KR20220007359A - 공기청정기 - Google Patents

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KR20220007359A
KR20220007359A KR1020200085476A KR20200085476A KR20220007359A KR 20220007359 A KR20220007359 A KR 20220007359A KR 1020200085476 A KR1020200085476 A KR 1020200085476A KR 20200085476 A KR20200085476 A KR 20200085476A KR 20220007359 A KR20220007359 A KR 20220007359A
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air
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outlet
area
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KR1020200085476A
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박준민
양태만
정춘면
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는, 상측면에 원주 방향으로 형성되는 제2 토출구 및 상기 제2 토출구를 통해 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬을 포함하는 송풍장치; 및 상기 송풍장치의 상측에 움직임 가능하도록 배치되는 서큘레이터를 포함하고, 상기 서큘레이터는, 전후방향으로 연장되어, 후방에 제1 흡입구가 형성되고, 전방에 제1 토출구가 형성되는 하우징; 상기 하우징 내에 배치되어 공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡한 다음, 상기 제1 토출구를 통해 상기 하우징의 전방으로 토출시키는 순환팬; 및 상기 순환팬을 회전시키는 모터를 포함하고, 상기 제1 흡입구는, 상기 제2 토출구의 가장자리를 상하로 연장한 가상의 연장면의 내측에서 상기 제2 토출구의 상측에 배치되고, 상기 제2 토출구의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어, 상기 제2 토출구에서 토출된 공기를 흡입하고, 송풍장치의 청정작용을 거친 청정공기의 흡입비율을 증가시킬수 있다.

Description

공기청정기 {AIR CLEANER}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송풍장치로투터 토출되는 청정공기를 지향 방향으로 유도하는 서큘레이터를 포함하는 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기는 실내의 오염된 공기(이하, 외기)를 흡입하여, 일련의 청정작용을 거친 뒤, 청정공기를 실내로 공급하는 기능을 수행하는 장치이다.
공기청정기로부터 토출되는 공기는 사용자에게 쾌적함을 유발하고, 이로 인해 공기청정기로부터 토출되는 공기의 방향을 자유자재로 조절할 수 있는 공기청정기에 대한 수요가 늘고 있다.
상기한 수요를 충족시키기 위해, 국내 등록 특허 제10-2026194호는, 송풍장치로부터 토출되는 청정공기를 흡입한 후, 지향 방향으로 전환하여 토출시키는 유동전환 장치(서큘레이터)를 포함하는 공기청정기를 개시한다. 이때, 회전가이드장치는 상기 유동전환 장치와 결합되어, 지향 방향으로 공기를 토출하도록 상기 유동전환 장치의 움직임을 제어할 수 있다. 그러나 종래 기술의 경우, 송풍장치의 토출구로부터 토출되는 청정공기가 경사지게 세워진 유동전환 장치를 통과하여 지향 방향으로 토출될 때, 공기청정기의 청정작용을 거치지 않은 외기가 상기 유동전환 장치의 흡입구로 흡입되어 지향 방향으로 함께 토출되는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 종래 기술의 경우, 유동전환 장치가 흡입구를 통하여 공기를 흡입하면, 흡입 유로 내의 공기의 압력이 높아지는 등의 이유로 상기 흡입구를 통과하지 못하는 공기가 일부 발생하게 되고, 이러한 공기는 상기 유동전환 장치의 외측으로 누설되어 유동 에너지 손실이 발생할 수 있다.
이때, 상기 송풍장치의 청정작용을 거치지 않은 외기가 상기 유동전환 장치 내로 흡입되는 비율이 높아지게 되면, 상기 흡입구를 통과하여 기류 지향 방향으로 토출되는 청정공기의 비율은 현저하게 낮아지게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-2026194호 (공고일자 2019년11월04일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전술한 문제점을 해결하는 것이다.
서큘레이터가 구동될 때, 송풍장치의 청정작용을 거치지 않은 외기가 서큘레이터 내부로 흡입되어 지향 방향으로 토출될 수 있다. 본 발명의 또 다른 과제는 서큘레이터가 청정작용을 거치지 않은 외기를 흡입하는 비율을 감소시키고, 송풍장치로부터 토출되는 청정공기를 흡입하여 지향 방향으로 토출시키는 비율을 증대시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 서큘레이터의 흡입 유로 면적이 좁아짐에도 불구하고, 서큘레이터가 청정공기를 흡입하는 풍량의 손실을 최소화하는 것이다.
서큘레이터가 구동될 때, 일부 청정공기는 서큘레이터로 흡입되기 위해 방향성을 가지며 유동하는 와중에, 상기 서큘레이터 내부로 흡입되지 않은 채 외측으로 누설될 수 있다. 본 발명의 또 다른 과제는 송풍장치로부터 토출되어 서큘레이터를 통과하지 않고 서큘레이터의 외측을 흐르는 청정공기를 지향 방향으로 안내하는 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 공기청정기는, 상측면에 원주 방향으로 형성되는 제2 토출구 및 상기 제2 토출구를 통해 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬을 포함하는 송풍장치와, 상기 송풍장치의 상측에 움직임 가능하도록 배치되는 서큘레이터를 포함하고, 상기 서큘레이터는, 전후방향으로 연장되어, 후방에 제1 흡입구가 형성되고, 전방에 제1 토출구가 형성되는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치되어 공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡한 다음, 상기 제1 토출구를 통해 상기 하우징의 전방으로 토출시키는 순환팬과, 상기 순환팬을 회전시키는 모터를 포함 할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 상기 제1 흡입구는, 상기 제2 토출구의 가장자리를 상하로 연장한 연장면의 내측에서 상기 제2 토출구의 상측에 배치되고, 상기 제2 토출구의 직경보다 작은 직경을 가지도록 형성되어, 상기 제2 토출구에서 토출된 청정공기를 흡입하는 비율을 증가시키고, 외기가 상기 서큘레이터 내로 유입되는 양을 최소화할 수 있다.
상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역이라 정의하고, 상기 흡입영역에 위치한 제2 토출구의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역이라 정의하고, 상기 서큘레이터가 경사지게 세워지는 경사 위치는, 상기 제1 흡입구가 상기 에어커튼영역으로부터 이격되도록 하는 위치를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 에어커튼영역에서 형성되는 상측기류가 외기의 유입을 저해하는 저항요소로 작용하여, 상기 제1 흡입구가 외기를 흡입하는 비율을 감소시키고 청정공기의 흡입 비율을 증가시킬 수 있다.
상기 서큘레이터는, 상기 제1 흡입구가 형성하는 평면과 상기 송풍장치의 상측면이 60° 내지 70°의 각도를 이루도록 경사지게 세워짐으로써, 상기 제1 흡입구가 에어커튼영역으로부터 이격되며, 청정공기의 흡입비율이 최대가 될 수 있다.
상기 공기청정기는, 기어와, 상기 기어를 회전시키는 기어모터와, 상기 기어와 연동하여 상기 서큘레이터의 상하 방향의 회전을 가이드하는 랙을 더 포함하여, 상기 서큘레이터가 기류의 지향 방향을 향하여 상하로 움직일 수 있도록 할 수 있다.
상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역이라 정의하고, 상기 흡입영역에 위치한 제2 토출구의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역이라 정의하고, 상기 랙의 곡률을 따라 상기 랙을 연장한 가상의 원은, 상기 에어커튼영역으로부터 이격될 수 있다. 이때, 상기 랙은 상기 가상의 원을 따라 회전하여 상기 서큘레이터를 상하로 회전시킬 수 있다. 따라서, 상기 서큘레이터는 상기 에어커튼영역의 내측 영역에서 움직임을 가지게 되어, 상기 서큘레이터가 경사지게 세워지는 경사 위치에 있을 때, 외기가 상기 서큘레이터 내로 흡입되는 비율을 감소시킬 수 있다.
상기 공기청정기는, 상기 제1 흡입구에 필터부재가 배치되어, 상기 송풍장치로부터 청정작용을 거쳐 토출되는 청정공기를 한번 더 걸러줄 수 있을 뿐 아니라, 청정작용을 거치지 않은 외기를 필터링할 수 있다.
상기 하우징은, 전후방향으로 연장되고, 전방에 상기 제1 토출구가 형성되는 제1 외측벽과, 후방에 상기 제1 흡입구가 형성되고, 상기 제1 흡입구의 가장자리로부터 상기 제1 외측벽을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되는 제2 외측벽을 포함하여, 상기 제2 토출구로부터 토출되어 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽의 외측면을 따라 상기 서큘레이터의 전방으로 유동되도록 안내할 수 있다.
상기 제1 외측벽의 외측면과 상기 제2 외측벽의 외측면은 연속되는 면을 형성함으로써, 상기 제2 외측벽의 외측면을 타고 상기 제1 외측벽의 외측면으로 안내되는 공기에 대한 유동 저항이 최소화될 수 있다.
상기 제1 외측벽은, 중심축을 기준으로 원주 방향을 따라 띠 형상으로 연장되어 형성된 원통형의 형상을 가져, 상기 제1 외측벽의 외측면을 타고 흐르는 공기를, 상기 서큘레이터가 공기를 토출하고자 하는 지향 방향으로 안내할 수 있다.
상기 제2 외측벽의 외측면은, 상기 제1 외측벽을 향하여 외측으로 라운딩되게 연장되는 제1 면을 포함하여, 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 공기가 상기 제1 면이 형성하는 곡면의 곡률을 따라 흐르게 되고, 유동 저항이 최소화되어 기류 지향 방향을 향하여 유동이 부드럽게 전환되면서 상기 제1 외측벽까지 안내될 수 있다.
상기 제2 외측벽의 외측면은, 제1 흡입구의 가장자리로부터 상기 제1 면을 향하여 종단면의 기울기가 일정하게 연장되는 제2 면을 포함하여, 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 공기의 유동 경로의 변환을 최소화하며 상기 제1 면까지 안내할 수 있다.상기 서큘레이터가 경사지게 세워지면, 상기 제1 외측벽은, 기류 지향 방향을 향하여 기렉 배치되고, 상기 흡입영역에 위치하는 상기 제2 외측벽은, 상기 제1 외측벽을 향하여 상기 제2 토출구가 공기를 토출하는 방향으로 점차 확대되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제2 토출구로부터 토출되어 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 청정공기는 상기 제2 외측벽의 외측면을 타고 상기 제1 외측벽으로 안내될 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 제2 외측벽의 외측면을 타고 흐르는 상기 청정공기의 유동과, 상기 제2 외측벽이 외기의 유입 방향에 대하여 경사면을 형성하는 것은 외기가 상기 제1 흡입구로 유입되는 데에 저항요소로 작용하여 외기의 흡입비율을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 순환팬은, 공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡입한 다음, 상기 제1 토출구를 상기 하우징의 전방 경사진 방향으로 토출시키는 사류팬으로 형성되어, 상기 제1 흡입구의 흡입 유로 면적이 감소하더라도 풍량 저감을 최소화시키며 기류를 순환시킬 수수 있다.
상기 사류팬은, 상기 모터의 전방에 배치되어 중심에 상기 모터의 출력축과 연결되는 허브와, 상기 허브의 후방에 이격되고 중앙부에 공기가 흡입되는 흡입구가 형성되는 쉬라우드와, 상기 허브 및 상기 쉬라우드 사이에 배치되는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다.
상기 허브와 쉬라우드는, 전방을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되어 상기 제2 외측벽을 마주할 수 있다. 따라서, 상기 제2 외측벽의 외측면을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽의 외측면으로 안내함과 동시에, 상기 허브와 쉬라우드 사이의 면적을 최대화하여 양 사이를 통과하는 공기의 유동량을 최대화할 수 있다.
상기 블레이드는, 상기 쉬라우드로부터 상기 허브까지 전방 경사지게 연장되어, 상기 블레이드를 통하여 유출되는 공기가 전방 경사진 방향으로 유동되며 상기 블레이드와 접촉되는 면적이 최대로 증가될 수 있다.
상기 서큘레이터는, 상기 하우징 내에 배치되며, 상기 사류팬이 토출하는 공기를 상기 하우징의 전방으로 안내하는 가이드베인장치를 포함하여, 상기 사류팬이 상기 하우징의 전방 경사진 방향으로 토출시키는 공기를 상기 하우징의 전방으로 안내할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 서큘레이터 및 서큘레이터를 포함하는 공기청정기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 제1 흡입구의 배치와 폭을 조절하고, 에어커튼영역을 확보하여, 서큘레이터가 청정공기를 흡입하는 비율이 증가하고, 외기를 흡입하는 비율이 줄어드는 장점이 있다.
둘째,　사류팬을 사용하여, 흡입 유로 면적이 좁아도 풍량 손실을 최소화할 수 있는 장점도 있다.
셋째, 서큘레이터의 외측벽의 형상 및 배치를 통하여 송풍장치로부터 토출되어 서큘레이터의 외측을 흐르는 공기를 지향 방향으로 안내하는 장점도 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 일 실시예에 따른 서큘레이터(100)의 사시도이다.
도 2은 도 1의 서큘레이터(100)를 전방에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 1의 서큘레이터(100)를 후방에서 바라본 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 서큘레이터(100)의 분해사시도이다.
도 6은 도 1의 서큘레이터(100)를 도 3의 I-I' 방향으로 절개하여 바라본 종단면도이다.
도 7은 도 6의 A부분을 확대하여 나타낸 종단면도이다.
도 8은 도 6의 서큘레이터(100)에서 순환팬(30)이 회전하여 공기가 유동하는 모습을 나타낸 것이다.
도 9는 도 1의 서큘레이터(100)를 포함하는 공기청정기(1)의 사시도이다.
도 10은 도 9의 공기청정기(1)의 종단면도이다.
도 11은 도 10의 공기청정기(1)에서, 서큘레이터(100)와 송풍장치(200)의 상측에 배치되는 회전가이드장치(290)를 나타낸 종단면도이다. 상기 종단면도는 3의 서큘레이터(100)에서 II-II' 방향으로 절개하여 바라본 것이다.
도 12는 도 9의 공기청정기(1)의 서큘레이터(100)가 제1 위치에 있는 경우에 공기가 유동하는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 13은 도 9의 공기청정기(1)의 서큘레이터(100)가 제2 위치에 있는 경우에 공기가 유동하는 모습을 나타낸 종단면도이다.
도 14는, 도 9의 공기청정기(1)의 서큘레이터(100)가 제2 위치에 있는 경우, 상기 서큘레이터(100)의 후방을 바라본 후측면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(1)와 다른 실시예에 따른 공기청정기의 공기 유동을 시뮬레이션 한 결과를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 15에 따른 유동 해석의 결과에 따라 서큘레이터의 각도별로 청정공기를 흡입한 비율을 비교하여 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부도면은 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다름과 같다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 서큘레이터(100) 및 상기 서큘레이터(100)를 포함하는 공기청정기(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
[서큘레이터(100)]
이하, 서큘레이터(100)에 대하여 방향을 정의한다.
도 1 내지 도 10에 도시된 직교좌표계를 기준으로, z축 방향을 서큘레이터(100)의 전후방향이라 정의할 수 있다. 이때, +z축이 향하는 방향을 전방방향, -z축이 향하는 방향을 후방방향이라 정의할 수 있다. 공기는 -z 방향으로부터 서큘레이터(100)를 통과하여 +z축 방향으로 유동하는 바, z축을 기준으로 상기 서큘레이터(100)에 공기가 흡입되는 측을 후방, 상기 서큘레이터(100)로 부터 공기가 토출되는 측을 전방이라 할 수 있다.
그리고, 서큘레이터(100)의 순환팬(30) 및 모터(40)의 회전축은 z축에 평행하게 형성되는 바, z축이 향하는 방향은 서큘레이터(100)의 축방향이라 정의할 수 있다. 또한, 상기 축방향을 중심으로 회전하는 방향을 원주 방향이라 정의할 수 있다. 상기 순환팬(30) 및 모터(40)의 회전축을 서큘레이터(100)의 중심축이라 지칭할 수 있다.
그리고, 상기 z축에 수직한 xy 평면이 형성하는 방향을 서큘레이터(100)의 반경 방향이라 정의할 수 있다. 즉, 상기 반경 방향은 상기 축방향의 수직한 방향으로서 이해될 수 있다. 또한, 상기 반경방향에 있어서, 상기 z축을 중심으로 외측을 향하여 수직하게 뻗어나가는 방향을 반경 외측방향, 외측으로부터 상기 z축의 중심을 향하여 내측으로 수직하게 뻗어나가는 방향을 반경 내측방향이라 정의할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하우징(10)은 서큘레이터(100)의 원주 방향으로 외측 둘레면을 형성하는 외측벽(11, 12)을 포함할 수 있다. 하우징(10)은 후방이 개구되어 제1 흡입구(S1)를 형성하고, 전방이 개구되어 제1 토출구(S3)를 형성할 수 있다. 하우징(10)은 순환팬(30) 및 모터(40) 등 서큘레이터(100)의 내부구성을 수용하며, 서큘레이터(100)의 내측과 외측을 구분하는 기준이 될 수 있다(도 4 참조).
하우징(10)의 전방의 중심에 운전정보를 표시하는 전면패널(80)이 배치되어, 상기 하우징(10)과 상기 전면패널(80)의 사이에 제1 토출구(S3)를 형성할 수 있다. 제1 토출구(S3)는 상기 전면패널(80)과 하우징(10)의 전면 사이에서 원주 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 토출구(S3)의 후방에는 가이드베인장치(70)가 설치될 수 있고, 상기 제1 흡입구(S1)에 외측그릴(20)이 배치될 수 있다. 이들에 대한 자세한 내용은 후술한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 하우징(10)은 전후방향으로 개구되어 상기 제1 흡입구(S1)로부터 상기 제1 토출구(S3)로 공기가 유동하는 유로를 형성할 수 있다. 하우징(10)의 외측벽(11, 12)은, 제1 외측벽(11)과 상기 제1 외측벽(11)의 후방에 배치되는 제2 외측벽(12)으로 구분될 수 있다. 제1 외측벽(11)과 제2 외측벽(12)은 일체로 형성되거나, 서로 결합될 수 있다.
제1 외측벽(11)은 전후방향으로 연장될 수 있다. 제1 외측벽(11)은 전방이 개구되어 제1 토출구(S3)를 형성할 수 있다. 제1 외측벽(11)은 중심축을 기준으로 원주 방향을 따라 띠 형상으로 연장되어 형성된 원통체(cylinder)형상을 가질 수 있다. 제1 외측벽(11)은 상기 제2 외측벽(12)로부터 전방으로 연장되어 형성될 수 있다. 제1 외측벽(11)은 제2 외측벽(12)의 최외측 둘레와 결합될 수 있다.
제2 외측벽(12)은 후방이 개구되어 제1 흡입구(S1)를 형성할 수 있다. 제2 외측벽(12)은, 상기 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장될 수 있다. 상기 제2 외측벽(12)는 전방으로 경사지게 연장되어 둘레를 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 외측벽(12)은, 후방으로 갈수록 직경이 작아지고, 후방이 개구된 보울(bowl) 형상을 가질 수 있다.
이때, 상기 제2 외측벽(12)은, 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되는 바, 코안다 효과를 통해 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽(11)의 외측면을 따라 전방으로 유동되도록 안내할 수 있다(도 8의 F2 참조). 이에 대한 상세한 내용은, 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술한다.
공기가 흡입되는 통로가 형성되는 외측그릴(20)은 제2 외측벽(12)에 형성되는 제1 흡입구(S1)에 배치될 수 있다. 제2 외측벽(12)의 후방에는, 외측그릴(20)의 배치를 안내하기 위한 결합홈(16a, 도 7 참조)이 형성될 수 있다.
외측그릴(20)은 복수의 격벽(21, 22, 도 7 참조)을 포함할 수 있다. 외측그릴(20)은 상기 격벽(21, 22) 사이에 복수의 통기공을 형성할 수 있다. 일례로, 외측그릴(20)은 원형판에 직선 형상의 통기공이 연이어 설치된다.
한편, 제1 흡입구(S1)에 필터부재(23)가 배치되어, 제1 흡입구(S1)를 통해 흡입되는 공기중의 먼지를 제거할 수 있다. 이 경우, 필터부재(23)는 복수의 격벽(21, 22) 사이 혹은 상기 복수의 격벽의 전방에 배치될 수 있다. 이때, 외측그릴(20)의 복수의 격벽(21, 22)은 필터부재(23)를 지지하는 프레임으로 기능할 수 있다.
한편, 순환팬(30)은 상기 하우징(10) 내에 배치될 수 있다. 순환팬(30)은 상기 외측그릴(20)의 전방에 배치될 수 있다. 순환팬(30)은 상기 순환팬을 회전시키는 모터(40)와 결합될 수 있다. 순환팬(30)은 회전하여 공기 유동을 발생시킬 수 있다. 순환팬(30)은, 공기를 외측그릴(20)을 통해 하우징(10) 내로 흡입한 다음, 제1 토출구(S3)를 통해 하우징(10)의 전방으로 토출시킬 수 있다. 순환팬(30)은 축류팬 또는 사류팬을 사용할 수 있다.
순환팬(30)은 제1 흡입구(S1)을 통해 흡입된 공기를 하우징(10)의 전방 경사진 방향으로 토출시키는 사류팬일 수 있다. 상기 사류팬(30)은, 축결합부(31), 허브(32), 쉬라우드(33) 및 블레이드(34)를 포함할 수 있다. 사류팬은 제한된 유로 면적에서 축류팬 대비 상대적으로 고풍량을 생성할 수 있는 장점을 가진다.
축결합부(31)는 후술하는 모터커버(52) 및 패널베이스(63)의 사이에 위치할 수 있다. 축결합부(31)는 내부가 전후방향으로 개구된 중공이고, 모터(40)의 출력축(41)에 연결되어 상기 출력축과 함께 회전할 수 있다.
허브(32)는 모터(40)의 전방에 배치되고, 중심에 상기 모터(40)의 출력축(41)이 연결되는 축결합부(31)가 형성될 수 있다. 허브(32)는, 상기 모터의 전방에 배치되고, 중심에 상기 축결합부(31)가 형성되는 이너허브(32a)와 상기 이너허브(32a)로부터 반경 외측방향으로 경사지게 연장되는 아우터허브(32b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 이너허브(32a)는 전방을 향하여 볼록하게 형성되어, 후방에 모터(40) 및 모터커버(52)가 배치되는 공간을 형성할 수 있다. 상기 이너허브(32a)는 상기 모터(40) 및 모터커버(52)의 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 이너허브(32a)는 전방으로 볼록하게 형성된 보울(bowl) 형상을 가질 수 있다.
상기 아우터허브(32b)는 반경 외측방향으로 갈 수록 전방으로 경사지게 연장될 수 있다. 블레이드(34)의 전단은 상기 아우터허브(32b)의 후면에 결합될 수 있다.
그리고, 쉬라우드(33)는 허브(32)로부터 후방으로 이격되고, 상기 쉬라우드(33)의 중앙부에는 공기가 흡입되는 원형의 흡입구(S2)가 형성될 수 있다. 상기 쉬라우드(33)는 모터(40)의 적어도 일부를 둘러싸도록 링 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 쉬라우드(33)의 내주단에 형성되는 흡입구(S2)의 직경(w2')은, 제1 흡입구(S1)의 직경(w1)과 같거나 작게 형성될 수 있다.
쉬라우드(33)는 허브(32)의 후방에서 반경 외측방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 쉬라우드(33)의 전면은 아우터허브(32b)의 후면과 마주하도록, 전방으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 아우터허브(32b)와 쉬라우드(33)는 상기 흡입구(S2)를 통해 흡입되는 공기를 전방 경사진 방향으로 유동하도록 가이드할 수 있다.아우터허브(32b)와 쉬라우드(33)는, 전방을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되어, 제2 외측벽(12)을 마주할 수 있다. 즉, 상기 제2 외측벽(12)이 경사지게 형성되어있을 때, 상기 아우터허브(32b)와 쉬라우드(33)가 상기 제2 외측벽(12)을 마주하도록 경사를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제2 외측벽(12)의 외측면을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽(11)의 외측면으로 안내함과 동시에, 상기 아우터허브(32b)와 쉬라우드(33) 사이의 면적을 최대화하여 양 사이를 통과하는 공기의 유동량을 최대화할 수 있다.
블레이드(34)는 상기 허브(32) 및 쉬라우드(33)의 사이에 복수개 배치되어 상기 허브와 쉬라우드를 연결할 수 있다. 상기 블레이드(34)는 쉬라우드(33)의 전면으로부터 아우터허브(32b)의 후면을 향하여 전방 경사지게 연장될 수 있다. 즉, 상기 블레이드(34)는 상기 공기의 유동방향에 대응하여 축방향에 대하여 전방 경사지게 연장되는 바, 블레이드(34)를 통하여 유출되는 공기가 전방 경사진 방향으로 유동되며 상기 블레이드(34)와 접촉되는 면적이 최대로 증가될 수 있다.
한편, 제1 흡입구(S1)의 직경(w1)이 작아질수록 흡입 유로 면적이 감소되고, 제2 외측벽(12)의 면적이 증대될 수 있다. 이때, 사류팬(30)의 경우, 공기를 제1 흡입구(S1)로부터 흡입하여 전방 경사진 방향으로 토출하는 바, 축류팬의 경우보다 흡입 유로 면적이 감소하더라도 풍량 저감을 최소화시키며 기류를 순환시킬 수 있다.
즉, 사류팬(30)을 사용하면, 제1 흡입구(S1)의 직경(w1)을 사류팬(30)의 직경(w2)보다 작게 형성하여도, 제1 흡입구(S1)를 통하여 서큘레이터(100) 내로 흡입되어 토출되는 풍량 손실을 최소화함과 동시에 코안다 효과를 유도하는 제2 외측벽(12)의 면적을 확보할 수 있다. 따라서, 상기 제1 흡입구(S1)의 가장자리가 형성하는 직경(w1)은, 쉬라우드(33)의 내주단이 형성하는 직경(w2')과 같거나 크고, 상기 쉬라우드(33)의 외주단이 형성하는 직경(w2)보다 작게 형성될 수 있다. 한편, 서큘레이터(100)는 모터베이스(15)를 더 포함할 수 있다. 모터베이스(15)는 외측그릴(20)의 전방에 배치될 수 있다. 모터베이스(15)는 제2 외측벽(12)의 후방의 중심에 배치될 수 있다. 모터베이스(15)는 제2 외측벽(12)의 최내측 둘레로부터 이격되어 배치될 수 있다.
모터베이스(15)와 제2 외측벽(12)의 사이에 제1 흡입구(S1)가 형성될 수 있다. 또한 제2 외측벽(12)의 일측으로부터 모터베이스(15)를 향하여 반경 내측방향으로 지지막대(16)가 길게 연장될 수 있다. 모터베이스(15)는 모터(40)의 후방에 배치되어 상기 모터를 지지할 수 있다.
연결플레이트(18)는, 제2 외측벽(12)의 일측에서 반경 내측방향으로 연장되어, 상기 모터베이스(15)와 연결된다. 연결플레이트(18)의 후방에는, 후술하는 제2 방향 회전을 가이드 하기 위한 제2 회전가이드기구의 제2 랙(295)이 결합될 수 있다(도 11 참조). 상기 연결플레이트(18)에는, 모터(340)나 디스플레이(390)로 연결되는 전선이 통과하기 위한 전선홀(17, 도 3 참조)이 형성될 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)는 모터수용부(50)를 더 포함할 수 있다. 상기 모터수용부(50)는 후방내측벽(51), 모터커버(52) 및 내측그릴(53) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
후방내측벽(51)은 외측그릴(20)의 전방에 배치될 수 있다. 후방내측벽(51)은 전방과 후방이 개구되고, 원주 방향으로 서큘레이터(100)의 내측 둘레면의 일부를 형성할 수 있다.
후방내측벽(51)은 후방으로부터 전방을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장될 수 있다. 상기 후방내측벽(51)은 상기 쉬라우드(33)와 마주하도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 상기 후방내측벽(51)은 후방으로 갈수록 직경이 작아지고, 후방이 개구된 보울(bowl) 형상을 가질 수 있다.
그리고, 후방내측벽(51)은 제2 외측벽(12)의 내측에 배치될 수 있다. 후방내측벽(51)은 원주 방향으로 형성된 전면의 외측 끝단이 후방으로 절곡되어 제2 외측벽(12) 내측 둘레에 형성된 홈(미부호)에 후크 결합될 수 있다.
그리고, 모터수용부(50)는 후방에 공기가 흡입되는 통로를 형성하는 내측그릴(53)을 포함할 수 있다. 내측그릴(53)은 개구된 후방내측벽(51)의 후방에 형성될 수 있다. 모터커버(52)는 후방내측벽(51)의 내측 중심에 배치될 수 있다. 내측그릴(53)은 후방내측벽(51) 및 모터커버(52)의 사이에 형성될 수 있다.
모터커버(52)는 전방으로 모터(40)의 형상에 대응되는 오목한 홈을 형성하여 모터(40)를 수용할 수 있다. 모터커버(52)는 모터를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 모터(40)는 모터베이스(15) 및 모터커버(52)의 사이에 배치되고, 모터커버(52)는 모터(40) 및 순환팬(30)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 상기 후방내측벽(51) 및 모터커버(52) 사이에는 공간이 형성되어 순환팬(30)의 일부가 수용될 수 있다.
모터커버(52)는 전면의 중심에 홀이 형성되어, 모터(40)의 출력축(41)이 관통할 수 있다. 상기 출력축(41)은 모터커버(52)의 전면에 형성된 홀을 관통하여 순환팬(30)에 형성된 축결합부(31)와 결합될 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)는 순환팬(30)의 전방에 배치되는 팬커버부(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 팬커버부(60)는 코너지지부(61), 브릿지(62) 및 패널베이스(63)을 포함할 수 있다.
코너지지부(61)는 후방내측벽(51)의 전방에 배치될 수 있다. 코너지지부(61)는 원주 방향으로 연장된 링 형상을 가질 수 있다. 후방내측벽(51)는 상기 코너지지부(61)의 형상에 대응되는 턱이나, 후크를 형성하여 상기 코너지지부가 안착될 수 있다.
그리고, 코너지지부(61)의 전방에 패널베이스(63)가 배치될 수 있다. 패널베이스(63)의 직경은 코너지지부(61)보다 작게 형성될 수 있다. 패널베이스(63)는, 제1 외측벽(11)의 중심에 위치할 수 있다. 패널베이스(63)의 전방에 전면패널(80)이 장착될 수 있다. 전면패널(80)과 패널베이스(63)는 서로 대응되는 원판 형상을 가질 수 있다. 패널베이스(63)와 전면패널(80)의 사이에는, 전면패널(80)에 운전정보를 표시하고, 서큘레이터(100) 및 후술하는 공기청정기(1)의 운전을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 제어부(미도시)로는 PCB기판이 사용될 수 있다.
브릿지(62)는 코너지지부(61) 및 패널베이스(63)의 사이에 배치되어 서로를 연결할 수 있다. 브릿지(62)는 코너지지부(61)의 내둘레면으로부터 패널베이스(63)를 향하여 반경 내측방향으로 길게 연장된 막대형상을 가질 수 있다. 브릿지(62)는 순환팬(30)의 블레이드(34)를 마주하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 브릿지(62)는 코너지지부(61)의 원주 방향으로 복수개 배열될 수 있다.
순환팬(30)은 상기 팬커버부(60)의 내측에 배치될 수 있다. 팬커버부(60)의 패널베이스(63)는 순환팬(30)의 허브(32) 및 축결합부(31)의 전방을 커버할 수 있다. 코너지지부(61) 및 패널베이스(63) 사이에 배치된 복수의 브릿지(62) 사이에는 공기가 통과하는 통로가 형성될 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)는 제1 외측벽(11)과 사류팬(30) 사이에 배치되고, 상기 사류팬으로부터 전방 경사지게 토출되는 공기를 상기 사류팬의 축방향으로 안내하여 상기 하우징의 전방으로 토출시키는 가이드베인장치(70)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드베인장치(70)는 전방내측벽(71) 가이드베인(72) 및 베인결합부(73)를 포함할 수 있다.
전방내측벽(71)은 상기 제1 외측벽(11)의 내측에 배치되고, 원주 방향으로 서큘레이터(100)의 내측 둘레면의 일부를 형성할 수 있다. 전방내측벽(71)은 코너지지부(61)의 전방에서 상기 코너지지부(61)와 결합될 수 있다.
그리고, 전방내측벽(71)은 코너지지부(61)로부터 제1 외측벽(11)의 전단까지 전후방향으로 연장될 수 있다. 상기 전방내측벽(71)과 상기 패널베이스(63)의 사이에 제1 토출구(S3)가 형성될 수 있다. 전방내측벽(71)은 코너지지부(61)로부터 전방을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장될 수 있다. 전방내측벽(71)은 전방을 향하여 라운딩되게 형성되어, 유동 에너지 손실을 최소화하며 공기를 전방의 제1 토출구(S3)로 안내할 수 있다.
베인결합부(73)는 원주 방향으로 연장된 링형상으로 형성될 수 있다. 베인결합부(73)는 전방내측벽(71)의 전측에서 중앙에 배치될 수 있다. 베인결합부(73)는 패널베이스(63)의 외측 둘레면에 결합될 수 있다. 그리고, 베인결합부(73)와 전방내측벽(71) 사이에 제1 토출구(S3)가 형성될 수 있다.
가이드베인(72)은 전방내측벽(71)과 베인결합부(73)의 사이에 배치될 수 있다. 가이드베인(72)은 베인결합부(73)의 외측 둘레를 따라 복수개가 경사지게 배열될 수 있다. 가이드베인(72)은 곡면 형상을 따라 굽은 판이 베인결합부(73)를 중심으로 방사형으로 설치될 수 있다.
가이드베인(72)의 일측은 베인결합부(73)의 외둘레면에 연결되고, 상기 가이드베인의 타측은 전방내측벽(71)의 내둘레면에 연결될 수 있다. 상기 가이드베인(72)은 전방을 향하여 반경 내측방향으로 경사지게 설치될 수 있다. 가이드베인(72)은 블레이드(54)와 마주하는 형상으로 설치될 수 있다.
가이드베인(72)이 경사지게 설치되므로, 공기의 토출면적이 증가되어 보다 많은 공기가 가이드베인(72)의 전방으로 토출될 수 있다. 그리고 가이드베인(72)의 외측에는 원통형의 전방내측벽(71)이 설치되므로, 가이드베인(72)에서 토출된 공기는 전방내측벽(71)의 내둘레면에 접하며 전방방향으로 직진 이동될 수 있으므로 토출되는 공기의 직진성이 향상될 수 있고, 보다 먼 거리까지 풍량이 도달할 수 있다.
도 6 내지 도 8를 참조하면, 전술한 바와 같이, 하우징(10)의 외측벽(11, 12)은, 전방에 제1 토출구(S3)가 형성되는 제1 외측벽(11) 및 후방에 제1 흡입구(S1)가 형성되는 제2 외측벽(12)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 외측벽(11)은 상기 제2 외측벽(12)의 전방에 배치되어 전후방향으로 연장될 수 있고, 상기 제2 외측벽(12)은 상기 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 상기 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장될 수 있다.
한편, 순환팬(30)이 모터(40)에 의하여 회전하면, 서큘레이터(100)의 외부에 있는 공기(이하, 외기)는 제1 흡입구(S1)에 배치된 외측그릴(20)을 통해 흡입될 수 있다. 이후, 상기 흡입된 공기는 서큘레이터(100)의 내부를 통과하여 제1 외측벽(11)의 전방에 형성된 제1 토출구(S3)를 통해 하우징(10)의 전방으로 토출될 수 있다(도 8의 F1 참조). 이때, 순환팬(30)이 회전함에 따라 외측그릴(20)을 향하여 유동하는 외기 중의 일부는, 외측그릴(20)을 통해 서큘레이터(100)의 내부로 흡입되지 않고, 방향성을 가지면서 서큘레이터(100)의 외측으로 누설되어 유동 에너지 손실이 발생할 수 있다.
이때, 상기 제2 외측벽(12)은, 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되는 바, 코안다 효과를 통해 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽(11)의 외측면을 따라 전방으로 유동되도록 안내할 수 있다(도 8의 F2 참조).
상기한 코안다 효과란 일방향으로 유동하는 유체가 고체에 접촉할 때, 상기 유체가 직선으로 흐르는 대신 상기 고체의 면에 들러붙어, 상기 고체의 면을 타고 흐르는 효과를 말한다.
즉, 제1 흡입구(S1)의 외측으로 누설된 공기는, 상기 제2 외측벽(12)의 외측면을 타고 제1 외측벽(11)의 외측면으로 안내될 수 있다. 이후, 상기 공기는 전후방향으로 연장된 제1 외측벽(11)의 외측면을 타고 서큘레이터(100)의 기류 지향 방향으로 유동될 수 있다(도 8의 F2 참조).
상기 제1 외측벽(11)과 제2 외측벽(12)은 일체로 결합되고, 상기 결합된 부위에서 외측으로 돌출된 부분 없이, 원주 방향으로 연속적인 둘레면이 형성될 수 있다. 제1 외측벽(11)의 외측면과 제2 외측벽(12)의 외측면은 연속되는 면을 형성함으로써, 제2 외측벽(12)의 외측면을 타고 제1 외측벽(11)의 외측면으로 안내되는 공기에 대한 유동 저항을 최소화할 수 있다.
그리고, 제1 외측벽(11)은 중심축을 기준으로 원주 방향을 따라 띠 형상으로 연장되어 형성된 원통형의 형상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제1 외측벽(11)은, 상기 제1 외측벽(11)의 외측면을 타고 흐르는 공기를 서큘레이터(100)가 공기를 토출하는 지향 방향으로 안내할 수 있다.
또한, 제1 외측벽(11)의 외측면은 전후방향으로 순환팬(30)의 회전축에 평행하게 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 외측벽(11)의 외주단이 형성하는 직경(w3)은, 상기 제2 외측벽(12)의 외주단이 형성하는 직경(w3)과 같을 수 있다. 따라서, 서큘레이터(100)의 토출 유로 면적을 넓게 확보할 수 있는 동시에, 제1 외측벽(11)의 외측면을 타고 흐르는 공기가 지향 방향으로 향하는 직진성이 증대될 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 평행하다는 의미는, 수학적으로 엄밀하게 서로 180도의 각도를 이뤄야 한다는 의미는 아니며, 반경 방향으로 매우 근소하게 기울어져있어 거의 평행에 가깝도록 형성되는 것도 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다. 즉, 상기 제1 외측벽(11)의 전방부의 직경이 후방에서 전방으로 갈수록 직경이 미세하게 작아지도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 외측벽(12)은 순환팬(30)의 쉬라우드(33)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 외측벽(12)의 전방에 배치된 제1 외측벽(11)은 상기 순환팬(30)의 허브(32)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 순환팬(30)은 하우징(10)의 내부에 수용되며, 상기 하우징(10)의 제1 외측벽(11) 및 제2 외측벽(12)의 사이에 배치될 수 있다.
한편, 제2 외측벽(12)의 외측면은, 전방에 배치된 제1 외측벽(11)를 향하여 반경 외측방향으로 라운딩되게 연장되는 제1 면(12a)을 포함할 수 있다. 상기 제1 면(12a)은, 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 제1 외측벽(11)까지 연장되거나, 또는, 후술하는 제2 면(12b)의 전방으로부터 제1 외측벽(11)까지 연장될 수 있다.
제1 면(12a)은 하우징(10)의 외측으로 볼록하게 형성되어, 하우징(10)의 내측 방향으로 곡률 반경의 중심을 형성할 수 있다. 제1 면(12a)은, 전후방향으로 복수의 곡률 반경의 중심을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 면(12a)의 곡면이 형성하는 곡률 반경은, 전방으로 갈 수록 점진적으로 증가하여, 제1 외측벽(11)과 연결되는 연결부위에서 최대가 될 수 있다.
제1 면(12a)은 제1 외측벽(11)의 후방에 연결될 수 있다. 상기 제1 면(12a)은, 제1 외측벽(11)의 외측면과 상기 제2 외측벽(12)의 외측면 사이의 연결부위에서 라운딩되게 형성될 수 있다.
이 경우, 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐르는 공기는 제2 외측벽(12)의 제1 면(12a)이 형성하는 곡면의 곡률을 따라 흐르게 되고, 유동 저항이 최소화되어 기류 지향 방향을 향하여 유동이 부드럽게 전환되면서 제1 외측벽(11)까지 안내될 수 있다.
한편, 제2 외측벽(12)의 외측면은, 제1 흡입구(S1)의 가장자리로부터 제1 면(12a)을 향하여 종단면의 기울기가 일정하게 연장되는 제2 면(12b)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 면(12a)은 상기 제2 면(12b)과 제1 외측벽(11)의 외측면의 사이에 배치될 수 있다. 제2 면(12b)의 종단면은 제1 면(12a)을 향하여 직선에 가깝게 연장되는 바, 상기 제2 면(12b)은 유동 경로의 변환을 최소화하며 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐르는 공기를 상기 제1 면(12a)까지 안내할 수 있다.
한편, 외측그릴(20)은 상기 제2 외측벽(12)의 후방에 형성된 제1 흡입구(S1)에 배치될 수 있다. 상기 외측그릴(20)은 서로 이격되어 사이에 복수의 통기공을 형성하는 복수의 격벽(21, 22)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 외측벽(12)은 상기 외측그릴(20)의 가장자리로부터 상기 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장될 수 있다. 따라서, 제2 외측벽(12)의 외주단이 형성하는 직경(w3) 및/또는, 제1 외측벽(11)의 외주단이 형성하는 직경(w3)은, 외측그릴(20)의 둘레가 형성하는 직경(w1)보다 클 수 있다.
상기 복수의 격벽(21, 22)은, 외측그릴(20)의 가장자리에 인접하게 배치되는 복수의 외측격벽(21)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 외측격벽(21)은 그 끝단부들이 상기 제2 외측벽의 외측면을 향하여 경사지도록 형성될 수 있다, 따라서, 외측그릴(20)의 외측을 흐르는 공기 중, 상기 외측그릴(20)을 통해 흡입되지 않는 공기는, 상기 외측그릴(20)의 끝단면을 타고 흘러 상기 제2 외측벽(12)으로 안내될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 외측격벽(21)은, 그 끝단부들이 제2 외측벽(12)의 외측면과 연속되는 경사면을 형성하도록 라운딩되게 형성될 수 있다. 이때, 제2 외측벽(12)의 외측면과 외측격벽(21)의 끝단면을 지나는 가상의 선을 연장할 때, 상기 가상의 선은 연속되는 완만한 곡선을 이룰 수 있다. 따라서, 공기가 외측그릴(20)의 끝단면을 타고 흘러 상기 제2 외측벽(12)으로 안내될 때의 유동 저항을 최소화할 수 있다.
외측격벽(21)은, 외측그릴(20)의 가장자리를 형성하는 제1 외측격벽(21a)과 상기 제1 외측격벽(21a)보다 내측에 배치되는 제2 외측격벽(21b)를 포함할 수 있다. 제2 외측벽(12)은 외측그릴(20)의 가장자리를 형성하는 제1 외측격벽(21a)으로부터 제1 외측벽(11)을 향하여 연장될 수 있다. 그리고, 제1 외측격벽(21a)의 끝단부가 형성하는 외측면은 라운딩되게 형성되어, 상기 제1 외측격벽(21a)의 외측면과 제2 외측벽(12)의 외측면은 연속되는 경사면을 형성할 수 있다.
한편, 제1 외측격벽(21a)은 전면에 전방으로 결합돌기(미부호)가 돌출되고, 외측벽(12)은 후방에 상기 결합돌기와 대응되는 형상으로 함몰되어 결합홈(16a)이 형성될 수 있다. 따라서, 외측그릴(20)은 제1 외측격벽(21a)에 형성된 결합돌기를 상기 결합홈(16a)에 삽입하여 제2 외측벽(12)의 후방에 결합될 수 있다.
한편, 복수의 격벽(21, 22)은, 외측격벽(21)의 내측에 배치되고, 그 끝단부들이 평탄면에 위치하도록 형성되는 복수의 내측격벽(22)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 외측격벽(21a)에서 제2 외측격벽(21b)으로 갈 수록 각 끝단부들이 형성하는 경사면은 점차 완만해져, 내측격벽(22)에 이르러서는, 복수의 내측격벽(22)의 끝단부가 형성하는 면이 평탄면상에 위치하게 된다. 제2 외측벽(12)의 외측면과 복수의 격벽(21, 22)의 끝단면을 지나는 가상의 선을 연장할 때, 상기 가상의 선은, 외측격벽(21)에서 연속되는 완만한 곡선을 형성하며, 내측격벽(22)에서는 직선을 형성할 수 있다. 따라서, 외측그릴(20)의 부피가 서큘레이터(100)의 후방으로 불필요하게 커지는 것을 방지할 수 있다.
[서큘레이터(100)를 포함하는 공기청정기(1)]
도 9을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기청정기(1)는, 송풍장치(200, 300)와, 상기 송풍장치(200, 300)에서 토출된 공기를 기류 지향 방향으로 전환하는 서큘레이터(100)를 포함할 수 있다. 상기 송풍장치(200, 300)는, 공기청정기(1)의 상측에 배치되어 청정공기를 토출하는 상부송풍장치(200)와, 상부송풍장치(200)의 하측에 배치되어 청정공기를 토출하는 하부송풍장치(300)를 포함할 수 있다.
상부송풍장치(200)는 외관을 형성하는 제1 케이스(201)를 포함하고, 하부송풍장치(300)는 외관을 형성하는 제2 케이스(301)를 포함하고, 제1 케이스(201)와 제2 케이스(301)는 각각 원통형으로 형성될 수 있다. 제1 케이스(201)와 제2 케이스(301) 각각은 상측부의 직경이 하측부의 직경보다 작게 형성될 수 있다.
상기 제1, 2 케이스(201, 301)의 외주둘레면 상에는 외부 공기가 흡입되는 복수의 관통공으로 이루어진 제2, 3 흡입구(202, 302)가 형성되어, 외부공기가 360도 방향에서 송풍장치(100, 200)의 내부로 유입될 수 있다.
하부송풍장치(300)의 하측에는 하부송풍장치(300)로부터 하측으로 이격되도록 베이스(310)가 배치될 수 있다. 베이스(310)와 하부송풍장치(300) 사이의 이격된 공간에는 외부 공기가 하부송풍장치(300) 내부로 유입되는 제4 흡입구(303)가 형성될 수 있다.
상부송풍장치(200)의 상측부에는 필터링된 청정공기가 토출되는 제2 토출구(205)가 형성되고, 하부송풍장치(300)의 상측부에는 필터링된 청정공기가 토출되는 제3 토출구(305)가 각각 형성될 수 있다. 제2 토출구(205)는 후술할 상부토출가이드(280)의 상측으로 개구된 영역을 지칭할 수 있고, 상부토출가이드(280) 내측에 상부토출그릴(285)이 배치되는 경우 상부토출그릴(285)의 상측으로 개구된 영역을 지칭할 수도 있다. 상기 제2 토출구(205)는 상부송풍장치(200)의 상측에 배치된 서큘레이터(200)와 상부토출그릴(285)의 사이에 형성될 수 있다.
서큘레이터(100)는 상부송풍장치(200)의 일측에 움직임 가능하게 배치되어, 제2 토출구(205)를 통해 토출된 공기의 풍향을 전환하여 외부로 토출시킬 수 있다. 일례로, 상기 서큘레이터(100)는 상부송풍장치(200)의 상측부에 형성된 제2 토출구(205)로부터 상측으로 이격되도록 배치되어, 제2 토출구(205)로부터 토출된 공기의 풍향을 기류의 지향 방향으로 전환시킬 수 있다.
한편, 상부송풍장치(200)와 하부송풍장치(300)의 사이에는 제3 토출구(305)를 통해 토출된 공기의 상측방향 유동을 제한하면서, 공기를 반경 외측방향으로 토출되게 하는 풍향조절장치(400)가 하부송풍장치(300)의 제3 토출구(105)와 이격되도록 배치될 수 있다. 상기에서, ‘상측방향 유동을 제한한다’는, 하부송풍장치(300)의 제3 토출구(305)를 통해 외부로 토출된 공기가, 외부 공간을 향해 유동하지 않고, 상부송풍장치(200)로 바로 유입되는 것을 방지한다는 의미로서 해석될 수 있다.
이하에서 언급하는 종단면이라 함은, 도 10 내지 도 13에 도시한 바와 같이 회전가이드장치(290)의 회전축에 수직한 방향으로 절개한 절개면을 의미한다.
도 10을 참조하면, 상부송풍장치(200)의 내부에는 도 1에 도시된 제2 흡입구(202)와 대응되도록 제1 필터(220)가 배치될 수 있고, 제1 필터(220)는 원통형의 형상으로 형성될 수 있다.
제1 필터(220)는 제1 필터지지부(225) 및 그 외측에 결합되는 제1 필터커버(미부호)에 의해 고정/지지될 수 있다. 제1 필터(220)의 상측에는 유입된 공기에 함유된 먼지의 양을 측정하는 먼지센서와 가스센서가 포함된 센서장치(미부호)가 배치될 수 있다.
제1 필터(220)의 상측 중앙에는 유입된 공기가 배출되는 출구가 형성될 수 있으며, 제1 송풍팬(230)이 수용되는 제1 팬하우징(250)이 제1 필터(220)의 출구측에 배치될 수 있다.
제1 팬하우징(250)의 상측에는 제1 송풍팬(230)에 의해 송풍되는 공기의 유동을 가이드하는 상부에어가이드(270)가 배치될 수 있다. 그리고, 상부에어가이드(270)의 상측에는 상부에어가이드(270)를 통과한 공기를 상부토출그릴(285)로 가이드하는 상부토출가이드(280)가 배치될 수 있다.
제2 토출구(205)는 상부토출그릴(285)의 원주둘레를 따라 형성될 수 있고, 제2 토출구(205)가 상부토출그릴(285)의 상측면에 원주 방향으로 서로 이격되어 형성됨에 따라, 상부토출그릴(285)의 상측면에 복수의 제2 토출구(205)가 환형으로 배치될 수 있다.
하부송풍장치(300)는 상부송풍장치(200)와 구조 및 기능적으로 유사할 수 있다.
상기에서, 상부송풍장치(200)와 구조 및 기능적으로 유사하다고 함은, 하부송풍장치(300)를 구성하는 각 구성들이 상부송풍장치(200)를 구성하는 구성들과 대응될 수 있고, 기능적으로 동일 또는 유사한 기능을 수행함을 의미할 수 있다.
즉, 하부송풍장치(300)의 제2 필터(320)는 제1 필터(220)와, 제2 팬하우징(350)은 제1 팬하우징(250)과, 하부에어가이드(370)는 상부에어가이드(270)와, 하부토출가이드(380)는 상부토출가이드(280)와, 하부토출그릴(385)은 상부토출그릴(285)과 각각 대응될 수 있다.
하부토출그릴(385)의 상측에는 하부송풍장치(300)와 상부송풍장치(200)를 이격시키는 구획장치인 풍향조절장치(400)가 배치될 수 있다.
한편, 제1 케이스(201)에 형성된 제2 흡입구(202, 도 9참조)를 통해 상부송풍장치(200) 내로 유입된 공기는 제1 필터(220)를 투과할 수 있고, 제1 필터(220)을 통과한 공기는 상측으로 유동하여 제1 팬유입부(251)를 통해 제1 송풍팬(230)으로 유입될 수 있다. 상기 유입된 공기는 제1 팬모터(240)와 연결되어 회전하는 제1 송풍팬(230)에 의해 상측으로 송풍될 수 있고, 제1 팬하우징(250)과 상부에어가이드(270)와 상부토출가이드(280) 및 제2 토출구(205)를 차례로 통과하여 상측으로 유동할 수 있다.
제2 토출구(205)의 상측에는 서큘레이터(100)가 설치될 수 있고, 상부토출가이드(280)로부터 토출된 공기는 서큘레이터(100)를 통해 외부로 토출될 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 서큘레이터(100)에는 순환팬(30)과 모터(40)가 구비되어, 상부에어가이드(270)를 통과한 공기가 상부토출가이드(280)와 제2 토출구(305)를 차례로 통과해 외부로 원활하게 배출하도록 할 수 있다.
이때, 제2 토출구(205)로부터 토출된 공기 중 일부는, 제1 흡입구(S1, 도 4 참조)를 통해 서큘레이터(100)의 내부로 유입되어, 제1 토출구(S3)의 전방으로 토출될 수 있다.
그러나, 상기 제2 토출구(205)로부터 토출된 공기 중 나머지 일부는, 제1 흡입구(S1)로 유입되지 않고, 상기 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐를 수 있다. 이때, 제2 외측벽(12)은, 상기 제2 토출구(205)로부터 토출되어 상기 제1 흡입구(S1)의 외측을 흐르는 공기를 제1 외측벽(11)의 외측면을 따라 서큘레이터(100)의 전방으로 유동되도록 안내할 수 있다(도 12 및 도 13 참조). 따라서, 상기 서큘레이터(100)의 제1 외측벽(11) 및 제2 외측벽(12)은 상부송풍장치(200)로부터 토출된 공기가 제1 흡입구(S1)의 외측으로 누설되어 풍량이 감소하는 문제를 방지하고, 지향 방향으로 유동하는 청정공기의 양을 최대화할 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)의 후방에 형성된 제1 흡입구(S1)의 직경(w1)은, 제2 토출구(205)의 직경(w4)보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 제1 흡입구(S1)로부터 제1 외측벽(11)을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되는 제2 외측벽(12)은, 상기 제2 토출구(205)의 적어도 일부분과 마주할 수 있다. 따라서, 상기 제2 토출구(205)로부터 토출되는 청정공기의 일부는 제1 흡입구(S1)를 통해 서큘레이터 내로 흡입하여 토출하고, 상기 제1 흡입구로 흡입되지 않고 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 청정공기는 상기 제2 외측벽(12)의 외측면을 타고 상기 제1 외측벽(11)의 외측면으로 안내되도록 하여 지향 방향으로 토출시킬 수 있다.
제2 토출구(205)는, 상부 송풍장치(200)의 상측면에 원주 방향으로 형성되고, 서큘레이터(100)는, 원주 방향으로 형성된 상기 제2 토출구(205)의 상측에 배치될 수 있다. 이때, 반경 외측방향으로 연장되는 제2 외측벽(12)과 제2 토출구(205)는 원주 방향으로 마주하는 바, 제2 토출구(205)로부터 상측으로 토출되는 공기는 상기 제2 외측벽(12)의 원주 방향으로 모든 면에 접촉하여 기류 지향 방향으로 안내될 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)의 전방으로 토출되는 공기의 유동방향을 조절하기 위해, 서큘레이터(100)는 상기 상부송풍장치(200)의 상측에 움직임 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 상부송풍장치(200)의 상측에는, 서큘레이터(100)의 움직임을 가이드하기 위한 회전가이드장치(290)가 설치되어 상기 서큘레이터(100)의 후방에 결합될 수 있다. 서큘레이터(100)는 상기 회전가이드장치(290)에 의해 소정의 방향으로 회전하여 제2 토출구(205)를 통해 상측으로 토출되는 공기의 유동방향을 전환시킬 수 있다.
한편, 제2 케이스(301)에 형성된 제3 흡입구(302)를 통해 하부송풍장치(300) 내로 유입된 공기는 제2 필터(320)를 투과할 수 있고, 제2 필터(320)를 통과한 공기는 상측으로 유동하여, 제2 팬유입부(351)를 통해 제2 송풍팬(330)으로 유입될 수 있다. 이때, 상기 유입된 공기는 제2 팬모터(340)와 연결되어 회전하는 제2 송풍팬(330)에 의해 상측으로 송풍되어, 제2 팬하우징(350)과 하부에어가이드(370)와 하부토출가이드(380)와 하부토출그릴(385) 및 제3 토출구(305)를 차례로 통과하여, 상측으로 유동할 수 있다.
제2 송풍팬(330)에 의해 상측으로 송풍된 공기는 하부토출그릴(385)을 통해 하부송풍장치(300)의 외부로 토출되고, 풍향조절장치(400)에 의해 상측으로의 유동을 제한받게 되고, 공기청정기(1)의 반경 외측방향으로 유동하게 된다.
상기의 실시예에서 하부송풍장치(300)는 생략될 수 있으며, 이 경우 상부송풍장치(200)는 송풍장치로 지칭될 수 있다.
도 11을 참조하면, 서큘레이터(100)는, 상기 서큘레이터(100)의 좌우방향으로의 회전 및 상하방향으로의 회전을 가이드 하는 회전가이드장치(290)가 더 포함할 수 있다. 상기 좌우방향으로의 회전을 "제1 방향 회전", 상기 상하방향으로의 회전을 "제2 방향 회전"이라 지칭할 수 있다.
상기 회전가이드장치(290)는, 상기 서큘레이터(100)의 제1 방향 회전을 가이드 하기 위한 제1 회전가이드기구 및 상기 서큘레이터(100)의 제2 방향 회전을 가이드 하기 위한 제2 회전가이드기구가 포함할 수 있다.
상기 제1 회전가이드기구는, 상기 서큘레이터(100)의 제1 방향 회전을 가이드하는 제1 랙(293)가 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 회전가이드기구는, 구동력을 발생시키는 제1 기어모터(292) 및 상기 제1 기어모터(292)에 결합되어 회전될 수 있는 제1 기어(291)가 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제1 기어모터(292)에는, 회전각도의 제어가 용이한 스텝 모터(step motor)가 포함될 수 있다.
상기 제1 기어모터(292)가 구동하면, 상기 제1 기어(291)와 상기 제1 랙(293)의 연동에 의하여, 상기 회전가이드장치(290)가 좌우방향으로 회전하는 움직임을 가질 수 있다. 따라서, 상기 서큘레이터(100)는 상기 제1회전가이드기구의 움직임에 따라, 제1방향 회전을 수행할 수 있다.
상기 제2 회전가이드기구에는, 상기 서큘레이터(100)의 제2 방향 회전을 가이드 하는 제2 랙(295)이 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2 회전가이드기구에는, 구동력을 발생시키는 제2 기어모터(297) 및 상기 제2 기어모터(297)에 결합되는 제2 기어(296)가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 제2 기어모터(297)에는, 스텝 모터가 포함될 수 있다.
상기 제2 기어모터(297)가 구동하면, 상기 제2 기어(296)와 상기 제2 랙(295)의 연동에 의하여, 상기 회전가이드장치(290)가 상하 방향으로 회전하는 움직임을 가질 수 있다. 따라서, 상기 서큘레이터(100)는 상기 제2 회전가이드기구의 움직임에 따라, 제2 방향 회전을 수행할 수 있다.
상기 서큘레이터(100)가 제2 방향으로 회전하면, 상기 공기청정기(1)의 상면으로부터 돌출된 위치에 있을 수 있다. 이 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 서큘레이터(100)의 전방이 기류 지향 방향을 향하도록 서큘레이터(100)가 경사지게 세워져 있는 위치를 "제2 위치(경사 위치)"라 지칭할 수 있다. 반면에, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 서큘레이터(100)의 전방이 상측을 향하도록 서큘레이터(100)가 누워져 있는 위치를 "제1 위치"라 지칭할 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 전술한 바와 같이, 제2 흡입구(202)를 통해 상부송풍장치(200) 내로 유입된 공기는 제1 필터(220)를 투과하여 상측으로 유동하고, 제1 팬유입부(251)를 통해 제1 송풍팬(230)으로 유입될 수 있다. 이때, 유입된 공기는 제1 송풍팬(230)에 의해 상측으로 송풍될 수 있고, 제1 팬하우징(250)과 상부에어가이드(270)와 상부토출가이드(280)를 차례로 통과하여 제2 토출구(205)의 상측으로 토출될 수 있다. 제1 흡입구(S1)는, 상기 제2 토출구(205)의 상측에 배치될 수 있다. 이때, 제1 흡입구(S1)의 직경이, 상기 제2토출구(205)의 직경 이상인 경우, 제2 토출구(205)에서 토출되는 공기 이외에 외기가 상기 제1 흡입구(S1)로 유입될 가능성이 높아진다. 따라서, 제2 토출구(205)의 직경(w4)보다 작은 직경(w1)을 가지도록 형성되어, 제2 토출구(205)에서 토출된 공기를 흡입할 수 있다.
서큘레이터(100)가 제1 위치 또는 제2 위치에 있을 때, 제1 흡입구(S1)는, 제2 토출구(205)의 가장자리(Lo)를 상하 방향으로 연장한 가상의 연장면(Lo-Lo) 내에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 흡입구(S1)가 제2 토출구(205)로부터 공기가 토출되는 영역상에 위치하는 바, 제2 토출구(205)에서 토출되는 청정공기의 흡입비를 증가시킬 수 있다.
한편, 도 12와 같이, 서큘레이터(100)가 상부송풍장치(200)의 상측에서 누워진 상태의 제1 위치에 위치하면, 서큘레이터(100)의 제1 외측벽(11)은, 제2 토출구(205)의 공기가 토출되는 방향을 향하여 길게 배치되고, 제2 외측벽(12)은, 제2 토출구(205)로부터 상측으로 이격되며, 제2 토출구(205)와 경사지게 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 외측벽(12)은 상기 제2 토출구(205)의 공기 토출방향을 향하여 반경 외측방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
이때, 제2 토출구(205)로부터 토출된 청정공기 중 일부는, 상기 제1 흡입구(S1, 도 4 참조)를 통해 서큘레이터(100) 내로 유입되어 순환팬(30)에 의해 상측으로 송풍될 수 있고, 모터수용부(50)와 가이드베인장치(70)를 차례로 통과하여 제1 토출구(S3)의 상측으로 토출될 수 있다.
그리고, 제2 토출구(205)로부터 토출된 청정공기 중 나머지 일부는, 제2 외측벽(12)을 향해 유동하며, 상기 제2 외측벽(12)이 형성하는 경사면을 따라 서큘레이터(100)의 반경 외측방향으로 토출될 수 있다. 따라서, 서큘레이터(100)가 제1 위치에 있는 경우, 상기 서큘레이터(100)는 상부송풍장치(200)가 일방향으로 토출하는 청정공기를 360도 방향으로 균일하게 토출시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 도 13에 도시한 바와 같이 서큘레이터(100)가 경사지게 세워지면, 제1 흡입구(S2)가 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역(A_in)이라 정의할 수 있다. 또한, 제1 토출구(S3)가 공기를 토출하는 영역을 토출영역(A_out)이라 정의할 수 있다.
이때, 상기 흡입영역(A_in)은 서큘레이터(100)가 경사지게 세워지면, 제1 흡입구(S2)가 마주하는 제2 토출구(205)의 상측에 형성된 영역이라 이해할 수 있다. 상기 흡입영역(A_in)은 상기 서큘레이터(100)의 제1 흡입구(S1)의 후방과 상기 제2 토출구(205)의 상측 사이에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 토출영역(A_out)은 상기 서큘레이터(100)의 전방에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 흡입영역(A_in)에 위치한 제2 토출구(205)의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역(A_c)이라 정의할 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 에어커튼영역(A_c)은, 상기 흡입영역(A_in)에 위치한 제2 토출구(205)의 양단을 상측으로 이은 가상의 선(Lo, Lo') 형성하는 영역으로 이해될 수 있다. 이때, 제2 토출구(205)로부터 상측으로 토출되는 공기는 상기 에어커튼영역(A_c)에서 기류를 형성할 수 있다.
한편, 도 13과 같이, 서큘레이터(100)가 세워진 상태의 제2 위치에 위치하면, 제1 외측벽(11)은, 기류의 지향 방향을 향하여 길게 배치되고, 흡입영역(A_in)에 위치하는 제2 외측벽(12)은, 상기 제1 외측벽을 향하여 상기 제2 토출구가 공기를 토출하는 방향으로 점차 확대되도록 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 서큘레이터(100)는, 제2 외측벽(12)의 종단면을 연장한 가상의 선(Lw-)이 제2 토출구(205)가 형성되어 있는, 송풍장치의 상측면을 지나도록 경사지게 세워질 수 있다.
제2 토출구(205)로부터 토출된 청정공기 중 일부는, 상기 제1 흡입구(S1, 도 4 참조)를 통해 서큘레이터(100) 내로 유입되어 순환팬(30)에 의해 기류 지향 방향으로 송풍될 수 있고, 모터수용부(50)와 가이드베인장치(70)를 차례로 통과하여 제1 토출구(S3)의 전방으로 토출될 수 있다.
또한, 제2 토출구(205)로부터 토출된 청정공기 중 나머지 일부는, 제2 외측벽(12)을 향해 유동하며, 상기 제2 외측벽(12)이 형성하는 경사면을 따라 제1 외측벽(11)의 외측면으로 안내된 후, 서큘레이터(100)의 전방을 향하여 토출될 수 있다. 따라서, 서큘레이터(100)가 제2 위치에 있는 경우, 상기 서큘레이터(100)는, 상부송풍장치(200)로부터 토출되는 청정공기가 서큘레이터(100)의 외측으로 누설되어 발생하는 유동 에너지 손실과 기류 지향 방향으로 토출되는 풍량의 감소를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이때. 상기 제2 외측벽(12)의 외측면을 따라 흐르며 제1 외측벽(11)으로 안내되는 청정공기의 유동, 및 상기 제2 외측벽(12)이 상기 외기의 유입방향에 대하여 경사면을 형성하는 것은, 외기가 제1 흡입구(S1) 내로 유입되는 데에 저항요소로 작용한다. 따라서, 외기가 서큘레이터(100)로 흡입되는 현상이 감소되고, 외기 대비 청정공기의 흡입비가 증가될 수 있다.
한편, 서큘레이터(100)는, 제1 흡입구(S1)가 에어커튼영역(A_c)으로부터 이격되도록 경사지게 세워질 수 있다. 이때, 제1 흡입구(S1)는 상기 흡입영역(A_in)에서 제2 토출구(205)으로부터 토출되는 청정공기를 흡입하고, 상기 에어커튼영역(A_c)에서 형성되는 상측 기류는 외기가 제1 흡입구(S1)로 유동하는 데에 저항요소로 작용하면서 상기 제1 흡입구(S1)로 흡입되는 바, 제1 흡입구(S1)가 외기를 흡입하는 비율을 감소시킬 수 있다.
상기 제1 흡입구(S1)가 형성하는 평면과 상기 제2 토출구(205)가 형성된 상기 송풍장치의 상측면이 60° 내지 70°의 각도를 이루도록 경사지게 세워지는 경우, 상기 제1 흡입구(S1)가 에어커튼영역(A_c)으로부터 이격되며, 청정공기 흡입비가 최대가 됨을 확인할 수 있었다(도 15 및 도 16 참조)
한편, 제2 랙(925)은 상기 랙이 형성하는 곡률 중심(C)을 축으로 상하방향으로 회전하여 상기 서큘레이터(100)의 제2 방향 회전의 움직임을 조절할 수 있다.
이때, 상기 제2 랙(295)이 형성하는 곡률 반경이 너무 크게 형성되면, 상기 랙(295)이 회전하여 서큘레이터(100)가 경사지게 세워질 때, 에어커튼영역(A_c)이 좁게 형성되거나, 형성되지 않을 수 있다.
따라서, 서큘레이터(100)가 제2 위치에 있는 경우, 상기 제2 랙(295)은 에어커튼영역(A_c)으로부터 이격될 수 있다. 즉, 제2 랙(295)의 곡률을 따라 상기 제2 랙을 연장한 가상의 원(C_r)은, 상기 에어커튼영역(A_c)으로부터 이격될 수 있다. 이때, 제2 랙(295)은 상기 가상의 원(C_r)을 따라 회전하여 서큘레이터(100)를 상하로 회전시킬 수 있다. 따라서, 서큘레이터(100)는 상기 에어커튼영역(A_c)의 내측 영역에서 움직임을 가지게 되어, 서큘레이터(100)가 경사 위치에 있을 때, 외기가 서큘레이터로 흡입되는 비율을 감소시킬 수 있다. 이때, 상기 제2 랙(295)은 곡률 중심(C)이 상기 서큘레이터(100)의 내측에 형성되도록 곡률 반경을 형성할 수 있다.
한편, 제1 흡입구(S1)에 필터부재(23)가 배치되어, 제1 흡입구(S1)를 통해 흡입되는 공기중의 먼지를 제거할 수 있다. 이 경우, 제2 토출구(205)로부터 흡입하는 청정공기를 한번 더 걸러줄 수 있을 뿐 아니라, 청정작용을 거치지 않은 외기를 필터링할 수 있는 장점이 있다.
이때, 필터부재(23)가 외기를 지속적으로 필터링 하면 상기 필터부재(23)의 집진 효율이 빠르게 줄어들고 교체주기가 짧아질 수 있는 바, 전술한 실시예들을 통하여 외기의 흡입비를 가급적 줄이는 것이 바람직하다.
도 15 및 도 16를 참조하면, (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(1)를 나타낸 것이고, (a)는 다른 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 것이다. (a)는 서큘레이터가 송풍장치에 대하여 약 55°로 기울어 진 상태이며, 제2 외측벽(12)을 포함하지 않고, 상기 제2 외측벽(12)의 위치에 복수의 통기공이 형성되는 흡입그릴(미부호)이 위치하며, 흡입영역(A_in)에서 에어커튼영역(A_c)이 거의 형성되지 않는다. 유동 해석 결과, (a)의 경우, 다량의 외기가 상기 흡입그릴의 둘레를 따라 서큘레이터 내로 흡입되었으나, (b)의 경우, 이러한 문제가 개선되어 서큘레이터(100)로 외기가 흡입되는 비율이 감소하였고, 청정공기가 흡입되는 비율이 증가하였다.
(a)의 경우 서큘레이터가 약 55°로 기울어져 있을 때, 청정공기 흡입비가 최대치(76%)로 관찰되었으며, (b)의 경우, 관찰한 모든 각도에서 상기 (a)에서 관찰된 것보다 청정공기 흡입비가 증가하였다. 특히, (b) 서큘레이터(100)가 약 65°로 기울어져있을 때 청정공기 흡입 비율이 최대치(84%)로 관찰되었으며, (a)의 최대치보다 8%가량 청정공기 흡입비가 증가한 결과를 보였다.
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.
1: 공기청정기 100: 서큘레이터
10: 하우징 11: 제1 외측벽
12: 제2 외측벽 12a: 제1 면
12b: 제2 면 20: 외측그릴
21: 외측격벽 22: 내측격벽
30: 순환팬 40: 모터
50: 모터수용부 60: 팬커버부
70: 가이드베인장치 80: 전면패널
S1: 제1 흡입구 S3: 제1 토출구
200: 상부송풍장치, 송풍장치 205: 제2 토출구
A_in: 흡입영역 A_c: 에어커튼영역
A_out: 토출영역

Claims (18)

  1. 상측면에 원주 방향으로 형성되는 제2 토출구 및 상기 제2 토출구를 통해 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬을 포함하는 송풍장치; 및
    상기 송풍장치의 상측에 움직임 가능하도록 배치되는 서큘레이터를 포함하고,
    상기 서큘레이터는,
    전후방향으로 연장되어, 후방에 제1 흡입구가 형성되고, 전방에 제1 토출구가 형성되는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어 공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡한 다음, 상기 제1 토출구를 통해 상기 하우징의 전방으로 토출시키는 순환팬; 및
    상기 순환팬을 회전시키는 모터를 포함하고,
    상기 제1 흡입구는,
    상기 제2 토출구의 가장자리를 상하로 연장한 가상의 연장면의 내측에서 상기 제2 토출구의 상측에 배치되고, 상기 제2 토출구의 직경(w4)보다 작은 직경(w1)을 가지도록 형성되어, 상기 제2 토출구에서 토출된 공기를 흡입하는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때, 상기 제1 흡입구가 상기 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역(A_in)이라 정의하고,
    상기 흡입영역에 위치한 제2 토출구의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역(A_c)이라 정의하고,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워지는 경사 위치는,
    상기 제1 흡입구가 상기 에어커튼영역으로부터 이격되도록 하는 위치를 포함하는 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서큘레이터는,
    상기 제1 흡입구가 형성하는 평면과 상기 송풍장치의 상측면이 60° 내지 70°의 각도를 이루도록 경사지게 세워지는 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍장치의 상측에 배치되는 기어와, 상기 기어를 회전시키는 기어모터; 및
    상기 서큘레이터의 후방에 배치되고, 상기 기어와 연동하여 상기 서큘레이터의 상하 방향의 회전을 가이드하는 랙을 더 포함하는 공기청정기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때 제1 흡입구가 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역이라 정의하고,
    상기 흡입영역에 위치한 제2 토출구의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역이라 정의하고,
    상기 랙의 곡률을 따라 상기 랙을 연장한 가상의 원(C_r)은,
    상기 에어커튼영역으로부터 이격되는 공기청정기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 흡입구에 필터부재가 배치되는 공기청정기.
  7. 제 1 항에 있어서
    상기 하우징은,
    전후방향으로 연장되고, 전방에 상기 제1 토출구가 형성되는 제1 외측벽; 및
    후방에 상기 제1 흡입구가 형성되고, 상기 제1 흡입구의 가장자리로부터 상기 제1 외측벽을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되어, 상기 제2 토출구로부터 토출되어 상기 제1 흡입구의 외측을 흐르는 공기를 상기 제1 외측벽의 외측면을 따라 상기 서큘레이터의 전방으로 유동되도록 안내하는 제2 외측벽을 포함하는 공기청정기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 외측벽의 외측면과 상기 제2 외측벽의 외측면은 연속되는 면을 형성하는 서큘레이터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 외측벽의 외측면은,
    원통형의 형상으로 형성되는 서큘레이터.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 외측벽의 외측면은,
    상기 제1 외측벽을 향하여 외측으로 라운딩되게 연장되는 제1 면을 포함하는 서큘레이터.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 외측벽의 외측면은,
    제1 흡입구의 가장자리로부터 상기 제1 면을 향하여 종단면의 기울기가 일정하게 연장되는 제2 면을 포함하는 서큘레이터.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때 제1 흡입구가 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역이라 정의하고,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워지면,
    상기 제1 외측벽은
    기류 지향 방향을 향하여 길게 배치되고,
    상기 흡입영역에 위치하는 상기 제2 외측벽은,
    상기 제1 외측벽을 향하여 상기 제2 토출구가 공기를 토출하는 방향으로 점차 확대되도록 배치되는 공기청정기
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 순환팬은,
    공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡입한 다음, 상기 제1 토출구를 상기 하우징의 전방 경사진 방향으로 토출시키는 사류팬인 공기청정기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 사류팬은,
    상기 모터의 전방에 배치되어 중심에 상기 모터의 출력축과 연결되는 허브;
    상기 허브의 후방에 이격되고 중앙부에 공기가 흡입되는 흡입구가 형성되는 쉬라우드; 및
    상기 허브와 상기 쉬라우드 사이에 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 공기청정기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 허브와 쉬라우드는,
    전방을 향하여 반경 외측방향으로 점차 확대되도록 연장되어 상기 제2 외측벽을 마주하는 서큘레이터.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 블레이드는,
    상기 쉬라우드로부터 상기 허브까지 전방 경사지게 연장되는 서큘레이터.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 서큘레이터는,
    상기 하우징 내에 배치되며, 상기 사류팬이 토출하는 공기를 상기 하우징의 전방으로 안내하는 가이드베인장치를 포함하는 공기청정기.
  18. 상측면에 원주 방향으로 형성되는 제2 토출구 및 상기 제2 토출구를 통해 공기를 외부로 배출시키는 송풍팬을 포함하는 송풍장치; 및
    상기 송풍장치의 상측에 움직임 가능하도록 배치되는 서큘레이터를 포함하고,
    상기 서큘레이터는,
    전후방향으로 연장되어, 후방에 제1 흡입구가 형성되고, 전방에 제1 토출구가 형성되는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되어 공기를 상기 제1 흡입구를 통해 흡한 다음, 상기 제1 토출구를 통해 상기 하우징의 전방으로 토출시키는 순환팬; 및
    상기 순환팬을 회전시키는 모터를 포함하고,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워질 때, 상기 제1 흡입구가 상기 제2 토출구로부터 토출된 공기를 흡입하는 영역을 흡입영역(A_in)이라 정의하고, 상기 흡입영역에 위치한 제2 토출구의 종단면을 상측으로 연장한 영역을 에어커튼영역(A_c)이라 정의하면,
    상기 서큘레이터가 경사지게 세워지는 경사 위치는,
    상기 제1 흡입구가 상기 에어커튼영역으로부터 이격되도록 하는 위치를 포함하는 공기청정기.
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