KR20220007352A - 공기 청정기 - Google Patents

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KR20220007352A
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blower
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KR1020200085469A
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양태만
민준호
박준민
정춘면
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 청겅기에 관한 것으로써, 하부둘레면에 제1 흡입구가 형성되고, 상측면에 원주방향으로 제1 토출구가 형성되는 제1 송풍장치; 상기 제1 송풍장치의 상측에 배치되며, 하부둘레면에 제2 흡입구가 형성되는 제2 송풍장치; 상기 제1 토출구와 상기 제2 송풍장치 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판을 포함하고, 상기 제1 송풍장치는, 상기 제1 흡입구를 형성하고, 상측으로 개구된 케이스; 상기 케이스의 개구된 상측에 배치되고, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 형성하는 토출가이드 장치; 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 제1 흡입구에서 상기 제1 토출구로 공기 유동을 형성하는 제1 팬; 및 상기 구획판과 상기 토출가이드 장치 사이에 배치되고, 상기 토출가이드 장치로부터 상방을 향하여 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 연장되어, 상기 제1 토출구로부터 토출되는 공기유동을 분리하여 반경 외측방향으로 가이드하는 스플리터를 포함하는 공기 청정기에 관한 것이다.

Description

공기 청정기 {AIR CLEANER}
본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 단으로 구성된 송풍장치 사이에 배치되는 회풍 방지 구조를 포함하는 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 청정기는 오염된 공기를 흡입하여 정화한 후, 정화된 공기를 배출시키는 장치로서 이해된다. 일례로, 공기 청정기에는, 외부의 공기를 공기 청정기의 내부로 유입시키기 위한 송풍장치 및 공기 중 먼지나 세균등을 필터링 할 수 있는 필터가 포함될 수 있다.
일반적으로, 공기 청정기는 가정이나 사무실과 같은 실내공간을 정화하도록 구성된다. 종래의 공기 청정기에 의하면, 그 용량이 제한되어 실내공간 전체의 공기를 정화시키는 것이 제한되는 문제점이 있었다. 따라서, 상기 공기 청정기의 주변의 공기는 정화될 수 있는 반면, 상기 공기 청정기로부터 멀리 떨어진 공간의 공기는 정화되는 것이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상기 공기 청정기의 내부에서 정화된 공기는 일방향, 즉 상방으로만 토출됨으로써, 공기 청정기 주변의 공기는 정화될 수 있는 반면, 상기 공기 청정기로부터 멀리 떨어진 공간까지는 상기 정화된 공기를 유동시키지 못하여, 공기청정 기능이 제한되는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해 송풍장치를 상하로 적층하여 복수 단으로 구성한 공기 청정기에 대한 연구가 진행중이다. 이러한 공기 청정기는, 송풍팬, 공기 유입구 및 공기 토출구를 포함하는 복수의 송풍장치를 포함할 수 있고, 상기 복수의 송풍장치는 서로 상하로 적층될 수 있다. 이러한 공기청정기는 송풍 용량이 증대되고, 공기가 보다 다양한 방향으로 흡입되고 토출되어, 내실자가 앉아있거나 서 있더라도 그 주변의 공기를 용이하게 정화할 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이러한 공기 청정기는, 하부에 위치한 송풍장치에서 토출된 공기가 상측으로 강하게 불면서 회풍을 발생시켜, 상기 토출된 청정 공기가 상부에 위치한 송풍장치에 유입되는 문제가 있다.
그리고, 상측으로 유동하는 공기가 많을수록, 정화된 공기를 보다 멀리까지 순환시키지 못하는 문제가 있다.
또한, 회풍이 발생하면, 정화되지 않은 외부의 공기가 상부에 위치한 송풍장치로 유입되는 것을 저해하는 저항요소로 작용하여 송풍장치의 공기 유동량이 저감하는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 종래 대한민국 등록특허공보 제10-2021391 호는, 상기 복수의 송풍장치 사이에 배치되어, 공기의 유동방향을 전환하는 구획판을 개시한다.
그러나, 상기 종래기술의 경우, 상기 구획판에 충돌하며 측면으로 방향전환하는 공기의 유동량은 반경방향의 외측으로 상승하는 공기의 유동량보다 상대적으로 적기 때문에, 토출되는 상승류를 충분히 방향전환하지 못하게 되어, 상기 공기는 대략 대각선 방향으로 상승하며 토출되고, 회풍이 발생하게 된다(도 8a 및 도 8b 참조).
상기 구획판에 충돌하여 측면으로 방향전환하는 공기의 유동량을 증가시키기 위하여 구획판의 높이를 낮추면, 공기가 토출되는 면적이 좁아지는 문제가 발생할 수 있다
대한민국 등록특허공보 제10-2021391 호 (공고일자 2019년09월16일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 회풍을 방지하여, 송풍장치에서 토출된 청정공기가 다시 송풍장치로 유입되는 것을 방지할 수 있는 공기 청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 송풍장치로부터 토출된 청정공기를 보다 멀리까지 순환시킬 수 있는 공기 청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 정화되지 않은 외부의 공기가 상부에 위치한 송풍장치로 유입되는 것이 저해되는 문제를 방지하고, 공기 청정기로 흡입되는 공기의 용량과 토출되는 공기의 용량을 개선할 수 있는 공기 청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기는, 하부둘레면에 제1 흡입구가 형성되고, 상측면에 원주방향으로 제1 토출구가 형성되는 제1 송풍장치와, 상기 제1 송풍장치의 상측에 배치되며, 하부둘레면에 제2 흡입구가 형성되는 제2 송풍장치와, 상기 제1 토출구와 상기 제2 송풍장치 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판을 포함하고, 상기 제1 송풍장치는, 상기 제1 흡입구를 형성하고, 상측으로 개구된 케이스와, 상기 케이스의 개구된 상측에 배치되고, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 형성하는 토출가이드 장치와, 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 제1 흡입구에서 상기 제1 토출구로 공기 유동을 형성하는 제1 팬과, 상기 구획판과 상기 토출가이드 장치 사이에 배치되고, 상기 토출가이드 장치로부터 상방을 향하여 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 연장되는 스플리터를 포함할 수 있다. 이때, 상기 스플리터는, 상기 구획판과 상기 토출가이드 장치의 사이에서 상기 제1 토출구로부터 토출되는 공기유동을 분리하여 반경 외측방향으로 가이드할 수 있는데, 특히, 토출되는 공기가 방향전환을 위한 구성에 충돌하는 공기의 유동량이 많아지는 바, 반경 외측방향으로 유동이 절환되지 않는 현상이 개선되고, 회풍현상이 방지되고, 청정공기를 보다 멀리까지 순환시킬 수 있으며, 청정작용을 거치지 않은 외기가 제2 송풍장치로 흡입되는 비율이 증가하는 장점이 있다.
상기 토출가이드 장치는, 내주면을 형성하는 본체내벽과, 외주면을 형성하고, 상기 본체내벽과의 사이에 제1 토출구를 형성하는 본체외벽을 포함하고, 상기 스플리터의 일단은, 상기 본체내벽과 본체외벽 사이에 위치할 수 있다
상기 스플리터의 일단은, 원주방향으로 연장되어 링 형상을 형성할 수 있다.
상기 토출가이드 장치는, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 복수개 형성하는 복수의 토출그릴을 포함하고, 상기 스플리터의 일단은, 상기 복수의 토출그릴 사이에 삽입될 수 있다.
상기 스플리터의 일단은, 상기 토출그릴에 대응되는 부분이 오목하고, 상기 토출그릴 사이에 형성되는 제1 토출구에 대응되는 부분이 볼록한 요철부가 형성되고, 상기 토출가이드 장치는, 상기 본체외벽과 상기 본체내벽 사이에서 상기 요철부가 삽입되는 홈을 구획하는 홈부를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 스플리터는 상기 토출가이드 장치에 삽입되어 고정될 수 있다.
상기 제1 토출구의 외주단을 상하 방향으로 연장한 제1 가상의 선(L1)을 정의하고, 상기 스플리터의 타단은, 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제1 가상의 선(L1)의 외측까지 연장될 수 있다. 따라서, 대각선 방향으로 상승하는 공기유동의 방향을 반경 외측방향으로 전환할 수 있다.
상기 토출가이드 장치의 외주면을 상하"?향으?* 연장한 제3 가상의 선(L3)을 정의하고, 상기 스플리터의 타단은, 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제3 가상의 선까지 연장될 수 있다. 따라서, 상기 스플리터가 상기 공기청정기의 외부로 돌출되지 않고 깔끔한 외형을 구성할 수 있다.
상기 스플리터의 타단은, 상기 구획판의 외주단과 상기 토출가이드 장치의 외주면 사이에 위치할 수 있다.
상기 스플리터는, 상방을 향하여 라운드지게 형성되는 곡면부를 포함하여, 공기의 유동을 부드럽게 전환할 수 있다.
상기 스플리터는, 상기 공면부로부터 반경 외측방향으로 수평하게 연장되는 직면부를 포함하여, 공기 토출 지향방향으로 공기 유동의 직진성을 향상시킬 수 있다.
상기 구획판과 상기 스플리터는 각각, 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 소정의 곡률을 형성하는 곡면부를 포함하고, 상기 스플리터의 곡면부가 형성하는 곡률은 상기 구획판의 곡면부가 형성하는 곡률보다 클 수 있다. 따라서, 상기 제1 토출구에서 토출되어, 상기 구획판과 상기 스플리터 사이에 형성되는 제2 채널을 통과하는 공기의 유동과, 상기 스플리터와 상기 토출가이드 장치의 외주단 사이에 형성되는 제1 채널을 통과하는 각각의 공기의 유동을 반경 외측방향으로 부드럽게 전환할 수 있다.
상기 구획판은, 상기 토출가이드 장치의 내주면으로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 토출가이드 장치의 반경 외측방향으로 연장될 수 있다.
상기 토출가이드 장치의 외주면을 상하"?향으?* 연장한 제3 가상의 선(L3)을 정의하고, 상기 구획판은, 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제3 가상의 선의 외측까지 연장될 수 있다. 따라서, 상기 제1 송풍장치로부터 토출되는 공기가 상측 대각선 방향으로 유동하는 것을 차단할 수 있다.
상기 구획판은, 상기 제2 송풍장치의 하부둘레면의 외측까지 반경 외측방향으로 연장될 수 있다.
상기 구획판의 외주단은, 하방으로 절곡될 수 있다. 따라서, 상기 제1 송풍장치에서 토출된 공기가 상기 제2 송풍장치로 흡입되지 않도록 공기의 유동 방향을 전환시킬 수 있다.
상기 스플리터와 상기 토출가이드 장치의 외주면 사이의 공기의 유량은, 상기 스플리터와 상기 구획판 사이의 공기의 유량보다 더 많을 수 있다.
상기 제1 팬은, 상방을 향하여 반경 외측방향으로 경사지게 공기를 유동시키는 원심팬일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정기는, 하부둘레면에 제1 흡입구가 형성되고, 상측면에 원주방향으로 제1 토출구가 형성되는 제1 송풍장치와, 상기 제1 송풍장치의 상측에 배치되며, 하부둘레면에 제2 흡입구가 형성되는 제2 송풍장치와, 상기 제1 토출구와 상기 제2 송풍장치 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 제1 토출구의 반경 외측방향으로 연장되고, 상기 제1 토출구에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판을 포함하고, 상기 제1 송풍장치는, 상기 제1 흡입구를 형성하고, 상측으로 개구된 케이스와, 상기 케이스의 개구된 상측에 배치되고, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 형성하는 토출가이드 장치와, 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 제1 흡입구에서 상기 제1 토출구로 공기 유동을 형성하는 제1 팬을 포함하고, 상기 구획판은, 상기 제1 토출가이드 장치의 외주면의 외측 및/또는 상기 제2케이스의 하부둘레면의 외측까지 반경 외측방향으로 연장될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기 청정기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　스플리터가 제1 송풍장치에서 토출되는 공기를 분리하고, 반경 외측방향으로 방향을 전환시켜, 유량의 감소를 최소화하면서, 회풍을 방지하고, 상부 송풍장치로 청정 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 스플리터가 제1 송풍장치에서 토출되는 공기의 유동을 반경 외측방향으로 전환하는 바 ,상승류가 줄어들고, 청정공기가 보다 멀리까지 순환될 수 있는 장점이 있다.
셋째,　스플리터가 제2 송풍장치로 청정 공기가 유입되는 것을 방지하여, 정화되지 않는 외부의 공기가 송풍장치로 흡입 및 토출되는 양을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1을 절개한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기유동 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구획판과 스플리터 및 상기 구획판에 결합되는 구성을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구획판과 스플리터 및 상기 구획판에 결합되는 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 7은 본원발명의 일 실시예와 비교를 위한 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 7a는 스플리터(410)가 없는 실시예의 도 3에서 X-X'를 따라 절개한 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 "A"부분을 도시한 도면이다.
도 8는 전산 유체 역학(CFD, Computational fluid dtnamics, 이하 CFD)을 통해 도 7b에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 8a는 도 7b의 토출구 측을 확대하여 관찰한 결과를 나타낸 것이고, 도 8b는 도 7b가 적용된 모델을 전체적으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 다른 실시예와 비교를 위한 본원발명의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 도 9a는 도 3에서 X-X'를 따라 절개한 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 “A”부분을 도시한 도면이다.
도 10은 CFD를 통해 도 9b에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 10a는 도 9b의 토출구 측을 확대하여 관찰한 결과를 나타낸 것이고, 도 10b는 도 9b가 적용된 모델을 전체적으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 도 9a의 “A”부분에 대한 제2 실시예를 도시한 것이다.
도 12는 CFD를 통해 도 11에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 12a는 도 11의 구획판의 돌출 폭(w5)이 10mm인 경우, 도 12b는 돌출 폭(w5)이 20mm인 경우, 도 12c는 돌출 폭(w5)이 40mm인 경우를 시뮬레이션 하여 관찰한 것이다.
도 13은 도 7의 "A"부분에 대한 제3 실시예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 1을 기준으로, 상하 방향을 축방향이라 정의하고, 가로 방향으로 반경방향으로 정의한다. 상기 축방향은, 후술할 제1 팬(160) 및 제2 팬(260)의 중심축 방향, 즉 팬의 모터축 방향에 대응될 수 있다. 그리고, 상기 반경방향은 상기 축방향의 수직한 방향으로서 이해될 수 있다.
그리고, 원주방향이란, 상기 축방향을 중심으로 하고 상기 반경방향의 거리를 회전반경으로 하여 회전할 때 형성되는 가상의 원 방향으로서 이해될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기(10)에는, 공기유동을 발생시키는 송풍장치(100,200) 및 상기 송풍장치(100,200)에서 발생된 공기유동의 토출방향을 전환시키는 유동 전환장치(300)가 포함될 수 있다.
상기 송풍장치(100,200)에는, 제1 공기유동을 발생시키는 제1 송풍장치(100) 및 제2 공기유동을 발생시키는 제2 송풍장치(200)가 포함될 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)와 제2 송풍장치(200)는 상하 방향으로 배열될 수 있다. 일례로, 상기 제2 송풍장치(200)는 상기 제1 송풍장치(100)의 상측에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 공기유동은, 상기 공기 청정기(10)의 하부측에 존재하는 실내공기를 흡입하는 유동을 형성하며, 상기 제2 공기유동은, 상기 공기 청정기(10)의 상부측에 존재하는 실내공기를 흡입하는 유동을 형성할 수 있다.
상기 공기 청정기(10)에는, 외관을 형성하는 케이스(101,201)가 포함될 수 있다.
상세히, 상기 케이스(101,201)에는, 상기 제1 송풍장치(100)의 외관을 형성하는 제1 케이스(101)가 포함될 수 있다. 상기 제1 케이스(101)는 원통형을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 케이스(101)의 상부는 하부보다 작은 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제1 케이스(101)는 끝부분이 잘린 원뿔형 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 케이스(101)에는, 상기 제1 케이스(101)를 구성하는 2개의 파트가 결합 또는 분리되는 제1 분리부(101a)가 포함될 수 있다.
상기 제1 케이스(101)에는, 공기가 흡입되는 제1 흡입구(102)가 형성될 수 있다. 상기 제1 흡입구(102)는 상기 제1 케이스(101)의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 관통공을 포함할 수 있다. 상기 제1 흡입구(102)는 다수 개가 형성될 수 있다.
상기 다수의 제1 흡입구(102)는, 상기 제1 케이스(101)를 기준으로 어느 방향에서라도 공기 흡입이 가능하도록, 상기 제1 케이스(101)의 외주면을 따라 원주 방향으로 고르게 형성될 수 있다. 제1 흡입구(102)는, 제1 케이스(101)의 하부둘레면에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 흡입구(102)를 통해, 상기 제1 케이스(101)의 내부중심을 지나는 상하방향의 중심선을 기준으로, 360도 방향에서 공기가 흡입될 수 있다. 상기 제1 흡입구(102)를 통하여 흡입되는 공기는 상기 제1 케이스(101)의 외주면으로부터 대략 반경방향으로 유동될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 케이스(101)가 원통형으로 구성되고, 상기 제1 흡입구(102)가 상기 제1 케이스(101)의 외주면을 따라 다수 개 형성됨으로써, 공기의 흡입량이 증가할 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)에는, 상기 제1 케이스(101)의 하측에 제공되며 지면에 놓여지는 베이스(20)가 더 포함될 수 있다. 상기 베이스(20)는, 상기 제1 케이스(101)의 하단부로부터 하방으로 이격되어 위치될 수 있다. 그리고, 상기 제1 케이스(101)와 상기 베이스(20) 사이의 이격 공간에는, 베이스흡입부(103, 도 2 참조)가 형성될 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)의 상부에는, 다수 개의 제1 토출구(105)가 형성될 수 있다. 상기 제1 토출구(105)는, 상기 제1 송풍장치(100)에 구비되는 제1 토출가이드 장치(190, 도 4 참조)의 제1 토출그릴(195)에 형성될 수 있다. 상기 제1 토출가이드 장치(190)는 상기 제1 송풍장치(100)의 상단부 외관을 형성할 수 있다. 즉, 제1 케이스(101)는 상측이 개구되고, 제1 토출구(105)를 형성하는 상기 토출가이드 장치(190)가 상기 제1 케이스(101)의 개구된 상측에 배치될 수 있다. 상기 제1 토출구(105)를 통하여 배출되는 공기는 축방향 상방으로 유동될 수 있다.
상기 케이스(101,201)에는, 상기 제2 송풍장치(200)의 외관을 형성하는 제2 케이스(201)가 포함될 수 있다. 상기 제2 케이스(201)는 원통형을 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 케이스(201)의 상부는 하부보다 작은 직경을 가지도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제2 케이스(201)는 끝부분이 잘린 원뿔형 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 케이스(201)에는, 상기 제2 케이스(201)를 구성하는 2개의 파트가 결합 또는 분리되는 제1 분리부(201a)가 포함될 수 있다.
상기 제2 케이스(201)의 하단부 직경은, 상기 제1 케이스(101)의 상단부 직경보다 작게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 케이스(101,201)의 전체적인 형상 관점에서, 케이스(101,201)의 하부 단면적은 상부 단면적 보다 크게 형성되며, 이에 따라 상기 공기 청정기(10)는 지면에 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 제2 케이스(201)에는, 공기가 흡입되는 제2 흡입구(202)가 형성될 수 있다. 상기 제2 흡입구(202)는 상기 제2 케이스(201)의 적어도 일부분이 관통되어 형성되는 관통공을 포함할 수 있다. 상기 제2 흡입구(202)는 다수 개가 형성될 수 있다.
상기 다수의 제2 흡입구(202)는, 상기 제2 케이스(201)를 기준으로 어느 방향에서라도 공기 흡입이 가능하도록, 상기 제2 케이스(201)의 외주면을 따라, 원주 방향으로 고르게 형성될 수 있다. 상기 제2 흡입구(202)는 상기 제2 케이스(201)의 하부둘레면에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 케이스(201)의 내부중심을 지나는 상하방향의 중심선을 기준으로, 360도 방향에서 공기가 흡입될 수 있다.
이와 같이, 상기 제2 케이스(201)가 원통형으로 구성되고, 상기 제2 흡입구(202)가 상기 제2 케이스(201)의 외주면을 따라 다수 개 형성됨으로써, 공기의 흡입량이 증가할 수 있다.
상기 제2 흡입구(202)를 통하여 흡입되는 공기는 상기 제2 케이스(201)의 외주면으로부터 대략 반경방향으로 유동될 수 있다.
상기 공기 청정기(10)에는, 상기 제1 송풍장치(100)와 상기 제2 송풍장치(200)의 사이에 구비되는 구획장치(400)가 포함될 수 있다. 상기 구획장치(400)에 의하여, 상기 제2 송풍장치(200)는 상기 제1 송풍장치(100)의 상측으로 이격되어 위치될 수 있다.
또한, 상기 구획장치(400)와 상기 제1 토출구(105) 사이에는 스플리터(410)가 배치될 수 있다. 스플리터(410)에 의하여 상기 제1 토출구(105)에서 토출된 공기는 분리될 수 있다. 상기 구획장치(400)와 스플리터(410)에 관련된 설명은, 도면을 참조하여 후술한다.
유동 전환장치(300)는 상기 제2 송풍장치(200)의 상측에 설치될 수 있다. 공기 유동을 기준으로, 상기 제2 송풍장치(200)의 공기유로는, 상기 유동 전환장치(300)의 공기유로와 연통될 수 있다. 상기 제2 송풍장치(200)를 통과한 공기는 상기 유동 전환장치(300)의 공기유로를 경유하며, 제2 토출구(305)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 상기 제2 토출구(305)는 상기 유동 전환장치(300)의 상단부에 형성될 수 있다.
상기 유동 전환장치(300)는 움직임 가능하게 구비될 수 있다. 상기 유동 전환장치(300)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 누워있는 상태에 있거나, 경사지게 세워진 상태에 있을 수 있다.
그리고, 상기 유동 전환장치(300)의 상부에는, 공기 청정기(10)의 운전 정보를 표시하는 디스플레이 장치(600)가 구비될 수 있다. 상기 디스플레이 장치(600)는 상기 유동 전환장치(300)와 함께 움직일 수 있다.
도 2는 도 1을 절개한 단면도이다.
이하, 제1 송풍장치(100)에 대하여 설명한다
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 송풍장치(100)에는, 베이스(20) 및 상기 베이스(20)의 상측에 배치되는 흡입그릴(110)이 포함될 수 있다. 상기 베이스(20)와 상기 흡입그릴(110)의 사이에는, 공기의 흡입공간을 형성하는 베이스흡입부(103)가 형성될 수 있다.
상기 베이스흡입부(103)를 통하여 흡입된 공기는 제1 필터부재(120)를 통과할 수 있다. 상기 제1 필터부재(120)는 원통형으로 구비되며, 공기를 필터링 하는 필터면을 가질 수 있다.
상기 제1 필터부재(120)는 상부가 개구된 원통 형상을 가질 수 있다. 공기는 상기 제1 필터부재(120)의 외주면을 통하여 상기 제1 필터부재(120)의 내측으로 유입되며, 상기 필터공(122)을 통하여 상기 제1 필터부재(120)로부터 배출될 수 있다. 상기 제1 송풍장치(100)는 상기 제1 필터부재(120)의 장착공간을 형성하는 제1 필터지지부(135)를 더 포함할 수 있다.
상기 장착공간에는, 상기 제1 필터부재(120)가 분리 가능하게 장착될 수 있다. 상기 장착공간은 상기 제1 필터부재(120)의 형상에 대응하여 원통형으로 구비될 수 있다. 상기 제1 필터부재(120)를 통과하는 과정에서, 공기 중 미세먼지와 같은 불순물이 걸러질 수 있다. 상기 제1 필터부재(120)가 원통형의 형상을 가짐으로써, 상기 제1 필터부재(120)를 기준으로, 어느 방향에서나 공기의 유입이 가능하다. 따라서, 공기의 필터링 면적이 증가할 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)에는, 상기 제1 필터부재(120)의 출구측에 설치되는 제1 팬하우징(150)이 더 포함될 수 있다. 상기 제1 팬하우징(150)에는, 제1 팬(160)이 수용될 수 있다.
상기　제1　팬하우징(150)의　하부에는,　상기　제1　팬하우징(150)의　내부로　공기의　유입을　가이드　하는　제1　팬유입부(151)가　포함될 수 있다.　상기　제1　팬유입부(151)에는　그릴이　제공되어,　상기　제1　필터부재(150)가　분리되었을때,　사용자가　상기　제1　팬하우징(150)의　내부로　손가락등을　집어　넣는　것을　방지할　수　있다.
상기 제1 팬(160)은 상기 제1 팬유입부(151)의 상측에 놓여진다. 일례로, 상기 제1 팬(160)에는, 축방향으로 공기를 유입하여 반경방향 바깥쪽 및 상측으로 공기를 배출시키는 원심팬이 포함될 수 있다.
상세히, 상기 제1 팬(160)에는, 원심팬 모터인 제1 팬모터(165)의 회전축(미부호)이 결합되는 허브(161)와, 상기 허브와 이격되어 배치되는 쉬라우드(162) 및 상기 허브와 상기 쉬라우드의 사이에 배치되는 다수의 블레이드(163)가 포함될 수 있다. 상기 제1 팬모터(165)는 상기 제1 팬(160)의 상측에 결합될 수 있다.
상기 제1 필터부재(120)를 통과한 공기는 상방으로 유동하면서 상기 제1 팬유입부(151)를 통하여 상기 제1 팬하우징(150)으로 유입될 수 있다. 그리고, 공기는 상기 제1 팬(160)의 축방향으로 유동할 수 있다.
이 때, 상기 제1 팬(160)의 블레이드(163)는 축방향으로 유동하는 공기가 반경방향 상측으로 유동할 수 있도록 하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 블레이드(163)는 상기 공기의 유동방향에 대응하여 축방향에 대하여 외측 상방으로 경사지게 연장될 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)에는, 상기 제1 팬(160)의 상측에 결합되어 상기 제1 팬(160)을 통과한 공기의 유동을 가이드 하는 제1 에어가이드장치(170)가 더 포함될 수 있다.
상기 제1 에어가이드 장치(170)는, 원통형의 형상을 가지며, 공기가 유동하는 유로가 형성될 수 있다. 상기 제1 에어가이드 장치(170)는, 원통 형상을 가지는 내벽(미부호)과, 상기 내벽을 둘러싸고 원통 형상을 가지는 외벽(미부호)을 포함하고, 상기 내벽의 외주면과 외벽의 내주면 사이에는 공기가 유동하는 제1 공기유로(미부호)가 형성될 수 있다.
상기 제1 에어가이드 장치(170)에는, 상기 제1 공기유로(미부호)에 배치되는 가이드 리브(175)가 포함될 수 있다. 상기 가이드 리브(175)는 상기 내벽(미부호)의 외주면으로부터 외벽(미부호)의 내주면으로 연장될 수 있다. 상기 가이드 리브(175)는 다수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 상기 다수의 가이드 리브(175)는 상기 제1 팬(160)을 거쳐 상기 제1 에어가이드 장치(170)의 제1 공기유로(미부호)로 유입된 공기를 상방으로 안내하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 가이드 리브(175)는, 제1 에어가이드 장치(170)의 하부로부터 상방을 향하여 경사지게 연장될 수 있다. 일례로, 상기 가이드 리브(175)는 라운드지게 형성되어, 공기가 상방으로 경사지게 유동할 수 있도록 가이드 할 수 있다.
상기 제1 에어가이드 장치(170)는 상기 내벽(미부호)으로부터 하방으로 연장되어 상기 제1 팬모터(165)를 수용하는 모터 수용부(173)가 더 포함될 수 있다. 상기 모터 수용부(173)는 하부로 갈수록 직경이 작아지는 보울(bowl)의 형상을 가질 수 있다. 상기 모터 수용부(173)의 형상은, 상기 허브(161)의 형상에 대응될 수 있다.
상기 제1 팬모터(165)는 상기 모터 수용부(173)의 상측에 지지될 수 있다. 그리고, 상기 제1 팬모터(165)의 회전축(미부호)은 상기 제1 팬모터(165)로부터 하방으로 연장되며, 상기 모터 수용부(173)의 저면부을 관통하여 상기 허브(161)의 축 결합부(미부호)에 결합될 수 있다.
이하, 상기 제2 송풍장치(200)의 구성을 설명한다.
상기 제2 송풍장치(200)에는, 제2 필터부재(220), 제2 팬하우징(250), 제2 팬(260) 및 제2 팬모터(265)가 포함될 수 있다. 이들 구성은, 제1 송풍장치(100)에 구비되는 제1 필터부재(120), 제1 팬하우징(150), 제1 팬(160) 및 제1 팬모터(165)들과 유사하므로, 이들에 관한 설명은 제1 송풍장치(100)에 관한 설명을 원용할 수 있다.
상기 제2 송풍장치(200)에는, 상기 제2 팬(260)의 상측에 결합되어 상기 제2 팬(260)을 통과한 공기의 유동을 가이드 하는 제3 에어가이드 장치(270)가 더 포함될 수 있다. 상기 제3 에어가이드 장치(270)는 상기 제1 에어가이드 장치(170)의 구성과 유사하므로, 상기 제1 에어가이드 장치(170)의 설명을 원용할 수 있다.
상기 제3 에어가이드 장치(270)에는, 상기 유동 전환장치(300)의 움직임을 가이드 하기 위한 가이드 장치가 포함될 수 있다. 상기 가이드 장치에는, 제1 랙 및 축가이드 홈이 포함될 수 있다.
상기 제2 송풍장치(200)에는, 상기 제3 에어가이드 장치(270)의 상측에 설치되며, 상기 제3 에어가이드 장치(270)를 통과한 공기의 유동을 가이드 하는 제2 토출가이드 장치(280)가 구비될 수 있다.
상기 제2 토출가이드 장치(280)의 상측에는, 상기 유동전환 장치(300)가 움직임 가능하게 제공될 수 있다. 상기 유동전환 장치(300)에는, 제3 팬(330)이 포함될 수 있다. 상기 제3 팬(330)은, 상기 제3 에어가이드 장치(270)를 통과한 공기가 공기 청정기(10)의 외부로 배출될 수 있도록 가이드 할 수 있다. 상기 제3 팬(330)에는, 제3 팬모터(335)가 결합될 수 있다.
제3 팬(330)에는, 축류팬 또는 사류팬이 포함될 수 있다. 상세히, 상기 제3 팬(330)이 축류팬인 경우, 상기 제3 팬은, 상기 제3 에어가이드 장치(270)를 통과하여 축방향으로 유입된 공기를 축방향으로 배출시키도록 작동될 수 있다. 상기 제3 팬(330)을 통과한 공기는 상기 제3 팬(330)의 상측에 위치하는 제2 토출구(305)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.
상기 공기 청정기(10)에는, 상기 제1 송풍장치(100)의 제1 토출구(105)와 함께 상기 제2 토출구(305)가 구비되므로, 토출풍량이 개선되고 다양한 방향으로 공기가 토출되는 효과가 나타난다.
상기 공기 청정기(10)의 상면에는, 상기 공기 청정기(10)의 운전정보가 표시되는 디스플레이 장치(600)가 구비될 수 있다. 상기 디스플레이 장치(600)에는, 디스플레이 PCB(618)가 포함될 수 있다. 상기 디스플레이 PCB(618)는 상기 공기 청정기(10)의 상면과 상기 제3 팬(330) 사이의 공간에 설치될 수 있다.
상기 제1 팬모터(165) 및 제2 팬모터(265)는 상기 공기 청정기(10)의 세로 방향을 기준으로, 일렬로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 팬모터(265) 및 상기 제3 팬모터(335)는 상기 공기 청정기(10)의 세로 방향을 기준으로, 일렬로 배치될 수 있다.
상기 유동전환 장치(300)에는, 상기 유동전환 장치(300)의 좌우방향으로의 회전 및 상하방향으로의 회전을 가이드 하는 회전가이드 장치가 더 포함될 수 있다. 상기 회전가이드 장치는 좌우방향으로의 회전 및 상하방향으로의 회전을 위하여 각종 기어, 모터등의 구성을 포함할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 구획판(430)과 스플리터(410)의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구획판 및 상기 구획판에 결합되는 구성을 보여주는 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 송풍장치(100)에는, 상기 제1 에어가이드 장치(170)의 상측에 결합되며 상기 제1 에어가이드 장치(170)를 통과한 공기를 제1 토출가이드 장치(190)로 가이드 하는 제2 에어가이드 장치(180)가 더 포함될 수 있다.
상기 제2 에어가이드 장치(180)에는, 대략 원통형의 형상을 가지는 제1 가이드벽(181)과, 상기 제1 가이드벽(181)의 내측에 위치되며 대략 원통형의 형상을 가지는 제2 가이드벽(182)이 포함될 수 있다. 상기 제1 가이드벽(181)은 상기 제2 가이드 벽(182)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 제1 가이드벽(181)의 내주면과 상기 제2 가이드벽(182)의 외주면 사이에는, 공기가 유동하는 제2 공기유로(185)가 형성될 수 있다. 상기 제1 에어가이드 장치(170)의 제1 공기유로(미부호)를 유동하는 공기는 상기 제2 공기유로(185)를 거쳐 통과하여 상방으로 유동할 수 있다. 상기 제2 공기유로(185)를 "토출유로"라 이름할 수 있다. 그리고, 상기 제2 공기유로(185)의 상측에는, 제1 토출구(105)가 배치될 수 있다.
상기 제2 에어가이드 장치(180)에는, 상기 제1 가이드벽(181)의 내주면으로부터 상기 제2 가이드벽(182)의 외주면으로 연장되는 벽지지부(187)가 더 포함될 수 있다. 상기 벽지지부(187)에 의하여, 상기 제1,2 가이드벽(181,182)은 안정적으로 결합될 수 있다. 상기 벽지지부(187)는 다수 개가 구비될 수 있으며, 상기 제1 토출가이드 장치(190)를 지지할 수 있다.
원통형의 형상을 가지는 제2 가이드벽(182)의 내측에는, PCB 장치(500)의 적어도 일부분이 수용되는 제1 공간부(184)가 형성될 수 있다. 상기 PCB 장치에는, 메인 PCB(511) 및 상용전원을 인가받아 상기 메인 PCB 및 공기 청정기(10) 내의 다수의 부품에 전원을 공급하는 전원 공급부(520) 가 포함될 수 있다.
상기 제2 에어가이드 장치(180)에는, 상기 제1 가이드벽(181)의 상부로부터 외부방향으로 연장되는 절곡부(186)가 포함될 수 있다. 상기 절곡부(186)는 상기 제1 가이드벽(181)의 상단으로부터 반경 외측방향으로 연장되고 하방으로 절곡되도록 구성될 수 있다. 일례로, 상기 절곡부(186)는 대략 처마 형상을 가질 수 있다(도 7b 참조).
상기 제1 송풍장치(100)에는, 상기 제2 에어가이드장치(180)의 상측, 즉 공기유로를 기준으로, 상기 제2 에어가이드장치(180)를 통과하는 공기유동의 출구측에 배치되며, 공기 청정기(10) 외부로의 공기 토출을 가이드 하는 제1 토출가이드 장치(190)가 더 포함될 수 있다.
상기 제1 토출가이드 장치(190)에는, 대략 중앙부에 제2 공간부(194)를 형성하는 제1 토출본체(191)가 포함될 수 있다. 상기 제1 토출본체(191)에는, 외주면을 형성하는 본체외벽(191a) 및 내주면을 형성하는 본체내벽(191b)이 포함될 수 있다. 상기 본체외벽(191a)은 상기 본체내벽(191b)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 본체외벽(191a) 및 본체내벽(191b)의 구성에 의하여, 상기 제1 토출본체(191)는 환형의 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 공간부(194)는 상기 본체내벽(191b)의 내측에 형성될 수 있다. 상기 제2 공간부(194)에는, 상기 PCB 장치(500)(도 2 참조)의 적어도 일부분이 수용될 수 있다. 상기 제2 공간부(194)는 상기 제1 공간부(184)의 상측에 형성되며, 상기 제1 공간부(184)와 함께, 상기 PCB 장치(500)가 설치되는 설치공간부를 형성할 수 있다.
상기　제1　토출본체(191)에는,　제1　토출그릴(195)이　포함될 수 있다.　상기　제1　토출그릴(195)은　상기　제1　토출본체(191)의　본체내벽(191b)으로부터　본체외벽(191a)을　향하여　반경 외측방향으로　연장될　수　있다.
그리고, 상기 제1 토출그릴(195)은 다수 개가 구비되며, 상기 다수 개의 제1 토출그릴(195)의 사이에는, 공기가 외부로 토출될 수 있는 제1 토출구(105)를 형성할 수 있다. 상기 다수 개의 제1 토출그릴(195)은 상기 제2 공기유로(185)의 상측에 배치되며, 상기 제2 공기유로(185)를 통과한 공기는 상기 제1 토출그릴(195) 측으로 유동하며, 상기 제1 토출구(105)를 통하여 배출될 수 있다. 상기 제2 공기유로(185)로부터 상기 제1 토출구(105)까지 형성되는 공기유로를 "토출유로"라 이름할 수 있다.
상기 제2 송풍장치(200)에는, 제2 필터부재(220)와, 상기 제2 필터부재(220)의 하부를 지지하는 지지장치 및 상기 지지장치의 하측에 제공되는 레버장치가 포함될 수 있다. 상기 제2 송풍장치에는, 상기 제2 송풍장치(200)의 제2 필터부재(220) 또는 레버장치를 지지하는 레버 지지장치(560)가 더 포함될 수 있다. 상기 레버 지지장치(560)는 대략 환형의 형상을 가진다. 상기 레버 지지장치(560)는 상기 제2 송풍장치의 하부둘레면 중 일부를 구성할 수 있다. 상기 레버 지지장치(560)에는, 상기 PCB 장치(500)가 위치될 수 있는 설치공간을 정의하는 제3 공간부(564)가 포함될 수 있다. 상기 제3 공간부(564)는 상기 레버 지지장치(560)의 대략 중앙부에 형성될 수 있다.
상기 레버 지지장치(560)에는, 환형의 형상을 가지는 레버 지지본체(561)가 포함될 수 있다. 상기 레버 지지본체(561)는, 그 내주면으로부터 외주면을 향하여 축방향에 대하여, 상방으로 약간 경사지게 연장될 수 있다. 상기 레버 지지장치(560)에는, 상기 레버 지지본체(561)의 내주면으로부터 상방으로 돌출되는 지지턱(566)이 더 포함되어 상기 제2 송풍장치(200)의 레버장치를 지지할 수 있다.
상기 제1 송풍장치(100)와 상기 제2 송풍장치(200)의 사이에는, 구획장치(400)가 구비될 수 있다. 상기 구획장치(400)에는, 상기 제1 송풍장치(100)에서 발생되는 공기유동과, 상기 제2 송풍장치(200)에서 발생되는 공기유동을 분리 또는 차단하기 위한 구획판(430)이 포함될 수 있다. 상기 구획판(430)에 의하여, 상기 제1,2 송풍장치(100,200)는 상하 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1,2 송풍장치(100,200)의 사이에는, 상기 구획판(430)이 위치하는 이격공간이 형성될 수 있다. 상기 이격공간의 하단부에는 상기 제1 송풍장치(100)의 제1 토출가이드 장치(190)가 위치하며, 상기 이격공간의 상단부에는 상기 제2 송풍장치(200)의 레버 지지장치(560)가 위치될 수 있다.
상기 제1 토출구(105)에서 배출되는 공기는 상기 구획판(430)에 의하여 가이드 되어 상기 공기 청정기(10)의 외부로 유동하며, 상기 제2 송풍장치(200)측으로 과대하게 유입되는 것이 다소 방지될 수 있다.
상기 구획판(430)에는, 제1 플레이트(440) 및 상기 제1 플레이트(440)에 결합되는 제2 플레이트(450)가 포함될 수 있다. 상기 제2 플레이트(450)는 상기 제1 플레이트(440)의 상측에 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제1 플레이트(440)는 상방을 향하여 라운드지게 연장되며, 상기 제2 플레이트(450)는 하방을 향하여 라운드지게 연장될 수 있다.
상기 제1 플레이트(440)에는, 대략 환형의 형상을 가지는 플레이트 내벽(441) 및 상기 플레이트 내벽(441)을 둘러싸도록 배치되는 플레이트 외벽(443)이 포함될 수 있다. 상기 플레이트 내벽(441)의 중앙부에는, 제4 공간부(449)가 형성될 수 있다. 상기 제4 공간부(449)는 상기 PCB 장치(500)의 적어도 일부가 위치되는 설치공간을 제공할 수 있다.
상기 제2 플레이트(450)에는, 대략 환형의 형상을 가지는 제2 플레이트 본체(451)가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 제2 플레이트(450)에는, 상기 제2 플레이트 본체(451)의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 돌출되는 플레이트안착부(455)가 더 포함될 수 있다. 상기 플레이트안착부(455)는 상기 제2 플레이트 본체(451)의 상단부로부터 하방으로 함몰되도록 구성되며, 상기 레버 지지장치(560)를 지지할 수 있다.
상기 플레이트안착부(455)의 중앙부에는, 제5 공간부(459)가 형성될 수 있다. 상기 제5 공간부(459)는 상기 PCB 장치(500)의 적어도 일부가 위치되는 설치공간을 제공할 수 있다. 상기 제5 공간부(459)는 상기 제4 공간부(564)의 하측에 정렬될 수 있다.
상기 제1 토출가이드 장치(190)와 상기 구획판(430) 사이에 스플리터(410)가 배치될 수 있다.
상기 스플리터(410)는 제1 토출가이드 장치(190)의 상방을 향하여 라운드지게 연장될 수 있다. 연장된 부분은 축을 중심으로 반경 외측방향으로 연장될 수 있다. 상기 스플리터(410)는 환형의 형상을 가질 수 있다. 상기 스플리터(410)는 하측에서 상측으로 갈수록 둘레가 넓어질 수 있다.
동일한 높이에서, 스플리터(410)가 형성하는 링 형상의 둘레는 제1 플레이트(440)가 형성하는 링 형상의 둘레보다 더 클 수 있다. 스플리터(410)는 제1 플레이트(440)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 스플리터(410)는 상기 제1 플레이트(440)의 원주면의 일부를 감쌀 수 있다. 상기 스플리터(410)는 상기 제1 플레이트(440)의 플레이트 외벽(443)으로부터 이격되어 형성될 수 있다. 스플리터(410)는 플레이트 외벽(443)이 형성하는 외주면의 하부를 감싸는 환형의 형상을 가질 수 있다.
상기 스플리터(410)의 일단(410a)은 링 형상으로 형성되어 상기 제1 토출가이드 장치(190)에 접촉할 수 있다. 상기 스플리터(410)의 일단(410a)은 제1 토출본체(191)의 본체외벽(191a)과 본체내벽(191b) 사이에 위치할 수 있다. 즉, 스플리터(410)의 일단(410a)이 형성하는 링 형상은, 본체외벽(191a)이 형성하는 둘레면과 본체내벽(191b)이 형성하는 둘레면 사이에 배치될 수 있다.
상기 스플리터(410)의 일단(410a)은 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 토출그릴(195)사이에 삽입되는 방식으로 결합될 수 있다. 일례로, 상기 스플리터(410)의 일단(410a)에는, 상기 토출그릴(195)에 대응되는 부분이 오목하고, 상기 토출그릴(195) 사이에 형성되는 제1 토출구(105)에 대응되는 부분이 볼록한 요철부(412)가 형성될 수 있다. 그리고, 요철형상을 가지는 상기 요철부(412)는 상기 토출그릴(195)의 사이에 삽입되는 방식으로 서로 체결될 수 있다.
이때, 제1 토출가이드 장치(190)는, 본체외벽(191a)과 본체내벽(191b)의 사이에서, 상기 요철부(412)의 내주면과 외주면에 접촉하는 링 형상으로 형성되어, 상기 요철부(412)가 삽입되는 홈을 구획하는 홈부(192)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 토출가이드 장치(190)는, 본체외벽(191a)과 홈부(192) 사이에 제1 채널(448a)과 연통되는 외측 제1 토출구(105a)가 형성되고(도 9b 참조), 본체내벽(191b)과 홈부(192) 사이에 제2 채널(448b)과 연통되는 내측 제1 토출구(105b)가 형성될 수 있다(도 9b 참조).
스플리터(410)는 제1 토출구(105)에서 토출되어 상기 구획판(430)으로 향하는 공기유동을 분리할 수 있다. 상기 스플리터(410)는 상기 분리된 공기유동을 상기 제1 토출구(105)의 반경 외측방향으로 가이드할 수 있다. 제1 토출구(105)에서 토출되어 상기 구획판(430)으로 향하는 공기유동은, 상기 스플리터(410)의 내주면과 상기 구획판(430) 사이의 공기유동, 그리고 상기 스플리터(410)의 외주면과 본체외벽(191a) 사이의 공기유동으로 분리될 수 있다. 스플리터(410)에 의하여 유량의 감소없이 반경 외측방향의 공기유동 모멘텀(momentum)을 증대시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.
한편, 상기 스플리터(410)는 중앙에 제6 공간부(419)를 형성할 수 있다. 상기 제6 공간부(419)는, 스플리터(410)의 내둘레면으로 둘러쌓여 형성될 수 있다. 상기 제6 공간부(419)는 제2 공간부(194) 및 제4 공간부(459)의 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 6 공간부(184,194,564,449,459,419)는 상하 방향으로 정렬되어, 상기 PCB 장치(500)의 설치공간을 제공할 수 있다. 또한, 상기 제6 공간부(419)는, 스플리터(410)와 구획판(430)의 사이에서 제2 채널(448b)이 될 수 있다(도 9b 참조).
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기에서의 공기유동 모습을 보여주는 도면이다. 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기의 유동에 대하여 간단하게 설명한다.
먼저, 제1 송풍장치(100)의 구동에 따른 공기의 흐름을 설명한다. 제1 팬(160)이 구동하면, 제1 흡입구(102) 및 베이스흡입부(103)를 통하여 실내공기가 제1 케이스(101)의 내부로 흡입될 수 있다. 흡입된 공기는 제1 필터부재(120)를 통과하며, 이 과정에서 공기 중 이물이 필터링 될 수 있다. 그리고, 공기가 제1 필터부재(120)를 통과하는 과정에서, 공기는 제1 필터부재(120)의 반경방향으로 흡입하여 필터링 된 후, 상방으로 유동할 수 있다.
상기 제1 필터부재(120)를 통과한 공기는 제1 팬(160)을 통과하면서 반경방향 상측으로 유동하며, 제1,2 에어가이드 장치(170,180)를 통과하면서 안정적인 상방 유동이 이루어진다. 상기 제1,2 에어가이드 장치(170,180)를 통과한 공기는 제1 토출가이드 장치(190)를 지나며, 제1 토출구(105)를 통하여 상방으로 유동할 수 있다.
이때, 상기 제1 토출구(105)를 통하여 배출된 공기는 제1 토출가이드 장치(190)와 구획판(430)의 제1 플레이트(440) 사이에 배치되는 스플리터(410)에 의하여 분리될 수 있다. 상세하게는, 상기 공기는 스플리터(410)의 외주면과 제1 토출가이드 장치의 둘레 사이를 유동하는 공기와, 스플리터(410)의 내주면과 구획판(430) 사이를 유동하는 공기로 분리될 수 있다. 상기 스플리터(410)에 의해 분리된 공기는 상기 스플리터(410)와 구획판(430)에 의하여 가이드 되어 상기 공기 청정기(10)외부로 배출될 수 있다.
한편, 스플리터(410)의 외주면과 본체외벽(191a)사이의 공간을 제1 채널(448a), 스플리터(410)의 내주면과 구획판(430) 사이의 공간을 제2 채널(448b)로 정의할 수 있다(도 9b 참조).
제1 토출구(105)로부터 제1 채널(448a)으로 토출된 공기는 스플리터(410)의 곡면부(414a)에 충돌하여 반경 외측방향으로 방향을 전환할 수 있다. 이후, 상기 스플리터(410)의 직면부(414b)들 따라 유동하면서 반경 외측방향으로 가이드될 수 있다.
그리고 제1 토출구(105)로부터 제2 채널(448b)으로 토출된 공기는 구획판(430)의 제1 플레이트(440)에 구비되는 곡면부(444a) 충돌하여 반경 외측방향으로 방향을 전환할 수 있다. 이후, 스플리터(410)의 상기 제1 플레이트(440)에 구비되는 직면부(414b) 및 스플리터(410)에 구비되는 직면부(414b)에 의하여 반경 외측방향으로 가이드될 수 있다.
한편, 제2 팬(260)이 구동하면, 제2 흡입구(202)를 통하여 실내공기가 제2 케이스(201)의 내부로 흡입될 수 있다.
흡입된 공기는 제2 필터부재(220)를 통과하며, 이 과정에서 공기 중 이물이 필터링 될 수 있다. 그리고, 공기가 제2 필터부재(220)를 통과하는 과정에서, 공기는 제1 필터부재(120)의 반경방향으로 흡입하여 필터링 된후, 상방으로 유동할 수 있다.
상기 제2 필터부재(220)를 통과한 공기는 제2 팬(160)을 통과하면서 반경방향 상측으로 유동하며, 제3 에어가이드 장치(270) 및 제2 토출가이드 장치(280)를 통과하면서 안정적인 상방 유동이 이루어진다. 상기 제3 에어가이드 장치(270) 및 제2 토출가이드 장치(280)를 통과한 공기는 유동전환 장치(300)를 경유하여 제2 토출구(305)를 통하여 배출될 수 있다.
이 때, 상기 유동전환 장치(300)가 누워져 있는 위치에 있으면, 상기 유동전환 장치(300)에서 배출된 공기는 상방으로 유동될 수 있다. 반면에, 상기 유동전환 장치(300)가 세워져 있는 위치에 있으면, 상기 유동전환 장치(300)에서 배출된 공기는 전방 상측을 향하여 유동될 수 있다. 상기 유동전환 장치(300)에 의하여, 공기 청정기(10)에서 배출되는 공기의 풍량은 증가되고, 공기 청정기(10)로부터 멀리 떨어진 위치까지 정화된 공기가 공급될 수 있다는 장점이 있다.
도 7은 본원발명의 일 실시예와 비교를 위한 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 7a는 스플리터(410)가 없는 실시예의 도 3에서 X-X'를 따라 절개한 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 “A”부분을 도시한 도면이다
도 7a 및 7b을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 송풍장치(100)에는, 제2 에어가이드 장치(180) 및 상기 제2 에어가이드 장치(180)의 상측에 결합되며 제1 토출구(105)를 가지는 제1 토출가이드 장치(190)가 포함될 수 있다.
상기 공기 청정기(10)에는, 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 상측에 배치되며 상기 제1 토출구(105)를 통하여 토출된 공기를 공기 청정기(10)의 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판(430)이 포함될 수 있다. 구획판(430)은, 제1 토출구(105)의 내측 둘레로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 제1 토출구(105)의 반경방향으로 연장되는 제1 플레이트(440)를 포함할 수 있다.
상기 공기 청정기(10)에는, 상기 구획판(430)의 상측에 결합되는 레버 지지장치(560)가 더 포함될 수 있다. 상기 레버 지지장치(560)는 상기 제2 송풍장치(200)의 하부 구성을 형성할 수 있다.
상기 제1 팬(160)을 통과한 공기는 상기 제1 에어가이드 장치(170)를 통과하면서 상방으로 유동되며, 상기 제2 에어가이드 장치(180)를 경유하여 상기 제1 토출가이드 장치(190)에서 상방으로 토출될 수 있다. 상기 상방으로 토출된 공기는 상기 구획판(430)에 의하여 반경 외측방향으로 방향전환 되어 공기 청정기(10)의 외부로 배출될 수 있다.
상기 제1 플레이트(440)의 플레이트 외벽(443)은 상기 제2 에어가이드 장치(180)의 제2 가이드벽(182)의 상측에 지지될 수 있다. 상기 플레이트 외벽(443)에는, 상기 제1 토출구(105)로부터 설정된 곡률로 라운드지게 연장되는 곡면부(444a)가 포함될 수 있다. 상기 곡면부(444a)가 라운드지게 연장되는 방향은, 상기 플레이트 외벽(443)의 하단부로부터 반경 외측방향 상방으로 연장되는 방향으로서 이해될 수 있다.
이와 같은 곡면부(444a)의 구성에 의하면, 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 제1 토출구(105)를 통하여 상방으로 배출된 공기에 대한 유동저항을 줄이면서, 반경 외측방향으로의 방향 전환이 이루어질 수 있다는 효과가 나타난다.
상기 플레이트 외벽(443)에는, 리니어 하게 연장되는 직면부(444b)가 포함될 수 있다. 상기 직면부(444b)는 상기 곡면부(444a)로부터 반경 외측방향으로 연장될 수 있다. 상기 직면부(444b)가 구비됨으로써, 상기 곡면부(444a)를 통하여 방향 전환되기 시작한 공기는 상기 직면부(444b)에 의하여 가이드 되어, 상기 공기 청정기(10)의 반경 외측방향으로 배출될 수 있다.
상기 제2 플레이트(450)는 상기 제1 플레이트(440)의 상측에 결합될 수 있다. 상기 제2 플레이트(450)의 제2 플레이트 본체(451)는 라운지게 연장되는 경사면이 포함될 수 있다.
상기 제2 에어가이드 장치(180)에는, 상기 제1 가이드벽(181)으로부터 외부 방향으로 연장되는 절곡부(186)가 포함될 수 있다. 상기 절곡부(186)에는, 상기 제1 가이드벽(181)으로부터 반경 외측방향으로 연장되는 제1 연장부(186a) 및 상기 제1 연장부(186a)로부터 하방으로 연장되는 제2 연장부(186b)가 포함될 수 있다.
상기 절곡부(186)의 제1 연장부(186a)는 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 본체외벽(191a)를 지지할 수 있다. 그리고, 상기 제1 연장부(186a) 및 본체외벽(191a)의 지지구조에 의하여, 공기의 토출유로는 상기 본체외벽(191a)의 반경방향 폭만큼 줄어들수 있고, 이에 따라 상기 공기의 토출유로의 상측은 상기 구획판(430)에 의하여 커버될 수 있다. 상기 제1 플레이트(440)와 상기 제1 토출가이드 장치(190) 사이의 공간은 공기의 토출을 가이드 하는 공간부(448)를 형성할 수 있다.
상기 제1 토출가이드 장치(190)는 상기 제2 에어가이드 장치(180)의 상측에 배치될 수 있다. 상기 제1 토출가이드 장치(190)에는, 환형의 형상을 가지는 제1 토출본체(191)가 포함될 수 있다. 상기 제1 토출본체(191)에는, 상기 제1 토출구(105)를 형성하는 다수의 토출그릴(195)이 포함될 수 있다. 상기 제1 토출본체(191)의 본체내벽(191b)은 상기 곡면부(444a)의 외면에 접하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 토출본체(191)에는, 상기 제1 토출본체(191)의 테두리를 따라 구비되는 절곡지지부(미부호)가 더 포함될 수 있다. 상기 절곡지지부(미부호)는 상기 다수의 토출그릴(195)의 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 절곡지지부(미부호)는 상기 다수의 토출그릴(195) 중, 인접한 2개의 토출그릴(미부호)의 사이에 배치될 수 있다. 이러한 절곡지지부(미부호)는 다수 개가 구비될 수 있다.
상기 절곡지지부(미부호)는 제1 토출본체(191)의 본체외벽(191a)(도 4 참조)이 반경방향 내측으로 경사를 가지며 연장된 것일 수 있다. 상기 절곡지지부는 본체외벽(191a)으로 이름할 수 있다.
상기 제1 연장부(186a)와 상기 본체외벽(191a)이 상하로 정렬되는 공간에서는, 공기의 토출이 차단될 수 있다. 정리하면, 상기 제1 토출구(105)는, 제1 토출본체(191)의 본체내벽(191b)과, 2개의 가장 인접한 토출그릴(195) 및 상기 본체외벽(191a)가 이루는 내부공간으로서 이해될 수 있다. 이러한 제1 토출구(105)는 다수 개가 구비될 수 있다.
상기　구획판(430)의　외주단은　상기　제1　토출구(105)의　외주단보다　더　외측에　위치할 수 있다. 즉, 상기 제1 토출구(105)의 외주단을 상하 방향으로 연장하는 제1 가상의 선(L1)을 정의할 때, 상기 제1 가상의 선(L1)은 상기 구획판(430)을 통과하게 될 수 있다.
상기 제2 에어가이드 장치(180)의 제2 가이드벽(182)의 외주면의 상측부를 상하 방향으로 연장하는 제2 가상의 선(L2)을 정의할 때, 상기 제2 가상의 선(L2)은 상기 제1 토출구(105)의 최내측부를 지날 수 있다.
상기 제1 가상의 선(L1)은 제1 토출본체(191)의 본체외벽(191a)의 내주면을 지날 수 있다. 또한, 상기 제2 가상의 선(L2)은 제1 토출본체(191)의 본체내벽(191b)을 지날 수 있다. 따라서, 상기 제1 가상의 선(L1)과, 상기 제2 가상의 선(L2) 사이의 거리(w0)은 상기 제1 토출구(105)의 폭을 나타낼 수 있다.
한편, 상기 제2 연장부(186b)의 외주면을 상하 방향으로 연장하는 제3 가상의 선(L3)을 정의할 때, 상기 제3 가상의 선(L3)은 상기 구획판(430)의 단부를 지날 수 있다.
상기 제2 가상의 선(L2)과, 상기 제3 가상의 선(L3) 사이의 거리(w0’)는 상기 제1 연장부(186a) 또는 상기 본체외벽(191a)의 반경방향 폭을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 구획판(430)의 반경방향 폭은, 상기 제1 토출구(105)의 폭(w0)과 상기 제1 연장부(186a)의 폭(w0)을 더한 값에 대응될 수 있다.
정리하면, 상기 제1 토출본체(191)의 본체내벽(191b)은 상기 구획판(430)의 곡면부(444a)에 접하도록 배치되며, 상기 제1 토출구(105)의 최내측부는 상기 곡면부(444a)와 대응되는 위치에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 그리고, 상기 구획판(430)의 반경방향 폭(w0+w0')은, 상기 제1 연장부(186a)의 폭(w0')만큼, 상기 제1 토출구(105)의 폭(w0)보다 크게 형성될 수 있다.
도 8는 전산 유체 역학(CFD, Computational fluid dtnamics, 이하 CFD)을 통해 도 7b에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 8a는 도 7b의 토출구 측을 확대하여 관찰한 결과를 나타낸 것이고, 도 8b는 도 7b가 적용된 모델을 전체적으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
전술한 바와 같이, 제1 팬(160)은, 반경방향 바깥쪽 및 상측으로 공기를 토출시키는 원심팬일 수 있다(도 5 참조). 원심팬인 제1 팬(160)이 회전함에 따라 제1 송풍장치(200) 내에 있는 공기는 반경 외측방향으로 원심력을 받게된다. 따라서, 제1 팬(160)이 회전하는 경우, 공기유량이나 공기의 밀도는 반경방향 내측에서 외측으로 향할수록 증대된다.
도 8a를 참조하면, 원심팬인 제1 팬(160)이 회전하여 공기가 반경 외측방향 및 상측으로 토출된다. 이 때, 상승류는 반경방향 내측보다 외측의 밀도와 유량이 현저하게 높은 것으로 나타났다.
한편, 구획판(430)의 곡면부(444a)에 충돌하며 측면으로 방향전환하는 공기의 유동량은 반경방향의 외측으로 상승하는 공기의 유동량보다 상대적으로 적기 때문에, 이때 제1 토출구(105)로부터 토출되는 상승류를 충분히 방향전환하지 못하게 된다. 따라서, 시뮬레이션의 결과와 같이 제1 토출구(105)에서 토출된 공기는 대략 대각선방향으로 상승하며 토출되는 것으로 확인되었다.
도 8b을 참조하면, 구획판(430)의 저항을 받지 않고 대각선방향으로 유동하는 상승류는 회풍 현상을 야기할 수 있다 이러한 회풍 현상이 발생하게 되면, 제1 송풍장치(100)에서 토출된 공기가 제2 송풍장치(200)로 유입되는 문제가 발생할 수 있다. 또한 회풍은, 정화되지 않은 외부 공기가 상부에 위치한 제2 송풍장치(200)로 유입되는 것을 저해하는 저항요소로 작용하여 상부에 위치한 제2 송풍장치(200)의 공기 유동량이 저감하는 문제를 야기할 수 있다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 다른 실시예와 비교를 위한 본원발명의 제1 실시예를 나타낸 도면이다. 도 9a는 도 3에서 X-X'를 따라 절개한 단면도이고, 도 9b는 도 9a의 “A”부분을 도시한 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 송풍장치(100)는 스플리터(410)를 포함할 수 있다. 스플리터(410)는 구획판(430)의 제1 플레이트(440)와 제1 토출구(105)를 형성하는 제1 토출가이드 장치(190) 사이에 배치될 수 있다.
스플리터(410)의 일단(410a)은, 제1 토출구(105)의 내측 둘레와 제1 토출구(105)의 외측 둘레 사이에 위치할 수 있다. 즉, 스플리터(410)의 일단(410a)은, 제1 토출본체(191)에는, 외주면을 형성하는 본체외벽(191a) 및 내주면을 형성하는 본체내벽(191b)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 스플리터(410)의 일단(410a)은, 스플리터(410)의 곡면부(414a)의 반경방향 내측 끝단, 혹은 스플리터(410)의 반경방향 최내측부로 이해될 수 있다.
스플리터(410)의 일단(410a)은 본체외벽(191a) 및 본체내벽(191b)의 중간에 위치할 수 있다. 스플리터(410)의 일단(410a)은 제1 토출 본체(191)의 외주면을 형성하는 본체외벽(191a) 및 내주면을 형성하는 본체내벽(191b) 사이에서, 원주방향으로 연장된 링 형상을 형성할 수 있다.
스플리터(410)의 일단(410a)은, 제1 토출가이드 장치(190)에 삽입되거나 부착, 연결, 체결 등의 방식으로 결합되어 지지되거나, 상기 제1 토출가이드장치(190)와 일체로 형성될 수 있다. 스플리터(410)의 일단(410a)은, 복수의 토출그릴(195) 사이에 삽입되어 결합될 수 있다. 예들 들어, 스플리터(410)의 일단(410a)은, 복수의 토출그릴(195)에 대응되는 복수의 홈을 구비할 수 있다.
또한, 스플리터(410)의 타단(410b)은 제1 토출가이드 장치(190)의 외주면으로부터 원주방향으로 배열된 복수의 지지대(미도시)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 복수의 지지대(미도시)는 제2 연장부(186b)로부터 상방으로 연장된 것일 수 있다.
스플리터(410)는 제1 토출가이드 장치(190)로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 제1 토출구의 반경방향으로 연장될 수 있다. 스플리터(410)는 곡면부(414a)와 직면부(414b)를 포함할 수 있다.
스플리터(410)는, 제1 토출가이드 장치(190)로부터 상방으로, 설정된 곡률로 라운드지게 연장되는 곡면부(414a)를 포함할 수 있다. 상기 곡면부(414a)가 라운드지게 연장되는 방향은 상기 스플리터(410)의 일단(410a)을 형성하는 하단부로부터 반경 외측방향 상방으로 연장되는 방향으로 이해될 수 있다.
이와 같은 곡면부(414a)의 구성에 의하면, 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 제1 토출구(105)를 통하여 상방으로 배출된 공기에 대한 유동저항을 줄이면서, 반경 외측방향으로의 방향 전환이 용이하게 이루어질 수 있다는 효과가 나타난다.
상기 스플리터(410)에는, 리니어 하게 연장되는 직면부(414b)가 포함될 수 있다. 상기 직면부(414b)는 상기 곡면부(414a)로부터 반경 외측방향으로 수평하게 연장될 수 있다. 상기 직면부(414b)가 구비됨으로써, 상기 곡면부(414a)를 통하여 방향 전환되기 시작한 공기는 상기 직면부(414b)에 의하여 가이드 되어, 상기 공기 청정기(10)의 공기 토출 지향 방향으로 공기 유동의 직진성이 향상되며, 용이하게 배출될 수 있다. 즉, 스플리터(410)는 제1 토출구(105)에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드할 수 있다.
구획판(430)과 스플리터(410)는, 각각 적어도 일부분 소정의 곡률을 형성할수 있다. 스플리터(410)의 곡면부(414a)와 구획판(430)의 제1 플레이트(440)의 곡면부(444a)는 각각 소정의 곡률을 형성할 수 있다. 스플리터(410)가 형성하는 곡률반경(R2)은, 구획판(430)의 제1 플레이트가 형성하는 곡률반경(R1)(도 7b 참조)보다 더 작을 수 있다. 즉, 스플리터(410)의 곡면부(414a)가 형성하는 곡률은 상기 구획판(430)의 제1 플레이트(440)의 곡면부(444a)가 형성하는 곡률보다 클 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 스플리터(410)의 외주면과 본체외벽(191a)사이의 공간을 제1 채널(448a), 스플리터(410)의 내주면과 구획판(430)의 제1 플레이트(440) 사이의 공간을 제2 채널(448b)로 정의할 수 있다. 도 7b에 도시된 공간부(448)는 스플리터(410)에 의하여 제1 채널(448a)과 제2 채널(448b)로 분리될 수 있다.
스플리터(410)는 상기 제1 토출구(105)로부터 토출되는 공기유동을 분리할 수 있다. 제1 토출구(105)로부터 토출된 공기유동은, 스플리터(410)에 의해 분리되어, 상기 제1 채널(448a)과 제2 채널(448b)으로 각각 유동할 수 있다.
스플리터(410)와 제1 토출구(105) 사이의 공기의 유량은, 상기 스플리터와 상기 구획판 사이의 공기의 유량보다 더 많을 수 있다. 즉, 제1 토출구(105)에서 토출된 공기는 제2 채널(448b)보다 제1 채널(448a)에 더 많이 유동할 수 있다. 원심팬인 제1 팬(160)이 회전하는 경우, 원심력에 의해 공기유량이나 공기의 밀도는 반경방향 내측에서 외측으로 향할수록 증대되는 바, 스플리터(410)의 일단(410a)을 기준으로 반경 외측방향에 위치한 제1 채널(448a)에서의 공기유량이, 제2 채널(448b)에서의 공기유량보다 더 많을 수 있다.
한편, 스플리터(410)의 일단(410a)이 제1 토출구(105)의 외측 둘레나 내측 둘레에 인접하게 배치될 수록, 대각선 방향으로 상승하며 토출되는 공기의 유량이 많아져, 회풍이 발생될 가능성이 높아진다. 따라서, 회풍을 방지하기 위해서는, 스플리터(410)의 일단(410a)은 본체외벽(191a) 및 본체내벽(191b)로부터 적당한 거리로 이격되어있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 스플리터(410)의 일단(410a)은, 상기 본체내벽(191b)과 본체외벽(191a)의 중간에 인접하게 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 토출구(105)의 외주단을 상하 방향으로 연장하는 제1 가상의 선(L1)을 정의할 수 있고, 상기 제1 토출구(105)의 최내측부를 상하방향으로 연장한 제2 가상의 선(L2)을 정의할 수 있다. 이때, 상기 제1 가상의 선(L1)은 상기 본체외벽(191a)의 반경방향 내측 둘레면을 상하방향으로 연장한 것일 수 있다. 또한, 상기 제2 가상의 선(L2)은 상기 본체내벽(191b)의 반경 외측방향 둘레면을 상하방향으로 연장한 것일 수 있다.
또한, 상기 제2 연장부(186b)의 외주면을 상하 방향으로 연장하는 제3 가상의 선(L3)을 정의할 수 있다. 상기 제3 가상의 선(L3)은 상기 본체외벽(191a)의 반경 외측방향 둘레면을 상하방향으로 연장한 것일 수 있다.
한편, 스플리터(410)의 일단(410a)을 상하방향으로 연장한 제4 가상의 선(L4)을 정의할 수 있다. 상기 제4 가상의 선(L4)과 상기 제1 가상의 선(L1) 사이의 거리(w1)는 상기 스플리터(410)의 일단(410a)으로부터 상기 본체내벽(191b)까지의 폭(w1)을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 제4 가상의 선(L4)과 상기 제2 가상의 선(L2) 사이의 거리(w2)는 상기 스플리터(410)의 일단(410a)으로부터 상기 본체외벽(191b)까지의 폭(w2)을 나타낼 수 있다.
상기 스플리터(410)의 일단(410a)으로부터 상기 본체내벽(191b)까지의 폭(w1)은 상기 스플리터(410)의 일단(410a)으로부터 상기 본체외벽(191a)까지의 폭(w2)과 동일하거나 대략 유사할 수 있다. 상기 제4 가상의 선(L4)과 상기 제1 가상의 선(L1) 사이의 거리(w1)는, 상기 제4 가상의 선(L4)과 상기 제2 가상의 선(L2) 사이의 거리(w2)와 동일하거나 대략 유사할 수 있다.
스플리터(410)의 타단(410b)은 스플리터(410)의 직면부(414b)의 반경 외측방향 끝단 혹은 스플리터(410)의 외주단으로 이해될 수 있다. 스플리터(410)의 타단(410b)은, 제1 토출구(105)의 외측 둘레보다 더 외측에 위치할 수 있다. 스플리터(410)의 타단(410b)은, 상기 제1 가상의 선(L1)의 외측에 위치할 수 있다. 즉, 상기 스플리터(410)의 타단(410b)은, 반경방향으로 상기 제1 가상의 선(L1)의 외측까지 연장될 수 있다. 상기 스플리터(410)의 직면부(414b)가 제1 토출구(105)의 외측까지 연장됨에 따라 대각선 방향으로 상승하는 공기유동의 방향을 반경 외측방향으로 전환할 수 있다.
한편, 스플리터(410)의 타단(410b)은 제3 가상의 선(L3)에 대응되는 위치에 위치할 수 있다. 즉, 상기 스플리터(410)의 타단(410b)은, 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 반경방향으로 상기 제3 가상의 선(L3)까지 연장될 수 있다. 또는 스플리터(410)의 타단(410b)은 제1 가상의 선(L1)과 제3 가상의 선(L3) 사이에 위치할 수 있다. 상기 스플리터(410)의 타단(410b)이 상기 제3 가상의 선(L3)의 반경 외측방향으로 돌출되지 않음으로써, 미관상 일체감을 줄 수 있다.
스플리터(410)의 타단(410b)은, 구획판(430)의 외주단과 제1 토출가이드 장치(190)의 외측둘레 사이에 위치할 수 있다. 즉, 스플리터(410)의 타단(410b)은, 상기 제3 가상의 선에 대응되는 위치에 위치하여, 상기 구획판(430) 및 상기 제1 토출가이드 장치(190)와 소정의 간격으로 이격될 수 있다.
이때, 스플리터(410)의 타단(410b)으로부터 상기 제1 토출가이드 장치(190) 까지의 수직거리(d1)는 스플리터(410)의 타단(410b)으로부터 구획판(430)까지의 수직거리(d2)와 동일하거나 대략 유사할 수 있다.
도 10은 CFD를 통해 도 9b에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 10a는 도 9b의 토출구 측을 확대하여 관찰한 결과를 나타낸 것이고, 도 10b는 도 9b가 적용된 모델을 전체적으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 10a를 참조하면, 원심팬인 제1 팬(160)이 회전하여 공기가 반경 외측방향 및 상측으로 토출될 수 있다. 이때, 스플리터(410)는 상방으로 라운드지게 형성된 곡면부(414a)와 반경 외측방향으로 연장된 직면부(414b)를 포함하는 바, 저항을 개선하면서 원심력에 의해 대각선방향으로 상승하는 기류의 유동방향을 측면으로 전환시킬 수 있다.
이때, 제1 송풍장치(200) 내에서 상승류의 공기는 반경방향 내측보다 외측의 밀도와 유량이 더 높다. 따라서, 제1 토출구(105)에서 토출되는 상승류 중 제1 채널(448a)을 통과하는 공기(F3, 이하 제3 유동)의 유량이 제2 채널(448b)를 통과하는 공기(F4, 이하 제4 유동)의 유량보다 미세하게 더 높은 것으로 확인되었다.
도 8a의 경우, 제1 토출구(105)로부터 상측으로 토출되어 구획판(430)의 곡부(444a)에 충돌하는 공기(F1, 이하 제1 유동)가 방향전환하여, 반경 외측방향으로 상승하는 공기(F2, 이하 제2 유동)를 밀게될 수 있다. 그러나, 제1 유동(F1)의 유량이 제2 유동(F2)의 유량보다 상대적으로 낮기 때문에, 공기유동은 충분히 방향전환하지 못하고, 대각선 방향으로 강하게 토출될 수 있다.
이와 비교하여, 도 10a의 경우, 스플리터(410)가 상기 제1 유동(F1)과 대응되는 제4 유동(F4)과, 상기 제2 유동(F2)과 대응되는 제3 유동(F3)를 분리하여 각각 측면으로 가이드하는 바, 수평방향으로 토출되는 공기유동의 모멘텀이 증가할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 제1 토출구(105)에서 토출된 상승류는 스플리터(410)에 의해 분리되면서 수평방향의 모멘텀이 증가하는 바, 회풍이 방지될 수 있다. 실험결과, 제1 송풍장치(100)의 경우, 구획판(430)으로 인한 저항이 개선되어 공기유량이 5% 증가되었고, 제2 송풍장치(200)의 경우, 외부로부터 공기유입을 방해하는 회풍 현상이 저감되어 공기유량이 3% 증가되었다.
도 11은 도 9a의 “A”부분에 대한 제2 실시예를 도시한 것이다.
도 11를 참조하면, 도 7b에 도시된 구획판(430)에 비하여 본 실시예에 따른 구획판(430)은, 반경방향으로 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 외주면의 외측까지 연장될 수 있다. 구획판(430)은 반경방향으로 본체외벽(191a)의 외주면의 외측까지 연장될 수 있다. 예를 들어, 구획판(430)의 제2 플레이트(451)는 제1 플레이트(440) 상에 결합될 수 있고, 제1 플레이트(440) 및/또는 제2 플레이트(451)는 상기 제1 토출가이드 장치(190)의 외주면의 외측까지 연장될 수 있다.
또한, 구획판(430)은, 제2 흡입구(202)가 형성되는 제2 케이스(201)의 하부둘레면의 외측까지 반경방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 구획판(430)의 제2 플레이트(451)는 제1 플레이트(443) 상에 결합될 수 있고, 상기 제1 플레이트(440) 및/또는 제2 플레이트(451)는 상기 제2 케이스(201)의 하부둘레면의 외측까지 연장될 수 있다.
제3 가상의 선(L3)은 하부둘레면에 제2 흡입구(202)를 형성하는 제2 케이스(201)의 하부둘레면을 지날 수 있다. 또는 상기 제3 가상의 선(L3)은 상기 제2 케이스(201)의 하부둘레면의 외측에 위치할 수 있다.
이 ??, 구획판(430)의 외주단(451')는 상기 제3 가상의 선(L3)의 외측에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 토출구(105)에서 토출되어 대각선방향으로 상승하는 상승류는 구획판의 최외측부(451’)에 충돌할 수 있다. 구획판(430)의 외주단(451')가 상기 제1 가상의 선(L1)보다 외측으로 돌출된 단면의 폭(w3)는 20mm 이내인 것이 바람직하다. 이에 대하여는 후술한다.
도 12는 CFD를 통해 도 11에 따른 실시예의 공기 유동을 시뮬레이션 한 것이다. 도 12a는 도 11의 구획판의 돌출 폭(w5)이 10mm인 경우, 도 12b는 돌출 폭(w5)이 20mm인 경우, 도 12c는 돌출 폭(w5)이 40mm인 경우를 시뮬레이션 하여 관찰한 것이다.
도 12a를 참조하면, 제1 토출구(105)로부터 토출되어 대각선방향으로 상승하는 상승류는, 구획판(430)의 외주단(451')에 충돌하는 바, 구획판의 돌출 폭(w5)이 0에 가까운 도 8b와 비하여, 측면으로 유동하는 공기의 모멘텀이 강해지고 회풍이 줄어든 것이 확인되었다.
도 12b를 참조하면, 구획판(430)의 돌출 폭(w5)이 약 20mm인 경우, 회풍 감소량이 최대가 되며, 도 12c와 같이 상기 돌출 폭(w5)가 약 40mm인 경우, 돌출 폭(w5)이 약 20mm인 도 12b의 경우와 유사한 유동 패턴이 관찰되었다. 즉, 돌출 폭(w5)이 약 20mm 이상인 때 부터 회풍이 거의 완벽하게 개선되었으며, 더 이상 길어지더라도 유동 패턴의 변화가 거의 없었다. 구획판(430)이 외부로 돌출된 길이가 일어일수록 일체감이나 떨어지는 등 미관상의 단점이 존재할 수 있는 바, 이를 고려하여 최대 20mm정도까지 돌출시키는 것이 바람직하다.
도 13은 도 7의 “A”부분에 대한 제3 실시예를 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예는, 도시된 바와 같이 도 9b에 도시된 제2 실시예 및 도 11에 도시된 제3 실시예를 조합할 수 있다. 각 실시예에 대한 설명은 전술한 바, 이하 생략한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 제1 송풍장치 200: 제2 송풍장치
300: 유동 전환장치 400: 구획장치
430: 구획판 410: 스플리터
410a: 스플리터의 일단 410b: 스플리터의 타단
414a: 곡면부 414b: 직면부

Claims (18)

  1. 하부둘레면에 제1 흡입구가 형성되고, 상측면에 원주방향으로 제1 토출구가 형성되는 제1 송풍장치;
    상기 제1 송풍장치의 상측에 배치되며, 하부둘레면에 제2 흡입구가 형성되는 제2 송풍장치;
    상기 제1 토출구와 상기 제2 송풍장치 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판을 포함하고,
    상기 제1 송풍장치는,
    상기 제1 흡입구를 형성하고, 상측으로 개구된 케이스;
    상기 케이스의 개구된 상측에 배치되고, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 형성하는 토출가이드 장치;
    상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 제1 흡입구에서 상기 제1 토출구로 공기 유동을 형성하는 제1 팬; 및
    상기 구획판과 상기 토출가이드 장치 사이에 배치되고, 상기 토출가이드 장치로부터 상방을 향하여 상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 연장되어, 상기 제1 토출구로부터 토출되는 공기유동을 분리하여 반경 외측방향으로 가이드하는 스플리터를 포함하는 공기 청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 토출가이드 장치는,
    내주면을 형성하는 본체내벽; 및
    외주면을 형성하고, 상기 본체내벽과의 사이에 제1 토출구를 형성하는 본체외벽을 포함하고,
    상기 스플리터의 일단은,
    상기 본체내벽과 본체외벽 사이에 위치하는 공기 청정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스플리터의 일단은,
    원주방향으로 연장되어 링 형상을 형성하는 공기 청정기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 토출가이드 장치는,
    원주방향으로 상기 제1 토출구를 복수개 형성하는 복수의 토출그릴을 포함하고,
    상기 스플리터의 일단은,
    상기 복수의 토출그릴 사이에 삽입되는 공기 청정기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스플리터의 일단은,
    상기 토출그릴에 대응되는 부분이 오목하고, 상기 토출그릴 사이에 형성되는 제1 토출구에 대응되는 부분이 볼록한 요철부가 형성되고,
    상기 토출가이드 장치는,
    상기 본체외벽과 상기 본체내벽 사이에서 상기 요철부가 삽입되는 홈을 구획하는 홈부를 더 포함하는 공기 청정기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 토출구의 외주단을 상하 방향으로 연장한 제1 가상의 선(L1)을 정의하고,
    상기 스플리터의 타단은,
    상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제1 가상의 선(L1)의 외측까지 연장되는 공기 청정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 토출가이드 장치의 외주면을 상하"?향으?* 연장한 제3 가상의 선(L3)을 정의하고,
    상기 스플리터의 타단은,
    상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제3 가상의 선까지 연장되는 공기 청정기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스플리터의 타단은,
    상기 구획판의 외주단과 상기 토출가이드 장치의 외주단 사이에 위치하는 공기 청정기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 스플리터는,
    상방을 향하여 라운드지게 형성되는 곡면부를 포함하는 공기 청정기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스플리터는,
    상기 곡면부로부터 반경 외측방향으로 수평하게 연장되는 직면부를 포함하는 공기 청정기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 구획판은,상방을 향하여 라운드지게 형성되는 곡면부를 포함하고,
    상기 스플리터의 곡면부가 형성하는 곡률은 상기 구획판의 곡면부가 형성하는 곡률보다 큰 공기 청정기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 구획판은,
    상기 토출가이드 장치의 내주면으로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 토출가이드 장치의 반경 외측방향으로 연장되는 공기 청정기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 토출가이드 장치의 외주면을 상하"?향으?* 연장한 제3 가상의 선(L3)을 정의하고,
    상기 구획판은,
    상기 토출가이드 장치의 반경방향으로 상기 제3 가상의 선의 외측까지 연장되는 공기 청정기
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 구획판은,
    상기 제2 송풍장치의 하부둘레면의 외측까지 반경 외측방향으로 연장되는 공기 청정기.
  15. 제 13 항 및 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획판의 외주단은,
    하방으로 절곡되는 공기 청정기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스플리터와 상기 토출가이드 장치의 외주면 사이의 공기의 유량은,
    상기 스플리터와 상기 구획판 사이의 공기의 유량보다 더 많은 공기 청정기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 팬은,
    상방을 향하여 반경 외측방향으로 경사지게 공기를 유동시키는 원심팬인 공기 청정기.
  18. 하부둘레면에 제1 흡입구가 형성되고, 상측면에 원주방향으로 제1 토출구가 형성되는 제1 송풍장치; 및
    상기 제1 송풍장치의 상측에 배치되며, 하부둘레면에 제2 흡입구가 형성되는 제2 송풍장치; 및
    상기 제1 토출구와 상기 제2 송풍장치 사이에 배치되고, 상기 제1 토출구로부터 상방을 향하여 라운드지게 형성되어 상기 제1 토출구의 반경 외측방향으로 연장되고, 상기 제1 토출구에서 배출되는 공기를 반경 외측방향으로 가이드 하는 구획판을 포함하고,
    상기 제1 송풍장치는,
    상기 제1 흡입구를 형성하고, 상측으로 개구된 케이스;
    상기 케이스의 개구된 상측에 배치되고, 원주방향으로 상기 제1 토출구를 형성하는 토출가이드 장치; 및
    상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 제1 흡입구에서 상기 제1 토출구로 공기 유동을 형성하는 제1 팬을 포함하고,
    상기 구획판은,
    상기 제1 토출가이드 장치의 외주면의 외측 및/또는 상기 제2케이스의 하부둘레면의 외측까지 반경 외측방향으로 연장되는 공기 청정기.
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