KR100915657B1 - 수위감지형 습식 공기청정기 - Google Patents

Abstract

수위감지형 습식 공기청정기에 대한 발명이 개시된다. 개시된 수위감지형 습식 공기청정기는: 상부케이스와, 상기 상부케이스 하측에 결합되며 내측에는 물이 저장되는 하부케이스와, 상기 하부케이스 내측에 설치되어 수위를 측정하는 수위감지장치와, 상기 수위감지장치의 측정값을 전달받아 제어신호를 발생시키며 상기 상부케이스에 설치된 제어부 및 상기 제어부와 상기 수위감지장치를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 접하는 부분에 구비되어 전기적 연결이 이루어지는 접점부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

수위감지형 습식 공기청정기{Air washer with water level sensor}

본 발명은 습식 공기청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부케이스와 하부케이스가 결합 될 때, 상부케이스에 구비된 제어부와 하부케이스에 구비된 수위감지센서가 접점부에 의하여 전기적 연결이 이루어지는 것에 의하여, 상기 제어부로 물이 유입되어 고장이 발생되는 것을 사전에 방지하는 수위감지형 습식 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기는 미세 분진, 각종 유해가스, 잡균, 곰팡이, 바이러스 등이 포함된 공기를 정화 매개체를 통해 오염물질을 제거한 후 청정한 공기를 배출하는 기구이다.

상기와 같은 공기청정기는 공기청정 기능과 함께 생활냄새 제거, 진드기,꽃가루, 애완동물 털 등 작은 입자 제거, 공기 감염으로 인한 질병예방 등 다양한 기능이 갖추어지게 된다.

상기와 같은 공기청정기는 크게 건식과 습식 두 종류로 나뉘어지게 된다.

상기 건식에 비하여 습식의 공기청정기는 흡입된 공기를 물에 접촉시켜 부유물질을 물에 침전시키는 방식으로 소음이 적으며 가습기 기능을 할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 습식 공기청정기를 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 습식 공기청정기는 흡입구(3)가 구비된 상측케이스(1)와 배출구(16)가 구비된 배출케이스(15)와 물이 저장되기 위한 공간이 형성된 하부케이스(19)로 케이스부를 구성하게 된다.

상기 상측케이스(1)와 배출케이스(15)가 결합되어 상부케이스(5)를 형성하게 되며, 상기 상부케이스(5) 하측에 상기 하부케이스(19)가 결합된다.

그리고, 상기 흡입구(3) 하측에는 모터를 구비한 구동부(12)와, 상기 모터에 체결되어 회전되는 송풍팬(10)이 설치된다.

상기 하부케이스(19)에 저장된 물에 하측이 잠기는 디스크부재(17)는 원판 형상의 디스크부재(17)가 다수개 적층되어 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래 습식 공기청정기의 동작상태를 설명하기로 한다.

상기 송풍팬(10)의 회전에 의하여 외측의 공기가 흡입구(3)를 통하여 하측으로 이동하며, 공기중의 이물질은 상기 디스크부재(17)의 표면에 묻게 된다.

상기 디스크부재(17)는 별도의 구동장치에 의하여 회전을 하면서 표면에 묻은 이물질이 물을 통과하면서 씻겨진 후에 다시 공기와 접하여 공기중의 이물질을 제거하게 된다.

그러나, 상기 하부케이스(19)의 내측에는 물때 등이 끼는 것에 의하여 물이나 세척제를 이용하여 상기 하부케이스(19) 내측을 청소하게 된다. 따라서, 상기 하부케이스(19) 내측의 수위를 감지하기 위한 제어부를 상기 하부케이스(19)에 설치할 경우, 상기 제어부 내로 물이 유입되어 기기가 고장이 나는 원인이 된다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 하부케이스의 수위를 감지하기 위한 수위감지장치와 연결된 제어부로 물이 유입됨으로 기기 고장의 원인이 되는 것을 방지할 수 있는 수위감지형 습식 공기청정기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 수위감지형 습식 공기청정기는: 상부케이스와, 상기 상부케이스 하측에 결합되며 내측에는 물이 저장되는 하부케이스와, 상기 하부케이스 내측에 설치되어 수위를 측정하는 수위감지장치와, 상기 수위감지장치의 측정값을 전달받아 제어신호를 발생시키며 상기 상부케이스에 설치된 제어부 및 상기 제어부와 상기 수위감지장치를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 접하는 부분에 구비되어 전기적 연결이 이루어지는 접점부를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 하부케이스의 저장된 물에 일부가 잠겨져서 회전되는 디스크부재를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 수위감지장치는, 상기 하부케이스의 내측에 수직방향으로 설치된 몸체부재와, 상기 몸체부재의 내측에 상하 방향으로 이격 설치된 복수의 리드센서를 포함한 센서부재 및 상기 몸체부재를 감싸며 설치되어 물의 수위 변화에 의하여 상하로 이동되며 상기 리드센서를 동작시키기 위한 자석이 고정된 플로트를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 수위감지장치는, 상기 하부케이스의 저장된 물의 높이에 따른 유전율 변화로 수위를 측정하는 정전용량센서부를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 정전용량센서부는, 정전용량의 유전율 변화에 따라 수위를 감지하도록 설정수위 별로 설치된 감지센서와, 상기 감지센서가 일측면에 구비되며 상기 감지센서와 전기 연결된 회로가 인쇄된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 타측면에 설치되어서 상기 감지센서의 측정값을 전달받아 출력신호를 발생시키는 정전용량반도체를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 접점부는 상기 상부케이스와 상기 하부케이스에 선택적으로 설치되어 길이가 탄성적으로 가변되는 탄성접점부재와, 상기 탄성접점부재와 마주하는 상부케이스 또는 하부케이스에 고정 설치된 고정접점부재를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 탄성접점부재와 상기 고정접점부재는 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 모서리 부분에 설치된다.

그리고, 상기 탄성접점부재는 스프링인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수위감지형 습식 공기청정기는 종래 발명과 달리 제어부는 상부케이스에 수위감지장치는 하부케이스에 설치되고, 상기 제어부와 수위감지장치의 연결은 상기 상부케이스와 하부케이스가 접하는 접점부에 의하여 이루어지는 것에 의하여 상기 제어부로 물이 유입됨을 차단할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 습식 공기청정기의 분해사시도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수위감지형 습식 공기청정기의 요부구성을 도시한 측단면도이다.

도 3은 도 2에 도시된 상부케이스와 하부케이스가 분리된 상태를 도시한 도면이다.

도 4는 도 2에 도시된 플로트 스위치를 도시한 분해 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 플로트 스위치의 측단면도이다.

도 6은 도 2에 도시된 정전용량센서부를 확대 도시한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 상부케이스 22 : 하부케이스

24 : 디스크부재 30 : 제어부

32 : 상부연결선 34 : 하부연결선

40 : 접점부 42 : 탄성접점부재

44 : 고정접점부재 46 : 장착돌기

48 : 장착가이드 50 : 수위감지장치

60 : 플로트 스위치 62 : 몸체부재

64 : 플로트 65 : 자석

66 : 센서부재 67 : 리드센서

68 : 장착패널 70 : 정전용량센서부

72 : 인쇄회로기판 74 : 감지센서

76 : 정전용량반도체 80 : 송풍팬

90 : 측벽부재

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수위감지형 습식 공기청정기의 바람직한 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수위감지형 습식 공기청정기의 요부구성을 도시한 측단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 상부케이스와 하부케이스가 분리된 상태를 도시한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 플로트 스위치를 도시한 분해 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 플로트 스위치의 측단면도이며, 도 6은 도 2에 도시된 정전용량센서부를 확대 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수위감지형 습식 공기청정기는, 상부케이스(20)와, 상기 상부케이스(20) 하측에 결합되며 내측에는 물이 저장되는 하부케이스(22)와, 상기 하부케이스(22) 내측에 설치되어 수위를 측정하는 수위감지장치(50)와, 상기 수위감지장치(50)의 측정값을 전달받아 제어신호를 발생시키며 상기 상부케이스(20) 내측에 설치된 제어부(30) 및 상기 제어부(30)와 상기 수위감지장치(50)를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 상부케이스(20)와 상기 하부케이스(22)의 접하는 부분에 구비되어 전기적 연결이 이루어지는 접점부(40)를 포함하여 구성된다.

상기 상부케이스(20)는 흡입구가 구비된 상측케이스와 배출구가 구비된 배출케이스가 결합된 것으로, 상기 상부케이스(20) 내측에는 모터에 의하여 회전되는 송풍팬(80)이 구비된다.

상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22) 내측으로 공기를 유입시켜 상기 하부케이스(22)에 담겨진 물에 공기가 접촉되어 공기 중에 이물질이 물에 남겨진 채 정화된 공기만이 실내로 다시 유입된다.

상기 공기와 물의 접촉면적을 증대시키면서 공기 정화 능력을 증대시키기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수위감지형 습식 공기청정기에는 상기 하부케이스(22)의 저장된 물에 일부가 잠겨져서 회전되는 디스크부재(24)를 더 포함하여 구성된다.

상기 구성을 갖는 습식 공기청정기의 상세 구성은 본 발명의 배경기술을 참조하기로 한다.

도 2와 도 3에는 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 결합이 이루어진 상태와 이루어지기 전 상태가 각각 도시되어 있으며, 본 발명과 관련된 요부 구성만 간략히 도시하였다.

상기 상부케이스(20)의 내측이나 측면에는 수위 측정값을 받아들여 제어신호를 발생시키는 제어부(30)가 장착된다.

상기 제어부(30)와 연결된 상부연결선(32)은 상기 상부케이스(20)를 따라 설치가 이루어지며, 상기 상부케이스(20)의 하측에 설치되는 하부케이스(22)에는 수위를 감지하기 위한 수위감지장치(50)가 설치된다.

상기 수위감지장치(50)는 플로트 스위치(60)와 정전용량센서부(70)가 동시에 사용될 수 있으며, 필요에 따라 한 개만 선택적으로 사용될 수 있다.

상기 수위감지장치(50)에는 하부연결선(34)이 연결되어 상기 제어부(30)로 측정값을 전달하게 된다.

상기 하부연결선(34)은 상기 하부케이스(22)를 따라 설치되며, 상기 접점부(40)에 의하여 상기 상부연결선(32)과 연결된다.

상기 접점부(40)는 상기 상부케이스(20)와 상기 하부케이스(22)에 선택적으로 설치되어 길이가 탄성적으로 가변되는 탄성접점부재(42)와, 상기 탄성접점부재(42)와 마주하는 상부케이스(20) 또는 하부케이스(22)에 고정 설치된 고정접점부재(44)를 포함하여 구성된다.

상기 접점부(40)는 상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 서로 결합이 될 때에만 상기 제어부(30)와 상기 수위감지장치(50)가 전기적으로 연결되도록 하기 위한 기술사상 안에서 다양한 변화가 가능할 것이다.

상기 상부케이스(20)에 탄성접점부재(42)가 설치되고 이에 마주하는 하부케이스(22)에 고정접점부재(44)가 설치되는 것을 포함하여, 상기 상부케이스(20)에 고정접점부재(44)가 설치되고 이에 마주하는 하부케이스(22)에 탄성접점부재(42)가 설치되는 것도 본 발명의 실시예라 할 것이다.

그리고, 상기 탄성접점부재(42)는 상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 서로 결합된 상태에서 상기 고정접점부재(44)를 일정한 힘으로 가압하기 위한 기술사상 안에서 다양한 변화가 가능할 것이며, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 탄성접점부재(42)로 스프링을 사용하기로 하나 이에 한정하는 것은 아니다.

그리고, 상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22)에 고정접점부재(44) 만을 설치할 수 있으나, 상기 상부케이스(20) 또는 상기 하부케이스(22)에 탄성접점부재(42)를 설치한 이유는 상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 상호 접할 때, 간극이 발생하여도 상기 탄성접점부재(42)가 탄성을 가지며 상기 고정접점부재(44)에 접하게 됨으로 보다 안정적인 전기 연결상태를 공급하게 된다.

상기 탄성접점부재(42)는 상기 상부연결선(32)과 연결되어 있으며, 상기 고정접점부재(44)는 상기 하부연결선(34)과 연결되어 있다.

그리고, 상기 상부케이스(20)가 상기 하부케이스(22)에 보다 안정적으로 고정되기 위하여, 상기 상부케이스(20)의 테두리에는 장착돌기(46)가 돌출 형성되고, 상기 장착돌기(46)가 삽입되기 위한 하부케이스(22)에는 상기 장착돌기(46)의 측면을 감싸는 장착가이드(48)가 돌출 형성된다.

그리고, 상기 탄성접점부재(42)와 상기 고정접점부재(44)는 상기 상부케이스(20)와 상기 하부케이스(22)의 모서리 부분에 설치되며, 바람직하게 상기 접점부(40)는 대각선으로 마주하며 2개가 설치된다.

그리고, 상기 수위감지장치(50)는 플로트 스위치(60)와 정전용량센서부(70)를 포함하여 구성되며, 그 중에서 플로트 스위치(60)는 상기 하부케이스(22)의 내측에 수직방향으로 설치된 몸체부재(62)와, 상기 몸체부재(62)의 내측에 상하 방향으로 이격 설치된 복수의 리드센서(67)를 포함한 센서부재(66) 및 상기 몸체부재(62)를 감싸며 설치되어 물의 수위 변화에 의하여 상하로 이동되며 상기 리드센서(67)를 동작시키기 위한 자석(65)이 고정된 플로트(64)를 포함하여 구성된다.

상기 플로트 스위치(60)는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 자석(65)이 구비된 플로트(64)와 리드센서(67)를 구비한 센서부재(66)를 포함하게 된다.

상기 플로트 스위치(60)는, 상기 하부케이스(22)의 내측에 수직방향으로 설치된 몸체부재(62)와, 상기 몸체부재(62)의 내측에 상하 방향으로 이격 설치된 복수의 리드센서(67)를 포함한 센서부재(66) 및 상기 몸체부를 감싸며 설치되어 물의 수위 변화에 의하여 상하로 이동되며 상기 리드센서(67)를 동작시키기 위한 자석(65)이 고정된 플로트(64)를 포함하여 구성된다.

상기 몸체부재(62)에 상기 리드센서(67)가 일정 간격으로 설치되도록 상기 리드센서(67)는 장착패널(68)에 일정간격으로 설치되며, 상기 장착패널(68)은 상기 몸체부재(62) 내측에 삽입 설치된다.

상기 플로트(64)와 이에 장착된 자석(65)은 링 형상으로 형성되나, 수위 변화에 따라 상기 몸체부재(62)의 상하측으로 이동되는 기술사상 안에서 다른 형상이 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 플로트(64)에 장착된 자석(65)에 의하여 하부케이스(22) 내측의 물의 수위를 측정하여 상기 제어부(30)로 측정값을 보내게 되며, 이로 인하여 사용자가 수위를 용이하게 파악할 수 있게 된다.

그리고, 상기 수위감지장치(50)는, 상기 하부케이스(22)의 저장된 물의 높이에 따른 유전율 변화로 수위를 측정하는 정전용량센서부(70)를 포함하여 구성된다.

상기 정전용량센서부(70)는, 정전용량의 유전율 변화에 따라 수위를 감지하도록 설정수위 별로 설치된 감지센서(74)와, 상기 감지센서(74)가 일측면에 구비되며 상기 감지센서(74)와 전기 연결된 회로가 인쇄된 인쇄회로기판(72)과, 상기 인쇄회로기판(72)의 타측면에 설치되어서 상기 감지센서(74)의 측정값을 전달받아 출력신호를 발생시키는 정전용량반도체(76)를 포함하여 구성된다.

상기 정전용량센서부(70)는 정전용량의 변화에 의하여 동작이 이루어지는 것으로서, 상기 정전용량은 유전율과 전도체의 단면적에 비례하며, 전도체간 간격에는 반비례하게 된다.

상기 정전용량센서부(70)는 공기의 유전율과 물의 유전율이 틀리게 됨으로, 이러한 차이에 의하여 발생되는 유전율의 변화를 감지하여 비접촉방식에 의하여 수위를 측정하게 된다.

상기 정전용량센서부(70)에 영향을 미치는 매질인 공기의 유전율은 1 정도이며, 물의 유전율은 80 정도로서, 공기와 물의 유전율 차이가 비교적 큰 것에 의하여, 상기 정전용량센서부(70)와 물이 담겨지는 하부케이스(22) 내측 사이에는 측벽부재(90)가 위치한다 하여도 수위가 떨어짐으로 인하여 발생되는 물에서 공기로의 유전율 변화가 상기 정전용량센서부(70)에 의하여 용이하게 측정된다.

상기 정전용량 센서부(70)는 상기 하부케이스(22) 내측에 삽입되어 설치되거나, 상기 하부케이스(22) 내측에서 돌출 형성되어 수납공간을 형성하는 측벽부재(90) 내측에 설치된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 수위감지형 습식 공기청정기의 작동상태를 설명하기로 한다.

상기 하부케이스(22)의 내측에 물을 공급하거나 저장된 물의 교환 및 청소 등에 의하여 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 분리되는 경우, 상기 탄성접점부재(42)와 고정접점부재(44)가 서로 이격됨으로 수위감지장치(50)의 작동을 정지시키게 된다.

그리고, 상기 상부케이스(20)와 하부케이스(22)가 서로 결합하는 경우, 상기 상부케이스(20)의 장착돌기(46)가 상기 하부케이스(22)의 장착가이드(48) 내로 삽입되어 보다 안정적인 결합상태를 갖게 되며, 상기 상기 탄성접점부재(42)가 상기 고정접점부재(44)에 접하는 것으로, 상기 제어부(30)와 연결된 상부연결선(32) 내의 전원과 제어신호는 상기 탄성접점부재(42)와 고정접점부재(44)를 차례로 통과하여 하부연결선(34)을 따라 프롤트 스위치(60)와 정전용량센서부(70)에 전달된다.

이로 인하여, 상기 수위감지장치(50)는 작동을 하게 되며, 상기 하부케이스(22) 내의 수위를 상기 상부케이스(20)에 장착된 제어부(30)로 전달하게 된다.

상기 제어부(30)가 하부케이스(22)에 장착되지 않고 상기 상부케이스(20)에 장착된 것에 의하여 청소나 물의 공급에 의하여 상기 제어부(30)로 물이 침투되는 것을 사전에 방지하여 동작신뢰성을 향상시키게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 상부케이스;

   상기 상부케이스 하측에 결합되며 내측에는 물이 저장되는 하부케이스;

   상기 하부케이스 내측에 설치되어 수위를 측정하는 수위감지장치;

   상기 수위감지장치의 측정값을 전달받아 제어신호를 발생시키며 상기 상부케이스에 설치된 제어부; 및

   상기 제어부와 상기 수위감지장치를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 접하는 부분에 구비되어 전기적 연결이 이루어지는 접점부를 포함하며,

   상기 접점부는 상기 상부케이스와 상기 하부케이스에 선택적으로 설치되어 길이가 탄성적으로 가변되는 탄성접점부재와,

   상기 탄성접점부재와 마주하는 상부케이스 또는 하부케이스에 고정 설치된 고정접점부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부케이스의 저장된 물에 일부가 잠겨져서 회전되는 디스크부재를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 수위감지장치는, 상기 하부케이스의 내측에 수직방향으로 설치된 몸체부재;

   상기 몸체부재의 내측에 상하 방향으로 이격 설치된 복수의 리드센서를 포함한 센서부재; 및

   상기 몸체부재를 감싸며 설치되어 물의 수위 변화에 의하여 상하로 이동되며 상기 리드센서를 동작시키기 위한 자석이 고정된 플로트

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 수위감지장치는, 상기 하부케이스의 저장된 물의 높이에 따른 유전율 변화로 수위를 측정하는 정전용량센서부

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 정전용량센서부는, 정전용량의 유전율 변화에 따라 수위를 감지하도록 설정수위 별로 설치된 감지센서와,

   상기 감지센서가 일측면에 구비되며 상기 감지센서와 전기 연결된 회로가 인쇄된 인쇄회로기판과,

   상기 인쇄회로기판의 타측면에 설치되어서 상기 감지센서의 측정값을 전달받아 출력신호를 발생시키는 정전용량반도체

   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성접점부재와 상기 고정접점부재는 상기 상부케이스와 상기 하부케이스의 모서리 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성접점부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 수위감지형 습식 공기청정기.