KR100529738B1 - 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 흡입팬(101)의 구동력을 이용하여 공기청정기 내 필터부(200)로 외부의 오염된 공기를 흡입하는 흡입부(100); 다수의 필터를 이용하여 흡입부에 의해 유입된 공기중의 미세입자와 세균을 제거한 후 정화된 청정공기를 공기청정기 내부로 배출하는 필터부(200); 펌프의 압력을 이용, 음이온 발생에 사용되는 순환수를 음이온발생장치(400)로 급수/배수하여 순환시키는 순환부(300); 순환부(300)의 기능에 의해 공급된 순환수에 음이온을 발생시키고, 이 음이온을 습기와 함께 장치내 공기로 방출시킨 후, 음이온과 습기를 함유하게 된 공기를 혼합부(500)로 배출하는 1개 이상의 음이온발생장치(400); 음이온발생장치(400)에 의해 배출된 음이온 및 습기 함유 공기와 필터부(200)에 의해 배출된 청정공기를 균일하게 혼합하는 혼합부(500); 혼합부(500)에서 혼합되어 음이온과 습기를 적정량 함유하게 된 혼합공기를 공기청정기 외부로 배출시키는 배출부(600); 및 공기청정장치 내부기기의 전기적 작동을 제어하는 콘트롤부(700)를, 공기청정기 케이징(800)에 내장함으로써 구성되는, 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기에 관한 것이다.

Description

음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기 {Air Cleaner Having Anion-generation/Humidity-control Function}

본 발명은 공기를 여과하여 미세먼지를 제거하는 일반적인 공기청정기의 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 습도를 조절하는 가습기의 기능과 외부 공기중으로 음이온을 방출하는 음이온 발생장치로서의 기능까지 가지는 공기청정기에 관한 것으로서, 구체적으로는, 각종 필터를 이용하여 흡입된 외부공기를 정화시킴은 물론, 수중에 발생시킨 음이온을 공기중으로 방출시키는 방식의 음이온 발생 방법을 이용함으로써 음이온 발생기능과 습도 조절 기능까지 겸비할 수 있게 된 공기청정기에 관한 것이다.

우리가 숨쉬고 있는 공기는 건강과는 뗄 수 없는 관계로서 직`간접적인 많은 영향을 주게 되는데, 특히, 자동차 배기가스 등에 의해 심하게 오염되어 있는 현대 도심의 공기는 호흡기 질환을 비롯한 여러 가지 질병의 원인이 되기도 한다.

이와 같은 도심의 오염 공기는 질소산화물, 황산화물, 오존을 비롯한 각종 산화제, 미세먼지 등 다양한 오염물질들을 함유하고 있는데, 이러한 다양한 대기 오염 물질들 중에서 최근 그 숨겨진 위해성들이 밝혀지면서 크게 주목받고 있는 원인물질이 바로 눈에 보이지 않는 크기의 입자성 오염물로서 다량의 중금속, 병원균 등을 함유하고 있는 미세먼지이며, 이렇게 미세먼지에 대한 관심이 높아지면서 근래 필수적인 가전제품으로서 각광받기 시작한 것이 바로 공기청정기이다.

이와 같은 공기청정기는 일반적으로 오염된 공기를 여과하여 정화한 후 다시 외부로 배출할 수 있는 필터와 외부 공기를 흡입하여 필터에 제공하는 팬이, 그 고유한 목적에 따른 형태, 예를 들면, 실내용 공기청정기 케이스, 자동차용 공기청정기 카트리지 등의 형태로 된 케이스에 내장됨으로써 구성된다.

최근에는, 이와 같은 공기청정기의 기본적인 기능 이외에도 다른 유용한 기능을 부가한 복합기능의 공기청정기들이 많이 개발되고 있는데, 예를 들어 대한민국 실용신안등록 제20-0207570호에 보면, 카본 필터 등 공기정화를 위한 필터에 음이온 발생장치를 추가적으로 구성한 공기청정기가 개시된 바 있다.

또한, 대한민국 실용신안 등록 제20-0289712호에 보면, 오존의 산화제로서의 효과를 이용한 공기 정화장치에 산소 발생장치와 음이온 발생장치를 추가하여 구성한 공기청정기가 개시된 바 있다.

또한, 대한민국 특허공개 제2002-68019호에 보면, 공기정화장치와 함께 제습기를 추가 구성한 공기청정기가 개시된 바 있으며, 이밖에, 대한민국 실용신안등록 제20-0290402호에는 공기청정기를 겸한 진공청소기가 개시된 바도 있다.

본 발명은 이와 같이 공기청정기에 다른 기능을 추가하기 위한 시도의 일환으로서, 필터의 여과기능을 이용하는 공기청정기에 음이온 발생기능을 추가하고 여기에 습도조절 기능을 더 부여한 음이온발생/습도조절 공기청정기에 관한 것이다.

보통 신선한 공기라 할 수 있는 깊은 산속이나 시골의 공기중에는 일반적으로 양이온 5에 음이온 4의 비율로 이온이 분포되어 있는 것으로 알려져 있는데, 이렇게 맑은 공기속에 함유되어 있는 이온, 그중에서도 음이온은 혈액 정화작용, 세포 활성화작용, 저항력 증가작용, 통증 완화작용, 자율신경계 조절작용, 정신 안정작용, 폐기능 강화작용, 진통작용, 알레르기 체질의 개선작용 등 인체에 유용한 여러 가지 효능들을 가지고 있어 공기 비타민이라고도 불리우고 있다.

그러나, 현대인들은 그 생활 공간속에 필연적으로 존재하는 각종 가전 제품에서 발생하는 양이온의 영향으로 균형잡힌 양이온/음이온 비를 가지는 공기 속에서 건강한 생활을 영위하기가 거의 불가능하다고 할 수 있는데, 이러한 의미에서 음이온 발생기능은 미세먼지나 세균을 제거하는 공기청정 기능만큼이나 중요하다고 할 수 있다.

이렇게 볼 때, 카본 필터 등 공기정화를 위한 필터에 음이온 발생장치를 추가적으로 구성한 대한민국 실용신안등록 제20-0207570호의 공기청정기와 같이 음이온 발생기능을 공기청정기에 적용하고자 한 시도는 현대인의 건강한 실내 생활에 활력을 주는 데에 큰 도움이 되는 것이라고 할 수 있다.

현재는, 상기한 바와 같은 음이온이 인체에 미치는 여러 가지 유익한 효능들이 알려지기 시작한 후 상기 실용신안 20-0207570호의 시도 이외에도 다양한 종류의 음이온 발생장치를 포함하는 공기청정기들이 이미 개발되어 있는 상황인데, 이들 대부분은 전극의 전기분해, 초음파, 광촉매, 자외선 등에 의한 음이온 발생효과를 이용한 것들이다.

그러나, 이러한 시도들 대부분은 부가적인 기능이라고 할 수 있는 음이온 발생 기능이 미약하거나, 음이온 발생을 위하여 많은 에너지를 필요로 하거나, 음이온 발생기능에 치우쳐 공기청정 기능이 오히려 부족하거나, 음이온 생성효과 이외의 다른 효과, 예를 들면, 습도조절 효과, 미네랄 보강효과, 살균효과 등은 가지고 있지 못해서, 그 실용성 및 효과에 제한이 있어 왔다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하고자 하는 것으로서, 그 목적은, 우수한 공기청정 기능을 가지고 있음과 동시에, 뛰어난 음이온 발생 기능을 가지면서도 음이온 발생을 위하여 많은 에너지를 필요로 하지 않으며, 습도조절 효과, 미네랄 보강효과, 살균효과 등 음이온 생성효과 이외의 다른 효과도 함께 가지는 공기청정기를 제공하고자 하는 것이다.

이를 위한 본 발명은 흡입팬의 구동력을 이용하여 공기청정기 내 필터부로 외부의 오염된 공기를 흡입하는 흡입부; 다수의 필터를 이용하여 흡입부에 의해 유입된 공기중의 미세입자와 세균을 제거한 후 정화된 청정공기를 공기청정기 내부로 배출하는 필터부; 펌프의 압력을 이용, 음이온 발생에 사용되는 순환수를 음이온발생장치로 급수/배수하여 순환시키는 순환부; 순환부의 기능에 의해 공급된 순환수에 음이온을 발생시키고, 이 음이온을 습기와 함께 장치내 공기로 방출시킨 후, 음이온과 습기를 함유하게 된 공기를 혼합부로 배출하는 1개 이상의 음이온발생장치; 음이온발생장치에 의해 배출된 음이온 및 습기 함유 공기와 필터부에 의해 배출된 청정공기를 균일하게 혼합하는 혼합부; 혼합부에서 혼합되어 음이온과 습기를 적정량 함유하게 된 혼합공기를 공기청정기 외부로 배출시키는 배출부; 및 공기청정장치 내부기기의 전기적 작동을 제어하는 콘트롤부를, 공기청정기 케이징에 내장함으로써 구성되는, 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기를 제공하는 것으로 이루어진다.

본 발명은 공기를 여과하여 미세입자를 제거하는 일반적인 공기청정기의 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 실내 공기중으로 음이온을 방출하는 음이온 발생장치로서의 기능과 실내의 습도를 조절하는 습도조절기의 기능까지 가지는 공기청정기에 관한 것으로서, 구체적으로는, 각종 필터를 이용하여 흡입된 외부공기를 정화시킴은 물론, 수중에 발생시킨 음이온을 공기중으로 방출시키는 방식의 음이온 발생 방법을 이용함으로써 음이온 발생기능과 습도 조절 기능까지 겸비할 수 있게 된 공기청정기에 관한 것이다.

본 출원인은 폭포수 주위의 공기가 다른 공기에 비해 음이온을 다량 함유하고 있으며, 일명 전기석이라 불리우는 토르말린(Tourmaline)이 음이온을 발생시키는 기능을 가지고 있음에 착안하여, 대한민국 특허출원 제2002-65477호에 음이온 발생방법 및 이를 이용한 음이온 발생장치를 출원한 바 있는데, 본 발명은 이와 같은 음이온 발생장치를 카트리지 형으로 구현하여 공기청정기에 적용하고 여기에 습도조절 기능까지 부가하여 구체화 한 것이라 할 수 있다.

상기 대한민국 특허 제2002-65477호에서 음이온은, 토르말린과 접촉시켜 1차적으로 음이온을 함유하게 된 물을 회전분사노즐로 고속 회전시킨 후 충돌판에 충돌시켜 2차적으로 음이온을 함유하게 함으로써 발생하게 되는데, 여기서, 물의 회전 및 충돌에 의하여 생성되는 음이온량은 토르말린과의 접촉에 의하여 생성되는 음이온량보다도 훨씬 많아서 발생되는 전체 음이온 함량의 약 90%를 차지하게 되는 것으로 알려져 있다.또한, 본 발명과 같이 물을 이용할 경우, 전기 등을 이용한 음이온 제조방법과 달리 음이온 발생시 부가산물로서 발생하는 O₃ 등 해로운 물질이 없는 양질의 청정 음이온을 제조할 수 있으며, 이렇게 물을 이용하여 발생시킨 음이온은 전기 등에 의해 공기중에 직접 발생하는 음이온에 비해 잔류 또는 지속시간도 긴 장점을 가지고 있다.

본 발명에 사용된 토르말린(tourmaline)은 일명 전기석이라는 이름으로 널리 알려진 광물질로서, 하기 식 1의 화학적 조성을 가지는 붕규산염계 광물질이다.

WX₃B₃Al₃(AlSi₂O₉)₃(O, OH, F)₄ ....... 식 1

(여기서, W=Na 또는 Ca, X=Al, Fe³⁺, Li, Mg 또는 Mn²⁺)

이와 같은 토르말린은 석영, 백운모, 장석 등과 함께 화강암질의 페그마타이트 속에서 산출되는데, 발견 초기에는 그 다양한 색깔이나 아름다움 때문에 주로 보석으로 사용되었으나, 마찰에 의해 전기가 발생되고 가열하면 양끝이 양과 음으로 각각 대전되는 특성이 알려지면서 전기석이라는 이름이 붙여지게 되었다.

토르말린은 지구상에 존재하는 광물 중에서 유일하게 영구적인 전기 특성, 즉, 외부로부터 전기장이 가해지지 않더라도 처음부터 전기 분극을 가지고 있는 특성이 있어서 극성 결정체라고도 불리우는데, 이는 토르말린 단위 결정 격자의 플러스 전하중심과 마이너스 전하 중심은 본래의 위치로부터 약간 벗어나 있으며 이로 인해 양단이 전극을 형성하게 되기 때문이다. 즉, 토르말린의 플러스 전극과 마이너스 전극은 평행 상태를 취하지 못하고 항상 불안정한 상태가 되어 마이너스극으로부터 끊임없이 플러스극을 향하여 전자가 흐르게 되는 것이다.

이렇게 생성된 토르말린의 영구전류는 약 0.06mA의 미약한 전류이기 때문에, 인체에 전혀 해가 없으며, 물을 전기분해하며, 물의 클러스터를 작게하고, 원적외선을 발생시키는 등 토르말린이 가지는 유용한 특성들의 원인으로 작용한다.

이와 같은 전기적 특성으로 인하여 토르말린이 가지게 되는 효능 중 가장 중요한 것은 대기중에 음이온을 발생시키는 특성으로서, 상기한 바와 같은 미약전류를 발생시키면서 토르말린의 마이너스 전극에서 방출되는 전자는 공기중 수용체(receptor)로 흡수되어 수용체 분자를 음이온화함으로써 대기중에 음이온을 발생시키게 된다.

또한, 토르말린 원석이나 분말은 수분에 닿으면 순간적으로 방전하여 물을 전기분해함으로써 물분자(H₂O)를 수소이온(H⁺)과 수산이온(OH^-)로 분리시키는데, 이때 수소이온은 마이너스 전극에 끌려서 거기에서 방출되는 전자와 결합하여 중화됨으로써 수소가스(H₂)가 되어 공기중으로 휘발하게 되고 수산이온은 주변의 물분자와 결합하여 히드록시 이온(H₃O₂ ^-)으로 전환되어 잔류하므로, 물은 음이온을 함유하는 음이온수가 된다.

이밖에도, 토르말린에는 인체에 필수적인 각종의 천연 미네랄이 여러 종 포함되어 있는데, 인체 세포의 활성화, 근육의 수축이나 신경계통의 조정, 조혈작용 등에 필수적인 마그네슘(Mg)이 약 0.02중량%, 빈혈, 신경과민, 집중력 저하 등을 방지할 수 있는 철(Fe)이 약 0.05중량%,　피부 및 점막을 활성화시키며 살균작용을 가지고 있는 붕소(B)가 약 0.5-0.7중량%, 동맥 경화 예방, 신장, 간장, 췌장 장해 등을 예방하는 규소(Si)가 약 50중량%의 양으로, 그것도 미약 전류의 작용에 의해 흡수되기 쉬운 형태로 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 토르말린에는 일종의 산화제로서 역시 살균작용을 가지는 TiO₂ 등을 비롯한 여러 가지 유용한 성분들이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 구체적으로 설명하고자 하나, 본 발명을 이에 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기는 흡입팬(101)의 구동력을 이용하여 공기청정기 내 필터부(200)로 외부의 오염된 공기를 흡입하는 흡입부(100); 다수의 필터를 이용하여 흡입부에 의해 유입된 공기중의 미세입자와 세균을 제거한 후 정화된 청정공기를 공기청정기 내부로 배출하는 필터부(200); 펌프의 압력을 이용, 음이온 발생에 사용되는 순환수를 음이온발생장치(400)로 급수/배수하여 순환시키는 순환부(300); 순환부(300)의 기능에 의해 공급된 순환수에 음이온을 발생시키고, 이 음이온을 습기와 함께 장치내 공기로 방출시킨 후, 음이온과 습기를 함유하게 된 공기를 혼합부(500)로 배출하는 1개 이상의 음이온발생장치(400); 음이온발생장치(400)에 의해 배출된 음이온 및 습기 함유 공기와 필터부(200)에 의해 배출된 청정공기를 균일하게 혼합하는 혼합부(500); 혼합부(500)에서 혼합되어 음이온과 습기를 적정량 함유하게 된 혼합공기를 배출구(601)를 통하여 공기청정기 외부로 배출시키는 배출부(600); 및 공기청정장치 내부기기의 전기적 작동을 제어하는 콘트롤부(700)를, 공기청정기 케이징(800)에 내장함으로써 구성된다.

상기 흡입부(100)는 공기청정기 외부에 있는 공기를 공기청정기 내 필터부(200)로 유입시키기 위한 흡입팬(101)과 하기 필터부(200)에 선행하는 오염공기흡입구(102)를 포함하여 구성되며, 공기청정기 내부로 외기를 공급하는 역할을 하는 동시에 적정 풍량으로 최종 정화, 음이온 함유 및 습도조절된 공기를 공기청정기 외부로 배출하는 구동력을 제공하는 역할도 하게 된다.

상기 필터부(200)는 다수의 필터를 이용하여 공기청정기로 유입되는 공기중에 함유되어 있는 오염물질, 특히 미세입자, 세균 등을 제거하는 부분으로서, 프리필터(201), 헤파필터(202), 광촉매필터(203) 및 청정공기유출구(204)로 구성되어 작동하며, 상기 오염공기흡입구(102)를 통하여 유입된 공기를 정화한 후 상기 청정공기유출구(204)를 통하여 공기청정기 내부로 배출하게 된다.

여기서, 프리필터(201)는 0.5㎛ 이상 크기의 오염물질을 효과적으로 제거하는 필터로서, 걸러진 오염물질을 물세척으로 제거하고 다시 재활용 할 수 있는 필터이며, 헤파필터(202)는 0.3㎛ 이상의오염물질을 99.97% 제거할 수 있는 정화 필터로서 공기중에 산재되어 있는 미세 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 필터이고, 광촉매필터(203)는 이산화티타늄(TiO₂)을 코팅한 필터 표면에 형광램프를 이용하여 자외선을 발생시켜 강력한 산화력을 갖게 함으로써, 공기중에 분사되어 있는 유기물을 산화시키고 세군을 살균시키며 악취 등을 제거하는 탈취 성능도 가지도록 고안된 필터이다.

상기 순환부(300)는 음이온발생장치(400)에 공급될 순환수를 저수함과 동시에 토르말린벽(T)을 내장하고 있어서 음이온을 발생시킬 수 있는 저수조(301), 저수조(301)의 물을 음이온발생장치(400)로 공급해주는 공급관로(302), 음이온발생장치(400)에서 음이온 및 습기 발생에 사용되고 남아서 낙하한 물을 헤더(304)로 집수하여 저수조(301)로 배수하는 배수관로(303) 및 순환수의 순환에 구동력을 제공하는 펌프(P)로 구성된다.

여기서, 상기 토르말린벽(T)은 직립 시트 형태, 천공된 직립 시트 형태, 라디에이터 형태, 볼 형태 등을 가진 토르말린 구조체나 다른 재질로 구성된 이러한 구조체에 토르말린 분말을 코팅한 형태, 또는 토르말린 함유 구조체를 내장하는 케이스 형태 등 물과 접촉하는 토르말린의 표면적을 크게 하기 위해 가능한 모든 형태로 구성될 수 있다.

상기 음이온발생장치(400)는, 순환부(300)에 의해 공급되는 순환수에 음이온을 발생시키고 이 음이온을 습기와 함께 장치내 공기로 발산시킨 후 음이온과 습기를 함유하게 된 공기를 음이온발생장치(400)를 통과하지 않은 청정공기와 혼합하기 위하여 혼합부(500)로 배출하는 역할을 하는 것으로서, 본 발명에서는 이와 같은 음이온발생장치(400)가 1개 이상 직렬 또는 병렬로 연결되어 사용된다.

이와 같은 음이온발생장치(400)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 펌프(P)의 구동력에 의해 순환부(300)로부터 제공된 순환수를 유입하여 토르말린접촉관(402)으로 제공하는 유입배관(401)과, 토르말린을 함유하는 토르말린회전체(403)를 내장하여 구성됨으로써 순환수를 토르말린과 접촉시키는 토르말린접촉관(402)과, 토르말린접촉관(402)에서 토르말린과 접촉함으로써 음이온을 함유하게 된 순환수를 고속회전시킨 후 분사하는 회전분사노즐(404) 및 회전분사노즐(404)에 의해 분사된 음이온 함유 순환수가 충돌되어 음이온을 배출하면서 수증기 형태의 습기로 비산될 수 있도록 하는 충돌판(405)을, 공기청정기 내부에 착탈이 용이하도록 구성되고 상부 측면에는 청정공기 흡입을 위한 흡기구(408)가 구성되며 하부는 순환부 헤더(304)와 일체형으로 연결되고 상부는 오픈된 카트리지형 케이스(406) 내에 내장함으로써 구성된다.

상기 유입배관(401)은 순환부(300)로부터 음이온 및 습기 생성에 사용될 순환수를 유입하여 토르말린접촉관(402)으로 제공하기 위한 것으로서, 순환수 유입의 구동력은 순환부(300)를 구성하는 펌프(P)에 의해 제공된다.

본 발명에서, 음이온발생장치(400)가 2개 이상 사용될 경우, 사용되는 음이온발생장치(400)들의 유입배관(401)들은, 도 1에 나타난 바와 같이, 모두 연결되어 구성된다.

상기 토르말린접촉관(402)은 토르말린과 순환수를 접촉시킴으로써 음이온 함유 순환수를 제조하기 위한 것으로서, 수압에 의해 회전하는 회전체 형태의 토르말린회전체(403)를 상기 유입배관(401)으로부터 회전분사노즐(404)로 순환수를 운반하는 관로에 내장하는 형태로 구성된다.

여기서 토르말린회전체(403)는 전체가 토르말린으로 구성되거나, 토르말린 함유하는 회전체 형태의 구조물로 구성되거나, 표면이 토르말린 코팅된 회전체 형태의 구조물로 구성되며, 어느 것이나 충분한 회전력을 발휘할 수 있고 마모에 장시간 견딜 수 있는 구조를 가지도록 구성된다.

상기 회전분사노즐(404)은 토르말린접촉장치(402)에서 토르말린회전체(403)와 접촉함으로써 음이온을 함유하게 된 순환수를 고속회전시킨 후 분사하여 충돌판(405)에 충돌시키기 위한 것으로서, 순환수가 유입되는 유입공이 분사공과 소정 각도, 바람직하게는 90° 각도를 이루고 있어서 그 내부를 통과하는 물을 회전시킬 수 있는 구조를 가지는 노즐이다. 이와 같은 회전분사노즐(404)은 상부에서 볼 때 방사형, 삼각형, 사각형, 원형 또는 일자형 등의 형태로 구성될 수 있다.

상기 충돌판(405)은, 회전분사노즐(404)에 의해 분사된 음이온 함유 순환수를 충돌시켜 음이온을 배출하면서 수증기 형태의 습기로 비산될 수 있도록 하기 위한 것으로서, 정점을 중심으로 하단부로 내려갈수록 단면적이 넓어지는 형태를 가지며, 그 정점으로부터 회전분사노즐(404)에서 분사되는 물이 형성하는 분무 콘(Cone)의 중심점이 분무 콘 내경의 ±100% 범위를 벗어나지 않을 수 있도록, 바람직하게는 정점과 분무 콘의 중심점이 일치할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 충돌판(405)은, 분무 수압을 견딜 수 있는 단단한 재질로 구성되고, 정점으로부터 최하단부까지 이어지는 면이 평면형, 원형 또는 굴곡형의 경사면을 이룰 수 있도록 구성되며, 여기서, 경사면이 저면과 이루는 각도는 0-180°까지 다양하게 적용될 수 있고, 경사면회전분사노즐(404)에서 분사되는 물이 모두 충돌할 수 있도록 노즐 분사공으로부터 30cm 이내의 거리에 구성된다.

또한, 충돌판(405)의 저면에는 지지대 등을 이용하여 토르말린접촉관(402)의 일측과 연결되어 고정하기 위하여 연결구조가 형성된 구멍이 뚫려 구성된다.

상기 케이스(406)는 음이온발생장치(400)의 외형을 결정하고 상기 장치들을 모두 수용하여 공기청정기 내부에 착탈식으로 장착시킬 수 있는 카트리지 형태로 구성되는 것으로서, 케이스(406) 내 상부 공간은 음이온 함유 순환수가 충돌판에 충돌함으로써 공기중으로 발산된 음이온 및 습기가 공기와 혼합되는 공간인 혼합실(407) 역할을 하게 되며, 이 혼합실의 측면부에 해당하는 케이스(406) 부분에는 일부 개구되어 청정공기를 흡입하는 흡기구(408)가 구성되고 혼합실의 상부는 오픈되어 공기청정기 혼합부(500)로 연결된다. 또한, 케이스(406)의 하부는 순환부 헤더(304)와 일체형으로 연결되어 구성된다.여기서, 상기 흡기구(408)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 바깥쪽으로 덮개가 구성되어 흡음구조와 같은 역할을 하게 됨으로써, 물의 충돌에 의해 발생하는 소음을 대폭 감소시키는 역할도 겸하게 된다.

다음에, 상기 혼합부(500)는 음이온발생장치(400)에 의해 배출된 음이온을 함유하는 습한 공기와 필터부(200)에 의해 배출된 청정공기를 혼합하여 균일한 음이온 및 습기 함유 공기를 만들기 위한 공간으로 구성된다.또한, 혼합부(500)에서는 수증기 입자들중 직경이 크고 무거운 것들이 낙하하면서 공기중에 존재할 수 있는 수용성 또는 입자성의 오염물질들을 용해시키거나 포집하여 함께 낙하함으로써 마치 습식집진기와 같은 역할을 하게 되어, 상기 필터부(200)에서 정화된 청정공기를 한번 더 세정하고 장치 내부를 깨끗하게 유지하며 이에 따라 장시간 사용시 장치를 빈번하게 청소해야 하는 번거로움을 없애주는 효과를 가지게 된다.

상기 배출부(600)는 상기 혼합부(500) 상부에 해당하는 케이징(800)의 측면부 또는 상부 일부가 개구되어 배출구(601)를 구성함으로써, 음이온 및 습기 함유 공기를 공기청정기 외부의 실내로 배출할 수 있도록 구성된다.

상기 콘트롤부(700)는 본 발명 공기청정기의 동작을 조정하는 전기장치가 장착되어 구성되는 것으로서, 스위치, 인쇄회로기판 등 기본적인 요소 이외에 풍량조정장치, 습도조정장치, 자동/수동전환장치, 운전상태표시등, 리모트콘트롤부 등의 부가적인 장치를 방수케이스에 내장하여 구성된다.

상기 케이징(800)은 본 발명 공기청정기의 외형을 결정하고 상기 부속 장치들을 모두 내장하는 것으로서, 직립형, 벽걸이형, 탁상형 등 원하는 형태로 구성될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저수조(301)에 저수된 순환수는 토르말린벽(T)의 작용에 의해 음이온을 함유하게 된다.

다음에, 펌프(P)의 구동력에 의해 순환부(300) 저수조(301)로부터 공급된 음이온 함유 순환수는 음이온발생장치(400) 유입배관(401)을 통하여 토르말린접촉관(402)으로 유입된다.

토르말린접촉관(402) 내로 유입된 순환수는 토르말린회전체(403)와 접촉함으로써 음이온을 함유하게 되고, 이렇게 음이온을 함유하게 된 순환수는 회전분사노즐(404)에 의해 회전 및 분사되어 충돌판(405)에 충돌함으로써 다시 음이온 함량이 증가함과 동시에 물속에 함유된 음이온과 수증기 형태의 습기를 공기중으로 방출하게 된다.

이 과정에서 순환수는 저수조(301) 내 토르말린벽(T)에 의한 것 이외에 모두 3번의 음이온 생성과정을 겪게되는데, 먼저, 토르말린접촉관(402)에서 토르말린 접촉시에 토르말린의 전기분해 효능에 의해 물속에 히드록시 이온(H₃O₂ ^-)이 생성됨으로써 1차적으로 음이온이 생성되고, 회전분사시 고속회전에 의한 내부에너지 증가에 의해 2차적으로 음이온이 생성되며, 마지막으로 충돌판(405)에 충돌시 그 충돌에너지에 의해 3차적으로 음이온이 생성된다.

이중 회전 및 충돌의 기계적 에너지에 의하여 생성되는 음이온량은 토르말린과의 접촉에 의하여 생성되는 음이온량보다도 훨씬 많아서 발생되는 전체 음이온 함량의 약 90%를 차지하게 된다.

또한, 이 과정에서는 음이온과 습기의 공기중 방출과정 역시 두 번에 걸쳐 이루어지는데, 먼저 음이온수가 회전분사노즐(404)에서 외부로 분사되는 순간 액체가 넓게 퍼지면서 공기와의 접촉면적이 넓어짐으로써 첫 번째 음이온 및 습기 방출이 이루어지고, 충돌판(405)과의 충돌시 음이온수의 비산에 의해 역시 공기와의 접촉면적이 넓어지면서 두 번째 음이온 및 습기 방출이 이루어지게 된다.

다음에, 이와 같이 회전분사 및 충돌에 의해 음이온과 습기를 함유하게 된 음이온발생장치(400) 내 공기는 음이온발생장치(400) 상부 혼합실(407)에서 균일하게 혼합된 후 케이스(406) 상부를 통하여 공기청정기 내 혼합부(500)로 확산`상승하게 된다.

한편, 흡입부(100) 흡입팬(101)의 구동력에 의해 공기청정기 외부로부터 오염공기흡입구(102)를 통하여 필터부(200)로 유입된 공기는 프리필터(201), 헤파필터(202) 및 광촉매필터(203)를 순차적으로 통과하면서 정화된 후, 청정공기유출구(204)를 통하여 역시 공기청정기 내 혼합부(500)로 상승하게 된다.

이와 같이 음이온발생장치(400)로부터 상승한 음이온 및 습기 함유 공기와 필터부(200)로부터 상승한 청정공기는 혼합부(500)에서 균일하게 혼합된 후 배출부(600) 배출구(601)를 통하여 공기청정기 외부의 실내로 배출된다.

이렇게 공기청정기 외부로 배출된 공기는 음이온을 함유하고 있을 뿐만 아니라 적절한 습도를 가지고 있어서, 혈액 정화작용, 세포 활성화작용, 저항력 증가작용, 통증 완화작용, 자율신경계 조절작용, 정신 안정작용, 폐기능 강화작용, 진통작용, 알레르기 체질의 개선작용 등 인체에 유용한 여러 가지 효능들을 가지게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명이 완성됨으로써, 흡입팬(101)의 구동력을 이용하여 공기청정기 내 필터부(200)로 외부 공기를 흡입하는 흡입부(100); 다수의 필터를 이용하여 흡입부에 의해 유입된 공기중의 미세입자와 세균을 제거한 후 정화된 청정공기를 공기청정기 내부로 배출하는 필터부(200); 펌프의 압력을 이용, 음이온 발생에 사용되는 순환수를 음이온발생장치(400)로 급수/배수하여 순환시키는 순환부(300); 순환부(300)의 기능에 의해 공급된 순환수에 음이온을 발생시키고, 이 음이온을 습기와 함께 장치내 공기로 방출시킨 후, 음이온과 습기를 함유하게 된 공기를 혼합부(500)로 배출하는 1개 이상의 음이온발생장치(400); 음이온발생장치(400)에 의해 배출된 음이온 및 습기 함유 공기와 필터부(200)에 의해 배출된 청정공기를 균일하게 혼합하는 혼합부(500); 혼합부(500)에서 혼합되어 음이온과 습기를 적정량 함유하게 된 혼합공기를 공기청정기 외부로 배출시키는 배출부(600); 및 공기청정장치 내부기기의 전기적 작동을 제어하는 콘트롤부(700)를, 공기청정기 케이징(800)에 내장함으로써 구성되는, 음이온 발생 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기가 제공될 수 있게 되었다.

본 발명이 완성됨으로써, 우수한 공기청정 기능을 가지고 있음과 동시에, 뛰어난 음이온 발생 기능을 가지면서도 음이온 발생을 위하여 많은 에너지를 필요로 하지 않으며, 습도조절 효과, 미네랄 보강효과, 살균효과 등 음이온 생성효과 이외의 다른 효과를 가지는 공기청정기가 제공될 수 있게 된 것이다.

도 1은 본 발명 공기청정기의 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명 공기청정기 음이온 발생장치의 구조를 나타낸 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100: 흡입부 200: 필터부

300: 순환부 400: 음이온발생장치

500: 혼합부 600: 배출부

700: 콘트롤부 800: 케이징

101: 흡입팬 204: 청정공기유출구

301: 저수조 401: 유입배관

402: 토르말린접촉관 403: 토르말린회전체

404: 회전분사노즐 405: 충돌판

406: 케이스 601: 배출구

Claims (11)

1. 음이온 방출 및 습도조절 기능을 가지는 공기청정기에 있어서,

   흡입팬(101)의 구동력에 의해 흡입부(100)로 유입되는 공기중에 함유된 직경 0.5㎛ 이상 크기의 오염물질을 제거하는 프리필터(201)가 구비되고, 0.3㎛ 이상의 오염물질을 제거하는 헤파필터(202)가 구비되며, 유기물을 산화시키고 세균을 살균시키며 악취를 제거하는 광촉매필터(203) 및 필터에 의해 정화된 공기를 공기청정기 내부로 배출하는 청정공기유출구(204)로 구비되는 필터부(200)와;

   상기 필터부(200)에서 정화된 공기와 혼합하는 순환수를 저수함과 동시에 토르말린을 함유하는 토르말린벽(T)을 내장하고 있어서 순환수에 음이온을 발생시킬 수 있는 저수조(301)가 구비되고, 저수조의 물을 음이온발생장치로 공급해주는 공급관로(302)가 구비되며, 음이온발생장치에서 음이온과 습기 발생에 사용되고 남아서 낙하한 물을 헤더(304)에서 집수하여 저수조로 배수하는 배수관로(303)가 구비되고, 순환수의 순환에 구동력을 제공하는 펌프(P)로 구비되는 순환부(300)와;

   상기 순환부(300)의 펌프(P)에 의해 공급되는 순환수를 유입하여 토르말린접촉관(402)으로 공급하는 유입배관(401)이 구비되고, 토르말린을 함유하는 토르말린회전체(403)를 내장하여 순환수와 토르말린을 접촉시키는 토르말린접촉관(402)이 구비되며, 토르말린접촉관(402)에서 토르말린과 접촉하면서 음이온을 함유한 순환수를 고속회전시킨 후 분사하는 회전분사노즐(404)이 구비되고, 회전분사노즐(404)에 의해 분사된 음이온 함유 순환수가 충돌하는 충돌판(405)을 내장하여 공기청정기의 내부에 착탈식으로 장착되도록 카드리지형 케이스(406)가 구비되는 음이온발생장치(400)와;

   상기 음이온발생장치(400)에서 배출되는 음이온 및 습기함유 공기와 필터부(200)에서 배출하는 정화된 공기를 혼합부(500)에서 균일하게 혼합하여 배출부(600)의 배출구(601)에 의해 공기청정기 외부로 배출시키도록 제어하는 콘트롤부(700)를 케이징(800)에 내장하여 구성함을 특징으로 하는,

   공기청정기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1에 있어서,

   토르말린접촉관(402)은, 수압에 의해 회전하는 회전체 형태의 토르말린회전체(403)를, 상기 유입배관(401)으로부터 회전분사노즐(404)로 순환수를 운반하는 관로에 내장하는 형태로 구성됨을 특징으로 하는,

   공기청정기.
8. 제 1항에 있어서,

   회전분사노즐(404)은 순환수가 유입되는 유입공이 분사공과 소정 각도를 이루고 있어서 그 내부를 통과하는 물을 회전시킬 수 있는 구조를 가짐을 특징으로 하는,

   공기청정기.
9. 제 1항에 있어서,

   충돌판(405)은, 정점을 중심으로 하단부로 내려갈수록 단면적이 넓어지는 형태를 가지며, 저면에는 토르말린접촉관(402)의 일측과 연결시켜 고정하기 위한 연결구조가 구성되고, 정점과 저면을 연결하는 경사면이 밑면과 이루는 각도는 0-180°임을 특징으로 하는,

   공기청정기.
10. 제 1항에 있어서,

    충돌판(405)은, 그 정점으로부터 회전분사노즐(404)에서 분사되는 물이 형성하는 분무 콘(Cone)의 중심점이 분무 콘 내경의 ±100% 범위를 벗어나지 않을 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는,

    공기청정기.
11. 제 1항에 있어서,

    케이스(406)의 내부에는 음이온 함유 순환수가 충돌판에 충돌함으로써 공기중으로 발산된 음이온과 습기가 공기와 혼합되는 공간으로서 그 상부는 오픈되어 공기청정기 혼합부(500)로 연결되는 혼합실(407)이 구성되며, 혼합실(407)의 측면부에 해당하는 케이스(406) 부분에는 일부 개구되어 공기를 흡입하는 흡기구(408)가 구성되고, 케이스(406)의 하부는 순환부 헤더(304)와 일체형으로 연결되어 구성됨을 특징으로 하는,

    공기청정기.