KR20110004565A - 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 가습효율이 향상되고 내구성이 증가된 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 관한 것이다.
환기, 가습, 내구성, 냉난방

Description

가습부재 및 이를 구비한 가습유닛{humidification member and humidifier having the same}
본 발명은 가습효율이 향상되고 내구성이 증가된 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 관한 것이다.
본 발명은 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 가습효율이 향상되고 내구성이 증가된 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 관한 것이다.
실내공기는 적절한 온도와 습도가 유지되어야 한다. 따라서, 실내공기의 온도를 조절하기 위하여 공기조화장치가 사용될 수 있으며, 실내공기의 습도를 조절하기 위하여 별도의 가습장치를 사용할 수 있다.
상기 가습장치는 하절기가 아닌 동절기에 실내를 난방하는 경우 주로 사용될 수 있다. 실내를 난방하는 과정에서 상대습도가 하강하면 불쾌감이 증가할 수 있다.
이와 같이, 공기조화장치에 의한 실내공기의 온도조절과 가습장치에 의한 습도조절이 가능하지만, 실내공기는 그 사용시간이 길어짐에 따라 오염도가 증가한 다. 상기 공기조화장치에 필터 등이 구비되어도 실내에 거주하는 사람이 많은 경우, 이산화탄소의 농도도 증가하게 되므로 정기적으로 실내공기를 환기할 것이 필요하다.
따라서, 사무용 건물 등에는 공기조화장치와 별도로 환기장치를 함께 구비하는 경우가 많다.
일반적으로 환기장치는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 말한다. 환기기능이 없는 공기조화장치는 실내 공기를 순환시키며 냉각 또는 가열하여 실내를 냉방 또는 난방한다. 공기조화장치에 필터 등이 구비되는 경우가 있으나, 실내의 오염도는 서서히 증가하게 되고, 필터 등에 의한 공기청정기능은 한계가 있으므로, 실내공기의 환기과정이 필요하게 된다.
이와 같이, 실내공기를 쾌적하게 하기 위하여 공기조화장치와 환기장치를 구비하는 경우, 실내를 가습하기 위한 가습장치를 별도로 구비하지 않고 공기조화장치 또는 환기장치 중 어느 한쪽에 구비할 수 있다.
또한, 냉난방된 실내 공기와 실외 공기를 환기하는 과정에서 열손실을 최소화하기 위하여 실외에서 흡입되는 흡입공기와 실외로 배출되는 배출공기 사이에 열교환을 수행하는 열교환기를 환기장치에 구비하여, 환기과정에서 발생될 수 있는 열손실을 최소화할 수 있다.
또한, 환기장치에 가습기능을 제공하는 가습유닛을 구비하여, 실내로 공급되는 흡입공기를 가습할 수 있다.
이러한 가습유닛은 물을 특정방향에서 흡수하는 가습부재를 구비하고, 실외에서 흡입된 흡입공기를 물이 일정한 방향으로 흐르는 가습부재 사이로 투과시켜 물입자가 흡입공기와 함께 실내로 공급되도록 하는 방식을 사용한다.
즉, 실제로 기화되어 흡입공기와 함께 실내로 공급되는 물입자의 양은 기화되지 못하고 버려지는 물의 양보다 훨씬 많다. 따라서,
그리고, 가습부재에 흡수되어 가습부재를 타고 흐르는 물의 양이 많아지면, 가습부재의 표면에 이물질 등이 축적되어 그 수명이 단축될 수 있다.
특히, 종래에 소개된 가습유닛에 포함된 가습부재들은 물을 흡수하는 방향과 물이 흘러내려가는 방향이 서로 다르다.
즉, 가습부재의 상단은 하방으로 절곡된 절곡부를 구비하고, 절곡부의 끝단이 급수통 내부로 연장되어 물을 흡수하고 중력방향으로 물을 흘려 보내며 가습과정이 수행된다. 이와 같은 가습부재의 절곡부의 절곡된 형상은 물이 흡수되는 방향과 물이 흘러내리는 방향을 변화시켜, 물의 흡수량을 제어할 수 있다는 장점이 있으나 절곡부에서 이물질(스케일 등)이 축적되어 가습부재의 수명이 단축된다는 문제점을 갖는다.
본 발명은 가습효율이 향상되고 내구성이 증가된 가습부재(310) 및 이를 구비한 가습유닛을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재 및, 상기 절곡 흡습재의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재로 구성되며, 그 상부에서 물을 흡수하여 하부로 흘려보내며, 상기 절곡 흡습재와 상기 평면 흡습재 사이를 통과하는 공기를 가습하며, 직육면체 형상을 갖는 가습부재를 제공한다.
이 경우, 상기 절곡 흡습재는 일정 간격으로 반대방향으로 절곡될 수 있다.
여기서, 상기 평면 흡습재는 3.5 mm 내지 5.5 mm 간격으로 배열될 수 있다.
그리고, 상기 절곡 흡습재에서 동일 방향으로 절곡된 절곡부 사이의 거리는 7 mm 내지 11 mm일 수 있다.
또한, 상기 가습부재의 폭과 높이는 200 mm 내지 400 mm이며, 상기 가습부재의 두께는 30mm 내지 70mm일 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재 및 상기 절곡 흡습재의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재;로 구성되며, 그 상부에서 물을 흡수하여 하부로 흘려보내며, 상기 절곡 흡습재와 상기 평면 흡습재 사이를 통과하는 공기를 가습하며, 직육면체 형상을 갖는 가습부재;
상기 가습부재 상부에 구비되어 상기 가습부재로 물을 공급하도록 그 하면에 급수홀 또는 급수슬릿이 형성된 급수통 및, 상기 가습부재(310)에서 떨어지는 물을 수집하여 배수하는 드레인팬;을 포함하는 가습유닛을 제공한다.
이 경우, 상기 급수통에 공급되는 물은 상수도와 연결된 급수배관을 통해 공급되며, 물을 공급하는 급수배관은 급수밸브를 구비하며, 상기 드레인팬에 수집된 물을 배수하기 위하여 하수도와 연결된 배수배관이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 급수통 하부에 형성된 급수홀 또는 급수슬릿은 복수 개가 형성되며, 상기 급수홀 또는 급수슬릿의 총 면적은 0.5 mm2 내지 1.0 mm2 이며, 상기 급수통의 수위는 5mm 내지 15mm일 수 있다.
그리고, 상기 급수밸브는 상기 급수통에서 상기 가습부재로 공급되는 물의 양이 시간당 3.5 킬로그램 내지 시간당 7.5 킬로그램일 수 있다.
이 경우, 상기 가습부재 및 상기 급수통은 일측에 가이드 레일이 구비되고, 타측에 가이드홈이 구비되어 상기 가습부재가 공기의 투과방향과 물공급방향과 수직한 방향으로 상기 급수통과 분리되어 선택적으로 삽입 또는 인출될 수 있다.
본 발명에 따른 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 의하면, 실내 공기를 환기함과 동시에 실내로 유입되는 건조한 공기에 수분을 공급하여, 실내 공기를 쾌적하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 의하면, 환기장치에 구비되는 가습유닛을 구성하는 가습부재의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가습부재 및 이를 구비한 가습유닛에 의하면, 가습유닛을 구성하는 가습부재의 물소비량을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 환기장치에 의하면, 가습유닛을 구성하는 가습부재의 면적과 두께를 줄일 수 있으므로, 환기장치 내에서 가습유닛이 차지하는 부피를 최소화할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 환기장치(1000)의 사시도이다.
상기 환기장치(1000)는 실내공기와 실외공기를 환기하는 환기유닛을 구비한다. 또한, 상기 환기장치(1000)는 추가적으로 환기유닛에서 흡입된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위한 냉난방유닛과 상기 환기유닛에서 흡입된 흡입공기를 가습하는 가습유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 냉난방유닛과 상기 가습유닛은 상기 환기유닛과 함께 실내로 공급되는 흡입공기의 쾌적도를 향상시켜, 사용자 의 만족감을 증대시킬 수 있다.
도 1에 도시된 환기장치(1000)를 이하 자세히 설명하기로 한다. 상기 환기장치(1000)는 상기 환기유닛과 함께 전술한 냉난방유닛(200) 및 가습유닛(300)을 모두 포함하는 경우로 가정하여 설명하기로 한다.
상기 환기장치(1000)의 환기기능을 담당하는 환기유닛(100)은 적어도 1개의 송풍팬을 구비할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 상기 환기장치(1000)의 환기유닛(100)은 흡기팬(130)과 배기팬(120)을 구비한다. 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 실외공기를 흡입하고 실내공기를 배출하게 된다. 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 각각 상기 환기유닛(110)의 양단에 위치할 수 있다. 상기 흡기팬(130)은 상기 환기유닛(110)의 실내방향 일단에 구비되며, 상기 배기팬(120)은 상기 환기유닛(110)의 실외방향 일단에 구비될 수 있다.
상기 흡기팬(130)과 배기팬(120) 사이에 흡입되는 공기와 배기되는 공기를 상호 열교환하는 열교환기(110)를 구비할 수 있다. 상기 열교환기(110)는 흡입되는 공기와 배기되는 공기를 열교환시켜, 실내 공기의 급격한 온도변화를 막을 수 있으며, 실내공간의 공조부하를 낮출 수 있다.
예를 들어, 실내의 냉방과정에서 환기과정이 수행되면, 실내의 냉각된 공기가 배출되고, 뜨거운 실외공기가 흡입되어, 공기조화장치 등의 냉방부하(공조부하)가 증가하게 된다.
따라서, 상기 열교환기(110)에서 흡입되는 흡입공기와 배출되는 배출공기가 서로 열교환하여, 냉방부하 또는 난방부하를 줄이고, 사용자가 느끼는 온도편차를 최소화할 수 있다. 상기 열교환기(110)의 구체적인 구조는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 크로스 플로우팬으로 구성될 수 있으며, 상기 열교환기(110)는 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120) 사이에 배치될 수 있다.
상기 흡기팬(130)은 상기 열교환기(110)를 통과한 실외공기(흡입공기)를 후술하는 냉난방유닛(200) 측으로 송풍하고, 상기 배기팬(120)은 상기 열교환기(110)를 통과한 실내공기(배출공기)를 실외로 토출하는 역할을 수행한다,
상기 흡기팬(130)에서 흡입된 흡입공기는 냉난방유닛(200) 측으로 송풍될 수 있다. 상기 냉난방유닛(200)은 냉매가 증발 또는 응축되어 투과되는 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방코일(210)과 냉매를 선택적으로 차단 또는 팽창시킬 수 있는 팽창밸브(미도시)를 포함한다.
상기 냉난방코일에 공급되는 냉매는 환기장치(1000)와 별도로 구비된 공기조화장치의 실외기에서 공급될 수 있다.
물론, 상기 환기장치(1000) 내부에 압축기와 열교환기를 구비하는 것도 가능하지만, 환기장치(1000)의 부피를 줄이고 소음 발생을 최소화하고, 냉난방 효율의 증가를 위하여 실외에 설치된 공기조화장치의 실외기로부터 냉매를 공급받을 수 있다. 상기 냉난방유닛(200)을 구성하는 냉난방코일에 대한 설명은 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 환기장치(1000)는 상기 냉난방유닛(200) 후방에 가습유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 가습유닛(300)은 물을 흡수하여 흘러내리며, 공기를 투과시켜 투과되는 공기를 가습하는 가습부재(310)를 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
상기 환기장치(1000)는 실내에 실내공기를 흡입하는 흡입구(미도시)와 실내공기가 도출되는 토출구(미도시)를 통해 실내공기를 흡입하거나 배출하게 된다.
실내공기를 흡입하여 상기 환기장치(1000)를 거쳐 배기하는 과정은 상기 환기장치(1000)에 각각 연결된 제1 및 제2 배기덕트(430,440)에 의하며, 실외공기를 흡입하여 상기 환기장치(1000)를 거쳐 흡기하는 과정은 상기 환기장치(1000)에 각각 연결된 제1 및 제2 흡기덕트(410,420)에 의한다.
상기 제1흡기덕트(410)을 통해 흡입된 흡입공기(OA)는 상기 흡입유닛(100)의 열교환기에서 열교환된 뒤, 상기 냉난방유닛(200)을 구성하는 냉난방코일(210)에서 냉각 또는 가열되고, 상기 가습유닛(300)에서 가습되어 실내로 공급(SA)된다.
상기 가습유닛(300)은 특히 동절기 상기 냉난방유닛(200)에서 가열된 흡입공기가 투과되면서 온도는 하강하고 습도는 상승시켜 실내를 쾌적하게 할 수 있다. 즉, 상기 냉난방유닛(200)에서 가열된 공기는 상기 가습유닛에서 가습되기 쉬워진다. 따라서, 상기 가습유닛(300)는 난방모드에서 건조하고 가열된 공기의 온도를 낮추고 습도를 높이는데 더 큰 의미를 갖는다.
반면, 실내에서 흡입되는 실내공기(RA)는 상기 가습유닛(300) 또는 상기 냉난방유닛(200)을 통과하지 않고 우회하여 상기 환기유닛(100)의 열교환기(110)에서 열교환된 뒤 실외로 배출(EA)된다.
도 2는 상기 환기장치의 환기유닛(100)의 열교환기(110)과 냉난방유닛(200) 의 냉난방코일(210)을 도시한다. 도 2(a)는 환기유닛(100)의 열교환기(110)를 도시하며, 도 2(b)는 냉난방유닛(200)의 냉난방코일(210)을 도시한다.
도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 열교환기(110)는, 평판형의 평면판재(113)와, 물결형상의 절곡판재(114)가 교대로 적층되어 구성될 수 있다. 상기 평면판재(113)를 사이에 두고 배치된 상기 절곡판재(114)는 직각으로 교차하도록 구성될 수 있다. 그리고 열교환기(110)는 전체적으로 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열교환기(110)는 평면판재(113) 및 절곡판재(114)의 적층에 의하여 제1유로(115)와 제2유로(116)가 형성된다. 상기 제1유로(115)와 제2유로(116)는 서로 직교하는 유로이다.
상기 열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)의 표면에는 수증기를 흡착하기 위한 흡착재가 도포될 수 있다.. 이러한 종류의 흡착재로는, 예를 들어 실리카겔, 제올라이트, 이온교환수지 등일 수 있다.
또한, 상기 열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)는 그 표면에 흡착재가 도포되고 박막 필름 재질 등으로 구성되어, 상기 제1유로(115)와 제2유로(116)를 각각 통과하는 공기는 열교환과 함께 수분교환도 가능하게 된다.
즉, 실내에서 공급된 배출공기(RA)가 상기 제1유로(115)로 유동하고, 실외에서 흡입된 흡입공기(OA)가 제2유로(116)로 유동하는 경우, 상기 제1유로(115)에서 흡착제에 의하여 수분이 흡착되어 제2유로(116)의 흡입공기(OA)로 수분을 공급하 여, 흡입공기(OA)의 습도를 상승시킬 수 있다. 상기 가습유닛(300)이 환기장치에 구비되는 경우, 가습유닛(300)에 의한 가습과정이 수행될 수 있으나, 가습유닛이 구비되지 않는 경우에도 흡입공기(OA)와 배출공기(RA)의 습도차를 일차적으로 줄일 수 있다.
도 2(b)는 상기 냉난방유닛(200)를 구성하는 냉난방코일(210)의 사시도이다. 상기 냉난방코일(210)은 크로스핀 식의 핀-튜브(Fin-Tube)형 열교환기로 구성될 수 있다. 상기 냉난방코일(210)은 장방형 판 형상으로 형성된 알루미늄 등과 같은 금속 재질의 다수 핀(213)과, 이 핀(213)을 관통하는 냉매관(215)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 2에 도시되지 않았으나, 상기 냉난방코일(210)에 냉매를 선택적으로 공급하는 팽창밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 팽창밸브는 전자팽창밸브(Electric expansion valve, EEV) 등일 수 있다. 상기 팽창밸브는 냉매를 선택적으로 차단 또는 공급하거나, 냉난방코일(210) 내부로 유입되는 냉매를 팽창시키는 역할을 수행할 수 있다.
따라서, 실내를 냉방하는 경우, 상기 냉난방코일(210)은 증발기로 작동되며, 실내를 난방하는 경우 상기 냉난방코일(210)은 응축기로 작동될 수 있다.
상기 환기장치 단독으로 충분한 냉난방 기능을 제공하기 어려울 수 있으므로, 별도의 공기조화장치와 연동되어 운전될 수 있으며, 환기장치 내부에 압축기 등이 구비되지 않는 경우 공기조화장치의 실외기에서 냉매를 공급받을 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 가습부재(310)의 하나의 실시예를 도시한다. 구체적으로 도 3은 납작한 직육면체 형상의 가습부재(310)의 사시도와 일부분(A)를 확대 한 확대도이다.
본 발명에 따른 가습부재(310)는 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재(315b) 및 상기 절곡 흡습재(315b)의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재(315a)를 포함하여 구성되며, 그 상부에서 물을 흡수하여 하부로 흘려보냄과 동시에 상기 절곡 흡습재(315b)와 상기 평면 흡습재(315a) 사이를 통과하는 공기를 가습하며, 납작한 직육면체 형상을 갖을 수 있다.
도 3에 도시된 상기 가습부재(310)는 물을 흡수하고, 물을 흡수한 가습부재(310) 사이로 흡입공기를 통과시키는 방법으로 가습과정이 수행될 수 있다.
상기 가습부재(310)은 여러 장의 흡습재(315a, 315b)가 나란히 포개진 형태로 구성될 수 있다. 상기 흡습재(315a, 315b)는 부직포 등과 같은 재질로 구성되어, 상기 흡습재(315a, 315b)에 흡수되는 물은 물이 그 표면을 타고 흘러내리거나 흡습재(315a, 315b) 내부로 흡수되어, 하부로 이동한다.
상기 가습부재(310)는 지속적으로 물을 흡수하여 흘려 보냄과 동시에 흡습재(315a, 315b)로 공기를 투과시켜 흡입공기를 가습하게 된다.
상기 가습부재(310)는 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)가 교대로 구비된다. 상기 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)는 반복적으로 배치될 수 있다.
상기 절곡 흡습재(315b)는 그 표면을 타고 하방으로 흘러내리는 물의 유로를 연장하는 효과를 얻을 수 있으므로, 결국 가습부재(310)의 높이를 확대하는 효과를 얻을 수 있으며, 가습부재(310)에 흡수된 물의 증발가능성을 높일 수 있다.
또한, 절곡 흡습재(315b)는 그 표면을 타고 흐르는 물의 유로를 절곡시키는 것이므로, 가습부재(310)에 흡수된 물이 가습부재(310)에 머무르는 시간을 연장시켜 가습효율을 향상시킬 수 있다.
도 3에 도시된 가습부재(310)는 주로 환기장치에 장착되어 외부에서 공급되는 흡입공기가 투과되면서 가습된다.
따라서, 상기 가습부재(310)는 외부에서 공급되는 공기가 투과되며 가습되기 위하여 일정한 면적을 갖을 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 환기장치(1000)는 주로 천정 내부에 매립될 것이며, 납작한 본체 하우징을 갖을 것이며, 상기 가습유닛(300)을 구성하는 상기 가습부재(310)도 상기 환기장치(1000) 내부에 수직하게 장착될 것이므로 그 폭(W)이 그 높이(H) 보다 큰 사각형 형태를 갖을 것이며, 공기가 투과하는 투과방향으로의 두께(T)도 일정한 크기를 갖을 수 있다.
실험적으로 환기장치에 장착되어 충분한 가습성능을 발휘하기 위하여, 상기 가습부재(310)의 폭(W)과 높이(H)는 200 mm 내지 400 mm의 범위를 갖으며, 상기 가습부재(310)의 두께(T)는 30mm 내지 70mm 사이의 두께일 수 있다.
상기 가습부재(310)의 두께(T)가 너무 얇은 경우 투과되는 흡입공기가 가습되기 어려울 수 있으며, 상기 가습부재(310)의 두께(T)가 너무 두꺼운 경우, 후술하는 급수통에서 공급되는 물이 골고루 퍼지지 않아 가습효율의 증가에 별 도움을 주지 못한다.
따라서, 가습기능이 강화될 필요가 있는 경우 흡입공기의 유로 상에 각각의 급수통과 가습부재(310)를 구비한 가습유닛을 복수 개 구비할 수 있다.
도 4는 상기 가습부재(310)의 일부분을 더욱 확대한 확대도이다. 상기 가습부재(310)는 전술한 바와 같이, 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)가 교대로 구비된다. 상기 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)는 동일한 재질일 수 있다.
상기 절곡 흡습재(315b)는 일정 간격으로 반대방향으로 절곡될 수 있으며, 동일 방향으로 절곡된 절곡부 사이의 거리(b)는 7 mm 내지 11 mm 범위일 수 있다.
상기 절곡 흡습재(315b)를 사이에 두고 평행하게 배치된 상기 평면 흡습재(315a) 사이의 간격(t)은 3.5 mm 내지 5.5 mm 일 수 있다.
상기 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)가 교대로 반복되므로, 평면 흡습재만 연속적으로 배치되거나, 절곡 흡습재만 연속적으로 배치되는 경우보다 흡수된 물의 하강을 지연시켜 가습효율을 향상시킬 수 있다.
만일, 도 4에 도시된 가습부재(310)가 평면 흡습재(315a)만 반복적으로 구비되는 경우라면, 가습부재(310)의 상부에서 흡수된 물이 상기 평면 흡습재(315a) 사이를 통해 하부로 빠르게 흘러내리게 된다. 따라서, 상기 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)를 교대로 반복하여 배치하는 방법으로, 상기 가습부재(310)의 상부에서 흡수되어 하부로 떨어지는 시간을 지연시킬 수 있다.
상기 가습부재(310)가 물을 흡수하여 머금고 있는 시간이 연장될 수 있다는 것은 가습과정에서 낭비되는 물을 최소화할 수 있음을 의미한다.
또한, 낭비되는 물의 양을 최소화하기 위하여 물이 흘러내리기 어려운 구조를 채택하는 경우, 흡입공기가 통과되며 가습되는 투과유로를 좁히는 결과를 초래 할 수 있다.
즉, 무조건 물이 흘러내리기 어려운 구조를 채택하면, 상부에서 흡수된 물이 하부로 흘러 내리는 것을 지연시키는 동시에 흡입공기가 그 수직방향으로 통과되는 것을 방해할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 가습부재(310)는 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재와 상기 절곡 흡습재의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재로 구성된다.
상기 절곡 흡습재는 일정 간격으로 반대방향으로 절곡되는 특성이 있으므로, 흡입공기가 투과되는 투과유로(P)가 규칙적으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 투과유로(P)는 물이 흘러내리는 방향과 수직한 방향으로 흡입공기가 투과되며, 가습부재(310)와의 접촉면적을 극대화하여 가습효율이 향상되도록 할 수 있다.
상기 투과유로를 형성하는 상기 평면 흡습재(315a)와 상기 절곡 흡습재(315b)는 각각의 투과유로를 구획하여 통기성을 향상시킴과 동시에 흘러내리는 물의 잔류시간을 연장시켜, 가습효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 5 이하를 참조하여, 전술한 가습부재(310)가 채용된 가습유닛(300)에 대하여 자세하게 설명하기로 한다. 이하, 설명되는 가습유닛(300)은 도 1에 도시된 바와 같은 환기장치에 채용될 수 있는 가습유닛을 주로 설명하기로 한다.
또한, 후술되는 가습유닛은 실내를 냉방 또는 난방하기 위하여 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방코일이 구비된 경우에도 적용될 수 있으며, 특히 동절기 흡입공기의 가습을 위하여 구비될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 가습유닛(300)의 하나의 실시예의 개념도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가습부재(310)은 가습부재(310) 상부에 구비된 급수통(320)에서 물을 흡수하는 구조를 갖는다. 상기 급수통(320)은 그 하부에 급수홀(미도시) 또는 급수슬릿(미도시)이 구비되어 상기 가습부재(310)으로 물을 공급하게 된다.
상기 복수 개의 급수홀은 상기 급수통(320) 하면에 가습부재(310)의 폭방향으로 이격된 위치에 형성될 수 있으며, 상기 급수슬릿이 가습부재(310)의 폭방향으로 형성될 수 있다.
상기 급수홀 및 급수슬릿의 면적과 상기 급수통(320)에 저장된 물의 수위는 시간당 상기 급수통(320)에서 상기 가습부재(310)으로 공급되는 물의 양을 결정하는 변수이므로, 급수통(320) 내부의 수위와 상기 급수홀 및 급수슬릿의 면적을 조절하여 시간당 물공급량 또는 물소비량을 결정할 수 있다.
상기 급수통(320)은 물넘침을 방지하기 위하여 수위센서(322)를 구비할 수 있다. 상기 수위센서는 플로트 스위치 또는 전기의 통전여부에 따라 수위를 측정하는 전극센서일 수 있다.
그리고, 상기 급수통(320)에 물을 공급하는 급수배관(360)에 공급되는 물을 선택적으로 차단할 수 있는 급수밸브(362)를 더 구비할 수 있다.
상기 급수밸브(362)는 급수통의 물이 일정한 수위 이상으로 상승하는 경우, 환기장치는 작동되지만 가습기능만 정지되는 경우 또는 환기장치 전체가 작동중단 되는 경우에 물공급을 차단할 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에서, 상기 가습유닛(300)은 가습부재(310) 하부에 드레인팬(drain pan, 340)을 더 구비할 수 있다.
상기 급수밸브(362) 등이 오작동하여 물공급이 제어될 수 없는 경우, 넘치는 물이 외부로 흘러 내리지 않도록 하기 위함이다. 또한, 상기 드레인팬(340)에 수집되는 물을 배수하기 위한 배수배관(350)이 더 구비될 수 있다. 상기 배수배관(370)은 하수도 등에 연결되도록 구성될 수 있다. 물론, 드레인팬 자체를 착탈식으로 구성할 수도 있다.
상기 급수통(320) 하부에 형성된 슬릿(미도시) 또는 급수홀(미도시)의 면적에 의하여 물소비량 등이 조절될 수 있다. 급수량 조절은 상기 급수밸브(362)의 개도 조절에 의해서도 가능하다.
상기 가습부재(310)는 전술한 바와 같이, 평면 흡습재(315a)와 절곡 흡습재(315b)가 교대로 구비되어, 그 표면을 타고 흐르는 물의 유로를 연장하는 효과를 얻을 수 있으므로, 결국 가습부재(310)의 높이를 확대하는 효과를 얻을 수 있으며, 가습부재(310)에 가습성능을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 가습부재(310)의 코러게이션(Corrugation) 형상에 의하여 상기 드레인팬(340)을 통해 배수배관(360)으로 배수되는 물의 양을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 가습부재(310)의 형상이 직육면체로 제공되므로, 공급되는 물에 포함된 스케일(Scale) 누적현상을 최소화할 수 있다.
스케일(Scale) 누적현상을 최소화하면, 가습부재(310)의 내구성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 내구성이 향상될 수 있다고 하여도 상기 가습부재(310)는 정기적으로 그 교체가 필요한 부품이다. 따라서, 상기 가습부재(310)를 용이하게 교체할 수 있는 구조를 고려할 필요가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 가습유닛의 다른 실시예의 개념도를 도시한다. 도 5를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시된 실시예에서, 상기 가습부재(310) 및 상기 급수통(320)은 일측에 가이드 레일이 구비되고, 타측에 가이드홈이 구비되어 상기 가습부재(310)가 공기의 투과방향과 물공급방향과 수직한 방향으로 선택적으로 삽입 또는 인출될 수 있도록 구성될 수 있다.
도 6에 도시된 가습부재(310)는 장착부재(370)에 장착된 상태로 인출될 수 있도록 구성하여, 서비스 편리성이 향상될 수 있다.
구체적으로 도 6에서 상기 가습부재(310) 상부에 결합된 장착부재(370)에 가이드 레일(374)가 구비되고, 상기 급수통(320) 하부에 상기 가이드 레일(374)를 안내하기 위한 가이드홈(324)이 구비된 것으로 도시되었으나, 가이드 레일과 가이드 홈의 위치는 서로 변경될 수 있다. 따라서, 상기 가이드 레일과 상기 가이드 홈에 의하여 상기 가습부재(310)는 흡입공기의 투과방향(좌측에서 우측)과 물공급방향(상부에서 하부)과 수직한 방향(지면에 수직한 방향)으로 인출되어 교체 또는 수리될 수 있으므로 사용자 편의를 도모하며 상품성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 가습부재(310)의 사시도이다. 상기 가습부재(310)은 그 상부에 장착부재(370)가 장착되어 있으며, 가이드 레일(374)이 일체로 형성된다.
상기 급수통(320) 하부에 형성된 급수 홀 또는 급수 슬릿에서 공급되는 물은 상기 장착부에 형성된 개구부(376)을 통해 상기 가습부재(310)에 흡수될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 가습유닛의 다른 실시예의 개념도와 실링부재(500)의 사시도를 도시한다. 구체적으로, 도 8(a)는 본 발명에 따른 가습유닛의 다른 실시예의 개념도를 도시하며, 도 8(b)는 도 8(a)에 도시된 가습유닛에 적용가능한 실링부재(500)의 예를 도시한다. 도 5 및 도 6을를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 급수통(320)이 상기 가습부재(310) 상부에 얹혀지는 구조를 갖으므로, 상기 급수통(320)에서 공급되는 물은 그 급수 슬릿 또는 급수 홀의 면적을 조절하여도, 상기 가습부재(310)에 흡수되지 못하고 주변으로 유출될 가능성을 갖는다.
따라서, 도 8(a)에 도시된 실시에에서, 상기 급수통과 상기 장착부재 사이에 실링부재(500)가 구비될 수 있다. 상기 실링부재(500)는 상기 가이드 레일 또는 가이드홈 근방에 실링부재(500)가 구비될 수 있으며, 상기 가이드 레일(374) 또는 가이드 홈(324)과 평행하게 구비될 수 있다.
상기 실링부재(500) 고무 또는 실리콘 등으로 제조될 수 있으며, 상기 장착부재(370)의 개구부(376)에 대응되는 위치에 개구부(506)을 갖는 밴드 형태일 수 있다.
따라서, 상기 실링부재(500)는 상기 급수통(320)에서 공급되는 물 중 상기 가습부재(310)에서 흡습되지 못하고 유출되는 물의 양을 어느 정도 줄이는 역할을 한다.
도 9는 상기 가습유닛의 가습부재(310)에 물을 공급하는 급수통의 바닥면(320b)의 평면도이다. 도 9(a) 내지 도 9(d)는 상기 급수통(320)의 바닥면(320b)에 형성될 수 있는 급수홀 또는 급수슬릿의 다양한 예를 도시한다.
도 9(a)는 상기 급수통(320)의 바닥면(320b)에 복수 개의 급수홀(wh1,wh2...)만 형성된 경우이며, 도 9(b)는 상기 급수통(320)의 바닥면(320b)에도 연속된 급수슬릿(ws) 하나가 형성된 경우를 도시하며, 도 9(c)는 상기 급수통(320)의 바닥면(320b)에 복수 개의 분할된 급수슬릿(ws1,ws2...)이 구비된 경우를 도시하며, 도 9(d)는 상기 급수통(320)의 바닥면(320b)에 복수 개의 급수홀(wh1,wh2...)과 복수 개의 분할된 급수슬릿(ws1,ws2...)이 구비된 경우를 도시한다.
실험적으로, 상기 급수홀(wh) 또는 급수슬릿(ws)의 총 면적은 0.5 mm2 내지 1.0 mm2 이며, 상기 급수통의 수위는 5mm 내지 15mm를 유지하면, 충분한 가습성능을 보장함과 더불어 낭비되는 물의 양도 줄일 수 있다는 것이 확인된다.
이 때, 시간당 물소비량은 대략 3.5 킬로그램 내지 시간당 7.5 킬로그램인 것이 바람직하다.
상기 급수홀(wh) 또는 급수슬릿(ws)의 총 면적은 0.5 mm2 내지 1.0 mm2 으로 형성하여도, 상기 급수홀(wh) 또는 급수슬릿(ws)에서 공급되는 물의 양은 상기 급 수통(320) 내부의 수위에 비례하게 된다.
따라서, 상기 급수통(320)에서 상기 가습부재(310)으로 공급되는 물의 양을 시간당 대략 3.5 킬로그램 내지 시간당 7.5 킬로그램 정도로 유지하기 위해서는 상기 급수통(320)의 수위를 5mm 내지 15mm로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 급수통(320)의 수위를 5mm 내지 15mm로 유지하는 방법은 상기 급수통(320)에 구비된 수위센서(322)와 상기 급수배관에 구비된 급수밸브(362)에 의한다.
즉, 요구되는 가습능력이 결정되면, 상기 가습부재(310)으로 공급되는 물의 시간당 공급량이 조절되어야 한다. 또한, 물의 시간당 공급량은 상기 급수통(320)의 수위조절에 의하며, 그 수위조절은 수위센서와 급수밸브에 의하여 가능하다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 환기장치의 사시도이다.
도 2는 상기 환기장치의 환기유닛의 열교환기과 냉난방유닛
의 냉난방코일을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 가습부재의 하나의 실시예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 가습부재의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가습유닛의 하나의 실시예의 개념도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 가습유닛의 다른 실시예의 개념도를 도시한다.
도 7은 도 6에 도시된 가습부재의 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 가습유닛의 다른 실시예의 개념도와 실링부재의 사시도를 도시한다.
도 9는 상기 가습유닛의 가습부재에 물을 공급하는 급수통의 바닥면의 평면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 환기유닛 110 : 열교환기
200 : 냉난방 유닛 210 : 냉난방코일
300 : 가습유닛 310 : 가습부재
370 : 장착부재 390 : 집수통
460 : 회수파이프 500 : 실링부재

Claims (10)

  1. 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재; 및,
    상기 절곡 흡습재의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재;로 구성되며, 그 상부에서 물을 흡수하여 하부로 흘려보내며, 상기 절곡 흡습재와 상기 평면 흡습재 사이를 통과하는 공기를 가습하며, 직육면체 형상을 갖는 가습부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절곡 흡습재는 일정 간격으로 반대방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 가습부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 평면 흡습재는 3.5 mm 내지 5.5 mm 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 가습부재.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 절곡 흡습재에서 동일 방향으로 절곡된 절곡부 사이의 거리는 7 mm 내지 11 mm인 것을 특징으로 하는 가습부재.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가습부재(310)의 폭과 높이는 200 mm 내지 400 mm이며, 상기 가습부재의 두께는 30mm 내지 70mm인 것을 특징으로 하는 가습부재.
  6. 일정간격으로 평행하게 배치되는 복수 개의 주름진 절곡 흡습재 및 상기 절곡 흡습재의 사이에 구비되는 복수 개의 평면 흡습재;로 구성되며, 그 상부에서 물을 흡수하여 하부로 흘려보내며, 상기 절곡 흡습재와 상기 평면 흡습재 사이를 통과하는 공기를 가습하며, 직육면체 형상을 갖는 가습부재;
    상기 가습부재 상부에 구비되어 상기 가습부재로 물을 공급하도록 그 하면에 급수홀 또는 급수슬릿이 형성된 급수통; 및,
    상기 가습부재에서 떨어지는 물을 수집하여 배수하는 드레인팬;을 포함하는 가습유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 급수통에 공급되는 물은 상수도와 연결된 급수배관을 통해 공급되며, 물을 공급하는 급수배관은 급수밸브를 구비하며, 상기 드레인팬에 수집된 물을 배수하기 위하여 하수도와 연결된 배수배관이 구비되는 것을 특징으로 하는 가습유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 급수통 하부에 형성된 급수홀 또는 급수슬릿은 복수 개가 형성되며, 상 기 급수홀 또는 급수슬릿의 총 면적은 0.5 mm2 내지 1.0 mm2 이며, 상기 급수통의 수위는 5mm 내지 15mm인 것을 특징으로 하는 가습유닛.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 급수밸브는 상기 급수통에서 상기 가습부재로 공급되는 물의 양이 시간당 3.5 킬로그램 내지 시간당 7.5 킬로그램이 되도록 물공급량을 조절하는 것을 특징으로 하는 가습유닛.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 가습부재 및 상기 급수통은 일측에 가이드 레일이 구비되고, 타측에 가이드홈이 구비되어 상기 가습부재가 공기의 투과방향과 물공급방향과 수직한 방향으로 상기 급수통과 분리되어 선택적으로 삽입 또는 인출되는 것을 특징으로 하는 가습유닛.
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