KR20180108574A - 공기청정기, 가습기 및 소취기 - Google Patents

공기청정기, 가습기 및 소취기 Download PDF

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Abstract

종래의 공기청정기보다 단위체적당의 공기정화 능력을 향상시키고, 나아가서는 성능이 동등할 경우에는 보다 작은 소비전력으로 동작하는 신규의 공기청정기 및 그것을 포함하는 가습기 및 소취기가 개시되어 있다. 공기청정기는 원판과, 원판을 회전시키기 위한 모터와, 원판 상에 설치되고, 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸며 전체로서 원통형인 필터 A로서, 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절된 필터 A와, 원판 상에 설치되고, 필터 A의 내측 또는 외측 또는 내외 양측에 설치된 적어도 1종의 공기저항체를 구비한다.

Description

공기청정기, 가습기 및 소취기
본 발명은 공기청정기, 가습기 및 소취기에 관한 것이다.
종래부터, 팬과 필터를 이용한 공기청정기가 여러가지 알려져 있다. 이것들의 원리는, 팬을 이용하여 공기를 강제적으로 필터에 보내주어서 필터를 통과시킴으로써 공기 중의 진애 등을 필터에 포착시켜서 공기를 청정화하는 것이다. 통상 많이 사용되고 있는 공기청정기는, 팬과 필터를 완전히 분리하고, 팬에 의해서 바람을 필터에 접촉시키는 타입의 것이다. 또한, 특허문헌 1에는 원통 형상의 시로코 팬의 측벽 부분을 필터로 구성하고, 날개차를 회전시켜서 공기흐름을 상기 원통의 내측으로부터 외측으로, 필터를 통과시켜서 유통시킴으로써 공기청정을 행하는 공기청정기도 제안되어 있다.
본원 발명자들은, 먼저 필터를 파 형상으로 곡절시킴과 아울러 상기 필터 자체를 회전시킴으로써, 필터에 날개차의 날개와 필터의 기능의 양쪽을 갖게 할 수 있고, 이렇게 함으로써 동일 성능이면 종래의 공기청정기보다 소형화할 수 있는 것을 찾아내고, 이 원리에 의거한 공기청정기 및 가습기를 특허출원했다(특허문헌 2). 또한, 이 앞에 출원한 공기청정기 및 가습기에 있어서, 상기 필터를 도전성 재료로 구성함과 아울러 특정의 위치에 고압전극을 설치하고, 필터와 고압전극 사이에 전압을 가함으로써 공기청정기 및 가습기의 효율을 더욱 높일 수 있는 것을 찾아내고, 이 원리에 의거한 공기청정기 및 가습기에 대해서 특허를 취득하고 있다(특허문헌 3).
일본 특허공개 평8-206436호 공보 일본 특허공개2001-120933호 공보 일본 특허 제3350031호 게재 공보
본 발명의 목적은, 특허문헌 3 기재의 공기청정기보다 단위체적당의 공기정화 능력을 향상시키고, 나아가서는 성능이 동등할 경우에는 보다 작은 소비전력으로 동작하는 신규의 공기청정기 및 그것을 포함하는 가습기 및 소취기를 제공하는 것이다.
본원 발명자들은 예의 연구의 결과, 특허문헌 3에 기재된 공기청정기에 있어서, 원판 상에 원판과 함께 회전하는 공기저항체를 설치함으로써, 상기 공기저항체 에 의하여 바람이 일어나서 필터를 통과하는 공기량을 증대할 수 있고, 그것에 의해서 공기청정 효율이 높아지고, 나아가서는 소비전력을 저감할 수 있는 것을 찾아내어 본 발명을 완성했다.
즉, 본 발명은,
원판과,
상기 원판을 회전시키기 위한 수단과,
상기 원판 상에 설치되고, 상기 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸며 전체로서 원통형인 필터 A로서, 상기 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절된 필터 A와,
상기 원판 상에 설치되고, 상기 필터 A의 내측 또는 외측 또는 내외 양측에 설치된 적어도 1종의 공기저항체를 구비하는 공기청정기를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 공기청정기를 포함하고, 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 수분을 유지시킨 공기 가습기를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 공기청정기를 포함하고, 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 소취 성분을 유지시킨 공기 소취기를 제공한다.
(발명의 효과)
본 발명의 공기청정기는 공기청정 효율이 공지의 공기청정기보다 높고, 따라서 동등의 성능을 발휘할 경우에는 소비전력을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서의 원통형 필터의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 원통형 필터의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서의 필터 내측 볼록부 선단의 핫멜트 접착제에 의한 가교 밴드의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서의 필터 내측 볼록부 선단의 빗 형상 시트에 의한 가교의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서의, 겹쳐서 접착해서 높이를 높게 한 원통형 필터의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 절곡 폭을 장단(長短) 교대로 한 필터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B를 갖는 원판의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B를 갖는 원판의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 날개를 갖는 원판의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 날개를 갖는 원판의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 날개를 갖는 원판 둘레가장자리부의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 있어서의, 날개가 외측에서 원통형 필터 A와 B를 갖는 원판 둘레가장자리부의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 폭이 넓은 원통형 필터 A와 폭이 넓은 날개를 갖는 원판의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예로 되는 공기청정기의 분해 사시도이다.
도 15는 도 14에 나타내는 공기청정기의 사시도이다.
도 16은 도 14 및 도 15에 나타내는 공기청정기의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 연속 기포 구조체의 분해 사시도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 연속 기포 구조체의 사시도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 있어서의, 원통형 필터 A와 B와 연속 기포 구조체의 단면도이다.
상기와 같이, 본 발명의 공기청정기는 원판과, 상기 원판을 회전시키기 위한 수단과, 상기 원판 상에 설치되고, 상기 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸며 전체로서 원통형인 필터 A로서, 상기 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절된 필터 A를 구비한다.
이하의 설명에 있어서, 「상」, 「하」, 「상부」, 「하부」, 「상방」, 「하방」은, 원판을 수평으로 유지했을 경우의 위치 관계이며, 사용시에 있어서의 위치 관계를 나타내는 것은 아니다.
전체로서 원통형인 필터 A의 일실시예의 분해 사시도를 도 1에, 동 사시도를 도 2에 나타낸다. 도 1 및 도 2 중의 10은 파 형상으로 곡절된 필터 A, 12는 필터 A(10)의 탑부에 고착된 상부 끝판, 14는 필터 A(10)의 저부에 고착된 하부 끝판이다. 상부 끝판(12)과 하부 끝판(14)은 필수적이지는 않지만, 회전시의 원심력에 의한 필터 A의 변형을 방지하는 효과를 발휘하므로 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 「전체로서 원통형」(이하, 단지 「원통형」이라고 할 경우가 있다)이란, 파 형상의 필터를 미세하게 파 형상으로는 보지 않고 거시적으로 보면, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 내외 방향으로 두께가 있는 원통형(도 2에 나타내는 예에서는, 상부 끝판(12)을 탑면, 하부 끝판(14)을 저면으로 하는 원통형)인 것을 의미한다.
필터 A(10)는 원판(후술)의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸고, 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절된 형상을 갖고 있다. 이 형상 자체는, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재되어 있는 바와 같이 이미 알려져 있다. 필터 A(10)의 바람직한 각 실시예의 부분 확대도를 도 3 및 도 4에 나타낸다.
파 형상의 필터 A의 회전시의 변형을 방지하기 위해서 필터 A(10)의 내측(원판의 회전중심측)의 각 탑부를, 가교 밴드(16)에 의해 가교해도 좋다. 필터 각 탑부 능선의 피치는 1∼10㎜ 정도, 바람직하게는 2∼5㎜ 정도로 가교 밴드에 의해 고정된다. 도 3에 나타내는 실시예에서는, 파 형상의 필터 A(10)의 내측의 각 탑부가 가교 밴드(16)(도 1)인 핫멜트 접착제층(16a)에 의해 가교되어 있다. 이 핫멜트 접착제층의 폭(상하 방향의 폭)은, 통상 1∼3㎜ 정도, 바람직하게는 2㎜ 정도이다. 도 4에 나타내는 실시예에서는, 파 형상의 필터 A(10)의 내측(원판의 회전중심측)의 각 탑부가 가교 밴드인 빗 형상의 시트(16b)에 의해 가교되어 있다. 빗 형상의 시트(16b)는, 예를 들면 두께 0.2∼1.5㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.7㎜ 정도의 종이, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등으로 형성할 수 있다. 또는, 파 형상의 필터 A(10)의 내측의 각 탑부는 가교 밴드인 두께 0.2∼1.5㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.7㎜의 종이, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 시트에, 두께 0.2∼1㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.5㎜의 핫멜트 접착제나 폴리에틸렌 등의 비교적 융점이 낮은(80∼150℃ 정도) 시트가 적층된 폭 1∼10㎜ 정도, 바람직하게는 폭 2㎜의 시트(도시하지 않음)로 가교해도 좋다. 이들 가교 밴드는 1개라도 좋지만, 필터 A(10)의 회전시의 변형을 효과적으로 방지하기 위해서 복수(예를 들면 필터의 높이가 80∼200㎜ 정도에서는 4개∼10개) 설치하는 것이 바람직하다. 가교 밴드를 복수 설치할 경우, 각 가교 밴드끼리의 간격은, 통상 10㎜∼30㎜ 정도이다. 또한, 필터의 직경이 작고 회전속도가 느린 경우에는, 가교 밴드는 설치하지 않아도 필터 A의 변형은 거의 일어나지 않는다.
필터 A(10)의 절곡 폭은, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 균일해도 좋고, 도 6에 나타낸 바와 같이 장단 교대여도 좋다. 도 6과 같이 필터의 절곡 폭을 장단 교대로 하면 필터 오목부의 개구 면적을 넓게 할 수 있으므로, 이 부분의 공기저항 증가에 의한 공기정화 효과의 저하를 억제할 수 있다.
상부 끝판(12) 및 하부 끝판(14)은, 예를 들면 두께 0.2∼1.5㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.7㎜의 종이 또는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 플라스틱의 시트에, 두께 0.2∼1㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.5㎜의 핫멜트 접착제나 폴리에틸렌 등의 비교적 융점이 낮은(80∼150℃ 정도) 시트가 적층된 것이면 좋고, 열판을 압박함으로써 핫멜트 접착제 또는 저융점 시트가 용융해서 필터 A(10)의 단부와 각 끝판이 접착된다. 또한, 두께 0.5∼1.5㎜ 정도, 바람직하게는 두께 1㎜의 폴리에틸렌 시트이면, 적층하지 않고 단층의 시트라도 끝판으로서 사용할 수 있고, 필터 A에 고정할 수 있다.
각 끝판도 상기한 가교 밴드와 마찬가지로 필터 A의 회전시의 변형 방지에 도움이 되므로, 상기 가교 밴드 대신에, 또는 상기 가교 밴드와 함께, 도 2에 나타내는 원통형 필터 A(10)를 복수개 적층하여 사용할 수도 있다(도 5).
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예의 분해 사시도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기한 원통형 필터 A(10)는 원판(20) 상에 설치된다(또한, 도 7에는 후술하는 필터 B도 그려져 있다). 필터 A(10)는 원판(20)에 고착되고, 원판(20)이 회전하면 필터 A(10)도 동시에 회전한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 필터 A(10)는 원판(20)의 회전중심(20a)을 포함하는 내측 영역을 둘러싼다. 바람직하게는, 회전중심은 원판의 원 중심이며, 필터 A(10)의 중심은 원판(20)의 회전중심(20a)과 일치한다. 원판(20)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 회전중심(20a)을 포함하는 중심부분이 원판을 회전시키기 위한 수단(모터 등, 도시 생략)의 베어링을 수용하기 위해서, 도 7에 나타낸 바와 같이 볼록 형상으로 돌출되어 있어도 된다. 이러한 형상을 갖는 것도 본 발명에서 하는 「원판」에 해당한다. 원판(20)에는 공기의 유통을 위해서 1 또는 복수의 개구부(20b)를 형성해도 좋다. 회전하고 있는 원판의 중심측은 공기가 공기저항체의 회전에 의해 외측으로 이동하므로 부압이 된다. 이 때문에, 원판의 중심측에 개구(20b)가 있으면, 상기 개구(20b)를 통해서 공기가 유입해서 풍량이 커지고 공기정화 효과를 높게 할 수 있다. 이 경우, 원판(20) 하측의 공기 흡입 구멍(32a)으로부터 공기가 공급된다(도 14).
본 발명의 공기청정기에서는 원판 상에 공기저항체가 설치되어 있다. 「공기저항체」는 원판과 함께 회전하면, 날개차의 원리로 원판의 회전중심으로부터 방사상으로 흐르는 공기흐름을 증대시키는 구조이다. 공기저항체를 설치함으로써 필터 A를 통과하는 공기 유량이 증대하므로 공기청정 효율을 높일 수 있다.
공기저항체는 필터 A의 내측에 배치해도 좋고, 외측에 배치해도 좋다. 내측에 배치했을 경우에는 공기저항체가 날개차가 되고, 필터 A를 향하는 공기흐름이 증대한다. 공기저항체를 필터 A의 외측에 배치한 경우에도 날개차의 원리에 의해 필터 A의 외측으로부터 공기를 흡인하므로, 역시 필터 A를 향하는 공기흐름이 증대한다.
공기저항체의 바람직한 예로서는, 필터 A와 같은 구조를 갖는 원통형의 파 형상 필터 B를 들 수 있다. 필터 B는 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절되고 전체로서 원통형이며, 상기 필터 B는 상기 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸고, 상기 필터 A의 내측에 설치된다. 도 7은 필터 B(22)를 구비하는 공기청정기의 바람직한 일실시예의 분해 사시도, 도 8은 동 사시도를 나타낸다. 필터 B(22)는 필터 A의 상사형이며 필터 A(10)와 동축에 배치되는 것이 바람직하다. 필터 B도 필터 A와 같이 상단부에 상부 끝판(24)을 갖고, 하단부에 하부 끝판(26)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 필터 B는 앞에 설명한 필터 A와 같은 구조를 갖고 있고, 필터 A에 관한 설명은 모두 그대로 필터 B에도 적용된다. 또한, 필터 B는 복수 설치해도 좋다.
필터 B를 필터 A의 내측에 설치했을 경우, 필터 B가 날개차가 되어서 필터 A를 향하는 공기흐름을 증대시키는 것이 가능하다. 이 경우, 필터 A에 공급되는 공기량이 증대하므로 공기청정 효율이 필터 A 단독의 경우보다 높아진다. 또한, 필터 B 자체도 필터이므로, 필터 B 자체에 의해서도 공기가 청정화되므로 공기청정 효율이 더욱 높아진다.
무엇보다, 공기가 필터 B를 통과할 때에 필터 B에 있어서 공기저항을 발생시키므로, 조건에 따라서는 필터 A에 공급되는 공기량이 감소하여 토털의 공기청정 효율이 저하할 우려도 있다. 이것을 감안하여, 내측의 필터 B의 공기저항을 외측의 필터 A의 공기저항 이하로 함으로써 토털의 필터 유닛(필터 A와 필터 B)으로서의 공기정화 효과는 높아진다. 즉, 필터의 표면적은 필터의 높이가 같으면 직경에 비례한다. 따라서, 높이가 같고 필터 요철의 피치가 원통형 필터 A와 B에서 같으면, 내측의 원통형 필터 B의 쪽이 표면적은 작아진다. 또한, 공기가 필터에 유입될 때의 입구가 되는 필터 오목부의 개구 총면적도 직경에 비례한다. 따라서, 높이가 같고 필터 요철의 피치가 원통형 필터 A와 B에서 같으면, 내측의 원통형 필터 B의 쪽이 오목부의 개구 총면적은 작아진다. 각각의 필터 사이에 공극이 거의 없을 경우, 각 필터를 통과하는 공기량은 거의 같으므로 외측의 필터 A와 내측의 필터 B에서는 필터의 소재가 같을 경우, 필터 B의 쪽이 공기저항이 커져버려 필터 유닛 전체로서의 공기정화 효과가 율속(律速)되어 버린다. 이 경우, 상기한 바와 같이, 내측의 필터 B의 공기저항을 외측의 필터 A의 공기저항 이하로 함으로써 토털의 필터 유닛으로서의 공기정화 효과를 높일 수 있다. 공기저항을 낮추기 위해서는 눈이 거친 필터를 사용하면 좋다.
또한, 원통형 필터 B의 높이가 원통형 필터 A의 높이보다 낮으면, 공기는 원통형 필터 B의 상측을 통과해서 그대로 원통형 필터 A에 도달한다. 이와 같이 공기의 일부를 바이패스시킴으로써 원통형 필터 B의 공기저항이 큰 것이 필터 유닛 전체의 공기정화 효과를 저하시키는 것을 막을 수도 있다.
공기저항체의 바람직한 예로서는, 또한, 원판 상에 설치된 1 또는 복수매의 날개, 바람직하게는 복수매의 날개를 들 수 있다. 날개는 필터 B 대신에 설치할 수도 있고(도 13), 필터 B에 추가해서 설치할 수도 있다(도 9∼도 11).
도 9∼도 11에는, 필터 B의 내측에 복수의 날개(28)를 설치한 바람직한 일실시예가 기재되어 있다. 날개(28)는 원판(20)의 회전중심(20a)을 중심으로 해서 방사상으로 배치되고, 원판(20)의 볼록 형상부의 기슭으로부터 필터 B(22)까지의 사이에 배치되어 있다. 날개(28)는 회전중심(20a)의 주위에 실질적으로 등간격으로, 예를 들면 외경 Φ500㎜ 정도에서는 4매∼300매 정도 배치하는 것이 바람직하다. 날개(28)도 원판 상에 고정되어 있으므로 원판이 회전하면 날개도 회전한다. 바람직한 일실시예에서는, 날개(28)는 원판(20)과 일체 성형되어 있다. 날개(28)의, 원판(20)과는 반대측의 선단은 원판이 회전했을 때의 원심력에 의해 외측으로 휘는 것을 막기 위해서 링(30)이 날개(28)와 일체 성형되어 있다. 이 원판(20)의 외측을 향해서 원통형 필터 B(22), 원통형 필터 A(10)의 순서로 부착되어 있다. 부착 방법으로서는, 하부 끝판은 필터 A(10)의 외측 가장자리로부터 필터 B(22)의 내측 가장자리를 덮어 더욱 원판(20)과 겹치져 있고, 이 겹쳐진 부분에서 접착되어 있다. 필터 A와 B의 원판(20)과의 접착측과 반대측은 2매의 상부 끝판(12, 24)에서 각각 고정되어 있지만, 1매의 끝판에서 함께 고정되어도 좋다.
이 실시예에서는, 날개(28)의 회전에 의해 날개차의 원리로 필터 B(22)에 공급되는 공기흐름이 증대하고, 나아가서는 공기청정 효율이 증대한다.
도 11은 이 실시예의 부분 모식 단면도이며, 각 기호는 판두께나 높이나 폭 등의 치수를 나타낸다. 즉,
a는 끝판의 두께 0.2∼1.5㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.7㎜의 종이 또는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 등의 플라스틱의 시트,
b는 끝판의 두께 0.2∼1㎜ 정도, 바람직하게는 두께 0.5㎜의 핫멜트 접착제나 폴리에틸렌 등의 비교적 융점이 낮은(80∼150℃ 정도) 시트,
c는 원판의 두께 1∼3㎜ 정도, 바람직하게는 두께 2㎜,
d와 e는 필터의 높이 5∼500㎜ 정도, 바람직하게는 높이 80∼200㎜ 정도,
f는 날개의 높이 5∼500㎜ 정도, 바람직하게는 높이 80∼200㎜ 정도,
g는 날개의 폭 5∼300㎜ 정도, 바람직하게는 폭 60∼150㎜ 정도,
h는 날개와 필터의 간극 0∼50㎜ 정도, 바람직하게는 5∼10㎜ 정도,
i와 k는 필터의 폭 10∼100㎜ 정도, 바람직하게는 폭 20∼40㎜ 정도,
j는 필터와 필터의 간극 0∼50㎜ 정도, 바람직하게는 5∼10㎜ 정도,
m은 필터 유닛의 외경 Φ50∼1000㎜ 정도, 바람직하게는 외경 Φ200∼500㎜ 정도를 나타낸다.
b의 두께로 나타내어지는 층에 원판과 필터가 각각 겹져 있는 것은, b의 층이 용착시에 열로 녹아서 원판이나 필터가 파고 들어가 있기 때문이다. 높이 f, 폭 g로 나타내어지는 날개가 평행사변형으로 되어 있는 것은 사출성형시의 빼기구배 때문이다. 날개의 형상은 평행사변형의 평판에 한정되는 것은 아니고, 도 11에 있어서의 날개의 좌단의 선과 같이 사다리꼴이어도 좋고, 평판이 아니라 일반적인 시로코 팬의 날개 형상과 같이 만곡되어 있어도 좋다. 방향도 회전축을 중심으로 한 반경선을 따를 필요는 없고, 반경선에 대하여 기울어져 있어도 좋다.
도 12는 날개(28)를 필터 A(10)의 외측에 배치한 실시예의 부분 모식 단면도이다. 이와 같이, 날개(28)는 필터 A(10)의 외측에, 원판(20)의 둘레가장자리 상에 배치해도 좋다. 이 경우, 날개(28)가 원판(20)과 함께 회전하면, 날개차의 원리에 의해 날개(28)가 원판(20)의 중심측에서 공기를 흡입하여 필터 B(22) 및 필터 A(10)를 통과하는 공기량이 증대하고, 나아가서는 공기청정 효율이 증대한다.
도 13은 필터 B를 설치하지 않고, 필터 A(10) 바로 내측에 복수매의 날개(28)를 설치한 실시예를 나타낸다. 이와 같이, 날개(28)를 설치할 경우 필터 B는 생략해도 좋다.
공기저항체의 바람직한 예로서는, 또한, 원판 상에 설치된 연속 기포 구조체를 들 수 있다. 도 17∼도 19에는, 필터 B(22)의 내측에 연속 기포 구조체(44)를 설치한 바람직한 일실시예가 기재되어 있다. 연속 기포 구조체란, 우레탄폼이나 천연 해면 스폰지와 같이 다수의 기포체로 구성되고, 각각의 기포는 연결되어 있으며, 기체가 빠져 나갈 수 있는 구조체를 말한다. 도 18이나 도 19에서는, 연속 기포 구조체(44)의 외주면은 필터 B(22)의 내주면으로부터 떨어져 있지만, 필터 B(22)의 내주면과 접하고 있어도 된다. 또한, 연속 기포 구조체(44)의 상면은 필터 B(22)의 상면과 같은 높이로 되어 있지만, 필터 B(22)의 상면보다 오목하게 되어 있어도 좋고 융기되어 있어도 좋다.
연속 기포 구조체(44)의 재질은 우레탄폼이나, 우레탄폼에 활성탄이나 카본블랙을 이겨서 넣거나, 표면에 첨착하거나 한 것이 바람직하다. 또한, 도면에서는 연속 기포 구조체(44)를 허니콤 모양으로 나타내고 있지만, 이것은 단순한 작도상의 기호이며, 구체적인 형상을 나타내는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 바람직한 형태로서 코로나 방전을 행하기 위한 고압전극을 구비한 것을 들 수 있다. 즉, 이 형태에서는 고압전극과, 원판, 필터 A 및 적어도 1종의 공기저항체 중 적어도 어느 하나와의 사이에 전압을 인가하는 수단을 구비하고, 또한 고압전극은 상기 고압전극과, 원판, 필터 A 및 적어도 1종의 공기저항체 중 적어도 어느 하나와의 사이에서 연속적으로 코로나 방전을 행하는 것이다. 코로나 방전에 의해 필터 유닛 내부공간에 위치하는, 청정해야 할 공기는 방전 공간을 통과하고나서 필터를 통과한다. 이것에 의해, 청정해야 할 공기 중에 포함되는 먼지가 대전해서 필터에 부착되기 쉬워지므로, 공기청정 효과가 한층더 높아진다. 이러한 먼지를 대전해서 필터에 부착시키는 수단은, 필터의 눈을 거칠게 해도 높은 집진효율을 발휘할 수 있으므로, 필터 B의 눈을 거칠게 해서 공기저항을 필터 A보다 낮게 할 때에 유효하다.
도 14는 필터 A, 필터 B, 날개 및 고압전극을 구비하는, 본 발명의 바람직한 일실시예의 분해 사시도이며, 도 15는 동 사시도이며, 도 16은 동 모식 단면도이다. 도 14 중, 32는 베이스판이며, 베이스판(32) 상에는 모터(34)가 탑재되어 있다. 모터(34)는 회전축(34a)을 갖고, 이 회전축(34a)은 원판(20)의 회전중심(20a)에 고정되어, 회전축(34a)이 회전하면 원판 및 원판 상에 탑재된 필터 A, 필터 B 및 날개(28)가 회전한다. 베이스판(32) 상에는 다수의 투공(배기구)이 형성된 원통 형상의 커버(36)가 적재되어 있다. 이 커버(36)는 베이스판(32) 상에 탑재되어 있으므로 원판(20)이 회전해도 회전하지 않는다. 커버(36)의 끝면 상에는 도넛 형상의 탑부 커버(38)가 탑재되어 있다. 탑부 커버(38)는 중앙 부분에 개구가 있고, 개구 가장자리부가 상방으로 신장되어 통 형상으로 되어 있다. 이 통부에 선 형상의 고압전극(40)을 통과시키는 투공(42a)이 형성되어 있다. 투공(42a)을 외측으로부터 공기 흡입구(38a)측으로 통과한 고압전극(40)(바람직하게는 직경 50∼100㎛의 텅스텐선에 도금한 선)은, 탑부 커버(38)의 개구부인 공기 흡입구(38a)(도 14) 내의 선단에 투공(42b)을 갖는 5개의 기둥의 투공을 순차적으로 통과한 후, 투공(42a)으로부터 밖으로 나옴으로써 링 형상으로 배치된다. 고압전극의 링 중심과 회전중심은 같은 회전축 상에 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 16에 나타내어지는 고압전극(40)은 투공(42a)을 통과 후, 도면 깊이측으로 굽어 투공(42b)을 3개소 통과한 곳까지가 그려져 있다.
고압전극(40)은 고압 발생기(도시하지 않음)로부터 2∼20kV 정도의 플러스 또는 마이너스의 고전압이 인가될 수 있게 되어 있다. 고압전극(40)과의 사이에서 코로나 방전을 행하는 어스극은 원판(20), 또는 상부 끝판(12 또는 24), 또는 필터 A나 B가 그 역할을 담당한다.
원판(20)이 어스극일 경우, 원판(20) 자체가 도전성을 갖고 있어도 되고, 원판(20) 표면의 임의의 범위에 도전재를 인쇄나 도장해도 좋다. 원판(20)의 도전성을 갖는 부분은 베어링의 너트, 모터 축, 모터 베어링, 모터 케이싱의 순서로 전기적으로 연결되어 있고, 모터 케이싱으로부터 기판(도시하지 않음)을 통해서 어스된다(도 16).
상부 끝판(12 또는 24)이 어스극일 경우, 끝판 자체가 도전성을 갖고 있어도 되고, 끝판 표면의 임의의 범위에 도전재를 인쇄나 도장해도 좋다. 끝판의 도전성을 갖는 부분은 도전 도료의 경로, 베어링의 너트, 모터 축, 모터 베어링, 모터 케이싱의 순서로 전기적으로 연결되어 있고, 모터 케이싱으로부터 기판(도시하지 않음)을 통해서 어스된다(도 16). 필터 A 또는 B가 어스극일 경우, 필터 섬유 자체가 도전성을 갖고 있어도 되고, 필터 내에 도전성을 갖는 파쇄 활성탄을 유지하고 있어도 된다. 필터의 도전성을 갖는 부분은 도전 도료의 경로, 베어링의 너트, 모터 축, 모터 베어링, 모터 케이싱의 순서로 전기적으로 연결되어 있고, 모터 케이싱으로부터 기판(도시하지 않음)을 통해서 어스된다(도 16).
연속 기포 구조체(44)가 어스극일 경우, 연속 기포 구조체가 도전성을 갖고 있어도 되고, 연속 기포 구조체 표면의 임의의 범위에 도전재를 인쇄나 도장해도 좋다. 연속 기포 구조체의 도전성을 갖는 부분은 도전 도료의 경로, 베어링의 너트, 모터 축, 모터 베어링, 모터 케이싱의 순서로 전기적으로 연결되어 있고, 모터 케이싱으로부터 기판(도시하지 않음)을 통해서 어스된다.
이 실시예의 공기청정기의 사용시에는 모터를 회전시킴으로써 필터 유닛(필터 A 및 B) 및 날개를 회전시킴과 아울러 고압 발생기에 고전압을 발생시켜 고압전극(40)에 전위를 부여한다. 모터의 회전속도는 특별하게 한정되지 않고, 필터의 형상이나 장치의 치수에 따라 적당하게 선택되지만, 통상 50∼3000rpm 정도, 바람직하게는 100∼1000rpm이다. 그렇게 하면, 필터나 날개 등의 공기저항체에 의해서 바람이 일어나고, 필터나 날개 등의 공기저항체에 의해 둘러싸인 필터 유닛 내부 중에 존재하는 공기는 필터나 날개 등의 공기저항체를 통과하여 커버(36)의 공기 배출구(36a)로부터 분출된다. 이것과 동시에, 탑부 커버(38)의 공기 흡입구(38a)와 베이스판(32)의 공기 흡입 구멍(32a)으로부터 공기가 흡입된다.
이것에 의해, 탑부 커버(38)의 공기 흡입구(38a)와 베이스판(32)의 공기 흡입 구멍(32a)으로부터 공기가 흡입된 공기 중의 진애는 코로나 방전에 의해 대전되고, 공기가 필터 B 및 필터 A를 통과할 때에 필터 B 및 필터 A에 포착되고, 청정화 된 공기가 커버(36)의 공기 배출구(36a)로부터 분출된다.
또한, 상기 각 실시예에서는 베이스판은 수평면에 평행하지만, 수직이어도 좋다. 탑부 커버(38)의 공기 흡입구가 상방향을 향하고 있지만 천장에 부착된 경우에는 하방향으로 된다.
이상, 본 발명의 공기청정기에 대하여 설명했지만, 본 발명의 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 수분 또는 소취액을 유지시킴으로써, 공기청정기는 공기 가습기 또는 공기 소취기로서도 기능한다. 따라서, 본 발명은 상기 본 발명의 공기청정기를 포함하고 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 수분을 유지시킨 공기 가습기 및 상기 본 발명의 공기청정기를 포함하고 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 소취 성분을 유지시킨 공기 소취기도 제공한다. 이것은, 예를 들면 회전하는 필터에 도시하지 않은 관으로부터 샤워 형상으로 물 또는 소취액을 분사하는 것 등에 의해 용이하게 달성할 수 있다. 베이스판이 수평면에 수직인 경우에는, 관으로부터 적하함으로써 필터에 물 또는 소취액을 유지시킬 수 있다. 필터가 회전하고 있으므로 분사나 적하의 장소는 1개소이면 된다. 이러한 필터를 사용하면, 필터를 통과할 때에 공기가 수분을 흡수하거나, 또는 공기 중의 악취 성분을 필터의 소취 성분이 흡수하므로, 공기청정과 가습과 소취를 동시에 행할 수 있다. 본원 발명의 구성에서는 원통형 필터를 3개 사용하는 것도 가능하고, 각각을 공기청정, 가습, 소취에 특화시킴으로써 고성능의 공기청정 가습 소취기를 실현할 수 있다.
실험예
특허문헌 3 기재의 공기청정기와 본원 발명의 시작기(試作機)(도 14∼16에 나타내는 실시예)로 집진 성능의 비교 시험을 행하였다. 특허문헌 3 기재의 공기청정기 내의 원통형 필터는 외형 Φ310㎜, 내경 Φ260㎜, 필터의 높이 73㎜이며, 본원 발명의 시작기의 원통형 필터 A는 외형 Φ310㎜, 내경 Φ234, 필터의 높이 73㎜, 원통형 필터 B는 외형 Φ224㎜, 내경 Φ148㎜, 필터의 높이 73㎜, 날개의 외측 가장자리는 Φ138㎜의 원주 상에 있고 60°등분할로 6매, 높이는 73㎜이다. 이 본원 발명 시작기의 각 치수를 도 11에 있어서 설명하면, m=Φ310㎜, k=38㎜, j=5㎜, i=38㎜, h=5㎜, g=29㎜, p=73㎜로 된다. 특허문헌 3 기재의 공기청정기, 또는 본원 발명의 시작기를 폭 4m×깊이 4m×높이 1.875m=30㎥의 챔버 내 중앙에 설치하고, 챔버 내를 200CPM의 담배 연기로 채운 후, 특허문헌 3 기재의 공기청정기, 또는 본원 발명 시작기를 운전했다. 고압전극에 인가한 전압은 -16kV이었다.
연기의 감쇠를 비교한 결과, 160CPM으로부터 80CPM으로 반감하는 시간 및 그 때의 소비전력은, 특허문헌 3 기재의 공기청정기에서는 4.0분, 80Wh, 본원 발명 시작기에서는 4.0분, 40Wh이었다. 원통형 필터의 외형 및 높이는 특허문헌 3 기재의 공기청정기와 본원 발명 시작기에서는 같고, 담배 연기를 160CPM으로부터 80CPM으로 반감하는 시간도 같았지만, 소비전력은 본원 시작기가 특허문헌 3 기재의 공기청정기의 절반이었다.
소비전력이 절반으로 된 이유는 다음과 같다. 특허문헌 3 기재의 공기청정기에서는 팬의 역할을 하는 원통형 필터가 1개밖에 없고, 이 때문에 회전속도를 높여 대량의 공기를 처리해서 연기를 제거하고 있었지만, 본원 발명 시작기에서는 원통형 필터가 2개, 즉 팬이 2개 있는 것과 같기 때문에 팬의 회전속도를 그다지 높이지 않아도 되며, 또한 2단계의 필터에서 연기를 제거하므로 제거율이 높아 공기의 처리량이 적어도 되기 때문이다.
10 : 필터 A 12 : 상부 끝판
14 : 하부 끝판 16 : 가교 밴드
20 : 원판 22 : 필터 B
24 : 상부 끝판 26 : 하부 끝판
28 : 날개 30 : 링
32 : 베이스판 34 : 모터
36 : 커버 38 : 탑부 커버
40 : 고압전극 42 : 투공
44 : 연속 기포 구조체

Claims (11)

  1. 원판과,
    상기 원판을 회전시키기 위한 수단과,
    상기 원판 상에 설치되고, 상기 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸며 전체로서 원통형인 필터 A로서, 상기 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절된 필터 A와,
    상기 원판 상에 설치되고, 상기 필터 A의 내측 또는 외측 또는 내외 양측에 설치된 적어도 1종의 공기저항체를 구비하는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기저항체는 상기 원판의 반경 방향으로 요철이 형성되도록 파 형상으로 곡절되고 전체로서 원통형인 필터 B로서, 상기 필터 B는 상기 원판의 회전중심을 포함하는 내측 영역을 둘러싸고, 상기 필터 A의 내측에 설치되는 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터 B의 공기저항은 상기 필터 A의 공기저항 이하인 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기저항체는 상기 원판 상에 설치된 1 또는 복수매의 날개인 공기청정기.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    새로운 공기저항체로서 상기 원판 상에 설치된 1 또는 복수매의 날개를 더 구비하는 공기청정기.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기저항체는 연속 기포 구조체이며, 필터 A의 내측, 또는 필터 B가 설치되는 경우에는 필터 B의 내측에 설치되는 공기청정기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연속 기포 구조체의 공기저항은 필터 B가 설치되지 않을 경우에는 필터 A의 공기저항 이하이며, 필터 B가 설치될 경우에는 필터 B의 공기저항 이하인 공기청정기.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원판의 회전중심 근방이며 상기 필터 A 및 상기 필터 B보다 내측에 있어서 상기 원판에 1 또는 복수의 개구가 형성되어 있는 공기청정기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극과,
    상기 전극과, 상기 원판, 상기 필터 A 및 상기 적어도 1종의 공기저항체 중 적어도 어느 하나와의 사이에 전압을 인가하는 수단을 구비하고, 또한,
    상기 전극은 상기 전극과, 상기 원판, 상기 필터 A 및 상기 적어도 1종의 공기저항체 중 적어도 어느 하나와의 사이에서 연속적으로 코로나 방전을 행하는 것인 공기청정기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 공기청정기를 포함하고, 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 수분을 유지시킨 공기 가습기.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 공기청정기를 포함하고, 또한 상기 공기청정기 내의 적어도 상기 필터 A에 소취 성분을 유지시킨 공기 소취기.
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