KR20100035465A - 예열기능을 갖는 공기정화시스템 - Google Patents

예열기능을 갖는 공기정화시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기정화시스템에 관한 것으로서, 공기가 유입되어 유동되는 본체와; 상기 본체에 설치되어, 공기를 본체 내로 강제 유동시키는 송풍팬과; 상기 본체에 설치되어, 송풍팬에 의해 유동되는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들을 연소시켜 분해하는 연소부와; 상기 연소부 전방의 본체에 설치되어, 공기가 통과되는 한편 연소부에서 연소된 고온의 공기가 재유입되어 연소부를 통과하기 전의 공기와 열교환되면서 이 공기를 예열시키는 예열부와; 상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기 중에 물을 공급하여 공기로부터 각종 유해성분이나 오염물질들을 제거하는 워터 스크린부와; 상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기로부터 각종 오염물질을 제거하는 필터링부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 연소부로 유입되는 연소 전의 공기를 예열하여 공급함으로써 연소부에서 공기를 신속하게 연소시킬 수 있어, 연소부의 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 연소효율 역시도 향상시킬 수 있게 된다.
공기, 정화, 예열, 열교환기, 연소, 히터, 이온, 흡착, 촉매, 워터 스크린

Description

예열기능을 갖는 공기정화시스템{Air cleaning system}
본 발명은 공기정화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 중의 각종 오염물질 및 휘발성 유기화합물을 연소시켜 제거하는 공기정화시스템에 유입되는 공기를 예열하여 연소성능 및 연소효율을 향상시키도록 한 예열기능을 갖는 공기정화시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 건물의 내부나 유동 인구가 많은 지역(예컨대, 지하철 승강장이나, 쇼핑몰 등)에서는 인체에 유해한 많은 유해성분이 존재한다.
그리고, 병원(특히, 수술실이나 중환자실 등)이나 반도체 생산 라인 내의 클린룸(clean room), 실험실, 무균실 등에서는 각종 유해한 성분의 제거가 매우 중요하다.
따라서, 종래에는 이와 같이 공기 중에 함유되어 있는 먼지 등과 같은 이물질 및 각종 유해성분을 제거하기 위한 다양한 공기정화시스템이 개발되었다.
이러한 종래의 공기정화시스템 중에서 본 출원인에 의해 개발되어 출원 등록 된 공기정화시스템은, 이물질 및 각종 유해성분을 제거함과 동시에 그 특성상 여러 화합물들로 분해되었다가 쉽게 재결합되는 특성을 갖는 휘발성 유기화합물(VOC:Volatile Organic Compounds)도 효과적으로 제거할 수 있도록 개발되었다.
이와 같이 본 출원인에 의해 등록된 등록번호 10-0761982호에 개시된 종래의 공기정화시스템을 첨부도면 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 공기정화시스템(1)은, 실내 공기가 유입되어 유동되는 공기 유동관(10)과, 상기 공기 유동관(10)의 관로 상에 장착되어 공기를 강제 유동시키는 송풍팬 어셈블리(이하 "송풍팬" 이라 한다)(20)와, 상기 공기 유동관(10)의 관로상에 설치되며 상기 유동되는 공기 중의 유해성분이나 이물질을 이루는 성분들을 분해하는 분해부(30)와, 상기 공기 유동관(10)의 관로상에 설치되며 유동되는 공기 중에 물을 공급하여 상기 공기로부터 각종 이물질이나 유해성분들을 제거하는 워터 스크린부(40)와, 상기 공기 유동관(10)의 관로상에 설치되며 유동되는 공기를 냉각시키는 공기 냉각부(50)와, 상기 공기 유동관(10)의 관로상에 설치되며 상기 유동되는 공기로부터 각종 이물질을 제거하는 이물질 필터링부(60)를 포함한다.
여기서, 상기 공기 유동관(10)은 실내 공기가 유입 및 배출되는 입구와 출구를 갖는 파이프 형태로 형성되고, 송풍팬(20)은 모터의 구동에 의해 팬이 구동된다.
그리고, 상기 분해부(30)는 공기 유동관(10)의 입구와 송풍팬(20) 사이에 설 치되는 한편, 유동되는 공기를 연소시켜 상기 공기 중의 유해성분이나 이물질을 이루는 성분들을 분리시켜 내는 연소장치와, 레이저 빔을 제공하여 상기 공기 중의 유해성분이나 이물질을 이루는 성분들을 여기 및 해리시켜 상기 성분들을 서로 분리시키는 레이저 장치와, 오염물질을 촉매표면에 흡착시켜 흡착된 오염물질을 래디컬에 의해 산화분해시키는 반도체 상온 촉매산화장치 중 적어도 어느 하나의 장치로 구성된다.
특히, 본 실시예에서는 상기한 분해부(30)의 일례로서, 상기 공기 유동관(10)의 관로 내부를 고온의 열기로 가열하여 공기 중의 각종 성분들을 연소시킬 수 있도록 된 연소장치가 설치된 연소부로 구성됨을 그 일례로 설명한다.
이와 같이 연소장치가 구성된 분해부(30)는 흡입된 공기 중의 휘발성 유기화합물을 가장 먼저 미세한 분자단위로 분해함으로써 1차적인 정화가 이루어진다.
또한, 상기 워터 스크린부(40)는 분해부(30)와 송풍팬(20) 사이에 설치되고, 상기 분해부(30)에서 연소된 공기 중에 물을 공급하여 공기 중에 분해되어 포함되어 있는 각종 유해성분을 제거함과 동시에 가열되어 고온화된 공기를 1차 냉각시키게 된다.
상기 공기 냉각부(50)는 송풍팬(20)과 공기 유동관(10)의 출구 측 사이의 공기 유동관(10) 외측 둘레면에 공기 유동관(10)을 감싸도록 설치되어, 상기 공기 유동관(10) 내를 따라 유동되는 공기를 전술한 워터 스크린부(40)에 이어서 2차 냉각시키게 된다.
상기 이물질 필터링부(60)는 공기 냉각부(50)와 공기 유동관(10)의 출구 측 사이에 설치되어, 유동되는 공기에 포함된 각종 이물질을 직접적으로 제거하게 된다.
이와 같은 종래의 공기정화시스템(1)의 작동은, 송풍팬(20)에 의해 공기가 공기 유동관(10)으로 유입되어 유동된다.
이때, 공기 유동관(10)으로 유입된 공기에는 각종 오염물질(병원균이나 이물질 및 유해 화합물 등의 휘발성 유기화합물)이 함유된 상태이다.
이와 같이 공기 유동관(10)으로 유입된 공기는 우선적으로 분해부(30)를 통과하면서 연소되어, 공기 중의 각종 오염물질이 연소되어 1차적인 정화가 이루어지게 된다.
이때, 휘발성 유기화합물 역시도 연소되어 미세한 분자 단위로 분해된다.
이후, 연소된 공기는 워터 스크린부(40)로 유입되어 공기 중으로 물이 분무상태로서 공급됨으로써, 연소된 공기 중에 함유되어 있는 분진 상태의 재가 제거되면서 고온화된 공기가 1차 냉각된다.
이후, 공기는 송풍팬(20)에 의해서 공기 냉각부(50)를 통과하면서 2차 냉각됨과 동시에 응축이 일어나 공기 중의 수분이나 습기가 공기로부터 분리되어 제거된다.
공기 냉각부(50)를 통과한 공기는 최종적으로 이물질 필터링부(60)를 통과하면서 공기 중에 함유되어 있는 미세입자의 오염물질이 제거된 후, 공기 유동관(10)의 출구를 통해 배출되어 다시 실내로 공급된다.
따라서, 상기와 같이 정화되는 공기 중의 오염물질은, 분해부(30)를 통과하면서 연소되어 서로 분리된 각종 성분들의 분자들이 미처 재결합되기 전에 워터 스크린부(40)와 공기 냉각부(50) 및 이물질 필터링부(60)를 순차적으로 통과하면서 공기로부터 각각 분리되어 걸러지게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 공기정화시스템(1)은, 송풍팬(20)에 의해 공기 유동관(10)으로 유입된 공기는 분해부(30)로 공급되어 연소되는데, 이때 분해부(30)로 유입된 공기가 차가운 저온 상태이므로, 이를 연소시키기 위해서는 분해부(30)의 온도를 대략 200℃ 이상의 고온으로 가열하여 상승시켜야 하기 때문에, 연소에 있어서 많은 자원 즉 전력이 소비됨과 아울러 전력이 많이 소비됨에도 불구하고 공기의 초기 연소효율이 기대치보다 떨어지는 단점이 있었다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안 출된 것으로, 공기정화시스템으로 유입된 공기를 예열시켜 연소부(분해부)로 유입되게 함으로써 공기를 연소시킴에 있어 사용되는 소비전력을 절감시켜 에너지를 절약하고, 연소효율을 향상시키도록 한 예열기능을 갖는 공기정화시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적은, 공기가 유입되어 유동되는 본체와; 상기 본체에 설치되어, 공기를 본체 내로 강제 유동시키는 송풍팬과; 상기 본체에 설치되어, 송풍팬에 의해 유동되는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들을 연소시켜 분해하는 연소부와; 상기 연소부 전방의 본체에 설치되어, 공기가 통과되는 한편 연소부에서 연소된 고온의 공기가 재유입되어 연소부를 통과하기 전의 공기와 열교환되면서 이 공기를 예열시키는 예열부와; 상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기 중에 물을 공급하여 공기로부터 각종 유해성분이나 오염물질들을 제거하는 워터 스크린부와; 상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기로부터 각종 오염물질을 제거하는 필터링부;를 포함하여 구성된 예열기능을 갖는 공기정화시스템에 의해 달성된다.
그리고, 상기 예열부는 송풍팬과 연소부 사이의 본체에 열교환기로 구성되되, 상기 열교환기는, 방열판이 절곡 형성되어 본체 외부의 공기가 통과하는 흡입유로와, 연소부에서 연소된 고온의 공기가 통과하는 토출유로가 서로 교차되도록 구획되어 형성된다.
또한, 상기 연소부와 워터 스크린부 사이의 본체에는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 탄소를 흡착하여 제거하는 이온 흡착부가 구성되고, 상기 이온 흡착부는 활성탄이나 리모나이트로 구성되거나 또는 이들의 혼합물로 구성되며, 상기 이온 흡착부와 워터 스크린부 사이의 본체에는 이온 흡착부에서 탄소가 제거된 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 수소와 산소를 결합시켜 반응시키는 촉매부가 더 구성된다.
본 발명의 예열기능을 갖는 공기정화시스템에 따르면, 공기정화시스템의 유입구로 유입된 공기를 연소부로 공급하기 전에 예열부에서 열교환에 의해 예열하여 연소부로 공급함으로써, 연소부로 공급된 공기가 상온 이상의 온도를 유지하고 있 으므로 공기 중에 함유되어 있는 각종 오염물질이 인화점(발화점)까지 도달되는 시간이 단축되어 공기의 연소가 쉽고 빠르게 일어나게 되므로 연소 시 연소부의 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 연소효율 역시도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부도면 도 2 내지 도 4c는 본 발명에 따른 공기정화시스템과 예열부의 열교환기를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 공기정화시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(110)와, 송풍팬(120), 예열부(130), 연소부(140), 이온 흡착부(150), TiO2 촉매부(160), 워터 스크린부(170), 필터링부(180)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(110)는 공기가 유입되는 유입구(111)와, 정화된 공기가 배출되는 배출구(112)가 각각 형성된다.
한편, 본 실시예에서는 본체(110)가 박스형태로서, 그 내부가 상하 2단으로 구성된 형태를 그 일례로 도시하였으나, 이는 공기정화시스템(100)의 용량 등에 따라 얼마든지 설계변경 가능하다.
상기 송풍팬(120)은 본체(110)의 유입구(111) 상에 설치되고, 모터(미도시) 에 의해 회전 구동되면서 공기 즉 외기(공기정화시스템 외부의 공기)를 본체(110)의 유입구(111)로 흡입하여 본체(110) 내부로 강제 유동시킨다.
이러한 송풍팬(120)은 통상적인 축류팬으로 형성될 수 있고, 다른 예로는 시로코팬과 같은 횡류팬으로 형성될 수도 있다. 이와 같이 상기 송풍팬(120)이 횡류팬으로 형성되는 경우는, 상기 송풍팬(120)의 상측 또는 하측 또는 상,하측 모두에는 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기의 유동을 축방향으로 안내할 수 있는 가이드(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에서는 상기 송풍팬(120)을 본체(110)의 유입구(111) 상에 설치한 것을 그 일례로 제시하였지만, 필요에 따라서는 송풍팬(120)을 본체(110)의 배출구(112) 상에 설치할 수도 있으며, 또는 본체(110)의 유입구(111) 및 배출구(112) 양쪽 모두에 설치할 수도 있다.
상기 예열부(130)는 송풍팬(120)과 연소부(140) 사이에 구성되어, 본체(110)의 유입구(111)를 통해 유입된 공기를 연소부(140)에서 연소되어 고온화된 공기와 열교환시켜 유입되는 공기를 예열시키는 것으로서, 열교환기(131)로 구성된다.
상기 열교환기(131)에는 도 3 및 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 하나 또는 다수의 방열판(134)이 절곡 형성된 적층 형태로 구성되어, 본체(110)의 유입구(111)를 통한 저온의 공기가 통과하는 흡입유로(132)와, 연소부(140)에서 연소된 고온의 공기가 통과하는 토출유로(133)가 서로 교차하도록 구획되게 형성한다.
즉, 상기와 같이 형성된 유로(132)(133)는, 열교환기(131)의 일단부에 위치 한 전후 2개의 방열판(134)을 도 3을 기준으로 상하단부를 폐쇄되게 연결함으로써 그 좌우부(도 3을 기준으로 한다)가 개구되어 연통된 흡입유로(132)로 형성되고, 이 방열판(134)의 일단에 다른 방열판(134)을 도 3을 기준으로 좌우단부를 폐쇄되게 연결함으로써 그 상하부가 개구되어 연통된 토출유로(133)로 형성된다.
따라서, 상기 흡입유로(132)와 토출유로(133)는 하나의 방열판(134)을 사이에 두고 구획되면서 서로 교차되게 형성된다.
상기 연소부(140)는 예열부(130) 후방의 본체(110)에 배치되어 예열부(130)의 흡입유로(132)와 연통되도록 구성되어, 송풍팬(120)에 의해 유동되는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들을 연소시켜 미세한 개별 입자 단위로 분해한다.
이러한 연소부(140)는 본체(110) 내부를 유동하는 공기를 상당한 고온의 열기로 가열하여 공기에 함유된 각종 유해성분이나 오염물질들을 연소시킬 수 있도록 한 것이며, 전기 히터나 이에 준하여 공기의 연소가 가능한 각종 장치 등으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 연소부(140) 내부에는 전기에 의해 온/오프되는 전자식 히터가 구성된 것을 그 일례로 제시하였고, 상기 히터(141)는 전열선이 내장된 관체의 표면에 방열핀이 구성된 형태로 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 연소부(140)에는 도시되지는 않았지만, 상기 히터(141)의 온도를 조절하기 위한 온도조절스위치(미도시)와, 상기 히터(141)의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(미도시)와, 상기 히터(141)의 온도가 설정온도 이상이 되면 히터(141)의 전원을 차단하여 히터(141)의 과열로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 전원차단장치(미도시)가 더 구성되어 있음이 바람직하다.
그리고, 상기 연소부(140)에는 도시되지는 않았지만, 연소부(140) 내부의 공간을 구획하는 하나 이상의 격벽이 연소부(140) 내측의 상하 또는 좌우 길이보다 작게 설치되어, 상기 격벽에 의해 상기 연소부(140) 내부의 공간이 상호 연통된 다수의 격실로 구성될 수 있고, 이와 같은 각 격실에는 히터(141)가 각각 설치된다. 이때, 상기 격벽은 연소부(140)의 내부 상측 및 하측에 교대로 수직하게 설치됨이 바람직하다.
따라서, 이와 같이 내부가 다수의 격실로 구획된 연소부(140)를 통과하는 공기는 다수의 격실을 순차적으로 이동하면서 각 격실에 설치된 히터(141)에 접촉될 뿐만 아니라 연소부(140)를 통과하는 시간이 길어져 히터(141)와의 접촉시간이 증가됨으로써 연소효율이 향상된다.
또한, 상기 연소부(140)는 그 내벽 또는 외벽 또는 양쪽 모두에는 단열판(미도시)이 설치되어, 연소부(140) 내부의 온도 즉 열기가 외부로 새어나가지 않도록 할 뿐만 아니라 외부 온도에 의해 연소부(140) 내부의 공기온도가 변화되지 않도록 함으로써 연소효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, 상기 연소부(140) 내로 유입된 공기 중의 휘발성 유기화합물(VOC:Volatile Organic Compounds)은 가장 먼저 미세한 분자단위로 분해되어, 1차 정화가 이루어지게 된다.
상기 이온 흡착부(150)는 연소부(140) 후방의 본체(110)에 구성되어, 연소된 공기 중에 함유되어 있는 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중에서 탄소 이온입자를 흡착하여 제거함으로써 유해성분을 분해한다.
상기 이온 흡착부(150)는 활성탄이나 리모나이트(limonite)로 구성되거나 또는 이들의 혼합물로 구성됨이 바람직하다.
상기 TiO2 촉매부(160)는 이온 흡착부(150) 후방의 본체에 구성되어, 이온 흡착부(150)에서 탄소 이온이 제거된 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 수소 이온입자에 산소 이온입자를 제공하여 줌으로써 수소와 산소를 결합시켜 물로 반응되게 한 것이다.
따라서, 상기 공기정화시스템(100)의 본체(110)에는 이와 같이 반응한 물을 배수시킬 수 있는 별도의 드레인장치가 설치됨이 바람직하다.
상기 워터 스크린부(170)는 TiO2 촉매부(160) 하부의 본체(110)에 배치되어 예열부(130)를 구성하는 열교환기(131)의 토출유로(133)와 연통되도록 구성되어, 상기 연소부(140)에서 연소된 후 이온 흡착부(150)와 TiO2 촉매부(160)를 통과한 공기 중에 물을 공급하여 아직 제거되지 않고 잔존한 각종 유해성분이나 오염물질들을 공기로부터 제거하게 된다.
상기 워터 스크린부(170)는 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 급수노즐(171)과, 격벽(172) 및 저수부(173)로 구성된다.
상기 다수의 급수노즐(171)은 워터 스크린부(170)의 상,하부에 각기 설치되어, 상기 워터 스크린부(170)의 상,하부를 통과하는 공기 중에 물을 분무함으로써, 분무된 물방울이 공기 중에 잔존하는 각종 유해성분이나 오염물질 및 연소에 의해 발생된 분진 등을 포집하여 제거하게 된다.
이때, 상기 워터 스크린부(170)에는 도 2에서와 같이, 그 내부 공간을 구획하는 다수의 격벽(172)이 설치되되, 상기 격벽(172)은 워터 스크린부(170)의 내부 상하 길이보다 작게 설치되는 한편 워터 스크린부(170)의 유로 내부 상측 및 하측에 교대로 설치되어, 상기 워터 스크린부(170)의 내부 공간은 상기 격벽(172)에 의해 상호 연통된 다수의 격실로 구성되고, 각각의 격실에는 급수노즐(171)이 상하로 각각 설치된다.
따라서, 상기 워터 스크린부(170)를 통과하는 공기는 다수의 격벽(172)에 의해 구획된 다수의 격실을 순차적으로 통과하면서 각 격실에 설치된 급수노즐(171)에 의한 포집작용이 수차례에 걸쳐 이루어짐으로써 물과의 접촉시간이 증가됨에 따라 공기 중의 유해성분이나 오염물질의 제거효율이 향상된다.
또한, 상기 워터 스크린부(170)는 급수노즐(171)에서 분무된 물에 의해 연소부(140)에서 연소되어 고온화된 공기를 냉각시키는 부가적인 효과도 갖는다.
한편, 상기와 같이 제거된 각종 유해성분이나 오염물질은 물과 같이 워터 스크린부(170)의 내측 하부에 설치된 저수부(173)로 유입되어 집수되고, 상기 저수 부(173)에는 도시되지는 않았지만 저수부(173)에 집수된 물과 오염물질을 배수시킬 수 있는 일종의 펌프나 유로 개폐밸브 등을 설치될 수 있다.
상기 필터링부(180)는 워터 스크린부(170)와 배출구(112) 사이의 본체(110)에 구성되어, 워터 스크린부(170)를 지난 공기 중에 잔존한 각종 오염물질을 직접적으로 제거한다.
상기 필터링부(180)는 적어도 하나 이상의 필터로서 구성되고, 이 중 적어도 어느 하나의 필터는 헤파 필터(HEPA;High Efficiency Particulate Air filter), 또는 프리필터, 또는 카본필터 등으로 구성되며, 냄새 성분을 제거하기 위한 필터가 더 포함될 수도 있다.
이는, 상기 필터링부(180)가 공기로부터 이물질을 제거하는 최종적인 수단이기 때문에 최대한 미세 분진 등과 같은 이물질 및 오염물질을 모두 제거하기 위한 것이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 공기정화시스템의 작동을 설명한다.
우선, 공기정화시스템(100)이 작동되면, 송풍팬(120)과, 연소부(140), 워터 스크린부(170)가 각각 구동된다.
먼저, 송풍팬(120)이 구동되면, 공기정화시스템(100) 외부의 공기가 공기정화시스템(100)의 본체(110)의 유입구(111)를 통해 유입되어 본체(110) 내부를 유동한 후, 본체(110)의 배출구(112)를 통해 배출된다.
이때, 본체(110)로 유입되는 공기에는 대기 중에 존재하는 각종 유해성분이나 오염물질(병원균이나 이물질 및 유해 화합물 등의 휘발성 유기화합물)이 함유된 상태로서, 송풍팬(120)에 의해 본체(110)의 유입구(111)로 유입된 후 예열부(130)를 구성하는 열교환기(131)의 흡입유로(132)를 통해 연소부(140)로 유입되어 히터(141)에 의해 연소된다.
이와 같이 연소되는 공기는 공기 중에 함유된 각종 유해성분이나 오염물질이 연소되어 1차 정화됨과 아울러 휘발성 유기화합물 역시 연소되어 미세한 분자 단위로 분해된다.
이후, 상기와 같이 연소되어 1차 정화된 공기는 고온의 상태로서, 이온 흡착부(150)를 지나면서 연소된 공기 중에 함유되어 있는 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중에서 탄소 이온입자가 흡착되어 제거됨으로써 유해성분이 분해된다.
이와 같이 탄소 이온입자가 제거된 공기는 TiO2 촉매부(160)를 지나면서 이온 흡착부(150)에서 탄소 이온이 제거된 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 수소 이온입자에 산소 이온입자가 결합되어 물로서 반응함으로써 유해성분이 재차 분해된다.
이후, 상기와 같이 TiO2 촉매부(160)를 지난 공기는 다시 예열부(130)로 보내져 열교환기(131)의 토출유로(133)를 통과하게 된다. 이때, 열교환기(131)의 토출유로(133)를 통과하는 연소된 고온의 공기는 열교환기(131)의 흡입유로(132)를 통과하는 연소 전 저온의 공기와 방열판(134)을 사이에 두고 서로 교차되게 유동하면서 열교환된다.
이와 같이 열교환된 연소 전 저온의 공기는 고온의 공기와 열교환에 의해 상온의 일정온도까지 상승되어 예열되고, 이와 같이 예열된 공기는 연소부(140)에서 신속하게 연소됨과 아울러 공기 중에 함유된 각종 유해성분 및 오염물질이 신속하게 연소됨으로써 연소부(140)에서 공기를 가열하기 위해 사용되는 소비전력을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 연소효율 역시도 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 열교환되어 1차 냉각된 상태로 열교환기(131)의 토출유로(133)를 통해 배출된 공기는 워터 스크린부(170)로 유입된다.
워터 스크린부(170)로 유입된 공기는 워터 스크린부(170)에 설치된 다수의 격벽(172)에 의한 각 격실을 통과하면서 급수노즐(171)로부터 분무된 물에 의해 공기 중에 함유된 각종 유해성분이나 오염물질 및 재 등과 같은 분진이 포집되어 워터 스크린부(170) 하부의 저수부(173)로 떨어져 분리됨으로써 제거된다.
특히, 워터 스크린부(170)로 유입된 공기는 워터 스크린부(170)를 장시간 동안 유동하면서 전술한 바와 같은 정화작용을 하게 됨으로써 보다 우수한 정화효율을 얻을 수 있고, 분무된 물에 의해 연소에 의한 고온의 공기는 전술한 열교환에 의한 1차 냉각에 이어 재차 냉각된다.
그리고, 워터 스크린부(170)를 지난 공기는 계속해서 필터링부(180)를 통과하게 되면서 필터링부(180)에 구성된 헤파 필터 등에 의해 공기 내에 잔존한 각종 오염물질 등은 필터링부(180)에서 완전히 제거된다.
따라서, 본 발명의 공기정화시스템(100)을 통과하는 공기는, 최초 연소부(140)를 통과하면서 연소되어 서로 분리된 각종 성분들의 분자들이 미처 재결합되기 전에 이온 흡착부(150)와, TiO2 촉매부(160), 워터 스크린부(170) 및 필터링부(180)를 순차적으로 통과하면서 공기로부터 각각 걸러지게 된다.
이와 같이 공기정화시스템(100)을 통과한 공기는 휘발성 유기화합물이 완전 제거된 상태를 이룰 수 있을 뿐 아니라 공기 중의 각종 오염물질이나 분진, 미세 이물질 역시 제거되게 된다.
도 1은 종래의 공기정화시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기정화시스템의 열교환기를 도시한 부분 절개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 단면도로서, 도 4a는 도 3의 A-A선 단면도이고, 도 4b는 도 3의 B-B선 단면도이며, 도 4c는 도 3의 C-C선 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 공기정화시스템 110 : 본체
111 : 유입구 112 : 배출구
120 : 송풍팬 130 : 열교환기
131 : 흡입유로 132 : 토출유로
133 : 방열판 140 : 연소부
141 : 히터 150 : 이온 흡착부
160 : 촉매부 170 : 워터 스크린부
171 : 급수노즐 172 : 격벽
173 : 저수부 180 : 필터링부

Claims (5)

  1. 공기가 유입되어 유동되는 본체와;
    상기 본체에 설치되어, 공기를 본체 내로 강제 유동시키는 송풍팬과;
    상기 본체에 설치되어, 송풍팬에 의해 유동되는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들을 연소시켜 분해하는 연소부와;
    상기 연소부 전방의 본체에 설치되어, 공기가 통과되는 한편 연소부에서 연소된 고온의 공기가 재유입되어 연소부를 통과하기 전의 공기와 열교환되면서 이 공기를 예열시키는 예열부와;
    상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기 중에 물을 공급하여 공기로부터 각종 유해성분이나 오염물질들을 제거하는 워터 스크린부와;
    상기 본체에 설치되어, 유동되는 공기로부터 각종 오염물질을 제거하는 필터링부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 예열기능을 갖는 공기정화시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열부는 송풍팬과 연소부 사이의 본체에 열교환기로 구성되되,
    상기 열교환기는, 방열판이 절곡 형성되어 본체 외부의 공기가 통과하는 흡입유로와, 연소부에서 연소된 고온의 공기가 통과하는 토출유로가 서로 교차되도록 구획되어 형성된 것을 특징으로 하는 예열기능을 갖는 공기정화시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소부와 워터 스크린부 사이의 본체에는 공기 중의 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 탄소를 흡착하여 제거하는 이온 흡착부가 구성된 것을 특징으로 하는 예열기능을 갖는 공기정화시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이온 흡착부는 활성탄이나 리모나이트로 구성되거나 또는 이들의 혼합물로 구성된 것을 특징으로 하는 예열기능을 갖는 공기정화시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이온 흡착부와 워터 스크린부 사이의 본체에는 이온 흡착부에서 탄소가 제거된 각종 유해성분이나 오염물질을 이루는 성분들 중 수소와 산소를 결합시켜 반응시키는 촉매부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 예열기능을 갖는 공기정화시스템.
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