KR102600815B1 - 세정 및 살균 기능을 구비한 가습기 및 이의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정 및 살균 기능을 구비한 가습기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 측면은 내부에 유체를 수용하는 본체 및 상기 본체에 배치되어 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 유체에 전달하는 진동 발생 유닛을 포함하고, 상기 진동 발생 유닛은 상기 유체를 진동시켜 상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파 및 상기 유체를 진동시켜 상기 유체로부터 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.

Description

세정 및 살균 기능을 구비한 가습기 및 이의 동작 방법{Humidifier with cleaning and sterilization functions and operation method thereof}
본 발명은 세정 및 살균 기능을 구비한 가습기 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
가습기는 실내의 습도를 조절하기 위한 장치로서, 예를 들면 건조한 실내에 수증기나 미세 수분입자를 분무하여 실내의 습도를 높이기 위한 장치이다.
일반적으로 가습기는 물을 가열하여 수증기를 외부로 분무하는 가열식, 초음파를 이용하여 물을 진동시켜 미세 수분입자를 생성하고, 생성된 수분입자를 외부로 토출하는 초음파식, 가열과 초음파를 동시에 이용하는 복합식 및 자연 증발을 이용한 기화식 등으로 분류된다.
한편, 어느 타입의 가습기라도 장치의 내부에는 소량의 수분이 잔류하게 되고, 이에 의해 가습기 장치의 내부는 다습한 상태로 유지된다. 따라서, 이러한 습기나 수분으로 인해 가습기 내부에는 세균이 증식하거나 오염이 발생하게 되어 위생성이 현저하게 감소하는 문제가 발생하게 된다. 특히, 가습기로부터 토출되는 미세 수분입자나 수증기는 인간이 호흡기에 직접적으로 노출된다는 점에서 이러한 세균이나 오염 물질 등의 발생을 방지하는 것은 매우 중요하다.
이에 따라, 가습기의 동작 전후로 내부를 자동적으로 세정할 수 있고, 나아가 가습기 내부 또는 가습기에서 토출되는 미세 수분입자나 수증기 등을 살균할 수 있는 가습기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
일 예로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0048440호에는 초음파를 이용하여 수조를 세척하고, 수조 내부에 저장된 물 입자를 기화시키는 가습기가 개시되어 있다.
본 발명은 가습기의 내부를 자동적으로 세정할 수 있는 가습기 및 이의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가습기의 내부 또는 가습기로부터 토출되는 미세 수분입자 등을 살균할 수 있는 가습기 및 이의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 내부에 유체를 수용하는 본체 및 상기 본체에 배치되어 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 유체에 전달하는 진동 발생 유닛을 포함하고, 상기 진동 발생 유닛은 상기 유체를 진동시켜 상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파 및 상기 유체를 진동시켜 상기 유체로부터 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
또한, 진동 발생 유닛은 상기 유체에 공동화된 버블을 발생시키기 위한 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파 및 상기 공동화된 버블을 파쇄하기 위한 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
또한, 제2 구간의 진동수는 상기 제1 구간의 진동수보다 클 수 있다.
또한, 상기 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수는 상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수보다 클 수 있다.
또한, 상기 진동 발생 유닛은 서로 다른 진동수를 갖는 복수의 초음파를 발생시키는 가변 진동자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동 발생 유닛은 서로 다른 진동수를 갖는 복수의 초음파를 발생시키는 복수의 진동자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체와 연결되어 상기 본체에 배치된 유체를 순환시키는 유체 순환 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체는 상기 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치되어 상기 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균하는 살균 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 살균 유닛은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면은 진동 발생 유닛을 통해 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 가습기의 내부를 세정하는 단계 및 상기 진동 발생 유닛을 통해 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계에서 이용되는 진동수보다 더 큰 값을 갖는 초음파를 발생시켜 미세 수분입자를 생성하고, 상기 생성된 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계는 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 버블을 생성하는 단계 및 상기 제1 구간의 진동수보다 더 큰 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 상기 버블을 파쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버블을 생성하는 단계와 상기 버블을 파쇄하는 단계는 소정의 시간 동안 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 수행되는 도중, 상기 가습기의 가습탱크 내부에 배치된 유체를 유체 순환 유닛을 통해 순환시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 종료된 후, 상기 가습기의 가습탱크 내부에 배치된 유체를 외부로 배출시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계가 소정의 시간 동안 수행된 후 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 다시 수행될 수 있다.
또한, 상기 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치된 살균 유닛을 통해 상기 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 가습기의 내부를 자동적으로 세정할 수 있는 가습기 및 이의 동작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 가습기의 내부 또는 가습기로부터 토출되는 미세 수분입자 등을 살균할 수 있는 가습기 및 이의 동작 방법을 제공할 수 있다.
다만, 이러한 효과는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 효과가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기의 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 초음파의 진동수에 따른 캐비테이션과 침투력의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2의 진동 발생 유닛의 선택적 실시예가 동작되는 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 진동 발생 유닛의 다른 선택적 실시예가 동작되는 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 2의 유체 순환 유닛의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 2의 살균 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 가습기의 내부를 세정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 전술한 원칙에 기초하여 본 발명에 따른 세정 및 살균 기능을 구비한 가습기(이하, 가습기라 함) 및 이의 동작 방법을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)의 구성요소를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 내부에 유체가 배치되는 본체(110)를 포함할 수 있다.
유체는 물일 수 있고, 예를 들면, 증류수, 일반 수돗물, 생수 등일 수 있다. 또 다른 예로서, 유체는 첨가제를 포함하는 물일 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 세정 또는 살균을 위한 구연산, 살균제, 세정제 등 일 수 있다. 이때, 첨가제로서 인체에 무해한 식용 구연산 등을 사용할 수 있고, 이 경우 세정 효과를 더욱 상승시킬 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 다양한 첨가제 등이 유체에 포함될 수도 있다.
유체는 본체(110) 내에 배치되어 후술하는 진동 발생 유닛(120)에 의해 미세 수분입자로 변화될 수 있고, 미세 수분입자는 외부로 토출될 수 있다. 즉, 미세 수분입자는 가습기(100)의 외부로 토출되어 실내에 분포됨으로써 실내의 습도가 상승될 수 있다.
일 실시예로서, 가습기(100)가 가습 동작을 수행하는 경우에는 유체로서 첨가제를 포함하지 않는 물이 이용될 수 있고, 세정 동작을 수행하는 경우에는 세정을 위한 첨가제를 포함하는 물이 이용될 수 있고, 살균 동작을 수행하는 경우에는 살균을 위한 첨가제를 포함하는 물이 이용될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 설명의 편의상 전술한 유체는 물로 칭하기로 한다.
본체(110)는 가습기(100)의 전체 외형을 이루는 구성일 수 있다. 예를 들면, 본체(110)는 합성수지재, 금속재, 유리를 포함할 수 있다.
본체(110)는 내부에 물이 수용되는 공간이 마련될 수 있다.
일 실시예로서, 본체(110)는 물이 저장되는 물탱크(111), 물탱크(111)와 연통되어 물탱크(111)로부터 물을 공급받고, 공급된 물에 진동을 가하는 가습탱크(112), 가습탱크(112)로부터 발생된 미세 수분입자가 토출되는 경로를 형성하는 토출 관로(113), 토출 관로(113)의 일단에 형성되어 미세 수분입자가 토출되는 토출구(114)를 포함할 수 있다.
물탱크(111)에는 물이 저장될 수 있다. 예를 들면, 물탱크(111)에는 여분의 물이 저장될 수 있고, 가습탱크(112)에 물이 부족하게 되는 경우 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 물이 전달될 수 있다.
가습탱크(112)는 가습을 위한 미세 수분입자가 생성되는 공간일 수 있다. 후술하는 바와 같이 가습탱크(112)의 내측에는 진동 발생 유닛(120)이 배치될 수 있고, 진동 발생 유닛(120)에 의해 발생하는 진동에 의해 가습탱크(112) 내부의 물은 미세 수분입자로 변할 수 있다.
일 실시예로서, 가습탱크(112)는 물탱크(111)와 연통될 수 있다. 따라서, 가습탱크(112)에 물이 부족하게 되는 경우 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 물이 공급될 수 있다.
선택적 실시예로서, 물탱크(111)와 가습탱크(112)가 연통되는 부분에는 제1 밸브(115)가 구비될 수 있다. 제1 밸브(115)는 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 물이 유동되는 것을 제어하는 수단일 수 있다. 따라서, 가습탱크(112) 내부에 물이 부족하게 된 경우 제1 밸브(115)는 열리게 되고 물이 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 공급될 수 있다. 또한, 가습탱크(112) 내부에 물이 충분하게 채워진 경우 제1 밸브(115)는 닫히게 되고 물이 더 이상 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 공급되지 않을 수 있다. 예를 들면, 제1 밸브(115)는 솔레노이브 밸브일 수 있다.
토출 관로(113)는 가습탱크(112)에서 생성된 미세 수분입자가 토출되는 경로를 형성할 수 있다. 예를 들면, 토출 관로(113)는 적어도 일부가 가습탱크(112)의 내부에 배치될 수 있고, 일단은 가습탱크(112)의 내부에서 개방될 수 있다. 따라서, 가습탱크(112) 내부에서 생성되는 미세 수분입자는 토출 관로(113)로 유입될 수 있고, 토출 관로(113)를 따라 외부로 분무될 수 있다.
토출 관로(113)의 타단에는 토출구(114)가 마련될 수 있다. 토출 관로(113)를 따라 유동된 미세 수분입자는 토출구(114)를 통해 가습기(100)의 외부로 토출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 제어부(160)를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 가습기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(160)는 가습기(100)에 포함된 다양한 구성의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(160)는 하나의 프로세서로 구현될 수 있고, 복수의 프로세서로 구현될 수 있다. 제어부(160)가 복수의 프로세서로 구현된 경우, 복수의 프로세서 중 적어도 일부는 물리적으로 이격된 거리에 위치할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 이에 한정되지 않고 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
선택적 실시예로서, 도시하지 않았으나 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 사용자 입력 모듈을 포함할 수 있다. 사용자 입력 모듈은 가습기(100)를 이용하는 사용자가 가습기(100)의 동작을 위한 명령을 입력하기 위한 수단일 수 있다. 즉, 사용자 입력 모듈은 가습기(100)의 동작 제어와 관련된 명령을 수신할 수 있고, 사용자 입력 모듈은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, 사용자 입력 모듈은 본체(110)의 내측 또는 외측에 구비될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 진동 발생 유닛(120)을 포함할 수 있다.
진동 발생 유닛(120)은 본체(110)에 배치되어 초음파를 발생시키는 수단일 수 있다.
가습기(100)는 전원을 포함할 수 있고, 진동 발생 유닛(120)은 전원으로부터 전력을 공급받아 진동을 일으키는 진동자를 포함할 수 있다. 이때, 진동자는 초음파 영역에 해당하는 진동수를 갖는 진동을 일으킬 수 있고, 이에 따라 초음파를 발생시킬 수 있다. 또한, 진동자에 의해 발생된 초음파는 물에 전달될 수 있다.
선택적 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 진동자로부터 발생된 초음파를 증폭시키기 위한 증폭기를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 증폭기는 진동자로부터 발생되는 초음파의 진폭을 증가시킴으로써 물에 진동이 더욱 효과적으로 전달될 수 있다.
초음파에 대한 설명은 자세하게 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 본체(110)와 연결되어 본체(110)에 배치된 물을 순환시키는 유체 순환 유닛(130)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 유체 순환 유닛(130)은 물이 유통가능하도록 본체(110)와 연결되도록 구비될 수 있고, 예를 들면 가습탱크(112)와 연통되도록 구비될 수 있다.
따라서, 유체 순환 유닛(130)은 후술하는 바와 같이 가습탱크(112) 내부에서 세정 동작이 수행되는 경우 가습탱크(112) 내부의 물을 순환시킬 수 있다. 이 경우, 가습탱크(112) 내부의 세정이 더욱 용이하게 수행될 수 있다.
일 실시예로서, 유체 순환 유닛(130)은 가습탱크(112) 내부의 물을 순환시키는 순환 펌프(131), 순환되는 물의 경로를 형성하는 순환 관로(132)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 순환 관로(132)는 가습탱크(112)와 연통될 수 있고, 자세하게는 순환 관로(132)의 양단은 가습탱크(112)와 연통될 수 있다. 따라서, 순환 관로(132)의 일단을 통해 가습탱크(112) 내부로부터 물이 배출될 수 있고, 순환 관로(132)의 타단을 통해 가습탱크(112)의 내부로 물이 다시 유입될 수 있어 가습탱크(112) 내부에 배치된 물이 순환될 수 있다.
순환 펌프(131)는 순환 관로(132)에 배치될 수 있다. 따라서, 순환 펌프(131)에 의해 가습탱크(112) 내부의 물은 순환 관로(132)를 따라 순환될 수 있다.
선택적 실시예로서, 유체 순환 유닛(130)은 순환 관로(132) 상에 배치된 적어도 하나의 제2 밸브(133)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 밸브(133)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
제2 밸브(133)는 순환 관로(132) 상에 배치되어 예기치 못하게 물이 가습탱크(112)로부터 순환 관로(132)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제2 밸브(133)는 필요한 경우에만 물이 가습탱크(112)로부터 순환 관로(132)로 유입되도록 할 수 있다.
선택적 실시예로서, 유체 순환 유닛(130)은 배수 관로(134)를 더 포함할 수 있고, 및 본체(110)는 물이 배출되도록 배수구(116)를 포함할 수 있다.
가습탱크(112) 내부에서 세정 동작이 후반부에 접어들거나 세정 동작이 종료되고 나면 가습탱크(112) 내부의 물에는 오염물질이나 세균 등이 잔류하게 된다. 따라서, 이러한 오염된 물은 배수 관로(134)를 거쳐 배수구(116)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
선택적 실시예로서, 배수 관로(134)에는 제3 밸브(135)가 추가적으로 더 배치될 수 있다. 예를 들면, 제3 밸브(135)는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 따라서, 제3 밸브(135)는 세정 동작이 완료되지 않은 경우임에도 물이 가습기(100)의 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제3 밸브(135)는 필요한 경우에만 물이 외부로 배출되도록 배수 관로(134)의 개폐를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 센서 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
센서 유닛(140)은 가습탱크(112)의 내부에 배치되어 물의 수위를 측정하기 위한 수단일 수 있다. 예를 들면, 센서 유닛(140)은 가습탱크(112) 내부에 물이 가습을 위한 양만큼 채워져 있는지 여부를 측정할 수 있다.
일 실시예로서, 센서 유닛(140)은 만수위 센서(141)와 저수위 센서(142)를 포함할 수 있다. 만수위 센서(141)는 물이 가습을 위해 필요한 양을 초과하도록 채워져 있는지를 인식하는 수단일 수 있다. 저수위 센서(142)는 물이 가습을 위해 필요한 양보다 적게 채워져 있는지를 인식하는 수단일 수 있다.
선택적 실시예로서, 가습기(100)가 가습 동작을 시작할 때 또는 가습 동작이 수행되고 있는 도중에 물이 가습탱크(112) 내부에 가습에 필요한 양에 미달하는 경우 저수위 센서(142)는 이를 인식할 수 있다. 이때, 제어부(160)는 제1 밸브(115)를 개방되도록 제어하여 물이 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 공급되도록 할 수 있다.
또한, 제1 밸브(115)가 개방되는 동안 물이 가습에 필요한 양을 초과하는 경우 만수위 센서(141)는 이를 인식할 수 있다. 이때, 제어부(160)는 제1 밸브(115)를 폐쇄되도록 제어하여 물이 물탱크(111)로부터 가습탱크(112)로 공급되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 살균 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.
살균 유닛(150)은 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치되어 토출되는 미세 수분입자 또는 공기를 살균하는 수단일 수 있다. 예를 들면, 살균 유닛(150)은 본체(110)의 토출 관로(113) 또는 토출구(114)에 배치되어 외부로 배출되는 미세 수분입자를 살균할 수 있다.
선택적 실시예로서, 살균 유닛(150)은 플라즈마를 이용하는 것일 수 있다. 이에 대한 내용은 자세하게 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)는 히터 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.
히터 유닛(170)은 본체(110)의 내부의 온도를 조절하기 위한 수단일 수 있고, 구체적으로 히터 유닛(170)은 가습탱크(112)의 온도를 조절하기 위한 수단일 수 있다.
가습탱크(112) 내부에서는 지속적으로 가습 동작이 수행되는 경우 가습탱크(112) 내부의 온도가 지나치게 낮아져 가습기(100)의 가습 효율이 감소되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 히터 유닛(170)은 가습탱크(112) 내부에 열을 제공하여 가습탱크(112) 내부의 온도를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있다.
선택적 실시예로서, 센서 유닛(140)은 가습탱크(112) 내부의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 히터 유닛(170)을 동작시켜 가습탱크(112) 내부의 온도가 적정 범위내로 유지되도록 할 수 있다.
선택적 실시예로서, 센서 유닛(140)은 필름 히터를 포함할 수 있다. 따라서, 가습탱크(112)의 넓은 면적에 균일하게 열을 전달할 수 있다. 또한, 필름 히터는 기존의 열선을 이용한 히터에 비해 높은 열효율을 가질 수 있다.
도 3은 초음파의 진동수에 따른 캐비테이션과 침투력의 관계를 도시한 그래프이다.
초음파는 가청주파수보다 높은 진동수를 갖는 음파로서, 20kHz 이상의 진동수를 갖는다. 진동 발생 유닛(120)은 진동을 발생시킴으로써 초음파를 발생시킬 수 있다.
한편, 초음파는 진동수에 따라 유체에 미치는 영향이 달라지게 된다.
도 3을 참조하면, 물에 가해지는 초음파가 100kHz 이하의 범위의 진동수를 갖는 경우 캐비테이션(cavitation, 공동현상)이 활발하게 발생하게 된다. 즉, 캐비테이션에 의해 공동화된 버블이 생성되게 된다. 이때, 캐비테이션은 초음파의 진동수가 감소할수록 활발하게 발생한다.
또한, 초음파가 25kHz 이상의 범위의 진동수를 갖는 경우 버블의 침투 현상(penetration)이 활발하게 발생하게 된다. 즉, 버블의 크기가 작아지게 되어 이물질의 틈새나 물과 가습탱크(112)가 접촉하는 표면 등에 버블이 용이하게 침투할 수 있게 된다. 이때, 침투 현상은 진동수가 증가할수록 활발하게 발생한다.
따라서, 진동 발생 유닛(120)은 캐비테이션 및 침투 현상을 활발하게 발생시키기 위하여 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz 내지 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 즉, 초음파의 진동수가 20kHz보다 작은 경우 침투 현상이 잘 일어나지 않게 되고, 초음파의 진동수가 110kHz보다 큰 경우 캐비테이션 현상이 잘 일어나지 않게 된다.
구체적으로, 20kHz 내지 110kHz의 진동수는 제1 구간과 제2 구간으로 구분될 수 있다. 이때, 제2 구간의 진동수는 제1 구간의 진동수보다 클 수 있다. 구체적으로, 제1 구간은 20kHz 내지 50kHz의 진동수 구간일 수 있고, 바람직하게는 20kHz 내지 40kHz의 진동수 구간일 수 있다. 또한, 제2 구간은 50kHz 내지 110kHz의 진동수 구간일 수 있고, 바람직하게는 80kHz 내지 110kHz의 진동수 구간일 수 있다.
제1 구간의 진동수는 캐비테이션이 활발하게 발생되는 구간일 수 있다. 따라서, 제1 구간의 진동수는 세정 단계의 초기에 공동화된 버블을 다수 생성하기 위해 이용될 수 있다.
제2 구간의 진동수는 침투 현상이 활발하게 발생되는 구간일 수 있다. 즉, 제2 구간의 진동수는 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파에 의해 발생된 공동화된 버블을 파쇄하는데 이용될 수 있다. 따라서, 파쇄된 버블은 세정 단계의 중반 내지 후반에 오염 물질 등의 틈새에 침투하여 이물질 등을 박리 제거할 수 있다.
한편, 초음파는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 경우 물을 미세한 입자로 쪼개어 미세 수분입자를 생성하게 된다. 즉, 진동 발생 유닛(120)이 세정 작용을 수행할 수 있는 진동수보다 큰 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 경우 가습탱크(112) 내에서 가습 작용이 수행될 수 있게 된다.
이에 따라, 진동 발생 유닛(120)에 의해 발생되는 초음파의 진동수에 따라 가습탱크(112) 내부에서는 세정 작용과 가습 작용이 선택적으로 수행되게 된다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생 유닛(120)은 물을 진동시켜 본체(110)를 세정하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파와 물을 진동시켜 물로부터 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
일 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 하나의 가변 진동자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 가변 진동자는 구동되는 다양한 동작에 대응되도록 진동수를 달리하는 초음파를 발생시킬 수 있다. 따라서, 가변 진동자는 가습기(100)의 세정 동작 중에는 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz 내지 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이후, 세정 동작이 완료되고 가습 동작이 수행될 때에 가변 진동자는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
다른 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 세정을 위한 진동수의 초음파를 발생시키는 세정 진동자와 가습을 위한 진동수의 초음파 발생시키는 가습 진동자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 세정 진동자는 20kHz 내지 110kHz의 진동수의 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 가습 진동자는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 발생시키는 가변 진동자 또는 0.3MHz 내지 25MHz에 포함되는 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자일 수 있다. 따라서, 가습기(100)의 세정 동작 중에는 세정 진동자가 동작하여 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 세정 동작이 종료되고 가습 동작이 수행되는 중에는 가습 진동자가 동작하여 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
또 다른 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 공동화된 버블을 발생시키기 위한 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제1 세정 진동자(121), 공동화된 버블을 파쇄하기 위한 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제2 세정 진동자(122) 및 가습을 위한 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가습 진동자를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서, 제1 세정 진동자(121)는 제1 구간의 어느 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자이거나 제1 구간 범위 내에서 가변되는 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 제2 세정 진동자(122)는 제2 구간의 어느 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자이거나 제2 구간 범위 내에서 가변되는 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 가습 진동자는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 발생시키는 가변 진동자 또는 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자일 수 있다. 따라서, 가습기(100)의 세정 동작 중에는 제1 세정 진동자(121) 및 제2 세정 진동자(122)가 동작하여 제1 구간 및 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 세정 동작이 종료되고 가습 동작이 수행되는 중에는 가습 진동자가 동작하여 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
도 4는 도 2의 진동 발생 유닛(120)의 선택적 실시예가 동작되는 순서를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 진동 발생 유닛(120)의 동작을 설명한다.
전술한 바와 같이 진동 발생 유닛(120)은 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 하나의 가변 진동자를 포함할 수 있다. 이때, 가변 진동자는 제어부(160)에 의해 제어될 수 있다.
가변 진동자는 세정 단계의 초기 구간(T0~T1)에 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에는 공동화된 버블이 다량 생성될 수 있다.
가변 진동자는 세정 단계의 후반 구간(T1~T2)에 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 공동화된 버블은 파쇄될 수 있고, 침투력이 향상될 수 있으며, 파쇄된 미세 버블은 이물질의 사이 틈이나 이물질과 가습탱크(112)의 접촉 표면에 침투하여 이물질을 제거할 수 있다.
이와 같은 세정 단계, 예를 들면 공동화 버블이 생성되는 단계와 침투가 발생하는 단계는 1회 이상 수행될 수 있고, 이에 의해 가습탱크(112) 내부는 세정될 수 있다.
세정 단계가 종료된 후 가변 진동자는 가습을 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킴으로써 가습 단계(T2~T3)가 수행될 수 있다. 도 4에는 3MHz의 진동수를 발생시키는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면에는 진동 발생 유닛(120)이 하나의 진동자를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 전술한 바와 같이 세정을 위한 세정 진동자와 가습을 위한 가습 진동자로 구분되어 마련되는 것도 가능하다.
이 경우, 세정 진동자는 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파와 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 순차적으로 발생시키고, 이후 가습 진동자는 가습을 위한 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
도 6은 도 2의 진동 발생 유닛(120)의 다른 선택적 실시예가 동작되는 순서를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 전술한 다른 실시예에 따른 진동 발생 유닛(120)의 동작을 설명한다.
전술한 바와 같이 진동 발생 유닛(120)은 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 복수의 진동자를 포함할 수 있고, 예를 들면, 세정을 위한 세정 진동자와 가습을 위한 가습 진동자를 포함할 수 있다. 구체적 실시예로서, 세정 진동자는 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제1 세정 진동자(121)와 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제2 세정 진동자(122)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 진동자는 제어부(160)에 의해 제어될 수 있다.
제1 세정 진동자(121)는 세정 단계의 초기 구간(T0~T1')에 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에는 공동화된 버블이 다량 생성될 수 있다.
제2 세정 진동자(122)는 세정 단계의 후반 구간(T1~T2)에 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 공동화된 버블은 파쇄될 수 있고, 침투력이 향상될 수 있으며, 파쇄된 미세 버블은 이물질의 사이 틈이나 이물질과 가습탱크(112)의 접촉 표면에 침투하여 이물질을 제거할 수 있다.
이때, 제1 세정 진동자(121)와 제2 세정 진동자(122)는 일정 시간(T1~T1')동안 동시에 진동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 초기(T0~T1)에는 공동화된 버블이 중점적으로 생성될 수 있고, 중기(T1~T1')에는 공동화된 버블의 생성과 버블의 파쇄가 동시에 이루어질 수 있고, 후기(T1'~T2)에는 버블의 파쇄가 중점적으로 이루어질 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부는 더욱 효율적으로 세정될 수 있다.
이와 같은 세정 단계는 1회 이상 수행될 수 있고, 이에 의해 가습탱크(112) 내부는 더욱 위생적으로 세정될 수 있다.
세정 단계가 종료된 후 가습 진동자는 가습을 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킴으로써 가습 단계(T2~T3)가 수행될 수 있다. 도 6에는 3MHz의 진동수를 발생시키는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 도 2의 유체 순환 유닛(130)의 동작에 따른 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 세정 단계가 수행되는 도중 유체 순환 유닛(130)에 의해 가습탱크(112) 내부의 물은 순환될 수 있다. 예를 들면, 가습탱크(112) 내부의 물은 순환 관로(132)의 일측으로 배출될 수 있고, 순환 관로(132)의 타측으로부터 유입될 수 있다. 구체적으로, 순환 펌프(131)는 가습탱크(112) 내부의 물을 순환시킬 수 있다. 이때, 유체 순환 유닛(130)은 제어부(160)에 의해 제어될 수 있다.
이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 물의 순환의 의해 와류 유동(vortex)이 유도될 수 있다. 즉, 가습탱크(112) 내부에서 물의 순환 경로의 주변에 와류가 유도될 수 있다.
이에 따라, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 오염물질 등에 공동화된 버블 및 파쇄된 미세 버블이 용이하게 침투할 수 있게 되고, 물 자체의 와류에 의해 세정 작용이 더욱 효율적으로 이루어지게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 유체 순환 유닛(130)은 순환 관로(132)와 연통되는 배수 관로(134)를 더 포함할 수 있다. 즉, 세정 단계의 도중 또는 세정 단계가 종료된 후 이물질이 포함된 폐수는 배수 관로(134)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 9는 도 2의 살균 유닛(150)을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도 9를 참조하여 살균 유닛(150)의 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
살균 유닛(150)은 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치되어 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균할 수 있다.
살균 유닛(150)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈(151)과 팬(152)을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 플라즈마 발생 모듈(151)은 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있고, 구체적으로 양전압과 음전압을 갖는 양극방식(Bi-polar)의 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 살균 유닛(150)은 가습기(100)에서 외부로 토출되는 미세 수분입자 및 공기 중의 수분을 플라즈마를 통해 직접적으로 살균할 수 있다. 또한, 살균 유닛(150)은 고전압 방전을 이용해 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 분해함으로써 활성 산소종(ROS)(reactive oxygen species)을 생성할 수 있고, 이러한 활성 산소종(ROS)은 살균 작용을 할 수 있다. 이때, 가해지는 전압은 개략적으로 ±5kV일 수 있고, 활성 산소종(ROS)은 예를 들면, 산소, 초과산화 음이온, 과산화물, 과산화수소, 수산화 라디칼, 수산화 이온 등일 수 있다.
선택적 실시예로서, 플라즈마 발생 모듈(151)은 가습기(100)의 토출구(114)에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 공기중으로 분무되는 미세 수분입자 및 토출구(114) 인근의 공기는 직접적으로 살균될 수 있고, 살균된 수분입자, 살균된 공기 중의 수분 및 활성 산소종(ROS)이 공기 중으로 동시에 토출되어 실내의 살균 및 소독도 동시에 이루어질 수 있다.
선택적 실시예로서, 살균 유닛(150)은 토출 관로(113) 내에 배치되어 공기의 흐름을 제어하는 팬(152)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 팬(152)은 양방향으로 회전이 가능할 수 있다. 따라서, 팬(152)이 정방향으로 회전하는 경우 가습탱크(112) 내부로부터 미세 수분입자 및 공기를 외부로 토출시킬 수 있고, 팬(152)이 역방향으로 회전하는 경우 가습탱크(112) 내부로 외부의 공기를 흡입할 수 있다.
따라서, 가습 단계가 수행되는 경우에는 팬(152)이 정방향으로 회전함으로써, 외부로 토출되는 미세 수분입자 및 공기를 살균시키고, 살균된 수분입자 및 수분에 활성 산소종(ROS)이 포함되도록 할 수 있다.
또한, 필요에 따라 가습탱크(112) 내부를 살균하는 경우, 팬(152)은 역방향으로 회전함으로써 외부로부터 공기를 흡인할 수 있다. 즉, 발생된 플라즈마는 흡인되는 공기를 직접적으로 살균할 수 있고, 살균된 공기에 활성 산소종(ROS)이 잔류하게 함으로써 가습탱크(112) 내부 및 토출 관로(113)를 살균할 수 있게 된다.
선택적 실시예로서, 플라즈마 발생 모듈(151)은 본체(110)에 설치되되, 탈착 가능하도록 설치될 수 있고, 예를 들면 원터치 구조로 용이하게 장착 및 분리가 가능하도록 구비될 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 모듈(151)이 손상되거나 고장이 발생한 경우 플라즈마 발생 모듈(151)을 용이하게 분리하여 수리하거나 용이하게 교체할 수 있다.
선택적 실시예로서, 팬(152)의 원활한 역회전을 위해 가습기(100)는 댐퍼를 더 포함할 수 있고, 토출 관로(113)의 개폐를 가능토록 하는 수단이 더 구비될 수 있다.
이하에서는, 전술한 실시예에 따른 가습기(100)의 동작 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 설명의 편의를 위해 전술한 실시예에서 설명한 내용을 선택적으로 적용하거나 이를 필요에 따라 변형하여 적용할 수 있는 경우에는 관련 내용은 생략하거나 간략하게 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 설명하는 가습기의 동작 방법은 전술한 실시예에 따른 가습기(100)의 동작 방법일 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가습기(100)의 동작 방법은 진동 발생 유닛(120)을 통해 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계 및 진동 발생 유닛(120)을 통해 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계에서 이용되는 진동수보다 더 큰 값을 갖는 초음파를 발생시켜 미세 수분입자를 생성하고, 생성된 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계는 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 버블을 생성하는 단계 및 제1 구간의 진동수보다 더 큰 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 버블을 파쇄하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 가습기(100)는 가습 단계를 전후하여 적어도 1회 이상의 세정 단계가 수행될 수 있다.
일 실시예로서, 가습 단계가 수행되기 전 가습기(100) 내부, 예를 들면 가습탱크(112)의 내부를 세정하는 단계가 수행될 수 있다. 세정 단계는 1회만 수행될 수도 있으나, 필요에 따라 복수회 수행되는 것도 가능하다.
선택적 실시예로서, 세정 단계는 설정에 따라 간편 세정 모드와 강력 세정 모드로 구분되어 수행될 수 있다. 예를 들면, 가습기(100)를 자주 사용하는 동절기 및 간절기에는 간편 세정 모드로 세정이 이루어질 수 있다. 이 경우, 간편 세정 모드는 강력 세정 모드에 비해 짧은 시간 동안 세정이 수행될 수 있다. 다른 예로서, 오랜 휴지기 후 가습기(100)를 사용하는 경우 가습탱크(112) 내부에 축적된 이물질이나 세균이 많을 수 있으므로 강력 세정 모드로 세정이 이루어질 수 있다. 이 경우, 강력 세정 모드는 간편 세정 모드에 비해 긴 시간 동안 세정이 수행될 수 있다.
다른 선택적 실시예로서, 세정 단계는 가습 단계가 종료된 후 수행될 수 있다. 예를 들면, 가습 단계가 종료 된 후 일차적으로 가습기(100)의 내부는 세정될 수 있고, 추후 가습기(100)를 다시 사용하는 경우에 추가적으로 세정을 수행함으로써 가습탱크(112)의 내부를 위생적으로 유지시킬 수 있다.
가습탱크(112)의 내부를 세정하는 단계는 진동 발생 유닛(120)에 의해 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 진동 발생 유닛(120)은 세정을 위한 진동수를 갖는 초음파와 가습을 위한 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
이때, 진동 발생 유닛(120)은 캐비테이션 및 침투 현상을 활발하게 발생시켜 세정 동작을 수행하기 위하여, 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz 내지 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 즉, 초음파의 진동수가 20kHz보다 작은 경우 침투 현상이 잘 일어나지 않게 되고, 초음파의 진동수가 110kHz보다 큰 경우 캐비테이션 현상이 잘 일어나지 않게 된다.
구체적으로, 20kHz 내지 110kHz의 진동수는 제1 구간과 제2 구간으로 구분될 수 있다. 이때, 제2 구간의 진동수는 제1 구간의 진동수보다 클 수 있다. 구체적으로, 제1 구간은 20kHz 내지 50kHz의 진동수 구간일 수 있고, 바람직하게는 20kHz 내지 40kHz의 진동수 구간일 수 있다. 또한, 제2 구간은 50kHz 내지 110kHz의 진동수 구간일 수 있고, 바람직하게는 80kHz 내지 110kHz의 진동수 구간일 수 있다.
또한, 진동 발생 유닛(120)은 가습 동작을 수행하기 위해 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 즉, 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파는 물을 미세한 입자로 쪼개어 미세 수분입자를 생성할 수 있다. 이때, 가습기(100)는 생성된 미세 수분입자를 외부로 분무함으로써 가습이 이루어지게 된다.
일 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 하나의 가변 진동자를 포함할 수 있다. 이때, 가변 진동자는 제어부(160)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 가변 진동자는 세정 단계 중에는 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 세정 동작이 종료되고 가습 동작이 수행되는 중에는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 가변 진동자는 세정 단계의 초기 구간(T0~T1)에 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에는 공동화된 버블이 다량 생성될 수 있다.
가변 진동자는 세정 단계의 후반 구간(T1~T2)에 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 공동화된 버블은 파쇄될 수 있고, 침투력이 향상될 수 있으며, 파쇄된 미세 버블은 이물질의 사이 틈이나 이물질과 가습탱크(112)의 접촉 표면에 침투하여 이물질을 제거할 수 있다.
이와 같은 세정 단계, 예를 들면 공동화 버블이 생성되는 단계와 침투가 발생하는 단계는 1회 이상 수행될 수 있고, 이에 의해 가습탱크(112) 내부는 세정될 수 있다.
세정 단계가 종료된 후 가변 진동자는 가습을 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킴으로써 가습 단계(T2~T3)가 수행될 수 있다.
다른 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 세정을 위한 진동수의 초음파를 발생시키는 세정 진동자와 가습을 위한 진동수의 초음파 발생시키는 가습 진동자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 세정 진동자는 20kHz 내지 110kHz의 진동수의 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 가습 진동자는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 발생시키는 가변 진동자 또는 0.3MHz 내지 25MHz에 포함되는 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자일 수 있다. 따라서, 가습기(100)의 세정 동작 중에는 세정 진동자가 동작하여 20kHz 내지 110kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 세정 동작이 종료되고 가습 동작이 수행되는 중에는 가습 진동자가 동작하여 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 세정 진동자는 세정 단계의 초기 구간(T0~T1)에 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에는 공동화된 버블이 다량 생성될 수 있다.
세정 진동자는 세정 단계의 후반 구간(T1~T2)에 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 공동화된 버블은 파쇄될 수 있고, 침투력이 향상될 수 있으며, 파쇄된 미세 버블은 이물질의 사이 틈이나 이물질과 가습탱크(112)의 접촉 표면에 침투하여 이물질을 제거할 수 있다.
이와 같은 세정 단계, 예를 들면 공동화 버블이 생성되는 단계와 침투가 발생하는 단계는 1회 이상 수행될 수 있고, 이에 의해 가습탱크(112) 내부는 세정될 수 있다.
세정 단계가 종료된 후 가습 진동자는 가습을 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킴으로써 가습 단계(T2~T3)가 수행될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 진동 발생 유닛(120)은 공동화된 버블을 발생시키기 위한 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제1 세정 진동자(121), 공동화된 버블을 파쇄하기 위한 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 제2 세정 진동자(122) 및 가습을 위한 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가습 진동자를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서, 제1 세정 진동자(121)는 제1 구간의 어느 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자이거나 제1 구간 범위 내에서 가변되는 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 제2 세정 진동자(122)는 제2 구간의 어느 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자이거나 제2 구간 범위 내에서 가변되는 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 가변 진동자일 수 있다. 또한, 가습 진동자는 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 발생시키는 가변 진동자 또는 특정 진동수의 초음파를 발생시키는 고정 진동자일 수 있다. 따라서, 가습기(100)의 세정 동작 중에는 제1 세정 진동자(121) 및 제2 세정 진동자(122)가 동작하여 제1 구간 및 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 세정 동작이 종료되고 가습 동작이 수행되는 중에는 가습 진동자가 동작하여 0.3MHz 내지 25MHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 제1 세정 진동자(121)는 세정 단계의 초기 구간(T0~T1')에 제1 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 25kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에는 공동화된 버블이 다량 생성될 수 있다.
제2 세정 진동자(122)는 세정 단계의 후반 구간(T1~T2)에 제2 구간에 해당하는 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있고, 바람직하게는 100kHz의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킬 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부에 존재하는 공동화된 버블은 파쇄될 수 있고, 침투력이 향상될 수 있으며, 파쇄된 미세 버블은 이물질의 사이 틈이나 이물질과 가습탱크(112)의 접촉 표면에 침투하여 이물질을 제거할 수 있다.
선택적 실시예로서, 버블을 생성하는 단계와 버블을 파쇄하는 단계는 소정의 시간 동안 동시에 수행될 수 있다. 즉, 제1 세정 진동자(121)와 제2 세정 진동자(122)는 일정 시간(T1~T1')동안 동시에 진동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 초기(T0~T1)에는 공동화된 버블이 중점적으로 생성될 수 있고, 중기(T1~T1')에는 공동화된 버블의 생성과 버블의 파쇄가 동시에 이루어질 수 있고, 후기(T1'~T2)에는 버블의 파쇄가 중점적으로 이루어질 수 있다. 이에 의해, 가습탱크(112) 내부는 더욱 효율적으로 세정될 수 있다.
이와 같은 세정 단계는 1회 이상 수행될 수 있고, 이에 의해 가습탱크(112) 내부는 더욱 위생적으로 세정될 수 있다.
세정 단계가 종료된 후 가습 진동자는 가습을 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시킴으로써 가습 단계(T2~T3)가 수행될 수 있다.
선택적 실시예로서, 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계가 수행되는 도중, 가습기(100)의 가습탱크(112) 내부에 배치된 물을 유체 순환 유닛(130)을 통해 순환시키는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들면, 유체 순환 유닛(130)은 순환 펌프(131)와 순환 관로(132)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 세정 단계가 수행되는 도중 물은 순환 펌프(131)에 의해 순환 관로(132)를 따라 순환하게 되고, 이에 따라 와류 유동이 유도될 수 있다. 즉, 가습탱크(112) 내부에서 물의 순환 경로의 주변에 와류가 유도될 수 있고, 이러한 와류는 세정 작용이 더욱 잘 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들면, 와류에 의해 생성된 미세 버블은 이물질이나, 이물질과 가습탱크(112)의 접촉면에 더욱 용이하게 침투하거나 오염 물질 자체를 용이하게 박리시킬 수 있다.
선택적 실시예로서, 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계가 후반부에 접어든 경우 가습탱크(112) 내부에 배치된 유체를 외부로 배출시키는 단계가 수행될 수 있다. 다른 선택적 실시예로서, 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계가 종료된 후, 가습기(100)의 가습탱크(112) 내부에 배치된 유체를 외부로 배출시키는 단계가 더 수행될 수 있다.
이에 의해, 세정으로 인해 가습탱크(112) 내부에 축적된 오염물질이나 세균 등이 외부로 배출될 수 있다.
이 경우, 이물질이 포함된 유체는 배수 관로(134)를 통해 배출될 수 있다. 이때, 배수 관로(134)는 순환 관로(132)와 연결될 수 있고, 제3 밸브(135)를 통해 개폐가 제어될 수 있다. 따라서, 세정이 중점적으로 이루어지는 동안에는 제3 밸브(135)가 폐쇄되어 물은 가습탱크(112)와 순환 관로(132) 내부를 통해서만 유동하여 순환이 이루어지게 된다. 이후, 세정 단계가 후반부에 접어들거나 세정 단계가 종료된 후에는 제3 밸브(135)가 개방되어 순환 관로(132)와 배수 관로(134)를 통해 오염된 물이 외부로 배출될 수 있다.
선택적 실시예로서, 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계, 즉 가습 단계가 소정의 시간 동안 수행된 후 가습기(100)의 내부를 세정하는 단계가 다시 수행될 수 있다. 따라서, 가습 단계 이후 발생될 수 있는 가습기(100) 내부의 오염이나 세균 번식의 위험이 경감될 수 있다.
선택적 실시예로서, 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치된 살균 유닛(150)을 통해 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균하는 단계가 더 수행될 수 있다.
구체적으로, 미세 수분입자가 토출되는 단계, 즉 가습 단계가 수행되는 동안 미세 수분입자는 본체(110)의 토출 관로(113)를 지나 토출구(114)를 통해 외부로 배출된다. 이 경우, 토출구(114)와 인접한 위치에는 살균 유닛(150)이 배치될 수 있고, 살균 유닛(150)은 토출구(114)를 통해 배출되는 미세 수분입자 및 토출구(114)에 인접한 위치에 존재하는 공기를 직접적으로 살균할 수 있다.
구체적 실시예로서, 살균 유닛(150)은 플라즈마를 이용하는 것일 수 있다. 예를 들면, 살균 유닛(150)은 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈(151)을 포함할 수 있고, 이때 발생되는 플라즈마는 양전압과 음전압을 갖는 양극방식의 저온 플라즈마일 수 있다.
이에 따라, 가습기(100)에서 외부로 토출되는 미세 수분입자 및 공기 중의 수분은 플라즈마에 의해 직접적으로 살균될 수 있고, 이에 더하여 활성 산소종(ROS)이 생성될 수 있다. 생성된 활성 산소종(ROS)은 실내에 확산되어 실내의 살균 작용까지 수행할 수 있다.
선택적 실시예로서, 살균 유닛(150)은 양방향으로 회전가능한 팬(152)을 포함할 수 있고, 팬(152)은 토출 관로(113)에 배치될 수 있다. 따라서, 팬(152)이 정방향으로 회전하는 경우 가습기(100) 내부로부터 외부로 미세 수분입자가 배출될 수 있고, 팬(152)이 역방향으로 회전하는 경우 가습기(100)의 외부로부터 공기가 흡인될 수 있다.
이때, 팬(152)이 역방향으로 회전하여 공기가 외부로부터 흡인되는 경우 플라즈마 발생 유닛은 흡인되는 공기를 살균시킴과 동시에 활성 산소종(ROS)을 생성시킬 수 있고, 이에 의해 가습기(100)의 내부가 살균될 수 있게 된다.
즉, 살균 유닛(150)은 팬(152)의 동작에 따라 가습기(100)의 외부, 즉 실내와 가습기(100)의 내부를 모두 살균할 수 있는 효과를 가지게 된다.
선택적 실시예로서, 가습 동작이 수행되는 도중 가습탱크(112) 내부를 가열하는 단계가 더 수행될 수 있다. 예를 들면, 가습기(100)는 가습탱크(112)와 인접하도록 배치된 히터 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. 이때, 히터 유닛(170)은 필름 히터 일 수 있다. 따라서, 가습에 의해 가습탱크(112) 내부의 온도가 지나치게 하강하여 가습 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
실시예의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 실시 예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시 예들이 한정되는 것은 아니다. 실시 예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시 예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시 예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
100: 가습기 133: 제2 밸브
110: 본체 134: 배수 관로
111: 물탱크 135: 제3 밸브
112: 가습탱크 140: 센서 유닛
113: 토출 관로 141: 만수위 센서
114: 토출구 142: 저수위 센서
115: 제1 밸브 150: 살균 유닛
116: 배수구 151: 플라즈마 발생 모듈
120: 진동 발생 유닛 152: 팬
130: 유체 순환 유닛 160: 제어부
131: 순환 펌프 170: 히터 유닛
132: 순환 관로

Claims (16)

  1. 내부에 유체를 수용하는 본체; 및
    상기 본체에 배치되어 초음파를 발생시키고, 상기 초음파를 상기 유체에 전달하는 진동 발생 유닛;을 포함하고,
    상기 진동 발생 유닛은,
    상기 유체를 진동시켜 상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파 및 상기 유체를 진동시켜 상기 유체로부터 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키되, 상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 경우에는 상기 유체에 공동화된 버블을 발생시키기 위한 제1 구간의 진동수를 갖는 초음파와 상기 공동화된 버블을 파쇄하기 위한 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 순차적으로 발생시키는, 가습기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구간의 진동수는,
    상기 제1 구간의 진동수보다 큰, 가습기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세 수분입자를 생성하기 위한 구간의 진동수는,
    상기 본체를 세정하기 위한 구간의 진동수보다 큰, 가습기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진동 발생 유닛은,
    서로 다른 진동수를 갖는 복수의 초음파를 발생시키는 가변 진동자;를 포함하는, 가습기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진동 발생 유닛은,
    서로 다른 진동수를 갖는 복수의 초음파를 발생시키는 복수의 진동자;를 포함하는, 가습기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 본체와 연결되어 상기 본체에 배치된 유체를 순환시키는 유체 순환 유닛;을 더 포함하는, 가습기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치되어 상기 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균하는 살균 유닛;을 포함하는, 가습기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 살균 유닛은,
    플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 모듈;을 포함하는, 가습기.
  10. 진동 발생 유닛을 통해 서로 다른 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 가습기의 내부를 세정하는 단계; 및
    상기 진동 발생 유닛을 통해 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계에서 이용되는 진동수보다 더 큰 값을 갖는 초음파를 발생시켜 미세 수분입자를 생성하고, 상기 생성된 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계;를 포함하고,
    상기 가습기의 내부를 세정하는 단계는,
    제1 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 공동화된 버블을 생성하는 단계; 및
    상기 공동화된 버블을 생성하는 단계 이후에 상기 제1 구간의 진동수보다 더 큰 제2 구간의 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 상기 공동화된 버블을 파쇄하는 단계;를 포함하는, 가습기의 동작 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 버블을 생성하는 단계와 상기 버블을 파쇄하는 단계는 소정의 시간 동안 동시에 수행되는, 가습기의 동작 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 수행되는 도중, 상기 가습기의 가습탱크 내부에 배치된 유체를 유체 순환 유닛을 통해 순환시키는 단계;를 더 포함하는, 가습기의 동작 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 종료된 후, 상기 가습기의 가습탱크 내부에 배치된 유체를 외부로 배출시키는 단계;를 더 포함하는, 가습기의 동작 방법
  15. 제10항에 있어서,
    상기 미세 수분입자를 외부로 토출하는 단계가 소정의 시간 동안 수행된 후 상기 가습기의 내부를 세정하는 단계가 다시 수행되는, 가습기의 동작 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 미세 수분입자의 토출 경로 상에 배치된 살균 유닛을 통해 상기 토출되는 미세 수분입자 또는 공기 중의 수분을 살균하는 단계;를 더 포함하는, 가습기의 동작 방법.
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