KR102191144B1 - 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치 - Google Patents

미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공기정화장치 내에 유입된 공기의 미세먼지이나 오염물질을 필터 및 전기집진을 통해 포집하여 제거하고, 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선과 광촉매의 촉매반응을 통해 공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하되, 상기 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스가 음이온으로 대전되어 상기 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선 및 광촉매의 촉매반응에 오랜시간 노출되도록 하여 살균효과를 극대화하며, 유입된 공기중 바이러스의 비활성화 조건을 위하여 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하고, 실내 잔류 공기중에 신선한 공기 공급을 위한 산소발생 및 실내 잔류 공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생에 의하여 쾌적하고 안전하며 깨끗한 실내공기를 유지하는 것이 가능한 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치에 관한 것이다.

Description

미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치{A multi-functional air cleaning device comprising function of fine dust removal, air sterilization and virus removal, air drying and humidity control and oxygen and anion generation}
본 발명은 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공기정화장치 내에 유입된 공기의 미세먼지이나 오염물질을 필터 및 전기집진을 통해 포집하여 제거하고, 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선과 광촉매의 촉매반응을 통해 공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하되, 상기 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스가 음이온으로 대전되어 상기 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선 및 광촉매의 촉매반응에 오랜시간 노출되도록 하여 살균효과를 극대화하며, 유입된 공기중 바이러스의 비활성화 조건을 위하여 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하고, 실내 잔류 공기중에 신선한 공기 공급을 위한 산소발생 및 실내 잔류 공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생에 의하여 쾌적하고 안전하며 깨끗한 실내공기를 유지하는 것이 가능한 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기정화장치는 내부에 설치된 팬을 통해 실내의 오염된 공기를 팬으로 흡입한 후 각종 오염물질 및 냄새 등을 여과/탈취하는 기능을 갖는 것으로, 그 내부에는 외부 전력에 의해 작동되는 팬과, 상기 팬에 의해 흡입된 공기에 포함된 오염물질과 냄새 등을 집진 또는 흡착하여 제거하도록 장착되는 프리필터 및 헤파필터와 같은 각종 필터와, 상기 필터를 통해 정화된 공기를 외부로 배출하도록 형성되는 배출구 등으로 구성된다.
그러나, 상기와 같은 기존의 공기정화기는 단순히 공기를 필터링만 하는 구성이어서 세균을 살균하여 완벽하게 정화된 공기를 공급하기에는 미흡한 점이 있어서 근래에는 자외선 및 광촉매를 이용한 살균기능을 가지는 공기정화기가 많이 제작되고 있다.
최근 살균기능을 가지는 공기정화장치의 종래 기술을 살펴 보면, 한국공개특허공보 특2003-0089194(2003년11월21일)에 각종 먼지 등의 미세 고형물질을 제거하기 위한 전처리필터(30) 및 중간필터(40)와; 공기 중의 각종 악취 및 유해가스를 제거하기 위한 AC/ACF필터(50)와; 미량의 오염된 공기를 살균하기 위한 자외선램프(60) 및 광촉매부재(70)과; 상기 정화 및 살균된 공기를 실내에 배출하기 위한 배출팬(80)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광촉매 자외선을 이용한 실내공기 정화장치가 개발되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1515786(2015년04월22일)에는 공기정화기에 설치된 프리필터의 후방에 배치되면서 프리필터를 통과한 공기 중의 미세먼지를 필터링하며, 표면에 광촉매제가 코팅되어 빛에 의한 촉매반응을 통해 오염물질이나 세균을 분해하는 광촉매 에어필터; 상기 광촉매 에어필터와 상기 프리필터의 사이에 설치되어 자외선을 발광하고, 상기 프리필터를 통과한 공기를 살균하면서 상기 광촉매 에어필터의 촉매반응을 유도하는 복수의 자외선 램프; 및 상기 자외선 램프를 투시가능하게 수용하여 상기 자외선 램프에서 조사되는 자외선을 상기 프리필터 측으로 집광상태로 제공하면서 상기 광촉매 에어필터 측으로 확산상태로 제공하는 자외선 집광확산기;를 포함하며, 상기 자외선 집광확산기는, 상기 프리필터와 상기 광촉매 에어필터의 사이에 설치되어 지지력을 제공하는 램프프레임; 상기 램프프레임에 설치되어 상기 자외선 램프를 내부에 수용하고, 양측에 개방구가 마련되어 상기 개방구를 통해 상기 자외선 램프의 자외선을 상기 프리필터 및 상기 광촉매 에어필터에 각각 제공하는 램프홀더; 상기 램프홀더의 개방구 중 상기 프리필터 측의 개방구에 결합되어 상기 자외선 램프의 자외선을 집광상태로 투과시키는 볼록렌즈 형태의 집광렌즈; 및 상기 램프홀더의 개방구 중 상기 광촉매 에어필터 측의 개방구에 결합되어 상기 자외선 램프의 자외선을 확산상태로 투과시키는 오목렌즈 형태의 확산렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화용 광촉매 살균모듈이 공지되어 있다.
그러나, 상기 종래 공기정화장치들 중 필터를 사용한 제품은 필터에 미세먼지가 그 형태 그대로 다공 층에 끼게 되어 공기의 흡입량이 많으면 많을수록 필터의 기능이 저하되는 속도가 가속되어 필터의 기능도 저하되는 속도가 그만큼 가속되고 필터를 교체하거나 청소를 하면 그 기능은 어느 정도 유지되지만 이에 대한 비용 부담은 물론 때를 맞추어 교체하거나 청소를 한다는 것이 사실 쉬운 일은 아니다.
또한, 이산화티타늄을 사용하여 광촉매 효과로 광분해를 유도할지라도 이산화티타늄과 자외선을 발광하는 광원간의 조화가 적절하게 이루어지지 못하는 현재의 필라맨트 형식의 UVC램프의 짧은 수명과 이산화티타늄의 코팅방식 또한 문제가 있어 왔다.
그 뿐만이 아니라 세균을 살균하고자 하여도 세균이 부유하는 속도는 공기의 흐름에 비례하기 때문에 자외선을 쪼일 시간이 없으므로 종래에 사용되는 기술은 세균을 살균하고자 하더라도 공기흐름의 속도와 자외선의 조사량과 시간을 맞출 수가 없고, 더군다나 무작정 자외선램프의 조사량을 크게 하거나 공기의 양과 속도를 조절하는 데 공간적 시간적 제한이 따르는 실제적으로 사용이 어려운 문제점이 있었다.
상기와 같은, 문제점을 개선하기 위하여, 최근에는 여러 기술들이 개발되었는데, 우선, 본 발명자가 개발하여 특허받은 한국등록특허 10-1773371(등록일자 2017년08월25일)에는 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체와; 상기 본체 일측 단부에 장착되는 공기흡입필터와; 상기 공기흡입필터를 통과한 공기를 살균하기 위하여 자외선을 방출하는 UV자외선방전관, 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 링형 원반이 상하 일정 간격으로 적층되어 상기 UV자외선방전관을 둘러 싸는 형태로 형성된 광촉매부, 상기 UV자외선방전관 및 광촉매부를 둘러 싸되 상기 공기 흡입필터를 통과한 공기중의 미세먼지 및 세균이 음전하로 대전되도록 음극과 연결된 음극메쉬전극으로 구성되는 1차 살균정화부와; 상기 1차 살균정화부를 통과한 공기를 살균하기 위하여 자외선을 방출하는 UV자외선방전관, 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 링형 원반이 상하 일정 간격으로 적층되어 상기 UV자외선방전관을 둘러 싸는 형태로 형성된 광촉매부, 상기 UV자외선방전관 및 광촉매부를 둘러 싸되 상기 1차 살균정화부를 통과한 공기중의 음전하 대전된 미세먼지 및 세균을 전기 집진하기 위하여 양전하로 대전되도록 양극과 연결된 양극메쉬전극으로 구성되는 2차 살균정화부와; 상기 2차 살균정화부를 통과한 음전하를 잃어 버린 미세먼지 및 세균이 재차 음전하로 대전되도록 음극과 연결된 음극메쉬전극으로 구성되는 음전하대전부와; 상기 음전하대전부를 통과한 공기중의 음전하 대전된 미세먼지 및 세균을 전기 집진하기 위하여 양전하로 대전되도록 양극과 연결된 양극메쉬전극으로 구성되는 전기집진포집부와; 상기 전기집진포집부를 통과한 살균정화된 공기를 토출하는 공기토출팬;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기살균 및 미세먼지제거 기능을 겸비한 공기정화장치가 제안되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2031698(등록일자 2019년10월07일)에 오염공기를 흡입하는 흡기구(201)와, 청정공기를 배출하는 배기구(203)를 갖는 정화장치본체(200)와; 상기 흡기구(201)를 통해 흡입된 오염공기에서 1차적으로 먼지를 분리하는 프리필터(210)와; 상기 프리필터(210)를 통과하여 먼지가 제거된 오염공기에서 2차적으로 탈취 및 항균 작용을 통해 냄새 및 세균을 제거하는 카본필터(220)와; 상기 카본필터(220)를 통과한 오염공기를 광 촉매제에 의한 두 번의 촉매반응을 통해 최종적으로 살균 및 정화할 수 있도록 광촉매필터(231)와 살균램프(233)를 갖는 제1,2광촉매필터모듈(230a,230b)과; 상기 배기구(203)에 구비되어 상기 흡기구(201)를 통한 오염공기의 흡입과 배기구(203)를 통한 청정공기의 배출을 동시에 수행하는 송풍팬(240)을 포함하여 구성되며, 상기 제1,2광촉매필터모듈(230a,230b)에는 살균램프(233)의 조도를 감지하는 조도센서(235)가 각각 구비되고, 상기 송풍팬(240)에는 청정공기의 배출 풍압을 감지하는 풍압센서(241)가 구비됨에 따라 상기 풍압센서(241)의 감지를 통해 상기 송풍팬(240)의 적정 회전수를 제어하고, 상기 조도센서(235)의 감지를 통해 상기 살균램프(233)의 광 에너지 적정 세기를 제어하며, 상기 광촉매필터(231) 및 살균램프(233)의 교체 시기를 표시하는 제어모듈(250)이 상기 정화장치본체(200)의 어느 한 부분에 더 구비되고, 상기 정화장치본체(200)의 일 측면에는 상기 제1,2광촉매필터모듈(230a,230b)을 용이하게 교체/수납 하는 수납구멍(205)이 형성된 것을 특징으로 하는 공기살균정화장치가 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2019-0093421(공개일자 2019년08월09일)에는 미세먼지를 제거하기 위한 미세먼지 정화부(1)와 살균 및 탈취를 위한 살균부(2)를 구비하며, 차량 내의 에어컨 토출구에 부착되어 미세먼지의 정화와 살균 및 탈취를 수행하는 이중 유속 공기청정기로서, 상기 미세먼지 정화부(1)와 상기 살균부(2)가 에어컨 토출구에 병렬로 부착되며, 상기 미세먼지 정화부(1)는 먼지제거용 필터(40)와 공기 분출용 팬(20)을 포함하며, 상기 살균부(2)는 광촉매필터(50)와 광원부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 정화와 환기가 동시에 가능한 이중 유속 공기청정기가 제시되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2020-0039863(공개일자 2020년04월17일)에는 내부에 UV램프에 의해 살균 처리되어 정화된 공기를 배출시키는 공기정화장치에 있어서, 일측에 정화된 공기가 배출되는 배출구(111)가 관통되게 형성되는 제1플레이트(110)과, 상기 제1플레이트(110)와 대응되게 배치되어 외부의 공기를 흡입하는 흡입구(121)가 관통되게 형성되는 제2플레이트(120)로 구성되는 몸체부(100); 내부에 관통되는 삽입홀(211)이 형성되되 양측이 상기 배출구(111)과 흡입구(121)와 동일선상에 배치되어 제1,2플레이트(110, 120)에 각각 연결되는 고정몸체(210)와, 상기 고정몸체(210)의 삽입홀(211)에 끼움 구성되어 배터리 또는 외부전력으로부터 전원을 공급받아 빛을 조사하는 UV램프(220)와, 상기 UV램프(220)의 외측에 구성되되, 표면에 Tio2 코팅되어 구성되어, 상기 UV램프(220)의 회전에 따라 회전하는 꽈배기 형태의 이동날(230)로 구성되는 정화부(200); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 정화효율성을 향상시킨 공기정화장치가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2086286(등록일자 2020년03월02일)에는 일측에 적어도 하나의 공기흡입구가 구비되어 실내 및 실외 공기가 흡입되도록 된 본체와; 상기 공기흡입구를 통해 실내 및 실외 공기가 강제로 흡입되도록 상기 본체 내에 설치된 적어도 하나의 모터팬과; 상기 본체 내에 적어도 하나가 설치되어 흡입된 실내 및 실외 공기가 정화되도록 하는 필터와; 상기 본체의 상부를 덮는 커버부재;를 포함하되, 상기 공기흡입구는, 상기 모터팬에 의해 실외 공기가 흡입되도록 에어흡입호스와 연결되게 구비된 실외공기 흡입구와, 상기 실외공기 흡입구의 일측으로 상기 모터팬에 의해 실내공기가 흡입되도록 형성된 다수의 실내공기 흡입구로 이루어지고, 또한, 상기 본체 내부에는 상기 모터팬을 거치하여 설치되도록 하는 팬 거치 케이스가 구비되고, 상기 팬 거치 케이스의 안쪽에는 실외 공기 흡입시나 정화 공기 방출시에 발생할 수 있는 공기의 누출을 방지할 수 있는 밀봉 실리콘이 구비되며, 또한, 상기 본체 바닥 하부에는 상기 필터에 의해 필터링이 되지 않은 유해물질, 미세먼지나 잔류물이 침착된 경우 세척을 위한 내부 세척용 커버가 3개가 구비된 것을 특징으로 하는 환기 겸용 실내 공기청정기가 개발된 바 있다.
그러나, 상기 특허기술들 역시 세균을 살균하고자 하더라도 공기흐름의 속도와 자외선의 조사량과 시간을 맞출 수가 없어 충분한 자외선 조사 및 살균을 기대할 수 없고, 더군다나 무작정 자외선램프의 조사량을 크게 하거나 공기의 양과 속도를 조절하는 데 공간적 시간적 제한이 따르는 실제적으로 사용이 어려운 문제점이 여전히 있었다.
뿐만 아니라, 상기 종래 기술들은 공기중의 미세먼지, 세균들을 필터, 광촉매, UV램프 등을 이용하여 필터링 및 살균하는 것에 불과할 뿐이고, 최근에 문제가 되고 있는 바이러스, 특히, 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 바이러스가 감염자의 비말(침방울)이 공기중에 부유하여 호흡기나 눈·코·입의 점막을 통해 전염되는 것을 예방하기 위한 아무런 기능 또는 수단을 구비하지 못하였다.
이에 본 발명자는 종래 개발된 공기정화장치에 더하여 세균 살균력이 강한 파장대역 254nm의 자외선으로 세균을 살균함과 동시에 파장대역 222nm의 원자외선으로 실내 공기중의 COVID-19를 살균하면서, 실내온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하여 COVID-19의 비활성화 환경을 유지할 수 있는 공기정화장치를 개발하고 본 발명을 완성게 되었다.
[특허문헌 001] 한국공개특허 특2003-0089194(2003년11월21일) [특허문헌 002] 한국등록특허 10-1515786(2015년04월22일) [특허문헌 003] 한국등록특허 10-1773371(등록일자 2017년08월25일) [특허문헌 004] 한국등록특허 10-2031698(등록일자 2019년10월07일) [특허문헌 005] 한국공개특허 10-2019-0093421(공개일자 2019년08월09일) [특허문헌 006] 한국공개특허 10-2020-0039863(공개일자 2020년04월17일) [특허문헌 007] 한국등록특허 10-2086286(등록일자 2020년03월02일)
본 발명은 상기 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 공기정화장치 내에 유입된 공기의 미세먼지이나 오염물질을 필터 및 전기집진을 통해 포집하여 제거하고, 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선과 광촉매의 촉매반응을 통해 공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하되, 상기 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스가 음이온으로 대전되어 상기 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선 및 광촉매의 촉매반응에 오랜시간 노출되도록 하여 살균효과를 극대화하며, 유입된 공기중 바이러스의 비활성화 조건을 위하여 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하고, 실내 잔류 공기중에 신선한 공기 공급을 위한 산소발생 및 실내 잔류 공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생에 의하여 쾌적하고 안전하며 깨끗한 실내공기를 유지하는 것이 가능한 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체와; 상기 본체 일측 단부에 형성되는 공기흡입부와; 상기 공기흡입부에 장착되는 공기흡입필터와; 상기 공기흡입필터를 통과한 유입공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하기 위하여 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트가 상기 유입공기 흐름방향에 대하여 직각으로 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 광촉매모듈과; 상기 광촉매모듈의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관 및 상기 제1원자외선 방전관과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈과; 상기 공기흡입필터를 통과한 상기 유입공기의 미세먼지, 세균 및 바이러스가 음전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 전단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 음전하대전모듈과; 상기 음전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스가 상기 광촉매모듈을 통과하며 광촉매반응에 노출된 후, 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 후단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 양전하대전모듈과; 상기 양전하대전모듈을 통과하여 미세먼지, 세균 및 바이러스가 제거된 상기 유입공기를 토출하는 공기토출팬과; 상기 공기토출팬에 의하여 토출되는 상기 유입공기 및 실내공기가 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈과; 실내공기중에 신선한 산소공급을 위한 산소발생모듈과; 실내공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생모듈과; 상기 유입공기를 토출하도록 상기 본체 상부에 형성되는 공기토출부;를 포함하여 구성되는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치를 과제의 해결수단으로 한다.
상기 초음파가습모듈에 의한 가습된 수분은 상기 음전하대전모듈 및 양전하대전모듈에서 생성된 음이온과 양이온이 고압방전에 의하여 플라즈마 현상으로 발생된 오존과 반응하여 수소와 산소를 발생하면서 오존을 제거하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 양전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이의 공간에는 상기 양전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하를 잃어 버린 미세먼지, 세균 및 바이러스가 재차 음전하로 대전되도록 상기 음전하대전모듈과 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조음전하대전모듈과; 상기 보조음전하대전모듈 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조양전하대전모듈;을 더 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 공기흡입필터는 그리스필터 및 프리필터를 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 음전하대전모듈, 양전하대전모듈, 보조음전하대전모듈 및 보조양전하대전모듈에 연결되는 전원은 DC 12 ~ 60KV의 직류전압인 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 광촉매모듈의 타공플레이트는 석영, SUS 또는 세라믹에서 선택되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 보조양전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이에는 최종적으로 공기를 필터링하기 위하여 헤파필터, 활성탄소섬유필터(Activated Carbon Fiber), 활성탄필터(Activated Carbon) 또는 탈취필터에서 선택되는 1종 이상의 필터를 더 포함하여 구성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치는, 공기정화장치 내에 유입된 공기의 미세먼지이나 오염물질을 필터 및 전기집진을 통해 포집하여 제거하고, 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선과 광촉매의 촉매반응을 통해 공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하되, 상기 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스가 음이온으로 대전되어 상기 파장대역 254nm 및 222nm의 원자외선 및 광촉매의 촉매반응에 오랜시간 노출되도록 하여 살균효과를 극대화하며, 유입된 공기중 바이러스의 비활성화 조건을 위하여 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하고, 실내 잔류 공기중에 신선한 공기 공급을 위한 산소발생 및 실내 잔류 공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생에 의하여 쾌적하고 안전하며 깨끗한 실내공기를 유지할 수 있는 우수한 효과가 있다.
뿐만 아니라, 파장대역 222nm의 원자외선으로 실내 공기중의 COVID-19를 살균하면서, 실내온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 초음파 가습조절하여 COVID-19의 비활성화 환경을 유지하여 최근 감염 확산되고 있는 COVID-19를 살균할 수 있는 세계 최초로 개발된 공기정화장치이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 외부사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 정면 내부단면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 측면 내부단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 다른 공기정화장치의 외부사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 다른 공기정화장치의 내부부분도
본 발명은, 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체와; 상기 본체 일측 단부에 형성되는 공기흡입부와; 상기 공기흡입부에 장착되는 공기흡입필터와; 상기 공기흡입필터를 통과한 유입공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하기 위하여 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트가 상기 유입공기 흐름방향에 대하여 직각으로 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 광촉매모듈과; 상기 광촉매모듈의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관 및 상기 제1원자외선 방전관과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈과; 상기 공기흡입필터를 통과한 상기 유입공기의 미세먼지, 세균 및 바이러스가 음전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 전단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 음전하대전모듈과; 상기 음전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스가 상기 광촉매모듈을 통과하며 광촉매반응에 노출된 후, 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 후단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 양전하대전모듈과; 상기 양전하대전모듈을 통과하여 미세먼지, 세균 및 바이러스가 제거된 상기 유입공기를 토출하는 공기토출팬과; 상기 공기토출팬에 의하여 토출되는 상기 유입공기 및 실내공기가 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈과; 실내공기중에 신선한 산소공급을 위한 산소발생모듈과; 실내공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생모듈과; 상기 유입공기를 토출하도록 상기 본체 상부에 형성되는 공기토출부;를 포함하여 구성되는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치를 기술구성의 특징으로 한다.
상기 초음파가습모듈에 의한 가습된 수분은 상기 음전하대전모듈 및 양전하대전모듈에서 생성된 음이온과 양이온이 고압방전에 의하여 플라즈마 현상으로 발생된 오존과 반응하여 수소와 산소를 발생하면서 오존을 제거하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 양전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이의 공간에는 상기 양전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하를 잃어 버린 미세먼지, 세균 및 바이러스가 재차 음전하로 대전되도록 상기 음전하대전모듈과 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조음전하대전모듈과; 상기 보조음전하대전모듈 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조양전하대전모듈;을 더 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 공기흡입필터는 그리스필터 및 프리필터를 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 음전하대전모듈, 양전하대전모듈, 보조음전하대전모듈 및 보조양전하대전모듈에 연결되는 전원은 DC 12 ~ 60KV의 직류전압인 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 광촉매모듈의 타공플레이트는 석영, SUS 또는 세라믹에서 선택되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 보조양음전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이에는 최종적으로 공기를 필터링하기 위하여 헤파필터, 활성탄소섬유필터(Activated Carbon Fiber), 활성탄필터(Activated Carbon) 또는 탈취필터에서 선택되는 1종 이상의 필터를 더 포함하여 구성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치는, 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체와; 상기 본체 일측 단부에 형성되는 공기흡입부와; 상기 공기흡입부에 장착되는 공기흡입필터와; 상기 공기흡입필터를 통과한 유입공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하기 위하여 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트가 상기 유입공기 흐름방향에 대하여 직각으로 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 광촉매모듈과; 상기 광촉매모듈의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관 및 상기 제1원자외선 방전관과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈과; 상기 공기흡입필터를 통과한 상기 유입공기의 미세먼지, 세균 및 바이러스가 음전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 전단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 음전하대전모듈과; 상기 음전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스가 상기 광촉매모듈을 통과하며 광촉매반응에 노출된 후, 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 후단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 양전하대전모듈과; 상기 양전하대전모듈을 통과하여 미세먼지, 세균 및 바이러스가 제거된 상기 유입공기를 토출하는 공기토출팬과; 상기 공기토출팬에 의하여 토출되는 상기 유입공기 및 실내공기가 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈과; 실내공기중에 신선한 산소공급을 위한 산소발생모듈과; 실내공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생모듈과; 상기 유입공기를 토출하도록 상기 본체 상부에 형성되는 공기토출부;를 포함하여 구성된다.
[도 1] 내지 [도 5]를 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 외부사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 정면 내부단면도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 다른 공기정화장치의 측면 내부단면도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 다른 공기정화장치의 외부사시도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 다른 공기정화장치의 내부부분도이다.
[도 1] 내지 [도 5]의 실시예 도면들과 같이, 본 발명의 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치는, 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체(100)와; 상기 본체 일측 단부에 형성되는 공기흡입부(102)와; 상기 공기흡입부(102)에 장착되는 공기흡입필터(200)와; 상기 공기흡입필터(200)를 통과한 유입공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하기 위하여 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트(301)가 상기 유입공기 흐름방향에 대하여 직각으로 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 광촉매모듈(300)과; 상기 광촉매모듈(300)의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈(300)을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관(401) 및 상기 제1원자외선 방전관(401)과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관(401)과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관(402)을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈(400)과; 상기 공기흡입필터(200)를 통과한 상기 유입공기의 미세먼지, 세균 및 바이러스가 음전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈(300)의 전단부 타공플레이트(301)와 일정간격 인접하여 타공플레이트(301)와 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트(501)로 구성되는 음전하대전모듈(500)과; 상기 음전하대전모듈(500)을 통과한 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스가 상기 광촉매모듈(300)을 통과하며 광촉매반응에 노출된 후, 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈(300)의 후단부 타공플레이트(301)와 일정간격 인접하여 타공플레이트(301)와 동일한 형태로 설치되되, 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트(601)로 구성되는 양전하대전모듈(600)과; 상기 양전하대전모듈(600)을 통과하여 미세먼지, 세균 및 바이러스가 제거된 상기 유입공기를 토출하는 공기토출팬(700)과; 상기 공기토출팬(700)에 의하여 토출되는 상기 유입공기 및 실내공기가 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈(800)과; 실내공기중에 신선한 산소공급을 위한 산소발생모듈(901)과; 실내공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생모듈(902)과; 상기 유입공기를 토출하도록 상기 본체 상부에 형성되는 공기토출부(101);를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 공기정화기 본체 전면에는 통상적으로 설치되는 콘트롤러(103)가 설치될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이므로 콘트롤러(103)에 관한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 초음파가습모듈(800), 산소발생모듈(901), 음이온 발생모듈(902)은 알려진 다양한 방식의 종류들이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 형태 및 종류의 것들로 구비될 수 있음은 물론이다.
본 발명에서 가장 특징적인 구성들로서, 첫째로는, 상기 광촉매모듈(300)의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈(300)을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관(401) 및 상기 제1원자외선 방전관(401)과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관(401)과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관(402)을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈(400)의 구성이다.
일반적으로, 자외선 살균 파장은 100~400nm까지이고, 화학작용이 강하므로 화학선이라고도 하며, 특히 파장 UV-C 253.7nm의 자외선은 살균효과가 가장 뛰어난 것으로 알려져 있다.
그런데, 최근, 원 자외선 C(far-UVC)가 인체에 안전하게 공기 중의 코로나바이러스를 죽일 수 있다고 컬럼비아대 연구진이 사이언티픽 리포츠를 통해 밝혔고, 보통 254nm의 살균성 자외선은 직접 쓰면 피부와 눈에 해롭지만 파장대역 222nm의원 UVC는 인체 조직이 노출되도 해롭지 않으며 매우 낮은 노출만으로도 바이러스의 99.9%를 죽일 수 있는 것으로 나타났다.
특히, 흔한 감기를 일으키는 인간 코로나바이러스 HCoV-229E와 beta HCoV-OC43을 비말로 만들어 공기 중에 띄우고 원 UVC(222nm)를 비췄을 때 1.7 및 1.2 mJ/cm2 강도 만으로 바이러스의 99.9%를 불활성화시키는 것으로 드러났다.
즉, beta-HCoV-OC43 실험 결과에 의하면 지속적으로 파장대역 222nm의 원 UVC를 노출시킬 경우 현재의 규제 기준(시간 당 최대 3 mJ/cm2) 하에 바이러스는 8분 만에 90%, 11분 만에 95%, 16분 만에 99%, 25분 만에 99.9% 불활성화되는 것으로 밝혀졌다.
이에 따라, 모든 인간 코로나바이러스는 게놈 규모가 비슷하므로 코로나19에도 원 UVC가 효과적일 것으로 추정되므로 본 발명에서는 코노나 19 바이러스를 비롯한 바이러스의 사멸을 위해, 최적의 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 제1원자외선 방전관과 최적의 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 제2원자외선 방전관을 동시에 사용하여 세균 및 바이러스를 동시에 제거하는 효과를 발휘하도록 하였다.
둘째로는, 공기중 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈(800) 구성이다.
코로나 19 바이러스 등의 바이러스들은 기온 20도·상대습도 20%가 유지되면 그 생존 기간은 일주일로 급격히 감소하고, 습도 50% 조건이 되면 바이러스 생존 기간이 하루에서 이틀 정도에 불과하며, 기온을 40도로 올릴 경우 바이러스는 24시간 내 대부분이 비활성화되고, 숙주 밖에 나온 바이러스는 물속에서는 미지근한 물 30도만 되어도 비활성화하기 시작하며 30도 이상에서 10분 이내에 대부분 사멸 되고 40도 이상에서 바로 단 몇 분 이내에 사멸하게 된다.
상기와 같은 바이러스의 공기중 생존환경 특성을 이용하여, 본 발명에서는 초음파가습모듈(800)을 구성하여 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하는 것을 특징적 구성으로 하며, 이에 따라, 최종 토출되는 공기의 온도 및 습도가 상기 범위를 유지하도록 하였다.
또한, 상기 초음파가습모듈(800)에 의한 가습은 본 공기정화장치에서 발생할 가능성이 있는 오존을 상쇄하는 역할은 하게 되는데, 즉, 음전하대전모듈(500) 및 양전하대전모듈(600)에서 생성된 음이온과 양이온이 고압방전에 의하여 플라즈마 현상으로 오존이 발생하는데 이때, 수분을 공급하면 다음 반응식과 같이 물분자가 오존과 반응하여 수소와 산소를 발생하면서 오존은 제거되는 효과가 있게 된다.
[반응식] H2O + O3 -> 2H + 2O2
한편, 상기 공기흡입필터(200)는 그리스필터 및 프리필터를 포함하여 구성될 수 있는데, 공기 중에는 해당하는 장소에 따라 각종 유해성분이 포함되어 있으며, 이러한 성분 중 유지성분, 수분, 부유분진 등은 상기 그리스 필터를 통해 여과가 이루어지고, 그 다음 굵은 입자를 갖는 먼지, 분진 등은 프리 필터에 의해 포집이 이루어지며, 특히, 프리필터는 장치 내부의 여러 메쉬전극, 헤파필터 등의 고성능 필터를 보호하고수명을 늘려주는 역할을 하고, 물세척이 가능하며, 오랜시간 사용해도 성능 저하가 없어 반영구적으로 쓸 수 있는 것이다.
또한, 상기 광촉매모듈(300)는 상기 원자외선방전모듈(400)에서 방출되는 자외선에 반응하여 광화학반응을 촉진(광촉매효과)하여 공기중에 포함된 세균, 유해물질 등을 산화 분해하고 탈취하여 정화한다.
즉, 상기 공기흡입필터(200)를 통과하게 될 때 공기와 함께 흘러가던 먼지, 미세먼지, 세균 및 바이러스 중 큰 먼지는 상기 공기흡입필터(200)에 걸리게 되고 미세먼지, 세균 및 바이러스는 통과하여 상기 광촉매모듈(300)에 도달하여 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트(301)를 공기가 통과될 때, 상기 원자외선방전모듈(400)에서 방출되는 자외선과 상기 이산화티타늄의 광촉매 효과에 의하여 세균이 살균됨과 동시에 유해물질은 분해되고, 잔여세균 및 미세먼지, 바이러스는 상기 음극메쉬전극플레이트(501)에 의하여 음전하로 대전된다.
이어서, 상기 음극메쉬전극플레이트(501)를 통과한 공기중의 음전하 대전된 미세먼지 및 세균, 바이러스는 양전하로 대전된 양극메쉬전극플레이트(601)에 집진되어 일정시간 체류하게 되며, 이때, 상기 상기 음극메쉬전극플레이트(501)를 통과하면서 체류되지 않고 순식간에 흘러 자외선 노출 및 광촉매 효과가 미치지 못하여 살균 정화되지 않은 세균, 바이러스 또는 분해되지 않은 유해물질은 상기 양극메쉬전극플레이트(601)에 집진되어 일정시간 체류될 때, 상기 원자외선방전모듈(400)에서 방출되는 자외선과 상기 이산화티타늄의 광촉매 효과에 의하여 세균 및 바이러스가 2차 살균됨과 동시에 유해물질은 분해된다.
아울러, 상기 양전하대전모듈(600)과 상기 공기토출팬(700) 사이의 공간에는 상기 양전하대전모듈(600)을 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하를 잃어 버린 미세먼지, 세균 및 바이러스가 재차 음전하로 대전되도록 상기 음전하대전모듈(500)과 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트(501)로 구성되는 보조음전하대전모듈(502)과; 상기 보조음전하대전모듈(502)을 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트(601)로 구성되는 보조양전하대전모듈(602);을 더 포함하여 잔류할 가능성이 있는 미세먼지, 세균 및 바이러스가 완전 제거되도록 할 수도 있다.
즉, 상기 양전하대전모듈(600)에 체류된 후, 통과한 세균, 유해물질, 미세먼지 및 바이러스는 일정시간이 경과하면 음전하를 잃게 되고 흘러가게 되는데, 이때, 잔여 세균, 유해물질, 미세먼지, 바이러스에 재차 음전하로 대전되도록 상기 음전하대전모듈(500)과 동일한 형태로 설치되는 보조음전하대전모듈(502)을 구비하고, 상기 보조음전하대전모듈(502)을 통과한 음전하 대전된 미세먼지, 세균, 바이러스를 전기 집진하기 위하여 양전하로 대전되도록 보조양전하대전모듈(602)을 구비하여 상기 보조양전하대전모듈(602)에서 잔류 미세먼지, 세균, 바이러스를 포집하여 제거하게 되며, 상기 보조양전하대전모듈(602)을 통과한 살균정화된 공기는 상기 공기토출팬(700)을 통하여 토출된다.
여기서, 상기 음전하대전모듈(500), 양전하대전모듈(600), 보조음전하대전모듈(502) 및 보조양전하대전모듈(602)에 연결되는 전원은 DC 12 ~ 60KV의 직류전압을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광촉매모듈(300)의 타공플레이트(301)는 석영, SUS 또는 세라믹에서 선택되이 바람직하다.
또한, 상기 보조양전하대전모듈(602)과 상기 공기토출팬(700) 사이에는 최종적으로 공기를 필터링하기 위하여 헤파필터, 활성탄소섬유필터(Activated Carbon Fiber), 활성탄필터(Activated Carbon) 또는 탈취필터에서 선택되는 1종 이상의 필터를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 공기정화기 본체 101 : 공기토출부
102 : 공기흡입부 103 : 콘트롤러
200 : 공기흡입필터 300 : 광촉매모듈
301 : 타공플레이트 400 : 원자외선방전모듈
401 : 제1원자외선방전관 402 : 제2원자외선방전관
500 : 음전하대전모듈 501 : 음극메쉬전극플레이트
502 : 보조음전하대전모듈 600 : 양전하대전모듈
601 : 양극메쉬전극플레이트 602 : 보조양전하대전모듈
700 : 공기토출팬 800 : 초음파가습모듈
901 : 산소발생모듈 902 : 음이온발생모듈

Claims (7)

  1. 사각통 또는 원통형의 공기정화기 본체와; 상기 본체 일측 단부에 형성되는 공기흡입부와; 상기 공기흡입부에 장착되는 공기흡입필터와; 상기 공기흡입필터를 통과한 유입공기의 잔류미세먼지, 세균 및 바이러스를 살균하기 위하여 표면에 광촉매인 이산화티타늄이 코팅된 타공플레이트가 상기 유입공기 흐름방향에 대하여 직각으로 일정 간격 복수개 적층되어 형성되는 광촉매모듈과; 상기 광촉매모듈의 살균기능과 동시에 상기 유입공기의 잔류미세먼지 및 세균을 살균하기 위하여 상기 광촉매모듈을 적층길이 방향으로 관통, 결합되고 세균살균 파장대역 254nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제1원자외선 방전관 및 상기 제1원자외선 방전관과 일정 간격 이격되어 상기 제1원자외선 방전관과 동일한 형태로 관통, 결합되고, 바이러스사멸 파장대역 222nm의 원자외선(UVC)을 방출하는 적어도 1개 이상의 제2원자외선 방전관을 포함하여 구성되는 원자외선방전모듈과; 상기 공기흡입필터를 통과한 상기 유입공기의 미세먼지, 세균 및 바이러스가 음전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 전단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 음전하대전모듈과; 상기 음전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스가 상기 광촉매모듈을 통과하며 광촉매반응에 노출된 후, 상기 유입공기의 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 상기 광촉매모듈의 후단부 타공플레이트와 일정간격 인접하여 타공플레이트와 동일한 형태로 설치되되, 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 양전하대전모듈과; 상기 양전하대전모듈을 통과하여 미세먼지, 세균 및 바이러스가 제거된 상기 유입공기를 토출하는 공기토출팬과; 상기 공기토출팬에 의하여 토출되는 상기 유입공기 및 실내공기가 바이러스의 비활성화 조건인 온도 23~25℃에서 50~60%의 습도를 유지하도록 가습하기 위한 초음파가습모듈과; 실내공기중에 신선한 산소공급을 위한 산소발생모듈과; 실내공기중의 오염물질 중화를 위한 음이온 발생모듈과; 상기 유입공기를 토출하도록 상기 본체 상부에 형성되는 공기토출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파가습모듈에 의한 가습된 수분은 상기 음전하대전모듈 및 양전하대전모듈에서 생성된 음이온과 양이온이 고압방전에 의하여 플라즈마 현상으로 발생된 오존과 반응하여 수소와 산소를 발생하면서 오존을 제거하는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이의 공간에는 상기 양전하대전모듈을 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하를 잃어 버린 미세먼지, 세균 및 바이러스가 재차 음전하로 대전되도록 상기 음전하대전모듈과 동일한 형태로 설치되되, 음전하를 발생시키는 음극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조음전하대전모듈과; 상기 보조음전하대전모듈 통과한 상기 유입공기중 잔류가능한 음전하 대전된 미세먼지, 세균 및 바이러스를 전기집진포집하기 위하여 양전하로 대전되도록 양전하를 발생시키는 양극메쉬전극플레이트로 구성되는 보조양전하대전모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공기흡입필터는 그리스필터 및 프리필터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  5. 제3항에 있어서,
    상기 음전하대전모듈, 양전하대전모듈, 보조음전하대전모듈 및 보조양전하대전모듈에 연결되는 전원은 DC 12 ~ 60KV의 직류전압인 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매모듈의 타공플레이트는 석영, SUS 또는 세라믹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
  7. 제3항에 있어서,
    상기 보조양전하대전모듈과 상기 공기토출팬 사이에는 최종적으로 공기를 필터링하기 위하여 헤파필터, 활성탄소섬유필터(Activated Carbon Fiber), 활성탄필터(Activated Carbon) 또는 탈취필터에서 선택되는 1종 이상의 필터를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지제거, 세균 및 바이러스 살균, 습도조절, 산소 및 음이온 발생 기능을 가지는 다기능 공기정화장치
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