KR100576566B1 - 공기정화기 - Google Patents

Abstract

본 공기정화기는 오염된 공기가 기기의 내부를 지나는 과정에서 갖게 되는 물과의 접촉면적을 극대화함으로써 적은 에너지와 소량의 물을 사용하면서도 공기 중의 오염물질이 효과적으로 물에 흡착될 수 있도록 고안하였다.

이를 위해 모터축(7)에 직렬연결된 급수관(3)이 회전할 때 내장된 스크루에 의해 끌어올려지는 물을 분사관(2)에서 원심력을 이용하여 수평한 모든 방향으로 가는 물줄기(6)들로 분사시킨 후. 이 물줄기들을 많은 구멍들이 뚫려있는 주름진 원형벽(4)을 따라 얇은막을 이루며 고른 분포로 흘러내리도록 함으로써, 오염된 공기가 원형벽의 구멍(5)들을 통하여 기기 내부로 유입되는 과정과 분사관에서 분사되며 회전하는 여러 층의 물줄기(6)들을 거치면서 기기 외부로 배출되는 과정에서 각각 오염입자와 먼지 등이 물에 효율적으로 흡착되도록 고안하였다.

Description

공기정화기{AIR CLEANER}

본 발명은 물의 흡착성을 최대로 이용한 공기정화기로서, 적은 에너지와 소량의 물을 사용하면서도 공기 중의 미세먼지나 오염 입자를 효율적으로 제거할 수 있도록 고안되었다.

모터축(7)에 직렬연결된 급수관(3)이 회전하게 되면 급수관 내부에 장치된 스크루에 의해 아래부분의 물통(10)으로부터 윗부분의 분사관(2)으로 물이 끌어올려지게 되며, 이 물은 원심력에 의해 분사관 옆면의 작은 구멍(11)들을 통하여 수평한 모든 방향으로 분사되면서 많은 구멍(5)들이 뚫려 있는 주름진 원형벽(4)을 따라 얇은막을 이루며 고른 분포로 흘러내리게 된다.

발명의 개시

본 기기는 오염된 공기가 환풍기에 의해 기기 내부를 지나는 과정에서 갖게 되는 물과의 접촉면적을 극대화시킴으로써 오염물질들이 효율적으로 물에 흡착될 수 있도록 고안되었다.

이를 위해 스크루가 내장된 급수관(3)이 모터축(7)에 직렬연결되어 회전하면서 아래부분의 물통(10)으로부터 윗부분의 분사관(2)으로 끌어올린 물을 원심력을 이용하여 분사관 옆면의 작은 구멍(11)들을 통해서 수평한 모든 방향으로 고르게 분사하도록 하였으며, 이때 분사되는 물줄기의 양은 급수관(3)에 의해 끌어을려지는 물의 양 - 1회전당 스크루의 1pitch에 해당하는 부피 - 이내이므로 분사관(2) 옆면에 5∼7개 층으로 직경이 0.7∼0.8 mm인 작은 구멍(11)들을 뚫어 놓아 분사되는 물줄기의 수(6)를 최대한 늘림으로써 이들을 통과하는 공기와의 접촉비율이 높아지도록 하였다.

또한 원형벽 내부에는 수직방향으로 좁은 간격의 주름(도 3)을 잡아놓음으로써 분사관(2)에서 원형벽 윗부분으로 분사된 물(6)이 얇은막을 이루면서 고른 분포로 흘러내리도록 하였으며, 이때 골(trough)에 해당하는 부분에 많은 구멍(5)들을 냄으로써 외부로부터 유입되는 공기가 이 구멍들을 지날 때 작은 저항을 받으면서도 물과의 충분한 접촉이 이루어지도록 하였다.

이와 같이 본 기기(도 1)는 오염된 공기가 원형벽의 구멍(5)들을 통하여 기기의 내부로 유입되는 과정과 분사관에서 분사되는 물줄기(6)들의 여러층을 거치면서 외부로 배출되는 과정에서 각각 오염입자와 먼지 등이 물에 효율적으로 흡착되도록 하였다.

추가적인 기술적 문제로 급수관이 회전하면서 물을 끌어올릴 때 급수관 아래 주변의 수위가 낮아지는 것을 방지하기 위해 보호관(14)을 장치하고, 증발에 따른 물의 양 감소를 보충하기 위해서는 보조물탱크를 별도로 설치하며, 환풍기 날개(1)는 미풍을 일으키는 구조로 만들어 분사관에서 분사된 가는 물줄기들이 휩쓸리지 않도록 한다.

본 고안에서 전기모터의 분당회전수 r.p.m. 또는 각속도 ω가 일정하다고 할 때 분사관 구멍(11)에서 수평으로 분사된 물줄기(6)의 처음속도 v 는 분사관의 반지름 r 에 비례하는 v=rω이고, 같은 높이에서 수평으로 분사된 물줄기의 수평이동거리는 처음속도 v 에 비례한다. 결과적으로 급수관과 분사관의 높이와 직경은 본 기기의 용도와 용량에 따라 정해지는 것이므로 이에 합당한 일률(power)을 갖는 전기모터를 사용한다.

기존의 필터방식 공기정화기는 주로 밀폐된 실내에서 사용되고 개방된 공간에서는 그 효과가 거의 없으며, 사용 시간이 길어질수록 정화능력이 현저히 떨어지고 일정 기간마다 필터를 교환하는 데에도 비교적 많은 경비가 들지만, 본 기기는 아파트나 사무실과 같은 실내에서는 자연스러운 공기정화와 함께 습도조절의 부수적인 효과가 있으며, 영업장소와 같은 대량의 공기정화가 필요한 곳에서도 오염도를 낮추는 데에 큰 능력을 발휘할 수 있으며, 오염된 물은 상황에 따라 1일 1∼2회 수도물로 교환하면 되므로 성능관리가 편리하고 유지비용이 저렴하며, 소량의 물이 순환하는 단순한 구조(도 1)를 가짐으로써 용량의 대형화와 기기의 소형화가 용이하다.

도 1 : 본 발명에 따른 공기정화기의 구조

도 2 : 스크루가 내장된 급수관을 분사관과 연결하였을 때의 단면도

도 3 : 물이 얇은막을 이루면서 흘러내리도록 고안된 원형벽의 부분도

도 4 : 분사관 구멍들의 1개층에서 분사된 물줄기를 위에서 본 모습

(8) 공기 유입구, (9) 모터 지지대,

(11) 공기배출구, (12) 물 주입구, (13) 배수구

소형기기에 해당하는 다음과 같은 제원으로 실험하였다.

전기모터 : 일률 50∼60W, 회전수 1800 r.p.m.

급수관 : 직경 2.5cm, 높이 12cm, 스크루날의 간격 1.5∼2.0cm

분사관 : 직경 3cm, 높이 0.8cm, 옆면의 구멍 직경 0.07∼0.08 cm

분사관 구멍들의 총수 : 1개층의 구멍수 25×층수 5=125개

실험결과 분사관의 구멍들로부터 가는 물줄기(6)들이 1초당 25∼30회전을 하면서 분사되었으며, 또한 많은 구멍들이 뚫려있는 주름진 원형벽에 부딪친 이 물줄기들이 벽면을 따라 고른 분포로 흘러내리는 모습을 확인하였다.

Claims (1)

1. 스크루가 내장된 급수관이 회전하면서 끌어올린 물을 원심력을 이용하여 가는 물줄기들로 분사하도록 작은 구멍들이 뚫려 있는 분사관(2)과 이 분사관에서 분사되는 물줄기들이 얇은막을 이루며 고른 분포로 흘러내리도록 수직방향으로 주름을 잡아 놓은 많은 구멍들이 뚫려 있는 원형벽(4)을 함께 구비함을 특징으로 하는 공기정화기.

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