KR101977573B1 - 도심형 공기정화기 - Google Patents

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KR101977573B1
KR101977573B1 KR1020180136065A KR20180136065A KR101977573B1 KR 101977573 B1 KR101977573 B1 KR 101977573B1 KR 1020180136065 A KR1020180136065 A KR 1020180136065A KR 20180136065 A KR20180136065 A KR 20180136065A KR 101977573 B1 KR101977573 B1 KR 101977573B1
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Abstract

본 발명은 도심형 공기정화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로변(버스정류장 등)에 설치하여 도로 이동오염원을 포함한 도시 대기오염원인 오염기체로부터 유해물질을 분해(제거)하여 주변공기를 깨끗히 정화할 수 있도록 한 도심형 공기정화기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 외부 오염기체의 내부유입과 외부배출의 경로흐름이 형성되는 박스형의 메인하우징; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 불순물을 걸러내는 1차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광조사에 의한 광화학반응을 하여 상기 1차필터를 거쳐 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질을 분해하는 2차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광촉매의 반응촉진 및 오염기체 살균을 위한 자외선을 발생하는 광원체; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 외부공기 유입과 내부공기 배출의 기체유동을 유발하는 공기유동장치; 및, 상기 메인하우징 내부에 장치된 상태로, 상기 2차필터를 회전시켜 광화학반응 효율을 높임에 더해 상기 메인하우징 내부를 통과하는 기체 이동흐름을 변화시켜 기체살균 효율을 높이는 회전장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

도심형 공기정화기{URBAN TYPE AIR CLEANING APPARATUS}
본 발명은 도심형 공기정화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로변(버스정류장 등)에 설치하여 도로 이동오염원을 포함한 도시 대기오염원인 오염기체로부터 유해물질을 분해(제거)하여 주변공기를 깨끗히 정화할 수 있도록 한 도심형 공기정화기에 관한 것이다.
산업발전(development of industry)과 도시광역화(都市廣域化) 및 인구증가에 따라, 수도권 대도시의 대기오염은 지속적인 노력에도 불구하고 크게 개선되지 않고 있다.
특히, 황사와 미세먼지 및 자동차 배기가스 등과 같은 각종 유해물질(有害物質, harmful substance)로 인한 대기오염은 매우 심각한 수준에 이르렀고, 이러한 대기오염은 국지적(局地的)·국가적 차원의 문제에서 벗어나 국제적인 문제로까지 확대되고 있다.
이러한 대기오염원 중 황사와 미세먼지는 호흡기질환, 알레르기 등의 각종 질병을 유발하며, 햇빛을 차단해 시정거리(視程距離)를 감소시켜 항공기 운항에도 영향을 미친다.
그리고, 도로 이동오염원(移動汚染源, mobile sources)인 자동차 배기가스에 포함된 유해물질은 대부분 나노미터크기의 극미세입자이므로, 세포속으로 침투하기 쉽고, 단위질량당 표면적이 상대적으로 커서 염증반응 등과 같은 생물학적인 반응성이 높을 수 있다.
부연하여, 도로 이동오염원의 배출량 비율은 34%로, 에너지산업 연소, 비산업 연소, 제조업 연소, 생산공정, 비도로 이동오염원, 폐기물 처리 등과 같은 여타 대기오염원에 비해 월등히 높은 편이며, 최근 문제시되는 미세먼지의 주원인은 자동차에서 배출되는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 휘발성유기화합물(VOCs) 등에 의해 기인한다.
특히, 자동차 배기가스의 일종인 아황산가스(SO2)는 인체의 모든 점막을 자극하기 때문에 미량만 들이마셔도 호흡곤란이 일어나며, 이것이 기관지염, 폐수종(肺水腫, pulmonary edema), 폐렴 등의 질환으로 발전 치명적인 결과를 낳기도 한다.
이렇듯, 자동차 배기가스에 의한 대기오염은 도로상에서 뚜렷한 고농도(hot spot)를 보인다. 즉, 도로변 대기오염은 지표 부근에서의 자동차 오염물질의 고농도 배출과 다수의 사람이 밀집된 지역일수록 더 많은 배출원(자동차)이 존재한다는 특징으로 인해 인간의 건강에 미치는 악영향이 매우 크다. 더욱이, 도시에서는 도로변 거주인구가 높은 비중을 차지하고 있기 때문에 그 영향은 매우 클 수밖에 없다.
이에, 도로변을 포함한 도시의 대기오염 문제를 개선하고자 각 분야에서 많은 노력을 기울이고 있는바, 최근 들어서는 외부로부터 빛을 받아들여 광화학반응을 촉진시키는 물질인 광촉매를 이용한 대기오염 문제 개선에 대한 연구개발이 진행되고 있다.
상기 광촉매(光觸媒, photocatalyst)는, 유해물질을 산화·분해하는 기능을 갖고 있어 환경오염물질을 제거하고 항균, 탈취 등의 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있다.
이와 관련, 대한민국 공개특허 제10-2004-0108481호를 통해, 광촉매를 이용하여 살균 및 공기를 정화할 수 있는 광촉매필터유니트 및 그를 적용한 공기정화기가 개시된 바 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광촉매필터유니트 및 그를 적용한 공기정화기의 구성관계를 나타낸 분해사시도로써, 종래의 상기 광촉매필터유니트 및 그를 적용한 공기정화기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공기가 유입되기 위한 제1그릴(921)과 공기가 토출되기 위한 제2그릴(922)이 형성된 케이스(920); 상기 제1그릴(921)과 제2그릴(922) 사이에 설치되며 광촉매반응을 통하여 공기를 정화시키는 광촉매필터유니트(910); 상기 제1그릴(921)과 상기 광촉매필터유니트(910) 사이에 설치되어 공기로부터 큰 입자를 필터링하는 프리필터(930); 상기 제2그릴(922)과 상기 광촉매필터유니트(910) 사이에 설치되어 공기로부터 미세한 입자를 필터링하는 헤파필터(950); 상기 제1그릴(921)을 통하여 유입된 공기가 상기한 구성들을 거쳐 정화되도록 한 후 상기 제2그릴(922)로 토출되도록 하는 팬(960);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
종래 기술에 따르면, 상기 팬(960)의 구동으로 오염된 외부 공기가 케이스(920)를 통과하는 과정에서 정화된다. 특히, 상기 광촉매필터유니트(910)는 입사 자외선에 의해 강한 광산화(光酸化)반응을 일으켜 공기중 세균을 항균·살균하게 되고, 공기에 포함된 가장 큰 먼지입자나 머리카락 및 동물털 등은 상기 프리필터(930)가 걸러내며, 상기 프리필터(930)에 의해 잘 걸러지지 않는 입자는 상기 미디엄필터(940)가 걸러낸다.
또한, 상기 헤파필터(950)가 0.3미크론 크기의 각종 미세먼지를 99,97%까지 제거함으로써, 공기중의 이물질이나 악취 등은 물론이고 세균이나 박테리아까지 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 그 자체로 세정효과까지 있어 편리하게 반영구적으로 사용할 수 있다.
하지만, 상기한 광촉매필터유니트(910), 프리필터(930), 미디엄필터(940)와 같이 공지된 여과수단을 단순 적층한 구조를 이루는 관계로, 이미 알려진 필터링작용이 반복되는 것일 뿐 상기한 필터링수단들의 작용효과를 극대화하기 위한 기술적 특징이 마련되어 있지 않다.
결국, 광촉매 이용 친환경적인 방법을 통해 도로 이동오염원(대기오염물질)을 제거, 도로변은 물론 도시 대기오염 문제를 효과적으로 개선할 수 있는 공기정화기술의 연구개발이 절실하다.
(문헌 1) 대한민국 공개특허 제10-2004-0108481호(공개일자 : 2004.12.24.) (문헌 2) 대한민국 등록특허 제10-0812265호(등록일자 : 2008.03.04.) (문헌 3) 대한민국 등록특허 제20-0314844호(등록일자 : 2003.05.16.) (문헌 4) 대한민국 등록실용신안 제20-0409595호(등록일자 : 2006.02.17.)
본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도로변에 설치된 상태로 주변의 오염기체를 청정하게 정화하도록 하되, 장치의 내부로 유입된 오염기체 내에 혼재(混在)된 미세먼지 등을 필터링하는 1차필터 및 광촉매의 2차필터와 광원체(UV lamp)를 이용하여 자외선과 광촉매의 광화학반응으로 오염기체를 정화·살균함을 통해, 도로변을 포함한 도시 대기질을 깨끗하게 만들 수 있도록 하는 도심형 공기정화기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 유입된 공기를 우선 필터링하는 상기 1차필터의 구조가 "V"자 모양을 반복한 지그재그식 절곡형태를 이루도록 함으로써, 오염된 공기의 정화를 위한 여과면적이 최대화될 수 있도록 하는 도심형 공기정화기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 광촉매를 채용한 2차필터가 장치 내부에서 회전운동토록 함으로써, 광촉매 전체로의 고른 자외선 조사로 광촉매반응이 촉진되고 이를 통해 유해물질의 살균효율이 더욱 증대될 수 있도록 하는 도심형 공기정화기를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부 오염기체의 내부유입과 외부배출의 경로흐름이 형성되는 박스형의 메인하우징; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 불순물을 걸러내는 1차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광조사에 의한 광화학반응을 하여 상기 1차필터를 거쳐 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질을 분해하는 2차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광촉매의 반응촉진 및 오염기체 살균을 위한 자외선을 발생하는 광원체; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 외부공기 유입과 내부공기 배출의 기체유동을 유발하는 공기유동장치; 및, 상기 메인하우징 내부에 장치된 상태로, 상기 2차필터를 회전시켜 광화학반응 효율을 높임에 더해 상기 메인하우징 내부를 통과하는 기체 이동흐름을 변화시켜 기체살균 효율을 높이는 회전장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기유동장치와 상기 광원체 및 상기 회전장치의 전력을 수급하고, 그렇게 수급된 전력을 활용한 장치작동 전반을 수행/제어하는 제어부를 더 포함한다.
더하여, 상기 메인하우징은, 구성요소들의 내재수용을 위한 내부공간이 마련된 외부케이스와, 상기 내부공간에 수용배치되어, 상기 2차필터와 상기 광원체 및 상기 공기유동장치와 상기 회전장치가 연계장착되는 내부케이스와, 상기 내부케이스의 근접 하측에 배치되며, 상기 1차필터가 수납되는 적어도 하나 이상의 수납지그와, 상기 외부케이스 상단에 수직한 상태로 연장되어, 내부기체의 외부배출을 유도하는 배기관으로 구성되고, 상기 내부케이스 안쪽에는, 지지베이스가 하측에 구비결합되고, 고정지그가 상측에 구비결합된다.
또한, 상기 1차필터는, 불순물 흡착의 여과부재와, 상기 여과부재의 테두리를 둘러 감싸 형상을 유지시키는 필터하우징으로 구성된다.
더하여, 상기 2차필터는, 필터의 외형을 이루는 필터파레트와, 상기 필터파레트 표면에 코팅된 상태로, 광조사에 의한 광화학반응을 하는 광촉매층으로 구성된다.
또한, 상기 광원체는, 상기 고정지그에 조립되고, 상기 2차필터에 근접배치된 상태로, 자외선을 조사 세균을 99.9% 박멸하는 복수의 유브이램프이다.
더하여, 상기 공기유동장치는, 상기 내부케이스 안쪽 하부에 구비된 상태로, 외부 오염기체의 상기 메인하우징 내 강제유입 및 상기 내부케이스 통과의 기체흐름을 유도하는 흡기팬과, 상기 내부케이스 상단에 구비된 상태로, 상기 내부케이스 내부를 통과하는 내부기체를 밖으로 내보내는 기체흐름을 유도하는 배기팬으로 구성된다.
더하여, 상기 회전장치는, 상기 2차필터의 장착 및 그 장착된 상기 2차필터를 회전시켜 상기 광촉매층 전체에 자외선이 고르게 조사되도록 함에 더해 와류의 유발로 기체 이동속도가 지체되도록 하는 회동지그와, 상기 회동지그 회전에 필요한 동력발생의 구동모터와, 상기 구동모터에서 생성된 동력을 상기 회동지그에 전달하는 회전롤로 구성되고, 상기 회동지그는, 다수의 상기 2차필터 끼워맞춤 조립 및 사방 배치가 가능한 장착부, 상기 지지베이스 상단에 거치되는 원반형의 하부디스크부, 상기 고정지그 하단에 고정되는 원반형의 상부디스크부로 이루어지고, 상기 장착부 내측에는, 기체의 이동흐름이 이어지는 한편 상기 광원체로부터의 자외선 발광 및 상기 광촉매층의 광학반응이 이루어지는 반응챔버가 마련된다.
또한, 상기 필터파레트는, 오염기체의 접촉면적을 넓혀 유해물질의 분해효율을 촉진시키게 된 다수의 접촉편이 베이스판의 일면으로부터 돌출되고 다수가 소정간격을 두고 배열된 구조를 이룬다.
더하여, 상기 광촉매층은, 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질의 분해를 위한 광화학반응을 촉진시키는 촉매물질 코팅층으로써, 상기 필터파레트의 일부 또는 전체에 코팅되며, 산화타이타늄을 소재로 한다.
또한, 상기 필터파레트 상단의 미리 정한 부위에는, 적어도 하나 이상의 요입이 내향형성되고, 상기 2차필터가 끼워맞춤 조립되는 상기 장착부의 부위 상측에는, 상기 2차필터의 상단을 구속하여 임의분리를 방지키 위한 구속부재가 구비되며, 상기 구속부재는, 상기 요입홈 안으로 대응삽입됨에 따라 상기 필터파레트 구속이 이루어질 수 있도록 한 락볼과, 상기 락볼의 탄성작용을 관장하는 탄성스프링으로 조합된다.
이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 도심형 공기정화기는, 도로 이동오염원을 포함한 도시 대기오염원인 오염기체가 장치 내부를 통과(내부유입, 경로이동, 외부배출)하도록 하고, 그 과정에서 1차필터를 활용한 불순물의 우선제거와 아울러, 2차필터(광촉매)의 광화학반응과 광원체의 자외선을 이용해서 오염기체에 혼재된 유해물질을 완벽히 분해하고 살균함을 통해 청정기체로 정화가 가능한 효과를 나타낸다.
또한, 상기 2차필터가 장착된 회전장치의 회동지그 회전운동에 의거, 상기 2차필터의 광촉매층으로 광원체로부터 발광하는 자외선이 고르게 조사됨에 의한 광화학반응의 효율증대에 따라 오염기체에 혼재된 미세먼지나 황사 등 각종 유해물질의 분해능력이 크게 향상되는 효과가 있다.
이와 함께, 지금까지의 과정으로 도로 이동오염원(배기가스 등)을 포함한 도시 대기오염원(황사, 미세먼지 등)인 오염기체에 혼재된 유해물질을 보다 완벽히 분해 및 살균할 수 있고, 이를 통한 도로변은 물론 도시의 대기오염 문제의 개선을 통한 친환경 도시인프라 구축 및 관련산업의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.
도 1은 종래 기술에 따른 광촉매필터유니트 및 그를 적용한 공기정화기의 구성관계를 나타낸 분해사시도.
도 2는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기의 외부구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기의 내부구조를 나타낸 단면도.
도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서, 1차필터의 구성관계를 나타낸 사시도와 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서, 2차필터와 구동수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도 및 요부단면도.
도 6은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서, 2차필터의 장착관계를 나타낸 예시단면도.
도 7은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기 내부를 통과하는 기체의 흐름관계를 나타낸 예시단면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 중 도 2는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기의 외부구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기의 내부구조를 나타낸 단면도이며, 도 4(a)(b)는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서 1차필터의 구성관계를 나타낸 사시도와 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서 2차필터와 구동수단의 구성관계를 나타낸 요부사시도 및 요부단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기에 있어서 2차필터의 장착관계를 나타낸 예시단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 도심형 공기정화기 내부를 통과하는 기체의 흐름관계를 나타낸 예시단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도심형 공기정화기(A)는, 장치의 외형을 이루는 케이스(case)로써 대기오염원(이하 '오염기체'라 함)의 내부유입과 외부배출의 경로흐름이 형성되는 박스형의 메인하우징(1)과, 상기 메인하우징(1) 내부에 구비된 상태로 메인하우징(1) 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 불순물을 걸러내는 1차필터(2)와, 상기 메인하우징(1) 내부에 구비된 상태로 광조사(光照射)에 의한 광화학반응(光化學反應, photochemical reaction)을 하여 상기 1차필터(2)를 거쳐 메인하우징(1) 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질을 분해(제거)하는 2차필터(3)와, 상기 메인하우징(1) 내부에 구비된 상태로 광촉매의 반응촉진 및 오염기체 살균을 위한 자외선(ultraviolet rays; UV)을 발생하는 광원체(4)와, 상기 메인하우징(1) 내부에 구비된 상태로 외부공기 유입 및 내부공기 배출의 기체유동을 유발하는 공기유동장치(5)와, 상기 메인하우징(1) 내부에 장치된 상태로 2차필터(3)를 회전시켜 광화학반응 효율을 높임에 더해 메인하우징(1) 내부를 통과하는 기체 이동흐름을 변화(지연)시켜 기체살균 효율을 높이는 회전장치(6)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 공기유동장치(5)와 광원체(4) 및 회전장치(6)의 전력을 수급하고 그렇게 수급된 전력을 활용한 장치작동 전반을 수행/제어하는 제어부(도시하지 않음)를 더 포함한다.
메인하우징(1)은, 상기 구성요소들의 내재수용을 통한 장치단일화와 아울러 내부에서 오염기체의 여과 및 살균이 수행되는 것으로, 구성요소들의 내재수용을 위한 내부공간(11a)이 마련된 외부케이스(11)와, 상기 내부공간(11a)에 수용배치되어 상기 2차필터(3)와 광원체(4) 및 상기 공기유동장치(5)와 회전장치(6)가 연계장착되는 내부케이스(12)와, 상기 내부케이스(12)의 근접 하측에 배치되며 상기 1차필터(2)가 수납되는 적어도 하나 이상의 수납지그(13)와, 상기 외부케이스(11) 상단에 수직한 상태로 연장되어 내부기체의 외부배출을 유도하는 배기관(14)으로 구성된다.
상기 외부케이스(11)는, 종과 횡으로 배치되는 복수의 프로파일(1) 조립결합에 의해 프레임이 형성되고, 그 프레임의 사면에 부착조립되는 복수의 마감패널(112)에 의해 구성된다.
그리고, 상기 마감패널(112)들 각각의 하부에는, 상기 내부공간(11a)으로의 외부공기 유입이 가능토록 한 다수의 통기공(112-1)이 일정간격마다 배열되어 있다.
상기 내부케이스(12) 안쪽에는, 후술할 상기 회전장치(6)의 회동지그 하단을 떠받치는 지지베이스(15)가 하측에 구비결합되어 있고, 상기한 회동지그의 상단을 고정하는 고정지그(16)가 상측에 구비결합되어 있다.
1차필터(2)는, 상기 외부케이스(11)의 내부공간(11a) 하측에 구비된 상태로 메인하우징(1) 내부로 유입되는 오염기체에 혼재된 불순물을 우선적으로 걸러내는 여과수단인 것으로, 도 4(a)(b)에 도시된 바와 같이, 먼지·황사 등의 미세물질 흡착의 여과부재(21)와, 상기 여과부재(21)의 테두리를 둘러 감싸 형상을 유지시키는 필터하우징(22)으로 구성된다.
2차필터(3)는, 상기 내부케이스(12) 내측에 구비된 상태로 메인하우징(1) 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 세균 등의 유해물질을 분해하는 살균수단인 것으로, 도 5a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 필터의 외형을 이루는 필터파레트(31)와, 상기 필터파레트(31) 표면에 코팅된 상태로 광조사에 의한 광화학반응을 하는 광촉매층(32)으로 구성된다.
상기 필터파레트(31)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 오염기체의 접촉면적(接觸面積, contact area)을 넓혀 유해물질의 분해효율을 촉진시키게 된 다수의 접촉편이 베이스판의 일면으로부터 돌출되고 다수가 소정간격을 두고 배열된 구조를 이루는 것이 바람직하다.
그리고, 상단의 미리 정한 부위에는, 후술할 상기 회전장치(6)의 회동지그에 구비된 구속부재가 끼워맞춤되는 적어도 하나 이상의 요입홈(311)이 내향형성되어 있다.
상기 광촉매층(photocatalyst Formation, 32)은, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 메인하우징(1) 내부공간(11a)을 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질의 분해를 위한 광화학반응을 촉진시키는 촉매물질 코팅층으로써, 상기 필터파레트(31)의 일부 또는 전체에 적용(코팅)되며, 산화타이타늄(TiO2)을 소재로 하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 성분소재라 한다면 얼마든지 달리 채용함이 가능하다.
광원체(light source body, 4)는, 상기 메인하우징(1) 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질을 살균하고 광촉매의 광화학반을을 촉진하는 자외선(UV) 발광수단인 것으로, 상기 메인하우징(1)의 내부케이스(12)에 구비결합된 상기 고정지그(16)에 조립되고 상기 2차필터(3)에 근접배치된 상태로 자외선을 조사 세균을 99.9% 박멸(살균)하는 복수의 유브이램프(UV lamp)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 발광램프라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.
공기유동장치(5)는, 상기 통기공(121)을 통한 메인하우징(1) 내부로의 외부 오염기체 유입 및 그렇게 유입된 오염기체가 상기 메인하우징(1)의 내부케이스(12) 내부를 거쳐 배기관(17)을 통해 외부로 배출되도록 하는 공기유동의 유발을 위한 것으로, 메인하우징(1)의 내부케이스(12) 안쪽 하부에 구비된 상태로 외부 오염기체의 상기 메인하우징(1) 내 강제유입 및 상기 내부케이스(12) 통과의 기체흐름을 유도하는 흡기팬(51)과, 상기 내부케이스(12) 상단에 구비된 상태로 내부케이스(12) 내부를 통과하는 내부기체를 밖으로 내보내는 기체흐름을 유도하는 배기팬(52)으로 구성된다.
회전장치(6)는, 상기 2차필터(3)를 회전시켜 상기 광촉매층(32)의 광학반응을 촉진시킴과 아울러 메인하우징(1)을 통과하는 기체의 이동흐름을 지연시켜 살균효율을 높이기 위한 것으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 2차필터(3)의 장착 및 그렇게 장착된 2차필터(3)를 회전시켜 광촉매층(32) 전체에 자외선이 고르게 조사되도록 하고 또한 와류의 유발로 기체 이동속도가 지체되도록 하는 회동지그(61)와, 상기 회동지그(61) 회전에 필요한 동력발생의 구동모터(62)와, 상기 구동모터(62)에서 생성된 동력을 상기 회동지그(61)에 전달하는 회전롤(63)로 구성된다.
상기 회동지그(61)는, 다수의 상기 2차필터(3) 끼워맞춤 조립 및 사방 배치가 가능한 장착부(61-1)와, 상기 지지베이스(15) 상단에 거치되는 원반형의 하부디스크부(61-2)와, 상기 고정지그(16) 하단에 고정되는 원반형의 상부디스크부(61-3)로 이루어진다.
또한, 상기 장착부(61-1) 내측에는, 기체의 이동흐름이 이어지는 한편 광원체(4)로부터 자외선 발광 및 광촉매층(32)의 광학반응이 이루어지는 반응챔버(61a)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 2차필터(3)가 끼워맞춤 조립되는 부위의 상측에는 2차필터(3)의 그 상단을 구속하여 임의분리를 방지키 위한 구속부재(611)가 구비되어 있다.
여기서, 상기 구속부재(611)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 2차필터(3)의 필터파레트(31) 상단에 형성된 요입홈(311) 안으로 대응삽입됨에 따라 상기 필터파레트(31) 구속이 이루어질 수 있도록 한 락볼(611-1)과, 상기 락볼(611)의 탄성작용을 관장하는 탄성스프링(611-2)으로 조합됨이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
상기 구동모터(62)는, 입력신호에 응답해 자체적으로 모터축(621)의 속도를 조절할 수 있어 상기 회동지그(61)의 회전속도를 정밀통제하는데 적합한 서보모터(servo motor)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타내는 기계요소 또는/및 전자요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있음이 가능하다.
상기 회전롤(63)은, 상기 회동지그(61)의 하부디스크부(61-2) 테두리에 밀착된 상태로 상기 구동모터(62) 동작에 의한 연계회동을 이룸으로써 회동지그(61)가 대응회전되도록 하기 위한 롤러(roller)이다.
여기서, 상기 구동모터(62)의 모터축(621) 선단에는 구동기어(622)가, 상기 회전롤(63)의 롤축(631) 선단에는 상기 구동기어(622)와 맞물리는 연동기어(632)가 구비되는바, 상기 구동기어(622)와 연동기어(632)는, 서로 직각으로 만나 두 축 사이에 운동을 전달하는데 널리 사용하는 베벨기어인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용관계 및 작용효과를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.
미 설명부호, (b)는 상기 지지베이스(15)와 회동지그(61)의 하부디스크부(61-2)가 서로 맞닿는 부위 및 상기 고정지그(16)와 회동지그(61)의 상부디스크부(61-3)가 서로 맞닿는 부위에 각각 구비되어 상기 회동지그(61)의 회전운동을 원활히 하는 베어링(bearing)이다.
상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 도심형 공기정화기(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도로 이동오염원(자동차 배기가스 등)을 포함하는 도시 대기오염원(황사, 미세먼지 등)인 오염기체에 혼재된 유해물질을 분해할 목적으로 본 발명의 도심형 공기정화기(A)를 도로변(버스정류장 등)에 설치사용하는바, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 메인하우징(1) 안으로 외부 오염기체가 강제유입된 후 메인하우징(1)의 내부케이스(12)를 통과하는 경로이동의 흐름을 이어가게 되며, 그 과정에서 상기 1차필터(2)에 의해 오염기체에 혼재된 불순물이 여과되고 상기 2차필터(3)에 의해서는 오염기체에 혼재된 세균 등의 유해물질이 살균되는 것에 의해 청정기체로 정화되는 다음 외부로 최종 배출됨으로써, 대기오염의 문제가 개선될 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부의 프로그램 구동에 의해 상기 공기유동장치(5)의 흡기팬(51)과 배기팬(52)이 작동케 되면, 상기 메인하우징(1)의 외부케이스(11) 마감패널(112) 하부의 통기공(112-1)들을 통해 메인하우징(1)의 내부공간(11a)으로 외부 오염기체가 강제유입되고, 그렇게 내부유입된 오염기체는 상기 내부공간(11a)과 내부케이스(12) 내부에 배치된 회동지그(61)의 반응챔버(61a)를 거쳐 상기 내부케이스(12) 상부의 배기관(14)을 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 통기공(112-1)들을 외부케이스(11)의 내부공간(11a)으로 유입된 오염기체가 상기 내부공간(11a) 하측에 구비된 1차필터(2)를 통과하게 되는 것에 의해 상기 1차필터(2)의 여과부재(21)에 의거 황사나 미세먼지 등과 같은 불순물이 우선적으로 필터링(filtering)된다.
계속해서, 상기 통기공(112-1)들을 통해 내부공간(11a)으로 유입된 후 상기 반응챔버(61a)로 경로이동의 흐름을 이어가는 오염기체는, 상기한 반응챔버(61a)를 통과하는 과정에서 2차필터(3)에 의해 유해물질이 분해됨과 아울러 살균되는 것인바, 이는 상기 2차필터(3)의 광촉매층(32)의 광촉매 광화학반응과 상기 광원체(4)에서 발생한 자외선에 의해 이루어져 청정기체로 완벽히 정화된다.
여기서, 전술한 바와 같이 상기 반응챔버(61a)를 오염기체가 통과하는 과정에서 상기 회전장치(6) 구동에 의해 상기 2차필터(3)가 장착된 회전지그(61)가 회전운동을 이룰 수 있는바, 상기 회전지그(61) 회전운동시 2차필터(3)가 더불어 회전됨에 따라 상기 광원체(4)로부터 발산되는 자외선이 상기 광촉매층(32) 전체에 고르게 조사되어 광학반응의 효율이 크게 증대될 수 있고, 아울러 회전지그(61) 회전운동에 따른 기체흐름의 변화(와류 발생)로 상기 반응챔버(61a)를 거치는 오염기체의 이동흐름이 지체되는 것에 의해 살균작용의 효율이 획기적으로 증대될 수 있어 보다 완벽한 기체정화가 가능하다.
정리하여, 본 발명의 도심형 공기정화기(A)에 의하면, 도로 이동오염원을 포함한 도시 대기오염원인 오염기체가 상기 메인하우징(1) 내부를 통과(내부유입, 경로이동, 외부배출)하도록 하고, 그 과정에서 1차필터(2)를 활용한 불순물의 우선제거와 아울러, 상기 2차필터(3 / 광촉매)의 광화학반응과 광원체(4)의 자외선을 이용해서 오염기체에 혼재된 유해물질을 완벽히 분해하고 살균함을 통해 청정기체로 정화가 가능한 효과를 거둘 수 있다.
이와 함께, 상기 2차필터(3)가 장착된 회전장치(6)의 회동지그(61) 회전운동에 의거, 상기 2차필터(3)의 필터파레트(31)들이 동시에 회전케 되고 그로써 상기 필터파레트(31)들 표면에 코팅된 광촉매층(32)으로 상기 광원체(4)로부터 발광하는 자외선이 고르게 조사됨에 의한 광화학반응의 효율증대에 따라 오염기체에 혼재된 각종 유해물질(미세먼지, 황사 등)의 분해능력이 크게 향상되는 효과를 거둘 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
A : 공기정화기, 1 : 메인하우징
2 : 1차필터, 3 : 2차필터
4 : 광원체, 5 : 공기유동장치
6 : 회전장치, 11 : 외부케이스
11a : 내부공간, 12 : 내부케이스
13 : 수납지그, 14 : 배기관
15 : 지지베이스, 16 : 고정지그
21 : 여과부재, 22 : 필터하우징
31 : 필터파레트, 32 : 광촉매층
51 : 흡기팬, 52 : 배기팬
61 : 회동지그, 61a : 반응챔버
62 : 구동모터, 63 : 회전롤
111 : 프로파일, 112 : 마감패널
121 : 통기공, 311 : 요입홈
611 : 구속부재, 611-1 : 락볼
611-2 : 탄성스프링, 621 : 모터축
622 : 구동기어, 631 : 롤축
642 : 연동기어

Claims (11)

  1. 실외에서 사용되는 도심형 공기정화기에 관한 것으로,
    외부 오염기체의 내부유입과 외부배출의 경로흐름이 형성되는 박스형의 메인하우징; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 불순물을 걸러내는 1차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광조사에 의한 광화학반응을 하여 상기 1차필터를 거쳐 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질을 분해하는 2차필터; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 광촉매의 반응촉진 및 오염기체 살균을 위한 자외선을 발생하는 광원체; 상기 메인하우징 내부에 구비된 상태로, 외부공기 유입과 내부공기 배출의 기체유동을 유발하는 공기유동장치; 및, 상기 메인하우징 내부에 장치된 상태로, 상기 2차필터를 회전시켜 광화학반응 효율을 높임에 더해 상기 메인하우징 내부를 통과하는 기체 이동흐름을 변화시켜 기체살균 효율을 높이는 회전장치;를 포함하되,
    상기 메인하우징은, 구성요소들의 내재수용을 위한 내부공간이 마련된 외부케이스와, 상기 내부공간에 수용배치되어, 상기 2차필터와 상기 광원체 및 상기 공기유동장치와 상기 회전장치가 연계장착되는 내부케이스와, 상기 내부케이스의 근접 하측에 배치되며, 상기 1차필터가 수납되는 적어도 하나 이상의 수납지그와, 상기 외부케이스 상단에 수직한 상태로 연장되어, 내부기체의 외부배출을 유도하는 배기관으로 구성되고, 상기 내부케이스 안쪽에는, 지지베이스가 하측에 구비결합되고, 고정지그가 상측에 구비결합됨을 특징으로 하고,
    상기 2차필터는, 필터의 외형을 이루는 필터파레트와, 상기 필터파레트 표면에 코팅된 상태로, 광조사에 의한 광화학반응을 하는 광촉매층으로 구성됨을 특징으로 하고,
    상기 광원체는, 상기 고정지그에 조립되고, 상기 2차필터에 근접배치된 상태인 것을 특징으로 하며,
    상기 회전장치는, 상기 2차필터의 장착 및 그 장착된 상기 2차필터를 회전시켜 상기 광촉매층 전체에 자외선이 고르게 조사되도록 함에 더해 와류의 유발로 기체 이동속도가 지체되도록 하는 회동지그와, 상기 회동지그 회전에 필요한 동력발생의 구동모터와, 상기 구동모터에서 생성된 동력을 상기 회동지그에 전달하는 회전롤로 구성되고, 상기 회동지그는, 다수의 상기 2차필터 끼워맞춤 조립 및 사방 배치가 가능한 장착부, 상기 지지베이스 상단에 거치되는 원반형의 하부디스크부, 상기 고정지그 하단에 고정되는 원반형의 상부디스크부로 이루어지고, 상기 장착부 내측에는, 기체의 이동흐름이 이어지는 한편 상기 광원체로부터의 자외선 발광 및 상기 광촉매층의 광학반응이 이루어지는 반응챔버가 마련됨을 특징으로 하며,
    광학반응의 효율성을 증대시키기 위해 상기 반응챔버 내부에 상기 광원체와 상기 2차필터가 위치되어 상기 광원체에 의한 광화학 반응이 상기 반응챔버 내에서 이루어지게 함을 특징으로 하고,
    상기 필터파레트는, 오염기체의 접촉면적을 넓혀 유해물질의 분해효율을 촉진시키게 된 다수의 접촉편이 베이스판의 일면으로부터 돌출되고 다수가 소정간격을 두고 배열된 구조를 이룸을 특징으로 하고,
    상기 필터파레트 상단의 미리 정한 부위에는, 적어도 하나 이상의 요입홈이 내향형성되고, 상기 2차필터가 끼워맞춤 조립되는 상기 장착부의 부위 상측에는, 상기 2차필터의 상단을 구속하여 임의분리를 방지키 위한 구속부재가 구비되며, 상기 구속부재는, 상기 요입홈 안으로 대응삽입됨에 따라 상기 필터파레트 구속이 이루어질 수 있도록 한 락볼과, 상기 락볼의 탄성작용을 관장하는 탄성스프링으로 조합됨을 특징으로 하는 도심형 공기정화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기유동장치와 상기 광원체 및 상기 회전장치의 전력을 수급하고, 그렇게 수급된 전력을 활용한 장치작동 전반을 수행/제어하는 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 도심형 공기정화기.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1차필터는, 불순물 흡착의 여과부재와,
    상기 여과부재의 테두리를 둘러 감싸 형상을 유지시키는 필터하우징으로 구성됨을 특징으로 하는 도심형 공기정화기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공기유동장치는, 상기 내부케이스 안쪽 하부에 구비된 상태로, 외부 오염기체의 상기 메인하우징 내 강제유입 및 상기 내부케이스 통과의 기체흐름을 유도하는 흡기팬과,
    상기 내부케이스 상단에 구비된 상태로, 상기 내부케이스 내부를 통과하는 내부기체를 밖으로 내보내는 기체흐름을 유도하는 배기팬으로 구성됨을 특징으로 하는 도심형 공기정화기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매층은, 상기 메인하우징 내부를 통과하는 오염기체에 혼재된 유해물질의 분해를 위한 광화학반응을 촉진시키는 촉매물질 코팅층으로써, 상기 필터파레트의 일부 또는 전체에 코팅되며, 산화타이타늄을 소재로 함을 특징으로 하는 도심형 공기정화기.
  11. 삭제
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