KR102520515B1

KR102520515B1 - 원격제어가 가능한 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치

Info

Publication number: KR102520515B1
Application number: KR1020200135945A
Authority: KR
Inventors: 전동현; 전소영
Original assignee: 주식회사 엔아이티코리아
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2023-04-12
Also published as: KR20220052405A

Abstract

실내의 공조 기기 등에 결합되거나 독립적으로 실내에 설치되어 실내 공기질을 개선하는 동시에 공기에 존재하는 세균을 제거하여 실내에서의 비말 또는 에어로졸 전파를 통한 감염병의 확산을 최소화하는 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치는, 멸균을 위한 제1 파장의 자외선을 조사하여, 주변 공기에 대한 멸균 기능을 수행하는 LED 모듈인 제1 광 조사 모듈; 적어도 이산화티타늄이 적어도 일 면에 코팅된 플레이트 구조를 갖고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선이 조사되는 경우 반응하여 주변의 공기 중의 유해화학물질을 분해하는 광 촉매부; 및 제2 파장의 자외선을 광 촉매부에 조사하도록 배치되는 제2 광 조사 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원격제어가 가능한 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치{REMOTE CONTROLLERABLE INDOOR AIR STERILIZATION DEVICE USING COMBINED ULTRAVIOLET LIGHT}

본 발명은 실내의 공조 기기 등에 결합되거나 독립적으로 실내에 설치되어 실내 공기질을 개선하는 동시에 공기에 존재하는 세균을 제거하여 실내에서의 비말 또는 에어로졸 전파를 통한 감염병의 확산을 최소화하는 동시에, 이를 위한 공조 장치의 제어, 공기 질 모니터링이 가능한 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 범용성 및 유지 보수력이 높고, 멸균 효과가 높도록 하기 위한 광 조사를 통한 멸균 기술 및 이를 이용한 공조 장치의 제어 및 공기 질 모니터링이 가능한 기술에 관한 것이다.

최근 코로나 등을 비롯한 감염병의 확산이 지속되면서, 특히 실내에서는 마스크 착용 및 손씻기 이외에, 다양한 멸균용 제품들이 출시되고 있다. 이러한 제품들로는, 손소독제, 손세정제, 스프레이 타입의 멸균제 등이 있는데, 이러한 제품들은 그 효율이 비교적 낮고, 실질적으로 공기 중의 세균에 대한 제거가 불가능하여, 근본적인 멸균 효과는 기대하기 힘든 문제점이 있다.

공기중 또는 제품 등에 존재하는 세균을 제거하기 위한 상기의 제품들 이외의 기술에서는, 자외선을 이용한 소독 기구 등이 제시되고 있다. 예를 들어, 공공식당 등에서 컵 등을 소독하기 위한 소독기구는, 멸균 효과가 있는 특정 파장(UV C 254nm)의 자외선을 조사하여 멸균을 진행한다.

이러한 장비는, 멸균 효과가 뛰어나다는 장점은 있으나, 해당 파장의 자외선은 파장이 가장 짧아 에너지가 자외선 중 가장 높기에 건강에 매우 해롭다. 254nm 부근의 파장이 바이러스나 박테리아를 살균하는데 제일 효과적이지만 인체에 많이 노출되면 화상이나 피부암, 백내장을 일으킨다. 또 공기중의 산소를 여기시켜 호흡기에 해로운 오존가스를 발생시킨다. 그래서 살균등을 사용할 때는 피부나 눈에 쪼이지 않도록 주의해야 하며 환기에 주의해야 하는 문제점이 있다.

또한 해당 파장의 자외선은, 비교적 긴 시간동안 빛을 조사해야만 대상의 멸균이 진행되는 단점이 있어, 실내에서 대류가 이루어져 유동적인 공기를 멸균하기는 것은 사실상 불가능한 단점이 있다.

이에 따라서 실내에서 공기 중 또는 사람의 건강에 영향을 미치지 않는 멸균 장치에 대해서는, 예를 들어 한국 등록특허 제10-1302400호 등과 같이, 적외선 및 자외선 엘이디 모듈을 동시에 사용하되, 자외선의 파장이 380~410nm를 갖도록 하여, 인체에 무해한 살균 기능을 갖는 장치를 제공하고 있다.

그러나 이러한 장치는 자외선 파장이 너무 길어 멸균 효과가 충분하지 않고, 유기오염물질을 분해하는 효과가 매우 낮은 문제점이 있다. 또한, 공기는 매우 유동적인데, 자외선의 경우 비교적 긴 시간(예를 들어 10분) 동안 대상에 조사되어야 하는데, 상술한 기술에 있어서 이러한 유동적인 공기에 오랜 시간 동안 광을 조사하는 것은 불가능하다.

이에 따라서 실내에 설치 시 간편하게 설치가 가능하고, 실질적으로 공기 중의 멸균을 수행하고, 동시에 오염물질을 분해하여 공기 질을 높일 수 있는 기술에 대한 필요성이 제기되고 있다.

이에 본 발명은, 비말 및 에어로졸 형태의 감염이 가능한 세균을 실내에서 매우 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 동시에, 인체에 해가 없고, 공기 중의 기타 유해물질 및 세균을 짧은 시간 동안의 공기와의 접촉에 의하여도 효과적으로 제거할 수 있는 다파장의 복합 자외선을 이용하는 멸균 장치에 관한 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.

또한 본 발명은, 에어컨, 공기 정화 장치, 실내공조기기 등 공조 제어 장치에 부착하거나 독립적인 설치가 가능하되, 멸균 및 공기질 개선 기능에 따라서 모듈화하거나 자유로운 설치 및 유지 관리가 가능하도록 하는 멸균 장치에 관한 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한 UV C 254nm 자외선살균만으로 실내에 부유하는 바이러스나 세균을 멸균하기에는 부족한 경우를 보조하도록 하여 멸균기능을 강화하기 위하여 광화학 반응이 가장 뛰어난 UV A 365nm 파장과 TiO2(이산화티탄)가 결합(부착)된 광 촉매장치가 결합된 형태로서, 광 조사 및 광 촉매가 동시에 이루어짐으로써 실내유해가스를 분해하고 부유세균과 바이러스를 멸균하여 공기질을 개선하는 기능을 높이는데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 실내에 설치되어 있는 공조장치를 제어하고, 멸균장치에 대한 제어를 모바일 앱으로 제어하고 실내 공기질의 모니터링를 앱으로 할 수 있도록 하는 부가적인 기능을 추가하여, 멸균 장치의 사용 시 이에 관련된 편의 기능이 수행되도록 하여 장치의 이용 효율을 높이는 데 다른 목적이 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치는, 멸균을 위한 제1 파장의 자외선을 조사하여, 주변 공기에 대한 멸균 기능을 수행하는 LED 모듈인 제1 광 조사 모듈; 적어도 이산화티타늄이 적어도 일 면에 코팅된 플레이트 구조를 갖고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선이 조사되는 경우 반응하여 주변의 공기 중의 유해화학물질을 분해하는 광 촉매부; 및 상기 제2 파장의 자외선을 상기 광 촉매부에 조사하도록 배치되는 제2 광 조사 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광 촉매부는, 상기 제1 광 조사 모듈 및 상기 제2 광 조사 모듈이 설치된 바 형태의 램프 주위에 배치 가능한 플레이트 구조인 것이 바람직하다.

상기 광 촉매부는, 공기 조화 장치의 플레이트형 필터 삽입부에 삽입 가능한 형태 또는 공기 조화 장치의 공기 토출구에 고정 가능하도록 적어도 일 단측에 고정 결합부가 형성된 형태로 구성된 플레이트 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 광 조사 모듈 및 상기 제2 광 조사 모듈은, 상기 플레이트 구조에 일체로 설치되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 광 촉매부는, 상기 플레이트 구조를 형성하는 메인 플레이트; 및 상기 메인 플레이트의 일면에 상기 이산화티타늄이 열처리 코팅됨으로써 형성된 광 촉매 레이어;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 메인 플레이트는 조사된 빛을 반사하는 반사 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 광 촉매부는, 상기 플레이트의 외형을 형성하는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임이 형성하는 프레임 영역에 고정되며, 상기 이산화티타늄이 코팅된 나노 튜브를 포함하여 형성된 필터구조의 광 촉매필터;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1 파장은 200 내지 300nm의 파장이며, 상기 제2 파장은 350 내지 388nm의 파장인 것이 바람직하다.

상기 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치가 설치된 주변의 공기질 정보로서, 온도, 습도, 공기 중의 휘발성유기화합물, 미세먼지 및 오존 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈; 및 유저 단말에서 실행되며, 상기 제1 광 조사 모듈, 상기 제2 광 조사 모듈 및 상기 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균장치와 그 인근에 설치된 공기 조화 장치의 제어가 가능하고, 상기 센서 모듈로부터 측정된 주변의 공기질 정보의 확인이 가능한 유저 인터페이스의 구동을 제어하는 제어 모듈;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 눈에는 비교적 해롭지 않으나 짧은 파장으로 멸균을 수행할 수 있는 제1 광 조사 모듈과, 광 촉매부를 활성화할 수 있는 파장의 제2 광 조사 모듈을 공기를 실내에 공급할 수 있는 공조 기기에 설치하거나, 독립된 장치로서 설치할 수 있다.

이에 따라서 기존의 기술에 비하여 제1 광 조사 모듈과 제2 광 조사 모듈 및 광 촉매부가 수행하는 명확한 기능에 의하여 제1 광 조사 모듈에 필요한 긴 시간 동안의 대상과의 접촉의 요구성을 제2 관 조사 모듈과 광 촉매부가 해소할 수 있어, 짧은 시간 동안의 공기와의 접촉에 의하여도 멸균 효과가 극대화되는 동시에 공기 중의 유해물질 제거에 따른 공기질 개선 효과가 극대화되는 효과가 있다.

또한, 플레이트 형태로 독립적으로 설치하거나, 자외선을 발생하는 램프 또는 스탠드형 에어컨에 슬리브 또는 필터 형태로 삽입 설치하거나, 기타 공조기기의 가림막 등을 대체하는 형태로 설치할 수 있어, 그 설치 범용성이 매우 크고, 자외선에서 발생되는 동시에 눈에 해롭지 않은 파장의 빛에 의한 심미적 효과가 있다.

한편 제어 모듈을 통해서, 유저 단말, 주위의 공기 질 정보를 측정하는 센서 모듈, 주변의 공기 조화 장치 및 본 발명의 멸균 장치를 연동하여, 유저 단말을 통해서 공기 질 정보를 확인하고 동시에 공기 조화 장치 및 멸균 장치를 제어할 수 있도록 하여, 실내 공기 질 관리의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 구현에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치의 구성 예.
도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 광 촉매부의 구성 예.
도 4 및 5는 본 발명의 각 실시예에 따라서 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치가 설치된 예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치를 이용한 원격 제어 및 모니터링 기능을 설명하기 위한 구성 블록도.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치의 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명의 다른 실시예의 구현에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치의 구성 예, 도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 광 촉매부의 구성 예, 도 4 및 5는 본 발명의 각 실시예에 따라서 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치가 설치된 예를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치를 이용한 원격 제어 및 모니터링 기능을 설명하기 위한 구성 블록도이다.

상술한 도면들을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(이하 '본 발명의 장치'라 함)은, 제1 광 조사 모듈(10), 광 촉매부(20) 및 제2 광 조사 모듈(30)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 선택적으로 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 광 조사 모듈(10), 광 촉매부(20) 및 제2 광 조사 모듈(30)을 포함하는 구조물(이하 본 발명의 구조물이라 함)을 고정하는 고정 결합부(40)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 구조물은 제1 광 조사 모듈(10), 제2 광 조사 모듈(30) 및 광 촉매부(20)를 포함하는 구조로서, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 가지도록 구현될 수 있다.

제1 광 조사 모듈(10)은, 멸균을 위한 제1 파장의 자외선을 조사하는 LED 모듈을 의미한다. 본 발명에서 LED 모듈은 전원을 공급받아 LED 패키지에 공급하고, LED 패키지에서는 정해진 스펙에 따라서 일정한 파장의 빛을 발광하여 외부에 조사하는 장치를 의미한다.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(30)은 자외선 LED를 광원으로 사용한다. 일반적인 자외선 램프는 수명이 약 1000시간에 불과한 데 비하여, LED의 경우 5년 이상의 수명을 갖고 있어, 유지 보수에 유리하기 때문이다.

한편 본 발명에서 제1 파장은 예를 들어 200 내지 300nm의 파장으로서, UV C 영역의 파장임이 바람직하다. UV(Ultraviolet)는 200 nm- 400 nm 파장의 자외선으로서 눈에 보이지 않기 시작하는 영역이다. 대부분은 오존층에 흡수되지만 일부는 지표면까지 도달한다. 피부에 화상을 입힐 수 있으나, 유리는 통과하지 못한다. 한편 UV-C (Ultraviolet C)는 280 nm-100 nm 파장의 자외선이다. 자외선 살균기에 있는 자외선 램프에서도 생성되는 파장이며, 오존층에 완전히 흡수된다. 파장이 가장 짧아 에너지가 자외선 중 가장 높기에 건강에 매우 해롭다. 파장이 짧은 UV는 바이러스나 박테리아를 살균하는데 제일 효과적이지만 인체에 많이 노출되면 화상이나 피부암, 백내장을 일으킨다. 또 공기중의 산소를 여기시켜 호흡기에 해로운 오존가스를 발생시킨다. 그래서 살균등을 사용할 때는 피부나 눈에 쪼이지 않도록 주의해야 하며 환기에 주의해야한다.

이 중 제1 파장은 멸균에 효과적인 UV C 중 200~300nm의 파장을 사용하면서 지나치게 짧은 200nm 미만의 파장은 제외하여, 노출되더라도 인간의 눈에 해롭지 않고, 실내에 오존을 발생시키지 않아 인체에 해롭지 않도록 하는 LED UV 254nm 파장을 제1 광 조사 모듈(10)이 조사하도록 하는 동시에, 멸균에 효과적으로 사용할 수 있도록 한다.

한편 상술한 바와 같이 제1 파장이 인체에 가할 수 있는 만약의 피해를 대비하여, 예를 들어 도 2 등에 도시된 바와 같이 광 촉매부(20)의 외면, 바람직하게는 후술하는 바와 같이 이산화티타늄이 코팅된 면이 제1 광 조사 모듈(10)을 가리도록 설치되어 제1 광 조사 모듈(10)로부터 조사되는 빛이 직접적으로 인체로 향하지 않도록 설치되어, 인체에 대한 피해를 완전히 차단할 수 있다.

제1 광 조사 모듈(10)에는 광원(13)과 광원에 전력을 공급하는 전력 공급 수단 및 전력 공급 수단으로부터 광원에 대한 전력을 제어하는 제어장치가 포함될 수 있는데 해당 구성들은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 광 조사 모듈(10)이 구성하는 플레이트형의 케이스(11)에 포함될 것이다. 바람직하게는, 광원(13)은 도 1에 도시된 바와 같이 후술하는 광 촉매부(20)의 내면에 빛을 조사하도록 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 설치될 수 있다.

광원(13)은 상술한 바와 같이 제1 광 조사 수단(10)에 있어서는 200 내지 300nm 파장 대역을 갖는 자외선을 생성하도록 하는 LED 광원을 의미한다.(해당 영역이 직접 살균이어서 200 내지 300으로 표현하는 것이 바람직합니다.)

한편 광 촉매부(20)는, 공기 이동 경로에 배치되어, 적어도 이산화티타늄(TiO2)을 포함하여 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선이 조사되는 경우 반응하여 유해화학물질을 분해하는 구성이다.

광 촉매는, 상술한 바와 같이 촉매의 일종으로, 특정 파장의 광이 조사되는 경우, 촉매 반응을 일으키는 물질이다. 광촉매반응을 통하여 형성된 반응성물질(예, 이산화티타늄늄(TiO2))에 빛을 조사하면 결정표면에 생기는 전자가 이탈한 정공이 물 분자와 반응해서 산화력이 매우 큰 하이드록시 라디컬을 형성한다. 이와 같이, 광 촉매는 수처리 분야에도 적용되고 있어 각종 세균이나 유기성 오염물질을 분해를 유도한다.

광촉매 물질로는 TiO2, ZnO, CdS, Zr02, V203, W03 등과 페롭 스카이트형 복합 금속산화물(SrTio2) 등이 있다. 광촉매가 활발히 이루어지기 위해서는 빛을 받아도 자신은 변하지 않아 반영구적으로 사용할 수 있고, 염소나 오존보다 산화력이 높아 살균력이 뛰어나며, 모든 유기물을 이산화탄소와 물로 분해할 수 있는 능력을 갖고 있어야 한다. 이에 따라서 대표적인 광촉매물질로 이산화티타늄이 널리 사용된다.

광 촉매부(20)는 이와 같은 원리를 기반으로 이산화티타늄(Tio2)와 자외선(UV)의 산화반응에 의해 각종 유기화합물을 분해해주는 이산화탄소와 물로 분해해 주는 유해물질 분해용 필터를 의미한다.

대류현상으로 인해 오염된 공기가 주변으로 이동되고 이산화티타늄(Tio2)이 코팅된 광 촉매부(20) 사이에 자외선(UV)이 조사되고 있으면, 오염된 공기 중 이산화티타늄이 코팅된 영역에 존재하는 공기들은 상술한 산화반응에 의해 유해물질이 분해되어 외부로 배출되는 형태이다. 이때 산화반응의 분해과정에서 미량의 발열이 나타나기도 하여, 공기의 대류를 촉진한다.

본 발명에서는 광 촉매부(20)는 일정한 파장의 광이 조사되는 경우 반응을 통해서 유해 물질을 분해한다. 이러한 광을 조사하기 위해서, 본 발명의 장치에는 제1 파장과 다른 제2 파장, 예를 들어 UV A로서 350 내지 388nm 파장 대역, 바람직하게는 365nm의 광을 상술한 광 촉매부(20)에 조사하는 제2 광 조사 모듈(30)이 포함될 수 있다. 제2 광 조사 모듈(30)은 도 2에 도시된 제1 광 조사 모듈(10)과 동일한 형태를 갖고, 도 1과 같은 영역에 설치될 수 있다. 이때 광원이 향하는 방향은, 광 촉매부(20)의 방향임이 바람직하다. 광 촉매를 통한 반응을 최대화하기 위해서이다.

이를 위해서, 광 촉매부(20)는 도 1 및 2와 같은 형태로 구현되는데, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 광 촉매부(20)는 제1 광 조사 모듈(10-1) 및 제2 광 조사 모듈(30-1)이 설치되고, 슬롯(Slot, 51)에 끼워져 해당 슬롯의 전기적 연결 구조에 의하여 공급되는 전력에 의하여 제1 광 조사 모듈(10-1) 및 제2 광 조사 모듈(30-1)이 구동되어 발생되는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 빛이 조사되는 환경에 있어서, 슬리브 슬롯(52)에 슬리브 형태로 끼움 배치되는 곡면 또는 플렉서블한 플레이트 구조로 구성될 수 있다.

이때 슬롯(51)은 일종의 조명 기구 설치 구조를 갖도록 구성되는데, 이는 일반적인 조명 기구 결합부의 구조로서, 기계적 결합 및 전원과의 전기적인 연결이 동시에 가능한 일종의 형광등 설치 단자와 동일한 구조를 갖도록 구성될 수 있고, 슬리브 슬롯(52)은 기계적 가이드 홈으로 구성되어, 광 촉매부(20)의 플레이트 구조가 끼움 고정될 수 있도록 형성될 수 있다.

도 2의 구현 예는 조명과 유사한 제품의 형태로 본 발명의 장치가 구성되는 경우 구현될 수 있는 형태이다. 이때, 조명 효과를 부여하는 동시에 상술한 제1 파장 및 제2 파장의 빛이 과다하게 인체에 조사되는 경우 인체에 가해지는 악영향을 제거하기 위해서, 광 촉매부(20)는 일 형태로 구현될 수 있다.

즉, 도 3의 (a)와 같이, 광 촉매부(20)는 상술한 플레이트 구조의 외형을 결정 및 형성하는 메인 플레이트(21)와, 메인 플레이트(21)의 일면, 정확히는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 적어도 제2 광 조사 모듈(30)로부터 조사되는 제2 파장의 빛이 조사되는 면에 이산화티타늄이 열처리 코팅됨으로써 형성된 광 촉매 레이어(22)를 포함하도록 구현될 수 있다.

이때 열처리 코팅 프로세스는, 예를 들어 이산화티타늄을 도포하고, 약 섭씨 150도 내지 180도 환경에서 메인 플레이트(21)를 열처리하는 프로세스를 의미할 수 있다.

이때, 메인 플레이트(21)의 해당 일면은, 조사된 빛을 반사하는 반사 재질로 구성되어, 상술한 바와 같이 제1 및 제2 파장의 빛의 대부분이 광 촉매부(20)를 통과하지 않고 반사되도록 하여, 인체의 피해를 예방할 수 있다.

한편, 도 1, 4, 5에 도시된 바와 같이 광 촉매부(20)는, 실내 공조 덕트, 라디에이터, 외부 순환 팬 및 냉난방 장치 등의 실내에 설치되는 공기 조화 장치(1, 2)의 공기 토출구에 설치되거나, 공기 조화 장치(1, 2)에 삽입 설치될 수 있는 플레이트형 필터의 필터 삽입부에 해당 필터와 동일한 구조를 갖도록 형성되어 설치될 수 있도록 구현될 수 있다.

공기 조화 장치(1, 2)가 예를 들어 스탠드형 에어컨의 경우, 상술한 바와 같이 광 촉매부(20)가 스탠드형 에어컨의 슬롯에 삽입되어 공기 정화 기능을 수행하는 플레이트형 필터와 동일한 구조를 갖도록 형성되는 경우, 별도의 장치 없이 광 촉매부(20)를 해당 필터 슬롯에 삽입하여, 편리하게 상술한 기능이 수행되도록 할 수 있다. 이때 도 1에 도시된 바와 같이, 광 촉매부(20)의 플레이트 구조에는, 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(20)이 일체로 형성되어, 함께 공기 조화 장치(1, 2)의 필터 슬롯에 삽입되어 구동될 수 있도록 구현될 수 있다.

이 경우 공기가 광 촉매부(20)를 통과하도록 구현되어야 하는데, 이를 위해서 본 발명의 다른 실시예에서, 광 촉매부(20)는 도 3의 (a)와 다른 형태로 구형될 수 있다.

즉, 도 3의 (b)를 참조하면, 광 촉매부(20-1)는 플레이트 구조의 외형을 형성하는 메인 프레임(21-1)과, 메인 프레임(21-1)이 형성하는 프레임 영역에 고정되도록 포함되며, 이산화티타늄이 코팅된 나노 튜브 섬유를 포함하여 형성된 필터구조의 광 촉매필터(22-1)를 포함하도록 구현될 수 있다.

한편, 필터 슬롯에 설치되는 것이 아닌 경우, 즉 공기 조화 장치(1, 2)의 공기 토출구에 설치되는 경우 도 1 및 2와 같이 해당 플레이트 구조에 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(20)이 일체로 형성될 수 있고, 이를 공기 토출구에 고정하는 고정 결합부(40)가 추가로 본 발명의 장치에 포함될 수 있다.

고정 결합부(40)는 고정 다리(41) 및 고정부(42)를 포함하고, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 광 촉매부(20), 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(30)이 이루는 플레이트 구조의 양 단측에 배치되어 고정 다리(41)의 절곡 구조를 이용하여 공기 토출구와의 거리를 조절하거나 그 배치 위치를 조절하고, 고정부(42)의 고정력을 이용하여 공기 조화 장치(1, 2)에 플레이트 구조를 고정 설치하도록 구성될 수 있다. 또는 도 5에 도시된 바와 같이 양 단측이 아닌 플레이트 구조의 일 영역에 배치될 수 있다.

한편, 고정부(42)는, 흡착 고정 구조, 볼트 결합구조, 핀 결합구조 등의 외면과의 고정이 가능한 부재를 의미한다. 또는, 걸림 후크 등을 포함하여, 공기 조화 장치의 공기 토출구에 형성된 바 형태의 공기 방향 제어 장치에 삽입 걸림되면서 고정되도록 구현될 수 있다.

한편 본 발명에서는, 멸균 및 공기 중의 유해화학물질의 필터링 기능을 보조하기 위해서 추가 필터 모듈(미도시)이 더 설치될 수 있다. 추가 필터 모듈은 예를 들어 상술한 도 3의 (b)와 유사한 실시예의 광 촉매부(20)에서 이산화티타늄이 포함된 구조가 필터 형태로 구성되는 경우, 광 촉매부(20)에 해당 필터 형태의 구조와 다층 레이어를 형성하도록 배치되며, 적어도 메쉬필터 및 음이온발생 장치 중 적어도 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 본 발명의 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치는 공기질 개선을 위한 기능을 수행하기 때문에 실내에 설치된 장치들로서, 공기 질의 관리와 관련된 장치들을 본 발명의 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치와 함께 관리할 수 있는 경우, 유저들의 실내에서의 공기질 관리의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이를 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균장치(3)는 센서 모듈(50)과 제어 모듈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어 모듈은 본 발명의 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(3)에 하드웨어적으로 포함되는 컴퓨팅 장치 또는 유저 단말(4)에서 실행되나 기능적으로 본 발명의 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(3)에 포함되는 구성으로 이해될 것이다.

또한 도 6에 도시된 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(3)에는 광 촉매부(20)가 생략되어 있으나, 당연히 본 발명의 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(3)에 포함되는 구성으로 이해되어야 할 것이다.

센서 모듈(50)은 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치가 설치된 주변의 공기질 정보로서, 온도, 습도, 공기 중의 휘발성유기화합물(voc), 미세먼지 및 오존 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 구성이다. 이때 추가적으로 센서로부터 측정된 데이터를 원격 송수신이 가능한 데이터 및 유저 단말(4)에서 실행되는 후술하는 유저 인터페이스를 포함하는 어플리케이션, 프로그램 또는 웹 사이트 상에서 처리 가능한 데이터로 가공하는 컴퓨팅 장치 및 가공된 데이터를 유저 단말(4)에 유무선 네트워크를 통해 송신하는 통신 모듈이 센서 모듈(50)에 추가적으로 포함될 수 있다.

제어 모듈은, 유저 단말(4)에서 실행되며, 제1 광 조사 모듈(10), 제2 광 조사 모듈(20) 및 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치(3) 인근에 설치된 공기 조화 장치(1)의 제어가 가능하고, 센서 모듈(50)로부터 측정된 주변의 공기질 정보의 확인이 가능한 유저 인터페이스의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.

유저 인터페이스의 구동을 제어함은, 상술한 바와 같이 특정 입력에 의하여 유저 인터페이스가 실행될 수 있는 유저 단말(4)에서 저장 및 실행 가능한 어플리케이션, 프로그램 또는 접속 가능한 웹 사이트 등을 이용하여 유저가 유저 인터페이스가 유저 단말(4)에 출력되도록 실행되는 것을 제어함을 의미한다.

이때 본 발명의 다양한 실시예에 있어서 제어 모듈은 센서 모듈(50), 제1 광 조사 모듈(10), 제2 광 조사 모듈(20) 및 공기 조화 장치(1)의 측정값 및 구동 상태를 모니터링하여 상술한 유저 인터페이스를 통해 유저가 이를 확인할 수 있도록 하는 동시에, 상술한 측정값 및 구동 상태에 대한 정보를 기준으로 제1 광 조사 모듈(10), 제2 광 조사 모듈(20) 및 공기 조화 장치(1)의 구동을 자동 제어할 수 있다.

예를 들어, 공기 조화 장치(1)가 구동되는 동안 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(30)이 구동되도록 하는 방식, 센서 모듈(50)에 의하여 측정된 유해 물질의 농도가 일정 임계값을 초과 시 공기 조화 장치(1), 제1 광 조사 모듈(10) 및 제2 광 조사 모듈(30)이 함께 구동되도록 하는 방식, 유저 인터페이스를 통한 입력에 의하여 설정된 구동 시간에 따라서 상술한 구성들의 구동이 제어되는 방식, 상술한 방식들에 있어서 각 구성들의 on/off 제어 및 구동 세기(광 조사량 및 송풍력 등)를 제어하는 방식 등 다양한 제어가 가능하도록 구현될 수 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

멸균을 위한 제1 파장의 자외선을 조사하여, 주변 공기에 대한 멸균 기능을 수행하는 LED 모듈인 제1 광 조사 모듈;
적어도 이산화티타늄이 적어도 일 면에 코팅된 플레이트 구조를 갖고, 제1 파장과 다른 제2 파장의 자외선이 조사되는 경우 반응하여 주변의 공기 중의 유해화학물질을 분해하는 광 촉매부; 및
상기 제2 파장의 자외선을 상기 광 촉매부에 조사하도록 배치되는 제2 광 조사 모듈;을 포함하고,
상기 광 촉매부는,
공기 조화 장치의 공기 토출구에 고정 가능하도록 적어도 일 단측에 고정 결합부가 형성된 형태로 구성된 플레이트 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 촉매부는,
상기 제1 광 조사 모듈 및 상기 제2 광 조사 모듈이 설치된 바 형태의 램프 주위에 배치 가능한 플레이트 구조인 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
삭제
제1항 및 제2항 중 어느 한 항 있어서,
상기 제1 광 조사 모듈 및 상기 제2 광 조사 모듈은,
상기 플레이트 구조에 일체로 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 촉매부는,
상기 플레이트 구조를 형성하는 메인 플레이트; 및
상기 메인 플레이트의 일면에 상기 이산화티타늄이 열처리 코팅됨으로써 형성된 광 촉매 레이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제5항에 있어서,
상기 메인 플레이트는 조사된 빛을 반사하는 반사 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제1항에 있어서,
상기 광 촉매부는,
상기 플레이트의 외형을 형성하는 메인 프레임; 및
상기 메인 프레임이 형성하는 프레임 영역에 고정되며, 상기 이산화티타늄이 코팅된 나노 튜브를 포함하여 형성된 필터구조의 광 촉매필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 파장은 200 내지 300nm의 파장이며, 상기 제2 파장은 350 내지 388nm의 파장인 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.
제1항에 있어서.
상기 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치가 설치된 주변의 공기질 정보로서, 온도, 습도, 공기 중의 휘발성유기화합물, 미세먼지 및 오존 중 적어도 하나를 측정하는 적어도 하나의 센서를 포함하는 센서 모듈; 및
유저 단말에서 실행되며, 상기 제1 광 조사 모듈, 상기 제2 광 조사 모듈 및 상기 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균장치와 그 인근에 설치된 공기 조화 장치의 제어가 가능하고, 상기 센서 모듈로부터 측정된 주변의 공기질 정보의 확인이 가능한 유저 인터페이스의 구동을 제어하는 제어 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 자외선을 이용한 실내형 공기 멸균 장치.