KR20190139737A - 습식 공기 청정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기는 외부 공기를 정화하기 위한 액체를 저장하는 몸체; 상기 몸체에 구비되어 외부 공기를 상기 몸체의 내부로 흡입하는 공기 흡입부; 상기 몸체에 구비되어 상기 몸체에 저장된 액체를 압송하는 펌프; 상기 몸체에 구비되어 상기 펌프에 의해 압송되는 액체를 비산시켜 외부 공기와 액체를 1차적으로 혼합하는 상부 임펠러; 상기 몸체에 구비되어 상기 상부 임펠러의 하부에 배치되어 상기 상부 임펠러를 통해 1차적으로 혼합된 외부 공기와 액체를 2차적으로 혼합하는 하부 임펠러; 및 상기 하부 임펠러에 의해 혼합되어 분리된 공기가 외부로 배출되도록 상기 몸체에 구비되는 기체 배출부;를 포함할 수 있다.

Description

습식 공기 청정기 {WET AIR PURIFIER}
본 발명은 습식 공기 청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기-액 접촉을 통해 공기에 포함된 다양한 오염 물질을 제거하는 습식 공기 청정기에 관한 것이다.
미세 먼지와 같이 공기 중에 포함된 다양한 오염 물질을 제거하기 위해 개발된 공기 청정기는 대표적으로 건식 방식과 습식 방식으로 구분될 수 있다.
건식 방식은 대표적으로 필터를 통해 공기 중에 포함된 오염 물질을 제거하는 방식으로, 이러한 필터 방식은 필터의 공극 크기와 오염 물질의 크기의 차이를 통해 공기 중에 포함된 오염 물질을 여과한다. 일반적으로 사용되는 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터의 경우 0.3㎛ 이상의 크기를 높은 효율(99.97%)로 여과할 수 있는 것으로 알려져 있지만 제조사에서 권장하는 필터 교체주기(6개월~1년) 마다 높은 필터교체 비용이 발생하게 된다.
습식 방식은 물(액체)과 공기 중에 포함된 오염 물질(기체)의 접촉을 통해 공기 중에 포함된 오염 물질을 제거하는 방식이다. 습식방식 중 대표적인 에어워셔는 물탱크에 접촉하여 회전하는 디스크와 공기가 기-액 접촉이 일어나 오염물질이 물에 흡착되어 제거되는 방식으로 별도의 필터교체 비용이 없고 물만 교체해주면 되기 때문에 유지비용이 저렴하다는 장점이 있으나 넓은 지역을 정화하는데 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다.
이와 같이, 건식 방식의 가장 큰 문제점인 필터를 사용하지 않으면서, 습식 방식의 문제점인 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 공기 청정기에 대한 요구가 높아지고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건식 방식의 청정기와 같은 별도의 필터를 요구하는 않는 저가의 습식 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 오염 물질을 제거하기 위한 별도의 공기 정화액을 사용하지 않고 물만을 사용하여 오염 물질을 제거할 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 대규모 공간의 공기에 포함된 오염 물질을 효율적으로 정화시킬 수 있는 습식 공기 청정기를 제공하는 것으로 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기는 외부 공기를 정화하기 위한 액체를 저장하는 몸체, 상기 몸체에 구비되어 외부 공기를 상기 몸체의 내부로 흡입하는 공기 흡입부, 상기 몸체에 구비되어 상기 몸체에 저장된 액체를 압송하는 펌프, 상기 몸체에 구비되어 상기 펌프에 의해 압송되는 액체를 비산시켜 외부 공기와 액체를 1차적으로 혼합하는 상부 임펠러, 상기 몸체에 구비되어 상기 상부 임펠러의 하부에 배치되어 상기 상부 임펠러를 통해 1차적으로 혼합된 외부 공기와 액체를 2차적으로 혼합하는 하부 임펠러, 및 상기 하부 임펠러에 의해 혼합되어 분리된 공기가 외부로 배출되도록 상기 몸체에 구비되는 기체 배출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기는 상기 펌프에서 압송되는 액체가 상기 상부 임펠러로 흐르는 액체 흡입부을 더 포함할 수 있다.
상기 기체 배출부는 상기 액체 흡입부의 외부를 둘러싸는 기체 유도관, 및 상기 기체 유도관과 연통하고 상기 몸체의 내부에서 외부로 관통하는 기체 배출관을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기는 상기 공기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기를 상기 상부 임펠러의 중앙으로 안내하는 공기 유도부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기는 상기 하부 임펠러에 의해 혼합되어 비산된 외부 공기와 액체를 상기 몸체의 하부로 안내하는 사이클론부를 더 포함할 수 있다.
상기 펌프, 상기 상부 임펠러, 및 상기 하부 임펠러는 구동부의 구동축과 동일 축 상에 배치될 수 있다.
상기 상부 임펠러는 바닥 플레이트, 및 상기 바닥 플레이트에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개를 포함할 수 있다.
상기 복수의 날개의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치될 수 있다.
상기 상부 임펠러의 중앙에는 상기 액체 흡입부와 연통하는 중앙 파이프가 구비될 수 있다.
상기 하부 임펠러는 바닥 플레이트, 및 상기 바닥 플레이트에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개를 포함할 수 있다.
상기 복수의 날개의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치될 수 있다.
상기 하부 임펠러의 중앙에는 상기 액체 흡입부와 연통하는 중앙 파이프가 구비될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 습식 공기 청정기에 의하면, 건식 방식의 청정기와 같이 별도의 필터를 사용할 필요가 없기 때문에 유지 비용과 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 공기에 포함된 오염 물질(예를 들어, 미세먼지, 폼알데히드, 꽃가루, 바이오 미세먼지(박테리아, 바이러스, 곰팡이 등))을 물만을 이용하여 효과적으로 정화시킬 수 있다.
또한, 적은 양의 공기를 정화시키는 가정과 같은 소규모 공간뿐만 아니라 많은 양의 공기를 정화해야 하는 대규모 공간에서도 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 물의 비산을 이용하여 공기를 정화할 뿐만 아니라, 공기 중의 습도를 조절하는 제습 및 가습 기능을 구현할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기의 임펠러를 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 습식 공기 청정기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 구성을 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 일부 구성을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 습식 공기 청정기의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 습식 공기 청정기는 몸체(10), 몸체(10)에 구비되어 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입부(20), 몸체(10)에 저장된 액체를 압송하는 펌프(40), 펌프(40)에 의해 압송된 액체를 비산시키는 상하부 임펠러(50, 60), 및 몸체(10) 내부에서 정화된 공기가 배출되는 기체 배출부(70)를 포함할 수 있다.
몸체(10)는 외부 공기를 정화시키기 위한 액체(예를 들어, 물)를 저장하고, 공기 흡입부(20), 펌프(40), 상하부 임펠러(50, 60), 및 기체 배출부(70)를 구비할 수 있다. 몸체(10)는 상부 몸체(11)와, 상부 몸체(11)의 하부에 배치되는 하부 몸체(13)로 구성될 수 있다.
공기 흡입부(20)는 몸체(10)에 구비되어 외부 공기를 몸체(10)의 내부로 흡입하는 역할을 한다. 공기 흡입부(20)는 팬(fan)을 포함할 수 있다.
공기 흡입부(20)의 하부에는 공기 흡입부(20)를 통해 유입된 외부 공기가 상부 임펠러(50)의 중앙으로 모이도록 안내하는 공기 유도부(15)가 구비될 수 있다. 공기 유도부(15)는 중앙이 아래쪽으로 오목하게 형성된 원뿔 형상의 판으로 형성될 수 있다.
펌프(40)는 몸체(10), 바람직하게는 하부 몸체(13)의 하부에 배치되고, 하부 몸체(13)의 하부에 저장된 액체를 압송한다.
상부 임펠러(50)는 펌프(40)로부터 압송된 액체를 비산시켜 공기 흡입부(20)를 통해 유입된 외부 공기와 펌프(40)를 통해 압송된 액체를 1차로 혼합한다. 도 4 내지 도 도 9를 참조하면, 상부 임펠러(50)는 판상의 바닥 플레이트, 바닥 플레이트(51)에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개(53), 및 및 바닥 플레이트(51)의 중앙에 형성되는 중앙 파이프(55)를 포함할 수 있다. 이와 더불어, 복수의 날개(53)의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치될 수 있다.
하부 임펠러(60)는 상부 임펠러(50)를 통해 1차로 혼합된 외부 공기와 액체를 2차로 혼합한다. 도 4 내지 도 도 9를 참조하면, 하부 임펠러(60)는 판상의 바닥 플레이트(61), 바닥 플레이트(61)에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개(63), 및 바닥 플레이트(61)의 중앙에 형성되는 중앙 파이프(65)를 포함할 수 있다. 이와 더불어, 복수의 날개의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치될 수 있다.
하부 임펠러(60)의 하부에는 하부 임펠러(60)에 의해 혼합되어 비산된 외부 공기와 액체를 상기 몸체(10)의 하부로 안내하는 사이클론부(17)가 구비될 수 있다. 사이클론부(17)는 중앙이 아래쪽으로 오목하게 형성된 원뿔 형상의 판으로 형성될 수 있다.
한편, 펌프(40)를 통해 압송되는 액체는 액체 흡입부(80)를 통해 상부 임펠러(50)로 이송된다. 이를 위해, 액체 흡입부(80)는 펌프(40)의 상부를 폐쇄하고 하부가 개방된 원통 형상으로 형성되는 펌프 덮개(81), 및 펌프 덮개(81)와 연통하고 상부 임펠러(50)와 하부 임펠러(60)의 중앙 파이프와 연통하는 액체 흡입관(83)을 포함할 수 있다.
기체 배출부(70)는 상부 임펠러(50)와 하부 임펠러(60)에 의해 외부 공기와 액체가 기-액 접촉되어 오염 물질은 액체로 흡수되고 정화된 공기가 외부로 배출되도록 하기 위한 구성이다. 이를 위해, 기체 배출부(70)는 액체 흡입관(83)의 외부를 둘러싸는 기체 유도관(73), 및 기체 유도관(73)과 연통하고 몸체(10)의 내부에서 외부로 관통하는 기체 배출관(75)을 포함할 수 있다. 이때, 펌프(40)의 상부에 기체 유도관(73)으로 기체가 유입될 수 있는 기체 유도구(71)가 형성될 수 있다.
상부 임펠러(50), 하부 임펠러(60), 및 펌프(40)는 구동부(30)에 의해 동작된다. 구동부(30)는 전기 에너지에 의해 동작하는 모터일 수 있다. 그리고 상부 임펠러(50), 하부 임펠러(60), 및 펌프(40)는 하나의 구동부(30)에 의해 동작될 수 있다. 이를 위해, 상부 임펠러(50), 하부 임펠러(60), 및 펌프(40)는 구동부(30)의 구동축(31)과 동일 축 상에 연결되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 습식 공기 청정기의 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
구동부(30)에 전원이 인가되면 구동부(30)의 구동축(31)에 연결된 펌프(40), 상부 임펠러(50), 및 하부 임펠러(60)가 동작되고, 공기 흡입부(20)가 동작되어 오염 물질이 포함된 외부 공기가 상부 몸체(11)로 유입된다. 이때, 외부 공기는 상부 몸체(11)에 구비된 공기 유도부(15)를 통해 상부 임펠러(50)의 중앙으로 소용돌이치면서 유입된다.
펌프(40)가 동작하면 하부 몸체(13)에 저장된 액체(예를 들어, 물)가 액체 흡입부(80)를 통해 상부 임펠러(50)의 중앙 파이프를 통해 상부 몸체(11)의 내부로 유입된다. 그리고 공기 흡입부(20)를 통해 유입된 외부 공기와 상부 임펠러(50)의 중앙 파이프를 통해 유입된 액체는 공기 유도부(15) 아래 쪽의 상부 몸체(11) 내부에서 상부 임펠러(50)의 회전에 의해 1차적으로 혼합되어, 외부 공기에 포함된 오염 물질과 상부 임펠러(50)의 회전에 의해 비산된 액체는 기-액 접촉이 발생되고, 이로 인해 공기에 포함된 오염 물질이 액체에 흡장된다. 이때, 상부 임펠러(50)에 구비된 다공성 메쉬로 이루어진 망을 통해 비산되는 액체의 입자 크기가 최소화되고, 이로 인해 액체와 외부 공기의 혼합이 원활하게 이루어질 수 있다.
상부 몸체(11)의 내부에서 기-액 접촉이 이루어진 액체는 공기 유도부(15) 아래 쪽의 상부 몸체(11)의 내부 벽을 따라 하부 임펠러(60)의 상부 중앙으로 유입된다.
하부 임펠러(60)로 유입된 액체는 하부 임펠러(60)의 회전에 의해 하부 몸체(13)의 내부에서 비산되고 공기와 액체가 2차적으로 기-액 접촉되어, 공기에 포함된 오염 물질이 액체에 흡장된다. 이때, 하부 임펠러(60)에 구비된 다공성 메쉬로 이루어진 망을 통해 비산되는 액체의 입자 크기가 최소화되고, 이로 인해 액체와 외부 공기의 혼합이 원활하게 이루어질 수 있다.
하부 임펠러(60)에 의해 2차로 혼합된 액체는 하부 몸체(13)의 내부에 구비된 사이클론부(17)에 의해 소용돌이치면서 하부 몸체(13)의 아래쪽으로 모이게 된다.
그리고 하부 몸체(13)의 하부에 모인 정화된 공기는 펌프(40)의 상부에 위치한 기체 유도구(71)를 통해 기체 유도관(73)으로 유입되고, 기체 배출관(75)을 통해 몸체(10)의 외부로 배출된다.
이와 같이, 상부 임펠러(50)의 회전에 의해 오염된 공기와 액체가 1차로 기-액 접촉 과정을 통해 오염된 공기를 정화시키고, 하부 임펠러(60)를 통해 2차로 기-액 접촉 과정을 통해 오염된 공기를 정화시킴으로써, 오염 물질의 정화 효율이 향상된다.
또한, 건식 방식의 정화기와 달리, 정화 필터와 같은 별도의 부품을 필요로 하지 않기 때문에, 정화기의 제조 원가와 유지 비용이 절감된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 몸체
11: 상부 몸체
13: 하부 몸체
15: 공기 유도부
17: 사이클론부
20: 공기 흡입부
30: 구동부
31: 구동축
40: 펌프
50: 상부 임펠러
60: 하부 임펠러
51, 61: 바닥 플레이트
53, 63: 날개
55, 65: 중앙 파이프
70: 기체 배출부
71: 기체 유도구
73: 기체 유도관
75: 기체 배출관
80: 액체 흡입부
81: 펌프 덮개
83: 액체 흡입관

Claims (12)

  1. 외부 공기를 정화하기 위한 액체를 저장하는 몸체;
    상기 몸체에 구비되어 외부 공기를 상기 몸체의 내부로 흡입하는 공기 흡입부;
    상기 몸체에 구비되어 상기 몸체에 저장된 액체를 압송하는 펌프;
    상기 몸체에 구비되어 상기 펌프에 의해 압송되는 액체를 비산시켜 외부 공기와 액체를 1차적으로 혼합하는 상부 임펠러;
    상기 몸체에 구비되어 상기 상부 임펠러의 하부에 배치되어 상기 상부 임펠러를 통해 1차적으로 혼합된 외부 공기와 액체를 2차적으로 혼합하는 하부 임펠러; 및
    상기 하부 임펠러에 의해 혼합되어 분리된 공기가 외부로 배출되도록 상기 몸체에 구비되는 기체 배출부;
    를 포함하는 습식 공기 청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펌프에서 압송되는 액체가 상기 상부 임펠러로 흐르는 액체 흡입부;
    을 더 포함하는 습식 공기 청정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기체 배출부는
    상기 액체 흡입부의 외부를 둘러싸는 기체 유도관; 및
    상기 기체 유도관과 연통하고 상기 몸체의 내부에서 외부로 관통하는 기체 배출관;
    을 포함하는 습식 공기 청정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기를 상기 상부 임펠러의 중앙으로 안내하는 공기 유도부;
    를 더 포함하는 습식 공기 청정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 임펠러에 의해 혼합되어 비산된 외부 공기와 액체를 상기 몸체의 하부로 안내하는 사이클론부;
    를 더 포함하는 습식 공기 청정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 펌프, 상기 상부 임펠러, 및 상기 하부 임펠러는 구동부의 구동축과 동일 축 상에 배치되는 습식 공기 청정기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상부 임펠러는
    바닥 플레이트; 및
    상기 바닥 플레이트에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개;
    를 포함하는 습식 공기 청정기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 날개의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치되는 습식 공기 청정기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상부 임펠러의 중앙에는 상기 액체 흡입부와 연통하는 중앙 파이프가 구비되는 습식 공기 청정기.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하부 임펠러는
    바닥 플레이트; 및
    상기 바닥 플레이트에 원주 방향으로 배치되는 복수의 날개;
    를 포함하는 습식 공기 청정기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 날개의 외측에는 다공성 메쉬로 이루어진 망이 설치되는 습식 공기 청정기.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 하부 임펠러의 중앙에는 상기 액체 흡입부와 연통하는 중앙 파이프가 구비되는 습식 공기 청정기.
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