KR20180025441A - 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치 - Google Patents

외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전소자의 발열로 데워진 온수를 폐루프 구조로 순환시켜 유입되는 공기를 고온의 습한 공기로 변환해주어 실내 온도가 낮은 환경에서도 효율적인 제습이 이루어질 수 있으며, 공기가 데워지는 과정에서 살균을 통한 공기 정화 기능을 겸할 수 있고, 열전소자의 흡열로 고온의 습한 공기를 수분이 제거된 저온의 건조한 공기로 변환 배출하여 실내 온도 상승을 방지해주는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치에 관한 것으로, 열전소자의 발열부와 접촉된 가열탱크에 내장된 액체가 가열되고, 가열된 액체를 가열탱크와 연결된 순환펌프에 의해 공기가열관을 폐루프 구조로 순환시켜, 공기유입구로 유입되는 외부 공기를 제습하기 쉬운 고온의 습한 공기로 변환해주어 겨울철이나 실내 온도가 낮은 경우에도 효율적으로 제습할 수 있으므로, 계절에 구애 없이 사계절용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치 {Dehumidifier comprising a bactericidal function without rising the external temperature}
본 발명은 제습기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열전소자의 발열로 데워진 액체를 폐루프 구조로 순환시켜 외부에서 유입되는 공기를 고온의 습한 공기로 변환해주어 실내 온도가 낮은 환경에서도 효율적인 제습이 이루어질 수 있으며, 공기가 데워지는 과정에서 살균을 통한 공기 정화 기능을 겸할 수 있고, 열전소자의 흡열로 고온의 습한 공기를 수분이 제거된 저온의 건조한 공기로 변환 배출하여 실내 온도 상승을 방지해주는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치에 관한 것이다.
제습기는 공기 중의 수분을 제습하는 것으로 실내 습도를 낮추어주는 장치이다.
일반적으로 제습기는 습도가 높은 공기를 차가운 냉각기를 통과시키며 결로 현상에 의하여 공기속의 습기를 물로 변경시켜준다. 그러나 이러한 방식은 온도가 높을 때에는 뛰어난 성능을 발휘하지만 온도가 낮을 때에는 제습력이 급격히 떨어져서 18℃ 이하에서는 제습력이 낮아져 사용하기 어려운 문제가 있다.
다음으로 개발된 제습기는 흡수체가 공기 중의 수분을 흡수한 후, 흡수체를 히터로 가열하여 수분을 증발시키고, 기화된 수분은 열교환기의 결로를 통해 물탱크로 모아주는 구조를 취한다. 그러나 흡수체가 공기 중의 수분을 먼저 흡수한 다음, 흡수체를 히터로 가열하여 수분을 증발시키는 방식이기 때문에 히터 구동을 위해 많은 에너지가 소모되며, 히터로 흡수체를 가열하는 과정에서 고온의 건조한 공기가 배출되기 때문에 제습하면서 실내 온도가 상승한다는 문제가 있다.
이러한 외부 온도를 상승시키는 방식은 더운 여름철에 고온의 공기로 인해 사용자에게 불쾌감을 유발한다는 문제가 있다.
KR 10-1600709 B1 KR 10-0898063 B1
본 발명의 목적은 열전소자의 발열을 이용하여 온수를 폐루프 구조로 순환시켜 유입되는 공기를 제습하기 쉬운 고온의 습한 공기로 변환해주어 겨울철이나 실내 온도가 낮은 경우에도 효율적으로 제습할 수 있는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 목적은 열전소자의 흡열을 이용하여 고온의 습한 공기를 수분이 제거된 저온의 건조한 공기로 변환하여 배출함으로써 실내 온도 상승을 방지하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 목적은 환기가 어려운 밀폐된 공간에서 제습을 하는 경우에도 저온의 건조한 공기를 배출하기 때문에 사용자가 상쾌함을 느낄 수 있도록 하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 유입되는 공기를 고온으로 데워주기 때문에 살균을 통한 공기 정화 기능을 겸할 수 있는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 열전소자의 발열부에 의해 데워지는 온수를 폐루프 구조로 순환시키면서 유입되는 공기로 온수의 온도를 낮춰 주어 발열부의 허용 온도 이상의 고온 상승으로 인한 파손을 방지하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 발열부를 통하여 유입되는 공기를 고온으로 변환시켜 주며, 흡열부를 통하여 고온의 습한 공기를 저온의 건조한 공기로 변화시켜 줄 수 있어 열전소자의 발열부와 흡열부(냉각부)를 동시에 활용할 수 있는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 외부 공기(20)를 내부로 유입시키는 공기유입구(130)와, 상기 공기유입구(130)와 연결되어 상기 외부 공기(20)가 내부로 유입되는 통로 역할을 하는 공기유입로(126)와, 상기 공기유입로(126)와 연결되어 상기 외부 공기(20)가 배출되는 통로 역할을 하는 공기배출로(128)와, 상기 공기배출로(128)와 연결되어 상기 외부 공기(20)를 외부로 배출시키는 공기배출구(140)가 형성된 본체(100); 상기 본체(100)의 내부에서 상기 공기배출로(128) 측에 흡열부(220)가 위치하고 상기 흡열부(220)의 반대측에 발열부(210)가 위치하는 열전소자(200); 상기 발열부(210)와 맞닿게 배치되어 열을 전도 받아 내부에 내장된 액체(10)를 가열해주는 가열탱크(300); 상기 가열탱크(300)와 연결되어 상기 액체(10)를 순환시켜주는 순환펌프(400); 상기 공기유입로(126) 상에서 상기 공기유입구(130) 측에 위치하여 일단은 상기 순환펌프(400)와 연결되고, 타단은 상기 가열탱크(300)와 연결되어 상기 순환펌프(400)를 통해 상기 액체(10)가 순환하면서 상기 외부 공기(20)를 고온의 습한 공기(21)로 변환해주는 공기가열관(500); 상기 흡열부(220)와 맞닿게 상기 공기배출로(128) 상에 배치되어 냉기를 전도 받아 상기 고온의 습한 공기(21)의 열을 흡수하여 저온의 건조한 공기(22)로 변환해주고, 상기 고온의 습한 공기(21)에 포함된 수분이 표면에 물방울로 맺히는 흡열판(700); 상기 흡열판(700)의 하부에 설치되어 상기 물방울이 낙하하여 한 곳으로 모이는 물탱크(800);를 포함한다.
아울러 본 발명의 상기 가열탱크(300), 상기 순환펌프(400) 및 상기 공기가열관(500)은, 상기 순환펌프(400)가 상기 가열탱크(300)에서 흡입하여 토출하는 액체(10)는 상기 공기가열관(500)에서 상기 외부 공기(20)와 열교환이 이루어지고, 상기 공기가열관(500)을 통과한 상기 액체(10)는 다시 상기 가열탱크(300)로 들어가 순환되는 폐루프 구조를 이룬다.
또한, 본 발명의 상기 공기가열관(500)은 나선형 또는 표면적을 넓힐 수 있는 형태로 형성되어 상기 외부 공기(20)와의 접촉 면적을 극대화한다.
나아가 본 발명의 상기 본체(100)는, 전면케이스(110)와 후면케이스(120)로 나뉘고,
상기 후면케이스(120)에는 수평으로 돌출 형성된 제1격벽(122)과, 수직으로 돌출 형성된 제2격벽(123)과, 상기 제1격벽(122)과 이격되어 수평으로 돌출 형성된 제3격벽(124)과, 상기 제2격벽(123)과 이격되어 수직으로 돌출 형성된 제4격벽(125)을 구비하되,
상기 제1격벽(122)과 상기 제3격벽(124) 사이에 상기 외부 공기(20)가 유입되는 공기유입로(126)가 형성되고, 상기 제2격벽(123)과 상기 제4격벽(125) 사이에 상기 고온의 습한 공기(21)가 통과하는 공기배출로(128)가 형성된다.
한편, 본 발명의 상기 가열탱크(300) 내부에는 복수의 가열핀(320)이 돌출형성되어, 상기 가열탱크(300) 내부에 위치한 액체(10)와의 접촉 면적을 극대화해준다.
또한, 본 발명의 상기 공기유입로(126) 상에서 상기 공기가열관(500)보다 앞선 위치에 상기 공기유입구(130)와 인접하게 설치되어 상기 외부 공기(20)를 상기 공기가열관(500) 측으로의 유입을 촉진시켜주는 공기유입팬(600)을 포함한다.
아울러 본 발명의 상기 제3격벽(124)의 좌측 끝단에는 상부 방향으로 경사지게 형성되어, 상기 외부 공기(20)의 흐름을 상기 공기배출로(128) 측으로 유도하는 경사부(127)가 형성된다.
나아가 본 발명의 상기 제4격벽(125)의 하부 끝단에는 반원 형상으로 상기 물방울의 흐름을 상기 물탱크(800) 측으로 유도하는 만곡부(129)가 형성된다.
본 발명은 열전소자(200)의 발열부(210)와 접촉된 가열탱크(300)내의 액체(10)가 가열되고, 가열된 액체(10)를 가열탱크(300)와 연결된 순환펌프(400)에 의해 공기가열관(500)을 폐루프 구조로 순환시켜, 공기유입구(130)로 유입되는 외부 공기(20)를 제습하기 쉬운 고온의 습한 공기(21)로 변환해주어 겨울철이나 실내 온도가 낮은 경우에도 효율적으로 제습할 수 있으므로, 계절에 구애 없이 사계절용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
나아가 본 발명은 고온의 습한 공기(21)를 열전소자(200)의 흡열부(220)와 접촉된 흡열판(700)을 지나도록 하여, 고온의 습한 공기(21)를 수분이 제거된 저온의 건조한 공기(22)로 변환하여 공기배출구(140)를 통해 배출함으로써 제습기를 통해 배출되는 공기로 인하여 실내 온도가 상승되는 것을 방지하는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 환기가 어려운 밀폐된 공간에서 제습기를 작동시키는 경우에도 공기배출구(140)를 통해 수분이 제거된 저온의 건조한 공기(22)를 배출함으로써, 고온의 건조한 공기로 인한 사용자의 불쾌감을 예방해주고, 제습기 주변 사용자에게 상쾌함을 제공하는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 공기유입구(130)로 유입되는 외부 공기(20)를 공기가열관(500)을 통해 고온으로 데워주기 때문에 살균을 통한 공기 정화 기능을 겸할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열전소자(200)의 발열부(210)와 접촉된 가열탱크(300)의 액체(10)가 폐루프 구조로 순환펌프(400)와 공기가열관(500)을 순환하면서, 공기가열관(500)과 접촉되는 외부 공기(20)에 의해 열교환이 지속적으로 일어남으로써, 발열부(210)가 허용 온도 이상의 고온 상승되는 것을 방지해주고, 발열부(210)의 파손을 예방할 수 있으며, 지속적으로 흡열부(220)에서 흡열을 원활하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 구성요소 중 전기적 구성요소의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 정면 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 배면 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치에서 본체(100)의 전면케이스(110)를 제거하여, 후면케이스(120)의 내부를 보여주는 정면도.
도 6은 도 5의 2등각 투시도.
도 7은 도 5에서 가열탱크(300)의 커버(310)를 제거하여, 가열탱크(300)의 내부를 보여주는 사시도다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 구성요소 중 전기적 구성요소의 블록 구성도이다.
본 발명의 제습기는 외부로부터 공급받는 교류전원을 변환하여 제습 동작에 필요한 직류전원을 공급하며 예를 들면 SMPS(Switched-Mode Power Supply)로 구성할 수 있는 전원부(160), 제습기의 주변 외부 공기의 습도를 측정하는 습도센서(111), 열전소자(200)의 동작을 제어하기 위한 온도를 측정하는 온도센서(113), 제습기의 주변 외부 공기의 오염도를 측정하는 공기오염감지센서(112), 전원부(160)를 제어하여 전원을 온오프하고 임계 습도 설정값을 변경하기 위해 마련되는 버튼(116), 각종 정보를 화면상으로 출력하는 디스플레이(115), 알람 상황을 사람에게 인지시키기 위한 램프(114)와 스피커(117), 스마트폰과 근거리 무선 통신하기 위해 마련되며 예를 들면 블루투스나 와이파이 모듈로 구성되는 통신모듈(151), 발열과 흡열을 동시에 발생시키기 위한 열전소자(200), 후술하는 고온의 액체 순환을 위한 순환펌프(400), 및 공기의 흐름을 유도하기 위한 공기유입팬(600)을 포함하는 전기적 구성요소를 구비한다.
그리고 이와 같은 전기적 구성요소는 컨트롤러(150)에 연결되며, 컨트롤러(150)를 포함하는 전기적 구성요소를 후술하는 물탱크(800)를 내장한 본체(100)의 내부에 장착하여 컨트롤러(150)의 제어에 따라 제습 동작을 수행한다.
컨트롤러(150)는 전원부(160)로부터 전원을 공급받으며 버튼(116)에 의해 입력된 임계 습도 설정값에 따라 열전소자(200)의 흡열부(220)에 장착된 온도센서(113)를 통한 PID 제어를 수행한다.
열전소자(200)는 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 컨트롤러(150)에 의해 순방향 전류가 인가되어 발열과 흡열 동작을 하게 된다.
공기유입팬(600)은 정방향의 동일한 풍량으로 가동된다. 공기유입팬(600)은 제습 동작을 하지 않을 시에도 공기오염감지센서(112)를 통한 공기의 오염도 측정에 따라 작동하여 공기 정화 기능을 수행할 수 있다.
버튼(116)은 설정 값의 상하 조작을 위한 버튼 2개, 설정 값의 입력 버튼 1개, 및 전원 온오프를 위한 1개의 토글 스위치가 적용되나, 이에 한정되지 않는다.
디스플레이(115)는 설정 제습 및 현재 제습량, 스마트폰 애플리케이션과의 연동 동작 상태(IoT)를 표시한다.
스피커(117)는 스마트폰과 블루투스 연결을 통해 음악 감상 및 통화 기능을 할 수 있다. 스피커(117)는 통화 기능을 위해 마이크와 함께 구비될 수 있다. 즉 제습기가 설치된 장소, 예를 들어 욕실에 사용자가 스마트폰을 들고 가지 않아도 음악 감상, 컨텐츠 사용 및 통화 기능이 가능하다.
통신모듈(151)은 컨트롤러(150)에 PCB 모듈형태로 구비된다. 통신모듈(151)을 통해 스마트폰의 애플리케이션으로 제습기를 조작할 수 있다. 나아가 스마트폰의 날씨 애플리케이션과 연동하여 습도센서(111)로 습도를 측정하고 임계 습도 설정값에 따라 제습기를 작동하도록 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 정면 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 배면 사시도이다.
도 2는 본체(100)를 정면 방향에서 나타낸 사시도이고, 도 3은 본체(100)를 배면 방향에서 나타낸 사시도이다.
본체(100)는 상하 길이 및 좌우 폭에 비해 상대적으로 얇은 두께를 갖추어 벽에 걸어놓고 사용하기에 좋다. 본체(100)는 전면케이스(110)와 후면케이스(120)로 나뉠 수 있다.
전면케이스(110)는 전면판과, 전면판의 테두리에서 후방으로 상면판, 하면판, 우측면판 및 좌측면판이 돌출되어 개방된 박스 형상을 이룬다. 전면케이스(110)의 후면에는 후면케이스(120)가 결합되어 본체(100)를 이루게 된다.
전면판에는 습도센서(111), 공기오염감지센서(112), 버튼(116), 디스플레이(115), 램프(114) 및 스피커(117)가 정면으로 보이게 장착된다. 그래서 본체(100)를 벽에 걸어놓은 상태에서 주변 공기의 습도를 정확하게 측정할 수 있고, 사용자와의 인터페이스를 용이하게 한다.
아울러 전면판의 하부측에는 본체(100) 내부에 수용된 물탱크(800)의 위치에 맞게 설치한 투시창(118)이 마련된다. 투시창(118)을 통해 물탱크(800)에 모이는 제습된 물의 수위를 육안으로 확인할 수 있다.
전면케이스(110)의 우측면판에는 물탱크(800)의 설치 높이보다 높은 위치에 공기유입구(130)가 형성된다. 공기유입구(130)는 우측면판에 본체(100) 내부로 외부 공기(20)가 유입될 수 있도록 타공된다. 타공형상은 복수의 긴 막대 또는 구멍으로 형성된다.
아울러 전면케이스(110)의 하부는 일부가 절개되어 물탱크(800)를 외부로 인출할 수 있다.
또한, 전면케이스(110)의 상면판에는 본체(100) 내부로 유입된 공기가 제습 과정을 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 공기배출구(140)가 형성된다. 공기배출구(140)도 본체(100) 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있도록 타공된다. 타공형상은 복수의 긴 막대 또는 구멍으로 형성된다.
한편, 후면케이스(120)의 배면판에는 벽걸이 홈(121)이 관통형성되어 있다. 벽걸이 홈(121)을 통해 제습하고자 하는 장소의 벽에 걸어 놓을 수 있다. 여기서 벽걸이 홈(121)은 본 발명의 제습기를 벽에 걸어 놓기 위한 것이므로, 예를 들면 고리와 같은 다양한 형태로 변형하여 구성할 수 있으나 본 발명을 벽걸이용으로만 한정하지 않는다.
한편, 물탱크(800)를 구비한 경우에는 일정 수위 이상 높아지면 모든 작동을 중지하고, 디스플레이(115) 또는 스피커(117)를 통해 물 비움 경고 메시지를 주거나, 물탱크(800) 없이 별도의 드레인을 통하여 바로 배출할 수도 있다.
아울러 물탱크(800)를 구비한 경우에는 좌측편 또는 우측편 하부에 물탱크(800)를 파지하여 본체(100)에서 꺼내거나 다시 설치할 수 있도록 하는 손잡이(810)가 형성된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치의 분해 사시도. 도 4는 앞서 설명한 도 3을 분해한 형태로 나타낸 것이다.
본체(100)는 앞서 설명한 바와 같이 박스 형상의 전면케이스(110)와, 전면케이스(110)의 후면에 결합되는 후면케이스(120)로 나뉜다. 전면케이스(110)와 후면케이스(120)는 나사 체결 또는 걸림홈과 돌기의 맞물림 방식으로 결합된다.
후면케이스(120)는 제1격벽(122), 제2격벽(123), 제3격벽(124) 및 제4격벽(125)으로 공간이 구획된다.
제1격벽(122)은 후면케이스(120)의 중앙측에 수평 방향으로 형성되어 전면케이스(110)가 결합되었을 때 전면케이스(110)의 뒷면에 밀착되도록 돌출된다.
제2격벽(123)은 후면케이스(120)의 좌측편에서 수직 방향으로 형성되어 돌출된다. 제1격벽(122)과 제2격벽(123)은 서로 연결되어 'ㄴ' 형상을 이룬다. 제1격벽(122)과 제2격벽에 의해 구획된 공간에서 우측 상부에는 전원부(160)가 PCB 형태로 나사에 의해 설치되고, 전원부(160)의 하부에는 컨트롤러(150)가 PCB 형태로 나사에 의해 설치된다. 컨트롤러(150)의 하부에는 순환펌프(400)가 나사로 고정된다.
제2격벽(123) 상에는 열전소자(200)가 끼워져 고정된다. 열전소자(200)는 제2격벽(123)을 중심으로 우측에는 발열부(210)가 위치하고, 좌측에는 흡열부(220)가 위치한다.
발열부(210)의 우측에는 열전도성이 높은 재질로 형성된 가열탱크(300)가 밀착되어 고정된다. 흡열부(220)의 좌측에는 흡열판(700)이 밀착되어 고정된다.
제3격벽(124)은 후술할 공기유입팬(600)의 높이만큼 이격되어 수평 방향으로 형성된다. 제1격벽(122)과 제2격벽(123) 사이에는 외부의 공기가 유입되는 공기유입로(126)가 형성된다. 공기유입로(126)에서 우측편에는 외부의 공기 유입을 촉진하는 공기유입팬(600)이 설치된다. 그리고 공기유입팬(600)의 좌측에는 나선형 구조의 공기가열관(500)이 위치한다. 공기가열관(500)은 제3격벽(124)을 관통하여 일단이 가열탱크(300)와 연결되고, 타단이 순환펌프(400)와 연결된다. 아울러 순환펌프(400)는 가열탱크(300)와 액체공급관(330)으로 연결된다.
제4격벽(125)은 후면케이스(120)의 좌측편에서 수직 방향으로 형성된다. 제3격벽(124)과 제4격벽(125) 모두 전면케이스(110)와 후면케이스(120)가 결합되었을 때, 전면케이스(110)의 뒷면에 밀착되도록 돌출된다.
제2격벽(123)과 제4격벽(125) 사이에는 공기가열관(500)을 통과한 공기가 배출되는 공기배출로(128)가 형성된다. 공기배출로(128) 상에는 열전소자(200)의 흡열부(220)와 연결된 흡열판(700)이 위치한다. 흡열판(700)에 공기가 지나가면서 냉각이 이루어지게 된다. 흡열판(700)은 공기와의 접촉 면적을 넓히기 위하여 복수의 흡열핀(710)이 돌출 형성된다. 흡열판(700)은 열전도율이 높은 구리, 알루미늄, 동 등으로 형성된다.
한편, 제4격벽(125)의 하부에는 물탱크(800)가 위치한다. 물탱크(800)의 상부에는 물유입공(802)이 관통형성된다. 물유입공(802)은 공기배출로(128)의 위치와 대응되도록 형성된다.
아울러 제4격벽(125)의 하부에는 흡열판(700)에 의해 생성되는 물방울이 물탱크(800)의 물유입공(802)을 향하여 떨어지도록 유도해주는 만곡부(129)가 형성된다.
열전소자(200)는 외부 공기와의 접촉을 차단하여, 내부 결로를 방지할 수 있도록 밀폐된다. 열전소자(200)는 열손실을 최소화하는 역할을 하며, 곰팡이 발생을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치에서 본체(100)의 전면케이스(110)를 제거하여, 후면케이스(120)의 내부를 보여주는 정면도, 도 6은 도 5의 2등각 투시도이다.
도 5는 가열탱크(300), 순환펌프(400), 공기가열관(500)을 폐루프 구조로 순환하는 액체(10)와, 외부 공기(20)가 공기가열관(500)을 통과하면서 고온의 습한 공기(21)로 변환되고, 고온의 습한 공기(21)가 흡열판(700)을 지나면서 저온의 건조한 공기(22)로 변환되는 것을 함께 도시하였다.
가열탱크(300)에는 액체(10)가 내장된다. 이때 액체(10)는 열을 오랫동안 보존할 수 있는 소재면 좋고, 물을 사용하여도 충분하다.
가열탱크(300)는 열전소자(200)의 발열부(210)와 밀착되어 열을 전도받는다. 가열탱크(300) 내부의 액체(10)는 60 내지 90도로 가열되게 된다. 가열탱크(300)는 상하부에 가열된 액체가 인입하기 위한 유입구와 배출구가 형성된다.
순환펌프(400)는 가열된 액체를 흡입하는 흡입구와 배출하는 배출구가 형성되어 있으며, 흡입구는 가열탱크(300)와 액체공급관(330)을 통해 연결된다. 액체공급관(330)의 외주연은 전 길이에 걸쳐서 단열재로 감싸져 있다. 단열재를 통해 가열된 액체(10)가 식는 것을 방지해준다.
아울러 순환펌프(400)의 배출구는 나선형 모양으로 형성된 공기가열관(500)이 연결된다. 공기가열관(500)은 순환펌프(400)와 연결되고, 타단은 가열탱크(300)의 유입구와 연결된다.(도면과 다르게 상기 순환펌프(400)의 위치가 공기가열관(500)과 가열탱크(300) 사이에 위치하여도 동일한 기능을 수행한다)
이때 가열탱크(300)에 내장된 액체(10)는 액체공급관(330), 순환펌프(400) 및 공기가열관(500)을 계속적으로 순환하는 폐루프 구조를 이루게 된다. 즉 발열부(210)에 의해 가열된 액체(10)는 가열탱크(300)-액체공급관(330)-순환펌프(400)-공기가열관(500)-가열탱크(300) 순서로 계속적으로 순환하게 된다. 이때 순환펌프(400)의 위치가 공기가열관(500)과 가열탱크(300) 사이에 위치하면 발열부(210)에 의해 가열된 액체(10)는 가열탱크(300)-액체공급관(330)-공기가열관(500)-순환펌프(400)-가열탱크(300) 순서로 계속적으로 순환하게 된다. (향후 순환펌프(400)-공기가열관(500)로 기재하는 것은 공기가열관(500)-순환펌프(400)의 순서를 포함하는 것으로 한다)
다시 말해서 순환펌프(400)가 가열탱크(300)에서 액체(10)를 흡입하여 공기가열관(500)으로 보내주고, 공기가열관(500)을 통과한 액체(10)는 공기가열관(500)을 가열하게 된다. 공기가열관(500)을 통과한 액체(10)는 다시 가열탱크(300)로 들어가서 계속적으로 순환되는 폐루프 구조를 이루게 된다. 이 과정에서 액체(10)에 의해 가열된 공기가열관(500)은 외부 공기(20)와 접촉되어 외부 공기(20)를 고온의 습한 공기(21)로 변환해준다. 공기가열관(500)은 외부 공기(20)와 접촉되면서 열교환이 이루어지게 된다. 이로 인해 공기가열관(500)을 지나는 액체(10)의 온도가 낮아지게 되고, 온도가 낮아진 액체(10)가 가열탱크(300)로 다시 들어가게 된다.
이를 통해 열전소자(200)의 발열부(210)를 냉각해주는 효과가 발생하게 된다. 공기가열관(500)과 접촉되는 외부 공기(20)에 의해 열교환이 지속적으로 일어남으로써, 발열부(210)가 허용 온도 이상의 고온으로 상승하는 것을 방지해준다. 그에 따라 발열부(210)의 파손을 예방하며, 지속적으로 흡열부(220)에서 흡열을 원활하게 하도록 한다.
공기가열관(500)은 앞서 설명한 바와 같이 공기유입팬(600)의 좌측편에 위치하는 것으로 공기유입팬(600)에 의해 유입되는 외부 공기(20)와의 접촉 면적을 최대로 넓히기 위하여 나선형으로 형성된다. 이때 공기가열관(500)은 외부 공기(20)와의 접촉 면적을 최대로 넓힐 수 있다면 지그재그, 하나의 선으로 이어지며 내측에서 외측 방향으로 점점 커지는 원형, 삼각형 또는 다각형 등의 표면적을 넓히는 다른 형태로 형성될 수 있으며, 열전도도가 높은 알루미늄 히트싱크를 덧댈 수도 있다.
이와 같이 폐루프 구조로 가열된 액체가 계속 순환하면서, 공기가열관(500)에 의해 외부에서 유입되는 외부 공기(20)를 고온의 습한 공기(21)로 변환해준다. 공기가열관(500)은 열전도율이 높은 구리, 알루미늄, 동 등으로 형성된다.
공기가열관(500)을 통해 외부 공기(20)를 제습하기 쉬운 고온의 습한 공기(21)로 변화해준다. 종래의 제습기는 겨울철이나 실내 온도가 18도 이하로 낮은 경우 효율적으로 제습을 할 수 없는데 반해, 본 발명의 제습기는 외부 공기(20)를 제습하기 쉬운 고온의 습한 공기(21)로 변환하여 제습하므로, 계절(또는 외부 온도)에 구애 없이 사계절용으로 사용할 수 있다.
아울러 공기가열관(500)을 통과하는 외부 공기(20)는 고온으로 데워지기 때문에 살균을 통한 공기 정화 작용이 이루어진다.
한편, 제1격벽(122)과 제3격벽(124)으로 형성된 공기유입로(126)는 우측에 전면케이스(110)가 후면케이스(120)에 결합되었을 때 공기유입구(130)가 위치하며, 좌측에는 제1격벽(122)과 제3격벽(124)이 개방되어 고온의 습한 공기(21)가 공기배출로(128)로 이동할 수 있다.
공기유입팬(600)이 회전하고 있는 상태이기 때문에 공기가열관(500)을 통과한 고온의 습한 공기(21)가 공기배출로(128)로 이동하게 된다. 이때 제3격벽(124)의 좌측 끝단에는 고온의 습한 공기(21)를 공기배출로(128) 방향으로 원활하게 이동하게 하기 위하여 상부 방향으로 경사지게 경사부(127)가 형성된다. 경사부(127)를 통해 고온의 습한 공기(21)는 공기배출로(128)를 향하여 방향이 전환되게 된다.
고온의 습한 공기(21)는 공기배출로(128) 상에 배치된 흡열판(700)과 접촉하게 된다. 흡열판(700)은 열전소자(200)의 흡열부(220)와 열전도가 용이하도록 밀착된 것으로, 흡열부(220)에 의해 차가운 상태를 유지하게 된다. 고온의 습한 공기(21)가 흡열판(700)과 흡열판(700)에 형성된 복수의 흡열핀(710)과 접촉되면서 온도차이로 인해 흡열판(700) 및 흡열핀(710)에 결로가 발생하게 된다. 결로는 물방울(30)이 되어 자중에 의해 낙하하게 된다.
한편, 흡열판(700)의 내부에는 온도센서(113)가 인입된다. 이때 온도센서(113)는 흡열판(700)을 지나는 고온의 습한 공기(21)의 흐름에 영향이 없도록 흡열판(700) 내부에 내장된다.
온도센서(113)는 흡열판(700)과 접촉되어 흡열판(700)의 온도를 측정해준다. 온도센서(113)는 온도 측정값을 토대로 컨트롤러(150)가 열전소자(200)를 PID제어하여 흡열판(700) 및 흡열핀(710)의 온도를 제어하도록 해준다. 이를 통해 흡열판(700) 및 흡열핀(710)에 결로가 쉽게 발생할 수 있는 조건을 지속적으로 만들어준다.
이때 제4격벽(125)의 하부에 형성된 만곡부(129)는 반원 형상을 취하므로, 물방울(30)은 만곡부(129)를 따라 이동하면서 공기배출로(128) 하부에 위치한 물탱크의 물유입공(802)으로 떨어지게 된다. 상기 만곡부(129)에 의하여 물방울이 떨어지는 소음을 최소로 할 수 있다.
한편, 흡열판(700)을 지난 고온의 습한 공기(21)는 제습과 동시에 30도 내외로 온도가 낮아진다. 즉 흡열판(700)을 지난 고온의 습한 공기(21)는 저온의 건조한 공기(22)가 된다.
저온의 건조한 공기(22)는 공기배출구(140)를 통해 외부로 배출되게 된다. 즉 저온의 건조한 공기(22)는 후면케이스(120)에 전면케이스(110)가 결합되었을 때, 공기배출구(140)에 의해 외부로 배출되게 된다.
제습기에서 저온의 건조한 공기(22)가 배출되기 때문에 실내 온도의 상승을 방지하게 되며, 저온의 건조한 공기(22)는 제습기 주변의 사용자에게 기분이 좋은 형태로 배출되기 때문에, 제습기에서 배출되는 공기로 인한 사용자의 불쾌감을 현저히 줄여주게 된다.
한편, 물탱크(800)를 구비한 경우에는 일정 수위 이상 높아지면 모든 작동을 중지하고 앞서 설명한 바와 같이 물 비움 경고 메시지를 주거나, 물탱크(800) 없이 드레인을 통하여 바로 배출할 수 있도록 할 수도 있다.
도 7은 도 5에서 가열탱크(300)의 커버(310)를 제거하여, 가열탱크(300)의 내부를 보여주는 사시도이다.
도7은 도 5에서 가열탱크(300)의 커버(310)를 제어하여 내부 모습을 나타낸 것이다.
가열탱크(300)는 내부에 액체(10)가 보관될 수 있는 공간이 형성되고, 커버(310)에 의해 밀폐된다. 가열탱크(300)는 내부에 복수의 판 형상의 가열핀(320)이 내장된다. 가열핀(320)은 열전소자(200)의 발열부(210)와 연결되어 열을 전도받는다.
가열핀(320)에 의해 가열탱크(300) 내부에 보관된 액체와의 접촉 면적을 극대화 하기 때문에 액체(10)를 효율적으로 가열할 수 있다. 아울러 가열핀(320)은 가열탱크(300)와 함께 열전소자(200)의 발열부(210)와 접촉됨으로써, 발열부(210)를 효과적으로 냉각해줄 수 있다.
10 : 액체
20 : 외부 공기
21 : 고온의 습한 공기 22 : 저온의 건조한 공기
30 : 물방울
40 : 물
100 : 본체
110 : 전면케이스
111 : 습도센서 112 : 공기오염감지센서 113 : 온도센서 114 : 램프
115 : 디스플레이 116 : 버튼 117 : 스피커 118 : 투시창
120 : 후면케이스
121 : 벽걸이 홈 122 : 제1격벽 123 : 제2격벽 124 : 제3격벽
125 : 제4격벽 126 : 공기유입로 127 : 경사부
128 : 공기배출로 129 : 만곡부
130 : 공기유입구 140 : 공기배출구
150 : 컨트롤러 151 : 통신모듈
160 : 전원부
200 : 열전소자
210 : 발열부 220 : 흡열부
300 : 가열탱크
310 : 커버 320 : 가열핀 330 : 액체공급관
400 : 순환펌프
500 : 공기가열관
600 : 공기유입팬
700 : 흡열판
710 : 흡열핀
800 : 물탱크 802 : 물유입공
810 : 손잡이

Claims (8)

  1. 외부 공기(20)를 내부로 유입시키는 공기유입구(130)와, 상기 공기유입구(130)와 연결되어 상기 외부 공기(20)가 내부로 유입되는 통로 역할을 하는 공기유입로(126)와, 상기 공기유입로(126)와 연결되어 상기 외부 공기(20)가 배출되는 통로 역할을 하는 공기배출로(128)와, 상기 공기배출로(128)와 연결되어 상기 외부 공기(20)를 외부로 배출시키는 공기배출구(140)가 형성된 본체(100);
    상기 본체(100)의 내부에서 상기 공기배출로(128) 측에 흡열부(220)가 위치하고 상기 흡열부(220)의 반대측에 발열부(210)가 위치하는 열전소자(200);
    상기 발열부(210)와 맞닿게 배치되어 열을 전도 받아 내부에 내장된 액체(10)를 가열해주는 가열탱크(300);
    상기 가열탱크(300)와 연결되어 상기 액체(10)를 순환시켜주는 순환펌프(400);
    상기 공기유입로(126) 상에서 상기 공기유입구(130) 측에 위치하여 일단은 상기 순환펌프(400)와 연결되고, 타단은 상기 가열탱크(300)와 연결되어 상기 순환펌프(400)를 통해 상기 액체(10)가 순환하면서 상기 외부 공기(20)를 고온의 습한 공기(21)로 가열해주는 공기가열관(500);
    상기 흡열부(220)와 맞닿게 상기 공기배출로(128) 상에 배치되어 냉기를 전도 받아 상기 고온의 습한 공기(21)의 열을 흡수하여 저온의 건조한 공기(22)로 변환해주고, 상기 고온의 습한 공기(21)에 포함된 수분이 표면에 물방울로 맺히는 흡열판(700);
    상기 흡열판(700)의 하부에 설치되어 상기 물방울이 낙하하여 한 곳으로 모이는 물탱크(800);를 포함하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열탱크(300), 상기 순환펌프(400) 및 상기 공기가열관(500)은,
    상기 순환펌프(400)가 상기 가열탱크(300)에서 흡입하여 토출하는 액체(10)는 상기 공기가열관(500)에서 상기 외부 공기(20)와 열교환이 이루어지고, 상기 공기가열관(500)을 통과한 상기 액체(10)는 다시 상기 가열탱크(300)로 들어가 순환되는 폐루프 구조를 이루는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공기가열관(500)은 나선형 또는 표면적을 넓힐 수 있는 형태로 형성되어 상기 외부 공기(20)와의 접촉 면적을 극대화하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체(100)는,
    전면케이스(110)와 후면케이스(120)로 나뉘고,
    상기 후면케이스(120)에는 수평으로 돌출 형성된 제1격벽(122)과, 수직으로 돌출 형성된 제2격벽(123)과, 상기 제1격벽(122)과 이격되어 수평으로 돌출 형성된 제3격벽(124)과, 상기 제2격벽(123)과 이격되어 수직으로 돌출 형성된 제4격벽(125)을 구비하되,
    상기 제1격벽(122)과 상기 제3격벽(124) 사이에 상기 외부 공기(20)가 유입되는 공기유입로(126)가 형성되고, 상기 제2격벽(123)과 상기 제4격벽(125) 사이에 상기 고온의 습한 공기(21)가 통과하는 공기배출로(128)가 형성되는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열탱크(300) 내부에는 복수의 가열핀(320)이 돌출형성되어, 상기 가열탱크(300) 내부에 위치한 액체(10)와의 접촉 면적을 극대화해주는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공기유입로(126) 상에서 상기 공기가열관(500)보다 앞선 위치에 상기 공기유입구(130)와 인접하게 설치되어 상기 외부 공기(20)를 상기 공기가열관(500) 측으로의 유입을 촉진시켜주는 공기유입팬(600)을 포함하는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제3격벽(124)의 좌측 끝단에는 상부 방향으로 경사지게 형성되어, 상기 외부 공기(20)의 흐름을 상기 공기배출로(128) 측으로 유도하는 경사부(127)가 형성되는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제4격벽(125)의 하부 끝단에는 반원 형상으로 상기 물방울의 흐름을 상기 물탱크(800) 측으로 유도하는 만곡부(129)가 형성되는 외부 온도를 상승시키지 않고 살균 기능을 포함하는 제습장치.
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