KR20200006332A - 수분흡착패드가 구비된 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실리카겔(Silica gel)로 이루어진 수분흡착제를 사용하여 공기 중의 수분을 흡착하여 제습함으로써, 저렴한 소재를 통해 높은 제습율을 기대할 수 있다는 장점이 있다.

Description

수분흡착패드가 구비된 제습장치{Air drver with Moisture Absorbent pad}

본 발명은 수분흡착패드가 구비된 제습장치에 관한 것으로서, 외부의 공기를 흡입하는 흡입팬부(100);와, 상기 흡입팬부(100)을 통해 흡입된 공기 중의 수분을 흡착하는 수분흡착패드(200);와, 상기 흡입팬부(100)의 하부에 설치되되, 내부에 상기 수분흡착패드(200)가 구비되며, 가열을 통해 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분를 탈착시키는 가열부(300);와, 상기 가열부(300)의 하부에 설치되어 상기 가열부(300)의 가동여부에 따라 발생하는 고온의 수증기를 응축시키는 응축기(400);와, 상기 응축기(400)의 하부에 설치되어 수분이 제거된 공기가 외부로 이동되는 공기배출이동로(500);와, 상기 공기배출이동로(500)의 하부에 탈착가능하게 설치되어 상기 응축기(400)로부터 낙하되는 물방울을 저장하는 집수부(600);로 구성되는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제습기라 함은 응축기, 사이트글라스, 드라이어, 전자밸브, 냉매압축기, 팽창밸브 등으로 이루어져 실내공기를 냉각시켜 실내의 습도를 낮추는 장치를 말한다.

한편, 제습기가 공기 중의 습기를 제거하는 방식은 냉각식과 건조식으로 나눌 수 있다.

건조식은 화학물질인 흡습제를 이용하는 방식인데, 가정에서 사용하는 제습상품과 같이 공기 중의 습기를 직접 흡수하거나 흡착시킨다. 흡습제가 습기를 더 이상 흡수하지 못하면 흡습제를 다시 가열해서 이 때 분리되는 습기를 제습기 바깥으로 내보내 다시 흡습제를 사용할 수 있다. 이러한 방식은 밀폐된 공간에서 소량의 수분을 제거하는 데 유용하다.

냉각식은 공기 중의 수증기를 물로 응축시켜 습기를 조절한다. 수증기를 응축시키기 위해서는 이슬점 이하로 공기의 온도를 내려야 한다. 때문에 냉각식 제습기는 냉각을 위해 에어컨과 같이 냉매를 이용한다. 프레온 냉매는 여러 종류가 있는데, 제습기에는 보통 R-22가 사용된다. 습한 공기를 팬을 이용해 빨아들인 뒤 냉매를 이용한 냉각장치(증발기)로 통과시킨다. 냉각장치를 통과하면 공기의 온도가 낮아지고, 공기가 이슬점에 도달해 공기 중의 수증기가 물로 변해 냉각관에 맺혀 물통에 떨어져 모인다. 찬물을 담은 컵의 표면에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리인 셈이다. 습기가 제거된 건조한 공기는 실내로 방출된다. 상대습도가 높을수록 공기 중의 수증기가 물로 변화하는 양이 많아 제습에 효과적이다.

이러한 제습기는 편의성, 효율성, 기능성 등을 고려하여 다양한 실시예를 통해 공개되고 있으며, 그 중 하기 특허문헌 1의 “에어컴프레서용 무전원 제습장치(대한민국 등록실용신안공보 제20-0336292호)”가 게시되어 있다.

상기 특허문헌 1의 “에어컴프레서용 무전원 제습장치”는 소정용량의 냉각수가 저장되는 상면 개방형태의 저수조와 상기 저수조내에 침수되는 형태로 배치되며, 에어컴프레서의 토출측과 연통되는 흡입포트 및, 흡입된 공기를 토출하는 토출포트, 저수조의 외부로 통하는 드레인 밸브가 구비된 구조로서, 냉각수에 의해 지속냉각됨으로써 내부로 흡입된 압축공기가 열교환되어 함유된 수분이 응축되도록 하는 응축탱크로 이루어지는 것이 특징으로서, 냉각수의 증발현상을 통해 압축공기내의 수분을 응축 제거하는 자연냉각방식으로 제습작용을 행할 수 있다는 장점이 있었다.

그러나, 상기 특허문헌 1의 “에어컴프레서용 무전원 제습장치”는 자연냉각방식을 통해 제습이 이루어짐으로써, 제습율이 낮고, 에어컴프레서의 구동시, 전기 또는 유류의 사용이 많아 유지비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 등록실용신안공보 제20-0336292호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실리카겔(Silica gel)로 이루어진 수분흡착제를 사용하여 공기 중의 수분을 흡착하여 제습함으로써, 저렴한 소재를 통해 높은 제습율을 기대할 수 있는 수분흡착패드가 구비된 제습장치를 제공하는 것이다.

또한, 가열부를 통해 수분흡착패드에 열을 가하여 수분흡착패드 내에 흡착된 수분을 탈착함으로써, 수증기가 방출되면서 수분흡착패드의 재생이 용이하게 되어 유지비용을 절감할 수 있는 수분흡착패드가 구비된 제습장치를 제공하는 것이다.

또한, 가열부에 온도감지센서 및 수분흡착패드에 무게감지센서를 통해 제어부의 조작에 따라 가열온도, 가열시간 및 흡입팬 속도 등을 조절함으로써, 필요에 따라 공기 중의 수분이 수분흡착패드에 흡착하거나 탈착되는 것을 반복하여 연속적인 제습기능을 수행할 수 있는 수분흡착패드가 구비된 제습장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치는, 외부의 공기를 흡입하는 흡입팬부(100);와, 상기 흡입팬부(100)을 통해 흡입된 공기 중의 수분을 흡착하는 수분흡착패드(200);와, 상기 흡입팬부(100)의 하부에 설치되되, 내부에 상기 수분흡착패드(200)가 구비되며, 가열을 통해 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분를 탈착시키는 가열부(300);와, 상기 가열부(300)의 하부에 설치되어 상기 가열부(300)의 가동여부에 따라 발생하는 고온의 수증기를 응축시키는 응축기(400);와, 상기 응축기(400)의 하부에 설치되어 수분이 제거된 공기가 외부로 이동되는 공기배출이동로(500);와, 상기 공기배출이동로(500)의 하부에 탈착가능하게 설치되어 상기 응축기(400)로부터 낙하되는 물방울을 저장하는 집수부(600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수분흡착패드(200)는 실리카겔(Silica gel), 몰레큘라 시이브(Molecular sieves), 제올라이트(Zeolite) 및 MOF(Metal-Organic Framworks) 중 어느 하나의 흡착제로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부(300)에는 상기 가열부(300)의 내부온도를 감지하는 온도감지센서(T)가 형성되고, 상기 수분흡착패드(200)에는 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 감지하는 무게감지센서(W)가 형성되며, 상기 온도감지센서(T) 및 상기 무게감지센서(W)와 연결되어 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 확인하고, 상기 가열부(300)의 온도 및 시간을 제어하는 제어부(700)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부(300)는 전자파 가열방식, 히트파이프 가열방식 또는 전기저항 가열방식 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응축기(400)는, 내부에 물이 저장된 항온수조(410)가 형성되고, 표면에 고온의 수증기가 액체화(응축) 되도록 다수개의 냉각핀(420)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 실리카겔(Silica gel)로 이루어진 수분흡착제를 사용하여 공기 중의 수분을 흡착하여 제습함으로써, 저렴한 소재를 통해 높은 제습율을 기대할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 가열부를 통해 수분흡착패드에 열을 가하여 수분흡착패드 내에 흡착된 수분을 탈착함으로써, 수증기가 방출되면서 수분흡착패드의 재생이 용이하게 되어 유지비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 가열부에 온도감지센서 및 수분흡착패드에 무게감지센서를 통해 제어부의 조작에 따라 가열온도, 가열시간 및 흡입팬 속도 등을 조절함으로써, 필요에 따라 공기 중의 수분이 수분흡착패드에 흡착하거나 탈착되는 것을 반복하여 연속적인 제습기능을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

도 1 내지 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치의 작동과정을 보인 실시예도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치가 복수개로 설치된 모습을 보인 실시예도

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)는 크게, 흡입팬부(100), 수분흡착패드(200), 가열부(300), 응축기(400), 공기배출이동로(500) 및 집수부(600)로 구성된다.

설명에 앞서, 상기 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)는 그 작동이 원활히 이루어질 수 있도록 외부의 전원인가장치 등의 연동되는 구성요소들이 구비되어 진 것으로서, 상기 구동요소들을 구성하고 작동되는 원리는 본 발명이 속하는 분야에서 널리 알려진 수준의 기술수준에 해당하므로, 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 흡입팬부(100)에 대하여 설명한다. 상기 흡입팬부(100)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 외관을 이루는 하우징(미도시)의 최상부측에 설치되어 외부의 공기를 하우징(미도시) 내측으로 흡입하여 후술할 가열부(300)에 전달하는 역할을 한다.

이때, 상기 흡입팬부(100)의 외부(또는 하우징의 최하부)에는 외부의 공기가 하우징(미도시) 내부로 이동되도록 다수개의 공기인입공(11)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 흡입팬부(100)의 상, 하부에는 흡입되는 공기 중의 이물질을 걸러내는 에어필터(미도시)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 수분흡착패드(200)에 대하여 설명한다. 상기 수분흡착패드(200)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 가열부(300)의 내부에 설치되어 상기 흡입팬부(100)를 통해 인입된 공기 중의 수분을 흡착하는 구성요소로서, 상기 수분흡착패드(200)는 다양한 실시예를 통해 이루어지는 것이 가능하다.

그 일실시예로는 실리카겔(Silica gel), 몰레큘라 시이브(Molecular sieves), 제올라이트(Zeolite) 및 MOF(Metal-Organic Framworks) 등의 흡착제로 구성되는 것이 가능하다.

이 중, 상기 실리카겔(Silica gel) 계열의 흡착제의 특징은 무게비(％WT) 대비 약 20％정도 수분을 흡수할 수 있고, 상온에서 흡착반응이 일어나고, 125℃ 이상에서 탈착반응이 일어난다.

한편, 상기 수분흡착패드(200)에는 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 감지하는 무게감지센서(W)가 형성됨으로써, 후술할 제어부(700)를 통해 수분의 무게를 확인하여 수분의 무게에 따라 상기 가열부(300)을 통한 가열온도, 가열시간 등을 조절하여 수분의 흡착작용 또는 탈착작용을 선택적으로 실행하거나 반복적으로 실행하는 것을 가능하게 한다.

다음으로, 가열부(300)에 대하여 설명한다. 상기 가열부(300)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 흡입팬부(100)의 하부에 설치되고, 내부에는 상기 수분흡착패드(200)가 설치되어, 필요에 따라 열을 발생시켜 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분를 탈착시키는 구성요소로서, 상기 가열부(300)는 다양한 실시예를 통해 이루어지는 것이 가능하다.

그 일실시예로 전자파 가열방식(예컨대, 고주파, 마이크로 웨이브파 등), 히트파이프, 전기저항 가열방식 등이 될 수 있으며, 그 중 상기 수분흡착패드(200)를 온도의 편차와 구배 없이 전체적으로 가열시키기 위해 마이크로웨이브 가열장치(Microwave heater)로 구성되는 것이 가능하다.

상기 마이크로웨이브 가열장치(Microwave heater)는 진동수 2.45GHz, 파장 12.24㎝의 대역을 사용하는 히터로서, 정상파를 유지하기 위하여 직육면체의 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 가열부(300)의 상, 하부에는 상기 흡입팬부(100)으로부터 흡입된 공기가 상기 가열부(300)로 이동되거나 수분이 제거된 공기가 후술할 공기배출이동로(500)로 이동되거나 상기 가열부(300)에서 생성된 수증기가 후술할 응축기(400)로 이동되도록 다수개의 공기이동공(12)이 타공형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 마이크로웨이브 가열장치(Microwave heater)를 이용하는 경우, 상기 공기이동공(12)의 지름(D)은 마이크로웨이브(Microwave)는 반사하고, 공기 또는 수증기는 통과할 수 있도록 파장의 1/2 이하의 지름까지 허용하는 것이 바람직하고, 본 발명에서는 인체의 전자파 영향을 고려하여 1㎜∼3㎜로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 마이크로웨이브 가열장치(Microwave heater)을 통해 상기 가열부(300)의 내부를 가열하는 경우, 공기 또는 수증기가 통과될 수 있고, 상기 수분흡착패드(200)가 구비된 상기 가열부(300)의 내부의 전자파를 반사시킬 수 있도록 통과공(미도시)이 타공형성되는 금속판을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 가열부(300)에는 상기 가열부(300)의 내부온도를 감지하는 온도감지센서(T)가 형성됨으로써, 상기 제어부(700)를 통해 상기 가열부(300)의 내부온도 또는 가열시간을 조절하는 것을 가능하게 한다.

다음으로, 응축기(400)에 대하여 설명한다. 상기 응축기(400)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 가열부(300)의 하부에 설치되어 상기 가열부(300)의 가동에 의해 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분을 탈착시켜 생성된 고온의 수증기를 이슬점 이하로 낮추어 응축하여 물방울을 생성하는 구성요소로서, 항온수조(410) 및 냉각핀(420)으로 이루어진다.

상기 항온수조(410)는 상기 응축기(400)의 내부에 설치되는 구성요소로서, 상기 항온수조(410)에는 물이 저장되어 제한된 공간 내에서 상기 가열부(300)로부터 생성된 고온의 수증기의 온도를 주변온도(상온) 이내로 낮추는 것을 가능하게 한다.

한편, 후술할 냉각핀의 온도를 응축온도 이하로 유지하기 위해서는 냉각핀의 열당량(단위온도 만큼 상승시키는데 필요한 열량)을 크게 하여야 하지만 실제로 냉각핀의 질량을 크게 할 수 없기 때문에 냉각핀을 열당량이 큰 물체에 열전도율이 좋은 물체에 부착시킨다. 열당량이 큰 물체는 가장 손쉽고 저렴하게 이용할 수 있는 물을 이용한다.

상기 냉각핀(420)는 상기 응축기(400)의 외부표면에 다수개로 이루어져 상기 가열부(300)로부터 생성된 고온의 수증기가 상온 이내로 유지되도록 상기 응축기(400)의 상부에는 상기 흡입팬부(100)에 의해 유도되는 강제대류 응축방식으로 구성하고 상기 응축기(400)의 하부에는 별도의 강제대류 공기냉각방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 응축기(400)의 하부에는 상기 응축기(400)에서 낙하되는 물방울과 건조된 공기가 통과될 수 있도록 이 후술할 집수조(600)에 저장되도록 공기수분통과공(13)이 타공형성된다.

다음으로, 공기배출이동로(500)에 대하여 설명한다. 상기 공기배출이동로(500)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 응축기(400)의 하부에 설치되어 상기 수분흡착패드(200)에 의해 수분이 제거된 공기가 외부로 배출되는 것을 안내하는 일종의 통로이다.

한편, 상기 공기배출이동로(500)의 하부에는 상기 응축기(400)에서 낙하되는 물방울이 후술할 집수조(600)에 저장되도록 응축수이동공(14)이 타공형성된다.

이때, 상기 응축수이동공(14)은 상기 공기이동공(120)의 직경보다 크게 하여 구멍에 의한 표면장력으로부터 물방울이 상기 집수조(600)에 이동하는 흐름을 방해하지 않게 구성하는 것이 바람직하며, 상기 응축수이동공(14)의 크기는 직경 5㎜ 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 공기배출이동로(500)의 양측에는 상기 가열부(300)로부터 생성된 건조한 공기가 외부로 빠져나가도록 공기토출구(510)가 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 공기토출구(510)는 상기 응축기(400)에서 낙하되는 물방울이 공기의 유속에 의해 외부로 배출되는 것이 방지되도록 슬릿형태로 구성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 집수부(600)에 대하여 설명한다. 상기 집수부(700)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 공기배출이동로(500)의 하부에 탈착가능하게 설치되어 상기 응축기(400)로부터 낙하되는 물방울을 저장하는 구성요소이다.

다음으로, 제어부(700)에 대하여 설명한다. 상기 제어부(800)는 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 4에 나타낸 것과 같이, 상기 온도감지센서(T) 및 상기 무게감지센서(W)와 연결되어 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 확인하고, 상기 가열부(300)의 온도 및 시간을 제어하는 구성요소이다.

한편, 도 5에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)를 2개로 구성하여, 한쪽의 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)에서는 공기 중의 수분을 흡착하는 작동을 하고, 다른 한쪽의 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1)에서는 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분을 탈착하는 작동을 하여 연속적인 제습기능을 수행할 수도 있다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 수분흡착패드가 구비된 제습장치
100: 흡입팬부 200: 수분흡착패드
300: 가열부 400: 응축기
410: 항온수조 420: 냉각핀
500: 공기배출이동로 510: 공기토출구
600: 집수부
700: 제어부
11: 공기인입공 12: 공기이동공
13: 공기수분통과공 14: 응축수이동공
T: 온도감지센서
W: 무게감지센서

Claims (5)

1. 외부의 공기를 흡입하는 흡입팬부(100);
   상기 흡입팬부(100)을 통해 흡입된 공기 중의 수분을 흡착하는 수분흡착패드(200);
   상기 흡입팬부(100)의 하부에 설치되되, 내부에 상기 수분흡착패드(200)가 구비되며, 가열을 통해 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분를 탈착시키는 가열부(300);
   상기 가열부(300)의 하부에 설치되어 상기 가열부(300)의 가동여부에 따라 발생하는 고온의 수증기를 응축시키는 응축기(400);
   상기 응축기(400)의 하부에 설치되어 수분이 제거된 공기가 외부로 이동되는 공기배출이동로(500);
   상기 공기배출이동로(500)의 하부에 탈착가능하게 설치되어 상기 응축기(400)로부터 낙하되는 물방울을 저장하는 집수부(600);로 구성되는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1).
2. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 수분흡착패드(200)는 실리카겔(Silica gel), 몰레큘라 시이브(Molecular sieves), 제올라이트(Zeolite) 및 MOF(Metal-Organic Framworks) 중 어느 하나의 흡착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1).
3. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 가열부(300)에는 상기 가열부(300)의 내부온도를 감지하는 온도감지센서(T)가 형성되고,
   상기 수분흡착패드(200)에는 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 감지하는 무게감지센서(W)가 형성되며,
   상기 온도감지센서(T) 및 상기 무게감지센서(W)와 연결되어 상기 수분흡착패드(200)에 흡착된 수분의 무게를 확인하고, 상기 가열부(300)의 온도 및 시간을 제어하는 제어부(700)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1).
4. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 가열부(300)는 전자파 가열방식, 히트파이프 가열방식 또는 전기저항 가열방식 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1).
5. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 응축기(400)는,
   내부에 물이 저장된 항온수조(410)가 형성되고,
   표면에 고온의 수증기가 액체화되도록 다수개의 냉각핀(420)이 형성되는 것을 특징으로 하는 수분흡착패드가 구비된 제습장치(1).
   
   
   
   
   
   

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