KR20220037542A - 물 필터를 이용한 공기청정기 - Google Patents

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임성환
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Abstract

본 발명에 따른 공기청정기는, 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실과, 상기 여과실로 공기를 유입시키기 위해 상기 여과실과 연결되는 흡입구와, 상기 여과실을 통과한 공기를 배출하기 위해 상기 여과실과 연결되는 배출구를 갖는 본체; 가장자리가 상기 본체의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 필터판 바디와, 공기가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판; 상기 필터판을 두께 방향으로 관통하도록 상기 필터판과 결합되고, 내부에 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 통과할 수 있는 튜브 유로가 마련되며, 상기 흡입구로 흡입되는 공기를 상기 물층으로 유동시킬 수 있도록 하단부가 상기 물층 속에 놓이는 급기 튜브; 및 공기가 상기 흡입구로 흡입되어 상기 튜브 유로와 상기 복수의 필터판 홀을 차례로 통과한 후 상기 배출구로 배출되도록 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 본체에 설치되는 에어 펌프;를 포함한다.

Description

물 필터를 이용한 공기청정기{AIR PURIFIER USING WATER FILTER}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 이용하여 오염된 공기를 여과 처리할 수 있는 물 필터를 이용한 공기청정기에 관한 것이다.
최근, 황사, 미세먼지, 초미세먼지와 같이 공기를 오염시키는 오염물질이 증가하고 있다. 이러한 이유로 공기 중에 포함되는 오염물질을 정화하여 쾌적한 실내환경을 조성하기 위한 공기청정기의 수요가 증대되고 있다.
일반적으로, 공기청정기는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꿔주는 장치로서, 대부분 오염물질이 포함된 공기를 정화필터에 통과시켜 공기 중의 오염물질을 제거함으로써 공기를 정화하는 방식을 채택하고 있다.
공기청정기에서 사용되는 정화필터는 공기를 정화하는 과정에서 오염물질이 부착됨으로써 장시간 사용 시 성능이 저하되는 문제가 있다. 따라서 공기청정기의 정화 성능을 양호하게 유지하기 위해서는 정화필터의 주기적인 교체가 필요하다.
하지만, 정화필터의 교체는 비용이 발생하기 때문에 정화필터의 주기적인 교체는 공기청정기 사용자에게 지속적인 경제적 부담을 준다. 더욱이, 사용 중인 공기청정기가 단종된 모델인 경우에는 새로운 정화필터를 확보하는 데에도 어려움이 따른다.
대한민국 등록특허 제10-2067737호 (2020.01.13)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 어디에서나 쉽게 구할 수 있는 물을 이용하여 공기를 효과적으로 여과 처리할 수 있는 물 필터를 이용한 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기청정기는, 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실과, 상기 여과실로 공기를 유입시키기 위해 상기 여과실과 연결되는 흡입구와, 상기 여과실을 통과한 공기를 배출하기 위해 상기 여과실과 연결되는 배출구를 갖는 본체; 가장자리가 상기 본체의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 필터판 바디와, 공기가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판; 상기 필터판을 두께 방향으로 관통하도록 상기 필터판과 결합되고, 내부에 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 통과할 수 있는 튜브 유로가 마련되며, 상기 흡입구로 흡입되는 공기를 상기 물층으로 유동시킬 수 있도록 하단부가 상기 물층 속에 놓이는 급기 튜브; 및 공기가 상기 흡입구로 흡입되어 상기 튜브 유로와 상기 복수의 필터판 홀을 차례로 통과한 후 상기 배출구로 배출되도록 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 본체에 설치되는 에어 펌프;를 포함하고, 상기 필터판 홀에는 상기 물층을 통과하면서 1차 여과된 공기에 함유된 수분이 응결되어 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 공기를 상기 물 여과막에 의해 2차 여과시키는 것을 특징으로 한다.
상기 필터판은 복수 개가 상기 급기 튜브의 길이 방향으로 이격 배치될 수 있다.
공기의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판의 필터판 홀 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판의 필터판 홀보다 작을 수 있다.
상기 급기 튜브는, 상기 복수의 필터판을 관통하는 튜브 바디와, 상기 튜브 바디의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있도록 상기 튜브 유로와 연결되는 개구를 구비하는 중공형의 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서의 끝단은 상기 본체의 내부 바닥에 위치할 수 있다.
상기 스페이서는 상기 복수의 필터판 중에서 최하부에 배치되는 필터판을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어질 수 있다.
상기 필터판 바디에는 상기 급기 튜브를 감싸도록 상기 필터판 바디로부터 돌출되는 중공형의 필터판 슬리브가 구비될 수 있다.
상기 필터판 바디의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈이 상기 복수의 필터판 홀과 연결되도록 마련될 수 있다.
상기 필터판 홀은 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 필터판 바디에는 상기 필터판 홀의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 돌출 연장부가 구비되고, 상기 필터판 홀은 상기 필터판 바디에서 상기 돌출 연장부까지 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 가장자리가 상기 본체의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 덮개판 바디와, 공기가 통과할 수 있도록 상기 덮개판 바디에 상기 덮개판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 덮개판 홀을 구비하고, 상기 필터판 위에 배치되도록 상기 급기 튜브에 결합되는 덮개판;을 포함하고, 상기 덮개판 홀에서 상기 본체의 내면까지의 최소 거리는 상기 복수의 필터판 홀 중 최외곽에 배치되는 필터판 홀에서 상기 본체의 내면까지의 최소 거리보다 클 수 있다.
상기 본체는, 내부에 상기 여과실이 마련된 하부 바디와, 상기 하부 바디의 상측에 배치되고, 상기 배출구가 형성된 상부 바디와, 상기 하부 바디와 상기 상부 바디 사이에 배치되어 상기 하부 바디와 상기 상부 바디를 연결하고, 상기 흡입구와, 상기 흡입구와 연결되는 흡입 공기실과, 상기 흡입 공기실과 상기 튜브 유로를 연결하는 튜브 결합 홀과, 상기 여과실의 공기를 상기 배출구로 가이드하는 배기 가이드 홀을 구비하는 코어 바디를 포함하고, 상기 에어 펌프는 상기 흡입 공기실의 공기를 흡입하여 상기 튜브 결합 홀로 토출하도록 설치될 수 있다.
상기 에어 펌프는 적어도 일부분이 상기 배기 가이드 홀과 상기 배출구 사이에 공기가 통과하도록 마련되는 배기 유로에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 상기 에어 펌프를 감싸도록 상기 배기 유로에 배치되어 상기 에어 펌프에서 발생하는 열을 방출시키는 히트 싱크;를 포함할 수 있다.
상기 에어 펌프는 상기 흡입구를 통해 상기 본체의 내부로 흡입되는 공기가 유입되는 유입부와, 상기 튜브 유로로 공기를 토출시키는 토출부를 포함하고, 상기 유입부에는 공기가 통과할 수 있는 소재로 이루어지는 방음재가 채워질 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 상기 복수의 필터판 홀을 통과한 공기를 상기 배출구로 강제 송풍시킬 수 있도록 상기 본체의 내부에 설치되는 송풍 팬;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 상기 여과실의 공기를 살균하기 위한 광을 상기 여과실에 조사하기 위해 상기 본체에 설치되는 살균 램프;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 사용자 조작을 위해 상기 배출구를 통해 외부로 드러나도록 상기 본체에 설치되는 조작부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 상기 배출구를 통해 상기 본체의 외부로 광을 발산할 수 있도록 상기 본체의 내부에 설치되는 램프; 및 상기 램프에서 발생하는 광을 상기 배출구의 둘레로 가이드할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 광가이드;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는, 상기 여과실에서 상기 배출구로 유동하는 공기 중의 습도를 검출하기 위해 상기 본체에 설치되는 습도 센서; 상기 여과실에 저장되는 물에 대한 물 보충 알림신호를 출력하기 위한 출력 모듈; 및 상기 습도 센서의 검출 정보로부터 물 보충 시기를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 물 보충 알림신호가 출력되도록 상기 출력 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공기청정기는 본체의 내부에 마련되는 물층으로 공기를 유입시켜 공기를 1차 여과할 수 있다. 그리고 1차 여과된 공기를 물층 위에 배치되는 필터판의 필터판 홀을 통과시킴으로써, 1차 여과된 공기 중에 함유된 수분이 응축되어 필터판에 형성되는 물 여과막을 이용하여 공기를 2차 여과시킬 수 있다. 따라서 별도의 필터를 사용하지 않고 물을 이용하여 공기를 효과적으로 여과 처리할 수 있다. 그리고 수분을 함유한 공기를 배출함으로써 가습 기능을 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 공기청정기는 필터판에 공기 통과할 수 있는 복수의 필터판 홀이 구비됨으로써 여과실에서 유동하는 공기 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 따라서 여과실에서 물과 접하는 공기의 표면적을 증대시킬 수 있어 기체의 여과 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 공기청정기는 물의 교체만으로 정화 기능의 저하없이 반영구적으로 사용 가능하며, 별도의 필터 교체 비용이 발생되지 않아 유지 비용이 저렴하다.
또한 본 발명에 따른 공기청정기는 물 필터가 탈착 가능하여 분리 세척이 용이하고, 사용이 편리하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 코어 바디를 분해하여 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 일부 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 물 필터를 분해하여 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 14 및 도 15는 물 필터에 구비되는 필터판의 변형예를 나타낸 것이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 단면도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 공기청정기의 물 필터를 분해하여 나타낸 것이다.
도 18은 도 16에 나타낸 공기청정기에 구비되는 덮개판의 작용을 설명하기 위한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 공기청정기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 본체(101)와, 공기를 여과하기 위해 본체(101)의 내부에 설치되는 물 필터(150)와, 외부 공기를 본체(101)의 내부로 흡입시키기 위해 본체(101)의 내부에 설치되는 에어 펌프(170)와, 본체(101) 내부에서 공기를 외부로 배기시키기 위한 송풍 팬(180)과, 공기청정기(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어 모듈(198)을 포함한다. 이러한 공기청정기(100)는 본체(101)의 내부에 물을 수용하고, 외부 공기를 본체(101)의 내부로 유입시켜 물을 이용하여 여과시킨 후 배출시킬 수 있다.
본체(101)는 하부 바디(102)와, 하부 바디(102) 위에 배치되는 상부 바디(105)와, 하부 바디(102)와 상부 바디(105)를 연결하는 코어 바디(110)를 포함한다. 본체(101)의 내부에는 외부 공기가 유입되는 흡입 공기실(113)과, 공기가 여과되는 여과실(114)과, 에어 펌프(170)와 송풍 팬(180) 등이 설치되는 설치실(115)이 마련된다.
하부 바디(102)의 내부에는 여과실(114)이 마련된다. 여과실(114)에 일정량의 물이 수용되어 물층(Lw)을 형성한다. 하부 바디(102)의 상부는 개방되고, 하부 바디(102)의 개방된 상부는 코어 바디(110)에 의해 밀폐된다. 하부 바디(102)와 코어 바디(110)는 상호 분리 가능하게 결합된다. 하부 바디(102)의 상단부 내측에는 코어 바디(110)와의 결합을 위한 암나사산 형태의 하부 바디 나사부(103)가 구비된다. 하부 바디(102)의 하단부에는 후술할 받침대(140)가 결합되는 결합홈(104)이 마련된다.
상부 바디(105)는 코어 바디(110)와 결합되어 코어 바디(110)를 통해 하부 바디(102)와 분리 가능하게 결합된다. 상부 바디(105)의 하부는 개방되고, 상부 바디(105)의 개방된 하부는 코어 바디(110)에 의해 밀폐된다. 상부 바디(105)의 상단부에는 본체(101) 내부에서 여과된 공기가 배출되는 배출구(106)가 구비된다. 상부 바디(105)의 중간에는 삽입 홀(107)이 마련된다. 삽입 홀(107) 속에 후술할 소켓(183)이 설치된다. 전원을 공급하기 위한 전원 케이블이 삽입 홀(107)을 통해 소켓(183)에 접속될 수 있다. 전원 케이블이 접속되는 소켓(183)을 통해 공기청정기(100)를 구성하는 전장품에 전원이 공급될 수 있다.
코어 바디(110)는 상부 바디(105)와 결합되어 하부 바디(102)에 분리 가능하게 결합된다. 도 2 내지 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하면, 코어 바디(110)는 하부 코어 바디(118)와, 하부 코어 바디(118) 위에 결합되는 상부 코어 바디(130)를 포함한다.
하부 코어 바디(118)는 하부 바디(102)의 개방된 상부를 덮을 수 있는 하부 코어 바디 베이스(119)와, 하부 코어 바디 베이스(119)의 중앙에 배치되는 튜브 연결부(123)와, 튜브 연결부(123) 주위에 배치되는 복수의 연결관부(126)를 포함한다. 하부 코어 바디 베이스(119)의 외측 둘레에는 하부 바디(102)의 하부 바디 나사부(103)에 대응하는 코어 바디 나사부(129)가 구비된다. 코어 바디(110)는 코어 바디 나사부(129)가 하부 바디 나사부(103)에 맞물리는 방식으로 하부 바디(102)에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
코어 바디 나사부(129)와 튜브 연결부(123) 사이에는 복수의 지지 돌기(120)가 튜브 연결부(123)의 둘레를 따라 이격 배치된다. 지지 돌기(120)는 하부 코어 바디 베이스(119)로부터 돌출되고, 지지 돌기(120)의 상단부에는 결합돌기(121)가 돌출된다. 복수의 지지 돌기(120) 사이에 흡입구(111)가 구비된다. 그리고 복수의 지지 돌기(120)에 의해 둘러싸이는 부분에 흡입구(111)와 연결되는 흡입 공기실(113)이 마련된다. 복수의 흡입구(111)를 통해 외부 공기가 흡입 공기실(113)로 유입될 수 있다.
튜브 연결부(123)는 물 필터(150)의 급기 튜브(159)가 결합될 수 있도록 하부 코어 바디 베이스(119)의 중앙에 배치된다. 튜브 연결부(123)의 내측에는 튜브 연결 홀(124)이 마련된다. 튜브 연결 홀(124)은 튜브 연결부(123)의 상단부에서 하부 코어 바디 베이스(119)의 하면까지 연장된다. 흡입 공기실(113)의 공기가 튜브 연결 홀(124)을 통해 튜브 연결부(123)에 결합되는 급기 튜브(159)로 유동할 수 있다.
연결관부(126)는 복수 개가 튜브 연결부(123)의 주위에 구비된다. 연결관부(126)의 내측에는 연결 홀(127)이 마련된다. 연결 홀(127)은 연결관부(126)의 상단부에서 하부 코어 바디 베이스(119)의 하면까지 연장된다. 여과실(114)의 공기가 연결 홀(127)을 통해 하부 코어 바디 베이스(119)의 위쪽으로 유동할 수 있다.
이 밖에 하부 코어 바디(118)에는 광조사 홀(128)이 구비된다. 후술할 살균 램프(182)가 광조사 홀(128)을 통해 여과실(114)에 광을 조사할 수 있다.
상부 코어 바디(130)는 상부 바디(105)의 개방된 하부를 덮을 수 있는 상부 코어 바디 베이스(131)와, 상부 코어 바디 베이스(131)의 중앙 부분에 구비되는 펌프 설치부(132)와, 펌프 설치부(132) 주위에 배치되는 복수의 배기 가이드(135)를 포함한다.
상부 코어 바디 베이스(131)의 하면에는 하부 코어 바디(118)에 구비되는 복수의 결합돌기(121)에 대응하는 복수의 삽입홈(137)이 구비된다. 복수의 삽입홈(137)에 복수의 결합돌기(121)가 삽입됨으로써 상부 코어 바디 베이스(131)가 하부 코어 바디 베이스(119)로부터 이격되도록 하부 코어 바디 베이스(119)와 결합된다. 상부 코어 바디 베이스(131)는 하부 코어 바디 베이스(119) 위에서 흡입 공기실(113)을 덮을 수 있다.
펌프 설치부(132)는 하부 코어 바디(118)의 튜브 연결부(123)에 대응하도록 상부 코어 바디 베이스(131)의 중앙에 상부 코어 바디 베이스(131)로부터 돌출되도록 구비된다. 펌프 설치부(132)의 내측에는 펌프 설치 홀(133)이 마련된다. 펌프 설치 홀(133)은 펌프 설치부(132)의 상단부에서 상부 코어 바디 베이스(131)의 하면까지 연장된다. 펌프 설치부(132)에 에어 펌프(170)가 결합된다.
배기 가이드(135)는 하부 코어 바디(118)의 연결관부들(126)에 대응하도록 복수 개가 펌프 설치부(132)의 주위에 배치된다. 배기 가이드(135)는 상부 코어 바디 베이스(131)의 상면으로부터 돌출되어 연결관부(126)를 통과하는 공기를 배출구(106) 쪽으로 가이드할 수 있다. 배기 가이드(135)의 내측에는 배기 가이드 홀(136)이 마련된다. 배기 가이드 홀(136)은 배기 가이드(135)의 상단부에서 하부 코어 바디 베이스(119)의 하면까지 연장되어 연결관부(126)의 연결 홀(127)과 연결된다. 연결 홀(127)을 통과하는 공기가 배기 가이드 홀(136)을 통해 배출구(106) 쪽으로 유동할 수 있다.
배기 가이드(135)는 본체(101)가 쓰러지는 경우 여과실(114)에 수용되는 물을 배출구(106) 쪽으로 가이드하는 역할을 할 수 있다. 즉 배기 가이드(135)는 본체(101)가 쓰러지는 경우 여과실(114)의 물을 배출구(106) 쪽으로 유도한다. 따라서 설치실(115)로 유입되는 물이 소켓(183)이 설치되는 상부 코어 바디 베이스(131) 쪽으로 유동하지 않고 배출구(106)를 통해 신속하게 배출될 수 있다.
이 밖에 상부 코어 바디(130)에는 하부 코어 바디(118)의 광조사 홀(128)에 대응하는 램프 설치 홀(138)이 구비된다. 램프 설치 홀(138)에 살균 램프(182)가 설치되어 광가이드 홀(193)을 통해 여과실(114)에 광을 조사할 수 있다.
살균 램프(182)는 자외선 등 살균 기능을 갖는 광을 발생할 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다. 살균 램프(182)가 여과실(114)에 광을 조사함으로써 여과실(114)에서 공기가 살균될 수 있다. 또한 살균 램프(182)에 의해 여과실(114)에 설치되는 물 필터(150)와 여과실(114)에 수용되는 물이 살균될 수 있다.
코어 바디(110)는 상부 바디(105)에 고정되어 하부 바디(102)에 분리 가능하게 결합된다. 도 2 및 도 3에 나타낸 것과 같이, 코어 바디(110)가 하부 바디(102)에서 분리되면 하부 바디(102)의 개방된 상부가 외부로 드러난다. 이 상태에서 하부 바디(102)의 내부에 물을 공급하거나, 하부 바디(102)로부터 물을 배출할 수 있다. 또한 코어 바디(110)가 하부 바디(102)에서 분리된 상태에서 물 필터(150)가 설치되거나 분리될 수 있다.
도 1 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 코어 바디(110)가 하부 바디(102)에 결합되면 코어 바디(110)가 여과실(114)을 밀폐하게 된다. 이때, 하부 바디(102)와 상부 바디(105)는 일정 간격 이격되며 이들 사이에 간극(G)이 형성된다. 코어 바디(110)의 흡입구(111)는 간극(G)을 통해 외부로 노출되며, 외부의 공기가 간극(G)을 통해 흡입구(111)로 유동할 수 있다.
본체(101)는 받침대(140)에 의해 평평한 바닥에 세워질 수 있다. 받침대(140)는 받침대 베이스(141)와, 받침대 캡(144)을 포함한다. 받침대 베이스(141)의 중앙에는 받침대 베이스 홀(142)이 받침대 베이스(141)를 두께 방향으로 관통하도록 형성된다. 받침대 캡(144)은 받침대 베이스(141)의 하면을 덮도록 받침대 베이스(141)와 결합된다. 받침대 캡(144)의 중앙에는 받침대 돌기(145)가 돌출된다. 받침대 돌기(145)는 받침대 베이스 홀(142)에 삽입되어 받침대 베이스(141)의 상면으로부터 돌출된다. 받침대 캡(144)의 폭은 하부 바디(102)의 폭보다 크고, 받침대 캡(144)의 하면은 평평하다. 받침대 캡(144)은 고무 등 탄성력을 갖는 소재로 이루어질 수 있다. 받침대(140)는 받침대 돌기(145)가 하부 바디(102)의 결합홈(104)에 삽입되는 방식으로 본체(101)와 결합될 수 있다.
도 4 내지 도 6, 도 11 및 도 12를 참조하면, 물 필터(150)는 여과실(114)로 유입되는 공기를 여과할 수 있도록 여과실(114)에 설치된다. 물 필터(150)는 복수의 필터판(151)과, 복수의 필터판(151)을 지지하는 급기 튜브(159)를 포함한다.
필터판(151)은 가장자리가 하부 바디(102)의 내면에 접하여 여과실(114)을 구획할 수 있는 필터판 바디(152)를 포함한다. 필터판 바디(152)에는 공기가 통과할 수 있도록 필터판 바디(152)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 필터판 홀(153)이 구비된다. 복수의 필터판 홀(153)은 여과실(114)에서 유동하는 공기 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 즉 여과실(115)에서 유동하는 공기 덩어리가 필터판 바디(152)의 하면에 도달한 후 필터판 홀(153)에 대응하는 크기로 분해되어 필터판 홀(153)을 통과하게 된다.
필터판 바디(152)의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈(154)이 복수의 필터판 홀(153)과 연결되도록 마련된다. 여과실(114)의 공기가 필터판 홀(153)을 통과하는 중에 공기 중에 함유된 수분이 필터판 바디(152)에 부착되어 응축된다. 이렇게 응축되는 수분은 필터판 홀(153)을 채우고 저수홈(154)에 고여 공기를 여과할 수 있는 물 여과막(Mw)을 형성하게 된다.
필터판 바디(152)의 중앙에는 중공형의 필터판 슬리브(156)가 필터판 바디(152)로부터 돌출되도록 구비된다. 필터판 슬리브(156)의 내측에는 급기 튜브(159)가 통과할 수 있는 관통 홀(157)이 마련된다. 관통 홀(157)은 필터판 슬리브(156)의 상단부에서 필터판 바디(152)의 하면까지 연장된다.
복수의 필터판(151)은 급기 튜브(159)에 차례로 결합됨으로써 상하 방향으로 동축 배치된다. 상대적으로 상측에 위치하는 필터판(151)은 필터판 바디(152)가 상대적으로 하측에 위치하는 필터판(151)의 필터판 슬리브(156)에 지지된다. 따라서 복수의 필터판(151)은 각각의 필터판 바디(152)가 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되도록 급기 튜브(159)에 지지될 수 있다.
복수의 필터판(151) 각각에 구비되는 필터판 홀(153)의 크기와 개수는 다를 수 있다. 구체적으로, 공기의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153) 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153)보다 작다. 그리고 상대적으로 크기가 작은 필터판 홀(153)은 상대적으로 크기가 큰 필터판 홀(153)보다 많은 개수가 필터판 바디(152)에 형성된다. 여과실(114)에서 물층(Lw)을 통과한 공기가 하부에서 상부 방향으로 유동하므로, 최하부에 배치되는 필터판(151)에 구비되는 필터판 홀(153)이 가장 작고 가장 많은 개수를 갖는다. 반면, 최상부에 배치되는 필터판(151)에 구비되는 필터판 홀(153)이 가장 크고 가장 적은 개수를 갖는다.
필터판(151)을 통과하는 공기에 대한 여과 효율을 높이기 위해서는 공기와 물 여과막(Mw)의 접촉 면적을 증대시키는 것이 유리하다. 그리고 공기와 물 여과막(Mw)의 접촉 면적을 증대시키려면 필터판 홀(153)의 개수를 늘려야한다. 필터판 바디(152)의 면적은 본체(101) 속에 삽입될 수 있는 크기로 제한되므로, 필터판 홀(153)의 크기를 줄이는 방법으로 필터판 홀(153)의 개수를 늘릴 수 있다. 필터판 홀(153)의 크기를 줄이면 그 개수를 늘릴 수 있지만, 공기 유동에 불리하게 작용할 수 있다.
여과실(114)에서 상대적으로 작은 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 상대적으로 상류에 배치하고, 상대적으로 큰 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 상대적으로 하류에 배치하면, 공기에 대한 여과 효율을 높게 유지하면서, 공기의 유동을 양호하게 유지하는 것이 가능하다.
필터판(151)의 개수나 필터판 홀(153)의 크기 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 도시된 것과 같이, 6개의 필터판(151)이 구비되는 경우, 상대적으로 상류에 배치되는 3개의 필터판(151)에는 상대적으로 크기가 작은 필터판 홀(153)을 마련하고, 상대적으로 하류에 배치되는 3개의 필터판(151)에는 상대적으로 크기가 큰 필터판 홀(153)을 마련할 수 있다. 다른 예로, 6개의 필터판(151) 각각의 필터판 홀(153) 크기를 모두 다르게 하되, 필터판 홀(153)의 크기가 상류에서 하류 방향으로 갈수록 점진적으로 증가하도록 필터판(151)을 배치할 수도 있다. 이 밖에, 필터판 홀(153)의 크기가 다른 세 종류 이상의 필터판(151)을 마련하되, 동일한 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 하나 또는 두 개 이상씩 배치할 수도 있다.
급기 튜브(159)는 복수의 필터판(151)을 지지하면서 흡입 공기실(113)의 공기를 여과실(114)의 물층(Lw)으로 가이드한다. 급기 튜브(159)는 필터판(151)을 관통하는 튜브 바디(160)와, 튜브 바디(160)의 끝단에 결합되는 중공형의 스페이서(163)를 포함한다.
튜브 바디(160)는 필터판(151)의 관통 홀(157)에 삽입되어 필터판(151)과 결합된다. 튜브 바디(160)는 필터판(151)과의 사이에 공기가 통과할 수 있는 틈새가 생기지 않도록 필터판(151)과 결합될 수 있다. 튜브 바디(160)의 내부에는 공기가 통과할 수 있는 튜브 유로(161)가 마련된다. 튜브 바디(160)는 상단부가 코어 바디(110)의 튜브 연결부(123)에 삽입되며, 튜브 유로(161)가 튜브 연결 홀(124)과 연결된다.
스페이서(163)는 튜브 바디(160)의 하단부에 결합된다. 스페이서(163)는 최하부에 배치되는 필터판(151)을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어진다. 즉 스페이서(163)의 폭은 튜브 바디(160)의 폭보다 크고, 스페이서(163)는 튜브 바디(160)의 하단부가 스페이서(163)의 안쪽에 삽입되는 방식으로 튜브 바디(160)와 결합될 수 있다.
스페이서(163)에는 튜브 유로(161)와 연결되는 복수의 개구(165)가 외측으로 개방되도록 형성된다. 튜브 유로(161)를 따라 유동하는 공기가 스페이서(163)의 내부를 통과하여 개구(165)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 물 필터(150)는 스페이서(163)의 끝단이 본체(101)의 내부 바닥에 위치하도록 여과실(114)에 설치된다. 이때, 스페이서(163)의 개구(165)는 여과실(114)에 마련되는 물층(Lw) 속에 잠긴다. 따라서 급기 튜브(159)를 따라 유동하는 공기가 개구(165)를 통해 물층(Lw) 속으로 유입될 수 있다.
물 필터(150)는 최하부에 위치하는 필터판(151)이 스페이서(163)에 의해 떠받쳐지므로 복수의 필터판(151)이 차례로 적층된 상태로 급기 튜브(159)와 연결된다. 물 필터(150)는 복수의 필터판(151)이 급기 튜브(159)와 연결된 상태로 설치되거나 본체(101)에서 분리될 수 있다. 그리고 최상부에 위치하는 필터판(151)은 고정 링(167)에 의해 고정된다. 고정 링(167)은 급기 튜브(159)에 결합되어 최상부에 위치하는 필터판(151)이 급기 튜브(159)에서 벗어나지 않도록 필터판(151)을 지지한다. 따라서 복수의 필터판(151)은 스페이서(163)와 고정 링(167) 사이에서 움직이지 않게 고정될 수 있다. 이와 같이, 복수의 필터판(151)이 급기 튜브(159)와 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있으므로, 물 필터(150)를 본체(101) 내부에 설치하거나 본체(101) 내부에서 분리하는 작업이 쉽게 이루어질 수 있다.
고정 링(167)이 급기 튜브(159)에서 분리되면 필터판(151)은 급기 튜브(159)에서 쉽게 분리될 수 있다. 따라서 사용자는 필터판(151)을 급기 튜브(159)에서 분리하여 세척한 후 다시 급기 튜브(159)에 결합할 수 있다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 물 필터(150)는 급기 튜브(159)의 상단부가 코어 바디(110)의 튜브 연결부(123)에 결합되고 급기 튜브(159)의 하단부가 여과실(114)에 마련되는 물층(Lw) 속에 잠기도록 여과실(114)에 설치됨으로써 급기 튜브(159)로 공급되는 공기를 여과할 수 있다. 구체적으로, 급기 튜브(159)를 통해 공급되는 공기는 물층(Lw)을 통과하면서 1차 여과되고, 1차 여과된 공기가 복수의 필터판(151)을 차례로 통과하게 된다. 필터판(151)에는 1차 여과된 공기에 함유된 수분이 응결되어 물 여과막(Mw)이 형성되므로, 1차 여과된 공기가 각 필터판(151)에 형성되는 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된 후 여과실(114)을 빠져나간다.
에어 펌프(170)는 본체(101)의 설치실(115)에 설치되어 본체(101) 내부에서 공기의 흐름을 발생시킨다. 에어 펌프(170)는 일부분이 코어 바디(110)의 펌프 설치부(132)에 결합되어 설치실(115)에 세워지도록 설치된다. 에어 펌프(170)는 펌프 설치 홀(133)에 삽입되는 에어 펌프 본체(171)와, 공기를 흡입하도록 에어 펌프 본체(171)의 일측에 구비되는 유입부(172)와, 공기를 토출하기 위해 에어 펌프 본체(171)의 다른 일측에 구비되는 토출부(173)를 포함한다. 도 6 및 도 10에 나타낸 것과 같이, 유입부(172)는 흡입 공기실(113)의 공기를 흡입하기 위해 흡입 공기실(113) 중으로 노출되도록 배치된다. 토출부(173)는 튜브 연결부(123)의 내부에 배치되어 공기를 급기 튜브(159)의 내부로 토출시킬 수 있다. 에어 펌프 본체(171)는 튜브 연결부(123) 위에 놓이고, 에어 펌프 본체(171)와 튜브 연결부(123)의 사이에는 실링재(139)가 개재되어 이들 사이를 실링한다.
유입부(172)에는 에어 펌프(170)의 작동 소음을 감소시키기 위한 방음재(174)가 채워진다. 방음재(174)는 메쉬 망이나, 솜 등 공기가 잘 통하면서 공기 덩어리를 쪼갤 수 있는 소재로 이루어진다. 방음재(174)는 에어 펌프(170)의 내부에서 발생하는 소리의 파장을 쪼갬으로써 방음 기능을 수행할 수 있다.
에어 펌프(170)는 유입부(172)를 통해 흡입 공기실(113)의 공기를 흡입하여 토출부(173)를 통해 급기 튜브(159)의 내부로 토출시킨다. 이러한 에어 펌프(170)의 작용으로 외부 공기가 흡입구(111)를 통해 본체(101) 내부로 흡입되어 여과된 후 배출구(106)를 통해 배출되는 일련의 공기 흐름이 발생하게 된다. 즉 흡입구(111)로 흡입되는 공기가 급기 튜브(159)의 튜브 유로(161)를 통해 물층(Lw)으로 공급되고, 물층(Lw)에서 1차 여과된 공기가 복수의 필터판(151) 각각의 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된 후 배기 가이드(135)를 따라 배출구(106)로 유동하여 배출구(106)를 통해 배출된다. 배기 가이드(135)를 통과하는 공기는 설치실(115)을 거쳐 배출구(106)로 유동하게 된다.
배기 가이드(135)와 배출구(106)는 이격되어 있으므로, 배기 가이드(135)와 배출구(106) 사이에는 여과된 공기가 유동하는 배기 유로(Pd; 도 13 참조)가 마련된다. 에어 펌프(170)는 적어도 일부분이 배기 유로(Pd) 중으로 노출되도록 설치된다. 따라서 에어 펌프(170)에서 발생하는 열이 배기 유로(Pd)를 따라 유동하는 공기에 의해 배출구(106)를 통해 외부로 방출됨으로써 에어 펌프(170)가 냉각될 수 있다.
이러한 에어 펌프(170)에 대한 방열 효율을 증대시키기 위해 설치실(115)에는 히트 싱크(176)가 설치된다. 히트 싱크(176)는 에어 펌프(170)가 삽입될 수 있는 히트 싱크 홀(177)을 구비한다. 히트 싱크(176)는 히트 싱크 홀(177)에 에어 펌프(170)가 삽입되는 방식으로 에어 펌프(170)의 외면을 감싸면서 에어 펌프(170)와 결합된다. 히트 싱크(176)는 알루미늄 등 열전도율이 좋은 소재로 이루어질 수 있으며, 도시된 것과 같이 복수의 방열핀을 포함하는 구조로 이루어질 수 있다. 히트 싱크(176)는 공기가 통과하는 배기 유로(Pd) 중에 배치됨으로써 에어 펌프(170)에서 발생하는 열을 신속하게 방열시킬 수 있다.
히트 싱크(176) 위에는 히트 싱크 캡(178)이 설치된다. 히트 싱크 캡(178)은 고무 등 열전도율이 낮은 소재로 이루어진다. 히트 싱크 캡(178)은 에어 펌프(170)에서 에어 펌프(170) 위의 송풍 팬(180)으로의 열전달을 억제시킨다.
송풍 팬(180)은 설치실(115)로 유입되는 공기를 배출구(106)로 측으로 강제 송풍시킨다. 송풍 팬(180)의 작용으로 여과된 공기가 배출구(106)를 통해 본체(101) 주위로 신속하게 배출될 수 있다.
제어 모듈(198)은 에어 펌프(170)와, 송풍 팬(180)과, 살균 램프(182)를 제어하는 등 공기청정기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 또한 제어 모듈(198)은 소켓(183)을 통해 전원을 공급받고, 입력 모듈(187)과, 습도 센서(194)와, 공기질 측정 센서(195)와, 탁도 센서(196)로부터 검출 신호를 수신하며, 출력 모듈(191)과, 통신 모듈(197)을 제어할 수 있다. 도면에는 제어 모듈(198)이 코어 바디(110)에 결합되는 것으로 나타냈으나, 제어 모듈(198)의 설치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
입력 모듈(187)은 사용자 조작에 의해 입력 신호를 발생하는 것으로, 조작부(185)와 스위치(186)를 포함할 수 있다. 조작부(185)는 송풍 팬(180) 위에 설치되고 사용자가 조작할 수 있도록 배출구(106)를 통해 외부로 노출된다. 스위치(186)는 조작부(185)와 작용하여 입력 신호를 발생할 수 있도록 조작부(185)의 하측에 설치된다. 스위치(186)는 본체(101)에 지지되는 기판(188)에 결합된다. 사용자가 조작부(185)를 조작할 때 스위치(186)가 입력 신호를 발생하여 제어 모듈(198)에 송신한다. 입력 모듈(187)은 터치 센서 방식, 누름 버튼 방식, 다이얼 방식 등 사용자 조작에 따라 입력 신호를 발생할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.
스위치(186)를 지지하는 기판(188)에는 복수의 램프(190)가 설치된다. 복수의 램프(190)는 사용자에게 공기청정기(100)의 작동 상태 등의 정보를 제공하는 출력 모듈(191)을 구성할 수 있다. 제어 모듈(198)은 습도 센서(194)와, 공기질 측정 센서(195)와, 탁도 센서(196)로부터 감지 신호를 수신하고 출력 모듈(191)을 작동시켜 사용자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(198)은 램프(190)를 점등 또는 점멸시키거나, 램프(190)가 발생하는 광의 색상을 변경하는 등 다양한 방식으로 알림신호를 발생할 수 있다.
램프(190)에서 발생하는 광은 광가이드(192)에 의해 본체(101)의 외부로 방출된다. 광가이드(192)는 중앙에 광가이드 홀(193)이 형성된 링 형상으로 이루어지고, 배출구(106) 둘레에 배치되도록 램프(190) 위에 설치된다. 광가이드(192)는 램프(190)에서 발생하는 광을 배출구(106)의 둘레로 가이드한다. 램프(190)는 발생하는 광이 광가이드(192)에 의해 배출구(106) 주위로 발산됨으로써 조명 램프 또는 장식 램프로 작용할 수 있다.
제어 모듈(198)은 습도 센서(194) 및 공기질 측정 센서(195)로부터 주변 공기의 습도와 오염 정도에 대한 측정 정보를 수신하고, 출력 모듈(191)을 제어하여 주변 공기의 습도 및 오염 정보를 출력할 수 있다. 또한 제어 모듈(198)은 사용자가 직접 공기청정기(100)를 작동시키지 않아도 주변 공기의 습도나 오염 정도에 따라 자동으로 공기청정기(100)가 작동하도록 에어 펌프(170)와 송풍 팬(180)을 제어할 수 있다.
습도 센서(194)는 본체(101) 내부에 설치되어 배출구(106)로 배출되는 공기 중의 습도를 측정하고, 측정 정보를 제어 모듈(198)에 제공할 수 있다. 그리고 공기질 측정 센서(195)는 본체(101)에 설치되어 공기청정기(100) 주위의 공기 중에 포함된 CO2 농도, CO 농도, S 농도, 먼지 농도 등 오염물의 농도를 감지함으로써 오염 정도를 감지하고, 감지 신호를 제어 모듈(198)에 송신할 수 있다.
구체적으로, 제어 모듈(198)은 습도 센서(194)로부터 검출 정보를 제공받아 공기 중의 습도에 따라 에어 펌프(170) 및 송풍 팬(180)을 작동시킬 수 있다. 에어 펌프(170) 및 송풍 팬(180)이 작동하면 공기청정기(100) 주위의 공기가 본체(101) 내부로 유입되어 여과 및 가습된 후 공기청정기(100) 주위로 공급된다. 따라서 공기청정기(100) 주위의 공기가 가습될 수 있다.
또한 제어 모듈(198)은 습도 센서(194)의 검출 정보를 통해 물 보충 시기를 판단하고, 판단 결과에 따라 물 보충 알림신호가 출력되도록 출력 모듈(191)을 제어할 수 있다. 본체(101)에 수용되는 물의 양이 부족하면 여과실(114)에서 배출되는 공기 중의 수분량이 적게 나타난다. 따라서 제어 모듈(198)은 습도 센서(194)가 검출한 여과 공기 중의 수분량이 사전 설정된 수분량에 못 미치면 본체(101)에 수용된 물의 양이 부족하다고 판단할 수 있다. 이 경우, 제어 모듈(198)은 출력 모듈(191)의 램프(190)를 점멸시키거나, 램프(190)가 사전 설정된 색상의 광을 발생하도록 램프(190)를 제어하여 물 보충 알림신호를 출력할 수 있다.
또한 제어 모듈(198)은 공기질 측정 센서(195)로부터 검출 정보를 제공받아 공기 중의 오염 정도에 따라 에어 펌프(170) 및 송풍 팬(180)을 작동시킬 수 있다. 에어 펌프(170) 및 송풍 팬(180)이 작동함으로써 공기청정기(100)가 오염 공기를 흡입하고 여과된 공기를 주위에 공급할 수 있다.
제어 모듈(198)은 공기질 측정 센서(195)의 검출 정보에 따라 공기의 오염 정도를 복수의 단계로 구분하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(198)은 공기질 측정 센서(195)로부터 수신한 정보에 따라 공기 오염 정도를 좋음, 보통, 나쁨의 세 단계로 구분하여 판단할 수 있다. 그리고 공기청정기(100)는 공기 오염 정도에 따라 여러 가지 모드로 작동될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 사용자에 의해 동작하는 수동 모드와, 습도 센서(194)나 공기질 측정 센서(195)의 검출 정보에 따라 자동으로 동작하는 자동 모드로 운전될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 건조 모드로 운전될 수 있다. 건조 모드가 선택되면 제어 모듈(198)은 에어 펌프(170)는 구동시키지 않고 송풍 팬(180)이 역방향으로 구동하도록 송풍 팬(180)을 제어할 수 있다. 여기에서, 역방향이란 배출구(106)로부터 본체(101) 내부 방향으로 공기가 유동되도록 회전하는 방향을 의미한다.
제어 모듈(198)은 사용자에 의해 건조 모드가 선택되지 않아도 공기 정화를 위한 작동이 종료되면 자동으로 공기청정기(100)가 건조 모드로 일정 시간 동안 작동하도록 송풍 팬(180)을 제어할 수 있다. 건조 모드 운전을 통해 설치실(115)을 건조시킴으로써 설치실(115)에 설치되는 전장품이 습기에 의해 오작동하거나 손상되는 문제를 줄일 수 있다. 또한 습기로 인한 세균의 번식을 줄일 수 있다.
또한 제어 모듈(198)은 탁도 센서(196)로부터 검출 정보를 수신하고, 그 검출 신호에 기초하여 본체(101) 내부에 수용된 물의 탁도에 따라 저장된 물의 오염 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어 모듈(198)은 탁도 센서(196)가 검출한 물의 탁도가 사전 설정된 기준 수치보다 크면 물의 교체 시기가 도래한 것으로 판단하고, 수용된 물의 교체 시기 정보가 출력되도록 출력 모듈(191)을 제어할 수 있다. 이때, 제어 모듈(198)은 출력 모듈(191)의 램프(190)를 점멸시키거나, 램프(190)가 사전 설정된 색상의 광을 발생하도록 램프(190)를 제어하여 물 교체 시기 알림신호를 출력할 수 있다.
또한 제어 모듈(198)은 통신 모듈(197)을 제어하여 통신 기능을 수행할 수 있다. 즉 제어 모듈(198)은 통신 모듈(197)을 통해 사용자의 휴대단말기나, 외부의 관리 서버와 통신할 수 있다. 공기청정기(100)의 상태 정보나, 운전 모드 정보 등이 통신 모듈(197)을 통해 외부로 송신될 수 있다. 그리고 외부로부터의 제어 신호나 정보가 통신 모듈(197)을 통해 공기청정기(100)에 제공될 수 있다. 통신 모듈(197)을 통해 공기청정기(100)와 사용자의 휴대단말기 간에 통신이 가능한 경우, 사용자는 휴대단말기에 필요한 앱을 설치하고, 공기청정기(100)의 상태를 점검하거나 공기청정기(100)를 원격 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)가 공기를 여과하는 구체적인 방법에 대하여 설명한다.
도 13에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 여과실(114)에 일정량의 물이 공급되어 급기 튜브(159)의 하단부가 물층(Lw) 속에 잠긴 상태에서 운전됨으로써 물을 이용하여 공기를 여과할 수 있다.
즉 에어 펌프(170)와 송풍 팬(180)이 작동하면, 복수의 흡입구(111)를 통해 외부의 공기가 흡입 공기실(113)로 흡입되고, 흡입 공기실(113)의 공기는 에어 펌프(170)에 의해 급기 튜브(159)로 압송된다. 급기 튜브(159)로 압송되는 공기는 물층(Lw)을 통과하면서 1차 여과된 후 여과실(114)에 차례로 배치된 복수의 필터판(151)을 차례로 통과하게 된다. 공기가 필터판(151)을 통과하는 과정에서 필터판 바디(152)의 하면에 도달하는 공기 덩어리는 필터판 홀(153)에 대응하는 크기로 분해되어 필터판 홀(153)을 통과하게 된다.
그리고 1차 여과된 공기가 필터판(151)의 필터판 홀(153)을 통과하는 과정에서 공기 중에 함유된 수분이 필터판(151)에 부착되어 응축된다. 이렇게 응축되는 수분은 필터판 홀(153)을 채우고 저수홈(154)에 고여 물 여과막(Mw)을 형성하게 된다. 따라서 1차 여과된 공기는 복수의 필터판(151)에 각각 형성된 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된다.
이와 같이, 여과실(114)에서 여과된 공기는 코어 바디(110)의 튜브 연결부(123)와 배기 가이드(135)를 차례로 통과하여 설치실(115)로 유입되고, 설치실(115)에서 배기 가이드(135)와 배출구(106) 사이에 마련되는 배기 유로(Pd)를 따라 유동하여 배출구(106)를 통해 배출된다. 공기가 배기 유로(Pd)를 따라 배출구(106)로 유동하는 중에 에어 펌프(170)에서 발생하는 열이 히트 싱크(176)로 전달되어 공기와 함께 외부로 방출될 수 있다.
이와 같은 공기 여과 동작 중에 살균 램프(182)가 여과실(114)에 광을 조사하여 공기를 살균하게 된다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 본체(101)의 내부에 마련되는 물층(Lw)으로 공기를 유입시켜 공기를 1차 여과할 수 있다. 그리고 1차 여과된 공기를 물층(Lw) 위에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153)을 통과시킴으로써, 1차 여과된 공기 중에 함유된 수분이 응축되어 필터판(151)에 형성되는 물 여과막(Mw)으로 2차 여과시킬 수 있다. 따라서 별도의 필터를 사용하지 않고 물을 이용하여 공기를 효과적으로 정화할 수 있다. 그리고 수분을 함유한 공기를 배출함으로써 가습 기능을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 공기청정기(100)는 필터판(151)에 공기가 통과할 수 있는 복수의 필터판 홀(153)이 구비됨으로써 여과실(115)에서 유동하는 공기 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 따라서 여과실(115)에서 물과 접하는 공기의 표면적을 증대시킬 수 있어 공기의 여과 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 14 및 도 15는 물 필터에 구비되는 필터판의 변형예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 14에 나타낸 필터판(210)은 가장자리가 하부 바디(102)의 내면에 접할 수 있는 필터판 바디(211)와, 급기 튜브(159)가 삽입될 수 있도록 필터판 바디(211)의 중앙 부분에 배치되는 중공형의 필터판 슬리브(156)를 포함한다. 필터판 슬리브(156)는 상술한 것과 같다.
필터판 바디(211)에는 공기가 통과할 수 있도록 필터판 바디(211)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 필터판 홀(212)이 구비된다. 또한 필터판 바디(211)에는 필터판 홀(212)의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 복수의 돌출 연장부(213)가 구비된다. 필터판 홀(212)은 필터판 바디(211)에서 돌출 연장부(213)까지 연장되되, 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어진다. 필터판 홀(212)이 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어짐으로써, 필터판 홀(212)을 채우는 물이 자중에서 필터판 홀(212)에서 떨어지는 문제를 줄일 수 있고, 결과적으로 보다 두께운 물 여과막(Mw)이 형성될 수 있다.
이러한 필터판(210)은 물이 응축되면서 형성되는 물 여과막(Mw)의 두께를 증대시킬 수 있으므로, 필터판(210)을 통과하는 공기에 대한 여과 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 15의 (a)에 나타낸 필터판(220)은 필터판 홀(221)의 배치가 변형된 것이다. 도시된 것과 같이, 필터판 홀(221)은 필터판(220)의 중심으로부터 방사형으로 배치될 수 있다. 도 15의 (b)에 나타낸 필터판(230)도 필터판 홀(231)이 필터판(230)의 중심으로부터 방사형으로 배치된 것이다.
한편, 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기(300)는 물 필터(310)의 구조가 다소 변형된 것으로, 나머지 구성은 상술한 것과 같다.
물 필터(310)는 복수의 필터판(151)과, 복수의 필터판(151)을 지지하는 급기 튜브(159)와, 급기 튜브(159)에 결합되는 덮개판(311)을 포함한다. 여기에서, 복수의 필터판(151)과 급기 튜브(159)는 상술한 것과 같다.
덮개판(311)은 복수의 필터판(151) 중에서 최상부에 배치되는 필터판(151) 위에 배치되도록 급기 튜브(159)에 결합된다. 덮개판(311)은 가장자리가 본체(101)의 내면에 접하여 여과실(114)을 구획할 수 있는 덮개판 바디(312)를 포함한다. 덮개판 바디(312)의 크기는 필터판 바디(152)의 크기와 같다.
덮개판 바디(312)에는 공기가 통과할 수 있도록 덮개판 바디(312)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 덮개판 홀(313)이 구비된다. 덮개판 바디(312)의 중앙에는 중공형의 덮개판 슬리브(314)가 덮개판 바디(312)로부터 돌출되도록 구비된다. 덮개판 슬리브(314)의 내측에는 급기 튜브(159)가 통과할 수 있는 관통 홀(315)이 마련된다. 관통 홀(315)은 덮개판 슬리브(314)의 상단부에서 덮개판 바디(312)의 하면까지 연장된다. 복수의 덮개판 홀(313)은 덮개판 슬리브(314)의 둘레를 따라 이격 배치된다.
덮개판 홀(313)의 크기는 필터판 홀(153)의 크기보다 크다. 그리고 덮개판 홀(313)에서 본체(101)의 내면까지의 최소 거리는 필터판(151)에 구비되는 복수의 필터판 홀(153) 중에서 최외곽에 배치되는 필터판 홀(153)에서 본체(101)의 내면까지의 최소 거리보다 크다.
이러한 덮개판(311)은 본체(101)에 수용되는 물이 흡입 공기실(113)이나 설치실(115)로 유입되는 것을 막는 역할을 한다. 즉 도 18에 나타낸 것과 같이, 본체(101)가 옆으로 쓰러지는 경우, 덮개판(311)이 여과실(114)의 물(W)을 필터판들(151)이 배치된 공간에서 배출되지 못하게 막는다. 즉 덮개판 바디(312) 중에서 덮개판 홀(313)의 외측에 위치하는 부분이 물(W)의 유동을 차단하는 차단막으로 작용함으로써 물(W)이 코어 바디(110) 쪽으로 유동하지 못하게 막을 수 있다.
덮개판 홀(313)은 복수의 필터판(151)을 통과한 공기가 원활하게 코어 바디(110) 쪽으로 유동할 수 있도록 적당한 크기와 적당한 개수로 마련될 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 물 필터의 필터판은 하나 이상의 다양한 개수로 구비될 수 있다.
또한 도면에는 물 필터의 급기 튜브가 튜브 바디에 결합되는 스페이서를 포함하는 것으로 나타냈으나, 급기 튜브는 공기를 본체 내부의 물층으로 안내할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 다른 예로, 스페이서는 튜브 바디와 분리 가능하게 결합될 수 있도록 하부 바디의 내부 바닥면에 고정 설치될 수 있다.
또한 도면에는 코어 바디와 결합된 상부 바디가 나사부를 통해 하부 바디에 분리 가능하게 결합되는 것으로 나타냈으나, 하부 바디와 상부 바디의 결합 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
또한 도면에는 공기청정기가 습도 센서로 본체에서 배출되는 공기 중의 습도를 검출하여 본체에 수용된 물의 보충 시기를 판단하는 것으로 나타냈으나, 본체의 내부에 물의 양을 측정할 수 있는 수위 센서가 설치될 수 있다.
또한 본체의 내부에는 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 적절량의 수위를 지시하는 지시부가 구비될 수 있다.
또한 도면에는 공기질 측정 센서가 본체의 내부에 설치되는 것으로 나타냈으나, 공기질 측정 센서는 본체 외부의 공기 오염도를 검출할 수 있도록 설치될 수 있다.
또한 앞서서는 공기청정기의 전장품들이 소켓에 접속되는 전원 케이블을 통해 전원을 공급받는 것으로 설명하였으나, 본체에 전장품들에 전원을 공급하기 위한 배터리가 설치될 수 있다.
또한 입력 모듈은 배출구를 통해 외부로 드러나는 조작부와, 조작부와 작용하여 신호를 발생하는 스위치를 포함하는 구조 이외에, 사용자 조작에 의해 입력 신호를 발생할 수 있는 다양한 다른 구조를 취할 수 있다.
또한 출력 모듈은 도시된 것과 같이 복수의 램프를 포함하는 구조 이외에, 다양한 방식으로 알림 신호를 출력할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100, 300 : 공기청정기 101 : 본체
102 : 하부 바디 105 : 상부 바디
106 : 배출구 110 : 코어 바디
111 : 흡입구 113 : 흡입 공기실
114 : 여과실 115 : 설치실
118 : 하부 코어 바디 119 : 하부 코어 바디 베이스
123 : 튜브 연결부 126 : 연결관부
130 : 상부 코어 바디 131 : 상부 코어 바디 베이스
132 : 펌프 설치부 135 : 배기 가이드
140 : 받침대 150, 310 : 물 필터
151, 210, 220, 230 : 필터판 152, 211 : 필터판 바디
153, 212, 221, 231 : 필터판 홀156 : 필터판 슬리브
159 : 급기 튜브 160 : 튜브 바디
163 : 스페이서 167 : 고정 링
170 : 에어 펌프 172 : 유입부
173 : 토출부 174 : 방음재
176 : 히트 싱크 180 : 송풍 팬
182 : 살균 램프 183 : 소켓
185 : 조작부 186 : 스위치
187 : 입력 모듈 190 : 램프
191 : 출력 모듈 192 : 광가이드
194 : 습도 센서 195 : 공기질 측정 센서
196 : 탁도 센서 197 : 통신 모듈
198 : 제어 모듈 311 : 덮개판
312 : 덮개판 바디 313 : 덮개판 홀
314 : 덮개판 슬리브

Claims (19)

  1. 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실과, 상기 여과실로 공기를 유입시키기 위해 상기 여과실과 연결되는 흡입구와, 상기 여과실을 통과한 공기를 배출하기 위해 상기 여과실과 연결되는 배출구를 갖는 본체;
    가장자리가 상기 본체의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 필터판 바디와, 공기가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판;
    상기 필터판을 두께 방향으로 관통하도록 상기 필터판과 결합되고, 내부에 상기 흡입구로 흡입되는 공기가 통과할 수 있는 튜브 유로가 마련되며, 상기 흡입구로 흡입되는 공기를 상기 물층으로 유동시킬 수 있도록 하단부가 상기 물층 속에 놓이는 급기 튜브; 및
    공기가 상기 흡입구로 흡입되어 상기 튜브 유로와 상기 복수의 필터판 홀을 차례로 통과한 후 상기 배출구로 배출되도록 공기의 흐름을 발생시키기 위해 상기 본체에 설치되는 에어 펌프;를 포함하고,
    상기 필터판 홀에는 상기 물층을 통과하면서 1차 여과된 공기에 함유된 수분이 응결되어 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 공기를 상기 물 여과막에 의해 2차 여과시키는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판은 복수 개가 상기 급기 튜브의 길이 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    공기의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판의 필터판 홀 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판의 필터판 홀보다 작은 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 급기 튜브는,
    상기 복수의 필터판을 관통하는 튜브 바디와,
    상기 튜브 바디의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있도록 상기 튜브 유로와 연결되는 개구를 구비하는 중공형의 스페이서를 포함하며,
    상기 스페이서의 끝단은 상기 본체의 내부 바닥에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 복수의 필터판 중에서 최하부에 배치되는 필터판을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터판 바디에는 상기 급기 튜브를 감싸도록 상기 필터판 바디로부터 돌출되는 중공형의 필터판 슬리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈이 상기 복수의 필터판 홀과 연결되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 홀은 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디에는 상기 필터판 홀의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 돌출 연장부가 구비되고, 상기 필터판 홀은 상기 필터판 바디에서 상기 돌출 연장부까지 연장된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    가장자리가 상기 본체의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 덮개판 바디와, 공기가 통과할 수 있도록 상기 덮개판 바디에 상기 덮개판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 덮개판 홀을 구비하고, 상기 필터판 위에 배치되도록 상기 급기 튜브에 결합되는 덮개판;을 포함하고,
    상기 덮개판 홀에서 상기 본체의 내면까지의 최소 거리는 상기 복수의 필터판 홀 중 최외곽에 배치되는 필터판 홀에서 상기 본체의 내면까지의 최소 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    내부에 상기 여과실이 마련된 하부 바디와,
    상기 하부 바디의 상측에 배치되고, 상기 배출구가 형성된 상부 바디와,
    상기 하부 바디와 상기 상부 바디 사이에 배치되어 상기 하부 바디와 상기 상부 바디를 연결하고, 상기 흡입구와, 상기 흡입구와 연결되는 흡입 공기실과, 상기 흡입 공기실과 상기 튜브 유로를 연결하는 튜브 결합 홀과, 상기 여과실의 공기를 상기 배출구로 가이드하는 배기 가이드 홀을 구비하는 코어 바디를 포함하고,
    상기 에어 펌프는 상기 흡입 공기실의 공기를 흡입하여 상기 튜브 결합 홀로 토출하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에어 펌프는 적어도 일부분이 상기 배기 가이드 홀과 상기 배출구 사이에 공기가 통과하도록 마련되는 배기 유로에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 에어 펌프를 감싸도록 상기 배기 유로에 배치되어 상기 에어 펌프에서 발생하는 열을 방출시키는 히트 싱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 펌프는 상기 흡입구를 통해 상기 본체의 내부로 흡입되는 공기가 유입되는 유입부와, 상기 튜브 유로로 공기를 토출시키는 토출부를 포함하고,
    상기 유입부에는 공기가 통과할 수 있는 소재로 이루어지는 방음재가 채워지는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 필터판 홀을 통과한 공기를 상기 배출구로 강제 송풍시킬 수 있도록 상기 본체의 내부에 설치되는 송풍 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과실의 공기를 살균하기 위한 광을 상기 여과실에 조사하기 위해 상기 본체에 설치되는 살균 램프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  17. 제 1 항에 있어서,
    사용자 조작을 위해 상기 배출구를 통해 외부로 드러나도록 상기 본체에 설치되는 조작부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출구를 통해 상기 본체의 외부로 광을 발산할 수 있도록 상기 본체의 내부에 설치되는 램프; 및
    상기 램프에서 발생하는 광을 상기 배출구의 둘레로 가이드할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 광가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과실에서 상기 배출구로 유동하는 공기 중의 습도를 검출하기 위해 상기 본체에 설치되는 습도 센서;
    상기 여과실에 저장되는 물에 대한 물 보충 알림신호를 출력하기 위한 출력 모듈; 및
    상기 습도 센서의 검출 정보로부터 물 보충 시기를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 물 보충 알림신호가 출력되도록 상기 출력 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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CN115875896A (zh) * 2022-10-25 2023-03-31 珠海格力电器股份有限公司 一种冰箱及冰箱的除菌控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102067737B1 (ko) 2018-11-06 2020-01-17 주식회사 쓰리스타 물필터 공기청정기

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