KR101582603B1 - 자연가습 공기청정기 - Google Patents

Abstract

정화된 공기에 수분공급을 위해 소비되는 전력을 절감하여 에너지 효율이 향상되되 원활한 수분공급을 통해 가습 효율이 향상되도록, 본 발명은 상부에 공기유입구가 형성되며, 측부에 공기배출구가 형성되고, 하부에 물이 저수되는 저수부가 구비되는 케이스부; 상기 공기유입구에 결합된 필터부의 하측에 배치되되, 회전시 하향의 나선형 기류를 형성하는 터보팬; 및 상기 저수부에 저장된 물에 잠긴 상태로 상기 나선형 기류에 의해 연동 회전되도록 배치되며, 모세관 현상을 통해 수분을 흡수하여 상기 나선형 기류를 가습하는 회전가습부를 포함하는 자연가습 공기청정기를 제공한다.

Description

자연가습 공기청정기{air purifier with natural humidification}

본 발명은 자연가습 공기청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정화된 공기에 수분공급을 위해 소비되는 전력을 절감하여 에너지 효율이 향상되되 원활한 수분공급을 통해 가습 효율이 향상되는 자연가습 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기청정기는 공기 중에 포함된 인체 유해물질 및 오염된 먼지를 제거할 수 있는 장치이다.

도 1은 종래의 가습 공기청정기를 나타낸 예시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 가습 공기청정기(100)는 본체(1), 팬(2), 수조부(3), 디스크 어셈블리(4)를 포함한다. 여기서, 상기 본체(1)에는 흡기구와 배기구가 형성되며, 흡기구를 통해 흡입된 공기는 본체(1) 내부에 구비된 필터를 통해 정화되어 배기구로 토출될 수 있다.

그리고, 상기 팬(2)은 상기 본체(1) 내부에 설치되어 공기를 송풍하게 되며, 상기 수조부(3)는 본체(1) 내부에 물을 수용하도록 구비된다. 또한, 상기 디스크 어셈블리(4)는 상기 수조부(3)에 설치되되 다수가 병렬로 연결된 디스크로 구비되어 상기 디스크가 회전됨에 따라 내부로 순환되는 공기에 수분을 공급하게 된다.

그러나, 종래의 디스크는 상기 본체(1) 내부로 유동되는 기류의 흐름방향을 따라 회전되도록 배치되므로 본체 내부로 유동되어 외부로 토출되는 유동 기류에 의한 디스크의 회전량이 부족하고 디스크의 회전을 통한 유동 기류의 가습이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

한편, 디스크 회전을 위한 별도의 동력원을 구비하는 경우도 있었으나, 구조 및 장치의 복잡화로 인해 제조원가가 상승될 뿐만 아니라, 동력원의 구동을 위한 추가적인 전력 소모가 발생되고 물의 수위에 따라 가습량을 일정하게 유지하기 위해서 팬의 회전량 제어를 위한 복잡한 알고리즘이 요구되는 등 장치의 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 디스크의 회전시 수조부(3)의 물을 통과한 디스크의 외주에 묻어 있는 물이 기류로 공급되는 방식으로 물의 수위에 따라 가습량이 일정하게 유지되지 못하였고, 물의 수위가 높거나 디스크가 빠르게 회전되는 경우에는 디스크 표면의 물이 원심력에 의해 튀어버려 내부 부품을 손상시키거나 공기 배출구 혹은 공기 흡입구로 직접 배출되는 문제점이 있었다.

한국 공개특허 제10-2005-0088541호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정화된 공기에 수분공급을 위해 소비되는 전력을 절감하여 에너지 효율이 향상되되 원활한 수분공급을 통해 가습 효율이 향상되는 자연가습 공기청정기를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상부에 공기유입구가 형성되며, 측부에 공기배출구가 형성되고, 하부에 물이 저수되는 저수부가 구비되는 케이스부; 상기 공기유입구에 결합된 필터부의 하측에 배치되되, 회전시 하향의 나선형 기류를 형성하는 터보팬; 및 상기 저수부에 저장된 물에 잠긴 상태로 상기 나선형 기류에 의해 연동 회전되도록 배치되며, 모세관 현상을 통해 수분을 흡수하여 상기 나선형 기류를 가습하는 회전가습부를 포함하는 자연가습 공기청정기를 제공한다.

이때, 상기 회전가습부는 상기 터보팬의 회전방향과 동일한 회전방향으로 회전되도록 상기 터보팬의 하측에 대향 배치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 터보팬의 하측에는 상기 케이스부의 내면으로부터 이격 배치되어 외면을 따라 상기 나선형 기류가 안내되는 내측 가이더부가 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 회전가습부의 측벽부는 상기 내측 가이더부 하단의 외부 영역에 배치되되, 상기 공기배출구의 내부 영역에 배치됨이 바람직하다.

또한, 상기 케이스부의 내측에는 상기 터보팬의 외측을 감싸도록 구비되되, 상기 내측 가이더부와 대향 배치되도록 하측으로 연장되어 안내유로를 형성하는 외측 가이더부가 구비됨이 바람직하다.

한편, 상기 내측 가이더부는 외측으로 경사지게 구비됨이 바람직하다.

더욱이, 상기 내측 가이더부는 상기 외측 가이더부보다 하측으로 더 연장되되, 연장된 부분이 상기 공기배출구측으로 라운드지게 형성됨이 바람직하다.

상기 회전가습부의 상단은 상기 공기배출구의 최상단 높이범위 및 최하단 높이범위 사이에 배치됨이 바람직하다.

상기 공기배출구에는 상하로 이격 배치되는 하나의 이상의 그릴 가이드가 구비됨이 바람직하다.

상기 회전가습부는 측벽부를 따라 복수개의 관통부가 형성된 회전프레임과, 상기 회전프레임의 측벽부에 원주방향을 따라 결합되는 모세관현상유도부를 포함함이 바람직하다.

상기 저수부에는 상측으로 돌출되는 축돌기가 구비되고, 상기 회전프레임은 바닥부의 중앙에 상기 축돌기가 삽입되는 지지홈부가 형성되고 상기 저수부의 바닥면으로부터 이격되도록 배치됨이 바람직하다.

상기 회전프레임은 바닥부의 외주부가 하측으로 함몰되어 단차지게 구비되되, 상기 저수부에는 상기 외주부가 삽입되는 회전가이드홈부가 형성됨이 바람직하다.

상기 저수부는 상기 회전가습부를 감싸도록 구비되되, 상기 저수부의 측면부는 상기 케이스부로부터 이격되도록 구비됨이 바람직하다.

상기 저수부의 측면부에는 상하로 이격 배치되는 한쌍의 수위센서가 구비됨이 바람직하다.

상기 터보팬은 구동모터에 의해 회전되는 허브와, 상기 허브의 외주를 따라 방사상으로 배열되는 하나 이상의 블레이드와, 상기 블레이드의 상단부를 연결하되 내측에 공기흡입부가 형성되는 쉬라우드를 포함함이 바람직하다.

상기 터보팬의 상측에는 상기 케이스부의 내측면에 돌출되어 상기 쉬라우드와 이격 배치되되, 단부가 상기 공기흡입부의 내측으로 삽입되도록 상기 쉬라우드의 상단을 라운드지게 감싸는 벨마우스가 구비됨이 바람직하다.

상기 케이스부는 상면부를 따라 상기 공기유입구가 형성된 탑커버와, 내부에 상기 필터부가 구비되되, 상기 탑커버의 하부에 결합되는 상부케이스와, 상기 상부케이스에 결합되되 측면부를 따라 상기 공기배출구가 형성되며, 상측에 상기 상부케이스 내측으로 삽입되어 상기 터보팬이 결합되는 장착부가 구비되는 중간케이스와, 내부에 상기 저수부가 구비되되 상기 중간케이스에 결합되는 하부케이스로 구비됨이 바람직하다.

상기 케이스부의 내측에는 상기 필터부의 하면 테두리부가 안착되는 단턱부가 형성되되, 상기 단턱부의 하부에는 내측으로 단차지게 돌출되어 하측으로 연장되는 흡기유로가 형성됨이 바람직하다.

상기 터보팬의 하측으로 토출된 상기 나선형 기류는 상기 회전가습부의 내측을 따라 유동되며 상기 회전가습부를 회전시키되, 상기 회전가습부의 측벽부를 관통하며 가습되어 상기 공기배출구로 토출됨이 바람직하다.

상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 자연가습 공기청정기는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 상기 회전가습부는 모세관 현상으로 물을 흡수하여 상기 나선형 기류로 공급하되, 수위 저하에 따른 회전가습부의 흡수 수분량 저하가 물의 저항 감소에 따른 회전가습부의 회전수 증가로 보상되므로 저수위 및 고수위 시 일정한 가습량을 제공하여 제품의 가습품질이 향상될 수 있으며, 상기 터보팬과 동일 축선 상에 구비되어 동일한 회전방향으로 연동 회전되므로 회전을 위한 별도의 에너지원이 요구되지 않아 제품의 효율성이 향상되고 제품이 컴팩트화될 수 있다.

둘째, 상기 회전가습부는 측벽부를 따라 회전되는 나선형 기류에 의해 연동회전되는 상태에서 모세관 현상으로 상기 측벽부에 흡수된 수분을 상기 나선형 기류로 공급하므로 제품의 가습 효율이 현저히 개선될 수 있다.

셋째, 상기 회전가습부는 저수부의 축돌기에 회전되도록 결합되어 저수부의 바닥면과 이격 배치되므로 이격된 틈으로 유입된 물이 수막을 형성함에 따라 회전마찰이 최소화되어 나선형 기류에 의한 회전가습부의 회전 효율이 향상되고, 나선형 기류의 가습이 원활하게 이루어질 수 있다.

넷째, 상기 외측 가이더부 및 상기 내측 가이더부는 상호 대향 배치된 면측으로 경사지게 구비되어 각 가이더부에 의해 유도되는 기류의 반발력을 통해 나선형 기류의 회전량을 증가시키며, 내측 가이더부의 라운드진 단부에서 유도된 기류를 통해 회전가습부를 따라 유동되는 나선형 기류를 가압하여 모세관현상유도부를 관통하는 기류량을 증가시키므로 원활한 가습 및 공기배출이 이루어질 수 있다.

도 1은 종래의 가습 공기청정기를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기의 필터부를 나타낸 분해사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기의 회전가습부를 나타낸 분해사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기의 필터부를 나타낸 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자연가습 공기청정기의 회전가습부를 나타낸 분해사시도이다.

도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 자연가습 공기청정기(200)는 케이스부(10), 터보팬(20), 그리고 회전가습부(30)를 포함한다.

여기서, 상기 케이스부(10)는 상부에 공기유입구(11a)가 형성되며, 측부에 공기배출구(14a)가 형성되고, 하부에 물이 저수되는 저수부(15a)가 구비된다. 이때, 상기 케이스부(10)는 상기 자연가습 공기청정기(200)의 외관을 형성하며, 내부에 장착공간이 형성되어 상기 터보팬(20) 및 상기 회전가습부(30)를 포함하는 각종 부품이 설치될 수 있다.

한편, 상기 터보팬(20)은 상기 공기유입구(11a)에 결합된 상기 필터부(12)의 하측에 배치되되, 회전시 하향의 나선형 기류를 형성한다. 상세히, 상기 터보팬(20)은 상기 케이스부(10) 내부에 구비된 구동모터에 의해 회전되며, 회전시 상측의 공기를 흡입하여 하부로 토출한다.

즉, 상기 터보팬(20)이 회전되면, 상기 외부공간의 오염된 공기는 상기 공기유입구(11a)를 통해 흡입되어 상기 필터부(12)에서 정화되며, 정화된 공기는 상기 터보팬(20)을 통과하며 나선형 기류로 변화되어 하부로 토출된다.

한편, 상기 회전가습부(30)는 상기 저수부(15a)에 저장된 물에 일부가 잠긴 상태로 상기 나선형 기류에 의해 연동 회전되도록 배치되며, 모세관 현상으로 수분을 흡수하여 상기 나선형 기류를 가습한다.

이때, 상기 회전가습부(30)는 상기 터보팬(20)의 회전방향과 동일한 회전방향으로 회전되도록 상기 터보팬(20)의 하측에 대향 배치됨이 바람직하다. 즉, 상기 회전가습부(30)는 상기 터보팬(20)의 회전축과 평행하게 구비된 회전축에 배치될 수 있으며, 상기 터보팬(20)과 동일축선 상에 배치됨이 더욱 바람직하다.

상세히, 상기 회전가습부(30)는 상기 터보팬(20)에서 하부로 토출된 나선형 기류가 상기 회전가습부(30)의 측벽부를 따라 유동되며 회전될 수 있다.

이때, 상기 회전가습부(30)의 측벽부는 물에 잠긴 일부로부터 모세관 현상을 통해 물을 흡수하게 되며, 상기 나선형 기류는 상기 측벽부를 두께방향으로 통과하며 측벽부의 수분을 흡수하여 가습되어 상기 공기배출구(14a)를 통해 외부로 토출될 수 있다.

이처럼, 상기 회전가습부(30)는 상기 터보팬(20)의 구동으로 발생된 기류의 힘으로 회전될 수 있으므로 회전을 위한 별도의 동력원이 요구되지 않으며 이를 구동하기 위한 에너지를 절감할 수 있어 제품이 컴팩트한 구조로 구비될 수 있으며 제품의 에너지 효율성이 개선될 수 있다.

구분	시험조건		가습량		가습량 비교
	온도	습도	고정시	회전시
1	25℃	34%	360cc/h	396cc/h	9% 증가
2	24℃	35%	326cc/h	356cc/h	8.4% 증가

상기 표 1은 동일한 온도 및 습도 조건을 가진 외부 공기가 상기 회전가습부를 통과하여 토출될 때의 가습량, 상기 회전가습부의 고정 및 회전시 가습량 증가를 나타내고 있다.

여기서, 상기 회전가습부가 고정된 경우에는 360cc/h, 325cc/h의 가습량이 나타난 것에 비해, 회전시에는 396cc/h, 356cc/h로 9% 내지 8.4%의 의 가습량 증가를 보여주고 있다.

이처럼, 상기 회전가습부(30)는 상기 터보팬(20)과 대향 배치되어 측벽부를 따라 유동되는 나선형 기류에 의해 연동 회전됨과 함께 나선형 기류로 수분을 공급하므로 제품의 가습량이 현저히 증가될 수 있다.

구분	10mm잠김	20mm잠김	30mm잠김	40mm잠김	50mm잠김	60mm잠김	70mm잠김
회전수	44	40	37	34	32	30	28

표 2는 터보팬의 회전수를 일정하게 유지하여 동일한 양의 나선형 기류가 공급될 때 상기 회전가습부(30)가 물에 잠긴 높이에 따라 변화되는 회전수를 측정한 값을 나타낸 것이다.

상기 저수부(15a)에 저수된 물의 수위가 낮아지게 되면 상기 회전가습부(30)로 수분을 공급하는 모세관 현상이 약해지게 되므로, 상기 회전가습부(30)의 상부까지 올라가는 수분의 양이 줄어들고 가습량이 줄어들게 된다.

반면, 수위가 낮아질수록 상기 회전가습부(30)의 물에 대항 저항이 감소되므로 동일한 나선형 기류가 공급되더라도 상기 회전가습부(30)의 회전수가 자연적으로 증가되게 된다. 이러한, 회전수 증가는 상기 나선형 기류에 대한 수분 공급을 촉진시켜 제품의 가습량이 증가될 수 있다.

이처럼, 수위 저하에 따른 회전가습부의 흡수 수분량 저하가 물의 저항 감소에 따른 회전가습부의 회전수 증가로 보상됨에 따라 저수위 및 고수위 시 나선형 기류에 대한 가습량이 일정하게 유지될 수 있어 제품의 가습품질이 개선될 수 있다.

또한, 상기 회전가습부(30)가 나선형 기류에 의해 회전되되, 상기 터보팬의 회전방향과 동일 축선상에 배치되어 모세관 현상에 따른 수분 흡수 및 물의 저항에 따른 회전수가 상호 보상적으로 변화되므로 별도의 회전 구동부나 이를 제어하기 위한 복잡한 알고리즘이 요구되지 않아 제품의 컴팩트화를 통해 생산단가가 절감될 수 있다.

더욱이, 상기 회전가습부(30)측으로 하향 토출되는 나선형 기류에 의해 증발이나 물튐현상으로 인한 수분의 상승이 방지될 수 있어 구동모터(25) 등 내부 부품의 침습 및 침습으로 인한 손상이 최소화될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 케이스부(10)는 제작 및 사용 상의 편의성의 위해 복수개로 분할되어 구비될 수 있다. 이때, 상기 케이스부(10)는 탑커버(11), 상부케이스(13), 중간케이스(14), 그리고 하부케이스(15)로 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 탑커버(11)는 상면부를 따라 상기 공기유입구(11a)가 형성되며, 상기 상부케이스(13)는 내부에 상기 필터부(12)가 구비되되, 상기 탑커버(11)의 하부에 결합될 수 있다.

또한, 상기 중간케이스(14)는 상기 상부케이스(13)에 결합되되, 측면부를 따라 상기 공기배출구(14a)가 형성되며, 상측에 상기 상부케이스(13) 내측으로 삽입되어 상기 터보팬(20)이 결합되는 장착부(14b)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 하부케이스(15)는 내부에 상기 저수부(15a)가 구비되되 상기 중간케이스(14)에 결합될 수 있다.

이처럼, 상기 케이스부(10)는 복수개로 분할되어 구비되므로 각 케이스와 내부 장착되는 부품을 순차적으로 조립할 수 있어 제품의 조립성이 개선될 수 있다.

더욱이, 상기 탑커버(11)의 탈착을 통해 상기 필터부(12)의 교체가 용이하게 이루어질 수 있으며, 공기 흡입시 쉽게 오염될 수 있는 공기유입구(11a)를 분리하여 간편하게 세척가능하므로 제품의 청결성이 개선될 수 있다.

한편, 도 4 내지 도 5를 참조하면, 상기 필터부(12)는 상기 공기유입구의 하부에 배치되되, 하면 테두리부가 상기 케이스부의 내측에 형성된 단턱부(13a)에 안착되어 결합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 필터부(12)는 다단 필터로 구비되되, 상측으로부터 프리필터(12a), 기능성 필터(12b), 탈취필터(12c), 헤파필터(12d)가 순차적으로 적층되어 구비될 수 있다. 여기서, 상기 프리필터(12a)는 공기 중의 큰 이물질을 여과하도록 망사조직으로 구비될 수 있으며, 상기 기능성 필터(12b)는 세균 및 바이러스 번식을 방지하는 기능성 물질이 도포되어 구비될 수 있다.

또한, 상기 탈취필터(12c)는 공기 중의 악취분자를 흡착하도록 펠렛 형태의 활성탄으로 구비될 수 있으며, 상기 헤파필터(12d)는 공기 중의 미세입자를 여과하도록 주름진 엘리먼트로 구비될 수 있다.

이때, 상기 필터부(12)는 상기 단턱부(13a)에 안착되어 결합되므로, 상기 탑커버(11)를 분리한 상태에서 상기 상부케이스(13)의 상측 개구를 통해 간편하게 교체가능하다.

그리고, 상기 단턱부(13a)는 상기 필터부(12)의 측부 테두리면과 상기 상부케이스(13) 내면 사이의 틈을 커버하여 상기 틈으로의 공기 유입을 방지하므로 흡입되는 공기가 상기 필터부(12)로 집중될 수 있어 제품의 여과효율이 개선될 수 있다.

또한, 상기 단턱부(13a)의 하부에는 상기 공기유입구(11a)에서 상기 터보팬(20)으로 유동되는 기류의 유동면적을 제한하는 흡기유로(13b)가 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 흡기유로(13b)는 상기 단턱부(13a)의 내측 단면적보다 좁은 단면적으로 협소화되도록 구비될 수 있으며, 상기 터보팬(20)의 구동시 흡입되는 기류를 상기 필터부(12)의 중심부로 유도하여 상기 기류가 상기 필터부(12) 및 상기 단턱부(13a) 사이로 유동되며 발생될 수 있는 상기 필터부(12)의 진동이나 흔들림을 방지할 수 있다.

한편, 도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 터보팬(20)의 하측에는 상기 케이스부(10)의 내면으로부터 이격 배치되어 외면을 따라 상기 나선형 기류가 안내되는 내측 가이더부(17)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 나선형 기류는 상기 내측 가이더부(17)에 의해 안내되어 상기 회전가습부(30)의 측벽부측으로 유동될 수 있다.

이때, 상기 회전가습부(30)의 상단(30f)이 상기 내측 가이더부(17) 외면의 연장선 내부영역에 배치되면, 상기 나선형 기류는 상기 회전가습부(30)를 거치지 않고 상기 공기배출구(14a)로 토출되거나 상기 나선형 기류 중 극히 일부만이 상기 회전가습부(30)를 거치게 되므로 상기 회전가습부(30)가 충분한 회전력을 제공받지 못할 수 있다.

따라서, 상기 회전가습부(30)의 측벽부(15f)는 상기 내측 가이더부(17) 하단의 외부 영역에 배치되되, 상기 공기배출구(14a)의 내부 영역에 배치됨이 바람직하며, 상기 내측 가이더부(17)의 외면을 따라 안내된 나선형 기류에 의한 상기 회전가습부(30)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 상기 터보팬(20)은 구동모터(25)에 의해 회전되는 허브(21)와, 상기 허브(21)의 외주를 따라 방사상으로 배열되는 하나 이상의 블레이드(22)와, 상기 블레이드(22)의 상단부를 연결하되 내측에 공기흡입부(24)가 형성되는 쉬라우드(23)를 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 허브(21)가 회전되면, 상기 각 블레이드(22)는 상기 터보팬(20) 상부의 공기를 흡입하여 회전방향을 따라 외측으로 밀어 가속시키며 하측으로 토출시킬 수 있다.

이때, 상기 블레이드(22)는 상기 허브(21)의 회전방향을 따라 경사지게 구비될 수 있으며, 공기의 흡입 및 토출이 촉진되도록 회전방향과 대향되는 면이 라운드지게 형성되는 것도 가능하다.

또한, 상기 터보팬(20)의 상측에는 상기 케이스부(10)의 내측면에 돌출되어 상기 쉬라우드(23)와 이격 배치되되, 단부가 상기 공기흡입부(24)의 내측으로 삽입되도록 상기 쉬라우드(23)의 상단을 라운드지게 감싸는 벨마우스(13c)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 벨마우스(13c)는 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지는 형상으로 상기 공기흡입부(24) 내측으로 연장되는 유로를 형성한다. 이에 따라, 상기 쉬라우드(23)의 상면을 따라 상기 터보팬(20)의 외측으로 유동되는 기류량이 최소화 될 수 있으며, 상기 공기흡입부(24)를 통해 상기 터보팬(20)의 블레이드(22)로 흡입되는 기류량의 감소를 방지할 수 있다.

그리고, 상기 쉬라우드(23)의 상면을 따라 상기 터보팬(20)의 외측으로 유동되는 기류와 상기 블레이드(22)를 통해 하부로 토출된 기류 사이의 충돌로 인한 블레이드(22)의 진동 및 진동으로 인한 소음발생을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 케이스부(10)의 내측에는 상기 터보팬(20)의 외측을 감싸도록 구비되되, 상기 내측 가이더부(17)와 대향 배치되도록 하측으로 연장되어 안내유로(18)를 형성하는 외측 가이더부(16)가 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 블레이드(22)의 외측으로 밀려나며 가속된 공기는 상기 블레이드(22)의 회전방향을 따라 회전되며 나선형 기류를 형성하고, 상기 안내유로(18)를 따라 하측으로 유도될 수 있다.

이때, 상기 외측 가이더부(16)는 내측으로 경사지게 구비됨이 바람직하며, 상기 내측 가이더부(17)와 함께 하측으로 갈수록 협소화되는 유로를 형성하여 하향되는 나선형 기류를 가속할 수 있다.

또한, 상기 내측 가이더부(17)는 외측으로 경사지게 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 안내유로(18)를 따라 하측으로 유동되는 나선형 기류는 상기 내측 가이드부(17)의 외면을 따라 유동되는 제1기류와, 상기 외측 가이더부(16)의 내면을 따라 유동되는 제2기류, 그리고 상기 안내유로(18)의 단면 중앙측으로 유동되는 제3기류를 포함하게 된다.

이때, 상기 제1기류는 외측으로 경사진 상기 내측 가이더부(17)의 외면에 의해 외측 가이더부(16)측으로 외향하는 흐름을 형성하게 된다. 또한, 상기 제2기류는 내측으로 경사진 상기 외측 가이더부(16)의 외면에 의해 내측 가이더부(17)측으로 내향하는 흐름을 형성하게 된다.

그리고, 외향하는 상기 제1기류 및 내향하는 상기 제2기류, 하향하는 제3기류는 상호 반발 작용을 통해 하향 유속이 감소되고 횡방향의 회전 유속이 증가된 나선형 기류를 형성하게 된다.

이에 따라, 동일한 속도로 회전되는 터보팬을 사용하더라도 토출되는 상기 나선형 기류의 회전량이 향상될 수 있으며, 상기 회전가습부(30)의 회전이 더욱 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 내측 가이더부(17)는 상기 외측 가이더부(16)보다 하측으로 더 연장되되, 연장된 부분이 상기 공기배출구(14a)측으로 라운드지게 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 내측 가이더부(17)의 연장된 부분(17a)은 상기 안내유로(18)를 통과하는 기류 중 일부를 상기 공기배출구(14a)측으로 유동되도록 방향 전환시키게 된다. 이때, 방향이 전환된 기류는 상기 회전가습부(30)의 측벽부를 따라 유동되는 나선형 기류에 상기 공기배출구(14a) 방향의 가압력을 제공할 수 있다.

이에 따라, 상기 나선형 기류 및 상기 회전가습부(30)의 측벽부 사이의 마찰력이 증가되어 상기 나선형 기류의 나선형 유동을 통한 상기 회전가습부(30)의 연동 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 나선형 기류는 가압력에 의해 상기 회전가습부(30)의 측벽부를 원활하게 관통하여 유동될 수 있으며, 측벽부에 흡수된 수분을 흡수하여 가습된 상태에서 상기 공기배출구(14a)측으로 유동될 수 있다.

한편, 상기 회전가습부(30)의 상단(30f)은 상기 공기배출구(14a)의 최상단 높이범위 및 최하단 높이범위 사이에 배치됨이 바람직하다.

상기 회전가습부(30)의 상단(30f)이 상기 공기배출구(14a)의 최상단 높이범위를 초과하는 높이에 배치되면, 상기 공기배출구(14a)측으로 직접 토출되는 나선형 기류의 유량이 감소되고 상기 회전가습부(30) 내부측으로만 유동되어 압축될 수 있으며, 상기 회전가습부(30)에 진동을 유발할 우려가 있다.

그리고, 상기 회전가습부(30)의 상단(30f)이 상기 공기배출구(14a)의 최하단 높이범위 미만의 높이에 배치되면 상기 회전가습부(30) 내부로 유동되는 상기 나선형 기류의 유량이 감소되고 상기 공기배출구(14a)측으로만 유동되어 상기 회전가습부(30)가 충분하게 회전되지 못하고 가습량이 감소될 우려가 있다.

한편, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 회전가습부(30)는 측벽부를 따라 복수개의 관통부(30c)가 형성된 회전프레임(30b)과, 상기 회전프레임(30b)의 측벽부에 원주방향을 따라 결합되는 모세관현상유도부(30a)를 포함함이 바람직하다.

여기서, 상기 회전프레임(30b)은 원형 단면으로 구비된 바닥부와, 상기 바닥부의 테두리를 따라 상측으로 연장된 측벽부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 모세관현상유도부(30a)는 부직포나 메쉬망으로 구비될 수 있으며, 내부에 모세관이 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 모세관현상유도부(30a)는 하부가 잠긴 상태에서 물을 흡수하여 상측으로 끌어올릴 수 있으며, 상기 모세관현상유도부(30a)의 내면을 따라 유동되는 기류는 상기 모세관현상유도부(30a)를 두께방향으로 관통하여 외측으로 유동되며 상기 모세관의 수분을 흡수할 수 있다.

한편, 상기 공기배출구(14a)에는 상하로 이격 배치되는 하나의 이상의 그릴 가이드(14c)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 그릴가이드(14c)는 공기배출구(14a)를 통해 외부로 토출되는 기류의 방향을 전환할 수 있다.

물론, 상기 그릴가이드(14c)는 상측 및 하측 중 어느 일측으로 경사지게 구비되거나 상하 경사가 조절되도록 구비될 수 있으며, 선택적으로 탈착되도록 구비되거나 그릴가이드(14c) 없이 공기배출구(14a)만 형성되는 것도 가능하다.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 저수부(15a)에는 상측으로 돌출되는 축돌기(15c)가 구비되고, 상기 회전프레임(30b)은 바닥부의 중앙에 상기 축돌기(15c)가 삽입되는 지지홈부(30d)가 형성되되 상기 저수부(15a)의 바닥면(15b)으로부터 이격되도록 배치됨이 바람직하다.

상세히, 상기 회전프레임(30b)은 상기 축돌기(15c)에 결합되어 회전되되, 상기 지지홈부(30d)는 상기 축돌기(15c)의 상단면에 안착되어 상기 바닥부 및 상기 저수부(15a) 사이가 이격될 수 있다.

이때, 상기 저수부(15a)의 바닥면(15b)은 상기 회전프레임(30b)의 바닥부와 대응되는 형상으로 구비됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 회전프레임(30b)의 바닥부와 상기 저수부(15a)의 바닥면(15b) 사이에 일정한 간격으로 이격된 틈(19)이 형성되고, 상기 틈(19) 사이로 유입된 물이 수막을 형성하여 윤활제 역할을 수행함으로써 상기 바닥부와 상기 저수부(15a) 사이의 회전마찰 저항이 감소될 수 있다.

한편, 상기 회전프레임(30b)은 바닥부의 외주부(30e)가 하측으로 함몰되어 단차지게 구비됨이 바람직하다. 이처럼, 상기 외주부(30e)는 바닥부보다 낮게 형성되어 상기 측벽부의 내측으로 유입된 물이 외주부(30e)측으로 유동될 수 있다.

이에 따라, 상기 측벽부의 내측으로 물이 유입되더라도 상기 바닥부 내에 고이지 않고 상기 측벽부측으로 안내되어 상기 모세관현상유도부(30a)에 흡수되거나 상기 저수부(15a)측으로 유동될 수 있으므로 나선형 기류의 수분 공급이 원활하게 이루어질 뿐만 아니라, 바닥부에 물이 고여 발생될 수 있는 무게 증가를 방지하여 나선형 기류에 의한 상기 회전프레임(30b)의 회전이 원활하게 이루어질 수 있다.

이때, 상기 저수부(15a)에는 상기 외주부(30e)에 대응되는 부분을 따라 하측으로 함몰되어 상기 외주부(30e)가 삽입되는 회전가이드홈부(15f)가 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 저수부(15a)는 상기 회전가습부(30)를 감싸도록 구비되되, 상기 저수부(15a)의 측면부는 상기 케이스부(10)로부터 이격되도록 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 측면부의 상단 테두리가 외측으로 절곡되어 상기 케이스부(10)에 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 저수부(15a)의 저수 공간 부피가 감소되어 동일한 양의 물이 수용되더라도 수위가 증가될 수 있으며, 상기 모세관현상유도부(30a)와 저수된 물 사이의 접촉면적이 증가될 수 있어 모세관 현상이 촉진되고 가습 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상기 저수부(15a) 및 상기 케이스부(10) 사이의 공간에 각종 센서를 장착할 수 있다.

이때, 상기 저수부(15a)의 측면부에는 상하로 이격 배치되는 한쌍의 수위센서(15d,15e)가 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 수위센서(15d,15e)에서 감지된 수위량에 따라 알림 신호를 발생하는 제어부가 구비됨이 바람직하다.

상세히, 상기 제어부는 상기 저수부(15a)의 하측에 구비되는 저수위센서(15e)를 통해 저수위를 감지하고, 상측에 구비되는 만수위센서(15d)를 통해 만수위를 감지하여, 감지된 수위량에 따른 물보충 또는 만수경고 등의 알림 신호를 표시부나 음성장치를 통해 소비자에게 알릴 수 있다.

물론, 상기 저수부(15a)에는 급수장치가 구비될 수도 있으며, 상기 제어부는 수위에 따라 선택적으로 급수장치의 밸브를 개폐하여 상기 저수부의 수위를 조절할 수 있다.

이에 따라, 상기 저수부(15a)의 수위가 일정하게 유지될 수 있으며, 상기 저수부(15a) 내의 물넘침으로 인한 구동모터(25) 등의 내부 부품 손상이나 상기 저수부(15a) 내의 물부족으로 인한 가습 효율 저하를 방지하여 제품의 안전성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

100: 가습 공기청정기 1: 본체
2: 팬 3: 수조부
4: 디스크 어셈블리 200: 자연가습 공기청정기
10: 케이스부 11: 탑커버
11a: 공기유입구 12: 필터부
13: 상부케이스 14: 중간케이스
15: 하부케이스 15a: 저수부
16: 외측 가이더부 17: 내측 가이더부
20: 터보팬 21: 허브
22: 블레이드 23: 쉬라우드
25: 구동모터 30: 회전가습부
30a: 모세관현상유도부 30b: 회전프레임

Claims (19)

1. 상부에 공기유입구가 형성되며, 측부에 공기배출구가 형성되고, 하부에 물이 저수되는 저수부가 구비되는 케이스부;
   상기 공기유입구에 결합된 필터부의 하측에 배치되되, 회전시 하향의 나선형 기류를 형성하는 터보팬; 및
   상기 저수부에 저장된 물에 잠긴 상태로 상기 나선형 기류에 의해 연동 회전되도록 배치되며, 모세관 현상을 통해 수분을 흡수하여 상기 나선형 기류를 가습하는 회전가습부를 포함하는 자연가습 공기청정기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전가습부는 상기 터보팬의 회전방향과 동일한 회전방향으로 회전되도록 상기 터보팬의 하측에 대향 배치됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 터보팬의 하측에는 상기 케이스부의 내면으로부터 이격 배치되어 외면을 따라 상기 나선형 기류가 안내되는 내측 가이더부가 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회전가습부의 측벽부는 상기 내측 가이더부 하단의 외부 영역에 배치되되, 상기 공기배출구의 내부 영역에 배치됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 케이스부의 내측에는 상기 터보팬의 외측을 감싸도록 구비되되, 상기 내측 가이더부와 대향 배치되도록 하측으로 연장되어 안내유로를 형성하는 외측 가이더부가 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 내측 가이더부는 외측으로 경사지게 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 내측 가이더부는 상기 외측 가이더부보다 하측으로 더 연장되되, 연장된 부분이 상기 공기배출구측으로 라운드지게 형성됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전가습부의 상단은 상기 공기배출구의 최상단 높이범위 및 최하단 높이범위 사이에 배치됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기배출구에는 상하로 이격 배치되는 하나의 이상의 그릴 가이드가 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전가습부는 측벽부를 따라 복수개의 관통부가 형성된 회전프레임과, 상기 회전프레임의 측벽부에 원주방향을 따라 결합되는 모세관현상유도부를 포함함을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저수부에는 상측으로 돌출되는 축돌기가 구비되고,
    상기 회전프레임은 바닥부의 중앙에 상기 축돌기가 삽입되는 지지홈부가 형성되고 상기 저수부의 바닥면으로부터 이격되도록 배치됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전프레임은 바닥부의 외주부가 하측으로 함몰되어 단차지게 구비되되,
    상기 저수부에는 상기 외주부가 삽입되는 회전가이드홈부가 형성됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 저수부는 상기 회전가습부를 감싸도록 구비되되, 상기 저수부의 측면부는 상기 케이스부로부터 이격되도록 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 저수부의 측면부에는 상하로 이격 배치되는 한쌍의 수위센서가 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 터보팬은 구동모터에 의해 회전되는 허브와,
    상기 허브의 외주를 따라 방사상으로 배열되는 하나 이상의 블레이드와,
    상기 블레이드의 상단부를 연결하되 내측에 공기흡입부가 형성되는 쉬라우드를 포함함을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 터보팬의 상측에는 상기 케이스부의 내측면에 돌출되어 상기 쉬라우드와 이격 배치되되, 단부가 상기 공기흡입부의 내측으로 삽입되도록 상기 쉬라우드의 상단을 라운드지게 감싸는 벨마우스가 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스부는
    상면부를 따라 상기 공기유입구가 형성된 탑커버와,
    내부에 상기 필터부가 구비되되, 상기 탑커버의 하부에 결합되는 상부케이스와,
    상기 상부케이스에 결합되되 측면부를 따라 상기 공기배출구가 형성되며, 상측에 상기 상부케이스 내측으로 삽입되어 상기 터보팬이 결합되는 장착부가 구비되는 중간케이스와,
    내부에 상기 저수부가 구비되되 상기 중간케이스에 결합되는 하부케이스로 구비됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
18. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스부의 내측에는 상기 필터부의 하면 테두리부가 안착되는 단턱부가 형성되되, 상기 단턱부의 하부에는 내측으로 단차지게 돌출되어 하측으로 연장되는 흡기유로가 형성됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
19. 제 1 항에 있어서,
    상기 터보팬의 하측으로 토출된 상기 나선형 기류는
    상기 회전가습부의 내측을 따라 유동되며 상기 회전가습부를 회전시키되,
    상기 회전가습부의 측벽부를 관통하며 가습되어 상기 공기배출구로 토출됨을 특징으로 하는 자연가습 공기청정기.
    

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