KR102288923B1 - 공기청정기 - Google Patents

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KR102288923B1
KR102288923B1 KR1020200183059A KR20200183059A KR102288923B1 KR 102288923 B1 KR102288923 B1 KR 102288923B1 KR 1020200183059 A KR1020200183059 A KR 1020200183059A KR 20200183059 A KR20200183059 A KR 20200183059A KR 102288923 B1 KR102288923 B1 KR 102288923B1
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한라대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 흡기구를 통해 흡입된 외부의 공기를 광촉매 필터 역할을 하는 스테인리스 메시망을 통과시켜 해당 외부 공기에 포함된 미세먼지(예컨대, PM2.5 미세먼지)를 상기 스테인리스 메시망에 침착시키고 세라믹판의 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생함으로써 오염된 외부 공기를 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배기구를 통해 배출한다.
본 발명에 따르면 오염된 외부 공기를 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배출할 수 있으므로, 특히 사무실, 학교 교실 등과 같은 밀폐된 공간에서 공기청정기를 사용하는 중에 이산화탄소(CO2) 농도 증가로 인해 인체에 환경적인 악영향을 끼치는 종래의 문제점을 해소할 수 있다.

Description

공기청정기{Air cleaner}
본 발명은 공기청정기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 미세먼지 저감 기능과 산소 발생 기능을 구비한 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기의 성능은 실내보다는 외부 공기의 오염 농도 영향을 많이 받는 것으로 파악되고 있다.
한편, 미세먼지(혹은 초미세먼지) 농도가 더 심화되는 기후 환경에서 가정이나 사무실, 학교 교실 등과 같은 밀폐된 공간에서 공기청정기를 사용하다 보면 미세먼지는 일부 제거되지만 이산화탄소(CO2) 농도가 증가하여 인체에 환경적인 악영향을 끼치고, 이로 인해 밀폐된 공간에서의 일상생활에도 역시 나쁜 영향을 미치는 것으로 평가되고 있다.
통상의 공기청정기는 일정시간 사용하면 외부 공기를 순환시키는 등의 불편함이 있고, 외부 미세먼지 유입으로 인한 공기질 저하 문제가 대두되고 있다.
특히, 종래의 공기청정기를 학교 교실에서 사용하는 경우, 공기청정기의 미세먼지 제거 성능은 우수하지만 이산화탄소나 유해가스 처리 성능은 공기청정기보다 환기장치가 더 낫다는 평가를 받기도 한다.
1)KR10-2020-0041014 A
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 흡기구를 통해 흡입된 외부의 공기를 광촉매 필터 역할을 하는 스테인리스 메시망을 통과시켜 해당 외부 공기에 포함된 미세먼지(예컨대, PM2.5 미세먼지)를 상기 스테인리스 메시망에 침착시키고 세라믹판의 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생함으로써 오염된 외부 공기를 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배기구를 통해 배출하는 공기청정기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기청정기는, 하단부에 흡기구가 형성되어 있고 상단부에 배기구가 형성되어 있는 하우징과; 상기 하우징에 수용되고 상기 흡기구를 통해 외부의 공기를 흡입하여 상기 배기구를 통해 배출하는 환기팬; 상기 환기팬에 의해 흡입된 공기가 하단 개구를 통해 유입되는 하부 개방형 통체 형상이며, 표면에 이산화티타늄(TiO2)과 아파타이트(apatite), 텅스텐산칼슘(CaWO4), 칼슘몰리브데이트(CaMoO4) 및 텅스텐산아연(ZnWO4)의 혼합물이 코팅되어 광촉매 필터 역할을 하고 하단 개구를 통해 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 표면에 침착하는 스테인리스 메시망; 및 중앙부를 관통하는 상기 스테인리스 메시망에 고정되어 테두리 부분과 상기 하우징과의 사이에 통기로를 형성하고, 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망에 음이온 발생용 전원이 공급되면 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생하는 세라믹판;으로 구성되고, 상기 흡기구를 통해 흡입된 외부의 공기는 상기 스테인리스 메시망과 상기 세라믹판의 통기로를 통과함에 따라 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 상기 배기구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기 세라믹판의 직경은 상기 하우징의 내경보다 작게 형성되어 테두리 부분과 상기 하우징과의 사이에 통기로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기 세라믹판의 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망 중 한쪽에는 양극(+) 전원단이 연결되고 다른 한쪽에는 음극(-) 전원단이 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기 하우징은 다층 챔버로 구성되되 서로 이웃하는 챔버는 중앙부에 통기공이 형성된 절연 격벽판을 사이에 두고 연결되고, 각각의 챔버 내부에는 상기 스테인리스 메시망과 상기 세라믹판이 수용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기한 서로 이웃하는 챔버의 절연 격벽판의 통기공에는 상기 스테인리스 메시망이 연결되어 이웃 챔버를 통과한 공기가 해당 스테인리스 메시망의 하단 개구를 통해 유입되게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기 하우징의 흡기구를 통해 흡입된 외부의 공기는 최하위 챔버로부터 최상위 챔버까지 순차 통과한 청정한 공기 상태로 상기 배기구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공기청정기에 있어서, 상기 환기팬의 작동 중 부하의 크기가 상기 스테인리스 메시망의 막힘 여부를 판정하기 위하여 미리 정한 경보 부하 이상으로 감지되면 스테인리스 메시망 교체 경보를 알리는 경보 센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 오염된 외부 공기를 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배출할 수 있으므로, 특히 사무실, 학교 교실 등과 같은 밀폐된 공간에서 공기청정기를 사용하는 중에 이산화탄소(CO2) 농도 증가로 인해 인체에 환경적인 악영향을 끼치는 종래의 문제점을 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기를 나타낸 실시예.
도 2는 본 발명에 따른 공기청정기의 내부 구성을 나타낸 실시예.
도 3은 스테인리스 메시망의 사시도.
도 4는 세라믹판의 분해 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 공기청정기의 내부 구성을 나타낸 다른 실시예.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 공기청정기는 하기의 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야에 대하여 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 공기청정기(100)는 하우징(110)과 환기팬(120), 스테인리스 메시망(130), 세라믹판(140), 절연 격벽판(150), 경보 센서(160)를 포함하여 구성된다.
상기 하우징(110)은 하단부에 흡기구(111)가 형성되어 있고 상단부에 배기구(112)가 형성되어 있으며, 사각통체, 원통체 등의 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상기 환기팬(120)은 상기 하우징(110)에 수용되고 상기 흡기구(111)를 통해 외부의 공기를 흡입하여 상기 배기구(112)를 통해 배출한다.
도 2 및 도 5에 나타낸 실시예에서는 상기 환기팬(120)이 하우징(110)의 흡기구(111)가 형성된 하단부 챔버에 설치된 상태를 예시하고 있으며, 이와 달리 하우징(110)의 배기구(112)가 형성된 상단부 챔버에 설치될 수도 있다.
상기 스테인리스 메시망(130)은 상기 환기팬(120)에 의해 흡입된 공기가 하단 개구를 통해 유입되는 하부 개방형 통체 형상이다.
도 3에서는 원통 형상의 하단 개구형 스테인리스 메시망(130)을 예시하고 있으며, 이와 달리 직육면통 형상의 하단 개구형 등과 같이 다양한 형상으로 제작될 수 있고, 트윌 위브(Twill weave) 형상 혹은 더치 위브(Dutch weave) 형상인 것이 바람직하다.
상기 스테인리스 메시망(130)은 표면에 이산화티타늄(TiO2)과 아파타이트(apatite), 텅스텐산칼슘(CaWO4), 칼슘몰리브데이트(CaMoO4) 및 텅스텐산아연(ZnWO4)의 혼합물이 코팅되어 광촉매 필터 역할을 하고 하단 개구를 통해 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 표면에 침착하면서 분해 기능을 가진다.
상기 스테인리스 메시망(130)의 표면에 코팅된 이산화티타늄(TiO2)은 형광물질의 일종인 아파타이트(apatite)의 광촉매제 역할을 한다.
또한, 상기 텅스텐산칼슘(CaWO4)과 칼슘몰리브데이트(CaMoO4) 및 텅스텐산아연(ZnWO4)은 섬광 결정(scintillating crystals)이다.
상기 스테인리스 메시망(130)은 외부 공기가 상기 스테인리스 메시망(130)의 하단 개구로 유입되어 그 표면을 통해 배출되는 동안 외부 공기에 포함된 미세먼지가 그 표면에 침착하면서 분해되게 한다.
상기 세라믹판(140)은 중앙부를 관통하는 상기 스테인리스 메시망(130)에 고정되어 테두리 부분과 상기 하우징(110)과의 사이에 통기로(141)를 형성한다.
상기 세라믹판(140)의 직경은 상기 하우징(110)의 내경보다 작게 형성되어 테두리 부분과 상기 하우징(110)과의 사이에 통기로(141)를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 세라믹판(140)은 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142)에 음이온 발생용 전원이 공급되면 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망(130)을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생한다.
상기 세라믹판(140)의 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142) 중 한쪽에는 양극(+) 전원단이 연결되고 다른 한쪽에는 음극(-) 전원단이 연결되어 음이온 발생용 전원이 공급된다.
상기 산소 발생 메시망(142)은 스테인리스 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 하우징(110)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 다층 챔버로 구성되되 서로 이웃하는 챔버는 중앙부에 통기공(151)이 형성된 절연 격벽판(150)을 사이에 두고 연결되고, 각각의 챔버 내부에는 상기 스테인리스 메시망(130)과 상기 세라믹판(140)이 수용되는 것이 바람직하다.
상기 하우징(110) 내부에서 서로 이웃하는 챔버의 절연 격벽판(150)의 통기공(151)에는 상기 스테인리스 메시망(130)이 연결되어 이웃 챔버를 통과한 공기가 해당 스테인리스 메시망(130)의 하단 개구를 통해 유입되게 하는 것이 바람직하다.
상기 하우징(110)의 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 최하위 챔버로부터 최상위 챔버까지 순차 통과한 청정한 공기 상태로 상기 배기구(112)를 통해 외부로 배출된다.
상기 경보 센서(160)는 상기 환기팬(120)의 작동 중 부하의 크기가 상기 스테인리스 메시망(130)의 막힘 여부를 판정하기 위하여 미리 정한 경보 부하 이상으로 감지되면 스테인리스 메시망(130) 교체 경보를 알린다.
상기 경보 센서(160)는 상기 스테인리스 메시망(130)이 그 표면에 침착되는 미세먼지로 인해 막히는 경우 사용자에게 교체 경보를 알린다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기청정기(100)는 다음과 같이 작동한다.
도 2는 상기한 하우징(110)에 환기팬(120)과 스테인리스 메시망(130) 및 세라믹판(140)이 수용된 본 발명에 따른 공기청정기(100)의 내부 구성을 나타낸다.
이 경우, 상기 환기팬(120)이 작동하는 동안 상기 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 광촉매 필터 역할을 하는 상기 스테인리스 메시망(140)의 하단 개구로 유입되고, 해당 외부 공기가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면을 통해 배출되는 동안 해당 외부 공기에 포함된 미세먼지가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면에 침착된다.
이처럼, 상기 환기팬(120)이 작동하는 동안 상기 스테인리스 메시망(140)이 그 표면에 침착되는 미세먼지로 인해 막히는 경우, 상기 경보 센서(160)는 사용자에게 교체 경보를 알린다.
상기 외부 공기가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면을 통해 배출된 이후, 상기 세라믹판(140)은 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142)에 음이온 발생용 전원이 공급되면 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망(130)을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생한다.
이처럼, 도 2에서는 상기 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 상기 스테인리스 메시망(130)과 상기 세라믹판(140)의 통기로(141)를 통과함에 따라 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 상기 배기구(112)를 통해 외부로 배출된다.
다른 한편, 도 5는 상기한 하우징(110)이 다층 챔버로 구성되되 서로 이웃하는 챔버는 중앙부에 통기공(151)이 형성된 절연 격벽판(150)을 사이에 두고 연결되고, 각각의 챔버 내부에는 상기 스테인리스 메시망(130)과 상기 세라믹판(140)이 수용된 본 발명에 따른 공기청정기(100)의 내부 구성을 나타낸다.
이 경우, 상기 환기팬(120)이 작동하는 동안 상기 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 최하위 챔버에서 광촉매 필터 역할을 하는 상기 스테인리스 메시망(140)의 하단 개구로 유입되고, 해당 외부 공기가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면을 통해 배출되는 동안 해당 외부 공기에 포함된 미세먼지가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면에 침착된다.
이처럼, 상기 환기팬(120)이 작동하는 동안 상기 스테인리스 메시망(140)이 그 표면에 침착되는 미세먼지로 인해 막히는 경우, 상기 경보 센서(160)는 사용자에게 교체 경보를 알린다.
최하위 챔버에서 상기 외부 공기가 상기 스테인리스 메시망(140)의 표면을 통해 배출된 이후, 상기 세라믹판(140)은 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142)에 음이온 발생용 전원이 공급되면 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망(130)을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생한다.
최하위 챔버에서 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배출되는 공기는 이웃하는 그 다음 상위 챔버로 유입되고, 이러한 공기 청정 과정은 최상위 챔버까지 반복된다.
이때, 서로 이웃하는 챔버의 절연 격벽판(150)의 통기공(151)에는 상기 스테인리스 메시망(130)이 연결되어 이웃 챔버를 통과한 공기가 해당 스테인리스 메시망(130)의 하단 개구를 통해 유입되게 한다.
이처럼, 도 5에서는 상기 하우징(110)의 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 최하위 챔버로부터 최상위 챔버까지 순차 통과한 청정한 공기 상태로 상기 배기구(112)를 통해 외부로 배출된다.
상기한 바에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면 오염된 외부 공기를 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 배출할 수 있으므로, 특히 사무실, 학교 교실 등과 같은 밀폐된 공간에서 공기청정기를 사용하는 중에 이산화탄소(CO2) 농도 증가로 인해 인체에 환경적인 악영향을 끼치는 종래의 문제점을 해소할 수 있다.
100: 공기청정기 110: 하우징
111: 흡기구 112: 배기구
120: 환기팬 130: 스테인리스 메시망
140: 세라믹판 141: 통기로
142: 산소 발생 메시망 150: 절연 격벽판
151: 통기공 160: 경보 센서

Claims (7)

  1. 하단부에 흡기구(111)가 형성되어 있고 상단부에 배기구(112)가 형성되어 있는 하우징(110)과;
    상기 하우징(110)에 수용되고 상기 흡기구(111)를 통해 외부의 공기를 흡입하여 상기 배기구(112)를 통해 배출하는 환기팬(120);
    상기 환기팬(120)에 의해 흡입된 공기가 하단 개구를 통해 유입되는 하부 개방형 통체 형상이며, 표면에 이산화티타늄(TiO2)과 아파타이트(apatite), 텅스텐산칼슘(CaWO4), 칼슘몰리브데이트(CaMoO4) 및 텅스텐산아연(ZnWO4)의 혼합물이 코팅되어 광촉매 필터 역할을 하고 하단 개구를 통해 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 표면에 침착하는 스테인리스 메시망(130); 및
    중앙부를 관통하는 상기 스테인리스 메시망(130)에 고정되어 테두리 부분과 상기 하우징(110)과의 사이에 통기로(141)를 형성하고, 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142)에 음이온 발생용 전원이 공급되면 주변에 음이온을 발생하여 상기 스테인리스 메시망(130)을 통과한 공기에 포함된 이산화탄소(CO2)와 음이온 전자(e-)와의 충돌을 야기시켜 이산화탄소(CO2)를 탄소(C)와 산소(O2)로 분리하여 산소를 발생하는 세라믹판(140);
    으로 구성되고,
    상기 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 상기 스테인리스 메시망(130)과 상기 세라믹판(140)의 통기로(141)를 통과함에 따라 미세먼지가 제거되고 산소가 증가한 청정 공기 상태로 상기 배기구(112)를 통해 외부로 배출되고,
    상기 하우징(110)은 다층 챔버로 구성되되 서로 이웃하는 챔버는 중앙부에 통기공(151)이 형성된 절연 격벽판(150)을 사이에 두고 연결되고, 각각의 챔버 내부에는 상기 스테인리스 메시망(130)과 상기 세라믹판(140)이 수용되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹판(140)의 직경은 상기 하우징(110)의 내경보다 작게 형성되어 테두리 부분과 상기 하우징(110)과의 사이에 통기로(141)를 형성하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹판(140)의 양 측면에 각각 밀착된 산소 발생 메시망(142) 중 한쪽에는 양극(+) 전원단이 연결되고 다른 한쪽에는 음극(-) 전원단이 연결되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기한 서로 이웃하는 챔버의 절연 격벽판(150)의 통기공(151)에는 상기 스테인리스 메시망(130)이 연결되어 이웃 챔버를 통과한 공기가 해당 스테인리스 메시망(130)의 하단 개구를 통해 유입되게 하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징(110)의 흡기구(111)를 통해 흡입된 외부의 공기는 최하위 챔버로부터 최상위 챔버까지 순차 통과한 청정한 공기 상태로 상기 배기구(112)를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 환기팬(120)의 작동 중 부하의 크기가 상기 스테인리스 메시망(130)의 막힘 여부를 판정하기 위하여 미리 정한 경보 부하 이상으로 감지되면 스테인리스 메시망(130) 교체 경보를 알리는 경보 센서(160)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  7. 삭제
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