KR102507708B1 - 공기 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본체, 상기 본체의 정면 일측에 설치되는 제1 공기 흡입구, 상기 제1 공기 흡입구를 통해 본체 외부의 공기를 정면에서 흡입하여 본체 내부의 원심 방향으로 밀어내는 제1 흡입팬, 상기 제1 공기 흡입구와 상기 제1 흡입팬 사이에 위치하여, 상기 제1 공기 흡입구로부터 흡입된 공기를 필터링하는 제1 필터, 상기 제1 흡입팬의 측면에 위치하여, 상기 제1 흡입팬에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 일부를 통과시키는 제2 공기 흡입구, 상기 제2 공기 흡입기를 통과한 공기를 필터링하는 제2 필터 및 상기 본체의 상면 일측에 설치되는 공기 배출구를 포함하고, 상기 제1 흡입팬에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 제2 공기 흡입구로 흡입되지 않은 공기 및 상기 제2 필터를 통과한 공기는 상기 공기 배출구를 통하여 외부로 배출하는 공기 정화 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 공기 정화 장치에 따르면, 복수의 필터를 공간 절약적으로 결합하여 복합적인 필터링 효과를 달성할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기 정화 장치{AIR PURIFYING APPARATUS}

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것으로, 복수의 필터를 공간 절약적으로 결합하여 복합적인 필터링 효과를 달성할 수 있는 공기 정화 장치에 관한 것이다.

현대인들은 일상 생활의 대부분을 사무실이나 주거지 등의 실내에서 보내고 있으며, 이러한 이유로 실내 환경에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 실내 공간의 공기질을 향상시키기 위하여 다양한 종류의 공기 정화 장치가 사용되고 있다.

공기 정화 장치는 휘발성유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds) 등의 유해 화합물을 제거하는 청정작용, 황사, 미세먼지 등의 공기중의 입자들을 제거하는 탈진작용, 담배냄새, 땀냄새 등의 악취를 제거하는 탈취작용, 및 세균, 곰팡이, 진드기 등을 제거하는 살균작용 등을 통하여, 실내 공기를 정화하는 기능을 수행한다.

특히 2020년 이후 전세계적으로 유행하고 있는 신종 코로나 바이러스에 대비하기 위해, 종래의 황사, 미세먼지, 곰팡이, 휘발성유기화합물 등의 오염물질에 추가하여 바이러스를 제거할 수 있는 공기 정화 장치에 관한 사회적 관심이 높아지고, 관련 연구 개발도 활발히 이루어지고 있다.

이와 같이, 공기 정화 장치는 공기 중의 다양한 종류의 유해 물질들을 한꺼번에 정화하여야 하므로, 여러 종류의 필터가 복합적으로 사용되는 경우가 많다. 그런데, 다른 필터와 서로 적층할 수 없는 형태의 필터를 사용하는 경우에는 공기 정화 장치 내부에 많은 공간이 필요하게 되거나, 각 필터의 정화 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 예를 들어, 백금 촉매 필터는 유해물질의 제거와 더불어 세균, 바이러스 등의 제거에도 탁월한 효과가 있으나, 다른 필터와 적층하여 배치할 수 있는 형태가 아니고, 필터링 성능을 유지하기 위하여 백금 촉매가 일정 이상의 온도로 유지되어야 한다.

결국, 복수의 필터를 공간 절약적으로 결합하여 복합적인 필터링 효과를 달성할 수 있는 공기 정화 장치에 대한 요구가 있었으나, 종래의 기술에 따르면 이를 제공할 수 없는 문제점이 있었고, 본 발명은 이를 해결하기 위한 것이다.

한국공개특허공보 제10-2018-020819호(2018.02.18)

본 발명은 복수의 필터를 공간 절약적으로 결합하여 복합적인 필터링 효과를 달성하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 공기 중의 각종 유해물질과 더불어 인체에 해로운 세균 및 바이러스를 효율적으로 제거하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 공기 정화 장치로 내부로 흡입되는 공기를 다단계로 필터링 함으로써 공기 정화 기능을 향상시킬 수 있는 공기 정화 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 1차 필터링 이후 백금 촉매 필터로 유입되는 공기의 유속을 조절하여 백금 촉매의 필터링 효율을 향상시키기 위한 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치는 본체, 상기 본체의 정면 일측에 설치되는 제1 공기 흡입구, 상기 제1 공기 흡입구를 통해 본체 외부의 공기를 정면에서 흡입하여 본체 내부의 원심 방향으로 밀어내는 제1 흡입팬, 상기 제1 공기 흡입구와 상기 제1 흡입팬 사이에 위치하여, 상기 제1 공기 흡입구로부터 흡입된 공기를 필터링하는 제1 필터, 상기 제1 흡입팬의 측면에 위치하여, 상기 제1 흡입팬에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 일부를 통과시키는 제2 공기 흡입구, 상기 제2 공기 흡입기를 통과한 공기를 필터링하는 제2 필터 및 상기 본체의 상면 일측에 설치되는 공기 배출구를 포함하고, 상기 제1 흡입팬에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 제2 공기 흡입구로 흡입되지 않은 공기 및 상기 제2 필터를 통과한 공기는 상기 공기 배출구를 통하여 외부로 배출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기 흡입구의 면적은 상기 제2 필터의 입구 면적과 상이하게 형성되어, 상기 제2 공기 흡입구를 통해 송풍로로 유입된 공기는 상기 제2 필터를 향해 유동하면서 유속이 변화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기 흡입구(320)와 상기 제2 필터(300)를 연결하는 송풍로(330)에는 상기 제2 공기 흡입구(320)로 유입된 공기의 흐름을 조절하는 공기 가이드 부재(340)가 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 가이드 부재는 상기 송풍로로 유입된 공기가 상기 제2 필터를 전체적으로 고르게 통과하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 가이드 부재는 상기 송풍로로 유입된 공기의 흐름을 방해하여 유속을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 필터는 극세필터, 탈취필터 또는 집진필터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 필터는 백금 촉매 필터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 필터는 백금 촉매 필터를 포함하되, 상기 백금 촉매 필터는 촉매 플레이트 및 히터를 포함하되, 상기 촉매 플레이트는 복수로 형성되며 표면에 백금 촉매가 담지되고, 상기 복수의 촉매 플레이트는 이격하여 적층되도록 형성되며, 인접하는 촉매 플레이트 사이로 통기(通氣) 가능하도록 통기 공간이 형성되며, 상기 히터는 바(bar) 형상으로 구성되고, 상기 히터의 길이 방향으로 적층되는 복수의 촉매 플레이트를 관통하여 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 필터는 열을 이용하여 유입된 공기 중의 세균 및 바이러스를 제거하는 열 살균 필터를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기 흡입구를 통과한 공기의 유속을 측정하는 유속 센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유속 센서는 상기 공기 가이드 부재에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 공기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 제2 필터로 공급하는 제2 흡입팬을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유속 센서에 의하여 측정된 공기의 유속에 기초하여 상기 제1 흡입팬 및/또는 상기 제2 흡입팬의 회전 속도를 조절할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 필터를 공간 절약적으로 결합하여 복합적인 필터링 효과를 달성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 정화 장치 내부로 흡입되는 공기를 다단계로 필터링 함으로써 공기 정화 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 중의 각종 유해물질과 더불어 인체에 해로운 세균 및 바이러스를 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1차 필터링 이후 백금 촉매 필터로 유입되는 공기의 유량을 조절하고, 유속을 줄여 백금 촉매 필터의 필터링 성능을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예는 상기 기재된 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 상기 기재된 효과를 전부 가져야 한다거나 상기 기재된 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. 상기 기재되지 않은 다른 효과들도 청구범위의 기재로부터 내재된 효과로서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 외관을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 필터를 통과하는 공기의 유동을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍로의 유속과 공기 정화성능의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 백금 촉매 플레이트를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 관한 설명에서 사용하는 용어는 다음과 같이 이해되어야 한다. 먼저, 본 명세서에서 단수형 또는 복수형으로 표현된 부분은 필수불가결한 경우를 제외하고는 단수형 및 복수형인 경우를 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 용어로서만 사용되고, 이들 용어들에 의하여 권리범위가 한정되어서는 안 된다.

또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 "연결"되어 있다고 기재한 경우에는 직접 연결된 경우와 함께, 중간에 다른 구성요소를 통하여 연결된 경우도 포함하는 것으로 이해되어야 하며, "직접 연결" 또는 "바로 연결"되어 있다고 기재한 경우에만 중간에 다른 구성요소가 없이 하나의 구성요소와 다른 구성요소가 연결된 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로 구성요소들 사이의 관계를 설명하는 다른 표현들도 동일한 취지로 이해되어야 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)는, 본체(100), 제1 공기 흡입구(110), 제2 공기 흡입구(320), 제1 필터(200), 제2 필터(300), 공기 배출구(130)를 포함할 수 있다.

본체(100)는 공기 정화 장치(10)의 외형을 형성하는 것으로서, 본체(100) 내부에 형성되는 내부 공간을 포함하며, 내부 공간에 후술할 제1 필터(200), 제2 필터(300), 제2 공기 흡입구(320), 제1 흡입팬(240) 및 제2 흡입팬(310)이 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 공기 흡입구(110)는 본체(100)의 정면 일측 외측커버(120)에 설치되거나 또는/그리고 본체(100)의 외곽을 이루는 커버의 임의의 개소에 설치된 틈새 공간에 설치될 수 있다. 제1 공기 흡입구(110)는 실내의 공기가 공기 정화 장치(10)의 내부로 유입되기 위한 경로이다.

제1 흡입팬(240)의 구동에 의해 제1 공기 흡입구(110)를 통해 본체 외부의 공기가 공기 정화 장치(10)의 본체(100) 내부로 유입되며, 본체(100) 내부로 유입된 공기는 제1 필터(200)로 유입될 수 있다. 제1 필터(200)는 제1 공기 흡입구(110)로부터 흡입된 공기를 1차적으로 필터링한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터(200)는 제1 공기 흡입구(110)와 제1 흡입팬(240)의 사이에 배치되어 제1 공기 흡입구(110)를 통해 유입된 공기를 필터링하는 극세필터(210), 탈취필터(220) 및 집진필터(230)로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 극세필터(210), 탈취필터(220) 및 집진필터(230)는 서로 적층되어 결합될 수 있다.

상기 극세필터(210)는 상대적으로 크기가 큰 생활먼지를 제거하기 위한 것이고, 상기 탈취필터(220)는 새집증후군을 일으키는 휘발성 화학물질과 잡냄새를 걸러주는 것이며, 집진필터(230)는 0.3㎛ 이하 사이즈의 미세먼지를 제거하기 위한 것으로서, 헤파필터(High Efficiency Particulate Air filter: HEPA)를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 필터(200)에 의해 필터링 된 공기(도 3의 A1)는 제2 필터(300)에 의해 2차적으로 필터링될 수 있다. 제2 필터(300)는 제1 필터(200)를 거쳐 공기 배출구(130)를 향해 유동하는 공기의 유동 경로상에 위치하여 1차적으로 필터링 된 공기를 다시 한번 필터링할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기정화장치를 정면에서 보았을 때, 제2 필터(300)는 제1 필터(200)의 측면에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 필터(300)는 공기중의 유해성분과 더불어 바이러스와 세균을 제거하기 위한 필터로서, 담체에 백금(Pt)을 담지하고 열을 가열함에 따라 백금 촉매가 활성화되어 공기 중의 유해성분과 더불어 공기 중의 세균 및 바이러스를 제거하는 백금 촉매 필터를 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 백금 촉매 필터는 일정 이상의 온도를 유지하는 경우에 백금 촉매의 기능이 충분히 활성화된다. 그런데 백금 촉매 필터를 통과하는 공기의 양이 많아지면, 백금 촉매에 접촉하는 공기에 의하여 열을 빼앗기게 되고, 백금 촉매의 온도가 낮아지면서 백금 촉매의 활성이 떨어진다. 반면, 백금 촉매 필터를 통과하는 공기의 양이 줄어들면, 단위 시간 동안 백금 촉매 필터를 이용하여 정화될 수 있는 공기의 양이 줄어들게 된다. 따라서, 백금 촉매에 의한 정화 성능을 높이기 위해서는, 백금 촉매의 온도를 일정 이상으로 유지하면서도 최대한 많은 공기가 통과하도록 백금 촉매를 통과하는 공기의 양을 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 배출구(130)는 제2 필터의 상방에 설치되어, 제2 필터에 의해 필터링 된 공기(A2)와 제1 필터에 의해 필터링된 공기(A1)의 일부를 본체 외부로 배출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 필터(200)를 통해 필터링 된 공기(A1)가 전부 제2 필터(300)를 통해 2차적으로 필터링될 수 있으나, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 필터(200)를 통해 필터링 된 공기(A1)의 일부분이 제2 필터(300)를 통해 필터링되고, 제1 필터(200)를 통해 필터링 된 공기(A1)의 나머지 부분과 제2 필터(300)를 통해 필터링 된 공기(A2)가 각각 공기배출구(130)를 통해 배출될 수 있다. 후자의 경우, 제2 필터(300)를 통과하는 공기의 양을 조절할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 제2 필터(300)와 연결된 제2 공기 흡입구(320)의 크기에 따라서 제2 필터(300)를 통과하는 공기의 양이 달라질 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)는 장치 내부로 흡입되는 공기를 다단계로 필터링 함으로써 공기 정화 성능을 향상시킬 수 있으며, 유입되는 공기 중의 미세먼지를 제거할 뿐 아니라, 바이러스와 세균을 사멸시켜 실내를 더욱 쾌적하게 하고 바이러스 질환으로부터 거주자의 건강을 지켜줄 수 있다.

도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)는 제1 흡입팬(240)을 포함할 수 있다. 제1 흡입팬(240)은 상기 공기 정화 장치(10) 내부로 외부 공기를 흡입하기 위한 것으로서, 제1 필터(200)를 사이에 두고 제1 공기 흡입구(110)의 반대측에 배치되며, 본체내로 유입되는 공기의 유동을 조절한다. 구체적으로, 제1 흡입팬(240)의 회전 속도에 따라 공기 정화 장치(10) 내부로 유입되는 공기의 유동량을 제어할 수 있다. 즉, 제1 흡입팬(240)의 회전 속도가 빨라지는 경우 공기 정화 장치(10) 내부로 유입되는 공기의 유동이 증가하고, 제1 흡입팬(240)의 회전 속도가 느려지는 경우 공기 정화 장치(10) 내부로 유입되는 공기의 유동이 감소하는 것이다.

도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)는, 제1 필터(200)에 의해 필터링 된 공기를 제2 필터(300)내로 빨아들이기 위한 위한 제2 흡입팬(310)을 더 포함할 수 있으며, 제2 흡입팬(310)은 송풍로(330)의 초입에 위치한 제2 공기 흡입구(320)에 인접하여 위치된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 흡입팬(310)에 의해 제2 공기 흡입구(320)를 통과하여 송풍로(330)로 유입된 공기는 송풍로(330)를 따라 제2 필터(300)로 유동하며 제2 필터(300)에 의해 2차적으로 필터링될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 흡입팬(310)은 상기 제2 필터(330)로 공기를 흡입하기 위한 것으로서, 제2 필터(330)로 유입되는 공기의 유동을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제2 흡입팬(310)의 회전 속도에 따라 제2 필터(330) 내부로 유입되는 공기의 유동량을 제어할 수 있다. 즉, 제2 흡입팬(310)의 회전 속도가 빨라지는 경우 제2 필터(330)로 유입되는 공기의 유동이 증가하고, 제2 흡입팬(310)의 회전 속도가 느려지는 경우 제2 필터(330)로 유입되는 공기의 유동이 감소할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 송풍로(330)의 초입인 상기 제2 공기 흡입구(320)의 면적은 상기 제2 필터의 입구 면적보다 작게 형성되어, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330)로 유입된 공기는 제2 필터(300)를 향해 유동하면서 유체 역학에 따라 유속이 점차 감소하게 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 송풍로(330)의 초입인 상기 제2 공기 흡입구(320)의 면적은 상기 제2 필터의 입구 면적보다 크게 형성되어, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330)로 유입된 공기는 제2 필터(300)를 향해 유동하면서 유체 역학에 따라 유속이 점차 빨라지게 할 수 있다.

결국, 상기 제2 공기 흡입구(320)의 면적을 상기 제2 필터의 입구 면적과 상이하게 함으로써, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330)로 유입된 공기가 제2 필터(300)를 향해 유동하면서 유체 역학에 따라 유속이 변화(증가 또는 감소)하도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 송풍로(330)에는 송풍로(330)로 유입된 공기의 흐름을 조절하는 공기 가이드 부재(340)가 설치될 수 있다. 예를 들어, 공기 가이드 부재(340)는 송풍로(330) 내에 설치되는 일종의 구조물로서, 송풍로(330)로 유입된 공기가 제2 필터(300)를 전체적으로 고르게 통과하도록 공기의 흐름을 조절할 수 있다. 예를 들어, 공기 가이드 부재(340)는 송풍로(330) 내에 설치되는 일종의 구조물로서, 공기의 흐름을 방해하여 유속을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 송풍로(330) 내에 공기 유속을 측정하는 유속 센서(341)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유속 센서(341)는 공기 가이드 부재(340)에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유속 센서(341)에서 측정한 상기 송풍로(330) 내의 유속과 후술하는 제2 필터(300) 또는 히터(360)의 온도를 고려하여, 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있고, 이를 통하여 백금 촉매 플레이트의 정화 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 정화 장치(10)는 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위하여, 제1 흡입팬(240) 및/또는 제2 흡입팬(310)의 동작을 조정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)는 공기 유동 제어판(380)을 더 포함할 수 있다. 도 6를 참조하면, 공기 유동 제어판(380)은 제2 필터(300)의 공기 배출 경로에 형성되며, 제2 필터(300)로부터 배출되는 공기의 유동을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 유동 제어판(380)은 단열 케이스(350)의 개방된 측면 중 제2 필터(300)의 공기 배출 경로에 위치하도록 단열 케이스(350)에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 제어판(380)은 제2 필터(300)를 통과하면서 2차 필터링 된 공기(A2)가 단열 케이스(350) 외부로 배출되는 속도를 제어함으로써, 2차 필터링 된 공기(A2)가 제1 필터(200)를 통해 필터링 된 공기의 나머지 부분(제1필터(200)를 통과한 공기 중 2차 필터링을 위해 제2 필터(300)로 유입되는 공기를 제외한 나머지 공기)과 바로 합류하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 내에 포함될 수 있는 일부 세균의 경우 고온이 비교적 오랜 시간 유지되어야 제거되는 경우가 있는데, 공기 유동 제어판(380)은 2차 필터링 된 공기(A2)가 바로 토출되지 않고 단열 케이스(350)에서 머무르는 시간을 증가시킴으로써, 공기가 고온에 노출되는 시간을 증가시켜 바이러스 및 세균의 사멸 효과를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 유동 제어판(380)에는 복수의 공기유동홀(381)을 포함함으로써, 2차 필터링 된 공기(A2)가 단열 케이스(350) 외부로 천천히 배출되도록 제어할 수 있다.

도 5는 유속 센서(341)에서 측정한 공기의 유속(풍속, m/s)과 유해가스 제거율 사이의 관계를 도시하고 있다.

먼저, 공기의 유속이 지나치게 느려지면, 제2 필터(300)를 통과하는 공기의 절대양이 줄어들게 되어, 유해가스 제거율이 감소하게 된다. 예를 들어, 도 5에서 풍속이 약 0.7m/s 이하로 줄어들게 되면, 유해가스 제거율이 감소하는 것을 볼 수 있다. 또한, 공기의 유속이 증가하면, 제2 필터(300)를 통과하는 공기가 제2 필터(300)의 온도를 떨어뜨리게 되므로, 제2 필터(300)의 공기 정화 효율이 오히려 감소하게 된다. 예를 들어, 도 5에서 풍속이 약 0.7m/s 이상으로 증가하면 유해가스 제거율이 감소하는 경향을 보이며, 풍속이 약 2m/s 이상으로 증가하면 유해가스 제거율이 매우 낮아지는데, 이와 같은 실험 데이터를 이용하여 유속 센서(341)의 측정값을 고려하여 제1 흡입팬(240) 및/또는 제2 흡입팬(310)의 가동 속도와 가동 여부를 결정할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 정화 장치(10)은 제1 흡입팬(240) 및 제2 흡입팬(310)을 모두 구비하고, 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위하여 제1 흡입팬(240) 및/또는 제2 흡입팬(310)을 조정할 수 있다. 제1 흡입팬(240)은 공기 정화 장치(10)로 유입되는 전체 공기 양을 조절할 수 있고, 제2 흡입팬(310)에 의하여 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 추가로 조절할 수 있다. 구체적으로, 제1 흡입팬(240)의 구동에 의해 제1 공기 흡입구(110)로부터 흡입된 공기가 제1 필터(200)에 의해 1차로 필터링 된 후, 제2 흡입팬(310)의 선택적 구동에 의해 상기 1차로 필터링된 공기가 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330) 내로 흡입되는 양이 조절될 수 있다.

예를 들어, 제2 흡입팬(310)이 작동을 하지 않으면, 상기 1차로 필터링된 공기(A1)는 본체 내부에서 본체 상방에 배치된 공기 배출구(130)를 통해 서서히 배출되게 되며, 제2 흡입팬(310)의 구동 속도가 빠를수록 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330) 내로 흡입되는 공기의 양은 증가하게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 정화 장치는 제1 흡입팬(240)은 포함하되 제2 흡입팬(310)은 포함하지 않고, 제1 흡입팬(240)의 구동 속도를 제어하여 공기 정화 장치(10)로 유입되는 전체 공기 양과 더불어 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 흡입팬(240)은 제1 공기 흡입구(110)를 통해 본체 외부의 공기를 정면에서 흡입하여 본체 내부의 원심 방향으로 밀어내는 원심팬이고, 제2 공기 흡입구(320)는 상기 제1 흡입팬(240)의 측면에 위치하여 제1 흡입팬(240)에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기(A1) 중 일부를 자연스럽게 유입하도록 배치될 수 있다. 제2 공기 흡입구(320)로 유입된 공기는 송풍로(330)를 통하여 제2 필터(300)를 통과하게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 백금 촉매 플레이트를 도시한 것이다.

본 발명이 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)의 제2 필터(300)는 도 6에 도시된 바와 같은 백금 촉매 필터일 수 있다. 백금 촉매 필터는 단열 케이스(350)에 결합되어, 상기 공기 정화 장치(10)에 설치될 수 있다. 백금 촉매 필터는 복수의 촉매 플레이트(370) 및 히터(360)를 포함하며, 촉매 플레이트(370)는 표면에 백금 촉매가 담지될 수 있다. 복수의 촉매 플레이트(370)는 서로 일정 간격으로 이격하여 적층된 형태로 형성되며, 서로 인접하여 대향하는 촉매 플레이트(370) 사이로 통기(通氣) 가능하도록 통기 공간이 형성될 수 있다. 또한, 바(bar)형상의 히터(360)는 길이 방향으로 적층되는 복수의 촉매 플레이트를 길이 방향으로 관통하여 설치되고, 1차 필터링 된 공기(A1)가 복수의 촉매 플레이트(370) 사이의 통기 공간으로 통과하면서, 복수의 촉매 플레이트(370)의 표면과 충돌하여 2차 필터링이 이루어지는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 히터(360)는 복수의 촉매 플레이트(370)를 가열하여 백금 촉매를 활성화시킬 수 있다. 예를 들어, 히터(360)는 일정한 길이를 갖는 바(Bar) 형상으로 형성되며 적층되는 복수의 촉매 플레이트(370)를 관통하여 배치되므로 복수의 촉매 플레이트(370)를 동시에 가열할 수 있다. 히터의 온도를 200℃내지 500℃로 조절하는 것에 의해 공기의 유동이 없는 상태에서 복수의 촉매 플레이트(370)의 온도를 대략 200℃내지 300℃까지 가열할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 촉매 플레이트(370)가 가열됨에 따라 촉매 플레이트(370)에 담지되는 백금 촉매가 활성화되고, 촉매 플레이트(370) 사이를 통과하는 공기와 촉매 반응을 일으켜 공기 안에 포함된 유해물질이 제거된다. 구체적으로, 공기안에 포함된 휘발성 유기물질이나 포름알데히드 같은 환경호르몬이 촉매 반응에 의해 인체에 무해한 이산화탄소와 물로 변화되고, 곰팡이, 포자, 세균 및 바이러스 등 생화학적 오염물질도 촉매 반응에 의해 화학 연소되어 제거되며, 일산화탄소와 일산화질소 등 독성 물질도 촉매 반응에 의해 이산화탄소, 질소와 물로 변화된다.

본 발명이 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(10)의 제2 필터(300)는 열 살균 필터일 수 있다. 열 살균 필터는 히터에 의하여 발생한 열에 의하여 공기중의 세균 및 바이러스를 제거할 수 있다.

예를 들어, 열 살균 필터는 도 6에 도시된 백금 촉매 필터와 동일한 형상을 가질 수 있다. 다만, 백금 촉매 필터 부분에 백금이 담지되지 않아서 단순히 열에 의하여 유해물질, 세균 및 바이러스 등을 제거하는 기능을 가질 수 있다. 열 살균 필터는 단열 케이스(350)에 결합되어, 상기 공기 정화 장치(10)에 설치될 수 있다. 열 살균 필터는 복수의 촉매 플레이트(370) 및 히터(360)를 포함하며, 촉매 플레이트(370)는 표면에 백금과 같은 촉매 물질이 담지되지 않고 다만 전도율이 높은 물질로 제조될 수 있다. 복수의 촉매 플레이트(370)는 서로 일정 간격으로 이격하여 적층된 형태로 형성되며, 서로 인접하여 대향하는 촉매 플레이트(370) 사이로 통기(通氣) 가능하도록 통기 공간이 형성될 수 있다. 또한, 바(bar)형상의 히터(360)는 길이 방향으로 적층되는 복수의 플레이트를 길이 방향으로 관통하여 설치되고, 1차 필터링 된 공기(A1)가 복수의 촉매 플레이트(370) 사이의 통기 공간으로 통과하면서, 가열된 복수의 촉매 플레이트(370) 및 고온의 공기층에 의하여 2차 필터링이 이루어지는 것이다.

이미 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 필터(200)를 통과한 공기(A1)의 일부를 제2 필터(300)로 유동시키기 위해 제2 흡입팬(310)이 구비될 수 있는데, 제2 흡입팬(310)은 송풍로(330)의 초입에 위치한 제2 공기 흡입구(320)에 인접하여 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 송풍로(330)의 초입인 상기 제2 공기 흡입구(320)의 면적은 상기 제2 필터의 입구 면적과 상이하게 형성되어, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330)로 유입된 공기는 제2 필터(300)를 향해 유동하면서 유속이 변화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 흡입팬(240)의 구동에 의해 제1 공기 흡입구(110)로부터 흡입된 공기가 제1 필터(200)에 의해 1차로 필터링 된 후, 제2 흡입팬(310)의 선택적 구동에 의해 상기 1차로 필터링된 공기(A1)가 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330) 내로 흡입되는 양이 조절될 수 있다.

예컨데, 제2 흡입팬(310)이 작동을 하지 않으면, 상기 1차로 필터링된 공기는 본체 내부에서 본체 상방에 배치된 공기 배출구(130)를 통해 서서히 배출되게 되며, 제2 흡입팬(310)의 구동 속도가 빠를수록 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330) 내로 흡입되는 공기의 양은 증가하게 된다.

한편 제2 필터(300)내로 유입되는 공기의 양이 많을수록 그리고 제2 필터(300)를 통과하는 공기의 유속이 빠를수록 제2 필터(300)인 백금 촉매 플레이트의 온도가 낮아져 고온으로 유지하기 위하여 추가적인 에너지가 소모되거나 백금 촉매 플레이트의 냉각으로 바이러스와 세균의 사멸효과가 떨어지게 된다(도 5 참조).

이와 같이 송풍로(330)에서 유동되는 공기의 유속을 저하시키고 제2 필터(300)로 유입되는 공기의 양을 줄임으로써 제2 필터(300)의 온도가 낮아지는 것을 방지하여 촉매 플레이트(370)를 고온으로 유지하는데 추가 전력이 소모되거나 촉매 플레이트(370)의 냉각으로 바이러스 및 세균의 사멸 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 필터를 통과하는 공기의 흐름을 조절할 수 있는 공기 정화 장치에 대하여 본원의 도면에 따라 상기와 같이 설명하였으나, 본 발명은 본원에 도시 및 설명된 구성 및 방법으로만 국한되는 것이 아니다. 또한, 본원에 개시된 것 이외의 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어가 본 발명의 구성으로 사용될 수 있고, 그 권리범위에 있어서도 본원에 개시된 구성 및 방법으로 한정되는 것이 아니다. 당해 기술분야의 통상의 기술자들은 본 발명이 추구하는 목적과 효과의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 이해할 것이다.

10 : 공기 정화 장치 100 : 본체
110 : 제1 공기 흡입구 130 : 공기 배출구
200 : 제1 필터 240 : 제1 흡입팬
300 : 제2 필터 310 : 제2 흡입팬
320 : 제2 공기 흡입구 330 : 송풍로
340 : 공기 가이드 부재 341 : 유속 센서
350 : 단열 케이스 360 : 히터
370 : 촉매 플레이트 380 : 공기 유동 제어판

Claims (13)

1. 공기 정화 장치로서,
   본체(100);
   상기 본체(100)의 정면 일측에 설치되는 제1 공기 흡입구(110);
   상기 제1 공기 흡입구(110)를 통해 본체 외부의 공기를 정면에서 흡입하여 측면 원심 방향으로 본체 내부로 밀어내는 제1 흡입팬(240);
   상기 제1 공기 흡입구(110)와 상기 제1 흡입팬(240) 사이에 위치하여, 상기 제1 공기 흡입구(110)로부터 흡입된 공기를 필터링하는 제1 필터(200);
   상기 제1 흡입팬(240)의 측면에 위치하여, 상기 제1 흡입팬(240)에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 일부를 통과시키는 제2 공기 흡입구(320);
   상기 제2 공기 흡입구(320)를 통과한 공기를 필터링하는 제2 필터(300); 및
   상기 본체(100)의 상면 일측에 설치되는 공기 배출구(130)를 포함하고,
   상기 제1 흡입팬(240)에 의하여 원심 방향으로 배출되는 공기 중 제2 공기 흡입구(320)로 흡입되지 않은 공기 및 상기 제2 필터(300)를 통과한 공기는 상기 공기 배출구(130)를 통하여 외부로 배출되며,
   상기 제2 필터는 백금 촉매 필터를 포함하며, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통과한 공기의 유속을 측정하는 유속 센서(341)를 더 포함하고, 상기 유속 센서(341)에 의하여 측정된 공기의 유속에 기초하여 상기 제1 흡입팬의 회전 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 공기 흡입구(320)의 면적은 상기 제2 필터(300)의 입구 면적과 상이하게 형성되어, 상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 송풍로(330)로 유입된 공기는 상기 제2 필터(300)를 향해 유동하면서 유속이 변화하는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
3. 제1항에 있어서.
   상기 제2 공기 흡입구(320)와 상기 제2 필터(300)를 연결하는 송풍로(330)에는 상기 제2 공기 흡입구(320)로 유입된 공기의 흐름을 조절하는 공기 가이드 부재(340)가 설치되는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
4. 삭제
5. 제3항에 있어서.
   상기 공기 가이드 부재(340)는 상기 송풍로(330)로 유입된 공기의 흐름을 방해하여 유속을 감소시키는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 필터(200)는 극세필터(210), 탈취필터(220) 또는 집진필터(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 백금 촉매 필터는 촉매 플레이트(370) 및 히터(360)를 포함하되, 상기 촉매 플레이트(370)는 복수로 형성되며 표면에 백금 촉매가 담지되고, 상기 복수의 촉매 플레이트(370)는 이격하여 적층되도록 형성되며, 인접하는 촉매 플레이트(370) 사이로 통기(通氣) 가능하도록 통기 공간이 형성되며, 상기 히터(360)는 바(bar) 형상으로 구성되고, 상기 히터의 길이 방향으로 적층되는 복수의 촉매 플레이트를 관통하여 설치되는 것을 특징으로 하는,
   공기 정화 장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 제3항에 있어서,
    상기 유속 센서(341)는 상기 공기 가이드 부재(340)에 설치되는 것을 특징으로 하는,
    공기 정화 장치.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공기 흡입구(320)를 통해 공기를 흡입하여 제2 필터(300)로 공급하는 제2 흡입팬(310)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    공기 정화 장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 유속 센서(341)에 의하여 측정된 공기의 유속에 기초하여 상기 제2 흡입팬(310)의 회전 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는,
    공기 정화 장치.
    
    

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