KR20110066067A - 초음파 가습기에 사용되는 부표 및 이를 이용한 초음파 가습기 - Google Patents

Abstract

본 발명은
본 발명에 따른 부표방식의 초음파 가습기는, 를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

초음파 가습기에 사용되는 부표 및 이를 이용한 초음파 가습기{A Buoy and ultrasonic humidifier using the buoy}

본 발명은 초음파 가습기에 사용되는 부표 및 이를 이용한 초음파 가습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 본체에 저장된 물에 초음파 발생부를 띄워 놓고 물안개를 분무하게 하고, 본체의 상부에 위치하는 뚜껑에 공기흡입팬(fan)과 배출구를 설치하여 본체 내부에서 발생한 물안개가 회전하면서 확산하여 원활하게 배출되도록 함으로써, 구조가 간단하고 효율이 높을 뿐만 아니라 청소하기가 간편한 부표를 이용한 초음파 가습기에 관한 것이다.

가습기는 특히 겨울철에 온도가 높고 건조한 실내에 가습하여 실내공기의 습도를 적정 상태로 유지시켜 줌으로써 실내 환경이 쾌적하게 유지될 수 있도록 하기 위한 가전제품으로, 가습하는 방식에 따라 가열식, 초음파식, 팬(fan)식 및 이들 각각의 장점을 취합한 복합식 등이 알려져 있는데, 가열식 가습기는 물을 히터나 전극봉으로 가열시켜 증기를 발생시키는 방식이고, 초음파 가습기는 전기회로를 통하여 발생하는 특정 주파수의 전기신호에 의해 물속에 위치한 진동자를 진동시켜 물을 무화(霧化)시켜 분무하는 방식이며, 팬식 가습기는 수면 위에 설치된 팬을 고속으로 회전시켜 발생하는 바람에 의해 물을 입자화시키는 방식이다.

초음파 가습기는 다른 방식에 비하여 분무 효율이 월등히 높기 때문에 가장 많이 사용되고 있는데, 초음파 가습기의 일반적인 구조는 출구를 물통의 아래쪽으로 향하게 한 물통을 사용하여 초음파 진동자가 잠기는 수면의 높이를 유지하는 방법을 사용하고 있다(도 1b 참조). 이러한 구조이다 보니 초음파 가습기의 형태가 초음파 발생기와 팬과 모터 및 전자 제어부를 하나의 몸체로 만들고 물통을 그 위에 얹어 놓는 모양이 될 수밖에 없다. 물통에서 나온 물이 초음파 발생기 주위에서 일정한 수위를 유지하고, 초음파 진동에 의해 물을 강제로 안개입자로 분리하여, 분리된 물안개 입자를 분무시키기 위해서 초음파 발생기의 위쪽 가까운 곳에 물이 들어가지 않는 낮은 위치에 통풍구를 배치할 수밖에 없어서 몸체의 모양이 복잡하고 무거워질 수밖에 없고, 또한 본체의 하부에 부착되어 있는 초음파 발생기 상부에 수조부가 위치하게 되어 초음파 발생기 작동시 발생하는 열이 수조부에 고인 물의 부패를 더욱 촉진시켜 위생적 관리가 어렵다.

도 1a는 일반적인 초음파 가습기를 도시한 것인데, 분무챔버(2)의 아래에 초음파 진동부(미도시)가 위치하고, 물을 초음파 진동부로 안내하는 물안내홈(3)이 형성된 본체(1)와, 물을 저장 및 공급하는 물통(4)과, 초음파 진동부로부터 초음파 발진에 의해 분무형태의 물안개를 외부로 안내하는 분무챔버(2)와, 분무챔버 및 물통(4)을 덮고 본체(1)에 결합되는 본체 뚜껑(5) 및 분무챔버(2)의 상단에 결합되어 분무 입자를 안내하는 분출구(6)를 기본적인 구성 요소로 하여 이루어진다. 또한 초음파 진동부의 상부에는 물 안내홈(3)보다 낮은 위치에 수조부(7)를 두어 물을 초음파 진동시켜 가습시키기에 유리하도록 구성되어 있다.

그러나, 이러한 초음파 가습기는 가습기의 뚜껑을 열고, 물통을 분리하여 물을 보충한 다음, 다시 가습기에 삽입 설치하는 등 일정 주기로 물통을 재충전시켜 주어야 하므로 거동이 불편한 환자나 노약자의 경우 어려운 점이 많을 뿐만 아니라 이와 같이 물을 재충전시키는 일은 일반인들도 귀찮아 하는 일이어서 사용에 많은 불편이 있다.

또한, 이러한 초음파 가습기는 물을 안개입자로 바꿔 내보내기 때문에 물에 포함되어 있던 불순물은 계속 남아 있게 되므로 가습기 가동을 계속함에 따라 초음파 발생기 주위의 물은 불순물의 농도가 점차 높아져서 부패하거나 악취가 나고, 분무된 물안개 입자도 비위생적이기 때문에 가습기를 자주 청소해줘야 한다. 하지만 복잡한 구조로 된 물통의 내부 모서리 부위는 문질러 닦을 방법이 없으며, 물이 들어가면 안 되는 본체는 무겁고 전자장치 보호용 커버가 나사로 고정되어 있어서 청소하기가 어렵고, 안개 입자를 원활하게 배출하기 위해 공기를 밑에서부터 위로 불어내는 송풍 구조로 인하여 물안개의 굵은 입자도 함께 분출하게 되기 때문에 굵은 입자는 멀리 비산하지 못하고 가습기에서 가까운 바닥에 낙하하게 되므로 가습기 주위 바닥은 항시 물에 젖어 있는 과습지역이 생기게 된다. 또한 물을 끓여서 수증기 형태로 분무하기 위하여 히터 방식을 채택한 경우에는 전력소모가 많아(약 100W)져서 비경제적이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 초음파 기습기에서 수조(水槽) 역할을 하는 본체에 저장된 물 위에 떠 있으면서, 초음파 발생부에서 발생한 물안개가 분출되는 통로가 되는 초음파 기습기에 사용되는 부표를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본체에 저장된 물에 초음파 발생부를 띄워 놓고 분무하게 하고, 본체의 상부에 위치하는 뚜껑에 공기흡입팬을 설치하여 공기흡입팬을 통해 흡입한 외기를 본체 내부로 회오리바람 형태로 송풍하게 함으로써, 본체 내부에서 발생한 물안개가 회오리바람 형태로 회전하면서 확산하여 뚜껑에 형성된 배출구를 통해 원활하게 배출되도록 하여, 구조가 간단하고 효율이 높을 뿐만 아니라 청소하기도 매우 간편한 부표를 이용한 초음파 가습기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 문제 해결을 위하여 본 발명에 따른 부표를 이용한 초음파 가습기는, 상부가 개방된 구조이고, 물을 저장하는 수조(水槽) 역할을 하는 본체; 전원을 인가받아 초음파를 발생시키는 초음파 발생부; 하부에 상기 초음파 발생부가 결합되어, 상기 본체에 저장된 물 위에 떠있으면서 상부로 물안개 입자를 분출시키는 부표; 상기 본체의 상부에 결합되는 뚜껑을 포함하여 구성되고, 상기 뚜껑은, 중심부에 상하방향으로 설치된 파이프 형상의 내벽; 상기 내벽의 상단(上端)에 물안개를 외부로 배출시키기 위해 형성된 배출구; 측면에 형성된 공기흡입구를 통해 흡입한 외기를 상기 본체의 내측벽으로 송풍하기 위해 설치된 공기흡입팬을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 공기흡입팬으로 흡입한 외기를 본체의 내측벽으로 안내하기 위하여 뚜껑 내벽의 외측에 나선(螺旋) 형상으로 통풍로가 형성되며, 공기흡입팬을 통해 흡입한 외기는, 통풍로를 지나 본체의 내측벽을 따라 나선 형상으로 하향(下向)으로 진행하면서, 초음파 발생부에 의해 발생한 물안개를 회오리바람 형상으로 상부로 회전시키면서 확산되게 하여 배출구를 통해 배출시킨다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 초음파 가습기에 사용되는 부표는, 수조(水槽)의 형태에 상관없이 언제나 수조에 저장된 물에 수평 상태를 유지한 채 일정하게 떠 있으면서, 하부에 결합된 초음파 발생부가 수면으로부터 일정 깊이를 유지하게 하여 물안개를 원활하게 분무시킬 수 있다.

본 발명에 따른 부표를 이용한 초음파 가습기는, 본체의 상부에 위치하는 뚜껑에 공기흡입팬을 설치하여 공기흡입팬으로부터의 바람을 본체의 내측벽을 따라 회오리바람 형태로 하향(下向)으로 송풍함으로써, 본체에 저장된 물의 상부에 띄워진 초음파 발생부에 의해 무화(霧化)된 물안개를 회오리바람 형태로 회전시켜, 회전에 의한 원심력에 의해 물안개의 굵은 입자는 분리시켜 수조(水槽) 내로 다시 낙하시키고 미세입자의 물안개만 뚜껑에 구비된 배출구를 통해 매우 원활하게 배출되게 하여 가습기 주위에 과습지역을 만들지 않는다.

또한, 초음파 발생부에서는 열이 많이 발생하게 되는데, 초음파 발생부가 본체에 저장된 물의 상부에 띄워져서 물속에 잠겨있는 상태이기 때문에 발생한 열은 물의 온도를 높여 히터를 사용하지 않아도 차갑지 않은 물안개를 만들기 때문에 전력소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 초음파 발생부의 발열을 막아 수명을 늘려주고, 본체에 저장된 물 전체를 순환시키고 신선한 공기를 넣어주는 작용으로 물의 부패를 지연시켜 청소주기를 늘려주므로 빈번하게 청소할 필요가 없으며, 또한, 모든 부품을 뚜껑에 배치함으로써 본체의 구조가 간단할 뿐만 아니라 수조 역할을 하는 본체는 투명하고 단순하며 상부 개방형이기 때문에 물의 보충과 물의 잔량 및 오염상태의 확인이 용이하고, 본체의 외관을 다양하게 만들 수 있고 초음파 발생부에 엘이디(LED) 조명을 부착하고 빛깔과 광량을 조절할 수 있게 하여 실내 분위기를 연출함으로써 인테리어 효과도 얻을 수 있다.

도 1a와 1b는 종래의 초음파 가습기의 구조 및 그 원리를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 초음파 가습기의 일실시예의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 초음파 가습기의 뚜껑의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 초음파 가습기의 일실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 초음파 가습기에 사용되는 부표의 단면도이다.

본 발명에 따른 부표를 이용한 초음파 가습기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 물이 저장되는 본체(10), 본체(10)에 저장된 물에 떠 있는 부표(20), 부표(20)의 하단에 결합된 초음파 발생부(23) 및 본체(10)의 상부에 결합되는 뚜껑(30)을 기본적인 구성으로 하여 구성된다.

본체(10)는 분무시킬 물을 저장하는 수조(水槽) 역할을 하는 구성으로, 상부 전체가 개방된 구조인데, 단면은 원형이 바람직하지만, 사각형이나 다각형 등 상부가 개방된 구성이라면 특별한 형상에 구애받지 않으며, 투명한 재질을 사용하여 내부를 볼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

초음파 발생부(23)는 뚜껑(30)에 설치된 제어부(미도시)로부터 전원을 인가받아 초음파를 발생시켜 물 분자를 분리시키기 위한 구성으로, 초음파 발생부는 작동시 많은 열이 발생되는데, 본 발명의 초음파 발생부는 케이스가 금속으로 되어 있고 케이스 전체가 물속에 잠겨있기 때문에 냉각수가 충분한 수냉식 환경이 조성되어 매우 효율적으로 냉각시킴으로써, 수명이 짧은 발진자의 수명을 연장해 준다. 발진회로에서 인가되는 전압으로 진동되는 진동자 및 진동자를 초음파 발생부의 케이스에 고정하는 구성은 일반적인 것이기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.

초음파 가습기는 초음파에 의해 무화(霧化)된 입자(즉, 물안개 입자)가 일정 깊이의 물을 뚫고 나와 공중으로 확산하는 원리로서, 전원을 가해 진동자를 진동시켜 발생되는 초음파를 물속에서 물의 표면으로 방사시키면 진동자에 접촉하고 있는 물이 공진을 일으키고 진폭이 커지면서 물보라와 물방울을 튕기면서 무화 입자가 물속에서 밖으로 나오게 되는 것으로, 초음파 가습기가 물안개 입자를 발생시키기 위해서는 초음파 발생부의 위쪽으로는 항시 일정한 높이의 수면이 있어야 한다.

부표(20)는 초음파 발생부(23)와 결합되어, 초음파 발생부(23)와 함께 본체(10)에 저장된 물 위에 떠 있으면서 초음파에 의해 발생한 물안개 입자를 분출시키는 구성인데, 물에 뜰 수 있도록 내부에 빈 공간을 구비하는 부유통(21)과, 부유통(21)의 상부에 결합되는 판상(板狀)의 부재인 날개(24)와, 상기 부유통(21)의 중앙부에 상하방향으로 형성되어 초음파에 의해 발생한 물안개 입자를 분출시키는 통로가 되는 분출구(22)를 구비하며, 분출구(22)의 하단에 고정구(25)에 의해 초음파 발생부(23)를 결합시키며, 물 위에 떠 있어야 하기 때문에 부표(20)의 재질은 가벼운 플라스틱 종류로 제작하는 것이 바람직하다.

고정구(25)는, 예를 들면, 중심부에 구멍이 형성된 원판 형상으로, 원판의 가장자리에는 상방으로 돌출부가 형성되어 있어서 부표의 분출구(22)와 결합되고, 원판 위에는 초음파 발생부(23)가 위치하게 된다. 도 5에는 상기와 같은 고정구(25)를 도시했지만, 초음파 발생부(23)를 부표에 결합시킬 수 있는 수단이라면 어떤 형태이든 상관없다. 또한 고정구(25)와 분출구(22)의 내측벽 사이에는 공간이 형성되어 있으므로, 항시 초음파 진동자가 물속에 잠겨 있게 된다.

부표(20)는 부유통(21)과 날개(24)를 결합시킨 것인데, 날개(24)는 상부에 위치하는 판상(板狀)의 부재로서 중심부에 구멍이 형성되어 있고, 부유통(21)은 날개(24)의 하부에서, 날개(24)에 형성된 구멍에 삽입되어 결합되며, 내부에 빈 공간이 형성되어 있다. 부유통(21)은 내부에 적절한 크기의 공간이 구비되어 있기 때문에 물 위에 떠 있으면서 부표(20) 및 부표(20)와 결합된 초음파 발생부(23)의 무게를 지탱할 수 있는 부력을 발생시키게 된다.

부표(20)와 초음파 발생부(23)가 결합되어 물 위에 떠 있을 때 초음파 발생부(23) 상단면과 물 표면 사이에는 어느 정도의 간격을 유지하고 있어야 하는데, 그 간격이 너무 크면(즉, 초음파 발생부의 상면이 물 표면으로부터 너무 깊은 위치에 있으면) 진동자의 출력이 커져야 하고, 반대로 그 간격이 너무 작으면(즉, 초음파 발생부의 상면이 물 표면으로부터 너무 얕은 위치에 있으면) 분무량이 줄어들고 물안개 기둥만 커지며 진동자가 과열되게 되므로, 초음파 발생부(23)의 상단면과 물 표면 사이의 간격은 3∼7㎝ 정도가 바람직하다.

뚜껑(30)은 본체(10)의 상부에 결합되어 물안개를 외부로 배출시키는 역할을 하는 구성인데, 물론 뚜껑(30)의 단면 형상은 본체(10)의 단면 형상과 동일해야 할 것이다. 뚜껑(30)의 중심부에는 상하방향으로 파이프 형상의 내벽(31)이 설치되고, 내벽(31)의 상단(上端)에는 물안개를 외부로 배출시키기 위해 배출구(35)가 형성되며, 초음파 가습기의 구성을 간단히 하기 위하여 제어부(미도시)도 뚜껑(30)의 적절한 장소에 부착시키며, 제어부와 초음파 발생부는 전원을 공급하기 위한 플레트 케이블(flat cable) 등으로 연결된다.

뚜껑(30)의 측면에는 공기흡입구(33)가 형성되고, 뚜껑(30)의 내측벽과 내벽(31)의 외측면 사이에는 공기흡입팬(36)이 설치되는데, 공기흡입팬(36)은 공기흡입구(33)를 통해 흡입한 외기를 본체(10)의 내측벽으로 송풍한다. 공기흡입구(33)는 하나의 구멍만 뚫어 놓을 수도 있고, 다수의 구멍을 뚫어 형성할 수도 있는데, 공기흡입구(33)가 형성된 부분에는 에어필터(미도시)를 부착하여 필터링된 공기를 가습기로 흡입시키는 것이 바람직하다.

공기흡입팬(36)에서 공기흡입구(33)를 통해 흡입한 외기를 본체(10)의 내측벽으로 안내하기 위하여 통풍로(32)가 형성되어 있는데, 통풍로(32)는 내벽(31)의 외측면과 뚜껑(30)의 내측면 사이에 나선(螺旋) 형상으로 형성되어 있고, 통풍로(32)의 단부(端部)에는 공기배출구(34)가 형성되는데, 통풍로(32)가 나선 형상으로 하향(下向)으로 형성되어 있어서 공기배출구(34)를 통과한 바람(외기)은 본체(10)의 내측벽을 타고 나선 형상, 즉 회오리바람 형태로 하향(下向)으로 회전하면서 진행되게 되고, 이때 초음파 발생부(23)에 의해 발생하여 분출구(22)를 통해 분출된 물안개는 상기 하향(下向)의 회오리바람에 의해 회전하게 되며, 회전에 의해 발생한 원심력에 의해 굵은 입자의 물안개는 분리되어 다시 낙하하고 미세한 입자의 물안개만 회오리바람 형태로 회전하면서 상승하여 뚜껑(30)에 형성된 배출구(35)를 통해 가습기 외부로 매우 원활하게 배출되게 된다.

또한, 도시하지는 않았지만, 가습기가 설치되는 실내 공간에는 습도센서를 설치하여 가습기의 제어부와 연동시킴으로써, 가습기가 설치된 공간을 언제나 사용자가 원하는 일정한 습도로 유지시킬 수 있다. 이와 같은 구성은 일반화된 기술이라 할 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 본체
20 : 부표 21 : 부유통
22 : 분출구 23 : 초음파 발생부
24 : 날개 25 : 고정구
30 : 뚜껑 31 : 내벽
32 : 통풍로 33 : 공기흡입구
34 : 공기배출구 35 : 배출구
36 : 공기흡입팬

Claims (7)

1. 초음파에 의해 발생시킨 물안개 입자를 회전시키면서 확산하는 방식의 초음파 가습기에 있어서,
   상기 초음파 가습기는,
   상부가 개방된 구조이고, 물을 저장하는 수조(水槽) 역할을 하는 본체;
   전원을 인가받아 초음파를 발생시키는 초음파 발생부;
   하부에 상기 초음파 발생부가 결합되어, 상기 본체에 저장된 물 위에 떠있으면서 상부로 물안개 입자를 분출시키는 부표;
   상기 본체의 상부에 결합되는 뚜껑;
   을 포함하여 구성되고,
   상기 뚜껑은,
   중심부에 상하방향으로 설치된 파이프 형상의 내벽;
   상기 내벽의 상단(上端)에 물안개를 외부로 배출시키기 위해 형성된 배출구;
   측면에 형성된 공기흡입구를 통해 흡입한 외기를 상기 본체의 내측벽으로 송풍하기 위해 설치된 공기흡입팬;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 초음파 가습기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 뚜껑에는, 상기 공기흡입팬으로 흡입한 외기를 본체의 내측벽으로 안내하기 위하여 상기 내벽의 외측에 나선(螺旋) 형상으로 형성시킨 통풍로가 형성되며, 상기 공기흡입팬에서 외기를 흡입하여 발생시킨 바람은, 상기 통풍로를 지나 상기 본체의 내측벽을 따라 나선 형상으로 하향(下向)으로 진행하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 초음파 가습기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 뚜껑에서, 외기를 흡입하기 위해 공기흡입구가 형성된 부분에는 에어필터가 더 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 초음파 가습기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 발생부의 상단은, 상기 본체에 저장된 물 표면으로부터 3∼7㎝하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 초음파 가습기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 초음파 발생부에는, 조명용 LED를 더 부착시킨 것을 특징으로 하는 부표를 이용한 초음파 가습기.
   
6. 초음파 가습기에 사용되는 부표로서, 상기 부표는,
   상부에 위치하는 판상(板狀)의 부재로서 중심부에 구멍이 형성된 날개;
   상기 날개의 하부에서, 날개에 형성된 구멍에 삽입되어 결합되며, 내부에 빈 공간이 형성된 부유통;
   상기 부유통의 중심부에 상하방향으로 형성되고, 물안개 입자가 분출되는 통로가 되는 분출구;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 가습기에 사용되는 부표.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 분출구의 하단(下端)에는 초음파 발생부가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 가습기에 사용되는 부표.

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