KR102064953B1 - 습식 공기 청정기 - Google Patents

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KR102064953B1
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Abstract

하부의 공기 유입구와 상부의 공기 배출구를 가지는 청정기 본체와, 청정기 본체 내의 하부에 설치되는 습식 정화부와, 습식 정화부의 상부에 설치되는 필터 정화부와, 필터 정화부의 상부에 설치되는 송풍팬 및 습식 정화부와 송풍팬의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기가 개시된다.

Description

습식 공기 청정기{WET TYPE AIR CLEANER}
본 발명은 습식 공기 청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 습식과 기계식으로 공기 중의 이물질을 단계적으로 걸러내어 정화할 수 있는 습식 공기 청정기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 청정기는 공기를 강제로 순환시키면서 헤파 필터를 사용하여 정화하는 기계식 필터와, 전기를 이용하여 공기 중의 이물질을 흡착하여 제거하는 전기식 공기 청정기가 있다.
또한, ,기계식 공기 청정기 주에는 흡입하여 강제로 순환하는 공기 중으로 물을 분사하는 등의 방법으로 공기 중의 이물질을 걸러내는 습식 청정기가 있다.
그런데, 상기 기계식 필터의 경우에는 필터의 성능에 따라서 공기 정화기능이 결정되며, 필터를 반복 사용할 수 없고, 일정 시간이 경과하거나, 필터 성능이 저하되면 새것으로 교환해야 하므로, 유지 관리 비용이 많이 드는 단점이 있다.
또한, 전기식 공기 청정기의 경우에는, 기계식에 비하여 비용이 저렴하고, 필터를 반복 사용할 수 있는 이점은 있으나, 필터를 자주 청소해주어야 하며, 필터의 오염시 정화 기능이 급격히 떨어지는 단점이 있으므로 최근에는 환영받지 못하고 있다.
또한, 물을 분사하여 공기 중의 오염물질을 제거하여 정화하는 공기 청청기의 경우에는, 주로 공장이나 유해 물질이 많이 발생하는 산업용으로 많이 사용되며, 일반 가정용으로는 사용이 제한되고 있다. 즉, 물을 분사하여 공기를 정화하는 정화 방식으로는 공기 중의 비교적 큰 이물질은 효과적으로 제거할 수 있으나, 미세 이물질까지 걸러내는데 한계가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0582773호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 물가 필터를 이용하여 공기를 단계적으로 정화할 수 있도록 개선된 습식 공기 청정기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 습식 공기 청정기는, 하부의 공기 유입구와 상부의 공기 배출구를 가지는 청정기 본체; 상기 청정기 본체 내의 하부에 설치되는 습식 정화부; 상기 습식 정화부의 상부에 설치되는 필터 정화부; 상기 필터 정화부의 상부에 설치되는 송풍팬; 및 상기 습식 정화부와 송풍팬의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 오염된 공기 중의 부유 먼지는 습식으로 제거하고, 미세먼지 및 초미세먼지 등은 필터 정화부에서 단계적으로 제거할 수 있다.
여기서, 습식 정화부는, 상기 청정기 본체 내부에 설치되는 물 수용탱크 상기 물 수용탱크 내에 회전 가능하게 설치되며, 회전시 상기 물 수용탱크에 수용된 물의 내외로 반복 이동되는 복수의 워셔드럼; 및 상기 워셔드럼을 회전 구동시키는 드럼 구동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
이로써, 부유 먼지를 습식으로 제거하여 전체 공기 청정기의 부하를 줄이고, 유직 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 복수의 워셔드럼은 회전중심을 기준으로 서로 다른 높이로 교번되게 배치되는 것이 좋다.
이로써, 전체 사이즈를 늘리지 않고도 외부 공기가 습식 정화부를 통과하는 경로를 연장하고, 지연시켜서 공기 정화성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 워셔드럼의 외주는 산과 골이 반복되는 치차 형상으로 형성된 것이 좋다.
이로써, 워셔드럼과 외부 공기와의 접촉면적으로 확대하여 정화성능을 높일 수 있다.
또한, 상기 필터 정화부는, 상기 습식 정화부의 상부에 설치되며, 세척하여 반복 사용 가능한 워셔블 필터를 가지는 제1필터 정화부; 및 상기 제1필터 정화부의 상부에 위치하며, 헤파 필터를 가지는 제2필터 정화부;를 포함하는 것이 좋다.]
이로써, 미세먼지와 초미세먼지를 단계적으로 제거하여 정화성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 공기 유입구는, 상기 습식 정화부를 경유하도록 외부 공기가 유입되는 제1공기 유입구; 및 상기 습식 정화부와 격리되어 상기 필터 정화부로 외부 공기가 직접 유입되도록 하는 제2공기 유입구;를 포함하며, 상기 제1 및 제2공기유입구를 선택적으로 개폐하는 개폐부를 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 물 수용탱크의 물 양에 따라서 습식 정화부를 선택적으로 사용하여 공기 정화기능을 효율적으로 운영할 수 있다.
본 발명의 습식 공기 청정기에 따르면, 습식 정화부와 필터 정화부를 구비하여 1차로는 공기 중의 부유 이물질을 습식을 이용하여 제거하고, 미세먼지와 초미세먼지 등은 2차 및 3차로 단계적으로 제거할 수 있게 되어 비용절감은 물론, 정화 성능을 향상시킬 수 있다.
특히, 습식 타입을 통해 비교적 큰 부유이물질을 걸러내므로, 필터 정화부의 성능 저하를 지연시키고, 반복 사용 가능한 습식 정화부를 통해 유지 관리 비용을 줄일 수 있다.
또한, 습식 정화부의 물의 양에 따라서 외부 공기 유입구의 유입경로를 변경할 수 있게 되어, 공기 흡입부하를 줄이고, 유입되는 공기가 건조 상태의 습식 정화부를 통과하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기를 나타내 보인 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 습식 공기 청정기의 개략적인 단면 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 습식 정화부를 발췌하여 보인 부분 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 워셔 드럼을 나타내 보인 측면도이다.
도 5 및 도 6은 공기 유입구를 개폐상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기를 설명하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기를 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기는 공기 유입구(110)와 공기 배출구(120)를 가지는 청정기 본체(100), 습식방식으로 유입공기를 정화하는 습식 정화부(200), 습식 정화부(200)를 경유한 공기를 필터를 이용하여 필터링하는 필터 정화부(300), 송풍팬(400), 상기 공기 유입구(110)를 선택적으로 개폐하는 개폐부(500), 모니터링부(600) 및 제어부(700)를 구비한다.
상기 청정기 본체(100)의 하부에는 공기 유입구(110)가 형성되고, 상부에는 공기 배출구(120)가 형성된다. 청정기 본체(100)의 내부에는 상기 습식 정화부(200), 필터정화부(300)가 하부 및 상부에 배치 수용된다. 또한 송풍팬(400)은 청정기 본체(100) 내의 상부 즉, 공기 배출구(120) 측에 설치된다.
상기 공기 유입구(110)는 제1유입구(111)와 제2유입구(113)로 구분될 수 있다.
상기 습식 정화부(200)는 청정기 본체(100)의 하부에 배치된다. 습식 정화부(200)는 물 수용탱크(210)와, 물 수용탱크(210)의 내부에 설치되는 워셔드럼(220)과, 워셔 드럼(220)을 회전 구동시키는 드럼 구동부(230)를 구비한다. 물 수용탱크(210)는 청정기 본체(100)의 하부에 설치되며, 일정량의 물을 담을 수 있으며, 수위 조절센서(213)가 설치되어 물 수위를 감지하여 상기 제어부(700)로 전달할 수 있다. 상기 워셔 드럼(220)은 드럼 구동부(230)의 회전축(231)에 일정 간격으로 설치되어, 회전축(231)의 회전에 의해 회전 구동된다. 이러한 워셔 드럼(220)은 회전축(231)의 길이 방향으로 서로 다른 편심위치에서 결합된다. 따라서 다수의 워셔 드럼(220)은 서로 이웃한 것끼리는 서로 다른 높이를 가진다. 따라서 워셔드럼(220)은 수면에 잠기고 벗어나는 동작이 서로 교번되게 이루어질 수 있고, 그 사이로 유입공기가 통과하면서 물과의 접촉면적을 넓게 확보할 수 있게 되어 습식 정화능력을 향상시킬 수 있다. 상기 드럼 구동부(230)는 워셔 드럼(220)이 결합되는 회전축(231)과, 회전축(231)을 회전 구동시키는 드럼 구동모터(233)를 구비한다. 이로써, 상기 제1유입구(111)로 유입되는 외부 공기는 회전축(231)의 회전 구동시 워셔드럼(220)들 사이를 소위 상하 지그재그 방식으로 유동하면서 물과의 접촉을 통해 비교적 큰 먼지를 제거할 수 있게 된다.
또한, 바람직하게는 도 4에 도시된 바와 같이, 워셔드럼(220)은 외주의 형상이 소위 치차 구조를 갖도록 형성되는 것이 좋다. 즉 워셔드럼(220)의 외주는 산(221)과 골(223)이 반복된 형상을 가짐으로써, 회전시 외측으로 통과하는 공기와의 접촉면적으로 최대한 확대시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2유입구(111,113)는 개폐부(500)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다. 이러한 개폐부(500)는 셔터부재(510)와, 셔터부재(510)를 왕복 이동시켜 개폐 동작시키는 셔터 구동부(520)를 구비한다. 셔터부재(510)는 제1 및 제2유입구(111,113) 사이를 왕복 하면서 제1 및 제2유입구(111,113)를 선택적으로 개방하거나 차단하기 위한 것으로서, 셔터 몸체(511)와, 차단부(513)와, 개방홀(515)을 가진다. 도 5는 차단부(513)가 제1유입구(111)를 차단하고 있고, 개방홀(515)이 제2유입구(113)와 마주하여 개방하고 있는 상태를 나타내 보인 것이다. 도 6은 셔터 구동부(520)에 의해 셔터부재(510)의 위치가 변경되어 제1유입구(111)는 개방되고, 제2유입구(113)는 차단부(513)에 의해 차단된 상태를 나타내 보인 것이다.
상기 셔터 구동부(520)는 셔터부재(510)에 형성된 랙기어부(517)에 기어 연결되는 구동기어(521)와, 구동기어(521)를 회전 구동시키는 기어 모터(523)를 구비한다. 상기 기어 모터(523)는 제어부(700)에 의해 구동 제어되며, 정방향 및 역방향 구동됨으로써 구동기어(521)를 정방향 및 역방향으로 회전구동 시킨다. 따라서 기어 모터(523)의 구동방향에 따라서 셔터부재(510)가 상승 또는 하강함으로써, 제1 및 제2유입구(111,113)를 선택적으로 개폐시킬 수 있게 된다.
따라서 물 수용탱크(210)에 물이 있는 경우에는 도 6과 같이, 제1유입구(111)를 개방하여 외부 공기가 습식 정화부(200)를 통과하면서 1차로 습식 정화되도록 할 수 있다. 반대로, 물 수용탱크(210)의 물이 부족하거나 기준레벨에 미달되면, 도 5와 같이 제1유입구(111)를 폐쇄하고 제2유입구(113)를 개방해서 외부 공기가 필터 정화부(300)로 바로 유입되도록 할 수 있다. 물론, 상기 셔터 구동부(520)의 개폐 동작은 모니터링부(600)에서 측정된 측정값을 근거로 하여 제어부(700)에서 전달되는 제어신호에 따라서 결정된다.
상기 필터 정화부(300)는 공기 이동 경로 상에서 순차적으로 설치되는 제1필터 정화부(310)와, 제2필터 정화부(320)를 구비한다.
상기 제1필터 정화부(310)는 습식 정화부(200)의 상부에 위치하며, 습식 정화부(200)를 통과하여 습식으로 정화되거나 제2유입구(113)를 통해서 직접 유입된 외부 공기를 필터를 이용하여 정화하기 위한 것이다. 이러한 제1필터 정화부(310)는 수직 공기덕트(311)와, 수직 공기덕트(311)의 외측에 설치되는 워셔블 필터(313)와, 수직 공기덕트(311)를 통과한 외부 공기가 워셔블 필터(313)의 상부면으로 유입되어 통과하도록 안내하는 커버 가이드덕트(315)를 구비한다. 수직 공기덕트(311)는 습식 정화부(200)의 중앙 상부에 수직으로 배치되며, 워셔블 필터(313)의 상부에 배출구가 위치하도록 형성된다. 워셔블 필터(313)는 물로 세척해서 반복사용 가능한 것으로서, 예를 들어 스펀지 등을 포함할 수 있다. 이러한 워셔블 필터(313)는 중앙에 수직 공기덕트(311)가 통과하도록 통과홀을 가지며, 소정 두께로 형성 된다 수직 공기덕트(311)의 주변에 워셔블 필터(313)가 장착되는 제1필터 장착부(317)가 구비되는 것이 좋다. 상기 커버 가이드덕트(315)는 수직 공기덕트(311)의 상부를 덮도록 상기 워셔블 필터(313)의 상부에 설치되며, 수직 공기덕트(311)를 통과한 공기가 워셔블 필터(311)의 상부면으로 진입되어 워셔블 필터(311)의 내부를 통과하여 커버 가이드덕트(315)의 외측을 통해 상부로 이동하도록 가이드 한다. 이러한 커버 가이드덕트(315)는 컵을 뒤집은 모양을 가지며, 상기 제1필터 장착부(317)와 일체로 형성되거나, 별도로 제적되어 조립될 수 있다.
여기서, 상기 워셔블 필터(311)를 교환 장착하거나 세척을 위해 분리장착하기 용이하도록 청정기 본체(100)를 상하 복수 단으로 연결 및 분리 가능한 구조로 제작할 수도 있다. 따라서 정화부(200)와 제1필터 정화부(310) 및 제2필터 정화부(320)를 각각 상하로 분리하거나 적층하여 조립할 수 있도록 제작할 수도 있음은 당연하다.
상기 제2필터 정화부(320)는 제1필터 정화부(310)를 통과한 공기를 최종적으로 정화하기 위한 것으로서, 제2필터 정화부(320)의 상부에 설치된다. 이러한 제2필터 정화부(320)는 제1필터 정화부(310)의 상부에 설치되는 헤파필터(321)와, 헤파필터 장착부(323) 및 제1필터 정화부(310)를 경유한 공기를 헤파필터(321)의 중앙으로 집중되게 가이드 하는 공기 유입가이드(325)를 구비한다. 상기 헤파필터(321)는 습식 정화부(200)와, 제1필터 정화부(310)에서 미처 걸러내지 못한 미세먼지 등의 미세 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 이러한 헤파필터(321)는 일정 시간 경과하거나, 오염도가 증가하게 되면, 새것으로 교환 장착하여 사용할 수 있다.
상기 헤파필터 장착부(323)는 청정기 본체(100)와 일체로 형성되거나, 별도의 착탈 가능하게 설치될 수 있다.
상기 제2필터 정화부(320)의 상부에는 송풍팬(400)이 설치되어서 외부 공기가 청정기 본체(100)의 공기 유입구(110)를 통해 유입되어 습식 정화부(200)와 필터 정화부(300)를 경유하여 공기 배출구(120)로 배출되게 강세 순환시킨다. 송풍팬(400)을 강제 구동시킬 수 있도록 공기 배출구(120)에 인접하여 청정기 본체(100)의 내부에는 팬 모터(410)가 설치된다. 상기 팬 모터(410)는 제어부(700)의 제어신호에 의해 구동 제어된다.
상기 모니터링부(600)는 공기 오염도를 측정하는 공기 오염 측정부(610)와, 외부의 습도를 측정하는 습도 측정부(620), 습식 정화부(200)에 저장된 물의 레벨을 측정하는 수위 조절 센서(213), 워셔블 필터(311)의 장착여부를 감지하는 제1필터 감지센서(630), 헤파 필터(321)의 장착 여부를 감지하는 제2필터 감지센서(640)를 구비한다. 상기 모니터링부(600)에서 획득된 감지데이터는 제어부(700)로 전달되어 공기 청정기의 구동동작에 활용된다.
또한, 타이머(810)가 더 구비되어 워셔블 필터(311)와 헤파필터(321)의 세척 및 교환주기를 카운팅하여 제어부(700)로 제공할 수 있다.
또한, 출력부(820)가 더 구비되어, 필터의 세척 및 교환주기를 출력하여 알려줄 수 있으며, 습식 정화부(200)의 물 레벨 정보를 출력하여 알려줄 수 있다. 상기 출력부(820)는 디스플레이, 스피커, LED 등을 포함할 수 있다.
또한 조명등(830)이 더 구비되어 제어부(700)에 의해 온/오프 제어됨으로써, 공기 청정기의 동작모드별로 서로 다른 컬러의 조명등이 켜지도록 제어할 수 있다.
또한, 통신부(840)가 더 구비되어 원격에서 공기 청정기의 동작을 리모트컨트롤러 또는 사용자의 스마트폰을 이용하여 원격에서 작동을 제어할 수 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기에 따르면, 외부의 오염된 공기를 1차적으로는 습식 정화방식을 적용하여 비교적 입자가 큰 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이때, 물을 이용하여 공기를 정화하게 되면, 2차 및 3차로 필터를 이용하여 정화하는 동안 워셔블 필터(313)와 헤파필터(321)의 필터 성능이 급격히 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히 습식 정화부(200)는 필터를 교환 장착하지 않아도 되고, 단지 워셔드럼(220)의 표면에 달라붙은 오염물질을 세척하여 사용하면 되므로, 반 영구적으로 사용이 가능하다.
따라서 유지 관리 비용을 현저하게 줄일 수 있으며, 비교적 큰 이물질을 물을 이용하여 먼저 제거할 수 있으므로, 워셔블 필터(313)와 헤파필터(321)에서의 부하 발생을 줄이고, 필터의 오염으로 인한 성능 저하시간을 지연시킬 수 있다.
특히, 워셔드럼(220)의 외주를 치차 형상으로 형성하고, 다수의 워셔드럼(220)이 상하 지그재그 방식으로 배치되도록 회전축에 대해 편심되게 배치함으로써, 통과하는 공기가 물에 접촉하는 시간과 면적으로 최대한 증가시킬 수 있게 되어 정화 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 물의 자연 증발 등으로 인하여 기준 레벨 미만으로 줄어든 경우, 외부공기가 습식정화부(200)를 경유하지 않고 필터 정화부(300)로 바로 유입될 수 있도록 제1 및 제2유입구(111,113)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 따라서 공기의 순환경로를 단축하고, 공기 흡입 부하를 줄일 수 있으며, 습식 정화부(200)가 불필요하게 동작되어 전력이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 비교적 큰 이물질은 습식 정화부(200)에서 제거하고, 사이즈가 작은 미세먼지는 제1필터 정화부(310)와 제2필터 정화부(320)에서 단계적으로 필터링하여 제거할 수 있으므로, 공기의 이물질을 효과적으로 정화할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100..청정기 본체 110..공기 유입구
120..공기 배출구 200..습식 정화부
210..물 수용탱크 220..워셔드럼
230..드럼 구동부 231..회전축
233..드럼 구동모터 300..필터 정화부
310..제1필터 정화부 313..워셔블 필터
320..제2필터 정화부 323..헤파 필터
400..송풍팬 410..팬모터
500..개폐부 510..셔터부재
520..셔터 구동부 600..모니터링부
700..제어부

Claims (6)

  1. 하부의 공기 유입구와 상부의 공기 배출구를 가지는 청정기 본체;
    상기 청정기 본체 내의 하부에 설치되는 습식 정화부;
    상기 습식 정화부의 상부에 설치되는 필터 정화부;
    상기 필터 정화부의 상부에 설치되는 송풍팬; 및
    상기 습식 정화부와 송풍팬의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 공기 유입구는,
    상기 습식 정화부를 경유하도록 외부 공기가 유입되는 제1공기 유입구; 및
    상기 습식 정화부와 격리되어 상기 필터 정화부로 외부 공기가 직접 유입되도록 하는 제2공기 유입구;를 포함하며,
    상기 제1 및 제2공기유입구를 선택적으로 개폐하는 개폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기.
  2. 제1항에 있어서, 습식 정화부는,
    상기 청정기 본체 내부에 설치되는 물 수용탱크
    상기 물 수용탱크 내에 회전 가능하게 설치되며, 회전시 상기 물 수용탱크에 수용된 물의 내외로 반복 이동되는 복수의 워셔드럼; 및
    상기 워셔드럼을 회전 구동시키는 드럼 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 워셔드럼은 회전중심을 기준으로 서로 다른 높이로 교번되게 배치되는 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 워셔드럼의 외주는 산과 골이 반복되는 치차 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 정화부는,
    상기 습식 정화부의 상부에 설치되며, 세척하여 반복 사용 가능한 워셔블 필터를 가지는 제1필터 정화부; 및
    상기 제1필터 정화부의 상부에 위치하며, 헤파 필터를 가지는 제2필터 정화부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 공기청정기.
  6. 삭제
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