KR20210026262A - 공기 청정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공기 청정 장치에 관한 것으로서, 내부 공간과, 외부의 공기를 상기 내부 공간으로 안내하는 공급구와, 상기 내부 공간의 공기를 외부로 안내하는 배출구를 구비하는 하우징; 상기 내부 공간에 수용된 공기를 상기 배출구를 통해 외부로 배출되도록 송풍하는 송풍팬; 다수의 강모들이 식재되며, 미리 정해진 회전축을 중심으로 회전 구동되되, 상기 송풍팬에 흡입되거나 상기 송풍팬으로부터 송풍팬된 공기와 접촉되도록 설치되는 적어도 하나의 브러쉬들을 구비하는 브러쉬 조립체; 및 포집액을 상기 적어도 하나의 브러쉬들의 미리 정해진 위치에 공급하는 포집액 공급 유닛을 포함한다.

Description

공기 청정 장치{Air cleaning apparatus}

본 발명은 공기 청정 장치에 관한 것이다.

공기 청정 장치는, 공기 중에 포함된 먼지, 기타 오염물을 제거하는 장치이다. 일반적으로, 공기 청정 장치는 외부로부터 유입된 공기를 섬유로 이루어진 헤파 필터(HEPA: High Efficiency Particulate Absorber)에 통과시켜 공기 중에 포함된 먼지, 기타 오염물을 제거하는 고체 필터 방식이 주로 사용된다.

그런데, 고체 필터 방식의 공기 청정 장치는 지름이 2.5㎛ 이하인 초미세 먼지에 대한 여과율이 떨어지는 헤파 필터의 특성으로 인해 정화 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 고체 필터 방식의 공기 청정 장치는, 헤파 필터의 작은 정화 용량으로 인해 헤파 필터의 잦은 교환이 필요하다는 문제점과, 헤파 필터의 고비용으로 인해 장치의 구입 비용 이외에도 유지 관리에 많은 비용이 추가로 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 초미세 먼지, 기타 오염물에 대한 정화 효율을 높일 수 있도록 개선한 공기 청정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명은, 유지 관리에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 개선한 공기 청정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 바람직한 실시예에 따른 공기 청정 장치는, 내부 공간과, 외부의 공기를 상기 내부 공간으로 안내하는 공급구와, 상기 내부 공간의 공기를 외부로 안내하는 배출구를 구비하는 하우징; 상기 내부 공간에 수용된 공기를 상기 배출구를 통해 외부로 배출되도록 송풍하는 송풍팬; 다수의 강모들이 식재되며, 미리 정해진 회전축을 중심으로 회전 구동되되, 상기 송풍팬에 흡입되거나 상기 송풍팬으로부터 송풍팬된 공기와 접촉되도록 설치되는 적어도 하나의 브러쉬들을 구비하는 브러쉬 조립체; 및 포집액을 상기 적어도 하나의 브러쉬들의 미리 정해진 위치에 공급하는 포집액 공급 유닛을 포함한다.

본 발명은, 공기 청정 장치에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 입자의 크기가 현저히 작은 초미세 먼지와, 곰팡이, 꽃가루 등의 유해 물질과, 아황산 가스, 암모니아 가스 등의 수용성 유해 가스를 포함한 각종 오염물을 포집 가능한 물을 기초로 구성된 포집액을 이용해 공기를 정화함으로써, 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은, 포집액에 젖은 상태로 회전 구동되는 포집망을 이용해 공기와 포집액을 활발히 접촉시킴으로써, 공기 정화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

셋째, 본 발명은, 선회 기류를 이용해 포집액을 회전시켜 공기와 포집액을 활발히 접촉시킴으로써, 공기 정화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

넷째, 본 발명은, 큰 정화 용량과 낮은 가격을 갖는 물을 기초로 포집액을 구성함으로써, 포집액의 교환 주기를 길게 잡아 유지 관리의 편의성을 향상시킬 수 있고, 포집액의 교환 단가를 낮춰 유지 관리에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 공기 청정 장치의 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 공기 청정 장치의 구동 상태를 나타내는 부분 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 포집망의 평면도.
도 5는 도 4에 도시된 포집망의 부분 확대도.
도 6은 송풍팬과 포집망에서 공기와 포집액이 접촉되는 양상을 나타내는 도면.
도 7은 도 1에 도시된 공기 청정 장치와 에어 커튼 장치가 연결된 상태를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.
도 9는 도 8에 도시된 공기 청정 장치의 구동 상태를 나타내는 부분 단면도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.
도 11은 제3 실시예에 따른 공기 청정 장치에 있어서, 브러쉬 조립체가 추가로 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 12는 도 11에 도시된 브러쉬 조립체의 평면도.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공기 청정 장치의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 공기 청정 장치의 구동 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기 청정 장치(100)는, 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부 공간(112)에 수용된 공기(A)를 외부로 배출되도록 송풍하는 송풍팬(120)과, 송풍팬(120)을 따라 회전하도록 송풍팬(120)의 회전축(122)과 결합되는 포집망(130)과, 포집망(130)에 포집액(Lc)을 공급하는 포집액 공급 유닛(140) 등을 포함할 수 있다.

먼저, 하우징(110)은 공기(A)를 정화하기 위한 공간을 제공하는 장치이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은, 미리 정해진 수위만큼 포집액(Lc)이 수용되는 내부 공간(112)과, 하우징(100)의 외부(이하, '외부'라고 함)의 공기(A)를 내부 공간(112)으로 안내하는 공급관(114)과, 내부 공간(112)의 공기(A)를 외부로 안내하는 배출관(116) 등을 구비할 수 있다. 이러한 하우징(110)은 원통 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

내부 공간(112)은 후술할 선회 기류(S1)의 형성과, 송풍팬(120) 및 포집망(130)의 설치에 적절한 수준의 용적을 갖도록 하우징(110)의 내부에 형성된다. 이러한 내부 공간(112)에는 미리 정해진 수위만큼 포집액(Lc)이 수용된다.

포집액(Lc)은 후술할 공급관(114)에 의해 내부 공간(112)으로 공급된 공기(A) 중에 포함됨 먼지, 기타 오염물을 포집하여 공기(A)로부터 제거하기 위한 액체 물질이다. 이러한 포집액(Lc)으로서 사용 가능한 액체 물질의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 포집액(Lc)은, 물, 세균을 제거 가능한 살균 물질이나 미리 정해진 오염 물질을 포집 가능한 포집 물질이 물에 첨가된 화학 용액 중 어느 하나일 수 있다.

하우징(110)은, 이러한 포집액(Lc)을 교환 또는 재충전 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(110)은, 상면이 개방되며 포집액(Lc)이 미리 정해진 수위만큼 수용되는 하부 하우징(110a)과, 하면이 개방되며 후크 결합, 기타 결합 방식에 의해 하부 하우징(110a)에 분리 가능하게 결합되는 상부 하우징(110b) 등으로 구성될 수 있다. 이러한 하부 하우징(110a)과 상부 하우징(110b)이 접하는 계면에는 포집액(Lc), 공기(A) 등이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 오링, 기타 실링 부재(미도시)가 설치될 수 있다.

공급관(114)은 외부의 공기(A)를 내부 공간(112)으로 안내 가능하도록 내부 공간(112)과 연통된다. 따라서, 내부 공간(112)에 수용된 공기(A)가 후술할 송풍팬(120)에 의해 외부로 배출되어 공급관(114)에 음압이 작용하면, 외부의 공기(A)는 공급관(114)을 통해 내부 공간(112)으로 재공급될 수 있다.

이러한 공급관(114)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 공급관(114)은 입구(114a)를 통해 외부로부터 유입된 공기(A)가 토출되는 출구(114b)가 포집액(Lc)의 수면에 비해 낮은 높이에서 내부 공간(112)과 연통되도록 하우징(110)의 둘레면에 결합될 수 있다. 그러면, 외부의 공기(A)는 공급관(114)을 통해 포집액(Lc)의 수중으로 공급될 수 있다. 이를 통해, 공급관(114)을 통해 공급된 공기(A)와 포집액(Lc)의 접촉 면적 및 접촉 시간을 증가시킴으로써, 공기 청정 장치(100)의 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 공급관(114)은 내부 공간(112)에 선회 기류(S1)가 형성되도록 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 공급관(114)은 내부 공간(112)의 접선 방향을 따라 연장되도록 하우징(110)의 둘레면에 결합될 수 있다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공간(112)에서는 공급관(114)을 통해 내부 공간(112)에 공급된 공기(A)가 내부 공간(112)의 내주면을 따라 선회하면서 상승하는 선회 기류(S1)가 형성된다. 이처럼 선회 기류(S1)를 따라 상승된 공기(A)는 내부 공간(112)의 상단까지 상승하게 된다. 한편, 하우징(110)은 이러한 선회 기류(S1)가 강화될 수 있도록 상단 쪽으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 원추 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)은 선회 기류(S1)에 의해 회전되면서 와류(V1)를 이루게 된다. 이로 인해, 포집액(Lc)은 원심력에 의해 내부 공간(112)의 내주면 쪽으로 갈수록 수위가 상승하는 'U' 자 형상을 이루게 된다. 그러면, 내부 공간(112)의 내주면 쪽에서는 내부 공간(112)의 내주면을 따라 각각 회전하는 포집액(Lc)과 공기(A) 간의 접촉이 활발하게 이루어진다. 따라서, 공기(A)에 포함된 먼저, 기타 오염물은 내부 공간(112)의 내주면을 따라 회전하는 포집액(Lc)에 1차적으로 포집되어 공기(A)로부터 제거될 수 있다.

배출관(116)은 내부 공간(112)에 수용된 공기(A)를 외부로 안내 가능하도록 내부 공간(112)과 연통된다. 따라서, 후술할 송풍팬(120)에 의해 배출관(116)을 향해 송풍된 공기(A)는 배출관(116)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이러한 배출관(116)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 배출관(116)은 내부 공간(112)에 수용된 공기(A)가 유입되는 입구(116a)가 포집액(Lc)의 수면으로부터 미리 정해진 간격만큼 중력 방향의 반대 방향으로 이격됨과 함께, 입구(116a)로 유입된 공기(A)가 토출되는 출구(116b)가 내부 공간(112)의 바닥면을 관통하여 외부까지 연장되도록, 하우징(110)의 하면에 결합될 수 있다. 이처럼 입구(116a)가 포집액(Lc)의 수면으로부터 이격되도록 배출관(116)을 설치함으로써, 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)이 배출관(116)에 직접적으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 송풍팬(120)은 내부 공간(112)에 수용된 공기(A)가 배출관(116)을 통해 외부로 배출되는데 필요한 구동력을 제공하는 장치이다.

송풍팬(120)은 축 방향으로 공기(A)를 송풍 가능한 축류팬으로 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 3에 도시된 바와 같이, 송풍팬(120)은 배출관(116)의 입구(116a)로부터 중력 방향의 반대 방향으로 미리 정해진 간격만큼 이격되되, 배출관(116)과 동심을 이루도록 내부 공간(112)에 설치될 수 있다. 즉, 송풍팬(120)은, 송풍팬(120)의 회전축(122)과 배출관(116)의 중심축이 일직선 상에 위치하도록, 내부 공간(112)에 설치될 수 있다. 이러한 송풍팬(120)은 내부 공간(112)의 공기(A), 보다 구체적으로, 선회 기류(S1)에 의해 내부 공간(112)의 상단까지 상승한 공기(A)를 흡입하여 배출관(116)을 향해 송풍할 수 있고, 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기(A)는 배출관(116)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 그러면, 내부 공간(112) 및 공급관(114)에 음압이 작용함으로써, 외부의 공기(A)가 공급관(114)을 통해 내부 공간(112)으로 재공급될 수 있다.

전술한 바와 같이, 공급관(114)을 통해 내부 공간(112)의 공급된 공기(A)는 선회 기류(S1)를 형성하지만, 일부의 공기(A)는 선회 기류(S1)로부터 이탈된 상태로 유동할 수 있다. 이로 인해, 선회 기류(S1)로부터 이탈된 공기(A) 중 일부의 공기(Ad)가 배출관(116)의 외주면을 따라 유동하다가 먼지, 기타 오염물을 그대로 포함한 상태로 배출관(116)을 통해 외부로 배출됨으로써, 공기 청정 장치(100)의 공기 정화 효율이 떨어질 우려가 있다.

이를 해결하기 위해, 송풍팬(120)은 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기(A) 중 어느 일부가 배출관(116)에 유입됨과 동시에 나머지 일부가 배출관(116)의 외주면을 따라 유동하도록 마련될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공간(112)의 내주면을 따라 상승하는 선회 기류(S1)가 형성되도록 하우징(110)이 마련된 경우에, 선회 기류(S1)로부터 이탈된 공기(A) 중 일부의 공기(Ad)는 배출관(116)의 외주면을 따라 상승할 수 있다. 이 경우에, 송풍팬(120)은 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기(A) 중 어느 일부(Ae)가 배출관(116)을 통해 외부로 배출됨과 동시에 나머지 일부(Ac)가 배출관(116)의 외주면을 따라 하강하도록 마련될 수 있다. 그러면, 송풍팬(120)에 의해 배출관(116)의 외주면을 따라 유동하도록 송풍된 공기(Ac)(이하, '제1 공기(Ac)'라고 함) 및 배출관(116)의 외주면을 따라 유동하도록 선회 기류(S1)로부터 이탈된 공기(Ad)(이하, '제2 공기(Ad)'라고 함)는, 서로 반대 방향으로 진행하게 된다. 이에, 제1 공기(Ac)는 제2 공기(Ad)를 배출관(116)의 입구(116a) 쪽으로 더 이상 유동하지 못하도록 밀어낼 수 있다. 이러한 제1 공기(Ac) 및 제1 공기(Ac)에 의해 밀어내진 제2 공기(Ad)는 배출관(116)과 내부 공간(112)의 내주면 사이 공간을 지나 선회 기류(S1)에 합류된다. 따라서, 제1 공기(Ac)는 제2 공기(Ad)가 배출관(116)에 직접적으로 유입되는 것을 차단하는 에어 커튼으로서 기능할 수 있다. 이를 통해, 송풍팬(120)은 포집액(Lc)에 의해 여과되지 않은 상태로 외부로 배출되는 공기(A)를 최소화시킴으로써, 공기 청정 장치(100)의 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있다.

위와 같이 제1 공기(Ac)가 에어 커튼으로서 기능하도록 송풍팬(120)을 설치하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍팬(120)은 배출관(116)에 비해 미리 정해진 비율만큼 큰 직경을 가질 수 있다. 그러면, 송풍팬(120)의 전체 영역 중 배출관(116)과 마주보는 중심 영역으로부터 송풍된 공기(A)는 주로 배출관(116)을 통해 외부로 배출될 수 있고, 배출관(116)과 마주보지 않는 외곽 영역으로부터 송풍된 공기(A)는 주로 배출관(116)의 외주면을 따라 유동되어 전술한 제1 공기(Ac)를 형성하게 된다.

이러한 송풍팬(120)의 구동원은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 송풍팬(120)은 회전축(122)이 구동 모터(150)와 축 결합되어 구동 모터(150)에 의해 회전 구동될 수 있다. 구동 모터(120)는 내부 공간(112)에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 구동 모터(120)는 하우징(110)의 외부에 설치될 수도 있다. 이러한 구동 모터(150)는 송풍팬(120)을 1500 RPM 내지 2000 RPM의 속도로 회전시키는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 송풍팬, 펌프, 기타 송풍 부재(미도시)가 배출관(116)의 내부 또는 배출관(116)과 연결된 덕트 등에 추가로 설치되면, 송풍팬(120)은 내부 공간(112)의 공기(A)가 이러한 송풍 부재에 의해 외부로 배출되면서 형성된 기류에 의해 자동으로 회전 구동될 수 있다. 따라서, 이 경우에 구동 모터(150)는 생략될 수도 있다. 또한, 공급관(114)의 내부에는 송풍팬(120)을 보조해 외부의 공기(A)를 내부 공간(112)으로 공급하는 보조 송풍팬(미도시)이 설치될 수도 있다.

도 4는 도 1에 도시된 포집망의 평면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 포집망의 부분 확대도이고, 도 6은 송풍팬과 포집망에서 공기와 포집액이 접촉되는 양상을 나타내는 도면이다.

다음으로, 포집망(130)은 공기(A)와 포집액(Lc)의 접촉을 유도하는 장치이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 포집망(130)의 중심축은 송풍팬(120)의 회전축(122)과 축 결합될 수 있다. 그러면, 포집망(130)은, 송풍팬(120) 및 배출관(116)과 동심을 이룬 상태에서, 송풍팬(120)과 함께 회전 구동될 수 있다. 이러한 포집망(130)은 전술한 구동 모터(150) 외의 다른 구동 모터(미도시)와 직접적으로 축 결합되어, 독립적으로 회전 구동될 수도 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 포집망(130)이 송풍팬(120)의 회전축(122)과 축 결합된 경우를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다.

포집망(130)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 포집망(130)은, 선회 기류(S1)에 의해 포집액(Lc)이 비산되어 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)이 포집망(130)의 적어도 일부분까지 도달되도록, 미리 정해진 위치에 설치될 수 있다. 이 경우에, 송풍팬(120) 역시 선회 기류(S1)에 의해 포집액(Lc)이 비산되어 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)이 송풍팬(120)의 적어도 일부분까지 도달 가능한 위치에 설치될 수 있다. 그러면, 송풍팬(120) 및 포집망(130)은, 후술할 포집액 공급 유닛(140) 뿐만 아니라 선회 기류(S1)에 의해서도 포집액(Lc)을 공급받을 수 있다. 이에, 포집액 공급 유닛(140)은, 송풍팬(120) 및 포집망(130)의 설치 위치, 기타 환경 조건에 따라 생략될 수도 있다.

포집망(130)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 포집망(130)은, 송풍팬(120)에 비해 배출관(116)으로부터 멀게 위치하도록 송풍팬(120)의 회전축(122)과 축 결합되는 제1 포집망(131)과, 송풍팬(120)에 비해 배출관(116)에 가깝게 위치하도록 송풍팬(120)의 회전축(122)과 축 결합되는 제2 포집망(133) 등을 구비할 수 있다. 이 경우에, 제1 포집망(131)은, 내부 공간(112)의 상단과 송풍팬(120) 사이에 배치되고, 제2 포집망(133)은 송풍팬(112)과 배출구(116) 사이에 배치된다. 그러면, 송풍팬(120)에 의해 흡입된 공기(A)는 제1 포집망(131), 송풍팬(120) 및 제2 포집망(133)을 순차적으로 통과하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 포집망(130)은 원판 구조를 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 포집망(130)은 송풍팬(120)과 동일한 직경을 갖거나 송풍팬(120)에 비해 미리 정해진 비율만큼 작은 직경을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 포집망(130)은 송풍팬(120)에 비해 큰 직경을 가질 수도 있다. 또한, 포집망(130)이 송풍팬(120)의 회전축(122)과 축 결합되는 경우에, 포집망(130)의 중심에는 송풍기(120)의 회전축(122)이 삽입 및 고정되는 삽입홀(130a)이 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 포집망(130)은, 다수의 그물눈들(135)이 형성된 그물망 구조를 가질 수 있다. 이러한 그물눈들(135)은 공기(A)가 통과될 수 있는 크기 및 형상을 갖는다.

이러한 포집망(130)은 젖음성(wettability)이 좋은 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 포집망(130)은 형상이 가변될 수 있는 유연 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 포집망(130)은 섬유로 구성된 경사(137) 및 위사(139)가 직조되어 형성된 직조물일 수 있다. 이 경우에, 포집망(130)은, 미 회전시에는 중력에 의해 처진 상태로 배치되고, 회전 구동시에는 원심력에 의해 원판 형상으로 펼쳐진 상태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포집망(130)은 미 회전시에도 중력에 저항해 형상이 일정하게 유지되도록 형성될 수도 있다. 예를 들어, 포집망(130)은, 고강성의 합성수지, 금속, 기타 재료를 사출, 주조 등의 가공 방법을 이용해 가공하여 일체를 이루도록 형성할 수 있다.

다음으로, 포집액 공급 유닛(140)은, 포집망(130)에 포집액(Lc)을 공급하는 장치이다.

포집액 공급 유닛(140)의 구성은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 포집액 공급 유닛(140)은, 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)을 펌핑하는 포집액 펌프(142)와, 포집액 펌프(142)에 의해 펌핑된 포집액(Lc)을 포집망(130)의 미리 정해진 위치에 공급하는 포집액 공급관(144) 등을 구비할 수 있다.

포집액 펌프(142)는, 포집액(Lc)을 펌핑 가능하도록, 적어도 일부분이 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)에 잠입되게 설치된다. 이러한 포집액 펌프(142)로서 사용 가능한 펌프의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 포집액 펌프(142)는 액체 물질을 펌핑하기 위해서 사용되는 통상적인 펌프로 구성될 수 있다.

이러한 포집액 펌프(142)는 포집망(130)이 회전 구동될 때 구동되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

포집액 공급관(144)은 포집액 펌프(142)의 토출구와 연결되고, 포집액 펌프(142)로부터 전달된 포집액(Lc)을 포집망(130)의 미리 정해진 위치를 향해 토출 가능한 위치까지 연장된다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 포집망(131, 133)이 설치되는 경우에, 포집액 공급관(144)은 송풍팬(120)에 의해 흡입된 공기(A)가 먼저 도달하는 제1 포집망(131)의 중심부를 향해 포집액(Lc)을 토출 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 이러한 포집액 공급관(144)의 단부에는 제1 포집망(131)의 중심부를 향해 포집액(Lc)을 분사하는 분사 노즐(146)이 장착될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 포집망(130)에서 공기(A)가 정화되는 양상을 설명하기로 한다.

먼저, 구동 모터(150) 및 포집액 펌프(142)를 구동한다. 그러면, 송풍팬(120) 및 포집망(130)이 회전 구동됨과 함께, 분사 노즐(146)에서 포집액(Lc)이 제1 포집망(131)의 중심부를 향해 분사된다. 이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 공간(112)에는 선회 기류(S1) 및 와류(V1)가 형성되고, 선회 기류(S1)를 따라 상승되는 공기(A)는 와류(V1)에 의해 회전되는 포집액(Lc)과 내부 공간(112)의 내주면 쪽에서 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 와류(V1)에 의해 회전되는 포집액(Lc)에 포집됨으로써, 공기(A)는 1차적으로 정화된다.

포집액(Lc)이 선회 기류(S1)에 의해 회전되는 과정에서 일부 포집액(Lc)은 송풍팬(120) 및 포집망(130)을 향해 비산된다. 그러면, 송풍팬(120) 및 포집망(130)에는 선회 기류(S1)에 의해 비산된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)이 공급되고, 특히, 제1 포집망(131)의 중심부에는 분사 노즐(146)로부터 분사된 포집액(Lc)이 추가로 공급된다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 선회 기류(S1) 및 분사 노즐(146) 각각으로부터 제1 포집망(131)에 공급된 포집액(Lc)은, 제1 포집망(131)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 제1 포집망(131)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 제1 포집망(131)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그러면, 제1 포집망(131)은 전체적으로 포집액(Lc)에 의해 젖은 상태로 회전된다. 그런데, 제1 포집망(131)은 송풍팬(120)을 따라 1500 RPM 내지 2000 RPM의 속도로 빠르게 회전된다. 이로 인해, 제1 포집망(131)을 적신 상태로 제1 포집망(131)을 따라 회전하는 포집액(Lc)은, 송풍팬(120)의 흡입력에 의해 제1 포집망(131)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 포집망(131)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 제1 포집망(131)으로부터 비산되어 형성되거나 제1 포집망(131)에 도달한 포집액(Lc)이 제1 포집망(131)의 그물망 구조와 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 제1 포집망(131)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨으로써, 공기(A)는 2차적으로 정화된다.

이처럼 제1 포집망(131)에서 2차적으로 정화된 공기(A)는 제1 포집망(131)의 그물눈들(135)을 통과하여 송풍팬(120)을 향해 이동된다. 또한, 제1 포집망(131)에 공급된 포집액(Lc)은 원심력에 의해 내부 공간(112)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류되거나, 송풍팬(120)의 흡입력에 의해 송풍팬(120) 쪽으로 유도된다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 선회 기류(S1) 및 제1 포집망(131)으로부터 송풍팬(120)에 공급된 포집액(Lc)은, 송풍팬(120)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 송풍팬(120)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 송풍팬(120)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그러면, 송풍팬(120)은 전체적으로 포집액(Lc)에 의해 젖은 상태로 회전된다. 이에, 송풍팬(120)을 적신 상태로 송풍팬(120)을 따라 빠르게 회전하는 포집액(Lc)은, 송풍팬(120)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 송풍팬(120)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 송풍팬(120)으로부터 비산되어 형성되거나 송풍팬(120)에 도달한 포집액(Lc)이 송풍팬(120)과 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 송풍팬(120)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨으로써, 공기(A)는 3차적으로 정화된다.

이처럼 송풍팬(120)에서 3차적으로 정화된 공기(A)는 송풍팬(120)에 의해 배출관(116) 쪽으로 송풍된다. 또한, 송풍팬(120)에 공급된 포집액(Lc)은 원심력에 의해 내부 공간(112)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류되거나, 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기(A)에 의해 배출관(116) 쪽으로 유도된다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 선회 기류(S1) 및 송풍팬(120)으로부터 제2 포집망(133)에 공급된 포집액(Lc)은, 제2 포집망(133)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 제2 포집망(133)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 제2 포집망(133)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그런데, 제2 포집망(133)은 송풍팬(120)을 따라 1500 RPM 내지 2000 RPM의 속도로 빠르게 회전된다. 이로 인해, 제2 포집망(133)을 적신 상태로 제2 포집망(133)을 따라 회전하는 포집액(Lc)은, 송풍팬(120)에 의해 제2 포집망(133)으로 송풍된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 포집망(133)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 제2 포집망(133)으로부터 비산되어 형성되거나 제2 포집망(133)에 도달한 포집액(Lc)이 제2 포집망(133)의 그물망 구조와 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 제2 포집망(133)으로 송풍된 공기(A)와 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨으로써, 공기(A)는 4차적으로 정화된다.

이처럼 제2 포집망(133)에서 4차적으로 정화된 공기(A)는 제2 포집망(133)의 그물눈들(135)을 통과하여 배출관(116) 쪽으로 송풍된다. 또한, 제2 포집망(133)에 공급된 포집액(Lc)은 원심력에 의해 내부 공간(112)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(112)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류되거나, 송풍팬(120)에 의해 송풍된 공기(A)에 의해 배출관(116) 쪽으로 유도된다. 그런데, 분사 노즐(146)에 의해 공급된 포집액(Lc)은 제1 포집망(131)과 송풍팬(120)에서 원심력에 의해 내부 공간(112)의 내주면 쪽으로 대부분 비산되는 바, 제2 포집망(133)에는 분사 노즐(146)에 의해 공급된 포집액(Lc) 중 일부만 전달될 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 포집망(133)은 송풍팬(120)을 따라 고속으로 회전되는 바, 제2 포집망(133)에 공급된 포집액(Lc)에 작용하는 원심력은 공기(A)가 제2 포집망(133)에 공급된 포집액(Lc)을 배출관(116) 쪽으로 유도하는 가압력에 비해 상대적으로 우세하다. 이에, 포집액(Lc)의 전체 수량 중 극히 일부만 공기(A)와 함께 배출관(116)을 통해 액상 입자(Lcp)의 형태로 배출된다. 이러한 공기 청정 장치(100)는, 장시간 사용하여도 포집액(Lc)의 수량이 소정의 기준 범위 내에서 일정하게 유지되어 포집액(Lc)의 교환 주기를 길게 잡을 수 있고, 포집액(Lc)이 액상 입자(Lcp)의 형태로 외부로 배출됨으로 인해 세균 오염, 기타 위생 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

종래의 고체 필터 방식의 공기 청정 장치는, 헤파 필터의 특성 상 입자의 크기가 현저히 작은 초미세 먼지와, 곰팡이 및 꽃가루 등의 유해 물질과, 유해 가스 등의 오염물을 제거하기 어렵다. 이에 반해, 공기 청정 장치(100)는 입자의 크기가 현저히 작은 초미세 먼지와, 곰팡이 및 꽃가루 등의 유해 물질과, 아황산 가스(S02), 암모니아 가스(NH3) 등의 수용성 유해 가스를 포함한 각종 오염물을 포집 가능한 물을 기초로 구성된 포집액(Lc)을 이용해 공기(A)를 정화하는 바, 종래의 공기 청정 장치에 비해 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 포집액(Lc)은 물을 기초로 구성되는 바, 헤파 필터에 비해 큰 정화 용량과 낮은 가격을 갖는다. 이에, 공기 청정 장치(100)는, 포집액(Lc)의 교환 주기를 길게 잡아 유지 관리의 편의성을 향상시킬 수 있고, 포집액(Lc)의 교환 단가를 낮춰 유지 관리에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.

한편, 위와 같이, 포집액 공급 유닛(140)에 의해 포집망(130) 및 송풍팬(120)에 공급된 포집액(Lc)은, 포집망(130) 및 송풍팬(120)의 회전 시 작용하는 원심력 및 송풍팬(120)에 의해 형성된 공기(A)의 유동에 의해 포집망(130) 및 송풍팬(120)으로부터 이탈된다. 즉, 포집망(130) 및 송풍팬(120)에 공급된 포집액(Lc)은 포집망(130) 및 송풍팬(120)을 잠시 동안만 적신 후 이탈되는 것이다. 이에, 포집액 공급 유닛(140)은, 포집액(Lc)의 이탈 추이에 맞춰 새로운 포집액(Lc)을 포집망(130) 및 송풍팬(120)에 지속적으로 공급한다. 그러면, 포집망(130) 및 송풍팬(120)은 포집액 공급 유닛(140)에 의해 지속적으로 공급되는 새로운 포집액(Lc)에 의해 지속적으로 세척된다. 이를 통해, 포집액(Lc)이 포집망(130) 및 송풍팬(120)에 적체됨으로 인해 세균이 증식하는 것을 방지할 수 있다.

일반적으로, 액체는 이와 접하는 기체와의 상대 속도의 차이가 클수록 자연 기화가 촉진되는 특성을 갖는다. 그런데, 공기 청정 장치(100)의 경우에, 포집액(Lc)은 송풍팬(120)에 의해 빠르게 가속된 선회 기류(S1)와 접촉될 뿐만 아니라, 송풍팬(120) 또는 포집망(130)을 따라 빠르게 회전하면서 송풍팬(120) 또는 포집망(130)을 통과하는 공기(A)와 접촉된다. 이로 인해, 내부 공간(112)에서는 포집액(Lc)에 포함된 물의 자연 기화가 활발히 발생한다. 이러한 자연 기화에 의해 생성된 수증기는 공기(A)와 혼합되고, 공기(A)는 이처럼 혼합된 수증기에 의해 가습된 상태로 배출구(116)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이에, 공기 청정 장치(100)는 공기 정화 기능 및 공기 가습 기능을 함께 갖춘 공기 세정기(air washer)로서 활용될 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 공기 청정 장치와 에어 커튼 장치가 연결된 상태를 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 공기 청정 장치(100)의 배출구(116)는 각종 시설의 출입구에 설치된 에어 커튼 장치(500)와 공기 공급 라인(510)에 의해 연결될 수 있다. 그러면, 공기 청정 장치(100)에서 배출된 공기(Ae)가 에어 커튼 장치(500)에 공급됨으로써, 외부의 공기가 시설의 내부로 유입되는 것을 차단하는 에어 커튼을 공기 청정 장치(100)에서 정화된 깨끗한 공기(Ae)를 이용해 형성할 수 있다. 이를 통해, 에어 커튼 장치(500)가 출입구에 설치된 시설의 실내 공기의 질을 향상시킬 수 있다.

이처럼 공기 청정 장치(100)를 에어 커튼 장치(500)와 접목시키는 용도 이외에도 공기 청정 장치(100)는 다양한 용도로 활용될 수 있다. 즉, 공기 청정 장치는(100)는, 주거 시설, 상업 시설, 공업 시설, 도로 시설, 교통 수단, 전자 제품 등 다양한 분야에서 활용 가능한 공기 청정기, 실외 공기 공급기, 가습기, 공기 세정기 등 다양한 제품을 구성하기 위해 사용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이고, 도 9는 도 8에 도시된 공기 청정 장치의 구동 상태를 나타내는 부분 단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 청정 장치(200)는, 하우징(210)의 구조와, 송풍팬(220) 및 포집망(230)의 설치 위치가 변경되었다는 점에서, 전술한 공기 청정 장치(100)와 차이점을 갖는다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 공기 청정 장치(200)에 대해 설명하고, 전술한 공기 청정 장치(100)와 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게만 언급하기로 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 공급관(214)은 입구(214a)를 통해 외부로부터 유입된 공기(A)가 토출되는 출구(214b)가 내부 공간(212)에 수용된 포집액(Lc)의 수면에 비해 높은 위치에서 내부 공간(212)과 연통되도록 하우징(210)의 둘레면에 결합될 수 있다. 그러면, 외부의 공기(A)는 공급관(214)을 통해 포집액(Lc)의 수면 위쪽 공간으로 공급될 수 있다. 또한, 배출관(216)은, 내부 공간(A)의 공기가 유입되는 입구(216a)가 공급관(214)의 출구(214b)에 비해서는 낮고 내부 공간(212)에 수용된 포집액(Lc)의 수면에 비해서는 높게 위치함과 함께, 입구(216a)로 유입된 공기(A)가 토출되는 출구(216b)가 내부 공간(212)의 천장면을 관통하여 외부까지 연장되도록, 하우징(210)의 상면에 결합될 수 있다.

또한, 송풍팬(220)은, 내부 공간(212)에 수용된 포집액(Lc)의 수면과 배출관(216)의 입구(216a) 사이에 위치하되, 배출관(216)과 동심을 이루도록 내부 공간(212)에 설치될 수 있다. 또한, 제1 포집망(231)은 내부 공간(212)에 수용된 포집액(Lc)의 수면과 송풍팬(220) 사이에 위치하도록 송풍팬(220)의 회전축(222)과 축 결합될 수 있고, 제2 포집망(233)은 송풍팬(220)과 배출관(216)의 입구(216a) 사이에 위치하도록 송풍팬(220)의 회전축(222)과 축 결합될 수 있다.

제1 포집망(221) 및 제2 포집망(223)은 원판 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 원판 형상을 갖는 제1 포집망(231) 및 제2 포집망(232) 대신에 덮개 구조를 갖는 포집망(미도시)을 설치하거나, 원판 형상을 갖는 제1 포집망(231) 및 제2 포집망(232)을 생략하고 송풍팬(220)의 블레이드들의 외면에 그물망 패턴을 형성할 수도 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 구동 모터(250) 및 포집액 공급 유닛(240)의 포집액 펌프(242)가 구동되면, 송풍팬(220)이 회전 구동되면서 내부 공간(212)에 수용된 공기(A)는 배출관(216)을 통해 외부로 배출되고, 내부 공간(212) 및 공급관(214)에 작용된 음압에 의해 외부의 공기(A)가 공급관(214)을 통해 내부 공간(212)으로 재공급된다. 이처럼 내부 공간(212)으로 재공급된 공기(A)는, 내부 공간(212)을 내주면을 따라 선회하면서 하강하는 선회 기류(S2)를 형성되게 되고, 이러한 선회 기류(S2)에 의해 내부 공간(212)에 수용된 포집액(Lc)에는 와류(V2)가 형성된다. 이에, 내부 공간(212)의 내주면을 따라 각각 선회하는 공기(A)와 포집액(Lc)이 서로 접촉되어 공기(A) 중에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨과 함께 포집액(Lc)에 포함된 물의 자연 기화가 발생함으로써, 공기(A)는 1차적으로 정화 및 가습된다.

또한, 선회 기류(S2)를 따라 내부 공간(212)의 하단까지 하강한 공기(A)는, 송풍팬(220)의 흡입력에 의해 내부 공간(212)의 하단의 중심부에서 송풍팬(220) 쪽으로 상승하게 된다. 그러면, 송풍팬(220) 쪽으로 상승된 공기(A)는 제1 포집망(231), 송풍팬(220) 및 제2 포집망(233)을 순차적으로 통과하게 된다. 이러한 공기(A)는 선회 기류(S2) 및 포집액 공급 유닛(240)의 분사 노즐(246) 각각에 의해 제1 포집망(231), 송풍팬(220) 및 제2 포집망(233)에 공급된 포집액(Lc)에 의해 추가로 정화 및 가습된 후, 배출관(216)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 미설명된 도면 부호 '244'는 포집액 펌프(240)에서 펌핑된 포집액(Lc)을 분사 노즐(246)에 전달하는 포집액 공급관을 나타낸다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 공기 청정 장치(300)는, 하우징(310)의 구조와, 송풍팬(320) 및 포집망(330)의 설치 위치가 변경되었다는 점에서, 전술한 공기 청정 장치들(100, 200)과 차이점을 갖는다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 공기 청정 장치(300)에 대해 설명하고, 전술한 공기 청정 장치들(100, 200)과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게만 언급하기로 한다.

먼저, 하우징(310)은, 포집액(Lc)이 미리 정해진 수위만큼 수용되는 내부 공간(312)과, 외부의 공기(A)를 내부 공간(312)으로 안내하는 공급구(314)와, 내부 공간(312)의 공기(A)를 외부로 안내하는 배출구(316) 등을 구비할 수 있다. 이러한 하우징(310)은 원통 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

공급구(314)는, 내부 공간(312)과 연통되도록 하우징(310)의 상면이 개방되어 형성될 수 있다. 공급구(314)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 하우징(310)에는 적어도 하나의 공급구(314)가 개방 형성될 수 있다.

배출구(316)는, 내부 공간(312)과 연통되도록 하우징(310)의 둘레면이 개방되어 형성되되, 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)의 수면과 공급구(314) 사이 높이에 위치하도록 형성될 수 있다. 배출구(316)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 하우징(310)에는 적어도 하나의 배출구(316)가 개방 형성될 수 있다.

다음으로, 송풍팬(320)은 공급구(314)와 배출구(316) 사이 높이에 위치하도록 내부 공간(312)에 설치되되, 포집액(Lc)의 수면과 마주보도록 설치된다. 바람직하게, 송풍팬(320)은, 송풍팬(320)의 회전축(322)과 공급구(314)가 동심을 이루도록 설치된다. 회전축(322)은 내부 공간(312) 또는 외부에 설치된 구동 모터(350)와 축 결합되며, 이를 통해 송풍팬(320)은 구동 모터(350)에 의해 회전 구동될 수 있다. 이러한 송풍팬(320)은 내부 공간(312)에 수용된 공기(A)를 포집액(Lc)의 수면을 향해 송풍할 수 있다.

다음으로, 포집망(330)은 송풍팬(320)을 따라 회전될 수 있도록 송풍팬(320)의 회전축(322)과 축 결합된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포집망(330)은 전술한 구동 모터(350) 외의 다른 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 독립적으로 회전 구동될 수도 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 포집망(330)이 송풍팬(320)의 회전축(322)과 축 결합된 경우를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다.

포집망(330)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 포집망(330)은, 공급구(314)와 송풍팬(320) 사이에 위치하도록 내부 공간(312)에 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 공급구(314)와 송풍팬(320) 사이 대신 송풍팬(320)과 포집액(Lc)의 수면 사이에 포집망(330)이 설치되거나, 송풍팬(320)과 포집액(Lc)의 수면 사이에 다른 포집망이 추가로 설치될 수도 있다.

포집망(330)은 원판 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 원판 형상의 포집망(330) 대신에 덮개 구조를 갖는 포집망(미도시)을 설치하거나, 원판 형상의 포집망(330)을 생략하고 송풍팬(320)의 블레이드들의 외면에 그물망 패턴을 형성할 수도 있다.

포집액 공급 유닛(340)은, 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)을 펌핑하는 포집액 펌프(342)와, 포집액 펌프(342)에 의해 펌핑된 포집액(Lc)을 포집망(330)의 미리 정해진 위치에 공급하는 포집액 공급관(344)을 구비할 수 있다. 포집망(330)의 미리 정해진 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 포집액 공급관(344)은 포집액 펌프(342)에 의해 펌핑된 포집액(Lc)을 포집망(330)의 중심부를 향해 토출 가능하도록 마련될 수 있다. 또한, 이러한 포집액 공급관(344)의 단부에는 제1 포집망(330)의 중심부를 향해 포집액(Lc)을 분사하는 분사 노즐(346)이 장착될 수 있다.

이하에서는, 포집망(330)에서 공기(A)가 정화되는 양상을 설명하기로 한다.

먼저, 구동 모터(350) 및 포집액 펌프(342)를 구동한다. 그러면, 송풍팬(320)과 포집망(330)이 회전 구동됨과 함께, 분사 노즐(346)에서 포집액(Lc)이 포집망(330)의 중심부를 향해 분사된다.

분사 노즐(346)로부터 포집망(330)에 공급된 포집액(Lc)은, 포집망(330)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 포집망(330)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 포집망(330)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그러면, 포집망(330)은 전체적으로 포집액(Lc)에 의해 젖은 상태로 회전된다. 이로 인해, 포집망(330)을 적신 상태로 포집망(330)을 따라 회전하는 포집액(Lc)은, 송풍팬(320)의 흡입력에 의해 포집망(330)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 포집망(330)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 포집망(330)으로부터 비산되어 형성되거나 포집망(330)에 도달한 포집액(Lc)이 포집망(330)의 그물망 구조와 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 포집망(330)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨과 함께 포집액(Lc)에 포함된 물의 자연 기화가 발생함으로써, 공기(A)는 1차적으로 정화 및 가습된다.

이처럼 포집망(330)에서 1차적으로 정화된 공기(A)는 포집망(330)의 그물눈들을 통과하여 송풍팬(320)을 향해 이동된다. 또한, 포집망(330)에 공급된 포집액(Lc)은 원심력에 의해 내부 공간(312)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류되거나, 송풍팬(320)의 흡입력에 의해 송풍팬(320) 쪽으로 유도된다.

다음으로, 포집망(330)으로부터 송풍팬(320)에 공급된 포집액(Lc)은, 송풍팬(320)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 송풍팬(320)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 송풍팬(320)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그러면, 송풍팬(320)은 전체적으로 포집액(Lc)에 의해 젖은 상태로 회전된다. 이에, 송풍팬(320)을 적신 상태로 송풍팬(320)을 따라 빠르게 회전하는 포집액(Lc)은, 송풍팬(320)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 송풍팬(320)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 송풍팬(320)으로부터 비산되어 형성되거나 송풍팬(320)에 도달한 포집액(Lc)이 송풍팬(320)과 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 송풍팬(320)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 이러한 접촉 과정에서, 공기(A)에 포함된 먼지, 기타 오염물이 포집액(Lc)에 포집됨과 함께 포집액(Lc)에 포함된 물의 자연 기화가 발생함으로써, 공기(A)는 2차적으로 정화 및 가습된다.

한편, 송풍팬(320)에서 2차적으로 정화된 공기(A)는, 송풍팬(320)에 의해 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)의 수면 쪽으로 송풍된다. 또한, 송풍팬(320)에 공급된 포집액(Lc)은, 원심력에 의해 내부 공간(312)의 내주면 쪽으로 비산되거나 송풍팬(320)에 의해 송풍된 공기(A)에 의해 포집액(Lc)의 수면 쪽으로 유도됨으로써, 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류된다.

또한, 포집액(Lc)의 수면 쪽으로 송풍된 공기(A)는 포집액(Lc)의 수면과 접촉되고, 포집액(Lc)의 수면에서는 포집액(Lc)에 포함된 물의 자연 기화가 활발히 발생한다. 이로 인해, 포집액(Lc)은 이러한 자연 기화에 의해 생성된 수증기에 의해 추가로 가습된 상태로 하우징(310)의 둘레면에 형성된 배출구(316)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

도 11은 제3 실시예에 따른 공기 청정 장치에 있어서, 브러쉬 조립체가 추가로 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 12는 도 11에 도시된 브러쉬 조립체의 평면도이다.

공기 청정 장치(300)는, 공기(A)를 정화 및 가습 가능한 브러쉬 조립체(360)를 더 포함할 수 있다.

도 11을 참조하면, 브러쉬 조립체(360)는, 미리 정해진 간격을 두고 설치되는 복수의 브러쉬들(361)을 구비할 수 있다. 이러한 브러쉬 조립체(360)는, 분사 노즐(346)로부터 분사된 포집액(Lc)이 브러쉬들(361)에 우선적으로 공급되도록 송풍팬(320)과 공급구(314) 사이에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

브러쉬들(361)은 각각, 송풍팬(320)의 회전축(322)에 고정되는 고정바(363)와, 고정바(363)의 외주면에 식모되는 복수의 강모들(365)과, 고정바(363)에 미리 정해진 간격을 두고 설치되는 복수의 비산 플레이트들(367) 등을 구비할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 고정바들(363)은, 회전축(322)의 길이 방향으로 미리 정해진 간격만큼 서로 이격되도록, 일단이 회전축(322)에 고정될 수 있다. 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 고정바들(363)은, 회전축(322)을 기준으로 방사형으로 배치되도록, 미리 정해진 각도 간격을 두고 회전축(322)에 고정될 수 있다. 이러한 고정바들(363)에 의하면, 각각의 브러쉬(361)는 회전축(322)을 중심으로 송풍팬(320)을 따라 회전 구동될 수 있다.

강모들(365)은, 고정바(363)의 외주면의 전체 영역에 걸쳐, 미리 정해진 간격을 두고 다수가 식모될 수 있다. 이러한 강모들(365)은 젖음성(wettability)이 좋은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

비산 플레이트들(367)은, 고정바(363) 또는 강모들(365)을 따라 유동하는 포집액(Lc)이 충돌되도록, 미리 정해진 간격을 두고 고정바(363)에 설치된다. 이러한 비산 플레이트들(367)은 고리 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

포집망(330)은, 송풍팬(320)으로부터 송풍된 공기(A)가 도달하도록, 내부 공간(312)에 충전된 포집액(Lc)의 수면과 송풍팬(320) 사이에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 포집망(330)은, 송풍팬(320)과 브러쉬 조립체(360) 사이에 설치되거나, 설치가 생략될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 공기 청정 장치(300)에 의해 공기(A)가 정화 및 가습되는 양상을 설명하기로 한다.

먼저, 구동 모터(350) 및 포집액 펌프(342)를 구동한다. 그러면, 브러쉬 조립체(360), 송풍팬(320) 및 포집망(330)이 회전 구동됨과 함께, 분사 노즐(346)에서 포집액(Lc)이 브러쉬들(361)을 향해 분사된다. 이에, 도 11에 도시된 바와 같이, 회전축(322)을 중심으로 회전 구동되는 브러쉬들(361)에는 분사 노즐(346)로부터 분사된 포집액(Lc)이 공급된다.

도 12에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(346)로부터 공급된 포집액(Lc)은, 브러쉬들(361)의 회전 시 작용하는 원심력에 의해 각각의 브러쉬(361)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져 나가면서 각각의 브러쉬(361)의 전체 영역에 걸쳐 분배된다. 그러면, 각각의 브러쉬(361)의 강모들(365)은 포집액(Lc)에 의해 젖은 상태로 회전된다. 이로 인해, 강모들(365)을 적신 상태로 회전축(322)을 중심으로 회전되는 포집액(Lc)은, 송풍팬(320)의 흡입력에 의해 브러쉬들(361)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 뿐만 아니라, 도 12에 도시된 바와 같이, 각각의 브러쉬(361)에 작용하는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 각각의 브러쉬(361)로부터 비산되어 형성되거나 포집액(Lc)이 각각의 브러쉬(361)의 중심부에서 외곽을 향해 퍼져나가는 과정에서 비산 플레이트(367)에 충돌하면서 형성된 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)도 각각의 브러쉬(361)에 도달된 공기(A)와 활발히 접촉된다. 이러한 접촉과정에서, 각각의 브러쉬(361)에 접촉된 공기(A)는 정화 및 가습된다.

이처럼 브러쉬들(361)에서 정화 및 가습된 공기(A)는 송풍팬(320)을 향해 이동된다. 또한, 브러쉬들(361)에 공급된 포집액(Lc)의 대부분은 원심력에 의해 내부 공간(312)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류되고, 잔여 포집액(Lc)은 송풍팬(320)의 흡입력에 의해 송풍팬(320) 쪽으로 유도된다.

이처럼 송풍팬(320) 쪽으로 유도된 잔여 포집액(Lc)은 송풍팬(320) 및 포집망(330)을 적시게 되고, 송풍팬(320) 및 포집망(330)에 도달된 공기(A)와 접촉된다. 그러면, 송풍팬(320) 및 포집망(330)에 도달된 공기(A)는 송풍팬(320) 및 포집망(330)을 적신 포집액(Lc)에 의해 재정화 및 재가습된다. 또한, 이처럼 공기(A)를 재정화 및 재가습한 포집액(Lc)은 송풍팬(320) 및 포집망(330)에 작용하는 원심력에 의해 내부 공간(312)의 내주면을 향해 비산되어 내부 공간(312)에 수용된 포집액(Lc)에 재합류된다. 그런데, 이러한 송풍팬(320) 및 포집망(330)에는 브러쉬들(361)에 공급된 총 포집액(Lc) 중 브러쉬들(361)에 작용하는 원심력에 의해 제거되고 남은 잔여 포집액(Lc)만 제한적으로 공급된다. 이에, 송풍팬(320) 및 포집망(330)에서는 공기(A)의 정화 및 가습 작용보다는 원심력에 의해 포집액(Lc)이 송풍팬(320) 및 포집망(330)으로부터 제거되는 작용이 활발히 발생한다. 이를 통해, 포집액(Lc) 또는 포집액(Lc)의 입자들(Lcp)이 공기(A)를 따라 공기 청정 장치(300)의 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 포집망(330)을 통과한 공기(A)는 내부 공간(312)에 충전된 포집액(Lc)의 수면에서 재차 가습된 후, 배출구(316)를 통해 외부로 배출된다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 공기 청정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 부분 단면도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 공기 청정 장치(400)는, 하우징(410)의 구조와, 송풍팬(420) 및 포집망(430)의 설치 위치와, 포집액 공급 유닛(440)의 구조가 변경되었다는 점에서, 전술한 공기 청정 장치(300)와 차이점을 갖는다. 이하에서는, 이러한 차이점을 중심으로 공기 청정 장치(400)에 대해 설명하고, 전술한 공기 청정 장치(300)와 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게만 언급하기로 한다.

먼저, 하우징(410)은, 외부의 공기(A)를 내부 공간(412)으로 안내하는 공급구(414)와, 내부 공간(412)의 공기(A)를 외부로 안내하는 배출구(416) 등을 구비할 수 있다. 이러한 하우징(410)은 원통 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

공급구(414)는, 내부 공간(412)과 연통되도록 하우징(410)의 일측면이 개방되어 형성될 수 있다. 공급구(414)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 하우징(410)에는 적어도 하나의 공급구(414)가 개방 형성될 수 있다.

배출구(416)는, 내부 공간(412)과 연통되도록 상기 일측면과 반대되는 하우징(410)의 타측면이 개방되어 형성될 수 있다. 배출구(416)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 하우징(410)에는 적어도 하나의 배출구(416)가 개방 형성될 수 있다.

다음으로, 송풍팬(420)은 공급구(414)와 배출구(416) 사이에 위치하도록 내부 공간(412)에 설치된다. 바람직하게, 송풍팬(420)은, 송풍팬(420)의 회전축(422)과 공급구(414)가 동심을 이루도록 설치될 수 있다. 회전축(422)은 내부 공간(412) 또는 외부에 설치된 구동 모터(450)와 축 결합되며, 이를 통해 송풍팬(420)은 구동 모터(450)에 의해 회전 구동될 수 있다. 이러한 송풍팬(420)은 내부 공간(412)에 수용된 공기(A)를 배출구(416)를 향해 송풍할 수 있다.

다음으로, 포집망(430)은 송풍팬(420)을 따라 회전될 수 있도록 송풍팬(420)의 회전축(422)과 축 결합된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포집망(430)은 전술한 구동 모터(450) 외의 다른 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 독립적으로 회전 구동될 수도 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 포집망(430)이 송풍팬(420)의 회전축(422)과 축 결합된 경우를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다.

포집망(430)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 포집망(430)은, 공급구(414)와 송풍팬(420) 사이에 위치하도록 내부 공간(412)에 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 공급구(414)와 송풍팬(420) 사이 대신 송풍팬(420)과 배출구(416) 사이에 포집망(430)이 설치되거나, 송풍팬(420)과 배출구(416) 사이에 다른 포집망이 추가로 설치될 수도 있다.

포집망(430)은 원판 형상을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 원판 형상의 포집망(430) 대신에 덮개 구조를 갖는 포집망(미도시)을 설치하거나, 원판 형상의 포집망(430)을 생략하고 송풍팬(420)의 블레이드들의 외면에 그물망 패턴을 형성할 수도 있다.

포집액 공급 유닛(440)은, 포집액(Lc)이 저장되며, 내부 공간(412) 또는 외부에 설치되는 포집액 저장 챔버(442)와, 포집액 저장 챔버(442)에 저장된 포집액(Lc)을 펌핑하는 포집액 펌프(444)와, 포집액 펌프(444)에 의해 펌핑된 포집액(Lc)을 포집망(430)의 미리 정해진 위치로 공급하는 포집액 공급관(446)을 구비할 수 있다. 포집망(430)의 미리 정해진 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 포집액 공급관(446)은 포집액 펌프(444)에 의해 펌핑된 포집액(Lc)을 포집망(430)의 중심부를 향해 토출 가능하도록 마련될 수 있다. 또한, 이러한 포집액 공급관(446)의 단부에는 제1 포집망(430)의 중심부를 향해 포집액(Lc)을 분사하는 분사 노즐(448)이 장착될 수 있다.

이러한 공기 청정 장치(400)는, 하우징(410)과는 별도로 마련된 포집액 저장 챔버(442)에 포집액(Lc)을 저장한다는 점과, 송풍팬(420)에 의해 송풍된 공기(A)가 포집액(Lc)의 수면과 추가로 접촉되지 않고 배출구(416)를 통해 바로 외부로 배출된다는 점을 제외하고는 전술한 공기 청정 장치(300)와 동일한다. 이에, 공기 청정 장치(400)에 의해 공기(A)가 정화되는 구체적인 양상에 대한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 미설명된 도면 부호 'Lcp'는 포집액(Lc)이 비산되어 형성된 입자들을 나타낸다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 200, 300, 400 : 공기 청정 장치
110, 210, 310, 410 : 하우징
120, 220, 320, 420 : 송풍팬
122, 222, 322, 422 : 회전축
130, 230, 330, 430 : 포집망
140, 240, 340, 440 : 포집액 공급 유닛
150, 250, 350, 450 : 구동 모터
360 : 브러쉬 조립체
361 : 브러쉬
363 : 고정바
365 : 강모
367 : 비산 플레이트
500 : 에어 커튼 장치
510 : 공기 공급 라인
S1, S2 : 선회 기류
V1, V2 : 와류
A : 공기
Ad : 제1 공기
Ac : 제2 공기
Lc : 포집액

Claims (1)

1. 내부 공간과, 외부의 공기를 상기 내부 공간으로 안내하는 공급구와, 상기 내부 공간의 공기를 외부로 안내하는 배출구를 구비하는 하우징;
   상기 내부 공간에 수용된 공기를 상기 배출구를 통해 외부로 배출되도록 송풍하는 송풍팬;
   다수의 강모들이 식재되며, 미리 정해진 회전축을 중심으로 회전 구동되되, 상기 송풍팬에 흡입되거나 상기 송풍팬으로부터 송풍팬된 공기와 접촉되도록 설치되는 적어도 하나의 브러쉬들을 구비하는 브러쉬 조립체; 및
   포집액을 상기 적어도 하나의 브러쉬들의 미리 정해진 위치에 공급하는 포집액 공급 유닛을 포함하는 공기 청정 장치.

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