KR20200113876A - 물 미립자 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세한 물 입자를 분사 공기 중 먼지나 유해 물질을 제거하는 공기청정기에 관한 것으로,
공기를 장치 내부로 유입하고 토출 하는 모터 팬을 이용 공기를 내부로 유입시키며 물 입자를 분사 물의 정전작용과 응집력을 이용 먼지나 유해물질을 물 입자에 흡착시키고 1차, 2차 수 처리 필터를 이용 공기 중 물 입자를 걸러내는 방법으로 공기 중 유해물질을 제거 하는 공기청정기에 관한 것이다.
본 발명에 의한" 물 미립자 공기청정기" 수납공간과 저수조를 구비하고 공기 이동경로 일면과 공기 토출구 구성하는 하부 하우징(10)과, 공기를 장치 내부로 유입하는 모터 팬과 디스플레이가 구비되어 구성된 상부 하우징(20)과, 물 분사 수단을 구비 물을 분사하고 살균하는 물 분사 장치(30)와, 오염물질과 결합한 물 입자를 걸러내는 1차 수분 필터와 2차 수분 필터 오염물질이 포함된 물을 정수하는 정수필터가 구비되어 구성된 정화장치(40)와, 센서를 구비 필터와 공기의 오염과 물의 수위와 오염을 감지 수신하고 수신 값에 따라 기기의 동작을 조종하는 제어기(50)로 구성되어,
공기 중 존재하는 먼지와 유해물질 입자를 미립자 상태의 물 입자에 정전현상을 이용 흡착시켜 공기 중 먼지와 유해 물질을 제거하고 먼지와 유해 물질이 흡착된 물을 여과하고 공기를 배출하므로 필터의 교환이 없어 유지 관리가 손쉽고, 이용되는 물을 순화하며 재사용하므로 물 배출 없어 실내와 실외 구분없이 설치할 수 있는 장점이있다

Description

물 미립자 공기청정기{Water particulate air purifier}

본 발명은 공기 중 부유하는 오염물질을 제거 공기를 맑게 하는 공기청정기에 관한 것으로, 특히 물을 미립자 상태로 유해물질로 오염된 공기에 분사 오염물질을 흡착하여 제거하는 기능을 가진 공기청정기에 관한 것이다.

대기에 포함된 먼지나 오염물질이 인체 내부로 흡수되면 건강상 많은 문제점을 야기하는 등 많은 피해를 초래하므로 대기에 포함된 먼지를 제거하기 위해 여러 방식의 공기정화 장치가 개발되어 이용되어 왔으며, 그 중 대표적으로 정전작용을 이용 먼지를 흡착하는 정전방식과, 거름 필터를 이용 오염원을 제거하는 필터방식이 이용되고 있으나 정전작용을 이용하는 경우 저전압의 전기를 이용할 경우 효율성이 낮고 고전압을 이용할 경우 오존 발생의 우려로 필터방식이 주로 이용되고 있다,

또한, 대기중 광범위하게 분포된 초미세먼지를 제거하기 위해 대기중에 미립자 (안개)상태로 물을 분사하거나 대량의 물을 살포 물이 초미세먼지를 흡착하여 낙하하도록 하는 방법이 이용되고 있다.

필터식은 공기를 강제순환시키며 공기 이동 경로에 조밀하게 조직된 필터를 공기 이동경로에 배치 필터의 조직 틈새보다 큰 먼지를 걸러내는 방법으로 이용된다, 그러나 필터식을 이용한 방법은 조직된 공기정화필터의 틈새보다 작은 초미세먼지나, 바이러스, 세균, 화학 물질 등은 걸러내기 어려워 조직의 틈새가 조밀하게 조직된 헤파필터등 고가의 필터를 사용하여야 한다.

또한, 습한 환경에서 사용하면 필터의 틈새가 막혀 정화기능을 상실하므로 건조한 환경의 실내에서만 사용하여야 하고 미세한 틈새를 공기가 통과해야 하므로 팬을 이용 고압으로 공기를 송풍해야 하므로 큰 소음이 발생하는 문제점이 있다, 또한, 일정기간 사용하면 흡착된 유해 물질로 필터의 구멍이 막히면 정화기능이 상실되므로 필터를 교환해야 하므로 관리가 어렵고 고가의 교체 비용이 소요되고 대형으로 제작하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 물을 미립자의 상태로 분사하는 경우 분사된 물 미립자가 초미세먼지를 흡착 초미세먼지를 머금은 상태로 일정시간 부유하고, 물을 살포하는 경우 초미세먼지를 흡착한 물은 낙하하게 되므로 낙하할 때 물 입자가 물체에 충돌 분산되어 부유하게 된다, 이때 물 입자에는 많은 초미세먼지를 흡착되어 있어 초미세먼지가 고 농도로 응축된 물 입자를 사람이 흡입할 우려가 있고, 분사하거나 살포한 물이 버려지므로 물이 과도하게 사용하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 팬을 이용 장치 내부로 공기를 유입하며 유입된 공기에 미립자 상태의 물을 분사 물 입자와 공기 중의 유해입자를 결합시키고 유해입자가 결합한 물을 조직 구조가 느슨한 수분 필터를 이용 제거하는 방법으로 유해성분이 제거된 청정한 공기를 외부로 토출하는 것으로, 공기정화 필터를 사용하지 않아 습기가 많은 장소나 실내 나 실외 구분없이 사용할 수 있고 저압으로 공기를 송풍 소음이 작고, 수명이 한정적인 고가의 공기정화 필터를 사용하지 않아 유지관리가 손쉽고 비용이 저렴하며 소형은 물론 대형으로 제작할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한. 유해물질이 함유된 공기를 장치 내부로 유입 물 미립자를 이용 유해물질을 흡착하고 흡착된 물을 걸러내고 공기만 외부로 배출하므로 대기중에 유해물질을 머금은 물 입자가 부유하지 않아 농축된 미세먼지를 사람이 흡입할 우려가 없고, 공기정화에 이용되는 물을 정수; 살균하여 다시 사용하므로 물 사용이 절감되는 공기청정기를 제공하는데 그 목적이 있다,

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 초미세먼지나 바이러스 등 유해물질 입자와 미립자 상태의 물 입자 사이의 정전작용으로 유해물질이 물 입자에 흡착 제거되므로 공기 청정 성능이 우수하고, 필터의 조직이 느슨해 공기 흐름 저항이 작아 송풍 소음이 작아 유지관리가 손쉽고 비용이 저렴하고, 미세먼지를 흡착한 물 입자를 흡입할 우려가 없는 실내 설치되는 소형의 공기청정기는 물론 실외 설치 가능한 대형 공기청정기 제작에 이용 될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 부품 구성을 설명하기 위한 분해도.
도 2 는 본 발명의 부품 구성을 설명하기 위한 배치 단면도.
도 3 은 본 발명의 조립 구성을 설명하기 위한 조립 단면도.
도 4 는 본 발명의 공기 흐름과 공기와 물 미세입자의 교반을 설명하기 위한 단면 도.
도 5 는 본 발명의 구동과 공기와 물의 순환경로를 설명하기 위한 블록도.

이하 본 발명에 의한 물 미립자 공기청정기를 도면을 인용 하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 부품 구성을 배치 단면 도이고, 도 3은 부품의 조립 구성을 나타내는 조립 단면 도이며, 도 4는 본 발명의 공기유입과 공기와 물 미세입자의 교반과 수 처리 필터의 거쳐 배출되는 공기 이동과 물의 순환을 설명하기 위한 도이다.

본 발명은 물을 분사 공기 중 부유하는 유해물질과 물의 정전작용을 이용 공기 중 유해물질을 포집 제거하고 청정한 공기를 외부로 배출 하는 것이 특징이다.

하단에 수납공간(11)과 저수조(12)가 형성되고 살균기를 거치하는 거치대(14)를 구비하고 공기배출구(61) 일면을 형성하는 하우징(10 )과.

공기를 장치 내부로 유입시키는 모터 팬(21)과 장치의 상태를 외부로 표시하는 디스플레이(22)가 구비되고 공기배출구(62)를 일면을 형성하는 상부하우징(20)과.

순환수(35)를 가압하는 가압펌프(31)와 미세입자로 분사노즐(32)이 구비되어 구성된 물 분사장치(30)와.

분사되어 공기와 혼합된 물을 걸러내는 수 처리 필터(41); (42) 와 순환수를 정수하는 정수필터(43)와 순환수를 살균하는 살균기(44)를 구비하여 구성된 정화장치(40),

정수필터의 오염도를 측정하는 정수필터센서(51)와 정화에 이용되는 순환수 수위(36)와 오염을 측정하는 순환수센서(52) 수 처리필터의 오염을 측정하는 수 처리필터센서(53)와 공기의 오염도를 측정하는 공기센서(54) 구비된 제어기(50)로 구성되어,

도 2 에 도시한 바와 같이 하부 하우징(10) 수납공간(11)에 물 분사 장치(30)를 배치 뚜껑(13)을 결속수단을 이용 고정하고, 수납공간과 저수조 (12) 사이에 정수필터(43)를 배치하고 거치대(14)에 살균기(44)를 거치한다,

도 2 에 도시한 바와 같이 상부하우징(20) 하단에 1차 수 처리 필터(41)를 배치하고 모터 팬(21)과 제어기(50) 공기센서(54)를 상부하우징 뚜껑(23)에 체결수단을 이용 체결하고 뚜껑을 상부하우징 상단에 체결수단을 이용 체결한다, 이때 뚜껑과 1차 수 처리 필터 사이에 분사되는 순환수와 유입되는 공기가 혼합되는 내부공간(24)이 형성된다.

도 3에 도시한 바와 같이 상부 하우징 (20) 을 하부 하우징(10) 상단에 결합시키면 분사노즐 (32)이 내부공간 (24)에 위치하게 되고 상부하우징과 하부하우징 사이에 공기이동경로(60)와 공기배출구(61)가 형성된다, 이때 형성되는 공기이동경로 일단에 2차 수처리 필터(42)를 배치한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 물 미립자 공기청정기의 동작 과정을 살펴보면 다음 과 같다.

먼저, 전원을 켜면 제어기가(60) 여러 센서를 통해 입력되는 신호를 취합 분석, 공기오염이 감지되면 모터팬(21)을 구동시켜 장치내부로 공기를 흡입하며 동시에 물 분사장치(30)를 가동 물을 미립자 상태로 유입된 공기에 분사하면 공기와 물미립자가 장치 내부공간(24)에서 충돌 교반한다.

이때, 수소결합으로 구성된 물은 산소쪽에 (-)부분전하가 나타나고 수소쪽으로 (+)부분전하가 나타난다, 또한 공기에 포함된 유해물질도 (-)전하를 가진 입자와 (+)전하를 가진 입자가 존재한다, 따라서 (+)전하를 띠는 유해 물질은 산소와, (-)전하를 띠는 유해 물질은 수소와 결합되고, 중성을 나타내는 유해물질은 물의 응집력에 의해 물 입자에 결합된다.

유해물질과 결합한 물 미립자의 수소는 인근 물 미립자의 산소를 끌어들이고 산소는 상대편 수소를 끌어들이는 수소결합과 응집력결합을 반복 점점 커지며 모터 팬의 힘에 의해 하단에 배치된 1차 수 처리필터(41)를 내부로 유입되어 필터의 조직 구조를 따라 흐르며 필터에 충돌을 반복하며 필터와 온도차에 의한 결로 현상과 물방울 사이 응집력으로 결합을 반복 입자가 커지게 된다, 입자가 커진 물 입자는 모터 팬의 힘과 중력에 의해 낙하하여 저수조의 순환수와 충돌 순환수에 흡수된다, 1차필터에서 물이 걸러진 공기는 2차 수처리필터 방향으로 이동한다.

혹시 있을 수 있는 1차 수 처리필터에서 미처 걸러지지 못한 물은 다시 2차 수 처리필터(42)에 의해 걸러져 중력에 의해 저수조로 낙하 되고 1, 2차 수 처리필터를 통과한 공기는 먼지가 제거된 청정한 상태로 공기배출구(62)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 1차; 2차 수 처리필터는 금속 재질로 구성되어 공기 흐름으로 열 손실이 발생 필터의 온도가 저하되므로 장치 가동 시간이 증가할수록 일정 범위 내에서 결로 현상 발생이 증대 된다.

먼지 집진에 이용되는 물은, 분사펌프에 의해 분사되어 먼지를 흡수한 후 1, 2차 수 처리필터에 의해 공기에서 걸러져 저수조로 낙하한 물은 살균기(44)에 의해 살균되고 정수필터 (43) 에서 유해 물질을 걸러내 정수한 후 다시 분사장치에 의해 분사되는 방법으로 순환 이용된다.

여기에서, 공기와 교반되는 물의 미세 입자는 물 펌프를 이용물을 가압하여 노즐을 이용 분사하거나, 초음파 진동자를 이용물 표면에서 박리 된 물 입자를 살포하는 방법을 이용 할 수 있다.

정수필터 센서(51)는 정수필터의 오염을, 순환수센서 (52) 는 순환수의 오염과 수위를 감지하고, 수 처리필터센서(53)는 1. 2차 수 처리필터의 오염을, 공기센서(54)는 공기의 오염 농도를 감지하여 제어기(50)로 송신하고, 제어기는(50)는 입력되는 각 센서 신호를 수신 분석한 결과를 디스플레이(22)에 게시하는 방법으로 외부에 통보하고 공기가 청정 상태를 유지하도록 기기를 구동하고 제어 통제한다.

본 발명에 의한 "물의 정전현상을 이용 먼지를 집진하는 공기청정기"는 제작비용이 저렴하고 물을 이용 먼지를 집진하므로 필터 폐기 등으로 발생하는 오염 발생 우려가 없고, 전기 사용량과 소음 발생량이 적고 필터 교체가 없어 유지 비용이 절감되는 실내외 장소 구분없이 설치할 수 있는 공기청정기를 생산하는데 이용될 수 있다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10: 하부하우징 11: 수납공간 12: 저수조
20: 상부하우징 21: 모터팬 22: 디스프레이
30: 물분사장치 31: 가압펌프 32:분사노즐
40: 정화장치 41: 1차 수처리필터 42: 2차 수처리필터 43: 정수필터 44: 살균기
50: 제어기 51: 정수필터센서 52: 순환수센서 53: 수처리필터센서 54: 공기센서
60: 공기이동경로 61: 공기유입구 62: 공기배출구 13 수납공간뚜껑 14: 거치대 23: 뚜껑 24: 내부공간 33: 순환수이동경로 34:물 미립자 35: 순환수 36:순환수수위

Claims (4)

1. 대기 중 부유하는 먼지와 유해물질을 제거하는 공기청정기에 있어
   
   수납공간과 저수조 거치대를 구비하고 공기 이동경로와 공기 토출구 일면을 구성하는 하부 하우징(10)과,
   
   공기를 장치 내부로 유입하는 모터 팬과 디스플레이가 구비되어 구성된 상부 하우징(20)과,
   
   가압펌프와 분사노즐을 구비 물을 분사하는 물 분사 장치(30)와,
   
   오염물질과 결합한 물 입자를 걸러내는 1차 수분 필터와 2차 수분 필터, 오염물질이 포함된 물을 정수하는 정수필터, 공기정화에 이용되는 물과 장치 내부를 소독하는 살균장치 가 구비되어 구성된 정화장치(40)와,
   
   감지센서를 구비 필터와 공기의 오염과 물의 수위와 오염을 감지 수신하고 수신값에 따라 기기의 동작을 조종하는 제어기(50)로 구성되어,
   
   먼지입자나 유해물질이 포함된 공기를 장치 내부로 유입 미립자 상태의 물 입자를 분사 유해물질과 물 미립자 사이에 발생하는 정전작용과 물의 응집력을 이용 먼지나 유해입자를 물 입자와 결합시키고 수분 필터를 이용 유해입자가 흡착된 물을 여과시켜 공기에 포함된 오염물질을 제거하는 방법으로 공기를 청정하게 하는 것을 특징으로 하는 "물 미립자 공기청정기".
   
2. 청구항 1에 있어서
   상기 물 분사장치는 물을 가압 분사노즐을 이용물을 분사하거나 초음파 진동자를 이용 미세한 물 입자를 공기 이동경로에 살포하는 것을 특징으로 하는 "물의 정전현상을 이용 먼지를 집진하는 것을 특징으로 하는 "물 미립자 공기청정기".
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 1차와 2차 필터는 금속으로 재질로 제작 구성되는 것을 특징으로 하는 "물 미립자 공기청정기".
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 분사되어 유해물질을 흡착하는 물은 살균장치를 이용 소독한 후 정수필터를 이용 흡착된 오염물질을 걸러내고 정수하여 가압펌프를 이용 분사하는 방법으로 순환 재사용 하는 것을 특징으로 하는 "물 미립자 공기청정기".
   

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