KR20140136179A - 다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열식 가습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과 기능과 가습 기능을 함께 겸비하고 자연친화적인 가열식 가습기의 세라믹 담체 및 열전달매체인 금속관의 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기는, 물을 담아두는 저수조가 형성되고, 중심에 세라믹 담체가 위치되며, 상기 세라믹 담체의 내면과 면대면으로 맞닿는 금속관이 형성되고, 상기 금속관의 내부로 열을 가하기 위한 히터가 내장되는 본체와, 상기 저수조에 담긴 물을 흡수하고, 상기 히터의 가열에 의해 흡수된 물을 외부로 방출시키는 다공성 세라믹 담체;로 이루어지고, 상기 세라믹 담체는 원통형 또는 원뿔형으로 내경을 가지며, 하단은 개구되고 상단은 폐쇄된 구조를 갖고, 상단면은 하나 이상의 관통홀이 형성되며, 상기 세라믹 담체의 내면은 상기 금속관과의 사이에서 물의 흐름을 유도하는 유로가 길이 방향으로 하나 이상 형성되는 구조로 이루어진다.

Description

다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기{HEATING TYPE HUMIDIFIER HAVING POROUS CERAMIC}

본 발명은 가열식 가습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여과 기능과 가습 기능을 함께 겸비하고 자연친화적인 가열식 가습기의 세라믹 담체 및 열전달매체인 금속관의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 가습기는 일정한 공간내에서 건조한 공기에 습기를 증가시키는 장치이다.

가습기에는 증기를 만들어내는 방식에 따라서, 대표적으로 가열식 가습기와 초음파식 가습기가 있다.

가열식 가습기는 히터에서 발생하는 열을 이용하여 물을 증발시키는 방식의 가습기이고, 초음파식 가습기는 초음파를 이용하여 물을 아주 미세한 물방울로 분해시키는 방식의 가습기이다.

종래의 가열식 가습기와 초음파식 가습기는 가습기에 물을 공급하기 위한 수조가 필요하고, 초음파 진동자가 장착된 부분과 습기가 분무되는 노즐 등에 세균이 서식하기 좋은 환경이 조성되므로 수시로 청소와 세척을 해주어야 하는 사용상 불편한 문제점이 있다.

세균의 서식을 방지하기 위해 세정제 등 화학약품을 첨가하여 사용하나 최근에는 세정제 등의 문제점 등이 노출되어 인체에 유해하다는 것이 입증되어 점차적으로 자연식 가습장치나 천연 가습장치 등이 절실히 요구되는 바이다.

본 발명의 목적은 종래와 같은 가습기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천연 가습기 또는 자연 가습기에 가장 근접하는 가습기를 제공하고자 한다.

또한, 세균의 번식을 예방할 수 있는 세라믹 담체를 활용함으로써 공급되는 물의 필터링과 가습의 이중 효과를 구현할 수 있는 가습기를 제공하고자 한다.

또한, 다공성 세라믹 담체를 사용함으로써 물을 저장하는 수조를 없애고, 이에 가열장치를 부가하여 담체 자체를 가열시켜 증기를 외부로 발할 수 있는 천연식 가습장치를 제공하고자 한다.

또한, 세라믹 담체의 증기 증발을 원활하게 하고 효율적인 증기 증발을 위한 세라믹 담체의 구조와 열을 전달하는 매개체인 금속관의 구조를 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기는, 물을 담아두는 저수조가 형성되고, 중심에 세라믹 담체가 위치되며, 상기 세라믹 담체의 내면과 면대면으로 맞닿는 금속관이 형성되고, 상기 금속관의 내부로 열을 가하기 위한 히터가 내장되는 본체와, 상기 저수조에 담긴 물을 흡수하고, 상기 히터의 가열에 의해 흡수된 물을 외부로 방출시키는 다공성 세라믹 담체;로 이루어지고, 상기 세라믹 담체는 원통형 또는 원뿔형으로 내경을 가지며, 하단은 개구되고 상단은 폐쇄된 구조를 갖고, 상단면은 하나 이상의 관통홀이 형성되며, 상기 세라믹 담체의 내면은 상기 금속관과의 사이에서 물의 흐름을 유도하는 유로가 길이 방향으로 하나 이상 형성되는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기는, 물을 담아두는 저수조가 형성되고, 중심에 세라믹 담체가 위치되며, 상기 세라믹 담체의 내면과 면대면으로 맞닿는 금속관이 형성되고, 상기 금속관의 내부로 열을 가하기 위한 히터가 내장되는 본체와, 상기 저수조에 담긴 물을 흡수하고, 상기 히터의 가열에 의해 흡수된 물을 외부로 방출시키는 다공성 세라믹 담체;로 이루어지고, 상기 세라믹 담체는 원통형 또는 원뿔형으로 내경을 가지며, 하단은 개구되고 상단은 폐쇄된 구조를 갖고, 상단면은 하나 이상의 관통홀이 형성되며, 상기 금속관의 외면은 상기 세라믹 담체의 내면과의 사이에서 물의 흐름을 유도하는 유로가 길이 방향으로 하나 이상 형성되는 구조로 이루어진다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 천연 가습기 또는 자연 가습기에 가장 근접하는 가습기를 제공할 수 있으며, 세균의 번식을 예방할 수 있는 세라믹 담체를 활용함으로써 공급되는 물의 필터링과 가습의 이중 효과를 구현할 수 있고, 다공성 세라믹 담체를 사용함으로써 물을 저장하는 수조를 없애고, 이에 가열장치를 부가하여 담체 자체를 가열시켜 증기를 외부로 발할 수 있는 천연식 가습장치를 제공할 수 있으며, 또한, 세라믹 담체의 증기 증발을 원활하게 하고 효율적인 증기 증발을 위한 세라믹 담체의 구조와 열을 전달하는 매개체인 금속관의 구조를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가열식 가습기의 금속관의 구조를 나타내는 사시도이다.

이하에서, 본 발명에 따른 가열식 가습기의 다공성 세라믹 담체의 구조 및 작용효과를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기(10)는 본체(11), 베이스(12), 뚜껑(13) 및 세라믹 담체(14)를 포함하여 이루어진다.

본체(11)는 가열식 가습기(10)의 몸체이며, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간을 가지며, 세라믹 담체(14)를 포함한 각종 부품들이 장착되는 부분이다.

베이스(12)는 본체(11)의 하면에 조립되며, 뚜껑(13)은 개폐가 가능하도록 본체(11) 위에 위치된다. 뚜껑(13)의 중심부에는 홀이 형성되어 그 홀 내부를 통해 세라믹 담체(14)가 외부로 돌출될 수 있도록 형성된다.

세라믹 담체(14)는 히터(16)에 의해 가열되어 내부의 물을 머금고 있는 상태에서 외부로 가열되는 것과 함께 수증기를 배출하게 되므로, 세라믹 담체(14)의 상단부는 외부로 노출되는 것이 바람직하다.

외부로 노출된 세라믹 담체(14)는 히터(16)에 의해 가열되므로 외부에서 접촉하여 화상을 입을 우려가 있으므로 안전사고를 미연에 방지하도록 빗살형태의 망(22)을 씌울 수 있다.

뚜껑(13)의 소정 위치에는 삽입홀(24)이 형성되며, 이 삽입홀(24)에는 수위확인바(15)가 삽입되어 본체(11) 내부에 채워진 물의 양을 확인할 수 있도록 한다.

세라믹 담체(14)는 다공성 세라믹 재질로 이루어지며, 다공성 세라믹 담체라 칭할 수 있고, 원통형의 형상을 가질 수 있지만 다각형 구조이어도 무방하다.

여기서 다공성 세라믹 재질은 필터 기능을 가지며 수분을 함유할 수 있는 재질이어야 하며, 이러한 재질을 대표할 수 있는 것은 규조토이다.

규조토는 백색 또는 회백색으로 수㎛부터 수십㎛의 미세한 조류의 화석으로 규산이 주성분이며, 분말입자는 다수의 조그만 구멍이 있어 이런 성질을 이용하여 여과재 및 흡착제 등으로 널리 쓰이며, 실제 규조토의 성질을 이용한 규조토 여과기가 제품화되고 있다.

세라믹의 성형은 소정 형상의 금형에 세라믹 분말입자와 첨가물 등을 첨가하고 열가압 방식에 의해 다공성 세라믹 담체를 성형시켜 제조할 수 있다. 다만, 이러한 생산 방식은 기타 여러가지 방식에 의해 생산할 수 있으며 본 발명이 생산방식에 의해 제한되는 것은 아니다.

세라믹 담체(14)는 수분을 함유할 수 있는 재질의 다공성 세라믹 담체로 형성되며, 다공성 세라믹 담체는 이물질 등을 필터링 할 수 있는 여과 기능과 수분을 함유할 수 있는 흡수력이 매우 우수하다.

함유하고 있는 수분은 외부 조건에 따라(외부가 습도가 세라믹 담체의 습도보다 낮을 때) 외부로 배출하게 되는 특성을 갖으며, 특히 본체(11)에 열을 가하게 되면 본체(11) 내부에 함유된 수분은 증기 형태로 증발된다. 더욱이 다공성 세라믹 재질이 규조토로 이루어진 경우 이러한 증기 증발 현상은 더욱 뚜렷하게 나타나게 된다.

세라믹 담체(14)의 내부에는 히터(16)가 삽입되며, 세라믹 담체(14)와 히터(16) 사이에는 열전달의 효과를 극대화하기 위해 열전도율이 우수한 금속관(17)이 매개된다. 금속관(17)의 재질은 동재질로 이루어진 관일 수 있다.

바람직하게는 세라믹 담체(14)의 내부 형상 구조와 동일하게 외형을 갖는 금속관(17)으로 이루어져 금속관(17)의 외면이 세라믹 담체(14)의 내면에 접하여 조립될 수 있는 구조로 구현될 수 있다.

히터(16)는 외부로부터 전원을 공급받을 수 있도록 전극(미도시)이 형성되며, 지지체(20)의 내부로 삽입되어 외부의 전원선과 연결된다. 히터(16)는 바람직하게는 세라믹 재질의 히터일 수 있으며, 히터봉, 히터선 등 그 제한은 두지 않는다.

금속관(17)은 지지체(20)에 의해 지지되며 그 내부로는 히터(16)가 위치하고 외면은 세라믹 담체(14)의 내면과 접하여 위치된다.

제1 오링(18a)은 금속관(17)과 지지체(20) 사이에 끼워져 히터(16)측으로 물이 유입되는 것을 막고, 제2 오링(18b)는 지지체(20)와 브라켓(27) 사이에 끼워져 C공간(도 3참조)으로의 물의 유입을 막는 기능을 한다.

도 3은 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기의 단면도이다.

본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체를 활용한 가열식 가습기(10)는 3개의 공간인 A공간, B공간 및 C공간으로 구분된다.

A공간은 물이 채워지는 부분으로서 가습기 내의 물 저장 공간이고, B공간은 세라믹 담체(14), 히터(16) 등이 위치되는 부분으로서 A공간으로부터 유입통로(25)를 통해 물을 받아들이는 공간이며, C공간은 전원온프의 푸쉬버튼(21) 및 전기배선과 전기부품들이 내장되는 부분이다.

A공간과 B공간은 내원통막(23a)에 의해 구분되며, A/B공간과 C공간은 수평막(23b)에 의해 구분되도록 형성된다.

본체(11)의 A공간으로 물이 공급되고, 물이 채워지는 상태에서 유입통로(25)을 통해 A공간에서 B공간으로 물이 유입된다. 이때, 물의 유입은 유입통로(25)를 통해 서서히 유입되며 유입된 물은 다공성 세라믹 담체(14)에 의해 서서히 흡수된다.

유입통로(25)는 내원통막(23a)의 하단부에 형성되며, 홀의 형태로 2군데 이상 형성될 수 있다.

세라믹 담체(14)에 흡수된 물은 세라믹 담체(14)의 재질 특성상 외부 조건이 변경되지 않는 한 일정 시간 동안 머금게 된다.

이 상태에서, 히터(16)에 열을 가하게 되면 세라믹 담체(14) 내에 머금고 있던 수분이 외부로 증기 형태로 증발된다. 증발되는 증기량은 세라믹 담체(14)의 크기, 세라믹 담체(14)가 머금고 있는 수분의 양 및 가열되는 온도 등에 따라 달라질 수 있다.

수위확인바(15)는 물이 채워지는 양의 따라 상하로 유동되는 바이며, 상단부에는 물보충 확인부(15a)가 형성되고 아래쪽에는 수조 내부에 위치되는 만수위부(15b)가 형성된다.

수조 내부에 물이 만수되면 수위확인바(15)는 위로 올라가 만수위부(15b)가 삽입홀(24)에 맞닿아 더 이상 올라가지 않게 되고, 물이 소비되는 양의 따라 수위확인바(15)는 아래로 내려가게 되며 만수위부(15b)가 삽입홀(24)에 맞닿아 더 이상 내려가지 못하면 수조 내에 물을 보충해야 하는 신호가 될 수 있다.

유입통로(25)는 세라믹 담체(14)가 물을 흡수하는 양의 따라 A공간에서 B공간으로 물의 유입이 서서히 이루어지도록 하는 역할을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 다공성 세라믹 담체의 구조를 나타내는 사시도이다.

(A)는 세라믹 담체(14)의 상단부의 모양을 보기 위한 사시도이며, (B)는 세라믹 담체(14)의 내부 형상을 보기 위한 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다공성 세라믹 담체(14)는 원통형 또는 원뿔형의 형태의 내외경을 갖도록 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 세라믹 담체(14)의 내부로는 금속관(17)과 히터(16)가 삽입되며, 히터(16)는 발열체이고 금속관(17)은 열전달 매개체이며 세라믹 담체(14)는 열흡수체가 된다.

세라믹 담체(14)의 열흡수를 최대로 높이기 위해 세라믹 담체(14)의 내면과 금속관(17)의 외면은 밀착되도록 형성된다.

세라믹 담체(14)의 최상단면에는 하나 이상의 관통홀(14a)이 형성되는 데, 관통홀(14a)은 가열기 가습기(10)의 가열 가습시 발생되는 소음을 억제 시켜주는 역할을 한다.

관통홀(14a)이 없는 구조를 시제품으로 제작하여 실험한 결과 세라믹 담체(14)의 내부가 밀폐된 상태에서 가열되면서 세라믹 담체(14)가 머금고 있는 수분이 증발되는 과정에서 압력에 의한 소음이 발생하게 된다. 이러한 소음은 마치 '뿍뿍'과 같은 소리를 내게 되는 데 실내에서는 무시할 수 없는 소음이 된다.

이러한 소음을 없애기 위해 세라믹 담체(14) 내부와 외부와의 공기 통로를 형성시켜 세라믹 담체(14) 내부의 압력을 외부 대기압과 동일하도록 하여 소음을 예방할 수 있고, 이러한 이유로 하나의 관통홀(14a)을 형성시킨다.

세라믹 담체(14)의 내면은 세라믹 담체(14)의 내면에 유로를 형성시켜 내부에서 물의 흐름을 원활하도록 구성시키는 것이 가습적인 면이나 세라믹 담체(14) 내부에서의 물의 흡수를 용이하게 할 수 있다.

따라서, 세라믹 담체(14)의 내면에는 하나 이상의 유로(14b)가 길이 방향으로 형성된다.

도 5는 본 발명에 따른 가열식 가습기의 금속관의 구조를 나타내는 사시도이다.

도 5의 경우는 도 4에 나타낸 세라믹 담체(14)의 유로(14b)를 금속관(17)에 형성시킨 경우이다.

금속관(17)의 외부에는 하나 이상의 유로(17a)를 형성시켜 도 4의 세라믹 담체(14)의 유로(14b)와 동일한 기능을 수행하도록 한다.

즉, 유로(14b, 17a)의 경우는 어느 한쪽에서 형성되면 되므로, 도 4와 같이 세라믹 담체(14)에 유로(14b)가 형성된 경우는 금속관(17)의 외면에 유로가 형성될 필요가 없으며, 반대로 금속관(17)의 외면에 유로(17a)가 형성되면 세라믹 담체(14)의 내면에는 유로가 형성될 필요가 없는 것으로 세라믹 담체(14)의 내면 또는 금속관(17)의 외면 중 어느 한 면에 유로가 형성된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 가열식 가습기 11 : 본체
12 : 베이스 13 : 뚜껑
14 : 세라믹 담체 15 : 수위확인바
15a : 물보충 확인부 15b : 만수위부
16 : 히터 17 : 금속관
18a, 18b : 오링 19 : 체결브라켓
20 : 지지체 21 : 푸쉬버튼
22 : 망 23a : 내원통막
23b : 수평막 24 : 삽입홀
25 : 유입통로 26 : 전기선배관
27 : 브라켓

Claims (2)

1. 물을 담아두는 저수조가 형성되고, 중심에 세라믹 담체가 위치되며, 상기 세라믹 담체의 내면과 면대면으로 맞닿는 금속관이 형성되고, 상기 금속관의 내부로 열을 가하기 위한 히터가 내장되는 본체와,
   상기 저수조에 담긴 물을 흡수하고, 상기 히터의 가열에 의해 흡수된 물을 외부로 방출시키는 다공성 세라믹 담체;로 이루어지고,
   상기 세라믹 담체는 원통형 또는 원뿔형으로 내경을 가지며, 하단은 개구되고 상단은 폐쇄된 구조를 갖고, 상단면은 하나 이상의 관통홀이 형성되며,
   상기 세라믹 담체의 내면은 상기 금속관과의 사이에서 물의 흐름을 유도하는 유로가 길이 방향으로 하나 이상 형성되는, 다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기.
2. 물을 담아두는 저수조가 형성되고, 중심에 세라믹 담체가 위치되며, 상기 세라믹 담체의 내면과 면대면으로 맞닿는 금속관이 형성되고, 상기 금속관의 내부로 열을 가하기 위한 히터가 내장되는 본체와,
   상기 저수조에 담긴 물을 흡수하고, 상기 히터의 가열에 의해 흡수된 물을 외부로 방출시키는 다공성 세라믹 담체;로 이루어지고,
   상기 세라믹 담체는 원통형 또는 원뿔형으로 내경을 가지며, 하단은 개구되고 상단은 폐쇄된 구조를 갖고, 상단면은 하나 이상의 관통홀이 형성되며,
   상기 금속관의 외면은 상기 세라믹 담체의 내면과의 사이에서 물의 흐름을 유도하는 유로가 길이 방향으로 하나 이상 형성되는, 다공성 세라믹 담체를 갖는 가열식 가습기.

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