KR20180051442A - 공기 청정기 - Google Patents

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Abstract

보다 넓은 범위의 공기를 집진기 내에 흡입할 수가 있고, 또한 집진기로부터의 먼지의 탈락이 없고 또한 소형의 집진기를 설치 가능한 공기 청정기를 제공한다.
공기 청정기(1-1)는 비행체(2)와 집진기(4-1~4-4)를 구비한다. 비행체(2)는 드론이며, 본체부(20)와, 프레임(25~28)의 선단에 장착된 프로펠러(21~24)를 가진다. 각 집진기(4-1)(4-2~4-4)는 프로펠러(21)(22~24)에 조립된 통 모양의 흡착부(40A~40C)와, 본체부(20) 내의 전원부(31)와, 승압부(33)로 구성된다. 각 흡착부(40A)(40B, 40C)는 유전체(41)와, 유전체(41) 내부의 전극(42)으로 이루어지고, 흡착부(40A, 40B, 40C)의 전극(42, 42, 42)이 배선(33a, 33b, 33c)을 통해서 승압부(33)에 접속되고, 전원부(31)가 승압부(33)에 접속되어 있다.

Description

공기 청정기
이 발명은 공중을 부동(浮動)하여 공기 중의 먼지를 포집할 수가 있는 공기 청정기에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 공기 청정기로서는, 예를 들면 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 기재의 기술이 있다.
특허 문헌 1에 기재의 공기 청정기는, 공기 중의 먼지를 흡착하기 위한 먼지 포집체와, 이 먼지 포집체를 프로펠러에 의해 공기 중에 부유시키는 비행 수단과, 이 비행 수단을 제어하는 제어 장치를 구비하고 있다.
이러한 구성에 의해, 비행 수단을 구동시키고, 공기 청정기를 실내에 부유시키면, 부유한 공기 청정기가, 먼지 포집체의 표면의 고정 전자 부직포에 의해, 공기 중에 감도는 먼지를 흡착한다. 또, 실내에 놓여져 있는 가구의 천면(天面)이나 선반에 부착하고 있는 먼지를 프로펠러에 의해 공중에 감아올리고, 이 고정 전자 부직포에 흡착시킨다.
한편, 특허 문헌 2에 기재의 공기 청정기는, 프로펠러 추진의 벌룬(balloon)으로 구성된 비행체와, 이 비행체에 장착된 집진기를 구비하고 있다. 집진기는 서로 역극성으로 대전시킬 수가 있는 흡기구와 배기구를 가지는 용기로 형성되어 있다.
이러한 구성에 의해, 비행체를 프로펠러의 추진력에 의해 공중에서 이동시키면, 공기는 급기구를 지나 집진기 내로 유입한다. 이에 의해 공기 중의 대전한 먼지가 집진기의 급기구 부근이나 내부 및 배기구 부근에서 포집되도록 되어 있다.
일본국 특허공개 1996-131883호 공보 일본국 특허공보 2014-515086호 공보
그러나, 상기한 종래의 공기 청정기에서는 다음과 같은 과제가 있었다.
특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에 기재된 공기 청정기는, 모두 비행체를 프로펠러의 추진력으로 움직이면서 먼지를 집진기에 접촉시켜 포집하는 구조이다. 이 때문에 단위시간당의 먼지 포집율이 비행체의 속도나 경로에 의존한다. 따라서, 비행체의 속도가 늦고 또한 비행체가 그다지 돌아다니지 않는 경우에는 먼지의 포집율이 저하한다.
특히, 특허 문헌 2에 기재의 공기 청정기와 같이 집진기의 흡기구와 배출구가 다른 전하를 가지는 구조에서는 고전압을 인가시키고, 먼지를 대전시키는 구조로 한 경우, 절연을 위해서 흡기구와 배기구의 전극 사이에 거리를 두어 흡기구와 배기구가 떨어진 구조로 할 필요가 있다.
이러한 구조의 집진기를 비행체의 추진 기구의 기류에 영향을 주는 위치에 장착하면 비행체의 추진력에 큰 영향을 주게 된다. 또, 집진기가 커지기 때문에 공기 청정기 전체의 중심이 집진기의 설치 위치에 의해 이동하고. 이 때문에 비행체의 제어가 매우 어렵게 된다.
이 발명은, 상술한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 보다 넓은 범위의 공기를 집진기 내에 흡입할 수가 있고, 또한 집진기로부터의 먼지의 탈락이 없고 또한 소형의 집진기를 장착 가능한 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1의 발명은, 프로펠러를 추진력으로 하여 부동 가능한 비행체와, 흡기구와 배기구를 가지고, 또한 흡기구로부터 유입한 공기 중의 먼지를 정전 흡착하기 위한 집진기를 구비하는 공기 청정기로서, 비행체의 프로펠러가 집진기의 흡기구 근방, 집진기의 내부 또는 배기구 근방의 어느 쪽인가에 위치하도록 집진기를 프로펠러에 조립함으로써, 보다 넓은 범위의 공기를 집진기 내에 흡입하는 구성으로 하였다.
이러한 구성에 의해, 비행체가 프로펠러의 추진력에 의해 부동한다. 비행체의 부동에 수반하여 공기 중의 먼지가 흡기구로부터 집진기에 빨려 들어가 집진기에 정전 흡착된다. 자세하게는, 프로펠러가 집진기의 흡기구 근방, 내부 또는 배기구 근방의 어느 쪽인가에 위치하므로, 주위의 넓은 범위의 공기가, 프로펠러의 흡기력 및 배기력에 의해, 강제적으로 집진기 내로 흡입된다. 이 결과, 보다 넓은 범위의 공기를 집진기 내에 흡입할 수가 있으므로, 비행체의 속도가 늦고 또한 비행체가 그다지 돌아다니지 않는 경우에 있어서도, 충분한 먼지 포집율을 얻을 수 있다.
또, 집진기는 먼지를 정전 흡착해 포집하는 구조이므로, 특허 문헌 1에 기재의 공기 청정기와는 달리 1㎛ 이하라고 하는 극소의 먼지라도 강고하게 흡착한다. 이 때문에 바람이나 집진기에 대한 약간의 충격이 있어도, 먼지가 집진기로부터 탈락하는 일은 없다. 즉, 이 발명의 공기 청정기는, 특허 문헌 1에 기재의 공기 청정기에 비해, 먼지의 청정 효율이 매우 높다.
또한 이 발명의 공기 청정기는, 흡기구로부터 집진기에 유입한 공기 중의 먼지를 정전 흡착하는 구조이므로, 특허 문헌 2에 기재의 공기 청정기와 달리 집진기를 고전압 사용으로 해도 집진기 자체가 대형화하는 일은 없다.
그리고, 이와 같이 집진기를 고전압 사용으로 함으로써, 이온, 오존 등을 발생시킬 수가 있어 집진 효율을 높일 뿐만 아니라, 살균 작용이나 알레르기 불활성화 작용을 얻을 수 있다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기는 각각이 전극을 가지고, 또한 서로 이웃하게 되는 전극끼리가 대향하도록 동심 형상으로 끼워넣어진 복수의 통 모양의 흡착부와, 대향하는 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 구성으로 하였다.
이러한 구성에 의해, 주위의 공기가, 프로펠러의 흡기력 및 배기력에 의해, 강제적으로 집진기 내로 흡입된다. 이 때에 집진기가 동심 형상으로 끼워넣어진 복수의 통 모양의 흡착부로 구성되어 있으므로, 복수의 통 모양의 흡착부의 사이가 공기 통로가 되어, 강제적으로 빨려 들어간 공기가, 이러한 복수의 공기 통로를 유통하게 된다. 그리고, 집진기의 전원부가 온(on) 상태이면, 대향하는 전극 사이에 전위차가 발생하고, 대향하는 전극의 일방이 양극으로 되고, 타방이 음극으로 된다. 이 결과, 음극으로 대전하고 있는 공기 중의 먼지가 양극의 전극을 가진 흡착부의 표면에 흡착되고, 양극으로 대전하고 있는 공기 중의 먼지가 음극의 전극을 가진 흡착부의 표면에 흡착된다.
또, 복수의 통 모양의 흡착부를 동심 형상으로 끼워넣은 구성이므로, 공기와 흡착부의 접촉 면적이 커져, 단위시간당의 먼지 포집율이 한층 더 높아진다.
또한 프로펠러가 집진기를 내부가 되도록 복수의 통 모양의 흡착부를 조립함으로써, 흡착부가 프로펠러의 커버로서 기능한다. 또, 이러한 구조는, 도관 팬(ducted fan)으로서 기능하므로, 추진력이 프로펠러 단체 때보다 증가하게 된다.
청구항 3의 발명은, 청구항 2에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기의 흡기구가 배기구보다도 큰 직경으로 되도록 흡착부의 흡기구측의 부위를 테이퍼 형상으로 넓힌 구성으로 한다.
이러한 구성에 의해, 대량의 공기를 큰 직경의 흡기구로부터 흡착부 내로 순조롭게 유입시킬 수가 있다.
청구항 4의 발명은, 청구항 1에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기는 각각이 전극을 가지고 또한 이들 전극끼리가 서로 대향하도록 단면 소용돌이 형상으로 둥글게 된 1쌍의 시트 형상의 흡착부와, 대향하는 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 구성으로 하였다.
청구항 5의 발명은, 청구항 1에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기는 각각이 전극과 1개 이상의 구멍을 가지고 또한 두께 방향으로 일정 간격으로 줄지어 설치된 복수의 시트 형상의 흡착부와, 서로 이웃하게 되는 흡착부의 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 구성으로 하였다.
이러한 구성에 의해, 집진기의 주위의 공기가, 프로펠러의 흡기력에 의해, 일방단의 흡착부의 구멍으로부터 후단의 흡착부를 향해 빨려 들어간다. 후단의 흡착부의 구멍을 통과한 공기는, 프로펠러의 배기력에 의해, 타방단의 구멍으로부터 배출된다. 이 때에 공기가, 복수의 흡착부에 접촉하고, 공기 중의 먼지가 흡착부에 정전 흡착된다.
청구항 6의 발명은, 청구항 2 내지 청구항 4의 어느 하나에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기를 구성하는 1개 또는 복수의 흡착부는 복수의 구멍을 각각 가지는 구성으로 하였다.
이러한 구성에 의해, 공기는 집진기의 흡기구로부터 빨려 들어갈 뿐만 아니라, 흡착부의 복수의 구멍으로부터도 집진기의 내부에 빨려 들어가, 배기구로부터 배출된다. 따라서, 집진기 내로의 공기류량을 증가시킬 수가 있고, 그 만큼 먼지 집진율을 높일 수가 있다.
청구항 7의 발명은, 청구항 6에 기재의 공기 청정기에 있어서, 1개 또는 복수의 흡착부의 어느 것 또는 모두가 그물 모양으로 형성되어 있는 구성으로 하였다.
청구항 8의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 7의 어느 하나에 기재의 공기 청정기에 있어서, 비행체는 공기를 상방으로부터 흡기하여 하방으로 배기하는 복수의 프로펠러가 비행 동작을 제어하는 제어부를 가진 본체부의 주위에 설치된 구조의 드론(drone)인 구성으로 하였다.
청구항 9의 발명은, 청구항 8에 기재의 공기 청정기에 있어서, 비행체는 하방으로부터 흡기하여 상방으로 배기하는 프로펠러를 중앙의 본체부에 가지는 구성으로 하였다.
청구항 10의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 9의 어느 하나에 기재의 공기 청정기에 있어서, 집진기의 흡착부는 비행체의 적어도 1개 이상의 프로펠러에 각각 조립되어 있는 구성으로 하였다.
이러한 구성에 의해, 집진기의 흡착부를 비행체의 본체부의 주위에 설치된 프로펠러에 조립하여 프로펠러를 회전시키면, 상방의 공기가 프로펠러에 의해 하방으로 흡인되어 먼지가 집진기의 흡착부에 의해 포집된다. 그리고, 공기를 상방으로부터 흡기하여 하방으로 배기하는 프로펠러의 추진력에 의해 비행체가 상승한다. 이러한 상태에서 본체부의 제어부의 제어에 의해 비행체의 비행 동작을 제어할 수가 있다.
또, 집진기의 흡착부를 비행체의 본체부에 설치되어 있는 프로펠러에 조립하여 프로펠러를 회전시키면, 하방의 공기가 프로펠러에 의해 상방으로 끌어올려져 먼지가 집진기의 흡착부에 의해 포집된다. 그리고, 이 프로펠러가 공기를 하방으로부터 흡기하여 상방으로 배기함으로써, 상방으로 배기된 공기가, 본체부의 주위에 설치된 복수의 프로펠러에 의해, 흡기되어 하방으로 배기된다. 즉, 순환 기류가 본체부의 프로펠러와 주위의 프로펠러의 사이에 생성된다.
또한 집진기의 흡착부를 본체부 주위의 프로펠러와 본체부의 프로펠러의 쌍방에 조립함으로써, 본체부의 프로펠러와 주위의 프로펠러의 사이를 순환하는 기류를 생성할 수가 있음과 아울러, 먼지 포집율의 대폭적인 증대를 도모할 수가 있다.
청구항 11의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 7의 어느 하나에 기재의 공기 청정기에 있어서, 비행체는 프로펠러를 추진력으로 하는 벌룬(balloon)이며, 집진기의 흡착부는 추진용의 프로펠러에 조립되어 있는 구성으로 하였다.
이상 자세하게 설명한 것처럼, 이 발명의 공기 청정기에 의하면, 집진기에 의한 단위시간당의 먼지 포집율을 높일 수가 있다고 하는 뛰어난 효과가 있다. 이에 의해 거의 정지한 상태에서도 먼지를 충분히 포집할 수가 있다. 또, 공기 중의 먼지를 정전 흡착하여 먼지를 탈락시키는 일이 없이 강고하게 확보할 수가 있다. 또한 집진기 자체를 소형화시킬 수가 있다. 집진기를 고전압 사용으로 함으로써, 집진뿐만이 아니라 살균 작용이나 알레르기 불활성화 작용을 얻을 수도 있다.
특히, 청구항 2의 발명에 의하면, 공기와 흡착부의 접촉 면적을 크게 하여 먼지 포집율을 한층 더 높일 수가 있다고 하는 효과가 있다. 그리고, 집진기의 흡착부를 프로펠러의 커버로서 기능시킬 수가 있으므로, 저공 비행시에 있어서의 프로펠러로의 이물질의 말려 들어감을 방지할 수가 있다. 또, 도관 팬(ducted fan)으로서 기능시킬 수가 있으므로, 프로펠러의 추진력을 증대시킬 수가 있다고 하는 효과도 있다.
또, 청구항 3 및 청구항 6의 발명에 의하면, 집진기 내에 흡입하는 공기의 범위를 증가시키고, 먼지 집진율을 높일 수가 있다고 하는 효과가 있다.
또한 청구항 10의 발명에 의하면, 순환 기류를 생성하여 먼지 포집율의 대폭적인 증대를 도모할 수가 있다고 하는 효과가 있다.
도 1은 이 발명의 제1 실시예와 관련되는 공기 청정기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이다.
도 3은 공기 청정기의 평면도이다.
도 4는 비행체의 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 흡착부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 흡착부를 나타내는 단면도이다.
도 7은 흡착부의 프로펠러에의 조립 및 취출하는 방법을 나타내는 부분 측면도이며, 도 7(a)은 흡착부의 조립전 상태 또는 취출후 상태를 나타내고, 도 7(b)은 흡착부의 조립 상태를 나타낸다.
도 8은 공기 청정기의 비행 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 9는 먼지의 포집 작용을 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 10은 흡착부의 설치 위치의 변형예를 나타내는 부분 측면도이며, 도 10(a)은 프로펠러를 흡착부의 흡기구의 근방에 위치시킨 예를 나타내고, 도 10(b)은 프로펠러를 흡착부의 배기구의 근방에 위치시킨 예를 나타낸다.
도 11은 이 발명의 제2 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부인 흡착부의 분해 사시도이다.
도 12는 흡착부의 단면도이다.
도 13은 제2 실시예의 변형예를 나타내는 분해 사시도이며, 도 13(a)은 제1 변형예를 나타내고, 도 13(b)은 제2 변형예를 나타낸다.
도 14는 이 발명의 제3 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부인 흡착부를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 14의 시시(矢視) B-B 단면도이다.
도 16은 이 발명의 제4 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부를 나타내는 개략 단면도이다.
도 17은 제4 실시예의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 18은 이 발명의 제5 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부를 나타내는 사시도이다.
도 19는 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 20은 제5 실시예의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 21은 이 발명의 제6 실시예와 관련되는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이다.
도 22는 공기 청정기의 평면도이다.
도 23은 이 발명의 제7 실시예와 관련되는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이다.
도 24는 공기 청정기의 평면도이다.
도 25는 이 발명의 제8 실시예와 관련되는 공기 청정기를 나타내는 측면도이다.
이하, 이 발명의 최선의 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
<실시예 1>
도 1은 이 발명의 제1 실시예와 관련되는 공기 청정기를 나타내는 사시도이며, 도 2는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이며, 도 3은, 공기 청정기의 평면도이다.
도 1에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기(1-1)는 4개의 집진기(4-1~4-4)를 비행체(2)에 조립한 구성으로 되어 있다.
비행체(2)는 프로펠러를 추진력으로서 수직 및 수평으로 부동 가능한 로터식의 드론이다. 로터식의 드론으로서는, 3개의 프로펠러를 가지는 트라이 로터, 4개의 프로펠러를 가지는 쿼드 로터, 5개의 프로펠러를 가지는 펜타 로터, 6개의 프로펠러를 가지는 헥사 로터, 8개의 프로펠러를 가지는 옥토 로터 등 다종다양의 로터를 구비한 것이 존재한다. 이 실시예에서는 쿼드 로터의 드론을 비행체(2)로 하여 적용하였다.
도 2 및 도 3에 나타내듯이, 이 비행체(2)는 본체부(20)와, 본체부(20)의 주위에 설치된 4개의 프로펠러(21~24)를 가지고 있다.
프로펠러(21~24)는 본체부(20)로부터 십자 형상으로 연출(延出)한 4개의 프레임(25~28)의 선단부에 장착되어 있다. 구체적으로는, 모터(21a)(22a~24a)가 각 프레임(25)(26~28)의 선단 상부에 장착되고, 각 프로펠러(21)(22~24)가 각 모터(21a)(22a~24a)의 회전축(21b)(22b~24b)에 고착되어 있다.
이에 의해, 모터(21a)(22a~24a)의 구동에 의해, 프로펠러(21)(22~24)가 회전축(21b)(22b~24b)과 일체로 회전하고, 공기를 상방으로부터 흡기하여 하방으로 배기한다. 즉, 프로펠러(21)(22~24)는 회전에 의해 비행체(2)에 대한 상방으로의 추진력을 준다.
본체부(20)는 비행체(2)의 비행 동작을 제어하기 위한 제어부(30)를 가지고 있다.
도 4는 비행체(2)의 제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4에 나타내듯이, 메모리(30a)를 가진 제어부(30)와, 전원부(31)와, 4개의 변압부(32-1~32-4)와, 승압부(33)와, 수신부(34)와, 안테나(35)가 본체부(20)에 수납되어 있다.
전원부(31)는 4개 변압부(32-1~32-4)와 승압부(33)에 접속되고, 각 변압부(32-1)(32-2~32-4)의 출력단은 배선(32a, 32b)을 통해서 각 프로펠러(21)(22~24)의 모터(21a)(22a~24a)의 입력단에 접속되어 있다. 또, 승압부(33)의 출력단은 후술하는 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 흡착부(40A~40C) 내의 각 전극(42)에 각각 접속되어 있다.
제어부(30)는 변압부(32-1)(32-2~32-4)의 출력 전압을 제어할 수가 있다. 이에 의해 제어부(30)는 프로펠러(21)(22~24)의 모터(21a)(22a~24a)의 회전수를 변화시킬 수가 있다.
또, 동시에 제어부(30)는 전원부(31)로부터의 전압을 승압부(33)에서 고전압 또는 펄스 전압으로 승압시키고, 후술하는 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 흡착부(40A~40C) 내의 각 전극(42)(도 5 및 도 6 참조)에 인가시킬 수가 있다.
그런데, 비행체(2)의 제어 비행에는, 크게 나누어, 자동형 제어 비행과 조작형 제어 비행이 있다. 자동형 제어 비행은, 예를 들면 미리 작성된 청정 대상 공간의 3D(3차원) 도면 데이터를 제어부(30)에 격납해 두고, 제어부(30)가 이 3D 도면 데이터와 제어 프로그램에 기초하여 비행체(2)를 공간의 소망한 위치로 비행시키는 비행 형태이다. 한편, 조작형 제어 비행은, 비행체(2)를 전용 조작기, 휴대 조작기, 스마트 폰이나 GPS 등을 이용하여 근거리 또는 원거리로부터 매뉴얼(manual) 조작하는 비행 형태이다. 양쪽 제어 비행 모두 비행체(2)를 전체 공간에서 비행시키거나 소정의 장소 또는 소정 높이에 한정하여 비행시키거나 할 수가 있다.
이들 자동형 제어 비행 및 조작형 제어 비행의 시스템은 공지이며, 비행체(2)에는 어느 쪽의 제어 시스템도 적용할 수가 있다.
이 실시예에서는 자동형 제어 비행과 조작형 제어 비행의 쌍방이 가능한 시스템을 적용한다. 즉, 제어부(30)가 메모리(30a)에 격납되어 있는 제어 프로그램이나 3D 도면 등의 데이터에 기초하여 변압부(32-1~32-4)를 제어할 수가 있게 되어 있다. 또, 외부로부터의 지령 전파나 GPS로부터의 전파를 안테나(35)를 통해 수신부(34)로 수신하고, 수신한 전파에 기초하여 제어부(30)가 변압부(32-1~32-4)나 승압부(33)를 제어할 수도 있도록 되어 있다.
도 1~도 3에 있어서, 집진기(4-1~4-4)는 공기 중의 먼지를 정전 흡착하기 위한 기기이며, 도 4에 나타내듯이, 각 집진기(4-1)(4-2~4-4)는 프로펠러(21)(22~24)에 조립된 3개의 흡착부(40A~40C)와, 본체부(20) 내의 전원부(31)와, 승압부(33)로 구성되어 있다.
도 5는 흡착부(40A~40C)를 나타내는 분해 사시도이며, 도 6은 흡착부(40A~40C)를 나타내는 단면도이다.
도 5에 나타내듯이, 3개의 흡착부(40A~40C)는 각각 다른 직경의 통상체이며, 최대 직경의 흡착부(40A)의 내측에 흡착부(40B)가 끼워넣어지고, 이 흡착부(40B)의 내측에 최소 직경의 흡착부(40C)가 끼워넣어져 있다. 도 6에 나타내듯이, 이들 흡착부(40A~40C)는 동심 형상으로 끼워넣어지고, 소정 폭의 간극 G1이 흡착부(40A, 40B) 사이에 설치되고, 소정 폭의 간극 G2가 흡착부(40B, 40C) 사이에 설치되어 있다. 이 실시예에서는 끼워넣어진 3개의 흡착부(40A~40C)의 상측 개구가, 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 흡기구(4A)에 설정되고, 하측 개구가 배기구(4B)에 설정되어 있다.
각 흡착부(40A)(40B, 40C)는 전극(42)을 유전체(41)로 피복한 구조로 되어 있고, 이에 의해 서로 이웃하게 되는 흡착부(40A, 40B)의 전극(42, 42)끼리가 대향하고, 서로 이웃하게 되는 흡착부(40B, 40C)의 전극(42, 42)끼리가 대향하고 있다.
흡착부(40A)의 전극(42)은 배선(33a)을 통해서 승압부(33)에 접속되어 있다. 그리고, 흡착부(40B, 40C)의 전극(42, 42)은 배선(33b, 33c)을 통해서 승압부(33)에 각각 접속되어 있다. 이에 의해, 제어부(30)의 제어에 의해 소정의 전압이 승압부(33)로부터 흡착부(40A)의 전극(42)과 흡착부(40B)의 전극(42)에 인가되고, 흡착부(40A, 40B)의 전극(42, 42) 사이에 소정의 전위차가 발생하게 되어 있다. 또, 승압부(33)로부터의 소정의 전압이 흡착부(40C)의 전극(42)과 흡착부(40B)의 전극(42)에도, 인가되고, 소정의 전위차가 흡착부(40C, 40B)의 전극(42, 42) 사이에 발생하게 되어 있다. 이 실시예에서는 예를 들면 6kV의 전압이 흡착부(40A, 40C)의 전극(42, 42)에 인가되도록 설정되고, 흡착부(40B)의 전극(42)은 접지되어 있다. 이에 의해 6kV의 전위차를 흡착부(40A, 40B)의 전극(42, 42) 사이에 생기게 하고, 흡착부(40C, 40B)의 전극(42, 42) 사이에도 마찬가지로 6kV의 전위차를 일으키게 할 수가 있다.
상기와 같이 흡착부(40A~40C)는 도 3~도 5에 나타내듯이, 스페이서(44, 45)에 의해 연결되어 있다. 구체적으로는, 흡착부(40A, 40B)가 간극 G1 내에 삽입된 스페이서(44)에 의해 연결되고, 흡착부(40B, 40C)가 간극 G2 내에 삽입된 스페이서(45)에 의해 연결되어 있다.
이와 같이 스페이서(44, 45)에 의해 연결된 흡착부(40A~40C) 전체는 프로펠러(21)(22~24)에 조립되어 있다.
구체적으로는, 도 6에 나타내듯이, 하향의 볼록부(46a)가 링(46)에 볼록하게 설치되고, 이 링(46)이 가장 밖의 흡착부(40A)의 하단부 외주면에 고착되어 있다. 또, 상향의 오목부(47a)가 링(47)에 오목하게 설치되고, 이 링(47)이 프레임(25)(26~28)에 고착되어 있다. 프로펠러(21)(22~24)는 이 링(47)의 중심에 위치하고 있다(도 5 참조).
링(46, 47)은 모두 자성을 가지고 있고, 링(46)의 볼록부(46a)측의 자극과 링(47)의 오목부(47a)측의 자극이 역극성으로 되도록 장착되어 있다.
이에 의해 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)측으로 하강시키고, 링(46)을 링(47)에 맞닿게 한 상태로 볼록부(46a)를 오목부(47a)에 끼워넣을 수가 있다. 이와 같이 하여 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)에 조립함으로써, 프로펠러(21)(22~24)를 흡착부(40A~40C)의 내부에 위치시킬 수가 있다. 그리고, 흡착부(40A~40C)의 상하의 이동은 링(46, 47)끼리의 자력에 의해 방지되고, 횡방향의 이동은 볼록부(46a)와 오목부(47a)의 감합력(嵌合力)에 의해 방지된다. 또, 링(46, 47)의 자력에 저항하여 흡착부(40A~40C)를 끌어올림으로써 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)로부터 취출할 수가 있다.
또한 이 실시예에서는 흡착부(40A~40C)의 링(46)에 볼록부를 설치하고, 프레임(25)(26~28)측의 링(47)에 오목부를 설치하였지만, 반대로 흡착부(40A~40C)의 링(46)에 오목부를 설치하고, 프레임(25)(26~28)측의 링(47)에 볼록부를 설치해도 좋은 것은 물론이다.
다음에, 이 실시예의 공기 청정기(1-1)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 7은 흡착부(40A~40C)의 프로펠러(21)(22~24)에의 조립 및 취출하는 방법을 나타내는 부분 측면도이며, 도 7(a)은 흡착부(40A~40C)의 조립전 상태 또는 취출후 상태를 나타내고, 도 7(b)은 흡착부(40A~40C)의 조립 상태를 나타낸다. 도 8은 공기 청정기(1-1)의 비행 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
비행체(2)를 부동(浮動)시키기 전에 흡착부(40A~40C)를 비행체(2)의 프로펠러(21)(22~24)에 조립한다. 즉, 도 7(a)에 나타내듯이, 흡착부(40A~40C)의 링(46)을 비행체(2)의 링(47)의 바로 위로부터 하강시키고, 도 7(b)에 나타내듯이, 링(46)의 볼록부(46a)를 링(47)의 오목부(47a)에 끼워넣음으로써, 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)에 조립한다.
이러한 상태에서 제어부(30)(도 4 참조)의 제어에 의해 프로펠러(21~24)를 소망한 회전 속도로 회전시키면, 도 8에 나타내듯이, 상방의 공기 W가 프로펠러(21~24)측으로 빨려 들어가 프로펠러(21~24)의 하방으로 배기된다. 즉, 프로펠러(21~24)의 회전에 의해 상방으로의 추진력이 생겨 비행체(2)가 부상한다.
이 때에 프로펠러(21)(22~24)가 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 흡착부(40A~40C) 내에 위치하고 있으므로, 프로펠러(21)(22~24)의 흡기력 및 배기력에 의해 주위의 넓은 범위의 공기 W가 흡기구(4A)를 통해서 강제적으로 흡착부(40A~40C)에 빨려 들어가고 강제적으로 배기구(4B)로부터 배출된다. 즉, 공기 W의 고속 기류가 흡착부(40A~40C) 내에 형성되므로, 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)에 조립한 구조가, 도관 팬(ducted fan)으로서 기능한다. 이 결과, 프로펠러(21~24) 단체 때보다 큰 추진력을 얻을 수 있다.
도 9는 먼지의 포집 작용을 설명하기 위한 개략 단면도이다.
상기와 같이, 비행체(2)의 주위의 공기 W는 프로펠러(21)(22~24)의 흡기력 및 배기력에 의해 강제적으로 흡착부(40A~40C) 내로 흡입된다. 즉, 도 9의 화살표로 나타내듯이, 공기 W가 상방의 흡기구(4A)로부터 흡착부(40A~40C) 내로 흡입된다. 이 때에 통 모양의 흡착부(40A~40C)가 동심 형상으로 끼워넣어진 구조로 되어 있으므로, 흡기구(4A)로부터 빨려 들어간 공기 W는 흡착부(40C) 내를 통과한다. 또, 흡착부(40A, 40B) 사이의 간극 G1과 흡착부(40B, 40C) 사이의 간극 G2가 모두 공기 통로로서 기능하므로, 공기 W는 흡착부(40C) 내뿐만이 아니라, 이들 간극 G1, G2도 통과한다.
이 때에 제어부(30)의 제어에 의해 상기 전압이 승압부(33)(도 4 참조)로부터 흡착부(40A~40C)의 각 전극(42)에 인가되어 있으면, 상기한 것처럼 6kV의 전위차가 흡착부(40A, 40B)의 전극(42, 42) 사이와 흡착부(40C, 40B)의 전극(42, 42) 사이에 생기고 있다. 이 때문에 흡착부(40A, 40C)가 양극으로 대전하고, 흡착부(40B)가 음극으로 대전하고 있다.
따라서, 공기 W가 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2를 통과할 때에 공기 W에 포함되어 있는 대전한 먼지가 대전하고 있는 흡착부(40A~40C)에 정전기력에 의해 흡착된다. 구체적으로는, 음극으로 대전한 먼지가 흡착부(40A, 40C)의 표면에 흡착되고, 양극으로 대전한 먼지가 흡착부(40B)의 표면에 흡착된다. 이러한 후에 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2를 통과한 공기 W가 흡착부(40A~40C)의 배기구(4B)로부터 하방으로 배기된다. 또한 배기구(4B)로부터 배기된 공기 W는 프로펠러(21)(22~24)에 의해 다시 흡기구(4A)로부터 강제적으로 흡기되고, 공기 W의 기류가 흡착부(40A~40C)의 주위와 흡착부(40A~40C) 내를 순환하게 된다.
이와 같이, 이 실시예의 공기 청정기(1-1)는 프로펠러(21)(22~24)의 회전에 의해 주위의 공기 W를 흡착부(40A~40C) 내에 강제적으로 유입하는 구조이므로, 공기 청정기(1-1)가 호버링(hovering) 상태와 같이 속도가 늦고 또한 그다지 돌아다니지 않는 경우에 있어서도, 공기 중의 먼지를 충분히 포집할 수가 있다.
그리고, 도 8에 나타내듯이, 공기 청정기(1-1)를 띄운 상태로 이동시킴으로써, 넓은 청정 대상 공간을 돌아다닐 수가 있어 넓은 공간 중에 존재하는 다량의 먼지를 흡착부(40A~40C)에 의해 포집할 수가 있다.
그런데, 공기 청정기(1-1)가 공간을 돌아다니는 경우에는, 흡착부(40A~40C)가 프로펠러(21)(22~24) 이외의 부위, 예를 들면 본체부(20) 등에 조립되어 있어도 공기 W는 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2를 통과하므로 먼지의 포집은 가능하다.
그러나, 흡착부(40A~40C)에 의한 단위시간당의 먼지 포집율은 공기 W가 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2에 유입하는 속도에 대응한다. 따라서, 특허 문헌 2에 기재의 공기 청정기와 같이 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24) 이외의 부위에 조립한 경우에는, 공기 청정기의 이동 속도에 대응한 먼지 포집율 밖에 얻을 수 없다.
그렇지만, 이 실시예의 공기 청정기(1-1)에서는 공기 W가 공기 청정기(1-1)의 이동 속도와 프로펠러(21)(22~24)에 의한 공기 유입속도의 합의 속도로 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2에 유입하게 된다. 이 때문에 고속의 공기 W가 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2에 유입하므로, 흡착부(40A~40C)에 의한 단위시간당의 먼지 포집율은 매우 높아진다. 이 결과, 보다 넓은 범위의 공기 W를 집진기(4-1)(4-2~4-4) 내에 흡입할 수가 있다.
또, 먼지 포집율은 공기 W와 흡착부의 접촉 면적에 대응한다. 이 실시예의 공기 청정기(1-1)에서는 공기 W를 3개의 흡착부(40A~40C)에 접촉시키는 구조로 되어 있으므로, 공기 W와 흡착부의 접촉 면적이 크다. 따라서, 이러한 점으로부터도 한층 더 높은 단위시간당의 먼지 포집율을 얻을 수 있다.
이 실시예의 공기 청정기(1-1)는 다종다양한 청정 대상 공간 내에서 제어 비행시킬 수가 있다. 그 일례로서 다음과 같은 제어 비행이 가능하다.
즉, GPS 신호가 닿지 않고, 또한 위험한 청정 대상 공간을 정기적으로 청정하는 경우에는, 우선 도시하지 않는 조작기를 이용하여 외부로부터 공기 청정기(1-1)에 지령 전파를 보내고 공기 청정기(1-1)를 비행시킨다. 그리고, 효율적으로 집진할 수 있는 비행경로의 데이터를 수집하여 그 3D 도면 데이터를 제어부(30)의 메모리(30a)(도 4 참조)에 격납해 둔다.
그 후는 제어부(30)가, 메모리(30a)에 격납되어 있는 3D 도면의 데이터에 기초하여 변압부(32-1~32-4)를 제어하여 공기 청정기(1-1)가 3D 도면의 데이터가 나타내는 비행경로를 자동적으로 날아다녀 공간 중의 먼지를 효율적으로 집진한다.
이러한 비행에 의한 집진은 공기 중의 먼지를 흡착부(40A~40C)로 정전 흡착함으로써 행해지므로 특허 문헌 1에 기재의 공기 청정기와는 달리 1㎛ 이하라고 하는 극소의 먼지라도 강고하게 흡착한다. 따라서, 한 번 집진한 먼지는 바람이나 공기 청정기(1-1)에 대한 약간의 충격에 의해 탈락하는 일은 없다.
또, 이 실시예의 공기 청정기(1-1)는 집진 장치로서 사용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 제균 장치로서도 사용할 수가 있다. 즉, 도 4에 있어서, 고전압을 승압부(33)로부터 흡착부(40A~40C)의 전극(42)에 인가하도록 승압부(33)의 출력 전압을 제어함으로써 흡착부(40A~40C)로부터 이온이나 오존을 발생시킬 수가 있다. 이에 의해 공기 청정기(1-1)의 주위의 살균 등을 행할 수가 있다.
이와 같이 공기 청정기(1-1)의 집진기(4-1~4-4)를 고전압 사용으로 설정해도, 특허 문헌 2에 기재의 공기 청정기와 달리 흡착부(40A~40C)의 길이나 직경을 크게 할 필요가 없다.
청정 작업을 종료하고 착지한 공기 청정기(1-1)에 있어서는, 다량의 먼지가 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 흡착부(40A~40C)에 부착하고 있다.
공기 청정기(1-1)의 착지시에는, 도 7(b)에 나타내듯이, 흡착부(40A~40C)가 프로펠러(21)(22~24)에 조립되어 있으므로, 흡착부(40A~40C)를 상방으로 들어 올림으로써, 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)로부터 취출할 수가 있다. 이 때에 흡착부(40A~40C)로의 전압 인가를 정지시킴으로써, 흡착부(40A~40C)에 부착한 다량의 먼지를 탈락시키거나 닦아내거나 할 수가 있다.
또한 이 실시예에서는, 도 4~도 6에 나타낸 것처럼, 3개의 통 모양의 흡착부(40A~40C)와, 승압부(33)와, 전원부(31)로 집진기(4-1)(4-2~4-4)를 구성하였지만, 통 모양의 흡착부의 수는 3개에 한정되지 않는다. 2개 또는 4개 이상의 흡착부를 집진기(4-1)(4-2~4-4)의 구성 부재로 할 수가 있다.
또, 이 실시예에서는 비행체(2)의 프로펠러(21)(22~24)가 내부에 위치하도록 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21)(22~24)에 조립하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 10은 흡착부(40A~40C)의 설치 위치의 변형예를 나타내는 부분 측면도이며, 도 10(a)은 프로펠러(21)(22~24)를 흡착부(40A~40C)의 흡기구(4A)의 근방에 위치시킨 예를 나타내고, 도 10(b)은 프로펠러(21)(22~24)를 흡착부(40A~40C)의 배기구(4B)의 근방에 위치시킨 예를 나타낸다.
즉, 도 10(a)에 나타내듯이, 오목부(47a)를 하향으로 한 링(47)을 프레임(25)(26~28)의 하측에 고착한다. 그리고, 볼록부(46a)를 상향으로 한 흡착부(40A~40C)의 링(46)을 링(47)에 맞대어 볼록부(46a)를 오목부(47a)에 끼워넣는다. 이들 흡착부(40A~40C)의 조립에 의해 프로펠러(21)(22~24)가 흡착부(40A~40C)의 흡기구(4A)의 근방에 위치한 상태로 된다.
또, 도 10(b)에 나타내듯이, 통체(48)를 프레임(25)(26~28)의 상측에 고착하고, 링(47)을 통체(48)의 상단에 고착시키고, 링(47)을 프로펠러(21)(22~24)의 근방에 위치시킨다. 그리고, 흡착부(40A~40C)의 링(46)을 링(47)에 끼워넣는다. 이들 흡착부(40A~40C)의 조립에 의해 프로펠러(21)(22~24)가 흡착부(40A~40C)의 배기구(4B)의 근방에 위치한 상태로 된다.
이에 의해 비행체(2)의 주위의 공기 W가 흡착부(40C) 내나 간극 G1, G2를 통과한 후 통체(48) 내를 통과하여 외부로 힘차게 배기된다.
<실시예 2>
다음에, 이 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.
도 11은 이 발명의 제2 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부인 흡착부의 분해 사시도이며, 도 12는 흡착부의 단면도이다.
도 11에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기에 적용되는 흡착부(40A~40C)는 복수의 구멍을 가지고 있는 점이 상기 제1 실시예의 흡착부와 다르다.
구체적으로는, 흡착부(40A)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통한 원형 또는 타원형의 구멍(40a1)이 다수 천설(穿設)되어 있다. 그리고, 흡착부(40B, 40C)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통한 원형 또는 타원형의 구멍(40b1, 40c1)이 각각 다수 천설되어 있다.
상기 제1 실시예에서는, 도 9에 나타낸 것처럼, 프로펠러(21)(22~24)를 회전시키면, 공기 W가 흡기구(4A)로부터 흡기되고, 그 공기 W는 흡착부(40C) 내와 간극 G1, G2를 각각 독립하여 통과하게 되어 있었다.
이에 반해 이 실시예에서는 다수의 구멍(40a1~40c1)이 흡착부(40A~40C)에 천설되어 있으므로, 도 12에 나타내듯이, 흡기구(4A)로부터 흡기된 공기 W는 흡착부(40C) 내와 간극 G1, G2를 통과할 뿐만 아니라, 구멍(40a1~40c1)을 통해서 프로펠러(21)(22~24)측으로 분류(分流)한다. 또한, 공기 W는 흡기구(4A)로부터 뿐만 아니라 외측의 흡착부(40A)의 구멍(40a1)으로부터도 유입하므로 그 공기류량 증가분만큼 먼지 집진율이 높아진다.
또한 이 실시예에서는 원형 또는 타원형의 구멍(40a1)(40b1, 40c1)을 흡착부(40A)(40B, 40C)에 설치하였지만, 구멍은 원형 또는 타원형에 한정되는 것은 아니다. 도 13이나 도 14에 나타내듯이, 다종다양의 구멍을 흡착부(40A~40C)에 설치할 수가 있다.
도 13은 제2 실시예의 변형예를 나타내는 분해 사시도이며, 도 13(a)은 제1 변형예를 나타내고, 도 13(b)은 제2 변형예를 나타낸다.
도 13(a)에 나타내는 흡착부(40A~40C)는 복수의 슬릿(slit) 형상의 구멍을 가지고 있다.
구체적으로는, 흡착부(40A)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통한 세로로 긴 슬릿(slit) 형상의 구멍(40a2)이 둘레 방향으로 일정 간격으로 복수 천설되어 있다. 그리고, 흡착부(40B, 40C)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통한 세로로 긴 슬릿(slit) 형상의 구멍(40b2, 40c2)이 둘레 방향으로 일정 간격으로 복수 천설되어 있다.
한편, 도 13(b)에 나타내는 흡착부(40A~40C)에서는 각각의 흡착부(40A)(40B, 40C)가 그물 모양으로 형성되어 있다.
구체적으로는, 흡착부(40A)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통하고, 또한 서로 근접한 직사각형의 구멍(40a3)이 흡착부(40A) 전체에 다수 천설되어 있다. 그리고, 흡착부(40B, 40C)에는 유전체(41)와 전극(42)을 관통하고, 또한 서로 근접한 직사각형의 구멍(40b3, 40c3)이 흡착부(40B, 40C) 전체에 다수 천설되어 있다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 3>
다음에, 이 발명의 제3 실시예에 대해 설명한다.
도 14는 이 발명의 제3 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부인 흡착부를 나타내는 평면도이며, 도 15는 도 14의 시시(矢視) B-B 단면도이다.
도 14에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기에 적용되는 집진기(40-1)(40-2~40-4)에서는 흡착부(40A″, 40B″)가 소용돌이 형상으로 형성되어 있는 점이 상기 제1 내지 제3 실시예의 흡착부와 다르다.
구체적으로는, 1쌍의 흡착부(40A″, 40B″)가 각각 시트 형상으로 형성되고, 각 흡착부(40A″, 40B″)에 있어서, 전극(42)이 유전체(41)에 피복되어 있다. 이들 흡착부(40A″, 40B″)는 소용돌이 형상으로 둥글게 되어 있고, 스페이서(44)에 의해 간극 G가 흡착부(40A″, 40B″) 사이에 형성되어 있다. 이에 의해 흡착부(40A″)의 전극(42)과 흡착부(40B″)의 전극(42)이 간극 G를 사이에 두고 대향한 상태로 되어 있다.
그리고, 흡착부(40A″)의 전극(42)과 흡착부(40B″)의 전극(42)이 배선(33a, 33b)를 통해서 승압부(33)에 각각 접속되어 있다.
이에 의해 승압부(33)에서 승압된 전원 전압, 예를 들면 6kV, 0kV의 전압이 흡착부(40A″, 40B″)의 전극(42, 42)에 인가되면, 대향하는 전극(42, 42) 사이에 전위차가 발생하고, 도 15에 나타내듯이, 흡착부(40A″)가 양극으로 대전하고, 흡착부(40B″)가 음극으로 대전한다.
이러한 구성에 의해, 흡착부(40A″, 40B″)를 프로펠러(21)(22~24)(도 1 등 참조)의 근방에 조립함으로써, 주위의 공기를 흡기구(4A)로부터 강제적으로 흡기하고, 간극 G나 흡착부(40A″, 40B″)의 중심 공간 G′를 통해 배기구(4B)로부터 배기할 수가 있다. 공기 중의 먼지는 중심 공간 G′나 간극 G를 통과하는 동안에 흡착부(40A″, 40B″)의 표면에 정전 흡착된다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 내지 제3 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 4>
다음에, 이 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다.
도 16은 이 발명의 제4 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부를 나타내는 개략 단면도이다.
도 16에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기에 적용되는 흡착부(40A~40C)는 흡기구(4A)측의 부위가 테이퍼 형상이 되어 있는 점이 상기 제1 및 제2 실시예와 다르다.
즉, 흡착부(40A~40C)의 상반부(40A1~40C1)가 테이퍼 형상으로 퍼져 흡기구(4A)의 개구 직경이 배기구(4B)의 개구 직경보다 크다.
이러한 구성에 의해, 프로펠러(21)(22~24)의 회전에 의해 대량의 공기가 큰직경의 흡기구(4A)로부터 흡착부(40A~40C) 내부로 순조롭게 빨려 들어가고 배기구(4B)로부터 강제적으로 배출된다.
도 17은 제4 실시예의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
상기와 같이, 이 실시예에서는 흡착부(40A~40C)의 모든 상반부(40A1~40C1)를 테이퍼 형상으로 설정하였지만 이것에 한정되지 않는다. 흡착부(40A~40C)의 상반부(40A1~40C1)의 어느 쪽을 테이퍼 형상으로 설정해도 마찬가지의 작용 및 효과를 얻을 수 있다.
예를 들면, 도 17에 나타내듯이, 흡착부(40A~40C) 중의 흡착부(40A)의 상반부(40A1)만을 테이퍼 형상으로 설정해도 좋다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 및 제2 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 5>
다음에, 이 발명의 제5 실시예에 대해 설명한다.
도 18은 이 발명의 제5 실시예와 관련되는 공기 청정기의 주요부를 나타내는 사시도이며, 도 19는 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 18에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기는 흡착부의 구조가 상기 제1 내지 제4 실시예와 다르다.
즉, 이 실시예에서는 3개의 시트 형상의 흡착부(40A′~40C′)가 두께 방향(도의 상방향)으로 등간격으로 줄지어 설치되어 있다.
구체적으로는, 각 흡착부(40A′)(40B′, 40C′)가 원형으로 형성되고, 흡착부(40A′, 40B′)가 스페이서(44′)에 의해 연결되고, 흡착부(40B′, 40C′)가 스페이서(45′)에 의해 연결되어 있다. 그리고, 흡착부(40A′~40C′) 전체가 프로펠러(21)(22~24)의 바로 위에 조립되어 있다.
도 19에 나타내듯이, 외주의 구멍(40a1′)(40b1′, 40c1′)과 내주의 구멍(40a2′)(40b2′, 40c2′)이 흡착부(40A′)(40B′, 40C′)에 설치되어 있고, 최상단의 흡착부(40C′)의 구멍(40c1′, 40c2′)이, 흡기구(4A)에 설정되고, 최하단의 흡착부(40A′)의 구멍(40a1′, 40a2′)이 배기구(4B)에 설정되어 있다.
각 흡착부(40A′)(40B′, 40C′)는 시트 형상의 원형의 유전체(41′)와 유전체(41′) 내에 설치된 전극(42′)으로 구성되고, 흡착부(40A′)(40B′, 40C′)의 전극(42′)이 배선(33a)(33b, 33c)을 통해서 승압부(33)에 접속되어 있다.
이에 의해 승압부(33)에서 승압된 전원 전압, 예를 들면 6kV, 0kV, 6kV의 전압이 흡착부(40A′~40C′)의 전극(42′, 42′, 42′)에 각각 인가되면, 대향하는 흡착부(40A′, 40B′)의 전극(42′, 42′) 사이, 및 대향하는 흡착부(40C′, 40B′)의 전극(42′, 42′) 사이에 각각 전위차가 발생하고, 흡착부(40A′, 40C′)가 양극으로 대전하고, 흡착부(40B′)가 음극으로 대전한다.
이러한 구성에 의해, 프로펠러(21)(22~24)를 회전시키면, 주위의 공기가 흡기구(4A)로서의 흡착부(40C′)의 구멍(40c1′, 40c2′)으로부터 하단의 흡착부(40B′)를 향해 유입한다. 그리고, 공기는 흡착부(40B′)의 구멍(40b1′, 40b2′)을 통과하여 최하단의 흡착부(40A′)에 이르고, 배기구(4B)로서의 구멍(40a1′, 40a2′)으로부터 배출된다. 공기가 흡착부(40A′~40C′)를 통과할 때에 공기 중의 먼지가 흡착부(40A′~40C′)에 정전 흡착된다.
도 20은 제5 실시예의 변형예를 나타내는 사시도이다.
상기에서는 흡착부(40A′~40C′)를 스페이서(44′, 45′)로 연결한 예를 나타냈지만, 도 20에 나타내듯이, 흡착부(40A′~40C′)를 링(46)을 가진 통상체(40′) 내에 조립해 넣어도 좋다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 내지 제4 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 6>
다음에, 이 발명의 제6 실시예에 대해 설명한다.
도 21은 이 발명의 제6 실시예와 관련되는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이며, 도 22는 공기 청정기의 평면도이다.
이들 도에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기(1-2)는 하향의 프로펠러(29)와 집진기(4-5)를 구비하고 있는 점이 상기 제1 내지 제5 실시예와 다르다.
구체적으로는, 모터(29a)가 본체부(20)의 하면 중앙에 장착되고, 프로펠러(29)가 모터(29a)의 회전축(29b)에 고착되어 있다.
이 프로펠러(29)는 프로펠러(21~24)와는 달리 그 회전에 의해 공기를 하방으로부터 흡기하여 상방으로 배기하는 기능을 가지고 있다.
본체부(20)에는 상기 변압부(32-1~32-4)(도 4 참조) 외에 마찬가지의 구조의 변압부(32-5)가 설치되어 있고, 모터(29a)가 도시하지 않는 배선을 통해서 이 변압부(32-5)에 접속되어 있다. 이 변압부(32-5)나 제어부(30)(도 4 참조)에 접속되어 있고, 이에 의해 제어부(30)의 제어가 변압부(32-5)를 통해서 프로펠러(29)의 회전 속도를 제어하게 되어 있다.
이 실시예에서는 상기 실시예의 집진기(4-1~4-4)는 적용되지 않고, 집진기(4-5)만이 적용되어 있다. 집진기(4-5)나 집진기(4-1~4-4)와 마찬가지로 흡착부(40A~40C)를 가지고 있고, 흡착부(40A~40C)는 프로펠러(29)에만 조립되어 있다. 프로펠러(29)에의 접착 방법은 프로펠러(21)(22~24)에의 조립하는 방법과 마찬가지이다. 즉, 흡착부(40A~40C)의 링(46)을 본체부(20) 하면의 링(47)에 끼워넣음으로써 흡착부(40A~40C)를 본체부(20) 하면의 프로펠러(29)에 조립할 수가 있다.
이 흡착부(40A~40C)의 전극(42, 42, 42)(도시하지 않음)도 상기 제1 실시예의 경우와 마찬가지로 도시하지 않는 배선을 통해서 본체부(20) 내의 승압부(33)(도 4 참조)에 접속되어 있다. 즉, 제어부(30)는 전원부(31)로부터의 전압을 승압부(33)에서 고전압 또는 펄스 전압으로 승압시키고, 이들 흡착부(40A~40C)의 전극(42, 42, 42)에 인가시킬 수가 있다.
이러한 구성에 의해, 프로펠러(21~24)를 회전시켜서 공기 청정기(1-2)를 부상시킬 수가 있다. 그리고, 프로펠러(29)를 회전시키면, 하방의 공기가 프로펠러(29)에 의해 흡기구(4A)로부터 흡착부(40A~40C) 내로 빨아올려지고, 공기 중의 먼지가 집진기(4-5)의 흡착부(40A~40C)에 의해 포집된다. 그리고, 공기는 흡착부(40A~40C)의 배기구(4B)로부터 상방으로 배기된다. 그러면, 상방으로 배기된 공기는 프로펠러(21~24)에 의해 흡기되어 하방으로 배기된다. 이 결과, 공기가 프로펠러(29)와 주위의 프로펠러(21~24)의 사이를 순환하여 순환 기류가 생성된다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 내지 제5 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 7>
다음에, 이 발명의 제7 실시예에 대해 설명한다.
도 23은 이 발명의 제7 실시예와 관련되는 공기 청정기의 일부를 파단하여 나타낸 개략 측면도이며, 도 24는 공기 청정기의 평면도이다.
이들 도에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기(1-3)는 집진기(4-1~4-4, 4-5)가 모든 프로펠러(21~24, 29)에 조립되어 있는 점이 상기 제1 내지 제6 실시예와 다르다.
즉, 집진기(4-1~4-4)의 흡착부(40A~40C)가 상기 제1 실시예와 마찬가지로 프로펠러(21~24)에 각각 조립되고, 집진기(4-5)의 흡착부(40A~40C)가 상기 제 6 실시예와 마찬가지로 프로펠러(29)에 조립되어 있다.
이러한 구성에 의해, 도 23에 나타내듯이, 공기 W가 프로펠러(21~24)와 프로펠러(29)의 사이를 확실하게 순환하여 5개의 집진기(4-1~4-5)에 의한 먼지 포집율의 대폭적인 증대를 도모할 수가 있다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 내지 제6 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
<실시예 8>
다음에, 이 발명의 제8 실시예에 대해 설명한다.
도 25는 이 발명의 제8 실시예와 관련되는 공기 청정기를 나타내는 측면도이다.
도 25에 나타내듯이, 이 실시예의 공기 청정기(1-4)는 프로펠러(29′)로 추진하는 벌룬(5)과 집진기(4-6)로 구성되어 있다.
구체적으로는, 프로펠러(29′)가 벌룬(5)의 후부에 설치되고, 집진기(4-6)의 흡착부(40A~40C)가 이 프로펠러(29′)에 조립되어 있다.
흡착부(40A~40C)의 전극(42, 42, 42)(도시하지 않음)은 도시하지 않는 승압부(33)에 접속되고, 이 승압부(33)는 도시하지 않는 전원부(31)에 접속되어 있고, 전원부(31)의 전압이 승압부(33)에서 승압되어 흡착부(40A~40C)의 각 전극(42)에 인가되게 되어 있다.
이러한 구성에 의해, 프로펠러(29′)를 회전시키면서 벌룬(5)을 비행시킴으로써, 공기가 흡착부(40A~40C) 내에 강제적으로 흡기된다. 그리고, 공기가 흡착부(40A~40C) 내를 통과하여 배기됨으로써, 공기 중의 먼지가 흡착부(40A~40C)에 정전 흡착된다.
그 외의 구성, 작용 및 효과는 상기 제1 내지 제7 실시예와 마찬가지이므로 이들의 기재는 생략한다.
또한, 이 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 요지의 범위 내에 있어서 여러 가지의 변형이나 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예에서는 모든 프로펠러(21~24)에 집진기의 흡착부(40A~40C)를 장착한 예를 나타내었다. 그러나, 집진기의 흡착부는 비행체의 적어도 1개 이상의 프로펠러에 조립되어 있으면 좋다. 따라서, 흡착부(40A~40C)를 프로펠러(21~24) 중의 어느 쪽인가에만 조립한 공기 청정기도 이 발명의 범위에 포함된다.
1-1~1-4…공기 청정기 2…비행체
4-1~4-6…집진기
4A…흡기구 4B…배기구
5…벌룬(balloon) 20…본체부
21~24, 29, 29′…프로펠러 21a~24 a, 29a…모터
21b~24 b, 29b…회전축 25~28…프레임(frame)
30…제어부 30a…메모리(memory)
31…전원부 32-1~32-4, 32-5…변압부
32a, 32b, 33a~33c…배선 33…승압부
34…수신부 35…안테나
40′…통상체
40A~40C, 40A′~40C′, 40A″, 40B″…흡착부
40a1~40a3, 40b1~40b3, 40c1~40c3, 40a1′~40c1′, 40a2′~40c2′…구멍
40A1~40C1…상반부 41, 41′…유전체
42, 42a, 42b, 42′…전극
44, 45, 44′, 45′…스페이서(spacer) 46, 47…링(ring)
46a…볼록부 47a…오목부
48…통체 G, G1, G2…간극
G′…중심 공간 H…공기 통로
W…공기.

Claims (11)

  1. 프로펠러를 추진력으로 하여 부동 가능한 비행체와, 흡기구와 배기구를 가지고, 또한 흡기구로부터 유입한 공기 중의 먼지를 정전 흡착하기 위한 집진기를 구비하는 공기 청정기로서,
    상기 비행체의 프로펠러가 상기 집진기의 흡기구 근방, 집진기의 내부 또는 배기구 근방의 어느 쪽인가에 위치하도록 상기 집진기를 프로펠러에 조립함으로써, 보다 넓은 범위의 공기를 집진기 내에 흡입하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 집진기는 각각이 전극을 가지고, 또한 서로 이웃하게 되는 전극끼리가 대향하도록 동심 형상으로 끼워넣어진 복수의 통 모양의 흡착부와, 상기 대향하는 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 집진기의 흡기구가 배기구보다도 큰 직경으로 되도록 흡착부의 흡기구측의 부위를 테이퍼 형상으로 넓힌 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 집진기는 각각이 전극을 가지고 또한 이들 전극끼리가 서로 대향하도록 단면 소용돌이 형상으로 둥글게 된 1쌍의 시트 형상의 흡착부와, 상기 대향하는 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집진기는 각각이 전극과 1개 이상의 구멍을 가지고 또한 두께 방향으로 일정 간격으로 줄지어 설치된 복수의 시트 형상의 흡착부와, 서로 이웃하게 되는 흡착부의 전극 사이에 전위차를 발생시키기 위한 전원부를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집진기를 구성하는 상기 1개 또는 복수의 흡착부는 복수의 구멍을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 1개 또는 복수의 흡착부의 어느 것 또는 모두가 그물 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비행체는 공기를 상방으로부터 흡기하여 하방으로 배기하는 복수의 상기 프로펠러가 비행 동작을 제어하는 제어부를 가진 본체부의 주위에 설치된 구조의 드론인 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비행체는 하방으로부터 흡기하여 상방으로 배기하는 프로펠러를 중앙의 상기 본체부에 가지는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집진기의 흡착부는 상기 비행체의 적어도 1개 이상의 프로펠러에 각각 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비행체는 프로펠러를 추진력으로 하는 벌룬이며,
    상기 집진기의 흡착부는 상기 추진용의 프로펠러에 조립되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
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