KR102356177B1

KR102356177B1 - 공기 정화기

Info

Publication number: KR102356177B1
Application number: KR1020140169103A
Authority: KR
Inventors: 고익환; 김종락; 변상환
Original assignee: 서울바이오시스 주식회사
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2022-02-03
Also published as: KR20160065390A; KR20220016508A

Abstract

본 발명은 공기정화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우징의 내부에 광촉매필터가 설치되고, 하우징의 바닥에 흡입구가 설치되며, 베이스하우징이 하우징의 하부에서 하우징을 지지하는 형태의 공기 정화기에 관한 것이다.
본 발명은 흡입구(231)와 토출구(45)가 형성된 하우징(20,30,40); 상기 하우징에 설치되며 상기 토출구 방향으로 공기를 강제 배출시키는 팬(60); 상기 하우징에 설치되며 팬(60)의 공기 배출 방향에 배치되는 광촉매필터(80); 상기 팬(60)과 상기 광촉매필터(80) 사이에 설치되어 광촉매필터를 향해 광(light)을 조사하는 광원; 및 상기 하우징의 하단에 설치되어 상기 하우징의 하면이 바닥(floor)에 대해 이격되도록 지지하는 베이스하우징(10);을 포함하는 공기 정화기를 제공한다.

Description

공기 정화기{An Air Purifier}

본 발명은 공기정화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하우징의 내부에 광촉매필터가 설치되고, 하우징의 바닥에 흡입구가 설치되며, 베이스하우징이 하우징의 하부에서 하우징을 지지하는 형태의 공기 정화기에 관한 것이다.

공기 정화기는 공기를 강제로 유동시키면서 그 공기의 유동 통로에 필터를 두어 공기 중에 섞여 있는 먼지나 불순물을 걸러주는 장치이다. 통상적인 공기 정화기는 필터를 통해 집진을 하거나, 공기에 포함되어 있는 유해가스를 흡착 또는 분해하여 제거한다.

공기 정화기에서 집진을 할 때에는 통상적으로 큰 먼지를 걸러주는 프리필터부터, 미세한 먼지를 걸러주는 헤파필터의 순으로 정화를 하게 된다. 이는 상대적으로 고가의 헤파 필터가 큰 먼지를 거름으로 인해 그 수명이 단축되는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한 공기 정화기 내에는 유해 가스를 제거할 수 있는 필터가 설치되기도 한다. 유해 가스를 제거하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 활성탄 등을 이용하여 공기 중의 유해 가스를 흡착함으로써 유해 가스를 제거하는 방식이 일반적이다.

유해 가스를 제거하는 다른 방법으로는 광촉매 물질을 활성화시키는 빛을 조사하고, 그 주변으로 공기를 유동시켜, 광촉매 반응을 통해 유동하는 공기 내에 있는 유해 가스를 제거하는 방식이 있다. 광촉매 물질은 여러 가지가 있으나 일반적으로 산화티타늄(TiO₂)이 사용되고 있다.

산화티타늄은 자외선에 의해 활성화되어 광촉매 반응을 일으키는데, 최근에는 자외선의 유해성 등을 이유로 가시광선 영역에서 반응하는 광촉매 물질을 개발하는 경우도 있다.

어찌되었건 이러한 광촉매 물질은 자신이 활성화될 수 있는 에너지를 빛으로부터 얻게 된다. 따라서 자외선에 의해 활성화되는 광촉매 물질에는 자외선이 조사되어야 한다. 그러므로 광촉매 물질에 빛이 조사되기 위해서는 광원과 광촉매 물질이 일정 간격 이격되어 있어야 함이 불가피하다.

하지만 종래의 통상적인 가정용 내지 소형 공기 정화기 구조는 평평하고 납작한 형태인 것이 일반적인바, 광촉매 필터를 적용하기에 부적합하다.

따라서 가정용 내지 소형 공기 정화기에 광촉매 필터 구조를 적용하기 위해서는 공기의 유동로, 공기 흡입방향과 배출방향, 필터의 설치 구조, 필터의 설치 방향과 공기 유동 방향의 관계, 광원의 설치 위치 등을 모두 새로이 고려하여 설계하지 않으면 안 된다.

또한 소형의 공기 정화기 내에 자외선 광원과 광촉매 필터를 구성함에 있어서 그 효과를 충분히 낼 수 있을 정도로 자외선 광원의 특성과 광촉매 필터의 특성을 튜닝하지 않으면 안 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광촉매 필터와 광원을 사용하여 탈취와 유해가스 제거를 하는 가정용 소형 공기 정화기 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 공기의 유동 저항을 최소화하여 광촉매 반응 효율을 높인 공기 정화기 구조를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 광촉매 반응 효율을 높일 수 있는 공기의 유동방향과 광촉매 필터의 설치 방향, 광촉매 필터의 형태, 광촉매 필터와 광원의 관계, 광원이 갖추어야 할 특징을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 컴팩트함에도 불구하고 필터의 유지 보수와 교체가 수월한 공기 정화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 각종 전기 전자 장비가 효율적으로 배치된 공기 정화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 바디하우징 내에서 공기가 상향 유동하도록 하면서 공기의 유동방향을 따라 팬, 광원, 광촉매 필터 순으로 광촉매 반응을 위한 구성을 배열하고, 바디하우징 바닥에 공기 흡입구를 형성하며, 바디하우징을 바닥면(floor)에 대해 이격시키기 위해 바디하우징 밑에 베이스하우징을 더 설치한 공기 정화기를 제공한다.

보다 구체적으로 본 발명은, 흡입구(231)와 토출구(45)가 형성된 하우징(20,30,40); 상기 하우징에 설치되며 상기 토출구 방향으로 공기를 강제 배출시키는 팬(60); 상기 하우징에 설치되며 팬(60)의 공기 배출 방향에 배치되는 광촉매필터(80); 상기 팬(60)과 상기 광촉매필터(80) 사이에 설치되어 광촉매필터를 향해 광(light)을 조사하는 광원; 및 상기 하우징의 하단에 설치되어 상기 하우징의 하면이 바닥(floor)에 대해 이격되도록 지지하는 베이스하우징(10);을 포함하는 공기 정화기를 제공한다.

상기 광촉매필터는 공기유동로가 형성된 복수의 셀이 서로 인접한 지지체 상에 광촉매물질이 코팅된 형태이며, 상기 공기유동로의 입구는 자외선 광원을 향해 배치된 형태일 수 있다.

상기 하우징(20,30,40)은: 바닥 부분에 상기 흡입구(231)가 마련되고, 상면에 상기 토출구(45)가 마련된 외부하우징(20,40); 및 상기 팬(60)과 광원과 광촉매필터(80)가 설치되는 내부하우징(30);을 포함할 수 있다.

상기 팬(60)의 공기 배출 방향은 상방이고, 상기 광촉매필터는 내부하우징의 상부에 얹어지는 형태로 내부하우징에 끼워져 고정될 수 있다.

상기 외부하우징은 상기 토출구(45)가 형성된 상면을 포함하는 상면하우징(40)을 포함하고, 상기 상면하우징은 착탈 가능하게 설치되며, 상면하우징을 분리하여 마련되는 개구부를 통해 상기 광촉매필터가 삽입 및 인출 가능하다.

상기 광원은 360~370nm의 피크파장을 가지는 UV LED(51)일 수 있다.

상기 UV LED(51)는 하우징에 의해 양단이 지지되는 가늘고 긴 하나 이상의 UV LED 기판(50)에 설치될 수 있다.

상기 베이스하우징(10)은 상기 하우징의 하단 중앙에 연결되되 하부로 갈수록 점점 넓어지는 형태의 네크 부재(11) 및 상기 네크 부재의 하단에 형성되는 하면부재(12)를 포함하고, 상기 네크부재(11)의 상단은 하우징의 내부 공간과 연통되고, 공기 정화기의 작동을 제어하며 외부 전원이 연결되는 커넥터(14)가 설치된 제어 PCB(13)가 상기 네크부재와 하면부재 사이의 공간에 설치될 수 있다.

상기 하우징은 그 측면을 포함하는 측면하우징(21)을 포함하고, 상기 측면하우징(21)에는 공기 정화기의 작동 상태를 표시하는 표시부(211,212,213)가 설치될 수 있다.

상기 베이스하우징(10)은 상기 하우징의 하단 중앙에 연결되되 하부로 갈수록 점점 넓어지는 형태의 네크 부재(11)를 포함하고, 상기 하우징은 그 하부를 이루는 하부하우징(23)을 포함하되, 상기 네크 부재(11)의 상단과 상기 하부하우징(23)의 중앙부가 고정되고, 상기 하부하우징(23)의 중앙부 외측 둘레 부분에 흡입구(231)가 형성될 수 있다.

상기 하부하우징(23)은 중앙부에서 외주면을 향해 방사상으로 뻗는 복수의 리브(232)와, 상기 복수의 리브 사이에 형성된 그레이트(233)를 포함할 수 있다.

상기 하우징(20,30,40)은: 상기 흡입구(231)와 토출구(45)가 마련된 외부하우징(20,40); 및 상기 팬(60)과 광원과 광촉매필터(80)가 설치되는 내부하우징(30);을 포함하고, 상기 외부하우징(20,40)은 그 측면을 포함하는 측면하우징(21)을 포함하며,상기 측면하우징(21)의 하단 내측 둘레에는 상기 내부하우징의 설치부(25)가 내향 돌출될 수 있다.

상기 내부하우징은: 상기 팬(60)이 설치되는 팬 하우징(32)과, 상기 광촉매필터(80)와 광원이 설치되는 광촉매용 하우징(33)을 포함하되, 상기 팬 하우징이 상기 설치부 상부에 배치되고, 상기 광촉매용 하우징이 상기 팬 하우징 상부에 배치될 수 있다.

상기 하우징은 그 상면을 포함하는 상면하우징(40)을 포함하고, 상기 상면하우징(40)에는 조작부(41,42,43)가 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 컴팩트한 공기 정화기 내부에 광촉매 필터와 광원을 설치할 수 있어 공기 중의 유해가스를 제거하는 것이 가능하다.

또한 본 발명에 의하면 공기 유동 방향을 직선으로 구성하여 공기 유동 저항을 줄임으로써 공기 정화기가 소형임에도 불구하고 공기 정화 효율이 높다.

또한 본 발명에 의하면 공기 정화기가 컴팩트함에도 불구하고 내부에 설치된 광촉매 필터와 광원의 구조와 특성에 의해 유해 가스 제거 효율이 매우 높다.

또한 본 발명에 의하면 공기 정화기의 유지 보수가 간편하다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 정화기의 사시도,
도 2는 도 1의 공기 정화기의 측면 단면도, 그리고
도 3은 도 2의 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 공기정화기의 외부 형태와 구조를 설명한다. 본 발명에 따른 공기 정화기는 대략 원통형의 구조를 가진 외부하우징(20,40)과, 외부하우징(20,40)을 받치는 다리 역할을 하는 베이스하우징(10)을 포함한다. 베이스하우징(10)은 외부하우징(20,40)의 하면의 중앙 부분을 지지하는 형상으로 이루어져 있어서, 외부하우징의 밑면이 공기중에 노출된다. 외부하우징(20,40)은 공기 정화기의 상단면을 규정하는 상면하우징(40)과, 공기 정화기의 몸체를 규정하는 바디하우징(20)을 포함한다.

상면하우징(40)은 상방으로 토출구(45)가 형성되어 있다. 토출구는 그레이트(grate) 형태로 되어 있어 외부의 이물질이 내부로 들어가지 않는다. 상면하우징의 앞부분에는 버튼(43)이 형성되어 있다. 따라서 사용자가 상면에 있는 버튼을 밑으로 누르는 동작에 의해 공기 정화기의 작동을 제어할 수 있다. 버튼은 물리적 버튼이거나 터치식 버튼일 수 있다. 버튼을 상부에 두면 사용자가 버튼을 누르면서 공기 정화기에 힘이 가해져도 공기 정화기가 움직이는 것을 방지할 수 있다. 버튼을 공기 정화기의 전방의 면에 두면 버튼을 누를 때마다 공기 정화기가 뒤로 밀리게 되는 문제점이 있지만, 버튼을 상부면에 두면 이러한 일이 일어날 염려가 없다.

다음으로, 공기 정화기의 동작에 관한 정보를 제공하는 옵틱(213)은 바디하우징(20)의 앞면에 형성되어 있다. 옵틱은 앞면에 있는 것이 상면에 있는 것보다 가시성이 좋다. 바디하우징(20)은 공기 정화기 몸체의 측면을 이루는 측면하우징(21)과, 공기 정화기 몸체의 밑면을 이루는 하부하우징(23)으로 구분된다. 측면하우징(21)은 도시된 바와 같이 위로는 상면하우징(40)과 체결되고, 아래로는 하부하우징(23)과 체결된다. 하부하우징(23)은 아래로 베이스하우징(10)과 체결된다. 후술하겠지만 상면하우징(40)은 측면하우징(21)에 대해 착탈 가능하게 체결된다.

도 1에서는 나타나 있지 않지만, 도 3을 참조하면 공기 흡입구(231)는 외부하우징의 바닥을 이루는 하부하우징(23)에 형성되어 있다. 따라서 본 발명의 공기 정화기 구조에 의하면, 공기는 밑면의 흡입구(231)를 통해 흡입되어 상방으로 유동하며, 토출구(45)에서 상방으로 배출된다.

본 발명에서는 토출구를 상방으로 향하게 함으로써, 정화된 공기의 유동이 실내의 바닥에 가라앉아 있는 먼지를 다시 일으키지 않도록 하였다. 또한 정화된 공기를 측면으로 배출할 경우 이러한 바람을 직접적으로 맞는 사람이 불쾌감을 느낄 수도 있다는 점에서, 토출구는 상방으로 향하도록 하는 것이 좋다.

토출구를 이와 같이 상방으로 구성하면, 공기 정화기 내의 공기의 유동은 전체적으로 아래에서 위쪽을 향하도록 하는 것이 공기의 유동 손실을 줄이는데 유리하다. 하지만 종래의 공기 정화기는 대부분 몸체가 바닥(floor)에 닿아 있는 구조이고 공기 흡입구는 공기 정화기의 측면에 형성된 것이 일반적이기 때문에, 이러한 종래의 구조를 그대로 적용할 경우에는 공기 정화기 내의 공기의 유동이 커브지게 되어 유동 손실이 크게 발생한다.

이에 본 발명은 베이스하우징(10)을 통해 외부하우징(20,40)의 밑면을 바닥(floor)로부터 이격된 상태로 지지하고, 외부하우징(20,40)의 밑면에 공기 흡입구(231)를 마련함으로써, 공기 정화기 내의 공기가 전체적으로 아래에서 위쪽으로 유동하도록 구현하였다. 이는 단순히 공기의 흐름을 원활하게 하는 것에서 나아가, 후술할 광촉매 필터에 의한 광촉매 반응 효율도 더욱 높여주는 효과를 갖는다.

다음으로 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 공기정화기의 내부 구조에 대해 설명한다. 외부하우징(20,40) 내부의 공간에는 광촉매필터(80)와 UV LED 기판(50) 및 팬(60)을 수용하는 내부하우징(30)이 설치되어 있다. 즉 내부하우징은 공기 정화기의 내부 구성이 설치되는 하우징으로서의 기능을 한다.

측면하우징(21)의 하부 내면에는 설치부(25)가 내향하여 돌출 형성되어 있다. 내부하우징은 이러한 설치부 상에 설치된다. 내부하우징은 팬(60)이 설치되는 팬 하우징(32)과 광촉매필터 및 UV LED 기판이 설치된 광촉매용 하우징(33)을 포함하며, 도시된 바와 같이 설치부(25) 상에 팬 하우징(32)이 배치되고, 다시 팬 하우징 상에 광촉매용 하우징이 배치된다. 따라서 내부하우징에는 밑에서부터 팬(60), UV LED(50) 및 광촉매필터(80)의 순으로 각 구성이 설치된다.

팬 하우징(32)에 설치된 팬(60)은 상방으로 유동하는 공기의 흐름을 생성시킨다. 따라서 공기 정화기 외부의 공기는 하우징(20,30,40)의 밑면에 형성된 흡입구(231)를 통해 유입된 후 팬에 의해 가압되어 상방으로 유동하게 된다.

팬 설치부(32)의 상부에는 UV LED 기판(50)의 설치부(331)가 마련되고, 설치부(331)의 위로 소정 간격 떨어져 있는 위치에는 광촉매필터(80)가 설치되는 광촉매필터 설치부(332)가 형성되어 있다.

설치부(331)에 설치되는 UV LED 기판(50)은 가늘고 긴 평판 형상이며, 상면에 UV LED(51)가 실장되어 있다. 기판의 수는 공기 정화기의 크기에 대응하여 필요한 UV LED의 개수에 따라 복수 개로 구성될 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 2개의 기판이 사용된 공기 정화기가 도시되어 있다. 한편 도시하지는 아니하였으나 UV LED 기판(50)의 하부에 아래로 볼록한 단면을 가지는 유선형의 공기 유도 형상을 형성하여 기판의 평평한 형상으로 인해 공기 저항이 높아지는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

UV LED에서 조사되는 자외선은 대략 120도의 확산각을 가지며, 광촉매필터(80)를 향해 조사된다. 광촉매필터(80)는 지지체 상에 광촉매 물질이 정착된 구조이며, 본 발명에서는 광촉매 물질로 산화티타늄을 사용하였다.

자외선 파장에 따른 광촉매 필터의 자외선 흡수율은 270nm 부근의 파장을 가장 잘 흡수하고, 400nm로 갈수록 흡수율이 선형적으로 떨어지게 된다. 따라서 얼핏 보기에는 270nm의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용하는 것이 유리해 보인다. 그러나 실제 UV LED를 사용할 때, 광촉매 활성화가 가장 잘 이루어지는 UV LED는 365nm의 피크파장을 가지는 UV LED임을 확인할 수 있었다. 이는 UV LED의 발광효율 때문임을 확인할 수 있었는데, 즉 피크파장이 작은 UV LED일수록 소자의 발광량이 급격히 떨어지기 때문에, 실제로는 365nm의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용할 때 가장 광촉매 반응이 좋음을 확인할 수 있었다.

바꾸어 말하면 270nm 부근의 피크파장을 가지는 UV LED는 자외선의 세기 자체가 약하기 때문에 광촉매필터 표면에서 요구되는 적정 자외선의 세기에 한참 못 미쳐 되려 광촉매 반응이 활발하지 않다는 것이다. 이러한 점을 감안하여 자외선의 세기를 키우고자 많은 수의 UV LED를 사용하는 것을 고려할 수도 있겠으나, 공기의 유동에 방해가 되기 때문에 기판의 크기를 키우는 데에도 한계가 있고, UV LED가 증가함에 따라 제조 비용과 소모 전력이 급격히 증가하게 된다.

이를 염두하여 실험한 결과 340nm 이하의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용하게 되면 광촉매필터에 의한 탈취효율이 급격히 떨어짐을 확인할 수 있었다.

또한 380nm 이상의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용할 때에는 광촉매의 자외선 흡수율 자체가 많이 떨어져 기존의 블랙라이트(Black Light)와 차이가 없어지는바, UV LED를 사용하는 큰 의미가 없게 된다.

실험 결과 피크파장이 360nm 이상이고 370nm 이하인 UV LED를 사용해야 광촉매필터에 의한 탈취 성능을 가장 높일 수 있음을 확인할 수 있었다.

광촉매필터는, 허니컴 형태와 유사하게 정육각형 단면 또는 정사각형 단면의 공기유동로가 형성된 복수의 셀이 서로 인접한 지지체 상에, 광촉매 물질이 코팅된 구조이며, 공기유동로의 입구가 도 2에 도시된 바와 같이 상하방향, 즉 자외선 광원을 향하는 방향으로 배치되어 있다. 이러한 형태로 광촉매필터를 제조하면, 자외선이 광촉매 필터의 외부 표면뿐만 아니라 공기유동로의 내면까지 비춰지게 되어, 광촉매 활성화 반응을 더 많이 끌어올릴 수 있다.

UV LED(51) 및 이를 바라보는 광촉매필터(80)의 전면(front face) 사이의 거리는 UV LED 기판과 광촉매필터 간 거리에 따른 공기의 유동특성 변화 및 광촉매에 도달하는 자외선의 면적과 세기에 의해 달라지게 된다. 실험 결과, UV LED와 광촉매필터의 전면 사이의 거리가 2.5cm 이하로 줄어들거나 4cm 이상으로 늘어난 경우 탈취 효율이 급격히 떨어짐을 확인할 수 있었다.

둘 사이의 거리가 2.5cm 이하로 너무 가까우면 광촉매필터의 면적 중 자외선이 조사되는 광촉매필터의 면적이 줄어드는 반면 광촉매필터의 단위면적 당 자외선의 세기가 강해져도 광촉매 활성화 효율이 더 이상 증가되지 않는 상태가 된다. 아울러 UV LED 기판이 광촉매필터와 너무 가까울 경우 자외선이 주로 조사되는 광촉매필터의 중간 영역으로는 공기 유동이 잘 되지 않아 활성화가 가장 잘 이루어지는 영역에 막상 접촉하는 공기의 양이 더 적어지기 때문에 오히려 광촉매필터에 의한 탈취효율을 떨어뜨리게 된다. 또한 둘 사이의 거리가 4cm 이상으로 너무 멀면 광촉매필터의 단위면적 당 자외선의 세기가 줄어 광촉매 활성화 정도가 떨어진다.

한편 공기의 유동 방향에 대해서도 고려할 필요가 있다. 본 발명에 의하면 공기의 유동 방향은 자외선 광원인 UV LED에서 광촉매 필터를 향하는 방향과 동일하다.

이는 실험 결과에 근거한 것인데, 실험 결과 자외선 광원에서 광촉매 필터를 향하는 방향과 동일한 방향으로 공기를 유동시키는 것이, 그 반대 방향으로 공기를 유동시키는 것보다 정화 효율이 더 뛰어남을 확인할 수 있었다.

광촉매 필터는 공기가 다수의 공기유동로를 통과해야 하는 구조이기 때문에 광촉매 필터를 거치면서 유동 저항에 의해 공기 압력이 떨어지게 된다. 한편 광촉매 반응은 광촉매 물질의 표면과 공기의 접촉이 많을수록 더 활발하게 이루어진다. 따라서 광촉매 필터를 통과하면서 압력 강하가 일어나기 전에 공기가 광촉매 물질과 접하며 공기 중의 유해 가스가 분해되도록 하는 것이, 공기가 광촉매 필터를 통과하여 압력이 떨어진 후 광촉매 물질과 접하여 공기 중의 유해 가스가 분해되도록 하는 것보다 분해 효율이 더 높다. 그러므로 본 발명에서는 자외선 광원에서 광촉매 필터를 향하는 방향으로 공기가 흐르도록 구성하여 광촉매 필터에 의한 공기 정화 효율을 더 높였다.

다음으로, 도시된 바와 같이 내부하우징의 광촉매필터 설치부(332)는 내측면의 형상이 광촉매필터의 외측면의 형상과 대응하며, 하단부에 단턱부가 형성되어 있다. 따라서 내부하우징의 상부로부터 광촉매필터(80)를 내려 놓는 방식으로 광촉매필터(80)를 설치할 수 있다.

한편 외부하우징의 상면하우징(40)은 바디하우징(20)의 상면에 착탈 가능하게 설치되어 있다. 따라서 상면하우징(40)을 분리해내면 바디하우징(20)의 상부에 개구가 형성되며, 이러한 개구를 통해 상술한 광촉매필터를 넣고 빼는 것이 가능하다.

공기를 정화하는 각종 구성품이 내장된 하우징(20,30,40)의 하단에는, 하우징의 밑면이 공기정화기의 설치면(floor)으로부터 이격된 상태를 유지해주는 베이스하우징(10)이 설치되어 있다.

베이스하우징(10)은, 하부하우징(23)의 중앙부에 연결되는 네크 부재(11)와, 네크 부재의 하단에 형성되는 하면부재(12)를 포함한다. 네크 부재(11)는 하부하우징과 연결되는 상단에서 밑으로 내려옴에 따라 점점 유선형으로 넓어지는 형태를 이루어 하부하우징(23)에 형성된 흡입구(231)로 유입되는 공기의 유동을 안내한다. 흡입구(231)는 하부하우징(23)의 중앙부 둘레 부분에 형성되어 있어 공기를 유입하는 통로의 기능을 한다.

한편 본 발명에서는 베이스하우징(10)이 바디하우징(20)의 바닥 중앙부에 고정되어 바디하우징을 받쳐주는데, 바디하우징의 입장에서 보면 모든 바디하우징의 하중이 하부하우징(23)의 중앙부에 집중될 수밖에 없다. 따라서 하부하우징(23)이 이에 견딜 수 있을 정도의 강도를 가져야 한다. 그런데 앞서 살펴본 바와 같이 하부하우징(23)에는 흡입구(231)을 형성해야 하기 때문에 오히려 그 강도가 약해질 수밖에 없다.

이에 본 발명은 하부하우징(23)의 중앙부에서 외주면을 향해 방사상으로 뻗는 복수의 리브(232)를 형성하여 하부하우징의 강도를 보강하였다. 또한 이러한 리브(232)들 사이에는 다시 호 형상의 그레이트(233)를 서로 연결함으로써 리브의 강도를 다시 한번 보강하였다. 따라서 그레이트(233)는 단순히 공기정화기 내부로 이물질이 통과하지 못하게 막는 기능을 할뿐만 아니라, 하부하우징(23)의 강도를 보강하는 기능을 함께 하게 된다.

본 발명에 따르면 공기정화기의 전기 전자 부품 역시 매우 합리적으로 배치되어 있다. 베이스하우징(10)은 단순히 하우징(20,30,40)을 받쳐주는 역할을 할뿐만 아니라 그 내부 공간도 활용된다. 베이스하우징(10)을 이루는 네크 부재(11)와 하면부재(12) 사이의 공간에는 공기 정화기의 각 구성의 작동을 제어하는 PCB(13)가 설치된다. 또한 이 제어 PCB(13)의 뒤쪽 단부에는 외부 전원이 연결되는 커넥터(14)가 설치되어 있다.

커넥터를 통해 받은 전원은 내부하우징에 설치된 팬(60), UV LED 기판(50)으로 전달된다. 또한 전원은 측면하우징(21)의 전방에 설치된 표시부(211,212,213) 부분, 그리고 상면하우징(40)에 설치된 조작부(41,42,43)로 연결된다. 이들의 배선은 서로 연통된 네크부재(11)와 하부하우징(23)의 연결부분을 통해 하우징 내부로 연장된다.

측면하우징(21)의 내측에 형성된 체결부(211)에는 표시 PCB(212)가 설치되고, 이와 인접하는 전방하우징 부분에는 옵틱(213; optical part)이 형성되어 있어서, 표시 PCB에 설치된 발광 다이오드의 온오프 및 색상, 점멸 등의 방식으로 공기 정화기의 작동을 외부에 표시한다.

한편 상기 표시부와 가까운 위치로서, 상면하우징(40)의 하면에 형성된 체결부(41)에는 조작 PCB(42)가 설치되고, 상면하우징(40)의 앞부분에는 버튼(43)이 형성되어 있다.

따라서 두 PCB(212,42)로 연결되는 전원선은 측면하우징의 내면을 따라 함께 배선되는 것이 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 베이스하우징
11: 네크(neck)부재
12: 하면부재
13: 제어 PCB
14: 커넥터
20,30,40: 하우징
20,40: 외부하우징
20: 바디하우징
21: 측면하우징
211: 표시 PCB 체결부
212: 표시 PCB
213: 옵틱
23: 하부하우징
231: 흡입구
232: 리브
233: 그레이트
25: 설치부(내부하우징 고정용)
30: 내부하우징
32: 팬 하우징
33: 광촉매용 하우징
331: UV LED 기판 설치부
332: 광촉매필터 설치부
40: 상면하우징
41: 조작 PCB 체결부
42: 조작 PCB
43: 버튼
45: 토출구
50: UV LED 기판
51: UV LED
60: 팬
80: 광촉매필터

Claims

흡입구(231)와 토출구(45)가 형성된 하우징(20,30,40);
상기 하우징에 설치되며, 상기 흡입구 상부에 위치하고, 상기 토출구 방향으로 공기를 강제 배출시키는 팬(60);
상기 하우징에 설치되며 상기 팬(60)의 공기 배출 방향에 배치되어 상기 토출구의 하부에 위치하는 광촉매필터(80);
상기 팬(60)과 상기 광촉매필터(80) 사이에 설치되어 광촉매필터를 향해 광(light)을 조사하는 광원;
상기 광원이 실장되며, 상기 하우징에 의해 양단이 지지되는 가늘고 긴 하나 이상의 UV LED 기판(50); 및
상기 하우징의 하단에 설치되어 상기 하우징의 하면이 바닥(floor)에 대해 이격되도록 지지하는 베이스하우징(10);을 포함하고,
상기 UV LED 기판은 상기 광원이 실장된 상면은 상기 광촉매필터를 향하고, 하면은 상기 팬을 향하도록 배치되며,
상기 UV LED 기판은 하부가 공기 저항이 높아지는 것을 방지하기 위한 공기 유도 형상을 포함하고,
상기 광원은 360nm 이상 370nm 이하의 파장대에서 피크파장을 갖는 자외선을 방출하는 UV LED이며,
상기 광촉매필터와 상기 UV LED 사이의 거리는 2.5cm 초과 4cm 미만인 공기 정화기.
청구항 1에 있어서,
상기 광촉매필터는 공기유동로가 형성된 복수의 셀이 서로 인접한 지지체 상에 광촉매물질이 코팅된 형태이며, 상기 공기유동로의 입구는 자외선 광원을 향해 배치된 형태인 공기 정화기.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(20,30,40)은:
바닥 부분에 상기 흡입구(231)가 마련되고, 상면에 상기 토출구(45)가 마련된 외부하우징(20,40); 및
상기 팬(60)과 광원과 광촉매필터(80)가 설치되는 내부하우징(30);을 포함하는 공기 정화기.
청구항 3에 있어서,
상기 팬(60)의 공기 배출 방향은 상방이고,
상기 광촉매필터는 내부하우징의 상부에 얹어지는 형태로 내부하우징에 끼워져 고정되는 공기 정화기.
청구항 4에 있어서,
상기 외부하우징은 상기 토출구(45)가 형성된 상면을 포함하는 상면하우징(40)을 포함하고, 상기 상면하우징은 착탈 가능하게 설치되며,
상면하우징을 분리하여 마련되는 개구부를 통해 상기 광촉매필터가 삽입 및 인출 가능한 공기 정화기.
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청구항 1에 있어서,
상기 베이스하우징(10)은 상기 하우징의 하단 중앙에 연결되되 하부로 갈수록 점점 넓어지는 형태의 네크 부재(11) 및 상기 네크 부재의 하단에 형성되는 하면부재(12)를 포함하고,
상기 네크부재(11)의 상단은 하우징의 내부 공간과 연통되고,
공기 정화기의 작동을 제어하며 외부 전원이 연결되는 커넥터(14)가 설치된 제어 PCB(13)가 상기 네크부재와 하면부재 사이의 공간에 설치되는 공기 정화기.
청구항 8에 있어서,
상기 하우징은 그 측면을 포함하는 측면하우징(21)을 포함하고,
상기 측면하우징(21)에는 공기 정화기의 작동 상태를 표시하는 표시부(211,212,213)가 설치된 공기 정화기.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스하우징(10)은 상기 하우징의 하단 중앙에 연결되되 하부로 갈수록 점점 넓어지는 형태의 네크 부재(11)를 포함하고,
상기 하우징은 그 하부를 이루는 하부하우징(23)을 포함하되,
상기 네크 부재(11)의 상단과 상기 하부하우징(23)의 중앙부가 고정되고, 상기 하부하우징(23)의 중앙부 외측 둘레 부분에 흡입구(231)가 형성된 공기 정화기.
청구항 10에 있어서,
상기 하부하우징(23)은 중앙부에서 외주면을 향해 방사상으로 뻗는 복수의 리브(232)와, 상기 복수의 리브 사이에 형성된 그레이트(233)를 포함하는 공기 정화기.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(20,30,40)은:
상기 흡입구(231)와 토출구(45)가 마련된 외부하우징(20,40); 및
상기 팬(60)과 광원과 광촉매필터(80)가 설치되는 내부하우징(30);을 포함하고,
상기 외부하우징(20,40)은 그 측면을 포함하는 측면하우징(21)을 포함하며,상기 측면하우징(21)의 하단 내측 둘레에는 상기 내부하우징의 설치부(25)가 내향 돌출된 공기 정화기.
청구항 12에 있어서,
상기 내부하우징은:
상기 팬(60)이 설치되는 팬 하우징(32)과,
상기 광촉매필터(80)와 광원이 설치되는 광촉매용 하우징(33)을 포함하되,
상기 팬 하우징이 상기 설치부 상부에 배치되고, 상기 광촉매용 하우징이 상기 팬 하우징 상부에 배치되는 공기 정화기.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징은 그 상면을 포함하는 상면하우징(40)을 포함하고, 상기 상면하우징(40)에는 조작부(41,42,43)가 설치된 공기 정화기.