KR101625802B1 - 공기 정화 장치 - Google Patents

Abstract

공기 정화 장치가 제공된다. 공기 정화 장치는 내부에 유체가 이동가능한 유로관, 유로관의 원주방향으로 볼 때 유로관의 내주면 일측에 형성된 제 1 개구를 통하여 오염된 공기를 유입시키도록 유로관에 연결되는 공기 유입부, 공기유입부 내부로 유체를 공급하는 유체 공급부, 유로관의 타측에 연결되어 오염된 공기 및 오염된 공기와 혼합된 수증기가 유로관을 통과하면서 냉각된 후 오염된 공기 중의 오염된 물질을 포함하는 물이 추출되는 물 배출구 및 유로관의 타측에 연결되어 오염된 물질을 제외한 정화된 공기가 배출되는 공기 배출구를 포함한다.

Description

공기 정화 장치{Air purifying apparatus}

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기를 정화하는 방식은 크게 건식방식과 습식방식, 또는 건식과 습식을 혼합한 방법으로 나눌 수 있다.

건식방식의 대표적인 예로 필터를 이용한 방식이 있다. 필터 방식의 경우, 미세입자상 먼지를 완전하게 포집하여 정화하지 못하며, 분진이 함유된 기체가 유인되면 필터 표면에 누적된다.

또한, 다른 건식방식으로 광촉매, 전기 집진, 플라즈마를 포함한 기체정화장치도 있으나, 기체정화효율이 저조하며, 음이온 발생 기체정화장치는 위생에 유해한 오존발생의 부작용이 있는 것으로 알려지고 있다.

한편, 습식 방식은, 기체정화기에서 기체 흐름을 유인하여 2차원적인 수막 표면적 접촉에 의하여 물의 점성 응착력으로 기체를 정화하는 방식이 있다.

종래의 공기 정화 장치는 수막 표면적에 접촉하는 기체 중의 오염물질만이 물의 점성 응착력으로 정화되고, 수막 표면적에 접촉하지 않는 대부분의 오염물질은 정화가 되지 않는 문제점이 있으며, 과도한 습기를 함유한 기체가 배출되어 정밀기기를 부식시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는 미세 입자에 대해 우수한 정화 성능을 갖는 공기 정화 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면 내부에 유체가 이동가능한 유로관, 상기 유로관의 원주방향으로 볼 때 상기 유로관의 내주면 일측에 형성된 제1 개구를 통하여 오염된 공기를 유입시키도록 상기 유로관에 연결되는 배관을 포함하는 공기 유입부, 상기 공기유입부 내부로 유체를 공급하는 유체 공급부, 상기 유로관의 타측에 연결되어 상기 오염된 공기 및 상기 오염된 공기와 혼합된 유체가 상기 유로관을 통과하면서 냉각된 후 상기 오염된 공기 중의 오염된 물질을 포함하는 물이 추출되는 물 배출구 및 상기 유로관의 타측에 연결되어 상기 오염된 물질을 제외한 정화된 공기가 배출되는 공기 배출구를 포함하고, 상기 유체 공급부는 상기 배관 내부에 설치되며 유체가 분사되는 복수의 분사 배출공을 구비한 분사관 및 상기 분사관으로 유체를 공급하는 제1 공급부를 포함하되, 상기 제1 공급부에서 상기 분사관으로 유체를 공급할 때, 상기 복수의 분사 배출공은 상기 분사관으로 유체를 공급하는 상기 제1 공급부와 연결되는 제 1 위치로부터 멀어질수록 상기 복수의 분사 배출공의 지름이 커지는 공기 정화 장치가 제공된다.

이때, 상기 배관의 입구측 단면은 원형으로 이루어지고, 상기 제1 개구에 연결된 상기 배관의 배출구측 단면은 슬릿 형태로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 제1 공급부에서는 상기 분사관으로 물을 공급할 때, 상기 분사관 내부로 공급된 물을 가열시켜 수증기를 상기 분사관을 통해 분사되도록 상기 분사관에 설치되는 히터를 포함할 수 있다.

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이때, 상기 복수의 분사 배출공은 각각 1 내지 5 mm 이내의 간격으로 이격 배치될 수 있다.

이때, 상기 분사관의 지름은 10 mm이하이고, 상기 복수의 분사 배출공 각각의 지름은 0.1 내지 1 mm 이내일 수 있다.

이때, 상기 복수의 분사 배출공은 각각 1 내지 3 mm 이내의 간격으로 이격 배치될 수 있다.

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이때, 상기 분사관의 지름은 1 mm 이하이고, 상기 복수의 배출공의 지름은 0.3 내지 1 mm 이하일 수 있다.

이때, 상기 유체 공급부는 상기 배관의 외주면에 형성된 제 2 개구 측으로 수증기를 공급하는 제 2 공급부를 포함하며, 상기 제 2 개구 측으로 공급된 수증기는 상기 배관 내부에서 이동하는 공기에 의하여 발생하는 음압에 의하여 상기 제 2 개구를 통하여 상기 배관 내부로 유입될 수 있다.

이때, 상기 제 2 개구는 폭이 0. 5 내지 2 mm 이내의 슬릿 형태일 수 있다.

이때, 상기 제2 개구의 지름은 상기 제1 개구의 지름과 동일할 수 있다.

이때, 상기 유로관은 내주면 일측에 상기 제1 개구가 형성되어 상기 제1 개구를 통하여 오염된 공기가 유입되고 타측에 상기 물 배출구가 형성된 제1 유로관 및 일측은 상기 제1 유로관과 연결되고 타측에 상기 공기 배출구가 형성된 제2 유로관을 포함하되, 상기 제1 유로관 및 상기 제2 유로관은 원통 형상으로 이루어지되, 상기 제1 유로관의 지름(D4)이 상기 제2 유로관의 지름(D5)보다 커서 상기 제2 유로관의 일부분이 상기 제1 유로관의 내부로 삽입되어 연결될 수 있다.

이때, 상기 제1 유로관과 상기 제2 유로관 사이는 높이가 다른 공간(S)으로 이루어지되, 상기 공간(S)은 상기 제2 유로관으로 상기 유체가 최초로 유입되는 부분에서 상기 제2 유로관의 외측면과 상기 제1 유로관의 내측면 사이의 제1 높이(h1)를 갖는 제1 공간(S1) 및 상기 제2 유로관으로 상기 유체가 최초로 유입되는 부분에서 상기 제2 유로관의 길이방향으로 이격된 부분에 상기 제2 유로관의 외측면과 상기 제1 유로관의 내측면 사이의 제2 높이(h2)를 갖는 제2 공간(S2)로 형성되되, 상기 제1 높이(h1)는 상기 제2 높이보다 클 수 있다.

이때, 상기 제1 높이(h1)는 상기 제1 유로관의 직경(D4)의 3 내지 5 %이고, 상기 제2 높이(h2)는 상기 제1 유로관의 직경의 2.5 내지 5 %일 수 있다.

이때, 상기 제1 유로관의 동일한 둘레면 상에 상기 물 배출구가 적어도 하나 이상 형성되되, 상기 물 배출구는 일정한 각도로 이격될 수 있다.

이때, 상기 물 배출구는 4개가 90도 간격으로 이격 형성될 수 있다.

이때, 상기 유로관의 일단부에 상기 제 1 개구와 인접하게 배치되어 상기 유로관 내에서 상기 오염된 공기, 수증기 또는 상기 수증기가 냉각된 물이 와류를 형성하도록 하는 와류 유도부를 포함하며, 상기 와류 유도부는 상기 유로관의 길이방향으로 단면적이 감소하는 원뿔 형상으로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 유로관의 내측면 상에 형성되는 상기 제 1 개구를 통하여 유입된 상기 오염된 공기, 수증기 및 상기 수증기가 냉각된 물이 최초 충돌하는 충돌 영역은 상기 오염된 공기, 상기 수증기 및 상기 물에 의하여 전체적으로 적셔질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 수증기를 이용하여 기계적인 충돌 효과에 의해 미세 입자에 대해서도 우수한 정화 성능을 갖을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 공기 유입부를 포함하여 오염 물질과 공기가 사이클론 효과에 의하여 용이하게 분리되도록 하여 오염된 물질의 제거 효율을 증대시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 전체적으로 적셔지는 충돌 영역을 포함하여 오염된 물질과 수증기가 용이하게 물질교환을 하여 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 공기 유입부 및 유로관을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A에서 바라본 제1 개구를 도시한 투영도이다.
도 5 내지 도 8은 각각 표 1에서 A ~ D 케이스의 입자 크기 대 효율 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 유로관 내경이 동일한 경우 압력차 대비 제1 개구의 길이를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 제1 개구 길이가 동일한 경우 유로관의 내경에 따른 압력차에 대한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 압력차와 제거 효율을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 분사관을 도시한 저면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치 유체 공급부의 변혀예를 도시한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치 분사관의 변형예를 도시한 저면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 유체 공급부의 또 다른 변형예를 도시한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 공기 유입부 및 유로관을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3의 A에서 바라본 제1 개구를 도시한 투영도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화장치는 유로관(70), 공기 유입부(10), 유체 공급부(30), 물배출구(80), 공기 배출구(90) 및 와류 유도부(50)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)는 수증기를 이용하여 기계적인 충돌 효과에 의해 미세 입자에 대해서도 우수한 정화 성능을 갖을 수 있다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유로관(70)은 내부에 유체가 이동가능 하도록 단면이 원형인 관 형상일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 유로관(70)은 제1 유로관(71) 및 제2 유로관(73)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 유로관(71) 및 제2 유로관(73)은 상호 겹쳐지게 연결될 수 있다.

이하, 유로관에 대한 상세한 설명은 후술한다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 공기 유입부(10)는 흡입구(13)를 통해 외부 오염된 공기가 내부로 유입될 수 있다.

또한 공기 유입부(10)는 유로관(70)의 원주방향으로 볼 때 유로관의 내주면 일측에 형성된 제1 개구(15)를 통하여 오염된 공기를 유입시키도록 유로관에 연결된다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 공기 유입부(10)는 유로관(70)에 유입되는 유체에 원심력과 전단력을 상승시켜 유체를 유입관의 내측면을 따라 원주방향으로 회전시켜 즉, 와류를 형성하도록 하여 유로관 내부를 유동시킨다.

이러한 유체의 사이클론 효과에 의해 상대적으로 밀도가 큰 오염된 공기와 혼합된 수증기는 원심력에 의해 유로관(70)의 내측면을 따라 회전하면서 이동하고 상대적으로 밀도가 작은 오염된 공기는 유로관의 중앙부를 통해 이동하게 된다.

따라서 본 발명의 일 실시예에서 공기 유입부(10)는 오염 물질과 공기가 사이클론 효과에 의하여 용이하게 분리되도록 하여 오염된 물질의 제거 효율을 증대시킨다.

본 발명의 일 실시예에서 공기 유입부(10)는 오염된 공기가 유동하는 배관(11)을 포함할 수 있다.

한편, 도 2를 참고하면, 배관(11)의 입구측 단면은 원형으로 이루어져서 외부의 오염된 공기가 유입될 수 있고, 배관의 출구측 단면은 슬릿 형태로 이루어져서 유로관(70)의 제1 개구(15)와 연결될 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에서 배관(11)의 단면적은 입구측에서 넓고 출구측으로 갈수록 좁을 수 있다. 이를 통해 배관(11) 내부로 유입되는 유체의 속도가 빨라질 수 있도록 한다.

한편 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 제1 개구(15)는 소정의 길이(L3)와 소정의 폭(W2)으로 이루어진 슬릿 형태일 수 있다.

이때, 외부에서 유입된 공기의 유량이 10 cmm일 때, 제1 개구(15)의 길이(L3)는 150 mm 내지 200 mm 이하일 수 있고, 폭(W2)은 15 mm 내지 20 mm 이하일 수 있다. 또한, 유로관(70)의 내경(D4)은 76 mm 내지 86 mm 이하일 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 제1 개구(15)의 폭은 15 mm 내지 20 mm 이하로, 유로관(D4)의 내경은 76 mm 내지 86 mm 이하로 조절하면 미세한 오염물질도 제거할 수 있다

한편, 본 발명의 일 실시예에서 공기의 유량, 제1 개구(15)의 길이(L3), 제1 개구의 폭(W2) 및 유로관(70)의 내경(D4)을 조절하여 공기가 제1 개구(15)를 통과하기 전과 후의 압력차(ΔP)를 조절할 수 있다.

표 1을 참고하면, 압력차(ΔP)를 조절하여 압력차가 900 mmH₂O 이상이면 제1 개구(15)의 크기와 상관없이 2 ㎛이하인 미세한 오염물질도 제거할 수 있다.

도 5 내지 도 8은 각각 표 1에서 A ~ D 케이스의 입자 크기 대 효율 그래프이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 유로관 내경이 동일한 경우 압력차 대비 제1 개구의 길이를 나타내는 그래프이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 제1 개구 길이가 동일한 경우 유로관의 내경에 따른 압력차에 대한 그래프이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 압력차와 제거 효율을 나타내는 그래프이다.

또한, 도 5 내지 도 8을 참고하면, A ~ D 케이스의 입자 크기 대 효율 그래프로서 이를 통해 압력차가 낮을수록 제거되는 오염물질의 크기가 더 커질 수 있다. 따라서 압력차가 클수록 제거되는 오염물질의 크기가 더 작으므로 미세한 크기의 오염물질도 제거할 수 있다.

도 9를 참고하면, 유로관(70)의 내경(D4)이 동일한 경우 압력차 대비 제1 개구(15)의 길이(L3)를 나타내는 그래프로서 이를 통해 제1 개구의 길이와 압력차는 반비례함을 알 수 있다.

도 10은 제1 개구(15)의 길이가 동일한 경우 유로관(70)의 내경(D4)에 따른 압력차에 대한 그래프로서 이를 통해 유로관의 내경과 압력차는 반비례함을 알 수 있다.

또한, 도 11은 압력차와 제거 효율을 나타내는 그래프로서 이를 통해 압력차가 높아질수록 제거 효율이 높아짐을 알 수 있다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유체 공급부(30)는 공기 유입부(10)내로 유체 예를 들어 수증기를 공급할 수 있다. 이때 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)는 유체를 공급하여 유로관(70) 내측면 상에 형성된 충돌 영역(17)이 유체 예를 들어 수증기에 의하여 전체적으로 적셔지게 할 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)는 충돌 영역(17)이 전체적으로 적셔지게 되므로 오염된 물질과 수증기가 용이하게 물질교환을 하여 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 유체 공급부(30)에서 공급되는 물 주입량은 1 mL 내지 100 mL일 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예 따른 공기 정화 장치(1)는 극소량의 물을 사용하여도 효과적으로 오염된 물질을 제거할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 분사관을 도시한 저면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유체 공급부(30)는 분사관(31), 제1 공급부(미도시) 및 히터(40)를 포함할 수 있다. 한편, 분사관(31)은 배관(11) 내부에 설치되며 수증기가 분사되는 복수의 분사 배출공(32)을 구비할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참고하면, 제1 공급부는 분사관(31)으로 물을 공급할 수 있다. 이때, 히터(40)는 분사관(31)의 외주면을 감싸도록 설치되어 제1 공급부를 통해 분사관(31)내부로 공급된 물을 가열시켜 수증기로 상 변화시킬 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에서 분사관(31)은 공기 유입부(10) 내부로 수증기를 분사할 수 있다.

한편, 히터(40)는 분사관(31)내부로 공급되는 물의 온도가 20도 일 때 공급되는 물이 기화되어 수증기로 되기 시작하는 온도인 100도까지 올리는데 필요한 열량을 제공한다. 이때, 히터(40)를 작동시키기 위한 전력은 540 W일 수 있다.

도 12를 참고하면, 수증기를 분사하는 분사관(31)의 지름(D1)은 10 mm 이하로 일정할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 분사관(31)을 통해 공급되는 수증기가 일정하여 전체적으로 골고루 분사될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 분사관(31)은 배관(11)의 내부에 직선 형태로 배치되며 분사관의 복수의 분사 배출공(32)은 유로관(70) 방향으로 배치되어 유로관(70)의 내부를 향해 분사될 수 있다.

한편, 복수의 분사 배출공(32)은 서로 소정의 간격(L1)으로 이격 배치될 수 있고, 이때 소정의 간격(L1)은 1 내지 5 mm 간격일 수 있다.

또한 복수의 분사 배출공(32) 각각은 지름(D2)은 0.1 내지 1 mm 이내일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 분사 배출공(32)이 수증기를 분사할 때, 부채꼴 모양으로 넓게 퍼지면서 분사되어 충돌 영역(17)에 전체적으로 충돌하여 충돌 영역(17)이 전체적으로 적셔질 수 있도록 한다.

한편, 유체 공급부(30)에서 충돌 영역(17)으로 분사되는 수증기는 충돌하면서 오염된 공기와 물질교환을 용이하게 하여 오염물질을 전달받게 된다. 오염 물질을 전달받은 수증기는 외부로 배출되면서 공기를 정화시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치 유체 공급부의 제1 변형예를 도시한 단면도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치 분사관의 변형예를 도시한 저면도이다.

도 13을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유체 공급부(30)의 변형예는 분사관(31), 제1 공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 즉, 히터(40)를 제외하여 분사관(31)은 공기 유입부(10)로 복수의 분사 배출공(32)을 통해 물을 직접 분사할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)는 물을 공급하여 유로관(70) 내측면 상에 형성된 충돌 영역(17)이 물에 의하여 전체적으로 적셔지게 할 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)는 충돌 영역(17)이 전체적으로 적셔지게 되므로 오염된 물질과 물이 용이하게 물질교환을 하여 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

이때, 도 14를 참고하면, 본 발명의 분사관의 변형예로서, 복수의 분사 배출공(32) 각각의 지름(D2', D3)은 물을 공급하는 제1 공급관과 연결되는 제1 위치로부터 멀어질수록 커질 수 있다. 이때, 제1 위치는 도 13을 참고하면, 배관(11)의 우측에 위치하는 지점이다.

한편, 도 14를 참고하면, 물을 분사하는 분사관(31)의 지름(D1')은 1 mm 이하로 일정할 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 분사관(31)을 통해 공급되는 물이 일정하여 전체적으로 골고루 분사될 수 있다. 이때, 분사관(31)의 복수의 배출공(32)은 유로관(70) 방향으로 배치되며 서로 1 내지 3 mm 이내의 간격(L1')으로 배치될 수 있다.

한편, 제1 위치에서의 복수의 분사 배출공의 지름(D2')은 0.3 mm 이고, 제1 위치에서 가장 먼 위치인 배관(11)에서 제1 위치의 반대편에서의 분사 배출공의 지름(D3)은 1 mm 일 수 있다. 즉, 복수의 분사 배출공(32)의 지름은 0.3 mm 내지 1 mm 이하일 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 분사 배출공(32)이 물을 분사할 때, 부채꼴 모양으로 넓게 퍼지면서 분사되어 충돌 영역(17)에 전체적으로 충돌하여 충돌 영역(17)이 전체적으로 적셔질 수 있도록 한다.

한편, 유체 공급부(30)에서 충돌 영역(17)으로 분사되는 물은 충돌하면서 오염된 공기와 물질교환을 용이하게 하여 오염물질을 전달받게 된다. 오염 물질을 전달받은 수증기는 외부로 배출되면서 공기를 정화시킬 수 있다.

도 15는 본 발의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 유체 공급부의 제2 변형예를 도시한 사시도이다.

도 15를 참고하면, 한편 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(1)의 변형예로서 유체 공급부(30)는 제2 공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때 제2 공급부는 배관(11)의 외주면에 형성된 제2 개구(33) 측으로 수증기를 공급할 수 있다.

이때, 제2 개구(33) 측으로 수증기를 공급하기 때문에 물을 수증기로 상 변화시킬 수 있는 히터(40)는 필요하지 않다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제2 개구(33) 측으로 공급된 수증기는 배관(11) 내부에서 이동하는 공기에 의해 발생하는 음압에 의하여 제 1 배관 내부로 유입될 수 있다.

도 7을 참고하면, 제2 개구(33)는 폭(W)이 0.5 내지 2 mm 이하일 수 있고, 길이(L2)는 1 mm 이하인 슬릿 형태일 수 있다. 또한, 도 4 및 도 7을 참고하면, 제2 개구(33)의 길이(L2)는 제1 개구(15)의 길이(L3)와 동일할 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 제2 개구(33)를 통해 수증기를 분사할 때, 넓게 퍼지면서 분사되어 충돌 영역(17)이 전체적으로 적셔질 수 있도록 한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 와류 유도부(50)는 유로관(70)의 일단부 예를 들어 유로관의 좌측 단부에 제1 개구(15)와 인접하게 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 와류 유도부(50)는 유로관(70)의 길이방향으로 단면적이 감속하는 원뿔 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 와류 유도부(50)는 유로관(70) 내에서 오염된 공기, 수증기 또는 수증기가 냉각된 물이 와류를 형성하도록 하여 오염된 공기를 용이하게 분리할 수 있도록 한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 유로관(70)은 내부에 유체가 이동가능 하도록 단면이 원형인 관 형상일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 유로관(70)은 제1 유로관(71) 및 제2 유로관(73)은 상호 겹쳐지게 연결될 수 있다.

도 2를 참고하면, 제1 유로관(71)의 지름(D4)이 제2 유로관(73)의 지름(D5)보다 커서 제2 유로관의 일부분이 제1 유로관의 내부로 삽입되어 연결될 수 있다.

이를 통해 본 발명의 일 실시예에서 상호 겹쳐지는 부분은 제1 유로관(71)이 제2 유로관(73)의 외측에 위치하며 그 사이의 공간을 통하여 오염 물질을 포함한 물을 분리할 수 있다.

도 2를 참고하면, 제1 유로관(71)과 제2 유로관(73) 사이는 높이가 다른 공간(S)으로 이루어진다. 이때 공간(S)은 제1 높이(h1)를 갖는 제1 공간(S1) 및 제2 높이(h2)를 갖는 제2 공간(S2)를 포함할 수 있다.

이때, 제1 높이(h1)는 제2 유로관(73)으로 유체가 최초로 유입되는 부분에서 제2 유로관의 외측면과 제1 유로관(71)의 내측면 사이의 거리이다.

또한 제2 높이(h2)는 제2 유로관(73)으로 유체가 최초로 유입되는 부분에서 제2 유로관의 길이방향으로 이격된 부분에 제2 유로관의 외측면과 제1 유로관(71)의 내측면 사이의 거리이다.

한편, 도 2를 참고하면, 제1 유로관(71)과 제2 유로관(73)사이의 공간(S)은 단차지게 형성될 수 있다. 따라서 제2 유로관(73)에서 오염된 공기, 수증기 또는 수증기가 냉각된 물이 최초로 유입되는 부분은 제1 유로관(71)과 제1 높이(h1) 차이가 있다.

이처럼, 제2 유로관(73)과 제1 유로관(71)의 제1 높이(h1) 차이는 물과 공기를 용이하게 분리하기 위함이다.

또한 제2 유로관(73)은 오염된 공기, 수증기 또는 수증기가 냉각된 물이 최초로 유입되는 부분에서 이격되게 제2 유로관의 외측방향으로 돌출 형성될 수 있다.

따라서 제2 유로관(73)의 돌출 형성된 부분과 제1 유로관(71)은 제2 높이(h2) 차이가 있다. 이때 제1 높이(h1)는 제2 높이보다 커서, 오염된 공기를 포함하는 물과 정화된 물을 효과적으로 분리할 수 있다.

이처럼, 제2 유로관(73)과 제1 유로관(71)의 제2 높이(h2) 차이는 제1 높이(h1) 차이로 분리된 물을 효과적으로 외부로 배출하기 위함이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 높이(h1)는 제1 유로관(71)의 직경(D4)의 3 내지 5 %이고, 제2 높이(h2)는 제1 유로관의 직경의 2.5 내지 5 %일 수 있다.

이때 제1 높이(h1) 및 제2 높이(h2)가 너무 크면 제1 높이 및 제2 높이 사이에 물보다 이동속도가 빠른 공기로 가득 채워지게 되어 물이 배출될 수 없고, 너무 작으면 물이 배출되기 어려울 수 있다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에서 물배출구(80)는 공기 유입부(10)의 반대편에 위치하여 유로관의 타측 예를 들어 제1 유로관(71)의 외측면에 복수개가 형성될 수 있다.

이때, 물 배출구(80)는 제1 유로관(71)의 동일한 둘레면 상에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 또한 이때 물 배출구(80)는 일정한 각도 예를 들어 4개가 90도 간격으로 이격 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 물배출구(80)는 오염된 공기 및 오염된 공기와 혼합된 수증기가 유로관(70)을 통과하면서 냉각된 후 오염된 공기 중의 오염물질을 포함하는 물을 제1 유로관(71)으로 배출하여 제거할 수 있다. 또한 이때 정화된 공기는 제2 유로관(73)으로 유입되도록 할 수 있다.

이때, 워터필름은 제1 유로관(71)의 내측면에만 형성하고 제2 유로관(73)의 내측면에는 형성되지 않으며 제2 유로관 상에는 오염물질이 정화된 공기만이 위치하여 공기 배출구(90)를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 공기 배출구(90)는 공기 유입부(10)의 반대편에 위치하여 유로관(70)의 타측 예를 들어 제2 유로관(73)의 상부면에 배치될 수 있다.

이때, 공기 배출구(90)는 오염된 물질을 제외한 정화된 공기만을 배출할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서 제2 유로관(73)의 일단에는 흡입팬(미도시)이 설치될 수 있다. 이때, 흡입팬은 유체 공급부(30) 및 공기 유입부(10)를 통하여 유로관(70)에 유입된 공기 및 수증기를 용이하게 유동시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 수증기를 이용하여 기계적인 충돌 효과에 의해 미세 입자에 대해서도 우수한 정화 성능을 갖을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 공기 유입부를 포함하여 오염 물질과 공기가 사이클론 효과에 의하여 용이하게 분리되도록 하여 오염된 물질의 제거 효율을 증대시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 전체적으로 적셔지는 충돌 영역을 포함하여 오염된 물질과 수증기가 용이하게 물질교환을 하여 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 : 공기 정화 장치 10 : 공기 유입부
11 : 배관 13 : 흡입구
15 : 제1 개구 17 : 충돌 영역
30 : 유체 공급부 31 : 분사관
32 : 분사노즐 33 : 제2 개구
40 : 히터 50 : 와류 유도부
70 : 유로관 71 : 제1 유로관
73 : 제2 유로관 80 : 물 배출구
90 : 공기 배출구

Claims (19)

1. 내부에 유체가 이동가능한 유로관;
   상기 유로관의 원주방향으로 볼 때 상기 유로관의 내주면 일측에 형성된 제1 개구를 통하여 오염된 공기를 유입시키도록 상기 유로관에 연결되는 배관을 포함하는 공기 유입부;
   상기 공기유입부 내부로 유체를 공급하는 유체 공급부;
   상기 유로관의 타측에 연결되어 상기 오염된 공기 및 상기 오염된 공기와 혼합된 유체가 상기 유로관을 통과하면서 냉각된 후 상기 오염된 공기 중의 오염된 물질을 포함하는 물이 추출되는 물 배출구 및
   상기 유로관의 타측에 연결되어 상기 오염된 물질을 제외한 정화된 공기가 배출되는 공기 배출구를 포함하고,
   상기 유체 공급부는
   상기 배관 내부에 설치되며 유체가 분사되는 복수의 분사 배출공을 구비한 분사관 및
   상기 분사관으로 유체를 공급하는 제1 공급부를 포함하되,
   상기 제1 공급부에서 상기 분사관으로 유체를 공급할 때, 상기 복수의 분사 배출공은 상기 분사관으로 유체를 공급하는 상기 제1 공급부와 연결되는 제 1 위치로부터 멀어질수록 상기 복수의 분사 배출공의 지름이 커지는 공기 정화 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 배관의 입구측 단면은 원형으로 이루어지고,
   상기 제1 개구에 연결된 상기 배관의 배출구측 단면은 슬릿 형태로 이루어지는 공기 정화 장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 공급부에서는 상기 분사관으로 물을 공급할 때, 상기 분사관 내부로 공급된 물을 가열시켜 수증기를 상기 분사관을 통해 분사되도록 상기 분사관에 설치되는 히터를 포함하는 공기 정화 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 복수의 분사 배출공은 각각 1 내지 5 mm 이내의 간격으로 이격 배치되는 공기 정화 장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 분사관의 지름은 10 mm이하이고, 상기 복수의 분사 배출공 각각의 지름은 0.1 내지 1 mm 이내인 공기 정화 장치.
7. 삭제
8. 제4 항에 있어서,
   상기 복수의 분사 배출공은 각각 1 내지 3 mm 이내의 간격으로 이격 배치되는 공기 정화 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 분사관의 지름은 1 mm 이하이고, 상기 복수의 배출공의 지름은 0.3 내지 1 mm 이하인 공기 정화 장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 공급부는
    상기 배관의 외주면에 형성된 제 2 개구 측으로 수증기를 공급하는 제 2 공급부를 포함하며,
    상기 제 2 개구 측으로 공급된 수증기는 상기 배관 내부에서 이동하는 공기에 의하여 발생하는 음압에 의하여 상기 제 2 개구를 통하여 상기 배관 내부로 유입되는, 공기 정화 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제 2 개구는 폭이 0. 5 내지 2 mm 이내의 슬릿 형태인 공기 정화 장치.
12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 개구의 지름은 상기 제1 개구의 지름과 동일한 공기 정화 장치.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관은
    내주면 일측에 상기 제1 개구가 형성되어 상기 제1 개구를 통하여 오염된 공기가 유입되고 타측에 상기 물 배출구가 형성된 제1 유로관; 및
    일측은 상기 제1 유로관과 연결되고 타측에 상기 공기 배출구가 형성된 제2 유로관을 포함하되,
    상기 제1 유로관 및 상기 제2 유로관은 원통 형상으로 이루어지되, 상기 제1 유로관의 지름(D4)이 상기 제2 유로관의 지름(D5)보다 커서 상기 제2 유로관의 일부분이 상기 제1 유로관의 내부로 삽입되어 연결되는 공기 정화 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 유로관과 상기 제2 유로관 사이는 높이가 다른 공간(S)으로 이루어지되,
    상기 공간(S)은 상기 제2 유로관으로 상기 유체가 최초로 유입되는 부분에서 상기 제2 유로관의 외측면과 상기 제1 유로관의 내측면 사이의 제1 높이(h1)를 갖는 제1 공간(S1) 및
    상기 제2 유로관으로 상기 유체가 최초로 유입되는 부분에서 상기 제2 유로관의 길이방향으로 이격된 부분에 상기 제2 유로관의 외측면과 상기 제1 유로관의 내측면 사이의 제2 높이(h2)를 갖는 제2 공간(S2)로 형성되되,
    상기 제1 높이(h1)는 상기 제2 높이보다 큰 공기 정화 장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 높이(h1)는 상기 제1 유로관의 직경(D4)의 3 내지 5 %이고, 상기 제2 높이(h2)는 상기 제1 유로관의 직경의 2.5 내지 5 %인 공기 정화 장치.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 유로관의 동일한 둘레면 상에 상기 물 배출구가 적어도 하나 이상 형성되되, 상기 물 배출구는 일정한 각도로 이격된 공기 정화 장치.
17. 제1 항에 있어서,
    상기 물 배출구는 4개가 90도 간격으로 이격 형성된 공기 정화 장치.
18. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관의 일단부에 상기 제 1 개구와 인접하게 배치되어 상기 유로관 내에서 상기 오염된 공기, 수증기 또는 상기 수증기가 냉각된 물이 와류를 형성하도록 하는 와류 유도부를 포함하며,
    상기 와류 유도부는 상기 유로관의 길이방향으로 단면적이 감소하는 원뿔 형상으로 이루어진 공기 정화 장치.
19. 제1 항에 있어서,
    상기 유로관의 내측면 상에 형성되는 상기 제 1 개구를 통하여 유입된 상기 오염된 공기, 수증기 및 상기 수증기가 냉각된 물이 최초 충돌하는 충돌 영역은 상기 오염된 공기, 상기 수증기 및 상기 물에 의하여 전체적으로 적셔지는, 공기 정화 장치.
    

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