KR100904239B1 - 가습기의 분무량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변 신호를 이용하여 전자식 가습기의 분무량이 미세하게 조절될 수 있어 적정한 가습이 제공될 수 있는 가습기의 분무량 제어 장치에 관한 것이다. 이를 위해 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부; 상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 상기 진동자를 구동시키는 진동자 구동부; 상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부를 포함한다. 따라서, 전자식 가습기에서 주파수의 듀티 변화를 통해 무수히 많은 분무량 조절이 가능한 장점이 있다.

가습기, 분무량

Description

가습기의 분무량 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING CAVITATION OF HUMIDIFIER}

본 발명은 가습기의 분무량 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가변 신호를 이용하여 전자식 가습기의 분무량이 미세하게 조절될 수 있어 적정한 가습이 제공될 수 있는 가습기의 분무량 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 초음파 가습기는 어떤 주파수의 전기 신호를 발생시켜 물속에 놓인 진동자로 전달하여 초음파를 발생시키면 캐비테이션(cavitation)이 일어나 가는 안개가 발생되는 원리를 이용한다.

도 1 은 종래 기술에 따른 초음파 가습기의 분무량을 제어하기 위한 회로도로서, 교류 전원(AC)을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부(11)와, 정류부(11)의 출력 전압을 일정 레벨로 분압하여 진동자(13)의 구동 제어 전압으로 출력하는 분무량 제어부(12)와, 분무량 제어부(12)의 출력 전압에 상응되는 주파수의 발진 신호를 생성하여 진동자(13)를 구동시키는 진동자 구동부(14)로 구성된다.

이러한 초음파 가습기는 입력 교류 전원이 정류부(11)의 브리지 다이오드(BD1)에 의해 전파 정류되고, 캐패시터(C1)에 의해 평활된다. 캐패시터(C1)에 서 출력되는 직류 전압이 분무량 제어부(12)의 저항(R1, R2) 및 가변저항(VR)에 의해 일정 레벨로 분압되고, 그 분압된 레벨에 상응되는 구동 제어 전류가 저항(R5)을 통해 진동자(13)의 구동 제어 전류로 출력된다.

분무량 제어부(12)에서 출력되는 구동 제어 전류가 필터용 코일(L1)을 통해 트랜지스터(TR)의 베이스측에 공급되어 트랜지스터(TR)가 동작하게 된다. 이때 코일(L2) 및 캐패시터(C3, C6))에 의해 발생되는 발진 신호가 진동자(13)에 전달되어 초음파가 발생되고, 이에 의해 캐비테이션이 일어나 가는 안개가 발생된다.

따라서 사용자는 상기 가변저항(VR)을 이용하여 트랜지스터(TR)의 베이스 측으로 공급되는 전류를 제어함으로써 가습기의 가습량을 조절할 수 있게 된다.

그러나 이러한 초음파 가습기의 분무량 제어 장치는 사용자가 가변 저항(VR)을 직접 조절해야만 하는 불편함이 있다.

또한, 한번 조정하면 외부 습도와 상관없이 설정된 분무량대로 온, 오프 동작만을 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 분무량 제어 장치에서 가변 저항을 대체하여 미리 설정된 분무량이 제공될 수 있도록 단계별로 일정 저항을 갖는 분무량 가변 회로를 설치하는 것이 가능하지만, 분무량의 미세한 조절은 제공할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 각각의 분무량에 따라 별도의 회로를 구성해야함으로 추가되는 회로만큼 부품수와 제조과정이 증가하는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 하나의 분무량 제어 장치를 이용하여 분무량의 미세한 조절이 가능한 가습기의 분무량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 PWM을 이용하여 분무량의 미세한 조절이 가능한 가습기의 분무량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온도 센서 및 습도 센서로부터 검출된 조건에 따라 분무량의 조절이 가능한 가습기의 분무량 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가습기의 분무량 제어 장치는 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부; 상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 상기 진동자를 구동시키는 진동자 구동부; 상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부를 포함한다.

또한, 상기 분무량 제어부는 상기 정류부로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항을 포함하고, 상기 직렬 연결된 저항 중 어느 하나의 저항과 상기 가변 제어부가 병렬로 접속된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 가습기의 분무량 제어 장치는 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부; 상기 정류부의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부; 상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 상기 진동자를 구동시키는 진동자 구동부; 상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류가 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 상기 분무량 제어부로부터 출력되는 전류가 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부를 포함한다.

또한, 상기 분무량 제어부는 상기 정류부로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항을 포함하고, 상기 다수의 저항에 의해 일정 전압으로 분압되고, 상기 분압된 전압에 상응하는 전류가 가변되도록 상기 가변 제어부가 병렬로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 신호는 PWM 신호 또는 구형파 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가변 제어부는 상기 제어부로부터 출력되는 가변 신호에 따라 온/오프 되는 스위치부; 상기 스위치부와 직렬로 연결되어 상기 스위치부의 온/오프 동작에 따라 선택적으로 접속되는 제 1 로드 저항; 및 상기 스위치부와 병렬로 연결한 제 2 로드 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스위치부는 포토 커플러, 트랜지스터 및 릴레이 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 전자식 가습기에서 주파수의 듀티 변화를 통해 무수히 많은 분무량 조절이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 온도 센서 및 습도 센서로부터 검출된 조건에 따라 최적의 분무량을 제공할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

(제 1 실시예)

우선 종래 기술과 동일한 구성에 대하여 반복적인 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 가습기의 분무량 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2의 가변 제어부를 절연 소자로 구성한 실시예를 나타낸 회로도이며, 도 4는 도 2의 가변 제어부를 비절연 소자로 구성한 실시예를 나타낸 회로도이고, 도 5는 도 2의 가습기 분무량 제어 장치가 전압에 의해 제어되도록 구성한 실시예를 나타낸 회로도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 가습기(100)는 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부(110)와, 정류부(110)의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자(160)의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부(120)와, 분무량 제어부(120)에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 진동자(160)를 구동시키는 진동자 구동부(130)와, 분무량 제어부(120)에서 분압되는 전압이 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부(140)와, 제어부(140)로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 분무량 제어부(120)에서 분압되는 전압이 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부(150)와, 분무량의 설정 정보를 검출하여 제어부(140)로 제공하는 입력부(170)를 포함한다.

분무량 제어부(120)는 정류부(110)로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항(R1, VR 및 R2)과, 상기 다수의 저항(R1, VR 및 R2)에 의해 일정 전압으로 분압된 전압에 상응하는 전류가 병렬 접속된 저항(R5)을 포함하고, 상기 병렬 접속된 저항(R5)을 통해 진동자(160)의 구동 전류로 출력되도록 한다.

또한, 분무량 제어부(120)는 상기 직렬로 연결된 다수의 저항(R1, VR 및 R2)중 어느 하나의 저항과 병렬로 접속하도록 가변 제어부(150)와 연결하는 접속 단자(a 및 b)를 포함한다.

즉 분무량 제어부(120)는 직렬로 연결된 저항(R1, VR 및 R2) 중에서 어느 하나의 저항에 접속 단자(a 및 b)를 통해 병렬로 접속된 가변 제어부(150)에 의해 저항값이 가변되어 분압되는 전압이 가변되어 출력되도록 한다.

본 실시예에서는 분무량 제어부(120)의 R1 저항과 가변 제어부(150)가 병렬 연결되도록 구성하였고, 가변 저항 VR은 고정 저항으로 변경해도 무방할 것이다.

제어부(140)는 가습기(100)의 전체적인 동작 제어와 함께, 입력부(170)를 통해 입력되는 분무량 조건에 따라 분무량 제어부(120)에서 분압되는 전압이 가변되도록 가변 신호를 출력하고, 상기 가변 신호는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 또는 구형파 신호 중 어느 하나를 출력하며, 바람직하게 PWM 신호를 출력한다.

즉 제어부(140)는 입력부(170)를 통해 검출된 조건(예를 들면, 사용자가 입력한 분무량, 습도센서로부터 검출한 습도값, 온도센서로부터 검출한 수조의 온도등)과 미리 설정된 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 분무량이 제어될 수 있도록 예를 들면 PWM 신호를 출력한다.

상기 PWM 신호는 예를 들면 제어부(140)가 8bit의 마이크로 컨트롤인 경우 설정된 주기 동안 256등분의 설정치를 가지고, 상기 주기 동안의 설정치 비율 즉 듀티(Duty) 비에 의해 다양한 분무량 조절이 가능하게 된다.

즉 제어부(140)에서 듀티비가 높은 가변 신호를 출력하면 후술되는 가변 제어부(150)의 저항값이 감소하여 분무량이 증가되고, 듀티비가 낮은 가변 신호를 출력하면 가변 제어부(150)의 저항값이 증가하여 분무량이 감소된다.

가변 제어부(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(140)로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 분무량 제어부(120)에서 분압되는 전압이 가변되도록 저항값을 가변시키는 구성으로 제어부(140)와 저항(R10)을 통해 입력단이 연결되고, 제어부(140)로부터 출력되는 가변 신호에 따라 온/오프 되는 스위치부(151a)와, 스위치부(151a)와 병렬로 연결된 제 1 로드 저항(R12)과, 스위치부(151a)와 직 렬로 연결되어 스위치부의 온/오프 동작에 따라 선택적으로 제 1 로드 저항(R12)과 접속되는 제 2 로드 저항(R11)을 포함한다.

즉 스위치부(151a)의 접속 여부에 따라 제 1 로드 저항(R12)과 제 2 로드 저항(R11)이 병렬 연결되어 저항값이 가변된다.

스위치부(151a)는 제어부(140)와 진동자를 구동하기 위한 회로들이 분리되도록 절연형 스위치이고, 바람직하게 포토 커플러이다.

또한, 도 4와 같이, 가변 제어부(150a)는 트랜지스터를 이용하여 스위치부(151b)를 구성하는 것도 가능하고, 도시하지는 않았지만 스위치 기능을 수행할 수 있는 릴레이를 사용하는 구성도 가능하다.

입력부(170)는 사용자가 분무량의 증가 또는 감소를 선택할 수 있도록 입력하는 키패드와, 가습기 수조의 온도를 검출하는 온도 센서와, 가습기 주변의 습도를 검출하는 습도 센서를 포함한다.

다음은 본 발명에 따른 가습기 분무량 제어 장치의 동작을 설명한다.

사용자가 입력부(170)를 통해 분무량 증가 신호를 입력하면 제어부(140)는 현재의 설정값보다 분무량이 증가하도록 가변 신호를 출력한다.

즉 제어부(140)는 가변 제어부(150)로 예를 들면, 가변 신호인 PWM 신호의 듀티비를 증가시키며 출력하여 가변 제어부(150)의 스위치부(151a)가 스위칭 온 되는 시간이 증가되도록 하고, 스위치부(151a)의 스위칭 온 시간이 증가함에 따라 제 1 로드 저항(R12)과 제 2 로드 저항(R11)이 병렬 연결되는 시간도 선형적으로 증가 하여 제 1 로드 저항(R12)과 제 2 로드 저항(R11)의 병렬 연결에 따른 저항값도 선형적으로 감소하게 된다.

따라서 제어부(140)는 분무량 증가 신호가 검출되면 가변 신호의 듀티비를 높여 분무량이 증가되도록 하고, 입력부(170)를 통해 분무량 감소 신호가 입력되면 상술한 분무량 증가과정과 반대로 동작하여 분무량이 감소되도록 한다.

또한, 입력부(170)를 통해 수조의 온도를 검출하는 온도 센서(미도시)로부터 수조의 온도가 검출되면, 제어부(140)는 분무량의 증가 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 수온과 비교하고, 상기 온도 센서로부터 검출한 수온이 상기 미리 설정된 수온보다 낮은 경우 낮은 수온으로 인해 분무량이 감소되므로 가변 신호의 듀티비를 미리 설정된 듀티비 보다 높여 분무량이 증가되도록 한다.

또한, 입력부(170)를 통해 가습기 주변의 습도를 검출하는 습도 센서(미도시)로부터 주변의 습도가 검출되면, 제어부(140)는 분무량 증가 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 습도 또는 사용자에 의해 설정된 습도와 비교하고, 상기 습도 센서로부터 검출한 습도가 상기 미리 설정된 습도 또는 상기 사용자에 의해 설정된 습도보다 낮은 경우 가변 신호의 듀티비를 증가시켜 분무량이 증가되도록 한다.

(제 2 실시예)

도 6은 도 2의 가습기 분무량 제어 장치가 임피던스에 의해 제어되도록 구성한 실시예를 나타낸 회로도이다.

도 6에 도시된 바와 같이 가습기(100a)는 교류 전원을 입력받아 정류 및 평 활하는 정류부(110)와, 정류부(110)의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자(160)의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부(120a)와, 분무량 제어부(120b)에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 진동자(160)를 구동시키는 진동자 구동부(130)와, 분무량 제어부(120a)에서 출력되는 구동 제어 전류가 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부(140)와, 제어부(140)로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 분무량 제어부(120a)로부터 출력되는 전류가 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부(150)와, 분무량의 설정 정보를 검출하여 제어부(140)로 제공하는 입력부(170)를 포함한다.

제 2 실시예에 따른 가습기(100a)와 제 1 실시예에 따른 가습기(100, 도 5 참조)는 분무량 제어부(120a)와 가변 제어부(150)의 결합 관계에서 차이점이 있어 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대한 반복적인 설명은 생략하고, 차이점에 대해서만 설명한다.

분무량 제어부(120a)는 정류부로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항(R1, VR 및 R2)과, 상기 다수의 저항(R1, VR 및 R2)에 의해 일정 전압으로 분압된 전압에 상응하는 전류가 가변되도록 진동자 구동부(130)의 트랜지스터(TR)의 베이스측 사이에 접속 단자(a 및 b)가 설치된다.

상기 접속 단자(a 및 b)에는 가변 제어부가 병렬 연결되어 다수의 저항(R1, VR 및 R2)에 의해 일정 전압으로 분압된 전압에 상응하는 전류가 가변되도록 한다.

즉 제 2 실시예는 전류가 가변되도록 하여 분무량이 제어될 수 있도록 한다.

따라서, 전자식 가습기에서 가변 신호를 이용하여 분무량이 제어함으로써,기계식 가습기에서와 같이 다양한 분무량 제어를 제공할 수 있게 된다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

도 1 은 종래 기술에 의한 가습기의 분무량 제어 회로를 나타낸 회로도.

도 2 는 본 발명에 따른 가습기의 분무량 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도.

도 3 은 도 2의 가변 제어부를 절연 소자로 구성한 실시예를 나타낸 회로도.

도 4 는 도 2의 가변 제어부를 비절연 소자로 구성한 실시예를 나타낸 회로도.

도 5 는 도 2의 가습기 분무량 제어 장치가 전압에 의해 제어되도록 구성한 실시예를 나타낸 회로도.

도 6 은 도 2의 가습기 분무량 제어 장치가 임피던스에 의해 제어되도록 구성한 실시예를 나타낸 회로도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호)

100, 100a: 가습기 110: 정류부

120: 분무량 제어부 130: 진동자 구동부

140: 제어부 150, 150a: 가변 제어부

151a: 절연형 스위치부 151b: 비절연형 스위치부

160: 진동자 170: 입력부

Claims (7)

1. 삭제
2. 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부;

   상기 정류부의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부;

   상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 상기 진동자를 구동시키는 진동자 구동부;

   상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부; 및

   상기 제어부로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 상기 분무량 제어부에서 분압되는 전압이 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부를 포함하고

   상기 분무량 제어부는 상기 정류부로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항을 더 포함하며, 상기 직렬 연결된 저항 중 어느 하나의 저항과 상기 가변 제어부가 병렬로 접속된 것을 특징으로 하는 가습기의 분무량 제어 장치.
3. 삭제
4. 교류 전원을 입력받아 정류 및 평활하는 정류부;

   상기 정류부의 출력 전압을 일정 전압으로 분압하고, 상기 분압된 전압에 대응하는 진동자의 구동 제어 전류를 출력하는 분무량 제어부;

   상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류에 상응하는 주파수의 발진 신호를 생성하여 상기 진동자를 구동시키는 진동자 구동부;

   상기 분무량 제어부에서 출력되는 구동 제어 전류가 가변되도록 가변 신호를 출력하는 제어부; 및

   상기 제어부로부터 출력된 가변 신호에 따라 온/오프 되어 상기 분무량 제어부로부터 출력되는 전류가 가변되도록 저항값을 가변하는 가변 제어부를 포함하고,

   상기 분무량 제어부는 상기 정류부로부터 출력되는 전압이 분압되도록 서로 직렬 연결된 다수의 저항을 더 포함하며, 상기 다수의 저항에 의해 일정 전압으로 분압되고, 상기 분압된 전압에 상응하는 전류가 가변되도록 상기 분무량 제어부와 상기 진동자 구동부 사이에 상기 가변 제어부가 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 가습기의 분무량 제어 장치.
5. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 가변 신호는 PWM 신호 또는 구형파 신호 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가습기의 분무량 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 가변 제어부는 상기 제어부로부터 출력되는 가변 신호에 따라 온/오프 되는 스위치부;

   상기 스위치부와 직렬로 연결되어 상기 스위치부의 온/오프 동작에 따라 선택적으로 접속되는 제 1 로드 저항; 및

   상기 스위치부와 병렬로 연결한 제 2 로드 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 가습기의 분무량 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 스위치부는 포토 커플러, 트랜지스터 또는 릴레이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가습기의 분무량 제어 장치.

Images