KR102063071B1 - 미세기포를 이용한 공기 정화 장치 - Google Patents

미세기포를 이용한 공기 정화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치는 미세먼지가 포함된 오염공기를 외부로부터 흡입하는 오염공기 흡입부; 표면에 복수의 미세공이 형성되고, 상기 복수의 미세공에 상기 흡입된 오염공기를 통과시켜 미세기포를 생성하는 미세기포 생성부; 상기 미세기포 생성부로부터 미세기포를 공급받고, 상기 미세기포에 포함된 미세먼지가 흡착되는 용액을 저장하는 용액 저장부; 및 상기 미세먼지가 상기 용액에 흡착되어 제거된 상기 미세기포가 상기 용액으로부터 정화공기로 탈포되면, 상기 정화공기를 포집하여 상기 외부로 배출하는 정화공기 포집부;를 포함한다.

Description

미세기포를 이용한 공기 정화 장치{Apparatus for cleaning air using microbubble}
본 발명은 미세기포를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세기포에 포함된 미세먼지가 용액에 흡착되고, 용액으로부터 미세기포가 탈포되면 정화공기를 포집하여 외부로 배출하는 미세기포를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 미세 분진, 각종 유해가스, 잡균, 곰팡이, 바이러스 등을 제거한 후　청정한　공기를 배출하는　공기청정기는　공기　청정기능과 함께 생활냄새 제거, 진드기, 꽃가루, 애완동물 털 등 작은 입자 제거,　공기　감염으로 인한 질병예방 등 다양한 기능이 갖추어지게 된다.
이러한,　공기청정기의 대표적인 방법으로는 전기집진식과 필터여과식으로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 필터여과식은 입자가 작은　공기는 통과되고, 입자가 큰 이물질은 걸러지도록 세밀한 조직을 가지는 필터를 이용하여　공기를 정화하는 방법으로 정화능력이 뛰어나지만 주기적으로 필터를 교환해야 하는 단점이 있었다.
그리고, 상기 전기집진식은　공기에 포함된 이물질이 부착되도록 정전기가 발생되는 전기집진판을 이용하여　공기를 정화하는 방법으로 필터가 없기 때문에 필터를 교환할 필요가 없다는 장점이 있으나 전기집진판에 먼지가 쌓이면 정화능력이 떨어지고 먼지제거 능력이 저하되는 단점이 있었다.
한편, 최근들어　물을 이용하여 공기청정작용을 수행하는　습식형　공기청정기가 개발되고 있다. 이러한, 종래의　습식형　공기청정기는 외부공기에 포함된 이물질이 분사된 물을 단 한번 통과하여 정화되면 물에 포함되는 이물질로 인해 정화력이 빠르게 감소하는 현상으로 인해 외부공기에 포함된 이물질을 완벽하게 정화하지 못하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-1551328호
본 발명은 오염공기를 미세공기로 생성하여 용액에 공급하고, 미세먼지가 용액에 흡착된 미세기포가 용액으로부터 정화공기로 탈포되면, 정화공기를 포집하여 외부로 배출함으로써, 오염공기를 정화공기로 정화할 수 있는 미세기포를 이용한 공기 정화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치는 미세먼지가 포함된 오염공기를 외부로부터 흡입하는 오염공기 흡입부; 표면에 복수의 미세공이 형성되고, 상기 복수의 미세공에 상기 흡입된 오염공기를 통과시켜 미세기포를 생성하는 미세기포 생성부; 상기 미세기포 생성부로부터 미세기포를 공급받고, 상기 미세기포에 포함된 미세먼지가 흡착되는 용액을 저장하는 용액 저장부; 및 상기 미세먼지가 상기 용액에 흡착되어 제거된 상기 미세기포가 상기 용액으로부터 정화공기로 탈포되면, 상기 정화공기를 포집하여 상기 외부로 배출하는 정화공기 포집부;를 포함한다.
바람직하게, 상기 용액 저장부는 상기 용액 내에서 상기 미세기포의 부상 경로를 제어하도록 상기 용액 저장부의 수평 축에 대해 미리 설정된 각도로 경사진 가이드 부재;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 용액 저장부는 상기 부상 경로를 따라 부상하지 않고 상기 가이드 부재의 일측에 체류된 상기 미세기포가 부상되도록 상기 가이드 부재를 회전시키는 가이드 부재 회전부;를 더 포함할 수 있다.
상기 미세기포를 이용한 공기 정화 장치는 상기 가이드 부재에 의해 제어되는 부상 경로에 대응하여 상기 미세기포가 공급된 상기 용액을 상기 용액 저장부 내에서 유동시키는 용액 유동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 미세기포를 이용한 공기 정화 장치는 상기 용액 저장부를 구획하여 설정된 복수의 가열 영역마다 설치되고, 상기 용액 저장부의 상부 끝단과 상기 복수의 가열 영역마다의 이격 거리에 기초하여 상기 복수의 가열 영역마다에 저장된 용액의 온도를 조절하는 용액 온도 조절부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 용액 온도 조절부는 상기 이격 거리가 길수록 상기 용액의 온도 낮아지도록 상기 복수의 가열 영역마다에 저장된 용액의 온도를 조절할 수 있다
본 발명에 따르면, 오염공기를 미세공기로 생성하여 용액에 공급하고, 내부에 포함된 미세먼지가 용액에 흡착된 미세기포가 용액으로부터 탈포되면 정화공기를 포집하여 외부로 배출함으로써, 공기 정화 능력을 최대로 유지하여 오염공기를 정화공기로 정화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치에 의해 생성된 미세기포를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 가이드 부재 및 가이드 부재 회전부를 확대한 확대 단면도이다.
도 7은 도 4의 용액 저장부 및 용액 온도 조절부를 확대한 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형 태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/ 또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대 해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현 은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는(3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중 요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성 요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합 한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 제어부"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한 정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 컨텍스트 상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 컨텍스트 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(100)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(100)의 분리 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(100)의 단면도이다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(이하, '공기 정화 장치'라 함, 100)는 로우 하우징(101), 어퍼 하우징(102), 오염공기 흡입부(103), 미세기포 생성부(104), 용액 저장부(105), 가이드 부재(106), 가이드 부재 회전부(107), 용액 유동부(108), 용액 온도 조절부(109) 및 정화공기 포집부(110)를 포함할 수 있다.
로우 하우징(101)은 원통형으로 형성되어 공기 정화 장치(100)의 하부에 배치되는 구성을 내부에 수납할 수 있다. 구체적으로, 로우 하우징(101)은 오염공기 흡입부(103)를 내부에 수납할 수 있다.
한편, 로우 하우징(101)은 외부에서 유동하는 오염공기가 오염공기 흡입부(103)로 흡입되도록 오염공기 흡입부(103)의 흡입관(103a)과 연통되는 복수의 흡입구(101a)를 구비할 수 있다.
여기서, 오염공기는 천연 또는 인공적으로 만들어진 미세먼지를 포함하는 대기의 공기일 수 있다.
로우 하우징(101)은 어퍼 하우징(102) 내에 수납되는 용액 저장부(105)의 하부를 지지하도록 상부에 지지판(101b)을 더 구비할 수 있다.
이러한, 지지판(101b)은 오염공기 흡입부(103)에 흡입된 오염공기가 용액 저장부(105)로 공급될 때, 오염공기가 유동하는 오염공기 흡입부(103)의 아울렛(103d)이 관통되는 관통홀(101c)이 형성될 수 있다.
어퍼 하우징(102)은 상부와 하부가 개방된 원통형으로 형성되어 공기 정화 장치(100)의 상부에 배치되는 구성을 내부에 수납할 수 있다. 구체적으로, 어퍼 하우징(102)은 미세기포 생성부(104), 용액 저장부(105), 가이드 부재(106), 가이드 부재 회전부(107), 용액 유동부(108), 용액 온도 조절부(109) 및 정화공기 포집부(110)를 내부에 수납할 수 있다.
이러한, 어퍼 하우징(102)은 하부가 로우 하우징(101)의 상부와 맞닿아 지지될 수 있고, 상부에 정화 공기 포집부(110)가 맞닿아 결합될 수 있다.
한편, 어퍼 하우징(102)은 하부 끝단부터 내부에 수납된 용액 저장부(105)의 상부 끝단에 대응되는 높이까지 지름이 동일한 원통형으로 형성되고, 용액 저장부(105)의 상부 끝단에 대응되는 높이부터는 지름이 상부로 갈수록 짧아지는 꼬깔형으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 용액 저장부(105)의 상부에서 탈포되는 정화공기가 정화공기 포집부(110)에 의해 용이하게 포집되어 외부로 배출될 수 있다.
오염공기 흡입부(103)는 외부에서 유동하는 오염공기를 공기 정화 장치(100)의 내부로 흡입할 수 있다. 이를 위해, 오염공기 흡입부(103)는 흡입관(103a), 흡입모터(103b), 인렛(103c) 및 아울렛(103d)을 구비할 수 있다.
흡입관(103a)은 일측이 로우 하우징(101)의 복수의 흡입구(101a)와 연통되고 타측이 인렛(103c)과 연통될 수 있다. 인렛(103c)은 일측과 타측이 각각 흡입관(103a) 및 흡입모터(103b)와 연통되고, 아울렛(103d)은 일측과 타측이 각각 흡입모터(103b) 및 미세기포 생성부(104)와 연통될 수 있다.
아울렛(103d)은 로우 하우징(101) 내부에서 용액 저장부(105)의 내부를 향해 관통홀(101c)과 용액 저장부(105)의 하부를 관통하도록 배치될 수 있다.
흡입모터(103b)는 인렛(103c)에서 아울렛(103d)으로 공기가 이동하도록 구동됨으로써, 외부에서 유동하는 오염공기를 흡입관(103a)과 인렛(103c)을 거쳐 흡입하고, 흡입된 오염공기를 아울렛(103d)을 거쳐 미세기포 생성부(104)로 공급할 수 있다.
미세기포 생성부(104)는 표면에 복수의 미세공(104a)이 형성되고, 용액 저장부(105) 내부에 배치되며, 흡입된 오염공기를 복수의 미세공(104a)에 통과시켜 미세기포를 생성할 수 있다. 즉, 아울렛(103d)에서 미세기포 생성부(104)로 유동하는 오염공기는 복수의 미세공(104a)을 통과하면서 용액 저장부(105)에 저장된 용액에 둘러싸인 미세기포로 생성될 수 있다.
여기서, 미세기포의 직경은 미세먼지를 내부에 포함할 수 있고, 용매에 미세먼지가 흡착되는한 제한되지 않음을 유의한다. 예를 들어, 미세기포는 직경이 50μm 이하인 기포일 수 있다.
미세기포 생성부(104)는 내부가 비어진 관형태로 형성되고, 상부를 향해 관통된 복수의 미세공(104a)이 상부 표면에 형성될 수 있다. 또한, 미세기포 생성부(104)는 용액 저장부(105)에 저장된 용액에 미세기포가 균일하게 공급되도록 용액 저장부(105)의 수평방향 단면의 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 미세기포 생성부(104)는 수평방향 단면의 형상이 원형인 용액 저장부(105)의 수평방향 단면에 대응하여 원형으로 형성될 수 있다.
바람직하게, 미세기포 생성부(104)는 나노튜브일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 공기 정화 장치(100)에 의해 생성된 미세기포(B)를 도시한 도면이다.
도 5를 더 참조하면, 미세기포 생성부(104)는 미세먼지(D)가 포함된 미세기포(B)를 생성하여 용액 저장부(105)에 공급하고, 미세기포(B)는 용액 저장부(105)에 공급되어 용액 내에서 유동할 수 있다.
이때, 미세기포(B)는 부력에 의해 용액 저장부(105)의 하부에서 상부로 부상하고, 부상하는 동안 미세기포(B)에 포함된 미세먼지(D)와 용액 간에 인력이 작용하여 미세먼지(D)는 미세기포(B)의 최외곽으로 이동할 수 있다.
이후, 미세기포(B)의 최외곽으로 이동한 미세먼지(D)는 용액에 흡착되어 미세기포(B)로부터 분리될 수 있다. 미세기포(B)로부터 분리된 미세먼지(D)는 용액 내에서 유동할 수 있다.
최종적으로, 미세기포(B)는 내부에 포함된 미세먼지(D)가 용액에 흡착되어 분리되고, 용액으로부터 정화공기로 탈포되어 용액 밖으로 배출될 수 있다. 즉, 미세기포(B)는 미세먼지(D)가 분리된 정화공기로 용액으로부터 배출될 수 있다.
다시 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 용액 저장부(105)는 미세기포 생성부(104)로부터 생성된 미세기포를 공급받고, 미세먼지가 흡착되는 용액을 저장할 수 있다.
용액 저장부(105)는 상부가 개방되고, 하부는 아울렛(103d)이 관통되는 홀이 형성된 원통형으로 형성될 수 있다.
용액 저장부(105)는 내부에 아울렛(103d)의 일부, 미세기포 생성부(104), 가이드 부재(106), 가이드 부재 회전부(107), 용액 유동부(108) 및 용액 온도 조절부(109)가 배치될 수 있다.
용액 저장부(105)에 저장된 용액은 증류수일 수 있다. 상술된 설명에서 용액이 증류수인 것으로 설명하였으나, 오염물질을 포함하지 않은 물로써, 미세기포에 포함된 미세먼지를 흡착할 수 있는한 그 종류가 한정되지 않음을 유의한다.
가이드 부재(106)는 용액 내에서 미세기포의 부상 경로를 제어하도록 용액 저장부(105)의 수평 축에 대해 미리 설정된 각도로 경사질 수 있다.
구체적으로, 가이드 부재(106)는 가이드 축(106a)을 중심으로 복수회 감겨진 형태의 나선형으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 가이드 부재(106)는 미세기포가 용액 저장부(105)의 하부에서 상부로 부상할 때, 부상 경로를 수직이 아닌 나선형으로 제어함으로써, 부상 경로가 수직인 경우보다 미세기포의 용액 내 유동시간을 증가시킬 수 있다.
도 6은 도 4의 가이드 부재(106) 및 가이드 부재 회전부(107)를 확대한 확대 단면도이다.
도 6을 더 참조하면, 가이드 부재 회전부(107)는 가이드 부재(106)에 의해 제어되는 부상 경로를 따라 부상하지 않고 가이드 부재(106)의 일측에 체류된 상기 미세기포(B)가 부상 경로를 따라 부상하도록 가이드 부재(106)를 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 가이드 부재 회전부(107)는 부력에 의해 부상하는 미세기포(B)가 가이드 부재(106)와의 인력으로 인해 가이드 부재(106)의 일측에 체류된 경우, 가이드 축(105a)을 회전시켜 가이드 부재(106)까지 회전시킴으로써, 체류된 미세기포(B)를 부상 경로를 따라 부상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 부재 회전부(107)는 가이드 축(105a)을 회전시키는 모터일 수 있다.
다시 도 1, 도 3 및도 4를 참조하면, 용액 유동부(108)는 가이드 부재(106)에 의해 제어되는 부상 경로에 대응하여 미세기포가 공급된 용액을 용액 저장부 내에서 유동시킬 수 있다.
구체적으로, 용액 유동부(108)는 부상 경로에 대응되는 방향으로 용액을 유동시켜 용액에 공급된 미세기포가 부상 경로를 따라 부상하도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 용액 유동부(108)는 나선형으로 형성된 가이드 부재(106)에 의해 제어되는 부상 경로에 용액의 유동 방향이 대응되도록 가이드 축(105a)을 중심으로 용액을 회류시킬 수 있다.
일 실시예에서, 용액 유동부(108)는 스크류일 수 있다.
이에 따라, 용액 유동부(108)는 수직으로 부상하는 미세기포를 용액과 함께 회류시켜 가이드 부재(106)에 의해 제어되는 부상 경로를 따라 부상시킬 수 있다.
본 발명의 상술된 가이드 부재(106), 가이드 부재 회전부(107) 및 용액 유동부(108)는 용액 저장부(105)의 하부에서 상부로 부상하는 미세기포를 수직이 아닌 길이가 긴 부상 경로를 따라 부상하도록 함으로써, 용액 내에 미세기포가 유동하는 유동 시간일 길어지도록 할 수 있다.
이에 따라, 미세기포에 포함된 미세먼지가 용액에 흡착될 수 있는 시간이 길어짐으로써, 더 많은 양의 미세먼지를 미세기포로부터 분리시킬 수 있다.
도 7은 도 4의 용액 저장부(105) 및 용액 온도 조절부(109)를 확대한 확대 단면도이다.
도 7을 더 참조하면, 용액 온도 조절부(109)는 용액 저장부(105)를 구획하여 설정된 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 마다 설치되고, 용액 저장부의 상부 끝단과 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 마다의 이격 거리에 기초하여 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 마다에 저장된 용액의 온도를 조절할 수 있다.
이를 위하여, 용액 온도 조절부(109)는 용액 저장부(105) 내부의 일측에 배치될 수 있고, 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 각각의 중앙부에 배치될 수 있다.
여기서, 복수의 가열 영역(R1, …, R3)은 동일한 면적으로 구획될 수 있다.
용액 온도 조절부(109)는 용액 저장부의 상부 끝단과 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 마다의 이격 거리가 길수록 해당 가열 영역에 저장된 용액의 온도가 낮아지도록 조절할 수 있다.
구체적으로, 용액 온도 조절부(109)는 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 중에서 이격 거리가 가장 짧은 가열 영역 “R1”에 저장된 용액의 온도가 가장 높도록 조절할 수 있다. 반대로, 용액 온도 조절부(109)는 복수의 가열 영역(R1, …, R3) 중에서 이격 거리가 가장 긴 가열 영역 “R3”에 저장된 용액의 온도가 가장 낮도록 조절할 수 있다.
이러한 본원발명의 구성으로 인해, 미세먼지가 분리된 미세기포가 다량 포함된 상부의 가열 영역은 해당 용액의 온도를 증가시켜 빠른 속도로 미세기포를 정화공기로 탈포시킴으로써, 정화공기를 빠르고 다량으로 배출시킬 수 있다.
다시 도 1, 도 3 및도 4를 참조하면, 정화공기 포집부(110)는 미세먼지가 용액에 흡착된 미세기포가 용액으로부터 정화공기로 탈포되면, 정화공기를 포집하여 외부로 배출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 미세기포는 부력에 의해 용액 내에서 부상 경로를 따라 부상하는 동안, 내부에 포함된 미세먼지가 용액에 흡착되어 분리될 수 있다. 최종적으로, 미세기포는 용액 저장부(105)의 상부 끝단 즉, 용액의 최고 높이에서 정화공기로 탈포될 수 있다.
이때, 정화공기 포집부(110)는 어퍼 하우징(102) 내부에 와류를 발생시켜 정화공기를 포집하여 외부로 배출할 수 있다.
일 실시 예에서, 정화공기 포집부(110)는 팬일 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(이하, '공기 정화 장치'라 함, 100')의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 공기 정화 장치(100')는 일 실시 예에 따른 공기 정화 장치(100) 대비 용액 여과부(101') 및 여과 제어부(102')를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
용액 여과부(101')는 용액 저장부(105) 내부에 배치되고, 용액 저장부(105) 내부에서 회전하여 용액에 흡착된 미세먼지를 여과할 수 있다.
구체적으로, 용액 여과부(101')는 용액 내에서 회전함으로써, 용액 내에 유동하는 미세먼지를 여과할 수 있다. 이러한 용액 여과부(101')는 여과공이 형성된 필터(101'a)를 구비할 수 있다.
한편, 용액 여과부(101')는 용액의 투명도에 기초하여 회전 속도가 제어될 수 있다. 구체적으로, 용액 여과부(101')는 용액의 투명도가 낮을수록 회전 속도가 증가되도록 제어될 수 있다.
여과 제어부(102')는 회전하는 용액 여과부(101')의 필터(101'a)의 투명도를 측정하고, 필터(101'a)의 회전 속도에 대응하여 측정된 투명도를 필터 사용도로 변환하여 산출하며, 필터 사용도에 기초하여 필터(101'a)의 교체 필요 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 여과 제어부(102')는 광센서를 통해 광을 필터(101'a)에 조사하고, 필터(101'a)에 의해 산란되는 광의 광량을 투명도로 측정할 수 있다. 이후, 여과 제어부(102')는 필터(101'a)의 회전량에 따른 변환계수를 투명도에 적용하여 필터 사용도로 산출할 수 있다.
여기서, 변환계수는 필터(101'a)의 회전 속도가 빠를수록 측정된 투명도를 낮춰 필터 사용도로 변환하는 계수일 수 있다.
예를 들어, 여과 제어부(102')는 필터(101'a)에 여과된 미세먼지의 양이 동일하더라도, 회전 속도가 빠를수록 필터(101'a)가 더 불투명한 것으로 나타내는 투명도를 측정할 수 있다. 이때, 여과 제어부(102')는 회전 속도가 빠른 필터(101'a)로부터 측정된 투명도일수록 해당 투명도를 낮추는 변환계수를 투명도에 적용하여 필터 사용도를 산출할 수 있다.
다시 말해, 여과 제어부(102')는 동일한 투명도가 측정되더라도 회전 속도가 더 빠른 필터(101'a)의 필터 사용도를 회전 속도가 느린 필터(101'a)의 필터 사용도 보다 낮추어 산출할 수 있다.
이후, 여과 제어부(102')는 필터 사용도가 미리 설정된 기준 필터 사용도를 초과하면 통신을 통해 필터 교체 요청 신호를 외부로 송신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 미세기포를 이용한 공기 정화 장치(이하, '공기 정화 장치'라 함, 100”)의 분리 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 공기 정화 장치(100”)는 일 실시 예에 따른 공기 정화 장치(100) 대비 가이드 부재(106), 가이드 부재 회전부(107) 및 용액 유동부(108)만을 포함하지 않을 수 있다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 공기 정화 장치(100”)는 미세기포 생성부(104)에 의해 생성된 미세기포가 용액 저장부(105)에 공급되어 부력에 의해 용액 저장부(105)의 하부에서 상부를 향해 직선으로 부상하고, 부상하는 동안 미세기포에 포함된 미세먼지와 용액 간에 인력이 작용하여 미세먼지가 용액에 흡착될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100: 미세기포를 이용한 공기 정화 장치
101: 로우 하우징
102: 어퍼 하우징
103: 오염공기 흡입부
104: 미세기포 생성부
105: 용액 저장부
106: 가이드 부재
107: 가이드 부재 회전부
108: 용액 유도부
109: 용액 가열부
110: 정화공기 포집부

Claims (6)

  1. 미세먼지가 포함된 오염공기를 외부로부터 흡입하는 오염공기 흡입부;
    표면에 복수의 미세공이 형성되고, 상기 복수의 미세공에 상기 흡입된 오염공기를 통과시켜 미세기포를 생성하는 미세기포 생성부;
    상기 미세기포 생성부로부터 미세기포를 공급받고, 상기 미세기포에 포함된 미세먼지가 흡착되는 용액을 저장하는 용액 저장부; 및
    상기 미세먼지가 상기 용액에 흡착되어 제거된 상기 미세기포가 상기 용액으로부터 정화공기로 탈포되면, 상기 정화공기를 포집하여 상기 외부로 배출하는 정화공기 포집부;
    상기 미세먼지가 흡착된 상기 용액을 저장하는 용액 저장부;
    여과공이 형성된 필터를 구비하고, 상기 용액 저장부 내부에 배치 및 회전하여 상기 용액에 흡착된 미세먼지를 여과하는 용액 여과부;
    상기 필터의 투명도를 측정하고, 상기 필터의 회전 속도에 따른 변환계수를 상기 투명도에 적용하여 필터 사용도로 산출하고, 상기 필터 사용도에 기초하여 상기 필터의 교체 필요 여부를 판단하는 여과 제어부;
    상기 용액 저장부를 구획하여 설정된 복수의 가열 영역마다 설치되고, 상기 용액 저장부의 상부 끝단과 상기 복수의 가열 영역마다의 이격 거리에 기초하여 상기 복수의 가열 영역마다에 저장된 용액의 온도를 조절하는 용액 온도 조절부;를 포함하고,
    상기 용액 온도 조절부는
    상기 이격 거리가 길수록 상기 용액의 온도 낮아지도록 상기 복수의 가열 영역마다에 저장된 용액의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는
    미세기포를 이용한 공기 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용액 내에서 상기 미세기포의 부상 경로를 제어하도록 상기 용액 저장부의 수평 축에 대해 미리 설정된 각도로 경사진 가이드 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    미세기포를 이용한 공기 정화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부상 경로를 따라 부상하지 않고 상기 가이드 부재의 일측에 체류된 상기 미세기포가 부상되도록 상기 가이드 부재를 회전시키는 가이드 부재 회전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    미세기포를 이용한 공기 정화 장치.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제2항에 있어서,
    상기 가이드 부재에 의해 제어되는 부상 경로에 대응하여 상기 미세기포가 공급된 상기 용액을 상기 용액 저장부 내에서 유동시키는 용액 유동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    미세기포를 이용한 공기 정화 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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