KR101854526B1 - 미세먼지 포집 및 살균기능을 구비하는 청소장치 - Google Patents

미세먼지 포집 및 살균기능을 구비하는 청소장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 공기, 산업시설의 배기가스 등과 같은 공기 중에 함유된 미세입자, 연무 등과 같은 초미세먼지를 포집할 수 있는 공기정화용 섬모체와 이를 포함하는 공기정화장치 및 청소장치에 관한 것으로, 지지체 및 지지체에 고정되는 고정단과 자유단을 구비하는 다수의 섬모로 이루어지는 섬모층을 포함하는 공기정화용 섬모체를 제공하며, 상기 공기정화용 섬모체에 구비된 섬모층에서 부착, 여과 및 침강에 의해 먼지를 포집할 수 있고, 섬모들을 대전시켜서 전기적인 인력으로 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상기 공기정화용 섬모체를 포함하는 청소장치는 호흡기에서 잘 걸러지지 않는 미세먼지의 비산을 최소화할 수 있다.

Description

미세먼지 포집 및 살균기능을 구비하는 청소장치 {CLEANING DEVICE HAVING THE FUNCTION OF FINE DUST COLLECTION AND STERILIZATION}
본 발명은 청소장치와 관련된 것으로, 더욱 구체적으로는 주거용 공간, 산업시설의 바닥면 등으로부터 오물과 먼지를 공기와 함께 흡입하여 제거하고 오물이 걸러진 배기공기 중에 함유된 먼지와 미세먼지를 포집 및 제거함으로써 실내공기를 청정하게 유지할 수 있는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치에 관한 것이다.
산업시설이나 도로에서 발생되는 먼지와 황사 등으로 인한 대기오염은 심화되고 있으며, 실내에서는 냉기와 열손실을 줄이기 위해 냉난방 시에 환기를 억제하므로 미세먼지 등이 더욱 적체되며 일상생활 및 산업활동 과정에서 발생되는 오물과 함께 바닥에 퇴적되어 바닥면을 오염시키게 된다.
오염된 바닥면을 청소하기 위하여 가정과 업소 등에서 바닥 청소에 사용하는 흡입식 청소기는 바닥의 먼지와 오물을 휀 등과 같은 흡기수단에서 생성되는 부압을 이용하여 공기와 함께 후드와 튜브로 된 흡입 덕트를 통하여 흡입하고, 부직포 등의 망상체를 이용하여 오물을 걸러낸 후, 흡입된 공기는 대기 중으로 배기시키는 구성이다. 종래의 흡입식 청소기는 호흡기에서 쉽게 걸러지는 입경이 큰 먼지와 오물은 망상체로 포집 및 제거하는 반면에, 호흡기 깊숙이 침투할 수 있는 입경이 작은 먼지와 미세먼지는 바닥면에 비교적 안정된 상태로 퇴적되어 있던 먼지까지도 실내공간으로 비산 및 부유시키므로 사람의 호흡기로 흡입되는 기회를 증대시켜서 쾌적한 환경을 회복하기 위해 오물을 제거하는 청소행위가 오히려 사람의 건강에 악영향을 주는 문제점이 있다.
흡입식 청소장치에서 배기되는 공기 중에 함유된 입자상 물질들 중, 입경이 큰 침강성 먼지와 꽃가루와 같은 부유성 먼지 등은 일반적인 필터를 장착하여 정화할 수 있다. 그러나 곰팡이나 진드기 분해물 등과 같은 미세먼지와 담배연기 입자 등과 같은 초미세먼지는 일반적인 필터로는 정화하기 어렵다.
청소장치에 미세먼지와 초미세먼지까지 체거름 방식으로 제거할 수 있는 여과필터를 장착할 경우, 제거 대상물질의 입경이 작을수록 압력손실이 증가되므로 흡기용 휀과 모터의 동력 및 크기가 증대되고 소음도 크게 발생되며 단기간에 필터를 자주 교체해야 하는 단점이 있다. 따라서 청소장치에 초미세먼지 제거용 필터와 흡입력이 큰 휀과 모터를 장착하게 되면, 중량과 소음으로 인해 상대적으로 완력이 약한 가정주부들은 다루기 어렵게 된다.
따라서 가정용 흡입식 청소기 등에 적용할 수 있도록 무겁지 않고, 설치소요공간이 크지 않으며, 압력소요가 적은, 컴팩트하고 가벼운 미세먼지 제거수단의 개발과 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치의 보급이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 압력손실 및 전력소요가 적고, 소음진동 발생이 적으며, 미세먼지 제거성능이 우수하고, 가볍고 컴팩트한 청소장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치는, 청소 대상물을 흡입 및 수집할 수 있는 후드;와, 공기를 유동시킬 수 있는 흡기수단;과, 상기 후드와 흡기수단의 흡입부를 서로 연통하도록 연결하는 흡입 덕트;와, 청소 대상물을 포집하고 청정한 공기를 배기하는 공기정화 수단;을 포함하며, 상기 후드와 흡입 덕트는, 상기 흡기수단에서 생성된 흡인력에 의하여 산재된 청소 대상물을 공기와 함께 흡입 및 수집하고, 상기 공기정화 수단은 상기 흡기수단의 상류와 하류 중의 적어도 한쪽에 설치되고, 상기 공기정화 수단은, 지지체; 및 상기 지지체에 일단이 고정되는 고장단과 지지체에 고정되지 않는 자유단을 구비하는 다수의 섬모로 이루어지는 섬모층;을 포함하고, 상기 지지체는, 섬모층의 배열을 유지하도록 되어있는 것을 특징으로 한다.
상기 섬모층은, 굴신율, 탄성, 모양, 굵기, 길이, 소재, 전기저항, 대전서열 중에서 어느 하나 이상이 서로 다른 두 종류 이상의 섬모들로 이루어진다.
상기 지지체는, 다수의 관통구를 구비하는 망상의 지지체, 기밀한 구조의 면상의 지지체, 및 굵기 또는 폭에 비하여 상대적으로 길이가 긴 사상의 지지체 중에서 선택된다.
상기 섬모층은, 공기의 흐름에 따라 섬모들이 지지체 측으로 굴신하고 서로 밀착 및 적층하여 섬모들 사이의 틈새가 좁아지며, 공기 중의 먼지가 좁아진 섬모들 사이의 틈새에서 체거름되어 포집된다.
또 본 발명에 따른 청소장치는, 먼지를 여과하여 포집할 수 있는 복수의 여과공이 형성된 필터;를 더 포함한다.
또 상기 섬모는, 미생물의 증식을 억제하는 항균물질;을 더 포함한다.
상기 섬모층은, 대전되어 전기적인 작용에 의하여 먼지를 포집하도록 되어 있다.
상기 섬모층은, 서로 다른 대전특성을 가지는 두 종류 이상의 섬모들로 이루어지고, 어느 한 종류의 섬모는 다른 종류의 섬모에 대하여 서로 대전 유도수단으로서 기능하도록 되어 있다.
또 상기 섬모층은, 습윤상태에서 점착력에 의하여 먼지를 포집하고 가스상 물질을 용존시켜서 제거하도록 되어 있다.
상기 섬모층은, 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 흡착기능이 구비된 활성탄소 섬유로 이루어진다.
상기 섬모층은, 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 흡착제;를 더 포함하여 이루어진다.
그리고, 본 발명에 따른 청소장치는, 물을 분수할 수 있는 분수장치;를 더 포함하고, 상기 분수장치는, 물을 분수하여 기액접촉이 이루어지도록 한다.
또 본 발명에 따른 청소장치는, 청소 대상물을 흡입 및 수집할 수 있는 후드;와, 공기를 유동시킬 수 있는 흡기수단;과, 상기 후드와 흡기수단의 흡입부를 서로 연통하도록 연결하는 흡입 덕트;와, 상기 흡기수단과 흡입된 오물을 수용하는 하우징;과 상기 흡입 덕트와 하우징 중에서 적어도 어느 일측의 내부를 조사하도록 구비된 자외선 살균수단;을 포함하며, 상기 자외선 살균수단은, 흡입 및 배기되는 공기 중의 미생물을 살균하는 것을 특징으로 한다.
상기 자외선 살균수단이 구비되는 상기 흡입 덕트 또는 하우징, 또는 이들 모두의 내부면은 자외선을 반사할 수 있는 반사면으로 이루어진다.
상기 미생물을 살균하는 청소장치는, 청소 대상물을 포집하고 청정한 공기를 배기하는 공기정화 수단;을 추가로 포함하며, 상기 공기정화 수단은 상기 흡기수단의 상류와 하류 중의 적어도 한쪽에 설치되고, 상기 공기정화 수단은, 지지체; 및 상기 지지체에 일단이 고정되는 고장단과 지지체에 고정되지 않는 자유단을 구비하는 다수의 섬모로 이루어지는 섬모층;을 포함하고, 상기 지지체는, 섬모층의 배열을 유지하도록 되어있다.
본 발명에 따른 청소장치는 비표면적이 매우 큰 섬모층에서의 여과기능과 정전기력 및 습윤상태에서의 점착성을 이용한 미세먼지 포집기능을 구비하며, 동력소요가 과다하지 않고, 가볍고 컴팩트하므로 취급이 용이하며, 청소작업 과정에서 먼지의 비산 및 부유로 인한 실내공기의 2차 오염이 발생되지 않으며, 특히, 인체에 유해한 미세먼지와 초미세 먼지를 효과적으로 제거할 수 있으므로 쾌적한 실내환경과 건강 유지에 도움이 될 수 있다.
도 1은 본 발명의 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치의 개념도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 개념도이다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 작동에 관한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 변형예에 관한 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 작동에 관한 개념도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체들을 조합시킨 실시예들에 관한 개념도이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체에 대전을 유도하는 마찰부재에 관한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체에 대전을 유도하는 대전 유도수단에 관한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 청소장치에 포함되는 자흡식 분무장치의 실시예에 관한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 섬모층을 구비하는 공기정화 수단인 공기정화용 섬모체 및 이를 포함하는 공기정화장치 및 청소장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치의 개념도이다.
도 1에 도시한 본 발명에 따른 청소장치는 공기정화 수단으로서 섬모층을 포함하는 공기정화용 섬모체(100)와, 먼지 및 휴지조각 등과 같은 오물을 흡입 및 수집할 수 있는 후드(540)와, 흡인력을 발생하는 휀 또는 진공펌프 등과 같은 흡기수단(530)을 포함하는 구성이다. 상기 공기정화 수단은 공기를 흡입하기 위한 흡기수단(530)의 상류 및 하류 중 적어도 어느 한쪽에 설치된다.
흡기수단(530)에 의해 생성된 흡인력에 의하여 바닥 등에 흩어져 있는 먼지, 휴지조각 등과 같은 오물을 상기 후드(540)와 흡입 덕트(550)를 통하여 공기와 함께 흡입하고, 상기 공기정화용 섬모체(100)는 흡입된 오물과 먼지를 포집하고 청정한 공기를 배기시키되, 상기 공기정화용 섬모체(100)에 의해 미세먼지도 포집 및 제거하므로 실내 환경개선 및 건강에 도움이 될 수 있다. 이 경우, 휴지조각 등 조대한 오물은 별도의 거름망(520)으로 포집하고, 입경이 매우 작은 미세먼지는 공기정화용 섬모체(100)로 포집하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 청소장치는 오물과 먼지를 흡입 및 수집할 수 있는 후드(540)와, 음압을 발생시키고 공기를 유동시킬 수 있는 흡기수단(530)과, 상기 후드와 흡기수단을 서로 연통하도록 연결하는 흡입 덕트(550)와, 청소 대상물을 포집하고 청정한 공기를 배기하는 공기정화 수단을 포함하여 구성된다. 상기 후드(540)는 상기 흡기수단(530)에서 생성된 흡인력에 의하여 산재된 청소 대상물을 공기와 함께 흡입 및 수집하고, 상기 공기정화 수단은 섬모들이 지지체에 조밀하게 배열되어 비표면적이 매우 큰 섬모층이 형성된 섬모체(100)로 이루어진다. 상기 섬모체(100)의 여과기능과 정전기력 및 습윤상태에서의 점착력 등에 의해 흡입된 공기 중의 먼지, 미세먼지 및 초미세먼지가 포집 및 제거되고 청정한 공기를 배기시키는 구성이다.
흡입 덕트(550)에 부착 설치된 저수용기(560)는 급수수단에 의하여 흡입 덕트(550)의 내부에 수체를 분수하여 기액 접촉이 이루어지도록 하는 분수용 물을 저장하는 용기이며, 상세 내용은 도 9의 설명에서 기술한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 개념도이다.
본 발명에 따른 공기정화용 섬모체(100)는 지지체(110), 지지부재(120) 및 상기 지지체(110)에 고정되는 고정단(201)과 지지체(110)에 고정되지 않는 자유단(202)을 구비하는 다수의 섬모(210)들이 밀집된 섬모층(200)으로 이루어지며, 상기 지지체(110)는 섬모(210)들의 고정단(201)을 소정의 위치에 고정시켜서, 섬모들 각각의 고정단 위치 및 섬모체의 형상을 일정하게 유지하여 섬모층(200)의 배열을 유지하는 기능을 수행한다. 상기 지지부재(120)는 지지체(110)를 지지하며, 지지체(110)의 테두리 부위를 감싸는 형태로 배치될 수 있다.
섬모층(200)을 지지하는 지지체(110)는 견고한 구조체이거나 어느 정도 유연성을 가지는 금속 또는 비금속의 면상체, 망상체 및 사상체로 이루어질 수 있다. 지지부재(120)는 이러한 지지체(110)의 외형을 유지하고 공기정화장치 등과의 결합에 이용될 수 있다. 또한, 이러한 지지체(110)와 지지부재(120)는 일체형으로서 하나의 구조체로 구성할 수 있다.
따라서 상기 공기정화용 섬모체(100)의 형상은 지지부재(120) 및 지지체(110)의 형상에 따라 결정되며, 적어도 어느 일면에 섬모층(200)이 형성된 평판형, 원통형, 곡면형이거나 또는 섬모층(200)이 형성된 선형(線形) 등과 같은 다양한 형상으로 구성할 수 있다.
도 2a에 도시된 공기정화용 섬모체(100)는 기밀한 구조의 면상(面狀)의 지지체(110)를 포함하며, 상기 면상의 지지체(110)의 어느 일면에 다수의 섬모(210)가 배치되어 형성된 섬모층(200)을 구비하거나, 상기 면상의 지지체(110)의 양면 모두에 섬모층(200)을 배치하여 구성할 수 있다.
본 발명의 설명에서 기밀(氣密)한 구조라는 표현은 통상적인 공기장치에서 작용하는 공기압력으로는 공기의 관통흐름이 발생되지 않는 정도의 기밀한 구조를 의미한다.
기밀한 구조인 면상의 지지체(110)를 포함하여 구성된 공기정화용 섬모체(100)에서는 공기의 흐름이 상기 지지체(110)의 배치 방향과 평행한 방향 또는 소정의 각도로 경사진 방향으로 접근하면서 섬모(210)들 사이를 통과하게 된다. 공기 흐름이 섬모층(200)을 통과하면서 공기에 함유된 먼지들이 비표면적이 큰 섬모(210)들의 표면에 부착하거나 섬모(210)와 섬모(210) 사이의 틈새에서 체거름되거나 또는 섬모층(200) 내에 침강되어 포집될 수 있다.
도 2b는 사상의 공기정화용 섬모체(100)의 종단면도에 관한 것으로, 굵기 또는 두께 및 폭에 비하여 길이가 상대적으로 긴 선형인 사상(絲狀)의 지지체(110)를 포함하며, 상기 사상의 지지체(110)에 섬모층(200)이 형성되는 구성이다. 또한, 상기 사상의 지지체(110)는 단면이 원형이거나 두께가 얇고 폭이 좁으며 상대적으로 길이가 긴 리본 형상일 수 있으며, 상기 리본의 양면 중 적어도 어느 일면에 섬모층(200)을 구비하는 구성일 수 있다. 지지체의 횡단면이 원형으로 형성되는 경우 원주방향 또는 선택되는 방사방향으로 섬모를 배치하게 된다.
상기 사상의 공기정화용 섬모체(100)에서는 공기의 흐름이 상기 지지체(110)의 배치 방향과 평행한 방향 또는 소정의 각도로 경사진 방향 또는 상기 지지체(110)와 법선 방향 또는 법선과 가까운 방향으로 접근하고 섬모(210)들 사이를 통과하는 과정에서 먼지들이 비표면적이 큰 섬모(210)들의 표면에 부착하거나 섬모(210)와 섬모(210) 사이의 틈새에서 체거름되거나 섬모층(200) 내에 침강되어 포집될 수 있다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 공기정화용 섬모체(100)를 구성하는 지지체(110)는 공기가 통과할 수 있는 망상체이다.
도 2c는 공기가 유통할 수 있는 다수의 관통구(111)를 구비하는 망상의 지지체(110)의 일면에 섬모층(200)을 구비하고 있으며, 도 2d는 다수의 관통구(111)를 구비하는 망상의 지지체(110)의 양면에 각각 섬모층(200)을 구비하는 공기정화용 섬모체(100)를 나타낸다. 따라서 공기의 흐름은 상기 지지체(110)와 평행하거나 경사지게 유동할 수 있고, 상기 지지체(110)의 법선 방향 또는 법선에 가까운 방향으로 유통할 수 있는 관통 흐름도 가능하므로 공기흐름을 다양하게 형성할 수 있다.
특히, 상기 망상의 지지체(110)에 형성된 관통구(111)를 포집하고자 하는 먼지의 입경보다 더 미세한 크기로 구성하면 상기 관통구(111)에 의해 체거름이 가능하게 되므로 섬모층(200)에 의한 여과, 부착, 침강에 의한 먼지 포집기능에 추가하여 상기 지지체(110)에 형성된 미세 관통구(111)에 의한 체거름 기능 즉, 필터링 기능을 더 할 수 있다. 이와 같이 미세한 관통구(111)들이 형성된 망상의 지지체(110)는 일반적인 필터에서와 같이 먼지를 체거름하여 포집하는 기능이 추가되므로 공기의 정화성능이 더욱 향상될 수 있다.
도 2a 내지 도 2d에 도시된 섬모층(200)을 구비하는 공기정화용 섬모체(100)는 미세기공이 형성된 직포 또는 부직포로 구성된 필터, 다공성의 세라믹 필터 등에 의한 단순 여과방식보다 압력손실을 줄일 수 있고, 상기 섬모층(200)은 포집된 먼지의 수용능력도 크기 때문에 정화수단의 교체 및 세척주기도 길게 할 수 있다.
또한, 상기 섬모층(200)을 구성하는 섬모(210)들은 섬모사의 일단이 지지체(110)에 고정되고 타단은 자유단(202)으로 구성될 수 있음은 물론, 섬모사의 양 끝부분을 지지체(110)에 고정함으로써 섬모(210)의 자유단(202)은 절단부가 없는 고리 형태의 자유단(미도시)일 수 있다.
또한, 상기 섬모층(200)을 형성하는 섬모(210)들은 흡착기능이 구비된 활성탄소 섬유로 이루어져서 오염물질을 흡착시켜서 제거할 수 있다.
또한, 상기 섬모층(200)은 유기성 물질 등과 같은 오염물질을 흡착하여 제거할 수 있는 흡착제를 포함하거나 Geolite 분말, 분말 활성탄 등과 같은 입자상 흡착제를 섬모층의 표면에 도포 또는 부착시켜서 흡착기능을 구비할 수 있다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 작동에 관한 개념도이다.
도 3a는 전술한 도 2a에 도시된 기밀한 면상체를 지지체(110)로 하는 공기정화용 섬모체(100)의 작용을 설명하기 위한 것으로, 공기의 흐름(a→b)은 평행 유동을 나타내고 있다. 섬모층(200)이 형성된 면과 평행한 방향으로 공기가 섬모(210)들 사이를 유동하면서 섬모층(200)에서 여과, 부착, 및 침강 등의 작용에 의해 먼지가 포집될 수 있다.
이 경우, 공기의 흐름방향은 섬모층(200)이 형성된 측의 지지체(110)와 평행하거나, 또는 경사진 각도로 접근 및 유동할 수 있으며, 지지체(110)와 평행 또는 경사방향의 공기흐름은 관통구(111)의 유무와 지지체(110)의 형상과 관계없이 섬모층(200)을 구비하는 모든 공기정화용 섬모체(100)에 적용될 수 있다.
도 3b는 전술한 도 2b에서 도시된 사상의 공기정화용 섬모체(100)의 작동에 관한 횡단면을 나타낸 것으로, 복수의 사상의 공기정화용 섬모체(100)를 일렬로 배치하고 공기의 흐름(a→b)을 상기 사상의 지지체(110)와 직교하도록 유통시켜서 섬모층(200)에 의한 부착, 여과, 및 침강에 의해 먼지가 포집될 수 있다. 여기서 사상의 지지체(110)들을 인접하게 열지어 배치하되, 인접하는 섬모층(200)이 서로 겹치도록 배치하면 섬모(210)가 조밀하게 밀집되므로 먼지 포집성능이 향상될 수 있다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 사상의 공기정화용 섬모체(100)를 복수의 열로 중첩시켜서 섬모층(200)이 겹치도록 배치함으로써 먼지 포집성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 여기서 공기 흐름은 사상의 지지체(110)와 평행하거나 경사진 흐름일 수 있다.
도 3c 내지 도 3e는 전술한 망상의 지지체(110)의 일면에 섬모층(200)이 형성된 공기정화용 섬모체(100)의 작동에 관한 것이다.
도 3c는 섬모층(200)과 지지체(110)의 순서로 통과하는 공기흐름(a→b)에서 섬모층(200)으로 향하는 공기의 접근유속 즉, 풍속에 비하여 상대적으로 굴신강도가 큰 섬모(210)들로 구성된 공기정화용 섬모체(100)의 작동을 나타낸다. 접근하는 공기의 운동에너지가 섬모층(200)에 작용하여도 섬모(210)들은 어느 정도 굴신할 수는 있으나, 서로 적층될 정도로 심하게 구부러지지 않고, 펴진 상태에서 공기흐름(a→b)이 섬모층(200)과 지지체(110)를 통과하면서 먼지가 포집되며, 주로 섬모층(200)에서의 부착, 침강 등의 작용과 관통구(111)의 크기에 따라서는 지지체(110)에 형성된 관통구(111)의 필터링 작용에 의해 먼지가 포집될 수 있다.
도 3d는 섬모층(200)과 지지체(110)의 순서로 통과하는 공기흐름(a→b)에서 섬모층(200)으로 향하는 공기의 접근유속에 비하여 섬모(210)의 굴신강도가 상대적으로 작은 경우의 작동상태를 나타낸다. 망상의 지지체(110)에 형성된 섬모층(200)에 접근하는 공기의 운동에너지가 가해지므로, 공기의 접근유속과 섬모(210)의 굴신강도에 따라서는 섬모(210)의 자유단(202)이 고정단(201) 및 지지체(110) 측으로 구부러지고, 구부러진 섬유들은 서로 밀착 및 적층되므로 섬모(210)들 사이의 틈새가 더욱 촘촘하게 좁아질 수 있음을 나타내고 있다. 이와 같이, 서로 밀착 또는 적층된 섬모(210)와 섬모(210) 사이의 좁아진 틈새는 필터(300)의 미세 여과공에서와 같은 체거름 효과를 발휘할 수 있다. 따라서 굴신, 적층 및 밀착된 섬모층(200)의 체거름 작용으로 인해 먼지 포집성능은 더욱 향상될 수 있다.
도 3e는 망상의 지지체(110)의 어느 일면에 섬모층(200)이 형성되고 망상의 지지체(110)와 섬모층(200)의 순서로 공기흐름(a→b)이 이루어지며, 도 3c 및 도 3d에서의 공기 흐름방향과 반대순서로 흐르는 관통유동을 나타내고 있다. 망상의 지지체(110)에 형성된 관통구(111)를 통과한 먼지를 섬모층(200)에서 포집해야 하므로, 공기흐름(a→b)에 따라 섬모(210)들이 흔들리고, 섬모(210)들 간의 접촉, 분리, 충돌, 마찰에 의해 섬모(210)들이 대전되고, 먼지와 섬모(210)들 간에 작용하는 전기적인 인력에 의한 섬모층(200)에서의 먼지 포집이 보다 효과적일 수 있다.
도 3f는 망상의 지지체(110)의 양면에 섬모층(200)이 형성된 양면 섬모층을 나타낸다.
도 3f는 상기 섬모층(200)이 망상의 지지체(110)의 양면에 형성되어 공기흐름(a→b)이 전면 측의 섬모층(200)과 지지체(110) 및 후면 측의 섬모층(200)의 순서로 통과하는 공기정화용 섬모체(100)를 보여주고 있다. 여기서 전면 측의 섬모층은 공기흐름(a)과 처음 접촉하는 섬모층을 말하며, 후면 측의 섬모층은 상기 관통구(111)들을 통과한 공기흐름(b)과 접촉하는 섬모층을 지칭한 것이다.
전면 측의 섬모층(200)의 작용은 전술한 도 3c 또는 도 3d의 작동과 동일하다. 또한, 상기 후면 측의 섬모층(200)은 도 3e의 작동과정과 동일하다. 이와 같이 도 3f에 도시된 공기정화용 섬모체에서는 양면에서 먼지 포집이 이루어지므로 먼지 포집성능이 향상될 수 있으며, 그 상세한 작용은 도 3c 내지 도 3d의 설명에서와 같다.
도 4는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체의 변형예에 관한 개념도이다.
본 발명의 설명에서는 기본적으로 사각의 평판 형태 또는 사상의 공기정화용 섬모체를 중심으로 기술하였으나, 장치의 구성에 따라 다각형, 원통형 등과 같은 다양한 용기 형태로 구성할 수 있다.
도 4에서의 공기정화용 섬모체(100)는 원통형의 지지체(110)의 적어도 어느 일면에 섬모층을 구비하는 원통의 용기 형태이고, 공기흐름은 내주 측에서 외주 측으로 관통하는 관통흐름을 도시하고 있다. 또한, 공기흐름은 외주 측에서 내주 측으로 향하는 관통흐름일 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체(100)의 작동에 관한 개념도이다.
본 발명의 공기정화용 섬모체(100)는 섬모층(200)에서 여과, 부착, 침강 등에 의한 먼지 포집작용에 추가하여 대전된 공기정화용 섬모체(100)와 먼지 사이의 전기적인 작용에 의한 먼지 포집작용을 추가 제공할 수 있다.
섬모(210)들이 먼지와 반대 극성으로 대전된 경우, 전기적인 인력에 의해 먼지가 섬모(210)에 부착 포집될 수 있다. 또한, 대전 상태인 먼지가 섬모(210)들로부터 반대 극성의 전하를 공급받아 중화되면 먼지들 간의 척력이 해소되고, 서로 뭉쳐서 먼지 입경이 증대되므로 먼지 포집성능이 향상될 수 있다.
도 5a는 대전된 섬모층(200)이 공기흐름과 마주하는 상태에서 전기적인 인력에 의한 먼지 포집을 나타낸다.
먼지는 주로 음전하로 대전된 상태이므로 섬모(210)들을 양전하로 대전시키면, 섬모층(200)에서 부착, 여과, 침강에 의한 먼지 포집기능에 추가하여 전기적인 인력에 의한 먼지 포집기능이 더해지므로 먼지 포집성능이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 전기적인 척력이 먼지 포집에 작용될 수도 있다.
상기 섬모층(200)은 대전서열의 차이가 큰 서로 다른 물성의 섬모(210)들을 혼합 배치하면, 섬모(210)들 간에 접촉, 분리, 충돌, 마찰이 이루어지는 빈도, 속도, 강도 등이 같은 경우 대전 전하량을 크게 할 수 있다.
도 5b의 실시예에서는 섬모(210)들의 굴신 및 밀집에 의한 여과기능에 추가하여 섬모(210)들의 굴신과정에서 마찰 등으로 인한 대전 전하량의 증가 및 전기적인 인력에 의해 먼지 포집성능이 더욱 향상될 수 있다.
도 5c에서는 지지체(110)와 섬모층(200)의 순서로 공기가 흐르므로 공기의 흐름(a→b)은 도 5a와 반대방향을 나타내고 있으며, 지지체(110)에 형성된 관통구(111)를 통과한 먼지를 전기적인 인력에 의해 섬모층(200)에서 부착 포집해야 하므로 먼지와 반대 전하로 섬모층(200)이 대전되어야 한다.
공기정화용 섬모체(100)에 포함되는 섬모층(200)은 단일 물성의 섬모(210)들로 구성하고, 단일 물성의 섬모(210)들의 굴신 및 마찰에 의해 대전시킬 수 있다. 그러나 대전서열이 크게 다른 서로 다른 물성의 2종류 이상의 섬모(210)들로 섬모층(200)을 구성하면 공기의 흐름에 의해 섬모(210)들이 굴신하고 흔들리는 과정에서 전자가 이동하고 대전량이 증대되므로 먼지 포집성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
대전서열이 서로 다른 섬모(210)들을 혼합하여 섬모층(200)을 구성하는 경우에도 굴신율이 서로 동일하면 섬모(210)들의 휘어짐 정도가 서로 같고, 공기흐름에 따라 휘어지는 방향도 같은 경향이므로 섬모(210)들 간의 접촉과 마찰 등이 적게 발생된다. 반면에, 대전서열이 서로 다른 섬모(210)들을 굴신율도 서로 다르게 구성하면 휘어지는 정도가 달라지므로 섬모(210)간의 접촉, 분리, 충돌 및 마찰 등이 증대되고 대전량이 증대되어 먼지 포집성능이 더욱 향상될 수 있다.
이러한 굴신율의 차이를 위하여 섬모(210)들은 굴신율, 탄성, 모양, 굵기, 길이, 소재, 전기저항, 대전서열 중 어느 하나 이상을 서로 다르게 구성하거나 단면계수가 달라지도록 단면의 모양을 다르게 할 수 있다.
또한, 대전된 전하가 누설되지 않고 최대한 유지될 수 있도록 상기 섬모(210)들의 유전율 즉, 전기저항은 가급적 큰 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체들을 조합시킨 실시예들에 관한 개념도이다.
본 발명에 따른 공기정화용 섬모체는 섬모층에서 부착, 여과, 침강에 의한 먼지 포집을 기본으로 하므로, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 복수의 공기정화용 섬모체를 근접 배치시켜서 조합하면 다단계의 먼지 포집이 가능하거나, 섬모들이 중첩되어 조밀하게 밀집되므로 정화 성능을 높이거나, 지지체가 정화장치의 외피 또는 케이싱으로 기능할 수 있게 된다. 또한, 별개의 지지체로부터 융기하여 서로 접촉하는 섬모들은 서로 전하를 주고받으며 서로 다른 극성의 전하로 대전되어 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있다.
대전서열이 서로 다른 두 종류 이상의 섬모들의 접촉이 이루어지는 경우, 어느 한 종류의 섬모에 대하여 다른 종류의 섬모가 유도수단으로 기능할 수 있으며, 다른 종류의 섬모들을 하나의 지지체(110)에 배치하는 것으로 제한되지 않는다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 섬모층(200)을 포함하는 복수의 공기정화용 섬모체들을 각각의 섬모층(200a, 200b)들이 서로 접촉하도록 근접 배치시키면 공기흐름(a→b)의 에너지에 의해 마주 접촉하는 섬모(210a, 210b)들이 서로 접촉, 분리, 충돌 및 마찰되고 대전되므로 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있다. 이 경우 서로 마주 닿는 섬모들은 대전서열이 크게 다른 물성으로 구성하면 대전량이 증대되므로 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있다.
도 6a는 망상의 지지체와 섬모층을 구비하는 2개의 공기정화용 섬모체(110a. 110b)들을 섬모층(200a, 200b)이 서로 마주하도록 배치하여 공기흐름(a→b)이 전단계의 지지체(110a) 및 섬모층(200a)과 후단계의 섬모층(200b) 및 지지체(110b)의 순서를 거쳐서 통과하는 구성이다.
공기흐름과 먼저 접촉하는 전단계의 지지체(110a)에 형성된 관통구(111a) 및 섬모층(200a)보다 후단계의 섬모층(200b) 및 관통구(111b)를 더욱 조밀하고 미세하게 구성하면 관통구(111a, 111b)들이 형성된 복수의 지지체(110a, 110b)들이 다단 여과기능을 수행하게 되므로 먼지 포집성능이 더욱 개선될 수 있다.
여기서, 마주하는 상기 섬모(210a, 210b)들의 끝부분인 자유단들을 소정의 길이만큼 서로 중첩 및 마찰되도록 근접배치하면, 공기흐름(a→b)에 따른 상기 섬모(210a, 210b)들의 흔들림 및 마찰로 인하여 정전기가 발생되고 정전기력에 의해 먼지 포집성능이 향상될 수 있다. 또한, 마주 보는 섬모(210a, 210b)들의 물성을 유입 측의 섬모층(200a)은 음전하로 유출 측의 섬모층(200b)은 양전하로 대전되도록 서로 다른 대전서열의 것으로 구성하면, 공기흐름 중에 함유된 양전하로 대전된 먼지는 전단계 측 섬모층(200a)에서 포집되고, 음전하로 대전된 먼지는 후단계 측의 섬모층(200b)에서 부착 포집될 수 있다.
또한, 공기흐름이 지지체(110a, 110b)와 직교하는 관통흐름으로 도시되어 있으나, 이에 국한되지 않고 지지체(110a, 110b)들과 평행한 평행흐름이거나 경사진 흐름으로 할 수 있다.
도 6b는 기밀한 면상의 지지체에 섬모층이 형성된 2개의 공기정화용 섬모체를 서로 마주하도록 배치하고, 공기흐름은 지지체(110a, 110b) 사이에 배치된 섬모층(200a, 200b) 사이를 통과하는 평행흐름을 나타내고 있다. 이 실시예에서도 마주하는 2개 섬모층(200)의 대전에 의해 먼지가 포집될 수 있음은 물론, 양측의 상기 지지체(110a, 110b)들은 스킨 또는 케이싱으로 기능할 수 있으므로, 상기 지지체의 조합을 청소장치에 장착 및 분리가 용이한 모듈화가 용이하다.
도 6c는 망상의 지지체(110)에 섬모층(200)이 형성된 공기정화용 섬모체와 사상의 공기정화용 섬모체가 조합된 것으로, 다중의 섬모층(200, 200a)에 의한 부착, 침강, 및 여과에 의한 먼지 포집이 가능하며, 2개의 섬모층(200, 200a)의 대전에 의해 먼지 포집성능이 향상될 수 있고, 상기 망상의 지지체(110)에 구비된 관통구(111)에 의한 필터링 기능도 추가될 수 있다.
도 6d는 망상의 지지체(110)와 섬모층(200)을 구비하는 본 발명에 따른 공기정화용 섬모체(100)와 미세 여과공이 형성된 필터(300)를 추가로 조합시켜서 구성한 공기정화용 섬모체를 나타낸다.
상기 필터(300)는 미세 여과공이 형성된 금속 또는 비금속의 섬유사가 직조 또는 적층되어 구성된 필터, 미세 여과공이 형성된 다공성의 세라믹 필터, 합성수지 막에 미세 기공이 형성된 멤브레인 필터 등과 같은 다양한 형태 및 소재의 필터 들 중에서 선택할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 섬모층(200)을 구비하는 공기정화용 섬모체(100)에 의해 먼지가 포집되고, 이어서 상기 필터(300)에 형성된 미세 여과공에 의해 먼지의 정밀여과가 이루어질 수 있으므로 정화성능을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 전단계에서 먼지의 상당량을 포집하므로 후단계인 필터(300)에 부과되는 고형물 부하 즉, 후단계의 필터(300)에서 포집해야 하는 먼지량을 감소시켜서 필터 교환주기를 길게 할 수 있다.
또한, 상기 필터(300)와 상기 섬모층(200)의 자유단(202)이 서로 접촉하도록 근접 배치함으로써, 공기흐름(a→b)에 의해 흔들리는 섬모(210)와 필터(300)의 표면이 서로 마찰되므로 섬모층(200)과 필터(300)가 대전되어 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있고, 동시에 섬모(210)의 흔들림에 의해 필터(300)의 표면에 부착된 먼지를 빗질(Brushing)하여 필터 표면에 붙어있는 먼지를 쓸어내고 탈리시키므로 필터(300)의 여과공을 재생할 수 있다. 공기 중의 먼지는 주로 음전하로 대전되어 있으므로, 본 발명의 공기정화용 섬모체(100)에 구비된 섬모(210)들과 필터(300)는 각각 양전하와 음전하 순으로 대전되도록 섬모(210)와 필터(300)의 물성을 구성하고, 공기흐름(a→b)은 섬모층(200)과 필터(300)의 순서로 유동시킴으로써 음전하로 대전된 먼지는 전기적인 인력에 의해 주로 섬모층(200)에서 포집되고, 섬모층(200)을 통과한 먼지는 전기적인 척력에 의해 필터(300)를 통과하지 못 하고 필터 표면에 머무르게 되며, 공기흐름에 의해 상기 섬모(210)들은 필터(300) 표면을 빗질하게 되므로 필터(300) 표면에 머무르는 먼지는 필터에 비교하여 상대적으로 먼지 수용능력이 큰 섬모층(200)으로 옮겨 붙게 된다.
따라서, 먼지는 수용능력이 큰 섬모층(200)에서 주로 포집되고, 먼지 수용능력이 작고 쉽게 막히는 필터(300)에 부과되는 고형물 부하가 경감되므로 필터(300)의 교체주기를 매우 길게 할 수 있다. 이러한 대전이 잘 이루어지도록 상기 섬모층(200)은 폴리염화비닐(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 대전서열 중에서 양전하로 대전되는 물성 중에서 선택하고, 상기 필터(300)는 유리섬유, 나일론 등과 같은 음전하로 대전되는 물성 중에서 선택할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 섬모층(200)이 구비된 공기정화용 섬모체(100)와 미세 여과공이 형성된 필터(300)를 포함하여 구성하고, 상기 섬모층(200)과 필터(300)는 서로 접촉하도록 배치하며, 공기흐름(a→b)은 공기정화용 섬모체(100)와 필터(300)의 순으로 유동시키고, 상기 섬모층(200)은 먼지와 극성이 다른 전하로 상기 필터(300)는 먼지와 극성이 같은 전하로 대전이 이루어지도록 함으로써, 먼지 제거효율을 향상시키고 필터(300)의 교체주기를 길게 할 수 있게 된다.
도 6a 내지 도 6d에서 예시된 바와 같이 망상의 지지체, 기밀한 면상의 지지체, 사상의 지지체를 포함하고 섬모층(200)을 구비하는 공기정화용 섬모체(100)와 미세 여과공이 형성된 필터(300)들 중에서 2개 이상을 선택하여 조합하면 다양한 조합형의 공기정화용 섬모체를 실현할 수 있다. 또한, 이러한 조합형의 공기정화용 섬모체에서의 공기흐름은 평행흐름, 관통흐름, 직교흐름, 경사진 흐름들 중에서 여건에 맞추어 적절하게 선택 및 형성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체에 대전을 유도하는 마찰부재에 관한 개념도이다.
본 발명은 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체에는 섬모들을 대전시키는 마찰부재를 추가할 수 있으며, 상기 마찰부재들은 공기흐름에 의해 흔들리는 섬모들과 접촉, 분리, 충돌 및 마찰하면서 섬모들을 대전시키거나, 섬모들의 굴신 방향을 일정하게 유도하여 먼지 포집성능을 향상시킬 수 있다.
도 7a는 지지체(110)로부터 섬모(210)들과 함께 섬모들 사이에 돌출되도록 배치된 복수의 핀, 리브, 판재 등과 같은 형태의 마찰부재(430)를 나타낸다. 이러한 마찰부재(430)는 섬모층(200)의 내부에 배치되며, 마찰부재(430)의 형상과 섬모층(200)에 삽입 깊이는 다양하게 구성할 수 있다.
공기의 흐름에 따라 섬모(210)들이 흔들리거나 굴신하면서 마찰부재(430)와 마찰 및 대전될 수 있으며, 상기 마찰부재(430)는 섬모(210)들의 대전서열은 주로 음전하로 대전되어 있는 먼지들이 비표면적이 크고 접촉빈도가 큰 섬모들(210)에 부착되도록 섬모들이 양전하로 대전되고 마찰부재(430)는 음전하로 대전되도록 서로 다른 대전서열의 물성이 바람직하다.
도 7b는 지지체와 마주하며 돌출된 형태의 마찰부재를 나타낸다.
마찰부재(431)는 섬모(210)가 배치되는 지지체(110)의 맞은 편측의 구조체 또는 케이싱의 내부면 등으로부터 돌출되는 핀, 폭이 얇고 긴 막대, 판재 등의 형태일 수 있다. 상기 마찰부재(431)는 섬모층(200)의 전면에 배치된 망상체, 평판재 등과 같은 지지물에서 돌출시켜서 섬모층(200)의 내부에 삽입되며 섬모(210)와 접촉 및 마찰될 수 있는 모든 형태를 포함하며 그 작용은 상기 도 7a에서와 같다.
또한, 상기 마찰부재(430, 431)들은 종방향 또는 횡방향의 직선 형태로 배열하였으나, 곡선 형태로 배열하거나, 섬모(210)들과의 간섭을 고려하여 지그재그 형태 등으로 배열할 수 있다.
또한, 상기 마찰부재(430, 431)는 공기의 흐름과 섬모(210)의 움직임에 의해 섬모층(200)을 대전시키는 한편, 지지체(110)의 휘청거림 등을 감소시키는 구조적인 보강기능을 수행하거나, 케이싱(미도시)의 내부 면과 상기 지지체(110)와의 간격 또는 지지체(110)와 지지체(110)들 사이의 간격을 일정하게 유지시키는 간격재 또는 버팀재 등과 같은 구조재로서 기능할 수 있다.
도 8은 본 발명의 청소장치에 포함되는 공기정화용 섬모체에서 대전을 유도하는 대전 유도수단의 실시예들에 관한 개념도이다.
도 8에서의 대전 유도수단(400)은 회전부재(420)와 구동부(410)로 구성되고, 상기 회전부재(420)는 구동부(410)로부터 회전력을 제공받아 섬모층(200)과 또는 지지체(110)와 접촉을 반복하여 정전기를 유도하고 섬모층(200)을 대전시킨다.
이러한 회전부재(420)는 판상의 부재이거나, 섬모(210)들이 밀집된 섬모상이거나, 또는 다양한 형태의 돌기를 구비하여 섬모(210)들을 빗질할 수 있는 브러쉬 형태일 수 있다. 공기의 흐름이 상기 회전부재(420)를 통과하는 구성인 경우, 공기의 유통을 위하여 상기 회전부재(420)에는 복수의 관통구(미도시)를 형성하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 구동부는 청소장치에 장착되는 흡기수단 구동용 모터를 이용할 수 있으며, 이 경우 상기 회전부재(420)는 회전속도를 줄이는 감속기를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 대전 유도수단은 무한궤도 형태의 벨트부재(미도시)로 이루어지고 소정의 구동장치에 의하여 회전력을 제공받아 지지체 또는 섬모층과의 접촉부위를 지속적으로 마찰시켜서 대전을 유도할 수 있다. 이 때, 공기의 유통을 위하여 상기 벨트부재는 관통구나 간극을 가지는 메시망 등과 같은 형태가 바람직하다.
상기 섬모층(200)은 대전서열이 서로 다른 소재로 구성하되, 예를 들면 회전부재(420)는 테프론 소재로 구성하고, 상기 섬모층(200)은 폴리아세테이트 소재로 구성하면, 상기 회전부재는 음전하로 대전되고 상기 섬모층(200)은 양전하로 대전될 수 있다. 일반적으로 공기 중의 먼지는 음전하로 대전되어 있으므로, 공기의 흐름(a→b)을 상기 유도수단(400)을 경유하여 상기 공기정화용 섬모체의 섬모층(200)으로 유동시킬 경우, 전하를 띄지 않은 먼지는 상기 회전부재에 의하여 음전하로 대전되고, 원래 음전하로 대전된 먼지와 함께 양전하로 대전된 섬모층(200)에서 전기적인 인력에 의해 포집될 수 있다.
도 9는 본 발명의 청소장치에 포함되는 분무장치의 개념도이다.
본 발명에 따른 청소장치는 상기 후드(540) 및 상기 흡기수단(530)의 흡입부와 연통되도록 설치된 흡입 덕트(550)와, 수분을 공급하는 급수수단을 더 포함할 수 있다. 상기 급수수단은 급수펌프 및 노즐 등으로 구성하고 흡입 덕트(550) 내부 또는 공기정화용 섬모체(100)에 수체를 분사함으로써, 상기 공기정화용 섬모체(100)를 습윤 상태로 유지시켜서 섬모층(200)이 수분으로 인해 점착력이 생성되도록 하고 먼지가 섬모층(200)의 점착력에 의해 부착 및 제거되도록 할 수 있다.
또한, 상기 급수수단은 후드(540)와 상기 공기정화용 섬모체(100)와 상기 흡입 덕트(550)의 양측 또는 선택된 어느 일측에 물을 분수함으로써, 흡입 공기가 흡입 덕트(550) 내부를 이동하는 도중에 분수된 물방울과 충돌하면서 기액 접촉에 의해 용존성 오염물을 용해시키고 먼지 포집성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 같이 섬모층 또는 필터부재의 표면을 습윤 상태로 유지하면, 비표면적이 큰 섬모층의 섬모들과 필터의 표면에 수막을 형성하므로 먼지를 잘 포집하고 SOX, NOX, NH3 등 수용성의 가스상 물질도 용해시켜서 제거할 수 있다.
또한, 상기 급수수단은 상기 도 9에서와 같이 흡기수단(530)에 의해 생성되는 공기의 유동에너지를 이용하여 물을 흡입하여 흡입 덕트(550)의 내부에 물을 분수할 수 있는 이젝터(570)로 구성함으로써 별도의 펌프 시설의 설치를 생략할 수 있다.
또한, 상기 급수수단은 저수부의 표면에 설치되어 물이 비산 및 분수되도록 회전하는 회전차(미도시)일 수 있으며, 상기 저수부는 하우징(510) 내부 하단에 구성할 수 있다. 상기 회전차는 별개의 구동부를 구비하거나 상기 흡기수단(530)에 연동시켜서 작동할 수 있으며, 이러한 급수수단은 하폐수처리장과 양어장에서 사용되는 표면 포기기와 기본적으로 동일한 구성으로 볼 수 있다.
기액 접촉을 위해 흡입 덕트에 수체를 분사하는 경우, 상기 섬모체는 배기공기 중에 과도한 수분의 유출이 방지되도록 하는 수분제거기(Demister)로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 공기정화용 섬모체의 섬모들 표면에 부착된 먼지를 탈리시키거나, 상기 필터를 세척하여 미세 기공을 재생할 수 있도록 세척 수단을 구비할 수 있다. 습윤 및 분수 수단과 세척 수단은 공급하는 유량이 다를 뿐, 공기정화용 섬모체 및 필터들의 표면에 수체를 공급한다는 점에서 기본적으로 동일하다. 따라서 별개의 장치로 구성하거나, 하나의 장치로 구성하고 공급유량을 제어함으로써 습윤을 위한 가습과 세척을 위한 분수를 교차하여 병행할 수 있다. 또한, 세척을 간헐적으로 진행하면 세척 종료 후 다음 세척 시까지 섬모층을 습윤 상태로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 오물과 먼지를 흡입 및 수집할 수 있는 후드(540)와, 음압을 발생시키고 공기를 유동시킬 수 있는 흡기수단(530)과, 상기 후드와 흡기수단을 서로 연통하도록 연결하는 흡입 덕트(550)와, 상기 흡기수단(530)과 흡입된 오물을 수용하는 하우징(510)을 포함하고, 상기 하우징(510)과 흡입 덕트(550) 중에서 적어도 어느 일측의 내부에는 바이러스와 병원균 등을 살균할 수 있는 자외선(UV)을 발광하는 자외선 등, 자외선 LED 등과 같은 자외선 발생수단[도면 미도시]을 설치하여 흡기 및 배기되는 공기 중의 미생물이 살균되도록 하는 살균기능을 구비하는 청소장치를 제공한다.
또한, 상기 흡입 덕트와 또는 케이싱의 내면은 자외선이 잘 흡수되지 않고 반사할 수 있는 반사 성능이 우수한 금속, 크롬 도금, 거울 면 등으로 구성함으로써 살균 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 공기 중의 세균과 유기물 등이 섬모층에 포집 및 증식되어 2차 오염을 유발할 수 있으므로 상기 섬모에는 항균 및 살균작용에 의해 미생물의 증식을 억제하는 구리, 은 등과 같은 금속 나노입자 등과 같은 항균물질들 중에서 선택하여 포함시킬 수 있다.
상기된 본 발명의 다양한 실시예들은 상호 조합되거나 치환될 수 있고, 각각을 이루는 구성들 또한 다른 실시예에 적용될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
100...공기정화용 섬모체 110, 110a, 110b...지지체
111, 111a, 111b...관통구 120, 120a, 120b...지지부재
200...섬모층 201...고정단
202...자유단 210...섬모
300...필터 400...대전 유도수단
410...구동부 420...회전부재
430, 431...마찰부재 510...하우징
520...거름망 530...흡기수단
540...후드 550...흡입 덕트
560...저수용기 570...이젝터

Claims (15)

  1. 청소 대상물을 흡입 및 수집할 수 있는 후드;와,
    공기를 유동시킬 수 있는 흡기수단;과,
    상기 후드와 흡기수단의 흡입부를 서로 연통하도록 연결하는 흡입 덕트;와,
    청소 대상물을 포집하고 청정한 공기를 배기하는 공기정화 수단;을 포함하며,
    상기 후드와 흡입 덕트는,
    상기 흡기수단에서 생성된 흡인력에 의하여 산재된 청소 대상물을 공기와 함께 흡입 및 수집하고,
    상기 공기정화 수단은 상기 흡기수단의 상류와 하류 중의 적어도 한쪽에 설치되고,
    상기 공기정화 수단은,
    지지체; 및
    상기 지지체에 일단이 고정되는 고정단과 지지체에 고정되지 않는 자유단을 구비하는 다수의 섬모로 이루어지는 섬모층;을 포함하고,
    상기 지지체는,
    섬모층의 배열을 유지하도록 되어있고,
    상기 섬모층은,
    습윤상태에서 점착력에 의하여 먼지를 포집하고 가스상 물질을 용존시켜서 제거하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섬모층은,
    굴신율, 탄성, 모양, 굵기, 길이, 소재, 전기저항, 대전서열 중에서 어느 하나 이상이 서로 다른 두 종류 이상의 섬모들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는,
    다수의 관통구를 구비하는 망상의 지지체, 기밀한 구조의 면상의 지지체, 및 굵기 또는 폭에 비하여 상대적으로 길이가 긴 사상의 지지체 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
  4. 제1항에 있어서,
    먼지를 여과하여 포집할 수 있는 복수의 여과공이 형성된 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
  5. 제1항에 있어서,
    물을 분수할 수 있는 분수장치;를 더 포함하고,
    상기 분수장치는,
    물을 분수하여 기액접촉이 이루어지도록 물을 분수하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡기수단에 의해 생성되는 공기의 유동에너지를 이용하여 물을 흡입하고 상기 흡입 덕트의 내부에 물을 분수하여 기액접촉이 이루어지도록 하는 이젝터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 포집기능을 구비하는 청소장치.
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