KR100891128B1 - 공기 정화 및 살균 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기, 공기정화기, 공기살균기, 공기조화기 등의 블로어 팬모터로부터 유입되는 부유세균, 악취, 유해가스 등의 오염물질을 자외선 및 광촉매의 수산레디칼기(-OH)로 정화 및 살균 처리하는 공기 정화 및 살균 모듈에 관한 것이다.

본 발명은 공기조화기 등의 블로어 팬모터로부터 유입되는 바람의 힘에 의해 광촉매 필터 등을 회전시켜 미세먼지 등의 오염물질이 광촉매 필터 등에 적재되어 광촉매 성능 등을 저하시키는 원인을 자연적으로 제거하는 새로운 형태의 공기정화 및 살균 방식을 구현함으로써, 광촉매 필터 등의 성능저하를 방지할 수 있고 오염물질 등에 의해 가려져 있던 곳까지 자외선을 충분히 조사할 수 있는 등 공기 정화 성능 뿐만 아니라 살균 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 공기정화 및 살균 모듈을 제공한다.

공기정화기, 필터, 정화, 자외선, 광촉매, 살균, 블로어 팬모터

Description

공기 정화 및 살균 모듈{Air purifier and sterilization module}

본 발명은 공기 정화 및 살균 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기청정기, 공기정화기, 공기살균기, 공기조화기 등의 블로어 팬모터로부터 유입되는 오염물질을 자외선 및 수산레디칼기(-OH)로 정화 및 살균 처리하는 공기 정화 및 살균 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 실내의 공기정화를 목적으로 사용하는 공기 정화기는 대부분 필터에 의하여 먼지 등을 여과할 수 있게 되어 있으나, 필터에 오염물질 등이 끼이면서 점차 여과기능이 저하되는 문제를 안고 있었으며, 또한 적절한 시기에 필터를 교체하거나 세척하기 전에는 필터에 부착된 먼지 등의 오염물질에 서식하는 각종의 세균 등으로 인해 악취가 나고 각종 질병을 유발할 우려가 있는 등의 비위생적인 문제점을 동시에 내포하고 있었다.

즉, 오랫동안 청소를 하지 않고 방치되어 있는 덕트 내부에는 먼지와 퇴적된 오염물질 속에서 많은 중금속과 박테리아 및 병원균이 생성되어 환기통을 통해 실 내로 유입되기 때문에 호흡기 질환은 물론 많은 병의 원인이 되고 있었던 실정이었고, 이에 정부는 실내공기의 오염을 막기 위해 일정규모 이상의 건물 덕트는 의무적으로 청소를 해야 하는 공중 위생법 시행규칙을 개정하게 되었던 것이다.

또한, 밀폐된 건물 내에서 근무하는 사람 가운데 직업과 관련된 건강장애를 호소하는 사례가 증가하기 시작했으며, 이에 따라 건물 내에서 근무하는 사람들에 관한 근무환경에 대해 관심이 고조되기 시작했다.

이에 따라 각종의 연구결과 발표된 자료에 의하면, 빌딩증후군의 증상으로는 각막의 자극, 코와 기관지점막 자극에 따른 호흡기 장애, 두통, 현기증, 소화기장애, 알레르기성 비염 등 다양한 신체이상을 호소하는 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 냉방 및 난방, 방음 등의 고효율화와 에너지 절약이라는 차원에서 외부 공기와 더욱 더 차단된 밀폐된 공간에서 생활하는 시간이 증가됨에 따라 내부 생활환경과 밀접한 관련이 있는 각종 오염물질에 노출되고 있으며, 이러한 이유로 현대인은 두통, 안질, 집중력 저하, 어지러움 등과 같은 내부공기 오염에 의한 증상을 호소하고 있는 실정이다.

따라서, 실내 공기는 건강과 직결되기 때문에 실내공간에서 활동함에 따라 자연 배출되는 공기 중의 각종 오염물질과 각종 곰팡이 등을 인체에 해가 없이 안전하게 제거할 수 있는 공기살균 정화장치가 절실하게 필요하다 할 수 있다.

한편, 종래에는 공기를 정화하기 위하여 일반적으로 폴리프로필렌(PP) 수지섬유 또는 폴리에틸렌(PE) 수지섬유를 이용하는 부직포 형태의 필터만을 사용하거나, 전기집진방식의 정전필터 등을 주로 사용하였다.

그러나, 이러한 형식의 필터로는 먼지를 거르는 것은 가능하지만, 그 구조상 미세한 바이러스나 박테리아 등을 살 균하거나, 휘발성유기화합물(VOC's), 악취 제거 및 부패 호르몬인 에틸렌가스를 제거하기는 어려웠다.

또한, 탈취를 위해 활성탄으로 만들어진 활성탄 탈취필터를 사용하고도 있으나, 탈취성능 및 내구성이 좋지 않고 공기 중에 포함된 유해한 미생물을 살균할 수 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 광촉매를 알루미늄이나 구리 등의 필터에 코팅한 광촉매필터에 자외선을 조사하는 방식 등이 등장하여 입도가 큰 미생물을 광촉매필터에서 포집하여 살균처리하고 있으나, 광촉매와 자외선과의 조사표면적 부족 및 세균에 대한 자외선 조사시간 부족 등으로 입도(나노크기)가 작은 바이러스, 박테리아 등에서는 살균성능이 확실하지 않을 뿐만 아니라 매번 필터를 교체 및 관리하여야 하는 문제점도 있었다.

예를 들면, 광촉매필터에 자외선을 조사하는 방식의 경우 초기에는 정화 및 살균 성능이 있으나, 사용 시간이 지나면 지날수록 먼지 등의 오염 물질이 필터에 쌓이면서 성능이 저하되어 필터 교체 및 청소 등에 과대한 비용을 지출하고 있는 등 사용자들의 번거로움과 비용에 대한 불만이 발생하고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 공기조화기의 블로어 팬모터로부터 유입되는 바람의 힘에 의해 필터를 회전시켜 필터에 적재되어 있는 먼지 등의 오염물질을 자연적으로 제거하는, 즉 광촉매 필터 등을 회전시켜 미세먼지 등의 오염물질이 광촉매 필터 등에 적재되어 광촉매 성능 등을 저하시키는 원인을 자연적으로 제거하는 새로운 형태의 공기정화 및 살균 방식을 구현함으로써, 필터의 성능저하를 방지할 수 있고 오염물질 등에 의해 가려져 있던 곳까지 자외선을 충분히 조사할 수 있는 등 공기 정화 성능 뿐만 아니라 살균 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 공기 정화 및 살균 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 살균 모듈은 공기흡입라인상에 연결 설치되는 본체, 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 나란하게 배치되면서 회전가능하게 양단 지지되는 구조로 설치되고 선단부에 장착되는 날개부를 이용하여 유입되는 바람의 힘에 의해 자체적으로 회전될 수 있는 다수 개의 필터, 상기 본체의 내부 양측면부를 따라 상하 일정간격으로 설치되는 다수 개의 자외선램프 등을 포함하는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 필터는 벌집 구조 또는 메시망 구조를 갖는 원기둥 튜브 형태로 이루어진 것을 적용하고, 또 필터의 표면에는 자외선램프에 의한 살균효과의 극 대화를 위하여 광촉매, 나노은, 나노백금, 나노구리 등을 코팅 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 살균 모듈은 자외선 조사가 가능한 자외선 램프와 광촉매 등이 코팅되어 있는 필터를 조합한 형태를 적용함으로써, 공기 중에 포함된 세균 및 박테리아 등을 확실하게 살균 및 악취 제거하여 인체에 유익한 깨끗한 공기로 정화 처리할 수 있고, 자외선 램프에 의한 직접적인 살균 및 광촉매 등으로부터 발생되는 강한 산화력에 의한 계속적인 살균작용을 통해 인체에 유익한 깨끗한 공기를 공급할 수 있는 장점이 있다.

특히, 블로어 팬모터로부터 유입되는 바람의 힘에 의해 필터가 자체적으로 회전되도록 하여 필터에 부착되어 있는 오염물질이 자연적으로 제거되도록 함으로써, 먼지 등의 쌓임으로 인한 필터 성능 저하를 방지할 수 있고, 자외선 빛이 필터에 의해 가려져 비추지 못했던 곳까지 충분히 비출 수 있도록 하여 살균 성능을 크게 향상시킬 수 있으며, 따라서 살균, 악취 제거 및 유해 가스의 제거를 통해 인체에 유익한 깨끗한 공기를 효과적으로 정화 처리할 수 있고, 또 모듈화를 통해 유지보수를 현장에서 간편하게 취급할 수 있도록 하여 비용 절감 및 고객에게 만족을 줄 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 공기 정화 및 살균 모듈은 공기청정기, 공기정화기, 공기살균기 등의 블로어 팬모터로부터 강제로 유입되는 공기, 또는 빌딩, 공장 등의 공기조화기에서 불로어 팬모터로부터 강제로 유입되는 공기를 정화 및 살균 처리하는 한편, 특히 공기의 오염물질인 먼지 등이 광촉매 필터나 나노살균 필터 등에 적체되어 성능을 저하시키는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

이를 위하여, 알루미늄, 구리 등의 벌집 구조 또는 메시망 구조를 갖는 시트를 원기둥 튜브 형태로 가공하여 필터를 제작하고, 필터의 양쪽 끝에는 바람개비 형태의 날개부를 장착하여 유입되는 바람의 힘에 의하여 동력없이도 자체적으로 회전될 수 있도록 함으로써, 먼지 등의 적체로 인한 필터의 성능 저하를 방지할 수 있고, 또 먼지 등으로 인해 가려져 있던 곳까지 자외선이 조사되도록 할 수 있으므로 살균 효율을 높일 수 있다.

또한, 필터에는 광촉매, 나노은, 나노백금, 나노구리 등을 코팅하고, 또 모듈화된 케이스 본체에는 다수의 자외선램프, 자외선의 반사효율을 높일 수 있는 반사갓, 본체 내부의 알루미늄 호일 처리 등을 함으로써, 오염된 공기에 대한 살균 성능을 높일 수 있다.

이러한 공기 정화 및 살균 모듈은 부품들의 모듈화를 위한 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부에 설치되어 오염된 공기를 살균 처리하는 다수의 필터(12)와, 자 외선 조사를 위한 다수의 자외선램프(13) 등을 포함한다.

상기 본체(10)는 길이방향의 앞쪽과 뒷쪽이 연통되는 사각의 케이스 형태로 이루어져 있으며, 공기조화기 등의 외부공기 유입용 덕트 등과 같은 공기유입라인에 연결 설치된다.

이에 따라, 외부로부터 유입되는 공기는 본체(10)의 내부를 경유하여 실내측으로 진행되는 흐름을 가질 수 있다.

이때, 상기 본체(10)의 내벽면 전체는 알루미늄 호일로 코팅 처리되어 있어서 자외선램프(13)에서 조사되는 빛의 반사율을 높일 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 본체(10)의 앞쪽 입구부와 뒷쪽 출구부에는 본체의 단면을 수직방향으로 가로질러 배치되는 다수의 필터 지지대(15)가 본체 좌우 폭방향을 따라 일정간격으로 설치되어 있으며, 이곳은 필터(12)의 양단부를 지지하는 역할을 한다.

또한, 상기 본체(10)의 한쪽 측면부에는 개폐커버(18)가 설치되어 있어서 내부에 있는 필터(12) 등의 점검이나 교체 등의 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

상기 필터(12)는 오염된 공기와의 접촉을 통해 직접적으로 살균 처리하는 부분으로서, 벌집 구조 또는 메시망 구조를 갖는 원기둥 튜브 형태로 이루어져 있으며, 상기 본체(10)의 내부에 길이방향을 따라 나란하게 배치되면서 양단부의 축(17)을 이용하여 필터 지지대(15)상에 지지되면서 축(17)을 중심으로 하여 회전가능한 구조로 설치된다.

이때, 상기 필터 지지대(15)에 관통되는 축(17)의 단부에는 나사체결식의 고 정용 캡(16)이 끼워져 있어서 필터(12)가 이탈되는 등의 문제가 방지될 수 있으며, 또 축(17)의 관통부위에는 세라믹 또는 테프론 등의 베어링 등을 개재하여 회전이 원활하고 장기간 사용에 따른 마모에 견딜 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 필터(12)는 다수 개가 구비되고, 각각은 본체(10)의 내부 단면의 전체 면적에 걸쳐 균형있게 배치되는 되는 형태로 설치된다.

예를 들면, 상기 본체(10)가 갖는 사각의 내부 단면 전체 면적 내에서 각각의 필터(12)들이 가로 및 세로 방향을 따라 격자형 구조를 이루면서 배치되므로서, 본체(10)를 통과하는 공기와의 접촉효율을 최대한 높일 수 있다.

특히, 상기 필터(12)는 동력없이도 유입되는 바람의 힘을 이용하여 자체적으로 회전할 수 있는 특징을 갖는다.

이를 위하여, 필터(12)의 앞쪽과 뒷쪽 단부에는 소정의 형상, 예를 들면 바람개비 형상으로 이루어진 날개부(11)가 일체식으로 장착되며, 이에 따라 본체(10)를 통과하는 바람의 흐름에 의해 날개부(11)가 회전하게 되고, 결국 필터(12) 전체가 회전하게 되면서 필터(12)에 적체되어 있던 먼지 등이 제거될 수 있다.

한편, 본 발명의 날개부는 본 발명이 적용되는 공기정화장치의 용량에 따라 최적의 필터 회전 속도를 얻기 위해 다양한 날개 형상과 날개 각도를 설계할 수 있다. 즉 날개의 형상에 있어서 도 1 내지 3에 도시된 바람개비 형상 이외에도, 도 4에 도시한 바와 같이 트위스트형의 바 형상으로 이루어진 것을 적용할 수 있음은 물론, 동일한 날개의 형상에 있어서도 그 날개의 각도를 다양하게 선택하여 설계할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 필터(12)에는 광촉매, 나노은, 나노백금, 나노구리 등이 코팅 처리되어 있으며, 이에 따라 자외선램프(13)로부터의 자외선이 광촉매 등에 조사되므로서 살균효과를 극대화할 수 있다.

즉, 자외선램프(13)에서 방출된 자외선에 의해 광촉매 산화반응이 일어나면서 오염된 공기 속의 각종 세균들에 대한 살균처리 효과를 최대한 높일 수 있다.

또한, 상기 본체(10)의 내부에는 자외선 살균 처리를 위한 다수 개의 자외선 램프(13)가 구비되고, 이러한 자외선램프(13)들은 본체(10)의 내부 양측면부를 따라 상하 일정간격으로 설치되면서 필터(12)측으로 자외선을 조사할 수 있도록 되어 있다.

특히, 자외선램프(13)로부터 조사되는 빛의 효율을 높이기 위하여 본체(10)의 내부 소정의 위치, 예를 들면 자외선램프(13)의 후면쪽에는 오목한 형태를 하고 있는 다수의 반사갓(14)이 설치되며, 이에 따라 자외선의 반사효율이 높아지면서 자외선 살균효과를 좀더 높일 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 공기 정화 및 살균 모듈의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈의 사용상태를 나타내는 단면도이다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 공조설비의 가동시 블로어 팬모터의 작동에 따라 외부의 공기가 덕트 등을 거쳐 본체(10)의 내측으로 유입되면, 이때의 공기의 흐름에 의해 필터(12)의 날개부(11)가 회전을 하게 되고, 이에 따라 필터(12) 는 축(17)을 중심으로 하여 회전을 하게 된다.

따라서, 필터(12)의 계속적인 회전에 의해 필터(12)의 외표면과 내표면에 적체되는 먼지 등의 이물질이 필터(12)로부터 떨어져 나가게 되고, 결국 자외선램프(13)로부터 조사되는 자외선이 필터(12)의 전체 표면에 골고루 비추어지게 되므로서, 먼지 등의 적체로 인해 필터(12)의 성능이 저하되는 문제를 말끔히 해소할 수 있고, 또 자외선램프(13)로부터 조사되는 자외선이 반사갓(14)과 본체 내벽면을 통해 반사되면서 필터(12)측을 포함하는 본체(10)의 내부 전체 공간에 걸쳐 충분히 비추어지게 되므로서, 오염된 공기에 대한 살균효과를 최대한 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈을 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈의 사용상태를 나타내는 정단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈의 사용상태를 나타내는 측단면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 및 살균 모듈에서 필터에 있는 날개부의 다른 예를 보여주는 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체 11 : 날개부

12 : 필터 13 : 자외선램프

14 : 반사갓 15 : 필터 지지대

16 : 고정용 캡 17 : 축

18 : 개폐커버

Claims (6)

1. 공기흡입라인상에 연결 설치되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 내부에 본체(10)의 길이방향을 따라 나란하게 배치되면서 회전가능하게 양단 지지되는 구조로 설치되고 선단부에 장착되는 날개부(11)를 이용하여 유입되는 바람의 힘에 의해 자체적으로 회전될 수 있으며 광촉매, 나노은, 나노백금, 나노구리 중의 어느 하나로 코팅 처리된 다수 개의 필터(12)와, 상기 본체(10)의 내부 양측면부를 따라 상하 일정간격으로 설치되는 다수 개의 자외선램프(13)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 살균 모듈.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 필터(12)는 메시망 구조를 갖는 원기둥 튜브 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 살균 모듈.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 필터(12)는 본체(10)의 내부 단면 내에서 가로 및 세로 방향을 따라 격자형 구조를 이루면서 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 살균 모듈.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(10)의 내부에는 자외선의 반사효율을 높이기 위하여 자외선램프 주변으로 다수의 반사갓(14)이 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 살균 모듈.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 본체(10)의 내벽면은 반사율 향상을 위하여 알루미늄 호일로 코팅 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 살균 모듈.

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