WO2022065542A1 - 미세먼지 포집장치 - Google Patents

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WO2022065542A1
WO2022065542A1 PCT/KR2020/012889 KR2020012889W WO2022065542A1 WO 2022065542 A1 WO2022065542 A1 WO 2022065542A1 KR 2020012889 W KR2020012889 W KR 2020012889W WO 2022065542 A1 WO2022065542 A1 WO 2022065542A1
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fluid
air
foam
bubble
fine dust
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PCT/KR2020/012889
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여철호
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여철호
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/79—Injecting reactants

Definitions

  • the present invention relates to a device for collecting fine dust.
  • Fine dust is small dust with a diameter of 10 ⁇ m or less that cannot be seen with the naked eye.
  • toxic substances such as sulfate and nitrate account for about 50% or more. It is known that fine dust is generated through a photochemical reaction in the atmosphere of toxic substances or heavy metals discharged from automobile exhaust gas.
  • An object of the present invention is to provide a fine dust collecting device that effectively removes fine dust including toxic substances, and the filter replacement cycle is relatively longer than that of a general dry filter.
  • an apparatus for collecting fine dust using bubbles receives external air into the housing from the outside through an air inlet, and generates a bubble using the received fluid to generate a bubble, a first bubble storage region for storing the bubble, the first bubble A purified air passage connecting the storage area and the air outlet, and an air exhauster disposed at the air outlet and discharging the purified air introduced into the purified air passage to the outside; Substance may be removed by the foam as it passes through the first foam storage zone.
  • it is disposed between the first bubble storage region and the purified air passage, it may further include a scattering prevention region for blocking the movement of the scattered fluid.
  • it is disposed between the emergency prevention zone and the purified air passage, and may further include a scattering barrier for filtering the scattering fluid.
  • the lower portion between the first bubble storage region and the scattering prevention region may be opened to allow movement of the fluid.
  • first foam storage region disposed between the first foam storage region and the purified air passage, it may further include a second foam storage region for storing the foam moved from the first foam storage region.
  • it is disposed between the first foam storage region and the second foam storage region, it may further include a bubble movement prevention film selectively restricting the movement of the foam.
  • a lower portion between the first foam storage region and the second foam storage region may be opened to allow movement of the fluid.
  • it may include a first water level control tank for supplying the fluid to the foaming zone and a second water level control tank for accommodating the fluid discharged from the foaming zone.
  • it may further include a protrusion extending in the horizontal direction from the inner wall of the first bubble storage section to increase the movement path of the introduced air.
  • the bubble generating zone is coupled to the motor, the rotating shaft of the motor so as to be spaced apart from the fluid, and coupled to the rotating shaft of the motor and the air inhaler for sucking the outside air through the air inlet, at least a part may be disposed to be submerged in the fluid to accommodate a foam generator generating the foam.
  • the air inhaler may be disposed inside the bubble generator.
  • the foam generating zone is coupled to a motor and a rotation shaft of the motor, and at least a portion is arranged to be immersed in the fluid to accommodate the foam generator for generating the foam.
  • the foam generator may be a porous member having a circular or ring-shaped cross-section.
  • the bubble generator may be an air pump for injecting air into the fluid.
  • the fluid may be an aqueous surfactant solution, an aqueous caustic soda solution, a mixture of water and oil, or an aqueous solution of a deicing agent.
  • an apparatus for collecting fine dust using a viscous fluid contains a fluid having a viscosity for collecting pollutants in the air, a housing having a first air inlet formed on one side, and disposed in the housing so that at least a portion of the surface is immersed in the fluid, and a rotating shaft is provided.
  • An oil film filter that continuously forms an oil film on the remaining part of the surface by rotating according to the first air inlet and discharges air introduced into the internal space through the surface on which the oil film is formed, and is disposed inside the housing, It may include a motor that provides a rotational force to rotate the rotation shaft.
  • the oil film may adsorb contaminants existing in the air flowing out from the inner space through the surface and move the adsorbed contaminants to the fluid accommodated in the housing.
  • the oil film may be a porous oil film.
  • it may further include an air inlet for forcibly introducing air into the inner space.
  • the oil film filter includes a first side plate having a second air inlet corresponding to the first air inlet, a second side plate facing the first side plate, and an outer peripheral surface of the first side plate and a mesh having both sides fixed to the outer circumferential surface of the second side plate to form the surface.
  • the surface may be formed of a mesh with corrugated bumps.
  • the surface may be formed by laminating two or more meshes.
  • it is disposed in the inner space of the oil film filter, it may further include a guide for changing the flow direction of the air introduced into the inner space.
  • the guide may be inclined toward the second air inlet.
  • a plurality of the guides may be disposed to be spaced apart from each other.
  • the lengths of the plurality of guides may be different from each other.
  • a nozzle for spraying the fluid to the oil film filter may be further included.
  • it may further include a plurality of buckets coupled to the mesh so as to be radially spaced apart from each other.
  • the fluid may be oil.
  • the fluid may be a mixture of oil and a basic aqueous solution.
  • 1 is a diagram illustrating the principle of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a device for collecting fine dust using bubbles.
  • FIG. 3 is a view exemplarily showing bubbles generated by the fine dust collecting device using the bubbles shown in FIG. 2 .
  • Figure 4 is a view showing an example of the first bubble storage zone that can increase the movement path of the air.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary fine dust collecting device having a plurality of bubble storage areas.
  • FIG. 6 is a view illustrating another embodiment of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another embodiment of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another embodiment of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • FIG. 9 is a view illustrating another embodiment of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • FIG. 10 is a diagram exemplarily illustrating the principle of a device for collecting fine dust using a fluid.
  • FIG. 11 is a view exemplarily illustrating an embodiment of a device for collecting fine dust using a fluid.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view exemplarily illustrating the oil film filter shown in FIG. 2 .
  • FIG. 13 is a view exemplarily showing another embodiment of the fine dust collecting device using a fluid.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view exemplarily showing the oil film filter shown in FIG. 4 .
  • 15 is a view exemplarily showing an embodiment for increasing the area of the oil film filter.
  • 16 is a view exemplarily showing an embodiment for increasing the area of the oil film filter.
  • 17 is a view exemplarily showing an embodiment for reinforcing an oil film.
  • 18 is a view exemplarily showing another embodiment for reinforcing an oil film.
  • 1 is a diagram illustrating the principle of a fine dust collecting device using bubbles by way of example.
  • the bubbles are generated by the bubble generator in contact with the fluid 10 , and are accumulated by moving in one direction.
  • a bubble is a thin fluid film containing air inside.
  • One bubble is substantially spherical, but when a plurality of bubbles are in contact with each other, their shape may vary.
  • the density of bubbles indicates the number of bubbles contained in a unit volume (eg, 1 cm 3 ). For example, assuming that the bubbles are spherical, a high bubble density indicates a large number of bubbles per unit volume or a small average diameter of the plurality of bubbles, and a low bubble density indicates a small number of bubbles per unit volume or multiple bubbles per unit volume. indicates that the average diameter of the bubbles is large.
  • Fluid 10 is present from the foam generator to the area where the foam accumulates, in order to facilitate the unidirectional movement of the foam.
  • the outside air 12 is forcibly or naturally introduced into the fine dust collecting device.
  • the outside air 12 is illustrated as being introduced perpendicular to the direction of movement of the bubble, but may be introduced in substantially the same direction as the direction of movement of the bubble, as will be described below.
  • the foam may travel in a direction determined by the direction of rotation of the foam generator and/or the direction of movement of the fresh air 12 .
  • the bubbles 11 accumulated to have a certain volume are filters that remove contaminants contained in the outside air.
  • the thin film of foam is easily destroyed due to the pressure applied to the surface by the moving air, but the volume of accumulated foam 11 can be kept constant because the amount of destroyed foam is continuously replenished by the foam generator. there is.
  • the relatively densely accumulated bubbles 11 may be destroyed by air and fall in the direction of gravity, or may be turned into bubbles of larger diameter.
  • the bubble is naturally destroyed, and a small amount of fluid that forms the film of the bubble moves in the direction of gravity. That is, the density of the foam may be reduced by air and/or over time.
  • the density of the accumulated foam 11 can be partially varied. Due to this, the contaminants adsorbed on the thin film of foam move to the fluid 10 .
  • the accumulated bubble 11, formed between the bubble and the bubble may include a plurality of gaps through which air can pass.
  • the gap formed between the foam and the foam can increase the contact area with air, thereby increasing the adsorption rate of contaminants.
  • the density of bubbles and/or the ratio of gaps per unit volume may vary depending on the type and composition ratio of materials constituting the fluid.
  • the fluid 10 may be an aqueous solution formed by dissolving an additive for accelerating the generation of bubbles, for example, a surfactant in water.
  • the aqueous surfactant solution may include, for example, about 5% by weight surfactant.
  • the amount of foam may be increased or decreased depending on the amount of the surfactant added.
  • the fluid 10 may be an aqueous solution formed by dissolving an additive for increasing the density of bubbles in water.
  • the density of the foam can be increased by caustic soda, for example KOH, NaOH, NaHCO 3 and the like.
  • the fluid 10 may be a liquid having a high viscosity, for example, a mixture of oil and water in order to increase the density of bubbles.
  • the mixed liquor may contain, for example, about 50% by weight of oil.
  • the fluid 10 may be an aqueous solution formed by dissolving an additive for lowering the freezing point, for example, a snow remover in water.
  • the snow removal agent may be, for example, salt, calcium chloride, glycerin, or the like.
  • the fluid 10 may be prepared by dissolving or mixing any one or a combination of the above-described additives in water.
  • the water may be pure water or electrolytic hydrogen-reduced water.
  • FIG. 2 is a view exemplarily showing an embodiment of a fine dust collecting device using bubbles, (a) shows a cross section of the fine dust collecting device 100, (b) shows the movement path of air is a perspective view.
  • the fine dust collecting device 100 includes a housing 110 .
  • the housing 110 may be partitioned into a foam generating zone 120 , a first foam storage zone 130 , and a purified air passageway 150 . Additionally or alternatively, the housing 110 may further include a shatterproof zone 140 .
  • the air inlet 111 is formed on the front surface of the housing 110 , and may be formed on the upper surface of the air outlet 102 .
  • the outside air 12 is introduced into the bubble generating zone 120 through the air inlet 111 , and the purified air 13 is discharged to the outside through the air outlet 102 .
  • the air exhauster 220 is disposed at the air outlet 102 , and forcibly discharges the purified air 13 to the outside.
  • the fluid 10 is received below the foaming zone 120 and the first foam storage zone or below the foaming zone 120 , the first foam storage zone 130 and the emergency containment zone 140 .
  • Fluid 10 may travel substantially unrestrictedly between foam generating zone 120 and emergency upper limb zone 140 , while movement of foam may be selectively restricted.
  • the foam generating zone 120 and the first foam storage zone 130 are separated by a first vertical wall 131 extending downwardly from the upper surface of the housing 110 .
  • the lower end of the first vertical wall 131 is spaced apart from the surface of the fluid 10 .
  • the foam is allowed to move from the foam generating zone 120 to the first foam storage zone 130 .
  • the first bubble storage space 130 and the scattering prevention region 140, a portion of the second vertical wall 132 extending downward from the upper surface of the housing 110 or the first bubble movement prevention film 230 by are separated
  • the bubble movement prevention film 230 extends from the lower end of the second vertical wall 132 to a position submerged in the fluid 10 .
  • the bubble movement prevention film 230 may selectively restrict the movement of the bubble, without substantially restricting the flow of air.
  • the bubble movement prevention film 230 is a film having a plurality of through-holes formed therein, for example, a mesh, and allows a relatively high-density bubble to pass through, but may block a relatively low-density bubble.
  • the foam generating zone 120 accommodates the foam generator 200 and the air aspirator 210 coupled to the rotation shaft of the motor M.
  • the foam generator 200 and the air inhaler 210 are rotated together in a counterclockwise direction by a motor, so that the foam generator 200 generates foam, and the air inhaler 210 feeds the outside air 12 into the housing 110 ) is forced into the interior. Since the bubble generator 200 and the air inhaler 210 are coupled to the same rotation shaft, at least a portion of the air inhaler 210 may be accommodated in the bubble generator 200 .
  • the foam generator 200 may be a porous member, for example, a mesh, styrofoam, sponge, etc., having a ring-shaped cross-section.
  • the porous member is light relative to its volume, and therefore is suitable for high-speed rotation.
  • the foam generator 200 is arranged such that at least a part of it is submerged in the fluid 10, thereby generating foam by rotation. As the rotational speed increases, the amount of foam generated increases, but the force that prevents the fluid 10 from rotating the foam generator 200 also increases. Accordingly, it is preferable that the bubble generator 200 is sufficiently in contact with the fluid 10 , but is submerged to a depth such that disturbance by the fluid 10 can be minimized. For this reason, the water level of the fluid 10 needs to be kept constant.
  • the housing 110 illustrated in FIG. 2 has an air inlet 111 formed in the front thereof, and thus, the air intake 210 discharges the air 12 introduced in the direction of the rotation axis in a direction perpendicular to the axis of rotation.
  • the air inlet 111 extends from the front of the housing 110 to the inside of the sirocco fan, so that the air 12 introduced into the housing 110 by the sirocco fan does not flow out again. there is.
  • the air aspirator 210 does not come into contact with the fluid 10 . Since the air inhaler 210 sucks the outside air 12 while rotating the plurality of blades, when it comes into contact with the fluid 10, the rotation is significantly restricted.
  • the purified air passageway 150 connects in gaseous communication between the first foam storage zone 130 and the air outlet 102 or between the emergency containment zone 140 and the air outlet 102 .
  • the purified air passage 150 may be implemented in various ways by combining a horizontal section and a vertical section.
  • the purified air passage 150 may be composed of one or more horizontal sections and one or more vertical sections by combining vertical and horizontal walls 152 , 153 , 154 .
  • the purified air passageway 150 illustrated in FIG. 2 is separated from the first foam storage zone 132 by a second vertical wall 132 and a shatterproof zone 140 by a third vertical wall 151 . separated from The third vertical wall 151 extends upward from the lower surface of the housing 110 . Due to the third vertical wall 151 , the fluid 150 cannot travel to the purified air passage 150 .
  • the emergency barrier 240 may be disposed between the scattering prevention zone 140 and the purified air passage 150 .
  • the scattering prevention film 240 prevents a small amount of scattered fluid floating in the air from moving to the purified air passage 150 .
  • the scattering prevention film 240 may be a film in which a plurality of through-holes are formed, for example, a mesh.
  • the fine dust collecting device 100 may further include a first water level control tank 300 and a second water level control tank 310 .
  • the fine dust collecting device 100 may be installed not only indoors but also outdoors, and in particular, when installed outdoors, may be affected by climate. For example, when the outside air is dry, the amount of the naturally evaporating fluid 10 may increase and the water level may be lowered. When the water level of the fluid 10 is lowered, the bubble generator 200 cannot generate bubbles, so that air purification cannot be achieved. Conversely, when the fluid 10 is excessively injected or rainwater is introduced, the water level may increase. When the level of the fluid 10 increases, the bubble generator 200 may not rotate at a normal speed, or an excessive load may be applied to the motor M to cause a malfunction.
  • the fine dust collecting device 100 includes a water level sensor 320 that measures the level of the fluid 10 .
  • the sensing data of the water level sensor 320 indicates a low water level
  • the fluid stored in the first water level control tank 300 flows into the bubble generating region 120 .
  • the electronically controllable first valve 305 is coupled to the fluid inlet of the first water level control tank 300 , and operates according to the sensing data of the water level sensor 320 .
  • the first valve 305 is opened, and the fluid 10 flows from the first water level control tank 300 into the bubble generation zone 120 until the sensed data indicates an appropriate water level.
  • the second water level control tank 310 is coupled to the foaming zone 120 via a second electronically controllable valve 310 .
  • the second valve 310 When the sensed data indicates a high water level, the second valve 310 is opened, and the fluid 10 flows from the foaming zone 120 into the second water level control tank 310 .
  • the second water level control tank 310 may include a third valve 330 capable of discharging the fluid 10 accommodated therein to the outside.
  • FIG. 3 is a view exemplarily showing bubbles generated by the fine dust collecting device using the bubbles shown in FIG. 2 .
  • the rotating bubble generator 200 generates bubbles in contact with the fluid 10 .
  • the direction of rotation of the foam generator 200 may vary depending on the position of the first foam storage region 130 , and in FIG. 3 , the first foam storage region 130 is disposed on the right side of the foam generation region 120 , there is. Accordingly, the direction of rotation of the bubble generator 200 is counterclockwise. Since a part of the bubble generator 200 rotates in a state submerged in the fluid 10 , the fluid flow occurs in the right direction in the surface layer of the fluid 10 . Due to this, the foam formed on the surface of the fluid 10 moves to the first foam storage region 130 .
  • the air flow generated from the foam generating zone 120 toward the first foam storage zone 130 not only promotes movement of the foam, but also allows the bubbles to accumulate in the first foam storage zone 130 .
  • Airflow can be caused by a variety of factors.
  • the air inhaler 210 rotating at high speed may generate an air flow while injecting the inhaled external air into the bubble generating region 120 . A portion of the generated air stream is directed towards the foaming zone 120 .
  • the pressure in the foaming zone 120 may increase.
  • the air in the foam generating zone 120 passes through the first low pressure foam storage zone 130 to the purified air passage 150 . This may result in airflow.
  • the foam 11 accumulated in the first foam storage zone 130 may have foam layers 11a, 11b, 11c, 11d of different densities for each area.
  • the relatively high-density foam layers 11a and 11b are composed of recently created bubbles and have a relatively large surface area. Therefore, although the adsorption power of the pollutants is relatively high, the air passing through it receives a relatively large amount of resistance.
  • the relatively low density of the foam layer (11c, 11d) is composed of older bubbles than the other foam layers (11a, 11b), and has a relatively small surface area. Therefore, although the adsorption force of the pollutants is relatively low, the air passing through it receives relatively little resistance.
  • the relatively low-density foam layers 11c, 11d may be created by combining a plurality of high-density foams by air passing through the high-density foam layers 11a, 11b or over time.
  • the foam layers of different densities may be generated in the horizontal direction as well.
  • the anti-foam film 230 is disposed between the first foam storage region 130 and the anti-scattering region 140 , and selectively restricts the movement of bubbles.
  • the anti-foam film 230 may allow a relatively dense bubble to move to the scattering prevention zone 140 , but may prevent a relatively low-density bubble from moving to the emergency prevention zone 140 .
  • the bubble movement preventing film 230 may have a plurality of through-holes having a diameter larger than the average diameter of a relatively high-density bubble, but smaller than the average diameter of a relatively low-density bubble.
  • the foam 11 accumulated in the first foam storage zone 130 functions as a filter. As described in FIG. 1 , as the air passes through the bubble layer, it comes into contact with the thin film of the bubble, and contaminants are adsorbed to the bubble during this process. The strong airflow breaks the bubbles, which allows some of the bubbles to return to the fluid 10 and some bubbles to bond with each other and increase in diameter.
  • Figure 4 is a view showing an example of the first bubble storage zone that can increase the movement path of the air.
  • FIG 4 (a) shows the air flow introduced in various paths from the foam generating zone 120 toward the first foam storage zone (130).
  • the substantially horizontal air flow passes through the relatively high density foam layers 11a, 11b, while the upwardly inclined air flow passes through the relatively low density foam layers 11c, 11d and passes through the first bubble It faces the upper space of the storage area 130 .
  • the path of the air flow in the horizontal direction is also changed by the foam layer (11a, 11b) to face the upper space.
  • the protrusions 133 , 134 , and 135 extend in the horizontal direction from the second vertical wall 230 located on the right side of the inner wall of the foam storage area 130 toward the foam storage space 130 .
  • the projections 133 , 134 , 135 reduce the headspace of the first foam storage zone 130 .
  • the protrusion 133 extends in the horizontal direction over the entire second vertical wall 230 .
  • the air movement path increases by the horizontal width of the protrusion 133 .
  • the plurality of protrusions 134 extend in a horizontal direction from a portion of the second vertical wall 230 .
  • the protrusion 135 is formed to be inclined on at least a portion of the second vertical wall 230 . Due to this, the movement path of the air is extended in the vertical and horizontal directions. 4C illustrates the protrusion 135 having an inclined surface that increases in height toward the bottom, but the protrusion 135 having an inclined surface that decreases in height toward the bottom is similar to the other protrusions 133, 134, and 135. can have functions.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary fine dust collecting device having a plurality of bubble storage areas. Description of the same parts as in FIG. 2 will be omitted, and differences will be described.
  • the fine dust collecting device 101 may include a plurality of bubble storage areas 130 , 130b and 130c .
  • a plurality of foam storage zones (130, 130b, 130c) store therein foam that acts as a filter. Due to this, the contaminant removal performance may be improved.
  • the plurality of bubble storage zones 130 , 130b , 130c increases the movement path of the air, thereby increasing the contact between the air and the foam.
  • a plurality of foam storage zones (130, 130b, 130c) are arranged in a horizontal direction.
  • a plurality of bubble storage zones (130, 130b, 130c), a plurality of vertical walls (132, 136, 137) and each vertical wall (132, 136, 137) spaced apart in the horizontal direction a plurality of bubbles disposed at the bottom of the movement It is partitioned by the barrier films 230, 230a, and 230b.
  • the height from the bottom of the housing 110 of the second and third foam storage regions 130b and 130c may be lower than the height of the first foam storage region 130 . Due to this, most of the inner space of the second and third foam storage zones 130b, 130c may be filled with foam.
  • the height of the bubble movement prevention films 230 , 230a , and 230b from the surface of the fluid 10 to the lower end of the vertical wall may be the same or different.
  • the plurality of anti-foam films 230 , 230a and 230b do not extend to the bottom surface of the housing 110 . Accordingly, the lower portions of the plurality of foam storage regions (130, 130b, 130c) are opened so that the fluid 10 can move between the plurality of foam storage regions (130, 130b, 130c).
  • the height of the plurality of bubble movement prevention films 230 , 230a , 230b may decrease toward the right. As the air passes through the anti-foam film, it approaches the fluid 10 . Since the dense foam layer is formed and/or maintained in proximity to the fluid 10 , directing the air stream to the fluid 10 increases the adsorption force.
  • Diameters of the through-holes of the plurality of bubble movement prevention films 230 , 230a , and 230b may decrease toward the right.
  • the first foam storage zone 130 is filled with foam layers having different densities.
  • the first anti-foam film 230 limits the movement of the low-density foam layer (eg, 11d) present in the first foam storage region 130, while the remaining foam layers (eg, 11a, 11b, 11c) may be permitted. Due to this, in the second foam storage region 130a, the foam layers 11a, 11b, and 11c that have passed through the first anti-foam film 230 may be present in a higher ratio than the first foam storage region 130 . there is.
  • the second anti-foam film 230a restricts the movement of the relatively low-density foam layer 11c among the foam layers 11a, 11b, 11c present in the second foam storage region 130a, but the remaining foam layer ( 11a, 11b) can be allowed to move.
  • the third anti-foam film 230b restricts the movement of the relatively low-density foam layer 11b among the foam layers 11a and 11b present in the second foam storage region 130b, but a relatively high-density foam layer (11a) may be allowed to move. Due to this, the density of the foam layer filling each foam storage area may increase toward the right.
  • the air flow to the first foam storage zone 130 and the second foam storage zone 130a, where the resistance by the foam layer is relatively small, can be maintained by the air aspirator 210, and the resistance of the foam layer is relatively small.
  • FIG. 6 is a view illustrating another embodiment of a fine dust collecting device using bubbles by way of example. Description of the same parts as in FIG. 2 will be omitted, and differences will be described.
  • the housing 110 of the fine dust collecting device 102 includes an air inlet 112 formed on the left side.
  • the bubble generator 201 and the air inhaler 211 are fastened to a rotation shaft of a motor (not shown), and rotate together.
  • the rotation shaft of the motor is horizontal to the direction in which external air flows, and thus the rotation directions of the bubble generator 201 and the air inhaler 211 are perpendicular to the movement directions of the bubbles and air.
  • the air intake direction and the air discharge direction of the air inhaler 211 are substantially the same, and the air discharged to the bubble generating region 120 moves to the first bubble storage region 130 .
  • the bubble generator 201 generates bubbles around the air intake 102 , and the generated bubbles move to the first bubble storage area 130 by the air flow.
  • 6 illustrates a state in which the bubble generator 201 accommodates the air inhaler 211 therein, but the air inhaler 211 is disposed on the air inlet 112 side, and the bubble generator 201 is the first It may be disposed in the foam storage area 130 .
  • FIGS. 7 to 9 are views exemplarily showing another embodiment of the fine dust collecting device using bubbles. Descriptions of the same parts as in FIGS. 2 and 6 will be omitted, and differences will be described.
  • the air inhaler is omitted.
  • the fine dust collecting devices 103 , 104 , and 105 are installed in a vehicle, for example, a bus, air flow may occur into the fine dust collecting devices 103 , 104 , 105 due to the movement of the vehicle.
  • an air inhaler that sucks in external air from the inside or an air injector that injects external air into the inside may be added.
  • the foam generators 202 and 203 are porous members having a circular cross-section.
  • the bubble generators 202 and 203 are coupled to a rotation shaft of a motor (not shown) and rotate clockwise or counterclockwise to generate bubbles.
  • the bubble generator 202 shown in FIG. 7 generates bubbles by rotating in a direction perpendicular to the moving direction of bubbles and air
  • the bubble generator 203 shown in FIG. 8 is horizontal to the moving direction of bubbles and air. It rotates in the direction to generate bubbles.
  • the foam generator 204 rotates in a direction parallel to the surface of the fluid 10 .
  • a motor M for rotating the foamer 204 is disposed above or below the foamer 204 .
  • the air flow introduced into the fine dust collecting device 105 is not disturbed.
  • the bubble generator may be replaced with an air pump that generates bubbles by injecting air into the fluid 10 .
  • FIG. 10 is a diagram exemplarily illustrating the principle of a device for collecting fine dust using a fluid.
  • the fluid filter 20 includes a mesh 21 having a plurality of holes formed therein, and an oil film 30 formed along the surface of the mesh 21 and the inside of the holes.
  • the mesh 21 may be formed of any one of a metal, a metal alloy, and a synthetic resin.
  • the mesh 21 is formed with a plurality of holes penetrating both sides.
  • the maximum width (or maximum diameter) r of the holes formed in the mesh 21 may be about 0.1 um to about 400 um.
  • the oil film 30 may be formed by applying the fluid 10 to the mesh 21 .
  • the fluid 10 may include oil having a constant viscosity.
  • the oil may be a liquid vegetable, animal or synthetic oil (hereinafter referred to as oil).
  • the fluid 10 may be a mixture of oil and a basic aqueous solution. When oil and water are mixed in a certain ratio, the viscosity of the fluid 10 may be adjusted.
  • the oil film 30 may be formed and/or reinforced in various ways, and will be described in detail below with reference to FIGS. 11 to 18 .
  • the fluid filter 20 is capable of gas communication.
  • A indicates a state in which the holes of the mesh 21 are completely filled with the fluid 10
  • B indicates a state in which the holes of the mesh 21 are partially filled with the fluid 10 .
  • the oil film 30 may be formed on the surface of the mesh 21 as well as the holes of the mesh 21 .
  • Air 12 may be introduced from the outside and pass through the fluid filter 20 .
  • the oil film 30 may be changed from an A state to a B state, that is, a porous oil film.
  • contaminants in the air 12 are dissolved and/or adsorbed to the oil film 30 .
  • Contaminants adsorbed on the oil film 30 may be moved to the storage tank containing the fluid 10 by air, gravity, or mechanical movement.
  • the fluid 10 forming the oil film 30 is separated from the mesh 21 by air passing through the porous oil film (state B) and falls down, or along the surface of the mesh 21 . When it flows down, or when the mesh 21 is submerged in the storage tank, it can be moved to the storage tank.
  • the fluid 10 contained in the tank creates and/or reinforces the oil film 30 of the fluid filter 20 .
  • the contaminants adsorbed to the oil film 30 are separated while the fluid filter 20 is immersed in the fluid 10 and move to the fluid 10 .
  • Contaminants that have moved to the storage tank may be removed from the fluid 10 .
  • a filter for removing contaminants may remove contaminants from the fluid 10 accommodated in the storage tank.
  • the fluid 10 may be an oil or a mixture of oil and a basic aqueous solution. Since the mixture of oil and basic aqueous solution has a relatively low viscosity compared to pure oil, the fluid 10 forming the oil film 30 can be easily separated from the mesh 21 .
  • the relatively low viscosity allows the fluid filter 20 to rotate with relatively little power.
  • Contaminants adsorbed to the oil on the mesh 21 may be transferred to the basic aqueous solution. Contaminants that have migrated into the basic aqueous solution can be crystallized and removed by a filter.
  • the oil film 30 and the fluid 10 forming the oil film 30 are large-capacity filters that remove contaminants from the air.
  • a typical dry filter has a limited effective area for filtering out contaminants, and in particular, as the amount of adsorbed contaminants increases over time, the filter efficiency decreases.
  • the oil film 30 serving as a filter is recovered as the fluid 10 after adsorbing the contaminants, and the contaminants are regenerated from the filtered fluid 10, so the dry type It can have a relatively long lifespan compared to the filter.
  • FIG. 11 is a diagram exemplarily showing an embodiment of a fine dust collecting device using a fluid
  • FIG. 12 is an exploded perspective view exemplarily showing the fluid filter shown in FIG. 11 .
  • the fine dust collecting device 400 includes a housing 410 containing a fluid 10 and a fluid filter 500 .
  • a portion of the housing 410 is an air outlet area 420 capable of gas communication.
  • the purified air 31 that has passed through the fluid filter 500 may pass through the air outlet region 420 and exit to the outside.
  • the fluid 10 is stored in the lower portion of the housing 410 , and thus the housing 410 serves as a storage tank for storing the fluid 10 .
  • the first air inlet 430 is located on one surface of the housing 410 , and is coupled to the internal space 500 of the fluid filter 500 to be in gas communication.
  • the air inlet 610 for example, an air pump or fan, introduces external air into the inner space 510 of the fluid filter 500 through the air inlet 430 .
  • the air inlet 610 may be located within the first air inlet 430 , or may be located within the fluid filter 500 , as illustrated in FIG. 2 .
  • the fluid filter 500 includes an oil film 30 formed on at least a portion of a surface thereof.
  • the oil film 30 is formed by applying the fluid 10 to the mesh 550 forming the surface of the fluid filter 500 .
  • the fluid filter 500 is rotatably disposed inside the housing 410 . 11 , at least a portion of the fluid filter 500 may be disposed to be submerged in the fluid 10 . Accordingly, when the fluid filter 500 rotates, the oil film 30 may be uniformly formed on the entire surface of the fluid filter 500 .
  • the fluid filter 500 may be fixed inside the housing 410 . In this structure, the oil film 30 may be formed by spraying the fluid 10 to the fluid filter 500 .
  • the fluid filter 500 has an internal space 510 capable of introducing air 12 into the fluid filter 500 .
  • the fluid filter 500 has a hollow structure having a circular or polygonal cross section perpendicular to the rotation axis.
  • the fluid filter 500 includes a first side plate 520 through which air 31 is introduced, a second side plate 530 opposite to the first side plate 520 , a first side plate 520 , and a second side plate 520 . It may include a connecting member 540 for connecting the side plate 530 , and meshes 550a and 550b disposed on a surface defined by the outer peripheral surfaces of the first side plate 520 and the second side plate 530 . there is.
  • the internal space 510 can be implemented in various ways, and the structure illustrated in FIG. 12 is only an example.
  • the first side plate 520 includes a flat plate 521 to which one end of the connecting member 540 is fixed, and a second air inlet 524 is formed at a position corresponding to the first air inlet 430 .
  • the first air inlet 430 and the second air inlet 524 form a path through which the outside air 12 flows into the fluid filter 500 .
  • a portion where the first air inlet 430 and the second air inlet 524 are connected may be sealed to prevent external air from leaking into the fine dust collecting device 400 .
  • the first side plate 520 further includes a sidewall 522 for fixing a mesh formed along the perimeter of the plate 521 and/or a sidewall 523 for extending a path formed along the perimeter of the second air inlet 524 .
  • the sidewalls 522 and 523 may be formed in a direction toward the second side plate 520 or in the opposite direction. By the side wall 522 for fixing the mesh, one end of the meshes 550a and 550b can be easily fixed to the first side plate 520 .
  • the second side plate 530 includes a flat plate 531 to which the other end of the connecting member 540 is fixed.
  • the connecting member 540 connects the first side plate 520 and the second side plate 530 to the first side plate 520 and the second side plate 530 by the rotational force provided by the motor 600 . ) to rotate at substantially the same speed.
  • a structure in which the fluid filter 500 is rotated by the motor 600 is illustrated.
  • the connecting member 540 may be a shaft connected to the motor 600 and passing through the centers of the first side plate 520 and the second side plate 530 .
  • the first side plate 520 and the second side plate 530 may be fixed to the shaft and rotate together when the shaft rotates.
  • a dust collecting filter 620 for separating contaminants from the fluid 10 and a pump 630 for moving the filtered fluid 10 to the housing 410 are coupled in fluid communication with the housing 410 .
  • the fluid inlet of the dust collecting filter 620 is connected to a through hole formed in the bottom surface of the housing 410 through a conduit, and the fluid outlet of the dust collecting filter 620 is connected to the pump 630 . It may be connected to the fluid inlet.
  • the fluid filter 500 removes contaminants in the air 12 while discharging the air 12 introduced therein through the oil film 30 formed on the surface.
  • the air 12 introduced into the internal space 510 of the fluid filter 500 has a difference in air pressure between the internal space 510 and the external space of the fluid filter 500 with the surface of the fluid filter 500 as a boundary. causes Since the air pressure of the internal space 510 is relatively large compared to the air pressure of the external space, the air in the internal space 510 passes through the surface of the fluid filter 500 and moves to the external space.
  • An oil film 30 is formed on the surface of the fluid filter 500 through which air passes, and contaminants in the air are collected by the oil film 30 .
  • FIG. 13 is a view exemplarily showing another embodiment of a fine dust collecting device using a fluid
  • FIG. 14 is an exploded perspective view exemplarily showing the fluid filter shown in FIG. 13 .
  • a description overlapping with those of FIGS. 10 to 12 will be omitted, and differences will be described.
  • the fine dust collecting device 401 includes a guide 560 for controlling the flow of air in the internal space 510 .
  • the guide 560 disposed in the interior space 510 substantially uniformly disperses the introduced air 12 so that the air 12 passes through the entire surface. A portion of the air 12 introduced into the inner space 510 is directed toward the surface around the guide 560 by changing the flow direction by the guide 560 .
  • the guide 560 may be a ring having a cross-section inclined toward the second air inlet or a ring having a cross-section perpendicular to the surface of the fluid filter 501 .
  • the angle of inclination (the angle between the surface of the fluid filter and the filter) can be changed.
  • the outer circumferential surface of the guide 560 may be fastened to and fixed to the plurality of connection members 541 , 542 , 543 , and 544 .
  • the plurality of connection members 541 , 542 , 543 , and 544 may support the plurality of guides 561 , 562 , 563 , and 564 .
  • the length of the plurality of guides 561 , 562 , 563 , 564 or the distance between the plurality of guides 561 , 562 , 563 , 564 may be the same or different.
  • the lengths of the plurality of guides 561 , 562 , 563 , and 564 that is, the distance from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface, may be the same.
  • the guide 560 may be a rectangular or fan-shaped plate.
  • the guide 560 may be fastened to and fixed to one or more connecting members 541 , 542 , 543 , and 544 .
  • the plurality of guides 560 may be fixed at the same point in the horizontal direction.
  • the guide 561 includes a first guide connected to the two connecting members 541 and 542 and a second guide connected to the other two connecting members 543 and 544 , the first guide and the second The guides may be separate from each other.
  • 15 is a diagram exemplarily illustrating an embodiment for increasing an area of a fluid filter.
  • the mesh 551 forming the surface of the fluid filter 500 includes pleats 551 ′ formed on the surface.
  • the pleated lump 551 ′ may be formed to extend in a direction substantially perpendicular to the surface of the fluid filter 500 .
  • the wrinkle lump 551 ′ may be formed by repeatedly folding the mesh 21 .
  • Pleated nodules 551 ′ may be spaced apart from other pleated nodules 551 ′ by gaps 551 ′′.
  • 16 is a diagram exemplarily illustrating an embodiment for increasing the area of a fluid filter.
  • the fluid filter 500 may include a plurality of stacked meshes 552a, 552b, and 552c.
  • the plurality of meshes 552a, 552b, and 552c may be stacked such that at least some of them contact each other or are spaced apart from each other by a predetermined distance by a spacer (not shown).
  • the area in which the oil film 30 is formed may be increased.
  • 17 is a view exemplarily showing an embodiment for reinforcing an oil film.
  • the oil film formed on the surface of the fluid filter 500 has substantially no or very small holes formed in the meshes 550 , 551 , and 552 at the time of initial formation, that is, immediately after passing through the fluid 10 . Thereafter, when the amount of air 12 through which the air 12 passes through the oil film 30 increases, the diameter of the hole also increases proportionally. If the hole is enlarged, the amount of air in contact with the fluid 10 is reduced, and thus the contaminant removal performance may decrease. Therefore, it may be necessary to reinforce the oil film 30 after a predetermined period of time has elapsed after passing through the fluid or after passing through a specific point.
  • the fine dust collecting devices 400 , 401 , and 102 may include one or more nozzles 580a , 580b , and 580c for reinforcing the oil film 30 by spraying the fluid 10 toward the fluid filter 500 .
  • One or more nozzles 580a, 580b, 580c may be arranged, for example, radially spaced apart.
  • the one or more nozzles 580a, 580b, and 580c may be connected to a motor that pressurizes and supplies the fluid 10 accommodated in the housing 410 through a conduit.
  • the one or more nozzles 580a , 580b , and 580c may continuously provide the fluid 10 to the fluid filter 500 to reinforce the oil film 30 .
  • the oil film 30 on the left surface L based on an imaginary vertical line passing through the center of the fluid filter 500, that is, the meshes 550, 551
  • the oil film 30 generated when the 552 comes out of the storage tank containing the fluid 10 may be affected by gravity and/or air passing through the fluid filter 500 . Due to this, the oil film 30 on the right surface R may become thin or disappear.
  • One or more nozzles 580a , 580b , 580c may spray fluid 10 to the right of mesh 550 , 551 , 552 to reinforce oil film 30 .
  • 18 is a view exemplarily showing another embodiment for reinforcing an oil film.
  • the fluid filter 500 may include a plurality of buckets 590 coupled to meshes 550 , 551 , 552 .
  • the plurality of buckets 590 are coupled to the meshes 550 , 551 , 552 substantially perpendicular to the surface of the fluid filter 500 , and the plurality of buckets 590 may be radially spaced apart from each other.
  • the plurality of buckets 590 may accommodate the fluid 10 introduced through the open inlet therein, and may extend along the rotational axis direction of the fluid filter 500 .
  • the separation distance between the buckets 590 may be determined by, for example, a combination of the amount of fluid 10 that the bucket 590 can accommodate, the rotational speed of the fluid filter 500 , and the viscosity of the fluid 10 . there is.
  • the plurality of buckets 590 may continuously provide the fluid 10 to the right surface R of the fluid filter 500 to reinforce the oil film 30 .
  • the fluid filter 500 includes a left surface (L) that moves upward from the housing 410 in which the fluid 10 is accommodated, and a right surface (R) that moves downward toward the housing 410 in which the fluid is accommodated.
  • the bucket 590 coupled to the left surface L rotates while receiving the fluid 10 therein.
  • the bucket 590 When passing near the apex of the fluid filter 500 , the bucket 590 may be inclined so that the fluid 10 accommodated therein may flow downward along the right surface R of the fluid filter 500 .
  • the state of the oil film 30 belonging to the oil film reinforcement section on the upper right surface R may be similar to the state of the oil film 30 of the fluid filter 500 coming out of the fluid 10 accommodated in the housing 410 . there is.
  • the bucket 590 may include two through-holes 591 and 592 spaced apart from each other.
  • the first through hole 591 far from the surface of the fluid filter 500 is a hole through which the fluid 10 flows into the bucket
  • the near second through hole 592 is a hole through which the fluid 10 flows out from the inside of the bucket. am.
  • the size of the second through hole 592 is relatively smaller than the size of the first through hole 591 .
  • the second through-hole 592 is preferably formed close to the surface of the fluid filter 500 .

Abstract

본 발명은 미세먼지 포집장치에 관한 것이다. 미세먼지 포집장치는, 공기 유입구를 통해 외부로부터 상기 하우징 내부로 외부 공기를 공급받으며, 수용된 유체를 이용하여 거품을 생성하는 거품 발생 구역, 상기 거품을 저장하는 제1 거품 저장 구역, 상기 제1 거품 저장 구역과 공기 유출구를 연결하는 정화된 공기 통로, 및 상기 공기 유출구에 배치되며, 상기 정화된 공기 통로에 유입된 정화된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출기를 포함하되, 상기 외부 공기에 포함된 오염 물질은, 상기 제1 거품 저장 구역을 통과할 때, 상기 거품에 의해 제거될 수 있다.

Description

미세먼지 포집장치
본 발명은 미세먼지 포집장치에 관한 것이다.
산업 발전으로 인해 오염 물질의 배출이 증가되고 있다. 특히 공기중으로 배출되는 오염 물질은 국경을 넘어 인접 국가로 유입되어 국가간 분쟁을 유발하기도 한다. 미세 먼지는, 육안으로 볼 수 없는 지름 10um이하의 작은 먼지이다. 전체 미세 먼지 중에서, 황산염, 질산염 등과 같이 독성 물질이 차지하는 비율은 약 50%이상이다. 미세 먼지는, 자동차 배기가스에서 배출된 유독 물질이나 중금속 등이 대기중에서 광화학 반응을 통해 생성되는 것으로 알려져 있다.
거의 대부분의 공기정화기는, 건식 필터를 이용하여 미세 먼지를 제거한다. 건식 필터는, 흡착되는 미세 먼지의 양이 증가하여 성능이 저하되므로, 일정 주기로 교체되어야 한다. 필터 교체는 공기정화기의 유지 비용을 증가시키며, 특히, 교체 시기가 지난 필터를 계속 사용할 경우, 공기정화기가 정상적으로 동작할 수 없는 문제가 있다.
독성 물질을 포함하는 미세 먼지를 효과적으로 제거하며, 필터의 교체 주기가 일반적인 건식 필터보다 상대적으로 긴 미세먼지 포집장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치가 제공된다. 미세먼지 포집장치는, 공기 유입구를 통해 외부로부터 상기 하우징 내부로 외부 공기를 공급받으며, 수용된 유체를 이용하여 거품을 생성하는 거품 발생 구역, 상기 거품을 저장하는 제1 거품 저장 구역, 상기 제1 거품 저장 구역과 공기 유출구를 연결하는 정화된 공기 통로, 및 상기 공기 유출구에 배치되며, 상기 정화된 공기 통로에 유입된 정화된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출기를 포함하되, 상기 외부 공기에 포함된 오염 물질은, 상기 제1 거품 저장 구역을 통과할 때, 상기 거품에 의해 제거될 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 거품 저장 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 비산된 유체의 이동을 차단하는 비산 방지 구역을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 비상 방지 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 상기 비산된 유체를 거르는 비산 차단막을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 거품 저장 구역과 상기 비산 방지 구역 사이의 하부는, 상기 유체의 이동이 가능하도록 개방될 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 거품 저장 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 상기 제1 거품 저장 구역으로부터 이동한 거품을 저장하는 제2 거품 저장 구역을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 거품 저장 구역과 상기 제2 거품 저장 구역 사이에 배치되며, 상기 거품의 이동을 선택적으로 제한하는 거품 이동 방지막을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 제1 거품 저장 구역과 상기 제2 거품 저장 구역 사이의 하부는, 상기 유체의 이동이 가능하도록 개방될 수 있다.
일 실시예로, 상기 거품 발생 구역에 상기 유체를 공급하는 제1 수위 조절 탱크 및 상기 거품 발생 구역으로부터 배출된 상기 유체를 수용하는 제2 수위 조절 탱크를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 유입된 공기의 이동 경로를 증가시키기 위해서 상기 제1 거품 저장 구역의 내측벽으로부터 수평 방향으로 연장된 돌출부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 거품 발생 구역은, 모터, 상기 유체로부터 이격되도록 상기 모터의 회전축에 결합되며, 상기 외부 공기를 상기 공기 유입구를 통해 흡입하는 공기 흡입기 및 상기 모터의 회전축에 결합되며, 적어도 일부가 상기 유체에 잠기도록 배치되어 상기 거품을 발생하는 거품 발생기를 수용할 수 있다.
일 실시예로, 상기 공기 흡입기는, 상기 거품 발생기 내부에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 상기 거품 발생 구역은, 모터 및 상기 모터의 회전축에 결합되며, 적어도 일부가 상기 유체에 잠기도록 배치되어 상기 거품을 발생하는 거품 발생기를 수용할 수 있다.
일 실시예로, 상기 거품 발생기는, 원형 또는 링 형상의 단면을 가진 다공성 부재일 수 있다.
일 실시예로, 상기 거품 발생기는, 상기 유체에 공기를 주입하는 에어 펌프일 수 있다.
일 실시예로, 상기 유체는, 계면 활성제 수용액, 가성 소다 수용액, 물과 오일의 혼합액, 또는 제설제 수용액일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 점성을 가진 유체를 이용한 미세먼지 포집장치가 제공된다. 미세먼지 포집장치는, 공기 중 오염 물질을 포집하는 점성을 가진 유체를 수용하며, 일측에 형성된 제1 공기 유입구를 가진 하우징, 표면의 적어도 일부가 상기 유체에 잠기도록 상기 하우징 내에 배치되고, 회전축을 따라 회전하여 상기 표면의 나머지 일부에 유막을 지속적으로 형성하고, 상기 제1 공기 유입구를 통해 내부 공간으로 유입된 공기를 상기 유막이 형성된 표면을 통해 유출하는 유막 필터, 및 상기 하우징 내부에 배치되며, 상기 회전축을 회전시키는 회전력을 제공하는 모터를 포함할 수 있다. 상기 유막은 상기 내부 공간으로부터 상기 표면을 통과하여 외부로 유출되는 공기 중에 존재하는 오염 물질을 흡착하며, 흡착한 오염 물질을 상기 하우징에 수용된 유체로 이동시킬 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막은 다공성 유막일 수 있다.
일 실시예로, 상기 내부 공간으로 공기를 강제 유입시키는 공기 유입기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터는, 상기 제1 공기 유입구에 대응하는 제2 공기 유입구를 가진 제1 측면판, 상기 제1 측면판을 대향하는 제2 측면판, 및 상기 제1 측면판의 외주면과 상기 제2 측면판의 외주면에 양측이 고정되어 상기 표면을 형성하는 메시를 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 표면은, 주름 혹을 가진 메시로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 표면은, 둘 이상의 메시를 적층하여 형성될 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터의 상기 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간으로 유입된 공기의 흐름 방향을 변경하는 가이드를 더 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 가이드는, 상기 제2 공기 유입구를 향해 경사지게 배치될수 있다.
일 실시예로, 상기 가이드는 복수이며, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예로,, 상기 복수의 가이드의 길이는 서로 상이 할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유막 필터에 상기 유체를 분사하는 노즐을 더 포함 할 수 있다.
일 실시예로, 방사상으로 서로 이격되도록 상기 메시에 결합된 복수의 버킷을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유체는 오일 일 수 있다.
일 실시예로, 상기 유체는 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세 먼지를 효과적으로 제거할 뿐 아니라, 필터를 반영구적으로 사용할 수 있게 되어, 유지 비용이 절감될 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다.
도 1은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 3은, 도 2에 도시된 거품을 이용한 미세먼지 포집장치에 의해 생성된 거품을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4는, 공기의 이동 경로를 증가시킬 수 있는 제1 거품 저장 구역을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5는, 복수의 거품 저장 구역을 가진 미세먼지 포집장치를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9는, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 12는, 도 2에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 13은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 14는, 도 4에 도시된 유막 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 15는, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 16은, 유막 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 17은, 유막을 보강하기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18은, 유막을 보강하기 위한 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 거품은, 유체(10)와 접촉한 거품 발생기에 의해 생성되며, 일 방향으로 이동하여 축적된다. 거품은, 공기를 내부에 수용하고 있는 얇은 유체막이다. 하나의 거품은 실질적으로 구형에 가깝지만, 복수의 거품이 서로 접촉하는 경우, 그 형상은 다양해질 수 있다. 거품의 밀도는, 단위 체적(예를 들어, 1cm3)에 포함된 거품의 수를 나타낸다. 예를 들어, 거품을 구형으로 가정할 때, 높은 거품 밀도는, 단위 체적당 거품 수가 많거나, 복수의 거품의 평균 직경이 작음을 나타내며, 낮은 거품 밀도는, 단위 체적당 거품수가 작거나, 복수의 거품의 평균 직경이 큼을 나타낸다.
유체(10)는, 거품의 일 방향 이동을 원활하게 하기 위해서, 거품 발생기부터 거품이 축적되는 구역까지 존재한다. 외부 공기(12)는, 미세먼지 포집장치의 내부로 강제적으로 또는 자연적으로 유입된다. 외부 공기(12)는, 거품의 이동 방향에 수직하게 유입되는 것으로 도시되어 있으나, 이하에서 설명되는 바와 같이, 거품의 이동 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 유입될 수도 있다. 거품은, 거품 발생기의 회전 방향 및/또는 외부 공기(12)의 이동 방향에 의해 결정된 방향으로 이동할 수 있다.
미세먼지 포집장치내에서, 외부 공기(12)는, 축적된 거품(11)과 접촉하게 된다. 일정한 체적을 가지도록 축적된 거품(11)은, 외부 공기에 포함된 오염물질을 제거하는 필터이다. 거품의 얇은 막은, 이동하는 공기가 표면에 인가하는 압력으로 인해, 쉽게 파괴되지만, 파괴된 만큼의 거품이 거품 발생기에 의해 지속적으로 보충되므로, 축적된 거품(11)의 체적은 일정하게 유지될 수 있다. 상대적으로 고밀도로 축적된 거품(11)은, 공기에 의해 파괴되어 중력 방향으로 낙하하거나, 더 큰 직경의 거품으로 변할 수 있다. 또한, 직경이 일정 크기 이상이 되면, 거품은 자연적으로 파괴되며, 거품의 막을 형성하던 소량의 유체는, 중력 방향으로 이동한다. 즉, 거품의 밀도는, 공기에 의해 및/또는 시간의 경과에 의해 감소될 수 있다. 또한, 축적된 거품(11)의 밀도는, 부분적으로 달라질 수 있다. 이로 인해, 거품의 얇은 막에 흡착된 오염 물질은 유체(10)로 이동하게 된다.
한편, 축적된 거품(11)은, 거품과 거품 사이에 형성되어 공기가 통과할 수 있는 다수의 틈을 포함할 수 있다. 거품과 거품 사이에 형성된 틈은, 공기와의 접촉 면적을 증가시켜서, 오염 물질의 흡착율을 증가시킬 수 있다. 거품의 밀도 및/또는 단위 체적당 틈이 차지하는 비율은, 유체를 구성하는 물질의 종류와 구성비에 따라 달라질 수 있다. 축적된 거품(11)을 통과한 정화된 공기(13)는, 외부로 배출된다.
유체(10)는, 거품의 발생을 촉진하기 위한 첨가물, 예를 들어, 계면 활성제를 물에 용해하여 형성한 수용액일 수 있다. 계면 활성제 수용액은, 예를 들어, 약 5w%의 계면 활성제를 포함할 수 있다. 거품의 양은, 계면 활성제의 첨가량에 따라 증가하거나 감소될 수 있다. 한편, 유체(10)는, 거품의 밀도를 증가시키기 위한 첨가물을 물에 용해하여 형성한 수용액일 수 있다. 거품의 밀도는, 가성 소다, 예를 들어, KOH, NaOH, NaHCO3 등에 의해 증가될 수 있다. 또한, 유체(10)는, 거품의 밀도를 증가시키기 위해, 점도가 높은 액체, 예를 들어, 오일과 물을 혼합한 혼합액일 수 있다. 혼합액은, 예를 들어, 약 50w%의 오일을 포함할 수 있다. 또한, 유체(10)는, 빙점을 낮추기 위한 첨가물, 예를 들어, 제설제를 물에 용해하여 형성한 수용액일 수 있다. 제설제는, 예를 들어, 소금, 염화칼슘, 글리세린 등일 수 있다. 유체(10)는, 상술한 첨가물 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 물에 용해 또는 혼합하여 제조될 수 있다. 여기서, 물은, 순수한 물 또는 전해수소환원수일 수 있다.
도 2는, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면으로, (a)는 미세먼지 포집장치(100)의 단면을 나타내며, (b)는 공기의 이동 경로가 표시된 사시도이다.
도 2를 참조하면, 미세먼지 포집장치(100)는, 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은, 거품 발생 구역(120), 제1 거품 저장 구역(130) 및 정화된 공기 통로(150)로 구획될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 하우징(110)은, 비산 방지 구역(140)을 더 포함할 수 있다. 공기 유입구(111)는 하우징(110)의 정면에 형성되며, 공기 유출구(102)의 상면에 형성될 수 있다. 외부 공기(12)는, 공기 유입구(111)를 통해 거품 발생 구역(120)으로 유입되며, 정화된 공기(13)는, 공기 유출구(102)를 통해 외부로 배출된다. 공기 배출기(220)는, 공기 유출구(102)에 배치되며, 정화된 공기(13)를 외부로 강제 배출시킨다.
유체(10)는, 거품 발생 구역(120)과 제1 거품 저장 구역의 하부 또는 거품 발생 구역(120), 제1 거품 저장 구역(130) 및 비상 방지 구역(140)의 하부에 수용된다. 유체(10)는, 거품 발생 구역(120)부터 비상 상지 구역(140) 사이에서 실질적으로 제한없이 이동할 수 있는 반면, 거품의 이동은 선택적으로 제한될 수 있다. 거품 발생 구역(120)과 제1 거품 저장 구역(130)은, 하우징(110)의 상면으로부터 하방으로 연장된 제1 수직벽(131)에 의해 분리된다. 제1 수직벽(131)의 하단은, 유체(10)의 표면으로부터 이격된다. 따라서, 거품은, 거품 발생 구역(120)으로부터 제1 거품 저장 구역(130)으로 이동할 수 있도록 한다. 한편, 제1 거품 저장 공간(130)과 비산 방지 구역(140)은, 하우징(110)의 상면으로부터 하방으로 연장된 제2 수직벽(132)의 일부 또는 제1 거품 이동 방지막(230)에 의해 분리된다. 거품 이동 방지막(230)은, 제2 수직벽(132)의 하단부터 유체(10)에 잠기는 위치까지 연장된다. 거품 이동 방지막(230)은, 공기의 흐름을 실질적으로 제한하지 않으면서도, 거품의 이동을 선택적으로 제한할 수 있다. 예를 들어, 거품 이동 방지막(230)은, 다수의 관통홀이 형성된 막, 예를 들어, 메시이며, 상대적으로 밀도가 높은 거품은 통과시키지만, 상대적으로 밀도가 낮은 거품은 차단할 수 있다.
거품 발생 구역(120)은, 모터 M의 회전축에 체결된 거품 발생기(200) 및 공기 흡입기(210)를 수용한다. 거품 발생기(200)와 공기 흡입기(210)는, 모터에 의해 반시계 방향으로 함께 회전하여, 거품 발생기(200)는 거품을 생성하고, 공기 흡입기(210)는 외부 공기(12)를 하우징(110) 내부로 강제 유입시킨다. 거품 발생기(200)와 공기 흡입기(210)는, 동일한 회전축에 체결되므로, 거품 발생기(200) 내부에 공기 흡입기(210)의 적어도 일부가 수용될 수 있다.
거품 발생기(200)는, 링 형상의 단면을 갖는, 다공성 부재, 예를 들어, 메시, 스티로폼, 스펀지 등일 수 있다. 다공성 부재는, 체적에 비해 가벼우므로, 고속 회전에 적합하다. 거품 발생기(200)는, 적어도 일부가 유체(10)에 잠기도록 배치되어, 회전에 의해 거품을 발생시킨다. 회전 속도가 증가할수록, 발생되는 거품의 양은 증가하지만, 유체(10)가 거품 발생기(200)의 회전을 방해하는 힘 역시 증가한다. 따라서, 거품 발생기(200)는, 유체(10)와는 충분히 접촉하지만, 유체(10)에 의한 방해는 최소화될 수 있는 정도의 깊이로 잠기는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유로, 유체(10)의 수위는 일정하게 유지될 필요가 있다.
도 2에 예시된 하우징(110)은, 정면에 형성된 공기 유입구(111)를 가지며, 이로 인해, 공기 흡입기(210)는, 회전축 방향으로 유입한 공기(12)를 회전축에 수직한 방향으로 배출하는 시로코 팬일 수 있다. 도시되진 않았으나, 공기 유입구(111)는 하우징(110)의 정면으로부터 시로코 팬의 내부까지 연장되어, 시로코 팬에 의해 하우징(110)내부로 유입된 공기(12)가 다시 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다. 동일한 회전축에 결합되지만, 거품 발생기(200)와 달리, 공기 흡입기(210)는 유체(10)와 접촉하지 않는다. 공기 흡입기(210)는, 복수의 날개가 회전하면서 외부 공기(12)를 흡입하므로, 유체(10)와 접촉할 경우, 회전에 상당한 제약을 받게 된다.
정화된 공기 통로(150)는, 제1 거품 저장 구역(130)과 공기 유출구(102) 사이 또는 비상 방지 구역(140)과 공기 유출구(102)를 기체 연통 가능하게 연결한다. 정화된 공기 통로(150)는, 수평 구간과 수직 구간을 조합하여 다양하게 구현될 수 있다. 정화된 공기 통로(150)는, 수직 및 수평벽(152, 153, 154)을 조합하여 하나 이상의 수평 구간과 하나 이상의 수직 구간으로 구성될 수 있다. 도 2에 예시된 정화된 공기 통로(150)는, 제2 수직벽(132)에 의해 제1 거품 저장 구역(132)으로부터 분리되며, 제3 수직벽(151)에 의해 비산 방지 구역(140)으로부터 분리된다. 제3 수직벽(151)은, 하우징(110)의 하면으로부터 상방으로 연장된다. 제3 수직벽(151)에 의해, 유체(150)는 정화된 공기 통로(150)로 이동할 수 없다.
비상 방지막(240)은, 비산 방지 구역(140)과 정화된 공기 통로(150) 사이에 배치될 수 있다. 비산 방지막(240)은, 공기중에 부유하는 비산된 소량의 유체가 정화된 공기 통로(150)로 이동하는 것을 방지한다. 비산 방지막(240)은, 다수의 관통홀이 형성된 막, 예를 들어, 메시일 수 있다.
유체(10)의 수위를 일정하게 유지하기 위해서, 미세먼지 포집장치(100)는 제1 수위 조절 탱크(300) 및 제2 수위 조절 탱크(310)를 더 포함할 수 있다. 미세먼지 포집장치(100)는, 실내뿐 아니라 실외에도 설치될 수 있으며, 특히, 실외에 설치될 경우, 기후에 의한 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 외부 공기가 건조하면, 자연 증발하는 유체(10)의 양이 증가하여, 수위가 낮아질 수 있다. 유체(10)의 수위가 낮아지면, 거품 발생기(200)가 거품을 발생할 수 없어서, 공기 정화가 이루어질 수 없게 된다. 반대로, 유체(10)가 과다 주입되거나, 빗물 등이 유입될 경우, 수위가 높아질 수 있다. 유체(10)의 수위가 높아지면, 거품 발생기(200)가 정상적인 속도로 회전할 수 없게 되거나, 모터 M에 과도한 부하가 걸려 고장을 유발할 수 있다.
미세먼지 포집장치(100)는, 유체(10)의 수위를 측정하는 수위 센서(320)를 구비한다. 수위 센서(320)의 센싱 데이터가 낮은 수위를 나타내면, 제1 수위 조절 탱크(300)에 저장된 유체가 거품 발생 구역(120)으로 유입된다. 전자적으로 제어 가능한 제1 밸브(305)는 제1 수위 조절 탱크(300)의 유체 주입구에 결합되며, 수위 센서(320)의 센싱 데이터에 의해 동작한다. 센싱 데이터가 수위 부족을 나타내면, 제1 밸브(305)가 개방되며, 센싱 데이터가 적정 수위를 나타낼 때까지 제1 수위 조절 탱크(300)로부터 거품 발생 구역(120)으로 유체(10)가 유입될 수 있다. 한편, 제2 수위 조절 탱크(310)는, 전자적으로 제어 가능한 제2 밸브(310)를 통해 거품 발생 구역(120)에 결합된다. 센싱 데이터가 높은 수위를 나타내면, 제2 밸브(310)가 개방되어, 유체(10)가 거품 발생 구역(120)으로부터 제2 수위 조절 탱크(310)로 유입된다. 제2 수위 조절 탱크(310)는, 내부에 수용된 유체(10)를 외부로 배출할 수 있는 제3 밸브(330)를 포함할 수 있다.
도 3은, 도 2에 도시된 거품을 이용한 미세먼지 포집장치에 의해 생성된 거품을 예시적으로 도시한 도면이다.
회전하는 거품 발생기(200)는, 유체(10)와의 접촉하여 거품을 발생시킨다. 거품 발생기(200)의 회전 방향은, 제1 거품 저장 구역(130)의 위치에 따라 달라질 수 있으며, 도 3에서, 제1 거품 저장 구역(130)은 거품 발생 구역(120)의 우측에 배치되어 있다. 따라서 거품 발생기(200)의 회전 방향은 반시계 방향이다. 거품 발생기(200)의 일부가 유체(10)에 잠긴 상태로 회전하므로, 유체(10)의 표층부에 우측 방향으로 유체 흐름이 발생한다. 이로 인해, 유체(10) 표면에 형성된 거품은 제1 거품 저장 구역(130)으로 이동한다.
한편, 거품 발생 구역(120)에서 제1 거품 저장 구역(130)쪽으로 발생한 공기 흐름은, 거품의 이동을 촉진할 뿐 아니라, 제1 거품 저장 구역(130)에 거품이 축적될 수 있도록 한다. 공기 흐름은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있다. 고속으로 회전하는 공기 흡입기(210)는, 흡입한 외부 공기를 거품 발생 구역(120)에 주입하면서, 공기 흐름을 생성할 수 있다. 생성된 공기 흐름의 일부는, 거품 발생 구역(120)을 향한다. 한편, 거품 발생 구역(120)에 주입된 외부 공기로 인해, 거품 발생 구역(120) 내의 압력이 증가할 수 있다. 거품 발생 구역(120)내의 공기는, 압력이 낮은 제1 거품 저장 구역(130)을 거쳐 정화된 공기 통로(150)로 이동한다. 이로 인해, 공기 흐름이 발생할 수도 있다.
제1 거품 저장 구역(130)에 축적된 거품(11)은, 영역별로 상이한 밀도의 거품층(11a, 11b, 11c, 11d)을 가질 수 있다. 상대적으로 높은 밀도의 거품층(11a, 11b)은, 최근에 생성된 거품들로 구성되며, 상대적으로 넓은 표면적을 가진다. 따라서 오염 물질의 흡착력은 상대적으로 높지만, 이를 통과하는 공기는 저항을 상대적으로 많이 받게 된다. 반면, 상대적으로 낮은 밀도의 거품층(11c, 11d)은, 다른 거품층(11a, 11b)보다 오래된 거품들로 구성되며, 상대적으로 작은 표면적을 가진다. 따라서 오염 물질의 흡착력은 상대적으로 낮지만, 이를 통과하는 공기는 저항을 상대적으로 적게 받게 된다. 상대적으로 낮은 밀도의 거품층(11c, 11d)은, 높은 밀도의 거품층(11a, 11b)을 통과하는 공기에 의해 또는 시간 경과에 의해, 복수의 고밀도 거품이 결합하여 생성될 수 있다. 참고로, 설명의 편의를 위해, 상이한 밀도의 거품층이 수직 방향으로 형성된 경우를 설명했지만, 상이한 밀도의 거품층은 수평 방향으로도 생성될 수 있음은 물론이다.
거품 이동 방지막(230)은 제1 거품 저장 구역(130)과 비산 방지 구역(140) 사이에 배치되며, 거품의 이동을 선택적으로 제한한다. 거품 이동 방지막(230)은, 상대적으로 밀도가 높은 거품은 비산 방지 구역(140)으로 이동할 수 있도록 하지만, 상대적으로 밀도가 낮은 거품은 비상 방지 구역(140)으로 이동할 수 없도록 할 수 있다. 이를 위해, 거품 이동 방지막(230)은, 상대적으로 밀도가 높은 거품의 평균 직경보다는 크지만, 상대적으로 밀도가 낮은 거품의 평균 직경보다는 작은 직경을 갖는 복수의 관통홀을 가질 수 있다.
제1 거품 저장 구역(130)에 축적된 거품(11)은, 필터의 기능을 한다. 도 1에서 설명한 바와 같이, 공기는 거품층을 통과하면서, 거품의 얇은 막에 접촉하며, 이 과정에서 오염 물질이 거품에 흡착된다. 강한 공기 흐름은, 거품을 파괴하며, 이를 통해, 일부 거품은 유체(10)로 되돌아가며, 일부 거품은 서로 결합하여 직경이 커질 수 있다.
도 4는, 공기의 이동 경로를 증가시킬 수 있는 제1 거품 저장 구역을 예시적으로 도시한 도면이다.
공기 흡입기(210)에 의해 생성된 공기 흐름은 제1 거품 저장 구역(130)을 향한다. 도 4의 (a)는, 거품 발생 구역(120)으로부터 제1 거품 저장 구역(130)을 향해 다양한 경로로 유입되는 공기 흐름을 나타낸다. 실질적으로 수평 방향의 공기 흐름은, 상대적으로 고밀도의 거품층(11a, 11b)을 통과하지만, 상방으로 경사지게 진행하는 공기 흐름은, 상대적으로 저밀도의 거품층(11c, 11d)을 통과하여 제1 거품 저장 구역(130)의 상부 공간을 향한다. 특히, 거품층의 밀도가 적정 수준 이상으로 높으면, 수평 방향의 공기 흐름도 거품층(11a, 11b)에 의해 경로가 변경되어 상부 공간을 향할 수 있다. 제1 거품 저장 구역(130)의 상부 공간에 도달한 공기는, 상대적으로 압력이 낮은 정화된 공기 통로(150)로 이동하기 위해, 저항이 작은 경로, 즉, (b)에 예시된 바와 같이, 제2 수직벽(132)을 따라 이동하여 거품 이동 방지막(230)의 상부를 통과할 수 있다. 저밀도 거품층(11c, 11d)의 흡착력이 상대적으로 낮기 때문에, 공기가 제1 거품 저장 공간(130)의 상부 공간으로부터 제2 수직벽(132)을 따라 거품 이동 방지막(230)으로 이동하는 경로를 연장시킬 필요가 있다.
도 4의 (c), (d), (e)는 공기의 이동 경로를 증가시킬 수 있는 추가적인 구성을 예시하고 있다. 돌출부(133, 134, 135)는, 거품 저장 영역(130)의 내측벽 중 우측에 위치한 제2 수직벽(230)으로부터 거품 저장 공간(130)을 향해 수평 방향으로 연장된다. 돌출부(133, 134, 135)는, 제1 거품 저장 구역(130)의 상부 공간을 감소시킨다. 돌출부(133)는, 제2 수직벽(230) 전체에 걸쳐 수평 방향으로 연장된다. 공기의 이동 경로는, 돌출부(133)의 수평 방향 폭만큼 증가하게 된다. 복수의 돌출부(134)는, 제2 수직벽(230)의 일부에서 수평 방향으로 연장된다. 이로 인해, 제2 수직벽(230)에 요철이 형성되어, 공기의 이동 경로가 연장된다. 돌출부(135)는, 제2 수직벽(230)의 적어도 일부에 경사지게 형성된다. 이로 인해, 공기의 이동 경로가 수직 및 수평 방향으로 연장된다. 도 4의 (c)는, 아래쪽으로 갈수록 높이가 증가하는 경사면을 가진 돌출부(135)를 예시하고 있지만, 아래쪽으로 갈수록 높이가 감소하는 경사면을 가진 돌출부도 다른 돌출부(133, 134, 135)와 유사한 기능을 가질 수 있다.
도 5는, 복수의 거품 저장 구역을 가진 미세먼지 포집장치를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 2와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 5를 참조하면, 미세먼지 포집장치(101)는 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)을 포함할 수 있다. 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)은, 필터 역할을 하는 거품을 내부에 저장한다. 이로 인해, 오염 물질 제거 성능이 향상될 수 있다. 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)은, 공기의 이동 경로를 증가시켜서, 공기와 거품간 접촉이 증가한다.
복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)은, 수평 방향으로 배치된다. 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)은, 수평 방향으로 이격된 복수의 수직벽(132, 136, 137) 및 각 수직벽(132, 136, 137)의 하단에 배치된 복수의 거품 이동 방지막(230, 230a, 230b)에 의해 구획된다. 제2 및 제3 거품 저장 구역(130b, 130c)의 하우징(110)의 저면으로부터 높이는, 제1 거품 저장 구역(130)의 높이보다 낮을 수 있다. 이로 인해, 제2 및 제3 거품 저장 구역(130b, 130c)의 내부 공간의 대부분은 거품으로 채워질 수 있다.
거품 이동 방지막(230, 230a, 230b)의, 유체(10)의 표면으로부터 수직벽의 하단까지의, 높이는, 동일하거나 상이할 수 있다. 유체(10)의 흐름을 제한하지 않기 위해서, 복수의 거품 이동 방지막(230, 230a, 230b)은, 하우징(110)의 저면까지 연장되지 않는다. 따라서, 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c)의 하부가 개방되어 유체(10)가 복수의 거품 저장 구역(130, 130b, 130c) 사이를 이동할 수 있다.
복수의 거품 이동 방지막(230, 230a, 230b)의 높이는, 우측으로 갈수록 낮아질 수 있다. 공기는, 거품 이동 방지막을 통과하면서, 유체(10)에 근접하게 된다. 고밀도 거품층은 유체(10)에 근접하게 형성 및/또는 유지되므로, 공기 흐름을 유체(10)에 근접하도록 유도하면, 흡착력이 증가하게 된다.
복수의 거품 이동 방지막(230, 230a, 230b)의 관통홀의 직경은, 우측으로 갈수록 작아질 수 있다. 제1 거품 저장 구역(130)은, 상이한 밀도를 갖는 거품층으로 채워져 있다. 제1 거품 이동 방지막(230)은, 제1 거품 저장 구역(130)에 존재하는 저밀도의 거품층(예를 들어, 11d)의 이동을 제한하지만, 나머지 거품층(예를 들어, 11a, 11b, 11c)의 이동을 허용할 수 있다. 이로 인해, 제2 거품 저장 구역(130a)에서, 제1 거품 이동 방지막(230)을 통과한 거품층(11a, 11b, 11c)은, 제1 거품 저장 구역(130)보다 더 높은 비율로 존재할 수 있다. 제2 거품 이동 방지막(230a)은, 제2 거품 저장 구역(130a)에 존재하는 거품층(11a, 11b, 11c) 중 상대적으로 저밀도의 거품층(11c)의 이동을 제한하지만, 나머지 거품층(11a, 11b)의 이동을 허용할 수 있다. 제3 거품 이동 방지막(230b)는, 제2 거품 저장 구역(130b)에 존재하는 거품층(11a, 11b) 중 상대적으로 저밀도의 거품층(11b)의 이동을 제한하지만, 상대적으로 고밀도의 거품층(11a)의 이동을 허용할 수 있다. 이로 인해, 각 거품 저장 구역을 채우고 있는 거품층의 밀도가 우측으로 갈수록 증가할 수 있다. 거품층에 의한 저항이 상대적으로 작은 제1 거품 저장 구역(130) 및 제2 거품 저장 구역(130a)으로의 공기 흐름은, 공기 흡입기(210)에 의해 유지될 수 있으며, 거품층의 저항이 상대적으로 큰 제3 거품 저장 구역(130b)으로부터의 공기 흐름은 공기 배출기(220)에 의해 형성된 정화된 공기 통로(150)의 음압에 의해 발생할 수 있다.
도 6은, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 2와 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 6을 참조하면, 미세먼지 포집장치(102)의 하우징(110)은 좌측면에 형성된 공기 유입구(112)를 포함한다. 거품 발생기(201)와 공기 흡입기(211)는, 모터(미도시)의 회전축에 체결되어, 함께 회전한다. 모터의 회전축은, 외부 공기가 유입되는 방향에 수평하며, 따라서 거품 발생기(201)와 공기 흡입기(211)의 회전 방향은, 거품 및 공기의 이동 방향에 수직한다. 공기 흡입기(211)의 공기 흡입 방향과 공기 배출 방향은 실질적으로 동일하며, 거품 발생 구역(120)으로 배출된 공기는, 제1 거품 저장 구역(130)으로 이동한다. 한편, 거품 발생기(201)는, 공기 흡입구(102) 주변에서 거품을 발생시키며, 발생된 거품은 공기 흐름에 의해 제1 거품 저장 구역(130)으로 이동한다. 도 6은, 거품 발생기(201)가 내부에 공기 흡입기(211)를 수용한 상태를 예시하고 있으나, 공기 흡입기(211)는 공기 유입구(112)측에 배치되고, 거품 발생기(201)는 제1 거품 저장 구역(130)에 배치될 수도 있다.
도 7 내지 9는, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치의 또 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다. 도 2 및 도 6과 동일한 부분에 대한 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 7 내지 9에 예시된 미세먼지 포집장치(103, 104, 105)에서, 공기 흡입기는 생략되어 있다. 미세먼지 포집장치(103, 104, 105)가 차량, 예를 들어, 버스에 설치된 경우, 차량의 이동에 의해 미세먼지 포집장치(103, 104, 105) 내부로 공기 흐름이 발생할 수 있다. 물론, 미세먼지 포집장치(103, 104, 105)가 움직이지 않는 장소에 고정된 경우, 내부에서 외부 공기를 흡입하는 공기 흡입기 또는 내부로 외부 공기를 주입하는 공기 주입기가 추가될 수 있다.
도 7과 도 8에서, 거품 발생기(202, 203)는 원형 단면을 가진 다공성 부재이다. 거품 발생기(202, 203)는, 모터(미도시)의 회전축에 체결되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 거품을 발생한다. 도 7에 도시된 거품 발생기(202)는, 거품 및 공기의 이동 방향에 수직한 방향으로 회전하여 거품을 발생하며, 도 8에 도시된 거품 발생기(203)는 거품 및 공기의 이동 방향에 수평한 방향으로 회전하여 거품을 발생한다.
도 9에서, 거품 발생기(204)는, 유체(10)의 표면에 수평한 방향으로 회전한다. 거품 발생기(204)를 회전시키는 모터 M은 거품 발생기(204)의 상부 또는 하부에 배치된다. 상술한 다른 실시예와 비교할 때, 미세먼지 포집장치(105) 내부로 유입된 공기 흐름이 방해받지 않는다. 한편, 도시되진 않았으나, 거품 발생기는, 유체(10)에 공기를 주입하여 기포를 발생시키는 에어 펌프로 대체될 수 있다.
도 10은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 원리를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 유체 필터(20)는 다수의 홀이 형성된 메시(21) 및 메시(21)의 표면 및 홀 내부를 따라 형성된 유막(30)을 포함한다. 메시(21)는, 금속, 금속합금, 합성수지 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 메시(21)에는 양면을 관통하는 다수의 홀이 형성되어 있다. 메시(21)에 형성된 홀의 최대 폭(또는 최대 직경) r은 약 0.1 um 내지 약 400 um일 수 있다. 일 실시예로, 유막(30)은, 메시(21)에 유체(10)를 적용하여 형성될 수 있다. 유체(10)는, 일정한 점도를 갖는 오일을 포함할 수 있다. 여기서, 오일은, 액체 상태의 식물성, 동물성 또는 합성 오일(이하에서는 오일이라 함)일 수 있다. 다른 실시예로, 유체(10)는, 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다. 일정 비율로 오일과 물을 혼합하면 유체(10)의 점도가 조절될 수 있다. 유막(30)은 다양한 방식으로 형성 및/또는 보강될 수 있으며, 이하에서 도 11 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.
유체 필터(20)는, 기체 연통 가능하다. 도 10에서, A는 메시(21)의 홀이 유체(10)로 완전히 충진된 상태를 나타내며, B는 메시(21)의 홀이 유체(10)로 일부 충진된 상태를 나타낸다. 여기서, 유막(30)은, 메시(21)의 홀뿐 아니라 메시(21) 표면에도 형성될 수 있다. 공기(12)는 외부로부터 유입되어 유체 필터(20)를 통과할 수 있다. 유체 필터(20)를 통과하는 공기에 의해 또는 중력에 의해서, 유막(30)은 A 상태에서 B 상태, 즉, 다공성 유막으로 변경될 수 있다. 유막(30)이 공기(12)와 접촉하면, 공기(12) 중의 오염 물질이 유막(30)에 용해 및/또는 흡착된다. 유막(30)에 흡착된 오염 물질은, 공기에 의해, 중력에 의해, 또는 기계적 이동에 의해, 유체(10)가 수용된 저장 탱크로 이동될 수 있다. 예를 들어, 유막(30)을 형성하고 있는 유체(10)는, 다공성 유막(B 상태)을 통과하는 공기에 의해 메시(21)로부터 분리되어 아래로 떨어지거나, 메시(21)의 표면을 따라 아래로 흘러내리거나, 또는 메시(21)가 저장 탱크에 잠길 때, 저장 탱크로 이동될 수 있다.
회전할 때, 유체 필터(20)의 적어도 일부는 유체(10)를 통과한다. 탱크에 담긴 유체(10)는, 유체 필터(20)의 유막(30)을 생성 및/또는 보강한다. 또한, 유막(30)에 흡착된 오염 물질은, 유체 필터(20)가 유체(10)에 잠기는 동안에 분리되어, 유체(10)로 이동한다. 저장 탱크로 이동된 오염 물질은, 유체(10)로부터 제거될 수 있다. 오염 물질을 제거하기 위한 필터는 저장 탱크 내부에 수용된 유체(10)로부터 오염 물질을 제거할 수 있다. 유체(10)는, 오일 또는 오일과 염기성 수용액의 혼합물일 수 있다. 오일과 염기성 수용액의 혼합물은, 순수한 오일에 비해, 상대적으로 낮은 점도를 가지므로, 유막(30)을 형성한 유체(10)가 메시(21)로부터 쉽게 분리될 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 점도는, 유체 필터(20)를 상대적으로 적은 동력으로 회전시킬 수 있게 한다. 메시(21)에 오일에 흡착된 오염 물질은, 염기성 수용액으로 이동될 수 있다. 염기성 수용액으로 이동한 오염 물질은, 결정화되어 필터에 의해 제거될 수 있다.
유막(30) 및 유막(30)을 형성하는 유체(10)는, 공기에서 오염 물질을 제거하는 대용량 필터이다. 일반적인 건식 필터는, 오염 물질을 걸러낼 수 있는 유효 면적이 제한되어 있으며, 특히, 시간이 경과하여 흡착된 오염 물질의 양이 증가하면 필터 효율이 감소한다. 이에 반해, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치에서, 필터 역할을 하는 유막(30)은, 오염 물질을 흡착한 후 유체(10)로 회수되며, 오염 물질이 걸러진 유체(10)로부터 다시 생성되므로, 건식 필터에 비해 상대적으로 긴 수명을 가질 수 있다.
도 11은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 12는, 도 11에 도시된 유체 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다.
도 11 및 12를 함께 참조하면, 미세먼지 포집장치(400)는, 유체(10) 및 유체 필터(500)를 내장하는 하우징(410)을 포함한다. 하우징(410)의 일부는, 기체 연통 가능한 공기 유출 영역(420)이다. 유체 필터(500)를 통과한 정화된 공기(31)는, 공기 유출 영역(420)을 통과하여 외부로 나갈 수 있다. 유체(10)는 하우징(410)의 하부에 저장되며, 따라서 하우징(410)은 유체(10)를 저장하는 저장 탱크의 역할을 한다.
제1 공기 유입구(430)는, 하우징(410)의 일면에 위치하며, 유체 필터(500)의 내부 공간(500)과 기체 연통 가능하게 결합된다. 공기 유입기(610), 예를 들어, 에어 펌프 또는 팬은, 외부 공기를 공기 유입구(430)를 통해 유체 필터(500)의 내부 공간(510)으로 유입한다. 공기 유입기(610)는, 도 2에 예시된 바와 같이, 제1 공기 유입구(430) 내에 위치하거나, 유체 필터(500) 내에 위치될 수 있다.
유체 필터(500)는, 표면의 적어도 일부에 형성되는 유막(30)을 포함한다. 유막(30)은, 유체 필터(500)의 표면을 형성하는 메시(550)에, 유체(10)에 적용하여 형성된다. 일 실시예로, 유체 필터(500)는, 회전 가능하게 하우징(410) 내부에 배치된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 유체 필터(500)의 적어도 일부는, 유체(10)에 잠기도록 배치될 수 있다. 따라서, 유체 필터(500)가 회전하면, 유막(30)이 유체 필터(500)의 표면 전체에 균일하게 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 도시되진 않았으나, 유체 필터(500)는, 하우징(410) 내부에 고정될 수 있다. 이 구조에서, 유막(30)은, 유체(10)를 유체 필터(500)에 분사하여 형성될 수도 있다.
유체 필터(500)에는, 그 내부로 공기(12)를 유입할 수 있는 내부 공간(510)이 형성된다. 도 12에 예시된 바와 같이, 유체 필터(500)는, 회전축에 수직한 단면이 원형 또는 다각형상인 중공형 구조이다. 유체 필터(500)는, 공기(31)가 유입되는 제1 측면판(520), 제1 측면판(520)에 대향하는 제2 측면판(530), 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)을 연결하는 연결 부재(540), 및 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)의 외주면에 의해 정의되는 표면에 배치되는 메시(550a, 550b)를 포함할 수 있다. 내부 공간(510)은 다양하게 구현 가능하며, 도 12에 예시된 구조는 단지 예시일 뿐임을 이해할 수 있다.
제1 측면판(520)은, 연결 부재(540)의 일단이 고정되며, 제1 공기 유입구(430)에 대응하는 위치에 제2 공기 유입구(524)가 형성된 평판(521)을 포함한다. 제1 공기 유입구(430)와 제2 공기 유입구(524)는, 외부 공기(12)가 유체 필터(500) 내부로 유입되는 경로를 형성한다. 여기서, 제1 공기 유입구(430)와 제2 공기 유입구(524)가 연결되는 부분은, 외부 공기가 미세먼지 포집장치(400) 내부로 누출되지 않도록 실링될 수 있다. 추가적으로, 제1 측면판(520)은, 평판(521)의 둘레를 따라 형성된 메시 고정용 측벽(522) 및/또는 제2 공기 유입구(524) 둘레를 따라 형성된 경로 연장용 측벽(523)을 더 포함할 수 있다. 측벽(522, 523)은, 제2 측면판(520)을 향하는 방향으로 또는 그 반대 방향으로 형성될 수 있다. 메시 고정용 측벽(522)에 의해서, 메시(550a, 550b)의 일단을 제1 측면판(520)에 용이하게 고정할 수 있다. 제2 측면판(530)은, 연결 부재(540)의 타단이 고정되는 평판(531)을 포함한다.
연결 부재(540)는, 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)을 연결하여, 모터(600)가 제공한 회전력에 의해 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)이 실질적으로 동일한 속도로 회전할 수 있도록 한다. 연결 부재(540)는 하나 이상일 수 있다. 도 11 및 도 12에는, 복수의 연결 부재(541, 542, 543, 544)에 의해 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)이 연결되며, 제2 측면판(530)에 연결된 모터(600)에 의해 유체 필터(500)가 회전하는 구조가 도시되어 있다. 도시되진 않았으나, 연결 부재(540)는, 모터(600)에 연결되며, 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)의 중심을 통과하는 샤프트일 수 있다. 제1 측면판(520)과 제2 측면판(530)은 샤프트에 고정되어, 샤프트가 회전할 때 같이 회전할 수도 있다.
유체(10)로부터 오염 물질을 분리하기 위한 먼지 포집 필터(620) 및 필터링된 유체(10)를 하우징(410)으로 이동시키는 펌프(630)는, 하우징(410)에 유체 연통 가능하게 결합된다. 예시된 바와 같이, 먼지 포집 필터(620)의 유체 입구는, 도관을 통해, 하우징(410)의 저면에 형성된 관통홀에 연결되며, 먼지 포집 필터(620)의 유체 출구는, 펌프(630)의 유체 입구에 연결될 수 있다.
유체 필터(500)는, 내부로 유입된 공기(12)를 표면에 형성된 유막(30)을 통해 배출시키면서, 공기(12) 중의 오염 물질을 제거한다. 유체 필터(500)의 내부 공간(510)에 유입된 공기(12)는, 유체 필터(500)의 표면을 경계로 해서 내부 공간(510)과 유체 필터(500)의 외부 공간 사이에 공기압의 차이가 발생시킨다. 외부 공간의 공기압에 비해, 내부 공간(510)의 공기압은 상대적으로 크기 때문에, 내부 공간(510)에 있던 공기는 유체 필터(500)의 표면을 통과하여 외부 공간으로로 이동한다. 공기가 통과하는 유체 필터(500)의 표면에는, 적어도 일부 영역에 유막(30)이 형성되어 있으며, 공기 중의 오염 물질은 유막(30)에 의해 포집된다.
도 13은, 유체를 이용한 미세먼지 포집장치의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이며, 도 14는, 도 13에 도시된 유체 필터를 예시적으로 도시한 분해사시도이다. 도 10 내지 12와 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 설명한다.
도 13 및 도 14를 함께 참조하면, 미세먼지 포집장치(401)는, 내부 공간(510)에서 공기의 흐름을 조절하는 가이드(560)를 포함한다. 내부 공간(510)에 배치된 가이드(560)는, 유입된 공기(12)를 실질적으로 균일하게 분산시켜서, 공기(12)가 표면 전체를 통과하도록 한다. 내부 공간(510)으로 유입된 공기(12)의 일부는, 가이드(560)에 의해 흐름 방향이 변경되어 가이드(560) 주변의 표면을 향하게 된다.
일 실시예로, 가이드(560)는, 제2 공기 유입구를 향해 경사진 단면을 갖는 링 또는 유체 필터(501)의 표면에 수직한 단면을 갖는 링일 수 있다. 다시 말해, 경사각(유체 필터의 표면과의 사이각)은, 변경 가능하다. 가이드(560)의 외주면은, 복수의 연결 부재(541, 542, 543, 544)에 체결되어 고정될 수 있다. 복수의 연결 부재(541, 542, 543, 544)는, 복수의 가이드(561, 562, 563, 564)를 지지할 수 있다. 복수의 가이드(561, 562, 563, 564)의 길이 또는 복수의 가이드(561, 562, 563, 564) 사이의 거리는, 동일하거나 상이할 수 있다. 복수의 가이드(561, 562, 563, 564)는, 내부 공간(510)으로 유입된 공기(12)를, 복수의 가이드(561, 562, 563, 564)에 의해 구획된 서브 공간(511, 512, 513, 514, 515)으로 향하게 한다. 여기서, 복수의 가이드(561, 562, 563, 564)의 길이, 즉, 외주면부터 내주면까지의 거리는, 동일할 수 있다.
다른 실시예로, 가이드(560)는, 사각형상 또는 부채꼴형상의 판일 수 있다. 가이드(560)는, 하나 이상의 연결 부재(541, 542, 543, 544)에 체결되어 고정될 수 있다. 복수의 가이드(560)는, 수평 방향으로 동일 지점에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가이드(561)는, 두 개의 연결 부재(541, 542)에 연결된 제1 가이드와 나머지 두 개의 연결 부재(543, 544)에 연결된 제2 가이드를 포함하며, 제1 가이드와 제2 가이드는 서로 분리되어 있을 수 있다.
도 15는, 유체 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유체 필터(500)에서, 공기중의 오염 물질은 메시(551)에 형성된 다공성 유막(30)에 흡착된다. 따라서 다공성 유막(30)의 면적이 증가할수록, 미세먼지 포집장치의 오염물질 제거 성능이 향상될 수 있다. 도 15를 참조하면, 유체 필터(500)의 표면을 형성하는 메시(551)는 표면에 형성된 주름 혹(551')을 포함한다. 주름 혹(551')은, 유체 필터(500)의 표면에 실질적으로 수직한 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 주름 혹(551')은, 메시(21)를 반복적으로 접어서 형성될 수 있다. 주름 혹(551')은 틈(551'')에 의해 다른 주름 혹(551')으로부터 이격될 수 있다. 메시(21)를 주름지게 형성하면, 메시(21)의 전체 면적이 증가하게 된다. 따라서, 유막(30)이 형성되는 면적 또한 증가한다.
도 16은, 유체 필터의 면적을 증가시키기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유체 필터(500)에서, 공기중의 오염 물질은 메시(552)에 형성된 다공성 유막(30)에 흡착된다. 따라서 다공성 유막(30)의 면적이 증가할수록, 미세먼지 포집장치의 오염물질 제거 성능이 향상될 수 있다. 도 16을 참조하면, 유체 필터(500)는, 적층된 복수의 메시(552a, 552b, 552c)를 포함할 수 있다. 복수의 메시(552a, 552b, 552c)는, 적어도 일부가 서로 접촉하거나, 스페이서(미도시)에 의해 소정 거리로 이격되도록 적층될 수 있다. 적층된 복수의 메시(552a, 552b, 552c)에서, 유막(30)이 형성되는 면적은 증가될 수 있다.
도 17은, 유막을 보강하기 위한 일 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
유체 필터(500)의 표면에 형성된 유막은, 초기 생성시, 즉, 유체(10)를 통과한 직후에는, 메시(550, 551, 552)에 형성되는 홀이 실질적으로 없거나 매우 작다. 이후 공기(12)가 유막(30)을 통과하는 공기(12)의 양이 누적적으로 증가하면, 홀의 직경도 비례적으로 증가한다. 홀의 커지면, 유체(10)와 접촉하는 공기의 양이 감소하므로, 오염 물질 제거 성능이 감소할 수 있다. 따라서, 유체를 통과한 이후 소정의 시간이 경과하거나 특정 지점을 통과한 이후에 유막(30)을 보강해야 할 필요가 있을 수 있다.
미세먼지 포집장치(400, 401, 102)는, 유체 필터(500)를 향해 유체(10)를 분사하여 유막(30)을 보강하는 하나 이상의 노즐(580a, 580b, 580c)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 노즐(580a, 580b, 580c)은, 예를 들어, 방사상으로 이격되어 배열될 수 있다. 하나 이상의 노즐(580a, 580b, 580c)은, 하우징(410)에 수용된 유체(10)를 가압하여 공급하는 모터와 도관을 통해 연결될 수 있다.
하나 이상의 노즐(580a, 580b, 580c)은, 유체(10)를 유체 필터(500)에 지속적으로 제공하여, 유막(30)을 보강할 수 있다. 유체 필터(500)가 시계 방향으로 회전한다고 가정할 때, 유체 필터(500)의 중심을 지나는 가상의 수직선을 기준으로 좌측 표면(L)에 있는 유막(30), 즉, 메시(550, 551, 552)가 유체(10)가 수용된 저장 탱크로부터 나올 때 생성된 유막(30)은, 유체 필터(500)를 통과하는 공기 및/또는 중력에 영향을 받을 수 있다. 이로 인해, 우측 표면(R)에 있는 유막(30)은 얇아지거나 소멸될 수 있다. 하나 이상의 노즐(580a, 580b, 580c)은, 메시(550, 551, 552)의 우측에 유체(10)를 분사하여, 유막(30)을 보강할 수 있다.
도 18은, 유막을 보강하기 위한 다른 실시예를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 유체 필터(500)는, 메시(550, 551, 552)에 결합된 복수의 버킷(590)을 포함할 수 있다. 복수의 버킷(590)은, 유체 필터(500)의 표면에 실질적으로 수직하게 메시(550, 551, 552)에 결합되며, 복수의 버킷(590)은 서로 이격되어 방사상으로 배치될 수 있다. 복수의 버킷(590)은, 개방된 입구를 통해 유입된 유체(10)를 그 내부에 수용할 수 있으며, 유체 필터(500)의 회전축방향을 따라 연장될 수 있다. 버킷(590)간 이격 거리는, 예를 들어, 버킷(590)이 수용할 수 있는 유체(10)의 양, 유체 필터(500)의 회전 속도, 유체(10)의 점도 등의 조합에 의해 결정될 수 있다.
복수의 버킷(590)은, 유체(10)를 유체 필터(500)의 우측 표면(R)에 지속적으로 제공하여, 유막(30)을 보강할 수 있다. 상세하게, 유체 필터(500)는, 유체(10)가 수용된 하우징(410)으로부터 상방으로 이동하는 좌측 표면(L) 및 유체가 수용된 하우징(410)을 향해 하방으로 이동하는 우측 표면(R)을 포함한다. 좌측 표면(L)에 결합된 버킷(590)은, 내부에 유체(10)를 수용한 상태로 회전한다. 유체 필터(500)의 최정점 부근을 통과할 때, 버킷(590)은 기울어져서 내부에 수용된 유체(10)가 유체 필터(500)의 우측 표면(R)을 따라 하방으로 흘러내릴 수 있다. 따라서, 우측 표면(R) 상부의 유막 보강 구간에 속한 유막(30)의 상태는, 하우징(410)에 수용된 유체(10)로부터 나온 유체 필터(500)의 유막(30)의 상태와 유사해질 수 있다.
일 실시예로, 도 18에 예시된 바와 같이, 버킷(590)은, 서로 이격된 2개의 관통홀(591, 592)을 포함할 수 있다. 유체 필터(500)의 표면으로부터 먼 제1 관통홀(591)은 버킷 내부로 유체(10)가 유입되는 홀이며, 가까운 제2 관통홀(592)은 버킷 내부로부터 유체(10)가 유출되는 홀이다. 유체(10)가 서서히 유출되기 위해서, 제2 관통홀(592)의 크기는 제1 관통홀(591)의 크기보다 상대적으로 작게 형성된다. 또한, 제2 관통홀(592)은, 유체 필터(500)의 표면에 가깝게 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (19)

  1. 공기 유입구를 통해 외부로부터 상기 하우징 내부로 외부 공기를 공급받으며, 수용된 유체를 이용하여 거품을 생성하는 거품 발생 구역;
    상기 거품을 저장하는 제1 거품 저장 구역;
    상기 제1 거품 저장 구역과 공기 유출구를 연결하는 정화된 공기 통로; 및
    상기 공기 유출구에 배치되며, 상기 정화된 공기 통로에 유입된 정화된 공기를 외부로 배출하는 공기 배출기를 포함하되,
    상기 외부 공기에 포함된 오염 물질은, 상기 제1 거품 저장 구역을 통과할 때, 상기 거품에 의해 제거되는, 미세먼지 포집장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 거품 저장 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 비산된 유체의 이동을 차단하는 비산 방지 구역을 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 비상 방지 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 상기 비산된 유체를 거르는 비산 차단막을 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 거품 저장 구역과 상기 비산 방지 구역 사이의 하부는, 상기 유체의 이동이 가능하도록 개방된, 미세먼지 포집장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 거품 저장 구역과 상기 정화된 공기 통로 사이에 배치되며, 상기 제1 거품 저장 구역으로부터 이동한 거품을 저장하는 제2 거품 저장 구역을 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 거품 저장 구역과 상기 제2 거품 저장 구역 사이에 배치되며, 상기 거품의 이동을 선택적으로 제한하는 거품 이동 방지막을 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 거품 저장 구역과 상기 제2 거품 저장 구역 사이의 하부는, 상기 유체의 이동이 가능하도록 개방된, 미세먼지 포집장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 거품 발생 구역에 상기 유체를 공급하는 제1 수위 조절 탱크; 및
    상기 거품 발생 구역으로부터 배출된 상기 유체를 수용하는 제2 수위 조절 탱크를 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 유입된 공기의 이동 경로를 증가시키기 위해서 상기 제1 거품 저장 구역의 내측벽으로부터 수평 방향으로 연장된 돌출부를 더 포함하는, 미세먼지 포집장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 거품 발생 구역은,
    모터;
    상기 유체로부터 이격되도록 상기 모터의 회전축에 결합되며, 상기 외부 공기를 상기 공기 유입구를 통해 흡입하는 공기 흡입기; 및
    상기 모터의 회전축에 결합되며, 적어도 일부가 상기 유체에 잠기도록 배치되어 상기 거품을 발생하는 거품 발생기를 수용하는, 미세먼지 포집장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 공기 흡입기는, 상기 거품 발생기 내부에 배치되는, 미세먼지 포집장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 거품 발생 구역은,
    모터; 및
    상기 모터의 회전축에 결합되며, 적어도 일부가 상기 유체에 잠기도록 배치되어 상기 거품을 발생하는 거품 발생기를 수용하는, 미세먼지 포집장치.
  13. 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서, 상기 거품 발생기는, 원형 또는 링 형상의 단면을 가진 다공성 부재인, 미세먼지 포집장치.
  14. 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서, 상기 거품 발생기는, 상기 유체에 공기를 주입하는 에어 펌프인, 미세먼지 포집장치.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 유체는, 물에 계면 활성제가 용해된 계면 활성제 수용액인, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 유체는, 물에 가성 소다가 용해된 가성 소다 수용액인, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 유체는, 물에 제설제가 용해된 제설제 수용액인, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치.
  18. 청구항 1에 있어서, 상기 유체는, 물과 오일의 혼합액인, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 물은 전해수소환원수인, 거품을 이용한 미세먼지 포집장치.
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