KR100716903B1 - 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치 - Google Patents

원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기중의 미세분진 및 병원균을 포함한 오염물질을 공기와의 비중차를 이용하여 원심분리에 의하여 정화하는 것으로서, 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.
공기중의 오염물질을 정화하기 위하여 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치에 있어서, 전동기(433) 또는 터빈에 의하여 고속회전이 가능하도록 설치한 원심임펠러(408)와, 베어링(434)의 하부에서 회전축(435)을 통하여 연결하고 격리판(460)의 상부에 설치한 전동기(433)와, 및 하우징(409)의 내부에서 베어링(434)을 고정하도록 설치한 배기통(413)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치를 구성한다.
고속 회전하는 원심식 임펠러를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능, 소형, 경량구조로서 미크론 단위 의 미세 먼지, 유해가스, 냄새입자, 오염물질 및 바이러스 및 박테리아를 포함한 병원균을 필터없이 원심분리 하고, 필터가 없어서 정기적인 교체, 필터막힘, 유지보수 및 산업폐기물이 없는 특징이 있어서 지구환경보호에 이바지 할 수 있다.
필터, 공기, 정화, 원심임펠러, 베어링, 원심분리, 오염물질, 병원균, 위생

Description

원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치 {air purification apparatus utilizing a centrifugal impeller}
도 1 은 본 발명에 따른 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치의 구성도
도 2 는 본 발명에 따른 중공 원심 임펠러의 작동원리 상면도
도 3 은 본 발명에 따른 중공 원심 임펠러의 작동원리 측면도
도 4 는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 부속 구성도
도 5 는 본 발명에 따른 벤츄리관의 작동설명도
도 6 은 도1의 BB 단면도, 1차와류실
도 7 은 도1의 CC 단면도, 2차와류실
도 8 은 도1의 DD 단면도, 배수로
도 9 는 본 발명에 따른 다른실시예의 배기흐름으로 작동하는 공기 정화 장치의 구성도
도 10은 본 발명에 따른 개량 원심임펠러의 정면 및 측면 구조도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
408 : 원심 임펠러 416 : 스파이럴 홈
433 : 전동기 403 : 세정수 무화장치
본 발명은 공기의 세균 및 먼지를 포함한 오염물질, 병원균을 기체와의 비중차이를 이용하여 원심 분리에 의하여 정화하는 것으로서, 전동기에 의하여 고속으로 회전하는 원심식 임펠러를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능, 소형, 경량구조로 청정시킬 수 있도록 한 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.
대기중의 공기에는 세균, 병원균, 모래, 유해가스, 연기, 먼지, 유분, 수분, 타이어분진, 꽃가루 및 미립자크기의 냄새입자등을 포함한 각종 오염물질이 혼합되어 있다.
종래의 공기의 세균 및 먼지 정화 기술에 있어서는, 일반적으로 필터를 이용하고 있으나 세균 및 먼지등을 포함한 오염물질의 정화 효율이 낮아서 미크론 단위의 미립자 크기를 갖는 병원균을 포집하지 못하고 있으며, 더욱 필터 막힘으로 인한 정기적인 유지보수, 부직포, 유리섬유 소재의 필터 폐기물로 인한 유지 보수비용 증가 및 지구환경오염의 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 공기의 세균 및 먼지를 포함한 오염물질을 기체와의 비중차이를 이용하여 원심 분리에 의하여 정화하는 것으로서, 전동기를 이용한 원심 형식의 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 공기에 함유된 세균, 먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 전동기에 의하여 고속으로 회전하는 원심식 임펠러를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능으로 청정 시킬 수 있도록 한 것이다.
한편 본 발명은 원심 임펠러를 이용한 자동차 배출가스 습식 정화 시스템의 부속 장치로서 대한민국 실용신안 출원 제 20-2002-0033201호 (동일 출원인 및 발명자)에 출원한 바 있으며, 더욱 산업용 압축기체의 액체를 효율적으로 분리하는 구조 및 작동 원리를 갖고 있어서 분할 출원한 “원심 형식의 공기정화장치” 실용등록 제 20-0328651호(동일 출원인 및 발명자)에 기초한 발명으로서, 공기에 함유된 세균, 먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 전동기에 의하여 고속으로 회전하는 원심형식 임펠러를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능으로 청정 시킬 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도 1 은 본 발명에 따른 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치의 구성도에 도시한 바와 같이, 공기정화기의 본체(407)의 내부에서 공기를 유인하고 회전시키는 원심임펠러(408)와, 및 공기정화기의 본체(407)의 내부에서 소정의 거리를 축방향으로 원심력을 갖는 와류를 유지하도록 하우징(409)의 내부에 설치한 배기통(413)과, 및 원심력을 갖는 와류가 축방향으로 소정의 거리를 통과하도록 하우징(409)과 배기통(413)의 사이에 형성한 1차 와류실 (504)과; 기체를 흡입하도록 공기정화기의 본체(407)에 설치한 공기도관(405)과, 세정수를 공급하도록 공기도관(405)에 연결한 세정수 무화장치(403)와, 및 기체를 정화하도록 공기도관(405)에 유입한 기체중의 오염물질을 세정수에 의하여 포집하고 기체와 세정수의 비중차이를 이용하여 원심분리하는 것을 포함하는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 및 배기통(413)의 원주 면에 형성한 스파이럴홈(416)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용하는 공기 정화 장치와, 도 1 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 본체(407)의 내부에 격리판(460)을 설치하고, 격리판(460)의 상부에 고정한 전동기(433)와, 전동기(433)에 회전축 (435)을 통하여 회전하도록 설치한 원심임펠러(408)와, 회전축(435)을 지지하는 베어링(434)과, 및 배기통(413)의 원주면에 형성시킨 다수의 통기구(450)와, 배기통 (413)의 하부에 설치한 배기관(432)과, 및 배기통(413)의 하부에 설치한 배수판 (424)과, 배수판(424)의 원주면에 형성시킨 다수의 1차 배수구(422)와, 및 배수판 (424)의 하부에 위치한 배수통(419)과, 배수통(419)의 하부에서 배수구(411)를 통하여 설치한 트랩(441)과, 및 배기통(413)의 내부에 형성한 2차 와류실(506)과, 및 공기도관(405)의 흡입구에 설치한 프리필터(PREFILTER, 400)를 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기정화장치와, 도 5 에 도시한 바와 같이, 공기오염물질을 정화하도록 공기도관(405)에 설치한 포집실(SCRUBBER ROOM, 406)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 9 에 도시한 바와 같이, 배출가스관(404)을 지나는 기체 흐름에 의하여 회전하도록 원심임펠러(408)의 회전축(435)의 다른 한 끝에 설치한 터빈(488)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 공기를 흡입하고 원심분리하도록 원심임펠러(408)를 대체하여 시로코팬, 축류식팬, 사류식팬 및 터빈날개를 포함한 다양한 형식의 흡입팬을 갖는 것을 특징으로 하는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 4 에 도시한 바와 같이, 세정수를 무화하도록 세정수 무화장치 (403)를 대체하여 세정수를 무화하도록 세정수 무화장치 (403)를 대체하여 초음파, 원심, 이류체노즐, 벤츄리, 유압펌프, 전자전극 및 증발패드를 포함한 다양한 형식의 세정수 무화 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 1 에 도시한 바와 같이, 공기정화기의 본체(407)를 기체의 제습기, 냉동기, 공기조화기, 항온항습기에 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기정화장치를 구성한 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명을 실시 예로서 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더 욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치의 구성 도에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 정화하기 위하여 전동기를 이용한 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치에 있어서, 공기도관(405)의 출구에서 전동기(433)에 회전축(435)으로 연결되어 고속회전이 가능하도록 설치한 원심임펠러(408)와, 회전축(435)을 통하여 회전 가능하도록 지지하는 베어링(434)과, 베어링(434)의 하부에서 회전축(435)을 통하여 연결하고 격리판(460)의 상부에 설치한 전동기(433)와, 및 하우징(409)의 내부에서 전동기(433)와 베어링(434)을 고정하도록 설치한 배기통(413)과, 배기통(413)의 원주면 에 형성한 다수의 통기구(450)와, 배기통(413)의 하부에 형성한 배기관(432)과, 배기통(413)의 하부에 형성한 2차 배수구(423)와, 및 배기통(413)의 하부에서 다수의 1차 배수구(422)를 갖는 배수판(424)과, 및 배수판(424)의 하부에 위치한 배수통(419)과, 배수통(419)의 하부에서 트랩(441)과 연결하도록 설치한 배수구(411)를 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 6 은 도1의 BB 단면도, 1차와류실 및 도 7 은 도1의 CC 단면도, 2차와류실에서 도시한 바와 같이, 하우징(409)과 배기통(413)의 사이에 형성한 1차 와류실(504)과, 배기통(413)의 내부에 형성한 2차 와류실(506)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용하는 공기 정화 장치와, 도 5 는 본 발명에 따른 벤츄리관의 작동설명도에서 도시한 바와 같이, 원심임펠러(408)의 입구에서 세정수를 무화하도록 공기도관(405)에 설치한 수관 또는 벤츄리관(402)과, 세정수 무화장치(403)와, 수관 또는 벤츄리관(402)의 하부에 설치한 세정수통(401)를 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 4 는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 부속 구성도에서도시한 바와 같이, 이물질의 유입을 방지하도록 원심임펠러(408)의 입구와 공기도관(405)으로 연결한 프리필터(PREFILTER, 400)를 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치와, 도 9 는 본 발명에 따른 다른실시예의 배기 흐름으로 작동하는 공기 정화 장치의 구성도에서도시한 바와 같이, 내연기관의 터보차저장치에 1차 와류실과 2차 와류실을 부가하여 이용하기 위하여 배출가스관(404)을 지나는 기체 흐름에 의하여 회전하도록 원심임펠러(408)의 회전축(435)의 다른 한 끝에 설치한 터빈(488)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치를 포함하여 구성한 것이다.
상기와 같이 본 발명에 따른 구성을 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명에 따른 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치의 구성 도에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 정화하기 위하여 전동기(433)에 의하여 회전축(435) 및 증속장치(436)에 고정되어 연결한 원심임펠러(408)가 고속 회전하게 된다. 따라서 저속 모터를 이용하는 경우에도 증속장치(436)를 부설하여 원심임펠러(408)를 고속으로 회전할 수 있다.
도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 공기 유인 및 원심력을 발생하는 3차원 유체역학 구조를 갖는 원심임펠러(408)가 회전하면서 화살표로 도시한 바와 같이 축방향으로 공기를 유인하고 원주방향으로 원심력을 발생한다.
한편 도 4 에 도시한 바와 같이, 공기 중에는 큰 알갱이 형태의 고형물이 있으면 공기정화장치의 파손이 되는 것을 방지하여 원심임펠러(408)의 보호를 위하여 공기도관(405)의 입구에는 일정한 크기의 고형물의 유입을 차단하는 프리필터(PREFILTER, 400)가 설치되어 있고, 도 5 에 도시한 바와 같이, 공기도관(405)에 설치한 포집실(406)을 지나면서 3차원 볼텍스 흐름으로 변환하여 공기의 오염물질을 고효율로 포집한다.
따라서 세정수는 전동기(433)의 회전에 의하여 베어링(434)에 지지되어 고속 회전하는 원심임펠러(408)에 의하여 유인되어 공기도관(405)을 지나는 공기흐름의 부압발생으로 수관 또는 벤츄리관(402)을 통하여 무화되어 공기와 함께 공기정화장치의 본체(407)의 내부로 유입되고 드레인용기인 트랩(441)을 통하여 외부로 배출되도록 구성하였다.
도 5 에 도시한 바와 같이, 세정수 무화장치(403)는 벤츄리관(402)의 유량통과면적을 조절하여 공기흐름의 부압발생으로 세정수통(401)으로부터 공기도관(405)으로 유입하는 세정수의 유량을 사용 목적에 따라 조절하는 세정수 무화장치이다. 더욱 세정수를 효율적으로 무화하도록 세정수통(401)과 수관으로 연결하여 설치한 진동체에 기초한 초음파가습장치, 압축공기 또는 블로워를 이용하여 세정수를 무화하는 이류체노즐 및 회전디스크를 회전하여 세정수를 무화하는 원심식가습장치, 히터로 가열하여 세정수를 무화하는 스팀식 가열가습장치를 포함한 다양한 형식의 무화장치를 이용하여 세정수를 무화할 수 있다. 여기서 초음파가습장치는 액체를 진동체의 진동을 이용하여 미립화하는 전기장치이며, 이류체노즐 혹은 2유체노즐은 액체를 기체의 분사운동력을 이용하여 미립화하는 유체기계로서, 일반적으로 알려진 공지기술, 산업유통부품이므로 자세한 설명을 생략한다. 상기한 바와 같이 세정수를 무화하도록 세정수통(401)에 설치한 세정수 무화장치 (403)에는 초음파, 원심, 이류체노즐, 벤츄리, 유압펌프, 전자전극 및 증발패드를 포함한 다양한 형식의 세정수 무화 장치를 이용할 수 있다.
상기와 같이 큰 알갱이 형태의 고형물을 제거한 공기는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 공기관(405)에서 유로 가이드(420)에 둘러싸인 고속회전 상태의 원심임펠러(408)의 깃날개를 원주방향으로, 화살표로 도시한 바와 같이, 통과하는 공기흐름에 강력한 원심분리력을 발생하게 한다.
여기서 공기정화장치의 입구관(431)와 외부 공기도관(405)은 체결체(492)를 통하여 연결되어 있다.
따라서 공기흐름은, 화살표로 도시한 바와 같이, 하우징(409)의 내측면과 배기통(413)의 외측면사이에서 나선형 공기흐름을 유지하면서 공기흐름방향으로 아래로 내려가면서 기액분리작용을 하게되고 무거운 비중의 액체성분은 하우징(409)의 내측면에 액체의 응착력으로 부착하는 상태로 자중에 의하여 배수판(424)에 형성된 다수의 1차 배수구(422)를 통하여 배수통(419)에 모이게 되고, 더욱 배수관(411)을 통하여 트레인 용기인 트랩(441)에 모이게 된다. 더욱 원심임펠러(408)에서 생성한 나선형 공기 흐름을 배기통(413)의 원주 면에 형성한 스파이럴홈(416)을 원주방향으로 흐르게 하여 효율적으로 기액 분리할 수 있다.
여기서 격리판(460)은 공기 흐름이 전동기(433)로 유입되지 않도록 하는 구조물이다.
한편 배기통(413)의 내부인 2차와류실(506)에서 분리된 여분의 액체 또는 세정수는 중앙 2차 배수구(423)를 통하여 중력에 의하여 아래방향으로 배수통(419)의 내부인 배수조(508)로 배수되고 상기와 같이 트랩(411)에 모이게 되어 공기 흐름과 함께 공기정화장치로 유인된 액체성분을 함유하고 트랩(411)을 통하여 외부로 배출된다.
따라서 정화된 공기는 배기통(413)에 원주방향으로 부착된 배기관(432) 또는 외부배관을 연결하고있는 체결체(494)를 통하여 사용목적에 따른 소정의 장소로 이송된다.
여기서 트랩(441)은 세정수는 배출하고 압축기체의 누출을 방지하는 일반적으로 알려진 유공압부품이므로 자세한 설명을 생략한다.
첨부 도면으로 더욱 자세하게 설명한다.
도 6 은 도1의 BB 단면도, 1차와류실에서 도시한 바와 같이, 고속 회전하는 원심임펠러(408)를 통과한 공기는 하우징(409)의 내면과 배기통(413)의 사이에서 형성한 1차와류실(504)에서, 화살표로 도시한 바와 같이, 나선형 흐름을 유지하면서 강력한 원심분리력으로 비중차이에 따른 기액분리작용을 하면서 공기중의 오염물질을 정화한다. 한편 1차와류실(504)에서 나온 공기는 배기통(413)의 내부에 형성한 2차 와류실(506)에서 나선형 흐름을 유지하면서 공기로부터 오염물질을 포집한 세정수를 분리하여 공기만이 배출되도록 한 구조이다.
도 7 은 도1의 CC 단면도, 2차와류실에서 도시한 바와 같이, 하우징(409)의 내면과 배기통(413)의 사이에 형성한 1차와류실(504)에서 나선형 흐름을 유지하면서, 화살표로 도시한 바와 같이, 강력한 원심분리력의 작용에 의하여 작은 비중의 기체로부터 큰 비중의 액체가 비중차이에 따른 기액분리한다. 따라서 세정수 및 원심분리력에 의하여 정화된 공기는 배기통(413)에 형성한 다수의 통기구(450)를 통과하면서 다시 2차와류실(506)에서 나선형 흐름을 유지하면서 여분의 오염물질을 포집한 세정수 성분을 다시 한번 원심 분리하여 배기관(432)을 통하여 공압기기로 배출하고 여분의 응축수는 배기통(413)의 하부로 배수하는 제습구조이다.
도 8 은 도1의 DD 단면도, 배수로에서 도시한 바와 같이, 1차와류실에서 분리된 액체 또는 세정수는 하우징(409)의 하부에서 위치한 배수판(424)에 원주방향으로 형성한 다수의 1차 배수구(422)를 통하여 중력에 의하여 아래방향으로 배수되는 한편 2차와류실(506)에서 분리된 여분의 액체 또는 세정수는 2차 배수구(423)를 통하여 중력에 의하여 아래방향으로 배수된다.
도 9 는 본 발명에 따른 다른실시예의 배기 흐름으로 작동하는 공기 정화 장치의 구성도에 도시한 바와 같이, 내연기관에서는 배기 가스관(404)의 배기 흐름이 갖는 분사력을 이용하여 터빈(488)을 고속으로 회전시키면서, 터빈(488)과 회전축(435)으로 연결한 원심임펠러(408)를 고속으로 회전시키어서, 상기와 같이 공기를 정화할 수 있다. 따라서 공기도관(405)과 체결체(492)를 이용하여 연결된 공기정화장치는 체결하는 프리필터(PREFILTER) 및 벤츄리관을 갖는 세정수통과 연결되어 습식으로 내연기관에 유입되는 공기를 종래의 부직포를 소재로한 필터가 없이 정화할 수 있다. 따라서 터빈 과 원심임펠러를 겸용으로 연동시킨 구조로서, 고속회전이 가능하여 강력한 원심분리력에 기초하여 제습효율을 개선하고, 필터가 없어서 유지 보수가 간편하며, 외부 동력 없이 자체 압축공기의 분사력으로 작동하는 무동력의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 다른실시예의 배기 흐름으로 작동하는 공기 정화 장치는 출력이 저하되는 필터 막힘과 부직포를 소재로 제조한 필터를 이용하지 않도록 하기 위하여, 자동차 및 항공기의 공기과급기인 터보차저의 구조에, 도 1 에 도시한바와 같이, 본 발명에 따른 하우징(409)과 배기통(413)의 사이에 형성한 1차 와류실(504)과, 배기통(413)의 내부에 형성한 2차 와류실(506)을 부가하여 이용할 수 있다. 여기서 내연기관에 흡입하는 공기중의 오염물질을 정화하도록 배기 가스관(404)의 배기 흐름의 분사력에 의하여 고속으로 회전하는 터빈을 이용한 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치는, 프리필터 및 벤츄리관을 갖는 세정수통을 갖고 있는 구성으로서, 회전축(435)을 통하여 회전 가능하도록 지지하는 베어링(434)과, 및 하우징(409)의 내부에서 회전축(435)과 베어링(434)을 고정하도록 설치한 배기통(413)과, 내연기관의 공기유로관과 체결하는 체결체(494)와, 드레인용기인 트랩과 연결하도록 설치한 배수구(411)를 포함하고 있으며, 배수구(411)에서 배출된 오염물질을 갖는 세정수는 여과필터(미도시)를 통하여 정화한 후 세정수통으로 순환시키어 소정의 용량으로 장기간 이용할 수 있다.
여기서 도 10에 도시한 바와 같이, 원심임펠러(408)에 유입 가이드(408A)를 모자 씌우듯이 결합하여 부착하면 유입되는 공기는 종래의 쉬라우드 고정면과 회전하는 원심임펠러사이에서 유체 마찰 저항이 유입하여 압력손실을 방지하게되어 원심분리 효과를 개선할 수 있으며, 또한 원심임펠러(408)의 말단부분에서 후향경사각을 갖는 날개형상을 원주면에 직각을 이루는 형상으로 변환하면 더욱 원심분리 효과를 개선할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 원심분리 효과가 개선하도록 원심임펠러(408)에 유로가이드(408A)를 결합한 개량 원심임펠러를 이용할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 공기정화장치는 소형 경량 고성능 공기정화 기능을 갖고 있어서, 자동차 엔진의 터보차저, 내연기관의 터보차저장치에 1차 와류실과 2차 와류실을 부가하여 이용할 수 있으며, 병원의 위생실, 실험실의 무균실, 공장 및 일반가정에서 공기청정 환기목적의 에어컨, 온풍기의 공기청정분야에 이용할 수 있다. 더욱, 도 1 에 도시한 바와 같이, 공기정화기의 본체(407)를 압축공기 및 일반공기를 포함한 기체의 제습기, 냉동기, 공기조화기, 항온항습기에 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기정화장치를 구성한 것이다. 따라서 기체의 수분, 유분 및 오염물질을 제거하는 공기정화기의 본체(407)의 구성에 기초하여 제습기, 냉동기, 공기조화기 및 항온항습기의 기술분야에서 기체에 함유된 수분을 제거하도록 한 것이다.
한편 본 발명에서는 공기는 대기중의 일반적인 기체성분, 수증기, 암모니아, 오존, 질소, 산소, 아르곤 가스를 포함한 상대적으로 작은 비중의 기체 상태의 연속 유동체를 포함하여 정의한다. 더욱 본 발명에서는 원심임펠러는 원심력에 기초하여 공기 또는 기체를 흡입하는 팬을 의미하며, 비중차에 의한 기액분리가 발생하도록 공기흐름을 원주방향으로 회전시키는 시로코팬(SIROCCO FAN)과 같은 형태의 날개를 공기도관(405)에 설치하여 공기를 흡입하는것과, 도 1에 도시한 스파이럴홈(416)의 원심분리 기능이 있으므로 축류식팬 또는 사류식팬을 공기도관(405)에 설치하여 공기를 흡입하는 것을 포함한다. 여기서 시로코팬과 축류식팬 또는 사류식팬은 일반적으로 알려진 공지기술, 유체기계부품이므로 자세한 설명을 생략한다.
고속 회전하는 원심식 임펠러를 이용하여 원심분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능, 소형, 경량구조로서 미크론 또는 나노 단위 크기의 미세 먼지, 유해가스, 냄새입자, 오염물질 및 병원균을 필터 없이 원심분리가 가능하고, 필터가 없어서 정기적인 교체, 유지보수 및 산업폐기물이 없는 특징이 있어서 지구환경보호에 이바지 할 수 있으며, 특히 내연기관의 터보차저에 이용하는 경우 필터 막힘으로 인한 출력저하가없다.
따라서 본 발명에 따른 공기정화장치는 자동차 엔진의 터보차저, 내연기관용 터보차저의 공기청정, 및 바이러스를 포함한 병원균을 정화하는 병원의 위생실, 박테리아를 포함한 미생물을 정화하는 실험실의 무균실의 산업용 공기를 정화하는 공장 및 일반가정의 환기 위생 목적으로 이용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 공기정화기의 본체(407)의 내부에서 공기를 유인하고 회전시키는 원심임펠러(408)와, 및 공기정화기의 본체(407)의 내부에서 소정의 거리를 축방향으로 원심력을 갖는 와류를 유지하도록 하우징(409)의 내부에 설치한 배기통(413)과, 및 원심력을 갖는 와류가 축방향으로 소정의 거리를 통과하도록 하우징(409)과 배기통(413)의 사이에 형성한 1차 와류실 (504)과; 기체를 흡입하도록 공기정화기의 본체(407)에 설치한 공기도관(405)과, 세정수를 공급하도록 공기도관(405)에 연결한 세정수 무화장치(403)와, 및 기체를 정화하도록 공기도관(405)에 유입한 기체중의 오염물질을 세정수에 의하여 포집하고 기체와 세정수의 비중차이를 이용하여 원심분리하는 것을 포함하는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 배기통(413)의 원주 면에 형성한 스파이럴홈(416)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용하는 공기 정화 장치.
  3. 제 1 항의 습식 공기 정화기에 있어서, 본체(407)의 내부에 격리판(460)을 설치하고, 격리판(460)의 상부에 고정한 전동기(433)와, 전동기(433)에 회전축 (435)을 통하여 회전하도록 설치한 원심임펠러(408)와, 회전축(435)을 지지하는 베어링(434)과, 및 배기통(413)의 원주면에 형성시킨 다수의 통기구(450)와, 배기통 (413)의 하부에 설치한 배기관(432)과, 및 배기통(413)의 하부에 설치한 배수판 (424)과, 배수판(424)의 원주면에 형성시킨 다수의 1차 배수구(422)와, 및 배수판 (424)의 하부에 위치한 배수통(419)과, 배수통(419)의 하부에서 배수구(411)를 통하여 설치한 트랩(441)과, 및 배기통(413)의 내부에 형성한 2차 와류실(506)과, 및 공기도관(405)의 흡입구에 설치한 프리필터(PREFILTER, 400)를 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기정화장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 공기오염물질을 정화하도록 공기도관(405)에 설치한 포집실(SCRUBBER ROOM, 406)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 배출가스관(404)을 지나는 기체 흐름에 의하여 회전하도록 원심임펠러(408)의 회전축(435)의 다른 한 끝에 설치한 터빈(488)을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 공기를 흡입하고 원심분리하도록 원심임펠러(408)를 대체하여 시로코팬, 축류식팬, 사류식팬 및 터빈날개를 포함한 다양한 형식의 흡입팬을 갖는 것을 특징으로 하는 원심임펠러를 이용한 공기 정화 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 공기정화기의 본체(407)를 기체의 제습기, 냉동기, 공기조화기, 항온항습기에 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심임펠러를 이용한 공기정화장치.
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