WO2022059833A1 - 물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치 - Google Patents

물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치 Download PDF

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WO2022059833A1
WO2022059833A1 PCT/KR2020/013844 KR2020013844W WO2022059833A1 WO 2022059833 A1 WO2022059833 A1 WO 2022059833A1 KR 2020013844 W KR2020013844 W KR 2020013844W WO 2022059833 A1 WO2022059833 A1 WO 2022059833A1
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water
filter
filter plate
housing
gas
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Application number
PCT/KR2020/013844
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English (en)
French (fr)
Inventor
권용진
임성환
Original Assignee
권용진
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/02—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent by passing the gas or air or vapour over or through a liquid bath
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact

Definitions

  • the present invention relates to a water filter, and more particularly, to a water filter capable of filtering polluted gas such as air or gas using water, and a water filter device including the same.
  • an air purifier that purifies polluted air and replaces it with fresh air uses various types of filters.
  • Most air purifiers adopt a method of purifying air by passing air containing contaminants through a purification filter to remove contaminants from the air.
  • Purification filters used in air purifiers have a problem in that their performance deteriorates when used for a long time because contaminants are attached in the process of purifying air. Therefore, in order to maintain good purification performance of the air purifier, periodic replacement of the purification filter is required.
  • adsorption type filter such as a large air purification facility, a dust collector, a portable water filter device, and a mask, have a problem in that the filter needs to be replaced periodically.
  • the present invention has been devised in view of the above points, to provide a water filter capable of effectively filtering gas such as air or gas using water readily available anywhere, and a water filter device including the same aim to
  • a water filter according to the present invention for solving the above object is a water filter that is installed in a housing having a filtration chamber in which water is accommodated and a water layer is formed to filter gas flowing into the water layer, and the edge is A filter having a filter plate body that is in contact with the inner surface of the housing to partition the filtration chamber, and a plurality of filter plate holes formed in the filter plate body to penetrate the filter plate body in a thickness direction so that gas can pass therethrough. plate; wherein the water supplied to the filtration chamber is condensed on the filter plate hole to form a water filtration membrane, and the gas passing through the filter plate hole is filtered by the water filtration membrane.
  • a plurality of the filter plates may be sequentially disposed on the water layer.
  • the size of the filter plate hole of the filter plate disposed relatively upstream based on the gas flow direction may be smaller than the filter plate hole size of the filter plate disposed relatively downstream.
  • the water filter according to the present invention may include a support coupled to the plurality of filter plates in order to support the plurality of filter plates to be vertically spaced apart from each other in parallel on the water layer.
  • the support includes a connecting bar passing through the plurality of filter plates, and a spacer coupled to an end of the connecting bar and having a passage capable of being submerged in the water layer, the end of the spacer being on the inner bottom of the housing. can be located
  • the spacer may be sized to support the filter plate disposed at the lowermost portion among the plurality of filter plates.
  • the filter plate body may be provided with a hollow filter plate sleeve protruding from the filter plate body so as to surround the support.
  • a water storage groove capable of accommodating water may be provided on an upper surface of the filter plate body to be connected to the plurality of filter plate holes.
  • At least a portion of the filter plate hole may be formed in a shape in which a width decreases from an upper portion to a lower portion.
  • the filter plate body may include a protruding extension protruding downwardly from the circumference of the filter plate hole, and the filter plate hole may extend from the filter plate body to the protruding extension.
  • the filter plate body may include a horizontal portion disposed parallel to the surface of the water layer, and an inclined portion extending obliquely upward from an edge of the horizontal portion to be in contact with the inner surface of the housing.
  • the water filter according to the present invention includes a cover plate body installed in the filtration chamber so that an edge is in contact with the inner surface of the howe to partition the filtration chamber, and the cover plate body on the cover plate body to allow gas to pass therethrough and a cover plate having a cover plate hole formed to pass through in the thickness direction and coupled to the support to be disposed on the filter plate, wherein the minimum distance from the cover plate hole to the inner surface of the housing is the plurality of filters It may be greater than the minimum distance from the filter plate hole disposed at the outermost of the plate holes to the inner surface of the housing.
  • the filter plate is provided in plurality, and the water filter device according to the present invention includes a support coupled to the plurality of filter plates to support the plurality of filter plates to be spaced apart from each other in the vertical direction in parallel to each other on the water layer. can do.
  • the suction port is formed to pass through the inner bottom of the housing, the support includes a connecting bar penetrating the plurality of filter plates, a passage that can be submerged in the water layer, and is coupled to an end of the connecting bar, the and a spacer, the end of which is positioned on the inner bottom of the housing so as to be placed on the inlet, and the gas passing through the inlet can be introduced into the water layer through the passage.
  • a connection passage for guiding the gas flowing into the suction port to the water layer may be provided inside the support.
  • the support includes a hollow spacer having a connecting bar provided therein, a connecting bar having the connecting channel therein, coupled to an end of the connecting bar, and having a channel connected to the connecting channel so as to be submerged in the water layer, The end may be located on the inner bottom of the housing.
  • the water filter device may include a gas supply device for forcibly introducing a gas into the water layer through the suction port.
  • the water filter according to the present invention can be used semi-permanently without deterioration of the purification function only by replacing the water, and the maintenance cost is low because a separate filter replacement cost is not generated.
  • the water filter according to the present invention is easy to disassemble and assemble, easy to separate and wash, and convenient to use.
  • the water filter according to the present invention is provided with a plurality of filter plate holes through which gas can pass through the filter plate, so that it is possible to finely decompose the gas mass flowing in the filtration chamber. Therefore, it is possible to increase the surface area of the gas in contact with water in the filtration chamber, thereby increasing the filtration efficiency of the gas.
  • the water filter device may first filter the gas by introducing the gas into the water layer provided inside the housing. And by passing the primary filtered gas through the filter plate hole of the filter plate disposed on the water layer, the water contained in the primary filtered gas is condensed and the gas can be secondary filtered using a water filtration membrane formed on the filter plate. there is. Therefore, it is possible to effectively filter the gas using water without using a separate filter.
  • the humidification function can be performed by discharging the gas containing moisture.
  • FIG. 1 schematically shows a water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a partial configuration of a water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 and 4 are perspective views illustrating a water filter of a water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view illustrating a water filter of a water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 6 is for explaining the operation of the water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a water filter device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a water filter of the water filter device shown in FIG. 10 .
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a water filter device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a water filter of the water filter device shown in FIG. 12 .
  • FIG. 14 is for explaining the operation of the cover plate provided in the water filter device shown in FIG. 12 .
  • FIG. 1 schematically shows a water filter device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing a partial configuration of a water filter device according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 3 and 4 are 5 is an exploded perspective view showing a water filter of a water filter device according to an embodiment of the present invention.
  • the water filter device 100 includes a housing 110 , a blowing fan 130 for exhausting gas from the inside of the housing 110 to the outside, and a gas for the housing. Controlling the overall operation of the gas supply device 135 for sucking into the interior of the 110 , the water filter 150 installed inside the housing 110 to filter the gas, and the water filter device 100 . and a control module 175 for The water filter device 100 may accommodate water in the housing 110 , introduce a gas such as air or gas into the housing 110 , filter it using water, and then discharge it.
  • a gas such as air or gas
  • the housing 110 includes a housing base 111 and a housing cover 113 coupled to the housing base 111 .
  • a filtration chamber 115 through which gas is introduced and filtered is provided in the housing base 111 .
  • a certain amount of water is accommodated in the filtration chamber 115 to provide a water layer Lw.
  • the upper part of the housing base 111 is opened, and the open upper part of the housing base 111 is sealed by the housing cover 113 .
  • the housing base 111 is provided with an inlet 116 for introducing gas and a drain 118 for discharging water.
  • the suction port 116 is formed to penetrate the lower bottom of the housing cover 113 .
  • the gas supplied from the gas supply device 135 may be introduced into the water layer Lw through the suction port 116 .
  • the gas supply device 135 is connected to the housing 110 to supply gas into the water layer Lw through the suction port 116 .
  • the gas supply device 135 may include a blower 136 , an injection tank 137 , and an injection valve 138 .
  • the blower 136 may introduce a gas into the injection tank 137 to be compressed in the injection tank 137 .
  • the injection valve 138 is disposed between the injection tank 137 and the inlet 116 to regulate the flow of gas through the inlet 116 . When the flow path inside the injection valve 138 is opened, the compressed gas inside the injection tank 137 may be introduced into the filtration chamber 115 through the suction port 116 .
  • the gas supply device 135 may be changed to various other structures capable of supplying gas to the filtration chamber 115 .
  • the drain hole 118 is provided at the bottom of the housing base 111 to drain the water accommodated in the housing 110 .
  • the water may be drained through the drain hole 118 .
  • a drain valve 125 is installed in the drain port 118 .
  • the drain valve 125 may control the drainage of water through the drain 118 .
  • the drain valve 125 may be controlled by the control module 175 to automatically operate according to the turbidity or pollution level of the water.
  • a sensor capable of detecting turbidity or contamination level of water may be installed in the housing 110 .
  • the drain valve 125 may have a structure that is manually operated by a user.
  • the housing cover 113 may be coupled to the upper side of the housing base 111 to seal the open upper portion of the housing base 111 .
  • the housing cover 113 may be detachably coupled to the housing base 111 .
  • the housing cover 113 is provided with an outlet 119 for discharging the gas filtered in the filtration chamber 115 and a water supply port 121 for supplying water to the filtration chamber 115 .
  • water may be supplied through the water supply port 121 .
  • a water supply device 140 for supplying water is connected to the water supply port 121 .
  • the water supply device 140 may be controlled by the control module 175 to automatically operate according to the amount of water accommodated in the housing 110 .
  • a sensor for detecting the amount of water may be installed in the housing 110 .
  • the water supply device 140 may have a structure that operates according to a user operation.
  • the blowing fan 130 is installed in the housing 110 to discharge the gas filtered in the filtration chamber 115 to the outside.
  • the blowing fan 130 is disposed adjacent to the outlet 119 to forcibly discharge the gas of the filtration chamber 115 to the outside of the housing 110 through the outlet 119 .
  • the gas filtered by the action of the blowing fan 130 may be rapidly discharged to the periphery of the housing 110 through the outlet 119 .
  • the installation position or the number of installation of the blowing fan 130 is not limited to the illustrated one, and may be variously changed.
  • the water filter 150 is installed in the filtration chamber 115 to filter the gas flowing into the filtration chamber 115 .
  • the water filter 150 includes a plurality of filter plates 151 and a support 159 supporting the plurality of filter plates 151 .
  • the filter plate 151 includes a filter plate body 152 having an edge in contact with the inner surface of the housing 110 to partition the filtration chamber 115 .
  • the filter plate body 152 is provided with a plurality of filter plate holes 153 penetrating the filter plate body 152 in the thickness direction so that gas can pass therethrough.
  • the plurality of filter plate holes 153 may finely decompose the gas mass flowing in the filtration chamber 115 . That is, the gas mass flowing in the filtration chamber 115 reaches the lower surface of the filter plate body 152 , and is then decomposed into a size corresponding to the filter plate hole 153 and passes through the filter plate hole 153 .
  • a water storage groove 154 capable of accommodating water is provided on the upper surface of the filter plate body 152 to be connected to the plurality of filter plate holes 153 .
  • the water supplied to the filtration chamber 115 is condensed in the filter plate hole 153 to form a water filtration membrane Mw (refer to FIG. 6 ). That is, while the gas in the filtration chamber 115 passes through the filter plate hole 153 , moisture contained in the gas is attached to the filter plate body 152 and condensed.
  • the condensed moisture fills the filter plate hole 153 and collects in the water storage groove 154 to form a water filtration membrane Mw capable of filtering gas.
  • a hollow filter plate sleeve 156 is provided in the center of the filter plate body 152 to protrude from the filter plate body 152 .
  • a through hole 157 through which the support 159 can pass is provided inside the filter plate sleeve 156 .
  • the through hole 157 extends from the upper end of the filter plate sleeve 156 to the lower surface of the filter plate body 152 .
  • the plurality of filter plates 151 are sequentially coupled to the support 159 so as to be arranged coaxially in the vertical direction.
  • the filter plate 151 positioned on the upper side is supported by the filter plate sleeve 156 of the filter plate 151 with the filter plate body 152 positioned on the lower side. Accordingly, the plurality of filter plates 151 may be supported by the support 159 such that each filter plate body 152 is spaced apart from each other at regular intervals in the vertical direction.
  • the size and number of filter plate holes 153 provided in each of the plurality of filter plates 151 may be different. Specifically, the size of the filter plate hole 153 of the filter plate 151 disposed relatively upstream based on the gas flow direction is smaller than the filter plate hole 153 of the filter plate 151 disposed relatively downstream. . In addition, a larger number of the filter plate holes 153 having a relatively small size than the relatively large filter plate holes 153 are formed in the filter plate body 152 . Since the gas passing through the water layer Lw in the filtration chamber 115 flows from the bottom to the top, the filter plate holes 153 provided in the filter plate 151 disposed at the bottom are the smallest and have the largest number. On the other hand, the filter plate holes 153 provided in the uppermost filter plate 151 have the largest and smallest number.
  • the number of filter plate holes 153 should be increased. Since the area of the filter plate body 152 is limited to a size that can be inserted into the housing 110 , the number of filter plate holes 153 can be increased by reducing the size of the filter plate hole 153 . Reducing the size of the filter plate holes 153 may increase the number, but may adversely affect the gas flow.
  • a filter plate 151 having a relatively small filter plate hole 153 in the filtration chamber 115 is disposed relatively upstream, and a filter plate 151 having a relatively large filter plate hole 153 . , it is possible to maintain good flow of gas while maintaining high filtration efficiency for gas.
  • the number of filter plates 151 or the size and number of filter plate holes 153 may be variously changed. As shown, when six filter plates 151 are provided, a relatively small filter plate hole 153 is provided in the three filter plates 151 disposed relatively upstream, and relatively downstream A relatively large filter plate hole 153 may be provided in the three filter plates 151 to be disposed. As another example, the filter plate hole 153 of each of the six filter plates 151 is different in size, but the filter plate 151 is arranged so that the size of the filter plate hole 153 gradually increases from the upstream to the downstream direction. You may. In addition, three or more types of filter plates 151 having different sizes of the filter plate holes 153 are provided, but one or two or more filter plates 151 having the same size filter plate holes 153 may be arranged. may be
  • the supporter 159 supports the plurality of filter plates 151 to be spaced apart from each other in the vertical direction in parallel to each other on the water layer Lw.
  • the support 159 includes a connecting bar 160 passing through the filter plate 151 and a spacer 163 coupled to an end of the connecting bar 160 .
  • the connecting bar 160 is inserted into the through hole 157 of the filter plate 151 to be coupled to the filter plate 151 .
  • the connecting bar 160 may be coupled to the filter plate 151 so that there is no gap between the connection bar and the filter plate 151 through which gas can pass.
  • the spacer 163 is coupled to the lower end of the connection bar 160 .
  • the spacer 163 is sized to support the filter plate 151 disposed at the lowermost portion. That is, the width of the spacer 163 is greater than the width of the connecting bar 160 , and the spacer 163 is to be coupled with the connecting bar 160 in such a way that the lower end of the connecting bar 160 is inserted into the spacer 163 .
  • a passage 165 capable of being submerged in the water layer Lw is provided in the spacer 163 . The gas sucked into the suction port 116 may pass through the passage 165 and may be introduced into the water layer Lw.
  • the water filter 150 is installed in the filtration chamber 115 so that the spacer 163 is positioned above the inlet 116 .
  • the support 159 may support the plurality of filter plates 151 to be spaced apart from the bottom of the housing 110 by a predetermined distance.
  • the plurality of filter plates 151 may be supported on the support 159 in a sequentially stacked state.
  • the water filter 150 may be installed with a plurality of filter plates 151 connected to the support 159 or may be separated from the housing 110 .
  • the filter plate 151 located at the top is fixed by the fixing ring (167).
  • the fixing ring 167 is coupled to the support 159 to support the filter plate 151 so that the uppermost filter plate 151 does not deviate from the support 159 .
  • the plurality of filter plates 151 may be fixedly fixed between the spacer 163 and the fixing ring 167 . In this way, since the plurality of filter plates 151 can maintain a stable coupling state with the support 159 , it is easy to install the water filter 150 inside the housing 110 or to separate it from the inside of the housing 110 . can
  • the filter plate 151 can be easily separated from the support 159 . Accordingly, the user can remove the filter plate 151 from the support 159 and wash it, and then attach it to the support 159 again.
  • the control module 175 controls the overall operation of the water filter device 100 , such as controlling the drain valve 125 , the blowing fan 130 , the gas supply device 135 , and the water supply device 140 .
  • control module 175 may receive detection information from the pollution level measurement sensor 170 to check the pollution level of the gas filtered in the filtration chamber 115 .
  • the operation of the gas supply device 135 and the blowing fan 130 may be controlled according to the degree of contamination of the gas.
  • control module 175 may control the gas supply device 135 and the blowing fan 130 to automatically operate the water filter device 100 when the pollution level of the gas is equal to or greater than a preset reference pollution level.
  • the control module 175 may classify the contamination level of the gas into a plurality of stages according to the detection information of the contamination level measurement sensor 170 and determine it. For example, the control module 175 may classify the pollution level of the gas into three levels of good, normal, and bad according to the information received from the pollution level measurement sensor 170 , and may determine it. In addition, the control module 175 may control the water filter device 100 so that the water filter device 100 operates in various modes according to the degree of contamination of the gas.
  • the water filter apparatus 100 may be operated in a manual mode operated by a user and an automatic mode operated automatically according to detection information of the pollution level measuring sensor 170 .
  • the water filter device 100 may be operated in a dry mode.
  • the control module 175 may control the blowing fan 130 to drive the blowing fan 130 in the reverse direction without driving the gas supply device 135 .
  • the reverse direction refers to a direction in which gas is rotated from the outlet 119 to the inner direction of the housing 110 .
  • the control module 175 may automatically control the blower fan 130 so that the water filter device 100 operates in the drying mode for a predetermined time when the operation for gas purification is finished even if the drying mode is not selected by the user. .
  • the drain valve 125 may operate to drain the water contained in the housing 110 to the outside. And, by operating the blowing fan 130 to dry the inside of the filtration chamber 115 , it is possible to reduce the growth of bacteria due to moisture inside the housing 110 .
  • control module 175 may control the communication module 180 to perform a communication function. That is, the control module 175 may communicate with the user's portable terminal or an external management server through the communication module 180 . Status information of the water filter device 100 or operation mode information may be transmitted to the outside through the communication module 180 . In addition, an external control signal or information may be provided to the water filter device 100 through the communication module 180 . If communication is possible between the water filter device 100 and the user's portable terminal through the communication module 180, the user installs a necessary app on the portable terminal, checks the state of the water filter device 100, or 100) can be remotely controlled.
  • the water filter device 100 As shown in FIG. 6 , the water filter device 100 according to an embodiment of the present invention is operated in a state in which a predetermined amount of water is supplied to the filtration chamber 115 and a water layer Lw is formed, thereby using water to convert gas. can be filtered.
  • the gas supply device 135 and the blowing fan 130 operate, the gas flows into the water layer Lw through the suction port 116 .
  • the gas is first filtered while passing through the water layer Lw, and then passes through the plurality of filter plates 151 sequentially arranged in the filtration chamber 115 in turn.
  • the gas mass reaching the lower surface of the filter plate body 152 is decomposed into a size corresponding to the filter plate hole 153 and passes through the filter plate hole 153 .
  • the primary filtered gas passes through the filter plate hole 153 of the filter plate 151 , moisture contained in the gas is attached to the filter plate 151 and condensed.
  • the condensed moisture fills the filter plate hole 153 and collects in the water storage groove 154 to form a water filtration membrane Mw. Therefore, the primary filtered gas is secondary filtered while passing through the water filtration membranes Mw respectively formed on the plurality of filter plates 151 .
  • the gas filtered in the filtration chamber 115 is discharged through the outlet 119 .
  • the gas may be introduced into the water layer Lw provided in the housing 110 to first filter the gas. And by passing the primary filtered gas through the filter plate hole 153 of the filter plate 151 disposed on the water layer Lw, moisture contained in the primary filtered gas is condensed and formed in the filter plate 151 Secondary filtration may be performed with a water filtration membrane (Mw). Therefore, it is possible to effectively purify the gas using water without using a separate filter.
  • the humidification function can be performed by discharging the gas containing moisture.
  • a plurality of filter plate holes 153 through which gas can pass are provided in the filter plate 151 , so that the gas mass flowing in the filtration chamber 115 is removed. It can be broken down finely. Therefore, it is possible to increase the surface area of the gas in contact with water in the filtration chamber 115, thereby increasing the filtration efficiency of the gas.
  • the water filter device 100 may supply water to the filtration chamber 115 by operating the water supply device 140 during the gas filtration process.
  • the drain valve 125 may operate to drain the water from the filtration chamber 115 .
  • FIGS. 7 to 9 show various modified examples of the water filter.
  • the water filter 210 shown in FIG. 7 includes a plurality of filter plates 211 and a support 159 supporting the plurality of filter plates 211 .
  • the support 159 includes a connecting bar 160 coupled to the filter plate 211 through the filter plate 211 and a spacer 163 coupled to the lower end of the connecting bar 160 , and its specific structure is the same as described above.
  • the filter plate 211 includes a filter plate body 212 having an edge in contact with the inner surface of the housing 110 to partition the filtration chamber 115 .
  • the filter plate body 212 has a plurality of filter plate holes 153 penetrating the filter plate body 212 in the thickness direction, and a filter plate sleeve protruding from the filter plate body 212 to surround the support 159 ( 156) is provided.
  • the filter plate hole 153 and the filter plate sleeve 156 are the same as described above.
  • the filter plate body 212 includes a horizontal portion 213 disposed in parallel with the surface of the water layer Lw, and an inclined portion 214 extending obliquely upward from the edge of the horizontal portion 213 .
  • the edge of the inclined portion 214 may be in contact with the inner surface of the housing 110 .
  • the filter plate hole 153 may not be formed in the inclined portion 214 and the filter plate hole 153 may be formed only in the horizontal portion 213 .
  • the water filter 210 may form a water filtration membrane Mw in which water condensed on the inclined portion 214 flows down to the upper surface of the horizontal portion 213 to fill the plurality of filter plate holes 153 . Accordingly, the water filtration membrane Mw may be stably formed on the filter plate 211 .
  • the water filter 210 according to the present embodiment may be deformed in such a way that the filter plate hole 153 is also provided on the inclined portion 214 .
  • the filter plate 220 shown in FIG. 8 is disposed at the center of the filter plate body 221 so that the edge of the filter plate body 221 can be in contact with the inner surface of the housing 110 and the support 159 can be inserted. and a hollow filter plate sleeve (156).
  • the filter plate sleeve 156 is the same as described above.
  • the filter plate body 221 is provided with a plurality of filter plate holes 222 penetrating the filter plate body 221 in the thickness direction to allow air to pass therethrough.
  • the filter plate body 221 is provided with a plurality of protruding extensions 223 protruding downward from the circumference of the filter plate hole 222 .
  • the filter plate hole 222 extends from the filter plate body 221 to the protruding extension 223 , and at least a portion of the hole 222 has a shape in which the width decreases from the top to the bottom.
  • the filter plate hole 222 has a shape that decreases in width from the top to the bottom, it is possible to reduce the problem that water filling the filter plate hole 222 falls from the filter plate hole 222 under its own weight, and as a result, more A thick water filtration membrane Mw may be formed.
  • the filter plate 220 may increase the thickness of the water filtration membrane Mw formed while water is condensed, the filtration efficiency of the air passing through the filter plate 220 may be increased.
  • the filter plate hole 231 may be radially disposed from the center of the filter plate 230 .
  • the filter plate 240 shown in FIG. 9B also has a filter plate hole 241 radially arranged from the center of the filter plate 240 .
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a water filter device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing the water filter of the water filter device shown in FIG. 10 .
  • the water filter device 300 shown in FIG. 10 includes a housing 310 , a water filter 350 installed inside the housing 310 to filter air, and sucking outside air into the housing 310 .
  • the blowing fan 330 for exhausting air from the inside of the housing 310 to the outside, and the water filter device 300 .
  • It includes a control module (not shown) for The water filter device 300 has a small air purifier structure.
  • the housing 310 includes a housing base 311 and a housing cover 313 coupled to the housing base 311 . Inside the housing 310, a filtration chamber 315 through which air is filtered, a suction chamber 320 through which external air is introduced, and an installation chamber 322 in which a gas supply device 340 and a blower fan 330 are installed. ) is provided.
  • a filtration chamber 315 is provided inside the housing base 311 .
  • a certain amount of water is accommodated in the filtration chamber 315 to form a water layer Lw.
  • the upper part of the housing base 311 is opened, and the open upper part of the housing base 311 is sealed by the housing cover 313 .
  • the housing cover 313 may be detachably coupled to the housing base 311 .
  • An outlet 318 through which air filtered inside the housing 310 is discharged is provided at the upper end of the housing cover 313 .
  • a suction chamber 320 and an installation chamber 322 are provided inside the housing cover 313 . The suction chamber 320 and the installation chamber 322 are not directly connected.
  • the suction chamber 320 is connected to the suction port 316 formed between the housing base 311 and the housing cover 313 . External air may be introduced into the suction chamber 320 through the suction port 316 .
  • the installation chamber 322 is disposed on the upper side of the suction chamber 320 and is connected to the outlet 318 .
  • the installation chamber 322 is connected to the filtration chamber 315 through the exhaust guide passage 324 provided in the housing cover 313 . After the air filtered in the filtration chamber 315 flows into the installation chamber 322 through the exhaust guide passage 324 , it may be discharged from the installation chamber 322 to the outlet 318 .
  • a germicidal lamp 325 for irradiating light to the filtration chamber 315 is installed on one side of the housing cover 313 .
  • the sterilization lamp 325 various types that can generate light having a sterilization function, such as ultraviolet rays, may be used.
  • the air in the filtering chamber 315 may be sterilized by the sterilization lamp 325 irradiating light to the filtering chamber 315 .
  • the water filter 350 installed in the filtration chamber 315 and the water accommodated in the filtration chamber 315 may be sterilized by the sterilization lamp 325 .
  • the water filter 350 is installed in the filtration chamber 315 to filter the air flowing into the filtration chamber 315 .
  • the water filter 350 includes a plurality of filter plates 151 and a support 351 supporting the plurality of filter plates 151 .
  • the filter plate 151 is as shown in FIGS. 3 to 5 .
  • the support 351 may guide the air of the suction chamber 320 to the water layer Lw of the filtration chamber 315 while supporting the plurality of filter plates 151 .
  • the support 351 includes a connecting bar 352 passing through the filter plate 151 and a hollow spacer 355 coupled to an end of the connecting bar 352 .
  • the connecting bar 352 is inserted into the filter plate sleeve 156 to be coupled to the filter plate 151 .
  • a connection passage 353 through which air can pass is provided inside the connection bar 352 .
  • the connection bar 352 is coupled to the housing cover 313 such that the connection passage 353 is connected to the suction chamber 320 .
  • the spacer 355 is coupled to the lower end of the connecting bar 352 .
  • the spacer 355 is sized to support the filter plate 151 disposed at the lowermost portion.
  • the spacer 355 may be coupled to the connecting bar 352 in such a way that the lower end of the connecting bar 352 is inserted into the spacer 355 .
  • a plurality of passages 356 connected to the connection passage 353 are formed in the spacer 355 to open to the outside. Air flowing along the connection passage 353 may pass through the inside of the spacer 355 and be discharged to the outside through the passage 356 .
  • the water filter 350 is installed in the filtration chamber 315 so that the end of the spacer 355 is located on the inner bottom of the housing 310 .
  • the passage 356 of the spacer 355 is submerged in the water layer Lw provided in the filtration chamber 315 . Accordingly, air flowing along the connection passage 353 of the support 351 may be introduced into the water layer Lw through the passage 356 .
  • the water filter 350 is connected to the support 351 in a state in which a plurality of filter plates 151 are sequentially stacked because the filter plate 151 located at the lowermost portion is supported by the spacer 355 . Accordingly, the water filter 350 may be installed in a state in which the plurality of filter plates 151 are connected to the support 351 or may be separated from the housing 310 . And the uppermost filter plate 151 is fixed by the fixing ring (358). The fixing ring 358 is coupled to the support 351 to support the filter plate 151 so that the uppermost filter plate 151 does not deviate from the support 351 . Accordingly, the plurality of filter plates 151 may be fixedly fixed between the spacer 355 and the fixing ring 358 .
  • the water filter 350 is installed in the filtration chamber 315 so that the upper end of the support 351 is coupled to the housing cover 313 and the lower end of the support 351 is submerged in the water layer Lw provided in the filtration chamber 315 . By doing so, it is possible to filter the air flowing along the connection passage 353 of the support 351 . Specifically, the air supplied through the support 351 is primary filtered while passing through the water layer Lw, and the primary filtered air passes through the plurality of filter plates 151 in turn.
  • the primary filtered air Since moisture contained in the primary filtered air is condensed on the filter plate 151 to form a water filtration membrane Mw, the primary filtered air passes through the water filtration membrane Mw formed in each filter plate 151 while After secondary filtration, it exits the filtration chamber 315 .
  • the blowing fan 330 forcibly blows the air flowing into the installation chamber 322 toward the outlet 318 . Air filtered by the action of the blowing fan 330 may be rapidly discharged around the housing 310 through the outlet 318 .
  • the gas supply device 340 includes an air pump 341 installed in the installation chamber 322 .
  • the air pump 341 generates a flow of air inside the housing 310 .
  • the air pump 341 includes an inlet 342 for sucking air and an outlet 343 for discharging air.
  • the inlet 342 is disposed to be exposed into the suction chamber 320 in order to suck the air of the suction chamber 320 .
  • the discharge part 343 is disposed to be connected to the connection flow path 353 in order to discharge to the connection flow path 353 of the support 351 .
  • the air pump 341 sucks air from the suction chamber 320 through the inlet 342 and discharges it to the connection passage 353 through the discharge unit 343 . Due to the action of the air pump 341 , external air is sucked into the housing 310 through the inlet 316 , is filtered, and then a series of air flows are generated that are discharged through the outlet 318 . That is, the air sucked into the suction port 316 is supplied to the water layer Lw through the connection passage 353, and the air first filtered in the water layer Lw is a water filtration membrane Mw of each of the plurality of filter plates 151. After secondary filtering while passing through, it flows to the outlet 318 through the exhaust guide flow path 324 and is discharged through the outlet 318 .
  • a certain amount of water is supplied to the filtration chamber 315 and the lower end of the support 351 is operated in a state immersed in the water layer Lw. can be filtered.
  • connection flow path 353 of the support body 351 The air pumped into the connection passage 353 is first filtered while passing through the water layer Lw, and then passes through a plurality of filter plates 151 sequentially arranged in the filtration chamber 315 in turn. While the primary filtered air passes through the filter plate hole 153 of the filter plate 151 , moisture contained in the air is attached to the filter plate 151 and condensed.
  • the condensed moisture fills the filter plate hole 153 and collects in the water storage groove 154 to form a water filtration membrane Mw. Therefore, the primary filtered air is secondary filtered while passing through the water filtration membranes Mw respectively formed on the plurality of filter plates 151 .
  • Air filtered in the filtration chamber 315 passes through the exhaust guide passage 324 of the housing cover 313 , flows into the installation chamber 322 , and is discharged from the installation chamber 322 through the outlet 318 .
  • the sterilization lamp 325 irradiates light to the filtration chamber 315 to sterilize the air.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a water filter device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a water filter of the water filter device shown in FIG. 12 .
  • the structure of the water filter 410 is slightly modified, and the rest of the configuration is the same as described above.
  • the water filter 410 includes a plurality of filter plates 151 , a support 351 supporting the plurality of filter plates 151 , and a cover plate 411 coupled to the support 351 .
  • the plurality of filter plates 151 and the support 351 are the same as described above.
  • the cover plate 411 is coupled to the support 351 so as to be disposed on the topmost filter plate 151 among the plurality of filter plates 151 .
  • the cover plate 411 includes a cover plate body 412 having an edge in contact with the inner surface of the housing 310 to partition the filtration chamber 315 .
  • the size of the cover plate body 412 is the same as the size of the filter plate body 152 .
  • the cover plate body 412 is provided with a plurality of cover plate holes 413 penetrating the cover plate body 412 in the thickness direction so that air can pass therethrough.
  • a hollow cover plate sleeve 414 is provided in the center of the cover plate body 412 to protrude from the cover plate body 412 .
  • a through hole 415 through which the support 351 can pass is provided inside the cover plate sleeve 414 .
  • the through hole 415 extends from the upper end of the cover plate sleeve 414 to the lower surface of the cover plate body 412 .
  • the plurality of cover plate holes 413 are spaced apart from each other along the circumference of the cover plate sleeve 414 .
  • the size of the cover plate hole 413 is larger than the size of the filter plate hole 153 .
  • the minimum distance from the cover plate hole 413 to the inner surface of the housing 310 is from the filter plate hole 153 disposed at the outermost of the plurality of filter plate holes 153 provided in the filter plate 151 to the housing 310 . ) is greater than the minimum distance to the inner surface of
  • the cover plate 411 serves to prevent the water accommodated in the housing 310 from flowing into the suction chamber 320 or the installation chamber 322 . That is, as shown in FIG. 14 , when the housing 310 falls sideways, the cover plate 411 prevents the water W of the filtration chamber 315 from being discharged from the space in which the filter plates 151 are disposed. . That is, a portion of the cover plate body 412 located on the outside of the cover plate hole 413 acts as a blocking film to block the flow of water W, thereby preventing the water W from flowing toward the housing cover 313 . there is.
  • the cover plate holes 413 may be provided with an appropriate size and an appropriate number so that the air passing through the plurality of filter plates 151 can smoothly flow toward the exhaust guide passage 324 .
  • the filter plate of the water filter may be provided in one or more various numbers.
  • the support of the water filter includes a spacer coupled to the connecting bar
  • the support may be changed to various other structures capable of supporting the filter plate.
  • the spacer may be fixedly installed on the inner bottom surface of the housing to be detachably coupled to the connecting bar.
  • the water filter according to the present invention can be manufactured in various sizes, and various types of devices or products for filtering air or gas, such as large air purification facilities, dust collectors, portable air purifiers, and masks capable of accommodating water. can be applied to

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Abstract

본 발명은 어디에서나 쉽게 구할 수 있는 물을 이용하여 공기나 가스 등의 기체를 효과적으로 여과 처리할 수 있는 물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 물 필터는, 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실을 갖는 하우징에 설치되어 상기 물층으로 유입되는 기체를 여과할 수 있는 물 필터로서, 가장자리가 상기 하우징의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있는 필터판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판;을 포함하고, 상기 필터판 홀에는 상기 여과실에 공급된 물이 맺혀 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 기체를 상기 물 여과막에 의해 여과시키는 것을 특징으로 한다.

Description

물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치
본 발명은 물 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 이용하여 오염된 공기나 가스 등의 기체를 여과 처리할 수 있는 물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치에 관한 것이다.
최근, 공기나 가스를 여과 처리하기 위한 필터의 수요가 증가하고 있다.
일예로, 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꿔주는 공기청정기는 다양한 종류의 필터를 사용하고 있다. 대부분의 공기청정기는 오염물질이 포함된 공기를 정화필터에 통과시켜 공기 중의 오염물질을 제거함으로써 공기를 정화하는 방식을 채택하고 있다.
공기청정기에서 사용되는 정화필터는 공기를 정화하는 과정에서 오염물질이 부착됨으로써 장시간 사용 시 성능이 저하되는 문제가 있다. 따라서 공기청정기의 정화 성능을 양호하게 유지하기 위해서는 정화필터의 주기적인 교체가 필요하다.
하지만, 정화필터의 교체는 비용이 발생하기 때문에 정화필터의 주기적인 교체는 공기청정기 사용자에게 지속적인 경제적 부담을 준다. 더욱이, 사용 중인 공기청정기가 단종된 모델인 경우에는 새로운 정화필터를 확보하는 데에도 어려움이 따른다.
이 밖에, 대형 공기 정화 설비, 집진 장치, 휴대용 물 필터 장치, 마스크 등 흡착 방식의 필터를 사용하고 있는 장치나 제품은 필터를 주기적으로 교체해주어야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 어디에서나 쉽게 구할 수 있는 물을 이용하여 공기나 가스 등의 기체를 효과적으로 여과 처리할 수 있는 물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 물 필터는, 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실을 갖는 하우징에 설치되어 상기 물층으로 유입되는 기체를 여과할 수 있는 물 필터로서, 가장자리가 상기 하우징의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있는 필터판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판;을 포함하고, 상기 필터판 홀에는 상기 여과실에 공급된 물이 맺혀 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 기체를 상기 물 여과막에 의해 여과시키는 것을 특징으로 한다.
상기 필터판은 복수 개가 상기 물층 위에 차례로 배치될 수 있다.
기체의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판의 필터판 홀 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판의 필터판 홀보다 작을 수 있다.
본 발명에 따른 물 필터는, 상기 복수의 필터판을 상기 물층 위에 상호 평행하게 상하 방향으로 이격되도록 지지하기 위해 상기 복수의 필터판과 결합되는 지지체;를 포함할 수 있다.
상기 지지체는, 상기 복수의 필터판을 관통하는 연결 바와, 상기 연결 바의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있는 통로를 구비하는 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서의 끝단은 상기 하우징의 내부 바닥에 위치할 수 있다.
상기 스페이서는 상기 복수의 필터판 중에서 최하부에 배치되는 필터판을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어질 수 있다.
상기 필터판 바디에는 상기 지지체를 감싸도록 상기 필터판 바디로부터 돌출되는 중공형의 필터판 슬리브가 구비될 수 있다.
상기 필터판 바디의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈이 상기 복수의 필터판 홀과 연결되도록 마련될 수 있다.
상기 필터판 홀은 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 필터판 바디에는 상기 필터판 홀의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 돌출 연장부가 구비되고, 상기 필터판 홀은 상기 필터판 바디에서 상기 돌출 연장부까지 연장될 수 있다.
상기 필터판 바디는 상기 물층의 표면과 평행하게 배치되는 수평부와, 상기 하우징의 내면에 접할 수 있도록 상기 수평부의 가장자리로부터 상측 방향으로 경사지게 연장되는 경사부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 물 필터는, 가장자리가 상기 하우의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 덮개판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 덮개판 바디에 상기 덮개판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 덮개판 홀을 구비하고, 상기 필터판 위에 배치되도록 상기 지지체에 결합되는 덮개판;을 포함하고, 상기 덮개판 홀에서 상기 하우징의 내면까지의 최소 거리는 상기 복수의 필터판 홀 중 최외곽에 배치되는 필터판 홀에서 상기 하우징의 내면까지의 최소 거리보다 클 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 물 필터 장치는, 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실과, 상기 여과실로 기체를 유입시키기 위해 상기 여과실과 연결되는 흡입구와, 상기 여과실을 통과한 기체를 배출하기 위해 상기 여과실과 연결되는 배출구를 갖는 하우징; 및 가장자리가 상기 하우징의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 필터판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판을 포함하는 물 필터;을 포함하고, 상기 필터판 홀에는 상기 여과실에 공급된 물이 맺혀 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 기체를 상기 물 여과막에 의해 여과시키는 것을 특징으로 한다.
상기 필터판은 복수 개가 구비되고, 본 발명에 따른 물 필터 장치는, 상기 복수의 필터판을 상기 물층 위에 상호 평행하게 상하 방향으로 이격되도록 지지하기 위해 상기 복수의 필터판과 결합되는 지지체;를 포함할 수 있다.
상기 흡입구는 상기 하우징의 내부 바닥을 관통하도록 형성되고, 상기 지지체는, 상기 복수의 필터판을 관통하는 연결 바와, 상기 물층 속에 잠길 수 있는 통로를 구비하고, 상기 연결 바의 끝단에 결합되며, 상기 흡입구 위에 놓일 수 있도록 끝단이 상기 하우징의 내부 바닥에 위치하는 스페이서를 포함하며, 상기 흡입구를 통과하는 기체가 상기 통로를 통해 상기 물층으로 유입될 수 있다.
상기 지지체의 내부에는 상기 흡입구로 유입되는 기체를 상기 물층으로 안내할 수 있는 연결 유로가 마련될 수 있다.
상기 지지체는, 상기 연결 유로가 내부에 마련된 연결 바와, 상기 연결 바의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있도록 상기 연결 유로와 연결되는 통로를 구비하는 중공형의 스페이서를 포함하며, 상기 스페이서의 끝단은 상기 하우징의 내부 바닥에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 물 필터 장치는, 상기 흡입구를 통해 상기 물층 속으로 기체를 강제 유입시키는 기체 공급장치;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 물 필터는 물의 교체만으로 정화 기능의 저하없이 반영구적으로 사용 가능하며, 별도의 필터 교체 비용이 발생되지 않아 유지 비용이 저렴하다.
또한 본 발명에 따른 물 필터는 분해 및 조립이 쉽고, 분리 세척이 용이하며, 사용이 편리하다.
또한 본 발명에 따른 물 필터는 필터판에 기체가 통과할 수 있는 복수의 필터판 홀이 구비됨으로써 여과실에서 유동하는 기체 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 따라서 여과실에서 물과 접하는 기체의 표면적을 증대시킬 수 있어 기체의 여과 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 물 필터 장치는 하우징의 내부에 마련되는 물층으로 기체를 유입시켜 기체를 1차 여과할 수 있다. 그리고 1차 여과된 기체를 물층 위에 배치되는 필터판의 필터판 홀을 통과시킴으로써, 1차 여과된 기체 중에 함유된 수분이 응축되어 필터판에 형성되는 물 여과막을 이용하여 기체를 2차 여과시킬 수 있다. 따라서 별도의 필터를 사용하지 않고 물을 이용하여 기체를 효과적으로 여과 처리할 수 있다. 그리고 수분을 함유한 기체를 배출함으로써 가습 기능을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 7 내지 도 9는 물 필터의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물 필터 장치를 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 10에 나타낸 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 필터 장치를 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 14는 도 12에 나타낸 물 필터 장치에 구비되는 덮개판의 작용을 설명하기 위한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 물 필터 및 이를 포함하는 물 필터 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 하우징(110)과, 하우징(110) 내부에서 기체를 외부로 배기시키기 위한 송풍 팬(130)과, 기체를 하우징(110)의 내부로 흡입시키기 위한 기체 공급장치(135)와, 기체를 여과하기 위해 하우징(110)의 내부에 설치되는 물 필터(150)와, 물 필터 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어 모듈(175)을 포함한다. 이러한 물 필터 장치(100)는 하우징(110)의 내부에 물을 수용하고, 공기나 가스 등의 기체를 하우징(110)의 내부로 유입시켜 물을 이용하여 여과시킨 후 배출시킬 수 있다.
하우징(110)은 하우징 베이스(111)와, 하우징 베이스(111) 위에 결합되는 하우징 커버(113)를 포함한다.
하우징 베이스(111)의 내부에는 기체가 유입되어 여과되는 여과실(115)이 마련된다. 여과실(115)에 일정량의 물이 수용되어 물층(Lw)이 마련된다. 하우징 베이스(111)의 상부는 개방되고, 하우징 베이스(111)의 개방된 상부는 하우징 커버(113)에 의해 밀폐된다. 하우징 베이스(111)에는 기체 유입을 위한 흡입구(116)와, 물을 배출하기 위한 배수구(118)가 구비된다.
흡입구(116)는 하우징 커버(113)의 하부 바닥을 관통하도록 형성된다. 기체 공급장치(135)에서 공급되는 기체가 흡입구(116)를 통해 물층(Lw) 속으로 유입될 수 있다.
기체 공급장치(135)는 흡입구(116)를 통해 물층(Lw) 속으로 기체를 공급할 수 있도록 하우징(110)에 연결된다. 기체 공급장치(135)는 블로워(136)와, 주입 탱크(137)와, 주입 밸브(138)를 포함할 수 있다. 블로워(136)는 기체를 주입 탱크(137) 내부로 유입시켜 주입 탱크(137) 내부에서 압축시킬 수 있다. 주입 밸브(138)는 주입 탱크(137)와 흡입구(116) 사이에 배치되어 흡입구(116)를 통한 기체의 유동을 단속한다. 주입 밸브(138) 내부의 유로가 개방되면 주입 탱크(137) 내부의 압축된 기체가 흡입구(116)를 통해 여과실(115)로 유입될 수 있다.
기체 공급장치(135)는 도시된 구조 이외에, 여과실(115)로 기체를 공급할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
배수구(118)는 하우징(110)에 수용된 물을 배수하기 위한 것으로 하우징 베이스(111)의 바닥에 마련된다. 하우징(110)에 수용된 물의 탁도가 증가하거나 오염된 경우, 배수구(118)를 통해 물이 배수될 수 있다. 배수구(118)에는 배수 밸브(125)가 설치된다. 배수 밸브(125)는 배수구(118)를 통한 물의 배수를 단속할 수 있다. 배수 밸브(125)는 물의 탁도나 오염도에 따라 자동으로 작동하도록 제어 모듈(175)에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 하우징(110)에는 물의 탁도나 오염도를 검출할 수 있는 센서가 설치될 수 있다. 배수 밸브(125)는 사용자에 의해 수동으로 조작되는 구조를 취할 수 있다.
하우징 커버(113)는 하우징 베이스(111)의 상측에 결합되어 하우징 베이스(111)의 개방된 상부를 밀폐할 수 있다. 하우징 커버(113)는 하우징 베이스(111)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 하우징 커버(113)에는 여과실(115)에서 여과 처리된 기체를 배출하기 위한 배출구(119)와, 여과실(115)에 물을 공급하기 위한 급수구(121)가 구비된다.
하우징(110)에 저장된 물의 양이 부족한 경우 급수구(121)를 통해 물이 공급될 수 있다. 급수구(121)에는 물을 공급하기 위한 급수장치(140)가 연결된다. 급수장치(140)는 하우징(110)에 수용되는 물의 양에 따라 자동으로 작동하도록 제어 모듈(175)에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 하우징(110)에는 물의 양을 검출하기 위한 센서가 설치될 수 있다. 급수장치(140)는 사용자 조작에 따라 작동하는 구조를 취할 수 있다.
송풍 팬(130)은 여과실(115)에서 여과 처리된 기체를 외부로 배출시킬 수 있도록 하우징(110)에 설치된다. 송풍 팬(130)은 배출구(119)에 인접하도록 배치되어 여과실(115)의 기체를 배출구(119)를 통해 하우징(110)의 외부로 강제 배출시킨다. 송풍 팬(130)의 작용으로 여과된 기체가 배출구(119)를 통해 하우징(110)의 주위로 신속하게 배출될 수 있다.
송풍 팬(130)의 설치 위치나 설치 개수는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
물 필터(150)는 여과실(115)로 유입되는 기체를 여과할 수 있도록 여과실(115)에 설치된다. 물 필터(150)는 복수의 필터판(151)과, 복수의 필터판(151)을 지지하는 지지체(159)를 포함한다.
필터판(151)은 가장자리가 하우징(110)의 내면에 접하여 여과실(115)을 구획할 수 있는 필터판 바디(152)를 포함한다. 필터판 바디(152)에는 기체가 통과할 수 있도록 필터판 바디(152)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 필터판 홀(153)이 구비된다. 복수의 필터판 홀(153)은 여과실(115)에서 유동하는 기체 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 즉 여과실(115)에서 유동하는 기체 덩어리가 필터판 바디(152)의 하면에 도달한 후 필터판 홀(153)에 대응하는 크기로 분해되어 필터판 홀(153)을 통과하게 된다.
필터판 바디(152)의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈(154)이 복수의 필터판 홀(153)과 연결되도록 마련된다. 필터판 홀(153)에는 여과실(115)에 공급되는 물이 맺혀 물 여과막(Mw; 도 6 참조)이 형성된다. 즉 여과실(115)의 기체가 필터판 홀(153)을 통과하는 중에 기체 중에 함유된 수분이 필터판 바디(152)에 부착되어 응축된다. 이렇게 응축되는 수분은 필터판 홀(153)을 채우고 저수홈(154)에 고여 기체를 여과할 수 있는 물 여과막(Mw)을 형성하게 된다.
필터판 바디(152)의 중앙에는 중공형의 필터판 슬리브(156)가 필터판 바디(152)로부터 돌출되도록 구비된다. 필터판 슬리브(156)의 내측에는 지지체(159)가 통과할 수 있는 관통 홀(157)이 마련된다. 관통 홀(157)은 필터판 슬리브(156)의 상단부에서 필터판 바디(152)의 하면까지 연장된다.
복수의 필터판(151)은 지지체(159)에 차례로 결합됨으로써 상하 방향으로 동축 배치된다. 상대적으로 상측에 위치하는 필터판(151)은 필터판 바디(152)가 상대적으로 하측에 위치하는 필터판(151)의 필터판 슬리브(156)에 지지된다. 따라서 복수의 필터판(151)은 각각의 필터판 바디(152)가 상하 방향으로 일정한 간격으로 이격되도록 지지체(159)에 지지될 수 있다.
복수의 필터판(151) 각각에 구비되는 필터판 홀(153)의 크기와 개수는 다를 수 있다. 구체적으로, 기체의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153) 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153)보다 작다. 그리고 상대적으로 크기가 작은 필터판 홀(153)은 상대적으로 크기가 큰 필터판 홀(153)보다 많은 개수가 필터판 바디(152)에 형성된다. 여과실(115)에서 물층(Lw)을 통과한 기체가 하부에서 상부 방향으로 유동하므로, 최하부에 배치되는 필터판(151)에 구비되는 필터판 홀(153)이 가장 작고 가장 많은 개수를 갖는다. 반면, 최상부에 배치되는 필터판(151)에 구비되는 필터판 홀(153)이 가장 크고 가장 적은 개수를 갖는다.
필터판(151)을 통과하는 기체에 대한 여과 효율을 높이기 위해서는 기체와 물 여과막(Mw)의 접촉 면적을 증대시키는 것이 유리하다. 그리고 기체와 물 여과막(Mw)의 접촉 면적을 증대시키려면 필터판 홀(153)의 개수를 늘려야한다. 필터판 바디(152)의 면적은 하우징(110) 속에 삽입될 수 있는 크기로 제한되므로, 필터판 홀(153)의 크기를 줄이는 방법으로 필터판 홀(153)의 개수를 늘릴 수 있다. 필터판 홀(153)의 크기를 줄이면 그 개수를 늘릴 수 있지만, 기체 유동에 불리하게 작용할 수 있다.
여과실(115)에서 상대적으로 작은 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 상대적으로 상류에 배치하고, 상대적으로 큰 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 상대적으로 하류에 배치하면, 기체에 대한 여과 효율을 높게 유지하면서, 기체의 유동을 양호하게 유지하는 것이 가능하다.
필터판(151)의 개수나 필터판 홀(153)의 크기 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 도시된 것과 같이, 6개의 필터판(151)이 구비되는 경우, 상대적으로 상류에 배치되는 3개의 필터판(151)에는 상대적으로 크기가 작은 필터판 홀(153)을 마련하고, 상대적으로 하류에 배치되는 3개의 필터판(151)에는 상대적으로 크기가 큰 필터판 홀(153)을 마련할 수 있다. 다른 예로, 6개의 필터판(151) 각각의 필터판 홀(153) 크기를 모두 다르게 하되, 필터판 홀(153)의 크기가 상류에서 하류 방향으로 갈수록 점진적으로 증가하도록 필터판(151)을 배치할 수도 있다. 이 밖에, 필터판 홀(153)의 크기가 다른 세 종류 이상의 필터판(151)을 마련하되, 동일한 크기의 필터판 홀(153)을 갖는 필터판(151)을 하나 또는 두 개 이상씩 배치할 수도 있다.
지지체(159)는 복수의 필터판(151)을 물층(Lw) 위에 상호 평행하게 상하 방향으로 이격되도록 지지한다. 지지체(159)는 필터판(151)을 관통하는 연결 바(160)와, 연결 바(160)의 끝단에 결합되는 스페이서(163)를 포함한다.
연결 바(160)는 필터판(151)의 관통 홀(157)에 삽입되어 필터판(151)과 결합된다. 연결 바(160)는 필터판(151)과의 사이에 기체가 통과할 수 있는 틈새가 생기지 않도록 필터판(151)과 결합될 수 있다.
스페이서(163)는 연결 바(160)의 하단부에 결합된다. 스페이서(163)는 최하부에 배치되는 필터판(151)을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어진다. 즉 스페이서(163)의 폭은 연결 바(160)의 폭보다 크고, 스페이서(163)는 연결 바(160)의 하단부가 스페이서(163)의 안쪽에 삽입되는 방식으로 연결 바(160)와 결합될 수 있다. 스페이서(163)에는 물층(Lw) 속에 잠길 수 있는 통로(165)가 마련된다. 흡입구(116)로 흡입되는 기체가 통로(165)를 통과하여 물층(Lw) 속으로 유입될 수 있다.
물 필터(150)는 스페이서(163)가 흡입구(116) 위에 위치하도록 여과실(115)에 설치된다. 이때, 스페이서(163)의 끝단이 하우징(110)의 내부 바닥에 놓임으로써 지지체(159)가 복수의 필터판(151)을 하우징(110)의 바닥으로부터 일정 간격 이격되도록 지지할 수 있다.
물 필터(150)는 최하부에 위치하는 필터판(151)이 스페이서(163)에 의해 떠받쳐지므로 복수의 필터판(151)이 차례로 적층된 상태로 지지체(159)에 지지될 수 있다. 물 필터(150)는 복수의 필터판(151)이 지지체(159)와 연결된 상태로 설치되거나 하우징(110)에서 분리될 수 있다. 그리고 최상부에 위치하는 필터판(151)은 고정 링(167)에 의해 고정된다. 고정 링(167)은 지지체(159)에 결합되어 최상부에 위치하는 필터판(151)이 지지체(159)에서 벗어나지 않도록 필터판(151)을 지지한다. 따라서 복수의 필터판(151)은 스페이서(163)와 고정 링(167) 사이에서 움직이지 않게 고정될 수 있다. 이와 같이, 복수의 필터판(151)이 지지체(159)와 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있으므로, 물 필터(150)를 하우징(110) 내부에 설치하거나 하우징(110) 내부에서 분리하는 작업이 쉽게 이루어질 수 있다.
고정 링(167)이 지지체(159)에서 분리되면 필터판(151)은 지지체(159)에서 쉽게 분리될 수 있다. 따라서 사용자는 필터판(151)을 지지체(159)에서 분리하여 세척한 후 다시 지지체(159)에 결합할 수 있다.
제어 모듈(175)은 배수 밸브(125)와, 송풍 팬(130)과, 기체 공급장치(135)와, 급수장치(140)를 제어하는 등 물 필터 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
또한 제어 모듈(175)은 오염도 측정 센서(170)로부터 검출 정보를 제공받아 여과실(115)에서 여과 처리된 기체의 오염도를 확인할 수 있다. 그리고 기체의 오염도에 따라 기체 공급장치(135)와 송풍 팬(130)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(175)은 기체의 오염도가 사전 설정된 기준 오염도 이상일 때, 물 필터 장치(100)가 자동으로 작동하도록 기체 공급장치(135)와 송풍 팬(130)을 제어할 수 있다.
제어 모듈(175)은 오염도 측정 센서(170)의 검출 정보에 따라 기체의 오염도를 복수의 단계로 구분하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(175)은 오염도 측정 센서(170)로부터 수신한 정보에 따라 기체의 오염도를 좋음, 보통, 나쁨의 세 단계로 구분하여 판단할 수 있다. 그리고 제어 모듈(175)은 기체의 오염도에 따라 물 필터 장치(100)가 여러 가지 모드로 운전되도록 물 필터 장치(100)를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 사용자에 의해 동작하는 수동 모드와, 오염도 측정 센서(170)의 검출 정보에 따라 자동으로 동작하는 자동 모드로 운전될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 건조 모드로 운전될 수 있다. 건조 모드가 선택되면 제어 모듈(175)은 기체 공급장치(135)는 구동시키지 않고 송풍 팬(130)이 역방향으로 구동하도록 송풍 팬(130)을 제어할 수 있다. 여기에서, 역방향이란 배출구(119)로부터 하우징(110)의 내부 방향으로 기체가 유동되도록 회전하는 방향을 의미한다.
제어 모듈(175)은 사용자에 의해 건조 모드가 선택되지 않아도 기체 정화를 위한 작동이 종료되면 자동으로 물 필터 장치(100)가 건조 모드로 일정 시간 동안 작동하도록 송풍 팬(130)을 제어할 수 있다. 건조 모드에서 배수 밸브(125)가 작동하여 하우징(110)에 수용된 물을 외부로 배수할 수 있다. 그리고 송풍 팬(130)이 작동하여 여과실(115) 내부를 건조시킴으로써 하우징(110) 내부에서 습기로 인한 세균의 번식을 줄일 수 있다.
또한 제어 모듈(175)은 통신 모듈(180)을 제어하여 통신 기능을 수행할 수 있다. 즉 제어 모듈(175)은 통신 모듈(180)을 통해 사용자의 휴대단말기나, 외부의 관리 서버와 통신할 수 있다. 물 필터 장치(100)의 상태 정보나, 운전 모드 정보 등이 통신 모듈(180)을 통해 외부로 송신될 수 있다. 그리고 외부로부터의 제어 신호나 정보가 통신 모듈(180)을 통해 물 필터 장치(100)에 제공될 수 있다. 통신 모듈(180)을 통해 물 필터 장치(100)와 사용자의 휴대단말기 간에 통신이 가능한 경우, 사용자는 휴대단말기에 필요한 앱을 설치하고, 물 필터 장치(100)의 상태를 점검하거나 물 필터 장치(100)를 원격 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)가 기체를 여과하는 구체적인 방법에 대하여 설명한다.
도 6에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 여과실(115)에 일정량의 물이 공급되어 물층(Lw)이 형성된 상태에서 운전됨으로써 물을 이용하여 기체를 여과할 수 있다.
즉 기체 공급장치(135)와 송풍 팬(130)이 작동하면, 흡입구(116)를 통해 기체가 물층(Lw) 속으로 유입된다. 이때, 기체는 물층(Lw)을 통과하면서 1차 여과된 후 여과실(115)에 차례로 배치된 복수의 필터판(151)을 차례로 통과하게 된다. 기체가 필터판(151)을 통과하는 과정에서 필터판 바디(152)의 하면에 도달하는 기체 덩어리는 필터판 홀(153)에 대응하는 크기로 분해되어 필터판 홀(153)을 통과하게 된다.
그리고 1차 여과된 기체가 필터판(151)의 필터판 홀(153)을 통과하는 과정에서 기체 중에 함유된 수분이 필터판(151)에 부착되어 응축된다. 이렇게 응축되는 수분은 필터판 홀(153)을 채우고 저수홈(154)에 고여 물 여과막(Mw)을 형성하게 된다. 따라서 1차 여과된 기체는 복수의 필터판(151)에 각각 형성된 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된다. 여과실(115)에서 여과된 기체는 배출구(119)를 통해 배출된다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 하우징(110)의 내부에 마련되는 물층(Lw)으로 기체를 유입시켜 기체를 1차 여과할 수 있다. 그리고 1차 여과된 기체를 물층(Lw) 위에 배치되는 필터판(151)의 필터판 홀(153)을 통과시킴으로써, 1차 여과된 기체 중에 함유된 수분이 응축되어 필터판(151)에 형성되는 물 여과막(Mw)으로 2차 여과시킬 수 있다. 따라서 별도의 필터를 사용하지 않고 물을 이용하여 기체를 효과적으로 정화할 수 있다. 그리고 수분을 함유한 기체를 배출함으로써 가습 기능을 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 필터판(151)에 기체가 통과할 수 있는 복수의 필터판 홀(153)이 구비됨으로써 여과실(115)에서 유동하는 기체 덩어리를 잘게 분해할 수 있다. 따라서 여과실(115)에서 물과 접하는 기체의 표면적을 증대시킬 수 있어 기체의 여과 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 물 필터 장치(100)는 기체에 대한 여과 처리 공정 중에 급수장치(140)를 작동시켜 여과실(115)에 물을 공급할 수도 있다. 이 경우, 여과실(115)에 과도한 물이 공급되면 배수 밸브(125)가 작동하여 여과실(115)의 물을 배수시킬 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9는 물 필터의 다양한 변형예를 나타낸 것이다.
먼저, 도 7에 나타낸 물 필터(210)는 복수의 필터판(211)과, 복수의 필터판(211)을 지지하는 지지체(159)를 포함한다. 지지체(159)는 필터판(211)을 관통하여 필터판(211)과 결합되는 연결 바(160)와, 연결 바(160)의 하단부에 결합되는 스페이서(163)를 포함하는 것으로, 그 구체적인 구조는 상술한 것과 같다.
필터판(211)은 가장자리가 하우징(110)의 내면에 접하여 여과실(115)을 구획할 수 있는 필터판 바디(212)를 포함한다. 필터판 바디(212)에는 필터판 바디(212)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 필터판 홀(153)과, 지지체(159)를 감쌀 수 있도록 필터판 바디(212)로부터 돌출되는 필터판 슬리브(156)가 구비된다. 필터판 홀(153)과 필터판 슬리브(156)는 앞서 설명한 것과 같다.
필터판 바디(212)는 물층(Lw)의 표면과 평행하게 배치되는 수평부(213)와, 수평부(213)의 가장자리로부터 상측 방향으로 경사지게 연장되는 경사부(214)를 포함한다. 경사부(214)의 가장자리는 하우징(110)의 내면에 접할 수 있다. 도시된 것과 같이, 경사부(214)에는 필터판 홀(153)이 형성되지 않고 수평부(213)에만 필터판 홀(153)이 형성될 수 있다.
이러한 물 필터(210)는 경사부(214)에 맺히는 물이 수평부(213)의 상면으로 흘러내려 복수의 필터판 홀(153)을 채우는 물 여과막(Mw)을 형성할 수 있다. 따라서 필터판(211)에 물 여과막(Mw)이 안정적으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 물 필터(210)는 경사부(214)에도 필터판 홀(153)이 마련되는 형태로 변형될 수 있다.
도 8 및 도 9는 변형된 물 필터의 필터판을 나타낸 것이다.
도 8에 나타낸 필터판(220)은 가장자리가 하우징(110)의 내면에 접할 수 있는 필터판 바디(221)와, 지지체(159)가 삽입될 수 있도록 필터판 바디(221)의 중앙 부분에 배치되는 중공형의 필터판 슬리브(156)를 포함한다. 필터판 슬리브(156)는 상술한 것과 같다.
필터판 바디(221)에는 공기가 통과할 수 있도록 필터판 바디(221)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 필터판 홀(222)이 구비된다. 또한 필터판 바디(221)에는 필터판 홀(222)의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 복수의 돌출 연장부(223)가 구비된다. 필터판 홀(222)은 필터판 바디(221)에서 돌출 연장부(223)까지 연장되되, 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어진다. 필터판 홀(222)이 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어짐으로써, 필터판 홀(222)을 채우는 물이 자중에서 필터판 홀(222)에서 떨어지는 문제를 줄일 수 있고, 결과적으로 보다 두께운 물 여과막(Mw)이 형성될 수 있다.
이러한 필터판(220)은 물이 응축되면서 형성되는 물 여과막(Mw)의 두께를 증대시킬 수 있으므로, 필터판(220)을 통과하는 공기에 대한 여과 효율을 높일 수 있다.
한편, 도 9의 (a)에 나타낸 필터판(230)은 필터판 홀(231)의 배치가 변형된 것이다. 도시된 것과 같이, 필터판 홀(231)은 필터판(230)의 중심으로부터 방사형으로 배치될 수 있다. 도 9의 (b)에 나타낸 필터판(240)도 필터판 홀(241)이 필터판(240)의 중심으로부터 방사형으로 배치된 것이다
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물 필터 장치를 나타낸 단면도이고, 도 11은 도 10에 나타낸 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 10에 나타낸 물 필터 장치(300)는 하우징(310)과, 공기를 여과하기 위해 하우징(310)의 내부에 설치되는 물 필터(350)와, 외부 공기를 하우징(310)의 내부로 흡입시키기 위해 하우징(310)의 내부에 설치되는 기체 공급장치(340)와, 하우징(310) 내부에서 공기를 외부로 배기시키기 위한 송풍 팬(330)과, 물 필터 장치(300)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 제어 모듈(미도시)을 포함한다. 이러한 물 필터 장치(300)는 소형의 공기청정기 구조로 이루어진 것이다.
하우징(310)은 하우징 베이스(311)와, 하우징 베이스(311) 위에 결합되는 하우징 커버(313)를 포함한다. 하우징(310)의 내부에는 공기가 여과되는 여과실(315)과, 외부 공기가 유입되는 흡입실(320)과, 기체 공급장치(340)와 송풍 팬(330) 등이 설치되는 설치실(322)이 마련된다.
하우징 베이스(311)의 내부에는 여과실(315)이 마련된다. 여과실(315)에 일정량의 물이 수용되어 물층(Lw)이 형성된다. 하우징 베이스(311)의 상부는 개방되고, 하우징 베이스(311)의 개방된 상부는 하우징 커버(313)에 의해 밀폐된다.
하우징 커버(313)는 하우징 베이스(311)와 분리 가능하게 결합될 수 있다. 하우징 커버(313)의 상단부에는 하우징(310) 내부에서 여과된 공기가 배출되는 배출구(318)가 구비된다. 하우징 커버(313)의 내측에 흡입실(320)과, 설치실(322)이 마련된다. 흡입실(320)과 설치실(322)은 직접 연결되지 않는다.
흡입실(320)은 하우징 베이스(311)와 하우징 커버(313)의 사이에 형성되는 흡입구(316)와 연결된다. 흡입구(316)를 통해 외부 공기가 흡입실(320)로 유입될 수 있다.
설치실(322)은 흡입실(320)의 상측에 배치되어 배출구(318)와 연결된다. 또한 설치실(322)은 하우징 커버(313)에 구비되는 배기 가이드 유로(324)를 통해 여과실(315)과 연결된다. 여과실(315)에서 여과된 공기가 배기 가이드 유로(324)를 통해 설치실(322)로 유입된 후, 설치실(322)에서 배출구(318)로 배출될 수 있다.
하우징 커버(313)의 일측에는 여과실(315)에 광을 조사하기 위한 살균 램프(325)가 설치된다. 살균 램프(325)는 자외선 등 살균 기능을 갖는 광을 발생할 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다. 살균 램프(325)가 여과실(315)에 광을 조사함으로써 여과실(315)에서 공기가 살균될 수 있다. 또한 살균 램프(325)에 의해 여과실(315)에 설치되는 물 필터(350)와 여과실(315)에 수용되는 물이 살균될 수 있다.
물 필터(350)는 여과실(315)로 유입되는 공기를 여과할 수 있도록 여과실(315)에 설치된다. 물 필터(350)는 복수의 필터판(151)과, 복수의 필터판(151)을 지지하는 지지체(351)를 포함한다. 필터판(151)은 도 3 내지 도 5에 나타낸 것과 같다.
지지체(351)는 복수의 필터판(151)을 지지하면서 흡입실(320)의 공기를 여과실(315)의 물층(Lw)으로 가이드할 수 있다. 지지체(351)는 필터판(151)을 관통하는 연결 바(352)와, 연결 바(352)의 끝단에 결합되는 중공형의 스페이서(355)를 포함한다.
연결 바(352)는 필터판 슬리브(156)에 삽입되어 필터판(151)과 결합된다. 연결 바(352)의 내부에는 공기가 통과할 수 있는 연결 유로(353)가 마련된다. 연결 바(352)는 연결 유로(353)가 흡입실(320)과 연결되도록 하우징 커버(313)에 결합된다.
스페이서(355)는 연결 바(352)의 하단부에 결합된다. 스페이서(355)는 최하부에 배치되는 필터판(151)을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어진다. 스페이서(355)는 연결 바(352)의 하단부가 스페이서(355)의 안쪽에 삽입되는 방식으로 연결 바(352)와 결합될 수 있다.
스페이서(355)에는 연결 유로(353)와 연결되는 복수의 통로(356)가 외측으로 개방되도록 형성된다. 연결 유로(353)를 따라 유동하는 공기가 스페이서(355)의 내부를 통과하여 통로(356)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
물 필터(350)는 스페이서(355)의 끝단이 하우징(310)의 내부 바닥에 위치하도록 여과실(315)에 설치된다. 이때, 스페이서(355)의 통로(356)는 여과실(315)에 마련되는 물층(Lw) 속에 잠긴다. 따라서 지지체(351)의 연결 유로(353)를 따라 유동하는 공기가 통로(356)를 통해 물층(Lw) 속으로 유입될 수 있다.
물 필터(350)는 최하부에 위치하는 필터판(151)이 스페이서(355)에 의해 떠받쳐지므로 복수의 필터판(151)이 차례로 적층된 상태로 지지체(351)와 연결된다. 따라서 물 필터(350)는 복수의 필터판(151)이 지지체(351)와 연결된 상태로 설치되거나 하우징(310)에서 분리될 수 있다. 그리고 최상부에 위치하는 필터판(151)은 고정 링(358)에 의해 고정된다. 고정 링(358)은 지지체(351)에 결합되어 최상부에 위치하는 필터판(151)이 지지체(351)에서 벗어나지 않도록 필터판(151)을 지지한다. 따라서 복수의 필터판(151)은 스페이서(355)와 고정 링(358) 사이에서 움직이지 않게 고정될 수 있다.
물 필터(350)는 지지체(351)의 상단부가 하우징 커버(313)에 결합되고 지지체(351)의 하단부가 여과실(315)에 마련되는 물층(Lw) 속에 잠기도록 여과실(315)에 설치됨으로써 지지체(351)의 연결 유로(353)를 따라 유동하는 공기를 여과할 수 있다. 구체적으로, 지지체(351)를 통해 공급되는 공기는 물층(Lw)을 통과하면서 1차 여과되고, 1차 여과된 공기가 복수의 필터판(151)을 차례로 통과하게 된다. 필터판(151)에는 1차 여과된 공기에 함유된 수분이 응결되어 물 여과막(Mw)이 형성되므로, 1차 여과된 공기가 각 필터판(151)에 형성되는 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된 후 여과실(315)을 빠져나간다.
송풍 팬(330)은 설치실(322)로 유입되는 공기를 배출구(318)로 측으로 강제 송풍시킨다. 송풍 팬(330)의 작용으로 여과된 공기가 배출구(318)를 통해 하우징(310) 주위로 신속하게 배출될 수 있다.
기체 공급장치(340)는 설치실(322)에 설치되는 에어 펌프(341)를 포함한다. 에어 펌프(341)는 하우징(310) 내부에서 공기의 흐름을 발생시킨다. 에어 펌프(341)는 공기를 흡입하는 유입부(342)와, 공기를 토출하는 토출부(343)를 포함한다. 유입부(342)는 흡입실(320)의 공기를 흡입하기 위해 흡입실(320) 중으로 노출되도록 배치된다. 토출부(343)는 지지체(351)의 연결 유로(353)로 토출시키기 위해 연결 유로(353)와 연결되도록 배치된다.
에어 펌프(341)는 유입부(342)를 통해 흡입실(320)의 공기를 흡입하여 토출부(343)를 통해 연결 유로(353)로 토출시킨다. 이러한 에어 펌프(341)의 작용으로 외부 공기가 흡입구(316)를 통해 하우징(310) 내부로 흡입되어 여과된 후 배출구(318)를 통해 배출되는 일련의 공기 흐름이 발생하게 된다. 즉 흡입구(316)로 흡입되는 공기가 연결 유로(353)를 통해 물층(Lw)으로 공급되고, 물층(Lw)에서 1차 여과된 공기가 복수의 필터판(151) 각각의 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된 후 배기 가이드 유로(324)를 통해 배출구(318)로 유동하여 배출구(318)를 통해 배출된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 물 필터 장치(300)는 여과실(315)에 일정량의 물이 공급되어 지지체(351)의 하단부가 물층(Lw) 속에 잠긴 상태에서 운전됨으로써 물을 이용하여 공기를 여과할 수 있다.
즉 에어 펌프(341)와 송풍 팬(330)이 작동하면, 흡입구(316)를 통해 외부의 공기가 흡입실(320)로 흡입되고, 흡입실(320)의 공기는 에어 펌프(341)에 의해 지지체(351)의 연결 유로(353)로 압송된다. 연결 유로(353)로 압송되는 공기는 물층(Lw)을 통과하면서 1차 여과된 후 여과실(315)에 차례로 배치된 복수의 필터판(151)을 차례로 통과하게 된다. 1차 여과된 공기가 필터판(151)의 필터판 홀(153)을 통과하는 과정에서 공기 중에 함유된 수분이 필터판(151)에 부착되어 응축된다. 이렇게 응축되는 수분은 필터판 홀(153)을 채우고 저수홈(154)에 고여 물 여과막(Mw)을 형성하게 된다. 따라서 1차 여과된 공기는 복수의 필터판(151)에 각각 형성된 물 여과막(Mw)을 통과하면서 2차 여과된다.
여과실(315)에서 여과된 공기는 하우징 커버(313)의 배기 가이드 유로(324)를 통과하여 설치실(322)로 유입되고, 설치실(322)에서 배출구(318)를 통해 배출된다.
이와 같은 공기 여과 동작 중에 살균 램프(325)가 여과실(315)에 광을 조사하여 공기를 살균하게 된다.
한편, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 필터 장치를 나타낸 단면도이고, 도 13은 도 12에 나타낸 물 필터 장치의 물 필터를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 물 필터 장치(400)는 물 필터(410)의 구조가 다소 변형된 것으로, 나머지 구성은 상술한 것과 같다.
물 필터(410)는 복수의 필터판(151)과, 복수의 필터판(151)을 지지하는 지지체(351)와, 지지체(351)에 결합되는 덮개판(411)을 포함한다. 여기에서, 복수의 필터판(151)과 지지체(351)는 상술한 것과 같다.
덮개판(411)은 복수의 필터판(151) 중에서 최상부에 배치되는 필터판(151) 위에 배치되도록 지지체(351)에 결합된다. 덮개판(411)은 가장자리가 하우징(310)의 내면에 접하여 여과실(315)을 구획할 수 있는 덮개판 바디(412)를 포함한다. 덮개판 바디(412)의 크기는 필터판 바디(152)의 크기와 같다.
덮개판 바디(412)에는 공기가 통과할 수 있도록 덮개판 바디(412)를 두께 방향으로 관통하는 복수의 덮개판 홀(413)이 구비된다. 덮개판 바디(412)의 중앙에는 중공형의 덮개판 슬리브(414)가 덮개판 바디(412)로부터 돌출되도록 구비된다. 덮개판 슬리브(414)의 내측에는 지지체(351)가 통과할 수 있는 관통 홀(415)이 마련된다. 관통 홀(415)은 덮개판 슬리브(414)의 상단부에서 덮개판 바디(412)의 하면까지 연장된다. 복수의 덮개판 홀(413)은 덮개판 슬리브(414)의 둘레를 따라 이격 배치된다.
덮개판 홀(413)의 크기는 필터판 홀(153)의 크기보다 크다. 그리고 덮개판 홀(413)에서 하우징(310)의 내면까지의 최소 거리는 필터판(151)에 구비되는 복수의 필터판 홀(153) 중에서 최외곽에 배치되는 필터판 홀(153)에서 하우징(310)의 내면까지의 최소 거리보다 크다.
이러한 덮개판(411)은 하우징(310)에 수용되는 물이 흡입실(320)이나 설치실(322)로 유입되는 것을 막는 역할을 한다. 즉 도 14에 나타낸 것과 같이, 하우징(310)이 옆으로 쓰러지는 경우, 덮개판(411)이 여과실(315)의 물(W)을 필터판들(151)이 배치된 공간에서 배출되지 못하게 막는다. 즉 덮개판 바디(412) 중에서 덮개판 홀(413)의 외측에 위치하는 부분이 물(W)의 유동을 차단하는 차단막으로 작용함으로써 물(W)이 하우징 커버(313) 쪽으로 유동하지 못하게 막을 수 있다.
덮개판 홀(413)은 복수의 필터판(151)을 통과한 공기가 원활하게 배기 가이드 유로(324) 쪽으로 유동할 수 있도록 적당한 크기와 적당한 개수로 마련될 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 물 필터의 필터판은 하나 이상의 다양한 개수로 구비될 수 있다.
또한 도면에는 물 필터의 지지체가 연결 바에 결합되는 스페이서를 포함하는 것으로 나타냈으나, 지지체는 필터판을 지지할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 다른 예로, 스페이서는 연결 바와 분리 가능하게 결합될 수 있도록 하우징의 내부 바닥면에 고정 설치될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 물 필터는 다양한 크기로 제작될 수 있으며, 대형 공기 정화 설비, 집진 장치, 휴대용 공기청정기, 물을 수용할 수 있는 마스크 등 공기나 가스를 여과 처리하기 위한 다양한 종류의 장치나 제품에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실을 갖는 하우징에 설치되어 상기 물층으로 유입되는 기체를 여과할 수 있는 물 필터로서,
    가장자리가 상기 하우징의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있는 필터판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판;을 포함하고,
    상기 필터판 홀에는 상기 여과실에 공급된 물이 맺혀 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 기체를 상기 물 여과막에 의해 여과시키는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판은 복수 개가 상기 물층 위에 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    기체의 유동 방향을 기준으로 상대적으로 상류에 배치되는 필터판의 필터판 홀 크기가 상대적으로 하류에 배치되는 필터판의 필터판 홀보다 작은 것을 특징으로 하는 물 필터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 필터판을 상기 물층 위에 상호 평행하게 상하 방향으로 이격되도록 지지하기 위해 상기 복수의 필터판과 결합되는 지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지체는,
    상기 복수의 필터판을 관통하는 연결 바와,
    상기 연결 바의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있는 통로를 구비하는 스페이서를 포함하며,
    상기 스페이서의 끝단은 상기 하우징의 내부 바닥에 위치하는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 복수의 필터판 중에서 최하부에 배치되는 필터판을 떠받칠 수 있는 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디에는 상기 지지체를 감싸도록 상기 필터판 바디로부터 돌출되는 중공형의 필터판 슬리브가 구비되는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디의 상면에는 물을 수용할 수 있는 저수홈이 상기 복수의 필터판 홀과 연결되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 홀은 적어도 일부가 상부에서 하부로 갈수록 폭이 감소하는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디에는 상기 필터판 홀의 둘레로부터 하부 방향으로 돌출되는 돌출 연장부가 구비되고, 상기 필터판 홀은 상기 필터판 바디에서 상기 돌출 연장부까지 연장된 것을 특징으로 하는 물 필터.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터판 바디는 상기 물층의 표면과 평행하게 배치되는 수평부와, 상기 하우징의 내면에 접할 수 있도록 상기 수평부의 가장자리로부터 상측 방향으로 경사지게 연장되는 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 필터.
  12. 제 1 항에 있어서,
    가장자리가 상기 하우의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 덮개판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 덮개판 바디에 상기 덮개판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 덮개판 홀을 구비하고, 상기 필터판 위에 배치되도록 상기 지지체에 결합되는 덮개판;을 포함하고,
    상기 덮개판 홀에서 상기 하우징의 내면까지의 최소 거리는 상기 복수의 필터판 홀 중 최외곽에 배치되는 필터판 홀에서 상기 하우징의 내면까지의 최소 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 물 필터.
  13. 물이 수용되어 물층이 형성되는 여과실과, 상기 여과실로 기체를 유입시키기 위해 상기 여과실과 연결되는 흡입구와, 상기 여과실을 통과한 기체를 배출하기 위해 상기 여과실과 연결되는 배출구를 갖는 하우징; 및
    가장자리가 상기 하우징의 내면에 접하여 상기 여과실을 구획할 수 있도록 상기 여과실에 설치되는 필터판 바디와, 기체가 통과할 수 있도록 상기 필터판 바디에 상기 필터판 바디를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 복수의 필터판 홀을 갖는 필터판을 포함하는 물 필터;을 포함하고,
    상기 필터판 홀에는 상기 여과실에 공급된 물이 맺혀 물 여과막이 형성되며, 상기 필터판 홀을 통과하는 기체를 상기 물 여과막에 의해 여과시키는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 필터판은 복수 개가 구비되고,
    상기 복수의 필터판을 상기 물층 위에 상호 평행하게 상하 방향으로 이격되도록 지지하기 위해 상기 복수의 필터판과 결합되는 지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 흡입구는 상기 하우징의 내부 바닥을 관통하도록 형성되고,
    상기 지지체는,
    상기 복수의 필터판을 관통하는 연결 바와,
    상기 물층 속에 잠길 수 있는 통로를 구비하고, 상기 연결 바의 끝단에 결합되며, 상기 흡입구 위에 놓일 수 있도록 끝단이 상기 하우징의 내부 바닥에 위치하는 스페이서를 포함하며,
    상기 흡입구를 통과하는 기체가 상기 통로를 통해 상기 물층으로 유입되는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지체의 내부에는 상기 흡입구로 유입되는 기체를 상기 물층으로 안내할 수 있는 연결 유로가 마련되는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 지지체는,
    상기 연결 유로가 내부에 마련된 연결 바와,
    상기 연결 바의 끝단에 결합되고, 상기 물층 속에 잠길 수 있도록 상기 연결 유로와 연결되는 통로를 구비하는 중공형의 스페이서를 포함하며,
    상기 스페이서의 끝단은 상기 하우징의 내부 바닥에 위치하는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 흡입구를 통해 상기 물층 속으로 기체를 강제 유입시키는 기체 공급장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 필터 장치.
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