KR101350942B1 - Anti-microbial Filter using Optical Fibers and Air Cleaner Containing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유 적용 항균 필터 및 이를 포함한 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여과재 내부에 포함된 광섬유의 표면을 통해 직접적으로 자외선, 가시광, 또는 자연광을 발산함으로써, 여과재 내부에 포집된 세균, 진균, 바이러스 등 인체에 유해한 미생물을 짧은 시간 내에 효과적으로 사멸시킬 수 있고, 상기 여과재 표면에 광촉매를 코팅하여 살균 효과를 높일 수도 있으며, 이를 통해 기존 항균 필터의 단점인 먼지입자가 필터 섬유표면에 지속적으로 포집됨으로써 발생하였던 살균 효과 저하 문제를 극복할 수 있는 특징이 있다.The present invention relates to an optical fiber applied antibacterial filter and an air cleaner including the same, and more specifically, bacteria, fungi collected inside the filter medium by emitting ultraviolet, visible or natural light directly through the surface of the optical fiber included in the filter medium. It can effectively kill microorganisms harmful to the human body such as virus, virus, etc., and can increase the sterilization effect by coating the photocatalyst on the surface of the filter media. There is a feature that can overcome the problem of lowering the sterilization effect caused by.
Description
본 발명은 광섬유 적용 항균 필터 및 이를 포함한 공기청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터를 사용하여 공기를 정화시킬 때 필터에 포집되는 유해한 미생물을 사멸하기 위한 기술에 관한 것이다. 항균 및 멸균 기술은 열, 자외선, 방사선, 화학약품처리 등이 있으며 본 발명은 이 중 자외선을 이용한 항균 기술에 해당된다.
The present invention relates to an optical fiber applied antibacterial filter and an air cleaner including the same, and more particularly, to a technique for killing harmful microorganisms collected in a filter when the air is purified using the filter. Antibacterial and sterilization techniques include heat, ultraviolet rays, radiation, chemical treatment, etc. The present invention corresponds to antibacterial technique using ultraviolet rays.
공기정화에 사용되는 고효율 필터는 거의 모든 유해한 미생물을 효과적으로 포집할 수 있다. High-efficiency filters used for air purification can effectively trap almost all harmful microorganisms.
그러나 필터에 포집된 미생물은 장시간 생존할 수 있으며 심지어 증식하기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 항균필터가 개발되었다. However, the microorganisms trapped in the filter can survive for a long time and even multiply. Various antibacterial filters have been developed to solve this problem.
여기서, 항균 물질을 필터 표면에 코팅한 항균기술, 공기정화용 필터의 경우 이온클러스터를 필터 전단에 발생시켜 이온이 필터에 포집된 미생물에 부착됨으로써 미생물을 사멸하는 항균기술 등이 적용되어 왔으나, 필터에 먼지가 지속적으로 쌓여 미생물에 대한 보호벽 역할을 하기 때문에 종래기술로는 유해한 미생물을 효과적으로 사멸시킬 수 없다는 문제점이 있다. Here, the antibacterial technology that coated the antimicrobial material on the filter surface, the air purification filter has been applied to the filter by generating an ion cluster in front of the filter to kill the microorganism by attaching ions to the microorganisms collected in the filter. Since dust continuously accumulates and serves as a protective barrier against microorganisms, there is a problem in that conventional techniques cannot effectively kill harmful microorganisms.
또한, 도 1에서처럼, 필터(1) 표면에 자외선(3) 광원을 조사하여 미생물(2)을 사멸시키는 방법이 시도되었으나, 자외선(3)이 필터(1)의 표면에만 조사되고 필터(1) 내부에 포집된 미생물(2)은 사멸시키지 못한다는 단점이 있었다.
Also, as shown in FIG. 1, a method of killing
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,
광섬유를 포함하는 여과재로 구성된 필터에 있어서 광섬유 표면을 통해 자외선, 가시광, 또는 자연광을 발산함으로써, 필터 내부에 포집된 세균, 진균, 바이러스 등 인체에 유해한 미생물을 짧은 시간 내에 효과적으로 사멸시킬 수 있고, 상기 여과재에 광촉매를 코팅하여 살균 효과를 높일 수도 있다. 따라서 본 발명에서는 기존 항균 필터의 단점인 먼지입자가 여과재 섬유표면에 지속적으로 포집됨으로써 발생하였던 살균 효과 저하 문제를 극복할 수 있는 광섬유 적용 항균 필터 및 이를 포함한 공기청정기를 제공하는데 목적이 있다.
In a filter composed of a filter medium including an optical fiber, ultraviolet rays, visible light, or natural light may be emitted through the surface of the optical fiber, thereby effectively killing microorganisms harmful to the human body such as bacteria, fungi, and viruses trapped inside the filter within a short time. A photocatalyst may be coated on the filter medium to increase sterilization effect. Accordingly, an object of the present invention is to provide an antimicrobial filter and an air cleaner including the same, which can overcome the problem of deterioration of sterilization effect caused by dust particles, which are disadvantages of existing antimicrobial filters, are continuously collected on the surface of the filter media.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 일 단부에서 수광되어 길이 방향을 따라 진행하는 광원의 일부가 표면을 통해 발산되는 광섬유가 하나 이상 형성되어 포함되고, 두께 방향으로 공기가 투과할 수 있는 다공성의 구조를 가지며, 공기 중의 입자상 물질을 필터링하는 여과재와;In order to achieve the above object, the present invention includes one or more optical fibers in which a portion of the light source is received at one end and proceeds along the longitudinal direction is formed through the surface, the porous structure through which air can pass in the thickness direction And a filter medium for filtering particulate matter in the air;
상기 여과재에 포함된 광섬유의 일 단부에 광원이 조사되는 광원부와;A light source unit irradiating a light source to one end of the optical fiber included in the filter medium;
상기 광원부와 연결되어 광원이 작동되도록 전원을 인가하는 전원부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터에 관한 것이다.And a power supply unit connected to the light source unit and applying power to operate the light source.
또한, 본 발명은 상기의 광섬유 적용 항균 필터를 갖는 공기청정기에 관한 것이다.
The present invention also relates to an air cleaner having the optical fiber applied antibacterial filter.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 광섬유 적용 항균 필터 및 이를 포함한 공기청정기는 광섬유의 표면발광을 통해 필터 내부에 직접적으로 자외선, 가시광, 또는 자연광을 조사함으로써, 필터 내부에 포집된 세균, 진균, 바이러스 등 인체에 유해한 미생물을 짧은 시간 내에 효과적으로 살균할 수 있고, 상기 여과재에 광촉매를 코팅하여 살균 효과를 높일 수도 있으며, 그에 따라 항균 필터는 기존 항균 필터의 단점인 먼지입자가 필터 섬유표면에 지속적으로 포집됨으로써 발생하였던 살균 효과 저하 문제를 극복할 수 있는 효과가 있다.
As described above, the antimicrobial filter applied to the optical fiber of the present invention and the air cleaner including the same by irradiating ultraviolet light, visible light, or natural light directly into the filter through the surface light emission of the optical fiber, bacteria, fungi, It can effectively sterilize microorganisms harmful to human body such as virus in a short time, and can increase the sterilization effect by coating the photocatalyst on the filter medium. Accordingly, the antibacterial filter has continuous dust particles, which are disadvantages of the existing antibacterial filter, on the filter fiber surface. There is an effect that can overcome the problem of lowering the sterilization effect caused by the collection.
도 1은 종래의 필터를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유를 나타낸 측면 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 항균 필터가 구비된 공기청정기를 나타낸 개략도이고,
도 7은 도 6의 A부분을 나타낸 확대도이다.1 is a schematic view showing a conventional filter,
2 is a cross-sectional view showing an antimicrobial filter to which an optical fiber is applied according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view showing an antimicrobial filter to which an optical fiber is applied according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing an antimicrobial filter to which an optical fiber is applied according to an embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view showing an optical fiber according to an embodiment of the present invention,
Figure 6 is a schematic diagram showing an air cleaner equipped with an antibacterial filter according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is an enlarged view illustrating portion A of FIG. 6.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.
본 발명의 광섬유 적용 항균 필터는 일 단부에서 수광되어 길이 방향을 따라 진행하는 광원의 일부가 표면을 통해 발산되는 광섬유가 하나 이상 형성되어 포함되고, 두께 방향으로 공기가 투과할 수 있는 다공성의 구조를 가지며, 공기 중의 입자상 물질을 필터링하는 여과재와;The antimicrobial filter applied to the optical fiber of the present invention includes one or more optical fibers in which a part of the light source received at one end and traveling along the longitudinal direction is emitted through the surface, and has a porous structure through which air can pass in the thickness direction. A filter medium having a particle and filtering particulate matter in the air;
상기 여과재에 포함된 광섬유의 일 단부에 광원이 조사되는 광원부와;A light source unit irradiating a light source to one end of the optical fiber included in the filter medium;
상기 광원부와 연결되어 광원이 작동되도록 전원을 인가하는 전원부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a power source unit connected to the light source unit and applying power to operate the light source.
또한, 본 발명은 상기의 광섬유 적용 항균 필터를 갖는 공기청정기를 특징으로 한다.
In addition, the present invention is characterized by an air cleaner having the optical fiber applied antibacterial filter.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유가 적용된 항균 필터를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유를 나타낸 측면 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an antimicrobial filter to which an optical fiber is applied according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a side view showing an antimicrobial filter to which an optical fiber is applied according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. Figure 5 is a schematic diagram showing an antimicrobial filter to which the optical fiber is applied according to an example, Figure 5 is a side cross-sectional view showing an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광섬유 적용 항균 필터(50)는 일 단부에서 수광되어 길이 방향을 따라 진행하는 광원의 일부가 표면을 통해 발산되는 광섬유가 하나 이상 형성되어 포함되고, 두께 방향으로 공기가 투과할 수 있는 다공성의 구조를 가지며, 공기 중의 입자상 물질을 필터링하는 여과재(10)와, 상기 여과재(10)에 포함된 광섬유의 일 단부에 광원이 조사되는 광원부(30)와, 상기 광원부(30)와 연결되어 광원이 작동되도록 전원을 인가하는 전원부(40)로 구성된다.As shown in Figure 2 to 5, the optical fiber applied
상기 여과재(10)는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 공기 중의 입자상 물질(세균, 진균, 바이러스 등)이 필터링하고 다공성 구조를 갖으며, 일반적으로 섬유직포 또는 섬유부직포의 형태를 갖는다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
상기 광섬유(20)는 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 여과재(10) 내부에 포함되도록 형성되고, 상기 광섬유(20)의 일 단부에 광원부(30)의 광원을 조사하면 광원이 광섬유(20)의 길이방향으로 전달되며, 상기 광섬유(20)의 코어부(21)를 통해 전달된 광은 클래드부(22)의 표면을 통해 발산되어 상기 여과재(10) 또는 상기 광섬유(20)에 포집된 유해 미생물(2)을 효과적으로 사멸시킨다.As shown in FIGS. 2 to 5, the
여기서, 상기 광섬유(20)는 길이 방향으로 연장되고 공기의 굴절률보다 높은 굴절율을 갖는 코어부(21)와, 상기 코어부(21)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지고 상기 코어부(21)를 둘러싸는 클래드부(22), 및 상기 클래드부가 부분적으로 제거된 광 발산부(23)를 포함한다.Here, the
또한, 상기 광섬유(20)의 코어부(21)와 클래부(22)를 구성함에 있어, 다양한 값의 굴절률을 갖는 재질을 조합하거나 상기 클래드부(22)의 두께를 조절하는 방법을 통해서도 클래부(22) 표면을 통해 광을 발산할 수 있다.In addition, in configuring the
그리고, 상기 광섬유(20)는 플라스틱 재질로 형성될 수도 있으며, 상기 광 발산부(23)는 상기 광섬유(20)의 표면에 고르게 분포된다.In addition, the
또한, 상기 광섬유(20)는 유연성(flexible)을 확보하기 위해 단면의 직경이 2 mm 이하로 형성되는데, 본 발명에서는 일실시예로 1mm로 형성된다. In addition, the
한편, 상기 광섬유(20)를 포함하는 여과재(10)는 살균효과를 증진시키기 위해 광촉매가 코팅된다.On the other hand, the
상기 광원부(30)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 섬유여과재(10)에 포함된 광섬유(20)의 일 단부에 조사되는 광원을 생성시키는 장치로써, 다양한 장치가 포함되어 이루어지지만, 본 발명에서는 광원부(30)가 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board, 31)과 연결되어 광원을 제어한다. 상기 광원부(30)의 광원조사는 통상적으로 알려진 기술이기에 별도의 기능 및 구조는 설명하지 않는다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
여기서, 상기 광원은 가시광선 또는 자외선 또는 자연광 중 어느 하나를 선택적으로 사용 가능하고, 동시에 하나 이상을 사용할 수 있는 등 다양한 실시예가 있다.Here, the light source may be any one of visible light, ultraviolet light, or natural light selectively, and at least one may be used at the same time.
이때, 상기 광원의 조사시간은 장시간 광원 사용으로 인한 여과재를 구성하는 고분자의 파괴를 막기 위해 광원을 일일 1시간 이내로 사용하여도 살균 효과는 충분하다.At this time, the irradiation time of the light source is sufficient to sterilize even if the light source is used within 1 hour per day to prevent the destruction of the polymer constituting the filter medium due to the use of the light source for a long time.
상기 전원부(40)는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 광원부(30)와 연결되어 광원이 작동되도록 전원을 인가하는 것으로, 상기 PCB(31)와 연결되어 생성된 전원을 PCB(31)에 공급한다.
3 and 4, the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 적용 항균 필터를 갖는 공기청정기를 나타낸 개략도이고, 도 7은 도 6의 A부분을 나타낸 확대도이다.FIG. 6 is a schematic view showing an air cleaner having an optical fiber applied antibacterial filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an enlarged view of portion A of FIG. 6.
도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 공기청정기(60)는 상기에서 기술한 광섬유(20)가 적용된 항균필터(50)가 구비된 공기청정기(60)로써, 공기청정기(60)의 덕트케이스(61) 내에 항균필터(50)가 삽입되어 구비되고, 상기 항균필터(50)의 일 단부 즉, 공기청정기(60)의 덕트케이스(61) 측면부에 광원부(30)와 전원부(40)가 구비되는 형태이다.6 to 7, the
여기서, 상기 공기청정기(60) 내에 구비되는 항균필터(50)는 여과면적을 증가시키기 위하여 "∧∧∧" 형태로 절곡된 절곡형 필터로 형성되는데, 이는 일실시예로써, 다양한 형태로 설계변경이 가능하다.
Here, the
10 : 여과재 20 : 광섬유
21 : 코어부 22 : 클래드부
23 : 광 발산부 30 : 광원부
31 : PCB 40 : 전원부
50 : 항균 필터 60 : 공기청정기
61 : 덕트 케이스10: filter medium 20: optical fiber
21
23: light diverging portion 30: light source portion
31: PCB 40: power supply
50: antibacterial filter 60: air cleaner
61: duct case
Claims (10)
상기 여과재(10)에 포함된 광섬유(20)의 일 단부에 광원이 조사되는 광원부(30)와;
상기 광원부(30)와 연결되어 광원이 작동되도록 전원을 인가하는 전원부(40);를 포함하여 구성되고,
상기 광섬유(20)는 광원을 길이 방향으로 연장되되,
공기의 굴절률보다 높은 굴절율을 갖는 코어부(21)와;
상기 코어부(21)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가지고 상기 코어부(21)를 둘러싸는 클래드부(22); 및
상기 클래드부가 부분적으로 제거된 광 발산부(23);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
One or more optical fibers that receive a portion of the light source that is received at one end and proceeds along the longitudinal direction are formed and included, and have a porous structure through which air can pass in the thickness direction, and filter particulate matter in the air. And the filter medium 10 to be;
A light source unit 30 to which a light source is irradiated to one end of the optical fiber 20 included in the filter medium 10;
And a power supply unit 40 connected to the light source unit 30 to apply power to operate the light source.
The optical fiber 20 extends the light source in the longitudinal direction,
A core portion (21) having a refractive index higher than that of air;
A clad part 22 surrounding the core part 21 with a refractive index lower than the refractive index of the core part 21; And
A light diverging part 23 in which the clad part is partially removed;
Optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that configured to include.
상기 광섬유(20)는 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The optical fiber 20 is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that formed of a plastic material.
상기 광 발산부(23)는 상기 광섬유(20)의 표면에 고르게 분포된 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The light emitting part 23 is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that evenly distributed on the surface of the optical fiber (20).
상기 광섬유(20)는 유연성(flexible)을 확보하기 위해 단면의 직경이 2 mm 이하인 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The optical fiber 20 is an optical fiber applied antimicrobial filter, characterized in that the diameter of the cross section of 2 mm or less to ensure flexibility.
상기 광섬유(20)를 포함하는 여과재(10)는 광촉매가 코팅된 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The filter medium 10 including the optical fiber 20 is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that the photocatalyst is coated.
상기 광원은 가시광선 또는 자외선인 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The light source is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that the visible light or ultraviolet light.
상기 광원은 자연광인 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The light source is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that the natural light.
상기 광원의 조사시간은 일일 1시간 이내인 것을 특징으로 하는 광섬유 적용 항균 필터.
The method of claim 1,
The irradiation time of the light source is an optical fiber applied antibacterial filter, characterized in that within 1 hour per day.
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| JP2000051342A (en) * | 1998-08-10 | 2000-02-22 | Tennex Corp | Deodorizing device |
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2012
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