KR20110005805A

KR20110005805A - 초음파 가습기

Info

Publication number: KR20110005805A
Application number: KR1020107022728A
Authority: KR
Inventors: 글렌 더블유. 에디거; 개리 피. 이스라엘
Original assignee: 보나도 에어, 엘엘씨
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2011-01-19
Also published as: CN102016434A; WO2009114782A3; CA2719104C; CN102016434B; CA2719104A1; JP2011513697A; WO2009114782A2; US20110031636A1; US8544826B2

Abstract

본원에 개시된 초음파 가습기는 챔버와, 챔버의 바닥에 위치한 초음파 변환기와, 챔버와 유체 연통하는 통로와, 입구 및 출구를 갖는 덕트로서, 통로의 출구에 의해 통로와 유체 연통하는 덕트와, 덕트 내에 위치하고 덕트의 입구와 통로의 출구 사이에 배치되는 팬을 포함한다. 팬은 덕트를 통해 그리고 통로의 출구 위로 공기를 추진하도록 구성되어 챔버 내의 증기가 덕트 안으로 흡입될 수 있게 한다.

Description

초음파 가습기 {ULTRASONIC HUMIDIFIER}

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 2008년 3월 13일자로 출원된 "초음파 가습기(ULTRASONIC HUMIDIFIER)"라는 제목의 미국 특허 가출원 제61/036,238호의 계속출원이자 이것에 대한 우선권을 주장하며, 이 문헌은 법으로 허용되는 범위까지 본원에 참고로 인용된다.

기계식 가습기에는 4개의 주요 형식이 존재한다. 스팀 가습기는 물을 끓여 따뜻한 스팀을 실내로 방출한다. 임펠러 가습기는 빠른 회전 디스크를 빗(comb)과의 조합으로 사용하여 먼저 큰 물방울을 내보낸 후에 물방울을 더 작은 확산 가능한 물방울로 쪼개며, 이것이 실내로 도입된다. 증발 시스템은 물 공급원 내에 위치하는 심지(wick)를 사용한다. 물은 모세관 작용에 의해 심지를 따라 이동되고 공기중으로 증발한다. 증발 속도를 증가시키기 위해 블로어(blower)가 사용될 수 있다. 초음파 가습기는 물에 잠겨 진동하는 금속 다이아프램 또는 초음파 판을 사용하여 기계적 에너지를 물에 부여한다. 초음파 에너지의 사용은 저장부의 표면 위에 분무화된(atomized) 미스트를 형성한다.

초음파 가습기에서, 차가운 미스트를 발생시키기 위해 전기 에너지를 기계적 에너지로 전환할 수 있는 변환기로 불리는 전자 구성요소가 사용된다. 더 구체적으로, 변환기는 물을 미세하고 차가운 미스트로 변환하기 위해 초당 1.5백만회보다 더 많이 조용히 진동하는 분무기(nebulizer)로 불리는 진동부를 포함한다. 차가운 미스트를 발생시키기 위해 분무기를 사용하는 가습기는 더 일반적으로는 초음파 가습기로 불리며, 가습기 분야에 있어서 최신의 흐름이다.

초음파 가습기는 대개 공급될 물을 담기 위한 제거 가능한 물 탱크 또는 용기를 포함한다. 탱크는 탱크로부터 가습기의 바닥에 있는 저장부 내로의 물의 유동을 제어하는 밸브를 포함한다. 물을 휘저어 미세하고 차가운 미스트로 만들기 위한 분무기는 대개 저장부의 바닥에 위치한다. 물 탱크가 완전히 또는 부분적으로 비워지면, 물 탱크를 간단히 들어올려서 빼내고 수도 꼭지와 같은 물 공급원으로 가져가서 다시 채운 후에 다음 사용을 위해 가져온다.

초음파 가습기 기술은 몇 년간 소비자 시장에서 가습기 제품에 사용되어 왔다. 이 기술이 처음 도입되었을 때, 미국 시장에서 크게 성공을 거두었다. 소매상과 고객들은 이들 유닛으로부터 방출되는 눈에 보이는 미스트에 감명을 받았고, 이들은 사용하기에 안전했으며, 또한 만졌을 때 차가웠다.

시장에 나온 지 몇 년 후에, 초음파 가습기의 문제점들이 대중에 알려졌으며, 이들 가습기의 판매는 저조하였다. 주요 문제는 "화이트 더스트(White Dust)"였다. 이것은 (액체에서 기체로 변하는) 증발 과정에서 일어나며, 미스트(미세한 물방울)가 유닛을 떠나 공기중으로 증발한 후에 발생하여, 물에 포함된 오염물질(주로 칼슘)이 소량 바닥에 떨어지게 하고, 궁극적으로는 수평 표면 상에 먼지 같은 하얀 코팅을 형성한다.

물로부터의 오염물질이 공기중으로 유출되기 전에 이들을 제거하기 위해 미네랄 여과 카트리지를 추가로 사용하면서 초음파 가습기의 부활이 서서히 재개되었다. 이것은 또한 초음파 동작을 발생시키는 변환기 디스크 상에 오염물질이 쌓이는 것을 감소시켰다. 이것은 또한 초음파 변환기 디스크의 몇몇 세척 요건을 감소시키는데 일조하였다.

또한, 최근 몇 년 동안, 제조자들은 초음파 분무화 전에 물을 가열하는 가열 장치로 초음파 미스트를 가열하는 방법을 또한 추가하였다. 이것은 소비자들이 스위치를 돌려서 차가운 또는 따뜻한 초음파 가습을 선택하는 것을 허용한다.

일반적인 초음파 가습기로부터의 분무화된 미세 물방울을 증발시키는데 사용되는 방법은 작은 블로어 팬을 사용하여 물방울을 유닛 밖으로 내보내서 실내로 분산되게 하는 것이다. 이 방법은 효과적이지만 증기가 실내 전체로 분배되는 것을 허용하지 않는다. 물방울은 수 피트만큼만 분출된 후에, 증발하면서 바닥에 떨어지는 경향이 있다. 따라서, 습기를 실내 전체에 더 효과적으로 분배하는 초음파 가습기가 요구된다.

초음파 가습기와 관련된 몇몇 실시예들은 챔버와, 챔버의 바닥에 위치한 초음파 변환기와, 챔버와 유체 연통하는 통로와, 입구 및 출구를 갖고 통로 출구에 의해 통로와 유체 연통하는 덕트와, 덕트 내에 위치하고 덕트의 입구와 통로의 출구 사이에 배치되는 팬을 포함한다. 팬은 덕트를 통해 그리고 통로 출구 위로 공기를 추진하도록 구성되어 챔버 내의 증기가 덕트 내로 흡입될 수 있게 한다.

도 1은 초음파 가습기의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 공기는 팬에 의해 팬 덕트 내로 흡입되고 추진된다. 추진된 공기 스트림은 물 챔버 위에 위치한 튜브 위를 통과한다. 물 챔버는 챔버 내의 수위를 비교적 일정하게 유지하도록 구성되는 저장부로부터의 물을 위한 입구를 포함할 수 있다. 초음파 변환기는 챔버의 바닥에 위치될 수 있고, 수면 위의 챔버의 영역에서 분무화된 미스트를 형성하도록 구성된다. 공기가 챔버 안으로 그리고 튜브를 통해 상방으로 흡입되는 것을 허용하기 위해 하나 이상의 입구가 수면 위에 위치될 수 있다.

추진된 공기가 튜브의 개구 위를 통과함에 따라서, 추진된 공기의 비교적 낮은 압력이 튜브의 상부에 부압을 발생시킨다. 튜브 내의 공기와 분무화된 미스트는 팬 덕트 안으로 이동하고, 추진된 공기에 혼입된다. 공기는 입구를 통해 튜브의 바닥에서 챔버 안으로 흡입된다.

이것은 초음파 가습기와의 조합으로 실내 전체 순환이라는 추가적인 특징을 허용한다. 분무화된 물방울은 덕트를 가진 팬을 사용함으로써 외부로 그리고 실내를 가로질러 추진되어, 더 양호한 증발 범위 및 실내 전체 가습을 제공한다. 수 피트만큼만 습기를 분출하는 대부분의 초음파 가습기와 달리, 이러한 실내 전체 순환은 실내 전체 곳곳에 고르게 습기를 효과적으로 분배한다.

초음파 미스트는 "베르누이 원리(Bernoulli Principle)"를 이용하여 공기 스트림 내로 혼입된다. 고속의 공기는 저압의 공기이다. 튜브의 일 단부가 고속 스트림 공기에 삽입되면, 공기는 이 튜브를 통해 흡입될 것이다. 이 튜브가 초음파 증기 위로 배치되면, 증기가 또한 튜브를 통해 흡입될 것이고 고속 공기 스트림 내에 혼입될 것이다. 몇몇 실시예에서는, 사용자가 소용돌이치는 공기 스트림의 시각적 효과를 관찰하는 것을 허용하도록 가습기의 일부에 투명한 플라스틱이 사용될 수 있다.

이상은 예시적인 실시예를 참고하여 설명되었지만, 당업자는 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태와 세부 사항에 변경이 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 상이한 예시적인 실시예들이 하나 이상의 이점을 제공하는 하나 이상의 특징들을 포함하는 것으로 설명되었지만, 설명된 특징들은 설명된 예시적인 실시예 또는 기타 대안적인 실시예에서 서로 교환되거나 또는 대안으로서 서로 조합될 수 있는 것이 고려된다. 예시적인 실시예를 참고로 설명되고 다음의 청구항에 기재된 발명은 가능한 한 광범위한 것을 명백히 의도한다. 예를 들어, 구체적으로 달리 언급되지 않으면, 단일 특정 요소를 기재하는 청구항은 복수의 그러한 특정 요소를 또한 포괄한다. 많은 기타 변경 및 수정이 발명의 사상을 벗어나지 않고 본 발명에 이루어질 수 있다. 이들 및 기타 변경의 범위는 첨부된 청구항으로부터 명확해질 것이다. 본원에 설명된 방법의 단계들은 달라질 수 있고, 상이한 순서로 실행될 수 있다.

Claims

초음파 가습기이며,
챔버와,
챔버의 바닥에 위치한 초음파 변환기와,
챔버와 유체 연통하는 통로와,
입구 및 출구를 갖는 덕트로서, 통로의 출구에 의해 통로와 유체 연통하는 덕트와,
덕트 내에 위치하고 덕트의 입구와 통로의 출구 사이에 배치되는 팬을 포함하고,
팬은 덕트를 통해 그리고 통로의 출구 위로 공기를 추진하도록 구성되어 챔버 내의 증기가 덕트 안으로 흡입될 수 있게 하는
초음파 가습기.