KR20230117968A - 공기 청정기 - Google Patents

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KR20230117968A
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주의성
송우석
김기철
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 공기 청정기는, 제1방향과 제2방향으로 선택적으로 공기를 공급하기 위하여 정/역회전 가능한 송풍기와, 상기 송풍기의 상기 제1방향 측에 위치되는 제1에어 벤트와, 상기 송풍기의 상기 제2방향 측에 위치되는 제2에어 벤트와, 상기 제2방향을 기준으로 하여 상기 제2에어 벤트의 상류측에 위치되는 정화 필터와, 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치되는 제3에어 벤트와, 상기 제3에어 벤트를 개폐하는 댐퍼를 포함한다.

Description

공기 청정기{air cleaner}
본 개시의 실시예들은, 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 청정기는 오염된 공기를 흡입하여 정화시켜 토출하는 장치이다. 공기 청정기는 송풍기를 이용하여 전면 흡입구를 통하여 오염원이 포함된 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 정화 필터를 통과시켜 오염원을 제거하고, 정화된 상면 또는 측면 배출구를 통하여 배출한다. 공기 청정기는 선풍 기능을 가질 수 있다. 선풍 모드로 동작되는 경우, 공기는 전면 흡입구를 통하여 배출된다. 이때, 공기는 배출구를 통하여 흡입되는데, 정화 필터에 의하여 발생되는 유동 저항 때문에 선풍 기능을 만족시킬 만한 충분한 양의 공기가 배출되기 어렵다. 따라서, 선풍 기능을 가진 공기 청정기에서 선풍 기능은 보조적 기능일 뿐이다.
공기 청정기에서 충분한 송풍 용량을 갖는 선풍 기능을 구현하기 위하여 큰 용량을 갖는 대형 송풍기를 채용할 수 있다. 이 경우, 공기 청정기가 대형화될 수 있다. 또한, 공기 청정기의 소비 에너지가 많아질 수 있다. 본 개시는 선풍 기능과 공기 청정 기능을 갖는 컴팩트한 공기 청정기를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기는, 제1방향과 제2방향으로 선택적으로 공기를 공급하기 위하여 정/역회전 가능한 송풍기; 상기 송풍기의 상기 제1방향 측에 위치되는 제1에어 벤트; 상기 송풍기의 상기 제2방향 측에 위치되는 제2에어 벤트; 상기 제2방향을 기준으로 하여 상기 제2에어 벤트의 상류측에 위치되는 정화 필터; 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치되는 제3에어 벤트; 상기 제3에어 벤트를 개폐하는 댐퍼;를 포함한다.
일 실시예에 따른 공기 청정기는, 선풍 모드와 공기 청정 모드에서 상기 송풍기를 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 선택적으로 구동하는 제어부;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 댐퍼는 상기 송풍기가 상기 제1방향으로 구동될 때에 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 개방할 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 청정기는, 상기 댐퍼에 상기 제3에어 벤트를 폐쇄하는 방향의 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 정화 필터의 하류측에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 청정기는, 다수의 상기 송풍기를 구비할 수 있다. 상기 다수의 송풍기는 병렬로 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기는, 제1에어 벤트, 제2에어벤트, 상기 제1에어 벤트와 상기 제2에어 벤트 사이의 제3에어 벤트를 구비하며 공기의 흐름 경로를 형성하는 하우징; 상기 제2에어 벤트와 상기 제3에어 벤트 사이에 배치되는 송풍기; 선풍 모드 시에 상기 제1에어 벤트를 향하여 제1방향으로 공기를 배출하도록 상기 송풍기을 구동하고, 공기 청정 모드 시에 상기 제2에어 벤트를 향하여 제2방향으로 공기를 배출하도록 상기 송풍기을 정/역회전 구동하는 제어부; 상기 제1방향의 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 개방하는 댐퍼; 상기 제2방향을 기준으로 하여 상기 제2에어 벤트의 상류측에 배치되는 정화 필터;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 댐퍼는 상기 제2방향의 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 폐쇄할 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 청정기는, 상기 댐퍼에 상기 제3에어 벤트를 폐쇄하는 방향의 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 정화 필터의 하류측에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치될 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 청정기는, 다수의 상기 송풍기를 구비할 수 있다. 상기 다수의 송풍기는 병렬로 배치될 수 있다.
본 개시의 공기 청정기에 따르면, 선풍 모드에서 선택적으로 개방되는 제3에어 벤트를 채용함으로써, 충분한 송풍 용량을 갖는 선풍 모드로 구동될 수 있는 컴팩트한 공기 청정기의 구현이 가능하다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청전기의 외관 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 외관 사시도이다.
도 4는 댐퍼의 일 실시예를 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 송풍기 모터의 개략적인 구성도이다.
도 6은 송풍기 모터를 제어하는 모터 제어 회로의 일 예이다.
도 7은 송풍기 모터의 제어 과정의 일 예이다.
도 8은 공기 청정 모드를 보여주는 개략도이다.
도 9는 선풍 모드를 보여주는 개략도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 개략도이다.
도 11은 도 10에 도시된 공기 청정기의 실시예에서 공기 청정 모드 시의 공기 흐름을 보여주는 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamic) 시뮬레이션 결과를 보여준다.
도 12는 도 10에 도시된 공기 청정기의 실시예에서 선풍 모드 시의 공기 흐름을 보여주는 전산유체역학 시뮬레이션 결과를 보여준다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 외관 사시도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 공기 청정기의 일 실시예는, 하우징(100), 송풍기(10), 제어부(40), 및 정화 필터(30)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 공기 흐름 경로를 형성한다. 하우징(100)은 예를 들어 덕트로서 기능할 수 있다. 하우징(100)은 제1, 제2, 제3에어 벤트(191)(192)(193)를 구비할 수 있다. 일 예로서, 하우징(100)은 프런트 하우징(101)과 리어 하우징(102)을 포함할 수 있다. 리어 하우징(102)은 정면이 개방된 형상일 수 있으며, 프런트 하우징(101)은 리어 하우징(102)의 개방된 정면을 막도록 리어 하우징(102)에 결합될 수 있다. 제1, 제2, 제3에어 벤트(191)(192)(193)는 하우징(100)과 외부를 연통시키는 통로이다. 하우징(100)은 송풍기(10)와 정화 필터(30)를 수용한다.
제1에어 벤트(191)는 하우징(100)의 정면부(100F)와 측면부(100D)와 상면부(100T) 중 적어도 하나에 마련될 수 있다. 본 실시예에서 제1에어 벤트(191)는 하우징(100)의 정면부(100F)와 측면부(100D)와 상면부(T)에 각각 마련된다. 이에 의하여, 선풍 모드 시에 충분한 양의 공기를 정면으로 배출할 수 있다. 제2에어 벤트(192)는 하우징(100)의 측면부(100D)와 상면부(100T)와 후면부(100R) 중 적어도 하나에 마련될 수 있다. 본 실시예에서 제2에어 벤트(192)는 하우징(100)의 상면부(100T)에 마련된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2에어 벤트(192)는 하우징(100)의 상면부(100T)와 후면부(100R)에 걸쳐서 형성될 수도 있다. 제3에어 벤트(193)는 제1에어 벤트(191)와 제2에어 벤트(192) 사이에 위치된다. 제3에어 벤트(193)는 하우징(100)의 측면부(100S)와 상면부(100T) 중 적어도 하나에 마련될 수 있다. 본 실시예에서, 제3에어 벤트(193)는 하우징(100)의 측면부(100S)와 상면부(100T)에 마련된다.
송풍기(10)는 제2에어 벤트(192)와 제3에어 벤트(193) 사이에 배치된다. 송풍기(10)는 팬과, 팬을 회전시키는 송풍 모터를 포함할 수 있다. 송풍기(10)는 정/역회전이 가능하다. 송풍기(10)는 회전 방향에 따라서 공기를 제1방향(D1)과 그 반대 방향인 제2방향(D2)으로 공급할 수 있다. 제1방향(D1)은 제3에어 벤트(193)를 통하여 공기를 흡입하고, 제1에어 벤트(191)를 통하여 공기를 배출하는 방향이다. 제2방향(D2)은 제1에어 벤트(191)를 통하여 공기를 흡입하고, 제2에어 벤트(192)를 통하여 공기를 배출하는 방향이다. 송풍기(10)를 기준으로 하여 제1에어 벤트(191)는 제1방향(D1) 측에 위치된다. 즉, 제1방향(D1)을 기준으로 하여 제1에어 벤트(191)는 송풍기(10)의 하류측에 위치된다. 송풍기(10)를 기준으로 하여 제2에어 벤트(192)는 제2방향(D2) 측에 위치된다. 즉, 제2방향(D2)을 기준으로 하여 제2에어 벤트(192)는 송풍기(10)의 하류측에 위치된다. 송풍기(10)를 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)는 제2방향(D2) 측에 위치된다. 즉, 제1방향(D1)을 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)는 송풍기(10)의 상류측에 위치된다.
정화 필터(30)는 제2방향(D2)을 기준으로 하여 제2에어 벤트(192)의 상류측에 배치된다. 선풍 모드 시의 유동 저항을 줄이기 위하여, 정화 필터(30)는 제1방향(D1)을 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)의 상류측에 위치된다. 정화 필터(30)는 하나 또는 복수의 기능성 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정화 필터(30)는 입자성 오염원을 제거하는 먼지 필터, 냄새, VOC(Volatile Organic Compound) 등을 제거하는 탈취 필터, 바이러스, 박테리아 등의 바이오 물질을 제거할 수 있는 바이오 필터 등을 포함할 수 있다. 먼지 필터는 성능에 따라 미디엄(medium), 헤파(HEPA), 울파(ULPA) 등의 등급으로 구분될 수 있다. 정화 필터(30)는 교체 가능하게 하우징(100) 내부에 수용될 수 있다.
송풍기(10)는 프레임(50)에 설치될 수 있다. 정화 필터(30)는 필터 커버(60)에 설치될 수 있다. 필터 커버(60)는 프레임(50)에 결합될 수 있다. 송풍기(10)가 설치된 프레임(50)과 정화 필터(30)가 설치된 필터 커버(60)는 하우징(100) 내부에 수용된다.
제3에어 벤트(193)는 공기 청정 모드 시에 제2방향(D2)으로 흐르는 공기가 제2에어 벤트(192)로 배출될 수 있도록 폐쇄된다. 제3에어 벤트(193)는 선풍 모드 시에 개방된다. 선풍 모드 시에 공기는 제3에어 벤트(193)를 통하야 하우징(100) 내부로 흡입되며, 제1방향(D1)으로 흘러서 제1에어 벤트(191)로 배출된다. 댐퍼(70)는 제3에어 벤트(193)를 개폐한다. 댐퍼(70)는 선풍 모드 시에 제3에어 벤트(193)를 개방하고, 공기 청정 모드 시에 제3에어 벤트(193)를 폐쇄한다. 도 4는 댐퍼(70)의 일 실시예의 분해 사시도이다. 도 4를 참조하면, 리어 하우징(102)의 내벽에 힌지 홀(103)이 마련된다. 댐퍼(70)는 힌지 홀(103)에 삽입되는 힌지 축(71)을 구비한다. 힌지 축(71)을 힌지 홀(103)에 삽입하면, 댐퍼(70)는 힌지 축(71)을 중심으로 회전되어 제3에어 벤트(193)를 개폐할 수 있다. 힌지 홀(103)은 제1방향(D1)을 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)의 하류측에 위치될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1방향(D1)의 송풍 압력에 의하여 댐퍼(70)가 제3에어 벤트(193)를 개방하는 방향으로 회동될 수 있다. 또한, 제2방향(D2)의 송풍 압력에 의하여 댐퍼(70)가 제3에어 벤트(193)를 폐쇄하는 방향으로 회동될 수 있다. 일 실시예로서, 댐퍼(70)에 제3에어 벤트(193)를 폐쇄하는 방향의 탄성력을 가하는 탄성 부재(80)가 마련될 수 있다. 탄성 부재(80)는 예를 들어, 권선부가 힌지 축(71)에 지지되고, 일측 아암과 타측 아암이 각각 리어 하우징(102)의 내벽과 댐퍼(70)에 지지된 토션 스프링에 의하여 구현될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기 청정 모드 시에 댐퍼(70)가 안정적으로 제3에어 벤트(193)를 닫는 위치에 위치될 수 있으며, 정화되지 않은 공기가 제3에어 벤트(193)를 통하여 배출되는 것이 방지될 수 있다.
일 실시예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 청정기의 일 실시예는 댐퍼(70)를 개폐하는 액추에이터(75)를 더 구비할 수도 있다. 액추에이터(75)는 댐퍼(70)를 제3에어 벤트(193)를 개방하는 개방 위치와 제3에어 벤트(193)를 닫는 폐쇄 위치로 회동시킬 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(75)는 모터일 수 있다. 제어부(40)는 선풍 모드 시에 액추에이터(75)를 구동하여 댐퍼(70)를 개방 위치로 회동시킬 수 있다. 제어부(40)는 공기 청정 모드 시에 액추에이터(75)를 구동하여 댐퍼(70)를 폐쇄 위치로 회동시킬 수 있다.
일 실시예로서, 도면으로 도시되지는 않았지만, 댐퍼(70)는 개방 위치와 폐쇄 위치로 슬라이딩될 수도 있다. 액추에이터(75)는 모터일 수 있다. 액추에이터(75)는 예를 들어 랙-피니언 기구에 의하여 댐퍼(70)와 연결될 수 있다. 제어부(40)는 액추에이터(75)를 구동하여 선풍 모드 시와 공기 청정 모드 시에 댐퍼(70)를 개방 위치와 폐쇄 위치로 각각 슬라이딩시킬 수 있다.
제어부(40)는 공기 청정기의 동작을 제어하는 동작 제어 회로와, 사용자 입력을 받는 입력부와 제어 상태를 표시하는 출력부를 포함하는 사용자 인터페이스, 송풍 모터를 제어하는 모터 제어 회로, 전력 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. 제어부(40)는 선풍 모드와 공기 청정 모드에서 송풍기(10)를 제1방향(D1)과 제2방향(D2)으로 선택적으로 구동한다. 제어부(40)는 선풍 모드 시에 제1에어 벤트(191)를 향하여 제1방향(D1)으로 공기를 배출하도록 송풍기(10)를 구동하고, 공기 청정 모드 시에 제2에어 벤트(192)를 향하여 제2방향(D2)으로 공기를 배출하도록 송풍기(10)를 구동한다. 도 5는 송풍기 모터의 개략적인 구성도이다. 도 6은 송풍기 모터를 구동하는 모터 제어 회로의 일 예이다. 도 7은 송풍기 모터의 제어 과정의 일 예이다. 먼저, 도 5와 도 6을 참조하면, 송풍 모터는 3상 모터일 수 있다. 송풍 모터는 고정자(ST)와 회전자(RT)를 포함할 수 있다. 고정자(ST)는 복수의 코일부를 포함할 수 있다. 회전자(RT)는 복수의 자극을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 회전자(RT)는 4개의 자극을 포함하며, 고정자(ST)는 6개의 코일부를 포함한다. 6개의 코일부는 각각 두 개씩의 U상, V상, W상을 갖는다. Tr1~Tr6에 인가되는 전압의 조합에 따라서, U상, V상, W상에 유도되는 자극이 달라지며, U상, V상, W상에 유도되는 자극을 순차로 제어함으로써 송풍 모터를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, Tr1~Tr6에 인가되는 전압의 조합을 ①~⑫의 순서로 제어하면, 송풍 모터가 시계 방향으로 구동되어 예를 들어 송풍기(10)가 제1방향(D1)으로 공기를 공급할 수 있다. Tr1~Tr6에 인가되는 전압의 조합을 ⑫~①의 순서로 제어하면, 송풍 모터가 반시계 방향으로 구동되어 예를 들어 송풍기(10)가 제2방향(D2)으로 공기를 공급할 수 있다.
도 8은 공기 청정 모드를 보여주는 개략도이다. 도 9는 선풍 모드를 보여주는 개략도이다. 도 8과 도 9에서 덕트를 형성하는 하우징(100)을 직선 형태로 모식적으로 도시한다. 먼저, 도 8을 참조하여 공기 청정기가 공기 청정 모드로 사용되는 과정을 설명한다. 댐퍼(70)는 탄성 부재(80)의 탄성력에 의하여 제3에어 벤트(193)를 폐쇄하는 위치에 위치되어 있다. 제어부(40)는 Tr1~Tr6에 인가되는 전압의 조합을 ⑫~①의 순서로 제어하여 송풍기(10)를 반시계 방향으로 구동한다. 송풍기(10)는 공기를 제2방향(D2)으로 공급한다. 공기는 제1에어 벤트(191)를 통하여 하우징(100) 내부로 흡입된다. 흡입된 공기는 댐퍼(70)의 외표면과 마찰된다. 댐퍼(70)의 회전 중심이 되는 힌지 홀(도 4: 103)이 제2방향(D2)을 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)의 상류측에 위치되어 있으므로, 제2방향(D2)의 송풍 압력에 의하여 댐퍼(70)에 폐쇄 위치에 유지되는 방향의 힘이 작용된다. 공기가 정화 필터(30)를 통과하면서, 공기 중의 오염원이 제거된다. 정화된 공기는 제2에어 벤트(192)를 통하여 하우징(100) 외부로 배출된다. 제3에어 벤트(193)가 폐쇄된 상태이므로, 제1에어 벤트(191)를 통하여 하우징(100) 내부로 흡입된 공기는 모두 정화 필터(30)를 통과하여 제2에어 벤트(192)로 배출된다. 따라서, 공기 손실이 없는 공기 청정 모드가 구현될 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하여 공기 청정기가 선풍 모드로 사용되는 과정을 설명한다. 제어부(40)는 Tr1~Tr6에 인가되는 전압의 조합을 ①~⑫의 순서로 제어하여 송풍 모터를 시계 방향으로 구동한다. 송풍기(10)는 제1방향(D1)으로 공기를 공급할 수 있다. 공기는 부분적으로 제2에어 벤트(192)를 통하여 하우징(100) 내부로 흡입된다. 제1방향(D1)으로 흐르는 공기는 댐퍼(70)의 외표면과 마찰된다. 댐퍼(70)의 회전 중심이 되는 힌지 홀(도 4: 103)이 제1방향(D1)을 기준으로 하여 제3에어 벤트(193)의 하류측에 위치되어 있으므로, 제1방향(D1)의 송풍 압력에 의하여 댐퍼(70)에 개방 위치로 회전되는 방향의 힘이 작용되며, 제3에어 벤트(193)가 개방된다. 제3에어 벤트(193)가 개방되면, 제3에어 벤트(193)를 통하여 하우징(100) 내부로 공기가 유입된다. 하우징(100) 내부의 흐름 저항이 감소된다. 공기는 주로 흐름 저항이 작은 제3에어 벤트(193)를 통하여 하우징(100) 내부로 유입된다. 제1방향(D1)의 공기 흐름이 유지되는 동안에 댐퍼(70)는 제3에어 벤트(193)를 개방한 상태로 유지된다. 제3에어 벤트(193)이 개방된 상태이므로 송풍기(10)에 걸리는 부하가 감소된다. 제1방향(D1)으로 흐르는 공기의 풍량이 증가된다.
제3에어 벤트(193)가 없는 종래의 공기 청정기의 경우, 선풍 모드에서 제2에어 벤트(192)를 통하여 흡입된 공기가 정화 필터(30)를 통과하여 제1에어 벤트(191)로 배출되기 때문에 흐름 저항이 커서 충분한 양의 공기를 제1에어 벤트(191)로 배출할 수 없다. 선풍 모드에서의 풍량을 증가시키기 위하여는 용량이 큰 대형 송풍기를 채용하여야 하는데, 이 경우 공기 청정기의 크기가 커지고 송풍기에 의하여 소비되는 전기 에너지가 증가될 수 있다. 본 실시예의 공기 청정기에 따르면, 선풍 모드에서 제3에어 벤트(193)를 채용함으로써, 송풍기(10)의 용량을 증가시키거나 또는 송풍기(10)에 인가되는 전기 에너지를 증가시키지 않고 충분한 양의 공기를 제1에어 벤트(191)를 통하여 하우징(100) 외부로 배출할 수 있는 선풍 모드가 구현될 수 있다. 따라서, 공기 청정 모드와 충분한 송풍 용량을 갖는 선풍 모드로 구동될 수 있는 컴팩트한 공기 청정기의 구현이 가능하다. 또한, 공기 청정 모드에서는 댐퍼(70)에 의하여 제3에어 벤트(193)가 폐쇄되기 때문에 공기 손실없는 공기 청정 모드가 구현될 수 있다.
송풍기(10)의 회전이 멈추거나, 다시 공기 청정 모드로 전환되어 송풍기(10)가 반시계 방향으로 회전되면, 제2방향(D2)으로 흐르는 공기의 압력에 의하여 댐퍼(70)가 제3에어 벤트(193)를 닫는 위치로 회전될 수 있다. 탄성 부재(80)가 채용된 경우, 송풍기(10)의 회전이 멈추면, 댐퍼(70)가 탄성 부재(80)의 탄성력에 의하여 제3에어 벤트(193)를 폐쇄할 수 있다. 공기 청정기를 사용하지 않는 동안에 제3에어 벤트(193)가 폐쇄된 상태로 유지되므로, 제3에어 벤트(193)를 통한 먼지 등의 이물질이 하우징(100) 내부로 유입되지 않도록 할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 개략도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예의 공기 청정기는 정화 필터(30)가 제2에어 벤트(192)에 인접하게 배치된 점에서 도 1 내지 도 3에 도시된 공기 청정기의 실시예와 차이가 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 제1방향(D1)을 기준으로 하여 정화 필터(30)의 하류측이자, 송풍기(10)의 상류측에 제3에어 벤트(193)를 마련하기가 수월할 수 있다.
도 11은 도 10에 도시된 공기 청정기의 실시예에서 공기 청정 모드 시의 공기 흐름을 보여주는 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamic) 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 12는 도 10에 도시된 공기 청정기의 실시예에서 선풍 모드 시의 공기 흐름을 보여주는 전산유체역학 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 11과 도 12를 참조하면, 선풍 모드에서 공기 청정 모드와 비교하여 충분한 배출 풍량이 구현됨을 알 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 개략도이다. 도 13에서 덕트를 형성하는 하우징(100)을 직선 형태로 모식적으로 도시한다. 도 13을 참조하면, 제1에어 벤트(191)에 배출되는 공기의 방향을 조절하는 기류 가이드(90)가 마련될 수 있다. 기류 가이드(90)는 제1에어 벤트(191)를 통하여 배출되는 공기의 방향을 좌우 방향 또는 상하 방향으로 안내할 수 있다. 기류 가이드(90)는 공기의 방향을 좌우 방향 또는 상하 방향으로 주기적으로 바꿀 수도 있다. 일 실시예로서, 다수의 기류 가이드(90)가 축(91)을 중심으로 회동될 수 있게 하우징(100)에 지지될 수 있다. 기류 가이드(90)에 조정 축(92)이 마련될 수 있다. 작동 부재(94)에는 공기의 배출 방향에 대하여 예를 들어 직교하는 방향(A1, A2)으로 이동될 수 있다. 작동 부재(94)에 작동 홀(95)이 마련된다. 기류 가이드(90)의 조정 축(92)은 작동 홀(95)에 삽입된다. 액추에이터(96)를 이용하여 작동 부재(94)를 A1, A2 방향으로 이동시키면, 기류 가이드(90)가 축(91)을 중심으로 피벗된다. 이에 의하여, 제1에어 벤트(191)를 통하여 배출되는 공기의 방향을 조정할 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 제1에어 벤트(191)에 좌우 방향 또는 상하 방향으로 피벗 구동되는 기류 가이드 팬이 마련될 수도 있다.
공기 청정기는 다수의 송풍기를 구비할 수 있다. 이 경우, 다수의 송풍기는 병렬로 배치될 수 있다. 송풍기의 갯수는 공기 청정기가 사용되는 환경, 예를 들어, 정화 공간의 크기, 평균적인 오염 정도 등에 따라서 결정될 수 있다. 도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다. 본 실시예의 공기 청정기는 병렬 배치된 두 개의 송풍기를 채용하는 점에서 도 1 내지 도 10 및 도 13에서 설명된 공기 청정기의 실시예들과 차이가 있다. 이하에서, 도 1 내지 도 10 및 도 13에서 설명된 구성요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소는 동일한 참조 부호로 표시하고 중복되는 설명은 생략한다. 도 14를 참조하면, 공기 청정기의 일 실시예는, 하우징(100), 송풍기(11)(12), 제어부(40), 및 정화 필터(31)(32)를 포함할 수 있다.
두 개의 송풍기(11)(12)는 상하 방향으로 배열될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 송풍기(11)(12)는 횡방향으로 배열될 수도 있다. 송풍기(11)(12)의 구조는 전술한 송풍기(10)와 동일할 수 있다. 정화 필터(31)(32)는 송풍기(11)(12)에 각각 대응된다. 정화 필터(31)(32)는 전술한 정화 필터(30)와 동일할 수 있다. 프레임(50)은 송풍기(11)(12)를 수용할 수 있는 형상을 가진다. 필터 커버(60)는 정화 필터(31)(32)를 수용할 수 있는 형상을 가진다. 필터 커버(60)는 프레임(50)에 결합될 수 있다. 송풍기(11)(12)가 설치된 프레임(50)과 정화 필터(30)가 설치된 필터 커버(60)는 하우징(100) 내부에 수용된다.
제어부(40)는 송풍기(11)(12) 각각에 대응되는 도 6에 도시된 제어 회로를 구비할 수 있다. 제어부(40)는 송풍기(11)(12) 각각을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 구동할 수 있다. 제어부(40)는 송풍기(11)(12)를 선택적으로 구동할 수 있다. 예를 들어, 송풍 단계에 따라서, 제어부(40)는 송풍기(11)(12) 모두를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 구동하거나, 송풍기(11)(12) 중 하나를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 구동할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 도 13에 도시된 다수의 기류 가이드(90)가 송풍기(11)(12)에 각각 대응되게 상하 방향으로 배치될 수 있다. 물론, 다수의 기류 가이드(90)가 송풍기(11)(12)에 각각 대응되게 횡방향으로 배치될 수도 있다.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 제1방향과 제2방향으로 선택적으로 공기를 공급하기 위하여 정/역회전 가능한 송풍기;
    상기 송풍기의 상기 제1방향 측에 위치되는 제1에어 벤트;
    상기 송풍기의 상기 제2방향 측에 위치되는 제2에어 벤트;
    상기 제2방향을 기준으로 하여 상기 제2에어 벤트의 상류측에 위치되는 정화 필터;
    상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치되는 제3에어 벤트;
    상기 제3에어 벤트를 개폐하는 댐퍼;를 포함하는 공기 청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    선풍 모드와 공기 청정 모드에서 상기 송풍기를 상기 제1방향과 상기 제2방향으로 선택적으로 구동하는 제어부;를 포함하는 공기 청정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼는 상기 송풍기가 상기 제1방향으로 구동될 때에 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 개방하는 공기 청정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 댐퍼에 상기 제3에어 벤트를 폐쇄하는 방향의 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하는 공기 청정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 정화 필터의 하류측에 위치되는 공기 청정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치되는 공기 청정기.
  7. 제1항에 있어서,
    다수의 상기 송풍기를 구비하는 공기 청정기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 송풍기는 병렬로 배치되는 공기 청정기.
  9. 제1에어 벤트, 제2에어벤트, 상기 제1에어 벤트와 상기 제2에어 벤트 사이의 제3에어 벤트를 구비하며 공기의 흐름 경로를 형성하는 하우징;
    상기 제2에어 벤트와 상기 제3에어 벤트 사이에 배치되는 송풍기;
    선풍 모드 시에 상기 제1에어 벤트를 향하여 제1방향으로 공기를 배출하도록 상기 송풍기을 구동하고, 공기 청정 모드 시에 상기 제2에어 벤트를 향하여 제2방향으로 공기를 배출하도록 상기 송풍기을 정/역회전 구동하는 제어부;
    상기 제1방향의 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 개방하는 댐퍼;
    상기 제2방향을 기준으로 하여 상기 제2에어 벤트의 상류측에 배치되는 정화 필터;를 포함하는 공기 청정기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 댐퍼는 상기 제2방향의 송풍 압력에 의하여 상기 제3에어 벤트를 폐쇄하는 공기 청정기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 댐퍼에 상기 제3에어 벤트를 폐쇄하는 방향의 탄성력을 가하는 탄성 부재;를 포함하는 공기 청정기.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 정화 필터의 하류측에 위치되는 공기 청정기.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제3에어 벤트는 상기 제1방향을 기준으로 하여 상기 송풍기의 상류측에 위치되는 공기 청정기.
  14. 제9항에 있어서,
    다수의 상기 송풍기를 구비하는 공기 청정기.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 송풍기는 병렬로 배치되는 공기 청정기.
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