KR20080069736A - 워터필터 공기청정기 - Google Patents

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KR20080069736A
KR20080069736A KR1020070007321A KR20070007321A KR20080069736A KR 20080069736 A KR20080069736 A KR 20080069736A KR 1020070007321 A KR1020070007321 A KR 1020070007321A KR 20070007321 A KR20070007321 A KR 20070007321A KR 20080069736 A KR20080069736 A KR 20080069736A
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Abstract

본 발명은 워터필터를 이용한 습식 공기청정기에 관한 것으로, 일측에는 유입구가 타측에는 배출구가 구비되며, 오염된 공기가 내부를 이동하면서 오염물질이 집진되도록 길게 형성된 튜브를 하부의 반환점에서 세척수가 충진되어 오염된 공기와 정화처리된 공기가 구획되고, 오염된 공기가 세척수를 통과하면서 오염물질을 제거하도록 " U " 자형 파이프로 형성하며, 튜브의 유입구 측에는 오염된 공기에 세척수를 분무하여 포집하는 스프레이가 설치되며, 반환점의 좌측에 상하로 연장되는 튜브에는 이와 나란하게 회전축을 축설하고, 회전축의 상단에는 튜브 내부에 압력을 형성하는 송풍용 블레이드를 설치하고, 회전축의 중간에는 세척수와 결합한 오염물질을 난타하고 미세하게 분쇄하여 그 결합력을 높이는 분쇄용 블레이드를 설치하며, 수면 아래에 잠겨있는 회전축의 하단에는 세척수에 원심력을 이용하여 회오리를 형성하는 세척용 블레이드를 설치하며, 분쇄용 블레이드와 대응되는 튜브의 내벽에는 외측으로 확장된 요철을 형성하고, 요철의 내벽과 간극을 유지하도록 블레이드를 연장하여 측벽에서 오염물질을 더욱 포집케하며, 반환점의 우측 튜브에는 세척수가 배수되는 드레인어가 설치되는 공기청정기에 관한 것이다.
튜브, 블레이드, 세척수, 팬, 드레인어

Description

워터필터 공기청정기{Air cleaner by water filter}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 워터필터 공기청정기의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 워터필터 공기청정기 중 블레이드의 구성을 나타내는 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 워터필터 공기청정상태를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 워터필터 공기청정기의 구성을 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 워터필터 공기청정기 중 집수부의 구성을 나타내는 사시도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 워터필터 공기청정상태를 나타내는 단면도.
**도면의 주요구성에 대한 부호의 설명**
100, 200: 워터필터 공기청정기 110, 210: 튜브
112, 212: 유입구 114, 272: 배출구
116: 드레인어 118, 218: 요철
119: 마개 120, 220: 스프레이
122: 배관 124, 224: 노즐
130, 230: 팬 132, 232: 회전축
140, 240: 송풍용 블레이드 150, 250: 분쇄용 블레이드
160, 260: 세척용 블레이드 202: 집수부
204: 마찰부 270: 케이스
본 발명은 워터필터 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양측이 개방된 튜브를 하부에 반환점을 두고 반환점에서 세척수가 충진되도록 " U " 자형으로 성형하고, 반환점의 좌측 튜브에는 상하로 수직하게 회전축을 설치하고, 회전축에는 순서대로 오염된 공기를 흡입하는 송풍용 블레이드, 세척수와 오염물질을 분쇄하는 분쇄용 블레이드 및 오염물질을 회오리로 세척하는 세척용 블레이드를 설치하며, 송풍용 블레이드를 이용해서는 오염된 공기와 스프레이 노즐을 통해 안개 형태로 분무된 세척수를 상호 충돌 결합하여 오염물질만을 1차 포집하며, 분쇄용 블레이드를 이용해서는 오염된 공기를 무작위로 난타하여 미세하게 분쇄하며 원심력을 제공하여 블레이드와 측벽 사이에 유로를 형성함으로써 이를 통과하는 오염물질을 측벽에서 2차 포집하며, 세척용 블레이드를 이용해서는 오염물질이 통과하는 세척수에 소용돌이를 일으키고 버블에 휩싸여 바이패스되는 오염물질에 소용돌이를 이용하여 재차 포집하며, 최종 오염물질은 세척수와 함께 드레인되고, 정화처리된 공기만 배출하는 워터필터 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기는 미세 분진, 각종 유해가스, 잡균, 곰팡이, 바이러스 등이 포함된 공기를 정화 매개체를 통해 오염물질을 제거한 후 청정한 공기를 배출하는 기구이다. 상기와 같은 공기청정기는 공기 청정기능과 함께 생활냄새 제거, 진드기, 꽃가루, 애완동물 털 등 작은 입자 제거, 공기 감염으로 인한 질병예방 등 다양한 기능을 갖추게 된다.
상기와 같은 공기청정기는 크게 건식과 습식 두 종류로 나누어지며, 상기 건식은 전기집진식과 필터여과식 두 가지로 분류된다.
상기 전기집진식은 필터가 없기 때문에 필터를 교환할 필요가 없다는 장점이 있으나 전기집진판에 먼지가 쌓이면 정화능력이 떨어지고 먼지제거 능력이 약하다는 단점이 있다.
그리고 상기 필터여과식은 필터 사이로 공기가 흐르면서 각종 미립자를 필터에서 걸러주기 때문에 정화능력이 뛰어나지만, 주기적으로 필터를 교환해야 하기 때문에 유지보수를 위한 필터 교체비용이 발생한다는 단점이 있다. 특히, 필터 구멍보다 큰 입자상태의 오염물질은 효과적으로 잘 제거되나, 필터 구멍보다 적은 미세 먼지와 유해 가스, 세균 및 곰팡이류들을 제거하기는 어려우며, 또한 필터의 막힘 현상으로 인해 필터를 자주 교체해주어야 하는 번거로운 문제점이 있다.
상기 건식에 비하여 습식의 공기청정기는 흡입된 공기를 물에 접촉시켜 부유물질을 물에 침전시키는 방식으로 필터를 교환할 필요가 없고 소음이 적으며 가습 기 기능을 할 수 있다는 장점을 갖게 된다. 그리고 상기와 같은 습식 공기청정기는 물을 노즐로부터 미세하게 분사시켜 세균, 먼지 등을 포집시키게 되며, 이로 인하여 건식 공기청정기에 비하여 미세 먼지를 걸러내거나 공기 중의 미생물을 제거하는 데는 유용하다.
그러나 기존의 습식 공기 공기청정기들은 대개 장치가 복잡하고, 대형화되며, 비용에 비하여 효율이 저하되는 한계가 있다. 최근에는 소형 습식 공기청정기도 선보이고 있으나, 굵은 먼지 혹은 미세 먼지의 제거 성능에는 여전히 부족한 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 습식 공기청정기를 사용하되, 오염된 입자의 크기에 관계없이 포집이 용이한 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 오염된 공기 중의 미세 먼지 기타 오염물질 등이 스프레이에 의하여 분무되는 세척수와의 접촉시간 및 접촉력을 최대화하기 위하여 튜브를 길게 설치하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 공기 중의 미세 먼지 기타 오염물질 등이 세척수와 접촉면적을 극대화하기 위하여 오염물질을 난타하고 잘게 분쇄하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 공기 중의 오염물질을 원심력을 이용하여 측벽으로 포집하고, 블레이드와 측벽 사이에 오염된 공기를 안내하는 유로를 형성하여 오염물질을 집진하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 공기를 흡입하는 팬과 오염된 공기를 세척하는 팬을 따로 구비하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 공기를 세척수의 수면 아래로 통과시켜 오염물질을 공기로부터 제거하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염된 공기가 세척수의 버블에 둘러싸여 그대로 통과되지 않도록 세척수에 회오리를 발생하는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 분무되는 세척수에 각종 질병을 예방하는 약품 등을 효과적으로 투입하고 이를 공기 중으로 배출할 수 있는 워터필터 공기청정기를 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 오염물질과 세척수의 결합을 이용하여 공기 중의 오염물질을 집진하는 습식 공기청정기에 있어서, 양측으로 개방되어 내부로 오염된 공기가 통과하는 튜브와, 상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이와, 상기 오염된 공기를 흡입하고, 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하는 팬을 포함한다.
상기 튜브는, 일측에는 오염된 공기가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에 는 정화된 공기가 배출되는 배출구가 구비되며, 공기를 오염된 부분과 정화된 부분으로 구획하는 세척수를 중간에 항상적으로 충진하기 위하여 하부에서 반환점을 갖는 " U " 자형 파이프 혹은 인체의 장(腸) 형상이다.
상기 오염된 공기가 배출되는 튜브의 일측에는 오염물질을 포함하는 세척수가 배출되는 드레인어가 더 구비되며, 상기 드레인어의 높이에 의하여 상기 세척수의 수위가 결정된다.
상기 스프레이는, 상기 튜브의 유입구 측에 설치되고, 배관을 통해 세척수 저장탱크와 연결되며, 상기 저장탱크에는 질병을 예방하는 약품이 투입된다.
상기 스프레이는, 전방에 설치된 노즐을 통해 세척수를 분무하며, 분무된 물안개는 상기 오염된 공기와 섞이면서 공기 중의 오염물질이 1차적으로 집진된다.
상기 팬은, 모터에 의하여 구동되는 회전축과, 상기 회전축의 상단에 설치되고, 상기 오염된 공기를 튜브 내부로 안내하는 송풍용 블레이드와, 상기 송풍용 블레이드 하부에 설치되고, 상기 스프레이에서 분무된 세척수와 외부에서 유입된 오염된 공기가 상호 접촉할 수 있는 면적을 확대시키고, 원심력에 의하여 오염물질을 2차적으로 집진하는 분쇄용 블레이드를 포함한다.
상기 분쇄용 블레이드의 하부에 설치되고, 오염물질과 세척수와의 결합력을 높이기 위하여 상기 튜브의 하부에 충진되어 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시키는 세척용 블레이드를 더 포함한다.
상기 송풍용 블레이드는, 튜브 내부에서 오염된 공기의 압력을 증가시키고, 튜브의 길이 방향으로 축류를 발생시키기 위하여, 회전축 방향으로 블레이드가 경 사지게 성형된다.
상기 분쇄용 블레이드는, 분무된 세척수와 오염된 공기가 일방적으로 빠져나가지 못하고, 충돌에 의하여 잘게 분쇄되며, 원심력에 의하여 튜브의 내벽과 충돌할 수 있도록, 회전축에 대하여 블레이드가 수직으로 연장 성형된다.
상기 분쇄용 블레이드의 개수는 2개 내지 3개이며, 분쇄용 블레이드는 회전축의 길이 방향에서 연속적으로 설치되고, 각 블레이드가 평면에서 볼 때 4개 내지 6개로 보이며, 측면에서 볼 때 지그재그로 보이도록 서로 엇갈리게 배치된다.
상기 세척용 블레이드는, 상기 회전축에 대하여 수직하게 연장되고, 회전축 방향에서 상하 지그재그로 성형되어 세척수가 좌우 비대칭적으로 소용돌이친다.
상기 세척수의 수면 상부에 해당되는 회전축의 외주면에는 상기 분쇄용 블레이드가 구비되지 않는 노(No)블레이드이다.
상기 분쇄용 블레이드와 대응되는 튜브의 내벽에는 각 블레이드의 개수만큼 외부로 확장된 요철이 다수 형성된다.
상기 분쇄용 블레이드의 각 단부와 튜브의 내벽 사이에는 상기 블레이드에 의하여 난타되고 미세하게 분쇄된 오염물질의 유로를 형성하도록 1㎜ 내지 2㎜ 정도의 간극이 유지된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 오염물질과 세척수의 결합을 이용하여 공기 중의 오염물질을 집진하는 습식 공기청정기에 있어서, 세척수가 충진되는 집수부와, 일측은 오염된 공기를 흡입하고, 타측은 상기 집수부의 세척수에 잠겨 있는 튜브와, 상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이와, 상기 오염된 공기를 흡입하고, 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하는 팬을 포함하여 구성된다.
상기 튜브는 " T "자 파이프 형상으로 성형되고, 상부 양측에서 적어도 일측에는 공기를 흡입하는 유입구가 형성되고, 타측에는 스프레이가 설치되며, 상기 하단부는 적어도 집수부의 상단 하부까지 연장된다.
상기 집수부는 세척수를 수용하고, 상기 튜브의 하단부가 세척수에 잠길 수 있고, 세척수가 오버플로 되도록 상부가 개방되어 있다.
상기 집수부의 내면측에 버블을 분쇄하는 다수의 마찰부가 더 구비된다.
상기 팬은, 모터에 의하여 구동되는 회전축과, 상기 회전축의 상단에 설치되고, 상기 오염된 공기를 튜브 내부로 안내하는 송풍용 블레이드와, 상기 송풍용 블레이드 하부에 설치되고, 상기 스프레이에서 분무된 세척수와 외부에서 유입된 오염된 공기가 상호 접촉할 수 있는 면적을 확대시키고, 원심력에 의하여 오염물질을 재차 집진하는 분쇄용 블레이드와, 상기 분쇄용 블레이드의 하부에 설치되고, 오염물질과 세척수와의 결합력을 높이기 위하여 상기 튜브의 하부에 충진되어 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시키는 세척용 블레이드를 더 포함한다.
상기 분쇄용 블레이드와 대응되는 튜브의 내벽에는 각 블레이드의 개수만큼 외부로 확장된 요철이 다수 형성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 워터필터 공기청정기에 의하면 공기 중의 오염물질이 완벽하게 제거되는 이점이 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 워터필터 공기청정기 의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 워터필터 공기청정기(100)는, 양측으로 개방되어 내부로 오염된 공기가 통과하고, 하부에는 소정 수위로 세척수가 충진되어 있는 튜브(110)와, 상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이(120)와, 상기 오염된 공기를 흡입하고 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하는 팬(130) 그리고 내부에는 상기 튜브(110), 팬(130) 기타 공기정화시설이 장착되고, 외부의 충격에서 상기 시설을 보호하는 케이스(도시되지 않음)를 포함한다.
상기 튜브(110)는, 일측에는 오염된 공기가 유입되는 유입구(112)가 구비되고, 타측에는 정화된 공기가 배출되는 배출구(114)가 구비되며, 오염된 공기가 통과하면서 정화처리될 수 있도록 가급적 길게 형성되며, 공기를 오염된 부분과 정화된 부분으로 구획하는 세척수를 중간에 충진하기 위하여 하부에서 반환점을 갖는 " U " 자형 파이프 형상을 하게 된다.
한편, 정화된 공기가 배출되는 튜브(110)의 하부에는 오염물질이 포함된 세척수가 배출되는 별도의 드레인어(116)가 구비된다. 상기 드레인어(116)는 세척수의 수위를 결정하는 것으로 세척수에 의하여 튜브(110)의 반환점이 항상적으로 잠길 수 있을 정도의 높이에 형성한다. 만약 튜브(110)의 하부가 잠기지 않게 되면 오염물질이 여과 없이 드레인어(116)로 배출될 수 있기 때문이다. 상기 드레인어(116)에는 케이스(도시되지 않음)의 외부로 오염된 세척수를 안내할 수 있는 드레인파이프(도시되지 않음)가 더 설치될 수 있다. 이와 같이, 드레인어(116)를 통하여 세척수를 항상 배수하는 것은 세척수가 흐르지 않고 장시간 머무르게 되면 썩 게 되어 본래의 정화처리목적을 실현할 수 없기 때문이다.
한편, 흐르는 물에도 오염물질이 반복해서 축적되면, 인위적으로 오염물질을 제거해줄 필요가 있는바, 본 실시예에서는 튜브(110)의 하부에 탈부착 가능한 마개(119)를 더 구비하여 정기적으로 튜브(110)의 내측면을 청소해 주어야 한다. 이때, 마개(119)를 분리한 상태에서 공기청정기(100)를 가동하게 되면, 굳이 별도의 청소를 하지 않아도 잔존 오염물질을 말끔히 제거하여, 청소할 수 있다.
상기 스프레이(120)는 배관(122)을 통해 세척수 저장탱크(도시되지 않음)와 연결되거나 혹은 상수원(도시되지 않음)과 연결되어 상수원에서 세척수를 직접 공급받을 수 있으며, 상기 세척수에는 물 이외에도 치료용 향 등을 가미하거나 약품 등을 섞어 각종 질병을 예방하거나 혹은 향수 등을 첨가하여 악취를 제거할 수 있다. 상기 스프레이(120)는 오염된 공기가 유입되는 유입구(112) 측에 설치되는 것이 바람직하고, 전방에는 세척수를 분무하는 노즐(124)이 설치되며, 상술한 약품이나 향수 등을 투입하기 위하여 별도의 투입시설을 더 구비할 수 있다.
상기 스프레이(120)의 노즐(124)을 통해 분무된 세척수는 튜브(110)의 하부에 충진되며, 공기의 흐름과 함께 유동하다 드레인어(116)로 배출된다. 상기 스프레이(120)는 세척수가 물안개 형태로 상기 오염된 공기와 섞이면서 1차적으로 오염물질을 집진하는 기능을 수행한다.
상기 팬(130)은, 모터(도시되지 않음)에 의하여 회전하는 회전축(132)과, 상기 회전축(132)의 상단에 설치되고, 그 주위에 다수의 블레이드가 설치되어 오염된 공기가 튜브의 내부로 유동되도록 안내하는 송풍용 블레이드(140)와, 상기 회전 축(132)의 중간에 설치되고, 오염된 공기와 충돌하면서 오염된 공기를 난타하고, 미세하게 분쇄하며, 세척수와 오염물질 사이의 접촉면적을 확대하며, 원심력을 이용하여 오염물질을 집진하는 분쇄용 블레이드(150)와, 상기 회전축(132)의 하단에 설치되고, 튜브(110)에 고여 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시켜 회오리를 생성하는 세척용 블레이드(160)로 구성된다.
상기 송풍용 블레이드(140)는, 오염된 공기를 튜브(110) 내부로 흡입하고, 튜브(110)의 하부에 압력을 증가시켜 오염된 공기가 하부에 충진된 세척수를 압력에 의하여 통과할 수 있도록 하는 기능을 수행하기 때문에, 무엇보다도 공기의 흐름을 강하게 형성하여야 하며 이를 위하여 통상의 선풍기 팬과 같이 회전축 방향으로 기류를 형성할 수 있도록 블레이드가 크고, 전방으로 압력이 발생하도록 블레이드 자체가 기울어져 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 송풍용 블레이드(140)는 회전축(132)의 상단에만 두 개 설치된다.
상기 분쇄용 블레이드(150)는, 그 형상이 핀(fin)과 같아서 상기 송풍용 블레이드(140)와 달리 블레이드 자체가 기울어지게 설치될 필요는 없으며, 오염된 공기와 세척수가 일방적으로 빠져나가지 못하고 부딪히면서 하강하도록 회전축 주위에 2개 내지 3개 설치되는 것이 바람직하고, 위 혹은 아래에 반복적으로 설치되는 블레이드는 서로 엇갈리게 설치되어 측면에서 볼 때 지그재그의 형태를 갖추고, 도 2에 도시된 바와 같이 평면에서 바라볼 때 6개의 블레이드가 설치된 효과를 기대할 수 있다.
상기 세척용 블레이드(160)는, 세척수에 원심력을 제공하여 소용돌이를 형성 함으로써 오염된 공기와 세척수가 본격적으로 충돌하여 공기로부터 오염물질을 제거하기 위한 것이다. 세척수를 빠져나가는 오염된 공기는 세척수에 충분히 녹은 상태로 통과하는 것이 오염물질을 제거하는데 가장 유리하나, 경우에 따라서는 정화처리되지 않은 채 오염된 공기가 버블에 싸여 그대로 통과될 수 있기 때문에, 가급적 버블을 분쇄하여 공기로부터 오염물질을 분리시키기 위하여 세척수에 회전력을 제공하는 것이다.
상기 분쇄용 블레이드(150)와 상기 세척용 블레이드(160) 사이에는 상기 세척수의 수면에 대응되는 높이에 블레이드가 설치되지 않는다. 이와 같이 회전축에 노(No)블레이드 구역을 형성하는 이유는, 상부에는 상기 송풍용 블레이드(140)에 의하여 하강하는 기류가 주류를 형성하고, 수면 아래에서는 상기 세척용 블레이드(160)에 의하여 세척수가 회전을 하지만, 이와 같은 방법에 의해서는 오염물질이 충분히 필터링되지 않으며, 그저 오염물질이 세척수를 통과하게 되어 오염물질이 그대로 배출구(114)로 빠져나가게 되는 문제점이 있기 때문에, 세척수의 수면 위에서 세척수가 일시적으로 상승하는 기류를 형성함으로써 상승하는 기류와 하강하는 기류가 상호 충돌하게 되고, 충돌하는 부분에서 오염공기와 세척수가 집중적으로 혼합되면서 증가한 압력에 의하여 오염물질을 제거하고, 공기를 희석하게 되며, 3차적으로 오염물질을 집진하게 된다.
한편, 상기 분쇄용 블레이드(150)와 대응되는 튜브(110)의 내벽에는 오염된 공기가 그대로 통과되지 않고 상기 분쇄용 블레이드(150)에 의하여 잘게 분쇄되고, 세척수와 혼합된 오염물질의 유로를 확보할 수 있도록 다수의 요철(118)을 형성한 다. 따라서, 분쇄용 블레이드(150)의 개수와 대응되는 수만큼 요철(118)이 형성되며, 분쇄용 블레이드(150)의 단부는 상기 요철(118) 내부의 측벽과 부딪치지 않을 정도로 연장되어 있으며, 바람직하게는 블레이드(150)의 단부와 측벽 사이에 1㎜ 내지 2㎜ 더 구체적으로는 1.5㎜ 정도의 간극을 유지한다. 오염물질은 분쇄용 블레이드(150)의 회전력에 의하여 튜브(110)의 내벽으로 압력을 받으면서 하부로 진행하게 되는데, 튜브(110)의 내벽으로 가압되는 세척수 입자와 먼지는 분쇄용 블레이드(150)에 의하여 잘게 쪼개지며, 블레이드의 단부와 요철(118) 형상의 측벽 사이를 겨우 통과하면서 2차적으로 집진된다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 워터필터 공기청정기(200)는, 소정 높이까지 세척수가 충진되어 있는 집수부(202)와, 상측은 내부로 오염된 공기를 통과시키고, 하측은 상기 집수부(202)의 세척수에 소정 깊이까지 잠겨있는 튜브(210)와, 상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이(220)와, 상기 오염된 공기를 흡입하고 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하거나 혹은 공기와 세척수 입자를 분쇄하는 팬(230) 그리고 내부에는 상기 집수부(202), 튜브(210), 팬(230) 기타 공기정화시설이 장착되고 외부의 충격에서 상기 시설을 보호하는 케이스(270)를 포함한다.
상기 집수부(202)는 세척수를 수용할 수 있도록 소정 높이를 갖고 상부는 개방되어 있으며, 항상 세척수가 소정 높이까지 차있게 되며, 세척수가 오버플로 되면서 세척수가 배출된다. 이때 케이스(270)의 상부에는 정화처리된 공기가 배출되는 배출구(272)가 형성되며, 케이스(270)의 하부에는 집수부(202)에서 오버플로된 오염 세척수가 외부로 배출되는 배출공(도시되지 않음)이 형성된다.
상기 튜브(210)는, 상기 팬(230)이 설치되는 영역에서만 상하 수직으로 형성되면 충분하고, 외부로부터 오염된 공기를 유입하는 유입구(212)는 측면 혹은 상면 어디에 형성되어도 무방하나, 본 발명의 실시예에서는 튜브(210)를 " T "자 형태로 성형하고, 좌측을 개방하여 유입구(212)를 형성하며, 우측을 폐쇄하여 스프레이(220)를 설치한다.
상기 스프레이(120)는 오염된 공기가 유입되는 유입구(212) 측에 설치되거나 그와 반대측에 설치된다. 상기 팬(230)은 상기 일실시예의 팬(130)과 그 구성 및 기능이 일치하고, 회전축(232)과, 상단에 설치되어 오염된 공기가 튜브의 내부로 흡입하는 송풍용 블레이드(240)와, 상기 회전축(232)의 중간에 설치되고 오염된 공기와 충돌하면서 오염된 공기를 미세하게 분쇄하여 스프레이(220)에서 분사된 세척수와 오염물질 사이의 접촉면적을 확대하며, 원심력을 이용하여 오염물질을 집진하는 분쇄용 블레이드(250)와, 상기 회전축(232)의 하단에 설치되고, 튜브(210)에 고여 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시켜 회오리를 생성하는 세척용 블레이드(260)로 구성된다. 그리고 튜브(210)의 내측에는 다수의 요철(218)이 형성되어 있다.
특히, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 세척용 블레이드(260)에 의하여 튜브의 하부에서는 원심력이 형성되고 소용돌이를 형성하여 오염된 공기와 세척수가 충돌하면서 공기로부터 오염물질을 제거하기는 하나, 상당수 오염 공기는 버블에 둘러 쌓인 체 튜브(210)의 하단부를 넘어 부력에 의하여 집수부(202)를 그대로 빠 져나갈 가능성이 매우 높아 실질적으로 공기의 정화처리기능이 충분히 실현되지 않게 된다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 집수부(202)의 내면측에 다수의 마찰부(204)를 더 형성하게 된다. 상기 마찰부(204)는 집수부(202)의 내면측에 일체로 형성되거나 별도로 마찰부(204)를 가공하여 이를 설치할 수 있으며, 마찰부(204)의 형상에는 제한이 없으며, 다만 집수부 내부에 회전력에 의하여 소용돌이치는 세척수와 충돌하여 오염된 공기를 둘러 싸고 있는 버블을 파괴하여 오염된 공기 중의 오염물질과 세척수의 결합을 높여주면 충분하다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에서는, 세척수를 빠져나가는 오염된 공기는 세척수에 충분히 녹은 상태로 통과하는 것이 오염물질을 제거하는데 가장 유리하며, 설사 정화처리되지 않은 체 오염된 공기가 버블에 싸여 그대로 통과되는 것을 방지하기 위하여, 1차적으로 세척용 블레이드(260)에 의하여 버블을 분쇄하여 공기로부터 오염물질을 분리시키고, 2차적으로 집수부(202)의 내면측에 마찰부(204)를 더 형성함으로써 마찰에 의하여 버블을 완전히 분쇄하고, 마찰력을 이용하여 포집하게 된다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 워터필터의 공기청정기의 작용을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이 모터에 전원이 인가되면, 회전축(132, 232)이 구동되고 송풍용 블레이드(140, 240)가 회전하여 실내의 오염된 공기를 유입구(112, 212)를 통해 튜브(110, 210) 내부로 흡입한다. 회전축(132, 232)의 작동과 함께 스프레이(120, 220)의 노즐(124, 224)을 통해 세척수가 튜브(110, 210) 내부로 공급되며, 세척수는 안개 형태로 분무된다. 이때, 분무된 세척수와 오염된 공기가 상호 충돌하면서 결합되고, 공기 중의 오염물질이 1차로 세척수에 의하여 집진된다.
도 4 및 도 9에 도시된 바와 같이 튜브(110, 210) 내부를 통과하는 오염된 공기는 다시 분쇄용 블레이드(150, 250)에 의하여 무작위로 난타되어 미세하게 분쇄되고, 분쇄된 오염물질과 세척수 입자는 접촉면적이 확대되어 더욱 용이하게 결합하여 재차 집진된다. 한편, 분쇄용 블레이드(150, 250)와 대응되는 튜브(110, 210)의 내벽에는 외측으로 확장된 다수의 요철(118, 218)이 형성되고, 분쇄용 블레이드(150, 250)의 단부가 요철(118, 218) 내벽과 1.5㎜ 정도의 간극을 유지하도록 연장되어 있기 때문에, 상기 간극에 의하여 유로가 형성되면서 튜브(110, 210)를 통과하는 오염된 공기는 유로로 안내되고, 블레이드(150, 250) 단부에 의하여 더욱 미세하게 분쇄되며, 원심력에 의하여 측벽으로 2차 집진된다.
도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이 튜브(110, 210)의 반환점 혹은 집수부(202)에는 세척수가 충진되어 있고, 송풍용 블레이드(140, 240)에 의하여 세척수의 수면상에서 압력이 증가되며, 결국 공기압에 의하여 오염된 공기는 세척수를 통과하게 되는데 대개는 버블에 둘러싸여 반환점을 그대로 통과하지만 세척용 블레이드(160, 260)에 의하여 회전 반경으로 회오리가 발생하고, 특히 수면 위로는 회전축(132, 232)에 블레이드가 구비되어 있지 않아 국지적으로 상하 요동하는 소용돌이가 발생하기 때문에, 버블은 산산조각나고 공기 중의 오염물질은 세척수에 의하여 이탈되어 세척수와 함께 드레인됨으로써 오염물질은 3차 집진된다.
이와 같이 오염물질을 세척수를 이용하여 집진하여 정화처리된 공기는 배출구(114, 272)를 통해 배출됨으로써 유입구(112, 212)로 인입된 오염된 공기는 청정공기로 정화되어 실내로 공급된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 워터필터를 이용한 습식 공기청정기 구성을 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 송풍용 블레이드를 이용하여 스프레이 노즐에서 안개 형태로 분무된 세척수를 통해 오염물질만을 1차 포집하는 작용효과가 기대된다.
둘째, 분쇄용 블레이드를 이용하여 오염된 공기와 물입자를 무작위로 난타하여 미세하게 분쇄하며, 원심력을 제공하여 블레이드와 측벽 사이에 유로를 형성함으로써 이를 통과하는 오염물질을 측벽으로 2차 포집하는 작용효과가 기대된다.
셋째, 세척용 블레이드를 이용하여 오염물질이 통과하는 세척수에 소용돌이를 일으키고, 버블에 휩싸여 바이패스되는 오염물질을 회오리로 다시 분쇄하며, 공기 중에서 분리된 오염물질을 세척수로 드레인하고 정화처리된 공기는 배출함으로써 3차 포집하는 작용효과가 기대된다.

Claims (20)

  1. 오염물질과 세척수의 결합을 이용하여 공기 중의 오염물질을 집진하는 습식 공기청정기에 있어서,
    양측으로 개방되어 내부로 오염된 공기가 통과하는 튜브;
    상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이;
    상기 오염된 공기를 흡입하고, 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하는 팬; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는, 일측에는 오염된 공기가 유입되는 유입구가 구비되고, 타측에는 정화된 공기가 배출되는 배출구가 구비되며, 공기를 오염된 부분과 정화된 부분으로 구획하는 세척수를 중간에 항상적으로 충진하기 위하여 하부에서 반환점을 갖는 " U " 자형 파이프 형상인 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오염된 공기가 배출되는 튜브의 일측에는 오염물질을 포함하는 세척수가 배출되는 드레인어가 더 구비되며, 상기 드레인어의 높이에 의하여 상기 세척수의 수위가 결정되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이는, 상기 튜브의 유입구 측에 설치되고, 배관을 통해 세척수 저장탱크와 연결되며, 상기 저장탱크에는 질병을 예방하는 약품이 투입되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스프레이는, 전방에 설치된 노즐을 통해 세척수를 분무하며, 분무된 물안개는 상기 오염된 공기와 섞이면서 공기 중의 오염물질이 1차적으로 집진되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 팬은,
    모터에 의하여 구동되는 회전축;
    상기 회전축의 상단에 설치되고, 상기 오염된 공기를 튜브 내부로 안내하는 송풍용 블레이드;
    상기 송풍용 블레이드 하부에 설치되고, 상기 스프레이에서 분무된 세척수와 외부에서 유입된 오염된 공기가 상호 접촉할 수 있는 면적을 확대시키고, 원심력에 의하여 오염물질을 2차적으로 집진하는 분쇄용 블레이드; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드의 하부에 설치되고, 오염물질과 세척수와의 결합력을 높이기 위하여 상기 튜브의 하부에 충진되어 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시키는 세척용 블레이드; 를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 송풍용 블레이드는, 튜브 내부에서 오염된 공기의 압력을 증가시키고, 튜브의 길이 방향으로 축류(軸流)를 발생시키기 위하여, 회전축 방향으로 블레이드가 경사지게 성형되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드는, 분무된 세척수와 오염된 공기가 일방적으로 빠져나가지 못하고, 충돌에 의하여 잘게 분쇄되며, 원심력에 의하여 튜브의 내벽과 충돌할 수 있도록, 회전축에 대하여 블레이드가 수직으로 연장 성형 됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드의 개수는 2개 내지 3개이며, 분쇄용 블레이드는 회전축의 길이 방향에서 연속적으로 설치되고, 각 블레이드가 평면에서 볼 때 4개 내지 6개로 보이며, 측면에서 볼 때 지그재그로 보이도록 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 세척용 블레이드는, 상기 회전축에 대하여 수직하게 연장되고, 회전축 방향에서 상하 지그재그로 성형되어 세척수가 좌우 비대칭적으로 소용돌이치는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 세척수의 수면 상부에 해당되는 회전축의 외주면에는 상기 분쇄용 블레이드가 구비되지 않는 노(No)블레이드인 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드와 대응되는 튜브의 내벽에는 각 블레이드의 개수만큼 외부로 확장된 요철이 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드의 각 단부와 튜브의 내벽 사이에는 상기 블레이드에 의하여 난타되고 미세하게 분쇄된 오염물질의 유로를 형성하도록 1㎜ 내지 2㎜ 정도의 간극이 유지되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  15. 오염물질과 세척수의 결합을 이용하여 공기 중의 오염물질을 집진하는 습식 공기청정기에 있어서,
    세척수가 충진되는 집수부;
    일측은 오염된 공기를 흡입하고, 타측은 상기 집수부의 세척수에 잠겨 있는 튜브;
    상기 오염된 공기에 세척수를 분무하는 스프레이;
    상기 오염된 공기를 흡입하고, 정화된 공기를 배출하는 것과 같이 공기의 흐름을 유도하는 팬; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 튜브는 " T "자 파이프 형상으로 성형되고, 상부 양측에서 적어도 일측에는 공기를 흡입하는 유입구가 형성되고, 상기 하단부는 적어도 집수부의 상단 하부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 집수부는 세척수를 수용하고, 상기 튜브의 하단부가 세척수에 잠길 수 있고, 세척수가 오버플로 되도록 상부가 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 집수부의 내면측에 버블을 분쇄하는 다수의 마찰부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 팬은,
    모터에 의하여 구동되는 회전축;
    상기 회전축의 상단에 설치되고, 상기 오염된 공기를 튜브 내부로 안내하는 송풍용 블레이드;
    상기 송풍용 블레이드 하부에 설치되고, 상기 스프레이에서 분무된 세척수와 외부에서 유입된 오염된 공기가 상호 접촉할 수 있는 면적을 확대시키고, 원심력에 의하여 오염물질을 재차 집진하는 분쇄용 블레이드;
    상기 분쇄용 블레이드의 하부에 설치되고, 오염물질과 세척수와의 결합력을 높이기 위하여 상기 튜브의 하부에 충진되어 있는 세척수를 원심력에 의하여 회전시키는 세척용 블레이드; 를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 분쇄용 블레이드와 대응되는 튜브의 내벽에는 각 블레이드의 개수만큼 외부로 확장된 요철이 다수 형성되며, 상기 분쇄용 블레이드의 각 단부와 튜브의 내벽 사이에는 상기 블레이드에 의하여 난타되고 미세하게 분쇄된 오염물질의 유로를 형성하도록 1㎜ 내지 2㎜ 정도의 간극이 유지되는 것을 특징으로 하는 워터필터 공기청정기.
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