KR100477300B1 - 습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가정이나 사무실의 공기 중에 존재하여 인체에 해로운 부유분진과 유해물질을 제거하는 동시에 공기 중에서 일정한 습도를 유지할 수 있도록 가습 기능을 갖춘 공기정화기에 관한 것이다. 특허에서 발명된 공기 정화의 특징은 Pre 필터, 정전기 필터와 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 설치하여 큰 분진이나 미세한 분진을 제거하고, 담배냄새나 악취가스는 제거능력이 우수한 첨착활성탄 필터를 설치함으로서 해결하였으며, 실내가 건조할 경우에 전원이 필요 없이 자연적으로 공기 중으로 수분을 공급할 수 있도록 수분을 발생할 수 있는 장치를 장착하여 깨끗하면서 수분을 함유한 공기를 공급하도록 하였다. 본 발명의 구성은 분진을 제거할 수 있는 Pre 필터, 정전기 필터 또는 HEPA 필터, 악취가스를 제거할 수 있는 첨착활성탄 필터, 수분을 발생할 수 있는 수분 발생 장치로 구성되어 있다.

Description

습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기{Air purifier with moisture generator to control humidity}

실내공기의 오염은 외부에 의해서만 생기는 것은 아니고, 건물의 골격인 시멘트에서 발생되는 유해가스 또는 사람이 실내에서 생활하다보면 발생되는 물질에 따라 공기는 오염이 되며, 특히 많은 사람이 모이는 실내의 공기는 외부공기 이상으로 오염되고 있고 공기는 건조하여 여러 질병을 유발할 수 있다. 오염된 공기에는 담배연기, 먼지, 냄새, 잡세균 기타 여러 오염물질이 결합되어 있어 우리도 모르는 사이에 체내로 흡입되어 질병의 원인이 되고, 숨이 가쁘며 불쾌감이 생긴다.

일반적인 공기정화기는 크게 분진만을 제거하는 방식, 음이온을 발생시켜 공기를 정화는 방식, 그리고 활성탄을 이용하여 악취가스를 제거하는 방식으로 구분된다. 이온식 공기청정기는 음이온을 생산하여 양이온으로 가득 찬 실내공기에 음이온을 투입함으로써 전기적 밸런스를 되찾아 맑고 깨끗한 공기로 중화시켜 천식, 기관지염, 두통 등 각종 질환을 예방하는 건강하고 상쾌한 환경을 제공한다. 그러나 오염된 공기에는 양이온의 성질이 대부분이어서 음이온이 발생되어 공기 중에 존재할 확률이 극히 낮아 음이온에 의한 효과가 의문시된다.

분진을 제거하는 방식으로는 필터에 의한 방식이 있는데, 큰 분진을 제거하기 위해서는 Pre 필터 또는 Medium 필터를 사용하고, 반도체 청정구역 또는 원자력 시설에서 0.3㎛의 미세한 분진까지도 제거하기 위해 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 사용하여 제거하고 있다. 또한 미세한 분진을 제거하는 방식으로 방전극과 집진극내에서 코로나 방전을 일으켜 먼지에 전하를 주고 (-)로 대전된 입자가 집진극으로 이동하여 포집되는 전기 집진 방식이 사용되고 있다. 분진을 효과적으로 제거하기 위해서는 Pre 필터를 공기 유입구에 설치하여 큰 분진과 미세한 분진을 분리하여 제거하여야 한다.

일반적으로 유해가스를 제거하기 위한 목적으로 활성탄 필터를 사용하고 있는데 활성탄으로 제거 가능한 유해가스로는 한계가 있으며, 그 성능도 일부 유기물에 대하여 흡착 성능이 있고, 특정 가스인 산성, 중성, 염기성류의 가스에 대하여는 흡착이 거의 일어나지 않는다.

유해가스를 효과적으로 제거하기 위해서는 활성탄에 화학적 활성을 부여한 첨착활성탄을 사용한 필터 설치하여 사용하여야 하는데 일반적인 방식으로는 V-bed 형, 평판형, 원형 등의 방식이 있는데 이러한 방식은 차압이 많이 걸리기 때문에 공기 정화기용으로 사용하기가 어렵다. 기존에 사용하고 있는 금속 망체에 첨착활성탄을 부착하는 방법은 차압이 적게 걸리기 때문에 공기 정화기에 사용이 용이하다. 또한 차압이 적으면서 효과적인 방법으로는 우레탄 foam 형태에 첨착활성탄을 부착시켜 사용하는 방법도 있다.

또한 가정 또는 지하실 등과 같은 장소에서 발생하는 미세한 먼지, 곰팡이 포자, 바이러스 균 등을 제거하기 위해서 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터, 전기 집진 방식, 활성탄을 이용한 공기정화기를 사용하여 제거하고 있다. 이러한 공기정화기는 실내의 오염된 물질을 제거하는 기능을 갖추고 있으나, 우리 생활에 절대적으로 필요한 수분을 조절할 수 있는 기능이 없다.

수분을 발생하여 실내의 습도를 유지시키는 장치로는 가열식과 초음파식 수분 발생장치가 사용되고 있다. 이러한 수분 발생장치는 실내 공기의 습도 조절이 어렵고 실내 수분의 양에 따라 수분의 양을 조절이 안 되고 수분이 과량 발생될 우려가 있다.

본 발명에서는 일반적인 공기정화기에 적용하고 있는 분진을 제거할 수 있는 필터를 설치하고, 유해가스를 제거하기 위하여 활성탄을 사용하는 대신에 금속 망체에 첨착활성탄을 부착시킨 필터 여재를 이용하여 차압은 적게 걸리면서 악취가스를 효과적으로 제거하게 하였으며, 전원이 필요 없이 자연적으로 습도 조절이 가능한 수분 발생장치를 사용하여 수분을 함유한 신선하고 깨끗한 공기를 공급할 수 있도록 발명된 공기정화기이다.

본 발명은 상기와 같은 시스템으로 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 실내 환경을 깨끗하고 신선한 공기를 공급할 뿐만 아니라 건조 공기에 수분을 공급할 수 있도록 수분을 발생하기 위한 것이다. 미세한 분진을 제거하기 위한 Pre 필터, HEPA 필터, 악취가스를 제거할 수 있는 첨착활성탄 필터 그리고 공기를 통과함으로서 자연적으로 공기 중으로 수분이 방출되도록 구성된 수분을 발생할 수 있는 장치를 갖춘 공기정화기이다.

본 발명에서는 일반적인 공기정화기에 적용되고 있는 큰 분진 또는 미세한 분진을 제거할 수 있는 Pre 또는 HEPA 필터를 설치하고, 유해가스를 제거하기 위하여 활성탄을 사용하는 대신에 흡착성능이 기존에 사용하고 있는 활성탄에 비해 우수한 첨착활성탄을 금속 망체에 부착시킨 필터 여재를 이용하여 차압은 적게 걸리면서 악취가스를 효과적으로 제거하게 하였고, 단순히 공기가 통과하면서 자연적으로 수분이 증발되어 건조한 공기 중으로 수분을 발생하는 장치를 이용하여 수분을 발생시켜 실내의 공기를 정화시키면서 수분을 함유한 공기를 제공하는 공기정화기에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 공기정화기의 구성 및 그 작용에 대한 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 공기정화기(1)의 조립도를 나타낸 모식도이다. 공기정화기(1) 내부에는 분진 및 악취가스를 제거할 수 있도록 되어 있으며, 또한 공기가 통과되면서 수분을 발생할 수 있는 장치(2)를 장착하여 실내의 오염된 공기를 깨끗하고, 수분이 함유된 공기로 공급할 수 있게 하였다. 도1 에 도시된 바와 같이 상기 다수의 필터와 팬(7) 및 수분 발생 장치(2)는 일렬로 정렬되도록 하는 것이 필터의 형상을 단순하게 할 수 있으므로 필터의 제작비용 등 면에서 바람직하다. 그러나 다수의 필터, 팬(7) 및 수분 발생 장치(2) 순서로 한정하는 것은 아니며, 예를 들면 팬(7), 다수의 필터 및 수분 발생 장치(2) 순서로 정렬하는 것도 가능하다.

도 2는 공기정화기(1) 시스템을 나타낸 흐름도이다. 실내의 오염된 공기 중에서 큰 분진을 제거하기 위하여 Pre 필터(3)와 정전 필터(4)를 설치하였으며, 담배연기 및 악취가스를 제거하기 위하여 첨착활성탄 필터(5)를 설치하였으며, 이후에 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터(6)를 사용하여 미세한 분진을 제거하였다. 공기를 흡입하는 Fan(7)은 HEPA 필터(6)와 수분 발생장치(2) 사이에 장착되는 구조로 되어 있다.

도 3은 공기정화기(1) 에 장착되는 수분 발생장치(2)를 나타낸 모식도이다. 공기정화기(1)에서의 특징으로는 분진 및 악취를 제거할 뿐만 아니라 수분을 발생하는 장치(2)가 장착되어 있다. 수분 발생장치(2)에서 수분 발생의 원리는 면종류의 직포사이(8)를 공기가 통과하면서 직포에 함유되어 있는 물로부터 증발되는 수분이 대기중의 수증기압이 변화함에 따라 수분이 발생하기 때문에 수분 발생은 상온, 상압 상태에서의 포화 수증기압에 따라 수분이 발생한다. 수분 발생장치(2)의 구성은 면종류의 직포(8)와 물을 저장할 수 있는 저장조(9)로 구성되어 있으며, 직포(8)와 접촉되어 있는 저장되어 있는 물은 오래 두어도 세균 또는 바이러스가 발생되지 않도록 하기 위하여 수중에 접촉하여 은이온이 방출되어 세균 또는 바이러스를 살균할 수 있는 능력을 갖춘 은첨착활성탄을 저장용기(10)에 넣었다. 직포(8)는 세로형태로 세워져 있으며 직포(8)의 아랫부분은 물속에 잠겨 있다. 이때 물속에 잠겨있는 직포(8)는 모세관 원리에 의해 직포(8)는 전체적으로 물을 함유할 수 있게 된다. 이렇게 하여 여러 층의 직포(8) 사이를 건조공기가 통과하면서 직포(8)의 수분이 증발되어 수분을 함유한 공기가 실내로 공급된다. 일정한 온도에서 실내의 공기 속에 수분 함량이 충분히 많아 상대습도가 100%이면 직포(8) 사이를 통과하는 공기에 더 이상 수분이 증발되지 않을 것이다. 그러므로 수분이 과량 발생되지 않고, 대기중의 수분 함량은 일정하게 유지된다. 또한 직포(8)는 공기의 흐름에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 공기가 직포(8)를 직접 통과하지 않고, 공기의 방향과 수평으로 통과하도록 하였다. 공기정화기(1)는 물을 공급할 수 있는 투입구(11)와 수위를 확인할 수 있는 투시창(12)을 장착하였다.

이러한 공기정화시스템은 특정 사용 용도에 따라 선택적으로 사용이 가능하고 필터의 교체 및 보수가 용이하므로 사용하기가 편리하다.

본 발명에서 공기정화기는 첨착활성탄 필터 여재를 사용하여 악취 제거 성능을 극대화하면서 자연적으로 공기 중으로 수분을 공급하는 수분발생장치를 장착하여 실내 공기를 깨끗하고 신선한 공기를 공급할 뿐만 아니라 수분을 발생하여 건조한 공기로 인해 인체에 미치는 영향을 최소화하였으며, 첨착 활성탄을 금속 망체에 부착시킨 첨착 활성탄 필터를 사용함으로써 필터에 의한 압력 손실을 최소화하였다.

도 1은 본 발명에 따른 공기정화기의 조립도

도 2는 본 발명에 따른 공기정화기 시스템을 나타낸 흐름도

도 3은 본 발명에 따른 공기정화기에 장착되는 수분 발생 장치를 나타낸 모식도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 공기정화기 (2) : 수분 발생 장치

(3) : Pre 필터 (4) : 정전 필터

(5) : 첨착활성탄 필터 (6) : HEPA 필터

(7) : FAN (8) : 직포(면종류)

(9) : 저장조 (10) : 은첨착활성탄 저장용기

(11) : 투입구 (12) : 투시창

Claims (4)

1. 다수의 필터와, 수분 발생 장치(2) 및 상기 다수의 필터와 수분 발생 장치(2) 사이에 설치되어 공기를 흡입하는 팬(7)으로 이루어진 습도를 조절할 수 있는 수분 발생장치를 갖춘 공기정화기(1)에 있어서,

   상기 다수의 필터, 수분 발생 장치(2) 및 팬(7)은 일렬로 정렬되며,

   상기 다수의 필터는 첨착 활성탄 필터(5)를 포함하는 하나 이상의 필터로 이루어지며,

   상기 수분 발생 장치는 물을 저장할 수 있는 저장조(9)와, 상기 저장조(9)에 저장된 물에 하단 일부가 침지되며 공기의 흐름과 평행하게 설치되는 직포(8)로 이루어지며, 상기 첨착활성탄 필터는 첨착활성탄을 금속 망체에 부착시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기(1).
2. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 필터는 공기가 흡입되는 가장 바깥쪽으로부터 pre 필터(3), 정전 필터(4), 첨착 활성탄 필터(5) 및 HEPA 필터(6)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기(1).
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 저장조(9)에는 물을 공급하기 위한 투입구(11)와 수위를 확인할 수 있는 투시창(12)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기(1).
4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 수분을 발생시키려고 물을 저장하는 저장조(9)에 저장된 물에 세균이나 바이러스가 발생되지 않도록 은첨착 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 습도를 조절할 수 있도록 수분 발생 장치를 갖춘 공기정화기(1).