KR102567970B1 - 공기정화 살균기 - Google Patents

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Abstract

공기 살균을 신뢰성 있게 수행할 수 있는 공기정화 살균기가 개시된다. 상기 공기정화 살균기는, 외부에서 흡입된 공기를 정화하는 필터유닛, 제어모듈과 배출 팬을 구비한 본체, 일단이 상기 필터유닛에 결합하고 타단이 상기 본체에 결합하여 높이방향으로 연장하는 파이프 형상의 네크, 및 상기 네크의 내부에 내면과 일정 간격을 유지하면서 상기 높이방향으로 연장하고, 상단과 하단이 각각 상기 필터유닛의 내부와 상기 본체의 내부에 위치하도록 설치된 자외선 램프를 포함한다.

Description

공기정화 살균기{Air purification sterilizer}
본 발명은 공기정화 살균기에 관한 것으로, 특히 공기 살균을 신뢰성 있게 수행할 수 있는 공기정화 살균기에 관련한다.
일반적으로 대기오염은 옥외의 대기가 자연적인 조성비를 유지하지 못하고 인위적, 자연적으로 방출된 오염물질이 과하게 존재함으로써 대기의 성분상태가 변화하고, 그 질이 악화하여 인간과 동식물의 생활 활동에 나쁜 영향을 주고 있다.
또한, 실내공기의 오염의 주범은 가구 등의 변질을 막기 위해 사용된 포름알데히드나 가전제품 등에 사용된 페인트 등의 유기화합물 및 침대나 쇼파 등에 서식하는 각종 진드기와 세균, 바이러스 등이 있다.
이와 같은 오염물질은 사람이나 동물에게 있어 심각한 피해를 주고 있어 공기를 정화하는 장치가 많이 제안되고 있다.
예를 들어, 국내 등록특허 제10508312호는, 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 내부에 구비된 자외선램프를 통해 흡입된 공기를 살균 및 정화하여 배출구를 통해 배출하는 공기정화기를 개시한다.
그러나 공기정화기를 통해 공기가 유입되었다가 바로 유출되는데, 그 짧은 시간 내에 자외선램프를 통해 공기를 제대로 살균되지 못한 채 다시 유출되는 문제점이 있으며, 자외선램프의 조사량을 늘리기 위해 많은 자외선램프를 구비하게 되면 소비전력이 증가하는 단점이 있다.
또한, 국내 공개특허 2018-0055984는, 흡입팬으로부터 흡입된 공기를 살균 및 정화시킬 수 있도록 광촉매 코팅된 나노튜브필터, 하우징 중앙에 길이방향으로 형성되어 사방으로 자외선을 조사하여 흡입팬으로부터 흡입된 공기를 살균 및 정화시키는 자외선램프를 구비한 공기정화 살균기를 개시한다.
상기의 공기정화 살균기에 의하면, 고정프레임 내부에 자외선램프를 감싸도록 주위에 다수의 나노튜브필터가 설치되고 흡입된 공기는 고정프레임 내부를 따라 아래에서 위로 흐른다.
따라서, 나노튜브필터의 벌집 형상의 측면이 자외선램프로부터 방출되는 자외선을 차단하게 되어 공기 살균의 신뢰성이 떨어진다.
또한, 나노튜브필터에 의해 자외선램프로부터의 살균 거리가 멀어 공기 살균효과가 떨어진다는 단점이 있다.
또한, 공기가 아래에서 흡입되어 위로 배출되기 때문에 사용자가 배출구에 얼굴을 가까이 하지 않는 한 살균 정화된 공기가 사용자를 감싸도록 할 수 없다는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 공기가 자외선 램프를 따라 좁은 간격을 유지하면서 흐르도록 하여 공기의 살균 효과를 향상시킬 수 있는 공기정화 살균기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자외선 램프로부터 방출된 자외선을 반사시켜 자외선 밀도를 높인 공기정화 살균기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 살균 정화된 공기가 배출되면서 사용자를 감쌀 수 있는 구조를 갖는 공기정화 살균기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 동작 중에 실내 조명기능을 갖는 공기정화 살균기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 외부에서 흡입된 공기를 정화하는 필터유닛; 제어모듈과 배출 팬을 구비한 본체; 일단이 상기 필터유닛에 결합하고 타단이 상기 본체에 결합하여 높이방향으로 연장하는 파이프 형상의 네크; 및 상기 네크의 내부에 내면과 일정 간격을 유지하면서 상기 높이방향으로 연장하고, 상단과 하단이 각각 상기 필터유닛의 내부와 상기 본체의 내부에 위치하도록 설치된 자외선 램프를 포함하며, 상기 외부 공기는 상기 배출 팬의 구동에 의해 발생하는 음압에 의해 상부로 유입되고 하부에서 상기 본체로부터 배출되고, 상기 필터유닛에서 정화된 공기는 상기 네크의 내부를 따라 흐르면서 상기 자외선 램프와 직접 접촉하거나 일정한 간격을 유지하면서 흘러 상기 자외선 램프로부터 방출되는 자외선에 의해 살균되는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균기가 제공된다.
바람직하게, 공기정화 살균기는 필터교체 확인유닛을 더 포함하며, 상기 필터교체 확인유닛은, 일단이 개방되어 상기 필터유닛 내부에 위치하는 튜브; 상기 튜브의 타단 부분에 형성된 공기유입구를 개폐하는 마개; 및 상기 튜브의 내부에서 승강하는 구형상의 플로팅 볼로 구성되며, 상기 마개가 개방된 상태에서 상기 플로팅 볼이 상기 배출 팬의 구동에 의해 상승하면 상기 필터유닛을 교체할 시점이라고 판단한다.
바람직하게, 상기 네크는 상기 자외선을 차단하면서 빛을 투과하는 재질로 구성되어 동작 중 상기 자외선 램프로부터의 빛을 방출하여 조명기능을 갖는다.
본 발명에 의하면, 정화된 공기가 한정된 직경을 갖는 네크를 통하여 흐르면서 자외선 램프에 직접 접촉하거나 설정된 간격을 유지함으로써 공기가 자외선 램프로부터 방출되는 자외선에 의해 효율적이고 신뢰성 있게 살균된다.
또한, 살균 정화된 공기는 배출 팬을 통하여 정면으로 배출되는데, 전체적으로 공기의 흐름이 상부로 흡입되어 측면으로 배출되는 구조를 갖기 때문에, 주로 측면에 위치하는 사용자를 고려하면서 살균 정화된 공기로 사용자를 감쌀 수 있어 사용자 입장에서는 넓은 공간에서도 살균 정화된 공기를 직접 흡입할 수 있어 유용하다.
또한, 공기정화 살균기가 동작하는 동안, 네크를 통하여 자외선 램프로부터 자외선을 제외한 빛이 외부로 방출되어 일정 부분의 조명 기능을 수행할 수 있다.
또한, 네크 내면에 거울 필름을 부착하여 네크 내부에서의 자외선 밀도를 크게 할 수 있고, 거울 필름을 일정한 패턴으로 커팅하여 조형미를 갖도록 할 수 있다.
또한, 별도로 조도 제어가 가능한 LED 램프를 설치하여 공기정화 살균기로 실내 조명을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 공기정화 살균기의 외관을 보여준다.
도 2는 본 발명의 공기정화 살균기의 구성을 보여준다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 공기정화 살균기의 외관을 보여주고, 도 2는 본 발명의 공기정화 살균기의 구성을 보여준다.
본 발명의 공기정화 살균기(100)는, 독립 설치형(stand alone) 본체(110), 필터유닛(130), 및 본체(110)와 필터유닛(130)을 연결하여 결합하는 네크(120)로 구성된다.
이하에서는 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
[본체(110)]
본체(110)는, 가령 내부에 수용공간이 마련된 박스 형상으로 구성될 수 있다.
이 실시 예에서, 본체(110)의 정면 중앙에 배출 팬(150)이 설치되어 살균 정화된 공기를 외부로 배출하는데, 배출 팬(150)의 회전에 의해 공기정화 살균기(100)의 내부에는 음압이 걸려 필터유닛(130)을 통하여 외부 공기가 흘러 들어온다.
본체(110)의 정면에는 제어패널(160)이 설치될 수 있으며, 제어패널(160)에는 LED 램프(미도시) 등의 조도를 조절하거나 배출 팬(150)의 속도를 제어할 수 있는 버튼이 설치되고 이에 대응하여 조도와 속도의 크기를 표시하는 디스플레이가 설치될 수 있다.
본체(110)의 정면은 별도의 패널로 구성하여 측면에서 볼 때 상방을 향하도록 경사지게 구성하여 배출 팬(150)으로부터 배출되는 공기가 위로 향하도록 할 수 있으며, 이에 맞추어 정면 패널과 별도로 본체(110)의 하단에 전원 스위치(162)를 설치할 수 있다.
도 2를 보면, 본체(110) 내부의 수용공간에는 제어모듈(180), 가령 마이크로칩 등의 전자부품이 실장된 회로기판이 설치될 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 제어모듈(180)은 제어패널(160)의 버튼에 의해 조정될 수 있다.
[필터유닛(130)]
필터유닛(130)은 서로 다른 종류의 필터(132, 134)가 동축 결합되는 구성을 갖는다.
이 실시 예에서, 원통 형상의 헤파 필터(132)의 내부에 상단이 커버(135)로 막히고 하단이 개방된 카본 필터(134)가 끼워져 필터유닛(130)을 구성한다.
서로 조합되는 필터의 종류는 이 실시 예와 같이 헤파 필터와 카본 필터에 한정되지 않고 용도에 맞추어 다양하게 설정될 수 있다.
필터유닛(130)에 의해 외부 공기에 포함된 미세 먼지와 악취 등이 제거될 수 있으며, 특히 카본 필터는 은-나노로 코팅하여 효율을 극대화할 수 있다.
이 실시 예에서, 필터유닛(130)은 원판 형상의 브래킷(123)에 의해 지지되어 고정되며, 브래킷(123)은, 가령 일단이 본체(110)에 고정되고 타단이 어댑터 지지 브래킷(124)에 고정된 3개의 작은 금속 기둥(122)과 결합하여 고정된다.
[네크(120)와 자외선 램프(170)]
네크(120)의 양단은 각각 본체(110)와 필터유닛(130)에 결합하여 높이방향으로 연장한다.
네크(120)는 정화된 공기가 상하로 흐르는 통로의 역할과 자외선 램프(170)가 설치되는 채널의 역할을 한다.
네크(120)는 파이프 형상으로 이루어져 본체(110) 내부로 살균된 공기가 유입되도록 하는데, 도 2와 같이, 네크(120) 내부를 흐르는 공기의 방향과 배출 팬(150)에 의해 배출되는 공기의 방향이 다를 경우 네크(120)의 단부에 배출 팬(150)을 향하여 공기가 집속되도록 방향전환 팁(tip)(121)을 일체로 형성할 수 있다.
네크(120)는 폴리카보네이트 등과 같이 자외선을 차단하면서 빛을 투과하는 재질로 구성되어 동작 중 자외선 램프(170)로부터의 빛이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
일 예로, 네크(120)의 내면에 불투명한 거울 필름을 부착하여 네크(120) 내부에서의 자외선 밀도를 증가시킴으로써 네크(120)를 따라 공기가 흐르면서 더 강하게 살균이 이루어지도록 할 수 있으며, 이 경우 거울 필름의 총 면적을 커팅에 의해 적절히 조절함으로써 전체 자외선 밀도를 조절할 수 있다.
또한, 불투명한 거울 필름을 일정한 패턴으로 커팅하여 커팅한 부분을 통하여 빛이 투과되도록 함으로써 외부에서 볼 때 조형미를 갖도록 할 수 있다.
네크(120)의 직경은 설치되는 자외선 램프(170)의 직경에 따라 달라질 수 있으며, 네크(120)의 내면과 자외선 램프(170) 사이에 높은 살균력을 위해 기설정된 간극이 유지되도록 한다.
자외선 램프(170)는 네크(120)를 따라 연장하도록 설치되는데, 이를 위해 양단이 어댑터(172)에 결합하여 전기를 공급받는다.
상단의 어댑터는 어댑터 지지 브래킷(124)에 고정되고 하단의 어댑터는 본체(110)에 설치된 브래킷(미도시)에 고정될 수 있는데, 양단의 어댑터(172)는 각각 본체(110)와 필터유닛(130)의 내부에 위치하여 네크(120)에서는 자외선 램프(170)만 위치하도록 하는 것이 중요하다.
[필터교체 확인유닛(140)]
교체 확인유닛(140)은 말 그대로 필터의 교체 시기를 알려주는 역할을 한다.
이 실시 예에 의하면, 교체 확인유닛(140)은 일단이 개방되어 필터유닛(130) 내부에 위치하는 튜브(141), 튜브의 타단 부분에 형성된 공기유입구(142)를 개폐하는 마개(144), 및 튜브(141)의 내부에서 승강하는 구형상의 플로팅 볼(floating ball)(143)로 구성된다.
선택적으로, 튜브(141)의 타단 부분에 스크류(145)가 끼워져 스크류(145)에 의해 튜브(141) 내부의 단면적을 조정하여 공기 흡입력을 조절할 수 있다.
또한, 스크류(145)의 아래 부분과 마개(144)의 윗 부분에는 각각 튜브(141) 내부를 가로지르는 규제 바(146)를 설치하여 플로팅 볼(143)의 이동 상한과 하한을 규제한다.
필터의 교체시점을 판단하려면 마개(144)를 개방해놓고 플로팅 볼(143)의 움직임을 관찰하면 된다.
이하, 본 발명의 공기정화 살균기의 동작에 대해 설명한다.
전원스위치(162)를 온(ON) 하여 전원이 인가되면, 배출 팬(150)이 작동하여 본체(110) 내부의 공기를 외부로 배출한다.
공기의 배출에 의해 공기정화 살균기(100)의 내부에는 음압이 걸리고, 도 2에 화살표로 나타낸 것처럼, 필터유닛(130)을 통하여 외부 공기가 흡입된다.
외부 공기가 필터유닛(130)을 통하여 흡입되는 동안, 외부 공기에 포함된 미세 먼지와 악취는 헤파 필터(132)와 카본 필터(134)에서 각각 필터링되어 정화된다.
상기한 것처럼, 필터유닛(130)이 동작하는 중에 필터유닛(130)을 통한 외부 공기의 흡입이 원활하게 되는 지의 여부는 필터교체 확인유닛(140)을 통하여 육안으로 확인할 수 있다.
예를 들어, 마개(144)를 개방한 상태에서 필터유닛(130)을 통한 외부 공기의 흡입이 원활하게 이루어지면 플로팅 볼(143)은 하부의 규제 바(143) 위 또는 약간 이격된 상태에 위치하는 반면, 필터유닛(130)을 통한 외부 공기의 흡입이 원활하게 이루어지지 않으면, 다시 말해 필터유닛(130)에 미세 먼지가 끼여 막힌 경우 플로팅 볼(143)이 음압에 의해 상승하게 된다.
따라서, 플로팅 볼(143)이 위로 떠오르는 정도를 육안으로 판단하여 적절한 시점에 필터를 교체할 수 있다.
필터유닛(130)을 통하면서 정화된 공기는 음압에 의해 네크(120)의 내부를 따라 본체(110)로 이동한다.
이 과정에서, 정화된 공기가 한정된 직경을 갖는 네크(120)를 통하여 흐르면서 자외선 램프(170)에 직접 접촉하거나 설정된 간격을 유지함으로써 공기가 자외선 램프(170)로부터 방출되는 자외선에 의해 효율적이고 신뢰성 있게 살균된다.
잘 알려진 것처럼, 자외선 살균의 자외선의 세기(강도)에 있고 자외선의 세기는 거리의 제곱에 비례한다. 따라서, 자외선 램프와 가까울수록 그 세기는 강해지는데, 자외선 램프와 1㎝ 떨어진 곳의 세기와 20㎝ 떨어진 곳의 세기는 20배 차이가 아니라 400배 차이가 있다.
살균 정화된 공기는 배출 팬(150)을 통하여 정면으로 배출되는데, 전체적으로 공기의 흐름이 상부로 흡입되어 측면으로 배출되는 구조를 갖기 때문에, 주로 측면에 위치하는 사용자를 고려하여 살균 정화된 공기로 사용자를 감쌀 수 있어 사용자 입장에서는 넓은 공간에서도 살균 정화된 공기를 직접 흡입할 수 있어 유용하다.
또한, 상기한 것처럼, 네크(120)의 내면에 불투명한 거울 필름을 부착하여 네크(120) 내부에서의 자외선 밀도를 증가시킴으로써 네크(120)를 따라 공기가 흐르면서 더 강하게 살균이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 공기정화 살균기가 동작하는 동안, 네크(120)를 통하여 자외선 램프(170)로부터 자외선을 제외한 빛이 외부로 방출되어 일정 부분의 조명 기능을 수행할 수 있고, 별도로 조도 제어가 가능한 LED 램프를 설치하여 공기정화 살균기로 실내 조명을 수행할 수 있다.
또한, 네크(120)의 내면에 부착된 불투명한 거울 필름을 일정한 패턴으로 커팅하여 외부에서 볼 때 조형미를 갖도록 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.
100: 공기정화 살균기
110: 본체
120: 네크
130: 필터유닛
140: 필터교체 확인유닛

Claims (3)

  1. 외부 공기가 흡입되어 정화하는 필터유닛;
    제어모듈과 배출 팬을 구비한 본체;
    상기 필터유닛과 상기 본체 사이에 개재되어 결합하는 파이프 형상의 네크;
    상기 네크의 내부에 높이방향으로 연장하는 자외선 램프; 및
    필터교체 확인유닛을 포함하며,
    상기 필터교체 확인유닛은,
    일단이 개방되어 상기 필터유닛 내부에 위치하는 튜브;
    상기 튜브의 타단 부분에 형성된 공기유입구를 개폐하는 마개; 및
    상기 튜브의 내부에서 승강하는 구형상의 플로팅 볼로 구성되며,
    상기 마개가 개방된 상태에서 상기 플로팅 볼이 상기 배출 팬의 구동에 의해 상승하면 상기 필터유닛을 교체할 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균기.
  2. 청구항 1에서,
    상기 필터유닛에서 정화된 공기는 상기 네크와 상기 자외선 램프 사이의 간격에서 상기 자외선 램프를 따라 흘러 상기 자외선 램프와 직접 접촉하여 상기 자외선 램프로부터 방출되는 자외선에 의해 살균되는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균기.
  3. 청구항 1에서,
    상기 네크는 상기 자외선을 차단하면서 빛을 투과하는 재질로 구성되어 동작 중 상기 자외선 램프로부터의 빛을 방출하여 조명기능을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균기.
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