KR101631093B1 - 소음저감형 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 및 사용이 간편하고, 배기 및 흡기 구조로부터 소음을 줄이는 것은 물론, 실내 공기순환율을 높이는 것이 가능하도록, 본체 내에 실내 공기 정화를 위한 정화필터와 강제 순환을 위한 송풍 팬을 구비하되, 상기 본체는 상기 정화필터 및 송풍 팬으로부터 정화된 공기가 흘러나가는 방향을 유도할 수 있도록, 복수의 배기공과 연계된 배기통로를 포함하는 소음저감형 공기청정기를 제공한다.

Description

소음저감형 공기청정기{Noise reduction-type air cleaner}

본 발명은 소음저감형 공기청정기에 관한 것으로, 더 상세하게는 제조 및 사용이 간편하고, 배기 및 흡기 구조로부터 소음을 줄이는 것은 물론, 실내 공기순환율을 높이는 것이 가능한 소음저감형 공기청정기에 관한 것이다.

현대 산업사회의 발달에 따른 화석연료의 과도한 사용이나, 각종 가스의 무분별한 배출은 다량의 미세먼지나 꽃가루, 타르, 미생물 등 유기 고형물의 유발은 물론, 대기로부터 실내 주거공간에 이르기까지 오염의 주요인으로, 그 심각성은 이미 사회문제로 대두 되고 있다.

특히, 실내 주거공간의 경우 밀폐된 구조상의 특성상 창문을 열고 자주 환기를 하여야 하나 실내 에너지 손실 및 외기에 포함된 미세분진으로 인한 위험부담 등으로 인해 마음껏 환기도 할 수 없는 실정이다.

국부적인 공기정화 방법은 혼탁한 공기를 계속 순환시키는 것으로, 쾌적성이 떨어지고, 산소 부족 현상 특히, 적은 공간에 많은 사람이 있을수록 산소 농도 부족에 따른 미약한 두통이나 호흡곤란 등 건강상의 나쁜 영향을 일으키게 된다.

이 같은 문제를 해결하기 위하여 다양한 형태의 공기청정기에 관한 기술을 개발, 적용하고 있으나 현재까지 적용 중인 공기청정기에 기술 형태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 공기를 정화시키기 위한 필터조립체와 공기를 강제로 유동시키기 위한 송풍 팬을 구비하되, 팬의 작동에 의해 실내의 공기를 흡입 및 배출하는 도중에 필터조립체로부터 공기 중에 포함된 먼지나 냄새 및 세균 등을 제거할 수 있도록 구비된다.

이러한 공기청정기는 팬을 통해 공기를 필터조립체로부터 강제로 유동시키기 때문에 공기가 유동되는 과정에서 기계 또는 공기에 의한 소음이 발생하게 된다. 이와 같은 기계 또는 순환 공기에 의한 소음은 사용자들에겐 또 다른 형태의 공해요소로 작동될 수 있으므로 소음을 줄이기 위한 다양한 형태의 기술이 요구된다.

예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제2008-0102740호(2008. 11. 26.)나 제2009-0105703호(2009. 10. 7.) 및 제2010-0062121호(2010. 6. 10.)와 같은 기술을 들 수 있다.

상기한 종래 기술들은 모두 소정의 소음방지 구조를 채택하고 있는 것이지만, 그 구조가 복잡 및 다단한 것이므로 생산 및 제조 방법상의 애로를 전혀 고려할 수 없는 한계를 해결하지 못한다.

특히, 상기의 종래 기술들은 모두 배기부의 소음을 줄이기 위한 기술구성상의 특징에만 초점을 맞춰 공기의 흡입 과정에서 유발되는 소음에 관한 문제점을 간과한 것에 지나지 않는 것으로, 전반적인 기술구성상 미완의 소음방지 대책이라는 기술적 한계를 벗어내지 못한다.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점으로부터 착안 된 것으로, 배기 및 흡기 구조로부터 소음을 줄이는 것은 물론, 실내 공기순환율까지 동시에 높이는 것이 가능한 소음저감형 공기청정기를 제공하는 데 우선의 목적이 있다.

나아가, 본 발명은 제조 및 사용이 간편하도록 하여 생산성을 향상시키면서 사용상의 편의성을 도모할 수 있는 소음저감형 공기청정기를 제공하기 위한 것이기도 하다.

본 발명이 제안하는 소음저감형 공기청정기는 본체 내에 실내 공기 정화를 위한 정화필터와 강제 순환을 위한 송풍 팬을 구비하되, 상기 본체는 상기 정화필터 및 송풍 팬으로부터 정화된 공기가 흘러나가는 방향을 유도할 수 있도록, 복수의 배기공과 연계된 배기통로를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 배기통로는 상기 본체의 상단 양측방으로 관통된 만곡형의 튜브관 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기 배기통로는 내부 정중앙이 최저점을 형성하고, 양끝으로 갈수록 10~20도 범위 내에서 상향 된 만곡 면으로 형성하는 것이 좋다.

상기 배기통로는 다시 상기 본체의 상단 부위에 구비되며, 복수의 상기 배기공을 포함하는 베이스단과, 상기 본체의 양측 상단에 각각 일체로 구비된 배기단, 그리고 상기 베이스단 및 상기 배기단의 가장자리에 맞닿도록 결합되며 상기 본체의 상단 부위를 차폐시켜 상기 배기공을 통과한 공기의 흐름을 유도하기 위한 상단커버를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 상단커버는 중공형의 이중 구조로 실시할 수 있다. 또, 상기 상단커버는 외면 상단에 프로세스 제어 블록을 위한 피씨비 패널이 더 구비된 형태로도 실시가능하다.

상기 본체는 상기 정화필터가 내장되는 흡기구 및 필터덮개가 이면에 구비되는 특징을 띤다.

상기 정화필터는 바깥쪽에서부터 상기 송풍 팬에 이르는 상기 본체 내부 공간상에 사용자가 필요에 따라 추가로 적용할 수 있는 선택형 필터를 더 포함하는 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기에 의하면, 정화필터 및 송풍 팬으로부터 정화된 공기가 흘러나가는 상반부를 차단하는 동시에 특정 방향으로 유도하는 배기통로로부터 작동 중의 소음을 줄이는 것은 물론, 실내 공기순환율을 향상시키는 기술효과를 얻는다.

특히, 작동 중의 소음을 저감시키는 기술효과의 경우, 정화필터가 내장되는 흡기구를 본체 이면에 배치함으로써, 배기와 함께 흡기 소음까지 줄여 사용자의 체감 소음 정도를 획기적으로 개선하는 것이 가능하게 된다.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기에 의하면, 상단커버를 중공형의 이중 구조로 적용하여 작동 중 배기공기에 의한 소음의 전이를 구조적으로 차단하는 것은 물론, 제조 공정상의 소재 절감이 가능하므로 궁극적으로는 생산비용을 낮출 수 있는 기술효과까지 얻는다.

뿐만 아니라, 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기에 의하면, 사용자가 필요에 따라 추가로 적용할 수 있는 선택형 필터가 구비되므로 봄철의 황사나 황 바이러스에 의한 피해를 예방하는 것이 가능한 등의 기술효과를 얻는다.

나아가, 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기에 의하면, 프로세스 제어를 위한 피씨비 패널이 상단커버의 외면 상부에 구비되어 사용자에 의한 작동제어 특히, 리모트컨트롤을 위한 신호 수신 성능을 개선하는 등 각종 사용상의 편의 또한 도모하기가 쉬워진다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기를 일부 분해 상태로 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 배수통로를 개괄적으로 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 이면을 분해 상태로 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 상단커버를 제거한 상방향 토출방식에서의 입자 제거 및 공기의 순환 정도를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 상단커버를 적용한 양측방 토출방식에서의 입자 제거 및 공기의 순환 정도를 도시한 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 기술구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기는 도 1 내지 도 4에서 도시한 것처럼 본체(10) 내에 실내 공기 정화를 위한 정화필터(20)와 강제 순환을 위한 송풍 팬(30)이 구비된 형태로 이루어진다.

상기 본체(10)는 상기 정화필터(20) 및 송풍 팬(30)으로부터 정화된 공기가 흘러나가는 복수의 배기공(13)과 연계된 배기통로(40)를 포함한다.

상기 배기통로(40)는 복수의 상기 배기공(13)으로부터 흘러나오는 상기 공기의 배기 방향을 특정 형태로 유도하면서 상기 송풍 팬(30) 및 상기 배기공(13)에 의한 작동 소음이 퍼지는 것을 차단할 수 있는 형태로 실시하는 것이 좋다.

예를 들어, 상기 배기통로(40)는 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 본체(10)의 상단 양측방으로 관통되게 형성된 만곡형의 튜브관 형태를 들 수 있다.

이때, 상기 배기통로(40)는 도 3에서 표시한 바와 같이 내부 정중앙이 최저점을 형성하고, 양끝으로 갈수록 10~20도 범위 내에서 상향 된 만곡 면 형태로 실시하는 것이 좋다.

여기서, 정중앙에서 양끝단으로 갈수록 상향 된 소정 곡률의 원통형 곡면으로 구비된 상기 배기통로(40)는 상기 배기공(13)으로부터 뿜어져 나오는 상기 공기와의 마찰 저항을 적당히 감쇄하면서 상기 공기의 흐름을 적절히 유도할 수 있도록 된 것으로, 소음방지와 실내 공기 순환 효율을 높이기 위한 기술효과를 동시에 달성하는 기술구성상의 특징을 발휘한다.

상기 배기통로(40)의 상향 곡률이 10도 미만일 때에는, 상기 송풍 팬(30)과 같은 기술구성상의 작동 소음 외에 상기 배기공(13)으로부터 뿜어져 나오는 공기와 상기 배기통로(40)의 곡면 간의 마찰 소음이 더해지는 것은 물론, 상기 공기의 실내 순환 효율이 떨어지는 경향이 나타나기 시작한다.

그리고, 상기 배기통로(40)의 상향 곡률이 20도를 초과하는 경우에는, 상기 배기공(13)에서 나오는 공기의 실내 순환 효율이 좀 더 나아지는데 비해 상기 송풍 팬(30)과 같은 기술구성으로 인한 작동 소음을 차단하는 효과를 상쇄해 버리고 마는 경향을 띈다.

상기 배기통로(40)는 다시 베이스단(41)과 배기단(42) 및 상단커버(43)가 결합, 구비된 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기 베이스단(41)은 상기 본체(10)의 상단 부위에 구비되어 상기 배기통로(40)의 바닥면을 이루는 것으로, 일렬로 배치된 복수의 구멍 형태와 같은 상기 배기공(13)을 포함하여 구성된다.

상기 배기단(42)은 상기 배기통로(40)의 양끝단에 해당하는 것으로, 상기 본체(10)의 양측면 상단에 각각 일체로 구비되는 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

그리고, 상기 상단커버(43)는 상기 본체(10)의 상단 부위를 가려 상기 배기공(13)을 통해 흘러나오는 상기 공기의 흐름을 특정 방향으로 유도하기 위한 소정의 기술형태로 실시가능하다.

예를 들면, 도 1 내지 2에서처럼 가장자리가 상기 베이스단(41) 및 상기 배기단(42)에 맞물려 결합되는 소정의 곡면 형태를 들 수 있다.

이때, 상기 상단커버(43)는 속이 빈 중공형의 이중 구조를 채택, 적용할 수도 있다.

이와 같은 이중 구조의 상기 상단커버(43)는 작동 중의 소음 즉, 상기 송풍 팬(30)이나 그에 따른 흡기 및 배기로 인한 소음의 전달을 효과적으로 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정상의 원자재 또한 절감할 수 있으므로 결과적으로는 생산비용을 낮추는 등의 기술효과를 발휘하게 된다.

그리고, 상기 상단커버(43)의 외면 상단에는 소정의 피씨비 패널(43a)이 더 구비된 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기 피씨비 패널(43a)은 상기 상단커버(43)의 외면 상단에 구비되는 소정의 프로세스 제어 블록을 사용자가 조작하기 위한 일종의 제어 패널 형태라 할 수 있다.

상기 상단커버(43)의 외면 상부에 구비된 상기 피씨비 패널(43a)은 사용자에 의한 작동제어 특히, 리모트컨트롤과 같은 무선 제어방식을 적용하는 경우, 해당 제어 신호의 수신 성능을 개선하는 등 각종 사용상의 편의 기능 향상을 도모하는 것이 쉬워진다.

여기서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기의 배기 패턴별 성능평가를 위한 실험 결과를 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 아래 표 1은 상기 본체(10)의 양측방 토출방식 즉, 도 1에서 상기 본체(10) 상단에 상기 상단커버(43)가 결합, 장착된 형태에서의 소음 성능을 측정한 것이다.

평가 사양		본 발명 사양
적용면적(Turbo 기준)		40.5 ㎡(12.3평)
풍 량	Turbo	5.8 ㎥/min
소 음 (50dB 이하) (Turbo 기준)	전면	44.4 dB
	후면	52.0 dB
	상부	47.1 dB

그리고, 아래 표 2의 평가 결과는 기존의 상방향 토출방식 사양 제품의 소음 성능을 측정한 것이다.

평가 사양		기존 사양
적용면적(Turbo 기준)		42.5 ㎡(13.1평)
풍 량	Turbo	6.5 ㎥/min
소 음 (50dB 이하) (Turbo 기준)	전면	50.4 dB
	후면	55.0 dB
	상부	57.5 dB

또, 아래 표 3의 평가 결과는 본 발명의 상기 본체(10) 상단 상기 상단커버(43)를 분리하여 상방향 토출방식으로 사양을 변경한 상태에서의 소음 성능을 측정한 것이다.

평가 사양		본 발명 사양변경(소음조정)
적용면적(Turbo 기준)		36.5 ㎡(11.1평)
풍 량	Turbo	5.4 ㎥/min
소 음 (50dB 이하) (Turbo 기준)	전면	45.4 dB
	후면	51.5 dB
	상부	48.1 dB

위와 같은 결과를 토대로 각 사양별 성능을 비교, 검토해 보면, 다음과 같다.

먼저, 양측방 토출방식에서 상부 사출물 즉, 상기 상단커버(43)를 제거하여 상방향 토출방식으로의 변경, 적용시 풍량의 증가로 성능적인 면에서는 양측방 토출 방식보다 적용면적은 높일 수 있게 된다. 하지만 풍량이 증가되는 만큼 소음이 증가하므로 소정의 기준 즉, 50dB 이하에서 벗어남을 확인할 수 있다.

상방향 토출방식에서 양측방 토출방식의 소음과 유사하게 조정하는 경우에는 풍량이 감소하게 되므로 적용면적도 함께 감소하는 경향이 나타남을 알 수 있다.

결과적으로 동일한 소음 기준으로 성능평가를 진행한다면, 상방향 토출방식보다는 양측방 토출방식이 실내 공간의 공기순환효율을 높이고, 궁극적으로는 적용면적을 넓히는 것 또한 구현가능하게 된다고 할 수 있다.

여기서, 도 5 및 도 6에서 표시한 토출방식에 따른 0.3㎛ 입자 제거 그래프를 살펴보면, 도 5의 그래프 기울기보다는 도 6의 그래프 기울기가 더 급격하게 떨어지는 것임을 확인할 수 있다.

이것은 도 5의 상방향 토출방식보다는 도 6의 양측방 토출방식의 구조를 적용한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소음저감형 공기청정기가 동일한 작동 시간 동안의 실내 공기 순환효율이 더 뛰어나다는 것으로 판단할 수 있다.

도 4에서 도시한 것처럼 상기 정화필터(20)가 내장되는 흡기구(11)와 필터덮개(12)가 상기 본체(10)의 이면에 구비된다.

이와 같이 상기 본체(10) 이면에 구비된 상기 흡기구(11) 및 필터덮개(12)는, 정면이나 저면으로 실내 공기를 흡입하는 구조에 비해 흡기 시 사용자 체감 소음을 획기적으로 줄이는 등의 기술적 특징을 발휘한다.

상기 정화필터(20)는 상기 필터덮개(12)에 가까운 바깥쪽에서부터 상기 송풍 팬(30)에 이르는 상기 본체(10) 내부 공간 즉, 상기 흡기구(11)상에 장착된다.

상기 정화필터(20)는 각 기능별 별도의 프레임 형태로 구성된 복수의 필터가 순차적으로 장착, 구비된 소정의 조합체 등 다양하게 실시할 수 있다.

예를 들면, 프리 필터와, DNA 필터, AC알레르겐 필터, 안티바이러스 헤파 필터 및 탈취 필터가 순차적으로 장착된 조합체를 들 수 있다.

이때, 상기 정화필터(20)는 사용자가 필요에 따라 추가로 적용하거나 제거할 수 있는 선택형 필터(21)를 포함하는 형태로도 실시가능하다.

상기 선택형 필터(21)는 황사 또는 항바이러스 제거 물질을 포함하는 형태로, 소정의 프레임 상에 직물이나 소정의 눈금 망을 덧씌운 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 소음저감형 공기청정기에 대한 이해를 돕기 위해 구체적인 실시 예를 들어 설명하였지만, 이러한 구체적인 실시 예로 본 발명의 기술사상을 한정하는 것은 아니며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명으로부터 통상의 지식을 가진 자가 변경 또는 변형 가능한 정도 또한 본 발명의 범주로 이해하여야 할 것이다.

10 : 본체 11 : 흡기구 12 : 필터덮개
13 : 배기공 20 : 정화필터 21 : 선택형 필터
30 : 송풍 팬 40 : 배기통로 41 : 베이스단
42 : 배기단 43 : 상단커버 43a: 피씨비 패널

Claims (7)

1. 본체 내에 실내 공기 정화를 위한 정화필터와 강제 순환을 위한 송풍 팬이 구비된 소음저감형 공기청정기에 있어서,
   상기 본체는 상기 정화필터 및 송풍 팬으로부터 정화된 공기가 흘러나가는 방향을 유도하도록, 복수의 배기공과 연계된 배기통로를 포함하고,
   상기 배기통로는 상기 본체의 상단 양측방으로 관통된 만곡형의 튜브관 형태로 구비하되, 상기 본체의 상단 부위에 구비되며, 복수의 상기 배기공을 포함하는 베이스단과;
   상기 본체의 양측면 상단에 각각 일체로 구비된 배기단;
   곡면상의 가장자리가 상기 베이스단 및 상기 배기단에 맞물려 결합되며 상기 본체의 상단 부위를 가려 상기 배기공을 통과한 공기의 흐름을 유도하기 위한 상단커버를 포함하며,
   상기 상단커버는 중공형의 이중 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 공기청정기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배기통로는 내부 정중앙이 최저점을 형성하고, 양끝으로 갈수록 10~20도 범위 내에서 상향 된 만곡 면 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 공기청정기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 상단커버는 외면 상단에 프로세스 제어 블록을 위한 피씨비 패널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 공기청정기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체는 상기 정화필터가 내장되는 흡기구 및 필터덮개가 이면에 구비되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 공기청정기.
7. 제 1, 2, 5, 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정화필터는 바깥쪽에서부터 상기 송풍 팬에 이르는 상기 본체 내부 공간상에 복수의 기능성 필터를 순차적으로 장착시킨 조합체로, 사용자가 필요에 따라 추가로 적용 또는 제거할 수 있는 선택형 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 소음저감형 공기청정기.

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