KR20200108999A - 미세먼지 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부로 빗물이 유입되면 하부의 집수실로 모이고, 상기 집수실의 물은 다단의 다공성필터로 분사되도록 함으로써, 도로 또는 보도에 일정거리마다 수직으로 세워져서 주변의 미세먼지가 상기 다공성필터에 흡착되도록 한 미세먼지 정화장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 본체 내부에 상측으로 다수의 흡입구멍을 갖는 외기흡입실이 구비되고 하부에는 상기 외기흡입실과 연결되는 집수실이 구비되어서 상기 외기흡입실에 마련된 팬의 회전시 미세먼지가 물에 흡착되어 외기가 정화되도록 한 미세먼지 정화장치에 있어서, 상기 본체의 상단에 빗물받이부가 구비되어서 상기 외기흡입실과 연결되고; 상기 본체 내부에는 상기 외기흡입실과 집수실의 사이에 다단으로 다공성필터가 구비되어서 상기 외기흡입실로 유입된 빗물이 상기 각 다공성필터를 거쳐서 상기 집수실에 저장되며; 상기 외기흡입실로부터 상기 각 다공성필터를 거쳐 상기 집수실의 물 표면에서 충돌된 외기가 상기 본체 외부로 배출되게 안내하는 공기배출관이 구비된 특징이 있다.

Description

미세먼지 정화장치{Fine dust cleaning apparatus}

본 발명은 미세먼지 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부로 빗물이 유입되면 하부의 집수실로 모이고, 상기 집수실의 물은 다단의 다공성필터로 분사되도록 함으로써, 도로 또는 보도에 일정거리마다 수직으로 세워져서 주변의 미세먼지가 상기 다공성필터에 흡착되도록 한 미세먼지 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 물을 이용한 공기 정화시스템은 미세먼지를 향해 물을 뿌려주거나 또는 물 표면에서 미세먼지가 흡착되도록 하는 방식이 대부분으로써, 공기 중의 미세먼지가 물에 쉽게 달라붙기 때문에 미세먼지의 제거효율이 높다.

종래 특허 제1065530호는 비열이 높은 물을 이용하는 것으로서 온수를 노즐로 분사하거나 낙수시켜 공기 중의 오염물을 물의 흡착력으로 정화하고 동시에 정화기 내의 공기를 데우면 밀도가 낮아진 더운 공기는 위로 올라가고 바닥 주위의 밀도가 높은 오염된 차가운 공기가 계속 유입되어 순환되며 공기 정화가 이뤄지도록 한 것이다. 또한 주위 온도가 높은 여름에는 반대로 밀도가 높은 차가운 물을 이용하여 정화기 내의 공기 밀도를 높여 밑으로 내려가게 하는 반대의 대류 현상을 발생 시키며 동시에 분사나 낙수된 물의 흡착력을 이용하는 공기 정화기로써, 실내에서 공기순환에 한계가 있는 자연대류나 팬(FAN)에 의한 강제순환이 아니고, 공기의 밀도 차이를 이용한 굴뚝효과(Stack Effect)와 역굴뚝효과를 이용한 대류현상으로 실내 공기 전체를 골고루 순환시키며 정화 시킬 수 있는 장치이다.

그러나 종래 특허는 물을 가열하거나 냉각시키는 수단이 필요하므로 전기사용이 증가되고, 또한 실내에서만 사용되므로 실외의 대중이 많이 모이는 버스정류장 또는 공원 등에 설치할 수 없는 기술적인 문제점이 있었다.

종래 특허 제1258368호는 난방시 시스템 저수조의 물을 난방관에 연결된 열교환기로 열교환하여 뜨거운 물을 만들고, 이 뜨거운 물을 굴뚝형상의 연도 내에 펌프로 펌핑하여 분사시키거나 흘러내리게 하여 연도 안의 공기를 가열시키고, 가열된 공기는 밀도가 낮아져 가벼워지고, 가벼위진 공기는 위로 상승하는 굴뚝효과(Stack Effect)를 이용하여 실내공기를 대류로 순환시키는 것으로서, 겨울철 난방열의 일부를 따로 이용하여 증기압이 높은 뜨거운 물을 만들어 건조한 실내를 신속하게 가습하고, 물표면의 흡착력에 의한 미세먼지 흡착으로 공기정화와 난방이 동시에 자동으로 병행 되게한 것이다.

그러나 저수조의 물이 실내 난방관과 연결되기 때문에 실외에서 사용할 수 없으며, 여름철에는 주변 공기를 시원하게 할 수 없으므로 사용에 한계가 있었다.

본 발명자는 이러한 점을 감안하여 특허출원 제10-2018-0147960호로 미세먼지 정화시스템을 출원중에 있는데, 이는 지상의 물탱크로 유입되는 미세먼지가 물 표면에서 흡착되고 정화된 공기는 지하에 매설된 공기탱크로 순환되는 과정에서 지상 및 지하의 온도차로 열교환 되어 정화시스템 주변을 여름철에는 시원하게 해주고 겨울철에는 따듯하게 해주는 기술이다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 본 발명자의 선출원 기술을 변형한 것으로서, 본 발명의 목적은 상부로 빗물이 유입되면 하부의 집수실로 모이고, 상기 집수실의 물은 다단의 다공성필터로 분사되도록 함으로써, 도로 또는 보도에 일정거리마다 수직으로 세워져서 주변의 미세먼지가 상기 다공성필터에 흡착되도록 한 미세먼지 정화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 풍력에 의해 주변의 공기가 내부로 유입되는 과정에서 미세먼지가 제거되거나 또는 전기로 작동되는 모터에 의해 팬이 강제로 회전되어 주변의 공기가 유입되도록 함으로써, 도로 또는 보도의 공기를 적극적으로 정화시키는 미세먼지 정화장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 본체 내부에 상측으로 다수의 흡입구멍을 갖는 외기흡입실이 구비되고 하부에는 상기 외기흡입실과 연결되는 집수실이 구비되어서 상기 외기흡입실에 마련된 팬의 회전시 미세먼지가 물에 흡착되어 외기가 정화되도록 한 미세먼지 정화장치에 있어서, 상기 본체의 상단에 빗물받이부가 구비되어서 상기 외기흡입실과 연결되고; 상기 본체 내부에는 상기 외기흡입실과 집수실의 사이에 다단으로 다공성필터가 구비되어서 상기 외기흡입실로 유입된 빗물이 상기 각 다공성필터를 거쳐서 상기 집수실에 저장되며; 상기 외기흡입실로부터 상기 각 다공성필터를 거쳐 상기 집수실의 물 표면에서 충돌된 외기가 상기 본체 외부로 배출되게 안내하는 공기배출관이 구비된 특징이 있다.

본 발명에 따르면 도로 또는 보도에 일정간격마다 수직으로 3M 이상 높게 세워지는 원통형의 본체 내부로 빗물이 유입되기 때문에 별도의 물 보충이 필요 없으나, 강수량이 부족할 경우 물을 직접 보충할 수 있으며, 집수된 물은 다단으로 설치된 다공성필터로 분사되어 필터 표면에서 미세먼지가 흡착된다.

또한 상기 본체로 외기를 유입시키는 팬은 풍력을 이용하므로 전력 공급이 않되는 지역에서도 사용 가능하며, 특히 가로등 옆에 설치할 경우 차량의 통행이나 보행에 지장을 주지 않으면서 전기를 공급받아 모터를 작동시킬 수 있으므로 팬을 강제로 회전시켜 도로 및 보도의 공기를 효과적으로 정화시킬 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 정화장치의 개념도
도 2는 도 1의 A - A선 단면도
도 3은 본 발명 다른 실시예의 정화장치의 개념도

도 1 내지 도 2에서 본 발명 한 실시예의 정화장치는 원통형의 중공상 본체(10)를 갖는데, 상기 본체(10)는 도로 또는 보도의 가로등마다 3M 이상 높게 설치되고, 상기 본체(10)의 내부에는 위에서부터 아래로 외기흡입실(11), 필터실(12) 및 집수실(13)이 일렬로 구비된다. 상기 본체(10)의 상단에는 빗물받이부(20)가 구비되고, 상기 빗물받이부(20)는 볼록한 타공망(21)을 통하여 상기 외기흡입실(11)과 통한다.

상기 외기흡입실(11)에는 중심부에 모터(31)로 작동되는 팬(30)이 구비되고, 상기 본체(10)에는 상기 외기흡입실(11)과 통하는 흡입구멍(11a)이 방사상으로 다수개 천공된다. 상기 필터실(12)에는 일정간격 떨어지게 다단으로 다수의 다공성필터(40)이 구비되는데, 상기 다공성필터(40)는 상기 본체의 내주면에 외주면이 밀착되는 원판형으로 구성되고 작은 구멍이 무수히 많이 천공된 알루미늄 재질로 구성되어서 외기가 이들 구멍을 불규칙하게 통과하는 과정에서 젖은 알루미늄 표면에 미세먼지가 달라붙는다.

상기 집수실(13)에는 수중펌프(41)가 구비되고, 상기 각 다공성필터(40)의 하부에는 상기 수중펌프(41)와 펌프관(42)으로 연결된 노즐(43)이 구비되어서 상기 각 다공성필터(40)으로 미립자상의 물을 분사하여 미세먼지가 물기에 의해 다공성필터(40)에 달라붙도록 해준다.

상기 필터실(12)에는 상기 각 다공성필터(40)을 관통하는 공기배출관(50)이 한쪽에 구비되는데, 상기 공기배출관(50)의 하단은 상기 집수실(13)과 연결되고, 상단은 상기 본체(10)외부로 돌출되어서 정화된 공기를 배출시킨다.

상기 집수실(13)은 상기 필터실(12)의 하단과 떨어진 여유공간부(13a)가 형성되게 일정 수위를 유지시키는 배수관(13b)이 본체(10) 외부로 돌출되어서 물이 계속 유입되면 오버플로 시킨다. 그리고 상기 집수실(13)의 하단에는 미세먼지가 쌓여 생기는 퇴적물과 이물질을 배출하는 퇴적물배출밸브(13c)가 구비된다. 미설명부호 13d는 비가 오지 않는 계절이나 물이 부족할 경우 상기 집수실(13)로 물을 강제 보충하는 물보충밸브이다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 정화장치는 빗물받이부(20)로 떨어지는 빗물이 타공망(21)을 통하여 상기 외기흡입실(11)로 유입된 뒤 각 다공성필터(40)의 구멍들을 통과하여 상기 집수실(13)에 저장되는데, 빗물이 집수실(13)로 계속 유입되어 여유공간부(13a)까지 차면 배수관(13b)으로 배출된다. 그리고 비가 오지 않는 계절에는 물을 빗물받이부(20)로 직접 부어 보충하거나 또는 물보충밸브(13d)를 통하여 보충할 수 있다.

상기 외기흡입실(11)에 구비된 모터(31)는 방수성을 갖는 것으로서, 상기 모터(31)의 작동으로 팬(30)이 회전되면 미세먼지를 포함한 외기가 흡입구멍(11a)을 통하여 외기흡입실(11)로 대부분 유입되고, 일부는 타공망(21)을 통하여 유입된 뒤 다공성필터(40)를 단계적으로 거치면서 일부 미세먼지는 필터의 표면에 달라붙고, 나머지는 집수실(13)로 향한다. 상기 집수실(13)의 여유공간부(13a)로 유입된 외기는 물 표면에 충돌되는 과정에서 미세먼지가 물에 달라붙어 제거되며, 정화된 외기는 공기배출관(50)을 통하여 본체(10) 외부로 배출되어 주위의 공기를 정화시킨다.

상기에서 수중펌프(41)를 통하여 각 노즐(43)로 공급되는 물은 미립자 또는 작은 물줄기 형태로 각 다공성필터(40)의 밑면에 분사된다. 따라서 각 다공성필터(40)를 통과하는 외기 중에 포함된 미세먼지가 필터(40)의 밑면에 물기를 통하여 달라붙어 제거된다.

도 3은 본 발명 다른 실시예로써, 풍력으로 상기 외기흡입실(11)의 팬(30)을 작동시키는 것을 나타낸 것으로서, 상기 팬(30)은 풍력으로 작동되는 외부날개(32)와 회전축(33)으로 연결된다. 상기 회전축(33)은 중공상의 축기둥(34) 내부에 설치되는데, 상기 축기둥(34)은 상기 본체(10)의 상단에 고정된다. 그리고 상기 축기둥(34) 상단에는 베벨기어(35)의 조합으로 상기 외부날개(32)와 회전축(33)이 연결된다.

이처럼 구성된 본 발명 다른 실시예는 바람이 불면 상기 외부날개(32)가 회전되므로 베벨기어(35)를 통하여 상기 회전축(33)으로 연결된 팬(30)이 회전된다. 따라서 외기가 상기 외기흡입실(11)로 유입된 뒤 상기 각 다공성필터(40)를 거치면서 표면의 물기에 의해 미세먼지가 흡착되고, 또한 집수실(13) 상단의 여유공간부(13a)로 향하는 외기는 집수실(13)의 물 표면과 충돌되는 과정에서 미세먼지가 재차 제거된다.

본 발명 다른 실시예는 풍력으로 팬을 회전시키므로 전력소모를 줄일 수 있는 이점이 있으며, 외부날개(32)가 회전되므로 도시경관을 미려하게 연출할 수 있는 등의 이점이 있다.

10 : 본체 11 : 외기흡입실
11a : 흡입구멍 12 : 필터실
13 : 집수실 13a : 여유공간부
13b : 배수관 20 : 빗물받이부
30 : 팬 31 : 모터
32 : 외부날개 40 : 다공성필터
41 : 수중펌프 42 : 펌프관
43 : 노즐 50 : 공기배출관

Claims (5)

1. 본체 내부에 상측으로 다수의 흡입구멍을 갖는 외기흡입실이 구비되고 하부에는 상기 외기흡입실과 연결되는 집수실이 구비되어서 상기 외기흡입실에 마련된 팬의 회전시 미세먼지가 상기 집수실의 물에 흡착되어 외기가 정화되도록 한 미세먼지 정화장치에 있어서,
   상기 본체의 상단에 빗물받이부가 구비되어서 상기 외기흡입실과 연결되고;
   상기 본체 내부에는 상기 외기흡입실과 집수실의 사이에 다단으로 다공성필터가 구비되어서 상기 외기흡입실로 유입된 빗물이 상기 각 다공성필터를 거쳐서 상기 집수실에 저장되며;
   상기 외기흡입실로부터 상기 각 다공성필터를 거쳐 상기 집수실의 물에 충돌된 외기가 상기 본체 외부로 배출되게 안내하는 공기배출관이 구비됨을 특징으로 하는 미세먼지 정화장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 집수실에는 수중펌프가 구비되고,
   상기 각 다공성필터의 하부에는 상기 수중펌프와 펌프관으로 연결된 노즐이 구비되어서 상기 각 다공성필터의 밑으로 물이 분사되게 한 것을 특징으로 하는 미세먼지 정화장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 상부에는 바람으로 회전되는 외부날개가 구비되어서 상기 팬을 풍력으로 회전시키거나 또는 상기 팬이 모터를 통하여 강제 회전되도록 한 것을 특징으로 하는 미세먼지 정화장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 집수실은 상부로 외기를 유입시키는 여유공간부가 형성되게 배수관이 연결되어서 일정수위를 벗어나면 오버플로 시키며,
   상기 공기흡입관은 상기 여유공간부로 연결됨을 특징으로 하는 미세먼지 정화장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체는 중공상의 원통형으로써 3M 이상의 높이로 구성되며;
   도로 또는 보도에 가로등을 따라 일정간격 설치됨을 특징으로 하는 미세먼지 정화장치.

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