KR102194883B1 - 실내하층부공기 치환형 공기 청정기 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급함으로써 실내 바닥에 침강되어 있는 지름 70㎛ 이상의 미세먼지, 황사는 공기중으로 비산되지 않도록 하고, 여과된 청정 공기의 토출압력이 토출구 전체에서 균등하게 유지되도록 하면서 실내하층부공기를 치환시킴으로써 실내를 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 실내 상층부로 부양되도록 하여 사용자의 건강을 보호할 수 있으며, 실내 상층부에서 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 향하여 흡기구가 위치되도록 하여 포집 효율을 높일 수 있는, 실내하층부공기 치환형 공기 청정기에 관한 것으로서,
이 발명의 구성은, 측면에 다수개의 토출구가 통공 형성되어 있는 바디와, 상기 바디의 내측에 설치되어 있는 헤파필터와, 상기 헤파필터의 내측에 설치되어 있으며 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 토출압 균등화 필터와, 상기 토출압 균등화 필터의 상부에 설치되어 있는 모터팬과, 상기 바디의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구가 형성되어 있는 커버와, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계를 포함하여 이루어진다.

Description

실내하층부공기 치환형 공기 청정기{Indoor lower air displacement type air cleaner}
이 발명은 실내하층부공기 치환형 공기 청정기에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급함으로써 실내 바닥에 침강되어 있는 지름 70㎛ 이상의 미세먼지, 황사는 공기중으로 비산되지 않도록 하고, 여과된 청정 공기의 토출압력이 토출구 전체에서 균등하게 유지되도록 하면서 실내하층부공기를 치환시킴으로써 실내를 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 실내 상층부로 부양되도록 하여 사용자의 건강을 보호할 수 있으며, 실내 상층부에서 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 향하여 흡기구가 위치되도록 하여 포집 효율을 높일 수 있는, 실내하층부공기 치환형 공기 청정기에 관한 것이다.
최근에 코로나 19 바이러스와 같이 대기 환경에 존재하는 바이오 에어로졸(bioaerosol)에 의한 질병 전파가 사람들의 일상생활에 직접적으로 위협을 가하게 됨으로써 매우 심각한 사회문제로서 대두되고 있는 실정이다.
바이오 에어로졸은 0.02~100㎛ 크기의 생물 기원성 입자로서 바이러스, 세균 및 곰팡이와 같은 미생물외에도 곰팡이 포자, 미생물 독소, 꽃가루, 사람의 몸에서 발생한 기침, 체액 둥의 다양한 형태를 포함하는데, 이와 같은 바이오 에어로졸은 직접적인 접촉 이외에도 공기중으로 전파될 수가 있어서 많은 사람에게 질병을 감염시키게 된다.
또한, 도시화 및 산업화가 진행되고 차량의 운행이 증가하게 되면서 발생하게 되는 배기가스와 같은 기존의 대기오염 물질에 더하여, 미세먼지나 황사와 같은 대기오염 물질이 사회적인 문제로 제기되고 있다.
미세먼지는 지름이 10㎛ 이하의 먼지를 통칭하는 것으로서, 미세먼지(PM10), 극미세먼지(PM2.5), 초극미세먼지(PM1) 등으로 분류되고, 이는 각각 입자의 지름이 10㎛, 2.5㎛, 1㎛ 이하인 입자상 물질을 의미한다
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, 이것 또한 되도록 접촉을 피하는 것이 바람직하다.
또한, 황사는 중국과 몽골의 사막 지역에서 바람을 타고 이동해 천천히 낙하하는 모래와 흙먼지를 말하는 것으로서 주요성분이 칼슘, 철분, 알루미늄, 마그네숨 같은 토양성분으로 이루어져 있지만, 중국과 같이 오염이 심한 지역을 거치게 되면서 중금속, 발암물질 등과 같이 인체에 유해한 성분이 섞이게 됨에 따라 가능한 접촉을 피하는 것이 바람직하다.
최근에는 이러한 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 유해성을 회피하기 위하여 공기 청정기의 사용이 급증하고 있으며, 보다 효과적으로 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사를 제거하기 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
참고로, 미세먼지가 높을 시 자동으로 작동되고 다시 미세먼지가 낮아지면 작동이 꺼지도록 하는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2018-0132461(공개일자 2018년 12월 12)의 "미세먼지 자동 공기 청정기"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 공개번호 10-2018-0132461를 포함한 종래의 공기 청정기는 작동시에 여과된 청정공기가 실내로 공급되는 과정에서, 여과된 청정공기의 토출 압력에 의해서 실내 바닥에 침강되어 있던 지름 70㎛ 이상의 황사, 미세먼지도 실내 공간으로 비산시키게 될 뿐만 아니라, 실내를 부유하고 있는 바이오 에어로졸을 더욱 확산시킴으로써 오히려 사용자의 건강을 위협하게 되는 문제점이 있다.
공개특허공보 공개번호 10-2018-0132461
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급함으로써 실내 바닥에 침강되어 있는 지름 70㎛ 이상의 미세먼지, 황사는 공기중으로 비산되지 않도록 하여 사용자의 건강을 보호할 수 있는, 실내하층부공기 치환형 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 여과된 청정 공기의 토출압력이 토출구 전체에서 균등하게 유지되도록 하면서 실내하층부공기를 치환시킴으로써 실내를 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 실내 상층부로 부양되도록 하여 사용자의 건강을 보호할 수 있는, 실내하층부공기 치환형 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실내 상층부에서 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 향하여 흡기구가 위치되도록 하여 포집 효율을 높일 수 있는, 실내하층부공기 치환형 공기 청정기를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 측면에 다수개의 토출구가 통공 형성되어 있는 바디와, 상기 바디의 내측에 설치되어 있는 헤파필터와, 상기 헤파필터의 내측에 설치되어 있으며 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 토출압 균등화 필터와, 상기 토출압 균등화 필터의 상부에 설치되어 있는 모터팬과, 상기 바디의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구가 형성되어 있는 커버와, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 바디의 상부에 설치되어 있으며, 상기 커버를 회전시키기 위한 스텝 모터를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 스텝 모터에 연결되어 있는 승하강부와, 상기 커버의 내측면에 설치되어 있으며 상기 승하강부와 결합되어 있는 래크기어를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 토출압 균등화 필터의 하부에 설치되어 있는 UV 램프를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 토출압 균등화 필터는, 바디의 내주면과 밀접되는 서스펜딩 실링과, 상기 서스펜딩 실링의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은,상기 토출압 균등화 필터는, 상기한 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 순차적으로 작아짐으로써 상부에서 공급되는 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드와, 상기 서스펜딩 실링과 다수개의 풍향 가이드를 연결하기 위한 지지체를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체의 외주면에서 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체의 외주면에서 공기가 지면방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 커버의 흡기구는 실내 상층부의 특정방향을 향하여 흡입이 이루어질 수 있도록 경사각을 가지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기 커버의 외주면에는 하나 이상의 센서홈이 형성되며, 상기 센서홈은 센서로부터 방출되는 빛이 실내 상층부에 모여있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사를 향하여 조사될 수 있도록 30~60도의 경사각을 가지도록 형성되면 바람직하다.
이 발명은, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급함으로써 실내 바닥에 침강되어 있는 지름 70㎛ 이상의 미세먼지, 황사는 공기중으로 비산되지 않도록 하고, 여과된 청정 공기의 토출압력이 토출구 전체에서 균등하게 유지되도록 하면서 실내하층부공기를 치환시킴으로써 실내를 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 실내 상층부로 부양되도록 하여 사용자의 건강을 보호할 수 있으며, 실내 상층부에서 부유하고 있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 향하여 흡기구가 위치되도록 하여 포집 효율을 높일 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이다.
도 2는 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
도 3은 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 사시도이다.
도 4는 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 제어계의 블럭 구성도이다.
도 5는 이 발명의 제2 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 사시도이다.
도 6은 이 발명의 제2 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 단면 구조도이다.
도 7은 이 발명의 제3 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 단면 구조도이다.
도 8은 이 발명의 제4 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이다.
도 9는 이 발명의 제4 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
도 10은 이 발명의 제5 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이다.
도 11은 이 발명의 제5 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
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. 또한, "~부"라는 표현은 하드웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 소프트웨어를 이용하여 실현되는 유닛, 하드웨어나 소프트웨어 양방을 이용하여 실현되는 유닛 등을 포함하며, 1개의 유닛은 1개 이상의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어 또는 소프트웨어를 이용하여 실현될 수도 있다.
도 1은 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이고, 도 2는 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 구성은, 측면에 다수개의 토출구(11)가 통공 형성되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)의 내측에 설치되어 있는 헤파필터(2)와, 상기 헤파필터(2)의 내측에 설치되어 있는 토출압 균등화 필터(3)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 상부에 설치되어 있는 모터팬(4)과, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있는 스텝 모터(5)와, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구(61)가 형성되어 있고 상기 스텝 모터(5)에 의해서 회전되는 커버(6)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 하부에 설치되어 있는 UV 램프(7)와, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬(4)의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다.
상기 커버(6)의 외주면에는 하나 이상의 센서홈(62a, 62b)에 형성되는데, 상기 센서홈(62a, 62b)은 센서(10a, 10b)로부터 방출되는 빛이 실내 상층부에 모여있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사를 향하여 조사될 수 있도록 30~60도의 경사각을 가지도록 형성된다.
이 발명의 제1 실시예에서는, 바디(1)와 커버(6)가 원통형으로 이루어져 있지만, 다각기둥 형태로 이루어지는 것도 가능하다.
도 3은 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 사시도이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터(3)는, 바디(1)의 내주면과 밀접되는 서스펜딩 실링(31)과, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체(32)를 포함하여 이루어진다.
이 발명의 제1 실시예에서는, 토출압 균등화 필터(3)가 원추형으로 이루어져 있지만, 바디(1)와 커버(6)의 형태에 따라 토출압 균등화 필터(3)의 형상은 가변될 수 있다, 예를 들어, 바디(1)와 커버(6)가 사각기둥 형태으로 이루어지면, 토출압 균등화 필터(3)는 사각추형으로 이루어진다.
도 4는 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 제어계의 블럭 구성도이다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제1 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 제어계는, 필터링된 공기의 토출 풍속과, 실내 상층부의 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도를 감지하기 위한 센서부(10)와, 사용자가 명령을 입력하기 위한 입력부(20)와, 상기 입력부(20)로부터 입력되는 신호로 부터 모터팬(4)을 작동시키되 상기 센서부(10)로부터 입력되는 신호로부터 토출 풍속이 1.0~2.0 m/s가 되도록 모터팬(4)의 회전속도를 제어하며 상기 센서부(10)로부터 입력되는 신호로부터 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 결정하여 커버(6)의 흡기구(61)가 실내 상층부의 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 높은 방향을 향하여 회전되도록 스텝모터(5)를 제어하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)의 제어에 따라 모터팬(4)과 스텝모터(5)를 구동하는 모터 구동부(40)와, 상기 커버(6)의 일면에 설치되어 사용자에게 운전 정보 및 주변환경 정보를 제공하는 디스플레이(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 센서부(10)는 필터링된 공기의 토출 풍속을 감지하기 위한 센서(도시되지 않음)와, 미세먼지의 밀도를 감지하기 위한 센서(10a, 10b)를 포함하여 이루어진다.
상기 필터링된 공기의 토출 풍속을 감지하기 위한 센서(도시되지 않음)는 바디(1)의 내측면의 토출구(11) 주변에 설치된다.
상기 미세먼지의 밀도를 감지하기 위한 센서(10a, 10b)는 광학식 센서로서 커버(6)의 외주면에 형성되어 있는 센서홈(62a, 62b)에 설치되며, 실내 상층부를 스캐닝하여 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 모여 있는 위치를 감지한다.
상기 커버(6)의 흡기구(61)는 센서(10a, 10b)에 의해 감지된 실내 상층부의 특정방향을 향하여 흡입이 이루어질 수 있도록 경사각을 가지는 구조로 이루어진다.
도 5는 이 발명의 제2 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 사시도이고, 도 6은 이 발명의 제2 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 단면 구조도이다.
도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제2 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터(3)는, 헤파필터(2)의 상단에 설치되어 바디(1)의 내주면과 밀접됨으로써 밀봉상태를 형성하는 서스펜딩 실링(31)과, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출 표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체(32)와, 상기한 서스펜딩 실링(31)의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 순차적으로 작아짐으로써 상부에서 공급되는 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드(311)와, 상기 서스펜딩 실링(31)과 다수개의 풍향 가이드(311)를 연결하기 위한 지지체(312)를 포함하여 이루어진다.
상기 풍향 가이드(311)는 공기가 지면방향으로 토출되도록 경사각을 가질 수도 있다.
상기 토출압 균등화 필터(3)를 제외한 나머지 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하며, 이 발명의 제2 실시예에서도, 토출압 균등화 필터(3)가 원추형으로 이루어져 있지만, 바디(1)와 커버(6)의 형태에 따라 토출압 균등화 필터(3)의 형상은 가변될 수 있다, 예를 들어, 바디(1)와 커버(6)가 사각기둥 형태으로 이루어지면, 토출압 균등화 필터(3)는 사각추형으로 이루어진다.
도 7은 이 발명의 제3 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터의 사시도이다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제3 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 토출압 균등화 필터(3)는, 헤파필터(2)의 상단에 설치되어 바디(1)의 내주면과 밀접됨으로써 밀봉상태를 형성하는 서스펜딩 실링(31)과, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체(32)와, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체(32)의 외주면에서 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드(313)를 포함하여 이루어진다.
상기 풍향 가이드(313)는 공기가 지면방향으로 토출되도록 경사각을 가질 수도 있다.
상기 토출압 균등화 필터(3)를 제외한 나머지 구성은 제1 실시예의 구성과 동일하며, 이 발명의 제3 실시예에서도, 토출압 균등화 필터(3)가 원추형으로 이루어져 있지만, 바디(1)와 커버(6)의 형태에 따라 토출압 균등화 필터(3)의 형상은 가변될 수 있다, 예를 들어, 바디(1)와 커버(6)가 육각기둥 형태으로 이루어지면, 토출압 균등화 필터(3)는 육각추형으로 이루어진다.
도 8은 이 발명의 제4 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이고, 도 9는 이 발명의 제4 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제4 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기는, 측면에 다수개의 토출구(11)가 통공 형성되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)의 내측에 설치되어 있는 헤파필터(2)와, 상기 헤파필터(2)의 내측에 설치되어 있는 토출압 균등화 필터(3)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 상부에 설치되어 있는 모터팬(4)과, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있는 스텝 모터(5)와, 상기 스텝 모터(5)에 연결되어 있는 승하강부(5a, 5b)와, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구(61)가 형성되어 있고 상기 스텝 모터(5) 및 승하강부(5a, 5b)에 의해서 회전 및 승하강 운동을 하는 커버(6)와, 상기 커버(6)의 내측면에 설치되어 있으며 상기 승하강부(5a, 5b)와 결합되어 있는 래크기어(8a, 8b)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 하부에 설치되어 있는 UV 램프(7)와, 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬(4)의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계(도시되지 않음)를 포함하여 이루어진다.
도 10은 이 발명의 제5 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 사시도이고, 도 11은 이 발명의 제5 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 단면 구조도이다.
도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 제5 실시예에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 구성은, 측면에 다수개의 토출구(11)가 통공 형성되어 있는 바디(1)와, 상기 바디(1)의 내측에 설치되어 있는 헤파필터(2)와, 상기 헤파필터(2)의 내측에 설치되어 있는 토출압 균등화 필터(3)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 상부에 설치되어 있는 모터팬(4)과, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있는 스텝 모터(5)와, 상기 바디(1)의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구(61)가 형성되어 있고 상기 스텝 모터(5)에 의해서 회전되는 커버(6)와, 상기 토출압 균등화 필터(3)의 하부에 설치되어 있는 UV 램프(7)와, 흡기구(61)의 가운데에 설치되어 있으며 여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬(4)의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계(9)를 포함하여 이루어진다.
상기 토출압 균등화 필터(3)는, 헤파필터(2)의 상단에 설치되어 바디(1)의 내주면과 밀접됨으로써 밀봉상태를 형성하는 서스펜딩 실링(31)과, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출 표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체(32)와, 상기 서스펜딩 실링(31)의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체(32)의 외주면에서 공기가 지면방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드(314)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예들에 따른 실내하층부공기 치환형 공기 청정기의 작용은 다음과 같다.
사용자가 입력부(20)를 이용하여 공기 청정기를 작동시키면, 제어부(30)가 모터 구동부(40)를 통하여 모터팬(4)을 회전시킴으로써 실내의 오염공기가 커버(6)의 흡기구(61)를 통하여 토출압 균등화 필터(3)의 내측으로 유입된다. 이 경우에 제어부(30)는 센서부(10)로부터 입력되는 신호로부터 토출 풍속이 1.0~2.0 m/s가 되도록 모터팬(4)의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는데, 토출 풍속이 1.0~2.0 m/s가 되도록 제어하면 실내 하층부가 청정 공기로 치환되는 과정에서 실내 바닥에 침강되어 있는 지름 70㎛ 이상의 먼지는 비산되지 않음으로써 사용자의 건강을 보호할 수 있게 된다.
토출압 균등화 필터(3)의 내측으로 오염된 실내공기가 유입되면 필터 몸체(32)는 이를 걸러내어 외부로 유출하게 되는데, 필터 몸체(32)가 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 있기 때문에 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 청정공기가 토출되도록 한다. 이 경우에, 풍향 가이드(311, 313, 314)는 청정 공기가 균일한 압력으로 토출되도록 보조해주는 역할을 한다.
토출압 균등화 필터(3)를 통과하면서 걸리진 공기는 헤파 필터(2)를 한번 더 거치면서 극미세먼지(PM2.5), 초극미세먼지(PM1)까지 깨끗하게 필터링 된 뒤에 바디(1)의 토출구(11)를 통하여 실내로 토출되며, 이때 토출구(11)를 통하여 토출되는 청정 공기의 토출 풍속은 센서부(10)에 의해 감지되어 제어부(30)로 전송됨으로써 토출 풍속이 1.0~2.0 m/s가 되도록 모터팬(4)의 회전속도가 피드백 제어된다.
또한, 토출압 균등화 필터(3)의 하부에 설치되어 있는 UV 램프(7)는 토출압 균등화 필터(3)와 헤파 필터(2)에 붙어 있는 바이러스, 세균, 곰팡이 등을 살균시킴으로써 더욱더 위생적으로 청정한 공기가 실내로 공급되도록 한다.
한편, 바디(1)의 토출구(11)로부터 토출되는 청정 공기가 실내 하층부를 치환시키게 되면서 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사는 실내 상층부로 밀려나게 되는데, 센서부(10)의 센서(10a, 10b)는 실내 상층부를 스캐닝하여 제어부(30)로 전송한다.
제어부(30)는 센서부(10)로부터 입력되는 신호를 이용하여 실내 상층부의 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도를 산출함으로써 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사가 가장 많이 모여 있는 위치를 판단하게 된다. 이어서, 제어부(30)는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 가장 높은 방향을 향하여 흡기구(61)가 위치되도록 스텝모터(5)를 제어하여 커버(6)를 회전시킴으로써 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 포집 효율을 높일 수 있게 된다.
바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 밀도가 가장 높은 위치가 흡입범위를 벗어나는 높은 곳에 있는 경우에는, 제어부(30)는 스텝 모터(5), 승하강부(5a, 5b), 래크기어(8a, 8b)를 이용하여 커버(6)를 승강시킴으로써 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사의 포집 효율을 높일 수 있게 된다.
1 : 바디 2 : 헤파필터
3 : 토출압 균등화 필터 4 : 모터팬
5 : 스텝모터 6 : 커버
7 : UV 램프 9 : 제어계
10 : 센서부 20 : 입력부
30 : 제어부 40 : 모터 구동부
50 : 디스플레이

Claims (10)

  1. 측면에 다수개의 토출구가 통공 형성되어 있는 바디와,
    상기 바디의 내측에 설치되어 있는 헤파필터와,
    상기 헤파필터의 내측에 설치되어 있으며 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 토출압 균등화 필터와,
    상기 토출압 균등화 필터의 상부에 설치되어 있는 모터팬과,
    상기 바디의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구가 형성되어 있는 커버와,
    여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계를 포함하며,
    상기 토출압 균등화 필터는,
    바디의 내주면과 밀접되는 서스펜딩 실링과,
    상기 서스펜딩 실링의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체와,
    상기한 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 상부에서 하부로 갈수록 직경이 순차적으로 작아짐으로써 상부에서 공급되는 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드와,
    상기 서스펜딩 실링과 다수개의 풍향 가이드를 연결하기 위한 지지체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바디의 상부에 설치되어 있으며, 상기 커버를 회전시키기 위한 스텝 모터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스텝 모터에 연결되어 있는 승하강부와,
    상기 커버의 내측면에 설치되어 있으며 상기 승하강부와 결합되어 있는 래크기어를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 토출압 균등화 필터의 하부에 설치되어 있는 UV 램프를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 측면에 다수개의 토출구가 통공 형성되어 있는 바디와,
    상기 바디의 내측에 설치되어 있는 헤파필터와,
    상기 헤파필터의 내측에 설치되어 있으며 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 토출압 균등화 필터와,
    상기 토출압 균등화 필터의 상부에 설치되어 있는 모터팬과,
    상기 바디의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구가 형성되어 있는 커버와,
    여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계를 포함하며,
    상기 토출압 균등화 필터는,
    바디의 내주면과 밀접되는 서스펜딩 실링과,
    상기 서스펜딩 실링의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체와,
    상기 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체의 외주면에서 공기가 수평방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  8. 측면에 다수개의 토출구가 통공 형성되어 있는 바디와,
    상기 바디의 내측에 설치되어 있는 헤파필터와,
    상기 헤파필터의 내측에 설치되어 있으며 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 토출압 균등화 필터와,
    상기 토출압 균등화 필터의 상부에 설치되어 있는 모터팬과,
    상기 바디의 상부에 설치되어 있으며 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡기구가 형성되어 있는 커버와,
    여과된 청정 공기를 1.0~2.0 m/s의 토출 풍속으로 공급되도록 모터팬의 RPM(Round Per Minute)을 제어하는 제어계를 포함하며,
    상기 토출압 균등화 필터는,
    바디의 내주면과 밀접되는 서스펜딩 실링과,
    상기 서스펜딩 실링의 하부에 설치되어 내측으로 유입되는 오염 공기를 걸러내어 외측로 유출하되 상부에서 하부로 갈수록 직경이 연속적으로 작아지는 형태로 이루어져 하부로 갈수록 줄어드는 풍량에 맞추어 토출표면적이 작아짐으로써 전체적으로 균일한 풍속으로 토출되도록 하는 필터 몸체와,
    상기 서스펜딩 실링의 하부에 일정한 간격을 두고 설치되며 필터 몸체의 외주면에서 공기가 지면방향으로 토출되도록 하는 다수개의 풍향 가이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  9. 제 1항 내지 제4항, 또는 제7항, 또는 제8항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버의 흡기구는 실내 상층부의 특정방향을 향하여 흡입이 이루어질 수 있도록 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
  10. 제 1항 내지 제4항, 또는 제7항, 또는 제8항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버의 외주면에는 하나 이상의 센서홈이 형성되며,
    상기 센서홈은 센서로부터 방출되는 빛이 실내 상층부에 모여있는 바이오 에어로졸, 미세먼지, 황사를 향하여 조사될 수 있도록 30~60도의 경사각을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 실내하층부공기 치환형 공기 청정기.
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