KR20220149176A - 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 물과 흡연실 오염 공기의 접촉시 압력에 의한 마찰을 통해 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있는 흡연실 공기 청정기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 흡연실에서 발생한 담배연기가 하부에 형성된 밑바닥에 설치된 유입공을 통해 유입되는 수조와, 상기 흡연실과 상기 수조를 연결하는 유입관과, 상기 담배연기를 상기 유입관을 통해 상기 수조로 보내는 송풍기와, 상기 수조내에는 회전하여 상기 수조 내의 물과 상기 담배연기로 오염된 공기가 상기 유입공을 통해 나오면서 생기는 공기방울을 함께 소용돌이치게 하는 회전팬과, 상기 회전팬을 구동시키는 제1 모터와, 상기 회전팬을 통해 상기 수조의 수면위로 상승한 공기를 외부로 배출하는 배출구를 포함하는 흡연실 공기청정기를 제공한다.

Description

물세탁 방식의 흡연실 공기청정기{An air cleaner for smoking room by washig with water}

본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 물과 흡연실 오염 공기의 접촉시 압력에 의한 마찰을 통해 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있는 흡연실 공기 청정기에 관한 것이다.

물로 공기를 정화하는 물세척법은 오염된 공기를 팬으로 흡입하고 흡입된 공기를 강제로 물속에 집어넣어 씻어 공기를 세척한 후 다시 공기 중으로 내보내는 방식으로 필터를 사용한 방식이나 전기를 이용한 집진방식보다 이상적인 공기 청정식방식이다.

이러한 물세척법은 별도의 필터가 필요없고 필터로 걸러지지 않는 미세분진까지 제거하여 공기를 정화시킴과 동시에 가습효과를 구현할 수 있다.

종래 기술의 물세척법을 이용한 공기정화기는 건조하고 오염된 실내 공기가 공기 정화기 내부로 흡수되어 물속에서 회전하는 디스크(원판)를 통과하면서 먼지 입자들을 디스크에 붙게 하는 회전 원판에 의한 원심 분리 방법을 사용한다.

이러한 종래 기술의 물세척법을 이용한 공기정화기는, 물로 공기를 세척한 후 첨가제로서 살균세척제가 주입된 하부 물통에서 바이러스, 세균 및 각종 유해가스를 다시 제거하게 되는 구성으로 구조가 복잡하고, 2차 감염의 우려가 있는 세균과 박테리아를 제거하기 위하여 물을 정화시키기 위한 별도의 수처리 약품을 물에 풀어 사용함으로써 번거롭고 비경제적인 문제점이 있었다.

또한, 물을 분무하여 공기를 정화하는 방식의 경우에는 공기와 물의 접촉시간과 접촉면적을 획기적으로 높이기 어렵기 때문에 큰 정화 효율을 기대하기 어려운 문제점이 있었다.

한국등록특허 10-0719788호(2007.05.18일)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 흡연실의 오염 공기를 물과 접촉시키는 물세탁 방식에 있어서, 물과 상기 흡연실의 오염 공기의 접촉시간을 현저히 늘리면서도 물과 오염 공기의 접촉면적도 늘려서, 물과 상기 오염 공기의 접촉시 압력에 의한 마찰을 일으킴으로써 공기 정화 효율을 향상시킬 수 있는 흡연실 공기청정기를 제공함에 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은, 흡연실에서 발생한 담배연기가 하부에 형성된 밑바닥에 설치된 유입공을 통해 유입되는 수조와, 상기 흡연실과 상기 수조를 연결하는 유입관과, 상기 담배연기를 상기 유입관을 통해 상기 수조로 보내는 송풍기와, 상기 수조내에는 회전하여 상기 수조 내의 물과 상기 담배연기로 오염된 공기가 상기 유입공을 통해 나오면서 생기는 공기방울을 함께 소용돌이치게 하는 회전팬과, 상기 회전팬을 구동시키는 제1 모터와, 상기 회전팬을 통해 상기 수조의 수면위로 상승한 공기를 외부로 배출하는 배출구를 포함하는 흡연실 공기청정기를 제공한다.

또한, 상기 회전팬은 복수개 형성되고 상기 수조 내에서 중력방향으로 다단 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수조 내부에 수직 방향으로 소정 간격으로 구분되고 소정의 경사각을 갖는 복수개의 판막이를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전팬은 상기 복수개의 판막이마다 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전팬은 각각의 회전팬이 시계방향, 반시계방향, 시계방향 식으로 중간 팬을 반대방향으로 회전하게 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제2 모터를 더 구비하고, 상기 제2 모터를 통해 상기 수조의 통을 회전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수조의 내부에 수직방향의 수직팬을 설치하고, 상기 수직팬을 회전시켜 상기 수조의 물을 회전시키는 제3 모터를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 담배연기 등으로 오염된 공기를 물세척하여 정화하는 흡연실 공기청정기를 제공한다.

특히, 물세탁 방식에 있어서, 물과 상기 흡연실의 오염 공기의 접촉시간을 현저히 늘리면서도 물과 오염 공기의 접촉면적도 늘릴 수 있게 한다.

이를 통해, 물과 상기 오염 공기의 접촉시 압력에 의한 마찰을 일으킴으로써 최대한의 공기 정화 효율을 제공할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(100)를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(200)를 나타낸 것으로 여러겹 판막이가 설치된 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(300)에서 통돌이 수조를 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(400)에서 수직팬 회전을 예시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 흡연실 공기청정기에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(100)를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 물세탁 방식에 의한 흡연실 공기청정기(100)는, 흡연실에서 발생한 담배연기가 하부에 형성된 밑바닥에 설치된 유입공(111)을 통해 유입되는 수조(110)와, 상기 흡연실과 상기 수조(110)를 연결하여 상기 유입공(111)을 통해 담배연기가 상기 수조(110)로 제공하는 유입관(140)과, 상기 담배연기를 상기 유입관(140)을 통해 상기 수조(110)로 보내는 송풍팬(130)과 상기 수조(110)내에는 여러 층으로 설치되고 회전하여 물과 공기방울(담배연기로 오염된 공기가 유입공을 통해 나오면서 생기는 공기방울)을 함께 소용돌이치게 하는 복수개의 회전팬(121, 122, 123)과, 상기 회전팬을 통해 상기 수조(110)의 수면위로 상승한 공기를 외부로 배출하는 배출구(160)과, 상기 복수개의 회전팬(121, 122, 123)을 구동시키는 모터(150)를 포함한다.

여기서, 수조(110)는 덮개(미도시) 탈부착 형태로 구현될 수 있고, 상기 덮개에 상기 모터(150)를 제어하는 제어부(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 제어부는 소정 프로그램이 내장된 마이크로 프로세서를 포함하는 회로기판의 제어장치(미도시)구성으로, 몸체(미도시)에 힌지 수단을 장착하여 여닫이식의 개폐 덮개를 형성할 수 있다. 또한, 동작(전원 온오프) 스위치, 회전팬 속도 및 방향 조절 스위치, 흡기 또는 배기 스위치 등을 포함하는 스위치부가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 덮개에 장착되는 회로기판(PCB)의 제어장치에는 전체 기기를 제어하게끔 소정 프로토콜로 프로그래밍화된 마이크로 프로세서와 같이 내장되어 주변기기로서 케이블로 연결되는 전원과 스피커 또는 디스플레이의 출력장치, 타이머, 각종 센서, 송풍장치로서 송풍팬(130)과, 구동모터(150), 다수개의 스위치부에 각각 연결된다.

또한, 타이머는 마이크로 프로세서의 제어로 작동하며 시간이 경과하여 동작이 완료되면 자동으로 전원을 오프시키고 작동시간은 디스플레이에 의하여 사용자에게 알려줄 수도 있으며 수조(110)의 물이 부족하여 급수에 문제가 발생하면 수위감지센서(미도시))에 연동되는 스피커로 경고하여 수조에 부족한 물을 보충시키게 되며 스피커(또는 알람 부저)는 청각적인 알람기능에 시각적으로 점멸하여 경고를 발하는 경고표시등 기능이 부가된다.

또한, 송풍장치로서 송풍팬(130)만 예를 들었으나, 배출구(160)에서 덕트 구조로서 배출을 위한 배기팬이 더 구비될 수 있다.

또한, 수조(110) 내의 회전팬(121, 122, 123)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 모터(150)와, 상기 송풍팬(130)을 구동시키는 장치로 수동 구동 방식 또는 별도의 모터가 더 구비될 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 흡연실 공기청정기의 동작원리는 물세탁 방식으로 이에 대해 상술한다.

먼저, 흡연실에서 발생한 담배연기를 송풍팬(130)과 유입관(140)을 이용하여 수조(110)로 보내고, 담배연기는 수조(110) 밑바닥에 설치된 유입공(111)을 통해 수조(110)에 유입되고, 수조(110)내에는 다단 구조로서 여러 층으로 설치된 회전팬(121, 122, 123)이 회전하여 물과 공기방울(담배연기로 오염된 공기가 유입공을 통해 나오면서 생기는 공기방울)을 함께 소용돌이치게 한다.

이때, 회전팬(121, 122, 123)의 회전이 없다면 공기방울은 부력에 의해 극히 단시간에 수직상승하므로 오염물질이 물에 흡수되기 어려우므로 다단 구조로서 여러 층으로 형성된 회전팬(121, 122, 123)의 회전으로 인하여 물과 공기방울이 함께 와류를 형성하여 공기방울이 천천히 회전 상승하게 된다. 마치 공기를 여러 차례로 물빨래하는 것과 같이 공기와 물이 압력과 마찰을 일으키게 된다.

이를 통해, 물과 공기방울이 함께 와류를 형성하여 공기방울이 천천히 회전 상승하므로 흡연실의 오염 공기를 포함하는 공기방울과 수조 내의 물의 접촉 시간도 길어지게 되어 담배연기가 물에 충분히 스며들게 된다. 이어 수면위로 상승한 공기는 배출구를 통해 배출하게 된다.

또한, 담배연기를 구성하는 물질은 여러 종류가 있으므로 수조에 첨가되는 용매는 물과 함께 유기용매를 이용하여 추출할 수 있게 한다. 이러한 유기용매에는 물과의 밀도차가 있거나 물과 섞여 층을 이루지 않는 용매가 해당될 수 있다. 가령, 클로포포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 에테르, 테트라하이드로퓨란(THF), 메탄올, 에탄올 등이 해당될 수 있다.

이를 이용하여, 가령, 물에 알콜을 혼합하고 물위에 일정 두께의 기름층을 형성한다면 청정 효율을 더 높일 수 있을 것으로 판단한다. 이는 담배연기 중 수용성 물질 외에 지용성이나 알콜에 더 잘 용해되는 물질이 일부 있을 수 있음을 고려한 것이다.

또한, 회전팬(121, 122, 123)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 3개 이상 설치하되, 모두 같은 방향으로 회전하게 하여도 무방하며, 보다 세척력을 높이기 위해서 3개의 회전팬에 대하여 시계방향 - 반시계방향 - 시계방향 식으로 중간 팬을 반대방향으로 회전하게 할 수 있게 한다.

또한, 상기 회전팬(121, 122, 123)에서 날개부의 구조는, 상기 날개부를 형성하는 복수의 날개(블레이드)들은 상호 겹쳐지게 형성하여 공기방울이 수직방향(중력방향)으로 쉽게 상승할 수 없도록 할 필요가 있다.

또한, 물과 공기의 접촉시간을 늘리는 방법으로는 도 2에 도시된 바와 같이, 수조 내부에 비스듬하게 몇 겹의 판막이을 설치하는 것을 예로 들수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(200)를 나타낸 것으로 여러겹 판막이가 설치된 예를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 위와 같이 수조(210) 내부에 수직방향에서 지그 재그 방향으로 구분되는 몇 겹의 비스듬한 판막이(221, 222, 223, 224)을 형성한다. 이때, 몇 겹의 비스듬한 제1 내지 제4 판막이(221, 222, 223, 224)는 송풍팬(130)을 통해 수조(210)에 유입된 오염 공기의 수포가 수직으로 떠오르지 못하게 하고, 상기 제1 내지 제4 판막이(221, 222, 223, 224)의 경사를 따라 움직이게 된다. 이에 오염된 공기와 물의 접촉 시간이 늘어나게 되므로 공기 정화 효율은 개선된다.

다음으로 공기와 물의 마찰을 일으킴으로써 정화효율을 늘리는 방법으로는 2가지의 또 다른 실시예를 생각할 수 있는데. 첫째는, 수조의 하우징으로서 통 자체를 회전하여 수조 내부 물의 와류를 형성하는 방법이고, 둘째는 수조 내부에 팬을 설치하여 팬을 회전함으로써 물의 와류를 형성하는 방법이다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 물세탁 방식에 의한 흡연실 공기청정기(300)에서 통돌이 수조를 예시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 수조의 통(즉, 수조 하우징)을 회전시키는 방법이다. 즉, 구동모터를 통해 수조의 통을 회전시키면 수조 내부의 물도 회전하여 원심력이 발생하나 수조(310)의 유입공(311)을 통해 유입된 수포는 원심력의 영향을 받지 않고 수직으로 상승한다.

이 경우에 수포도 나선으로 떠올라 상승시간이 늘어날 것처럼 예상된다. 다만, 실제로 실험을 통해 확인해보면 수포는 물의 회전에 영향을 거의 받지 않고 수직으로 상승하는 경향이 있음을 확인할 수 있다. 이는 물의 원심력은 수평방향으로 작용하고 수포는 부력에 의해 수식으로 떠오르기 때문에 서로 직각을 이루어 영향을 주지 않아, 물의 회전이 수포의 상승에 거의 영향을 주지 않는다는 점은 물과 수포의 마찰력이 크지 않다는 것을 의미한다. 따라서, 도 3의 통돌이 수조에서는 수직 상승을 제어할 구분된 판막이가 필요할 수 있고, 도 2의 몇겹의 경사구조의 판막이 형태를 통해 수직 상승을 제어할 필요가 요구된다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 물세탁 방식의 흡연실 공기청정기(400)에서 수직팬 회전을 예시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 수조(410) 내부에 수직방향의 수직팬(420)을 설치하여 수직팬(420)을 회전시켜 물을 회전시키는 방법이다. 이 방법을 사용하면 수직팬(420)의 회전에 따라 유입공(411)을 통해 유입된 수포도 간섭을 받게 되어 수포가 수직으로 상승하지 못하고 어느 정도 나선을 형성하며 상승하게 된다. 이 때는 수포의 상승시간도 어느 정도 늘어나고 물과 수포 사이의 마찰도 어느 정도 발생하여 정화 효율은 어느 정도 개선된다.

그렇다면, 도 1의 제1 실시예에 따른 회전팬을 사용할 경우의 효과와, 도 2의 제2 실시예에 따른 비스듬한 판막이을 사용하는 회전팬을 이용하는 효과를 결합하는 방법이 세척효율을 높이는 가장 최적의 방법에 해당될 수 있다.

즉, 수조통을 회전하는 것이 아니고, 팬을 회전하되, 팬을 수직으로 설치하는 것이 아니라 비스듬한 상하각을 가지는 팬을 여러 겹으로 설치하면 공기 정화 효율이 더 배가될 것으로 판단된다.

이 방법을 사용하면 도 2의 효과처럼 수포의 상승이 현저히 지연되고 팬의 회전에 의해 물이 수포를 압박 세탁하게 하여 정화 효율을 현저히 높일 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100, 200, 300, 400: 흡연실 공기청정기
110, 210, 310, 410: 수조
121, 122, 123, 420: 회전팬
130: 송풍팬
140: 유입관
150: 모터
221, 222, 223, 224: 판막이
160: 배출구

Claims (7)

1. 흡연실에서 발생한 담배연기가 하부에 형성된 밑바닥에 설치된 유입공을 통해 유입되는 수조와.
   상기 흡연실과 상기 수조를 연결하는 유입관과,
   상기 담배연기를 상기 유입관을 통해 상기 수조로 보내는 송풍기와,
   상기 수조내에는 회전하여 상기 수조 내의 물과 상기 담배연기로 오염된 공기가 상기 유입공을 통해 나오면서 생기는 공기방울을 함께 소용돌이치게 하는 회전팬과,
   상기 회전팬을 구동시키는 제1 모터와,
   상기 회전팬을 통해 상기 수조의 수면위로 상승한 공기를 외부로 배출하는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전팬은 복수개 형성되고 상기 수조 내에서 중력방향으로 다단 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수조 내부에 수직 방향으로 소정 간격으로 구분되고 소정의 경사각을 갖는 복수개의 판막이를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전팬은 상기 복수개의 판막이마다 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,
   상기 회전팬은 각각의 회전팬이 시계방향, 반시계방향, 시계방향 식으로 중간 팬을 반대방향으로 회전하게 설정하는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
6. 제1항에 있어서,
   제2 모터를 더 구비하고,
   상기 제2 모터를 통해 상기 수조의 통을 회전시키는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수조의 내부에 수직방향의 수직팬을 설치하고,
   상기 수직팬을 회전시켜 상기 수조의 물을 회전시키는 제3 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡연실 공기청정기.

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