KR20230124240A - 가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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임혜진
권종찬
박영목
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Abstract

가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치가 제공된다. 본 가습 모듈은 물을 공급하는 공급부, 공급부를 통해 공급된 물을 이용하여 액적을 생성하는 액적 생성부 및 생성된 액적을 외부로 배출하는 송풍부를 포함하며, 액적 생성부는, 공급부를 통해 공급된 물을 분무하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부 및 복수의 노즐 각각에 대응되는 복수의 홀이 형성된 기판 및 복수의 노즐에 전압을 공급하기 위해 상기 복수의 홀 주변에 배치된 전극을 포함하는 전극부를 포함하며, 복수의 노즐 각각은 대응되는 홀을 관통하여 배치된다.

Description

가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치{HUMIDIFICATION MODULE AND ELECTRONIC APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 개시는 가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전분무 방식을 통해 액적을 생성하는 가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
종래의 가습 장치는 물을 가열하여 발생된 스팀을 토출하는 가열식, 초음파 진동자를 이용하여 진동을 통해 물을 미세한 입자로 만들어 토출하는 초음파식, 필터를 이용하여 물을 증발시키는 기화식, 가열식과 초음파식을 결합한 복합식으로 구현될 수 있다.
근래에는 미세 노즐로 공급되는 액체에 높은 전기장을 인가하여 물의 표면변화 특성을 이용해 물을 미립화(Atomization)시키는 정전분무 방식의 가습 모듈이 제공되고 있다. 정전분무는 인가되는 전압, 유량, 액체의 표면장력, 전기전도도, 공급 유량 등에 의해 다양한 분무 특성이 존재하는데, 그 중 안정적으로 미세 액적을 분무할 수 있는 콘 젯(Cone jet) 모드 정전분무가 가장 많이 활용된다. 콘 젯(Cone jet) 모드 정전분무는 액체의 표면장력과 외부 전기력의 상호작용을 통해 만들어진 테일러 콘(Taylor cone) 끝단 젯(jet)에 의한 1차 미립화, Rayleigh 분열 현상으로 인한 2차 미립화를 통해 분무 노즐 크기의 수십 내지 수백 배 작은 크기의 미세 액적을 생성할 수 있다. 노즐의 직경이 감소할수록 정전분무 개시전압이 낮아져 안정적인 정전분무가 가능하므로, 수십 마이크로의 직경을 가지는 마이크로 노즐이 정전분무에 널리 사용되고 있다.
종래의 정전분무 방식의 가습 모듈은 노즐과 전극판이 서로 마주보는 형태로서 이격되어 배치되는 구조이다. 이 경우, 가습 모듈에 공급되는 물에 전압을 인가함과 동시에 노즐과 접지판 사이의 전극판에도 전압을 인가하는 2중 전압구조를 가지게 되며, 노즐과 전극판 사이의 거리로 인해 전압 공급이 원활하지 않다는 한계가 존재한다.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 개시의 목적은 노즐이 전극판에 형성된 홀을 관통하여 배치되며, 홀 주위에 배치된 전극을 통해 노즐에 전압이 유도되어 노즐에 공급되는 물이 정전분무되는 가습 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치를 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈은, 물을 공급하는 공급부; 상기 공급부를 통해 공급된 물을 이용하여 액적을 생성하는 액적 생성부; 및 상기 생성된 액적을 외부로 배출하는 송풍부;를 포함하며, 상기 액적 생성부는, 상기 공급부를 통해 공급된 물을 분무하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부; 및 상기 복수의 노즐 각각에 대응되는 복수의 홀이 형성된 기판 및 상기 복수의 노즐에 전압을 공급하기 위해 상기 복수의 홀 주변에 배치된 전극을 포함하는 전극부;를 포함하며, 상기 복수의 노즐 각각은 대응되는 홀을 관통하여 배치된다.
또한, 상기 전극부는, 상기 복수의 홀 주변에 배치된 복수의 전극을 연결하는 도선을 더 포함하며, 상기 가습 모듈은, 상기 도선을 통해 상기 복수의 전극에 전압을 인가하는 전원 공급부;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전원 공급부를 통해 상기 복수의 전극에 상기 전압이 인가되면, 상기 복수의 홀을 관통하는 상기 복수의 노즐에 전압이 유도되어 상기 복수의 노즐에 공급된 물이 정전분무될 수 있다.
또한, 상기 기판은 비전도성 기판일 수 있다.
그리고, 상기 노즐부 내부에는 친수성 입자를 포함하는 친수성 미세구조가 내장될 수 있다.
또한, 상기 노즐부에 물이 공급되면, 상기 친수성 미세구조에 의해 초미세 모세관이 생성되며, 상기 생성된 초미세 모세관을 통해 상기 공급된 물이 상기 복수의 노즐 상에 주입될 수 있다.
그리고, 상기 액적 생성부는, 상기 전극부 맞은 편에 배치되어 전기장을 생성하기 위한 접지판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 액적 생성부 및 상기 송풍부는 전기장 차폐함 내에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 가습 모듈 내로 물이 공급되면, 물이 흘러가는 관의 양 옆에 배치된 트랩 전극을 통해 전해질을 전기력으로 포집하여 전해질을 제거하는 전해질 제거부; 및 상기 전해질이 제거된 탈이온수를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급부는 밸브이며, 상기 밸브가 열리면, 상기 저장부에 저장된 탈이온수가 상기 노즐부로 공급될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈을 포함하는 전자 장치는, 적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리; 액적을 생성하는 가습 모듈; 및 상기 메모리와 연결되어 상기 가습 모듈을 제어하는 프로세서;를 포함하고, 상기 가습 모듈은, 물을 공급하는 공급부; 상기 공급부를 통해 공급된 물을 이용하여 액적을 생성하는 액적 생성부; 및 상기 생성된 액적을 외부로 배출하는 송풍부;를 포함하며, 상기 액적 생성부는, 상기 공급부를 통해 공급된 물을 분무하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부; 및 상기 복수의 노즐 각각에 대응되는 복수의 홀이 형성된 기판 및 상기 복수의 노즐에 전압을 공급하기 위해 상기 복수의 홀 주변에 배치된 전극을 포함하는 전극부;를 포함하며, 상기 복수의 노즐 각각은 대응되는 홀을 관통하여 배치된다.
그리고, 상기 송풍부의 맞은 편에 위치하며 상기 생성된 액적이 외부로 배출되도록 형성된 풍도;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 복수의 전극에 상기 전압을 인가하도록 상기 전원 공급부를 제어하며, 상기 전원 공급부를 통해 상기 복수의 전극에 상기 전압이 인가되면, 상기 복수의 홀을 관통하는 상기 복수의 노즐에 전압이 유도되어 상기 복수의 노즐에 공급된 물이 정전분무될 수 있다.
그리고, 상기 프로세서는, 가습량을 조절하기 위한 사용자 입력이 수신되면, 상기 사용자 입력에 대응되는 전압을 상기 복수의 전극에 인가하도록 상기 전원 공급부를 제어하거나 상기 상기 사용자 입력에 대응되는 세기의 바람을 생성하도록 상기 송풍부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 액적 생성부 및 상기 송풍부는 전기장 차폐함 내에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 가습 모듈은 정전분무를 위한 전압 구조를 하나의 전극판으로 단순화하였으며, 비전도성 기판에 전극을 배치하여 발열 등의 안전성을 확보하였으며, 비전도성 기판을 사용하여 금속기판 대비 원가절감 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 노즐이 전극이 배치된 홀을 관통함으로써 노즐과 전극간의 거리가 가까워져 노즐이 대전되는 효율이 높아질 수 있다.
뿐만 아니라, 노즐부 내부에 내장된 친수성 미세구조를 통해 모세관 현상과 친수화 효과를 동시에 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 상기 전자 장치는, 상기 가습 모듈 내로 물이 공급되면, 물이 흘러가는 관의 양 옆에 배치된 트랩 전극을 통해 전해질을 전기력으로 포집하여 전해질을 제거하는 전해질 제거부; 및 상기 전해질이 제거된 탈이온수를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 공급부는 밸브이며, 상기 프로세서는, 상기 가습 모듈을 동작시키기 위한 사용자 명령이 입력되면, 상기 밸브를 열도록 제어하며, 상기 밸브가 열리면, 상기 저장부에 저장된 탈이온수가 상기 노즐부로 공급될 수 있다.
본 개시의 특정 실시 예의 양상, 특징 및 이점은 첨부된 도면들을 참조하여 후술되는 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈을 간략하게 도시한 도면,
도 2a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 노즐부의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 노즐부에 포함된 친수성 미세구조를 설명하기 위한 도면,
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 전극부의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 노즐과 전극부 사이의 배치 관계를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 가습 모듈을 간략하게 도시한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 트랩 전극을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈의 동작을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈을 포함하는 전자 장치의 구성을 포함하는 블록도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그러나 이는 본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 개시의 이해를 돕기 위해서 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1사용자 기기와 제2사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 가습 모듈을 설명하기로 한다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈(100)의 구성을 간략히 도시한 도면이다. 가습 모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 공급부(110), 노즐부(120), 전극부(130), 전원 공급부(140), 접지판(150) 및 송풍부(160)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 가습 모듈(100)은 일 예에 불과할 뿐, 다른 구성이 추가되거나 일부 구성이 삭제될 수 있음은 물론이다.
공급부(110)는 외부로부터 공급된 물을 액적 생성부로 공급한다. 특히, 공급부(110)는 밸브 및 물관을 포함할 수 있다. 이때, 물관은 물을 저장하는 저장부와 노즐부(120) 사이를 연결할 수 있으며, 밸브는 가습 동작을 수행하기 위한 사용자 입력에 따라 개폐될 수 있다. 또한, 밸브는 가습량을 조절하기 위한 사용자 입력에 따라 열림 정도가 조절될 수 있다. 한편, 본 개시의 일 실시예에 따른, 외부로부터 공급된 물(혹은 저장부에 저장된 물)은 전해질이 제거된 탈이온수일 있다.
액적 생성부는 공급부(110)로부터 공급된 물을 정전분무하여 액적을 생성할 수 있다. 이때, 액적 생성부는 노즐부(120)와 전극부(130)를 포함할 수 있다.
노즐부(120)는 공급부(110)로부터 공급된 물을 분무하기 위한 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 특히, 복수의 노즐에 공급된 물은 전극부(130)에 인가된 전압에 의해 정전분무될 수 있다.
노즐부(120)에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 노즐부(120)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 물 주입구(121), 친수성 미세구조(122) 및 복수의 노즐(123)을 포함할 수 있다.
물 주입구(121)는 공급부(110)로부터 공급된 물을 주입받는다. 물 주입구(121)에 의해 공급된 물은 친수성 미세구조(122)를 통해 복수의 노즐(123)로 공급될 수 있다.
한편, 직경이 매우 작은 복수의 노즐을 통해 물을 분무할 때, 복수의 노즐에 동일한 양의 몰이 공급되지 않으면, 복수의 노즐을 통해 분무되는 액적의 양이 감소되어 가습 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 복수의 노즐 일부에만 높은 수압을 가지는 물이 공급되어 노즐의 안정성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 노즐부(120) 내부(복수의 노즐(123) 내부 포함)에는 친수성 미세구조(122)가 내장될 수 있다. 이때, 친수성 미세구조(122)는 친수성 나노 입자 또는 친수성 마이크로 입자를 포함할 수 있다.
친수성 미세구조(122)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 친수성 나노 입자 또는 친수성 마이크로 입자(210)들 사이의 빈 공간을 통해 생성된 초미세 모세관 구조(220)를 포함할 수 있다. 이때, 초미세 모세관 구조를 생성하는 방안의 일 예로, 친수성 나노 입자 또는 친수성 마이크로 입자(210)를 포함하는 친수성 미세구조(122)에 물을 공급하여 공급된 물을 노즐에 통과시키는 방식으로 초미세 모세관 구조가 생성될 수 있다. 초미세 모세관은 수십 마이크로미터 크기로 구현함으로써, 강한 모세관력을 확보할 수 있다.
노즐부(120) 내부 및 복수의 노즐(123) 내부에 초미세 모세관 구조가 생성되며, 친수성 미세 구조(122)의 분포가 전체적으로 균일하므로, 초미세 모세관(220)의 모세관력은 노즐부(120) 내부 및 복수의 노즐(123) 내부에 대해 동일할 수 있다.
이에 의해, 물이 노즐부(120)에 주입되면, 수압으로 인해 물이 노즐부(120) 내부로 퍼지며, 이때, 균일한 모세관력을 통해 노즐부(120) 내부로 물이 균일하게 공급될 수 있다. 그 후 물이 일정량 이상 공급되면, 복수의 노즐(123) 내부로 물이 균일하게 주입되어 충분한 분무량을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라, 노즐 내경이 아니라 초미세 구조에 의한 모세관력을 확보하여 더욱 강한 모세관력을 가질 수 있으며, 모세관 현상과 친수화를 동시에 확보할 수 있어서 제작공정을 단순화될 수 있다. 뿐만 아니라, 복수의 노즐(123) 내부에도 모세관을 도입함으로써 노즐 자체의 직경에 제약이 없어지므로 노즐의 제작이 용이해질 수 있다.
복수의 노즐(123)은 공급부(110)로부터 공급된 물을 분무할 수 있다. 이때, 복수의 노즐(123) 각각에 대응되는 전극에 인가된 전압에 의해 공급된 물을 정전분무할 수 있다. 이때, 복수의 노즐(123)은 접지판(150) 방향으로 돌출된 형태일 수 있다.
특히, 복수의 노즐(123) 각각의 직경은 수십 내지 수백 마이크로 미터일 수 있다. 수십 내지 수백 마이크로 미터 직경의 노즐을 사용하게 되면 수백 나노미터 크기의 액적을 얻을 수 있다. 또한, 복수의 노즐은 접지판 방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태일 수 있다. 예를 들어, 원뿔 형태 또는 다각형 뿔 형태일 수 있다. 정전분무 특성상 노즐의 직경이 감소할수록 정전분무 개시전압이 감소하기 때문에 접지판 방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 형상의 노즐을 사용할 경우 보다 안정적인 분무가 가능해 질 수 있다. 그러나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 원통 형태와 같은 다른 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
다시 도 1에 대해 설명하면, 전극부(130)는 복수의 노즐(123)에 공급된 물을 이용하여 정전분무를 발생시키기 위한 전극을 포함할 수 있다.
특히, 전극부(130)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 복수의 노즐(123) 각각에 대응되는 복수의 홀(132)이 형성된 기판(131)을 포함할 수 있다. 그리고, 전극부(130)는 복수의 노즐(123)에 전압을 공급하기 위해 복수의 홀(132) 주변에 배치된 전극(133)을 포함할 수 있다.
이때, 복수의 홀(132)은 복수의 노즐(123)에 대응되는 개수를 가지며, 원형일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 다각형 또는 타원형으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 전극(133)은 복수의 홀(132) 주위를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 복수의 노즐(123)에 대응되는 개수를 가질 수 있다.
또한, 복수의 전극(133)은 링(ring) 형태를 가질 수 있으며, 복수의 전극(133)은 전압 인가부(140)와 연결된 도선(134)을 통해 전압을 인가받을 수 있다. 이때, 복수의 전극(133)은 금속질의 전도성 물질로 구현될 수 있으며, 일 예로, 구리로 구현될 수 있다. 전압 인가부(140)를 통해 도선(134)에 전압이 인가되면, 복수의 전극(133)에 동일한 전위차가 생성되며, 복수의 전극(133)에 동일한 전압이 인가될 수 있다.
또한, 복수의 노즐(123) 각각은 도 3b에 도시된 바와 같이, 기판(131)에 포함된 대응되는 홀(133)을 관통하도록 배치될 수 있다. 이때, 홀(133) 주변에는 개별 전극(132)이 배치될 수 있으며, 개별 전극(132)에 인가된 전압에 의해 정전분무가 발생될 수 있다. 즉, 홀(132)을 둘러싸는 전극(133)에 전압을 인가하면, 홀(132)을 관통하는 노즐(123)에 전압이 유도되어 정전분무가 발생할 수 있게 된다.
또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 기판(131)은 비전도성 물질로 구현될 수 있다. 금속 기판보다 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 발열 및 공기 중 방전 등과 같은 안전성 측면에서도 금속 기판보다 유리할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예와 같이, 노즐이 홀을 관통하는 구조로서, 노즐과 전극 사이의 간격이 가까워져 대전 효율이 높아지는 효과가 발생할 수 있다.
다시 도 1에 대해 설명하면, 전원 공급부(140)는 도선(134)을 통해 기판(131)에 배치된 복수의 전극(133) 각각에 전압을 공급할 수 있다. 이에 의해, 전원 공급부(140)는 노즐 내에 공급된 물에 전압을 유도시켜 물의 미립화를 유도할 수 있다. 즉, 전기력과 유체(물)의 표면장력과의 상호작용을 통해 물의 미립화가 유도될 수 있다.
전극부(130)의 맞은 편에는 접지판(150)이 배치될 수 있다. 접지판(150)에 의해 전극부(130)와 접지판(150) 사이에는 전기장이 형성될 수 있으며, 이에 의해, 노즐에 의해 생성된 액적이 다시 전극부(130)로 회귀하는 현상을 방지할 수 있으며, 노즐(123)에 의해 생성된 액적이 특정 방향이 아닌 사방으로 확산되는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 전극부(130)의 맞은 편에 접지판(150)이 배치되는 것은 일 실시예에 불과할 뿐, 전극부(130)에 인가되는 전극과 반대되는 극성을 가지는 전압이 인가되는 판이 포함될 수 있음은 물론이다.
송풍부(160)는 액적 생성부에 의해 생성된 액적을 외부로 배출하기 위한 바람을 생성할 수 있다. 이때, 송풍부(160) 맞은 편에는 바람을 외부로 배출하도록 형성된 풍도가 배치될 수 있다. 이때, 송풍부(160)는 바람을 생성하기 위해 팬(fan)으로 구현될 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 다른 형태로 구현될 수 있다.
한편, 액적 생성부(120,130) 및 송풍부(160)는 전기장 차폐함 내에 배치되어 밀폐될 수 있다.
도 4는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 가습 모듈을 간략하게 도시한 도면이다. 도 4에는 도 1에 도시된 가습 모듈의 구성(110 내지 160) 이외에 전해질 제거부(410), 저장부(420), 전기장 차폐함(430) 및 풍도(440)를 더 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성 중 도 1에서 설명한 구성에 대해서는 중복된 설명을 생략할 수 있다.
전해질 제거부(410)는 외부로부터 가습 모듈(100)에 공급되는 물의 전해질을 제거할 수 있다. 구체적으로, 가습 모듈(100) 내로 물이 공급되면, 전해질 제거부(410)는 물이 흘러가는 관 주위에 배치된 트랩 전극을 통해 전해질을 전기력으로 포집하여 전해질을 제거할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 트랩 전극(510-1,510-2)은 물이 흘러가는 관(520) 양 옆에 배치될 수 있으며, 트랩 전극(510-1,510-2)에 전압을 인가하면, 트랩 전극(510-1,510-2) 사이에 전기장이 형성되어 관(520) 속에 흘러가는 물의 전해질을 포집할 수 있다. 이와 같이, 물속에 전해질을 토집하여 탈이온수를 생성함으로써, 전해질이 풍부한 물(예로, 수돗물)을 대상으로도 정전분무가 가능해지도록 할 수 있다.
저장부(420)는 전해질 제거부(410)에 의해 전해질이 탈이온수를 저장할 수 있다. 이때, 저장부(520)는 물통이라고 명명될 수 있으며, 공급부(110)(즉, 밸브)가 열리면, 저장부(520)에 저장된 물(즉, 탈이온수)가 노즐부(120)에 공급될 수 있다.
한편, 전해질 제거부(410)가 저장부(420) 앞서 배치되어 저장부(420)가 탈이온수를 저장하는 것은 일 실시예에 불과할 뿐, 전해질 제거부(410)가 저장부(420) 후단에 배치될 수 있다. 즉, 저장부(420)에 저장된 물이 노즐부(120)에 공급되기 전에 전해질 제거부(410)에 의해 전해질이 제거될 수 있다.
전기장 차폐함(430)은 노즐부(120), 전극부(130), 전원 공급부(140), 접지판(150) 및 송풍부(160)를 밀폐할 수 있으며, 이들 구성으로부터 발생하는 전기장이 외부로 나가는 것을 막을 수 있다.
전기장 차폐함(430)의 일 영역에는 풍도(440)와 연결된 구멍(435)이 형성될 수 있다. 이때, 구멍(435)은 송풍부(160)에 의해 발생된 바람에 의해 액적이 외부로 배출되도록 송풍부(160)의 맞은 편에 위치할 수 있다.
풍도(440)는 송풍부(160)의 바람과 함께 이동되는 액적을 외부로 배출되도록 형성될 수 있다. 즉, 풍도(440)는 가습 모듈(100) 외부로 액적이 배출되도록 외부를 향해 구멍이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 가습 모듈(100)은 정전분무를 위한 전압 구조를 하나의 전극판으로 단순화하였으며, 비전도성 기판에 전극을 배치하여 발열 등의 안전성을 확보하였으며, 비전도성 기판을 사용하여 금속기판 대비 원가절감 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 노즐이 전극이 배치된 홀을 관통함으로써 노즐과 전극간의 거리가 가까워져 노즐이 대전되는 효율이 높아질 수 있다.
뿐만 아니라, 노즐부 내부에 내장된 친수성 미세구조를 통해 모세관 현상과 친수화 효과를 동시에 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 가습 모듈(100)에 물이 주입될 수 있다(S610). 이때, 물은 수돗물과 같은 전해질이 포함된 물일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 정수물 등과 같이 가정에서 사용될 수 있는 물일 수 있다.
주입된 물은 전해질 제거부(410)로 이동될 수 있다(S620).
물관 양 옆에 배치된 트랩 전극(510-1,510-2)을 이용하여 전해질을 전기력으로 포집할 수 있다(S630).
전해질이 제거된 탈이온수가 저장부(420)에 저장될 수 있다(S640).
밸브가 열리면, 탈이온수가 노즐부(120)로 공급될 수 있다(S650).
이때, 친수성 미세구조(122)가 내장된 노즐부(120) 내부에서 물이 초미세 모세관(220)에 의해 복수의 노즐(123)로 균일하게 분배될 수 있다(S660).
전압이 전극(133)에 인가되면, 복수의 노즐(123) 주위에 배치된 개별 전극(133)으로 인해 노즐들(123)이 대전될 수 있다(S670).
노즐들(123)이 대전되면, 전기력으로 탈이온수가 미세 액적으로 분사될 수 있다(S680). 즉, 전원 공급부(140)를 통해 복수의 전극(133)에 전압이 인가되면, 복수의 홀(132)을 관통하는 복수의 노즐(123)에 전압이 유도되어 복수의 노즐에 공급된 물이 정전분무됨으로써, 미세 액적이 분사될 수 있다.
분사된 미세 액적은 송풍부(1760)로 인해 반대편 풍도를 타고 외부로 배출될 수 있다(S690).
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 가습 모듈을 포함하는 전자 장치의 구성을 포함하는 블록도이다. 구체적으로, 전자 장치(700)는 가습 모듈(100)을 포함하는 장치로서, 가습기일 수 있으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 공기 청정기, 의류관리기 등과 같은 가전기기 뿐만 아니라 자동차 에어컨과 같은 장치로 구현될 수 있다.
구체적으로, 메모리(710)는 전자 장치(700)를 제어하기 위한 적어도 하나의 인스트럭션을 저장할 수 있다. 특히, 메모리(710)는 전자 장치(700)의 기능을 수행하기 위한 기능모듈(720)을 제어하는 인스트럭션, 가습 모듈(730)을 제어하기 위한 인스트럭션 등을 저장할 수 있다.
또한, 메모리(710)에는 전자 장치(700)를 구동시키기 위한 O/S(Operating System)가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(710)에는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라 전자 장치(700)가 동작하기 위한 각종 소프트웨어 모듈이 저장될 수 있으며, 프로세서(730)는 메모리(710)에 저장된 각종 소프트웨어 모듈을 실행하여 전자 장치(700)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 메모리(710)는 프로세서(730)에 의해 액세스되며, 프로세서(730)에 의한 데이터의 독취/기록/수정/삭제/갱신 등이 수행될 수 있다. 한편, 본 개시에서 메모리(710)라는 용어는 메모리(710), 프로세서(730) 내 롬(미도시), 램(미도시) 또는 전자 장치(700)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예를 들어, micro SD 카드, 메모리 스틱)를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
기능 모듈(720)은 전자 장치(700)의 유형에 따라 전자 장치(700)의 기능을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 전자 장치(700)가 공기 청정기인 경우, 기능 모듈(720)은 공기 청정을 위한 집진 장치 등이 포함될 수 있으며, 전자 장치(700)가 의류 관리기인 경우, 기능 모듈(720)은 의류 관리를 위한 살균 장치 등이 포함될 수 있으며, 전자 장치(700)가 자동차 에이컨인 경우, 기능 모듈(720)은 냉방 기능을 위한 공기 조화 장치 등이 포함될 수 있다.
가습 모듈(100)은 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 복수의 노즐(123)에 공급된 물을 정전분무하여 액적을 생성할 수 있으며, 생성된 액적을 외부로 배출할 수 있다. 특히, 가습 모듈(100)은 프로세서(730)의 제어에 따라 가습 동작 여부, 가습량 등을 제어할 수 있다.
프로세서(730)는 가습 모듈(100) 또는 전자 장치(700)의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(730)는 메모리(710)를 포함하는 가습 모듈(100) 또는 전자 장치(700)의 구성과 연결되며, 상술한 바와 같은 메모리(710)에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션 또는 모듈을 실행함으로써, 가습 모듈(100) 또는 전자 장치(700)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
프로세서(730)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(730)는 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 임베디드 프로세서, 마이크로 프로세서, 하드웨어 컨트롤 로직, 하드웨어 유한 상태 기계(hardware Finite State Machine, FSM), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor, DSP) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 한편, 본 개시에서 프로세서(170)라는 용어는 CPU(Central Processing Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 및 MPU(Main Processing Unit)등을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
특히, 프로세서(730)는 전자 장치(700)에 포함된 가습 모듈(100)의 가습 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 가습 동작을 수행하기 위한 사용자 입력이 감지되면, 프로세서(730)는 밸브를 열도록 공급부(110)를 제어할 수 있으며, 기판(131) 상에 배치된 복수의 전극(133)에 전압을 인가하도록 전원 공급부(140)를 제어할 수 있다.
전원 공급부(140)를 통해 복수의 전극(133)에 전압이 인가되면, 복수의 홀(132)을 관통하는 복수의 노즐(123)에 전압이 유도되어 복수의 노즐(123)에 공급된 물이 정전분무됨으로써, 미세 액적이 생성될 수 있다.
일 실시예로, 가습량을 조절하기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 사용자 입력에 대응되는 전압을 복수의 전극(133)에 인가하도록 전원 공급부(140)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 가습량을 증가시키기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 복수의 전극(133)에 인가하는 전압을 증가시키도록 전원 공급부(140)를 제어할 수 있으며, 가습량을 감소시키기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 복수의 전극(133)에 인가하는 전압을 감소시키도록 전원 공급부(140)를 제어할 수 있다.
다른 실시예로, 가습량을 조절하기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 사용자 입력에 대응되는 세기의 바람을 생성하도록 송풍부(160)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 가습량을 증가시키기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 바람의 세기를 증가시키도록 송풍부(160)를 제어할 수 있으며, 가습량을 감소시키기 위한 사용자 입력이 수신되면, 프로세서(730)는 바람의 세기를 감소시키도록 송풍부(160)를 제어할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 가습량을 조절하기 위하여 복수의 전극(133)에 인가하는 전압을 조절하거나 송풍부(160)의 바람 세기를 조절하는 것으로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐, 가습량을 조절하기 위한 다른 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기판(131)을 상하 이동시켜 노즐(123)에 유도되는 전압을 조절하거나 밸브를 조절하여 노즐부(120)에 공급되는 물의 양을 조절할 수 있다.
특히, 전자 장치(100)가 공기 청정기로 구현되는 경우, 본 개시의 일 실시예에 따른 가습 모듈(100)에 의해 수 마이크로미터 수준의 미세 액적이 분사되므로 미세먼지 집진 및 미생물 포집 등의 효과를 기대할 수 있으며, 공기의 흐름 가운데 정전분무를 도입함으로써 공기 속에 있는 미세먼지 혹은 미생물을 걸러낼 수 있다. 또한, 전자 장치(100)가 의류 관리기로 구현되는 경우, 본 개시의 일 실시예에 따른 가습 모듈(100)에 의해 발생된 미세 액적을 이용하여 먼지 혹은 악취 등을 제거할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)가 자동차 에어컨으로 구현되는 경우, 본 개시의 일 실시예에 따른 가습 모듈(100)에 의해 발생된 미세 액적을 이용하여 에어컨에서 발생하는 먼지 혹은 악취를 제거할 수 있으므로, 에어컨 필터의 기대 수명을 늘릴 수 있다. 또한, 에어컨 바람에 액적을 포함시킴으로써, 운전자 또는 동승자 피부에 닿을 시 추가적인 냉각 효과를 기대할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
110: 공급부 120: 노즐부
121: 물 주입구 122: 친수성 미세구조
123: 복수의 노즐 130: 전극부
131: 기판 132: 복수의 홀
133: 전극 140: 전원 공급부
150: 접지판 160: 송풍부

Claims (17)

  1. 가습 모듈에 있어서,
    물을 공급하는 공급부;
    상기 공급부를 통해 공급된 물을 이용하여 액적을 생성하는 액적 생성부; 및
    상기 생성된 액적을 외부로 배출하는 송풍부;를 포함하며,
    상기 액적 생성부는,
    상기 공급부를 통해 공급된 물을 분무하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부; 및
    상기 복수의 노즐 각각에 대응되는 복수의 홀이 형성된 기판 및 상기 복수의 노즐에 전압을 공급하기 위해 상기 복수의 홀 주변에 배치된 전극을 포함하는 전극부;를 포함하며,
    상기 복수의 노즐 각각은 대응되는 홀을 관통하여 배치되는 가습 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는,
    상기 복수의 홀 주변에 배치된 복수의 전극을 연결하는 도선을 더 포함하며,
    상기 가습 모듈은,
    상기 도선을 통해 상기 복수의 전극에 전압을 인가하는 전원 공급부;를 더 포함하는 가습 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전원 공급부를 통해 상기 복수의 전극에 상기 전압이 인가되면, 상기 복수의 홀을 관통하는 상기 복수의 노즐에 전압이 유도되어 상기 복수의 노즐에 공급된 물이 정전분무되는 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 비전도성 기판인 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부 내부에는 친수성 입자를 포함하는 친수성 미세구조가 내장된 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 노즐부에 물이 공급되면, 상기 친수성 미세구조에 의해 초미세 모세관이 생성되며, 상기 생성된 초미세 모세관을 통해 상기 공급된 물이 상기 복수의 노즐 상에 주입되는 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액적 생성부는,
    상기 전극부 맞은 편에 배치되어 전기장을 생성하기 위한 접지판을 포함하는 가습 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액적 생성부 및 상기 송풍부는 전기장 차폐함 내에 배치된 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가습 모듈 내로 물이 공급되면, 물이 흘러가는 관의 양 옆에 배치된 트랩 전극을 통해 전해질을 전기력으로 포집하여 전해질을 제거하는 전해질 제거부; 및
    상기 전해질이 제거된 탈이온수를 저장하는 저장부;를 포함하는 가습 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공급부는 밸브이며,
    상기 밸브가 열리면, 상기 저장부에 저장된 탈이온수가 상기 노즐부로 공급되는 것을 특징으로 하는 가습 모듈.
  11. 가습 모듈을 포함하는 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 명령어를 저장하는 메모리;
    액적을 생성하는 가습 모듈; 및
    상기 메모리와 연결되어 상기 가습 모듈을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 가습 모듈은,
    물을 공급하는 공급부;
    상기 공급부를 통해 공급된 물을 이용하여 액적을 생성하는 액적 생성부; 및
    상기 생성된 액적을 외부로 배출하는 송풍부;를 포함하며,
    상기 액적 생성부는,
    상기 공급부를 통해 공급된 물을 분무하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐부; 및
    상기 복수의 노즐 각각에 대응되는 복수의 홀이 형성된 기판 및 상기 복수의 노즐에 전압을 공급하기 위해 상기 복수의 홀 주변에 배치된 전극을 포함하는 전극부;를 포함하며,
    상기 복수의 노즐 각각은 대응되는 홀을 관통하여 배치되는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 송풍부의 맞은 편에 위치하며 상기 생성된 액적이 외부로 배출되도록 형성된 풍도;를 포함하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 전극에 상기 전압을 인가하도록 상기 전원 공급부를 제어하며,
    상기 전원 공급부를 통해 상기 복수의 전극에 상기 전압이 인가되면, 상기 복수의 홀을 관통하는 상기 복수의 노즐에 전압이 유도되어 상기 복수의 노즐에 공급된 물이 정전분무되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    가습량을 조절하기 위한 사용자 입력이 수신되면, 상기 사용자 입력에 대응되는 전압을 상기 복수의 전극에 인가하도록 상기 전원 공급부를 제어하거나 상기 상기 사용자 입력에 대응되는 세기의 바람을 생성하도록 상기 송풍부를 제어하는 전자 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 액적 생성부 및 상기 송풍부는 전기장 차폐함 내에 배치된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 전자 장치는,
    상기 가습 모듈 내로 물이 공급되면, 물이 흘러가는 관의 양 옆에 배치된 트랩 전극을 통해 전해질을 전기력으로 포집하여 전해질을 제거하는 전해질 제거부; 및
    상기 전해질이 제거된 탈이온수를 저장하는 저장부;를 포함하는 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 공급부는 밸브이며,
    상기 프로세서는,
    상기 가습 모듈을 동작시키기 위한 사용자 명령이 입력되면, 상기 밸브를 열도록 제어하며,
    상기 밸브가 열리면, 상기 저장부에 저장된 탈이온수가 상기 노즐부로 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.

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