KR102120716B1

KR102120716B1 - 이온화된 미세먼지 제거기

Info

Publication number: KR102120716B1
Application number: KR1020190146157A
Authority: KR
Inventors: 신상용; 박영우
Original assignee: 주식회사 에프에이치아이코리아
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2020-06-10

Abstract

본 발명은 원통형 선분 전기장의 세기와 분포를 한곳으로 집중하고, 360도 전 방향에서 선분 전기장이 형성되도록 하며 높은 미세먼지 포집효율을 나타내는 이온화된 미세먼지 제거기에 관한 것이다.
이온화된 미세먼지 제거기는 유입되는 미세먼지와 미생물 및 바이러스들을 이온화 한 후, 공기 유통방향과 평행인 특수 필터에 점착 시킨다. 이와 같은 이온화된 미세먼지 제거기는 내부에 수용공간이 형성된 케이스; 케이스의 내부에 설치되며, 중앙에 개구홀이 형성된 받침판부; 받침판부의 하면에 설치되어, 받침판부의 상부로부터 공기를 흡입해 받침판부의 하부 및 케이스의 하부로 배출시키는 송풍기부; 복수 개의 지지모듈의 일단은 받침판부의 상단면에 이격되어 설치되고, 타단은 받침판부의 중심에서 중앙 조립부에 의하여 하나로 연결되며 복수 개의 지지모듈의 상단면에서 하단부를 향해 일정 간격으로 이격되며 타공 형성되어 양전극선과 연결되는 복수 개의 양전극 설치홀 그리고 음전극선과 연결되는 복수 개의 음전극 설치홀을 포함하 포함하며, 원통부와 연결되는 원통부 조립부를 포함하는 거치부; 제1 필터층, 제3 필터층과 그 사이에 정전기를 발생시키는 제2 정전기필름을 포함하는 3겹 적층 필터모듈과 과 일면에 적층 필터모듈이 부착된 제1 메쉬망을 포함하여, 양전극 설치홀에 설치되어 음이온화된 이물질을 포집하는 제1 집진모듈과 이격되어 음전극 설치홀에 설치되는 제2 메쉬망을 포함하는 원통형 집진부; 중공형으로 형성되어 받침판모듈의 상단에 고정되고, 내부에 원통형 집진부를 수용하며 상단에 공기 중 분자를 음 이온화시키는 음이온화 모듈이 적어도 하나 설치된 원통부를 포함한다.

Description

이온화된 미세먼지 제거기{Ionized fine Dust Remover}

본 발명은 미세먼지를 이온화 한 후, 제거하는 이온화된 미세먼지 제거기에 관한 것이다.

한반도에서 측정되는 미세먼지 중 47%는 중국에서 불어오고 41%는 국내 산업체 및 차량 매연에서 발생되는 것으로 발표되고 있다. 중국 발의 초미세먼지는 지름 2.5 마이크로미터 이하로 머리 굵기의 30분의 1밖에 되지 않는 초미세먼지이다. 이러한 초미세먼지는 발암 물질인 중금속 성분과 여러 가지 유해 물질이 섞여 있을 뿐만 아니라 육안으로 확인할 수 없으며 냄새도 없다.

더욱이, 초미세먼지는 각종 호흡기 질환을 일으키고 허파 등의 호흡기의 가장 깊은 곳까지 침투하여 혈관으로 들어가 혈액의 점성을 높여 뇌졸중 등 심 혈관 질환과 각종 암을 유발한다.

실내 공기 질과 미세먼지로 인한 각종 질환 급증 및 암 유발에 대한 관심이 높아지며, 공기 중의 미세먼지의 위해성에 관심이 고조되고 있다. 이러한 유해 기체 성분 중에는 건강에 해로운 독성을 갖는 기체성분(포름알데히드, 휘발성 유기 화합물 등)들이 오염물질로 혼합되어 있기도 하고, 분진으로는 먼지와 세균을 포함 하여 호흡기로 유입된다. 공기에 혼합되어있는 세균 및 중금속들은 대부분 미세먼지에 붙어 있거나 자체적으로 유동하는 경우가 많다.

현재는 공기 중의 먼지를 제거하여 공기를 깨끗이 정화할 필요성에 대한 인식이 증가하고 있다. 이에 국민건강과 의료 복지를 위한 국가 재난 상의 시급한 대책으로 미세먼지 제거기 대한 개발이 급속도로 진행되고 있다.

미세먼지 제거기의 개발에 따라 전기 집진 원리를 이용하여 미세먼지를 제거하는 장치들이 많이 개발되었다. 일례로, 평행판 전기장으로 미세먼지를 제거하는 장치 및 수막형 집진극에 미세먼지 포집 후 물 분사로 수조에 수집하므로 물과 전기 사용하는 수막형 집진 장치가 개발되었다.

그러나, 평행판으로 미세먼지를 제거하는 장치는 고전압을 사용해 전기적 안정성 문제와 화재 위험성이 존재하고 그리고 수막형 집진 장치는 물과 전기를 함께 사용한다는 점에서 위험성이 존재하고 있다. 또한 각종 다양한 형태의 필터를 통과하는 필터링 방식은 공기 저항을 받으므로 강력한 환풍기가 필요하고 미세먼지와 일반 먼지가 많이 부착 적층되면 유로 통로에 저항을 받아 소음 발생증가와 단위시간당 이물질 제거량이 감소되는 문제점을 갖고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1925848호 (2018. 12.07.)

이에, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고전압을 사용하지 않으면서도 전기와 함께 물을 사용하지 않아 안전하게 사용될 수 있도록 하며 미세먼지의 제거효율 및 유해 미생물(각종 세균과 전염성 높은 바이러스 등) 살균의 효능이 향상된 이온화된 미세먼지 제거기를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 이온화된 미세먼지 제거기는, 유입되는 미세먼지를 이온화 한 후, 집진부의 필터에 점착 시킨다. 유입된 공기가 필터를 통과하는 방식이 아니고 공기 유통로와 적층 필터모듈이 서로 평행 방향으로 설치되어 유로의 방해를 받지 않고 이온화된 미세먼지들을 원통형 메쉬망내 선분 전기장으로 적층 필터모듈에 부착 시킴으로 공기유통이 원활하여 단위 시간당 유해물질 제거 시간을 단축할 수 있다.

이와 같은 이온화된 미세먼지 제거기는, 내부에 수용공간이 형성된 케이스;

상기 케이스의 내부에 설치되며, 중앙에 개구홀이 형성된 받침판부;

상기 받침판부의 하면에 설치되어, 상기 받침판부의 상부로부터 공기를 흡입해 상기 케이스의 하부로 배출시키는 송풍기부;

복수 개의 지지모듈을 포함하며 복수 개의 상기 지지모듈의 일단이 상기 받침판부의 상단면에 이격 설치되고 타단이 일단에서 상측 방향으로 경사지게 기울어져 중앙 조립부에 하나로 연결되고, 상기 지지모듈의 상단면에서 하단면을 향해 타공 형성되어 양전극선과 연결되는 복수 개의 양전극 설치홀과 음전극선과 연결되는 복수 개의 음전극 설치홀을 포함해 외측에 원통부와 연결되는 원통부 조립부를 포함하는 거치부;

상기 적층 필터모듈이 부착된 강력한 선분 전기장 유도를 위하여 선분으로 구성된 원통형 제1 메쉬망을 포함하여, 상기 양전극 설치홀에 설치되어 음이온화된 이물질들을 포집하는 제1 집진모듈과 이격되어 상기 음전극 설치홀에 설치되는 제2 메쉬망을 포함하는 원통형 집진부(7개 메쉬망과 3개의 적층 필터 모듈로 구성);

중공형으로 형성되어 상기 받침판부의 상단에 고정되고, 내부에 상기 원통형 집진부를 수용하며 상단에 원통형 내부의 공기 중으로 전자를 방사하여 음 이온화시키는 음이온화 모듈(Electron Ionizer: EI)이 적어도 하나 이상 설치된 원통부를 포함한다.

상기 거치부는, 상기 연결 부재에 환형의 제1 자외선램프가 설치되어 상기 원통형 집진부를 향해 자외선을 조사하며 상기 원통형 집진부에 점착된 유해 세균들을 멸균할 수 있다.

상기 거치부의 상기 양전극 설치홀과 상기 음전극 설치홀 사이에 설치되어, 상기 원통형 집진부를 향해 자외선을 조사하며 상기 원통형 집진부에 점착된 유해성 세균들을 멸균하는 복수 개의 제2 자외선 램프(LED Type)를 더 포함할 수 있다.

상기 거치부는 복수 개의 지지모듈의 타단은 일단에서 상방으로 경사져 중앙 조립부에 의하여 하나로 연결되며 하나로 연결된 지점이 상기 개구홀의 중심점에서 상방에 위치할 수 있다.

상단에 상기 제1 집진모듈(3개의 적층 필터 모듈이 3개의 원통형 선분 메쉬망에 부착된 구조)을 수용하여 상기 양전극 설치홀에 상기 제1 집진모듈을 고정시키고 하단에 양전극선과 연결되는 양전극 고정용 도선과 상단에 상기 제2 메쉬망(4개의 원통형 선분 메쉬망으로만 구성)을 수용하여 상기 음전극 설치홀에 상기 제2 메쉬망을 고정시키며 하단이 상기 음전극 설치홀로 돌출되는 음전극 고정용 도선을 더 포함할 수 있다.

복수 개의 제1 집진모듈과 복수 개의 제2 메쉬망은 상기 거치부에 교번 설치될 수 있다.

상기 제1 집진모듈(직류 양전극인 3개의 제1 메쉬망과 적층 필터모듈 포함)은 접지되어 “Zero 볼트”로 유지하고 상기 제2 메쉬망(4개의 메쉬망은 직류 음전극)은 인체와 접촉할 수 없는 구조로 형성되어 있으므로 접지(zero 볼트)로 연결된 제 1 집진모듈은 인체와 접촉해도 인체에 “Zero 볼트”로 인가되어 상기 인체에 전류가 유입될 수 없도록 한다.

상기 제1 집진 모듈의 제1 메쉬망과 상기 제2 메쉬망에 교대 직류 전압 PAEF(Pulse Alternative Electric-Field) 방법으로 양전압과 음전압을 교대로 바꿔 인가하여, 음 이온화된 미세먼지들을 좌우로 운동시킴으로 속도가 감소되어 적층 필터모듈에 포집 확률을 증가시키고, 각 메쉬망에 일부 부착된 미세먼지들을 이탈시켜 적층 필터모듈에 재차 포집하여 전기장법으로 각 메쉬망을 자체적으로 청소할 수 있는 전원부가 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 이온화된 미세먼지 제거기는 360°방향으로 방사형 선분 전기장을 형성하는 집진부를 통해 미세먼지를 보다 효과적으로 포집할 수 있다. 그리고 360°방향으로 자외선을 조사해, 적층 필터모듈에 점착된 미생물 및 바이러스를 멸균/제거 할 수 있다. 특히, 이온화된 미세먼지 제거기는 집진부가 동심원 형태로 형성되어 전기장 면적이 극대화 되며 전기장 방향은 전 공간방향으로 분포되어 360°방향으로 전기장을 강력하게 형성시킬 수 있고, 강력한 원통형 선분 전기장으로 이온화된 미세먼지들을 적층 필터모듈 한 방향으로만 집속하여 포집 할 수 있다. 또한, 본 발명의 이온화된 미세먼지 제거기는 유로방향과 평행하게 집진부(제1,2 메쉬망)와 필터가 장착되어 유로 저항을 최소시키며 많은 양의 바람이 유입될 수 있도록 한다.

아울러, 본 발명은 상온에서 증발하지 않는 용액을 필터에 도포하므로 하나의 미세먼지 제거 필터를 장시간 사용할 수 있고, 이러한 필터를 용이하게 교체할 수 있도록 한다. 그리고, 본 발명은 양극을 접지(Ground)시키고 음극을 음전압으로 사용하여 사용자에게 전기적으로 안정성을 확보해 전기로 인한 안전사고를 예방할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 이온화된 미세먼지 제거기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 이온화된 미세먼지 제거기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 거치부 하부의 연결부재에 살균용 제1 자외선램프가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 거치부에 상단면에 설치된 살균용 제2 자외선램프를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 거치부 하부에 받침판부가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 원통형 집진부와 원형 적층 필터모듈이 삽입된 전체 집진부(3 개의 적층 필터모듈과 3개의 제1 메쉬망)와 메쉬망(4 개의 제2 메쉬망)을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 원통형 집진부가 거치부에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 거치부의 양전극 설치홀과 음전극 설치홀에 각 원통형 집진부가 삽입되어, 원통형 집진부의 고정모듈(양전극 및 음전극 고정용 도선)에 의해 장착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7의 거치부에 원통형 집진부가 설치된 후, 거치부의 하단에 전극선(양전극선과 음전극선)이 연결되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 10 (a)은 도 9의 거치부 하단에 케이스에 시스템을 부착할 받침판부가 설치 및 고정된 상태를 나타낸 도면이고, 도 10 (b)은 거치부의 원통부 조립부에 연결되어 받침부 상단에 외부 바람 유입을 차단하고 원통형 집진부를 보호하는 플라스틱 재질의 원통부가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 받침판부에 오염공기 유입용 송풍기부가 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12 (a)는 시스템 전체의 케이스부를 나타낸 도면이고, 도 12 (b)는 도 11의 장치 전체를 케이스부 내부에 설치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 12 (c)는 전체 케이스의 상부 덮개판부와 매미 고리 3개 부착되고, Display가 표시된 도면이다.
도 13은 도 1의 본 발명의 일 실시예에 대한 이온화된 미세먼지 제거기의 작동 시 공기 유로방향을 나타내며 케이스 상단 측면으로 공기를 흡입하고 송풍방향이 상부에서 하부를 나타내며 케이스 하단 측면으로 청정공기가 배출되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 1의 이온화된 미세먼지 제거기 가운데 원통형 집진부 하단에 설치된 송풍기부의 작동에 따른 원활한 유로 배출의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15 (a)는 원통형 집진부에 적층 필터 모듈이 포함된 제1 메쉬망 3개와 제2 메쉬망 4개에 각각 전극이 인가되었을 때 형성되는 강력한 원통형 선분 집속 전기장 방향과 분포를 나타낸 도면이고, 도 15 (b)는 강력한 원통형 선분 전기장에 의해 적층 필터모듈 방향으로만 음이온화된 이물질들이 집속되는 전기장 방향의 반대방향으로 운동하는 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16 (a)은 원통형 집진부에 일반 직류를 인가하였을 때를 나타낸 도면으로 음이온화된 미세먼지들이 도 15 (a)의 강력한 원통형 선분 집속 전기장으로 인하여 도 15(b)와 같이 적층 필터모듈 방향으로만 유도되어 포집되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 16 (b)은 원통형 집진부에 교대 직류 전압 PAEF(Pulse Alternative Electric-Field)을 인가하였을 때를 나타낸 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

다만, 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 수 있을 뿐이다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화된 미세먼지 제거기에 대해 개괄적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 이온화된 미세먼지 제거기의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 송풍기부(30)를 통해 외부의 공기를 내부로 유입할 때 1차적으로 케이스의 상단 측면에 부착된 1차 공기 먼지 필터로 먼지(미세먼지보다 큰 일반 먼지)를 제거하고 다시 2차적으로 2차 공기 먼지 필터에서 완전히 일반 먼지를 필터링하므로 미세먼지만을 집진할 수 있으므로 적층 필터모듈을 보호하며 사용기간을 연장할 수 있으며, 또한 일반 먼지가 적층 필터 모듈에 쌓이면 이곳에서 스파크로 인한 화재를 방지할 수 있다. 음이온화 모듈(610)을 통해 원통부(60)내 공기중으로 전자를 방사하여 유입된 미세먼지들을 음이온화시킨다. 그리고 원통형 집진부(50)를 통해 360°방향으로 선분(String chaos) 전기장을 형성하여 음이온화된 미세먼지들을 적층 필터모듈(500)로 집속시켜 포집한다. 또한, 미세먼지들을 적층 필터모듈(500)에 포집된 원통형 집진부(50) 내부를 향해 자외선을 조사하며 유해 미생물 및 바이러스를 살균할 수도 있다. 여기서, 미세먼지는 초미세먼지를 포함하는 먼지가 될 수 있다.

이와 같은 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 360°방향으로 공기를 음이온화시키고, 음이온화된 미세먼지들을 강력한 원통형 선분 전기장이 적층 필터모듈(500)로 집속 포집 하며 종래의 미세먼지 제거기 보다 효과적인 포집력 및 멸균력을 발휘 할 수 있다. 또한, 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 원통형 집진부(50)가 적층 필터모듈(500)과 유로방향이 평행한 방향으로 설치되어, 유로 저항을 최소화 시켜 바람이 원활하게 배출될 수 있도록 한다. 아울러, 적층 필터모듈(500)에 상온에서 증발하지 않는 인체에 무해한 글리세린 성분의 특수 혼합 용액이 도포되어, 적층 필터모듈(500)은 장시간 점착력을 유지하여 오랜 시간 사용될 수 있다.

이와 같은 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 케이스(10), 케이스의 내부에 설치되는 받침판부(20), 받침판부(20)의 하측면에 설치된 송풍기부(30), 받침판부(20)의 상단면에 설치되는 거치부(40), 거치부(40)의 상측면에 설치되는 원통형 집진부(50), 그리고 원통부(60) 내부에 원통형 집진부(50)를 수용하며 받침판부(20)의 상측면에 고정되도록 구성요소로 포함한다.

아울러, 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 원통형 집진부(50)에 자외선을 조사하는 제1 자외선램프(710)와 제2 자외선램프(720) 그리고 거치부(40)에 원통형 집진부(50)를 고정시키는 양전극 고정용 도선(4011)과 음전극 고정용 도선(4021)에 전원을 인가하는 전원부(70) 등을 구성요소로 더 포함할 수 있다. 여기서 전원부(70)는 AC PCB, SMPS 및 원통형 Mesh DC-PCB 등을 포함할 수 있다.

또한, 케이스(10)의 상단을 덮는 상부덮개판(101), 상부덮개판(101)을 케이스(10)에 고정시키는 매미고리(102), 케이스의 상단부 측면에 설치되는 1차 공기 먼지 필터(103), 케이스의 하단부 측면에 설치되는 이물질 유입 방지용 필터(109), 케이스에 외측면에 설치되는 운반용 손잡이(104), 케이스의 하단에 설치되어 전원부(70)의 설치공간을 조성하는 하단분리판(105) 및 케이스의 하단을 덮는 하부덮개판(106) 및 하부덮개판(106)의 하단에 설치되는 고무발(107) 등을 구성요소로 포함한다.

이하, 도 2 내지 도 16을 참조하여 이온화된 미세먼지 제거기의 구성요소 및 구성요소 간의 연결 관계에 대해 설명한다.

다만, 본 발명의 설명이 명확하고 간결해질 수 있도록 본 발명을 이루는 구성요소에 있어, 부속품과 같이 주지의 부속품 그리고 주지의 사실들로 작동되는 장치들에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 주요특징을 발휘할 수 있는 구성요소 및 구성요소의 작동만을 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 이온화된 미세먼지 제거기의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 거치부 하부의 연결부재에 살균용 제1 자외선램프가 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 4는 도 2의 거치부에 상단면에 설치된 살균용 제2 자외선램프를 나타낸 도면이다.

그리고 도 5는 도 2의 거치부 하부에 받침판부가 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 원통형 집진부와 원형 적층 필터모듈이 삽입된 전체 집진부(3 개의 적층 필터모듈과 3개의 제1 메쉬망)와 메쉬망(4 개의 제2 메쉬망)을 나타낸 도면이다. 그리고 도 7은 도 6의 원통형 집진부가 거치부에 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 8은 도 7의 거치부의 양전극 설치홀과 음전극 설치홀에 각 원통형 집진부가 삽입되어, 원통형 집진부의 고정모듈(양전극 및 음전극 고정용 도선)에 의해 장착된 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 7의 거치부에 원통형 집진부가 설치된 후, 거치부의 하단에 전극선(양전극선과 음전극선)이 연결되는 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 10 (a)은 도 9의 거치부 하단에 케이스에 시스템을 부착할 받침판부가 설치 및 고정된 상태를 나타낸 도면이고, 도 10 (b)은 거치부의 원통부 조립부에 연결되어 받침부 상단에 외부 바람 유입을 차단하고 원통형 집진부를 보호하는 플라스틱 재질의 원통부가 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10의 받침판부에 오염공기 유입용 송풍기부가 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 12 (a)는 시스템 전체의 케이스부를 나타낸 도면이고, 도 12 (b)는 도 11의 장치 전체를 케이스부 내부에 설치한 상태를 나타낸 도면이고, 도 12 (c)는 전체 케이스의 상부 덮개판부와 매미 고리 3개 부착되고, Display가 표시된 도면이다.

또한, 도 13은 도 1의 본 발명의 일 실시예에 대한 이온화된 미세먼지 제거기의 작동 시 공기 유로방향을 나타내며 케이스 상단 측면으로 공기를 흡입하고 송풍방향이 상부에서 하부를 나타내며 케이스 하단 측면으로 청정공기가 배출되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 14는 도 1의 이온화된 미세먼지 제거기 가운데 원통형 집진부 하단에 설치된 송풍기부의 작동에 따른 원활한 유로 배출의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 15 (a)는 원통형 집진부에 적층 필터 모듈이 포함된 제1 메쉬망 3개와 제2 메쉬망 4개에 각각 전극이 인가되었을 때 형성되는 강력한 원통형 선분 집속 전기장 방향과 분포를 나타낸 도면이고, 도 15 (b)는 강력한 원통형 선분 전기장에 의해 적층 필터모듈 방향으로만 음이온화된 이물질들이 집속되는 전기장 방향의 반대방향으로 운동하는 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다. 그리고 도 16 (a)은 원통형 집진부에 일반 직류를 인가하였을 때를 나타낸 도면으로 음이온화된 미세먼지들이 도 15 (a)의 강력한 원통형 선분 집속 전기장으로 인하여 도 15(b)와 같이 적층 필터모듈 방향으로만 유도되어 포집되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 16 (b)은 원통형 집진부에 교대 직류 전압 PAEF(Pulse Alternative Electric-Field)을 인가하였을 때를 나타낸 도면이다.

케이스(10)는 내부에 수용공간(100)이 형성되어 본 발명을 구성하는 복수 개의 구성요소들을 수용한다. 일례로, 받침판부(20), 거치부(40), 적층 필터모듈(500)을 포함한 원통형 집진부(50), 음이온화 모듈(610)을 포함한 원통부(60), 유해 미생물 살균용 제1 자외선 램프(710), 송풍기부(30) 등을 수용할 수 있다. 이러한 케이스(10)는 상부가 상부덮개판(101)에 의해 덮이고 하부가 하부덮개판(106)에 의해 덮일 수 있다. 여기서, 하부덮개판(106)에는 케이스(10)가 바닥면에 보다 안정적으로 세워질 수 있도록 하는 고무발(107)이 6개 설치될 수 있다. 또한, 케이스(10)의 외측면의 상단에 공기 흡입구(108)와 외측면 하단에는 공기 배출구(110)가 일정한 형상으로 배치될 수 있다. 여기서, 케이스(10)의 내측면에는 공기 흡입구(108)와 중첩되도록 상단에는 1차 공기 먼지 필터(103)가 부착되고, 하단에는 이물질 유입 방지용 필터(109)가 공기 배출구(110)에 부착되어 있다. 케이스(10)는 육각형, 팔각형 및 원통형 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 그리고 외측면 공기 흡입구, 배출구(108, 110) 또한 원형, 삼각형, 사각형 및 오각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

받침판부(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 케이스의 내부에 설치되며 상측면에 거치부(40), 원통형 집진부(50), 원통부(60) 등이 설치될 수 있도록 한다. 그리고 하측면에 송풍기부(30)가 설치될 수 있도록 한다. 아울러, 받침판부(20)는 중앙에 개구홀(200)이 형성되어 하측면에 설치된 송풍기부(30)가 작동될 때, 케이스부의 상부에서부터 송풍기부(30) 방향으로 바람이 유동될 수 있도록 한다.

송풍기부(30)는 도 11에 도시된 바와 같이 송풍기연결체(340)와 공기배출 가이드(350) 등을 통해 받침판부(20)의 하면에 설치된다. 공기배출 가이드(350)의 플라스틱 원형틀은 송풍기부(30)에서 바람을 위에서 아래로 배출하는 유로 가이드 역할을 하며 공기 역류를 방지한다. 송풍기부(30)는 복수 개의 원통형의 회전축모듈(310)과 회전축모듈(310)에 일정하게 이격된 복수 개의 날개모듈(320)을 포함한다. 송풍기부(30)는 외부에서 인가되는 전원을 통해 작동하며 상단부에서 하단부로 바람이 유입되어 빠져 나갈 수 있도록 공기배출 가이드(350)가 도와 준다.

거치부(40)는 복수 개의 지지모듈의 연결되어 형성될 수 있다. 일례로, 제1지지모듈(410), 제2지지모듈(420) 및 제3지지모듈(430)의 일정간격 이격되어 일단이 아래에 위치하고, 타단이 위로 향하며 중앙 조립부(460)에 의하여 하나로 연결된 구조로 형성될 수 있다. 이때, 복수 개의 지지모듈이 하나로 연결된 지점은 받침판부(20)에서 개구홀(200)의 중심점에서 상방에 위치하며 개구홀의 중심점과 중첩되는 곳에 위치할 수 있다.

이러한 거치부(40)는 받침판부(20)의 상단면에 조립커넥터(450)를 통해 고정될 수 있다. 또한, 거치부(40)의 상단면에는 복수 개의 양전극 설치홀(401)과 음전극 설치홀(402)이 형성되어, 복수 개의 제1 집진모듈(510)과 복수 개의 제2 메쉬망(520)로 이루어진 원통형 집진부(50)가 안정적으로 고정 설치될 수 있다.

아울러, 거치부(40)에 원통형 집진부(50)가 보다 안정적으로 설치될 수 있도록 양전극 설치홀(401)에 제1 집진모듈(510)을 수용하고 양전극선(411)과 연결되는 양전극 고정용 도선(4011)과 음전극 설치홀(402)에 제2 메쉬망(520)을 수용하고 음전극선(422)과 연결되는 음전극 고정용 도선(4021)이 설치될 수 있다. 이때, 양전극 고정용 도선(4011)의 상단에는 제1 집진모듈(510)이 설치되고, 음전극 고정용 도선(4021)의 상단에는 제2 메쉬망(520)이 설치된다. 그리고 양전극 고정용 도선(4011)의 하단에는 양전극선(411) 그리고 음전극 고정용 도선(4021)의 하단에는 음전극선(422)이 각각 연결되어 설치될 수 있다.

전원부(70)는 도 16(b)에 도시된 것과 같이 양전극선(411)과 음전극선(422)에 교대 직류 전압 PAEF(Pulse Alternative Electric-Field) 방법으로 양전압과 음전압을 바꿔(10~30회/초)가며 인가할 수 있다.

이를 통해, 적층 필터모듈(500)이 부착된 제1 메쉬망(504)자체 3개와 적층 필터모듈(500)이 없는 원형 선분 제2 메쉬망(520)자체 4개에 일부 부착되있던 음이온화된 미세먼지를 기존과 반대 방향으로 전기장이 형성되어 적층 필터모듈(500) 방향으로 집속 이동시켜 적층 필터모듈(500)에 재차 포집시킬 수 있다. 그러므로 각각의 메쉬망은 전기장법으로 자체적 세척이 가능하다. 그리고 교대적인 전기장 방향이 바뀌므로 이온화된 미세먼지들은 좌우 운동으로 속도가 감소되어 적층 필터모듈(500)에 부착될 확률이 높다.

원통형 집진부(50)는 제1 집진모듈(510) 3개와 제2 메쉬망(520) 4개로 구성된다. 그리고 중공형으로 형성되어 받침판모듈의 상단에 고정되는 원통부(60) 내부에 수용된다. 원통부(60)의 상단에는 공기 중으로 전자를 방사시켜 음 이온화시키는 음이온화 모듈(610)이 적어도 하나 이상 설치되어 원통형 집진부(50)로 유입되는 미세먼지(이물질)를 음 이온화 시킬 수 있다.

원통형 집진부(50)는 제1 집진모듈(510) 3개를 통해 음이온화된 미세먼지를 포집할 수 있다. 여기서, 제1 집진모듈(510) 3개는 상온에서 증발하지 않고 공기 중 수분을 흡수하여 점성을 유지하고 곰팡이 발생을 방지하는 글리세린이 혼합된 용액으로 도포되어 두께가 최대 0.1mm가 되는 제1 필터층(501), 제3 필터층이 있고, 그 사이에 부착되며 정전기를 발생시키며 두께가 최대 0.2mm가 되는 제2 정전기필름(502)을 포함하는 적층 필터모듈(500)은 3겹으로 구성될 수 있다.

원통형 집진부(50)는 이와 같은 제1 집진모듈(510) 3개에 양전극이 인가되면, 전기장의 인력으로 음이온화된 미세먼지들을 당겨 제1 집진모듈(510)의 적층 필터모듈(500) 3개에 미세먼지가 부착되도록 할 수 있다. 한편, 원통형 집진부(50)는 제2 메쉬망(520) 4개에 음전극이 인가되면 전기장의 척력으로 음이온화된 미세먼지를 제2 메쉬망(520) 4개 로부터 이탈시켜, 쉽게 적층 필터모듈(500) 3개의 방향으로 집속 유도되어 흡착되어 제거될 수 있도록 한다. 원통형 집진부(50)는 도 15 (a)에 도시된 방향과 같이 전기장을 형성하게 되고, 이에 따라서 음이온화된 미세먼지들은 도 15(b)에 도시된 방향과 같이 적층 필터모듈(500) 3개가 위치한 방향으로 집속 유도될 수 있다. 이것의 단면은 도 16 (a)과 같이 나타낸 것으로 일부는 각 메쉬망 자체에 부착되기도 한다.

이와 같이, 제1 집진모듈(510) 3개와 제2 메쉬망(520) 4개는 거치부의 양전극 설치홀(401) 그리고 음전극 설치홀(402)에 교번하여 총 7개가 설치된다. 일례로, 도시된 바와 같이, 제1 집진모듈(510)은 적층 필터모듈(500)과 제1 메쉬망(504)을 포함하고, 제2 메쉬망(520)은 원통형 선분 메쉬망만으로 구성된다. 거치부의 타단에 첫 번째의 제2 메쉬망(520)이 설치되고, 그 외측으로 이격되어 첫 번째의 제1 집진모듈(510)이 설치되고, 이러한 제1 집진모듈(501)에서 외측으로 이격되어 두 번째의 제2 메쉬망(520)이 설치될 수 있다. 그리고 두 번째의 제2 메쉬망(520)에서 외측으로 이격되어 두 번째의 제1 집진모듈(510)이 설치되고, 두 번째의 제1 집진모듈(510)에서 외측으로 이격되어 세 번째의 제2 메쉬망(520)이 설치될 수 있다. 그리고 세 번째의 제2 메쉬망(520)에서 외측으로 이격되어 세 번째의 제1 집진모듈(510)이 설치되고, 세 번째의 제1 집진모듈(510)에서 외측으로 이격되어 네 번째의 제2 메쉬망(520)이 설치될 수 있다. 여기서, 첫 번째 제1 집진모듈(510)은 60mm의 직경을 갖는 형상, 두 번째 제1 집진모듈(510)은 120mm의 직경을 갖는 형상 그리고 세 번째 제1 집진모듈(510)은 180mm의 직경을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 첫 번째 제2 메쉬망(520)은 30mm의 직경을 갖는 형상, 두 번째 제2 메쉬망(520)은 90mm의 직경을 갖는 형상 그리고 세 번째 제2 메쉬망(520)은 150mm의 직경을, 네 번째 제2 메쉬망(520)은 210mm의 직경을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 제1 집진모듈(510)의 높이는 200mm, 제2 메쉬망(520) 높이는 190mm의 형상을 갖는다.

원통형 집진부(50)는 전술한 바와 같이 복수 개의 제1 집진모듈(510)과 복수 개의 제2 메쉬망(520)으로 구성될 수 있다.

이와 같은 제1 집진모듈(510)의 제1 메쉬망(504) 3개는 접지(Ground)되어 “Zero Voltage”즉, 0전압을 나타내고, 제2 메쉬망(520) 4개는 음전압으로 대전되어 인체와 접촉으로 인한 전기 사고가 발생되지 않도록 하면서 작동 중에 감전이 되더라도 안전하며 카오스 전기장 효과는 유지하면서 내/외부적으로 전기적 안전성을 갖도록 한다.

강력한 선분 전기장에 의해 원통형 집진부(50)의 3개 적층 필터모듈(500)에 부착된 미세먼지내의 유해 미생물과 독립적인 유해 미생물은 연속적으로 조사하는 제1 자외선램프(710) 또는 제2 자외선램프(LED)(720)에 의해 멸균될 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 거치부(40)에 설치되는 제1 자외선램프(710)와 제2 자외선램프(LED)(720)에 대해 설명한다.

도 3은 도 2의 거치부(40) 하단에 설치된 환형의 제1 자외선램프(710)를 나타낸 도면이고, 도 4은 도 2의 거치부(40)의 양전극 설치홀(401)과 음전극 설치홀(402) 사이에 복수 개가 설치된 제2 자외선램프(LED)(720)를 나타낸 도면이다.

제1 자외선램프(710)는 환형(ring shape)으로 형성되어, 위 그리고 아래로 자외선을 방사한다. 이러한 제1 자외선램프(710)는 거치부(40)의 하단에 고리형상으로 형성된 연결부재(440)에 연결될 수 있다. 이와 같이 구성된 제1 자외선램프 (710)는 원통형 집진부(50) 아래에 설치되어 원통형 집진부(50)를 향해 자외선을 조사하며 적층 필터모듈(500)에 부착된 세균 및 바이러스를 멸균한다.

제2 자외선램프(720)는 도시된 바와 같이, 소형의 직사각형으로 형성되어 거치부(40)의 양전극 설치홀(401)과 음전극 설치홀(402) 사이 사이에 설치될 수 있다. 일례로, 제2 자외선램프(720)는 거치부(40)의 양전극 설치홀(401)과 음전극 설치홀(402)간 9개의 사이에 설치될 수 있다. 이렇게 설치된 제2 자외선램프(720)는 원통형 집진부(50)를 향해 자외선을 조사하며 적층 필터모듈(500)에 점착된 세균 및 바이러스를 멸균할 수 있다.

이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온화된 미세먼지 제거기(1)에 대한 작동에 대해 구체적으로 설명한다.

도 13은 도 1의 본 발명의 일 실시예에 대한 이온화된 미세먼지 제거기(1)의 작동도이고, 도 14는 도 1의 이온화된 미세먼지 제거기(1) 가운데 거치부(40)에 설치된 송풍기부(30)의 작동에 따른 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이온화된 미세먼지 제거기(1)는 송풍기부(30)가 구동 되면 외부의 공기를 내부로 유입시킨다. 원통형 집진부(50)는 윗면은 위로 솟은 콘(Cone) 타입 아랫면도 위로 솟은 콘 타입으로 형성되어있다. 윗부분의 콘 타입은 공기 흡입 면적을 확장하고 또한 선분 전기장 면적을 증가 시킨다. 그러므로 공기 유입량 및 전기장 면적이 증가되어 미세먼지 제거 효율이 효율이 향상된다. 아랫면 콘 타입은 송풍기부(30)의 회전축모듈(310) 중심부에 형성되는 공기 유동율이 없는 데드 존(Dead Zone(사각지대))을 콘 타입으로 형상으로 인한 완충 존(Buffer Zone)을 형성시키며 공기 유통율을 전체적으로 균일하게 배출시키는 효과가 있다. 송풍기부(30)는 복수 개의 날개모듈(320)을 이용해 완충 존의 공간 하단에 위치한 공기(B)를 회전시키며 자연스럽게 완충 존의 상단에 있는 공기까지 회전되도록 해 원뿔 모양의 공간에 위치한 모든 공기를 외부로 배출시킨다. 또한, 원뿔 모양의 공간에 위치한 공기를 배출 저항을 감소시키며 큰 소음을 발생시키지 않고, 외부로 공기(B) 전량을 배출시킬 수 있다. 아울러 거치부(40) 윗면은 유선형을 이루고 있어 공기 유로를 더 유동적으로 흘러갈 수 있게 하여, 위 효과를 극대화 시켜준다. 그리고 케이스(10)의 외부에 공기를 원활하게 흡입할 수 있도록 한다.

이때, 흡입되는 공기(A)는 공기 흡입구(108)와 중첩되게 부착된 1차 공기 먼지 필터(103)를 통해 1차적으로 일반 먼지를 필터링하며, 원통부(60)의 상단에 설치된 2차 공기 먼지 필터(602)를 통해 일반 먼지를 2차 필터링 하여 공기와 함께 유입되는 이물질은 걸러지게 된다. 그리고 1, 2 차적으로 필터링된 공기의 미세먼지는 음이온화모듈(610)에 의해 음이온화되어 원통형 집진부(50)내 3개의 적층 필터 모듈(500)에 포집 되며 공기는 3차적으로 하단의 이물질 유입 방지용 필터(109)로 최종 필터링 된다. 이렇게 필터링된 공기는 케이스의 하단부로 배출된다. 아울러, 원통형 집진부(50)에 포집된 미생물 및 바이러스를 제1 자외선램프(710) 또는 제2 자외선램프(LED)(720)을 통해 멸균된다.

다시 말해, 이온화된 미세먼지 제거기(1)는 내부의 청결 상태를 유지하면서도, 외부로 청정한 공기를 배출하며 이온화된 미세먼지 제거기(1)가 설치된 공간이 쾌적한 환경으로 조정한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

1: 이온화된 미세먼지 제거기
10: 케이스 100: 수용공간
101: 상부덮개판 102: 매미고리
103: 1차 공기 먼지 필터 104: 손잡이
105: 하단분리판 106: 하부덮개판
107: 고무발 108: 공기 흡입구
109: 이물질 유입 방지용 필터 110: 공기 배출구
1011: Display
20: 받침판부 200: 개구홀
30: 송풍기부 310: 회전축모듈
320: 날개모듈 340: 송풍기연결체
350: 공기배출 가이드
40: 거치부 401: 양전극 설치홀
402: 음전극 설치홀 410: 제1 지지모듈
411: 양전극선 420: 제2 지지모듈
422: 음전극선 430: 제3 지지모듈
440: 연결부재 450 : 조립커넥터
451: 원통부 조립부 460: 중앙 조립부
4011: 양전극 고정용 도선 4021: 음전극 고정용 도선
50: 원통형 집진부 500: 적층 필터모듈
501: 제1 필터층 502: 제2 정전기필름
503: 제3 필터층 504: 제1 메쉬망
510: 제1 집진모듈 520: 제2 메쉬망
60: 원통부 610: 음이온화 모듈(EI)
620: 2차 공기 먼지 필터
70: 전원부 710: 제1 자외선램프
720: 제2 자외선램프(LED)

Claims

유입되는 미세먼지를 이온화 한 후, 집진부에 점착 시키는 이온화된 미세먼지 제거기(1)에 있어서,
내부에 수용공간(100)이 형성된 케이스(10);
상기 케이스(10)의 내부에 설치되며, 중앙에 개구홀(200)이 형성된 받침판부(20);
상기 받침판부(20)의 하면에 설치되어, 상기 받침판부(20)의 상부로부터 공기를 흡입해 상기 받침판부(20)의 하부 및 상기 케이스(10)의 하부로 배출시키는 송풍기부(30);
복수 개의 지지모듈을 포함하며 복수 개의 상기 지지모듈의 일단이 상기 받침판부(20)의 상단면에 이격 설치되고 타단이 일단에서 상측 방향으로 경사지게 기울어져 중앙 조립부(460)에 하나로 연결되고, 상기 지지모듈의 상단면에서 하단면을 향해 타공 형성되어 양전극선과 연결되는 복수 개의 양전극 설치홀(401)과 음전극선과 연결되는 복수 개의 음전극 설치홀(402)을 포함해 외측에 원통부(60)와 연결되는 원통부 조립부(451)를 포함하는 거치부(40);
제1 필터층(501), 제3 필터층(503)과 그 사이에 정전기를 발생시키는 제2 정전기필름(502)을 포함하는 적층 필터모듈(500)과 일면에 상기 적층 필터모듈(500)이 부착된 제1 메쉬망(504)을 포함하여, 상기 양전극 설치홀(401)에 설치되어 음이온화된 이물질을 포집하는 제1 집진모듈(510)과 이격되어 상기 음전극 설치홀(402)에 설치되는 제2 메쉬망(520)을 포함하는 원통형 집진부(50); 및
중공형으로 형성되어 상기 받침판부의 상단에 고정되고, 내부에 상기 원통형 집진부(50)를 수용하며 상단에 공기 중 분자를 음 이온화시키는 음이온화 모듈(610)이 적어도 하나 이상 설치된 원통부(60)를 포함하는, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
상기 거치부(40)는 연결부재(440)에 환형의 제1 자외선램프(710)가 설치되어 상기 원통형 집진부(50)를 향해 자외선을 조사하며 상기 원통형 집진부(50)에 점착된 세균 및 바이러스를 멸균하는, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
상기 거치부(40)의 상기 양전극 설치홀(401)과 상기 음전극 설치홀(402) 사이에 설치되어, 상기 원통형 집진부(50)를 향해 자외선을 조사하며 상기 원통형 집진부(50)에 점착된 세균 및 바이러스를 멸균하는 복수 개의 제2 자외선램프(720)를 포함하는, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
상기 거치부(40)는 복수 개의 지지모듈의 타단은 일단에서 상방으로 경사져 중앙 조립부에 의하여 하나로 연결되며 하나로 연결된 지점이 상기 개구홀의 중심점에서 상방에 위치한, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
상단에 상기 제1 집진모듈(510)을 수용하여 상기 양전극 설치홀(401)에 상기 제1 집진모듈(510)을 고정시키고 하단에 양전극선(411)과 연결되는 양전극 고정용 도선(4011)과 상단에 상기 제2 메쉬망(520)을 수용하여 상기 음전극 설치홀(402)에 상기 제2 메쉬망(520)을 고정시키며 하단이 상기 음전극 설치홀(402)로 돌출되는 음전극 고정용 도선(4021)을 더 포함하는, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
모든 적층 필터모듈과 메쉬망은 공기 유통 방향과 각각 모두 평행 형태로 구성되어 공기 흐름에 저항을 주지 않고 유통률이 증가되어 단위시간당 이온화된 미세먼지와 유해 미생물 제거율이 향상되며 소음을 감소할 수 있는, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
복수 개의 제1 집진모듈(510)과 복수 개의 제2 메쉬망(520)은 상기 거치부(40)에 교번 설치되어 상하 모두 콘(Cone) 타입으로 구성되어 있으며 상단 콘은 공기 흡입면적 확장, 하단 콘은 송풍기부(30)의 회전축 모듈(310)에서 형성되는 유량 데드 존(Dead zone)을 없애고 완충 존(Buffer zone)형성으로 공기를 일정한 분포로 흡입할 수 있는 구조로 된, 이온화된 미세먼지 제거기.
제1항에 있어서,
상기 제1 집진모듈(510)의 제1 메쉬망(504)은 접지되고, 상기 제2 메쉬망(520)은 음전압으로 대전되어 있고 인체와 두 부분을 동시에 접촉할 수 없는 구조이고, 제1 집진모듈(510)에 접촉해도 인체에 zero 볼트로 인가되는, 이온화된 미세먼지 제거기.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 원통형 집진부(50) 내부에 형성되는 360°전 방향으로 집속형 전기장을 형성하고, 이온화된 미세먼지들을 제1 집진모듈(510)의 3개 이상의 적층 필터모듈(500)로 유도하여 포집하는 방식을 갖는, 이온화된 미세먼지 제거기.