KR102161491B1 - 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지 포집장치에 관한 것이다. 미세먼지 포집장치는, 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유제를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징, 표면의 적어도 일부가 상기 유제에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막을 지속적으로 형성하고, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기를 상기 유막이 형성된 표면을 통해 유출하는 유막 필터, 및 상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있다.

Description

점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치{Particulate matter collecting apparatus using a fluid with viscosity}
본 발명은 미세먼지 포집장치에 관한 것이다.
산업 발전으로 인해 오염 물질의 배출이 증가되고 있다. 특히 공기중으로 배출되는 오염 물질은 국경을 넘어 인접 국가로 유입되어 국가간 분쟁을 유발하기도 한다. 미세 먼지는, 육안으로 볼 수 없는 지름 10um이하의 작은 먼지이다. 전체 미세 먼지 중에서, 황산염, 질산염 등과 같이 독성 물질이 차지하는 비율은 약 50%이상이다. 미세 먼지는, 자동차 배기가스에서 배출된 유독 물질이나 중금속 등이 대기중에서 광화학 반응을 통해 생성되는 것으로 알려져 있다.
거의 대부분의 공기정화기는, 건식 필터를 이용하여 미세 먼지를 제거한다. 건식 필터는, 흡착되는 미세 먼지의 양이 증가하여 성능이 저하되므로, 일정 주기로 교체되어야 한다. 필터 교체는 공기정화기의 유지 비용을 증가시키며, 특히, 교체 시기가 지난 필터를 계속 사용할 경우, 공기정화기가 정상적으로 동작할 수 없는 문제가 있다.
독성 물질을 포함하는 미세 먼지를 효과적으로 제거하며, 필터의 교체 주기가 일반적인 건식 필터보다 상대적으로 긴 미세먼지 포집장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치가 제공된다. 미세먼지 포집장치는, 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유제를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징, 표면의 적어도 일부가 상기 유제에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막을 지속적으로 형성하고, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기를 상기 유막이 형성된 표면을 통해 유출하는 유막 필터, 및 상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있다. 상기 유막은 상기 내부 공간으로부터 상기 표면을 통과하여 외부로 유출되는 공기 중에 존재하는 오염 물질을 흡착하며, 흡착한 오염 물질을 상기 하우징에 수용된 유제로 이동시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막은 다공성 유막일 수 있다.
일 실시예로, 상기 내부 공간으로 공기를 강제 유입시키는 공기 유입기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터는, 상기 제1 공기 유입구에 대응하는 제2 공기 유입구를 가진 제1 측면판, 상기 제1 측면판을 대향하는 제2 측면판, 및 상기 제1 측면판의 외주면과 상기 제2 측면판의 외주면에 양측이 고정되어 상기 표면을 형성하는 메시를 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 표면은, 주름 혹을 가진 메시로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 표면은, 둘 이상의 메시를 적층하여 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터의 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 공기의 흐름 방향을 변경하는 가이드를 더 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 가이드는, 상기 제2 공기 유입구를 향해 경사지게 배치될수 있다.
일 실시예로, 상기 가이드는 복수이며, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예로,, 상기 복수의 가이드의 길이는 서로 상이 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터에 상기 유제를 분사하는 노즐을 더 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 방사상으로 서로 이격되도록 상기 메시에 결합된 복수의 버킷을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유제는 오일 일 수 있다.
일 실시예로, 상기 유제는 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세 먼지를 효과적으로 제거할 뿐 아니라, 필터를 반영구적으로 사용할 수 있게 되어, 유지 비용이 절감될 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다.
도 1은, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은, 도 2에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 4는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는, 도 4에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 6은, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은, 도 6에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 8은, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은, 유막을 보강하기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은, 유막을 보강하기 위한 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유막 필터(10)는 다수의 홀이 형성된 메시(11) 및 메시(11)의 표면 및 홀 내부를 따라 형성된 유막(21)을 포함한다. 메시(11)는, 금속, 금속합금, 합성수지 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 메시(11)에는 양면을 관통하는 다수의 홀이 형성되어 있다. 메시(11)에 형성된 홀의 최대 폭(또는 최대 직경) r은 약 0.1 um 내지 약 100 um일 수 있다. 일 실시예로, 유막(21)은, 메시(11)에 유제(20)를 적용하여 형성될 수 있다. 유제(20)는, 일정한 점도를 갖는 오일을 포함할 수 있다. 여기서, 오일은, 액체 상태의 식물성, 동물성 또는 합성 오일(이하에서는 오일이라 함)일 수 있다. 다른 실시예로, 유제(20)는, 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다. 일정 비율로 오일과 물을 혼합하면 유제(20)의 점도가 조절될 수 있다. 유막(21)은 다양한 방식으로 형성 및/또는 보강될 수 있으며, 이하에서 도 2 내지 도 11을 참조하여 상세히 설명한다.
유막 필터(10)는, 기체 연통 가능하다. 도 1에서, A는 메시(11)의 홀이 유제(20)로 완전히 충진된 상태를 나타내며, B는 메시(11)의 홀이 유제(20)로 일부 충진된 상태를 나타낸다. 여기서, 유막(21)은, 메시(11)의 홀뿐 아니라 메시(11) 표면에도 형성될 수 있다. 공기(30)는 외부로부터 유입되어 유막 필터(10)를 통과할 수 있다. 유막 필터(10)를 통과하는 공기에 의해 또는 중력에 의해서, 유막(21)은 A 상태에서 B 상태, 즉, 다공성 유막으로 변경될 수 있다. 유막(21)이 공기(30)와 접촉하면, 공기(30) 중의 오염 물질이 유막(21)에 용해 및/또는 흡착된다. 유막(21)에 흡착된 오염 물질은, 공기에 의해, 중력에 의해, 또는 기계적 이동에 의해, 유제(20)가 수용된 저장 탱크로 이동될 수 있다. 예를 들어, 유막(21)을 형성하고 있는 유제(20)는, 다공성 유막(B 상태)을 통과하는 공기에 의해 메시(11)로부터 분리되어 아래로 떨어지거나, 메시(11)의 표면을 따라 아래로 흘러내리거나, 또는 메시(11)가 저장 탱크에 잠길 때, 저장 탱크로 이동될 수 있다.
회전할 때, 유막 필터(10)의 적어도 일부는 유제(20)를 통과한다. 탱크에 담긴 유제(20)는, 유막 필터(10)의 유막(21)을 생성 및/또는 보강한다. 또한, 유막(21)에 흡착된 오염 물질은, 유막 필터(10)가 유제(20)에 잠기는 동안에 분리되어, 유제(20)로 이동한다. 저장 탱크로 이동된 오염 물질은, 유제(20)로부터 제거될 수 있다. 오염 물질을 제거하기 위한 필터는 저장 탱크 내부에 수용된 유제(20)로부터 오염 물질을 제거할 수 있다. 유제(20)는, 오일 또는 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다. 오일과 염기성 수용액의 혼합물은, 순수한 오일에 비해, 상대적으로 낮은 점도를 가지므로, 유막(21)을 형성한 유제(20)가 메시(11)로부터 쉽게 분리될 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 점도는, 유막 필터(10)를 상대적으로 적은 동력으로 회전시킬 수 있게 한다. 메시(11)에 오일에 흡착된 오염 물질은, 염기성 수용액으로 이동될 수 있다. 염기성 수용액으로 이동한 오염 물질은, 결정화되어 필터에 의해 제거될 수 있다.
유막(21) 및 유막(21)을 형성하는 유제(20)는, 공기에서 오염 물질을 제거하는 대용량 필터이다. 일반적인 건식 필터는, 오염 물질을 걸러낼 수 있는 유효 면적이 제한되어 있으며, 특히, 시간이 경과하여 흡착된 오염 물질의 양이 증가하면 필터 효율이 감소한다. 이에 반해, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치에서, 필터 역할을 하는 유막(21)은, 오염 물질을 흡착한 후 유제(20)로 회수되며, 오염 물질이 걸러진 유제(20)로부터 다시 생성되므로, 건식 필터에 비해 상대적으로 긴 수명을 가질 수 있다.
도 2는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 3은, 도 2에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 2 및 3을 함께 참조하면, 미세먼지 포집장치(100)는, 유제(20) 및 유막 필터(200)를 내장하는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)의 일부는, 기체 연통 가능한 공기 유출 영역(120)이다. 유막 필터(200)를 통과한 정화된 공기(31)는, 공기 유출 영역(120)을 통과하여 외부로 나갈 수 있다. 유제(20)는 하우징(110)의 하부에 저장되며, 따라서 하우징(110)은 유제(20)를 저장하는 저장 탱크의 역할을 한다.
제1 공기 유입구(130)는, 하우징(110)의 일면에 위치하며, 유막 필터(200)의 내부 공간(200)과 기체 연통 가능하게 결합된다. 공기 유입기(310), 예를 들어, 에어 펌프 또는 팬은, 외부 공기를 공기 유입구(130)를 통해 유막 필터(200)의 내부 공간(210)으로 유입한다. 공기 유입기(310)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 제1 공기 유입구(130) 내에 위치하거나, 유막 필터(200) 내에 위치될 수 있다.
유막 필터(200)는, 표면의 적어도 일부에 형성되는 유막(21)을 포함한다. 유막(21)은, 유막 필터(200)의 표면을 형성하는 메시(250)에, 유제(20)에 적용하여 형성된다. 일 실시예로, 유막 필터(200)는, 회전 가능하게 하우징(110) 내부에 배치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유막 필터(200)의 적어도 일부는, 유제(20)에 잠기도록 배치될 수 있다. 따라서, 유막 필터(200)가 회전하면, 유막(21)이 유막 필터(200)의 표면 전체에 균일하게 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 도시되진 않았으나, 유막 필터(200)는, 하우징(110) 내부에 고정될 수 있다. 이 구조에서, 유막(21)은, 유제(20)를 유막 필터(200)에 분사하여 형성될 수도 있다.
유막 필터(200)에는, 그 내부로 공기(30)를 유입할 수 있는 내부 공간(210)이 형성된다. 도 3에 예시된 바와 같이, 유막 필터(200)는, 회전축에 수직한 단면이 원형 또는 다각형상인 중공형 구조이다. 유막 필터(200)는, 공기(31)가 유입되는 제1 측면판(220), 제1 측면판(220)에 대향하는 제2 측면판(230), 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)을 연결하는 연결 부재(240), 및 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)의 외주면에 의해 정의되는 표면에 배치되는 메시(250a, 250b)를 포함할 수 있다. 내부 공간(210)은 다양하게 구현 가능하며, 도 3에 예시된 구조는 단지 예시일 뿐임을 이해할 수 있다.
제1 측면판(220)은, 연결 부재(240)의 일단이 고정되며, 제1 공기 유입구(130)에 대응하는 위치에 제2 공기 유입구(224)가 형성된 평판(221)을 포함한다. 제1 공기 유입구(130)와 제2 공기 유입구(224)는, 외부 공기(30)가 유막 필터(200) 내부로 유입되는 경로를 형성한다. 여기서, 제1 공기 유입구(130)와 제2 공기 유입구(224)가 연결되는 부분은, 외부 공기가 미세먼지 포집장치(100) 내부로 누출되지 않도록 실링될 수 있다. 추가적으로, 제1 측면판(220)은, 평판(221)의 둘레를 따라 형성된 메시 고정용 측벽(222) 및/또는 제2 공기 유입구(224) 둘레를 따라 형성된 경로 연장용 측벽(223)을 더 포함할 수 있다. 측벽(222, 223)은, 제2 측면판(220)을 향하는 방향으로 또는 그 반대 방향으로 형성될 수 있다. 메시 고정용 측벽(222)에 의해서, 메시(250a, 250b)의 일단을 제1 측면판(220)에 용이하게 고정할 수 있다. 제2 측면판(230)은, 연결 부재(240)의 타단이 고정되는 평판(231)을 포함한다.
연결 부재(240)는, 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)을 연결하여, 모터(300)가 제공한 회전력에 의해 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)이 실질적으로 동일한 속도로 회전할 수 있도록 한다. 연결 부재(240)는 하나 이상일 수 있다. 도 2 및 도 3에는, 복수의 연결 부재(241, 242, 243, 244)에 의해 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)이 연결되며, 제2 측면판(230)에 연결된 모터(300)에 의해 유막 필터(200)가 회전하는 구조가 도시되어 있다. 도시되진 않았으나, 연결 부재(240)는, 모터(300)에 연결되며, 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)의 중심을 통과하는 샤프트일 수 있다. 제1 측면판(220)과 제2 측면판(230)은 샤프트에 고정되어, 샤프트가 회전할 때 같이 회전할 수도 있다.
유제(20)로부터 오염 물질을 분리하기 위한 먼지 포집 필터(320) 및 필터링된 유제(20)를 하우징(110)으로 이동시키는 펌프(330)는, 하우징(110)에 유체 연통 가능하게 결합된다. 예시된 바와 같이, 먼지 포집 필터(320)의 유체 입구는, 도관을 통해, 하우징(110)의 저면에 형성된 관통홀에 연결되며, 먼지 포집 필터(320)의 유체 출구는, 펌프(330)의 유체 입구에 연결될 수 있다.
유막 필터(200)는, 내부로 유입된 공기(30)를 표면에 형성된 유막(21)을 통해 배출시키면서, 공기(30) 중의 오염 물질을 제거한다. 유막 필터(200)의 내부 공간(210)에 유입된 공기(30)는, 유막 필터(200)의 표면을 경계로 해서 내부 공간(210)과 유막 필터(200)의 외부 공간 사이에 공기압의 차이가 발생시킨다. 외부 공간의 공기압에 비해, 내부 공간(210)의 공기압은 상대적으로 크기 때문에, 내부 공간(210)에 있던 공기는 유막 필터(200)의 표면을 통과하여 외부 공간으로로 이동한다. 공기가 통과하는 유막 필터(200)의 표면에는, 적어도 일부 영역에 유막(21)이 형성되어 있으며, 공기 중의 오염 물질은 유막(21)에 의해 포집된다.
도 4는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 5는, 도 4에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다. 도 1 내지 3과 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 미세먼지 포집장치(101)는, 내부 공간(210)에서 공기의 흐름을 조절하는 가이드(260)를 포함한다. 내부 공간(210)에 배치된 가이드(260)는, 유입된 공기(30)를 실질적으로 균일하게 분산시켜서, 공기(30)가 표면 전체를 통과하도록 한다. 내부 공간(210)으로 유입된 공기(30)의 일부는, 가이드(260)에 의해 흐름 방향이 변경되어 가이드(260) 주변의 표면을 향하게 된다.
일 실시예로, 가이드(260)는, 제2 공기 유입구를 향해 경사진 단면을 갖는 링 또는 유막 필터(200)의 표면에 수직한 단면을 갖는 링일 수 있다. 다시 말해, 경사각(유막 필터의 표면과의 사이각)은, 변경 가능하다. 가이드(260)의 외주면은, 복수의 연결 부재(241, 242, 243, 244)에 체결되어 고정될 수 있다. 복수의 연결 부재(241, 242, 243, 244)는, 복수의 가이드(261, 262, 263, 264)를 지지할 수 있다. 복수의 가이드(261, 262, 263, 264) 사이의 거리는, 동일하거나 상이할 수 있다. 복수의 가이드(261, 262, 263, 264)는, 내부 공간(210)으로 유입된 공기(30)를, 복수의 가이드(261, 262, 263, 264)에 의해 구획된 서브 공간(211, 21, 213, 214, 215)으로 향하게 한다. 여기서, 복수의 가이드(261, 262, 263, 264)의 길이, 즉, 외주면부터 내주면까지의 거리는, 동일할 수 있다.
다른 실시예로, 가이드(260)는, 사각형상 또는 부채꼴형상의 판일 수 있다. 가이드(260)는, 하나 이상의 연결 부재(241, 242, 243, 244)에 체결되어 고정될 수 있다. 복수의 가이드(260)는, 수평 방향으로 동일 지점에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가이드(261)는, 두 개의 연결 부재(241, 242)에 연결된 제1 가이드와 나머지 두 개의 연결 부재(243, 244)에 연결된 제2 가이드를 포함하며, 제1 가이드와 제2 가이드는 서로 분리되어 있을 수 있다.
도 6은, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 7은, 도 6에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다. 도 1 내지 5와 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 일 실시예로, 복수의 가이드(271, 272, 273, 274; 이하 270)는, 제2 공기 유입구를 향해 경사진 단면을 갖는 링 또는 유막 필터(200)의 표면에 수직한 단면을 갖는 링일 수 있다. 여기서, 복수의 가이드(270)의 길이는, 가이드마다 상이할 수 있다. 다른 실시예로, 복수의 가이드(270)는, 사각형상 또는 부채꼴형상의 판일 수 있다. 마찬가지로, 연결 부재(240)에 고정된 일단으로부터 타단까지의 거리는, 가이드마다 상이할 수 있다. 다양하게 변경 가능한 내부 공간(210)의 형상뿐 아니라, 유입되는 공기의 양, 유입 속도 등으로 인해, 서브 공간(211, 21, 213, 214, 215)마다 유입되는 공기의 양이 달라질 수 있다. 따라서 길이가 긴 가이드는, 유입량이 작은 서브 공간을 위해 배치되고, 길이가 짧은 가이드는 유입량이 큰 서브 공간을 위해 배치될 수 있다.
도 8은, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유막 필터(200)에서, 공기중의 오염 물질은 메시(251)에 형성된 다공성 유막(21)에 흡착된다. 따라서 다공성 유막(21)의 면적이 증가할수록, 미세먼지 포집장치의 오염물질 제거 성능이 향상될 수 있다. 도 8을 참조하면, 유막 필터(200)의 표면을 형성하는 메시(251)는 표면에 형성된 주름 혹(251')을 포함한다. 주름 혹(251')은, 유막 필터(200)의 표면에 실질적으로 수직한 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 주름 혹(251')은, 메시(11)를 반복적으로 접어서 형성될 수 있다. 주름 혹(251')은 틈(251'')에 의해 다른 주름 혹(251')으로부터 이격될 수 있다. 메시(11)를 주름지게 형성하면, 메시(11)의 전체 면적이 증가하게 된다. 따라서, 유막(21)이 형성되는 면적 또한 증가한다.
도 9는, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유막 필터(200)에서, 공기중의 오염 물질은 메시(252)에 형성된 다공성 유막(21)에 흡착된다. 따라서 다공성 유막(21)의 면적이 증가할수록, 미세먼지 포집장치의 오염물질 제거 성능이 향상될 수 있다. 도 9를 참조하면, 유막 필터(200)는, 적층된 복수의 메시(252a, 252b, 252c)를 포함할 수 있다. 복수의 메시(252a, 252b, 252c)는, 적어도 일부가 서로 접촉하거나, 스페이서(미도시)에 의해 소정 거리로 이격되도록 적층될 수 있다. 적층된 복수의 메시(252a, 252b, 252c)에서, 유막(21)이 형성되는 면적은 증가될 수 있다.
도 10은, 유막을 보강하기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유막 필터(200)의 표면에 형성된 유막은, 초기 생성시, 즉, 유제(20)를 통과한 직후에는, 메시(250, 251, 252)에 형성되는 홀이 실질적으로 없거나 매우 작다. 이후 공기(30)가 유막(21)을 통과하는 공기(30)의 양이 누적적으로 증가하면, 홀의 직경도 비례적으로 증가한다. 홀의 커지면, 유제(20)와 접촉하는 공기의 양이 감소하므로, 오염 물질 제거 성능이 감소할 수 있다. 따라서, 유제를 통과한 이후 소정의 시간이 경과하거나 특정 지점을 통과한 이후에 유막(21)을 보강해야 할 필요가 있을 수 있다.
미세먼지 포집장치(100, 101, 102)는, 유막 필터(200)를 향해 유제(20)를 분사하여 유막(21)을 보강하는 하나 이상의 노즐(280a, 280b, 280c)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 노즐(280a, 280b, 280c)은, 예를 들어, 방사상으로 이격되어 배열될 수 있다. 하나 이상의 노즐(280a, 280b, 280c)은, 하우징(110)에 수용된 유제(20)를 가압하여 공급하는 모터와 도관을 통해 연결될 수 있다.
하나 이상의 노즐(280a, 280b, 280c)은, 유제(20)를 유막 필터(200)에 지속적으로 제공하여, 유막(21)을 보강할 수 있다. 유막 필터(200)가 시계 방향으로 회전한다고 가정할 때, 유막 필터(200)의 중심을 지나는 가상의 수직선을 기준으로 좌측 표면(L)에 있는 유막(21), 즉, 메시(250, 251, 252)가 유제(20)가 수용된 저장 탱크로부터 나올 때 생성된 유막(21)은, 유막 필터(200)를 통과하는 공기 및/또는 중력에 영향을 받을 수 있다. 이로 인해, 우측 표면(R)에 있는 유막(21)은 얇아지거나 소멸될 수 있다. 하나 이상의 노즐(280a, 280b, 280c)은, 메시(250, 251, 252)의 우측에 유제(20)를 분사하여, 유막(21)을 보강할 수 있다.
도 11은, 유막을 보강하기 위한 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 유막 필터(200)는, 메시(250, 251, 252)에 결합된 복수의 버킷(290)을 포함할 수 있다. 복수의 버킷(290)은, 유막 필터(200)의 표면에 실질적으로 수직하게 메시(250, 251, 252)에 결합되며, 복수의 버킷(290)은 서로 이격되어 방사상으로 배치될 수 있다. 복수의 버킷(290)은, 개방된 입구를 통해 유입된 유제(20)를 그 내부에 수용할 수 있으며, 유막 필터(200)의 회전축방향을 따라 연장될 수 있다. 버킷(290)간 이격 거리는, 예를 들어, 버킷(290)이 수용할 수 있는 유제(20)의 양, 유막 필터(200)의 회전 속도, 유제(20)의 점도 등의 조합에 의해 결정될 수 있다.
복수의 버킷(290)은, 유제(20)를 유막 필터(200)의 우측 표면(R)에 지속적으로 제공하여, 유막(21)을 보강할 수 있다. 상세하게, 유막 필터(200)는, 유제(20)가 수용된 하우징(110)으로부터 상방으로 이동하는 좌측 표면(L) 및 유제가 수용된 하우징(110)을 향해 하방으로 이동하는 우측 표면(R)을 포함한다. 좌측 표면(L)에 결합된 버킷(290)은, 내부에 유제(20)를 수용한 상태로 회전한다. 유막 필터(200)의 최정점 부근을 통과할 때, 버킷(290)은 기울어져서 내부에 수용된 유제(20)가 유막 필터(200)의 우측 표면(R)을 따라 하방으로 흘러내릴 수 있다. 따라서, 우측 표면(R) 상부의 유막 보강 구간에 속한 유막(21)의 상태는, 하우징(110)에 수용된 유제(20)로부터 나온 유막 필터(200)의 유막(21)의 상태와 유사해질 수 있다.
일 실시예로, 도 11에 예시된 바와 같이, 버킷(290)은, 서로 이격된 2개의 관통홀(291, 292)을 포함할 수 있다. 유막 필터(200)의 표면으로부터 먼 제1 관통홀(291)은 버킷 내부로 유제(20)가 유입되는 홀이며, 가까운 제2 관통홀(292)은 버킷 내부로부터 유제(20)가 유출되는 홀이다. 유제(20)가 서서히 유출되기 위해서, 제2 관통홀(292)의 크기는 제1 관통홀(291)의 크기보다 상대적으로 작게 형성된다. 또한, 제2 관통홀(292)은, 유막 필터(200)의 표면에 가깝게 형성되는 것이 바람직하다.
도 12는, 점성을 가진 유제를 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
상술한 미세먼지 포집장치(100, 101, 102)는, 유막 필터(200) 내부로 공기(30)를 강제로 유입시키는 구조이다. 이는, 미세먼지 포징장치(100, 101, 102)가 실내 등과 같이 공기 흐름이 정체된 공간에서 사용되기 때문이다. 공기 유입이 없으면, 오염 물질 제거 성능이 감소된다. 한편, 공기 분자에 비해, 상대적으로 큰 오염 물질들은, 지상으로부터 일정 높이 이내에서 높은 농도로 존재한다. 또한 차량 운행이 많은 도로 주변의 오염 물질 농도는 다른 곳에 비해 높다.
도 12에 도시된 바와 같이, 차량 상부에 설치된 미세먼지 포집장치(103)는, 차량의 운행에 의해 공기가 내부로 유입될 수 있다. 이와 같은 조건에서, 미세먼지 포집장치(103)는, 유막 필터(200) 내부로 자연 유입되는 공기(30)를 정화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유제를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징;
    표면의 적어도 일부가 상기 유제에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막이 지속적으로 형성되며, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기가 상기 유막이 형성된 표면을 통해 외부로 유출되도록 하는 유막 필터;
    상기 유막 필터의 상기 내부 공간으로 외부 공기를 직접적으로 유입시켜서, 유입된 공기가 상기 유막을 통과하여 외부로 나가게 하는 공기 유입기; 및
    상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함하되,
    상기 유막은 상기 내부 공간으로부터 상기 표면을 통과하여 외부로 유출되는 공기 중에 존재하는 오염 물질을 흡착하며, 흡착한 오염 물질을 상기 하우징에 수용된 유제로 이동시키는, 미세먼지 포집장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 유막은 다공성 유막인 미세먼지 포집장치.
  3. 삭제
  4. 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유제를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징;
    표면의 적어도 일부가 상기 유제에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막이 지속적으로 형성되며, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기가 상기 유막이 형성된 표면을 통해 외부로 유출되도록 하는 유막 필터; 및
    상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함하되,
    상기 유막은 상기 내부 공간으로부터 상기 표면을 통과하여 외부로 유출되는 공기 중에 존재하는 오염 물질을 흡착하며, 흡착한 오염 물질을 상기 하우징에 수용된 유제로 이동시키며,
    상기 유막 필터는,
    상기 제1 공기 유입구에 대응하는 제2 공기 유입구를 가진 제1 측면판,
    상기 제1 측면판을 대향하는 제2 측면판,
    상기 제1 측면판의 외주면과 상기 제2 측면판의 외주면에 양측이 고정되어 상기 표면을 형성하는 메시, 및
    상기 제1 측면판, 상기 제2 측면판, 및 상기 메시에 의해 정의되는 상기 유막 필터의 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 공기의 흐름 방향을 변경하는 가이드를 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 표면은, 주름혹을 가진 메시로 형성되는, 미세먼지 포집장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 표면은, 둘 이상의 메시를 적층하여 형성되는, 미세먼지 포집장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드는, 상기 제2 공기 유입구를 향해 경사지게 배치되는, 미세먼지 포집장치.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드는 복수이며, 서로 이격되어 배치되는, 미세먼지 포집장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 복수의 가이드의 길이는 서로 상이한, 미세먼지 포집장치.
  11. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서, 상기 유막 필터에 상기 유제를 분사하는 노즐을 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  12. 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유제를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징;
    표면의 적어도 일부가 상기 유제에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막을 지속적으로 형성하고, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기를 상기 유막이 형성된 표면을 통해 유출하는 유막 필터;
    방사상으로 서로 이격되도록 상기 유막 필터의 상기 표면에 결합된 복수의 버킷; 및
    상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함하되,
    상기 유막은 상기 내부 공간으로부터 상기 표면을 통과하여 외부로 유출되는 공기 중에 존재하는 오염 물질을 흡착하며, 흡착한 오염 물질을 상기 하우징에 수용된 유제로 이동시키는, 미세먼지 포집장치.
  13. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 유제는 오일인, 미세먼지 포집장치.
  14. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 유제는 오일과 염기성 수용액의 혼합물인, 미세먼지 포집장치.
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