KR102523936B1 - 공기 청정기 - Google Patents

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Abstract

1차 여과부, 2차 여과부, 및 광촉매 필터부를 순차적으로 배치하여 공기를 정화할 수 있는 본 발명에 따른 공기청정기는 공기 흡입구, 공기 배출구, 상기 공기 흡입구 및 상기 공기 배출구 사이에 배치되어 상기 공기 흡입구로 유입된 공기를 일정시간 체류시키는 챔버, 및 상기 챔버에 체류하는 공기를 이동시키는 송풍팬을 포함하는 본체; 및 상기 챔버에 설치되어 상기 공기를 정화하는 정화부를 포함하고, 상기 정화부는, 상기 공기 중의 미세먼지에 서로 다른 전하를 순차적으로 인가하여 상기 미세먼지를 포집하는 전하 발생부, 및 상기 포집된 미세먼지를 여과하는 제1 필터부재를 포함하는 1차 여과부; 상기 공기에 포함된 유해물질을 여과하는 제2 필터부재를 포함하는 2차 여과부; 및 이격 배치되어 상기 공기가 통과하는 통로를 형성하고 광촉매가 코팅되어 있는 복수개의 격판, 상기 통로에 유입된 상기 공기의 진행방향에 수직방향으로 각 격판에 광선을 조사하여 광촉매 반응을 유발시키는 광원부를 포함하는 광촉매 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 청정기{Air Purifier}
본 명세서는 공기 청정기에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
인간이 생존하기 위한 필수적인 요소인 공기는 산업화가 이루어지면서 오염이 날로 극심해지고 있다. 특히, 공기 중에 포함된 미세먼지는 인간에게 심한 피해를 발생시키고 있다.
미세먼지는 산업설비의 운행시에 발생되거나, 자동차의 배출가스 등을 통해 배출되는 크기가 작은 먼지를 의미한다. 미세먼지는 크기에 따라 분류되는데, 일반적으로 미세먼지라고 함은 지름이 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하의 먼지를 의미하며, PM(Particulate Matter)10이라고 한다.
여기서 미세먼지 중 입자의 크기가 더 작은 미세먼지를 초미세먼지라 부르며 지름 2.5㎛ 이하의 먼지로서 PM2.5라고 한다. 이러한 초미세먼지는 미세먼지보다 훨씩 작기 때문에 사람의 기도에서 걸러지지 못하고 대부분 폐포까지 침투해 심장질환과 호흡기 질병 등을 일으킨다.
또한, 최근에는 미세먼지뿐만 아니라, 공기 중에 부유하고 있는 바이러스, 세균 등으로 인해 전염병이 발생하고 있다. 예컨대, 극미세먼지보다도 작은 지름(0.1㎛) 을 가지는 코로나 바이러스는 전세계를 공포로 몰아넣었으며, 여전히 진행 중이다. 이와 같이 공기 중에는 다양한 유해물질이 존재한다.
공기청정기는 공기를 정화하기 위한 장치로, 공기 중에 포함된 유해물질을 제거한다. 하지만, 기존 공기청정기는 극미세먼지나 바이러스와 같은 미세한 유해물질들을 제거하는데에 있어 성능이 떨어진다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로 1차 여과부, 2차 여과부, 및 광촉매 필터부를 순차적으로 배치하여 공기를 정화할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 순차적인 전하인가를 하여 극미세먼지를 포집할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 광촉매 필터부가 파형구조의 격판을 형성하여 공기의 접촉면을 최대화시킬 수 있는 공기청정기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 공기청정기는 공기 흡입구, 공기 배출구, 상기 공기 흡입구 및 상기 공기 배출구 사이에 배치되어 상기 공기 흡입구로 유입된 공기를 일정시간 체류시키는 챔버, 및 상기 챔버에 체류하는 공기를 이동시키는 송풍팬을 포함하는 본체; 및 상기 챔버에 설치되어 상기 공기를 정화하는 정화부를 포함하고, 상기 정화부는, 상기 공기 중의 미세먼지에 서로 다른 전하를 순차적으로 인가하여 상기 미세먼지를 포집하는 전하 발생부, 및 상기 포집된 미세먼지를 여과하는 제1 필터부재를 포함하는 1차 여과부; 상기 공기에 포함된 유해물질을 여과하는 제2 필터부재를 포함하는 2차 여과부; 및 이격 배치되어 상기 공기가 통과하는 통로를 형성하고 광촉매가 코팅되어 있는 복수개의 격판, 상기 통로에 유입된 상기 공기의 진행방향에 수직방향으로 각 격판에 광선을 조사하여 광촉매 반응을 유발시키는 광원부를 포함하는 광촉매 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 1차 여과부, 2차 여과부, 및 광촉매 필터부를 순차적으로 배치하여 공기를 정화할 수 있어 공기 정화능력을 극대화시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 광촉매 필터부가 파형구조의 격판을 형성하여 공기의 접촉면을 최대화시킴으로써, 광촉매 반응을 활발하게 활성화시킬 수 있고 와류현상을 통해 공기체류시간을 적절하게 조절할 수 있어 공기가 정화되기 전에 배출되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
삭제
아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.
또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정화부(300)의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정화부(300)의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 필터부(600)의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 공기가 격판을 통과하면서 와류가 형성되는 것의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광촉매 필터부(600)의 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광촉매 필터부(600)의 구조를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 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 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들을 본 발명의 실시 예에서의 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개선된 공기청정기의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 공기를 정화한다. 구체적으로 공기청정기는 공기를 흡입하고, 흡입한 공기에 포함된 유해물질을 정전기, 필터, 광촉매 등을 이용하여 제거하여 정화한다. 공기청정기는 정화된 공기를 외부로 배출한다.
이하, 본 발명에 따른 공기청정기에 대해 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 공기청정기(100)는 본체(200) 및 정화부(300)를 포함한다. 본체(200)에는 공기가 흡입되는 공기 흡입구(210)가 형성되어 있고, 공기를 배출하는 공기 배출구(220)가 형성되어 있다.
도 1에서는 공기 흡입구(210)가 본체(200)의 상측면에 형성되어 있고 공기 배출구(220)가 본체(200)의 측면에 형성되어 있지만, 이는 하나의 실시예를 보여주는 도면일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 공기 흡입구(210)는 본체(200)의 하측면, 본체(200)의 측면에 위치할 수도 있고, 공기 배출구(220)는 본체(200)의 상측면, 본체(200)의 하측면에 위치할 수도 있다. 또한, 공기 흡입구(210)와 공기 배출구(220)가 동일한 위치에 형성되어 공기가 흡입되는 입구와 정화된 공기가 배출되는 출구가 동일할 수도 있을 것이다.
본체(200)는 챔버(230) 및 송풍팬(240)을 포함한다.
챔버(230)는 본체(200) 내부에 형성되고, 공기 흡입구(210)와 공기 배출구(220) 사이에 배치되어 공기 흡입구로 유입된 공기를 일정시간 체류시킬 수 있다. 챔버(230)에 체류된 공기는 챔버(230) 내부에 설치된 정화부(300)에 의해 정화되고 공기 배출구(220)를 통해 배출되게 된다.
송풍팬(240)은 본체(200) 내부에 설치될 수 있다. 이때, 송풍팬(240)은 챔버(230) 내부에 설치될 수도 있고, 챔버(230)와 공기 흡입구(210) 사이에 설치될 수도 있을 것이다. 또한, 송풍팬(240)은 챔버(230)와 공기 배출구(220) 사이에 설치될 수도 있을 것이다.
송풍팬(240)은 공기 흡입구(210)로 공기가 흡입될 수 있게 공기의 흐름을 발생시킨다. 일 실시예에 있어서, 송풍팬(240)은 본체(200)의 내부와 외부 사이에 기압차를 형성할 수 있다. 이러한 실시예를 따를때, 공기는 내부와 외부의 압력차에 의해 본체(200)로 흡입될 수 있을 것이다.
한편, 정화부(300)는 정화부(300)는 챔버(230)에 설치되어 공기를 정화한다. 정화부(300)는 공기 흡입구(210)로 흡입된 공기를 정화하여 공기 배출구(220)로 배출한다.
이하, 도 2를 참조하여 정화부(300)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정화부(300)의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 정화부(300)는 1차 여과부(400), 2차 여과부(500), 및 광촉매 필터부(600)을 포함한다.
본 발명에 따른 1차 여과부(400)는 공기 중의 미세먼지에 음전하를 인가하여 미세먼지를 포집한다. 1차 여과부(400)는 포집된 미세먼지를 여과하고, 여과된 공기를 2차 여과부(500)로 전달한다.
이를 위해, 1차 여과부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 전하 발생부(410) 및 제1 필터부재(430)를 포함한다. 또한, 1차 여과부(400)는 플라즈마 발생부(420)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전하 발생부(410)는 공기 중의 미세먼지에 음전하를 인가하여 미세먼지를 포집한다. 구체적으로 전하 발생부(410)는 미세먼지에 음전하를 인가하고 전하 발생부(410)에 형성되어 있는 양전하 성질을 가지는 양전극으로 미세먼지를 포집한다. 이에 따라 전하 발생부(410)는 눈에 보이지 않을 정도로 작은 미세먼지를 포집하여 미세먼지의 크기를 키울 수 있다.
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이러한 실시예를 따를 때, 제1 필터부재(420)가 포집된 미세먼지를 거르게 된다.
플라즈마 발생부(420)는 전하 발생부(410) 및 제1 필터부재 사이에 배치되어 전하 발생부(410)에 의해 여과된 공기에 플라즈마를 방출하여 유해물질을 제거한다.
이와 같이 본 발명은 플라즈마 발생부(420)가 전하 발생부(410)에 의해 미쳐 제거되지 못한 유해물질을 추가적으로 제거하여 공기의 질을 더욱 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 플라즈마 발생부(420)는 광촉매가 코팅된 자외선램프로 구성될 수 있다. 이때, 광촉매는 이산화티타늄(Ti02) 등을 포함할 수 있다. 이산화티타늄(Ti02)은 반도체 성질을 가진 광촉매로서, 표면에 자외선이 조사되면 해당 표면 주변의 공기가 산소와 물분자로 분해됨에 따라 플라즈마가 발생한다.
일 실시예에 있어서, 자외선램프는 장파장 램프일 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 바이러스, 미세먼지, VOCs가 제거될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 자외선램프는 단일파장 램프일 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 화합물 분해가 발생될 수 있고, 특히, 오일분자, 가스형태의 휘발성 유기화합물, 반응성 유기화합물, 준휘발성 유기화합물등의 분해뿐만 아니라, 바이오필름 또한 제거될 수 있다.
제1 필터부재(430)는 전하 발생부(410)에 의해 포집된 미세먼지를 여과한다. 구체적으로 제1 필터부재(430)는 전하 발생부(410)의 양전극에 포집된 미세먼지를 여과한다.
일 실시예에 있어서, 제1 필터부재(430)는 헤파필터 또는 부직포필터 중 적어도 하나 일 수 있다.
한편, 2차 여과부(500)는 공기에 포함된 유해물질을 여과한다. 구체적으로, 2차 여과부(500)는 1차 여과부(400)를 통과한 공기를 재차 여과하여 유해물질을 제거한다.
일 실시예에 있어서, 2차 여과부(500)는 제2 필터부재를 포함한다. 이러한 실시예를 따를 때, 2차 여과부(500)는 부직포필터와 헤파필터로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 2차 여과부(500)는 부직포 필터 및 헤파필터로 구성된 2중 필터로 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 부직포 필터 및 헤파필터는 교호배치될 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 본 발명은 부직포 필터와 헤파필터가 교호배치 되어 있기 때문에, 부직포 필터와 헤파필터가 상호보완적으로 유해물질을 걸러 낼 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광촉매 필터부(600)는 광촉매 반응을 통해 공기를 정화한다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 광촉매 필터부(600)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 필터부(600)의 구조를 보여주는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 광촉매 필터부(600)는 복수개의 격판(610) 및 광원부(620)를 포함한다.
복수개의 격판(610)은 서로 이격 배치되어 공기가 통과하는 통로를 형성한다. 복수개의 격판(610)에는 광촉매가 코팅되어 있다. 이에 따라, 복수개의 격판(610)에 광선이 조사되면 광촉매 반응이 유발된다.
일 실시예에 있어서, 복수개의 격판(610)은 요부 및 철부가 연속 형성된 파형 구조일 수 있다.
본 발명에 따른 격판(610)이 파형구조인 이유는, 평면구조인 경우 공기가 너무 빨리 배출될 뿐만 아니라 공기가 접촉할 수 있는 표면적 또한 넓지 않기 때문에 격판을 파형구조로 형성하여 광촉매 반응에 따른 공기정화의 수행효율을 극대화하기 위함이다. 이에 따라 본 발명을 통과하는 공기는 격판을 통과하면서 굴곡진 영역 사이로 와류를 형성하게 되어 체류시간이 길어지고, 접촉하는 표면적 또한 넓어지게 된다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 공기는 격판을 통과하면서 와류를 형성하게 된다.
이와 같이 본 발명은 복수개의 격판(610)이 파형구조로 형성됨으로써, 공기가 일정한 시간동안 체류할 수 있을 뿐만 아니라 접촉할 수 있는 표면적이 넓어져 공기정화능력을 최대화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 서로 마주 보는 격판(610)의 요부와 철부가 대응되게 형성될 수 있다.
일예로, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 격판(615a)의 요부와 제2 격판(615b)의 요부가 대응되는 위치에 요부 및 철부가 형성될 수 있고, 제1 격판(615a)의 철부와 제2 격판(615b)의 철부가 대응되는 위치에 요부 및 철부가 형성될 수 있다.
다른 예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 격판(615a)의 요부와 제2 격판(615b)의 철부가 대응되는 위치에 요부 및 철부가 형성될 수 있고, 제1 격판(615a)의 철부와 제2 격판(615b)의 요부가 대응되는 위치에 요부 및 철부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 격판(615a)의 요부 및 제1 격판(615a)의 철부 사이에 대응되는 위치에 제2 격판(615b)의 철부 또는 요부가 형성될 수 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 격판(615a)의 요부 및 제1 격판(615a)의 철부의 중간지점에 제2 격판(615b)의 철부 또는 요부가 형성될 수 있다.
이러한 실시예를 따르는 경우, 제1 격판(615a) 및 제2 격판(615b)의 요부 및 철부를 대응되게 위치시킬 때보다 표면적은 감소하지만, 공기가 굴곡진 영역에서 배출되지 않고 순환하는 유동박리현상을 방지할 수 있다는 효과가 있다.
광원부(620)는 복수개의 격판(610) 사이의 통로로 유입된 공기에 광선을 조사하여 광촉매 반응을 유발시킨다. 일 실시예에 있어서, 광원부(620)는 UV-C를 방출할 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 살균력이 향상될 수 있다.
광원부(620)는 공기의 진행방향에 수직방향으로 광선을 조사할 수 있다. 이러한 실시예를 따르는 경우, 광원부(620)는 복수개의 격판(610)의 양 끝단에 위치하는 격판을 따라 설치될 수 있다.
여기에서, 전술한 본 명세서에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 명세서의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 명세서를 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 공기청정기 200: 본체
210: 공기 흡입구 220: 공기 배출구
230: 챔버 300: 정화부
400: 1차 여과부 500: 2차 여과부
600: 광촉매 필터부

Claims (10)

  1. 공기 흡입구, 공기 배출구, 상기 공기 흡입구 및 상기 공기 배출구 사이에 배치되어 상기 공기 흡입구로 유입된 공기를 일정시간 체류시키는 챔버, 및 상기 챔버에 체류하는 공기를 이동시키는 송풍팬을 포함하는 본체; 및
    상기 챔버에 설치되어 상기 공기를 정화하는 정화부를 포함하고,
    상기 정화부는,
    상기 공기 중의 미세먼지에 서로 다른 전하를 순차적으로 인가하여 상기 미세먼지를 포집하는 전하 발생부, 및 상기 포집된 미세먼지를 여과하는 제1 필터부재를 포함하는 1차 여과부;
    상기 공기에 포함된 유해물질을 여과하는 제2 필터부재를 포함하는 2차 여과부; 및
    이격 배치되어 상기 공기가 통과하는 통로를 형성하고 광촉매가 코팅되어 있는 복수개의 격판, 상기 통로에 유입된 상기 공기의 진행방향에 수직방향으로 각 격판에 광선을 조사하여 광촉매 반응을 유발시키는 광원부를 포함하는 광촉매 필터부;를 포함하고,
    상기 각 격판은 요부 및 철부가 연속 형성된 파형 구조이며,
    서로 마주보는 제1 격판 및 제2 격판은 상기 제1 격판의 요부 및 상기 제1 격판의 철부 사이에 대응되는 위치에 상기 제2 격판의 철부 또는 요부가 형성되어 있어, 공기가 복수개의 격판을 통과하면서 굴곡진 영역 사이로 와류를 형성하게 되어 체류시간이 길어지게 되고,
    상기 제1 격판의 요부 및 상기 제1 격판의 철부 사이에 대응되는 위치는 상기 요부 및 철부의 중간지점에 형성되어, 공기가 굴곡진 영역에서 배출되지 않고 순환하는 유동박리현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 여과부, 상기 2차 여과부, 및 상기 광촉매 필터부는 순차적으로 배치되어 상기 공기를 정화하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터부재는 헤파필터인 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 필터부재는 부직포 필터 및 헤파 필터가 교호 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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