KR100528300B1 - 공기청정기 - Google Patents

Abstract

사분원기둥 형상으로서 반경을 포함하는 두 면이 벽의 모서리부에 부착되고 호를 포함하는 면이 실내쪽을 향하도록 구비되되, 오염된 실내공기를 흡입하기 위하여 공기청정기의 상면 또는 하면에 형성되는 사분원 형상의 흡입구와, 흡입구의 형상에 대응하도록 커팅하지 아니하고 주름을 잡음으로써 부채꼴로 형성되는 사각형의 헤파필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정기를 제공한다. 동일청정기 크기에서 필터면적을 135% 증가시켜 적용이 가능하고, 흡입되는 공기의 유속이 균일하여 필터의 압력손실이 30% 정도 감소하게 되므로, 송풍팬의 부하감소로 소비전력 및 소음이 감소되는 효과가 있다.

Description

공기청정기 {Air Cleaner}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천장형 공기청정기에 있어서 필터의 구조를 개선하여 필터의 공기저항을 감소시키고, 이로 인해 소비전력과 소음을 감소시킬 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기청정기는 공기를 정화하는 복수의 필터와 송풍팬을 구비하여서 송풍팬의 작동에 의해 주위공기를 흡입하여 복수의 필터를 거쳐서 배출되도록 함으로써 공기 중에 포함되어 있는 먼지와 냄새와 세균 등을 제거하여 공기를 정화시키는 장치이다.

공기청정기는 사각형의 박스형상의 하우징을 구비하는 것이 일반적이나, 공간을 절약할 수 있는 이점이 있으므로 사분 원기둥 형상의 소위 공간절약형 내지는 천장형 공기청정기가 개발되었다.

이 공기청정기는 사분 원기둥의 두 반지름 부분을 포함하는 면이 실내의 벽의 모서리 부분에 부착되고, 원호를 포함하는 면이 실내로 향하게 되는 것이다. 이 때 공기는 하방 또는 실내쪽에서 흡입하여 구비된 필터에 의하여 공기를 정화하고, 원호를 포함하는 면부분에 설치된 토출구를 통하여 실내로 토출하게 되는 구조이다.이러한, 사분원 형상의 모서리 설치형 공기청정기를 사용하는 경우는 필터도 그 흡입구 형상과 유사하여야 필터에 대한 공기저항이 감소하고, 소음도 감소하게 된다.

탈취필터와 집진필터의 경우 흡입구의 형상인 사분원 형상으로 제작하는 것이 용이하나, 고성능 필터인 헤파필터의 경우에는 주름이 잡혀있는 사각형상의 유리섬유이므로 커팅하여 정확한 사분원 형상으로 만드는 것은 용이하지가 않고 필터를 커팅함에 따른 나머지 필터 부분의 손실이 많으므로 고가의 재료인 헤파필터를 채용함에 있어 제품의 원가 상승 요인이 되는 문제점이 있다.

또한, 이러한 이유로 종래와 같은 사각형의 헤파필터를 사분원형상의 흡입구를 가진 공기청정기에 그대로 적용하는 경우, 흡입구와 필터의 형상이 대응되지 않아 흡입된 공기에 대한 정화할 수 있는 공기의 부피가 감소함으로써 공기청정기의 공기정화 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 필터 자체가 물질을 걸러내기 위한 것이므로 공기가 지나기가 어려운 구조인데다가, 넓은 면적의 흡입구를 통과해 들어온 공기가 좁은 면적의 필터를 통과하므로 송풍팬에 부하가 가해져 공기의 유동저항이 증가되고, 소음이 많이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사분원 형상인 공기 흡입구의 구조에 대응되는 헤파 필터의 구조를 제공함으로써, 공기의 유동압력이나 소음이 감소되고 효율은 향상되는 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기청정기는, 사분원기둥 형상으로서 반경을 포함하는 두 면이 벽의 모서리부에 부착되고 호를 포함하는 면이 실내쪽을 향하도록 구비되되, 오염된 실내공기를 흡입하기 위하여 상기 공기청정기의 상면 또는 하면에 형성되는 사분원 형상의 흡입구와, 상기 흡입구의 형상에 대응하도록 커팅하지 아니하고 주름을 잡음으로써 부채꼴로 형성되는 사각형의 헤파필터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 필터는 사각형인 헤파필터의 면적에 따라 주름기준선을 달리하여 필터의 형상을 상기 사분원 형상의 흡입구에 대응되는 부채꼴 형상으로 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 필터에 형성된 주름은 사분원의 원주부분은 간격이 넓어지고, 중심부분은 간격이 좁아지는 것을 특징으로 한다.

상기 공기청정기는 헤파필터를 구비하며, 집진필터, 탈취필터, 항균필터를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 외관을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 공기청정기는 사분 원기둥형상으로 그 높이는 그다지 높지 않다. 반경을 포함한 두 면은 실내벽의 양쪽에 장착되어 모서리에 꼭 맞게 된다. 또한, 설치 공간을 줄이기 위하여 공기청정기는 천장에 닿게 설치된다.

흡입구(10)는 실내의 공기를 흡입하기 위하여 상기 공기청정기의 하단에 설치되며, 흡입을 위한 그릴 구조를 구비한다. 흡입구(10)를 상단에 설치하려면 공기청정기를 천장과 띄워지도록 설치하면 되는데, 이 경우 공기의 유입이 덜 자유롭고 소음문제 등이 발생할 수도 있어, 주로 흡입구(10)는 하단에 실내쪽을 향하여 설치하게 된다.

상기 흡입구(10)의 안쪽에는 흡입된 오염공기를 정화하기 위한 필터(20)가 설치된다. 공기청정기의 종류에 따라서는 상기 헤파필터의 전단계로 비교적 큰 먼지를 제거하는 프리필터, 냄새를 제거하는 탈취필터나 항균필터등을 선택적으로 구비할 수도 있을 것이다. 다만, 헤파필터도 바이러스나 박테리아를 필터링한 후 박테리아가 상호 흡입력에 의해 헤파필터에 부착되면, 건조한 필터표면에서 말라죽게 되므로 어느 정도의 살균 효과는 가진다.

상기 필터(20)는 흡입되는 공기를 단시간에 정화하기 위하여 단면적이 넓은 것이 유리하므로 헤파 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)를 채택하는 경우에는 주름을 형성하여 장착하게 된다.

또한, 대부분의 헤파 필터(20)는 고가의 소재이므로 흡입구(10)에 설치가능한 크기의 필터를 설치하되, 흡입구(10) 모양에 대응되게 커팅하면 남는 부분을 버려야 하므로 사각형상 그대로 장착하는 것이 일반적이다.

그러나, 이러한 경우에는 전술한 바와 같은 문제점이 발생하므로, 본 발명에 따른 실시예에서는 사각의 시판되는 헤파필터를 커팅하지 아니한 사각 형상 그대로 주름만 형성하여 부채꼴을 형성하는 방법으로 사분원 형상인 흡입구(10)의 형상에 대응되도록 부채꼴 모양으로 만들어 장착하였다.

또한, 공기청정기 본체(1)의 내부에는 필터(20)의 안쪽으로 송풍팬(미도시)이 구비되어 오염된 공기를 흡입하고, 필터(20)에 의해 정화된 공기를 사분 원기둥의 호를 포함하는 면상에 구비되는 토출구(30)의 그릴형상을 통하여 실내로 토출하게 된다. 상기 송풍팬(미도시)의 상단에는 송풍팬(미도시)에 구동력을 전해주는 모터(미도시)가 구비된다.

도 2는 본 발명에 따른 공기청정기의 필터를 장착하는 모습으로 종래의 필터보다 여지면적을 증가 적용한 경우를 보인 단면도이다.

공기청정기의 단면인 사분원 형상을 보인 것인데 중심부에는 모터(4)가 본체(1)에 스크류 결합되어 구비된다. 모터(4)의 바깥쪽에 보이는 원은 송풍팬(3)의 단면이다. 상기 송풍팬(3)은 하방에서 공기를 흡입하여 전방으로 공기를 토출하므로 직각방향의 공기유동경로를 가지게 된다. 송풍팬(3)의 외곽에는 토출구(30)로만 공기를 보내기 위한 에어가이드부(2)가 구비된다.

상기 에어가이드부(2)의 하단에는 필터(20)가 부채꼴로 구비되어 흡입되는 공기를 정화하게 된다. 도 2에 따른 필터(20)는 종래의 사각형의 헤파필터보다 넓은 사각형의 필터를 주름을 형성하고 사분원의 중심부분은 좁게, 사분원의 호부분은 넓게 펴서 부채꼴 형상으로 구비한 것이다. 상기 필터(20)는 흡입구의 대부분의 면적에 대응되게 구비되므로, 같은 공기청정기에서 단위시간당 정화할 수 있는 공기의 양이 증가하게 된다.

헤파필터(20)의 여지면적을 증가시켜 적용하게 되면, 동일청정기 크기에서 필터면적을 135% 증가시켜 적용이 가능하고, 흡입되는 공기의 유속이 균일하고 필터의 압력손실이 30% 정도 감소하게 되므로, 송풍팬(3)의 부하감소로 소비전력 및 소음이 감소한다.

또한, 설계상의 문제 등으로 흡입부를 부채꼴 형상으로 만들지 못하게 되는 경우라도 상기와 같이 헤파필터의 면적을 증가시켜 적용하게 되면, 동일 청정기 크기에서 135%정도 증가시켜 적용이 가능하고 이로 인해 필터의 저항이 30%정도 감소하게 된다. 이 경우 송풍팬(3)의 부하가 역시 감소되므로 소비전력 및 소음 감소효과가 있다.

도 3은 본 발명에 따른 공기청정기의 필터를 장착한 모습을 나타낸 것으로 종래의 필터와 여지면적을 동일하게 적용한 경우를 보인 단면도이다. 종래의 사각 헤파필터와 같은 면적을 가진 헤파 필터에 등간격의 주름을 형성하여, 사분원의 중심부 쪽은 작게 펼치고 호 부분은 넓게 벌려서 부채꼴 형상으로 만들면 흡입면적은 증가하게 된다. 이 경우 주름기준선은 도 2의 경우보다 사분원의 중심으로부터 멀어지게 된다.

이 때, 필터(21)와 송풍팬(3)의 사이에는 수직으로 어느 정도 공간이 구비되기 때문에 필터(21)가 사분원의 면적의 일부만을 덮게 되어도 흡입시 문제는 없으며,종래의 사각형 헤파 필터(도4참조)를 사용하는 것과 필터저항은 동일하나 흡입그릴 통과 유속이 균일하게 되어 흡입소음이 감소되는 효과가 있다.

도 4는 종래의 사각형으로 구비된 필터의 단면을 나타낸 것이다. 필터(22)는 공기청정기의 단면에 맞는 헤파필터를 그대로 적용한 것을 보인 것이다. 상기 필터(22)와 흡입구 사이에는 공간이 많아 흡입그릴로부터 유입되는 공기가 그 면적보다 작은 면적의 필터를 통과하므로, 공기의 유동압력이 불균일하고 필터에 대한 저항도 커져서 흡입소음이 증가하게 된다.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 동작을 설명하기로 한다. 본 발명에 따른 공기청정기는 전원을 부가하면 송풍팬(3)이 모터(4)의 회전력에 의하여 구동하게 되며, 이 작용에 의하여 하방에 설치된 흡입구(10)로부터 실내의 오염된 공기를 흡입하게 된다. 오염된 공기는 주름이 형성된 부채꼴의 헤파필터(20)에 의하여 미세한 먼지가 제거되어 정화된다.

만일 헤파필터 외에 집진필터나 탈취필터 등 다른 필터가 설치되어 있다면 공기는 이들을 먼저 통과하여 집진필터에서 비교적 큰 먼지가 제거되고, 탈취필터에서 나쁜 냄새들이 제거되며, 최종단계로서 헤파필터에서 미세한 먼지가 제거되는 것이 바람직 할 것이나 이러한 순서는 바뀔 수도 있을 것이다. 헤파필터(20)에 의해 정화된 공기는 송풍팬(3)의 작용에 의하여 토출구(30)를 통하여 실내로 토출된다.

헤파필터(20)의 여지면적을 증가시켜 적용하게 되면, 동일청정기 크기에서 필터면적을 135% 증가시켜 적용이 가능하고, 흡입되는 공기의 유속이 균일하여 필터의 압력손실이 30% 정도 감소하게 되므로, 송풍팬(3)의 부하감소로 소비전력 및 소음이 감소한다. 흡입부를 부채꼴 형상으로 만들지 못하게 되는 경우라도 상기와 같이 헤파필터의 면적을 증가시켜 적용하게 되면, 공기의 유속은 균일하지 않으나 다른 효과는 위와 유사하다.

헤파필터의 여지면적을 종래와 동일하게 적용하는 경우에도, 송풍팬(3)의 부하가 역시 감소되므로 소비전력 및 소음 감소효과가 있다. 즉, 종래의 사각형 헤파 필터를 사용하는 것과 필터저항은 동일하나 흡입그릴 통과 유속이 균일하게 되어 흡입소음이 감소되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 외관을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기청정기의 필터를 장착하는 모습으로 종래의 필터보다 여지면적을 증가 적용한 경우를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기청정기의 필터를 장착한 모습을 나타낸 것으로 종래의 필터와 여지면적을 동일하게 적용한 경우를 보인 단면도이다.

도 4는 종래의 사각형으로 구비된 필터의 단면을 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 공기청정기의 본체 2 : 에어가이드부

3 : 송풍팬 4 ; 모터

10 : 흡입구 20 : 여지면적을 증가적용한 헤파필터

21 : 여지면적을 종래와 동일하게 적용한 헤파필터

22 : 종래의 사각형상 헤파필터 30 : 토출구

Claims (6)

1. 사분원기둥 형상으로서 반경을 포함하는 두 면이 벽의 모서리부에 부착되고 호를 포함하는 면이 실내쪽을 향하도록 구비되는 공기청정기에 있어서,

   오염된 실내공기를 흡입하기 위하여 상기 공기청정기의 상면 또는 하면에 형성되는 사분원 형상의 흡입구와, 상기 흡입구의 형상에 대응하도록 커팅하지 아니하고 주름을 잡음으로써 부채꼴로 형성되는 사각형의 헤파필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 필터는 사각형인 헤파필터의 면적에 따라 주름기준선을 달리하여 필터의 형상을 상기 사분원 형상의 흡입구에 대응되는 부채꼴 형상으로 구비할 수 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 필터에 형성된 주름은 사분원의 원주부분은 간격이 넓어지고, 중심부분은 간격이 좁아지는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 공기청정기는 헤파필터를 구비하며, 집진필터, 탈취필터, 항균필터를 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.