KR20100081060A - 가습기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히터의 열량을 단계적으로 제어할 수 있는, 가습기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명은, 가습필터를 이용하여 실내공기를 가습시키기 위한 가습부; 실내공기를 유입시키는 한편 상기 가습부를 통과한 가습공기를 토출시키기 위한 송풍부; 현재습도를 감지하기 위한 습도감지부; 상기 실내공기를 가열하기 위한 히팅부; 및 상기 송풍부의 구동을 제어하며, 상기 습도감지부로부터 전송된 감지신호에 따라 상기 히팅부의 출력을 단계적으로 변경시켜 현재습도가 목표습도의 일정범위 내에서 유지될 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함한다.

가습기, 증발식, 히터

Description

가습기 및 그 제어 방법{HUMIDIFIER AND METHOD OF CONTROLLING IT}

본 발명은 가습기에 관한 것으로서, 특히, 가습량을 조절할 수 있는 증발식 가습기에 관한 것이다.

건조한 겨울철에 쾌적한 습도 유지를 위해 사용되고 있는 가습기 중 증발식 가습기는, 제품 내부에 물을 포함하고 있으며 일반적으로 수도물을 사용하여 가습하고 있다.

또한, 증발식 가습기는 일반적인 가습기와 동일한 가습 성능을 유지하거나 또는 더 증가시키기 위해, 고풍량을 낼 수 있는 송풍팬을 더 구비하고 있다.

즉, 종래의 증발식 가습기는, 가습모듈, 가습량을 증가시키기 위한 히터, 팬모터 및 습도를 감지하는 습도센서를 포함하고 있으며, 히터를 제외한 가습모듈과 팬모터로만 이루어져 있을 수도 있다.

도 1은 종래의 증발식 가습기의 시간대비 상대습도 변화량을 나타낸 일실시예 그래프이다.

한편, 종래의 증발식 가습기는, 사용자로 하여금 목표 습도(40~70%)를 설정하도록 하는데 예를 들어, 목표 습도가 50%로 설정되었다면, 도 1에 도시된 바와 같이, 50%의 습도를 유지하기 위하여 40%에서 히터를 가동시키고, 60%에서 히터를 멈추는 온/오프(on/off) 방식을 이용하여 50%의 습도를 유지시키고 있다.

즉, 종래의 증발식 가습기는, 250W의 히터가 장착되어 있다고 가정할 때, 250W를 모두 사용하거나 모두 사용자지 않는 온/오프(On/Off) 방식을 이용하여 습도를 제어 하고 있다.

그러나, 종래의 증발식 가습기는, 목표 습도(50%) 설정 시, 상기한 바와 같은 제어에 위하여, 40%~60% 수준의 주위 환경이 될 수 밖에 없는 실정이며, 습도센서의 편차로 인하여 예상보다 낮거나 높은 영역의 습도로 유지되는 시간이 상대적으로 많을 수 있기 때문에, 사용자는 원하지 않는 습도대에서 생활을 할 수도 있다.

또한, 종래의 증발식 가습기는, 가습기를 통해 토출되는 공기가 수온이 낮은 수조부 및 가습필터에서 열량을 빼앗기게 됨으로, 흡입 온도보다 2℃~ 3℃정도 낮은 온도를 갖는 가습공기가 토출된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 히터의 열량을 단계적으로 제어할 수 있는, 가습기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가습필터를 이용하여 실내공기를 가습시키기 위한 가습부; 실내공기를 유입시키는 한편 상기 가습부를 통과한 가습공기를 토출시키기 위한 송풍부; 현재습도를 감지하기 위한 습도감지부; 상기 실내공기를 가열하기 위한 히팅부; 및 상기 송풍부의 구동을 제어하며, 상기 습도감지부로부터 전송된 감지신호에 따라 상기 히팅부의 출력을 단계적으로 변경시켜 현재습도가 목표습도의 일정범위 내에서 유지될 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함한다.

본 발명은 히터의 열량을 단계적으로 제어함으로써 사용자에 의해 설정된 설정습도를 지속적으로 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 히터의 열량을 단계적으로 제어하여 현재습도를 목표습도에 접근시킴으로, 목표습도의 접근이 보다 정밀하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명은 목이 아프거나 좀더 가습을 요하는 경우에 정확한 맞춤형 습도 제어를 할 수 있음으로, 쾌적한 환경조성이나 맞춤형 가습을 하는데 있어 효 과적이라고 할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수개의 히터를 이용하여 따뜻한 가습을 가능하게 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 상세히 설명된다.

도 2는 본 발명에 따른 가습기의 일실시예 외부 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가습기의 일실시예 내부 구성도이다. 한편, 본 발명에 따른 가습기는 증발식 가습에 적용되는 것으로서, 이하에서 설명되는 가습기는 증발식 가습기를 말하는 것이다.

본 발명에 따른 가습기는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실내공기가 흡입되는 흡입구(81)와 가습공기가 외부로 토출되는 토출구(82)가 형성되어 있는 본체(80), 본체 내에 장착되어 물을 수용하고 있는 저수조(91)와 상기 저수조 내에서 일정부분이 물에 침지되는 상태를 유지하고 착탈이 가능하도록 배치되는 가습필터(92)를 구비하는 가습부(90), 가습필터를 통과한 가습공기를 토출구로 토출시키기 위하여 팬모터(미도시)와 팬(61)으로 구성된 송풍부(60), 현재습도를 감지하기 위한 습도센서(51)로 구성된 습도감지부(50) 및 흡입구를 통해 유입된 실내공기와 가습부를 통과한 가습공기를 가열하기 위해 두 개의 히터(41, 42)를 구비하는 히팅부(40)를 포함하고 있다. 이 외에도 본 발명에 따른 가습기는 설정된 목표 습도를 저장하고 있는 저장부(20), 사용자로부터 목표 습도와 각종 제어신호를 입력받기 위한 입력부(30), 현재의 습도와 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(70) 및 상기 각 부의 기능을 제어하기 위한 제어부를 포함하여 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 구성을 포함하는 본 발명은, 히팅부에 적절한 히팅 에너지만을 인가시킴으로써, 사용자가 설정한 목표습도까지 리니어(Liner)하게 접근하도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 본 발명은 히팅부에 250W의 제1히터(41)가 장착되어 있을 경우, 가습 초기에는 제1히터를 250W로 구동하는 한편, 목표습도에 접근할 수록, 히터를 250W~0W로 자동으로 제어함으로써, 가습기 외부의 습도(현재습도)(이하, 간단히 '현재습도'라 함)가 50% 수준에서 지속적으로 유지되도록 하고 있다.

한편, 흡입구를 통해 흡입된 실내공기는 제1히터(41)를 거쳐 온도를 상승시키며, 이로 인해 열량을 얻은 공기는 가습필터(92)를 거쳐 가습공기가 된다. 이때, 토출구를 통해 외부로 토출되는 가습공기는 열량을 빼앗기게 되어 전단보다 낮은 온도를 갖는다. 따라서, 본 발명은 가습부를 통과한 가습공기에 제2히터(42)를 이용하여 추가적으로 열량을 공급함으로써, 따뜻한 가습공기가 지속적으로 토출될 수 있도록 하고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 가습기 제어 방법의 일실시예 흐름도이며, 도 5는 본 발명에 따른 가습기 제어 방법에 따른 시간대비 상대습도 변화량을 나타낸 일실시예 그래프이다.

사용자는 입력부를 이용하여 자신이 원하는 목표습도를 설정하며, 제어부는 입력된 목표습도를 저장부에 저장한다(402). 이하에서는, 설명의 편의상 사용자가 목표습도로 50%를 설정한 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다.

목표습도가 설정되고 가습기를 구동시키고자 하는 제어신호가 입력되면, 제어부는 송풍부를 구동하여 팬(61)을 회전시키는 한편, 히팅부(40)의 제1히터를 최대출력으로 구동함으로써, 흡입된 실내공기를 가열된 가습공기로 토출시킨다(404). 즉, 제어부는 팬(61)을 구동시킴으로써, 흡입구(81)를 통해 유입된 실내공기가 가습부(90)를 통해 가습된 상태에서 토출구(82)를 통해 외부로 토출되도록 한다. 이때, 제어부는 제1히터(41)를 최대출력으로 구동하여, 유입된 실내공기를 가열 시킴으로써, 가습부에서의 가습기능이 보다 원활히 이루어지도록 할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 제1히터의 최대출력이 최대 250W이며, 제1히터의 출력이 250W, 150W, 70W, 0W 사이에서 단계적으로 변경가능한 경우를 일예로 하여 본 발명이 설명된다. 즉, 본 발명에 따른 가습기는 최초 구동시에는 제1히터의 최대 출력으로 구동되어, 현재습도를 빠른 시간에 증가시키고 있다.

가습기가 구동을 시작하면, 제어부는 습도감지부의 습도센서(51)로부터 전송된 감지신호를 이용하여 현재습도를 분석한 후, 현재습도가 목표습도의 제1오차범위 이상인지를 판단한다(제1오차범위 판단)(406). 본 발명에서는 목표습도의 오차범위를 3단계로 구분하고 있는바, 제1오차범위는 '목표습도-2%=(45%)'이고, 제2오차범위는 '목표습도(50%)'이며, 제3오차범위는 '목표습도+2%(52%)'이다. 이러한 오차범위 및 그 단계는 가습기의 제조사 또는 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 제1오차범위 이상인지를 판단하는 과정(406)은, 제어부가 분석한 현재습도 가 목표습도인 50%에서 -2%를 합산한 제1오차범위(48%) 이상인지의 여부를 판단하는 것이다.

제1오차범위 판단 결과, 제1오차범위 이상이 아닌 경우, 즉, 외부 습도가 48%보다 작은 경우, 제어부는 제1히터를 지속적으로 최대출력(250W)으로 구동시킴으로써(404), 현재습도가 빨리 올라갈 수 있도록 한다.

제1오차범위 판단 결과, 제1오차범위 이상인 경우, 즉, 외부 습도가 48% 이상인 경우, 제어부는 제1히터의 출력을 제1설정출력(150W)으로 구동시킴으로써, 현재습도의 증가속도를 감소시킬 수 있다(408).

이후, 기 설정된 시간이 경과하면, 제어부는 습도감지부의 습도센서로부터 전송된 감지신호를 지속적으로 분석하여, 현재습도가 목표습도의 제2오차범위(50%) 이상인지를 판단한다(제2오차범위 판단)(410).

제2오차범위 판단 결과, 제2오차범위 이상이 아닌 경우, 즉, 외부 습도가 목표습도(50%)보다 작은 경우, 제어부는 제1히터를 지속적으로 제1설정출력(150W)으로 구동시킴으로써, 외부 습도가 천천히 올라갈 수 있도록 한다(408).

제2오차범위 판단 결과, 제2오차범위 이상인 경우, 즉, 외부 습도가 목표습도(50%) 이상인 경우, 제어부는 제1히터의 출력을 제2설정출력(70W)으로 구동시킴으로써, 현재습도의 증가속도를 감소시킬 수 있다(412).

이후, 기 설정된 시간이 경과하면, 제어부는 습도감지부의 습도센서로부터 전송된 감지신호를 지속적으로 분석하여, 현재습도가 목표습도의 제3오차범위(52%) 이상인지를 판단한다(제3오차범위 판단)(414).

제3오차범위 판단 결과, 제3오차범위 이상이 아닌 경우, 즉, 외부 습도가 52%보다 작은 경우, 제어부는 제1히터를 지속적으로 제2설정출력(70W)으로 구동시킴으로써, 현재습도가 천천히 올라갈 수 있도록 한다(412).

제3오차범위 판단 결과, 제3오차범위 이상인 경우, 즉, 외부 습도가 52% 이상인 경우, 제어부는 제1히터의 출력을 제3설정출력(0W)으로 구동시킴으로써, 현재습도가 증가되지 않도록 한다(416).

이후, 기 설정된 시간이 경과하면, 제어부는 습도감지부의 습도센서로부터 전송된 감지신호를 지속적으로 분석하여, 현재습도가 목표습도의 제1오차범위(48%) 이상인지를 판단한다(제4오차범위 판단)(418). 즉, 제4오차범위 판단은, 현재습도가 목표습도보다 높게 올라간 상태에서 제1히터의 출력을 정지시킴으로 인해 현재습도가 내려가는 경우, 어느 일정 레벨 이상으로 현재습도가 내려가지 않도록 하기 위한 것이다. 즉, 본 실시예에서는 제4오차범위 판단에서 현재습도가 제1오차범위 이상인지를 판단하도록 함으로써, 목표습도를 50%로 할 때, 최저 48%에서 최고 52%사이에서 현재습도가 유지될 수 있다.

제4오차범위 판단 결과, 제1오차범위 이상인 경우, 즉, 현재습도가 제1오차범위(48%)보다 큰 경우, 제어부는 제1히터를 지속적으로 제3설정출력(0W)으로 구동시킴으로써(416), 외부 습도가 조금씩 떨어지도록 하고 있다. 즉, 한번 올라간 현 재습도가 제1히터를 구동시키지 않는다고 하여 바로 급격하게 떨어지는 것은 아니기 때문에 사용자는 목표습도에 근접한 현재습도를 장시간 유지할 수 있으며, 이로인해 전력의 소모도 줄일 수 있다.

제4오차범위 판단 결과, 제1오차범위 이상이 아닌 경우, 즉, 현재습도가 제1오차범위(48%)보다 낮은 경우, 제어부는 제1히터의 출력을 제1설정 출력(150W)으로 구동시킴으로써, 현재습도가 다시 증가되도록 할 수 있다(408). 한편, 본 발명은 사용자의 선택에 의해, 다시 제1히터가 최대출력(250W)으로 구동되도록 설정될 수 있다. 그러나, 일단 현재습도가 일정 범위 이상으로 유지되고 있는 상태임으로, 제1히터를 최대출력(250W)으로 구동하지 않고 제1설정출력(150W)으로 구동하더라도 현재습도는 다시 올라갈 수 있기 때문에, 제1히터를 최대출력으로 구동시키지 않는 것이 바람직하다.

이후, 제어부는 제1설정출력 과정(408)부터 모든 과정을 다시 수행함으로써, 현재습도가 제1오차범위(48%)와 제3오차범위(52%) 사이에서 유지될 수 있도록 한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 증발식 가습기의 시간대비 상대습도 변화량을 나타낸 일실시예 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 가습기의 일실시예 외부 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 가습기의 일실시예 내부 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 가습기 제어 방법의 일실시예 흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 가습기 제어 방법에 따른 시간대비 상대습도 변화량을 나타낸 일실시예 그래프.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

41 : 제1히터 42 : 제2히터

51 : 습도센서 61 : 팬

80 : 본체 81 : 흡입구

82 : 토출구 91 : 저수조

92 : 가습필터 90 : 가습부

Claims (8)

1. 가습필터를 이용하여 실내공기를 가습시키기 위한 가습부;

   실내공기를 유입시키는 한편 상기 가습부를 통과한 가습공기를 토출시키기 위한 송풍부;

   현재습도를 감지하기 위한 습도감지부;

   상기 실내공기를 가열하기 위한 히팅부; 및

   상기 송풍부의 구동을 제어하며, 상기 습도감지부로부터 전송된 감지신호에 따라 상기 히팅부의 출력을 단계적으로 변경시켜 현재습도가 목표습도의 일정범위 내에서 유지될 수 있도록 하기 위한 제어부를 포함하는 가습기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 히팅부는,

   상기 가습부로 유입되는 상기 실내공기를 가열시키기 위한 제1히터; 및

   상기 가습부를 통과한 가습공기를 가열시키기 위한 제2히터를 포함하며,

   상기 제어부는 상기 제1히터의 출력을 단계적으로 변경시켜 현재습도가 목표습도의 일정범위 내에서 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가습기.
3. 목표습도가 입력된 상태에서, 가습기의 제어부가, 가습부로 유입되는 실내공기를 가열시키는 히터를 최대출력으로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 목표습도의 제1오차범위 이상인지를 판단하는 제1오차범위 판단 단계;

   상기 제1오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제1오차범위 이상이 아닌 경우, 상기 히터를 상기 최대출력으로 구동시키는 최대출력 구동 단계;

   상기 제1오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제1오차범위 이상인 경우, 상기 히터의 출력을 제1설정출력으로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 목표습도의 제2오차범위 이상인지를 판단하는 제2오차범위 판단 단계;

   상기 제2오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제2오차범위 이상이 아닌 경우, 상기 히터를 상기 제1설정출력으로 구동시키는 제1설정출력 구동 단계; 및

   상기 제2오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제2오차범위 이상인 경우, 상기 히터의 출력을 상기 제1설정출력보다 낮은 단계로 구동시키는 단계를 포함하는 가습기 제어 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제2오차범위는 상기 목표습도인 것을 특징으로 하는 가습기 제어 방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 히터의 출력을 상기 제1설정출력보다 낮은 단계로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 제1오차범위 보다 낮은 것으로 판단되면, 상기 히터를 상기 제1설정출력으로 구동시키고, 현재습도가 상기 목표의 제2오차범위 이상인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 가습기 제어 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 히터를 상기 제1설정출력보다 낮은 단계로 구동시키는 단계는,

   상기 제2오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제2오차범위 이상인 경우, 상기 히터의 출력을 제2설정출력으로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 목표습도의 제3오차범위 이상인지를 판단하는 제3오차범위 판단 단계;

   상기 제3오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제3오차범위 이상이 아닌 경우, 상기 히터를 상기 제2설정출력으로 구동시키는 제2설정출력 구동 단계; 및

   상기 제3오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제3오차범위 이상인 경우, 상기 히터의 출력을 상기 제2설정출력보다 낮은 단계로 구동시키는 단계를 포함하는 가습기 제어 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 히터를 상기 제2설정출력보다 낮은 단계로 구동시키는 단계는,

   상기 히터를 구동시키지 않는 것을 특징으로 하는 가습기 제어 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 히터를 상기 제2설정출력보다 낮은 단계로 구동시키는 단계는,

   상기 제3오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제3오차범위 이상인 경우, 상기 히터를 제3설정출력으로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 목표습도의 제1오차범위 이상인지를 판단하는 제4오차범위 판단 단계;

   상기 제4오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제1오차범위 이상인 경우, 상기 히터를 상기 제3설정 출력으로 구동시키는 제3설정출력 구동 단계; 및

   상기 제4오차범위 판단 결과, 현재습도가 상기 제1오차범위 이상이 아닌 경우, 상기 히터를 상기 제1설정출력으로 구동시킨 후, 현재습도가 상기 목표의 제2오차범위 이상인지를 판단하는 단계를 포함하는 가습기 제어 방법.

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