KR100608131B1 - 공기정화 및 환기장치 - Google Patents
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Abstract
실외공기흡기공과, 먼지제거장치와, 전열교환기와, 흡기팬과, 실외공기배기공과, 실내공기흡기공과, 배기팬과, 실내공기배기공을 포함하되, 먼지제거장치는 사이클론인 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치를 제공한다. 별도의 에너지 소비 없이도 환기과정에서 유입되는 공기에 포함된 먼지 등의 오염을 제거하는 공기정화기능을 할 수 있는 효과가 있으며, 실외와 실내공기의 환기뿐만 아니라 실외공기와 실내공기의 유입량 조절을 통해 환기량을 조절할 수도 있으며, 실내공기만을 흡입하여 정화한 후 실내로 다시 급기할 수 있는 공기정화기 만으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치를 보인 평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 제 1흡기공 2 : 메인유로
3 : 제 1배기공 4 : 제 3흡기공
5 : 제 2배기공 6 : 제 2흡기공
11 : 제1댐퍼 12 : 사이클론집진통
13 : 먼지저장부재 14 : 분리형 덮개
15 : 필터체 16 : 전열교환기
17 : 흡기팬 18 : 제2댐퍼
19 : 배기팬 20 : 제3댐퍼
21 : UV램프
본 발명은 공기정화 및 환기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 전열교환기를 구비한 환기장치의 기능이외에도 사이클론을 구비하여 공기정화가 가능한 환기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 환기장치는 외부의 공기를 실내로 흡입하고 실내의 공기를 외부로 배기하여 실내의 탁한 공기를 실외의 신선한 공기와 교환시키는 장치인데, 실내공기와 실외공기의 온도차이와 습도차이를 완화시키기 위하여 전열교환기를 사용하는 경우가 많다.
통상의 전열교환기는 온도 차이가 발생하는 각각의 공기를 서로 다른 유로를 통하게 함으로써, 상기 서로 다른 유로의 층을 형성하는 고효율의 열교환막에 의하여 잠열을 교환하는 습기와 현열을 교환하는 열에 의하여 전열교환을 일으키게 된다.
이러한 종래의 환기장치는 외부공기와 실내공기를 환기하는 과정에서 외부공기의 오염이나 먼지가 그대로 실내로 공급되는 문제점이 있다.
또한, 이를 방지하기 위하여 외부공기의 유입구 부근에 필터를 장착하더라도 필터가 저항요인이 되어 대용량의 환기를 하는 경우에는 환기장치의 성능을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 이러한 필터가 동력이 필요한 필터인 경우에는 에너지소비가 큰 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내로 유입되는 공기의 속도만으로 고체 오염을 제거할 수 있는 사이클론을 구비하여 외부공기의 큰 먼지와 오염을 제거할 수 있는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는,실외공기를 흡기하는 제 1흡기공과; 오염된 실내공기를 흡기하는 제 2흡기공 및 제 3흡기공과; 제 1흡기공과 제 2흡기공에 연결되는 원통부분과 하단으로 갈수록 폭이 좁아지는 원추부분을 포함하는 사이클론집진통을 구비하는 먼지제거장치와; 실내공기 및/또는 실외공기를 흡기하기 위한 흡기팬과; 먼지제거장치에 의해 정화된 공기를 실내로 배기하는 제 1배기공과; 오염된 실내공기를 실외로 배기하는 제 2배기공과; 오염된 실내공기를 배기하기 위한 배기팬 및 흡기된 공기를 전열교환하는 전열교환기를 포함한다.
상기 먼지제거장치는 사이클론집진통에 의해 분리된 먼지가 상승하는 기류를 타지 못하고 바닥면 가까이에 머물도록 사이클론집진통의 하부에 배치되되, 상방으로 볼록하게 융기된 버섯형상으로 형성되는 먼지저장부재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 먼지저장부재의 하단에는 저장된 먼지를 용이하게 분리 제거할 수 있도록 개방 가능한 분리형 덮개를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 사이클론집진통의 상부에는 먼지저장부재를 통과한 공기를 정화하기 위하여 프리필터와 집진필터 및 탈취필터 중 적어도 한 개 이상의 필터를 가지는 필터체를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 탈취필터는 광촉매 필터로서 중심부에 UV램프를 구비하여 재생이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 탈취필터는 광촉매 필터로서 중심부에 UV램프를 구비하여 재생이 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 각 흡기공에는 실내공기와 실외공기의 양을 적절히 조절하여 환기하거나 실내공기만을 흡기하여 전화할 수 있도록 각 흡기공이 배치되는 유로를 개폐할 수 있는 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치를 보인 평면도이다.
본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는 실외공기 또는 실내공기를 흡기하는 흡기공들과, 각 흡기공으로부터 흡기된 공기를 정화하기 위한 먼지제거장치와, 각 흡기공으로부터 흡기된 공기를 전열교환하는 전열교환기(16)와, 정화되고 전열교환된 공기를 배기하는 배기공들을 포함하며, 공기정화 및 환기장치의 중심부에는 사이클론(12)과 전열교환기(16)가 구비되는 메인유로(2)가 구비되어 흡기공들과 배기공들은 실내 또는 실외 중 어느 일방과 메인유로(2)에 연통되도록 구비된다.
흡기공들은 실외공기를 흡기하는 제 1흡기공(1)과, 오염된 실내공기를 흡기하는 제 2흡기공(6)과 제 3흡기공(4)으로 이루어지는데, 제 1흡기공(1)은 먼지제거장치 중 후술할 사이클론집진통(12)의 일측에 연통되도록 배치되고 제 2흡기공(6)은 사이클론집진통(12)의 타측에 연통되도록 배치되고 제 3흡기공(4)은 실내공기만을 흡기하여 정화시키기 위해 전열교환기(16)의 측부에 배치된다. 이때, 공기정화 및 환기장치의 내부에는 각 흡기공(1,4,6)을 연결시키는 유로들이 구비됨으로써 3개의 유로를 구비되고, 각 유로에는 개폐가 가능한 댐퍼들(11,18,20)이 구비된다.
흡기공들은 실외공기를 흡기하는 제 1흡기공(1)과, 오염된 실내공기를 흡기하는 제 2흡기공(6)과 제 3흡기공(4)으로 이루어지는데, 제 1흡기공(1)은 먼지제거장치 중 후술할 사이클론집진통(12)의 일측에 연통되도록 배치되고 제 2흡기공(6)은 사이클론집진통(12)의 타측에 연통되도록 배치되고 제 3흡기공(4)은 실내공기만을 흡기하여 정화시키기 위해 전열교환기(16)의 측부에 배치된다. 이때, 공기정화 및 환기장치의 내부에는 각 흡기공(1,4,6)을 연결시키는 유로들이 구비됨으로써 3개의 유로를 구비되고, 각 유로에는 개폐가 가능한 댐퍼들(11,18,20)이 구비된다.
따라서, 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는 천장에 매입될 필요가 없이 실내와 실외의 경계인 벽 등에 설치될 수 있으며 흡기공과 배기공만 연통될 수 있으면 설치장소의 제약을 받지 않고 설치될 수 있다.
한편, 먼지제거장치는 사이클론집진통(12)과 이 사이클론집진통(12)의 하부에 배치되는 먼지저장부재(13) 및 사이클론집진통(12)의 상부에 배치되는 필터체(15)를 포함한다.
사이클론집진통(12)은 원통부분과 원추부분으로 나누어지며, 원통부분의 일측에는 제 1흡기공(1)이 연통되고 원통부분의 타측에는 제 2흡기공(6)이 연통되어 접선방향으로 실외공기 및/또는 실내공기가 일정속도로 흡기되고 흡기된 공기가 원추부분을 따라 와류를 형성하며 하단부로 이동하도록 형상이 구비된다.
먼지저장부재(13)는 상방으로 볼록하게 융기된 삿갓부분(13a)과 삿갓부분의 중심부에 바닥면으로부터 수직으로 연장되는 지지부(13b)를 구비한 구조물이다. 삿갓부분(13a)은 사이클론(12)에 의해 원추형상의 하단부로 배출되는 고형의 오염 즉 먼지 등이 다시 사이클론집진통(12)에 의한 상승기류를 타고 상승하는 것을 막기 위한 구조로서, 먼지가 볼록한 삿갓부분(13a) 내부에 머물도록 한다.
이러한 먼지저장부재(13)의 하단에는 분리형 덮개(14)가 구비되는데, 이는 원통형의 통으로서 하단부에서 회전시켜 용이하게 분리할 수 있도록 구비되어, 먼지저장부재(13)에 의해 저장된 먼지를 사용자가 쉽게 제거할 수 있도록 한다.
필터체(15)는 사이클론집진통(12)과 먼지저장부재(15)를 통과함으로써 큰 입자를 가진 먼지가 제거된 공기를 더욱 깨끗이 정화하기 위한 것으로, 비교적 입자가 큰 먼지를 걸러주는 프리필터와, 미세먼지를 제거하는 집진필터, 광촉매를 사용하여 냄새를 제거해주는 탈취필터 중 적어도 하나 이상의 필터로 구성된다. 본 발명에 따른 집진필터는 표면필터를 사용하여 필터표면에 쌓인 먼지를 자중에 의해 낙하시켜 집진필터의 수명이 연장되도록 한다. 탈취필터는 광촉매 필터를 사용하고 사이클론집진통(12)의 중심부에 수직으로 UV램프를 장착하여 광촉매필터를 재생시킴으로써 반영구적으로 사용할 수 있는 효과가 있다
본 발명에 의한 전열교환기(16)는 먼지제거장치의 상부에 배치되는데, 일반적인 직육면체형상의 전열교환기와 달리 원통형으로 구비되어 원통형의 유로 내부에 꼭 맞게 구비되며, 평판과 굴곡판재가 적층되어 온도차이가 발생하는 각각의 공기가 서로 다른 유로를 통하도록 구비된다. 이러한 전열교환기(16)와 실내의 연결부위에는 제 3흡기공(4)이 구비되며, 실내공기만을 정화하는 경우 등에는 이 유로를 차단할 수 있도록 제2댐퍼(18)가 유로의 한 지점에 구비된다.
또한, 배기공들은 전열교환기(16)에 의해 전열교환된 공기를 실내로 배기하는 제 1배기공(3)과 실외로 배기하는 제 2배기공(5)으로 이루어진다. 전열교환기(16)와 제 1배기공(3)의 사이에는 흡기팬(17)이 구비되어 실외공기를 실내로 배기하게 되고, 전열교환기(16)와 제 2배기공(5) 사이에도 실내공기를 배기하기 위한 배기팬(19)이 구비되어 실내공기를 실외로 배기하게 된다. 본 발명에 의한 흡기팬(17)과 배기팬(19)는 시로코팬을 채택하여 많은 풍량을 송풍할 수 있으면서도 정숙한 특성을 지닌다.
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이하에서 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 및 환기장치의 동작 및 작용효과를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 및 환기장치는 대략 3개의 모드로 동작가능한데, 외부공기를 도입하여 실내공기와 환기하고 오염된 실내공기를 배기하는 일반적인 환기모드, 실외와 실내의 공기를 혼합하여 정화시킨 후 실내로 유입시키고, 오염된 실내의 공기는 외부로 배출하는 혼합환기모드와, 실내공기만을 흡기하여 청정시킨 후 다시 실내로 공급하는 실내공기정화모드로 나뉜다. 그러나, 이는 본 발명의 실시예에 의한 것일 뿐 댐퍼의 숫자와 배열에 따라 가능한 모드는 매우 다양하게 된다.
일반적인 환기모드에서는 실외공기는 제 1흡기공(1)을 통해 흡입된 후 열려진 제1댐퍼(11)를 통해 사이클론집진통(12)의 원통부분으로 유입되고 선회하며 원추부분을 따라 하단부로 진행하며 고체이고 비중이 무거운 먼지와 오염을 원추의 하단부로 분리하게 된다. 분리된 먼지는 사이클론집진통(12)의 중심부에 작용하는 상승기류를 타고 상부로 이동하게 되므로, 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치에서는 사이클론진집통(12)의 하단부에 상방으로 볼록한 먼지저장부재(13)를 구비하여 먼지가 바닥에 머무르게 하였다.
또한, 사용자가 먼지저장부재(13)의 하방에 쌓인 먼지를 쉽게 제거할 수 있도록 하기 위하여 분리형 덮개(14)를 구비하여 회전운동에 의하여 하방으로 분리되어 먼지를 용이하게 제거할 수 있도록 하였다.
사이클론집진통(12)에 의해 큰 먼지가 제거된 외부공기는 사이클론집진통(12)의 내부에 생성되는 상승기류와 흡기팬(17)의 작용에 의해 상방으로 이동하여 필터체(15)에 의해 작은 먼지와 세균, 냄새 등이 제거되어 전열교환기(16)를 통과하게 된다. 이러한 전열교환기(16)에서 실외공기는 배출되는 실내공기와 다른 통로를 지나게 되며 서로 열 및 습기를 교환하고 흡기팬(17)을 통과하여 제 1배기공(3)을 거쳐 실내로 유입된다.
실내로 유입된 실외공기는 실내의 공기와 혼합되어 실내공기를 환기하게 되고, 오염된 실내공기는 제 3흡기공(4)를 통해 전열교환기(16)을 거쳐 배기팬(19)의 작용에 의해 제 2배기공(5)를 통해 실외로 배기된다. 일반환기모드에서는 댐퍼(11, 18)는 개방되고, 댐퍼(20)는 폐쇄된다.
혼합환기모드에서는 전술한 일반환기모드와 동작이 유사하나, 실외공기와 실내공기가 각각 제 1흡기공(1)과 제 2흡기공(6)을 통해서 함께 사이클론집진통(12)의 내부로 유입되는 점만이 다르다. 혼합된 공기는 전열교환기(16)와 흡기팬(17)과 제 1배기공(3)을 거쳐 실내공기와 교환된 후 실외로 배기된다.
혼합환기모드는 운전시간과 댐퍼의 여는 정도 등으로 실내외 공기의 비를 자유롭게 조절할 수 있게 되며, 본 발명의 실시예에서는 모든 댐퍼가 개방된 상태에서 운전된다.
실내공기정화모드는 실외와 연통되는 유로를 댐퍼(11)에 의해 차단하고, 실내공기만을 유입하여 사이클론집진통(12), 필터체(15)와 전열교환기(16)를 거쳐 정화시킨 후 제 1배기공(3)을 통해 정화된 실내공기를 다시 실내로 배기하는 것이다. 댐퍼(18, 20)는 개방되고 댐퍼(11)는 폐쇄된다. 즉, 환기장치를 실내공기정화기로 사용할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는 환기 뿐만 아니라 사이클론 구조에 의하여 별도의 에너지 소비 없이도 환기과정에서 유입되는 공기에 포함된 먼지 등의 오염을 제거하는 공기정화기능을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실외공기 유입공과 실내공기 유입공에 각각 댐퍼를 설치하여, 실외와 실내공기의 환기뿐만 아니라 실외공기와 실내공기의 유입량 조절을 통해 환기량을 조절할 수도 있으며, 실내공기만을 흡입하여 정화한 후 실내로 다시 급기하여 공기 정화기로 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는 사이클론 형상의 먼지제거장치에 의하여 제거된 먼지를 바닥에 저장할 수 있고, 이를 용이하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기정화 및 환기장치는 별도의 필터체를 더 장착하여 공기를 더욱 깨끗하게 정화할 수 있으며, 필터 중 하나로서 광촉매필터를 사용하여 UV램프를 장착하여 필터가 자체적으로 재생 가능한 효과가 있다.
Claims (6)
- 실외공기를 흡기하는 제 1흡기공; 오염된 실내공기를 흡기하는 제 2흡기공 및 제 3흡기공; 상기 제 1흡기공과 제 2흡기공에 연결되는 원통부분과, 상기 원통부분의 하단에서 하향으로 갈수록 폭이 좁아지는 원추부분을 포함하는 사이클론집진통을 구비하는 먼지제거장치; 실내공기 및/또는 실외공기를 흡기하기 위한 흡기팬; 상기 먼지제거장치에 의해 정화된 공기를 실내로 배기하는 제 1배기공; 오염된 실내공기를 실외로 배기하는 제 2배기공; 오염된 실내공기를 배기하기 위한 배기팬: 및 흡기된 공기를 전열교환하는 전열교환기를 포함하는 공기정화 및 환기장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 먼지제거장치는 상기 사이클론집진통에 의해 분리된 먼지가 상승하는 기류를 타지 못하고 바닥면 가까이에 머물도록 상기 사이클론집진통의 하부에 배치되되, 상방으로 볼록하게 융기된 버섯형상으로 형성되는 먼지저장부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 먼지저장부재의 하단에는 저장된 먼지를 용이하게 분리 제거할 수 있도록 개방 가능한 분리형 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 사이클론집진통의 상부에는 상기 먼지저장부재를 통과한 공기를 정화하기 위하여 프리필터와 집진필터 및 탈취필터 중 적어도 한 개 이상의 필터를 가지는 필터체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 탈취필터는 광촉매 필터로서 중심부에 UV램프를 구비하여 재생이 가능한 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 각 흡기공에는 실내공기와 실외공기의 양을 적절히 조절하여 환기하거나 실내공기만을 흡기하여 정화할 수 있도록 상기 각 흡기공이 배치되는 유로를 개폐할 수 있는 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 환기장치.
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