KR102094290B1 - 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음악 소리 및 육성으로 이루어진 음향신호의 고저에 따라 물 입자의 분출양 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있는 초음파 가습기에 관한 것으로, 제어동작을 수행하는 베이스와, 물이 저장되는 본체가 착탈분리 가능하도록 구성되고, 베이스의 내측에 설치되는 피씨비(PCB)에는 마이크와 통신모듈 및 블루투스모듈 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 음원입력부와 증폭된 신호를 출력하는 사운드출력부가 구비되며, 상기 본체의 바닥면에는 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자가 설치되는 초음파 가습기에 있어서, 베이스와 본체 사이에 공간이 형성되어 공기가 유입될 수 있도록 본체의 하측에는 복수의 지지대가 구비되고, 상기 본체의 상측에 착탈가능하게 결합된 커버에는 분무홀이 구비되며, 상기 본체의 내부에 수직으로 형성된 설치관의 내측에는 분무홀에 근접되도록 송풍팬이 설치되고, 상기 송풍팬의 회전축은 설치관을 관통하여 베이스의 내측에 구비된 모터의 회전축과 연결되며, 음원입력부의 출력신호는 증폭부가 추가된 스피커 또는 음향처리 칩을 통해 사운드출력부를 거쳐 디에스피에 전달되고, 상기 디에스피에서는 샘플링된 디지털신호로 변환하여 엠씨유에 전달하며, 초음파발진소자에 의해 발생되어 본체의 내측 상측에 미리 저장되어 있던 수분입자는 엠씨유의 제어신호에 의한 송풍팬의 가변적인 회전속도에 따라 분무홀을 통해 분출량 및 분출속도가 변화되면서 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분분출을 조절하는 초음파 가습기를 제안한다.
따라서 본 발명은 외부의 음악 소리 및 육성을 음향신호로 변환하여 송풍팬의 회전속도를 제어함으로써 수조 및 커버의 내측에 공기압의 변화를 주어 물 입자의 분출량 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있어 소비자의 구매욕 및 흥미를 유발할 수 있는 효과가 있다. 또한, 외부공기의 유입 경로를 단순화하여 수조 및 커버의 내측에 형성되는 공기압의 효과를 증대시킴으로써 물 입자의 분출량 및 분출속도를 최대한 높일 수 있다.

Description

음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기{Ultrasonic humidifier linked sound source}
본 발명은 초음파 가습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음악 소리 및 육성을 포함하는 음원(sound source)에 연동하여 송풍팬 또는 초음파발진소자를 제어하여 수분 입자의 분출량 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있는 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분분출을 조절하는 초음파 가습기에 관한 것이다.
일반적으로 가습기는 실내를 인체에 알맞은 습도로 유지하기 위하여 가습수를 수증기로 만들어서 공기 중에 분사하는 장치이다.
가습기는 크게 나누어 히터를 이용한 방식과 초음파 방식이 있는데, 히터를 이용하는 방식의 가습기는 전기히터 등을 이용하여 가습수를 소정 온도로 가열시켜 수증기를 발생시키고, 이 수증기를 송풍수단을 이용해 실내로 토출하여 가습을 행한다.
반면에 초음파 방식을 이용한 가습기는 진동자를 이용하여 가습수를 수증기로 변환함으로써 가습을 행하게 되는데, 히터를 이용하는 방식의 가습기는 수조 내의 가습수를 살균할 수 있다는 장점을 가지나, 가열에 따른 전기사용료의 증가라는 문제점이 있어 최근의 소형 가습기는 주로 초음파 방식을 채택하고 있다.
이러한 초음파 방식의 가습기는 가습수를 저장하는 수조의 하부에 물받이를 만들고, 그 물받이로 유입되는 가습수를 수증기로 변환하기 위한 진동자 유닛을 설치하고, 이를 송풍기에 의해 외부로 배출하는 구조를 갖는다.
그러나 종래의 초음파 방식 가습기는 등록실용신안공보 제20-0477962호에서 제안되어 있는데, 물통 내의 전방 측에 진동자를 형성하고, 물통 내의 후방 측에는 진동자와 마주하면서, 상기 진동자의 방향으로 공기를 송풍하는 송풍구를 구성하는 관계로, 수조 내에서 와류 현상이 발생하였으며, 이러한 와류 현상으로 인해 분출커버를 통해 외부로 분출되는 가습수의 분출량이 적어지는 단점이 있고, 이로 인하여 실내공간에 가습 효율을 높이기 위해 초음파 가습기의 가습 동작을 오래 지속시켜야 하는 문제점이 있으며, 이는 전력소비량을 증대시키게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록실용신안공보 제20-0481089호에서는 물통 내의 후방 측에 설치되는 송풍구의 송풍방향을 좌우 방향으로 형성함으로써, 물통 내에서 와류 현상을 방지하고, 송풍 되는 공기가 물통 내의 벽면을 따라 물통 내의 전방 측으로 흐르도록 하면서 진동자의 초음파 진동에 따라 발생하는 물 입자의 외부 분출량을 증대시키고, 이를 통해 초음파 가습기의 가습 동작시의 가습량을 증대시킬 수 있도록 하는 가습량 증대를 위한 초음파 가습기를 제안하였다.
그러나 상술한 초음파 가습기는 외부로 배출되는 물 입자의 양을 증대시키는 단순한 기능이 추가될 뿐, 분출되는 물 입자의 분출량 및 분출속도에 다양한 변화를 주어 소비자의 구매욕 및 흥미를 유발하기 위한 다양한 시도가 전무한 실정이다.
또한, 상기 선행기술은 외부공기가 회로부를 통과하여 내부로 공급되므로, 적층된 먼지 등이 수조부로 같이 들어가 가습 분무와 엉키어 같이 분무되고, 역류방지를 위해 좁게 형성된 공기흐름관 등의 세척이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음악 소리 및 육성을 포함하는 음원(sound source)에 연동하여 송풍팬 또는 초음파발진소자를 제어하여 수분입자의 분출량 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있는 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제어동작을 수행하는 베이스와 물이 보관되는 본체를 분리식을 구성하여 세척이 용이하고, 상기 본체의 분무홀과 송풍팬을 인접하게 배치하여 음원과 수분입자 분출의 싱크(synchronization)를 정확하게 조율할 수 있는 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기를 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기는 제어동작을 수행하는 베이스와, 물이 저장되는 본체가 착탈분리 가능하도록 구성되고, 베이스의 내측에 설치되는 피씨비(PCB)에는 마이크와 통신모듈 및 블루투스모듈 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 음원입력부와 증폭된 신호를 출력하는 사운드출력부가 구비되며, 상기 본체의 바닥면에는 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자가 설치되는 초음파 가습기에 있어서, 베이스와 본체 사이에 공간이 형성되어 공기가 유입될 수 있도록 본체의 하측에는 복수의 지지대가 구비되고, 상기 본체의 상측에 착탈가능하게 결합된 커버에는 분무홀이 구비되며, 상기 본체의 내부에 수직으로 형성된 설치관의 내측에는 분무홀에 근접되도록 송풍팬이 설치되고, 상기 송풍팬의 회전축은 설치관을 관통하여 베이스의 내측에 구비된 모터의 회전축과 연결되며, 음원입력부의 출력신호는 증폭부가 추가된 스피커 또는 음향처리 칩을 통해 사운드출력부를 거쳐 디에스피에 전달되고, 상기 디에스피에서는 샘플링된 디지털신호로 변환하여 엠씨유에 전달하며, 초음파발진소자에 의해 발생되어 본체의 내측 상측에 미리 저장되어 있던 수분입자는 엠씨유의 제어신호에 의한 송풍팬의 가변적인 회전속도에 따라 분무홀을 통해 분출량 및 분출속도가 변화되면서 외부로 방출되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기에 의하면, 외부의 음악 소리 및 육성을 음향신호로 변환하여 송풍팬의 회전속도를 제어함으로써 수조 및 커버의 내측에 공기압의 변화를 주어 물 입자의 분출량 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있어 소비자의 구매욕 및 흥미를 유발할 수 있는 효과가 있다.
또한, 분무량을 음원에 연동시킴으로써 초음파가습기에 소리를 눈으로 보이게 하는 새로운 장식적 가치를 부여할 수 있는 효과가 있다.
또한, 외부공기의 유입 경로를 단순화하여 수조 및 커버의 내측에 형성되는 공기압을 균등하게 조절함으로써 분무시 일정한 패턴의 도넛 형상 포그링(fog ring)을 연출할 수 있으며, 공기압을 강화하여 물 입자의 분출량 및 분출속도를 최대한 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 초음파 가습기의 일 실시예를 나타낸 단면도,
도 4는 도 1의 일 실시예에 의한 초음파 가습기의 블록 구성도,
도 5는 도 1의 다른 실시예에 의한 초음파 가습기의 블록 구성도,
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
본 발명의 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기는 도 1에 도시된 바와 같이, 제어동작을 수행하는 베이스(100a)와, 물이 저장되는 본체(200a)와, 상기 본체(200)의 상측에 결합되는 커버(300a)가 착탈 가능하게 결합되는 분리식 가습기를 구성한다.
본 발명에서 음원에 실시간으로 연동하는 가습기는 음원과 수분입자 분출의 싱크(synchronization)를 정확하게 조율할 수 있도록 구현되어 있다.
이를 위해 송풍팬(F)의 위치를 분무홀에 근접 설치하여 송풍팬의 동작과 동시에 분무가 이루어질 수 있도록 구성되어 있으며, 음원에 내재된 음향의 고저장단에 따라 송풍팬 및 초음파발진소자가 연동하여 동작하도록 베이스에 설치된 피씨비에서 디지털 샘플링하여 제어신호를 발생하는 것으로서, 이를 구현하기 위한 기술사항을 실시예에 따라 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일 실시예로 도 1에 도시된 바와 같이, 외관을 미려하게 하고 외부오염을 최소화하기 위해 공기유입구(310)가 없는 커버(300a) 사용하게 되며, 베이스(100a)와 본체(200a) 사이에 공간이 형성되어 공기가 유입될 수 있도록 본체(200a)의 하측에는 복수의 지지대(230)가 구비된다.
상기 본체(200a)의 내부에 수직으로 형성된 설치관(210a)에는 송풍팬(F)이 설치되고, 상기 송풍팬(F)의 회전축은 설치관(210a)을 관통하여 베이스(100)의 내측에 구비된 모터(116)의 회전축과 연결되며, 외부 공기의 유입이 하측에서 상측으로 끌어당기는 방식이다.
송풍팬(F)은 지름이 확장 형성된 설치관(210a)의 내측 상단부에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체(200a)의 상측에 착탈가능하게 결합된 커버(300a)에는 송풍팬(F)에 의해 흡입된 공기압에 의해 본체(200a) 내측에서 생성된 수분입자를 외부로 분출하는 분무홀(320a)이 구비된다.
따라서, 커버(300a)의 분무홀(320a)을 제외한 나머지 부분을 밀폐되어 있으므로, 음원에 연동하는 엠씨유(114a)의 제어신호 의해 송풍팬(F)이 회전하게 되면 베이스(100a)와 본체(200a) 사이의 공간을 통하여 외부공기가 설치관(210a)을 통해 본체(200a) 및 커버(300a)의 내측으로 유입되어 수분 입자를 배출하게 된다.
이때, 상기 초음파발진소자(220)는 베이스(100a)의 내측에 설치된 피씨비(110)의 접속단자(117)와 전기적으로 접속되어 있으며, 상기 설치관(210a)의 상측에는 송풍팬(F)이 설치되어 있는데, 상기 송풍팬(F)의 회전축은 설치관(210a)을 통해 베이스(100)의 내측에 위치한 모터(116)의 회전축과 연결된다.
이하에서는 도 2를 기준으로 베이스(100a)의 내측에 설치된 피씨비(100)에서 수행되는 제어동작을 상세히 설명한다.
상기 피씨비(PCB)(110)에는 마이크(113a), 통신모듈(113b), 블루투스모듈(113c) 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 음원입력부(113)가 구비되고, 상기 음원입력부(113)의 출력신호는 사운드출력부(114)를 통해 초음파발진소자(220) 또는 송풍팬의 모터(116) 중 어느 하나 이상을 실시간으로 작동시키게 된다.
상기 사운드출력부(114)는 전기신호를 진동판의 진동으로 바꾸어 공기에 소밀파를 발생시켜 음파를 복사하는 스피커(speaker)를 사용할 수 있으며, 스피커의 출력단에서 전기선을 인출하여 초음파발진소자(220) 또는 송풍팬의 모터(116)의 (+)(-) 단자에 각각 연결하면 되며, 상기 사운드출력부(114)는 내부적으로 음향증폭기능이 포함된 음향처리 칩(chip)을 사용할 수도 있다.
즉, 스위치(112)가 온으로 전환되면, 전원부(111)에서는 내부의 전자소자에 DC로 변환된 직류전원을 공급하며, 상기 직류전원에 의해 음원입력부(113)에서는 외부에서 전달되는 음원이 형성하는 아날로그 신호를 사운드출력부(114)에 전달하게 되며, 상기 사운드출력부(114)에서는 초음파발진소자(220) 또는 송풍팬의 모터(116) 중 어느 하나 이상을 실시간으로 작동시키게 된다.
이때, 상기 사운드출력부(114)의 후단에는 출력신호를 증폭하는 증폭부(115)가 추가되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피씨비(110)에는 음원입력부(113)를 통해 전달된 외부의 음원을 신호처리하는 디에스피(DSP; digital signal processing)(114b)가 구비될 수 있다.
이때, 상기 디에스피(114b)는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하면서, 프로그램된 사용목적에 따라 샘플링된 제어신호를 발생하는 전자소자로서, 신호처리를 수행하는 전자분야에서 공지의 전자소자이므로, 이하 구체적인 기술설명은 생략한다.
상기 디에스피(114b)는 음원의 진폭 및 고저가 포함된 아날로그 신호를 샘플링된 디지털신호로 변환하여 엠씨유(114a)에 전달하고, 상기 엠씨유(114a)에서는 상기 디지털신호에 따라 송풍팬(F)의 회전속도 및 초음파발진소자(220)의 작동신호를 실시간으로 조절하여, 수분입자의 분출량 및 분출속도를 변화시키는 것이다.
즉, 스위치(112)가 온으로 전환되면, 전원부(111)에서는 엠씨유(114a)를 포함한 전자소자에 DC로 변환된 직류전원을 공급하며, 상기 직류전원에 의해 음원입력부(113)에서는 외부에서 전달되는 음원이 형성하는 아날로그 신호 감지하여 디에스피(114b)에 전달하는 방식으로 구현되는 것이다.
상기 음원(sound source)에는 사람의 목소리, 노래소리, 박수 소리 등 모든 음향신호를 포함한다.
상기 디에스피(DSP; digital signal processing)(114b)에서는 아날로그 신호의 진폭 및 고저에 따라 디지털신호를 발생하여 엠씨유(114a)에 전달하고, 상기 엠씨유(114a)에서는 상기 디지탈신호에 따라 초음파발진소자(220) 및 송풍팬(F)을 작동시키게 된다.
따라서, 본 발명은 엠씨유(114a)에서 초음파발진소자(220) 및 송풍팬(F)을 음향의 지속시간이나 고저에 연동하여 동작시킴으로써, 마치 가습기가 음악연주에 따라 분무량이 제어되는 듯한 시각적 효과를 거둘 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 외부공기의 유입 경로를 단순화하여 수조(20a) 및 커버(30a)의 내측에 형성되는 공기압을 균등하게 조절하여 도넛 형상의 포그링(fog ring)을 연출할 수 있고, 공기압을 강화하여 물 입자의 분출량 및 분출속도를 최대한 높일 수 있다.
100a : 베이스 110 : 피씨비(PCB)
111 : 전원부 112 : 스위치
113 : 음원입력부 114 : 사운드출력부
114a: 엠씨유(MCU) 114b: 디에스피(DSP)
115 : 증폭부 116 : 모터
117 : 접속단자 230 : 지지대
200a: 본체 210a: 설치관
220 : 초음파발진소자
300a: 커버 320a: 분무홀

Claims (1)

  1. 제어동작을 수행하는 베이스와, 물이 저장되는 본체가 착탈분리 가능하도록 구성되고, 베이스의 내측에 설치되는 피씨비(PCB)에는 마이크와 통신모듈 및 블루투스모듈 중 어느 하나 이상으로 이루어지는 음원입력부와 증폭된 신호를 출력하는 사운드출력부가 구비되며, 상기 본체의 바닥면에는 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자가 설치되는 초음파 가습기에 있어서,
    베이스(100a)와 본체(200a) 사이에 공간이 형성되어 공기가 유입될 수 있도록 본체(200a)의 하측에는 복수의 지지대(230)가 구비되고, 상기 본체(200a)의 상측에 착탈가능하게 결합된 커버(300a)에는 분무홀(320a)이 구비되며,
    상기 본체(200a)의 내부에 수직으로 형성된 설치관(210a)의 내측에는 분무홀(320a)에 근접되도록 송풍팬(F)이 설치되고, 상기 송풍팬(F)의 회전축은 설치관(210a)을 관통하여 베이스(100a)의 내측에 구비된 모터(116)의 회전축과 연결되며,
    음원입력부(113)의 출력신호는 증폭부(115)가 추가된 스피커(speaker) 또는 음향처리 칩(chip)을 통해 사운드출력부(114)를 거쳐 디에스피(DSP; Digital Signal Processer)(114b)에 전달되고, 상기 디에스피(114b)에서는 샘플링된 디지털신호로 변환하여 엠씨유(114a)에 전달하며,
    초음파발진소자(220)에 의해 발생되어 본체(200a)의 내측 상측에 미리 저장되어 있던 수분입자는 엠씨유(114a)의 제어신호에 의한 송풍팬(F)의 가변적인 회전속도에 따라 분무홀(320a)을 통해 분출량 및 분출속도가 변화되면서 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 음원에 연동하여 송풍팬의 회전속도를 제어하여 수분 분출을 조절하는 초음파 가습기.
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