KR102497128B1 - 먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 열교환소자를 구비하고, 상기 열교환소자를 중심으로 실외공기 유입공간, 실내공기 배출공간, 실외공기 배출공간, 실내공기 유입공간으로 구획되는 케이스로 이루어지되, 상기 열교환소자의 전열판 또는 스페이서들은 도전재질로 이루어지고, 상기 전열판 또는 스페이서들은 열교환소자의 상판 또는 하판, 프레임에 전기적으로 연결되되, 상기 상판 또는 하판, 프레임 중 어느 하나에는 음극 또는 양극의 전하를 발생하기 위한 전극이 연결되도록 구성되는 먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 공기순환장치 내부에 열교환을 위한 열교환소자에 미세먼지 제거를 가능하게 하는 구조를 구비하도록 함으로써 보다 효과적으로 먼지를 제거할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치{Air exchange unit with heat exchanger for dust removing}

본 발명은 먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기순환장치 내부에 열교환을 위한 열교환소자에 먼지제거 기능을 더 부여한 공기순환장치에 관한 것이다.

일반적으로, 실내공기를 환기시키기 위한 공기순환장치는 실내공기를 실외로 또는 실외공기를 실내로 흐르도록 유도하기 위한 것으로서, 일반 주택 및 아파트는 물론 학교, 병원, 조리실, 지하철 역사 등 다양한 시설에 설치되고 있다.

즉 종래의 공기순환장치는 케이스의 실외측에는 실외공기를 유입시키기 위

한 실외공기 흡입구와 실내공기를 실외로 배출시키기 위한 실내공기 배출구가 형성되고, 실내측에는 실외공기를 실내쪽으로 배출시키기 위한 실외공기 배출구와 실내공기를 흡입시키기 위한 실내공기 흡입구가 형성되어진다.

또한 상기 케이스의 내부에는 열교환소자가 장착되어 있으며, 상기 열교환소자란 공조장치에 사용되어 유입공기와 유출공기 상호간의 열교환을 가능하게 함으로써 에너지를 절감하기 위한 도구로써, 공조장치란 일정한 실내 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포로 조절하고, 동시에 공기 속의 먼지 등을 제거하는 장치를 의미한다.

종래의 열교환소자는 소정 간격을 두고 편평한 전열판(라이너)과 단면이 파형(波形)인 스페이서(골지)가 반복되어 적층되는 구조로 이루어지고, 상기 복수개의 전열판 사이의 공간에는 스페이서가 각각 배치되는데, 상기 스페이서는 서로 직각방향으로 공기유로가 형성되도록 다수개 반복적으로 배치된다. 이때 전열판(라이너)과 단면이 파형(波形)인 스페이서(골지)는 종이를 재질로 제작된다.

따라서 일방의 스페이서들을 통해서는 실외의 공기가 통과하게 되고 타방의 스페이서들을 실내의 공기가 통과하게 되는데 이때 실외의 공기와 실내의 공기가 전열판에 의해 직접적으로 혼합되는 것을 방지하면서도 실외의 공기와 실내의 공기 사이의 전열의 교환이 이루어져 실외의 공기와 실내의 공기의 온도차를 최소화하여 에너지손실을 최소화할 수 있도록 한다.

그런데 이러한 구조의 열교환소자는 자체적으로 먼지를 제거할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않아 실외공기 유입부와 실내 공기배출부에 필터를 설치하여 먼지를 제거하도록 하고 있다.

그러나 미세한 먼지를 잡아내기 위해서는 고성능이거나 여러개의 필터를 사용해야 하는데, 이처럼 필터의 성능이 높아지거나 여러개의 필터를 사용하게 되는 경우 공기의 흐름이 나빠져 결국 환기 효율이 떨어지게 된다.

이처럼 종래의 열교환소자는 실내외공기의 열전달 효과를 향상시킬 수 있는 수단 등에 관한 고려만 있을 뿐 먼지제거까지 가능하도록 하는 구조를 구비하고 있지 못하는 비효율적이지 못한 단점을 갖는다.

[선행기술문헌]

1. 대한민국 등록특허 제10-2107769호

본 발명의 목적은, 공기순환장치 내부에 열교환을 위한 열교환소자에 미세먼지 제거를 가능하게 하는 구조를 구비하도록 함으로써 보다 효과적으로 먼지를 제거할 수 있는 열교환소자를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기순환장치는 내부에 열교환소자를 구비하고, 상기 열교환소자를 중심으로 실외공기 유입공간, 실내공기 배출공간, 실외공기 배출공간, 실내공기 유입공간으로 구획되는 케이스로 이루어지되, 상기 열교환소자의 전열판 또는 스페이서들은 도전재질로 이루어지고, 상기 전열판 또는 스페이서들은 열교환소자의 상판 또는 하판, 프레임에 전기적으로 연결되되, 상기 상판 또는 하판, 프레임 중 어느 하나에는 음극 또는 양극의 전하를 발생하기 위한 전극이 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 열교환소자 일측에는 전하발생기가 구비되고, 열교환소자의 상판 또는 하판, 프레임에는 전하발생기에서 발생하는 전하와 반대의 극성의 전하를 발생하기 위한 전극이 연결되도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 공기순환장치 내부에 열교환을 위한 열교환소자에 미세먼지 제거를 가능하게 하는 구조를 구비하도록 함으로써 보다 효과적으로 먼지를 제거할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기순환장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 있어서 열교환소자의 분리사시도.
도 3은 도 2의 결합사시도.
도 4는 본 발명에 있어서 열교환소자의 전열판과 스페이서의 구조를 보이기 위한 단면도.
도 5는 본 발명에 있어서 열교환소자의 작용상태를 보이기 위한 참고도.
도 6은 본 발명에 있어서 열교환소자의 먼지제거 메커니즘을 보이기 위한 참고도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예들은 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치에 대한 바람직한 실시예들에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기순환장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 있어서 열교환소자의 분리사시도이며, 도 3은 도 2의 결합사시도이고, 도 4는 본 발명에 있어서 열교환소자의 전열판과 스페이서의 구조를 보이기 위한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 있어서 열교환소자의 작용상태를 보이기 위한 참고도이고, 도 6은 본 발명에 있어서 열교환소자의 먼지제거 메커니즘을 보이기 위한 참고도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명 공기순환장치(1000)는 내부에 열교환소자(100)를 구비하고, 상기 열교환소자를 중심으로 실외공기 유입공간(12a)과, 실내공기 배출공간(14a)과, 실외공기 배출공간(16a)과, 실내공기 유입공간(18a)으로 구획되는 케이스로 이루어진다. 이때 케이스 내에는 송풍장치(22,24)를 구비할 수도 있다.

상기 열교환소자(100)는 전열판(141)과 스페이서(142)가 반복되어 적층되는 구조로 이루어지고, 상기 복수개의 전열판(141) 사이의 공간에는 스페이서(142)가 각각 배치되되 서로 직각방향으로 공기유로가 형성되도록 다수개 직각으로 반복되게 배치되는 구조를 갖는다.

상기 전열판(141)은 편평한 형상이고, 스페이서(142)는 단면이 파형(波形)을 갖는다. 이는 전열판(141)을 통해서는 열교환이 이루어지고 스페이서(142)를 통해 서는 공기의 흐름이 이루어져야 하기 때문이다.

이때 열교환소자(100)의 전열판(141) 또는 스페이서(142)들은 금속 또는 도전이 가능한 재질로 이루어져 열교환소자(100)의 상판(110) 또는 하판(120), 프레임(130)에 전기적으로 연결되도록 한다. 이는 공기 중의 중성 또는 이온화된 먼지를 전열판(141) 또는 스페이서(142)에 의해 집진되도록 하기 위해서이다.

따라서 상기 전열판(141) 또는 스페이서(142)가 전기적으로 도전되어야 하는데, 이들 전체가 도전되도록 하기 위해서는 전열판(141)과 스페이서(142)의 모서리 측면을 지지하는 프레임(130)에 반드시 접하도록 하여야 한다.

또한 상기 프레임(130)은 전열판(141)과 스페이서(142)를 상부와 하부에서 지탱하기 위한 상판(110) 또는 하판(120)에 접하고 있는 상태여서 상기 상판(110) 또는 하판(120) 중 어느 한곳에만 전극(150)이 연결되더라도 결국 프레임(130)과 전열판(141), 스페이서(142)가 모두 도전된 상태가 된다.

또한 본 발명은 상기 열교환소자(100)의 일측에는 먼지에 전하를 도전시키기 위한 전하발생기(200)가 형성될 수도 있는데, 이는 강한 전하를 먼지에 걸어줌으로써 전열판(141) 또는 스페이서(142)에 더 쉽게 달라붙도록 하기 위해서이다.

이때 대기중의 미세먼지는 대개 양이온을 띄고 있어 상기 전하발생기(200)에는 양극을 연결되고 열교환소자(100)의 상판(110) 또는 하판(120), 프레임(130)에는 음극의 전극(150)이 연결되어 음전하가 도전되도록 함이 바람직하다. 이때 전극(150)에는 전선(151)이 연결되어 전기를 공급하도록 한다.

이처럼 실외먼지(B)는 전하발생기(200)를 통과하면서 양전하에 도전된 상태가 되고 전열판(141) 또는 스페이서(142)들은 음전하에 도전된 상태여서 상기 전열판(141) 또는 스페이서(142)를 지나는 사이 도전된 먼지(A)들은 자연스럽게 전열판(141) 또는 스페이서(142)에 들러붙게 된다.

따라서 열교환소자(100)의 측면에 설치된 필터(미도시)를 통과한 극초미세먼지라 할지라도 열교환소자(100), 즉 전열판(141) 또는 스페이서(142)에 의해 한번 더 걸러지게 되는 것이다.

상기 열교환소자(100)의 전열판(141) 또는 스페이서(142)에 부착된 먼지들은 추후 역세척과정, 즉 고압의 공기를 진입방향 반대로 불어주는 과정을 통해 제거할 수 있게 된다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

1000:본 발명 공기순환장치
100: 열교환소자
110: 상판
120: 하판
130: 프레임
140: 적층된 전열판과 스페이서
141: 전열판
142: 스페이서
150: 전극
151: 전선
200, 300: 전하발생기
A: 실외먼지
B: 도전된 먼지

Claims (2)

1. 내부에 열교환소자를 구비하고, 상기 열교환소자를 중심으로 실외공기 유입공간, 실내공기 배출공간, 실외공기 배출공간, 실내공기 유입공간으로 구획되는 케이스와, 전열판 또는 스페이서가 적층되는 구조로 이루어지고, 상기 다수개의 전열판과 전열판 사이에는 스페이서가 공기유로를 형성할 수 있도록 반복적으로 배치되되, 상기 전열판 또는 스페이서들은 도전재질로 이루어지고, 서로 전기적으로 연결되도록 하되, 상기 다수개의 전열판 또는 스페이서들이 겹쳐서 형성되는 열교환소자의 상부에는 상판이 형성되고, 상기 열교환소자의 하부에는 하판이 형성되며, 상기 상판 또는 하판, 프레임 중 적어도 어느 하나에는 전극이 연결되도록 하는 공기순환장치에 있어서,
   상기 상판과 하판, 전열판 또는 스페이서들의 적어도 2개 이상의 측면은 도전재질의 프레임에 의해 지지되도록 하고,
   상기 상판과 하판, 전열판 또는 스페이서, 프레임 역시 모두 도전재질로 이루어지도록 하며,
   상기 모든 전열판 또는 스페이서의 측면 또는 모서리는 반드시 프레임에 접하도록 하되,
   상기 열교환소자 일측에는 전하발생기가 구비되고,
   열교환소자의 상판 또는 하판, 프레임에는 전하발생기에 연결되는 전극과 반대의 전극이 연결되도록 구성됨을 특징으로 하는 먼지집진용 열교환소자를 구비하는 공기순환장치.
2. 삭제

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