JP6771269B2 - 空気浄化装置 - Google Patents
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Description
本発明は、空気浄化装置に関し、より詳細には、紫外線を用いる空気浄化装置に関する。
近年、韓国の空気の質は急激に悪化している。急激な中国産業化の結果として発生する大気汚染物質が黄砂に載せられて韓国に上陸しており、これにより、韓国の大気中の有害重金属濃度は憂慮する水準を越えている。また、建物内部に居住する場合においても、微細な埃、ホルムアルデヒド、浮遊細菌などの汚染物質が室内空気を汚染させており、このため、鼻、目、喉の乾燥と痛み、くしゃみ、鼻詰まり、疲労などのようなシックハウス症候群（ｓｉｃｋ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｓｙｎｄｒｏｍｅ）が発生するとの報告がされている。
このような環境の中で、汚染された空気を浄化させることができる空気浄化装置の需要が増加している傾向にある。現在、常用されているほとんどの空気浄化装置は、内部に各種フィルタを備えており、汚染された空気を流入して、フィルタを介して汚染粒子を物理的にろ過させるか、吸着させて漉し出すことにより空気を浄化させる。
最近では、紫外線を用いて空気を直接殺菌したり、光触媒フィルタと紫外線との反応を介してのラジカル生成により空気を浄化させる方法が提案されている。このような、紫外線を用いる空気浄化方法の一例が特許文献１に開示されている。
一方、空気浄化装置内に適用される送風機は一例として、軸流型送風機、遠心型送風機などに分類されることができる。軸流型送風機は、空気の流動がインペラの回転軸と平行方向に発生するものであって、家庭用扇風機を例に挙げることができる。遠心型送風機は、吸入流動は回転軸方向であるが、吐出流動が回転軸の直角方向になるように空気流動が発生するものであって、ブロワファンを例に挙げることができる。遠心型送風機を適用する空気清浄機に関連した技術の一例が特許文献２に開示されている。
本発明の目的は、殺菌及び脱臭作用を効率的に実現することができる空気浄化装置を提供することにある。
本発明の目的は、送風機の吐出口からフィルタ部に到達する流体の流れを制御できる空気浄化装置を提供することにある。
本発明の目的は、光触媒反応を介しての空気浄化効率が向上した空気浄化装置を提供することにある。
本発明の一実施形態による空気浄化装置は、空気流入口及び空気排出口を有するケースと、前記ケース内で空気の流路に沿って配置される空気浄化部とを備える。前記空気浄化部は、通気孔を有する印刷回路基板、前記印刷回路基板上に配置される紫外線発光ダイオード、及び前記紫外線発光ダイオードの周りに配置される光反射構造物を有する紫外線光源部を備える。前記紫外線発光ダイオードは、前記通気孔を通過した空気に対して紫外線を照射する。
本発明の他の一実施形態による空気浄化装置は、空気流入口、空気排出口、及び空気流路を有するケースと、前記空気流入口と隣接して配置される送風機、前記送風機の上部で前記空気の流路に沿って配置されるフィルタ部、及び前記送風機と前記フィルタ部との間に配置される流体制御構造物を備える。前記流体制御構造物は、前記送風機の吐出口と前記フィルタ部との間の空気の流動形態を制御する。
本発明の実施形態によれば、紫外線光源部から放出される紫外線が光反射構造物によって反射されてより効率的にフィルタ部に照射され、または、流路に沿って移動する空気により効率的に照射されるようにすることができる。これにより、流路に沿って流動する空気は、紫外線と接触できる時間が増加し、殺菌及び脱臭効率が増加し得る。
本発明の実施形態によれば、光反射構造物と流体制御構造物を配置することにより、空気浄化装置内の流路に沿って流れる空気に対する空気浄化効率を向上させることができる。例えば、光反射構造物は、光触媒フィルタに照射される光の面積を広げることにより、紫外線と光触媒物質との間の光触媒反応効率を増加させることができる。流体制御構造物は、空気浄化装置内の流路に沿って流動する空気の流れを遅くするように流速を低下させて、光触媒反応により生成される水酸化物と空気との接触時間を増やすことができる。このような構成により空気浄化効率を向上させることができる。
本発明の実施形態によれば、光反射構造物は、紫外線発光ダイオードが実装される印刷回路基板に結合して構成されることにより小型化が可能であり、一つのパッケージとして取り扱うことができ、使用上、便宜性が高い。
本発明の実施形態によれば、送風機とフィルタ部との間に流体制御構造物を配置することにより、送風機の吐出口からフィルタ部に到達する流体の流れが均一になるように制御することができる。これにより、空気浄化装置の内部からフィルタ部に移動する空気がフィルタ部の表面積に均等に分散されることにより、フィルタ部による空気浄化効率が向上し得る。
本発明の実施形態の記載において、「第１」及び「第２」のような記載は部材を区分するためのものであり、部材自体を限定し、特定の順序を意味するものとして使用されたものではない。また、ある部材の「上」に位置するか、「上部」または「下部」、「側面」に位置するという記載は相対的な位置関係を意味するものであり、その部材に直接接触したり、あるいは中間の界面に他の部材がさらに導入されたりする特定の場合を限定するものではない。また、ある一構成要素が他の構成要素に「接続されている」、または「設置されている」という記載は、他の構成要素に直接連結されているか、あるいは接続されていることができ、若しくは、中間に他の別の構成要素等が介在されて連結関係または接続関係を構成することもできる。明細書の全体にわたって同じ参照符号は実質的に同じ構成要素を意味することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した図である。図２は、図１の空気浄化装置の概略的な断面図である。図１及び図２に示すように、空気浄化装置１００は、ケース１１０及び空気浄化部２０を備える。空気浄化部２０は、紫外線光源部２１０及びフィルタ部２２０を有する。
ケース１１０は、空気流入口１１２及び空気排出口１１４を備え、空気浄化装置１００の本体部を形成する。図面に示すように、紫外線光源部２１０の上端から空気排出口１１４までの空気の流路上の断面積が実質的に同一であって、十分な風量の空気が流動できるようにすることができる。しかし、他の実施形態においては、空気の流路に沿って形成される断面積は互いに異なってもよく、様々な変形例が存在し得る。
空気流入口１１２に隣接したケース１１０の内部には送風機１３０が配置され得る。送風機１３０は、一例としてブロワ（ｂｌｏｗ）ファンまたは軸流（ａｘｉａｌ）ファンを有することができる。図面では具体的な一実施形態としてブロワファンを例示しているが、必ずこれに限定されるものではない。送風機１３０は、空気流入口１１２に隣接した流入口１３２と、流入した空気を排出する吐出口１３４とを備えることができる。
図面のように、送風機１３０としてブロワファンが適用される場合、吐出口１３４の断面積はケース１１０内部の断面積より小さい場合がある。この場合、吐出口１３４から排出される空気が吐出口１３４近傍の領域で停滞されたり、ケース１１０下部方向に進んでしまったりするなどの問題が発生し得る。したがって、図面のように、吐出口１３４からケース１１０の内壁方向に延在するように流体制御構造物１４０を配置し、吐出口１３４から排出される空気がケース１１０の内部空間に均一に進むようにすることができる。図示されたように、流体制御構造物１４０は、空気の流れを制御する空気導管でありうる。流体制御構造物１４０は、吐出口１３４からケース１１０内壁方向に配置される以外に、空気流入口１１２と空気浄化部２０との間の適切な位置に配置されることができる。
送風機１３０の上端部には空気浄化部２０が配置され得る。図示されたように、紫外線光源部２１０及びフィルタ部２２０が順次配置され得る。
紫外線光源部２１０は、印刷回路基板２１１、印刷回路基板２１１上に配置される紫外線発光ダイオード２１２、２１３、及び光反射構造物２１４を備える。印刷回路基板２１１は、内部に空気が流動できる通気孔を備える。光反射構造物２１４は、紫外線発光ダイオード２１２、２１３の周りに配置されて、紫外線発光ダイオード２１２、２１３から放出される紫外線を反射して、流路に沿って移動する空気が紫外線と接触する時間を増加させることができる。例えば、光反射構造物２１４は、紫外線発光ダイオード２１２、２１３の側面で紫外線発光ダイオード２１２、２１３より大きい高さを有するように配置される。光反射構造物２１４は、光反射構造物２１４の高さが増加するにつれてケース１１０の内壁方向に延在するように構成される。いくつかの他の実施形態において、印刷回路基板２１１は、光反射構造物２１４の内部に配置されてもよい。
紫外線発光ダイオード２１２、２１３は、通気孔を通過した空気に対して紫外線を照射する。紫外線発光ダイオード２１２、２１３は一例として、殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２及び光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３を含む。紫外線発光ダイオード２１２、２１３は、空気流路に沿って流れる空気の流れ方向と紫外線の照射方向とが一致するように配置される。すなわち、一例として、空気の流れは、ケース１１０の下部から上部方向になされ、紫外線発光ダイオード２１２、２１３は、上部方向に紫外線を照射するように印刷回路基板２１１上に配置される。
殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２は、２００ないし３００ｎｍの紫外線を放出し、光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３は、３００ないし４００ｎｍの紫外線を放出する。
紫外線光源部２１０の上部には、紫外線発光ダイオード２１２、２１３と対向するようにフィルタ部２２０が配置される。例えば、紫外線発光ダイオード２１２、２１３側から順に光触媒フィルタ２２２、捕集フィルタ２２４が配置される。
光触媒フィルタ２２２は、光触媒物質として光触媒反応を提供する物質を含む。一例として、光触媒物質は、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）、または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含む。光触媒フィルタ２２２は、酸化チタン（ＴｉＯ２）を含む層状構造で形成されてもよい。光触媒フィルタ２２２は、発泡金属（ｍｅｔａｌ ｆｏａｍ）や多孔性金属材のように空気が流れ得る材質に、光触媒物質がコーティングされて製造される。
光触媒フィルタ２２２は、光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３から放出される約３００ないし４００ｎｍの紫外線と光触媒反応をすることができる。光触媒物質に紫外線が吸収されると、表面に電子（ｅ−）と正孔（＋）が生じるようになり、電子は、光触媒物質の表面にある酸素と反応してスーパーオキシドアニオン（・Ｏ２ −）を生成することができる。また、正孔は、空気中に存在する水分と反応してヒドロキシルラジカル（・ＯＨ）を生成するようになり、このときに生成されたヒドロキシルラジカルは有機物質を酸化分解することができる。これにより、空気浄化装置内部に流入した空気内の汚染物質及び悪臭物質を分解して水と二酸化炭素に変換させることができる。また、ヒドロキシルラジカルは、強い酸化剤として作用することにより、殺菌作用を実現することもできる。これにより、光触媒フィルタ２２２は、光触媒用の発光ダイオード２１３と協働して、流入した空気に対して脱臭及び殺菌作用を実現することができる。
捕集フィルタ２２４は、流入した空気中の細菌を捕集する機能を果たす。このために、捕集フィルタ２２４は、細菌が容易に通過できないように微細な細孔を備えることができる。捕集フィルタ２２４は、表面積を増加させて単位面積当たりの捕集量を高めるために、フィルタ物質が空気流れ方向に対して曲げられている形状を有することができる。捕集フィルタ２２４に捕集された細菌は、殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２から放出される約２００ないし３００ｎｍの紫外線により殺菌され得る。捕集フィルタ２２４は、空気中の細菌が殺菌用の紫外線に暴露される時間を増加させることにより、殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２の殺菌効率を増加させる機能を果たすことができる。いくつかの実施形態において、捕集フィルタ２２４は、殺菌剤を有してもよい。殺菌剤は、殺菌効率をさらに増加させることができる。
いくつかの他の実施形態においては、空気浄化装置１００は、炭素フィルタをさらに有してもよい。炭素フィルタは、送風機１３０と紫外線光源部２１０との間またはフィルタ部２２０の後端（空気の流れの下流側）に配置されてもよい。炭素フィルタが活性炭及び触媒を含むことにより、空気中の有機化学物質が炭素フィルタを通過する間、漉されるようになる。これにより、流入した空気に対して脱臭作用を実現することができる。
いくつかの他の実施形態において、ケース１１０の内壁の少なくとも一部は光反射物質で塗布されてもよい。例えば、紫外線光源部２１０上部の内壁に対して光反射効率の高いアルミニウムまたは銀のコーティング層が形成されてもよい。これにより、流路に沿ってケース１１０の内部を流動する空気が紫外線と接触する時間をさらに増加させることができる。
図３は、本発明の一実施形態に係る紫外線光源部を概略的に示した平面図である。図３に示すように、紫外線光源部２１０は、内部に通気孔２１６を有する印刷回路基板２１１を備える。印刷回路基板２１１上には、殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２及び光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３が配置される。殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２及び光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３は、図示されたように、互いに交差するように印刷回路基板２１１上に配列されるが、必ずこれに限定されるものではなく、様々な配列が可能である。
殺菌用の紫外線発光ダイオード２１２及び光触媒用の紫外線発光ダイオード２１３の周りには光反射構造物２１４が配置される。光反射構造物２１４の内壁は、光反射効率の高いアルミニウムまたは銀のコーティング層を有してもよい。他には、光反射構造物２１４はアルミニウムまたは銀で製造されてもよい。光反射構造物２１４は、印刷回路基板２１１との接続部材２１５及びケース１１０の内壁により構造的に支持される。接続部材２１５の形態及び構成は、公知の様々な支持構造物の形態をしたがうことができる。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した図である。図４に示すように、空気浄化装置３００は、空気浄化部として第１の空気浄化部４０及び第２の空気浄化部５０を有し、第１の空気浄化部４０及び第２の空気浄化部５０が空気の流路に沿って順に配列されるという点を除き、第１の実施形態に係る空気浄化装置１００とその構成が実質的に同様である。したがって、重複を排除するために、空気浄化装置３００のうち第１の実施形態と異なる構成を中心として説明する。
図４に示すように、第１の空気浄化部４０は、殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２を有する第１の紫外線光源部４１０及び捕集フィルタ２２２を備えることができる。第１の紫外線光源部４１０は、印刷回路基板４１１、印刷回路基板４１１上に配置される殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２、及び殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２の周りに配置される光反射構造物４１４を備えることができる。
第２の空気浄化部５０は、光触媒用の紫外線発光ダイオード５１２を有する第２の紫外線光源部５１０及び光触媒用フィルタ２２４を備えることができる。第２の紫外線光源部５１０は、印刷回路基板５１１、印刷回路基板５１１上に配置される光触媒用の紫外線発光ダイオード５１２、及び光触媒用の紫外線発光ダイオード５１２の周りに配置される光反射構造物５１４を備えることができる。
空気導管１４０を介して流動する空気に対し、第１の空気浄化部４０が１次的に殺菌作用を実現し、第１の空気浄化部４０を通過した空気に対して第２の空気浄化部５０が脱臭及び殺菌作用を実現することができる。
いくつかの他の実施形態において、第１の空気浄化部４０及び第２の空気浄化部５０の配置は互いに置換してもよい。したがって、空気導管１４０を介して流動する空気に対して、先に第２の空気浄化部５０が１次的に脱臭及び殺菌作用を実現し、次に、第２の空気浄化部５０を通過した空気に対して第１の空気浄化部４０が殺菌作用を実現することもできる。
図５は、本発明の一実施形態に係る紫外線光源部を概略的に示した図である。一実施形態として、紫外線光源部は、図４と関連して上述した第１の紫外線光源部４１０でありうる。
図５に示すように、第１の紫外線光源部４１０は、内部に通気孔４１６を有する印刷回路基板４１１を備える。印刷回路基板４１１上には、殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２が配置される。殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２は、図示されたように、複数の列をなすように配列されるが、必ずこれに限定されるものではなく、様々な形態の配置が可能である。
殺菌用の紫外線発光ダイオード４１２の周りには光反射構造物４１４が配置され得る。光反射構造物４１４の内壁は、光反射効率の高いアルミニウムまたは銀のコーティング層を有してもよい。他には、光反射構造物４１４は、アルミニウムまたは銀で製造されてもよい。光反射構造物４１４は、印刷回路基板４１１と接続部材４１５により接続されて構造的に支持される。接続部材４１５の形態及び構成は、公知の様々な支持構造物の形態をしたがうことができる。
他の実施形態として、紫外線光源部は、図４と関連して上述した第２の紫外線光源部５１０でありうる。第２の紫外線光源部５１０の構成は、印刷回路基板５１１上に光触媒用の紫外線発光ダイオード５１２が実装されるという点を除き、第１の紫外線光源部４１０の構成と実質的に同様である。
図６は、本発明の第３の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した図である。図７は、図６の空気浄化装置の概略的な断面図である。図６及び図７に示すように、空気浄化装置６００は、ケース６１０、送風機６２０、及びフィルタ部６３０を備える。
ケース６１０は、空気流入口６１２及び空気排出口６１４を備え、内部に空気流入口６１２から空気排出口６１４への空気流路を備える。ケース６１０は、空気浄化装置６００のフレームを構成する。
空気流入口６１２に隣接したケース６１０内部には送風機６２０が配置される。送風機６２０は、一例としてブロワ（ｂｌｏｗ）ファンを有する。送風機６２０は、空気流入口６１２に隣接した流入口６２２と流入した空気を排出する吐出口６２４とを備える。図示されたように、送風機６２０は、吸入流動が回転軸方向（すなわち、ｙ方向）であることに対し、吐出流動は回転軸の直角方向（すなわち、ｚ方向）に空気流動を発生させることができる。
このように、ブロワファンを有する送風機を適用する場合、送風機６２０の吐出口６２４の断面積は、ケース６１０内部の空気流路の断面積より小さい。また、送風機６２０の吐出口６２４の中心軸は、ケース６１０内部の中心軸から一側方向に偏って位置してもよい。すなわち、図６のように、送風機６２０の吐出口６２４の中心軸は、ケース６１０内部の中心軸からｘ方向またはｙ方向に所定の距離の分だけ外れて位置してもよい。
上述した構成により、吐出口６２４から排出される空気が吐出口６２４近傍の領域で停滞したり、ケース６１０の下部方向に進んだりするなどの問題が発生する。また、吐出口６２４から排出される空気の流れが一方向に偏重されることにより、フィルタ部６３０の表面のうち、一部領域を介してのみ空気がフィルタ部６３０に流入するという問題が発生する。
このような問題点を解決するために、本発明では、流体制御構造物６４０を送風機６２０とフィルタ部６３０との間に配置させる。流体制御構造物６４０は、送風機６２０の吐出口６２４からフィルタ部６３０までの間での空気の流動形態を制御することができる。流体制御構造物６４０は、流体制御構造物６４０近傍での空気流れの速度、方向、密度などを変化させることができるように配置される。
本実施形態では、流体制御構造物６４０として、送風機６２０の吐出口６２４からケース６１０の内壁方向に延在するように流体導管６４０を配置することができる。流体導管６４０は、吐出口６２４とフィルタ部６３０との間で空気の流れを制御することができる。
図示されたように、流体導管６４０は、送風機６２０の吐出口６２４からケース６１０の内壁方向に延在する第１の導管部６４１、第１の導管部６４１と接続され、ケース６１０の内壁の反対方向に延在する第２の導管部６４３、及び第１の導管部６４１及び第２の導管部６４３と接続され、ケース６１０の内壁と平行な方向に延在する第３の導管部６４２を備えることができる。
第１の導管部６４１は、吐出口６２４から放出される空気が吐出口６２４近傍の領域で停滞されるか、ケース６１０の下部方向に進むことを抑制させる機能を果たし、ケース６１０内部の広い空間に空気を拡散させる機能を果たすことができる。第２の導管部６４３は、ケース６１０の長さ方向に対して所定の角度を有するように配置されることができる。すなわち、第２の導管部６４３は、ケース６１０内部方向に所定の角度で曲げられるように構成されることができ、空気がケース６１０内部の中央領域にまとめられて進むように制御することができる。第３の導管部６４２は、隣接するケース６１０の内壁と垂直な断面（図７の水平方向断面）を基準としてケース６１０の全体領域（当該断面の領域全体）に空気を拡散させた状態で空気の流れが進むように制御することができる。いくつかの実施形態において、第３の導管部６４２は省略されてもよい。
流体制御構造物６４０の上部にはフィルタ部６３０が配置される。フィルタ部６３０は、第１のフィルタ６３２及び第２のフィルタ６３４を有することができる。一例として、第１のフィルタ６３２は脱臭フィルタ、第２のフィルタ６３４は殺菌フィルタである。他の例として、第１のフィルタ６３２はろ過フィルタ、第２のフィルタ６３４は脱臭フィルタであってもよい。このように、フィルタ部６３０は、各種フィルタが空気の流路に沿って順に配置される形態を有し、第１のフィルタ６３２及び第２のフィルタ６３４が有する機能は、脱臭、殺菌、ろ過を含み様々な種類の機能を実現してもよく、その制限がない。また、図面では、フィルタ部６３０として、第１のフィルタ６３２及び第２のフィルタ６３４の２種類を例示しているが、必ずこれに限定されず、フィルタ部６３０を構成するフィルタの個数にも制限がない。
上述したように、流体制御構造物６４０として流体導管を適用することにより、送風機６２０の吐出口６２４から排出される空気をより均一な分布でフィルタ部６３０に流入させることができる。流動する空気をフィルタ部６３０のフィルタ表面積に均等に分散させることにより、フィルタ部６３０による空気浄化効率を向上させることができる。
いくつかの他の実施形態において、図示されていないが、フィルタ部６３０の下部に紫外線発光ダイオード部が配置されてもよい。紫外線発光ダイオード部は、一例として図１と関連して説明した第１の実施形態の紫外線光源部２１０の構成と実質的に同様であってもよい。すなわち、紫外線発光ダイオード部は、上述した光触媒用の紫外線発光ダイオードまたは上述した殺菌用の紫外線発光ダイオードを有してもよい。
紫外線発光ダイオード部が光触媒用の紫外線発光ダイオードを有する場合、紫外線発光ダイオード部と隣接して配置されるフィルタ部６３０は光触媒フィルタを備えてもよい。紫外線発光ダイオード部が殺菌用の紫外線発光ダイオードを有する場合、フィルタ部６３０は、細菌を捕集する捕集フィルタを備えてもよい。
図８は、本発明の第４の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した断面図である。図８に示すように、空気浄化装置７００は、流体制御構造物として板状構造物６４４が追加されるということを除き、図６及び図７と関連して説明した空気浄化装置６００とその構成が実質的に同様である。したがって、重複を排除するために、空気浄化装置７００のうち、空気浄化装置６００とは異なる構成を中心として説明する。
板状構造物６４４は、流体導管６４０内部に配置される。板状構造物６４４の一表面は流路方向と対向するように配置されることにより、ケース６１０内の空気の流れを妨げることができる。一例として、板状構造物６４４の一表面は、空気の流路方向と実質的に垂直方向に配置される。他の例として、板状構造物６４４の一表面は、空気の流路方向と所定の角度で傾斜を有するように配置されてもよい。
図示されたように、板状構造物６４４が配置される領域は空気の流れが妨げられることができ、空気の流れはこの領域を回避するように発生する。板状構造物６４４と流体導管６４０とを適用することにより、フィルタ部６３０に向かう空気の流れを適宜制御することができる。すなわち、送風機６２０の構造により生じるフィルタ部６３０の特定領域に偏重する空気の流れを調節することができ、板状構造物６４４を通過する間、空気の流速が遅くなることにより、空気がフィルタ部６３０と反応できる時間を増加させることができる。
上述した板状構造物６４４及び流体導管６４０の構成及び配置は、送風機６２０の吐出口６２４の構造、送風機６２０の吐出性能（すなわち、吐出流量及び吐出流速）、及びケース６１０の内部構造により決定されてもよい。
いくつかの他の実施形態において、図示されていないが、フィルタ部６３０の下部に紫外線発光ダイオード部が配置されてもよい。紫外線発光ダイオード部は、一例として図１と関連して説明した第１の実施形態の紫外線光源部２１０の構成と実質的に同様でありうる。すなわち、紫外線発光ダイオード部は、上述した光触媒用の紫外線発光ダイオードまたは上述した殺菌用の紫外線発光ダイオードを有してもよい。
紫外線発光ダイオード部が光触媒用の紫外線発光ダイオードを有する場合、紫外線発光ダイオード部と隣接して配置されるフィルタ部６３０は光触媒フィルタを備えてもよい。紫外線発光ダイオード部が殺菌用の紫外線発光ダイオードを有する場合、フィルタ部６３０は、細菌を捕集する捕集フィルタを備えてもよい。
図９ａは、本発明の第５の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した断面図である。図９ｂは、図９ａに適用される流体制御構造物を概略的に示した平面図である。図９ａ及び図９ｂに示すように、空気浄化装置８００は、流体制御構造物として内部に通気孔を有する板状構造物６４５をさらに備えるということを除き、図６及び図７と関連して上述した空気浄化装置６００とその構成が実質的に同様である。また、板状構造物６４５が内部に通気孔を有するという点を除き、図８と関連して説明した空気浄化装置７００の板状構造物６４４とその構成が実質的に同様である。したがって、重複を排除するために、空気浄化装置８００のうち空気浄化装置７００とは異なる構成を中心として説明する。
図９ｂに示すように、板状構造物６４５は、空気の流れを妨げることができるフレーム部６４５ａ及びフレーム部６４５ａ内部の通気孔部６４５ｂを備える。板状構造物６４５に流動する空気は、通気孔部６４５ｂを介して板状構造物６４５ｂを通過することができる。板状構造物６４５は、通気孔部６４５ｂを適宜形成することにより、フィルタ部６３０に向かう空気の流れを制御することができる。すなわち、送風機６２０の構造により生じるフィルタ部６３０の特定領域に偏重する空気の流れを調節することができ、板状構造物６４５を通過する間、空気の流速が遅くなることにより、空気がフィルタ部６３０と反応できる時間を増加させることができる。このような、通気孔部６４５ｂの大きさ及び配置は、送風機６２０の吐出口６２４の構造、送風機６２０の吐出性能（すなわち、吐出流量及び吐出流速）、及びケース６１０の内部構造により決定されてもよい。
いくつかの他の実施形態において、図示されていないが、フィルタ部６３０の下部に紫外線発光ダイオード部が配置されてもよい。紫外線発光ダイオード部は、一例として図１と関連して説明した第１の実施形態の紫外線光源部２１０の構成と実質的に同様であってもよい。すなわち、紫外線発光ダイオード部は、上述した光触媒用の紫外線発光ダイオードまたは上述した殺菌用の紫外線発光ダイオードを有してもよい。
紫外線発光ダイオード部が光触媒用の紫外線発光ダイオードを有する場合、紫外線発光ダイオード部と隣接して配置されるフィルタ部６３０は光触媒フィルタを備えてもよい。紫外線発光ダイオード部が殺菌用の紫外線発光ダイオードを有する場合、フィルタ部６３０は、細菌を捕集する捕集フィルタを備えてもよい。
図１０ａは、本発明の第６の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した断面図である。図１０ｂは、図１０ａに適用される流体制御構造物を概略的に示した平面図である。
図１０ａ及び１０ｂに示すように、空気浄化装置９００は、流体制御構造物として球形構造物６４７をさらに備えるということを除き、図６及び図７と関連して上述した空気浄化装置６００とその構成が実質的に同様である。したがって、重複を排除するために、空気浄化装置９００のうち空気浄化装置６００とは異なる構成を中心として説明する。
球形構造物６４７は、流動する空気が球形構造物６４７の外周面を通るとき、圧力差によりうず巻きを発生させることができる。このようなうず巻きは、流動する空気を互いに混合させる役割を果たすことにより、空気をより均一な状態でフィルタ部６３０に到達させることができる。
図１０ｂに示すように、球形構造物６４７は、球形構造体６４７ａ、球形構造体６４７ａを互いに接続するフレーム部６４７ｃ、及びフレーム部６４７ｃ内部の通気孔６４７ｂを備えてもよい。球形構造体６４７ａは、球形構造体６４７ａの周辺に空気のうず巻きが発生する程度の大きさを有してもよい。このような、球形構造体６４７ａの大きさ及び配置は、送風機６２０の吐出口６２４の構造、送風機６２０の吐出性能（すなわち、吐出流量及び吐出流速）、及びケース６１０の内部構造により決定されてもよい。
いくつかの他の実施形態において、図示されていないが、フィルタ部６３０の下部に紫外線発光ダイオード部が配置されてもよい。紫外線発光ダイオード部は、一例として図１と関連して上述した第１の実施形態の紫外線光源部２１０の構成と実質的に同様でありうる。すなわち、紫外線発光ダイオード部は、上述した光触媒用の紫外線発光ダイオードまたは上述した殺菌用の紫外線発光ダイオードを有してもよい。
紫外線発光ダイオード部が光触媒用の紫外線発光ダイオードを有する場合、紫外線発光ダイオード部と隣接して配置されるフィルタ部６３０は光触媒フィルタを備えてもよい。紫外線発光ダイオード部が殺菌用の紫外線発光ダイオードを有する場合、フィルタ部６３０は、細菌を捕集する捕集フィルタを備えてもよい。
図１１ａは、本発明の第７の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した断面図である。図１１ｂは、図１１ａの空気浄化装置の流体制御構造物として適用される紫外線発光ダイオード部を概略的に示した平面図である。
図１１ａ及び１１ｂに示すように、空気浄化装置１０００は、流体制御構造物として紫外線発光ダイオード部６４８を適用するということを除き、図６及び図７と関連して上述した空気浄化装置６００とその構成が実質的に同様である。したがって、重複を排除するために、空気浄化装置１０００のうち空気浄化装置６００とは異なる構成を中心として説明する。
紫外線発光ダイオード部６４８は、内部に通気孔６４８ｂを有する印刷回路基板６４８ａ及び印刷回路基板６４８ａ上に配置される紫外線発光ダイオード６４８ｃ、６４８ｄを備えることができる。
一実施形態によれば、紫外線発光ダイオード６４８ｃ、６４８ｄは、フィルタ部６３０と反応して殺菌または脱臭作用を実現するように設置されてもよい。一例として、紫外線発光ダイオード６４８ｃが光触媒用の発光ダイオードである場合、フィルタ部６３０の第１のフィルタまたは第２のフィルタは光触媒用フィルタであってもよい。光触媒用の発光ダイオードは、約７００ないし８００ｎｍの波長を有する紫外線を放出させて、光触媒用フィルタの光触媒物質と反応させてもよい。光触媒反応により強い酸化力を有するヒドロキシルラジカルが生成されて、殺菌または脱臭作用を実現することができる。他の例として、紫外線発光ダイオード６４８ｃが殺菌用の発光ダイオードである場合、フィルタ部６３０の第１のフィルタまたは第２のフィルタは捕集フィルタであってもよい。捕集フィルタは、流動する空気中の細菌を捕集し、捕集された細菌に対して殺菌用の発光ダイオードが約２００ないし７００ｎｍの波長を有する紫外線を放出させて殺菌することができる。他の実施形態において、紫外線発光ダイオード６４８ｃ、６４８ｄは、光触媒用の発光ダイオードまたは殺菌用の発光ダイオードの単独で構成されてもよい。
本実施形態では、紫外線発光ダイオード６４８ｃ、６４８ｄが実装される印刷回路基板６４８ａを流体制御構造物として適用することができる。通気孔６４８ｂを用いて流動する空気を通過させることができ、通気孔６４８ｂを除いた印刷回路基板６４８ａの残りの部分を用いて流動する空気の流れを妨げることができる。このように、通気孔６４８ｂを有する印刷回路基板６４８ａを適用することにより、送風機６２０の構造により生じるフィルタ部６３０の特定領域に偏重する空気の流れを調節することができ、印刷回路基板６４８ａを通過する間、空気の流速が遅くなることにより、空気がフィルタ部６３０と反応できる時間を増加させることができる。このとき、通気孔６４８ｂの大きさ及び配置は、送風機６２０の吐出口６２４の構造、送風機６２０の吐出性能（すなわち、吐出流量及び吐出流速）、及びケース６１０の内部構造により決定されてもよい。
いくつかの他の実施形態においては、フィルタ部６３０の後端（空気の流れの下流側）に空気の流速を遅らせることができる構造物をさらに配置してもよい。このような構造物は、一例として前後端間（空気の流れの上流側と下流側との間）の差圧が大きいキャビンフィルタを備える。キャビンフィルタにより空気の流れが遅くなることにより、フィルタ部６３０に流動する空気が留まる時間が十分に確保され、フィルタ部６３０による殺菌または脱臭効率が増加される。
図１２は、本発明の第８の実施形態に係る空気浄化装置を概略的に示した断面図である。図１３ａは、図１２の空気浄化装置をＡ方向から見た断面図である。図１３ｂは、図１２の空気浄化装置をＢ方向から見た断面図である。
図１２、図１３ａ、及び図１３ｂに示すように、空気浄化装置１１００は、第１の空気流入口７１２及び空気排出口７１４を有するケース７１０を備える。ケース７１０は、空気浄化装置１１００の外観を構成するフレームである。図１２及び図１３ａに示すように、第１の空気流入口７１２は、ケース７１０の側面方向に形成されることができ、第１の空気流入口７１２を介してケース７１０内部に流入した空気は、第２の空気流入口７１３を経て送風機７２０に流入する。送風機７２０は、一例としてブロワ（ｂｌｏｗ）ファンを備えてもよい。
第２の空気流入口７１３を介して流入した空気は、第１のフィルタ部７３０を経て送風機流入口７２２に流入することができる。第１のフィルタ部７３０は、一例として埃フィルタ、捕集フィルタ、カーボンフィルタなど、様々な機能性ろ過フィルタを備えることができる。送風機流入口７２２に流入した空気は、送風機７２０の動作によって吐出口７２４を介して排出されることができる。
送風機７２０の吐出口７２４の中心軸は、ケース７１０内部の中心軸から一側方向に偏って位置してもよい。すなわち、図１３ａのように、送風機７２０の吐出口７２４の中心軸は、ケース７１０内部の中心軸からｙ方向に所定の距離の分だけ外れて位置してもよい。
吐出口７２４の上部には、第１の流体制御構造物７４０が配置されてもよい。第１の流体制御構造物７４０は、第１の導管内壁部７４１及び第２の導管内壁部７４２を有する導管を備えてもよい。第１の導管内壁部７４１及び第２の導管内壁部７４２は、ケース７１０の高さ方向に沿って導管の中心軸に対して互いに非対称的な形態であってもよい。一例として、第１の導管内壁部７４１及び第２の導管内壁部７４２は、曲線形、直線形など、様々な形態をであってもよい。また、第１の導管内壁部７４１及び第２の導管内壁部７４２の形態は、図６及び図７と関連して上述した第３の実施形態に示した流体制御構造物６４０の構成と実質的に同様であってもよい。
第１の流体制御構造物７４０は、導管内に制御構造体７４３をさらに備えてもよい。制御構造物７４３は、一例として図８と関連して説明した第４の実施形態の板状構造物６４４、図９ａ及び図９ｂと関連して説明した第５の実施形態の通気孔を有する板状構造物６４５、図１０ａ及び図１０ｂと関連して説明した第６の実施形態の球形構造物６４７を備えることができる。制御構造物７４３の形態は、一例として直線形、曲線形など、様々な形状であってもよい。上述したように、第１の流体制御構造物７４０は、吐出口７２４から排出されてフィルタ部７６０に流動する空気の流れを制御することができる。
第１の流体制御構造物７４０と隣接して紫外線発光ダイオード部７５０が配置されてもよい。第１の流体制御構造物７４０が導管の形態を有する場合、紫外線発光ダイオード部７５０は、導管である第１の流体制御構造物７４０内部に配置されてもよい。
紫外線発光ダイオード部７５０は、印刷回路基板７５２及び印刷回路基板７５２上に実装される紫外線発光ダイオード７５４を有することができる。紫外線発光ダイオード７５４は、上述した殺菌用の発光ダイオード及び上述した光触媒用の発光ダイオードを備えることができる。
紫外線発光ダイオード部７５０の上部にはフィルタ部７６０が配置される。図示されたように、フィルタ部７６０は、光触媒用フィルタ７６２及び捕集フィルタ７６４を備えてもよい。光触媒用フィルタ７６２は、紫外線発光ダイオード部７５０の光触媒用の発光ダイオードとともに機能してもよい。また、捕集フィルタ７６４は、殺菌用の発光ダイオードとともに機能してもよい。
図１３ａに示されるように、紫外線発光ダイオード部７５０の印刷回路基板７５２は、フィルタ部７６０と所定の角度で傾斜するように配置されることができる。すなわち、印刷回路基板７５２の表面は、フィルタ部７６０の表面と平行にならないように配置されることができる。これにより、紫外線発光ダイオード７５４から放出される光がフィルタ部７６０のメッシュと衝突する頻度を増加させ、メッシュにコーティングされた光触媒物質との光触媒反応、あるいはメッシュに捕集された細菌に対する殺菌反応の効率を増加させることができる。
フィルタ部７６０の上部には、第２の流体制御構造物７７０が配置される。第２の流体制御構造物７７０は、空気排出口７１４に延在するように配置されることができる。第２の流体制御構造物７７０は、第１の導管内壁部７７１及び第２の導管内壁部７７２を有する導管を備えることができる。第１の導管内壁部７７１及び第２の導管内壁部７７２は、ケース７１０の高さ方向に沿って導管の中心軸に対して互いに非対称的な形態を有してもよい。一例として、第１の導管内壁部７７１及び第２の導管内壁部７７２は、曲線形、直線形など、様々な形態であってもよい。また、第１の導管内壁部７７１及び第２の導管内壁部７７２の形態は、図６及び図７と関連して上述した第３の実施形態に示した流体制御構造物６４０の構成と実質的に同様であってもよい。
第２の流体制御構造物７７０は、導管内に制御構造体７７３をさらに備えることができる。制御構造体７７３は、一例として図８と関連して説明した第４の実施形態の板状構造物６４４、図９ａ及び図９ｂと関連して説明した第５の実施形態の通気孔を有する板状構造物６４５、図１０ａ及び図１０ｂと関連して説明した第６の実施形態の球形構造物６４７を備えてもよい。制御構造体７７３の形態は、一例として直線形、曲線形など、様々な立体形状であってもよい。第２の流体制御構造物７７０は、フィルタ部７６０を介して排出され、空気排出口７１４に流動する空気の流れを制御することができる。
上述したように、本発明の各実施形態について図面を例示して説明したが、これは、本発明の一実施形態を説明するためのものであり、詳細に説明した形状に本発明を限定しようとするものではない。本出願で提示した技術的思想が反映される限り、様々な他の変形例が可能であろう。
１００ 空気浄化装置
１１０ ケース
１３０ 送風機
１４０ 流体制御構造物（空気導管）
２０ 空気浄化部
２１０ 紫外線光源部
２１１、４１１ 印刷回路基板
２１２、４１２ 殺菌用紫外線発光ダイオード
２１３ 光触媒用紫外線発光ダイオード
２１４、４１４ 光反射構造物
２１５、４１５ 接続部材
２１６、４１６ 通気孔
２２０ フィルタ部
２２２ 光触媒用フィルタ
２２４ 捕集フィルタ
４０ 第１の空気浄化部
５０ 第２の空気浄化部
４１０ 第１の紫外線光源部
４２０ 第２の紫外線光源部
６００ 空気浄化装置
６１０ ケース
６１２ 空気流入口
６１４ 空気排出口
６２０ 送風機
６２２ 流入口
６２４ 吐出口
６３０ フィルタ部
６４０ 流体制御構造物（流体導管）
６４１ 第１の導管部
６４２ 第３の導管部
６４３ 第２の導管部
６４４ 板状構造物
６４５ 通気孔を有する板状構造物
６４７ 球形構造物
６４８ 紫外線発光ダイオード部
１１０ ケース
１３０ 送風機
１４０ 流体制御構造物（空気導管）
２０ 空気浄化部
２１０ 紫外線光源部
２１１、４１１ 印刷回路基板
２１２、４１２ 殺菌用紫外線発光ダイオード
２１３ 光触媒用紫外線発光ダイオード
２１４、４１４ 光反射構造物
２１５、４１５ 接続部材
２１６、４１６ 通気孔
２２０ フィルタ部
２２２ 光触媒用フィルタ
２２４ 捕集フィルタ
４０ 第１の空気浄化部
５０ 第２の空気浄化部
４１０ 第１の紫外線光源部
４２０ 第２の紫外線光源部
６００ 空気浄化装置
６１０ ケース
６１２ 空気流入口
６１４ 空気排出口
６２０ 送風機
６２２ 流入口
６２４ 吐出口
６３０ フィルタ部
６４０ 流体制御構造物（流体導管）
６４１ 第１の導管部
６４２ 第３の導管部
６４３ 第２の導管部
６４４ 板状構造物
６４５ 通気孔を有する板状構造物
６４７ 球形構造物
６４８ 紫外線発光ダイオード部
Claims (7)
- 空気流入口及び空気排出口を有するケースと、
前記ケースの内部において、前記空気流入口と隣接して配置される送風機と、
前記ケースの内部に配置されるフィルタ部と、
前記送風機と前記フィルタ部との間に配置され、前記送風機の吐出口から排出された空気の流動形態を制御する流体制御構造物と、
前記送風機の吐出口と前記フィルタ部との間に配置された板状構造物と、
前記板状構造物に設けられた複数の紫外線発光ダイオードを含む光源部と、
を備え、
前記板状構造物は、第１面及び前記第１面の反対側の第２面を有し、前記吐出口と前記フィルタ部とによって挟まれた領域に設けられ、
前記複数の紫外線発光ダイオードを含む光源部は、前記第１面に設けられ、
前記第２面は、前記吐出口に対面し、
前記板状構造物は、隣接する前記紫外線発光ダイオードを含む光源部の間の空気の流れを遮蔽し、
前記流体制御構造物は、前記送風機の吐出口より空気が流入される一端と、流入された空気が排出される他端を含み、前記一端と前記他端とを接続する側面を備え、
前記側面は、前記送風機の吐出口から前記ケースの内壁の方向に延在する第１の導管部、及び、一端が前記第１の導管部と接続され、他端が前記フィルタ部の方向に延在する第２の導管部を備え、
前記流体制御構造物の前記側面は、少なくとも一部が曲線形であることを特徴とする空気浄化装置。 - 前記流体制御構造物の前記側面は、前記第１の導管部及び前記第２の導管部と接続され、前記ケースの内壁と平行な方向に延在する第３の導管部をさらに構成することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
- 前記第２の導管部は、前記一端よりも前記他端がケースの内壁に近いことを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
- 前記第２の導管部は、前記一端よりも前記他端がケースの内壁から離れていることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
- 前記板状構造物は、前記流体制御構造物の内部に配置され、前記ケースの内壁と平行な部分を有することを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
- 前記紫外線発光ダイオードを含む光源部から紫外線が照射される方向は、前記送風機によって送られる空気の下流方向であることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化装置。
- 空気流入口及び空気排出口を備えるケースと、
前記ケースの内部において、前記空気流入口と隣接して配置される送風機と、
前記送風機と前記ケースの空気排出口との間に配置され、前記送風機の吐出口から排出された空気が通過するフィルタ部と、
前記送風機と前記フィルタ部との間に配置された第１の流体制御構造物と、
前記送風機の吐出口と前記フィルタ部との間に配置された板状構造物と、
前記板状構造物に設けられた複数の紫外線発光ダイオードを含む光源部と、
前記フィルタ部と前記ケースの空気排出口との間に配置された第２の流体制御構造物と、を備え、
前記板状構造物は、第１面及び前記第１面の反対側の第２面を有し、前記吐出口と前記フィルタ部とによって挟まれた領域に設けられ、
前記複数の紫外線発光ダイオードを含む光源部は、前記第１面に設けられ、
前記第２面は、前記吐出口に対面し、
前記板状構造物は、隣接する前記紫外線発光ダイオードを含む光源部の間の空気の流れを遮蔽し、
前記第１の流体制御構造物は、前記送風機の吐出口より空気が流入される一端と、流入された空気が排出される他端を含み、前記一端と前記他端とを接続する側面を備え、
前記側面は、前記送風機の吐出口から前記ケースの内壁の方向に延在する第１の導管部、及び、一端が前記第１の導管部と接続され、他端が前記フィルタ部の方向に延在する第２の導管部を備え、
前記第１の流体制御構造物の前記側面は、少なくとも一部が曲線形であり、
前記送風機から排出された空気が、前記第１の流体制御構造物、前記フィルタ部、前記第２の流体制御構造物からなる流路を介して前記ケースの空気排出口で排出されることを特徴とする空気浄化装置。
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