배출된다.
이때, 상기 배출구(120)는 서로 다른 상태의 공기, 즉 상기 건채널(422)을 통과한 공기와 상기 습채널(424)을 통과한 공기가 각각 배출되어야 하기 때문에 상기 하우징(100)에 각각 하나씩 별도로 마련되어야 하는바, 편의상 상기 건채널(422)을 통과하여 외부로 배출되는 배출구(120)를 제1배출구(121)로 하고 상기 습채널(424)을 통과하여 외부로 배출되는 배출구(120)를 제2배출구(122)로 명칭한다.
상기 건채널(422)의 상부와 하부는 각각 윗판(427)과 아랫판(429)에 의하여 막혀져 있어서 급수부(410)로부터 공급되는 물(w)은 건채널(422)로 유입되지 않고 습채널(424)로만 공급된다.
또한, 상기 습채널(424)의 하부에는 물통(414)이 마련되어, 습채널(424)로 공급된 물(w) 중 증발하지 않고 남은 물(w)은 물통(414)으로 다시 모이고, 물통(414)에 모인 물(w)은 펌프(416)와 급수파이프(412)에 의하여 다시 습채널(424)로 공급된다.
이와 같이 상기 온도습도변환수단(400)은 상기 제온제습수단(300)으로부터 여름철에는 중온건조한 공기를, 겨울철에는 고온건조한 공기를 공급받아 상기 습채 널(424)을 통과함에 따라 여름철에는 저온다습한 공기가 상기 제2배출구(122)를 통해 배출되고 겨울철에는 중온다습한 공기가 상기 제2배출구(122)를 통해 배출되므로, 여름철에는 상기 제2배출구(122)가 실외로 통하도록 하여 저온다습공기를 버리고 겨울철에는 상기 제2배출구(122)가 실내를 향하도록 하여 중온다습공기를 이용하면 된다.
또한, 상기 습채널(424)에 의해 냉각되는 건채널(422)을 통과하는 공기(a2)는 여름철에는 저온건조한 공기가 되어 상기 제1배출구(121)를 통해 배출되고, 겨울철에는 중온건조한 공기가 되어 상기 제1배출구(121)를 통해 배출되므로, 여름철에는 상기 제1배출구(121)가 실내를 향하도록 하여 저온건조공기를 이용하면 되고 겨울철에는 상기 제1배출구(121)가 실외로 통하도록 하여 중온건조공기를 버리면 된다.
따라서, 여름철에는 통상적으로 다습하기 때문에 저온건조한 공기가 실내로 공급될 수 있도록 상기 제1배출구(121)는 실내를 향하도록 하고 저온다습한 공기가 배출되는 제2배출구(122)는 실외로 배출되도록 하는 것이 좋은데, 이때 상기 제2배출구(122)에는 별도의 배출덕트가 끼워져 실외로 연장되는 것이 좋다.
또한, 겨울철에는 통상 실내의 온도가 낮고 매우 건조한 상태가 되므로, 상기 제2배출구(122)가 실내를 향하도록 배치하여 중온의 다습한 공기가 송풍되도록 하며, 상기 제1배출구(121)에 의하여 배출되는 중온건조한 공기는 실외로 용이하게 배출되도록 상기 제1배출구(121)에 배출덕트가 끼워져 실외로 연장되는 것이 좋다.
물론, 상술한 바와 같은 계절별 사용법은 통상적인 것을 예시한 것이고, 사 용자가 상황에 따라 얼마든지 제1배출구(121)와 제2배출구(122)의 방향을 변경하여 사용할 수 있다.
이렇게 하우징(100)에 서로 다른 배출구(120), 즉 제1배출구(121)와 제2배출구(122)가 구비된 상태에서 사용자가 필요에 따라 상기 제1배출구(121) 또는 제2배출구(122)의 공기를 용이하게 선택해서 사용하기 위해서는 상기 배출구(120)가 구비된 부분이 회전되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 하우징(100)에서 상기 배출구(120)가 구비된 부분이 회전되기 위해서는 상기 하우징(100)은 배출구(120)가 형성된 상부하우징(130)과, 상기 상부하우징(130)이 회전 가능하도록 그 상부하우징(130)과 결합된 하부하우징(140)으로 이루어진다.
상기 상부하우징(130)의 일측과 타측에는 제1배출구(121) 및 제2배출구(122)가 형성되어 상기 건채널(422)의 공기는 제1배출구(121)를 통해 배출되고 상기 습채널(424)의 공기는 상기 제2배출구(122)를 통해 배출되도록 상기 온도습도변환수단(400)이 설치된다.
이때, 상기 상부하우징(130)과 하부하우징(140)은 도2a에 나타낸 바와 같이 단순히 회전축(131)을 매개로 상호 결합되어 상기 상부하우징(130)이 수동으로 회전되도록 이루어져도 무방하지만, 보다 바람직하게는 도5a에 나타낸 바와 같이 상기 상부하우징(130)이 별도의 회전수단(150)을 매개로 자동으로 회전되도록 구성되는 것이 좋다.
따라서, 상기 상부하우징(130)의 하부에는 상기 하부하우징(140)을 향해 돌 출되며 그 끝단에 걸림턱이 형성된 회전축(151)이 구비되고, 상기 하부하우징(140)에는 상기 회전축(151)이 삽입되는 삽입공(141)이 형성되어 상기 삽입공(141)에 상기 회전축(151)이 회전 가능하게 삽입됨으로써 상기 상부하우징(130)이 하부하우징(140)에 대하여 회전할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 회전축(151)에는 원주방향을 따라 소정구간만큼 피동기어(152)가 형성되고, 상기 회전축(151)의 일측에는 상기 피동기어(152)와 기어결합되는 구동기어(153)를 갖는 구동모터(154)가 설치된다.
상기 구동모터(154)는 도5a 및 도5b에 나타낸 바와 같이 제어부(155) 및 작동스위치(156)와 전기적으로 연결되어 상기 작동스위치(156)를 동작시키면 상기 제어부(155)에 의해 구동모터(154)가 회전됨으로써 상기 회전축(151)이 소정각도로 회전하는 구조를 갖는다.
이때, 상기 회전축(151)에 형성되는 상기 피동기어(152)의 형성 각도는 상기 제1배출구(121)와 제2배출구(122)의 배치각도에 맞게 설정되어야 하는바, 도2에 나타낸 바와 같이 제1배출구(121)와 제2배출구(122)가 180도의 위상각을 가지고 배치되어 있다면 상기 회전축(151)에 형성되는 피동기어(152)도 도6에 나타낸 바와 같이 180도로 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 하우징(100)의 일측에 설치되는 작동스위치(156)를 사용자가 동작시키면 상기 제어부(155)에 의해 구동모터(154)가 회전하면서 구동모터(154)와 동축 일체로 설치된 구동기어(153)가 상기 피동기어(152)를 회전시켜 상기 회전축(151)이 회전되도록 함으로서 상기 회전축(151)과 일체로 된 상기 하우징(100)이 회전하게 된다.
이때, 상기 구동기어(153)의 양단에는 상기 구동모터(154)가 더 이상 회전되는 것을 방지하는 리미트스위치(157)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 리미트스위치(157)는 도5b에 나타낸 바와 같이 상기 제어부(155)와 연결되어 상기 리미트스위치(157)의 신호가 상기 제어부(155)로 입력되면 상기 작동스위치(156)의 신호가 제어부(155)에 입력되어도 상기 구동모터(154)는 더 이상 동작하지 않게 된다.
즉, 상기 구동모터(154)와 일체로 된 구동기어(153)가 상기 피동기어(152)를 회전시키다가 상기 피동기어(152)의 양단에 설치된 리미트스위치(157)와 접촉되면 상기 리미트스위치(157)가 상기 제어부(155)에 전기적신호를 보내어 상기 구동모터(154)의 회전을 정지시키게 된다.
물론, 상기 회전축(151)에서 상기 피동기어(152)가 일부구간에서만 형성되도록 하지 않고 전구간에 형성되도록 하면 상기 리미트스위치(157)를 삭제할 수 있는바, 이러한 구조에서는 상기 하우징(100)이 사용자가 원하는 위치로 회전될 때까지 상기 작동스위치(156)를 동작시키면 된다.
이하, 본 발명의 작용을 간략하게 설명한다.
여름철, 실내의 덥고 다습한 공기(중온다습공기)가 하우징(100)의 흡입구(110)를 통해 제온제습수단(300)으로 유입되면, 상기 제온제습수단(300)의 히터부(310)를 통과하면서 고온건조한 공기로 바뀌게 되고, 이 고온건조공기는 다시 냉 각부(320)를 통과하면서 습도는 유지된 채 온도가 하강하여 중온건조공기로 바뀌게 된다.
상기의 중온건조공기는 송풍기(500)에 의하여 온도습도변환수단(400)의 건채널(422)로 유입되는데, 상기 건채널(422)로 유입된 중온건조공기의 일부가 습채널(424)을 통과하면서 습채널(424)에서 분사되는 물을 증발시켜 저온다습한 공기로 변환되어 제2배출구(122)를 통해 배출되고, 상기 습채널(424)과의 열교환 작용에 의해 상기 건채널(422)의 온도가 하강됨에 따라 상기 건채널(422)을 통과하는 중온건조공기는 저온건조공기로 변환되어 제1배출구(121)를 통해 배출된다.
따라서, 사용자는 상기 제1배출구(121)가 실내를 향하도록 상기 하우징(100)을 배치시켜서 제1배출구(121)를 통해 저온건조한 공기가 송풍되도록 하여 실내를 시원하고 쾌적한 상태로 유지하고, 상기 제2배출구(122)를 통해 배출되는 저온다습한 공기는 실외로 배출되도록 한다.
한편, 겨울철에는 실내의 차고 건조한 공기(저온건조공기)가 하우징(100)의 흡입구(110)를 통해 제온제습수단(300)으로 유입되면, 상기 제온제습수단(300)의 히터부(310)를 통과하면서 고온건조한 공기로 바뀌게 된다.
이때, 상기 제온제습수단(300)의 냉각부(320)는 겨울에는 동작되지 않으므로 히터부(310)를 통과한 고온건조공기는 냉각부(320)를 통과하더라도 고온건조한 상태를 유지하게 된다.
상기의 고온건조공기는 송풍기(500)에 의하여 온도습도변환수단(400)의 건채 널(422)로 유입되는데, 상기 건채널(422)로 유입된 고온건조공기의 일부가 습채널(424)을 통과하면서 습채널(424)에서 분사되는 물을 증발시켜 중온다습한 공기로 변환되어 제2배출구(122)를 통해 배출되고, 상기 습채널(424)과의 열교환 작용에 의해 상기 건채널(422)의 온도가 하강됨에 따라 상기 건채널(422)을 통과하는 고온건조공기는 따뜻한 중온건조공기로 변환되어 제1배출구(121)를 통해 배출된다.
따라서, 사용자는 상기 제2배출구(122)가 실내를 향하도록 상기 하우징(100)을 회전시켜서 제2배출구(122)를 통해 중온다습한 공기가 송풍되도록 함으로써 실내가 따뜻하고 적절한 습도를 유지하도록 하며, 상기 제1배출구(121)를 통해 배출되는 중온건조한 공기는 실외로 배출되도록 한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능하지만 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 하나의 공기청정기에서 서로 다른 온도와 습도 상태를 갖는 공기가 각각 배출되므로 사용자는 계절과 실내 상황에 맞게 배출구를 선택하여 실내의 온도 및 습도를 조절할 수 있는바, 결과적으로 별도의 냉난방장치나 가습기가 필요없어 각 기기의 구매비용을 절감할 수 있는 효과가 있 다.
또한, 하나의 공기청정기에서 냉난방 및 가습이 이루어지므로 별도의 장치를 각각 설치하는 것에 비해 설치공간이 줄어들어 공간활용도가 높아지며 무엇보다도 에너지 절감 효과가 큰 장점이 있다.

Claims (14)

  1. 일측에 흡입구(110)가 구비되고 타측에 복수개의 배출구(120)가 구비된 하우징(100);
    상기 흡입구(110)에 설치되어 상기 하우징(100) 내부로 유입되는 공기를 여과시키는 여과수단(200);
    상기 흡입구(110)에 설치되어 흡입구(110)를 통과한 공기의 온도와 습도 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제온제습수단(300);
    상기 제온제습수단(300)을 통과한 공기의 온도 및 습도를 바꾸어 상기 배출구(120)를 통해 서로 다른 온도와 습도 상태를 각각 갖는 공기를 배출하는 온도습도변환수단(400);
    상기 제온제습수단(300)을 통과한 공기가 상기 온도습도변환수단(400)으로 공급되도록 상기 하우징(100)에 구비되는 송풍기(500); 를 포함하여 구성된 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 여과수단(200)은 입자가 큰 이물질을 1차로 거르는 거름망(210)과, 상기 거름망(210)을 통과한 미세 이물질을 제거하는 여과필터(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제온제습수단(300)은 상기 흡입구(110)를 통과한 공기 의 증온 및 제습을 수행하는 히터부(310)와, 상기 히터부(310)를 통과한 공기의 온도를 필요에 따라 선택적으로 감온시키는 냉각부(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 냉각부(320)는 상기 하우징(100) 외부의 온도를 감지하는 온도감지센서(325)로부터 신호를 입력받는 제어부(155)에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 온도습도변환수단(400)은,
    상기 제온제습수단(300)을 통과한 공기가 통과하는 건채널(422)과, 상기 건채널(422)과 접촉되도록 형성되어 상기 건채널(422)로 유입된 공기 일부가 통과하는 습채널(424)과, 상기 습채널(424) 내부로 물을 공급하는 급수부(410)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 건채널(422)과 습채널(424)은 상호 평행하게 교번하도록 배열된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 건채널(422)과 습채널(424) 내부에는 열전달률을 증대시키기 위한 냉각핀이 마련된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 습채널(424)에 마련된 습채널 냉각핀은,
    상기 급수부(410)로부터 공급되는 물과의 접촉면적이 증대되도록 상기 물의 흐름방향과 엇갈리게 배치되고, 표면에 물이 고르게 분포될 수 있도록 물구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  9. 제5항에 있어서, 상기 건채널(422)의 출구측에는 직접 증발식 패드(430)가 마련된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  10. 제5항에 있어서, 상기 하우징(100)은 상기 배출구(120)가 구비된 부분이 상기 흡입구(110)가 구비된 부분에 대하여 회전되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하우징(100)은,
    상기 건채널(422)을 통과한 공기가 배출되는 제1배출구(121)와 상기 습채널(424)을 통과한 공기가 배출되는 제2배출구(122)가 각각 형성된 상부하우징(130)과, 상기 상부하우징(130)이 회전되도록 결합되어 있는 하부하우징(140)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 상부하우징(130)은 회전수단(150)을 매개로 하부하우 징(140)과 결합된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 회전수단(150)은 상기 상부하우징(130)에서 하부하우징(140)을 향하여 돌출된 회전축(151)과, 상기 회전축(151)이 삽입되도록 상기 하부하우징(140)에 형성된 삽입공(141)과, 상기 회전축(151)에 원주방향을 따라 소정구간 형성된 피동기어(152)와, 상기 피동기어(152)와 기어결합되는 구동기어(153)와, 상기 구동기어(153)에 결합되는 구동모터(154)와, 상기 구동모터(154)를 동작시키는 제어부(155)와, 상기 제어부(155)에 동작신호를 보내는 작동스위치(156)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구동기어(153)는 상기 회전축(151)상에 상기 배출구(120)의 배치각도와 동일한 각도로 형성되고, 상기 회전축(151)에 형성된 구동기어(153)의 양단에는 리미트스위치(157)가 설치되며, 상기 리미트스위치(157)는 상기 제어부(155)와 연결되어 상기 리미트스위치(157)로부터 신호가 입력되면 상기 구동모터(154)가 정지하도록 설정된 것을 특징으로 하는 가습 및 냉난방이 가능한 공기청정기.
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