KR102178549B1 - 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기 중에 포함된 미세먼지 등과 같은 오염물질을 유체와 접촉시켜 효과적으로 제거할 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기청정기는 다수의 제1 관통구멍이 천공된 내부드럼; 상기 내부드럼의 외부에 배치되고 다수의 제2 관통구멍이 천공된 외부드럼; 상기 내부드럼과 상기 외부드럼이 수용되는 메인탱크; 상기 내부드럼으로 공기를 공급하는 공기공급수단; 및 상기 내부드럼 또는 상기 외부드럼을 회전시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정기{AIR CLEANER}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기 중에 포함된 미세먼지 등과 같은 오염물질을 유체와 접촉시켜 효과적으로 제거할 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기청정기는 미세 분진, 각종 유해가스, 잡균, 곰팡이, 바이러스 등 오염물을 공기로부터 제거한 후 정화된 공기를 배출하는 장치이다.

이러한 공기청정기는 공기중의 오염물을 제거하는 방식에 따라 건식청정기와 습식청정기로 분류되는데, 건식청정기는 전기집진식과 필터여과식으로 나누어 진다.

전기집진식은 필터교환이 필요없다는 장점이 있으나 전기집진판에 오염물이 쌓이게 되면 정화능력이 떨어져서 미세 먼지 등과 같은 오염물의 제거성능이 떨어진다는 단점이 있다.

한편 필터여과식은 필터 사이로 공기를 흐르도록 하여 공기로부터 오염물을 걸러지도록 하는 방식으로 부직포나 여과지 등으로 된 필터를 사용하여 공기에 포함되어 있는 먼지 등의 미세 분진을 여과하여 처리하는 것으로 널리 사용되고 있다.

그러나 필터를 사용하는 공기청정기는 사용시간이 경과함에 따라 먼지 등의 이물질이 필터에 부착하여 여과성능을 떨어뜨리기 때문에 사용자는 필터를 주기적으로 청소해주거나 새것으로 교환해주어야 한다.

따라서 부직포나 여과지 등으로 된 필터를 사용하는 공기청정기는 필터를 주기적으로 세척하거나 필터를 자주 교환해야 하기 때문에 관리에 많은 인력과 비용이 소요된다는 것도 문제점으로 지적되고 있다.

필터성능은 공기가 통과하는 통과구멍에 따라 좌우된다. 또 필터가 깨끗하게 세척되어 있지 않은 경우에는 각종 세균이 번식할 우려가 있어 오히려 세균으로 오염된 공기를 공급하게 되는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 한국 공개특허번호 10-2018-0001395호에는 내부로 오염된 공기를 통과시켜 오염물을 물과 접촉시켜 제거하는 공기청정기가 개시되어 있다. 이 공기청정기는 물입자와 공기를 접촉시킴으로 미세먼지 등의 오염원을 물입자 내로 흡착하여 수조에 유입 또는 침전되도록 하는 방식으로 오염물을 제거하는 것이다.

그러나 상기 공개특허번호 10-2018-0001395호에 따른 공기청정기는 물과 접촉되지 않는 미세먼지가 공기청정기 외부로 빠져나온다는 문제점을 가지고 있다.

그리고, 일본특허 제2998022호에는 워터필터를 사용하여 미세먼지 등과 같은 미세 오염물을 제거하는 장치가 개시되어 있다. 이러한 일본특허 제2998022호에 개시된 장치는 물을 필터로 사용하여 오염물을 포함하는 공기가 물을 통과하여 나올 때 오염물이 물에 포집되게 하여 제거하는 장치이다.

그러나 일본특허 제2998022호에 개시된 장치는 공기방울의 크기가 커서 공기방울이 물 위로 올라올 때 커다란 소음이 발생하여 가정용 공기청정기로 사용할 수 없는 한계점이 있다.

한국 공개특허 제10-2018-0001395호 "습식형 공기청정기" 일본 등록특허 제2998022호 "디젤 엔진의 배기가스 정화장치"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 공기 중에 포함된 미세먼지 등과 같은 오염물질을 유체와 접촉시켜 효과적으로 제거할 수 있도록 한 공기청정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 오염 공기를 유체와 접촉시켜 제거하는 과정에서 공기방울의 크기를 최소화함으로써 정화효율의 향상은 물론이고 소음이 발생되지 않도록 한 공기청정기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 공기청정기는 다수의 제1 관통구멍이 천공된 내부드럼; 상기 내부드럼의 외부에 배치되고 다수의 제2 관통구멍이 천공된 외부드럼; 상기 내부드럼과 상기 외부드럼이 수용되는 메인탱크; 상기 내부드럼으로 공기를 공급하는 공기공급수단; 및 상기 내부드럼 또는 상기 외부드럼을 회전시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 공기청정기는 다수의 제1 관통구멍이 천공된 내부드럼; 상기 내부드럼의 외부에 배치되고 다수의 제2 관통구멍이 천공된 외부드럼; 상기 내부드럼과 상기 외부드럼이 수용되는 메인탱크; 상기 내부드럼으로 공기를 공급하는 공기공급수단; 상기 내부드럼 또는 상기 외부드럼을 회전시키는 구동모터; 및 상기 내부드럼의 내부로 공기의 유입이 가능하도록 압력을 보정하는 압력조절기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 압력조절기구는 상기 구동모터의 구동력에 의해 회전되면서 상기 내부드럼에 수용되는 유체를 외부로 밀어내는 압력조절회전체를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 압력조절회전체는, 호 형상의 단면 구조를 갖는 판형몸체의 하부에 교반날개편이 형성된 복수의 유체배출블레이드; 상기 유체배출블레이드의 일단에 형성되어 상기 내부드럼에 고정되는 고정링; 및 상기 유체배출블레이드의 타단에 접속되는 커플러를 구비하고 상기 구동모터의 모터축과 연결되는 회전축;을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 압력조절회전체는, 상기 구동모터의 모터축과 연결되는 회전축; 및 상기 회전축에 결합되고 호 형상의 단면구조로 형성된 복수의 유체배출블레이드;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 구동모터는 상기 메인탱크 내부 또는 상기 메인탱크 외부에 설치되도록 구성할 수 있다.

바람직하게, 상기 내부드럼은 일측에 개방부가 형성된 통 형상으로 형성되고, 상기 공기공급수단은 송풍기와, 상기 송풍기에 의해 유입되는 공기가 상기 내부드럼으로 공급되도록 상기 개방부에 연결되는 공기흡입관을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 메인탱크는 원통부와 상기 원통부에 연장되는 원추부로 구성되되, 상기 원통부에 정화된 공기가 배기되는 공기유출구가 형성되고, 상기 원추부의 소경부에 오염된 유체가 배출되는 배출구가 형성될 수 있다.

바람직하게, 본 발명에 따른 공기청정기는 상기 메인탱크의 내부에 설치되어 공기방울을 잘게 파쇄하는 소음감쇄기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소음감쇄기구는 공기방울의 이동경로 상에 배치되고 다수의 버블파쇄슬릿이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

아울러, 상기 내부드럼은 복수의 겹을 이루도록 복수로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 공기청정기에 의하면, 공기청정기 내부로 유입된 오염 공기가 내부드럼과 외부드럼에 의해 잘게 파쇄되어 미세한 공기입자 상태로 유체를 통과하므로 유체와의 접촉면적이 증가되어 오염 물질을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 공기청정기에 의하면, 오염 공기가 미세한 공기입자 상태로 유체 밖으로 유출되므로 버블이 터지는 과정에서 생성되는 소음을 최소화할 수 있으므로 사용상의 편의성과 상품성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 부분 절개사시도,
도3은 정면에서 나타나는 도2의 형상을 도시한 도면,
도4는 도3의 요부를 확대하여 나타낸 도면,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분리사시도,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 외부드럼를 나타낸 사시도,
도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 압력조절기구를 나타낸 사시도,
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 설명하기 위한 도면,
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도,
도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 부분 절개사시도,
도11은 정면에서 나타나는 도10의 형상을 도시한 도면,
도12는 도11의 요부를 확대하여 나타낸 도면,
도13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분리사시도,
도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기의 압력조절기구를 나타낸 사시도,
도15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도15에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도15에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하여 설명하도록 한다.

한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도, 도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 부분 절개사시도로서 도1의 Ⅱ-Ⅱ선으로 절개한 상태를 나타낸 것이고, 도3은 정면에서 나타나는 도2의 형상을 도시한 도면, 도4는 도3의 요부를 확대하여 나타낸 도면, 도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분리사시도이다.

도1 내지 도5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기는 오염된 공기를 유체와 접촉시켜 미세먼지 등과 같은 오염물질이 제거되도록 한 것으로서, 메인탱크(1), 공기공급수단(2), 내부드럼(3), 외부드럼(4), 구동모터(5) 및 압력조절기구(6)가 구비되어 있다.

메인탱크(1)는 내부드럼(3)과 외부드럼(4)이 수용되는 용기로서, 내부에 오염물질을 제거하기 위한 유체가 일정 높이로 수용되어 있다. 여기서, 유체는 접촉시 오염물질을 용이하게 제거할 수 있다면 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있지만 본 실시예에서 비용이 저렴하고 후처리가 용이한 물을 적용한다.

메인탱크(1)는 다양한 형태로 구성될 수 있지만, 본 실시예에서는 원통부(11)와 이 원통부(11)의 하부에 연장되는 원추부(12)로 구성된다. 원통부(11)는 정화된 공기가 배기되는 공기유출구(13)가 형성되어 있고, 원추부(12)는 소경부에 오염된 유체가 배출되는 배출구(14)가 형성되어 있다.

그리고, 메인탱크(1)는 원통부(11)의 상단에 메인탱크커버(15)가 설치되어 있고, 배출구(14)에는 오염된 물이 수용되는 집수조(미도시) 또는 오염된 물의 유도을 제어하는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.

공기공급수단(2)은 내부드럼(3)으로 오염된 공기를 공급하기 위한 구성요소로서, 내부드럼(3)으로 공기를 공급하는 장치라면 소형 콤프레셔 등과 같은 다양한 장치가 제한 없이 선택되어 구성될 수 있다.

예컨대, 공기공급수단(2)은 송풍블레이드가 구비된 송풍팬(21)과, 송풍팬(21)을 구동시키는 송풍모터(22)로 구성된 송풍기로 구성되어 있다. 여기서 송풍모터(22)는 공기의 송풍량을 조절할 수 있는 서보 모터로 구성되는 것이 바람직하다.

송풍팬(21)의 배출구에는 내부드럼(3)으로 공기를 유도하기 위해 공기흡입관(25)이 연결되어 있고, 이 공기흡입관(25)은 메인탱크(1)에 형성된 공기흡입관인입홀(112)을 통해 인입되어 내부드럼(3)를 향하여 배치되어 있다.

내부드럼(3)은 메인탱크(1)의 내부에 설치되는 통 형상의 구성요소로서, 일측에 개방부(32)가 형성된 원통 형상의 내부드럼몸체에 다수의 제1 관통구멍(33)이 천공되어 있다.

그리고, 내부드럼(3)은 내부 공간으로 오염 공기가 유입될 수 있도록 개방부(32)에 공기흡입관(25)이 접속되어 있다.

공기흡입관(25)은 메인탱크(1) 내부에 수직으로 배치되는 수직부(251)와 이 수직부(251)의 단부에 수평으로 연장되는 수평부(252)로 구성된다.

수평부(253)에는 송풍팬(21)과 접속되도록 구경이 확장되는 덕트(253)가 형성되어 있고, 수직부(251)의 하단에는 후술되는 소음감쇄기구(7)의 상부 및 외부드럼(4)의 상부에 위치하도록 결합링(26)이 결합되어 있다.

첨부도면, 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 외부드럼를 나타낸 사시도이다.

도4 및 도6을 참조하면, 외부드럼(4)은 내부드럼(3)의 외부에 배치되는 통 형상의 구성요소로서, 대략 원통 형상을 갖는 외부드럼몸체(41)에 다수의 제2 관통구멍(43)이 천공되어 있다.

그리고, 외부드럼(4)은 외부드럼몸체(41)의 상부 및 하부에 메인탱크(1)과의 결속을 위한 외부드럼고정부재(44)가 형성되어 있다. 이 외부드럼고정부재(44)는 외부드럼몸체(41)에 연결되는 복수의 드럼지지대(441)와 드럼지지대(411)의 외측 단부에 연결되는 드럼고정링(442)로 구성되어 있다.

아울러, 내부드럼(3) 및 외부드럼(4)은 다수의 구멍이 천공된 철판 등을 둥글게 말아 원형의 드럼 형상으로 제작하거나 사출성형 등의 성형방식에 의해 구멍이 천공된 원통 형태로 제작할 수 있다. 이때, 외부드럼(4)은 내부드럼(3)에 비해 내경을 크게 형성하여 내부드럼의 외부에 겹쳐지는 형태로 설치함으로써 내부드럼이 회전될 경우 제1 및 제2 관통구멍(33,43)의 교차작용으로 공기방울을 분쇄하는 기능이 수행되도록 한다.

상기한 제1 및 제2 관통구멍(33,43)은 원형 또는 다각형 등 공기가 통과할 수 있는 구멍이라면 특별한 제한 없이 다양한 형태로 천공될 수 있다. 본 실시예에서 제1 관통구멍(33)은 원형으로 천공되고, 제2 관통구멍(43)은 직사각형 형상으로 천공된 것으로서 원형의 제1 관통구멍(33)을 통과한 공기방울이 각형의 제2 관통구멍(43)을 통과하면서 더욱 미세하게 파쇄되도록 되어 있다.

그리고, 제1 및 제2 관통구멍(33,43)의 직경은 특별한 제한 없이 다양한 크기로 형성될 수 있지만, 직경이 작을수록 빠져나가는 공기방울의 크기가 작아 물과의 접촉면적 증가에 따른 정화효율의 향상과 소음 발생을 줄일 수 있으므로 가능한 작게 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예는 제1 및 제2 관통구멍(33,43)의 직경을 1mm 내외로 형성한 것을 적용한다.

구동모터(5)는 내부드럼(3)을 회전시키는 구동력을 생성, 인가하는 구성요소로서, 메인탱크(1)의 내부 하측에 마련된 모터고정부재(52)에 설치되는 수중 모터로 구성되어 있다.

그리고 구동모터(5)는 내부드럼(3)과 함께 압력조절기구(6)를 회전시킬 수 있도록 모터축이 후술되는 압력조절회전체의 회전축(63)에 접속되어 있다. 또한 구동모터(5)는 내부드럼(3) 및 압력조절기구(6)의 회전속도를 증감할 수 있도록 서보 모터로 구성되는 것이 바람직하다.

첨부도면, 도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 압력조절기구를 나타낸 사시도이다.

도7을 참조하면, 압력조절기구(6)는 내부드럼(3)의 내부로 공기의 유입이 가능하도록 압력을 보정하는 구성요소로서, 구동모터(5)의 구동력에 의해 회전되면서 내부드럼(3)에 채워진 유체를 외부로 밀어낼 수 있도록 압력조절회전체로 구성되어 있다.

압력조절회전체는 유체배출블레이드(61), 고정링(62) 및 회전축(63)이 구비되어 있다.

유체배출블레이드(61)는 호 형상의 단면 구조를 갖는 복수의 판형몸체(611)가 등각도를 배치된 것으로, 판형몸체(611)의 하부에는 교반날개편(612)이 형성되어 있다.

고정링(62)은 유체배출블레이드(61)의 일단에 형성되어 내부드럼(3)에 고정되는 부재로서, 링 형상의 몸체(621)에 복수의 지지대(622)가 가로질러 형성된 구조로 되어 있다.

회전축(63)은 구동모터(5)로부터 생성된 회전력을 전달하기 위해 모터축과 연결되는 축부재로서 유체배출블레이드(61)의 타단에 접속되는 커플러(632)가 구비되어 있다.

아울러 압력조절기구(6)는 회전시에 내부드럼(3)이 연동되도록 서로 기구적으로 연결되어 있지만, 이에 제한되지 않고 내부드럼은 고정된 상태를 유지하고 외부드럼(4)이 연동되도록 구성할 수도 있다.

또한, 압력조절기구(6)는 회전축(63)에 내부드럼(3)을 시계방향으로 회전시키고, 외부드럼(4)을 반시계방향으로 회전시키도록 구성할 수도 있다. 이러한 내부드럼과 외부드럼의 정역 회전방식은 구체적인 구조를 도면을 통해 도시하지는 않았으나 외부드럼을 메인탱크에 고정되지 않도록 배치하고 회전축(63)의 회전력을 전달하는 동력전달장치(미도시)를 추가함으로써 구현할 수 있다. 예컨대, 동력전달장치는 회전축과 외부드럼 사이에 회전력을 전달하도록 복수의 기어로 구성된 기어구동식의 동력전달장치나, 회전축과 외부드럼 사이에 벨트와 풀리로 구성된 벨트구동식 동력전달장치를 설치함으로써 달성할 수 있다.

한편, 제1 실시예에 따른 공기청정기는 메인탱크(1)의 내부에 설치되어 공기방울을 잘게 파쇄하는 소음감쇄기구(7)가 구성되어 있다.

소음감쇄기구(7)는 내부드럼(3) 및 외부드럼(4)을 통과한 공기방울을 다시 파쇄할 수 있도록 그 이동경로상에 배치되고 다수의 버블파쇄슬릿이 형성된 구조라면 형상과 구조에 특별한 제한 없이 구성될 수 있다.

예컨대, 소음감쇄기구(7)는 도2 및 도5에 도시된 바와 같이 다수로 격리 분할되어 사이 사이에 버블파쇄슬릿이 형성된 원판 구조로 구성되어 메인탱크(1)에 수용된 수면에 위치하도록 메인탱크의 내주면에 결합될 수 있다.

이와 같이 소음감쇄기구(7)이 수면에 근접하여 배치되면 수면을 향해 상승되는 공기방울을 다시 한번 파쇄하여 수면 상에서 발생되는 소음을 감쇄하는 작용을 수행한다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 간략하게 설명한다.

첨부도면, 도8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 공기청정기는 오염 공기 정화용으로 사용하고자 할 겨우 도8에 도시된 바와 같이 메인탱크의 내부에 물을 투입하거나 물속에 소정 깊이만큼 삽입하여 내부드럼(3) 및 외부드럼(4)이 물속에 잠기도록 한다. 이때, 메인탱크(1)의 상부 공간에는 부상하는 공기가 유입되어 공기유출구(13)를 통해 배출될 수 있도록 수심을 조절한다.

이러한 상태에서 구동모터(5)가 작동되면 회전축(63)을 매개로 회전력이 전달되면서 압력조절기구(6)가 회전하게 되고 압력조절기구에 기구적으로 고정된 내부드럼(3) 또한 회전운동을 수행하게 된다.

이러한 상태에서 공기흡입수단(2)으로서 구성된 송풍기가 작동되면 공기흡입관(25)을 통해 내부드럼(3)의 내부로 오염된 공기가 유입된다. 이때, 통상의 송풍기에서 생성되는 정압으로는 공기와의 밀도차가 800배 이상인 물을 밀어내면서 오염 공기를 내부드럼(3)의 내부로 송풍할 수 없지만 압력조절기구(6)에 의한 압력 보정작용에 의해 송풍작용을 용이하게 수행할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 구동모터(5)의 회전력에 의해 압력조절기구(6)의 유체배출블레이드(61)가 고속으로 회전되면 내부드럼(3) 내부의 물을 바깥쪽으로 밀어내게 되고, 대부분의 물이 배출되어 내부 압력이 낮아지게 되면 오염 공기가 용이하게 유입되므로 원활한 송풍작용이 가능하게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 압력조절기구(6)의 작용으로 공기흡입수단(2)으로부터 공급되는 오염 공기가 내부드럼(3)으로 유입되면 그 압송력에 의해 원형의 제1 관통구멍(33)을 통과하면서 1차 파쇄되고, 1차 파쇄된 공기방울이 각형의 제2 관통구멍(43)을 통과하면서 미세하게 파쇄된다. 특히, 제1 관통구멍(33)이 형성된 내부드럼(3)은 회전되는 구조이므로 공기방울이 제1 관통구멍(33)과 제2 관통구멍(43)을 통과하는 과정에서 커터와 유사한 기능을 수행하여 공기방울을 더욱 미세하게 파쇄하는 작용효과가 발휘된다.

그리고, 제2 관통구멍(43)의 외부로 분출되는 다수의 공기방울은 부력에 의해 상승하게 되고, 이러한 상승과정에서 공기방울의 외표면은 물과 접촉하므로 오염물질의 제거작용을 수행한다. 이때 단위 체적의 오염 공기를 기준으로 공기방울의 크기가 작을 수록 물과의 접촉면적이 상대적으로 커지게 되므로 정화효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 아울러, 공기방울의 크기는 그 입경이 작을 수록 수면에서 공기방울이 터지면서 생성되는 소음의 크기 또한 줄일 수 있는 장점이 있다.

이후, 메인탱크(1)의 수중에서 부상하는 공기방울은 수면 가까이 근접할 경우 소음감쇄기구(7)의 버블파쇄슬릿 부위에서 다시 한번 파쇄작용이 수행되어 수면 상에서 소음발생을 최소화할 수 있으므로 가정이나 사무실 등에 공기청정기로 사용할 경우 불쾌감을 유발하지 않는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기청정기는 상기한 바와 같이 공기방울의 파쇄과정에서 구동모터(5)의 회전속도를 증가시킬 경우 내부드럼(3)의 회전속도를 증가시킬 수 있어서 공기방울의 크기를 더욱 작게 파쇄할 수 있으므로 오염 공기의 유입량이나 설치장소, 등 여러 조건에 따라 구동모터의 회전속도 증감제어를 통해 효율적으로 오염된 공기를 정화할 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 공기청정기는 미세먼지 감지수단(미도시), 송풍기의 회전속도를 감지하는 감지수단(미도시) 또는 공기흡입관으로 유입되는 오염 공기의 유속을 측정하는 감지수단(미도시)을 더 구비하고, 이 감지수단으로부터 인가되는 감지신호에 의해 산출되는 공기의 오염도나 오염 공기의 유량에 따라 구동모터를 제어하여 회전속도를 증감함으로써 오염 공기의 정화작용을 효과적으로 수행할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 다른 실시예에서는 제1 실시예에 나타난 구성요소 또는 서로 다른 실시예에 나타난 구성요소 중에서 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 사시도, 도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 부분 절개사시도, 도11은 정면에서 나타나는 도10의 형상을 도시한 도면, 도12는 도11의 요부를 확대하여 나타낸 도면, 도13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기를 나타낸 분리사시도이다.

도9 내지 도13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기는 메인탱크(1), 공기공급수단(2), 내부드럼(3), 외부드럼(4), 구동모터(5) 및 압력조절기구(6)가 구비되되, 구동모터(5)가 메인탱크(1)의 상부에 배치되어 있다.

메인탱크(1)는 내부드럼(3)과 외부드럼(4)이 수용되는 용기로서, 원통부(11)와 이 원통부(11)의 하부에 연장되는 원추부(12)로 구성되어 있다.

원통부(11)는 상부에 구동모터(5)에 덧씌워지도록 설치되는 모터지지커버(18)와, 상부 측면에 형성되고 배기가이드부재(132)가 내장되는 공기유출구(13)가 구성되어 있다.

원추부(12)는 하부의 소경부에 오염 유체의 배출을 위해 마련된 배출구(14)와, 배출구(14)와 연결되어 오염물질이 수용되는 집수조(19)가 구성되어 있다.

공기공급수단(2)은 내부드럼(3)으로 오염된 공기를 공급하기 위한 구성요소로서, 송풍블레이드가 구비된 송풍팬(27), 송풍팬(27)에 접속되는 송풍모터(28), 및 송풍팬(28)과 송풍모터(28)가 설치되는 모터베이스(29)로 이루어진 송풍기로 구성되어 있다.

그리고, 송풍팬(27)의 배출구에는 내부드럼(3)으로 공기를 유도하기 위해 공기흡입관(25)이 연결되어 있다.

공기흡입관(25)은 송풍팬(27)의 배출구에 상향 배치되는 수직부(255), 이 수직부(255)에 수평방향으로 연장되는 수평부(256), 및 수평부(256)의 단부에 연결되고 일측이 내부드럼(3)의 개방부(32)에 접속되는 유입부(257)로 구성되어 있다.

유입부(257)는 오염 공기 유입기능의 수행과 함께 메인탱크(1) 상부에 설치되는 구동모터(5)와 연결되는 회전축(55)을 용이하게 하방으로 배치할 수 있도록 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해 유입부(257)는 대략 "T" 자 형상의 배관용 피팅재와 유사하게 형성된 것으로, 수직으로 배치되는 수직연결부분의 하측이 내부드럼(3)의 개방부(32)에 접속되고, 수직으로 배치되는 연결부분의 상측이 구동모터(5)를 향하여 배치되는 한편, 수직연결부분에 직교되는 수평연결부분에 공기흡입관(25)의 수평부(256)가 연결되도록 되어 있다.

내부드럼(3)은 메인탱크(1)의 내부에 설치되는 통 형상의 구성요소로서, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 일측에 개방부(32)가 형성된 원통 형상의 내부드럼몸체(31)에 다수의 제1 관통구멍(33)이 천공되어 있다.

그리고, 내부드럼(3)은 후술되는 회전축(55)에 접속되어 회전력을 전달받을 수 있도록 개방부(32) 형성부위에 내부드럼고정부재(35)가 형성되어 있다.

내부드럼고정부재(35)는 내부드럼몸체(31)의 상측에 서로 교차하도록 배치되는 고정바(351)와, 이 고정바(351)의 교점 부위에 회전축이 결합되는 결합홀이 형성된 구조로 구성되어 있다.

외부드럼(4)은 내부드럼(3)의 외부에 배치되는 통 형상의 구성요소로서, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 다수의 제2 관통구멍(43)이 천공된 원통 형상의 외부드럼몸체(41)의 상부 및 하부에 메인탱크(1)에 고정되는 외부드럼고정부재(44)가 형성되어 있다.

구동모터(5)는 내부드럼(3)을 회전시키는 구동력을 생성, 인가하는 구성요소로서, 메인탱크(1)의 상측에 배치되어 모터지지커버(18)에 의해 메인탱크(1)에 고정, 설치되어 있다.

그리고 구동모터(5)는 제1 실시예에서와 같이 수중에 설치되는 것이 아니므로 수중모터를 적용할 필요가 없고, 메인탱크(1)의 상부에 설치되므로 공간적 제한 없이 다양한 모터를 선택하여 설치할 수 있다.

첨부도면, 도14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기의 압력조절기구를 나타낸 사시도이다.

도13 및 도14를 참조하면, 압력조절기구(6)는 구동모터(5)의 구동력에 의해 회전되면서 내부드럼(3)에 채워진 유체를 외부로 밀어낼 수 있도록 압력조절회전체로 구성되어 있다.

예컨대, 압력조절기구(6)는 구동모터(5)의 모터축과 연결되어 유입부(257)를 경유하여 배치되는 회전축(65)과, 회전축(65)이 중심을 관통하여 결합되는 복수의 유체배출블레이드(66)로 구성되어 있다.

유체배출블레이드(66)은 판형 부재를 호 형상의 단면구조로 굴곡, 형성한 것으로서, 복수 개가 등각도로 배치되어 대략 항력식 터빈 형상으로 구성되어 있다.

한편, 제2 실시예에 따른 공기청정기는 메인탱크(1)의 내부에 설치되어 공기방울을 잘게 파쇄하는 소음감쇄기구(7)가 구성되어 있다.

소음감쇄기구(7)는 제1 실시예와 마찬가지로 다수로 격리 분할되어 사이 사이에 버블파쇄슬릿이 형성된 원판 구조로 구성된 것으로서, 수면에 위치하도록 메인탱크(1)의 내주면에 결합되어 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기는 도면을 통해 구체적으로 도시하지는 않았으나 내부드럼(3)이 다겹을 이루도록 복수 개로 구성될 수 있다.

그리고, 복수의 내부드럼(미도시)은 서로 다른 방향으로 회전되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 위해 회전축(65)과 복수의 내부드럼(미도시) 사이에는 서로 다른 방향으로 회전시키기 위한 기어들로 이루어진 별도의 내부드럼회전용 동력전달장치(미도시)가 구비될 수 있다.

전술한 바와 같이 내부드럼(3)이 복수 개로 구성되면, 공기방울의 파쇄작용을 다단으로 수행함에 따라 보다 미세한 공기방울이 외부드럼(4)를 분출되므로 물과의 접촉면적이 더욱 커지게 되므로 정화효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

첨부도면, 도15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 설명하기 위한 도면으로, 주요 작용효과가 전술한 제1 실시예와 유사하므로 간략하게 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기는 도15에 도시된 바와 같이 메인탱크(1) 내부의 내부드럼(3) 및 외부드럼(4)이 물속에 잠기도록 한 상태에서 구동모터(5)가 작동되면 회전축(63)을 매개로 회전력이 전달되면서 압력조절기구(6)가 회전하게 되어 내부드럼 내부의 물을 외부로 밀어내게 되는 한편 회전축(65)에 고정된 내부드럼(3) 또한 회전운동을 수행하게 된다.

이러한 상태에서 공기흡입수단(2)의 작동으로 오염 공기가 공기흡입관(25)을 통해 내부드럼(3)의 내부로 유입되면 그 압송력에 의해 원형의 제1 관통구멍(33)을 통과하면서 1차 파쇄되고, 1차 파쇄된 공기방울이 각형의 제2 관통구멍(43)을 통과하면서 미세하게 파쇄된 후 분출된다.

이와 같이 제2 관통구멍(43)의 외부로 분출되는 다수의 공기방울은 부력에 의해 상승하게 되고, 이러한 상승과정에서 공기방울의 외표면은 물과 접촉하므로 오염물질의 제거작용이 수행된다.

이후, 메인탱크(1)의 수중에서 부상하는 공기방울은 수면 가까이 근접하게 되면 소음감쇄기구(7)의 버블파쇄슬릿에 의해 다시 한번 파쇄되므로 수면 상에서 소음 발생을 저감할 수 있다.

그리고, 전술한 바와 같이 오염 공기의 정화과정에서 물과의 상호작용에 따라 분리, 용해, 흡착, 등의 방법으로 제거되는 오염 물질은 비중에 의해 하강한 후 배출구(14)를 침전하여 집수조(19)로 유입된다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기청정기는 구동모터(5)를 메인탱크(1)의 내부가 아니라 상부에 설치함에 따라 고가의 수중모터를 사용하지 않아도 되고, 설치공간의 제한 요인이 없으므로 비교적 저렴한 모터를 설치할 수 있으며, 구조를 간결, 단순화할 수 있어서 제작성의 향상, 제작원가의 절감효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 유지보수성과 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1:메인탱크 11:원통부
12:원추부 13:공기유출구
14:배출구 15:메인탱크커버
18:모터지지커버 19:집수조
2:공기공급수단 21,27:송풍팬
22,28:송풍모터 25:공기흡입관
3:내부드럼 32:개방부
33:제1 관통구멍 4:외부드럼
41:외부드럼몸체 43:제2 관통구멍
44:외부드럼고정부재 5:구동모터
6:압력조절기구 61,66:유체배출블레이드
62:고정링 63,65:회전축
7:소음감쇄기구

Claims (11)

1. 다수의 제1 관통구멍이 천공된 내부드럼;
   상기 내부드럼의 외부에 배치되고 다수의 제2 관통구멍이 천공된 외부드럼;
   상기 내부드럼과 상기 외부드럼이 수용되고 유체가 수용되는 메인탱크;
   상기 내부드럼으로 공기를 공급하는 공기공급수단; 및
   상기 내부드럼 또는 상기 외부드럼을 회전시키는 구동모터;를 포함하고,
   상기 공기공급수단에 의해 상기 내부드럼으로 공급된 공기가 상기 제1 관통구멍 및 상기 제2 관통구멍을 경유하면서 파쇄되어 공기방울로 배출되고, 상기 공기방울이 상기 유체와 접촉하면서 오염물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
2. 다수의 제1 관통구멍이 천공된 내부드럼;
   상기 내부드럼의 외부에 배치되고 다수의 제2 관통구멍이 천공된 외부드럼;
   상기 내부드럼과 상기 외부드럼이 수용되고 유체가 수용되는 메인탱크;
   상기 내부드럼으로 공기를 공급하는 공기공급수단;
   상기 내부드럼 또는 상기 외부드럼을 회전시키는 구동모터; 및
   상기 내부드럼의 내부로 공기의 유입이 가능하도록 압력을 보정하는 압력조절기구;를 포함하고,
   상기 공기공급수단에 의해 상기 내부드럼으로 공급된 공기가 상기 제1 관통구멍 및 상기 제2 관통구멍을 경유하면서 파쇄되어 공기방울로 배출되고, 상기 공기방울이 상기 유체와 접촉하면서 오염물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 압력조절기구는 상기 구동모터의 구동력에 의해 회전되면서 상기 내부드럼에 수용되는 유체를 외부로 밀어내는 압력조절회전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 압력조절회전체는,
   호 형상의 단면 구조를 갖는 판형몸체의 하부에 교반날개편이 형성된 복수의 유체배출블레이드;
   상기 유체배출블레이드의 일단에 형성되어 상기 내부드럼에 고정되는 고정링; 및
   상기 유체배출블레이드의 타단에 접속되는 커플러를 구비하고 상기 구동모터의 모터축과 연결되는 회전축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 압력조절회전체는,
   상기 구동모터의 모터축과 연결되는 회전축; 및
   상기 회전축에 결합되고 호 형상의 단면구조로 형성된 복수의 유체배출블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 구동모터는 상기 메인탱크 내부 또는 상기 메인탱크 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 내부드럼은 일측에 개방부가 형성된 통 형상으로 형성되고,
   상기 공기공급수단은 송풍기와, 상기 송풍기에 의해 유입되는 공기가 상기 내부드럼으로 공급되도록 상기 개방부에 연결되는 공기흡입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 메인탱크는 원통부와 상기 원통부에 연장되는 원추부로 구성되되, 상기 원통부에 정화된 공기가 배기되는 공기유출구가 형성되고, 상기 원추부의 소경부에 오염된 유체가 배출되는 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 메인탱크의 내부에 설치되어 공기방울을 잘게 파쇄하는 소음감쇄기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 소음감쇄기구는 공기방울의 이동경로 상에 배치되고 다수의 버블파쇄슬릿이 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기청정기.
    
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부드럼은 복수의 겹을 이루도록 복수로 구성된 것을 특징으로 하는 공기청정기.

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