KR20200137745A

KR20200137745A - 공기정화장치

Info

Publication number: KR20200137745A
Application number: KR1020190064563A
Authority: KR
Inventors: 임채영
Original assignee: 주식회사 퓨어에코텍
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2020-12-09
Also published as: KR102227412B1

Abstract

본 발명은 공기정화장치에 관한 것이다. 본 발명은 외기와 연통하는 외기흡입구와 차량 내부와 연통하는 외기배출구를 가지는 제1챔버와, 상기 차량 내부와 연통하는 내기흡입구와 외기와 연통하는 내기배출구를 가지는 제2챔버와, 상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구와 연통하고 상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구를 통과하는 공기를 정화 및 열교환시키는 열회수 필터를 포함하는 공기정화장치를 제공한다.

Description

공기정화장치{Air Purifier}

본 발명은 공기정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기에 포함된 오염 물질을 정화할 수 있는 공기정화장치에 관한 것이다.

근래 대기 오염이 여러 가지 환경 문제를 야기하고 있다. 대기 오염의 발생 원인은 여러 가지가 있으나, 화석 연료의 사용이 가장 큰 원인 중의 하나로 알려져 있다.

대기에 포함되어 있는 오염물질은 화석연료 연소로 인하여 발생하는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등을 포함한다. 오염물질은 화석연료 연소로 발생하는 물질 이외에도 각종 먼지 등도 포함한다. 먼지는 직경 10 마이크로미터 이하의 입자성 대기오염 물질으로서, 부유먼지와 미세먼지로 나눌 수 있다.

대기 오염 문제의 해결은 크게 2가지로 나눌 수 있다. 첫째는 대기 오염 물질의 발생 자체를 방지 또는 저감하는 것이다. 이를 위하여, 화석 연료를 사용하는 발전소의 추가 건설을 하지 않거나 기존에 운영중인 발전소의 운영 정지, 자동차 등의 운송수단에서 매연 저감 방안을 강구하는 것 등이다. 둘째는 이미 발생된 대기 오염 물질의 제거이다.

그런데 근래에 대기 오염 문제의 해결을 하는 방식은 주로 대기 오염 물질의 발생 자체를 방지 또는 저감하는 것이며, 발생된 대기 오염 물질의 제거의 측면에서는 효율적이 수단이 없는 실정이다. 따라서, 발생된 대기 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.

특히, 연구에 의하면, 미세먼지의 약 44%는 재비산 먼지이므로, 대기 오염 문제를 해결하기 위하여 발생된 먼지의 효과적으로 제거하는 기술의 개발이 더욱 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 공기정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 대기 오염 물질을 효과적으로 정화할 수 있는 공기정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 대기의 열이 차량의 내부로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 공기정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 차량의 열이 대기로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 공기정화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 외기와 연통하는 외기흡입구와, 차량 내부와 연통하는 외기배출구를 가지는 제1챔버와; 상기 차량 내부와 연통하는 내기흡입구와, 외기와 연통하는 내기배출구를 가지는 제2챔버와; 상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구와 연통하고, 상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구를 통과하는 공기를 정화 및 열교환시키는 열회수 필터를 포함하는 공기정화장치를 제공한다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 외기흡입구의 후방에는 전처리필터가 구비될 수 있다. 예시적인 실시예에 의하면, 상기 외기흡입구에는 댐퍼가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제2챔버에는 블로워가 구비될 수 있다. 상기 제2챔버는 제2-1챔버 및 제2-2챔버를 포함하며, 상기 제2-1챔버는 개구부를 가지며 상기 개구부에는 상기 블로워가 구비될 수 있다. 상기 블로워는 축류팬 및 원심팬 중 최소한 한 개의 조합이 될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제1챔버와 연통하는 제4-1챔버, 상기 제2챔버와 연통하는 제4-2챔버를 더욱 포함하며, 상기 제4-1챔버에는 상기 차량의 내부와 연통하는 배출구가 구비되며, 상기 제4-2챔버에는 상기 차량의 내부에 연통하는 흡입구가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제4-1챔버 및 상기 제4-2챔버에 상기 열회수 필터가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제4-1챔버에는 블로워가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제1챔버에는 상기 전처리필터의 전방에 위치하며 외기가 흡입되는 개구부가 구비되며, 상기 개구부와 연통되며 외기를 흡입하는 연통부를 가지는 제5챔버가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제5챔버는 상기 제4-1챔버의 측면에 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제5챔버와 연통하며, 외기를 흡입하는 보조 외기흡입구를 가지는 제6챔버를 더욱 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제5챔버와 상기 제6챔버가 연통되는 부분에는 블로워가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제4챔버, 상기 제5챔버 및 상기 제6챔버의 후방에는 전장부품이 수용되는 제7챔버가 구비될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 제1챔버의 측면에는 제3챔버가 구비되며, 상기 제3챔버에는 풍력발전기가 구비될 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 공기정화장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명에 따르면, 대기 오염 물질을 효과적으로 정화할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명에 따르면, 대기의 열이 차량으로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따르면, 차량 내부의 열이 대기로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

넷째, 본 발명에 따르면, 대기 오염 물질을 효과적으로 제거하면서 동시에 전력을 생산할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기정화장치의 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 하부 하우징를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 열회수 필터를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 메인 공기유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 보조 공기유동을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 공기정화장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

이하에서는, 본 발명의 구성요소 등을 구체적으로 특정하는 도면 및 실시예에 의하여 설명하지만, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 또한 아래의 실시예에서 특정의 구성요소는 설명의 편의를 위하여 과장되게 또는 축소되어 도시되거나 설명될 수 있지만 이 또한 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다.

따라서, 본 발명은 아래에서 설명될 실시예 또는 도면에 그려진 형태로 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.

도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 공기정화장치의 실시예를 설명한다.

본 실시예의 공기정화장치(1)는 차량 예를 들어 버스의 지붕에 설치될 수 있다.

예를 들어, 본 실시예의 공기정화장치(1)는 대기와 같은 외부공기(이하 '외기')를 정화하여 차량의 내부로 공급할 수 있다. 또한, 본 실시예의 공기정화장치(1)는 차량 내부의 공기(이하 '내기')를 정화하여 차량의 외부로 배출할 수 있다.

또한, 본 실시예의 공기정화장치(1)는 외기와 내기 사이의 공기유동 과정에서 상호 열전달을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 외기가 차량 내부로 유입될 때, 외기의 열이 차량 내부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 반대로, 내기가 외부로 배출될 때, 내기의 열이 차량 외부로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

도 1을 참조하여, 본 실시예의 공기정화장치(1)를 설명한다. 도 1은 설명의 편의상 공기정화장치(1)의 커버(미도시)를 분리한 상태를 도시한 것이다.

공기정화장치(1)는 케이스(2)를 포함할 수 있다. 케이스(2)는 상부하우징(22)과, 상기 상부하우징의 하부에 위치하는 하부하우징(24)을 포함할 수 있다. 케이스(2)는 차량 예를 들어 버스의 지붕에 설치될 수 있다. 케이스(2)는 한정되지는 않지만 직사면체 형상으로 구성될 수 있다.

이하의 설명에서는, 편의상에서는 차량의 앞부분을 전방으로 하고 뒷부분의 후방으로 표현한다.

상부하우징(22)을 설명하면 다음과 같다.

상부하우징(22)은 제1챔버(CM1)를 포함할 수 있다. 제1챔버(CM1)는 한정되지는 않지만 대략 직사면체 형상으로 구성될 수 있다.

제1챔버(CM1)에는 외기와 연통하는 외기흡입구(232)와, 차량 내부와 연통하는 외기배출구(252)가 구비될 수 있다. 외기흡입구(232)는 제1챔버(CM1)의 전방에 구비될 수 있다. 외기배출구(252)는 제1챔버(CM1)의 바닥면에 구비될 수 있다. 외기는 외기흡입구(232)를 통하여 제1챔버(CM1)에 유입되고(A1), 외기배출구(252)를 통하여 차량의 내부로 배출될 수 있다(A2).

한편, 외기흡입구(232)의 후방에는 전처리필터(4)가 구비될 수 있다. 전처리필터(4)는 상대적으로 큰 먼지를 정화할 수 있다. 전처리필터(4)는 금속재질의 메쉬에 방액 나노처리된 필터일 수 있다. 전처리필터(4)는 포집된 먼지를 세척으로 제거할 수 있다.

한편, 외기흡입구(232)는 대략 직사각형 형상으로 구비될 수 있다. 또한 외기흡입구(232)에는 댐퍼(3)가 구비될 수 있다. 댐퍼(3)는 외기흡입구(232)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 예들 들어, 우천시에는 댐퍼(3)에 의하여 외기흡입구(232)가 폐쇄될 수 있다. 댐퍼(3)는 대략 사각형의 프레임(32)과, 상기 프레임(32)에 회전가능하게 구비되는 다수의 플레이트(34)를 포함할 수 있다. 또한 플레이트(34)를 구동시키는 모터(미도시)가 상기 플레이트(34)의 회전축에 연결될 수 있다.

한편, 상부하우징(22)은 제2챔버(CM2)를 포함할 수 있다. 제2챔버(CM2)는 한정되지는 않지만 대략 직사면체 형상으로 구성될 수 있다. 제2챔버(CM2)는 제1챔버(CM1)의 후방에 위치할 수 있다.

제2챔버(CM2)는 차량 내부와 연통하는 내기흡입구(254)와, 케이스(2)의 외부와 연통하는 내기배출구(234)를 포함할 수 있다. 내기흡입구(254)는 제2챔버(CM2)의 바닥면에 구비될 수 있다. 내기배출구(234)는 제2챔버(CM2)의 후방에 구비될 수 있다.

차량내부의 공기는 내기흡입구(254)를 통하여 제2챔버(CM2)에 유입되고(A4), 제2챔버(CM2)에 유입된 내기는 내기배출구(234)를 통하여 차량의 외부로 배출될 수 있다.(A5)

한편, 본 실시예에 따른 공기정화장치(1)에는 외기를 정화하는 필터가 구비될 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 공기정화장치(1)에는 외기와 내기 사이에서 열교환하는 열교환기가 구비될 수 있다. 또한, 필터와 열교환기를 각각 사용할 수도 있고, 필터기능과 열교환기능을 동시에 수행하는 부재(이하 편의상 '열회수 필터(Heat Exchanger/Purifier')가 사용될 수 있다.

본 실시예에서는, 설명의 편의상 열회수 필터를 사용하는 것을 예들 들어 설명한다.

열회수 필터(5)는 외기 및 내기의 유동 통로에 구비될 수 있다. 예들 들어, 열회수 필터(5)는 외기배출구(252) 및 내기흡입구(254)와 연통되도록 구비될 수 있다.

그러면, 열회수 필터(5)는 외기배출구(252)를 통하여 유입되는 외기를 정화할 수 있고, 또한 내기흡입구(254)를 통하여 배출되는 내기를 정화할 수 있다. 또한, 열회수 필터(5)는 외기와 내기 사이에 90% 이상 열교환한다. 따라서 차량 내부와 외부 사이에 공기의 유동이 있어도, 열회수 필터(5)에 의하여 차량 내부의 온도를 원래 차량 내부의 온도의 90% 이상으로 유지할 수 있다.(상세한 내용은 후술함.)

한편, 제2챔버(CM2)에는 차량 내부의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 하는 블로워(6, 7)가 구비될 수 있다. 왜냐하면, 차량의 정지 시에는 차량 내부의 공기가 자연적으로 차량 외부로 배출되기 어렵기 때문이다. 또한 차량의 운행 시에도 블로워가 있으면 차량 내부의 공기를 차량 외부로 효과적으로 배출할 수 있기 때문이다.

한편, 제2챔버(CM2)의 내부에는 제2-1챔버(CM2-1)가 구비될 수 있다. 제2-1챔버(CM2-1)는 한정되지는 않지만 직사면체 형상으로 구성될 수 있다.

제2-1챔버(CM2-1)에는 제2챔버(CM2)의 다른 부분(CM2-2)과 연통하는 개구부가 구비될 수 있다. 개구부는 제2-1챔버(CM2-1)의 후방 및 좌우측에 구비될 수 있다.

제2-1챔버(CM2-1)가 구비된 경우에는 제2-1챔버(CM2-1)의 개구부에 블로워(6, 7)가 구비될 수 있다. 블로워(6, 7)는 축류팬(7) 및 원심팬(6) 중 최소한 한 개의 조합일 수 있다. 예들 들어, 후방개구부에는 원심팬(6)이 구비될 수 있으며, 측면개구부에는 축류팬(7)이 구비될 수 있다.

블로워(6, 7)는 풍량을 조절하는 것이 가능하여, 차량 내부의 공기의 질이 나쁠 때 풍량을 늘리는 것이 바람직하다.

한편, 제1챔버(CM1)의 바닥면에는 외기가 유입되는 개구부(256)가 구비될 수 있다. 개구부(256)는 전처리필터(4)의 전방에 위치될 수 있다. 따라서 본 실시예의 공기정화장치(1)에서는, 외기가 외기흡입구(232) 및 개구부(256)를 통하여 제1챔버(CM1)로 유입될 수 있다.

이하 편의상, 외기흡입구(232)를 통하여 외기가 유입되는 것을 메인 공기유동, 개구부(256)를 통하여 외기가 유입되는 것을 보조 공기유동이라 한다.(상세한 공기유동은 후술함.)

한편, 제1챔버(CM1)의 좌우측에는 제3챔버(CM3)가 구비될 수 있다. 제3챔버(CM3)에는 전방 및 후방에 각각 흡입구(236)와 배출구(237)가 구비될 수 있다. 제3챔버(CM3)는 대략 직사면체 형상일 수 있으며, 폭이 작은 형상일 수 있다. 제3챔버(CM3)에는 풍력발전기(미도시)가 구비될 수 있다. 이렇게 구성하면, 차량의 운행시에 풍력발전기에 의하여 전기를 생산할 수 있다.

한편, 상부하우징(22)에 다수의 챔버(CM1, CM2, CM3)를 만드는 방법은 한정되지 않는다. 예를 들어, 상부하우징(22)에서 격벽(262)에 의하여, 제1챔버(CM1) 및 제2챔버(CM2)가 구획될 수 있다. 또한, 다른 격벽(264, 266)에 의하여, 제2-1챔버(CM2-1) 및 제2-1챔버(CM2-1)가 구획될 수 있다. 또한, 또 다른 격벽(267)에 의하여, 제1챔버(CM1)/제2챔버(CM2)와 제3챔버(CM3)가 구획될 수 있다.

도 2를 참조하여, 케이스(2)의 하부하우징(24)을 설명한다.

상부하우징(22)의 바닥면과 하부하우징(24)의 상면는 별도로 구성될 수도 있으나, 상부하우징(22)의 바닥면과 하부하우징(24)의 상면은 공유되는 것이 가능하다. 예를 들어, 상부하우징(22)의 바닥면이 하부하우징(24)의 상면이 될 수 있다.

이하에서는 설명의 편의상, 상부하우징(22)의 바닥면과 하부하우징(24)의 상면이 동일한 것을 예를 들어 설명한다.

하부하우징(24)은 제4챔버(CM4)를 포함할 수 있다. 제4챔버(CM4)는 한정되지는 않지만 직사면체 형상으로 구성될 수 있다. 제4챔버(CM4)는 대략 제1챔버(CM1) 및 제2챔버(CM2)의 하부에 위치할 수 있다.

제4챔버(CM4)에는 열회수 필터(5)가 수용될 수 있다. 열회수 필터(5)는 제1챔버(CM1)의 외기배출구(252) 및 제2챔버(CM2)의 내기흡입구(254)의 하부에 구비될 수 있다. 제1챔버(CM1)의 외기배출구(252) 및 제2챔버(CM2)의 내기흡입구(254)는 각각 반원형이고, 서로 합쳐서 원형이 될 수 있다. 제1챔버(CM1)의 외기배출구(252) 및 제2챔버(CM2)의 내기흡입구(254)의 상부에는 격벽(262)이 구비되어, 상호 유동이 섞이지 않게 할 수 있다.(도 1 참조)

또한 제4챔버(CM4)는 제4-1챔버(CM4-1)와 제4-2챔버(CM4-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4챔버(CM4)는 격벽(222)에 의하여, 제4-1챔버(CM4-1)와 제4-2챔버(CM4-2)로 구획될 수 있다. 제4챔버(CM4)는 격벽(222)은 상부하우징(22)의 격벽(262)와 동일 위치에 구비될 수 있다. 따라서 외기가 차량내부로 흡입되는 통로와, 내기가 차량외부로 배출되는 통로가 분리될 수 있다.

제4-1챔버(CM4-1)의 상부는 제1챔버(CM1)의 외기배출구(252)와 연통하며, 하부에는 차량내부와 연통하는 배출구(272)가 구비될 수 있다. 제4-2챔버(CM4-2)의 상부는 제2챔버(CM2)의 내기흡입구(254)와 연통하며, 하부에는 차량내부와 연통하는 흡입구(274)가 구비될 수 있다. 제4-1챔버(CM4-1)의 배출구(272) 및 제4-2챔버(CM4-2)의 흡입구(274)의 형상는 각각 제1챔버(CM1)의 외기배출구(252) 및 제2챔버(CM2)의 내기흡입구(254)의 형상과 대응할 수 있다.

따라서, 제4-1챔버(CM4-1)를 통하여 외기가 차량내부로 흡입된다. 또한, 제4-2챔버(CM4-2)를 통하여 차량내부의 공기가 차량외부로 배출된다.

한편, 제4-1챔버(CM4-1)에는 외기를 흡입하는 블로워(62)가 구비될 수 있다. 블로워(62)는 배출구(272)를 통하여 제4-1챔버(CM4-1)의 공기를 차량내부로 유동시킬 수 있다. 블로워(62)는 한정되지는 않지만 원심팬을 사용할 수 있다.

따라서, 제4-1챔버(CM4-1)의 블로워(62)에 의하여, 외기를 차량 내부로 효과적으로 유입할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 제2챔버(CM-2)의 블로워(6, 7)에 의하여 내기를 차량 외부로 효과적으로 배출할 수 있다.

한편, 제4-1챔버(CM4-1)의 블로워(62)는 제4-1챔버(CM4-1)를 이루는 격벽을 이용하여 적절히 설치할 수 있다. 예를 들어, 블로워(62)의 지지부를 격벽에 결합시킬 수 있다.

한편, 제4챔버(CM4)의 내부에는 제5챔버(CM5)가 구비될 수 있다. 제5챔버(CM5)는 제4챔버(CM4)의 양측면에 구비될 수 있다. 제5챔버(CM5)의 상부는 제1챔버(CM1)의 개구부(256)와 연통할 수 있다. 제5챔버(CM5)의 측면에는 연통부가 구비될 수 있으며, 상기 연통부에는 블로워(72)가 구비될 수 있다. 블로워(72)는 한정되지는 않지만 축류팬을 사용할 수 있다.

한편, 제5챔버(CM5)의 양측부에는 제6챔버(CM6)가 구비될 수 있다. 제6챔버(CM6)는 제3챔버(CM3)의 하부에 위치할 수 있다.

제6챔버(CM6)는 제5챔버(CM5)의 블로워(72)와 연통될 수 있다. 또한 제6챔버(CM6)에는 외기를 흡입하는 보조 외기흡입구(242)가 구비될 수 있다. 보조 외기흡입구(242)는 제6챔버(CM6)의 측면에 구비될 수 있다.

보조 외기흡입구(242)는 항상 열려있는 상태로 구비될 수 있다. 보조 외기흡입구(242)은 슬릿을 가지는 루버일 수 있으며, 케이스(2)의 전방에서 후방으로 경사지면서 구비될 수 있다. 이렇게 구성하면, 차량의 주행시에 보조 외기흡입구(242)를 통하여 빗물이 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

제6챔버(CM6)의 보조 외기흡입구(242)를 통하여 유입된 외기가 블로워(72)에 의하여 제5챔버(CM5)로 유입된다. 제5챔버(CM5)에 유입된 외기는 제1챔버(CM1)의 개구부(256)를 통하여 제1챔버(CM1)로 유입된다. 따라서 제1챔버(CM1)의 전방에 구비된 외기흡입구(232)가 댐퍼(3)에 의하여 닫혀있는 경우에도, 제6챔버(CM6) 측면의 보조 외기흡입구(242)를 통하여 외기가 제1챔버(CM1)로 유입될 수 있다.

한편, 제4챔버(CM4) 및 제6챔버(CM6)의 후방에는 제7챔버(CM7)가 구비될 수 있다. 제7챔버(CM7)에는 배터리, 인쇄회로기판(PCB) 등과 같은 전장부품이 수용될 수 있다. 제7챔버(CM4)의 후방은 개구되고, 개구된 부분(246)에는 커버(미도시)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

도 3을 참조하여, 열회수 필터(5)를 상세히 설명한다.

열회수 필터(5)는 공기정화기능과 열교환기능을 수행할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 사용가능하다. 이하에서는 로터리형 열회수 필터를 예들 들어 설명한다.

열회수 필터(5)는 휠구조체(52)을 포함할 수 있다. 휠구조체(52)는 원형이며 소정 높이를 가지는 아웃터휠(522)을 포함할 수 있다. 아웃터휠(522)의 내부에는 다수의 원형의 이너휠(524)이 구비될 수 있다. 이너휠(524)은 아웃터휠(52)의 상하로 구비될 수 있다. 이웃터휠(522) 및 이너휠(524)을 방사상으로 연결하는 프레임(526)이 구비될 수 있다.

한편, 휠구조체(52)에는 공기정화기능과 열교환기능을 수행하는 소자(이하 편의상 '열회수 필터소자')(51)가 구비될 수 있다. 열회수 필터소자(51)는 휠구조체(52)의 내부에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.

한편, 휠구조체(52)의 하부에는 회전축(56)이 구비되며, 상기 회전축(56)에는 모터(58)가 연결될 수 있다. 휠구조체(52)의 상부에는 베어링하우징(59)이 구비될 수 있다.

열회수 필터소자(51)의 기능을 설명하면 다음과 같다.

열회수 필터소자(51)는 공기정화와 열교환을 수행할 수 있다. 열회수 필터소자(51)는 열전달율이 극히 낮으며 통기성이 좋으며 미세먼지 포집이 가능한 재질 예를 들어 폴리에스터 파이버(Polyester Fiber)가 사용될 수 있다. 폴리에스터 파이버는 랜덤 매트릭스 구조를 가지며, 열회수 기능 및 집진 기능이 있다.

열회수 필터(5)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

겨울을 예를 들어 설명한다.

상대적 고온인 내기가 열회수 필터소자(51)를 통과하여 차량 외부로 배출된다. 이때, 내기는 열회수 필터소자(51)에 열을 남겨두고 차량 외부로 배출된다.

한편, 상대적으로 저온인 외기는 열회수 필터소자(51)를 통과하여 차량 내부로 유입된다. 이때, 외기는 내기가 남겨둔 열을 흡수하여 온도가 상승되어 차량 내부로 유입된다. 물론 외기는 열회수 필터소자(51)를 통화하면서 오염물질이 필터링된다.

상술한, 내기와 외기 사이의 열교환은, 휠구조체가 회전하므로 보다 효과적으로 수행될 수 있다. 휠구조체는 분당 10~20회 정도로 저속 회전할 수 있다.(휠구조체가 회전하지 않으면 열교환(내기와 외기 사이의 열교환)이 안되는 것이 확실한지 확인 요망)

실험 결과, 열회수 필터소자(51)에서는 90% 이상의 열회수가 가능하였다. 따라서 겨울에 내기가 외부로 배출될 때의 열손실을 최소화할 수 있고, 따라서 차량의 히터 사용을 줄일 수 있다.

예를 들어, 겨울에 외기온도가 -10도이고 내기온도 25도인 경우에, 외기가 열회수 필터소자(51)를 통과하면 약 24도로 온도가 상승하고, 내기가 열회수 필터소자(51)를 통과하면 -4도로 하강한다. 또한, 열회수 필터소자(51)는 외기에 포함된 미세먼지 등과 같은 오염물질을 94% 감소시킬 수 있다. (열회수 필터는 (주)스타즈스터링코리아 등의 제품이 있으며, (주)스타즈스터링코리아의 제품 실험결과임.)

여름은 상술한 겨울의 경우의 반대이므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 4를 참조하여, 공기정화장치(1)의 메인 공기유동을 설명한다.

먼저, 외기의 차량 내부로의 유동을 설명한다.

케이스의 외기흡입구(232)를 통하여 외기가 제1챔버(CM1)로 유입된다(A1). 제1챔버(CM1)로 유입된 외기는 전처리필터(4)에서 1차로 정화된다.

전처리필터(4)를 통과한 외기는, 제1챔버(CM1)의 바닥면의 외기배출구(252)를 통하여 열회수 필터(5)로 유동한다(A2). 열회수 필터(5)를 통과한 외기는 제4-1챔버(CM4-1)로 유입된다. 제4-1챔버(CM4-1)로 유입된 공기는 배출구(272)를 통하여 최종적으로 차량 내부로 유입된다.

외기는 열회수 필터(5)를 통과하면서 2차로 정화된다. 또한 외기는 열회수 필터(5)를 통과하면서 열교환된다. 예들 들어, 여름에는 외기가 열회수 필터(5)에서 온도가 낮아져서 차량의 내부로 유입된다. 겨울에는 외기가 열회수 필터(5)에서 온도가 높아져서 차량의 내부로 유입된다.

다음으로, 차량 내부의 공기의 차량 외부로의 유동을 설명한다.

차량내부의 공기(내기)는 흡입구(274)를 통하여 제4-2챔버(CM4-2)로 유입된다(A3). 제4-2챔버(CM4-2)로 유입된 내기는 열회수 필터(5)를 통과하여 제2챔버(CM2)로 유입된다. 제2챔버(CM2)로 유입된 공기는 최종적으로 케이스의 내기배출구(234)를 통하여 차량 외부로 배출된다(A4, A5).

내기는 열회수 필터(5)를 통과하면서 정화된다. 또한 내기는 열회수 필터(5)를 통과하면서 열교환된다.

예들 들어, 여름에는 내기가 열회수 필터에 차가운 온도를 남기고 차량 외부로 배출된다. 겨울에는 내기가 열회수 필터에 따뜻한 온도를 남기고 차량 외부로 배출된다. 또한 내기는 열회수 필터에 오염물질을 남기고 배출된다.

도 5 및 도 6을 참조하여, 보조 공기유동을 설명한다.

보통의 기후에서는 주로 케이스(2)의 전면에 구비된 외기흡입구(232)를 통하여 외기가 유입된다. 우천 시 등과 같이 기후가 좋지 않은 경우에는 외기흡입구(232)가 댐퍼에 의하여 폐쇄될 수 있다. 그런데 이러한 경우에도 차량내부의 이산화탄소 등을 배출을 위해 지속적인 환기가 필요하다. 이러한 경우에 보조 공기유동이 사용될 수 있다.

먼저, 외기의 차량 내부로의 유동을 설명한다.

케이스의 보조 외기흡입구(242)를 통하여 외기가 제6챔버(CM6)로 유입된다(A1-1). 제6챔버(CM6)로 유입된 외기는 제5챔버(CM5)로 유입된다. 제5챔버(CM5)로 유입된 외기는 제1챔버(CM1)의 바닥면의 개구부(256)를 통하여 제1챔버(CM1)로 유입된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제1챔버(CM1)의 개구부(256)는 전처리필터(4)의 전방에 위치한다. 따라서, 제1챔버(CM1)의 개구부(256)를 통하여 제1챔버(CM1)로 유입된 외기는 전처리필터(4)에서 정화된다.

이후의 공기유동은 상술한 메인 공기유동과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 차량 내부의 공기의 차량 외부로의 유동도, 상술한 메인 공기유동과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기정화장치에 의하면, 외기를 정화하여 차량의 내부로 공급할 수 있다. 따라서 차량의 내부에 오염물질이 정화된 공기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기정화장치에 의하면, 외기를 차량 내부로 공급할 때 외기의 열이 차량 내부로 그대로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기정화장치에 의하면, 내기를 차량 외부로 배출할 때 내기의 열이 차량 외부로 그대로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 차량의 공기조화기를 사용할 때 에너지를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기정화장치에 의하면, 전처리필터, 열회수 필터를 세척하여 사용할 수 있으므로, 공기정화장치의 유지관리 비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 공기정화장치에 의하면, 차량의 주행 시에 풍력발전기에 의하여 전기를 생산할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 구체적 구성요소 등과 같은 특정 사항을 가지는 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 즉 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형의 본 발명의 범주이다.

예를 들어, 상술한 실시예에서는 열회수 필터로서 로터리 타입 열회수 필터를 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 열회수 필터로서 판타입 열회수 필터를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 예를 들어, 열회수 필터는 나노섬모필터를 사용할 수 있다. 나노섬모필터는 섬모구조체에 나노 표면처리를 통해 정전기 생성을 높여 집진을 하는 필터로서, 통기성과 집진성이 뛰어나다.

또한, 예를 들어, 상술한 실시예에서는 공기정화장치를 버스에 설치된 것을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공기정화장치는 차량이외의 장소에도 설치할 수 있다.

1 : 공기정화장치 2 : 케이스
CM1~7 : 챔버 4 :전처리필터
5 : 열회수 필터 6, 7 : 블로워

Claims

외기와 연통하는 외기흡입구와, 차량 내부와 연통하는 외기배출구를 가지는 제1챔버와;
상기 차량 내부와 연통하는 내기흡입구와, 외기와 연통하는 내기배출구를 가지는 제2챔버와;
상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구와 연통하고, 상기 외기배출구 및 상기 내기흡입구를 통과하는 공기를 정화 및 열교환시키는 열회수 필터를 포함하는 공기정화장치.
제1항에 있어서, 상기 외기흡입구의 후방에는 전처리필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제2항에 있어서, 상기 외기흡입구에는 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2챔버에는 블로워가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제4항에 있어서, 상기 제2챔버는 제2-1챔버 및 제2-2챔버를 포함하며, 상기 제2-1챔버는 개구부를 가지며 상기 개구부에는 상기 블로워가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제5항에 있어서, 상기 블로워는 축류팬 및 원심팬 중 최소한 한 개의 조합인 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제6항에 있어서, 상기 제1챔버와 연통하는 제4-1챔버, 상기 제2챔버와 연통하는 제4-2챔버를 더욱 포함하며, 상기 제4-1챔버에는 상기 차량의 내부와 연통하는 배출구가 구비되며, 상기 제4-2챔버에는 상기 차량의 내부에 연통하는 흡입구가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제7항에 있어서, 상기 제4-1챔버 및 상기 제4-2챔버에 상기 열회수 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제8항에 있어서, 상기 제4-1챔버에는 블로워가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제9항에 있어서, 상기 제1챔버에는 상기 전처리필터의 전방에 위치하며 외기가 흡입되는 개구부가 구비되며, 상기 개구부와 연통되며 외기를 흡입하는 연통부를 가지는 제5챔버가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제10항에 있어서, 상기 제5챔버는 상기 제4-1챔버의 측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제11항에 있어서, 상기 제5챔버와 연통하며, 외기를 흡입하는 보조 외기흡입구를 가지는 제6챔버를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제12항에 있어서, 상기 제5챔버와 상기 제6챔버가 연통되는 부분에는 블로워가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제13항에 있어서, 상기 제4챔버, 상기 제5챔버 및 상기 제6챔버의 후방에는 전장부품이 수용되는 제7챔버가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
제14항에 있어서, 상기 제1챔버의 측면에는 제3챔버가 구비되며, 상기 제3챔버에는 풍력발전기가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.