KR102274621B1 - 정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치 - Google Patents

정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치 Download PDF

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Abstract

정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치가 개시된다. 본 발명의 에어존 장치는 주변의 사용자 영역에 수증기가 포함된 정화된 공기를 배출함으로써, 온도 조절이 되고 깨끗한 공기로 채워진 에어존을 생성할 수 있다. 에어존 장치는 소위 '파고라(PAgora)'의 형태로 구현될 수 있다.

Description

정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치{Air Dome Apparatus Capable of Generating Air Layer and Air Dome System Comprising Multiple Air Dome Apparatus}
본 발명은 옥외에 설치되어 일정 영역에 정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치에 관한 것이다.
소위 파고라(Pagora)라고 하는 것은 옥외에 설치되어 이용자들이 앉아 쉴 수 있는 공간을 제공하는 시설물로서, 통상 지면에 복수 개의 기둥을 설치하고 지붕을 얹어 설치한다. 대부분의 파고라는 햇빛 차단이 주된 기능이다.
최근에는 지붕으로 물을 뿌려 주변 온도를 식히는 기술이 개발되기도 하고, 파고라 내의 일정한 크기의 벽면에 이끼나 각종 수생식물로 채운 자연 친화적인 녹화 벽면을 조성하는 방법도 제시되고 있다. 이끼들이 공기정화 기능은 과학적으로 검증되어 있지만, 이끼에 의한 공기정화 기능은 겨우 수 센티미터 정도에 지나지 않기 때문에 이용자들이 정화된 공기라는 것을 실감하기가 쉽지않다.
공기정화 이외에도 파고라에는 태양광을 이용한 에너지 관련 기술, 온도제어 기술 등, 아이티(IT) 기술이 적용된 네트워킹 기술 등 다양한 기술이 적용될 수 있다.
[관련선행기술]
1. 대한민국 등록특허 제1246027호 (녹화 벽면이 구비된 파고라)
본 발명의 목적은 외부에 설치되어 일정 영역에 정화되고 온도조절된 공기를 제공하는 에어존 장치를 제공함에 있다.
이상의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 에어존 장치는 건물의 옥상에 설치된다. 에어존 장치는 본체, 수증기공급장치, 지지대 및 천장부를 포함한다.
본체는 밀폐된 내부 공간부를 생성하며, 하부의 흡기구를 통해 상기 내부 공간부로 유입된 흡입공기를 상부에 마련된 배기구로 이송시켜 배출한다. 수증기공급장치는 상기 본체 내에 구비되어 상기 흡입공기에 수증기를 공급함으로써 상기 배출공기의 온도를 제어한다. 지지대는 상기 본체 주변 일정한 범위의 사용자 영역에 마련되어 사용자를 지지한다. 천장부는 상기 배기구로부터 이격된 형태로 상기 본체의 상부를 덮어 상기 배기구를 통해 배출된 배출공기를 상기 사용자 영역으로 안내하여 상기 사용자 영역에 정화된 에어 존을 생성한다.
실시 예에 따라, 상기 천장부는, 가운데가 높고 가장자리가 낮은 돔 형상으로 마련되어 상기 배기구에서 배출된 배출공기를 상기 사용자 영역을 향해 아래방향으로 안내하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 흡기구는 상기 천장부에 의해 안내되어 상기 사용자 영역을 채운 배출공기를 다시 흡입하기 위하여 상기 천장부를 향하도록 기울어진 상태로 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 본 발명의 에어존 장치는 상기 배기구에 마련되어 수증기를 채집하는 그물망을 더 포함하여 상기 사용자 영역으로 제습된 공기를 배출할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 상기 본체는, 상기 흡입공기를 상기 배기구로 이송하는 적어도 하나의 팬을 포함할 수 있다.
또한, 상기 집진모듈은, 상기 팬에 의해 원심분리된 먼지가 수용되는 용기와, 상기 팬에 의해 원심분리된 먼지를 상기 용기로 안내하는 복수 개의 배관부를 포함하여 상기 복수 개의 팬에 의해 원심분리된 먼지를 수집할 수 있다. 또한, 상기 배관부의 내면에는 상기 용기쪽을 향해 뻗은 날개부가 형성되어 상기 용기로 안내된 먼지가 다시 되돌아 나오는 것을 차단하는 것이 바람직하다.
본 발명의 에어존 장치는 주변의 사용자 영역에 수증기가 포함된 정화된 공기를 배출함으로써, 온도 조절이 되고 깨끗한 공기로 채워진 에어존을 생성할 수 있다.
본 발명이 에어존 장치는 소위 '파고라(PAgora)'의 형태로 구현됨으로써, 이용자가 에어존 내에서 휴식을 취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어존 장치의 개념도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에어존 장치를 도시한 도면, 그리고
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 에어존 장치의 개념도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 에어존 장치(100)는 옥외에 설치되는 구조물로서, 외부의 공기를 흡입한 다음 먼지를 제거한 깨끗하고 주변보다 온도가 제어된 공기를 상부로 배출한다. 배출공기는 겨울철에는 주변 온도보다 높고 여름철에는 주변 온도보다 낮은 공기로서, 에어존 장치 주변의 일정한 사용자 영역(x)에 공급된다. 여기서, 사용자 영역(x)은 에어존 장치(100)의 측면의 일정한 범위로 에어존 장치(100)가 공급하는 공기가 주로 채워지는 영역으로서 에어 존(Air Zone)이다. 도 3의 에어존 장치(300)처럼 '파고라(PAgora)'의 형태로 구현되면, 사용자가 휴식을 취할 수 있도록 사용자 영역(x)에 의자나 벤치와 같은 지지대(301)가 배치된다.
도 1의 에어존 장치(100)의 본체(110)는 대략 원통형의 형상으로 도시되어 있으나, 반드시 원통형일 필요는 없다. 에어존 장치(100)의 하부에는 외부 공기를 흡입하기 위한 흡기구(101)가 마련되어 있고, 원통형의 본체(110)의 상면에 배기구(103)가 마련되어 있다. 그리고 본체(110)의 상부에는 배기구(103)를 덮는 형태의 구조물인 천장부(105)가 배치되어 있다. 천장부(105)는 배기구(103)를 통해 배출되는 공기(이하, '배출공기'라 함)(a3, a5)를 에어존 장치(100)의 측면으로 흐르도록 안내하는 역할을 함으로써 에어존 장치(100)의 주변의 사용자 영역(x)에 일정한 에어 존(Air Zone)을 형성하는 것이다.
도 1을 참조하면, 에어존 장치(100)는 본체(110), 이송부(130), 집진모듈(150), 수증기공급장치(171) 및 천장부(105)를 포함한다.
본체(110)은 내부공간부(c)를 형성할 수 있는 형태이면 어떠한 것이어도 무방하며, 앞서 설명한 것처럼 원통형이 바람직하지만 이에 한정될 필요는 없다. 내부공간부(c)도 가상의 수직한 중심축(x)을 중심으로 회전하는 이송부(130)을 수용할 수 있는 형태이면 어떠한 것이어도 무방하며, 이송부(130)의 회전 공간보다 조금 큰 지름의 원통형상이 바람직하다.
본체(110)의 하부에는 흡기구(101)가 마련되고 상면의 중심에는 배기구(103)가 마련되어, 내부공간부(c)를 외부와 연결한다. 흡기구(101)를 통해 유입된 공기(이하, '흡입공기'라 함)(a1)는 이송부(130)에 의해 상승하여 배기구(103)를 통해 배출된다.
이송부(130)는 수직방향의 축을 따라 회전하는 적어도 하나의 팬(Fan)(131, 133, 135)을 포함하여 흡기구(101)로 유입된 흡입공기(a1)를 배기구(103)로 이송하는 강한 상승기류를 생성함과 동시에 흡입공기(a1)에 포함된 먼지를 측방으로 원심분리한다.
이송부(130)는 복수 개의 팬(131, 133, 135)을 구동하기 위한 구동부(미도시)도 포함한다. 구동부(미도시)는 예컨대 회전력을 생성하는 엔진 또는 모터(Motor)(미도시)와, 팬(131, 133, 135)에게 회전력을 전달하는 동력전달수단(미도시)을 구비하여 팬(131, 133, 135)을 회전시킨다. 이송부(130)는 복수 개의 팬(131, 133, 135)을 같은 속도 또는 서로 다른 속도로 회전시킬 수 있는 하나의 구동부를 구비할 수도 있고, 개별 팬(131, 133, 135)마다 별도의 구동부를 구비할 수도 있다.
도 1의 예에서, 복수 개의 팬(131, 133, 135)은 수직방향을 따라 상하로 수직하게 배치되어 있다.
이송부(130)가 강한 상승기류의 생성과 원심분리의 기능을 동시에 수행하기 위해서는 팬(131, 133, 135)의 형태가 중요하다. 팬(131, 133, 135)의 구체적인 형태는 본체(110)의 실제적인 크기와 형태에 영향을 받을 수도 있고, 팬(131, 133, 135)이 처리해야 할 유량의 크기와 유속의 세기, 팬(131, 133, 135)의 회전력의 세기 등에 따라 달라질 수 있으며, 강한 상승기류의 생성과 원심분리의 기능을 동시에 수행할 수 있는 어떠한 형태도 가능하다. 예컨대, 축류형(Axial Fan), 방사형 (Plate Fan), 익형(Airfoil, Limit), 후곡형(Turbo Fan), 프로펠러형(Propeller) 또는 다익형 (Sirocco Fan) 중에서 하나를 선택할 수도 있고, 여러 개를 복합적으로 사용할 수도 있다.
한편, 이송부(130)의 외주에는 집진모듈(150)이 배치되는데, 집진모듈(150)은 이송부(130)를 둘러싸는 하나의 배관을 형성함으로써 강한 상승기류를 형성할 수 있다. 다른 방법으로, 이송부(130)의 외주에 별도의 격벽을 마련할 수도 있다.
도 1에서처럼 복수 개의 팬(131, 133, 135)이 상하로 적층된 경우에, 상부에 설치된 팬일수록 고속으로 회전하는 것이 바람직하다. 따라서 맨아래에 설치된 제1 팬(131)이 가장 느리게 회전하면서 비교적 무겁고 큰 먼지를 원심분리하고, 제3 팬(135)이 미세먼지를 원심분리한다. 또한, 제3 팬(135)이 이송부(130) 전체의 강한 상승기류를 구동한다. 이에 따라, 흡기구(101)를 통해 유입된 흡입공기(a1)가 이송부(130)에 의해 배기구(103)쪽으로 이송되는 과정에서 무거운 먼지들부터 팬(131, 133, 135)의 회전에 의한 원심력에 의해 원심분리된다.
집진모듈(150)은 이송부의 측면 외주에 마련되어 이송부(130)에 의해 원심분리된 먼지를 수집한다. 집진모듈(150)은 적어도 하나의 집진기를 포함한다. 집진기도 원심분리된 먼지의 운동 에너지를 제거하고 가라앉혀 하나의 용기로 집진할 수 형태이면 어떠한 것이어도 가능하다.
도 1의 집진모듈(150)은 내부공간부(c)의 하부에 마련되어 원심분리된 먼지를 수용하기 위한 용기(157)와, 복수 개의 팬(131, 133, 135)에서 막 원심분리된 먼지를 용기(157)로 안내하는 복수 개의 배관부(151, 153, 155)를 포함한다. 한편, 복수 개의 배관부(151, 153, 155)마다 서로 다른 용기가 마련될 수도 있다.
용기(157)는 팬(131, 133, 135)에 의한 풍향의 영향을 최소화하기 위해 적어도 팬(131, 133, 135)의 영향을 직접 받지 않는 위치에 마련되고 배관부(151, 153, 155)와 연결된 부분을 제외하고는 밀폐된다. 용기(157)는 내부공간부(c)의 하단에 마련되어 집진된 먼지가 쌓이는 것이 바람직하다. 배관부(151, 153, 155)는 이송부(130)와 본체(110)의 내벽 사이에 마련되며, 배관부(151, 153, 155)의 일단은 팬(131, 133, 135)과 마주하고 타단은 용기(157)에 연결된다.
한편, 배관부(151, 153, 155)의 일측에는 배관부(151, 153, 155) 내의 공기를 본체(110) 외부로 배출시키는 필터부(107)가 구비될 수 있다. 팬(131, 133, 135)에 의해 원심분리된 먼지가 용기(157)에 쌓이는 과정에서 배관부(151, 153, 155)로 유입되는 공기는 필터부(107)를 통과한 후에 본체(110)의 외부로 배출된다.
실시 예에 따라, 도 1의 에어존 장치(100)처럼, 배관부(151, 153, 155) 내면에는 이송부(130)의 상승기류에 의해 배관부(151, 153, 155)로 유입된 공기나 먼지가 다시 이송부(130)로 유입되지 않토록 차단하는 복수 개의 날개부(151a)가 마련될 수 있다. 날개부(151a)는 배관부(151, 153, 155)의 내면에 일단이 부착되고 타단이 용기(157)를 향하는 방향으로 경사지게 배치됨으로써 역방향의 기류를 차단한다.
흡기구(101)를 통해 유입된 흡입공기가 이송부(130)에 의해 배기구(103)쪽으로 이송되는 과정에서 무거운 먼지들부터 팬(131, 133, 135)의 회전에 의한 원심력에 의해 원심분리된다. 원심분리된 먼지는 집진모듈(150)의 배관부(151, 153, 155)로 유입되면서 운동에너지를 상실하고 천천히 용기(157)에 쌓이게 된다. 이때, 배관부(151, 153, 155)로 유입된 공기는 배관부(151, 153, 155)의 일측에 마련된 필터부(107)를 통과하면서 본체(110)의 외부로 배출된다. 이로써, 본체(110) 내부에서의 공기의 흐름이 완성된다.
수증기공급장치(171)는 흡입공기(a1)에 수증기를 공급하여, 배출공기의 온도를 제어할 뿐만 아니라, 흡입공기(a1)에 포함된 먼지들을 응집시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 수증기공급장치(171)는 내부 공간(c)의 하부에 마련되어 흡입 공기(a1)로 수증기를 공급한다. 흡기공기(a1)에 공급된 수증기는 겨울철에는 증발하는 과정에서 흡입공기의 온도를 높일 수 있고, 여름철에는 낮은 온도의 수증기가 흡입공기의 온도를 낮출 수 있다.
또한, 수증기는 흡입공기(a1)에 포함된 먼지들을 응집시킴으로써, 팬(131, 133, 135)의 회전에 의한 원심분리를 더 원할하게 하며, 원심분리된 먼지를 비교적 용이하게 용기(107)에 수집할 수 있다.
실시 예에 따라서는, 배기구(103) 근처에 제습기(미도시)가 마련될 수 있다. 제습기(미도시)는 수증기를 채집함으로써 사용자 영역으로 제습된 공기를 배출할 수 있다. 제습기(미도시)는 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 간단하게는 도 3에서처럼 그물망(303)으로 구현할 수도 있다.
한편, 배기구(103)를 통해 배출된 배출공기(a3)는 본체(110)의 상부로 배출되는 즉시 천장부(105)에 의해 측방으로 안내된다.
천장부(105)는 본체(110)의 상부, 즉 배기구(103)를 덮는 뚜껑과 같은 역할을 하는데, 다만 배기구(103)로부터 이격된 상태로 덮는다. 따라서 배기구(103)를 통해 배출된 배출공기(a3)는 천장부(105)에 부딪히면서 측방으로 안내된다. 도 1 및 도 2에 도시된 천장부(105)는 가운데가 높고 가장자리가 낮은 우산 형상으로 마련된다. 따라서 배출공기(a3)는 천장부(105)에 의해 안내되어 본체(110)의 측면, 즉 사용자 영역(x)으로 공급된다. 반면에, 도 3의 천장부(105)는 중심부가 평평하고 가장자리에서 사용자 영역(x)으로 배출공기(a3, a5)를 안개하기 위해 아래쪽으로 절곡된 형상을 가진다.
한편, 천장부(105)의 가장자리는 아래 방향을 향하도록 마련되어 배출공기(a5)가 에어존 장치(100)로부터 사용자 영역(x)에 공급되도록 안내한다. 이와 더불어, 본체(110)의 흡기구(101)도 도 1에 도시된 것처럼 사용자 영역(x)을 향해 위 방향으로 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 천장부(105)에 의해 안내되어 사용자 영역으로 공급된 공기는 다시 흡기구(101)로 대부분 다시 유입되는 것이 바람직하다. 결과적으로 사용자 영역으로 공급된 깨끗하고 온도 제어된 공기는 사용자 영역의 공기를 원하는 온도로 유지하면서 다시 흡기구(101)를 통해 에어존 장치(100)로 유입되는 순환 구조가 생긴다. 사용자 영역(x)으로 외부의 공기가 당연히 유입될 수 있으나, 외부의 오염된 공기는 천장부(105)에서 흡기구(101)로 이어지는 공기 흐름을 따라 에어존 장치(100)로 유입되어 정화된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (7)

  1. 밀폐된 내부 공간부를 생성하며, 하부의 흡기구를 통해 상기 내부 공간부로 유입된 흡입공기를 상부에 마련된 배기구로 이송시켜 배출하되, 상기 흡입공기를 상기 배기구로 이송하는 적어도 하나의 팬을 구비한 본체;
    상기 본체 내에 구비되어 상기 흡입공기에 수증기를 공급함으로써 상기 배출공기의 온도를 제어하는 수증기공급장치;
    상기 적어도 하나의 팬의 측면 외주에 마련되어 상기 적어도 하나의 팬에 의해 원심분리된 먼지를 수집하는 집진모듈; 및
    상기 배기구로부터 이격된 형태로 상기 본체의 상부를 덮어 상기 배기구를 통해 배출된 배출공기를 상기 사용자 영역으로 안내하는 천장부를 포함하여 상기 사용자 영역에 정화된 에어 존을 생성하며,
    상기 집진모듈은,
    상기 팬에 의해 원심분리된 먼지가 수용되는 용기; 및
    상기 팬에 의해 원심분리된 먼지를 상기 용기로 안내하되, 내면에 상기 용기쪽을 향해 뻗은 날개부가 형성되어 상기 용기로 안내된 먼지가 다시 되돌아 나오는 것을 차단하는 복수 개의 배관부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어존 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 천장부는,
    가운데가 높고 가장자리가 낮은 돔 형상으로 마련되어 상기 배기구에서 배출된 배출공기를 상기 사용자 영역을 향해 아래방향으로 안내하는 것을 특징으로 하는 에어존 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 흡기구는
    상기 천장부에 의해 안내되어 상기 사용자 영역을 채운 배출공기를 다시 흡입하기 위하여 상기 천장부를 향하도록 기울어진 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 에어존 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기구에 마련되어 수증기를 채집하는 그물망을 더 포함하여 상기 사용자 영역으로 제습된 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 에어존 장치.

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