JP6638021B2 - 煙霧フィルター方式の空気清浄装置 - Google Patents

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Description

本発明は、煙霧フィルター方式の空気清浄装置に関する。
周知の通り、近年、産業の高度化が進むにつれ、世界的に大気汚染が問題となっている。特に韓国では、近隣国の中国の産業が活発になるにつれ、中国国内の大気環境が悪化し、また世界的な問題として表面化した地球温暖化が中国国内の土壌をさらに乾燥させ、砂漠化が非常に早く進行しているという実情がある。
これにより、春には韓国の大気に大きな影響を及ぼした黄砂は、今や季節を問わず一年を通じて韓国の大気に悪影響を及ぼしている。
特に、最近はこのような黄砂に産業汚染物質が含まれ、韓国に飛来する微細粉塵によって、その被害が急速に大きくなっているのが現状である。
したがって、このような微細粉塵が室内に流入してくる場合にそれらを除去するための様々な装置が開発されているという現状がある。
しかしながら、このような微細粉塵を除去する技術は、従来の単に微細粉塵を集塵する方式の枠組みから抜け出せずにいるので、その効率も従来の集塵方式の効率を越えられずにいる状態である。
微細粉塵の集塵方式に関し、多くはフィルターを利用した浄化方式が採用されている。しかし、このようなフィルター方式は目に見える程度のホコリを取り除く水準に過ぎず、実際に人体に非常に有害な極超微細粉塵やナノレベルの小さいホコリを取り除くには、ほとんど機能しない。また、汚染されたフィルターそれ自体が産業廃棄物になるので、より効率的なフィルタリング手段の開発が求められている。
微細粉塵の解決方法として水を使用した超微細粉塵除去もあるが、モータポンプを利用して水を引き上げた後、その水を圧縮してスプレー方式で噴射する方式を使用すると、製造コストが非常に高く、また、モータポンプの騒音対策として多層の防音処理を必要とし、小型化ができない等の問題があった。
本発明は、高効率かつ経済的なフィルタリングを可能にした煙霧フィルター方式の空気清浄装置を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明のある観点によれば、円筒形状からなり下部に貯水槽が形成された下部本体と、上記下部本体の中央部に回転可能に立設され、上記貯水槽に貯蔵された貯蔵水を遠心方式で上昇させて飛散させて煙霧層を形成させる回転筒と、上記回転筒の外部を囲むと共に、上記下部本体の上部に結合するスクリーン筒と、上記スクリーン筒の外部を囲むと共に、上記下部本体の上部に結合され、内部空気を外部に排出する排出手段が取り付けられて、上面に空気排出孔が形成された上部本体と、を有することを特徴とする、煙霧フィルター方式の空気清浄装置が提供される。
上記下部本体の上端側の外周面には空気流入孔が穿孔された空気流入孔穿孔帯が形成される。
上記排出手段は、回転ファンとモータとを含み、上記回転筒の上端と上記回転ファンの下端とが結合され、モータの回転力で上記回転筒と上記回転ファンが同時に回転する。
上記回転筒は、その上部側に水供給孔が穿孔されて、その中央外周に係止部が形成された水供給筒と、上記水供給筒の上方外周を覆い、下端部が上記水供給筒の上記係止部に係止されるように設けられ、外周面に噴射孔が形成された噴射筒と、上記水供給筒の上端に結合され、上記水供給筒に設けられた上記噴射筒を固定する上部カバーとを有し、上記水供給筒の下端底を介して水供給管が貫通するように設置され、上記水供給管は上部が上記水供給筒の周面へ向けて上記水供給筒の中心軸に対して折り曲げられる。
上記貯水槽の内部に設けられ、上記水供給管の下端が挿入されて収容されたフィルターを有する。
上記水供給筒と上記噴射筒との径方向の間隔が0.5mmである。
上記噴射筒は、複数の上記噴射孔が、隣り合うように直線状に穿孔された噴射孔ラインを有し、複数の上記噴射孔ラインにより形成された噴射グループが、上記噴射筒の周方向に沿って形成される。
上記噴射孔ラインは、上記噴射筒の中心軸に対して所定の角度で斜線形状に上記噴射孔が穿孔されて形成されており、上記噴射孔ラインは、互いに平行に形成される。
上記スクリーン筒は、下端内周側に噴霧水を回収する回収部と、上記回収部と連結されて上記貯水槽に水を誘導する誘導路と、を有する。
上記貯水槽は、上記貯蔵水の水位を検出する水位センサーを有し、上記上部本体は、上記水位センサーの検出した上記水位に基づいて、上記貯蔵水の不足状態を表示する水不足表示部を有する。
本発明により、高効率かつ経済的なフィルタリングを可能にした煙霧フィルター方式の空気清浄装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の外形を図示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の内部構成を図示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の上部本体上下逆にして図示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた回転筒の構成を図示した要部拡大斜視図である。 本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置を図示した正断面図である。 本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた水供給通過噴射筒の結合状態を図示した平断面図である。 本発明の他の実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた回転筒を図示した要部拡大斜視図である。 図7の構成が適用された煙霧フィルター方式の空気清浄装置を図示した正断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第一の実施形態)
図1は本発明の一実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の外形を図示した斜視図、図2は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の内部構成を図示した斜視図、図3は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置の上部本体を上下逆にして図示した斜視図、図4は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた回転筒の構成を図示した要部拡大斜視図、図5は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置を図示した正断面図、図6は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた水供給通過噴射筒の結合状態を図示した平断面図である。
これを参照すると、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、下部貯水槽に貯蔵された貯蔵水を遠心方式で上昇させて、その遠心方式を利用して多数の噴射孔を介して、水を微細状態に細切して噴射させ、煙霧化させる。その状態で、その煙霧層の下部に形成された空気流入孔を介して流入した外部空気が煙霧層の水分子に凝着されて、貯水槽へ落下する貯蔵水は、このようなサイクルで循環する。また、遠心力が加えられる回転筒に流入する水を貯水槽のフィルターでフィルタリングさせることができる。このように、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、微細粉塵はもちろん、超微細粉塵に対しても高効率かつ優秀である経済的なフィルタリングを可能にした空気清浄装置である。
より詳細には、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、円筒形状からなり下部に貯水槽18が形成された下部本体6と、下部本体6に回転可能に立設されて、貯水槽18に貯蔵された貯蔵水を遠心方式で上昇させて飛散させて煙霧層20を形成させる回転筒30と、回転筒30の外部を囲むと共に、下部本体6の上部に結合するスクリーン筒8と、スクリーン筒8の外部を囲むと共に、下部本体6の上部に結合され、内部空気を外部に排出する排出手段の一例としての回転ファン50とモータ48が取り付けられて、上面に空気排出孔10が形成された上部本体4とで構成される。
下部本体6は、上部が開放された円筒形状の容器であって、下部に貯蔵水を貯蔵する貯水槽18を有する。回転筒30は、モータ48の回転力によって回転させられることによって、回転筒30の遠心力で降下される回転筒30の内部の圧力差によって貯水槽18に貯蔵された水を上方に引き上げる。
図4に図示したように、回転筒30は回転することによって貯水槽18の水を上方に引き上げる水供給筒32と、その上方外周を覆い、下端部が水供給筒32の係止部に係止されるように設けられ、外周面に複数の噴射孔40が形成された噴射筒38と、水供給筒32の上端に結合され噴射筒38を固定させる上部カバー43とで構成される。
この時、水供給筒32は、その上端が上部カバー43に結合できるようにその上端に雄ねじ部37が形成されて、上部カバー43の内周縁には雌ねじ部41が形成されている。
また、水供給筒32は、上端が開放された筒形態で構成されていて、下端底を介して水供給管34が貫通するように設置されている。水供給管34は、上部が水供給筒32の周面へ向けて水供給筒32の中心軸に対して折り曲げられている。また、水供給管34の上部には水を供給する吐出孔35が形成されている。
この時、水供給管34の上部が水供給筒32へ向かって折り曲げられた理由は、吐出孔35に加えられる遠心力に重力が加勢されて水をさらに速く排出させて、再び水の張力が作用されて水供給管34を介して速く水を引き上げるようにするためである。このような水供給管34の上部の形状は、一種のサイフォンの原理を応用した形状となっている。
また、水供給筒32には、その上部側に少なくとも一つの水供給孔33が形成されている。これにより、水供給筒32の回転に伴って、水供給筒32の内部圧力が降下する。その圧力差によって貯水槽18の水は、水供給管34を介して上方に誘導されるようになる。
一方、水供給筒32の内部に誘導された水は、水供給筒32に加えられる遠心力によって水供給筒32の内周面に強く密着するので、水供給孔33を介して外部に排出される。
この時、水供給筒32は、上方外周には噴射筒38によって覆われている。従って、図6に示したように、水供給筒32の上部側に形成された水供給孔33を介して外部に流出された水は、1次的に水供給筒32外周面と噴射筒38の内周面との間に形成されたギャップ、すなわち、補助貯水槽36に位置されるようになる。
水供給筒32の中央外周には、噴射筒38が結合される時に、噴射筒38がそれ以上下方に移動しないように、噴射筒38を係止させる係止部としての段部が形成されることができる。水供給筒32と噴射筒38との径方向の間隔は0.5mm程度とすることができる。これにより、適正圧力を維持することができる。この間隔は、0.5mmに限定されるものではなく、組み立て時の取り付け位置誤差や部材の寸法誤差によって変わりうる範囲を含む。
水供給筒32と噴射筒38が結合した状態で持続的に回転すると、補助貯水槽36内の水が遠心力を受け、噴射孔40を介して外部に噴射されてスクリーン筒8の内部に煙霧層20が形成される。
噴射孔40の個数や孔の径は、自由に変更して形成することができる。
補助貯水槽36の水が噴射孔40を介して外部に噴射されると、補助貯水槽36の内部圧力が減少する。それによって貯水槽18に貯蔵された貯蔵水は、水供給管34を介し、水供給筒32を経て補助貯水槽36に引き上げられる。
回転筒30の回転により発生した遠心力は、噴射孔40を介して、回転筒30の内部の水分子を強く外部方向に吐出する。この結果、いわゆるコアンダ効果により水分子によって形成される煙霧層20には1秒間に200万個以上の水分子が持続的に幾重にも噴射されることになる。
これにより、水分子は電磁気的特性を帯びるようになって、微細粉塵がその水分子によく凝着される。このような原理によって本発明の空気浄化装置は、陰イオンを発生させることができる。
下部本体6の上端側の外周面には、複数の空気流入孔14が穿孔された空気流入孔穿孔帯16が形成されている。一方、回転ファン50の駆動でスクリーン筒8内部の空気が、強制排気される。これにより、外部空気のスクリーン筒8への流入が、繰り返される。
すなわち、空気流入孔14を介して流入した空気は、スクリーン筒8の内部に形成された煙霧層20に接触する。この結果、外部空気中に含まれた微細粉塵または超微細粉塵は、1次的に煙霧層20に含まれた水分子に凝着され、重量の増加により貯水槽18に落下する。
この時、煙霧層20に接触した空気のうち、一部は水分子と凝着されて下方に落下され、一部は回転ファン50を介して外部に放出される。外部に排出される空気は、微細粉塵が凝着していない、重量が軽い水分子を含んだ空気であり、他の加湿装置に比べて浄化された加湿空気となる。
特に、噴射孔40から噴射された水分子は、スクリーン筒8の内壁方向に強く噴射され、その噴射過程中に上昇する空気にその噴射水が衝突する。これにより、空気に含まれた微細粉塵に水分子が、さらによく凝着される。
この時、回転筒30の上端と回転ファン50の下段は、それぞれ結合部としての第1結合部44と第2結合部52とにより結合されている。これにより、モータ48の回転力で回転筒30と回転ファン50とが同時に回転するようになる。
すなわち、電源が投入されてモータ48が回転すると、そのモータ48と軸結合された回転ファン50が回転してスクリーン筒8に流入する空気を上方に排出させる。回転筒30の上端には第1結合部44が形成され、回転ファン50に形成された第2結合部52と噛合されている。これにより、回転ファン50の回転と同じ速度で回転筒30も回転するようになる。
したがって、単一のモータ48を介して煙霧層に含まれた湿気を外部に排出することができるので、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、加湿機能を有する。また、貯水槽18の内部に位置し、その内部に水供給管34の下端部が挿入された状態のフィルター42を介した複合フィルター機能により、汚染物質除去機能も同時に有する。
一方、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2に構成された上部本体4は、貯水槽18に貯蔵された貯蔵水の不足状態を表示する表示部である水不足表示部を備えた操作パネル12をさらに有することができる。また、貯水槽18には貯蔵水の水位を検出する水位センサー(図示せず)がさらに含まれる。水不足表示部としては、LED(Light Emitting Diode)などの表示手段でもよい。また、上部本体4は、さらに電源ボタンと、モータ回転速度を設定する速度設定ボタンとを備えてもよい。上部本体4は、スクリーン筒8が見られる切開部46を有することもできる。
回転筒30が、モータ48の回転力の伝達を受けて回転すると、遠心力が加えられて、まず回転筒30の外周面に形成された噴射孔40を介して内部空気が排出され、回転筒30の内部上側の圧力が減圧されるようになる。
すなわち、水供給筒32の外周面と噴射筒38の内周面との間に構成された補助貯水槽36の圧力が減圧される。その後、回転筒30の回転と同時に、補助貯水槽36に貯蔵された貯蔵水にも同様に遠心力が加えられ、噴射筒38の内壁で水が押されて密着する。水が噴射孔40を介して外部方向に噴射されると、同様に補助貯水槽36の内部圧力が減少し、その圧力差によって貯水槽18に貯蔵された貯蔵水は水供給管34を介して水供給筒32に引き上げられる。
これにより、貯水槽18に貯蔵された水は、噴射筒38を介してスクリーン筒8の内部に噴射され、再び落下された水は貯水槽18を経て循環する。
一方、モータ48の回転力で回転ファン50が回転されると、外部の空気がスクリーン筒8の下部から流入される。さらに、回転ファン50の回転は、内部の空気をスクリーン筒8の空間を介して上方に移動して排出する。
空気流入孔14を介して流入した空気は、スクリーン筒8の内部に形成された煙霧層20に接触する。この結果、外部空気中に含まれた微細粉塵または超微細粉塵は、1次的に煙霧層20に含まれた水分子に凝着され、重量の増加により貯水槽18に落下する。
特に、噴射孔40から噴射された水分子は、スクリーン筒8の内周面に強く噴射され、噴射過程中に上昇する空気にその噴射水が衝突し、空気に含まれた微細粉塵に水分子が、さらによく凝着される。
貯水槽18へ落下した水は、再び回転筒30の内部に流入する。貯水槽18の中央部には水を浄化するフィルター42が設けられていて、フィルター42の内部には水供給管34の下端が挿入された状態で収容されている。
また、フィルター42の高さは、貯水槽18の最大の水位よりさらに高い位置まで設定され、フィルター42で浄化されなかった水が水供給管34へ流入しないように構成されている。
したがって、水供給管34を介して上方に流入する水は、フィルター42を通過した浄化された水であるため、フィルター42を介して2次的に微細粉塵を除去することできる。
まとめると、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、モータ48が一つ駆動されただけであるにもかかわらず、加湿機能及び複数回にわたる汚染物質除去機能を行うようになる。
一方、スクリーン筒8は、その下端内周側に、スクリーン筒8の内周面に沿って落下する噴霧水を回収する回収部22を有してもよい。回収部22は、例えば、スクリーン筒8の下端内周側に沿って形成された円環状の溝とすることができる。さらに、スクリーン筒8は、その回収部22と連結されて、貯水槽18の、例えば中央方向に水を誘導する誘導路24を有してもよい。
回収部22により、スクリーン筒8の内周面に沿って落下する水は、空気流入孔14を介して外部に流れ出たり、飛散したりしなくなる。
本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、内部回転筒の遠心方式を利用することで、別途のモータポンプを用いずに水を煙霧化でき、経済性が非常によく、騒音が小さいという長所を有する。また、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、微細粉塵を含んだ空気が煙霧層を通過する1次フィルタリングと、煙霧に凝着された水が再度回転筒へと循環する2次フィルタリングという多次フィルタリング機能を有し、汚染物質除去効率が高い。さらに、本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置2は、汚染物質が除去されたきれいな煙霧を利用して加湿するので、加湿機能も従来の製品に比べて安全性が高いという長所がある。
(第二の実施形態)
図7及び図8に基づいて、本発明の第二の実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置について説明する。図7は本実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置に含まれた回転筒に含まれた噴射筒の別の例示が適用された要部拡大斜視図、図8は図7の構成が適用された煙霧フィルター方式の空気清浄装置を図示した正断面図である。
本実施形態と上述した第一の実施形態の相違点は、水供給筒32を覆う噴射筒38の構造にある。噴射筒38には、複数の噴射孔40が、隣り合うように直線状に穿孔された噴射孔ラインが形成されている。噴射孔ラインは、互いに離隔した状態で、例えば三つ集まって噴射グループを形成している。噴射グループは、噴射筒38の外周面において周方向に沿って複数形成されている。
1つの噴射孔ラインは、例えば、計15個の噴射孔40からなる。
また、噴射孔ラインは、噴射筒38の中心軸に対して所定の角度で斜線形状に噴射孔40が穿孔されて形成されていてもよい。各噴射孔ラインは互いに平行に形成されていてもよい。
本発明の実施形態に係る煙霧フィルター方式の空気清浄装置は単に実施形態に限定されず、その技術的要旨を離脱しない範囲内で多様な変更が可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、空気清浄装置に適用可能であり、特に煙霧フィルター方式の空気清浄装置に適用可能である。
2 煙霧フィルター方式の空気清浄装置
4 上部本体
6 下部本体
8 スクリーン筒
10 空気排出孔
14 空気流入孔
18 貯水槽
20 煙霧層
22 回収部
24 誘導路
30 回転筒
32 水供給筒
33 水供給孔
34 水供給管
38 噴射筒
40 噴射孔
42 フィルター
48 モータ
50 回転ファン

Claims (9)

  1. 円筒形状からなり下部に貯水槽が形成された下部本体と、
    前記下部本体の中央部に回転可能に立設され、前記貯水槽に貯蔵された貯蔵水を遠心方式で上昇させて飛散させて煙霧層を形成させる回転筒と、
    前記回転筒の外部を囲むと共に、前記下部本体の上部に結合するスクリーン筒と、
    前記スクリーン筒の外部を囲むと共に、前記下部本体の上部に結合され、内部空気を外部に排出する排出手段が取り付けられて、上面に空気排出孔が形成された上部本体と、
    を有し、
    前記回転筒は、
    その上部側に水供給孔が穿孔されて、その中央外周に係止部が形成された水供給筒と、
    前記水供給筒の上方外周を覆い、下端部が前記水供給筒の前記係止部に係止されるように設けられ、外周面に噴射孔が形成された噴射筒と、
    前記水供給筒の上端に結合され、前記水供給筒に設けられた前記噴射筒を固定する上部カバーとを有し、
    前記水供給筒の下端底を介して水供給管が貫通するように設置され、前記水供給管は上部が前記水供給筒の周面へ向けて前記水供給筒の中心軸に対して折り曲げられたことを特徴とする、煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  2. 前記下部本体の上端側の外周面には空気流入孔が穿孔された空気流入孔穿孔帯が形成されたことを特徴とする、請求項1に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  3. 前記排出手段は、回転ファンとモータとを含み、
    前記回転筒の上端と前記回転ファンの下端とが結合され、モータの回転力で前記回転筒と前記回転ファンが同時に回転することを特徴とする、請求項1または2に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  4. 前記貯水槽の内部に設けられ、前記水供給管の下端が挿入されて収容されたフィルターを有することを特徴とする、請求項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  5. 前記水供給筒と前記噴射筒との径方向の間隔が0.5mmであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  6. 前記噴射筒は、複数の前記噴射孔が、隣り合うように直線状に穿孔された噴射孔ラインを有し、
    複数の前記噴射孔ラインにより形成された噴射グループが、前記噴射筒の周方向に沿って形成されたことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  7. 前記噴射孔ラインは、前記噴射筒の中心軸に対して所定の角度で斜線形状に前記噴射孔が穿孔されて形成されており、
    前記噴射孔ラインは、互いに平行に形成されたことを特徴とする、請求項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  8. 前記スクリーン筒は、
    下端内周側に噴霧水を回収する回収部と、
    前記回収部と連結されて前記貯水槽に水を誘導する誘導路と、
    を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
  9. 前記貯水槽は、前記貯蔵水の水位を検出する水位センサーを有し、
    前記上部本体は、前記水位センサーの検出した前記水位に基づいて、前記貯蔵水の不足状態を表示する水不足表示部を有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の煙霧フィルター方式の空気清浄装置。
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