KR102497364B1 - 공기 정화기구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기 정화기구는, 외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와; UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와; 상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

공기 정화기구 {Air Purifying Device}

본 발명은 공기 정화기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기중 먼지, 미생물, 바이러스 등을 제거하기 위하여 UV-C 자외선 램프 및 광촉매를 구비한 공기 정화기구에 관한 것이다.

최근 황사, 매연 등의 공기 오염이 심해지고 있을 뿐만 아니라 COVID-19와 같이 비말을 통해 공기 중으로 전염되는 바이러스의 대유행으로, 공기의 질에 대한 관심이 어느 때보다 높아지고 있다.

주택이나 아파트의 실내 뿐만 아니라, 사무실과 공장 등의 작업공간, 자동차와 기차 등 교통수단 내의 탑승공간 등 다양한 밀폐공간에서는 더욱 깨끗하고 정화된 공기가 유지될 것이 요구되고 있다.

공기를 정화하기 위해 사용되는 방식으로는 헤파 필터나 활성탄을 이용하는 기계식, 물을 이용하는 습식, 플라즈마로 양/음 이온과 라디칼을 생성하여 유해가스를 제거하는 플라즈마식, 광촉매 물질에 자외선을 조사하여 자외선 및 광촉매 물질에 의해 생성된 OH라디칼 및 활성산소의 산화/환원에 의한 UV광촉매 방식 등 다양한 방식들이 사용되고 있다.

이와 같은 공기 정화방식들은 공기 정화기 내부를 공기가 통과하면서 정화가 이루어지게 되는 것이나, 공기의 통과 경로가 짧거나 필터의 처리용량이 부족해서 정화효율이 감소되는 경우가 많았다.

대한민국 등록특허 10-1560084와 같은 실내 살균시스템의 경우, 원통형 통체의 중앙에 통체 길이 정도의 자외선 램프를 설치하고, 원통형 통체 내부에 자외선 램프의 주위를 따라 나선형의 공기 가이드부를 설치하여 공기가 진행하여야 할 거리를 충분히 확보하여 살균효과를 상승시키게 된다.

이와 같은 종래 기술의 경우에도, 자외선 램프의 길이 및 출력의 한계로 인해 경로를 임의로 증가시키는데 한계가 있으며, 또한 나선형 공기 가이드부의 형상에 의해 공기 경로에 자외선이 균일하게 조사되지 못하는 문제점이 있었다.

KR 10-1560084 B1, 2015.10.13., 도 1

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자외선 램프의 길이에 한정되지 않는 공기 경로를 형성할 수 있으며, 자외선의 균일한 조사가 가능하며, 사용수명이 길며, 공기 정화효율을 극대화할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 공기 정화기구는,
외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와;
UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와;
상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

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공기 가이드부의 단면이 개방된 사각형인 경우, 밑면과 상기 밑면에서 연장된 측면이 각각 이루는 각도는 93~140도의 범위를 가지는 것이 바람직하다.

상기 공기 가이드부의 내면은 광택있는 금속면인 것이 바람직하다.

상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매 코팅이 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅된 것이 보다 바람직하다.

상기 공기 가이드부의 내면에는 흡착재와 광촉매 코팅이 되어 있는 것이 바람직하다.

상기 공기 가이드부는 와류 형성부를 더 구비한 것이 바람직하다.

상기 통체는 원형 단면을 구비한 것이 바람직하다.

상기 공기 가이드부의 온도를 조절하는 온도 조절기가 더 구비되는 것도 바람직하다.

공기 가이드부의 출구 측에 오존을 제거하기 위한 오존 필터가 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 공기 정화를 위해 필요한 유로를 원하는 길이 만큼 형성할 수 있으며, 유로내 자외선의 강도를 균일하게 또는 임의로 조절할 수 있으며, 긴 사용수명과 높은 공기 정화효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 일 실시예 공기 가이드부의 형상을 나타낸 도.
도 2는 본 발명 일 실시예 UV조사부를 나타낸 도.
도 3,4는 본 발명 일 실시예 조립상태를 나타낸 도.
도 5는 본 발명 일 실시예 공기 통로를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명 다른 일 실시예를 나타낸 도.
도 7은 본 발명 다른 실시예 공기 통로를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 실시예의 공기 정화기구는 공기를 공기 가이드부(10)를 따라 나선형으로 이동시키면서 소독한다.

도 1과 같이 공기 가이드부(10)는 일측면이 개방된 사각형 형태로 이루어진다.

공기 가이드부(10)의 내부 면(13)은 빛의 반사가 잘되도록 광택있는 면으로 이루어지는 것이 바람직하다. 공기 가이드부(10)는 금속판재를 절곡하여 제작될 수 있다.

공기 가이드부(10)의 내부 면(13)은 이산화티타늄(TiO₂)와 같은 광촉매 물질이 도포되어 있다. 또한 반응계수가 작은 광촉매의 보완을 위해 흡착재가 같이 도포되어 있을 수 있다.

상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅되는 것이 보다 바람직하다.

공기 가이드부(10)의 개방된 일측면은 도 2와 같은 UV 조사부(20)가 부착된다.

UV 조사부(20)는 스트립 형상으로 제작되며, 플렉시블 기판(21)에 UV-C LED(22)가 길이를 따라 배치되어 있다.

본 실시예에서 공기 가이드부(10)는 UV 조사부(20)에 의해 개방면이 밀폐되고, 공기 가이드부와 UV 조사부가 이루는 통로를 통해 공기가 이동되게 된다. 공기는 별도의 팬(도시하지 않음) 등에 의해 공기 가이드부(10) 내부를 흐를 수 있게 된다. UV-C 자외선에 의해 살균이 이루어질 뿐만 아니라, 광촉매에 UV-C를 조사함에 따라 발생하는 음이온과 OH라디칼에 의해 악취물질, 바이러스 세균 등을 분해할 수 있을 뿐만 아니라, 공기 가이드부(10)의 내부 면(13)에 부착되는 유기물질을 분해할 수 있게 된다.

공기 가이드부(10)의 단면이 사각형상을 이루는 경우, 밑면(11)과 밑면(11)에서 연장되는 양 측면(12)이 이루는 각도(a)는 각각 93~140°범위인 것이 바람직하다(도 5 참조). 상기 각도 범위에서 UV조사부(20)에서 발생한 UV광이 공기 가이드부(10)로 가장 잘 전달되게 된다.

공기 가이드부(10)는 사각형상 대신 반원 형상으로 이루어질 수도 있으며, 다양한 형태의 다각형으로 이루어질 수도 있을 것이다.

UV조사부(20)와 결합된 공기 가이드부(10)는 도 3, 4와 같이 통체(30) 내에 삽입되어 그 형상을 유지하게 된다. 이와 같은 통체는 공기 가이드부(10)의 형상을 보호하기 위해 별도로 구비된 것일 수도 있지만, 공기 정화기의 하우징이 될 수도 있다. 즉 UV조사부와 결합된 공기가이드부를 하우징 내에 구비하는 경우, 하우징이 통체로 이해될 수 있는 것으로, 통체의 형상이 공기 가이드부의 외면과 일치된 형상을 구비하여야 하는 것은 아니다.

또한 공기 가이드부는 그 외면이 원형 기둥을 이루는 것으로 도시되어 있지만, 사각 기둥, 삼각 기둥 등 다양한 형태의 기둥 형태를 이룰 수 있다.

공기 가이드부(10) 내를 흐르는 입자나 세균 들이 공기 가이드부 내의 벽면 뿐만 아니라 공기 내 음이온이나 OH라디칼과의 접촉확률을 높이기 위해서는 공기가 층류로 흐르지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 도 5 및 도 7에 도시한 바와 같이 공기 가이드부 내부에는 프로펠러와 같은 와류형성부(40)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

와류 형성부는 벽면에 돌출된 돌기 형상이나, 통로의 단면을 가로지르는 형태의 날개 등 층류 형태의 공기를 와류 형태로 변경할 수 있는 공지의 다양한 형상을 사용하는 것이 가능하다.

공기 가이드부의 출구 측에는 UV-C에 의해 발생할 수 있는 오존을 제거할 수 있는 오존제거 필터(도시하지 않음)를 더 구비하는 것도 바람직하다.

또한 통상 광촉매는 광에 의해 반응하는 것이므로 활성을 높이기 위해 온도를 높이는 것이 필요치 않기는 하지만 20~80℃ 범위에서 최적의 반응을 보이므로, 통체 내부 또는 공기 가이드부의 온도를 조절할 수 있는 온도 조절기가 구비되는 것도 바람직 할 것이다. 온도 조절기에서 온도가 높아지거나 낮아진 공기가 통체 내부로 공급됨에 따라 공기 가이드부를 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 정밀한 온도의 조절이 필요한 경우 필요 개소에 온도 센서를 부착하여 이에 따라 온도를 조절하는 것도 당연하다 할 것이다.

다음 실시예는 공기 가이드부(10)의 개방된 일면이 통체(30)의 내벽으로 폐쇄되며, UV조사부(20)는 통체(30)의 외벽에 공기 가이드부(10)의 위치를 따라 부착되어 있다.

이와 같은 경우, 공기가 흐르는 통로 내의 오염물질이 UV조사부(20)에 부착되지 않아 UV조사부(20)의 사용수명을 연장할 수 있게 된다.

본 실시예에서의 통체는 UV광이 잘 통과할 수 있도록 투명체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 UV 조사부가 부착된 상태에서 통체의 외부는 투명체를 통해 산란되어 외부로 방사되는 UV광을 차단하는 차단층이 형성되는 것이 바람직하다. 차단층은 도료를 도포하거나 합성수지제 테이프 등에 의해서 형성될 수도 있을 것이다.

본 실시예에서도 공기 통로 내 와류 형성부, 온도 조절기 등 이전 실시예에서 부가된 구성이 포함될 수 있음은 물론이다.

10 : 공기 가이드부 11 : 밑면 12 : 측면 13 : 내부면
20 : UV조사부 21 : 플렉시블 기판 22 : UV-C LED
30 : 통체 40 : 와류 형성부

Claims (10)

1. 외측으로 일 면이 개방된 다각형 또는 반원형의 단면을 구비하고 나선형으로 이루어진 공기 가이드부와;
   UV-C LED가 길이 방향으로 배열된 스트립 형상의 플렉시블 기판으로 이루어지며, 상기 UV-C LED가 상기 공기 가이드부 내부를 향하면서 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 배치된 UV 조사부와;
   상기 공기 가이드부의 개방된 면이 내측면에 결합되고 UV 조사부는 외측면에 결합되거나, 상기 공기 가이드부의 개방된 면을 따라 결합된 UV 조사부가 내측면에 결합된 통체로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   공기 가이드부의 단면이 개방된 사각형인 경우, 밑면과 상기 밑면에서 연장된 측면이 각각 이루는 각도는 93~140도의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 가이드부의 내면은 광택있는 금속면인 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 광촉매 코팅은 이산화티타늄이 나노와이어 형상으로 코팅된 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 가이드부의 내면에는 광촉매에 흡착재가 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 가이드부는 와류 형성부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 가이드부의 온도를 조절하는 온도 조절기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   공기 가이드부의 출구 측에 오존을 제거하기 위한 오존 필터가 부착되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 통체는 원형 단면을 구비한 것을 특징으로 하는 공기 정화기구.

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