KR102270049B1 - 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치 - Google Patents

식물 화분을 이용한 공기 정화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물 재배용 화분을 이용한 공기 정화 장치에 관한 것으로, 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 복수의 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치가 제공되는데, 이 공기 정화 장치는, 복수의 식물 화분이 유지되는 화분 적재부; 상기 화분 적재부와 공기가 유통되도록 구성되고 하나 이상의 토출용 팬이 설치되는 토출팬 수용부; 및 상기 토출팬의 구동을 제어하도록 형성된 제어부를 포함하고, 복수의 식물 화분 각각은 화분 적재부의 상판에 형성된 개구를 통해 삽입되어 화분 적재부 내부에 유지되고, 복수의 식물 화분 각각에는 복수의 통기구가 형성되어 있으며, 상기 식물 화분의 각각에는 흙 대체재로서 인공토양인 퓨리라이트(purilite)가 충전되며, 토출팬의 동작시 공기는 화분 적재부에 적재된 화분의 상면을 통해 퓨리라이트를 지나 토출용 팬을 통해 토출되도록 구성된다.

Description

식물 화분을 이용한 공기 정화 장치{AIR PURIFYING DEVICE USING PLANT PORTS}
본 발명은 식물 재배용 화분을 이용한 공기 정화 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 식물의 뿌리를 이용하여 실내 공기를 정화시킬 수 있는 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 수경재배 화분은 하이드로볼 및 양액을 이용한 식물재배법으로써 흙을 사용하지 않는 특징을 갖는다. 수경재배 화분은 하이드로볼 및 식물 뿌리가 담기는 내통이 구비되며 내통과 화분 사이는 약간의 간격이 떨어져서 식물 뿌리가 숨을 쉴 수 있도록 해야 된다.
이러한 수경재배 화분은 다양한 용도로 사용되는데 실내공기를 정화시키는 장치가 국내 실용 제297407호로 등록된 바있다. 이는 식물이 심어진 다수개의 내통, 외통 및 팬 모터로 구성된다. 모터로 팬이 회전되면 실내공기가 화분 내측으로 유도된 뒤 내통을 통과하면서 활성탄에 의해 실내의 유해물질이 흡착 제거되는 방식이다.
그러나 종래의 선 등록된 공기정화 장치는 외통 내부에 내통을 배열시키기 때문에 별도의 밀폐수단이 없어서 팬이 가동될 경우 내통과 내통 사이 틈으로 바람이 누설되어 공기정화능력이 떨어지는 단점이 있었다.
또한 국내 공개특허 제2002-20156호는 화분에 팬과 모터를 일체형으로 제작한 공기정화장치가 제안된 바 있으나, 이것 역시 양액의 수위를 감지하는 센서장치가 제시되지 않아 식물 뿌리가 고사될 위험성이 있으며, 팬이 가동되는 동안 외부공기가 하이드로볼 및 숯으로부터 유입된 뒤 화분 밖으로 배기되는 형태이므로 식물이 심어진 하이드로볼에 이물질이 누적되어 쌓이면 바람이 원활하게 유입되지 않아 공기정화능력이 떨어지게 된다.
전술한 바와 같이 현재 공개된 기술문헌 등에서는 식물 재배 화분을 이용하여 공기를 정화하는 것에 대해 시사하고는 있지만 오랜 시간이 경과된 경우 식물의 뿌리는 지지하는 토양의 변화로 인하여 공기정화 능력이 떨어지는 문제점이 있으며, 이를 사용자가 인지하기 어렵다는 문제점이 존재하여 유지 관리가 곤란한 단점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로서 식물의 뿌리를 이용하여 공기를 정화시키는 한편 식물 재배용 화분으로부터 나오는 공기의 질을 측정함으로써 화분의 교체 및 관리를 여부를 사용자에게 알려줄 수 있는 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 복수의 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치가 제공되는데, 이 공기 정화 장치는,
복수의 식물 화분이 유지되는 화분 적재부; 상기 화분 적재부와 공기가 유통되도록 구성되고 하나 이상의 토출용 팬이 설치되는 토출팬 수용부; 및 상기 토출팬의 구동을 제어하도록 형성된 제어부를 포함하고,
복수의 식물 화분 각각은 화분 적재부의 상판에 형성된 개구를 통해 삽입되어 화분 적재부 내부에 유지되고, 복수의 식물 화분 각각에는 복수의 통기구가 형성되어 있으며, 상기 식물 화분의 각각에는 흙 대체재로서 인공토양인 퓨리라이트(purilite)가 충전되며, 토출팬의 동작시 공기는 화분 적재부에 적재된 화분의 상면을 통해 퓨리라이트를 지나 토출용 팬을 통해 토출되도록 구성된다.
전술한 양태에서 복수의 화분은 화분 적재부에 일렬로 배치되고, 토출용 팬이 설치된 토출팬 수용부는 화분 적재부의 양단부에 각각 설치되고, 복수의 식물 화분 각각에 형성되는 통기구의 수는 토출팬 수용부와 근접할 수록 적게 형성되고 토출팬 수용부와 멀수록 많게 형성되어 공기가 균일하게 화분을 통해 흐르게 된다.
또한 전술한 양태에서, 토출팬 수용부는 화분 적재분의 중앙부에 하나만 형성될 수도 있으며, 이 경우, 복수의 화분은 중앙부에 형성된 토출팬 수용부의 둘레에 형성되며, 복수의 식물 화분 각각에 형성되는 통기구의 수는 서로 동일하게 형성되어 공기가 균일하게 화분을 통해 흐르게 된다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서 토출팬 수용부에는 토출되는 공기의 질을 검출하기 위한 토출 공기질 측정 센서가 더 제공되고, 제어부는 토출 공기질 측정 센서로부터 측정된 공기질을 수신하고, 수신된 공기질을 평가하여 평가 결과를 사용자에게 통보하도록 구성된다.
토출 공기질 측정 센서는 토출되는 공기의 이산화탄소 농도(CO2), 휘발성유기화합물(VOC), 미세먼지 농도 및 초미세먼지 농도를 측정하도록 구성되고,
초미세먼지 > 35(μg/m2),
미세먼지 > 70(μg/m2)
VOC > 2.200ppm(mg/m2)
CO2 > 2,000(mg/m2)
를 만족하는 경우에 사용자에게 화분 교체를 통보하도록 구성되는 한편,
25 < 초미세먼지 < 35(μg/m2)
50 < 미세먼지 < 70(μg/m2)
0.660 < VOC < 2.200ppm(mg/m2)
1,000 <CO2 < 2,000(mg/m2)
를 만족하는 경우에 사용자에게 식물 생육 영양제을 부가할 것을 통보하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 공기는 화분의 흙 대체재를 통해 식물의 뿌리로 유입되고, 유입된 공기가 식물 뿌리에 의해 정화되고 나서 토출팬을 통해 토출됨에 따라 공기가 정화될 수 있을 뿐만 아니라, 공기의 토출시 토출되는 공기질을 검출하고 검출된 공기질이 기준값 이하일 때 이를 사용자에게 알려줌으로써 사용자가 화분 교체 시기를 인지할 수 잇도록 하여 화분의 교체 및 관리가 용이하다는 이점이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치를 나타내는 도면으로 (a)는 공기 정화 장치의 상면도 (b)는 길이 방향을 따라 절단된 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 공기 정화 장치에 이용되는 화분의 구성을 구체적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 제어박스 또는 제어부를 기능적으로 구분하여 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 제어박스에서 화분 상태 판단 절차를 개략적으로 나타내는 흐름도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 도면으로 (a)는 공기 정화 장치의 상면도, (b)는 공기 정화 장치의 부분 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치(1)의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치(1)는, 복수의 화분(40: 40a, 40b, 40c, 40d, 40e)이 설치되는 화분적재부(10); 화분 적재부의 길이방향(L)을 따라 양측면에 설치되며 공기를 토출하기 위한 토출팬(210a, 210b)이 설치되는 토출팬 수용부(20); 및 토출팬(210a,210b)의 동작을 제어하고 화분의 상태를 모니터링하기 위한 제어박스(30)를 포함한다.
도 2는 전술한 바와 같은 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치(1)의 구성을 보다 구체적으로 나타내는 도면으로 도 2의 (a)는 공기 정화 장치(1)의 상면도 및 도 2의 (b)는 공기 정화 장치(1)를 그 길이방향을 따라 절단한 단면도를 각각 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이 화분 적재부(10)의 상부에는 상판(110)이 형성되고상판(110)에는 화분(40)을 유지하기 위한 복수의 화분용 개구(120)가 형성되어 있고, 화분용 개구(120)들은 화분 적재부(10)의 상판(110)에 서로 일정 간격을 두고 형성된다. 또한 화분(40)이 화분용 개구(120)에 장착될 때, 화분(40)의 테두리부(41)가 개부(120)에 밀착하여 장착될 수 있도록 개구부(120)에는 아래로 움푹한 단차부(130)가 더 형성된다. 또한 단차부(130)에는 개구(120)를 통해 화분 적재부(10) 내부로 공기가 유입되는 것을 방지하기 위해 스폰지와 같은 신축성 밀봉 재료가 더 형성되어 화분이 개구부(120)를 통해 설치될 때 화분 적재부(10)로의 공기 밀봉성이 보다 향상될 수 있다.
또한 화분 적재부(10)의 하단에는 물 또는 양액 등이 저장될 수 있는 양액 저장소(140)가 더 형성되어 있다. 양액 저장소(140)의 상부에는 화분 삽입구가 형성되고 화분 삽입구를 통해 화분의 하단부가 양액 저장소(140) 내로 삽입되고 양액 저장소(140) 내에 저장된 양액 또는 물이 지속적으로 화분 내의 식물에 공급된다.
양액 저장소(140) 내에는 저장소 내에 저장된 양액의 양을 검출하기 위한 양액 검출 센서(320)가 설치된다. 양액 검출 센서(320)는 양액의 수위를 검출하도록기능하고 양액의 압력을 검출하여 수위를 검출하거나 양액과의 접촉 또는 비접촉에 기반하여 전류 변화를 감지하도록 구성된 센서가 이용될 수 있다. 양액 검출 센서(320)는 공기 정화 장치(1)에 형성되는 배선을 통해 유선으로 제어박스(30)에 연결되거나 무선으로 제어박스(30)에 연결되도록 구성될 수 있다.
또한 바람직하게 화분 적재부(10)의 상부에는 공기질 측정을 위한 외부 공기질 측정 센서(330)가 더 설치된다. 외부 공기질 측정 센서(330)는 정화 장치 외부 공기의 이산화탄소 농도 및 미세먼지 농도를 검출하도록 구성되고, 외부 공기질 측정 센서(330)는 공기 정화 장치(1)에 형성되는 배선을 통해 유선으로 제어박스(30)에 연결되거나 무선으로 제어박스(30)에 연결되도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 토출팬(210a,210b)은 화분 적재부(10)의 양측에 형성되는 토출팬 수용부(20)에 설치된다. 토출팬 설치부(20)의 상부에는 덮개부(230)가 형성되고 덮개부(230)에는 공기정화용 필터(220a,220b)가 각각 형성된다.
또한 정화된 공기가 토출되는 토출팬 수용부(20)의 각각에는 토출되는 공기의 질을 측정하기 위한 공기질 측정 센서(310a,310b)가 설치된다. 공기질 측정 센서는 토출되는 공기의 이산화탄소 농도 및 미세먼지 농도를 검출하도록 구성된다. 공기질 측정 센서(310a,310b)는 공기 정화 장치(1)에 형성되는 배선을 통해 유선으로 제어박스(30)에 연결되거나 무선으로 제어박스(30)에 연결되도록 구성될 수 있다.
토출팬(210a,210b)은 토출팬 수용부(20)에 설치된 구동 모터(220a,220b)에 연결되고 구동 모터(220a,220b)는 제어 박스에 연결되어 구동된다. 제어 박스는 외부 공기질 측정 센서(330)로부터의 측정값에 기반하여 팬(210a,210b)의 회전 속도를 변화도록 구성된다. 예를 들면 공기질이 나쁘다고 판단된 경우, 즉 미리정해진 기준값 미만인 경우 제어박스는 토출팬(210a,210b)의 회전 속도를 빠르게 하여 공기 정화 속도를 높일 수 있고, 공기질이 좋은 경우, 즉 미리정해진 기준값 이상인 경우 제어박스는 토출팬(210a,210b)의 회전 속도를 늦추어 공기 정화 속도를 낮출 수 있다.
또한 도시되지는 않았지만 공기 정화 장치(1)의 몸체에는, 장치의 동작 상태를 알려주기 위한 LED부, 공기질 상태를 알려주기 위한 LED부, 및 화분의 교체 상태를 알려주기 위한 LED부, 및 양액의 레벨 상태를 알려주기 위한 LED부가 더 형성될 수도 있으며, 사용자는 이들 LED의 점멸 상태를 통해 현재 대기질 상태, 장치의 동작 상태, 화분의 양액 충전 상태, 화분의 교체 여부 등을 알 수 있게 된다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 정화 장치(1)는 도시된 바와 같이, 화분의 충전재를 통해 공기가 유입되고 유입된 공기가 식물 뿌리를 거쳐 정화되고 정화된 공기가 토출팬(210a,210b)을 통해 외부로 나가는 구조로 형성된다. 이와 같은 구조에서 종래의 일반적인 화분과 화분의 충전재를 통해서는 공기가 유입되거나 정화될 수 없다는 것은 자명하다. 즉 식물의 공기정화 능력은 식물의 뿌리에서 70% 이상의 공기정화 기능을 수행하는 것으로 알려져 있지만, 일반 화분의 경우 뿌리를 통해서 공기정화를 수행하는 것이 화분의 구조상 불가능하다.
이를 위해 본 발명에서는 화분 거치대 내에 외부로 공기를 토출하도록 강제로 공기를 순화하는 FAN을 설치하여 화분을 통과하여 정화된 공기를 외부로 토출하도록 구성된 것 이외에, 통기성을 높이기 위해 흙 대체제를 사용한다.
흙 대체재로서 식물의 생육에 최적의 흙은 적당한 pH와, 통기성이 좋고, 배수가 잘되고, 보수성, 보비성이 좋고, 병충해와 병원균이 없는 깨끗한 대체재가 잉요되어야 한다.
본 발명에서는 흙 대체재로서 인공토양인 퓨리라이트(purilite)를 이용한다. 퓨리라이트는 천연 광물질인 제올라이트(zeolite)를 약 1,000℃의 고온소성으로 소성하여 형성되는, 내부에 많은 기공을 가진 다공질의 바이오 세라믹 담체이다. 또한 고온의 소성으로 인해 내부의 결정수가 없어져서 내부에 많은 기공을 가진 다공질 세라믹성분으로 이루어지고 제올라이트(zeolite) 본래의 흡착능력을 증가되면서 우수한 경도 및 강도를 유지할 수 있다.
또한 퓨리라이트는 물을 흡수하더라도 부스러짐과 부서짐이 없으며 양이온 교환용량(Cation Exchange Capacity)에 의해서 유기물을 흡착, 분해하는 작용이 우수하여 생성수 자체에 일반세균에 대한 항균성이 있어 부패를 억제해 박테리아균을 소멸시키며, 입자가 균일한 형태로 보수성, 보비성, 투수성, 통기성이 우수한 인공토양으로 화분 수질 오염방지, 식물 뿌리 산소호흡 원활화 등 실내 공기청정을 목적으로 한 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치의 본래 목적에도 부합한다.
본 발명에서는 공기의 원활한 통기성을 확보하면서 식물의 생육에 알맞도록 4mm 내지 6mm 범위의 직경을 가진 퓨리라이트가 이용되어 통기성을 극대화하였다.
퓨리라이트의 알려진 특징은 다음과 같다.
1. 입자의 60% 이상이 나노미터 단위의 많은 미세기공으로 형성
2. 우수한 이온교환에 의한 흡착과 모세관 응축에 의한 흡착능력
3. 높은 비표면적
4. 미생물의 선택적 배양
5. 우수한 공극율
6. 높은 압축강도 (적은 슬러지 발생량)
7. 고온 소성에 의한 무균질 소재
도 3은 전술한 바와 같이 흙 대체재를 수용하고 식물을 생육하기 위한 화분의 구조를 나타낸 도면으로, 도 5의 (a)는 5개의 화분이 이용되는 경우의 예를 나타내고, 도 5의 (b)는 7개의 화분이 이용되는 경우의 예를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 이용되는 화분의 각각에는 복수의 통기공들이 형성되는데, 통기팬과 근접한 화분에는 적은 수의 통기공이 형성되고 통기팬과 멀어질 수록 많은 수의 통기공이 형성된다.
예를 들면, 도 3의 (a)에서 최좌측 및 최우측의 화분에는 14개의 통기공이 형성되고 중앙의 화분에는 26개의 통기공이 형성되어 있으며, 도 3의 (b)에서 최좌측 및 최우측의 화분에는 10개의 통기공이 형성되고 중앙의 화분에는 26개의 통기공이 형성되어, 중앙의 화분을 대칭으로하여 좌측 및 우측으로 갈 수록 통기공의 수가 적어지도록 형성된다. 이는 통기팬으로부터 비교적 거리가 먼 중앙의 화분의 통기성을 높이는 대신 통기팬으로부터 비교적 거리가 가까운 화분의 통기성을 낮추도록 하여 전체 화분들을 통과하는 공기의 흐름을 균일하도록 하기 위함이다. 그렇지 않고 일정하게 통기공을 형성하는 경우 통기팬에 가까운 화분을 통해 공기 정화가 주로 이루어지기 때문에 공기 정화의 효과가 떨어질 뿐만 아니라 가까운 화분측의 식물의 성장이 떨어지거나 식물의 성장에 이상이 발생되어 화분을 빈번하게 교체하는 문제가 발생될 수 있다.
도 4는 제어박스(30)의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 제어박스(30) 또는 제어부(30)는 복수의 센서로부터 감지된 데이터를 수신하기 위한 센서 입력부(32), 센서 입력부(32)로부터 입력된 데이터에 기반하여 화분의 상태를 판단하기 위한 화분 상태 판단부(34), 화분상태 판단부(30)에서의 판단 결과에 대응하여 LED를 점멸하기 위한 LED 제어부(33), 외부 공기질 측정 센서(330)의 측정 결과에 대응하여 모터(220a, 220b)의 회전을 제어하는 제1 및 제2 모터 구동부(35) 및 사용자의 스마트 폰에 설치된 어플리케이션과 통신을 수행하거나 관리자의 홈서버와의 통신을 수행하기 위한 통신부(160)를 포함한다.
센서 입력부(32)는 전술한 바와 같은, 양액 검출 센서(320), 외부 공기질 측정 센서(330) 및 토출 공기질 측정 센서(310a,310b)로부터 각종 데이터를 수신하고 제어부의 MPU(31)는 입력된 센서값들에 기반하여 미리 저장되어 있는 프로그램에 따라 토출팬 구동모터의 제어, LED의 점멸, 화분 교체 상태 통보 등을 수행하게 된다.
외부 공기질 측정 센서는 외부 공기의 이산화탄소 농도, 외부 공기의 휘발성유기화합물, 외부 공기의 미세먼지(초미세먼지)의 농도를 측정하도록 구성되고, 토출 공기질 측정 센서는 토출되는 공기의 이산화탄소 농도, 휘발성유기화합물, 미세먼지(초미세먼지)의 농도를 측정하도록 구성된다.
전술한 바와 같이 제어부의 MPU(31)는 감지된 결과에 기반하여 통신부(160)를 통해 사용자의 어플리케이션에 검출결과를 통지하거나 관리자의 서버에 검출결과 통보하도록 구성되는데, 통보되는 내용은 화분의 교체 통보 또는 영양제 보충 통보를 포함한다.
도 5는 전술한 바와 같은 화분 상태 판단부(34)에서의 화분 상태 판단의 처리 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이 제어부는 단계 S100에서 센서 입력부(32)로부터 복수의 센서의 값들 중 토출 공기질 측정 센서(310a,310b)로부터의 검출값을 입력받고 이를 분석한다.
이어진 단계 S200에서 화분 상태 판단부(34)는 토출 공기질 측정 센서(310a,310b)로부터의 판독된 값이 제1 기준치 이상인지를 판단한다. 제1 기준치는 다음과 같다.
제1 기준치
초미세먼지 > 25(μg/m2)
미세먼지 > 50(μg/m2)
VOC > 0.660ppm(mg/m2)
CO2 > 1,000(mg/m2)
단계 S200에서 검출된 공기질이 제1 기준치 이하인 경우에는 토출되는 공기의 질이 정상인것으로 판단하여 단계 S100으로 복귀되는 한편 단계 S200에서 제1 기준치 이상인 경우에는 단계 S300으로 진행된다.
단계 S300에서 화분 상태 판단부(34)는 토출 공기질 측정 센서(310a,310b)로부터의 판독된 값이 제2 기준치 이상인지를 판단한다. 제2 기준치는 다음과 같다.
제2 기준치
초미세먼지 > 35(μg/m2)
미세먼지 > 70(μg/m2)
VOC > 2.200ppm(mg/m2)
CO2 > 2,000(mg/m2)
단계 S300에서 검출된 공기질이 제2 기준치 이하인 경우에는 화분에 심어진 식물의 생장 상태가 좋지 않은 것으로 판단하여 단계 S450으로 진행되어 식물의 생장에 도움이 되는 영양제를 추가로 보급하여 줄것을 나타내는 정보를 생성하는 반면, 단계 S300에서 검출된 공기질이 제2 기준치 이상인 경우에는 화분에 심어진 식물이 더 이상 제기능을 할 수 없는 것으로 판단하여 단계 S400으로 진행되어 화분을 새로운 것으로 교체할 것을 나타내는 정보를 생성하게 된다.
제어부(30)의 단계 S400 및 단계 S450에서 생성된 정보는 통신부(36)을 통해 사용자의 앱 및/또는 관리자의 서버로 전송되고, 사용자 또는 관리자는 수신된 메시지를 통해 화분을 교체하거나 화분에 영양분을 공급함으로써 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치의 유지 및 관리가 용이하게 이루어지게 된다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6 및 도 7에 따른 제2 실시예는 기본적인 구성은 제1 실시예와 동일하다.
구체적으로 제2 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치는, 복수의 화분(40: 40a, 40b, 40c, 40d, 40e)이 설치되는 화분적재부(10); 화분 적재부의 중앙부에 설치되며 공기를 토출하기 위한 하나의 토출팬(210이 설치되는 토출팬 수용부(20); 및 토출팬(210)의 동작을 제어하고 화분의 상태를 모니터링하기 위한 제어박스(30)를 포함한다.
2개의 토출팬을 구비한 제1 실시예와 다르게 제2 실시예에 따른 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치는 하나의 토출팬(210)이 적재부 중앙에 형성된 토출팬 수용부(20)에 제공되고, 복수의 화분(40: 40a, 40b, 40c, 40d, 40e)은 중앙에 위치된 토출팬 수용부(20)를 감싸도록 그 둘레에 형성된다.
이와 같은 구조에서 토출팬(210)이 회전함에 따라 화분의 상부를 통해 공기가 유입되고 토출팬(210)의 상측으로 빠져 나와 공기가 정화될 수 있다.
한편 제1 실시예에서 공기를 정화하는 화분들(40: 40a, 40b, 40c, 40d, 40e)이 하나의 라인을 이루도록 설치됨에 따라 화분들에 형성되는 토출구는 제1 토출팬과 제2 토출팬의 중앙에 위치된 화분에 많은 수가 형성되고 중앙의 화분을 기준으로 토출팬에 가까울 수록 토출구가 작아지도록 형성되었지만, 제2 실시예에서는 화분들(40: 40a, 40b, 40c, 40d, 40e)이 하나의 토출팬(210)의 둘레부에 형성됨에 따라 제1 내지 제4 화분들은 동일한 수의 토출구를 갖도록 형성되어 균일한 공기가 통기될 수 있다.
한편 제2 실시예에 따른 공기 정화 장치는 화분의 배치 구조와 토출구의 수가 상이하지만 그 동작 원리는 전술한 제1 실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 공기 정화 장치 10: 화분 적재부
20: 토출팬 수용부 30: 제어박스
40a~40e: 화분 210a, 210b: 토출팬
220a, 220b: 공기여과 필터 120: 화분수용 개구부
130: 단차부 310: 토출용 공기질 검출 센서
320: 양액 검출 센서 330: 외부 공기질 검출 센서

Claims (6)

  1. 복수의 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치에 있어서,
    복수의 식물 화분이 유지되는 화분 적재부;
    상기 화분 적재부와 공기가 유통되도록 구성되고 하나 이상의 토출용 팬이 설치되는 토출팬 수용부; 및
    상기 토출팬의 구동을 제어하도록 형성된 제어부를 포함하고,
    복수의 식물 화분 각각은 화분 적재부의 상판에 형성된 개구를 통해 삽입되어 화분 적재부 내부에 유지되고, 복수의 식물 화분 각각에는 복수의 통기구가 형성되어 있으며, 상기 식물 화분의 각각에는 흙 대체재로서 인공토양인 퓨리라이트(purilite)가 충전되며,
    토출팬의 동작시 공기는 화분 적재부에 적재된 화분의 상면을 통해 퓨리라이트를 지나 토출용 팬을 통해 토출되고
    상기 토출팬 수용부에는 토출되는 공기의 질을 검출하기 위한 토출 공기질 측정 센서가 더 제공되고, 상기 제어부는 토출 공기질 측정 센서로부터 측정된 공기질을 수신하고, 수신된 공기질을 평가하여 평가 결과를 사용자에게 통보하도록 구성되고,
    토출 공기질 측정 센서는 토출되는 공기의 이산화탄소 농도(CO2), 휘발성유기화합물(VOC), 미세먼지 농도 및 초미세먼지 농도를 측정하도록 구성되고,
    초미세먼지 > 35(μg/m2)이고, 미세먼지 > 70(μg/m2)이고, VOC > 2.200ppm(mg/m2)이고, CO2 > 2,000(mg/m2)를 모두 만족하는 경우에 사용자에게 화분 교체를 통보하도록 구성되고,
    25 < 초미세먼지 < 35(μg/m2) 이고, 50 < 미세먼지 < 70(μg/m2)이고, 0.660 < VOC < 2.200ppm(mg/m2) 이고, 1,000 < CO2 < 2,000(mg/m2)를 모두 만족하는 경우에 사용자에게 식물 생육 영양제를 부가할 것을 통보하도록 구성되고,
    상기 복수의 화분은 화분 적재부에 일렬로 배치되고,
    상기 토출용 팬이 설치된 토출팬 수용부는 화분 적재부의 양단부에 각각 설치되고, 복수의 식물 화분 각각에 형성되는 통기구의 수는 토출팬 수용부와 근접할 수록 적게 형성되고 토출팬 수용부와 멀수록 많게 형성되는 것을 특징으로 하는
    복수의 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치.
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