KR102258030B1

KR102258030B1 - 집진 기류 유인팬

Info

Publication number: KR102258030B1
Application number: KR1020200006651A
Authority: KR
Inventors: 임윤철
Original assignee: (주)명진 에어테크
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-05-31

Abstract

본 발명은 집진 기류 유인팬에 관한 것으로, 축류의 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 중공 형의 축류 발생 모듈, 브라켓 모듈 및 관 형의 나노섬유필터를 포함한다. 축류 발생 모듈은 입구를 통하여 공기를 흡입하여 입구 반대쪽의 출구로 축류의 기류를 방출한다. 브라켓 모듈은 축류 발생 모듈의 입구와 출구 사이의 외주면에 축류 발생 모듈의 외주면과 유격을 갖도록 결합되며, 축류 발생 모듈을 설치장소에 고정한다. 그리고 나노섬유필터는 브라켓 모듈을 중심으로 양쪽의 축류 발생 모듈 부분에 각각 유격을 가지고 축류 발생 모듈 부분을 둘러싸도록 브라켓 모듈에 설치된다. 나노섬유필터는 축류 발생 모듈의 구동에 의해 외부로부터 흡입되는 공기에 포함된 오염물질을 표면여과방식으로 집진하여 제거하고, 오염물질이 제거된 공기를 축류 발생 모듈의 입구로 제공한다.

Description

집진 기류 유인팬{Dust collection airflow fan}

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축류의 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감하는 집진 기류 유인팬에 관한 것이다.

공기 정화는 환경으로의 오염물질의 배출 수준을 확인하고 감소시키는 것으로, 공기 정화 기술은 공기 중의 오염물질을 찾아 추출하고 깨끗한 공기를 방출하는 것이다.

이러한 공기 정화 기술이 적용되어 산업용 또는 주거용으로 사용할 수 있는 장치를 공기 정화 장치라고 하며, 공기 정화 장치를 통해 천식, 알레르기, 호흡기 질환 등과 같은 건강의 위험을 줄일 수 있다.

깨끗한 공기는 삶의 질을 높이는 지표로 활용되기 때문에, 공기질을 향상시키기 위한 공기 정화 장치의 수요가 급격히 증가하고 있다. 공기 정화 장치는 공기 중에 포함되어 있는 오염물질, 예컨대 악취, 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs), 담배연기, 미세먼지 등을 정화하여 깨끗한 공기로 바꾸어 방출하는 장치이다.

공기 정화 장치는 공기 정화 방식에 따라, 필터 방식, 전기 집진 방식 또는 워터 필터 방식으로 분류될 수 있다. 필터 방식의 공기 정화 장치는 부직포와 같은 다양한 필터에 포함되는 공극을 이용하여, 공극보다 크기가 큰 유해 물질을 필터링한다. 전기 집진 방식의 공기 정화 장치는 장치 내부에 고전압을 발생시켜 그 정전기로 유해 물질을 포집한다. 워터 필터 방식의 공기 정화 장치는 물의 흡착력을 이용해 공기 중의 오염물질을 침전시켜 공기를 정화한다.

일반적으로 필터 방식의 공기 정화 장치는 내부에 설치된 팬을 통해 오염된 공기를 팬으로 흡입한 후 필터를 이용하여 오염물질을 제거한다. 필터 방식의 공기 정화 장치는 내부에는 외부 전력에 의해 작동되는 팬과, 팬에 의해 흡입된 공기에 포함된 오염물질을 집진 또는 흡착하여 제거하도록 장착되는 필터와, 필터를 통해 정화된 공기를 외부로 배출하도록 형성되는 배출구 등을 포함한다.

기존의 필터 방식의 공기 정화 장치는 팬으로 흡인한 공기를 필터를 통과시킨 후 배출하는 방식이기 때문에, 공지 정화 장치가 설치된 공간에서 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키는데는 한계가 있다. 즉 필터 방식의 공기 정화 장치에서 배출된 공기는 강한 난류 성분 때문에, 장거리까지 기류가 도달하는데는 어려움이 있다. 정화할 대상이 초미세먼지인 경우, 팬으로 흡입하여 필터로 공급하는 공기의 속도가 느리기 때문에, 공조 효율이 더 떨어질 수 있다. 이로 인해 필터 방식의 공기 정화 장치 주변의 청정도는 양호하나 주변을 벗어날 경우 청정도가 급격히 떨어진다.

따라서 기존의 필터 방식의 공기 정화 장치는 대당 분담면적이 작기 때문에, 쇼핑몰, 학교, 병원, 식당, 지하상가, 주차장 등과 같은 다중이용시설에서는 많은 대수의 설치가 요구된다.

공개특허공보 제2018-0100226호 (2018.09.07.)

따라서 본 발명의 목적은 축류의 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감하는 집진 기류 유인팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 장거리로 기류를 발생시켜 대당 분담면적을 확장할 수 있는 집진 기류 유인팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기류의 속도를 일정하게 유지하는 집진 기류 유인팬을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 초미세먼지의 집진 효율을 향상시키고, 집진된 오염물질을 쉽게 탈진하여 필터를 재사용할 수 있는 집진 기류 유인팬을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입구를 통하여 공기를 흡입하여 상기 입구 반대쪽의 출구로 축류의 기류를 방출하는 중공 형의 축류 발생 모듈; 상기 축류 발생 모듈의 입구와 출구 사이의 외주면에 상기 축류 발생 모듈의 외주면과 유격을 갖도록 결합되며, 상기 축류 발생 모듈을 설치장소에 고정하는 브라켓 모듈; 및 상기 브라켓 모듈을 중심으로 양쪽의 상기 축류 발생 모듈 부분에 각각 유격을 가지고 상기 축류 발생 모듈 부분을 둘러싸도록 상기 브라켓 모듈에 설치되며, 상기 축류 발생 모듈의 구동에 의해 외부로부터 흡입되는 공기에 포함된 오염물질을 표면여과방식으로 집진하여 제거하고, 오염물질이 제거된 공기를 상기 축류 발생 모듈의 입구로 제공하는 관 형의 나노섬유필터;를 포함하는 집진 기류 유인팬을 제공한다.

상기 축류 발생 모듈은, 상기 입구 쪽으로 돌출된 구동축을 갖는 모터; 상기 구동축에 결합되며 복수의 날개를 갖는 팬; 상기 모터의 외주면에 결합되어 상기 브라켓 모듈에 연결되며, 상기 팬의 날개 방향과 역방향으로 마주보게 배치된 복수의 고정익을 구비하는 고정익 케이스; 상기 팬이 결합된 상기 고정익 케이스의 일측에 결합되어 상기 나노섬유필터를 통과한 공기가 유입되는 공기 유입관; 및 상기 고정익 케이스의 타측에 결합되며, 상기 공기 유입관으로 유입된 공기를 상기 팬 및 상기 고정익 케이스를 통과하면서 축류로 변경하여 배출하는 공기 배출관;을 포함한다.

상기 브라켓 모듈은, 상기 고정익 케이스의 외주면에 유격을 갖도록 삽입되어 상기 고정익 케이스에 고정되는 연결관; 및 상기 연결관의 외측면에 설치되는 브라켓;을 포함한다.

상기 나노섬유필터는, 상기 연결관의 일측에 결합되어 상기 공기 유입관을 둘러싸는 제1 나노섬유필터; 및 상기 연결관의 타측에 결합되어 상기 공기 배출관을 둘러싸는 제2 나노섬유필터;를 포함한다.

상기 제2 나노섬유필터를 통과한 공기는 상기 고정익 케이스와 상기 연결관 사이의 공간을 통하여 상기 공기 유입관 쪽으로 이동한다.

상기 연결관의 일측을 기준으로, 상기 제1 나노섬유필터의 길이가 상기 공기 유입관의 길이 보다 길고, 상기 연결관에 결합된 상기 제1 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측은 개방되어 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은, 상기 연결관에 결합된 상기 제1 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측에 결합되어 상기 타측을 통한 상기 제1 나노섬유필터로의 공기의 유입을 개폐하는 조리개;를 더 포함한다.

상기 조리개를 개방한 상태에서 상기 축류 발생 모듈을 구동할 경우, 상기 조리개를 통하여 공기가 상기 제1 나노섬유필터 내부로 유입되어 상기 축류 발생 모듈로 직접 공급된다.

상기 조리개를 닫은 상태에서 상기 축류 발생 모듈을 구동할 경우, 상기 제1 및 제2 나노섬유필터의 외측면을 통하여 오염물질이 제거된 공기가 상기 축류 발생 모듈로 공급된다.

상기 축류 발생 모듈은, 상기 공기 유입관 또는 상기 공기 배출관에 각각 내장된 흡음재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은, 상기 연결관에 결합된 상기 제2 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측의 공기 배출관에 연결되어 상기 축류의 외부 방출을 안내하는 노즐;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은, 상기 나노섬유필터에 설치되어 상기 나노섬유필터에 걸리는 차압을 검출하는 차압센서;를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 차압 센서에 검출된 차압에 따라 상기 모터의 출력과 상기 팬의 회전수를 가변시켜 상기 축류 발생 모듈을 통하여 방출되는 상기 축류의 속도를 조절하거나, 상기 나노섬유필터의 탈진 시기 또는 교체 시기에 대한 정보를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 축류의 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감할 수 있다. 즉 집진 기류 유인팬은 축류 발생 모듈을 통해서 흡입한 공기를 표면여과식 나노섬유필터를 통과하도록 함으로써, 공기에 포함된 초미세먼지까지 효율적으로 집진할 수 있다. 나노섬유필터를 통과하여 여과된 공기는 축류 발생 모듈에 의해 축류로 외부로 배출되기 때문에, 멀리까지 정화된 공기를 보낼 수 있다.

이로 인해 본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 장거리로 기류를 발생시켜 대당 분담면적을 확장할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 나노섬유필터의 내부에 축류 발생 모듈이 내장된 구조로 구현할 경우, 컴팩트하게 소형으로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 나노섬유필터에 걸리는 압력을 기반으로 축류 발생 모듈에 구비되는 모터의 출력과 팬의 회전수를 가변시킴으로써, 기류의 속도를 일정하게 유지하여 공조 효율과 집진 효율을 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 집진된 오염물질이 나노섬유필터의 표면에 존재하기 때문에, 나노섬유필터를 탈착하여 표면에 존재하는 오염물질을 털어내고 재사용할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 나노섬유필터에 걸리는 압력을 기반으로 탈진 시기와 교체 시기에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 주변 환경 센서로부터 수집되는 환경 정보와, 다른 공조 설비와의 연동 운전을 통하여 집진 기류 유인팬이 설치된 장소를 쾌적하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 설치장소의 천장부에 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 환기와 집진이 요구되는 시설에 적용할 수 있다. 예컨대 설치장소는 쇼핑몰, 학교, 병원, 식당, 지하상가, 주차장 등과 같은 다중이용시설을 포함할 수 있다. 그 외 설치장소는 조선, 제철, 섬유, 주조, 중공업, 제지, 소각 등을 진행하는 작업 공간의 공기 환경이 열악한 산업시설을 포함할 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.

그리고 본 발명에 따른 집진 기류 유인팬은 설치장소의 크기에 따라서 적절한 수를 배치하여 서로 연동되게 구동시킴으로써, 설치장소에 대한 공기 순환과 집진을 효과적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진 기류 유인팬을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.
도 3은 도 2의 집진 기류 유인팬의 집진에 따른 공기 흐름도이다.
도 4는 도 2의 집진 기류 유인팬의 공기 순환에 따른 공기 흐름도이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집진 기류 유인팬을 보여주는 사시도이다. 그리고 도 2는 도 1의 2-2선 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 축류의 기류를 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감하는 공기 정화 장치이다. 이러한 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 중공 형의 축류 발생 모듈(10), 브라켓 모듈(50) 및 관 형의 나노섬유필터(60)를 포함한다. 축류 발생 모듈(10)은 입구(22)를 통하여 공기를 흡입하여 입구(22) 반대쪽의 출구(24)로 축류의 기류를 방출한다. 브라켓 모듈(50)은 축류 발생 모듈(10)의 입구(22)와 출구(24) 사이의 외주면에 축류 발생 모듈(10)의 외주면과 유격을 갖도록 결합되며, 축류 발생 모듈(10)을 설치장소에 고정한다. 그리고 나노섬유필터(60)는 브라켓 모듈(50)을 중심으로 양쪽의 축류 발생 모듈(10) 부분에 각각 유격을 가지고 축류 발생 모듈(10) 부분을 둘러싸도록 브라켓 모듈(50)에 설치되며, 축류 발생 모듈(10)의 구동에 의해 외부로부터 흡입되는 공기에 포함된 오염물질을 표면여과방식으로 집진하여 제거하고, 오염물질이 제거된 공기를 축류 발생 모듈(10)의 입구(22)로 제공한다. 그 외 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 조리개(65), 노즐(30), 차압 센서(70)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 나노섬유필터(60)의 내부에 축류 발생 모듈(10)이 내장된 구조를 갖기 때문에, 컴팩트하게 소형으로 제조할 수 있다.

여기서 축류 발생 모듈(10)은 공기를 흡입하여 축류를 발생시켜 멀리까지 흡인한 공기를 보내는 장치이다. 축류 발생 모듈(10)이 흡입하여 배출하는 공기는 외부 공기 자체이거나 나노섬유필터(60)에 의해 오염물질이 제거된 공기(정화된 공기)일 수 있다.

이러한 축류 발생 모듈(10)은 모터(11), 팬(14), 고정익 케이스(19), 공기 유입관(21) 및 공기 배출관(23)을 포함한다. 모터(11)는 입구(22) 쪽으로 돌출된 구동축(13)을 갖는다. 팬(14)은 구동축(13)에 결합되며 복수의 날개를 갖는다. 고정익 케이스(19)는 모터(11)의 외주면에 결합되어 브라켓 모듈(50)에 연결되며, 팬(14)의 날개 방향과 역방향인 복수의 고정익(17)을 구비한다. 공기 유입관(21)은 팬(14)이 결합된 고정익 케이스(19)의 일측에 결합되어 나노섬유필터(60)를 통과한 공기가 유입된다. 그리고 공기 배출관(23)은 고정익 케이스(19)의 타측에 결합되며, 공기 유입관(21)으로 유입된 공기를 팬(14) 및 고정익 케이스(19)를 통과하면서 축류로 변경하여 배출한다.

모터(11)는 모터 본체(12)와, 모터 본체(12)에서 공기 유입관(21) 쪽을 향하여 돌출되어 있는 구동축(13)을 포함한다. 모터(11)는 출력과 회전수를 가변하여 축류 발생 모듈(10)을 통하여 방출되는 축류의 속도를 일정하게 유지할 수 있다. 모터(11)는 나노섬유필터(60)의 분진 침착도에 따라 압력 손실을 보상하기 위해서, 출력과 회전수를 가변하여 정풍량의 탈진된 축류를 발생시킬 수 있다. 예컨대 모터(11)로는 출력을 80W 내지 200W으로 가변하고, 회전수를 3,000rpm 내지 4,800rpm으로 가변할 수 있는 BLDC 모터가 사용될 수 있다.

팬(14)은 모터(11)의 구동축(13)에 결합되며, 모터(11)의 구동 시 공기 유입관(21)에서 공기 배출관(23) 쪽으로 기류를 발생시킨다. 팬(14)의 구동에 의해 공기가 모터(11)를 통과하여 공기 배출관(23) 쪽으로 이동할 수 있도록, 팬(14)의 직경은 모터(11)의 외경보다는 크다.

고정익 케이스(19)는 모터 본체(12)에 결합되어 브라켓 모듈(50)에 연결되어 고정된다. 고정익(17)은 팬(14)의 날개의 방향과 역방향으로 마주보게 배치되어, 팬(14)을 통과한 나선형의 기류를 축류로 변경하여 공기 배출관(23)으로 보낸다. 고정익 케이스(19)의 소재로는 방열성이 양호한 금속 소재가 사용될 수 있다.

이때 모터(11)의 구동에 따른 팬(14)의 회전에 의해 발생되는 기류는 고정익 케이스(19)를 통하여 모터 본체(12)를 통과하기 때문에, 모터(11)의 구동에 따라 발생되는 열은 고정익 케이스(19)와 모터 본체(12)를 통과하는 기류에 의해 효과적으로 외부로 방출된다. 따라서 자연스러운 방열 효과에 의해서, 모터(11)의 수명을 연장하고 모터(11)의 안정적인 성능을 발휘하도록 할 수 있다.

공기 유입관(21)은 팬(14)이 위치하는 고정익 케이스(19)의 일측에 결합된다.

그리고 공기 배출관(23)은 공기 유입관(21)이 결합된 쪽의 반대쪽의 고정익 케이스(19)의 타측에 결합된다.

이때 공기 유입관(21)과 공기 배출관(23)은 고정익 케이스(19)를 중심으로 동일 축 방향으로 결합되어, 공기 유입관(21)으로 유입된 공기를 안정적으로 공기 배출관(23) 쪽으로 이동시킨다. 공기 유입관(21)과 공기 배출관(23)을 통하여 공기가 안정적으로 이동할 수 있도록, 공기 유입관(21)과 공기 배출관(23)은 동일한 내경을 갖는 관 형태로 형성된다.

공기 유입관(21)은 고정익 케이스(19)에 결합된 쪽의 반대쪽이 공기가 유입되는 축류 발생 모듈(10)의 입구(22)로 사용된다. 공기 배출관(23)은 고정익 케이스(19)에 결합된 쪽의 반대쪽으로 축류가 배출되는 축류 발생 모듈(10)의 출구(24)로 사용된다.

축류 발생 모듈(10)은 흡음재(25)를 더 포함할 수 있다. 흡음재(25)는 공기 유입관(21) 또는 공기 배출관(23)에 각각 내장되어, 모터(11), 팬(14) 및 고정익 케이스(19)의 동작에 따라서 발생되는 소음을 저감시킨다.

브라켓 모듈(50)은 집진 기류 유인팬(100)을 설치장소의 천장부에 설치할 수 있도록 매개하는 연결 부재이다. 이러한 브라켓 모듈(50)은 연결관(51)과 브라켓(53)을 포함한다. 연결관(51)은 고정익 케이스(19)의 외주면에 유격을 갖도록 삽입되어 고정익 케이스(19)에 고정된다. 그리고 브라켓(53)은 연결관(51)의 외측면에 설치된다.

연결관(51)이 고정익 케이스(19)의 외주면에 유격을 갖도록 설치하는 이유는, 집진 시 공기가 공기 배출관(23)의 외주면에서 공기 유입관(21)의 외주면을 타고 이동할 수 있도록 하기 위해서이다. 보다 구체적인 설명은 나노섬유필터(60)를 설명하는 부분에서 후술하도록 하겠다.

브라켓(53)은 연결관(51)의 외측면에 설치되며, 설치장소의 천장부에 설치되는 부분이다. 브라켓(53)은 한 쌍의 연결판(55)과 설치판(57)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 연결판(55)은 연결관(51)의 마주보는 외측면에 결합된다. 그리고 설치판(57)은 한 쌍의 연결판(55)의 양단을 연결되며, 설치장소의 천장부에 고정된다. 본 실시예에서는 브라켓(53)이 디귿자 구현된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다.

여기서 한 쌍의 연결판(55)은 연결관(51)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 설치판(57) 또한 천장부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 한 쌍의 연결판(55)과 설치판(57)의 회전을 통해서, 축류 발생 모듈(10)에서 방출되는 축류의 방향을 조절할 수 있다.

즉 한 쌍의 연결판(55)이 연결관(51)에 연결된 축을 중심으로 축류 발생 모듈(10)을 상하로 일정 각도 범위에서 회전시킬 수 있다. 예컨대 한 쌍의 연결판(55)이 연결관(51)에 연결된 축이 X축이라고 하면, 축류 발생 모듈(10)은 YZ 평면에서 상하로 회전될 수 있다.

그리고 설치판(57)에 대해서 Z축을 중심으로 축류 발생 모듈(10)을 회전시킬 수 있다.

나노섬유필터(60)는 관 형상의 필터 본체(62)와, 필터 본체(62)의 내주면과 외주면 및 양단을 보호하는 보호망(64)을 포함한다. 필터 본체(62)는 80~100㎚ 직경의 고분자 섬유를 극세사 그물망 구조로 필터표면에 증착시켜 미세먼지의 심층 침착이 방지되는 표면여과식 필터로서, 양쪽이 개방된 관 형태를 갖는다. 필터 본체(62)는 쉬트 형태를 지그제그로 접은 후 관통형으로 말아서 제조한다. 관 형으로 말린 필터 본체(62)의 형태를 유지할 수 있도록, 관 형으로 말린 축 방향에 수직 방향으로 외주면에 일정 간격을 두고 고분자 수지를 링 형태로 도포하여 고정 링이 형성되어 있다.

보호망(64)은 관 형태로 말린 필터 본체(62)가 형태를 유지할 수 있도록 한다. 보호망(64)은 필터 본체(62)에 강성을 제공할 수 있는 고분자 수지 또는 금속 소재로 제조될 수 있다.

나노섬유필터(60)는 표면에만 집진이 이루어지기 때문에, 탈진 후 재사용이 가능하다. 예컨대 나노섬유필터(60)로는 Donaldson사의 나노섬유필터가 사용될 수 있다.

나노섬유필터(60)는 초미세먼지에 대해서 99.9% 이상의 집진효율을 가지고, 차압이 40mmAq 이하로 압력 손실이 적고, 표면여과식으로 표면에만 집진이 이루어지기 때문에 심층여과식 대비 탈진 후 재사용이 가능하다.

이러한 나노섬유필터(60)는 제1 나노섬유필터(61)와 제2 나노섬유필터(67)를 포함한다. 제1 나노섬유필터(61)는 연결관(51)의 일측에 결합되어 공기 유입관(21)을 둘러싼다. 그리고 제2 나노섬유필터(67)는 연결관(51)의 타측에 결합되어 공기 배출관(23)을 둘러싼다.

이때 집진 시, 제2 나노섬유필터(67)를 통과한 공기는 고정익 케이스(19)와 연결관(51) 사이의 공간을 통하여 공기 유입관(21) 쪽으로 이동한다.

제1 나노섬유필터(61)의 길이는, 연결관(51)의 일측을 기준으로, 공기 유입관(21)의 길이 보다 길다. 제1 나노섬유필터(61)를 공기 유입관(21) 보다 길게 형성하는 이유는, 나노섬유필터(60)에 의해 정화된 공기가 공기 유입관(21)의 입구(22) 쪽으로 안정적으로 들어갈 수 있도록 하기 위해서이다. 즉 제1 및 제2 나노섬유필터(61,67)의 표면을 통과하면서 정화된 공기는 나노섬유필터(60)와 축류 발생 모듈(10)의 사이의 공간을 따라서 공기 유입관(21)의 입구(22)가 형성된 일단으로 이동하게 된다. 제1 나노섬유필터(61)를 공기 유입관(21) 보다 길게 형성함으로써, 제1 나노섬유필터(61)와 공기 유입관(21)의 일단 사이에 공간이 마련된다. 그 공간을 통하여 공기 유입관(21)의 일단으로 이동한 공기가 반대 방향으로 회전하여 공기 유입관(21)의 입구(22)로 안정적으로 들어갈 수 있도록 유도할 수 있기 때문이다.

제2 나노섬유필터(67)의 길이는 공기 배출관(23)의 길이와 동일한 길이를 가질 수 있다. 나노섬유필터(60)에 의해 정화된 공기가 나노섬유필터(60)와 축류 발생 모듈(10)의 사이의 공간을 따라서 공기 유입관(21)의 입구(22)로 이동할 수 있도록, 제2 나노섬유필터(67)와 공기 배출관(23)의 출구(24) 쪽의 공간은 판 형상의 링(69)에 의해 막혀 있다.

연결관(51)에 결합된 제1 나노섬유필터(61)의 일측에 반대되는 타측은 개방되어 있다. 도면부호 63은 제1 나노섬유필터(61)의 개방부를 나타낸다.

조리개(65)는 연결관(51)에 결합된 제1 나노섬유필터(61)의 일측에 반대되는 타측에 결합되어, 타측을 통한 제1 나노섬유필터(61)로의 공기의 유입을 개폐한다. 즉 조리개(65)는 제1 나노섬유필터(61)의 개방부(63)를 개폐한다.

집진을 수행하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 조리개(65)를 닫은 상태에서 축류 발생 모듈(10)을 구동한다. 조리개(65)를 닫은 상태에서 축류 발생 모듈(10)을 구동하면, 외부의 공기는 나노섬유필터(60)의 외측면을 통하여 흡입된다. 흡입된 공기는 나노섬유필터(60)의 외측면을 통하여 오염물질이 제거된 상태로 축류 발생 모듈(10)로 공급된다. 여기서 도 3은 도 2의 집진 기류 유인팬(100)의 집진에 따른 공기 흐름도이다.

이때 제1 나노섬유필터(61)를 통과하여 정화된 공기는 제1 나노섬유필터(61)와 공기 유입관(21) 사이의 공간을 통하여 조리개(65)가 있는 쪽으로 이동한다.

제2 나노섬유필터(67)를 통과하여 정화된 공기는 일차적으로 제2 나노섬유필터(67)와 공기 배출관(23) 사이의 공간을 통하여 연결관(51) 쪽으로 이동한다. 그리고 연결관(51)을 통과한 정화된 공기는 다시 제1 나노섬유필터(61)와 공기 유입관(21) 사이의 공간을 통하여 조리개(65)가 있는 쪽으로 이동한다.

조리개(65) 쪽으로 이동한 정화된 공기는 조리개(65)를 타고 역회전하여 공기 유입관(21)의 입구(22)로 흡입된다.

그리고 축류 발생 모듈(10)은 공기 유입관(21)의 입구(22)로 유입된 정화된 공기를 축류로 변환하여 공기 배출관(23)을 통하여 외부로 배출한다.

집진 없이 공기를 순환시키는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 조리개(65)를 개방한 상태에서 축류 발생 모듈(10)을 구동하다. 즉 개방된 조리개(65)를 통하여 공기가 제1 나노섬유필터(61)의 개방부(63)를 통하여 내부로 유입되어 축류 발생 모듈(10)로 직접 공급된다. 조리개(65)가 개방될 경우, 나노섬유필터(60)의 표면을 통한 집진은 이루어지지 않는다. 축류 발생 모듈(10)은 공기 유입관(21)의 입구(22)로 유입된 외부 공기를 축류로 변환하여 공기 배출관(23)을 통하여 외부로 배출한다. 여기서 도 4는 도 2의 집진 기류 유인팬(100)의 공기 순환에 따른 공기 흐름도이다.

이와 같이 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 집진을 하는 경우에 조리개(65)를 닫은 상태에서 외부로부터 공기를 흡입하여 정화한 후 축류로 배출하여 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감할 수 있다.

본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 집진을 하지 않는 경우에 조리개(65)를 열어 공기를 배기하거나 순환시키는 용도로도 사용할 수 있다.

노즐(30)은 연결관(51)에 결합된 제2 나노섬유필터(67)의 일측에 반대되는 타측의 공기 배출관(23)에 연결되어 축류의 외부 방출을 안내한다. 이때 노즐(30)은 링(69)에 밀착되게 고정될 수 있다. 노즐(30)은, 축류 발생 모듈(10)에서 출력되는 축류를 보다 멀리 보낼 수 있도록, 입구(31) 쪽에서 출구(33) 쪽으로 내경이 줄어드는 형태로 형성될 수 있다.

그리고 차압 센서(70)는 나노섬유필터(60)에 설치되어 나노섬유필터(60)에 걸리는 차압을 검출하다.

차압 센서(70)에 검출된 차압에 따라 모터(11)의 출력과 팬(14)의 회전수를 가변시켜 축류 발생 모듈(10)을 통하여 방출되는 축류의 속도를 조절할 수 있다. 즉 축류 발생 모듈(10)에서 방출되는 축류의 속도를 일정하게 유지하기 위해서, 검출된 차압에 따라서 모터(11)의 출력과 팬(14)의 회전수를 가변할 수 있다. 통상 집진 기류 유인팬(100)의 사용 시간에 비례하게 검출되는 차압이 증가하기 때문에, 사용 시간에 비례하게 모터(11)의 출력과 팬(14)의 회전수를 증가시켜 축류의 속도를 일정하게 유지하게 된다.

그리고 차압 센서(70)에 검출된 차압을 이용하여 나노섬유필터(60)의 탈진 시기 또는 교체 시기에 대한 알람 정보로 활용할 수 있다. 즉 검출된 차압과 설정값을 비교하여, 검출된 차압이 설정값을 초과하게 되면 나노섬유필터(60)의 탈진 시기를 사용자에게 알람으로 알려줄 수 있다. 검출된 차압이 설정값을 초과한 횟수가 설정된 횟수에 도달한 경우, 사용자에게 나노섬유필터(60)의 교체에 대한 정보를 알람으로 알려줄 수 있다. 예컨대 집진 기류 유인팬(100)에 알람기가 설치된 경우, 알람기를 통하여 탈진 시기 및 교체 시기를 알려줄 수 있다. 여기서 알람기는 소리나 빛을 출력할 수 있다.

또는 집진 기류 유인팬(100)이 통신 모듈을 구비한다면, 통신 모듈을 통하여 사용자의 단말기로 알람 정보를 전송할 수 있다. 여기서 사용자의 단말기는 사용자가 활용할 수 있는 전용 단말기, PC, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 웨어러블 기기 등이 될 수 있다.

그 외 집진 기류 유인팬(100)은 미세먼지 센서를 더 구비할 수 있다. 미세먼지 센서에서 검출되는 미세먼지의 양에 따라서 공기 순환 및 집진 중에 하나를 수행할 수 있다.

본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 단독으로 설치되기 보다는 복수 개가 함께 설치장소에 설치되기 때문에, 제어기를 활용하여 복수의 집진 기류 유인팬(100)에 대한 통합적인 관리를 통하여 설치장소에 대한 집진을 포함한 공조를 수행할 수 있다.

또한 제어기는 설치장소에 설치된 공조 설비, 예컨대 냉난방설비, 미세먼지 센서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 가스 센서 등과 연동하여 집진을 포함한 공조를 수행할 수도 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 축류의 공기 흐름을 발생시켜 공조 효율을 향상시키면서 공간 내 분진농도를 저감할 수 있다. 즉 집진 기류 유인팬(100)은 축류 발생 모듈(10)을 통해서 흡입한 공기를 표면여과식 나노섬유필터(60)를 통과하도록 함으로써, 공기에 포함된 초미세먼지까지 효율적으로 집진할 수 있다. 나노섬유필터(60)를 통과하여 여과된 공기는 축류 발생 모듈(10)에 의해 축류로 외부로 배출되기 때문에, 멀리까지 정화된 공기를 보낼 수 있다.

이로 인해 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 장거리로 기류를 발생시켜 대당 분담면적을 확장할 수 있다.

본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은, 나노섬유필터(60)에 걸리는 압력을 기반으로 축류 발생 모듈(10)에 구비되는 모터(11)의 출력과 팬(14)의 회전수를 가변시킴으로써, 기류의 속도를 일정하게 유지하여 공조 효율과 집진 효율을 일정하게 유지할 수 있다.

본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 집진된 오염물질이 나노섬유필터(60)의 표면에 존재하기 때문에, 나노섬유필터(60)를 탈착하여 표면에 존재하는 오염물질을 쉽게 털어내고 재사용할 수 있다.

본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은, 나노섬유필터(60)에 걸리는 압력을 기반으로 탈진 시기와 교체 시기에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.

그리고 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 주변 환경 센서로부터 수집되는 환경 정보와, 다른 공조 설비와의 연동 운전을 통하여 집진 기류 유인팬(100)이 설치된 장소를 쾌적하게 유지할 수 있다.

한편 본 실시예에 따른 집진 기류 유인팬(100)은 나노섬유필터(60)의 내부에 축류 발생 모듈(10)이 내장된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 설치 공간에 대한 제한이 없다면, 집진 기류 유인팬(100)은 나노섬유필터(60)와 축류 발생 모듈(10)이 직렬로 연결된 형태로 구현할 수 있다. 즉 축류 발생 모듈(10)의 공기 유입관(21)에 나노섬유필터(60)가 직렬로 연결될 수 있다. 이 경우 나노섬유필터(60)는 일측이 공기 유입관(21)에 직렬로 연통되고, 타측에 조리개(65)가 설치된다. 조리개(65)의 개폐를 통하여 공기 순환 및 집진 중에 적어도 하나를 수행할 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

10 : 축류 발생 모듈 11 : 모터
12 : 모터 본체 13 : 구동축
14 : 팬 17 : 고정익
19 : 고정익 케이스 21 : 공기 유입관
22 : 입구 23 : 공기 배출관
24 : 출구 25 : 흡음재
30 : 노즐 31 : 입구
33 : 출구 50 : 브라켓 모듈
51 : 연결관 53 : 브라켓
55 : 연결판 57 : 설치판
60 : 나노섬유필터 61 : 제1 나노섬유필터
62 : 필터 본체 63 : 개방부
64 : 보호망 65 : 조리개
67 : 제2 나노섬유필터 69 : 링
70 : 차압 센서 100 : 집진 기류 유인팬

Claims

입구를 통하여 공기를 흡입하여 상기 입구 반대쪽의 출구로 축류의 기류를 방출하는 중공 형의 축류 발생 모듈;
상기 축류 발생 모듈의 입구와 출구 사이의 외주면에 상기 축류 발생 모듈의 외주면과 유격을 갖도록 결합되며, 상기 축류 발생 모듈을 설치장소에 고정하는 브라켓 모듈; 및
상기 브라켓 모듈을 중심으로 양쪽의 상기 축류 발생 모듈 부분에 각각 유격을 가지고 상기 축류 발생 모듈 부분을 둘러싸도록 상기 브라켓 모듈에 설치되며, 상기 축류 발생 모듈의 구동에 의해 외부로부터 흡입되는 공기에 포함된 오염물질을 표면여과방식으로 집진하여 제거하고, 오염물질이 제거된 공기를 상기 축류 발생 모듈의 입구로 제공하는 관 형의 나노섬유필터;를 포함하고,
상기 축류 발생 모듈의 구동으로 상기 나노섬유필터에 의해 오염물질이 제거된 공기는 상기 축류 발생 모듈과 상기 나노섬유필터 사이의 공간을 따라서 이동하여 상기 축류 발생 모듈의 입구로 이동한 후, 상기 입구와 연결된 상기 축류 발생 모듈의 출구로 방출되는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제1항에 있어서, 상기 축류 발생 모듈은,
상기 입구 쪽으로 돌출된 구동축을 갖는 모터;
상기 구동축에 결합되며 복수의 날개를 갖는 팬;
상기 모터의 외주면에 결합되어 상기 브라켓 모듈에 연결되며, 상기 팬의 날개 방향과 역방향으로 마주보게 배치된 복수의 고정익을 구비하는 고정익 케이스;
상기 팬이 결합된 상기 고정익 케이스의 일측에 결합되어 상기 나노섬유필터를 통과한 공기가 유입되는 공기 유입관; 및
상기 고정익 케이스의 타측에 결합되며, 상기 공기 유입관으로 유입된 공기를 상기 팬 및 상기 고정익 케이스를 통과하면서 축류로 변경하여 배출하는 공기 배출관;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제2항에 있어서, 브라켓 모듈은,
상기 고정익 케이스의 외주면에 유격을 갖도록 삽입되어 상기 고정익 케이스에 고정되는 연결관; 및
상기 연결관의 외측면에 설치되는 브라켓;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제3항에 있어서, 상기 나노섬유필터는,
상기 연결관의 일측에 결합되어 상기 공기 유입관을 둘러싸는 제1 나노섬유필터; 및
상기 연결관의 타측에 결합되어 상기 공기 배출관을 둘러싸는 제2 나노섬유필터;를 포함하고,
상기 제2 나노섬유필터를 통과한 공기는 상기 고정익 케이스와 상기 연결관 사이의 공간을 통하여 상기 공기 유입관 쪽으로 이동하는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제4항에 있어서,
상기 연결관의 일측을 기준으로, 상기 제1 나노섬유필터의 길이가 상기 공기 유입관의 길이 보다 길고, 상기 연결관에 결합된 상기 제1 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측은 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제5항에 있어서,
상기 연결관에 결합된 상기 제1 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측에 결합되어 상기 타측을 통한 상기 제1 나노섬유필터로의 공기의 유입을 개폐하는 조리개;를 더 포함하고,
상기 조리개를 개방한 상태에서 상기 축류 발생 모듈을 구동할 경우, 상기 조리개를 통하여 공기가 상기 제1 나노섬유필터 내부로 유입되어 상기 축류 발생 모듈로 직접 공급되고,
상기 조리개를 닫은 상태에서 상기 축류 발생 모듈을 구동할 경우, 상기 제1 및 제2 나노섬유필터의 외측면을 통하여 오염물질이 제거된 공기가 상기 축류 발생 모듈로 공급되는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제4항에 있어서, 상기 축류 발생 모듈은,
상기 공기 유입관 또는 상기 공기 배출관에 각각 내장된 흡음재;를 더 포함하고,
상기 집진 기류 유인팬은,
상기 연결관에 결합된 상기 제2 나노섬유필터의 일측에 반대되는 타측의 공기 배출관에 연결되어 상기 축류의 외부 방출을 안내하는 노즐;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.
제2항에 있어서,
상기 나노섬유필터에 설치되어 상기 나노섬유필터에 걸리는 차압을 검출하는 차압센서;를 더 포함하고,
상기 차압 센서에 검출된 차압에 따라 상기 모터의 출력과 상기 팬의 회전수를 가변시켜 상기 축류 발생 모듈을 통하여 방출되는 상기 축류의 속도를 조절하거나, 상기 나노섬유필터의 탈진 시기 또는 교체 시기에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 집진 기류 유인팬.