KR101614906B1 - 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치 - Google Patents

마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치에 관한 것으로서, 상세하게는 모터의 축에 고정되는 회전 디스크와, 축에 미고정되는 고정 디스크를 교번적으로 이격 설치하고, 회전 디스크와 고정 디스크에 슬릿홀을 형성하여 기포가 회전 디스크와 고정 디스크의 슬릿홀을 통과하면서 회전 디스크의 회전에 따라 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성하는 버블발생장치를 기반으로 장치내로 유입되는 오염공기를 마이크로 버블화시켜 각종 오염 물질을 물에 포집한 후 정화된 공기를 외부로 배출하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치에 관한 것이다.

Description

마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치{AIR CLEANING APPARATUS FOR USING MICROBUBBLE}
본 발명은 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치에 관한 것으로서, 상세하게는 모터의 축에 고정되는 회전 디스크와, 축에 미고정되는 고정 디스크를 교번적으로 이격 설치하고, 회전 디스크와 고정 디스크에 슬릿홀을 형성하여 기포가 회전 디스크와 고정 디스크의 슬릿홀을 통과하면서 회전 디스크의 회전에 따라 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성하는 버블발생장치를 기반으로 장치내로 유입되는 오염공기를 마이크로 버블화시켜 각종 오염 물질을 물에 포집한 후 정화된 공기를 외부로 배출하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 마이크로 버블(MICRO BUBBLE)이란 직경이 수십 마이크로미터(㎛) 이하의 눈으로 확인할 수 없는 초미세 기포로써, 일반 버블의 1/2,000 크기로 피부의 모공 25㎛ 보다 미세한 공기 입자이며, 소멸할 때 1) 40KHz의초음파 발생시키고, 2) 140db의 높은 음압발생시키며, 3) 4,000~6,000℃의 순간적인 고열 발생된다.
즉 일반기포는 물속에서 상승해 표면에서 파열하지만 마이크로 버블은 수중에서 압력에 의해 축소되며 다양한 에너지를 발생시키며 소멸한다.
그리고 상기와 같은 마이크로 버블은 초극미한 거품으로 물과 공기를 격렬하게 회전시키는 경우 주로 발생된다.
이러한 마이크로 버블 발생장치의 일반적인 원리는 1차적으로 액체와 기체를 펌프로 혼합하고, 2차적으로 혼합 유체를 혼합탱크에서 가압한 뒤, 3차적으로 배출노즐을 통해 분사하여 마이크로 버블을 발생시키는 방식이다.
위와 같이 구성된 마이크로 버블 발생장치는, 환경분야의 폐수처리 공정에 적용하여 이물질의 교반폭기, 부상분리, 용존산소율 증대 등으로 극소의 에너지로 약품처리공정을 대폭 축소시키는 효과가 있고, 농업분야(수경재배, 지중관수 및 살수농법)의 농업용수 공급방법으로 활용하여 농작물의 생장촉진, 과실수의 당도증대, 농약을 사용치 않는 친환경농업을 가능케 하고 또한 출고를 위한 세척공정에 적용하여 잔류농약의 분리제거, 살균, 이물질의 부상분리 제거 등으로 농산물 품질향상에 기여한다.
또한, 마이크로 버블 발생장치는 수산양식업의 산소발생수단으로 활용하여 고밀도양식을 위한 용존산소율의 증가와 살균효과 증대로 인한 항생제 사용의 감소를 가능케 하며, 생활용수의 공급라인에 설치하여 무세제 목욕효과나 살균효과 등을 통해 인체의 피부건강의 향상에 기여한다.
그러나 상기와 같은 마이크로 버블을 발생시키는 종래의 장치들은 마이크로 버블의 생성에 한계가 있고, 많은 양의 마이크로 버블을 발생시키기 위해서는 비교적 고압으로 물과 공기를 이송시켜야 하기 때문에 각각 공급되는 물과 공기를 혼합시키기 위한 별도의 장비가 구비되어야 하고 많은 양의 공기를 폭기하기 위해 대형 펌프를 사용하는 등 장비가 대형화되므로 마이크로 버블 발생장치가 자체가 대형화됨에 따른 장비의 설치 및 운영비가 증대되고, 이로 인해 가정에서 사용이 불가능한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 공개특허공보 10-2012-0008921호와 국내 등록특허공보 10-1165818호 등과 같은 마이크로 버블 발생장치가 게시되어 있다.
상기 공개특허공보 10-2012-0008921호는 마이크로 버블의 생성효율을 향상시키도록 물이 유입되는 물유입구 및 공기가 유입되는 공기유입구와 토출되는 토출구가 구비된 버블생성실과, 상기 버블생성실의 물유입구 및 공기유입구와 토출구의 사이에 마련되며 모터의 축에 끼워져 회전되고 물유입구와 공기유입구를 통해 유입된 물이 유도되는 다수의 유도공이 구비된 회전디스크와, 상기 회전디스크의 물과 공기의 이동방향에 밀착되도록 마련되며 유도공을 통해 유도된 물과 공기를 외측방향으로 분기시킴과 동시에 상기 회전디스크의 회전에 따라 물과 공기를 교반하도록 회전디스크 방향으로 돌출형성된 다수의 교반편들이 구비된 고정디스크로 이루어진다.
그리고, 상기 등록특허공보 10-1165818호는 유입관을 통해 하우징의 내부로 유입된 물과 공기를 하우징의 내측하부에 설치된 다공판을 통과시켜 물 속에 포함된 기포를 1차적으로 분쇄한 후 다공판의 상부에 설치된 노즐유도관을 거쳐 와류형성용 스크류와 복수개의 기포분쇄용 디스크 및 스페이서로 이루어진 미세기포발생용 노즐을 통과시켜 2차적으로 미세하게 분쇄한 상태에서 토출관을 통해 외부로 배출하도록 이루어진다.
그러나, 이러한 종래의 마이크로 버블 발생장치는 디스크의 구조상 마이크로 버블의 발생량에 한계가 있고, 구조상 가정용으로 사용하거나 소형화에 어려운 문제점이 있으며, 특히나 물과 공기를 동시에 유입하여 마이크로 버블수를 만든후 이를 곧바로 외부로 토출함으로써 마이크로 버블수를 생산하는데에만 국한되어 있어, 장치내에서 물의 선순환이 필수적인 마이크로 버블을 이용한 공기청정 기능을 구현하는데에는 한계가 있다.
국내공개특허공보 10-2012-0008921호 국내등록특허공보 10-1165818호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터의 축에 고정되는 회전 디스크와, 축에 미고정되는 고정 디스크를 교번적으로 이격 설치하고, 회전 디스크와 고정 디스크에 슬릿홀을 형성하여 기포가 회전 디스크와 고정 디스크의 슬릿홀을 통과하면서 회전 디스크의 회전에 따라 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성함으로써 외부로부터 장치내로 유입되는 오염 공기를 마이크로 버블화시켜 각종 오염 물질을 물에 포집한 후 정화된 공기를 외부로 배출하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 회전 디스크 또는 고정 디스크의 슬릿홀에 회전 방향으로 경사를 형성함으로써 기포가 빠르게 상승하면서 슬릿홀의 경사에 의해 더욱 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 회전 디스크를 직류 모터를 사용하여 고정 디스크 사이에서 고속으로 회전시켜 다량의 마이크로 버블을 생성함으로써 소비 전력을 낮추고 컴팩트화시킬 수 있도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 모터의 회전력을 이용하여 오염 공기를 외통 내부로 가압시켜 불어넣는 브로워 팬을 가동시키기 때문에 소비 전력을 절감하고, 장치를 간소화시킬 수 있도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 물 자체를 공기청정장치의 필터로 사용하는 개념으로 물속에 각종 첨가제(미세먼지 제거제, 천연 살균제, 악취 제거제)를 넣어 공기를 마이크로 버블화하여 공기중의 먼지를 1차적으로 포집한 후에 회전 디스크의 회전에 의해 물이 순환되는 과정에서 미세먼지 제거제(숯, 활성탄)의 전기적 흡착력에 의해 2차적으로 미세기포속에 남이 있는 미세 먼지를 제거함과 동시에 동일한 순환 과정중에 첨가한 악취 제거제와 천연 살균제에 의해 기포 속의 세균 살균과 악취 제거가 이루어지도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 브로워팬을 장치 내 수위 보다 높게 설치하고, U자형의 공기 유입관을 이용하여 장치의 최하부에 설치된 에어 노즐홀에 연결시킴으로써 공기를 불어 넣기전에는 관내의 외통의 수위만큼 물이 차있다가 공기를 불어 넣으면 수위가 저하되면서 공기가 자연스럽게 장치 내로 유입되게 함으로써 공기 유입관과 외통사이에 인위적인 밸브장치를 배제시킴으로써 물의 누수 등 하자 요인을 원천 제거하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또, 본 발명은 장치 속의 물의 최상부에는 미세기포의 상승에 의해 일정 두께의 거품층이 형성되는 데, 이는 장치내의 정화된 공기가 거품이 터져 배출되기 전 잠시 머무는 효과를 가지게 되고, 이때 장치의 커버 저면에 자외선 조사기를 설치하여 최종적으로 살균 처리하도록 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
원통형으로 형성되어 내부에 물이 저장되는 외통과; 상하면이 개방된 원통형으로 형성되어 상기 외통 내부에 고정 설치되고, 중앙부에 제 1축홀이 형성되고, 상기 제 1축홀 외측에 제 1슬릿홀이 구비된 복수의 고정 디스크가 다단으로 고정 설치되는 내통과; 상기 외통에 고정되는 모터와; 상기 모터의 구동축과 커플러에 의해 수직으로 연결되고, 중앙부에 제 2축홀이 형성되고, 상기 제 2축홀 외측에 제 2슬릿홀이 구비된 복수의 회전 디스크가 다단으로 설치되되, 상기 내통의 고정 디스크와 교번되게 설치되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 회전 디스크를 회전시켜 기포를 분쇄시켜 마이크로 버블을 생성하는 구동축; 및 상기 외통 저면과 상기 내통의 사이에 설치되어 상기 내통 내부에 오염 공기를 에어 노즐홀을 통해 공급하여 기포를 발생시키고, 상기 외통의 물을 상기 내통으로 상기 회전 디스크의 회전력과 물 상승력에 의해 순환시키는 물 순환구가 구비되는 노즐 유니트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 외통은 상단에 상기 모터를 고정하고, 정화 공기를 배출하도록 에어 배출홀을 가지는 커버가 구비되고, 일측에 물을 공급하거나 배출하도록 제 1밸브가 구비된다.
여기에서 또한, 상기 외통은 상기 커버의 저면에 자외선 조사 수단이 구비되고, 상기 외통의 상기 커버에 첨가제를 투하하도록 투입구가 구비된다.
여기에서 또, 상기 내통은 내측 하단에 상기 에어 노즐홀에서 발생된 기포를 1차로 분쇄시키도록 메쉬 형태의 디스크 필터가 구비된다.
여기에서 또, 상기 내통은 내측 상단에 상기 회전 디스크의 회전에 의해 상기 내통의 내부 벽면을 따라 회전하는 물속의 기포들을 재분쇄시키고 복수 종류의 첨가제와 오염물질의 반응을 촉진시키기 위해 폭 방향으로 복수의 제 3슬릿홀이 형성된 밴드 형태의 밴드 필터가 구비된다.
여기에서 또, 상기 고정 디스크의 각각의 제 1슬릿홀은 상기 제 1축홀을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성되고, 상기 회전 디스크의 각각의 제 2슬릿홀은 상기 제 2축홀을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성된다.
여기에서 또, 상기 각각의 제 1슬릿홀은 길이가 동일하게 형성되거나 또는 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열되고, 상기 각각의 제 2슬릿홀은 길이가 동일하게 형성되거나 또는 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열된다.
여기에서 또, 각각의 상기 제 1슬릿홀와 제 2슬릿홀은 수직으로 형성되거나 또는 경사를 가지도록 형성되되, 서로 대칭되도록 형성된다.
여기에서 또, 상기 회전 디스크는 상기 구동축을 기준으로 상부로 올라갈수록 상기 제 2슬릿홀의 폭이 점차로 작아지도록 배치한다.
여기에서 또, 상기 노즐 유니트는 상기 에어 노즐홀과 공기 유입관이 연결 설치되되, 상기 공기 유입관이 상기 외통의 측면으로 연장 형성되고, 상기 공기 유입관의 상부에 상기 모터의 구동축과 연결되어 상기 모터의 회전에 의해 오염 공기를 상기 에어 노즐홀로 유입시키는 브로워팬이 구비되고, 상기 공기 유입관 하부에서 수직 하방향으로 분기된 분기관에 제 2밸브가 구비되어 상기 내통 내부의 물을 배출하거나 공급한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치에 따르면, 모터의 축에 고정되는 회전 디스크와, 축에 미고정되는 고정 디스크를 교번적으로 이격 설치하고, 회전 디스크와 고정 디스크에 슬릿홀을 형성하여 기포가 회전 디스크와 고정 디스크의 슬릿홀을 통과하면서 회전 디스크의 회전에 따라 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성함으로써 외부로부터 장치 내로 유입되는 오염 공기를 마이크로 버블화시켜 각종 오염 물질을 물에 포집한 후 정화된 공기는 외부로 배출하고, 필터 역할로 사용되어 오염된 물만 사용후 교체하면 재사용이 가능하여 간편하고 위생적으로 오염 공기를 정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 회전 디스크 또는 고정 디스크의 슬릿홀에 회전 방향으로 경사를 형성함으로써 기포와 물이 빠르게 상승하면서 슬릿홀의 경사에 의해 더욱 미세하게 분쇄되어 다량의 마이크로 버블을 생성할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 디스크의 회전에 의해 물이 빠르게 상승하고, 회전하여 내통 밖으로 빠져나감으로써 내통 하부의 노즐 유니트에 구비된 물 순환구로 물의 유입을 강하게 촉진시킴으로써 장치 내에서 물의 선순환을 유도하여 장치 내에 공급된 일정량의 물만으로 공기정화 역할을 수행할 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 회전 디스크를 직류 모터를 사용하여 고정 디스크 사이에서 고속으로 회전시켜 다량의 마이크로 버블을 생성함으로써 소비 전력을 낮추고 컴팩트화시킬 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 직류 모터의 회전력을 이용하여 블로워팬을 구동하여 오염 공기를 외통 내부로 가압시켜 유입하기 때문에 소비 전력을 절감시킬 수 있고, 내부의 물에 첨가제(미세먼지 제거제, 천연 살균제, 악취 제거제 등)를 투입구를 통해 투입시키고, 자외선 조사하여 미세먼지 제거, 살균ㅇ악취까지 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 구성을 나타낸 측단면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 고정 디스크의 구성을 나타낸 평단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 내통의 밴드 필터의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 회전 디스크의 구성을 나타낸 평단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 노즐 유니트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 디스크와 고정 디스크가 구동축에 배치된 상태를 나타낸 설명도이다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 동작을 나타낸 동작 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 구성을 나타낸 측단면도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 고정 디스크의 구성을 나타낸 평단면도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 내통의 밴드 필터의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 회전 디스크의 구성을 나타낸 평단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치중 노즐 유니트의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 디스크와 고정 디스크가 구동축에 배치된 상태를 나타낸 설명도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치(1)는, 외통(10), 내통(20), 모터(30), 구동축(40) 및 노즐 유니트(50)를 포함하여 구성된다.
먼저, 외통(10)은 상면이 개방된 금속 또는 합성수지 재질로 원통형으로 형성되어 내부에 일정 수위 이하로 물이 저장된다.
여기에서, 외통(10)은 상단에 하기에서 설명할 모터(30)를 고정하고, 청정 공기를 배출하도록 에어 배출홀(11)이 구비된 커버(13)가 구비되고, 저면 일측에 물을 공급하거나 배출하도록 제 1밸브(15)가 구비된다.
또한, 외통(10)은 커버(13)의 저면에 자외선 LED와 같이 자외선을 발생하는 자외선 조사 수단(17)이 구비되고, 외통(10)의 커버(13)에 미세먼지 제거제, 천연 살균제, 악취 제거제 등과 같은 첨가제를 투하하도록 투입구(19)가 구비된다.
그리고, 내통(20)은 상하면이 개방된 금속 또는 합성수지 재질로 원통형으로 형성되어 외통(10) 내부에 고정 설치되고, 중앙부에 제 1축홀(21)이 형성되고, 제 1축홀(21) 외측에 제 1슬릿홀(23)이 구비된 복수의 고정 디스크(25)가 고정 볼트에 의해 다단으로 고정 설치된다.
여기에서, 내통(20)은 내측 하단에 하기에서 설명할 노즐 유니트(50)의 에어 노즐홀(51)에서 발생된 기포를 1차로 분쇄시키도록 메쉬 형태의 디스크 필터(27)와, 내측 상단에 하기에서 설명할 구동축(40)의 회전 디스크(47)의 회전에 의해 내통(20)의 내부 벽면을 따라 회전하는 물속의 기포들을 재분쇄시키고 복수 종류의 첨가제와 오염물질의 반응을 촉진시키기 위해 폭 방향으로 복수의 제 3슬릿홀(28)이 형성된 밴드 형태의 밴드 필터(29)가 구비된다.
또한, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 고정 디스크(25)의 제 1슬릿홀(23)은 제 1축홀(21)을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하거나 서로 다르게 형성되고, 길이가 동일하게 형성되거나 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열되며, 수직으로 형성되거나 또는 일방향으로 경사를 가지도록 형성된다.
계속해서, 밴드 필터(29)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 사각 밴드 형태로 형성되거나 라운드 형태를 가지며 형성되어 내통(20) 내측 상단에 압입 고정된다.
또한, 모터(30)는 DC 모터로서 외통(10) 상면에 수직으로 고정된다. 이때, 모터(30)의 회전 속도와 전원을 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
또, 구동축(40)은 금속 또는 합성수지 재질로 모터(30)의 구동축과 커플러(41)에 의해 수직으로 연결되고, 중앙부에 제 2축홀(43)이 형성되고, 제 2축홀(43) 외측에 제 2슬릿홀(45)이 구비된 복수의 회전 디스크(47)가 스페이서(49)에 의해 다단으로 설치되되, 내통(20)의 고정 디스크(25)와 교번되게 설치되어 모터(30)의 회전에 따라 회전 디스크(47)를 회전시켜 기포를 분쇄시켜 마이크로 버블을 생성한다. 이때, 회전 디스크(47)는 고정 디스크(25)와 1.0~2.0㎜의 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
여기에서, 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이 회전 디스크(47)의 제 2슬릿홀(45)은 제 2축홀(43)을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하거나 서로 다르게 형성되고, 길이가 동일하게 형성되거나 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열되며, 수직으로 형성되거나 또는 일방향으로 경사를 가지도록 형성되되, 고정 디스크(25)의 제 1슬릿홀(23)의 경사와 대칭되도록 형성된다.
그리고, 노즐 유니트(50)는 도 5에 도시된 바와 같이 내통의 저면과 결합되도록 원기둥 형태로 형성되고, 내통(20) 내부에 외부 공기를 에어 노즐홀(51)을 통해 공급하여 기포를 발생시키고, 외통의 물을 내통(20)으로 순환시키는 물 순환구(53)가 구비된다. 이때, 에어 노즐홀(51)을 통해 외부에서 공기를 공급하여 기포를 발생하고, 상면 중앙에 구동축(40)의 회전되도록 베어링(55)이 구비된다.
여기에서, 노즐 유니트(50)는 에어 노즐홀(51)과 공기 유입관(57)이 연결되되, 공기 유입관(57)이 외통(10)의 측면으로 연장 형성되고, 공기 유입관(57)에 모터(30)의 구동축과 체인, 벨트 등으로 연결되어 모터(30)의 회전에 의해 오염 공기를 에어 노즐홀(51)로 유입시키는 브로워팬(59)이 구비된다. 이때, 공기 유입관(57)에는 외통(10)의 물이 유입되어 수위와 동일하게 유지되다가 오염 공기가 브로워(59)를 통해 유입되면 압력에 의해 수위가 저하되면서 에어 노즐홀(51)을 통해 오염 공기를 공급한다. 또한, 공기 유입관(57)은 하부에서 수직 하방향으로 분기된 분기관(57a)에 제 2밸브(58)가 구비되어 내통(20) 내부의 물을 배출하거나 공급한다.
한편, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 디스크와 고정 디스크가 구동축에 배치된 상태를 나타낸 설명도인데, 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 회전 디스크(47)와 3개의 고정 디스크(25)가 등간격으로 이격되도록 설치한 것이고, 회전 디스크(47)는 하부에서 상부로 갈수록 제 2슬릿홀(45)의 폭이 2㎜, 1.5㎜, 1.0㎜, 0.5㎜로 형성되고, 고정 디스크(25) 역시 하부에서 상부로 갈수록 제 1슬릿홀(23)의 폭이 2㎜, 1.5㎜, 1.0㎜, 0.5㎜로 형성되었으며, 각각의 회전 디스크(25)의 제 2슬릿홀(45)에 회전 방향으로 경사를 형성한 형태이며, 고정 디스크(25)와 회전 디스크(45)의 간격을 1.5㎜로 배치한 것이다.
그리고, 도 6과 같은 배열이외에 제 1, 2슬릿홀(23, 45)의 간격을 모두 동일하게 형성하거나, 회전 디스크(47)와 고정 디스크(25)에 모두 경사를 주어 서로 대칭되게 배치할 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치의 동작을 나타낸 동작 설명도이다.
먼저, 외통(10)에 물이 저장된 상태에서 전원이 공급되면, 모터(30)에 의해 구동축(40)이 회전을 하면서 회전 디스크(47)를 회전시킨다.
이와 동시에 노즐 유니트(50)의 팬(59)이 회전되어 공기 유입관(57)으로 오염 공기가 유입된다.
이로 인해 공기 유입관(57) 내부의 물이 압력에 의해 에어 노즐홀(51)을 통해 내통(20)으로 배출되어 결국 오염 공기가 에어 노즐홀(51)을 통해 내통(20)으로 유입된다.
계속해서, 노즐 유니트(50)의 에어 노즐홀(51)을 내통(20)으로 유입되면, 내통(20)으로 순환되는 물과 섞여 기포가 발생되어 상승되며 디스크 필터(27)를 통과해서 잘게 나뉜다.
그리고, 잘게 나뉜 기포는 내통(20) 내부에서 회전하고 회전 디스크(47)의 제 2슬릿홀(45)과 고정 디스크(35)의 제 1슬릿홀(33)을 통과하면서 마이크로 버블로 변경되며 이 과정에서 공기의 오염물질이 1차적으로 내통(20) 내부의 물과 혼합되어 포집된다.
또한, 물에 포함된 기포는 회전력에 의해 내통(20)의 벽면을 타고 상승하는 데, 이때 밴드 필터(29)를 통과하면서 와류가 발생하여 다시한번 세분화됨과 동시에 물속에 녹아 있는 복수 종류의 첨가제와 반응하여 기포속의 미세먼지가 제거되고, 살균이 이루어지며, 악취가 제거된다.
이때, 미세먼지 제거는 미세먼지 제거제와 미세먼지간의 전기적인 끌림 현상을 이용한 것이며, 복수 종류의 첨가제는 인체에 무해한 천연 물질을 사용한다.
그리하여, 내통(20)에서 와류를 일으키며 상승된 물은 외통(10)으로 배출된 후 외통(10) 하부로 이동되기 때문에 다시 노즐 유니트(50)의 물 순환구(53)로 유입되어 연속으로 순환하게 된다.
한편, 일정 시간이 지나 마이크로 버블에 의해 물이 포하되면 외통(10)의 에어 배출홀(11)을 통해 배출된다. 이때, 에어가 배출되기전 마이크로 버블에 의해 수면에는 거품층이 형성되는 데, 이는 외통(10)에서 정화 공기의 배출을 다소 지연시켜 정화 효과를 극대화시킬 뿐만 이나라 자외선 조사 수단(17)에서 발생되는 자외선에 의해 최종 살균 처리를 효과적으로 할 수 있는 시간을 제공한다.
또한, 미세먼지, 세균, 악취를 제거하는데 사용되는 복수 종류의 첨가제는 사용자가 투입구(19)를 통해 외통(10) 내부에 투입한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치는 공기 청정기, 진공 청소기 등에 적용이 가능하다.
10 : 외통 20 : 내통
23 : 제 1슬롯홀 25 : 고정 디스크
30 : 모터 40 : 구동축
45 : 제 2슬롯홀 47 : 회전 디스크
50 : 노즐 유니트 51 : 에어 노즐홀
53 : 물 순환구

Claims (10)

  1. 원통형으로 형성되어 내부에 물이 저장되는 외통과;
    상하면이 개방된 원통형으로 형성되어 상기 외통 내부에 고정 설치되고, 중앙부에 제 1축홀이 형성되고, 상기 제 1축홀 외측에 제 1슬릿홀이 구비된 복수의 고정 디스크가 다단으로 고정 설치되는 내통과;
    상기 외통에 고정되는 모터와;
    상기 모터의 구동축과 커플러에 의해 수직으로 연결되고, 중앙부에 제 2축홀이 형성되고, 상기 제 2축홀 외측에 제 2슬릿홀이 구비된 복수의 회전 디스크가 다단으로 설치되되, 상기 내통의 고정 디스크와 교번되게 설치되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 회전 디스크를 회전시켜 기포를 분쇄시켜 마이크로 버블을 생성하는 구동축; 및
    상기 외통 저면과 상기 내통의 사이에 설치되어 상기 내통 내부에 오염 공기를 에어 노즐홀을 통해 공급하여 기포를 발생시키고, 상기 외통의 물을 상기 내통으로 상기 회전 디스크의 회전력과 물 상승력에 의해 순환시키는 물 순환구가 구비되는 노즐 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외통은,
    상단에 상기 모터를 고정하고, 정화 공기를 배출하도록 에어 배출홀을 가지는 커버가 구비되고, 일측에 물을 공급하거나 배출하도록 제 1밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외통은,
    상기 커버의 저면에 자외선 조사 수단이 구비되고, 상기 외통의 상기 커버에 첨가제를 투하하도록 투입구가 구비되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내통은,
    내측 하단에 상기 에어 노즐홀에서 발생된 기포를 1차로 분쇄시키도록 메쉬 형태의 디스크 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내통은,
    내측 상단에 상기 회전 디스크의 회전에 의해 상기 내통의 내부 벽면을 따라 회전하는 물속의 기포들을 재분쇄시키고 복수 종류의 첨가제와 오염물질의 반응을 촉진시키기 위해 폭 방향으로 복수의 제 3슬릿홀이 형성된 밴드 형태의 밴드 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 디스크의 각각의 제 1슬릿홀은,
    상기 제 1축홀을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성되고,
    상기 회전 디스크의 각각의 제 2슬릿홀은,
    상기 제 2축홀을 기준으로 방사상으로 형성되되, 그 폭이 서로 동일하게 형성되거나 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각각의 제 1슬릿홀은,
    길이가 동일하게 형성되거나 또는 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열되고,
    상기 각각의 제 2슬릿홀은,
    길이가 동일하게 형성되거나 또는 길이가 서로 다른 것이 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    각각의 상기 제 1슬릿홀과 제 2슬릿홀은,
    수직으로 형성되거나 또는 경사를 가지도록 형성되되, 서로 대칭되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 디스크는,
    상기 구동축을 기준으로 상부로 올라갈수록 상기 제 2슬릿홀의 폭이 점차로 작아지도록 배치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 유니트는,
    상기 에어 노즐홀과 공기 유입관이 연결 설치되되, 상기 공기 유입관이 상기 외통의 측면으로 연장 형성되고, 상기 공기 유입관의 상부에 상기 모터의 구동축과 연결되어 상기 모터의 회전에 의해 오염 공기를 상기 에어 노즐홀로 유입시키는 브로워팬이 구비되고, 상기 공기 유입관 하부에서 수직 하방향으로 분기된 분기관에 제 2밸브가 구비되어 상기 내통 내부의 물을 배출하거나 공급하는 것을 특징으로 하는 마이크로 버블을 이용한 공기 청정장치.
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