KR102624025B1 - 이동식 공기 정화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수용공간이 형성되는 본체부; 상기 본체부와 연통 가능하게 결합되어, 상기 본체부 내부로 공기가 유입되는 공기 유입구; 상기 공기 유입구로 공기가 유입되도록 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부; 상기 공기 흡입부로 유입된 공기를 1차 여과하는 사이클론 필터부; 기 사이클론 필터부에서 1차 여과된 공기에서 발생한 분진, 수분 등의 이물질들이 낙하되는 것을 저장하는 저장부; 및 상기 여과된 공기를 상기 본체부 외부로 방출하는 공기 방출부를 포함하는 이동식 공기 정화 장치에 관한 것이다.

Description

이동식 공기 정화 장치{Portable air filter}
본 발명은 이동식 공기 정화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있고, 이에 따라 단위 시간당 많은 양의 공기를 흡입하여 신속하게 정화할 수 있으면서, 포집된 공기의 수분, 오일 미스트, 분진 등의 이물질 및 세균 및 미생물을 용이하게 게거 할 수 있는 이동식 공기 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속 가공 현장에서는 절삭 공정, 선삭 공정 또는 연삭 공정이 실시되며, 이러한 금속의 가공 공정에서 냉각, 윤활 및 세척용으로 각종의 광물성 오일 및 수성 또는 유성의 세제들이 널리 사용되고 있다.
광물성 오일 및 세제들은 절삭과 선삭 또는 연삭 공정에서 생성된 미세한 금속 미세 입자와 함께 휘발, 비산된다. 이와 같이, 휘발 및 비산되어 공기 중에 부유하는 금속 미립자 및 오일이나 세제들의 입자들을 통상 "오일 미스트(oil mist)"라 칭한다.
더욱이, 금속을 절삭, 선삭, 연삭 및 세정 등을 수행하는 가공공정에서 냉각, 윤활 및 세척용으로 가공유(냉각유, 절삭유, 수성세제, 유성세제 등)를 다량으로 사용하고 있고, 이러한 가공유들은 절삭과 선삭 또는 연삭공정에서 미세한 칩과 함께 휘발, 비산되어 공기 중에 부유하는 미립자들인 오일 미스트가 발생한다.
상기의 오일 미스트는 매우 미세하기 때문에 발생여부의 확인이 용이하지 않아서 금속가공을 수행하는 작업자가 무의식적으로 오일 미스트에 노출되어 각종 암, 비악성 호흡기 질환, 피부병 및 미생물에 의한 질병으로 작업자의 건강과 작업환경에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기계장치의 오동작과 단락을 발생시키고 제품에도 영향을 미친다.
이는 별도의 공기 정화기 또는 오일 미스트 포집 장치를 설치하지 않은 작업장의 경우, 이러한 오일 미스트는 작업장의 배기 시설을 통하여 그대로 작업장 밖으로 배출되어 공기 오염의 큰 요인이 된다.
또한, 오일 미스트는 작업장 내에서도 작업 환경의 악화를 초래함은 물론, 작업자의 피부에 접촉되는 경우 피부염 등의 발생의 요인이 되고, 또한 수치 제어 공작 기계 등의 정밀 가공 장치의 오동작 또는 단락 등의 고장의 요인으로 작용한다.
위와 같은 문제점으로 인하여 공기에 함유된 오일 미스트를 효과적으로 제거하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 그에 따라 오일 미스트를 제거하기 위한 공기 정화기 또는 오일 미스트 포집 장치가 제작되어 사용되고 있다.
더불어, 일반적으로 오일 미스트 제거 장치의 한 종류인 전기 집진기에서는, 고전압이 방전 전극에 인가되면, 고전압에 의한 코로나(Corona) 방전으로 다량의 음이온이 발생하여 가스 중의 분진이 대전되며, 전기장에 의한 전기력으로 먼지 입자가 집진판에 포집된다. 이후, 먼지 입자를 기계적인 충격으로 집진판으로부터 분리함으로써 미세입자가 제거된다.
또한, 필터 집진기의 한 종류인 화이버베드 필터(또는 캔들 필터) 장치에서는, 오일 미스트를 함유하고 있는 가스가 화이어베드 필터를 수평 방향으로 통과하게 되며, 이 과정에서 오일 미스트가 화이버베드에 부딪혀 포집된다.
포집된 오일 미스트는 서로 합쳐지면서 중력에 의하여 아래쪽으로 흘러내릴 수 있을 정도의 크기로 커지며, 흘러내린 오일 미스터는 필터 하부의 배출 장치를 통하여 제거된다.
한편, 원심 필터식 공기 정화기는 송풍용 날개와 필터를 외주면에 갖는 드럼을 고속으로 회전시켜 발생하는 원심력을 이용하여 오일 미스트를 필터에 여과시키는 방식을 이용하고 있다.
그러나, 위에서 설명한 일반적인 오일 미스트 제거 장치에는 방전 장치 또는 필터를 갖는 고속 회전 드럼 등과 부가적인 구성 요소들이 장착되어 있으며, 이에 장치의 제조 비용이 상승한다.
또한, 장치의 유지 관리 비용이 증가하며, 소음 및 진동의 과다 및 필터 면적의 제한에 의한 필터의 잦은 교환등의 문제가 발생한다. 이와 함께, 처리 효율이 낮아 단독으로 실내의 공기 정화용으로는 사용이 불가능하며, 배출된 공기를 별도의 공기 정화기로 재처리해야 하는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위해서 임핀저를 이용한 포집 장치가 개발되었지만, 흡입되는 공기의 흐름을 방해하여 공기의 유입량이 적어짐으로써 단위시간당 여과성능이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 송풍팬에 과부하가 걸리는 문제점도 발생한다.
게다가, 오일 저장 유니트의 구멍을 통해서 오염된 공기의 일부가 그대로 빠져나가는 문제점도 있었다.
특허문헌1 : 대한민국 특허출원 제10-2011-0109831호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있고, 이에 따라 단위 시간당 많은 양의 공기를 흡입하여 신속하게 정화할 수 있으면서, 포집된 공기의 수분, 오일 미스트, 분진 등의 이물질 및 세균 및 미생물을 용이하게 게거 할 수 있는 이동식 공기 정화 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 이동식 공기 정화 장치는, 수용공간이 형성되는 본체부; 상기 본체부와 연통 가능하게 결합되어, 상기 본체부 내부로 공기가 유입되는 공기 유입구; 상기 공기 유입구로 공기가 유입되도록 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부; 상기 공기 흡입부로 유입된 공기를 1차 여과하는 사이클론 필터부; 기 사이클론 필터부에서 1차 여과된 공기에서 발생한 분진, 수분 등의 이물질들이 낙하되는 것을 저장하는 저장부; 및 상기 여과된 공기를 상기 본체부 외부로 방출하는 공기 방출부를 포함한다.
상기 공기 유입구는, 가변형이 가능한 자바라 형태로 형성될 수 있다.
상기 공기 흡입부는, 유입되는 공기를 상기 사이클론 필터부로 안내하는 안내통로부를 포함할 수 있다.
상기 사이클론 필터부는, 상기 사이클론 필터부에서 1차 여과된 공기 중 세균류를 2차 여과하는 향균필터부 및 상기 향균필터부에서 2차 여과된 공기 중 미립자를 3차 여과하는 헤파필터부를 더 포함할 수 있다.
상기 사이클론 필터부는, 두 개 이상으로 배열되어, 상기 안내통로부와 결합된 두개 이상으로 배열된 상기 사이클론 필터부 중 어느 한 개의 배열에 상기 향균 필터부가 장착될 수 있고, 다른 한 개의 배열에 상기 헤파필터부가 장착되되, 상기 향균 필터부와 헤파필터부가 한 개의 배열에 동시 장착이 가능할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 유입되는 공기의 수분, 오일 미스트, 분진 등의 이물질 및 세균 및 미생물을 용이하게 게거 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사이클론 필터로 흡입공기 중 수분, 미스트, 분진 등을 먼저 제거함에 따라, 여타 필터(향균 필터부, 헤파 필터부) 교체 주기를 연장하고 전력소모를 절감할 수 있는 효과가 있다.
ICT 적용으로 실시간 상태 모니터링을 할 수 있을 뿐만 아니라, 미스트 농도 등에 따라 강,중,약 자동조절로 전력사용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
크기를 소형으로 제작하여 좁은 공간에서도 사용이 가능하여 공간 효율성이 증대될 수 있는 효과가 있다.
원재료, 가스, 증기, 분진, 흄(fume, 열이나 화학반응에 의하여 형성된 고체 증기가 응축되어 생긴 미세입자), 미스트(mist, 공기 중에 떠다니는 작은 액체방울) 등을 흡착하여, 공기를 정화시킴으로서, 산소결핍 병원체 등에 건강 장애 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 공기 정화 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 공기 정화 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 이동식 공기 정화 장치의 다른 각도를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 이동식 공기 정화 장치(10)는, 본체부(100)와, 공기 유입구(200)와, 공기 흡입부(300)와, 사이클론 필터부(400)와 저장부(500) 및 공기 방출부(600)로 구성된다.
본체부(100)는, 이동이 가능하고, 내부에는 수용공간이 형성된다.
또한 본체부(100)는 이동된 곳에 고정하기 위한 고정축(110)이 설치될 수 있다.
또한 고정축(110)은 하방에 이동이 가능한 바퀴가 설치될 수 있다.
또한 본체부(100)는 이동식으로 다양한 곳에 설치가 가능할 수 있다.
또한 본체부(100) 내부에는 이동식 공기 정화 장치의 작동으로 인해 발생되는 진동을 흡수하는 진동 흡수 장치가 설치될 수 있다.
이러한 진동 흡수 장치는 이동식 공기 정화 장치 구성에 각각 설치될 수 있고, 본체부(100) 빈 공간에 설치될 수 있다.
더불어 진동 흡수 장치는 도시되지 않았지만 케이스와, 케이스 내부에 설치되는 제1고무패드와, 제1고무패드와 마주되게 위치되는 제2고무패드와, 제1고무패드와 제2고무패드 사이에 중앙 또는 상측, 하측에 적어도 한개 이상 위치되는 고무중심축과, 고무중심축을 감싸는 탄성부(스프링)가 결합될 수 있다. 이때 고무중심축의 길이는 제1고무패드와 제2고무패드 사이에 위치되어, 각각 제1고무패드와 제2고무패드의 일측과 맞닿을 길이만큼 설치될 수 있다. 이로 인해, 진동이 발생되면 진동을 받아, 진동 흡수 장치에서 그 진동을 분산시킬 수 있다.
공기 유입구(200)는 본체부(100)와 연통 가능하게 결합되어, 본체부(100) 내부로 공기가 유입된다.
또한 공기 유입구(200)는 가변형이 가능한 자바라 형태로 형성될 수 있다.
공기 흡입부(300)는 공기 유입구(200) 하측 방향에 위치되어, 공기 유입구(200)로 공기가 유입되도록 외부 공기를 흡입한다.
또한 공기 흡입부(300)는 송풍기(blower)로, 송풍용 날개와 필터를 외주면에 갖는 드럼을 고속으로 회전시켜 발생하는 원심력을 이용하여 오일 미스트를 사이클론 필터부(400)에 의해 여과시킬 수 있다.
또한 공기 흡입부(300)는 외부에서 본체부(100)로 유입되는 공기를 사이클론 필터부(400)로 안내하는 안내통로부(310)를 포함할 수 있다.
사이클론 필터부(400)는 안내통로부(310)에 결합되어 공기 흡입부(300)로 유입된 공기를 1차 여과한다.
또한 사이클론 필터부(400)는(cyclone filter) 흡입 공기에 선회 운동을 하도록 하여 입자의 큰 먼지나 물을 원심력으로 분리할 수 있다.
또한 사이클론 필터부(400)는 향균 필터부(410) 및 헤파 필터부(420)를 더 포함할 수 있다.
여기서 향균 필터부(410)는 사이클론 필터부(400)에서 1차 여과된 공기 중 세균류를 2차 여과할 수 있다.
헤파 필터부(420)는 향균필터부(410)에서 2차 여과된 공기 중 미립자를 3차 여과할 수 있다.
또한 헤파 필터부(420)는 공기 중의 방사성 미립자를 정화시키기 위해 개발된 공기 정화 장치로, 가스 입자 여과기도 이에 해당될 수 있다.
또한 헤파 필터부(420)는 공기 중의 미립자를 여과하는 고성능 장치로, 의약품, 식품 생산시 청결을 유지하기 위해 유입공기의 청정화를 목적으로 하거나 재조합 DNA 실험 등을 하는 실험실에서 외부로 유해한 미생물이 방출되지 않도록 설치될 수 있다.
또한 사이클론 필터부(400)는 두 개 이상으로 배열(2중 2배열)되어, 안내통로부(310)와 결합된 두개 이상으로 배열된 사이클론 필터부(400) 중 어느 한 개의 배열에 향균 필터부(410)가 장착될 수 있고, 다른 한개의 배열에 헤파 필터부(420)가 장착되되, 향균 필터부(410)와 헤파 필터부(420)가 한 개의 배열에 동시 장착이 가능할 수도 있다.
더불어 사이클론 필터부(400)는 본체 내부에서 탈착이 가능하여, 손쉽게 사이클론 필터부(400)를 세정할 수 있다.
저장부(500)는 사이클론 필터부(400)에서 1차 여과된 공기에서 발생한 분진, 수분 등의 이물질이 낙하되는 것을 저장한다.
즉 저장부(500)는 본체 하방에 위치되되, 사이클론 필터부(400) 하방에 위치되어, 낙하되는 이물질을 저장할 수 있다.
이때 저장부(500)는 수용공간이 형성되는 케이스로 본체 내부 내에서 탈착 가능하게 설치될 수 있다.
또한 저장부(500)는 낙하된 이물질을 본체 외부로 배출하기 위한 밸브(510)가 형성될 수 있다.
또한 저장부(500)는 이물질이 밸브(510) 방향으로 배출될 때, 빠른 속도와, 잔여물이 안남도록 경사지게 형성될 수 있다.
즉 저장부(500)의 바닥은 밸브(510) 방향으로 점점 아래로 향하도록 경사지게 형성될 수 있다.
더불어 본체부(100)의 하부인 즉 저장부(500)가 위치되는 본체부(100)의 바닥부 또한 저장부(500)와 대응되게 경사지도록 형성될 수 있다.
공기 방출부(600)는 여과된 공기를 본체부(100) 외부로 방출한다.
또한 공기 방출부(600)는 본체 상부에 결합되되, 공기 흡입구의 반대 방향에 장착될 수 있다.
한편, 이동식 공기 정화 장치는 실시간 상태를 모니터로 체크하기 위해, ICT(Information and Communication Technologies)를 적용하여, 실시간 운영의 효율화를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 실시간 이동식 공기 정화 장치 상태를 체크할 수 있다.
또한 이동식 공기 정화 장치는 가변적 운영도 가능하다. 즉 이동식 공기 정화 장치는 오일 미스트 농도 등에 따라 강/중/약으로 자동 조절이 가능하도록 설치될 수 있다.
또한 이동식 공기 정화 장치는 고밀도 사이클론 필터부(400)로 수분, 미스트, 분진 등 제거에 적합할 뿐만 아니라, 사이클론 필터부(400), 향균 필터부(410) 및 헤파 필터부(420)의 필터부(400, 410, 420) 교체 주기를 연장하고 전력소모를 절감할 수 있다.
또한 이동식 공기 정화 장치는 절삭가공 등 작업 시 반경 내에 발생하는 오일미스트 등을 발생 즉시 실시간 센싱으로 집진하고 여과할 수 있도록 강력한 블로어 모터가 적용될 수 있다.
또한 이동식 공기 정화 장치는 300mm X 750mm X 950mm 크기로 소형화되어 좁은 공간에서 이용 가능한 Flexible한 장치로, 공간 효용성을 증대시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 이동식 공기 정화 장치를 통해 유입되는 공기의 수분, 오일 미스트, 분진 등의 이물질 및 세균 및 미생물을 용이하게 게거 할 수 있다.
또한, 사이클론 필터로 흡입공기 중 수분, 미스트, 분진 등을 먼저 제거함에 따라, 여타 필터(향균 필터부;410, 헤파 필터부;420) 교체 주기를 연장하고 전력소모를 절감할 수 있다.
ICT 적용으로 실시간 상태 모니터링을 할 수 있을 뿐만 아니라, 미스트 농도 등에 따라 강,중,약 자동조절로 전력사용을 절감할 수 있다.
크기를 소형으로 제작하여 좁은 공간에서도 사용이 가능하여 공간 효율성이 증대될 수 있다.
원재료, 가스, 증기, 분진, 흄(fume, 열이나 화학반응에 의하여 형성된 고체 증기가 응축되어 생긴 미세입자), 미스트(mist, 공기 중에 떠다니는 작은 액체방울) 등을 흡착하여, 공기를 정화시킴으로서, 산소결핍 병원체 등에 건강 장애 등을 방지할 수 있다.
도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 이동식 냉각 처리 장치
100 : 본체부
200 : 공기 유입구
300 : 공기 흡입부
310 : 안내통로부
400 : 사이클론 필터부
410 : 향균 필터부
420 : 헤파 필터부
500 : 저장부
510 : 밸브
600 : 공기 방출부

Claims (5)

  1. 수용공간이 형성되는 본체부;
    상기 본체부와 연통 가능하게 결합되어, 상기 본체부 내부로 공기가 유입되는 공기 유입구;
    상기 공기 유입구로 공기가 유입되도록 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부;
    상기 공기 흡입부로 유입된 공기를 1차 여과하는 사이클론 필터부;
    상기 사이클론 필터부에서 1차 여과된 공기에서 발생한 분진, 수분 등의 이물질들이 낙하되는 것을 저장하는 저장부; 및
    상기 여과된 공기를 상기 본체부 외부로 방출하는 공기 방출부를 포함하고,
    상기 공기 유입구는,
    가변형이 가능한 자바라 형태로 형성되고,
    상기 공기 흡입부는,
    유입되는 공기를 상기 사이클론 필터부로 안내하는 안내통로부를 포함하고,
    상기 사이클론 필터부는,
    상기 사이클론 필터부에서 1차 여과된 공기 중 세균류를 2차 여과하는 향균필터부 및
    상기 향균필터부에서 2차 여과된 공기 중 미립자를 3차 여과하는 헤파 필터부를 더 포함하고,
    상기 사이클론 필터부는,
    두 개 이상으로 배열되어,
    상기 사이클론 필터부 중 어느 한 개의 배열에 상기 향균 필터부가 장착되고,
    다른 한 개의 배열에 상기 헤파 필터부가 장착되되,
    상기 향균 필터부와 헤파 필터부가 한 개의 배열에 동시 장착이 가능하고,
    상기 본체부 내부에는
    진동이 발생되면 진동을 받아, 진동을 분산시키는 진동 흡수 장치가 설치되고,
    상기 진동 흡수 장치는
    상기 본체부 내부에 설치되는 제1고무패드;
    상기 제1고무패드와 마주되게 위치되는 제2고무패드;
    상기 제1고무패드와 상기 제2고무패드 사이에 위치되는 적어도 한 개 이상의 고무중심축;
    상기 고무중심축을 감싸는 스프링인 탄성부;를 포함하고,
    상기 고무중심축은
    길이가 상기 제1고무패드와 상기 제2고무패드 사이에 위치되어, 상기 제1고무패드와 상기 제2고무패드 각각의 일측과 맞닿을 만큼인 이동식 공기 정화 장치.
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