KR20100098170A - 공기 청정기 - Google Patents

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KR20100098170A
KR20100098170A KR1020090017207A KR20090017207A KR20100098170A KR 20100098170 A KR20100098170 A KR 20100098170A KR 1020090017207 A KR1020090017207 A KR 1020090017207A KR 20090017207 A KR20090017207 A KR 20090017207A KR 20100098170 A KR20100098170 A KR 20100098170A
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KR1020090017207A
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유준영
박찬정
김형준
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웅진코웨이주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B01D46/12—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces in multiple arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof

Abstract

본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 유동을 발생시키는 송풍팬(160)과, 상기 송풍팬(160)의 전방에 배치되어 상기 송풍팬(160)에 의해 흡입되는 공기를 정화하는 필터부(200)를 구비하고, 상기 필터부(200)는 상부에 배치되는 상부 필터 부재(220)와 하부에 배치되는 하부 필터 부재(240)를 구비하며, 상기 상부 필터 부재(220)와 상기 하부 필터 부재(240)는 상기 송풍팬(160)에 대해 상이한 이격 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 하부 필터 부재(240)와 송풍팬(160) 사이에 넓은 흡입 공간을 형성함으로써, 보다 넓은 공기 유로가 확보되고 난류가 발생하더라도 이를 수용할 수 있으므로, 팬 전체에 걸리는 차압이 낮아지고 필터의 성능이 향상된다.
Figure P1020090017207
상부 필터 부재, 하부 필터 부재, 송풍팬, 배리어

Description

공기 청정기{AIR CLEANER}
본 발명의 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 청정기는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치를 말하는 것으로, 오염된 공기를 팬으로 흡입하여 미세한 먼지를 집진하거나 필터링하고 악취를 탈취하는 기능을 한다.
도 1은 종래의 공기 청정기의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 공기 청정기(10)는 몸체부(20)와 필터부(40)를 구비한다. 몸체부(20)는 공기 청정기(10)의 외관을 형성하며, 몸체부(20)의 전면에는 실내 공기를 흡입하는 흡입구(24)가 형성된 전면 커버(22)가 설치되고, 몸체부(20)의 상부에는 정화된 공기가 토출되는 토출구(26)가 형성된다. 몸체부(20)에는 오염된 공기를 정화하는 필터부(40)와, 회전력에 의해 실내 공기를 흡입하고 정화된 공기를 다시 실내로 토출하는 송풍팬(미도시)이 설치된다. 송풍팬은 전방으로 공기가 흡입되고, 흡입된 공기가 팬의 둘레 방향으로 배출되는 시로코팬(다익팬)이 적용된다.
그런데, 이와 같이 구성된 공기 청정기(10)에서는, 상측 필터 부분에 걸리는 흡입 압력이 하측 필터 부분에 걸리는 흡입 압력보다 높아 상하간에 압력 불균형이 발생하는 문제가 있다. 이는 팬에 의해 흡입되는 공기가 상방으로 토출되기 때문에, 상측의 공기가 하측의 공기보다 쉽게 흡입되는 것에 기인한다. 도 3a는 필터와 팬 사이에 형성되는 공기 유로를 도시한 것인데, 이를 참조하면 하측의 공기 유로(a)는 개구에 도달하지 못하고 배리어에 의해 차단되는 것을 볼 수 있는데, 이렇게 차단되는 공기는 필터와 배리어 사이에 난류를 형성하여 원활한 통기를 방해하게 된다.
도 4a는 팬에 걸리는 차압을 전산 유체 역학(CFD)의 방법에 의해 구한 것으로, 전체적으로 차압이 높게 나타나는 것을 볼 수 있는데(평균 차압 -43.7 Pa), 이는 필터와 배리어 사이의 하측 부분에서 발생하는 난류에 의해 원활한 통기가 방해되어, 풍량 저하가 발생하기 때문이다.
뿐만 아니라, 필터 상측의 흡입 압력이 필터 하측의 흡입 압력보다 높으므로, 필터의 상하부에서 걸러지는 먼지량의 불균형이 발생하고, 필터의 상하부의 수명의 편차가 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 필터의 상하부에 걸리는 압력 불균형을 해소하고 풍량을 증대시킴으로써, 필터의 집진 효율을 향상시킨 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 공기 유동을 발생시키는 송풍팬과, 상기 송풍팬의 전방에 배치되어 상기 송풍팬에 의해 흡입되는 공기를 정화하는 필터부를 구비하고, 상기 필터부는 상부에 배치되는 상부 필터 부재와 하부에 배치되는 하부 필터 부재를 구비하며, 상기 상부 필터 부재와 상기 하부 필터 부재는 상기 송풍팬에 대해 상이한 이격 거리를 갖는 공기 청정기를 제공한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 송풍팬과 상기 필터부의 사이에 개구가 형성된 배리어가 설치되고, 상기 하부 필터 부재와 상기 배리어 사이의 이격 거리가 상기 상부 필터 부재와 상기 배리어 사이의 이격 거리 보다 크다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 송풍팬에 의해 발생되는 공기 유동은 전방에서 흡입되어 상방으로 토출된다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 상기 상부 필터 부재와 상기 하부 필터 부재는 별개로 착탈 가능하다.
본 발명에 따르면, 하부 필터 부재와 배리어 사이에 넓은 흡입 공간을 형성함으로써, 보다 넓은 공기 유로가 확보되고 난류가 발생하더라도 이를 수용할 수 있으므로, 팬 전체에 걸리는 차압이 낮아지고 필터의 성능이 향상된다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 공기 청정기(100)는 몸체부(120)와 필터부(200)를 구비한다.
몸체부(120)는 공기 청정기(100)의 외관을 형성하며, 몸체부(120)의 전면에는 실내 공기를 흡입하는 흡입구(124)가 형성된 전면 커버(122)가 설치되고, 몸체부(120)의 상부에는 정화된 공기가 토출되는 토출구(126)가 형성된다.
몸체부(120)에는 필터부(200)와, 회전력에 의해 실내 공기를 흡입하고 정화된 공기를 다시 실내로 토출하는 송풍팬(160)이 설치된다. 송풍팬(160)은 전방으로 공기가 흡입되고, 흡입된 공기가 팬의 둘레 방향으로 배출되는 시로코팬이다. 송풍팬(160)과 필터부(200)의 사이에는 개구(182)가 형성된 배리어(180)가 설치되며, 필터부(200)에 의해 정화된 공기가 이 개구(182)를 통해 송풍팬(160)에 흡입된다.
필터부(200)는 상부에 배치되는 상부 필터 부재(220)와 하부에 배치되는 하부 필터 부재(240)를 구비한다. 상부 필터 부재(220)와 하부 필터 부재(240)는 각각 기능이 다른 복수의 필터를 구비할 수 있다.
예를 들어, 상부 필터 부재(220)는 프리 필터, 미디엄 필터, 탈취 필터, 및 헤파 필터를 구비할 수 있다.
프리 필터는 항균 소재를 사용하여 구성할 수 있으며, 비교적 큰 먼지, 곰팡이, 머리카락, 애완 동물의 털 등을 제거할 수 있다. 미디엄 필터는 항균 소재를 사용하여 구성할 수 있으며, 중간 크기의 먼지, 애완 동물의 털 등을 제거할 수 있다. 또한, 프리 필터와 미디엄 필터 중 적어도 하나는 황사 필터, 유아 전용 필터, 새집 전용 필터, 헌집 전용 필터 등 기능성 필터로 구성할 수 있다.
탈취 필터는 석탄이나 야자각의 탈취 필터로 담배 연기, 휘발성 유기 화합물, 기타 악취 물질을 흡착, 제거하는 기능을 한다.
헤파 필터는 유입되는 실내 공기에 함유된 해로운 집먼지, 진드기, 바이러스, 곰팡이 등과 같은 유해 물질과 미립자 0.3 마이크론 크기의 오염 먼지를 99%까지 깨끗하게 제거할 수 있다.
하부 필터 부재(240)도 상부 필터 부재(220)와 마찬가지로 프리 필터, 미디엄 필터, 탈취 필터, 및 헤파 필터를 구비할 수 있다.
상부 필터 부재(220)와 하부 필터 부재(240)는 각각 몸체부(120)에 탈착 가능하게 설치한다. 하부 필터 부재(240)와 배리어(180) 사이의 간격은 상부 필터 부재(220)와 배리어(180) 사이의 간격 보다 크게 되도록 두 필터 부재 사이에 수평 방향으로 단차를 주어 설치한다. 이는 하부 필터 부재(240)와 배리어(180) 사이에 넓은 흡입 공간을 형성함으로써, 보다 넓은 공기 유로를 확보하고, 난류가 발생하더라도 이를 수용할 수 있게 하는 것이다. 따라서, 팬 전체에 걸리는 차압이 낮아 지고 필터의 성능이 향상될 수 있는 것이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 있어서 필터와 팬 사이에 형성되는 공기 유로를 도시한 것인데, 이를 참조하면 도 3a에서 배리어(180)에 의해 차단되었던 공기 유로(a)가 개구(182)를 통해 통과하는 것을 알 수 있고, 따라서 도 3a의 경우보다 상대적으로 난류의 발생이 적게 된다. 또한, 난류가 발생한다고 하여도 하부 필터 부재(240)와 배리어(180) 사이의 넓은 흡입 공간이 난류를 수용할 수 있으므로, 통기율이 상승한다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 있어서 팬에 걸리는 차압을 전산 유체 역학(CFD)의 방법에 의해 구한 것인데, 도 4a에 비해서 차압이 현저하게 낮아진 것을 확인할 수 있고(평균 차압 -97.8 Pa), 이는 하부 필터 부재(240)와 배리어(180) 사이에 넓은 흡입 공간을 확보함으로써 하부에서의 난류의 영향을 저감하여 결과적으로 풍량이 증가하는 결과를 보여주는 것이다.
또한, 필터 하측의 공기 유로가 넓게 확보됨으로써 상하부 필터 부재의 압력 불균형을 해소하고, 필터 부재의 성능 유효 면적이 넓어지는 만큼 먼지 제거 효과 및 필터의 상하부의 수명의 편차가 감소하게 된다.
한편, 상부 필터 부재(220)와 하부 필터 부재(240)는 동일한 것일 수 있으며, 동일한 것을 사용하는 경우 상부 필터 부재(220)와 하부 필터 부재(240)는 구분없이 상하 어느 일측에 장착될 수 있고, 어느 일측의 수명이 먼저 다한 경우 사용자는 그 부분의 필터 부재만 교체할 수 있다.
상부 필터 부재(220)와 하부 필터 부재(240)는 공기 청정기(100)의 크기나 디자인, 팬의 구조와 성능에 따라 다른 형상의 것을 사용할 수도 있다.
도 5a는 다양한 크기와 형상의 필터 부재(A, B, C, D)를 도시하고 있고, 도 5b는 각 필터 부재(A, B, C, D)의 조합을 도시하고 있다. 각 필터 부재(A, B, C, D)의 조합으로는 A+B, B+B, C+C, C+D 가 도시되어 있지만, 이 외에도 다양한 형태의 조합이 가능할 것이다.
이와 같이, 복수의 필터 부재를 병렬로 조합하여 공기 청정기에 장착하는 경우, 생산하는 모든 종류의 공기 청정기에 채용되는 필터 부재를 제작할 필요가 없고 소정의 규격화된 필터만 생산하여, 서로 다른 제품에 공용으로 사용할 수 있다.
즉, 다수의 다른 제품들을 양산하는 경우 그에 맞는 필터를 별도로 개발할 필요없이 구현하고자 하는 성능에 맞추어 최적의 필터를 조합하기만 하면 되므로, 경제적으로나 활용적인 측면에 있어서 바람직하다.
도 1은 종래의 공기 청정기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 분해 사시도이다.
도 3a는 종래의 공기 청정기의 필터와 팬 사이에 형성되는 공기 유로를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 필터와 팬 사이에 형성되는 공기 유로를 도시한다.
도 4a는 종래의 공기 청정기의 팬에 걸리는 차압을 도시한다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정기의 팬에 걸리는 차압을 도시한다.
도 5a는 다양한 크기와 형상의 필터 부재를 도시한다.
도 5b는 다양한 필터 부재의 조합을 도시한다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
160 송풍팬 180 배리어
182 개구 200 필터부
220 상부 필터 부재 240 하부 필터 부재

Claims (4)

  1. 공기 유동을 발생시키는 송풍팬(160)과, 상기 송풍팬(160)의 전방에 배치되어 상기 송풍팬(160)에 의해 흡입되는 공기를 정화하는 필터부(200)를 구비하고,
    상기 필터부(200)는 상부에 배치되는 상부 필터 부재(220)와 하부에 배치되는 하부 필터 부재(240)를 구비하며,
    상기 상부 필터 부재(220)와 상기 하부 필터 부재(240)는 상기 송풍팬(160)에 대해 상이한 이격 거리를 갖는 공기 청정기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 송풍팬(160)과 상기 필터부(200)의 사이에 개구(182)가 형성된 배리어(180)가 설치되고,
    상기 하부 필터 부재(240)와 상기 배리어(180) 사이의 이격 거리가 상기 상부 필터 부재(220)와 상기 배리어(180) 사이의 이격 거리 보다 큰 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 송풍팬(160)에 의해 발생되는 공기 유동은 전방에서 흡입되어 상방으로 토출되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상부 필터 부재(220)와 상기 하부 필터 부재(240)는 별개로 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
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