KR100531088B1 - 공기청정기 - Google Patents

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KR100531088B1 KR10-2003-0049558A KR20030049558A KR100531088B1 KR 100531088 B1 KR100531088 B1 KR 100531088B1 KR 20030049558 A KR20030049558 A KR 20030049558A KR 100531088 B1 KR100531088 B1 KR 100531088B1
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Abstract

본 발명은 실내공기를 환기할 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기청정기는 실내공기를 흡입하여 정화한 후 실내로 토출하는 공기청정운전과, 실내공기를 흡입하여 실외로 배출하고 실외공기를 흡입하여 실내로 토출하는 환기운전을 수행하는 공기청정기에 관한 것으로, 일측에 실내공기가 흡입되는 제 1 흡입구가 마련되며 타측에 공기청정운전시 흡입된 실내공기가 실내로 토출되는 제 1 토출구와 환기운전시 흡입된 실내공기가 실외로 토출되는 배기구가 마련된 제 1 유로와, 일측에 공기청정운전시 실내공기가 흡입되는 제 2 흡입구와 환기운전시 실외공기가 흡입되는 흡기구가 마련되며 타측에 흡입된 실내공기와 실외공기 중 어느 하나가 실내로 토출되는 제 2 토출구가 마련된 제 2 유로와, 제 1 토출구에 배치되어 제 1 토출구를 통해 토출되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 1 필터부재와, 제 2 흡입구에 배치되어 제 2 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 2 필터부재를 구비하여, 공기청정운전시에만 실내공기가 필터부재를 통과하게 되므로, 환기운전시 실외공기가 불필요하게 필터링되는 것을 방지할 수 있게 되며, 그에 따라 필터부재의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

공기청정기{AIR PURIFIER}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내공기를 정화 및 환기할 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기는 공기 중의 먼지나 세균 등을 걸러 내어 공기를 깨끗하게 하는 장치로, 통상 외관을 이루는 본체 내에 실내공기를 흡입하여 강제 송풍시키는 송풍팬과, 먼지 등 공기 중의 오염물질을 거르는 필터부재를 구비하여, 송풍팬에 의해 발생된 송풍력에 의해 실내공기가 필터부재를 관통하여 흐르게 함으로써 필터부재에 의해 실내공기를 정화할 수 있게 하는 장치이다.
이러한 공기청정기 중에는 일본특허공개 평8-89566호와 같이 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 실내로 흡입하여 실내공간을 환기하는 공기청정기가 있다.
이와 같이 환기운전을 수행할 수 있게 되어 있는 종래의 공기청정기는 실내공기의 배출 및 실외공기의 흡입을 동시에 수행하여야 하므로 실내공기의 배출을 위한 송풍팬과 실외공기의 흡입을 위한 송풍팬이 별도로 구비되어 있으며, 이러한 두 송풍팬을 구동하기 위해 하나의 구동모터가 구비되어, 구동모터의 양측에 두 송풍팬이 각각 설치되로록 함으로써 하나의 구동모터에 의해 두 송풍팬이 회전하며 송풍력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.
따라서, 이러한 구동모터가 동작하여 두 송풍팬을 회전시키면 일측 송풍팬은 실내공기가 실외로 배출되게 하며 타측 송풍팬은 실외공기가 실내로 흡입되게 함으로써 실내공간을 환기할 수 있게 되는 것이다.
그런데 이와 같이 공기청정기가 환기운전에 따라 실내공기의 배출과 실외공기의 흡입을 동시에 수행할 경우, 실내로 흡입되는 실외공기는 필터부재를 통해 필터링되며 흡입되는 반면 실외로 토출되는 실내공기는 필터링 과정없이 곧바로 실외로 빠져나가도록 되어 있어, 실외로 배출되는 공기가 받는 유로저항에 비하여 실내로 흡입되는 공기가 받는 유로저항이 상대적으로 커, 그에 따라 실외공기가 실내로 흡입되게 하는 송풍팬에는 실내공기가 실외로 토출되게 하는 송풍팬에 비하여 상대적으로 높은 부하가 걸리게 되므로, 구동모터의 양측에 서로 다른 부하가 걸려 구동모터의 동작이 불안정해지고 그에 따른 진동 및 소음이 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 실외로부터 흡입되는 실외공기를 불필요하게 정화하므로 필터부재의 수명이 짧아진다는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 필터부재의 수명을 연장시킬 수 있는 공기청정기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유로저항의 차이에 의해 발생하는 두 송풍팬의 진동 및 그에 따른 소음을 저감할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내공기를 흡입하여 정화한 후 실내로 토출하는 공기청정운전과, 실내공기를 흡입하여 실외로 배출하고 실외공기를 흡입하여 실내로 토출하는 환기운전을 수행하는 공기청정기에 있어서, 일측에 실내공기가 흡입되는 제 1 흡입구가 마련되며 타측에 공기청정운전시 흡입된 실내공기가 실내로 토출되는 제 1 토출구와 환기운전시 흡입된 실내공기가 실외로 토출되는 배기구가 마련된 제 1 유로와, 일측에 공기청정운전시 실내공기가 흡입되는 제 2 흡입구와 환기운전시 실외공기가 흡입되는 흡기구가 마련되며 타측에 상기 제 2 흡입구를 통해 흡입된 실내공기와 상기 흡기구를 통해 흡입된 실외공기 중 어느 하나가 실내로 토출되는 제 2 토출구가 마련된 제 2 유로와, 상기 제 1 토출구에 배치되어 상기 제 1 토출구를 통해 토출되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 1 필터부재와, 상기 제 2 흡입구에 배치되어 상기 제 2 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 2 필터부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로는 서로 교차되도록 되어 있으며, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로의 교차부에는 상기 제 1 유로를 따라 흐르는 공기와 상기 제 2 유로를 따라 흐르는 공기가 서로 혼합됨 없이 열교환하게 하는 전열교환장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 유로에는 회전하며 공기가 상기 제 1 유로를 따라 유동하게 하는 제 1 송풍팬이 구비되며, 상기 제 2 유로에는 회전하며 공기가 상기 제 2 유로를 따라 유동하게 하는 제 2 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 토출구에는 공기청정운전시 상기 제 1 토출구를 개방하는 토출구 개폐부재가 구비되며, 상기 배기구에는 환기운전시 상기 배기구를 개방하는 배기구 개폐부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 흡입구에는 공기청정운전시 상기 제 2 흡입구를 개방하는 흡입구 개폐부재가 구비되며, 상기 흡기구에는 환기운전시 상기 흡기구를 개방하는 흡기구 개폐부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 유로상에는 실외로부터 흡입된 실외공기 내에 포함된 오염물질이 상기 전열교환장치로 유입되기 전에 분리되게 하는 보조 필터부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조필터부재는 상기 제 1 필터부재 및 상기 제 2 필터부재에 비하여 상대적으로 낮은 필터링 능력을 구비하여 상대적으로 적은 유로저항을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 공기청정기는 도 1, 2에 도시되어 있는 바와 같이, 외관을 이루는 본체(10) 내에 공기중으로부터 먼지등의 오염물질을 분리하는 필터부재(20a, 20b)가 구비되어 있는 것으로, 실내공기를 흡입하여 실내공기로부터 먼지 등의 오염물질을 분리한 후 다시 실내공간으로 배출하는 공기청정운전과, 실내공기를 실외로 배출하고 실외공기를 실내로 흡입하여 실내를 환기하는 환기운전을 수행할 수 있게 되어 있다.
이러한 공기청정기의 본체(10) 내에는 환기운전시 실내공기가 실외로 배출되게 하는 제 1 유로(30)와, 실외공기가 실내로 흡입되게 하는 제 2 유로(40)가 마련되어 있는 것으로, 이러한 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40)는 공기청정운전시에는 실내공기를 흡입, 안내하여 실내공기가 필터부재(20a, 20b)에 의해 정화되도록 한 후 다시 실내공간으로 토출할 수 있도록 되어 있다.
제 1 유로(30)는 일측에 실내공기를 흡입하기 위한 제 1 흡입구(31)가 마련되며 그 타측에 공기청정운전시 실내공기를 실내공간으로 토출하기 위한 제 1 토출구(32)와 환기운전시 실내공기를 실외공간으로 토출하기 위한 배기구(33)가 마련되어 있다. 제 1 토출구(32)에는 공기청정운전 시 제 1 토출구(32)를 개방하여 본체(10) 내로 흡입된 실내공기가 실내로 배출될 수 있게 하는 토출구 개폐부재(34)가 마련되며, 배기구(33)에는 환기운전시 배기구(33)를 개방하여 본체(10) 내로 흡입된 실내공기가 실외로 배출될 수 있게 하는 배기구 개폐부재(35)가 마련되어, 토출구 개폐부재(34)와 배기구 개폐부재(35)를 동작시켜 제 1 토출구(32)와 배기구(33) 중 어느 하나가 개방되도록 함으로써 공기청정운전 및 환기운전을 전환할 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서 제 1 흡입구(31)는 본체(10)의 전면 하부에 마련되며 제 1 토출구(32)는 본체(10)의 상면에 마련되어, 본체(10)의 전면측으로부터 실내공기를 흡입하여 상측으로 토출할 수 있도록 되어 있다.
한편, 제 2 유로(40)의 일측에는 공기청정운전시 실내공기를 흡입하기 위한 제 2 흡입구(41)와 환기운전시 실외공기를 흡입하기 위한 흡기구(42)가 마련되어 있으며, 그 타측에는 본체(10) 내로 흡입된 실내공기나 실외공기가 실내로 토출되게 하는 제 2 토출구(43)가 마련된다. 제 2 흡입구(41)에는 공기청정운전시 제 2 흡입구(41)를 개방하여 제 2 흡입구(41)를 통해 실내공기가 본체(10) 내로 흡입될 수 있게 하는 흡입구 개폐부재(44)가 마련되며, 흡기구(42)에는 환기운전시 흡기구(42)를 개방하여 실외공기가 본체(10) 내로 흡입될 수 있게 하는 흡기구 개폐부재흡기구 개폐부재(45)가 마련되어, 흡입구 개폐부재(44)와 흡기구 개폐부재(45)를 동작시켜 제 2 흡입구(41)와 흡기구(42) 중 어느 하나가 개방되도록 함으로써 공기청정운전 및 환기운전을 전환할 수 있도록 되어 있다.
본 실시예에서 제 2 흡입구(41)는 본체(10)의 하면에 마련되며 제 2 토출구(43)는 본체(10)의 전면 상부에 마련되어 본체(10)의 하측으로부터 공기를 흡입하여 전방측으로 토출할 수 있게 되어 있다.
또한, 이러한 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40)의 중도에는 제 1 유로(30) 및 제 2 유로(40)를 따라 유동하는 공기로부터 먼지 등의 오염물질을 분리하기 위해 필터부재(20a, 20b)가 배치되어 있는데, 본 실시예에서 필터부재(20a, 20b)는 제 1 토출구(32)에 배치되어 제 1 토출구(32)를 통해 실내로 토출되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 1 필터부재(20a)와, 제 2 흡입구(41)에 배치되어 제 2 흡입구(41)를 통해 본체(10) 내로 흡입되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 2 필터부재(20b)를 포함한다.
따라서, 공기청정운전시에는 배기구(33)와 흡기구(42)를 폐쇄하고 제 1 토출구(32)와 제 2 흡입구(41)를 개방하여 제 1 토출구(32)를 통해 토출되는 실내공기와 제 2 흡입구(41)를 통해 흡입되는 실내공기가 제 1 필터부재(20a)와 제 2 필터부재(20b)에 의해 정화되도록 함으로써 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40)를 통해 유동하는 실내공기를 각각 정화할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명에 공기청정기는 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40)가 서로 교차되도록 되어 있으며 제 1 유로(30)를 따라 유동하는 공기와 제 2 유로(40)를 따라 유동하는 공기가 서로 열교환하게 하는 전열교환장치(50)가 구비된다. 전열교환장치(50)는 환기운전시 실외로 배출되는 실내공기와 실내로 흡입되는 실외공기가 서로 혼합되지 않으면서도 서로 열교환이 이루어질 수 있게 하는 것으로, 실내 온도와 실내로 토출되는 실외공기의 온도 사이의 온도차를 줄일 수 있게 하는 장치이다.
또한, 본 실시예에서, 제 2 유로(40)상에는 전열교환장치(50)와 제 2 흡입구(41) 및 흡기구(42)의 사이에 보조 필터부재(70)가 구비되는데, 이는 실외에서 흡입된 실외공기 내에 포함되어 있는 오염물질이 분리되도록 하는 것으로, 필터부재(20a, 20b)들에 비하여 상대적으로 낮은 필터링 능력을 갖도록 되어 있어, 이에 의한 제 2 유로(40)에서의 추가적인 유로저항의 발생은 적도록 되어 있다.
또한, 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40) 내에는 실내공기 혹은 실외공기가 제 1 유로(30)와 제 2 유로(40)를 따라 유동하게 하는 송풍장치(60)가 구비되어 있다. 송풍장치(60)는 제 1 유로(30)상에 설치되어 흡입된 실내공기가 제 1 유로(30)를 통해 유동하여 실내나 실외로 토출되게 하는 제 1 송풍팬(61)과, 제 2 유로(40)상에 설치되어 정화된 실내공기나 실외에서 흡입된 실내공기 중의 하나가 제 2 유로(40)를 통해 유동하여 실내로 토출되게 하는 제 2 송풍팬(62)을 포함한 것으로, 본 실시예에서 이러한 제 1 송풍팬(61)과 제 2 송풍팬(62)은 하나의 구동모터(63) 양측에 설치되어 하나의 구동모터(63)로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 되어 있다.
다음은 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기청정기의 동작 및 작용효과를 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 공기청정기가 공기청정운전을 수행하도록 하면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 토출구(32)와 제 2 흡입구(41)는 개방되고 배기구(33)와 흡기구(42)는 배기구 개폐부재(35)와 흡기구 개폐부재(45)에 의해 각각 폐쇄되어 있는 상태를 유지한다.
이러한 상태에서 구동모터(63)에 전원이 인가되어 제 1 송풍팬(61) 및 제 2 송풍팬(62)이 회전하며 흡입력 및 송풍력을 발생시키면, 제 1 송풍팬(61)에서 발생한 흡입력에 의해 실내공기는 제 1 흡입구(31)를 통해 흡입된 후 제 1 유로(30)를 따라 유동하여 제 1 토출구(32)로 토출된다. 이 때, 제 1 토출구(32)에는 제 1 필터부재(20a)가 배치되어 있으므로 흡입된 실내공기는 제 1 토출구(32)를 통해 실내로 토출되는 과정에서 내부에 포함된 오염물질이 분리되어 정화된다.
한편, 제 2 송풍팬(62)에서 발생한 흡입력에 의해 실내공기는 제 2 흡입구(41)를 통해 흡입되어 제 2 유로(40)를 따라 유동하여 개방되어 있는 제 2 토출구(43)로 토출된다. 이 때, 제 2 흡기구(42)에는 제 2 필터부재(20b)가 배치되어 있으므로 실내공기가 제 2 흡입구(41)를 통해 본체(10) 내로 흡입되는 과정에서 내부에 포함된 오염물질이 분리되어 정화된다.
다음으로, 본 발명에 따른 공기청정기가 환기운전을 수행하도록 하면, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 흡기구(42)와 배기구(33)는 개방되고 제 1 토출구(32)와 제 2 흡입구(41)는 토출구 개폐부재(34)와 흡입구 개폐부재(44)에 의해 각각 폐쇄되어 있는 상태를 유지한다.
이러한 상태에서 구동모터(63)에 전원이 인가되어 제 1 송풍팬(61) 및 제 2 송풍팬(62)이 회전하며 흡입력 및 송풍력을 발생시키면, 제 1 송풍팬(61)에서 발생한 흡입력에 의해 실내공기는 제 1 흡입구(31)를 통해 흡입되어 제 1 유로(30)를 따라 유동하여 개방되어 있는 배기구(33)를 통해 실외로 토출된다. 또한, 제 2 송풍팬(62)에서 발생한 흡입력에 의해 실외공기가 개방되어 있는 흡기구(42)를 통해 흡입되어 제 2 유로(40)를 따라 유동하여 제 2 토출구(43)로 토출된다. 이 때, 흡기구(42)를 통해 흡입되어 제 2 유로(40)를 따라 유동하는 실외공기는 보조 필터부재(70)에 의해 내부에 포함된 오염물질이 걸러진 후 전열교환장치(50)로 유입된다.
따라서, 환기운전시에는 제 1 토출구(32)와 제 2 흡입구(41)가 폐쇄되어 이를 통한 공기의 유동은 방지되므로, 제 1 토출구(32)와 제 2 흡입구(41)에 각각 마련되어 있는 제 1 필터부재(20a)와 제 2 필터부재(20b)는 필터링을 수행하지 않는다.
또한, 흡기구(42)를 통해 흡입된 실외공기는 상대적으로 낮은 필터링 능력을 갖는 보조 필터부재(70)에 의해서만 필터링되므로 보조 필터부재(70)에 의한 추가적인 유로저항 발생은 미미한 수준에 머물게 된다.
또한, 이와 같이 환기동작이 수행되는 과정에서 제 1 유로(30)를 따라 유동하는 실내공기와 제 2 유로(40)를 따라 유동하는 실외공기는 전열교환장치(50)에서 서로 혼합됨 없이 열교환하므로 실내 온도와 실내에 토출되는 실외공기의 온도차는 감소한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기청정기는 공기청정운전시에만 실내공기가 필터부재를 통과하게 되므로, 환기운전시 실외공기가 불필요하게 필터링되는 것을 방지할 수 있게 되며, 그에 따라 필터부재의 수명을 연장시킬 수 있게 되는 작용효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기청정기는 환기운전시 실외공기가 상대적으로 낮은 필터링 능력을 갖는 보조 필터부재만을 통과하게 되어 있으므로 이에 의한 추가적인 유로저항 발생은 미미하고, 그에 따라 환기운전시 제 1 유로에서 발생하는 유로저항과 제 2 유로에서 발생하는 유로저항의 차이는 크지 않아, 유로저항의 차이에서 발생하는 송풍팬 및 구동모터에서의 진동 및 소음은 저감되는 작용효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 공기청정운전 상태를 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기청정기의 환기운전 상태를 보인 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 본체 20a, 20b: 필터부재
30: 제 1 유로 31: 제 1 흡입구
32: 제 1 토출구 33: 배기구
34: 토출구 개폐부재 35: 배기구 개폐부재
40: 제 2 유로 41: 제 2 흡입구
42: 흡기구 43: 제 2 토출구
44: 흡입구 개폐부재 45: 흡기구 개폐부재
50: 전열교환장치 60: 송풍장치
61: 제 1 송풍팬 62: 제 2 송풍팬
63: 구동모터

Claims (7)

  1. 실내공기를 흡입하여 정화한 후 실내로 토출하는 공기청정운전과, 실내공기를 흡입하여 실외로 배출하고 실외공기를 흡입하여 실내로 토출하는 환기운전을 수행하는 공기청정기에 있어서,
    일측에 실내공기가 흡입되는 제 1 흡입구가 마련되며 타측에 공기청정운전시 흡입된 실내공기가 실내로 토출되는 제 1 토출구와 환기운전시 흡입된 실내공기가 실외로 토출되는 배기구가 마련된 제 1 유로와, 일측에 공기청정운전시 실내공기가 흡입되는 제 2 흡입구와 환기운전시 실외공기가 흡입되는 흡기구가 마련되며 타측에 상기 제 2 흡입구를 통해 흡입된 실내공기와 상기 흡기구를 통해 흡입된 실외공기 중 어느 하나가 실내로 토출되는 제 2 토출구가 마련된 제 2 유로와, 상기 제 1 토출구에 배치되어 상기 제 1 토출구를 통해 토출되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 1 필터부재와, 상기 제 2 흡입구에 배치되어 상기 제 2 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기로부터 오염물질을 분리하는 제 2 필터부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로는 서로 교차되도록 되어 있으며,
    상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로의 교차부에는 상기 제 1 유로를 따라 흐르는 공기와 상기 제 2 유로를 따라 흐르는 공기가 서로 혼합됨 없이 열교환하게 하는 전열교환장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 유로에는 회전하며 공기가 상기 제 1 유로를 따라 유동하게 하는 제 1 송풍팬이 구비되며, 상기 제 2 유로에는 회전하며 공기가 상기 제 2 유로를 따라 유동하게 하는 제 2 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 토출구에는 공기청정운전시 상기 제 1 토출구를 개방하는 토출구 개폐부재가 구비되며, 상기 배기구에는 환기운전시 상기 배기구를 개방하는 배기구 개폐부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 흡입구에는 공기청정운전시 상기 제 2 흡입구를 개방하는 흡입구 개폐부재가 구비되며, 상기 흡기구에는 환기운전시 상기 흡기구를 개방하는 흡기구 개폐부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 유로상에는 실외로부터 흡입된 실외공기 내에 포함된 오염물질이 상기 전열교환장치로 유입되기 전에 분리되게 하는 보조 필터부재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 보조필터부재는 상기 제 1 필터부재 및 상기 제 2 필터부재에 비하여 상대적으로 낮은 필터링 능력을 구비하여 상대적으로 적은 유로저항을 발생시키는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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