WO2021149872A1

WO2021149872A1 - 휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈

Info

Publication number: WO2021149872A1
Application number: PCT/KR2020/005392
Authority: WO
Inventors: 오시영; 최석호; 손상혁; 김주현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-07-29
Also published as: US20230045895A1; KR20210094910A; DE112020006565T5

Abstract

휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 토출면과 필터 사이에 배치되어 필터를 통과한 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출하는 팬모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈

본 발명은 휴대형 공기정화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대하며 사용이 가능한 휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈에 관한 것이다.

공기정화기는 현대 생활에서 널리 사용되는 기기로서, 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등의 물리적 입자, 냄새입자, 유해가스 등의 화학물질, 및 세균, 바이러스 등의 미생물체를 걸러서 공기를 정화시키는 장치이다.

공기정화기는, 도시화, 산업화, 및 국제화 등의 영향으로 일반 가정에서도 필수 불가결한 기기로 자리 잡고 있다. 또한 미세먼지의 증가, 알레르기 환자의 증가, 및 생활 수준의 향상 등의 영향으로 그 수요도 급격히 늘고 있다.

공기정화기가 일반 가정과 같이 100㎡ 이상을 넘어서는 환경을 대상으로 할 때에는, 기기의 크기가 크게 되어도 된다. 이러한 기기에는, 먼지 등의 물리적 입자에 대응하는 필터, 가스 등의 화학물질에 대응하는 필터, 및 세균 바이러스 등의 미생물에 대응하는 필터가 복합적으로 사용될 수 있다. 즉 넓은 공간에서는, 여러 가지 필터를 복합적으로 수용할 수 있는 큰 크기의 공기정화기가 사용될 수 있다.

그러나 원룸, 차량 내부와 같이 좁은 공간이나 공공 도서관 등과 같이 매우 넓은 공간 또는 실외에서 큰 크기의 공기정화기를 사용하는 것은, 공간 활용성, 이동성, 에너지 소모의 측면에서 비효율적이다. 또한 이동이 잦은 사용자에게는, 큰 크기의 공기정화기보다는 크기가 작으면서 개인이 휴대용으로 사용할 수 있는 공기정화기가 더 적합하다. 이러한 배경하에서 개인이 휴대용으로 사용할 수 있는 휴대용 공기정화기가 개발되고 있다.

휴대용 공기정화기는, 휴대가 용이하도록 작고 가벼운 형태로 제공된다. 이러한 휴대용 공기정화기는, 사용자가 쉽게 휴대하면서 원하는 장소에서 쉽게 사용할 수 있다는 이점이 있다. 즉 휴대용 공기정화기는, 집과 같은 한 장소에서 오래 머물기보다는 외출이 잦거나 여러 장소를 이동하는 생활 패턴을 갖는 사용자에게 적합한 기기이다.

그러나 휴대용 공기정화기의 정화 공기 토출량은, 한 장소에 설치되어 사용되는 일반적인 공기정화기의 정화 공기 토출량에 비해 적을 수밖에 없다. 또한 휴대용 공기정화기를 통해 토출되는 정화 공기의 전방 토출 범위 또한 상대적으로 좁을 수 밖에 없다. 이는 공기정화기가 소형화됨에 따라 어쩔 수 없이 발생되는 문제이며, 휴대용 공기정화기가 소형화될수록 정화 공기 토출량 및 전방 토출 범위를 증가시키기가 더욱 어려워지게 된다.

이처럼 휴대용 공기정화기의 정화 공기 토출량 및 전방 토출 범위가 줄어들게 되면, 휴대용 공기청정기에서 정화된 공기가 사용자, 특히 사용자의 얼굴에 도달하기 어려워진다. 이처럼 휴대용 공기청정기에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하기 어렵게 되면, 휴대용 공기정화기가 제대로 된 공기 정화 성능을 제공하기 어렵게 된다.

본 발명은 작고 가벼우면서도 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 효과적으로 도달될 수 있도록 구조가 개선된 휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 고정압 조건에서도 높은 공기 정화 성능을 제공할 수 있는 휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은, 축류팬보다 축방향 길이가 긴 사류팬이 적용되어도 작은 크기를 유지하면서 높은 공기 정화 성능을 제공할 수 있는 휴대형 공기정화기 및 이에 구비되는 팬모듈을 제공하는데 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 일 실시 형태인 휴대형 공기정화기는, 토출면과 필터 사이에 배치되어 필터를 통과한 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출하는 팬모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 형태는, 흡입면과 팬모듈과 토출면이 일직선으로 배치되고, 흡입면과 토출면 사이에 배치된 팬모듈은 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출하는 것을 특징으로 한다.

이를 통해, 휴대형 공기정화기는 정화된 공기를 축류팬보다 공기를 보다 더 멀리, 그리고 넓은 범위로 토출할 수 있고, 고정압 조건에서도 높은 공기 정화 성능을 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 형태는, 팬블레이드는 경사지게 형성된 스커트부에 연결되고, 모터의 로터는 스커트부와 스테이터 사이에 돌출된 내측돌출부에 고정되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 스커트부는 원뿔대 형상으로 형성되고, 내측돌출부는 중공이 형성된 원통 형상으로 형성되며, 로터는 내측돌출부의 내주면에 고정될 수 있다.

이를 통해, 로터가 팬의 내부에 안정적으로 고정됨은 물론, 팬 무게 증가가 억제되면서도 팬 전체의 강성이 효과적으로 향상되는 효과가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 휴대형 공기정화기는: 축방향 일측에 흡입면이 배치되고 축방향 타측에 토출면이 배치되는 케이스와; 상기 흡입면과 상기 토출면 사이에 배치되는 필터; 및 상기 토출면과 상기 필터 사이에 배치되며, 상기 필터를 통과한 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출하는 팬모듈;을 포함할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 팬베이스를 더 포함하고, 상기 팬베이스에는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이를 연결하는 통로를 상기 팬베이스에 형성하는 팬흡입구가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬베이스는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 베이스플레이트, 및 상기 베이스플레이트로부터 상기 팬모듈을 향해 축방향으로 돌출되는 벨마우스를 더 포함하고, 상기 팬흡입구는, 상기 벨마우스의 반경방향 내측에 관통되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬모듈은, 스테이터 및 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되는 로터를 포함하는 모터와; 상기 모터의 적어도 일부분을 지지하는 팬케이스; 및 상기 로터와 함께 회전되는 팬을 포함하고, 상기 팬케이스는, 상기 팬베이스와 결합되고, 상기 팬베이스는, 상기 필터와 결합되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬케이스는, 상기 스테이터 및 상기 샤프트를 지지하는 제1지지부와; 상기 제1지지부를 반경방향 외측에서 둘러싸며 상기 제1지지부를 지지하는 제2지지부; 및 상기 제2지지부에 마련되어 상기 팬베이스와 결합되는 돌출보스를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬베이스는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 베이스플레이트, 및 상기 베이스플레이트로부터 상기 팬모듈을 향해 축방향으로 돌출되는 체결돌기를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 돌출보스는, 상기 제2지지부로부터 상기 베이스플레이트를 향해 축방향으로 돌출되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬의 적어도 일부분이 상기 제2지지부의 반경방향 외측으로 돌출되고, 상기 돌출보스와 상기 체결돌기가 결합되면, 상기 제2지지부와 상기 베이스플레이트 사이가 설정간격 이격되게 상기 펜베이스와 상기 팬모듈이 결합되고, 상기 설정간격은, 상기 팬이 상기 제2지지부의 반경방향 외측으로 돌출된 부분의 축방향 길이 이상인 것이 바람직하다.

또한 상기 토출면과 상기 팬모듈 사이에 배치되는 팬커버를 더 포함하고, 상기 팬커버에는, 상기 토출면과 상기 팬 사이를 연결하는 통로를 형성하는 공기토출부가 마련되고, 상기 팬모듈은, 상기 공기토출부와 마주보는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 케이스는, 제1방향으로 연장되는 길이와, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 연장되는 폭, 및 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 직교하는 제3방향으로 연장되는 높이로 형성되고, 상기 흡입면과 상기 토출면 사이에 형성되는 상기 케이스의 내부공간은, 상기 제3방향 일측의 제1영역과 상기 제3방향 타측의 제2영역으로 구분되고, 상기 공기토출부는 상기 제1영역에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 제2영역에 배치되는 배터리를 더 포함하고, 상기 팬커버는, 상기 제2영역에 배치되는 하부커버부를 더 포함하고, 상기 배터리는, 상기 하부커버부와 상기 흡입면 사이에 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬의 공기 흡입 방향이 상기 흡입면과 상기 토출면의 배치 방향과 동일 방향인 것이 바람직하다.

또한 상기 흡입면과 상기 토출면이 평행하게 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 필터는, 상기 팬의 공기 흡입 및 토출 방향과 직교하는 평면을 형성하는 필터면을 포함하고, 상기 흡입면과 상기 필터와 상기 토출면이 일직선으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 토출면과 상기 필터 사이에 복수개의 상기 팬모듈이 배치되고, 복수개의 상기 팬모듈이 차지하는 면적은, 상기 토출면의 면적과 대응되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬모듈은, 상기 토출면과 상기 필터 사이에서 상기 토출면과 평행하게 배치되는 제1팬모듈; 및 상기 제1팬모듈이 배치되는 동일 면상에 배치되는 제2팬모듈;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 케이스는, 제1방향으로 연장되는 길이와, 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 연장되는 폭, 및 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 직교하는 제3방향으로 연장되는 높이로 형성되고, 상기 제1팬모듈과 상기 제2팬모듈은, 상기 제3방향에 따른 위치가 서로 중첩되지 않게 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1팬모듈의 공기 흡입 및 토출 방향과 상기 제2팬모듈의 공기 흡입 및 토출 방향이 동일하게 형성되고, 상기 제1팬모듈과 상기 제2팬모듈은, 상기 제3방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 필터는, 상기 흡입면과 상기 토출면 중 적어도 어느 하나와 평행하게 배치되는 필터면을 포함하고, 상기 제1팬모듈 및 상기 제2팬모듈의 상기 제1방향 및 상기 제2방향에 따른 위치는, 상기 필터면이 차지하는 영역에 대응되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1팬모듈과 상기 제2팬모듈이 차지하는 면적이 상기 필터면의 면적에 대응되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬모듈은, 사류팬을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 측면에 따른 팬모듈은: 축방향으로 연장되는 샤프트와; 스테이터 및 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되는 로터를 포함하는 모터와; 상기 스테이터 및 상기 샤프트를 지지하는 팬케이스; 및 상기 로터 및 상기 샤프트와 함께 회전되는 허브, 및 상기 허브로부터 원심방향으로 돌출되는 팬블레이드를 포함하는 팬;을 포함하고, 상기 허브는, 상기 보스를 사이에 두고 상기 지지판과 나란하게 배치되는 원판 형상의 허브판부와; 상기 허브판의 테두리로부터 상기 지지판을 향해 돌출되고, 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 허브판으로부터 축방향으로 멀어질수록 원심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하는 스커트부; 및 상기 허브판으로부터 상기 지지판을 향해 돌출되며, 상기 스커트부와 상기 스테이터 사이에 배치되는 내측돌출부를 포함하고, 상기 팬블레이드는, 상기 스커트부로부터 원심방향으로 돌출되고, 상기 로터는, 상기 내측돌출부와 상기 스테이터 사이에 배치되어 상기 내측돌출부에 고정될 수 있다.

또한 상기 팬케이스는, 상기 스테이터 및 상기 샤프트를 지지하는 제1지지부; 및 상기 제1지지부를 반경방향 외측에서 둘러싸며 상기 제1지지부를 지지하는 제2지지부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1지지부는, 원판 형상의 지지판, 및 상기 지지판으로부터 상기 팬을 향해 축방향으로 돌출되는 보스를 포함하고, 상기 스테이터는, 상기 보스를 반경방향 외측에서 감싸며 상기 보스와 결합되고, 상기 지지판은, 상기 스테이터와 결합된 보스를 지지하는 것이 바람직하다.

또한 상기 보스의 내부에는 중공이 형성되고, 상기 샤프트는, 상기 보스의 내부에 삽입되고, 상기 보스의 내부를 관통하여 상기 허브와 연결되는 것이 바람직하다.

또한 상기 보스의 내부에는, 베어링이 삽입되고, 상기 샤프트는, 상기 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제2지지부는, 상기 지지판으로부터 원심방향으로 소정 간격 이격되게 배치되고, 상기 지지판과 상기 제2지지부 사이에는, 팬토출구가 형성되고, 상기 팬케이스는, 상기 지지판과 상기 제2지지부 사이를 연결하며 상기 지지판을 상기 제2지지부에 지지시키는 연결부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 지지판의 둘레방향을 따라 복수개의 연결부가 각각 소정 간격 이격되게 배치되고, 복수개의 상기 연결부 사이에 상기 팬토출구가 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 팬은, 상기 허브와 소정 간격 이격되게 상기 허브의 반경방향 외측에 배치되는 쉬라우드를 더 포함하고, 상기 팬블레이드는, 상기 허브와 상기 쉬라우드 사이를 연결하는 것이 바람직하다.

또한 상기 블레이드는, 회전방향 선단에 배치되고 곧게 형성되는 리딩 에지(5455a)와; 상기 회전방향 후단에 배치되고 곧게 형성되는 트레일링 에지와; 상기 리딩 에지(5455a)의 일단과 상기 트레일링 에지의 일단을 연결하고 상기 쉬라우드의 내주면에서 연장되는 쉬라우드 코드(5455c); 및 상기 리딩 에지(5455a)의 타단과 상기 트레일링 에지의 타단을 연결하고 상기 허브의 외주면에서 연장되는 허브 코드(5455d)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 쉬라우드는, 상기 팬케이스로부터 축방향으로 멀어질수록 구심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하고, 상기 스커트부는, 상기 허브판으로부터 축방향으로 멀어질수록 원심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하고, 상기 리딩 에지(5455a)의 일단과 상기 트레일링 에지의 일단은, 상기 쉬라우드의 내주면과 연결되고, 상기 리딩 에지(5455a)의 타단과 상기 트레일링 에지의 타단은, 상기 스커트부의 외주면과 연결되는 것이 바람직하다.

또한 상기 리딩 에지(5455a)의 일단은, 상기 트레일링 에지의 일단보다 상기 허브판의 반경방향 중심에 가깝게 배치되고, 상기 리딩 에지(5455a)의 타단은, 상기 트레일링 에지의 타단보다 상기 허브판의 반경방향 중심에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 휴대형 공기정화기에는, 축류팬과 동등 수준의 무게 및 크기를 가지면서도 정화된 공기를 축류팬보다 공기를 보다 더 멀리, 그리고 넓은 범위로 토출할 수 있는 팬이 적용된다. 이러한 휴대형 공기정화기는, 작고 가벼운 특징을 유지하면서도 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 효과적으로 도달되도록 할 수 있으며, 더욱 향상된 공기 정화 성능을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 축류팬보다 고압의 빠른 바람을 내보내기에 유리한 팬을 구비함으로써, 고성능 필터 적용시에도 높은 흡입, 토출 성능을 제공할 수 있고, 이로써 고정압 조건에서도 높은 공기 정화 성능을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에서는 가이드베인과 같은 구조물 없이도 고압의 빠른 바람을 멀리 내보내기에 유리한 팬이 적용됨으로써, 가이드베인이 차지하는 공간만큼 팬의 크기를 키우거나 휴대형 공기정화기의 크기를 줄이는 설계의 적용이 가능하게 된다.

또한 본 발명에서는 팬이 팬을 둘러싸는 팬케이스의 내주면보다 원심방향으로 더 돌출될 수 있으므로, 휴대형 공기정화기 내부의 한정된 공간 내에서 팬의 크기가 그만큼 더 확장될 수 있다.

이로써 본 발명은 팬으로 인한 휴대형 공기정화기의 크기 증가 없이도 더 향상된 공기 정화 성능을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 공기정화기의 정면 측을 도시한 정면 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 휴대형 공기정화기의 분해 상태를 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 휴대형 공기정화기의 배면 측을 도시한 배면 사시도이다.

도 4는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ" 선에 따른 단면도이다.

도 5는 도 1에 도시된 케이스를 분리하여 도시한 정면 사시도이다.

도 6은 1에 도시된 케이스를 분리하여 도시한 배면 사시도이다.

도 7은 도 4의 "Ⅶ" 부분의 구조를 좀 더 구체적으로 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬모듈을 분리하여 도시한 사시도이다.

도 9는 도 8에 도시된 팬케이스를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 10은 도 8에 도시된 팬을 분리하여 정면도이다.

도 11은 도 10에 도시된 팬의 측면도이다.

도 12는 도 11의 "ⅩⅡ-ⅩⅡ" 선에 따른 단면도이다.

도 13은 팬커버와 팬모듈을 분리하여 도시한 분해 사시도이다.

도 14는 팬모듈과 팬베이스와 필터를 분리하여 도시한 분해 사시도이다.

도 15는 팬베이스의 배면을 도시한 배면 사시도이다.

도 16은 팬베이스와 필터의 결합 상태를 도시한 사시도이다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 공기정화기의 공기 유동 양상을 보여주는 도면이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

[휴대형 공기정화기의 외관]

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 공기정화기의 정면 측을 도시한 정면 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대형 공기정화기의 배면 측을 도시한 배면 사시도이다. 또한 도 3은 도 1에 도시된 휴대형 공기정화기의 배면 측을 도시한 배면 사시도이고, 도 4는 도 1의 "Ⅳ-Ⅳ" 선에 따른 단면도이다.

본 실시예에서는, 휴대형 공기정화기(50)가 휴대형 공기정화기인 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휴대형 공기정화기(50)는 대략 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 휴대형 공기정화기(50)는, 케이스(520)와, 전면패널(510) 및 후면패널(570)을 포함한다.

케이스(520)는, 휴대형 공기정화기(50)의 외관 골격을 형성한다. 이러한 케이스(520)에는 다수의 부품이 수용된다.

케이스(520)는, 제1방향 양측이 개방되게 형성될 수 있다. 즉 케이스(520)의 전방과 후방이 개방될 수 있다. 이러한 케이스(520)의 제1방향 일측에는 흡입면이 배치되고, 케이스(520)의 제1방향 타측에는 토출면이 배치될 수 있다.

예컨대, 케이스(520)의 후방에는 흡입면이 배치되고, 이처럼 흡입면이 배치된 케이스(520)의 후방에는 후면패널(570)이 배치될 수 있다. 또한 케이스(520)의 전방에는 토출면이 배치되고, 이처럼 토출면이 배치된 케이스(520)의 전방에는 전면패널(510)이 배치될 수 있다.

여기서 흡입면은, 케이스(520)의 후방에서 케이스(520)의 내부와 케이스(520)의 외부 간의 경계 부분에 해당되는 가상의 면을 가리킨다. 또한 토출면은, 케이스(520)의 전방에서 케이스(520)의 내부와 케이스(520)의 외부 간의 경계 부분에 해당되는 가상의 면을 가리킨다.

본 실시예에 따르면, 케이스(520)의 후방과 전방이 모두 개방되므로, 실제 흡입면과 토출면은 케이스(520)의 후방과 전방에 형성된 개방홀(Opening)이라고 할 수도 있다. 본 실시예에서는, 흡입면과 토출면이 평행하게 배치되는 것으로 예시된다.

전면패널(510)은, 케이스(520)의 전방에 결합된다. 이러한 전면패널(510)은, 휴대형 공기정화기(50)의 전면 외관을 형성한다.

후면패널(570)은, 케이스(520)의 후방에 결합된다. 이러한 후면패널(570)은, 휴대형 공기정화기(50)의 후면 외관을 형성한다.

휴대형 공기정화기(50)는, 전체적으로 상하 방향으로 길이가 긴 세워진 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 사용자는, 휴대형 공기정화기(50)를 세워서 사용하거나 또는 눕혀서 사용할 수 있다. 또한 차량 내부와 같이 흔들림이 발생하는 장소에서 휴대형 공기정화기(50)가 눕혀진 상태로 사용되더라도, 휴대형 공기정화기(50)가 구르지 않고 안정적으로 그 위치를 유지할 수 있다.

방향을 정의한다. 케이스(520)로부터 전면패널(510)이 위치되는 방향을 전방, 케이스(520)로부터 후면패널(570)이 위치되는 방향을 후방이라고 할 때, "제1방향"은 전후방향을 의미한다. 또한 제1방향은, 축방향과 동일한 의미로 불리울 수 있다. 축방향은, 후술할 팬모듈(540)에 구비된 샤프트의 길이방향과 나란한 방향인 것으로 정의될 수 있다. 그리고 "제2방향"은, 제1방향과 수직한 방향으로서, 좌우방향을 의미한다. 그리고 "제3방향"은 제1방향 및 제2방향과 수직한 방향으로서, 상하방향을 의미한다.

[휴대형 공기정화기의 전반적인 구조]

본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)는, 전면패널(510)과 케이스(520)와 팬커버(530)와 팬모듈(540,545)과 필터모듈(550)과 배터리(560)와 후면패널(570) 및 후면커버(580)를 포함한다.

전면패널(510)은, 휴대형 공기정화기(50)의 최전방에 배치되어 휴대형 공기정화기(50)의 전면 외관을 형성한다. 휴대형 공기정화기(50)에 의해 정화된 공기는, 전면패널(510)을 통해 외부로 토출된다. 이를 위해, 전면패널(510)에는 복수개의 토출구(510a)가 마련된다.

케이스(520)는, 휴대형 공기정화기(50)의 외관 골격을 형성한다. 휴대형 공기정화기(50)의 상면, 측면, 저면 외관이 케이스(520)에 의해 형성된다. 케이스(520)의 내부에는 수용공간이 형성된다. 이러한 수용공간에는, 팬커버(530), 팬모듈(540,545), 배터리(550), 필터모듈(560) 등과 같이 휴대형 공기정화기(50)를 구성하는 각종 부품들이 수용된다. 케이스(520)는, 이와 같이 수용된 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있는 충분한 강도를 갖도록 형성됨이 바람직하다.

팬커버(530)는, 케이스(520) 내부의 수용공간에 수용되며, 팬모듈(540,545)의 전방에 배치된다. 즉 팬커버(530)는, 케이스(520) 내부에서 전면패널(510)과 팬모듈(540,545) 사이에 배치된다.

이러한 팬커버(530)는, 팬모듈(540,545)을 케이스(520)의 내부에 고정시킨다. 또한 팬커버(530)는, 팬모듈(540,545)에 의해 불어나가는 공기가 주변으로 퍼지지 않고 전방을 향해 직진할 수 있게 공기의 흐름을 유도하는 역할도 수행한다. 아울러 팬커버(530)는, 필터모듈(550) 및 배터리(560)의 고정에도 관여할 수 있다.

팬모듈(540,545)은, 케이스(520) 내부의 수용공간에 수용되며, 토출면과 필터모듈(550) 사이에 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로는, 팬모듈(540,545)는 팬커버(530)와 필터모듈(550) 사이에 배치될 수 있다. 즉 팬모듈(540,545)은, 팬커버(530)의 후방 및 필터모듈(550)의 전방에 배치된다. 이러한 팬모듈(540,545)은, 휴대형 공기정화기(50)의 후방으로부터 공기를 흡입하여 전방으로 공기를 토출시키는 역할을 한다.

본 실시예에서는, 팬모듈(540,545)이 사류팬을 각각 포함하여 이루어지는 것으로 예시된다. 이러한 팬모듈(540,545)은, 필터모듈(550)을 통과한 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출할 수 있다.

필터모듈(550)은, 케이스(520) 내부의 수용공간에 수용되며, 팬모듈(540,545)과 후면패널(570) 사이에 배치된다. 즉 필터모듈(550)은, 팬모듈(540,545)의 후방 및 후면패널(570)의 전방에 배치된다.

이러한 필터모듈(550)은, 휴대형 공기정화기(50)의 후방을 통해 흡입된 공기를 정화하는 역할을 한다. 필터모듈(550)을 통과하며 정화된 공기는, 팬모듈(540,545), 팬커버(530), 전면패널(510)을 통과하여 휴대형 공기정화기(50)의 전방으로 토출된다.

필터모듈(550)은, 필터케이스(551) 및 필터(559)를 포함하여 이루어질 수 있다.

필터케이스(551)는, 필터모듈(550)의 외관 골격을 형성한다. 본 실시예에서는, 필터케이스(551)가 후면이 개방된 육면체 형상으로 형성되는 것으로 예시된다. 이러한 필터케이스(551)의 내부에는 필터(559)를 수용하기 위한 삽입공간이 형성된다. 그리고 필터케이스(551)의 후방은 개방되며, 이를 통해 필터(559)가 케이스본체부(552) 내부의 삽입공간으로 삽입되기 위한 통로가 형성된다.

필터케이스(551) 내부의 삽입공간에는, 필터(559)가 장착된다. 필터케이스(551)의 내측면에는, 필터(559)가 필터케이스(551)의 내부에 견고하게 장착될 수 있도록 하는 안착홈 또는 안착돌기가 구비될 수도 있다.

또한 필터케이스(551)에는, 상기 삽입공간과 팬모듈(540,545) 사이의 통로를 형성하는 관통홀(552)이 마련된다. 관통홀(552)은, 필터케이스(551)의 전면에 전후방향으로 관통되게 형성된다. 이러한 관통홀(552)은, 필터(559)를 통과한 공기가 팬모듈(540,545) 측으로 유동하기 위한 통로를 형성한다.

필터케이스(551)의 전면에는 복수개의 관통홀(552)이 마련되며, 각각의 관통홀(552)은 필터케이스(551)의 전면에 전후방향으로 관통되게 형성된다.

본 실시예에서는, 필터케이스(551)의 전면에 복수개의 관통홀(552)이 마련되고, 각각의 관통홀(552)은 육각형으로 형성되는 것으로 예시된다. 또한 복수개의 관통홀(552)이 허니콤 형상으로 배열되며, 이에 따라 필터케이스(551)의 전면에는 허니콤 구조가 형성될 수 있다.

이와 같이 필터케이스(551)의 전면에 허니콤 구조가 형성됨으로써, 공기 유동을 위한 통로 확보의 목적 외에도 필터케이스(551)의 강성 확보와 경량화와 같은 목표도 함께 달성할 수 있게 된다.

배터리(560)는, 케이스(520) 내부의 수용공간에 수용되며, 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)의 하부에 배치된다. 이러한 배터리(560)는, 휴대형 공기정화기(50)의 구동을 위한 전원을 공급할 수 있다. 이를 위하여, 배터리(560)는 팬모듈(540,545)과 필터모듈(550), 그리고 후술할 서브 피씨비(590)와 메인 피씨비(595) 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.

후면패널(570)은, 후면커버(580)와 함께 케이스(520)의 최후방에 배치되어 휴대형 공기정화기(50)의 후면 외관을 형성한다. 이러한 후면패널(570)은, 필터모듈(560)의 후방에 배치된다. 외부의 공기는, 후면패널(570)을 통해 휴대형 공기정화기(50)의 내부로 흡입된다. 이를 위해, 후면패널(570)에는 복수개의 제1흡입구(570a)가 마련된다.

그리고 후면커버(580)는, 후면패널(570)과 함께 케이스(520)의 최후방에 배치되어 휴대형 공기정화기(50)의 후면 외관을 형성한다. 이러한 후면커버(580)는, 배터리(560)의 후방에 배치된다. 본 실시예에 따르면, 필터모듈(550)의 배후 영역은 후면패널(570)에 의해 커버된다. 그리고 배터리(560)의 배후 영역은 후면커버(580)에 의해 커버된다.

후면커버(580)에는, 제2흡입구(580a)가 마련될 수 있다. 제2흡입구(580a)는, 후면커버(580)에 관통되게 형성된다. 이러한 제2흡입구(580a)는, 케이스(520)의 후방과 배터리(560) 및 센서모듈(600) 사이를 연결하는 통로를 형성한다. 이와 같이 형성된 제2흡입구(580a)를 통해, 외부 공기가 제2영역(B) 내부의 배터리(560) 및 센서모듈(600) 측으로 유입될 수 있다.

[케이스의 구조]

도 5는 도 1에 도시된 케이스를 분리하여 도시한 정면 사시도이고, 도 6은 1에 도시된 케이스를 분리하여 도시한 배면 사시도이다.

도 3과 도 5 및 도 6을 참조하면, 휴대형 공기정화기(50)는 휴대형 공기정화기(50)의 외관 골격을 형성하는 케이스(520)를 포함한다. 케이스(520)의 내부에는 수용공간이 형성되며, 수용공간의 제1방향 일측과 타측은 개방된다.

방향을 정의한다. 케이스(520)로부터 전면패널(510)이 위치되는 방향을 전방, 케이스(520)로부터 후면패널(570)이 위치되는 방향을 후방이라고 할 때, "제1방향"은 전후방향을 의미한다. 그리고 "제2방향"은, 제1방향과 수직한 방향으로서, 좌우방향을 의미한다. 그리고 "제3방향"은 제1방향 및 제2방향과 수직한 방향으로서, 상하방향을 의미한다.

본 실시예에 따르면, 케이스(520)는 전면과 후면이 개방된 육면체 형상으로 형성되고, 케이스(520)의 내부에는 전방 및 후방이 개방된 수용공간이 형성된다. 이러한 케이스(520)는 금속 재질로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 케이스(520)가 가볍고 강도가 높은 알루미늄 재질로 형성되는 것으로 예시된다.

케이스(520)의 후면은, 외부의 공기를 흡입하기 위해 개방된다. 그리고 케이스(520)의 전면은, 케이스(520) 내부의 수용공간에서 정화된 공기를 토출하기 위해 개방된다. 개방된 케이스(520)의 전면 및 후면을 통해, 휴대형 공기정화기(50)를 구성하는 여러 부품들이 케이스(520)의 수용공간에 설치될 수 있다.

필터모듈(550)은 케이스(520)의 개방된 후면을 통해 케이스(520)의 내부에 장착 또는 탈착된다. 케이스(520)의 개방된 후면에는, 후면패널(570)이 결합된다. 케이스(520)에 결합된 후면패널(570)은, 케이스(520)의 개방된 후면을 커버한다.

상기 케이스(520)는, 전면 및 후면이 개방된 육면체 형상으로 형성되되, 제1면부(521)와 제2면부(523)와 제1연결면부(525)와 제3면부(527) 및 제2연결면부(529)를 포함하여 이루어질 수 있다.

제1면부(521)는, 제1방향과 수직한 제2방향과 수직한 면을 형성한다. 즉 제1면부(521)는, 케이스(520)의 측면을 형성한다. 이러한 제1면부(521)는, 케이스(520) 내부의 수용공간의 측부를 가로막는 벽면을 형성하는 세로방향의 평면으로 형성된다.

케이스(520)에는 한 쌍의 제1면부(521)가 구비되며, 한 쌍의 제1면부(521)는 서로 마주보며 소정 간격 이격되게 배치된다. 이때 한 쌍의 제1면부(521)는, 제2방향, 즉 좌우방향으로 서로 나란하게 배치된다.

제2면부(523)는, 제3방향과 수직한 면을 형성하며, 한 쌍의 제1면부(521)의 제3방향 일측에 배치된다. 즉 제2면부(523)는, 제1면부(521)의 상부에 배치되며, 한 쌍의 제1면부(521)의 이격방향과 나란한 평면, 즉 가로방향의 평면을 형성한다. 이러한 제2면부(523)는, 케이스(520)의 상부면을 형성한다.

제1연결면부(525)는, 제1면부(521)와 제2면부(523) 사이에 배치된다. 제1연결면부(525)는, 제2면부(523)의 일측 단부와 그 하부에 배치된 제1면부(521) 사이, 그리고 제2면부(523)의 타측 단부와 그 하부에 배치된 제1면부(521) 사이에 각각 배치된다.

각각의 제1연결면부(525)는, 제1면부(521)와 제2면부(523) 사이를 각각 라운드지게 연결한다. 이러한 제1연결면부(525)는, 제1면부(521)와 제2면부(523)가 연결된 케이스(520)의 상부 모서리를 라운드지게 형성함으로써, 제품의 안전성 및 외관미가 향상되도록 하는 역할을 한다.

제3면부(527)는, 제2면부(523) 및 제1면부(521)의 하부에 배치되며, 제2면부(523)와 나란한 평면을 형성한다. 이러한 제3면부(527)는, 케이스(520)의 저면을 형성한다. 또한 제3면부(527)는, 휴대형 공기정화기(50)가 세워진 자세를 유지할 수 있도록 휴대형 공기정화기(50)를 지지하는 부분이기도 하다.

제2연결면부(529)는, 제1면부(521)와 제3면부(527) 사이에 배치된다. 제2연결면부(529)는, 제3면부(527)의 일측 단부와 그 상부에 배치된 제1면부(521) 사이, 그리고 제3면부(527)의 타측 단부와 그 상부에 배치된 제1면부(521) 사이에 각각 배치된다.

각각의 제1연결면부(525)는, 제1면부(521)와 제2면부(523) 사이를 각각 라운드지게 연결한다. 이러한 제1연결면부(525)는, 제1면부(521)와 제3면부(527)가 연결된 케이스(520)의 상부 모서리를 라운드지게 형성함으로써, 제품의 안전성 및 외관미가 향상되도록 하는 역할을 한다.

한편 상기 케이스(520)의 상부, 즉 케이스(520)의 제2면부(523)에는, 전원버튼(592)이 제공될 수 있다. 전원버튼(592)은, 휴대형 공기정화기(50)의 전원을 온/오프 하기 위한 조작버튼으로 마련된다.

또한 케이스(520)의 상부에는, 풍량조절버튼(593)이 함께 제공될 수 있다. 풍량조절버튼(593)은, 휴대형 공기정화기(50)의 풍량을 증가 또는 감소시키기 위한 조작버튼으로 마련된다. 이러한 풍량조절버튼(593)은, 사용자가 용이하게 식별하고 조작할 수 있도록, 전원버튼(592)과 인접하게 배치될 수 있다.

아울러 케이스(520)에는, 스트랩(501)을 케이스(520)에 결합시키기 위한 스트랩장착부(505)가 마련될 수 있다. 스트랩(501)은, 사용자가 손으로 잡을 수 있게 마련된 것이다. 사용자는, 휴대형 공기정화기(50)를 직접 손으로 잡는 대신 스트랩(501)을 잡아 휴대형 공기정화기(50)를 들어 올릴 수 있다. 즉 스트랩(501)에 의해, 휴대형 공기정화기(50)의 휴대 편의성이 향상될 수 있다.

상기 케이스(520) 내부의 수용공간은, 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 구분될 수 있다. 수용공간을 상하방향으로 구분했을 때, 상부의 영역이 제1영역(A)이 되고, 그 하부의 영역이 제2영역(B)이 된다. 제1영역(A)과 제2영역(B)은 물리적으로 구획된 영역은 아니며, 단지 개념적으로만 구분된 영역이라는 것을 밝혀둔다.

본 실시예에 따르면, 수용공간에 수용된 구성 중, 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)은 제1영역(A)에 배치되고, 배터리(550)는 제2영역(B)에 배치된다.

[휴대용 공기정화기의 부품 배치 구조]

도 1 내지 도 4를 참조하면, 휴대형 공기정화기(50)의 골격을 형성하는 케이스(520) 내부의 수용공간은, 상부의 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 구분된다.

제1영역(A)에는, 공기의 흡입, 정화, 토출과 관련된 구성들이 배치된다. 즉 제1영역(A)에는 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545)이 배치되고, 이에 따라 제1영역(A)에서는 공기의 유동이 이루어진다. 따라서 후면패널(570)에는 공기 흡입을 위한 통로로서 복수개의 제1흡입구(570a)가 마련된다. 팬커버(530) 및 전면패널(510)에는, 제1영역(A)에서 정화된 공기 토출을 위한 통로로서 공기토출부(532,533) 및 토출구(510a)가 마련된다. 그리고 제1영역(A)에는, 제1흡입구(570a)와 공기토출부(532,533) 및 토출구(510a) 사이를 연결하는 유로가 형성된다.

즉 제1영역(A)에는 제1흡입구(570a)와 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545)과 공기토출부(532,533) 및 토출구(510a)가 마련되고, 휴대형 공기정화기(50) 내부로 흡입된 공기가 공기정화기(50)의 내부를 통과하는데 필요한 유로는 제1영역(A)에 형성된다.

제2영역(B)에는, 공기 정화를 위한 공기의 유동과 직접적으로 관련이 없는 구성들이 배치된다. 즉 제2영역(B)에는, 메인 피씨비(595)와 배터리(560) 및 센서모듈(600)이 배치된다. 후면커버(580)는, 이러한 구성들이 배치된 공간의 개방된 후방을 커버한다.

본 실시예에 따르면, 케이스(520)는 측방향 길이보다 상하방향 길이가 긴 육면체 형상으로 형성된다. 그리고 상부에 배치된 제1영역(A)이 하부에 배치된 제2영역(B)보다 상하방향 길이가 길게 형성된다. 즉 휴대형 공기정화기(50)가 세로방향으로 세워졌을 때 상부의 제1영역(A)이 하부의 제2영역(B)보다 케이스(520) 내에서 더 넓은 영역을 차지하게 된다.

제2영역(B)의 최전방에는 팬커버(530)의 하부커버부(535)가 배치된다. 배터리(560)는, 제2영역(B)에 배치되되, 하부커버부(535)의 후방에 배치된다. 배터리(560)의 상부에는 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)이 배치되며, 배터리(560)의 후방에는 후면커버(580)가 배치된다. 그리고 배터리(560)와 후면커버(580) 사이에는, 센서모듈(600)이 배치될 수 있다.

즉 배터리(560)는, 상부 경계면이 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)에 의해 규정되고 측부 및 하부 경계면이 케이스(520)의 제1면부(521) 및 제3면부(527)에 의해 규정되며 후방 경계면이 후면커버(580)에 의해 규정되는 공간 내에 수용된다.

본 실시예에 따르면, 배터리(560)는 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)보다 중량물로 마련된다. 바람직하게는, 배터리(560)는 팬모듈(540,545)과 필터모듈(550)를 합한 무게보다 더 무거운 무게를 갖도록 마련될 수 있다.

통상적으로, 배터리(560)의 단위 부피당 무게가 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)의 단위 부피당 무게보다 훨씬 무겁기 때문에, 배터리(560)의 무게나 크기를 인위적으로 증가시키지 않더라도, 배터리(560)가 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)보다 중량물로 마련되는 것이 어렵지 않다.

즉 휴대형 공기정화기(50)의 통상적인 사용에 필요한 용량의 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)에 적용되더라도, 자연스럽게 배터리(560)가 팬모듈(540,545) 및 필터모듈(550)보다 중량물로 마련될 수 있는 것이다.

이처럼 중량물인 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되면, 다음과 같은 효과가 제공될 수 있다.

첫째, 중량물인 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되면, 휴대형 공기정화기(50)의 무게중심은 상하방향 중심에서 하부 측으로 치우치게 배치된다. 즉 배터리(560)가 배치된 휴대형 공기정화기(50)의 하부 측으로 휴대형 공기정화기(50)의 무게 중심이 쏠리게 된다.

이와 같이 배터리(560)가 배치된 휴대형 공기정화기(50)의 하부 측으로 휴대형 공기정화기(50)의 무게 중심이 쏠리게 되면, 휴대형 공기정화기(50)를 세로방향으로 세웠을 때 휴대형 공기정화기(50)가 전도될 위험성이 낮아지게 된다.

즉 휴대형 공기정화기(50)를 세로방향으로 세웠을 때, 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치된 배터리(560)로 인해 휴대형 공기정화기(50)의 무게 중심이 하부 측에 위치하게 되므로, 휴대형 공기정화기(50)가 쉽게 쓰러지지 않게 된다.

한편 본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)에 따르면, 케이스(520)의 제3면부(527)가 제2면부(523)보다 넓은 면적의 평면을 형성한다. 즉 제3면부(527)는 제2면부(523)보다 측방향 길이가 긴 평면을 형성한다. 즉 제3면부(527)의 측방향 길이가 d ₁이고, 상면부(527)의 측방향 길이가 d ₂라고 할 때, d ₁>d ₁인 관계가 만족된다. 그리고 제3면부(527)와 제1면부(521) 사이를 연결하는 제2연결면부(529)는, 제1연결면부(525)보다 R값이 작은 곡면을 형성한다.

케이스(520)의 제3면부(527)는, 휴대형 공기정화기(50)를 세로방향으로 세웠을 때 바닥면과 접촉되는 부분이다. 즉 제3면부(527)는, 휴대형 공기정화기(50)가 세워진 자세를 유지할 수 있도록 휴대형 공기정화기(50)를 지지하는 부분이다.

이러한 케이스(520)의 제3면부(527)가 제2면부(523)보다 넓은 면적의 평면을 형성함으로써, 케이스(520)의 제3면부(527)는 세로방향으로 세워진 휴대형 공기정화기(50)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

즉 휴대형 공기정화기(50)의 무게 중심이 하부 측에 위치되도록 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되는 구조와, 세로방향으로 세워진 휴대형 공기정화기(50)를 지지하는 케이스(520)의 제3면부(527)가 제2면부(523)보다 넓은 면적의 평면을 형성하는 구조의 조합을 통해, 휴대형 공기정화기(50)의 전도 발생을 효과적으로 억제하면서 세로방향으로 세워진 휴대형 공기정화기(50)의 자세를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

둘째, 중량물인 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되면, 휴대형 공기정화기(50)를 구성하는 다른 부품, 예를 들어 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545)은 배터리(560)보다 상부에 배치되어야 한다. 즉 공기의 흡입, 정화, 토출과 관련된 구성들이 배터리(560)보다 높은 위치에 배치되어야 한다.

휴대형 공기정화기(50)의 원활한 사용에 필요한 배터리(560)의 충전 용량 확보를 위해서는, 배터리(560)의 크기가 일정 이상일 것이 요구된다. 따라서 휴대형 공기정화기(50) 내부에도 배터리(560) 설치를 위한 일정 크기 이상의 설치 공간이 요구된다. 그리고 배터리(560)가 설치된 공간에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하는 것은 불합리한 일이기 때문에, 공기의 흡입, 정화, 토출과 관련된 구성들은 배터리(560)를 피한 위치, 즉 배터리(560)보다 높은 위치에 배치될 수 밖에 없다.

이러한 배치 구조에 의해, 휴대형 공기정화기(50)에서 공기의 흡입, 정화, 토출을 위한 유로는 배터리(560)보다 높은 위치인 제1영역(A)에 형성된다. 따라서 휴대형 공기정화기(50)로의 공기의 흡입, 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기의 토출도 배터리(560)가 설치된 위치보다 높은 위치에서 이루어지게 된다.

이와 같이 휴대형 공기정화기(50)의 상부에서 정화 공기의 토출이 이루어지게 되면, 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하기가 좀 더 용이해지게 된다.

사용자의 얼굴보다 낮은 위치의 바닥면에 휴대형 공기정화기(50)를 놓고 사용할 때, 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하는 양을 증가시키기 위해서는, 휴대형 공기정화기(50)를 가로방향으로 눕혀 사용하는 것보다 세로방향으로 세워서 사용하는 것이 유리하다.

이를 위해 휴대형 공기정화기(50)를 세로방향으로 세웠을 때, 휴대형 공기정화기(50)의 상부에서 정화 공기의 토출이 이루어지게 되면 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하는 양이 더욱 증가될 것이다.

본 실시예에 따르면, 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치됨으로 인해, 휴대형 공기정화기(50)에서 공기의 흡입, 정화, 토출을 위한 유로가 배터리(560)가 설치된 위치보다 높은 위치에 형성된다. 이로 인해 정화된 공기의 토출도 휴대형 공기정화기(50)의 상부에서 이루어지고, 이에 따라 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하는 양이 더욱 증가될 수 있게 된다.

즉 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되는 구조를 통해, 세로방향으로 세워진 휴대형 공기정화기(50)의 전도 위험성이 낮아지도록 휴대형 공기정화기(50)의 구조적 안정성이 향상되는 동시에, 휴대형 공기정화기(50)에서 정화된 공기가 사용자의 얼굴에 도달하는 양이 증가될 수 있도록 하는 효율적인 유로 구성도 가능하게 된다.

셋째, 중량물인 배터리(560)가 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되고, 이에 따라 공기의 흡입, 정화, 토출과 관련된 구성들이 배터리(560)보다 높은 위치에 배치되는 구조는, 휴대형 공기정화기(50)의 설치 범위 확장에도 기여할 수 있다.

일례로서, 휴대형 공기정화기(50)가 차량 내의 컵 홀더(h)에 꽂힌 상태로 사용될 때, 공기의 흡입이 이루어지는 영역 및 정화 공기의 토출이 이루어지는 영역이 컵 홀더보다 높은 위치에 배치되고, 이에 따라 휴대형 공기정화기(50)는 차량 내에 안정적으로 거치되면서도 높은 수준의 공기 정화 성능을 유지할 수 있다. 이를 위해, 배터리(560)가 배치되는 제2영역(B)의 상하방향 길이가 컵 홀더의 깊이 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.

다른 예로서, 집게 방식의 거치대 등을 이용하여 휴대형 공기정화기(50)의 하부 영역을 고정시킨다면, 이 역시 휴대형 공기정화기(50)의 공기의 흡입이 이루어지는 영역 및 정화 공기의 토출이 이루어지는 영역을 막지 않으면서도 휴대형 공기정화기(50)의 안정적인 고정이 가능하게 된다.

즉 배터리(560)와 같이 공기 정화를 위한 공기의 유동과 직접적으로 관련이 없는 구성들이 휴대형 공기정화기(50)의 하부에 배치되도록 하고, 이러한 휴대형 공기정화기(50)의 하부를 통해 휴대형 공기정화기(50)의 거치, 고정이 이루어지도록 함으로써, 휴대형 공기정화기(50)의 높은 수준의 공기 정화 성능 제공과 안정적인 고정이 함께 이루어질 수 있게 된다.

[팬모듈 및 필터모듈의 배치 구조]

본 실시예의 휴대용 공기정화기(50)는 휴대용 공기정화기(50)의 후방으로부터 공기를 흡입하여 전방으로 공기를 토출시키는 팬모듈(540,545)을 포함할 수 있다.

팬모듈(540,545)은, 팬커버(530)와 필터모듈(550) 사이에 배치될 수 있다. 즉 팬모듈(540,545)의 전방에는 팬커버(530)가 배치되며, 팬모듈(540,545)의 후방에는 필터모듈(550)이 배치될 수 있다.

이러한 팬모듈(540,545)은, 케이스(520) 내부의 수용공간에 수용되되, 제1영역(A)에 배치될 수 있다. 따라서 팬모듈(540,545)은, 팬커버(530)의 상부커버부(531)와 하부커버부(535) 중 상부커버부(531)의 후면과 마주보는 위치에 배치될 수 있다.

본 실시예에서는, 휴대용 공기정화기(50)에 두 개의 팬 팬모듈(540,545)이 구비되는 것으로 예시된다. 이에 따르면, 휴대용 공기정화기(50)에는, 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)이 마련된다.

제1팬모듈(540)은, 토출면과 필터모듈(550) 사이, 좀 더 구체적으로는 팬커버(530)와 필터모듈(550) 사이에 배치될 수 있다. 이때 제1팬모듈(540)은, 흡입면 및 토출면과 평행하게 배치될 수 있다. 그리고 제2팬모듈(545), 제1팬모듈(540)이 배치되는 동일 면상에 배치될 수 있다. 즉 제2팬모듈(545)은, 팬커버(530)와 필터모듈(550) 사이에서 흡입면 및 토출면과 평행하게 배치될 수 있다.

제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)은, 제3방향에 따른 위치가 서로 중첩되지 않게 배치된다. 이를 위해 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)은, 제3방향, 즉 상하방향으로 배치될 수 있다. 즉 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)은, 동일 수직선 상에 배치될 수 있다.

그리고 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)은, 팬커버(530)에 형성된 공기토출부(532,533)와 마주보게 배치될 수 있다. 이에 따라 후면패널(570)을 통해 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)로 흡입된 공기는, 상부 공기토출부(532)와 하부 공기토출부(533)를 각각 통과한 후, 전면패널(510)을 통해 전방으로 토출될 수 있다.

본 실시예에서는, 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)가 동일한 크기 및 형상으로 형성되는 것으로 예시된다. 그러나 이와 다르게, 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)는 서로 다른 크기 및 형상으로 형성될 수도 있다.

필터모듈(550)은, 흡입면과 팬모듈(540,545) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 필터모듈(550)은 필터(559)를 포함하고, 흡입면을 통해 유입된 공기에 대한 필터링은 필터(559)에 의해 이루어질 수 있다.

이러한 필터(559)는, 팬의 공기 흡입 및 토출 방향과 직교하는 평면을 형성하는 필터면을 형성할 수 있다. 즉 필터(559)는, 흡입면 및 토출면과 나란한 필터면을 형성할 수 있다. 흡입면과 필터(559)의 필터면과 토출면은 일직선으로 배치될 수 있다.

또한 필터(559)는, 팬모듈(540,545)과 나란한 필터면을 형성할 수 있다. 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545)과 토출면은 일직선으로 배치될 수 있다.

그리고 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)의 제1방향 및 제2방향에 따른 위치는, 필터면이 차지하는 영역에 대응될 수 있다. 또한 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)이 차지하는 면적은 필터면의 면적에 대응될 수 있다. 얘컨데, 제1팬모듈(540) 및 제2팬모듈(545)은 전방에서 봤을 때 필터면과 중첩될 수 있게 배치될 수 있다.

아울러 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)의 공기 흡입 방향은, 흡입면과 토출면의 배치방향과 동일 방향일 수 있다. 즉 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)의 공기 흡입은, 제1방향 또는 축방향으로 각각 이루어질 수 있다.

상기와 같은 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)을 포함하는 팬모듈(540,545)이 차지하는 면적은, 흡입면 및 필터면의 면적과 대응될 수 있다. 또한 상기 팬모듈(540,545)가 차지하는 면적은, 토출면의 면적과 대응될 수 있다. 흡입면과 필터면 및 토출면의 면적이 대응된다고 할 때, 팬모듈(540,545)이 차지하는 면적은 흡입면과 필터면 및 토출면의 면적과 대응될 수 있다.

이에 따라 팬모듈(540,545)을 이용한 공기의 흡입과 토출이 흡입면 전체와 토출면 전체를 통해 이루어질 수 있게 된다.

얘컨데 팬모듈(540,545)을 이용한 공기의 흡입은, 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 흡입면을 통해 이루어질 수 있다. 또한 흡입면을 통해 흡입된 공기의 필터링은, 흡입면 및 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 필터면을 통해 이루어질 수 있다. 그리고 팬모듈(540,545)을 이용한 공기의 토출은, 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 토출면을 통해 이루어질 수 있다.

즉 팬모듈(540,545)이 공기를 흡입하고 토출하는데 필요한 최적의 면적만큼의 통로가 흡입면과 토출면에 의해 확보될 수 있다. 또한 흡입면을 통해 흡입된 공기를 필터링하는데 필요한 최적의 면적만큼의 필터면이 필터(559)에 의해 확보될 수 있다. 이로써 팬모듈(540,545)의 동작에 의해 이루어지는 공기 유동이 매우 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

또한 본 실시예에 따르면, 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545) 및 토출면이 평행하게 배치된다. 그리고 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545) 및 토출면의 배치가 제1방향을 따라 이루어지고, 공기의 유동 또한 이와 동일한 방향으로 이루어질 수 있다. 즉 팬모듈(540,545)의 동작에 의해 이루어지는 공기의 유동은, 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545) 및 토출면의 배치 방향과 동일한 직선 방향으로 이루어질 수 있다.

이와 같이 직선 방향으로 공기의 유동이 이루어지면, 그만큼 공기 유동에 대한 저항이 낮아져 공기의 유동이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다. 이로써 팬모듈(540,545)에 의해 충분한 양의 공기 흡입과 그에 대응되는 충분한 양의 공기 토출이 이루어질 수 있게 되므로, 휴대형 공기정화기(50)의 공기 정화 성능이 그만큼 향상될 수 있게 된다.

[팬모듈의 구조]

상기한 바와 같이, 본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)는 복수개의 팬모듈(540,545)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는, 휴대형 공기정화기(50)가 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)을 포함하고, 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)의 구조가 동일한 것으로 예시된다. 따라서 여기서는 제1팬모듈(540)의 구조만을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 7은 도 4의 "Ⅶ-Ⅶ" 부분의 구조를 좀 더 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬모듈을 분리하여 도시한 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 팬케이스를 분리하여 도시한 사시도이다. 또한 도 10은 도 8에 도시된 팬을 분리하여 정면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 팬의 측면도이며, 도 12는 도 11의 "ⅩⅡ-ⅩⅡ" 선에 따른 단면도이다.

도 7에서는 휴대형 공기정화기의 일부 구성이 생략되어 있다.

도 3과 도 4와 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1팬모듈(540)은 샤프트(5410)와 모터(5420)와 팬케이스(5430) 및 팬(5440)을 포함할 수 있다.

샤프트(5410)는 제1방향, 즉 축방향으로 연장될 수 있다. 이러한 샤프트(5410)의 축방향 일측은 팬(5450)과 연결될 수 있다. 그리고 샤프트(5410)의 축방향 타측은 팬케이스(5430)와 연결될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

모터(5420)는, 팬(5450)과 연결되어 팬(5450)에 회전력을 부여한다. 예컨대 모터(5420)는, 주파수의 조절이 가능한 BLDC 모터 형태로 구비될 수 있다. 이러한 모터(5420)는, 스테이터(5421) 및 로터(5423)를 포함할 수 있다.

스테이터(5421)는 모터(5420)의 반경방향 중심측에 배치되며, 로터(5423)는 스테이터(5421)의 반경방향 외측에 배치될 수 있다. 즉 본 실시예의 모터(5420)는, 외전형 모터 형태로 구비될 수 있다.

스테이터(5421)는, 팬케이스(5430,5440)에 고정될 수 있다. 그리고 로터(5423)는, 팬(5450)에 고정될 수 있다. 이러한 로터(5423)는 스테이터(5421)의 외측에서 샤프트(5410)를 중심으로 회전될 수 있으며, 팬(5450)은 이러한 로터(5423)의 회전에 따라 로터(5423)와 함께 회전될 수 있다.

팬케이스(5430,5440)는, 스테이터(5421) 및 샤프트를 지지할 수 있다. 이러한 팬케이스(5430,5440)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1지지부(5430)와 제2지지부(5440)를 포함할 수 있다.

제1지지부(5430)는, 팬케이스(5430,5440)의 반경방향 중심측에 배치될 수 있다. 이러한 제1지지부(5430)는, 지지판(5431) 및 보스(5433)를 포함할 수 있다.

지지판(5431)은, 원판 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 지지판(5431)은, 흡입면과 필터면 및 토출면 중 적어도 어느 하나와 나란한 평면을 형성할 수 있다. 그리고 보스(5433)는, 지지판(5431)으로부터 팬(5450)을 향해 축방향으로 돌출될 수 있다. 본 실시예에서는, 보스(5433)가 지지판(5431)의 반경방향 중앙에 배치되는 것으로 예시된다.

스테이터(5421)는, 제1지지부(5430)에 설치될 수 있다. 이러한 스테이터(5421)는, 보스(5433)를 반경방향 외측에서 감싸며 보스(5433)와 결합될 수 있다. 즉 보스(5433)가 스테이터(5421)의 내부에 축방향으로 끼워지는 형태로 스테이터(5421)와 보스(5433) 간의 결합이 이루어질 수 있다. 지지판(5431)은 이와 같이 스테이터(5421)와 결합된 보스(5433)를 측방향 일측에서 지지할 수 있다.

또한 보스(5433)와 결합된 스테이터(5421)의 축방향 일측은, 지지판(5431)과 마주볼 수 있다. 이러한 스테이터(5421)의 축방향 일측이 지지판(5431)과 접촉되면서, 스테이터(5421)와 지지판(5431) 간의 결합이 이루어질 수 있다. 물론 스테이터(5421)는, 지지판(5431)과 이격된 형태로 제1지지부(5430)에 설치될 수도 있다.

아울러 보스(5433)의 내부에는 중공이 형성될 수 있다. 샤프트(5410)는, 중공을 통해 보스(5433)의 내부에 삽입될 수 있다. 이러한 샤프트(5410)는, 보스(5433)를 축방향으로 관통하여 보스(5433)로부터 돌출될 수 있고, 보스(5433)의 외부에서 후술할 팬(5450)의 허브(5451)와 연결될 수 있다.

중공이 형성된 보스(5433)의 내부에는, 베어링(5435)이 삽입될 수 있다. 샤프트(5410)는, 보스(5433)의 내부에서 베어링(5435)과 결합될 수 있다. 이로써 샤프트(5410)는, 베어링(5435)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 본 실시예에서는, 한 쌍의 베어링(5435)이 축방향으로 소정 간격 이격되게 배치되는 것으로 예시된다. 이와 같이 배치되는 베어링(5435)에 의해, 샤프트(5410)는 보다 안정된 형태로 보스(5433)의 내부에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

제2지지부(5440)는, 제1지지부(5430)를 지지하는 역할, 그리고 제1팬모듈(540)을 팬커버(530)와 필터모듈(550) 중 적어도 어느 하나와 결합시키는 역할을 수행할 수 있다.

제2지지부(5440)는, 제1지지부(5430)의 반경방향 외측에 배치될 수 있다. 이러한 제2지지부(5440)는, 제1지지부(5430)를 반경방향 외측에서 둘러싸며 제1지지부(5430)를 지지할 수 있다.

제2지지부(5440)는, 대략 사각 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제2지지부(5440)의 제2방향 길이는 필터모듈(550)의 제2방향 길이에 대응되게 결정될 수 있다. 또한 제2지지부(5440)의 제3방향 길이는, 필터모듈(550)의 제3방향 길이의 절반에 대응되게 결정될 수 있다. 즉 한 쌍의 제2지지부(5440)가 제3방향으로 배치된다면, 한 쌍의 제2지지부(5440)과 필터모듈(550)의 외관 형상이 전방에서 봤을 때 대략 일치될 수 있다.

또한 제2지지부(5440)의 내부에는, 중공이 형성될 수 있다. 제2지지부(5440)의 중공은, 제2지지부(5440)의 내부를 축방향으로 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 이러한 중공의 반경은, 지지판(5431)보다 크게 설정될 수 있다. 즉 제2지지부(5440)의 내부에는 지지판(5431)의 크기보다 큰 크기의 중공이 형성되고, 지지판(5431)은 이러한 제2지지부(5440)의 내부에 배치될 수 있다.

이에 따라 제2지지부(5440)는, 제1지지부(5430), 좀 더 구체적으로는 지지판(5431)으로부터 원심방향으로 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.

이와 같이 이격된 지지판(5431)과 제2지지부(5440) 사이에는, 팬토출구(5430a)가 형성될 수 있다. 팬토출구(5430a)는, 제1팬모듈(540)로 유입된 공기가 제1팬모듈(540)을 통과하여 제1팬모듈(540)을 빠져나가는데 필요한 통로를 형성할 수 있다.

아울러 팬케이스(5430,5440)는, 연결부(5445)를 더 포함할 수 있다. 연결부(5445)는, 지지판(5431)으로부터 원심방향으로 연장되어 제2지지부(5440)와 연결될 수 있다. 이러한 연결부(5445)는, 지지판(5431)과 제2지지부(5440) 사이를 연결하며 지지판(5431)을 제2지지부(5440)에 지지시킬 수 있다.

본 실시예에 따르면, 지지판(5431)과 제2지지부(5440) 사이에는, 복수개의 연결부(5445)가 배치될 수 있다. 또한 각각의 연결부(5445)는, 반경방향 길이에 비해 폭이 매우 짧은 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 각각의 연결부(5445)는, 지지판(5431)의 둘레방향을 따라 각각 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.

이에 따라 지지판(5431)과 제2지지부(5440) 사이에 팬토출구(5430a)가 형성되되, 복수개의 연결부(5445) 사이에 팬토출구(5430a)가 각각 형성될 수 있다.

한편 연결부(5445)는, 지지판(5431)에 설치된 스테이터(5421)와 연결된 전선이 통과하는 통로를 제공할 수 있다. 스테이터(5421)와 연결된 전선은, 연결부(5445)가 배치된 영역을 통해 제2지지부(5440) 측으로 인출될 수 있다. 이에 따르면, 전선은 연결부(5445)에 의해 가려진 상태로 팬토출구(5430a) 영역을 통과하여 스테이터(5421)와 메인 피씨비(595; 도 3 참조) 사이를 연결할 수 있다. 즉 전방에서 봤을 때, 스테이터(5421)로부터 인출되어 팬토출구(5430a) 영역을 통과하는 전선은, 연결부(5445)에 의해 가려 보이지 않게 된다.

아울러 제2지지부(5440)에는, 측면리브(5443)가 마련될 수 있다. 측면리브(5443)는, 제2지지부(5440)의 제2방향 양측 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있다. 이러한 측면리브(5443)는, 제2지지부(5440)의 제2방향 측부에서 돌출될 수 있다.

측면리브(5443)의 제2방향 길이는, 제2지지부(5440)의 제2방향 길이에 대응되는 길이로 설정될 수 있다. 그리고 측면리브(5443)의 제1방향 길이는, 제1지지부(5430)의 제1방향 길이에 비해 짧은 길이로 설정될 수 있다. 즉 측면리브(5443)는, 제1지지부(5430)의 두께에 비해 얇은 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 측면리브(5443)는, 제1지지부(5430)의 두께의 1/4 이하의 두께로 형성될 수 있다.

상기 측면리브(5443)는, 제2지지부(5440)에서 돌출되되, 제2지지부(5440)의 전방 또는 후방으로 치우치게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는, 측면리브(5443)가 제2지지부(5440)의 후방으로 치우치게 배치되는 것으로 예시된다.

팬모듈(540,545)이 케이스(520) 내부에 끼워졌을 때, 측면리브(5443)는 케이스(520)의 양측면, 즉 제1면부(521)의 내측면과 접촉될 수 있다. 이에 따라 제2지지부(5440)의 측면과 제1면부(521) 사이에는, 소정의 공간이 형성될 수 있다.

이와 같이 형성된 공간은, 전선 통과를 위한 공간으로 이용될 수 있다. 예컨대, 팬모듈(540,545)의 상부에 배치된 서브 피씨비(595)와 연결된 전선이 상기 공간을 통과하여 모터(5420)의 스테이터(5421)와 연결될 수 있다.

한편, 도 7과 도 10 내지 도 12를 참조하면, 팬(5450)은 허브(5451)와 팬블레이드(5455)를 포함할 수 있다.

허브(5451)는, 팬(5450)의 반경방향 중심에 배치되며, 로터(5423) 및 샤프트와 함께 회전될 수 있다. 이러한 허브(5451)는, 제1팬모듈(540,545)와 스커트부(5453)를 포함할 수 있다.

제1팬모듈(540,545)는, 지지판(5431)과 나란한 원판 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1팬모듈(540,545)는, 보스(5433)를 사이에 두고 지지판(5431)과 나란하게 배치될 수 있다.

상기 제1팬모듈(540,545)는, 축결합부(5452a)가 마련될 수 있다. 축결합부(5452a)는, 제1팬모듈(540,545)의 반경방향 중앙에 배치될 수 있다. 이러한 축결합부(5452a)는 제1팬모듈(540,545)에서 보스(5433)를 향해 축방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

축결합부(5452a)는, 샤프트(5410)의 축방향 단부와 결합될 수 있다. 예컨대, 축결합부(5452a)에 샤프트(5410)가 끼워지는 형태로 축결합부(5452a)와 샤프트(5410) 간의 결합이 이루어질 수 있다. 샤프트(5410)는, 축결합부(5452a)에 고정될 수도 있고, 축결합부(5452a)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다.

스커트부(5453)는, 허브판부(5452)의 테두리로부터 지지판(5431)을 향해 돌출될 수 있다. 스커트부(5453)는, 허브판부(5452)으로부터 축방향으로 멀어질수록 원심방향으로 기울어지는 경사면을 형성할 수 있다. 예컨대, 허브판부(5452)과 스커트부(5453)가 연결된 형상은, 내부에 중공이 형성되고 일측이 개방된 원뿔대(Truncated cone) 형상일 수 있다. 이러한 스커트부(5453)는, 스테이터(5421)의 반경방향 외측에 배치될 수 있다. 즉 스테이터(5421)는, 스커트부(5453)와 허브판부(5452)으로 둘러싸인 공간 내에 배치될 수 있다.

팬블레이드(5455)는, 허브(5451)로부터 원심방향으로 돌출될 수 있다. 팬(5450)에는 복수개의 팬블레이드(5455)가 구비되며, 복수개의 팬블레이드(5455)는 허브(5451)의 둘레방향을 따라 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.

구체적으로, 팬블레이드(5455)는 스커트부(5453)로부터 원심방향으로 돌출될 수 있다. 이에 따르면, 팬블레이드(5455)의 반경방향 내측은 스커트부(5453)와 연결되고, 팬블레이드(5455)의 반경방향 외측은 후술할 쉬라우드(5457)와 연결될 수 있다. 즉 스커트부(5453)는, 허브(5451) 중 팬블레이드(5455)와 직접적으로 연결된 부분으로서, 제1팬모듈(540)을 통과하는 공기와도 직접 접촉되는 부분이다. 이러한 스커트부(5453)는, 제1팬모듈(540)을 통과하는 공기의 유동 경로와도 깊게 관련될 수 있다.

아울러 팬(5450)은, 쉬라우드(5457)를 더 포함할 수 있다. 쉬라우드(5457)는, 허브(5451)와 반경방향으로 소정 간격 이격되게 허브(5451)의 반경방향 외측에 배치될 수 있다. 쉬라우드(5457)는, 팬블레이드(5455)의 반경방향 길이에 대응하는 간격만큼 허브(5451)와 이격될 수 있다. 그리고 각각의 팬블레이드(5455)는, 허브(5451), 좀 더 구체적으로는 스커트부(5453)와 쉬라우드(5457) 사이를 연결할 수 있다.

쉬라우드(5457)는, 팬케이스(5430,5440)로부터 축방향으로 멀어질수록, 즉 후방으로 갈수록 구심방향으로 기울어지는 경사면을 형성할 수 있다. 예컨대, 쉬라우드(5457)는 스커트부(5453)와 대략 나란한 경사면을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는, 전방으로 갈수록 스커트부(5453)와 쉬라우드(5457)의 간격이 점점 더 벌어지는 형태로, 스커트부(5453)와 쉬라우드(5457)의 배치가 이루어지는 것으로 예시된다.

상기와 같은 쉬라우드(5457)와 스커트부(5453) 사이를 연결하는 각각의 팬블레이드(5455)는, 리딩 에지(5455a)와 트레일링 에지(5455b)와 쉬라우드 코드(5455c) 및 허브 코드(5455d)를 포함할 수 있다.

리딩 에지(5455a)는, 회전방향 선단에 배치되고, 곧게 형성될 수 있다. 여기서 회전방향은, 팬(5450)의 회전이 이루어지는 방향으로 정의된다. 리딩 에지(5455a)는, 팬(5450)의 회전방향에 따른 선단에 배치되고, 반경방향으로 연장되는 직선 형태로 형성될 수 있다.

트레일링 에지(5455b)는, 회전방향 후단에 배치되고, 곧게 형성될 수 있다. 이러한 트레일링 에지(5455b)는, 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 연장되는 직성 형태로 형성될 수 있다.

쉬라우드 코드(5455c)는, 리딩 에지(5455a)의 일단 및 트레일링 에지(5455b)의 일단을 연결할 수 있다. 이러한 쉬라우드 코드(5455c)는, 쉬라우드(5457)의 내주면에서 연장될 수 있다.

허브 코드(5455d)는, 리딩 에지(5455a)의 타단 및 트레일링 에지(5455b)의 타단을 연결할 수 있다. 이러한 허브 코드(5455d)는, 허브(5451)의 외주면에서 연장될 수 있다.

또한 리딩 에지(5455a)의 일단과 트레일링 에지(5455b)의 일단은, 쉬라우드(5457)의 내주면과 연결될 수 있다. 그리고 리딩 에지(5455a)의 타단과 트레일링 에지(5455b)의 타단은 스커트부(5453)의 외주면과 연결될 수 있다.

리딩 에지(5455a)의 일단은, 트레일링 에지(5455b)의 일단보다 허브판부(5452)의 반경방향 중심에 가깝게 배치될 수 있다. 그리고 리딩 에지(5455a)의 타단은, 트레일링 에지(5455b)의 타단보다 허브판부(5452)의 반경방향 중심에 가깝게 배치될 수 있다. 이는, 리딩 에지(5455a)의 일단 및 타단이 트레일링 에지(5455b)의 일단 및 타단보다 회전방향 전방에 배치되어 있고, 스커트부(5453)는 회전방향 전방으로 갈수록 그 반경이 좁아지는 형태로 형성되기 때문이다.

한편 허브(5451)는, 내측돌출부(5454)를 포함할 수 있다. 내측돌출부(5454)는, 허브판부(5452)으로부터 지지판(5431)을 향해 돌출될 수 있다. 본 실시예에서는, 허브판부(5452) 상에서 동일한 지점으로부터, 예컨대 허브판부(5452)의 테두리부터 내측돌출부(5454)와 스커트부(5453)가 돌출되는 것으로 예시된다.

상기 내측돌출부(5454)는, 허브판부(5452)으로부터 축방향으로 연장된 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 허브판부(5452)과 스커트부(5453)가 연결된 형상은, 내부에 중공이 형성되고 일측이 개방된 원통 형상을 수 있다.

이러한 내측돌출부(5454)는, 스커트부(5453)와 스테이터(5421) 사이에 배치될 수 있다. 즉 스테이터(5421)는, 내측돌출부(5454)와 허브판부(5452)으로 둘러싸인 공간 내에 배치될 수 있다.

로터(5423)는, 내측돌출부(5454)와 스테이터(5421) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 로터(5423)는, 내측돌출부(5454)의 내주면에 고정될 수 있다. 즉 스테이터(5421)는 팬케이스(5430,5440)에 고정되고, 로터(5423)는 팬(5450)에 고정될 수 있다. 이에 따라 팬(5450)은, 로터(5423) 회전시 로터(5423)와 함께 회전될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 팬블레이드(5455)는 허브(5451) 중에서 스커트부(5453)와 연결된다. 팬모듈(540,545)로 유입되는 공기의 흐름을 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 유도하기 위해, 스커트부(5453)는 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 경사진 경사면을 형성한다.

이와 같이 스커트부(5453)가 경사진 형태로 형성됨에 따라, 스커트부(5453)의 내주면에 로터(5423)가 고정되기에는 어려움이 있게 된다. 예컨대, 스커트부(5453)의 내주면에 로터(5423)가 고정되기 위해서는, 로터(5423)의 전체적인 형상이 대략 중공이 형성된 원뿔대 형상이 되어야 한다. 로터(5423)의 외주면 형상이 스커트부(5453)의 내주면 형상에 대응되어야 하기 때문이다. 그러나 이러한 로터(5423)의 형상은, 모터(5420)의 안정적인 구동에 적합하지 않을 수 있다.

이러한 점을 고려하여, 본 실시예에서는 스커트부(5453)와 스테이터(5421)의 사이에 내측돌출부(5454)가 마련된다. 내측돌출부(5454)는, 로터(5423)의 전체적인 형상이 중공이 형성된 원기둥 형태로 형성되었을 때, 이러한 로터(5423)가 허브(5451)의 내부에 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 고정면을 제공할 수 있다.

또한 내측돌출부(5454)는, 허브(5451)의 내부에 허브(5451)의 강성을 증가시키기 위한 구조물을 형성할 수 있다. 이러한 내측돌출부(5454)는, 팬(5450)의 전체 무게가 큰 폭으로 증가하는 것은 억제하면서도, 팬(5450) 전체의 강성이 효과적으로 형상되도록 하는데 기여할 수 있다.

[팬모듈과 팬커버 간의 결합 구조]

도 13은 팬케이스와 팬모듈을 분리하여 도시한 분해 사시도이다.

도 13을 참조하면, 팬커버(530)는 상부커버부(531)과 하부커버부(535)를 포함할 수 있다.

상부커버부(531)는, 팬모듈(540,545)의 전방에 배치된다. 상부커버부(531)에는, 공기토출부(532,533)가 마련될 수 있다. 공기토출부(532,533)는, 상부커버부(531)의 일부가 관통 또는 절개됨으로써 형성될 수 있다. 이러한 공기토출부(532,533)는, 케이스(520)의 전방, 즉 토출면과 팬모듈(540,545)의 팬(5450) 사이를 연결하는 통로를 팬커버(530) 상에 형성할 수 있다.

본 실시예에서는, 휴대용 공기정화기(50)에 두 개의 팬모듈(540,545)이 구비되는 것으로 예시된다. 즉 케이스(520) 내부의 수용공간에는, 제1팬모듈(540)과 제2팬모듈(545)이 상하로 배치된다.

이에 따라 팬커버(530)에도, 두 단위의 공기토출부(532,533)가 마련될 수 있다. 즉 상부커버부(531)에는, 상부 공기토출부(532)와 하부 공기토출부(533)가 상하로 배치될 수 있다.

제1팬모듈(540)을 통과한 공기는, 상부 공기토출부(532)를 통해 전방으로 토출되고, 제2팬모듈(545)을 통과한 공기는, 하부 공기토출부(533)를 통해 전방으로 토출될 수 있다.

다른 예로서, 휴대용 공기정화기에는 하나 또는 셋 이상의 팬 어셈블리가 구비될 수도 있으며, 이에 따라 팬커버에도 하나 또는 셋 이상의 공기토출부가 마련될 수도 있다.

또한 상부커버부(531)에는, 제1체결돌기(534)가 마련될 수 있다. 제1체결돌기(534)는, 상부커버부(531)의 후면으로부터 후방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 대응하여, 팬케이스(5430,5440)에는 체결홀(5441)이 마련될 수 있다. 체결홀(5441)은, 제2지지부(5440)에 전후방향으로 관통되게 형성될 수 있다.

일례로서, 체결홀(5441)은 제2지지부(5440)의 각 모서리 부분에 각각 하나씩, 총 4개가 배치될 수 있다. 그리고 제1체결돌기(534)도 이에 대응하는 위치에 각각 배치될 수 있다.

각각의 제1체결돌기(534)는 체결홀(5441)에 삽입되어 제2지지부(5440)에 각각 끼움 결합될 수 있다. 이와 같이 이루어지는 제1체결돌기(534)와 제2지지부(5440) 간의 결합에 의해, 복수개의 지점에서 팬커버(530)와 팬모듈(540,545) 간의 결합이 이루어질 수 있다.

이와 같이 팬커버(530)와 팬모듈(540,545) 간의 결합이 이루어지면, 팬모듈(540,545)이 팬커버(530)의 후방에 고정될 수 있다. 이때 팬모듈(540,545)은, 팬모듈(540,545)의 전방에 형성된 팬토출구(5430a)와 팬커버(530)에 형성된 공기토출부(532,533)가 제1방향으로 중첩되는 위치에 고정될 수 있다. 이로써 팬모듈(540,545)로부터 토출된 공기가 팬커버(530)를 통과하는데 필요한 직선방향의 통로가 형성될 수 있다.

[펜베이스의 구조]

도 14는 팬모듈과 팬베이스와 필터를 분리하여 도시한 분해 사시도이고, 도 15는 팬베이스의 배면을 도시한 배면 사시도이며, 도 16은 팬베이스와 필터의 결합 상태를 도시한 사시도이다.

도 7과 도 13 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 휴대형 공기정화기(50)는 팬베이스(5460)를 더 포함할 수 있다.

팬베이스(5460)는, 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545) 사이에 배치될 수 있다. 팬베이스(5460)는, 필터면의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대, 팬베이스(5460)는 전방에서 본 필터(559)의 형상, 예를 들면 직사각형 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 팬베이스(5460)는, 베이스플레이트(5461) 및 벨마우스(5463)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는, 제3방향, 즉 상하방향으로 배치된 두 개의 팬베이스(5460)가 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545) 사이에 배치되는 것으로 예시된다. 이에 따르면, 상부에 배치된 하나의 팬베이스(5460)는 제1팬모듈(540)과 필터모듈(550) 사이에 배치되고, 하부에 배치된 다른 하나의 팬베이스(5460)는 제2팬모듈(545)과 필터모듈(550) 사이에 배치될 수 있다.

이와 같이 팬베이스(5460)가 팬모듈의 개수에 따라 분리된 형태로 구비되면, 팬모듈의 개수 변화에 대한 대응이 용이해지게 된다. 즉 하나의 팬모듈이 구비될 경우, 하나의 팬베이스(5460)가 적용되면 되고, 둘 이상의 팬모듈이 구비될 경우 그 개수에 대응되는 개수의 팬베이스(5460)가 상하방향으로 적층되기만 하면 된다. 이로써 팬모듈의 개수에 따라 여러 종류의 팬베이스(5460)를 준비할 필요가 없게 되므로, 부품 관리가 용이해지는 효과가 제공될 수 있게 된다.

그럼에도 불구하고, 하나의 팬베이스(5460)가 복수개의 팬흡입구(5462)를 포함하는 형태로 팬베이스(5460)가 제공되는 것도 가능하다.

베이스플레이트(5461)는, 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 베이스플레이트(5461)의 제1방향 길이는, 필터모듈(550)과 팬모듈(540,545)에 비해 매우 짧게 설정된다. 예컨대, 베이스플레이트(5461)는 직사각형 형상의 플레이트 형태로 마련될 수 있다.

베이스플레이트(5461)에는, 팬흡입구(5462)가 형성될 수 있다. 팬흡입구(5462)는, 베이스플레이트(5461)에 제1방향으로 관통되게 형성될 수 있다. 이러한 팬흡입구(5462)는, 대략 팬커버(530)의 공기토출부(532,533; 도 13 참조) 및 팬모듈(540,545)의 팬토출구(5430a)와 제1방향으로 중첩되는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같이 형성된 팬흡입구(5462)는, 필터(559)와 팬모듈(540,545) 사이를 연결하는 통로를 팬베이스(5460)에 형성할 수 있다.

벨마우스(5463)는, 베이스플레이트(5461)에 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한 벨마우스(5463)는, 베이스플레이트(5461)로부터 팬모듈(540,545)을 향해 축방향으로 돌출될 수 있다.

본 실시예에서, 팬흡입구(5462)는 쉬라우드(5457)의 형상, 즉 원형 형상으로 형성되는 것으로 예시된다. 또한 팬흡입구(5462)의 반경은, 쉬라우드(5457) 중 팬흡입구(5462)와 인접한 부분의 반경과 유사하게 설정될 수 있다.

벨마우스(5463)는, 이와 같이 형성된 팬흡입구(5462)의 외주면을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 바꾸어 표현하면, 팬흡입구(5462)는 벨마우스(5463)의 반경방향 내측에 관통되게 형성된다고 표현될 수도 있다.

벨마우스(5463)는, 팬흡입구(5462)에서 팬모듈(540,545)을 향해 제1방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이때 벨마우스(5463)는, 적어도 일부분이 쉬라우드(5457)의 반경방향 내측으로 삽입될 수 있다. 이러한 벨마우스(5463)는, 팬모듈(540,545)의 입구에서 흡입 유동을 가이드함으로써, 팬모듈(540,545)의 흡입, 토출 성능이 향상되는데 기여할 수 있다.

상기 팬베이스(5460)는, 팬베이스(5460)와 결합될 수 있다. 이를 위해, 팬베이스(5460)와 필터모듈(550) 중 어느 하나에는 체결보스(5433)가 마련되고, 팬베이스(5460)와 필터모듈(550) 중 어느 하나에는 제2체결돌기(553)가 마련될 수 있다. 본 실시예에서는, 팬베이스(5460)에 체결보스(5433)가 마련되고, 필터모듈(550)에 제2체결돌기(553)가 마련되는 것으로 예시된다.

체결보스(5433)는, 베이스플레이트(5461)로부터 필터모듈(550)을 향해 제1방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 체결보스(5433)에는 중공이 형성될 수 있다. 그리고 제2체결돌기(553)는, 필터모듈(550), 좀 더 구체적으로는 필터케이스(551)의 전면으로부터 팬베이스(5460)를 향해 제1방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한 제2체결돌기(553)는, 체결보스(5433)의 중공에 삽입되는 형태로 체결보스(5433)와 끼움 결합될 수 있다.

일례로서, 체결보스(5433)는 제1지지부(5430)의 각 모서리 부분에 각각 하나씩, 총 4개가 배치될 수 있다. 그리고 제2체결돌기(553)도 이에 대응하는 위치에 각각 배치될 수 있다.

이와 같이 제2체결돌기(553)와 체결보스(5433) 간에 이루어지는 결합에 의해, 복수개의 지점에서 팬베이스(5460)와 필터모듈(550) 간의 결합이 이루어질 수 있다. 이와 같이 팬베이스(5460)와 필터모듈(550) 간의 결합이 이루어지면, 팬베이스(5460)가 필터모듈(550)의 전방에 고정될 수 있다.

아울러 팬베이스(5460)는, 팬모듈(540,545)과 결합될 수 있다. 이를 위해, 팬베이스(5460)와 팬모듈(540,545) 중 어느 하나에는 제3체결돌기(5467)가 마련되고 팬베이스(5460)와 팬모듈(540,545) 중 다른 하나에는 돌출보스(5442)가 마련될 수 있다. 본 실시예에서는, 팬베이스(5460)에 제3체결돌기(5467)가 마련되고, 팬모듈(540,545)에 돌출보스(5442)가 마련되는 것으로 예시된다.

돌출보스(5442)는, 제2지지부(5440)에서 팬베이스(5460)를 향해 제1방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한 돌출보스(5442)에는, 중공이 형성될 수 있다. 그리고 제3체결돌기(5467)는, 베이스플레이트(5461)의 전면에서 전방으로 돌출되게 형성될 수 있다. 이러한 제3체결돌기(5467)는, 돌출보스(5442)의 중공에 삽입되는 형태로 체결보스(5433)와 끼움 결합될 수 있다.

돌출보스(5442)와 제3체결돌기(5467)가 결합되면, 제2지지부(5440)와 베이스플레이트(5461) 사이가 설정간격 이격되게 팬베이스(5460)와 팬모듈(540,545)이 결합될 수 있다. 이때 설정간격은, 팬(5450)이 제2지지부(5440)의 반경방향 외측으로 돌출된 부분의 축방향 길이, 예컨대 쉬라우드(5457)의 제1방향 길이 이상인 것으로 설정된다.

아울러 돌출보스(5442)는. 제2지지부(5440)의 각 모서리 부분에 각각 하나씩, 총 4개가 배치될 수 있다. 그리고 제3체결돌기(5467)도 이에 대응하는 위치에 각각 배치될 수 있다.

각각의 돌출보스(5442)와 제3체결돌기(5467) 간의 결합 부위들 사이는, 반경방향으로 개방될 수 있다. 그리고 팬(5450)의 일부분, 좀 더 구체적으로는 쉬라우드(5457)의 일부분은, 이와 같이 개방된 부분을 통해 제2지지부(5440)의 반경방향 외측으로 돌출될 수 있다.

상기한 바와 같은 팬베이스(5460)는, 팬모듈(540,545)과 필터모듈(550) 간의 결합을 위한 결합 매개체 기능, 그리고 팬모듈(540,545)의 입구에서 흡입 유동을 가이드하여 팬모듈(540,545)의 흡입, 토출 성능이 향상되도록 하는 기능을 함께 제공할 수 있다.

[휴대형 공기정화기의 공기 유동 양상]

도 17에서는 휴대형 공기정화기의 일부 구성이 생략되어 있다.

이하, 도 4 및 도 17을 참조하여 본 실시예에 따른 휴대형 공기정화기의 공기 유동 양상에 대하여 설명한다.

도 4 및 도 17을 참조하면, 팬모듈(540,545)의 작동에 의해, 휴대형 공기정화기(50)의 후방의 공기가 휴대형 공기정화기(50)의 내부로 유입된다. 이때 휴대형 공기정화기(50)의 후방의 공기는, 후면커버(580)에 형성된 제1흡입구(570a)를 통해 흡입면을 통과할 수 있다.

흡입면을 통과하여 휴대형 공기정화기(50)의 내부로 유입된 공기는, 필터(559)를 통과하고, 이 과정에서 공기 중에 포함되어 있던 먼지/미세먼지/초미세먼지 등의 물리적 입자, 냄새입자/유해가스 등의 화학물질, 및 세균/바이러스 등의 미생물체 등이 걸러질 수 있다.

이때 필터(559)로의 공기의 흡입은, 필터면의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 흡입면을 통해 이루어질 수 있다. 그리고 흡입면을 통해 흡입된 공기의 필터링은, 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 필터면을 통해 이루어질 수 있다.

즉 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 충분한 크기의 흡입면과 필터면을 통해, 공기의 흡입과 필터링이 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545)이 일직선 상으로 배치되기 때문에, 유동 손실이 최소화되면서 효과적인 공기의 흡입과 필터링이 이루어질 수 있다.

필터(559)를 통과한 공기, 즉 정화된 공기는, 팬흡입구(5462)를 통해 팬모듈(540,545)의 내부로 유입될 수 있다. 팬흡입구(5462)를 통과하는 공기의 유동은 벨마우스(5463)에 의해 가이드될 수 있고, 이로써 팬모듈(540,545)로의 원활한 공기 유입이 효과적으로 유도될 수 있다.

팬모듈(540,545)의 내부로 유입된 공기는, 팬토출구(5430a)를 통해 팬모듈(540,545)의 전방으로 토출되되, 사류방향으로 토출될 수 있다. 여기서, 사류방향은 전방측 대각선 방향으로 정의될 수 있다.

이와 같이 팬모듈(540,545)의 전방으로 토출된 공기, 즉 정화된 공기는, 팬커버(530)를 통과하여 휴대형 공기정화기(50)의 전방으로 토출될 수 있다. 이때 정화된 공기는, 전면커버(510)에 형성된 토출구(510a)를 통해 토출면을 통과할 수 있다.

이때 상기와 같은 정화된 공기의 토출은, 흡입면과 필터면 및 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 면적만큼 확보된 토출면을 통해 이루어질 수 있다. 즉 흡입면과 필터면 및 팬모듈(540,545)의 면적에 대응하는 충분한 크기의 토출면을 통해, 정화된 공기의 토출이 효과적으로 이루어질 수 있다. 또한 흡입면과 필터면과 팬모듈(540,545) 및 토출면이 일직선 상으로 배치되기 때문에, 유동 손실이 최소화되면서 효과적인 공기의 흡입과 필터링 및 정화된 공기의 토출이 이루어질 수 있다.

한편 본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)는, 사류팬 형태의 팬(5450)을 포함하는 형태로 제공된다. 이러한 휴대형 공기정화기(50)는, 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.

첫째, 팬모듈(540,545)이 사류팬 형태의 팬(5450)을 포함하는 형태로 제공됨으로써, 팬모듈이 축류팬 형태의 팬을 포함하는 형태로 제공되는 경우에 비해, 더 향상된 공기 정화 성능이 제공될 수 있다.

축류팬은, 공기의 흡입과 토출이 일직선 방향으로 이루어지도록 하는 팬이다. 이러한 축류팬은, 그 두께를 얇게 구성할 수 있어서, 소형화된 공기정화기에 적용되기에 유리하다.

그러나 축류팬은, 고정압 조건에서 그 성능이 크게 저하되는 특성이 있다. 예를 들어, 필터링 성능을 높이기 위해 필터(559)의 밀도가 높아지거나 필터(559)의 두께가 두꺼워질 경우, 축류팬의 흡입, 토출 성능이 크게 저하될 수 있다. 이 때문에, 축류팬이 고성능 필터가 적용된 휴대형 공기정화기에 적용되는데 어려움이 발생된다.

이에 비해, 사류팬은 축류팬과 원심팬의 중간 성격을 갖는 팬으로서, 동일 크기의 축류팬에 비해 고정압 조건에서의 성능이 우월하다. 그러나 이러한 사류팬은, 특성상 동일 크기의 축류팬에 비해 축방향 길이가 길어질 수밖에 없는 단점이 있기는 하다.

하지만 축류팬은 그 특성상 고압의 빠른 바람을 내보내기에 불리하고, 그로 인해 축류팬이 적용된 휴대형 공기정화기에는 가이드베인과 같은 구조물이 추가되어야 한다. 예컨대, 팬커버(530)의 공기토출부(532,533)에 가이드베인이 형성될 수 있고, 이는 팬커버(530)의 제1방향 길이, 즉 두께를 증가시키는 요인이 된다.

가이드베인으로 인해 팬커버(530)의 두께가 증가되면, 휴대형 공기정화기 내부의 한정된 공간으로 인해, 축류팬의 제1방향 길이가 축소될 수 밖에 없게 되고, 이는 또다시 축류팬의 흡입, 토출 성능을 저하시키는 요인이 된다.

이에 비해, 사류팬은 그 특성상 축류팬에 비해 고압의 빠른 바람을 내보내기에 유리하다. 즉 사류팬은, 가이드베인과 같은 구조물이 없어도 축류팬에 비해 공기를 훨씬 멀리 보낼 수 있는 특성이 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 팬커버(530)에서 가이드베인과 같은 구조물이 삭제되어 있다. 그로 인해 팬커버(530)의 두께가 감소됨은 물론, 팬모듈(540,545)은 공기토출부(532,533) 내부로 삽입될 정도의 크기로 구비될 수 있다. 예컨대, 팬모듈(540,545)의 제1방향 길이는, 팬모듈(540,545)의 전면이 팬커버(530)의 전면과 동일면을 이룰 수 있을 정도로의 길이로 설정될 수 있다. 즉 팬모듈(540,545)의 제1방향 길이가 가이드베인이 차지하던 길이만큼 확장될 수 있다.

이와 같이 팬모듈(540,545)의 크기가 커진만큼, 팬모듈(540,545)의 흡입, 토출 성능은 그만큼 향상되고, 이로써 본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)가 더 향상된 공기 정화 성능을 제공할 수 있게 된다.

아울러 팬모듈(540,545)의 구조를 살펴보면, 팬케이스(5430,5440)는 팬(5450)을 반경방향 외측에서 둘러싸지 않는다. 즉 팬(5450)은, 제2지지부(5440)의 내주면보다 원심방향으로 더 돌출된 형상으로 형성된다. 이는, 팬(5450)의 적어도 일부분이 제2지지부(5440)와 베이스플레이트(5461) 사이의 틈으로 돌출될 수 있기에 가능한 구조이다.

이와 같이 팬(5450)이 제2지지부(5440)의 내주면보다 원심방향으로 더 돌출된 형상으로 형성될 수 있게 됨으로써, 그만큼 팬(5450)의 크기가 더 확장될 수 있게 된다.

둘째, 팬모듈(540,545)이 사류팬 형태의 팬(5450)을 포함하는 형태로 제공됨으로써, 휴대형 공기정화기(50)의 공기 토출 범위가 더 확장될 수 있다.

사류팬은 사류방향으로 공기를 토출할 수 있고, 이에 따라 토출면을 통해 토출되는 정화된 공기는 사류방향, 즉 전방과 원심방향 사이의 방향으로 뻗어나갈 수 있게 된다.

크기가 작은 휴대형 공기정화기(50)의 특성 상, 정화된 공기의 토출이 전방을 향한 직선방향으로만 이루어진다면, 정화된 공기의 토출 범위가 토출면에 대응되는 범위로 한정될 수밖에 없게 된다.

크기가 작은 휴대형 공기정화기(50)의 특성을 감안하더라도, 정화된 공기의 토출 범위가 토출면에 대응되는 범위로 한정된다면, 휴대형 공기정화기(50)의 사용에 많은 제약이 있게 될 것이다.

예컨대, 토출구(510a)가 얼굴을 향하도록 사용자가 휴대형 공기정화기(50)를 계속해서 들고 있거나 휴대형 공기정화기(50)의 자세를 정확히 조절해야 하는 사용상 불편함이 있게 된다.

이에 비해, 본 실시예의 휴대형 공기정화기(50)는, 고압의 빠른 바람을 전방과 원심방향 사이의 방향으로 토출할 수 있다. 이로써 정화된 공기가 먼 거리까지 도달될 수 있음은 물론, 더 넓은 범위로 뻗어나갈 수 있게 되므로, 휴대형 공기정화기(50)는 더욱 향상된 공기 정화 성능을 제공할 수 있게 된다.

셋째, 각각의 팬모듈(540,545)이 사류팬 형태의 팬(5450)을 포함하고, 이러한 팬모듈(540,545)이 복수개 적층되는 형태로 제공됨으로써, 정화된 공기가 더 멀리 토출될 수 있다.

상기한 바와 같이, 사류팬은 사류방향으로 공기를 토출할 수 있다. 이때 각각의 팬모듈(540,545)의 서로 인접한 부분에서는, 제1팬모듈(540)에서 토출되는 바람과 제2팬모듈(545)에서 토출되는 바람 간의 충돌이 발생될 수 있다.

예컨대, 제2팬모듈(545)과 인접한 제1팬모듈(540)의 하측에서는 하향 경사진 방향으로 바람이 토출될 수 있고, 제1팬모듈(540)과 인접한 제2팬모듈(545)의 상측에서는 상향 경사진 방향으로 바람이 토출될 수 있다.

이 경우, 제1팬모듈(540)에서 토출된 바람의 일부와 제2팬모듈(545)에서 토출된 바람의 일부가 서로 충돌할 수 있다. 그 결과 그들의 반경방향 속도벡터는 감소되고, 그 대신 그들의 전방방향 속도벡터는 그만큼 증가될 수 있다.

이처럼 반경방향 속도벡터가 감소되고 전방방향 속도벡터가 증가된다는 것은, 휴대형 공기정화기(50)에서 토출되는 공기의 속도벡터의 방향이 전방방향에 더 가까운 방향으로 변화된다는 것을 의미한다.

이로써 휴대형 공기정화기(50)는, 공기의 토출 방향을 전방으로 집중시키며 정화 공기를 좀 더 먼 위치까지 도달시킴으로써, 더욱 향상된 공기 정화 성능을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

<부호의 설명>

50 : 휴대형 공기정화기

510 : 전면패널

520 : 케이스

530 : 팬커버

531 : 상부커버부

532 : 상부 공기토출부

533 : 하부 공기토출부

534 : 제1체결돌기

535 : 하부커버부

540,545 : 팬모듈

540 : 제1팬모듈

545 : 제2팬모듈

550 : 필터모듈

551 : 필터케이스

552 : 관통홀

553 : 제2체결돌기

559 : 필터

560 : 배터리

570 : 후면패널

580 : 후면커버

5410 : 샤프트

5420 : 모터

5421 : 스테이터

5423 : 로터

5430,5440 : 팬케이스

5430 : 제1지지부

5430a : 토출구

5431 : 지지판

5433 : 보스

5435 : 베어링

5440 : 제2지지부

5441 : 체결홀

5442 : 돌출보스

5443 : 측면리브

5445 : 연결부

5450 : 팬

5451 : 허브

5452 : 허브판부

5452a : 축결합부

5453 : 스커트부

5454 : 내측돌출부

5455 : 팬블레이드

5455a : 리딩 에지(5455a)

5455b : 트레일링 에지

5455c : 쉬라우드 코드(5455c)

5455d : 허브 코드(5455d)

5457 : 쉬라우드

5460 : 팬베이스

5461 : 베이스플레이트

5462 : 팬흡입구

5463 : 벨마우스

5465 : 체결보스

5467 : 제3체결돌기

Claims

축방향 일측에 흡입면이 배치되고 축방향 타측에 토출면이 배치되는 케이스;

상기 흡입면과 상기 토출면 사이에 배치되는 필터; 및

상기 토출면과 상기 필터 사이에 배치되며, 상기 필터를 통과한 공기를 축방향으로 흡입하여 축방향과 반경방향 사이의 방향으로 토출하는 팬모듈;을 포함하는 휴대형 공기정화기.
제1항에 있어서,

상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 팬베이스를 더 포함하고,

상기 팬베이스에는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이를 연결하는 통로를 상기 팬베이스에 형성하는 팬흡입구가 형성되고,

상기 팬베이스는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 베이스플레이트, 및 상기 베이스플레이트로부터 상기 팬모듈을 향해 축방향으로 돌출되는 벨마우스를 더 포함하고,

상기 팬흡입구는, 상기 벨마우스의 반경방향 내측에 관통되게 형성되는 공기정화기.
제2항에 있어서, 상기 팬모듈은,

스테이터 및 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되는 로터를 포함하는 모터;

상기 모터의 적어도 일부분을 지지하는 팬케이스; 및

상기 로터와 함께 회전되는 팬을 포함하고,

상기 팬케이스는, 상기 팬베이스와 결합되고,

상기 팬베이스는, 상기 필터와 결합되는 휴대형 공기정화기.
제3항에 있어서, 상기 팬케이스는,

상기 스테이터 및 상기 샤프트를 지지하는 제1지지부;

상기 제1지지부를 반경방향 외측에서 둘러싸며 상기 제1지지부를 지지하는 제2지지부; 및

상기 제2지지부에 마련되어 상기 팬베이스와 결합되는 돌출보스를 포함하는 휴대형 공기정화기.
제4항에 있어서,

상기 팬베이스는, 상기 필터와 상기 팬모듈 사이에 배치되는 베이스플레이트, 및 상기 베이스플레이트로부터 상기 팬모듈을 향해 축방향으로 돌출되는 체결돌기를 포함하고,

상기 돌출보스는, 상기 제2지지부로부터 상기 베이스플레이트를 향해 축방향으로 돌출되고,

상기 팬의 적어도 일부분이 상기 제2지지부의 반경방향 외측으로 돌출되고,

상기 돌출보스와 상기 체결돌기가 결합되면, 상기 제2지지부와 상기 베이스플레이트 사이가 설정간격 이격되게 상기 펜베이스와 상기 팬모듈이 결합되고,

상기 설정간격은, 상기 팬이 상기 제2지지부의 반경방향 외측으로 돌출된 부분의 축방향 길이 이상인 휴대형 공기정화기.
제1항에 있어서, 상기 팬모듈은,

상기 토출면과 상기 필터 사이에서 상기 토출면과 평행하게 배치되는 제1팬모듈; 및

상기 제1팬모듈이 배치되는 동일 면상에 배치되는 제2팬모듈;을 포함하는 휴대형 공기정화기.
제1항에 있어서,

상기 팬모듈은, 사류팬을 포함하여 이루어지는 휴대형 공기정화기.
축방향으로 연장되는 샤프트;

스테이터 및 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되는 로터를 포함하는 모터;

상기 스테이터 및 상기 샤프트를 지지하는 팬케이스; 및

상기 로터 및 상기 샤프트와 함께 회전되는 허브, 및 상기 허브로부터 원심방향으로 돌출되는 팬블레이드를 포함하는 팬;을 포함하고, 상기 허브는,

상기 보스를 사이에 두고 상기 지지판과 나란하게 배치되는 원판 형상의 허브판부;

상기 허브판의 테두리로부터 상기 지지판을 향해 돌출되고, 상기 스테이터의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 허브판으로부터 축방향으로 멀어질수록 원심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하는 스커트부; 및

상기 허브판으로부터 상기 지지판을 향해 돌출되며, 상기 스커트부와 상기 스테이터 사이에 배치되는 내측돌출부를 포함하고,

상기 팬블레이드는, 상기 스커트부로부터 원심방향으로 돌출되고,

상기 로터는, 상기 내측돌출부와 상기 스테이터 사이에 배치되어 상기 내측돌출부에 고정되는 팬모듈.
제8항에 있어서,

상기 팬은, 상기 허브와 소정 간격 이격되게 상기 허브의 반경방향 외측에 배치되는 쉬라우드를 더 포함하고,

상기 팬블레이드는, 상기 허브와 상기 쉬라우드 사이를 연결하고, 상기 팬블레이드는,

회전방향 선단에 배치되고 곧게 형성되는 리딩 에지;

상기 회전방향 후단에 배치되고 곧게 형성되는 트레일링 에지;

상기 리딩 에지의 일단과 상기 트레일링 에지의 일단을 연결하고 상기 쉬라우드의 내주면에서 연장되는 쉬라우드 코드; 및

상기 리딩 에지의 타단과 상기 트레일링 에지의 타단을 연결하고 상기 허브의 외주면에서 연장되는 허브 코드를 포함하는 팬모듈.
제9항에 있어서,

상기 쉬라우드는, 상기 팬케이스로부터 축방향으로 멀어질수록 구심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하고,

상기 스커트부는, 상기 허브판으로부터 축방향으로 멀어질수록 원심방향으로 기울어지는 경사면을 형성하고,

상기 리딩 에지의 일단과 상기 트레일링 에지의 일단은, 상기 쉬라우드의 내주면과 연결되고,

상기 리딩 에지의 타단과 상기 트레일링 에지의 타단은, 상기 스커트부의 외주면과 연결되는 팬모듈.