KR102095090B1 - 소형 스마트 제습기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제습 반응 속도 및 제습효과를 향상시킨 다목적 이동식 소형 스마트 제습기에 관한 것으로서, 개선된 공기유입부, 하우징 및 냉각반응부 구조를 제시한다.

Description

소형 스마트 제습기{Small sized smart dehumidifier}
본 발명은 제습 반응 속도 및 제습효과를 향상시킨 다목적 이동식 소형 스마트 제습기에 관한 것이다.
일반적으로 제습기는 공기 압축기 방식으로 가정이나 사업장과 같이 넓은 실내 공간의 습기조절을 위해 사용되나, 옷장이나 신발장과 같이 벽체에 의해 차단된 좁은 공간에서는 개방된 공간에서 가동중인 제습기의 효과를 볼 수 없다.
이와 같은 차단 공간에 대해서는 일반적으로 실리카겔 등의 화학성분을 주원료로 하는 제습제가 사용되는바, 화학 제습제는 잦은 교체가 필요하고 과도한 제습으로 보관제품에 악영향을 미치기도 하며 화학제품의 유해성에 대한 우려도 많은 실정이다.
소형 제습기는 열전소자의 반응속도에 따른 제습성능이 미흡하고 관리의 어려움이 예상되는바, 반응속도를 개선하고 센서데이터 기반의 스마트 제어기능을 제공하며 관리가 용이한 소형 스마트 제습기의 제공이 필요하다.
선행기술인 등록실용신안 제0341948호(이동식 전자 제습장치)는, 반도체 열전모듈을 이용하여 제습장치를 소형화한 종래기술에 속하며, 제습효과를 향상하기 위한 기술구성이 미흡하다.
본 발명은 공기의 흐름을 유도하여 반응성을 극대화하도록 구조를 개선한 소형 스마트 제습기를 제공한다.
본 발명은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 경사부가 포함되고, 제습기 구성요소가 위치할 내부공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 하부에 위치하는 수조; 상기 수조 상부 또는 상기 경사부 밑에 위치하고, 나선형 격벽구조 및 이를 외부와 연결하는 통기구를 포함하여 유입되는 공기에 수평방향의 회전력을 주는 공기 유입부; 상기 경사부와 일정 간격을 두고 중앙부에 장착되고, 상기 경사부와 유사한 각도의 금속 콘(cone) 형상이며, 표면은 요철부를 포함하여, 상기 공기유입부로 유입되는 공기와 접촉시 수분이 응결되어 하방 이동되도록 하는 냉각반응부; 상기 냉각반응부상에 장착되는 반도체 열전소자로서 전류가 공급되면 양면 간 온도차가 발생하는 열전소자부; 상기 열전소자부 상부에 장착되고, 공기의 흐름이 가능하도록 상호 일정 간격으로 입설된 다수의 금속 방열판을 포함하여 상기 열전소자부에서 발생하는 열을 방출하는 방열부; 상기 방열부에 인접하여 장착되고, 공기 유입 및 열방출을 위해 공기를 순환시키는 방열팬부; 상기 방열팬부 상에 장착되고, 격벽과 개구부로 구성되어 공기배출로 및 수용공간을 제공하는 덮개부; 및 센서 데이터를 기반으로 상기 열전소자부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 소형 스마트 제습기를 제공한다.
본 발명에 따르면, 공기가 수평방향으로 회전하며 상승하고 하우징과 냉각반응부 의 최적화된 구조에 의해 공기접촉 효율 및 반응시간이 증가하면서 제습효과가 극대화된다.
덮개부에 장착되는 방향제 또는 탈취제에 의해 부가 기능을 제공할 수 있으며, 센서 데이터 기반의 스마트 제어 방식으로 안전한 사용 및 최적 습도의 유지가 가능하다.
또한 냉각반응부의 건조기능, 투명한 하우징 및 간소한 구조를 통해 위생적인 사용 및 관리가 용이한 장점이 있다.
소형 디자인으로 충전이나 배터리를 장착하여 사용하므로 좁은 공간에서의 반영구적으로 편리하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소형 스마트 제습기의 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 대한 종단면도이다.
도 3은 공기유입부와 냉각반응부에 대한 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 실시예에서 공기흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 실시예가 방열부 측의 통기구를 더 구비한 경우의 공기흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 소형 스마트 제습기의 구성 및 작동 개요를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 설치예이다.
본 발명은 수평회전하며 상승하는 싸이클론 방식의 공기흐름을 유도하기 위해 공기유입부, 하우징 및 냉각판 구조를 개선함으로써 공기 접촉을 극대화하여 제습성능을 향상시키는 특징이 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 소형 스마트 제습기의 실시예를 나타낸 도면으로서, 하우징(10), 수조(20), 공기유입부(30), 냉각반응부(40), 열전소자부(50), 방열부(60), 방열팬부(70), 덮개부(80) 및 제어부(90)를 포함한다.
하우징(10)은 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 경사부(101)를 포함하고, 제습기 구성요소가 위치할 내부공간을 제공한다.
내부의 구성요소 작동 및 집수 현황을 쉽게 확인할 수 있도록 투명소재를 이용하는 것이 바람직하며, 공기의 원활한 회전을 돕기 위해 원통형 구조가 적합하다.
경사부(101)는 하우징(10)의 일정 높이로부터 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로서, 경사부(101)가 하우징(10)의 하부에 위치하는 만큼 수조의 용량이나 제품을 세워서 사용할 수 있는 정도를 고려하여 경사부(101) 하단의 폭이 결정된다.
경사부(101)는 싸이클론 방식의 공기흐름에 유리한 구조이고 공기의 이동거리를 증가시켜 반응성을 향상할 수 있다.
수조(20)는 상기 하우징(10)의 하부에 위치하여 하우징(10)과 탈착 가능한 구조이며, 본 발명에 따른 소형제습기의 용도를 고려할 때 400ml~500ml 용량의 수조가 적용될 수 있다.
상기 탈착 구조에 있어서, 하우징(10) 내부에 수조(20)가 장착되도록 하거나, 하우징(10)이 그 하단에 수조(20)와의 결합수단만을 제공하여 구조를 간소화할 수 있다.
또한 투명소재 사용으로 집수 상황을 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
공기유입부(30)는 상기 수조(20) 상부 또는 상기 경사부(101) 밑에 위치하고, 나선형 격벽구조 및 이를 외부와 연결하는 통기구를 포함하여 유입되는 공기에 수평방향의 회전력을 주는 역할을 한다.
즉, 공기 유입부(30)는 공기가 유입되는 통로로서 하나 이상의 통기구를 포함하며, 유입되는 공기가 수평방향으로 회전하며 회오리를 형성하도록 나선형 격벽 구조를 제공한다.
상기 나선형 격벽구조는 공기의 수평 방향에서의 원활한 흐름을 유도하기 위한 것으로서, 나선구조의 곡선형 공간을 형성하는 하나 이상의 벽체를 포함하는 구조이고 다양한 나선 구조의 구현이 가능하다.
외면에는 필터(301)가 장착되어 유입되는 공기를 필터링하는 역할을 하며, 공기중의 먼지를 제거할 수 있다.
필터(301)는 그 성능을 조절하여 적용할 수 있으며, 옷장이나 신발장과 같은 차단된 공간 내의 공기질을 개선하는 효과도 제공할 수 있다.
공기유입부(30)는 중앙에는 개구부(302)가 형성되어 수조(20)로 연결되는 통로를 제공하고, 나선형 격벽구조는 도면상의 실시예에 국한되지 않고 회오리를 형성할 수 있는 다양한 구현이 가능한 부분이다.
냉각반응부(40)는 금속재질의 콘(cone) 형상이며, 상기 경사부(101)와 일정 간격을 두고 하우징(10) 중앙부에 장착되는바, 도 3에 도시한 바와 같이, 금속 콘의 하단이 공기유입부(30)의 개구부(302) 상부에 대응되게 위치하여 응결된 수분이 수조(20)로 떨어질 수 있다.
냉각반응부(40)는 상기 경사부(101)와 유사한 각도로 형성된 금속 콘(cone) 형상으로서, 공기와의 접촉면을 최대화하기 위해 표면은 요철부를 포함하는 특징이 있다.
냉각반응부(40)의 요철부는 세로 방향으로 형성되어 응결수의 하방 이동을 용이하게 하는 것이 바람직하며, 알루미늄 또는 구리소재를 적용할 수 있다.
열전소자부(50)는 상기 냉각반응부(40)상에 장착되는 반도체 열전소자로서 전류가 공급되면 양면 간 온도차가 발생하는 특징이 있다.
열전소자부(50)는 일반적으로 펠티어 효과를 이용하는바, 전류에 따라 정공이 이동할 때 열이 함께 이동함으로써 2개의 접점을 가지고 붙어 있는 서로 다른 금속 간에 온도차가 발생하여 냉각반응부(40)의 온도를 낮출 수 있고, 인가되는 직류전원의 전류방향을 제어함으로써 온도가 낮아지는 측을 바꿀 수 있다.
단, 펠티어 소자에 의한 제습은 반응성이 미흡하여 소형 제습기에 적용할 수 있는 수준인바, 본 발명은 해당 반응성을 향상할 수 있는 구체적인 구조를 제시한다는 점에서 유용하다.
방열부(60)는 상기 열전소자부(50) 상부에 장착되고, 공기의 흐름이 가능하도록 상호 일정 간격으로 입설된 다수의 금속 방열판을 포함하여 상기 열전소자부(50)에서 발생하는 열을 이동시켜 방출한다.
방열부(60)는 열전소자부(50) 상부에 인접하여 장착되며 도 3에서 도시된 바와 같이, 구리패드 등의 금속패드가 개재될 수 있다.
방열부(60)는 알루미늄 또는 구리 소재 등의 열전도도가 높은 금속소재로 형성되며, 상기 방열판이 테두리에 형성되고 중앙부에는 방열팬을 장착할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 공기의 흐름을 나타내는바, 공기유입부(30)에서 유입된 공기가 경사부(101)와 금속콘을 휘감아 돌아 상승한다.
방열부(60)는 제습효과를 극대화하기 위하여 신속한 열 방출 기능이 중요한바, 본 발명에 따른 공기흐름에서는 방열부(60)를 통과하는 공기흐름이 부족하여 다소 과열될 수 있다.
따라서 공기유입부(30)는 방열부 측에 통기구를 추가적으로 구비할 수 있으며, 이 경우 공기는, 도 5와 같이, 상하의 통로 (P1, P2)를 이용하여 양측으로 유입되어, 방열부(60)의 신속한 냉각이 가능하도록 할 수 있다.
방열팬부(70)는 상기 방열부(60)에 인접하여 장착되고, 공기 유입 및 열방출을 위해 공기를 순환시키는 소형 팬(fan)이다.
덮개부(80)는 상기 방열팬부(70) 상에 장착되고, 다수의 격벽과 개구부로 구성되어 하우징을 커버하는 것은 물론 공기배출로 및 수용공간을 제공한다.
상기 덮개부 수용공간에 액체 또는 고체형태의 방향제 또는 탈취제가 장착되어 상기 방열팬부(70)에 의한 공기흐름에 따라 기능성 입자가 발산될 수 있는바, 옷장이나 신발장과 같이 차단된 협소 공간에서 방향 및 탈취 기능을 제공할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 덮개부의 수용공간에 물과 다수의 세라믹 판이 장착될 수 있는바, 상기 세라믹 판이 흡수한 물이 방열팬부(70)의 작용에 따라 발산하여 가습효과를 제공하는 것도 가능하다.
제어부(90)는 센서 데이터를 기반으로 상기 열전소자부(50)의 작동을 제어하는 바, 온도센서, 수위센서, 자이로 센서 등의 다양한 센서와 연결되어 센서 데이터를 기반으로 판단하는 알고리즘에 따라 열전소자부의 구동을 제어한다.
주요 제어기능에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 제어부(90)는 습도센서를 포함하여 해당 센서 데이터로부터 설정범위를 초과하는 습도 감지시에만 열전소자부(50)를 작동시켜 제습을 진행함으로써, 적정 습도를 유지할 수 있다.
옷장이나 신발장에 보관된 물품은 천연소재를 이용한 경우가 많기 때문에 습기를 무조건 제거하는 것이 오히려 제품 수명에 악영향을 줄 수 있는바, 적정습도의 유지가 반드시 필요하다.
상기 제어부(90)는 상기 수조(20)에 수위센서를 포함하여 해당 센서 데이터에 따라 소정 수위를 초과하면 만수로 판단하고 상기 열전소자부(50)의 작동을 중단 제어한다.
본 발명에 따른 제어부(90)는 상기 만수 판단뿐만 아니라, 실시간 수위 데이터를 사용자에게 제공하거나, 수위 데이터를 축적하여 제습량의 증감 추이 등 제습량 분석 데이터를 생성하여 제공할 수 있다.
또한 제어부(90)는 자이로 센서를 포함하여 해당 센서 데이터에 따라 하우징이 위치한 각도가 소정 범위를 초과하면 상기 열전소자부의 작동을 중단 제어하여 수조의 물이 쏟아지는 등의 위험을 방지할 수 있다.
상기 냉각반응부(40)는 습기가 응결되어 항상 젖어 있기 때문에 세균 번식의 우려가 있는바, 제어부(90)는 제습 가동시에는 상기 열전소자부(50)가 상기 냉각반응부(40)와 접한 측의 온도가 낮아지도록 전류 방향을 제어하여 냉각반응부(40)에서 습기 응결이 이루어지도록 하고, 제습 종료시에는 전류의 방향을 반대로 제어하여 상기 냉각반응부와 접한 측의 온도가 높아지도록 함으로써 제습 후 상기 냉각반응부(40)의 금속 콘을 건조 시킬 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 소형 스마트 제습기의 구성 및 작용관계를 블록도로 정리한 것이다.
경사부(101)와 유사한 각도로 이격되어 형성된 냉각반응부(40)의 금속 콘을 감싸며 회오리쳐 올라가는 공기흐름을 통해 반응시간과 반응면적이 최대화되며, 상승한 열(C)과 공기(A)는 방열부(50)를 통과해 덮개부(80)의 개구부를 통해 빠져나가고 응결한 습기(D)는 수조에 모인다.
제어부(90)는 다양한 센서데이터를 기반으로 열전소자부(50)를 제어하는 MCU(micro controller unit)인바, 실시예로서, 방열부(50) 및 냉각반응부(40)에 장착된 온도센서에 따른 PWM 스위칭 온도제어, 자이로센서를 통한 넘어짐 확인, 배터리 충전(배터리 충전식인 경우), 블루투스 모듈, 온/습도센서에 따른 제어, 펠티어 소자(열전소자부) 온도 반전, LED Indicator제어, DC-DC 컨버터, 수위센서에 의한 제어 등을 위한 회로로 구성되어 있다.
본 발명에 따른 소형 스마트 제습기는 제습, 습도 유지, 방향, 탈취, 공기청정, 가습 등 다목적 활용이 가능하며, 무선 방식의 소형화가 가능하여 옷장이나 신발장 등 협소한 공간에 편리하게 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 소형 스마트 제습기의 설치예로서, 걸거나 세워서 사용하고 필요에 따라 설치 개수를 가감할 수 있으며, 투명소재 사용으로 상태 확인이 용이하다.
10 : 하우징 101 : 경사부
20 : 수조 30 : 공기유입부
40 : 냉각반응부 50 : 열전소자부
60 : 방열부 70 : 방열팬부
80 : 덮개부 90 : 제어부

Claims (16)

  1. 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 경사부가 포함되고, 제습기 구성요소가 위치할 내부공간을 제공하는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 위치하는 수조;
    상기 수조 상부 또는 상기 경사부 밑에 위치하고, 나선형 격벽구조 및 이를 외부와 연결하는 통기구를 포함하여 유입되는 공기에 수평방향의 회전력을 주는 공기 유입부;
    하부로 갈수록 폭이 좁아지는 금속 콘(cone) 형상이고 상기 경사부와 일정 간격을 두고 상기 내부공간에 배치되며, 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기와의 접촉에 의해 표면 상에 수분이 응결되는 냉각반응부;
    상기 냉각반응부 상부에 장착되는 반도체 열전소자로서 전류가 공급되면 양면 간 온도차가 발생하는 열전소자부;
    상기 열전소자부 상부에 장착되고, 공기의 흐름이 가능하도록 상호 일정 간격으로 입설된 다수의 금속 방열판을 포함하여 상기 열전소자부에서 발생하는 열을 방출하는 방열부;
    상기 방열부에 인접하여 장착되고, 공기 유입 및 열방출을 위해 공기를 순환시키는 방열팬부;
    상기 방열팬부 상에 장착되고, 격벽과 개구부로 구성되어 공기배출로 및 수용공간을 제공하는 덮개부; 및
    센서 데이터를 기반으로 상기 열전소자부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 냉각반응부는,
    상기 유입된 공기와의 접촉면이 증가되도록 표면에 요철부를 포함하고,
    상기 요철부는 상기 응결된 수분의 하방 이동이 용이하도록 상기 냉각반응부의 경사를 따라 형성되며,
    상기 냉각반응부의 표면 상에 응결된 수분은 상기 냉각반응부의 경사를 따라 이동하고 상기 냉각반응부의 중심부에 모여 상기 수조로 낙하하는
    소형 스마트 제습기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 또는 수조는 투명소재를 포함하여 구성된 소형 스마트 제습기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각반응부의 요철부는 세로 방향으로 형성된 소형 스마트 제습기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입부는 외면에 필터가 장착되어 유입되는 공기를 필터링하는 소형 스마트 제습기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 덮개부는 수용공간에 방향제 또는 탈취제가 장착되어 상기 방열팬부에 의한 공기흐름에 따라 기능성 입자가 발산되는 소형 스마트 제습기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 덮개부는 수용공간에 물을 흡수한 세라믹 판이 장착되고 상기 세라믹 판은 상기 방열부로부터 열을 획득하여 외부에 가습효과를 제공하는 소형 스마트 제습기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 습도센서를 포함하여 해당 센서 데이터에 따라 상기 열전소자부의 작동을 제어하는 소형 스마트 제습기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수조에 수위센서를 포함하여 해당 센서 데이터에 따라 소정 수위여부를 판단하여 상기 열전소자부의 작동을 제어하는 소형 스마트 제습기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 자이로 센서를 포함하여 해당 센서 데이터에 따라 하우징의 각도를 판단하여 상기 열전소자부의 작동을 제어하는 소형 스마트 제습기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 제습 가동시에는 상기 열전소자부가 상기 냉각반응부와 접한 측의 온도가 낮아지도록 전류 방향을 제어하고, 제습 종료시에는 상기 냉각반응부와 접한 측의 온도가 높아지도록 전류의 방향을 반대로 제어함으로써, 제습 후에 상기 냉각반응부의 금속 콘을 건조시키는 소형 스마트 제습기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는 방열판이 테두리에 형성되고 중앙부에는 상기 방열팬부가 장착된 소형 스마트 제습기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 방열부 또는 상기 냉각반응부는 알루미늄 또는 구리 소재를 포함하는 소형 스마트 제습기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입부는,
    상기 냉각반응부에 의해 응결되고 상기 냉각반응부의 중심부에서 하강하는 수분을 상기 수조로 안내하는 개구부를 포함하고,
    상기 나선형 격벽구조는 상기 통기구로 유입된 공기가 상기 냉각반응부로 이동하도록 유도하는,
    소형 스마트 제습기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 원통형 구조인 소형 스마트 제습기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 실시간 수위 데이터를 사용자에게 제공하거나, 상기 수위 데이터를 축적하여 제습량 분석 데이터를 제공하는 소형 스마트 제습기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입부는 방열부 측에 형성된 통기구를 더 구비하는 소형 스마트 제습기.






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