KR100503505B1 - 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공기 중의 산소농도에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 공급하도록 마련된 산소발생장치를 구비한 공기청정기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 실내공기의 정화를 위한 정화장치와, 실외공기 중의 산소를 추출하여 실내로 공급시키는 산소발생장치를 구비한 공기청정기에 있어서,

상기 산소발생장치는 서로 다른 량의 산소를 추출하도록 마련된 복수의 산소발생모듈과, 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 상기 복수의 산소발생모듈 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 제어장치를 포함하여 구성된다.

Description

공기청정기 {AIR PURIFIER}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외공기로부터 추출된 산소를 실내 측으로 공급시키는 산소발생장치를 구비한 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로 공기청정기는 실내공기 중의 먼지나 이물질 등을 걸러 내어 공기를 깨끗하게 정화시키는 장치이다. 이러한 공기청정기는 흡입구와 토출구가 형성된 본체를 구비하며, 본체의 내부에는 공기를 흡입구를 통해 본체 내부로 유입시키고 다시 토출구를 통해 본체 외부로 토출시키도록 송풍력을 제공하는 송풍장치와, 본체 내부로 유 입된 공기 중의 먼지나 이물질을 걸러내는 다수개의 필터가 마련된다.

그리고 이러한 공기청정기 중에는 본체 내부에 산소발생장치를 구비한 것들도 사용되고 있는데, 이러한 산소발생장치는 실외공기로부터 산소를 추출하여 실내로 공급시킴으로서 실내 공기가 더욱 청정한 상태로 유지되도록 하는 작용을 한다.

이 산소발생장치는 실외측과 연결된 입구 및 본체 내부를 통해 실내측과 연결된 출구와, 상기 입구를 통해 유입된 실내공기를 상기 출구 측으로 가압시키는 압축기와, 실외공기로부터 산소를 추출하도록 입구와 출구 사이에 마련된 산소발생모듈을 구비한다.

이러한 구조를 통해 압축기가 작동하면 입구를 통해 유입된 실외공기 중에 포함된 산소가 산소발생모듈을 거치면서 추출되고 이러한 산소가 출구를 통해 본체 내부로 공급됨으로써 필터들을 거치면서 정화된 실내공기와 함께 토출구를 통해 실내로 공급된다.

여기서 상기 산소발생모듈로는 일반적으로 제올라이트를 통해 공기 중의 질소를 흡착시켜 산소를 분리해 내도록 마련된 제올라이트방식모듈 또는 멤브레인을 통해 가스의 선택적 투과원리를 이용하여 공기 중의 질소를 걸러내어 산소를 추출하는 멤브레인방식모듈이 채용되는데, 이중 제올라이트를 이용한 상기 제올라이트방식모듈은 통상 다량의 산소를 추출하기에 접합하도록 마련되고, 멤브레인을 이용한 멤브레인방식모듈은 이보다 다소 적은 량의 산소를 추출하기에 적합하도록 마련된다.

그러나 이러한 종래 공기청정기의 산소발생장치는 제올라이트방식모듈을 채용할 경우, 산소농도가 낮은 실내환경에는 적합한 반면 산소농도가 높은 실내환경에서는 필요 이상의 산소가 추출되어 산소가 낭비되고, 멤브레인방식모듈을 채용할 경우에는 반대로 산소농도가 낮은 실내환경에는 적합한 반면 산소농도가 높은 실내환경에서는 산소 추출량이 부족하게 되는 등 실내공기 중의 산소농도에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 공급하기에 적절하지 못한 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 실내공기 중의 산소농도에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 공급하도록 마련된 산소발생장치를 구비한 공기청정기를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 실내공기의 정화를 위한 정화장치와, 실외공기 중의 산소를 추출하여 실내로 공급시키는 산소발생장치를 구비한 공기청정기에 있어서, 상기 산소발생장치는 서로 다른 량의 산소를 추출하도록 마련된 복수의 산소발생모듈과, 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 상기 복수의 산소발생모듈 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 산소발생장치는 실외측과 연결된 입구 및 실내측과 연결된 출구를 포함하고, 상기 복수의 산소발생모듈은 상기 입구와 출구 사이에 상호 병렬로 연결되며 제올라이트를 이용한 제올라이트방식모듈과 멤브레인을 이용한 멤브레인방식모듈을 포함하며, 상기 제어장치는 실내공기 중의 산소농도를 측정하도록 마련된 산소농도센서와, 상기 입구로 유입된 공기를 상기 각 산소발생모듈 중 어느 하나로 선택적으로 공급시키는 양방향밸브와, 상기 산소농도센서를 통해 검출된 산소농도 값에 기초하여 상기 양방향밸브를 동작시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 낮을 경우 상기 제올라이트방식모듈 측으로 공기가 공급되도록 상기 양방향밸브를 동작시키고, 상기 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 높을 경우 상기 멤브레인방식모듈 측으로 공기가 공급되도록 상기 양방향밸브를 동작시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산소발생장치는 상기 입구로 유입된 공기를 상기 출구 측으로 가압하는 압축기를 포함하고, 상기 제어부는 상기 산소농도 값이 상기 압축기 정지를 위해 미리 설정된 값 보다 높을 경우 상기 압축기를 정지시키도록 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입구 측에는 상기 입구로 유입된 실외공기에 포함된 먼지를 여과시키는 에어필터가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출구 측에는 상기 산소발생모듈을 통과한 공기 중 수분을 제거하도록 제습필터가 마련된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 공기청정기는 도 1에 도시된 바와 같이, 전면에 흡입구(1)가 마련되고 후방 상측에 토출구(2)가 마련된 본체(10)를 구비하며, 본체(10) 전면의 상부에는 전반적인 공기청정기의 조작을 위해 다수의 조작버튼(11a)이 구비된 조작패널(11)이 마련된다.

그리고 본체(10)의 내부에는 실내공기의 정화를 위한 정화장치와, 실내공기를 더욱 청정한 상태로 유지시키도록 실외공기로부터 산소를 추출하여 실내로 공급시키는 산소발생장치(20)가 마련된다.

정화장치는 흡입구(1)와 토출구(2) 사이에 마련되며 송풍력을 제공하는 송풍장치(30)와, 실내공기 중에 포함된 먼지나 이물질 등을 걸러내도록 마련된 필터장치를 구비한다.

여기서 송풍장치(30)로는 통상의 원심팬(31)과 같은 송풍팬이 채용되며, 필터장치는 흡입구(1)를 통해 본체(10) 내부로 유입된 공기 중에 포함된 비교적 큰 먼지를 1차적으로 걸러내기 위한 프리필터(41)와, 프리필터(41)를 통과한 공기 중의 미세먼지를 집진하도록 마련된 집진필터(42)와, 공기중에 포함된 냄새성분이나 세균과 같은 이물질을 제거하기 위한 탈취필터(43) 등 다수개의 필터들(41,42,43)을 구비한다.

이러한 정화장치의 구성을 통해 원심팬(31)이 작동하게 되면 흡입구(1)를 통해 본체(10) 내부로 유입된 실내공기는 다수개의 필터들(41,42,43)을 차례로 거치면서 먼지나 이물질 등이 제거된 후 깨끗하게 정화된 상태로 토출구(2)를 통해 다시 실내로 토출된다.

한편 정화장치와 함께 본체 내부에 마련되는 상기 산소발생장치(20)는 일측과 타측에는 각각 흡입관(51)과 토출관(52)이 연결되는데, 상기 흡입관(51)은 실외측과 통하도록 실외측으로 연장되며, 토출관(52)은 본체(10) 내부에서 토출구(2) 측으로 연장된다. 따라서 산소발생장치(20)는 흡입관(51)을 통해 외부에서 유입된 실외공기로부터 산소를 추출한 후 이러한 산소를 토출관(52)을 통해 공기청정기 본체(10)의 토출구(2) 측으로 공급함으로써 이 산소가 정화된 실내공기와 함께 실내로 토출되도록 한다.

여기서 산소발생장치(20)는 상기 서로 다른 량의 산소를 추출하도록 마련된 복수의 산소발생모듈(23,24)과, 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 복수의 산소발생모듈(23,24) 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 제어장치를 포함하도록 구성되는데, 이는 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 실내로 공급함으로써 산소발생장치의 산소발생효율을 향상시키기 위한 것이다.

도 2에 상세히 도시한 바와 같이, 산소발생장치는 흡입관(51)과 연결된 입구(21)와 토출관(52)과 연결된 출구(22)를 구비하고, 상기 산소발생모듈(23,24)은 상기 입구(21)와 출구(22) 사이에 상호 병렬로 연결되며 제올라이트를 이용한 제올라이트방식모듈(23)과 멤브레인을 이용한 멤브레인방식모듈(24)을 포함하여 구성되며, 상기 입구(21)와 산소발생모듈(23,24) 사이에는 흡입관(51)과 입구(21)를 통해 산소발생장치(20) 내부로 유입된 실외공기를 상기 출구(22) 측으로 가압시키는 압축기(25)가 마련된다.

제올라이트방식모듈(23)은 공기 중의 산소를 분리하여 추출함에 있어 다공질로 마련된 제올라이트의 선택적 흡착 특성을 이용하여 공기 중의 질소를 흡착하는 것으로, 제올라이트로 흡입된 공기는 제올라이트에 대한 친화력의 차이에 따라 층을 이루어 흡착되고, 이때 질소가 산소보다 제올라이트에 대한 흡착도가 높으므로 이를 통해 산소가 분리되며, 이러한 제올라이트방식모듈(23)은 질소의 흡착력이 뛰어난 관계로 통상 다량의 산소추출에 적합하게 된다.

또 멤브레인방식모듈(24)은 다공질의 얇은 막으로 마련된 멤브레인의 선택적인 가스투과원리를 이용하여 공기 중의 질소를 걸러내는 것으로, 질소와 산소의 서로 다른 투과도에 의해 산소를 추출하며, 이러한 멤브레인방식모듈(24)은 제올라이트방식모듈(23)에 비해 상대적으로 산소의 추출효율이 낮아 통상 적은 량의 산소추출에 적합하게 된다.

또한, 상기 제어장치는 실내공기 중의 산소농도를 측정하도록 마련된 산소농도센서(26)와, 입구(21)로 유입된 실외공기를 상기 각 제올라이트방식모듈(23)과 멤브레인방식모듈(24) 중 어느 하나로 선택적으로 공급시키는 양방향밸브(27)와, 산소농도센서(26)를 통해 검출된 산소농도 값에 기초하여 상기 양방향밸브(27)를 동작시키는 제어부(28)를 포함하여 구성된다.

여기서 산소농도센서(26)는 실내공기 중의 산소농도를 측정할 수 있도록 실내 일측이나 공기청정기 본체(10)의 내부에 마련되며, 상기 양방향밸브(27)는 압축기(25)와 산소발생모듈(23,24) 사이에 마련된다.

따라서 산소농도센서(26)로부터 제어부(28)로 입력된 실내공기 중의 산소농도 값이 미리 설정된 소정의 값보다 낮을 경우, 실내공기 중의 산소농도가 낮은 상태임을 감지한 상기 제어부(28)는 입구(21)로 유입된 공기가 상기 제올라이트방식모듈(23) 측으로 공급되도록 양방향밸브(27)를 동작시켜 상기 제올라이트방식모듈(23)을 통해 많은 량의 산소가 추출될 수 있도록 한다. 또 산소농도센서(26)로부터 제어부(28)로 입력된 실내공기 중의 산소농도가 미리 설정된 소정의 값보다 높을 경우, 실내공기 중의 산소농도가 높은 상태임을 감지한 상기 제어부(28)는 입구(21)로 유입된 공기가 상기 멤브레인방식모듈(24) 측으로 공급되도록 양방향밸브(27)를 동작시켜 상기 멤브레인방식모듈(24)을 통해 다소 적은 량의 산소가 추출되도록 하며, 이를 통해 산소발생장치(20)는 실내공기의 산소농도에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 추출하여 실내로 공급할 수 있게 된다. 그리고 이렇게 용량에 알맞은 산소를 추출시키는 각 산소발생모듈(23,24)은 과도한 부하가 걸리지 않게 됨과 동시에 두개의 산소발생모듈(23,24)을 번갈아가며 사용할 수 있게 되어 수명이 연장되며, 특히 일정주기 마다 교체를 하도록 마련된 멤브레인방식모듈(24)의 경우에는 교체주기가 큰 폭으로 연장되게 된다.

또 상기 제어부(28)는 실내공기 중의 산소농도 값이 압축기(25) 정지를 위해 미리 설정된 값보다 높을 경우 상기 압축기(25)를 정지시키도록 마련되는데, 이는 압축기(25) 정지를 위해 미리 설정된 값을 실내공기 중의 산소농도 값이 더 이상의 상소공급을 필요치 않을 정도로 충분히 높을 때의 산소농도 값으로 설정하고 이 상태에서 압축기(25)를 정지시킴으로써 산소발생장치(20)를 통한 산소의 공급을 중단하여 불필요한 에너지 낭비를 막기 위한 것이다.

그리고 상기 입구(21)와 압축기(25) 사이에는 실외공기에 포함된 먼지 등이 산소발생모듈(23,24) 측으로 전달되어 산소의 추출효율이 저하되는 것을 방지하도록 실외공기 중에 포함된 먼지를 여과시키는 에어필터(29a)가 마련되며, 상기 산소발생모듈(23,24)과 출구(22) 사이에는 산소발생모듈(23,24)을 통과하며 형성된 수분이 산소와 함께 실내로 공급되는 것을 방지하도록 수분을 제거하는 제습필터(29b)가 마된다.

다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기청정기의 동작 및 작용효과를 상세히 설명한다.

원심팬(31)이 작동하면 흡입구(1)를 통해 공기청정기 본체(10) 내부로 유입된 공기는 프리필터(41) 집진필터(42) 탈취필터(43)를 차례로 거치며 먼지나 이물질이 제거되어 정화된 상태로 토출구(2)를 통해 실내로 공급된다.

그리고 이때 산소발생장치(20)의 동작을 살펴보면, 먼저 산소농도센서(26)로부터 제어부(28)로 입력된 실내공기의 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 낮을 경우, 실내공기 중의 산소농도가 낮은 상태임을 감지한 상기 제어부(28)는 입구(21)로 유입된 공기가 상기 제올라이트방식모듈(23) 측으로 공급되도록 양방향밸브(27)를 동작시켜 상기 제올라이트방식모듈(23)을 통해 많은 량의 산소가 추출될 수 있도록 하고, 산소농도센서(26)로부터 제어부(28)로 입력된 실내공기 중의 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 높을 경우, 실내공기 중의 산소농도가 높은 상태임을 감지한 상기 제어부(28)는 입구(21)로 유입된 공기가 상기 멤브레인방식모듈(24) 측으로 공급되도록 양방향밸브(27)를 동작시켜 상기 멤브레인방식모듈(24)을 통해 다소 적은 량의 산소가 추출되도록 하며, 이를 통해 산소발생장치(20)는 실내공기의 산소농도에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 추출하게 된다. 그리고 이렇게 추출된 산소는 출구(22) 및 토출관(52)과 공기청정기 본체(10)의 토출구(2)를 거쳐 정화된 실내공기와 함께 실내로 공급된다.

또 일정시간이 지나 산소발생장치(20)로부터 실내로 공급된 산소량이 증가하며 실내공기 중의 산소농도 값이 압축기(25) 정지를 위해 미리 설정된 값보다 높게 될 경우, 실내공기 중의 산소농도가 충분히 높게 유지되고 있음을 감지한 제어부(28)는 압축기(25)를 정지시켜 산소공급을 중단함으로써 불필요하게 에너지가 낭비되는 것을 방지한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기청정기는 실내로 산소를 공급하도록 마련된 산소발생장치가 서로 다른 량의 산소를 추출하도록 마련된 복수의 산소발생모듈을 구비하고, 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 이러한 복수의 산소발생모듈 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키도록 마련됨에 따라 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 이에 알맞은 량의 산소를 공급시킬 수 있게 되는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 전체 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기청정기에 있어서 산소발생장치의 구성을 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 흡입구 2: 토출구

10: 본체 20: 산소발생장치

21: 입구 22: 출구

23: 제올라이트방식모듈 24: 멤브레인방식모듈

25: 압축기 26: 산소농도센서

27: 양방향밸브 28: 제어부

29a: 에어필터 29b: 제습필터

51: 흡입관 52: 토출관

Claims (6)

1. 실내공기의 정화를 위한 정화장치와, 실외공기 중의 산소를 추출하여 실내로 공급시키는 산소발생장치를 구비한 공기청정기에 있어서,

   상기 산소발생장치는 서로 다른 량의 산소를 추출하도록 마련된 복수의 산소발생모듈과, 실내공기 중의 산소농도 값에 따라 상기 복수의 산소발생모듈 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 산소발생장치는 실외측과 연결된 입구 및 실내측과 연결된 출구를 포함하고,

   상기 복수의 산소발생모듈은 상기 입구와 출구 사이에 상호 병렬로 연결되며 제올라이트를 이용한 제올라이트방식모듈과 멤브레인을 이용한 멤브레인방식모듈을 포함하며,

   상기 제어장치는 실내공기 중의 산소농도를 측정하도록 마련된 산소농도센서와, 상기 입구로 유입된 공기를 상기 각 산소발생모듈 중 어느 하나로 선택적으로 공급시키는 양방향밸브와, 상기 산소농도센서를 통해 검출된 산소농도 값에 기초하여 상기 양방향밸브를 동작시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 낮을 경우 상기 제올라이트방식모듈 측으로 공기가 공급되도록 상기 양방향밸브를 동작시키고, 상기 산소농도 값이 미리 설정된 값보다 높을 경우 상기 멤브레인방식모듈 측으로 공기가 공급되도록 상기 양방향밸브를 동작시키는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 산소발생장치는 상기 입구로 유입된 공기를 상기 출구 측으로 가압하는 압축기를 포함하고,

   상기 제어부는 상기 산소농도 값이 상기 압축기 정지를 위해 미리 설정된 값 보다 높을 경우 상기 압축기를 정지시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 입구 측에는 상기 입구로 유입된 실외공기에 포함된 먼지를 여과시키는 에어필터가 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
6. 제 2항에 있어서,

   상기 출구 측에는 상기 산소발생모듈을 통과한 공기 중 수분을 제거하도록 제습필터가 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.