KR20160034107A

KR20160034107A - 집진장치용 스마트 필터 구조체

Info

Publication number: KR20160034107A
Application number: KR1020140125212A
Authority: KR
Inventors: 박명덕
Original assignee: 주식회사 청림아쿠아
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-03-29

Abstract

본 발명은 진공청소기나 집진기 등과 같은 집진장치에 사용할 수 있는 스마트 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조가 간단하고, 미세먼지의 배출이 거의 없으며, 이물질수집통을 하나로 통합하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 이물질로 오염될 곳이 없어 별도의 청소나 관리가 거의 필요 없는 집진장치용 스마트 필터 구조체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 집진장치용 스마트 필터 구조체에 있어서, 구동부의 구동에 따라 내측으로 흡입된 공기를 회전시켜 이물질을 1차 필터링하는 세퍼레이터와; 세퍼레이터의 하부에 배치되어 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 수집되는 이물질수집수단; 및 세퍼레이터를 통과한 공기를 물로 세척시켜 이물질을 2차 필터링하는 물필터; 를 포함하는 집진장치용 스마트 필터 구조체를 제공한다.

Description

집진장치용 스마트 필터 구조체{SMART FILTER STRUCTURE FOR DUST COLLECTOR}

본 발명은 진공청소기나 집진기 등과 같은 집진장치에 사용할 수 있는 스마트 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조가 간단하고, 미세먼지의 배출이 거의 없으며, 이물질수집통을 하나로 통합하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 이물질로 오염될 곳이 없어 별도의 청소나 관리가 거의 필요 없는 집진장치용 스마트 필터 구조체에 관한 것이다.

기존 집진기나 청소기는 오염물질과 공기를 함께 흡입하여 여과필터나 백필터, 사이클론 등으로 공기 중의 오염물질을 제거하고 깨끗한 공기를 배출하는데, 여과필터나 백필터에 이물질들이 퇴적되어 시간이 지남에 따라 필터가 막히면서 흡입력이 저하되어 필터청소나 혹은 교환이 필요하게 되는 불편함이 수반되고, 이들 필터성능의 한계로 미세먼지 제거가 제대로 이루어지지 않아서 배출공기 중에 미세먼지가 섞여서 주변 환경을 오염시킨다.

한편, 오손된 필터청소와 쌓인 먼지처리는 매우 힘든 작업으로서 작업자들이 매우 기피하는 것으로 기계장치 고장의 대부분을 차지한다.

그래서, 예를 들면 특허문헌 1과 같은 "진공청소기용 필터장치 및 이를 구비한 진공청소기" 등에서는 필터의 청소 간격이나 교체 간격이 길어질 수 있는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같은 종래기술의 경우 구조가 복잡하고 생각보다 필터를 자주 청소하거나 교체해야 하는 문제점을 갖고 있었다.

또한, 물필터를 사용하는 집진기나 청소기도 시중에 출시되고 있지만, 다량의 오염물질이 유입되는 경우에는 필터로 사용되는 물량보다 오염물질이 더 많아 사실상 사용이 불가능하고, 오염물질에 따라서는 물과 혼합한 이물질의 뒤처리가 더욱 힘들어 사용이 불가능한 경우도 있다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

(특허문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2011-0121389호

본 발명은 전술한 바와 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은 구조가 간단하고, 미세먼지의 배출이 거의 없는 집진장치용 스마트 필터 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이물질수집통을 하나로 통합하여 사용할 수 있는 집진장치용 스마트 필터 구조체를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이물질로 오염될 곳이 없어 별도의 청소나 관리가 거의 필요 없는 집진장치용 스마트 필터 구조체를 제공하는 데 있다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 집진장치용 스마트 필터 구조체에 있어서, 구동부의 구동에 따라 내측으로 흡입된 공기를 회전시켜 이물질을 1차 필터링하는 세퍼레이터와; 세퍼레이터의 하부에 배치되어 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 수집되는 이물질수집수단; 및 세퍼레이터를 통과한 공기를 물로 세척시켜 이물질을 2차 필터링하는 물필터; 를 포함하는 집진장치용 스마트 필터 구조체를 제공한다.

세퍼레이터는, 상측에 공기의 유입통로가 형성되고, 공기가 유입통로를 통해 내측 아래로 일정 각도 경사져있는 접선방향으로 유입되어 선회기류를 이루면서 발생하는 원심력과 직진운동에너지에 의해 이물질을 분리시키는 원통형의 몸체와; 몸체의 상측에 결합되고, 이물질이 분리된 공기가 유출되는 유출구가 구비된 커버; 및 몸체의 하측에 결합되고, 공기에서 분리된 이물질이 이물질수집수단으로 이동하도록 안내하며, 이물질수집수단에 수집된 이물질이 몸체측으로 역류하는 것을 방지하는 가이드; 를 포함하도록 구성될 수 있다.

몸체의 외주면을 따라 경사지게 형성되어 유입통로를 통해 내측으로 유입된 공기 중 미세먼지가 가이드측에 가깝게 배출되도록 하는 미세먼지통로가 더 형성되도록 구성될 수 있다.

몸체의 하측은, 커버가 결합되는 상측부분과 중간부분에 비해 더 큰 직경을 갖도록 계단식으로 확장되어 형성되고, 가이드는, 몸체의 하측 내면으로부터 이격되도록 위치하여 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 이물질수집수단으로 이동하는 이물질통로를 제공하며, 몸체의 하측 형상에 따라 계단식으로 직경이 다른 형상을 갖도록 구성될 수 있다.

커버는, 유출구 주변에 서로 떨어지게 다수 형성되고, 유입통로를 통해 공기가 몸체 내측으로 유입되어 회전하는 방향으로 휘어져 형성되는 블레이드와; 블레이드와 떨어져 형성되고, 공기 중의 이물질이 유출구측으로 이동하는 것을 방지하는 원형분리벽; 및 한쪽은 원형분리벽에 접하고, 다른 쪽은 점차 몸체의 내측면에 가까워지되 미세먼지통로의 입구측에서 몸체의 내측면에 접하도록 형성되는 안내벽; 을 포함하도록 구성될 수 있다.

이물질수집수단은, 이물질수집통; 및 이물질수집통에 배치되어 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 담기는 이물질봉지; 를 포함하고, 이물질수집통에는 거치대, 고정체, 돌기체 중 어느 하나 또는 둘 이상이 마련되되, 거치대는, 이물질봉지를 거치할 수 있도록 형성되고, 고정체는, 거치대에 거치된 이물질봉지의 상부 테두리를 눌러 벌림 고정되도록 하고, 이물질봉지와 이물질수집통 사이에 공기가 유통 가능한 재질로 형성되며, 돌기체는, 몸체의 하부측에 형성되어 거치대에 거치된 이물질봉지의 내측으로 돌출되고, 이물질봉지와 떨어지게 형성되어 이물질봉지와 이물질수집통 사이에 공기가 유통 가능하도록 형성되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체에 의하면, 구조가 간단하고, 미세먼지의 배출이 거의 없는 효과가 있다.

또, 본 발명은 이물질수집통을 하나로 통합하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이물질로 오염될 곳이 없어 별도의 청소나 관리가 거의 필요 없는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체가 적용된 집진장치의 내부를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에서 사용되는 세퍼레이터의 분해사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 세퍼레이터의 결합사시도이다.
도 4는 세퍼레이터를 이루는 몸체와 커버를 결합한 상태에서 가이드측에서 커버측을 바라본 상태를 나타낸 도이다.
도 5는 세퍼레이터를 이루는 몸체와 가이드를 결합한 상태에서의 단면을 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명에서 사용되는 물필터의 분해사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 물필터의 결합단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체가 적용된 집진장치의 사용상태를 나타낸 도이다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체가 적용된 집진장치의 내부를 개략적으로 나타낸 도이고, 도 2는 본 발명에서 사용되는 세퍼레이터의 분해사시도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 세퍼레이터의 결합사시도이며, 도 4는 세퍼레이터를 이루는 몸체와 커버를 결합한 상태에서 가이드측에서 커버측을 바라본 상태를 나타낸 도이다. 또한, 도 5는 세퍼레이터를 이루는 몸체와 가이드를 결합한 상태에서의 단면을 나타낸 도이다. 한편, 도 6은 본 발명에서 사용되는 물필터의 분해사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 물필터의 결합단면도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체는 크게 세퍼레이터(100)와 이물질수집수단(200) 및 물필터(300)를 포함하여 구성되며, 이러한 집진장치용 스마트 필터 구조체가 집진장치의 본체(400)에 설치된다. 그리고, 세퍼레이터(100)와 물필터(300)는 연결배관(CP)에 의해 연결되고, 물필터(300)와 구동부(M)는 배출배관(EP)에 의해 연결된다.

세퍼레이터(100)는 사이클론의 원리를 이용한 것으로 기존의 사이클론 방식의 먼지제거 방식과 비슷하다. 세퍼레이터(100)는 구동부(M)의 구동에 따라 내측으로 흡입된 공기를 회전시켜 이물질을 1차 필터링하는 구성요소이다.

구동부(M)는 진공흡입력을 제공하여 이물질이 본체(400) 내측, 특히 세퍼레이터(100) 내측으로 흡입되도록 하는 역할을 한다. 이때, 본 발명에서 사용되는 구동부(M)는 하기에 서술하는 물필터(300)가 연결되어 물필터(300)를 통과한 공기가 구동부(M)측으로 공급되도록 구성된다.

세퍼레이터(100)는 몸체(110)와 커버(120) 및 가이드(130)를 포함하여 이루어진다.

몸체(110)는 상하 양측이 개방된 원통형으로 이루어지며, 상측에 공기의 유입통로(112)가 형성된다. 유입통로(112)는 몸체(110)의 내측 아래로 일정 각도(약 5도의 경사) 경사져있는 접선방향으로 형성되며, 이에 유입통로(112)를 통해 유입되는 공기는 몸체(110) 내벽을 따라 회전하며 아래로 진행된다. 이와 같이 공기가 선회기류를 이루면서 발생하는 원심력과 직진운동에너지에 의해 공기 중 입자가 크거나 질량이 무거운 입자의 이물질과 가벼운 공기가 분리된다. 그리고, 몸체(110)의 외주면을 따라 경사지게 형성되어 유입통로(112)를 통해 내측으로 유입된 공기 중 미세먼지가 하기에 서술하는 가이드(130)측에 가깝게 배출되도록 하는 미세먼지통로(114)가 더 형성된다. 이러한 미세먼지통로(114)는 유입통로(112)의 형상과 유사하게 가이드(130)측을 향해 내측 아래로 경사진 접선방향으로 형성되며, 미세먼지통로(114)의 입구는 몸체(110)에 공기가 유입되는 유입통로(112)의 출구보다 더 상측에 위치하게 된다. 이때, 몸체(110)의 하측은 하기에 서술하는 커버(120)가 결합되는 상측부분과 중간부분에 비해 더 큰 직경을 갖도록 계단식으로 확장되어 형성되는 직경확장부(116)를 갖는다.

커버(120)는 몸체(110)의 상측에 결합되고, 이물질이 분리된 공기가 유출되는 유출구(122)가 구비되는 부분이다. 이러한 커버(120)는 블레이드(124)와 원형분리벽(126) 및 안내벽(128)을 포함하여 구성된다. 블레이드(124)는 유출구(122) 주변에 서로 떨어지게 다수 형성되고, 유입통로(112)를 통해 공기가 몸체(110) 내측으로 유입되어 회전하는 방향으로 휘어져 형성된다. 원형분리벽(126)은 블레이드(124)와 떨어져 형성되고, 공기 중의 이물질이 유출구(122)측으로 이동하는 것을 방지하게 된다. 안내벽(128)은 한쪽이 원형분리벽(126)에 접하고, 다른 쪽이 점차 몸체(110)의 내측면에 가까워지되 미세먼지통로(114)의 입구측에서 몸체(110)의 내측면에 접하도록 형성된다.

가이드(130)는 몸체(110)의 하측에 결합되고, 공기에서 분리된 이물질이 이물질수집수단(200)으로 이동하도록 안내하며, 이물질수집수단(200)에 수집된 이물질이 몸체(110)측으로 역류하는 것을 방지하는 부분이다. 이러한 가이드(130)는 몸체(110)의 하측 내면으로부터 이격되도록 위치하여 세퍼레이터(100)에서 분리된 이물질이 이물질수집수단(200)으로 이동하는 이물질통로(132)를 제공하며, 전술한 바와 같이 몸체(110)의 하측 형상에 따라 계단식으로 직경이 다른 형상을 갖도록, 즉 한쪽과 다른 쪽이 서로 다른 직경을 갖도록 형성되어 이물질통로(132)를 제외한 몸체(110) 하측을 모두 막아 마치 계단식으로 된 원뿔모양을 이루게 된다. 이에, 가이드(130)가 몸체(110)에 결합되면, 몸체(110)의 하측 내면과의 사이에 형성되는 이물질통로(132)가 다수 번 꺾이게 되어 이물질수집수단(200)에 수집된 이물질, 특히 미세먼지 등이 몸체(110)측으로 비산되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이물질수집수단(200)은 세퍼레이터(100)의 하부에 배치되어 세퍼레이터(100)에 의해 분리된 이물질이 수집되는 구성요소로써, 이물질수집통(210) 및 이물질봉지(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 상황에 따라 이물질수집통(210)만 사용할 수도 있으나 이물질 처리를 보다 용이하게 할 수 있도록 이물질봉지(220)를 사용하는 것이 바람직하다.

이물질봉지(220)는 이물질수집통(210)에 배치되어 세퍼레이터(100)에서 분리된 이물질이 담기는 부분으로, 이물질봉지(220)의 상부를 오므려 이물질 처리가 쉽도록 할 수 있다. 이를 위해 이물질수집통(210)에는 거치대(212), 고정체(214), 돌기체(216) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 마련될 수 있다. 거치대(212)는 이물질봉지(220)를 거치할 수 있도록 형성되는 부분이고, 고정체(214)와 돌기체(216)는 통기성, 즉 이물질봉지(220)와 이물질수집통(210) 사이에 공기가 유통 가능하도록 하는 부분이다. 이는, 이물질봉지(220)가 완전히 폐쇄되어 배치될 경우 구동부(M)의 동작에 따라 발생하는 진공에 의해 찌그러져 이물질이 수집되기 어려울 수 있기 때문이다. 이에 따라, 이물질봉지(220)의 내측과 외측이 공기가 통할 수 있도록 하는 것이 좋다. 고정체(214)는 통기성이 좋은 재질, 예를 들어 스펀지 등을 사용할 수 있으며, 거치대(212)에 거치된 이물질봉지(220)의 상부 테두리를 눌러 벌림 고정되도록 구성될 수 있다. 그리고, 돌기체(216)는 몸체(110)의 하부측에 형성되어 거치대(212)에 거치된 이물질봉지(220)의 내측으로 돌출되어 이물질의 이동을 안내하고, 이물질봉지(220)와 떨어지게 형성되어 이물질봉지(220)와 돌기체(216) 사이의 틈으로 공기가 유통할 수 있도록 한다. 이처럼, 본 발명에서는 위와 같은 거치대(212), 고정체(214), 돌기체(216) 중 어느 하나만을 사용하거나, 셋 중 둘만 사용하거나, 셋 모두를 사용하여 이물질봉지(220)를 원활하게 사용할 수 있다.

물필터(300)는 도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이 세퍼레이터(100)를 통과하여 유입된 공기, 즉 미세먼지가 포함되어 있는 공기를 내측에 채워져 있는 물을 통해 세척시켜 2차 필터링함으로써 깨끗한 공기로 정화하는 구성요소이다. 물필터(300)는 하우징(310)과 벽체(320) 및 기수분리체(330)를 포함하여 이루어진다.

하우징(310)은 내측에 물이 채워지고, 유출구(122)와 연결되는 연결배관(CP)을 통해 세퍼레이터(100)를 통과한 공기가 하우징 뚜껑(312)를 거쳐 내측에 투입되는 구성요소이며, 정화된 공기가 구동부(M)측에 연결되는 배출배관(EP)을 통해 배출된다. 여기서, 하우징 뚜껑(312)은 하우징(310)의 상측에 결합 고정되도록 구성될 수도 있고, 상황에 따라 개폐 가능하도록 구성할 수도 있다.

벽체(320)는 양측이 개방되고, 내부가 비어 있는 원기둥의 형상으로 형성되는 구성요소로써 하우징(310) 내에 배치되는데, 하우징(310) 바닥에 형성된 홈에 끼워져 세워져 하우징(310)을 벽체(320)의 내부공간과 외부공간으로 구획하게 된다. 벽체(320)의 내부공간은 공기가 물을 만나 혼합되어 세척되는 세척공간으로 이용되고, 벽체(320)의 외부공간은 세척된 공기가 물과 분리되어 구동부(M)측으로 이동하는 통로공간으로 이용된다. 벽체(320)가 홈에 삽입되어 끼워지더라도 벽체(320)에 의해 구획되는 내부공간과 외부공간은 홈에 삽입된 벽체(320)의 끝부분보다 더 깊게 형성되어 있는 물통로(410)에 의하여 서로 연결, 연통되어 있다. 이는 물필터(300)를 이용하여 공기를 물로 2차 필터링시킬 때 벽체(320) 내부의 물이 계속 소모되기 때문에 벽체(320)의 외부공간으로 빠져나와 바닥에 고이는 물이 물통로(410)를 통해 지속적으로 벽체(320) 내부로 공급됨으로써 물이 순환되어 원활한 물필터(300) 성능을 유지할 수 있도록 하게 된다. 한편, 벽체(320) 내부로 유입된 공기는 벽체(320) 아래에 형성되는 물통로(410)를 통해 벽체(320) 외부로 빠져나가는 것이 방지된다. 그리고, 물통로(410)와 연결되고, 벽체(320) 내벽과 일정 거리 이격하여 하우징(310) 바닥에 원통형으로 돌출된 턱(420)은 벽체(320) 내부의 하우징(310) 바닥으로 투입된 공기에 물을 공급하며, 물과 공기의 혼합물이 도면상 상측 방향으로 진행되도록 안내하게 된다. 이러한 벽체(320)의 중간 부분에 형성되어 있는 덮개결합턱(320a)에는 하기에 서술하는 기수분리체(330), 즉 물필터 덮개(332)와 제1 분리구(334) 및 제2 분리구(336)가 함께 조립되어 결합된다.

기수분리체(330)는 벽체(320)의 개방된 상측에 결합되어 벽체(320) 내측에서 공기와 물이 혼합된 혼합물을 벽체(320)의 외측으로 안내하여, 공기는 구동부(M)측으로 배출되도록 하고, 물은 하우징(310)의 바닥측으로 떨어져 서로 분리되는 부분이다. 이러한 기수분리체(330)는 물필터 덮개(332)와 제1 분리구(334) 및 제2 분리구(336)를 포함하여 이루어진다. 물필터 덮개(332)는 벽체(320)의 수평단면 크기보다 큰 수평단면 크기를 갖고, 벽체(320)와 떨어져 벽체(320)의 상측에 배치되며, 공기와 물의 혼합물을 의도된 흐름으로 안내하게 된다. 이러한 물필터 덮개(332)에는 외주면의 끝단에서 수평방향으로 전 외주를 따라 물필터 덮개 날개(332a)가 돌출 형성되며, 물필터 덮개 날개(332a)에 제1 분리구(334) 및 제2 분리구(336)가 결합, 장착된다. 제1 분리구(334)는 물필터 덮개(332)의 하단부에 결합되며, 중심부는 벽체(320)가 일정거리 이격되어 수용되도록 형성되고, 물필터 덮개(332)의 하단면과 이격되어 혼합물을 수용하도록 물받이부(334a)가 형성되며, 물받이부(334a)에 수용된 혼합물을 배출하기 위한 다수 개의 제1 홀(334d)이 형성된다. 또한, 외측 테두리에는 물필터 덮개(332)와 맞물리도록 둘레를 따라 걸림턱(334b)이 형성되고, 걸림턱(334b)의 일측에는 물필터 덮개(332)와 제1 분리구(334)가 결합고정될 수 있도록 결합돌기(334c)가 형성된다. 제2 분리구(336)는 제1 분리구(334)의 하측에 결합되며, 중심부는 벽체(320)와 작은 틈새를 두고 수용되도록 형성되고, 제1 홀(334d)에 상호 결합되는 제2 홀(336a)이 구비되어 배출통로를 형성한다. 이에, 제1 분리구(334)에 형성된 물받이부(334a)의 외측과 벽체(320), 제2 분리구(336)에 의해 형성되는 공간으로 공기가 벽체(320)의 외측으로 안내되어 배출배관(EP)를 통해 구동부(M)측으로 배출된다.

한편, 본체(400)는 일종의 통체로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체가 설치되는 집진장치의 전체적인 외관을 구성한다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치용 스마트 필터 구조체가 적용된 집진장치의 사용상태를 나타낸 도이다.

먼저, 도 8을 참조하면, 구동부(M)의 구동에 따라 흡입력이 발생하면 본체(400) 외부로부터 흡입된 이물질을 포함한 공기가 세퍼레이터(100)의 유입통로(112)를 통해 내측으로 유입된다.

이물질을 포함한 공기는 유입통로(112)의 형상에 따라 약 5도 경사진 사선방향으로 진행하게 되는데, 이물질들과 공기는 모두 직진하는 운동에너지와 회전에 의해 발생한 원심력을 동시에 받게 되며, 또한 구동부(M)에 의해 발생한 진공흡입력 또한 동시에 작용하고 있으므로 3가지 힘 하에 놓이게 된다. 이러한 3가지 힘 중에서 가장 영향을 많이 받는 힘에 의하여 이물질의 움직임이 결정되어 이물질수집수단(200)으로 이동하든지, 혹은 유출구(122)를 통해 물필터(300)로 이동을 하게 된다. 입자가 큰 이물질은 직진 운동에너지도 크고, 원심력도 커서 이물질수집수단(200)으로 쉽게 이동할 수 있다. 그런데, 직진 운동에너지와 원심력의 합이 진공흡입력과 비슷한 크기로 영향을 받는 미세입자들은 이물질수집수단(200)이나 유출구(122)로 쉽게 가지 못하고 몸체(110) 내부를 회전하며 머물게 되고, 진공흡입력이 미세하게 더 작용하여 회전하는 반경이 점차 줄어들다가 블레이드(124) 쪽으로 접근하게 되는데, 다수의 블레이드(124)는 공기가 회전하는 방향과 같은 방향으로 휘어지도록 형성되어 있다. 이에, 미세입자가 유출구(122)로 유출되기 위해서는 다수의 블레이드(124) 사이의 틈을 통해야 하지만, 블레이드(124)의 휘어진 방향이 공기의 회전방향과 같아서 미세입자가 진행하는 방향의 관성력을 역행하여 블레이드(124) 사이를 쉽게 통과하지 못하게 된다. 이에 더하여 원형분리벽(126)은 미세먼지가 블레이드(124) 쪽으로 쉽게 가지 못하도록 장벽을 형성하게 된다. 또한, 원형분리벽(126)의 바깥에는 일정 길이의 호 형상을 갖는 안내벽(128)이 형성된다. 안내벽(128)의 한쪽은 원형분리벽(126)에 접하여 시작하게 되는데, 유입통로(112)가 몸체(110)를 만나는 부분, 즉 유입통로(112)의 출구측을 감쌀 수 있는 부분에서 시작되어 미세먼지통로(114)의 입구쪽으로 가면 갈수록 점점 몸체(110)의 내측면에 가까워져 미세먼지통로(114)의 입구를 지나는 부분에서 몸체(110)의 내측면에 닿아 끝나도록 형성된다. 이에 따라 원심력과 진공흡입력이 비슷한 크기로 영향을 미치는 미세입자들은 몸체(110)의 내벽과 안내벽(128)에 의해 만들어진 통로를 통해 미세먼지통로(114) 입구로 유입되어 더 쉽게 이물질수집수단(200)으로 이동할 수 있게 된다. 특히, 미세먼지통로(114)의 입구는 유입통로(112)의 출구, 즉 외부 공기가 진공흡입력에 의해 유입되는 부분보다 상측에 형성되어 있고, 미세먼지통로(114)의 출구는 유입통로(112)에서 직진하는 운동에너지에 의해 입자가 큰 이물질들이 진행하는 방향 아래쪽에 형성되어 있어서 미세먼지통로(114)를 빠져나온 미세입자들이 유입통로(112)에서 직진하는 운동에너지에 의해 이물질통로(132)로 직행하다시피 움직이는 큰 입자의 이물질들의 흐름에 쉽게 휩쓸려 이물질수집수단(200)으로 이동하여 이물질봉지(220)에 담기게 된다.

이물질봉지(220)에 담겨진 미세입자들은 직경확장부(116)를 갖는 몸체(110)의 하측과 가이드(130)에 의해 형성되는 이물질통로(132)의 형상과 함께 이물질통로(132)를 통해 이물질수집수단(200)으로 이동하는 이물질의 흐름을 역행하여 몸체(110)측으로 재진입하기 어렵게 된다. 한편, 고정체(214)나 돌기체(216)는 이물질이 이물질봉지(220) 속으로 잘 들어가도록 하고, 구동부(M)의 구동 중 입구가 막히는 등의 이유로 내부진공이 증가할 경우에도 이물질봉지(220)의 내측과 외측 사이에 통기성을 확보하여 이물질봉지(220)가 쪼그라들면서 몸체(110)측으로 빨려 들어가는 것을 방지하게 된다.

이러한 방식은 통상적으로 사용되고 있는 사이클론 방식에 비해 미세입자의 분리제거 성능이 우수하고, 2중 사이클론 방식과는 비슷한 성능을 보여 주는데, 2중 사이클론 방식은 구조가 매우 복잡하고, 이물질수집통(210)이 2개로 분리되어 있어야 하므로 이물질을 담을 이물질봉지(220)를 사용하기에 부적합하며, 또 이물질이 2중 사이클론의 복잡한 내부에 부착, 오염되는 현상이 발생함으로써 주기적으로 청소를 해야 하는 번거로움이 많은 단점이 있다. 이에 반해, 본 발명에서 사용하는 방식은 구조가 간단하고, 이물질수집통(210)이 하나로 통합되며, 이물질로 오염될 곳이 없어 별도의 청소나 관리가 거의 필요 없는 장점을 갖는다.

세퍼레이터(100)에서 입자가 비교적 큰 이물질을 1차로 필터링하여 어느 정도 깨끗해진 공기(미세먼지를 포함한 오염공기)는 구동부(M)로부터 발생하는 흡입력에 의해 블레이드(124)로 접근하여 유출구(122)와 연결배관(CP)을 통해 다음 단계인 물필터(300)에 유입된다.

도 9의 (a)와 같이 하우징(310)의 내측에는 물이 채워져 있는데, 세퍼레이터(100)를 통과한 공기가 물필터 덮개(332) 중심에 형성되는 구멍, 즉 공기안내통로를 통해 벽체(320) 내측으로 유입되어 하우징(310)의 바닥측으로 향하게 된다.

흡입된 공기에 의해 순간적으로 많은 물이 벽체(320) 내측에서 밀려나고, 공기는 바닥에 부딪혀 사방으로 흩어지면서 턱(420)의 안내로 도면상 상측 방향을 향하게 되어, 벽체(320) 내측의 물통로(410)에 있는 물을 휩쓸고 함께 이동하면서 공기와 물이 혼합되어 혼합물이 된다. 이처럼 공기와 물이 혼합되면서 함께 흐르는 과정에서 공기 중의 미세먼지가 물에 세척되고 포집되어 2차로 필터링되는 물필터링 과정이 진행된다.

도 9의 (b)는 흡입된 공기에 의해 벽체(320) 내측의 물이 밀려나면서 소비되어 줄어들게 된 상태를 나타낸 것으로, 벽체(320) 내부의 물 수위는 벽체(320) 외부의 물 수위보다 낮아지게 된다. 여기서, 물은 수위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하게 되므로, 벽체(320) 외부에서 내부로 연결된 물통로(410)를 통해 물이 계속 흘러들어가게 되어 벽체(320) 내부에서 소진되는 물을 보충하게 된다. 또한, 물은 턱(420)의 끝부분까지 가득 차 있게 되어 물과 공기가 잘 혼합되고, 물필터(300)의 기능은 연속적으로 작동 가능하게 된다. 공기와 물의 혼합물은 벽체(320) 내벽을 따라 상측으로 향하여 이동하다가 물필터 덮개(332)에 의해 진행방향이 바뀌어 아래 방향으로 진행하게 되고, 공기와 물의 혼합물 중 물의 대부분은 제1 분리구(334)의 물받이부(534a)에 수납되고, 공기의 대부분은 제2 분리구(336)로 이동하게 된다. 물받이부(534a)에 수납된 물은 제1 분리구(334)의 제1 홀(534d)과 제2 분리구(336)의 제2 홀(536a)을 통해 하우징(510) 바닥을 향해 떨어져 회수되고, 제2 분리구(336)로 향한 소량의 물을 포함한 공기는 제1 분리구(334)와 벽체(320), 제2 분리구(336)에 의해 형성되는 통로를 통해 제2 분리구(336)의 면을 따라 진행하는데, 공기에 혼합된 소량의 물은 관성력에 의해 직진하다가 제3 홀(536b)을 뛰어 넘지 못하고 제3 홀(536b)에 빠져 아래로 떨어져 하우징(510) 바닥으로 회수되고, 공기는 관성력보다 진공흡입력에 영향을 더 많이 받아 제3 홀(536b)을 뛰어넘어 제2 분리구(336)의 상향으로 경사진 끝단면의 안내를 받아 위쪽으로 휘어져 진행하여 하우징 뚜껑(312)에 연결되어 있는 배출배관(EP)을 통해 구동부(M)측으로 유입되어 외부로 배출된다.

이렇게 세퍼레이터(100)와 물필터(300)를 통과하여 외부로 배출되는 공기에는 이물질, 특히 미세먼지가 거의 포함되어 있지 않으므로 쾌적한 환경을 조성할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 세퍼레이터 110: 몸체
112: 유입통로 114: 미세먼지통로
116: 직경확장부 120: 커버
122: 유출구 124: 블레이드
126: 원형분리벽 128: 안내벽
130: 가이드 132: 이물질통로
200: 이물질수집수단 210: 이물질수집통
222: 거치대 224: 고정체
226: 돌기체 220: 이물질봉지
300: 물필터 310: 하우징
312: 하우징 뚜껑 320: 벽체
320a: 덮개결합턱 330: 기수분리체
332: 물필터 덮개 332a: 물필터 덮개 날개
334: 제1 분리구 334a: 물받이부
334b: 걸림턱 334c: 결합돌기
334d: 제1 홀 336: 제2 분리구
336a: 제2 홀 336b: 제3 홀
400: 본체 410: 물통로
420: 턱 M: 구동부
CP: 연결배관 EP: 배출배관

Claims

집진장치용 스마트 필터 구조체에 있어서,
구동부의 구동에 따라 내측으로 흡입된 공기를 회전시켜 이물질을 1차 필터링하는 세퍼레이터와;
상기 세퍼레이터의 하부에 배치되어 상기 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 수집되는 이물질수집수단; 및
상기 세퍼레이터를 통과한 공기를 물로 세척시켜 이물질을 2차 필터링하는 물필터;
를 포함하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.
제 1 항에 있어서,
상기 세퍼레이터는,
상측에 공기의 유입통로가 형성되고, 공기가 상기 유입통로를 통해 내측 아래로 일정 각도 경사져있는 접선방향으로 유입되어 선회기류를 이루면서 발생하는 원심력과 직진운동에너지에 의해 이물질을 분리시키는 원통형의 몸체와;
상기 몸체의 상측에 결합되고, 이물질이 분리된 공기가 유출되는 유출구가 구비된 커버; 및
상기 몸체의 하측에 결합되고, 공기에서 분리된 이물질이 상기 이물질수집수단으로 이동하도록 안내하며, 상기 이물질수집수단에 수집된 이물질이 상기 몸체측으로 역류하는 것을 방지하는 가이드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.
제 2 항에 있어서,
상기 몸체의 외주면을 따라 경사지게 형성되어 상기 유입통로를 통해 내측으로 유입된 공기 중 미세먼지가 상기 가이드측에 가깝게 배출되도록 하는 미세먼지통로가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.
제 3 항에 있어서,
상기 몸체의 하측은,
상기 커버가 결합되는 상측부분과 중간부분에 비해 더 큰 직경을 갖도록 계단식으로 확장되어 형성되고,
상기 가이드는,
상기 몸체의 하측 내면으로부터 이격되도록 위치하여 상기 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 상기 이물질수집수단으로 이동하는 이물질통로를 제공하며, 상기 몸체의 하측 형상에 따라 계단식으로 직경이 다른 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.
제 4 항에 있어서,
상기 커버는,
상기 유출구 주변에 서로 떨어지게 다수 형성되고, 상기 유입통로를 통해 공기가 상기 몸체 내측으로 유입되어 회전하는 방향으로 휘어져 형성되는 블레이드와;
상기 블레이드와 떨어져 형성되고, 상기 공기 중의 이물질이 상기 유출구측으로 이동하는 것을 방지하는 원형분리벽; 및
한쪽은 상기 원형분리벽에 접하고, 다른 쪽은 점차 상기 몸체의 내측면에 가까워지되 상기 미세먼지통로의 입구측에서 상기 몸체의 내측면에 접하도록 형성되는 안내벽;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이물질수집수단은,
이물질수집통; 및
상기 이물질수집통에 배치되어 상기 세퍼레이터에서 분리된 이물질이 담기는 이물질봉지; 를 포함하고,
상기 이물질수집통에는 거치대, 고정체, 돌기체 중 어느 하나 또는 둘 이상이 마련되되,
상기 거치대는,
상기 이물질봉지를 거치할 수 있도록 형성되고,
상기 고정체는,
상기 거치대에 거치된 이물질봉지의 상부 테두리를 눌러 벌림 고정되도록 하고, 상기 이물질봉지와 상기 이물질수집통 사이에 공기가 유통 가능한 재질로 형성되며,
상기 돌기체는,
상기 몸체의 하부측에 형성되어 상기 거치대에 거치된 이물질봉지의 내측으로 돌출되고, 상기 이물질봉지와 떨어지게 형성되어 상기 이물질봉지와 상기 이물질수집통 사이에 공기가 유통 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 집진장치용 스마트 필터 구조체.