KR102024873B1 - 상이한 토출 방향의 양방향 팬들을 구비한 공기 청정기 - Google Patents

상이한 토출 방향의 양방향 팬들을 구비한 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토출구의 토출 방향이 서로 상이하도록 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 복수의 양방향 팬(bi-direction fan)을 포함하는, 공기 청정기를 제공한다.

Description

상이한 토출 방향의 양방향 팬들을 구비한 공기 청정기{An air purifier comprising bi-directional fans with various discharge directions}
본 발명은 토출 방향이 각각 상이하도록 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 다수의 양방향 팬을 구비한 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 청정기는 팬(fan)의 회전에 의해 오염 물질이 포함된 공기를 흡기하여 여과한 후 다시 외부로 토출함으로써, 공기를 정화하는 기기이다.
공기 청정기에는 단방향 팬(single-directional fan)이 일반적으로 사용된다. 단방향 팬은 팬의 회전축을 중심으로 좌우 중 일측에서 공기를 흡기하고 타측에서 공기를 토출하는데, 그 토출 방향이 지면을 기준으로 공기 청정기 상부를 향하도록 배치함으로써, 외부 공기는 공기 청정기의 측면을 통하여 흡기되고, 여과된 공기는 공기 청정기의 상방을 향해 수직으로 토출되어, 공기 청정기가 위치하는 공간(방, 거실 등) 전체에 걸쳐 여과된 공기가 대류됨으로써 공기를 정화한다.
공기 청정기의 성능을 지칭하는 지수 중 하나는 용량이다. 풍량 또는 사용면적으로 지칭되기도 하여, 시간 당 부피 단위(예를 들어, 6.9m3/min)로 계량되거나, 또는 방 면적(예를 들어, 41.6m2)으로 계량되기도 한다. 공기 청정기의 용량이 클수록 보다 넓은 공간을 신속하게 정화한다.
이러한 공기 청정기의 용량을 증가시키기 위해서 양방향 팬(bi-directional fan)을 이용하는 다수의 특허들이 알려져 있다. 여기서, 양방향 팬은 팬의 회전축을 중심으로 좌우 모두에서 공기를 흡기하고 상측 또는 하측과 같이 다른 일측으로 공기를 토출하는 팬이다.
JP 2016-016340A는 1개의 양방향 팬을 구비한 공기 청정기를 개시한다. JP 2016-125371A는 2개의 양방향 팬을 구비하고, 각각의 양방향 팬이 원심 원리로 보다 많은 공기를 흡입하도록 설계된 공기 청정기를 개시한다. CN 205089654U는 2개의 양방향 팬을 구비한 수직형 에어컨을 개시하는데, 공기 흡입 원리가 공기 청정기와 공통된다.
그러나 위의 종래 기술들 모두 공기 청정기의 용량 확대 또는 공기 청정기가 흡입하는 공기량 증가만을 목적으로 할 뿐이다.
예를 들어, 양방향 팬을 구비한 공기 청정기는 단방향 팬을 구비한 공기 청정기와 비교하여 공기 흡입구 면적이 두 배가 되지만 공기 토출구 면적은 동일하다는 점이 중요한데, 공기 토출구 또는 그 토출 유로를 어떻게 배치하고 제어할지에 대한 고찰이 종래 기술들에서 확인되지 않는다. 종래 기술에서는 단순히 양방향 팬을 적층하는 것에 불과하다.
양방향 팬을 단순 적층할 경우, 공기 청정기 외부로 토출되는 공기 사이에 상호 간섭이 발생할 수 있다. 간섭 발생시 공기는 와류를 형성하게 되며, 이 경우 대류 효과가 감소하여 오히려 공기 청정기 용량이 많이 증가하지 못하고, 팬에 의한 소음 및 소비 전력만 증가하게 된다.
(특허문헌 1) JP 2016-016340A
(특허문헌 2) JP 2016-125371A
(특허문헌 3) CN 205089654U
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
구체적으로, 양방향 팬을 둘 이상 사용하는 공기 청정기에서, 흡기구 및 공기 토출구를 효과적으로 배치하고, 양방향 팬에 특화된 제어 모드를 추가함으로써, 양방향 팬의 장점인 용량 증가 효과는 극대화하면서도 다양한 제어 모드를 통한 소비자 만족도를 증진시킬 수 있는 공기 청정기를 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 토출구의 토출 방향이 서로 상이하도록 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 복수의 양방향 팬(bi-direction fan)을 포함하는, 공기 청정기를 제공한다.
또한, 상기 양방향 팬은 상부 양방향 팬(110) 및 하부 양방향 팬(120)을 포함하며, 상기 상부 양방향 팬(110)의 토출구(114)는 상부를 향하고, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상부에서 일 측부를 향하도록 수직 방향에서 경사진 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)에서 토출된 공기는 상기 공기 청정기의 상부를 향하여 토출되고, 상기 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기는 선택적으로 상기 공기 청정기의 상부를 향하여 토출되거나 상기 공기 청정기의 일 측부를 향하여 토출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구가, 상기 공기 청정기의 일측에 구비된 유로(150)에 연통하고, 상기 유로(150) 상에 유로 전환 부재(155)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로(150)는 상기 공기 청정기의 상면에 위치하는 상부 토출구(130) 및 상기 공기 청정기의 일 측부 위치하는 측부 토출구(140)와 연통되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상기 상부 토출구(130)와 연통되고, 그리고 상기 유로 전환 부재(155)가 제 2 위치인 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상기 측부 토출구(140)와 연통되는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 위치에서, 상기 유로 전환 부재(155)가 상기 측부 토출구(140)를 폐쇄하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)의 토출구가 상기 상부 토출구(130)와 연통되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우, 상기 상부 토출구(130)를 통하여 상기 상부 양방향 팬(110) 및 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 토출되고, 상기 유로 전환 부재(155)가 제 2 위치인 경우, 상기 상부 토출구(130)를 통하여 상기 상부 양방향 팬(110)으로부터의 공기가 토출되고 상기 측부 토출구(140)를 통하여 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 토출되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 독립적으로 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기 청정기는, 미세먼지 정화 모드 또는 원거리 청정 모드에서, 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 상부 토출구(130)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되고, 상기 상부 양방향 팬(110)의 RPM이 보다 증가하도록 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기 청정기는, 큰먼지 정화 모드 또는 근거리 청정 모드에서, 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 상부 토출구(130)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되고, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 보다 증가하도록 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기 청정기는, 다인실 청정 모드 또는 냉각 모드에서, 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 측부 토출구(140)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로 전환 부재(155)는, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM에 따라 제어되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유로 전환 부재(155)가 상기 유로(150)를 가로지르도록 상승하게 작동되는 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 상승하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수의 양방향 팬의 토출구의 토출 방향은 서로 상이하되, 상기 복수의 양방향 팬의 양방향 흡기구들은 상기 공기 청정기의 좌측면 및 우측면에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)가 상기 공기 청정기의 일측면에 위치하고, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113)과 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)는 상기 공기 청정기의 타측면에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112), 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113), 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123) 외측에는 각각 제습 모듈(193) 및 가습 모듈(198) 중 어느 하나가 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112), 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113), 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123) 외측에는 각각 유로 차단 부재(199)가 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)에 걸쳐 하나의 필터부가 위치하고, 상기 상부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(113) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)에 걸쳐 다른 하나의 필터부가 위치하며, 상기 필터부들의 최외곽에만 필터 프레임이 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하여, 4개 이상의 흡기구에서 많은 공기가 흡입되고, 여과되어, 2개 이상의 토출구를 통해 토출되는바, 높은 용량의 공기 청정기를 제공할 수 있다.
엇갈림 배치를 통하여 다양한 토출 모드를 사용자에게 제공할 수 있으며, 양방향 팬의 RPM을 독립적으로 적절하게 제어함에 따라 "미세먼지 정화 모드", "큰먼지 정화 모드", "원거리 청정 모드", "근거리 청정 모드", "다인실 청정 모드", "냉각 모드" 등 다양한 모드를 제공할 수 있다.
예를 들어, 넓은 면적의 공간을 전체적으로 정화하고자 하는 경우, 공기 청정기 주변의 공기만 집중적으로 정화하고자 하는 경우, 미세먼지가 많은 경우, 날씨가 더워서 선풍기의 기능까지도 동시에 구현하고자 하는 경우 등 소비자의 다양한 의도를 충족시킬 수 있다.
유로 전환 부재의 동작에 동력이 필요 없거나 최소화될 수 있다. 이는 단순히 소비 전력 저감뿐만 아니라, 공기 청정기의 단점 중 하나인 소음을 저감할 수 있어서 유용하다.
좌우 측면에 위치한 각각 2개 이상의 흡기구를 커버하는 하나의 필터부를 사용할 수 있다. 하나의 필터부에서 2개 이상의 흡기구를 커버함으로써, 필터의 전면적을 고르게 사용할 수 있으며, 이에 따라 최대한 많은 면적의 필터를 사용하도록 하여, 필터의 상당 부분이 사용되지 않았음에도 필터를 교체하여야 했던 문제를 해결할 수 있다.
좌우 측면에 위치한 각각 2개 이상의 흡기구에는 제습 모듈 및 가습 모듈이 자유롭게 선택될 수 있다. 이에 따라, 공기 청정기 겸용 제습기, 공기 청정기 겸용 가습기, 공기 청정기 겸용 제가습기 등 습기와 관련된 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 청정기를 개략적으로 도시한다. 설명을 위하여 유로는 도시가 생략되었으며, 제습 모듈과 가습 모듈은 간략하게 도시하였다.
도 2는 본 발명에 사용되는 상부 양방향 팬과 하부 양방향 팬을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 청정기의 단면 사시도를 개략적으로 도시한다. 설명을 위하여 유로 전환 부재는 도시가 생략되었다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 청정기의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 공기 청정기에 구비될 수 있는 제습 모듈 및 가습 모듈을 도시한다. 설명을 위하여, 제습 모듈 및 가습 모듈을 제외한 공기 청정기 본체의 도시가 생략되었다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 공기 청정기의 다양한 모드를 도시한다.
이하에서, "미세먼지"는 입경 10㎛ 이하의 먼지를 의미하며, 미세먼지의 입경보다 큰 입경의 먼지를 "큰먼지"로 지칭한다. 여기서 "먼지"는 분진뿐만 아니라, 대기 중 부유하는 각종 오염물질을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.
이하에서, 팬의"RPM"은 팬의 분당 회전수(rotation per minute)을 의미하는 것으로, 팬의 RPM을 제어하는 것은 팬의 동력을 제어하거나 또는 기타 부재를 이용하여 팬의 회전수를 제어하는 것을 포괄적으로 의미한다.
이하에서, "상부" 또는 "상면"은, 공기 청정기가 설치된 지면을 기준으로 위쪽 또는 위쪽 면을 의미하는 것이고, "하부" 또는 "하면"은 지면을 기준으로 아래쪽 또는 아래쪽 면을 의미하는 것이며, 상하부를 잇는 방향을 "수직 방향"으로 지칭한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
1. 공기 청정기의 설명
본 발명에 따른 공기 청정기는, 토출구의 토출 방향이 서로 상이하도록 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 복수의 양방향 팬을 포함한다.
여기서, "토출 방향이 수직 방향에서 엇갈려 배치됨"은, 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)을 개별적으로 살펴보면 실질적으로 유사한 구조인데(도 2 참조), 두 개의 양방향 팬(110, 120)을 배치할 경우 이들을 동일한 방향으로 배치하는 것이 아니라, 각각의 토출구(114, 124)의 토출 방향이 서로 일정한 각도를 이루도록 엇갈려서 배치됨을 의미한다. 즉, 상부 양방향 팬(110)의 토출구(114)의 토출 방향과 하부 양방향 팬(120)의 토출구(124)의 토출 방향이 수직 방향을 기준으로 동일한 방향이 아니라 서로 일정한 각도를 이루도록 배치되는 것이다.
도면에서는 2개의 양방향 팬(110, 120)을 구비한 공기 청정기가 도시되나, 셋 또는 그 이상이어도 무방하다. 다만, 이 경우에도 각각의 양방향 팬의 토출 방향이 수직 방향에서 서로 엇갈려야 한다. 예를 들어, 도 4에 도시되는 바와 같이 가장 위쪽에 위치하는 양방향 팬의 토출 방향이 상부를 향하면, 그 아래의 양방향 팬의 토출 방향은 상부를 향하지 않고 수직 방향에서 측부 경사지고, 그 아래의 양방향 팬의 토출 방향은 이보다 더 측부로 경사지게 배치되어야 한다.
다만, 이하에서는 설명을 위하여 2개의 양방향 팬이 구비된 경우를 예로 들어 설명한다.
1.1 양방향 팬의 배치와 공기 청정기의 구조
도 1, 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이, 공기 청정기는 상부 양방향 팬(110) 및 하부 양방향 팬(120)을 포함한다. 상부 양방향 팬(110)의 토출구(114)는 상부를 향하고, 하부 양방향 팬(120)의 토출구(124)는 상부에서 일 측부를 향하도록 수직 방향에서 경사지게 위치함으로써, 토출 방향이 서로 상이하도록 수직 방향에서 엇걸려 배치된다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)은 동일한 구조로 구성될 수 있다. 상부 양방향 팬(110)은 팬(111)과, 팬(111)의 좌우에 위치하는 제 1 흡기구(112) 및 제 2 흡기구(113)와, 공기가 토출되는 토출구(114)를 포함한다. 하부 양방향 팬(120)의 경우도 이와 유사하게 팬(121)과, 팬(121)의 좌우에 위치하는 제 1 흡기구(122) 및 제 2 흡기구(123)와, 공기가 토출되는 토출구(124)를 포함한다.
공기 청정기의 토출구는 상면에 위치하는 상부 토출구(130) 및 측부에 위치하는 측부 토출구(140)이다.
도 4 및 도 6 내지 도 9에 도시되는 바와 같이, 상부 토출구(130)는 상부 양방향 팬(110) 및 유로(150)와 연통되고, 측부 토출구(140)는 유로(150)의 일면에 구비된다. 이에 따라, 상부 양방향 팬(110)에서 토출된 공기는 상부 토출구(130)를 통하여 공기 청정기의 상부를 향하여 높은 풍압으로 직접 토출되고, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기는 선택적으로 유로(150)를 거쳐 공기 청정기의 상부를 향하여 상부 토출구(130)를 향하여 함께 토출되거나 또는 유로(150)를 거쳐 공기 청정기의 일 측부를 향하여 측부 토출구(140)를 향하여 토출된다.
달리 표현하면, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기는 유로(150)에 유입되고, 이 공기는 유로 전환 부재(155)에 의하여 상부 토출구(130)를 통하여 토출되거나, 또는 측부 토출구(140)를 통과하여 토출된다. 즉, 유로 전환 부재(155)의 동작에 의하여 하부 양방향 팬(120)에서 토출되는 공기가 공기 청정기 외부로 토출되는 방향이 상부 내지 일 측부로 전환된다.
1.2 유로 전환 부재
유로 전환 부재(155)는 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 작동한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 제 1 위치는 하부 양방향 팬(120)의 토출구가 상부 토출구(130)와 연통되도록 유로 전환 부재(155)가 측부 토출구(140)를 폐쇄하는 위치이며, 제 2 위치는 하부 양방향 팬(120)의 토출구가 측부 토출구(140)와 연통되도록 유로 전환 부재(155)가 유로(150)를 가로지르는 위치이다.
도면에서는 유로 전환 부재(155)가 공기 청정기에 고정된 회전축을 중심으로 회동 작동하는 플랩(flap)으로 도시되나, 유로 내에서 유동 방향을 변경시키기 위한 다른 어떠한 구조이어도 무방함은 물론이다.
유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우(도 6, 도 7, 도 8 참조), 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 유로(150)를 거쳐서 상부 토출구(130)와 연통된다. 이에 따라, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기가 공기 청정기 상부로 토출된다. 이 경우, 상부 토출구(130)를 통하여 상부 양방향 팬(110) 및 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 함께 토출된다. 전술한 바와 같이, 상부 양방향 팬(110)에서 토출된 공기는 유로(150)를 거치지 않아 높은 풍압으로 토출되는데, 하부 양방향 팬(120) 및 유로(150)를 통과한 공기가 여기에 더해지게 된다.
유로 전환 부재(155)가 제 2 위치인 경우(도 4, 도 9 참조), 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 유로(150)를 거쳐서 측부 토출구(140)와 연통된다. 이에 따라, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기가 공기 청정기의 일 측부로 토출된다. 이 경우, 상부 토출구(130)를 통하여 상부 양방향 팬(110)으로부터의 공기만 토출되고 측부 토출구(140)를 통하여 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 토출되는 것이다. 즉, 공기 청정기 입장에서는 상부 및 측부 모두에서 공기를 토출한다. 물론, 이러한 위치에서 상부 양방향 팬(110)이 동작하지 않도록 제어하면, 공기 청정기는 일 측부로만 공기를 토출할 것이다.
일 실시예에서, 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우, 유로 전환 부재(155) 자체가 측부 토출구(140)를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 별도의 폐쇄 부재를 사용하지 않고서도 측부 토출구(140)를 통하여 오염 물질이 포함된 외부 공기가 공기 청정기로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다른 실시예에서는, 후술할 바와 같이 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)의 RPM은 독립적으로 제어 가능하기에, 하부 양방향 팬(120)의 RPM을 이용하여 유로 전환 부재(155)의 동작에 필요한 모터를 생략하거나 또는 그 동력을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 소비 전력을 낮추고, 소음을 제거하거나 감소시키고, 모터의 수명을 연장시킬 수 있다.
예를 들어, 유로 전환 부재(155)가 유로(150)를 가로지르도록 상승하게 작동(제 1 위치에서 제 2 위치로 작동)되는 경우, 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 이에 맞추어 함께 상승하도록 제어함으로써, 유로 전환 부재(155)가 자연스럽게 상승하게 하여 여기에 필요한 동력을 감소시킬 수 있다.
다른 예를 들어, 하부 양방향 팬(120)의 RPM을 상승시키는 것만으로 풍압에 의하여 유로 전환 부재(155)가 유로(150)를 가로지르도록 자동으로 상승하게 할 수 있다. 즉, 유로 전환 부재(155)의 상승이 필요한 경우, 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 상승하면, 풍압에 의하여 유로 전환 부재(155)가 상승하여 제 2 위치에 이르고, 이 때에 걸림턱(미도시)에 유로 전환 부재(155)가 걸림으로써 제 2 위치가 고정되게 구성할 수 있다.
한편, 전술한 예시에서는 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치 및 제 2 위치 중 어느 하나로만 작동되는 것을 도시하였으나, 다른 예시에서는 유로 전환 부재(155)가 그 중간 위치로 작동될 수도 있다. 이 경우, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기가 공기 청정기의 상부 및 측부 모두에서 토출될 수 있다.
1.3 흡기구
복수의 양방향 팬의 양방향 흡기구들은 공기 청정기의 좌측면 및 우측면에 공통되게 위치하게 배치된다. 도시된 실시예에서는, 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)가 공기 청정기의 일측면인 좌측면에 공통되게 위치하고, 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113)과 및 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)가 공기 청정기의 타측면인 우측면에 공통되게 위치한다.
좌우 측면에 각각 2개의 흡기구가 공통되게 위치하기에, 좌우 측면에서 각각 하나의 필터부(160)만 필요하다. 즉, 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)에 걸쳐 하나의 필터부가 위치하고, 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113) 및 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)에 걸쳐 다른 하나의 필터부가 위치한다.
이러한 필터부(160)는, 중앙을 가로지르는 필터 프레임이 없도록 최외곽에만 필터 프레임이 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 일(日)자가 아닌 구(口)자로 필터 프레임이 형성되고 내측에는 필터가 위치한다. 종래에 1개의 흡기구에 1개의 필터부가 사용되는 경우 필터 프레임에 인접한 필터는 활용되지 않은 상태에서 필터가 교체되는 경우가 종종 발생하였으나, 설명한 바와 같이 필터 프레임을 구성함으로써 필터 전체 면적을 2개의 흡기구가 전체적으로 고르게 활용하게 되고, 이에 따라, 미사용 공간이 줄어들어서, 필터의 수명이 상승한다.
또한, 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112)와 제 2 흡기구(113), 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)와 제 2 흡기구(123)의 외측(즉, 4개의 흡기구 외측)에는 각각 제습 모듈(193) 및 가습 모듈(198)이 자유롭게 선택되어 위치할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 제습 모듈(193)은 제습 모듈 하우징(191)에 구비된 열교환기(192)를 포함할 수 있고, 하나의 가습 모듈(198)은 가습 모듈 하우징(196)에 구비된 가습 필터(197)를 포함할 수 있다. 열교환기 대신 전열 모듈이 구비되거나, 가습 필터 대신 초음파 가습 장치가 구비되는 등, 다양한 제습 및 가습 모듈 구현이 가능함은 물론이다.
도 5에서는, 좌측 2개의 흡기구 상에는 제습 모듈(193)이 구비되고, 우측 2개의 흡기구 상에는 가습 모듈(198)이 구비되는 것으로 도시되나, 설명한 바와 같이, 상부 2개의 흡기구에 제습 모듈이 구비되고 하부 2개의 흡기구에 가습 모듈이 구비되거나, 서로 교차하도록 구비되는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112)와 제 2 흡기구(113), 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)와 제 2 흡기구(123) 가장 외측(즉, 4개의 흡기구 가장 외측)에는 각각 유로 차단 부재(199)가 위치할 수 있다. 이 경우, 총 4개의 유로 차단 부재(199)를 제어하여 집중 공기 청정이 가능하다.
예를 들어, 2개의 좌우측 상부 흡기구를 유로 차단 부재(199)가 차단하는 경우 하부에서의 집중 공기 청정이 가능하고, 반대로 2개의 좌우측 하부 흡기구를 유로 차단 부재(199)가 차단하는 경우 상부에서의 집중 공기 청정이 가능하다. 즉, 유로 차단 부재(199)를 이용하면, 상부 양방향 팬(110) 및 하부 양방향 팬(120)에 동력을 가하는 동력 부재의 조작 없이도, 어느 하나의 팬으로의 공기 유입을 제어할 수 있다.
1.4 양방향 팬의 독립 제어
본 발명에 따른 공기 청정기에서, 토출 방향이 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 복수의 양방향 팬의 RPM이 독립적으로 제어될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 독립적으로 제어된다. 이는 각각의 팬에 연결된 동력 부재(미도시)를 독립적으로 제어하거나, 전술한 유로 차단 부재(199)를 개폐시킴으로써 가능하다.
이를 통하여, 상부의 미세먼지를 집중 정화하거나, 하부의 큰먼지를 집중 정화하거나, 청정 공기를 보다 멀리 토출할 수 있는 등 다양한 모드의 구현이 가능하다.
독립 제어를 통한 다양한 모드들은 아래에서 상세히 설명한다.
2. 다양한 공기 청정 모드
본 발명에 따른 공기 청정기에 있어서, 유로 전환 부재(155)의 작동, 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)의 온/오프 내지 RPM 제어, 유로 차단 부재(199)의 작동 등을 조합하여 다양한 공기 청정 모드를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 6는 상부 양방향 팬(110)과 하부 양방향 팬(120)이 실질적으로 동일한 RPM으로 제어되는 일반 모드를 도시하며, 이를 기준으로 다양한 모드를 설명한다.
2.1 "미세먼지 정화 모드" 및 "원거리 청정 모드"
도 7은 "미세먼지 정화 모드"이자 "원거리 청정 모드"를 도시한다.
일반적으로 미세먼지는 큰먼지보다 입경이 크기에, 지면 근처로 가라앉지 않고 일정 높이로 부유한다. 따라서, 미세먼지를 집중 정화하기 위해서는 상부 양방향 팬(110)의 RPM을 보다 높게 작동시킨다.
한편, 상부 양방향 팬(110)에서 토출되는 공기는 유로(150)를 거치지 않고 상부 토출구(130)를 통하여 직접 토출되기에, 동일한 RPM으로 제어되는 하부 양방향 팬(120)에 비하여 상대적으로 멀리 유동한다. 이에 따라, 공간 내 보다 먼 위치까지도 정화된 공기를 보내어 대류시킬 수 있다.
따라서, 사용자 입장에서, "원거리 청정 모드"를 구현하고자 하는 경우에도 상부 양방향 팬(110)의 RPM을 보다 높게 작동시킬 수 있다.
또한, 이 경우, 하부 양방향 팬(120)은 측부 토출구(140)가 아닌 상부 토출구(130)를 통하여 공기를 토출하게 함으로써, 원거리 청정에 도움을 주게 된다.
2.2 "큰먼지 정화 모드" 및 "근거리 청정 모드"
도 8은 "큰먼지 정화 모드"이자 "근거리 청정 모드"를 도시한다.
큰먼지는 그 입경 크기로 인하여 지면 근처에 가라앉는다. 큰먼지를 집중 정화하기 위해서는 하부 양방향 팬(120)의 RPM을 보다 높게 작동시킨다.
일 실시예에서, 공기 청정기는 미세먼지 센서를 구비하고, 미세먼지의 양이 일정 기준치보다 높은 경우 전술한 "미세먼지 정화 모드"로 구현되고, 일정 기준치보다 낮은 경우 "큰먼지 정화 모드"로 구현될 수 있다.
한편, 원거리 청정 모드와 반대로, 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 보다 높게 작동되기에, 근거리 청정 모드의 구현이 가능하다. 이 경우 대류 효과를 위해 하부 양방향 팬(120)은 측부 토출구(140)가 아닌 상부 토출구(130)를 통하여 공기를 토출하는 것이 바람직하다.
2.3 다인실 청정 모드 및 냉각 모드
도 9는 "다인실 청정 모드"이나 "냉각 모드"를 도시한다.
도 6, 7, 8에서 설명한 모드와의 차이점은, 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기가 상부가 아닌 측부로 토출되도록, 유로 전환 부재(155)가 작동되었다는 점이다.
즉, 하부 양방향 팬(120)에서 토출되는 정화 공기가 공간 내에서 높이 상승하여 이동한 후 하강하여 공간 내 공기를 대류시키는 종래의 일반적인 공기 청정기의 정화 방식 또는 전술한 "원거리 청정 모드" 및 "근거리 청정 모드"와 달리, "다인실 청정 모드"에서는 사용자를 향하여 측부를 통하여 직접 토출된다.
이 경우, 공간을 전체적으로 대류시키는 기능은 도 6의 일반 모드와 비교하여 상대적으로 부족하나, 사람이 많은 공간 내에서 공기 청정기 근처에 보다 신속한 정화 공기를 토출하기에 적합하여 "다인실 청정 모드"가 구현된다.
또한, 사용자를 향해 공기를 직접 분사하기에, 하절기 선풍기와 같이 사용할 수 있어서 "냉각 모드"가 구현된다.
여기서, 총 6개의 모드를 예를 들어 설명하였으나, 설명하지 않은 다양한 모드들이 적용 가능할 것이다.
예를 들어, 유로 차단 부재(199)를 이용하여 일 측면의 흡기구만 개방하는 "좌측 공기 집중 정화 모드" 또는 "우측 공기 집중 정화 모드", 선택적 또는 자동의 "제가습 모드" 등이 가능할 수 있다. 이 경우에도, 미리 결정된 습도에 맞추어 자동으로 제습 또는 가습이 이루어질 수도 있다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110: 상부 양방향 팬
111: 팬
112: 제 1 흡기구
113: 제 2 흡기구
114: 토출구
120: 하부 양방향 팬
121: 팬
122: 제 1 흡기구
123: 제 2 흡기구
124: 토출구
130: 상부 토출구
140: 측부 토출구
150: 유로
155: 유로 전환 부재
160: 필터부
190: 제가습 모듈
191: 제습 모듈 하우징
192: 열교환기
193: 제습 모듈
196: 가습 모듈 하우징
197: 가습 필터
198: 가습 모듈
199: 유로 차단 부재

Claims (20)

  1. 토출구의 토출 방향이 서로 상이하도록 수직 방향에서 엇갈려 배치되는 복수의 양방향 팬(bi-direction fan)을 포함하고,
    상기 복수의 양방향 팬은 상부 양방향 팬(110) 및 하부 양방향 팬(120)을 포함하며,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 토출구(114)는 상부를 향하고, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상부에서 일 측부를 향하도록 수직 방향에서 경사지고,
    상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구가, 공기 청정기의 일측에 구비된 유로(150)에 연통하고,
    상기 유로(150)는 상면에 위치하는 상부 토출구(130) 및 측부에 위치하는 측부 토출구(140)와 연통되는,
    공기 청정기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)에서 토출된 공기는 상기 공기 청정기의 상부를 향하여 토출되고,
    상기 하부 양방향 팬(120)에서 토출된 공기는 선택적으로 상기 공기 청정기의 상부를 향하여 토출되거나 상기 공기 청정기의 일 측부를 향하여 토출되는,
    공기 청정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로(150) 상에 유로 전환 부재(155)가 구비되는,
    공기 청정기.
  5. 삭제
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상기 상부 토출구(130)와 연통되고, 그리고
    상기 유로 전환 부재(155)가 제 2 위치인 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 토출구는 상기 측부 토출구(140)와 연통되는,
    공기 청정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 위치에서, 상기 유로 전환 부재(155)가 상기 측부 토출구(140)를 폐쇄하는,
    공기 청정기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 토출구가 상기 상부 토출구(130)와 연통되는,
    공기 청정기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유로 전환 부재(155)가 제 1 위치인 경우, 상기 상부 토출구(130)를 통하여 상기 상부 양방향 팬(110) 및 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 토출되고,
    상기 유로 전환 부재(155)가 제 2 위치인 경우, 상기 상부 토출구(130)를 통하여 상기 상부 양방향 팬(110)으로부터의 공기가 토출되고 상기 측부 토출구(140)를 통하여 상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 토출되는,
    공기 청정기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 독립적으로 제어되는,
    공기 청정기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기 청정기는, 미세먼지 정화 모드 또는 원거리 청정 모드에서,
    상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 상부 토출구(130)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되고, 상기 상부 양방향 팬(110)의 RPM이 보다 증가하도록 제어되는,
    공기 청정기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기 청정기는, 큰먼지 정화 모드 또는 근거리 청정 모드에서,
    상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 상부 토출구(130)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되고, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 보다 증가하도록 제어되는,
    공기 청정기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기 청정기는, 다인실 청정 모드 또는 냉각 모드에서,
    상기 하부 양방향 팬(120)으로부터의 공기가 상기 측부 토출구(140)로 토출되도록 상기 유로 전환 부재(155)가 제어되는,
    공기 청정기.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 유로 전환 부재(155)는, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM에 따라 제어되는,
    공기 청정기.
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 유로 전환 부재(155)가 상기 유로(150)를 가로지르도록 상승하게 작동되는 경우, 상기 하부 양방향 팬(120)의 RPM이 상승하는,
    공기 청정기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 양방향 팬의 토출구의 토출 방향은 서로 상이하되, 상기 복수의 양방향 팬의 양방향 흡기구들은 상기 공기 청정기의 좌측면 및 우측면에 위치하는,
    공기 청정기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)가 상기 공기 청정기의 일측면에 위치하고, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113)과 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)는 상기 공기 청정기의 타측면에 위치하는,
    공기 청정기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112), 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113), 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123) 외측에는 각각 제습 모듈(193) 및 가습 모듈(198) 중 어느 하나가 위치하는,
    공기 청정기.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112), 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113), 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123) 외측에는 각각 유로 차단 부재(199)가 위치하는,
    공기 청정기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 양방향 팬(110)의 제 1 흡기구(112) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 1 흡기구(122)에 걸쳐 하나의 필터부가 위치하고, 상기 상부 양방향 팬(110)의 제 2 흡기구(113) 및 상기 하부 양방향 팬(120)의 제 2 흡기구(123)에 걸쳐 다른 하나의 필터부가 위치하며, 상기 필터부들의 최외곽에만 필터 프레임이 위치하는,
    공기 청정기.
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