KR102427278B1 - 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일면에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 열교환 유로를 형성하는 유체파이프와 유체파이프에 냉매를 도입하기 위한 유체입력부와 유체파이프에 흐르는 냉매를 배출하기 위한 유체출력부와 유체파이프를 고정하는 방열핀들을 포함하는 응축기, 응축기의 일면에 구비되어 외기를 응축기 내부 방향으로 유입시켜 냉매를 냉각하는 팬, 냉매입력부와 냉매출력부를 가지되 냉매를 기설정된 압력에 따라 압축하여 응축기의 유체입력부로 냉매를 제공하는 압축기, 냉매를 수용하도록 파이프를 통해 유체출력부와 연결되는 입력부와 입력부와 연결되며 냉매를 교축시키는 모세관과 모세관과 일단이 연결되고 타단이 압축기와 연결된 파이프와 연결되어 내부에 냉매가 흐르는 코일튜브를 포함하는 코일증발부, 외기에 의해 회전하여 코일증발부에서 냉각된 공기를 외부로 배출시키는 벤츄레이터를 포함하는 공기배출모듈 및 벤츄레이터와 접촉하는 양극체와 코일증발부와 접촉하는 음극체를 포함하고 코일증발부 주위에 전기장을 발생시키는 하는 이온 발생부를 포함한다.
Description
본 발명은 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 습식과 음이온식으로 공기를 정화할 수 있음과 동시에 전기발전이 가능한 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 건물의 실내공기 중에 함유된 미세먼지나 유해물질과 같은 오염물질을 여과하기 위해 공기청정기를 사용하고 있고, 공기청정기는 크게 건식공기청정기와 습식 공기 청정기로 분류된다.
일반적으로 습식 공기 청정기는 먼지나 세균 등이 포함된 공기를 흡입하여 물과 접촉시킴으로써, 오염된 공기를 정화하는 방식으로 물의 흡착특성을 이용하기 때문에 오염원을 효과적이고, 친환경적으로 제거할 수 있다.
다만, 종래기술에 따른 습식 공기 청정기는 집진효율을 높이기 위해 공기가 물과 닿는 면적을 늘려야 하므로, 습식 공기 청정기의 체적이 커져 습식 공기 청정기의 운반이나 사용에 불편함이 있었고, 이를 극복하기 위해 습식 공기 청정기의 체적이 작은 경우에는 집진 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래기술에 따른 습식 공기 청정기는 일반적으로 공기를 정화하기 위한 다량의 물이 내부에 저장됨에 따라 무게가 무거워지는 불편함이 있었다.
뿐만 아니라, 습식 공기 청정기에 공기를 정화하기 위한 물을 주기적으로 공급 또는 교체해주어야 하는 불편함이 있었다.
한편, 전세계적으로 전기는 화력, 원자력, 수력, 풍력 및 태양광 등을 이용해 생산하고 있고, 생산되는 전기 중 95% 이상은 원자력과 화력을 이용하여 발전되고 있는 것으로 알려져 있다.
하지만, 화력 및 원자력을 이용한 전기발전은 심각한 환경오염을 야기하는 문제가 있었고, 화력의 경우 지구온난화를 가속화시키는 문제가 있었다.
이를 방지하기 위해 수력, 풍력, 태양광 및 신재생에너지를 이용해 전기를 발전하고자 하고 있으나, 화력 및 원자력을 제외한 방식은 발전되는 전기의 양이 화력 및 원자력에 비해 미미하여 실질적으로 화력 및 원자력을 대체하지 못하는 문제가 있었다.
이에, 지구온난화를 방지할 수 있도록 에너지 사용량이 적으면서도 전술한 습식 공기 청정기의 문제점을 해결할 수 있는 공기 청정 장치의 개발이 필요한 상황이다.
본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장치의 체적의 늘리지 않으면서도 원활하게 공기 중 유해물질을 제거할 수 있고 주기적으로 물의 교체 또는 공급이 필요하지 않으며, 외기 중에 포함된 수분을 냉각하는 것을 통해 물방울을 형성하여 유해물질을 제거하는 것과 함께 코일증발부 주위에 전기장을 형성하여 전기장을 이용해 외기 중 유해물질을 제거함으로써 공기 중 유해물질을 효과적으로 제거하면서 풍력터빈을 이용해 전기를 발전할 수 있는 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 열교환 유로를 형성하는 유체파이프와 유체파이프에 냉매를 도입하기 위한 유체입력부와 유체파이프에 흐르는 냉매를 배출하기 위한 유체출력부와 유체파이프를 고정하는 방열핀들을 포함하는 응축기, 응축기의 일면에 구비되어 외기를 응축기 내부 방향으로 유입시켜 냉매를 냉각하는 팬, 냉매입력부와 냉매출력부를 가지되 냉매를 기설정된 압력에 따라 압축하여 응축기의 유체입력부로 냉매를 제공하는 압축기, 냉매를 수용하도록 파이프를 통해 유체출력부와 연결되는 입력부와 입력부와 연결되며 냉매를 교축시키는 모세관과 모세관과 일단이 연결되고 타단이 압축기와 연결된 파이프와 연결되어 내부에 냉매가 흐르는 코일튜브를 포함하는 코일증발부, 외기에 의해 회전하여 코일증발부에서 냉각된 공기를 외부로 배출시키는 벤츄레이터를 포함하는 공기배출모듈 및 벤츄레이터와 접촉하는 양극체와 코일증발부와 접촉하는 음극체를 포함하고 코일증발부 주위에 전기장을 발생시키는 하는 이온 발생부를 포함한다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 하기와 같은 효과를 기대할 수 있다.
입력부, 모세관 및 코일튜브를 포함하는 코일증발부의 교류작용에 따라 별도의 냉각 장치없이 공기 중 수분을 응결시켜 물방울을 형성하는 것을 통해 공기 중 유해물질을 제거함으로써, 별도로 물을 저장할 필요없이 공기 중 유해물질을 제거할 수 있다.
공기 중 수분을 응결시켜 물방울을 형성하는 것을 통해 공기 중 유해물질을 제거하는 것과 함께, 전기장을 이용해 공기 중 유해물질을 전기집진식으로 집진하여 공기 중 유해물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 공기 중 유해물질을 제거함과 동시에 벤츄레이터가 장치 내부로 유입되는 외기에 의해 회전하여 전기를 발생시키고 발생된 전기를 배터리에 저장함에 따라 지구온난화를 방지하는데 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 상부측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치의 응축기를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위해 장치의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 상부측 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치의 응축기를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위해 장치의 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 응축기(100), 팬(200), 압축기(300), 코일증발부(400), 공기배출모듈(500), 이온발생부(600) 및 배터리(700)를 포함할 수 있다.
응축기(100)는 내부에 냉매가 흐르는 유로가 형성되고, 유로에 흐르는 냉매를 냉각하는 것일 수 있다.
응축기(100)는 공랭식으로 냉매를 냉각하는 것일 수 있다.
응축기(100)는 열교환 유로를 형성하는 유체파이프(110)와 유체파이프(110)에 냉매를 유입하기 위한 유체입력부(120)와, 유체파이프(110)에 흐르는 냉매를 배출하기 위한 유체출력부(130)와, 유체파이프(110)를 고정하는 방열핀(140)을 포함하는 것일 수 있다.
유체파이프(110)는 내부에 냉매가 흐르기 위한 유로가 형성되는 것일 수 있다.
유체파이프(110)는 후술할 팬(200)에 의해 응축기(100) 내부로 유입된 외기와의 접촉면적을 늘려 냉매가 효과적으로 냉각될 수 있도록 지그재그 형상으로 형성되는 것일 수 있다.
유체파이프(110)의 내부에 흐르는 냉매는 팬(200)에 의해 응축기(100) 내부로 유입되는 외기가 유체파이프(110)와 접촉하는 것을 통해 냉각되는 것일 수 있다.
유체입력부(120)는 외부로부터 냉매를 공급받아 유체파이프(110)로 냉매를 공급하는 것일 수 있다.
유체입력부(120)는 후술할 압축기(300)로부터 냉매를 공급받는 것일 수 있다.
유체출력부(130)는 유체파이프(110)에서 냉각된 냉매를 외부로 배출하는 것일 수 있다.
유체출력부(130)는 후술할 코일증발부(400)의 입력부(410)와 연결되어 입력부(410)에 냉매를 공급하는 것일 수 있다.
방열핀(140)은 유체파이프(110)의 일측면에 구비되어 유체파이프(110)를 고정하는 것일 수 있다.
방열핀(140)은 유체파이프(110)의 일측면에 소정 간격으로 배열되어 구비되는 것일 수 있다.
팬(200)은 응축기(100)의 일면에 구비되어 외기를 응축기(100) 내부 방향으로 유입시키는 것일 수 있다.
팬(200)은 일방향으로 회전하여 외기를 응축기(100) 내부로 방향으로 유입시키는 것일 수 있다.
팬(200)의 회전에 따라 응축기(100) 내부로 유입된 외기는 응축기(100)의 유체파이프(110) 사이의 간격과 방열핀(140) 사이의 간격을 통과하여 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치 내부로 유입될 수 있다.
팬(200)의 회전에 따라 응축기(100) 내부로 유입된 외기는 응축기(100)의 유체파이프(110)를 흐르는 냉매를 냉각할 수 있다.
압축기(300)는 냉매입력부(310)와 냉매출력부(320)를 가지되, 냉매를 기설정된 압력에 따라 압축하여 응축기(100)의 유체입력부(120)로 냉매를 제공하는 것일 수 있다.
즉, 압축기(300)를 통해 압축된 냉매가 유체입력부(120)를 통해 유체파이프(110)로 공급되어 팬(200)의 회전에 의해 응축기(100) 내부 방향으로 유입된 외기가 유체파이프(110) 내부의 냉매를 냉각할 수 있다.
코일증발부(400)는 팬(200)을 통해 내부로 유입된 외기 중의 유해물질을 제거하는 것일 수 있다.
코일증발부(400)는 팬(200)을 통해 내부로 유입된 외기를 전기집진 필터방식과 워터필터 방식 중 적어도 하나를 이용하여 팬(200)을 통해 유입된 외기 중 유해물질을 제거하는 것일 수 있다.
여기서, 유해물질은 공기 중에 존재하는 먼지, 초미세먼지, 황산화물, 질소산화물, 암모니아, 휘발성 유기화합물 및 세균을 포함하는 것일 수 있다.
코일증발부(400)는 응축기(100)의 유체파이프(110)로부터 냉매를 공급받는 것일 수 있다.
코일증발부(400)는 응축기(100)의 유체파이프(110)로부터 유입되는 냉매를 수용하도록 유체출력부(130)과 파이프를 통해 연결되는 입력부(410)와, 입력부(410)와 연결되며 교축시키는 모세관(420)과, 모세관(420)과 일단이 연결되고 타단이 압축기(300)와 연결된 파이프와 연결되는 코일튜브(430)를 포함하는 것일 수 있다.
입력부(410)는 일단이 파이프를 통해 응축기(100)의 유체파이프(110)와 연결되고 타단이 모세관(420)과 연결되는 것일 수 있다.
입력부(410)는 일단이 파이프를 통해 응축기(100)의 유체출력부(130)와 연결됨에 따라 유체파이프(110)와 연결되는 것일 수 있다.
입력부(410)는 응축기(100)의 유체파이프(110)에서 냉각된 냉매를 모세관(420)으로 유입시키는 것일 수 있다.
모세관(420)은 입력부(410)로부터 유입된 냉매를 교축시키는 것일 수 있다.
모세관(420)은 냉매의 교축작용을 발생시킬 수 있도록 직경이 입력부(410)의 직경보다 상대적으로 작은 것일 수 있다.
코일튜브(430)는 일단이 모세관(420)과 연결되고 타단이 압축기(300)와 연결되는 것일 수 있다.
코일튜브(430)는 직경이 모세관(420)의 직경보다 상대적으로 큰 것일 수 있다.
즉, 입력부(410)에 의해 모세관(420)으로 유입되는 냉매는 모세관(420)의 직경이 입력부(410)의 직경에 비해 상대적으로 작아 교축되고, 모세관(420)으로부터 코일튜브(430)로 냉매가 유입되면 냉매가 코일튜브(430)를 포함하는 코일증발부(400) 주변의 열을 흡수하여 증발잠열로 이용함으로써 코일튜브(430)를 포함하는 코일증발부(400)와 그 주변의 냉각이 이루어질 수 있다.
이 때, 기화된 냉매는 코일튜브(430) 타단에 연결된 압축기(300)로 공급되어 압축기(300)에 의해 압축될 수 있고, 기화된 냉매는 압축기(300)에 의해 압축될 수 있다. 압축기(300)에 의해 압축된 냉매는 응축기(100)에서 외기에 의해 냉각되어 다시 액체상태로 액화될 수 있다.
코일튜브(430)는 내부에 유로가 형성된 파이프를 원통형으로 말아 형성되는 것일 수 있고, 내부에 냉매가 흐르는 유로가 형성되는 것일 수 있다.
이 때, 코일튜브(430)는 내부 공간으로 공기가 유입될 수 있게 파이프 사이에 소정 간격을 갖도록 파이프를 원통형으로 말아 형성되는 것일 수 있다.
코일튜브(430)의 유로로 흐르는 냉매는 모세관(420)의 교축작용에 의해 냉각된 것일 수 있고, 코일튜브(430)는 내부에 냉각된 냉매가 흐름에 따라 표면에 물방울이 형성될 수 있다.
코일튜브(430)의 표면에 물방울이 형성됨에 따라 코일튜브(430)의 내부로 외기가 유입될 시 외기에 존재하는 유해물질이 물방울에 의해 제거될 수 있다.
한편, 공기 중의 수분이 응결되어 물방울을 형성할 때 먼지와 공기 중 미립자를 응결핵으로 사용하는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 공기 청정 장치에서는 공기 중 유해물질을 응결핵으로 사용할 수 있고, 공기 중 유해물질을 응결핵으로 사용함에 따라 물방울의 형성시 공기 중 유해물질이 제거될 수 있다.
코일증발부(400)는 코일튜브(430)의 외주면을 따라 기설정된 간격만큼 이격되어 형성되는 절연부(440)와, 절연부(440)의 외주면을 따라 형성되되 복수개의 통공이 형성되는 하전부재(450)를 더 포함하는 것일 수 있다.
절연부(440)는 코일튜브(430)를 감싸도록 형성되는 것일 수 있다.
절연부(440)는 코일튜브(430) 내부로 외기가 유입될 수 있도록 표면에 복수 개의 외기유입공이 형성되는 것일 수 있다.
절연부(440)는 코일튜브(430)를 감싸도록 형성되어 후술할 공기정화모듈(500)과 코일증발부(400)의 접촉을 차단하는 것일 수 있다.
하전부재(450)는 절연부(440)를 감싸도록 형성되고, 코일증발부(400)의 코일튜브(430) 내부로 외기가 유입될 수 있도록 복수 개의 통공이 형성되는 것일 수 있다.
하전부재(450)는 후술할 이온발생부(600)의 음극체(620)에 의해 하전되는 것일 수 있다.
공기배출모듈(500)은 코일증발부(400)에서 냉각된 공기를 외부로 배출시키기 위한 벤츄레이터(510)를 포함하는 것일 수 있다.
벤츄레이터(510)는 팬(200)의 회전에 따라 내부로 유입된 외기의 압력에 의해 회전하는 것일 수 있다.
벤츄레이터(510)는 팬(200)을 통해 내부로 유입된 외기의 압력에 의해 회전함에 따라 코일증발부(400) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하는 것일 수 있다.
이 때, 코일증발부(400)에서 형성된 물방울은 벤츄레이터(510)가 회전함에 따라 발생하는 코일튜브(430) 내부로 흐르는 외기의 흐름에 의해 외기와 함께 외부로 배출될 수 있다.
즉, 벤츄레이터(510)는 코일증발부(400)에서 형성된 물방울을 제거하는 것일 수 있다.
벤츄레이터(510)는 코일증발부(400) 내부의 공기를 흡입하기 위해 코일증발부(400)를 감싸도록 형성되는 것일 수 있다.
벤츄레이터(510)는 코일증발부(400)와 소정간격 이격되어 형성되는 것일 수 있다.
즉, 벤츄레이터(510)의 회전에 따라 코일증발부(400) 내부는 압력이 낮아질 수 있고, 이에 따라, 팬(200)에 의해 내부로 흡입된 외기가 코일증발부(400) 내부로 흡입된 후 외부로 배출될 수 있다.
공기배출모듈(500)은 벤츄레이터(510)를 회전시키기 위한 회전부재(520), 고정자(530) 및 컨버터(540)를 포함하는 것일 수 있다.
회전부재(520)는 벤츄레이터(510)가 회전가능하도록 벤츄레이터(510)와 연결되는 것일 수 있다.
회전부재(520)의 회전축은 벤츄레이터(510)가 회전하여 코일발전기(400) 내부의 공기를 균일하게 흡입할 수 있도록 코일튜브(430)의 중심축과 일치되도록 형성되는 것일 수 있다.
회전부재(520)는 영구자석을 포함하는 것일 수 있고, 고정자(530)는 회전부재(520)의 회전에 따라 전기를 발생시킬 수 있도록 코일을 포함하는 것일 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 벤츄레이터(510)가 내부로 유입된 외기에 의해 회전함에 따라 전기를 발전시킬 수 있고, 발전된 전기를 배터리(700)에 저장하면서 공기 중 유해물질을 제거할 수 있다.
컨버터(540)는 고정자(530)와 전기적으로 연결되어 회전부재(520)의 회전에 따라 발생된 전기를 교류에서 직류로 변환하여 후술될 배터리(700)에 공급하는 것일 수 있다.
이온발생부(600)는 양극체(610)와 음극체(620)를 포함하고 후술할 배터리(700)와 전기적으로 연결되어 코일증발부(400) 주위에 전기장을 형성하는 것일 수 있다.
이온발생부(600)의 양극체(610)는 벤츄레이터(510)과 접촉하여 벤츄레이터(510)를 하전시키는 것일 수 있고, 음극체(620)는 코일증발부(400)와 접촉하여 코일증발부(400)를 하전시키는 것일 수 있다.
바람직하게, 음극체(620)는 하전부재(450)와 접촉하여 하전부재(450)를 하전시는 것일 수 있다.
이온발생부(600)의 양극체(610)와 음극체(620)는 이격되는 것일 수 있다.
즉, 이온발생부(600)에 의해 코일증발부(400) 주위로 전기장이 형성됨에 따라, 코일튜브(430)의 표면 및 주위에 형성되는 물방울과 유해물질의 하전이 이루어질 수 있다.
배터리(700)는 이온발생부(600)에 전기적으로 연결되어 전기에너지를 공급하는 것일 수 있다.
배터리(700)는 팬(200) 및 압축기(300) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되어 전기에너지를 공급하는 것일 수 있다.
배터리(700)는 컨버터(540)와 전기적으로 연결되어 변환된 전기에너지를 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 응축기(100)의 유체입력부(120)와 연결되는 파이프를 통해 냉매를 제공받아 냉매에 포함된 이물질을 필터링하는 냉매여과부(800)를 더 포함하는 것일 수 있다.
이 때, 코일증발부(400)의 입력부(410)는 냉매여과부(800)를 통과한 냉매를 수용하도록 파이프를 통해 연결되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치는 압축기(300), 코일증발부(400) 및 공기배출모듈(500)을 수용하는 하우징(900)을 더 포함하는 것일 수 있다.
하우징(900)은 팬(200)의 회전에 따라 외기를 내부로 유입할 수 있도록 팬(200)의 위치와 대응되는 위치에 제1외기유입구가 형성되는 것일 수 있다.
하우징(900)은 벤츄레이터(510)로부터 배출되는 외기가 외부로 유출될 수 있도록 벤츄레이터(510)의 위치와 대응되는 위치에 형성되는 외기배출구가 형성되는 것일 수 있다.
하우징(900)은 응축기(100), 팬(200) 압축기(300), 코일증발부(400), 공기정화모듈(500), 이온발생부(600), 배터리(700) 및 냉매여과부(800)를 지지하는 하부플레이트(910)을 포함하는 것일 수 있다.
하부플레이트(910)는 외부로부터 외기가 통과할 수 있도록 표면에 복수 개의 통공이 형성된 것일 수 있다.
하부플레이트(910)의 표면에 복수 개의 통공이 형성되면 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치의 하부로부터 하부플레이트(910)에 형성된 통공을 통해 외기가 투과될 수 있어 공기 중 유해물질의 제거가 보다 더 효과적으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치의 냉매의 흐름과 유해물질의 제거는 아래와 같이 요약될 수 있다.
유체출력부(130)를 통해 입력부(410)로 냉매가 공급되면 모세관(420)의 교축작용에 따라 코일튜브(430)의 일단에서 냉매의 기화가 이루어질 수 있다.
이 때, 냉매의 기화가 이루어지면 냉매가 냉각되게 되고, 냉매가 냉각이 이루어짐에 따라 코일튜브(430)의 표면 및 주위에는 물방울이 형성될 수 있다. 물방울이 형성될 시 공기 중의 유해물질을 응결핵으로 사용하여 1차적으로 공기 중의 유해물질이 제거될 수 있다.
또한, 이온발생부(600)가 전기장을 발생시킴에 따라 코일튜브(430)의 표면 및 주위에 형성된 물방울 및 외기 중의 유해물질이 하전될 수 있고, 하전된 물방울에 정전기적 인력으로 공기 중 유해물질이 흡착되어 제거될 수 있다.
한편, 코일튜브(430)에서 기화된 냉매는 압축기(300)로 공급되어 기설정된 압력으로 압축되고, 압축된 냉매는 유체입력부(120)를 통해 유체파이프(110)로 공급될 수 있다. 이 때, 유체파이프(110)가 팬(200)에 의해 응축기(100) 내부로 유입된 외기와 접촉함으로써 유체파이프(110) 내부에 흐르는 압축된 냉매가 냉각 및 액화될 수 있고, 액화된 냉매는 유체출력부(130)로부터 입력부(410)으로 공급될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치는 코일증발부(400)에서 냉매의 기화에 따른 냉매의 냉각에 따라 외기 중의 수분을 응결시켜 물방울을 형성함으로써 장치 내부에 별도로 물을 공급, 교체 및 저장할 필요없이 공기 중 유해물질을 제거할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치는 내부의 이온발생부(600)가 전기장을 발생시켜 공기 중 유해물질을 전기적으로 집진함에 따라 물방울과 공기가 닿기 위한 공간의 증가가 필요없어 장치의 체적을 증가시키지 않고도 효과적으로 공기 중 유해물질을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 정화 장치는 벤츄레이터(510)가 팬(200)의 회전에 따라 내부에 유입되는 외기에 의해 회전하여 전기를 발생시키고 발생된 전기를 배터리(700)에 공급함에 따라 본 발명의 실시예에 따른 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 정화 장치의 구동시 사용되는 전기에너지의 양을 줄여 지구온난화를 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 응축기,
110: 유체파이프, 120: 유체입력부, 130: 유체출력부, 140: 방열핀,
200: 팬,
300: 압축기,
310: 냉매입력부, 320: 냉매출력부,
400: 코일증발부,
410: 입력부, 420: 모세관, 430: 코일튜브,
440: 절연판, 450: 하전부재,
500: 공기배출모듈,
510: 벤츄레이터, 520: 회전부재, 530: 고정자, 540: 컨버터,
600: 이온발생부, 610: 양극체, 620: 음극체,
700: 배터리,
800: 냉매여과부, 900: 하우징, 910: 하부플레이트.
110: 유체파이프, 120: 유체입력부, 130: 유체출력부, 140: 방열핀,
200: 팬,
300: 압축기,
310: 냉매입력부, 320: 냉매출력부,
400: 코일증발부,
410: 입력부, 420: 모세관, 430: 코일튜브,
440: 절연판, 450: 하전부재,
500: 공기배출모듈,
510: 벤츄레이터, 520: 회전부재, 530: 고정자, 540: 컨버터,
600: 이온발생부, 610: 양극체, 620: 음극체,
700: 배터리,
800: 냉매여과부, 900: 하우징, 910: 하부플레이트.
Claims (5)
- 열교환 유로를 형성하는 유체파이프와, 상기 유체파이프에 냉매를 도입하기 위한 유체입력부와, 상기 유체파이프에 흐르는 냉매를 배출하기 위한 유체출력부와, 상기 유체파이프를 고정하는 방열핀들을 포함하는 응축기;
상기 응축기의 일면에 구비되어 외기를 응축기 내부 방향으로 유입시켜 상기 냉매를 냉각하는 팬;
냉매입력부와 냉매출력부를 가지되, 냉매를 기설정된 압력에 따라 압축하여 상기 응축기의 유체입력부로 냉매를 제공하는 압축기;
냉매를 수용하도록 파이프를 통해 상기 유체출력부와 연결되는 입력부와, 상기 입력부와 연결되며 상기 냉매를 교축시키는 모세관과, 상기 모세관과 일단이 연결되고 타단이 상기 압축기와 연결된 파이프와 연결되어 내부에 상기 냉매가 흐르는 코일튜브와, 상기 코일튜브의 외주면을 따라 기설정된 간격만큼 이격되어 형성되는 절연부와, 상기 절연부의 외주면을 따라 형성되고 복수개의 통공이 형성되어 상기 외기 중 유해물질을 제거하는 하전부재를 포함하는 코일증발부;
상기 외기에 의해 회전하여 상기 코일증발부에서 냉각된 공기를 외부로 배출시키는 벤츄레이터를 포함하는 공기배출모듈; 및
상기 벤츄레이터와 접촉하는 양극체와 상기 코일증발부와 접촉하는 음극체를 포함하고 상기 코일증발부 주위에 전기장을 발생시키는 하는 이온 발생부;
를 포함하는 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치. - 제1항에 있어서, 상기 공기배출모듈은,
상기 벤츄레이터를 회전시키기 위한 회전부재 및 고정자를 더 포함하여 상기 벤츄레이터의 회전에 따라 전기를 발생시키는 것이고,
상기 회전부재의 회전축은 상기 코일튜브의 중심축과 일치되도록 형성되는 것
인 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치. - 제2항에 있어서,
상기 압축기, 상기 코일증발부, 상기 공기배출모듈을 수용하는 하우징을 더 포함하고,
상기 고정자는 상기 하우징에 고정되는 것이고, 상기 벤츄레이터가 회전 가능하도록 상기 벤츄레이터의 축과 상기 회전부재의 회전축이 연결되는 것
인 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 응축기의 상기 유체입력부와 연결되는 파이프를 통해 냉매를 제공받아 냉매에 포함된 이물질을 여과하는 냉매여과부를 더 포함하고,
상기 코일증발부의 입력부는 상기 냉매여과부를 통과한 냉매를 수용하도록 상기 냉매여과부와 파이프를 통해 연결되는 것
인 풍력터빈을 이용한 하이브리드 공기 청정 장치.
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