KR20190057673A - 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기 - Google Patents

수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수증기를 이용하여 미세먼지를 제거할 수 있으며, 온풍기의 기능을 겸할 수 있는 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기에 관한 것으로, 내부에 공간부가 형성되고 일측에 흡기구가 형성되며 타측에 배기구가 형성되는 몸체와, 공간부의 일측에 형성되며 물을 가열하여 수증기를 생성하는 수증기 생성부와, 수증기 생성부의 일측에 형성되며 수증기 생성부에서 생성된 수증기와 흡기구를 통해 몸체 내부로 유입된 공기를 일 방향으로 이송시키는 수증기 이송부와, 공간부의 하부에 설치되며 공기에 혼입된 이물질을 제거하는 흡착필터를 포함한다.

Description

수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기{Warm air purifier using water vapor}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온풍기의 기능을 겸할 수 있으며, 수증기를 이용하여 미세먼지를 제거할 수 있는, 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기는 미세먼지(0.3㎛ 미세입자) 제거성능, 3대 악취인 암모니아(NH4), 아세트알데히드(CH3CHO), 초산(CH3COOH)의 탈취효율, 미세먼지와 가스분자로 이루어진 성분까지도 제거하는 유해가스 제거 효율 등을 고려하며, 종래에는 해파 필터나 카본 필터를 이용한 거름 방식, 또는 고압 정전기 방식이나 습식방식을 많이 사용하고 있다.
그러나, 종래의 필터 방식은 필터 교체로 인한 비용 부담과, 공기가 통과하는 부위의 박테리아 서식이 문제가 되고 있으며, 필터에 OIT 살균제 성분이 검출되어 안정성 논란도 가중화되고 있다.
또한, 정전기 방식에서 발생되는 오존은 건강에 지대한 영향을 미치며, 습식 회전판 방식은 효율면에서 뒤떨어지고, 풍량에 의해 토출되는 미세 물입자는 수많은 위험물질(감기 바이러스, 세균, 수용성 독성물질 등)을 전달시킬 수 있기 때문에 각별히 주의해야 할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 미세먼지, 바이러스, 세균, 가스분자의 제거와 탈취 기능을 갖는 공기청정기의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 미세먼지나 박테리아, 곰팡이, 꽃가루, 진드기 등의 작은 입자에 수증기의 수분입자가 달라붙어 미세 물방울로 응결하며, 흡착필터에 흡착된 후 표면장력에 의해 큰 물방울로 응집되게 하는 공기청정기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수증기에 의해 흡착필터에 응집된 미세먼지 등을 멸균램프로 멸균할 수 있는 공기청정기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 미세먼지 등이 제거된 공기를 배출함에 있어, 과열수증기로 한번 더 멸균을 시행함에 따라, 건증기화된 공기를 배출하는 온풍 겸용 공기청정기를 제공함에 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 내부에 공간부가 형성되고 일측에 흡기구가 형성되며 타측에 배기구가 형성되는 몸체; 상기 공간부의 일측에 형성되며 물을 가열하여 수증기를 생성하는 수증기 생성부; 상기 수증기 생성부의 일측에 형성되며, 상기 수증기 생성부에서 생성된 수증기와, 상기 흡기구를 통해 상기 몸체 내부로 유입된 공기를 일 방향으로 이송시키는 수증기 이송부; 및 상기 수증기 이송부의 일측에 설치되며 상기 공기에 혼입된 이물질을 제거하는 흡착필터를 포함하는 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기를 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 흡착필터의 일측에 설치되며 상기 배기구를 통해 공기를 배출하는 배기덕트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 흡착필터는 복수 개의 롤러에 의해 지그재그로 순환 회전 가능하게 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 수증기 이송부는, 상기 흡기구와 연통하도록 상기 수증기 생성부의 일측에 수직하게 형성되는 유로와, 상기 유로의 입구 측에 설치되는 흡기팬을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 배기덕트의 일측에 설치되는 배기팬을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 배기구의 내측에 설치되는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 흡착필터의 일측에 설치되는 멸균램프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 공간부의 하부에 상기 복수 개의 롤러 중 어느 하나와 인접하여 회전하도록 설치되며, 상기 흡착필터에 부착된 이물질을 털어내도록 외주면에 복수 개의 브러시가 돌출 형성되는 브러시 롤러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 몸체의 하부에 수납 가능하게 결합되며, 상기 브러시 롤러에 의해 제거된 이물질이 낙하하는 받침대를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기에 의하면, 수증기를 미세먼지 등에 관성 충돌시켜 미세물방울로 형성한 후 흡착필터에 흡착시켜 살균 및 제거하는 방식이므로, 종래의 필터 교체 방식에 비해 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 종래 필터의 외부에 부착되는 바이러스나 세균의 증식을 막을 수 있고, 고압정전 방식에 비해 유해가스의 방출이 없으며, 종래의 습식방법처럼 바이러스 증식을 막기 위해 필터에 살균제를 첨가할 필요가 없다.
또한, 본 발명에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기에 의하면, 건증기화된 공기가 배출되므로 벽이나 유리에 결로가 발생하지 않아 물방울로 인한 곰팡이나 바이러스 등 오염원의 증식을 막을 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기의 단면도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
실시예
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기의 사시도로서, 도 1은 전면 사시도이고 도 2는 후면 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기(이하, '공기청정기')(100)는 내부에 공간부가 형성되는 몸체(200)와, 공간부의 일측에 형성되는 수증기 생성부(300)와, 외기와 수증기를 이송시키는 수증기 이송부(400)와, 외기에 혼입된 이물질을 제거하는 흡착필터(500)를 포함한다.
여기서, 몸체(200)는 수증기 생성부(300)가 형성되고 흡착필터(500)를 설치할 수 있는 공간부가 내부에 형성되며, 도면에는 육면체 형태의 몸체(200)를 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 몸체(200)의 전체적인 형태 및 규격은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.
몸체(200)의 일측(도면상 우측)에는 외부의 공기가 몸체(200)의 공간부로 유입되도록 흡기구(210)가 관통 형성되며, 몸체(200)의 타측(도면상 좌측)에는 흡착필터(500)를 통과하면서 이물질이 제거된 공기가 수증기와 함께 배출되도록 배기구(220)가 관통 형성된다.
몸체(200)의 공간부 상측에 수증기 생성부(300)가 형성된다. 이 수증기 생성부(300)는 물이 저장되는 물탱크(310)와, 물탱크(310)의 일측에 설치되며 물을 가열하여 수증기를 생성시키는 초음파 발진기(320)를 포함한다. 몸체(200)의 상측면 일측에는 물탱크(310)에 물을 공급할 수 있도록 물공급구(230)가 관통 형성되며, 물탱크(310)에는 수위계(미도시)를 장착하여 수위에 따라 물공급구(230)를 통해 물이 자동으로 공급되게끔 할 수 있다. 아울러, 몸체(200)의 상측면에는 물탱크(310)의 청소나 초음파 발진기(320)의 교체 등 유지 보수 작업을 위해 물탱크(310)를 개폐하는 커버(240)가 구비될 수 있다.
수증기 생성부(300)에서 생성된 수증기는 수증기 이송부(400)에 의해 물탱크(310) 하부의 공간부로 이송된다. 이때, 수증기 이송부(400)는 물탱크(310)의 일측에 수직하게 구획 형성되는 유로(410)와, 유로(410)의 입구측에 설치되어 수증기를 아래쪽으로 송풍하는 송풍팬(420)을 포함한다.
유로(410)의 일측은 흡기구(210)와 연통하며, 따라서 송풍팬(420)에 의해 유로(410)를 따라 수증기가 아래쪽으로 빠른 속도로 송풍될 때, 압력차와 후술하는 배기팬(610)에 의해 흡기구(210)를 통해 외부의 공기가 유로(410)로 흡입된다.
이때, 유로(410)의 상단부는 격판(250)에 의해 후술하는 흡착필터 설치 공간(510)과 구분되며, 유로(410)의 하단부는 흡착필터 설치 공간(510)과 연통하도록 개방된다. 또한, 흡기구(210)에는 부직포 등의 프리필터(211)가 설치되어 상대적으로 크기가 큰 이물질의 유입을 차단하는 것이 바람직하다.
유로(410)를 통해 수증기가 아래쪽으로 이동하는 과정에서, 외부에서 흡입된 공기에 혼입된 미세먼지 등과 수증기의 수분입자(양전하)가 관성충돌을 일으켜 미세 물방울이 형성된다. 즉, 미세먼지나 박테리아 등의 이물질이 응력핵 또는 빙정핵처럼 작용하여, 그 주위에 수증기의 수분입자가 흡착되면서 미세 물방울로 응집되는 것이다.
유로(410)의 일측에 흡착필터 설치 공간(510)이 형성되며, 이 흡착필터 설치 공간(510)에 흡착필터(500)가 순환 회전하도록 설치된다. 이때, 흡착필터 설치 공간(510)의 양측 상부에는 격판(250)이 각각 설치되며, 이 격판(250)에 의해 흡착필터 설치 공간(510)과 유로(410)가 구분되고, 흡착필터 설치 공간(510)과 후술하는 배기덕트(600)가 구분된다. 격판(250)은 상단이 물탱크(310)의 하측에 결합되며 하단은 공간부의 바닥면 상부에 소정 높이 이격한다. 즉, 격판(250)의 하부를 통해 유로(410)와 흡착필터 설치 공간(510) 및 배기덕트(600)가 연통한다.
흡착필터 설치 공간(510)에는 상부와 하부에 각각 적어도 하나 이상의 롤러(520)가 회전 가능하게 설치된다. 이때, 롤러(520) 중 적어도 하나는 구동모터(미도시)에 의해 회전하는 구동롤러로 이루어지며, 나머지는 구동롤러의 회전에 연동하여 회전하도록 벨트 등의 동력전달수단으로 연결되는 종동롤러로 이루어질 수 있다.
흡착필터(500)는 상부의 롤러(520)와 하부의 롤러(520)를 번갈아 연결하는 지그재그 형태로 설치되며, 예컨대 1㎛ 규격의 메시(mesh)를 갖는 흡착망으로 이루어질 수 있다.
한편, 흡착필터(500)를 지지하는 롤러(520)의 개수와 배치 형태는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있는데, 도면에 도시된 실시예의 경우 유로(410)의 하단부로부터 후술하는 배기덕트(600)에 이르기까지 4겹의 흡착필터(500)를 통과하도록 구성되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 롤러(520)의 개수와 배치 형태에 따라 흡착필터(500)의 배치형태 역시 적절히 선택될 수 있다.
또한, 흡착필터(500)에 흡착된 세균이나 바이러스 등을 살균하기 위해, 흡착필터(500)가 순환하는 경로의 중간지점에 자외선을 조사하는 멸균램프(530)가 설치되는데, 예컨대 흡착필터 설치 공간(510)의 몸체(200) 내측에 지지브라켓(미도시)에 의해 지지되는 멸균램프(530)를 설치할 수 있다. 이때, 멸균램프(530)에 이물질 부착시 멸균효율이 저하되므로, 멸균램프(530)의 일측에는 이물질 제거를 위한 세척용구(531)가 설치될 수 있다. 일 예로서, 멸균램프(530)의 외주면을 고무나 실리콘 등 탄성을 갖는 합성수지 재질의 패킹 또는 브러시가 왕복 이동하면서 이물질을 제거하게끔 구성할 수 있다.
흡착필터 설치 공간(510)에 대하여 유로(410)의 반대편에 배기덕트(600)가 형성되며, 배기덕트(600)의 하단부는 격판(250)의 하부에서 흡착필터 설치 공간(510)과 연통한다. 배기덕트(600)는 몸체(200) 타측의 배기구(220)까지 연장되며, 배기덕트(600)의 내부에는 배기구(220)를 향해 송풍하는 배기팬(610)이 설치된다. 즉, 배기덕트(600) 내에서 배기구(220)를 향해 송풍하는 배기팬(610)에 의해, 흡착필터 설치 공간(510)의 공기가 배기덕트(600)로 유입되고, 배기덕트(600)를 따라 이동하여 배기구(220)를 통해 몸체(200) 외부로 토출되는 것이다.
이때, 배기덕트(600) 내에는 배기구(220)와 인접하여 적외선 히터(620)가 설치된다. 이 적외선 히터(620)는 배기구(220)를 통해 송풍되는 공기와 수증기를 가열하기 위한 것으로, 수증기는 적외선 히터(620)의 열을 받아 과열수증기화 된다. 따라서, 건증기화된 공기가 배기구(220)를 통해 송풍되므로, 실내의 벽이나 유리에 결로가 발생하지 않아 물방울로 인한 곰팡이나 바이러스 등 오염원의 증식을 막을 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐이며, 적외선 히터(620) 대신에 다른 종류의 히터도 적용 가능함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(100)에 의하면, 몸체(200)의 상부 공간부에서 생성된 수증기가 송풍팬(420)에 의해 유로(410)를 따라 하부 공간부로 빠르게 이송되며, 이때 흡기구(210)를 통해 외기가 유로(410)로 흡입되어 수증기와 함께 아래쪽으로 이동한다. 이 과정에서 외기에 혼입된 미세먼지 등의 이물질이 수증기의 수분입자와 충돌하며, 수분입자들이 이물질에 흡착되면서 미세 물방울로 응집된다.
유로(410)의 하부로 이송된 미세 물방울은 격판(250)의 하부를 통해 흡착필터 설치 공간(510)으로 유입되며, 이때 배기덕트(600)에 설치된 배기팬(610)에 의해 미세 물방울들이 배기덕트(600) 방향으로 유동하게 된다.
흡착필터 설치 공간(510)에는 미세홀이 관통 형성된 메시망 형태의 흡착필터(500)가 상하 지그재그 형태로 설치되어 순환 회전하고 있으며, 흡착필터 설치 공간(510)으로 유입된 미세 물방울들이 흡착필터(500)의 표면에 흡착되고 표면장력에 의해 큰 물방울로 응집된다. 흡착필터(500)에 큰 물방울 형태로 흡착된 미세먼지, 박테리아 등의 이물질과 오염된 물은 멸균램프(530)에 의해 멸균되며, 흡착필터(500)를 통과하면서 멸균 및 이물질이 제거된 공기와 수증기가 배기덕트(600)로 유입되어 배기구(220)를 통해 토출된다.
이때, 적외선 히터(620)에 의해 건증기화된 공기가 배출됨은 전술한 바와 같으며, 배기구(220)를 통해 토출되는 공기를 적외선 히터(620)로 따뜻하게 가열함으로써 온풍기로도 기능할 수 있다.
한편, 흡착필터(500)에 흡착된 오염물질 슬러지 및 미세먼지 등의 이물질을 제거하기 위해, 공간부의 하부에 설치된 복수 개의 롤러(520) 중 어느 하나와 인접하여 회전하는 브러시 롤러(700)가 설치될 수 있다. 예컨대, 배기덕트(600)와 가장 인접하여 공간부의 하부에 설치되는 롤러(520)의 하부에 브러시 롤러(700)가 설치될 수 있다. 브러시 롤러(700)는 외주면에 복수 개의 브러시가 돌출 형성되어 있으며, 롤러(520)와 브러시 롤러(700) 사이를 통과하는 흡착필터(500)에 대하여, 흡착필터(500)의 역방향으로 회전하면서 흡착필터(500)의 이물질을 털어내게 된다. 이때, 브러시 롤러(700)는 흡착필터(500)를 순환 회전시키는 구동롤러, 또는 인접하는 종동롤러와 연동하여 회전하도록 구성될 수 있으며, 브러시 롤러(700)의 회전을 위해 별도의 회전모터가 설치될 수도 있음은 물론이다.
이때, 몸체(200)의 하부에는 상부가 개방된 함체 형태의 받침대(800)가 수납 가능하게 결합될 수 있다. 받침대(800)는 예컨대 서랍식으로 몸체(200)의 하부에 슬라이드 결합될 수 있으며, 브러시 롤러(700)에 의해 제거된 수분 및 이물질은 받침대(800) 내부로 낙하하게 된다. 사용자는 몸체(200)로부터 받침대(800)를 분리하여 받침대(800)에 쌓인 이물질을 청소한 후, 다시 몸체(200)의 하부에 결합하여 재사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 수증기를 이용한 습식 흡착 방법으로 미세먼지, 박테리아, 곰팡이 포자, 연기, 스모그, 꽃가루, 식물포자 등 실내의 이물질을 제거하는 공기청정기에 관한 것이며, 배기구를 통해 송풍되는 공기를 적외선 히터에 의해 건증기화함으로써 온풍기로도 활용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기
200 : 몸체 210 : 흡기구
220 : 배기구 230 : 물공급구
300 : 수증기 생성부 310 : 물탱크
320 : 초음파 발진기 400 : 수증기 이송부
410 : 유로 420 : 송풍팬
500 : 흡착필터 520 : 롤러
530 : 멸균램프 600 : 배기덕트
610 : 배기팬 620 : 적외선 히터
700 : 브러시 롤러 800 : 받침대

Claims (9)

  1. 내부에 공간부가 형성되고 일측에 흡기구가 형성되며 타측에 배기구가 형성되는 몸체;
    상기 공간부의 일측에 형성되며 물을 가열하여 수증기를 생성하는 수증기 생성부;
    상기 수증기 생성부의 일측에 형성되며, 상기 수증기 생성부에서 생성된 수증기와, 상기 흡기구를 통해 상기 몸체 내부로 유입된 공기를 일 방향으로 이송시키는 수증기 이송부; 및
    상기 수증기 이송부의 일측에 설치되며 상기 공기에 혼입된 이물질을 제거하는 흡착필터를 포함하는 수증기를 이용한 온풍 겸용 공기청정기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착필터의 일측에 설치되며 상기 배기구를 통해 공기를 배출하는 배기덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착필터는 복수 개의 롤러에 의해 지그재그로 순환 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수증기 이송부는, 상기 흡기구와 연통하도록 상기 수증기 생성부의 일측에 수직하게 형성되는 유로와, 상기 유로의 입구 측에 설치되는 흡기팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 배기덕트의 일측에 설치되는 배기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 배기구의 내측에 설치되는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡착필터의 일측에 설치되는 멸균램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 공간부의 하부에 상기 복수 개의 롤러 중 어느 하나와 인접하여 회전하도록 설치되며, 상기 흡착필터에 부착된 이물질을 털어내도록 외주면에 복수 개의 브러시가 돌출 형성되는 브러시 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 몸체의 하부에 수납 가능하게 결합되며, 상기 브러시 롤러에 의해 제거된 이물질이 낙하하는 받침대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온풍 겸용 공기청정기.
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