KR20240097425A - 정화 장치 - Google Patents

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KR20240097425A
KR20240097425A KR1020220179466A KR20220179466A KR20240097425A KR 20240097425 A KR20240097425 A KR 20240097425A KR 1020220179466 A KR1020220179466 A KR 1020220179466A KR 20220179466 A KR20220179466 A KR 20220179466A KR 20240097425 A KR20240097425 A KR 20240097425A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 정화 장치는, 일측이 개방된 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상부를 향해 개방된 배출구를 가지는 하우징; 상기 내부공간에 설치되어 상기 하우징의 일측을 통해 유입된 유체를 정화상태로 필터링 처리하며, 상기 내부공간을 상기 하우징의 일측에 인접한 미정화공간과 상기 미정화공간의 반대측에 위치하는 정화공간으로 구획하는 필터유닛; 상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 하우징의 개방된 일측을 폐쇄하며, 상기 유체가 이동가능한 복수의 관통홀들을 가지는 흡입판; 그리고 상기 정화공간 내에 설치되어 상기 필터유닛과 인접한 유입구 및 상기 배출구와 인접한 유출구를 가지며, 하나 이상의 정화소자가 내부에 설치되는 정화덕트를 포함한다.

Description

정화 장치{DEVICE FOR FILTERING}
본 발명은 정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정화된 유체가 분리된 유로를 따라 속도를 달리하여 이동할 수 있어 효율적인 정화가 가능한 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기는 공기에 포함되어 있는 오염물질을 정화처리하는 장치로서, 외부의 공기를 공기청정기 내부로 유입시킨 후 오염물질을 정화처리한 후 외부로 토출한다.
이를 위해, 공기청정기는 다수의 필터를 구비하며, 공기청정기의 필터는 사용시간이 경과함에 따라 정화능력이 떨어지므로, 주기적인 교체가 필요하다. 종래의 공기청정기는 운전시간에 의존하여 교체시기를 결정하였다. 즉, 운전시간을 카운트하고 누적된 운전시간이 미리 설정된 시간에 도달하면 필터의 교체시기를 표시하여 사용자가 필터를 교체할 수 있도록 안내하였다. 그러나, 공기청정기를 설치한 환경에 따라 필터의 교체시기가 달라질 수 있음에도 불구하고, 종래의 공기청정기는 일률적인 운전시간에 의존하여 필터를 교체하도록 안내하므로, 필터를 적절한 시기 보다 늦게 교체하거나 또는 빠르게 교체하는 한계가 있다.
이와 같은 문제점은 공기청정기에 국한되지 않으며, 정수기 역시 누적된 운전시간으로 측정하여 동일한 한계를 안고 있다.
이밖에, 유량/유속을 통해 차압을 계산하는 방식으로 필터의 교체시기를 판단할 수 있으나, 이 경우 센서를 통해 감지한 데이터를 이용하며, 센서의 특성에 따라 워밍업에 소요되는 시간이 상당하거나 센서의 오류 등으로 인해 또 다른 문제점을 낳고 있다.
또한, 미세먼지 등에 대한 필터링은 시간 당 공기 회전율이 중요하며, 2-3m/s의 고속팬(또는 고속블로어)을 설치하는 반면, 바이러스나 세균, VOCs/CO2와 같은 유해물질의 경우 전기/화학적 분해나 플라즈마/오존/자외선/광촉매/활성탄 등을 통해 정화하나, 이와 같은 정화는 반응에 일정 수준 이상의 시간이 요구됨에도 불구하고, 유체가 빠르게 유동함으로 인해 이와 같은 반응에 충분한 시간이 제공될 수 없는 한계가 있다.
한국공개특허공보 2017-0086253호(2017.07.26.)
본 발명의 목적은 정화처리 전 유체와 정화처리 후 유체의 상태를 확인할 수 있는 정화 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 정화된 유체가 분리된 유로를 따라 속도를 달리하여 이동할 수 있는 정화 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 정화 장치는, 일측이 개방된 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상부를 향해 개방된 배출구를 가지는 하우징; 상기 내부공간에 설치되어 상기 하우징의 일측을 통해 유입된 유체를 정화상태로 필터링 처리하며, 상기 내부공간을 상기 하우징의 일측에 인접한 미정화공간과 상기 미정화공간의 반대측에 위치하는 정화공간으로 구획하는 필터유닛; 상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 하우징의 개방된 일측을 폐쇄하며, 상기 유체가 이동가능한 복수의 관통홀들을 가지는 흡입판; 그리고 상기 정화공간 내에 설치되어 상기 필터유닛과 인접한 유입구 및 상기 배출구와 인접한 유출구를 가지며, 하나 이상의 정화소자가 내부에 설치되는 정화덕트를 포함한다.
상기 정화소자는 활성탄층일 수 있다.
상기 정화소자는 광촉매물질이며, 상기 정화 장치는 상기 정화소자에 자외선을 조사하는 램프를 더 포함할 수 있다.
상기 정화장치는, 상기 정화공간 내에 설치되어 측정공간이 내부에 형성되는 챔버; 상기 챔버 내에 설치되어 상기 유체가 가진 하나 이상의 특성값을 감지가능한 센서; 상기 챔버에 연결되어 상기 내부공간의 외부에 존재하는 미정화상태인 유체를 상기 챔버에 공급하는 제1 유입관; 상기 챔버에 연결되어 상기 정화공간 내부에 존재하는 정화상태인 유체를 상기 챔버에 공급하는 제2 유입관; 상기 센서에 연결되어, 미정화상태의 상기 유체와 정화상태인 상기 유체의 상기 특성값들을 서로 비교하여 상기 필터유닛의 성능을 평가가능한 제어기를 포함할 수 있다.
상기 제1 유입관은 상기 필터유닛을 관통하여 배치될 수 있다.
상기 정화장치는, 상기 정화덕트의 유출구 상에 설치되는 보조블로어를 더 포함할 수 있다.
상기 정화장치는, 상기 배출구 상에 설치되는 블로어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 정화처리 전 유체와 정화처리 후 유체가 측정챔버에 유입될 수 있으며, 측정챔버 내에 설치된 센서 등을 통해 유체의 상태를 확인할 수 있다.
또한, 정화처리 전 유체와 정화처리 후 유체의 상태를 비교함으로써 필터의 교체시기를 적절하게 판단할 수 있으므로, 사용환경의 변화에 따라 능동적으로 대처할 수 있다.
또한, 유량 센서를 통해 정화처리 후 유체의 유량을 확인함으로써 필터의 교체시기를 판단하는 데 참고할 수 있다.
또한, 정화된 유체가 분리된 유로를 따라 속도를 달리하여 이동할 수 있으므로, 전기/화학적 분해나 플라즈마/오존/자외선/광촉매/활성탄 등을 통한 정화에 요구되는 시간을 확보할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정화 장치를 개략적으로 나타내는 정면 단면도이다.
도 3 내지 6은 도 1 및 도 2에 도시한 정화 장치의 작동방식을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정화 장치를 개략적으로 나타내는 정면 단면도이다. 하우징(20)은 내부공간(22,24)을 가지는 대체로 직육면체 형상을 가지며, 후술하는 필터유닛(30), 측정챔버(51), 정화덕트(40)는 하우징의 내부공간(22,24)에 실장된다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(20)은 일측이 개방되며(도 1을 기준으로 좌측), 흡입판(10)이 하우징(20)의 일측에 설치되어 하우징(20)의 개방된 일측을 폐쇄한다.
또한, 흡입판(10)은 복수의 관통홀들(도시안함)을 가지며, 관통홀들은 내부공간(22,24)에 연통된다. 외부 공기는 관통홀들을 통해 내부공간(22,24)으로 유입될 수 있으며, 후술하는 필터유닛(30)을 통해 필터링 처리될 수 있다. 흡입판(10)은 프레임(12)을 통해 하우징(20)에 고정될 수 있다.
또한, 하우징(20)은 상부를 향해 개방된 배출구(21)를 가지며, 배출구(21)는 내부공간(22,24)과 연통되어 필터링 처리된 공기를 외부로 배출할 수 있다.
내부공간(22,24)은 필터유닛(30)을 통해 구획되며, 필터유닛(30)을 기준으로 흡입판(10)에 인접한 유입공간(24)과 흡입판(10)의 반대측에 위치하는 유출공간(22)을 가진다. 앞서 설명한 바와 같이, 관통홀들을 통해 유입공간(24)에 유입된 공기는 필터유닛(30)을 통해서 유출공간(22)으로 이동할 수 있으며, 유입공간(24)과 유출공간(22)은 필터유닛(30)을 통해 격리될 수 있다. 필터유닛(30)은 대체로 직사각형 형상을 가진다.
하우징(20)은 필터유닛(30)을 지지하는 단턱(25)을 가지며, 단턱(25)은 하우징(20)의 내벽면 상하 또는 좌우에 설치될 수 있다. 필터유닛(30)은 프리메시필터, 헤파필터를 구비하며, 유입공간(24)에서 유출공간(22)을 향하는 방향으로 차례로 중첩되어 하나의 유닛을 이룰 수 있다. 그러나, 필요에 따라, 이들 중 하나 이상은 다른 기능을 가진 필터로 대체될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 유입공간(24)에 유입된 공기는 필터유닛(30)을 통해서 유출공간으로 이동할 수 있으며, 프리메시필터-헤파필터를 차례로 통과하면서 필터링 처리될 수 있다.
블로어(28)는 배출구(21) 상에 설치되며, 블로어(28) 작동시 유입공간(24) 내의 공기는 블로어(28)로 인해 유출공간(22)으로 이동할 수 있다. 기체를 강제 송풍하는 경우, 가압되는 압력의 크기 순으로 팬, 블로어, 압축기로 구분되며, 필요한 압력에 따라, 블로어(28)는 팬 등으로 대체될 수 있다. 유출공간(22)으로 이동한 공기는 배출구(21)를 통해 하우징(20)의 외부로 배출된다.
정화덕트(40)는 유출공간(22) 내에 설치되어 기립배치되며, 덕트입구(42) 및 덕트출구(44)를 가진다. 블로어(28)로 인해 유출공간(22)으로 이동한 공기 중 일부는 덕트입구(42)를 통해 정화덕트(40)로 유입되며, 정화덕트(40)를 따라 이동한 후 덕트출구(44)를 통해 유출되어 배출구(21)를 통해 하우징(20)의 외부로 배출된다. 정화덕트(40)를 통해 배출구(21)로 이동하는 공기는 정화덕트(40)를 거치지 않고 배출구(21)로 이동하는 공기에 비해 유속이 느리며, 이와 같은 방법을 통해 전기/화학적 분해나 플라즈마/오존/자외선/광촉매/활성탄 등을 통한 정화에 요구되는 시간을 확보할 수 있다. 정화덕트(40)를 통해 배출구(21)로 이동하는 공기의 유속은 유출공간(22) 대비 정화덕트(40)의 단면적 비율이나 덕트입구(42)/덕트출구(44)의 직경을 통해 조절할 수 있으며, 후술하는 정화소자의 특성에 따라 달라질 수 있다.
정화덕트(40)의 내벽에는 활성탄층이 제공되거나 광촉매가 코팅되어 자외선에서 나오는 광에 의해 광촉매가 활성화되어, 정화덕트(40)의 내부를 흐르는 공기에 대한 살균과 탈취 효과를 제공할 수 있다. 정화덕트(40)는 자외선이 투과되는 재질일 수 있으며, 자외선램프(도시안함)가 정화덕트(40)의 일측에 설치되어 정화덕트(40)의 내부를 향해 자외선을 제공할 수 있다.
측정챔버(51)는 유출공간(22)에 설치되어 내부에 외부로부터 유입된 정화공기 또는 미정화공기가 채워지는 측정공간을 가지며, 제1 유입관(52)은 필터유닛(30) 및 흡입판(10)을 관통하여 측정챔버(51)에 연결되어 미정화공기를 측정챔버(51)에 공급하고, 제2 유입관(54)은 유출공간(22) 내의 공기를 측정챔버(51)에 공급한다. 측정챔버(51)는 필터링 처리 전 공기와 필터링 처리 후 공기의 상태를 측정하거나 확인하는 데 사용된다. 보조블로어(56)는 측정챔버(51)의 유출구에 설치되며, 제1 및 제2 유입관(52,54)을 통해 공기를 강제흡입하는 데 사용되며, 흡입된 공기는 보조블로어(56)에 의해 유출구 및 배출구(21)를 통해 배출될 수 있다.
도 3 내지 6은 도 1 및 도 2에 도시한 정화 장치의 작동방식을 나타내는 도면이다. 먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 블로어(28) 작동시 흡입판(10)을 통해 유입공간(24)으로 이동한 공기는 블로어(28)로 인해 유출공간(22)으로 이동할 수 있으며, 유출공간(22)으로 이동한 공기는 배출구(21)를 통해 하우징(20)의 외부로 배출된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 블로어(28)로 인해 유출공간(22)으로 이동한 공기 중 일부는 덕트입구(42)를 통해 정화덕트(40)로 유입되며, 정화덕트(40)를 따라 이동한 후 덕트출구(44)를 통해 유출되어 배출구(21)를 통해 하우징(20)의 외부로 배출된다. 이때, 정화덕트(40) 내에서 전기/화학적 분해나 플라즈마/오존/자외선/광촉매/활성탄 등을 통한 정화에 요구되는 시간을 확보할 수 있으며, 구체적으로, 활성탄층이나 광촉매에 의해 정화가 이루어질 수 있다.
또한, 측정챔버(51)는 내부에 형성된 측정공간을 가지며, 하나 이상의 센서들(도시안함)이 측정공간 내에 설치되어, 측정공간으로 유입된 공기의 상태를 측정하거나 확인할 수 있다. 센서는 먼지센서일 수 있으며, 측정챔버(51)의 측정공간으로 유입된 공기 중의 미세먼지량 등을 감지할 수 있다. 센서는 제어기(도시안함)으로 측정된 정보를 전달할 수 있다.
(1) 미정화공기의 상태 확인
미정화공기는 제1 유입관(52)을 통해 측정챔버(51)의 측정공간으로 이동한 후 유출구를 통해 배출구(21)로 배출된다. 미정화공기는 측정챔버(51)의 측정공간을 통과하는 과정에서 센서를 통해 상태가 확인되며, 센서는 미세먼지량 등을 측정할 수 있다. 이때, 별도의 밸브(도시안함)를 통해 제2 유입관(54)을 통해 측정챔버(51)로 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
(2) 정화공기의 상태 확인
앞서 설명한 방식을 통해 미정화공기의 상태가 확인되면, 정화공기는 제2 유입관(54)을 통해 측정챔버(30)의 측정공간으로 이동한 후 유출구를 통해 배출구(21)로 배출된다. 정화공기는 측정챔버(51)의 측정공간을 통과하는 과정에서 센서를 통해 상태가 확인되며, 센서는 미세먼지량 등을 측정할 수 있다. 이때, 별도의 밸브(도시안함)를 통해 제1 유입관(52)을 통해 측정챔버(51)로 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 제어기는 센서를 통해 측정된 미정화공기 및 정화공기의 데이터(예를 들어, 미세먼지량이나 유해가스 농도 등)를 수신할 수 있으며, 이를 토대로 필터유닛(30)의 성능을 평가할 수 있다. 즉, 필터유닛(30)을 통해 공기의 상태가 얼마나 개선되었는지(구체적으로는, 미세먼지량이 얼마나 저감되었는지 또는 유해가스 농도가 얼마나 저감되었는지) 확인함으로써, 필터유닛(30)의 정화능력이 저하된 정도 등을 평가하여 표시하거나 평가된 성능을 토대로 교체시기를 안내할 수 있다. 사용자는 필터유닛(30)의 성능평가결과를 토대로 하나 또는 둘 이상의 필터를 교체할 수 있다.
구체적으로, 제1 유입관(52)을 통해 유입된 공기의 미세먼지 농도와 제2 유입관(54)을 통해 유입된 공기의 미세먼지 농도를 통해 미세먼지 제거효율을 확인할 수 있으며, 이를 통해 필터유닛(30)의 성능을 평가하고 교체시기를 판단할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 사용자는 측정챔버(51)를 통해 정화공기와 미정화공기의 상태를 확인할 수 있으며, 양자를 비교함으로써 필터의 교체시기를 적절하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 사용환경의 변화에 따라 능동적으로 대처할 수 있다. 또한, 정화공기의 유량을 모니터링함으로써 필터의 교체시기를 판단하는 데 참고할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.

Claims (7)

  1. 일측이 개방된 내부공간 및 상기 내부공간과 연통되어 상부를 향해 개방된 배출구를 가지는 하우징;
    상기 내부공간에 설치되어 상기 하우징의 일측을 통해 유입된 유체를 정화상태로 필터링 처리하며, 상기 내부공간을 상기 하우징의 일측에 인접한 미정화공간과 상기 미정화공간의 반대측에 위치하는 정화공간으로 구획하는 필터유닛;
    상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 하우징의 개방된 일측을 폐쇄하며, 상기 유체가 이동가능한 복수의 관통홀들을 가지는 흡입판;
    상기 정화공간 내에 설치되어 상기 필터유닛과 인접한 유입구 및 상기 배출구와 인접한 유출구를 가지며, 하나 이상의 정화소자가 내부에 설치되는 정화덕트를 포함하는, 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 정화소자는 활성탄층인, 정화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정화소자는 광촉매물질이며,
    상기 정화 장치는 상기 정화소자에 자외선을 조사하는 램프를 더 포함하는, 정화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정화장치는,
    상기 정화공간 내에 설치되어 측정공간이 내부에 형성되는 챔버;
    상기 챔버 내에 설치되어 상기 유체가 가진 하나 이상의 특성값을 감지가능한 센서;
    상기 챔버에 연결되어 상기 내부공간의 외부에 존재하는 미정화상태인 유체를 상기 챔버에 공급하는 제1 유입관;
    상기 챔버에 연결되어 상기 정화공간 내부에 존재하는 정화상태인 유체를 상기 챔버에 공급하는 제2 유입관;
    상기 센서에 연결되어, 미정화상태의 상기 유체와 정화상태인 상기 유체의 상기 특성값들을 서로 비교하여 상기 필터유닛의 성능을 평가가능한 제어기를 포함하는, 정화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유입관은 상기 필터유닛을 관통하여 배치되는, 정화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정화장치는, 상기 정화덕트의 유출구 상에 설치되는 보조블로어를 더 포함하는, 정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정화장치는, 상기 배출구 상에 설치되는 블로어를 더 포함하는, 정화 장치.
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