KR100871004B1 - 고속회전필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 공기 중의 오염물질을 제거하는 수단으로, 고속으로 회전하는 회전 구조물로 형성된 고속회전필터에 관한 것으로서, 즉- 공장이나 산업체의 연돌에서 배출하는 연소가스, 각종 작업현장에서 발생하는 분진과 유해한 물질의 집진과 정화설비, 대형 빌딩이나 지하 시설물의 실내공간에서 사람의 활동이나 장비의 사용과 환기부족으로 인하여 오염된 실내공기를 정화하는 공기정화기 및 공기청정기, 각종 청소기 등에서 오염된 공기 중의 오염물질을 제거하고 공기를 정화하는 수단으로 두루 사용할 수 있는 고속으로 회전하는 구조물로 형성된 고속회전필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 오염공기의 흐르는 방향에 대면하며, 오염공기 유속보다 더 고속으로 회전하는 통기성을 가지는 회전 구조물에 오염공기를 통과시키면, 오염공기는 상기 회전 구조물의 내부조직이나 내부구조물에 수 없이 충돌하게 되는데, 이 때 오염공기에 오염물질을 포집할 수 있는 세정액을 적절히 혼합시키면, 공기 중의 오염물질과 세정액은 고속으로 회전하는 회전 구조물의 내부조직이나 내부 구조물에서 함께 충돌하고 대단히 큰 면적으로 서로 접촉하여 오염물질이 세정액에 포집되어 공기가 정화되는데, 고속회전으로 인해 오염물질과 세정액은 큰 관성력과 원심력을 받아서 통기성의 회전 구조물을 통과하지 못할 뿐만 아니라, 회전구조물의 내부조직에도 잔유하지 못하고 함께 탈락하고 제거되어, 정화효율은 매우 높고, 필터관리가 거의 필요하지 않는 고속회전필터에 관한 것이다.

본 발명은 기존의 필터방식에 비하여 처리 공기량과 처리 속도가 매우 크고, 사용조건의 제한이나 제약이 적고, 집진효율이 높아서 공장 굴뚝에서 배출하는 이산화탄소의 포집장치에, 각종 산업체의 생산 및 작업현장에서 발생하는 다량의 분진을 포집하는 집진기에, 생활공간에서 오염공기를 정화하는 공기청정기나, 또 다양한 형태의 청소기에 두루 다 적용할 수 있는 성능이 우수한 고속회전필터를 제공한다.

고속회전, 회전 구조물, 회전축, 세정액, 경사진 날개, 부직포, 핀, 송풍기, 분사노즐, 세정액용 여과기, 펌프

Description

고속회전필터{HIGH SPEED ROTATING FILTER WITH WASHING LIQUID }

도 1은 본 발명의 고속회전필터의 전체 개념도이다.

도 2는 원판 모양의 후 방향으로 경사진 다수의 날개를 가진 회전 구조물의 정면도이다.

도 3은 도 2의 회전 구조물의 A-A VIEW 측면도이다.

도 4는 원기둥 모양의 후 방향으로 경사진 날개를 다수 가진 회전 구조물의 정면도이다.

도 5는 도 4의 회전 구조물의 B-B VIEW 측면도이다.

도 6는 원판 모양의 부직포와 같은 조직으로 된 여제를 가진 회전 구조물의 정면도이다.

도 7는 도 6의 회전 구조물의 C-C VIEW 측면도이다.

도 8은 원기둥 모양의 구조물로 원심에서 원주의 방향으로 다수의 핀을 가진 회전 구조물의 정면도이다.

도 9는 도 8의 회전 구조물의 D-D VIEW 측면도이다.

도 10은 도 2, 또는 도 4, 또는 도 8의 회전 구조물과 원통형 통로의 결합도이다.

도 11은 도 4의 회전 구조물과 원통형 통로의 결합도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 10a, 10b, 10c: 회전 구조물 11: 리테이너(Retainer)

12: 공기누설 차단돌기 13: 날개

14: 여제 15: 핀

16: 회전축용 보스(Boss) 17: 하부면

18: 프레임 20: 원통형 통로

21: 공기누설 차단 홈 30: 회전축

31: 위치 고정핀 32: 고정 너트

40: 송풍팬 41: 송풍기 입구

50: 모터 60: 몸체

61: 유입구 62: 배출구

70; 펌프 71: 분사노즐

72: 배관 73: 세정액용 여과기

80: 저장탱크 81: 공급밸브

82: 배출밸브

본 발명은 오염된 공기 중의 오염물질을 제거하는 수단으로, 고속으로 회전하는 구조물로 형성된 고속회전필터에 관한 것으로서, 즉- 공장이나 산업체의 연돌 에서 배출하는 연소가스, 각종 작업현장에서 발생하는 분진과 유해한 물질의 집진과 정화설비, 대형 빌딩이나 지하 시설물의 실내 공간에서 사람의 활동이나 장비의 사용과 환기부족으로 인하여 오염된 실내 공기를 정화하는 공기정화기 및 공기청정기, 각종 청소기 등에서 오염된 공기중의 오염물질을 제거하고 공기를 정화하는 수단으로 두루 사용할 수 있는 고속으로 회전하는 구조물로 형성된 고속회전필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 오염공기의 흐르는 방향에 대면하며, 오염공기 유속보다 더 고속으로 회전하는 통기성을 가진 회전 구조물에 오염공기를 통과시키면, 오염공기는 상기 회전 구조물의 내부조직이나 내부구조물에 수 없이 충돌하게 되는데, 이 때 오염공기에 오염물질을 포집할 수 있는 세정액을 적절히 혼합시키면, 공기 중의 오염물질과 세정액은 고속으로 회전하는 회전 구조물의 내부조직이나 내부구조물에서 함께 충돌하고 대단히 큰 면적으로 서로 접촉하여 오염물질이 세정액에 포집되어 공기가 정화되는데, 고속회전으로 인해 오염물질과 세정액은 큰 관성력과 원심력을 받아서 통기성의 회전 구조물을 통과하지 못할 뿐만 아니라, 회전구조물의 내부조직에도 잔유하지 못하고 함께 탈락하고 제거되어, 정화효율은 매우 높고, 필터관리가 거의 필요하지 않는 고속회전필터에 관한 것이다.

산업의 급속한 발전으로 대기 오염물질 배출의 급격한 증가로 기후가 변하고 있으며, 도시의 거대화, 인구의 집중과 밀집현상, 급격히 증가하는 자동차 등으로 화석연료의 소비증가 등으로 실내 공간의 공기질은 말할 것도 없고, 도시의 대기도 상당한 수준까지 오염되고 있어서 저항력이 약한 어린이와 노약자는 알레르기성 비염이나 천식 등의 호흡기 질환 및 아토피성 피부염 등의 피부 관련 질병에 심각한 수준으로 노출되고 있는 실정이고, 이산화탄소의 과다 배출은 지구 온난화를 초래하고, 지구의 기후까지 변화시키고 있어 많은 사람들이 우려를 하고 있다.

이에 따라 많은 사람들이 공기질에 대한 관심이 날로 높아가고 있고, 지구 온난화 및 이산화탄소의 배출규제와 관련 법규도 강화되고 있는 추세이다.

이러한 공기 중의 오염물질을 제거하기 위하여 실로 다양한 방식이 고안되어 왔으며, 여기에서 다 언급하는 것은 무리가 있어서 본 발명이 속한 필터방식에만 한정하여 기술하고자 한다.

필터방식에는 크게 건식과 습식으로 분류되고, 건식 필터는 건식여과수단, 즉 여러 형태의 여과필터가 있고, 필터구멍보다 큰 입자상태의 오염물질은 효과적으로 잘 제거되나, 필터구멍보다 적은 미세먼지의 제거는 어렵고, 또 처리해야할 공기 중에 분진의 농도가 많거나 공기 온도가 높은 경우에는 사용할 수 없는 등의 제약이 따른다. 특히, 유해가스, 지구 온난화의 주범으로 지목되는 이산화탄소 등의 제거는 불가능하다.

또한, 여과필터는 구조적으로 공기통과 면적(필터면적)을 일정 이상 크게 확보할 필요가 있어서 크기가 커지며, 또한, 여과필터에서 걸러진 오염물질이 2차로 공기를 오염시키는 필터 2차 오염현상으로 인해 주기적인 여과필터의 교환과 청소 등의 번거로운 작업이 필요하고, 비용이 발생하는 문제점이 있었다.

기존의 습식 공기정화창치들은 대개 장치가 크고, 대형이며, 미세먼지나 유해가스의 집진 및 제거효율이 낮은 전형적인 고비용, 저효율의 문제점이 있어서 산업현장에서만 가끔 사용되고 있는 실정이다.

최근에는 여러 형태의 소형의 습식공기청정기도 선보이고 있으나, 미세먼지의 제거성능이 부족한 문제점이 있었다.

또한, 본인이 출원한 출원번호 10-2006-0004167의 물세척 공기정화기는 여러 단의 회전핀과 고정핀으로 구성되어 있어서 제작이 까다롭고, 제작비가 높아지며, 성능 향상을 위하여 핀의 숫자를 늘리는 것이 바람직하나 핀의 숫자를 늘리는 것과 그로 인하여 유지보수에 어려움이 있고, 정화된 공기 중에 세척수가 혼입되는 현상을 해결하기 위하여 공기흐름 방향을 180도로 2회 이상 바꾸어 주어야 하기 때문에 정화기의 몸체가 커지기 때문에 소형에는 사용을 할 수 없는 등, 문제점이 있었다.

본 발명의 기술적 목적은, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 오염공기의 흐르는 방향에 대면하며, 오염공기 유속보다 더 고속으로 회전하는 통기성을 가지는 회전 구조물에 오염공기를 통과시키면, 오염공기는 상기 회전 구조물의 내부조직이나 내부구조물에 수없이 충돌하게 되는데, 이 때 오염공기에 오염물질을 포집할 수 있는 세정액을 적절히 혼합시키면, 공기 중의 오염물질과 세정액은 고속으로 회전하는 회전 구조물의 내부조직이나 내부구조물에서 함께 충돌하고 대단히 큰 면적으로 서로 접촉하여 오염물질이 세정액에 포집되어 공기가 정화되는데, 고속회전으로 인해 오염물질과 세정액은 큰 관성력과 원심력을 받아서 통기성의 회전 구조물을 통과하지 못할 뿐만 아니라, 회전구조물의 내부조직에도 잔유하지 못하고 함께 탈락하고 제거되어, 정화효율은 매우 높고, 필터관리가 거의 필요하지 않는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 기존의 어떠한 필터보다 오염공기의 처리하는 양은 매우 커서, 크기는 작아지고, 제작비가 낮고 저렴하면서, 정화효율은 더 높은 정화기를 만들 수 있는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다량의 분진을 포함한 오염공기를 필터의 청소나 교환 없이 장시간 고효율로 연속 운전이 가능한 고속회전필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고온 상태의 오염공기일지라도 고효율로, 연속적으로 처리할 수 있는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 공기 중에 혼합된 유증기(OIL MIST)나 습증기(WATER MIST)를 높은 효율로 공기와 분리하여 공기 중의 기름성분과 수분을 회수하고 공기를 정화할 수 있는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

물론, 상기와 같은 경우에는 별도의 세정액을 사용치 않고 유증기나 습증기를 날개와의 충돌에 의하여 응결 응집되어 원심력에 의해 회수되고 공기는 정화된다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 소독약품을 세정수에 넣어 사용함으로써 공기 중의 각종 세균들을 살균하여 공기소독까지 할 수 있는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 연돌에서 배출되는 이산화탄소나 아황산가스와 같은 유해가스를 아주 효과적이면서 저렴한 비용으로 제거할 수 있는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 실내의 오염공기를 정화하는 과정에서 세 정액(물)의 파쇄에 의하여 자연 상태로 발생하는 음이온을 공급함으로써, 쾌적하고 건강한 실내공기를 제공하는 고속회전필터를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 청소기 뒤에서 미세먼지의 배출을 없애고, 먼지가 물에 젖어서 먼지처리가 매우 쉽고, 물도 흡입하여 청소할 수 있는 편리한 청소기에 고속회전필터를 제공하는 것이다.

결국, 본 발명의 또 다른 목적은, 여과식 필터를 대체하는 새로운 개념의 편리하고, 크기가 작고, 성능이 우수한 고속회전필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 임의의 몸체에 오염공기를 흡입할 수 있는 임의의 송풍수단과, 세정액을 오염공기에 분사 혹은 분무하여 혼합할 수 있는 임의의 세정액 혼합수단과, 세정액을 저장하는 임의의 세정액 저장수단을 가지고,

상기 임의의 송풍수단에 의해 임의의 몸체내부로 유입된 오염공기의 흐르는 방향에 대면하며, 오염공기 유속보다 더 고속으로 회전하는 통기성을 가지는 회전 구조물과,

상기 회전 구조물의 외주를 감싸고 있어서 오염공기와 정화된 공기를 구분하고, 정화된 공기의 통로로 이용되는 원통형 통로와;

상기 원통형 통로의 중심선에 길이방향으로 위치하며, 상기 회전 구조물을 고속으로 회전시키는 회전축과;

상기 회전축에 고속 회전력을 발생하고 전달하는 모터나 혹은 모터 및 동력 전달장치로 구성된 동력발생수단;을 포함하는 고속회전필터를 제공한다.

또한, 상기 회전 구조물은 원판 모양의 구조물로서, 원판에 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 날개가 원심에서 원주방향으로 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 구조물은 상기 기술(記述)에만 한정되지 않고, 원기둥 모양의 구조물로서, 원기둥면에 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 날개가 원기둥면의 하측에서 상측 일정 높이까지 다수 형성되어 있고, 하부 면은 막혀 있고, 상부 면은 열려 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 구조물은 상기 기술(記述)에만 한정되지 않고, 일정 두께의 원판 모양의 부직포와 같은 조직의 여제로 된 것도 추가로 포함할 수 있다.

또한, 회전구조물이 부직포와 같은 조직의 여제로만으로 구성될 때는, 여제가 고속 회전과 송풍팬의 흡입압력에 견뎌내어 원형의 형체를 유지하도록 틀(수단)을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 구조물은 상기 기술(記述)에만 한정되지 않고, 원기둥 모양의 구조물로서, 원심에서 원주방향으로 형성되어 있는 다수의 핀을 가지고 있는 것도 포함할 수 있다.

또한, 상기 모든 회전 구조물의 원주나 원주 상측부에 통기성이 없는 테두리(리테이너, Retainer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 통로는 상기 모든 회전 구조물의 원주 전체나 혹은 원주의 상측부에 있는 리테이너를 감싸고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 통로의 일단에 홈이 마련되고, 회전 구조물의 상측부에 있는 상기 리테이너의 일단에 돌기가 형성되어 있어서, 상기 돌기가 상기 홈에 위치하여 고속 회전함으로써, 원통형 통로의 내벽과 상기 회전 구조물의 원주와 리테이너 사이의 틈새로 오염공기가 누설하여 정화된 공기에 혼입하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전 구조물은 상기 회전축에 단수로 마련되는 것에 한정되지 않고, 상기 회전 구조물들이 복수로 조합하여 마련되는 것도 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축의 회전동력은 회전축의 타 일단에 회전동력을 제공할 모터를 직결하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전축의 회전동력은 회전축에 모터를 직결하는 것에 한정되지 않고, 임의의 장소에 모터를 마련하고, 체인이나 벨트에 의하여 회전동력을 전달할 수도 있는 것을 포함한다.

또한, 상기 임의의 송풍수단과 본 발명의 회전 구조물은 동일한 회전축에 마련되어서 하나의 동력발생장치에 의하여 구동될 수도 있을 것이고, 또는 별도의 회전축과 별도의 동력발생장치에 각각 마련되어서 구동될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 임의의 세정액 혼합수단과 본 발명의 회전 구조물은 동일한 회전축에 마련되어서 하나의 동력발생장치에 의하여 구동될 수도 있을 것이고, 또는 별도의 장치로 각각 마련될 수도 있을 것이다.

또한, 상기 세정액 혼합수단은, 상기 기술에도 불구하고, 별도의 동력이나 장치 없이 청소기와 같이 강한 흡입력(정압)을 가지는 송풍기에 의존하여 마련될 수도 있을 것이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하나, 이는 단지 일실시예를 설명할 뿐, 이것에 한정되는 것은 아니다.

도 1내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)은 회전축(30)의 일단에 마련되어 있고, 상기 회전축(30)은 타 일단에 역시 송풍팬(40)을 구비하고 있으며, 상기 회전축(30)을 고속 회전시킬 회전동력을 발생하는 모터(50)가 회전축(30)의 타 일단에 마련되어 있다. 상기 모터(50)는 임의의 몸체(60)에 안착되어서 상기 송풍 팬(40)과 상기 회전 구조물(10)을 회전축(30)에 구비하고 지탱하여 준다.

상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)은 상기 회전축(30)에 위치 고정핀(31)과 고정 너트(32)에 의하여 조립되어 있어서 쉽게 분해와 조립을 할 수 있다.

원통형 통로(20)는 원형의 송풍기 입구(41)의 바깥 동심원에 위치하고 아래로 돌기하여 회전 구조물의 외주를 감싸고 있다. 또 원형의 송풍기 입구(41)와 원통형 통로(20) 사이에는 공기누설 차단 홈(21)이 마련되고, 상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)의 원주에 있는 리테이너(11) 상측에는 상기 원통형 통로(20) 일단에 마련되어 있는 공기누설 차단 홈(21)에 위치하는 공기누설 차단 돌기(12)가 마련되어 있다.

또한, 임의의 상기 몸체(60)는 오염공기의 유입구(61)와 정화된 공기의 배출구(62)가 형성되어 있고, 세정액(W)을 저장하는 저장탱크(80)를 몸체(60) 하부에 구비하고 있다.

상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)에 유입하는 오염공기에 세정액(W)을 분사 혹은 분무하기 위하여 펌프(70)는 상기 임의의 몸체(60)의 일측에 마련되어 있고, 상기 펌프(70)의 일측은 세정액(W) 저장탱크(80)의 저부에서 충분한 깊이로 세정액에 잠겨 있는 세정액용 여과기(73)에 연결되어 있고, 또 타일측은 배관(72)을 통하여 분사노즐(71)까지 연결되어 있다.

상기 분사노즐(71)은 상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)의 부근에 위치하고 있는데, 이는 세정액(W)을 상기 회전 구조물(10, 10b, 10c)에 직접 분사하는 것이 더 효과적으로 오염물질을 포집하기 때문이다.

상기 몸체(60)의 세정액 저장탱크(80)에는 세정액을 채우기 위한 공급밸브(81)와 배출하기 위한 배출밸브(82)가 마련되어 있다.

도 2, 도 3, 도 10을 참조하면, 회전 구조물(10)은 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 날개(13)를 다수 가지고 있고, 원판의 원 외주에는 날개(13)끝을 고정하여 변형을 방지하는 리테이너(11)가 있고, 원심에는 회전축과 결합을 경고하게 하도록 회전축용 보스(BOSS)(16)가 마련되어 있으며, 원통형 통로(20)의 일단에 마련되어 있는 공기누설차단 홈(21)에 위치하는 공기누설 차단돌기(12)가 리테이너(11)의 상부에 마련되어 있다.

도 4, 도 5, 도 11을 참조하면, 원기둥 모양의 회전 구조물(10a)은 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 날개(13)를 원기둥면에 다수 가지고 있고, 원기둥의 하부에는 하부면(17)이 마련되어 있고, 상기 하부면(17)의 중심에는 회전축과 결합을 경고하게 하도록 회전축용 보스(BOSS)(16)가 마련되어 있다. 원기둥의 상부 에는 원기둥의 기둥면에 구비되어 있는 날개(13)를 고정하여 변형을 방지하기 위한 리테이너(11)가 형성되어 있고, 원통형 통로(20)은 상기 리테이너(11)의 외주를 감싸고 있으며, 상기 원통형 통로(20)의 일단에 마련되어 있는 공기누설차단 홈(21)에 위치하는 공기누설 차단돌기(12)가 리테이너(11)의 상부에 마련되어 있다.

또한, 도면에는 생략되어 있으나, 원기둥 모양의 회전 구조물(10a)을 사용하는 경우에는 분사노즐의 위치가 원판 모양의 회전 구조물(10)일 때와는 상이할 것이다. 이는 후 방향으로 경사진 날개에 세정액을 잘 분사할 수 있는 위치, 즉 원기둥면의 측면이거나 오염공기에 세정액을 잘 혼합할 수 있는 위치가 선택되어져야 할 것이기 때문이다.

도 6, 도 7, 도 10을 참조하면, 회전 구조물(10b)은 일정 두께의 원판 모양의 부직포와 같은 조직의 여제로 되어 있고, 원판의 원 외주에는 리테이너(11)가 있고, 원심에는 회전축과 결합을 경고하게 하도록 회전축용 보스(BOSS)(16)가 마련되어 있으며, 원통형 통로(20)는 상기 회전 구조물(10b)의 외주 전체를 감싸고 있으며, 상기 리테이너(11)와 상기 회전축용 보스(BOSS)(16)에 프레임(18)이 마련되어서 여제(14)의 형상을 유지하고 변형을 방지하며, 상기 원통형 통로(20)의 일단에 마련되어 있는 공기누설차단홈(21)에 위치하는 공기누설 차단돌기(12)가 상기 리테이너(11)의 상부에 역시 마련되어 있다.

도 8, 도 9, 도 10을 참조하면, 회전 구조물(10c)은 원기둥 모양의 구조물로서, 원심에서 원기둥면을 향하여 형성되어 있는 다수의 핀을 가지고 있으며, 원기둥의 상부에는 리테이너(11)가 형성되어 있고, 원통형 통로(20)은 상기 원기둥 모 양의 구조물 외주 전체를 감싸고 있으며, 상기 원통형 통로(20)의 일단에 마련되어 있는 공기누설차단 홈(21)에 위치하는 공기누설차단돌기(12)가 상기 리테이너(11)의 상부에 마련되어 있다.

또한, 도면에는 생략되어 있으나, 일정 두께의 원판 모양의 부직포와 같은 조직의 여제(14)를 원판 모양의 회전 구조물(10)의 앞 단에나, 혹은 일정 두께의 원기둥 모양의 부직포와 같은 조직의 여제를 원기둥 모양의 회전 구조물(10a)의 날개 바깥이나 안쪽에 추가로 구비하여 사용할 수 있는데, 이는 경사진 날개(13)를 가진 회전 구조물(10, 10a)과 함께 부직포와 같은 조직의 여제를 함께 조합하여 사용함으로써, 미세먼지나 유해가스를 더 완벽하게 제거할 수 있다.

이하, 상기에서 설명한 본 발명에 따른 일실시예의 작용 및 작동을 상세히 설명한다.

도 1, 내지 도 11을 참조하면, 저장탱크(80)에 공급밸브(81)을 통하여 적정한 양의 세정액을 채우고, 전원을 ON하여 모터(50)를 구동하면 회전축(30)은 고속으로 회전을 시작하고, 회전축(30)에 마련되어 있는 송풍팬(40)과 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)은 회전축(30)과 함께 고속으로 회전을 한다. 송풍팬(40)의 회전에 의하여 흡입력이 발생하고, 임의의 몸체(60)의 외부에 있는 오염공기는 유입구(61)을 통하여 몸체(60)내부로 유입되어 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)을 통과하고 송풍기 입구(41)를 거쳐 송풍팬(40)에 의해 배출구(62)를 통해 외부로 배출된다. 한편, 전원을 ON하면 모터(50)에도 전원이 인가되는 동시에 펌프(70)에도 전원이 인가되어 펌프가 작동하고, 세정액용 여과기를 거쳐서 세정액이 펌프에 유입, 가압 되어 배관(72)를 통해 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c) 부근에 위치하고 있는 분사노즐(73)에 도달하여 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)을 향하여 세정액(W)을 분사한다. 분사된 세정액은 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)을 향하여 진행하는 오염공기와 함께 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)의 경사진 날개(11)표면이나 여제(14)의 내부 조직이나, 핀(15)에서 충돌하는데, 오염공기의 속도나 세정액의 분사속도보다 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)의 회전속도가 훨씬 크기 때문에 질량이 무거운 오염물질과 세정액은 회전하는 다수의 후 방향으로 경사진 날개(13)의 표면과 여제(14)의 내부조직과 핀(15)을 통과하지 못하고 함께 충돌하면서 큰 면적으로 접촉하고, 오염물질은 세정액에 포집된다. 또 날개(13)표면이나 여제(14)의 조직내부나 핀(15)에서 세정액과 세정액에 포집된 오염물질은 빠르게 회전하는 경사진 날개표면에서, 또 부직포의 내부조직에 충돌에 의하여, 또 회전하는 핀과 충돌에 의하여 큰 관성력과 원심력을 받는데, 상기 관성력과 원심력의 두 힘의 합에 의하여 세정액과 세정액에 포집된 오염물질은 결국 아래의 저장탱크(80)로 떨어져 회수되며 고속으로 회전하는 회전 구조물의 내부에는 세정수의 세정작용으로 오염물질의 퇴적이 발생하지 않아 오손이 일어나지 않는다.

한편, 상기 원통형 통로(20)의 일단에 공기누설차단 홈(21)에 상기 회전필터(10)의 리테이너(14)의 상부에 공기누설차단 돌기(12)가 위치하여 고속으로 회전하고 있어서, 원통형 통로(20)의 내벽과 회전 구조물 외주 및 리테이너(11) 사이의 틈새로 오염공기가 누설하여 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)을 통과하지 않는 오염공기가 송풍팬(40)으로 유입되는 것을 차단하여 준다. 사실, 원통형 통로(20)와 고속으로 회전하는 회전필터(10)의 외주의 틈새가 적당하면 고속회전에 의해 회전필터(10)의 외주표면에서 공기의 와류현상이 발생하여 누설이 잘 일어나지 않으나, 보다 확실한 누설방지 대책으로 상기 공기누설차단 홈(21)과 공기누설차단 돌기(12)를 마련하여 두었다.

상기 세정액 여과기(73)는 연속적인 운전으로 오염공기 중의 오염물질이 세정액에 축척되고, 축적된 오염물질들이 분사노즐(71)의 노즐구멍을 막아서 세정액이 원활하게 분사되지 않는 현상을 예방한다.

세정액에 많은 오염물질의 축척되고 더러워져서 세정액을 교환하거나 저장탱크 내부를 청소할 필요가 있을 경우에 오염된 세정액을 배출하고, 저장탱크(80)를 비울 수 있도록 배출밸브(82)가 마련되어 있다.

또한, 부직포와 같은 조직의 여제(14)가 고속으로 회전하게 되면, 여제(14)의 실제 메시(MESH) 수보다 훨씬 조밀해지고 촘촘해지는 효과가 있어서 정압손실은 적으면서도 미세한 입자까지 제거하는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 일정 두께의 여제(14)의 내부조직에서 일어나는 현상을 좀 더 살펴보면, 오염공기의 진행방향을 Y축, 여제(14)의 내부조직이 회전하는 방향을 X축, 세정액이 원심력을 받아서 흐르는 방향을 Z축이라 하면, 이들은 서로 직각인 90도로 교차하면서 만나고, Y축 방향으로 진행하는 오염물질은 X축 방향으로 달리는 여제(14)로 인해 정지된 여제와 비교하면 훨씬 더 많은 내부조직과 충돌하게 되어서 실제의 메시 수보다 훨씬 많은 오염물질이 포집된다. 오염물질은 Z축 방향으로 흐르는 세정액과도 충돌하여 오염물질이 세정액에 포집된다. 또 Z축 방향으로 흐르는 세정액은 여제(14)의 내부 조직에 붙잡힌 오염물질을 씻어내어 내부조직을 청소까지 해주게 된다.

또한, 상기 여제(14)의 내부조직과 조직사이의 공간에는 경사진 날개(13)표면보다 세정액을 더 많이 함유할 수 있어서 오염공기 중에 있는 이산화탄소나 아황산가스, 이산화질소와 같은 유해가스를 수산화나트늄의 수용액으로 석출하여 제거하는데 사용하면 더 효과적인데, 이는 이들 유해가스가 수산화나트늄과 화학반응할 수 있는 시간을 좀 더 길게 하고, 접촉면적을 더 크게 할 수 있어서, 보다 저렴하고 효과적인 공기정화장치를 만들 수 있을 것이다.

물론, 상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)들은 단독으로 사용할 수도 있을 것이나, 상기 회전 구조물(10, 10a, 10b, 10c)들의 조금씩 다른 성능과 특징을 잘 조합하여 사용하면, 양호한 최상의 결과를 얻을 수 있을 것이다.

한편, 오염공기의 온도가 높을 때는 오염공기의 유입구(61)를 길게 마련하고 세정액을 몇 단계로 분사하여 온도를 떨어뜨리고, 분진의 농도가 지나치게 많을 경우에는 분사노즐(71)의 숫자를 적절히 증가하여 세정액을 충분히 분사하면 만족한 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 고속회전필터는 공장이나 산업체의 연돌에서 배출하는 연소가스, 각종 작업현장에서 발생하는 분진과 유해한 물질의 집진과 정화설비, 대형 빌딩이나 지하 시설물의 실내 공간에서 사람의 활동이나 장비의 사용과 환기부족으로 인하여 오염된 실내 공기를 정화하는 공기정화기 및 공기청정기, 각종 청소기 등과 같이 다양한 장비에서, 다양한 오염물질에 의해 오염된 공기를 정화하는 수단으로 두루 사용할 수 있는 우수한 필터를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 세정액에 포집된 오염물질들을 원심력과 관성력에 의해 스스로 제거하여 자동 청소되므로 필터 청소나 교환이 필요 없어서 필터의 유지비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 필터의 막힘현상이 거의 일어나지 않아 다량의 분진이 포함된 오염공기의 정화에서 아주 적합하며 장시간 연속운전이 가능한 고성능의 필터를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속으로 회전하는 회전필터는 고온의 배기가스 등에 포함된 이산화탄소나 아황산가스 및 이산화질소 등의 유해가스를 제거할 수 있는 필터를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속으로 회전하는 회전필터는 정압손실이 작어서 대량의 오염공기를 크기가 작은 장치로 처리할 수 있기 때문에 저렴한 비용으로 장치를 만들 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 공기 속에 있는 각종세균과 바이러스 등을 효과적으로 살균/소독할 수 있어서 무균실이나 중환자 병동, 신생아실, 축사 등에서 무균상태의 공기를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 공기 중에 혼입한 유증기(OIL MIST)나 습증기(WATER MIST)를 용이하게 연속적으로 제거하여 공기 중의 기름이나 수분을 분리하여 회수하고 공기를 정화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 공기 중의 미세먼지와 세균의 제거, 적절한 가습, 공기속의 비타민이라는 음이온까지를 고 성능으로 동시에 제공할 수 있고, 필터관리도 아주 용이하여 이상적이고 완벽한 공기정화기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 먼지봉투 등의 여과필터가 없고, 필터교환이나 필터청소가 필요하지 않는 청소기 필터를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고속회전필터는 기존의 필터보다 성능이 우수하며 편리한 것으로 기존필터를 대체하는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 몸체와, 오염공기를 흡입할 수 있는 송풍수단과, 세정액을 오염공기에 분사 혹은 분무하여 혼합할 수 있는 세정액 혼합수단과, 세정액을 저장하는 세정액 저장수단을 가지며,

   상기 송풍수단에 의해 몸체내부로 유입된 오염공기에 대면하며, 오염공기 유속보다 더 고속으로 회전하는 통기성을 가지는 회전 구조물과;

   상기 회전 구조물의 외주를 감싸고 있어서 오염공기와 정화된 공기를 구분하고, 정화된 공기의 통로로 이용되는 원통형 통로와;

   상기 원통형 통로의 중심선에 길이방향으로 위치하며, 상기 회전 구조물을 고속으로 회전시키는 회전축과;

   상기 회전축에 고속 회전력을 발생하여 전달하는 모터나 혹은 모터 및 동력전달장치로 구성된 동력발생수단;을 포함하는 고속회전필터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 구조물은 원판 모양의 구조물로서, 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 다수의 날개가 원심에서 원주방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 구조물은 원기둥 모양의 구조물로서, 원기둥면에는 회전방향에서 일정각도 후 방향으로 경사진 다수의 날개가 원기둥면의 하측에서 상측 일정 높이까지 다수 형성되어 있고, 하부 면은 막혀 있고, 상부 면은 열려 있는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 구조물은 일정 두께를 갖는 원판 모양의 부직포와 같은 조직의 여제로 된 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 구조물은 원기둥 모양을 한 구조물로서, 원심에서 원기둥면을 향하여 형성되어 있는 다수의 핀을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 회전구조물의 원주에 통기성이 없는 리테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
7. 제 1항, 또는 6항에 있어서,

   상기 원통형 통로는 상기 회전 구조물의 원주 전체나, 혹은 원주의 일부분에 있는 리테이너를 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
8. 제 1항, 또는 제 6항에 있어서,

   상기 원통형 통로의 일단에 홈이 마련되고, 상기 리테이너의 일단에 돌기가 형성되어서, 상기 돌기가 상기 홈에 위치하여 고속 회전함으로써, 원통형 통로의 내벽과 상기 회전 구조물의 리테이너 사이의 틈새로 오염공기가 누설하여 정화된 공기에 혼입하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 회전 구조물은 상기 회전축에 단수로 마련되는 것에 한정되지 않고, 복수로 조합하여 마련되는 것도 포함하는 고속회전필터.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 회전 구조물과 상기 송풍수단은 하나의 회전축에 함께 마련되어서, 하나의 동력발생장치에 의하여 구동되거나, 별도의 회전축과 별도의 동력발생장치에 각각 마련되어서 구동되는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 회전 구조물과 상기 세정액 혼합수단이 하나의 회전축에 함께 마련되어서, 하나의 동력발생장치에 의하여 구동되거나, 별도의 독립된 수단에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 세정액 혼합수단은 별도의 수단을 마련하지 않고, 상기 송풍기의 강한 흡입력에 의하여 세정액이 흡입된 공기에 혼합되는 것을 특징으로 하는 고속회전필터.

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