KR20190046025A - 수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기 - Google Patents

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박재성
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이현관
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Abstract

개시된 기술은 수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기에 관한 것으로, 가습기 상단에 배치되고 수도를 통해 사출되는 물을 수막 형태로 상기 가습기 몸체 내부로 사출하는 사출구; 상기 가습기의 몸체를 형성하고 가습팬을 이용하여 상기 사출구로부터 낙하되는 물이 형성하는 포말을 분사하고 적외선 램프를 이용하여 몸체 내부에 수집되는 물을 살균하는 수조; 살균된 물을 상기 사출구로 끌어올리는 펌프 유닛; 상기 수조 내 물의 수위 및 수질을 감지하는 제 1 센서모듈; 상기 가습기가 배치된 영역의 습도 및 미세먼지를 감지하는 복수개의 제 2 센서모듈; 및 상기 제 1 센서모듈의 감지값 및 상기 제 2 센서모듈의 감지값을 수신하여 기 저장된 임계값과 비교하여 그 결과에 따라 무선 단말기에 알람을 발생하는 제어부;를 포함한다. 따라서 별도의 필터를 이용하지 않고 친환경 저전력 방식으로 실내에 깨끗한 습기를 공급하고 실내 공기를 정화하는 효과가 있다.

Description

수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기 {ECO FRIENDLY SMART AIR CLEANER USING WATER FILM}
개시된 기술은 물을 수막 형태로 낙하하여 친환경적인 방식으로 실내를 가습하는 스마트 공기청정기에 관한 것이다.
건조한 실내의 공기를 환기시키기 위해서 일반적으로 필터를 이용하여 공기중의 이물질을 걸러내는 공기청정기를 이용한다. 일 실시예로, 실내의 공기를 흡입하여 필터를 통과시키고 공기중에 포함되어 있던 미세먼지나 이물질을 걸러내서 실내에 깨끗한 공기를 공급할 수 있다. 보통 공기청정기는 면역기가 약한 어린아이나 노인들은 물론이고 호흡기 질환을 앓거나 감기에 걸린 일반인들도 많이 사용하고 있는데 공기청정기의 특성상 일정 주기마다 필터링 교체해야 지속적으로 공기청정의 효능을 기대할 수 있고 필터가 걸러낼 수 있는 입자의 크기가 작으면 작을수록 성능이 고성능으로 분류되고 있어서 고가의 필터를 지속적으로 교체하여 사용하는 것이 일반적이다.
한편, 상술한 바와 같이 여러 계층에서 공기청정기에 대한 수요가 존재하고 있으나 필터를 지속적으로 교체하는데 따른 불편함이 있어서 최근에는 필터를 세척하여 다시 사용하거나 장시간 사용할 수 있도록 대용량의 필터를 이용하는 형태의 공기청정기가 출시되고 있는데, 방식에 관계없이 사용자는 공기청정기용 필터를 항시 구비하고 있어야 하기 때문에 금전적인 부담과 필터 유지보수에 따른 불편함을 안고 있었다.
한국 등록특허 10-1081651호(발명의 명칭 : 물 튀김 방지용 낙하식 가습장치)를 물의 낙하시켜서 분쇄되는 물입자를 대기중에 분무시키는 한편 물이 낙하할 시 표면장력을 이용하여 주변 공기를 정화하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 장시간 이용할 경우 오물이 유입된 물을 대기중에 분사하여 오히려 대기 상태를 악화시키는 문제점이 있다.
개시된 기술은 물을 수막 형태로 낙하하여 가습과 공기정화를 친환경적으로 수행하는 스마트 공기청정기를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 가습기 상단에 배치되고 수도를 통해 사출되는 물을 수막 형태로 상기 가습기 몸체 내부로 사출하는 사출구, 상기 가습기의 몸체를 형성하고 가습팬을 이용하여 상기 사출구로부터 낙하되는 물이 형성하는 포말을 분사하고 적외선 램프를 이용하여 몸체 내부에 수집되는 물을 살균하는 수조, 상균된 물을 상기 사출구로 끌어올리는 펌프 유닛, 상기 수조 내 물의 수위 및 수질을 검지하는 제 1 센서모듈, 상기 가습기가 배치된 영역의 습도 및 미세먼지를 감지하는 복수개의 제 2 센서모듈 및 상기 제 1 센서모듈의 감지값 및 상기 제 2 센서모듈의 감지값을 수신하여 기 저장된 임계값과 비교하고 그 결과에 따라 무선 단말기에 알람을 발생하는 제어부를 포함하는 스마트 가습기를 제공하는데 있다.
개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 일 실시예에 따르면 물의 낙하를 이용한 친환경 스마트 공기청정기는 친환경 저전력 방식으로 실내에 습기를 공급하고 실내 공기를 정화하는 효과가 있다.
또한, 수조 내 물의 상태를 감지하여 오염된 습기가 실내 공기에 공급되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 별도의 필터를 이용하지 않아서 가습기의 위생을 유지하기 용이하다는 장점이 있다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기에 대한 측면도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따라 제어부가 제 1 센서모듈에 대한 감지결과를 처리하는 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따라 제어부가 제 2 센서모듈에 대한 감지결과를 처리하는 흐름을 나타낸 순서도이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따라 무선 단말기에서 공기청정기의 상태를 모니터링하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.
그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기에 대한 측면도이다. 도 1을 참조하면 스마트 공기청정기는 사출구(110), 수조(120), 펌프 유닛(130), 제 1 센서모듈(140), 제 2 센서모듈(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
사출구(110)는 가습기 상단에 배치되어 가느다란 입구를 통해 물을 수막 형태로 사출한다. 예컨대, 입구의 높이는 3mm 내지 5mm 정도에 너비는 30cm 정도의 입구가 형성되어 얇은 수막 형태로 물을 사출할 수 있다. 당연하게도 수막 형태로 물에 공기를 투과시키고 물이 떨어지면서 낙차에 따라 포말이 발생하는 것을 이용하여 실내 공기를 가습하는 것이므로 사출구(110)는 공기청정기의 상단에 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 사출구(110)의 입구로 사출되는 수막 형태의 물은 수조 내부로 떨어지면서 포말을 형성된다.
수조(120)는 공기청정기의 몸체를 형성하는 것으로 예컨대, 내부에 물을 수용할 수 있는 직육면체의 형상일 수 있다. 수조(120)는 가습팬(120a) 및 IR램프(120b)를 포함하는데 사출구(110)로부터 낙하되는 물이 포말을 형성하면 이를 가습팬(120a)을 이용하여 실내 공기로 분사한다. 그리고 낙하된 물은 IR램프(120b)를 이용하여 살균처리한다. 그리고 살균처리된 물을 다시 가습에 재사용한다.
한편, 수조(120)는 가습팬(120a)이 돌아가는 방향을 조절하는 것이 가능하다. 일 실시예로, 도 1에 도시된 바와 같이 수조(120) 하단에 발생하는 포말을 상부의 습기구로 분사하기 위하여 아래에서 위쪽으로 바람을 발생시킬 수 있다. 다른 일 실시예로, 수막 형태로 낙하하는 물에 바람을 인가하여 상기 가습기가 배치된 영역의 공기에 포함된 미세먼지를 상기 수막 형태의 물에 걸러내면서 상부의 습기구로 습기를 분사시킬 수도 있다. 즉, 바람의 방향을 위에서 아래 또는 아래에서 위로 조절하여 습기의 사출과 실내 공기의 정화를 동시에 또는 교대로 수행하는 것이 가능하다. 물론, 필요에 따라서 가습팬(120a)의 위치를 도 1과 다르게 배치시킬 수도 있다.
펌프 유닛(130)은 수조(120)로 낙하되는 물을 다시 사출구(110)로 끌어올린다. 일 실시예로 펌프유닛(130)은 수조에 낙하된 물이 IR램프(120b)를 통해 살균되면 제어신호에 따라 동작하여 도관을 통해 다시 사출구(110)가 위치한 수조 상단으로 끌어올릴 수 있다. 펌프 유닛(130)은 제어부(160)를 통해 전원을 인가받아 동작할 수 있으며 IR램프(120b)를 통해 물을 살균하는데 소요되는 시간에 따라 주기적으로 동작할 수도 있고 항시 동작하도록 설정할 수도 있다.
제 1 센서모듈(140)은 수조(120) 내의 물의 수위 및 수질을 감지한다. 일 실시예로, 제 1 센서모듈(140)은 수위감지센서 및 수질감지센서를 이용하여 수조(120) 내의 물의 수위 및 수질을 감지할 수 있다.
제 2 센서모듈(150)은 공기청정기가 배치된 영역의 습도 및 미세먼지를 감지한다. 일 실시예로, 제 2 센서모듈(150)은 공기청정기가 배치된 실내 공간에 배치되고 상기 실내 공간의 공기의 습도 및 미세먼지를 습도감지센서와 미세먼지 감지센서를 이용하여 감지할 수 있다.
제어부(160)는 제 1 센서모듈(140)과 제 2 센서모듈(150)의 감지값을 수신한다. 그리고 각각의 임계값과 비교하여 그 결과에 따라 무선 단말기에 알람을 전송한다. 일 실시예로, 도 2를 참조하면 제어부(160)는 S210 단계에 따라 제 1 센서모듈(140)로부터 감지값을 수신할 수 있다. 여기에서 제 1 센서모듈(140)이 전송하는 감지값은 공기청정기의 수조 안에 있는 물의 수위와 수질에 대한 값을 의미한다. 그리고 S220 단계에 따라 수신한 감지값과 기 저장된 수위 및 수질에 대한 임계값을 비교할 수 있다. 만약, 비교 결과가 임계값을 초과하지 않았다면 다시 제 1 센서모듈(140)로부터 감지값을 수신할 수 있다. 반대로 비교 결과가 임계값을 초과하였다면 제어부(160)는 S230 단계에 따라 무선 단말기에 알람을 전송할 수 있다.
한편, 제 2 신서모듈(150)로부터 감지값을 수신한 경우에는 도 3에 도시된 순서에 따라 감지결과를 처리할 수 있다. 일 실시예로, 제어부(160)는 S310 단계에 따라 제 2 센서모듈(150)로부터 감지값을 수신할 수 있다. 여기에서 제 2 센서모듈(150)이 전송하는 감지값은 공기청정기가 설치된 실내 공기에 대한 습도와 미세먼지를 감지한 값을 의미한다. 그리고 S320 단계에 따라 수신한 감지값과 기 저장된 습도 및 미세먼지에 대한 임계값을 비교할 수 있다. 만약, 비교 결과가 임계값을 초과하지 않았다면 제어부(160)는 다시 제 2 센서모듈(150)로부터 감지값을 수신할 수 있다. 반대로 비교 결과가 임계값을 초과하였다면 제어부(160)는 S330 단계에 따라 무선 단말기에 알람을 전송할 수 있다.
한편, 제어부(160)는 제 1 센서모듈(140)과 제 2 센서모듈(150)이 전송하는 감지값을 각각 처리하는 것이 가능하다. 예컨대, 제 1 센서모듈(140)로부터 수위와 수질에 대한 감지값을 각각 수신하고 각각 따로 설정된 임계값과 비교하여 그 결과에 따라 알람을 전송할 수도 있고, 제 2 센서모듈(150)로부터 수신하는 감지값 역시 습도와 미세먼지에 대한 감지값을 각각 따로 처리할 수 있다.
한편, 이하의 도 4를 참조하면 스마트 공기청정기의 사용자는 무선 단말기를 통해 공기청정기와 공기청정기가 설치된 실내 환경에 대한 모니터링을 수행하는 것이 가능하다. 일 실시예로, 사용자는 자신의 무선 단말기가 제어부(160)로부터 알람을 수신하도록 사전에 설정할 수 있다. 그리고 알람이 울리면 사용자는 무선 단말기에 설치된 어플리케이션을 실행하여 도 4와 같은 화면을 출력할 수 있다. 화면에는 공기청정기가 설치된 실내의 습도(410), 미세먼지(420), 공기청정기 내부의 수위(430), 수질(440)에 대한 상태를 확인할 수 있다. 만약 440과 같이 공기청정기의 수질이 임계값을 초과한다면 알람이 발생하게 되고 사용자는 화면을 통해 상기 4가지 중에서 무슨 이유로 알람이 울렸는지 모니터링하는 것이 가능하다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 수막을 이용한 친환경 스마트 공기청정기는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 사출구 120 : 수조
120a : 가습팬 120b : IR 램프
130 : 펌프 유닛 140 : 제 1 센서모듈
150 : 제 2 센서모듈 160 : 제어부

Claims (6)

  1. 가습기 상단에 배치되고 수도를 통해 사출되는 물을 수막 형태로 상기 가습기 몸체 내부로 사출하는 사출구;
    상기 가습기의 몸체를 형성하고 가습팬을 이용하여 상기 사출구로부터 낙하되는 물이 형성하는 포말을 분사하고 적외선 램프를 이용하여 몸체 내부에 수집되는 물을 살균하는 수조;
    살균된 물을 상기 사출구로 끌어올리는 펌프 유닛;
    상기 수조 내 물의 수위 및 수질을 감지하는 제 1 센서모듈;
    상기 가습기가 배치된 영역의 습도 및 미세먼지를 감지하는 복수개의 제 2 센서모듈; 및
    상기 제 1 센서모듈의 감지값 및 상기 제 2 센서모듈의 감지값을 수신하여 기 저장된 임계값과 비교하여 그 결과에 따라 무선 단말기에 알람을 발생하는 제어부;를 포함하는 스마트 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수조 내 물의 수위가 수위임계값 미만인 것으로 판단하면 상기 무선 단말기로 상기 수조에 물을 보충하기 위한 알람을 전송하는 스마트 공기청정기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수조 내 물의 수질이 수질임계값을 초과하면 상기 무선 단말기로 상기 수조에 물을 교체하기 위한 알람을 전송하는 스마트 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가습기가 배치된 영역의 습도가 습도임계값 미만이거나 상기 가습기가 배치된 영역의 미세먼지가 미세먼지 임계값을 초과하면 상기 가습팬에 제어신호를 전송하여 회전속도를 증가시키는 스마트 공기청정기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가습팬은,
    상기 수막 형태로 낙하하는 물에 바람을 인가하여 상기 가습기가 배치된 영역의 공기에 포함된 미세먼지를 상기 수막 형태의 물에 걸러내면서 상기 영역으로 습기를 분사하는 스마트 공기청정기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 펌프 유닛은,
    상기 제어부로부터 인가되는 전원을 이용하여 상기 사출구의 입구로 연결되는 도관을 통해 상기 가습기 몸체 내부에 수집되는 물을 끌어올리는 스마트 공기청정기.
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