KR101853579B1 - 스마트 가습기 - Google Patents

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KR101853579B1
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류근호
이단비
전승진
서해민
이나라
조승연
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호서대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은, 케이스; 상기 케이스의 일측에 배치되는 분무부; 상기 케이스의 타측에 배치되어 내부 공간을 형성하는 베이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 유체를 수용하는 챔버; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 일측이 분무부와 연결되는 증기관을 포함하고, 상기 베이스는, 상기 챔버와 연결되어 유체를 공급받는 공급부; 상기 챔버로 살균광을 조사하는 광원부; 상기 공급부와 유로에 의해 연결되고, 유체를 기화시키고, 상기 증기관의 타측과 연결된 기화부를 포함하는 스마트 가습기에 관한 것이다.

Description

스마트 가습기{SMART HUMIDIFIER}
본 실시예는 스마트 가습기에 관한 것이다.
이하에서 기술되는 내용은 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 기재한 것은 아니다.
가습기는 유체(물)을 기화시켜 실내의 습도를 올려주는 장치이다. 가습기의 내부는 습도가 높아 세균이나 곰팡이 등이 증식하기 좋은 환경을 제공한다. 가습기에 증식하는 세균이나 곰팡이 등은, 인체에 해롭기 때문에 이를 제거하기 위한 연구가 진행되고 있다.
일반적으로 살균제(세정제)를 이용하여, 가습기를 멸균, 소독하는데, 최근 살균제가 인체에 악영향을 미쳐, 산모, 영유아 등이 사망하거나 폐질환에 걸리는 사건이 발생하였다.
따라서 인체에 무해하고, 가습기를 살균할 수 있는 대안이 필요한 실정이다. 나아가 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 기술과 접목하여 제어되는 스마트 가습기가 개발된다면, 사용자의 편의성은 향상될 것이다.
본 발명은, 인체에 무해하고, 살균력이 우수한 가습기를 제공하고자 한다. 나아가 사물인터넷 기술과 접목되어 다양한 기능을 수행하는 스마트 가습기를 제공하고자 한다.
본 발명은, 케이스; 상기 케이스의 일측에 배치되는 분무부; 상기 케이스의 타측에 배치되어 내부 공간을 형성하는 베이스; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 유체를 수용하는 챔버; 상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 일측이 분무부와 연결되는 증기관을 포함하고, 상기 베이스는, 상기 챔버와 연결되어 유체를 공급받는 공급부; 상기 챔버로 살균광을 조사하는 광원부; 상기 공급부와 유로에 의해 연결되고, 유체를 기화시키고, 상기 증기관의 타측과 연결된 기화부를 포함할 수 있다.
상기 광원부는, 상기 챔버의 아랫면의 일부와 대향하게 배치되어, 살균광이 상기 챔버의 아랫면을 투과할 수 있다.
상기 광원부는, 복수 개의 광원; 상기 광원에서 조사되는 광의 광경로 상에 배치되는 확산판을 포함할 수 있다.
상기 광원은, UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode)일 수 있다.
상기 챔버의 아랫면은, 투명 재질을 포함하고, 반사 방지 코팅될 수 있다.
상기 챔버의 측면과 윗면 내측은, 반사 코팅될 수 있다.
상기 챔버의 측면 내측에는 유체를 수평 방향으로 대류시키는 1 이상의 임펠라가 배치될 수 있다.
상기 베이스의 아래에 배치되어, 전장부품과 무드등이 내장되는 하부하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 챔버는, 상기 챔버를 틸팅(tilting)하는 구동장치를 더 포함하는 스마트 가습기.
상기 스마트 가습기는, 외부 단말기와 무선 통신하여, 자동 On/Off, 가습량 조절을 수행할 수 있다.
본 발명은, 광원부에 의해 인체에 무해한 살균이 가능하고, 외부 단말기와 무선 통신하여, 다양한 기능을 수행할 수 있는 스마트 가습기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 스마트 가습기의 사시도이다.
도 2는 케이스와 분무부가 제거된 본 발명의 스마트 가습기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 분무부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 챔버의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 베이스를 위에서 본 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는, 본 발명의 스마트 가습기(100)를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 스마트 가습기의 사시도이고, 도 2는 케이스와 분무부가 제거된 본 발명의 스마트 가습기의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 분무부의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 챔버의 개념도이고, 도 5는 본 발명의 베이스를 위에서 본 사시도이다.
본 발명의 스마트 가습기(100)는 케이스(10), 하우징(20), 베이스(30), 챔버(40), 증기관(50) 및 분무부(60)를 포함할 수 있다.
케이스(10)는 스마트 가습기(100)의 중공의 외장부재로, 윗면과 측면에 의해 하부가 개구된 형태일 수 있다. 케이스(10)의 일측에는 분무부(60)가 배치되고, 케이스(10)의 타측에는 베이스(30)가 배치될 수 있다. 좀 더 상세하게, 케이스(10)의 위(윗면)에는 분무부(60)가 배치되고, 케이스(10)의 아래에는 케이스(30)의 아랫면을 형성하도록 베이스(30)가 배치될 수 있다. 이 경우, 베이스(30)의 측면은 케이스(10)로 내삽될 수 있다. 케이스(10)와 베이스(30)에 의해 내부 공간이 형성될 수 있다. 내부 공간에는 챔버(40) 및 증기관(50)이 수용될 수 있다.
하우징(20)은 베이스(30)의 아래에 배치될 수 있다. 하우징(20)에 의해 케이스(10)와 베이스(30)에 의한 내부 공간 외에 별도의 격실이 형성될 수 있다. 하우징(20)의 내부에는 전장부품과 무드등이 내장될 수 있다. 즉, 하우징(20)의 내부에는, 전자 제어 유닛(ECU, Electric Control Unit)과 LED(Light Emittung Diode)가 실장된 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)가 내장될 수 있다. 무드등에 의해, 사용자는 심리적 안정감을 느낄 수 있다. 또, 무드등의 파장 변환에 의해, 스마트 가습기(100)의 On/Off 여부 등 다양한 제어 상태를 식별할 수 있다. 이를 위해, 하우징(20)의 적어도 일부는 투명 재질일 수 있다. 일 예로 하우징(20)의 측면과 밑면은 광확산 재질일 수 있다.
베이스(30)는 케이스(10)의 타측에 배치될 수 있다. 베이스(30)는 케이스(10)의 아랫면을 형성할 수 있다. 그 결과, 베이스(30)와 케이스(10)에 의해 내부 공간이 형성될 수 있다. 베이스(30)에는 챔버(40)와 증기관(50)이 안착될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 베이스(30)의 마운팅(Mounting) 구조에 대해 더욱 상세히 설명한다. 베이스(30)는 아랫면과 아랫면의 가장자리에서 위로 연장된 측벽(31)을 포함할 수 있다. 베이스(30)의 측벽(31)은 케이스(10)에 내삽되어 케이스(10)의 측면 내측과 접촉할 수 있다. 따라서 케이스(10)와 베이스(30)는 안정적으로 고정될 수 있다.
베이스(30)의 아랫면에는, 광원부(32), 공급부(33), 유로(34), 기화부(35) 및 구동장치(36)가 형성되거나 배치될 수 있다.
광원부(32)는 챔버(40)로 살균광을 조사할 수 있다. 광원부(32)는 챔버(40)의 아랫면(도 5의 a 참조)의 일부와 대향하게 배치될 수 있다. 따라서 광원부(32)에서 출사되는 살균광은 챔버(40)의 아랫면을 투과하여 챔버(40) 내부의 유체로 조사될 수 있다.
광원부(32)는 복수 개의 광원과 광원에서 조사되는 광의 광경로 상에 배치되는 확산판을 포함할 수 있다. 이 경우, 광원은 UV LED(Ultraviolet Ray-Light Emitting Diode)일 수 있다. 좀 더 상세하게, 복수 개의 광원은 기판에 실장된 UV LED 배열(array)일 수 있다. 광원에서 출사되는 자외선의 살균 효과에 의해, 챔버(40) 내부의 유체는 살균될 수 있다.
베이스(30)의 아랫면에서 챔버(40)의 아랫면과 대향하는 면적에는, 광원부(32)와 공급부(33)가 모두 위치해야 한다. 따라서 상술한 바와 같이, 광원부(32)는 챔버(40)의 아랫면의 일부와 대향할 수밖에 없다. 따라서 챔버(40)의 아랫면에서 살균광이 투과되는 부분을 최대한 늘리기 위해, 본 발명의 광원부(32)는 확산판을 포함한다.
공급부(33)는 챔버(40)의 하부와 연결되어 챔버(40)로부터 유체를 공급받을 수 있다. 바람직하게, 공급부(33)는 챔버(40)의 하부에 배치된 정량토출마개(미도시)가 도킹되는 부분일 수 있다. 따라서 공급부(33)에는 챔버(40)로부터 공급받은 유체가 수용될 수 있다.
챔버(40)는 아랫면이 도 5에서 나타낸 챔버(40)수용면적(a)과 대응되도록 베이스(30)에 안착될 수 있다. 이 경우, 챔버(40)의 정량토출마개(미도시)는 공급부(33)에 장착되고, 챔버(40)의 아랫면의 일부는 광원부(32)에 대향할 수 있다.
유로(34)의 상류측은 공급부(33)와 연결될 수 있다. 유로(34)의 하류측은 기화부(35)와 연결될 수 있다. 즉, 유로(34)는 공급부(33)에서 유체를 공급받아 기화부(35)로 전달할 수 있다.
기화부(35)는 공급부(33)와 유로(34)에 의해 연결되고, 유체를 기화시키는 부분일 수 있다. 유체를 기화시키기 위해, 기화부(35)에는 기화부재(35-1)가 형성되거나 배치될 수 있다. 기화부재(35-1)는 공지의 발열체 또는 진동체로, 본 발명의 스마트 가습기(100)는 가열 방식 또는 초음파 방식 등에 의해 유체를 기화시킬 수 있다.
기화부(35)에는 베이스(30)의 아랫면에서 위로 돌출된 중공의 관 형태의 측벽이 배치될 수 있다. 이를 통해, 후술하는 증기관(50)이 베이스(30)에 안착될 수 있다. 즉, 기화부(35)와 증기관(50)의 타측(아래측)은 연결될 수 있다. 그 결과, 기화부(35)에서 생성된 증기는 증기관(50)을 타고 용승할 수 있다.
구동장치(36)는 광원부(32) 및 공급부(33)와 이격되어 베이스(30)의 아랫면에 배치될 수 있다. 구동장치(35)는 챔버(40)의 아랫면과 대향(대응)되게 배치될 수 있다. 구동장치(35)는 챔버(40)를 틸팅(tilting)시킬 수 있다.(도 4의 화살표 A 참조) 챔버(40)의 틸팅에 의해, 챔버(40) 내부의 유체가 유동하여, 국부적으로 조사되는 살균광이 모든 유체에 조사될 수 있다.
이 경우, 챔버(40)는 4도 이상 5도 이하의 틸팅각도로 구동할 수 있다. 챔버(40)의 요동에 의한 구조적 안정성과, 챔버(40)를 요동함으로써 챔버(40) 내부의 유체가 유동하여 살균 효율이 높아지는 것을 트레이드 오프(trade off)한 것이다. 구동장치(35)는 모터, 리니어 모터, 서보 모터 및 압전소자(piezoelectric element) 등일 수 있다. 구동장치(36)는 복수 개 설치될 수 있다.
챔버(40)의 요동에 의해, 챔버(40)의 정량토출마개와 공급부(33) 간의 이격이 발생될 수 있다. 이를 위해, 챔버(40)와 공급부(33)는 신축성과 탄성이 좋은 벨로우즈 관에 의해 연결될 수 있다. 좀 더 상세히 챔버(40)의 정량토출마개와 공급부(33)는 벨로우즈(bellows) 관(미도시)에 의해 연결될 수 있다. 그 결과, 챔버(40)의 요동에 의해 발생하는, 정량토출마개와 공급부(33) 간의 간극 사이로 유체가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 벨로우즈 관은 탈부착 식으로 정량토출마개와 공급부(33)를 연결할 수 있다.
챔버(40)는 케이스(10)의 내부에 배치되고, 베이스(30)에 안착될 수 있다. 또, 챔버(40)의 내부에는 유체를 수용할 수 있다. 이 경우, 유체는 "물"일 수 있다. 챔버(40)는 윗면(41)과 측면(42)과 아랫면(43)을 포함할 수 있다. 챔버(40)의 윗면(41), 측면(42) 및 아랫면(43)에 의해 유체를 수용할 수 있는 내부 공간이 형성될 수 있다. 챔버(40))의 윗면(41)에는 손잡이(41-1)가 형성되어, 이동 및 안착시 편리함을 제공할 수 있다. 챔버(40)의 아랫면(43)에는 정량토출마개(미도시)가 장착될 수 있다. 정량토출마개에 의해, 챔버(40)의 직립시, 정량토출마개를 통해, 챔버(40) 내부의 유체가 정량으로 유출될 수 있다. 또, 정량토출마개를 탈착하면 개구가 노출되어 챔버(40) 내부로 유체를 공급할 수 있다.
챔버(40)가 베이스(30)에 안착시, 챔버(40)의 아랫면(43)은 베이스(30)의 아랫면과 대향할 수 있다. 나아가 챔버(40)는 베이스(30)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 챔버(40)의 정량토출마개는 베이스(30)의 공급부(33)에 장착될 수 있다. 그 결과, 챔버(40)에서 정량 유출된 유체는 공급부(33)에 수용되어 유로(34)를 통해 기화부(35)로 공급될 수 있다. 또, 챔버(40)의 아랫면(43)의 일부는 광원부(32)와 대향할 수 있다. 따라서 광원부(32)에서 출사된 살균광은 챔버(40)의 아랫면(43)을 투과하여 챔버(40) 내부의 유체를 살균할 수 있다.
챔버(40)의 아랫면(43)은 투명 재질을 포함하고, 반사 방지 코팅될 수 있다. 즉, 살균광의 투과성을 향상시키기 위해, 챔버(40)의 아랫면(43)은 투명 유리 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 또, 반사 방지 코팅(AR coating, Anti Reflection coating)되어 투과율을 높일 수 있다.
챔버(40)의 윗면(41)과 측면(42) 내측은 반사 코팅될 수 있다. 그 결과, 챔버(40)의 아랫면(43)을 통해 챔버(40) 내부로 조사된 살균광은 챔버(40)의 윗면(41)과 측면(42)에서 반사되며, 챔버(40) 내부를 구석까지 살균할 수 있다. 이러한 효과를 극대화 하기 위해, 챔버(40)의 윗면(41)과 측면(42)은 반사 비드(bead)를 포함할 수 있다. 비드에 의해, 살균광의 난반사가 유발되어, 살균광의 분포도가 상승할 수 있다.
챔버(40)의 측면(42)의 내측에는 1 이상의 임펠라(44)가 배치될 수 있다. 임펠라(44)에 의해 챔버(40) 내부의 유체는 수평 방향으로 대류할 수 있다.(도 4 참조) 그 결과, 베이스(30)의 설치 공간의 한계에 의해, 챔버(40)의 아랫면(43)의 일부분에만 살균광이 조사되지만, 챔버(40) 내부의 모든 유체가 살균될 수 있다. 바람직하게, 동일한 형태의 임펠라(44)가 서로 대향하는 쌍으로 배치될 수 있다. 한 쌍의 임펠라(44) 중 일방과 타방의 회전 방향은 다를 수 있다. 그 결과, 유체의 대류는 촉진될 수 있다.
본 발명의 변형예에서는, 임펠라(44)를 대체하여, 분사구(Diffuser)가 배치되어 임펠라(44)와 동일한 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 분사구(Diffuser)에서는 마이크로 버블(Micro bubble) 등이 분사되어 살균 효과와 함께, 챔버(40) 세정, 정화효과 등을 발생시킬 수 있다.
증기관(50)은 케이스(10)의 내부에 배치되고, 베이스(30)에 안착될 수 있다. 증기관(50)의 일측(상측)은 분무부(60)와 연결되고, 증기관(50)의 타측(하측)은 기화부(35)와 연결될 수 있다. 따라서 기화부(35)에서 기화된 증기는 증기관(50)을 타고 용승하여 분무부(60)를 통해 배출될 수 있다.
분무부(60)는 케이스(10)의 일측(상측)에 배치될 수 있다. 이 경우, 분무부(60)는 케이스(10)의 외부로 노출될 수 있다. 분무부(60)는 증기관(50)의 상측 끝단과 연결될 수 있다. 그 결과, 분무부(60)는 증기관(50)을 통해 용승한 증기를 외부로 배출할 수 있다. 분무부(60)는 본체(61)와 결합부(62)와 토출구(63)를 포함할 수 있다. 본체(61)는 중공의 원기둥 형태로, 측면에는 원주 방향을 따라 복수 개의 토출구(63)가 이격되어 형성될 수 있다. 본체(61)의 하부에는 중공의 관 형태로 본체(61)의 내부와 연결된 결합부(62)가 배치될 수 있다. 이 경우, 본체(61)는 케이스(10) 외부에 배치되고, 결합부(62)는 증기관(50)에 내삽되거나 외삽되어 케이스(10) 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 스마트 가습기(100)는, 외부 단말기와 무선 통신하여, 자동 On/Off되거나 가습량을 조절할 수 있다. 나아가 무드등을 On/Off하거나 무드등의 조도나 파장 등을 조절할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 일측에 배치되는 분무부;
    상기 케이스의 타측에 배치되어 내부 공간을 형성하는 베이스;
    상기 베이스의 아래에 배치되어 전장부품과 무드등이 내장되는 하부하우징;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 유체를 수용하며, 아랫면이 투명 재질을 포함하고 반사 방지 코팅되며, 측면과 윗면 내측은 반사 코팅된 챔버;
    상기 챔버의 측면 내측에서 유체를 수평 방향으로 대류시키도록 서로 마주보게 배치되며 서로의 회전방향이 상이한 한 쌍의 임펠라; 및
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 베이스에 안착되고, 일측이 분무부와 연결되는 증기관을 포함하고,
    상기 베이스는,
    상기 챔버와 연결되어 유체를 공급받는 공급부;
    복수 개의 UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode) 광원과, 상기 광원에서 조사되는 광의 광경로 상에 배치되는 확산판을 포함하며, 상기 챔버의 아랫면의 일부와 대향하게 배치되고, 살균광이 상기 챔버의 아랫면을 투과하도록 조사하는 광원부;
    상기 공급부와 유로에 의해 연결되고, 유체를 기화시키고, 상기 증기관의 타측과 연결된 기화부; 및
    상기 챔버를 틸팅(tilting)하는 구동장치;
    를 포함하며,
    외부 단말기와 무선 통신하여, 자동 On/Off, 가습량 조절을 수행하는 스마트 가습기.
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