KR20180078785A - 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

급수부 측에 대기압을 형성하여 급수 정지시에도 급수부에 진공이 형성되는 현상을 방지하고 급수부에 일정 수준 이상의 유량이 공급되면 자연적으로 물을 배수부 측으로 우회시켜 물이 넘쳐 흐르는 것을 방지한 개선된 구조의 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기가 개시된다. 가습 장치는 물을 공급하는 급수부; 상기 급수부를 통해 공급되는 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부; 및 상기 가습 필터부의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부를 포함하여 이루어지고, 상기 가습 필터부를 바이패스하여 급수부와 배수부를 연통시키는 바이패스 유로가 구비된다.

Description

가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기{HUMIDIFYING DEVICE AND AIR CONDITIONER HAVING THE SAME}

본 발명은 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가습 필터에 물을 급수하여 이를 통과하는 공기를 가습하는 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기 조화기는 공기를 가열하거나 냉각시켜 실내로 공급함으로써 냉방 및 난방을 수행하며, 최근에는 제습, 가습, 공기 청정 및 환기 등의 기능을 함께 수행하고 있다.

선출원된 대한민국 등록특허공보 제10-1229676(2013.01.29)에는 가정용에 적합한 소형이면서 온수를 활용하여 에너지 소비를 줄이면서 냉수를 제조함과 아울러 복사 냉방시 표면에 결로가 발생할 경우 별도의 에어컨 등을 설치하지 않고 바닥이나 천장의 결로를 방지하는 하이브리드 냉방 장치가 개시된바 있다.

데시칸트 제습로터를 적용한 공조 장치에서는 재생에 필요한 열원을 반드시 요구한다. 상기 열원은 전술한 냉동 사이클의 응축기 열원(응축열)을 이용하거나, 별도의 전기식 히터를 이용할 수 있다.

또한, 공기 조화기는 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하여 가습을 수행하는 가습 장치가 구비된다. 상기 가습 장치는 크게 물을 공급하기 위한 급수부와, 급수된 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부와, 가습 필터부의 하부에 구비되어 물을 배수하기 위한 배수부로 이루어진다.

급수부를 통해 공급되는 물은 급수부의 하부에 설치된 가습 필터부로 공급되며, 가습 필터부에 전체적으로 그리고 균일하게 물을 공급하기 위해 급수부에는 복수의 미세공이 타공된 분배기가 구비된다. 급수부를 통해 공급된 물은 복수의 미세공을 통해 고르게 가습 필터부로 공급된다. 가습 필터부로 공급된 물은 흡착되어 이를 통과하는 공기를 가습시키며 흡착되지 않은 물은 하부로 낙하하여 배수부를 통해 외부로 배출된다.

종래의 가습 장치는 급수시 분배기의 미세공을 통해 하부로 공급되는데, 급수 정지시 분배기에 잔수가 남아있는 경우 순간적으로 급수부 내부에 진공이 형성되어, 가습 필터부로 급수가 되지 않는 문제점이 발생한다. 이 경우, 외부 온도가 낮아졌을 때 잔수가 얼어 동파의 위험이 있었고, 가습 필터부로 분배되는 유량보다 급수부로 유입되는 유량이 과도하게 많은 경우 물이 넘쳐 흐르는 문제점이 발생할 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1229676(2013.01.29)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 급수부 측에 대기압을 형성하여 급수 정지시에도 급수부에 진공이 형성되는 현상을 방지하고 급수부에 일정 수준 이상의 유량이 공급되면 자연적으로 물을 배수부 측으로 우회시켜 물이 넘쳐 흐르는 것을 방지한 개선된 구조의 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기를 제공한다.

본 발명에 따른 가습 장치는 물을 공급하는 급수부; 상기 급수부를 통해 공급되는 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부; 및 상기 가습 필터부의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부를 포함하여 이루어지고, 상기 가습 필터부를 바이패스하여 급수부와 배수부를 연통시키는 바이패스 유로가 구비된다.

본 발명에 따른 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기는 급수부에 진공 형성을 방지하여 급수부에서 가습 필터부로 물이 분배되지 않는 현상을 방지함으로써 급수 성능을 향상시키고, 잔수를 없애 겨울철 동파의 위험성을 원천적으로 방지함으로써 내구성을 향상시키며, 급수부에서 외부로 물이 흘러 넘치는 현상을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치를 도시한 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치의 바이패스 유로를 확대 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치의 바이패스 유로를 확대 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기(1)는 본체(10)와, 가습용 열교환기(23)와, 제습용 열교환기(24)와, 제습 로터(30) 및 가습 모듈(40)을 포함하여 이루어진다.

본체(10)는 실외기로서, 실외 또는 실내 적소에 설치되거나 천장, 외벽 등에 매립 설치될 수 있다. 본체(10)는 내기와 외기를 선택적으로 유입하도록 구성되며, 본체(10)의 내부에는 공기 통로인 제1 유로(61)와 제2 유로(62)가 구비된다. 제1 유로(61)는 공기를 실내로 송풍하기 위한 것이며, 제2 유로(62)는 공기를 실외로 송풍하기 위한 것이다.

본체(10)에는 내기를 유입하기 위한 내기 유입구(11)와, 외기를 유입하기 위한 외기 유입구(12)와, 공기를 실내로 공급하기 위한 실내 공급구(13) 및 공기를 실외로 배출하기 위한 실외 배출구(14)가 구비된다. 본체(10)의 내부에는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)가 구획 형성되며, 내기 유입구(11)에 제3 유로(63)가 연결되고, 외기 유입구(12)에 제4 유로(64)가 연결된다. 제1 유로(61), 제2 유로(62), 제3 유로(63) 및 제4 유로(64)는 4방향 댐퍼(70)에 의해 서로 연결된다.

4방향 댐퍼(70)는 내기 유입구(11)를 통해 유입된 내기와 외기 유입구(12)를 통해 유입된 외기를 선택적으로 제1 유로(61)와 제2 유로(62)로 유동시키는 작용을 한다. 아울러, 제3 유로(63)에는 프리 필터, 탈취 필터, 헤파 필터 중 적어도 하나로 구성되는 제1 필터(15)를 구비하며, 제4 유로(64)에는 프리 필터, 미디움 필터 중 적어도 하나로 구성되는 제2 필터(16)를 구비하여, 이를 통과하는 공기를 여과하는 것이 바람직하다.

가습용 열교환기(23)는 제1 유로(61)에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열하며, 제습용 열교환기(24)는 제2 유로(62)에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가열한다. 가습용 열교환기(23) 및 제습용 열교환기(24)는 전기식 히터로 구성되거나 냉매 사이클의 응축기 등으로 구성될 수 있다.

제습 로터(30)는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)에 걸쳐서 회전 가능하게 구비된다. 제습 로터(30)는 공기 유동 방향으로 히터 모듈(20)의 하류 측에 배치된다. 제습 로터(30)는 데시칸트(Desiccant) 구조로 구성될 수 있으며, 제습재가 내장되어 이를 통과하는 공기에 의해 흡습, 제습, 흡열 및 방열을 수행한다.

제습 로터(30)는 소정 두께를 갖는 원형 판 형상으로 이루어지며, 부직포 소재 등의 제습재가 내장되어, 회전축(33)을 중심으로 회전 가능하게 이루어진다. 제습 로터(30)는 대략 0.5rpm 이하로 비교적 저속으로 회전되는 것이 바람직하다. 제습 로터(30)는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)의 구획벽을 기준으로 각각 제1 유로(61)와 제2 유로(62)에 1/2씩 차지하고 있으며, 제1 유로(61)에서 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 영역(31)과, 제2 유로에서 이를 통과하는 공기를 제습시키는 제습 영역(32)으로 구분할 수 있다.

가습 모듈(40)은 공기 유동 방향으로 제습 로터(30)의 하류 측 제1 유로(61)에 구비된다. 가습 모듈(40)은 이를 통과하는 공기를 가습시킨다. 아울러, 제1 유로(61)에는 실내팬(51)이 구비되며, 제2 유로(62)에는 실외팬(52)이 구비되고, 실내 측에는 실내 공급구(13)를 통해 공급된 공기가 실내 측으로 송풍되도록 하는 실내기(80)가 구비된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치를 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치의 바이패스 유로를 확대 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치의 바이패스 유로를 확대 도시한 단면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 가습 모듈(40), 즉, 가습 장치는 물을 공급하는 급수부(41)와, 급수부(41)를 통해 공급되는 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부(43)와, 가습 필터부(43)의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부(42)를 포함하여 이루어진다.

급수부(41)는 가습 장치 본체(44)의 상부에 구비되며, 급수관에 연결되어 물을 직수 방식으로 공급받도록 구성된다. 급수부(41)에는 급수 노즐(46)이 연결되며, 급수 노즐(46)의 분사부는 가습 필터부(43)보다 상부에 위치한다. 급수 노즐(46)을 통해 가습 필터부(43)의 상부에서 분사되는 물은 가습 필터부(43)에 흡착된다. 급수부(41)에는 물의 유동을 개폐 제어하는 솔레노이드 밸브(45)가 구비된다.

가습 필터부(43)의 상부에는 급수부(41)로부터 공급되는 물을 가습 필터부(43)에 분배하는 복수의 미세공(416)이 형성된 분배기(411)가 구비된다. 분배기(411)는 미세공(416) 및 후술할 바이패스공(414)을 제외하고는 사방이 막힌 밀실을 형성한다.

분배기(411)의 상부에는 급수부(41)의 노즐(46)이 연결되어 상부로 물이 공급된다. 분배기(411)의 하부에는 가습 필터부(43)와 구획되기 위한 판부재를 구비하며, 이 판부재에 복수의 미세공(416)이 형성된다. 미세공(416)은 분배기(411)에 하판 전체에 걸쳐 균일하게 형성되어 물을 가습 필터부(43)에 고르게 공급할 수 있도록 구성된다.

가습 필터부(43)는 부직포 등의 흡착이 유리한 소재로 이루어져, 가습 장치 본체(44)의 전면에 걸쳐 설치된다. 가습 필터부(43)는 제1 유로(61)의 따뜻한 공기가 통과하여 가습 필터부(43)에 흡착된 수분에 의해 공기를 가습시킨다.

배수부(42)는 가습 필터부(43)의 하부에 구비된다. 배수부(42)는 가습 필터부(43)의 하부 전체에 걸쳐 낙하되는 물을 포집하기 위한 배수통(421)을 구비하며, 배수통(421)의 일 측에 포집된 물을 외부로 배출하기 위한 배수구가 형성된다. 배수부(42)는 배수관에 연결되어 물을 직수 방식으로 배출하도록 구성된다.

가습 장치는 바이패스 유로(415)를 구비한다. 바이패스 유로(415)는 가습 필터부(43)를 바이패스하여 급수부(41)와 배수부(42)를 연통시킨다. 아울러, 바이패스 유로(415)의 일 측에 급수부(41)의 수위가 기준치 이상일 경우에만 물을 바이패스 유로(415) 측으로 유동하도록 하는 경계벽(413)이 형성된다.

바이패스 유로(415)는 가습 필터부(43)의 일 측방향에 형성된다. 바이패스 유로(415)는 가습 장치의 너비 방향으로 양측에 형성될 수도 있으나, 바람직하게는 급수구와 배수구가 형성된 반대 측에만 형성된다. 이 경우, 가습 장치의 너비 방향은 도 3에서 좌우 방향이다.

바이패스 유로(415)는 가습 장치 본체(44)의 일 측 내부에 가습 필터부(43)와 구획벽(417)을 통해 구획된 공간부로 구성된다. 즉, 분배기(411)로부터 측 방향으로 연장된 부재에 바이패스공(414)을 형성하여 분배기(411)의 공간부(412)와 바이패스 유로(415)가 연통된다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가습 장치의 작동 예 및 작용 효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

급수부(41)를 통해 물이 공급되면 물은 솔레노이드 밸브(45)의 개폐 조작에 의해 노즐(46)을 따라 분배기(411)의 공간부(412)로 공급된다. 분배기(411)로 공급된 물은 미세공(416)을 통해 가습 필터부(43)로 낙하하여 가습 필터부(43)를 적시며, 이와 같이 수분이 흡착된 가습 필터부(43)를 공기가 통과함으로써 습한 공기를 형성한다.

급수부(41)의 솔레노이드 밸브(45)가 노즐(46)의 유로를 폐쇄하는 급수 정지 상황에서, 분배기(411)의 공간부(412)에 남아있는 잔수는 배수홀인 미세공(416)보다 상부에 위치하므로 만약 바이패스 유로가 없다면 분배기(411)의 공간부(412)는 진공이 형성될 수 있다.

하지만, 급수부(41)의 공간부, 즉, 분배기(411)의 공간부(412)는 바이패스공(414)을 통해 바이패스 유로(415)와 연통하고, 이 바이패스 유로(415)는 가습 필터부(43)의 하부에 위치한 배수부(42)와 연통하고 있어 분배기(411)의 공간부(412)는 대기압 상태가 된다. 이 경우, 바이패스 유로(415)는 에어 벤트 기능을 수행한다.

아울러, 평상시 급수부(41)를 통해 공급되는 물의 양이 미세공(416)을 통해 가습 필터부(43)로 공급되는 물의 양보다 많은 경우, 분배기(411)에 잔류하는 물은 경계벽(413)을 타고 바이패스공(414) 측으로 넘어가 바이패스 유로(415)를 통해 가습 필터부(43)를 바이패스하여 하부의 배수부(42) 측으로 배출된다. 결국, 바이패스 유로(415)는 물과 공기가 가습 필터부(43)를 바이패스하도록 하는 에어 벤트 유로 및 배수 유로로서의 기능을 함께 수행한다.

지금까지 본 발명에 따른 가습 장치 및 이를 구비한 공기 조화기는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 본체 11: 내기 유입구
12: 외기 유입구 13: 실내 공급구
14: 실외 배출구 15: 제1 필터
16: 제2 필터 23: 가습용 열교환기
24: 제습용 열교환기
30: 제습 로터 31: 가습 영역
32: 제습 영역 33: 회전축
40: 가습 모듈 41: 급수부
42: 배수부 43: 가습 필터부
44: 가습 장치 본체 45: 솔레노이드 밸브
46: 급수 노즐 411: 분배기
412: 공간부 413: 경계벽
414: 바이패스공 415: 바이패스 유로
416: 미세공 417: 구획벽
51: 실내팬 52: 실외팬
61: 제1 유로 62: 제2 유로
63: 제3 유로 64: 제4 유로
70: 4방향 댐퍼 80: 실내기

Claims (6)

1. 물을 공급하는 급수부;
   상기 급수부를 통해 공급되는 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부; 및
   상기 가습 필터부의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부를 포함하여 이루어지고,
   상기 가습 필터부를 바이패스하여 급수부와 배수부를 연통시키는 바이패스 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 가습 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로의 일 측에 급수부의 수위가 기준치 이상일 경우에만 물을 상기 바이패스 유로 측으로 유동하도록 하는 경계벽이 형성된 것을 특징으로 하는 가습 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는 가습 필터부의 측방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 가습 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 바이패스 유로는 가습 장치 본체의 일 측 내부에 가습 필터부와 구획벽을 통해 구획된 공간부로 구성되는 것을 특징으로 하는 가습 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 가습 필터부의 상부에 급수부로부터 공급되는 물을 가습 필터부에 분배하는 복수의 미세공이 형성된 분배기가 구비되고,
   상기 분배기로부터 측 방향으로 연장된 부재에 바이패스공을 형성하여 분배기 공간부와 바이패스 유로가 연통되는 것을 특징으로 하는 가습 장치.
6. 내기와 외기를 선택적으로 유입하며 공기를 실내로 송풍하기 위한 제1 유로와 공기를 실외로 송풍하기 위한 제2 유로를 구비한 본체와, 상기 제1 유로와 제2 유로에 회전 가능하게 구비되는 제습 로터와, 공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 하류 측 제1 유로에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 모듈을 포함하는 공기 조화기에 있어서,
   상기 가습 모듈은:
   물을 공급하는 급수부;
   상기 급수부를 통해 공급되는 물을 흡착하여 이를 통과하는 공기에 수분을 제공하는 가습 필터부; 및
   상기 가습 필터부의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부를 포함하여 이루어지고,
   상기 가습 필터부를 바이패스하여 급수부와 배수부를 연통시키는 바이패스 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.

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