KR101119639B1

KR101119639B1 - 공기청정 가습기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101119639B1
Application number: KR1020090080681A
Authority: KR
Inventors: 이정철; 강성철
Original assignee: 주식회사 노비타
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-03-16
Also published as: KR20110023078A

Abstract

실내 공기정화와 가습 기능을 수행하는 공기청정 가습기 및 그 제어방법을 개시한다. 공기청정 가습기는 수조에 일부분이 잠겨 회전하고 절개부가 형성된 디스크를 포함하는 디스크 어셈블리와, 디스크의 회전 위치를 감지하는 위치 감지부와, 제어부;를 포함한다. 제어부는 가습량을 높일 수 있도록 상기 위치 감지부의 감지 신호에 따라 디스크의 회전 방향과 회전 속도를 제어한다. 이에 따라 디스크 회전 방향과 회전 속도를 제어하여 디스크 전체가 골고루 수조에 잠기게 하면서 디스크 절개부가 배출구로부터 멀어지게 함으로써 가습량을 증대할 수 있다.

가습기, 공기 청정, 회전 디스크

Description

공기청정 가습기 및 그 제어방법{humidifier combined air cleaner and control method the same}

본 발명은 실내 공기의 정화와 가습 기능을 수행하는 공기청정 가습기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 공기정화 필터에 의해 정화된 공기가 물에 젖은 디스크를 거쳐 배출구를 통해 밖으로 배출되어 자연 가습이 이루어지도록 하는 가습 엘리먼트(element)를 구비한 기화식 가습기가 사용된다.

기화식 가습기는 공기 정화와 가습을 동시에 수행하는 공기청정 및 가습 모드와 공기정화를 단독으로 수행하는 공기청정 모드를 선택적으로 수행한다.

공기청정 및 가습 모드에서 회전 디스크가 수조에 일부분이 잠긴 상태로 회전함과 동시에 가습기에 설치된 송풍팬의 구동으로 가습 공기가 실내로 공급되게 된다.

본 발명의 일 측면은 디스크의 위치를 제어하여 가습량을 증가할 수 있는 공 기청정 가습기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 의한 공기청정 가습기는 본체 케이스와, 수조와, 상기 수조에 일부분이 잠겨 회전하고 절개부가 형성된 디스크를 포함하는 디스크 어셈블리와, 상기 디스크의 회전 위치를 감지하는 위치 감지부와, 상기 디스크의 위치를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 가습량을 높일 수 있도록 상기 위치 감지부의 감지 신호에 따라 디스크의 회전 방향과 회전 속도를 제어한다.

또한, 상기 위치 감지부는 상기 디스크에 설치된 마그네트와 상기 마그네트가 감지 범위에 위치하는가에 따라 온 또는 오프하는 마그네트 스위치로 구성한다.

또한, 상기 제어부는 상기 디스크를 정방향 회전 또는 역방향 회전시키는 동안 상기 디스크 절개부가 배출구에서 멀어지도록 상기 회전속도를 증가 또는 감소한다.

본 발명의 일 측면에 의한 공기청정 가습기의 제어방법은, 수조에 일부분이 잠겨 회전하고 절개부가 형성된 디스크를 포함하는 디스크 어셈블리와, 상기 디스크의 회전 위치를 감지하는 위치 감지부를 포함하는 공기청정 가습기의 제어방법에 있어서, 공기청정 및 가습 모드로 설정되면 상기 디스크를 디스크 초기 위치로 설정하고; 상기 디스크 초기 위치에서 상기 디스크를 정방향 회전하면서 디스크 회전 속도를 증가하고; 상기 디스크의 중앙부가 수조에 도달하면 상기 디스크를 역방향 회전하면서 디스크 회전 속도를 감소하고; 상기 역방향 회전 시 상기 디스크가 디스크 초기 위치에 도달하면 디스크 회전 속도를 증가하고; 상기 디스크 중앙부가 수조에 위치하면 디스크를 정방향 회전하면서 회전 속도를 감소한다.

또한, 상기 디스크의 초기 위치 설정은 상기 디스크를 정방향으로 회전하고; 상기 위치 감지부의 감지 범위에서 상기 디스크가 정방향으로 회전하는 시간을 카운트하고; 상기 디스크가 감지 범위를 벗어나기 전에 상기 디스크의 정방향으로 회전 시 카운트한 시간을 이용하여 기준 시간을 계산함과 동시에 상기 디스크를 역방향으로 회전하고; 상기 디스크를 역방향으로 회전하는 시간을 카운트하고; 상기 디스크의 역방향으로 회전 시 카운트한 시간이 상기 기준 시간과 일치하면 상기 디스크를 정지한 뒤 상기 디스크를 반바퀴 회전하여 상기 디스크 절개부가 상기 배출구로부터 가장 멀리 위치하게 한다.

또한, 상기 기준 시간은 상기 정방향 회전 시 카운트한 시간의 절반이다.

또한, 상기 디스크 초기 위치 설정 시 상기 디스크 중앙부가 상기 공기청정 가습기의 배출구에 가장 근접하게 위치한다.

이와 같이 디스크 회전 방향과 회전 속도를 제어하여 디스크 전체가 골고루 수조에 잠기게 하면서 디스크 절개부가 배출구로부터 멀어지게 함으로써 가습량을 증대할 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 공기청정 가습기(100)는 외관을 형성하는 본체 케이스(110)와 본체 케이스 안에 설치된 디스크 어셈블리(120)와 디스크 모터(140)를 포함한다.

본체 케이스(110)는 실내 공기를 흡입하기 위한 복수개의 흡입구(112)가 형성된 후면판(111)과 사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부(116)가 마련된 전면판(115)을 포함한다.

후면판(111)과 디스크 어셈블리(120) 사이에 흡입구(112)로부터 흡입된 실내 공기를 정화하는 공기정화 필터(113)가 배치된다.

디스크 어셈블리(120)는 일부분이 수조(140)에 잠겨서 회전하는 원형 디스크(121)와, 디스크 모터(140)에 의해 디스크를 회전시키도록 디스크에 일체로 형성된 디스크 기어(122), 디스크의 회전 위치를 감지하기 위한 위치 감지부(123)를 포함한다.

본 실시예에서는 위치 감지부(123)가 마그네트(123)와 마그네트 스위치(123b)로 구성하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 광센서와 같이 디스크의 회전 위치를 감지할 수 있는 어떠한 스위치로 채택할 수 있다.

디스크(121)는 중심부가 비어 있는 원판 형상으로 된 두 장의 플레이트 사이에 복수개의 날개가 일정 간격 배치된 칸막이 구조를 가지고 그 중심부에는 송풍팬(115)이 위치한다.

디스크(121)의 일부는 송풍팬(115)에 의해 송풍되는 바람을 통과시킬 수 있도록 절개된 절개부(121a)를 포함하고 있으며, 그 절개부(121a)에 대향하는 디스크 중앙부(121b)에 마그네트(123a)가 고정 설치된다.

디스크 모터(140)는 모터축에 결합된 회전기어(141)가 디스크 기어(122)에 이물림된 상태에서 정방향 회전 또는 역방향 회전을 선택적으로 구동할 수 있다.

본 실시예에서는 디스크 모터(140)가 양방향 회전이 가능한 스텝 모터(step motor)로 구현하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 정회전과 역회전이 가능한 어떠한 모터를 사용하여 디스크를 회전 구동시킬 수 있음은 물론이다.

도 3을 참고하여, 제어부(101)는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기(100)에 대한 전반적인 동작을 제어한다.

제어부(101)의 입력측에 입력부(116)와 위치 감지부(123)가 연결되며, 그 출력측에 송풍팬 모터(115)를 구동하는 송풍팬 구동부(102)와 디스크 모터(140)를 구동하는 디스크 구동부(103)가 전기적으로 연결된다.

공기청정 및 가습 모드에서 제어부(101)가 송풍팬(115) 및 디스크(121)를 동시에 구동시키면 공기 정화된 공기가 회전하는 디스크(121)를 거쳐 나가 배출구(114)로 빠져나가게 된다.

공기청정 및 가습 모드에서 디스크의 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기고 절개되지 않은 디스크(121) 부분이 수조 밖으로 노출시키면 가습량을 높일 수 있다. 즉 물에 적혀진 디스크 부분이 배출구(114)로 위치한 상태에서 송풍팬(115)에 의해 송풍되는 바람이 디스크를 거쳐 나가게 하면 공기 중에 습기가 많이 포함될 수 있다.

공기청정 및 가습 모드로 설정되면 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기 고 이에 따라 디스크 중앙부(121)가 배출구(114)에 가장 근접하게 위치시키는 것이 바람직하다. 이를 디스크 초기 위치라 한다. 제어부(101)는 위치 감지부(120)의 신호에 따라 디스크(121) 위치를 제어하여 디스크 초기 위치로 설정할 수 있다.

디스크 중앙부(121b)가 마그네트 스위치(123b)에 위치하면 디스크 절개부(121a)가 배출구(114)에 가장 근접된 위치에 놓이게 된다.

디스크 중앙부(121b)에 설치된 마그네트(123a)가 마그네트 스위치(123b)로부터 일정 범위에 위치하면 그 마그네트 스위치(123b)가 온(On)되고 그 일정 범위를 벗어나면 오프(Off)된다. 이를 고려하여 제어부(101)는 마그네트 스위치(123b)에 의해 감지되는 신호에 따라 카운트하고 그 카운트 시간을 이용하여 디스크(121) 회전을 제어함으로서 디스크 중앙부(121b)가 마그네트 스위치(123b)에 위치시킬 수 있다.

도 4를 참고하여, 마그네트(123a)의 궤적(121c)은 디스크(121) 정회전 시 제1지점(P1)과 제3지점(P3) 및 제2지점(P2)을 차례로 지나간다. 여기서 제1지점(P1)과 제3지점(P3) 사이 간격과 제2지점(P2)과 제3지점(P3) 사이의 간격은 동일한 것으로 가정한다.

마그네트(123a)가 제1지점(P1)에 진입 시 마그네트 스위치(123b)가 온(On)되고, 마그네트(123a)가 제2지점(P2)에서 벗어날 때 마그네트 스위치(123b)가 오프(Off)된다.

제어부(101)는 마그네트(123a)가 제1지점(P1)에 진입한 이후부터 제2지점(P2)에 도달할 때까지 카운트를 누적적으로 수행하여 그 카운트 시간(A)을 알 아낸다. 그런 다음 키운트 시간(A)의 절반(A/2)에 대응하는 기준시간(B)를 계산한다. 이 기준시간(B)은 제2지점(P2)에서 제3지점(P3)으로 되돌아오기 까지 걸리는 시간에 해당한다.

제어부(101)가 제2지점(P2)에서 디스크(121)를 역회전 시키는데, 디스크 중앙부(121b)가 마그네트 스위치(123b)에 도달할 때까지 디스크 역회전이 지속된다. 그 역회전 동안 누적적으로 카운트한 시간(C)이 기준시간(B)에 도달할 때, 제3지점(P3)은 마그네트 스위치(123b)에 대응하는 위치가 되므로, 제어부(101)가 디스크 회전을 정지시킨다.

그런 다음 디스크(121)를 반바퀴 더 회전시키면 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기고 즉, 디스크(121)가 디스크 초기 위치로 설정된다.

이 상태에서 제어부(101)가 송풍팬(115)를 구동함과 동시에 디스크(121)를 구동하여 공기정화 및 가습을 수행한다. 여기서 가습량을 극대화하기 위해서 제어부(101)가 디스크 회전 방향과 회전 속도를 제어한다. 이를 구체적으로 설명한다.

디스크(121)가 디스크 초기 위치로 설정된 경우(도 5a), 디스크를 정방향 회전시키면 디스크 일부분이 수조에 적혀진다(도 5b). 이때 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 증가한다. 이후 디스크 중앙부(121b)가 수조(130)에 담긴 물에 잠겨서 마그네트 스위치(123b)가 온(On)되어 제1지점(P1)에 도달한다(도 5c).

디스크 중앙부(121b)가 제1지점(P1)에 도달하면 제어부(101)가 디스크(121)를 역회전시킨다(도 5d). 디스크 역회전 시 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 감소한다.

이후 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기어 디스크 중앙부(121b)가 배출구(114)에 가장 근접하게 되는 제4지점(P4)에 도달한다(도 5e). 이때 제어부(101)가 디스크 회전속도를 단계적으로 증가한다. 이후 디스크 중앙부(121b)가 수조(130)에 담긴 물에 잠겨서 마그네트 스위치(123b)가 온(On) 되어 제2지점(P2)에 도달한다(도 5f).

디스크 중앙부(121b)가 제2지점(P2)에 도달하면 제어부(101)가 디스크(121)를 정회전 시킨다(도 5g). 이때 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 감소한다.

이후 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기어 디스크 중앙부(121b)가 배출구(114)에 가장 근접하게 되는 제4지점(P4)에 도달한다(도 5h).

디스크 중앙부(121b)가 제4지점(P4)에 도달한 이후부터는 도 5b와 같이 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 증가하고 이후 앞서 설명한 동작을 반복하여 수행한다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 초기 위치를 설정하는 동작을 도 6에 따라 설명한다.

사용자가 입력부(116)를 통해 공기청정 및 가습 모드를 설정하면, 제어부(101)가 디스크 중앙부(121b)가 배출구(114)에 가장 근접하여 위치하도록 디스크 초기 위치로 설정하는 과정을 수행한다.

먼저, 디스크(121)를 정방향으로 회전시킨다(200).

마그네트(123a)가 마그네트 스위치(123b)의 감지 범위 즉, 디스크 중앙부(121b)가 제1지점(P1)에 도달하면(202의 예), 그 정회전 되는 시간을 제어부(101)가 누적적으로 카운트한다(204).

이후 마그네트(123a)가 마그네트 스위치(123b)의 감지 범위를 벗어나서 오프(Off)되면 즉 디스크 중앙부(121b)가 제2지점(P2)에 도달하면(206의 예), 제어부(101)가 누적적으로 카운트한 시간(A)에 따라 기준시간(B=A/2)을 계산하고(208) 동시에 디스크(121)를 역방향으로 회전시킨다(210).

그런 다음 디스크 역회전 동안 제어부(101)가 누적적으로 카운트하고(212), 그 카운트한 시간(C)이 기준시간에 도달하면(214의 예) 디스크 회전을 정지시킨다(216). 이에 따라 디스크 중앙부(121b)가 마그네트 스위치(123b)에 위치하게 되며 그 반대측 디스크 절개부(121a)가 배출구(114)에 가장 근접하게 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서 제어부(101)가 디스크(121)를 반바퀴 더 회전시킨다(218). 이에 따라 디스크(121)가 디스크 초기 위치로 설정된다.

다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기에서 회전 속도와 회전 방향을 제어하기 위한 방법을 도 7에 따라 설명한다.

이와 같이 디스크 초기 위치로 설정된 상태에서 제어부(101)가 송풍팬(115)를 구동함과 동시에 디스크(121)를 구동하여 공기정화 및 가습을 수행한다. 이때 가습량을 극대화하기 위해서 제어부(101)가 디스크 회전 방향과 회전 속도를 제어한다.

먼저 도 5a와 같이 디스크(121)가 디스크 초기 위치로 설정된 경우, 디스크를 정방향 회전시키면 도 5b와 같이 디스크 일부분이 수조에 적혀진다(300). 이때 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 증가한다(302).

이후 계속 디스크가 정회전하면 도 5c와 같이 디스크 중앙부(121b)가 수조(130)에 담긴 물에 잠겨서 마그네트 스위치(123b)가 온(On)되어 제1지점(P1)에 도달하면(304의 예), 도 5d와 같이 제어부(101)가 디스크(121)를 역회전시킨다(306). 이때 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 감소한다(308).

이후 디스크 역회전이 계속되면 도 5e와 같이 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기어 디스크 초기 위치 즉 디스크 중앙부(121b)가 배출구(114)에 가장 근접하게 되는 제4지점(P4)에 도달하면(310의 예), 이때부터 제어부(101)가 디스크 회전속도를 단계적으로 증가한다(312).

이후 도 5f와 같이 디스크 중앙부(121b)가 수조(130)에 담긴 물에 잠겨서 마그네트 스위치(123b)가 온(On) 되어 제2지점(P2)에 도달하면(314의 예), 도 5g와 같이 제어부(101)가 디스크(121)를 정회전 시킨다(316). 이때 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 감소한다(318).

이후 디스크 정회전이 계속되면 도 5h와 같이 디스크 절개부(121a)가 수조(130)에 잠기어 디스크 초기 위치 즉 디스크 중앙부(121b)가 배출구(114)에 가장 근접하게 되는 제4지점(P4)에 도달하면(320의 예), 운전 정지인지 판단한다(322).

운전 정지가 아니면 도 5b와 같이 제어부(101)가 디스크 회전 속도를 단계적으로 증가하고 이후 앞서 설명한 동작을 반복하여 수행한다.

이와 같이 디스크 회전 방향과 회전 속도를 제어하여 디스크 전체가 골고루 수조에 잠기게 하면서 디스크 절개부(121a)가 배출구(114)로부터 멀어지게 함으로써 가습량을 증대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 제어 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기의 회전 디스크의 위치를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 디스크의 회전 방향과 회전 속도를 제어하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크 초기 위치를 설정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정 가습기에서 회전 속도와 회전 방향을 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100 : 공기청정 가습기

110 : 본체 케이스

120 : 디스크 어셈블리

130 : 수조

140 : 디스크 모터

Claims

본체 케이스(110)와, 수조(130)와, 상기 수조에 일부분이 잠겨 회전하고 절개부가 형성된 디스크(121)를 포함하는 디스크 어셈블리(120)와, 상기 디스크의 회전 위치를 감지하는 위치 감지부(123)와, 상기 디스크의 위치를 제어하는 제어부(101);를 포함하되,

상기 제어부는,

가습량을 높일 수 있도록 상기 위치 감지부의 감지 신호에 따라 디스크의 회전 방향과 회전 속도를 제어하는 공기청정 가습기.
제1항에 있어서,

상기 위치 감지부는 상기 디스크에 설치된 마그네트(123a)와, 상기 마그네트가 감지 범위에 위치하는가에 따라 온 또는 오프하는 마그네트 스위치(123b)로 구성하는 공기청정 가습기.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 디스크를 정방향 회전 또는 역방향 회전시키는 동안 상기 디스크 절개부(121a)가 배출구(114)에서 멀어지도록 상기 회전속도를 증가 또는 감소하는 공기청정 가습기.
수조(130)에 일부분이 잠겨 회전하고 절개부가 형성된 디스크(121)를 포함하는 디스크 어셈블리(120)와, 상기 디스크의 회전 위치를 감지하는 위치 감지부(123)를 포함하는 공기청정 가습기의 제어방법에 있어서,

공기청정 및 가습 모드로 설정되면 상기 디스크를 디스크 초기 위치로 설정하고;

상기 디스크 초기 위치에서 상기 디스크를 정방향 회전하면서 디스크 회전 속도를 증가하고;

상기 디스크의 중앙부(121b)가 수조에 도달하면 상기 디스크를 역방향 회전하면서 디스크 회전 속도를 감소하고;

상기 역방향 회전 시 상기 디스크가 디스크 초기 위치에 도달하면 디스크 회전 속도를 증가하고,

상기 디스크 중앙부가 수조에 위치하면 디스크를 정방향 회전하면서 회전 속도를 감소하는 공기청정 가습기의 제어방법.
제4항에 있어서,

상기 디스크의 초기 위치 설정은

상기 디스크를 정방향으로 회전하고;

상기 위치 감지부의 감지 범위에서 상기 디스크가 정방향으로 회전하는 시간을 카운트하고;

상기 디스크가 감지 범위를 벗어나기 전에 상기 디스크의 정방향으로 회전 시 카운트한 시간을 이용하여 기준 시간을 계산함과 동시에 상기 디스크를 역방향으로 회전하고;

상기 디스크를 역방향으로 회전하는 시간을 카운트하고;

상기 디스크의 역방향으로 회전 시 카운트한 시간이 상기 기준 시간과 일치하면 상기 디스크를 정지한 뒤 상기 디스크를 반바퀴 회전하여 상기 디스크 절개부가 상기 배출구로부터 가장 멀리 위치하게 하는 공기청정 가습기의 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 기준 시간은 상기 정방향 회전 시 카운트한 시간의 절반인 공기청정 가습기의 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 디스크 초기 위치 설정 시 상기 디스크 중앙부가 상기 공기청정 가습기의 배출구에 가장 근접하게 위치하는 공기청정 가습기의 제어방법.