KR102097902B1 - 물을 이용한 다용도 공기 청정기 - Google Patents

물을 이용한 다용도 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 무균 공기 청정기에 관한 것으로, 필터부(10)와; 1차 수중 정화부(20)와; 2차 수중 정화부(30)와; 수중펌프(40)와; 공기 흡입수단(50)과; 약품통(60, 60')과; 환풍분쇄수단(70, 70')과; 송풍팬(80) 및; 본 발명 다용도 무균 공기 청정기의 작동을 제어하는 제어판넬(13)로 구성되어 기기, 발전소 등에서 발생하는 유해물질과 외부공기를 약물(약품)이 혼합된 물속으로 주입시켜 흡착 세정되면서 방울로 올라가는 것을 수중 및 수면에서 회전분쇄기로 터트려 물리로 속히 정화공기가 올라오도록 하여 환풍날개로 배배출시켜 산소 호흡기처럼 사용함으로써 미세먼지가 있는 야외에서 무균의 청정한 공기로 호흡할 수 있고, 차량에 장착하여 시동을 끈 상태에서 문이 잠겼을 때에도 차내 산소농도가 21% 이하일 때는 자동으로 저화 공기를 배출함으로써 어린아이를 방치한 경우 치사에 이르지 않게 하고 주행중에도 쾌적한 실내공기를 유지하게 할 수 있으며, 아파트나 사무소와 연구실 등과 같이 밀폐공간의 산소농도가 저하될 경우 자동센서가 작동하여 밀폐공간에 초미세먼지가 없는 청정한 공기를 공급하여 쾌적한 실내환경을 유지하게 할 수 있으며, 휴대가 용이하고 헬멧이나 마스크 없이 정화된 공기로 호흡할 수 있으므로 사용이 간편하면서 구조가 단순하여 제품의 가격을 저렴하게 하여 경제성이 탁월하면서도 고장 없이 안정되게 장시간 사용할 수 있는 수명이 긴 각별한 장점이 있다.

Description

물을 이용한 다용도 공기 청정기{Versatile aseptic air purifier using water}
본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기중의 공기를 다단필터를 통과시켜 미세먼지를 제거한 공기를 여러 번 수중을 통과시키되 수중에 약품을 투입하여 무균의 공기를 제공하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기에 관한 것이다.
해안가에는 오존이 자주 발생하기 때문에 예전에는 해안가에 폐결핵 환자의 요양 병원들이 있었지만, 공기 중의 높은 습도가 폐의 건강에 좋지 않다는 사실이 판명된 이후에는 해안가는 내륙보다 습도가 높을 뿐만 아니라 안개가 자주 발생하기 때문에 해안가에서 폐결핵 환자의 요양 병원들이 사라지게 되었다.
안개는 지표면과 수면에서 증발하는 수분입자들과 대기 사이에 온도차이가 어느 정도 있을 경우 발생하며, 대기 중에 수분입자들을 결합시킬 수 있는 미세먼지와 같은 매개체들이 많을수록 안개는 쉽게 형성된다.
대기오염을 발생시키는 생산시설들이 점점 증가함에 따라 미세먼지의 발생량도 점점 증가하게 되었으므로 지금부터 수십 년 전까지는 대기 중에 미세먼지의 농도가 그렇게 높지 않았기 때문에 안개는 주로 봄철에 발생했었지만, 언제부터인가 미세먼지들이 많이 포함된 안개가 스모그(Smog)란 이름으로 계절에 관계없이 겨울철에도 자주 발생한다.
중국의 도시들은 평소에도 미세먼지의 농도가 매우 높고, 특히 겨울철에는 강수량이 적기 때문에 난방장치의 가동으로 미세먼지의 농도가 측정이 불가능한 경우도 있다.
그러나 대기오염의 농도가 점점 증가해도 사람들은 숨쉬기조차 불편한 환경 속에서 단지 견디면서 살아가야만 하기 때문에 때로는 자신도 모르게 서서히 깊어가는 병마 속으로 점점 빠져들 수도 있겠다는 상황을 점점 인식하고 있다.
또한, 세계 각국들도 대기오염의 농도가 중국의 정도는 아니지만, 미세먼지의 농도가 점점 높아지고 있기 때문에 때로는 숨쉬기 약간 불편할 정도로 미세먼지의 농도가 다소 높은 경우가 점점 자주 발생하고 있다.
공기 중의 순수한 수분도 조금만 과도해도 폐의 건강에 좋지 않은데, 사람들은 지금 스모그 속에 포함된 많은 수분의 입자들과 인체에 유해한 미세먼지들까지 마시면서 살아가므로 사람들의 건강을 위해 대기 중에 부유하면서 이동하는 미세먼지들을 직접 제거할 수 있는 대책을 시급히 마련해야 한다.
세계 각국들은 급속히 증가하는 대기오염이 지구환경에 미치는 심각한 영향을 공감하게 되어 "2015년 파리 기후협약”을 체결했었지만, 완전한 강제성이 없기 때문에 자국의 산업경쟁력을 위해 협약준수에 미온적일 수도 있다.
세계의 중심이라 자부하는 중국이 강제성이 없는 "2015년 파리 기후협약”을 소극적으로 대응하면, 대기오염의 농도는 점점 증가할 수밖에 없는 상황이므로 중국의 도시들은 주간에도 짙은 스모그 때문에 하늘과 태양을 점점 볼 수 없게 되고, 언젠가는 비가 전혀 내리지 않는데도 불구하고 공기 중의 습도가 매우 높기 때문에 스모그 속에 포함된 많은 수분의 입자들이 건물 벽면에 물방울들로 메쳐 물이 되어 계속 흘러내리는 공기가 극도로 오염된 상상 속에 미래의 도시들이 될 수도 있다.
지금 세계 각국들은 자국의 대기오염이 심각한 상황은 아니지만, 중국의 사례를 보면서 대기오염을 발생시키는 모든 시설들의 배출기준을 더욱더 강화해야 한다고 인식은 하고 있지만, 대기 중에 부유하면서 이동하는 많은 미세 먼지들을 적극적으로 직접 제거하지 않으면, 대기환경은 결코 개선될 수 없다는 엄연한 사실은 심각하게 인식하지 못하고 있다.
대기오염이 심각해질수록 경쟁력이 있는 상품들을 점점 생산할 수 없게 되고, 국민의 건강이 크게 위협받게 되지만, 중국정부는 초대형 국제행사가 있을 때마다 안일하게 일시적으로 모든 생산시설들의 가동중단과 대중교통의 운행중단이 전부이다.
그러나 중국의 정부당국자는 지금까지 대기 중의 미세먼지들을 효과적으로 직접 제거할 수 있는 대책을 전혀 세우지 못했기 때문에 매우 당황하게 하는 상황에 있다.
중국은 G2 국가로서 "2015년 파리 기후협약”을 모범적으로 준수해야 할 의무도 있고, 미세먼지들을 발생시키는 모든 오염발생원들을 적극적으로 개선해야 할 필요성은 절감하고 있지만, 천문학적인 비용과 국가경쟁력이 크게 저하되므로 매우 큰 부담이 있을 뿐이다.
그러나 지금 당장 시작해도 대기환경이 어느 정도 개선되는 십 수년 동안 국민들은 심각하게 오염된 환경 속에서 살아갈 수밖에 없다.
그에 따라 미세먼지(초미세먼지 포함)가 인체에 미치는 악영향을 방지하고자 개발된 기술로서 대한민국 등록실용신안 제0178327호의 '음이온 발생식 공기청정기'가 알려져 있고, 또한, 대한민국 공개특허공보 제2001-0017510호의 '탈착식 집진판이 구비된 음이온 발생 공기청정기'가 제작되어 시판되고 있다. 하지만 이들 공기청정기 역시 구조상 전극을 분리해야 하는 번거로움과 청소에 따른 불편이 초래됨은 물론 전극의 청소 불량으로 인해 방전효율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.
상기한 실정을 고려하여 개발된 "휴대용 공기청정기"가 공개특허 제2011-0097019호로서 공개특허공보에 게시되어 있다.
상기 공개특허 제2011-0097019호의 "휴대용 공기청정기"는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 온/오프 스위치(80)를 갖는 직사각 통체로 이루어져 이면에 벨트걸이(11)를 구비하는 본체(10)와; 상기 본체(10)의 하단부에 구비되는 배터리 케이스(20)와; 상기 본체(10) 내에 순차 장착되는 필터수단(30)과; 상기 본체(10) 내부 일측 단부측에 장착되는 팬구동모터(41)를 구비하는 팬(40)과; 상기 본체(10)를 덮는 뚜껑(50)과; 상기 뚜껑(50)의 일측에 형성된 배기공(51)에 연결되는 플렉시블 호스(60) 및; 상기 플렉시블 호스(60)에 연결되는 헬멧(70) 또는 마스크(70')로 구성되고, 상기 필터수단(30)은 탈취필터(31)와, 향균필터(32) 및 제균필터(33)로 이루어지며, 상기 뚜껑(50)의 일측에는 메쉬상으로 이루어지는 공기 흡입구(52)가 형성됨과 더불어 상기 공기 흡입구(52) 하면에는 평면필터(53)가 장착되며, 타측에는 정화된 공기가 배출되는 공기 배기공(51)이 형성되고, 상기 공기 배기공(51)의 단부측 내면에 와선상의 홈(51a)과 볼 삽입공(51b)가 형성되고, 상기 플렉시블 호스(60) 양단부에 탄성볼(61) 형성되며, 상기 공기 배기공(51)의 단부측 내면에 와선상의 홈(51a)과 볼 삽입공(51b)가 형성되고, 헬멧(70) 또는 마스크(70')에 상기 플렉시블 호스(60) 연결용 파이프(71)를 형성하되 파이프(71)의 내면에 와선상의 홈(71a)과 볼 삽입공(71b)가 형성되어 공기청정기를 소형화하여 휴대하기에 용이하고, 공기청정기에 마스크나 헬멧을 연결하여 오토바이 운전자가 오토바이 운행시에 마스크나 헬멧을 통해 공기청정기로 정화된 신선한 공기를 흡입할 수 있을 뿐만 아니라 구조를 단순하면서도 간단하게 하여 제작에 소요되는 경비를 절감할 수 있으므로 제품의 가격을 저렴하게 할 수 있는 것이다.
그러나 상기한 상기 공개특허 제2011-0097019호의 "휴대용 공기청정기"는 헬멧(70) 또는 마스크(70')를 착용하여야만 정화된 신선한 공기를 흡일할 수 있기 때문에 오토바이 운전자가 아닌 일반인의 경우 불필요하게 헬멧(70) 또는 마스크( 70')를 착용하여야 하는 결점을 수반하게 되고, 불필요한 헬멧(70) 또는 마스크( 70')로 인하여 제품의 가격이 상승하게 되는 문제점도 있었다.
또한 종래의 공기 청정기로 특허공개 제2017-0138289호의 "휴대용 공기청정기"가 공개특허공보에 게시되어 있다.
상기 공개특허 제2017-0138289호의 "휴대용 공기청정기(100)"는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 케이스(110)와, 덮개부(120)와, 공기 정화부(130)와, 모터부(140)와, 제어 모듈부(150)와, 배터리(160)와, 전원 단자부(170)와, 관통부(181)를 갖는 이오나이저(180)와 관통부(191)를 구비하여 제습제(192)를 내장한 습기 제거부(190)와, 스피커(200)를 포함하여 구성되고; 상기 케이스(110)는 내부에 수납공간을 형성한 구(球) 형상의 부재로서, 제1 케이스(110a)와 제2 케이스(110b)를 포함하여 구성되며; 상기 제1 케이스(110a)는 반구 형상으로 일측 하부에는 정화 대상인 외부 공기 또는 오염된 공기가 유입되는 흡입구(111a)가 설치되고; 저면에는 배터리(160)와 연결되어 외부 전원이 공급되도록 전원 단자부(170)가 설치되며; 상기 제1 케이스(110a)는 반구 형상으로 일측 하부에는 정화 대상인 외부 공기 또는 오염된 공기가 유입되는 흡입구(111a)가 설치되고; 상기 제2 케이스(110b)의 일측 상부에는 정화된 공기가 배출되는 배출구(111b)가 설치되며; 상기 덮개부(120)는 원호 형상의 부재로서, 제1 케이스(110a)와 제2 케이스(110b) 사이에 회전축(121)을 중심으로 회전 가능하게 설치되고; 상기 덮개부(120)는 일단부에 걸림돌기(122)를 형성하여 상기 케이스(110)의 걸림홈(112a)과 치합하여 억지끼움 결합을 통해 고정되며; 상기 공기 정화부(130)는 필터부(131)와, 필터 케이스(132)와, 손잡이(133)를 포함하여 구성되고; 상기 필터부(131)는 중앙의 관통부(131a)를 중심으로 권취되며; 상기 필터 케이스(132)는 배터리(160)의 일부가 삽입되어 고정될 수 있도록 관통부(132a)가 형성될 수 있고; 상기 모터부(140)는 모터부 케이스(141)를 통해 상기 제2 케이스(110b)의 내부에 고정되며; 상기 전원 단자부(170)는 전극(171)을 통해 외부 전원 장치와 연결되어 이동과 휴대가 간편하고, 공기정화, 제습, 음향 출력 등의 다양한 기능을 수행하여 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있는 것이다.
그러나 상기한 특허공개 제2017-0138289호의 "휴대용 공기청정기"는 복잡한 구조로 제품의 가격이 비쌀 뿐만 아니라 고장의 우려가 많고, 개인 혼자서 사용할 수 있는 호흡기로 연결하는 호스 등의 구조가 없어서 개인 혼자서 사용하기 어려우면서 전원 케이블과 함께 전원 공급부를 별도로 구비하여야 하므로 사용상 불편하다고 하는 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 실용신안등록 제0178327호 등록실용신안공보, 특허문헌 2 : 특허공개 제2001-0017510호 공개특허공보, 특허문헌 3 : 공개특허 제2011-0097019호 공개특허공보, 특허문헌 4 : 특허공개 제2017-0138289호 공개특허공보
본 발명은 상기한 실정을 고려하여 종래 공기 청정기에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 대기 중의 공기를 다중필터로 이루어지는 카트리지식 필터를 통과시켜 그 공기를 약물(약품)이 혼합된 물속으로 주입시켜 흡착 세정되면서 방울로 올라가는 것을 수중 및 수면에서 회전분쇄기로 터트려 물리로 속히 정화공기가 올라오도록 하여 환풍날개로 배출시켜 산소 호흡기처럼 사용함으로써 미세먼지가 있는 야외에서 무균의 청정한 공기로 호흡할 수 있고, 차량에 장착하여 시동을 끈 상태에서 문이 잠겼을 때 또는 주행중이라도 차내 산소농도가 21% 이하일 때는 자동센서가 작동하여 공기 청정기에서 청정한 공기(산소)가 공급되도록 미세먼지를 여과하고 어린아이를 방치한 경우 치사에 이르지 않게 하고 주행중에도 쾌적한 실내공기를 유지하게 할 수 있으며, 아파트나 사무소와 연구실 등과 같이 밀폐된 공간에서도 밀폐공간의 산소농도가 저하될 경우 자동센서가 작동하여 밀폐공간에 초미세먼지가 없는 청정한 공기를 공급하여 쾌적한 실내환경을 동일하게 유지하도록 적용설치 할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 차량에 장착하여 시동을 끈 상태에서 문이 잠겼을 때(차량의 출입문의 닫힘과 연동되는 센서의 작동으로) 또는 주행중이라도 차내 산소농도가 21% 이하일 때는 자동센서가 작동하여 공기 청정기에서 청정한 공기(산소)가 공급되도록 미세먼지를 여과하고 어린 아이를 방치한 경우 치사에 이르지 않게 하고 주행중에도 쾌적한 실내공기를 유지하게 할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 아파트나 사무소와 연구실 등과 같이 밀폐된 공간에서도 밀폐공간의 산소농도가 저하될 경우 자동센서가 작동하여 밀폐공간에 초미세먼지가 없는 청정한 공기를 공급하여 쾌적한 실내환경을 동일하게 유지하도록 적용설치 할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 아파트나 사무소와 연구실 등과 같은 실내 공간이나 산, 들 등의 야외에서 화재시 자동센서가 작동하여 가스, 연기 등이 물(가스, 연기의 중화에 효과적인 약품을 첨가할 수 있음) 속을 통과하면서 정화시키거나 가스, 연기가 없는 곳의 공기가 물속을 통과하면서 정화된 공기를 제공하여 생명이 극한 상태인 질식을 획기적으로 면하게 할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트나 빌딩 등의 옥상과 같은 별도의 장소에 설치한 다음 불연재 호스로 각각의 가정이나 각각의 사무실 등 필요한 곳으로 통상적인 산소공급기 처럼 정화된 청청한 공기를 공급하여 화재 등 생명이 극한 상황에서도 획기적으로 질식을 막아 호흡을 가능하게 하여 생명을 연장할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 허리쌕과 같이 휴대하기 용이하고 헬멧이나 마스크 없이 정화된 공기로 호흡할 수 있을 뿐만 아니라 초미세먼지를 정화한 청정한 공기중의 산소의 량을 ppm 단위로 디스플레이부를 통해 표시해 줌으로써 사용하기에 편리하여 미래의 모든 공기 청정기에 반드시 필요한 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 청소기나, 에어컨, 가습기, 보일러와 같은 공기를 배출하는 곳에 적용하여 청정한 공기를 배출하게 하고, 발전소나, 소각장 또는 분진을 발생시키는 각종 공장에 채용하여 공기를 청정하게 하는 데 채용할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가정 사무실 등 실내 공기 전체를 약품이 혼합된 물속을 통과시켜 정화함으로써 토양이나 콘크리트, 석고보드, 석면슬레이트 등 건축자재 중에 존재하여 방출되는 인체에 유해한 라돈을 제거함으로써 실내 라돈의 방출량을 최소화하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구조가 단순하여 제품의 제작을 간편하게 함으로써 제품의 제작에 소요되는 경비를 낮출 수 있는 경제성이 탁월하면서도 고장 없이 안정되게 장시간 사용할 수 있는 수명이 긴 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기는 다중필터(11)로 이루어지고, 미세먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(12)가 구비된 카트리지 필터부(10)와; 상기 카트리지 필터부(10)에서 필터링된 공기가 수중을 통과하는 1차 수중 정화부(20)와; 상기 1차 수중 정화부(20)를 통과한 공기가 수중을 통과하는 2차 수중 정화부(30)와; 상기 카트리지 필터부(10)로 대기 중의 공기를 흡입하여 1,2차 수중 정화부(20, 30)를 통과시키는 수중펌프(40)와; 상기 2차 수중 정화부(30)를 통과한 공기를 흡입가능하게 유도하는 공기배출 호스(51)로 이루어지 공기 흡입수단(50)과; 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 물에 멸균, 소독 및 가스나, 연기중의 유해물질을 제거하는 약품을 투입하기 위해 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 천정에 설치되는 약품통(60, 60')과; 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30) 내의 수면에서 공기 방울을 터트려 주는 환풍분쇄수단(70, 70')과; 상기 2차 수중 정화부(30)의 공기 배출구 근처에 설치되어 공기의 배출을 촉진하는 송풍팬(80) 및; 본 발명 다용도 무균 공기 청정기의 작동을 제어하는 제어판넬(13)로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기기, 발전소 등에서 발생하는 유해물질과 외부공기를 약물(약품)이 혼합된 물속으로 주입시켜 흡착 세정되면서 방울로 올라가는 것을 수중 및 수면에서 회전분쇄기로 터트려 물리로 속히 정화공기가 올라오도록 하여 환풍날개로 배배출시켜 산소 호흡기처럼 사용함으로써 미세먼지가 있는 야외에서 무균의 청정한 공기로 호흡할 수 있고, 차량에 장착하여 시동을 끈 상태에서 문이 잠겼을 때 또는 주행중이라도 차내 산소농도가 21% 이하일 때는 자동센서가 작동하여 공기 청정기에서 청정한 공기(산소)가 공급되도록 미세먼지를 여과하고 어린아이를 방치한 경우 치사에 이르지 않게 하고 주행중에도 쾌적한 실내공기를 유지하게 할 수 있으며, 아파트나 사무소와 연구실 등과 같이 밀폐된 공간에서도 밀폐공간의 산소농도가 저하될 경우 자동센서가 작동하여 밀폐공간에 초미세먼지가 없는 청정한 공기를 공급하여 쾌적한 실내환경을 동일하게 유지하도록 적용설치 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 아파트나 사무소와 연구실 등과 같은 실내 공간이나 산, 들 등의 야외에서 화재시 자동센서가 작동하여 가스, 연기 등이 물(가스, 연기의 중화에 효과적인 약품을 첨가할 수 있음) 속을 통과하면서 정화되어 생명에 극한 상태인 질식을 획기적으로 면하게 할 수 있고, 본 발명 휴대용 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트나 빌딩 등의 옥상과 같은 별도의 장소에 설치한 다음 불연재 호스로 각각의 가정이나 각각의 사무실 등 필요한 곳으로 정화된 청청한 공기를 공급하여 화재등 생명에 극한 상황에서도 획기적으로 질식을 막아 호흡을 가능하게 하여 생명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 허리쌕과 같이 휴대하기 용이하고 헬멧이나 마스크 없이 정화된 공기로 호흡할 수 있을 뿐만 아니라 초미세먼지를 정화한 청정한 공기의 량을 디스플레이부를 통해 표시해 줌으로써 사용하기에 편리하여 미래의 모든 공기 청정기에 사용할 수 있고, 구조가 단순하여 제품의 제작을 간편하게 함으로써 제품의 제작에 소요되는 경비를 낮출 수 있는 경제성이 탁월하면서도 고장 없이 안정되게 장시간 사용할 수 있는 수명이 긴 효과가 있디.
또한, 본 발명은 청소기나, 에어컨, 선풍기, 헤어드라이어, 가습기, 보일러와 같은 공기를 배출하는 곳에 적용하여 청정한 공기를 배출하게 하고, 발전소나, 소각장 또는 분진을 발생시키는 각종 시설물에 채용하여 공기 및 기기에서 발생하는 가스등을 청정하게 하는 데 채용할 수 있는 각별한 장점이 있다.
도 1은 종래 휴대용 공기청정기의 사시도,
도 2는 종래 휴대용 공기청정기의 내부 구조도,
도 3은 또 다른 종래 휴대용 공기청정기의 사시도,
도 4는 도 3에 나타낸 종래 휴대용 공기청정기의 분해 사시도,
도 5는 도 3에 나타낸 종래 휴대용 공기청정기의단면도,
도 6은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 뚜껑 닫힌 상태의 사시도,
도 7은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 단면도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 뚜껑 열린 상태의 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 다중필터의 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 먼지센서의 구성도,
도 11은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 제1사용 상태도,
도 12는 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 제2사용 상태도 이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 휴대용 무균 공기 청정기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 뚜껑 닫힌 상태의 사시도, 도 7은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 단면도, 도 8a 및 도 8b는 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 뚜껑 열린 상태의 사시도, 도 9는 본 발명에 따른 다중필터의 구성도, 도 10은 본 발명에 따른 먼지센서의 구성도, 도 11은 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 제1사용 상태도, 도 12는 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 제2사용 상태도로서, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기는 다중필터(11)로 이루어지고, 미세먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(12)가 구비된 카트리지 필터부(10)와; 상기 카트리지 필터부(10)에서 필터링된 공기가 수중을 통과하는 1차 수중 정화부(20)와; 상기 1차 수중 정화부(20)를 통과한 공기가 수중을 통과하는 2차 수중 정화부(30)와; 상기 카트리지 필터부(10)로 대기 중의 공기를 흡입하여 1,2차 수중 정화부(20, 30)를 통과시키는 수중펌프(40)와; 상기 2차 수중 정화부(30)를 통과한 공기를 흡입가능하게 유도하는 공기배출 호스(51)로 이루어지 공기 흡입수단(50)과; 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 물에 멸균, 소독 및 가스나, 연기중의 유해물질을 제거하는 약품을 투입하기 위해 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 천정에 설치되는 약품통(60, 60')과; 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30) 내의 수면에서 공기 방울을 터트려 주는 환풍분쇄수단(70, 70')와; 상기 2차 수중 정화부(30)의 공기 배출구 근처에 설치되어 공기의 배출을 촉진하는 송풍팬(80) 및; 본 발명 다용도 무균 공기 청정기의 작동을 제어하는 제어판넬(13)로 구성되어 있다.
상기 필터부(10)는 사각형 통체로서, 4측면 중 적어도 3측면 이상이 각각 다중필터(11)로 구성되고, 일측면에는 미세먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(14)가 설치되며, 상기 다중필터(11) 각각은 광촉매필터(11a)와 탄소필터(11b) 및 헤파필터(11c)로 구성되고, 필요에 따라 본 발명 무균 공기 청정기로부터 분리하여 제거하고 1,2차 수중 정화부(20, 30)만으로 공기를 정화할 수 있다.
상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)는 미세먼지의 정도에 따라 임의로 1 ∼ 3 다단 설치할 수 있는 것으로서, 예를 들면, 화력발전소나 소각장 같은 미세먼지의 발생량이 많은 곳에는 수중 정화부를 3단 설치하는 것이 바람직하다.
상기 먼지센서(14)는 저항(R1 ∼ R3)과 트랜지스터(Q) 및 적외선 발광다이오드(IRED)로 구성되는 발광부(A)와; 수광다이오드(PD)와 신호증폭기(SA) 및 감도 조절기(RS)로 구성되는 수광부(B)로 구성되어 있다.
본 발명 다용도 무균 공기 청정기의 전면부에는 원칩 마이크로프로세서와 온(on) 오프(off) 스위치(11f)를 포함하는 제어판넬(13)이 설치되어 있다.
또한 상기 1차 수중 정화부(20)는 채워지는 물의 높이를 나타내는 눈금표시(21)와, 일측 내벽에 설치된 배터리 케이스(22), 상기 배터리 케이스(22) 옆에 설치된 산소센서 보관함(23), 상기 필터부(10)와 관통 연결되는 관통관(24), 수중 내의 관통관(24) 단부에 연결된 수중펌프(40)와 솔레노이드밸브(41, 41'), 노즐(42) 및 배수구(25)로 구성되어 있다.
여기서 상기 산소센서 보관함(23)에는 통신선 단부에 산소센서가 연결되어 필요한 곳에 쉽게 위치시킬 수 있도록 구성되어 있다.
상기 2차 수중 정화부(30)는 채워지는 물의 높이를 나타내는 눈금표시(31)와, 상기 1차 수중 정화부(20)의 상부와 2차 수중 정화부(30)의 하부가 관통 연결되는 관통관(32), 공기 배출구(33) 및, 배수구(34)로 구성되어 있다.
상기 관통관(32)의 상부에는 노즐(42')을 설치하여 노즐로 들어가는 공기 구멍보다 노즐에서 나오는 공기 구멍을 더 크게 하는 것이 많은 공기를 정화할 수 잇어서 바람직하다.
상기 필터부(10)는 단독 뚜껑(12)을 구비하고, 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)는 일체로된 하나의 뚜껑(26)을 구비하며, 상기 뚜껑(26)의 중앙에는 정화하여 공급하는 산소의 농도를 ppm 단위로 나타내는 디스플레이부(27)를 구비하여 통신선으로 연결된 별도의 산소센서를 구비한다.
또한, 상기 솔레노이드밸브(41, 41')는 제어판넬(13)에 구비된 원칩 마이크로프로세서의 프로그램에 의해 자동으로 개폐되도록 구성되어 있다.
도 11에 도시한 바와 같이 본 발명 다용도 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트의 옥상 등에 설치하고 난연성 공기배출 호스(51')로 각 가구(A ∼ R)마다 연결하여 통상적인 병원의 산소 공급기와 같은 방법으로 화재시 자동센서가 작동하여 가스, 연기 등이 물(가스, 연기의 중화에 효과적인 약품을 첨가할 수 있음) 속을 통과하면서 정화시키거나 가스, 연기가 없는 곳의 공기가 물속을 통과하면서 정화된 공기를 제공하여 생명이 극한 상태인 질식을 획기적으로 면하게 할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 본 발명 다용도 무균 공기 청정기를 차량 내부에 설치하여 차량의 운전사가 출입문과 창문을 모두 닫았을 때 출입문의 닫힘과 연동되어 본 발명 다용도 무균 공기 청정기가 작동되도록 함으로써 어린 아이들이 차량 내부에 갇히여 질식사하는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기는 에어컨 등 가전기기의 발산 공기를 본 발명 1차 수중 정화부(20)와 2차 수중 정화부(30)를 통과시켜 청정한 공기로 배출할 수 있고, 청소기에도 적용하여 청소기에서 배출되는 공기를 1차 수중 정화부(20)와 2차 수중 정화부(30)를 통과시켜 청정한 공기로 배출할 수 있도 있다.
상기 약품통(60, 60')에 저장되는 약품으로서는 초임계 처리한 식용유를 물 전체 중량 대비 1 ∼ 5%(V/W) 첨가하여 사용하되, 먼지센서(14)가 측정한 미세먼지 농도(DC)가 원칩 마이크로프로세서에 설정된 농도(91㎍/㎡) 이상이면, 약품통(60, 60')에 저장되는 약품이 설정된 량[물 전체 중량 대비 1 ∼ 5%(V/W)] 만큼 자동으로 투입되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서 식용유를 초임계 처리( supercritical carbon deoxide processing)하면, 분자량이 저감된 저분자화된 지방산이 추출된다. 이때 생성된 저분자량의 지방산은 탄소 사슬의 숫자가 적어지면서 양성 또는 음성 대전하는 전하량이 급격히 증가된다. 이 같이 저분자화된 지방산을 본 발명에 따른 물에 혼입하여 초음파처리기(sonicator)로 처리하거나 믹서(mixer)로 혼합하게 되면, 물에 존재하고 있는 전하를 가지고 있는 이온들에 결합되지 않았던 음전하(negative charged)를 가진 초미세먼지나 미생물 세포들이 상기 저분자량 지방산의 양전하부에 결합되어 균일한 분산을 하게 된다.
본 발명에 따르면, 초임계 처리한 저분자량의 식용유는 대기중 미세먼지수준 야, 불량 정도에 따라 또는 화재진압 건물 내부의 연기 수준의 강, 약 정도에 따라 물 전체 중량 대비 1 ∼ 5%(V/W) 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 환풍분쇄수단(70, 70')운 회전축(71)과 환풍날개(72) 및 분쇄날개(73)로 이루어지고, 회전측(71)이 안테나처럼 신축되어 분쇄날개(73)가 수면에서 회전함으로써 다수의 공기 방울을 터트려 청정공기가 수면에서 잘 배출되도록 한다.
여기서 환풍분쇄수단(70, 70')의 환풍날개(72) 대신에 또는 추가로 송풍팬(80)을 설치하는 것도 바람직하다. 또한 환풍분쇄수단(70, 70')의 환풍날개(72)와 분쇄날개(73)는 필요에 따라 개별로 작동시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 작용을 상세하게 설명한다.
본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 야외에서 사용하는 사용자는 먼저 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 1,2차 수중 정화부(20, 30)에 수위 표시선(21, 31)까지 물을 채우고, 도시하지 않은 별도의 가죽케이스에 넣어 허리 쌕 처럼 착용하고 공기 흡입수단(50)에 연결된 노우즈피스를 콧구멍에 삽입한 다음 제어판넬(13)에 있는 전원 스위치(11f)를 온 시킨다.
그렇게 하면, 1차 수중 정화부(20) 내의 수중펌프(40)가 작동하면서 다중필터(11)를 거쳐 미세먼지와 초미세먼지가 정화된 공기가 카트리지 필터부(10) 내부로 들어가고, 이 공기가 1차 수중 정화부(20) 내의 물속을 거쳐 상부로 나오고 이 공기가 다시 2차 수중 정화부(30) 내의 물속을 거쳐 상부로 배출된다.
여기서 상기 수중 내의 관통관(24)의 단부의 구멍을 아주 작게 하거나 노즐(42)을 설치하여 공기를 1차 수중 정화부(20) 내로 안개처럼 분사하는 것이 많은 공기의 정화를 효율적으로 할 수 있을 뿐만 아니라 정화공기 중의 산소를 물에 용존 산소의 형태로 공급할 수 있어서 바람직하고, 솔레노이드밸브(41')를 통해 외부의 공기가 1차 수중 정화부(20) 내로 도입되는 곳에도 수중펌프(40)와 노즐(42)을 설치하여 공기를 1차 수중 정화부(20) 내로 안개처럼 분사하는 것이 공기 중에 포함된 미세먼지 등을 효율적으로 정화할 수 있어서 바람직하다.
이어서 상기 1차 수중 정화부(20)를 거쳐 정화된 공기는 관통관(32) 상부에 설치된 펌프(40')와 노즐(42')을 통해 2차 수중 정화부(30)의 물속으로 분산되어, 2차 수중 정화부(30)의 물속을 거쳐 정화된 다음 2차 수중 정화부(30)의 상부로 배출되어 미세먼지와 균이 정화된 청정 공기는 공기 흡입수단(50)의 공기배출 호스(51)를 거쳐 노우즈피스를 통해 사용자의 코로 공급된다.
이때 통상적으로 2차 수중 정화부(30)의 상부의 공기 중에 존재하는 산소의 농도를 산소센서 보관함(23)에 있는 산소센서로 측정하여 측정된 산소의 농도(OC)가 원칩 마이크로프로세서에 설정된 농도 21% 미만이면, 환풍분쇄수단(70, 70')과 송풍팬(80)을 작동시키고, 상기 환풍분쇄수단(70, 70')의 축의 길이를 조절하여 환풍분쇄수단(70, 70')의 분쇄날개(73)가 수면에 닿도록 한다.
한편, 아파트나 사무소와 연구실 등과 같이 밀폐된 공간에서는 밀폐공간의 산소농도가 저하될 경우 산소센스가 작동하여 밀폐공간 내의 산소 농도가 21%보다 낮아지면, 창문을 열고 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 작동시킨다. 그러면, 창문을 통해 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기로 들어온 공기가 상기한 바와 같이 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기가 작동하여 청정한 공기를 사용자에게 제공하게 된다.
차량 내에서도 산소 농도가 21%보다 낮아지면, 차창을 열어 외부 공기가 차량 내로 들어오게 하고, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 작동시킨다. 그러면, 상기한 바와 같이 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기가 작용하여 창문을 통해 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기로 들어온 공기가 정화되어 청정한 공기가 사용자에게 제공하게 됨으로써 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 사용하는 사용자 특히 어린아이들에게 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 사용법을 가려켜 사용법을 알고 있는 경우 차량에 갇히게 되어도 질식사하는 일이 없게 된다.
또한, 차량의 모든 창문이 닫히는 경우 차량의 출입문의 닫히는 동작에 연동시켜 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기가 자동으로 작동되게 함으로써 차량에 갇힌 어린아이들이 질식사하는 사고를 원천적으로 방지하게 된다.
그리고, 도 11에 도시한 바와 같이 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트의 옥상과 같이 대중이 생활하는 공공 시설물의 특정 장소에 설치하여 각각의 가구(A ∼ R)에 난연성 공기배출 호스(51')로 정화한 청정한 공기를 통상 병원의 산소공급기 방식으로 공급하게 된다. 이는 특히 화재시에 화재 감지기에서 화재를 감지하면, 여기에 연동되는 제어판넬(13)의 원칩 마이크로프로세서가 솔레노이드밸브(41)를 닫아 연기나 가스가 카트리지 필터부(10)를 거쳐 1차 수중 정화부(20)로 들어가는 것을 차단하고, 솔레노이드밸브(41')를 열어 화재 발생지역이 아닌 바깥의 공기를 1차 수중 정화부(20)로 도입하여 정화한 다음 난연성 공기배출 호스(51')로 각 가구(A ∼ R) 중 필요한 곳으로 공급하여 화재의 연기 등으로 인한 생명이 극한 상태인 질식을 획기적으로 면하게 하게 된다.
또한, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기의 작동시에는 주기적으로 약품통(60, 60')으로부터 멸균, 소독 및 가스나, 연기중의 유해물질을 제거하는 약품을 투입하게 된다.
그리고, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 차량 내에 설치한 경우는 차량의 모든 창문과 출입문이 닫히게 되면, 문의 닫힘과 연동되어 차량 내에 설치한 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기가 자동으로 작동을 개시하도록 함으로써 어린아이 들이 차량에 갇히어 질식사하는 사고를 미연에 방지하게 된다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 예컨대 에어콘이나 선풍기, 헤어드라이어 또는 청소기 등에도 채용하여 실시할 수 있음은 물론이다.
10 : 카트리지 필터부 11 : 다중필터
11a : 광촉매필터 11b : 탄소필터
11c : 헤파필터 11e : 전면 프레임
11f : 온(on) 오프(off) 스위치 12 : 뚜껑
13 : 제어판넬 14 : 먼지센서
20 : 1차 수중 정화부 21 : 눈금표시
22 : 배터리 케이스 23 : 산소센서 보관함
24 : 관통관 25 : 배수구
26 : 뚜껑 27 : 디스플레이부
30 : 2차 수중 정화부 31 : 눈금표시
32 : 관통관 33 : 공기 배출구
34 : 배수구 40, 40' : 수중펌프
41, 41' : 솔레노이드밸브 42, 42' : 노즐
50 : 공기 흡입수단 51, : 공기배출 호스
51' : 난연성 공기배출 호스 60, 60' : 약품통
70, 70' : 환풍분쇄수단 71 : 회전축
72 : 환풍날개 73 : 분쇄날개
A : 발광부 B : 수광부
IRED : 적외선 발광다이오드 PD : 수광다이오드
Q : 트랜지스터 R1 ∼ R3 : 저항
RS : 감도 조절기 SA : 신호증폭기

Claims (11)

  1. 다용도 무균 공기 청정기의 전면부에 원칩 마이크로프로세서와 온(on) 오프(off) 스위치(11f)를 포함하는 제어판넬(11)이 설치되고, 다중필터(11)로 이루어져 미세먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(12)가 구비된 카트리지 필터부(10)와; 채워지는 물의 높이를 나타내는 눈금표시(21)와, 일측 내벽에 설치된 배터리 케이스(22), 상기 배터리 케이스(22) 옆에 설치된 산소센서 보관함(23), 상기 필터부(10)와 관통 연결되는 관통관(24), 수중 내의 관통관(24) 단부에 연결된 수중펌프(40)와 솔레노이드밸브(41, 41'), 노즐(42) 및 배수구(25)로 구성되어 상기 카트리지 필터부(10)에서 필터링된 공기가 수중을 통과하는 1차 수중 정화부(20)와; 채워지는 물의 높이를 나타내는 눈금표시(31)와, 상기 1차 수중 정화부(20)의 상부와 2차 수중 정화부(30)의 하부가 관통 연결되는 관통관(32), 공기 배출구(33)와, 배수구(34)와 관통관(32)의 상부에 설치되는 펌프(40')와, 노즐(42') 및, 송풍팬(80)으로 구성되어 상기 1차 수중 정화부(20)를 통과한 공기가 수중을 통과하는 2차 수중 정화부(30)와; 상기 카트리지 필터부(10)로 대기 중의 공기를 흡입하여 1,2차 수중 정화부(20, 30)를 통과시키는 수중펌프(40)와; 상기 2차 수중 정화부(30)의 공기 배출구 근처에 설치되어 공기의 배출을 촉진하는 송풍팬(80) 및; 본 발명 다용도 무균 공기 청정기의 작동을 제어하는 제어판넬(13)로 구성되어 미세먼지가 있는 야외에서 무균의 청정한 공기로 호흡할 수 있고, 차량에 장착하여 시동을 끈 상태에서 문이 잠겼을 때 또는 주행중이라도 차내 산소농도가 21% 이하일 때는 자동센서가 작동하여 공기 청정기에서 청정한 공기(산소)가 공급되도록 미세먼지를 여과하고 어린아이를 방치한 경우 치사에 이르지 않게 하고 주행중에도 쾌적한 실내공기를 유지하게 할 수 있으며, 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트나 빌딩 등의 옥상과 같은 별도의 장소에 설치한 다음 불연재 호스로 각각의 가정이나 각각의 사무실 등 필요한 곳으로 통상적인 산소공급기 처럼 정화된 청청한 공기를 공급하여 화재 등 생명이 극한 상황에서도 획기적으로 질식을 막아 호흡을 가능하게 하여 생명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 보일러나 공기청정기, 청소기, 가습기, 에어컨, 선풍기 등 가전제품, 소각장, 각 공장 발전소, 시멘트공장, 제련소등 공기를 사용하는 기기의 전단 또는 후단이나 공기의 유통로 상에 채용하여 오염된 공기를 물에 통과시켜 정화하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기에 있어서;
    상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 물에 멸균, 소독 및 가스나, 연기중의 유해물질을 제거하는 약품을 투입하기 위해 1,2차 수중 정화부(20, 30)의 천정에 설치되는 약품통(60, 60')과; 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30) 내의 수면에서 공기 방울을 터트려 주는 환풍분쇄수단(70, 70')을 추가로 더 구비하고;
    상기 카트리지 필터부(10)는 사각형 통체로서, 4측면 중 적어도 3측면 각각이 다중필터(11)로 구성되고, 일측면에는 미세먼지의 농도를 측정하는 먼지센서(12)가 설치되며, 상기 다중필터(11) 각각은 광촉매필터(11a)와 탄소필터(11b) 및 헤파필터(11c)로 구성되어 배출되는 산소 농도가 21% 이하 일 때 자동으로 작동하여 공기를 정화하는 것을 특징으로 하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
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  4. 제 1항에 있어서, 상기 먼지센서(12)는 저항(R1 ∼ R3) 및 적외선 발광다이오드(IRED)로 구성되는 발광부(A)와; 수광다이오드(PD)와 신호증폭기(SA) 및 감도 조절기(RS)로 구성되는 수광부(B)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
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  8. 제 1항에 있어서, 상기 필터부(10)는 단독 뚜껑(12)을 구비하고, 상기 1,2차 수중 정화부(20, 30)는 일체로된 하나의 뚜껑(26)을 구비하며, 상기 뚜껑(26)의 중앙에는 정화하여 공급하는 산소의 농도를 ppm 단위로 나타내는 디스플레이부(27)를 구비하여 통신선으로 연결된 별도의 산소센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
  9. 제 1항에 있어서, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 대형화하여 아파트의 옥상 등에 설치하고 난연성 호스(51')로 각 가구(A ∼ R)마다 연결하여 통상적인 병원의 산소 공급기와 같은 방법으로 화재시 자동센서가 작동하여 가스, 연기 등이 물(가스, 연기의 중화에 효과적인 약품을 첨가할 수 있음) 속을 통과하면서 정화시키거나 가스, 연기가 없는 곳의 공기가 물속을 통과하면서 정화된 공기를 제공하여 생명이 극한 상태인 질식을 획기적으로 면하게 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
  10. 제 1항에 있어서, 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기를 차량 내부에 설치하여 차량의 운전사가 출입문과 창문을 모두 닫았을 때 출입문의 닫힘과 연동되어 본 발명 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기가 작동되도록 함으로써 어린 아이들이 차량 내부에 갇히여 질식사하는 것을 사전에 방지할 수 있도록 구성된 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 약품통(60, 60')에 저장되는 약품으로서는 초임계 처리한 식용유를 물 전체 중량 대비 1 ∼ 5%(V/W) 첨가하여 사용하되, 먼지센서(12)가 측정한 미세먼지 농도(DC)가 원칩 마이크로프로세서에 설정된 농도(91㎍/㎡) 이상이면, 약품통(60, 60')에 저장되는 약품이 설정된 량[물 전체 중량 대비 1 ∼ 5%(V/W)] 만큼 자동으로 투입되도록 하는 것이 특징으로 하는 물을 이용한 다용도 무균 공기 청정기.
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