KR102292674B1 - 공기청정장치 및 이를 이용한 공기청정방법 - Google Patents

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Abstract

공기청정장치 및 공기청정장치를 이용한 공기청정방법이 제공된다. 장치 하단부에서는 장치 주변에 살균수를 살포하여 공기를 정화시키고 살균하기 위하여 팬을 이용하여 차아염소산수 등의 살균수가 자연 증발되어 외부에 배출되고, 장치 상단부에서는 자외선을 조사하여 내부 공기 중의 세균을 사멸시키며, 헤파필터를 사용하여 세균 및 미세먼지의 배출을 방지할 수 있도록 하여 효과적인 공기청정이 이루어질 수 있도록 한다.

Description

공기청정장치 및 이를 이용한 공기청정방법{Air purification device and air purification method using the same}
본 발명은 공기청정장치 및 이를 이용한 공기청정방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 안전성 있는 친환경 살균수를 이용하여 1차 살균, 자외선을 이용하여 2차 살균하여 안정적인 유해물질 차단이 이루어지도록 하는 공기청정장치 및 이를 이용하여 공기를 정화하는 방법에 관한 것이다.
최근 급격하게 악화된 공기의 질과 최근 전염병의 확산으로 인해 건강과 환경에 대한 국민의 관심이 높아지면서 오염된 공기를 깨끗하게 만들어주는 공기청정기 등의 기계장치의 수요가 급증하고 있다.
공기청정의 방식에는 집진필터식, 흡진필터식, 습식, 전기식, UV광촉매식 등의 여러 가지가 있는데, 그 중에서 특히 세균이나 바이러스 사멸에 효과가 있는 살균수를 이용하는 공기청정방식 등이 있는데, 일반적인 살균수를 분사하는 방식의 공기청정방식의 경우에는 살균수 분자가 멀리 퍼지기 어렵고, 눈에 보일 수 있 있어 작은 분자로 분사하여 살균수 분자 무게를 줄여 살균수를 멀리 퍼트림으로써 더욱 넓은 범위까지 커버할 수 있는 공기청정장치에 대한 필요성이 있다.
전술한 문제점을 위해 본 발명이 이루고자 하는 과제는, 바이러스나 세균의 살균을 위하여 친환경 살균수를 미세한 미스트로 자연증발 외부로 방출함으로써 1차 공기청정이 이루어지고, 이후 자외선 조사 방식을 통하여 자외선 램프와 일을 집중시킬 수 있는 반사판을 활용하여 효과적으로 살균이 이루어지도록 하는 2차 공기청정이, 이후 공기가 장치에서 배출될 때 필터를 통해 세균과 미세먼지의 배출을 방지하는 3차 공기청정이 하나의 장치에서 이루어질 수 있도록 하는 친환경 공기청정장치를 제공할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 공기청정장치는, 살균수를 통한 제1공기청정이 이루어지는 하단부 및 자외선을 통한 제2공기청정이 이루어지는 상단부; 상기 하단부에 위치하는 수조로 살균수를 저장하는 약제탱크; 상기 약제탱크 내부에 위치하여 살균수를 수면 상단에 노출되도록 회전면이 수면에 수직하게 세워져 외주면의 일부가 살균수에 잠긴 채로 회전하는 하부팬; 상기 하부팬의 상단에 위치하는 상부팬을 회전시켜, 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들여 제1청정구역인 상기 약제탱크의 외주면에 부딪치고 살균수 주변에 불규칙한 와류가 형성되어 증발된 살균수가 제2청정구역으로 배출되도록 하단에서 상단 방향으로 송풍하는 모터; 상기 상단부 내부의 제2청정구역에 자외선을 발생시켜 상기 제2청정구역 내부에 조사됨으로써 제2공기청정이 이루어지도록 빛을 비추는 자외선 램프; 상기 상단부에 위치하여 주변의 환경 정보를 측정하는 센서부; 및 상기 장치의 구동 강도, 수위임계값, 미세먼지임계값 등을 설정하고, 현재 상태 등의 장치 정보를 표시하는 제어부;를 포함한다.
상기 살균수는, 차아염소산수(HOCl)인 것 또는 차아염소산수(HOCl)에 방향제를 첨가한 것이다.
상기 약제탱크는, 내부에 저장된 상기 살균수의 수위를 측정하는 레벨 센서; 더 포함한다.
상기 제어부는, 상기 레벨 센서에서 측정된 살균수의 수위가 수위임계값을 초과하지 않는 경우에는 살균수의 보충이 필요함을 나타내는 알림이 이루어진다.
상기 센서부는, 주변의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 센서; 및 주변의 습도를 측정하는 습도 센서;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 미세먼지 센서에서 측정된 미세먼지 농도가 미세먼지임계값을 초과하는 경우에는 상기 모터의 회전속도를 증가시킨다.
상기 하부팬은, 수평 방향으로 누운 원통형상의 회전체로서, 양 쪽 원형면은 물결 모양의 다중 날개 형태 가공이, 외주면을 따라서는 다수의 요철 가공이 이루어진다.
상기 자외선 램프는, 253.7nm 파장대의 자외선을 발생시킨다.
상기 상단부는, 내측면이 미리 설정된 곡률로 마련되어 상기 자외선 램프에서 발생한 자외선 빛을 반사시켜 상기 자외선 램프가 발생시키는 자외선 빛을 목표지점에 집중되도록 하는 반사판;을 더 포함한다.
상기 상단부는, 미세 집진 필터에 항균 기능을 첨가하여 상기 장치 내부에서 외부로 배기될 때 세균 및 미세먼지의 배출이 차단되도록 하는 제3공기청정이 이루어지는 헤파필터;를 더 포함한다.
상기 상단부는, 상기 자외선 램프에서 발생한 자외선이 상기 하단부 또는 상기 공기청정장치의 외부로 통과되지 않도록 차단된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 약제탱크, 하부팬, 상부팬, 모터, 자외선 램프, 센서부 및 제어부를 포함하는 공기청정장치를 이용한 공기청정방법은, (a) 상기 약제탱크 내부에 저장된 살균수에 회전면이 수면에 수직하게 세워져 외주면의 일부가 살균수에 잠긴 채로 하부팬이 회전하여 살균수를 수면 상단에 노출되도록 하는 단계; (b) 상기 하부팬의 상단에 설치된 상부팬을 회전시켜, 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들여 제1청정구역인 상기 약제탱크의 외주면에 부딪치고 살균수 주변에 불규칙한 와류가 형성되어 증발된 살균수가 제2청정구역으로 배출되도록 하단에서 상단 방향으로 송풍하여 상기 상부팬을 회전시키는 모터의 회전 속도를 조정하는 제1공기청정 단계; 및 (c) 상기 자외선 램프가 구동하여 제2청정구역 내부에 자외선이 조사됨으로써 제2청정구역의 세균을 사멸시키도록 자외선을 비추는 제2공기청정 단계;를 포함한다.
상기 살균수는, 차아염소산수(HOCl)인 것 또는 차아염소산수(HOCl)에 방향제를 첨가한 것이다.
(d) 상기 약제탱크 내부에 위치하여 살균수의 수위를 측정하는 레벨센서에서 측정된 살균수의 수위가 수위임계값을 초과하지 않는 경우에는 살균수의 보충이 필요함을 나타내는 알림이 제어부를 통해 이루어지는 단계;를 더 포함한다.
상기 (b)단계는, 상기 센서부에 포함된 미세먼지 센서에서 측정된 미세먼지의 농도가 미세먼지임계값을 초과하는 경우에는 제어부는 하단에서 상단을 향하는 방향으로 송풍하도록 설치된 상부팬을 회전시키는 모터의 회전 속도를 증가시킨다.
상기 (c)단계에서 상기 자외선 램프는, 253.7nm 파장대의 자외선을 발생시킨다.
상기 (c)단계는, 상기 자외선 램프의 주변에 내측면이 미리 설정된 곡률로 마련되어 상기 자외선 램프에서 발생한 자외선 빛을 반사시키는 반사판을 위치시켜 상기 자외선 램프가 발생시키는 자외선 빛을 목표지점에 집중되도록 한다.
(e) 상기 장치의 하우징의 전부 또는 일부에 미세 집진 필터에 항균 기능을 첨가한 헤파필터가 장착되어 장치 내부에서 외부로 유출되는 공기 중에서 세균 및 미세먼지의 배출이 차단되도록 하는 제3공기청정 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따르면,
바이러스나 세균의 살균을 위하여 친환경 살균수를 미세한 미스트로 자연증발 외부로 방출함으로써 1차 공기청정이 이루어지고, 이후 자외선 조사 방식을 통하여 자외선 램프와 일을 집중시킬 수 있는 반사판을 활용하여 효과적으로 살균이 이루어지도록 하는 2차 공기청정이, 이후 공기가 장치에서 배출될 때 필터를 통해 세균과 미세먼지의 배출을 방지하는 3차 공기청정이 하나의 장치에서 이루어질 수 있도록 하는 친환경 공기청정장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 외부면을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 내부 구조 나타낸 사시도,
도 4는 자외선 파장대별 효능 및 자외선 파장대 별 살균 효과를 나타낸 그래프,
도 5는 차아염소산수 약제의 살균력과 안전성 비교 평가 결과,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치 내부의 약제탱크를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 하부팬을 외부로 노출시키는 상태도,
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치 내부의 하부팬을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도,
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도,
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
또한 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 '…부', '…기', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, '일', '하나' 및 '그' 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술 내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 외부면을 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치(100)는 모서리가 둥근 사각 기둥의 형상의 하단에 지지대가 포함된 형태로 나타낼 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치(100)는 장치로 표현될 수 있다.
공기청정장치(100)의 외부면은, 중앙부의 4면의 케이스(200), 상단의 곡률이 있는 반사판(320) 등을 포함할 수 있다.
여기서 4면의 케이스(200) 중 어느 한 면에는 공기의 통과가 가능한 메인흡기구(211)가 포함될 수 있다.
주로 이러한 메인흡기구(211)가 포함되는 면은 공기청정장치(100)의 후면으로 할 수 있다.
또한 이러한 메인흡기구(211)는, 후술할 하부팬(410) 부분을 교체하거나 점검 등을 위한 분해가 필요할 경우에 탈거되거나 바깥쪽으로 열릴 수 있다.
4면의 케이스(200) 중 메인흡기구(211)가 있는 면을 제외한 나머지 3면의 어느 하나 이상에는 공기의 통과가 가능한 서브흡기구(212)가 포함될 수 있다.
이처럼 케이스의 하단에는 메인흡기구(211), 서브흡기구(212) 등 장치가 공기를 유입시킬 수 있는 흡기구가 포함될 수 있다.
여기서 반사판(320)에 대해서는 후술한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 내부 구조 나타낸 사시도이다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치(100)는 후술할 상부팬(440)을 회전시키는 상부팬 모터(450)의 상단을 기준으로 상단부(300)와 하단부(400)로 구분할 수 있다.
여기서 하단부(400)에서는 살균수(430)의 1차 소독(공기청정), 즉 제1공기청정이, 상단부(300)에서는 자외선 조사로 2차 소독(공기청정), 즉 제2공기청정이 이루어진다.
여기서 하단부(400)에는, 하부팬(410), 하부팬 지지부(411), 약제탱크(420), 약제탱크 내부의 레벨 센서(421), 살균수(430), 상부팬(440), 상부팬 모터(450) 등이 포함될 수 있다.
여기서 하단부(400)에는 하부에 위치하는 수조로서 살균수(430)를 담아 저장하는 약제탱크(420)가 설치된다.
이러한 약제탱크(420)에는 내부에 저장된 살균수(430)에 그 외주면의 일부가 잠긴 하부팬(410)이 설치되는데, 여기서 하부팬(410)은, 살균수(430)를 수면 상단에 노출되도록 그 회전면이 수면에 수직하게 세워져 외주면의 일부가 살균수(430)에 잠긴 채로 회전한다.
이는 살균수(430)를 분무기형 노즐 분사가 아닌 자연 증발식으로 방출하기 위함이며, 이러한 하부팬(410)이 1/2가량 잠기게 한 후 연속적으로 회전시킴으로써 살균수(430)의 표면적을 증가시킴으로써 보다 더 많은 양의 살균수(430)가 증발하여 효과적인 공기청정이 이루어질 수 있도록 한다.
이처럼 노즐 분사가 아닌 자연 증발식의 방법을 채택한 것은 노즐 분사 보다 살균수(430)의 분자가 더 작은 형태가 됨으로써 더욱 작고 가벼워 바람에 의해 더욱 먼 공간까지 살균수(430) 분자가 퍼질 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 의하는 경우 살균수(430) 분자가 마이크로 미스트 형태로 방출될 수 있다.
여기서 약제탱크(420)에는 그 내부에 저장된 살균수(430)의 수위를 측정 하는 레벨 센서(421)가 포함될 수 있으며, 이러한 레벨 센서(421)를 이용하여 살균수(430)의 수위를 파악한다.
이 경우 제어부(340)는, 레벨 센서(421)를 이용하여 측정된 살균수(430)의 수위가 수위임계값을 초과하지 않는 경우에는 살균수(430)의 보충이 필요함을 나타내는 알림이 이루어지도록 한다.
여기서 수위임계값은 사용자가 별도로 설정하거나, 운영자에 의해 자동으로 설정될 수 있다.
여기서 알림은 기기 자체에서 별도 LED등이나, 지시등, 디스플레이 등에 표시하여 알리거나, 제어부(340)와 연결된 별도의 사용자 단말에 나타낼 수 있고, 두 가지 알림 방법 모두를 사용할 수도 있다.
여기서 상단부(300)에는 하단부(400)의 약제탱크(420)의 살균수(430)를 보충할 수 있는 살균수 보충부(350)를 포함하며, 이러한 살균수 보충부(350)는, 장치를 분해하지 않고도 살균수를 보충할 수 있는 주입구(351) 및 주입구에서 약제탱크(420)까지 관 형태로 연결되어 살균수(430)가 이동할 수 있는 보충관(352)을 포함한다.
여기서 주입구(351)는 마개 또는 뚜껑으로 개폐 가능하며, 장치 최상단의 커버 부분인 컨트롤 커버를 오픈하면 별도 개폐 없이 주입구(351)로 살균수(430)를 보충할 수도 있다.
여기서 컨트롤 커버는 원터치 방식으로 오픈 가능하여 공기청정장치(100)의 분해 없이도 살균수의 주입이 가능하도록 한다.
또한 하단부(400)에는 이처럼 하부팬(410)에 의해 수면 상단으로 노출된 살균수 분자를 증발시키기 위하여 그 상단에 상부팬(440)과 이를 회전시키는 상부팬 모터(450)가 포함된다.
여기서 상부팬(440)은, 하부팬(410)의 상단에 위치하여, 하단에서 상단을 향하는 방향으로 불도록 바람을 발생시켜 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들이며, 제1청정구역인 상기 약제탱크 벽에 부딪칠 때 살균수(430) 주변에 불규칙한 와류가 형성되도록 하여 살균수(430)를 자연증발시키며, 이처럼 하단에서 상단 방향으로 송풍하여 증발된 살균수(430) 분자가 자외선이 조사되는 제2청정구역으로 배출됨으로써 제1공기청정이 이루어지도록 상부팬 모터(450)에 의해 회전한다.
여기서 상부팬 모터(450)는, 상부팬(440)의 회전 속도 조절이 가능한 BLDC motor를 사용할 수 있다.
여기서 상부팬(440)의 송풍에 의해 증발된 살균수(430) 분자는 하단부(400) 중 살균수 수면의 상단 부분으로 증발되어 이후 제2공기청정, 제3공기청정 등을 거쳐 메인흡기구(211), 서브흡기구(212) 기타 흡배기구 등을 통해 외부로 배출되는데, 여기서 살균수(430) 분자가 증발된 하단부(400) 중 약제탱크(420) 주변 부분을 제1청정구역이라 칭할 수 있다.
이를 통해 장치 주변의 세균을 사멸시킬 수 있다.
또한 상단부(300)에는, 자외선 램프(310), 반사판(320), 센서부(330), 제어부(340), 살균수 보충부(350) 등이 포함될 수 있다.
여기서 상단부(300)의 내부에는, 자외선을 발생시켜 살균이 이루어지도록 하는 자외선 램프(310)가 설치된다.
여기서 자외선 램프(310)는, 상단부(300) 내부의 공간에 자외선을 조사하며, 상단부(300)에는 내측면이 미리 정해진 곡률로 마련되어 상기 자외선 램프(310)에서 발생한 자외선 빛을 반사시켜 상기 자외선 램프(310)가 발생시키는 자외선 빛을 목표지점에 집중되도록 하는 반사판(320)이 포함될 수 있다.
이러한 반사판(320)은 자외선을 모아주는 UV Light focus 장치로서, 반사판(320)을 통해 목표지점을 집중적으로 비추어 효율적으로 살균이 이루어질 수 있으며, 반사판(320)의 내부는 반사가 잘 되는 stainless 재질 또는 흰색으로 코팅된 stainless 재질로 이루어질 수 있다.
여기서 목표지점은 상단부(300) 내부의 중심부에 해당할 수 있다.
여기서 자외선 램프(310)는, 인체의 피해를 방지하기 위하여 오존이 발생하는 185nm의 광파장대를 피하여 자외선을 발생시킬 수 있고, 특히, 가장 살균효과가 뛰어난 253.7 nm 파장대의 자외선을 방출하여 살균할 수 있다.
도 4는 자외선 파장대별 효능 및 자외선 파장대 별 살균 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4-(a)를 참조하면 자외선 파장대별 효능으로 180nm에서 280nm 사이의 UV-C 구간에 Germicidal(살균) 구간이 분포함이 나타나며, 180nm 이하 구간의 vacuum UV 구간은 오존이 발생되는 구간을 나타낸다.
도 4-(b)를 참조하면 자외선 파장대별 살균 효과가 나타나며, 253.7nm 파장대에서 UV 램프를 사용할 때 살균 효과가 높은 것으로 나타난다.
이러한 자외선 램프(310)는, 중심부를 기준으로 양 방향에 각각 제1자외선 램프(311), 제2자외선 램프(312) 등 하나 이상이 설치될 수 있다.
양 방향에 자외선 램프(311, 312)를 배치하여 이중으로 초강력 살균이 이루어질 수 있다.
또한 여기서 센서부(330)는, 상단부의 상부 등에 위치하여 주변의 환경 정보를 측정하며, 여기에는 주변의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 센서(331), 주변의 습도를 측정하는 습도 센서(332) 등이 포함될 수 있다.
여기서 미세먼지 센서(331)에서 측정된 미세먼지 농도가 미세먼지임계값을 초과하는 경우에는 제어부(340)는 상부팬 모터(450)의 회전속도를 증가시킬 수 있다.
이러한 경우 주변의 공기가 빠르게 흡기 및 배기되어 주변의 공기가 빠르게 정화될 수 있다.
여기서 미세먼지임계값은 사용자가 별도로 설정하거나, 운영자에 의해 자동으로 설정될 수 있다.
또한 제어부(340)는, 이와 같은 공기청정장치(100)의 구동 강도, 수위임계값, 미세먼지임계값 등을 설정할 수 있고, 현재 장치의 상태, 환경 정보 등의 장치 정보를 표시할 수 있다.
여기서 센서부(330)는 제어부(340)와 마찬가지로 상단부(300)의 상부 등에 위치할 수 있다.
여기서 상단부(300) 또는 장치의 하우징의 전부 또는 일부 에는 잔류 세균의 자외선 살균, 미세먼지 배출 방지 등을 위해 세균 포집용 헤파(HEPA) 필터가 더 포함될 수 있다.
여기서 헤파 필터는 미세 집진 필터에 항균 기능을 첨가하여 상기 장치 내부에서 외부로 배기될 때 세균을 사멸시키고, 미세먼지의 배출을 차단하여 제3공기청정이 이루어질 수 있도록 한다.
여기서 외부로 배기되기 위한 배출구는 공기청정장치(100)의 상단부(300)의 제어부(340) 주변에 위치할 수 있다.
또한 여기서 상단부(300)와 하단부(400)는 상단부(300)의 자외선이 하단부(400)으로 통과되지 않도록 서로 자외선이 차단되며, 공기청정장치(100)의 외부로도 자외선이 통과되지 않도록 차단된다.
이는, 자외선이 인체에 직접 조사되는 것을 방지하고, 살균수(430)의 오염이나 변형을 방지하기 위함이다.
여기서 살균수(430)는 차아염소산수(HOCl)일 수 있으며, 여기서 차아염소산수(HOCl)에는 방향제를 첨가될 수도 있다.
도 5는 차아염소산수 약제의 살균력과 안전성 비교 평가 결과이다.
도 5를 참조하면, 여기서 차아염소산수(HOCl)를 사용하는 것은 소독 대상이 환경, 도구, 손 등의 피부, 점막 등을 소독할 수 있을 뿐만 아니라 대상 미생물의 범위도 넓어 살균력이 크고, 안전성이 높기 때문이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치 내부의 약제탱크를 나타낸 사시도이다.
도 6를 참조하면, 공기청정장치(100)의 약제탱크(420)는 하단부(400)의 하단에 위치한 수조 형태로, 상부는 원형으로 뚫려 있으며, 좌측 상단과 마찬가지로 살균수 보충부(350)의 보충관(352)이 연결될 수 있도록 관을 끼울수 있는 살균수 주입구가 돌출되어 형성될 수 있다.
도 6-(a)에는 약제탱크(420)의 외주면의 사시도가, 도 6-(b)에는 약제탱크(420) 내부의 살균수(430)에 반 정도 잠긴 하부팬(410)이 위치한 모습이 도시된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치의 하부팬을 외부로 노출시키는 상태도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치(100)의 메인흡기구(211)는, 바깥쪽으로 열릴 수 있는 구조로, 해당 부분을 열어보면, 장치 내부의 하부팬(410)을 확인할 수 있고, 이처럼 하부팬 지지부(411)에 하부팬(410)이 담겨있는 구조를 확인할 수 있다.
여기서 하부팬 지지부(411)는 공기청정장치(100)의 메인흡기구(211)에 부착되어 있거나 분리될 수 있다.
이처럼 하부팬(410)을 외부로 노출시킴으로서 하부팬(410)을 수리하거나 교체, 변경 등이 손쉽게 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치 내부의 하부팬을 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치(100)의 하부팬(410)은 수평 방향으로 누운 원통형상의 회전체로서, 양 쪽의 원형면은 물결 모양의 다중 날개 형태 가공이, 이를 포함한 외주면에는 다수의 요철 가공이 이루어져 살균수(430)의 표면적을 더욱 넓게 확보할 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법은 약제탱크(420), 하부팬(410), 상부팬(440), 상부팬 모터(450) 등을 포함하는 하단부(400) 및 자외선 램프(310), 센서부(330), 제어부(340) 등을 포함하는 상단부(300)를 포함하는 공기청정장치(100)를 이용한 공기청정방법이다.
도 9을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법은 하부팬(410)이 살균수(430)에 잠긴 채로 회전하는 단계(S100), 상부팬(440)을 회전시키는 제1공기청정 단계(S200), 자외선 램프(310)가 구동하는 제2공기청정 단계(S300)를 포함한다.
여기서 회전하는 단계(S100)는 약제탱크(420) 내부에 저장된 살균수(430)에 회전면이 수면에 수직하게 세워져 외주면의 일부가 살균수(430)에 잠긴 채로 하부팬(410)이 회전한다.
이는 살균수(430)를 분무기형 노즐 분사가 아닌 자연 증발식으로 방출하기 위함이며, 이러한 하부팬(410)이 1/2가량 잠기게 한 후 연속적으로 회전시킴으로써 살균수(430)의 표면적을 증가시킴으로써 보다 더 많은 양의 살균수(430)가 증발하여 효과적인 공기청정이 이루어질 수 있도록 한다.
이처럼 노즐 분사가 아닌 자연 증발식의 방법을 채택한 것은 노즐 분사 보다 살균수(430)의 분자가 더 작은 형태가 됨으로써 더욱 작고 가벼워 바람에 의해 더욱 먼 공간까지 살균수(430) 분자가 퍼질 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 의하는 경우 살균수(430) 분자가 마이크로 미스트 형태로 방출될 수 있다.
여기서 상단부(300)에는 하단부(400)의 약제탱크(420)의 살균수(430)를 보충할 수 있는 살균수 보충부(350)를 포함하며, 이러한 살균수 보충부(350)는, 장치를 분해하지 않고도 살균수를 보충할 수 있는 주입구(351) 및 주입구에서 약제탱크(420)까지 관 형태로 연결되어 살균수(430)가 이동할 수 있는 보충관(352)을 포함한다.
여기서 주입구(351)는 마개 또는 뚜껑으로 개폐 가능하며, 장치 최상단의 커버 부분인 컨트롤 커버를 오픈하면 별도 개폐 없이 주입구(351)로 살균수(430)를 보충할 수도 있다.
여기서 컨트롤 커버는 원터치 방식으로 오픈 가능하여 공기청정장치(100)의 분해 없이도 살균수의 주입이 가능하도록 한다.
또한 제1공기청정 단계(S200)는 상부팬 모터(450)를 구동하여 상부팬(440)을 회전시켜 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들여 제1청정구역인 상기 약제탱크 벽에 부딪칠 때 살균수 주변에 불규칙한 와류가 형성되도록 하단에서 상단 방향으로 송풍하여 증발된 살균수가 제2청정구역으로 배출되도록 한다.
여기서 상부팬(440)은, 하부팬(410)의 상단에 위치하여, 하단에서 상단을 향하는 방향으로 불도록 바람을 발생시켜 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들이며, 제1청정구역인 상기 약제탱크 벽에 부딪칠 때 살균수(430) 주변에 불규칙한 와류가 형성되도록 하여 살균수(430)를 자연증발시키며, 이처럼 하단에서 상단 방향으로 송풍하여 증발된 살균수(430) 분자가 자외선이 조사되는 제2청정구역으로 배출됨으로써 제1공기청정이 이루어지도록 상부팬 모터(450)에 의해 회전한다.
여기서 상부팬 모터(450)는, 상부팬(440)의 회전 속도 조절이 가능한 BLDC motor를 사용할 수 있다.
여기서 상부팬(440)의 송풍에 의해 증발된 살균수(430) 분자는 하단부(400) 중 살균수 수면의 상단 부분으로 증발되어 이후 제2공기청정, 제3공기청정 등을 거쳐 메인흡기구(211), 서브흡기구(212) 기타 흡배기구 등을 통해 외부로 배출되는데, 여기서 살균수(430) 분자가 증발된 하단부(400) 중 약제탱크(420) 주변 부분을 제1청정구역이라 칭할 수 있다.
이를 통해 장치 주변의 세균을 사멸시킬 수 있다.
또한 상단부(300)의 센서부(330)는, 상단부의 상부 등에 위치하여 주변의 환경 정보를 측정하며, 여기에는 주변의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 센서(331), 주변의 습도를 측정하는 습도 센서(332) 등이 포함될 수 있다.
여기서 미세먼지 센서(331)에서 측정된 미세먼지 농도가 미세먼지임계값을 초과하는 경우에는 제어부(340)는 상부팬 모터(450)의 회전속도를 증가시킬 수 있다.
이러한 경우 주변의 공기가 빠르게 흡기 및 배기되어 주변의 공기가 빠르게 정화될 수 있다.
여기서 미세먼지임계값은 사용자가 별도로 설정하거나, 운영자에 의해 자동으로 설정될 수 있다.
또한 제2공기청정 단계(S300)는, 자외선 램프(310)가 구동하여 제2청정구역의 세균을 사멸시키도록 자외선을 조사한다.
여기서 자외선 램프(310)는, 상단부(300) 내부의 공간에 자외선을 조사하며, 상단부(300)에는 내측면이 미리 정해진 곡률로 마련되어 상기 자외선 램프(310)에서 발생한 자외선 빛을 반사시켜 상기 자외선 램프(310)가 발생시키는 자외선 빛을 목표지점에 집중되도록 하는 반사판(320)이 포함될 수 있다.
이러한 반사판(320)은 자외선을 모아주는 UV Light focus장치로서, 반사판(320)을 통해 목표지점을 집중적으로 비추어 효율적으로 살균이 이루어질 수 있으며, 반사판(320)의 내부는 반사가 잘 되는 stainless 재질 또는 흰색으로 코팅된 stainless 재질로 이루어질 수 있다.
여기서 목표지점은 상단부(300) 내부의 중심부에 해당할 수 있다.
여기서 자외선 램프(310)는, 인체의 피해를 방지하기 위하여 오존이 발생하는 185nm의 광파장대를 피하여 자외선을 발생시킬 수 있고, 특히, 가장 살균효과가 뛰어난 253.7 nm 파장대의 자외선을 방출하여 살균할 수 있다.
이러한 자외선 램프(310)는, 중심부를 기준으로 양 방향에 각각 제1자외선 램프(311), 제2자외선 램프(312) 등 하나 이상이 설치될 수 있다.
양 방향에 자외선 램프(311, 312)를 배치하여 이중으로 초강력 살균이 이루어질 수 있다.
또한 제어부(340)는, 이와 같은 공기청정장치(100)의 구동 강도, 수위임계값, 미세먼지임계값 등을 설정할 수 있고, 현재 장치의 상태, 환경 정보 등의 장치 정보를 표시할 수 있다.
여기서 센서부(330)는 제어부(340)와 마찬가지로 상단부(300)의 상부 등에 위치할 수 있다.
또한 여기서 상단부(300)와 하단부(400)는 상단부(300)의 자외선이 하단부(400)으로 통과되지 않도록 서로 차단되며, 상단부(300)의 외부로도 자외선이 통과되지 않도록 차단된다.
이는, 자외선이 인체에 직접 조사되는 것을 방지하고, 살균수(430)의 오염이나 변형을 방지하기 위함이다.
여기서 살균수(430)는 차아염소산수(HOCl)일 수 있으며, 여기서 차아염소산수(HOCl)에는 방향제를 첨가될 수도 있다.
여기서 회전하는 단계(S100), 제1공기청정 단계(S200), 제2공기청정 단계(S300)는 동시에 또는 순차적으로 진행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도이다.
도 10를 참조하면, 상기 제2공기청정 단계(S300) 이후에 살균수 보충 알림 단계(S400)가 포함될 수 있다.
다만, 도 10에는 순차적으로 도시하였으나, 알림 단계(S400)는 순서와 상관 없이 상기 회전하는 단계(S100), 제1공기청정 단계(S200), 제2공기청정 단계(S300)와 동시에 또는 어느 단계에서도 진행될 수 있다.
알림 단계(S400)에서는 약제탱크(420)에 포함된 레벨 센서(421)를 이용하여 살균수(430)의 수위를 파악한다.
이 경우 제어부(340)는, 레벨 센서(421)를 이용하여 측정된 살균수(430)의 수위가 수위임계값을 초과하지 않는 경우에는 살균수(430)의 보충이 필요함을 나타내는 알림이 이루어지도록 한다.
여기서 수위임계값은 사용자가 별도로 설정하거나, 운영자에 의해 자동으로 설정될 수 있다.
여기서 알림은 기기 자체에서 별도 LED등이나, 지시등, 디스플레이 등에 표시하여 알리거나, 제어부(340)와 연결된 별도의 사용자 단말에 나타낼 수 있고, 두 가지 알림 방법 모두를 사용할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 공기청정방법을 나타낸 순서도이다.
도 11를 참조하면, 상기 제2공기청정 단계(S300) 이후에 제3공기청정 단계(S500)가 포함될 수 있다.
다만, 도 11에는 순차적으로 도시하였으나, 제3공기청정 단계(S500)는 순서와 상관 없이 상기 회전하는 단계(S100), 제1공기청정 단계(S200), 제2공기청정 단계(S300)와 동시에 또는 어느 단계에서도 진행될 수 있다.
여기서 제3공기청정 단계(S500)는, 장치의 하우징의 전부 또는 일부에 헤파필터가 장착되어 장치 내부에서 외부로 배출되는 공기 중에서 세균 및 미세먼지의 배출이 차단되도록 한다.
여기서 외부로 배기되기 위한 배출구는 공기청정장치(100)의 상단부(300)의 제어부(340) 주변에 위치할 수 있다.
공기청정장치(100)의 상단부(300) 또는 장치의 하우징의 전부 또는 일부 에는 잔류 세균의 자외선 살균, 미세먼지 배출 방지 등을 위해 세균 포집용 헤파(HEPA) 필터가 더 포함될 수 있다.
여기서 헤파 필터는 미세 집진 필터에 항균 기능을 첨가하여 상기 장치 내부에서 외부로 배기될 때 세균을 사멸시키고, 미세먼지의 배출을 차단하여 제3공기청정이 이루어질 수 있도록 한다.
이처럼 본 발명의 실시예에 의한 공기청정장치 및 이를 이용한 공기청정방법은 하부에서 유입된 공기가 장비의 하단부(400)에서 살균수(430) 부분에서 1차 공기청정, 즉 살균수에 의한 살균되고, 다음으로 공기가 모터를 통해 상단부(300)로 이동하여 2차 공기청정, 즉 자외선 살균되고, 이후 필터를 통하여 3차 공기청정, 즉 미세먼지 및 세균의 배출 차단이 이루어진 이후 상단부의 배출구를 통하여 외부로 배출된다.
이처럼 배출된 공기 분자는 마이크로미스트 형태의 분자이며, 살균수 성분이 포함되기 때문에 가벼운 바람에도 멀리 도달할 수 있고, 외부에서 바이러스를 만나면 다시 살균까지 이루어질 수 있다.
100 : 공기청정기
200 : 케이스
211 : 메인흡기구
212 : 제1서브흡기구
300 : 상단부
310 : 자외선 램프
311 : 제1자외선 램프
312 : 제2자외선 램프
320 : 반사판
330 : 센서부
331 : 미세먼지 센서
332 : 습도 센서
340 : 제어부
350 : 살균수 보충부
351 : 주입구
352 : 보충관
400 : 하단부
410 : 하부팬
411 : 하부팬 지지부
420 : 약제탱크
421 : 레벨 센서
430 : 살균수
440 : 상부팬
450 : 상부팬 모터

Claims (18)

  1. 살균수를 통한 제1공기청정이 이루어지는 하단부 및 자외선을 통한 제2공기청정이 이루어지는 상단부;
    상기 하단부에 위치하는 수조로 살균수를 저장하는 약제탱크;
    상기 약제탱크 내부에 위치하여 살균수를 수면 상단에 노출되도록 회전면이 수면에 수직하게 세워져 외주면의 일부가 살균수에 잠긴 채로 회전하는 하부팬;
    상기 하부팬의 상단에 위치하는 상부팬을 회전시켜, 외부 공기를 장치의 하단 흡기구에서 끌어들여 제1청정구역인 상기 약제탱크의 외주면에 부딪치고 살균수 주변에 불규칙한 와류가 형성되어 증발된 살균수가 제2청정구역으로 배출되도록 하단에서 상단 방향으로 송풍하는 모터;
    상기 상단부 내부의 제2청정구역에 자외선을 발생시켜 상기 제2청정구역 내부에 조사됨으로써 제2공기청정이 이루어지도록 빛을 비추는 자외선 램프;
    상기 상단부에 위치하여 주변의 환경 정보를 측정하는 센서부; 및
    상기 장치의 구동 강도, 수위임계값, 미세먼지임계값을 설정하고, 현재 상태를 포함하는 장치 정보를 표시하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 살균수는,
    차아염소산수(HOCl)인 것 또는 차아염소산수(HOCl)에 방향제를 첨가한 것이고,
    상기 센서부는,
    주변의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 센서; 및
    주변의 습도를 측정하는 습도 센서;
    를 포함하며,
    상기 상단부는,
    미세 집진 필터에 항균 기능을 첨가하여 상기 장치 내부에서 외부로 배기될 때 세균 및 미세먼지의 배출이 차단되도록 하는 제3공기청정이 이루어지는 헤파필터; 및
    내측면이 미리 설정된 곡률로 마련되어 상기 자외선 램프에서 발생한 자외선 빛을 반사시켜 상기 자외선 램프가 발생시키는 자외선 빛을 목표지점에 집중되도록 하는 반사판;
    을 더 포함하고,
    상기 상단부는,
    상기 자외선 램프에서 발생한 자외선이 상기 약제탱크가 포함된 하단부로 통과되지 않도록 차단된 것을 특징으로 하는 공기청정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 약제탱크는,
    내부에 저장된 상기 살균수의 수위를 측정하는 레벨 센서;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레벨 센서에서 측정된 살균수의 수위가 수위임계값을 초과하지 않는 경우에는 살균수의 보충이 필요함을 나타내는 알림이 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 공기청정장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 미세먼지 센서에서 측정된 미세먼지 농도가 미세먼지임계값을 초과하는 경우에는 상기 모터의 회전속도를 증가시키는 것
    을 특징으로 하는 공기청정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부팬은,
    수평 방향으로 누운 원통형상의 회전체로서, 양 쪽 원형면은 물결 모양의 다중 날개 형태 가공이, 외주면을 따라서는 다수의 요철 가공이 이루어진 것
    을 특징으로 하는 공기청정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 램프는,
    253.7nm 파장대의 자외선을 발생시키는 것
    을 특징으로 하는 공기청정장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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