KR20180043944A - 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 외부공기를 흡입하여 정화된 공기를 배출하도록 형성된 공기 흡입구 및 공기 배출구를 구비한 케이스; 상기 케이스의 내부에 형성되며, 물이 일정 용량 저장되어 있는 물저장조; 상기 물저장조의 상부에 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 차폐벽; 상기 차폐벽의 내부에 상기 물저장조에서 발생된 수증기를 상부로 유도하도록 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 가이드벽; 상기 가이드벽의 상부에 가이드벽 내에서 대류현상에 의해 상승한 수증기를 상기 차폐벽 측으로 안내하는 덮개부; 및, 상기 물저장조에 저장된 물을 가열하여 수증기로 변환시키고, 수증기를 대류현상에 의해 상승하도록 하는 히터;를 포함하되, 상기 수증기는 외부에서 공기 흡입구를 통해 유입된 공기에 포함된 오염 물질의 입자를 응축할 수 있는 응축핵으로 작용하여 물방울의 생성을 촉진하고, 상기 오염 물질의 입자와 함께 응축된 물방울이 차폐벽을 따라 흘러 내려가 물저장조 내에서 용해되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정기{AIR CLEANER}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부로부터 공기를 흡입하여 유입된 공기에 포함된 이물질 등의 오염 물질을 제거하고, 깨끗한 공기를 외부로 배출 가능한 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로 실내의 환기는 출입문의 개폐, 거주자의 이동, 창문을 통한 환기 등에서 발생되는 기류가 전부이며 동절기나 악천후에는 창문을 통한 환기가 이루어지지 않아 실내의 각종 먼지는 기류가 안정된 구석이나 장롱 위에 쌓여 있게 된다. 이와 같이 정체된 공기는 호흡질환, 알레르기성 피부질환, 두통 등을 유발하여 매우 불쾌하고 인체에 해로운 영향을 주게 되는 문제가 있다.

따라서, 일반적으로 사람이 거주하는 주거공간이나 작업 공간에 있어서 공기의 순환은 필수적인 것으로 이에 모든 건축물들은 건축법 등과 같이 정해진 법에 의하여 설치되는 환기시스템을 가지게 된다.

이러한 환기시스템들은 크게 자연 순환식과 강제 순환식으로 구분할 수 있으며 공공건물이나 공동주택 및 단독주택 등 거의 대부분의 주택들은 이들이 병합 설치되어 있다.

상기 자연 순환식은 전체적인 공기 순환량이 제한되어 실내공기의 환기가 충분히 이루어지지 못하므로, 공기의 순환량을 기계적으로 증대시키도록 구성되는 강제 순환식 환기시스템 즉, 공기청정기가 많이 사용되고 있다.

등록특허공보 제1158594호의 기계식 필터 장착 공기청정기는 기계식 필터를 사용하여 오염 물질을 제거하는 방식을 적용하고 있다. 이러한 방식은 필터의 기공 크기보다 큰 물질은 여과되지만 기공의 크기보다 작은 물질은 여과되지 않고 통과하는 문제점이 있었다.

종래에는 이를 해결하기 위해 기공의 크기보다 작은 물질을 여과하기 위해 기공의 크기를 더욱 작게 할 수도 있으나 이럴 경우 공기의 흐름에 대한 저항이 증대되어 공기청정기의 기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제점이 발생하게 된다.

대한민국 등록특허공보 제1158594호 (2012.06.14)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 기계식 필터를 사용하지 않으면서 바이러스와 같은 아주 작은 초미세 입자들을 수증기의 응축핵을 이용하여 제거할 수 있는 공기청정기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공기청정기는, 외부공기를 흡입하여 정화된 공기를 배출하도록 형성된 공기 흡입구 및 공기 배출구를 구비한 케이스; 상기 케이스의 내부에 형성되며, 물이 일정 용량 저장되어 있는 물저장조; 상기 물저장조의 상부에 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 차폐벽; 상기 차폐벽의 내부에 상기 물저장조에서 발생된 수증기를 상부로 유도하도록 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 가이드벽; 상기 가이드벽의 상부에 가이드벽 내에서 대류현상에 의해 상승한 수증기를 상기 차폐벽 측으로 안내하는 덮개부; 및, 상기 물저장조에 저장된 물을 가열하여 수증기로 변환시키고, 수증기를 대류현상에 의해 상승하도록 하는 히터;를 포함하되, 상기 수증기는 외부에서 공기 흡입구를 통해 유입된 공기에 포함된 오염 물질의 입자를 응축할 수 있는 응축핵으로 작용하여 물방울의 생성을 촉진하고, 상기 오염 물질의 입자와 함께 응축된 물방울이 차폐벽을 따라 흘러 내려가 물저장조 내에서 용해되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 덮개부의 외측면은 물저장조로부터 상승한 수증기가 덮개부의 중앙부로부터 측 방향으로 안내되도록 하향 경사지게 경사면부가 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 차폐벽은 물저장조의 수면으로부터 간격을 두고 상방으로 이격 설치되며, 상기 가이드벽은 상기 물저장조의 바닥면으로부터 직립 상태로 설치된다.

본 발명에 의하면, 상기 히터는 열효율을 극대화 시키기 위해 단열재에 수용되어 물저장조의 내부 또는 외부에 설치된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 공기청정기에 의하면, 오염 물질과 같은 입자를 비롯하여 비교적 입자의 크기가 작은 바이러스와 같은 아주 작은 초미세 입자들도 모두 제거가 가능한 효과가 있다.

고온의 수증기에 의해 입자들이 살균처리되므로 세균, 곰팡이 등의 서식을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기청정기의 작용을 나타내는 단면도이다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는, 공기 흡입구(11)와 공기 배출구(12)가 형성되는 단일의 케이스(10)와, 상기 케이스(10)의 일측에 배치되며 공기청정기 내의 구성요소들의 동작을 유도하는 스위치 등을 포함하는 조작부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 케이스(10)에는 공기 흡입구(11)와 공기 배출구(12)가 마련되는데, 공기 흡입구(11)는 케이스(10)의 상부에 형성되며, 공기 배출구(12)는 측면부에 원주 방향을 따라 형성된다.

특히, 상기 공기 흡입구(11)와 공기 배출구(12)는 다수의 작은 구멍으로 구성되며, 공기 흡입구(11)와 공기 배출구(12)는 서로 이격되어 있으며 방향을 달리하여 개방되도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 케이스(10)와 스위치 등의 조작부(미도시) 등은 일반적으로 공지된 기술로 이루어지며 다양한 형태로 형성될 수 있어, 본 발명의 실시예에서는 이들에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 케이스(10)의 내부에는 상기 공기 흡입구(11) 측에서 공기 배출구(12) 측으로 송풍팬(20) 및 여과수단이 차례로 배치된다.

상기 조작부의 스위치 조작에 의해 송풍팬(20)이 회전하면서 공기 흡입구(11) 측으로 외부 공기가 유입되고, 계속해서 공기 배출구(12)를 통해 미세한 압력으로 외부로 내부 공기가 배출된다. 이 작용은 통상의 공기청정기의 작용과 동일하다.

본 발명에 따르면, 상기 공기 흡입구(11)를 통해 유입된 공기는 케이스(10) 내부에 공급된 상태에서 여과수단에 의해 바이러스와 같은 아주 작은 초미세 입자를 여과한 후 공기 배출구(12)를 통해 깨끗하게 정화되어 외부로 배출하게 된다.

상기 여과수단에 대해 구체적으로 설명하면 상기 케이스(10)의 내부에는 물이 일정 용량 저장되어 있는 물저장조(100)가 설치된다.

또한, 상기 물저장조(100)에는 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐된 차폐벽(200)이 수면으로부터 간격을 두고 상방으로 이격 설치되어 있다.

여기서, 상기 물저장조(100)와 차폐벽(200) 사이의 개구부는 오염 물질이 제거된 여과수단 내부의 정화공기를 외부로 배출시키기 위한 배출구(500)이다.

그리고, 상기 차폐벽(200)의 내부에는 상기 물저장조(100)에서 발생된 수증기를 상부로 유도할 수 있도록 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되어 있는 가이드벽(300)이 상기 물저장조(100)의 바닥면으로부터 직립 상태로 설치되어 있다.

상기 히터(400)는 물저장조(100)에 저장된 물에 열을 가하여 물을 수증기로 변환 가능하게 하고, 이렇게 변환된 수증기는 온도가 상승하면서 부피가 팽창하게 되고, 밀도가 작아짐에 따라 대류현상에 의해 상승작용이 일어나게 된다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 히터(400)는 물저장조(100)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있으며, 상기 히터(400)가 물저장조(100)의 외부에 설치될 경우에는 상기 물저장조(100)에 저장된 물에 열을 쉽게 가할 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 히터(400)를 물저장조(100)에 밀착 설치하여 히터(400)의 열이 충분히 물저장조(100)에 전달될 수 있도록 구현하게 된다.

또한, 상기 히터(400)는 열효율을 극대화 시키기 위해 상부를 제외한 측부와 하부가 단열재(410)에 수용되거나 하부가 단열재(410)에 면 접촉하여 설치되어 있으나, 반드시 단열재(410)의 설치가 필요한 것은 아니다.

한편, 상기 가이드벽(300)의 상부에는 상기 가이드벽(300) 내에서 대류현상에 의해 상승한 수증기를 상기 차폐벽(200) 측으로 안내하는 덮개부(310)가 설치되어 있다.

상기 덮개부(310)의 외측면은 물저장조(100)로부터 상승한 수증기가 덮개부(310)의 중앙부로부터 측 방향으로 안내되도록 하향 경사지게 경사면부(311)가 형성되어 있다.

상기 차폐벽(200)과 가이드벽(300)은 상방에서 바라볼 때, 다각형 형상이거나 원형 형상으로 이루어질 수 있으며, 물론 상기 물저장조(100)의 형상도 동일한 형상으로 이루어지는 것이 차폐벽(200)과 가이드벽(300)의 레이 아웃(lay-out) 상 바람직하다.

따라서, 이와 같이 구성된 여과수단의 물저장조(100)에서 발생하는 수증기는 상기 대류 현상에 의해 가이드벽(300)을 따라 상승하게 되고, 덮개부(310)를 만나 덮개부(310)의 경사면부(311)에 의해 측방향으로 안내되어 차폐벽(200)과 덮개부(310) 내측으로 확산된다.

여과수단 내에서 확산되는 수증기는 외부에서 공기 흡입구(11)를 통해 유입된 공기에 포함된 오염 물질 등의 입자를 응축 가능한 응축핵으로 작용하게 되고, 이를 통해 물방울을 생성하게 된다.

상기 오염 물질을 포집한 물방울은 오염 물질과 같은 입자뿐만 아니라, 비교적 입자의 크기가 작은 바이러스와 같은 아주 작은 초미세 입자들도 제거가 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 공기청정기에 따르면, 공기 흡입구(11)를 통해 케이스(10) 내부로 유입된 공기는 오염 물질 등의 입자를 포함하고 있어 차폐벽(200)의 상부 개구를 통해 차폐벽(200) 내로 유입되고, 필터 기능을 갖는 여과수단을 통해 깨끗한 공기로 여과되어 공기 배출구(12)를 통해 배출되는 과정을 거치게 된다.

이와 같은 공기청정기의 작용에 대해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 송풍팬(20)에 전원을 인가하여 작동시키게 되면, 공기 흡입구(11)를 통해 외부 공기가 유입된다.

다음으로, 히터(400)에 전원을 인가하여 히터(400)를 작동시킨다.

상기 히터(400)가 작동하게 되면 물저장조(100) 내의 물이 가열되면서 부피가 상승하게 되는 동시에 밀도가 작아짐에 따라 물의 일부가 수증기로 변환하게 된다.

상기의 수증기는 대류 현상에 의해 가이드벽(300)을 따라 상승하게 되고, 덮개부(310)를 만나게 될 경우 덮개부(310)의 경사면부(311)를 따라 측방향으로 안내된다.

상기 측방향으로 안내되는 수증기는 외부에서 공기 흡입구(11)를 통해 유입된 공기에 포함된 오염 물질 등의 입자를 응축할 수 있는 응축핵으로 작용하여 물방울의 생성을 촉진하게 된다.

이렇게 오염 물질 등의 입자와 함께 응축된 물방울은 차폐벽(200)을 따라 흘러 내려가게 되고, 물저장조(100) 내로 오염 물질 등의 입자가 물에 용해된다.

이와 같은 여과 과정을 일정한 시간 지속할 경우 공기청정기의 내부로 흡입된 외부 공기 중의 오염 물질 등의 입자가 물저장조(100)의 물에 용해되어 제거되며, 이와 같이 오염 물질이 제거된 정화 공기는 공기 배출구(12)를 통해 외부로 배출된다.

본 발명에서는 오염 물질과 같은 입자 이외에도 바이러스와 같은 비교적 입자의 크기가 작은 초미세 입자들도 수증기의 응축에 의해 모두 제거가 가능하므로 일반적인 필터를 사용하지 않고도 충분히 오염 물질을 쉽게 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 물저장조(100)에서 발생하는 고온의 수증기에 의해 응축되는 오염 입자들이 살균처리되므로 세균, 곰팡이 등의 서식을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 케이스 11 : 공기 흡입구
12 : 공기 배출구 20 : 송풍팬
100 : 물저장조 200 : 차폐벽
300 : 가이드벽 310 : 덮개부
311 : 경사면부 400 : 히터
410 : 단열재

Claims (4)

1. 외부공기를 흡입하여 정화된 공기를 배출하도록 형성된 공기 흡입구 및 공기 배출구를 구비한 케이스;
   상기 케이스의 내부에 형성되며, 물이 일정 용량 저장되어 있는 물저장조;
   상기 물저장조의 상부에 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 차폐벽;
   상기 차폐벽의 내부에 상기 물저장조에서 발생된 수증기를 상부로 유도하도록 상하부가 개구되고 둘레면이 차폐되도록 설치된 가이드벽;
   상기 가이드벽의 상부에 가이드벽 내에서 대류현상에 의해 상승한 수증기를 상기 차폐벽 측으로 안내하는 덮개부; 및,
   상기 물저장조에 저장된 물을 가열하여 수증기로 변환시키고, 수증기를 대류현상에 의해 상승하도록 하는 히터;를 포함하되,
   상기 수증기는 외부에서 공기 흡입구를 통해 유입된 공기에 포함된 오염 물질의 입자를 응축할 수 있는 응축핵으로 작용하여 물방울의 생성을 촉진하고,
   상기 오염 물질의 입자와 함께 응축된 물방울이 차폐벽을 따라 흘러 내려가 물저장조 내에서 용해되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 덮개부의 외측면은 물저장조로부터 상승한 수증기가 덮개부의 중앙부로부터 측 방향으로 안내되도록 하향 경사지게 경사면부가 형성된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 차폐벽은 물저장조의 수면으로부터 간격을 두고 상방으로 이격 설치되며,
   상기 가이드벽은 상기 물저장조의 바닥면으로부터 직립 상태로 설치된 것을특징으로 하는 공기청정기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 히터는 열효율을 극대화 시키기 위해 단열재에 수용되어 물저장조의 내부 또는 외부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.

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