KR102000695B1 - Vertical Air Purifier Using Solar Heat - Google Patents

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KR102000695B1 KR1020180102740A KR20180102740A KR102000695B1 KR 102000695 B1 KR102000695 B1 KR 102000695B1 KR 1020180102740 A KR1020180102740 A KR 1020180102740A KR 20180102740 A KR20180102740 A KR 20180102740A KR 102000695 B1 KR102000695 B1 KR 102000695B1
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김종훈
류강민
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김종훈
류강민
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Abstract

The present invention relates to a vertical air purification apparatus using solar heat, comprising: a vertical movement pipe moving heated air to an upper part by a density difference; an aspirator connected to a tip end of an upper part of the vertical movement pipe and aspirating the air within the vertical movement pipe by multiple blades rotating due to natural wind; an upper plate connected downwards and diagonally from a tip end of a lower part of the vertical movement pipe; a support plate having the same width and shape with the vertically projected ones of the vertical movement pipe and the upper plate; and a support vertically connected to the support plate to support the upper plate. Multiple filters are installed within the vertical movement pipe to remove the fine dust of the air which is moving, a tip end of the upper plate and the support plate is opened to enable the air to move to an upper part from the outside through the vertical movement pipe, and an angle between the upper plate and the support plate is 2-30°. The present invention can heat the air in a short time using a heating space in which transmitted solar rays can be confined.

Description

태양열을 이용한 수직 공기 정화장치{Vertical Air Purifier Using Solar Heat}{Vertical Air Purifier Using Solar Heat}

본 발명은 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 태양열에 의한 복사열에 의해 발생된 공기 대류 현상을 이용하여 수직 통로로 공기 이동시 필터를 이용하여 공기를 정화시키는 것이다. The present invention relates to a vertical air purifying apparatus using solar heat, and more particularly, to purify air using a filter when air is transferred to a vertical path by using air convection phenomenon generated by radiant heat by solar heat.

일반적으로 공기 정화는 공기속의 먼지나 매연 등의 각종 오염물질을 제거하는 것으로, 필터 등의 여과재를 이용해 여과하거나, 물을 이용하여 물의 흡착력으로 세척하거나, 고전압을 이용한 집진으로 크게 대별되고, 여기에 음이온 등의 기능성이 추가된다.In general, air purification is to remove various contaminants such as dust and soot in the air, and is generally roughly divided into filtration using a filter such as a filter, washing with water, suction using water, or dust collection using a high voltage. Functionalities such as anions are added.

이들 중 물을 이용한 공기정화는 기본적으로 물을 분사하거나 낙수시켜 오염된 공기의 오염물을 물로 흡착하여 씻는 방법과, 집진재나 여과재에 물을 뭍혀 물의 흡착력과 결합하여 다중으로 정화시키고 기능성을 추가시켜 자연대류 시키거나, 팬(FAN)으로 강제 송풍시키는 방법이 대부분이며, 실내 공기의 자연대류는 공기의 낮은 비열 때문에 대류 범위에 한계가 있고 또, 팬(FAN)에 의한 송풍은 오염된 공기를 강제로 흡입하여 정화 후 강제로 배기하는 것으로, 밀폐된 실내 공간에서 공기 정화기로 흡입되는 공기의 밀도와 정화후 정화기에서 배출되는 공기 밀도의 차이가 없거나, 공기 정화기 내부의 여과재 등을 통과 하면서 미미하게 생긴 공기의 온도 변화에 의한 공기의 밀도 차이는 공기가 비열이 작기 때문에 정도의 차이는 있지만 결과적으로 공기 정화기 주변의 일정 부분만 맹돌며 반복 정화되는 문제점이 있어, 보다 강력한 팬을 사용하여 강제순환시키나, 실내공간의 전체적인 공기정화에는 한계가 있고 비효율적이다.Among these methods, air purification is mainly performed by spraying water or dripping water to adsorb and wash contaminants of polluted air with water, or by pouring water into a bulking material or a filter material to combine with the adsorption force of water, Natural convection, forced air blowing by fan (FAN), and natural convection of indoor air has a limited range of convection due to a low specific heat of air. Also, blowing by fan (FAN) The air is sucked into the air purifier and then forcedly discharged. Thereby, there is no difference between the density of the air sucked into the air purifier in the closed indoor space and the density of the air discharged from the purifier after purifying, The density difference of the air due to the temperature change of the air is different due to the small specific heat of the air, There is a problem blind traveled only a portion of the peripheral purifier repeated purification, the circulating force sikina than using powerful fans, the whole air filter of the indoor space, there is a limit inefficient.

이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하는 방법으로, 밀폐된 공간의 태양열 집열판을 이용하여 데워진 공기의 비열을 이용, 공기의 밀도 차이를 유발시켜 공기에 대류현상을 발생시킨 굴뚝효과(Stack Effect)로 공기의 대류현상을 중앙의 수직배기관을 통해 이동시키는 과정에서 필터를 사용하여 주변의 공기를 정화시키는 발명이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above problems by providing a stack effect using a solar heat collecting plate in an enclosed space and utilizing the specific heat of the heated air to induce a difference in density of air, In the process of moving the convection phenomenon of the air through the central vertical exhaust pipe, the filter is used to clean the surrounding air.

본 발명은 태양열로 일정 공간의 공기를 효율적으로 가열시켜 공기 대류 현상을 이용하여 수직 이동된 공기를 정화시키는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to efficiently heat a certain space of air with solar heat and to purify vertically moved air by using air convection phenomenon.

또한 본 발명은 복사열의 효율을 증가시키기 위해 투과된 태양광선을 내부에 가둬둘 수 있는 가열공간을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a heating space in which sunlight transmitted through the inside can be confined in order to increase the efficiency of radiation.

본 발명은 가열된 공기가 수직으로 이동을 용이하기 위해 수직이동관 말단에 흡출기를 추가 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to further provide a suction device at the end of the vertical moving pipe to facilitate the vertical movement of the heated air.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치에 있어서, 가열된 공기가 밀도차이에 의해 상부로 이동되는 수직이동관; 상기 수직이동관 상부 끝단에 연결되고, 자연바람에 회전되는 복수날개에 의해 수직이동관 내부의 공기를 흡출시키는 흡출기; 상기 수직이동관 하부 끝단에서 하방 사선으로 연결된 상판; 상기 수직이동관 및 상판의 수직 투영된 넓이와 모양이 동일한 지지판; 및 상기 지지판에 수직으로 연결되어 상판을 지지하는 지지대으로 구성되되, 상기 수직이동관 내부에 복수의 필터가 설치되어 이동중의 공기의 미세먼지가 제거되며, 상기 상판과 지지판의 말단은 외부에서 상기 수직이동관을 통해 상부로 공기가 이동될 수 있게 개방되어 있고, 상기 상판과 지지판 사이의 각도는 2~30°사이인 것에 특징이 있는 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a vertical air purifier using solar heat, comprising: a vertical moving pipe in which heated air is moved upward by a density difference; A sucker connected to an upper end of the vertical moving pipe and sucking air inside the vertical moving pipe by a plurality of wings rotated in a natural wind; An upper plate connected to the lower end of the vertical moving pipe in a downward slanting direction; A support plate having the same vertical projection area and shape as the vertical movement tube and the upper plate; And a support rod vertically connected to the support plate to support the upper plate, wherein a plurality of filters are installed in the vertical movement pipe to remove fine dust of the air during movement, and the ends of the upper plate and the support plate are connected to the vertical movement pipe And an angle between the upper plate and the support plate is between 2 and 30 degrees.

또한 본 발명은 상기 상판은 기판 및 상기 기판 하부에 렌즈어레이필름으로 구성되되, 상기 기판은 렌즈어레이필름의 지지체로서 투명소재의 기판으로 태양광선을 투과시키며, 상기 렌즈어레이필름은 기판을 통해 투과된 태양광선을 내부 가열공간으로 회절 또는 산란시키는 특징이 있는 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치를 제공한다. Further, the present invention is characterized in that the top plate comprises a substrate and a lens array film below the substrate, the substrate transmitting sunlight to a substrate of a transparent material as a support for the lens array film, Provided is a vertical air purifier using solar heat characterized by diffracting or scattering sunlight into an internal heating space.

또한 본 발명은 상기 지지판 상부에는 빛을 반사시키는 반사필름이 추가된 것에 특징이 있는 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치를 제공한다. In addition, the present invention provides a vertical air purifier using solar heat, characterized in that a reflection film for reflecting light is added to the upper part of the support plate.

본 발명은 태양열로 일정 공간의 공기를 효율적으로 가열시켜 공기 대류 현상을 이용하여 수직 이동된 공기를 정화시키는 무동력 정화장치의 특징이 있다. The present invention is characterized by a non-powered cleaning apparatus that efficiently heats air in a certain space with solar heat and purifies the vertically moved air by using air convection.

또한 본 발명은 투과된 태양광선을 내부에 가둬둘 수 있는 가열공간을 이용하여 복사열의 효율을 증가시켜 공기를 단시간에 가열시킬 수 있는 특징이 있다. In addition, the present invention is characterized in that air can be heated in a short time by increasing the efficiency of radiant heat by using a heating space in which transmitted sunlight is confined inside.

본 발명은 수직이동관 말단에 흡출기를 추가하여 가열된 공기가 수직으로 이동을 용이하게 하는 특징이 있다. The present invention is characterized by adding a sucker at the end of the vertical moving tube to facilitate vertical movement of the heated air.

도 1은 본 발명 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 상판 중 렌즈어레이필름의 다양한 실시예이다. 1 is a sectional view of a vertical air purifying apparatus using solar heat of the present invention.
Fig. 2 shows various embodiments of the lens array film in the top plate of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms " about, " " substantially, " " etc. ", when used to refer to a manufacturing or material tolerance inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

도 1은 본 발명 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치(1)의 단면도이다. 태양열을 이용한 수직 공기를 이용한 정화장치이다.1 is a sectional view of a vertical air cleaning apparatus 1 using solar heat of the present invention. It is a purifier using vertical air using solar heat.

가열된 공기는 밀도차이에 의해 수직이동관(110)을 통해 상부로 이동된다. The heated air is moved upwardly through the vertical moving pipe 110 by the density difference.

상기 수직이동관(110) 상부 끝단에 연결되고, 자연바람에 회전되는 복수날개에 의해 수직이동관(110) 내부의 공기를 흡출시키는 흡출기(100)가 결합되어 있다. And a suction unit 100 connected to the upper end of the vertical moving pipe 110 for sucking air in the vertical moving pipe 110 by a plurality of wings rotated in a natural wind.

상기 흡출기(100)는 지상에서 높이 위치할수록 바람의 세기가 커져 유리하다. 자연풍에 의해 회전되면 내부공기가 외부로 이동하고 이동된 내부는 기압이 낮아져서 베르누이원리에 의해 수직이동관(110) 하부로부터 공기가 채워지므로 공기의 상향 이동에 도움이 된다. The higher the position of the absorber 100 above the ground, the greater the strength of the wind. When the air is rotated by the natural air, the inside air moves to the outside, and the inside of the moved air is lowered and the air is filled from the lower part of the vertical moving pipe 110 by the Bernoulli principle.

상기 흡출기(100)는 추가로 복수날개의 복수날개축과 연결된 회전날개를 설치하면 회전날개에 의해 한 방향 공기흐름이 증가되어 외부로 공기 유출이 더 용이할 수 있다. If the blades are connected to the plurality of blades of the plurality of blades, the blades of the blades may increase the flow of air in one direction to facilitate the outflow of air to the outside.

상기 수직이동관(110)은 하부 끝단에서 하방 사선으로 상판(130)이 연결된 구성이다.The vertical moving pipe 110 has a configuration in which the upper plate 130 is connected to the lower end of the vertical moving pipe 110 by a downward slanting line.

상기 상판(130)은 수직이동관(110)에서 멀어질수록 점차적으로 지상의 높이가 완만하게 낮아진다. 데워진 공기는 낮아진 비열에 의해 수직으로 이동하므로 완만한 사면을 따라 수직이동관(110) 하부로 데워진 공기가 모이도록 하기 위함이다. The height of the upper surface of the upper plate 130 gradually decreases as the distance from the vertical moving pipe 110 increases. The heated air is vertically moved by the lowered specific heat so that the heated air is collected to the lower part of the vertical moving pipe 110 along the slope.

또한, 본 발명은 상기 수직이동관(110) 및 상판(130)의 수직 투영된 넓이와 모양이 동일한 지지판(150) 및 상기 지지판(150)에 수직으로 연결되어 상판(130)을 지지하는 지지대(140)으로 구성된다.The vertical movement tube 110 and the upper plate 130 may have the same width and the same shape as the vertical movement tube 110 and the supporting plate 150 may be vertically connected to the upper plate 130 to support the upper plate 130. ).

상기 지지대(140)는 지지대(140)로부터 상판(130) 및 수직이동관(110)을 지지하기 위한 것으로 막대모양 이외에 아치형 등 다양한 형상이 가능하고 수직이동관(110) 하부로 공기이동의 방해를 받지 않으면 어떠한 형태든 가능하다. The supporter 140 supports the upper plate 130 and the vertical movement tube 110 from the supporter 140. The supporter 140 may be formed in various shapes such as an arcuate shape other than a bar shape Any form is possible.

본 발명의 최종 목적은 상기 수직이동관(110) 내부에 복수의 필터(120)가 설치되어 이동중의 공기의 미세먼지가 제거하기 위함이다. 필터(120)는 시중에 사용되는 모든 필터(120)를 사용할 수 있으며, 먼지의 사이즈별로 나눠서 설치하면 효율이 증가될 수 있다. A final object of the present invention is to provide a plurality of filters 120 inside the vertical moving pipe 110 to remove fine dust from the air during moving. The filter 120 can use all the filters 120 used in the market, and the efficiency can be increased by dividing the filter 120 by the dust size.

입자 크기가 큰 먼지일수록 무게 때문에 상부로 이동이 어려울 수 있어 가장 낮은 높이에 필터(120)를 설치하며, 높을수록 미세먼지 입자가 작은 것을 거를 수 있는 필터(120)를 설치하는 것이 바람직하다. It is preferable to install the filter 120 having the lowest height and the filter 120 having the smaller size of the fine dust particles as the higher the dust is.

상기 상판(130)과 지지판(150)의 말단은 외부에서 상기 수직이동관(110)을 통해 상부로 공기가 이동될 수 있게 개방되어 있고, 상기 상판(130)과 지지판(150) 사이의 각도는 2~30°사이가 적당하고 바람직하게는 2~10°가 좋다. 최대 각도가 낮을수록 가열공간(10)확보가 용이하나 그만큼 설치를 위한 면적이 커질 수 있어 문제가 된다. 반면에 각도가 높을수록 반대의 이점이 있다. An end of the upper plate 130 and the support plate 150 is open to allow air to move upward from the outside through the vertical movement pipe 110 and an angle between the upper plate 130 and the support plate 150 is 2 To 30 [deg.] Is suitable, and preferably 2 to 10 [deg.]. The lower the maximum angle is, the easier the securing of the heating space 10 is, but the larger the area for installation, the more problematic. On the other hand, the higher the angle, the more advantageous it is.

본 발명의 효율을 높이기 위해서는 수직이동관(110)으로 공기흐름을 높여야 한다. In order to increase the efficiency of the present invention, it is necessary to increase the air flow to the vertical moving pipe 110.

따라서 태양열로 시간당 온도상승을 높이기 위해서는 상판(130)을 통해 내부로 투과된 태양광선을 최대한 내부공간에 가둬야 한다. Therefore, in order to increase the temperature rise per hour with the solar heat, the sunlight transmitted through the upper plate 130 must be confined in the inner space as much as possible.

따라서 본 발명은 상기 상판(130)을 기판(131) 및 기판(131) 하부에 렌즈어레이필름(133)을 구성한다. 상기 기판(131)은 렌즈어레이필름(133)의 지지체로서 투명소재의 기판(131)으로 태양광선을 투과시키며, 상기 렌즈어레이필름(133)은 기판(131)을 통해 투과된 태양광선을 내부 가열공간(10)으로 회절 또는 산란시켜 다시 상기 기판(131)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지한다. Therefore, in the present invention, the upper plate 130 constitutes a lens array film 133 below the substrate 131 and the substrate 131. The substrate 131 transmits sunlight to a substrate 131 of a transparent material as a support for the lens array film 133. The lens array film 133 irradiates sunlight, which is transmitted through the substrate 131, Diffused or scattered into the space 10 and prevented from flowing out to the outside through the substrate 131 again.

도 2는 본 발명의 상판(130) 중 렌즈어레이필름(133)의 다양한 실시예이다. 기판(131)은 동일하나 렌즈어레이필름(133)은 삼각형, 곡면, 뿔형 등 다양하게 제공된다. 입사된 직사광선이 상기 렌즈어레이필름(133)에의해 외부로 재반사 되는 것을 막아준다. 2 shows various embodiments of the lens array film 133 in the top plate 130 of the present invention. The substrate 131 is the same, but the lens array film 133 is provided in various shapes such as a triangle, a curved surface, a cone, and the like. Thereby preventing the incident sunlight from being reflected back to the outside by the lens array film 133.

도 2의 실시예 이외에 다양한 모양의 회절, 산란 필름 형상이 모두 가능하다. In addition to the embodiment of FIG. 2, diffraction and scattering film shapes of various shapes are possible.

마지막으로 상기 지지판(150) 상부에는 빛을 반사시키는 반사필름(151)이 추가되어 상기 회절, 산란으로 입사된 태양광선이 상기 반사필름(151)에 의해 다시 내부공간으로 이동되어 내부공간에 머무르는 시간이 커져 공기가 효율적으로 가열되는 가열공간(10)으로 기능을 하게 된다. Finally, a reflecting film 151 for reflecting light is added to the upper part of the support plate 150, and the time when the sunlight incident on the diffraction and scattering is moved to the inner space again by the reflective film 151 and stays in the inner space And the heating space 10 in which air is efficiently heated.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. It will be clear to those who have knowledge of.

1 : 수직 공기 정화장치 10 : 가열공간
100 : 흡출기 101 : 복수날개
103 : 복수날개축 105 : 회전날개
110 : 수직이동관 120 : 필터
130 : 상판 131 : 기판
133 : 렌즈어레이필름 140 : 지지대
150 : 지지판 151 : 반사필름1: vertical air purifier 10: heating space
100: Injector 101: Multiple wings
103: multiple wing shaft 105: rotary wing
110: vertical moving tube 120: filter
130: upper plate 131: substrate
133: Lens array film 140: Support
150: Support plate 151: Reflective film

Claims (3)

태양열을 이용한 수직 공기 정화장치에 있어서,
가열된 공기가 밀도차이에 의해 상부로 이동되는 수직이동관(110);
상기 수직이동관(110) 상부 끝단에 연결되고, 자연바람에 회전되는 복수날개(101), 복수날개축(103) 및 상기 복수날개축의 하부 끝단에 연결된 회전날개(105)에 의해 수직이동관(110) 내부의 공기를 흡출시키는 흡출기(100);
상기 수직이동관(110) 하부 끝단에서 하방 사선으로 연결된 상판(130);
상기 수직이동관(110) 및 상판(130)의 수직 투영된 넓이와 모양이 동일한 지지판(150); 및
상기 지지판(150)에 수직으로 연결되어 상판(130)을 지지하는 지지대(140)으로 구성되되,
상기 수직이동관(110) 내부에 높이가 높을수록 필터를 통과하는 미세먼지의 크기에 따른 필터 내부의 간격이 작아지는 특징의 복수 필터(120)가 설치되어 이동 중의 공기의 미세먼지가 제거되며,
상기 상판(130)은 기판(131) 및 상기 기판(131) 하부에 렌즈어레이필름(133)으로 구성되고,
상기 기판(131)은 렌즈어레이필름(133)의 지지체로서 투명소재로 태양광선을 투과시키며,
상기 렌즈어레이필름(133)은 기판(131)을 통해 투과된 태양광선을 내부 가열공간(10)으로 회절 또는 산란시키고,
상기 지지판(150) 상부에는 빛을 반사시키는 반사필름(151)이 추가되어,
상기 상판(130)과 지지판(150)의 말단은 외부에서 상기 수직이동관(110)을 통해 상부로 공기가 이동될 수 있게 개방되어 있고, 상기 상판(130)과 지지판(150) 사이의 각도는 2~30°사이인 것에 특징이 있는 태양열을 이용한 수직 공기 정화장치.1. A vertical air purifying apparatus using solar heat,
A vertical moving pipe 110 in which the heated air is moved upward by a density difference;
The vertical movement pipe 110 is connected to the upper end of the vertical movement pipe 110 by a plurality of vanes 101, a plurality of vanes 103 and a rotary vane 105 connected to lower ends of the vanes, A sucker (100) for sucking air inside;
An upper plate 130 connected to the lower end of the vertical moving pipe 110 in a downward slanting direction;
A support plate 150 having the same vertically projected width and shape as the vertical movement pipe 110 and the upper plate 130; And
And a supporter 140 vertically connected to the supporter 150 to support the supporter 130,
A plurality of filters 120 are installed inside the vertical moving pipe 110 to reduce the interval between the filters according to the size of the fine dust passing through the filter,
The upper plate 130 is composed of a substrate 131 and a lens array film 133 under the substrate 131,
The substrate 131 serves as a support for the lens array film 133, and transmits sunlight through a transparent material.
The lens array film 133 diffracts or scatters the sunlight transmitted through the substrate 131 into the internal heating space 10,
A reflective film 151 for reflecting light is added to the upper portion of the support plate 150,
An end of the upper plate 130 and the support plate 150 is open to allow air to move upward from the outside through the vertical movement pipe 110 and an angle between the upper plate 130 and the support plate 150 is 2 To-30 ° vertical solar air-purifying device. 삭제delete 삭제delete
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