KR102149671B1 - 공기정화 및 바이러스 살균 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지와 각종 세균 및 병원성 바이러스가 혼합된 공기를 공기흡입팬을 통해 반사판 내벽체로 구성한 공기정화부로 유입시키고 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 정화하며 정화한 공기를 가정, 병원, 사무실, 학교, 공공기관, 지하철 또는 기차역, 버스터미널에 공급할 수 있고 또한, 사람의 움직임과 미세먼지 농도 및 온습도 등을 자동으로 감지하여 인공지능을 통해 자동으로 동작하고 원격에서 관리할 수 있으며 다양한 데이터를 축적하여 실시간으로 반영할 수 있는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템에 관한 것으로서, 미세먼지와 각종 세균 및 바이러스를 포함하는 공기를 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 정화할 수 있고, 정화한 공기를 건물의 내부 또는 덕트 등을 이용하여 단독 및 다수의 건물의 실내에 공급할 수 있으며, 가정과 병원 및 사무실, 학교, 공공기관, 지하철 및 기차역, 버스터미널 등에 설치하여 미세먼지를 제거하고 각종 세균 또는 병원성 바이러스를 제거할 수 있도록 하고, 컨테이너 등의 임시 건물에 설치하여 임시 병실 또는 방역초소로 활용할 수 있으며, 사람의 움직임과 미세먼지 농도 및 온습도 등을 자동으로 감지하여 인공지능을 통해 자동으로 동작하고 원격에서 관리할 수 있으며 다양한 데이터를 축적하여 실시간으로 반영할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기정화 및 바이러스 살균 시스템{Air purification and virus sterilization system}
본 발명은 공기정화가 가능하고 바이러스 살균이 가능한 시스템에 관한 것으로서, 미세먼지와 각종 세균 및 병원성 바이러스가 혼합된 공기를 공기흡입팬을 통해 반사판 내벽체로 구성한 공기정화부로 유입시키고 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 정화하며 정화한 공기를 가정, 병원, 사무실, 학교, 공공기관, 지하철 또는 기차역, 버스터미널에 공급할 수 있고 또한, 사람의 움직임과 미세먼지 농도 및 온습도 등을 자동으로 감지하여 인공지능을 통해 자동으로 동작하고 원격에서 관리할 수 있으며 다양한 데이터를 축적하여 실시간으로 반영할 수 있는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 미세먼지(Particulate Matter) 또는 분진(粉塵)은 눈에 보이지 않을 정도로 입자가 작은 먼지로서 아황산가스, 질소 산화물, 납, 오존, 일산화탄소 등을 포함하는 대기오염 물질이다. 미세먼지는 자동차, 공장 등에서 발생하여 대기 중 장기간 떠다니는 입경 10㎛ 이하의 미세한 먼지이며, PM 10이라고도 한다. 입자가 2.5㎛ 이하인 경우는 PM 2.5 라고 쓰며 '초미세먼지' 또는 '극미세먼지'라고도 부른다. 학술적으로는 에어로졸(aerosol)이라고 부른다. 미세먼지(fine particles)는 부유 분진(Suspended particles), 입자상 물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 명칭에 따라 약간씩 다른 의미가 있다. 입자상 물질은 지름이 100 μm에서 10nm 정도이며, 이보다 지름이 크면 중력으로 인해 대기중 체류시간이 아주 짧다. 또한, 미세먼지는 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 물질로 대기중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 직경 10㎛ 이하의 입자상 물질로 미세먼지는 인체에 큰 영향을 미치는 물질이다.
미세먼지의 배출원인은 인위적인 발생과 자연적인 발생으로 구분된다. 인위적인 발생의 원인은 중국발 미세먼지, 공장에서 나오는 매연 쓰레기 소각 등이 이유가 될 수 있다. 자연적인 발생의 원인은 모래 바람의 먼지, 화산재, 산불이 일 때 발생하는 먼지 등 때문이다. 해염입자 또한, 바다 가까이에 위치한 지역에는 많은 영향을 끼친다.
현대에 이르러서는 도시개발과 산업의 발달로 인해 공장이나 차량 등에서 발생한 오염물질이 대기 중에 과다하고 그 중에서 미세먼지로 인한 피해와 불편함은 이루 말할 수 없는 지경에 이르렀다. 특히 미세먼지는 인체의 호흡기에 깊숙이 침투하여 천식, 기관지염, 알레르기성 비염 등의 호흡기 질환을 일으키거나 눈의 결막염, 안구건조증 등의 눈병 질환의 주요 원인이 되고 있으며, 피부질환의 알레르기성 비염을 유발시키는 등의 나쁜 영향을 미치고 특히 유아 및 청소년, 노인층이 미세먼지에 취약한 실정이다.
1948년 미국 펜실베이니아주 도노라에서 20명이 사망한 대기오염사고, 1952년 약 4,000명의 사망자를 발생시킨 런던스모그는 미세먼지가 인체에 어떤 영향을 미치는지 보여 주는 대표적인 사례이다. 그 이후로 미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대해 다양한 역학조사가 실시되었고, 특히 10㎛ 이하의 미세먼지 입자(PM 10)가 취약집단의 질병 발생률과 사망률을 높이는 등 인체에 해로운 영향을 미칠 가능성이 크다는 것이 밝혀졌다. 이러한 연구결과가 나온 이후 각국 정부에서는 대기오염 대책을 마련하기 시작하였으며 미세먼지가 인체와 환경에 미치는 해로운 영향을 줄이기 위하여 대기오염기준도 마련하고 있다.
한편, 인간의 생존에 치명적인 위협을 가하는 세균과 바이러스는 인간 사이에서 전염을 일으킬 수 있다. 세균(bacteria)은 고균, 진핵생물과 더불어 생물의 3 영역 중 한 영역을 차지하는 원핵생물의 대표적인 분류군이다. 현재까지 13,000여 종 이상이 알려졌으며 매년 600여 종의 신종이 새로 보고되고 있어 그 수는 지속적으로 증가하고 있다. 세균은 지구상의 어느 곳에서든 발견될 만큼 그 분포에서 다른 생물군을 능가하며 대사의 다양성 또한 경이로운 수준을 보여주고 있다.
세균은 다양한 병원균과 더불어 산업적으로 중요한 분류군들을 포함하고 있어 일상생활에서도 인간과 뗄 수 없는 불가분의 관계를 하고 있으며, 최근 인체 연관 미생물의 집합을 의미하는 인간 마이크로바이오 연구는 인체의 건강 및 질병에 대한 총체적인 이해의 바탕이 될 수 있는 중요한 정보를 제공해주고 있다.
세균은 하나의 세포로 이루어진 단세포 생물이지만, 스스로 살아갈 수 있도록 기관을 갖추고 있다. 즉, 스스로 양분을 먹고 스스로 유기물을 만들어 살아가면서 번식을 할 수 있다.
상기 세균과 달리 바이러스는 DNA와 RNA와 같은 핵산과 단백질로 이루어진 단순한 구조를 하고 있다. 대부분의 생물은 DNA 속 유전정보를 바탕으로 리보솜과 같은 기관들을 이용하여 필요한 단백질을 만들어낸다. 하지만, 바이러스는 리보솜과 같은 기관이 없기 때문에 세균과 달리 스스로 필요한 에너지 또는 유기물을 만들어 낼 수가 없다. 그래서 바이러스는 온전히 생물의 범주에 속하지 못한다. 혼자서는 살아갈 수 없고 숙주가 되는 생물이 있을 때만 그 생물의 힘을 빌려 증식하기 때문이다.
상기와 같은 세균 또는 바이러스를 통하여 인간을 포함한 생물체에 집단적으로 유행하는 병을 전염병이라 하는데, 세균, 바이러스, 리케차, 스피로헤타, 진균, 원충 따위의 병원체가 다른 생물체에 옮는 것을 말한다.
역사적으로 보면 유럽에서 14세기 대유행 한 흑사병으로부터 최근의 신종코로나바이러스까지 인류는 최악의 전염병들과 끊임없이 사투를 벌여왔다. 전염병은 인류에게 피할 수 없는 적으로 최근 100여 년 전 인류를 공포로 몰아넣은 스페인독감은 2천5백만 명 이상의 목숨을 빼앗아 갔고, 10여 년 전에는 신종플루가 지구촌에 몰아닥쳐서 전 세계 28만여 명의 목숨을 앗아갔으며, 2014년에는 에볼라 바이러스가 아프리카 일대를 휩쓸고 지나갔다. 이와 같이 세계보건기구 WHO는 21세기를 전염병의 시대로 규정하고 있다. 교통이 발달하고 사람 간 접촉이 급증하면서 전파 속도가 상상을 초월하기 때문이다.
광촉매(photocatalyst)와 UV(자외선) 살균은 빛을 이용한 살균으로 광촉매는 화학 반응 중 전자기판 또는 빛에 의해 반응이 개시, 진행된다. 상기 광촉매는 태양을 비롯한 광원으로부터 빛에너지를 흡수하여 광화학 반응을 개시하고 촉매로서 광화학 반응을 촉진하는 화합물을 일컬으며 미세먼지 등을 흡착하는 기능이 뛰어나서 건물의 외벽에 도포하는 페인트 등에 사용한다.
UV 살균은 자외선을 이용하여 살균을 하는 방식으로 자외선은 파장 범위 10 ~ 400nm(에너지 범위 3 eV ~ 124 eV)인 빛으로서, 파장이 가시광보다 더 짧고 엑스선보다는 더 긴 전자기파의 총칭이다. 상기와 같은 자외선에서 파장범위가 100 ~ 280nm이고 에너지 범위가 4.43 ~ 12.4eV인 자외선C는 살균 작용을 한다.
상기와 같은 미세먼지 저감과 세균 및 바이러스 살균과 관련한 선행기술로는 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0095890호에 공기 중에 혼류되는 미세먼지를 응축수의 응축으로 발생하는 수분을 흡수하여 흡수포를 이용하여서 공기를 걸러 주기 위한 미세먼지용 공기정화장치가 개시되어 있고, 국내 등록실용신안공보 등록번호 제20-0425412호에 먼지, 미세먼지 및 악취를 1차 처리한 후 악취가스를 정화용액과 혼합하여 체류시간과 접촉면적을 넓혀 오염기체정화 성능을 향상시키고 정화용액의 교체 주기를 연장할 수 있도록 구성한 탈취탑 및 믹싱 시스템을 이용한 오염기체정화장치가 개시되어 있으며, 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2018-0051923호에 유입된 오염가스를 처리하여 배출하도록 오염가스 이송경로에 설치되는 가스 처리챔버와, 가스 처리챔버 내부로 전자기파 파장을 발생시켜 제공하는 전자기파 파장 발생부와, 가스 처리챔버 내부의 온도를 균일하게 유지시키는 열 발생 및 온도 조절부 및, 가스 처리챔버 내부를 플라즈마 상태로 유지시키기 위한 플라즈마 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기환경오염가스 및 미세먼지 저감시스템이 개시되어 있고, 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2018-0027128호에 필터를 이용하거나 물을 분사하는 방식으로 구성됨으로 인해 필터의 잦은 교체로 인한 비용증가 및 번거로움과, 전체적인 장치구성이 복잡해지고 에너지 소비가 높은 단점이 있었던 종래기술의 미세먼지 저감장치 및 공기정화장치들의 문제점을 해결하기 위해, 볼텍스 튜브(Vortex Tube)의 원리를 이용하여, 외부공기와 함께 나노버블(Nanobubble)화된 물 입자를 볼텍스 튜브 내에 주입하여 나노버블화된 물 입자와 외부공기가 함께 볼텍스 튜브 내부를 통과하면서 접촉시간 및 면적이 극대화되어 미세먼지가 효과적으로 저감될 수 있도록 구성됨으로써, 별도의 동력이 필요 없이 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 미세먼지 및 공기정화 효과를 향상시킬 수 있도록 구성되는 볼텍스 튜브를 이용한 미세먼지 저감장치 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 개시되어 있다. 또한, 국내 공개특허공보 공개번호 제10-2016-0054730호에 UV LED 기판에 설치된 광촉매용 UV LED 및 광촉매 필터를 구성하여 탈취는 물론 집진과 살균이 가능하고 견고하며 유지보수가 간편한 공기 정화기가 개시되어 있다.
그러나 상기의 선행기술들은 미세먼지를 저감하고 세균 및 바이러스를 살균하기 위한 구성이 복잡하여 설치가 어렵고 비용이 증가하는 문제점이 있어서 본원 발명에서는 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 공기를 정화할 수 있도록 구성하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하고 보완하기 위하여 창안한 것으로서, 본 발명은 미세먼지와 각종 세균 및 바이러스를 포함하는 공기를 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 정화하고, 정화한 공기를 각종 건물에 공급하여 쾌적하게 하며, 사람의 움직임과 미세먼지 농도 및 온습도 등을 자동으로 감지하는 인공지능을 통해 자동으로 동작하고 원격에서 관리할 수 있으며 다양한 데이터를 축적하여 실시간으로 반영할 수 있는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 해결 수단으로는 외곽벽 및 내부격벽은 반사판내벽체(110)로 형성하고, 하단의 일측에 오염된 공기를 내측으로 유입시키는 공기수집구(150)를 형성하며, 상기 공기수집구(150)의 일측면에는 오염된 공기를 유입하는 흡입팬(160)을 형성하고, 상기 흡입팬(160)의 우측에는 1차살균램프(31)와 1차필터(11)와 헤파필터(12)를 형성한 공기정화부(10)를 구성하며, 상기 공기정화부(10)의 우측에는 내부스크린(125)과 2차살균램프(32)와 1차반사판도류벽(35)과 3차살균램프(33)와 2차반사판도류벽(36)을 형성한 살균부(30)를 구성하고, 상기 공기정화부(10)와 살균부(30)의 상단에는 송풍팬(170)과 본체유출구(23)와 본체유출밸브(22)와 외부배관유출밸브(21)를 형성한 공기유출부(20)를 구성하며, 상기 공기유출구(20)의 내측에 형성한 제어부(50)를 포함하는 시스템(1)으로 구성한다.
상기 공기정화부(10)에서는 오염된 공기가 유입되면 먼저 자외선-C 램프를 이용하는 1차살균램프(31)를 통과하고 이후 부직포를 이용한 1차필터(11)를 통과하며 마지막으로 헤파필터를 이용한 헤파필터(12)를 통과한다.
상기 공기유출부(20)는 살균부(30)를 통과한 공기를 유입시키는 송풍팬(170)과 유입한 공기를 외부로 이동시키는 외부배관유출밸브(21)와 유입한 공기를 내부로 이동시키는 본체유출밸브(22)와 공기를 내부로 이동할 수 있도록 형성한 본체유출구(23)로 구성한다.
상기 살균부(30)에서는 공기정화부(10)를 통과한 공기가 유입되면 내부스크린(125)을 통과하고 이어서 자외선-C 램프를 이용하는 2차살균램프(32)를 통과하며 이어서 광촉매반사판(111)을 외표면에 형성하고 동일하게 이격하여 통공한 송풍홀(119)을 형성하며 상기 송풍홀(119)의 후단에는 3자형도류벽(118)을 형성한 1차반사판도류벽(35)을 통과하고 이어서 자외선-C 램프를 이용하는 3차살균램프(33)를 통과하며 마지막으로 광촉매반사판(111)을 외표면에 형성하고 동일하게 이격하여 통공한 송풍홀(119)을 형성하며 상기 송풍홀(119)의 후단에는 3자형도류벽(118)을 형성한 2차반사판도류벽(36)을 통과한다.
상기 제어부(50)는 시스템(1)의 외부와 내부의 온도를 측정하는 온도센서(51)와 시스템(1)의 외부와 내부의 미세먼지농도를 측정하는 미세먼지센서(52)와 시스템(1)의 외부와 내부의 습도를 측정하는 습도센서(53)와 시스템(1)의 외부에서 사람의 움직임을 감지하는 이동감지센서(54)와 시스템(1)의 전기소비량을 실시간으로 측정하는 전기소비센서(55)와 시스템(1)과 외부의 유선통신 또는 무선통신을 제어하는 통신부(56)와 시스템(1)의 흡입팬(160)을 제어하는 흡입팬제어부(57)와 시스템(1)의 송풍팬(170)을 제어하는 송풍팬제어부(58)와 시스템(1)의 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32)와 3차살균램프(33)를 제어하는 살균램프제어부(59)와 시스템(1)의 동작상태를 모니터링하고 데이터를 저장하는 데이터수집부(60)를 포함하여 구성한다.
상기와 같이 구성한 시스템(1)은 도면에서와같이 박스형태로 구성하거나 또는 설치 장소의 상황에 맞도록 변형하여 구성할 수 있으며, 흡입팬(160)에 의하여 빨아들여 지는 시스템(1) 외부의 오염된 공기는 공기정화부(10)를 통과하면서 미세먼지를 제거하고 살균하며 이어서 살균부(30)를 통과하면서 미세먼지를 제거하고 각종 세균과 바이러스를 살균하여 공기유출부(20)에 의해서 정화한 공기를 외부로 배출하거나 또는 건물의 실내로 유입시키는 구성이다.
상기 시스템(1)을 구성하는 내외벽체인 반사판내벽체(110)는 STS강판 또는 거울 같은 반사기능의 판재를 이용하여 구성하고 반사판내벽체(110)의 10 ~ 30%의 일정면적을 광촉매를 이용하여 코팅한다.
상기 반사판내벽체(110)와 마찬가지로 시스템(1) 내측에 형성한 1차반사판도류벽(35)과 2차반사판도류벽(36)도 동일하게 구성한다.
상기 광촉매를 코팅한 반사판내벽체(110)는 햇빛을 받으면 광촉매 반응을 일으켜서 미세먼지를 포함한 스모그를 깨끗한 공기로 정화할 수 있다. 상기 광촉매 반응은 햇빛과 반응할 때 이산화탄소와 산소를 분리하는 기능을 이용하여 스모그 내의 이산화탄소를 제거하고 신선한 산소를 확보하는 것이다.
상기 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32)와 3차살균램프(33)는 모두 10 ~ 100W의 자외선-C 램프를 이용한다. 상기 자외선-C 램프는 자외선 C(ultraviolet C)를 이용하는 램프로서 파장이 100 ~ 280nm인 자외선을 사용한다. 자외선에는 파장의 종류에 따라서 UVA(장파), UVB(중파), UVC(단파)로 나뉘는데 살균에 관여하는 것은 파장이 짧은 UVC로서 파장이 254nm 정도일 때 살균력이 가장 강한 것으로 알려졌다. 상기 UVC가 세균은 물론 바이러스 제거에도 효과가 있다는 연구결과가 있다. 2018년 뉴욕 컬럼비아대학교 의료센터 연구진이 과학 학술지 네이처에 실은 연구보고서 - 「Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases `원-자외선(200~300nm 영역): 공기 매개 미생물 질병의 확산을 제어하는 새로운 도구」에 따르면, 222nm의 단파장 UVC가 공기 중의 독감 바이러스(H1N1 인플루엔자 바이러스)를 억제해 사멸에 이르게 하는 걸로 확인되었다.
상기와 같이 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32)와 3차살균램프(33)는 모두 10 ~ 100W의 자외선-C 램프 또는 오존램프를 포함한 살균램프를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템은 미세먼지와 각종 세균 및 바이러스를 포함하는 공기를 UV 램프와 부직포와 헤파필터, STS 광촉매 반사판 도류벽을 이용하여 정화할 수 있고, 정화한 공기를 건물의 내부 또는 덕트 등을 이용하여 단독 및 다수의 건물의 실내에 공급할 수 있으며, 가정과 병원 및 사무실, 학교, 공공기관, 지하철 및 기차역, 버스터미널 등에 설치하여 미세먼지를 제거하고 각종 세균 또는 병원성 바이러스를 제거할 수 있도록 하고, 컨테이너 등의 임시 건물에 설치하여 임시 병실 또는 방역초소로 활용할 수 있으며, 사람의 움직임과 미세먼지 농도 및 온습도 등을 자동으로 감지하여 자동으로 동작하고 원격에서 관리할 수 있으며 다양한 데이터를 축적하여 실시간으로 반영할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 반사판내벽체의 구성도이다.
도 3은 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 STS광촉매 반사판 도류벽의 구성도이다.
도 4는 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 STS광촉매 반사판 도류벽의 후측면 구성도이다.
도 5는 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 인공지능 제어부의 구성도이다.
도 6은 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실시예인 실내배치 구성도이다.
도 7은 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 배출 공기살균부의 구성도이다.
도 8은 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실시예인 컨테이너에 적용한 구성도이다.
도 9는 본 발명인 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실시예인 실내전용 시스템의 구성도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.
그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 구성도이고, 도 2는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 반사판내벽체의 구성도이며, 도 3은 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 STS광촉매 반사판 도류벽의 구성도이고, 도 4는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 STS광촉매 반사판 도류벽의 후측면 구성도이며, 도 5는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 인공지능 제어부의 구성도이고, 도 6은 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실내배치 구성도이며, 도 7은 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 배출 공기살균부의 구성도이고, 도 8은 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실시예인 컨테이너에 적용한 구성도이며, 도 9는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템의 실시예인 실내전용 시스템의 구성도로서,
도 1 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면,
본 발명인 시스템(1)은 반사판내벽체(110)로 외벽을 형성하고 내측에 공기정화부(10)와 공기유출부(20)와 살균부(30)와 제어부(50)를 형성하여 구성한다.
상기 시스템(1)은 외곽벽 및 내부격벽은 반사판내벽체(110)로 형성하고, 하단의 일측에 오염된 공기를 내측으로 유입시키는 공기수집구(150)를 형성하며, 상기 공기수집구(150)의 일측면에는 오염된 공기를 유입하는 흡입팬(160)을 형성하고, 상기 흡입팬(160)의 우측에는 1차살균램프(31)와 1차필터(11)와 헤파필터(12)를 형성한 공기정화부(10)를 구성하며, 상기 공기정화부(10)의 우측에는 내부스크린(125)과 2차살균램프(32)와 1차반사판도류벽(35)과 3차살균램프(33)와 2차반사판도류벽(36)을 형성한 살균부(30)를 구성하고, 상기 공기정화부(10)와 살균부(30)의 상단에는 송풍팬(170)과 본체유출구(23)와 본체유출밸브(22)와 외부배관유출밸브(21)를 형성한 공기유출부(20)를 구성하며, 상기 공기유출부(20)의 내측에 형성한 제어부(50)를 포함하여 구성한다.
상기 흡입팬(160)의 주위에는 공기수집구(150)를 형성하여 시스템(1)의 내측으로 오염된 공기를 유입시킨다.
상기 흡입팬(160)을 통하여 시스템(1)의 내부로 진입한 오염된 공기는 첫 번째로 공기정화부(10)를 통과하게 된다. 상기 공기정화부(10)는 1차살균램프(31)와 1차필터(11)와 헤파필터(12)로 구성하며, 유입된 오염된 공기는 자외선-C 램프를 이용하는 1차살균램프(31)를 통과하고 이후 부직포를 이용한 1차필터(11)를 통과하며 마지막으로 헤파필터를 이용한 헤파필터(12)를 통과하게 된다.
상기와 같이 오염된 공기는 공기정화부(10)를 거치면서 미세먼지와 각종 세균 및 바이러스를 제거하고 다음 단계로 이동한다.
상기 공기정화부(10)를 통과한 공기는 두 번째로 살균부(30)에 진입하게 된다.
상기 살균부(30)는 내부스크린(125)과 2차살균램프(32)와 1차반사판도류벽(35)과 3차살균램프(33)와 2차반사판도류벽(36)으로 구성하고, 상기 살균부(30)에서는 공기정화부(10)를 통과한 공기가 유입되면 내부스크린(125)을 통과하고 이어서 자외선-C 램프를 이용하는 2차살균램프(32)를 통과하며 이어서 광촉매반사판(111)을 외표면에 형성하고 동일하게 이격하여 통공한 송풍홀(119)을 형성하며 상기 송풍홀(119)의 후단에는 3자형도류벽(118)을 형성한 1차반사판도류벽(35)을 통과하고 이어서 자외선-C 램프를 이용하는 3차살균램프(33)를 통과하며 마지막으로 광촉매반사판(111)을 외표면에 형성하고 동일하게 이격하여 통공한 송풍홀(119)을 형성하며 상기 송풍홀(119)의 후단에는 3자형도류벽(118)을 형성한 2차반사판도류벽(36)을 통과하여 정화하는 것이다.
상기 살균부(30)를 통과한 공기는 살균부(30)를 거치면서 잔존하는 미세먼지와 각종 세균 및 바이러스를 제거하고 다음 단계로 이동한다.
상기 살균부(30)를 통과한 공기는 세 번째로 공기유출부(20)에 진입하게 된다.
상기 공기유출부(20)는 송풍팬(170)과 외부배관유출밸브(21)와 본체유출밸브(22)와 본체유출구(23)로 구성하고, 상기 공기유출부(20)는 살균부(30)를 통과한 공기를 유입시키는 송풍팬(170)과 유입한 공기를 외부로 이동시키는 외부배관유출밸브(21)와 유입한 공기를 내부로 이동시키는 본체유출밸브(22)와 공기를 내부로 이동할 수 있도록 형성한 본체유출구(23)로 구성한다.
상기 공기유출부(20)를 통과한 정화된 공기는 시스템(1)의 외부로 배출된다.
상기 시스템(1)은 가정, 병원, 사무실, 학교, 공공기관, 지하철 또는 기차역, 버스터미널, 축사 등에 설치하여 미세먼지를 제거하고, 컨테이너 등의 임시건물에 설치하여 임시병실 또는 방역초소로 활용이 가능하다.
또한, 사람의 움직임을 감지하고 온습도를 측정하며 미세먼지농도를 측정하여 자동으로 시스템(1)을 동작시키고 또, 원격에서 시스템(1)을 제어할 수 있으며, 시스템(1)의 동작상태와 각종 데이터를 저장하여 보건 환경에 능동적으로 대처할 수 있다.
본 시스템(1)의 살균부(30)에 형성한 1차반사판도류벽(35)과 2차반사판도류벽(36)은 일정한 간격을 두고서 뚫린 형태로 구성하고, 상기 뚫린 구멍을 통하여 공기가 흘러나가게 된다. 상기 뚫린 구멍은 송풍홀(119)이며 상기 송풍홀(119)의 바로 뒷면에 3자형도류벽(118)을 추가로 구성한다.
상기 3자형도류벽(118)은 숫자 '3'의 형상으로 구성하며, '3' 자의 좌측부분에 공기가 흘러나오면서 닿게 되므로 와류현상이 생겨서 공기가 3자형도류벽(118)과 광촉매반사판(111)에 일정시간 머물면서 마찰하게 된다. 이때 상기 광촉매반사판(111)과 3자형도류벽(118)에 도포하여 코팅한 광촉매에 의하여 미세먼지를 흡착시키게 된다.
도 2에서와같이 공기정화부(10) 내측의 상단과 하단에 각각 형성한 필터고정홀(115)에 1차필터(11)와 헤파필터(12)를 고정하고 또, 살균부(30) 내측의 상단과 하단에 각각 형성한 램프고정핀(117)에 2차살균램프(32)와 3차살균램프(33)를 고정한다.
도 5를 참조하여 상세하게 설명하면,
상기 제어부(50)는 시스템(1)의 외부와 내부의 온도를 측정하는 온도센서(51)와 시스템(1)의 외부와 내부의 미세먼지농도를 측정하는 미세먼지센서(52)와 시스템(1)의 외부와 내부의 습도를 측정하는 습도센서(53)와 시스템(1)의 외부에서 사람의 움직임을 감지하는 이동감지센서(54)와 시스템(1)의 전기소비량을 실시간으로 측정하는 전기소비센서(55)와 시스템(1)과 외부의 유선통신 또는 무선통신을 제어하는 통신부(56)와 시스템(1)의 흡입팬(160)을 제어하는 흡입팬제어부(57)와 시스템(1)의 송풍팬(170)을 제어하는 송풍팬제어부(58)와 시스템(1)의 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32)와 3차살균램프(33)를 제어하는 살균램프제어부(59)와 시스템(1)의 동작상태를 모니터링하고 데이터를 저장하는 데이터수집부(60)를 포함하여 구성한다.
상기 제어부(50)는 시스템(1)을 제어하는 수단으로서, 온도센서(51)와 미세먼지센서(52)와 습도센서(53)와 감지센서(54)와 전기소비센서(55)와 통신부(56)와 흡입팬제어부(57)와 송풍팬제어부(58)와 살균램프제어부(59)와 데이터수집부(60)로 구성한다.
상기의 제어부(50)에서 시스템(1)의 내외부의 상태를 모니터링하고 미세먼지농도를 측정하여 자동으로 시스템(1)을 동작시키거나 중단시키며, 원격에서 관리자가 유무선통신을 이용하여 시스템(1)의 상태를 파악하고 관리하며 시스템(1) 내부의 각종 구성부의 상태를 점검하여 교체하거나 세척한다.
도 6 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명하면,
본 시스템(1)을 실내에 위치시켰을 때, 실내에서 가동하는 시스템(1)과 별도로 배출공기살균부(200)를 형성하여 내부공기를 정화하여 배출시킬 수 있다.
상기 배출공기살균부(200)는 외벽을 하우징(210)으로 구성하고 내측에는 배출팬(220)을 형성하며 살균램프(230)를 포함하여 구성하였다.
상기 배출팬(220)은 실내의 공기를 외부로 정화하여 배출하기 위하여 형성하고 상기 살균램프(230)는 도 1의 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32)와 동일하다.
상기와 같이 배출공기살균부(200)는 본 시스템(1)에 의하여 정화한 공기를 한 번 더 정화하여 외부로 배출하거나 또는 실내에서 오염된 공기를 정화하여 외부로 배출하는 것이다.
도 8을 참조하여 상세하게 설명하면,
컨테이너(650)의 내측으로 정화한 공기를 투입하기 위하여 컨테이너(650)의 외부에 시스템(1)을 설치하고 정화공기유출구(26)를 통해서 컨테이너(650)의 내부에 정화한 공기를 투입하며 컨테이너(650)의 내측 상단에 형성한 배출공기배출구(201)를 통해서 실내에서 오염된 공기를 흡입하여 배출공기유입연결배관(202)을 통해서 시스템(1)으로 다시 유입시켜서 정화한다.
도 9를 참조하여 상세하게 설명하면,
본 시스템(1)을 실내전용으로 사용할 때 실시 예로서, 오염된 공기가 유입되면 먼저 외부스크린(15)을 통과하게 되고, 이어서 1차필터(11)를 통과하며, 헤파필터(12)를 통과한다. 즉, 본 시스템(1)의 공기정화부(10)를 첫 번째 단계로 배치하는 것이다.
상기 공기정화부(10)를 통과한 공기는 공기수집구(150)를 통해서 흡입팬(160)에 의해 내측으로 유입된다.
흡입팬(160)에 의해 유입된 공기는 살균부(30)로 이동하여 1차살균램프(31)와 1차반사판도류벽(35)과 2차살균램프(32)와 2차반사판도류벽(36)과 3차살균램프(33)를 차례대로 통과하며, 마지막으로 공기유출부(20)를 통해서 본 시스템(1)의 외부로 배출된다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 하고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1. 시스템 10. 공기정화부
11. 1차필터 12. 헤파필터
15. 외부스크린 20. 공기유출부
21. 외부배관유출밸브 22. 본체유출밸브
23. 본체유출구 25. 외부배관연결플랜지
26. 정화공기유출구 30. 살균부
31. 1차살균램프 32. 2차살균램프
33. 3차살균램프 35. 1차반사판도류벽
36. 2차반사판도류벽 50. 제어부
51. 온도센서 52. 미세먼지센서
53. 습도센서 54. 이동감지센서
55. 전기소비센서 56. 통신부
57. 흡입팬제어부 58. 송풍팬제어부
59. 살균램프제어부 60. 데이터수집부
110. 반사판내벽체 111. 광촉매반사판
113. 광촉매코팅 115. 필터고정홀
117. 램프고정핀 118. 3자형도류벽
119. 송풍홀 125. 내부스크린
150. 공기수집구 160. 흡입팬
170. 송풍팬 200. 배출공기살균부
201. 배출공기배출구 202. 배출공기유입연결배관
210. 하우징 220. 배출팬
230. 살균램프 500. 사람
600. 건물내부 610. 출입문
650. 컨테이너

Claims (5)

  1. 미세먼지 공기정화 및 바이러스 살균 시스템에 있어서,
    외곽벽 및 내부격벽은 반사판내벽체(110)로 형성하고, 하단의 일측에 오염된 공기를 내측으로 유입시키는 공기수집구(150)를 형성하며, 상기 공기수집구(150)의 일측면에는 오염된 공기를 유입하는 흡입팬(160)을 형성하고, 상기 흡입팬(160)의 우측에는 1차살균램프(31)와 1차필터(11) 및 헤파필터(12)를 형성한 공기정화부(10)를 구성하며, 상기 공기정화부(10)의 우측에는 내부스크린(125)과 2차살균램프(32)와 1차반사판도류벽(35) 및 3차살균램프(33)와 2차반사판도류벽(36)을 형성한 살균부(30)를 구성하고,
    상기 살균부(30)에서는 공기정화부(10)를 통과한 공기가 내부스크린(125)을 통과하고, 이어서 자외선-C 램프를 이용한 2차살균램프(32)를 통과하며, 1차 반사판도류벽(35) 및 2차 반사판도류벽(36)에는 광촉매반사판(111)과 동일한 간격으로 이격하여 통공한 송풍홀(119)을 형성하며, 상기 송풍홀(119)의 후단에는 3자형도류벽(118)이 형상된 1차 반사판도류벽(35) 및 2차반사판도류벽(36)을 통과하며,
    상기 공기정화부(10)와 살균부(30)의 상단에는 송풍팬(170)과 본체유출밸브(22) 및 본체유출구(23)와 외부배관유출밸브(21)를 형성한 공기유출부(20)를 구성하며, 상기 공기유출부(20)는 살균부(30)를 통과한 공기를 유입시키는 송풍팬(170)과 유입한 공기를 외부로 이동시키는 외부배관유출밸브(21) 및 유입한 공기를 내부로 이동시키는 본체유출밸브(22)와 공기를 내부로 이동할 수 있도록 형성한 본체유출구(23)로 구성되며, 상기 공기유출부의 내측에 형성된 제어부(50)를 포함하는 시스템으로 구성되고,
    상기 제어부(50)는 시스템(1)의 외부와 내부의 온도를 측정하는 온도센서(51)와 시스템(1)의 외부와 내부의 미세먼지농도를 측정하는 미세먼지센서(52), 시스템(1)의 외부와 내부의 습도를 측정하는 습도센서(53), 시스템(1)의 외부에서 사람의 움직임을 감지하는 이동감지센서(54), 시스템(1)의 전기소비량을 실시간으로 측정하는 전기소비센서(55)와 시스템(1)과 외부의 유선통신 또는 무선통신을 제어하는 통신부(56), 시스템(1)의 흡입팬(160)을 제어하는 흡입팬제어부(57), 시스템(1)의 송풍팬(170)을 제어하는 송풍팬제어부(58)와 시스템(1)의 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32) 및 3차살균램프(33)를 제어하는 살균램프제어부(59) 및 시스템(1)의 동작상태를 모니터링하고 데이터를 저장하는 데이터수집부(60)를 포함하며,
    상기 1차살균램프(31)와 2차살균램프(32) 및 3차살균램프(33)는 자외선-C 램프 또는 오존램프 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기정화부(10)에서는 오염된 공기가 유입되면 먼저 자외선-C 램프를 이용하는 1차살균램프(31)를 통과하고 이후 부직포를 이용한 1차필터(11)를 통과하며 마지막으로 헤파필터를 이용한 헤파필터(12)를 통과하는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 바이러스 살균 시스템.
  3. 삭제
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