KR20200130950A - 와류를 형성하는 초음파 가습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상방으로 나선형의 공기를 분출하여 수분 입자가 회전하는 와류의 형상을 이루며, 수분 입자의 역류를 방지할 수 있는 와류를 형성하는 초음파 가습기에 관한 것으로, 수조의 바닥면에 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자가 설치된 초음파 가습기에 있어서, 상기 수조의 중앙부에는 외부공기가 유입되는 이송관이 형성되고, 상기 이송관의 하측에는 외부공기를 유입하는 송풍팬이 설치되며, 상기 수조의 외측에는 간격을 이루며 공기유도부재가 설치되고, 상기 공기유도부재의 내주면에는 유입된 공기를 나선형으로 분출하여 합쳐진 수분 입자가 와류를 이루도록 하는 와류형성부가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 공기유도부재의 내주면에 돌출된 와류형성부를 형성하여 유입되는 외부공기가 상방으로 나선형을 이루며 분출될 수 있도록 구성함으로써 배출부로 분사되는 미세한 수분 입자와 합쳐지면서 회전하며 상승하는 와류의 형상을 이루게 되고, 이에 따라 수분 입자가 더욱 높이 상승하여 넓은 공간으로 확산되고, 바닥에 수분이 맺히는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이송관의 상측에 내측커버를 결합함으로써 수분 입자가 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 공기압을 항상 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

와류를 형성하는 초음파 가습기{Ultrasonic humidifier forming vortex}

본 발명은 초음파 가습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상방으로 나선형의 공기를 분출하여 무화에 의한 상방으로 수분 입자의 외곽을 와류의 형상을 이루는 상승기류를 형성함으로써, 수분 입자의 역류에 의해 가습기 주변이 수분에 젖지 않도록 구성한 와류를 형성하는 초음파 가습기에 관한 것이다.

일반적으로 가습기는 실내를 인체에 알맞은 습도로 유지하기 위하여 가습수를 수증기로 만들어서 공기 중에 분사하는 장치이다. 가습기는 크게 나누어 히터를 이용한 방식과 초음파 방식이 있는데, 히터를 이용하는 방식의 가습기는 전기히터 등을 이용하여 가습수를 소정 온도로 가열시켜 수증기를 발생시키고, 이 수증기를 송풍수단을 이용해 실내로 토출하여 가습을 행한다.

반면에 초음파 방식을 이용한 가습기는 진동자를 이용하여 가습수를 수증기로 변환함으로써 가습을 행하게 되는데, 히터를 이용하는 방식의 가습기는 수조 내의 가습수를 살균할 수 있다는 장점을 가지나, 가열에 따른 전기사용료의 증가라는 문제점이 있어 최근의 소형 가습기는 주로 초음파 방식을 채택하고 있다.

이러한 초음파 방식의 가습기는 가습수를 저장하는 수조의 하부에 물받이를 만들고, 그 물받이로 유입되는 가습수를 수증기로 변환하기 위한 진동자 유닛을 설치하고, 이를 송풍기에 의해 외부로 배출하는 구조를 갖는다.

그러나 종래의 초음파 방식 가습기는 등록실용신안공보 제20-0477962호에서 제안되어 있는데, 물통 내의 전방 측에 진동자를 형성하고, 물통 내의 후방 측에는 진동자와 마주하면서, 상기 진동자의 방향으로 공기를 송풍하는 송풍구를 구성하는 관계로, 수조 내에서 와류 현상이 발생하였으며, 이러한 와류 현상으로 인해 분출커버를 통해 외부로 분출되는 가습수의 분출량이 적어지는 단점이 있고, 이로 인하여 실내공간에 가습 효율을 높이기 위해 초음파 가습기의 가습 동작을 오래 지속시켜야 하는 문제점이 있으며, 이는 전력소비량을 증대시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록실용신안공보 제20-0481089호에서는 물통 내의 후방 측에 설치되는 송풍구의 송풍방향을 좌우 방향으로 형성함으로써, 물통 내에서 와류 현상을 방지하고, 송풍 되는 공기가 물통 내의 벽면을 따라 물통 내의 전방 측으로 흐르도록 하면서 진동자의 초음파 진동에 따라 발생하는 물 입자의 외부 분출량을 증대시키고, 이를 통해 초음파 가습기의 가습 동작시의 가습량을 증대시킬 수 있도록 하는 가습량 증대를 위한 초음파 가습기를 제안하였다.

그러나 상술한 초음파 가습기는 외부로 배출되는 물 입자의 양을 증대시키는 단순한 기능이 추가될 뿐, 분출되는 물 입자의 분출량 및 분출속도에 다양한 변화를 주어 소비자의 구매욕 및 흥미를 유발하기 위한 다양한 시도가 전무한 실정이다.

또한, 상기 선행기술은 외부공기가 회로부를 통과하여 내부로 공급되므로, 적층된 먼지 등이 수조부로 같이 들어가 가습 분무와 엉키어 같이 분무되고, 역류방지를 위해 좁게 형성된 공기흐름관 등의 세척이 불가능한 문제점이 있었으며, 장시간 사용시 가습기 주변 바닥에 물맺힘현상이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본원 출원인은 공개특허공보 제10-2018-0086788호에서 음악 소리 및 육성을 포함하는 음원(sound source)에 연동하여 송풍팬 또는 초음파발진소자를 제어하여 수분입자의 분출량 및 분출속도를 실시간으로 조절할 수 있으며, 제어동작을 수행하는 베이스와 물이 보관되는 본체를 분리식으로 구성하여 세척이 용이하고, 상기 본체의 분무홀과 송풍팬을 인접하게 배치하여 음원과 수분입자 분출의 싱크(synchronization)를 정확하게 조율할 수 있는 음원에 연동하여 동작하는 초음파 가습기를 제공한 바 있다.

본원 출원인은 상술한 발명의 구성 및 작용을 더욱 개선하여 더욱 진보된 초음파 가습기를 제안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하방에서 상방으로 흐르는 나선형의 상승기류를 형성하여 미세한 수분 입자가 회전하는 와류의 형상으로 높이 분출될 수 있도록 구성된 와류를 형성하는 초음파 가습기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이송관의 상측에 내측커버를 설치하여 미세한 수분 입자의 역류를 방지하고 공기압을 균일하게 유지할 수 있도록 개선한 와류를 형성하는 초음파 가습기를 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 와류를 형성하는 초음파 가습기는 수조의 바닥면에 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자가 설치된 초음파 가습기에 있어서, 상기 수조의 중앙부에는 외부공기가 유입되는 이송관이 형성되고, 상기 이송관의 하측에는 외부공기를 유입하는 송풍팬이 설치되며, 상기 수조의 외측에는 간격을 이루며 공기유도부재가 설치되고, 상기 공기유도부재의 내주면에는 유입된 공기를 나선형으로 분출하여 합쳐진 수분 입자가 와류를 이루도록 하는 와류형성부가 돌출 형성된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 와류를 형성하는 초음파 가습기에 의하면, 공기유도부재의 내주면에 돌출된 와류형성부를 형성하여 유입되는 외부공기가 상방으로 나선형을 이루며 분출되면서 배출부로 분사되는 미세한 수분 입자와 합쳐지면서 회전하며 상승하는 와류의 형상을 이루게 되고, 이에 따라 수분 입자가 더욱 높이 상승하여 넓은 공간으로 확산되고, 바닥에 수분이 맺히는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이송관의 상측에 내측커버를 결합함으로써 수분 입자가 역류하는 것을 방지할 수 있으며, 공기압을 항상 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 수조와 이송관이 분리형성되고, 상기 이송관의 상측에 내부커버가 결합되어 있으므로, 개폐부재를 열어 상측에서 직접 급수가 가능하며, 이송관의 내측으로 물의 유입이 차단되어 고장의 위험성을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 초음파 가습기의 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 초음파 가습기의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 초음파 가습기의 제1실시 예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 개폐부재의 평면도,
도 5는 본 발명에 의한 초음파 가습기의 사용상태도,
도 6은 본 발명에 의한 초음파 가습기의 제2실시 예를 나타낸 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 와류를 형성하는 초음파 가습기는 도 1에서 나타낸 바와 같이 제어동작을 수행하는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)의 상측에 결합되며 내측에 물이 저장되는 수조(20)와, 상기 수조(20)의 상측에 착탈할 수 있도록 결합되는 커버(40)로 구성되어 있으며, 이들의 외측에는 공기유도부재(50)가 설치된다.

상기 공기유도부재(50)의 내측 지름은 제어부(10), 수조(20), 커버(40)의 외측 지름보다 크게 형성되어 있어 사이에 공간을 형성하게 되며, 공기유도부재(50)의 상측과 하측은 개방되어 있고, 하측에는 복수의 다리부(51)가 방사상으로 형성되어 있다.

상기 제어부(10), 수조(20), 커버(40)는 순차적으로 적층 결합되어 설치됨으로써 커버(40)의 배출부(42)을 통해 미세한 수분 입자를 분출하게 되고, 상기 공기유도부재(50)는 상방으로 와류를 형성함으로써 수분 입자가 와류와 합쳐져 나선형으로 회전하며 상승하게 되고, 이에 따라 수분 입자가 더욱 높고 넓게 퍼져 가습효율을 증대시킬 뿐만 아니라, 바닥에 수분이 맺히는 것을 최소화할 수 있다.

상기 제어부(10)는 내측에 피씨비(도면 미표시)가 설치되고, 도 2 및 3에서 나타낸 바와 같이 내측 중앙부에는 모터(M)가 설치되며, 상기 모터(M)의 회전축의 선단은 제어부(10)의 상측으로 돌출되어 송풍팬(F)이 회전할 수 있도록 결합되어 있고, 제어부(10)와 수조(20) 사이에는 상하로 간격을 유지함으로써 외부의 공기가 유입되는 공간이 형성될 수 있도록 복수의 지지대(11)가 형성되어 있다.

상기 피씨비에는 음원신호를 분석을 위한 디에스피(DSP; Digital Signal Processor)와, 상기 디에스피의 분석신호에 따라 모터를 동작시키고 가습기의 전체적인 제어동작을 수행하는 엠씨유(MCU) 및 동작제어 프로그램이 저장된 메모리를 포함한 다수의 전기소자가 설치된다.

이때, 본 발명은 외부의 음원신호에 연동하여 수분입자를 효과적으로 방출하는 방식으로 구성할 수 있으며, 상기 음원연동에 관한 기술사항은 본원출원인의 특허등록 제1944079호, 특허출원 제10-2018-0163427호에서 상세히 설명하였으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제어부(10)의 상측에는 내측에 물이 채워지는 수조(20)가 안착되며, 상기 수조(20)의 내측 중앙부에는 하측이 개방되어 내측으로 외부의 공기를 이송하는 원통 형상의 이송관(21)이 수직으로 형성되어 있고, 상기 이송관(21)의 상측에는 복수의 안착핀(22)이 방사상으로 형성되어 있다.

상기 수조(20)의 바닥부에는 제어부(10)의 피씨비와 접속되는 복수의 초음파발진소자(U)가 구비되어 있으며, 상기 안착핀(22)의 상측에는 돔 형상을 이루는 내측커버(30)가 안착되어 있다.

상기 내측커버(30)의 지름은 이송관(21)의 지름보다 크게 형성되어 있기 때문에 내측커버(30)의 내주면과 이송관(21)의 외주면 사이에는 이격된 공간이 형성되도록 구성되어 있다.

상기 수조(20)의 개방된 상측에는 밀폐를 위한 커버(40)가 착탈할 수 있도록 결합되며, 상기 커버(40)의 중앙부에는 상기 내측커버(30)와 간격을 이루기 위한 돌출부(41)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(41)의 상측에는 배출부(42)가 형성되어 있다.

상기 배출부(42)의 상측에는 미세한 수분 입자의 분출량을 조절할 수 있는 개폐부재(60)가 결합되는데, 상기 개폐부재(60)는 도 4에서 나타낸 바와 같이 중앙부에 조리개(61)가 형성되어 있어 배출부(42)의 개폐 면적을 조절할 수 있으며, 개폐부재(60)의 외측에는 회전에 의해 조리개(61)를 개폐할 수 있도록 조작부(62)가 구비되어 있다.

상기 공기유도부재(50)는 도 1에 나타낸 다리부(51)에 의해 도 3과 같이 하측이 바닥과 이격된 상태로 설치되며, 내주면에는 사선을 이루며 형성된 복수의 와류형성부(52)가 방사상으로 돌출 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 와류를 형성하는 초음파 가습기는 도 5에서 나타낸 바와 같이 송풍팬(F)의 회전에 의해 공기유도부재(50)의 하측으로 유입된 외부의 공기가 제어부(10) 및 수조(20)와, 수조(20) 및 공기유도부재(50)의 사이로 유입된다.

상기 제어부(10) 및 수조(20) 사이의 공간을 거쳐 이송관(21)을 통과한 공기는 내측커버(30)에 의해 압력이 균일화되어 미세한 수분 입자와 함께 배출부(42)로 배출되고, 상기 수조(20) 및 공기유도부재(50) 사이의 공간으로 유입된 공기는 와류형성부(52)의 사이에 형성된 공간으로 상승하면서 회전하여 상측으로 분출된다.

이때 수분 입자는 공기유도부재(50)에서 분출되는 나선형의 공기에 의해 상방으로 회전하는 와류를 형성하게 된다.

상기 수조(20)로 이송된 공기는 초음파발진소자(U)에 의해 발생한 수분 입자와 함께 돌출부(41)로 상승하게 되고, 배출부(42)로 배출되는데, 이러한 작용은 회전속도를 조절할 수 있는 송풍팬(F)의 다양한 회전속도에 의해 지속적으로 공급되는 외부 공기가 내측커버(30) 및 돌출부(41)로 인해 형성된 통로를 통해 이송되면서 공기압의 증가에 의해 더욱 원활하게 진행되는 것이다.

그리고 상기 내측커버(30)는 미세한 수분 입자가 역류하는 것을 방지하고, 공기압을 균일하게 분해하면서 분배타이밍을 조정하는 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명의 초음파 가습기는 커버(40)를 개방하여 수조(20)에 물을 채울 수 있을 뿐만 아니라, 커버(40)를 분리하지 않고도 배출부(42)를 통해 물을 공급할 수 있다.

즉, 배출부(42)를 통해 유입된 물은 돌출부(41)와 내측커버(30)의 사이에 형성된 공간을 거쳐 수조(20)로 낙하하게 되어 사용자가 더욱 편리하게 물을 공급할 수 있다.

본 발명의 제2실시 예로서 도 6에서 나타낸 바와 같이 공기유도부재(50)의 상측에 와류보조부재(70)를 결합함으로써 와류의 발생을 강화할 수도 있는데, 이때는 와류형성부(71)의 개수를 더욱 늘려 공기가 통과하는 공간의 폭을 줄이고, 경사도를 더욱 크게 형성함으로써 공기의 흐름이 더욱 빠르게 진행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

10 : 제어부 11 : 지지대
20 : 수조 21 : 이송관
22 : 안착핀 30 : 내측커버
40 : 커버 41 : 돌출부
42 : 배출부 50 : 공기유도부재
51 : 다리부 52, 71 : 와류형성부
60 : 개폐부재 61 : 조리개
62 : 조작부 70 : 와류보조부재

Claims (5)

1. 수조의 바닥면에 미세한 수분 입자를 형성하는 복수의 초음파발진소자(U)가 설치된 초음파 가습기에 있어서,
   상기 수조(20)의 중앙부에는 외부공기가 유입되는 이송관(21)이 형성되고, 상기 이송관(21)의 하측에는 외부공기를 유입하는 송풍팬(F)이 설치되며,
   상기 수조(20)의 외측에는 간격을 이루며 공기유도부재(50)가 설치되고, 상기 공기유도부재(50)의 내주면에는 유입된 공기를 나선형으로 분출하여 합쳐진 수분 입자가 와류를 이루도록 하는 와류형성부(52)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 와류를 형성하는 초음파 가습기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공기유도부재(50)의 하방으로 외부공기가 유입될 수 있도록 복수의 다리부(51)가 하측에 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 와류를 형성하는 초음파 가습기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이송관(21)의 상측에는 복수의 안착핀(22)이 방사상으로 형성되고, 상기 안착핀(22)의 상측에는 미세한 수분 입자의 역류를 방지하고 공기압을 균일하게 유지하는 내측커버(30)가 설치된 것을 특징으로 하는 와류를 형성하는 초음파 가습기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수조(20)의 상측에는 커버(40)가 착탈할 수 있도록 결합되고, 상기 커버(40)에는 내측커버(50)와 간격을 이루는 돌출부(41)가 형성되며, 상기 돌출부(41)에는 송풍팬(F)에 의해 흡입된 외부공기가 수조(20) 내측에서 생성된 수분 입자와 합쳐져 외부로 분출하는 배출부(42)가 형성되며,
   상기 배출부(42)에는 조리개(61)가 형성된 개폐부재(60)가 결합된 것을 특징으로 하는 와류를 형성하는 초음파 가습기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 공기유도부재(50)의 상측에는 와류형성부(71)의 개수를 더욱 늘려 공기가 통과하는 공간의 폭을 줄이고, 경사도를 더욱 크게 형성함으로써 와류의 발생을 강화할 수 있는 와류보조부재(70)가 착탈할 수 있도록 결합되는 것을 특징으로 하는 와류를 형성하는 초음파 가습기.

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