KR101227856B1 - 스팀청소기 - Google Patents

Abstract

스팀 생성 시 사용되는 물에 함유되어 있는 경수 성분의 이온을 제거함에 있어서 환경 오염이 없을 뿐만 아니라, 간편하게 재생할 수 있는 연수유닛을 구비하는 스팀청소기가 개시된다. 본 발명에 따른 스팀청소기는 스팀 청소를 위한 스팀청소유닛과 스팀청소유닛에 공급되는 물을 연수화하기 위한 연수유닛을 포함하는 스팀청소기에 있어서, 연수유닛은 다공성 전극에 전원을 인가하여 물 속에 포함되어 있는 경수 성분의 이온을 연수 동작 시 전극에 흡착하고, 재생 동작 시 전극으로부터 제거하기 때문에, 종래와 같이 이온교환수지 재생을 위해 소금물을 투여할 필요가 없으며, 나아가 전극의 극성을 변환시키는 것만으로도 간편하게 연수유닛의 재생이 이루어진다.

Description

스팀청소기{Steam Cleaner}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연수유닛을 구비한 스팀청소기를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스팀청소기를 개략적으로 도시한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1..본체 10..진공청소유닛

11..흡입노즐 12..흡입연결관

13..집진실 14..흡입모터

20..스팀청소유닛 21..스팀노즐

22..스팀연결관 30..스팀발생부

31..물탱크 32..수조

33..히터 35..밴츄리관

40..연수유닛 42..배출탱크

43..재생수 순환유로 44..커패시터

본 발명은 스팀청소기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연수유닛을 구비한 스팀청소기 및 스팀진공청소기에 관한 것이다.

일반적으로 진공 청소기는 방바닥 등에 접촉한 상태로 주행하는 흡입노즐을 이용하여 이물질을 흡입하고, 흡입된 이물질을 내부에서 필터링함으로써 청소를 수행하는 것이다. 이러한 진공 청소기는 공기와 함께 빨려 들어오는 이물질에 대해서만 청소가 가능할 뿐 미세 먼지나, 바닥에 묻거나 부착되어 있는 얼룩, 묵은 때 등은 청소가 불가능하다는 단점이 있었다.

이러한 단점을 보완하는 것으로서, 근래 시판되고 있는 스팀 청소기가 있다. 스팀 청소기는 물을 가열하여 고온의 스팀을 발생시키며, 이 스팀을 이용하여 방바닥의 미세 먼지나 얼룩, 묵은 때를 제거할 뿐만 아니라 살균 및 소독까지 가능하다는 장점이 있다.

한편, 상술한 스팀 청소기는 수돗물을 그대로 가열해서 사용할 경우, 수돗물에 포함되어 있는 경수 성분의 이온 예를 들면, Ca2+, Mg2+, Fe3+ 등이 점진적으로 노즐을 막기 때문에, 이 경수 성분의 이온들을 제거하기 위한 연수장치를 구비한다. 연수화는 다양한 형태로 이루어지는데, 가장 널리 사용되고 있는 것이 이온교환수지 방식(Ion Exchange Resin; IER)이다. 이온교환수지 방식은 이온교환수지를 이용하여 이온 상태의 경수 성분이 이온교환수지에 붙어 있는 Na 이온과 서로 교환되도록 하는 것으로, 비용이 저렴하다는 장점은 있으나 연수화된 물에 다량의 Na, Cl 이온이 포함되어 있기 때문에 환경을 오염시킬 수 있다는 단점이 있었다. 또한, 이온교환수지를 사용하여 경수 성분의 이온을 제거하게 되면 일정 시간이 경과될 때마다 소금물을 사용하여 이온교환수지를 재생해야 하기 때문에, 이를 위해 사용자가 직접 소금물을 연수장치에 투입하거나 별도의 장치를 추가하여 세척을 주기적으로 해야 하기 때문에 사용이 불편하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스팀 생성 시 사용되는 물에 함유되어 있는 경수 성분의 이온을 제거함에 있어서 환경 오염이 없을 뿐만 아니라, 간편하게 재생할 수 있는 연수유닛을 구비하는 스팀청소기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스팀청소기는 스팀 청소를 위한 스팀청소유닛과 스팀청소유닛에 공급되는 물을 연수화하기 위한 연수유닛을 포함하는 스팀청소기에 있어서, 연수유닛은 다공성 전극에 전원을 인가하여 물 속에 포함되어 있는 경수 성분의 이온을 연수 동작 시 전극에 흡착하고, 재생 동작 시 전극으로부터 제거하여 물을 연수화한다.

또한, 본 발명에 따른 스팀청소기의 상기 스팀청소유닛은 연수유닛에 물을 공급하기 위한 물탱크와, 재생 동작 시 발생되는 재생수를 저장하기 위한 배출탱크를 구비하며, 이 물탱크와 배출탱크는 본체에 착탈 가능하게 마련된다.

또한, 본 발명에 따른 스팀청소기의 상기 배출탱크는 저장된 재생수를 연수유닛으로 재공급하기 위한 재생수 순환유로를 더 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 스팀청소기의 상기 연수유닛은 구동 시 발생되는 에너지를 저장하기 위한 커패시터를 더 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 스팀청소기는 진공 청소를 위해 이물질을 집진실로 흡입하는 흡입모터를 구비하는 진공청소유닛을 포함하고, 상기 스팀청소유닛은 스팀발생부를 포함하되, 스팀발생부는 상기 흡입모터의 배기측과 연통된 유로와 스팀노즐과 연통된 유로와 밴츄리관으로 연결되어 스팀을 분사한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스팀청소기를 개략적으로 도시한 것이다. 본 스팀청소기는 진공 청소와 스팀 청소가 모두 가능한 것으로, 청소기 본체(1)에는 진공청소유닛(10)와 스팀청소유닛(20)가 마련된다.

진공청소유닛(10)은 흡입부와 집진부를 구비한다. 흡입부는 본체(1) 전방에 마련된 흡입노즐(11)과, 흡입노즐(11)과 본체의 집진부를 연통시키도록 하는 흡입연결관(12)을 구비한다. 흡입연결관(12)으로는 중공형 파이프 또는 플럭시블한 주름관이 사용 가능하다. 본체(1)에 마련되는 집진부의 집진실(13)은 흡입모터(14)에서 발생되는 흡입력을 이용하여 흡입노즐(11)을 통해 방바닥에서 빨아들인 먼지를 포집하여 저장한다.

스팀청소유닛(20)은 스팀분사부와 스팀발생부(30)를 구비한다. 스팀분사부는 상기 진공청소유닛(10)의 흡입노즐(11)과 마찬가지로 본체(1) 전방에 마련되는 스팀노즐(21)과, 스팀노즐(21)을 본체의 스팀발생부(30)와 연통시키기 위한 스팀연결 관(22)을 구비한다. 스팀연결관(22)과 흡입연결관(12) 및 스팀노즐(21)과 흡입노즐(11)은 일체로 마련될 수 있다.

본체(1)에 마련되는 스팀발생부(30)는 물을 저장하기 위한 물탱크(31)와, 스팀을 생성하기 위한 수조(32) 및 히터(33)를 구비한다. 물탱크(31)는 소정량의 물을 수용하며 본체(1)에 착탈 가능하게 마련된다. 수조(32)의 물을 가열하기 위한 히터(33)는 신속하게 스팀을 발생시킬 수 있도록 소량을 물을 통과시켜 순간적으로 스팀화하는 판형히터가 바람직하다.

물탱크(31)와 스팀발생부(30) 사이에는 연수유닛(40)이 마련되어 물 속에 함유되어 있는 경수 성분의 이온을 제거한다. 본 발명에 사용되는 연수유닛(40)으로서는 다공성 전극에 전원을 인가하여 물 속에 포함되어 있는 경수 성분의 이온을 연수 동작 시 전극에 흡착하고, 재생 동작 시 전극으로부터 제거하는 전기 탈이온 방식(Capacitive Deionization; 이하 CDI)이 바람직하다. 연수유닛(40)과 수조(32) 사이에 마련되는 유로에는 개폐밸브(41)가 마련되어 연수 동작 시에는 연수화된 물을 수조(32)로 공급하고, 재생 동작 시에는 재생수를 배출탱크(42)로 배출한다. 배출탱크(42)는 본체(1)에 착탈 가능하게 마련되며, 재생 과정에 사용되는 물을 효율적으로 사용하기 위해 소형 물펌프(미도시)를 재생수 순환유로(43) 상에 설치하여 연수유닛(40)으로 재공급할 수도 있다. 또한, 연수유닛(40)에는 연수 동작 시 발생되는 에너지를 축전하기 위한 커패시터(44)가 마련되어 축전된 전기를 이용하여 스팀발생장치(30)의 히터(33)를 가열하는데 사용될 수 있기 때문에, 스팀청소기의 전반적인 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 스팀발생부(30)에서 생성된 스팀은 스팀연결관(22)을 통해 스팀노즐(21)로 분사된다. 이를 위해, 스팀연결관(22)은 흡입모터(14)의 배기측과 유로(34)로 연통되어 에어를 공급받으며, 스팀발생부(30)에서 생성된 스팀은 스팀연결관(22) 및 유로(34)에 T자 형상으로 연통된 밴츄리관(35)을 통해 연결됨으로써, 베르누이의 원리에 의해 스팀노즐(21)로 분사된다.

그러면, 상기와 같은 구성을 갖는 연수유닛을 구비한 스팀청소기의 동작을 살펴보기로 한다. 여기서, 진공청소기 및 스팀청소기의 동작은 이미 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략하며, 연수유닛의 동작을 위주로 설명한다. CDI 방식의 연수유닛(40)은 경수의 이온 성분을 다공성 전극에 흡착시켜 연수화하는 연수 과정과, 다공성 전극에 흡착된 이온 성분을 전극으로부터 제거하여 외부로 배출하기 위한 재생 과정을 선택적으로 행한다.

먼저, 연수 동작이 이루지기 위해서는 물탱크(31)로부터 연수유닛(40)으로 경수가 공급되며, 이때 연수유닛(40)은 미도시된 전원공급부로부터 전원이 인가된 상태이다. 따라서, 연수유닛(40)으로 유입된 경수는 양전압과 음전압이 각각 인가된 다공성 양극과 음극 사이를 통과하면서 경수에 함유되어 있는 Ca2+, Mg2+, CO3- 등과 같은 경수 성분의 이온들이 각 전극에 흡착되며, 경수 성분의 이온들이 제거된 물(연수)은 수조(32)로 공급된다.

재생 동작이 이루어지기 위해서는 상기와 마찬가지로 물탱크(31)로부터 연수유닛(40)으로 물이 공급되며, 이때 연수유닛(40)에는 전원공급부에 의해 전원이 인가되되 상술한 연수 동작과는 반대로 예컨대, 양전압이 인가된 전극에는 음전압이 인가되고 음전압이 인가된 전극에는 양전압이 인가되거나, 또는 전원이 공급되지 않는다. 따라서, 이러한 상태에서는 각 전극에 흡착되어 있는 이온들은 동일한 극성을 띄는 전극으로부터 척력에 의해 밀리거나 흡착력이 제거되어 전극으로부터 탈착되며, 이때 동시에 공급되는 경수와 함께 배출탱크(42)로 빠져 나가게 된다. 배출탱크(42) 및 물탱크(31)는 본체(1)로부터 착탈되므로, 물 부족 및 만수 시 본체(1)로부터 분리하여 물을 보충하거나 버리게 된다. 이러한 연수 동작과 재생 동작은 일정한 간격으로 행해지거나, 각 유로에 경도 측정센서(미도시)를 설치하여 연수의 경도가 일정 수준 이상일 때 또는 재생수의 경도가 일정 수준 이하일 때 선택적으로 행해질 수 있다.

한편, 상기 실시예에서는 스팀청소기 본체 내부에 하나의 연수유닛만을 구비하여 물의 경도 정도에 따라 연수 및 재생 동작이 교대로 행해지도록 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 적절한 변형 및 수정을 통해 두 개 이상의 연수유닛을 스팀진공청소기 내부에 설치하여 어느 하나의 연수유닛이 재생 동작을 하는 동안 다른 하나의 연수유닛은 연수 동작을 하도록 함으로써, 연수를 연속적으로 스팀발생장치에 공급할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 상기 실시예에서는 진공청소유닛을 구비하는 스팀청소기를 설명하였지만, 도 2에 도시된 바와 같이 적절한 변형 및 수정을 통해 진공청소유닛이 구비되지 않은 스팀청소기에도 연수유닛을 설치하여 급수되는 물에 함유되어 있는 경수 성분의 이온을 효율적으로 제거할 수 있다. 도면에서 상기 실시예와 동일한 참조부호를 붙인 것은 동일한 기능을 수행하는 것이므로 설명을 생략한다. 본 실시예의 스팀청소기는 진공청소유닛이 없기 때문에 스팀발생부(30)에서 생성된 스팀은 스팀청소기의 바닥면에 마련되는 노즐(36)을 통해 직접적으로 외부로 분사된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 CDI 방식의 연수유닛을 구비한 스팀청소기는 급수되는 물에 함유되어 있는 경수 성분의 이온을 다공성 전극에 전원을 인가하여 연수 동작 시 전극에 흡착하고 재생 동작 시 전극으로부터 제거하기 때문에, 환경 오염이 없을 뿐만 아니라 간편하게 재생할 수 있다.

Claims (6)

1. 스팀 청소를 위한 스팀청소유닛과, 스팀청소유닛에 공급되는 물을 연수화하기 위한 연수유닛을 포함하는 스팀청소기에 있어서,

   상기 연수유닛은 다공성 전극에 전원을 인가하여 물 속에 포함되어 있는 경수 성분의 이온을 연수 동작 시 전극에 흡착하고, 재생 동작 시 전극으로부터 제거하여 연수화하는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스팀청소유닛은 연수유닛에 물을 공급하기 위한 물탱크와, 재생 동작 시 발생되는 재생수를 저장하기 위한 배출탱크를 구비하며, 이 물탱크와 배출탱크는 본체에 착탈 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 배출탱크는 저장된 재생수를 연수유닛으로 재공급하기 위한 재생수 순환유로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 연수유닛은 구동 시 발생되는 에너지를 저장하기 위한 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.
5. 제 1항에 있어서,

   진공 청소를 위해 이물질을 집진실로 흡입하는 흡입모터를 구비하는 진공청소유닛을 포함하고,

   상기 스팀청소유닛은 스팀을 생성하는 스팀발생부와 스팀의 분사를 위한 스팀노즐을 포함하되, 상기 스팀발생부는 상기 흡입모터의 배기측에 연통된 유로와 상기 스팀노즐에 연통된 유로에 벤츄리관을 통해 연결되어 상기 스팀노즐 쪽으로 스팀을 분사하는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연수유닛은 적어도 두 개 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 스팀청소기.

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