KR20200001819U - 습식 공기정화장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 습식 공기정화장치에 관한 것으로서, 일정 수위에 물이 채워지도록 하는 수조; 외부로부터 공기가 강제 수집되도록 하는 흡기 휀; 일단은 상기 흡기 휀에 연결되고, 물속에 잠겨지는 타단의 외주면에는 미세한 직경으로 물이 유입되는 유입공을 형성하는 흡기관; 상기 수조의 바닥에 구비되면서 일측으로는 유입공을 형성하는 흡기관이 연결되고, 타측으로는 모터 구동에 의해 회전하는 임펠러가 구비되도록 하여 기포를 발생시키는 수중펌프; 상기 수중펌프의 상부에서 하단부가 수면에 일부 잠기도록 하면서 수면 상부로 에어 포켓을 형성하도록 상향 돌출되게 구비되며, 하단부에는 기포를 더욱 작은 사이즈로서 형성되도록 하는 미세망이 구비되는 정화부; 상기 정화부의 수면 상부로 돌출되는 면에 하단부가 연결되어 에어 포켓에 형성된 정화된 공기가 외부로 배출되도록 일정 높이로서 형성되는 복수의 배기관으로 이루어지는 구성이 특징이다.

Description

습식 공기정화장치{Wet cleaning apparatus for an air}

본 고안은 습식 공기정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부로부터 강제 흡입되는 공기에 물이 혼합되면서 기포를 발생하도록 하고, 이 기포를 공기 정화에 최적의 크기로 형성되게 하면서 일정 공간에 수집된 후 복수의 배기관을 통해 배출되도록 하는 습식 공기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기는 미세 분진, 각종 유해가스, 잡균, 곰팡이, 바이러스 등이 포함된 공기를 정화 매개체를 통해 오염물질을 제거한 후 청정한 공기를 배출하는 기구이다.

공기청정기는 공기청정 기능과 함께 생활냄새 제거, 진드기,꽃가루, 애완동물 털 등 작은 입자 제거, 공기 감염으로 인한 질병예방 등 다양한 기능이 갖추어지게 된다.

이러한 공기청정기는 청정 방식에 따라서 크게 건식과 습식 두 종류로 나뉘어지게 된다.

건식에 비하여 습식의 공기청정기는 흡입된 공기를 물에 접촉시켜 부유물질을 물에 침전시키는 방식이며, 소음이 적으며 가습기 기능을 할 수 있다는 장점을 갖고 있다.

종래의 습식 공기청정기로서 공개특허 제2010-0008294호(수조정화장치를 구비한 공기청정기)에는 흡입구가 구비된 상측케이스와 배출구가 구비된 배출케이스와 물이 저장되기 위한 공간이 형성된 하부케이스로 케이스부가 구비되도록 하고 있다.

상측케이스와 배출케이스가 결합되어 상부케이스를 형성하게 되며, 상부케이스 하측에는 하부케이스가 결합된다.

그리고 흡입구 하측에는 모터를 구비한 구동부와 모터에 체결되어 회전되는 송풍팬이 설치된다.

하부케이스에 저장된 물에 하측이 잠기는 디스크부재는 원판 형상의 디스크부재가 다수개 적층되어 이루어진다.

송풍팬의 회전에 의하여 외측의 공기가 흡입구를 통하여 하측으로 이동하면 공기중의 이물질은 디스크부재의 표면에 묻게 되고, 디스크부재는 별도의 구동장치에 의하여 회전을 하면서 표면에 묻은 이물질이 물을 통과하면서 씻겨진 후에 다시 공기와 접하여 공기중의 이물질을 제거하게 된다.

하지만 종래의 습식 공기정화는 실질적으로 낙하하거나 분사되는 워터 커튼이나 상기와 같은 디스크부재를 공기가 통과하면서 공기정화가 이루어지도록 하고 있어 공기정화효율이 매우 낮을 뿐만 아니라 제작비와 유지 관리비를 상승시키게 되는 문제점이 있다.

(문헌 1) 공개특허 2010-0008294(2010.01.25.) (문헌 2) 공개특허 2005-0101512(2005.10,24.) (문헌 3) 등록특허 제1007650(2011.01.05.) (문헌 4) 등록특허 제1010559(2011.01.18.)

이에 본 고안은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 고안은 수중모터를 이용하여 외부의 오염된 공기를 강제 흡입하면서 물과의 혼합에 의해 기포를 발생되도록 하고, 물을 통과하면서 기포를 최적의 정화력을 갖는 크기가 되도록 에어 포켓에 수집되도록 하는 습식 공기정화장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 고안은 에어 포켓에 연결한 복수의 파이프들을 통해 정화된 공기가 실내에 안정적으로 공급될 수 있도록 하는 습식 공기정화장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 고안의 습식 공기정화장치는, 일정 수위에 물이 채워지도록 하는 수조; 외부로부터 공기가 강제 수집되도록 하는 흡기 휀; 일단은 상기 흡기 휀에 연결되고, 물속에 잠겨지는 타단의 외주면에는 미세한 직경으로 물이 유입되는 유입공을 형성하는 흡기관; 상기 수조의 바닥에 구비되면서 일측으로는 유입공을 형성하는 흡기관이 연결되고, 타측으로는 모터 구동에 의해 회전하는 임펠러가 구비되도록 하여 기포를 발생시키는 수중펌프; 상기 수중펌프의 상부에서 하단부가 수면에 일부 잠기도록 하면서 수면 상부로 에어 포켓을 형성하도록 상향 돌출되게 구비되며, 하단부에는 기포를 더욱 작은 사이즈로서 형성되도록 하는 미세망이 구비되는 정화부; 상기 정화부의 수면 상부로 돌출되는 면에 하단부가 연결되어 에어 포켓에 형성된 정화된 공기가 외부로 배출되도록 일정 높이로서 형성되는 복수의 배기관으로 이루어지는 구성이다.

상기의 구성에서 흡기 휀에는 외부로부터 유입되는 공기와 함께 비교적 큰 사이즈의 오염물질이 걸러질 수 있도록 하는 필터가 휀의 전방 또는 후방이나 전후방에 동시에 구비되게 할 수가 있다.

또한, 상기 정화부의 에어 포켓은 수조의 상부에서 컵을 엎어놓은 형상으로 형성할 수도 있고, 수조의 상부에서 상향 만곡지도록 한 형상으로 형성할 수도 있다.

한편, 상기 정화부의 미세망은 일정 높이의 간격으로 복수 개가 구비되고, 하부로부터 점차 메쉬 간격이 좁게 형성되도록 하는 것도 가능하다.

상기한 구성에 따른 본 고안의 습식 공기정화장치에 의하면 외부와 수중에서 이중으로 공기가 흡입되도록 하여 좀더 많은 양의 공기가 물을 통과하면서 시간 당 공기 정화 효율이 대폭적으로 향상되도록 한다.

수면 가까이에서 기포의 정화효율이 최적인 사이즈로 미세하게 형성되게 함으로써 물을 통과하는 과정에 오염물질이 효과적으로 제거되도록 한다.

지속적으로 기포를 형성하면서 물이 자체 정화되도록 하여 물이 일정 수량 이하에서만 보충이 이루어지도록 할 뿐 교체가 굳이 필요치 않은 작업의 편의를 제공한다.

도 1은 본 고안에 따른 습식 공기정화장치를 예시한 구조도
도 2는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 흡기 휀을 예시한 단면도
도 3은 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 흡기관 연결 구조를 예시한 구조도
도 4는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 수중펌프를 예시한 개략적인 단면도
도 5는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치에 의한 기포 발생 작용을 도시한 작동 상태도

본 고안의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 고안은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예들은 본 고안의 개시가 완전하도록 하며, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 고안은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 고안이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 고안을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 기술적 특징을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 습식 공기정화장치를 예시한 구조도이다.

예시한 바와 같이 본 고안은 크게 수조(10)와 흡기 휀(20)과 흡기관(30)과 수중펌프(40)와 정화부(50) 및 배기관(60)의 결합으로 이루어지는 구성이다.

본 고안의 수조(10)는 일정 수위에 물이 채워지도록 하는 구성으로서, 물고기가 사는 어항을 이용할 수도 있다.

수조(10)의 외부에는 외부로부터 공기가 강제적으로 수집되도록 하는 흡기 휀(20)이 구비되도록 한다.

흡기 휀(20)은 종전의 환기용 휀을 이용하는 것이 바람직하며, 다만 사용 공간의 크기에 따라 크기나 갯수에 차이가 있을 수 있다.

흡기 휀(20)을 통해서는 외부로부터 오염물질이 다수 포함된 공기가 강제 흡입될 수 있도록 회전력 또한 사용 공간의 크기에 따라 선택하도록 한다.

도 2는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 흡기 휀을 예시한 단면도이다.

예시한 바와 같이 흡기 휀(20)에는 외부로부터 유입되는 공기와 함께 비교적 큰 사이즈의 오염물질이 걸러질 수 있도록 하는 필터(22)가 휀(21)의 전방 또는 후방이나 전후방에 동시에 구비되게 하는 것도 바람직하다.

수조(10)의 외부에 구비되는 흡기 휀(20)에는 흡기 휀(20)을 통해 흡입되는 공기가 수조(10)의 내부에까지 전달될 수 있도록 하는 흡기관(30)의 일단이 연결되게 한다.

도 3은 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 흡기관 연결 구조를 예시한 구조도이다.

흡기관(30)은 흡기 휀(20)에 연결되는 부위가 흡기 휀(20)으로부터 흡기관(30)으로 점차 사이즈가 축소되는 형상으로 테이퍼지게 함으로써 흡기관(30)을 통해 공기가 보다 응집되어 흡입되도록 한다.

흡기관(30)은 흡기 휀(20)을 통해 흡입되는 외기가 통과하도록 하는 통로이면서 수조(10)에 잠기는 단부의 외주면에는 미세한 직경으로 복수의 유입공(31)이 형성되도록 한다.

이들 유입공(31)은 흡기 휀(20)에 의해 흡기관(30)을 통해서 공기가 강제 흡입되어 지나게 될 때 수조(10) 내에 채워져 있는 물이 함께 흡기관(30)의 내부로 유입될 수 있도록 하는 구성이다.

다만, 흡기관(30)을 통해 유입되는 공기는 수조(10)의 외부에서 흡기 휀(20)의 흡입력만으로는 수조(10) 내부까지 충분한 유동력을 갖지 못한다.

이와 같은 유동력 보강을 위해서 본 고안에서는 흡기관(30)의 수조(10) 내부측 단부에는 수중펌프(40)가 연결되도록 한다.

본 고안에서의 수중펌프(40)는 일측으로 흡기관(30)이 연결되게 하여 흡기관(30)을 통해 공기와 물이 섞이면서 기포를 발생하도록 하는 구성이다.

도 4는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치의 수중펌프를 예시한 개략적인 단면도이다.

예시한 바와 같이 수중펌프(40)는 모터(41)의 구동에 의해 임펠러(42)가 회전되게 함으로써 흡기관(30)을 통과하는 공기와 물이 임펠러(42)에 의해 다량의 기포를 발생시키도록 한다.

즉, 본 고안에서의 공기는 수조(10) 외부에서의 흡기 휀(10)과 수조(10) 내부에서의 수중펌프(40)에 의해 이중으로 유동력이 발생되도록 하여 임펠러(42)를 통해 안정적으로 다량의 기포가 발생되도록 한다.

다시 말해 흡기 휀(10)에 의해 흡기관(30)을 이동하는 공기의 유동력이 수조(10)의 내부에서 저하되는 시점에 수중펌프(40)의 임펠러(42)가 재차 흡입력을 발휘하면서 공기와 함께 수중펌프(40)측 흡기관(30)에 형성한 복수의 유입공(31)들을 통하여 일정량의 물이 함께 유입되도록 한다.

이때의 수중펌프(40)에 사용되는 모터(41)는 수조 외부에 설치되는 구성으로 할 수도 있으나, 물속에서도 구동이 가능한 수중모터를 사용할 수도 있다.

따라서, 공기는 흡기 휀(10)과 함께 수중펌프(40)에 의해서 이중으로 공기를 흡입하여 안정적으로 기포를 발생시키도록 한다.

물속에서 기포가 너무 빠르게 수면으로 상승하게 되면 공기에 포함된 유해물질들은 미처 물에 흡착되지 못하고 기포와 함께 상승하면서 공기 정화가 안되는 상황이 된다.

따라서 본 고안에서는 수중펌프(40)의 상부에 정화부(50)가 구비되도록 한다.

정화부(50)는 수중펌프(40)로부터 발생되는 기포를 공기 정화에 최적인 사이즈로 형성되도록 하는 구성으로서, 이를 위하여 정화부(50)는 하단부가 수면에 일부 잠겨지도록 하면서 수면 상부로는 상향 돌출되도록 하여 그 내부에는 에어 포켓(51)이 형성되도록 한다.

에어 포켓(51)은 기포와 함께 상승되던 공기가 모여지도록 하는 구성이며, 에어 포켓(51)으로 포집되는 과정에서 공기에 흡착되어 있던 유해물질들이 제거되도록 한다.

이와 같은 에어 포켓(51)은 수조(10)의 상부에서 컵을 엎어놓은 형상이거나 상향 만곡지도록 한 형상으로 제공한다.

다만, 에어 포켓(51)의 수면에 잠긴 하단부에는 기포가 통과하면서 더욱 작은 사이즈로 형성되도록 하는 미세망(52)이 구비되도록 한다.

정화부(50)에서 미세망(52)은 평판의 망으로 이루어지도록 하면서 하나의 망을 형성되게 할 수도 있고, 일정 높이를 이격하여 복수의 망으로 형성되게 할 수도 있다.

특히, 미세망(52)을 복수의 망으로 형성하는 경우 하부로부터 상부로 점차 망의 메쉬 간격이 좁아지도록 한다.

한편, 정화부(50)는 하단부가 수중펌프(40)에 근접한 높이로 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

정화부(50)의 에어 포켓(51)에는 복수의 배기관(60)이 연결되도록 한다.

배기관(60)은 일단이 에어 포켓(51)에 상호 연통되도록 하면서 에어 포켓(51) 내부의 정화된 공기가 상부로 배출되도록 하는 구성이다.

즉, 물속을 지나면서 유해물질들이 제거된 공기가 정화부(50)에 에어 포켓(51)에 모여지게 되면 에어 포켓(51)으로부터 복수의 배기관(60)을 타고 외부로 배출되면서 정화된 공기를 지속적으로 배출시키도록 한다.

상기한 구성에 따른 본 발명의 습식 공기청정기의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

본 고안에서 수조(10)는 그 자체가 청정기 하우징이 될 수도 있으며, 청정기 하우징의 내부에 별도로 구비되는 구성이 될 수도 있다.

수조(10)에는 일정 수위의 물이 채워지도록 하며, 상부로부터 물이 보충될 수 있도록 한다.

구동 전원이 인가되면 수조(10)의 외측에 구비되는 흡기 휀(20)을 구동시키는 모터와 함께 수조(10) 내부의 수중펌프(40)에 구비되는 모터(41)가 동시에 구동하게 된다.

흡기 휀(20)이 구동하면 오염된 공기가 강제 흡입되며, 흡기 휀(20)에 별도의 필터(21,22)가 설치되어 있게 되면 오염된 공기 중 비교적 입자가 큰 오염물질들이 필터링되도록 하면서 흡기관(30)을 통해 이동하게 된다.

도 5는 본 고안에 따른 습식 공기정화장치에 의한 기포 발생 작용을 도시한 작동 상태도이다.

흡기관(30)을 통해 유동하는 공기는 수중펌프(40)에 공급되는데 이때 수중펌프(40)에 연결되는 물속에 위치하는 흡기관(30)의 유입공(31)을 통해서 물도 동시에 유입된다.

흡기관(30)에 동시에 유입되어 혼합되는 공기와 물은 수중펌프(40)의 임펠러(42)에 의한 구동력에 의해 기포의 생성량과 상승 이동 속도가 제한된다.

흡기관(30)을 통과하는 공기에 물이 접촉되면 공기 중 오염물질들은 물에 흡착되도록 하는 동시에 기포를 발생시키게 된다.

이렇게 생성되는 기포는 수중펌프(40)의 임펠러(42)를 통해 배출되어 상향 부상하게 된다.

이때의 기포는 비교적 사이즈가 크고 배출 속도가 빠르기 때문에 수면으로 기포에 잔류하는 공기 중 오염물질들이 그대로 이동할 수가 있다.

따라서 수중펌프(40)의 임펠러(42)를 통해 배출되는 기포들이 상승하는 수면에는 하단부의 일정 높이가 물속에 잠겨지도록 하면서 내부에는 에어 포켓(51)을 형성하는 정화부(50)가 위치되도록 한다.

정화부(50)에서는 임펠러(42)를 통해서 배출되는 기포들을 포집하여 정화된 공기가 에어 포켓(51)에 수집될 수 있도록 한다.

이때의 정화부(50)는 수조(10)의 수면에서 상부에는 일정 사이즈가 상향 돌출되게 함으로써 일정 사이즈의 에어 포켓(51)이 형성되도록 함으로써 실질적으로 수중펌프(40)에서 생성되는 기포들이 에어 포켓(51)에서 사라지도록 하는 것이다.

에어 포켓(51)에서 기포들이 사라지는 순간 기포 내의 공기는 에어 포켓(51)에 채워지게 된다.

에어 포켓(51)에 채워지는 정화 공기는 정화부(50)의 수면 상부에 위치하는 주면을 따라 일정 간격이 이격되도록 한 복수의 배기관(60)들을 통하여 외부로 배출하게 된다.

배기관(60)은 직경을 크게 하여 하나의 구성으로 형성되게 할 수도 있으나, 도면에서와 같이 작은 직경으로 복수 개가 일정 간격으로 형성되게 하는 것도 가능하다.

다만, 정화부(50)의 수면 하부에는 수중펌프(40)로부터 생성되는 기포들의 사이즈를 작게 형성되도록 하면서 기포의 상승 속도를 지연시키도록 미세망(52)이 구비되도록 한다.

특히, 정화부(50)에 형성하는 미세망(52)을 일정 높이마다 복수 개가 구비되도록 하면서 하부로부터 점차 메쉬 간격이 좁아지도록 하면 기포의 상승 속도를 더욱 지연시킬 수가 있게 되므로 최상의 공기 정화 효율을 구현할 수가 있다.

이렇게 오염물질이 흡착된 공기를 강제 유동되게 하면서 물과의 혼합에 의해 기포가 발생되도록 하고, 발생된 기포가 수조(10) 내 물속을 지나면서 기포에 잔류하는 오염물질들이 물에 흡착되면서 공기가 정화될 수 있도록 한다.

이와 같이 정화된 공기를 에어 포켓(51)에 수집되도록 하여 외부로 배출되게 하는 동작을 지속적으로 반복함으로써 공기를 안정적으로 정화시킬 수가 있다.

특히, 본 고안은 고가의 필터를 이용하지 않고도 물을 이용하여 공기를 정화시킬 수가 있으므로 저렴한 유지 관리가 가능하도록 한다.

이상에서와 같이 본 고안의 기술적 사상은 바람직한 실시예들에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 따라서, 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 고안의 기술 사상의 범위 내에서 본 고안의 실시예들의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 수조 20 : 흡기 휀
21 : 휀 22 : 필터
30 : 흡기관 31 : 유입공
40 : 수중펌프 41 : 모터
42 : 임펠러 50 : 정화부
51 : 에어 포켓 52 : 미세망
60 : 배기관

Claims (5)

1. 일정 수위에 물이 채워지도록 하는 수조;
   외부로부터 공기가 강제 수집되도록 하는 흡기 휀;
   일단은 상기 흡기 휀에 연결되고, 물속에 잠겨지는 타단의 외주면에는 미세한 직경으로 물이 유입되는 유입공을 형성하는 흡기관;
   상기 수조의 바닥에 구비되면서 일측으로는 유입공을 형성하는 흡기관이 연결되고, 타측으로는 모터 구동에 의해 회전하는 임펠러가 구비되도록 하여 기포를 발생시키는 수중펌프;
   상기 수중펌프의 상부에서 하단부가 수면에 일부 잠기도록 하면서 수면 상부로 에어 포켓을 형성하도록 상향 돌출되게 구비되며, 하단부에는 기포를 더욱 작은 사이즈로서 형성되도록 하는 미세망이 구비되는 정화부;
   상기 정화부의 수면 상부로 돌출되는 면에 하단부가 연결되어 에어 포켓에 형성된 정화된 공기가 외부로 배출되도록 일정 높이로서 형성되는 복수의 배기관;
   으로 이루어지는 습식 공기정화장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 흡기 휀에는 외부로부터 유입되는 공기와 함께 비교적 큰 사이즈의 오염물질이 걸러질 수 있도록 하는 필터가 휀의 전방 또는 후방이나 전후방에 동시에 구비되도록 하는 습식 공기정화장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 정화부의 에어 포켓은 상기 수조의 상부에서 컵을 엎어놓은 형상으로 형성하는 습식 공기정화장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 정화부의 에어 포켓은 상기 수조의 상부에서 상향 만곡지도록 한 형상으로 형성하는 습식 공기정화장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 정화부의 미세망은 일정 높이의 간격으로 복수 개가 구비되고, 하부로부터 점차 메쉬 간격이 좁게 형성되도록 하는 습식 공기정화장치.

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