KR20060134403A - 살균형 가습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 가습기의 무화조에 살균된 공기를 송풍하기 위하여 한개 이상의 종방향 통로를 가진 길다란 보디와 상기 보디의 종방향 통로 입구측에 공기를 공급하기 위한 팬과 상기 팬 전방의 히터로 된 열풍공급수단과 상기 보디의 종방향 통로 출구와 밀봉연결되고 상기 무화조에 개구부가 노출된 열풍 연결공급구로 무화조에 정화된 열풍을 공급하여 비교적 간단한 구조로서 적용이 용이하면서도 지속적으로 실내의 공기를 살균하고 가습기내의 세균번식을 막아 무균 상태의 무화입자를 분무하여 실내의 생활 환경을 쾌적하게 유지할 수 있으므로 가습기가 가지는 세균번식이란 본질적인 문제를 완전하게 해결한 가습기를 제공한다

가습기, 초음파, 열풍공급수단, 세라믹

Description

살균형 가습기{Humidifier with sterilization ability}

도1a는 초음파 가습기의 단면도이고

도2b는 공급유로 사이에 부분 가열실이 있는 복합식 가습기의 단면도이고

도1c는 무화관의 배출구 가까이에 방열판을 구비한 초음파 가습기의 단면도이고

도2a와 도2b는 열선이 원형 통로에 배치된 열풍공급수단을 구비한 초음파 또는 복합식 가습기의 단면도이다.

도3a는 본 발명의 가습기에서 사용되는 한 실시양태의 열풍공급수단에 대한 단면도이다.

도3b는 본 발명의 가습기에서 사용되는 다른 실시양태의 열풍공급수단에 대한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 수조 60 : 초음파진동자

152 : 히터 153 :팬

130 : 세라믹보디 93 : 열풍연결공급구

141 : 허니컴 143 : 원형통로

본 발명은 살균형 가습기에 관한 것으로 더 자세하게는 초음파에 의하여 무화된 가습입자를 살균된 열풍에 의하여 배출시키는 살균형 가습기에 관한 것이다.

동절기에는 난방시스템의 발전과 더불어 실내공기가 건조하게 되어 노약자들에게 호흡기계통의 질병이 유발되기 때문에 습도를 조절하기 위하여 가습기가 많이 사용된다.

가습기에는 가습방식에 따라 히터가습기와 초음파가습기로 대별된다

히터가습기는 무화조 내의 물을 높은 온도로 가열시켜 발생하는 수증기를 실내로 자연, 분무시키는 방식이고 초음파방식은 무화조내의 물을 초음파로 진동하는 진동자에 의하여 물을 미세 입자화하여 실내로 분무시키는 방식이다.

히터가습기에는 물을 가열증발시키기 위해서 고용량의 히터가 필요할 뿐만 아니라 무화입자가 충분하게 발생하지 않는 단점이 있다.

초음파가습기는 초음파 진동자에 의하여 무화된 가습입자를 형성시키고 송풍기에 의하여 무화입자를 토출시키므로 진동자와 접하고 있는 물과 무화입자는 오염된 송풍공기와의 접촉에 의하여 세균이 번식되고 이러한 세균을 분무와 함께 공기중에 비산시킴으로서 노약자에게는 오히려 심각한 건강상 위해를 가할 수 있다.

진동자와 접하고 있는 분무조에서 세균번식을 억제하기 위하여 여러가지 방법을 강구하고 있다. 예를 들면 수조의 물을 정수한다든지 수조의 물이 초음파 진동자에 닿기전에 가열하여 소독한다든지 하는 방법을 취하고 있다. 한국특허 제164173호에는 수조의 물이 초음파진동자에 닿기전에 별도의 가열실에서 가열하는 가열살균식 가습기를 개시하고 있다. 그러나 가습기에 사용하는 물은 일반적으로 수돗물을 사용하고 있기 때문에 소독의 필요성이 없을 뿐만아니라 가습기에 사용되는 물을 가습기내에서 끓인다든지 정수한다는 것은 비능률적이다.

가습기내 무화조의 세균번식은 가습기에 공급되는 물에 의해서가 아니라 송풍기에 공급되는 공기와 분무조의 물 또는 무화입자와의 접촉에 의하여 실내공기에 기인한 세균이 번식하여 이루어지는 것은 잘 알려진 사실이다. 뉴스매체에서 발표한(SBS 2002.12. 25. 8시뉴스) 실험 데이터에 의하면 초음파 가습기에서 공급된 물이 잔류염소량에 의하여 처음 하룻동안은 세균이 1mm리터당 10마리로 억제되다가 이틀째는 600마리 사흘째는 10만마리로 증식하는 것이 보고 되었다. 가습기는 일반적으로 바닥에 위치하고 바닥에 쌓은 먼지 등에 포함된 세균이 송풍에 의하여 무화조에 혼입되고 무화조내의 습기와 온도조건에 의하여 번식하여 무화입자와 함께 실내공기 중에 비산되어 실내에 퍼지게 된다. 다시말하면 가습기가 잘못 사용되면 실내 세균오염을 확산시켜 건강에 도음이 되기는 커녕 심각한 위험을 가할 수 있다. 이와같이 가습기 무화조 내의 세균번식은 송풍기에서 공급된 오염된 실내공기에 의하여 유발되고 알맞은 습도조건에 의하여 기하급수적으로 이루어지므로 가습기에 공급하는 물을 정수한다고 하여 해결되지 않을 뿐만아니라 수조로 부터 무화조로 공급되는 물을 부분적으로 가열하는 것 또한 무화조 전체의 물을 살균온도로 유지하지 않는 이상 세균번식을 막을 수 없다. 무화조 전체의 물을 살균온도 이상 유지하는 것은 고용량의 히터가 사용됨으로 비효율적이고 내열성과 고전력을 적용하기 위해서 장치가 복잡해진다. 송풍기에 공기정화기능을 부여하여 정화된 송풍공기를 공급하는 방식은 구조가 복잡하고 살균효능이 불확실할 뿐만아니라 끊임없이 필터를 교체해야하는 불편함이 있다.

종래기술에서는, 또한, 초음파 가습기가 내품는 차가운 무화입자의 온도를 높이거나 초음파 진동자의 무화기능을 보조하거나 무화입자를 미립화하거나 또는 살균기능을 개선하기 위하여 송풍공기를 가열하는 방식이 제안되어 있다. 한국특허공개 2001-88754호에는 무화입자 분출관에 히터가 내장된 방열판으로 된 증발기를 구비한 가습기를 개시하고 있다. 한국특허공개 1998-56268호에는 히터 코일이 출구에 배치되고 팬이 후방에 위치한 열풍로를 채택하여 초음파 진동자 상부의 수면에 열풍을 비산 시켜 무화입자의 온도를 높이고 초음파 무화기능을 보조하는 구조를 개시하고 있다. 한국등록실용신안 20-0314450호에는 방열판에 의한 열풍 송풍방식을 제안하고 있다. 한국등록실용신안 20-0157781호는 히터 및 초음파 복합가습기에서 무화조 전단계의 가열조의 히터 방열판을 송풍공기 출구관으로 연장하여 송풍공기를 예열하는 구조를 개시하고 있다.

상기의 송풍 가열방식은 그 구조 자체가 무화입자의 가온을 위하여 고려된 것으로 유입공기의 완전한 살균을 위하여 불충분한 구조이다. 예를 들면 한국특허공개 1998-56268호에는 열풍로에 히터 코일을 배치하여 공기를 가열시키므로 공기 의 평균적인 온도는 상승할 수 있지만 유입공기 전부가 살균온도이상으로 히터와 접촉하는 짧은 시간 동안 이루어지는 지 의문이다. 한국특허공개 2001-88754호는 분무입자의 배출구에서 분무입자를 가열(증발)시키기 때문에 송풍공기는 무화조에서 무화입자나 무화조 내의 물과 접촉하므로 실내공기로부터 유인된 세균오염을 막을 수 없다.

본 발명의 목적은 가습기의 무화조에 완전히 살균된 공기를 공급하여 세균번식이 되지 않는 가습기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 또한, 초음파 가습기가 내품는 차가운 무화입자를 가열하여 접촉감이 적절하고 미세한 무화입자를 분무하고 공기 정화기능을 가진 가습기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의하여 무화입자를 제조하기 위한 물을 공급하는 수조; 열풍연결공급구가 노출되고 저면에 필요에 따라 초음파 진동자 및/또는 히터가 배치된 무화조; 상기 수조에서 무화조에 적절한 수량의 물을 흘러보내기 위한 유로수단; 상기 무화조에 살균된 공기를 송풍하기 위하여 한개 이상의 종방향 통로를 가진 길다란 보디와 상기 보디의 종방향 통로 입구측에 공기를 공급하기 위한 팬과 상기 팬 전방의 히터로 된 열풍공급수단; 상기 보디의 종방향 통로 출구와 밀봉연결되고 상기 무화조에 개구부가 노출된 열풍 연결공급구; 상기 무화조에 설치된 무화입자 배출구; 전원부; 상기 전원부로부터 전기로 작동하는 부위에 전류를 공급하는 전류회 로; 상기 전기로 작동하는 부위에 전류흐름을 제어하는 전기제어수단; 및 상기 요소의 일부 또는 전부가 연결되거나 형성되거나 수납되는 하우징으로 이루어진 가습기가 제공된다.

상기 수조는 일반적으로 물을 넣기 위한 입구와 뚜껑을 가지고 유로수단에 물을 공급하기 위하여 가압시 개구되는 밸브를 가진다. 상기 유로 수단은 일반적으로 무화조의 수위를 일정하게 유지하기 위하여 수위탐지 센서와 상기 센서의 신호에 따라 무화조로 흐르는 물을 양을 조절하는 밸브로 이루어진다. 상기 무화조의 저면은 일반적으로 하우징의 윗면에 배슨 형태로 형성되는 데 이 배슨의 바닥에 초음파진동자가 노출되어 있다. 보통의 경우에 상기 무화조는 상기 배슨과 상기 배슨을 덮는 무화조 덮개로 구성된다. 상기 전원부는 초음파 진동자, 히터, 송풍기 및 제어회로 등 전기로 작동하는 부위에 필요한 주파수와 전압의 전류를 공급하기 위한 것으로 초음파 진동자에 고주파전류를 공급하기 위한 고주파발진기를 포함한다. 초음파 진동자, 히터, 송풍기, 전기 제어수단, 전원부와 전기로 작동하는 부위에 필요한 전류를 공급하기 위한 회로가 일반적으로 상기 하우징에 수납된다. 상기 전기제어수단은 전기로 작동하는 부위의 전압, 전류와 개폐를 제어한다. 상기 전원 또는 상기 전기 제어수단은 가습기의 받침대 역활을 하는 하우징의 하부 내측에 보이지 않도록 수납되는 것이 일반적이다. 상기 무화조에 설치된 무화입자 배출구는 무화조에 일체로 형성될 수도 있으나 무화입자의 방향을 조절하기 위하여 무화조 뚜껑에 형성된 구멍에 회전가능하게 결합되는 별도의 분출구로 형성될 수 있다. 보통 수조나 다른 부품을 가리고 외관을 깨끗하게 하기 위하여 하우징 윗덮개를 쒸운 다. 이러한 구조는 초음파 가습기 또는 복합 가습기의 일반적 구조이다. 본 발명의 가습기가 반드시 초음파 진동자 방식을 채택할 필요는 없다.초음파 진동자나 히터가 무화조에 구비되지 않는다 하더라도 가습기능이 있는 공기 정화기로 기능할 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명은 초음파식이나 가열식 또는 복합식의 일반적인 형태에 제한되지 않는다.

본 발명의 중요한 특징인 상기 열풍공급수단은 다수의 종방향 통로가 형성된 길다란 보디 또는 다수의 종방향 통로가 형성된 일체형 코아와 필요한 경우에 상기 코아를 감싸는 단열재와 상기 코아와 상기 단열재를 감싸는 케이싱으로 이루어지는 길다란 보디; 상기 종방향 통로의 개구부에 공기를 공급하도록 상기 길다란 보디의 공기흐름 상류 상의 단부에 직결 또는 간접연결되는 팬과 상기 팬과 직결되거나 간접연결되는 히터로 이루어지는 공기유입수단; 필요하다면, 상기 길다란 보디의 공기흐름 상류 상에 상기 팬과 직결되거나 간접연결되는 필터 카트리지; 및 필요하다면, 상기 길다란 보디의 공기유입 상기 단부에 직결되거나 간접적으로 연결되는 음이온 발생수단으로 이루어진다. 상기 히터는 상기 팬의 전면 즉, 공기흐름 상의 상류에 연결되는 것이 일반적인데, 바람직하게는, 팬의 전면에 팬과 직결된다. 또한, 팬과 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 길다란 보디와 상기 코아는 세라믹 일체형으로 제조되는 것이 일반적이지만 특별이 제한되지 않으며 사용온도와 같은 사용조건에 따라 여러가지 다른 재료가 사용된다. 예를 들면 금속, 목재, 카본, 유리 또는 플라스틱일 수 있다. 또한 상기 길다란 보디의 재료는 금속 또는 준금속산화물의 다공성 에어로겔을 포 함한다.

상기 종방향 통로는 양단면 사이의 양호한 공기 흐름과 흐르는 공기와의 충분한 접촉면적이 보장된다면 특별히 그 형태가 제한되지는 않는다. 예를 들면, 허니컴 형상으로, 접촉 표면적을 증가시키기 위하여 격벽을 가급적 얇게하여 사각 또는 육각의 단면을 가질 수 있고 또한 3차원 네트워크 구조를 가질 수 있다. 또한 상기 종방향 통로는 원활한 흐름을 위하여 원형의 단면을 가질 수 있다. 여기서 종방향이라 함은 길이가 반드시 긴 방향을 의미하는 것이 아니고 공기의 유동방향을 의미한다.

상기 길다란 보디는 바람직하게는 세라믹 일체형이다. 이에 대해서는 미국특허 3,790,654호과 벤보우(Benbow)일행의 미국특허 3,824,196호에 개시된 방법으로 압출함으로써 얇은 격벽의 허니컴 구조의 제조가 가능하고 몰드 성형방법으로는 통로를 구성하는 부분에 로드 또는 인서트를 삽입하여 훨씬 복잡하고 정밀한 구조의 제조가 가능하다.

다른 방법으로는 테이프 적층형으로 홀렌바흐(Hollenbach)의 미국특허 제3112184호에 개시된 바와 같이 요철을 가진 유기 또는 무기필름 또는 직조형의 테이프를 적층하여 허니컴 형상을 만들고 세라믹 슬러리를 함입시켜 건조 소결하여 허니컴 형상의 세라믹체를 제조한다. 근자에는 배기가스의 촉매형 정화기에는 사용온도에서 내구성을 가지는 금속 또는 세라믹 또는 유리 섬유로 된 테이프로 허니컴 형상을 만들고 이런 테이프 상에 촉매재료인 특정 세라믹 성분 및/또는 귀금속을 담지하여 사용한다.

세라믹 일체형의 재료와 소성 방법은 요업 분야에 잘 알려진 방법으로 선정되고 제조된다. 재료의 선택은 광범위하다. 제품의 내구성과 열효율을 위하여 강도와 단열성이 조화되는 재료의 선택이 바람직하다. 예를 들면 세라믹재료(펠드스파+샌드)는 바인더(클레이)성분과 혼합, 혼련되어 금형에 의하여 가압 성형된다. 건조한 뒤에 표면 유약처리를 한 후에 소성, 소결을 진행할 수 있다. 필요하다면 600℃내지 900℃에서 초벌구이하고 900℃이상에서 재벌구이하여 길다란 보디를 완성시킨다. 길다란 보디가 촉매 담지체로 직접 사용될 때는 고온의 가열에 의하여 세라믹 입자간의 용융, 소결에 의하여 표면적이 줄어들므로 초벌구이가나 비교적 낮은 온도의 가열이 바람직하다. 본 발명에서는 길다란 보디가 바로 공기정화기 제품의 외관이 될 수 있으므로 외벽의 유약처리에 의하여 미려한 외관을 얻을 수 있다.

사용온도가 낮기(최대 400℃ 정도) 때문에 일반적으로 사용되는 세라믹 재료가 사용될 수 있다. 상기 세라믹 재료는 각종 금속, 준금속 산화물, 질화물 및/또는 탄화물로 주로 이루어진다. 세라믹 재료는 산지에 따라 다양한 성분의 조합이 이루어 진다. 강도를 높게 하고 통로를 많이 만들어 효율을 높이기 위하여 알루미나, 실리카 등 고순도의 파인 세라믹을 사용할 수 있다. 또한 코디어라이트, 멀라이트와 알루미노실리케이트와 같은 복합 세라믹도 사용될 수 있다. 이러한 기술은 허니컴 제조분야에 잘 알려진 기술이다.

상기 길다란 보디가 에어로겔인 경우에는 키슬러(kisler)의 미국특허 제2249767호를 시작으로 타이히너(Teichiner)일행의 미국특허 제3672833호, 염기 촉매를 가하여 투명성을 개선한 다르델(Dardel) 일행의 미국특허 제4402927호, 용매 알코홀을 CO₂로 치환하는 테와리(Tewari)일행의 미국특허 제4610863호에 기재된 일단계 방법 또는 틸로트슨(Tillotson)일행의 미국특허 제5409683호에 기재된 2단계방법에 의하여 제조된 졸을 몰드에 장입하여 용매의 임계점 이상에서 가압, 가열하여 용매를 추출하여 다공성 구조를 가진 에어로겔 보디를 제조한다.

상기 길다란 보디는 카본 주성분으로 만들어 질 수 있다. 일본특허공개 소49-115110호, 일본특허공개 평3-42039호, 한국특허공개 2002-64170호에는 활성탄 분말과 페놀 또는 멜라민 수지 또는 메틸셀룰로스와의 혼합에 의하여 활성탄 성형체를 만드는 방법이 개시되어 있다. 몰드에 통로를 형성하는 인서트를 삽입하여 다수의 종방항 통로를 형성할 수 있다. 목탄 또한 사용될 수 있다. 목탄을 사용할 때는 드릴링과 같은 기계적 작업으로 원형 단면의 상기 종방향통로를 형성한다. 상기 길다란 보디는 제올라이트 성형체일 수 있다. 제올라이트 분말과 금속 또는 준금속 산화물 졸을 혼합하여 성형체를 만드는 기술이 DE3738916A호에 개시되어 있다. 상기 카본류 또는 제올라이트 성형체는 흡착체로 작용하여 공기유입수단이 흡착이 진행될 때는 냉풍모드 흡착이 포화에 이르면 열풍모드로 하여 흡착오염물질을 산화시켜 흡착 보디를 주기적으로 재생하게 할 수 있다.

본 발명은 상기 길다란 보디가 세라믹 일체형으로 제조된 경우에 다른 촉매가 별도로 담지되지 않는 경우도 본 발명의 범위에 포함시킨다. 열풍기(팬과 통합된 히터)에 의하여 길다란 보디의 종방향 통로를 포함한 내부벽이 가열되고 가열된 내부벽의 연소 효과에 의하여 공기가 정화되는 장점이 여전히 있기 때문이다.

상기 열풍공급수단의 길다란 통로 내벽에 촉매가 담지되면 공기 정화용 반응 유니트로서 작용하게 된다. 상기 길다란 보디의 종방향통로를 포함한 내부벽에는 촉매의 활성온도, 제거 목적과 오염물질에 따라 여러가지 촉매가 다양한 방법으로 담지된다. 에너지 효율의 측면과 실내공기의 유지의 측면에 저온활성 촉매시스템이 바람직하다. 상온에서 비교적 낮은 온도(250℃이하)의 범위에서 VOC, 알데하이드류, 메캅탄류를 제거하는 촉매들이 꽤 알려져 있다. 한국특허 제336963호에는 제올라이트, 팔라듐이온과 함께 구리, 망간, 니켈, 크롬, 코발트이온을 제올라이트에 함입, 하소하여 촉매 분말을 제조하고 무기바인더와 함께 슬러리를 제조하여 담체에 코팅하여 200℃에서 VOC를 제거하고 있다. 일본특허공개 제6-210721호에는 귀금속과 세리아, 지르코니아 또는 티타니아 등의 금속산화물이 혼합 담지된 촉매가 150℃에 공기 정화작동이 되는 것이 보고되고 있다. 미국특허 제6492298호에는 귀금속이 탑재된 부분 환원된 금속 또는 준금속 산화물의 촉매가 개시되어 있는데 이러한 촉매는 알데하이드 머캅탄을 상온에서 제거하고 있다. 미국특허5538931호에는 전이금속과 킬레트제가 에어로졸에 함입되어 비교적 낮은 온도에서 촉매작용이 가능한 에어로겔 담지촉매를 개시하고 있다. 귀금속, 이산화망간, 산화구리 촉매는 비교적 저온에서 오존을 산소로 변환 시킨다. 본 발명의 세라믹 허니컴 길다란 보디에는 백금족 금속, Ag, Au, Mn 과 St 바람직하게는 Pt, Rh 과 Pd로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 귀금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐과 산화크롬으로 이루어지는 금속 또는 준금속산화물이 담지된다. 상기 귀금속은 상기 산화물과 공침되거나 상기 산화물, 세라믹물질 또는 제올라이트에 탑재되어 세라믹 허니컴 길다란 보디에 담지 될 수 있다. 바람직하게는 Pd 또는 Pt와 산화 망간이 담지된다. 가장 바람직하게는 산화 망간와 Pd 또는 Pt가 탑재된 세리아 또는 지르코니아가 담지된다.

세라믹 보디에 촉매를 담지시키는 방법은 잘 알려져 있다. 금속촉매를 담지하기 위해서는 염화팔라듐과 같이 금속 또는 수용성 염의 수용액을 준비하고 상기의 길다란 보디를 침지하고 건조시킨 후에 환원처리한다. 금속 또는 준금속의 산화물과 같은 세라믹을 담지하는 경우에는 무기 또는 유기 바인더가 함유된 슬러리를 침지, 스프레이 등으로 워시코트하고 가열 소성하거나 상기 금속 또는 준금속의 수용액을 준비하고 길다란 보디를 침지한 후 건조 하소하여 산화물을 담지한다. 반응 길다란 보디가 활성탄 또는 제올라이트 성형체인 경우에는 성형전 분말 상태에서 상기 한국특허 제336963호와 같은 방법으로 담지하여 성형하는 것이 바람직하다.

본 발명은 담지 촉매가 상온에서 활성이 있는 경우에나 상기 길다란 보디가 흡착기능으로 작용할 때는 인입공기를 가열할 필요가 없으므로 열풍기 대신에 히터가 없는 상기 길다란 보디와 결합되어 있는 일반적인 팬도 본 발명의 범위로 포함한다. 상기와 같은 특별한 경우를 제외하고는 본 발명의 공기유입수단은 상기 종방향 통로의 개구부에 공기를 공급하도록 상기 길다란 보디의 공기흐름 상류 상의 단부에 직결 또는 간접연결되는 팬과 상기 팬과 직결되거나 간접연결되는 히터로 이루어진다. 상기 히터는 상기 팬의 전면 즉, 공기흐름 상의 상류에 연결되는 것이 일반적이다. 바람직하게는, 팬의 전면에 팬과 직결되거나 팬과 일체형으로 형성될 수 있는데 이런 경우에 본 발명에서는 열풍기(팬과 통합된 히터)라고 칭한다. 히터 는 코일 상의 열선이거나 스트립상의 열선이 바람직하다. 이러한 열풍기는 헤어드라이어의 구조가 적용된다. 상기 열풍기의 송풍구는 상기 길다란 보디의 종방향 통로의 개구부에 공기를 공급할 수 있도록 상기 길다란 보디의 일단부에 직결 또는 간접연결된다.

본 발명에서 팬과 히터로 된 열풍공급수단은 주요한 특징이다. 작동 초기에는 상기 길다란 보디 또는 코아에 축열을 시킴으로서 반응(예를 들면 산화)온도로 상승하게하고 반응온도에 도달하면 온도를 유지하면서 유입공기를 반응하게 하여 정화처리를 하게되는 것이다. 히터의 출력과 팬의 속도(간단하게는 팬의 속도만)를 가변시킴으로써 이런 작용을 더욱 능률적으로 할 수 있다. 통로 벽 온도는 담지된 촉매의 활성 온도에 따라 다양하게 선택될 수 있으나 상온에서 부터 400℃가 적절하고 상부 출구 온도는 150℃이하로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 길다란 보디의 종방향 통로 출구와 밀봉연결되고 상기 무화조에 개구부가 노출된 열풍연결공급구에 의하여 무화조에 공기가 공급된다. 상기 개구부는 무화조 내의 바닥 근처에 설치되어 무화조 내의 물을 가열할 수 있다.

이 길다란 보디는 큰 용량을 위해서 다수개가 다발로 사용될 수 있다. 이렇게 사용하면 한종류의 세라믹 보디로 용량을 키울 수 있다.

공기를 공급하기 위해서는 날개형 팬이 일반적이다. 통로의 마찰과 열풍 연결공급구의 배치에 따라 수압을 극복하기 위하여 가압형 팬 예를 들면 소형 콤프레셔 또는 블로워가 사용될 수 있다. 팬 앞에는 경우에 따라서 프리필터를 달 수 있다. 팬 앞에 비교적 큰 물체가 딸려 들어가는 것을 방지하기 위하여 망을 설치할 수 있다.

상기의 열풍 연결공급구는 세라믹 보디의 종방향 통로의 출구쪽에 밀봉되어 결합된다. 이 열풍 연결공급구는 내열성 재료 바람직하게는 세라믹 재료로 제작될 수 있다. 이 열풍 연결공급구의 개구부는 무화조에 노출되어 무화입자의 방출에 사용된다. 이 열풍 연결공급구의 개구부는 무화조 내의 수면 밑에 위치하여 무화조 내의 물을 예열하는데 사용될 수 있다. 이 경우에는 상기 개구부에 역류방지수단 예를 들면 체크밸브가 장착되거나 열풍 연결공급구의 방향을 위에서 아래로 하여 역류를 방지할 수 있다. 필요한 경우에는 밸브의 사용에 의하여 열풍의 방출 위치를 수면 위나 밑으로 선택할 수 있다.

열선과 팬에는 전기회로에 의하여 전류가 공급되는 데 송풍량에 따라 전류의 세기를 가변할 수 있다. 일반적으로 수 단계로 조절하는 것이 바람직하다. 열풍공급수단에서 열풍연결공급구에서 배출되는 공기의 온도는 70℃ 이상 150℃ 이하 정도로 유지하는 것이 바람직하다. 무화조의 물을 가열살균하기 위해서는 비교적 높은 온도가 필요하고 무화입자를 단순히 배출시키기 위하여 사용될때는 살균하기에 충분한 정도로 비교적 낮은 온도가 에너지 효율에서 유리하다.

열풍공급수단에서 길다란 세라믹 보디의 종방향 통로의 입구에 연결된 팬의 입구에는 공기오염을 줄이기 위해서 별도의 폐쇄 공간을 두지 않는 것이 바람직하다. 왜냐하면 폐쇄 공간에 쌓인 먼지에 의하여 공기가 오염되기 때문이다. 상기 열풍공급수단은 길다란 형태 때문에 하우징의 저면에 수납되는 것이 일반적이지만 제한되지는 않는다.

팬에 의하여 유입된 공기는 가열된 세라믹 벽면과 접촉하면서 가열, 살균되고 무화조를 거쳐 무화입자와 함께 공기중으로 배출된다. 이렇게 가열 살균된 공기는 선택에 따라 무화조의 물을 예열하거나 무화입자의 온도를 승온하거나 경우에 따라서는 가습기의 작동 싸이클에 따라 가습작동 중간에, 시작에 또는 종료시에 초음파 진동자의 작동을 멈추고 무화조내의 물을 가열, 살균하는 데 사용될 수 있다.

본 발명에 의하여 가열 살균된 공기가 열풍으로 가습기의 무화조에 공급됨으로써 무화조내의 물이 세균으로 오염되는 것을 막고 무화입자의 온도를 승온하여 무화입자를 미세화하고 실내온도를 유지하면서 부수적으로 실내 공기를 정화할 수있다. 또한 선택에 따라 가습기가 장시간 멈춘 때는 무화조의 물을 가열 살균함으로써 가습기의 세균번식을 확실하게 막을 수 있다.

이하 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도1a 내지 도1c은 종래기술을 도시한 것이다.

도1a은 종래의 초음파가습기를 예시한 것이다. 소정형상의 길다란 보디(11)와 상기 길다란 보디(11)의 유로수단의 입구에 연결설치되어 물을 공급하는 수조(31)와 상기 수조(31)와 유로수단에 의하여 연통되고 저면에 초음파진동자(61)가 배치된 무화조(41)와 상기 무화조(41) 상단에 설치된 분출구(71)와 상기 길다란 보디(11) 하부에 설치되어 무화입자를 배출시키는 송풍팬(81)으로 구성되어 있다. 상기 송풍팬(81)으로 흡입되는 공기는 실내의 오염된 공기로서 무화조(41)에서 물 또는 무화입자와 접촉하여 세균번식이 이루어지고 무화입자와 함께 실내에 방출된다.

도1b는 가열 및 초음파복합가습방식을 예시하고 있다. 여기서는 무화조(42)에는 초음파진동자(62)뿐만아니라 히터(52)를 배치하여 무화조의 물을 가열하면서 초음파진동자(62)에 의하여 가습하는 방식을 꾀하고 있다. 이러한 방법으로는 물을 살균이상으로 가열하기 위해서는 히터용량이 커야하고 물을 완전히 끓여서 증기를 만들지 않는한 송풍의 공기에 기인한 세균을 없앨 수는 없다.

도1c는 기본적인 구조는 도1a, 도1b와 유사하나 무화관 끝에 방열판(53)을 배치한 구조이다. 무화입자와의 짧은 접촉구간에 의하여 살균과 무화입자의 충분한 승온은 사실상 불가능할 뿐만아니라 송풍공기와 무화조내의 물과의 접촉에 의한 무화조내의 세균번식은 막을 수 없다.

도2a와 도2b는 통로에 열선이 배치된 열풍공급수단을 갖는 가습기를 보여준다. 열풍공급수단(1)을 제외하고는 초음파식 또는 복합식과 유사하다. 하우징의 저면 내부에 장착된 열풍공급수단(1)의 팬(91)은 가습기 길다란 보디(80)의 측면에 노출되어 있다. 팬(91)에 흡입된 공기는 히터(98,99)에 의하여 가열된 세라믹 보디(92)에 형성된 종방향 통로(96,97)를 따라 통로(96,97)의 벽면과 첩촉하면서 승온된 후 열풍연결공급구(93)를 경유하여 개구부(95)에서 무화조(40)로 들어간다. 개구부는 경우에 따라서 물속에 노출될 수 있다. 이때 개구부에는 체크밸브(25)가 설치된다. 개구부(95)에서의 공급공기온도는 70 내지 120℃가 바람직하다. 공급공기의 살균이 필요한 경우는 낮은 온도쪽이 에너지 측면에서 유리하고 무화조(40)내의 물의 살균시는 다소 높은온도가 바람직하다.

도3a는 본 발명의 가습기에서 사용되는 열풍공급수단을 보여준다. 다른 요 소는 도2a와 도2b와 유사하다. 몰드 성형하여 소성된 길다란 일체형 세라믹 본체(130)는 사각 허니컴 구조(141)를 가진다. 상기 세라믹 본체(130)의 하단에는 열풍기(150)와 결합하기 위한 수단의 하나로 숫나사(155)가 형성되어 있다. 열풍기(150)은 팬(153)과 그 전면에 배치된 코일상의 히터(152)로 구성되고 암나사(156)로 나사결합에 의하여 상기 세라믹 본체(130)과 결합되어 본 발명의 열풍공급수단(182)를 형성한다. 상기 열풍공급수단는 촉매가 담지되지 않고 사용될 수 있다. 촉매가 담지되지 않을 때는 열방사에 의하여 미생물이 살균되거나 오염물질이 산화될 수 있는 온도 이상으로 허니컴 내벽이 가열되도록 열풍이 가해진다. 전기한 저온활성 산화 또는 산화-환원 촉매를 담지하여 연소온도 이하에서 오염물질을 제거하는 것이 바람직하다. 촉매활성온도와 오염물질의 산화조건에 따라 열풍 출력을 조절하여 설계한다.

도3b는 본 발명의 반응 유니트의 다른 실시양태를 보여준다. 몰드 성형하여 소성된 일체형 길다란 세라믹 본체(130)는 원형 단면 종방향 통로(143)를 가진다. 상기 통로(143)의 내벽에는 저온 활성 촉매가 담지된다. 상기 세라믹 본체(130)의 하단에는 열풍기(150)와 결합하기 위한 수단의 하나로 숫나사(155)가 형성되어 있다. 열풍기(150)은 팬(153)과 그 전면에 배치된 코일상의 히터(152)로 구성되고 암나사(156)로 나사결합에 의하여 상기 세라믹 본체(130)과 결합되고 프리필터(161)+그리드(162)+공간(163)+ HEPA필터(164)+그리드(165)로 이루어진 필터 카트리지(160)는 상기 열풍기(150)와 동일한 방법으로 열풍기에 결합되어 본 발명의 반응 유니트(183)를 형성한다.

본 발명의 가습기는 비교적 간단한 구조로서 적용이 용이하면서도 지속적으로 실내의 공기를 살균하고 가습기내의 세균번식을 막아 무균 상태의 무화입자를 분무하여 실내의 생활 환경을 쾌적하게 유지할 수 있으므로 초음파가습기가 가지는 세균번식이란 본질적인 문제를 완전하게 해결하였다.

Claims (13)

1. 무화입자를 제조하기 위한 물을 공급하는 수조; 열풍연결공급구가 노출되고 저면에 필요에 따라 초음파 진동자 및/또는 히터가 배치된 무화조; 상기 수조에서 무화조에 적절한 수량의 물을 흘러보내기 위한 유로수단; 상기 무화조에 살균된 공기를 송풍하기 위하여 한개 이상의 종방향 통로를 가진 길다란 보디와 상기 보디의 종방향 통로 입구측에 공기를 공급하기 위한 팬으로 된 공기유입수단; 상기 보디의 종방향 통로 출구와 밀봉연결되고 상기 무화조에 개구부가 노출된 열풍 연결공급구; 상기 무화조에 설치된 무화입자 배출구; 전원부; 상기 전원부로부터 전기로 작동하는 부위에 전류를 공급하는 전류회로; 상기 전기로 작동하는 부위에 전류흐름을 제어하는 전기제어수단; 및 상기 요소의 일부 또는 전부가 연결되거나 형성되거나 수납되는 하우징으로 이루어진 가습기
2. 제1항에 있어서, 상기 공기유입수단이 상기 길다란 보디의 공기흐름 상류 상에 상기 팬과 직결 또는 간접 연결되는 히터를 포함하는 가습기
3. 제2항에 있어서, 상기 히터가 상기 팬의 전면에 직결되는 가습기
4. 제1항에 있어서, 상기 종방향 통로가 3차원 네트워크 구조로 형성되거나 서로 평행하여 원형의 단면을 갖거나 단면이 육각 또는 사각인 허니컴 구조인 가습기
5. 제3항에 있어서, 상기 길다란 보디 또는 상기 코아가 세라믹 또는 에어로겔인 가습기
6. 제5항에 있어서, 상기 길다란 보디 또는 상기 코아가 세라믹 또는 에어로겔이고 상기 종방향 통로를 포함한 상기 길다란 보디 또는 상기 코아의 내부벽에 산화 또는 산화-환원 촉매가 담지된 가습기
7. 제6항에 있어서, 상기 종방향 통로를 포함한 내부벽에는 백금족 금속, Ag, Pd과 Mn으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐, 산화코발트와 산화크롬으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 또는 준금속산화물이 담지되는 가습기
8. 제7항에 있어서, 상기 백금족 금속이 상기 상기 금속 또는 준금속 산화물, 세라믹물질 또는 제올라이트에 탑재되어 담지되거나 상기 백금족 금속이 상기 상기 금속 또는 준금속 산화물과 공침되어 담지되는 가습기
9. 제4항에 있어서, 상기 길다란 보디 또는 상기 코아가 카본 류의 성형체이거나 제올라이트 성형체인 가습기
10. 제9항에 있어서, 상기 종방향 통로를 포함한 상기 길다란 보디 또는 상기 코아의 내부벽에 산화 또는 산화-환원 촉매가 담지된 가습기
11. 제10항에 있어서, 상기 길다란 보디의 종방향 통로를 포함한 내부벽에는 백금족 금속, Ag, Pd과 Mn으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐, 산화코발트와 산화크롬으로 이루어지는 금속 또는 준금속산화물이 담지되는 가습기
12. 제11항에 있어서, 상기 백금족 금속 또는 상기 금속 또는 준금속 산화물이 상기 카본 류 또는 상기 제올라이트 분말에 담지되어 성형체를 형성하거나, 상기 백금족 금속이 상기 금속 또는 준금속 산화물과 공침되어 상기 카본 류 또는 상기 제올라이트 분말에 담지되어 성형체를 형성하는 가습기
13. 제 1항 내지 제 2항에 있어서,상기 열풍공급수단의 열풍 연결공급구의 개구부는 무화조 내의 수면 밑에 위치하고 상기 개구부에는 역류방지수단이 장착된 가습기.

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