KR20060118391A

KR20060118391A - 원심형식의 습식 공기 정화기

Info

Publication number: KR20060118391A
Application number: KR1020060108638A
Authority: KR
Inventors: 윤장식
Original assignee: 윤장식
Priority date: 2006-11-05
Filing date: 2006-11-05
Publication date: 2006-11-23

Abstract

본 발명은 공기 중의 오염물질을 미세수분입자로 포집하고 공기와 물을 비중차이에 의하여 원심분리하여 공기를 정화하는 원심 분리형식의 공기정화장치에 관한 것이다.

회전 무화 디스크를 이용하여 미세수분입자를 만드는 무화실과, 포집실린더를 이용하여 공기 중의 오염물질을 포집하는 포집실과, 원심임펠러 및 스파이럴홈을 이용하여 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실을 구성한다.

필터가 없이 0.01μm 크기보다 작은 미세먼지, 99.9%의 높은 공기정화성능을 갖는 구조에 기초하여 에너지 손실 및 소음이 매우 낮아서 종래의 공기청정기보다 많은 풍량의 특징에 기초하여서, 가정용, 병원, 무균 실험실, 지하실, 공장, 자동차, 사무실 및 공기조화기, 자동차 배출가스정화장치, 군사용 화생방 보호장비 및 에어컨, 공조냉동시스템, 내연기관의 배출가스, 내연기관의 흡입공기 정화장치, 산업용 반도체 클린룸 장비, 공기 또는 압축공기의 제습기, 항온항습장치 및 공기조화시스템에 이용할 수 있다.

공기, 물, 정화, 공기조화기, 습식, 음이온, 원심분리, 비중, 필터, 환경

Description

원심형식의 습식 공기 정화기{CENTRIFUGAL WET TYPE AIR CLEANER}

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도

도 2 는 본 발명에 따른 도 21 의 본체 구조도

도 3 은 도 2의 AA 단면도, 와류실

도 4 는 도 2의 BB 단면도, 공기통로 겸용 배수판

도 5 는 도 2 의 작동 설명도

도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 1 의 공기조화기 예시도

도 7 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구성도

도 8 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 7 의 벤튜리 무화장치 구성도

도 9 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구조도

도 10 은 도 9 의 작동 설명도

도 11 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심형식의 습식 공기 정화 장치의 구성도

도 12 는 도 11의 작동원리 설명도

도 13 은 도 11의 EE 단면도, 환형 배수로

도 14 는 도 11의 FF 단면도, 환형 와류실 및 배기관

도 15 는 도 11의 도립형의 구성도

도 16 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 장착도

도 17 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 임펠러의 장착도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

801 : 세정수통 808 : 흡기팬, 원심 임펠러

816 : 스파이럴 홈 833 : 전동기

809 : 하우징 90 : 열교환장치

본 발명은 "원심 임펠러를 이용한 자동차 배출가스 습식 정화 시스템", 대한민국 실용신안 출원 제 20-2002-0033201호 (동일 출원인 및 발명자)에 출원한 바 있으며, 더욱 공기를 효율적으로 정화하는 구조 및 작동 원리에 기초하여 분할 출원한 “원심 형식의 공기정화장치”, 실용등록 제 20-0328651호(기술평가확정등록) 및 이중특허 공개 10-2004-0043138호 와 "원심임펠러를 이용한 공기정화장치", 특허공개 10-2004-0099193호 (동일 출원인 및 발명자)에 기초하여 상품성을 갖도록 소형경량화 구조를 위한 발명으로서, 공기에 함유된 세균,먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 세정수를 이용하여 포집한 후 전동기에 의하여 회전하는 원심 임펠러 및 스파이럴구조를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 공기역학에 기초한다. 따라서 기체와 액체의 비중차이(1:1000)에 기초하여 포집실에서 공기 중의 오염물질을 포집한 액체상태의 오염수로부터 공기를 원심분리하도록 하여 고체 필터 없이 99.9%의 공기 정화 효율을 장시간 유지하도록 한 것이다.

본 발명은 1차적으로 공기 중의 미세입자상 먼지, 유해가스, 냄새입자, 병원균, 및 박테리아를 세정 수를 이용하여 습식으로 포집하고, 2차적으로 기체와 액체의 비중차이(1:1000)를 이용하여 공기 중의 오염물질을 포집한 세정수를 원심분리하여 공기를 정화하는 것으로서, 고속회전하는 원심 임펠러를 이용하여 강력한 세기의 원심력을 갖는 와류에 발생 구조에 기초하여 공기 또는 기체를 필터 없이 정화하는 원심형식의 공기정화장치에 관한 것이다.

여기서 대기중의 공기에는 세균, 병원균, 모래, 유해가스, 연기, 먼지, 기름성분, 수분, 타이어분진, 꽃가루 및 0.1μm 크기보다 작은 미세먼지, 냄새 입자를 포함한 오염물질이 혼합되어 있다.

본 발명은 1차적으로 공기 중의 미세입자상 먼지, 유해가스, 냄새입자, 병원균, 및 박테리아를 세정수를 이용하여 습식으로 포집하고, 2차적으로 기체와 액체의 비중차이(1:1000)를 이용하여 공기 중의 오염 세정수를 원심분리하여 공기를 정화하는 것으로서, 원심임펠러 또는 스파이럴 홈을 이용하여 공기에 원심력을 갖는 와류에 발생시키도록 하여 필터 없이 공기를 높은 효율로 정화할 수 있다.

종래의 공기 정화기술에서는 일반적으로 고체 형태의 백 필터 방식을 이용하고 있으나 미세입자상 먼지를 완전하게 포집하여 정화하지 못하며, 분진이 함유된 공기가 유인되면 여과포 표면에 누적되고, 필터 막힘으로 인하여 집진효율이 급격하게 저하되고 병원균 또는 세균의 온상지가 되기도 하며, 따라서 정기적인 교체에 따른 유지보수의 문제점이 있으며, 폐기된 필터 부직포로 인하여 2차 환경오염물질을 생 성하여 지구 환경오염의 주요원인이 되고 있다.

더욱 광촉매, 전기 집진, 플라즈마를 포함한 공기정화장치의 공기정화효율이 저조하며, 더욱 음이온 발생 공기정화장치는 인체 보건 위생에 유해한 오존발생의 부작용이 있는 것으로 알려지고 있다.

더욱 종래의 건식 원심형식의 공기정화기는 이론상 85%의 공기정화효율 수준이며 5μm 이하를 갖는 미세입자상 먼지, 꽃가루, 담배연기, 유해가스를 포집하여 정화하는 것이 불가능한 것으로서, 단순하게 공기 중의 먼지를 제한적으로 원심분리 제거하는 정도로 99.9% 수준의 정화효율이 요구되는 산업용 클린룸에 부적합하다.

한편, 종래의 습식 공기정화기에서 공기 흐름을 유인하여 2차원적인 수막 표면적 접촉에 의하여 물의 점성 응착력으로 공기를 정화하는 방식이 있다. 따라서 수막 표면적에 접촉하는 공기 중의 오염물질만이 물의 점성 응착력으로 정화되고 수막 표면적에 접촉하지 않는 대부분의 오염물질은 정화가 되지 아니하여 공기정화 효율이 85% 수준으로 낮으며, 과도한 습기를 함유한 공기가 배출되어 정밀기기를 부식시키는 문제점이 있었다. 더욱 종래의 습식 공기정화기는 0.1μm 크기 미세먼지의 정화할 수 있지만, 병원균, 미생물의 자체 살균능력이 없어서 병원균의 온상이 되어 비위생적이며 세정수를 약품처리 살균하는 문제점이 있으므로 99.9% 수준의 공기정화효율이 요구되는 산업용 클린룸, 병원용 설비에 부적합하다.

한편, 종래의 가습 겸용 공기청정기 또는 물을 이용한 음이온 생성 공기청정기는 습기로 공기 중의 오염물질을 포집하고 물 분자 충돌방식에 의하여 음이온이 발생효과가 있으나 오염물질을 함유한 습기도 동반하여 배출공기와 함께 빠져나오 므로 실질적인 공기의 청정효과가 매우 낮은 편이며, 더욱 습기에 오염물질이 동반하여 배출하므로 인체 건강 또는 보건에 더욱 유해한 것으로 알려지고 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 공기의 세균 및 먼지를 포함한 오염물질을 기체와의 비중차이를 이용하여 원심 분리에 의하여 정화하는 것으로서, 전동기를 이용한 원심 형식의 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 공기에 함유된 세균, 먼지, 미세입자 및 기타 오염물질을 전동기에 의하여 고속 회전하는 원심 임펠러를 이용하여 원심 분리력을 발생하는 유체 흐름의 원리에 기초하여 공기를 고성능으로 청정하도록 구성한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 공기 중의 오염물질을 미세수분입자로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물로 원심분리하여 공기를 정화하는 원심 형식의 습식 공기정화장치에 있어서, 본체(807)의 내부에서 소정의 거리를 길이 방향으로 습공기에 원심력을 유지하도록 설치한 기체 통로실린더(813)와, 본체(807)의 내부에서 하우징(809)의 내벽과 기체 통로실린더(813)의 사이에 위치한 환형의 와류실(904)과, 세정수를 공급하도록 본체(807)의 하부 설치한 세정수통(801)과; 및 세정수를 이용하여 포집한 후 기체 흡입공(805)을 통하여 공기 중 오염물질을 유입하고 공기와 세정수의 비중차이를 이용하여 공기를 원심분리정화하도록 기체 흡입공(805)과 통로를 형성한 세정수통(801)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 가습장치(801)에서 미세수분입자를 만드는 무화실(900)과, 포집장치(893)의 내부에서 공기 중의 오염물질을 포집하는 포집실(902)과, 하우징(809)의 내측 면과 와류실린더(813)의 외측면 사이에서 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실(904)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 기체를 유인하고 배출하도록 흡기팬(808)은, 시로코팬, 축류팬, 사류팬 및 스크류팬을 포함하는 다양한 형식의 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 원심공기정화기의 본체(807)를, 기체제습기, 항온항습장치, 가습기, 차량용 에어컨 및 공기조화시스템에 이용하는 것을 포함하는 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 7 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구성도 및 도 8 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 7 의 벤튜리 무화장치 구성도 구성도에 도시한 바와 같이, 본체(807)의 흡기구(805A)에 설치한 세정수통(801)과, 세정수통(801)에 설치한 다수의 벤튜리관(802A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 9 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구조도에 도시한 바와 같이, 습공기를 흡입하고 하우징(809)의 내부에서 나선형 공기 흐름을 발생하도록 본체(807)의 내부에 위치한 원심임펠러(808B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 11 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심형식의 습식 공기 정화 장치의 구성도 에 도시한 바와 같이, 물의 점성을 이용하여 공기중의 오염물질을 하우징(809)의 내벽의 원주 면으로 원심 분리시키어 접촉하도록 본체(807)에 설치한 전동기(833)와, 전동기(833)에 설치한 원심임펠러(808)와, 및 하우징(809)과 배기통(813)의 사이에 형성한 환형의 와류실(904)과, 본체(807)의 외부로 오염수를 배출하도록 하우징(809)의 원주면에 설치한 환형의 배수구(822A)를 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 15 는 도 11의 도립형의 구성도에 도시한 바와 같이, 본체(807)를 도립형으로 구성하여 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

본체(807)를 수평형으로 구성하여 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기를 구성한 것이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명을 실시 예로서 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 미세수분입자로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물로 원심분리하여 공기를 정화하는 원심 형식의 습식 공기정화장치에 있어서, 본체(807)의 내부에서 소정의 거리를 길이 방향으로 습공기에 원심력을 유지하도록 설치한 기체 통로실린더(813)와, 본체(807)의 내부에서 하우징(809)의 내벽과 기체 통로실린더(813)의 사이에 위치한 환형의 와류실(904)과, 세정수를 공급하도록 본체(807)의 하부 설치한 세정수통(801)과; 및 세정수를 이용하여 포집한 후 기체 흡입공(805)을 통하여 공기 중 오염물질을 유입하고 공기와 세정수의 비중차이를 이용하여 공기를 원심분리정화하도록 기체 흡입공(805)과 통로를 형성한 세정수통(801)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 가습장치(801)에서 미세수분입자를 만드는 무화실(900)과, 포집장치(893)의 내부에서 공기중의 오염물질을 포집하는 포집실(902)과, 하우징(809)의 내측 면과 와류실린더(813)의 외측면 사이에서 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실(904)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도에 도시한 바와 같이, 원심공기정화기의 본체(807)를, 기체제습기, 항온항습장치, 가습기, 차량용 에어컨 및 공기조화시스템에 이용하는 것을 포함하는 특징으로 하는 원심형식 의 습식 공기 정화기와,; 및

도 7 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구성도 및 도 28 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 7 의 벤튜리 무화장치 구성도 구성도에 도시한 바와 같이, 본체(807)의 흡기구(805A)에 설치한 세정수통(801)과, 세정수통(801)에 설치한 다수의 벤튜리관(802A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기와,; 및

도 11 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심형식의 습식 공기 정화 장치의 구성도 에 도시한 바와 같이, 물의 점성을 이용하여 공기중의 오염물질을 하우징(809)의 내벽의 원주 면으로 원심 분리시키어 접촉하도록 본체(807)에 설치한 전동기(833)와, 전동기(833)에 설치한 원심임펠러(808)와, 및 하우징(809)과 배기통(813)의 사이에 형성한 환형의 와류실(904)과, 본체(807)의 외부로 오염수를 배출하도록 하우징(809)의 원주면에 설치한 환형의 배수구(822A)를 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기와 ,; 및

상기와 같이 본 발명에 따른 구성에 기초한 작용을 도시한 첨부 도면과 함께 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 습식 공기 정화기의 구성도 및 도 2 는 본 발명에 따른 도 1 의 본체 구조도 에 도시한 바와 같이, 전동기(833)가 작동하면서, 전동기(833)에 회전축(835)으로 연결되어 동시에 고속회전이 가능하도록 설치한 흡입팬(808)이 회전한다. 한편, 대기중의 공기는 가습장치(801)의 벽에 원주 상으로 형성한 다수의 흡기구(805)를 통하여 유입하면서, 무화실(900)에서 발생한 미세수분입자를 이용하여 공기중의 오염물질을 포집하도록, 포집장치(893)를 이용하여 3차원 미세수분입자의 와류에 기초하여 공기중의 오염물질을 포집하는 포집실(902)에서 공기중의 오염물질을 포집한다. 따라서 오염물질을 포집한 미세수분입자과 공기는 흡입팬(808)의 유인력으로 회전하면서 하우징(809)과 와류실린더(813)의 사이에서 스파이럴홈(816)을 이용하여 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실(904)을 통과하는 동안 기체와 액체의 원심분리작용에 의하여 공기로부터 비중이 큰 오염물질을 포집한 수분이 분리하게 된다. 분리된 오염수는 배수판(822)에 원주방향으로 설치한 다수의 배수구(822A)를 통하여 배수통(819)으로 낙하한다. 한편 오염물질과 수분을 정화한 공기는 체류실(906)을 통하여 배출한다.

여기서 본체(807)를 에어컨, 공기조화기의 내부에 설치가 용이하도록 옆으로 누인 수평형 또는 상하를 반대로 구성한 도립형 구조로 구성하여 이용할 수 있다.

더욱 도 1 에 도시한 바와 같이, 분리된 오염수는 배수판(822)에 원주방향으로 설치한 다수의 배수구(822A)를 통하여 배수통(819)로 낙하한다.

도 3 에 도시한 바와 같이, 흡기팬(808)을 통과한 공기는 하우징(809)의 내면과 와류실린더(813)의 사이에서 형성한 와류실(904)에서, 화살표로 도시한 바와 같이, 와류실린더(813)에 형성된 스파이럴홈(816)을 따라서 나선형 흐름을 유지하면서 강력한 원심분리력으로 비중차이에 따른 기액분리작용을 하면서 공기중의 오염물질을 정화한다. 여기서 고속회전하는 나선형 공기흐름은 라비린스효과에 의하여 축방향 흐름은 차단된 상태에서 원심력을 갖는다.

도 4 에 도시한 바와 같이, 다수의 배수구(822A)는 원주방향으로 하우징(809)의 내벽에 접하도록 구성한다. 여기서 청정 공기보다 무거운 비중의 액체성분으로 이루어진 오염수는 원심력에 의하여 다수의 배수구(822A)로 모이도록 구성한 것 이다.

도 5 는 도 2 의 작동 설명도 에 도시한 바와 같이, 흡기팬(808)을 통과한 공기는 하우징(809)의 내면과 와류실린더(813)의 사이에서 형성한 와류실(904)에서, 화살표로 도시한 바와 같이, 와류실린더(813)에 형성된 스파이럴홈(816)의 안내에 의하여을 나선형 흐름을 유지하면서 강력한 원심분리력으로 비중차이에 따른 기액분리작용을 하면서 공기중의 오염물질을 정화한다. 여기서 와류실린더(813)에는 스파이럴홈(816)이 없이 상기 나선형 흐름의 와류를 발생하여 기액분리작용을 할 수 있다.

따라서 기체와 액체의 1:1000의 비중차이로 공기 흐름으로부터 공기중의 오염물질 을 포집한 물은 원심분리되어 제거되고 청정건조공기가 배출된다. 한편 원심 분리된 오염수는 공기중의 오염물질을 포집한 상태에서 물의 점성 응착력으로 배출 공기 흐름으로 다시 희석되는 캐리오버(CARRY OVER) 현상이 발생 되지 않고 하우징(809)의 내면을 따라 중력의 영향으로 낙하하여 수거된다.

도 6 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 1 의 공기조화기 예시도에 도시한 바와 같이, 공기조화기로 이용하도록 본체(807)의 급수관(803)에 수관으로 연결한 열교환장치(90)를 설치하여 실내 공기의 온도를 조절하는 공기조화기로 이용할 수 있다. 여기서 본체(807)의 급수관(803)의 내부를 흐르는 세정수는 저온 또는 고온상태의 열교환장치(90)의 열교환부A(91)를 흐르는 동안 열교환이 이루어지도록 한다. 더욱 본체(407)의 배기구(832)에 공기관으로 연결한 열교환장치(90)를 설치하여 실내로 배출되는 공기의 온도를 조절하는 공기조화기로 이용할 수 있다. 따라서 세정수의 온도를 조절하는 큰 용량의 대형 열교환장치(90)의 열교환부A(91) 및 펌프(16), 워터 필터(WATER FILTER, 14)를 포함한 세정수 시스템에 기초하여 세정수가 다수의 본체(407)에 흐르게 하는 중앙공조시스템으로 이용할 수 있다. 상기와 같이 건물의 옥상이나 지하실에 큰 용량의 대형 열교환장치(90)의 열교환부A(91) 및 세정수 시스템을 구성하여 각각의 실내에 비치한 다수의 본체(407)를 운전할 수 있는 중앙공조시스템으로 이용할 수 있으므로 종래의 압축기, 응축기, 과다소비동력 및 환경오염물질인 프레온 냉매를 사용하지 아니하고 환경친화적인 순수 물을 이용한 음이온 청정공기 중앙공조시스템으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구성도에 도시한 바와 같이, 본체(807)의 흡기구(805A)에 설치한 세정수통(801)과, 벤튜리관의 기체흐름에 따른 부압에 의하여 물을 유인하고 분무하도록 세정수통(801)에 설치한 1 개 이상으로 구성한 다수의 벤튜리관(802A)을 구성하여 수분의 무화량을 조절할 수 있도록 구성한다. 전동기(833)의 흡기팬(808)이 회전하여 흡기구(805A)에 공기가 흐르게 되고 벤튜리관(802A)의 끝 단에 설치되어진 벤튜리노즐(803A)에 부압이 발생하게 되어 세정수통(801)의 물이 벤튜리관(802A)을 통하여 분사한다. 따라서 공기중의 오염물질을 포집하게 되고, 상기에서와 같이, 본체(807)의 내부에서 기액 비중차이에 의한 원심분리작용에 기초하여 공기를 정화할 수 있다.

도 8 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 7 의 벤튜리 무화장치 구성도에 도시한 바와 같이, 세정수통(801)은 본체(807)의 흡기구(805A)의 주위에 설치하도록 환형의 물탱크 구조로 이루어지며, 세정수통(801)의 내부에는 1 개 이상으로 구성한 다수의 벤튜리관(802A) 및 벤튜리노즐(803A)을 설치하여 무화량을 조절할 수 있으며, 본체(807)의 흡기구(805A)의 입구에는 큰 알갱이의 유입을 방지하는 스크린 망사 또는 프리필터(800)를 설치하도록 구성한 것이다. 여기서 벤튜리관(802A) 및 벤튜리노즐(803A)은 기체의 흐름에 의하여 부압을 발생시키어 액체를 무화하는 공지의 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

도 9 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 도 2 의 본체 구조도에 도시한 바와 같이, 습공기를 흡입하고 하우징(809)의 내부에서 나선형 공기 흐름을 발생하도록 본체(807)의 내부에 위치한 원심임펠러(808B)와, 청정공기를 배출하도록 본체(807)의 와류실(904)의 중앙부에 위치한 배기구(832)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원 심형식의 습식 공기 정화기를 구성한다. 더욱 전동기(833)는 본체(807)의 외부에 위치하여 구성한다. 여기서 원심임펠러(808B)는 전동기(833)의 회전축(835)으로부터 기체를 흡입하여 하우징(809)의 내부로 배출하도록 일반적인 원심 임펠러와 설치방향이 반대로 구성한다.

도 10 은 도 9 의 작동 설명도에 도시한 바와 같이, 원심임펠러(808B)가 회전하며 기체를 유인하고 원심분리력을 발생하여서, 무화실(900)에서 발생한 무화상태의 미세수분입자 흐름은 기체 흡입공에 연결한 프리필터(805B)를 통하여 본체(807)의 내부에 흡입한 외부 공기의 오염물질을 포집한다. 공기의 오염물질을 포집한 습공기 흐름은 원심임펠러(808B)의 흡입력으로 유인하게 되고 나선형 회전상태로 변환되어 와류실(904)의 내부로 송풍 된다. 따라서 와류실(904)의 내부에서 습공기 흐름에는 원심분리력이 발생하여 공기보다 무거운 오염물질을 포집한 세정수는 하우징(809)의 내벽에 물의 점성응착력에 의하여 회수된 후, 배수판(822)에 원주방향으로 설치한 다수의 다수의 배수구(822A) 및 배수구(811)를 통하여 배수한다. 한편 세정수 및 오염물질을 정화한 청정 건조공기는 본체(807)의 와류실(904)의 중앙부에 위치한 배기구의 입구(832A)를 통하여 배기구(832)로 배출한다. 더욱 본 발명에서는 원심임펠러 또는 흡기팬(808)을 대체하여 공기를 유인하고 공기흐름을 원주방향으로 회전시키는 시로코팬(SIROCCO FAN)과 같은 형태의 날개를 설치하는 것이다.

따라서 본체(807)의 내부에서 와류실린더(813) 및 스파이럴홈(816)이 없이도 원심 임펠러(808B)의 원심분리력으로 원심형식의 습식 공기 청정기의 기능을 수행할 수 있으며, 더욱 본체(807)를 수평 또는 도립상태로 구성하여 이용할 수 있다.

도 11 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심형식의 습식 공기 정화 장치의 구성도에 도시한 바와 같이, 물의 점성을 이용하여 공기중의 오염물질을 하우징(809)의 내벽에 접하여 원심 분리하도록 본체(807)에 설치한 전동기(833)와, 전동기(833)에 설치한 원심임펠러(808)와, 및 하우징(809)과 배기통(813)의 사이에 형성한 환형의 와류실(904)과, 오염수를 외부로 배출하도록 하우징(809)의 원주면에 설치한 환형의 배수구(822A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기를 구성한 것이다.

도 12 는 도 31의 작동원리 설명도에 도시한 바와 같이, 전동기(833)에 전원이 인가하여 공기정화기의 본체(807)의 내부에서 흡기를 유인하고 회전시키는 원심임펠러(808)가 회전하면서, 원심임펠러(808)의 날개의 원주방향으로 통과하는 공기흐름에 강력한 원심분리력을 발생한다. 여기서 원심분리력이 강력하게 발생하도록 원심임펠러(808)의 날개의 끝에는 원심력 발생용 보조날개(미도시)를 부착하여 구성할 수 있다.

더욱 습공기를 유인하도록 공기정화장치의 입구관(831)와 외부 공기도관(805)은 체결체를 통하여 연결된다.

도 13 은 도 31의 EE 단면도, 환형 배수로에서 화살표로 도시한 바와 같이, 무거운 비중의 오염수 액체성분은 외측으로 흐르면서 하우징(809)의 내부에 설치한 환형의 배수구(822A)를 통하여 배수통(819A)에 모이게 되고, 더욱 배수관(811A)을 통하여 드레인 용기인 트랩(841A)에 모이게 된다. 한편 비중이 가벼운 청정공기는 내측으로 흐르면서 하우징(809)에 부착된 배기관(832)을 통하여 사용목적에 따른 소정의 장소로 배출한다.

도 14 는 도 11의 FF 단면도, 환형 와류실 및 배기관에서 화살표로 도시한 바와 같이, 물의 점성흡착력을 이용하여 공기중의 오염물질을 하우징(809)의 내벽에 원심 분리하여 접촉하도록 본체(807)에 설치한 하우징(809)과 배기통(813)의 사이에 형성한 환형의 와류실(904)에서 소정의 거리를 축방향으로 원심력을 갖는 와류상태의 나선형 공기흐름을 유지하면서 기액분리작용을 하고 무거운 비중의 오염수 액체성분은 하우징(809)의 내측면에 액체의 응착력으로 부착하는 상태로 자중에 의하여 내려간다. 한편 비중이 가벼운 청정공기는 내측으로 흐르면서 하우징(809)에 부착된 배기관(832)을 통하여 사용목적에 따른 소정의 장소로 배출한다. 여기서 하우징(809)의 하면에는 하부 배수구(미도시)를 별도로 구성할 수 있다.

더욱 자세하게 설명하면, 원심임펠러(808)를 회전하여 유인한 공기에 나선형 공기 흐름을 발생시키어 무거운 비중의 오염수 액체성분을 외측으로 원심분리 하여 하우징(809)의 내측 원주면으로 물의 점성으로 부착하는 상태로 분리하여 공기를 정화하도록 구성할 수 있다. 따라서, 도 25에 도시한 바와 같이, 청정공기는 배기통(813)의 원주면에 형성시킨 다수의 통기구(850) 및 배기통(813)의 내부에 형성한 2차 와류실(906)을 통과하지 아니하고 배기관(832)으로 직접 배출하도록 구성하여 이용할 수 있다.

여기서 격리판(860A)은 외부 공기 흐름이 전동기(833)의 주위를 흐르면서 냉각작용 을 하도록 통기구(미도시)를 형성하도록 구성하여 이용할 수 있다.

도 15 는 도 11의 도립형의 구성도에 도시한 바와 같이, 본체(807)를 도립형으로 구성할 수 있다. 원심임펠러(808)를 하부에 위치하여 습공기를 흡입하고 배기관(832)을 상부에 위치하여 청정공기를 배출하도록 구성한 것이다. 무거운 비중의 오염수 액체성분은 외측으로 흐르면서 하우징(809)의 내부에 설치한 환형의 배수구(822A)를 통하여 배수통(819A)에 모이게 되고, 더욱 배수관(811A)을 통하여 드레인 용기인 트랩(841A)에 모이게 된다.

따라서 본체(807)를 에어컨, 공기조화기의 내부에 설치가 용이하도록 옆으로 누인 수평형 또는 상하를 반대로 구성한 도립형 구조로 구성한 것이다. 오염수는 중력의 방향으로 배출하도록 배수로를 구성하여 공기중의 오염물질을 포집한 액체성분을 비중차이에 의하여 외측으로 원심분리하여 하우징의 내벽에서 오염수의 점성 응착력을 이용하여 분리하고 오염물질을 정화한 가벼운 비중의 기체성분은 내측으로 분리하여 중력의 방향으로 낙하하도록 구성하여 공기를 정화하는 것이다.

도 16 은 본 발명에 따른 원심 임펠러의 장착도에 도시한 바와 같이, 회전축(835)에 고정되어 있으며, 화살표방향으로 회전하는 원심 임펠러(808)의 상단 부분은 공기를 유인하고 하단부분은 공기를 원심력을 갖는 나선형 흐름으로 유도한다. 따라서 공기 유인 및 원심력을 발생하는 3차원 유체역학 구조를 갖는 원심임펠러(808)가 회전하면서, 화살표로 도시한 바와 같이, 축방향으로 공기를 유인하고 원주방향으로 원심력을 발생한다. 여기서 원심임펠러(808)에 유로 가이드(808A)를 모자 씌우듯이 결합하여 부착하면 유입되는 공기는 종래의 쉬라우드 고정면과 회전하는 원 심임펠러사이에서 유체 마찰 저항이 유입하여 압력손실을 방지하게되어 원심분리 효과를 개선할 수 있으며, 또한 원심임펠러(808)의 말단부분에서 후향경사각을 갖는 날개형상을 원주면에 직각을 이루는 형상으로 변환하면 더욱 원심분리 효과를 개선할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 원심분리 효과가 개선하도록 원심임펠러(808)에 유로가이드(808A)를 결합한 개량 원심임펠러를 이용할 수 있다.

도 17 은 본 발명에 따른 다른 실시예의 원심 임펠러의 장착도에 도시한 바와 같이, 다수의 날개(808D) 및 축류팬(808E)을 가지는 다익형의 시로코팬(808C)을 회전축(835) 에 설치할 수 있다. 여기서 축류팬(808E)은 다익형의 시로코팬(808C)의 상단에 설치되어 공기를 효과적으로 흡입하고 고속회전에서 견디는 구조강도를 보강하며 도 1에 도시한 회전축(835)에 강력하게 고정시키는 효과가 있다. 따라서 본체(807)에 설치한 다익형의 시로코팬(408C)에 기초하여 저속회전의 모터를 설치하더라도 고속 회전하는 원심임펠러의 기능에서와 같이 대용량의 공기를 흡입하고 원심분리효과를 기대할 수 있다. 더욱 다익형의 시로코팬(808C)은 공기 흡입 및 원심분리가 효율적으로 발생하도록 프란시스형식의 임펠러와 같은 유선형 원추형태로 구성하는 것이 바람직하다. 여기서 프란시스형식의 임펠러는 수력학에서 공지의 기술개념이므로 자세한 설명을 생략한다.

따라서 본 발명에서는 상기 원심임펠러는 공기를 흡입하고 원심분리기능을 갖는 흡입팬으로 정의한다.

본 발명에서는 공기는 대기중의 일반적인 기체성분, 수증기, 암모니아, 오존, 질소,산소, 아르곤 가스를 포함한 것으로서, 물을 포함한 액체보다 상대적으로 작은 비중의 기체 상태의 연속 유동체를 정의한다.

본 발명은 공기중의 오염물질을 미세수분입자로 포집하고 공기와 물을 비중차이에 의하여 원심분리하여 공기를 정화하는 원심 분리형식의 공기정화장치에 관한 것이다.

회전 무화 디스크를 이용하여 미세수분입자를 만드는 무화실과, 포집실린더를 이용하여 공기중의 오염물질을 포집하는 포집실과, 원심임펠러 및 스파이럴홈을 이용하여 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실을 구성한다.

필터가 없이 0.01μm 크기보다 작은 미세먼지, 99.9%의 높은 공기정화성능을 갖는 구조에 기초하여 에너지 손실, 압력손실 및 소음 이 매우 낮아서 종래의 공기청정기보다 많은 풍량의 특징에 기초하여서, 가정용, 병원, 무균 실험실, 지하실, 공장, 자동차, 사무실, 공기조화기, 차량용 에어컨, 자동차 배출가스정화장치, 군사용 화생방 보호장비, 공조냉동시스템, 내연기관의 배출가스, 내연기관의 흡입공기 정화장치, 산업용 반도체 클린룸 장비, 공기 또는 압축공기의 제습기, 항온항습장치 및 냉동공조시스템에 이용할 수 있다.

환경오염방지기술분야에서 공기 또는 대기중의 오염물질을 물로서, 정화하는 것이 2차, 3차 환경오염을 방지하는 친환경 청정 이론에 기초한 기술로서, 필터가 없어서 정기적인 교체, 유지보수 및 2차 환경오염폐기물이 없는 특징으로 지구환경보호에 이바지할 수 있다.

Claims

공기중의 오염물질을 미세수분입자로 포집하고 습공기를 비중차이에 의하여 공기와 물로 원심분리하여 공기를 정화하는 원심 형식의 습식 공기정화장치에 있어서, 본체(807)의 내부에서 소정의 거리를 길이 방향으로 습공기에 원심력을 유지하도록 설치한 기체 통로실린더(813)와, 본체(807)의 내부에서 하우징(809)의 내벽과 기체 통로실린더(813)의 사이에 위치한 환형의 와류실(904)과, 세정수를 공급하도록 본체(807)의 하부 설치한 세정수통(801)과; 및 세정수를 이용하여 포집한 후 기체 흡입공(805)을 통하여 공기중 오염물질을 유입하고 공기와 세정수의 비중차이를 이용하여 공기를 원심분리정화하도록 기체 흡입공(805)과 통로를 형성한 세정수통(801)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 가습장치(801)에서 미세수분입자를 만드는 무화실(900)과, 포집장치(893)의 내부에서 공기중의 오염물질을 포집하는 포집실(902)과, 하우징(809)의 내측면과 와류실린더(813)의 외측면 사이에서 공기로부터 오염물질을 포집한 오염수를 원심분리하는 와류실(904)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 기체를 유인하고 배출하도록 흡기팬(808)은, 시로코팬, 축류팬, 사류팬 및 스크류팬을 포함하는 다양한 형식의 팬을 포함하는 것을 특징으 로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 원심공기정화기의 본체(807)를, 기체제습기, 항온항습장치, 가습기, 차량용 에어컨 및 공기조화시스템에 이용하는 것을 포함하는 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 본체(807)의 흡기구(805A)에 설치한 세정수통(801)과, 세정수통(801)에 설치한 다수의 벤튜리관(802A)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 습공기를 흡입하고 하우징(809)의 내부에서 나선형 공기 흐름을 발생하도록 본체(807)의 내부에 위치한 원심임펠러(808B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 물의 점성을 이용하여 공기중의 오염물질을 하우징(809)의 내벽의 원주면으로 원심 분리시키어 접촉하도록 본체(807)에 설치한 전동기(833)와, 전동기(833)에 설치한 원심임펠러(808)와, 및 하우징(809)과 배기통(813)의 사이에 형성한 환형의 와류실(904)과, 본체(807)의 외부로 오염수를 배출하도록 하우징(809)의 원주면에 설치한 환형의 배수구(822A)를 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 본체(807)를 도립형으로 구성하여 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기.
제 1 항에 있어서, 본체(807)를 수평형으로 구성하여 이용하는 것을 포함하여 이루어지는 원심형식의 습식 공기 정화기.