KR100601029B1 - 자체 세척기능을 가진 건습식 복합 공기청정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 습식 분무 스크러버(spray scrubber)와 건식의 여과필터 및 UV램프 방식의 3단 조합의 공기청정기 (Air Cleansing)에서 스프레이에 의한 자체세척(Self-Cleansing)기능을 가진 고성능 공기청정기에 관한 것으로, 종래의 여과필터 방식 또는 스크러버 방식의 공기청정기의 단점인 사용시간에 따른 수명저하 및 높은 필터 교체비용 부담과 낮은 효율문제를 동시에 해결하면서도 공기청정기능을 효과적이고 지속적으로 수행할 수 있는 새로운 공기 청정기에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세척 가능한 인조 섬유로 구성된 여과필터 (Washable Filter)를 사용하고, 효율적으로 공기를 청정화하기 위해 습식 스크러버(Wet scrubber)를 여과필터 이전단계에 설치한다. 여기에서 습식 스크러버의 분무(Spray)방향은 별도의 제어장치(도 3 내지 도5 참조)에 의해 조정 가능하도록 한다.
상기 구성에 의해 공기통로를 통해 유입되는 공기는 습식 스크러버와 여과필터에 의해 먼지입자들이 걸려지게 되고, 오랜 사용에 따라 여과필터가 오염되면, 습식 스크러버의 물 분무방향이 여과필터를 향하도록 방향을 바뀌어 여과필터를 세척할 수 있도록 함으로써, 지속적으로 공기청정기의 높은 청정화 능력을 발휘할 수 있도록 한다. 한편 습식과 여과필터의 중간에 UV 광촉매 탈취, 항균장치를 설치하여 습기에 의한 냄새발생 또는 곰팡이 발생 등의 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 따라서 사용자는 정기적으로 습식 스크러버에 사용되는 세정용 물만 교체해 줌으로 써, 고성능의 여과필터식 공기청정기능을 지속적으로 유지 관리할 수 있다.
공기청정기, 습식 스크러버, 여과 필터

Description

자체 세척기능을 가진 건습식 복합 공기청정기{AIR CLEANER WITH SELF CLEANING FUNCTION}
도 1a은 본 발명에 따른 공기 청정방식의 개념을 예시하는 공기청정기의 요부 단면도로서, 공기흐름이 가로방향인 공기청정기에 본 발명의 적용예를 도시한 단면도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 공기 청정방식의 개념을 예시하는 공기청정기의 요부 단면도로서, 공기흐름이 세로방향인 공기청정기에 본 발명의 적용예를 도시한 단면도이다.
도 2a는 도 1a에 도시된 습식 스크러버의 물 분출구멍이 여과필터를 세정하는 상태를 예시한 단면도이다.
도 2b는 도 1b에 도시된 습식 스크러버의 물 분출구멍이 여과필터를 세척하는 상태를 예시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세척수 분무용 습식 스크러버의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 세척수 분무용 습식 스크러버의 횡단면도이다.
도 5는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기청정기에 설치된 전기집진장치의 구성이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기청정기에 구비된 정전분무수단의 구성을 도시한 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
l: 세척가능한 여과필터(Washable Filter)
2: 습식 스크러버(Wet Scrubber)
2a: 물 분출구멍
3: 습식 스크러버에서 분사되는 분무(Spray)
4: 펌프(Pump)
5: 세척수 순환관(Washing water circ1Ilat ion pipe)
6: UV 램프(Ultra-violet lamp)
본 발명은 자가 세척기능을 가진 공기청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상시에는 스프레이 분무에 의한 습식 스크러버(입자상 물질, 가스상 물질, 전처리 제거기능)와 세척가능 여과필터를 이용하여 공기청정을 달성시키며, 장시간 사용시 오염된 여과필터는 스프레이 분무노즐의 각도변환에 의하여 세척할 수 있도록 한 자체 세척 기능을 갖는 공기청정기에 관한 것이다.
일반적인, 여과필터는 0.3㎛의 입자에 대해 집진효율이 80%에서 99.97%에 이르는 고밀도의 필터로서 작은 입자의 집진에 효율적이다. 하지만, 사용기간이 오래되어 필터의 여재에 침착된 먼지입자가 늘어나게 되면 압력손실이 커지게 되면서 풍량이 감소하게 되어 공기 청정기의 정화용량이 감소하게 되고, 필터의 오염으로 인한 오염 배출원이 될 수도 있으므로 새로 교체를 해야만 한다.
따라서, 주기적인 여과필터의 교환과 폐기로 인한 고비용 발생뿐만 아니라 환경오염의 원인이 되는 단점이 있다. 일반적으로 공기청정기에서는 집진용량과 여과필터의 수명을 늘리기 위해 전처리 필터와 중성능 필터를 함께 사용하고 있으나, 수시로 각각의 필터를 청소, 교체해야 하는 불편함이 따른다.
또한, 기존의 습식 스크러버 방식의 공기청정방식은 흡입된 오염 공기에 물을 분사시켜 생성되는 액적, 액막, 기포 등이 공기 중의 부유하고 있는 먼지입자들과 접촉함으로써 관성충돌, 직접 홉수, 확산이 이루어져 먼지 입자들을 제거하는 방식이다.
이러한 방식은 구조가 간단하고 별도의 필터를 청소, 교체할 필요없이 사용한 세정용 물만 교체하면 되므로 유지비용이 작다는 장점이 있지만 비교적 큰 입자의 처리만 가능하며, 미세먼지에 대한 집진효률이 낮다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 세척가능한 여과필터와 함께 전단의 습식스크러버를 조합 사용한 공기청정기를 고안하였으며, 특히, 본 발명에서는 습식 스크러버의 분사방향을 조정하여 여과필터를 자동으로 세척할 수 있도록 함으로써 고효율의 여과필터식 공기청정기를 별도의 관리와 비용부담 없이 지속적으로 사용할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 또한 습식 세척공정에서 일어나는 필터의 세균번식 문제를 UV광촉매 램프를 장착시켜 억제토록 한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 필터 또는 헤파필터를 세척가능한(Washable Filter) 필터를 사용하였으며, 효율을 증진시키기 위한 전처리 필터로서 습식 스크러버를 사용하였다. 습식 스크러버의 물 분출구멍를 회전시킬 수 있도록 함으로서 분사각도를 조절할 수 있도록 하고, 또 여과필터가 오염되면 자동으로 분사각도를 조절하여 여과필터를 세정할 수 있도록 한 것에 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 청정기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 la는 본 발명에 따른 공기청정기의 개념을 도시한 것으로서, 공기청정기 속으로 흡입되는 오염된 공기는 공기통로(A)를 통과하는 과정에 습식 스크러버(2)의 분출구멍(2a)에서 분무(3)되는 수분에 의해 일차적으로 공기중에 포함된 분진(미세먼지)등을 포집하여 낙수와 함께 밑으로 떨어지고 낙수된 물은 펌프(4)에 의해 배관파이프(5)를 따라 순환되어진다.
이러한 분사노즐(2)은 도 3 내지 도 5에 예시적으로 도시되어 있는데, 상기한 습식 스크러버(2)는 소정의 길이를 지니고 있으며, 내부가 빈 중공부를 이루고 있어 그 속으로 펌프(4)에 의해 펌핑되어지는 세척수가 유입되고, 배출되는 분출구멍(2a)이 일측면에 집중적으로 형성되어 있다.
그리고, 습식 스크러버(2)의 선단부는 막혀 있고, 그 후미에는 펌프(4)에 의해 유입되어지는 세척수가 유입되어지는 유입구 커플러(2b)가 조립되어 있으며, 유입구 커플러(2b)와 습식 스크러버(2)간에는 수밀작용을 하는 실링부재(도시되지 않음)가 개입되어 조립되어진다. 상기 유입구 커플러(2b)는 습식 스크러버(2)와 노브(2c)간에 나사조립시 그 체결력에 의해 실링부재가 수밀작용이 이루어지나 유입구 커플러(2b)는 습식 스크러버(2)과 별개로 회전가능하게 조립되어지고 노브(2c)와 습식 스크러버(2)는 함께 회동되도록 조립되어진다.
부연설명을 하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 노브(2c)의 일측에는 구동모터(10)가 구비되고, 상기 노브(2c)와 습식 스크러버(2) 사이에는 유입구 커플러(2b)가 회전가능하도록 구비되고, 상기 유입구 커플러(2b)의 상부에는 세척수를 공급하는 유입관(2f)이 일체로 결합된다. 따라서, 상기 구동모터(10)에 의해 노브(2c)와 습식 스크러버(2)가 일체로 회동하면서 물 분출구멍(2a)의 분사각도를 조절하는 반면, 유입구 커플러(2b)와 이의 상부에 설치된 유입관(2f)은 상기 습식 스크러버(2)와 일체로 회동 되지 않는다. 또한, 상기 습식 스크러버(2)의 외측에 형성된 체결부(2d)는 벽면(11)에 고정된 것이 아니라 베어링(미도시)등으로 회전가능하게 결합 되므로, 상기 습식 스크러버(2)는 벽면(11)과 분리되어 회동가능하게 된다.
따라서, 도 4와 같이, 습식 크리스버(2)의 일측에 구비된 노브(2c)에 회전수단인 구동모터(10)를 설치하여 물 분출구멍(2a)을 회전시킴으로써 분사각도를 조절할 수 있도록 한다. 또한, 상기 노브(2c)를 수동으로 돌려서 습식 크리스버(2)의 물 분출구멍(2a)을 회전시킬 수도 있다.
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따라서, 상기한 습식 스크러버(2)는 노브(2c)를 회전시키면 습식 스크러버(2)와 함께 회전하게 된다. 따라서, 노브(2c)를 시계방향 혹은 반시계방향으로 회전시키면 습식 스크러버(2)의 표면에 형성된 분출구멍(2a)의 분출방향이 여과필터(1) 혹은 공기통로(A) 방향으로 선택적으로 방향을 전환시킬 수 있다.
그리고, 습식 스크러버(2)의 분출구멍(2a)에 의해 물이 공기통로(A)속에 분무(3)되어지면 공기통로(A)속으로 유입되는 공기중의 이물질(분진)등이 분무된 수분입자에 달라붙어 밑으로 떨어지게 되고, 세균이나 유해요소들은 여과필터(1)의 전방에 설치된 UV 램프(6)를 통과하는 과정에 살균 혹은 멸균되게 되고, 다시 여과필터(1)를 통과하는 과정에 미세한 분진과 유해요소들이 걸러지게 되어 청정공기만이 배출되어지게 되는 것이다.
전술한 여과필터(1)는 일반적으로 대전된 부직포 등을 사용한 헤파필터를 사용하지만, 전기집진방식을 사용하여 습식 스크러버(2)의 후단에 설치하여 여과필터(1)의 기능을 할 수 있도록 구성한다. 또한, 헤파필터 및 전기집진방식을 이용한 필터를 혼용하여 여과필터(1)로 사용할 수도 있다.
도 6과 같이, 전기집진방식은 상기 UV램프(6) 후측에 다수개의 전기 집진판(31)이 적층되고, 상기 전기 집진판(31)의 상단에는 코로나 방전극(32)이 부착되고, 상기 코로나 방전극(32)에는 고압 케이블(33)이 연결되고, 상기 전기 집진판(31)에는 접지전원케이블(34)이 연결되고, 상기 고압 케이블(33) 및 접지전원케이블(34)은 고전압 발생기(35)에 연결된다. 그리고, 미설명 부호 36은 접지를 나타낸 것이다.
상기와 같이 구성된 전지 집진방식에서 상기 고전압 발생기(35)로 전압을 인가하면 오염된 공기가 통과하면서 다량의 먼지입자들이 전기 집진판(31) 부착되어 쌓이게 되므로 후방에 청정공기를 보내는 것이다. 그런데, 상기와 같은 과정을 계속 반복하다 보면 전기 집진판(31)에 많은 량의 먼지가 쌓여서 전기 집진판(31)이 제기능을 못하게 되므로 상기 습식 스크러버(2)에서 분사되는 세척수로 상기 전기 집진판(31)을 청소하는 것이다.
한편, 이와 같은 습식 스크러버(2)를 사용시에 정전분무를 이용함으로써, 수분입자에 달라 붙는 먼지 및 가스의 양을 증가시킴으로서, 집진 및 가스제거율을 높이도록 하였다.
도 7과 같이, 정전분무의 구성을 보면, 습식 스크러버(40)의 각 물 분출구멍(2a) 전면에 방전극 절연 지지대(52)에 의해 고전압 방전극(51)이 설치되고, 상기 고전압 방전극(51)은 고전압 발생기(35)에 전원 케이블로 연결된다.
도 1b는 공기청정기의 흡입 공기가 하단에서 상단으로 이동하는 경우를 나타낸 예시도이다.
도 2a과 도 2b는 습식 스크러버(2)를 회전시켜 분출구멍의 분사방향을 바꾸어 줌으로서 여과필터(l)를 세정할 때의 개념을 도시한 것이다. 분무된 액적들은 여과필터에 묻은 먼지입자들과 함께 공기통로의 하단으로 물방울과 함께 흘러 내려 여과필터(1)의 여재에 침착되어지는 먼지입자들의 집진량이 감소되어진다.
따라서 사용자는 정기적으로 습식 스크러버에 사용되는 물만 교체해 줌으로써, 고성능의 여과필터식 공기청정기능을 지속적으로 유지· 관리할 수게 된다.
아울러, 상기한 UV램프(6)는 그 표면에 광촉매 물질(이산화티타늄)을 부분적으로 코팅하여 OH등의 라디칼에 의한 살균 및 탈취효과를 부가시켜 습식(스프레이 및 세척 헤파필터부)에 의한 세균번식 및 냄새방지 억제기능을 더 제공함으로서 청정기능을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 습식 스크러버의 물 분출구멍의 방향을 조정하여 여과필터를 물로 세척할 수 있도록 함으로써 고효율의 여과필터식 공기청정기를 별도의 관 리와 비용부담 없이 지속적으로 사용할 수 있도록 하여, 간편하고 경제적일 뿐만 아니라 폐기물의 감소로 환경 친화적인 공기청정기 개발의 효과가 있다.
따라서, 습식과 건식을 병행하여 고효율 공기청정기능을 부여시키면서, 통상의 습식 공기청청기의 분무 노즐을 건식필터 세정에 적용할 수 있도록 하여 유지관리의 문제점을 해소시켰다.

Claims (4)

  1. 공기통로(A)를 통해 유입되는 오염된 공기가 UV램프 및 여과필터(1)를 통과하는 과정에 살균 혹은 집진되어지도록 한 공기청정기에 있어서,
    상기 UV램프(6)를 통과한 공기중의 미세먼지를 집진시키는 상기 여과필터(1)를 세척가능한 소재로 제작하고, 상기 여과필터(1)에 미세먼지의 집진량이 많아질 경우, 공기가 통과하는 통로상에 습식 스크러버(2)를 회전가능하게 설치하여 필요시 스크러버의 분무방향을 상기 여과필터(1)쪽으로 전환시켜 상기 여과필터(1)에 집진되어진 오염물질을 세정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자체 세척기능을 가진 공기청정기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 습식 스크러버를 사용시에 정전분무를 이용하여 집진 및 가스제거율을 높이는 것을 특징으로 하는 자체 세척기능을 가진 공기청정기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 UV램프(6) 표면에 광촉매 물질(이산화티타늄)을 부분적으로 코팅하여 OH등의 라디칼에 의한 살균 및 탈취효과를 부가시켜 습식(스프레이 및 세척 헤파필터부)에 의한 세균번식 및 냄새방지 억제 기능을 가지도록 한 것을 특징으로 하는 자체 세척기능을 가진 공기청정기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 여과 필터 대신 전기집진 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 자체 세척기능을 가진 공기청정기.
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