KR100773500B1 - 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용고효율 기수분리장치 - Google Patents

냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용고효율 기수분리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 흡입팬의 회전에 의해 하우징의 내부로 유입되는 실내공기의 습도를 측정하는 습도센서가 구비되고, 상기 습도센서에서 측정된 습도값과 설정된 습도값을 비교하여 분사부재를 통과하는 정화공기에 포함된 잔류습기를 냉방시스템으로 제거하도록 제어하는 콘트롤러가 구비되며, 상기 콘트롤러의 제어에 따라 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 엘리미네이터에 증발기가 장착되는 냉방시스템으로 구비되는 기수분리부를 구성함으로써, 실내의 온도 및 습기를 콘트롤러의 제어에 따라 용이하게 조절하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치에 관한 것이다.

Description

냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치{high efficiency air-water separation apparatus of wet air purifiers using of cooling system with the function of thermostats}
도 1은 본 발명의 사시도
도 2는 본 발명의 단면도
도 3은 본 발명의 사용상태도
도 4는 본 발명 냉방시스템의 다른 실시예를 나타낸 사용상태도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 기수분리부 110: 습도센서
120: 콘트롤러 130: 냉방시스템
131: 압축기 132: 응축기
133: 팽창변 134: 증발기
135: 제1냉각부
본 발명은 습식공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡입팬의 회전에 따라 유입되는 실내공기가 분사부를 통과하면서 오염물질이 여과되는 정화공기에 포함된 잔류습기를 냉방시스템을 이용하여 선택적이면서도 효율적으로 제거하여 실내의 습도를 조절함과 동시에 습기가 제거되어 냉방된 정화공기가 실내로 배출됨으로써 실내의 온도를 조절할 수 있는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치에 관한 것이다.
일반적으로 실내공기 중에 함유된 미세먼지나 유해물질과 같은 오염물질을 여과하기 위해 공기청정기를 사용하고 있으며, 이는 건식공기청정기와 습식공기청정기로 분류된다.
상기 습식공기청정기는 흡입팬의 회전에 따라 실내의 오염된 공기를 순환수가 저장된 곳이나 순환수가 분사되는 장소로 흡입하여 실내공기 중에 함유된 오염물질을 흡착시켜 여과한 후, 정화공기만 실내로 배출시키는 장치이다.
그러나 상기 습식공기청정기의 흡입팬 회전에 따라 유입되는 실내공기를 순환수가 분사되는 분사부를 통과하여 실내공기에 함유된 오염물질을 여과시킬 수는 있으나, 오염물질이 여과된 정화공기에 포함된 잔류습기가 완벽하게 제거되지 않은 상태에서 다시 실내로 배출됨으로써 실내의 습도가 높은 상태에서는 실내의 습도가 더욱 높아지거나 습도를 조절하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어지는 것으로 그 목적은, 습식공기청정기의 분사부에서 오염물질이 여과되는 정화공기에 내방시스템을 이용하여 정화공기의 온도를 낮추고, 잔류습기를 제거하여 실내로 배출하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치를 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
흡입팬의 회전에 의해 하우징의 내부로 유입되는 실내공기의 습도를 측정하는 습도센서가 구비되고, 상기 습도센서에서 측정된 습도값과 설정된 습도값을 비교하여 분사부재를 통과하는 정화공기에 포함된 잔류습기를 냉방시스템으로 제거하도록 제어하는 콘트롤러가 구비되며, 상기 콘트롤러의 제어에 따라 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 엘리미네이터에 증발기가 장착되는 냉방시스템으로 구비되는 기수분리부를 구성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 단면도이다.
본 발명은, 흡입팬(20)의 회전에 의해 하우징(10)의 내부로 유입되는 실내공기의 습도를 측정하는 습도센서(110)가 구비되고, 상기 습도센서(110)에서 측정된 습도값과 설정된 습도값을 비교하여 분사부재(33)를 통과하는 정화공기에 포함된 잔류습기를 냉방시스템(130)으로 제거하도록 제어하는 콘트롤러(120)가 구비되며, 상기 콘트롤러(120)의 제어에 따라 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 엘리미네이터(50)에 증발기(134)가 장착되는 냉방시스템(130)으로 구비된 기수분리부(100)가 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
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상기 냉방시스템(130)은, 상기 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 냉매를 고온/고압으로 압축시키는 압축기(131)가 형성되고, 상기 압축기(131)에서 압축된 고온/고압의 냉매를 응축시키는 응축기(132)가 형성되며, 상기 응축기(132)에 응축된 냉매를 저압으로 감압/팽창시키는 팽창변(133)이 형성되고, 상기 팽창변(133)에서 감압/팽창된 냉매를 증발시켜 정화공기의 온도를 낮추면서 잔류습기를 제거하는 증발기(134)가 형성되며, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열을 펌프(32)의 펌핑으로 저장부재(31)에 저장된 순환수를 순환시켜 냉각시키는 제1냉각부(135)로 형성된다.
상기 제1냉각부(135)는, 상기 냉방시스템(130)의 응축기(132)를 수용하면서 순환수를 저장하는 함체상의 하우징(135a)이 구비되고, 상기 하우징(135a)의 하부 와 분사부재(33)의 하단부에 연결되어 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부가 하우징(135a)의 내부로 유입되도록 안내하는 유입호스(135b)가 구비되며, 상기 하우징(135a)의 상부와 저장부재(31)에 연결되어 응축기(132)에서 발생한 열과 열교환된 순환수가 펌프(32)의 펌핑으로 저장부재(31)로 배출되도록 안내하는 배출호스(135c)가 구비된다.
다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동과정은, 본건 출원인이 2006년 특허 제25091호로 출원한 가이드베인에 의하여 회전하는 유입공기의 원심력과 회전력으로 집진효율이 향상된 물을 이용한 음이온 발생 공기청정기를 참조하여 설명한다.
먼저, 전원이 인가되면, 제어부의 제어에 따라 수도전에 연결된 급수밸브(미도시)를 개폐시키면서 저장부(30)의 저장부재(31)에 저장되는 순환수의 수위를 수위감지센서에서 감지하여 항상 일정한 수위를 유지할 수 있도록 한다.
상기 저장부재(31)에 저장된 순환수는, 도 3에 도시된 바와 같이, 분사부(30) 펌프(32)의 펌핑에 의해 하우징(10)의 지지관(12) 내부에 위치한 분사부재(33)로 공급되어 분사되는데, 이는 본건 출원인이 2004년 특허 제20121호로 출원하여 2005년 제94689호로 공개된 음이온발생/습도조절 공기청정기용 노즐구조체를 참조한다.
상기 펌프(32)의 펌핑에 의해 순환수유입관(33a)에 고정된 분사부재(33)로 공급되는데, 상기 분사부재(33)로 공급되는 순환수는, 순환수유입관(33a)과 분사노 즐(33b)을 경유하여 분사캡(33c)의 내부로 분사되고, 상기 분사캡(33c)의 형상에 따라 회전하면서 분사되는 순환수는 충돌구(33d)에서 1차적으로 충돌한 후, 고깔모양의 미세한 수막을 형성하면서 판(33e)으로 비산됨과 동시에 상기 판(33e)에 다시 2차적으로 충돌하게 되는데, 이때 순환수는, 충돌하는 과정에 의해 미세한 물방울이 생성하게 되고, 순환수가 비산되면서 유입공기와의 접촉면적이 넓어지게 된다.
상기의 과정으로 분사부재(33)에서 미생한 물방울의 순환수가 비산되면, 흡입팬(20)의 회전에 따라 발생하는 흡입력에 의해 하우징(10)의 외부공기 즉, 실내공기를 유입하게 된다.
이때, 상기 하우징(10)의 내부로 유입되는 실내공기에 함유된 습도를 습도센서(110)에서 측정하여 콘트롤러(120)로 전송하고, 상기 콘트롤러(120)에서는 콘트롤러(120)로 전송된 습도센서(110)의 측정값이 설정습도 예를 들어 60~70% 이상이면, 콘트롤러(120)의 제어에 따라 냉방시스템(130)를 작동시킴과 아울러 상기 습도센서(110)의 측정값이 설정습도 예를 들어 40~50% 이하이면 냉방시스쳄(130)을 작동시키지 않도록 하며, 상기 하우징(10)의 내부로 유입되는 실내공기는 하우징(10)의 입구(11)를 통해 유입되는데, 상기 입구(11)의 내측에 장착된 필터에 의해 부피가 큰 오염물질을 1차로 여과시킨 상태에서 하우징(10)의 내부로 유입되면서 안내관(14)을 경유하여 분사부(30)로 유입된다.
여기서 상기 냉방시스템(130)은, 압축기(131)에서 고온/고압으로 냉매를 압축하고, 압축된 냉매로부터 열을 응축기(132)에서 제거하는데, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열은 제1냉각부(135)에서 냉각시키며, 상기 제1냉각부(135)와 열교환 되어 응축기(132)를 통과하는 저온의 냉매는 팽창변(133)으로 이동되어 증발기(134)에서 증발이 원활하게 이루어질 수 있는 증발압력까지 감압된 상태를 유지하면서 증발기(134)로 이동하는데, 상기 증발기(134)가 장착된 엘리미네이터(50)는 외부의 열을 흡수하여 차가워지고, 흡수된 열은 증발기(134)를 경유하여 압축기(131)로 순환하는 과정을 반복하며, 상기 엘리미네이터(50)는 열전도율이 좋은 알루미늄판으로 일정한 두께를 유지하는 것이 바람직하다.
상기의 과정으로 냉방시스템(130)의 증발기(134)가 장착된 엘리미네이터(50)가 차가워진 상태에서 상기 분사부(30)로 유입되는 실내공기가 가이드베인(40)을 통과하면서 경사진 방향 즉, 유선형으로 전환되어 지지관(12)의 상부로 이동됨과 동시에 분사부재(33)에서 분사되는 순환수와 충돌하여 실내공기에 함유된 오염물질을 여과시키면서 분사부(30)의 분사부재(33)에서 생성된 미세한 물방울 즉, 잔류습기를 포함하여 흡입팬(20)의 회전에 따라 지지관(12)의 상부로 이동되어 엘리미네이터(50)를 통과하게 된다.
이때, 상기 엘리미네이터(50)는 냉방시스템(130)의 증발기(134)에 의해 차가워진 상태이므로 정화공기의 열을 엘리미네이터(50)에서 흡수하여 정화공기의 온도가 급격히 낮아지면서 잔류습기를 응축시켜 제거한 후, 엘리미네이터(50)를 통과하여 냉방된 정화공기가 실내로 배출됨으로써 실내의 온도 및 습도를 조절하여 쾌적한 환경을 유지할 수 있는 것이다.
또한, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열은, 응축기(132)를 수용한 제1냉각 부(135)의 하우징(135a)의 내부로 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부가 유입호스(135b)를 통해 하우징(135a)의 내부로 유입되어 응축기(132)에서 발생하는 냉각시키고, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열과 열교환되어 온도가 높아져 하우징(135a)의 상부로 이동된 순환수는 펌프(32)의 펌핑으로 배출호스(135c)를 통해 저장부재(31)로 공급되는 과정으로 순환하면서 응축기(132)에서 발생하는 열을 냉각시키며, 상기 저장부재(31)로 순환되는 순환수의 온도와 오염농도를 온도센서(120')와 탁도센서(120")에서 측정한다.
이때, 상기 온도센서(120')에서 측정한 순환수의 온도가 예를 들어 30℃ 이상이거나, 탁도센서(120")에서 측정되어 전송되는 순환수의 오염농도에 따라 콘트롤러(120)의 제어에 의해 습식공기청정기의 작동을 멈춘 상태에서 저장부재(31)에 저장된 순환수를 배수시킨 후, 수도전으로부터 공급되는 순환수를 공급받아 저장부재(31)에서 일정한 수위를 유지하도록 저장할 수 있다.
한편, 상기 냉방시스템(130)의 다른 실시예는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 냉매를 고온/고압으로 압축시키는 압축기(131)가 형성되고, 상기 압축기(131)에서 압축된 고온/고압의 냉매를 응축시키는 응축기(132)가 형성되며, 상기 응축기(132)에 응축된 냉매를 저압으로 감압/팽창시키는 팽창변(133)이 형성되고, 상기 팽창변(133)에서 감압/팽창된 냉매를 증발시켜 정화공기의 온도를 낮추면서 잔류습기를 제거하는 증발기(134)가 형성되며, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열을 펌프(32)의 펌핑으로 분무되는 순환수에 증발 기(134)에서 냉방되어 실내로 배출되는 정화공기의 일부를 유입하여 냉각시키는 제2냉각부(136)로 형성된다.
상기 제2냉각부(136)는, 상기 냉방시스템(130)의 응축기(132)를 수용하는 함체상의 브라켓(136a)이 구비되고, 상기 브라켓(136a)의 상부에 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부를 분무시키는 노즐(136b)이 구비되며, 상기 노즐(136b)에서 분무되는 순환수에 증발기(134)를 통과하여 냉방된 정화공기를 공급하도록 출구(13)와 브라켓(136a)의 하부를 연결하는 유입안내관(136c)이 구비되고, 상기 유입안내관(136c)으로 유입되어 노즐(136b)에 분무되는 순환수가 응축기(132)에서 발생하는 열과 열교환된 공기를 브라켓(136a)의 외부로 배출시키는 배출안내관(136d)이 구비된다.
상기와 같이 구성된 다른 실시예의 작동은, 흡입팬(20)의 회전에 따라 하우징(10)의 내부로 유입되는 실내공기에 함유된 오염물질을 분사부재(33)에서 분사되는 순환수이 충돌하여 오염물질을 여과시킨 상태에서 흡입팬(20)에 의해 지지관(12)의 내면을 따라 상부로 이동되면서 지지관(12)의 상단부에 장착된 냉방시스템(130)의 증발기(134)를 통과하게 된다.
이때, 상기 냉방시스템(130)은, 압축기(131)에서 고온/고압으로 냉매를 압축하고, 압축된 냉매로부터 열을 응축기(132)에서 제거하는데, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열은 제2냉각부(136)에서 냉각시킨다.
상기 제2냉각부(136)와 열교환되어 응축기(132)를 통과하는 저온의 냉매는 팽창변(133)으로 이동되어 증발기(134)에서 증발이 원활하게 이루어질 수 있는 증 발압력까지 감압된 상태를 유지하면서 증발기(134)로 이동하는데, 상기 증발기(134)의 온도가 지지관(12)의 상부로 이동되는 정화공기의 온도보다 낮기 때문에증발기(134)에서 정화공기의 열을 흡수하여 정화공기의 온도는 낮추면서 정화공기와 열교환되어 온도가 상승한 냉매는 압축기(131)로 순환하는 과정을 반복하게 된다.
상기 증발기(134)를 통과하면서 온도가 급격히 떨어지는 정화공기에 포함된 습기 또한, 증발기(134)에서 응축시킨 상태에서 흡입팬(20)의 회전으로 출구(13)를 통해 실내로 배출되며, 상기 습도센서(110)에서 측정한 값에 따라 콘트롤러(120)의 제어로 냉방시스템(130)을 작동시키게 되는 것이다.
또한, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열은, 응축기(132)를 수용한 제2냉각부(136)의 브라켓(136a)의 내부로 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부가 노즐(136b)을 통해 분무됨과 동시에 상기 증발기(134)를 통과하면서 냉방된 정화공기의 일부가 흡입팬(20)의 회전으로 유입안내관(136c)을 통해 브라켓(136a)의 내부로 유입되어 증발기(134)에서 발생하는 열과 열교환되어 온도가 높아진 분무되는 순환수와 정화공기는 유입안내관(136c)으로 유입되는 정화공기에 밀려 배출안내관(136d)을 통해 브라켓(136a)의 외부로 배출되는데, 상기 배출안내관(136d)으로는 순환수와 같은 물이 배출되는 것이 아니고, 응축기(132)에서 열교환된 고온의 공기만 배출된다.
상기 펌프(32)의 펌핑으로 노즐(136b)에서 순환수가 분무되어 저장부재(31) 에 저장된 순환수의 수위가 낮아지면, 수위감지센서에서 이를 감지하여 콘트롤러(120)로 전송하여 상기 콘트롤러(120)의 제어에 따라 수도전으로부터 순환수를 공급받아 저장부재(31)에서 일정한 수위를 유지하도록 저장할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은, 흡입팬의 회전에 따라 유입되는 실내공기의 오염물질을 분사부재에서 분사되는 순환수로 흡착하여 여과시킨 정화공기의 온도를 낮추면서 정화공기에 포함된 잔류습기를 콘트롤러의 제어에 냉방시스템을 이용하여 선택적이면서도 효율적으로 제거하여 실내의 온도와 습도를 조절할 수 있으므로 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있는 이점을 가지는 것이다.

Claims (6)

  1. 흡입팬(20)의 회전에 의해 하우징(10)의 내부로 유입되는 실내공기의 습도를 측정하는 습도센서(110)가 구비되고, 상기 습도센서(110)에서 측정된 습도값과 설정된 습도값을 비교하여 분사부재(33)를 통과하는 정화공기에 포함된 잔류습기를 냉방시스템(130)으로 제거하도록 제어하는 콘트롤러(120)가 구비되며, 상기 콘트롤러(120)의 제어에 따라 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 엘리미네이터(50)에 증발기(134)가 장착되는 냉방시스템(130)으로 구비되는 기수분리부(100)를 구성하는 것을 특징으로 하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치.
  2. 제1항에 있어서, 냉방시스템(130)은,
    상기 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 냉매를 고온/고압으로 압축시키는 압축기(131)가 형성되고, 상기 압축기(131)에서 압축된 고온/고압의 냉매를 응축시키는 응축기(132)가 형성되며, 상기 응축기(132)에 응축된 냉매를 저압으로 감압/팽창시키는 팽창변(133)이 형성되고, 상기 팽창변(133)에서 감압/팽창된 냉매를 증발시켜 정화공기의 온도를 낮추면서 잔류습기를 제거하는 증발기(134)가 형성되며, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열을 펌프(32)의 펌핑으로 저장부재(31)에 저장된 순환수를 순환시켜 냉각시키는 제1냉각부(135)로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치.
  3. 제2항에 있어서, 제1냉각부(135)는,
    상기 냉방시스템(130)의 응축기(132)를 수용하면서 순환수를 저장하는 함체상의 하우징(135a)이 구비되고, 상기 하우징(135a)의 하부와 분사부재(33)의 하단부에 연결되어 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부가 하우징(135a)의 내부로 유입되도록 안내하는 유입호스(135b)가 구비되며, 상기 하우징(135a)의 상부와 저장부재(31)에 연결되어 응축기(132)에서 발생한 열과 열교환된 순환수가 펌프(32)의 펌핑으로 저장부재(31)로 배출되도록 안내하는 배출호스(135c)가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치.
  4. 제1항에 있어서, 냉방시스템(130)은,
    상기 정화공기에 포함된 잔류습기를 제거하도록 냉매를 고온/고압으로 압축시키는 압축기(131)가 형성되고, 상기 압축기(131)에서 압축된 고온/고압의 냉매를 응축시키는 응축기(132)가 형성되며, 상기 응축기(132)에 응축된 냉매를 저압으로 감압/팽창시키는 팽창변(133)이 형성되고, 상기 팽창변(133)에서 감압/팽창된 냉매를 증발시켜 정화공기의 온도를 낮추면서 잔류습기를 제거하는 증발기(134)가 형성되며, 상기 응축기(132)에서 발생하는 열을 펌프(32)의 펌핑으로 분무되는 순환수에 증발기(134)에서 냉방되어 실내로 배출되는 정화공기의 일부를 유입하여 냉각시키는 제2냉각부(136)로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치.
  5. 제4항에 있어서, 제2냉각부(136)는,
    상기 냉방시스템(130)의 응축기(132)를 수용하는 함체상의 브라켓(136a)이 구비되고, 상기 브라켓(136a)의 상부에 펌프(32)의 펌핑에 의해 분사부재(33)로 공급되는 순환수의 일부를 분무시키는 노즐(136b)이 구비되며, 상기 노즐(136b)에서 분무되는 순환수에 증발기(134)를 통과하여 냉방된 정화공기를 공급하도록 출구(13)와 브라켓(136a)의 하부를 연결하는 유입안내관(136c)이 구비되고, 상기 유입안내관(136c)으로 유입되어 노즐(136b)에 분무되는 순환수가 응축기(132)에서 발생하는 열과 열교환된 공기를 브라켓(136a)의 외부로 배출시키는 배출안내관(136d)이 구비되는 것을 특징으로 하는 냉방시스템을 이용한 습식공기청정기의 온도조절 겸용 고효율 기수분리장치.
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