KR102291669B1 - 공기정화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡기팬에 의해 유입된 공기가 미스트발생수단에서 생성된 미스트와 혼합되면서 공기중에 포함된 먼지가 1차 포집된 후 내통부를 통해 하강하면서 바닥조에 저장된 물의 표면에 접촉하면서 먼지가 2차 포집되면서 공기중에 포함된 먼지를 효율적으로 제거할 수 있으며, 배출통로상에 설치되어 있는 광촉매필터에 의해 한번더 공기를 살균하여 배출시킬 수 있도록 한 공기정화장치에 관한 것이다.

Description

공기정화장치{Air cleaner}
본 발명은 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡기팬에 의해 유입된 공기가 미스트발생수단에서 생성된 미스트와 혼합되면서 공기중에 포함된 먼지가 1차 포집된 후 내통부를 통해 하강하면서 바닥조에 저장된 물의 표면에 접촉하면서 먼지가 2차 포집되면서 공기중에 포함된 먼지를 효율적으로 제거할 수 있으며, 배출통로상에 설치되어 있는 광촉매필터에 의해 한번더 공기를 살균하여 배출시킬 수 있도록 한 공기정화장치에 관한 것이다.
공기정화장치라 함은 공기중에 포함되어 있는 먼지를 걸러내어 깨끗한 상태의 공기를 실내로 배출시켜 실내 공기가 청정한 상태를 유지하도록 하는 것이다.
일반적으로 공기정화장치는 복수개의 필터를 이용하는 것이 일반적이다.
즉, 흡입된 공기를 여러층의 필터를 통과시켜 공기중에 포함되어 있는 먼지가 필터에 걸러지도록 하는 것이다.
하지만 이러한 필터식 공기정화장치는 일정주기마다 필터를 교체해주어야만 하는데, 필터 교체시 소비자에게 추가적인 경제적 부담이 가중되는 문제점이 있었다.
이러한 필터 교체의 문제점을 해결하기 위해 필터교체가 필요없는 물을 이용한 공기정화장치가 제공되기도 하였으나 물을 이용한 종래의 공기정화장치는 대부분이 물분사노즐에서 분사되는 물입자를 향해 공기를 송풍시키는 구조이기 때문에 공기중에 포함되어 있는 먼지가 물입자와 잘 혼합되지 못하면서 먼지 제거 효율이 현저히 낮아지는 문제점이 발생하고 있었다.
* 선행기술문헌 *
대한민국 특허출원 제 10-2015-0133317호
대한민국 특허출원 제 10-2017-0092409호
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 내통부와 외통부로 이루어진 몸체부 하측에 물이 저장되는 바닥조를 결합하고, 내통부 상단에는 중앙부에 구동모터가 설치되는 내부하우징이 구비되면서 외측에는 내통부 내벽에 결합되는 외부하우징으로 이루어진 모터하우징을 설치하며, 모터하우징의 내부하우징에는 상하로 제 1축과 제 2축이 구비된 구동모터를 설치하고, 제 1 축에 흡기용 흡기팬을 설치하며, 제 2 축에는 미립화된 미스트를 발생시키는 미스트발생수단을 설치하므로서, 흡기팬에 의해 유입된 공기가 미스트발생수단에서 생성된 미스트와 혼합되면서 공기중에 포함된 먼지가 1차 포집된 후 내통부를 통해 하강하면서 바닥조에 저장된 물의 표면에 접촉하면서 먼지가 2차 포집되면서 공기중에 포함된 먼지를 효율적으로 제거할 수 있도록 한 공기정화장치를 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은
내통부(3)와 외통부(4)로 이루어진 몸체부(2)와;
몸체부(2)의 상측으로 결합되고, 내통부(3)와 연통되는 다수의 흡기홀(41)이 중앙부에 형성되며, 내통부(3) 및 외통부(4)의 사이 공간에 형성되는 배출통로와 연통되는 다수의 배출홀(42)이 측면부에 형성되고, 중앙 저면부에는 내통부(3)에 끼워져 결합되는 결합부(43)가 돌출되게 형성되어 있는 상부커버(40)와;
외통부(4)의 하단에 결합되며, 내통부(3)의 하단 보다 낮은 수위로 물이 담겨지는 바닥조(1)와;
중앙부에 구동모터(6)가 설치되는 내부하우징(11)이 구비되면서 외측에는 내통부(3) 내벽에 결합되는 외부하우징(12)으로 이루어져 내통부(3) 상단에 설치되는 모터하우징(10)과;
상하로 제 1축(7)과 제 2축(8)이 구비되고, 내부하우징(11)에 설치되는 구동모터(6)와;
제 1 축(7)에 설치되는 흡기팬(5)과;
외주연에 수직부(21)가 구비된 회전부(20)를 제 2축(8)에 설치하고, 회전부(20)의 직 상방으로 물공급튜브(32)의 출구를 위치시키며, 수직부(21)에는 다수의 노즐관(22)을 설치하여 구성한 미스트발생수단과;
배출통로상에 설치되는 광촉매필터(50)와;
광촉매필터(50)로 자외선을 조사하여 광촉매필터(50)의 산화반응을 촉진시키며, 배출통로를 통과하는 공기를 살균 및 소독하는 UV LED(51);
로 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 흡기팬에 의해 유입된 공기가 미스트발생수단에서 생성된 미스트와 혼합되면서 공기중에 포함된 먼지가 1차 포집된 후 내통부를 통해 하강하면서 바닥조에 저장된 물의 표면에 접촉하면서 먼지가 2차 포집되면서 공기중에 포함된 먼지를 효율적으로 제거할 수 있으며, 배출통로상에 설치되어 있는 광촉매필터에 의해 한번더 공기를 살균하여 배출시킬 수 있고, 필터를 제거할 필요가 없으므로 유지보수가 용이해지는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 공기정화장치를 보인 단면도.
도 2 는 본 발명에 적용된 모터하우징을 보인 도면.
도 3 는 본 발명에 적용된 미스트발생수단을 보인 도면.
도 4 와 도 5 는 본 발명에서 미스트발생수단의 다른 실시예를 보인 도면.
이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 5 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
상기 도면에 의하면, 본 발명은
내통부(3)와 외통부(4)로 이루어진 몸체부(2)와;
몸체부(2)의 상측으로 결합되고, 내통부(3)와 연통되는 다수의 흡기홀(41)이 중앙부에 형성되며, 내통부(3) 및 외통부(4)의 사이 공간에 형성되는 배출통로와 연통되는 다수의 배출홀(42)이 측면부에 형성되고, 중앙 저면부에는 내통부(3)에 끼워져 결합되는 결합부(43)가 돌출되게 형성되어 있는 상부커버(40)와;
외통부(4)의 하단에 결합되며, 내통부(3)의 하단 보다 낮은 수위로 물이 담겨지는 바닥조(1)와;
중앙부에 구동모터(6)가 설치되는 내부하우징(11)이 구비되면서 외측에는 내통부(3) 내벽에 결합되는 외부하우징(12)으로 이루어져 내통부(3) 상단에 설치되는 모터하우징(10)과;
상하로 제 1축(7)과 제 2축(8)이 구비되고, 내부하우징(11)에 설치되는 구동모터(6)와;
제 1 축(7)에 설치되는 흡기팬(5)과;
외주연에 수직부(21)가 구비된 회전부(20)를 제 2축(8)에 설치하고, 회전부(20)의 직 상방으로 물공급튜브(32)의 출구를 위치시키며, 수직부(21)에는 다수의 노즐관(22)을 설치하여 구성한 미스트발생수단과;
배출통로상에 설치되는 광촉매필터(50)와;
광촉매필터(50)로 자외선을 조사하여 광촉매필터(50)의 산화반응을 촉진시키며, 배출통로를 통과하는 공기를 살균 및 소독하는 UV LED(51);
로 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 내부하우징(11)과 외부하우징(12)의 사이에는 하단에 일방향으로 꺽여진 꺽임부(14)가 형성된 다수의 스월날개(13)를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 내부하우징(11)의 하단부에는 외측으로 확개되는 형태로 이루어진 경사단부(15)를 형성하고, 노즐관(22)의 끝단이 경사단부(15)의 끝단과 동일하거나 경사단부(15) 보다 안쪽에 위치하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 노즐관(22)의 끝단 내주면에는 요철부(23)가 형성되어 노즐관(22)을 통과하는 물이 요철부(23)에 부딪히면서 배출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 공기정화장치의 외형은 바닥조(1)와 몸체부(2)로 이루어진다.
몸체부(2)는 내통부(3)와 외통부(4)로 이루어지고, 내통부(3)는 후설하는 흡기팬(5)에 의해 외부 공기가 유입되는 흡기통로로 사용되고, 내통부(3)와 외통부(4)의 사이공간은 먼지가 제거된 공기가 외부로 내출되는 배출통로로 사용된다.
몸체부(2)의 상측으로 상부커버(40)가 결합되는데, 상부커버(40)의 중앙부에는 내통부(3)와 연통되는 다수의 흡기홀(41)이 형성되며, 상부커버(40)의 측면부에는 배출통로와 연통되는 다수의 배출홀(42)이 형성되고, 상부커버(40)의 중앙 저면부에는 내통부(3)에 끼워져 결합되는 결합부(43)가 돌출되게 형성되어 있다.
상기한 상부커버(40)는 몸체부(2)에 끼워 결합하거나 또는 별도의 결합용 나사를 이용하여 결합할 수 있다.
바닥조(1)는 일정양의 물이 담겨지는 것으로 도 1 에 도시된 바와같이 외통부(4)의 하단에 결합되며, 바닥조(1)와 외통부(4) 사이에는 누수를 방지하기 위한 패킹이 설치될 수 있고, 바닥조(1)와 외통부(4)는 나사식으로 결합되거나 또는 별도의 나사를 이용하여 결합할 수 있다.
그리고, 바닥조(1)에 담겨지는 물의 수위는 내통부(3)의 하측 끝단보다 낮아지도록 설정하여 내통부(3)를 통해 유입된 공기가 수면에 부딪힌 후 내통부(3)와 외통부(4) 사이의 배출통로를 통해 배출될 수 있도록 하였다.
상기한 내통부(3)의 상단에는 구동모터(6)를 설치하는데, 구동모터(6)의 설치를 위해 별도의 모터하우징(10)을 내통부(3) 상단에 설치한다.
모터하우징(10)은 내측으로 구동모터(6)가 설치되는 내부하우징(11)과 내통부(3)의 내벽에 결합되는 외부하우징(12)으로 이루어져 내통부(3)의 내벽에 끼워져 설치되며, 내부하우징(11)과 외부하우징(12)의 사이에는 도 2 와 같이 다수의 스월날개(13)가 수직방향으로 형성되고, 이 스월날개(13)의 하단을 일방향으로 절곡시켜 꺽임부(14)를 형성하므로써, 스월날개(13)를 통과하는 공기가 일방향으로 선회하면서 스월된 상태로 내통부(3) 하측으로 공급될 수 있도록 하였다.
상기한 내부하우징(11)에 설치되는 구동모터(6)는 상측과 하측에 각각 제 1 축(7)과 제 2 축(8)이 구비되며, 제 1 축(7)에는 외부 공기를 내통부(3) 내부로 유입시키는 흡기팬(5)이 설치되고, 하측의 제 2 축(8)에는 미립화된 미스트를 발생시키는 미스트 발생수단이 설치된다.
미스트발생수단은 제 2 축(8)에 회전부(20)를 결합시켜 제 2 축(8)과 함께 회전부(20)가 고속으로 회전하도록 구성하고, 후설하는 펌프(31)에 의해 펌핑된 물이 이송되는 물공급튜브(32)의 배출단이 회전부(20)의 상부에 위치하도록 하여 물공급튜브(32)에서 배출되는 물이 회전부(20)로 공급되도록 하였다.
회전부(20)의 외곽에는 수직부(21)가 설치되어 회전부(20) 내에 물이 일부 저장될 수 있도록 하며, 수직부(21)의 외측에는 다수의 노즐관(22)을 형성하여 회전부(20)가 고속으로 회전할 때 물이 노즐관(22)을 통해 배출되면서 미립화되어 내통부(3) 내부 공간으로 분무되도록 하였다. 이때, 노즐관(22)의 출구측에는 다수의 요철부(23)를 내향 돌출되게 형성하여 물이 노즐관(22)의 출구를 통해 배출될 때 요철부(23)에 부딪히면서 미립화가 촉진되도록 한 것이다.
즉, 노즐관(22)을 통해 물이 배출될 때 노즐관(22)이 회전부(20)와 함께 고속으로 회전하고 있으므로 노즐관(22)을 벗어나는 순간 물은 공기중에 흩날리면서 미립화되는 것이며, 이때 노즐관(22)의 출구에 형성되어 있는 다수의 요철부(23)에 물이 부딪히면서 미립화가 촉진된다.
도면에 도시된 바와같이 내부하우징(11)의 하단에는 외향 경사지게 경사단부(15)가 형성되어 있으며, 상기한 미스트발생수단의 노즐관(22) 끝단은 경사단부(15) 보다 내측에 위치하도록 하여 노즐관(22)에서 분무되는 미스트가 경사단부(15)에 부딪히면서 아래쪽으로 선회하면서 이동하는 공기와 함께 잘 혼합되도록 할 수 있는 것이며 이 과정에서 공기중에 포함되어 있는 미세먼지와 같은 이물질이 미스트에 포집된 상태로 강하게 하강하면서 바닥조(1)에 담겨있는 물 표면에 부딪히게되는 것이다.
공기가 수면에 부딪힐때 미스트에 포집된 먼지 뿐만 아니라 미스트와 결합되지 않은 먼지 입자들도 수면에 접촉되면서 공기로 부터 제거되는 것이고, 이물질(먼지)이 제거된 공기는 배출통로(내통부와 외통부의 사이공간)를 통해 상승하여 외부로 배출된다.
도면부호 30은 외통부(4)의 표면에 설치되는 제어패널을 나타내는 것으로서, 제어패널(30)에는 공기정화장치의 온/오프 동작을 위한 버튼과 구동모터(6)의 회전속도를 조절하기 위한 조절레버가 설치될 수 있다.
또한, 제어패널(30)의 내부에는 바닥조(1)에 담겨있는 물을 펌핑하여 회전부(20)로 공급하기 위한 펌프(31)가 설치될 수 있으며, 펌프(31)의 입력단과 출력단에는 각각 물공급튜브(32)가 연결되고, 물공급튜브(32)의 출력단은 도면과 같이 회전부(20)의 상부에 위치하도록 하여 펌프(31)에서 펌핑된 물이 회전부(20)로 공급될 수 있도록 하였다.
그리고, 내통부(3)의 외벽과 외통부(4)의 내벽에는 배출되는 공기가 지그재그 형태로 이동하도록 하는 다수의 가이드부(33)가 경사지게 형성될 수 있다.
다수의 가이드부(33)를 설치하는 이유는 바닥조(1)에 담겨있는 물의 수면에 부딪힌 후 배출통로로 배출되는 공기가 다수의 가이드부(33)에 부딪히면서 공기중에 포함되어 있을 수 있는 미스트 입자가 가이드부(33)에 부딪히면서 제거되도록 하기 위함이다.
한편, 본 발명에서는 배출통로상에 광촉매필터(50)를 설치하여 배출되는 공기를 살균할 수 있도록 하였다.
광촉매필터(50)는 도면에 도시된 바와같이 외통부(4)에 설치되어 있는 가이드(33)의 끝단부와 내통부(3)의 사이에 끼움식으로 설치할 수 있으며, 광촉매필터(50)의 하측에 위치하도록 브라켓(52)을 설치한 후 그 브라켓(52)에 광촉매필터(50)로 자외선을 조사하는 UV LED(51)를 설치하였다.
UV LED(51)에서 조사되는 자외선에 의해 광촉매필터(50)를 이루는 이산화티타늄(TiO2)의 산화가 촉진되어 광촉매필터(50)를 통과하는 공기를 살균할 수 있게되며, 또한, UV LED(51)에서 조사되는 자외선의 살균력에 의해 배출되는 공기를 살균하게되므로 바닥조(1)에 담겨진 물에 의해 먼지가 제거된 후 배출되는 공기를 살균하여 배출할 수 있게되는 것이다.
한편, 도 4 와 도 5 는 본 발명에 적용되는 미스트발생수단의 다른 실시예를 도시한 것으로서,
미스트발생수단의 다른실시예는 중앙부가 볼록하게 돌출되는 돔구조로 이루어진 회전부(60)를 제 2 축(8)에 결합시켜 제 2 축(8)과 함께 회전부(60)가 고속으로 회전하도록 구성하고, 펌프(31)에 의해 펌핑된 물이 이송되는 물공급튜브(32)의 배출단이 회전부(60)의 상부에 위치하도록 하여 물공급튜브(32)에서 배출되는 물이 회전부(60)로 공급되도록 하였다.
회전부(60)의 외곽에는 수직부(61)가 설치되어 회전부(60) 내에 물이 일부 저장될 수 있도록 하며, 수직부(61)에는 다수의 슬릿홀(62)을 형성하여 회전부(60)가 고속으로 회전할 때 물이 슬릿홀(62)을 통해 배출되면서 미립화되어 내통부(3) 내부 공간으로 분무되도록 하였다. 이때, 회전부(60)의 상부면에는 중심으로 부터 외측을 향하도록 소정높이로 돌출되는 구획돌기(63)를 형성하여 물이 구획돌기(63)를 따라 회전부(20)의 외측으로 이동될 수 있도록 하였다.
즉, 슬릿홀(62)을 통해 물이 배출될 때 회전부(60)가 고속으로 회전하고 있으므로 슬릿홀(62)을 벗어나는 순간 물은 공기중에 흩날리면서 미립화되는 것이다.
도면에 도시된 바와같이 내부하우징(11)의 하단에는 외향 경사지게 경사단부(15)가 형성되어 있으며, 상기한 미스트발생수단의 다른실시예의 수직부(61)는 경사단부(15) 보다 내측에 위치하도록 하여 슬릿홀(62)에서 분무되는 미스트가 경사단부(15)에 부딪히면서 아래쪽으로 선회하면서 이동하는 공기와 함께 잘 혼합되도록 할 수 있는 것이며 이 과정에서 공기중에 포함되어 있는 미세먼지와 같은 이물질이 미스트에 포집된 상태로 강하게 하강하면서 바닥조(1)에 담겨있는 물 표면에 부딪히게되는 것이다.
공기가 수면에 부딪힐때 미스트에 포집된 먼지 뿐만 아니라 미스트와 결합되지 않은 먼지 입자들도 수면에 접촉되면서 공기로 부터 제거되는 것이고, 이물질(먼지)이 제거된 공기는 배출통로(내통부와 외통부의 사이공간)를 통해 상승하여 외부로 배출된다.
1: 바닥조, 2: 몸체부,
3: 내통부, 4: 외통부,
5: 흡기팬, 6: 구동모터,
7: 제 1 축, 8: 제 2 축,
10: 모터하우징, 11: 내부하우징,
12: 외부하우징, 13: 스월날개,
14: 꺽임부, 15: 경사단부,
20: 회전부, 21: 수직부,
22: 노즐관, 23: 요철부,
30: 제어패널, 31: 펌프,
32: 물공급튜브, 33: 가이드부,
40: 상부커버, 41: 흡기홀,
42: 배출홀, 43: 결합부,
50: 광촉매필터, 51: UV LED
52: 브라켓,

Claims (4)

  1. 내통부(3)와 외통부(4)로 이루어진 몸체부(2)와;
    몸체부(2)의 상측으로 결합되고, 내통부(3)와 연통되는 다수의 흡기홀(41)이 중앙부에 형성되며, 내통부(3) 및 외통부(4)의 사이 공간에 형성되는 배출통로와 연통되는 다수의 배출홀(42)이 측면부에 형성되고, 중앙 저면부에는 내통부(3)에 끼워져 결합되는 결합부(43)가 돌출되게 형성되어 있는 상부커버(40)와;
    외통부(4)의 하단에 결합되며, 내통부(3)의 하단 보다 낮은 수위로 물이 담겨지는 바닥조(1)와;
    중앙부에 구동모터(6)가 설치되는 내부하우징(11)이 구비되면서 외측에는 내통부(3) 내벽에 결합되는 외부하우징(12)으로 이루어져 내통부(3) 상단에 설치되는 모터하우징(10)과;
    상하로 제 1축(7)과 제 2축(8)이 구비되고, 내부하우징(11)에 설치되는 구동모터(6)와;
    제 1 축(7)에 설치되는 흡기팬(5)과;
    외주연에 수직부(21)가 구비된 회전부(20)를 제 2축(8)에 설치하고, 회전부(20)의 직 상방으로 물공급튜브(32)의 출구를 위치시키며, 수직부(21)에는 다수의 노즐관(22)을 설치하여 구성한 미스트발생수단과;
    배출통로상에 설치되는 광촉매필터(50)와;
    광촉매필터(50)로 자외선을 조사하여 광촉매필터(50)의 산화반응을 촉진시키며, 배출통로를 통과하는 공기를 살균 및 소독하는 UV LED(51);로 구성하고,
    상기 미스트발생수단은,
    구동모터(6)의 직하방에 위치하도록 제 2 축(8)에 축설되어 고속으로 회전되는 돔구조로 형성되는 회전부(60)와;
    물공급튜브(32)로부터 공급되는 물을 상기 회전부(60)의 상부면에 저장하도록 회전부(60)의 외곽을 따라 수직으로 형성되는 수직부(61)와;
    회전부(60)의 회전 시 상기 회전부(60)에 저장된 물을 내통부(3)의 내부로 미립화하여 분무되도록 상기 수직부(61)에 형성되는 다수의 슬릿홀(62);로 구성하고,
    상기 회전부(60)의 상부면에는 다수의 구획돌기(63)를 더 형성하여 물공급튜브(32)를 통해 회전부(60)의 상부로 공급된 물이 구획되면서 상기 회전부(60)의 외곽으로 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
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