KR101152015B1 - 팬을 이용한 습식 공기정화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 팬을 이용한 습식 공기정화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가정, 사무실, 우사, 축사 등 각종 건축물의 환기구나 환기창과 같이 공기가 이동하는 통로 또는 신선한 공기를 실내에 공급하기 위한 입구에 설치하여 공기 중의 오염물질을 물의 흡착성분을 이용하여 정화할 수 있도록, 본체 내부에 다수개의 워터필터를 설치하여 물이 분사되는 워터필터로 공기가 통과할 때, 공기 중에 함유된 오염물질이 워터필터에 흡착되면서 오염물질을 정화하기 위한 것이다.

Description

팬을 이용한 습식 공기정화 장치{air purifing apparatus with water}
본 발명은 팬을 이용한 습식 공기정화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가정, 사무실, 우사, 축사 등 각종 건축물의 환기구나 환기창과 같이 공기가 이동하는 통로 또는 신선한 공기를 실내에 공급하기 위한 입구에 설치하여 공기 중의 오염물질을 물의 흡착성분을 이용하여 정화할 수 있도록, 본체 내부에 다수개의 워터필터를 설치하여 물이 분사되는 워터필터로 공기가 통과할 때, 공기 중에 함유된 오염물질이 워터필터에 흡착되면서 오염물질을 정화하기 위한 것이다.
일반적으로 공기정화 방식은 크게 건식과 습식으로 구분되는데, 건식은 다시 필터 방식과 전기집진방식으로 나누어진다.
먼저, 필터 방식의 공기정화기는 필터를 통해 실내 중의 먼지나 오염물질을 제거한 후 정화된 공기를 배출한다. 이러한 필터 방식의 공기청정기는 필터의 오염원을 포집하는 효과가 높기 때문에, 공기 정화능력이 뛰어나다. 그러나 필터를 장기간 사용하면, 필터에 먼지 입자가 증가하게 되고, 증가된 먼지 입자는 공기가 통과하는 필터의 단면적을 줄이기 때문에, 필터를 통과하는 공기의 양을 감소시키게 된다. 이에 따라 필터를 이용한 공기 정화기는 공기의 정화용량이 감소 되고 집진효율이 저하되게 된다. 또한, 필터의 주기적인 청소 및 교체가 실시되지 않을 경우, 필터에서 포집된 오염원에 의해 세균이 번식되고, 번식된 세균이 배출될 가능성이 있다.
그리고 전기집진방식의 공기청정기는 일반적으로 코로나 전기방전을 이용하여 공기 중의 오염물질을 제거한다. 이러한 전기집진방식을 이용하면, 공기청정기의 내부로 다량의 공기가 빠르게 통과되면서 집진극 표면에 분진(Dust)이 쌓이게 된다. 그러나 분진의 비저항이 10⁴Ω-cm 이하로 낮을 경우, 분진이 집진극 표면에 붙지 못하고 떨어지는 재비산(Re-Entrainment)현상이 발생하여 집진효율을 저하시킨다. 또한, 분진의 비저항이 1012Ω-cm 이상으로 높을 경우에도, 집진극 표면에 집진되어 있던 기존의 분진을 다시 떨어뜨리는 역전리(Back Corona)현상이 발생되어 전체적인 집진효율을 저하시킨다. 또한, 방전판이 작동하면서 높은 농도의 오존을 발생시키는 문제점이 있다.
그래서, 관리가 용이하고 공기 정화력을 향상시킬 수 있는 습식 공기정화 방식이 제안되었는데, 그 중 대표적인 습식 공기정화 방식은 물을 이용하여 공기를 정화하는 워터 필터(Water Filter)방식이 있다.
이러한 워터 필터 방식은 먼지나 세균 등이 포함된 공기를 흡입하여 물과 접촉시킴으로써, 오염된 공기를 정화하는 방식으로 물의 흡착특성을 이용하기 때문에 오염원을 효과적이고, 친환경적으로 제거할 수 있다.
이러한 습식 공기정화 장치의 일 예로 공개특허공보 제10-2005-0101512호에 기재된 기술이 개발되었는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그 기술적 구성은 전면에 흡입그릴(2)이 형성되고, 배면에 토출그릴(3)이 형성된 본체(1)와, 상기 본체(1)의 중앙에 설치되어 모터(4)의 구동에 따라 회전하면서 외부의 공기를 본체(1)의 내부로 흡입하는 팬(5)과, 상기 본체(1)의 하부에 설치되어 물이 담기는 수조(7)와, 상기 수조(7)의 일측에 설치되어 수조(7)의 물을 펌핑하는 펌프(8)와, 상기 펌프(8)의 다른 일측에 연결된 필터하우징(10) 내에 설치되어 물이 펌핑되는 과정에서 이물질을 걸러내는 필터(9)와, 상기 필터하우징(10)의 다른 일단에 연결관(11)으로 연결되어 펌핑된 물을 본체(1)의 상부에 스프레이 하는 노즐(12)로 구성된 것이다.
그러나 공개특허공보 제10-2005-0101512호에 기재된 기술은 오염된 공기를 물의 흡착특성을 이용하여 친환경적으로 제거할 수 있는 효과는 있으나, 스프레이방식으로 물을 분사하기 때문에 분사된 물이 상기 팬(5)에 의해 발생된 공기의 흐름에 의하여 비산되게 된다.
그래서, 하부에 형성된 수조(7)에 고이지 않고 외부로 배출되어 공기 정화 효율이 떨어지게 되고, 또한 비산된 물방울이 주위에 뿌려지기 때문에 주변의 바닥에 물기가 고여 눅눅하게 되며 주위에 있는 전자제품은 비산된 물방울 때문에 고장이 발생하기도 하는 문제점이 있다.
그리하여 본 출원인이 개발하여 출원한 습식공기 정화장치는 워터필터를 본체 내부에 칸막이식으로 2겹 설치하여 오염물질을 정화하도록 구성하였으나, 이러한 구성은 유입되는 공기가 칸막이에 의해 저항을 받게 되므로 공기의 흐름이 원활하지 못하다는 문제점이 있었던 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 물을 스프레이방식으로 분사하지 않고, 본체 내부에 형성된 워터프레임에 워터 필터를 권취하여 상기 워터필터를 따라 물이 하부의 수조로 흐르도록 함으로써 공기 중에 포함된 오염물질이 물에 흡착되면서 공기를 정화할 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 본체내부에 설치되는 워터필터를 지그재그식으로 설치함과 동시에 단부에 각각 공기이동통로를 형성하여 워터필터에 저항을 받아 통과하지 못하고 있던 공기는 공기이동통로로 유도되어 중앙에 설치된 워터필터를 통해 오염물질이 정화되도록 함으로써 유입되는 공기의 흐름을 원활하게 함을 목적으로 한다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 워터프레임에 권치된 전방, 중앙, 후방의 워터필터에 물을 분사하여 공기가 워터필터를 통과할 때, 3차에 걸쳐 공기 중에 포함된 오염물질을 완벽하게 제거할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 후방의 워터필터를 경사지게 설치하여 오염물질도 제거하면서 외부로 유입되는 공기에 의해 물이 분사되지 않도록 함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 워터필터에 의해 물과 공기가 접하는 면적이 넓기 때문에 물의 기화량이 증가하므로 실내의 습도를 효과적으로 유지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 도 3에 나타내는 바와 같이, 물을 수장하기 위한 수조(100)와, 상기 수조(100) 위에 설치되어 공기 중의 오염물질을 정화하기 위한 본체(200)와, 상기 본체(200)의 내부에서 공기를 정화할 수 있도록 워터프레임(300)에 스트링(string: 끈, 가는선(실) 등)(410)이 수직으로 권취되어 전방, 중앙, 후방에 설치된 워터필터(400)(401)(402)와, 상기 전방, 중앙, 후방의 워터필터(400)(401)(402)를 서로 지그재그로 본체의 벽과 본체의 바닥에 일정한 간격을 두고 설치하여 단부에 각각 형성된 공기이동통로(700)(710)(720)와, 상기 워터필터(400)에 수조(100)의 물을 순환펌프(500)가 유입하여 다수개의 분사노즐(610)을 통해 분사시킬 수 있도록 수조와 연결된 급수배관부(600)와, 상기 본체(200)의 전방에서 공기를 유입하기 위하여 설치된 송풍팬(800)을 포함하여, 상기 워터필터(400)(401)(402)를 통해 공기를 정화시킨 물이 본체(200) 하부의 배수구(230)를 통해 수조(100)로 회수할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 후방의 워터필터(402)를 경사지게 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치를 제공한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 물을 스프레이방식으로 분사하지 않고, 외부에서 유입된 공기가 워터 프레임에 스트링이 권취된 워터필터를 통과할 때 공기 중에 혼합된 오염물질을 물의 접착에 의해 정화시키고, 또 워터필터를 통과한 공기에 의해 물이 외부로 비산되는 것을 후방에 경사지게 설치된 워터필터를 이용하여 방지하는 효과가 있다.
또한, 워터필터에 의해 물과 공기가 접하는 면적이 넓어지게 되어 물의 기화량이 증가하므로 실내의 습도를 효과적으로 유지할 수 있게 한다.
그리고 본 발명은 송풍팬에 의해 유입된 공기가 워터필터를 통과할 때 저항이 심해 공기의 흐름이 원활하지 못한 것을 워터필터 하단에 각각 공기이동통로를 형성하였기 때문에, 미처 워터필터를 통과하지 못한 공기가 공기이동통로를 거치면서 중앙의 워터필터나 후방의 워터필터를 거치게 하여 공기의 흐름도 원활하게 하면서 공기 중의 오염물질을 정화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 습식 공기정화 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 습식공기정화 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 습식 공기정화 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 워터필터를 상세하게 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
본 발명은 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 물을 수장할 수 있는 수조(100)와, 공기를 정화할 수 있도록 워터필터(400)(401)(402)를 권취한 워터프레임(300)이 내부에 설치된 본체(200)로 이루어진다.
상기 수조(100)는 칸막이(120)로 나누어져서 일측은 각종 배관선들이 외부에 설치되어 미관이 아름답지 못하는 것을 방지하기 위하여 배관선을 수장하는 배관수장실(130)이 형성되고, 또 다른 일측에는 물을 수장하는 물 수장실(140)이 형성된다.
상기 수조(100) 위에는 공기를 정화할 수 있는 본체(200)가 설치되고, 본체의 전방에는 외부의 공기를 유입하여 정화할 수 있도록 송풍기(800)가 설치된 구성이다.
그리고 본체(200)의 내부에는 물이 분사되어 공기 중의 오염물질을 흡착하기 위한 워터필터(400)(401)(402)가 형성된다. 상기 워터필터는 워터프레임(300)에 스트링(string: 끈, 가는선(실) 등)(410)이 수직으로 권취되어 스트링과 스트링 사이를 통해 정화된다. 즉, 워터필터로 흐르는 물은 공기 중에 오염된 오염물질을 흡착함과 동시에 정화된 공기는 워터필터를 통과하도록 구성한다.
상기 워터필터(401)(401)(402)는 본체 내부에 전방, 중앙, 후방에 각각 일정한 간격을 두고 설치된 구성으로 단부에는 각각 공기가 이동할 수 있는 공기이동통로(700)(710)(720)를 형성한다.
또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 섬유나 합성수지 등으로 가늘게 제조된 끈, 실 등으로 형성하여 물을 흡수할 수 있는 것을 스트링(410)이라 하고, 상기 스트링(410)이 워터프레임(300)에 밀착되게 권취된 것이 워터필터(400)이다.
그리고 상기 워터필터(400)에 물을 분사하기 위한 급수배관부(600)는 단부가 막히고 단부에 다수개의 분사노즐(610)이 형성되어 수조(100)의 수장실(140)과 연결되어 있고, 급수배관부(600)로 물을 유입시키는 순환펌프(500)와 연결된다.
이때 급수배관부(600)와 연결된 분사노즐(610)은 워터필터(400)의 전방, 중앙, 후방에 각각 설치되어 분사되면서 워터필터(400)(401)(402)를 통과하는 공기 중에 혼합된 오염물질을 흡착시켜서 워터필터(400)의 스트링(410)을 따라 하부로 흐른다.
그리고 워터필터(400)를 통과하여 외부로 배출되기 전 공기에 의해 물이 비산되지 못하도록 후방의 워터프레임(300)을 소정의 각도로 경사지게 설치된 구성이다.
그뿐만 아니라 본체(100) 내부의 워터필터(400)를 따라 흐르는 물이 다시 수조(100)의 물수장실(140)로 회수할 수 있게 본체(200) 하부에는 배수구(230)가 형성되어 있다.
이하 본 발명의 공기정화장치가 작동하는 실시 예를 도면을 참조하여 설명하고자 한다.
본 발명은 송풍팬(800)이 장착된 습식 공기정화 장치에 관한 것으로, 환기구나 환기창이나 깨끗한 공기를 유입하기 위한 청정실 및 우사, 축사 등에 설치되어 외부의 공기가 실내로 들어오거나 실내의 공기가 외부로 배출될 때 공기 중에 포함된 오염물질을 워터필터(400)(401)(402)를 따라 흐르는 물의 흡착력을 이용하여 정화하는 방법으로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 공기를 정화시키고자 할 때, 전원을 온시키면 공기 정화장치를 구성하는 순환펌프(500)와 송풍팬(800)이 동시에 가동한다.
상기 송풍팬(800)의 가동에 의해 외부의 공기는 본체(200)의 내부로 유입되어 본체(200)의 내부에 형성된 워터필터(400)를 통과하게 된다.
이때 순환펌프(500)의 작동에 의해 수조에 수장된 물이 급수배관부(600)를 거쳐 분사노즐(610)을 통해 전방, 중앙, 후방에 각각 설치된 워터필터(400)(401)(402)로 분사된다.
따라서 송풍기(210)를 통해 유입된 공기는 전방, 중앙, 후방의 워터필터(400)(401)(402)를 통과할 때 공기 중에 혼합된 오염물질이 물과 흡착이 되면서 전방, 중앙, 후방의 워터필터(400)(401)(402)의 스트링(410)을 따라 하부로 흘러 본체(200)의 저면에 형성된 배수구(230)를 통해 수조(100)의 물수장실(140)로 회수된다.
상기 수조(100)의 물수장실(140)로 회수되는 물은 오염물질과 혼합되어 있기 때문에 물을 깨끗하게 정화시켜서 전방, 중앙, 후방의 워터필터(400)(401)(402)로 다시 공급시킬 수 있도록 배수구(230)로 배수되는 물은 수조(100)의 물수장실(140)로 유입되게 된다.
그리고 전방, 중앙의 워터필터(400)(401)를 거쳐 깨끗하게 정화된 공기가 다시 후방의 워터필터(402)를 거칠 때, 후방의 워터필터(402)는 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있기 때문에, 공기에 의해 비산되는 물이 분산되지 못하도록 함과 동시에 후방의 워터필터(402)를 통과하면서 다시 오염물질이 정화되고 정화된 공기는 배출구(220)를 통해 배출이 된다.
이와 같이 수조(100)의 물수장실(140)에 수장된 물이 전방, 중앙, 후방에 설치된 워터필터(400)(401)(402)에 급수배관부(600)의 분사노즐(610)을 통해 분사되면서 워터필터(400)(401)(402)를 따라 흐르게 되고, 또 워터필터(400)(401)(402)를 따라 흐르는 물의 흡착력을 이용하여 공기 중에 혼합된 오염물질을 정화하고 오염된 물질과 물은 하부의 배수구(230)를 통해 수조(100)로 순환된다.
그리고 워터필터(400)(401)(402)에는 스트링(410)이 조밀하게 밀착되어 권취되어 있기 때문에 외부에서 유입된 공기가 전방의 워터필터(400)를 통과할 때 저항이 생기게 되므로 통과하지 못하는 공기는 워터필터(400) 단부에 형성된 공기이동통로(700)를 거쳐 내부로 통과하게 된다.
이때 공기이동통로(700)를 통과한 공기는 다시 중앙에 형성된 워터필터(401)를 거쳐 오염물질을 정화하게 되고 여기서도 저항이 생기는 공기는 다시 중앙의 워터필터(401) 단부에 형성된 공기이동통로(710)를 통해 이동하기 때문에 송풍기(800)에 의해 본체(200) 내부로 유입된 공기는 전방과 중앙에 설치된 워터필터(400)(401)를 거치면서 깨끗하게 정화됨과 동시에 공기의 흐름도 원활하게 된다.
또 후방에 소정의 각도로 경사지게 설치된 워터필터(402)는 정화된 공기가 배출구(220)를 통해 배출될 때 물이 공기에 의해 배출구(220)로 비산되는 것을 방지한다.
그리고 상기 워터필터(400)(401)(402)를 타고 물이 흐를 때 물의 표면장력에 의하여 얇은 수막이 형성되게 되는데, 상기 수막은 미약한 공기의 흐름에도 파열되나 즉시 다시 원형을 유지하게 된다.
이렇게 형성되는 상기 수막은 공기의 흐름에 따라 파열과 원형유지를 반복함으로써 워터필터(400)(401)(402)를 통과하는 공기 중의 오염물질을 흡착하여 정화하게 된다.
그리고 미설명 부호 150은 수종에 물을 보충하기 위한 보충수 주입구이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 본체의 전방에 형성된 송풍기에 의한 습식 공기정화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사무실, 공기 청정실, 우사, 축사 등에 깨끗한 공기로 순환시키고자 할 때, 오염물질을 흡착하기 위해 워터 필터로 물을 분사하여 오염물질을 제거함과 동시에 워터필터 단부에 공기이동통로를 형성하여 공기가 워터필터를 통과할 때 생기는 저항에 의하여 원활하게 통과하지 못하는 공기는 공기이동통로로 이동하면서 후방에 설치된 워터필터를 통과하면서 공기에 포함된 오염물질이 정화되도록 하여 본체 내부에 유입된 공기가 원활하게 이동하면서 공기를 정화할 수 있도록 한 것이다.
100. 수조 120. 칸막이
130. 배관수장실 140. 물 수장실
150. 보충수 주입구 200. 본체
210. 흡입구 220. 배출구
230. 배수구 300. 워터프레임
400,401,402. 워터필터 410. 스트링
500. 순환펌프 600. 급수배관부
610. 분사노즐 800. 송풍팬

Claims (2)

  1. 물을 수장하기 위한 수조(100)와,
    상기 수조(100) 위에 설치되어 공기 중의 오염물질을 정화하기 위한 본체(200)와,
    상기 본체(200)의 내부에서 공기를 정화할 수 있도록 워터프레임(300)에 스트링(string: 끈, 가는선(실) 등)(410)이 수직으로 권취되어 전방, 중앙, 후방에 설치된 워터필터(400)(401)(402)와,
    상기 전방, 중앙, 후방의 워터필터(400)(401)(402)를 서로 지그재그로 본체의 벽과 본체의 바닥에 일정한 간격을 두고 설치하여 단부에 각각 형성된 공기이동통로(700)(710)(720)와,
    상기 워터필터(400)에 수조(100)의 물을 순환펌프(500)가 유입하여 다수개의 분사노즐(610)을 통해 분사시킬 수 있도록 수조와 연결된 급수배관부(600)와,
    상기 본체(200)의 전방에서 공기를 유입하기 위하여 설치된 송풍팬(800)을 포함하여,
    상기 워터필터(400)(401)(402)를 통해 공기를 정화시킨 물이 본체(200) 하부의 배수구(230)를 통해 수조(100)로 회수할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 후방의 워터필터(402)를 경사지게 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 습식 공기정화장치.

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