KR20030011452A

KR20030011452A - 공기 정화기

Info

Publication number: KR20030011452A
Application number: KR1020010046895A
Authority: KR
Inventors: 황규천
Original assignee: 황규천
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-11
Also published as: KR100417191B1

Abstract

공기 정화기에 관한 것으로, 실내의 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질을 정화하고 습도를 조절하는 공기 정화기에 관한 것이다. 이러한 공기 정화기는 물을 수용할 수 있도록 공간이 제공되는 하부케이스; 상기 하부케이스의 상단에 배치되며, 일측에 공기 흡입구가 제공되고, 중앙부가 관통되며, 내부에 공간이 제공되는 중간케이스; 상기 중간 케이스의 중앙부에 결합되며, 상기 하부 및 중간케이스 내부의 공기가 상측으로 이동할 수 있도록 원통형의 통로로 이루어지는 공기 이동 가이드 부재; 상기 중간케이스의 상부에 배치되며, 외부로 정화된 공기가 배출될 수 있도록 공기 배출구를 구비하고 내부에 공간이 제공되는 상부케이스; 상기 중간케이스에 결합되며, 전원에 의하여 회전 동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 하부케이스에 수용되는 물을 회전시키며, 저면에서 상측으로 물이 유통할 수 있는 공간이 저면에 제공되는 워터 회전부재; 상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 공기 흡입구를 통하여 유입된 공기를 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 상부 케이스 측으로 이동시키는 공기 흡입 날개부재; 그리고 상기 구동원의 회전축에 결합되고, 상기 상부케이스에 수용되어 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 인입된 공기를 상기 공기 배출구로 배출하는 공기 배출 날개부재를 포함한다.

따라서 오염된 공기가 물의 표면이 이루는 원뿔 형태를 접촉하면서 사이크론 원리가 적용되며, 물이 먼지 등의 이물질을 분리하여 공기의 정화 효율을 증대시킬수 있으며, 물과 접촉된 공기가 외부로 배출되면서 실내의 습도를 조절할 수 있는 효과를 가진다.

Description

공기 정화기{Air cleaner}

본 발명은 공기 정화기에 관한 것으로, 실내의 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질을 정화하고 습도를 조절하는 공기 정화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 정화기는 공기 중에 포함되어 있는 미세한 먼지 등의 이물질을 정화하기 위한 장치로 먼지를 걸러주는 망사 체의 필터를 이용하거나 또는 물을 이용하여 미세한 먼지를 흡수하는 물 필터 등이 적용되어 개발되었다. 이와 같이 공기 정화기는 실내에서 사용할 경우 먼지의 정화 효율을 증대시키도록 요구되며, 효율적인 공기의 정화 뿐 만 아니라 습도를 조절하는 등의 부가 기능이 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등을 효율적으로 제거하여 정화 효율을 향상시키고, 습도를 조절하여 쾌적한 주거환경을 제공하는 공기 정화기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 물을 수용할 수 있도록 공간이 제공되는 하부케이스; 상기 하부케이스의 상단에 배치되며, 일측에 공기 흡입구가 제공되고, 중앙부가 관통되며, 내부에 공간이 제공되는 중간케이스; 상기 중간 케이스의 중앙부에 결합되며, 상기 하부 및 중간케이스 내부의 공기가 상측으로 이동할 수 있도록 원통형의 통로로 이루어지는 공기 이동 가이드 부재; 상기 중간케이스의 상부에 배치되며, 외부로 정화된 공기가 배출될 수 있도록 공기 배출구를 구비하고 내부에 공간이 제공되는 상부케이스; 상기 중간케이스에 결합되며, 전원에 의하여 회전 동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 하부케이스에 수용되는 물을 회전시키며, 저면에서 상측으로 물이 유통할 수 있는 공간이 저면에 제공되는 워터 회전부재; 상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 공기 흡입구를 통하여 유입된 공기를 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 상부 케이스 측으로 이동시키는 공기 흡입 날개부재; 그리고 상기 구동원의 회전축에 결합되고,상기 상부케이스에 수용되어 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 인입된 공기를 상기 공기 배출구로 배출하는 공기 배출 날개부재를 포함하는 공기 정화기를 제공한다.

이러한 본 발명의 공기 정화기는 워터 회전부재가 구동원에 의하여 회전되면서 하부케이스에 수용되어 있는 물을 회전시킨다. 그리고 회전하는 물은 워터 회전부재의 내측 경사면을 따라 회전하면서 넘친다. 이때 물의 방향은 워터 회전부재의 내주면을 따라 회전하면서 상부 외측으로 이동한다. 이러한 상태에서 공기 흡입 날개가 구동원에 의하여 회전되면, 중간 케이스에 제공된 공기 흡입구로 외부의 오염된 공기가 흡입되어 중간 케이스의 내면을 회전하면서 하방으로 이동한다. 즉, 중간 케이스로 인입된 외부 오염 공기는 워터 회전부재의 내주 경사면을 따라 중앙부로 모이면서 공기 이동 가이드 부재를 통하여 상부케이스로 이동한다. 이와 같이 외부의 오염 공기가 물과 접촉하면서 그 속에 포함된 먼지 등의 이물질이 물에 의하여 분리된다. 그리고 구동원에 의하여 회전하는 공기 배출 날개부재에 의하여 상부 케이스에 제공된 공기 배출구 측으로 배출이 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 전체적인 외형을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 도면을 분해하여 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 도 1의 A-A부를 절개하여 도시한 단면도이다.

도 4는 도 2의 하부케이스를 도시한 평면도이다.

도 5는 도 3의 B부를 확대하여 도시한 확대도이다.

도 6은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위하여 외형을 도시한 사시도로, 하부케이스(1), 중간 케이스(3) 그리고 상부 케이스(5)가 아래측에서부터 순차적으로 결합된 상태를 도시하고 있다. 상기 하부케이스(1)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 내부에 물을 수용할 수 있는 공간이 제공되며, 회전하는 물이 외측으로 이동할 수 있도록 복수의 안내 댐(7)이 제공된다. 상기 안내 댐(7)은 바닥에서 일정한 높이를 가지며, 중앙부에서 외측으로 연장되는 달팽이 관 모양을 가진다. 그리고 상기 하부케이스(1)는 내측 외면에 다수의 구멍이 제공되는 다공질 부재(9)가 대략 원형의 형태를 가지며 배치된다. 이러한 다공질 부재(9)는 그 위치에서 물의 흐름을 일시 정지시켜 물속에 포함되어 있는 이물질이 다공질 부재(9) 측으로 몰리도록 하는 기능을 가진다. 상기 다공질부재(9)에는 오염물질을 분해할 수 있는 효소 또는 미생물을 부착할 수 있다.

상기 중간 케이스(3)는 일측에 내측을 관통하는 공기 흡입구(3a)가 제공되며, 내부에 일정한 공간이 제공된다. 한편 상기 중간 케이스(3)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상단부가 오픈되는 구멍을 구비하고 이 구멍에 공기 이동 가이드 부재(11)가 삽입된 상태로 결합된다. 상기 공기 이동 가이드 부재(11)는 대략 원통형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 케이스(5)는 상기 중간 케이스(3)의 상부에 결합되며, 내부에 공간이 제공되고 일측에는 외부와 연통되어 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출구(5a)가 제공된다. 상기 중간 케이스(3)와 상부 케이스(5)는 분리되어 제작되거나 일체로 제작될 수 있다.

계속해서 도 2 및 도 3을 통하여 본 발명의 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

상기 중간 케이스(3)에는 내측 공간에 전원에 의하여 구동되어 구동원의 역할을 하는 모터(13)가 배치되어 결합된다. 상기 모터(13)는 회전축(13a)을 구비하고 있으며, 이 회전축(13a)에는 저면에서 부터 순차적으로 워터 회전 부재(15) 그리고 공기 흡입 날개부재(17)가 결합되며, 회전축(13a) 상부에는 상부 케이스(5)에 수용되는 공기 배출 날개부재(19)가 결합된다.

상기 워터 회전부재(15)는 대략 원뿔형상의 역으로 배치한 형상을 하고 있으며, 저면은 물이 내부로 자유롭게 인입될 수 있는 구멍이 제공된다. 이러한 워터 회전부재(15)는 흡입되는 공기가 회전하면서 중심부로 이동할 수 있는 구조를 가지고 있다. 그리고 상기 공기 흡입 날개부재(17)는 중간 케이스(3) 내부의 공기를 공기 이동 가이드 부재(11)를 통과하여 상부 케이스(5) 내의 공간으로 이동시킬 수 있도록 날개 형상을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 공기 이동 가이드 부재(11)는 하부 및 중간 케이스(1, 3) 내부의 공기를 수직 방향으로 상승시킬 수 있는 구조가 적당하며, 이러한 공기의 이동에 의하여 부압이 발생하므로써 외부의 오염된 공기가 중간 케이스(3)의 공기 흡입구(3a) 측으로 인입되도록 하는 역할을 하는 것이다.

한편, 상술한 모터(13)는 중간 케이스(3)의 내부에 통상의 고정 장치 및 방법에 의하여 고정된다. 계속해서 모터(13)의 회전축(13a)에 의하여 회전하는 공기 배출 날개부재(19)는 상부 케이스(5)의 중심에서 바깥쪽으로 공기를 이동시킬 수 있는 다수의 날개(19a)를 포함한다. 상기 공기 배출 날개부재(19)는 중앙부에 관통구멍에 제공되는 플레이트부(19b)가 회전축(13a)에 고정되고, 이 플레이트부(19b)의 외주 측에 상술한 날개(19a)가 결합되는 형태를 가진다. 그리고 이 날개(19a)에의하여 상부 케이스(5)로 인입된 공기가 공기 배출구(5a)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.

한편, 상기 상부 케이스(5)는 상부를 덮을 수 있도록 커버부재(21)가 결합된다. 상기 커버부재(21)는 원통형의 필터(23)를 끼움 결합 할 수 있도록 홈(21)이 마련되어 있다. 그리고 원통형의 필터(23)가 상기 홈(21a)에 끼움 결합된다.

그리고 상기 커버부재(21)에는 필터(23)에 존재하는 세균을 제거하기 위하여 자외선 살균 램프(25)가 필터(23)의 내측을 향하도록 배치된다.

도 5는 도 3의 B부를 확대하여 도시한 도면으로, 필터의 오염 정도를 측정하기 위한 오염 검출 수단의 주요 구성을 도시하고 있다. 상기 오염 검출 수단은 필터(23)의 내측으로 노출되는 구멍(51a)을 구비한 제1 케이스(51), 제1 케이스(51)에 결합되며, 필터(23)의 외측으로 노출되는 구멍이 제공된 제2 케이스(53), 제2 케이스(53)의 구멍에 결합되며, 관통구멍(55a) 제공되고 도전체로 이루어지는 파이프(55), 상기 제2 케이스(53)에 상기 파이프(55)의 관통구멍(55a) 및 상기 제1 케이스(51)의 구멍(51a) 사이에 개재되며 탄성력을 가지며 도전체로 이루어지는 압력 플레이트(57) 그리고 상기 파이프(55)와 상기 압력 플레이트(57)에 각각 전기적으로 연결되어 상기 파이프(55)에 상기 압력 플레이트(57)가 접촉하는 경우 전원이 공급되어 점등이 이루어지는 표시램프(59)를 포함한다.

그리고 도 6은 모터(13), 자외선 살균 램프(25), 그리고 표시 램프(59)가 각각 스위치(71, 73, 75)에 의하여 선택적으로 전원과 연결 또는 차단되는 연결 관계를 도식화한 블록도이다. 본 발명의 각각의 스위치(71, 73, 75)의 작동에 의하여모터(13), 자외선 살균 램프(25) 그리고 오염 검출수단을 일컫는 센싱부(77)에 전원을 공급하거나 차단할 수 있다. 그러나 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 설계상 필요에 따라 다양하게 구현할 수 있다. 특히 본 발명에서는 복수의 스위치(71, 73, 75)가 구비되는 것을 도시하여 설명하고 있으나, 하나의 스위치에 각각의 제어 대상인 모터(13), 자외선 살균 램프(25), 센싱부(77)를 연결하여 작동시키는 구조를 택할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 공기 정화기는, 도 7 등을 참조하여 그 작용을 상세하게 설명한다.

우선 하부케이스(1)에 물이 수용되어 있는 상태에서 제1 스위치(71)를 작동시키면 모터(13)가 구동하여 회전축(13a)이 회전한다. 상기 회전축(13a)의 회전에 따라 워터 회전부재(15)가 회전한다. 그러면 하부케이스(1)에 수용되어 있는 물은 워터 회전부재(15)에 의하여 회전하게 되는데, 저면에 제공된 구멍을 통하여 내측으로 인입되면서 원심력에 의하여 경사면을 따라 상측으로 이동하다가 워터 회전부재(15)와 하부케이스(1) 사이로 흘러내린다.

이러한 상태에서 공기 흡입 날개부재(17)가 함께 회전하게 되므로 중간 케이스(3)의 공기 흡입구(3a)를 통하여 외부의 오염된 공기를 빨아들인다. 이 오염된 공기는 중간 케이스(3) 및 하부케이스(1)의 내부를 따라 돌면서 워터 회전부재(15)에 원심력에 의하여 대략 반원형 곡면을 가지는 형태로 이루어지는 물의 표면을 따라 가운데 부분으로 이동하고 공기 흡입 날개 부재(17)에 의하여 공기 이동 가이드 부재(11)를 통하여 상부 케이스(5)로 이동하면서 공기에 포함되어 있는 먼지 등의이물질이 물에 의하여 분리가 된다. 이러한 과정은 사이크론 원리에 의한 공기의 흐름에 의하여 공기 중에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질이 분리되는 것으로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 중간 케이스(3)로 인입되는 공기는 공기 이동 가이드부재(11)의 외주를 따라 회전하면서 워터 회전부재(15)의 경사면을 따라 중심부로 이동하게 된다. 이때 회전하는 물은 워터 회전부재(15)의 경사면을 따라 외측으로 이동하면서 물과 공기가 서로 다른 방향으로 접촉하게 되는데, 이 과정에서 공기에 포함되어 있는 먼지 등의 이물질이 분리되는 것이다. 또한, 이러한 과정에서 이물질이 분리된 공기는 적정한 수분을 포함하게 된다. 이렇게 먼지 등의 이물질이 분리된 공기는 공기 흡입 날개부재(17)에 의하여 상부 케이스(5)로 이동한다(도 7에서 점선 화살표는 공기의 흐름을 표시하고 있으며, 실선 화살표는 물의 이동 방향을 나타내고 있음). 그리고 상부 케이스(5)로 이동한 공기는 공기 배출 날개부재(19)가 회전하면서 날개(19a)에 의하여 중심에서 외주 측으로 이동한다. 이때 필터(23)를 지나면서 재차 먼지 등의 이물질이 걸러진다. 이러한 필터(23)는 사용하지 않을 수 도 있으며, 공기 정화 기능을 향상시키기 위하여 보조적으로 사용할 수 있다. 이러한 과정에서 필터(23)가 먼지 등에 의하여 오염된 경우에는 필터(23)를 교환할 필요가 발생한다. 이때에는 제3 스위치(75) 등을 작동시키면 오염검출수단인 센싱부(77, 도 6에 표시)가 작동하게 된다. 이러한 센싱부(77)의 작동 구조에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 필터(23)에 어느 정도의 먼지가 쌓이면 먼지 등에 의하여 내측의 압력과 외측의 압력이 차이가 난다. 이러한 압력의 차이로 인하여 탄성력을 가지는 압력 플레이트(57)의 중앙부가 파이프(55) 측으로 이동하면서 압력 플레이트(57)와 파이프(55)가 접촉한다. 그러면 상기 압력 플레이트(57)와 파이프(55)는 각각 전기적인 연결에 의하여 표시 램프(59)와 연결되므로 표시램프(59)에 점등이 이루어지는 것이다. 따라서 사용자는 표시 램프(59)의 점등 상태를 보고 필터(23)의 교환 주기를 알 수 있는 것이다. 그리고 상술한 파이프(55)에 압력 플레이트(57)가 밀착될 때 계속해서 압력이 증가하는 경우 접촉 면적이 달라지면서 저항이 발생하여 표시 램프(59)의 밝기가 가변될 수 있다. 상기 파이프(55) 형상으로 이루어지는 구조는 압력 플레이트(57)에 작용하는 압력이 점점 증가함에 따라서 파이프(55)의 내경 측으로 더욱 큰 압력이 작용하여 파이프(55)의 부분과 접촉하는 압력 플레이트(57)의 휨 현상이 더욱 커지면서 어느 정도 큰 압력도 수용할 수 있는 특징을 가지는 것이다.

그리고 필터(23)를 살균할 필요가 있을 때는 제2 스위치(73) 등을 작동시키면 전원에 의하여 연결되는 자외선 살균 램프(25)가 점등되어 필터(23)에 그 빛이 조사되어 살균이 이루어진다. 따라서 실내로 배출되는 정화된 공기는 청결하고 적정한 습도를 포함하며 먼지 등의 이물질이 분리된 상태로 배출되는 것이다.

한편, 상기 물에 의하여 분리된 먼지 등의 이물질은 물의 원심력에 의하여 하부케이스(1)에 제공되는 안내 댐(7)을 타고 외측으로 이동하거나 또는 공기 흡입 날개부재(17)의 외주 상측을 통하여 하부케이스(1)로 인입되어 다공질 부재(9)에 머무르게 된다. 이것은 다공질 부재(9)에 수많은 구멍이 형성되어 물의 흐름이 정지되는 상태를 유지할 수 있기 때문이다. 특히, 다공질부재(9)에 효소 또는 미생물이 부착되어 있는 경우에는 오염물질을 용이하게 분해할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 오염된 공기가 물의 표면이 이루는 원뿔 형태를 지나면서 사이크론 원리와 물의 세정력에 의하여 먼지 등의 이물질이 제거되어 공기의 정화 효율을 증대시킬 수 있으며, 물과 접촉된 공기가 외부로 배출되면서 실내의 습도를 조절할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

물을 수용할 수 있도록 공간이 제공되는 하부케이스;

상기 하부케이스의 상단에 배치되며, 일측에 공기 흡입구가 제공되고, 중앙부가 관통되며, 내부에 공간이 제공되는 중간케이스;

상기 중간 케이스의 중앙부에 결합되며, 상기 하부 및 중간케이스 내부의 공기가 상측으로 이동할 수 있도록 원통형의 통로로 이루어지는 공기 이동 가이드 부재;

상기 중간케이스의 상부에 배치되며, 외부로 정화된 공기가 배출될 수 있도록 공기 배출구를 구비하고 내부에 공간이 제공되는 상부케이스;

상기 중간케이스에 결합되며, 전원에 의하여 회전 동력을 발생시키는 구동원;

상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 하부케이스에 수용되는 물을 회전시키며, 저면에서 상측으로 물이 유통할 수 있는 공간이 저면에 제공되는 워터 회전부재;

상기 구동원의 회전축에 결합되어 상기 공기 흡입구를 통하여 유입된 공기를 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 상부 케이스 측으로 이동시키는 공기 흡입 날개부재; 그리고

상기 구동원의 회전축에 결합되고, 상기 상부케이스에 수용되어 상기 공기 이동 가이드 부재를 통하여 인입된 공기를 상기 공기 배출구로 배출하는 공기 배출날개부재;

를 포함하는 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 하부케이스는 회전되는 물이 외측으로 이동되도록 안내하는 하나 이상의 안내 댐을 구비하는 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 하부케이스는 내부 외측에 먼지의 이동을 제한하는 다공질 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 상부케이스는 상기 하부 및 중간 케이스에서 유입된 공기가 외부로 배출될 때 잔여 이물질을 걸러주는 필터가 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 상부케이스는 필터를 살균하기 위한 자외선 살균 램프가 제공된 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 필터는 상기 필터의 오염 정도를 측정하기 위한 오염 검출 수단이 제공된 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
제1항에 있어서, 상기 오염 검출 수단은

측정 대상물의 일측으로 노출되는 구멍을 구비한 제1 케이스;

상기 제1 케이스에 결합되며, 측정 대상물의 다른 일측으로 노출되는 구멍이 제공된 제2 케이스;

상기 제2 케이스의 구멍에 결합되며, 관통구멍 제공되고 도전체로 이루어지는 파이프;

상기 제2 케이스에 상기 파이프의 관통구멍 및 상기 제1 케이스의 구멍 사이에 개재되며 탄성력을 가지며 도전체로 이루어지는 압력 플레이트;

상기 파이프와 상기 압력 플레이트에 각각 전기적으로 연결되어 상기 파이프에 상기 압력 플레이트가 접촉하는 경우 전원이 공급되어 점등이 이루어지는 표시램프;

를 포함하는 공기 정화기.
제3항에 있어서, 상기 다공질 부재에는 오염물질을 분해할 수 있는 효소 또는 미생물을 포함하는 공기 정화기.