KR102100890B1 - 공기청정기 - Google Patents

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KR102100890B1 KR1020150170672A KR20150170672A KR102100890B1 KR 102100890 B1 KR102100890 B1 KR 102100890B1 KR 1020150170672 A KR1020150170672 A KR 1020150170672A KR 20150170672 A KR20150170672 A KR 20150170672A KR 102100890 B1 KR102100890 B1 KR 102100890B1
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    • F24F3/1603—

Abstract

토출공기의 많은 풍량과 빠른 유속을 확보하고 아울러 제품의 디자인적인 심미감도 향상된 공기청정기가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되는 송풍팬; 및 상기 송풍팬에 의해 유동하는 상기 하우징 내부의 공기가 외부로 토출되는 경로를 구성하며, 환형의 토출단을 구비하고 상기 하우징의 내부에 형성되며, 상기 하우징의 내부에서 상기 토출단으로 갈수록 단면적이 좁아지는 환형 토출유로;를 포함한다.

Description

공기청정기{AIR CLEANER}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공기를 빠르게 순환시킬 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.
종래의 기술에 의한 공기청정기는 제품의 정면 또는 상단에 원형 또는 다각형 형태로 개구된 토출구를 통해 공기를 송풍시키는 구조이다.
이러한 종래의 기술에 의한 공기청정기는 토출구의 넓은 개구 면적으로 인해 단위시간당 풍량은 많을 수 있으나, 토출되는 공기의 유속이 느려서 실내공기를 순환시키는 속도가 느리다는 단점이 있고, 유속을 증가시키기 위해서는 팬의 회전수를 높여야 하는데, 팬의 회전수를 높임으로 인해 소음이 발생한다는 단점이 있다.
한편, 이러한 단점을 해소하기 위해 토출구의 면적을 좁게 하는 경우에는 풍량이 적고 공기가 좁은 면적으로 토출되기 때문에 오히려 실내공기 순환 속도가 더 낮아진다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 토출공기의 많은 풍량과 빠른 유속을 확보하고 아울러 제품의 디자인적인 심미감도 향상된 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 필터의 전체면적을 균형적으로 사용할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 토출공기의 유속 및 토출형태를 조절할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 전방 일면에는 원형으로 개구된 토출개구가 형성된 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되는 송풍팬, 상기 송풍팬에 의해 유동하는 상기 하우징 내부의 공기가 외부로 토출되는 경로를 구성하며, 상기 하우징의 일면에 배치되는 환형의 토출단을 구비하고 상기 하우징의 내부에 형성되며, 상기 하우징의 내부에서 상기 토출단으로 갈수록 단면적이 좁아지는 환형 토출유로, 상기 환형 토출유로에 배치되는 필터부재 및 상기 토출개구의 중앙에 배치되며, 상기 하우징의 내부로 연장되어 상기 하우징의 전방 일면에서 후방 타면까지 연장되고, 상기 환형 토출유로의 일측면을 형성하는 에어가이드를 포함하며, 상기 하우징은, 상기 토출개구가 형성된 전면커버 및 상기 에어가이드의 중공에 대응하는 형상의 상기 개구부가 형성되며, 상기 전면커버와 합형되어 상기 송풍팬 및 상기 필터부재가 설치될 수 있는 내부공간을 형성하는 후면커버를 포함하고, 상기 에어가이드를 매개로 전방 일면에서 후방 타면까지 관통된 관통홀이 형성되며, 상기 환형 토출유로는, 상기 하우징의 전방 일면에 배치된 환형의 토출단으로 공기를 배출하여 상기 개구부를 통하여 상기 관통홀로 유입된 상기 관통홀 내부 공기 및 상기 환형의 토출단 외곽에 위치하는 공기와 함께 배출 유동을 형성하는 공기청정기를 제공한다.
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또한, 일 실시예에서, 상기 에어가이드는 상기 하우징의 내부에서 상기 토출개구 측으로 갈수록 외경이 커지는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 에어가이드는 중공의 나팔형태로 구성될 수 있다.
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또한, 일 실시예에서, 상기 송풍팬은 상기 환형 토출유로로 공기를 유입시킬 수 있다.
삭제
또한, 일 실시예에서, 상기 필터부재는 상기 에어가이드의 둘레를 둘러싸는 형상을 갖을 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 필터부재는 내측면이 상기 에어가이드의 외측면에서 이격되게 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 필터부재는 상기 환형 토출유로의 둘레방향으로 회전 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터부재에는 상기 송풍팬의 토출측과 상기 환형 토출유로 사이에 배치되는 공기집중구간이 발생하고, 상기 송풍팬의 작동시 상기 필터부재가 주기적으로 회전되어 상기 공기집중구간이 주기적으로 변경될 수 있다.
이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 상기 필터부재를 둘레방향으로 회전시키는 구동유닛이 구비되고, 상기 구동유닛은 상기 필터부재의 일단에 체결되는 환형의 피동프레임과, 상기 피동프레임을 원주방향으로 회전시키는 필터구동부재를 포함할 수 있다.
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한편, 일 실시예에서, 상기 토출단에 구비되며, 토출공기를 가이드하는 그릴부재가 구비될 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 에어가이드의 중공을 덮도록 구비되며, 운전상태를 표시하거나 제어버튼을 구비하는 디스플레이부가 구비될 수도 있다.
한편, 일 실시예에서, 상기 토출단의 개구면적을 조절하는 조절부가 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조절부는 상기 토출단의 외경(外徑, 외측 직경)을 조절하도록 구성될 수 있다.
이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 상기 조절부는 상기 토출단의 외곽에 구비되며 상기 토출단의 반경방향으로 이동 가능한 복수의 가림판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 조절부는, 상기 복수의 가림판이 상기 토출단의 외곽을 따라 등간격으로 배치되고 각각의 가림판이 상기 토출단의 반경방향으로 회전 가능하도록 지지하는 환형의 회전프레임; 및 상기 회전프레임의 회전에 따라 상기 복수의 가림판을 회전시키는 환형의 고정프레임;을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 가림판의 일측 끝단부에는 상기 회전프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전축이 구비되고, 상기 가림판의 타측 끝단부에는 가이드돌기가 구비되고, 상기 고정프레임에는 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이드 가능하고 상기 고정프레임의 반경방향으로 길게 연장된 가이드홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 조절부는 상기 회전프레임을 회전시켜 상기 회전프레임의 회전 각도를 조절하는 프레임구동부재를 더 포함할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 토출공기의 빠른 유속과 많은 풍량을 확보할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 원통형 필터의 전체면적을 균형적으로 사용할 수 있어, 원통형 필터의 수명이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 공기토출구의 면적을 조절함으로써, 토출공기의 유속 및 토출형태를 조절할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 전면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 후면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기에 포함되는 그릴부재의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 공기청정기의 전면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기의 내부구성을 도시한 정단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기에 포함되는 구동유닛의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기의 토출단이 완전히 열린 상태의 토출단을 도시한 정면도 및 측단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기의 토출단이 일부 닫힌 상태의 토출단을 도시한 정면도 및 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기에 포함되는 조절부가 하우징 내부에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기에 포함되는 조절부의 작동상태를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기에 포함되는 조절부의 분해사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기에 포함되는 조절부의 가림판의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기에 포함되는 조절부의 가림판의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기의 전면 사시도이다.
도 20은 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기에 포함되는 디스플레이부를 도시한 측단면도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
<실시예 1>
먼저, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는 하우징(110), 송풍팬(130), 환형 토출유로(140), 필터부재(150) 및 그릴부재(170)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(110)은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)의 외관을 구성하며, 송풍팬(130) 및 필터부재(150)가 설치될 수 있는 내부공간을 마련할 수 있으며, 내부에 환형 토출유로(140)가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 하우징(110)은 도 6에 도시된 바와 같이 전면커버(112) 및 후면커버(114)를 포함하여 구성될 수 있으며, 전면커버(112)와 후면커버(114)가 서로 합형되어 송풍팬(130) 및 필터부재(150)가 설치될 수 있는 내부공간을 마련할 수 있다.
또한, 하우징(110)에는 외부공기가 하우징(110) 내부로 흡입되는 공기흡입부(117)가 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 공기흡입부(117)는 후술할 송풍팬(130)이 양방향으로 흡입 가능한 타입인 점에 대응하여 하우징(110)의 전면과 후면에 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일 실시예에서, 하우징(110)의 외면에는 실내공기의 오염도를 측정할 수 있는 오염도센서(120)가 구비될 수도 있다.
상기 송풍팬(130)은 하우징(110)의 내부에 구비되며, 작동시 외부공기가 하우징(110)의 내부로 흡입된 후 후술할 환형 토출유로(140)를 유동하여 토출단(142)을 통해 다시 외부로 토출되도록 공기의 유동을 발생시킬 수 있다.
이러한 송풍팬(130)은 후술할 환형 토출유로(140)의 상방 하방 및 측방 중 적어도 어느 한 방향에서 환형 토출유로(140)로 공기를 유입시킬 수 있다.
도 1 내지 도 20에 도시된 본 발명의 실시예 1 내지 5에는 송풍팬(130)의 토출측이 환형 토출유로(140)의 하방에 배치되어 환형 토출유로(140)의 하단으로 공기를 유입시키는 구조가 개시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 일 실시예에서, 송풍팬(130)은 높은 흡입 정압 및 풍량 성능을 발휘할 수 있는 원심팬으로 구성될 수도 있다.
이때, 송풍팬(130)은 공기를 양방향으로 흡입 가능한 타입으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 환형 토출유로(140)는 하우징(110)의 내부에 형성되며, 송풍팬(130)의 의해 유동하는 하우징(110) 내부의 공기가 하우징(110)의 외부로 토출되는 경로를 구성한다.
이러한 환형 토출유로(140)는 환형의 토출단(142) 즉, 유로의 끝단이 하우징(110)의 일면에 배치되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 환형 토출유로(140)는 토출단(142)이 하우징(110)의 전면에 배치되도록 하우징(110)의 내부에 수평방향 또는 하우징(100)의 전방을 향해 상향 또는 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이를 통해, 환형 토출유로(140)는 전체적으로 하우징(110)의 내부에 수평하게 누운 원통형태로 형성될 수 있다.
여기서, 환형 토출유로(140)의 토출단(142)은 하우징(110)의 전면에 노출되게 배치되어 하우징(110) 내부의 공기가 실내로 토출되는 공기토출구로서 기능하며, 환형 토출유로(140)의 끝단 형상에 따라 환형으로 형성되게 된다.
한편, 이러한 환형 토출유로(140)는 도 7의 단면도에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 내부에서 토출단(142)으로 갈수록 단면적이 좁아지는 형태로 형성된다.
이와 같은 환형의 토출단(142)을 형성하기 위해, 일 실시예에서 하우징(110)의 내부에는 에어가이드(180)가 구비될 수 있다.
상기 에어가이드(180)는 하우징(110)의 내부로 연장되어 환형 토출유로(140)를 형성할 수 있다.
구체적으로, 하우징(110)의 일면에는 원형으로 개구된 토출개구(113)가 형성될 수 있고, 에어가이드(180)는 일단이 토출개구(113)의 중앙에 배치되고 타단이 하우징(110)의 내부로 연장되어 환형 토출유로(140)의 내경(內徑, 내측 직경)을 형성할 수 있다.
이때, 에어가이드(180)의 일단의 테두리와 상기 토출개구(113) 사이의 간격이 환형 토출유로(140)의 토출단(142)을 구성하게 된다.
또한, 에어가이드(180)의 외측면과 하우징(110)의 내벽 사이의 공간 또는 에어가이드(180)의 외측면과 후술할 필터부재(150) 사이의 공간이 환형 토출유로(140)를 구성하게 된다.
또한, 에어가이드(180)는 환형 토출유로(140)의 단면적이 토출단(142)으로 갈수록 좁아지는 형태를 형성하기 위해, 타단에서 일단으로 갈수록 외경이 커지는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 에어가이드(180)는 하우징(110)의 일면에서 타면까지 연장될 수 있으며, 중공의 나팔형태로 구성될 수 있다.
이때, 하우징(110)의 타면에는 에어가이드(180)의 타단의 중공에 대응하는 개구부(115)가 형성될 수 있으며, 에어가이드(180)의 타단은 개구부(115)의 테두리에 연결될 수 있다.
이와 같은 구조를 통해, 하우징(110)에는 에어가이드(180)를 매개로 일면에서 타면까지 관통된 관통홀(182)이 형성될 수 있게 된다.
한편, 에어가이드(180)는 전술한 바와 같이 타단에서 일단으로 갈수록 외경이 커지는 형태에 한정되지 않고, 환형 토출유로(140)를 토출단(142) 측으로 갈수록 단면적이 좁아지게 형성한다면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하다.
예를 들어, 에어가이드(180)가 양단의 직경이 동일한 원통형태로 구성되고 하우징(110)의 내벽이나 필터부재(150)의 형상이 에어가이드(180)의 일단으로 갈수록 좁아지게 형성될 수도 있고, 에어가이드(180)가 타단에서 일단으로 갈수록 외경이 작아지는 형태로 구성되고 하우징(110)의 내벽이나 필터부재(150)의 형상이 에어가이드(180)의 일단으로 갈수록 에어가이드(180)의 외경의 변화량보다 더 큰 변화량으로 작아지게 형성될 수도 있다.
상기 필터부재(150)는 환형 토출유로(140)에 배치되어, 환형 토출유로(140)로 유입되거나 유동하는 공기를 정화시킬 수 있다.
이러한 필터부재(150)는 통과하는 공기에 함유된 큰 먼지, 미세먼지, 바이러스 및 악취 등을 제거할 수 있는 다양한 기능성 필터로 구성될 수 있다. 또한, 필터부재(150)는 한가지의 공기정화기능을 구비하는 단일필터로 구성될 수도 있고, 상기 다양한 기능을 각각 구비하는 복수의 필터가 중첩된 필터 집합체로 구성될 수도 있다.
한편, 일 실시예에서, 필터부재(150)는 에어가이드(180)의 둘레를 둘러싸는 원통형태로 구성될 수 있다.
여기서, 송풍팬(130)에서 토출된 공기는 필터부재(150)의 둘레에서 필터부재(150)를 통과하여 환형 토출유로(140)로 유입될 수 있게 된다.
이때, 필터부재(150)와 에어가이드(180) 사이에 충분한 간격이 확보되지 않으면 필터저항이 증가하게 되어 공기가 필터부재(150)를 원활하게 통과하지 못하게 되므로, 일 실시예에서, 필터부재(150)는 내측면이 에어가이드(180)의 외측면에서 소정거리 이상 이격되게 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 필터부재(150)의 내측면과 에어가이드(180)의 외측면 사이의 이격거리는 장치의 설계 사양에 맞게 다양한 값으로 설정될 수 있다.
또한, 여기서, 필터부재(150)와 에어가이드(180) 사이의 간격은 환형 토출유로(140)를 구성할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 다른 일 실시예에서, 필터부재는 송풍팬(130)의 공기흡입측에 배치되어 송풍팬(130)으로 유입되는 공기를 정화시키도록 구성될 수도 있다. 이러한 필터부재는 전술한 바와 같이 환형 토출유로(140)에 배치되는 원통형상으로 이루어지지 않고 하우징(110) 내부에서 공기흡입부(117)와 송풍팬(130)의 공기흡입측 사이에 배치되는 편평한 판상으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 일 실시예에서, 환형 토출유로(140)에서는 원통형의 필터부재(150)가 배제될 수 있다.
상기 그릴부재(170)는 토출단(142)에 구비되며, 토출단(142)에서 토출되는 공기를 가이드할 수 있다.
일 실시예에서, 그릴부재(170)는 환형의 토출단(142)에 일정 간격으로 구비되며 토출공기의 토출방향을 따라 길게 연장된 복수의 가이드날개(172)를 구비할 수 있다.
이러한 그릴부재(170)는 복수의 가이드날개(172)의 형태를 통해, 토출공기의 기류에 직진성을 부가하거나 토출공기가 선회류가 되도록 함으로써, 토출공기의 직선 도달거리를 증대시킬 수 있다.
이와 달리, 그릴부재(170) 없이 토출단(142)이 단순히 환형으로 개구된 형태인 경우에는, 토출단(142)에서 토출된 공기가 토출단(142)의 반경방향으로 확산되는 단점이 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는 환형 토출유로(140)를 따라 유동하는 공기가 토출단(142)으로 유동할수록 유속이 증가하게 되어, 빠른 유속의 공기를 토출시킬 수 있다. 참고로, 공기가 좁은 단면적의 유로를 통과할 때 유속이 증가하는 점은 베르누이의 정리를 통해 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는 토출단(142)에서 빠른 유속으로 토출되는 공기가 관통홀(182) 내부에 존재하는 공기와 토출단(142)의 외곽에 존재하는 공기에 유동을 발생시킴으로써 높은 풍량성능을 발휘할 수 있다.
구체적으로, 토출단(142)에서 토출되는 공기는 빠른 유속으로 인해 주변공기 즉, 관통홀(182) 내부의 공기와 토출단(142) 외곽의 공기보다 상대적으로 압력이 낮으므로, 관통홀(182) 내부의 공기와 토출단(142) 외곽의 공기가 상대적으로 압력이 낮은 토출공기 측으로 유동하게 된다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)는 빠른 유속과 많은 풍량을 확보할 수 있게 된다.
<실시예 2>
도 9에는 본 발명의 실시예 2에 따른 공기청정기(100)의 전면 사시도가 개시되어 있다.
도 9를 보면, 본 발명의 실시예 2에 따른 공기청정기(100)는 본 발명의 실시예 1에 따른 공기청정기(100)와 달리 하우징(110)이 사각 박스형태로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 공기청정기(100)는 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 외형이 환형의 토출단(142)에 대응하여 라운드진 형태에 국한되지 않고, 도 9에 도시된 바와 같이 토출단(142)을 환형으로 유지하되 하우징(110)의 외형은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
또한, 장치의 간결한 외관을 구성하기 위해, 공기흡입부(117)가 하우징(110)의 전면에서 배제되고 하우징(110)의 측면에 형성될 수도 있다.
<실시예 3>
도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기(100)에 대해서 설명한다.
여기서, 도 10은 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기(100)의 내부구성을 도시한 정단면도이며, 도 11은 구동유닛(160)의 사시도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 필터부재(150)는 환형 토출유로(140)를 둘러싸는 형상으로 구성되어 둘레방향의 일부가 송풍팬(130)의 토출측과 환형 토출유로(140)의 사이에 배치되되, 환형 토출유로(140)의 둘레방향으로 회전 가능하게 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 송풍팬(130)이 환형 토출유로(140)의 일측에서 공기를 송풍시키므로, 필터부재(150)에는 송풍팬(130)과 환형 토출유로(140) 사이에 배치되는 공기집중구간(S)이 발생할 수 있다.
여기서, 상기 공기집중구간(S)은 필터부재(150)의 둘레 중에서 송풍팬(130)에 가장 가깝게 배치되는 부분으로, 송풍팬(130)에서 토출된 공기가 필터부재(150)를 거의 직선형태로 통과하게 되므로 가장 많은 양의 공기가 집중적으로 통과하는 부분이다.
이와 같은 구조에서, 송풍팬(130)을 장시간 가동하면, 필터부재(150)의 특정 부분에만 공기가 집중되어 공기가 집중된 부분에 포집된 먼지의 양이 다른 부분에 비해 많아서 필터부재(150)의 수명이 부분적으로 불균일하게 되고, 공기처리성능이 저하될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기(100)는 송풍팬(130)의 작동시 필터부재(150)가 주기적으로 회전되어 공기집중구간(S)이 주기적으로 변경되도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 하우징(110)의 내부에는 필터부재(150)를 둘레방향으로 회전시키는 구동유닛(160)이 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동유닛(160)은 도 11에 도시된 바와 같이 필터부재(150)의 일단에 체결되며 하우징(110)의 내부에 원주방향으로 회전 가능하게 설치된 환형의 피동프레임(162) 및 피동프레임(162)을 원주방향으로 회전시키는 필터구동부재(165)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 예로, 피동프레임(162)의 테두리에는 도 11에 도시된 바와 같이 종동기어(163)가 구비될 수 있으며, 필터구동부재(165)는 피동프레임(162)의 기어에 맞물리는 동력전달기어(166)와 상기 동력전달기어(166)를 회전시키는 모터부재(167)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 실시예 3에 따른 공기청정기(100)는 필터구동부재(165)를 제어하는 제어부(미도시)를 구비하고, 제어부가 송풍팬(130)의 작동시간, 작동속도 및 오염도센서(120)의 측정값을 기초로 주기적으로 필터부재(150)를 회전시켜 공기집중구간(S)이 변경되도록 동작할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 4>
도 12 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기(100)에 대해서 설명한다.
여기서, 도 12에는 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기(100)의 토출단(142)이 완전히 열린 상태가 도시되어 있고, 도 13에는 토출단(142)이 일부 닫힌 상태, 도 14에는 조절부(190)가 하우징(110) 내주에 설치된 상태 그리고, 도 15에는 조절부(190)의 작동상태가 도시되어 있으며, 도 16은 조절부(190)의 분해사시도이고, 도 17 및 도 18에는 조절부(190)의 가림판(192)의 작동상태가 도시되어 있다.
도 12 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기(100)는 토출단(142)의 개구면적을 조절하거나 토출단(142)을 차폐하는 조절부(190)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 조절부(190)는 토출단(142)의 외경(外徑, 외측 직경)을 조절하도록 구성될 수 있다. 즉, 조절부(190)는 토출단(142)의 외경을 줄이거나 늘려서 환형의 토출단(142)의 개구면적을 조절하도록 구성될 수 있다.
이러한 동작을 구현하기 위해, 일 실시예에서, 조절부(190)는 케이스(191), 복수의 가림판(192), 회전프레임(193), 고정프레임(194) 및 프레임구동부재(195)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(191)는 복수의 가림판(192), 회전프레임(193), 고정프레임(194) 및 프레임구동부재(195)를 수납하여 하우징(110)의 내측에 지지시킬 수 있다. 이러한 케이스(191)의 형상 및 구조는 특별히 한정되지 않으며 복수의 가림판(192), 회전프레임(193), 고정프레임(194) 및 프레임구동부재(195)를 하우징(110)의 내측에 지지시킬 수 있는 어떠한 형상 및 구조로 이루어져도 무방하다.
일 실시예에서, 케이스(191)에는 환형의 토출유로를 전면커버(112)에 형성된 토출개구(113)로 연장시키기 위해 토출단(142)보다 큰 직경으로 개구된 홀부(191a)를 구비할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 케이스(191)의 내측에는 후술할 회전프레임(193)에 구비되는 리미트돌기(193b)의 이동거리를 제한하는 리미트가이드(191b)가 구비될 수 있다.
상기 복수의 가림판(192)은 케이스(191)의 내측에 설치되어 토출단(142)의 외곽에 구비되며, 토출단(142)의 반경방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.
이러한 복수의 가림판(192)은 토출단(142)의 반경방향으로 이동하면서 토출단(142)의 일부분을 가림으로써, 토출단(142)의 외경을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 가림판(192)은 토출단(142)의 외곽을 따라 등간격으로 배치되어 전체적으로 환형을 구성할 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 가림판(192)은 편평하고 만곡진 바 형태로 구성될 수 있으며, 복수의 가림판(192)은 도 16에 도시된 바와 같이 일부분이 서로 중첩되게 배치될 수 있다.
또한, 가림판(192)은 일측 끝단부에 회전축(192a)을 구비하고 타측 끝단부에 가이드돌기(192b)를 구비할 수 있다. 여기서, 회전축(192a)은 가림판(192)의 일면에서 돌출된 돌기형태로 구성될 수 있으며, 가이드돌기(192b)는 가림판(192)의 타면에서 돌출된 돌기형태로 구성될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 가림판(192)의 회전축(192a)은 회전프레임(193)의 축홀(193a)에 회전가능하게 체결될 수 있으며, 가림판(192)의 가이드돌기(192b)는 고정프레임(194)의 가이드홈(194a)에 가이드홈(194a)의 길이방향을 따라 슬라이드 가능하게 체결될 수 있다.
상기 회전프레임(193)은 환형으로 구성될 수 있으며, 케이스(191)의 내측에 원주방향으로 회전가능하게 구비될 수 있다.
이러한 회전프레임(193)은 복수의 가림판(192)의 일면에 배치되며, 복수의 가림판(192)이 토출단(142)의 외곽을 따라 등간격으로 배치되고 각각의 가림판(192)이 토출단(142)의 반경방향으로 회전 가능하도록 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 회전프레임(193)은 복수의 가림판(192)의 회전축(192a)이 체결될 수 있는 축홀(193a)을 구비할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 회전프레임(193)의 테두리에는 프레임구동부재(195)의 회전력을 전달받기 위한 프레임 기어가 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 회전프레임(193)의 테두리에는 케이스(191)의 리미트가이드(191b)에 의해 회전프레임(193)의 회전각도를 제한하는 리미트돌기(193b)가 구비될 수 있다. 리미트돌기(193b)는 리미트가이드(191b)의 양단에 걸려서 회전프레임(193)의 회전각도를 제한함으로써, 회전프레임(193)이 리미트가이드(191b) 범위 내에서만 회전되도록 할 수 있다.
상기 고정프레임(194)은 복수의 가림판(192)의 타면에 배치되며, 회전프레임(193)의 회전에 따라 복수의 가림판(192)을 각각의 회전축(192a)을 기준으로 회전시킬 수 있다.
이를 위해, 고정프레임(194)에는 가림판(192)의 가이드돌기(192b)가 슬라이드 가능하게 삽입되는 가이드홈(194a)이 형성될 수 있다. 가이드홈(194a)은 고정프레임(194)의 반경방향으로 길게 연장된 장홈형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 회전프레임(193)이 회전되면 회전축(192a)을 통해 회전프레임(193)에 체결된 복수의 가림판(192)이 회전프레임(193)의 회전방향에 따라 위치를 이동하게 된다.
이때, 복수의 가림판(192)의 가이드돌기(192b)가 고정프레임(194)의 가이드홈(194a)에 체결된 상태이므로, 회전프레임(193)의 회전에 의해 회전축(192a)이 체결된 축홀(193a)과 가이드돌기(192b)가 체결된 가이드홈(194a) 사이의 거리 변화를 보상하기 위해 복수의 가림판(192)은 가이드돌기(192b)가 가이드홈(194a)에 체결된 상태를 유지한 채 토출단(142)의 반경방향으로 회전할 수 있게 된다.
여기서, 복수의 가림판(192)이 토출단(142)의 반경방향으로 회전되면, 토출단(142)의 외경이 복수의 가림판(192)의 내측 모서리가 형성하는 원형개구의 직경에 따라 조절되게 된다.
예를 들어, 회전프레임(193)이 일방으로 회전되면 복수의 가림판(192)이 도 17에 도시된 바와 같이 배치되어 토출단(142)의 외경이 커질 수 있으며, 회전프레임(193)이 타방으로 회전되면 복수의 가림판(192)이 도 18에 도시된 바와 같이 배치되어 토출단(142)의 외경이 작아질 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 가림판(192)은 내측 모서리가 형성하는 원형개구의 직경이 토출단(142)의 내경보다 작거나 같은 크기까지 조절될 수 있도록 구성되어, 토출단(142)을 기밀하게 차폐할 수도 있다.
한편, 상기 프레임구동부재(195)는 케이스(191)의 내측에 구비되며 회전프레임(193)을 회전시켜 회전프레임(193)의 회전각도를 조절할 수 있다.
일 예로, 프레임구동부재(195)는 회전프레임(193)의 프레임기어(193c)에 맞물리는 회전기어(195a)와, 상기 회전기어(195a)를 회전시키는 스텝모터(195b)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 회전프레임(193)을 회전시킬 수 있는 어떠한 기계적 요소로 구성되어도 무방하다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예 4에 따른 공기청정기(100)는 조절부(190)를 통해 토출단(142)의 개구면적을 조절함으로써, 토출공기의 유동특성을 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이 토출단(142)의 일부가 닫힌 경우는 도 12에 도시된 바와 같이 토출단(142)이 완전히 열린 상태의 경우보다 좁은 유로를 구성하게 되므로 토출공기의 유속이 상대적으로 빨라질 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이 토출단(142)의 일부가 닫힌 경우는 도 12에 도시된 바와 같이 토출단(142)이 완전히 열린 상태의 경우보다 공기의 토출형태가 더 좁아지게 되므로, 공기를 좁은 범위에 멀리 송풍시키는 경우에 더 효과적이다.
<실시예 5>
마지막으로, 도 19 및 도 20을 참조하여, 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)에 대해서 설명한다. 도 19는 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)의 전면 사시도이며, 도 20은 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)에 포함되는 디스플레이부(200)를 도시한 측단면도이다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)는 에어가이드(180)의 중공을 덮도록 구비되며, 공기청정기(100)의 운전상태를 표시하거나 제어버튼을 구비하는 디스플레이부(200)를 더 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)는 도 1 내지 도 18에 도시된 본 발명의 실시예 1 내지 4에 따른 공기청정기(100)와 달리, 하우징(110)에 관통홀(182) 대신 관통홀(182)을 덮는 원형의 디스플레이부(200)를 구비할 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시예 5에 따른 공기청정기(100)는 빈 공간으로 형성되는 관통홀(182)을 디스플레이 및 제어패널로 사용함으로써 하우징(110)에 별도로 표시부 및 제어버튼을 구비할 필요없이 제품의 간결한 외관을 구성하여 장치의 디자인적 심미감이 향상된다는 장점을 가진다.
한편, 상기에서는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 5를 각각 다른 실시예로 분리하여 설명하였으나, 본 발명의 공기청정기(100)는 전술한 실시예 1 내지 실시예 5 중 적어도 하나 이상이 병합된 형태로 구현될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 공기청정기 110: 하우징
112: 전면커버 113: 토출개구
114: 후면커버 115: 개구부
117: 공기흡입부 120: 오염도센서
130: 송풍팬 140: 환형 토출유로
142: 토출단 150: 필터부재
S: 공기집중구간 160: 구동유닛
162: 피동프레임 163: 종동기어
165: 필터구동부재 166: 동력전달기어
167: 모터부재 170: 그릴부재
172: 가이드날개 180: 에어가이드
182: 관통홀 190: 조절부
191: 케이스 191a: 홀부
191b: 리미트가이드 192: 가림판
192a: 회전축 192b: 가이드돌기
193: 회전프레임 193a: 축홀
193b: 리미트돌기 193c: 프레임기어
194: 고정프레임 194a: 가이드홈
195: 프레임구동부재 195a: 회전기어
195b: 스텝모터 200: 디스플레이부

Claims (22)

  1. 전방 일면에는 원형으로 개구된 토출개구가 형성된 하우징;
    상기 하우징의 내부에 구비되는 송풍팬;
    상기 송풍팬에 의해 유동하는 상기 하우징 내부의 공기가 외부로 토출되는 경로를 구성하며, 상기 하우징의 일면에 배치되는 환형의 토출단을 구비하고 상기 하우징의 내부에 형성되며, 상기 하우징의 내부에서 상기 토출단으로 갈수록 단면적이 좁아지는 환형 토출유로;
    상기 환형 토출유로에 배치되는 필터부재; 및
    상기 토출개구의 중앙에 배치되며, 상기 하우징의 내부로 연장되어 상기 하우징의 전방 일면에서 후방 타면까지 연장되고, 상기 환형 토출유로의 일측면을 형성하는 에어가이드;
    를 포함하며,
    상기 하우징은,
    상기 토출개구가 형성된 전면커버; 및
    상기 에어가이드의 중공에 대응하는 형상의 개구부가 형성되며, 상기 전면커버와 합형되어 상기 송풍팬 및 상기 필터부재가 설치될 수 있는 내부공간을 형성하는 후면커버;
    를 포함하고, 상기 에어가이드를 매개로 전방 일면에서 후방 타면까지 관통된 관통홀이 형성되며,
    상기 환형 토출유로는, 상기 하우징의 전방 일면에 배치된 환형의 토출단으로 공기를 배출하여
    상기 개구부를 통하여 상기 관통홀로 유입된 상기 관통홀 내부 공기 및 상기 환형의 토출단 외곽에 위치하는 공기와 함께 배출 유동을 형성하는 공기청정기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어가이드는 상기 하우징의 내부에서 상기 토출개구 측으로 갈수록 외경이 커지는 형태로 구성된 공기청정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에어가이드는 중공의 나팔형태로 구성된 공기청정기.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송풍팬은 상기 환형 토출유로로 공기를 유입시키는 공기청정기.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필터부재는 상기 에어가이드의 둘레를 둘러싸는 형상을 갖는 공기청정기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 필터부재는 내측면이 상기 에어가이드의 외측면에서 이격되게 구성된 공기청정기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필터부재는 상기 환형 토출유로의 둘레방향으로 회전 가능한 공기청정기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필터부재에는 상기 송풍팬의 토출측과 상기 환형 토출유로 사이에 배치되는 공기집중구간이 발생하고,
    상기 송풍팬의 작동시 상기 필터부재가 주기적으로 회전되어 상기 공기집중구간이 주기적으로 변경되는 공기청정기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 필터부재를 둘레방향으로 회전시키는 구동유닛을 더 포함하고,
    상기 구동유닛은 상기 필터부재의 일단에 체결되는 환형의 피동프레임과, 상기 피동프레임을 원주방향으로 회전시키는 필터구동부재를 포함하는 공기청정기.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 토출단에 구비되며, 토출공기를 가이드하는 그릴부재를 더 포함하는 공기청정기.
  16. 제5항에 있어서,
    상기 에어가이드의 중공을 덮도록 구비되며, 운전상태를 표시하거나 제어버튼을 구비하는 디스플레이부를 더 포함하는 공기청정기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 토출단의 개구면적을 조절하는 조절부를 더 포함하는 공기청정기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 토출단의 외경(外徑, 외측 직경)을 조절하도록 구성된 공기청정기.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 토출단의 외곽에 구비되며 상기 토출단의 반경방향으로 이동 가능한 복수의 가림판을 포함하는 공기청정기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조절부는,
    상기 복수의 가림판이 상기 토출단의 외곽을 따라 등간격으로 배치되고 각각의 가림판이 상기 토출단의 반경방향으로 회전 가능하도록 지지하는 환형의 회전프레임; 및
    상기 회전프레임의 회전에 따라 상기 복수의 가림판을 회전시키는 환형의 고정프레임;을 포함하는 공기청정기.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 가림판의 일측 끝단부에는 상기 회전프레임에 회전 가능하게 결합되는 회전축이 구비되고, 상기 가림판의 타측 끝단부에는 가이드돌기가 구비되고,
    상기 고정프레임에는 상기 가이드돌기가 삽입되어 슬라이드 가능하고 상기 고정프레임의 반경방향으로 길게 연장된 가이드홈이 형성된 공기청정기.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 조절부는 상기 회전프레임을 회전시켜 상기 회전프레임의 회전 각도를 조절하는 프레임구동부재를 더 포함하는 공기청정기.
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