KR101694035B1 - 습식 공기청정기용 워터펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율적인 공기정화 및 가습이 가능한 공기청정기의 워터펌프에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 외기가 유입되는 입구와, 정화된 공기가 배출되는 출구, 그리고 입구를 통하여 유입된 공기를 정화 및 가습하기 위한 싸이클론바디를 포함하는 공기청정기에서 싸이클론바디의 내부에 있는 물을 비산시키기 위한 워터펌프로써; 가로 단면이 원형을 가지는 원통형상 또는 역원뿔형상으로 성형되고, 일정한 높이를 가지며, 상하 방향에 대하여 경사지게 성형되는 다수의 열린 부분을 구비하는 측벽부분; 그리고 상기 측벽의 내측에서 상하 방향으로 성형되고, 회전에 의하여 물을 상방으로 끌어올려서 열린부분에 형성되는 출구를 통하여 물입자를 비산시키는 다수의 물안내홈으로 구성된다. 그리고 워터펌프를 회전시키기 위한 다수의 블레이드가 구비되어 있어서, 싸이클론바디 내부의 에어플로에 의하여 회전하면서 물을 비산시킬 수 있다.

Description

습식 공기청정기용 워터펌프{Wet type air cleaner with function of humidifier}

본 발명은 공기청정기에 사용되는 물 비산장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싸이클론 방식의 선회류에 의한 가습 및 공기청정을 동시에 수행할 수 있는 가습장치에서 물 입자를 비산시키기 위한 워터펌프에 관한 것이다.

전통적으로 공기청정기는 소정의 필터 또는 전기를 이용한 필터링 방법을 이용하여 공기를 정화하는 기능을 가지고 있다. 그리고 기본적으로 가습기는, 공기 청정 기능과는 무관하게, 초음파 또는 열을 이용한 수증기의 발생시키거나, 또는 바람을 이용하는 자연 기화 등과 같은 여러 가지 방법으로 수증기를 발생시켜 공급함으로써, 실내 공기에 대한 가습을 수행하는 것이라고 할 수 있다.

최근에는 이와 같은 가습기능 및 공기청정 기능을 동시에 구비하는 제품이 다양한 형태로 출시되고 있는데, 소위 '에어 워셔 (Airwasher)' 또는 '습식형 공기정화기'라고 불리기도 한다. 이러한 이와 같이 가습 기능을 구비하는 공기청정기는, 대한민국 특허 제10-0863307호, 특허 제10-0805667호, 등록실용신안공보 등록번호 20-0157935호, 그리고 한국 특허 공개 10-2010-0084828호 등에서 여러 가지 형태로 제안된 바 있다.

이와 같은 공기정화기는, 수평으로 배치되는 회전축에 다수의 디스크를 설치하고 있고, 이러한 다수의 디스크는 그 일부가 물탱크에 담긴 물에 잠긴 상태로 회전하고 있다. 이러한 디스크 조립체를 향하여 송풍팬으로부터의 에어플로를 형성하여, 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등을 포함하는 이물질이 디스크의 표면에 형성된 수막에 포획되도록 하여 물탱크 내부의 물 속으로 이송시킴과 동시에, 디스크 조립체의 표면에 묻은 물은 송풍팬의 송풍에 의해 자연 증발시킴으로써 가습 기능을 수행하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 공기청정기에 의하면 다음과 같은 문제점이 지적되고 있다. 이와 같은 공기청정 및 가습 기능에서, 공기 중에 포함된 이물질을 제거하거나 물기를 자연 증발시키는데 가장 중요한 점은 에어플로와 물과의 접촉 면적의 크기에 있다고 할 수 있다. 그러나 종래의 공기청정기에 의하면, 첫째 송풍팬에서 발생한 에어플로가 접촉하는 면적은 실질적으로 디스크의 표면적의 일부로 한정되고 있고, 둘째 에어플로가 디스크의 표면에 한 번 접촉한 후 공기청정기의 외부로 배출되기 때문에, 공기청정 및 가습 기능에 일정한 한계를 가질 수밖에 없다.

그리고 회전축에 설치되어 있는 다수의 디스크는, 그 표면적을 충분히 넓히기 위하여 그 간격이 좁을 수밖에 없고, 이로 인하여 그 표면의 청소가 어렵게 된다. 이렇게 되면 실질적으로 공기청정이라고 하는 기본적인 기능에 대한 성능이 나빠질 우려가 발생하는 것은 당연하다고 할 수 있다.

또한 종래의 공기청정기에 의하면, 다수의 디스크를 장착하고 있는 회전축을 회전시키기 위한 동력원으로서의 모터와 송풍팬을 회전시키기 위한 동력원으로의 모터를 포함하여 다수의 모터가 필요하게 된다. 이와 같이 적어도 2개 이상의 모터를 필요로 한다는 것은 구성부품의 수가 증가함은 물론이고, 이로 인한 조립 공정도 복잡해지는 단점으로 나타날 수밖에 없음은 당연하다. 즉 상대적으로 고가의 구성 부품 수의 증가로 인한 생산 단가의 상승 및 조립공정에서의 생산성 저하라고 하는 문제점이 지적될 수 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 싸이클론바디 내부에서 정화를 위한 공기가 형성하는 선회류 중으로 물입자를 효율적으로 비산시킬 수 있는 워터펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 가습기 또는 공기청정기에서, 모터와 같은 별도의 구동원을 필요로 하지 않고, 케이싱 내부에서 형성되는 에어플로에 반응하여 회전할 수 있는 워터펌프를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 실내로 토출되는 공기가 충분히 가습되거나 공기 중에 포함된 악취를 탈취할 수 있도록 하기 위하여, 회전에 의하여 공기 중으로 물입자를 효율적으로 분사할 수 있는 워터펌프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 내부의 동작 상태를 시각적으로 확인할 수 있도록 함으로써, 사용자로 하여금 공기청정 및 가습에 대한 효과를 심리적으로 충분히 만족시킬 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 외기가 유입되는 입구와, 정화된 공기가 배출되는 출구, 그리고 입구를 통하여 유입된 공기를 정화 및 가습하기 위한 싸이클론바디를 포함하는 공기청정기에서 싸이클론바디의 내부에 있는 물을 비산시키기 위한 워터펌프이고, 가로 단면이 원형을 가지는 원통형상 또는 역원뿔형상으로 성형되고, 일정한 높이를 가지며, 상하 방향에 대하여 경사지게 성형되는 다수의 열린 부분을 구비하는 측벽부분; 그리고 상기 측벽의 내측에서 상하 방향으로 성형되고, 회전에 의하여 물을 상방으로 끌어올려서 열린부분에 형성되는 출구를 통하여 물입자를 비산시키는 다수의 물안내홈으로 구성된다.

이와 같은 워터펌프는 회전에 의하여, 싸이클론바디 내부의 물을 입자화하여 선회류 중으로 비산시킴으로써, 공기 중의 이물질을 제거함과 동시에 공기를 가습시키고 있다.

그리고 싸이클론바디의 내부로 공급되는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시키기 위한 다수의 블레이드를 더 포함하여 구성된다. 여기서 이러한 블레이드는, 워터펌프가 회전하는 회전축의 단부에 설치되어 회전축과 같이 회전하고, 상기 측벽부분과 연결되는 브릿지를 구비하는 회전체의 외측면에 설치되어, 싸이클론바디 내부에서 배출되는 공기와 접촉하여 회전하도록 구성될 수 있다.

또는 블레이드는 측벽부분의 내측면에 성형되어, 싸이클론바디 내부에서 배출되는 공기와 접촉하여 회전하도록 구성하는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 블레이드는 워터펌프의 측벽부분의 외측 상단부에 구비되고 있다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 워터펌프 내측면의 물안내홈은, 워터펌프의 상부에서 워터펌프의 하부보다 많은 수를 가지도록 형성된다. 그리고 워터펌프의 상부와 하부 사이에는 내측면 전체에 걸쳐 오목한 저수홈이 형성되어, 워터펌프 하부의 물안내홈에서 상승한 물이 전체적으로 저수홈에 저수된 상태에서 워터펌프 상부의 물안내홈을 따라 상방으로 상승하도록 구성하고 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 공기청정기는, 헤파 필터인 제1필터에 의한 1차필터링과, 싸이클론 방식에 의한 물입자와의 접촉에 의한 2차필터링에 의하여, 이물질을 충분히 필터링할 수 있어서, 공기 정화에 대한 신뢰도가 높은 장점이 있음을 알 수 있다.

이러한 공기청정기의 2차필터링에 있어서는, 워터펌프가 싸이클론 바디의 내부에 미세한 물 입자가 넓게 분포되도록 비산시킴으로써, 싸이클론 바디의 내부에서 형성되는 선회류와 물 입자가 다수 회 반복하여 공기와 접촉하게 됨을 알 수 있다. 즉 싸이클론 바디의 내부에서, 물 입자는 상술한 선회류와 같이 공기와 충분한 시간 동안 접촉함과 동시에 물입자는 공기와 접촉하는 충분한 표면적을 가지게 됨으로써, 효율적인 이물질 여과가 가능하게 됨을 알 수 있다.

또한 2차필터링에 있어서는, 워터펌프에 의하여 생성되는 미세한 물입자가 공기와의 충분한 접촉을 통하여 자연 증발하거나, 공기와 같이 실내로 배출되기 때문에, 실질적으로 충분한 가습 효과를 확보할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 본 발명의 공기청정기는 효율적인 공기청정과 같이, 보다 효율적인 가습 기능을 가지게 됨을 알 수 있다. 그리고 미세한 물입자와 공기가 충분히 접촉하도록 함으로써, 실질적으로 악취 제거에도 충분한 효과가 있음은 당연하다고 할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, 싸이클론 바디에는 내부를 투시할 수 있는 재질로 성형되거나, 투시창이 구비되어 있어서, 사용자는 싸이클론바디의 회전하면서 물을 비산시키는 워터펌프를 시각적으로 확인할 수 있다. 따라서 공기청정 및 가습에 대한 효과의 측면에서 심리적으로도 더욱 만족시킬 수 있는 장점도 기대된다고 할 수 있다.

본 발명의 구성을 살펴보면, 실질적으로 하나의 팬어셈블리를 이용하여 외부에서 내부로 유입되는 에어프로를 발생시킴과 동시에, 싸이클론 바디 내부에서 선회류를 형성하도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 구성은, 실질적으로 모터 및 팬과 같은 고가의 부품을 별도로 이용하지 않으면서도 워터펌프를 충분히 회전시키고 있음을 알 수 있다. 따라서 생산 비용을 저감시킴과 동시에 생산 공정을 보다 효율적으로 유지할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

이와 같은 본 발명의 주요한 작용 효과 이외에도, 이하 본 발명의 상세한 설명에서 다른 여러 가지 작용 효과가 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명 공기청정기의 예시 사시도.
도 2는 본 발명 공기청정기의 예시적인 일부 절개 사시도.
도 3은 본 발명 공기청정기의 제1필터링부의 예시적인 부분 절개 사시도.
도 4는 본 발명 공기청정기의 제2필터링부의 예시 단면도.
도 5는 본 발명 공기청정기의 워터펌프의 예시 사시도.
도 6은 본 발명 공기청정기의 공기 흐름을 보인 설명도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 워터펌프의 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예의 워터펌프의 내부 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 본 발명에 의한 워터펌프의 구조 및 기능을 이해하기 위해서는, 먼저 이러한 워터펌프가 적용되는 공기청정기 전체의 구조에 대하여 살펴보는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 따라서 먼저 도 1 및 도 2에 기초하면서, 본 발명의 제1실시예에 의한 공기청정기에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기청정기는, 일정한 높이를 가지는 스탠딩 타입의 케이싱(10)이 외형을 형성하고 있다. 이러한 케이싱(10)의 저부 측면에는 외부에서의 공기가 유입되는 입구(12)가 성형되어 있고, 케이싱(10)의 상면에는 필터링된 공기가 배출되는 출구(14)가 성형되어 있다. 상기 입구(12)를 통하여 유입된 외부 공기는 케이싱(10)의 내부에서 후술하는 필터링부(200,300)에 의하여 정화된 후, 출구(14)를 통하여 정화된 공기가 배출되도록 구성되어 있다.

도시한 실시예에서는, 상기 케이싱(10)은, 저면 및 측벽을 형성하는 케이싱본체(20)와, 상기 케이싱본체(20)의 개방된 상부를 개폐하는 메인커버(500)로 구성되고 있다. 상기 메인커버(500)의 중앙부분에는 배출공(510)이 형성되는데, 이러한 배출공(510)이 정화되고 가습된 공기가 배출되는 출구(14)와 실질적으로 동일한 것이라고 할 수 있다.

이와 같이 외부에서 유입된 공기의 정화를 위하여, 상기 케이싱(10)의 내부에는, 외부에서 유입된 공기를 1차로 필터링하는 제1필터링부(200)와, 상기 제1필터링부(200)에서 필터링된 공기를 다시 필터링하는 제2필터링부(300)가 구비되어 있다. 제1필터링부(200)는 실질적으로는 헤파(HEPA : High Efficiency Particulate Air)필터를 이용하여 이물질을 필터링하는 부분이라고 할 수 있다. 그리고 제2필터링부(300)는 싸이클론 원리를 이용하여 이물질을 필터링하는 것과 동시에 공기를 가습시키기 위한 부분이라고 할 수 있다. 그리고 본 발명의 워터펌프는, 제2필터링부(300)에 사용되는 구성요소임을 알 수 있다.

도 2에 더욱 명백하게 도시된 바와 같이 제1필터링부(200)는, 헤파(HEPA) 필터인 원통상의 필터(210)를 포함하고 있다. 이러한 원통상의 필터(210)는 상하부가 개방된 상태이고, 원통형을 이루는 원주부분이 필터체를 형성하고 있다. 이러한 필터(210)는 상술한 바와 같이 헤파 필터이고, 이러한 원주부분을 형성하는 필터체를 통과하면서 공기는 여과된다. 즉, 케이싱(10)의 외주측에서 중심을 향하는 내측방향으로 흡입되는 과정에서 상기 필터(210)를 통과하게 됨을 알 수 있다.

그리고 이와 같이 필터(210)를 통과하는 과정에 의하여 1차적으로 불순물이 여과되는데, 이러한 불순물의 1차여과를 위한 필터(210)는 원하는 사양 및 기능을 가지는 것으로 선택할 수 있을 것임은 당연하다. 예를 들면 불순물을 제거함과 같이 악취를 제거하는 기능이 있는 필터를 선택적으로 같이 설치함으로써, 냄새 제거 기능을 부여하는 것도 가능할 것이다.

상기 필터(210)의 상부에는, 공기청정기의 외부에서 내부로 유입되는 공기 흐름을 발생시키기 위한 팬(420)이 설치되어 있다. 본 발명에서 사용되는 팬은, 상기 필터(210)의 중앙부분에서의 공기를 팬(420)의 방사상 외측으로 불어내는 기능을 가지는 것으로 구성된다. 따라서 이러한 팬(420)은 원심팬을 사용하는 것이 바람직하다고 할 수 있으며, 터보팬 또는 시로코팬 등이 사용될 수 있을 것이나, 이에 한정될 수 없음은 당연하다. 본 발명에서의 팬(420)은 케이싱(10) 외부에서의 공기를 흡입하여 필터(210)를 통과시키고, 필터 내부의 공기를 팬(420)의 방사상 외측으로 불어낼 수 있는 것으로 충분하다.

이러한 팬(420)은, 전원의 인가에 의하여 회전력을 발생시키는 모터부(410)에 의하여 회전하는데, 이러한 모터부(410)는 구분하여 도시하지는 않았지만 회전자와 고정자, 그리고 회전자와 연결된 회전축(412)로 구성된다. 이러한 회전축(412)은 상기 팬(420)과 연결되어 있어서, 팬(420)을 회전시키고 이에 따른 에어플로를 발생시킨다. 그리고 이하에서는 상기 팬(420) 및 모터부(410)를 총칭하여 에어플로를 발생시키는 팬모터어셈블리(400)라고 칭하기로 한다.

이러한 팬모터어셈블리(400)가 동작하게 되면, 케이싱(10)의 외측면에 형성된 입구(12)를 통하여 케이싱(10) 내부로 공기가 유입된다. 이렇게 유입되는 공기는 필터(210)를 통과하게 되고, 필터(210)의 중앙에서 상방으로 이동한 후, 상기 팬(420)에 의하여 방사상의 외측으로 이동하게 됨을 알 수 있다.

상기 팬(420)에 의하여 방사상 외측으로 이동한 공기는, 연결통로(R)를 따라 상승하게 된다. 이러한 연결통로(R)는, 케이싱(10)과 에어플로 하우징(440) 사이에서 형성되는 원통상의 통로이다. 그리고 이러한 연결통로(R)는 상기 팬(420)의 외측 부분에서 케이싱(10)의 상단부 내측까지 연장 성형되어 있다. 상기 팬(420)은, 회전에 의하여 연결통로(R)를 통과하는 에어플로를 발생시키게 되기 때문에, 실질적으로 상기 연결통로(R)를 통과하는 공기는 선회류를 형성하게 된다. 예를 들면 상기 팬(420)의 회전 방향에 따라서, 평면도 상에서 볼 때 연결통로(R)를 통과하면서 상승하는 에어플로는 반시계 방향으로 회전하면서 상승하게 되는 것이다.

이러한 연결통로(R)를 통과하는 에어플로가 케이싱(10)에 직접 접촉하면 소음 문제를 유발할 수 있다. 즉, 상기 팬(420)에 의하여 레디얼 방향으로 전환된 에어플로가 직접 케이싱(10)에 충격을 가하게 되면, 소음이 발생할 수 있다. 따라서 도시한 실시예에서, 상기 팬(420)과 인접한 부분의 연결통로(R)는, 에어플로하우징(440)에 의하여 형성될 수 있도록 구성하고 있다. 이러한 부분을 확대한 도 3을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 에어플로하우징(440)은, 서로 일정한 간격을 가지는 원통형의 내부관(442)과 외부관(444)을 구비하고 있으며, 이러한 내부관(442)과 외부관(444) 사이에서 연결통로(R)가 형성되도록 구성되고 있다.

그리고 상기 내부관(442)은 실질적으로 팬모터어셈블리(400)의 상면에 해당하는 지름을 가지면서 그 하단부는 팬모터어셈블리(400)의 상면에 대응하는 부분에 위치하고 있다. 상기 외부관(444)은 내부관(442)과의 사이에서 일정한 간격을 가짐으로써, 연결통로(R)가 형성될 수 있도록 하고 있으며, 그 하단부는 상기 필터(310)의 내경에 밀착되도록 성형되어 있다. 여기서 상기 에어플로하우징(440)의 외부관(444)은 실질적으로 케이싱(10)의 내측면에 밀착되는 것이라고 할 수 있다.

실질적으로 상기 에어플로하우징(440)은, 팬모터어셈블리(400)의 직상부에 설치되는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 상기 모터부(410)는 에어플로하우징(440)의 저면에서 상방으로 오목하게 성형된 모터커버(414)에 수납되어 있으며, 상기 모터부(410)에 의하여 회전하는 팬(420)은 에어플로하우징(400)의 내부관(442)의 지름의 내부영역임과 동시에 그 하부 영역(공간)에 해당하는 위치에서 지지되고 있다. 따라서 상기 팬(420)의 회전에 의하여 발새하는 에어플로는, 외부관(444)의 내부에서 연결통로(R)로 유도되는 것이다.

다시 도 2를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 에어플로하우징(440)의 상부에는 제2필터링부(300)가 구비되어 있다. 이러한 제2필터링부(300)는, 제1필터링부(200)를 통과한 공기를 다시 필터링함과 동시에, 가습 기능을 발생시키는 부분이라고 할 수 있다. 이러한 제2필터링부(300)는 싸이클론바디(310)를 포함하여 구성되고 있다. 싸이클론바디(310)는, 상술한 연결통로(R)를 통하여 내부로 공급되는 공기가 선회류를 형성함으로써, 이물질의 여과 및 가습을 수행하기 위한 것이다.

이러한 싸이클론바디(310)는, 상부가 열린 원통형의 용기로 구성되고, 그 내부에는 물이 공급되어 있는 상태이다. 여기서 사이클론바디(310) 내부로의 물의 공급은 사용자가 직접 공급하는 것도 가능하고, 별도의 물탱크를 통하여 일정한 수위를 유지할 수 있도록 공급되도록 하는 것도 가능하다.

이러한 싸이클론바디(310)의 외측에는 일정한 간격을 두고 케이싱(10)이 연장되어 있어서, 그 사이에는 상술한 바와 같은 연결통로(R)가 연장 성형되어 있다. 따라서 연결통로(R)를 통하여 선회류 형태로 상승하는 에어플로는, 싸이클론바디(310)의 열린 상부를 통하여 싸이클론바디(310)의 내부로 들어가게 된다. 여기서 케이싱(10)의 열린 상단부는 메인커버(500)에 의하여 개폐될 수 있도록 구성되고 있다.

상기 연결통로(R)를 따라 선회류 형태로 상승하는 에어플로는, 상기 메인커버(500)에 의하여 더 이상 상승하지 못하는 상태가 되면, 상단부가 열려 있는 싸이클론바디(310)의 내부로 들어가게 될 것이다. 여기서 상기 메인커버(500)의 중앙 부분에는 정화된 공기를 배출하는 배출공(510)이 성형되어 있기 때문에, 연결통로(R)에서 싸이클론바디(310)의 내부로 공기를 보다 효율적으로 유입시킴과 동시에 싸이클론바디(310) 내부이 공기가 배출공(510)을 통하여 보다 효율적으로 배출될 수 있도록 구분하는 구조가 필요하다.

예를 들어, 연결통로(R)를 따라 선회류 형태로 상승한 에어플로는, 싸이클론바디(310)의 내부로 들어가면서 선회류를 형성해야 한다. 그리고 사이클론 바디(310) 내부에서 선회류를 통하여 다수 회 선회한 공기는 상기 배출공(510)을 통하여 보다 원활하게 배출되어야 할 것이다. 이와 같은 공기의 흐름을 안내하기 위한 구조에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 케이싱(10)의 상단부는 메인커버(500)에 의하여 개폐될 수 있도록 구성되고 있다. 상기 메인커버(500)는, 상기 케이싱(10)의 상부를 개폐하는 본체(502)와, 상기 본체의 중앙 부분에 성형되고, 본체(502)와의 사이에서 배출공(510)을 성형하면서 일부 이격된 상태로 성형되는 헤드부(520)으로 구성되고 있다. 이러한 헤드부(520)는 평면도 상에서 볼 때 원형으로 성형되고 있으며, 따라서 배출공(510)도 다수 개가 원형으로 배열되도록 성형되어 있다.

그리고 상기 메인커버(500)에서, 상기 헤드부(520)의 외측임과 동시에 저면 부분에는, 상기 본체(502)와 일체로 성형되는 에어가이드부(530)가 구비되어 있다. 이러한 에어가이드부(530)는, 상술한 연결통로(R)를 통하여 상승하는 에어플로를 싸이클론바디(310)의 내부로 안내하기 위한 것이라고 할 수 있다. 특히 상기 에어가이드부(530)는 연결통로(R)를 통하여 상승하는 에어플로가, 메인커버(500)의 저면에 막혀서 더 이상 상승하지 못하고 싸이클론바디(310)의 내측으로 유도될 때, 싸이클론바디(310)의 측벽을 따라 흐를 수 있도록 안내한다.

이와 같은 공기의 안내를 위하여, 에어가이드부(530)는 실질적으로 나팔관 형상을 가지고 있고 이러한 유선형 연결곡선에 의하여, 에어플로가 와류의 발생 없이 부드럽게 싸이클론용기(310)의 내부로 안내할 수 있게 된다. 그리고 에어가이드부(530)의 하단부(532)는 후술하는 워터펌프(600)의 상단부(605) 보다 낮은 위치를 가지도록 하방으로 연장되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 에어가이드부(530)를 나팔관 형상으로 성형함으로써, 연결통로(R)를 통하여 상승하는 에어플로는 싸이클론바디의 내측으로 안내될 것이다.

여기서 상기 연결통로(R)를 통하여 상승하는 에어플로는, 실질적으로 선회류(예를 들면 평면도 상에서 볼 때 반시계 방향의 선회류)를 형성하고 있음은 상술한 바와 같다. 따라서 연결통로(R)에서 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되는 에어플로도 동일하게 선회류를 이루면서 들어가게 되는 것은 당연하다. 여기서 이러한 선회류는 상기 에어가이드부(530)에 의하여 가이드되는데, 상기 가이드부(530)에는 이러한 선회류를 더욱 안정된 상태로 유지하면서 싸이클론바디(310)의 내부로 안내하기 위한 다수개의 안내리브(534)가 저면에 성형되어 있다(도 5 참조). 이러한 안내리브(534)는, 선회류가 그대로 유지되면서 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되도록 하기 위하여, 선회류와 동일한 방향을 따라 하방으로 일정한 두께로 돌출 성형되는 것이라고 할 수 있다.

다음에는 제2필터링부(300)를 구성하는 싸이클론바디(310) 및 그 내부 구성에 대하여 살펴보기로 한다. 상술한 바와 같이, 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되는 공기는 선회류임을 알 수 있다. 그리고 이러한 선회류가 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되어, 사이클론바디(310) 내에서도 계속하여 선회류가 형성되고 있음은 당연하다. 그리고 본 발명에서 싸이클론바디(310)는, 외부에서 물을 공급받아서 동작 시 항상 물이 어느 정도 이상의 수위를 유지하고 있다. 그리고 싸이클론 바디(310)로의 물의 공급은, 사용자가 개방된 상부를 통하여 직접 공급하는 것도 가능하고, 별도의 물탱크에서 일정한 수위를 유지하면서 공급될 수 있도록 하는 것도 가능할 것임은 상술한 바와 같다.

본 발명에서 제2필터링부(300)의 주요 구성이라고 할 수 있는 싸이클론바디(310)는, 실내로 공급하는 공기에 포함된 이물질을 다시 한번 필터링(2차필터링)하는 기능과, 실내로 공급하는 공기에 수분을 포함시키는 가습 기능을 동시에 가지는 것이라고 할 수 있다. 그리고 물 입자와 공기가 가능하면 많은 표면적을 가지고 접촉하도록 함과 동시에, 선회류를 형성하는 동안에 물입자와 공기가 가능하면 많은 시간 동안 다수 접촉하도록 함으로써, 이물질을 다시 필터링하는 제2필터링이 진행되는데 이러한 제2필터링에는 악취를 제거하는 탈취 여과 기능도 포함된다고 할 수 있다.

이와 같은 기능을 효율적으로 발휘하기 위하여, 상기 싸이클론바디(310)의 내부에는 워터펌프(600)가 설치되어 있다. 이러한 워터펌프(600)는, 회전에 의하여, 싸이클론바디(310)의 내부에 있는 물을 싸이클론바디(310) 내부의 공간에 뿌리거나 비산시키는 등의 동작을 수행하는 것이다. 즉, 워터펌프(600)는, 싸이클론바디(310)의 내부에서 선회류를 형성하면서 회전하고 있는 공기 중으로, 뿌리거나 비산시키는 등과 같이 물을 작은 입자화하여 공급함으로써, 물입자가 선회류 중에 노출되도록 하는 것이다.

본 발명에서, 상기 워터펌프(600)는, 물을 입자화하여 싸이클론바디(310)의 내부에서 공기 중으로 뿌리거나 비산시키는 등의 동작을 수행하는 것이라고 할 수 있는데. 이러한 워터펌프(600)의 동작을 총칭하여 물을 입자화하기 위하여, 공기중으로 물을 비산시킨다는 용어로 정의하기로 한다. 여기서 싸이클론 바디의 내부에서 물을 입자화하여 비산시킨다는 것은, 물의 입자 크기에 대해서는 한정할 수 없는 것으로, 예를 들면 미스트와 같은 미세 입자 상태는 물론이고, 싸이클론 내부에 고인 물에 운동에너지(외력)를 가하는 등에 의하여 물방울이 공기 중으로 비산되는 등의 동작도 포함되는 것은 당연하다.

도시한 실시예에 있어서, 상기 워터펌프(600)는, 케이싱본체(20)의 개방된 상면을 개폐하는 메인커버(500)의 저면에 회전 가능하게 지지되고 있다. 즉, 워터펌프(600)의 상단부가 메인커버(500)의 저면에 회전 가능하게 지지되고 있다. 그러나 워터펌프(600)의 지지구조는 이러한 것에 의하여 한정될 수 없음은 자명하다. 예를 들면 상기 워터펌프(600)의 하단부가 싸이클론바디(310)의 저면 상부에서 동시에 지지되도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

따라서 상기 워터펌프(600)는, 그 상단부가 메인커버(500)에 의하여 회전 가능하게 지지되도록 구성되는 것도 가능하고, 메인커버(500)에 상단부가 연결되어 회전 가능하게 지지되고 하단부가 싸이클론바디(510)의 저면 상부에 회전 가능하게 지지되도록 구성하는 것도 가능하다. 후자의 경우, 워터펌프(600)의 하단부와 싸이클론바디의 저면과의 사이에 별도의 부재를 개재하여 워터펌프(600)의 저면이 회전 가능하게 지지되도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

다음에는 상기 싸이클론바디(310) 내부에 설치되어 회전하는 워터펌프(600)에 대하여 살펴보기로 한다. 도시한 실시예에서의 워터펌프(600)는 회전에 의한 원심력을 이용하여, 물을 상방으로 끌어올린 후, 싸이클론바디(310)의 내부로 물방울 또는 작은 물입자를 비산시킬 수 있도록 구성되고 있다.

도 4 및 도 5를 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 상기 워터펌프(600)는, 메인커버(500)에 회전 가능하게 지지되고 있다. 상기 메인커버(500)의 중앙부분을 차지하고 있는 헤드부(520)의 저면에는, 상하에서 일정한 간격을 가지고 있는 한 쌍의 베어링(622,624)에 의하여 수직으로 배치되는 회전축(630)이 회전 가능하게 지지되고 있다. 상기 베어링(622,624)을 지지하고 있는 베어링지지블럭(626)은 금속재 등으로 성형되는 것이 충분한 지지강도를 제공하기 위하여 바람직하다고 할 수 있다. 그리고 상기 베어링지지블럭(626)은, 헤드부(520)의 저면에 고정될 수 있는 베어링하우징(628)에 의하여 헤드부(52)의 저부에 지지되고 있음을 알 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 메인커버(500)의 중심 하부에서 회전 가능하게 지지되는 회전축(630)의 하단부에는 회전축과 같이 회전하는 회전체(634)가 결합되어 있다. 그리고 상기 회전체(634)는, 워터펌프(600)와의 연결을 위한 다수의 브릿지(616)와 일체로 성형되거나 볼팅 또는 스크류결합 등에 의하여 브릿지와 일체화되어 있다. 또한 상기 회전체(634)는, 베어링하우징의 하단부에 삽입되어 회전 가능한 상태이고 다수의 블레이드(610)가 구비하는 블레이드지지관(612)와도 연결되어 같이 회전할 수 있도록 설치되어 있다.

즉 상기 회전축(630)의 하단부에는, 회전축에 끼워져 같이 회전하는 회전체(634)와, 상기 회전체(634)에서 외측으로 연장되는 다수의 브릿지(616), 그리고 다수의 블레이드(610)을 구비하는 블레이드지지관(612)가 설치되어 있고, 이들은 일체로 성형되거나 별도로 성형되어 결합되어 일체화(어셈블리)됨으로써, 같이 회전하도록 구성되고 있음을 알 수 있다.

상기 브릿지(616)의 외측단부에는 워터펌프(600)가 결합된다. 즉 본 발명의 워터펌프(600)는, 메인커버(500)의 중심부분 저면에서 회동 가능하게 지지되는 회전축(630)과 연동하면서 회전 가능하게 지지되고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 메인커버(500)의 헤드부(520)의 저면에 회전 가능하게 지지되는 워터펌프(600)는, 원통형상 또는 역원뿔 형상으로 성형될 수 있는데, 도시한 실시예에서는 역원뿔 형상을 가지고 있음을 알 수 있다.

이와 같이 역원뿔 형상으로 성형되는 워터펌프(600)는 회전 시 진동 발생의 최소화할 수 있는 측면에서는 원통형상 보다 유리한 것으로 기대된다. 또한 상기 워터펌프(600)가 역원뿔 형상으로 성형되는 것은, 실질적으로 회전에 기초한 원심력을 이용하여 물이 상부로 보다 원활하게 이동할 수 있는 장점도 기대된다.

그리고 상기 워터펌프(600)는, 공기의 통과를 위하여 상단부가 개구되어 있다. 즉 상기 싸이클론바디(310)의 내부에서 2차여과된 공기는 메인커버(500)의 배출공(510)을 통하여 외부로 배출된다. 상기 배출공(510)을 통하여 공기가 나가기 위해서는 워터펌프(600)의 상단부는 열린 상태로 성형되어야 바람직하고, 후술하는 바와 같이 열림부분(604)과 같이 하여 공기의 배출을 원활하게 할 것이다.

도시한 실시예에서, 상기 워터펌프(600)는 역원뿔 형상의 측벽부분(602)과, 이러한 측벽 사이에 형성되는 다수의 열린부분(604)을 구비하고 있다. 상기 열린부분(604)은 워터펌프(600)의 전체 높이에 대하여 성형되는 것이 바람직하다. 그리고 워터펌프(600)의 하단부는 물이 내측으로 유입될 수 있도록 성형되어야 한다.

그리고 상기 워터펌프(600)의 측벽부분(602)의 내측에는 다수의 물안내홈(606)이 상하 방향으로 성형되어 있다. 이러한 물안내홈(606)은 실질적으로 회전 시 원심력을 이용하여 싸이클론바디의 저면에 고인 물을 상방으로 펌핑하기 위한 것이다. 그리고 도시한 실시예에서의 물안내홈(606)에 대신하여 상하 방향으로 연장된 일정한 높이를 가지는 벽(또는 리브)으로 대신하는 것도 가능함은 물론이고, 이 때 이러한 벽과 벽 사이의 오목한 부분이 도시한 실시예에서의 물안내홈(606)에 대응하게 될 것이다.

이와 같은 물안내홈(606)은 실질적으로 물이 그 내부를 따라 상방으로 올라갈 수 있는 것이면 어떠한 형상을 가지는 것도 가능하며, 도시한 바와 같은 상하 방향의 홈으로 한정될 수 없음은 당연하다. 그리고 상기 측벽부분(602)에 다수 개 성형되는 열린 부분(604)은 도시한 바와 같이 수직선에 대하여 일정한 경사를 가지도록 성형되어 있다. 따라서 상기 물안내홈(606)의 가장 상단부는 경사진 열린부분(604)을 따라서 열린 상태(개구 상태)가 되고, 이를 출구(608)라고 할 수 있다.

즉, 상술한 물안내홈(606)은, 일정한 간격을 가지고 상측방향으로 연속적으로 연장되어 있고 상기 열린부분(604)에는 출구(608)가 형성된다. 또한 열린부분(604)은 일정한 기울기를 가지는 경사 상태로 성형되기 때문에, 물안내홈(606)의 출구는 싸이클론바디(30) 내부에서 상하에 걸쳐 다수 개 성형된다고 할 수 있다. 즉 상기 물안내홈(606)의 출구(608)는, 상기 열린 부분(604)의 가장 낮은 부분부터 가장 높은 부분에 걸쳐 다수개가 연속적으로 성형되어, 상하에 걸쳐 대체적으로 균일하게 물 입자를 공기 중으로 분사 또는 비산시키게 된다.

그리고 상기 워터펌프(600)의 하단부(620)는 싸이클론바디(310)의 내부에 담겨있는 물에 잠겨 있는 상태이다. 상기 워터펌프(600)의 하단부(620)는, 물이 그 내측으로 들어올 수 있도록 적어도 일부가 개방된 형상을 가지고 있음은 상술한 바와 같다. 또한 워터펌프(600)의 내측면에 성형되는 물안내홈(606)은, 워터펌프(600)의 하단부까지 연장 성형되어 있다. 따라서 상기 워터펌프(600)가 회전하면, 싸이클론바디(310)의 내부에 있는 물은 회전에 의하여 발생하는 원심력에 의하여 물안내홈(606)을 따라서 상승하게 된다. 그리고 물안내홈(606)을 따라 상승하는 물은 열린부분(604)에 성형되어 있는 그 출구(608)를 통하여 외부로 분사 또는 비산될 것이다.

이때 상기 열린부분(604)은 전체 높이에 대하여 또는 상하 방향에 대하여 일정한 경사를 가지고 성형되어 있음과 동시에 상기 물안내홈(606)은 일정한 간격으로 다수개 성형되어 있기 때문에, 일정한 높이 이상에서 부터 워터펌프(600)의 전체 높이에 걸쳐서, 물은 열린부분(604)을 통하여 외부로 비산될 것이다. 이러한 물의 비산은, 실질적으로 싸이클론바디(310)의 내부에서, 물이 전체 높이에 대하여 균일하게 비산된다는 것을 의미한다고 할 수 있다.

그리고 상기 워터펌프(600)를 상부와 하부의 지름이 동일하거나 유사한 원통형상을 성형하게 되면, 특히 하단부에서 회전에 의하여 진동이 더욱 발생할 우려가 더욱 높아진다. 본 실시예에서는, 상기 워터펌프(600)를 역원뿔 형상으로 하거나, 적어도 부분적인 역원뿔 형상으로 함으로써, 하단부에서의 무게의 편심을 최대한 억제하고 이로 인한 회전 시의 진동을 억제할 수 있도록 구성하는 것이다.

그리고 다음에는 이와 같은 워터펌프(600)를 메인커버(500)의 저면에 회전 가능하게 지지하는 다른 실시예에 대하여 살펴보기로 한다. 본 실시예는 워터펌프(600)가 자석에서 발생하는 자력에 의하여, 메인커버(500)에 착탈 가능하게 구성되는 실시예이다. 이하 본 실시예의 설명에 있어서, 실질적으로 위에서 설명한 것과 동등한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하면서 설명한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 상기 메인커버(500)의 중앙에 있는 헤드부(520)의 저면에는, 상하에서 일정한 간격을 가지고 있는 한 쌍의 베어링(622,624)에 의하여 수직으로 배치되는 회전축(630)이 회전 가능하게 지지되고 있다. 상기 회전축(630)은 임의로 하방으로 빠지지 않는 구조를 가지고 있음은 당연하고, 예를 들면 최상단부에 베어링(622)에 지지되는 헤드(634)가 성형되어 있다.

그리고 상기 베어링(622,624) 및 베어링(622,624)을 지지하는 베어링지지블럭(626)은 금속재 등으로 성형되는 것이 충분한 지지강도를 제공하기 위하여 바람직하다고 할 수 있다. 그리고 상기 베어링지지블럭(626)은, 헤드부(520)의 저면에 서 이탈하지 않도록 지지되는데, 예를 들면 베어링하우징(628)에 의하여 헤드부(520)의 저부에 지지되고 있음을 알 수 있다. 베어링지지블럭(626)은 다른 체결요소 등을 이용하여 헤드부(520)의 저면에 고정되는 것도 가능함은 물론이다.

상기 회전축(630)은 하방으로 연장된 후, 너트(632)가 단부에 채결되어 일정한 면적을 가지도록 하고 있다. 그리고 상기 너트(632)의 하측에는 마그네트(640)가 내장되어 있는 마그네트하우징(642)이 자력에 의하여 착탈 가능하게 고정된다. 상기 마그네트하우징(642)은 하방으로 연장된 다수(예를 들면 3개)의 체결후크(644)가 워터펌프(600)에 후킹되어 있다.

따라서 본 실시예에서의, 워터펌프(600)를 메인커버(500)의 중앙 저부에 조립하기 위한 구조를 정리하면, 한 쌍의 베어링(622,624)을 통하여 회전축(630)이 헤드부분(520)의 저면에 회전 가능하게 지지되고 있다. 그리고 상기 회전축(630)의 저면에는 마그네트(640)를 내장하고 있는 마그네트하우징(642)이 자력으로 착탈되며, 마그네트하우징(642)은 워터펌프(600)과 탈착 가능하게 연결되고 있다.

여기서 자성체인 회전축(630)의 하단부는 너트(632)를 통하여 자력에 반응하는 면적을 충분히 확보하고 있다. 여기서 상기 너트(632)의 저면 전체를 커버할 수 있는 평판의 금속재를 더 개재하는 것도 가능할 것임은 당연하다. 그리고 상기 마그네트하우징(642)과 워터펌프(600)를 서로 분해 및 조립이 가능하도록 서로 연결하는 구조에 있어서는 많은 다른 변형이 가능할 것임은 당연하다.

본 발명의 워터펌프(600)는 역원뿔 형상을 가지고 있기 때문에, 물안내홈(606)의 성형에 있어서, 상부와 하부에 면적의 제한이 뒤따르게 된다. 따라서 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 워터펌프(600)의 상부(600U)와 하부(600L)의 물안내홈(606)의 수가 상이한다. 즉, 워터펌프(600) 하부(600L)은 실질적으로 표면적이 좁기 때문에 많은 수의 물안내홈이 형성될 수 없다. 그러나 워터펌프(600)의 하부(600L)를 기준으로 물안내홈을 성형하면 전체적으로 그 수가 부족하기 때문에, 싸이클론바디(310)의 상하에 걸쳐서 균일하면서도 충분한 물 입자를 비산시키는데 어려움이 있을 수 있다.

따라서 본 발명에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 하부(600L)의 물안내홈(606)을 통하여 일정 높이로 물을 끓어올린 후, 그 위치에서 전체 내경에 대하여 성형된 저수홈(650)에 일시적으로 물을 저수하게 된다. 즉 워터펌프(600)의 회전에 의하여 워터펌프(600)의 하부(600L)에서 물이 올라와서 상기 저수홈(650)에 일시적으로 머물게 되는데, 이는 회전에 의하여 물이 상기 저수홈(650)의 전체에 걸쳐서 고이게 된다는 것을 의미한다.

그리고 도시한 실시예에서와 같이, 저수홈(650)이 워터펌프(600) 내측면에 성형되어야 하지만 금형과의 관계에 있어서 홈으로 성형하는 것이 곤란하다면, 저수홈(650)에 대응하는 부분을 내외부를 관통하도록 형성하고, 외측면에서 합성수지 또는 고무 등 탄성력이 있는 재질로 만들어지는 링밴드(653)를 결합함으로써, 도시한 바와 같은 저수홈(650)으로 성형하는 것도 바람직할 것이다.

상기 저수홈(650)에 고인 물은, 회전에 따라서 워터펌프(600)의 상부(600U)의 물안내홈(606)을 따라서 다시 상승하게 된다. 여기서 워터펌프(600) 상부의 물안내홈(606)은 하부(600L)에 비하여 많은 수로 성형되고 있기 때문에, 궁극적으로 열린부분(604)에 성형되는 출구(608)를 통하여 비산되는 물은 상하에 걸쳐서 균일하면서도 가능하면 작은 입자로 비산될 수 있을 것으로 기대된다.

그리고 본 발명에서의 워터펌프(600)는 전체가 한 번에 사출 성형되는 일체형으로 성형하는 것이 가장 바람직하나, 이러한 일체형 사출에 의하여 한정될 수 없는 경우에는 별개로 성형된 다수 개를 접착하거나 조립하는 것에 의하여 워터펌프(600)를 완성하는 것도 가능할 것임은 당연하다.

그리고 본 발명에 의하면, 상기 싸이클론바디(310)는 투시 가능한 합성수지재로 성형되고, 상기 싸이클론바디(310)이 위치하는 부분의 케이싱(10) 상부로 투시 가능한 합성수지재로 성형된다. 따라서 상기 워터펌프(600)의 회전에 의하여 싸이크론바디(310) 내부에서 비산되는 물은, 외부에서 시각으로 인식할 수 있게 될 것이다. 즉, 본 발명에 의한 공기청정기는, 상술한 싸이클론바디(310)의 내부에서 물이 비산되고, 이와 동시에 선회류가 형성되는 것을 외부에서 보는 사람에게 노출시키고 있음을 알 수 있다. 이러한 점은 시각적으로, 공기 정화 및 가습에 대한 효과를 사용자에게 인식시킬 수 있는 장점을 기대할 수 있을 것이다.

그리고 본 발명에 의하면, 싸이클론바디(310)의 내부로 들어오는 에어플로는, 상술한 연결통로(R)를 통하여 유입되는 선회류임은 상술한 바와 같다. 그리고 이러한 선회류에 기초하여, 워터펌프가 회전하게 되도록 구성되고 있으며, 워터펌프(600)는 회전해야, 내부의 물을 싸이클론 바디의 내부에서 비산시킴으로써, 본 발명의 공기청정기가 동작할 수 있을 것임을 알 수 있다.

여기서 상기 워터펌프(600)를 회전시키기 위한 구성에서는 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면 상기 메인커버(500)의 헤드부(520)에 장착되는 소형의 모터를 이용하여 상기 워터펌프(600)를 회전시키도록 하는 것도 가능하다. 그리고 도시한 실시예에서와 같이, 상기 연결통로(R)를 통하여 싸이클론용기(310)의 내부로 유입되고, 싸이클론용기(310) 내부에서 배출공(510)을 통하여 배출되는 공기의 흐름을 이용하여 상기 워터펌프(600)를 회전시키도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같이 에어플로를 이용하여 상기 워터펌프(600)를 회전시키는 구성을 가지는 실시예에 대하여 자세하게 살펴보기로 한다. 싸이클론바디(310)의 내부로 안내되는 에어플로는 선회류를 형성하는 상태로 유입되는데, 이러한 선회류는 실질적으로 싸이클론바디(310)의 내측면에 근접한 부분을 따라 형성되고 있다. 그리고 상기 메인커버(500)의 중심부분에는 원형을 이루도록 배열된 배출공(510)이 있기 때문에, 싸이클론 원리에 의하여 선회하는 공기를 상기 배출공(510)을 통하여 외부로 배출된다.

여기서 상기 배출공(510)은 싸이클론바디(310)의 중심부분에 형성되어 있기 때문에, 싸이클론바디(310)의 내부 중심부분에서는 상승하는 기류가 형성된다. 즉, 싸이클론바디(310)의 내부에서의 공기의 흐름을 살펴보면, 싸이클론바디(310)의 내면에 근접한 외측 부분에서는 선회류가 성형되고 있으며, 싸이클론바디(310)의 중심부분에서는 상기 배출공(510)을 통하여 외부로 배출되는 공기가 상승하는 기류를 형성하고 있는 것이다.

그리고 상기 회전축(630)의 외측면에 형성되어 있는 다수 개의 블레이드(610)는. 상승기류에 접촉하여 싸이클론바디(310) 내부에서 형성되는 선회류와 동일한 방향으로 블레이드지지관(612)를 회전시키는 방향으로 성형되어 있다. 따라서 싸이클론바디(310)의 내부 중앙에서 상승하는 기류가 상기 블레이드(612)에 부딪히게 되면, 상기 블레이드지지관(612)을 반시계 방향(평면도 상에서 볼 때)으로 회전시키게 된다. 그리고 이러한 블레이드 및 블레이드지지관(612)의 회전은, 실질적으로는 브릿지(616)를 통하여 워터펌프(600)를 위와 같은 방향으로 회전시키게 되는 것이다.

도시한 실시예에서, 싸이클론바디(310)로 유입되는 선회류는, 싸이클론바디(310)의 중앙부분에서 상승기류를 형성하게 되고 이러한 상승기류는 배출공(510)을 통하여 배출되고 있다. 여기서 상기 배출공(510)을 통하여 배출되기 직전에 상승기류는 상술한 블레이드(610)에 접촉하여 블레이드지지관(612)을 회전시키도록 구성되고 있음을 알 수 있다. 그리고 블레이드(610)의 회전은 브릿지(616)를 통하여 워터펌프(600)를 원하는 방향으로 회전시키고 있다.

이와 같은 구성을 가지는 실시예에서, 상기 워터펌프(600)의 회전은, 팬모터어셈블리(400)에 의하여 출구(12)를 통하여 들어오는 공기의 흐름에 의한 것임을 알 수 있다. 이와 같이 상기 팬모터어셈블리(400)에 의하여 만들어지는 에어플로에 의하여, 상기 워터펌프(400)가 회전하게 된다는 것은 워터펌프를 회전시키기 위한 별도의 모터를 필요로 하지 않는 여러 가지 장점을 가질 수 있음을 알 수 있다. 그리고 워터펌프(400)의 회전은 상술한 바와 같이, 싸이클론바디(310) 내부에 고여 있는 물에 외력을 가하여 물 입자를 비산시킴은 상술한 바와 같다.

본 발명에서의 워터펌프(600)는 실질적으로 싸이클론바디(310)의 내부에 고여 있는 물에 외력을 가하여 물 입자로 만들면서 싸이클론바디(310)의 내부로 비산시키기 위한 것임을 알 수 있다. 그리고 다수의 블레이드(610)는, 사이클론바디의 내부에서의 에어플로에 의하여 힘을 받아서, 워터펌프(600)를 회전시키기 위한 것임도 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 블레이드(610)는 상기 워터펌프(600)를 회전시키기 위한 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 도 1 내지 도 5에서 도시되고 위에서 설명한 실시예에서는, 상기 블레이드(610)는 회전축(630)과 연결되어 회전하는 회전체(634)의 외측에 성형되어 있는데, 이는 실질적으로 블레이드(610) 보다 내부 중앙에 있다는 것을 의미한다. 그리고 이러한 블레이드(610)는 싸이클론바디(310)의 내부 중심에서 상승하는 기류에 반응하면서 워터펌프(600)를 회전시키고 있다.

이와 같은 블레이드(610)에 대한 다른 실시예로써, 워터펌프(600)의 측벽부분(602)의 내측 상부에 동일한 형상을 가지도록 성형하는 것도 가능하다. 이와 같이 다수의 블레이드(610)가 측벽부분(602)의 내측에 구비되는 것은, 워터펌프와 같이 일체로 사출 성형하거나 별도로 성형하면 접착에 의하여 일체화시키는 것으로 가능할 것이다. 이와 같이 측벽부분(602)의 내측면에 블레이드(610)를 성형하게 되면, 위에서 설명한 실시예와 같이, 싸이클론바디(310)의 내부에서 상승하는 기류와 접촉하여 워터펌프(600)가 회전하게 될 것이다.

그리고 이와 같은 블레이드(610)에 대한 또 다른 실시예로써, 워터펌프(600)의 측벽부분(602)의 외측면에 블레이드(610)를 다수 성형하는 것을 들 수 있다. 이와 같이 측벽부분(602)의 외측면에 블레이드(610)를 성형하게 되면, 싸이클론바디(310)의 내측으로 유입되는 공기에 접촉하여 워터펌프(600)가 회전하도록 할 수 있다. 예를 들면 싸이클론바디의 개방된 상단부분 전체를 통하여, 연결통로(R)에서 선회류가 유입되는 경우, 유입되는 상류 부분에서 에어플로가 블레이드(610)와 접촉하게 되고, 그 풍압에 의하여 워터펌프를 원하는 방향으로 회전시키게 된다.

또는 연결통로(R)를 통하여 유입되는 공기가, 싸이클론바디(310)의 상단부 측벽부분을 통하여 유입되면서 선회류를 생성하도록 구성하는 경우에도, 측벽부분(602)의 상부 외측면에 성형된 다수의 블레이드(610)가 이러한 에어플로에 노출되어 풍압을 받음으로써, 워터펌프(600)가 회전하게 될 것이다.

본 발명의 블레이드에 대한 또 다른 실시예로서, 상기 측벽부분의 상단부를 전체적으로 연결하는 링부재 등을 설치하고, 그 외부에 블레이드를 성형하는 것도 가능하다. 즉 블레이드의 외측 상단부분에 다수의 블레이드(610)를 설치하거나 성형하되, 다른 부재를 개재한 상태로 설치하는 것을 의미한다. 이러한 경우에도, 블레이드는 싸이클론바디(310)의 내측으로 유입되는 에어플로에 의하여 힘을 받아서, 워터펌프를 회전시키게 될 것이다.

다음에는 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 공기청정기의 전체적인 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 여기서 본 발명의 공기청정기의 동작 설명은, 상기 팬(420)에 의하여 성형되는 전체적인 공기의 흐름을 따라 설명하고자 한다. 먼저 본 발명의 공기청정기가 동작하게 되면, 팬모터어셈블리(400)가 구동되면서, 케이싱(10) 외부의 공기가 입구(12)를 통하여 내부로 유입된다.

이렇게 외부(실내)에서 케이싱(10) 내부로 유입되는 공기는, 상기 필터(210)를 통과하게 되는데, 이러한 과정에서 1차적으로 불순물이 여과된다. 즉, 제1필터링부(200)를 구성하고 있는 헤파 필터(210)에 의하여 1차적으로 불순물이 제거되는데, 여기서 상기 필터(210)는 원하는 사양 및 기능을 가지는 것으로 선택할 수 있을 것임은 상술한 바와 같다. 예를 들면 미세 먼지와 같은 이물질은 물론이고, 악취 제거가 가능한 필터를 일부 포함시킬 수도 있어서, 필터(210)에 의하여 악취제거의 효과도 기대할 수 있다.

도 1에 도시한 실시예에서, 상기 필터(210)는 원통 형상의 필터로 구성되고 있으며, 상기 팬(420)은 원심팬으로 구성되고 있으나, 본 발명은 이러한 구성에 의하여 한정될 수 없음은 자명하다. 상기 팬(420)은 입구(12)를 통하여 외기를 유입시키면서 이러한 외기가 필터(210)을 통과할 수 있도록 에어플로를 형성하는 것이면 충분하다.

그리고 상기 필터(210)를 통과한 공기는, 팬(420)에 의하여 레디얼 방향으로 이동하게 되는데, 이는 에어플로가 케이싱(10)의 내측부분을 향하여 방사상으로 흐르는 것을 의미한다. 팬(420)에 의하여 생성되는 공기의 흐름은 상술한 연결통로(R)로 흐르게 되는데, 이때 회전하는 팬(420)에 의하여 상기 연결통로(R)로 흐르는 공기의 흐름은 선회류를 형성하게 되고, 이러한 공기의 흐름 방향이 도 6에 상세하게 도시되어 있다.

상기 연결통로(R)의 상단부에 이른 에어플로는 메인커버(500)에 의하여 상면이 막혀 있기 때문에, 상부가 열린 싸이클론바디(310)의 내부로 유입된다. 이렇게 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되는 공기도 선회류를 유지하게 될 것이고, 그 과정에서 메인커버(500)에 성형된 나팔관 형상의 에어가이드부(530) 및 안내리브(534)의 도움을 받을 것임은 당연하다.

그리고 싸이클론바디(310)의 내부에서는, 가장자리 부분에서는 선회류가 성형되고, 배출공(510)이 위치하는 중앙부분에서는 상승기류가 형성되는 것은 당연하다. 또한 이렇게 싸이클론바디(310)의 중앙에서 상승하는 공기는 블레이드(610)에 풍압을 가하여, 실질적으로는 워터펌프(600)를 회전시키게 되는 것도 상술한 바와 같다.

그리고 싸이클론바디(310)의 내부에는 물이 고여 있고, 이러한 물은 워터펌프(600)의 하단부(620) 내부까지 들어와 있을 것이다. 상술한 바와 같이, 상기 워터펌프(600)가 회전하게 되면, 싸이클론바디(310) 내부에서, 워터펌프(600)의 하단부(620) 내측에 들어 있는 물은, 원심력에 의하여 워터펌프(600) 하단부(620)의 측벽부분(602) 내부에 형성된 물안내홈(606)을 따라서 상방으로 이동하게 된다.

이렇게 물안내홈(606)을 따라서 이동하는 물은, 열린부분(604)에 성형된 물안내홈(606)의 다수의 출구(608)를 통하여 외부로 비산된다. 이러한 물안내홈(606)의 출구는 하단부에서 상단부에 걸쳐 일정한 간격으로 성형되어 있고, 열린부분(604)은 경사를 가지고 성형되어 있기 때문에, 전체적으로 물이 균일하게 외측으로 비산될 수 있게 된다.

여기서 상기 싸이클론바디(310) 및 그에 대응하는 케이싱(10)은 내부를 투시할 수 있는 재질로 성형되기 때문에, 싸이클론바디(310) 내부에서 비산되는 물은 사용자가 직접 시각으로 인식할 수 있게 될 것이다. 이와 같이 물이 비산되는 상태를 시각으로 확인할 수 있다는 것은, 본 발명의 공기청정기가 실질적으로 작동하고 있음과 동시에, 충분한 가습효과를 사용자에게 인식시킬 수 있다는 것을 의미하는 것이라고도 할 수 있다.

그리고 이와 같은 현재의 상태는, 상기 워터펌프(600)가 회전하면서 싸이클론바디(310) 내부에서 물이 비산되고 있음과 동시에, 싸이클론바디(310) 내부에서는 선회류가 형성되고 있는 중이라고 할 수 있다. 상기 싸이클론바디(310) 내부에서 선회류가 성형된 상태에서 물이 이러한 선회류를 향하여 비산되면, 비산되는 물 입자는 실질적으로 반복하여 회전하는 공기에 노출된다. 또한 싸이클론바디(310)의 내부에서 공기는 다수 회 반복하여 선회한 후, 중심부분에서 상승하게 되는데, 실질적으로 워터펌프(600)에 의하여 비산되는 물 입자는 수회 반복하여 선회하는 물과 충분한 시간 동안 접촉하게 된다.

이와 같이 비산되는 물방울이 적어도 다수회 반복하는 선회류에 노출된다는 것은 실질적으로, 입구(35)를 통하여 유입되는 공기와 워터펌프(600)를 통하여 비산되는 물방울과의 접촉 표면적이 충분히 확보된다는 것을 의미한다. 그리고 비산되는 물방울과 공기와의 접촉 표면적이 넓다는 것은, 실질적으로 공기 중에 포함된 이물질이 표면장력 및 흡착력 등에 의하여 물에 포획된다는 것과 동일한 의미를 가진다고 할 수 있다.

또한 비산되는 물방울과 공기와의 접촉 표면적이 넓다는 것은 실질적으로 공기와의 접촉에 의하여 증기화되는 물의 양도 많아진다는 것을 의미한다. 더욱이 공기가 미세한 물입자와 충분한 시간 동안 접촉한다는 것은, 공기 중에 포함되어 있는 냄새 입자를 포집하여, 공기를 충분히 탈취시킬 수 있다는 것을 의미하는 것이기도 하다.

이와 같이 본 발명에서는, 싸이클론 바디의 내부에서 선회류를 형성하고, 이러한 선회류에 물방울을 비산시킴으로써 물에 포함된 이물질(악취 입자 포함)의 포집 능력이 우수함과 동시에 가습 성능 또한 높은 상태를 확보할 수 있도록 구성하고 있음을 알 수 있다. 즉, 제2필터링부(300)를 구성하고 있는 싸이클론바디(310)는, 물 입자가 선회류와의 충분한 접촉에 의하여, 공기 중의 이물질을 포집하는 것과 동시에 배출공(510)으로 배출되는 공기를 충분히 가습하고 있음을 알 수 있을 것이다.

이와 같은 물방울의 비산 및 선회류의 선회과정이 지속적으로 반복되면, 싸이클론바디(310) 내부에서 상대적으로 무거운 물 입자는 이물질 등과 같이 하방으로 가라앉게 되고, 상대적으로 가벼운 물 입자는 싸이클론바디(310) 상부의 개구된 중앙부분 출구(38)을 통하여 실내(외부)로 배출될 것이다. 그리고 이렇게 배출되는 공기는 실질적으로 충분하 가습량을 제공할 수 있음은 물론이고, 이물질이 충분히 필터링된 정화된 공기임은 당연하다고 할 수 있다.

상기 싸이클론바디(310)의 내부에서 선회하는 물 입자에 포집된 이물질은 다시 싸이클론바디(310)의 밑부분으로 떨어짐은 상술한 바와 같다. 이러한 이물질에 대한 살균 등을 수행하기 위하여, 상기 싸이클론바디(310)의 내부, 더욱 바람직하게는 싸이클론바디(310)의 하단부에 살균 기능이 있는 램프(예를 들면 UV램프)를 설치하는 것도 가능할 것이다.

이상과 같은 구성에 있어서, 상기 메인커버(500)는 케이싱(10)에서 당연히 분리 가능하고, 싸이클론바디(310)도 케이싱(10)에서 분리 가능하게 구성되고 있다. 따라서 실질적으로 물을 담아야 하는 싸이클론바디(310)를 아주 손쉽게 청소하는 것이 가능 하게 되기 때문에, 가습되는 공기가 싸이클론바디의 오염에 의한 어떠한 문제도 발생할 수 없게 된다.

그리고 싸이클론바디(310)의 내부 중심의 공기는 위로 상승하는 흐름을 따르게 되어, 메인커버(500)의 배출공(510)을 통하여 외부로 배출된다. 이렇게 배출되기 위하여 상승하는 공기는, 상기 블레이드(610)와 접촉하여 워터펌프(600)를 회전시키는 원동력으로 작용함은 상술한 바와 같고, 이러한 동작의 반복에 의하여 싸이클론바디(310) 내부에서는 공기 중에 포함된 이물질의 제거 및 공기에 대한 충분한 가습이 진행될 수 있을 것이다.

다음에는 본 발명의 기술적 범주 내에서, 변형 가능한 다른 실시예에 대하여 살펴보기로 한다.

도시하고 설명된 실시예에 있어서는, 팬(420)이 회전하면서 방사상으로 공기를 회전시키고 있기 때문에, 연결통로(R)에서 선회류가 형성되고 이러한 선회류가 그대로 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되도록 구성되는 실시예라고 할 수 있다.

그러나 팬(420)은 외기를 케이싱(10) 내부로 유입시키고, 이러한 과정에서 필터(210)를 통과시킴으로써 1차적으로 이물질을 제거할 수 있는 기능을 가지면 충분하다. 그리고 상기 팬(420)에서 발생하는 에어플로는 별도의 다른 통로를 통하여 싸이클론 내부로 유입되면서 선회류가 생성되도록 하는 것도 가능할 것이다.

즉, 팬(420)에서 발생한 에어플로를, 싸이클론바디(310)의 내부로 유입시킬 때 편심된 위치에서 싸이클론바디(310)의 내부로 공기를 불어넣게 되면, 실질적으로 선회류가 형성되고, 위에서 설명한 바와 동일한 싸이클론원리에 의하여 이물질이 제거될 수 있음은 물론이고, 비산되는 물과의 접촉에 의하여 배기되는 공기가 가습될 수 있음은 당연하다고 할 수 있다.

그리고 위에서 설명한 실시예에서는, 사이클론바디의 내부의 선회류를 이용하여 워터펌프를 회전시키도록 구성하고 있다. 그러나 싸이클론바디(310)의 내부에서 물을 비산시키기 위하여, 워터펌프(600)를 회전시키는 구성에 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면 메인커버(500)의 헤드부 저면에 모터를 설치하고, 이러한 모터를 이용하여 워터펌프를 회전시키도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

또한 이에서 설명한 실시예에서는, 싸이클론바디의 상부가 개방되어 있고, 연결공간(R)을 통하여 상승하는 에어플로는 메인커버에 의하여 막히게 되면 싸이클론바디의 개방된 상부를 통하여 싸이클론바디의 내부로 유입되도록 구성하고 있다. 그러나 싸이클론바디는, 내부로 유입되는 공기가 선회류를 그대로 유지하면서 받아들일 수 있는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 당연하다.

예를 들면 싸이클론바디의 상단부 측벽에, 연결통로(R)에서의 선회류가 내부로 유입될 수 있는 입구를 형성함으로써, 선회류를 형성하고 있는 연결통로(R)의 에어플로를 그대로 싸이클론바디의 내부로 유입되도록 구성하는 것도 가능할 것이다. 이러한 경우 싸이클론바디의 상부는 별도의 커버에 의하여 개폐되도록 하거나 열린 상태로 성형하되 메인커버(500)의 저면에 거의 밀착시키도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

위에서 설명한 실시예에서, 다수의 블레이드(610)는 배출공(510)으로 배출되는 에어플로의 압력에 반응하여, 워터펌프를 회전시키는 것임은 상술한 바와 같다. 즉, 본 발명에서 블레이드(610)는 궁극적으로는 워터펌프를 회전시키기 위한 것이고, 이는 하나의 구동원인 팬(420)에서 발생하는 바람을 이용하고자 하는 것이 기본적인 착상이라고 할 수 있다.

따라서 본 발명에서, 블레이드(610)는 워터펌프에 구비되어 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시키는 것으로 충분함을 알 수 있다. 이러한 기술적 구성에 입각하면, 블레이드의 설치위치는 한정되지 않을 것이고, 예를 들면 싸이클론바디(310)의 내부로 유입되는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시킬 수 있도록, 측벽부분(602)의 외측에, 더욱 바람직하게는 바람이 유입되는 외측 상부에 성형되는 것도 가능할 것이다. 또는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시킬 수 있다면, 그 설치위치에 대해서는 한정될 수 없을 것이다.

위에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것임도 자명하다고 생각된다.

10 ..... 케이싱
12 ..... 입구
14 ..... 출구
200 ..... 제1필터링부
300 ..... 제2필터링부
310 ..... 싸이클론바디
400 ..... 팬모터어셈블리
410 ..... 모터부
420 ..... 팬
440 ..... 에어플로하우징
442 ..... 내부관
444 ..... 외부관
500 ..... 메인커버
510 ..... 배출공
600 .... 워터펌프
602 ..... 측벽부분
604 ..... 열린부분
605 ..... 상단부
606 ..... 물안내홈
608 ..... 출구
610 ..... 블레이드
612 ..... 블레이드지지관
616 ..... 브릿지
622, 624 ..... 베어링
628 ..... 베어링지지하우징
626 ..... 베어링지지블럭
630 ..... 회전축

Claims (6)

1. 외기가 유입되는 입구와, 정화된 공기가 배출되는 출구, 그리고 입구를 통하여 유입된 공기를 정화 및 가습하기 위한 싸이클론바디를 포함하는 공기청정기에서, 싸이클론바디의 내부에 있는 물을 비산시키기 위한 워터펌프로써;
   가로 단면이 원형을 가지는 원통형상 또는 역원뿔형상으로 성형되고, 일정한 높이를 가지며, 상하 방향에 대하여 경사지게 성형되는 다수의 열린부분을 구비하는 측벽부분; 그리고
   상기 측벽의 내측에서 상하 방향으로 성형되고, 워터펌프의 회전에 의하여 물을 상방으로 끌어올려서 열린부분에 형성되는 출구를 통하여 물입자를 비산시키는 다수의 물안내홈으로 구성되고;
   상기 워터펌프의 하단부는, 싸이클론바디 내부의 물에 잠겨 있고, 상기 열린부분을 통하여 물이 그 내측으로 들어올 수 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기용 워터펌프.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 싸이클론바디의 내부에서 형성되는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시키기 위한 다수의 블레이드를 더 포함하고,
   상기 블레이드는 측벽부분의 상부 내측면에 성형되어, 싸이클론바디 내부에서 배출되는 공기와 접촉하여 반응하는 공기청정기용 워터펌프.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 싸이클론바디의 내부에서 형성되는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시키기 위한 다수의 블레이드를 더 포함하고;
   상기 블레이드는, 워터펌프의 회전을 지지하는 회전축의 단부에 설치되어 회전축과 같이 회전하고 상기 측벽부분의 내측면과 연결되는 브릿지를 구비하는 회전체의 외측면에 설치되어, 싸이클론바디 내부에서 배출되는 공기와 접촉하여 반응하는 공기청정기용 워터펌프.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   싸이클론바디의 내부로 공급되는 에어플로에 반응하여 워터펌프를 회전시키기 위한 다수의 블레이드를 더 포함하고,
   상기 블레이드는 워터펌프의 측벽부분의 외측 상단부에 성형되는 공기청정기용 워터펌프.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 워터펌프 내측면의 물안내홈은, 워터펌프의 상부에서 워터펌프의 하부보다 많은 수를 가지도록 형성되고;
   워터펌프의 상부와 하부 사이에는 내측면 전체에 걸쳐 오목한 저수홈이 형성되어, 워터펌프 하부의 물안내홈에서 상승한 물이 전체적으로 저수홈에 저수된 상태에서 워터펌프 상부의 물안내홈을 따라 상방으로 상승하는 공기청정기용 워터펌프.
   
   
   
   
   
6. 삭제

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