KR102008107B1 - 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기 - Google Patents

열교환기를 이용한 환기형 공기청정기 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 고정형 열교환 소자를 사용하되 상하 경사형으로 이중으로 설치하여 열교차되는 면적을 늘려서 열교환 효율을 높일 수 있으며, 휘발성 유기화합물(VOC), 황산화물, 질소산화물을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터를 사용함으로써 대기중에 포함된 미세먼지와 함께 오염물질을 제거할 수 있고, 프론트 커버 및 리어 커버 내부면의 모든 부분에서 균일하게 음이온 및 원적외선의 방출효과와 항균효과를 나타낼 수 있는, 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기에 관한 것으로서,
이 발명의 구성은, 하부에 실내 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실내 배기구가 형성되어 있는 프론트 커버와, 상기한 프론트 커버의 후방에 설치되며 뒷면 하부에 실외 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실외 배기구가 형성되어 있는 리어 커버와, 상기한 프론트 커버와 리어 커버의 결합체의 내부에 설치되어 있는 제1 고정형 열교환 소자와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 앞에 설치되어 있는 메인 필터와, 상기한 메인 필터의 앞에 설치되어 있는 제1 보조 필터와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실내 흡입구에 설치되어 있는 제2 보조 필터와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 상부에 설치되어 있는 제2 고정형 열교환 소자와, 상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실내 배기구의 사이에 설치되어 있는 제1 시로코(siroco) 팬과, 상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실외 배기구의 사이에 설치되어 있는 제2 시로코(siroco) 팬을 포함하여 이루어진다.

Description

열교환기를 이용한 환기형 공기청정기{Window type heat exchange air purifier}
이 발명은 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 고정형 열교환 소자를 사용하되 상하 경사형으로 이중으로 설치하여 열교차되는 면적을 늘려서 열교환 효율을 높일 수 있으며, 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, VOC)을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터를 사용함으로써 대기중에 포함된 미세먼지와 함께 오염물질을 제거할 수 있고, 프론트 커버 및 리어 커버 내부면의 모든 부분에서 균일하게 음이온 및 원적외선의 방출효과와 항균효과를 나타낼 수 있는, 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기에 관한 것이다.
최근에 도시화 및 산업화가 진행되고 차량의 운행이 증가하게 되면서 발생하게 되는 배기가스와 같은 기존의 대기오염 물질에 더하여, 중국에서 유입되는 황사나 미세먼지와 같은 새로운 대기오염 물질이 사회적인 문제로 제기되고 있다.
일반적으로, 미세먼지는 지름이 10㎛ 이하인 입자상 물질로서 미세먼지(PM10), 극미세먼지(PM25), 초극미세먼지(PM1) 등으로 분류되고, 이는 각각 입자의 지름이 대략 10㎛, 25㎛, 1㎛ 이상인 입자상 물질을의미한다
상기한 미세먼지는 그 이름 그대로 눈에 보이지 않을 정도로 미세하므로 인식하지 못하는 사이에 인체에 침투하여 폐에서 걸러지지 않고 축적됨으로 인해 호흡기 질환 등의 각종 질병을 유발하고 면역기능을 저하시킨다. 더욱이, 미세먼지는, 단순한 먼지가 아니라 황산화물, 질소산화물과 같은 유해성분 및 카드뮴이나 납과 같은 중금속이 섞여 있으므로, 가능한 접촉을 피하는 것이 바람직하다.
최근에는, 이러한 미세먼지의 유해성을 회피하기 위하여 일반 가정에도 공기청정기가 많이 보급되어 사용되고 있는데, 종래의 공기청정기는 환기기능이 없는 문제점이 있다.
참고로, 환기로 인하여 실내에서 외부로 버려지는 폐열을 보다 효율적인 열교환구조를 통해 회수하여 유입된 외기에 전달시켜 실내로 재공급되도록 함으로서 냉난방에 필요한 에너지를 크게 절감할 수 있고, 또한 가습 및 살균 시스템을 통해 실내습도는 물론, 멸균 및 청정된 공기를 제공하여 보다 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2002-0092058호(공개일자 2002년 12월 11일)의 "공기청정 및 열교환 기능을 갖는 환기장치"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 공개번호 10-2010-0005318호는 로터형 열교환 소자를 사용하기 때문에 전력소모가 비교적 크고, 강제로 내외부의 공기를 교차하게 되어 있어서 실내만 공기청정을 할 수 없는 문제점이 있다.
공개번호 10-2010-0005318호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정형 열교환 소자를 사용하되 상하 경사형으로 이중으로 설치하여 열교차되는 면적을 늘려서 열교환 효율을 높일 수 있는, 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터를 사용함으로써 대기중에 포함된 미세먼지와 함께 오염물질을 제거할 수 있는, 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 또다른 목적은 프론트 커버 및 리어 커버 내부면의 모든 부분에서 균일하게 음이온 및 원적외선의 방출효과와 항균효과를 나타낼 수 있는, 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 하부에 실내 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실내 배기구가 형성되어 있는 프론트 커버와, 상기한 프론트 커버의 후방에 설치되며 뒷면 하부에 실외 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실외 배기구가 형성되어 있는 리어 커버와, 상기한 프론트 커버와 리어 커버의 결합체의 내부에 설치되어 있는 제1 고정형 열교환 소자와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 앞에 설치되어 있는 메인 필터와, 상기한 메인 필터의 앞에 설치되어 있는 제1 보조 필터와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실내 흡입구에 설치되어 있는 제2 보조 필터와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 상부에 설치되어 있는 제2 고정형 열교환 소자와, 상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실내 배기구의 사이에 설치되어 있는 제1 시로코(siroco) 팬과, 상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실외 배기구의 사이에 설치되어 있는 제2 시로코(siroco) 팬을 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 제1 고정형 열교환 소자는, 상기한 프론트 커버와 리어 커버의 결합체의 내부 하부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제1 실외 흡입구는 실외 흡기구와 마주보며 연통되고 제1 실내 흡입구는 실내 흡기구와 마주보며 연통되고, 상기한 제2 고정형 열교환 소자는, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 상부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제2 실외 흡입구는 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실내 배출구와 마주보며 연통되고 제2 실내 흡입구는 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실외 배출구와 마주보며 연통되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 메인 필터는 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 금속사 필터는 크롬 5~25 중량부와 희토류 금속 0.1~3 중량부, 철 57~94.4중량부, 알루미늄 0.5~12 중량부로 구성되는 합금의 내부 구조를 안정화시켜 FeCrAl 합금을 균일화시키고, 내부 구조가 안정화된 FeCrAl 합금으로부터 직경 0.025~0.060 mm의 FeCrAl 금속사를 인발하고, FeCrAl 금속사 40~200 가닥을 집합기를 사용하여 피치 10~200mm로 집합한 다음 윤활유에 함침시켜서 표면을 개질시키고, 표면 개질된 FeCrAl 집합사를 원형직기의 셔틀 가이드를 따라서 주행하는 셔틀로부터 인출시켜서 제직한 것을 사용하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매는, 온도조절기와 교반기가 장착된 반응기에 메탄올이나 에탄올과 같은 알코올 용매 100 중량부와, 암모니움 히드록시드 2~40 중량부를 투여하여 50~100 rpm의 속도로 교반하여 혼합용액을 형성하고, 상기 혼합용액에 바나듐 니트레이트, 세륨 니트레이트, 코발트 니트레이트중에서 선택되는 금속산화물 30~60 중량부와, 니켈 니트레이트, 페로스 니트레이트, 쿠프릭 니트레이트중에서 선택되는 보조금속질화물 10~40 중량부와, 테트라부틸 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드중에서 선택되는양이온 계면활성제 20~50 중량부를 투여한 다음 50~100rpm의 속도로 0.5~6시간동안 80℃에서 교반하여 침전물을 얻은 후, 상기 침전물을 여과하여 80~120℃에서 3~5시간동안 건조한 다음 450~550℃에서 1~4시간동안 하소시켜 스테인레스스틸 볼이 장착된 밀링기에 채운후 혼합 분말을 100~500rpm의 속도로 밀링하면서 분쇄하여 10~400㎛ 크기로 제조한 것을 사용하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 프론트 커버 및 리어 커버의 내부면에는 코팅층이 형성되는데, 음이온 및 원적외선 방출부재와 항균성 소재를 포함한 폴리올레핀 수지를 3차에 걸쳐서 코팅하고 열처리하여 형성하면 바람직하다.
상기한 코팅층의 1차 조성물은 1차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하며, 상기한 1차 원료는, 200~500 mesh 입자크기 또는 나노 입자형태의 옥 분말을 포함하면 바람직하다.
상기한 코팅층의 2차 조성물은 2차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하는데, 상기한 2차 원료는 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, 은 1.2 중량부, 금 0.8 중량부, 백금 0.6 중량부를 배합하면 바람직하다.
상기한 코팅층의 3차 조성물은 3차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하는데, 상기한 3차 원료로서 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, Al2O3 2 중량부, ZrO2 2 중량부를 배합하면 바람직하다.
이 발명은, 고정형 열교환 소자를 사용하되 상하 경사형으로 이중으로 설치하여 열교차되는 면적을 늘려서 열교환 효율을 높일 수 있으며, 휘발성 유기화합물(VOC), 황산화물, 질소산화물을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터를 사용함으로써 대기중에 포함된 미세먼지와 함께 오염물질을 제거할 수 있고, 프론트 커버 및 리어 커버 내부면의 모든 부분에서 균일하게 음이온과 원적외선이 방출효과와 항균효과를 나타낼 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 상부에서 본 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 하부에서 본 사시도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 배면도이다.
도 4은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 프론트커버를 제거한 상태의 정면도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 공기흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 열교환 소자의 동절기 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 열교환 소자의 하절기 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 균등물 내지 대체물들을 포함하는 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능하다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어의 표현은, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하며, 방향에 관한 표현은 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하며, "연결된다"거나 "접속된다"라는 표현은 직접적인 연결 또는 접속뿐만이 아니라 중간에 다른 구성요소를 매개로 하는 연결 또는 접속을 포함한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 상부에서 본 사시도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 하부에서 본 사시도이고, 도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 배면도이고, 도 4은 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 프론트커버를 제거한 상태의 정면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 구성은, 하부에 실내 흡기구(11)가 형성되어 있고 상부에는 실내 배기구(12)가 형성되어 있는 프론트 커버(1)와, 상기한 프론트 커버(1)의 후방에 설치되며 뒷면 하부에 실외 흡기구(21)가 형성되어 있고 상부에는 실외 배기구(22)가 형성되어 있는 리어 커버(2)와, 상기한 프론트 커버(1)와 리어 커버(2)의 결합체의 내부 하부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제1 실외 흡입구(31a)는 실외 흡기구(21)와 마주보며 연통되고 제1 실내 흡입구(31b)는 실내 흡기구(11)와 마주보며 연통되는 제1 고정형 열교환 소자(3)와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실외 흡입구(31a)의 앞에 설치되어 있는 메인 필터(5)와, 상기한 금속사 필터(5)의 앞에 설치되어 있는 제1 보조 필터(6)와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실내 흡입구(31b)에 설치되어 있는 제2 보조 필터(7)와, 상기한 제1 고정형 열교환 소자(3)의 상부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제2 실외 흡입구(41a)는 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실내 배출구(32a)와 마주보며 연통되고 제2 실내 흡입구(41b)는 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실외 배출구(32b)와 마주보며 연통되는 제2 고정형 열교환 소자(4)와, 상기한 제2 고정형 열교환 소자(4)의 제2 실내 배출구(42a)와 실내 배기구(12)의 사이에 설치되어 있는 제1 시로코(siroco) 팬(8)과, 상기한 제2 고정형 열교환 소자(4)의 제2 실외 배출구(42b)와 실외 배기구(22)의 사이에 설치되어 있는 제2 시로코(siroco) 팬(9)을 포함하여 이루어진다.
상기한 메인 필터(5)는 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터로 이루어진다.
상기한 금속사 필터를 제조하는 과정은 다음과 같다.
크롬 5~25 중량부와 희토류 금속 0.1~3 중량부, 철 57~94.4중량부, 알루미늄 0.5~12 중량부로 구성되는 합금의 내부 구조를 안정화시켜 FeCrAl 합금을 균일화시킨다.
이와 같이 내부 구조가 안정화된 FeCrAl 합금으로부터 직경 0.025~0.060 mm의 FeCrAl 금속사를 인발한다.
다음에, FeCrAl 금속사 40~200 가닥을 집합기를 사용하여 피치 10~200mm로 집합한 다음 윤활유에 함침시켜서 표면을 개질시킨다.
이와 같이 표면 개질된 FeCrAl 집합사를 원형직기의 셔틀 가이드를 따라서 주행하는 셔틀로부터 인출시켜서 금속사 필터를 제직한다.
또한, 상기한 휘발성 유기화합물(VOC) 분해촉매를 제조하는 과정은 다음과 같이 이루어진다.
온도조절기와 교반기가 장착된 반응기에 메탄올이나 에탄올과 같은 알코올 용매 100 중량부와, 암모니움 히드록시드 2~40 중량부를 투여하여 50~100 rpm의 속도로 교반하여 혼합용액을 형성한다.
상기 혼합용액에 바나듐 니트레이트, 세륨 니트레이트, 코발트 니트레이트와 같은 금속산화물 30~60 중량부와, 니켈 니트레이트, 페로스 니트레이트, 쿠프릭 니트레이트 등의 보조금속질화물 10~40 중량부, 테트라부틸 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드 등의 양이온 계면활성제 20~50 중량부를 투여한 다음 50~100rpm의 속도로 0.5~6시간동안 80℃에서 교반하여 침전물을 얻는다.
상기 금속산화물이 30 중량부 미만인 경우 휘발성 유기화합물(VOC) 분해 성능이 떨어지고, 60 중량부 이상일 경우 경제성이 떨어진다.
상기 보조금속 질화물이 10 중량부 미만인 경우 휘발성 유기화합물(VOC) 분해 성능이 떨어지고, 40 중량부 이상일 경우 경제성이 떨어진다.
상기 양이온 계면활성제가 20 중량부 미만인 경우 휘발성 유기화합물(VOC) 반응효율이 떨어지고 50 중량부 이상일 경우 경제성이 떨어진다.
다음에, 상기 침전물을 여과하여 80~120℃에서 3~5시간동안 건조한 다음 450~550℃에서 1~4시간동안 하소시켜 스테인레스스틸 볼이 장착된 밀링기에 채운다음 혼합 분말을 100~500rpm의 속도로 밀링하면서 분쇄하고, 10~400㎛ 크기의 VOC 분해촉매를 제조한 뒤에 이를 금속사 필터에 담지시킴으로써 메인 필터(5)를 제작한다.
그리고, 상기한 프론트 커버(1) 및 리어 커버(2)의 내부면에는 코팅층이 형성되는데, 음이온 및 원적외선 방출부재와 항균성 소재를 포함한 폴리올레핀 수지를 3차에 걸쳐서 코팅하고 열처리하여 형성하게 된다.
그 코팅과정은 다음과 같다.
우선, 프라이머 코팅층을 형성하기 위하여 1차 조성물을 코팅하고 건조하는 단계가 수행된다.
상기한 1차 조성물은 1차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조할 수 있는데, 음이온 및 원적외선 방사기능을 갖는 옥정수 또는 지장수가 사용되면 전체적인 음이온 및 원적외선 방사량이 더욱 증대될 수 있다.
상기한 1차 원료는, 200~500 mesh 입자크기 또는 나노 입자형태의 옥 분말을 포함할 수 있다. 상기한 옥 분말을 포함함으로써 인체파에 대응되는 파장 범위의 원적외선을 방출하여, 피로 회복 및 스트레스 해소 효과 등 인체 치료 효과를 극대화할 수 있다.
폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, 옥 분말은 0.05 중량부를 배합하여 인체파에 가장 근접한 약 2~50㎛ 파장 범위의 원적외선을 방출할 수 있고, 이로 인해 인체 세포 물질과의 공명 현상이 증대될 수 있다.
이후, 약 700~900℃의 온도로 15분 동안 가열하는 열처리 단계가 수행된다.
이어서, 건조되어 수분이 제거된 프라이머 코팅층 상에, 미드 코팅층을 형성하기 위하여 2차 조성물을 코팅하고 건조하는 단계가 수행된다.
상기한 2차 조성물은 2차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조할 수 있는데, 음이온 및 원적외선 방사기능을 갖는 옥정수 또는 지장수가 사용되면 전체적인 음이온 및 원적외선 방사량이 더욱 증대될 수 있다. 여기서, 2차 원료는 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt) 중 적어도 한가지 이상을 포함할 수 있다.
이러한 2차 조성물은, 2차 원료로서 전술한 1차 원료의 성분을 포함할 수 있고, 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, 은 1.2 중량부, 금 0.8 중량부, 백금 0.6 중량부를 배합하여, 곰팡이 또는 인체에 유해한 세균의 번식가능성을 방지하여 항균효과를 나타낼 수 있다.
이후, 약 630~830℃의 온도로 15분 동안 가열하는 열처리 단계가 수행된다.
이어서, 건조되어 수분이 제거된 미드 코팅층상에, 탑 코팅층을 형성하기 위하여 3차 조성물을 코팅하고 건조하는 단계가 수행된다.
상기한 3차 조성물은 3차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조할 수 있는데, 음이온 및 원적외선 방사기능을 갖는 옥정수 또는 지장수가 사용되면 전체적인 음이온 및 원적외선 방사량이 더욱 증대될 수 있다. 여기서, 3차 원료는 Al2O3, ZrO2 중 적어도 한가지 이상을 포함할 수 있다.
이러한 3차 조성물은, 3차 원료로서 전술한 1차 원료 또는 2차 원료의 성분을 포함할 수 있으며, 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, Al2O3 2 중량부, ZrO2 2 중량부를 배합하여, 내구성을 향상할 수 있다.
이후, 약 630~830℃의 온도로 15분 동안 가열하는 열처리 단계가 수행된다.
이와 같이, 음이온 및 원적외선 방출 부재를 구성하는 각 성분과 항균성 소재를 포함한 폴리올레핀 수지를 3차에 걸쳐 코팅하고 3번 이상 열처리하기 때문에, 프론트 커버 및 리어 커버 내부면의 모든 부분에서 균일하게 음이온과 원적외선이 방출효과와 항균효과를 나타낼 수 있고, 각 성분들의 내구성이 향상될 수 있다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 작용은 다음과 같다.
제1 시로코(siroco) 팬(8)이 회전되면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 리어 커버(2)의 뒷면 하부에 형성되어 있는 실외 흡기구(21)로부터 실외 공기가 유입되어, 메인필터(6)와 제1 보조필터(5)를 거치면서 필터링된 후, 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실외 흡입구(31a)와 제1 실내 배출구(32a)를 통하여 제2 고정형 열교환 소자(4)로 전달되고, 제2 고정형 열교환 소자(4)의 제2 실외 흡입구(41a)와 제2 실내배출구(42a)를 통한 후에, 제1 시로코(siroco) 팬(8)을 거쳐서 프론트 커버(1)의 상부에 형성되어 있는 실내 배기구(12)를 통하여 실내로 강제로 배출된다.
이와 함께 제2 시로코(siroco) 팬(9)이 회전되면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 프론트 커버(1)의 하부에 형성되어 있는 실내 흡기구(11)로부터 실내 공기가 유입되어, 제1 보조필터(7)를 거치면서 필터링된 후, 제1 고정형 열교환 소자(3)의 제1 실내 흡입구(31b)와 제1 실외 배출구(32b)를 통하여 제2 고정형 열교환 소자(4)로 전달되고, 제2 고정형 열교환 소자(4)의 제2 실내 흡입구(41b)와 제2 실외 배출구(42b)를 통한 후에, 제2 시로코(siroco) 팬(9)을 거쳐서 리어 커버(2)의 뒷면 상부에 형성되어 있는 실외 배기구(22)를 통하여 실외로 강제로 배출된다.
상기한 2개의 공기흐름은 공기 청정기의 내부에서 서로 혼합되지 않고 독립적인 유로를 가질 수 있도록 공간이 분리되어 있으며, 제1 고정형 열교환 소자(3)와 제2 고정형 열교환 소자(4)를 거치면서 서로 열교환이 이루어진다.
도 6a는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 열교환 소자(3, 4)의 동절기 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이 동절기에는 실외로부터 저온 저습한 공기를 흡기한 뒤에 실내의 오염된 고온 다습한 공기와의 열교환을 통하여, 저온 저습한 실외 공기는 가열가습한 공기로 만들어서 실내로 공급하고, 고온 다습한 실내 공기는 냉각 제습한 공기로 만들어서 실외로 배기하게 된다.
도 6b는 이 발명의 일 실시예에 따른 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기의 열교환 소자(3, 4)의 하절기 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이 하절기에는 실외로부터 고온 다습한 공기를 흡기한 뒤에 실내의 오염된 저온 저습한 공기와의 열교환을 통하여, 고온 다습한 실외 공기는 냉각 제습한 공기로 만들어서 실내로 공급하고, 저온 저습한 실내 공기는 가열 가습한 공기로 만들어서 실외로 배기하게 된다.
상기한 바와 같이 열교환이 이루어지는 과정에서 실내로 유입되는 공기는 메인 필터(6)에 의해서 휘발성 유기화합물(VOC)이 분해되고, 프론트 커버(1)와 리어 커버(2)늬 내부면에 코팅되어 있는 음이온 및 원적외선 방출부재와 항균성 소재에 의해 음이온, 원적외선, 항균 효과가 더해짐으로써 사용자의 건강을 보호할 수 있게 된다.
1 : 프론트 커버 2 : 리어 커버
3 : 제1 고정형 열교환 소자 4 : 제2 고정형 열교환 소자
5 : 제1 보조 필터 6 : 메인 필터
7 : 제2 보조 필터 8 : 제1 시로코(siroco) 팬
9 : 제2 시로코(siroco) 팬 11 : 실래 흡기구
12 : 실내 배기구 21 : 실외 흡기구
22 : 실외 배기구

Claims (9)

  1. 하부에 실내 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실내 배기구가 형성되어 있는 프론트 커버와,
    상기한 프론트 커버의 후방에 설치되며 뒷면 하부에 실외 흡기구가 형성되어 있고 상부에는 실외 배기구가 형성되어 있는 리어 커버와,
    상기한 프론트 커버와 리어 커버의 결합체의 내부에 설치되어 있는 제1 고정형 열교환 소자와,
    상기한 제1 고정형 열교환 소자의 앞에 설치되어 있는 메인 필터와,
    상기한 메인 필터의 앞에 설치되어 있는 제1 보조 필터와,
    상기한 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실내 흡입구에 설치되어 있는 제2 보조 필터와,
    상기한 제1 고정형 열교환 소자의 상부에 설치되어 있는 제2 고정형 열교환 소자와,
    상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실내 배기구의 사이에 설치되어 있는 제1 시로코(siroco) 팬과,
    상기한 제2 고정형 열교환 소자와 실외 배기구의 사이에 설치되어 있는 제2 시로코(siroco) 팬을 포함하며,
    상기한 메인 필터는 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매를 담지시킨 금속사 필터로 이루어지며,
    상기한 금속사 필터는 크롬 5~25 중량부와 희토류 금속 0.1~3 중량부, 철 57~94.4중량부, 알루미늄 0.5~12 중량부로 구성되는 합금의 내부 구조를 안정화시켜 FeCrAl 합금을 균일화시키고, 내부 구조가 안정화된 FeCrAl 합금으로부터 직경 0.025~0.060 mm의 FeCrAl 금속사를 인발하고, FeCrAl 금속사 40~200 가닥을 집합기를 사용하여 피치 10~200mm로 집합한 다음 윤활유에 함침시켜서 표면을 개질시키고, 표면 개질된 FeCrAl 집합사를 원형직기의 셔틀 가이드를 따라서 주행하는 셔틀로부터 인출시켜서 제직한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 제1 고정형 열교환 소자는, 상기한 프론트 커버와 리어 커버의 결합체의 내부 하부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제1 실외 흡입구는 실외 흡기구와 마주보며 연통되고 제1 실내 흡입구는 실내 흡기구와 마주보며 연통되고,
    상기한 제2 고정형 열교환 소자는, 상기한 제1 고정형 열교환 소자의 상부에 45도로 경사진 형태로 설치되어 있으며 제2 실외 흡입구는 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실내 배출구와 마주보며 연통되고 제2 실내 흡입구는 제1 고정형 열교환 소자의 제1 실외 배출구와 마주보며 연통되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하는 촉매는, 온도조절기와 교반기가 장착된 반응기에 메탄올이나 에탄올과 같은 알코올 용매 100 중량부와, 암모니움 히드록시드 2~40 중량부를 투여하여 50~100 rpm의 속도로 교반하여 혼합용액을 형성하고, 상기 혼합용액에 바나듐 니트레이트, 세륨 니트레이트, 코발트 니트레이트중에서 선택되는 금속산화물 30~60 중량부와, 니켈 니트레이트, 페로스 니트레이트, 쿠프릭 니트레이트중에서 선택되는 보조금속질화물 10~40 중량부와, 테트라부틸 암모늄 브로마이드, 도데실 트리메틸 암모늄 브로마이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드중에서 선택되는 양이온 계면활성제 20~50 중량부를 투여한 다음 50~100rpm의 속도로 0.5~6시간동안 80℃에서 교반하여 침전물을 얻은 후, 상기 침전물을 여과하여 80~120℃에서 3~5시간동안 건조한 다음 450~550℃에서 1~4시간동안 하소시켜 스테인레스스틸 볼이 장착된 밀링기에 채운후 혼합 분말을 100~500rpm의 속도로 밀링하면서 분쇄하여 10~400㎛ 크기로 제조한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기한 프론트 커버 및 리어 커버의 내부면에는 코팅층이 형성되는데, 음이온 및 원적외선 방출부재와 항균성 소재를 포함한 폴리올레핀 수지를 3차에 걸쳐서 코팅하고 열처리하여 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기한 코팅층의 1차 조성물은 1차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하며,
    상기한 1차 원료는, 200~500 mesh 입자크기 또는 나노 입자형태의 옥 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기한 코팅층의 2차 조성물은 2차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하는데,
    상기한 2차 원료는 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, 은 1.2 중량부, 금 0.8 중량부, 백금 0.6 중량부를 배합하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기한 코팅층의 3차 조성물은 3차 원료에 물, 옥정수, 지장수 중 적어도 한가지 이상을 혼합하여 제조하는데,
    상기한 3차 원료로서 폴리올레핀 수지 100 중량부를 기준으로, Al2O3 2 중량부, ZrO2 2 중량부를 배합하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 이용한 환기형 공기청정기.
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