KR200399678Y1 - 공기정화장치 - Google Patents

Abstract

세라믹코팅 플레이트에 물을 분사시키는 흡수법을 이용한 고효율 공기정화장치에 관한 것으로, 송풍팬(F)을 통하여 외부의 공기가 유입되는 유입챔버(10); 상기 유입챔버(10)를 관통한 공기 중 미세입자를 수조(21)로 흘려보내는 중앙챔버(20); 및 상기 중앙챔버(20)에서 정화된 공기를 상부로 이송하여 외부로 재배출시키는 배출챔버(30)를 포함하는 공기정화장치로서, 상기 유입챔버(10)는, 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 1흡착판(11)과, 세척수(22)가 분사되는 다수개의 노즐(13)이 장착된 분사배관(12)을 포함하며, 상기 중앙챔버(20)는 상부에서 유입된 공기가 하부로 관통되는 투수판(23)을 포함하며, 상기 배출챔버(30)는 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 2흡착판(31)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따른 공기청정장치에 의하면, 제품의 크기에 대비하여 정화효율이 뛰어나고 압력손실이 적은 장점이 있으며, 토르마린에서 생성된 음이온과 원적외선이 풍부한 청정한 공기를 생성할 수 있는 특징이 있다.

Description

공기정화장치{AN AIR CLEANER}

본 고안은 공기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세라믹코팅 플레이트에 물을 분사시키는 흡수법을 이용한 고효율 공기정화장치에 관한 것이다.

공기를 정화시키는 대표적인 방법으로서 여과방식과 흡착방식이 있는 바, 여과방식은 필터, 프리필터, HEPA 등을 이용한 방식이며, 흡착방식은 활성탄, 제올라이트 등의 미세기공을 이용한 흡착 방식이다. 상기와 같은 여과방식과 흡착방식은 일반적으로 대형팬을 이용하여야 하므로 제품의 크기가 크기때문에 유지비용이 많이 발생하고 소음이 크며 압력손실이 많이 발생하는 단점이 있었다.

이 외에도 기계적으로 미세입자의 대전에 의한 음이온 방식, 정전분리 작용을 이용한 전기집진 방식, 기계적으로 오존의 살균력을 이용한 오존 방식이 있다. 그러나, 오존 방식은 유해물질 발생으로 인하여 그 사용이 규제되고 있으며, 음이온 방식은 중소형에 적합하지만 정화 효율에 일정한 한계가 있고, 전기집진 방식도 유지비용이 많이들고 정화효율에 일정한 한계가 있었다.

기존의 흡수법 중 진보된 기술로서는 국내실용신안 등록번호 제 20-0292472호에 따른 침전식 공기정화기가 게시된 바 있다. 상기 흡수법에서는 디스크 또는 플레이트 등에 충돌된 입자상 오염물질들이 디스크나 플레이트의 회전운동에 의하여 물에 침지되거나 물에 노출되어 입자상 물질이 물에 침강하거나 용해된다.

그러나 상기와 같은 방법에서는 디스크의 회전이 빠르거나 물량이 부족하게 되면 물에 용해 또는 침강되지 못한 미세입자가 공기 중으로 노출되어 재 비산되는 문제가 발생할 수 있으며, 가스상 물질의 경우 물과 충분히 접촉될 수 있는 시간이 부족하고 특히 용해도가 적은 비극성 가스상 물질들은 전혀 용해되지 못한다. 또한 악취를 유발하는 입자들은 대부분 분자크기의 입자로 흡착시키는 방법이 바람직하나 습도가 높은 상태에서는 수분까지 흡착함으로써 흡착제의 기공폐색이 빨리 일어나 충분한 흡착효과를 거두기 어려운 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은, 제품의 크기에 대비하여 정화효율이 뛰어나고 압력손실이 적은 공기정화장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 목적은, 송풍팬(F)을 통하여 외부의 공기가 유입되는 유입챔버(10); 상기 유입챔버(10)를 관통한 공기 중 미세입자를 수조(21)로 흘려보내는 중앙챔버(20); 및 상기 중앙챔버(20)에서 정화된 공기를 상부로 이송하여 외부로 재배출시키는 배출챔버(30)를 포함하는 공기정화장치로서, 상기 유입챔버(10)는, 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 1흡착판(11)과, 세척수(22)가 분사되는 다수개의 노즐(13)이 장착된 분사배관(12)을 포함하며, 상기 중앙챔버(20)는 상부에서 유입된 공기가 하부로 관통되는 투수판(23)을 포함하며, 상기 배출챔버(30)는 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 2흡착판(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화장치에 의하여 달성된다.

본 고안에서는 세라믹볼이 코팅된 다수개의 흡착판 내부에 공기를 완전히 관통시킴으로써 대중소형 및 차량과 같은 초소형으로도 제작이 가능하도록 구성하였다.

본 고안의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 고안의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하, 본 고안에 따른 흡착판을 이용한 공기정화장치의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

본 고안에 따른 공기정화장치는 산업 현장에서 적용하던 흡수법을 이용한 것으로 공기팬을 이용하여 흡인된 공기 중의 입자상 물질과 가스상 물질을 물과 충돌시켜 미세한 기포가 형성 되도록 하며, 입자상 물질은 스컴의 형태로 가스상 물질은 물에 흡수된 형태로 제거하는 방법이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 공기정화장치의 전체구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 공기정화장치의 내부상세도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공기정화장치는 크게 유입챔버(10), 중앙챔버(20) 및 배출챔버(30)로 구성되어 있다.

유입챔버(10)는 외부의 공기가 유입되는 송풍팬(F), 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 1흡착판(11) 및 세척수(22)가 분사되는 분사배관(12)을 포함한다. 상기 송풍팬(F)은 유입챔버(10)의 상부에 장착되어 있으며 송풍팬(F) 아래에는 다수개의 제 1흡착판(11)이 일정한 간격을 두고 배열되어 있고, 제 1흡착판(11)의 양측에는 분사배관(12)이 설치되어 있다.

도 3은 본 고안에 따른 제 1흡착판과 분사배관의 전체구성도이고, 도 4는 도 3에 따른 제 1흡착판과 분사배관의 상세도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1흡착판(11)의 양표면에는 세라믹볼(14)이 코팅되어 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1흡착판(11)은 일정한 간격을 두고 복수개로 배열되는 바 그 간격은 1~8mm, 제 1흡착판(11)의 두께는 0.2~2mm로 이루어지는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

다수개의 제 1흡착판군(11)의 양측면에는 분사배관(12)이 각각 배열되어 있다. 상기 분사배관(12)의 일측에는 다수개의 노즐(13)이 각각 형성되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공기의 흐름방향은 굵은 화살표로 나타내었고 세척수(22)의 분사방향은 실선화살표로 나타내었다. 외부의 공기가 상부에서 하부로 유입될 경우 상기 노즐(13)에서 세척수(22)가 분사되어 공기 중의 미세입자는 세라믹볼(14)과 충돌하므로 산란현상이 발생한다.

중앙챔버(20)는 세척수(22)를 수용하는 수조(21)와 중앙에 설치된 투수판(23)을 포함한다. 상기 유입챔버(10)를 관통한 공기 중 미세입자는 투수판(23)을 관통하여 수조(21)로 유출된다. 도 5는 본 고안에 따른 투수판의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 투수판(23)의 일측면에는 다수개의 세라믹볼(24)이 코팅되어 있다. 상기 투수판(23)은 세척수(22) 및 미세입자가 관통될 수 있도록 메쉬망으로 설치되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

배출챔버(30)는 상기 중앙챔버(20)에서 정화된 공기를 상부로 이송하여 외부로 재배출시키는 공간이다. 배출챔버(30)의 상부일측에는 배출구(32)가 형성되어 있다. 본 도면상에는 측면에 배출구(32)가 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 전면 또는 후면에도 배출구(32)가 형성될 수 있다. 상기 배출챔버(30)에는 세라믹볼(34)이 코팅된 다수개의 제 2흡착판(31)을 포함하는 바, 이는 상기에서 설명한 제 1흡착판(11)과 동일한 구조이다.

상기 수조(21)에는 펌프(P)가 설치되어 있는 바, 도 1에 도시된 바와 같이 수조(21) 내의 세척수(22)는 펌프(P)의 작동으로 인하여 순환배관(S)을 따라 이송된 후 분사배관(12)의 노즐을 통하여 분사되므로써 세척수(22)는 연속 순환식으로 흐른다. 본 도면에서 화살표는 공기의 흐름방향과 세척수(22)의 분사방향을 나타낸 것이다. 도 2에서는 순환배관(S)에 관한 그림을 생략하였으나, 펌프(P)를 수조(21) 내에 직접 설치하여 중앙챔버(20)에서 유입챔버(10) 방향으로 순환배관(S)이 직접 연결될 수도 있다.

이하에서는 본 고안에 따른 공기정화장치에 적용되는 오염된 공기의 작용 및 원리에 대하여 설명하기로 한다.

본 고안에 따른 장치는 오염물질(입자상, 가스상)의 농도에 매우 탄력적으로 적용이 가능하다. 일반적으로 가정에서 발생되는 입자상물질의 대부분은 비용해성이며 특히 부유분진의 경우 그 크기가 작고, 소수성을 띄기 때문에 필터 방식으로도 잘 제거되지 않는다. 그러나, 본 고안에 따른 장치에 의하면 공기 중의 오염물질이 가는 판 형태로 이루어진 흡착판(플레이트판)(11) 사이를 통과하면서 흡착판에 형성된 세라믹볼(14)과 같은 돌출돌기에 의해 산란 작용이 일어나며 오염된 공기는 연쇄적으로 양쪽의 흡착판(11)에 충돌하게 된다.

따라서 충돌시 흡착판 사이에 분무된 물에 의해 미세한 액포를 형성하게 되며 오염물은 액포의 표면에 부착된 상태로 반응기를 통과하여 비산된다. 이 때 비산된 기포는 하단에 설치된 투수판(23) 위의 세라믹볼(24)에 충돌하여 파포되고 입자상 물질은 필터층에 남게 되고 과량의 물은 필터를 통과하여 수조(21)로 재유입된다. 이 경우 오염물의 농도가 높아지더라도 기포의 발생이 많아지므로 제거 효율에는 큰 변화가 없다.

가스상 물질이 소수성을 띄는 경우에도 산란과 충돌에 의하여 액포가 형성되고 액포의 계면은 친수성을 띄는 계면과 소수성을 띄는 계면으로 배향되기 때문에 소수성을 띄는 휘발성 유기물의 제거가 가능하다. 이와 같은 현상은 세탁기나 식기세척기 등에서 소수성을 띄는 기름 등을 제거할 때 세제를 넣지 않아도 일정량 이상이 제거되는 것은 기포가 파포 될 때의 에너지 및 캐비테이션 현상을 이용한 것이다.

상기와 같은 기포의 특성을 이용한 시스템은 오염물질의 농도 및 특성에 영향을 적게 받으며 가습효과를 겸할 수 있다.

또한, 흡착판(11, 31) 및 투수판(23)에 도포된 토르마린 등의 세라믹 물질은 다량의 음이온 물질을 배출하며 물과 반응시 더욱 많은 음이온을 발생한다. 이러한 반응은 물을 알카리성으로 변화시켜 항균 기능 및 원적외선 발생으로 더욱 더 쾌적한 공기를 생성할 수 있다.

상기 중앙챔버(20)에 설치된 토르마린 등으로 이루어진 세라믹볼(24)에 물과 공기가 함께 충돌하면서 더욱 많은 음이온과 원적외선이 만들어지고, 공기 중에 포함된 오염 물질을 응집시켜 오염 물질은 조대입자가 된다. 또한 상기 반응기에서 형성된 조대입자 기포는 충돌에 의해 파포 되면서 순간적으로 외부로부터의 압력을 적게 받기위하여 액적으로 응축되면서 오염 물질의 제거 효율을 증대시킨다.

또한, 본 고안에 따른 공기정화장치는 상기의 과정을 통하여 공기 중의 습도를 증가시켜 가습기로서의 역할도 창출할 수 있다. 공기 중에 포함된 큰 입자 형태의 물방울 입자는 세척수가 분사되지 않는 제 2흡착판(31)을 최종적으로 통과하면서 적당한 습도를 가진 쾌적한 공기가 방출된다.

방출된 공기는 전기적으로 만들어낸 음이온(발생 과정에서 몸에 해로운 오존도 동시에 발생)이 아닌 자연 상태의 무기물질인 토르마린(인체에 이로운 0.06mA의 미약전류를 영구적으로 발생하여 일명 전기석이라 불림)에서 생성된 음이온과 원적외선이 풍부한 청정한 공기이다.

기존의 공기청정기는 대부분이 전면에서 흡입되어 후면으로 배출이 이루어져 사용자에게 직접적인 영향을 주지 못하였으나, 본 고안에 따른 공기청정장치에 의하면, 상부에서 오염된 공기를 흡입하여 순환과정을 거친 후 전면 또는 측면으로 배출할 수 있다. 그러므로 배출구에 자바라 등을 장착하면 사용자가 청정한 공기를 직접 흡입할 수 있으며, 여름에는 냉방기능로 겨울에는 난방기능을 할 수 있는 장점이 있다.

본 고안에 따른 세척수(22)의 기본촉매로서는 물을 사용하며 여기에 방향제, 감기예방제, 아로마방향제, 비타민 등을 첨가할 경우 건강에 이로운 부수적인 효과를 얻을 수 있으며, 소모되는 부품이 없으므로 수주일에 한번 정도 물만 보충하면 된다.

또한, 기름기가 많은 갈비집, 복합 오염원이 많은 찌게류 및 불판사용 식당에서는 본 고안에 따른 수조(21)에 계면활성제를 첨가하면 쉽게 오염원을 제거할 수 있다. 또한, 본 고안에 따른 공기청정장치는 소형으로 제작이 가능하므로 자동차 내의 냉난방 연결구에 설치하여 방향제 및 가습기 기능을 겸할 수 있다.

상기 언급한 바와 같은 본 고안에 따른 공기청정장치에 의하면, 제품의 크기에 비하여 정화효율이 뛰어나고 압력손실이 적은 장점이 있으며, 토르마린에서 생성된 음이온과 원적외선이 풍부한 청정한 공기를 생성할 수 있어 건강에 이로운 특징이 있다.

비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 실용신안등록청구범위는 본 고안의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 공기정화장치의 전체구성도이다.

도 2는 도 1에 따른 공기정화장치의 내부상세도이다.

도 3은 본 고안에 따른 제 1흡착판과 분사배관의 전체구성도이다.

도 4는 도 3에 따른 제 1흡착판과 분사배관의 상세도이다.

도 5는 본 고안에 따른 투수판의 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명

F : 송풍팬 S : 순환배관

P : 펌프

10 : 유입챔버

11 : 제 1흡착판 12 : 분사배관

13 : 노즐 14 : 세라믹볼

20 : 중앙챔버

21 : 수조 22 : 세척수

23 : 투수판 24 : 세라믹볼

30 : 배출챔버

31 : 제 2흡착판 32 : 배출구

34 : 세라믹볼

Claims (5)

1. 송풍팬(F)을 통하여 외부의 공기가 유입되는 유입챔버(10);

   상기 유입챔버(10)를 관통한 공기 중 미세입자를 수조(21)로 흘려보내는 중앙챔버(20); 및

   상기 중앙챔버(20)에서 정화된 공기를 상부로 이송하여 외부로 재배출시키는 배출챔버(30)를 포함하는 공기정화장치로서,

   상기 유입챔버(10)는, 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 1흡착판(11)과, 세척수(22)가 분사되는 다수개의 노즐(13)이 장착된 분사배관(12)을 포함하며,

   상기 중앙챔버(20)는 상부에서 유입된 공기가 하부로 관통되는 투수판(23)을 포함하며,

   상기 배출챔버(30)는 공기 중의 미세입자를 흡착하는 다수개의 제 2흡착판(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1흡착판(11)과 제 2흡착판(31)의 양표면에는 다수개의 세라믹볼(14, 34)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1흡착판들(11) 사이에는 일정한 공간이 형성되어 있으며 상기 제 1흡착판(11)의 양측에는 분사배관(12)이 설치되어 있고,

   상기 분사배관(12)의 측면에 형성된 다수개의 노즐(13)을 통하여 세척수(22)가 상기 제 1흡착판(11)의 양측방향에서 상기 공간 속으로 분사되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 투수판(23)의 상부에는 다수개의 세라믹볼(24)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 수조(21) 내의 세척수(22)는 펌프(P)의 작동으로 인하여 상기 분사배관(12)으로 연속 순환되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.