KR102059721B1 - 중공사막 제조 방법과 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기 - Google Patents

중공사막 제조 방법과 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 공기를 흡입한 후 상기 공기를 여과한 후 배출하는 공기 여과부; 상기 공기 여과부에서 배출되는 상기 공기에 대하여 제습 또는 가습하는 습도 조절부; 및 사용자의 조작에 의해 설정되어 상기 공기 여과부의 공기 여과 동작, 상기 습도 조절부의 제습 동작 또는 가습 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 습도 조절부의 제습 또는 가습은 중공사막에 의해 이루어지는 공기 청정기를 제공한다.
본 발명은, 사용자의 필요에 따라 여과 공정을 수행한 공기의 습도를 제어하여 공급할 수 있고, 여과된 공기에 대하여 중공사막 모듈을 이용하여 제습 또는 가습을 수행할 수 있다.

Description

중공사막 제조 방법과 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기{Method for hollow fiber membrane making and Air cleaner combined with humidity controller by using hollow fiber membrane}
본 발명은 습도 조절용 중공사막 제조 방법과 중공사막을 이용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 습도가 조절된 공기를 공급할 수 있는 중공사막을 제조하는 습도 조절용 중공사막 제조 방법과 중공사막을 이용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기에 관한 것이다.
공기 청정기는 공기를 흡입한 후, 공기 중의 먼지, 초미세먼지 등을 여과한 후, 여과된 공기를 공급하는 기기이다.
종래의 공기청정기는 실내의 공기를 정화시키는 기능은 수행할 수 있지만, 습도조절이 불가능하므로 겨울철에 호흡기 질환, 또는 정전기 발생에 따른 불편과, 장마철의 불쾌감을 해소할 수 없는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 가습기와 제습기를 각각 설치하여 사용할 수 있으나, 가습기 및 제습기는 독립적으로 제작되어 설치되는 관계로 많은 설치공간이 요구되고, 별도 설치에 따른 비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명에 대한 선행기술로는 등록특허 10-1412963호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기를 통과시키며 습도를 조절하는 중공사막을 제조할 수 있는 습도 조절용 중공사막 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 습도 조절용 중공사막 제조 방법에 의해 제조된 중공사막을 이용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 사용자의 필요에 따라 여과 공정을 수행한 공기에 대하여 중공사막 모듈을 이용하여 제습 또는 가습을 수행할 수 있는 습도 조절이 가능한 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 인체에는 무해하고 살균기능이 있는 약품을 담체나 필터 등에 코팅시켜 함께 조합함으로써 입자제거, 살균기능, 습도조절을 할 수 있도록 하고, 활성탄을 함께 사용하여 냄새, 유기물흡착 등의 기능을 보강함으로써 대기의 유해성분을 제거할 수 있는 습도 조절이 가능한 공기 청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 제1 측면에 의한 본 발명에 의하면, 습도 조절에 사용되는 중공사막을 제조하는 방법으로서, 상기 중공사막은, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상의 제1원료와, 친수성 또는 수용성 고분자로 이루어진 제2원료가 혼합 조성되는 중공사막 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 원료는, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
폴리비닐이딘 플루오라이드(PVDF; Polyvinylidene fluoride), 폴리아크릴로 나이트릴(PAN; Polyacrylonitrile), 셀룰로오즈아세테이트(CA; Cellulose acetate), 폴리아미드(Polyamide), 폴리이미드(Polyimide), 염소화 폴리비닐 클로라이드(CPVC; Chlorinated polyvinyl chloride), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로플렌(PP; Polypropylene)과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 원료는, 폴리비닐 알코올(PVA; polyvinyl alcohol), 덱스트란(Dextran), 폴리헤마(Poly(HEMA)), 폴리헤마-엠엠에이(Poly(HEMA-MMA)), 피브이피(PVP;Polyvinyl pyrrolidone), 피이지(PEG; Polyethylene glycol), 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide), 폴리아크릴릭 에시드(Polyacrylic acid), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 젤라틴(Gelatin) 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 원료는, 피엔아이피에이엠 공중합체(PNIPAM(Poly-N-isopropylacrylamide) copolymer)계열, 폴리아크릴아마이드와 관련계열(Polyacrylamide (PAM) and Copolymers), 폴리2-옥자졸라인(Poly(2-oxazoline)), 폴리에틸렌이민(PEI; Polyethylenimine), 다른 아크릴릭 폴리머계열(Other Acrylic Polymers), 폴리아크릴산(Poly(acrylic acid))과 관련공중합체계열, 폴리메타아크릴산(Poly(methacrylic acid)s)과 폴리메타아크릴레이트(Polymethacrylates), 헤테로 폴리에틸렌글리콜(Heterobifunctional PEGs)계열, 호모비기능성 피이쥐(Homobifunctional PEGs), 단일기능성 피이쥐(Monofunctional PEGs) 계열, 폴리에틸렌 옥사이드(Poly(ethylene oxide)), 폴리 비닐 알코올(PVA; Poly(vinyl alcohol))과 관련 계열, 폴리비닐피롤리돈(PVP; Poly(vinylpyrrolidinone)) 및 관련계열, 폴리스티렌(PSS; Poly(styrenesulfonate)) 및 관련계열, 폴리 아크릴 아미드(PAM; Polyacrylamide) 계열, 폴리 알릴아민염산염(Poly(allylamine hydrochloride)) 계열, 폴리 디알릴디메틸 암모늄클로라이드(Poly(diallyldimethylammonium chloride)) 계열의 고분자 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 원료에는 용매가 10 ~ 30중량% 로 혼합되고, 상기 제2 원료에는 상기 용매가 5 ~ 20중량%로 혼합될 수 있다.
상기 용매는, 디메틸포름아미드, 엔메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 프탈산디부틸 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 제2 측면에 의한 본 발명에 의하면, 습도 조절용 중공사막을 제조하는 방법으로서, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, Polyvinylidenefluoride), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile), 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드이미드 (Polyamideimide), 폴리우레탄 (Polyurethane), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아릴설폰(Polyarylsulfone), ECTFE(Ethylene chloro-trifluoroethylene) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 재질로 이루어지는 다공성막의 기공에 친수성 물질을 고정하는 중공사막 제조 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 제3 측면에 의한 본 발명에 의하면, 습도 조절용 중공사막을 제조하는 방법으로서, 폴리에스테르(Polyester), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), PPS(Polyphenylene sulfide), PAN (Polyethersulfone), 셀룰로오스아세테이트(Cellulose acetate), 폴리프로필렌 (Polypropylene),나일론(Nylon), 폴리에테르아미드(Polyetheramide), 폴리아미드 (Polyamide), CF(Carbone fiber), GF(Glass fiber) 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 캐필러리 형태의 직물을 준비하는 단계; 상기 직물에 친수성 물질을 용매에 녹여 제조한 비닐계 모노머 용액을 코팅 또는 함침시키는 단계; 가열하는 단계; 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 중공사막 제조 방법을 제공한다.
상기 친수성 물질의 고정은, 상기 친수성 물질에 모노머와 개시제를 혼합하는 단계와, 상기 다공성막에 상기 모노머와 개시제의 혼합물을 코팅 또는 함침시키는 단계와, 가열하는 단계와, 자외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친수성 물질은, 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol PVA) 또는 모노머(monomer)를 중합시켜 얻어진 친수성 비닐계 폴리머, 기공에 고정 후 하이드로겔 상태가 가능한 젤라틴, 콜라겐, 키토산, 소듐알기네이트(Sodium alginate) 중 어느 하나를 포함하할 수 있다.
상기 친수성 물질은, 폴리비닐피롤리돈 (Polyvinyl Pyrrolidone), 폴리아크릴아마이드(Poly acryl amide), 폴리아크릴산 (Poly acrylic acid), 폴리에틸렌글리콜(Poly ethylene glycol)을 포함할 수 있다.
상기 모노머는, HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), N-비닐-2-피롤리돈(N-Vinyl-2-Pyrrolidone, NVP), 아크릴산(Acrylic acid), 아크릴아미드(Acryl amide), 하이드록시 아크릴레이트(Hydroxy acrylate), 아크릴로니트릴, 메타크릴로
니트릴, 벤질메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트, 및 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 다공성막의 기공은 1 미크론 이상, 기공율은 50 % 이상일 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 공기를 흡입한 후 상기 공기를 여과한 후 배출하는 공기 여과부; 상기 공기 여과부에서 배출되는 상기 공기에 대하여 제습 또는 가습하는 습도 조절부; 및 상기 공기 여과부의 공기 여과 동작, 상기 습도 조절부의 제습 동작 또는 가습 동작을 설정하는 제어부; 를 포함하고, 상기 습도 조절부의 제습 또는 가습은 중공사막에 의해 이루어지는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기를 제공한다.
상기 공기 여과부는, 상기 흡입한 공기의 미세먼지를 제거하여 배출하는 멤브레인 필터와, 상기 멤브레인 필터에서 배출되는 공기에 포함된 악취를 제거하여 배출하는 활성탄필터와, 상기 활성탄필터에서 배출되는 공기에 포함된 세균을 살균하여 배출하는 살균필터와, 관 형상이고, 일단으로는 상기 공기가 유입되고 타단으로는 상기 공기가 배출되며, 내부에는 일단에서 타단으로 상기 멤브레인 필터, 상기 활성탄필터, 상기 살균필터가 배치되는 공기 여과부 본체와, 상기 공기 여과부 본체의 타단으로 배치되는 블로워와, 상기 공기 여과부 본체에서 배출되는 공기의 외부 배출을 단속하는 제1 밸브를 포함할 수 있다.
상기 살균 필터는, 표면에 살균 코팅제가 코팅되는 부직포, 활성탄, 몰레큘러시브, 세라믹볼을 포함할 수 있다.
상기 블로워의 토출 압력은 0.4 Kgf/cm2 이하일 수 있다.
상기 습도 조절부는, 내측으로 습도 제어용 중공사막이 배치되는 습도 조절부 본체와, 상기 습도 조절부 본체내로 가습용 수분을 공급하는 수조와, 상기 공기 여과부와 상기 수조를 연결하는 제1 연결관과, 일단은 상기 제1 연결관의 중간부로 연결되고, 타단은 상기 습도 조절부 본체를 연결하는 제2 연결관과, 일단은 상기 수조에 연결되고, 타단은 상기 제2 연결관의 중간부에 연결되는 상기 습도 조절부 본체를 연결하는 제3 연결관과, 상기 제1 연결관 상에 배치되어 상기 공기 여과부에서 배출된 공기의 상기 수조로의 유입을 단속하는 제2 밸브와, 상기 제2 연결관 상에 배치되어 상기 제2 연결관을 통한 공기의 유입을 단속하는 제3 밸브를 포함할 수 있다.
상기 제2 연결관 상에서 상기 제1 연결관의 연결 위치는 상기 제2 밸브의 배치 위치보다 상기 공기 여과부 본체에 근접할 수 있다.
상기 중공사막은, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상의 제1원료와, 친수성 또는 수용성 고분자로 이루어진 제2원료가 혼합 조성될 수 있다.
상기 습도 조절부 본체는, 일단으로 배치되는 기체가 유입된 후 배출되게 하는 유입구 및 배출구가 형성되며, 내측에는 제1격벽부 및 2격벽부가 마련된 통형으로서, 양단이 개방된 관 구조를 가지며, 상기 통형몸체 내측에 배치된 상태로 길이방향 양단이 각각 상기 제1격벽부 및 제2격벽부에 관통상태로 결합하고, 상기 제1격벽부와 상기 제2격벽부 사이에서 상기 중공사막을 이동하는 상기 기체가 증발되면서 발생된 증발 기체를 배출되게 가이드 하는 가습배출구와, 상기 제1격벽부에 관통 상태로 결합 설치하며, 상기 배출구를 통해 배출되는 기체 중 일부를 상기 제1격벽부와 상기 제2격벽부 사이 공간으로 공급되게 하는 튜브를 포함할 수 있다.
상기 튜브에는 복수의 분기노즐이 더 형성될 수 있다.
상기 분기노즐은 연성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.
상기 배출구는, 상기 제습된 공기를 실내로 공급하는 제1 제습 공기 공급관과, 상기 제습된 공기를 실외로 배출하는 제2 제습 공기 공급관과, 상기 제습된 공기를 상기 제1 또는 제2 제습 공기 공급관으로 공급하는 제1 삼방 밸브를 포함할 수 있다.
상기 가습배출구는, 상기 가습된 공기를 실내로 공급하는 제1 가습 공기 공급관과, 상기 가습된 공기를 실외로 배출하는 제2 가습 공기 공급관과, 상기 가습된 공기를 상기 제1 또는 제2 가습 공기 공급관으로 공급하는 제2 삼방 밸브를 포함할 수 있다.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제1 삼방 밸브 및 상기 제2 삼방 밸브는, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐될 수 있다.
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제1 삼방 밸브 및 상기 제2 삼방 밸브는, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐될 수 있다.
사용자의 상기 제어부 조작에 의해 여과 동작이 선택되면, 상기 제1 밸브는 개방되고, 상기 제2 밸브와 상기 제3 밸브는 폐쇄되고, 사용자에 상기 제어부 조작에 의해 제습 동작이 선택되면, 상기 제1 밸브와 제2 밸브는 폐쇄되고, 제3 밸브는 개방되며, 상기 제1 삼방 밸브는 상기 제1 제습 공기 공급관으로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 상기 제2 삼방 밸브는 상기 제2 가습 공기 공급관으로 공기를 공급하도록 전환되며, 사용자에 상기 제어부 조작에 의해 가습 동작이 선택되면, 상기 제1 밸브와 제3 밸브는 폐쇄되고, 제2 밸브는 개방되며, 상기 제1 삼방 밸브는 상기 제2 제습 공기 공급관으로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 상기 제2 삼방 밸브는 상기 제1 가습 공기 공급관으로 공기를 공급하도록 전환될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 공기를 통과시키며 습도를 조절하는 중공사막을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 필요에 따라 여과 공정을 수행한 공기에 대하여 중공사막 모듈을 이용하여 제습 또는 가습을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 인체에는 무해하고 살균기능이 있는 약품을 담체나 필터 등에 코팅시켜 함께 조합함으로써 입자제거, 살균기능, 습도조절을 할 수 있도록 하고, 활성탄을 함께 사용하여 냄새, 유기물흡착 등의 기능을 보강함으로써 대기의 유해성분을 제거할 수 있는 습도 조절이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 조절이 가능한 공기 청정기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 습도 조절부 본체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 청정기의 공기 여과 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 청정기의 공기 여과 동작과 제습 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기 청정기의 공기 여과 동작과 가습 동작을 설명하는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 습도 조절이 가능한 공기 청정기에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 조절이 가능한 공기 청정기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 조절이 가능한 공기 청정기(100)는 공기 여과부(110), 습도 조절부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
공기 여과부(110)는 외부의 공기를 흡입한 후, 흡입된 공기가 포함하는 먼지, 악취 등을 여과한 후 배출한다.
공기 여과부(110)는 멤브레인 필터(113), 활성탄 필터(114), 살균 필터(115), 공기 여과부 본체(112) 및 블로워(116A)를 포함한다. 또한, 공기 여과부(110)는 제1 밸브(V1)를 더 포함한다.
멤브레인 필터(113)는 유입된 공기가 포함하는 미세 먼지, 초미세 먼지와 같은 이물질을 여과하여 배출한다.
활성탄 필터(114)는 멤브레인 필터(113)에서 배출되는 공기에 포함된 악취를 제거하여 배출한다.
살균 필터(115)는 활성탄 필터(114)에서 배출되는 공기에 포함된 세균을 살균하여 배출한다.
살균 필터(115)는 표면에 살균 코팅제가 코팅되는 부직포, 섬유상 여재, 활성탄, 몰레큘러시브, 모래, 분쇄된 암석, 세라믹볼 중 선택된 하나를 포함한다. 여기서, 살균 코팅제는 3-(trimethoxysilyl) propyl- dimethyloctadecyl ammonium chloride를 포함할 수 있다. 3-(trimethoxysilyl) propyl- dimethyloctadecyl ammonium chloride는 항균제로서 널리 사용되는 화합물이다.
공기 여과부 본체(112)는 소정의 직경과 길이를 갖고 내부에는 공간을 제공한다. 또한, 공기 여과부 본체(112)의 일단으로는 공기가 유입되고, 타단으로는 여과된 공기가 배출될 수 있다.
공기 여과부 본체(112)의 내측 공간으로는 일단에서 타단으로는 멤브레인 필터(113), 활성탄필터(114), 살균필터(115), 블로워(116A)가 차례대로 배치될 수 있다.
블로워(blower)(116A)는 공기 여과부 본체(112)의 배출 측으로 배치되어, 여과된 공기에 대하여 소정의 배출 압력을 인가하여 공기 여과부 본체(112)에서 외부로의 공기 배출을 용이하게 한다.
이때, 블로워(116A)의 배출 압력은 0.4 Kgf/cm2 이하일 수 있다.
제1 밸브(V1)는 블로워(116A)의 배출 측에 배치된다. 제1 밸브(V1)는 후술하는 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 동작하여 블로워(116A)를 통한 공기의 배출을 단속한다.
습도 조절부(120)는 공기 여과부(110)에서 배출되는 공기에 대하여 사용자의 필요에 따라 가습을 하거나 제습을 할 수 있다.
습도 조절부(120)는 습도 조절부 본체(122), 수조(126), 제1 연결관(L1), 제2 연결관(L2), 제2 밸브(V2), 제3 밸브(V3)를 포함한다.
습도 조절부 본체(122)는 소정의 길이와 직경을 갖는 통형으로서, 내측으로 습도 제어용 중공사막(123)이 배치된다.
여기서, 습도 제어를 위해 사용되는 중공사막의 제조에 대해 살펴보기로 한다.
중공사막은 중공의 형상을 유지하도록 강도를 유지시키는 고분자의 제1원료와, 제2원료는 기체 상의 수분을 흡수하도록 친수성 또는 수용성을 가지게 하는 제2원료로 혼합 조성된다.
보다 상세하게는 제1원료는 폴리에테르 술폰(PES; Polyether sulfone), 폴리술폰(PS; Polysulfone)과 같은 고분자 중 선택된 하나를 사용할 수 있다. 그리고, 제2원료는 폴리비닐 알코올(PVA; polyvinyl alcohol), 덱스트란(Dextran), 폴리헤마(Poly(HEMA)), 폴리헤마-엠엠에이(Poly(HEMA-MMA)), 피브이피(PVP;Polyvinyl pyrrolidone), 피이지(PEG; Polyethylene glycol), 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide), 폴리아크릴릭 에시드(Polyacrylic acid), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 젤라틴(Gelatin) 중 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
여기서, 상기 제1원료는 폴리비닐이딘 플루오라이드(PVDF; Polyvinylidene fluoride), 폴리아크릴로 나이트릴(PAN; Polyacrylonitrile), 셀룰로오즈아세테이트(CA; Cellulose acetate), 폴리아미드(Polyamide), 폴리이미드(Polyimide), 염소화 폴리비닐 클로라이드(CPVC; Chlorinated polyvinyl chloride), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로플렌(PP; Polypropylene)과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상을 사용할 수도 있다.
더불어, 상기 제2원료는 피엔아이피에이엠 공중합체(PNIPAM(Poly-N-isopropylacrylamide) copolymer)계열, 폴리아크릴아마이드와 관련계열(Polyacrylamide (PAM) and Copolymers), 폴리2-옥자졸라인(Poly(2-oxazoline)), 폴리에틸렌이민(PEI; Polyethylenimine), 다른 아크릴릭 폴리머계열(Other Acrylic Polymers), 폴리아크릴산(Poly(acrylic acid))과 관련공중합체계열, 폴리메타아크릴산(Poly(methacrylic acid)s)과 폴리메타아크릴레이트(Polymethacrylates), 헤테로 폴리에틸렌글리콜(Heterobifunctional PEGs)계열, 호모비기능성 피이쥐(Homobifunctional PEGs), 단일기능성 피이쥐(Monofunctional PEGs) 계열, 폴리에틸렌 옥사이드(Poly(ethylene oxide)), 폴리 비닐 알코올(PVA; Poly(vinyl alcohol))과 관련 계열, 폴리비닐피롤리돈(PVP; Poly(vinylpyrrolidinone)) 및 관련계열, 폴리스티렌(PSS; Poly(styrenesulfonate)) 및 관련계열, 폴리 아크릴 아미드(PAM; Polyacrylamide) 계열, 폴리 알릴아민염산염(Poly(allylamine hydrochloride)) 계열, 폴리 디알릴디메틸 암모늄클로라이드(Poly(diallyldimethylammonium chloride)) 계열의 고분자 중 선택된 하나 이상을 사용할 수도 있다.
이렇게, 상기 주원료가 혼합 조성되면, 상기 주원료가 방사노즐을 통해 방사되게 한 후, 응고시킨다. 이때, 상기 주원료가 방사노즐을 통해 방사되기 전에 상기 주원료를 용매와 혼합하여 녹인 후, 방사노즐을 통해 방사하고, 물 또는 빈용매내에서 응고된 상기 주원료를 권취할 수 있다. 여기서, 상기 용매는, 디메틸포름아미드(Dimethylformamide), 엔메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 프탈산디부틸(DBP; Dibutylphthalate) 중 선택된 하나 이상이며, 상기 제1원료는 10 ~ 30중량%, 상기 제2원료는 5 ~ 20중량%, 잔여의 상기 용매를 혼합한다.
상기 주원료를 방사노즐로 방사시킨 후 응고시키는 다른 실시예로서, 상기 주원료가 혼합 조성되면, 상기 주원료의 녹는점 이상으로 가열하여 녹인 후, 방사노즐을 통해 방사하고, 공냉식으로 중공구조를 가지도록 제막하거나 냉각수 내에서 응고시켜 권취할 수도 있다.
이때, 상기 방사노즐을 통해 방사된 후 응고된 상기 주원료는 양단이 개방된 상태로 내측면 및 외측면이 평평한 표면을 가지는 관 구조로 형성되나 이에 한정하지 않고, 외측면이나, 외측면 및 내측면에 요철이 형성되게 하여 건조공기나 제습하고자 하는 대상 기체와의 접촉면적을 증대시키거나, 길이방향으로 웨이브 형상을 가지도록 형성하거나, 상기 주원료의 방사노즐을 통한 방사시 상기 주원료의 토출량을 조절하면서 막의 굵기를 다르게 하여 건조기체와의 접촉을 용이하게 형성할 수 있다.
다른 실시예에 따른 중공사막의 제조방법으로써, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상으로 조성된 제1원료, 폴리비닐 알코올(PVA; polyvinyl alcohol), 덱스트란(Dextran), 폴리헤마(Poly(HEMA)), 폴리헤마-엠엠에이(Poly(HEMA-MMA)), 피브이피(PVP;Polyvinyl pyrrolidone), 피이지(PEG; Polyethylene glycol), 폴리아크릴아마이드(Polyacrylamide), 폴리아크릴릭 에시드(Polyacrylic acid), 알긴산나트륨(Sodium alginate), 젤라틴(Gelatin) 중 선택된 하나 이상으로 조성된 제2원료, 실리카겔(Silica gel)과 같은 제습제를 혼합 조성하는 방법을 통해 중공사막을 제조할 수도 있다.
이같이, 제조된 중공사막은, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰과 같은 고분자 중 선택된 하나 이상의 제1원료와, 친수성 또는 수용성 고분자로 이루어진 제2원료가 혼합 조성된 상태로 관 구조를 가지게 된다. 그리고, 상기 제1원료 및 상기 제2원료에 용매가 추가로 혼합 조성될 수 있다.
여기서, 상기 제2원료는, 폴리비닐알코올, 덱스트란, 폴리헤마, 폴리헤마-엠엠에이, 피브이피, 피이지, 폴리아크릴아마이드, 폴리아크릴릭 에시드, 알긴산나트륨, 젤라틴 중 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 상기 용매는, 디메틸포름아미드, 엔메틸피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 프탈산디부틸 중 선택된 하나 이상이며, 상기 제1원료는 10 ~ 30중량%, 상기 제2원료는 5 ~ 20중량%, 잔여의 상기 용매가 혼합 조성된다.
이같이, 일 실시예의 중공사막은, 관 형상의 구조를 유지하는 상기 제1원료에 친수성 또는 수용성 고분자로 이루어진 제2원료가 혼합 조성된 바, 제습하고자 하는 기체 상의 수분을 흡수하면서 전체면으로 확산시킨 후 외부로 방출시켜 수분을 제거할 수 있게 한다. 여기서, 중공사막은 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 수분의 확산이 용이하게 이루어질 수 있도록 내경과 외경의 비율은 1.2 ~ 1.5가 되는 것이 바람직하다.
아래의 [표 1]은 중공사막의 성분에 따른 제습 성능을 실험한 결과이다.
No. 중공사막
구성성분		 조성비 내경/외경
(mm)		 외경/내경(비율) 주입기체습도
(상대습도%)		 건조기체습도
(상대습도%,10분후)		 건조기체습도
(상대습도%,60분후)		 건조기체습도
(상대습도%,120분후)
1 PS/PVA 2:1 0.8/1.2 1.5 75 40 65 68
2 PS/Dextran 2:1.2 0.8/1.2 1.5 75 38 62 64
3 PS/Poly(HEMA) 2:1 0.8/1.2 1.5 75 36 51 58
4 PS/Poly(HEMA-MMA) 2:1.5 0.8/1.2 1.5 75 35.5 50 57
5 PS/Polyvinyl pyrrolidone 2:1.5 0.8/1.2 1.5 75 35.2 49 55.8
6 PES/PEG 2:3 1.0/1.5 1.5 75 39.5 63 65
7 PES/PEG 1:1 1.0/1.5 1.5 75 37 58 61
8 PES/Dextran 2:1.4 1.0/1.5 1.5 75 29 58 63
9 PES/Polyacrylamide 2:1.5 1.0/1.5 1.5 75 29 57 61
10 PES/Polyacrylic acid 2:1.5 1.0/1.5 1.5 75 27 52 53
11 PES/Sodium alginate 2:0.5 1.0/1.5 1.5 75 26 51 52
12 PES/Gelatin 2:0.5 1.0/1.5 1.5 75 25 47 50
13 PES/Poly(HEMA-MMA) 2:1.2 1.0/1.5 1.5 75 28.5 57 62
14 PES/Poly(HEMA-MMA) 2:1.2 1.0/1.5 1.5 75 27.5 52 58
15 PES/Poly(HEMA-HPA) 2:1.4 1.0/1.5 1.5 75 27.5 50 55
16 PES/Poly HPA 2:1.4 1.0/1.5 1.5 75 28 58.5 62
17 PES/Poly(acrylic acid-
MMA)		 2:1.5 1.0/1.5 1.5 75 27 57 61
18 PES/Poly(styrene-acrylic acid) 2:1.5 1.0/1.5 1.5 75 25 53 58
습도 제어용 중공사막은 다음과 같이 제조될 수 있다.
우선, 브레이드 또는 니트와 같은 형태의 캐필러리(capillary; 모세관) 형태의 직물이 준비되고, 준비된 직물을 이용하여 다공성막을 제조할 수 있다.
다공성막은 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, Polyvinylidenefluoride), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리설폰(polysulfone), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile), 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드이미드 (Polyamideimide), 폴리우레탄 (Polyurethane), 폴리스타이렌(Polystyrene), 폴리아릴설폰(Polyarylsulfone), ECTFE(Ethylene chloro-trifluoroethylene) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 재질로 이루어질 수 있다.
다공성막의 1 미크론 이상의 기공이 형성되어 있고, 이때의 기공율은 50 % 이상일 수 있다.
다공성막의 기공에 대하여 친수성 물질을 공정하여 중공사막을 제조할 수 있다.
여기서, 친수성 물질의 고정은 다음과 같이 이루어질 수 있다.
즉, 모노머(monomer)와 개시제를 친수성 물질에 혼합하고, 모노머와 개시제의 혼합물을 다공성막에 코팅하거나, 다공성막을 모노머와 개시제의 혼합물에 함침시킨 후, 소정의 열을 가하고, 자외선을 조사하여 친수성 물질의 고정이 이루어질 수 있다.
여기서, 친수성 물질은 폴리비닐알코올(Poly vinyl alcohol PVA) 또는 모노머(monomer)를 중합시켜 얻어진 친수성 비닐계 폴리머, 기공에 고정 후 하이드로겔 상태가 가능한 젤라틴, 콜라겐, 키토산, 소듐알기네이트(Sodium alginate) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 친수성 물질은 폴리비닐피롤리돈 (Polyvinyl Pyrrolidone), 폴리아크릴아마이드(Poly acryl amide), 폴리아크릴산 (Poly acrylic acid), 폴리에틸렌글리콜(Poly ethylene glycol) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 모노머는 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), N-비닐-2-피롤리돈(N-Vinyl-2-Pyrrolidone, NVP), 아크릴산(Acrylic acid), 아크릴아미드(Acryl amide), 하이드록시 아크릴레이트(Hydroxy acrylate), 아크릴로니트릴, 메타크릴로
니트릴, 벤질메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트, 및 알킬기의 탄소수가 1 내지 8인 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
아래의 [표 2]은 상기한 방법으로 제조된 중공사막의 성분에 따른 제습 성능을 실험한 결과이다.
No. 섬유 캐필러리 막
구성성분
(다공막/Filling소재)		 기공
크기
(ㅅm)		 막
내경/외경
(mm)		 막길이
(cm)		 주입기체습도
(상대습도%)		 건조기체습도
(상대습도%,10분후)		 건조기체습도
(상대습도%,60분후)		 건조기체습도
(상대습도%,120분후)
19 PS/Polyacrylic acid 2 0.7/1.65 30 75 50 55 58
20 PS/Polyacrylic acid 1 0.7/1.65 30 75 52 58 60
21 PVDF/PVP 2 0.7/1.65 30 75 60 51 58
22 PVDF/PVP 2 0.8/2.3 30 75 63 55 57
23 PVDF/Sodium alginate 2 0.8/2.3 30 75 55 58 58
24 PES/PVA 1 0.7/1.65 60 75 52 58 65
25 PES/PVA 1 0.8/2.3 60 75 48 57 61
26 PES/PVA 2 0.7/1.65 60 75 47 50 58
27 PES/PVA 2 0.8/2.3 60 75 50 56 60
28 PES/Gelatin 2 0.7/1.65 60 75 58 59 62
또한, 습도 제어용 중공사막은 다음과 같이 제조될 수 있다.
우선, 브레이드 또는 니트와 같은 형태의 캐필러리(capillary; 모세관) 형태의 직물이 준비되고, 준비된 직물을 이용하여 다공성막을 제조할 수 있다.
준비될 직물에 친수성 물질을 용매에 녹여 제조한 비닐계 모노머 용액을 코팅하거나, 비닐계 모노머 용액에 직물을 함침시킨다. 이후, 직물에 소정의 열을 가하고, 가열이 완료되면, 자외선을 조사하여 다공성막을 제조할 수 있다.
여기서, 친수성 물질과 모노머의 이전의 실시예와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
아래의 [표 3]은 상기한 방법으로 제조된 중공사막의 성분에 따른 제습 성능을 실험한 결과이다.
No. 섬유 캐필러리 막
구성성분
(코팅막 소재)		 막
내경/외경
(mm)		 막길이
(cm)		 주입기체습도
(상대습도%)		 건조기체습도
(상대습도%,10분후)		 건조기체습도
(상대습도%,60분후)		 건조기체습도
(상대습도%,120분후)
29 Polyacrylic acid 0.7/1.6 30 75 48 48 50
30 PVP 0.7/1.6 30 75 45 46 48
31 PVP/PEG 0.7/1.6 30 75 48 48 50
32 PVP/PEG 0.8/2.1 30 75 52 53 54
33 Sodium alginate 0.7/1.6 30 75 53 55 58
34 Sodium alginate/
PVA		 0.7/1.6 30 75 50 58 60
35 PVP/PVA 0.7/1.6 30 75 49 57 60
습도 조절부 본체(122)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 습도 조절부 본체(122)는 소정의 길이와 직경을 가지며 일단으로 유입구(122A)가 형성되고, 타단으로는 배출구(122B)가 형성되는 원통형으로 이루어진다.
습도 조절부 본체(122)의 내측으로는 중공사막(123)을 설치한다.
또한, 습도 조절부 본체(122)의 일측으로는 중공사막(123)을 이동하는 기체에서 증발되면서 발생된 다습 공기를 외부로 배출되게 하는 가습배출구(122C)가 형성된다. 가습배출구(122C)는 제1격벽부(124B)와 상기 제2격벽부(124A) 사이의 습도 조절부 본체(122) 외측에서 제1격벽부(124B)와 상기 제2격벽부(124A) 사이에 형성된다.
이때, 습도 조절부 본체(122)의 내측 선단 및 후단에는 제1, 2격벽부(124B, 124A)가 형성되며, 상기 중공사막(123)의 길이방향 양단이 각각 제1, 2격벽부(124B, 124A)에 관통상태로 결합된다.
그리고, 제1격벽부(124B)에는 상기 중공사막(123) 사이에 배치되도록 튜브(125)를 관통상태로 결합 설치한다. 이러한, 튜브(125)는 상기 중공사막(123)을 이동하면서 수분이 증발된 후, 유입구(122A)를 통해 유입되는 기체 중 일부를 바로 상기 제1격벽부(124B)와 상기 제2격벽부(124A) 사이에 배치된 상기 중공사막(123)로 주입되게 하면서, 상기 중공사막(123) 표면을 건조되게 한다.
이같이, 중공사막(123)을 통과하면서 건조된 기체를 상기 튜브(125)에서 바로 상기 제1격벽부(124B)와 상기 제2격벽부(124A) 사이에 배치된 상기 중공사막(123)로 주입되게 하면서 추가적인 밸브 연결 등이 필요 없게 하여 제조비용을 절감할 수 있음과 더불어 건조효율을 높일 수 있게 한다.
한편, 배출구(122B)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
즉, 배출구(122B)는 제습된 공기를 실내로 공급하는 제1 제습 공기 공급관(1221), 제습된 공기를 실외로 공급하는 제2 제습 공기 공급관(1222), 후술하는 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 의해 제1 제습 공기 공급관(1221) 또는 제2 제습 공기 공급관(1222)으로 가습된 공기의 공급 유로를 변환하는 제1 삼방 밸브(1223)를 포함한다.
또한, 가습배출구(122C)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
즉, 가습배출구(122C)는 가습된 공기를 실내로 공급하는 제1 가습 공기 공급관(1226), 가습된 공기를 실외로 공급하는 제2 가습 공기 공급관(1227), 후술하는 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 의해 제1 가습 공기 공급관(1226) 또는 제2 가습 공기 공급관(1227)으로 가습된 공기의 공급 유로를 변환하는 제2 삼방 밸브(1228)를 포함한다.
수조(126)는 습도 조절부 본체(122)에서 가습 시 가습용 수분을 공급한다.
수조(126)는 내측으로 소정의 공간을 제공하고, 내측으로는 소정량의 물이 저장될 수 있다. 수조(126)는 내부가 외부와 밀폐되는 구조일 수 있다.
제1 연결관(L1)은 공기 여과부 본체(112)와 수조(126)를 연결한다. 제1 연결관(L1)의 일단은 공기 여과부 본체(112)의 배출측으로 연결되고, 타단은 수조(126)에 연결되어 공기 여과부 본체(112)에서 배출되는 공기를 수조(126)로 공급한다. 수조(126)로 연결되는 제1 연결관(L1)의 단부는 수면 이하로 잠길 수 있다.
제2 밸브(V2)는 제1 연결관(L1) 상에 배치되어 제1 연결관(L1)을 통한 공기 여과부 본체(112)에서 수조(126)로의 공기 공급을 단속한다. 제2 밸브(V2)는 후술하는 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐될 수 있다.
제2 연결관(L2)은 제1 연결관(L1)을 통해 공급되는 공기가 습도 조절부 본체(112)로 공급되도록 한다.
제2 연결관(L2)은 일단은 제1 연결관(L1)의 중간부에 연결되고, 타단은 습도 조절부 본체(122)의 유입구(122A)에 연결된다. 이때, 제2 연결관(L2)의 일단은 제2 밸브(V2)의 연결 지점보다 앞선 위치로 연결된다.
제3 밸브(V3)는 제2 연결관(L2) 상에 배치되어 제2 연결관(L2)을 통한 공기의 공급을 단속한다. 제3 밸브(V3)는 후술하는 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐될 수 있다.
제3 연결관(L3)은 수조(126)과 습도 조절부 본체(122)를 연결하여 수조(126)에서 습도 조절부 본체(122)로 공기가 이동할 수 있도록 한다. 수조(126)로 연결되는 제3 연결관(L1)의 단부는 수면보다 높을 수 있다.
여기서, 제3 밸브(V3) 개방 시, 제2 연결관(L2)을 통해 습도 조절부 본체(122)로 공기가 유입되므로, 습도 조절부 본체(122) 측에서 제3 연결관(L3)을 통해 수조(126)로 공기가 역류하지 않는다. 이때, 역류 방지를 위해 제3 연결관(L3) 상에 소정의 밸브가 배치될 수 있다.
상기와 같이, 제2 밸브(V2), 제3 밸브(V3), 제1 삼방 밸브(1223), 제2 삼방 밸브(1228)는 후술하는 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐될 수 있다.
제어부(130)는 사용자에 의해 조작되어, 공기 여과부(110)의 공기 여과 동작, 습도 조절부(120)의 제습 동작 또는 가습 동작을 제어한다.
제어부(130)는 사용자의 공기 여과, 제습 및 가습 동작 선택에 따라 공기 여과부(110)가 포함하는 제1 밸브(V1), 습도 조절부(120)가 포함하는 제2 밸브(V2), 제3 밸브(V3), 제1 삼방 밸브(1223), 제2 삼방 밸브(1228)의 동작을 제어하기 위한 소정의 제어 신호를 출력한다.
사용자가 제어부(130)를 조작하면, 제어부(130)는 사용자의 조작에 따라 소정의 제어 신호를 출력하고, 출력된 제어 신호는 각각의 밸브로 입력되어 밸브의 개폐 동작이 이루어지도록 한다.
여기서, 제어부(130)에서 출력되는 제어 신호에 따라 밸브의 개폐 동작이 이루어지도록 하기 위해 각각의 밸브에는 소정의 액츄에이터가 배치될 수 있다.
여기서, 공기 여과, 제습 및 가습은 사용자의 제어부 조작에 의해 이루어지지만, 소정의 기준 습도를 제어부에 설정한 후, 소정의 습도 측정 센서의 측정 결과에 따라 제어부가 공기 여과, 제습 및 가습을 제어하도록 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 청정기의 공기 여과 동작을 설명하는 도면이다.
도면에서 도면의 복잡함을 피하기 위해 제어부의 도시는 생략하였으나, 각각의 밸브는 제어부와 신호선으로 연결되고, 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 동작하는 것으로 이해되어야 한다.
사용자가 공기 여과 기능만을 사용하고자 하는 경우, 다음과 같이 동작하도록 한다.
사용자가 제어부(130)를 조작하여, 공기 여과 동작을 선택하면, 제어부(130)는 제1 밸브(V1)는 개방되고, 제2 밸브(V2)와 제3 밸브(V3)는 폐쇄되도록 제어 신호를 출력한다.
그리고, 블로워(116A)를 동작시키면, 공기 여과부 본체(112) 내의 압력이 저하되어, 외부의 공기가 공기 여과부 본체(112) 내로 유입된다.
공기 여과부 본체(112)로 유입되는 공기는 멤브레인 필터(113), 활성탄필터(114), 살균필터(115)를 차례대로 통과하며 여과된 후 외부로 배출될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 청정기의 제습 동작을 설명하는 도면이다.
사용자가 제습 기능을 사용하고자 하는 경우, 다음과 같이 동작하도록 한다. 여기서, 제습이 이루어지는 공기는 공기 여과부(110)에 의해 여과가 이루어진 공기이다.
사용자가 제어부(130)를 조작하여, 제습 동작을 선택하면, 제어부(130)는 제1 밸브(V1)와 제2 밸브(V2)는 폐쇄되고, 제3 밸브(V3)는 개방되도록 제어 신호를 출력한다.
그리고, 제어부는 제1 삼방 밸브(1223)가 제1 제습 공기 공급관(1221)로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 제2 삼방 밸브(1228)는 제2 가습 공기 공급관(1227)으로 공기를 공급할 수 있도록 전환되게 제어 신호를 출력한다.
그리고, 블로워(116A)가 동작되면, 공기 여과부 본체(112) 내의 압력이 저하되어, 외부의 공기가 공기 여과부 본체(112) 내로 유입된다.
공기 여과부 본체(112)로 유입되는 공기는 멤브레인 필터(113), 활성탄필터(114), 살균필터(115)를 차례대로 통과하며 여과된 후, 제1 연결관(L1)과 제2 연결관(L2)을 통해 습도 조절부 본체(122) 내로 유입된다.
공기 여과부 본체(112)로 유입되는 공기는 멤브레인 필터(113), 활성탄필터(114), 살균필터(115)를 차례대로 통과하며 여과된 후, 제1 연결관(L1)과 제2 연결관(L2)을 통해 습도 조절부 본체(122) 내로 유입된다.
습도 조절부 본체(122) 내에서 제습된 공기는 제1 제습 공기 공급관(1221)을 통해 실내로 공급되고, 제습 과정에서 발생된 습한 공기는 제2 가습 공기 공급관(1227)을 통해 외부로 배출된다.
도 5는 본 발명에 따른 공기 청정기의 가습 동작을 설명하는 도면이다.
사용자가 가습 기능을 사용하고자 하는 경우, 다음과 같이 동작하도록 한다. 여기서, 가습이 이루어지는 공기는 공기 여과부(110)에 의해 여과가 이루어진 공기이다.
사용자가 제어부(130)를 조작하여, 가습 동작을 선택하면, 제어부(130)는 제1 밸브(V1)와 제3 밸브(V3)는 폐쇄되고, 제2 밸브(V2)는 개방되도록 제어 신호를 출력한다.
그리고, 제어부는 제1 삼방 밸브(1223)가 제2 제습 공기 공급관(1222)로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 제2 삼방 밸브(1228)는 제1 가습 공기 공급관(1226)으로 공기를 공급할 수 있게 전환되도록 제어 신호를 출력한다.
블로워(116A)가 동작되면, 공기 여과부 본체(112) 내의 압력이 저하되어, 외부의 공기가 공기 여과부 본체(112) 내로 유입된다.
공기 여과부 본체(112)로 유입되는 공기는 멤브레인 필터(113), 활성탄필터(114), 살균필터(115)를 차례대로 통과하며 여과된 후, 제1 연결관(L1)을 통해 수조(126)로 유입된다. 수조(126)로 유입된 공기는 수조(126) 내에서 소정의 수분이 추가된 후, 제3 연결관(L3)을 통해 습도 조절부 본체(122) 내로 유입된다.
습도 조절부 본체(122) 내에서 유입된 공기는 습도 조절부 본체(122) 내에서 제습된다.
제습된 공기는 제2 제습 공기 공급관(1222)을 통해 실외로 배출되고, 제습 과정에서 발생된 습한 공기는 제1 가습 공기 공급관(1226)을 통해 외부로 배출된다.
본 발명은, 사용자의 필요에 따라 여과 공정을 수행한 공기의 습도를 제어하여 공급할 수 있고, 여과된 공기에 대하여 중공사막 모듈을 이용하여 제습 또는 가습을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명은 인체에는 무해하고 살균기능이 있는 약품을 담체나 필터 등에 코팅시켜 함께 조합함으로써 입자제거, 살균기능, 습도조절을 할 수 있도록 하고, 활성탄을 함께 사용하여 냄새, 유기물흡착 등의 기능을 보강함으로써 대기의 유해성분을 제거할 수 있는 습도 조절이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 공기 청정기
110: 공기 여과부
120: 습도 조절부
130: 제어부

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  15. 공기를 흡입한 후 상기 공기를 여과한 후 배출하는 공기 여과부;
    상기 공기 여과부에서 배출되는 상기 공기에 대하여 제습 또는 가습하는 습도 조절부; 및
    사용자의 조작에 의해 설정되어 상기 공기 여과부의 공기 여과 동작, 상기 습도 조절부의 제습 동작 또는 가습 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 공기 여과부는,
    상기 흡입한 공기의 미세먼지를 제거하여 배출하는 멤브레인 필터와,
    상기 멤브레인 필터에서 배출되는 공기에 포함된 악취를 제거하여 배출하는 활성탄필터와,
    상기 활성탄필터에서 배출되는 공기에 포함된 세균을 살균하여 배출하는 살균필터와,
    관 형상이고, 일단으로는 상기 공기가 유입되고 타단으로는 상기 공기가 배출되며, 내부에는 일단에서 타단으로 상기 멤브레인 필터, 상기 활성탄필터, 상기 살균필터가 배치되는 공기 여과부 본체와,
    상기 공기 여과부 본체의 타단으로 배치되는 블로워와,
    상기 공기 여과부 본체에서 배출되는 공기의 외부 배출을 단속하는 제1 밸브를 포함하며,
    상기 습도 조절부는,
    내측으로 습도 제어를 위한 중공사막이 배치되는 습도 조절부 본체와,
    상기 습도 조절부 본체내로 가습용 수분을 공급하는 수조와,
    상기 공기 여과부와 상기 수조를 연결하는 제1 연결관과,
    일단은 상기 제1 연결관의 중간부로 연결되고, 타단은 상기 습도 조절부 본체를 연결하는 제2 연결관과,
    일단은 상기 수조에 연결되고, 타단은 상기 제2 연결관의 중간부에 연결되는 상기 습도 조절부 본체를 연결하는 제3 연결관과,
    상기 제1 연결관 상에 배치되어 상기 공기 여과부에서 배출된 공기의 상기 수조로의 유입을 단속하는 제2 밸브와,
    상기 제2 연결관 상에 배치되어 상기 제2 연결관을 통한 공기의 유입을 단속하는 제3 밸브를 포함하고,
    상기 습도 조절부의 제습 또는 가습은 중공사막에 의해 이루어지는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 살균 필터는,
    표면에 살균 코팅제가 코팅되는 부직포, 섬유상 여재, 활성탄, 몰레큘러시브, 모래, 분쇄된 암석, 세라믹볼 중 선택된 하나를 포함하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 살균 코팅제는,
    3-(trimethoxysilyl) propyl- dimethyloctadecyl ammonium chloride를 포함하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 블로워의 토출 압력은 0.4 Kgf/cm2 이하인 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  20. 삭제
  21. 제15항에 있어서,
    상기 제2 연결관 상에서 상기 제1 연결관의 연결 위치는 상기 제2 밸브의 배치 위치보다 상기 공기 여과부 본체에 근접하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  22. 제15항에 있어서,
    상기 중공사막은
    폴리에테르 술폰, 폴리술폰에서 선택된 하나의 제1원료와, 친수성 또는 수용성 고분자로 이루어진 제2원료가 혼합 조성되는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 습도 조절부 본체는,
    일단으로 배치되는 기체가 유입되는 유입구가 형성되고, 타단으로는 제습된 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내측에는 제1격벽부 및 제2격벽부가 마련되고, 양단이 개방된 관구조를 갖는 상기 중공사막의 길이 방향 양단이 각각 상기 제1 격벽부 및 제2 격벽부에 관통 상태로 결합하는 통형으로서,
    상기 제1격벽부와 상기 제2격벽부 사이에서 상기 중공사막에서 증발되는 증기를 상기 기체가 포함하여 배출되게 가이드하는 가습배출구와,
    상기 제1격벽부에 관통 상태로 결합 설치하며, 상기 배출구를 통해 배출되는 기체 중 일부를 상기 제1격벽부와 상기 제2격벽부 사이 공간으로 공급되게 하는 튜브를 포함하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 튜브에는 복수의 분기노즐이 더 형성된 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 배출구는,
    제습된 공기를 실내로 공급하는 제1 제습 공기 공급관과,
    상기 제습된 공기를 실외로 배출하는 제2 제습 공기 공급관과,
    상기 제습된 공기를 상기 제1 또는 제2 제습 공기 공급관으로 공급하는 제1 삼방 밸브를 포함하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 가습배출구는,
    가습된 공기를 실내로 공급하는 제1 가습 공기 공급관과,
    상기 가습된 공기를 실외로 배출하는 제2 가습 공기 공급관과,
    상기 가습된 공기를 상기 제1 또는 제2 가습 공기 공급관으로 공급하는 제2 삼방 밸브를 포함하는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 상기 제3 밸브, 상기 제1 삼방 밸브 및 상기 제2 삼방 밸브는,
    상기 제어부에서 출력되는 제어 신호에 의해 개폐되는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
  28. 제27항에 있어서,
    사용자의 상기 제어부 조작에 의해 여과 동작이 선택되면,
    상기 제1 밸브는 개방되고, 상기 제2 밸브와 상기 제3 밸브는 폐쇄되고,
    사용자에 상기 제어부 조작에 의해 제습 동작이 선택되면,
    상기 제1 밸브와 제2 밸브는 폐쇄되고, 상기 제3 밸브는 개방되며,
    상기 제1 삼방 밸브는 상기 제1 제습 공기 공급관으로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 상기 제2 삼방 밸브는 상기 제2 가습 공기 공급관으로 공기를 공급하도록 전환되며,
    사용자의 상기 제어부 조작에 의해 가습 동작이 선택되면,
    상기 제1 밸브와 제3 밸브는 폐쇄되고, 상기 제2 밸브는 개방되며,
    상기 제1 삼방 밸브는 상기 제2 제습 공기 공급관으로 공기를 공급할 수 있도록 전환되고, 상기 제2 삼방 밸브는 상기 제1 가습 공기 공급관으로 공기를 공급하도록 전환되는 중공사막을 사용하는 습도 조절이 가능한 공기 청정기.
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