KR20150052707A

KR20150052707A - 원심분리형식의 습식 공기정화기

Info

Publication number: KR20150052707A
Application number: KR1020130134454A
Authority: KR
Inventors: 윤장식
Original assignee: 윤장식
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2015-05-14

Abstract

본 발명은 오염 공기를 원심팬의 직접회전력에 의하여 오염 공기를 정화하는 것으로서, 에너지 송풍효율과 소음감소를 해결하기 위하여 청정 공기를 원주방향으로 배기하도록 원통형 케이싱을 구성한 것이다.
공기중의 오염물질을 물로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물을 원심 분리하여 공기를 정화하는 원심분리 형식의 공기 정화기에 있어서, 공기에 물을 분사하는 물분사장치(3)와, 및 물분사장치(3)의 하류에서 공기도관(10)으로 연결된 하우징(9)와, 및 하우징(9)의 내부에 설치되어 습공기를 흡입하고 원심 분리하는 원심형식의 송풍팬(8)과, 및 원심형식의 송풍팬(8)의 하류에서 습공기의 원심력을 유지하면서 배수하는 1차 와류실(4)과 및, 1차 와류실(4)의 하부에 위치하여 오염수를 배출하는 1차 배수구(11)와, 및 1차 와류실(4)의 하류에 위치하여 공기를 원주방향으로 배기구(32B)를 통하여 배출하는 원통형 케이싱(32)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기를 구성한 것이다.

Description

원심분리형식의 습식 공기정화기{WET TYPE CENTRIFUGAL SEPERATION AIR CLEANER}

본 발명은 미세먼지, 유해가스, 병원균을 포함한 공기 중의 오염물질을 원심 분리하여 공기를 정화하는 것으로서, 고속회전 원심 형식의 송풍 팬에서 발생하는 직접적인 원심 분리력을 이용하면서 공기의 와류상태에 기초하여 공기 또는 기체로부터 무거운 오염물질을 비중차이로 원심분리 정화하는 원심 분리형식의 공기정화기에 관한 것이다.

종래의 공기 정화기술에서는 일반적으로 고체 형태의 기계식 필터 방식을 이용하고 있으나 미세입자상 먼지를 완전하게 포집하여 정화하지 못하며, 분진이 함유된 공기가 유인되면 여과포 표면에 누적되고, 필터 막힘으로 인하여 집진효율이 급격하게 저하되고 병원균 또는 세균의 온상지가 되기도 하며, 따라서 정기적인 교체에 따른 유지보수의 문제점이 있으며, 폐기된 필터 부직포로 인하여 2차 환경오염물질을 생성하여 지구 환경오염의 주요원인이 되고 있다.

더욱 광촉매, 전기 집진, 플라즈마 방식의 공기정화장치는 비전도성, 미세입자상 먼지에 대한 공기정화효율이 저조하며, 더욱 전기집진방식, 음이온 발생 공기정화장치는 인체 보건 위생에 유해한 오존의 부작용이 있는 것으로 알려지고 있다.

종래의 건식 원심형식의 공기정화기는 미세먼지, 담배연기, 휘발성 유기화합물(VOCs)을 포함한 유해가스를 포집하여 정화하는 것이 불가능한 것으로서, 단순하게 공기 중의 굵은 먼지를 제한적으로 원심분리하여 정화하는 수준이다.

본 발명은 동일 출원인 및 발명자에 의하여 PCT/KR2005/000324 (출원일: 2005.02.03), "AIR PURIFICATION APPARATUS UTILIZING A CENTRIFUGAL IMPELLER", 과 PCT/KR2006/000251 (출원일: 2006.01.23), " CENTRIFUGAL WET TYPE AIR CLEANER UTILIZING A SPIN VAPORIZER AND A SPIRAL ON THE BASIS OF A LABYRINTH EFFECT", 국제출원에 기초한 발명으로서, 공기에 함유된 세균, 먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 세정수를 이용하여 포집한 후 전동기에 의하여 회전하는 원심 임펠러의 회전에 기초한 와류상태의 공기 흐름을 발생하여 원심 분리력을 발생하는 공기역학에 기초한다. 따라서 본 발명은 동일출원인, 발명자의 선발명 구조에 기초하여 공기가 원주방향으로 배출되는 원통형 케이싱을 설치하여 에너지 송풍효율을 높이도록 개선한 것이다.

본 발명은 공기의 오염물질을 기체와의 비중차이를 이용하여 원심 분리에 의하여 기계식 고체 필터가 없이 정화하는 것으로서, 공기에 함유된 세균, 먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 전동기에 의하여 고속 회전하는 원심 임펠러의 회전을 직접 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하고, 및 원심력을 갖는 공기 흐름에 대한 원심분리력을 효율적으로 이용하도록 와류실을 구성하여 공기를 고성능으로 청정하도록 본체를 구성한 것으로서, 본체의 후단에 원통형 케이싱을 구성하여 원주방향으로 공기를 외부로 배기하여 에너지효율을 개선한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 원심분리 형식의 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 물로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물을 원심 분리하여 공기를 정화하는 원심분리 형식의 공기 정화기에 있어서, 공기에 물을 분사하는 물분사장치(3)와, 및 물분사장치(3)의 하류에서 공기도관(10)으로 연결된 하우징(9)과, 및 하우징(9)의 내부에 설치되어 습공기를 흡입하고 원심 분리하는 원심형식의 송풍팬(8)과, 및 원심형식의 송풍팬(8)의 하류에서 습공기의 원심력을 유지하면서 배수하는 1차 와류실(4)과 및, 1차 와류실(4)의 하부에 위치하여 오염수를 배출하는 1차 배수구(11)와, 및 1차 와류실(4)의 하류에 위치하여 공기를 원주방향으로 배기구(32B)를 통하여 배출하는 원통형 케이싱(32)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 오염공기를 효율적으로 정화하도록 물분사장치(3)에 공급되는 물에 화학제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 1차 와류실(4)의 후단에서 공기통과 면적이 좁아지게 형성한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 원통형 케이싱(32)의 내부에 2차 와류실(4A)을 구비한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 원통형 케이싱(32)의 내부에 나선형 공기흐름가이드(32C)를 설치한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 1차 와류실(4)의 하부에 설치한 1차 배수관(11)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 2차 와류실(4A)의 하부에 설치한 2차 배수관(11A)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기를 구성한 것이다.

종래의 기계식 고체 필터 공기청정기보다 공기정화효율이 높으며 필터 막힘으로 인한 공기저항으로 인한 불필요한 에너지 소모가 없이 단위시간당 큰 공기 유량을 정화하고 이송하는 특징이 있다. 따라서 가정용 공기조화기, 병원, 무균 청정실, 클린룸, 지하건물, 지하철역사, 휘발성 유기화합물 발생 설비, 악취 화학공장, 페인트 도료제조공장에 이용할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 원심분리 형식의 습식 공기 청정기의 구성도
도 2 는 도 1의 원심형식의 송풍팬, 원심분리 작동도
도 3 은 도 1의 A-A 단면도, 고정 지지대
도 4 는 도 1의 B-B 단면도, 환형의 와류실, 공기흐름도 및 배수도
도 5 는 도 1의 원통형 케이싱의 측면도
도 6 은 도 1의 원통형 케이싱에 설치한 나선형 가이드 측면도

도 1 은 본 발명에 따른 원심분리 형식의 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 물로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물을 원심 분리하여 공기를 정화하는 원심분리 형식의 공기 정화기에 있어서, 공기에 물을 분사하는 물분사장치(3)와, 및 물분사장치(3)의 하류에서 공기도관(10)으로 연결된 하우징(9)과, 및 하우징(9)의 내부에 설치되어 습공기를 흡입하고 원심 분리하는 원심형식의 송풍팬(8)과, 및 원심형식의 송풍팬(8)의 하류에서 습공기의 원심력을 유지하면서 배수하는 1차 와류실(4)과 및, 1차 와류실(4)의 하부에 위치하여 오염수를 배출하는 1차 배수구(11)와, 및 1차 와류실(4)의 하류에 위치하여 공기를 원주방향으로 배기구(32B)를 통하여 배출하는 원통형 케이싱(32)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 오염공기를 효율적으로 정화하도록 물분사장치(3)에 공급되는 물에 화학제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 1차 와류실(4)의 후단에서 공기통과 면적이 좁아지게 형성한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 원통형 케이싱(32)의 내부에 2차 와류실(4A)을 구비한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 원통형 케이싱(32)의 내부에 나선형 공기흐름가이드(32C)를 설치한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 1차 와류실(4)의 하부에 설치한 1차 배수관(11)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기와 및, 2차 와류실(4A)의 하부에 설치한 2차 배수관(11A)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심분리형식의 습식 공기정화기를 구성한 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 구성에 기초한 작용을 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 원심분리 형식의 공기 청정기의 구성도에 도시한 바와 같이, 전동기(33)에 의하여 원심형식의 송풍팬(8)이 회전하면 오염공기를 흡입한다. 더욱 오염공기는 물분사장치(3)에 의하여 물정화실(3A)에서 공기중의 오염물질을 세정수 미립자로 3차원 입체 포집하도록 한 것이다. 따라서 원심형식의 송풍팬(8)을 통과한 공기는 하우징(9)의 내면과 와류실린더(13)의 사이에서 형성한 와류실(4)에서, 화살표로 도시한 바와 같이, 와류실(4)에서 와류상태를 유지하면서 원심 분리력으로 비중차이에 따른 공기와 액체의 분리작용을 하면서 공기중의 오염물질을 정화한다. 여기서 물분사장치(3)에 세정수를 공급하는 상수도를 이용하여 무화할 수 있다. 여기서 오염공기를 효율적으로 정화하도록 물분사장치(3)에 공급되는 물에 화학제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 공기정화기를 구성한 것이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 1차 와류실(4)의 후단에서 공기통과 면적이 좁아지게 형성한 것을 특징으로 하는 원심형식의 공기정화기를 구성한 것 이다. 따라서 물이 공기흐름과 동반하여 배출되는 캐리오버 현상이 발생되지 않도록 내부와 외부 압력의 차이를 작게하는 구조가 필요하므로, 본체의 와류실과와 외부의 급격한 압력차이 변화를 작게 구성한것 이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 원심형식의 송풍팬(8)과 공기도관(10)으로 연결한 물정화실(3A)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 공기정화기를 구성한 것이다. 따라서 건물구조에 따라 물정화실(3A)을 건물내부에 설치하고 오염공기를 공기도관(10)을 통하여 이송하도록 원심형식의 송풍팬(8) 또는 하우징(9)를 배치하도록 구성한 것이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 본체(7)의 내부에서 하우징(9)과 배기통(13)의 사이에 환형으로 형성한 와류실(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심분리 형식의 공기 정화기를 구성한 것이다.

도 2 는 도 1의 원심형식의 송풍팬, 원심분리 작동도에 도시한 바와 같이, 원심형식의 송풍팬(8)은 전동모터(33)의 회전축(33A)에 고정되어 회전된다. 원심형식의 송풍팬(8)의 날개(8A)에 의하여 공기는 흡입됨과 동시에 원심력에 의하여 회전하고 공기는 와류상태가 된다. 본 발명에서는 원심형식의 송풍팬(8) 와류를 이용하여 공기정화를 하도록 구성한 것이다.

도 3 은 도 1의 A-A 단면도, 고정 지지대에 도시한 바와 같이, 하우징(9)의 내부에서 와류실(4)을 형성하도록 와류실린더(13)를 고정하는 와류실린더 지지대(16)를 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기를 구성한 것이다. 상세하게 설명하면 와류실린더(13)는 와류실린더 지지대(16)에 의하여 하우징(9)에 고정되어 있으며 하우징(9)의 내면과 와류실린더(13)의 사이에서 형성한 와류실(4)을 통하여 와류상태의 공기가 흐를 수 있도록 한 것이다. 여기서 특수한 유독가스에 대한 공기정화 목적으로 와류실(4)에는 와류를 유도하도록 나선형 볼텍스 날개(미도시)를 추가로 설치할 수 있다. 여기서 와류실린더(13)는 와류실린더 지지대(16)에 의하여 하우징(9)의 원통벽에 양단 지지보 형태로 2개 이상으로 구성할 수 있다.

도 4 는 도 1의 B-B 단면도, 환형의 와류실, 공기흐름도 및 배수도에 도시한 바와 같이, 공기보다 비중이 무거운 세정수는 원심력에 의하여 하우징(9)의 하부에 설치한 배수관(11)을 통하여 배수된다. 여기서 가벼운 청정 공기는 하우징(9)의 내면과 와류실린더(13)의 사이에서 형성한 와류실(4)에서, 화살표로 표시한 바와 같이, 회전하면서 와류상태를 유지하면서 배기구 방향으로 원통형 케이싱(32)로 이송된다. 상기와 같이 세정수가 공기흐름에 따라 외부로 비산하는 캐리오버(CARRY OVER)현상 방지, 및 에너지 송풍효율을 개선하기 위하여 원주방향으로 공기가 배출하도록 배기구(32B)를 갖는 원통형 케이싱(32)을 구성한 것이다. 여기서 와류상태의 공기에서 비중차이로 원심분리된 오염수는 1차 와류실(4)의 하부에 설치한 1차 배수관(11)을 통하여 배출된다.

도 5 는 도 1의 원통형 케이싱의 측면도에 도시한 바와 같이, 원심형식의 송풍팬(8)의 직접회전에 의하여 발생한 와류를 원통형 케이싱(32)을 이용하여 원주방향으로 배출되므로 에너지효율을 개선한 것이다. 더욱 원통형 케이싱(32)의 와류실(4A)에서 공기의 선회류 속도가 높아지게 되어 원심 분리력이 크게 높아지게 되어 공기정화를 개선하는 효과가 있다. 여기서 와류상태의 공기에서 비중차이로 원심분리된 오염수는 원통형 케이싱(32)의 2차 배수구(11A)를 통하여 배출하도록 구성한것 이다.

도 6 은 도 1의 원통형 케이싱에 설치한 나선형 가이드 측면도에 도시한 바와 같이, 원통형 케이싱(32)의 내부에 나선형 공기흐름가이드(32C)를 설치한 것을 특징으로 하는 원심형식의 공기정화기를 구성한 것이다. 따라서 세정수가 공기흐름과 같이 동반 배출하는 문제를 해결한것 이다. 상기와 같이 나선형 가이드(32C)는 원통형 케이싱(32)의 흡기구(32A)를 통하여 들어온 와류형태의 공기 흐름을 나선형으로 배기구(32B)로 배출되도록 구성한 것이다. 따라서 배기구(32B)는 원주방향으로 공기를 외부로 배기하여 에너지효율을 개선한 것이다. 여기서 나선형 공기흐름가이드(32C)는 오염수가 하부로 배수되도록 경사지게 설치되도록 구성한것이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 물분사장치(3)에 공급되는 물은 펌프에 의하여 공급하여 분사하도록 구성한 것 이다. 여기서 물분사장치(3)는 물을 분사하는 장치로서 펌프, 회전무화장치, 노즐, 초음파장치를 포함한 물분사장치를 이용하는 것을 의미한다. 더욱 물을 분사하고 공기중의 오염물질을 정화하여 더러워진 물을 정화한후 다시 순환시키는 것을 포함한다.

본 발명에서는 사용목적에 따라 물을 분사하여 오염물질을 포집하는 철망, 프리필터, 헤파필터 및 카본필터를 포함한 기계식 필터를 이용하는 것을 포함한다.

본 발명에서는 사용목적에 따라 유해가스 정화용 화학제를 물에 희석하는 액체 또는 유해가스정화용 액체를 이용하는 것을 포함한다.

본 발명에서는 공기를 모든 오염물질을 함유한 기체 상태의 유체로 정의한다.

3: 물분사장치 4: 1차 와류실
8: 원심형식의 송풍팬 9: 하우징
11: 1차 배수구 32: 원통형 케이싱
32B: 배기구 32C:나선형 공기흐름가이드

Claims

공기중의 오염물질을 물로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물을 원심 분리하여 공기를 정화하는 원심분리 형식의 공기 정화기에 있어서, 공기에 물을 분사하는 물분사장치(3)와, 및 물분사장치(3)의 하류에서 공기도관(10)으로 연결된 하우징(9)과, 및 하우징(9)의 내부에 설치되어 습공기를 흡입하고 원심 분리하는 원심형식의 송풍팬(8)과, 및 원심형식의 송풍팬(8)의 하류에서 습공기의 원심력을 유지하면서 배수하는 1차 와류실(4)과 및, 1차 와류실(4)의 하부에 위치하여 오염수를 배출하는 1차 배수구(11)와, 및 1차 와류실(4)의 하류에 위치하여 공기를 원주방향으로 배기구(32B)를 통하여 배출하는 원통형 케이싱(32)을 갖는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기.
청구항 1에 있어서, 오염공기를 효율적으로 정화하도록 물분사장치(3)에 공급되는 물에 유해가스 흡착용 화학제를 희석하여 이용하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기.
청구항 1에 있어서, 1차 와류실(4)의 후단에서 공기통과 면적이 좁아지게 형성한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기.
청구항 1에 있어서, 원통형 케이싱(32)의 내부에 2차 와류실(4A)을 구비한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기.
청구항 1에 있어서, 원통형 케이싱(32)의 내부에 나선형 공기흐름가이드(32C)를 설치한 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기정화기.