KR20240108671A - 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 공기질을 조절하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기는 외부 공기가 내부 공간으로 유입되도록 높이 방향 하측 둘레 중 적어도 어느 일 부분에 공기 유입구가 구비되고, 상기 내부 공간의 공기가 외부로 배출되도록 높이 방향 상측에 공기 배출구가 구비된 하우징과, 상기 공기 유입구에 인접하게 배치되어 유입되는 외부 공기를 청정 공기로 여과하는 공기 필터 부재와, 상기 공기 유입구를 통해 유입된 외부 공기가 상기 공기 필터 부재를 통과하면서 여과된 후 상기 공기 배출구로 배출되도록 유동을 형성하는 송풍 부재가 구비된 공기 청정부와, 상기 공기 배출구로 배출되는 청정 공기에 산소가 분사되도록 내부에 산소가 수용된 산소 분사 부재가 구비된 산소 공급부, 및 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기{AIR PURIFIER WITH OXYGEN INJECTION FUNCTION}

본 발명은 실내 공기질을 조절하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 청정기는 실내 공기에 포함된 곰팡이, 세균, 미세먼지 등을 제거하기 위한 장치로서, 전기식 이온화 장치가 포함된 공기 청정 살균기 또는 항균성 필터를 포함한 다수 개의 에어 필터로 구성된 공기 청정기가 대부분이다.

이러한 공기 청정기는 외부 공기를 차단한 상태(창문이나 문을 닫은 상태)에서 사용하는 것이 일반적이나, 사용 과정에서 사용자가 실내의 산소 부족으로 인해 답답함으로 느끼게 되는 문제가 있다.

실제 시험 결과, 산소량이 충분하지 않은 상태와 비교할 때 충분한 산소가 공급되는 상태에서의 주의력 및 기억력 평가 결과가 훨씬 우수한 것으로 확인되었다.

이를 해결하기 위해 별도의 산소 발생기를 추가로 구비할 수 있으나, 종래의 산소 발생기는 실외의 공기를 압축기를 이용하여 흡입하고, 흡입된 공기를 PSA 필터, UFL 필터 및 멤브레인 필터 등의 산소 분리 필터에 통과시켜서 고농도의 산소를 발생시키는 장치로서, 통상적으로 실외기와 실내기가 분리되어 있는 형태이다.

이중 PSA 필터는 압력 순환 흡착(Pressure Swing Adsorption)을 이용한 산소 농축 장치를 이용하는 것으로, 압축 공기와 흡착제만을 이용하기 때문에 공해 물질의 배출이 없고 사용이 쉬운 장점이 있다.

이러한 압력 순환 흡착 원리는, 두 개의 흡착 베드에서 압력에 따라 흡착제에 흡착되는 산소들의 흡착량의 차이를 이용하여 산소를 분리, 농축하는 것으로, 흡착제가 채워져 있는 흡착 베드에 압축 공기를 유입시켜서 가압함으로써 공기 중에 다량을 차지하고 있는 질소 등의 성분은 흡착시키고, 흡착되지 않고 남아 있는 압축 산소는 산소통으로 보내서 별도로 저장되도록 하고, 흡착제에 흡착된 질소 등은 내부 산소로서 탈착시켜서 외부로 배출하여 감압하는 것이다. 여기서, 흡착제로는 통상 제올라이트가 사용되는데, 이는 대기 중에서 약 80%를 차지하는 질소가 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되기 때문이다.

그러나, 이러한 종래의 산소 발생기는 공기 흡입/배출 시 소음 및 압축기에서 발생하는 열로 인하여 실내에 배치하는데 문제가 있으며, 공기 압축기에서 압축된 공기는 압축 시 발생된 열로 인해 고온인 상태로 제올라이트를 통과하게 되는데 이러한 고온의 압축공기는 제올라이트의 흡착 능력을 저해하는 문제가 있으며, 공기 압축기 구동에 따른 소음 문제 뿐만 아니라 외부에 설치된 산소 발생기는 산소 발생기로 흡입되는 공기가 여과되는 단계를 거치지 않고 간단한 필터를 통과한 것일 뿐이므로 공기 중에 어떤 유해 물질이 포함되어 있는지 알 수 없는 상태에서 산소를 공급한다는 다양한 문제가 있어서 실제 적용이 쉽지 않은 상황이다.

따라서 청정 공기 생성이 가능하도록 공기 여과 뿐만 아니라 간단한 방식으로 산소 공급이 가능한 기술의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공기 여과를 통한 청정 공기 생성이 가능함과 동시에 간단한 방식으로 산소 공급이 가능한 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부 공기가 내부 공간으로 유입되도록 높이 방향 하측 둘레 중 적어도 어느 일 부분에 공기 유입구가 구비되고, 상기 내부 공간의 공기가 외부로 배출되도록 높이 방향 상측에 공기 배출구가 구비된 하우징과, 상기 공기 유입구에 인접하게 배치되어 유입되는 외부 공기를 청정 공기로 여과하는 공기 필터 부재와, 상기 공기 유입구를 통해 유입된 외부 공기가 상기 공기 필터 부재를 통과하면서 여과된 후 상기 공기 배출구로 배출되도록 유동을 형성하는 송풍 부재가 구비된 공기 청정부와, 상기 공기 배출구로 배출되는 청정 공기에 산소가 분사되도록 내부에 산소가 수용된 산소 분사 부재가 구비된 산소 공급부, 및 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기가 제공된다.

이때, 상기 하우징에는 상기 공기 배출구가 상기 하우징의 상면에 배치되도록 공기 유로가 구비되고, 상기 산소 공급부는 상기 공기 유로 상에 배치될 수 있다.

이때, 상기 산소 공급부는 상기 산소 분사 부재를 동작시키는 구동 부재를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 구동 부재에는, 구동축이 구비된 구동 모터와, 상기 구동축에 연결되어 산소가 분사되도록 상기 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐을 가압하는 가압 플레이트가 구비될 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 가압 플레이트가 상기 분사 노즐을 가압하는 정도가 조절되도록 상기 구동축의 회전 각도를 조절할 수 있다.

이때, 상기 산소 공급부는 실내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 감지 부재를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 산소 농도 감지 부재로부터 전송되는 신호에 근거하여 실내의 산소 농도가 제1 농도 이하로 감소한 경우 상기 공기 청정부와 상기 산소 공급부를 동작시킬 수 있다.

이때, 상기 산소 농도 감지 부재는 실내의 산소 농도 및 배출되는 청정 공기에 포함된 산소 농도를 측정하고, 상기 제어부는 청정 공기에 포함된 산소의 농도가 제2 농도로 유지되도록 상기 구동축의 회전 각도를 조절할 수 있다.

이때, 상기 산소 분사 부재는 상기 구동 모터의 폭 방향 양측에 각각 배치되고, 상기 가압 플레이트는, 폭 방향 일측에 배치된 상기 산소 분사 부재의 분사 노즐을 가압하는 제1 단위 플레이트와, 폭 방향 타측에 배치된 상기 산소 분사 부재의 분사 노즐을 가압하는 제2 단위 플레이트를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 구동축을 일 방향 또는 타 방향을 회전시켜서 상호 대향 배치되는 상기 산소 분사 부재를 교번하여 동작시킬 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상호 대향 배치되는 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양이 동일하도록 상기 구동축이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 구동축이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하는 상태에서 어느 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양이 다른 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양보다 적을 경우 다른 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해서만 산소가 분사되도록 제어함과 동시에 사용자에게 알림을 제공할 수 있다.

이때, 상기 공기 청정부는 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지 농도 감지 부재를 더 포함하고, 상기 제어부는, 실내의 먼지 농도가 제3 농도 이상으로 증가한 경우 상기 공기 청정부를 동작시키되, 상기 산소 공급부는 정지 상태가 유지되도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 산소 공급부의 동작이 개시되는 경우 상기 먼지 농도 감지 부재의 동작은 정지하도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 하우징은, 상기 공기 청정부가 배치되는 제1 단위 하우징과, 상기 산소 공급부가 배치되는 제2 단위 하우징을 포함하고, 상기 제2 단위 하우징은 상기 제1 단위 하우징의 상부에 안착 배치될 수 있다.

이때, 상기 제1 단위 하우징의 상면에는 청정 공기가 배출되는 토출 그릴이 구비되고, 상기 제2 단위 하우징의 하면에는 상기 토출 그릴에 형성된 체결홈에 삽입되도록 체결 리브가 구비될 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기는 하우징의 내부 공간에 공기 청정부가 구비되어 공기 여과를 통한 청정 공기의 생성이 가능할 뿐만 아니라 내부에 산소가 수용된 산소 공급부를 통해 산소를 공급하므로 간단한 방식으로 산소 공급이 가능하게 되어 구성이 단순화되고, 동작 소음이 감소하게 되며, 다양한 종류의 산소를 조합해서 공급할 수도 있게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 가압되지 않은 상태를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 일부 가압된 상태(50% 가압 상태)를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 전부 가압된 상태(100% 가압 상태)를 도시한 평면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재가 교번하여 동작하는 상태를 도시한 평면도로서, 도 7은 일측 산소 분사 부재가 동작하고, 도 8은 타측 산소 분사 부재가 동작하는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 단면도이다. 여기서 w 축은 폭 방향을 의미하고, d 축은 깊이 방향을 의미하며, z 축은 높이 방향을 의미한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기는 외부 공기가 내부 공간(a)으로 유입되도록 높이 방향(z) 하측 둘레 중 적어도 어느 일 부분에 공기 유입구(110)가 형성되고, 내부 공간(a)의 공기가 외부로 배출되도록 높이 방향(z) 상측에 공기 배출구(120)가 구비된 하우징(100)을 포함한다.

이때, 다각형 단면을 갖는 하우징(100)의 경우 하우징(100) 둘레 중 적어도 어느 일 면에 공기 유입구(110)가 구비되고, 원형 단면을 갖는 하우징(100)의 경우 하우징(100) 둘레 중 적어도 어느 일 부분에 공기 유입구(110)가 구비될 수 있다. 또한, 공기 배출구(120)는 하우징(100)의 상면 뿐만 아니라 하우징(100)의 둘레 중 적어도 일 부분에 구비될 수 있다.

이러한 하우징(100)은 후술하는 공기 청정부(200)와 산소 공급부(300)의 수용 및 공기 흐름이 형성되는 내부 공간(a)을 제공하며, 육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 이들을 수용할 수 있는 내부 공간(a)이 형성된다면 반드시 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 하우징(100)의 각 변은 직각으로 절곡된 형상 뿐만 아니라 일정 곡률이 형성되도록 만곡된 형상으로도 형성될 수 있다.

즉, 하우징(100)의 하측에 배치된 공기 유입구(110)를 통해 외부 공기가 내부 공간(a)으로 유입되고, 하우징(100)의 상측에 배치된 공기 배출구(120)를 통해 내부 공간(a)의 공기가 외부로 배출된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 유입구(110)에 인접하게 배치되어 유입되는 외부 공기를 청정 공기로 여과하는 공기 필터 부재(210)와, 공기 유입구(110)를 통해 유입된 외부 공기가 공기 필터 부재(210)를 통과하면서 여과된 후 공기 배출구(120)로 배출되도록 유동을 형성하는 송풍 부재(220)가 구비된 공기 청정부(200)를 더 포함한다.

이러한 공기 필터 부재(210)는 복수 개의 필터를 하나의 프레임으로 묶어 놓은 것이거나, 또는 복수 개의 필터를 융착시켜서 하나의 필터로 만든 것일 수 있다. 공기 필터 부재(210)는 망 또는 부직포 형태의 프리 필터, 1㎛ 이상의 먼지를 포집할 수 있고, 항균과 항바이러스 기능을 갖춘 기능성 필터, 활성탄 및 촉매로 만든 탈취 필터, 0.3㎛의 미세 먼지를 제거할 수 있는 헤파 필터, 100% 천연 테르펜이 적용된 살균 필터 등에서 필요에 따라 선택된 필터가 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 필터를 쉽게 설치 및 분리가 가능하고, 설치 후 상하 방향으로 이동하지 않고 안정적으로 고정되도록 다양한 형태의 가이드 장치가 부가될 수 있음은 물론이다.

또한, 송풍 부재(220)는 소정 용량을 가진 팬으로서, 공기 필터 부재(210)를 거치는 흡인력 및 소음을 감안할 때 터보 팬이 바람직하나, 이에 국한되는 것은 아니다.

아울러 공기 배출구(120)로 배출되는 청정 공기에 산소가 분사되도록 내부에 산소가 수용된 산소 분사 부재(310)가 구비된 산소 공급부(300), 및 각 부의 동작을 제어하는 제어부(400)를 더 포함한다.

이러한 산소 분사 부재(310)는 고압의 산소가 수용되는 산소 캔(can)일 수 있으며, 후술하는 분사 노즐(311)을 통해 압축 에어로졸 분사 방식으로 산소를 공급하게 된다. 산소 캔 형태의 산소 공급 부재를 사용하게 되면 산소 생성을 위한 별도의 과정이 필요하지 않게 되어 구성이 단순화될 수 있고, 동작 소음이 감소하게 되며, 다양한 종류의 산소를 조합해서 공급할 수 있게 된다.

이때, 공기 청정부(200)를 통해 여과된 청정 공기가 산소 공급부(300)를 통과하도록 구성되면 공기 청정부(200)에 구비된 송풍 부재(220)를 이용해서 공기 유동을 형성할 수 있으나, 공기 유동을 원활하게 하기 위해 산소 공급부(300)에도 별도의 보조 송풍 부재가 구비될 수도 있다.

즉, 하우징(100)의 내부 공간(a)에 공기 청정부(200)가 구비되어 공기 여과를 통한 청정 공기의 생성이 가능할 뿐만 아니라 내부에 산소가 수용된 산소 공급부(300)를 통해 산소를 공급하므로 간단한 방식으로 산소 공급이 가능하게 되어 구성이 단순화되고, 동작 소음이 감소하게 되며, 다양한 종류의 산소를 조합해서 공급할 수도 있게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(100)에는 공기 배출구(120)가 하우징(100)의 상면에 배치되도록 공기 유로(b)가 구비되고, 산소 공급부(300)는 공기 유로(b) 상에 배치될 수 있다. 즉, 산소 공급부(300)가 청정 공기가 흐르는 공기 유로(b) 상에 배치되므로 유해 물질이 포함되지 않은 깨끗한 공기에 산소를 추가 공급해서 사용자에게 제공할 수 있게 된다.

이때, 이러한 공기 유로(b)에는 공기 유로(b)의 개방 정도를 조절하는 댐퍼가 구비될 수 있다. 또한, 청정 공기가 산소 공급부(300)를 선택적으로 경유하도록 분기 유로가 구비될 수 있으며, 댐퍼를 이용해서 공기 유로(b)와 분기 유로의 개방 정도를 조절하도록 구성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 평면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 산소 공급부(300)는 산소 분사 부재(310)를 동작시키는 구동 부재(320)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 구동 부재(320)를 이용해서 산소 분사 부재(310)를 동작시키게 되며, 후술하는 산소 농도에 따라 산소 분사 부재(310)의 동작 여부를 결정하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구동 부재(320)에는, 구동축(321a)이 구비된 구동 모터(321)와, 구동축(321a)에 연결되어 산소가 분사되도록 산소 분사 부재(310)에 구비된 분사 노즐(311)을 가압하는 가압 플레이트(322)가 구비될 수 있다.

이러한 구동 모터(321)는 전원이 공급되면 회전력이 발생하는 스테핑 모터일 수 있으며, 펄스 신호에 의하여 회전하는 모터로서, 1 펄스마다 일정한 각도 만큼 정확하게 회전할 수 있다.

구동 부재(320)에는 구동 모터(321)에 구비된 구동축(321a)에 연결되는 감속부가 구비될 수 있으며, 감속부를 통해 가압 플레이트(322)가 회전하도록 구성될 수 있다. 감속부에는 구동축(321a)과 일정한 간격으로 이격되면서 나란히 배치되는 종동축이 구비되고, 구동축(321a)과 종동축은 복수 개의 기어들을 통해 상호 치합되어 구동축(321a)의 회전 토크를 증가시켜서 전달(회전 속도는 감소)함으로써 가압 플레이트(322)가 분사 노즐(311)을 쉽게 가압할 수 있게 구성할 수도 있다.

즉, 구동 모터(321)의 구동축(321a)에 연결된 가압 플레이트(322)를 회전시키는 방식으로 산소 분사 부재(310)에 구비된 분사 노즐(311)을 가압해서 산소가 분사되도록 함으로써 전체 구성이 단순화되어 제작성이 향상되고, 제조 원가 절감이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 가압되지 않은 상태를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 일부 가압된 상태(50% 가압 상태)를 도시한 평면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐이 전부 가압된 상태(100% 가압 상태)를 도시한 평면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 가압 플레이트(322)가 분사 노즐(311)을 가압하는 정도가 조절되도록 구동축(321a)의 회전 각도(Θ)를 조절할 수 있다.

즉, 산소 분사 부재(310)를 새로 교체한 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(311)이 일부만 가압되더라도 충분한 산소가 공급될 수 있으며, 장기간 반복적으로 사용하게 되면 도 6에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(311)이 전부 가압되어야 충분한 산소가 공급될 수 있게 된다. 따라서 제어부(400)는 산소 분사 부재(310)의 분사 횟수와 사용 기간을 반영하여 분사 노즐(311)이 가압되는 정도가 조절되도록 구동축(321a)의 회전 각도(Θ)를 조절하게 된다.

일 예로, 구동축(321a)의 회전 각도는 일 방향 또는 타 방향으로 5.652° 만큼 회전 가능하나, 반드시 이에 한정되지 않고, 설계 사양에 맞게 다양하게 변경 가능하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 산소 공급부(300)는 실내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 감지 부재(330)를 더 포함하고, 제어부(400)는 산소 농도 감지 부재(330)로부터 전송되는 신호에 근거하여 실내의 산소 농도가 제1 농도 이하로 감소한 경우 공기 청정부(200)와 산소 공급부(300)를 동작시킬 수 있다.

일반적으로 자동차 내부와 같이 산소 농도가 18% 이하인 경우 사용자는 매우 답답함을 느끼게 되며, 이러한 경우 호흡 곤란이나 어지러움을 느낄 수 있다. 지하 공간이나 찜질방과 같이 산소 농도가 18% ~ 19.4% 범위인 경우 사용자는 답답함을 느끼게 되며, 집중력도 저하된다. 집안이나 사무실과 같이 산소 농도가 19.4% ~ 20.5% 범위인 경우 두통을 느낄 수 있으며, 두통을 방지하기 위해 주기적인 환기가 필요하게 된다. 도심 인근 숲과 같이 산소 농도가 20.5% ~ 21.2% 범위인 경우 적정 산소 농도가 확보되어 사용자는 상쾌함을 느낄 수 있다. 설악산과 같이 21.2% ~ 21.6% 범위인 경우 사용자는 매우 상쾌함을 느낄 수 있으며, 집중력이 증가하게 된다.

즉, 상기한 제1 농도는 사용자가 설정 가능하며, 제1 농도가 높을수록 사용자가 상쾌함을 느낄 수 있는 정도가 증가하게 되나, 제1 농도가 높을수록 산소 분사 부재(310)에 수용된 산소가 짧은 시간 내에 모두 사용될 수 있으므로 적절한 범위로 제1 농도를 설정하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 산소 농도 감지 부재(330)는 실내의 산소 농도 및 배출되는 청정 공기에 포함된 산소 농도를 측정하고, 제어부(400)는 청정 공기에 포함된 산소의 농도가 제2 농도로 유지되도록 구동축(321a)의 회전 각도(Θ)를 조절할 수 있다.

즉, 전술한 바와 같이, 실내의 산소 농도가 제1 농도 이하로 감소한 경우 제어부(400)는 산소가 공급되도록 공기 청정부(200)와 산소 공급부(300)를 동작시키게 되는데, 이때, 청정 공기에 포함된 산소의 농도가 제2 농도가 되도록 구동축(321a)의 회전 각도(Θ)를 조절함으로써 일정량의 산소가 지속적으로 실내에 공급되도록 구성하는 것이다. 이러한 제2 농도는 사용자가 위치하는 공간의 크기, 실내의 산소 농도 및 목표 농도까지 도달해야 하는 시간 등을 고려하여 설정될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 부재가 교번하여 동작하는 상태를 도시한 평면도로서, 도 7은 일측 산소 분사 부재가 동작하고, 도 8은 타측 산소 분사 부재가 동작하는 상태를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 산소 분사 부재(310)는 구동 모터(321)의 폭 방향(w) 양측에 각각 배치되고, 가압 플레이트(322)는, 폭 방향(w) 일측에 배치된 산소 분사 부재(310)의 분사 노즐(311)을 가압하는 제1 단위 플레이트(322a)와, 폭 방향(w) 타측에 배치된 산소 분사 부재(310)의 분사 노즐(311)을 가압하는 제2 단위 플레이트(322b)를 포함할 수 있다.

즉, 산소 분사 부재(310)가 폭 방향(w) 양측에 상호 대향 배치되므로 실내에 공급할 수 있는 산소의 양이 증가하게 되며, 산소 분사 부재(310)의 교체 주기가 길어지게 되어 사용 편의성이 향상된다.

또한, 가압 플레이트(322)가 폭 방향(w) 일측에 배치된 산소 분사 부재(310)의 분사 노즐(311)을 가압하는 제1 단위 플레이트(322a)와, 폭 방향(w) 타측에 배치된 산소 분사 부재(310)의 분사 노즐(311)을 가압하는 제2 단위 플레이트(322b)를 포함하므로 하나의 구동 모터(321)를 이용해서 상호 대향 배치되는 산소 분사 부재(310)들을 모두 동작시킬 수 있게 되어 전체 구성이 단순화되면서 소형 경량화가 가능하게 된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 구동축(321a)을 일 방향 또는 타 방향을 회전시켜서 상호 대향 배치되는 산소 분사 부재(310)를 교번하여 동작시킬 수 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(400)가 구동축(321a)을 일 방향으로 회전시키면 제1 단위 플레이트(322a)가 폭 방향(w) 일측에 배치된 산소 분사 부재(310)를 동작시키고, 제어부(400)가 구동축(321a)을 타 방향으로 회전시키면 제2 단위 플레이트(322b)가 폭 방향(w) 타측에 배치된 산소 분사 부재(310)를 동작시키도록 구성하는 것이다.

이때, 제어부(400)는 상호 대향 배치되는 산소 분사 부재(310)를 통해 분사되는 산소의 양이 동일하도록 구동축(321a)이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하도록 제어할 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(400)는 구동축(321a)이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하는 상태에서 어느 하나의 산소 분사 부재(310)를 통해 분사되는 산소의 양이 다른 하나의 산소 분사 부재(310)를 통해 분사되는 산소의 양보다 적을 경우 다른 하나의 산소 분사 부재(310)를 통해서만 산소가 분사되도록 제어함과 동시에 사용자에게 알림을 제공할 수 있다.

즉, 복수 개의 산소 분사 부재(310)를 사용할 경우 산소 분사 부재(310)가 교번하여 동작하는 과정에서 사용자의 임의 종료, 설정 시간 만료 등의 원인으로 각각의 산소 분사 부재(310)의 분사 횟수가 달라질 수 있으며, 이로 인해 각각의 산소 분사 부재(310)의 사용 기간이 달라질 수 있다.

따라서 어느 하나의 산소 분사 부재(310)에 수용된 산소를 모두 사용한 경우 다른 하나의 산소 분사 부재(310)를 통해 산소를 분사하고, 어느 하나의 산소 분사 부재(310)는 교체를 필요로 한다는 알림을 제공하도록 구성하는 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기 청정부(200)는 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지 농도 감지 부재(230)를 더 포함하고, 제어부(400)는, 실내의 먼지 농도가 제3 농도 이상으로 증가한 경우 공기 청정부(200)를 동작시키되, 산소 공급부(300)는 정지 상태가 유지되도록 제어할 수 있다.

이러한 먼지 농도 감지 부재(230)는 실내 공기에 포함된 다양한 종류의 먼지를 감지할 수 있도록 구성되며, 제3 농도는 먼지의 종류에 따라 허용 가능한 최대 농도일 수 있다. 따라서 실내의 먼지 농도가 제3 농도 이상으로 증가한 경우 공기 청정부(200)를 동작시켜서 먼지 농도를 감소시키되, 이러한 경우 산소 공급부(300)는 정지 상태가 유지되도록 제어하는 것이 중요하다. 이는 산소 공급부(300)를 통해 산소가 공급될 경우 이러한 산소에 의해 먼지 농도 감지 부재(230)의 정밀도가 감소할 수 있기 때문이다.

이때, 제어부(400)는 산소 공급부(300)의 동작이 개시되는 경우 먼지 농도 감지 부재(230)의 동작은 정지하도록 제어할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 산소 공급부(300)를 통해 산소가 공급될 경우 이러한 산소에 의해 먼지 농도 감지 부재(230)의 정밀도가 감소하면서 실내의 먼지 농도를 정확하게 감지할 수 없게 되어 공기 청정부(200)의 오동작이 발생할 수 있으므로 산소 공급부(300)의 동작이 개시되는 경우 먼지 농도 감지 부재(230)의 동작은 정지하도록 제어하는 것이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기의 단면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은, 공기 청정부(200)가 배치되는 제1 단위 하우징(101)과, 산소 공급부(300)가 배치되는 제2 단위 하우징(102)을 포함하고, 제2 단위 하우징(102)은 제1 단위 하우징(101)의 상부에 안착 배치될 수 있다.

즉, 하우징(100)이 제1 단위 하우징(101)과 제2 단위 하우징(102)의 모듈 구조로 구성되는 것이다. 이때, 공기 유입구(110)는 제1 단위 하우징(101)의 하측에 배치될 수 있고, 공기 배출구(120)는 제2 단위 하우징(102)의 상측에 배치될 수 있다.

이와 같이 하우징(100)을 모듈화하면 제1 단위 하우징(101)과 제2 단위 하우징(102)을 각각 제조하는 서브 어셈블리(sub assembly) 공정을 통해 쉽게 제조한 후 이들을 상호 결합하는 방식으로 공기 청정기의 제조가 가능하게 되어 제작성이 향상된다.

이때, 제1 단위 하우징(101)과 제2 단위 하우징(102)에는 각각 공기 유로(b)가 형성되고, 제1 단위 하우징(101)과 제2 단위 하우징(102)이 상호 결합된 이후에는 이들 공기 유로(b)가 상호 연통되도록 구성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 단위 하우징(101)의 상면에는 청정 공기가 배출되는 토출 그릴(101a)이 구비되고, 제2 단위 하우징(102)의 하면에는 토출 그릴(101a)에 형성된 체결홈(101b)에 삽입되도록 체결 리브(102a)가 구비될 수 있다.

즉, 제1 단위 하우징(101)과 제2 단위 하우징(102)을 각각 제조한 후 제2 단위 하우징(102)을 제1 단위 하우징(101)의 토출 그릴(101a) 상부에 배치한 상태에서 제2 단위 하우징(102)에 구비된 체결 리브(102a)를 토출 그릴(101a)에 형성된 체결홈(101b)에 삽입하는 방식으로 쉽게 결합이 가능함으로써 제작성이 향상된다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기는 하우징(100)의 내부 공간(a)에 공기 청정부(200)가 구비되어 공기 여과를 통한 청정 공기의 생성이 가능할 뿐만 아니라 내부에 산소가 수용된 산소 공급부(300)를 통해 산소를 공급하므로 간단한 방식으로 산소 공급이 가능하게 되어 구성이 단순화되고, 동작 소음이 감소하게 되며, 다양한 종류의 산소를 조합해서 공급할 수도 있게 된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 : 하우징 101 : 제1 단위 하우징
102 : 제2 단위 하우징 110 : 공기 유입구
120 : 공기 배출구 200 : 공기 청정부
210 : 공기 필터 부재 220 : 송풍 부재
230 : 먼지 농도 감지 부재 300 : 산소 공급부
310 : 산소 분사 부재 311 : 분사 노즐
320 : 구동 부재 321 : 구동 모터
322 : 가압 플레이트 330 : 산소 농도 감지 부재
400 : 제어부 101a : 토출 그릴
101b : 체결홈 102a : 체결 리브
321a : 구동축 322a : 제1 단위 플레이트
322b : 제2 단위 플레이트 a : 내부 공간
b : 공기 유로 d : 깊이 방향
w : 폭 방향 z : 높이 방향
Θ : 회전 각도

Claims (15)

1. 외부 공기가 내부 공간으로 유입되도록 높이 방향 하측 둘레 중 적어도 어느 일 부분에 공기 유입구가 구비되고, 상기 내부 공간의 공기가 외부로 배출되도록 높이 방향 상측에 공기 배출구가 구비된 하우징;
   상기 공기 유입구에 인접하게 배치되어 유입되는 외부 공기를 청정 공기로 여과하는 공기 필터 부재와, 상기 공기 유입구를 통해 유입된 외부 공기가 상기 공기 필터 부재를 통과하면서 여과된 후 상기 공기 배출구로 배출되도록 유동을 형성하는 송풍 부재가 구비된 공기 청정부;
   상기 공기 배출구로 배출되는 청정 공기에 산소가 분사되도록 내부에 산소가 수용된 산소 분사 부재가 구비된 산소 공급부; 및
   상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부;
   를 포함하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하우징에는 상기 공기 배출구가 상기 하우징의 상면에 배치되도록 공기 유로가 구비되고,
   상기 산소 공급부는 상기 공기 유로 상에 배치되는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 산소 공급부는 상기 산소 분사 부재를 동작시키는 구동 부재를 더 포함하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 구동 부재에는, 구동축이 구비된 구동 모터와, 상기 구동축에 연결되어 산소가 분사되도록 상기 산소 분사 부재에 구비된 분사 노즐을 가압하는 가압 플레이트가 구비되는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 가압 플레이트가 상기 분사 노즐을 가압하는 정도가 조절되도록 상기 구동축의 회전 각도를 조절하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 산소 공급부는 실내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 감지 부재를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 산소 농도 감지 부재로부터 전송되는 신호에 근거하여 실내의 산소 농도가 제1 농도 이하로 감소한 경우 상기 공기 청정부와 상기 산소 공급부를 동작시키는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 산소 농도 감지 부재는 실내의 산소 농도 및 배출되는 청정 공기에 포함된 산소 농도를 측정하고,
   상기 제어부는 청정 공기에 포함된 산소의 농도가 제2 농도로 유지되도록 상기 구동축의 회전 각도를 조절하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
8. 제4항에 있어서,
   상기 산소 분사 부재는 상기 구동 모터의 폭 방향 양측에 각각 배치되고,
   상기 가압 플레이트는, 폭 방향 일측에 배치된 상기 산소 분사 부재의 분사 노즐을 가압하는 제1 단위 플레이트와, 폭 방향 타측에 배치된 상기 산소 분사 부재의 분사 노즐을 가압하는 제2 단위 플레이트를 포함하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 구동축을 일 방향 또는 타 방향을 회전시켜서 상호 대향 배치되는 상기 산소 분사 부재를 교번하여 동작시키는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상호 대향 배치되는 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양이 동일하도록 상기 구동축이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하도록 제어하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동축이 일 방향 또는 타 방향으로 동일한 각도만큼 회전하는 상태에서 어느 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양이 다른 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해 분사되는 산소의 양보다 적을 경우 다른 하나의 상기 산소 분사 부재를 통해서만 산소가 분사되도록 제어함과 동시에 사용자에게 알림을 제공하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
12. 제1항에 있어서,
    상기 공기 청정부는 실내의 먼지 농도를 측정하는 먼지 농도 감지 부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 실내의 먼지 농도가 제3 농도 이상으로 증가한 경우 상기 공기 청정부를 동작시키되, 상기 산소 공급부는 정지 상태가 유지되도록 제어하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산소 공급부의 동작이 개시되는 경우 상기 먼지 농도 감지 부재의 동작은 정지하도록 제어하는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
14. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 공기 청정부가 배치되는 제1 단위 하우징과, 상기 산소 공급부가 배치되는 제2 단위 하우징을 포함하고,
    상기 제2 단위 하우징은 상기 제1 단위 하우징의 상부에 안착 배치되는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 단위 하우징의 상면에는 청정 공기가 배출되는 토출 그릴이 구비되고,
    상기 제2 단위 하우징의 하면에는 상기 토출 그릴에 형성된 체결홈에 삽입되도록 체결 리브가 구비되는 산소 분사 기능이 구비된 공기 청정기.

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