KR20180027128A - Apparatus for removing fine dust using vortex tube and air purification system using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미세먼지를 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 공기 중의 미세먼지를 제거하기 위한 기존의 장치들은 대부분 필터를 이용하거나 유입되는 공기에 물을 분사하는 방식으로 구성됨으로 인해 필터의 잦은 교체로 인한 비용증가 및 번거로움의 단점과, 전체적인 장치의 구성이 복잡하고 에너지 소비가 높은 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 제거장치 및 공기정화장치들의 문제점을 해결하기 위해, 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 보다 효과적으로 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for purifying fine dusts, and more particularly, to apparatuses and methods for removing minute dust in air, in which most of the apparatuses are constructed using a filter or a method of spraying water into inflow air In order to solve the problems of the prior art fine dust removing apparatus and the air cleaning apparatus which are disadvantageous in that the cost is increased due to frequent replacement of the filter and the troublesomeness and the whole apparatus is complicated in structure and energy consumption is high, And a fine dust removing device using a vortex tube configured to remove fine dust more effectively at a low cost and an air cleaning system using the same.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지의 제거효율을 높일 수 있도록 하기 위해, 입력되는 공기에 와류를 발생시켜 고온의 공기와 저온의 공기로 분리하여 출력하도록 구성되는 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하는 것에 의해 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다. Further, in order to increase the removal efficiency of fine dust particles with a simple configuration and at a low cost as described above, the present invention is configured to generate a vortex in the air to be input and separate the high-temperature air and the low- Using the principle of Vortex Tube, by injecting water particles with external air into the vortex tube, water particles and external air pass through the vortex tube together, maximizing contact time and area, The present invention relates to a fine dust removing device using a vortex tube and an air purification system using the same, which is configured to improve fine dust and air purification effect with a simple configuration and at low cost without requiring any additional power.
최근, 도시화 및 산업화가 진행되고 차량의 운행이 증가하면서, 배기가스와 같은 기존의 대기오염 물질에 더하여, 미세먼지와 같은 새로운 유해물질에 대한 관심이 증가하고 있으며, 또한, 최근에는, 중국의 급속한 산업화로 인하여, 중국에서 유입되는 황사 이외에 중국으로부터 유입되는 미세먼지와 같은 유해물질이 사회적인 문제로 제기되고 있다. In recent years, as urbanization and industrialization have progressed and the operation of vehicles has increased, there has been an increase in interest in new harmful substances such as fine dust, in addition to existing air pollutants such as exhaust gas, and recently, Due to industrialization, harmful substances, such as fine dusts from China, are being posed as a social problem in addition to the dust that comes from China.
즉, 일반적으로, 미세먼지는, 지름이 10㎛ 이하인 입자상 물질로서 미세먼지(PM10), 극미세먼지(PM2.5), 초극미세먼지(PM1) 등으로 분류되고, 이는 각각 입자의 지름이 대략 10㎛, 2.5㎛, 1㎛ 이상인 입자상 물질을 의미한다. That is, in general, fine dust is classified into fine dust particles (PM10), fine dust particles (PM2.5), and super fine dust particles (PM1) as particles having a diameter of 10 μm or less, 10 mu m, 2.5 mu m, and 1 mu m or more.
아울러, 미세먼지는 그 이름 그대로 눈에 보이지 않을 정도로 미세하므로 인식하지 못하는 사이에 인체에 침투하여 폐에서 걸러지지 않고 축적됨으로 인해 호흡기 질환 등의 각종 질병을 유발하고 면역기능을 저하시킨다. In addition, since fine dust is so invisible as its name, it penetrates into the human body without recognizing it, accumulates without getting caught in the lungs, and causes various diseases such as respiratory diseases and lowers immune function.
더욱이, 미세먼지는, 단순한 먼지가 아니라 황산화물, 질소산화물과 같은 유해성분 및 카드뮴이나 납과 같은 중금속이 섞여 있으므로, 가능한 한 접촉을 피하는 것이 바람직하다. Furthermore, fine dust is not a simple dust, but harmful components such as sulfur oxides, nitrogen oxides, and heavy metals such as cadmium and lead are mixed, so it is desirable to avoid contact as much as possible.
이에, 최근에는, 이러한 미세먼지의 유해성을 회피하기 위하여 일반 가정에도 공기정화기가 보급되어 많이 사용되고 있으며, 보다 효과적으로 미세먼지를 제거하기 위한 장치 및 방법에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. In recent years, in order to avoid harmfulness of such fine dust, an air purifier has been widely used in a home, and a device and a method for more effectively removing fine dust have been actively studied.
더 상세하게는, 상기한 바와 같이 미세먼지를 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1628076호에 따르면, 외부공기를 유입시켜 주는 송풍수단과 물을 펌핑하여 분사시키는 분무수단 및 오염된 공기를 물속으로 침투시켜 미세먼지를 정화 배출시키는 세척수단을 포함하여, 송풍수단으로 유도된 오염공기가 분무수단에 의해 분사되는 분무입자에 묻어 떨어지면서 일차적으로 세척 정화되고, 세척수단의 세척수 내부로 분무입자와 오염공기가 함께 들어가 물속에서 미세먼지가 이차적으로 정화된 후 깨끗한 공기는 실내로 공급되고 분리된 미세먼지는 세척수와 함께 정화통(물통)으로 떨어져 제거되도록 구성됨으로써, 실내로 유입되는 공기 속의 각종 미세먼지를 용이하게 제거하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있도록 하는 미세먼지 제거장치에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. More specifically, as an example of the prior art relating to an apparatus and method for purifying fine dust as described above, according to Korean Patent Registration No. 10-1628076, for example, a blowing means And spraying means for spraying the water and purging means for purging the fine dust by penetrating the contaminated air into the water so that the contaminated air introduced into the purging means is sprayed on the spray particles sprayed by the spray means Firstly, it is cleaned and cleaned. After the spray particles and polluted air come together into the washing water of the washing means, the fine dust is purified in the water and then the clean air is supplied to the room, and the separated fine dust is discharged into the cleansing tank So that various fine particles in the air flowing into the room can be easily removed to provide a pleasant indoor environment The present invention is directed to a fine dust removing apparatus capable of forming a fine dust removing apparatus.
또한, 상기한 바와 같이 미세먼지를 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2016-0049908호에 따르면, 공기 중의 먼지를 감지하여 제 1 먼지감지신호 및 제 2 먼지감지신호를 출력하는 먼지 감지부 및 먼지 감지부에 의해 출력된 제 1 먼지감지신호 및 제 2 먼지감지신호의 일치율을 계산하여 먼지 입자의 크기에 따라 먼지를 분류하는 분류부를 포함하여, 먼지 입자의 지름에 따라 미세먼지를 분류하고, 분류된 결과를 기초로 사용자에게 보다 세분화된 알림을 제공할 수 있도록 구성되는 미세먼지 분류 장치 및 방법 및 공기 청정기에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. According to another example of the prior art relating to an apparatus and method for purifying fine dust as described above, for example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0049908, A classification unit that calculates a matching rate of the first dust detection signal and the second dust detection signal output by the dust detection unit and the dust detection unit that outputs the dust detection signal and the second dust detection signal and classifies the dust according to the size of the dust particle The present invention relates to a fine dust classifying apparatus and method and an air purifier, which are configured to classify fine dust according to the diameter of a dust particle, and to provide a user with a more detailed notification based on the classified result, There is a bar.
아울러, 상기한 바와 같이 미세먼지를 정화하기 위한 장치 및 방법에 관한 종래기술의 또 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1629864호에 따르면, 공기조화 유니트의 실내기 및 실외기의 사이에 연결설치되어 사전 설정된 실내온도에 맞춰 실외기를 구동제어하고 실외기에서 실내기로 유입되는 냉매 및 수냉원의 이동량을 제어하는 냉매제어 통신부; 실내기와 연결되어 실내기 내부장치를 제어하여 실내기의 송풍을 조절하는 동시에, 냉매제어 통신부와도 연결되어 냉매 제어 통신부도 작동제어 가능한 중앙서버 제어부; 중앙서버 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 중앙서버 제어부를 통한 송풍관련 제어 및 중앙서버 제어부와 연결된 냉매제어 통신부를 통한 냉매제어 및 수냉원 제어가 동시에 가능한 작동부를 포함하고, 실내공기의 CO2 농도 저감을 위해 외부공기를 인입시키는 실내기에 미세먼지 제거장치를 설치하여, 외부공기 미세먼지 농도가 사전 설정된 미세농도보다 높은 경우 자동적으로 미세먼지가 여과된 후 유입되도록 구성되는 미세먼지 제거장치를 갖는 중앙제어식 원격제어 공기조화기에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. In addition, according to another example of the prior art related to the apparatus and method for purifying fine dust as described above, for example, in Korean Patent Registration No. 10-1629864, an indoor unit of the air conditioning unit and an outdoor unit A refrigerant control communication unit that is connected to the outdoor unit and drives and controls the outdoor unit according to a predetermined room temperature, and controls the amount of movement of the refrigerant and the water coolant flowing into the indoor unit from the outdoor unit; A central server control unit connected to the indoor unit to control the indoor unit to control the blowing of the indoor unit, and also connected to the refrigerant control communication unit to control the operation of the refrigerant control communication unit; And an operation unit connected to the central server control unit through a wired or wireless connection and capable of simultaneously controlling the blower through the central server control unit and the refrigerant control and water cooling source control through the refrigerant control communication unit connected to the central server control unit, A micro dust removing device is provided in an indoor unit for introducing outside air to the outside, and when the outside air fine dust concentration is higher than a predetermined fine concentration, fine dust is automatically filtered and then introduced, The technical content of the control air conditioner has been presented.
더욱이, 상기한 바와 같이 에 관한 종래기술의 또 다른 예로는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2015-0105736호에 따르면, 공기가 유입되는 유입부와 정화된 공기를 배출시키도록 팬이 구비된 배출부가 마련되고 내부에 물이 충진되는 하우징본체; 하우징 본체의 내부에 설치되어 유입되는 공기를 정화시키는 정화부; 및 정화부에 물을 분사하여 이동되는 공기에 포함된 이물질을 정화시키는 물공급부로 이루어지며, 하우징 본체에 충진되는 물의 수면과 정화부의 하부 사이에는 공기이동통로가 형성되도록 하우징본체의 내부에 정화부가 설치되고, 물공급부는 하우징 본체에 충진된 물을 이동시키는 배출배관과, 배출배관에 설치되는 펌프와, 펌프에서 공급되는 물을 상기 정화부에 공급하는 세척배관을 포함하여 하우징본체와 연통되게 설치되고, 세척배관에는 한쌍의 분사노즐이 설치되도록 구성됨으로써, 하우징 본체에 유입되는 공기의 미세먼지를 분사되는 물에 의해 정화시켜 정화공기를 실내에 공급하고, 실내의 공기를 정화하여 외부로 배출시키는 것에 의해 공기정화기능과 열교환기능을 가지도록 구성되는 미세먼지 정화기능을 가지는 공기정화기에 관한 기술내용이 제시된 바 있다. Further, according to another example of the related art as described above, according to Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0105736, a fan is provided to discharge the inflow portion into which air is introduced and the purified air A housing body provided with a discharge portion provided therein and filled with water; A purifier installed inside the housing body to purify the incoming air; And a water supply part for purifying foreign substances contained in the air to be moved by spraying water to the cleaning part, wherein the purifying part is provided inside the housing body such that an air transfer passage is formed between the water surface of the water filled in the housing body and the lower part of the purifying part, And the water supply unit includes a discharge pipe for moving the water filled in the housing main body, a pump installed in the discharge pipe, and a cleaning pipe for supplying water supplied from the pump to the cleaning unit, And a pair of spray nozzles are installed in the washing pipe, so that the fine dust of the air flowing into the housing body is purified by the sprayed water to supply the purified air to the room, and the air in the room is purified and discharged to the outside To an air purifier having a fine dust purifying function configured to have an air purifying function and a heat exchanging function Technical contents have been presented.
상기한 바와 같이, 종래, 미세먼지를 제거 및 정화하기 위한 장치 및 방법에 대하여 여러 가지 기술내용들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 방법들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다. As described above, various techniques have been proposed for an apparatus and method for removing and purifying fine dust. However, the above-described methods of the prior art have the following problems.
더 상세하게는, 상기와 같은 기존의 미세먼지 정화장치들은, 대부분 필터를 이용하거나, 또는, 유입되는 공기에 물을 분사하여 미세먼지를 제거하는 방식으로, 필터는 잦은 교체가 필요하여 이에 따른 비용증가 및 번거로움의 단점이 있고, 물을 분사하는 방식은 전체적인 장치의 구성이 복잡해지고 그만큼 에너지 소비도 높아지는 단점이 있었다. In more detail, the conventional fine dust purifying apparatuses as described above use a filter or spray water to the inflow air to remove fine dust. Since the filter needs to be replaced frequently, There is a disadvantage of increase in size and inconvenience, and the method of spraying water has a disadvantage that the entire apparatus is complicated and energy consumption is increased accordingly.
더욱이, 미세먼지 정화효율을 높이기 위해 필터와 물분사 방식을 모두 적용하는 경우는 상기한 바와 같은 문제점을 동시에 가지게 되므로, 이에, 미세먼지 정화장치의 설계 및 제작에 있어서는, 미세먼지 정화 효과를 높이는 것과 간단하면서 저렴한 장치를 제공하는 것 사이에서 적절한 타협점을 찾아야 하는 문제점도 있었다. In addition, when both the filter and the water jetting method are applied to improve the fine dust cleaning efficiency, the problems described above are solved simultaneously. Therefore, in designing and manufacturing the fine dust cleaning apparatus, There has been a problem of finding an appropriate compromise between providing a simple and inexpensive apparatus.
따라서 상기한 바와 같이, 잦은 교체가 필요하여 비용 및 번거로움이 증가하는 필터방식의 단점과, 전체적인 장치구성이 복잡해지고 에너지 소비가 높아지는 물분사방식의 단점을 가지는 종래기술의 미세먼지 정화장치들의 문제점을 해결하기 위하여는, 미세먼지 정화효율을 높이면서도 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 구현 가능하도록 구성되는 새로운 구성의 미세먼지 정화장치를 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다. Therefore, as described above, there are disadvantages of the filter system in which frequent replacement is required, which increases cost and inconvenience, and problems of prior art micro dust cleaners having disadvantages of a water injection system in which the overall apparatus configuration is complicated and energy consumption is increased It is desirable to provide a fine dust purifying apparatus of a new constitution that can be implemented with a simple configuration and a low cost while increasing the fine dust purifying efficiency. However, It is not present.
[선행기술문헌] [Prior Art Literature]
1. 한국 등록특허공보 제10-1628076호 (2016.06.01.) 1. Korean Registered Patent No. 10-1628076 (June 1, 2016)
2. 한국 공개특허공보 제10-2016-0049908호 (2016.05.10.) 2. Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2016-0049908 (May 10, 2016).
3. 한국 등록특허공보 제10-1629864호 (2016.06.07.) 3. Korean Patent Registration No. 10-1629864 (Jun.
4. 한국 공개특허공보 제10-2015-0105736호 (2015.09.18.) 4. Korean Patent Publication No. 10-2015-0105736 (Aug.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 미세먼지를 제거하기 위해 필터를 이용하는 경우는 빈번한 교체가 필요하여 번거로움 및 유지관리 비용이 증가하고, 물을 분사하는 방식은 전체적인 구성이 복잡해지고 에너지 소비도 높아지는 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 제거장치 및 공기정화 시스템들의 문제점을 해결하기 위해, 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 제거 및 공기정화 효과를 높일 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템을 제공하고자 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art as described above, and it is therefore an object of the present invention to provide a dust collecting apparatus, In order to solve the problems of the prior art fine dust removing apparatus and the air cleaning system which have the disadvantage that the whole structure is complicated and the energy consumption becomes high, the method of spraying water has a simple structure and a low cost to remove fine dust and air purifying effect And to provide an air purification system using the apparatus.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지의 제거효율을 높일 수 있도록 하기 위해, 입력되는 공기에 와류를 발생시켜 고온의 공기와 저온의 공기로 분리하여 출력하도록 구성되는 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하는 것에 의해 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템을 제공하고자 하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an air purifier that generates a vortex in input air and separates it into high temperature air and low temperature air in order to increase the removal efficiency of fine dust with a simple structure and low cost as described above, By injecting water particles into the vortex tube together with the outside air using the principle of a vortex tube, the water particles and the outside air pass through the inside of the vortex tube, maximizing the contact time and area, A fine dust removing device using a vortex tube configured to improve fine dust and air purification effect with a simple configuration and a low cost by being constructed so that dust can be effectively removed, .
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치에 있어서, 물이 저장되어 있는 수조 형태로 형성되는 물저장부; 외부로부터 주입된 공기에서 미세먼지를 제거하고 정화된 공기를 배출하기 위해 볼텍스 튜브를 포함하여 이루어지는 공기정화부; 및 외부공기에 상기 물저장부에 저장된 물을 입자 상태로 분무하여 상기 공기정화부에 설치된 상기 볼텍스 튜브의 공기주입구를 통해 주입하기 위한 펌프부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치가 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for removing fine dust using a vortex tube, comprising: a water storage part formed in a water tank in which water is stored; An air purifier including a vortex tube for removing fine dust from the air injected from outside and discharging purified air; And a pump unit for spraying water stored in the water storage unit into the outside air in a particle state and injecting the water through an air inlet of the vortex tube installed in the air purifying unit. Removal device is provided.
여기서, 상기 장치는, 상기 물저장부, 상기 공기정화부 및 상기 펌프부의 사이를 각각 연결하는 파이프나 배관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the apparatus further comprises a pipe or a pipe for connecting between the water reservoir, the air purifier, and the pump.
또한, 상기 장치는, 상기 물저장부, 상기 공기정화부 및 상기 펌프부를 각각 연결하는 파이프나 배관 사이에 각각 설치되는 적어도 하나 이상의 필터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the apparatus further comprises at least one filter installed between the pipe and the pipe connecting the water reservoir, the air purifier and the pump, respectively.
아울러, 상기 장치는, 상기 물저장부, 상기 공기정화부, 상기 펌프부가 각각 설치되고 외관을 형성하는 케이싱을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the apparatus may further include a casing provided with the water reservoir, the air purifier, and the pump, each of which forms an external appearance.
더욱이, 상기 장치는, 상기 공기정화부에 설치된 상기 볼텍스 튜브의 공기주입구 측에 상기 펌프부를 통하여 외부공기와 물 입자가 함께 주입되고, 정화된 공기가 상기 볼텍스 튜브의 배출구를 통해 외부로 배출되도록 구성됨으로써, 상기 볼텍스 튜브 내에서 형성되는 와류에 의해 주입된 상기 외부공기와 상기 물 입자간의 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지를 포함하는 오염물질의 포집이 극대화될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the apparatus is configured such that external air and water particles are injected together through the pump unit to the air inlet side of the vortex tube provided in the air purifying unit, and the purified air is discharged to the outside through the outlet of the vortex tube The contact time and area between the external air injected by the vortex formed in the vortex tube and the water particles are maximized to maximize the collection of contaminants including fine dust.
여기서, 상기 장치는, 상기 볼텍스 튜브의 배출구가 상기 물저장부의 내측에 위치하도록 설치됨으로써, 정화된 공기는 상기 물저장부의 상단에 형성된 공기배출구를 통해 외부로 배출되고 정화에 사용된 물은 다시 상기 물저장부로 회수되어 재사용될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the apparatus is installed such that the outlet of the vortex tube is positioned inside the water storage part, so that the purified air is discharged to the outside through the air outlet formed at the upper end of the water storage part, And can be recovered to the water storage part and reused.
또한, 상기 장치는, 오염된 물을 배출하고 깨끗한 물을 재급수하여 교체하는 작업이 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하기 위해, 상기 물저장부 내부에 설치되는 수질측정 센서 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The apparatus further comprises a water quality sensor provided inside the water storage unit to allow the operation of replacing and replenishing the clean water to discharge the contaminated water at an appropriate time .
아울러, 상기 장치는, 상기 볼텍스 튜브가 물속에서 작동하도록 상기 공기정화부를 상기 물저장부 내에 설치하고, 물속에 설치된 상기 볼텍스 튜브에 외부공기를 통과시켜 나노버블을 발생시키도록 구성됨으로써, 상기 외부공기에 포함되어 있는 미세먼지가 상기 볼텍스 튜브를 통과하면서 물속에 포집되고, 정화된 공기가 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the apparatus is configured to install the air purifier in the water reservoir so that the vortex tube operates in water, and to generate the nano bubbles by passing external air through the vortex tube installed in the water, The fine dust contained in the vortex tube is collected in the water while passing through the vortex tube, and the purified air is discharged to the outside.
더욱이, 상기 장치는, 상기 볼텍스 튜브 대신에 나노버블 발생장치를 이용하여 상기 공기정화부가 구성되는 것을 특징으로 한다. Further, the apparatus is characterized in that the air purifier is constituted by using a nano bubble generator instead of the vortex tube.
또한, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치를 이용하여 미세먼지를 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기정화방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an air cleaning method for removing fine dust using a fine dust removing apparatus using the above-described vortex tube.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치를 적어도 하나 이상 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an air purification system including at least one fine dust removing device using the above-described vortex tube.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력되는 공기에 와류를 발생시켜 고온의 공기와 저온의 공기로 분리하여 출력하도록 구성되는 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하는 것에 의해 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 제공됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, by using the principle of a vortex tube configured to generate vortex in input air and separate it into high temperature air and low temperature air, Is injected into the vortex tube to allow the water particles and the outside air to pass through the inside of the vortex tube to maximize the contact time and area so that the fine dust can be effectively removed, and a fine dust removing apparatus using the vortex tube By providing a purifying system, it is possible to improve fine dust and air purifying effect with a simple configuration and low cost without need of separate power source.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 효과적으로 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 제공됨으로써, 공기 중의 미세먼지를 제거하기 위한 기존의 장치들은 대부분 필터를 이용하거나 유입되는 공기에 물을 분사하는 방식으로 구성됨으로 인해 필터의 잦은 교체로 인한 비용증가 및 번거로움의 단점과, 전체적인 장치의 구성이 복잡하고 에너지 소비가 높은 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 제거장치 및 공기정화장치들의 문제점을 해결할 수 있다. Also, according to the present invention, there is provided a device for removing fine dust using a vortex tube and an air purifying system using the vortex tube, which is configured to effectively remove fine dust at a low cost without requiring any additional power , Existing devices for removing fine dust in the air are mostly constructed by using a filter or spraying water into the air to be introduced, which leads to disadvantages such as increased cost and troubles due to frequent replacement of the filter, It is possible to solve the problems of the prior art fine dust removing apparatus and the air cleaning apparatus which are complicated and have a disadvantage of high energy consumption.
도 1은 볼텍스 튜브의 동작 원리를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 볼텍스 튜브에 설치되는 볼텍스 발생기의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 볼텍스 튜브에 설치되는 튜브의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2에 나타낸 볼텍스 튜브에 설치되는 유량조절 밸브의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2에 나타낸 볼텍스 튜브의 볼텍스 발생기와 튜브 및 유량조절 밸브를 실제로 제작한 모습을 각각 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 공기정화부를 구성하는 나노버블 발생장치의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing the operation principle of a vortex tube.
2 is a view schematically showing the overall configuration of a vortex tube according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a specific configuration of a vortex generator installed in the vortex tube shown in Fig.
FIG. 4 is a view schematically showing a specific configuration of a tube installed in the vortex tube shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a view schematically showing a specific configuration of a flow control valve installed in the vortex tube shown in FIG. 2. FIG.
6 is a view showing a vortex generator, a tube, and a flow control valve of the vortex tube shown in Fig. 2, respectively. Fig.
7 is a view schematically showing the overall structure of a fine dust removing apparatus using a vortex tube according to an embodiment of the present invention.
Fig. 8 is a view schematically showing an example of a nano bubble generator constituting the air purifier. Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a fine dust removing apparatus using a vortex tube and an air cleaning system using the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. In the following description of the embodiments of the present invention, parts that are the same as or similar to those of the prior art, or which can be easily understood and practiced by a person skilled in the art, It is important to bear in mind that we omit.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 공기 중의 미세먼지를 제거하기 위한 기존의 장치들은 대부분 필터를 이용하거나 유입되는 공기에 물을 분사하는 방식으로 구성됨으로 인해 필터의 잦은 교체로 인한 비용증가 및 번거로움의 단점과, 전체적인 장치의 구성이 복잡하고 에너지 소비가 높은 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 제거장치 및 공기정화장치들의 문제점을 해결하기 위해, 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 보다 효과적으로 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다. That is, according to the present invention, since most conventional devices for removing fine dust in the air use a filter or spray water into the air to be introduced as described later, In order to solve the problems of the prior art fine dust removing apparatus and the air cleaning apparatus which have the disadvantages of the complicated structure and the complicated structure of the whole apparatus and the high energy consumption, the simple structure and the fine dust removal To a fine dust removing apparatus using a vortex tube and an air cleaning system using the same.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지의 제거효율을 높일 수 있도록 하기 위해, 입력되는 공기에 와류를 발생시켜 고온의 공기와 저온의 공기로 분리하여 출력하도록 구성되는 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하는 것에 의해 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다. In addition, as described later, the present invention generates a vortex in the air to be input and separates it into high-temperature air and low-temperature air in order to increase the removal efficiency of fine dust with a simple configuration and low cost as described later By using the principle of Vortex Tube, water particles are injected into the vortex tube together with the outside air, so that the water particles and the outside air pass through the inside of the vortex tube to maximize the contact time and area, The present invention relates to a fine dust removing apparatus using a vortex tube and an air purification system using the vortex tube, which are configured to be able to effectively remove minute dust and air, .
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템의 구체적인 내용에 대하여 설명한다. Next, with reference to the drawings, a detailed description of an apparatus for removing fine dust using a vortex tube according to the present invention and an air purification system using the apparatus will be described.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템의 구체적인 구성에 대하여 설명하기 전에, 먼저, 볼텍스 튜브의 원리에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the detailed structure of the fine dust removing apparatus using the vortex tube and the air purifying system using the vortex tube according to the embodiment of the present invention will be described. First, the principle of the vortex tube will be described.
즉, 도 1을 참조하면, 도 1은 볼텍스 튜브의 동작원리를 개략적으로 나타내는 도면이다. That is, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a view schematically showing the operation principle of a vortex tube.
더 상세하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 볼텍스 튜브의 작동원리는, 접선 방향의 입구속도에 의한 강제 볼텍스 생성으로 관로 벽면에서 자유 볼텍스가 생성되고, 강제 볼텍스 영역에서 자유 볼텍스 영역으로 운동량 전달에 의해 강제 볼텍스 영역의 온도가 강하하며, 이러한 온도차에 의해 자유 볼텍스 영역에서 강제 볼텍스 영역으로 열전달이 일어나게 되고, 이때, 열전달에 비해 운동량의 전달이 매우 크므로(즉, 운동량 전달 >> 열 전달), 결과적으로 튜브 내에서 에너지 분리 현상이 발생하게 된다. More specifically, as shown in FIG. 1, the operation principle of the vortex tube is such that a free vortex is generated from the wall surface of the channel by the generation of the forced vortex by the tangential inlet velocity, and the momentum is transferred from the forced vortex region to the free vortex region The temperature of the forced vortex region is lowered by the temperature difference, and the heat transfer from the free vortex region to the forced vortex region occurs due to the temperature difference. At this time, since the transfer of the momentum is very large compared to the heat transfer (that is, As a result, energy separation occurs in the tube.
여기서, 상기한 바와 같은 볼텍스 튜브의 작동원리에 대한 보다 구체적인 내용은 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자에게 있어 자명한 사항이므로, 따라서 설명을 간략히 하기 위해, 여기서는 그 상세한 설명은 생략하였음에 유념해야 한다. It should be noted that a more detailed description of the operation principle of the vortex tube as described above is obvious to a person skilled in the art through the literature of the prior art, and thus a detailed description thereof has been omitted here for brevity .
상기한 바와 같이, 볼텍스 튜브는, 고압의 유동을 온도가 다른 두 개의 저압 유동으로 분리할 수 있는 장치로서, 이러한 에너지 분리효과에 의해 냉각 및 가열장치로 활용되며, 또한, 물질 분리효과에 의해 자동차 배기가스 등의 미세입자 분리장치로도 활용되고 있다. As described above, the vortex tube is a device capable of separating the high-pressure flow into two low-pressure flows having different temperatures. The vortex tube is used as a cooling and heating device due to the energy separation effect, And is also utilized as a device for separating fine particles such as exhaust gas.
즉, 상기한 바와 같은 볼텍스 튜브의 특징을 공기정화 장치에 적용하여, 외부 공기를 나노버블화된 물 입자와 함께 볼텍스 튜브에 주입하면, 튜브 내에서 발생되는 와류에 의해 외부 공기와 물 입자의 접촉시간 및 면적이 증가되어 미세먼지의 포집효율이 극대화될 수 있으므로, 별도의 동력공급 없이도 기존의 공기정화 시스템들에 비해 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 제거 및 공기정화 효율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. That is, when the characteristics of the vortex tube as described above are applied to an air purification apparatus, and external air is injected into a vortex tube together with nano-bubbled water particles, contact between external air and water particles It is expected that the efficiency of fine dust removal and air purification can be improved with simple configuration and low cost compared with existing air purification systems without extra power supply because the time and area are increased to maximize the dust collecting efficiency do.
이에, 본 발명자들은, 상기한 바와 같은 볼텍스 튜브의 특징을 이용하여, 기존의 볼텍스 튜브의 구조를 미세먼지 제거 및 공기정화 시스템에 적용하기에 적합하도록, 온도 및 압력 측정용 센서와 측정부를 제거하고 구성을 간소화하여 미세먼지 제거 및 공기정화 시스템을 위한 볼텍스 튜브를 구현하였다. Accordingly, the present inventors have eliminated the temperature and pressure measurement sensor and the measurement unit so as to be suitable for applying the structure of the conventional vortex tube to the fine dust removal and air purification system, using the characteristics of the vortex tube as described above By simplifying the construction, we have implemented a vortex tube for fine dust removal and air purification systems.
즉, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지 제거 및 공기정화 시스템을 위한 볼텍스 튜브의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. Referring to FIG. 2, FIG. 2 is a schematic view of a general configuration of a vortex tube for a fine dust removing and air purifying system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)는, 크게 나누어, 압축공기가 공급되어 볼텍스를 발생시키고 저온의 공기가 출력되는 볼텍스 발생기(Vortex Generator)(21)와, 일단 측이 볼텍스 발생기(21)에 결합되어 볼텍스 발생기(21)에 의해 발생된 볼텍스를 전달하기 위한 튜브(Tube)(22) 및 튜브(22)의 타단 측에 결합되고 고온의 공기가 출력되는 유량조절 밸브(Throttle Valve)(23)를 포함하여 구성되어 있다. 2, the
더 상세하게는, 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)는, 볼텍스 발생기(21)에 의해 저온 출구부와 볼텍스 생성부를 일체로 형성하고, 튜브(22)에 의해 고온 출구부와 튜브 및 입구부를 일체로 형성하며, 유량조절 밸브(23)를 고온 측과 저온 측의 최대 열 전달율이 생성되는 위치에 설치하여, 기존의 볼텍스 튜브의 주요한 구조 및 치수들은 유지하면서도 전체적인 구성을 간소화할 수 있도록 구성된 것이다. More specifically, the
또한, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)에 설치되는 볼텍스 발생기(21)와 튜브(22) 및 유량조절 밸브(23)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 3 through 5 illustrate a
더 상세하게는, 먼저, 상기한 볼텍스 발생기(21)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 일단 측에는 압축공기를 공급하기 위한 급기부(31)가 형성되고, 타단 측의 단면에는 급기부(31)를 통하여 공급된 압축공기에 볼텍스를 형성하여 공급하기 위한 노즐로서 복수의 홈이 방사상으로 형성되어 이루어지는 볼텍스 발생부(32)가 형성되어 있다. 3, a
아울러, 상기한 튜브(22)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 급기부(31) 및 볼텍스 발생부(32)를 통하여 공급된 압축공기가 통과할 수 있도록 중공형의 관 형태로 형성되고, 양단 측에는 각각 볼텍스 발생기(21)와 유량조절 밸브(23)가 삽입될 수 있는 볼텍스 발생기 결합홈(41) 및 밸브 결합홈(42)이 형성되어 있으며, 이러한 결합홈(41, 42)의 일측면에는 볼텍스 발생부(32)에 의해 분리된 고온 및 저온의 공기가 배출될 수 있도록 고온 배출구(43) 및 저온 배출구(44)가 각각 형성되어 있다. 4, the
더욱이, 상기한 유량조절 밸브(23)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 판 형태로 형성되는 베이스(51)의 일측에 원추형의 밸브부(52)가 돌출하도록 형성되어 튜브(22)의 밸브 결합홈(42)에 삽입 고정됨으로써, 고온 배출구(43)를 통해 배출되는 고온 공기의 유량을 조절할 수 있도록 구성된다. 5, a
여기서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)는, 제작시, 금속 또는 비금속 재질로 형성 가능하며, 바람직하게는, 예를 들면, 내산성 및 소화성에 강한 폴리카보네이트 재질로 가공하여 형성될 수 있다. Here, the
즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)의 볼텍스 발생기(21)와 튜브(32) 및 유량조절 밸브(23)를 실제로 제작한 모습을 각각 나타내는 도면이다. 6, the
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)는 상기한 실시예에 나타낸 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브(20)는, 예를 들면, 유량의 증대를 위해 볼텍스 발생부(32)에 형성되는 노즐의 수를 도 3에 나타낸 바와 같이 6개에서 도 6에 나타낸 바와 같이 8개로 증가시키거나, 또는, 튜브(22)의 길이를 적절히 변경하는 등, 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다. Here, the
계속해서, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치의 구체적인 구성에 대하여 설명한다. Next, a detailed configuration of a fine dust removing apparatus using a vortex tube according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. Referring to FIG. 7, FIG. 7 is a view schematically showing the overall structure of a fine dust removing apparatus using a vortex tube according to an embodiment of the present invention.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치(70)는, 크게 나누어, 물이 저장되어 있는 수조와 같은 형태로 형성되는 물저장부(71)와, 외부로부터 주입된 공기에서 미세먼지를 제거하고 정화된 공기를 배출하는 공기정화부(72)와, 외부공기를 물저장부(71)에 저장된 물과 함께 공기정화부(72)에 주입하기 위한 펌프부(73)를 포함하여 구성될 수 있다. 7, the fine
여기서, 상기한 미세먼지 제거장치(70)는, 도시되지는 않았으나, 물저장부(71), 공기정화부(72) 및 펌프부(73)는 각각 파이프나 배관을 통해 연결되며, 각 배관의 사이에는 적절한 위치 및 개수로 필터가 설치될 수 있고, 물저장부(71), 공기정화부(72) 및 펌프부(73)가 각각 내장되어 장치의 외관 및 본체를 형성하는 케이싱(76)을 더 포함하여 구성될 수 있다. Although not shown, the
또한, 상기한 공기정화부(72)는, 예를 들면, 도 2 내지 도 6을 참조하여 상기한 바와 같이 구성되는 볼텍스 튜브를 이용하여 구성될 수 있고, 상기한 펌프부(73)는, 기존의 분사장치나 분사노즐 등을 이용하여 물저장부(71)에 저장된 물을 적절한 크기의 물 입자로 외부공기에 분사하여 공기정화부(72)의 공기주입구를 통해 주입할 수 있도록 구성될 수 있다. The
여기서, 상기한 바와 같은 볼텍스 튜브 및 분사장치나 분사노즐의 구체적인 원리와 구성 및 효과에 대하여는 종래기술의 문헌 등을 참조하여 당업자에게 자명한 내용이므로, 여기서는, 설명을 간략히 하기 위해 종래기술과 동일 내지 유사한 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. Here, the specific principle, structure, and effect of the above-described vortex tube, injection device, and injection nozzle are obvious to those skilled in the art with reference to the prior art documents and the like. Therefore, It should be noted that similar descriptions are omitted from the detailed description.
따라서 상기한 바와 같은 구성으로부터, 공기정화부(72)에 설치된 볼텍스 튜브의 공기주입구 측에 펌프부(73)를 통하여 외부공기와 물 입자가 함께 주입되면, 볼텍스 튜브 내에서 형성되는 와류에 의해 주입된 외부공기와 물 입자간의 접촉시간 및 면적이 극대화되고, 그것에 의해, 공기 중의 미세먼지와 같은 오염물질의 포집이 극대화될 수 있으며, 이와 같이 하여 공기정화부(72)에 의해 정화된 공기가 볼텍스 튜브의 공기배출구를 통해 외부로 공급될 수 있다. Therefore, when the external air and the water particles are injected together with the air from the air inlet port of the vortex tube provided in the
이때, 도 7에 나타낸 바와 같이, 볼텍스 튜브의 배출구가 물저장부(71)의 내측에 위치하도록 설치됨으로써, 정화된 공기는 물저장부(71)의 상단에 형성된 공기배출구를 통해 외부로 배출되고 정화에 사용된 물은 다시 물저장부(71)로 회수되어 재사용될 수 있다. 7, the outlet port of the vortex tube is disposed inside the
여기서, 도시되지는 않았으나, 예를 들면, 물저장부(71) 내부에 수질을 측정하기 위한 센서 등을 설치하여, 반복적인 사용으로 인해 오염된 물을 배출하고 깨끗한 물을 재급수하여 교체하는 작업이 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. Although not shown, for example, a sensor for measuring the quality of water may be installed inside the
더욱이, 상기한 바와 같이 볼텍스 튜브를 이용하여 공기정화부(72)를 구성함으로써, 공기와 물 입자의 혼합 및 이동을 위한 별도의 동력이나 수단을 구비할 필요 없어지므로, 그만큼 장치 전체에 있어서 구성을 간소화할 수 있고, 그것에 의해, 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 제거장치 및 공기정화 시스템을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 그러한 미세먼지 제거장치 및 공기정화 시스템을 운영하기 위한 유지비용 또한 절감될 수 있다. Further, by forming the
여기서, 도 7을 참조하여 상기한 본 발명의 실시예에서는, 상기한 공기정화부(72)가 물저장부(71)의 외부에 설치되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니다. In the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 7, the
더 상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치는, 볼텍스 튜브가 물속에서 작동하도록 상기한 공기정화부(72)를 물저장부(71) 내에 설치하고, 물속에 설치된 볼텍스 튜브에 외부공기를 통과시켜 나노버블을 발생시킴으로써, 외부공기에 포함되어 있는 미세먼지가 나노버블에 의해 물속에 포집되고 정화된 공기가 배출되도록 구성될 수도 있다. In more detail, the fine dust removing apparatus using the vortex tube according to the embodiment of the present invention is characterized in that the
즉, 일반적으로, 나노입자는 4 ~ 5㎛ 크기이고, 나노버블은 1㎛ 크기이므로 미세먼지가 나노버블 안에서 물속에 포집될 수 있으며, 따라서 상기한 바와 같이 물속에서 볼텍스 튜브가 작동하도록 구성됨으로써, 물분사부(73)를 별도로 구비할 필요 없이 보다 간단한 구성으로 미세먼지 제거장치를 구현할 수 있다. That is, in general, the nanoparticles have a size of 4 to 5 μm and the nanobubbles have a size of 1 μm. Therefore, the fine dust can be collected in the water in the nanobubbles, and thus, the vortex tube operates in the water as described above, It is possible to realize a fine dust removing device with a simpler configuration without having to separately provide the
또한, 상기한 본 발명의 실시예에서는, 공기정화부(72)가 도 2 내지 도 6을 참조하여 상기에 설명한 볼텍스 튜브(20)를 이용하여 구성되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은, 도 2 내지 도 6에 나타낸 볼텍스 튜브(20) 이외에, 기존의 일반적인 볼텍스 튜브를 이용하여 구성될 수도 있는 등, 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다. Although the present invention has been described with reference to the case where the
아울러, 상기한 미세먼지 정화장치(70)는, 상기한 볼텍스 튜브 대신에 나노버블을 발생시키는 나노버블 발생장치를 이용하여 공기정화부(72)가 구성될 수도 있다. In addition, the
즉, 도 8은 공기정화부(72)를 구성하는 나노버블 발생장치의 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 8 is a view schematically showing an example of a nano bubble generator constituting the
도 8에 나타낸 바와 같이, 나노버블을 발생시키는 방법으로는, 상기한 바와 같은 볼텍스 튜브를 이용한 선회방식 이외에, 예를 들면, 에어젯 방식, 캐비테이션 방식, 가압용해 방식 등의 여러 가지 방법을 이용할 수 있으며, 이러한 다양한 방식의 나노버블 발생장치를 이용하여 공기정화부(72)가 구성될 수 있다. As shown in Fig. 8, various methods such as an air jet method, a cavitation method, and a pressure dissolution method can be used as a method of generating nano bubbles in addition to the above-described vortex tube- And the
더욱이, 상기한 바와 같이 하여 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치(70)를 대형화하거나, 복수 개를 구비하도록 함으로써, 대면적의 공간에 대한 대용량의 공기정화 시스템도 용이하게 구축할 수 있다. Furthermore, by enlarging the fine
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템을 구현할 수 있다. Therefore, the fine dust removing apparatus using the vortex tube according to the present invention and the air purification system using the same can be implemented as described above.
또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 입력되는 공기에 와류를 발생시켜 고온의 공기와 저온의 공기로 분리하여 출력하도록 구성되는 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 나노버블(Nanobubble)화된 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하는 것에 의해 나노버블화된 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 제거될 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 제공됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, a fine dust removing device using a vortex tube and an air purifying system using the vortex tube according to the present invention are implemented. According to the present invention, a vortex is generated in input air, By using the principle of a vortex tube that is configured to output air separately, nanobubbed water particles with external air are injected into the vortex tube, and the nanobubbled water particles and external air A fine dust removing device using a vortex tube and an air cleaning system using the vortex tube are constructed so that fine dust can be effectively removed by maximizing contact time and area while passing through the inside of a vortex tube, And the fine dust and air purification effect can be improved at low cost.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 효과적으로 미세먼지를 제거할 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 제공됨으로써, 공기 중의 미세먼지를 제거하기 위한 기존의 장치들은 대부분 필터를 이용하거나 유입되는 공기에 물을 분사하는 방식으로 구성됨으로 인해 필터의 잦은 교체로 인한 비용증가 및 번거로움의 단점과, 전체적인 장치의 구성이 복잡하고 에너지 소비가 높은 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 제거장치 및 공기정화장치들의 문제점을 해결할 수 있다. In addition, according to the present invention, there is provided a device for removing fine dust using a vortex tube and an air purifying system using the vortex tube, which is configured to effectively remove fine dust at a low cost without requiring any additional power , Existing devices for removing fine dust in the air are mostly constructed by using a filter or spraying water into the air to be introduced, which leads to disadvantages such as increased cost and troubles due to frequent replacement of the filter, It is possible to solve the problems of the prior art fine dust removing apparatus and the air cleaning apparatus which are complicated and have a disadvantage of high energy consumption.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. I will work.
20. 볼텍스 튜브
21. 볼텍스 발생기
22. 튜브
23. 유량조절 밸브
31. 급기부
32. 볼텍스 발생부
41. 볼텍스 발생기 결합홈
42. 밸브 결합홈
43. 고온 배출구
44. 저온 배출구
51. 베이스
52. 밸브부
70. 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치
71. 물저장부
72. 공기정화부
73. 펌프부 20.
22.
31.
41. Vortex
43.
51.
70. Fine dust removal system using vortex tube
71.
73. Pump section
Claims (11)
물이 저장되어 있는 수조 형태로 형성되는 물저장부;
외부로부터 주입된 공기에서 미세먼지를 제거하고 정화된 공기를 배출하기 위해 볼텍스 튜브를 포함하여 이루어지는 공기정화부; 및
외부공기에 상기 물저장부에 저장된 물을 입자 상태로 분무하여 상기 공기정화부에 설치된 상기 볼텍스 튜브의 공기주입구를 통해 주입하기 위한 펌프부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
A fine dust removing apparatus using a vortex tube,
A water storage part formed in a water tank form in which water is stored;
An air purifier including a vortex tube for removing fine dust from the air injected from outside and discharging purified air; And
And a pump unit for spraying water stored in the water storage unit into the outside air in a particle state and injecting the water through the air inlet of the vortex tube installed in the air purifying unit. Device.
상기 장치는,
상기 물저장부, 상기 공기정화부 및 상기 펌프부의 사이를 각각 연결하는 파이프나 배관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
The method according to claim 1,
The apparatus comprises:
Further comprising a pipe and a pipe for connecting between the water reservoir, the air purifier, and the pump, respectively.
상기 장치는,
상기 물저장부, 상기 공기정화부 및 상기 펌프부를 각각 연결하는 파이프나 배관 사이에 각각 설치되는 적어도 하나 이상의 필터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
3. The method of claim 2,
The apparatus comprises:
Further comprising: at least one filter installed between a pipe and a pipe connecting the water reservoir, the air purifier and the pump, respectively.
상기 장치는,
상기 물저장부, 상기 공기정화부, 상기 펌프부가 각각 설치되고 외관을 형성하는 케이싱을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
The method of claim 3,
The apparatus comprises:
Further comprising a casing provided with the water reservoir, the air purifier, and the pump, respectively, and forming an outer tube.
상기 장치는,
상기 공기정화부에 설치된 상기 볼텍스 튜브의 공기주입구 측에 상기 펌프부를 통하여 외부공기와 물 입자가 함께 주입되고, 정화된 공기가 상기 볼텍스 튜브의 배출구를 통해 외부로 배출되도록 구성됨으로써,
상기 볼텍스 튜브 내에서 형성되는 와류에 의해 주입된 상기 외부공기와 상기 물 입자간의 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지를 포함하는 오염물질의 포집이 극대화될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
5. The method of claim 4,
The apparatus comprises:
The air is poured into the vortex tube of the air purification unit through the pump unit and the purified air is discharged to the outside through the outlet of the vortex tube,
Wherein a contact time and an area between the external air injected by the vortex formed in the vortex tube and the water particles are maximized to maximize the collection of contaminants including fine dust. Fine dust removal device used.
상기 장치는,
상기 볼텍스 튜브의 배출구가 상기 물저장부의 내측에 위치하도록 설치됨으로써,
정화된 공기는 상기 물저장부의 상단에 형성된 공기배출구를 통해 외부로 배출되고 정화에 사용된 물은 다시 상기 물저장부로 회수되어 재사용될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
6. The method of claim 5,
The apparatus comprises:
And an outlet of the vortex tube is disposed inside the water reservoir,
Wherein the purified air is discharged to the outside through an air outlet formed at the upper end of the water storage part, and the water used for the purification is returned to the water storage part and can be reused. .
상기 장치는,
오염된 물을 배출하고 깨끗한 물을 재급수하여 교체하는 작업이 적절한 시기에 이루어질 수 있도록 하기 위해, 상기 물저장부 내부에 설치되는 수질측정 센서 를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
The method according to claim 6,
The apparatus comprises:
Further comprising a water quality sensor disposed inside the water reservoir for discharging contaminated water and replenishing and replenishing the clean water at an appropriate time. Fine dust removal device.
상기 장치는,
상기 볼텍스 튜브가 물속에서 작동하도록 상기 공기정화부를 상기 물저장부 내에 설치하고, 물속에 설치된 상기 볼텍스 튜브에 외부공기를 통과시켜 나노버블을 발생시키도록 구성됨으로써,
상기 외부공기에 포함되어 있는 미세먼지가 상기 볼텍스 튜브를 통과하면서 물속에 포집되고, 정화된 공기가 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
8. The method of claim 7,
The apparatus comprises:
The air purifier is installed in the water reservoir so that the vortex tube operates in water, and external air is passed through the vortex tube installed in the water to generate nano bubbles,
Wherein the fine dust contained in the outside air is collected in the water while passing through the vortex tube, and the purified air is discharged to the outside.
상기 장치는,
상기 볼텍스 튜브 대신에 나노버블 발생장치를 이용하여 상기 공기정화부가 구성되는 것을 특징으로 하는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 제거장치.
9. The method of claim 8,
The apparatus comprises:
Wherein the air purifier is constructed using a nano bubble generator instead of the vortex tube.
A method for cleaning air using a vortex tube according to any one of claims 1 to 9, wherein the fine dust removing device is configured to remove fine dust.
An air purification system comprising at least one fine dust removing device using the vortex tube according to any one of claims 1 to 9.
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KR1020160114306A KR20180027128A (en) | 2016-09-06 | 2016-09-06 | Apparatus for removing fine dust using vortex tube and air purification system using thereof |
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2016
- 2016-09-06 KR KR1020160114306A patent/KR20180027128A/en active Search and Examination
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