KR100934316B1 - 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 오염된 실내공기를 강제 흡입하여 내부의 필터를 거쳐 1차 여과한 다음, 열전소자결합체에 의해 공기 중에 포함된 습기 및 미세먼지, 악취 등이 수분과 함께 응축되면서 흡착하여 제습이 이루어지도록 함은 물론, 가습기능을 가지도록 하고자, 본 발명은, 제습실(16) 및 가습실(17)을 가지는 케이스(10)와, 상기 제습실(16)에 설치하여 흡입팬(40)이 장착되는 카트리지(20)와, 상기 카트리지에 장착된 열전소자결합체(30)와, 상기 제습실 하부에 구비된 집수조(50)와, 상기 제습실(16)의 전방에 장착된 필터(18)와, 상기 가습실(17)에 구비되고 가습기 본체(80)의 초음파 분무발생구(82)에 의해 분무(噴霧)시키는 가습수단과, 습도센서(13)와 제어부(60)와 전원부(65) 등으로 구성된다.

제습, 방열판, 열전소자, 냉각판, 필터, 가습기.

Description

가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치{Dehumidifier For Home Using The Thermoelectric Element}

본 발명은 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 오염된 실내공기를 강제 흡입하여 내부의 필터를 거쳐 1차 여과한 다음, 열전소자결합체에 의해 공기 중에 포함된 습기 및 미세먼지, 악취 등이 수분과 함께 응축되면서 흡착하여 제습이 이루어지도록 함은 물론, 가습기능을 가지는 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치에 관한 것이다.

근자에 들어 출시되고 있는 가전제품들 중, 공기청정기 또는 제습기 등의 경우 각 사용용도에 따라 별도로 출시되고 있으며, 생활수준의 향상으로 소비자들로부터 호응을 얻고 있다.

일반적으로 전자의 공기청정기는 기본적인 필터방식에서부터 음이온 기능을 부가하는 등 지속적인 기술 개발이 이루어지고 있으며, 후자의 제습기의 경우에도 냉매순환방식, 열전소자방식 등의 단순 기능에 시간 및 오염도에 따른 제어기능의 기술적 향상으로 성능을 향상시킨 제품으로 보급되고 있다.

예컨대, 종래의 기술로서 선 제안된바 있는 등록특허 제:376384호(열전반도체소자를 이용한 제습장치를 구비한 공기청정기) 및 등록특허 제:707499호가 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

그러나 전자의 경우, 열전소자를 사용하고 있는 반면, 흡입구를 통해 외부에서 흡입된 공기를 제습한 후 배출구로 나가는 과정에서 상부에 위치한 다른 입구로부터 유입되는 공기를 정화한 후, 제습공기와 함께 혼합 건조하여 배출하는 방식이나 이는 그 효율성적인 측면에서 바람직하지 못하다고 할 것이다.

또한, 흡입구에서 흡입된 공기가 냉각판을 먼저 거치게 될 경우 실내온도가 높지 않은 겨울이나 봄, 가을철의 경우 찬공기가 들어오자마자 차가운 냉각판에서 먼저 결빙현상이 발생하여 제습효과가 현저히 저하되는 심각한 문제가 발생하게 된다.

후자의 경우, 공기를 상부에서 흡입하여 정화된 공기를 하부로 배출하는 방식인데 이럴 경우 열전소자를 거쳐 나온 온열공기가 실내의 하부로 배출되지 아니하고 바로 장치의 상부로 배출되므로 실내의 대류현상을 촉진하지 못하여 그 효율성적인 측면에서 큰 모순을 지니고 있는 것이다.

여기서, 열전소자를 이용한 제습기의 경우 방열판에서 생성된 ΔT(델타 티)와 냉각판에서 생성된 ΔT(델타 티)가 서로 상쇄되지 못한 결과 발열량이 훨씬 크므로 장치 밖으로 나오는 공기는 당연히 그 온도가 실내보다 올라가도록 되어 있기 때문이다.

다시 말해서, 열전소자를 이용한 제습의 경우 방열판에서는 상당한 열을 배출하고 반대로 냉각판에서는 냉각열이 배출되지만, 이러한 냉각열이 습기를 응축시키는 응축열로서 소모해 버리기 때문에 열평형이 일어나지 않게 되는 것이므로, 배출공기는 항상 흡입온도보다 높아지는 문제점이 발생하게 된다.

이로인해, 상기와 같은 종래의 기술에 대한 문제점을 극복하고자 본 발명의 출원인에 의해 선 제안된 바 있는 등록실용신안 제: 413931호의 명칭: 가정용 전자 제습장치(이하 '선행기술'이라 함) 외에도 다수의 건으로 이미 공지되어진 바 있으며, 이에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기의 선행기술은, 동절기 내지는 봄, 가을의 경우 공기의 온도가 상대적으로 낮아 인입되는 공기가 제습장치 내부의 냉각판을 먼저 거치면서 제습현상이 발생하는데, 이때 냉각판에 결빙현상이 발생하여 얼어붙음으로 제습효과가 전혀 발생되지 못하는 문제점이 발생하였다.

또한, 비교적 입자가 큰 먼지나 이물질 등을 여과하기에 미흡한 단점과, 이처럼 먼지나 이물질들이 다량으로 열전소자결합체에 흡착되면서 장치의 성능을 저하시키는 결점이 발생하였다. 이처럼, 열전소자방식이 냉각판의 흡착에 의한 다소의 공기청정 기능이 있다고는 하나 그 성능의 한계성이 있어 지속적인 개선을 필요로 하고 있었다.

그리고, 제습장치 내에 인체에 유해한 세균 등이 증식하는 등 오히려 실내환경을 오염시키는 요인으로 작용함에 따라 지속적인 세척 및 유지관리를 필요로 하는 번거로움이 있었다.

물론, 가정이나 사무실 등과 같이 한정된 실내공간에 제습장치 또는 공기청정기는 물론 가습기까지도 별도로 구입해야 하는 경제적인 부담과, 두가지의 제품을 별도로 사용함에 따른 불필요한 에너지 소비의 증가는 물론 공간활용이 비효율적인 결점이 있었다.

아울러, 근자에 들어 웰빙적인 소비자들은 단순하면서도 다양하고 편리한 기능을 가지는 복합장치의 편리성을 추구하는 경향이 있어 본 발명의 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치는 제습기능를 통해 매우 유용하게 이용할 수가 있는 것이다.

본 발명의 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치는, 전면커버(11) 양측 및 하부의 흡입구(12)와 상부에 배기구(19)가 마련되고 내부의 격판(14,14a)으로 제습실(16) 및 가습실(17)이 마련되며, 습도센서(13)와 제어부(60)와 전원부(65)가 구비된 케이스(10)와; 상기 제습실(16)의 전방에 장착하여 흡입구(12)로 유입되는 공기를 여과하는 필터(18)와; 상기 제습실(16)에 장착되며 후방에 부착된 흡입팬(40)에 의해 전방 흡입구에서부터 배기구에 이르도록 양측으로 공기통로를 마련하는 카트리지(20)와; 상기 카트리지에 내장된 냉각판(33)의 전방으 로 열전소자(32)와 방열판(31)이 순차적으로 결합된 열전소자결합체(30)와; 상기 격판(14)의 하부에 여닫이 형식으로 설치하여 상기 냉각판(33)에서 발생되는 응축수를 저장하는 집수조(50)와; 상기 가습실(17)에 가습기 본체(80)와 인출 가능한 물통(90)이 설치되며 가습조(81)의 물을 초음파를 이용한 분무발생구(82)에 의해 분무(噴霧)시켜 상기 케이스의 상부 분무구(89)를 통해 방출하는 가습수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 방열판(31)의 방열핀들이 가로방향으로 설치된 구성임을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 집수조(50)의 배수구(56)에는 밸브가 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명의 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치는 제습기능은 물론 공기 청정기능을 충실히 수행할 수 있어서, 공기 중의 먼지나 이물질, 유해균, 담배냄새, 악취 등을 청결하게 정화하여 맑은 공기로 배출함으로 쾌적한 실내환경을 제공하는 효과와, 각종 질병으로 인한 감염요인으로부터 인체를 보호하며 건강에도 매우 이로운 장점이 있다.

그리고, 본 발명은 케이스의 전방에 내장되는 필터가 카세트 타입으로 탈/부착이 가능하도록 이루어져 청소 및 유지관리가 용이한 편리성을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 필터를 구성하는 숯, 황토에 의해 세균 등의 유해균을 여과하여 공기 정화효율을 더욱더 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 상기와 같이 공기청정 및 제습기능은 물론 가습기능을 부가함으로서, 실내 공간의 습도를 적절하게 유지하여 보다 쾌적한 실내환경을 제공할 수 있음은 물론, 감기 등을 예방할 수 있으며, 각종 질병으로부터 인체를 보호하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 간단한 구성으로서 공기 청정기 내지는 제습기, 가습기를 각각 별도로 구입 및 설치하는 번거로움을 해소하고 각 장치들이 차지하는 공간을 줄일 수 있어서 공간활용 측면에서도 매우 효율적이며, 장치의 안정성을 배가하고 에너지의 소비를 현저히 절감할 수 있는 경제적인 이점이 수반된다.

본 발명은, 제습실(16) 및 가습실(17)을 가지는 케이스(10)와, 상기 제습실(16)에 설치하여 흡입팬(40)이 장착되는 카트리지(20)와, 상기 카트리지에 장착된 열전소자결합체(30)와, 상기 제습실 하부에 구비된 집수조(50)와, 상기 제습실(16)의 전방에 장착된 필터(18)와, 상기 가습실(17)에 구비되고 가습기 본체(80)의 초음파 분무발생구(82)에 의해 분무(噴霧)시키는 가습수단과, 습도센서(13)와 제어부(60)와 전원부(65) 등으로 구성된다.

위를 다음과 같이 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치의 외형을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치를 중앙에서 절개하여 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 3은 상기 도 2의 "A"-"A"선을 따라 절개하여 나타낸 평면도이다.

상기 케이스(10)는 전방으로 개방하여 전면에 전면커버(11)가 결합되고, 상기 전면커버와 케이스의 사이에는 양측 및 하부 방향으로 개통된 흡입구(12)가 마련되며, 상부 중간부에 배기구(19)가 형성되고, 상기 배기구의 일측에는 가습기로부터 분무(噴霧)를 방출하는 분무구(89)가 구비된다.

상기 케이스(10)의 내부는 횡설된 격판(14)으로 구획하여 상부에 소정의 재섭실(16)이 마련되며, 일측 공간은 다시 세로로 설치된 격판(14b)으로 구획하여 소정의 가습실(17)을 마련한다. 그리고, 상기 격판(14)의 아래 공간은 격판(14a)으로 구분하여 일측으로 열고 닫을 있는 집수조(50)가 구비된다.

상기 전면커버(11)는 케이스와 볼트 등으로 조립하며, 상기 케이스의 내측벽에는 필터를 지지하는 가이드가 구비된다.

상기 카트리지(20)는 케이스(10)의 내부에 설치되며 상부 배기구를 향해 개구되며 열전소자결합체(30)가 설치된다.

상기 필터(18)는 제습실(16)의 전방 즉, 흡입구(12) 바로 안쪽에 장착된다. 상기 필터(18)는 공기 정화용으로 널리 사용되는 '해파필터'가 가장 바람직하며, 이는 항균효과 및 미세먼지 등을 여과하는데 탁월한 성능을 가진다. 또는, 상기 필터(18)는 숯과 황토를 혼합하여 구성된 것이 바람직하며, 세균이나 유해균 등을 여과함은 물론 유해균 등이 장치 내에 서식 및 증식하지 못하도록 방지하여 보다 쾌 적한 상태로 유지할 수 있다.

상기 케이스(10)의 전방에는 필터를 간편하게 인출할 수 있도록 상부에 개폐가능한 덮개를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 열전소자결합체(30)는 카트리지(20)의 전방으로 방열판(31)이 부착되고, 상기 방열판의 후측으로 열전소자(32)가 결합되고, 상기 열전소자의 후측에는 카트리지 내부의 냉각판(33)이 결합하여 순차적으로 체결된다. 상기 방열판(31) 및 냉각판(33)은 카트리지(20)에 볼트 등의 체결구로 간단하게 조립한다.

상기 제습실(16)은 내장된 카트리지(20)의 양측으로 소정의 공기통로가 마련된다.

상기 카트리지의 후측에는 흡입팬(40)을 장착하여 냉각판(33)의 후방에서 카트리지 내부로 공기를 흡입하고, 이렇게 흡입된 공기는 냉각판(33)을 거친 후 상부의 개구부를 통해 배기구(19)로 배출된다.

여기서, 상기 흡입팬(40)이 케이스(10)의 흡입구(12)와 직결되지 않고 제습장치 내부 중앙에서 후방으로 위치함에 따라 소음을 감소시킬 수 있으며, 상기 열전소자결합체(30)의 냉각판(33)을 카트리지(20) 내부에 탑재함에 따라 제습된 공기가 배기구(19)로만 방출되도록 이루어져 전방의 흡입구(12)로부터 유입되는 습공기 흐름과의 상호 간섭현상이 배제되어 실내공기의 대류 경로 폭이 넓어지게 되어 보다 큰 제습효과를 얻을 수 있다.

특히, 상기 방열판(31)은 방열핀들을 가로방향으로 배치하여서 흡입구로 유입된 공기가 가로방향의 방열판을 거쳐 카트리지의 양측 공기통로로 자연스럽게 순 환하도록 함으로서, 제습실의 공기 흐름을 원활하게 함은 물론, 상기 흡입팬(40)의 과부하를 방지하여 전력의 소비를 현저히 절감할 수 있다.

그리고, 상기 습도센서(13)는 흡입구(12) 내측에 설치되고 격판(14) 아래의 공간에는 전면커버의 전방으로 노출되는 제어부(60)가 설치되며, 상기 제어부는 내측의 제어기판(61)과 연결하여 장치의 작동을 제어한다. 그리고 상기 격판(14a) 타측 공간에는 전원부(65)와 전원연결용 어댑터 등이 구비된다. 상기 전원부(65)는 전원공급을 일정하게 하는 전압트랜스 등으로 구성된다.

상기 제어부(60)는 전면커버(11)의 전원스위치 내지는 제습표시등, 만수표시등, 습도설정볼륨과, 열전소자결합체의 작동을 스위칭하는 작동모드스위치와, 가습스위치가 구비된다. 상기의 작동모드스위치는 제습기능과 공기 청정기능을 동시에 수행하도록 구성하거나 또는, 상기 흡입팬의 작동만으로 공기 청정기능을 택일적으로 선택할 수 있도록 구성된다.

상기 격막(14)의 후방에는 스위치케이스(57)가 구비되고, 상기 집수조(50)의 상부에는 스위치케이스와 스위칭하는 제1 제2의 마이크로스위치 및 부이(58)를 장착하여서 상기 제어기판(61)과의 회로망이 구성된다.

또한, 상기 집수조(50)에는 손가락을 걸어 여닫을 수 있도록 손잡이홈을 형성하고, 상부 일측에는 냉각판(33)의 하부 통공(15)을 통해 응축수가 유입되는 유입구(51)가 형성된다. 그리고, 집수조의 외측 하부에는 응축수를 배출하기 위한 배수구(56)를 구비되며, 상기 배수구(56)는 개폐용 마개로 막아 두거나, 또는 상기 집수조를 열고 닫는 번거로움을 해소하고자, 배수구(56)에 콕크 등의 밸브를 장착 하고 호스를 연결하여 응축수의 배출을 보다 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 케이스(10) 후면 상부에 걸이구멍을 형성하거나 또는 최하단에 지지부를 마련하여 사용자의 용도에 따라 벽걸이용 또는 탁자 위에 자유롭게 설치할 수 있도록 구성한다.

아울러, 상기 흡입팬(40)은 카트리지의 흡입통로 중앙에 장착되는 것이 바람직하며, 또는 도 3에서 예시된 것처럼, 장치의 정격용량이나 크기나 등에 따라 상기 흡입팬(40,40a)을 복수개로 설치하여 장치의 성능을 향상시킬 수 있으며, 상기의 필터(18)도 역시 복수개로 구성할 수 있다.

도 4는 상기의 도 3의 "B"-"B"선을 따라 절개하여 초음파 가습수단의 구성을 예시한 단면도이다.

상기의 가습수단은 가습실(17)에 가습기 본체(80)가 안치되고, 상기 가습기 본체(80)는 상부에 일측에 가습조(81)를 마련하여 일정량의 물이 담기도록 하고, 상기 가습조(81)의 하부에 분무발생구(82)가 설치된다.

상기 가습조의 상부에는 가습조를 수용하는 분무배출구(88)가 설치되고, 상기 분무배출구(88)는 케이스 상부의 방출구(89)와 연통된다. 그리고 상기 분무배출구의 일측에 물통(90)을 구비하여 하단 급수밸브(92)를 통해 자동으로 가습조에 물이 공급되도록 한다.

상기 가습기 본체는 제어기판(61) 및 제어부(60)와 연결하여 작동을 제어하도록 구성된다.

상기 가습조의 일측에는 상부로 돌출된 송풍구(84)가 구비되고, 타측에는 수 위감지구(86)를 설치하여 가습조에 일정량의 물이 담겨지도록 구성한다.

상기의 가습수단은 제어부(60)의 가습스위치에 의해 수동으로 작동시키거나, 또는 상기 습도센서(13)로부터 감지되는 습도에 따라 자동으로 작동하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치는 이어지는 작동상태의 설명으로 보다 용이하게 이해될 것이다.

우선, 상기 전원부(65)에 전원을 연결하고 제어부(60)의 전원스위치를 온(ON) 상태로 위치하게 되면, 상기의 제어기판(61)에서 장치를 동작시키기 위한 제어가 이루어지게 된다.

처음, 초기모드 상태에서는 공기청정과 제습의 기능이 동시에 이루어지게 되며, 상기 제어부의 작동모드스위치의 설정에 따라 공기청정 기능만을 수행할 수가 있다. 여기서, 상기 습도설정볼륨에 의해 원하는 습도치를 설정할 경우, 상기 습도센서(13)에 의해 감지된 습도에 따라 상기 열전소자(32)와 흡입팬(40)의 가동과 비가동이 자동적으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 집수조(50)에 응축수가 가득 차게 되면 만수표시등이 점등되면서 장치의 동작이 일시적으로 중단된다. 이후, 상기 집수조를 케이스로부터 인출하여 응축수를 배출한 다음, 다시 장착하면 최초의 초기모드로 전환하여 새롭게 제습 및 청정 활동을 재개하게 된다.

보다 구체적으로, 본 발명의 가습 및 공기청정 기능을 가지는 제습장치는 상기 케이스(10)의 후방 흡입팬(40,40a)에 의해 실내의 오염된 공기를 흡입구(12)를 통해 케이스 내부로 강제 흡입하면 전방의 필터(18)를 거치면서 공기 중의 먼지나 이물질 등을 여과하여 1차 청정한다. 상기의 필터(18)는 먼지와 이물질 등과 함께 숯, 황토의 항균작용에 의한 인체에도 매우 이로우며, 세균 등의 유해균을 방지는 물론 악취제거 등도 함께 이루어진다.

다음, 1차 청정된 공기가 열전소자결합체(30)를 거치면서 수분이 제거되고, 동시에 상기 냉각판에 결로된 물의 표면장력에 의해 황사나 미세먼지 및 악취 등을 흡착처리되는 2차적으로 제습 및 공기청정이 이루어진다. 다시말해, 상기 열전소자(32)는 직류전원을 가하게 될 경우, 팰티어효과에 의해 일측은 온도가 상승하고 타측은 냉각이 된다.

여기서, 상기 필터를 거쳐 흡입된 공기는 카트리지 전방에서 상대적으로 따뜻한 방열판(31)을 거치면서 열교환하여 온도가 상승된 후, 상기 카트리지 양측으로 마련된 공기통로를 통해 선회하여 카트리지의 후방 흡입팬(40)을 거친 후, 내부의 냉각판(33)과 접촉된다.

이때, 상기 방열판(31)을 거쳐 온 따뜻한 공기가 저온상태의 냉각판(33)과 접촉하면서 온도차로 인한 응집작용에 의해 제습효율이 월등히 상승되며, 공기 중의 수분에 혼합되어 있는 미세먼지, 황사, 악취성분 등이 흡착되면서 물과 함께 흘러내리면서 정화된다.

상기와 같이 정화된 맑은 공기는 배기구(19)로 방출하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치의 외형을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치를 중앙에서 절개하여 나타낸 단면도.

도 3은 상기 도 2의 "A"-"A"선을 따라 절개하여 나타낸 평면도.

도 4는 상기의 도 3의 "B"-"B"선을 따라 절개하여 초음파 가습수단의 구성을 예시한 단면도.

Claims (3)

1. 전면커버(11) 양측 및 하부의 흡입구(12)와 상부에 배기구(19)가 마련되고 내부의 격판(14,14a)으로 제습실(16) 및 가습실(17)이 마련되며, 습도센서(13)와 제어부(60)와 전원부(65)가 구비된 케이스(10)와;

   상기 제습실(16)의 전방에 장착하여 흡입구(12)로 유입되는 공기를 여과하는 필터(18)와;

   상기 제습실(16)에 장착되며 후방에 부착된 흡입팬(40)에 의해 전방 흡입구에서부터 배기구에 이르도록 양측으로 공기통로를 마련하는 카트리지(20)와;

   상기 카트리지에 내장된 냉각판(33)의 전방으로 열전소자(32)와 방열판(31)이 순차적으로 결합된 열전소자결합체(30)와;

   상기 격판(14)의 하부에 여닫이 형식으로 설치하여 상기 냉각판(33)에서 발생되는 응축수를 저장하는 집수조(50)와;

   상기 가습실(17)에 가습기 본체(80)와 인출 가능한 물통(90)이 설치되며 가습조(81)의 물을 초음파를 이용한 분무발생구(82)에 의해 분무(噴霧)시켜 상기 케이스의 상부 분무구(89)를 통해 방출하는 가습수단으로 구성됨을 특징으로 하는 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 방열판(31)의 방열핀들이 가로방향으로 설치된 구성임을 특징으로 하는 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 집수조(50)의 배수구(56)에는 밸브가 구비됨을 특징으로 하는 가습 및 공기청정 기능을 가지는 가정용 제습장치.

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