KR100991039B1 - 소음기를 갖춘 공기 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공간이 협소한 실내공간에서 대기중의 오염물질을 정화시킴에 있어 진공펌프나 압축기를 이용하여 공기를 흡입하면서 발생되는 흡입소음을 흡음시킴과 동시에 정화시키고, 필터의 교환시 교환이 용이하고 교환시 오염물질에 의해 2차 오염을 방지할 수 있는 소음기를 갖춘 공기 정화장치에 관한 것으로, 본 발명은 방음 및 흡음을 위해 가장자리에 방음재(101)가 충진된 케이싱(100a)과; 상기 케이싱(101)의 내부에 외기를 유인하는 흡입관(11)이 연결되고 격벽(13)에 의해 구획된 공명챔버(20a) 및 확장챔버(30a)와, 다공판(43)에 의해 지지되고, 상기 확장챔버(30a)를 통과한 에어의 소음을 저감시키고 에어를 유인하기 위하여 흡음용 그물망이 설치되고, 상기 그물망과 통해지는 많은 구멍(42)이 마련된 흡음관(41)을 갖춘 흡음챔버(40a)로 이루어진 한 쌍의 소음기(10a)(10b)가 마련되어 있고, 상기 한 쌍의 소음기(10a)(10b)가 연통되도록 연결함에 있어 일측 소음기(10a)에는 기류가 배출되는 방향에 필터조립체(50)의 연결관(52a)이 탈착가능하게 결합되는 안착부(60)가 마련되고, 다른 소음기(10b)의 입구측에는 필터조립체(50)의 연결관(52b)이 탈착되는 탈착부(70)로 구성된 것에 특징이 있다.

본 발명은 진공펌프 혹은 압축기에 의해 흡입되는 실내공기를 정화시킴에 있어 흡입소음을 현저히 저감시키고, 흡입되는 에어에 포함된 유해성분이나 입자를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 정화 필터를 교환할 때 필터에 포집된 분진이나 기타 오염물질 등이 설치주변을 재차 오염시키지 않으며, 필터가 조립체화 되어 누구나 용이하게 교환할 수 있는 장점이 있다. 본 발명은 진공펌프나 압축기에 의해 공기를 정화시킴에 있어 유용하다.

소음기, 공기정화기, 진공펌프, 압축기, 필터

Description

소음기를 갖춘 공기 정화장치{AIR FILTER ASSEMBLY COMPRISING MUFFLER}

본 발명은 공간이 협소한 실내공간에서 대기중의 오염물질을을 정화시킴에 있어 진공펌프나 압축기를 이용하여 공기를 흡입하면서 발생되는 흡입소음을 흡음시킴과 동시에 정화시키고, 필터의 교환시 교환이 용이하고 교환시 오염물질에 의해 주위를 재차 오염시키는 것을 방지할 수 있는 소음기를 갖춘 공기 정화장치에 관한 것이다.

산업사회의 심화에 따른 화석연료의 과도한 사용에 의하여 배출 가스가 다량 발생하고 미세먼지, 꽃가루, 타르, 미생물 등의 유기 고형물 발생으로 인하여 대기오염은 사회문제로 대두 되고 있고, 실내 거주 공간도 오염이 심각하여 질 높은 생활을 해치고 있다.

현재 사용하는 대개의 공기 정화기는 강제 송풍 방식을 이용하여 필터에서 집진하는 방식이나, 송풍기의 집진 흡입력 편차나, 송풍 압력으로는 미세먼지를 제거하기 힘든 사정이며 미세먼지의 포집이 어렵고 분진이 필터에 퇴적되어 그 망목이 폐쇄되고 압력 손실이 증대되어 수명이 단축되는 문제점이 있는 것이다.

정전 집진 방법은 직류 고전압에 의하여 집진하는 것으로 효율은 양호하지만 다량의 전력소비와 보수관리 및 안전측면에서 위험하며 다량의 오존이 발생할 경우 건강상 문제점을 일으킨다.

국부적인 공기정화 방법은 혼탁한 공기를 계속 순환시킴으로 산소 부족 현상이 발생할 염려가 있어 쾌적성이 떨어지고 건강에 나쁜 영향을 미칠 수 있고 적은 공간에 많은 사람이 있을수록 산소 농도는 떨어져 미약한 두통, 호흡곤란 등을 초래할 수도 있다.

창문을 열고 자주 환기를 하여야 하나 에너지의 손실과 외기에 미세분진 등이 포함되었을 경우 안전한 환기를 할 수 없게 되는 것이다.

국내의 건축물 특히 아파트와 같은 주거용 건축물의 경우 좁은 공간에 밀집된 내장시설과 가구 등으로부터 심각한 수준의 휘발성 유기화합물(VOC)이 발생하고 있으며, 이는 환경규제치를 훨씬 초과하고 있는 실정이다.

이와 같은 물질들은 당연히 신축건물이나 새 가구로부터 많이 나오고 또한 새자동차에서와 같이 접착제나 페인트류, 플라스틱재질 또는 발포소재로 제작된 제품에서 더욱 심하게 발생 된다.

이 같은 문제를 근본적으로 해결하기 위해 휘발성 유기화합물이 전혀 발생하지 않는 건축자재를 사용하는 방안이 강구되고 있으나 대체 가능한 소재의 한계와 상대적인 제품가격 상승 등으로 채택에 제한요인으로 작용하고 있다.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 공기정화기를 사용하고 있으나 현재 사용되는 공기정화기는 송풍기에 의한 공기 흡입을 할 경우 고회전을 요구하기 때문에 소비전력이 증가하고 운전 소음이 크고, 정화 효율을 높게 하기 위하여 필 터의 두께를 두껍게 하거나 미세하게 할 경우 압력 손실이 커지게 되므로 정화 효율이 영향을 받게 되며 미세분진의 정화가 어려워 이에 포함된 산성, 알카리성 가스, 미생물 등을 정화할 수 없는 문제점 등이 있는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 진공펌프 혹은 압축기의 압력에 의해 흡입되는 외기를 정화시키고 정화기 운전에 따른 소음을 저감시키며, 누구나 용이하게 필터를 교환할 수 있는 소음기를 갖춘 공기 정화장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치의 구현수단은,

방음 및 흡음을 위해 테두리부분에 흡음재로 둘러 쌓이고, 충진된 하우징 내에 소음기를 마련하되, 외기를 유인하는 흡입관이 결합 되고, 격벽에 의해 구획된 공명챔버, 확장챔버 및 다공판에 의해 지지되고 확장챔버에서 유입되는 공기를 유인함에 있어 원주면에 구멍이 마련된 흡음관을 구비하고, 내부에 흡임재가 충진된 흡음챔버로 구성된 한 쌍의 소음기사이에 필터조립체를 탈착가능하게 조립하기 위한 안착부와 탈착부를 갖춘 구성에 의해 달성할 수 있다.

본 발명은 진공펌프 혹은 압축기에 의해 흡입되는 실내공기를 정화시킴에 있어 흡입소음을 현저히 저감시키고, 흡입되는 에어에 포함된 유해성분이나 입자를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 정화 필터를 분리할 때 교환시 필터에 포집된 분진이나 기타 오염물질 등이 주변을 2차로 오염시키지 않으며, 필터가 조립체화되어 누구나 용이하게 교환할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명은 필터의 기능을 정화 용도에 따라 다양화할 수 있어 다양한 종류의 공기정화기와도 호환성이 우수한 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치에 대한 요부 단면도가 예시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 소음기를 구비한 공기 정화장치에 대한 요부 단면도가 예시되어 있다.

본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 단일 하우징(100a)내에 마련된 한 쌍의 소음기(10a, 10b)와 필터조립체(50)로 구성되어 있다.

케이싱(100a)은 그 둘레가 방음재(101)로 둘러싸여 있으며, 일측에 실내공기가 유입되는 단부가 절곡된 흡입관(11)과 진공펌프(도면에는 미도시)와 연결되는 배출관(12)이 부착되어 있고, 흡입관(11)과 배출관(12)사이에 한 쌍의 소음기(10a)(10b)가 서로 연결되도록 배치되어 있으며, 상기 한 쌍의 소음기(10a)(10b)사이에는 케이싱(100a)에 탈착가능하게 조립되어 있다. 참고로 상기한 케이싱(100a)은 분해할 수 있도록 커버가 부착되어 있다.

상기한 한 쌍의 소음기(10a)(10b)는 격벽(13)과 다공판(43)에 의해 구획된 공명챔버(20a), 확장챔버(30) 및 흡음챔버(40a)를 갖추고 있는데, 각 챔버들의 체적비를 부등호로 나타내면 공명챔버 < 확장챔버 < 흡음챔버 순으로, 공명챔버(20a)가 가장 작고 흡음챔버(40a)가 가장 크게 구성되어 있다.

상기 공명챔버(20a)에는 상기 흡입관(11)를 지지하기 위한 격벽((13)이 마련되어 있다. 상기 흡입관(11)에는 공명챔버(20a)와 통해지도록 끝단이 터진 직경이 가는 유도관(21)이 부설되어 있고, 상기 유도관(21)의 내부는 흡입관(11)과 통해진 공명홀(22)이 마련되어 있다.

상기한 흡입관(22)으로 흡입되는 에어가 공명챔버(20a)속으로 흡입되는 과정에 일부의 에어가 공명홀(22)를 따라 유도관(21)의 내부를 따라 공명챔버(20a)로 우회한다. 이때 흡입되는 에어는 유도관(22)을 따라 공명챔버(20a)로 유입되면서 특정 주파수 영역을 지닌 흡입 소음을 상쇄시키는 작용을 한다.

물론, 소음의 상쇄 폭은 공명홀(22)의 직경, 유도관(21)의 직경 및 체적과 공명챔버(20a)의 공간면적에 따라 소음에서 발생되는 주파수 대역이 변경될 수 있다.

상기한 확장챔버(30a)은 공명챔퍼(20a)에서 유입되는 압력을 확산시켜 저주파와 중주파 대역의 소음을 저감시키는 구간으로서, 흡입되는 에어의 압력을 낮추어 중·저주파수 대역의 소음을 저감시킨다.

확장챔버(30a)속으로 유입되는 에어는 끝단이 절곡된 흡음관(41)을 따라 흡음챔버(40a)로 유입된다. 흡음관(41)은 상기한 확장챔버(30a)와 흡음챔버(40a)사이 에 마련된 다공판(43)에 의해 지지되고, 그 둘레에 작은 구멍(42)이 마련되어 있다.

상기한 흡음챔버(40a)는 소음을 흡수 및 저감시키는 작용을 하는 구간으로서, 내부에 흡음용 그물망(스테인레스 재질)이 설치되어 있다. 상기한 흡음용 그물망 이외에 공지된 다양한 종류의 흡음재가 택일적으로 선택하여도 무방하다.

상기 필터조립체(50)는 도 2에 도시된 바와 같이 그 양단부가 상기한 한 쌍의 소음기(10a)(10b)에 마련된 탈착부(70)와 안착부(60)에 탈착가능하게 결합될 수 있고 필요시 케이싱(100a)으로부터 분리할 수도 있다.

도 3과 도 4를 참조하면, 도 3과 도 4에는 도 1에 도시된 A 및 B부분을 확대하여 도시한 확대 단면도를 도시한 것으로, 필터조립체(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 투명재질로 제조된 원통형 필터 하우징(50a)내에 삽입되는데, 필터 하우징속에 삽입된 필터(51)는 활성탄 필터이거나 헤파 필터 혹은 공지의 다양한 종류의 필터 중 어느 하나일 수 있다.

상기 필터 하우징(50a)의 입구 및 출구측 접속관(52a)(52b) 중 입구측 접속관(52a)은 탈착부(70)에, 출구측 접속관(52b)은 안착부(60)에 각각 결합되어 한 쌍의 소음기(10a)(10b)와 연통되도록 연결된다.

안착부(60)에는 도 3에 도시된 바와 같이 필터 하우징(50a)의 입구측 접속관(52a)를 실링하기 위한 실링부재(61)가 마련되어 있으며, 상기 탈착부(70)에는 필터 하우징(50a)의 출구측 접속관(52b)쪽으로 스프링(73)에 의해 탄발력이 작용하는 실링부재(71)를 갖춘 아답터(72)가 마련되어 있다.

상기한 스프링(73)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 탈착부(70)로부터 혹은 탈착부(70)에서 필터조립체(50)를 분리하는 경우, 필터 하우징(50a)을 아답터(72)쪽으로 가압하면, 스프링(73)이 후퇴되면서 안착부(60)에 끼워진 투명 하우징(51)의 입구측 접속관(52a)을 분리할 수 있고, 다시 투명 하우징(50a)을 원위치시키면 스프링(73)의 탄성력에 의해 아답터(72)가 전진하면서 탈착부(70)에 결합된 필터 하우징(50a)의 출구측 접속관(52b)을 분리할 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치(100)에 대한 작용예를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도면에는 도시되지 않았으나 진공펌프와 연결된 흡음관 배출관(12)의 진공압 혹은 흡입압력에 의해 흡입관(11)속으로 실내공기가 흡입되면, 상기 흡입관(11)를 따라 유인되는 에어는 직경이 작은 유도관(21)을 따라 공명챔버(20a)로 유인되는 과정에 특정 주파수 대역의 흡입소음이 상쇄되고, 특정 주파수의 소음이 상쇄된 에어는 흡입관(11)를 통해 확장챔버(30a)로 유입되면서 압력이 낮아져 저주파 및 중주파의 소음이 저감된다.

확장챔버(30a)에서 흡음챔버(40a)로 유입되는 에어는 진공압력이나 흡입압력에 의한 흡입되는 에어 흡입소음의 특정 주파수와 저주파 및 중주파는 다공판(43)과 많은 구멍(42)이 마련된 흡음관(41) 및 흡음용 그물망(44)이 설치된 흡음챔버(40a)를 순차적으로 통과하면서 압력과 소음이 급격히 낮아진다.

이와 같이 소음이 상쇄된 흡입공기는 안착부(60)에 결합된 필터 하우징(50a)의 입구측 접속관(52a)속으로 유입되어 필터(51)의 원주면에서 축방향으로 통과하 는 과정에 에어속에 포함된 미세한 분진이나 오염물질 혹은 유해물질이 필터링된다.

필터(51)을 통과한 에어는 재차 필터조립체(50)을 통과하면서 목적하는 정화기능을 수행한다.

상기한 필터(51)는 정화의 대상에 따른 정화능을 지닌 필터로서, 단일 혹은 복수개로 채용이 가능하며, 필터 하우징(50a)을 교환할 경우에는 전술한 바와 같이 필터 하우징(50a)을 탈착부(70)쪽으로 가압하여 안착부(60)에 결합된 입구측 접속관(52a)을 먼저 분리한 뒤 반대쪽을 분리한다. 필터 하우징(50a)은 투명재질로 제조되어 그 내장된 필터의 오염정도를 육안으로 볼 수 있어 오염도에 따라 누구나 간편하게 교환할 수 있다.

또한, 필터(51)는 필터하우징(50a)속에 내장되어 있어 필터의 교환시 하우징(50a) 전부를 교환하므로 2차오염을 방지할 수 있고 위생적이며, 일괄 수거 및 폐기가 용이하고 필요시 필터(51)를 교환하면 재생도 가능하여 환경오염원을 줄일 수 있다.

상기한 바와 같이 필터조립체(50)를 통과한 공기는 재차 소음기(10b)를 통과하면서 압력과 소음이 더욱 낮아지고, 배출관(12)에 연결된 진공펌프(도면에는 미도시) 혹은 압축기에 의해 실내로 정화된 공기를 공급한다.

한편, 에어가 배기되는 방향에 전술한 바와 같은 소음기(10a)가 마련된 필터조립체(100)를 더 연결할 경우 정화성능을 더욱 향상시킬 수 있고, 정화기의 운전상황을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소음기를 갖춘 공기 정화장치는 진공펌프의 진공압 혹은 압축기의 압축력에 의해 흡입되는 에어의 흡입소음을 저감하고, 정화작용을 동시에 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소음기를 구비한 공기 정화기용 필터조립체를 예시한 요부 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 공기 정화기용 필터조립체의 요부단면도,

도 3은 도 1에 도시된 A부분 확대 단면도,

도 4는 도 1에 도시된 B부분 확대 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10a, 10b : 소음기 11 : 흡입관

12 배출관 13 : 격벽

20a : 공명챔버 21 : 유도관

22 :공명홀 30a : 확장챔버

41 : 흡음관 40a : 흡음챔버

42 : 구멍 43 : 다공판

44 : 그물망 50 : 필터조립체

50a : 필터 하우징 51 : 필터

52a, 52b : 입구 및 출구측 접속관 60 : 안착부

61 : 실링부재 70 : 탈착부

71 : 실링부재 72 : 아답터

73 : 스프링

100 : 소음기를 갖춘 공기정화용 필터장치

100a : 필터장치 케이싱 101 : 방음재

Claims (2)

1. 방음 및 흡음을 위해 가장자리에 방음재(101)가 충진된 케이싱(100a)과,

   상기 케이싱(101)의 내부에 외기를 유인하는 흡입관(11)이 연결되고 격벽(13)에 의해 구획된 공명챔버(20a) 및 확장챔버(30a)와, 다공판(43)에 의해 지지되고, 상기 확장챔버(30a)를 통과한 에어의 소음을 저감시키고 에어를 유인하기 위하여 흡음용 그물망이 설치되고, 상기 그물망과 통해지는 많은 구멍(42)이 마련된 흡음관(41)을 갖춘 흡음챔버(40a)로 이루어진 한 쌍의 소음기(10a)(10b)가 마련되어 있고, 상기 한 쌍의 소음기(10a)(10b)가 연통되도록 연결함에 있어 일측 소음기에는 기류가 배출되는 방향에 필터조립체(50)의 연결관(52a)이 탈착가능하게 결합되는 안착부(60)가 마련되고, 다른 소음기(10b)의 입구측에는 필터조립체(50)의 연결관(52b)이 탈착되는 탈착부(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 소음기를 갖춘 공기 정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탈착부(70)는 스프링(73)의 탄발력에 의해 가압되는 실링부재(71)가 마련된 아답터(72)로 구성된 것을 특징으로 하는 소음기를 갖춘 공기 정화장치.

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