KR200337134Y1 - 다기능 공기청정기 - Google Patents

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KR200337134Y1 KR20-2003-0031864U KR20030031864U KR200337134Y1 KR 200337134 Y1 KR200337134 Y1 KR 200337134Y1 KR 20030031864 U KR20030031864 U KR 20030031864U KR 200337134 Y1 KR200337134 Y1 KR 200337134Y1
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Abstract

전면에 디스플레이용 개구가 형성되고 측면에 공기배출을 위한 슬릿이 형성된 패널; 패널의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 슬릿을 통하여 배출하는 공기배출팬; 공기배출팬의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 가열하여 데우는 PTC 세라믹 히터; PTC 세라믹 히터의 후단에 설치되어 공기 중의 세균이나 유해물질을 제거하도록 자외선방출 광원을 개재하여 중첩되는 다단의 광촉매필터들; 광촉매필터들의 후단에 설치되어 고전압으로 통과하는 공기 중의 미세입자를 이온화하고 이온화된 미세입자를 정전기력을 달라붙게 하여 제거하는 전기집진유닛; 전기집진유닛의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 병원균, 세균, 박테리아 및 곰팡이균 등의 번식을 함유된 은을 통하여 억제하고 살균하며, 세균성 냄새를 탈취함과 동시에 걸러지지 않은 나노급의 미세먼지를 흡착하여 제거하는 항균 나노실버 패널; 항균 나노실버 패널의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 냄새를 제거하기 위한 카본필터, 미세먼지나 담배연기입자를 제거하기 위한 부직포를 여재로 하는 HEPA 필터 및 큰 입자의 먼지를 제거하는 염화필터가 연속적으로 설치된 3중 필터; 및 패널이 결합되고, 각 필터들과 공기집진유닛 및 항균 나노실버 패널을 수용하는 케이스로 이루어지는 다기능 공기청정기가 개시된다.

Description

다기능 공기청정기{Multi-functional air cleaner}
본 고안은 다기능 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 염화필터와 헤파(HEPA)필터 및 광촉매필터의 4중 필터와 전기집진유닛 그리고 항균 나노패널을 적용하여 담배연기와 미세먼지를 제거하고 강력한 항균, 살균, 탈취 및 전자파 차폐 등의 효과를 가짐과 동시에 PTC 세라믹 히터를 적용하여 온풍기능을 갖는 다기능 공기청정기에 관한 것이다.
또한, 본 고안은 상기한 기능 이외에 산소발생유닛과 전열가습유닛을 부가하여 산소를 발생함과 동시에 가습기능을 갖는 다기능 공기청정기에 관한 것이다.
종래의 공기청정기는 필터방식이나 전기집진방식 중 어느 하나를 적용하는 것이 일반적이다. 필터방식의 공기청정기는 미세한 먼지를 제거하는 기능은 우수하지만, 살균 등에 있어서는 미흡하다는 단점이 있다.
이에 비해 전기집진방식은 살균이나 냄새를 제거하는 기능을 뛰어나지만, 부산물과 잔류오존이 발생하여 장기간 사용하는 경우 인체에 피해를 줄 수 있는 단점이 있다. 더욱이, 양쪽 모두 먼지 등에 포함된 병원성대장균, 황색포도구균이나 O-157과 같은 세균이나 박테리아 등을 살균하는데 있어서는 한계가 있다.
이를 해결하기 위해 본 출원인에 의한 특허 제2002-76917호에서는 광촉매필터와 전기집진필터를 적용한 액자형 공기청정기를 제안하고 있다.
그러나, 나노급의 미세한 먼지에 대해서는 필터링의 한계가 있으며, 냄새를 보다 완벽하게 제거하기에는 미흡한 점이 있었고, 특히 겨울철에는 단순히 공기청정 기능이외에 온풍기능을 갖는 것이 필요하지만 이에 대한 해결책이 없었다.
또한, 부가적으로 가습기능과 산소발생기능에 대한 해결책도 제시되어 있지 않았다.
따라서, 본 고안은 이와 같은 종래의 단점들을 해결하기 위하여 제시되는 것으로, 본 고안의 목적은 나노급의 미세한 먼지를 효과적으로 필터링하고 냄새를 완벽하게 제거함과 동시에 온풍기능을 갖는 다기능 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 상기한 기능이외에 산소를 발생하고 가습기능을 다기능 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적과 특징은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 발생되는 수증기와 산소가 배출되는 상태를 보여주는 단면도이다.
본 고안에 따르면, 전면에 디스플레이용 개구가 형성되고 측면에 공기배출을 위한 슬릿이 형성된 패널; 패널의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 상기 슬릿을 통하여 배출하는 공기배출팬; 공기배출팬의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 가열하여 데우는 PTC 세라믹 히터; PTC 세라믹 히터의 후단에 설치되어 공기 중의 세균이나 유해물질을 제거하도록 자외선방출 광원을 개재하여 중첩되는 다단의 광촉매필터들; 광촉매필터들의 후단에 설치되어 고전압으로 통과하는 공기 중의 미세입자를 이온화하고 이온화된 미세입자를 정전기력을 달라붙게 하여 제거하는 전기집진유닛; 전기집진유닛의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 병원균, 세균, 박테리아 및 곰팡이균 등의 번식을 함유된 은을 통하여 억제하고 살균하며, 세균성 냄새를 탈취함과 동시에 걸러지지 않은 나노급의 미세먼지를 흡착하여 제거하는 항균 나노실버 패널; 항균 나노실버 패널의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 냄새를 제거하기 위한 카본필터, 미세먼지나 담배연기입자를 제거하기 위한 부직포를 여재로 하는 HEPA 필터 및 큰 입자의 먼지를 제거하는 염화필터가 연속적으로 설치된 3중 필터; 및 패널이 결합되고, 각 필터들과 공기집진유닛 및 항균 나노실버 패널을 수용하는 케이스로 이루어지는 다기능 공기청정기가 개시된다.
바람직하게, 케이스 내부 일측면에 설치되어 전열에 의해 수증기를 발생시켜 슬릿을 통해 배출하는 전열가습유닛과, 타측면에 설치되어 산소를 발생시켜 슬릿을 통해 배출하는 산소발생유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 전열가습유닛 및 산소발생유닛에는 발생되는 수증기와 산소를 슬릿 전체에 균일하게 배출되도록 슬릿에 대응하는 길이를 가지며 슬릿까지 연장되는 디퓨져가 연결될 수 있다.
바람직하게, 패널과 공기배출팬 사이에는 디스플레이용 개구에 대응하여 백라이트 어셈블리가 설치된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 분해 사시도이다. 이 실시예에서는 공기청정기가 액자형으로 구현된 것을 보여주고 있다.
도시된 바와 같이, 전면 패널(900)은 목재나 금속재질 또는 수지재질로 이루어지며, 케이스(10)에 분리 가능하게 부착된다.
패널(900)의 전면에는 개구(910)가 형성되어, 후술하는 바와 같이, 이를 통해 투명한 필름(810)이 노출되며, 백라이트 어셈블리(800)로부터 조사되는 광에 의해 필름(820)이 표시된다. 또한, 패널(900)의 림(rim)의 측면 부분에는 공기가 방출되는 슬릿(920)이 형성된다.
패널(900)의 바로 후단에는 백라이트 어셈블리(800)가 적절한 결합부재, 예를 들어, 나사 등에 의해 결합된다. 백라이트 어셈블리(800)는 아크릴 등과 같은 전면보호 투명부재(810), 도광판(830) 및 전면보호 투명부재(810)와 도광판(830) 사이에 개재되는 사진필름(820) 및 도광판(830)의 일측면에 설치되는 냉음극형광램프(CCFL; 840)로 이루어진다.
백라이트 어셈블리(800)의 후단에는 공기배출팬(750)이 설치되어 후단에서 처리된 공기를 슬릿(920)을 통하여 배출시킨다.
공기배출팬(750)의 후단에는 PTC 세라믹 히터가 설치된다. PTC(Positive Temperature Coefficient Resistance Heating Element)는 최첨단 항공기의 기내 난방장치로 개발되어 전 세계적으로 사용되고 있다.
주요한 특징을 살펴보면, 일반적인 난방방식인 열선/할로겐/석영관 등은 히터 전원을 차단하기 전에는 전력소모가 일률적인데 반해, PTC 세라믹 히터는 실내온도가 상승되었을 때는 전력소모량이 상대적으로 낮아지고, 실내온도가 하락했을 때는 다시 PTC 세라믹 소자의 발열량이 증대하여 실내 온도를 지속적으로 유지시켜 주므로 전력소모량이 상대적으로 적어지므로 전력 낭비가 없는 효율적인 난방이 가능하다.
또한, PTC 세라믹 소자 자체에 불꽃이 생기지 않으므로 화재로부터 원천 보호할 수 있으며, 공기중 산소와 반응하지 않고, 실내공기를 태우지 않으므로 산화질소 등 공해물질을 발생시키지 않는다.
PTC 세라믹 히터(700)의 후단에는 유해물질을 제거하도록 자외선 냉음극형광램프와 같은 광원(650)을 개재하여 다수매의 광촉매필터들(610, 620, 630)이 겹쳐져서 설치된다.
또한, 광촉매필터들(610, 620, 630)의 후단에는 전기집진유닛(500)이 설치되며, 바람직하게, 은(Ag)이나 금(Au) 및 TiO2를 포함하는 하이브리드 광촉매를 입힌 전기집진유닛(500)이 이용될 수 있다.
전기집진유닛(500)의 후단에는 항균 나노실버 패널(400)이 설치된다.
1 나노미터는 10억분의 1m로써, 나노실버(nano silver)는 나노기술(Nano Technology) 중 은(Silver)을 이용한 기술을 말한다. 은을 나노실버로 만들 경우, 강력한 항균, 살균, 탈취 및 전자파 차폐 등의 새로운 특성을 얻을 수 있다. 은은 표면적이 클수록 항균력이 뛰어나지만, 표면적을 넓히려면 은 입자의 크기를 줄여야 한다.
항균 나노실버 패널(400)의 후단에는 냄새를 제거하기 위한 카본필터(300), 미세먼지나 담배연기입자를 제거하기 위한 부직포를 여재로 하는 HEPA 필터(200) 및 큰 입자의 먼지를 제거하는 염화필터(100)가 연속적으로 설치된다.
이하 제 1 실시예에 따른 다기능 공기청정기의 동작을 설명한다.
전원이 인가되어 공기배출팬(750)이 회전하여 부압이 발생되면, 케이스(10)의 후단으로부터 공기가 인입된다. 도시되지는 않았지만, 케이스의 적절한 위치에 공기 인입 슬릿을 형성함으로써 공기가 원활하게 인입될 수 있다.
인입되는 공기는 염화필터(100)를 통과하면서 비교적 입자가 큰 먼지나 이물질이 제거된다. 물론 염화필터 대신에 입자가 큰 먼지를 제거하기 위한 다른 종류의 필터를 사용할 수 있다.
큰 입자가 먼지가 제거된 공기는 HEPA 필터(200)를 통과하면서 미세한 먼지가 제거된다. 바람직하게, 기존의 글래스울(glass wool) 대신에 멜트 브라운(melt blown) 방식으로 제조된 부직포 필터를 사용함으로써 환경오염을 줄일 수 있다.
카본필터(300)를 통과하면서 공기 중에 포함된 냄새가 PPb 범위까지 흡착된다.
이어 항균 나노실버 패널(400)을 통과하면서 은에 의해 650여 가지 이상의 병원균, 세균, 박테리아 및 곰팡이균 등의 번식을 억제하고 살균하며, 세균성 냄새를 탈취한다. 또한, 걸러지지 않은 나노급의 미세먼지가 흡착된다.
전기집진유닛(500)에서는 고전압으로 통과하는 공기 중의 미세입자를 이온화하고 이온화된 미세입자를 정전기력을 달라붙게 하여 제거하게 된다.
또한, 처리된 공기는 광촉매필터들(610, 620, 630)을 통과하면서 공기 중에 포함된 병원성대장균, 황색포도구균이나 O-157과 같은 세균이나 박테리아 등이 살균되고, 각종 냄새가 제거된다.
광촉매(photocatalyst)는 빛과 촉매의 합성어로 빛을 에너지원으로 촉매 반응(화학반응; 산화/환원반응)을 촉진시켜 각종 세균 및 오염물질을 분해시켜 주는 반도체 물질을 말한다. 광촉매로서 가장 널리 사용되고 있는 재료는 이산화티타늄(TiO₂)으로, 도 1과 같이 설치된 자외선 냉음극형광램프(650)로부터 방출되는 자외선을 흡수하면 표면에서 전자와 정공이 생성되고 이들 활성종(전자,전공)은 대부분의 유해물질을 분해시킨다.
즉, 광촉매 반응시 생성되는 정공(h+)이 수산기(H2O)와 반응을 일으켜 생성되는 수산라디칼(OH)은 높은 산화, 환원 전위를 가지고 있기 때문에 병원성대장균, 황색포도구균, O-157 등 각종 병원균과 박테리아를 99% 이상 살균하는 등 모든 대상물질을 산화시키는 능력이 매우 우수하다.
이와 같이 처리되어 청정한 공기는 PTC 세라믹 히터(700)를 통과하면서 가열되어 일정한 온도로 데워지고, 공기배출팬(700)에 의해 슬릿(920)을 통하여 외부로 배출된다.
한편, 패널(900)에 바로 후단에 결합된 백라이트 어셈블리(800)에 의해 외부에서는 단순히 조명액자로 보이기 때문에 장식적인 측면에서 다른 인테리어와 잘 조화될 수 있다. 또한, 공기가 배출되는 슬릿(920)은 각각의 측면에 형성함으로서 배출되는 공기가 사방으로 방출되어 보다 더 잘 섞이도록 할 수 있다.
특히, 각 필터들과 공기배출팬의 사이즈와 배치를 적절하게 설계함으로서 벽걸이형이나 펜던트형으로 적용될 수 있어 더욱 확실한 인테리어 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 자외선 냉음극형광램프(650) 자체가 대략 2mm 정도의 직경을 갖기 때문에 광촉매필터들 사이에 간격을 작게 할 수 있고, 자외선 냉음극형광램프(840)를 적절하게 벤딩함으로서 필터 전체에 균일하게 자외선을 투사할 수 있다.
도 2는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 공기청정기를 보여주는 분해 사시도이다. 이 실시예에서는 부가적인 유닛에 의해 스탠드형으로 구성한 예를 보여주고 있다.
기본적으로 도 1의 제 1 실시예와 동일한 구성을 가지며 여기에서는 차이가 나는 구성에 대해서만 설명한다.
전면 패널(900)에는 디스플레이(910)가 형성되어 각종 정보가 표시되며, 하부에는 기능버튼들(930)이 설치된다. 또한, 측면에는 슬릿(920)이 형성된다.
도 1에 도시된 각 필터들(100, 200, 300)과 항균 나노실버 패널(400), 전기집진유닛(500) 및 광촉매필터들(610, 620, 630) 및 PTC 세라믹 히터(700)와 공기배출팬(750)은 케이스(10) 내부에 수납된다. 이 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 백라이트 어셈블리를 설치하지 않는 것으로 한다.
케이스(10) 내부의 일측에는 전열가습유닛(50)이 설치되며, 배출되는 수증기가 슬릿(920) 전체에서 균일하게 배출되도록 슬릿(920)에 대응하는 길이를 갖는 디퓨져(54)가 전열가습유닛(50)에 부착된다. 도면부호 52는 마개를 나타낸다. 전열가습유닛(50)은 내부에 채워진 물을 전극을 이용하여 열로써 증발시켜 수증기를 발생시키며, 주기적인 청소를 위하여 케이스(10)에 착탈 가능하게 장착된다.
또한, 케이스(10)의 상측에는 산소발생유닛(60)이 설치되며, 전열가습유닛(50)과 마찬가지로 디퓨져(64)가 연결된다.
도 3을 참조하면, 디퓨져(54)는 슬릿(920)까지 연장되어 정화 처리된 공기가 공기배출팬(750)에 의하여 슬릿(920)을 통하여 배출될 때, 디퓨져(54)로부터 배출되는 수증기를 함께 밀어낼 수 있으며, 이는 산소발생유닛에 대해서도 동일하다.
따라서, 선택적으로 전열가습유닛이나 산소발생유닛을 부가하여 공기청정기의 기능을 보다 복합화하여 사용자의 요구에 부합되도록 할 수 있다.
이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있다. 즉, 실시예로 설명하지는 않았지만, PTC 세라믹 히터와 전열가습유닛 및 산소발생유닛을 적절하게 조합하여 제품을 생산할 수 있다.
따라서, 본 고안의 범위는 상기의 실시예들에 한정되어서는 안되며 이하에 서술되는 청구범위와 그 균등물에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면 여러 가지의 이점을 갖는다.
공기청정기를 통하여 일반적인 필터들을 통하여 걸러지지 않은 나노급의 미세한 먼지를 효과적으로 필터링하고 냄새를 완벽하게 제거함과 동시에 온풍기능을 갖도록 할 수 있다.
이와 함께 선택적으로 산소를 발생하거나 가습기능을 갖도록 함으로써 사용자의 요구를 풍부하게 수용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전면에 디스플레이용 개구가 형성되고 측면에 공기배출을 위한 슬릿이 형성된 패널;
    상기 패널의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 상기 슬릿을 통하여 배출하는 공기배출팬;
    상기 공기배출팬의 후단에 설치되어 정화 처리된 공기를 가열하여 데우는 PTC 세라믹 히터;
    상기 PTC 세라믹 히터의 후단에 설치되어 공기 중의 세균이나 유해물질을 제거하도록 자외선방출 광원을 개재하여 중첩되는 다단의 광촉매필터들;
    상기 광촉매필터들의 후단에 설치되어 고전압으로 통과하는 공기 중의 미세입자를 이온화하고 이온화된 미세입자를 정전기력을 달라붙게 하여 제거하는 전기집진유닛;
    상기 전기집진유닛의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 병원균, 세균, 박테리아 및 곰팡이균 등의 번식을 함유된 은을 통하여 억제하고 살균하며, 세균성 냄새를 탈취함과 동시에 걸러지지 않은 나노급의 미세먼지를 흡착하여 제거하는 항균 나노실버 패널;
    상기 항균 나노실버 패널의 후단에 설치되어 공기 중에 포함된 냄새를 제거하기 위한 카본필터, 미세먼지나 담배연기입자를 제거하기 위한 부직포를 여재로 하는 HEPA 필터 및 큰 입자의 먼지를 제거하는 염화필터가 연속적으로 설치된 3중필터; 및
    상기 패널이 결합되고, 상기 각 필터들과 공기집진유닛 및 항균 나노실버 패널을 수용하는 케이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스 내부 일측면에 설치되어 전열에 의해 수증기를 발생시켜 상기 슬릿을 통해 배출하는 전열가습유닛과, 타측면에 설치되어 산소를 발생시켜 상기 슬릿을 통해 배출하는 산소발생유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전열가습유닛 및 산소발생유닛에는 발생되는 수증기와 산소를 상기 슬릿 전체에 균일하게 배출되도록 상기 슬릿에 대응하는 길이를 가지며 상기 슬릿까지 연장되는 디퓨져가 연결되는 것을 특징으로 하는 다기능 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패널과 공기배출팬 사이에는 상기 디스플레이용 개구에 대응하여 백라이트 어셈블리가 설치되는 것을 특징으로 하는 다기능 공기청정기.
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