KR102544569B1 - 기체 가습 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체 가습 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치는 유입된 기체를 가습 한 후 배출하는 기체 가습 모듈; 상기 기체 가습 모듈에 연결되어, 상기 기체 가습 모듈로 물을 공급하는 공급 배관; 상기 기체 가습 모듈에 연결되어, 상기 기체 가습 모듈에서 물을 배출하는 배출 배관; 및 상기 공급 배관 및 상기 배출 배관의 적어도 일 구간에 인접하게 위치되어, 상기 기체 가습 모듈에 수용된 물의 양을 감지하는 저수량 감지 모듈을 포함한다.

Description

기체 가습 장치{Gas humidifying apparatus}

본 발명은 기체 가습 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기체에 증기를 공급하여, 기체에 포함된 미세 입자를 수분으로 적신 후 배출하는 기체 가습 장치에 관한 것이다.

산업 시설 또는 연구 시설 등에는 기체에 증기를 공급하여 기체를 가습 하는 기체 가습 장치가 사용된다. 기체 가습 장치로는, 기체에 증기를 공급하여 기체에 포함된 미세 입자를 수분으로 적시기 위한 것이 있다. 미세 입자가 수분으로 적셔 지면 무게가 증가하게 되어, 미세 입자의 측정이 보다 용이하게 된다.

이와 같은 기체 가습 장치는 소비되는 물을 지속적으로 공급하여, 내측에 수용된 물이 일정한 수위를 유지되도록 할 필요가 있다. 그리고 물의 소진에 따라 물이 적정량 이하가 되면 새로이 물을 공급하여야 한다. 이를 위해, 기체 가습 장치는 물을 통해 증기를 발생시키는 부분의 물을 양을 측정할 필요가 있다.

본 발명은 기체 가습 모듈에 채워진 물의 양을 효과적으로 검출할 수 있는 기체 가습 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 가습 대상이 되는 기체가 유동하는 기체 유로로 증기가 효과적으로 공급될 수 있는 기체 가습 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 유입된 기체를 가습 한 후 배출하는 기체 가습 모듈; 상기 기체 가습 모듈에 연결되어, 상기 기체 가습 모듈로 물을 공급하는 공급 배관; 상기 기체 가습 모듈에 연결되어, 상기 기체 가습 모듈에서 물을 배출하는 배출 배관; 및 상기 공급 배관 및 상기 배출 배관의 적어도 일 구간에 인접하게 위치되어, 상기 기체 가습 모듈에 수용된 물의 양을 감지하는 저수량 감지 모듈을 포함하는 기체 가습 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 저수량 감지 모듈은, 빛을 방사하도록 제공되는 방사 부재; 및 상기 방사 부재에서 방사된 빛을 수신하는 수신 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 공급 배관 및 상기 배출 배관의 적어도 일 구간은 상기 방사 부재 및 상기 수신 부재 사이에 위치될 수 있다.

또한, 상기 기체 가습 모듈은, 내측에 기 설정 체적의 가습 공간을 형성하는 모듈 하우징; 및 다공성 소재로 제공되어, 상기 가습 공간에 위치되는 흡습 부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡습 부재의 내측에는 기체가 유동하는 기체 유로가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기체 가습 모듈에 채워진 물의 양을 효과적으로 검출할 수 있는 기체 가습 장치가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 가습 대상이 되는 기체가 유동하는 기체 유로로 증기가 효과적으로 공급될 수 있는 기체 가습 장치가 제공될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치의 제어관계를 나태는 블록도이다.
도 3은 기체 가습 장치의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 기체 가습 모듈에 충분한 물이 채워진 상태일 때, 저수량 감지 모듈의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 기체 가습 모듈에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하일 때, 저수량 감지 모듈의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치는 기체 가습 모듈(10), 저장 탱크(20), 순환 부재(40) 및 저수량 감지 모듈(50)을 포함한다.

기체 가습 모듈(10)은 유입된 기체를 가습 한 후 배출한다. 이에 따라, 유입된 기체에 포함된 미세 입자는 수분을 머금은 상태로 배출될 수 있다. 이 때, 기체는 대기 중에서 유입되는 공기 일 수 있다. 기체 가습 모듈(10)은 모듈 하우징(100), 흡습 부재(110) 및 히터(120)를 포함한다.

모듈 하우징(100)은 내측에 기 설정 체적의 가습 공간(101)을 형성한다. 모듈 하우징(100)의 일측에는 가습 공간(101)으로 기체가 유입되는 기체 유입부(105)가 형성된다. 기체 유입부(105)는 모듈 하우징(100)의 상부에 위치된다. 모듈 하우징(100)의 일측에는 가습 공간(101)으로 물이 유입되는 공급 배관(31), 가습 공간(101)에서 물이 배출되는 배출 배관(32)이 연결된다. 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)은 모듈 하우징(100)의 하부에 연결되어, 기체 유입부(105)의 아래쪽에 위치된다. 공급 배관(31)은 배출 배관(32)보다 아래쪽에서 모듈 하우징(100)에 연결된다.

흡습 부재(110)는 가습 공간(101)에 위치된다. 흡습 부재(110)는 모듈 하우징(100)의 내측에 탈착 가능하게 제공될 수 있다. 흡습 부재(110)는 다공성 소재로 제공된다. 일 예로, 흡습 부재(110)는 합성 수지 등에 의해 제조된 스펀지 구조일 수 있다. 흡습 부재(110)의 내측에는 기체가 유동하는 기체 유로(115)가 형성되어, 기체 유로(115)의 양단은 흡습 부재(110)의 외면으로 노출되게 제공된다. 흡습 부재(110)를 가습 공간(101)에 위치시키면, 기체 유로(115)의 일단은 기체 유입부(105)와 연결된다. 기체 유로(115)의 타단은 흡습 부재(110)의 상면에 위치될 수 있다. 기체 유로(115)는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)이 연결된 영역보다 위쪽 영역에 형성된다. 일 예로, 흡습 부재(110)는 유로 형성부(110a) 및 지지부(110b)를 포함할 수 있다. 유로 형성부(110a)는 흡습 부재(110)의 상부 구조를 제공하고, 지지부(110b)는 흡습 부재(110)의 하부 구조를 제공한다. 지지부(110b)는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)이 연결된 영역에 위치된다. 유로 형성부(110a)의 내측에는 기체 유로(115)가 형성된다. 유로 형성부(110a) 및 지지부(110b)는 횡단면의 면적이 상이할 수 있다. 일 예로, 흡습 부재(110)는 유로 형성부(110a)보다 지지부(110b)의 횡단면 면적이 작게 형성될 수 있다.

히터(120)는 가습 공간(101)의 하부에 수용된 물을 가열한다. 히터(120)는 모듈 하우징(100)의 하부 외측 둘레에 위치될 수 있다. 또한, 히터(120)는 모듈 하우징(100)의 하부 안쪽에 삽입된 구조로 제공될 수도 있다.

저장 탱크(20)는 기체 가습 모듈(10)로 공급되는 물을 저장한다. 저장 탱크(20)는 탱크 하우징(200) 및 살균 부재(210)를 포함한다.

탱크 하우징(200)은 내측에 물이 저장되는 공간을 형성한다. 탱크 하우징(200)은 공급 배관(31) 을 통해 기체 가습 모듈(10)과 연결된다.

살균 부재(210)는 탱크 하우징(200)에 연결되어, 내측에 수용된 물을 살균한다. 일 예로, 살균 부재(210)는 물이 수용된 내측 공간을 향해 자외선을 조사하는 자외선 램프 등일 수 있다.

순환 부재(40)는 저장 탱크(20)에 수용된 물이 기체 가습 모듈(10)로 공급되는 압력을 제공한다. 일 예로, 순환 부재(40)는 펌프로 제공되어, 공급 배관(31)의 일 지점에 위치될 수 있다.

저수량 감지 모듈(50)은 기체 가습 모듈(10)에 수용된 물의 양을 감지하도록 제공된다. 저수량 감지 모듈(50)은 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)의 적어도 일 구간에 인접하도록 위치된다. 저수량 감지 모듈(50)은 방사 부재(51) 및 수신 부재(52)를 포함한다.

방사 부재(51)와 수신 부재(52)는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)이 서로 이격 된 방향을 따라 배열된다. 방사 부재(51)와 수신 부재(52) 사이에는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)의 적어도 일 구간이 위치된다. 일 예로, 방사 부재(51), 수신 부재(52) 그리고 그 사이에 위치되는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)의 적어도 일 구간은 선형으로 배열될 수 있다. 도 1에는 방사 부재(51)가 공급 배관(31)의 아래쪽에 위치되고, 수신 부재(52)가 배출 배관(32)의 위쪽에 위치된 경우가 예시되었다.

방사 부재(51)는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)을 향해 빛을 방사하도록 제공된다. 일 예로, 방사 부재(51)는 엘이디(LED) 램프 등일 수 있다.

수신 부재(52)는 방사 부재(51)에서 방사된 빛을 수신하도록 제공된다.

방사 부재(51) 및 수신 부재(52) 사이에 위치되는 공급 배관(31)의 적어도 일 구간에는 공급 배관측 광 투과부(도 4의 310)가 형성된다. 공급 배관측 광 투과부(310)는 우레탄, 실리콘 등으로 제공되어, 광 투과성을 갖도록 제공된다.

방사 부재(51) 및 수신 부재(52) 사이에 위치되는 배출 배관(32)의 적어도 일 구간에는 배출 배관측 광 투과부(도 4의 320)가 형성된다. 배출 배관측 광 투과부(320)는 우레탄, 실리콘 등으로 제공되어, 광 투과성을 갖도록 제공된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치의 제어관계를 나태는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 제어기(60)는 기체 가습 장치의 각 구성요소를 제어한다. 제어기(60)는 순환 부재(40)를 동작 시켜, 기체 가습 모듈(10)과 저장 탱크(20) 사이에 물이 순환되게 한다.

제어기(60)는 히터(120)를 동작 시켜, 가습 공간(101)의 하부에 수용된 물을 가열하여, 증기가 생성되게 한다.

제어기(60)는 저수량 감지 모듈(50)을 동작 시켜, 기체 가습 모듈(10)에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하인지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 제어기(60)는 저수량 감지 모듈(50)을 통해 기체 가습 모듈(10)에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하인 것으로 감지되면, 알림 부재(150)를 통해 이 같은 사실을 알리는 알림 신호가 출력되게 할 수 있다. 알림 부재(150)는 소리 형태로 알림 신호를 발생시키는 스피커, 알림 신호가 시각 신호 형태로 출력되는 램프 또는 디스플레이 등으로 제공될 수 있다.

제어기(60)는 살균 부재(210)를 동작 시켜, 저장 탱크(20)에 수용된 물을 살균처리 할 수 있다.

도 3은 기체 가습 장치의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

이하 도 3을 참조하여, 기체 가습 장치가 동작되는 과정을 설명한다.

저장 탱크(20)에 수용된 물은 기체 가습 모듈(10)로 공급되어, 가습 공간(101)의 하부에 채워진다. 가습 공간(101)의 하부에 채워진 물은 히터(120)에 의해 가열되어 증기를 발생시킨다. 흡습 부재(110)가 다공성 소재로 제공됨에 따라, 증기는 기체 유로(115)로 공급된다. 이에 따라, 기체 유입부(105)를 통해 유입된 후 기체 유로(115)를 흐르는 기체에 포함된 미세 입자는 수분에 의해 적셔지게 되고, 이후 기체는 기체 가습 모듈(10) 밖으로 배출된다.

또한, 가습 공간(101)의 하부에 채워진 물의 수위가 배출 배관(32)에 도달하면, 가습 공간(101)의 물은 배출 배관(32)을 통해 외부로 배출된다. 그리고 살균 부재(210)는 연속적 또는 단속적으로 동작 하면서 탱크 하우징(200)에 수용된 물을 살균하게 된다.

도 4는 기체 가습 모듈에 충분한 물이 채워진 상태일 때, 저수량 감지 모듈의 동작 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 기체 가습 모듈에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하일 때, 저수량 감지 모듈의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 저수량 감지 모듈(50)이 기체 가습 모듈(10)에 채워진 물의 양을 감지하는 방법을 설명한다.

방사 부재(51)는 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)을 향해 빛을 방사한다. 방사 부재(51)에서 방사된 빛은 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)을 투과한 후 수신 부재(52)에 수용된다. 순환 부재(40)는 공급 배관(31)을 통해 물이 기체 가습 모듈(10)에 공급되게 하며, 이 때, 기체 가습 모듈(10)에 충분한 물이 채워진 상태이면, 기체 가습 모듈(10)에서 배출 배관(32)으로 물이 유입되어, 도 4와 같이 배출 배관(32)에 물이 있는 상태가 된다. 반면, 기체 가습 모듈(10)에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하가 되면, 도 5와 같이 배출 배관(32)에 물이 없는 상태가 된다. 그리고 공급 배관(31) 및 배출 배관(32)을 투과한 후 수신 부재(52)에 수신된 빛은 배출 배관(32)에 물이 있는지 여부에 따라 특성 값이 달라지게 된다. 이에 따라, 제어기(60)는 방사 부재(51)를 통해 빛이 방사되게 한 후, 수신 부재(52)를 통해 수신된 빛의 특성 값을 통해 배출 배관(32)에 물이 있는지 여부를 검출하고, 이를 통해 기체 가습 모듈(10)에 수용된 물의 양이 기 설정 값 이하인지 여부를 검출하게 된다. 제어기(60)는 저수량 감지 모듈(50)를 통해 감지되는 특성 값을 이용하여 순환 부재(40)을 작동시켜 기체 가습 모듈(10)의 수위가 기 설정 값을 유지할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치에 의하면, 유입된 기체에 증기를 공급하는 방식으로, 기체에 포함된 미세 입자를 효과적으로 적실 수 있다. 이에 따라, 이후 기체는 기체에 포함된 미세 입자를 검출하는 장치로 공급되면, 미세 입자를 보다 효과적으로 검출할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치에 의하면, 기체가 유동하는 기체 유로(115)가 다공성의 흡습 부재(110)에 형성되어, 증기가 효과적으로 공급될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치에 의하면, 기체 가습 모듈(10)에 채워진 물의 양을 검출하는 저수량 감지 모듈(50)이 물이 흐르는 경로의 외부에 물과 접촉하지 않는 형태로 제공되어, 물에 의한 부식, 이물질 부착으로 인한 오작동, 세균 증식 등이 발생하지 않고, 효과적으로 물의 양을 검출할 수 있다. 특히, 기체 가습 모듈(10)은 물이 수용되는 공간의 크기가 통상적인 수위 센서를 집적 설치하기에는 작아, 종래 수위 센서를 직접 설치하기 곤란한 문제가 있으나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치는 이와 같은 문제가 없다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기체 가습 장치에 의하면, 살균 부재(210)에 의해 살균된 물이 기체 가습 모듈(10)에 공급되며, 한번 사용한 물은 재 사용하지 않는 형태로 제공되어 흡습 부재(110) 및 저수량 감지 모듈(50)에 세균 증식 및 이물질 부착으로 인한 오작동이 발생하지 않는다. 이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10: 기체 가습 모듈 20: 저장 탱크
40: 순환 부재 50: 저수량 감지 모듈
51: 방사 부재 52: 수신 부재
100: 모듈 하우징 110: 흡습 부재
120: 히터 200: 탱크 하우징
210: 살균 부재

Claims (5)

1. 내측에 기 설정 체적의 가습 공간이 형성되며, 외부 기체가 유입되는 기체 유입부가 일 측벽에 형성된 모듈 하우징;
   다공성 소재로 제공되어, 상기 가습 공간에 위치되며, 상기 기체 유입부에서 유입된 외부 기체가 유동하는 기체 유로가 형성된 흡습 부재;
   상기 기체 유입부보다 낮은 높이에서 상기 모듈 하우징의 일 측벽과 연결되며, 상기 가습 공간으로 물을 공급하며, 적어도 일 구간에 광 투과성 재질의 광 투과부가 형성된 공급 배관;
   상기 기체 유입부와 상기 공급 배관의 사이 구간에서 상기 모듈 하우징의 일 측벽과 연결되며, 상기 가습 공간으로부터 물이 배출되며, 적어도 일 구간에 광 투과성 재질의 광 투과부가 형성된 배출 배관;
   상기 공급 배관에 설치되며, 물이 상기 가습 공간으로 공급되는 압력을 제공하는 순환 부재;
   상기 공급 배관의 광 투과부와 상기 배출 배관의 광 투과부를 향해 빛을 방사하는 방사 부재;
   상기 공급 배관의 광 투과부와 상기 배출 배관의 광 투과부를 순차적으로 투과한 빛이 수신되는 수신 부재; 및
   상기 수신 부재에서 수신된 빛의 특성 값에 따라 상기 순환 부재를 작동시키는 제어기를 포함하는 기체 가습 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방사 부재와 상기 수신 부재는 상기 공급 배관의 광 투과부와 상기 배출 배관의 광 투과부를 사이에 두고 서로 마주 배치되는 기체 가습 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 방사 부재, 상기 수신 부재, 상기 공급 배관의 광 투과부, 그리고 상기 배출 배관의 광 투과부는 동일 선상에 위치하는 기체 가습 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡습 부재는
   상기 기체 유로가 형성되며, 상기 가습 공간과 동일한 횡단면적을 갖는 유로 형성부;
   상기 유로 형성부의 하부에 위치하고, 상기 유로 형성부보다 작은 횡단면적을 가지며, 상기 공급 배관과 상기 배출 배관이 연결된 영역에 위치하는 지지부를 포함하는 기체 가습 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 유로 형성부와 상기 지지부는 다공성 소재로 제공되는 기체 가습 장치.
   

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