KR20210013938A - Termite house humidifier - Google Patents
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Abstract
Description
건축, 화공유체역학Architecture, chemical mechanics
건축분야에서 흰개미집원리가 적용이 되는 경우가 많다.In the field of architecture, the termite house principle is often applied.
간단히 말해서 아래 차가운 공기를 유입함으로써 위에 더운공기를 배출함으로써 적절한 온도와 습도를 유지하는 구조이다.Simply put, it is a structure that maintains the proper temperature and humidity by injecting the cold air below and discharging the hot air above.
우리는 이러한 기화식 가습기의 단점- 소음 발생, 낮은 증발 속도, 실내 온도 강하 문제를 개선하기 위하여 ‘흰 개미집 원리를 접목시킨 기화식 가습기’를 고안해보았다.In order to improve the disadvantages of these vaporization humidifiers-noise generation, low evaporation rate, and room temperature drop, we devised a "evaporative humidifier incorporating the white anthill principle".
흰개미들은 흙과 배설물, 죽은 동료의 사체를 이용하여 다공성의 건축재료로 6미터 정도의 집을 짓는다. 이렇게 지어진 흰 개미집은 40도를 웃도는 무더운 초원에서도 온도 27℃, 습도 60%의 신선한 공기를 유지한다. 그 원리는 바로 대류현상이다.Termites use the soil, excrement, and carcasses of their dead companions to build houses of about 6 meters with porous building materials. The white anthill built in this way maintains fresh air with a temperature of 27℃ and a humidity of 60% even in hot meadows exceeding 40 degrees Celsius. Its principle is the convection phenomenon.
흰 개미집의 구조는 크게 3가지로 나뉜다. 상부의 공기를 배출하는 A구역, 공기의 순환이 잘 될 수 있도록 모세관 역할을 하는 중부의 B구역, 차가운 공기를 모으는 C구역. 흰개미들의 활동은 내부 공기를 덥히게 되고, 가열된 공기는 밀도가 작아지기 때문에 상승하여 상단부의 굴뚝(A)으로 빠져나가게 된다. 그에 따라 집 하단부(C)는 기압이 낮아져 기압차이를 상쇄시키기 위해 아래에 있는 구멍을 통해 차가운 공기가 유입되고, 모세관(B)을 통해 집 내부 전체로 퍼지게 된다. 이 과정에서 공기가 바깥벽 쪽으로 밀려나면서 미세한 구멍이 많은 바깥벽을 통해 이산화탄소가 빠져나가고 산소가 유입되게 된다. 이 공기는 다시 데워지고 상단부의 구멍으로 빠져나가며 지속적인 대류현상이 일어난다. 이를 통해 공기의 습도와 온도가 내부 환경에 적합하게 조절된다.The structure of the white anthill is largely divided into three types. Area A that discharges air from the upper part, area B in the middle that acts as a capillary tube for good air circulation, and area C that collects cold air. The activity of termites heats the internal air, and the heated air rises and escapes to the chimney (A) at the top because the density decreases. Accordingly, the air pressure in the lower part of the house (C) is lowered, so that cold air is introduced through the hole below to compensate for the difference in air pressure, and spread to the entire interior of the house through the capillary tube (B). In this process, as air is pushed toward the outer wall, carbon dioxide escapes and oxygen enters through the outer wall with many fine holes. This air warms up again and escapes through the hole in the top, causing continuous convection. Through this, the humidity and temperature of the air are adjusted to suit the internal environment.
다공성의 재료를 사용하면, 액체의 흡수와 증발이 더욱 잘 일어나게 된다. 기공률이 낮으면 drag force가 강하게 작용하여 매질 내로의 유동저항으로 인해 액적이 늦게 침투하게 된다. 또한 기공률이 낮을 경우 액적 근처에서 발생되는 증기는 외부로 빠져나가지 않으며, 외부 유동의 속도에 따른 변화가 나타나지 않는다. 기공률이 높을수록 외부유동에 의해 영향을 받게 되며, 다공성 매질의 빈 공간에 의해 유동 영향을 쉽게 받을 수 있다. 즉, 기공률이 높을수록 액체 흡수 속도와 증발 속도가 빠르다.If a porous material is used, the absorption and evaporation of the liquid will occur more easily. If the porosity is low, the drag force acts strongly and the droplets penetrate slowly due to the flow resistance into the medium. In addition, when the porosity is low, vapor generated near the droplet does not escape to the outside, and there is no change according to the velocity of the external flow. The higher the porosity, the more it is affected by external flow, and the flow can be easily affected by the empty space of the porous medium. That is, the higher the porosity, the faster the liquid absorption rate and the evaporation rate.
이러한 흰 개미집을 모사하면 기존의 기화식 가습기의 단점을 보완할 수 있다고 생각했다. 가습기 내부 공기를 데워서 일어나는 활발한 대류현상 이용하여 물을 증발시키고, 다공성의 흰개미 집처럼, 다공성 필터를 사용하여 물의 증발속도를 높인다면 가습효율을 높일 수 있을 것이다. 또한 온도가 증가할수록 포화수증기량은 증가하기 때문에 데워진 공기로 대류현상이 일어나면 더 많은 양의 수분을 증발시킬 수 있게 되어 가습효과가 증가될 것으로 기대된다.It was thought that the shortcomings of the existing vaporization humidifier could be supplemented by simulating such a white anthill. If water is evaporated by using the active convection phenomenon that occurs by heating the air inside the humidifier, and the evaporation rate of water is increased by using a porous filter like a porous termite house, the humidification efficiency can be improved. In addition, as the temperature increases, the amount of saturated water vapor increases, so if convection occurs with the heated air, a larger amount of moisture can be evaporated, and the humidification effect is expected to increase.
자연 기화식 가습기를 만들고 구조를 흰개미집 구조를 이용한다.Create a natural vaporizing humidifier and use the structure of a termite nest.
겨울철의 건조한 실내 공기는 코의 점막과 기관지 점막을 마르게 해 면역력을 감소시켜 호흡기 질환을 발생시키기 쉽다. 또한 피부 건조증이나 안구 건조증을 유발하기도 한다. 따라서 실내 적정습도를 유지하는 것이 질병 예방에 중요하다. 가습기는 손쉽게 실내습도를 높일 수 있어 대중적으로 사용되고 있다. 하지만 이들은 여러 문제점들을 가지고 있다.Dry indoor air in winter dries up the mucous membranes of the nose and bronchial tubes, reducing immunity, which is likely to cause respiratory diseases. It can also cause dry skin or dry eyes. Therefore, maintaining proper indoor humidity is important for disease prevention. Humidifiers are widely used because they can easily increase indoor humidity. However, they have several problems.
현재 사용되고 있는 가습기의 종류는 초음파식 가습기, 가열식 가습기, 대류식 가습기 이렇게 크게 3가지로 나눌 수 있다.There are three types of humidifiers currently in use: ultrasonic humidifiers, heated humidifiers, and convection humidifiers.
초음파식 가습기는 초음파의 진동을 이용하여 물을 수십 마이크로미터의 작은 입자로 만들어 공기중에 퍼뜨린다. 초음파식 가습기의 바닥에는 ‘초음파 진동자’가 부착되어 있는 ‘진동판’이 있다. 전류가 흐르면 진동자의 크기가 변하며 진동판이 진동하여 초음파를 발생시킨다. 초음파가 물을 진동시키면 수면의 물 입자들이 작은 알갱이 형태로 수면 위로 튀어 오르게 되고, 이 입자들은 내부의 팬(fan)을 통해 공기 중으로 내보내지게 된다. 화상의 위험이 없고 전력소모가 적고 소음이 적는 장점이 있다. 하지만 초음파식 가습기는 실내에서 기화되기 때문에 기화열에 의해 실내 온도를 낮추게 된다. 물 입자가 커서 전체적인 가습이 이루어지지 않으며 물 속에 포함된 불순물도 함께 방출되므로 물 속에 들어있던 세균이 공기 중을 통해 호흡기로 들어올 수 있다. 따라서 세균 번식을 막기 위해 자주 세척해야 하는데 세균 번식을 막기 위해 가습기의 물에 첨가하던 가습기 살균제가 임산부들을 사망에 이르게 한 ‘가습기 살균제 사건’ 이 일어나 소비자들을 두려움에 떨게 하기도 하였다.Ultrasonic humidifiers use the vibration of ultrasonic waves to make water into small particles of tens of micrometers and spread it into the air. At the bottom of the ultrasonic humidifier, there is a'vibrating plate' to which a'ultrasonic vibrator' is attached. When current flows, the size of the vibrator changes and the diaphragm vibrates to generate ultrasonic waves. When the ultrasonic wave vibrates the water, water particles on the surface of the water bounce off the surface in the form of small particles, and these particles are released into the air through an internal fan. There is no risk of burns, power consumption is low, and noise is low. However, since the ultrasonic humidifier is vaporized indoors, the indoor temperature is lowered by the heat of vaporization. Because the water particles are large, overall humidification is not performed, and impurities contained in the water are also released, so bacteria in the water can enter the respiratory tract through the air. Therefore, it has to be cleaned frequently to prevent the growth of bacteria, but a ‘humidifier disinfectant incident’, which was added to the humidifier's water to prevent the growth of bacteria, caused the death of pregnant women, causing fear of consumers.
가열식 가습기는 전기를 이용하여 물을 끓여서 나오는 수증기를 공기 중에 퍼뜨린다. 물을 끓이기 때문에 살균효과가 있고 실내 온도도 유지된다는 장점이 있다. 하지만 열이 많이 발생하여 화상의 위험이 있고 전력 소모가 크다.Heated humidifiers use electricity to boil water and spread water vapor into the air. Since water is boiled, it has a sterilization effect and the room temperature is maintained. However, since it generates a lot of heat, there is a risk of burns and power consumption is high.
기화식 가습기는 초음파식 가습기와 가열식 가습기의 단점을 보완한다. 물을 적신 매체에 자연바람 또는 팬으로 바람을 쐬어 자연 증발시키는 방식을 이용한다. 수분입자가 수조에 번식하는 세균보다 작아 물속의 불순물이나 세균이 공기 중으로 퍼지지 않고 화상의 위험도 없다. 앞서 말한 두 종류의 가습기와는 달리, 상대습도가 올라갈수록 자연증발량은 줄어들기 때문에 오래 작동시켜도 과가습 되어 눅눅해지는 일도 없다. 하지만 팬이 가동되기 때문에 소음이 있고 증발 속도의 한계로 인해 단시간에 습도를 올리기 어렵다. 또한 물의 기화로 인하여 방의 온도가 낮아지게 된다는 단점을 가지고 있다.Evaporative humidifiers complement the disadvantages of ultrasonic humidifiers and heated humidifiers. It uses natural wind or a fan to evaporate it naturally. Moisture particles are smaller than bacteria that grow in the tank, so impurities or bacteria in the water do not spread into the air and there is no risk of burns. Unlike the two types of humidifiers mentioned above, as the relative humidity increases, the amount of natural evaporation decreases, so even if it is operated for a long time, it does not become wet due to over-humidification. However, since the fan is running, it is noisy and it is difficult to increase the humidity in a short time due to the limitation of the evaporation rate. In addition, it has the disadvantage of lowering the temperature of the room due to vaporization of water.
흰 개미집 원리를 이용한 기화식 가습기는 기존에 있던 초음파 가습기, 가열식 가습기, 기화식 가습기의 단점을 보완한 가습기 이므로 같은 환경에서 그들의 성능과 비교하는 방식으로 실험을 하였다. 실험에 적용된 기준은 온도변화, 습도변화, 소음, 가격, 전력소비량, 실험박스의 물방울 응결유무, 과가습 유무이다.Since the vaporization humidifier using the white anthill principle is a humidifier that complements the shortcomings of the existing ultrasonic humidifier, heating humidifier, and vaporization humidifier, the experiment was conducted by comparing their performance in the same environment. The criteria applied in the experiment are temperature change, humidity change, noise, price, power consumption, whether or not condensation of water droplets in the test box, and whether or not over-humidification is present.
1) 가열식 가습기1) Heated humidifier
가열식 가습기는 전기를 이용하여 물의 온도를 100℃까지 높여 물의 끓음으로 인해 생기는 수증기로 주변을 가습해주는 가습기이다. 물을 끓임으로써 멸균된 가습을 할 수 있음과 동시에 주변 온도를 내리지 않아 겨울철 난방효과까지 갖추고 있다. 그러나 물을 끓이기 때문에 빠른 시간에 물이 모두 증발하여 지속력이 약하며 뜨거운 출구온도로 인해 아이들의 화상의 위험이 있는 제품이다. 가습기와 주요 비교점은 물방울 응결유무, 소음, 과가습 유무이다.A heated humidifier is a humidifier that uses electricity to raise the temperature of water to 100℃ and humidifies the surroundings with water vapor generated by boiling of water. By boiling water, sterilized humidification can be achieved, and at the same time, the ambient temperature is not lowered, so it has a heating effect in winter. However, since the water is boiled, all of the water evaporates in a short period of time, so the lasting power is weak and there is a risk of children's burns due to the hot outlet temperature. The main points of comparison with the humidifier are the presence or absence of condensation of water droplets, noise, and presence or absence of over-humidification.
2)초음파식 가습기2) Ultrasonic humidifier
초음파 가습기는 전기를 소모하여 초음파를 발생시켜 물을 마이크로미터의 단위로 작게 쪼갠 후 공기 중으로 퍼트리는 가습기이다. 이 가습기는 찬 가습기이므로 아이들에게 안전하며 빠르게 가습이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 물속 세균보다 더 큰 입자의 물방울을 퍼트리므로 세균번식의 위험성이 있고 겨울철에는 실내온도를 낮추며 물 입자가 그대로 바닥에 가라앉아 바닥을 물바다로 만들 수 있다는 단점이 있다. 가습기와 주요 비교점은 온도변화, 과가습 유무이다.An ultrasonic humidifier is a humidifier that uses electricity to generate ultrasonic waves, splits water into microns and spreads it into the air. Since this humidifier is a cold humidifier, it is safe for children and has the advantage of quick humidification. However, there is a risk of bacterial propagation because it spreads water droplets of larger particles than bacteria in the water, and there is a disadvantage that the indoor temperature is lowered in winter, and the water particles can sink to the floor as it is, making the floor a sea of water. The main points of comparison with the humidifier are temperature change and the presence or absence of over-humidification.
3)자연기화식 가습기3) Natural vaporization humidifier
자연 기화식 가습기는 물을 적신 필터에 자연바람 또는 팬을 이용하여 증발시켜 대기에 습기를 더하는 가습기이다. 기화식 가습기는 온도와 습도에 따라 증발량이 다르므로 과가습이 되지 않아 쾌적한 실내습도를 유지할 수 있고 화상의 염려와 세균이 퍼지는 염려도 없다. 하지만 증발열로 인해 실내온도를 떨어뜨리고 팬을 이용할 경우 소음이 생겨 잠자리에 방해가 될 수 있다. 우리 가습기와 주요 비교점은 소음, 온도변화, 습도변화이다.A natural vaporization humidifier is a humidifier that adds moisture to the atmosphere by evaporating it using natural wind or a fan on a filter moistened with water. Evaporative humidifiers have different amounts of evaporation depending on temperature and humidity, so they are not over-humidified, so they can maintain comfortable indoor humidity, and there is no worry about burns or spreading bacteria. However, if the room temperature is lowered due to evaporation heat and a fan is used, noise may be generated and sleep may be disturbed. The main points of comparison with our humidifier are noise, temperature change, and humidity change.
흰 개미집의 원리를 이용한 가습기를 제작하여 춥고 건조한 겨울철 고온, 다습한 공기를 제공하여 사람이 생활하기에 적절한 습도와 온도를 제공해주는 역할을 할 수 있다고 기대된다. 일반적인 가습기의 작동원리는 기화식 가습기와 매우 흡사하나 대류현상이 일어나게 되는 원인이 다르며 이에 따른 효율의 변화를 측정해보고자 한다. 온도상승으로 인한 포화 수증기량의 증가와 자연대류 현상을 이용하기에 전력의 소모 또한 적을 것으로 예상된다. 단위 시간당 단위 부피에 제공되는 습기의 양을 측정하고 단위 부피의 온도를 어느 정도까지 상승시킬 수 있는지 또 그 온도 상승에 걸리는 시간을 측정하고 다른 가습기들과 비교해본다. It is expected that a humidifier using the principle of a white anthill can be produced to provide high temperature and humid air in cold and dry winter, providing adequate humidity and temperature for human life. The operating principle of a general humidifier is very similar to that of an evaporative humidifier, but the cause of the convection phenomenon is different, and the change in efficiency accordingly is to be measured. It is expected that the consumption of power is also low because the amount of saturated water vapor increases due to temperature rise and natural convection is used. Measure the amount of moisture provided to a unit volume per unit time, to what extent the temperature of the unit volume can be increased, measure the time it takes to increase the temperature, and compare it with other humidifiers.
쾌적함을 주는 습도는 온도에 따라 달라지는데 15℃에서는 70%정도, 18~20℃에서는 60%, 21~23℃에서는 50%, 24℃ 이상에서는 40%가 적당한 습도이다. 따라서 우리 조는 겨울철 평균 실내온도인 18~20℃에서의 적정습도 60%를 목표로 하려 하였으나 한 여름철 이 온도의 실험조건을 맞추기 어려워 최소 19~22℃ 사이의 온도를 설정하고 이때 습도 50% 도달하는 시간을 측정하기로 하고, 이에 도달하는 시간을 측정하는 실험을 계획했다.Humidity that gives comfort varies depending on the temperature. At 15℃, about 70%, at 18~20℃, 60%, at 21~23℃, 50%, and above 24℃ are 40%. Therefore, our group tried to aim for an optimal humidity of 60% at 18~20℃, which is the average indoor temperature in winter, but it is difficult to meet the experimental conditions of this temperature in the middle of summer, so we set a temperature between at least 19~22℃. I decided to measure the time and planned an experiment to measure the time to reach it.
흰 개미집 원리를 이용하여 만든 가습기는 기존의 가습기들의 단점을 보완하고 새로운 가치를 창출할 수 있다.A humidifier made using the white anthill principle can complement the weaknesses of existing humidifiers and create new value.
(1) 사용하기에 안전하다.(1) It is safe to use.
기화식 가습기는 필터에 흡수된 물이 증발되는 방식이기 때문에 증발하는 수분 입자가 수조에 번식하는 세균보다 작다. 따라서 가습기 살균제가 필요하지 않으며, 공기 중을 통해 세균 감염이 일어나지 않는다. 또한 가열식 가습기는 물을 끓여서 발생하는 증기를 배출하기 때문에 배출구의 온도가 높아 화상의 위험이 있는 반면, 흰 개미집 원리를 이용한 가습기는 그보다 낮은 온도(50~60℃)를 이용하기 때문에 화상이 위험이 없다. 따라서 노약자 임산부 등이 사용하기 적합하다.Evaporative humidifiers evaporate the water absorbed by the filter, so the evaporating moisture particles are smaller than the bacteria that grow in the tank. Therefore, no humidifier disinfectant is required, and bacterial infection does not occur through the air. In addition, since heated humidifiers boil water and emit steam, the temperature at the outlet is high and there is a risk of burns, whereas a humidifier using the white anthill principle uses a lower temperature (50~60℃), so there is a risk of burns. none. Therefore, it is suitable for use by the elderly and pregnant women.
(2) 소음이 발생하지 않는다.(2) No noise is generated.
초음파 가습기와 팬을 사용하여 강제대류를 발생시키는 기화식 가습기는 팬을 작동시키기 때문에 소음이 발생한다. 가열식 가습기는 물을 끓이는 과정에서 소음이 발생하게 된다. 반면에 흰 개미집 원리를 이용한 가습기는 열에너지를 이용하여 물을 증발시키기 때문에 소음이 발생하지 않는다. 따라서 특히 공부, 독서, 수면 중에 사용하기에 적합하다.An evaporative humidifier that uses an ultrasonic humidifier and a fan to generate forced convection generates noise because it operates the fan. Heated humidifiers generate noise while boiling water. On the other hand, a humidifier using the white anthill principle does not generate noise because it evaporates water using heat energy. Therefore, it is particularly suitable for use while studying, reading, and sleeping.
(3) 에너지 효율이 높아 휴대용 가습기로 사용이 가능하다.(3) It can be used as a portable humidifier due to its high energy efficiency.
가열식 가습기의 소비전력은 120W 정도로 높기 때문에 시중에 나와있는 휴대용 가습기는 초음파 가습기이다. 하지만 초음파 가습기는 분사되는 물 분자의 크기가 커서 멀리 분포되지 못하기 때문에 가습 할 수 있는 공간이 작다. 흰 개미집 가습기의 소비전력은 12W로 초음파 가습기와 비슷하다. 따라서 보조배터리에 연결하여 사용할 수 있고, 전원을 꺼도 자연증발이 일어나기 때문에 가습효과가 발생하기 때문에 적은 전력으로도 오랜 시간 사용할 수 있다. 따라서 휴대용으로 사용하기 적합하고 차량용 가습기로 사용하는 것도 기대할 수 있다.Since the power consumption of a heated humidifier is as high as 120W, the portable humidifier on the market is an ultrasonic humidifier. However, the ultrasonic humidifier has a small space for humidification because the size of the water molecules sprayed is large and cannot be distributed far away. The power consumption of the white anthill humidifier is 12W, similar to that of an ultrasonic humidifier. Therefore, it can be used by connecting to an auxiliary battery, and it can be used for a long time with little power because it generates a humidification effect because spontaneous evaporation occurs even when the power is turned off. Therefore, it is suitable for portable use and can be expected to be used as a humidifier for vehicles.
(4) 유지력이 좋다.(4) Good holding power.
초음파 가습기와 기화식 가습기는 주변 습도와 상관없이 인위적으로 습기를 더해 과가습을 유발하고 물을 빠르게 소모하여 가습 유지력이 좋지 않아 장시간 수면서 효율적이지 못하다. 그러나 기화식 가습기는 공기 중 습도에 따라 증발량을 변화시켜 과가습을 유발하지 않는다. 따라서 오랫동안 호흡기에 수분을 공급해 줄 수 있어 머리맡에 두고 사용하기 좋다.Ultrasonic humidifiers and evaporative humidifiers artificially add moisture irrespective of the surrounding humidity to cause over-humidification and consume water quickly, which is not good for maintaining humidification, so it is not efficient for long-term maintenance. However, evaporative humidifiers do not cause over-humidification by changing the evaporation amount according to the humidity in the air. Therefore, it can supply moisture to the respiratory system for a long time, so it is good to put it on the bedside.
(5) 히터와 공기청정기의 기능도 할 수 있다.(5) It can also function as a heater and air purifier.
적절한 발열장치를 쓴다면 내부 발열장치의 온도를 조절하여 겨울철에 히터의 역할을 할 수 있다. 또한 흰개미 가습기의 원리가 외부의 공기를 빨아들여서 다시 배출하는 방식이기 때문에 필터를 가습 필터에서 공기청정필터로 교체하면 공기청정기의 기능을 할 수도 있다. 따라서 다기능성의 가습기를 만들 수 있다.If a suitable heating device is used, it can act as a heater in winter by controlling the temperature of the internal heating device. In addition, since the principle of termite humidifier is to suck in outside air and discharge it again, it can function as an air purifier by replacing the filter from a humidifying filter to an air cleaning filter. Therefore, it is possible to make a multifunctional humidifier.
도1은 흰개미집 원리랑 비교해서 설명할 수 있다. 아래 파란색 화살표가 차가운 공기 유입을 나타내고 중간에 열선에 의해 공기기 데워지면서 뜨거워진 공기가 필터를 지나 위쪽 구멍으로 뜨거운공기가 나가는 것이다.
이때 열선은 흰개미집의 흰개미신진대사에 의한 열발생에 비유할 수 있고, 필터는 흰개미집의 모세관역할을 한다고 할 수 있다.Figure 1 can be described in comparison with the termite nest principle. The blue arrow below indicates the inflow of cold air, and the hot air passes through the filter and exits the upper hole as the air is heated by a heating wire in the middle.
At this time, the heating wire can be compared to the generation of heat by termite metabolism in the termite nest, and the filter can be said to act as a capillary tube for the termite nest.
(1)습도 도달 시간 비교(1) Comparison of humidity arrival time
Table 2-1, 2-2, 2-4는 x축에 시간을 y축에 가습량을 도시하였다. Table 2-1의 경우 Table 2-2에서 자연기화식의 방법이 50%의 습도에 도달하는 시간이 너무 길어져 나머지 값들을 제대로 볼 수 없기에 자연기화식 그래프를 제거하고 나머지 가습기의 데이터를 비교한 데이터이다.Tables 2-1, 2-2, and 2-4 show time on the x-axis and the amount of humidification on the y-axis. In the case of Table 2-1, the time for the natural vaporization method to reach 50% humidity in Table 2-2 is too long to properly view the remaining values, so the data obtained by removing the natural vaporization graph and comparing the data of the remaining humidifiers to be.
Table 2-3는 가습기 별 적정습도 50에 도달하는 데 소요되는 시간을 y축에 도시하였다.Table 2-3 shows the time required to reach the appropriate humidity 50 for each humidifier on the y-axis.
Table2-1, 2-2, 2-3의 그래프를 통하여 우리 실험의 목표인 열선을 이용한 자연기화식 가습기와 대조군으로 사용한 초음파식 가습기, 가열식 가습기, FAN을 이용하는 자연기화식을 대상으로 나타내었다. 위 그래프를 보면 알 수 있듯이 50%의 습도에 도달하는 시간이 자연기화식(FAN)이 가장 오래 걸리며 초음파, 기화식(Heat), 그리고 가열식의 순서로 소모 시간이 줄어드는 것을 알 수 있다.Through the graphs in Table 2-1, 2-2, and 2-3, the targets of our experiment are the natural vaporization humidifier using a hot wire, and the ultrasonic humidifier used as a control, a heating humidifier, and a natural vaporization using a fan. As can be seen from the graph above, the natural vaporization (FAN) takes the longest to reach 50% humidity, and the consumption time decreases in the order of ultrasound, vaporization (Heat), and heating.
Table2-4의 경우 필터의 모양에 따라 다른 성능을 나타낸 것을 보여주는 데이터이다. In the case of Table2-4, data showing different performances according to the shape of the filter.
Heat’이 필터를 열원 주위에 그냥 두었을 경우이고 Heat의 자료가 필터를 묶어 열원에서 데워진 공기가 무조건 필터를 통과하도록 바꿔본 경우이며 이를 통하여 열로 데워진 공기가 대부분 수직으로 올라가며 필터를 묶어 수직으로 올라가는 공기 또한 필터를 통과하도록 만든 경우가 더욱 큰 효율을 나타내는 것을 알 수 있다. Heat' is the case when the filter is left around the heat source, and the data of the Heat is changed so that the air heated by the heat source passes through the filter unconditionally. Through this, the air heated by heat rises vertically, and the filter is tied up vertically. It can be seen that the case where air is also made to pass through the filter shows greater efficiency.
Table3은 가습기별 50%의 습도에 도달한 시간만을 나타낸 그래프로 이를 통하여 자연기화식이 가지는 장점에 비해서 FAN이나 열선을 사용하지 않을 경우 가습 효율이 매우 떨어진다는 단점이 있다는 것을 알 수 있다.Table 3 is a graph showing only the time to reach 50% humidity for each humidifier. Through this, it can be seen that there is a disadvantage that the humidification efficiency is very inferior when a fan or a heating wire is not used compared to the advantages of the natural vaporization method.
가열식 가습기는 처음 작동 시에 가열하는 데에 2분이 소요되지만 위의 표에서는 가열이 끝난 직후 가습이 시작될 때부터 소모된 시간으로 나타내었다.The heating type humidifier takes 2 minutes to heat at the first operation, but in the table above, it is shown as the time consumed from the start of humidification immediately after heating ends.
습도 45부터 시작하여 50까지 도달하는 데에 걸린 시간은 자연기화식 가습기가 3600초, 초음파 가습기가 221초, 가열식 가습기가 30초, 열선을 이용한 자연기화식 가습기가 155초, FAN을 사용한 자연기화식 가습기가 578초이다. 가습 속도는 FAN을 사용하는 자연기화식, 초음파식, 열선을 이용한 자연기화식, 가열식 순으로 가열식 가습기가 가장 빨리 습도 50에 도달하였다. 우리의 실험 대상인 열선을 이용한 자연기화식 가습기는 두 번째로 빨리 도달했으며, 자연기화식 가습기보다 약 23배, FAN을 사용한 자연기화식 가습기보다는 약 4배정도 빠른 결과를 나타내었다. 이는 같은 자연기화식 가습기 중 열선을 이용한 방식이 가장 높은 가습 효율을 나타냄을 보여준다.It took 3600 seconds for a natural vaporizing humidifier, 221 seconds for an ultrasonic humidifier, 30 seconds for a heated humidifier, 155 seconds for a natural vaporizing humidifier using a hot wire, and natural vaporization using a fan. The type humidifier is 578 seconds. As for the humidification rate, the heated humidifier reached the humidity 50 the fastest in the order of the natural vaporization method using a fan, the ultrasonic method, the natural vaporization method using a hot wire, and the heating method. The natural vaporization humidifier using a hot wire, which is our experiment, reached the second fastest, about 23 times faster than the natural vaporization humidifier and about 4 times faster than the natural vaporization humidifier using a fan. This shows that among the same natural vaporization humidifiers, the method using a hot wire shows the highest humidification efficiency.
(2) 과가습 유무 비교(2) Comparison of over-humidification
Table4는 가동 시간에 따른 습도를 y축에 도시하였다. Table4 shows the humidity according to the operating time on the y-axis.
겨울철 적정 실내습도는 40~60%로, 지나친 가습(과습도)이 될 경우 곰팡이 번식의 위험이 있다. 자연기화식 가습기는 과가습의 우려가 적은 반면, 초음파식과 가열식 가습기와 같이 강제 가습 방식의 경우 습도 60%를 넘겨서도 계속 가습이 진행되었다. 실험에서 자연기화식 가습기는 더 이상 습도가 쉽게 올라가지 않을 때까지 측정한 결과 습도 50% 부근에서 수렴하는 결과를 보였다. 이때 열선을 이용한 자연기화식 가습기가 FAN을 이용한 자연기화식 가습기보다 더 빨리 적정습도 50%에 도달했다.The appropriate indoor humidity in winter is 40-60%, and there is a risk of mold growth if excessive humidification (over-humidity) occurs. While there is little concern about over-humidification in the naturally vaporized humidifier, the forced humidification method such as the ultrasonic and heating humidifiers continued to humidify even when the humidity exceeded 60%. In the experiment, the natural vaporization humidifier was measured until the humidity was no longer easily increased, and the result showed convergence around 50% of humidity. At this time, the natural vaporization humidifier using a hot wire reached 50% of the proper humidity faster than the natural vaporization humidifier using a fan.
(3) 소비전력 비교(3) Comparison of power consumption
Table5는 적정습도 50에 도달하는 데 소비되는 전력을 가습기 별로 비교하여 나타내었다.Table 5 shows the power consumed to reach the proper humidity 50 by comparing each humidifier.
FAN을 이용한 자연기화식 가습기는 1445J, 열선을 이용한 자연기화식 가습기는 1860J, 가열식 가습기는 12250J, 초음파식 가습기는 3783J이 소모되었다. 우리 실험 목표인 열선을 이용한 가습기는 1860J로 FAN을 이용한 가습기보다는 415J이 더 소모되었지만, 가열식 가습기보다는 약 7배, 초음파식 가습기보다는 약 2배정도 높은 소비효율을 나타내었다. The natural vaporization humidifier using a fan consumed 1445J, the natural vaporization humidifier using a hot wire 1860J, the heating humidifier 12250J, and the ultrasonic humidifier 3783J. The goal of our experiment was 1860J, which consumed 415J more than a humidifier using a fan, but showed a consumption efficiency that was about 7 times higher than that of a heated humidifier and about 2 times that of an ultrasonic humidifier.
(3) 소음 비교(3) noise comparison
Table 6 의 경우 각각의 가습기 소음의 MAX값과 MIN값을 나타낸 그래프 이다. 이때 MAX값에서 가장 소음이 큰 것은 초음파식 가습기이며 가장 작은 것은 열원을 사용한 가습기이다. 또한 MIN값에서 가장 소음이 큰 것 또한 초음파식 가습기이며 작은 소음을 낸 것도 열원을 사용한 가습기 이다. 열원을 사용한 가습기의 경우 거의 아무런 소리가 나지 않는 것을 의미하며 60데시벨이상의 경우 시끄러운 술집에서 나는 소리 정도이다.Table 6 is a graph showing the MAX and MIN values of each humidifier noise. At this time, the loudest noise in the MAX value is an ultrasonic humidifier, and the smallest one is a humidifier using a heat source. In addition, ultrasonic humidifier is the one with the loudest noise in MIN value, and the humidifier using a heat source that makes the smallest noise is. In the case of a humidifier using a heat source, it means that there is almost no sound, and in the case of more than 60 decibels, it is the sound of a noisy bar.
도면
adrawing
a
Claims (2)
b: 아래 도면3-a의 윗 궈멍(뜨거운바람 나가는 곳)
c: 열선이 포함된 가습기a: Hole in drawing 3-b below (cold wind inflow)
b: The top of the drawing 3-a below (where the hot wind goes out)
c: humidifier with heated wire
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Non-Patent Citations (7)
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발명에 따른 설포 통기성 신발(2)은, 복수개의 통기공(135)이 형성되는 설포 외피(131); 설포 외피(131)의 밑에 설치되는 설포 내피(133); 및 설포 외피(131)와 설포 내피(133) 사이에 끼워지는 본체부(132b)와, 신발의 앞부분을 이루는 갑피인 선포(140)의 밑에 위치하도록 본체부(132b)에서 신발의 앞쪽으로 연장되는 날개부(132a)를 갖는 이격구조물(132);을 포함하여 이루어진다. 이격구조물(132)은, 날개부(132a)에 밑쪽으로 형성되는 통기부(132-1); 본체부(132b)에 위쪽으로 형성되는 통기부(132-3); 및 날개부(132a)와 본체부(132b) 사이에 공기가 통할 수 있도록 날개부(132a)와 본체부(132b)에 형성되는 공간통로(132-2); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 신발의 앞부분에서 발생하는 열기나 냄새가 자연스럽게 이격구조물의 공간통로를 거쳐 설포의 통기공을 통해서 외부로 배출되게 된다. -발명자 정상옥 |
-발명자 황승식,최규홍 |
본 발명은 빌트인 직수 연결형 자연 가습기 및 그 가습방법에 관한 것으로, 종래 기술과 달리 자연 가습 방식의 가습기를 벽체의 내부에 매입함으로써 실내 공간 활용을 향상시키고, 가습기 내부에 직수를 공급함으로써 물을 자주 보충해야 하는 번거로움을 없앰과 아울러 직수를 연속적으로 공급받을 수 있기 때문에 물의 저장공간을 최소화할 수 있어 가습기 자체의 부피를 줄일 수 있다. -발명자 이철호 |
본 발명은 자연기화식 가습방식을 사용하되, 가습기능을 사용하지 않는 경우에는 가습이 원천적으로 차단될 수있는 가습겸용 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가습겸용 공기청정기는 내부에 공기가 유동하는 가습유로와 비가습유로를 구비하는 가습케이싱; 상기 가습케이싱에 구비되며 물을 저장하는 수조부; 상기 수조부에 저장된 물에서 분리되거나 상기 수조부에 저장된 물에 하단 일부가 침지되도록 상기 가습유로에 승강 가능하게 구비되는 가습필터; 및 상기 가습 케이싱의 내부로 유입된 공기를 상기 가습유로로 안내하거나 상기 비가습유로로 안내하도록 상기 가습케이싱에 구비되는 유로전환부;를 포함한다. |
자연기화식 가습기 자연 기화 방식으로 실내를 가습함과 동시에 공기를 청정하게 하도록 한 자연 기화 가습기에 관한 것으로서, 본체의 전면부에 내장되어 유입되는 공기에 포함된 오염 물질을 제거하는 필터부; 가습용 물이 저장된 물통; 상기 필터부를 통과한 공기에 의해 물을 증발시켜 물 분자를 생성하고, 상기 물 분자보다 큰 세균은 물을 통해 하부로 유도하는 가습부; 상기 물통에 저장된 물을 상기 가습부로 공급해주는 펌프; 상기 가습부에 외기를 유입하고, 상기 가습부를 통해 생성된 물 분자를 외부로 토출하는 팬을 구비함으로써, 펠트와 물분사부를 이용하여 공기와 물의 접촉 시간을 늘리고 접촉 면적을 넓혀 가습 량을 증가시키며, 펌프를 통해 물을 가습부에 공급함으로써 별도의 구동원을 이용하여 가습부를 회전시킬 필요가 없는 단순한 구조가 되므로 본체 내부에 생기는 와류의 형성을 근본적으로 막을 수 있게 된다. |
처음은 흰개미집 원리를 이용한 신발제작 특허이고 나머진 자연식 기화가습기 관련 특허문헌이다. |
특허 문헌같은 경우 이 발명에 가장 기본이 되는 흰개미집 원리를 이용한 특허와 기화식 가습기 관련 특허들을 찾아 보았다. |
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