KR20130114311A - 살균 가습기 - Google Patents

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KR20130114311A
KR20130114311A KR1020120036533A KR20120036533A KR20130114311A KR 20130114311 A KR20130114311 A KR 20130114311A KR 1020120036533 A KR1020120036533 A KR 1020120036533A KR 20120036533 A KR20120036533 A KR 20120036533A KR 20130114311 A KR20130114311 A KR 20130114311A
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Abstract

본 발명은 살균 가습기에 관한 것으로, 저수조에 저장된 물을 증발 또는 비산시켜 주변 공기의 습도를 조절하는 가습기로서, 상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어 상기 물을 증발 또는 비산시켜 습기를 발생시키는 습기 생성유닛과; 서로 마주보도록 배열되고 상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어, 직류 전류가 인가되면 상기 물을 전기 분해하여 산화체를 생성하는 한 쌍의 전극과; 상기 물 내의 전기 전도도를 측정하는 전기전도도 측정부와; 상기 전기 전도도 측정부에서 측정된 값이 미리 정해진 제1값보다 더 낮은 것으로 감지되면, 소금 용액이나 소금 분말을 저장하고 있다가 소금 성분을 상기 저수조 내의 물 속에 공급하는 소금 공급부를; 포함하여 구성되어, 전기 분해에 의해 생성되는 산화체는 오존(O3), 과산화수소(H2O2), OH라디칼, 차아염소산(HOCl)과 같은 산화체로 저수조 내의 세균 등을 박멸하여 위생적인 가습 작용을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 저수조 내의 물의 전기 전도도를 측정하여, 전기 전도도의 측정값이 미리 정해진 값보다 낮은 경우에는 소금 공급부에 의해 저수조 내의 물에 충분한 염소 이온을 공급함으로써, 저수조 내의 물에 높은 살균력을 갖는 차아염소산의 생성량을 필요 이상으로 유지함으로써, 장시간 동안 저수조의 물이 교체되지 않더라도 항상 살균된 습기를 공급할 수 있는 살균 가습기를 제공한다.

Description

살균 가습기 {STERILIZED HUMIDIFIER OF SUPPLYING STERILIZED VAPOR}
본 발명은 살균 가습기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가습기로부터 배출되는 습기가 살균된 상태로 분무됨으로써 안전성이 확보되면서도 저렴하게 제작 가능한 살균 가습기에 관한 것이다.
환절기나 냉난방 등 실내 온도의 조절이 필요한 시기에는 실내의 습도가 낮아져 인체의 건강을 유지하기 위하여 습기를 공급하는 가습기가 널리 사용되고 있다.
최근에는 가습기 내의 물에 세균이나 병원균이 서식하여 가습기로부터 공급되는 습기 또는 수증기에 세균이나 병원균이 함께 옮겨져 질병을 옮긴다는 연구 결과가 보고되면서, 가습기의 살균 성능이 매우 중요한 문제로 대두되고 있다.
일반적으로 가습기는 소비 전력이 낮으면서 조용하고 분무량이 많은 초음파 가습기가 널리 사용되어 왔으나, 가습기 안의 물에서 세균이 번식하여 그대로 분무될 수 있어서 병원균의 번식원이 되는 문제가 있었다.
이에 따라 최근 사용 빈도가 높아지고 있는 가열식 가습기는 가습기 안에서 물을 가열하여 수증기로 뿜어주는 방식인데, 물을 끓여 분무하므로 위생적이고 따뜻한 수증기로 실내 온도를 유지하므로 호흡기 부담이 적어지는 잇점이 있다. 그러나, 상대적으로 분무량이 적고 소비 전력이 높으며 특유의 소음이 발생되는 작동상의 문제점을 안고 있다. 또한, 열로 인하여 화상의 가능성이 있는 치명적인 문제점도 있다.
한편, 이들의 복합 형태로서 가열 방식과 초음파 방식이 결합된 복합식 가습기가 사용되었는데, 각각의 방식의 장점을 누릴 수 있지만 높은 제조 비용으로 종래 초음파 가습기에 비하여 수배 내지 수십배로 비싼 문제점이 있다.
또 한편, 물을 자연 기화시켜 실내 건강에 최적인 40% 내지 60%의 습도를 유지시키는 자연식 가습기가 최근에 제안되었다. 이는, 입자가 작고 확산 속도가 빠르고 미세먼지를 필터에서 흡착하여 제거하므로 살균성이 우수한 장점이 있지만, 2~3개월에 한번씩 고가의 필터를 교환해야 하므로 사용 비용이 증가하는 문제가 있었다.
따라서, 가습기 내의 물에서 세균이나 병원균이 번식하는 것을 확실히 방지할 수 있으면서 저렴하게 제작할 수 있는 가습기의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 가습기로부터 배출되는 습기가 살균된 상태로 분무됨으로써 안전성이 확보되면서도 저렴하게 제작 가능한 살균 가습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 저수조에 저장된 물로 습기를 만들어 분무하는 가습기로서, 상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어 상기 물을 증발 또는 비산시켜 습기를 발생시키는 습기 생성유닛과; 서로 마주보도록 배열되고 상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어, 직류 전류가 인가되면 상기 물을 전기 분해하여 산화체를 생성하는 한 쌍의 전극과; 상기 물 내의 전기 전도도를 측정하는 전기전도도 측정부와; 상기 전기 전도도 측정부에서 측정된 값이 미리 정해진 제1값보다 더 낮은 것으로 감지되면, 소금 용액이나 소금 분말을 저장하고 있다가 소금 성분을 상기 저수조 내의 물 속에 공급하는 소금 공급부를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가습기를 제공한다.
이는, 가습기의 저수조 내의 물이 장시간 보관되면 세균이나 곰팡이 바이러스 등이 서식하게 되는데, 이를 전기 분해에 의해 생성되는 과산화수소, 차아염소산, OH라디칼, 오존 등의 산화체에 의해 세균 등을 멸균할 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 전기 분해에 의해 생성되는 산화체는 오존(O3), 과산화수소(H2O2), OH라디칼, 차아염소산(HOCl)과 같은 산화체가 생성되며, 산화체에 의해 저수조 내의 세균 등을 박멸할 수 있다. 이 때, 생성되는 산화체 중 살균력이 높은 차아염소산(HOCl)은 수중에 잔류하는 염소 이온을 이용하여 생성된다. 그리고, 수중의 염소 이온의 이온화 정도에 따라 전기 전도도가 차이가 발생된다.
따라서, 본 발명은 가습기의 저수조 내의 물의 전기 전도도를 측정하여, 전기 전도도의 값이 미리 정해진 값보다 낮은 경우에는, 전기 분해에 의해 생성되는 차아염소산의 생성량이 낮아지므로, 전기 전도도의 측정값이 미리 정해진 값보다 낮은 경우에는 소금 공급부에 의해 저수조 내의 물에 충분한 염소 이온을 공급함으로써, 저수조 내의 물에 높은 살균력을 갖는 차아염소산의 생성량을 필요 이상으로 유지하는 것이 가능해진다.
이 때, 상기 소금 공급부는 상기 저수조의 물에 포화 소금 용액을 공급함으로써, 저수조 내의 물에 염소 이온을 짧은 시간 내에 원활하게 공급할 수 있다.
상기 전기전도도 측정부는 상기 물 속에 서로 이격된 위치에서 전기 전도도를 측정함으로써, 이온에 의한 전기 전도도를 측정한다.
상기 소금 공급부는 상기 전기 전도도 측정부에서 측정된 값이 상기 제1값보다 더 큰 제2값보다 더 낮은 것으로 감지되면, 소금 용액이나 소금 분말을 저장하고 있다가 소금 성분을 상기 저수조 내의 물 속에 공급하도록 제어되는 모드를 포함한다.
상기 전극에 의한 전기 분해는 상기 습기를 생성하는 과정 중에 행해질 수 있다.
그리고, 상기 저수조에 담긴 물의 양을 감지하는 수량 센서를 더 포함하고, 상기 수량 센서에 의해 감지된 물의 양에 비례하여 상기 전극에서 전기분해하는 시간이 정해진다. 여기서, 상기 수량 센서는 저수조에 설치된 수위 센서에 의해 저수조에 담긴 물의 양을 감지하도록 구성될 수도 있고, 저수조의 하측에 물의 무게를 측정하는 무게 센서에 의해 물의 양을 감지하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 전극의 마주보는 면에는 백금, 이리듐, 루테늄 및 이들의 합금 중 어느 하나 이상이 구비될 수 있다.
이 때, 상기 제1값은 100μs/cm 이상으로 정해진다. 이는, 저수조의 물의 전기전도도가 100μs/cm보다 낮은 경우에는 전극에 30~31V정도의 높은 전압으로 통전시키더라도 전류가 통전되지 않아 전기 분해가 원활히 일어나지 않기 때문이다. 실험결과, 3cm x 3cm의 격자형 전극을 사용하여 30~31V의 전압으로 인가한 경우에, 전기전도도가 300μs/cm 이상인 경우에 전류가 500mA 이상만큼 통전되어 산화체가활발하게 생성된다는 것을 확인하였다. 따라서, 상기 제1값은 100μs/cm 이상으로 정해지며, 후술하는 제2값은 300μs/cm 이상으로 정해지는 것이 바람직하다.
K2SO4용액을 이용하여 전기 전도도를 조절하면서 3cm x 3cm의 격자형 전극을 사용하여 30~31V의 전압으로 인가한 경우에 전극에서 통전되는 측정 전류의 측정값은 표1과 같다.
전기전도도(μs/cm) 통전전류(mA)
100 미만 -
100 160
150 240
200 290
250 350
300 510
상기 전극은 서로 마주보는 다수의 돌기가 형성된 돌기전극이나 다수의 격자가 서로 마주보는 격자 전극 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 전극에 의한 전기 분해는 연속적으로 행해질 수도 있지만, 미리 정해진 시간 간격을 두고 행해지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 중요한 특징으로서, 상기 전극에 인접한 상기 저수조 내에 초음파 진동자가 추가적으로 설치되어, 초음파 진동자에 의해 전극에서 발생되는 산화체의 양을 극대화시킨다. 이와 같은 특징은 도8에 도시된 실험결과를 통해 확인할 수 있다. 즉, 전극에 인접하여 초음파 진동자를 설치한 경우에는 다양한 소금물 농도(가로축)에 대해 생성되는 산화체의 농도(세로축, ppm)가 훨씬 높게 나타난다는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 전극에 보다 낮은 전류를 짧은 시간 동안 인가하더라도 보다 많은 산화체를 생성할 수 있으므로, 백금 등의 소모량을 최소화하여 전극의 수명을 보다 길게 연장할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 상기 가습부에는 더운 공기를 불어주는 가열공기 공급부를 선택적으로 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 습기 생성유닛이 초음파 진동자로 형성되는 경우에도 가습부의 통로를 통해 배출되는 습기를 가열하여 따뜻한 습기를 지속적으로 공급할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 전기 분해에 의해 생성되는 산화체는 오존(O3), 과산화수소(H2O2), OH라디칼, 차아염소산(HOCl)과 같이 살균력이 있는 산화체로서 저수조 내의 세균 등을 박멸하여 위생적인 가습 작용을 구현하는 가습기를 제공한다.
즉, 본 발명은 종래의 위생이 문제되었던 초음파 방식의 가습기에도 상기의 구성을 적용함으로써 항상 살균된 습기를 공급하도록 구성됨에 따라, 저렴하면서도 위생적인 습기를 공급할 수 있는 잇점이 얻어진다.
무엇보다도, 본 발명은, 저수조 내의 물의 전기 전도도를 측정하여, 전기 전도도의 측정값이 미리 정해진 값보다 낮은 경우에는 소금 공급부에 의해 저수조 내의 물에 충분한 염소 이온을 공급함으로써, 저수조 내의 물에 높은 살균력을 갖는 차아염소산의 생성량을 필요 이상으로 유지함으로써, 장시간 동안 저수조의 물이 교체되지 않더라도 항상 살균된 습기를 공급할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '분무'라는 용어는 저수조에 저장된 물을 가열하여 증발시키거나 초음파 방식이나 자연 기화 방식으로 습기를 공급하는 모든 형태를 포함하는 것으로 정의하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 가습기의 구성을 도시한 도면
도2는 도1의 전극의 구성을 도시한 도면
도3은 도1의 전극에 전류를 인가하는 구성을 도시한 도면
도4a 및 도4b는 도1의 장치에 장착할 수 있는 다른 형태의 전극을 도시한 도면
도5는 본 발명의 살균 가습기의 작동 방식을 순차적으로 도시한 도면
도6a 내지 도6c는 본 발명에 따른 살균력 시험 방법을 순차적으로 도시한 촬영사진
도7은 도6a 내지 도6c에 따른 미생물 균수분석의 결과를 나타낸 그래프,
도8은 저수조에 초음파 진동자를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대해 소금물 농도에 따른 산화체 생성량(ppm)을 측정한 비교 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 가습기(100)는 케이싱(110)과, 케이싱(110) 내부에 습기를 만들 물(121)을 수용하는 저수조(120)와, 저수조(120)의 물의 일부를 수용하여 습기를 만든 후 분무구(130a)를 통해 분무하는 가습부(130)와, 가습부(130)로 유입된 얕은 물 속에서 습기를 생성하는 습기 생성유닛(140)과, 저수조(120)의 물에 잠기도록 설치된 전극(150)과, 저수조(120) 내로 소금을 선택적으로 공급하는 소금 공급부(160)와, 가습기(100)의 작동 상태를 표시하는 조작부(170)와, 저수조(120) 내의 물의 전기 전도도를 측정하는 전기전도도 측정부(180)와, 전극(150)에 인가되는 전류 및 소금 공급부(160)로부터 소금의 유입 등을 제어하는 제어부(190)로 구성된다.
상기 저수조(120)는 케이싱(110) 내에 설치되며, 분리 가능한 형태로 형성될 수도 있고 본체와 분리되지 않은 형태로 형성될 수도 있다. 저수조(120)에 담긴 물(121)의 양을 측정하는 수위 센서(125)가 구비되어, 저수조(120)에 담긴 물의 양 정보는 제어부(190)로 전송된다.
상기 가습부(130)는 저수조(120)의 물의 일부를 통로(135)를 통해 제한된 양만큼 유입시켜, 초음파나 가열기 등의 습기 생성유닛(140)에 의해 유입된 물(121')로부터 습기를 생성하고, 생성된 습기를 분무구(130a)를 통해 외부로 배출시킨다. 습기 발생유닛(140)이 가열 형태가 아닌 경우에는 분무구(130a)를 통해 배출되는 습기가 차가우므로, 가열공기 공급부(137)에 의해 더운 공기(137d)를 불어줌으로써, 가습부(130)의 통로를 통해 배출되는 습기를 따뜻하게 유지할 수 있다. 이 때, 가열공기공급부(137)는 가습기(100)와 구분된 형태일 수도 있으나, 본체에 설치되고 가열 공기를 불어주는 배관이 가습부(130)에 연통되는 형태로 구성되는 것이 보다 효과적이다.
상기 습기 생성유닛(140)은 초음파 진동자일 수도 있고, 가열판일 수도 있으며, 자연 기화 방식에 사용되는 습기발생모듈일 수도 있다. 즉, 본 발명은 다양한 방식으로 습기를 생성하는 방식이 적용될 수 있다.
상기 전극(150)은 도2에 도시된 바와 같이 서로 마주보는 양극판(151)과 음극판(152)에 돌기(151a, 152a)가 형성되어, 전원 공급부(155, 도3)로부터 전원 공급선(155a, 155b)을 통해 공급되는 낮은 전류로도 왕성한 전기 분해를 유도한다. 이에 의하여, 저수조(120) 내의 물은 전기 분해가 발생되는 동안 과산화수소, OH라디칼, 차아염소산, 오존 등의 산화체가 수중의 세균, 곰팡이, 바이러스 등을 멸균시킨다. 이에 따라 장시간동안 저수조(120)에 물이 담겨있더라도, 미리 정해진 시간 간격으로 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 저수조(120) 내의 물을 살균된 위생 상태로 유지할 수 있다.
한편, 상기 전극(150)은 돌기(151a, 152a)가 형성된 형태로 적용될 수도 있지만, 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 종방향 슬롯(251b) 사이에 다수의 음극 막대(251a)가 다수 형성된 음전극(251)과, 횡방향 슬롯(242b) 사이에 다수의 양극 막대(242a)가 다수 형성된 양전극(252)으로 이루어져, 도4c에 도시된 바와 같이 음극 막대(251a)와 양극 막대(252)는 서로 직각이 되도록 배열되어, 음극 막대(251a)와 양극 막대(252a)가 서로 교차하는 대향 지점(88)을 연결하는 지점에서 통전 경로가 형성되어 전기 분해가 집중적으로 일어나도록 구성될 수도 있다.
그리고, 상기 전극은 평탄면으로 이루어진 전극으로 이루어질 수도 있다.
이 때, 전극(150)의 마주보는 표면에는 백금, 이리듐, 루테늄 및 이들의 합금 중 어느 하나 이상이 코팅되어, 전기 분해의 효율이 향상되어 보다 많은 산화 살균제를 생성할 수 있게 된다.
한편, 전극(150)에 인접한 저수조(120) 내에는 초음파 진동자(158)가 설치되는 것이 바람직하다. 이는 외기로 배출되는 습기를 발생시키기 위한 것이 아니라, 전극(150)에서의 산화체 생성을 보다 촉진시키기 위한 촉매 역할을 하기 위한 것이다. 도1에는 초음파 진동자(158)가 전극(150)의 일측에 위치하지만, 전극(150)에 근접한 어떠한 위치에 있을 수 있다. 이와 같이 초음파 진동자(158)가 전극(150)의 주변에 설치됨에 따라 전극(150)에서 발생되는 산화체의 양이 극대화된다.
이와 같은 특징은 도8에 도시된 실험결과를 통해 확인할 수 있다. 즉, 전극(150)에 인접하여 초음파 진동자(158)를 설치한 경우에는 저수조(120)에 담긴 물의 소금물 농도가 0.1%, 0.2%, 0.3%에 대해 초음파 진동자를 설치하지 않은 경우에 비하여 생성되는 산화체의 농도가 1.5~2배에 해당하는 농도(ppm)만큼 더 생성된다는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 전극에 보다 낮은 전류를 짧은 시간 동안 인가하더라도 보다 많은 산화체를 생성할 수 있으므로, 백금 등의 소모량을 최소화하여 전극의 수명을 보다 길게 연장할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기 소금 공급부(160)는 포화 소금 용액(165)을 보관하여 두고 있다가, 저수조(120) 내의 물(121)의 전기 전도도가 미리 정해진 값보다 낮은 것으로 감지되면, 밸브(168)를 개방하여 포화 소금 용액(165)을 저수조(120) 내의 물(121)에 공급한다. 이를 통해, 저수조(120) 내의 물(121)에는 염소 이온의 양이 증가하여, 전극(150)에서의 전기 분해에 의해 살균력이 우수한 차아염소산을 보다 많이 생성하게 된다. 따라서, 저수조(120) 내의 물(121)에 높은 살균력을 갖는 차아염소산의 생성량을 필요 이상으로 유지함으로써, 장시간 동안 저수조(120)의 물(121)이 교체되지 않더라도 항상 살균된 습기를 공급할 수 있는 유리한 효과가 있다.
상기 조작부(170)는 가습기의 작동 상태 정보를 표시하는 디스플레이(171)와, 가습기(100)의 ON/OFF 버튼(172)과, 가습량 조절버튼(173)으로 이루어진다. 디스플레이(171)에는 전극(150)에 전류가 인가되어 전기 분해가 진행되고 있는지 여부와 작동 모드를 표시한다.
상기 전기전도도 측정부(180)는 서로 이격된 2개의 접점 사이의 전압 및/또는 전류를 측정하여, 저수조(120) 내의 물(121)의 전기 전도도를 측정한다. 전기 전도도는 저수조(120) 내의 물(121)에 녹은 이온의 양에 비례하여 변한다. 따라서, 전기 전도도가 높다는 것은 충분한 양의 이온이 물(121)에 함유되어 있다는 것이어서, 전기 분해 시에 보다 많은 산화체를 생성하여 저수조(120) 내의 물(121)을 충분히 살균할 수 있음을 의미한다. 반대로, 전기 전도도가 낮다는 것은 충분한 양의 이온이 물(121)에 함유되어 있지 않다는 것이어서, 전기 분해 시에 생성되는 산화체의 양이 부족하여 저수조(120) 내의 물(121)을 충분히 살균하지 못한다는 것을 의미한다.
따라서, 전기전도도 측정부(180)는 저수조(120) 내의 물(121)의 전기 전도도를 측정함으로써, 물(121) 속의 이온이 충분히 있는지 여부를 파악한다.
상기 제어부(190)는 수위 센서(125)로부터 수신된 물의 양 정보에 따라 전극(150)에 전류를 인가하는 시간을 조절한다. 구체적으로는, 저수조(120) 내의 물(121)의 양이 많은 경우에는 충분히 살균력이 있는 산화체를 생성하기 위하여 전기 분해 시간을 늘리고, 저수조(120)의 물(121)의 양이 적은 경우에는 전기 분해 시간을 줄이더라도 물(121) 내의 세균 등을 완전히 사멸시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 제어부(190)는 전기전도도 측정부(180)로부터 물(121)의 측정된 전기 전도도의 값을 수신하여, 미리 정해진 제1값보다 작은 경우에는 소금 공급부(160)에 보관하고 있던 포화 소금 용액(165)을 저수조(120) 내에 공급한다. 이를 통해, 저수조(120) 내의 물(121)을 모두 살균시키는 데 충분한 양의 염소 이온을 유지시킨다.
한편, 제어부(190)는 장시간 동안 물(121)이 저수조(120) 내에 있는 것도 감지한다. 수위 센서(125)에 의하여 저수조(120) 내의 물(121)이 완전히 비워지지 않은 상태를 감지할 수 있고, 이 상태가 지속되고 있는 것을 타이머(미도시)에 의해 감지된다. 이를 위해, 타이머는 가습기(110)의 전원이 OFF 상태이더라도, 비상전원이나 보조 배터리에 의해 타이머의 작동이 지속되는 것이 바람직하다.
이와 같이 장시간 동안 저수조(120) 내에 물(121)이 머물고 있는 상태에서는, 세균이나 박테리아가 저수조(120) 내의 물(121) 속에서 번식할 가능성이 매우 높다. 이 경우에는 가습기로부터 습기가 배출되기 이전에 또는 습기가 배출된 이후에 가능한 짧은 시간 내에 저수조(120) 내의 물을 모두 살균시킬 필요가 있다.
따라서, 장시간 동안 저수조(120) 내에 물(121)이 머물고 있고 있었던 것으로 감지되면, 사용자가 ON버튼을 눌렀더라도, 저수조(120) 내의 물(121)을 살균한 이후에 습기를 배출하는 것이 필요하므로, 곧바로 습기를 배출하기에 앞서, 보다 짧은 시간 내에 저수조(120) 내의 물(121)을 살균하기 위하여 소금 공급부(160)로부터 포화 소금 용액(165)을 다량 방출하여, 정해진 시간 내에 보다 많은 산화체를 생성시켜, 저수조(120) 내의 물(121)을 보다 짧은 시간 내에 살균시켜 위생 상태로 할 수 있게 된다. 그리고 나서, 습기를 배출함으로써 분무구(130a)를 통해 배출되는 습기는 살균된 상태로 배출된다. 이를 통해, 본 발명에 따른 가습기(100)는 항상 살균된 위생 습기만을 배출하므로, 가습기의 이용에 따라 병원균이나 세균에 감염되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 가습기(100)의 작동 원리(S100)를 첨부된 도 5를 참조하여 상술한다.
단계 1: 먼저 저수조(120)에 물(121)을 담아 케이싱(110)의 내부에 위치시킨다(S110).
단계 2: 그리고 나서, 저수조(120)에 담긴 물(121)의 양을 수위 센서(125)로 계측하여 제어부(190)로 그 정보를 전송한다(S120).
단계 3: 저수조(120)에 담긴 물(121) 속에 서식하는 세균이나 박테리아 등을 사멸시키기 위하여, 전원 공급부(155)로부터 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 물(121)을 전기분해한다. 이에 의하여, 오존, OH라디칼, 차아염소산, 과산화수소 등의 산화체가 생성되어, 저수조(120)에 담긴 물(121)을 살균시킨다(S130).
단계 4: 한편, 단계 2 및 단계 3이 이루어지는 동안에도, 전기 전도도 측정부(180)에 의해 저수조(120) 내의 물(121)의 전기 전도도를 실시간으로 지속적으로 측정하여 제어부(190)로 그 측정값을 전송한다(S140).
단계 5: 이때, 전기전도도 측정부(180)로부터 측정된 전기전도도가 미리 정해진 제1값보다 낮은 경우에는, 밸브(168)를 개방하여 소금 공급부(160)로부터 38%농도를 갖는 포화 소금 용액이 저수조(120) 내에 공급된다(S150). 이에 따라, 저수조(120) 내의 전기전도도는 항상 제1값보다 큰 상태로 유지되어, 전기 분해에 의해 생성되는 산화체의 생성량이 저수조(120) 내의 세균 등을 살균시킬 수 있는 정도를 항상 유지할 수 있다.
여기서, 저수조(120)에 담긴 물의 양에 따라 변동이 있으나, 대체로 물의 전기 전도도가 100μs/cm 이상이 되어야 저수조(120) 내의 물(121)을 살균할 수 있으므로, 상기 제1값은 100μs/cm 이상의 값으로 정해진다.
단계 6: 단계 2 내지 단계 5는 가습기(100)의 작동 개시 시점부터 작동 종료되는 시점까지 지속된다. 이 때, 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 전기 분해를 행하는 작동 시간은 저수조(120)에 담긴 물의 양에 비례하여 정해진다(예를 들어, 10초 내지 5분). 그리고, 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 전기 분해를 행하는 것은 작동 개시 시점에서 1회만 행하는 것이 아니라, 시간의 경과에 따라 저수조(120) 내에 세균 등이 번식할 수 있으므로 미리 정해진 시간 간격(예를 들어, 10분 내지 60분)으로 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 전기 분해를 행한다(S160).
이를 통해, 장시간 동안 가습기를 사용하더라도, 주기적으로 저수조의 살균 공정을 간헐적으로 행하여 살균되어 위생적인 습기를 생성하여 배출하므로, 저수조 내에서 세균 등이 번식하는 것을 방지하여 위생적인 습기를 보다 저렴하게
다만, 물의 양이나 물의 방지 기간을 고려하여 전극(150)에 의해 전기 분해를 행하는 작동 시간 및 작동 주기는 필요에 따라 가변될 수 있다.
단계 7: 한편, 본 발명에 따른 가습기(100)는 저수조(120)의 무게를 측정하거나 수위를 측정하는 센서에 의해 저수조(120) 내에 물(121)이 장시간 동안 머물고 있다는 것을 감지한다. 이 경우에는, 세균이나 박테리아가 저수조(120) 내의 물(121) 속에서 번식했을 가능성이 매우 높으므로, 소금 공급부(160)로부터 포화 소금 용액(165)을 다량으로 공급하여 전기전도도 측정부(180)로부터 측정되는 전기전도도가 미리 정해진 제2값보다 높도록 제어부(190)에 의해 저수조(120) 내의 전기 전도도가 조절된다. 이 때, 제2값은 저수조(120) 내의 물(121)에 다량의 염소 이온이 있도록 포화 소금 용액(165)을 공급하는 것이므로, 제2값은 제1값보다 큰 값(예를 들어, 600μs/cm)으로 정해진다.
그리고, 전극(150)에 직류 전류를 인가하여 대략 20초 내지 1분의 짧은 시간 동안 전기 분해를 하여 산화체를 짧은 시간에 다량으로 생성하여 저수조(120) 내의 물(121)을 완전히 살균시킨다. 그리고 나서, 습기 생성 유닛(140)이 작동하여 분무구(130a)를 통해 살균된 습기를 배출한다.
이와 같이, 본 발명은 장시간 동안 가습기(100)를 작동시키지 않고 저수조(120) 내에 물(121)이 있는 경우라도, 저수조(120) 내의 물(121)을 살균한 이후에 살균되어 위생적인 습기를 분무하도록 구성되므로, 가습기의 이용에 따라 병원균이나 세균에 감염되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 살균 원리는 가열과 병행하여 적용할 수도 있지만, 과도한 비용이 소요되는 가열 방식이나 고가의 제조비용이 소요되는 자연 기화 방식을 적용하지 않고, 저렴한 초음파 방식에 의하더라도 병원균이나 세균, 박테리아가 없는 위생적인 습기를 제공할 수 있으므로, 저렴하게 제작할 수 있는 잇점을 얻을 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 가습기(100)의 작용에 따른 살균 성능은 다음과 같은 실험에 의해 검증되었다.
먼저, 0.1% 염화나트륨 용액을 1리터 조제하여, 3cm x 3cm의 한 쌍의 전극(150)을 준비하여, 한 쌍의 전극(150)에 전원 공급기를 설치한다(도6a).
그리고 나서, 메탄올로 소독한 실험자의 손바닥에 초기 농도 107 CFU/mL의 E. coil 25922(대장균)의 균액 0.3mL를 실험자의 손에 골고루 묻힌후, 도6a의 비이커에 담긴 염화나트륨 용액을 전기분해한 물을 가습기에 넣고 분무구(130a)로부터 손바닥을 10cm이격시킨 상태로 10초, 30초, 60초동안 각각 분무하였다(도6b).
그 다음, 도6c에 도시된 바와 같이 멸균된 실험용 장갑을 실험자의 손에 씌우고 PBS용액 50mL를 넣고 1분간 골고루 주무르며 손에 있는 균을 용액에 용출시킨 다음, 회수한 샘플의 균수를 세균수 시험법(Glove juice method, www.youtube.com/watch?v=eU6Ekstmwl4)으로 측정한다.
그 결과는 도7에 나타난 바와 같이, 10초 내지 30초 동안 가습기에 노출되기만 하더라도 93% 이상의 균이 사멸하며, 60초 동안 가습기에 노출되기만 하더라도 99%가 사멸한다는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
100: 가습기 110: 케이싱
120: 저수조 121: 물
130: 가습부 140: 습기 생성 유닛
150: 전극 160: 소금 공급부
165: 포화 용액 170: 조작부
180: 전기전도도 측정부 190: 제어부

Claims (12)

  1. 저수조에 저장된 물로 습기를 만들어 분무하는 가습기로서,
    상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어 상기 물을 증발 또는 비산시켜 습기를 발생시키는 습기 생성유닛과;
    서로 마주보도록 배열되고 상기 저수조 내의 물에 잠기도록 설치되어, 직류 전류가 인가되면 상기 물을 전기 분해하여 산화체를 생성하는 한 쌍의 전극과;
    상기 물 내의 전기 전도도를 측정하는 전기전도도 측정부와;
    상기 전기 전도도 측정부에서 측정된 값이 미리 정해진 제1값보다 더 낮은 것으로 감지되면, 소금 용액이나 소금 분말을 저장하고 있다가 소금 성분을 상기 저수조 내의 물 속에 공급하는 소금 공급부를;
    포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가습기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소금 공급부는 상기 저수조의 물에 포화 소금 용액을 공급하는 것을 특징으로 하는 가습기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기전도도 측정부는 상기 물 속의 이온에 의한 전기 전도도를 측정하는 것을 특징으로 하는 가습기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소금 공급부는 상기 전기 전도도 측정부에서 측정된 값이 상기 제1값보다 더 큰 제2값보다 더 낮은 것으로 감지되면, 소금 용액이나 소금 분말을 저장하고 있다가 소금 성분을 상기 저수조 내의 물 속에 공급하도록 제어되는 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습기
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전극에 의한 전기 분해는 상기 습기를 생성하는 과정 중에 행하는 것을 특징으로 하는 가습기
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 저수조에 담긴 물의 양을 감지하는 수량 센서를 더 포함하고,
    상기 수량 센서에 의해 감지된 물의 양에 비례하여 상기 전극에서 전기분해하는 시간이 정해지는 것을 특징으로 하는 가습기
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전극의 마주보는 면에는 백금, 이리듐, 루테늄 및 이들의 합금 중 어느 하나 이상이 구비된 것을 특징으로 하는 가습기.
  8. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1값은 100μs/cm 이상인 것을 특징으로 하는 가습기.
  9. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극은 서로 마주보는 다수의 돌기가 형성된 돌기전극이나 다수의 격자가 서로 마주보는 격자 전극 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 제작 방법.
  10. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극에 의한 전기 분해는 미리 정해진 시간 간격을 두고 행해지는 것을 특징으로 하는 가습기.
  11. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극에 인접한 상기 저수조 내에 설치된 초음파 진동자를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 가습기.
  12. 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가습부에는 더운 공기를 불어주는 가열공기 공급부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 가습기.
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