KR102531431B1 - 공기 살균 및 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외기를 유입하여 살균 및 정화를 수행한 뒤 토출하는 장치에 관한 것으로써 본 명세서에서 게시되는 발명의 일 실시예는, 외기가 유입되는 흡입구가 형성되는 제1 바디와 상기 유입된 외기가 토출되는 토출구가 형성되는 제3 바디와 상기 제1 바디와 상기 제3 바디 사이에 구비되며 내부에 수용공간을 형성하는 제2 바디와 상기 제2 바디의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 흡입구로 유입되어 상기 토출구를 향하는 기류의 유로를 형성하는 가이드부 및 상기 제2 바디의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 가이드부를 따라 형성되는 기류에 광원을 조사하는 광원부를 포함하고,
상기 가이드부는, 상기 제2 바디의 중심축에서 반경방향 외측을 향해 연장 형성되어 상기 제1 바디에서 제2 바디를 향하는 기류의 이동방향을 적어도 한번 이상 가변시켜 상기 유입된 외기가 상기 제2 바디의 내부에서 체류하는 시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치를 게시한다.

Description

공기 살균 및 정화장치{Air sterilization and purification device}

본 발명은, 외기를 유입하여 살균 및 정화를 수행한 뒤 토출하는 장치에 관한 것이다.

공기 청정기는 오염된 공기를 흡입하여 정화한 후, 정화된 공기를 배출시키는 장치로서 이해된다. 일례로, 공기 청정기에는, 외부의 공기를 공기 청정기의 내부로 유입시키기 위한 송풍장치 및 공기 중 먼지나 세균 등을 필터 링 할 수 있는 필터가 포함될 수 있다.

일반적으로 공기청정기에는 공기의 유입 및 토출을 위한 흡입구와 토출구가 형성된다. 그리고 공기청정기의 내부에는 공기의 순환을 위한 송풍 장치, 유입된 공기에 포함된 오염물질을 거르기 위한 필터 등이 구비될 수 있다.

상술한 구성을 포함하는 공기청정기의 작동원리를 살펴보면, 상기 공기청정기는 송풍 장치가 구동하면서 발생되는 기류를 통해 상기 흡입구로 외기가 흡입되고, 흡입된 공기에 포함되어 있는 오염물질들은 공기청정기 내부에 구비되는 다양한 소재의 필터를 거치며 걸러지고, 오염물질들이 걸러진 공기는 상기 토출구를 통해 외부로 토출된다.

공기살균장치는 외기를 흡입하여 외기에 포함되어 있는 세균을 살균한 후, 배출시키는 장치로써 이해된다.

일반적으로 공기살균장치에는 외기에 포함되어 있는 세균을 살균한다는 점에 있어서 외기에 포함되어 있는 오염물질들을 필터를 통해 걸러내는 공기청정기와 구분될 수 있다. 상기 공기정화기는 일반적으로 오존, 이온, 자외선, 광촉매 등을 통해 외부에서 흡입한 공기를 살균한다.

근래 깨끗한 공기를 공급하고자 각종 필터를 이용한 필터방식이나 이온을 이용한 플라즈마 방식을 통해 공기를 정화시키는 등의 공기정화기의 기능을 수행할 수 있는 공기청정 장치가 제시되고 있다.

그러나, 공기의 살균효과를 높이기 위해서는 유효성 있는 시간동안 공기의 살균이 지속되어야 하기 때문에 공기의 흐름이 천천히 이루어져야 하고, 반대로 공기의 흐름이 빨라질수록 살균효과는 떨어지게 된다. 이와는 반대로 공기에 포함되어 있는 이물질을 효과적으로 거르기 위해서는 여러 번의 순환 과정을 거쳐야 하므로 공기의 흐름이 빨라질수록 필터링 효과는 증가하고, 공기의 흐름이 느릴수록 필터링 효과는 떨어지게 된다.

따라서, 근래 제시되는 공기청정 장치의 경우 공기 중에 함유된 오염물질이나 유해물질의 일부를 제거하고 공기 중에 포함된 세균을 일정 부분 살균할 수는 있으나, 공기 중에 함유된 세균을 완전히 살균하는 것에는 한계가 있는 실정이다.

또한 자외선 살균장치는 피소독물에 자외선을 조사하여 피소독물에 묻어 있는 세균을 살균 시키는 장치를 의미하는 것으로써, 근래까지 이러한 자외선 살균장치의 주류는 위생기구나 의료기구와 같이 특정 형체가 있는 피소독물을 살균하기 위한 것들이 대부분이었으며, 자외선에 의한 살균효과가 보다 널리 알려지게 되면서 최근 자외선 살균장치 중에는 자외선을 이용하여 실내 공기를 살균 시키는 장치들이 등장하고 있다.

실내공기 살균용 자외선 살균장치는 공기 중의 세균에 의한 인체 감염 방지를 목적으로 마련된 것으로써, 일반 가정은 물론 수술실이나 무균실 등 여러 장소에서 이용되고 있으며, 공기가 유입 및 토출되는 챔버와 상기 챔버내에 설치되는 자외선램프와 상기 자외선램프에 연결되는 안정기와 외부 실내공기가 챔버내로 유입되어 내부를 통과하면서 챔버 외부로 토출되도록 하기 위하여 챔버에 연결 설치되는 송풍부를 포함하도록 되어 있다.

상기 송풍부와 자외선 램프 및 안정기는 챔버 내부에 수용되며 상기 송풍부와 안정기는 각각 별도의 브래킷에 의해 챔버 내부의 서로 다른 위치에 개별적으로 고정되는 것이 일반적이다.

상기와 같이 구성된 자외선 살균장치는 송풍부의 구동 시 실내 공기는 챔버의 흡입구를 통해 챔버 내부로 흡입되어 자외선램프 주변을 지나가면서 살균처리된 후, 챔버의 토출구를 통해 챔버 외부로 토출되게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 자외선 살균장치는 자외선 램프가 설치된 챔버내에서 챔버의 길이방향을 따라 이동하도록 되어 있어 챔버내 공기체류시간이 매우 짧아 충분한 살균효과를 기대할 수 없는 문제가 있었다. 특히, 자외선 램프에 근접하여 이동하는 공기에 대해서는 살균처리를 어느정도 기대할 수 있으나, 챔버의 내부 벽면에 근접되어 상기 자외선 램프로부터 멀리 떨어진 위치에서 이동되는 공기에 대해서는 충분한 자외선 조사량이 이루어지지 않게 되어 생물학적 세균이 완전하게 살균되지 못하는 현상이 발생되며, 이로 인해 전체 살균효율이 저하되는 현상이 발생되고 있다.

따라서 본 발명은, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 외기를 흡입하여 정화 및 살균을 수행한 뒤 토출하는 일체형 공기 살균 및 정화장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 다양한 과제 중 하나는, 흡입구를 통해 유입된 외기가 공기 살균 및 정화장치 내에서의 체류시간을 증가시킬 수 있는 유로구조를 포함하는 공기 살균 및 정화장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 다양한 실시예는 외기가 유입되는 흡입구가 형성되는 제1 바디와 상기 유입된 외기가 토출되는 토출구가 형성되는 제3 바디와 상기 제1 바디와 상기 제3 바디 사이에 구비되며 내부에 수용공간을 형성하는 제2 바디와 상기 제2 바디의 수용공간에 구비되며, 상기 흡입구로 유입되어 상기 토출구를 향하는 기류의 유로를 형성하는 가이드부 및 상기 제2 바디의 수용공간에 구비되며, 상기 가이드부를 따라 형성되는 기류에 광원을 조사하는 광원부를 포함하고,

상기 가이드부는, 상기 제2 바디의 중심축에서 반경방향 외측을 향해 연장 형성되어 상기 제1 바디에서 제2 바디를 향하는 기류의 이동방향을 적어도 한번 이상 가변시켜 상기 유입된 외기가 상기 제2 바디에 체류하는 시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치를 제공하고자 한다.

상기 광원부는, 상기 제2 바디의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

또한 상기 광원부는, 상기 제2 바디의 중심축에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.

또한 상기 광원부는, 상기 가이드부의 중심축을 관통하며 상기 가이드부의 중심축에 구비될 수 있다.

또한 상기 광원부는, 상기 제2 바디의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있고, 상기 제2 바디의 중심축에 대응되는 위치에 구비될 수 있으며, 상기 가이드부의 중심축을 관통하며 상기 가이드부의 중심축에 구비될 수 있다.

상기 가이드부는, 상기 유입된 외기를 상기 제2 바디의 중심축에서 반경방향 외측을 향하는 방향으로 안내하는 가이드부재 및 상기 가이드부재와 소정간격 이격되어 적층되는 필터를 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는 복수개가 상기 제2 바디의 중심축을 따라 구비되고, 상기 필터는 상기 복수개의 가이드부재 사이에 배치될 수 있다.

상기 필터는, 상기 광원부에서 조사되는 광에 반응하는 촉매가 도포되는 필터부재 및 상기 촉매에 의해 형성되는 도포층을 포함할 수 있다.

상기 가이드부는, 상기 광원부로부터 방사형으로 연장되어 상기 흡입구를 통해 유입된 외기가 상기 광원부의 둘레면으로부터 소정간격 이격되어 회전하면서 상기 토출구를 향하도록 안내할 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 의하면, 다층으로 적층된 공기통로를 통해 공기가 이동되도록 하여 공기의 체류시간을 최대화하고, 하나의 자외선램프에서 조사된 자외선이 공기의 유로에 직접적으로 전달되어 유로내의 공기를 살균처리 하므로 공기살균효율이 높아진다.

또한, 흡입구를 통해 유입된 공기가 방사형태의 가이드부에 의해 안내됨에 따라 공기저항을 최소화할 수 있으며, 공기의 체류시간을 증가시킴에 따라 더 높은 회전력을 가진 모터를 채택하여 공청 면적을 넓힐 수 있다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 제2 바디의 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부의 외관을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부와 광원부가 결합된 측단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 제어흐름을 나타낸 블록도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 외관을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 제2 바디의 내부를 나타낸 도면이다.

이하 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치(1)는 제1 바디(10), 제2 바디(20), 제3 바디(30) 및 조작부(40)를 포함할 수 있다.

상기 제1 바디(10)는 외기가 유입되는 흡입구(10h)가 형성될 수 있다. 상기 흡입구(10h)는 상기 제1 바디(10)의 일면에 형성될 수도 있으며, 제1 바디(10)의 전면에 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 제1 바디(10)는 모서리 부분이 굴곡진 사각기둥 형태로 구비될 수 있다. 상기 흡입구(10h)는 상기 사각기둥이 형성하는 4면 중 적어도 어느 하나의 면에 형성될 수 있다.

제1 바디(10)의 내부에는 제1 케이스(101)가 구비될 수 있다. 상기 제1 케이스(101)는 내부에 수용공간을 형성하고, 상기 제1 케이스(101)의 내부 수용공간에는 팬 모듈, 필터 등이 수용될 수 있다.

상기 팬 모듈은 회전축을 형성하고 구동력을 생성하는 구동부, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 회전축을 기준으로 회전하며 상기 공기의 흐름을 형성하는 팬, 상기 구동부와 상기 팬을 수용하는 공간을 형성하고 흡입부와 토출부 사이에 구비되어 상기 흡입부를 통해 유입된 공기를 상기 토출부로 안내하는 쉬라우드를 포함할 수 있다.

본 실시예의 경우 상기 제2 바디(20)가 상기 제1 바디(10)의 상부에 구비되고, 제3 바디의 상부에 토출구(40)가 형성되므로 상기 쉬라우드는 상기 제1 바디(10)의 흡입구(10h)를 통해 유입된 외기를 상기 제2 바디(20) 측으로 안내할 수 있다.

상기 팬은, 상기 구동부의 회전축과 결합되는 허브 및 상기 허브로부터 방사방향으로 연장되는 복수개의 블레이드를 포함할 수 있다. 상기 팬의 일예로써 사류형 팬이 채택될 수 있다.

제1 바디(10)는 공기 살균 및 정화장치(1)의 외관 중 일부를 형성한다. 상기 제1 바디(10)는 공기 살균 및 정화장치(1)의 하부를 형성하며, 제1 바디(10)의 바닥면은 지면과 맞닿아 공기 살균 및 정화장치(1)를 지지할 수 있다.

제2 바디(20)는 상기 제1 바디(10)의 상부에 연결될 수 있다. 상기 제2 바디(20)는 상기 제1 바디(10)의 상부에 연결됨으로써 공기 살균 및 정화장치(1)의 외관 중 중앙부분을 형성할 수 있다.

상기 제2 바디(20)는 상기 제1 바디(10)의 형상에 대응될 수 있다. 즉, 상기 제2 바디(20)는 모서리 부분이 굴곡진 사각기둥 형태로 구비될 수 있다.

상기 제2 바디(20)는 내부에 수용공간을 형성하며, 상기 제2 바디(20)의 내부 수용공간에는 가이드부(21)와 광원부(23)가 구비될 수 있다.

가이드부(21)는 제2 바디(20)의 내부 수용공간에 구비되며, 흡입구(10h)로 유입되어 토출구(30h)를 향하는 기류의 유로를 형성할 수 있다. 즉, 상기 가이드부(21)는 제2 바디(20)의 내부를 통과하는 공기의 유로를 형성할 수 있다.

광원부(23)는 제2 바디(20)의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 가이드부(21)를 따라 형성되는 기류에 광원을 조사할 수 있다. 즉, 상기 광원부(23)는 제2 바디(20)의 내부를 통과하는 공기의 유로에 광원을 조사할 수 있다.

상기 가이드부(21)와 광원부(23)는 도 3 및 도 4를 참고하여 보다 자세히 후술한다.

제3 바디(30)는 상기 제2 바디(20)의 상부에 연결될 수 있다. 상기 제3 바디(30)는 상기 제2 바디(20)의 상부에 연결됨으로써 공기 살균 및 정화장치(1)의 외관 중 상측 부분을 형성할 수 있다.

상기 제3 바디(30)는 상기 제1 바디(10) 및 제2 바디(20)의 형상에 대응될 수 있다. 즉, 상기 제3 바디(30)는 모서리 부분이 굴곡진 사각기둥 형태로 구비될 수 있다.

상기 제3 바디(30)에는 제1 바디(10)의 흡입구(10h)를 통해 유입된 외기를 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부 공간에서 외부로 토출시키는 토출구(30h)가 형성될 수 있다.

상기 토출구(30h)는 상기 제3 바디(30)의 상면 중 일부에 형성될 수 있다. 상기 토출구(30h)는 상기 제3 바디의 상면 중 양측에 형성될 수 있다. 왜냐하면 상기 광원부(23)가 상기 제2 바디(20)의 내부 중앙부분에 위치하기 때문이다. 만약, 상기 토출구(30h)가 상기 제3 바디(30)의 상면 중 중앙부분에 형성될 경우 상기 광원부(23)에서 조사된 광원이 외부로 노출될 수 있으므로 상기 토출구(30h)는 제3 바디(30)의 상면 중 양측에 형성됨이 바람직하다.

그리고 상술한 토출구(30h)의 구조 내지 배치에 의해, 공기 살균 및 정화장치(1)를 통과하여 토출되는 기류의 저항을 최소화할 수 있다. 왜냐하면 상기 가이드부(21)에 의해 안내되는 기류는 제2 바디(20)의 중앙부분에서 소정간격 이격되어 회전하면서 상승하기 때문이다.

즉, 상기 토출구(30h)는 제3 바디(30)의 상면 중 상기 광원부(23)가 위치하는 부분을 제외한 나머지 부분에 대응되는 양측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제3 바디(30)의 내부에는 공기 살균 및 정화장치(1)의 제어를 위한 제어부(60)와 상기 제어부(60)와 물리적 또는 전기적으로 연동되는 다양한 구성이 수용될 수 있다. 상술한 구성들은 도 5를 참고하여 보다 자세히 후술한다.

도 3은 도 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부의 외관을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에서 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부와 광원부가 결합된 측단면을 나타낸 도면이다.

이하 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.

본 실시예의 가이드부(21)는 제2 바디(20)의 중심축에서 반경방향 외측을 향해 연장 형성되어 제1 바디(10)에서 제2 바디(20)를 향하는 기류의 이동방향을 적어도 한번 이상 가변시켜 흡입구(10h)를 통해 유입된 외기가 상기 제2 바디(20)의 내부에서 체류하는 시간을 증가시킬 수 있다.

가이드부(21)는 제1 가이드모듈(21a)과 제2 가이드모듈(21b) 및 제2 필터(214)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가이드모듈(21a)과 제2 가이드모듈(21b)은 동일한 구성으로써 가이드부(21)를 형성하기 위해 적층되는 일부 구간들을 의미할 수 있다. 따라서 이하 제1 가이드모듈(21a)을 중심으로 설명한다.

보다 구체적으로 가이드부(21)는 유입된 외기를 제2 바디(20)의 중심축에서 반경방향 외측을 향하는 방향으로 안내하는 가이드부재 및 상기 가이드부재와 소정간격 이격되어 적층되는 필터를 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는, 복수개가 제2 바디(20)의 길이방향을 따라 구비되고, 필터는 상기 복수개의 가이드부재 사이에 배치될 수 있다. 가이드부재는 상대적인 높이차이를 갖는 제1 가이드부재(211)와 제2 가이드부재(213)를 포함할 수 있으며 제1 필터(212)가 제1 가이드부재(211)와 제2 가이드부재(213) 사이에 구비될 수 있다.

본 실시예의 제1 가이드부재(211), 제1 필터(212) 및 제2 가이드부재(213)는 제2 바디(20)의 내부에서 제2 바디(20)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 구비될 수 있다. 상기 제1 가이드부재(211), 제1 필터(212) 및 제2 가이드부재(213)에 의해 형성되는 소정간격 내로 공기가 이동하는 유로가 형성될 수 있다.

제1 가이드부재(211)와 제2 가이드부재(213)는 서로 독립되어 구비될 수 있다. 또는 제1 가이드부재(211)와 제2 가이드부재(213)는 하나의 연속적인 구성으로 구비될 수 있다.

보다 구체적으로, 가이드부(21)는 가이드부재가 소정의 경사면을 형성하며 방사형태로 구비될 수 있다. 상기 가이드부(21)에 의해 형성되는 방사형상의 중심에는 광원부(23)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 가이드부(21)는 광원부(23)를 중심으로 나선형의 회오리 형상으로 구비될 수 있으며, 상기 가이드부(21)에 의해 형성되는 각 층은 상술한 제1 가이드부재(211), 제2 가이드부재(213)에 대응될 수 있다.

제1 필터(212)는 제1 필터부재(2121)와 제1 도포층(2123)을 포함할 수 있다. 상기 제1 필터부재(2121)의 일면은 광원부(23)에서 조사되는 광에 반응하는 촉매가 도포될 수 있다. 상기 제1 필터부재(2121)의 타면은 상기 제1 가이드부재(211)와 소정간격 이격되어 마주보는 위치에 구비될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 제1 가이드부재(211)와 상기 제1 필터부재(2121)의 타면의 사이 공간으로 공기가 이동하는 유로가 형성될 수 있다.

상기 제1 필터부재(2121)의 일면에 도포되는 촉매는 광촉매의 일종으로써, 제1 도포층(2123)을 형성할 수 있다. 상기 제1 도포층(2123)은 광원부(23)에서 조사되는 광에 반응할 수 있다.

상기 광원부(23)는 상기 제1 도포층(2123)이 일반 광촉매인 경우 자외선 램프 또는 자외선 LED로 구성될 수 있으며, 상기 제1 도포층(2123)이 가시 광촉매인 경우, 자외선 램프, 자외선 LED, 고휘도 램프, 고휘도 LED 등으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 제1 필터부재(2121)는 상기 제1 도포층(2123)에 광이 조사되어 화학반응에 따라 형성된 물질의 확산 용이성을 위해 우레탄폼과 같은 메쉬 구조의 지지체로 형성될 수 있다. 상술한 화학반응에 따라 형성된 물질의 예로써, 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, 중성 OH)이 있다.

한편, 상기 가이드부재는, 공기의 이동을 안내할 뿐만 아니라 광원부(23)에서 조사되는 광의 투과성을 높이기 위해 투명 재질로 형성될 수 있다. 상기 투명 재질의 일 예로써 폴리에틸렌(polyethylene) 재질이 있다.

상기 제2 가이드모듈(21b)에 포함되는 제3 가이드부재(215), 제3 필터(216), 제4 가이드부재(217)와 상기 제3 필터(216)에 포함되는 제3 필터부재(2161), 제3 도포층(2163)과 상기 제2 필터(214)에 포함되는 제2 필터부재(2141), 제2 도포층(2143)은 상술한 제1 가이드모듈(21a)을 형성하는 구성과 동일하다.

한편 광원부(23)는 제2 바디(20)의 길이방향을 따라 연장 형성될 수 있다. 본 실시예의 광원부(23)는 원기둥 형태로 구비될 수 있다. 상기 광원부(23)는 제2 바디(20)의 중심축에 대응되는 위치에 구비될 수 있다.

따라서, 상기 광원부(23)는 가이드부(21)의 중심축을 관통하며 상기 가이드부(21)의 중심축에 대응되는 위치에 구비될 수 있으며, 상기 가이드부(21)는 상기 광원부(23)의 외주둘레를 따라 방사형태로 상기 광원부(23)의 길이방향을 따라 나선형태로 구비될 수 있다.

일반적으로 공기청정기와 공기살균장치는 각각 구비되고 있으며, 가사 공기청정기와 살균장치가 조합된 장치에서도, 공기청정기는 여러 번의 순환 과정에서 먼지를 제거하며, 공기살균은 유효성 있는 시간동안 공기의 살균이 이루어져야 한다. 이 때문에 공기청정능력 확보를 위해 공기가 빠른 기류를 형성하는 경우 살균 능력이 크게 떨어진다.

상술한 이유로 공기 청정기에서 공기 살균을 하기 위해서는 공기청정 능력을 줄여주더라도 공기가 천천히 흘러가게 하거나, 살균력이 매우 센 방법을 사용해야 한다.

그러나 본 실시예의 상술한 구조에 의하면 광원부(23)가 제2 바디(20)의 내부 공간 중심에 위치되고, 가이드부(21)가 상기 광원부(23)의 외주둘레를 따라 방사형태로 상기 광원부(23)의 길이방향을 따라 나선형태로 구비됨에 따라 제2 바디(20) 내부에 공기가 체류되는 시간을 증가시킬 수 있어, 팬 모터의 출력을 유지하면서 살균능력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상술한 가이드부(21)를 형성하는 가이드부재, 필터부재 및 도포층에 의해 광원부(23)에서 조사된 광원이 광촉매에 용이하게 전달되어 공기의 살균력을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 명세서에서 게시되는 유로구조의 일 실시예에 의하면, 흡입된 외기가 공기 살균 및 정화장치의 내부에 체류하는 시간을 증가시킬 수 있으며, 동시에 광촉매에 광이 조사되어 화학반응이 일어남에 따라 발생하는 부산물의 확산율을 높일 수 있다.

보다 구체적으로, 본 실시예의 유로구조는 상술한 바와 같이 가이드부에 의해 유입된 외기는 제2 바디(20)의 내부 하측에서 제2 바디(20)의 내부 상측으로 이동하면서, 반경방향 외측을 향해 방사형으로 이동하고 광원부(23)의 길이방향을 따라 나선형으로 이동한다.

이 경우 제1 가이드부재(211)의 일면과 제1 필터(212)의 일면은 서로 이격되어 마주보는 위치에 구비되어 상기 제1 가이드부재(211)의 일면과 상기 제1 필터(212) 사이 이격된 공간으로 유로가 형성될 수 있다.

상기 제1 필터(212)는 제1 필터부재(2121)와 제1 도포층(2123)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 가이드부재(211)의 일면과 상기 제1 필터부재(2121)의 일면 사이에서 상술한 유로가 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1 필터부재(2121)의 타면에는 광촉매가 도포되는 제1 도포층(2123)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 도포층(2123)에서 광원부(23)에서 조사되는 광에 의한 화학반응이 발생한다.

상기 광촉매에 광이 조사됨에 따라 발생하는 화학반응의 부산물을 상술한 바와 같이 예로써, 하이드록시 라디칼(hydroxyl radical, 중성 OH)이 있으며, 이러한 화학물질이 확산되어 공기중에 존재하는 오염물질의 살균을 수행할 수 있다.

상술한 구조에 있어서, 상기 제1 도포층(2123)과 제2 가이드부재(213)는 이격되어 마주보는 위치에 구비됨으로, 상기 제1 도포층(2123)과 제2 가이드부재(213)의 사이에서 형성된 유로에는 화학물질의 확산이 용이하다. 다만, 상기 제1 필터부재(2121)의 일면과 제1 가이드부재(211)의 일면 사이에 형성되는 유로에는 확산율이 저하될 수 있다.

따라서, 본 실시예의 제1 필터부재(2121)는 다공성의 메쉬구조로 형성될 수 있다. 상기 제1 필터부재(2121)가 다공성의 메쉬구조물로 형성됨에 따라 상기 제1 필터부재(2121)의 타면에 도포된 제1 도포층(2123)에서 발생된 화학물질은 상기 제1 필터부재(2121)의 일면과 상기 제1 가이드부재(211)의 사이에 형성되는 유로로 용이하게 확산될 수 있다.

상술한 본 발명의 구조에 있어서, 가이드부의 구조에 따라 공기 살균 및 정화장치 내부에서 공기의 체류시간을 증가시켜 공기의 살균효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 가이드부에 의해 형성되는 모든 유로에 광촉매와 광원의 화학반응에 따라 발생하는 부산물의 확산이 이루어져 공기의 살균력을 높일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

이하 도 5를 참고하여 설명한다.

본 실시예의 공기 살균 및 정화장치(1)는 제어부(60), 입력부(41), 표시부(43), 광원부(23), 필터(1011), 먼지센서(71), 필터센서(72), 공기질 측정센서(73), 가스센서(74), 풍속센서(75), 통신부(76), 송풍모터(77) 등을 포함할 수 있다.

상기 입력부(41)와 표시부(43)는 조작부(40)에 형성될 수 있다. 사용자는 상기 조작부(40)에 형성된 입력부(41)를 통해 본 실시예의 공기 살균 및 정화장치(1)의 제어를 위한 조작을 수행할 수 있다. 그리고 표시부(43)를 통해 공기 살균 및 정화장치(1)의 작동상태, 공기청정 또는 공기살균 대상지역의 공기질정보, 온습도 등을 표시할 수 있다.

광원부(23)의 구조 내지 기능은 상술한 바와 같으며 사용자는 입력부(41)를 통해 상기 광원부(23)에서 조사되는 광의 세기, 지속시간 등을 입력하여 상기 광원부(23)의 작동을 제어할 수 있다.

필터(1011)는 제1 바디(10)의 내부에 구비될 수 있다. 상기 필터(1011)에 축적된 오염물질은 상기 먼지센서(71) 또는 필터센서(72)를 통해 측정되어 표시부(43)를 통해 사용자에게 필터(1011)의 상태를 전달할 수 있으며, 상기 필터(1011)의 교체가 필요한지 여부 등의 정보를 사용자에게 전달할 수 있다.

공기질 측정센서(73)와 가스센서(74)는 실내 공기의 오염도를 측정하는 오염도 센서의 일종으로써, 예를 들어, 공간의 미세먼지 농도나, 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 발암성 물질인 포름알데히드(HCHO), 톨루엔, 벤젠, 아세톤 등의 각종 휘발성 유기 화합물(VOCs), 석면에서 발생되는 이산화질소 등의 오염물질이나, 이산화탄소(CO2), 분진, 담배연기, 냄새와 각종 생활 용품에서의 미생물성 물질(대장균, 녹농균, 0-157, 살모넬라)과 휘발성 유기 오염물질, 기타 악취, 소음, 방사선 등의 실내 오염물질을 감지할 수 있다.

그리고 감지된 실내 공기의 오염도 정보는 상기 표시부(43)를 통해 사용자에게 전달될 수 있다.

송풍모터(77)는 상술한 상기 제1 케이스(101)의 내부 수용공간에 수용되는 팬 모듈을 이루는 일 구성일 수 있으며, 풍속센서(75)는 상기 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부를 이동하는 기류의 세기를 측정할 수 있다.

한편, 통신부(76)를 통해 사용자가 공기 살균 및 정화장치(1)의 제어를 원격으로 수행할 수도 있으며, 또는 상술한 구성에 의해 측정되는 정보를 다른 웨어러블 디바이스를 통해 전달받을 수도 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 및 정화장치의 제어흐름을 나타낸 블록도이다.

이하 도 6을 참고하여 설명한다.

공기 살균 및 정화장치(1)의 작동이 시작되면, 공기질 측정센서(73)와 가스센서(74) 등을 통해 실내 공기 오염도를 측정(S10)한다.

그리고 상기 측정된 실내 공기 오염도 정보를 통해 실내 대기성분 중 기 설정된 특징요소가 있는지 여부를 판단(S20)한다.

상기 단계(S20)에서 특징요소란, 살균이 필요한 대상물질로써, 상술한 광원부(23)와 광촉매에 의해 공기 살균 및 정화장치(1) 내부로 외기를 유입하여, 살균이 필요한 물질을 의미한다.

상기 단계(S20)에서 특징요소가 없을 경우, 송풍팬을 구동하여 집진(S40)을 수행하며 이 경우 광원부(23)는 작동되지 않고 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부로 유입된 외기는 필터(1011)를 거치며 정화되어 토출될 수 있다.

한편, 상기 단계(S20)에서 특징요소가 있을 경우, 제어부(60)는 광원부(23)를 작동(S301)시킨다.

그리고 상기 단계(S10) 또는 단계(S20)에서 공기질 측정센서(73)와 가스센서(74)를 통해 측정된 특징요소의 비율이 기 설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 판단(S302)한다. 상기 단계(S302)에서 기 설정된 범위는 70~100% 로 설정될 수 있다.

상기 단계(S302)에서 특징요소의 비율이 상기 기 설정된 범위내에 해당하는 경우, 제어부(60)는 송풍모터(77)의 회전수를 설정(S303)한다. 이 경우 설정되는 회전수는 제1 팬 회전수로 정의될 수 있다.

상기 단계(S302)에서 기 설정된 범위는 본 실시예에서 오염도가 가장 높은 경우에 해당하는지 여부를 판단하기 위해 설정된 범위이므로, 상기 단계(S302)에서 특징요소의 비율이 기 설정된 범위내에 해당할 경우 상기 단계(S303)에서 작동되는 제1 팬 회전수는 상대적으로 작은 회전수로 설정될 수 있다.

왜냐하면, 상술한 경우에는, 공기의 오염도가 높아 공기의 살균능력을 향상시켜야 하므로 팬의 회전수를 상대적으로 작게 설정하여 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부를 통과하는 기류의 속도를 느리게 할 필요가 있기 때문이다. 다시 말하면, 공기 살균 및 정화장치(1)의 제2 바디(20) 내부에 공기가 체류하는 시간을 늘려 공기의 살균효율을 높일 필요가 있다.

상기 단계(S303) 이후, 송풍팬을 구동하여 집진을 수행(S40)하며, 이 때 팬 모듈은 상기 단계(S303)에서 설정된 제1 팬 회전수로 회전될 수 있다.

상기 단계(S302)에서 특징요소의 비율이 상기 기 설정된 범위내에 해당하지 않는 경우, 상기 특징요소의 비율이 상기 범위와 중복되지 않는 다른 설정된 범위내에 해당하는지 여부를 판단(S304)할 수 있다. 상기 단계(S304)에서 기 설정된 범위는 30~70% 로 설정될 수 있다.

상기 단계(S304)에서 특징요소의 비율이 상기 기 설정된 범위내에 해당하는 경우, 제어부(60)는 송풍모터(77)의 회전수를 설정(S305)한다. 이 경우 설정되는 회전수는 제2 팬 회전수로 정의될 수 있다.

상기 단계(S304)에서 기 설정된 범위는 본 실시예에서 오염의 정도가 상대적으로 중간영역에 해당하는지 여부를 판단하기 위해 설정된 범위이므로, 상기 단계(S304)에서 특징요소의 비율이 기 설정된 범위내에 해당할 경우 상기 단계(S305)에서 작동되는 제2 팬 회전수는 상기 제1 팬 회전수에 비해 상대적으로 높은 회전수로 설정될 수 있다.

왜냐하면, 상술한 경우에는, 공기의 오염도가 상기 단계(S302,S303)에서보다 높지 않아 공기의 살균능력과 공기의 청정능력을 적절히 조화시켜야 하므로, 팬의 회전수를 상기 단계(S302,S303)에서 보다 상대적으로 높게 설정하여 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부를 통과하는 기류의 속도를 상기 단계(S302,S303)에서보다 빠르게 할 필요가 있기 때문이다. 다시 말하면, 공기 살균 및 정화장치(1)의 제2 바디(20) 내부에 공기가 체류하는 시간을 어느정도 확보함과 동시에, 공기의 살균효율을 담보할 필요가 있다.

상기 단계(S305) 이후, 송풍팬을 구동하여 집진을 수행(S40)하며, 이 때 팬 모듈은 상기 단계(S305)에서 설정된 제2 팬 회전수로 회전될 수 있다.

상기 단계(S304)에서 특징요소의 비율이 상기 기 설정된 범위내에 해당하지 않는 경우, 상기 특징요소의 비율이 상기 범위와 중복되지 않는 다른 설정된 범위내에 해당하는지 여부를 판단(S306)할 수 있다. 상기 단계(S306)에서 기 설정된 범위는 0~30% 로 설정될 수 있다.

상기 단계(S306)에서 특징요소의 비율이 상기 기 설정된 범위내에 해당하는 경우, 제어부(60)는 송풍모터(77)의 회전수를 설정(S307)한다. 이 경우 설정되는 회전수는 제3 팬 회전수로 정의될 수 있다.

상기 단계(S306)에서 기 설정된 범위는 본 실시예에서 오염도가 낮은 경우에 해당하는지 여부를 판단하기 위해 설정된 범위이므로, 상기 단계(S306)에서 특징요소의 비율이 기 설정된 범위내에 해당할 경우 상기 단계(S307)에서 작동되는 제3 팬 회전수는 상기 제1 팬 회전수 및 제2 팬 회전수에 비해 상대적으로 높은 회전수로 설정될 수 있다.

왜냐하면, 상술한 경우에는, 공기의 오염도가 가장 낮은 경우에 해당하므로, 높지 않아 공기의 살균능력보단 공기의 청정능력을 강화 시켜야 하므로, 팬의 회전수를 상기 단계(S303,S305)에서 보다 더 높게 설정하여 공기 살균 및 정화장치(1)의 내부를 통과하는 기류의 속도를 상기 단계(S303,S305)에서보다 빠르게 할 필요가 있기 때문이다.

상기 단계(S307) 이후, 송풍팬을 구동하여 집진을 수행(S40)하며, 이 때 팬 모듈은 상기 단계(S307)에서 설정된 제3 팬 회전수로 회전될 수 있다.

한편, 상기 단계(S306)에서 특징요소의 비율이 기 설정된 범위에 포함되지 않을 경우, 다시 공기 오염도 측정(S10)을 수행하여 상술한 내용이 반복 수행될 수 있다.

이상에서 본 발명의 다양한 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: 공기 살균 및 정화장치
10: 제1 바디
20: 제2 바디
21: 가이드부
23: 광원부
30: 제3 바디
40: 조작부

Claims (8)

1. 외기가 유입되는 흡입구가 형성되는 제1 바디;
   상기 유입된 외기가 토출되는 토출구가 형성되는 제3 바디;
   상기 제1 바디와 상기 제3 바디 사이에 구비되며 내부에 수용공간을 형성하는 제2 바디;
   상기 제1 바디의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 유입된 외기의 흐름을 형성하는 팬;
   상기 제2 바디의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 흡입구로 유입되어 상기 토출구를 향하는 기류의 유로를 형성하는 가이드부;
   상기 제2 바디의 내부 수용공간에 구비되며, 상기 가이드부를 따라 형성되는 기류에 광원을 조사하는 광원부; 및
   상기 유입된 외기의 오염도에 따라 상기 팬의 회전수를 설정하는 제어부;를 포함하고,
   상기 가이드부는,
   소정의 경사면을 형성하여 상기 유입된 외기를 상기 제2 바디의 중심축에서 반경방향 외측을 향하는 방향으로 안내하고, 상기 제2 바디의 길이방향을 따라 구비되는 가이드부재; 및
   상기 가이드부재 사이에 소정간격 이격되어 적층되는 필터;를 포함하고,
   상기 필터는,
   소정의 경사면을 형성하고, 상기 가이드부재와 소정간격 이격되어 대향되는 위치에 구비되는 필터부재; 및
   상기 광원부에서 조사되는 광에 반응하는 광촉매가 도포되어 형성되는 도포층;을 포함하고,
   상기 가이드부는, 상기 제2 바디의 중심축에서 반경방향 외측을 향해 연장 형성되어 상기 제1 바디에서 상기 제2 바디를 향하는 기류의 이동방향을 적어도 한번 이상 가변시켜 상기 유입된 외기가 상기 제2 바디의 내부에서 체류하는 시간을 증가시키는 것을 특징으로 하고,
   상기 제어부에서 상기 팬의 회전수를 설정함에 따라 상기 가이드부를 따라 형성되는 기류의 속도를 제어하여 상기 유입된 외기가 상기 제2 바디의 내부에서 체류하는 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 광원부는, 상기 제2 바디의 길이방향을 따라 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 광원부는, 상기 제2 바디의 중심축에 대응되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 광원부는, 상기 가이드부의 중심축을 관통하며 상기 가이드부의 중심축에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제3항에 있어서,
   상기 가이드부는, 상기 광원부로부터 방사형으로 연장되어 상기 흡입구를 통해 유입된 외기가 상기 광원부의 둘레면으로부터 소정간격 이격되어 회전하면서 상기 토출구를 향하도록 안내하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.

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