KR101994533B1 - 볼텍스 튜브를 이용한 공기 조화 장치 - Google Patents

볼텍스 튜브를 이용한 공기 조화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 조화 장치에 관한 것으로써, 구체적으로, 볼텍스 튜브를 이용하여 냉각된 공기를 사용자에게 제공하고, 사용자의 위치를 감지하여 자동으로 제1 유로의 방향이 사용자를 향하도록 제어되는 공기 조화 장치에 관한 것이다. 상기 공기 조화 장치는, 본체부의 일측에 형성되는 흡입부를 통해 제공받은 외부의 공기를 압축하고, 압축된 공기를 냉기와 온기로 분리하는 볼텍스 튜브를 포함한다. 본체부는 볼텍스 튜브에서 토출된 냉기를 본체부의 일측으로 가이드하는 제1 유로를 포함한다. 이를 통해, 공기 조화 장치는 볼텍스 튜브에 의해 생성된 냉각된 공기를 사용자에게 제공할 수 있다.

Description

볼텍스 튜브를 이용한 공기 조화 장치{AIR CONDITIONER USING VORTEX TUBE}
본 발명은 볼텍스 튜브를 이용하여 냉각된 공기를 사용자에게 제공하고, 사용자의 위치를 감지하여 자동으로 토출 유로의 방향이 사용자를 향하도록 제어되는 공기 조화 장치에 관한 것이다.
선풍기는 모터 회전축에 장착된 회전날개를 회전시켜 바람을 일으키는 장치이다. 선풍기는 일정한 풍량의 와류성 바람을 사용자에게 제공한다.
일반적으로 선풍기는 팬을 이용하여 동작하며, 팬을 회전시키는 모터는 팬의 후방에 위치한다. 종래의 선풍기는 장시간 동작시키는 경우, 회전날개 후면에 위치한 모터는 과열되고, 모터에서 발생한 열기는 회전날개를 통해 그대로 전방으로 토출된다. 따라서, 선풍기에서 토출되는 바람의 온도는 상승될 수 있으며, 이로 인해 사용자들은 불쾌감을 느낄 수 있다.
한편, 선풍기는 사용자에게 실온의 바람을 제공하고, 제공된 바람은 피부의 수분을 기화시켜 사용자의 체온을 떨어뜨린다. 이를 통해, 사용자는 선풍기가 제공하는 바람으로부터 시원함을 느끼게 된다. 다만, 선풍기는 실온의 바람을 제공하므로, 차가운 공기를 제공하는 냉각 장치(예를 들어, 에어컨)보다는 냉각 효과가 떨어지는 한계점이 있다. 반면, 냉각 장치는 차가운 공기를 제공하므로 냉각 효과는 선풍기보다 뛰어나나, 선풍기보다 더 큰 전력을 소모하므로 사용자에게 전기료의 부담을 가중시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 선풍기는 미리 지정된 각도로 반복 회전하는 동작을 통해 풍향을 변경할 뿐이어서, 사용자가 위치를 이동하는 경우 사용자에게 제대로 바람을 제공하지 못하였다. 이 경우, 사용자는 선풍기의 방향을 직접 자신이 이동한 방향으로 변경해야 하는 불편함이 있었다.
본 발명의 목적은 볼텍스 튜브(Vortex Tube)를 이용해 냉각된 공기를 생성하여 사용자에게 제공하는 공기 조화 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자의 위치를 감지하여 토출되는 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 자동으로 각도 조절이 가능한 공기 조화 장치를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 공기 조화 장치는, 본체부의 일측에 형성되는 흡입부를 통해 제공받은 외부의 공기를 압축하고, 압축된 공기를 냉기와 온기로 분리하는 볼텍스 튜브를 포함한다. 본체부는 볼텍스 튜브에서 토출된 냉기를 본체부의 일측으로 가이드하는 제1 유로를 포함한다. 이를 통해, 공기 조화 장치는 볼텍스 튜브에 의해 생성된 냉각된 공기를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기 조화 장치는, 본체부를 지지부 상에서 회전시키는 스텝 모터와, 사용자의 위치를 감지하는 센서부와, 제1 유로에서 토출된 냉기가 사용자를 향하도록 스텝 모터를 제어하는 제어부를 더 포함한다. 제어부는 사용자가 이동하는 경우, 토출된 냉기가 계속해서 사용자를 향하도록 스텝 모터를 제어할 수 있다. 이를 통해, 공기 조화 장치는 발생된 바람이 계속해서 사용자를 향하도록 자동으로 각도 조절을 할 수 있다.
본 발명에 따른 공기 조화 장치는, 냉각된 공기를 제공함으로써 사용자가 원하는 온도의 환경을 빠르게 조성할 수 있다. 또한, 공기 조화 장치는 볼텍스 튜브를 이용함으로써 냉각 구조를 단순화시킬 수 있으며, 냉각된 공기를 생성하는데 필요한 전력량을 낮출 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 공기 조화 장치는 동작 에너지 효율을 높임과 동시에, 차가운 바람을 사용자에게 제공할 수 있어 사용자의 만족도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기 조화 장치는, 사용자의 위치를 감지하여 발생된 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 자동으로 각도를 조절함으로써, 사용자가 풍향을 바꾸기 위해 별도의 조작을 해야 하는 불편함을 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 조화 장치는 사용자가 없는 공간을 향해 불필요하게 동작되지 않으므로, 공기 조화 장치의 불필요한 동작시간과 전력 사용량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 저면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 공기 조화 장치의 구성요소 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공기 조화 장치의 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 장치에 관하여 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 정면도이다. 도 3은 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 측면도이다. 도 4는 도 1의 공기 조화 장치를 나타내는 저면도이다. 도 5 및 도 6은 도 1의 공기 조화 장치의 구성요소 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치(100)는, 공기 조화 장치의 외관을 이루는 본체부(110)와, 본체부(110)의 하부에 위치하여 본체부(110)를 지지하는 지지부(120)를 포함한다.
여기에서, 본체부(110)는 외관을 형성하고 서로 분리 가능한 상부 하우징(117)과, 하부 하우징(112)을 포함한다. 이때, 상부 하우징(117)과 하부 하우징(112)의 외곽선은 서로 연결되도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상부 하우징(117)과 하부 하우징(112)은 서로 결합되어 일체로 형성되어, 튜바(tuba)형, 유선형 또는 달걀형의 외관을 가질 수 있다. 하부 하우징(112)은 상부가 하부보다 넓은 단면적을 갖도록 형성되고, 측면은 외측으로 볼록한 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상부 하우징(117)의 상면은 위로 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 해당하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 하우징(112)은 지지부(120)에 결합되고, 상부 하우징(117)은 하부 하우징(112)의 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 하부 하우징(112)과 상부 하우징(117) 사이에는 볼텍스 튜브(150)에 의해 생성된 냉기와 온기가 각각 토출되는 냉기 토출구(118)와 온기 토출구(119)가 형성될 수 있다.
이때, 냉기 토출구(118)는 본체부(110)의 전면에 배치되고, 온기 토출구(119)는 본체부(110)의 후면에 배치될 수 있다. 즉, 본체부(110)의 중심선을 기준으로 냉기 토출구(118)는 본체부(110)의 일측에 배치되고, 본체부(110)의 타측에 배치될 수 있다.
냉기 토출구(118)의 면적은 온기 토출구(119)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 냉기 토출구(118)의 너비는 온기 토출구(119)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 참고로, 냉기 토출구(118)와 온기 토출구(119)는 각각 하나 이상의 개구부를 가질 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 냉기 토출구(118)와 온기 토출구(119)가 각각 한 개인 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
본체부(110)의 일측에는 외부의 공기를 본체부(110) 내부로 가이드 하는 흡입부(115)가 배치된다. 흡입부(115)를 통해 공급된 공기는 본체부(110) 내부에서 압축되고, 압축된 공기는 볼텍스 튜브(150)에 의해 냉기와 온기로 분리되며, 분리된 냉기는 냉기 토출구(118)를 통해 외부로 토출되고, 분리된 온기는 온기 토출구(119)를 통해 외부로 토출된다. 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
흡입부(115)는 온기 토출구(119)와 동일한 방향을 향하도록 형성될 수 있으며, 냉기 토출구(118)와 서로 다른 방향을 향하도록 형성될 수 있다. 흡입부(115)는 하나 이상의 토출구로 구성될 수 있으며, 복수 개가 형성될 수 있다. 또한, 흡입부(115)는 상부 하우징(117)와 하부 하우징(112) 중 어느 하나에 형성되거나, 모두에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 흡입부(115)가 하부 하우징(112)에 배치되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
지지부(120)는 공기 조화 장치에서 지면과 접하는 부분이다. 지지부(120)는 본체부(110)의 하측에 위치한다. 지지부(120)는 공기 조화 장치가 쉽게 기울어지거나 넘어지는 것을 방지하기 위해 낮은 무게 중심을 갖도록 형성될 수 있다. 지지부(120)는 본체부(110)보다 큰 무게를 갖도록 형성될 수 있다. 지지부(120)는 금속 소재, 플라스틱 소재 또는 합성 소재로 형성될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면 상에는 지지부(120)가 세 개의 발을 갖는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 세 개 이상의 발을 갖거나, 일체로 형성되어 넓은 접지면을 갖도록 형성될 수 있다.
지지부(120)는 상면에서 돌출 형성되는 돌출부(124)와, 돌출부(124)의 중앙에 배치되는 스텝 모터(182)를 포함한다. 또한, 본체부(110)의 하부 하우징(112)은 내측으로 오목하게 형성되며 지지부(120)의 돌출부(124)와 결합되는 오목부(114)와, 오목부(114)의 중앙에 배치되어 스텝 모터(182)의 회전부(185)와 결합되는 결합부(116)를 포함한다.
본체부(110)는 스텝 모터(182)의 동작에 의해 지지부(120) 상에서 회전할 수 있다. 이때, 본체부(110)와 지지부(120)는 동일한 무게 중심을 가질 수 있다. 따라서, 본체부(110)는 지지부(120) 상에서 안정적으로 회전할 수 있다. 또한, 본체부(110)는 지지부(120) 상에서 사용자의 움직임을 따라 자동으로 회전할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하에서 후술하도록 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치(100)에서, 본체부(110)는 컴프레셔(130), 에어탱크(140), 볼텍스 튜브(150), 제1 유로(162), 제2 유로(164) 및 센서부(170)를 포함한다. 지지부(120)는 스텝 모터(182)와 제어부(190)를 포함한다.
우선, 컴프레셔(130)는 흡입부(115)를 통해 인입된 외부의 공기를 압축한다. 컴프레셔(130)는 유체를 압축하는 방식에 따라 왕복동식, 로터리식, 베인식, 스크롤식으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 컴프레셔(130)는 복수의 로터와 모터를 이용하여 공기를 압축하는 더블 로터리 컴프레셔를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에는 압축된 공기를 생성할 수 있는 다양한 구조의 컴프레셔(130)가 이용될 수 있다.
에어탱크(140)는 컴프레셔(130)를 통해 압축된 공기를 저장한다. 에어탱크(140)는 내부가 비어있는 용기 형상으로 형성될 수 있으며, 압축된 공기를 저장해야 하므로, 강한 강성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 에어탱크(140)는 내부에 저장되는 공기의 압력이 높을수록, 외벽의 두께는 두꺼워지고, 강성이 강한 물질로 구성될 수 있다.
볼텍스 튜브(150)는 에어탱크(140)에 저장된 압축된 공기를 전달받고, 전달받은 압축된 공기를 냉기와 온기로 분리할 수 있다.
볼텍스 튜브(150)는 고압으로 유입된 유체가 튜브 내부의 외측에서 고속으로 회전하는 고온 유체와 튜브 내부의 내측에서 회전하는 저온 유체로 에너지 분리 현상을 이용하는 장치이다.
볼텍스 튜브(150)는 기계적인 작동이 필요하지 않으므로 고장이 적으며, 크기가 작으며 단순한 구조를 이루며, 압축된 공기를 저온의 공기(냉기)와 고온의 공기(온기)로 분리한다. 이러한 볼텍스 튜브(150)을 이용하는 경우, 공기 조화 장치는 냉각 구조를 단순화할 수 있으므로 제조 비용과 고장률을 낮출 수 있다. 또한, 적은 전력량을 이용하여 공기를 냉각시키므로, 에너지 효율도 높일 수 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 공기 조화 장치(100)는 동작 에너지 효율을 높임과 동시에, 차가운 바람을 사용자에게 제공할 수 있어 사용자의 만족도를 높일 수 있다.
제1 유로(162)는 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 냉기를 본체부(110)의 일측으로 가이드하여 냉기 토출구(118)를 통해 외부로 토출시킨다. 제1 유로(162)는 본체부(110)의 내부에 형성되며, 볼텍스 튜브(150)에서 멀어질수록 단면적이 확대될 수 있다. 예를 들어, 제1 유로(162)는 냉기의 확산이 용이하도록, 깔대기 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상의 유로로 구성될 수 있다.
제2 유로(164)는 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 온기를 본체부(110)의 타측으로 가이드하여 온기 토출구(119)를 통해 외부로 토출시킨다. 이때, 제2 유로(164)의 토출 방향은 제1 유로(162)의 토출 방향과 서로 반대일 수 있다. 예를 들어, 제1 유로(162)의 토출구는 본체부(110)의 전방을 향하도록 형성되고, 제2 유로(164)의 토출구는 본체부(110)의 후방을 향하도록 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 유로(162)와 제2 유로(164)는 다양하게 변형되어 배치될 수 있다.
예를 들어, 제2 유로(164)는 제1 유로(162)와 마찬가지로, 본체부(110)의 내부에 형성되며 볼텍스 튜브(150)에서 멀어질수록 단면적이 확대될 수 있다. 다만, 제2 유로(164)의 길이는 제1 유로(162)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
센서부(170)는 사용자의 위치를 감지하는 위치센서를 포함한다. 센서부(170)는 초음파 센서, 적외선 센서, 및 카메라 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이를 이용해 사용자의 위치를 감지할 수 있다.
센서부(170)는 본체부(110)의 일측에 배치될 수 있으며, 본체부(110)의 전방을 향하도록 배치된다. 예를 들어, 센서부(170)는 온기 토출구(119)보다 냉기 토출구(118)에 인접하도록 배치될 수 있다.
추가적으로, 센서부(170)는 실내의 습도를 감지하는 습도센서, 실내 공기의 오염도를 측정하는 오염도 센서를 포함할 수 있다. 습도센서와 오염도 센서에 관한 자세한 설명은 이후에 후술하도록 한다.
스텝 모터(182)는 본체부(110)와 지지부(120) 사이에 배치되며, 지지부(120) 상에서 본체부(110)를 회전시킨다. 스텝 모터(182)는 본체부(110)와 지지부(120)의 무게 중심상에 배치되어, 본체부(110)가 지지부(120) 상에서 안정적으로 회전하게 할 수 있다. 예를 들어, 스텝 모터(182)의 몸체부는 지지부(120)의 상면에 고정되고, 스텝 모터(182)의 회전부(185)는 본체부(110)의 하면에 형성된 결합부(116)와 결합되어, 스텝 모터(182)의 동작 시 본체부(110)를 지지부(120) 상에서 회전시킬 수 있다. 이때, 스텝 모터(182)의 회전부(185)와 본체부(110)의 결합부(116)는 서로 맞물려 결합 가능한 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 명확히 도시하지는 않았으나, 지지부(120)와 본체부(110) 사이에는 베어링이 배치될 수 있다. 베어링은 지지부(120)와 본체부(110)의 사이의 마찰력을 감소시켜, 스텝 모터(182)가 작은 힘으로 본체부(110)를 지지부(120) 상에서 회전시킬 수 있도록 한다.
제어부(190)는 공기 조화 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 제어부(190)는 센서부(170)로부터 사용자의 위치 정보를 수신한다. 센서부(170)는 공기 조화 장치를 기준으로 사용자의 위치를 감지하여, 감지된 위치 정보를 제어부(190)에 전달한다. 이어서, 제어부(190)는 사용자의 위치 정보를 기초로 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 바람이 사용자를 향하도록 스텝 모터(182)를 제어한다.
만약, 센서부(170)에서 감지된 사용자가 이동하는 경우, 제어부(190)는 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 바람이 이동 중인 사용자를 향하도록 스텝 모터(182)를 제어한다. 즉, 제어부(190)는 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 지지부(120)에 대한 본체부(110)의 각도를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 공기 조화 장치는, 사용자의 위치를 감지하여 발생된 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 자동으로 각도를 조절함으로써, 사용자가 풍향을 바꾸기 위해 별도의 조작을 해야 하는 불편함을 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 조화 장치는 사용자가 없는 공간을 향해 동작되지 않으므로, 사용자는 필요한 순간에만 공기 조화 장치를 동작시키게 되며, 공기 조화 장치의 불필요한 동작시간은 감소될 수 있다.
앞에서는 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 차가운 바람이 본체부(110)의 전방으로 토출되고, 따뜻한 바람이 본체부(110)의 후방으로 토출되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
외부의 기온이 낮거나 사용자가 따뜻한 바람을 원하는 경우, 본 발명의 공기 조화 장치는 볼텍스 튜브(150)를 회전시켜, 따뜻한 바람이 제1 유로(162)를 통해 본체부(110)의 전방으로 토출되고, 차가운 바람이 제2 유로(164)를 통해 본체부(110)의 후방으로 토출되도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어부(190)는 온도센서(미도시)에서 측정한 온도 또는 사용자 인터페이스(미도시)를 통해 수신된 입력을 기초로, 차가운 바람을 전방으로 토출할지, 아니면 따뜻한 바람을 전방으로 토출할지 여부를 결정할 수 있다. 이때, 제어부(190)는 볼텍스 튜브(150)를 회전시킴으로써, 전방으로 토출되는 바람의 종류(예를 들어, 차가운 바람 또는 따뜻한 바람)를 선택할 수 있다.
예를 들어, 제어부(190)는 미리 정해진 기준 온도보다 실내 온도가 높은 경우 차가운 바람을 전방으로 토출하고, 미리 정해진 기준 온도보다 실내 온도가 낮은 경우, 따뜻한 바람을 전방으로 토출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화 장치를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화 장치는 저장통(145, 146)과 분무 노즐(147, 148)을 포함할 수 있다.
분무 노즐(147, 148)은 저장통(145, 146) 내에 저장된 액체를 분무시킨다. 분무 노즐(147, 148)의 일단은 제1 유로(162)와 연결되고, 타단은 저장통(145, 146)과 연결될 수 있다.
분무 노즐(147, 148)은 볼텍스 튜브(150)에서 생성된 바람이 제1 유로(162)를 통해 외부로 토출되는 동안, 저장통(145, 146)에 저장된 액체를 제1 유로(162) 내에 분무할 수 있다. 분무되는 액체는 바람을 타고 대기 중으로 쉽게 확산될 수 있다.
저장통(145, 146)은 내부에 액체를 저장할 수 있다. 저장통(145, 146)는 본체부(110)과 결합 또는 분리 가능한 구조로 형성될 수 있다. 즉, 사용자는 저장통(145, 146)는 내부에 액체를 채우기 위해 본체부(110)로부터 분리시키고, 저장통(145, 146) 내에 액체를 보충한 뒤 본체부(110)와 재결합 시킬 수 있다. 이때, 사용자는 상부 하우징(117)을 하부 하우징(112)으로부터 분리시킨 후, 저장통(145, 146)을 본체부(110)의 내부에 탈착시킬 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 저장통(145, 146)은 본체부(110)의 외부에 배치될 수 있다.
저장통(145, 146)은 분무 노즐(147, 148)과 연결된다. 분무 노즐(147, 148)은 저장통(145, 146)의 내부에 저장된 액체를 제1 유로(162) 내에 분무시킨다. 이때, 분무된 액체는 볼텍스 튜브(150)에서 발생된 바람을 타고 공기 중으로 확산되거나, 사용자를 향해 이동할 수 있다.
저장통(145, 146)은 액체를 보관할 수 있는 하나 이상의 용기를 포함할 수 있다. 이하에서는 저장통(145, 146)이 제1 저장통(145)과 제2 저장통(146)을 포함하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
이때, 제1 저장통(145)과 제2 저장통(146)은 각각 서로 다른 액체가 저장될 수 있다. 예를 들어, 제1 저장통(145)에는 물이 저장되고, 제2 저장통(146)에는 아로마 방향제가 저장될 수 있다. 제1 저장통(145)에 저장된 물은 제1 노즐(147)을 통해 분무될 수 있고, 제2 저장통(146)에 저장된 아로마 방향제는 제2 노즐(148)을 통해 분무될 수 있다.
제어부(190)는 제1 노즐(147)과 제2 노즐(148)을 각각 제어하여, 제1 저장통(145)과 제2 저장통(146)에 저장된 액체의 분무량을 조절할 수 있다. 이때, 제어부(190)는 센서부(170)로부터 공기 중의 습도 또는 오염도에 대한 정보를 수신하고, 이를 이용하여 제1 노즐(147)과 제2 노즐(148)을 각각 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(190)는 공기 중의 습도가 기준치보다 낮은 경우, 물이 저장된 제1 저장통(145) 측의 제1 노즐(147)을 동작시킬 수 있다. 또한, 제어부(190)는 공기 중의 오염도가 기준치보다 높은 경우, 아로마 방향제가 저장된 제2 저장통(146) 측의 제2 노즐(148)을 동작시킬 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 사용자의 명령이 있는 경우, 가습 동작을 수행하는 제1 노즐(147)을 동작시키거나, 아로마 방향제를 분사하는 제2 노즐(148)을 동작시킬 수 있다.
이때, 도면에 자세히 도시하지는 않았으나, 사용자는 공기 조화 장치에 구비된 인터페이스부(미도시) 또는 사용자 단말기를 통해 제어부(190)에 명령을 입력할 수 있다. 또한, 도면에 자세히 도시하지는 않았으나, 공기 조화 장치는 디스플레이부를 지지부(120) 또는 본체부(110)에 구비하여, 공기 조화 장치의 상태정보를 표시할 수 있다.
따라서, 본 발명의 공기 조화 장치는, 자동으로 공기 중의 습도를 조절하고, 방향제를 바람과 함께 사용자에게 제공할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 쾌적한 환경 조성을 위해 별도의 가습기 또는 방향제 자동 분무 장치를 구비하거나, 별도의 조작을 해야 하는 불편함을 해소할 수 있다. 또한, 본 발명의 공기 조화 장치는, 아로마향을 바람과 함께 사용자에게 제공함으로써, 사용자의 심신을 편안하게 만들어 사용자의 만족도를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공기 조화 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 공기 조화 장치는 제어부(210), 공기 조화부(220), 가습부(225), 센서부(230), 모터부(240), 전원부(250), 인터페이스부(260)를 포함한다.
제어부(210)는, 공기 조화 장치의 전체적인 동작을 제어한다.
구체적으로, 제어부(210)는 센서부(230)로부터 사용자의 위치 정보를 수신한다. 센서부(230)는 공기 조화 장치를 기준으로 사용자의 위치를 감지하여, 감지된 위치 정보를 제어부(210)에 전달한다. 이어서, 제어부(210)는 사용자의 위치 정보를 기초로 공기 조화부(220)에서 생성된 바람이 사용자를 향하도록 모터부(240)를 제어한다.
만약, 센서부(230)에서 감지한 사용자가 이동하는 경우, 제어부(210)는 공기 조화부(220)에서 생성된 바람이 이동 중인 사용자를 향하도록 모터부(240)를 제어한다. 즉, 제어부(210)는 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 바람 토출 각도를 자동으로 조절할 수 있다.
또한, 제어부(210)는 센서부(230)로부터 공기 중의 습도 또는 오염도에 대한 정보를 수신하고, 이를 이용하여 가습부(225)를 제어하여 대기 중의 습도를 조절하거나, 방향제를 분사할 수 있다.
예를 들어, 제어부(210)는 공기 중의 습도가 기준치보다 낮은 경우, 가습 노즐을 동작시킬 수 있다. 또한, 제어부(210)는 공기 중의 오염도가 기준치보다 높은 경우, 방향제 노즐을 동작시킬 수 있다.
공기 조화부(220)는 앞에서 설명한 컴프레셔(130), 에어탱크(140), 볼텍스 튜브(150)를 포함한다. 공기 조화부(220)는 제공 받은 외부의 공기를 컴프레셔(130)를 이용해 압축하고, 압축된 공기를 에어탱크(140)에 저장하며, 저장된 압축된 공기를 볼텍스 튜브(150)를 이용해 저온의 공기(냉기)와 고온의 공기(온기)로 분리한다. 이러한 공기 조화부(220)는 냉각 구조가 단순므로 제조 비용과 고장률을 낮출 수 있다. 또한, 공기 조화부(220)는 적은 전력량을 이용하여 공기를 냉각시키므로, 에너지 효율도 높일 수 있다.
가습부(225)는 공기 중에 습도를 높이거나, 방향제가 포함된 액체를 공기 중에 분사할 수 있다. 가습부(225)는 공기 조화부(220)의 유로와 연결되어, 유로를 통과하는 바람에 물을 분사하거나 방향제를 분사할 수 있다.
센서부(230)는 사용자의 위치를 감지하는 위치센서를 포함한다. 센서부(230)는 초음파 센서, 적외선 센서, 및 카메라 센서 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이를 이용해 사용자의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 센서부(230)는 실내의 습도를 감지하는 습도센서, 실내 공기의 오염도를 측정하는 오염도 센서를 포함하며, 실내의 습도와 방향제 분사 여부를 조절하는데 이용될 수 있다.
모터부(240)는 앞에서 설명한 스텝 모터(182)를 포함하며, 본체부(110)와 지지부(120) 사이에 배치되어, 지지부(120) 상에서 본체부(110)를 회전시킨다.
전원부(250)는 제어부(210), 공기 조화부(220), 가습부(225), 센서부(230), 모터부(240), 및 인터페이스부(260)에 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원부(250)는 유선 또는 무선을 통해 외부로부터 전력을 공급받거나, 충전방식을 통해 공급받은 전력을 저장할 수 있다.
인터페이스부(260)는 사용자로부터 명령을 수신하는 다양한 입력수단과, 공기 조화 장치의 상태를 표시하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스부(260)는 물리적 버튼, 리모콘, 터치 패드, 음성 인식용 마이크 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이를 통해, 본 발명의 공기 조화 장치는, 사용자의 위치를 감지하여 발생된 바람의 방향이 항상 사용자를 향하도록 자동으로 각도를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공기 조화 장치는 사용자가 풍향을 바꾸기 위해 별도의 조작을 해야 하는 불편함을 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 조화 장치는 사용자가 없는 공간을 향해 불필요하게 동작되지 않으므로, 공기 조화 장치의 불필요한 동작시간과 전력 사용량을 감소시킬 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 본체부 112: 하부 하우징
117: 상부 하우징 118: 냉기 토출구
119: 온기 토출구 120: 지지부
130: 컴프레셔 140: 에어탱크
150: 볼텍스 튜브 162: 제1 유로
164: 제2 유로 170: 센서부
182: 스텝 모터 190: 제어부

Claims (12)

  1. 지지부;
    상기 지지부에 결합되는 하부 하우징과, 상기 하부 하우징의 상면을 덮는 상부 하우징을 포함하는 본체부;
    상기 본체부의 일측에 형성되는 흡입부;
    상기 흡입부를 통해 제공받은 외부의 공기를 압축하는 컴프레셔;
    상기 컴프레셔에서 제공받은 압축된 공기를 저장하는 에어탱크;
    상기 에어탱크로부터 유입된 공기를 냉기와 온기로 분리하는 볼텍스 튜브;
    상기 본체부의 내부에 형성되고, 상기 볼텍스 튜브에서 토출된 냉기를 상기 본체부의 일측으로 가이드하는 제1 유로; 및
    상기 본체부의 내부에 형성되고, 상기 볼텍스 튜브에서 토출된 온기를 상기 본체부의 타측으로 가이드하는 제2 유로를 포함하고,
    상기 제1 유로는 상기 볼텍스 튜브에서 멀어질수록 단면적이 확대되는 것을 특징으로 하는
    공기 조화 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 본체부 사이에 위치하고, 상기 본체부를 상기 지지부 상에서 회전시키는 스텝 모터와,
    상기 본체부의 일측에 구비되어, 사용자의 위치를 감지하는 센서부와,
    상기 센서부에서 측정된 데이터를 기초로, 상기 볼텍스 튜브에서 토출된 냉기가 상기 사용자를 향하도록 상기 스텝 모터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기 조화 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부에서 감지한 사용자가 이동하는 경우, 상기 볼텍스 튜브에서 토출된 냉기가 이동 중인 사용자를 향하도록 상기 스텝 모터를 제어하는 공기 조화 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 센서부는, 초음파 센서, 적외선 센서, 및 카메라 센서 중 어느 하나를 포함하는 공기 조화 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 유로의 토출구는, 상기 센서부의 감지 방향과 동일한 방향을 향하도록 형성되고,
    상기 제2 유로의 토출구는, 상기 센서부의 감지 방향과 반대 방향을 향하도록 형성되는 공기 조화 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 컴프레셔는, 복수의 로터를 포함하는 로터리 컴프레셔를 포함하는 공기 조화 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유로는, 상기 하부 하우징의 상면과 상기 상부 하우징의 하면 사이의 공간에 의해 형성되는 공기 조화 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 지지부는, 상면에서 돌출 형성된 돌출부와, 상기 돌출부의 중앙에 배치되는 스텝 모터를 포함하고,
    상기 하부 하우징은, 내측으로 오목하게 형성되며 상기 돌출부와 결합되는 오목부와, 상기 오목부의 중앙에 배치되어 상기 스텝 모터의 회전부와 결합되는 결합부를 포함하는 공기 조화 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 본체부에 장착되는 저장통과,
    상기 저장통 내에 저장된 액체를 상기 제1 유로 상에 분무하는 분무 노즐을 더 포함하는 공기 조화 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 저장통은, 서로 분리 형성되는 제1 저장통과 제2 저장통을 포함하고,
    상기 분무 노즐은, 상기 제1 저장통 내에 저장된 제1 액체를 분무하는 제1 노즐과, 상기 제2 저장통 내에 저장된 제2 액체를 분무하는 제2 노즐을 포함하는 공기 조화 장치.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 센서부는 공기 중의 습도 또는 공기 오염도를 감지하고,
    상기 제어부는, 상기 습도가 기준치보다 낮은 경우 제1 노즐을 동작시키고, 사용자의 요청이 있거나 상기 공기 오염도가 기준치보다 노은 경우 제2 노즐을 동작시키는 공기 조화 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 저장통은, 상기 본체부와 결합 또는 분리 가능한 구조로 형성되는 공기 조화 장치.
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