KR102643984B1 - 스마트형 광촉매 공기정화장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중구조형 광촉매 공기정화장치에 관한 것으로서, 하우징(110)과 상기 하우징(110) 내부에 장착되어 제1UV램프(140a)와 광촉매스크류(150)를 수용한 투명관(120)과, 상기 투명관(120)의 상단과 하단을 연결하면서 투명관(120) 내부와 연통된 공기이동관부(130)와, 상기 투명관(120)을 수용한 광촉매망체(160)와, 상기 광촉매망체(160)의 상단과 하단을 연결하여 공기이동관부(130)에 결합 고정되는 결합소켓(170)과, 상기 투명관(120) 하측에 위치한 공기이동관부(130) 내에 장착되는 필터부(180) 및, 투명관(120) 상측에 위치한 공기이동관부(130) 내의 상부에 결합되어 공기를 강제 배출하는 송풍팬(190)으로 구성되는 결합구조를 가지며, 이때 상기 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치된 필터부(180)의 상부에 배치되며, 상기 확산관(132) 내부의 수직단면인 사각형태에 대응된 형태의 사각바(310)와 상기 사각바(310)의 내측에 양단이 연결되어 등간격의 다수 개로 수평 배열된 충돌바(320)로 구성된 풍속유도부재(300)가 포함되며, 상기 풍속유도부재(300)의 충돌바(320)는 단면이 사각형으로 형성되면서 충돌바(320)의 길이를 따라 관통된 원형의 공기관(321)이 등간격의 다수 개로 형성되며, 상기 공기관(321)에 삽입 고정되며, 중앙에 위치하여 공기관(321)에 결속되도록 공기관(321)의 직경과 동일한 고정부(410)와, 상기 고정부(410)의 상부 및 하부에 각각 연결되어 상호 대칭형태를 가지면서 상부로 갈수록 외경이 점진적으로 커지는 토출부(420a)(420b)로 구성된 토출유도체(400)가 포함되는 특징으로 한다.
Description
본 발명은 스마트형 광촉매 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유입된 공기가 이중구조의 공기이동경로를 설정하여 실내 유해균 및 바이러스를 살균함과 동시에 실내 악취를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 유입된 유체의 속도를 제어함과 함께 유체의 체류시간을 제어하여 정화효율을 증대시킬 수 있는 스마트형 광촉매 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 광촉매 정화장치는 이산화티탄(Ti02)으로 된 전해질을 접촉시켜 음전하와 양전하를 가지는 전자와 정공으로 분리되는 광촉매에 광화학반응이 가능한 램프의 빛을 조사하여 발생되는 OH-(수산화기)를 통해서 오염된 기체나 액체를 정화하는 장치이다.
이와 같은 광촉매 정화장치는 광촉매가 코팅된 복수의 광촉매판과, 광촉매판에 광화학반응이 가능한 빛을 발생하는 램프로 구성되는 것으로 종래기술 문헌들에 개시되고 있다.
그러나, 상기 종래기술들은 광촉매를 통해 공기 등의 유체를 정화시키는 효과가 있지만, 정화장치의 활용도가 떨어져 좁은 공간이나 특정공간에 선별적으로 적용하는 데에는 문제가 있었다.
또한, 상기 종래기술의 문제점은 정화장치의 공기 흡입구와 배출구가 방향성을 가진 구조로 이루어짐으로써 유체의 순환이 흡입구와 배출구 사이를 빠르게 통과하여 오염된 공기의 정화효율이 떨어지는 문제가 있었다.
그리고, 상기 종래기술의 문제점들과 더불어 정화장치 자체 내부에 수용 또는 흐름과정 중에 광화학 반응을 충분히 일으켜 정화효율을 높이도록 하는 기술을 사용할 수 있는 광촉매 정화 장치의 개발이 요구된다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유입된 공기가 이중구조의 공기이동경로를 설정하여 실내 유해균 및 바이러스를 살균함과 동시에 유입된 공기의 이동경로에 대한 방향성을 제어하여 정화장치 내에 유체의 체류시간을 증가시켜 정화효율을 향상시킬 수 있는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 외주에 내부로 연통된 흡입구와 상부에 내부로 연통된 배출구가 형성되면서 하부가 개방된 원통형의 상부몸체와 상기 상부몸체의 하부에 결합되어 상부가 개방된 원통형의 하부몸체로 구분된 하우징과,
상기 하우징의 내부 중앙에 배치된 수직형 원통형의 투명관과,
상기 투명관의 상단 및 하단에 각각 결합되어 상호 대칭형태로 배치되며, 상기 투명관 단부에 결합되는 원통형의 연결관과 상기 연결관에 연결되어 연결관 내부로 연통되면서 연결관의 내부 단면적에 비해 큰 단면적을 형성한 사면체형의 확산관으로 구성된 공기이동관부와,
상기 투명관의 내부 중앙에 수직으로 설치되는 제1UV램프와,
상기 투명관 내부로 삽입되면서 제1UV램프가 내부 중앙에 배치되는 스크류광촉매와,
상기 투명관이 내부로 수용되어 투명관 외주로부터 들뜬상태로 감싸지면서 외주면이 하우징의 내주면과 이격된 원주형의 제1공기이동공간이 형성된 원통형의 광촉매망체과,
상기 광촉매망체의 상단과 하단에 각각 연결되어 상호 대칭형태로 형성되며, 상기 광촉매망체의 단부가 일단부에 끼움 결합하면서 타단부가 확산관의 단부에 연결 결합되는 결합소켓과,
상기 투명관의 하측에 위치한 공기이동관부의 확산관 내부에 배치된 필터부 및,
상기 투명관의 상측에 위치한 공기이동관부의 확산관 상단을 수용하면서 하단이 상부몸체의 상부에 형성된 배출구에 수용되는 송풍팬을 포함하는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공한다.
한편, 상기 제1공기이동공간에 위치한 하우징의 내주면에 다수 개의 제2UV램프가 등간격의 원주방향으로 설치되는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공한다.
한편, 상기 투명관의 하측에 위치한 공기이동관부의 확산관 내부에 배치된 필터부의 상부에 배치되며,
상기 확산관 내부의 수직단면인 사각형태에 대응된 형태의 사각바와 상기 사각바의 내측에 양단이 연결되어 등간격의 다수 개로 수평 배열된 충돌바로 구성된 풍속유도부재가 포함되는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공한다.
한편, 상기 풍속유도부재의 충돌바는 단면이 사각형으로 형성되면서 충돌바의 길이를 따라 관통된 원형의 공기관이 등간격의 다수 개로 형성되며,
상기 공기관에 삽입 고정되며, 중앙에 위치하여 공기관에 결속되도록 공기관의 직경과 동일한 고정부와, 상기 고정부의 상부 및 하부에 각각 연결되어 상호 대칭형태를 가지면서 상부로 갈수록 외경이 점진적으로 커지는 토출부로 구성된 토출유도체가 포함되되,
상기 고정부의 하측에 위치한 토출부의 하면 중앙에서 상부의 소정길이로 절개되어 토출부의 외주면과 연통되도록 개방된 일자형 제1토출유로가 형성되며,
상기 제1토출유로의 일자형에 대향된 방향으로 형성되도록 고정부의 상측에 위치한 토출부의 상면 중앙에서 하부의 소정길이로 절개되어 토출부의 외주면과 연통되도록 개방된 제2토출유로가 형성되는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공한다.
한편, 상기 투명관의 상단부 외주에 연결 배치되며, 상기 투명관의 외경에 비해 큰 내경을 가지면서 상단 외주에 연결되어 내측으로 절곡된 연결판의 내주단이 투명관 상단 외주에 연결된 원통형의 포집관이 구비되되, 상기 포집관의 하단이 상부몸체의 하단에 위치하도록 연장되면서 포집관 내주면과 투명관 외주면 사이로 이동유로가 형성되며,
상기 포집관의 외주면에 내주단이 연결된 수평원판과 상기 수평원판의 외주단에 연결되어 상향 경사진 경사원판이 구성된 가이드부가 형성되며,
상기 가이드부의 경사원판에 대응된 포집관의 외주면에 내부로 관통된 다수 개의 제3통구가 형성되는 스마트형 광촉매 공기정화장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 스마트형 광촉매 공기정화장치에 따르면 유입된 공기가 이중구조의 공기이동경로를 설정하여 실내 유해균 및 바이러스를 살균함과 동시에 장치 내에 유체의 체류시간을 늘려 충분한 광촉매반응을 일으켜 살균, 탈취 및 정화 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 상하몸체와 하부몸체의 결합구조를 나타낸 하우징의 분리도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기정화의 과정을 설명한 개념단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부 사이로 제1UV램프-광촉매스크류-투명관의 결합구조를 나타낸 분리도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부 사이로 결합소켓과 광촉매망체의 결합구조를 나타낸 분리도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부와 필터부 간의 결합구조를 나타낸 분리도(a) 및 공기이동관부와 송풍팬 간의 결합구조를 나타낸 분리도(b).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 풍속유도부재의 사시도(a)와 정면도(b).
도 8은 도 7의 (b)에서 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치를 구성하는 풍속유도부재의 충돌바의 A-A 단면을 나타낸 단면도(a)(b).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기관에 장착되는 충돌바와 토출유도체 간의 분리도(a), 토출유도체의 정면 사시도(b) 및 토출유도체의 배면 사시도(c).
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 유입구에 위치한 투명관 단부에 포집관이 형성된 투명관의 일부 구조도(a)와 이의 단면도(b).
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 포집관의 단면도(a)와 수평원판이 형성된 가이드부를 형성한 포집관의 단면도(b).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 상하몸체와 하부몸체의 결합구조를 나타낸 하우징의 분리도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기정화의 과정을 설명한 개념단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부 사이로 제1UV램프-광촉매스크류-투명관의 결합구조를 나타낸 분리도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부 사이로 결합소켓과 광촉매망체의 결합구조를 나타낸 분리도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기이동관부와 필터부 간의 결합구조를 나타낸 분리도(a) 및 공기이동관부와 송풍팬 간의 결합구조를 나타낸 분리도(b).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 풍속유도부재의 사시도(a)와 정면도(b).
도 8은 도 7의 (b)에서 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치를 구성하는 풍속유도부재의 충돌바의 A-A 단면을 나타낸 단면도(a)(b).
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 공기관에 장착되는 충돌바와 토출유도체 간의 분리도(a), 토출유도체의 정면 사시도(b) 및 토출유도체의 배면 사시도(c).
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 유입구에 위치한 투명관 단부에 포집관이 형성된 투명관의 일부 구조도(a)와 이의 단면도(b).
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 스마트형 광촉매 공기정화장치에서 포집관의 단면도(a)와 수평원판이 형성된 가이드부를 형성한 포집관의 단면도(b).
상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 실시예를 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일실시예는 외주에 내부로 연통된 흡입구(111)와 상부에 내부로 연통된 배출구(112)가 형성되면서 하부가 개방된 원통형의 상부몸체(110a)와 상기 상부몸체(110a)의 하부에 결합되어 상부가 개방된 원통형의 하부몸체(110b)로 구분된 하우징(110)과,
상기 하우징(110)의 내부 중앙에 배치된 수직형 원통형의 투명관(120)과,
상기 투명관(120)의 상단 및 하단에 각각 결합되어 상호 대칭형태로 배치되며, 상기 투명관(120) 단부에 결합되는 원통형의 연결관(131)과 상기 연결관(131)에 연결되어 연결관(131) 내부로 연통되면서 연결관(131)의 내부 단면적에 비해 큰 단면적을 형성한 사면체형의 확산관(132)으로 구성된 공기이동관부(130)와,
상기 투명관(120)의 내부 중앙에 수직으로 설치되는 제1UV램프(140a)와,
상기 투명관(120) 내부로 삽입되면서 제1UV램프(140a)가 내부 중앙에 배치되는 광촉매스크류(150)와,
상기 투명관(120)이 내부로 수용되어 투명관(120) 외주로부터 들뜬상태로 감싸지면서 외주면이 하우징(110)의 내주면과 이격된 원주형의 제1공기이동공간(113a)이 형성된 원통형의 광촉매망체(160)와,
상기 광촉매망체(160)의 상단과 하단에 각각 연결되어 상호 대칭형태로 형성되며, 상기 광촉매망체(160)의 단부가 일단부에 끼움 결합하면서 타단부가 확산관(132)의 단부에 연결 결합되는 결합소켓(170)과,
상기 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치된 필터부(180) 및,
상기 투명관(120)의 상측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 상단을 수용하면서 하단이 상부몸체(110a)의 상부에 형성된 배출구(112)에 수용되는 송풍팬(190)을 포함하는 스마트형 광촉매 공기정화장치(100, 이하, ‘공기정화장치‘라 칭함.)를 제공한다.
도 1, 도 3, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이 본 발명의 정화장치(100)는 하우징(110)과 상기 하우징(110) 내부에 장착되어 제1UV램프(140a)와 광촉매스크류(150)를 수용한 투명관(120)과, 상기 투명관(120)의 상단과 하단을 연결하면서 투명관(120) 내부와 연통된 공기이동관부(130)와, 상기 투명관(120)을 수용한 광촉매망체(160)와, 상기 광촉매망체(160)의 상단과 하단을 연결하여 공기이동관부(130)에 결합 고정되는 결합소켓(170)과, 상기 투명관(120) 하측에 위치한 공기이동관부(130) 내에 장착되는 필터부(180) 및, 투명관(120) 상측에 위치한 공기이동관부(130) 내의 상부에 결합되어 공기를 강제 배출하는 송풍팬(190)으로 구성되는 결합구조를 가진다.
도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 하우징(110)은 내부에 수용공간을 형성한 전체가 원통형태로서, 상측의 상부몸체(110a)와 하측의 하부몸체(110b)로 구분되어 상부몸체(110a) 하단과 하부몸체(110b) 상단이 상호 결합 고정되는 구조이며, 상기 상부몸체(110a)는 하부가 개방되어 외주면 하측으로 내부로 연통된 흡입구(111)가 원호방향으로 형성되면서 상부 중앙에 내부로 연통된 배출구(112)가 형성되며, 상기 하부몸체(110b)는 상부몸체(110a)의 하부에 결합되어 상부몸체(110a)의 내부 단면적과 동일한 내부를 가지면서 상부가 개방된 형태로 형성된다.
그리고, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 투명관(120)은 자외선이 통과할 수 있도록 고순도의 석영재로 형성될 수 있으며, 상부 및 하부가 개방된 수직형 원통형태를 가지며, 상술한 제1UV램프(140a)가 발광하여 투명관(120)을 통해 조사될 수 있는 구조를 가진다.
그리고, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 공기이동관부(130)는 투명관(120)의 상단 및 하단에 각각 결합되어 상호 대칭형태로 배치되도록 투명관(120) 단부에 연결된 원통형의 연결관(131)과 상기 투명관(120) 연결 위치에 대향된 위치로 연결된 확산관(132)으로 구분되어 일체로 구성되며, 상기 연결관(131)의 내부는 투명관(120)과 연통됨과 함께 확산관(132)과 연통된 형태를 가지며, 즉 상하 관통형태의 확산관(132) 내부로 유입된 공기가 연결관(131)을 통해 투명관(120) 내부로 유입되는 이동경로를 가지며, 상기 확산관(132)은 연결관(131)의 내부 단면적에 비해 큰 단면적을 형성한 사면체형태로 형성된다.
상기 투명관(120) 상단 및 하단에 각각 공기이동관부(130)의 연결관(131)이 연결되며, 이때 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132)으로 유입된 공기가 연결관(131)을 거쳐 투명관(120) 내부로 이동되며, 그리고 투명관(120)으로 이동된 공기는 투명관(120)의 상측에 위치한 공기이동관부(120)의 연결관(121)을 통해 확산관(132)으로 이동되어 상술한 송풍팬(190)을 통해 외부로 배출되는 구조를 가진다.
그리고, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 제1UV램프(140a)는 투명관(120)에 대응되는 길이를 가지도록 구성되어 고정의 대역폭의 광원을 제공할 수 있으며, 길이방향의 상하단부에 각각 마련되는 소켓(미도시)에 결합되어 후술되는 제어부의 전원공급에 의해 작동하면서 광원을 제공하며, 상기 투명관(120)의 내부 중앙에 수직으로 설치되면서 수직단면이 원형이며, UV-C 램프, UV-A 또는 UV-B 램프 램프 중 택일된 어느 하나일 수 있으며, 또한 이에 한정하는 것은 아니며, 광화학반응을 일으키는 어떠한 램프일 수 있으며, 일예로 오존램프 또는 LED램프일 수 있다.
그리고, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 광촉매스크류(150)는 제1UV램프(140a)의 광원에 의해 광촉매반응을 일으킴으로서 투명관(120) 내로 유입된 공기를 살균하기 위한 구성요소이며, 상기 제1UV램프(140a)의 외주면에 제1UV램프(140a)의 길이를 따라 나선형태로 감겨진 나선형의 스크류날개형태로 형성되며, 이때 광촉매스크류(150) 전체면에는 광촉매재가 코팅 또는 스크류 자체의 재질이 광촉매재로 되어 있으며, 상기 광촉매재는 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스턴(WO3), 황화하연(Zn), 산화철(Fe2O3), 황화카드늄(CdS)의 공지의 재료에 의해서 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 이산화티타늄(TiO2)을 실시예로 적용하여 설명한다.
상기 제1UV램프(140a)에서 발생된 빛이 광촉매스크류(150)에 코팅된 이산화티타늄의 광촉매 물질과 광화학반응을 하게 되면 이산화티타늄 광촉매물질은 극성을 가진 전자(e-)와 정공(h+)을 발생시키게 되고, 이때 발생된 전자와 정공은 흡입구(111)를 통해 하우징(110) 내부로 유입된 유체에 포함된 산소(O2) 및 물분자(H2O)와 충돌하여 OH-(수산화기)와 O2- 이온을 발생시킨다.
상기의 광화학반응으로 생성된 OH-(수산화기)과 O2- 음이온은 유기화합물을 산화분해시켜 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 변환시킴으로써 공기중의 세균을 제거하여 정화시키게 된다.
즉, 상기 OH-와 O2- 이온은 투명관(120) 내외로 유입된 공기에 존재하는 모든 병원성 오염물질과 반응하여 산화 분해시키게 된다.
상기 이산화티타늄은 빛 에너지를 받아 자신은 변하지 않으면서 다른 유기물질의 화학반응을 촉진시키는 매개체로 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시키는 친환경적 물질이다.
그리고, 도 3과 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 광촉매망체(160)는 상술한 광촉매스크류(150)의 재질과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 다수 개의 구멍이 형성된 팽창형 망체로 형성된 원통형태로서, 상기 투명관(120)에 대응된 길이로 형성되어 내부로 투명관(120)이 삽입되어 수용된 구조를 가지며, 내부에 수용된 투명관(120) 외주면과 이격된 공간형태인 들뜬상태로 감싸지면서 광촉매망체(160) 외주면과 하우징의 내주면 사이로 원주형의 제1공기이동공간(113a)이 형성되며, 그리고 광촉매망체(160) 내주면과 투명관(120) 외주면 사이로 원주형의 제2공기이동공간(113b)이 형성된다.
상기 하우징(10)의 상부망체(110a) 흡입구(111)를 통해 유입된 공기가 제1공기이동공간(113a)을 통과하여 투명관(120) 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132)으로 유입되며, 이때 제1UV램프(140a)로부터 발광된 광원이 투명관(120)을 통해 통과된 광원이 광촉매망체(160)와의 접촉으로 광촉매반응을 일으킴으로서 제1공기이동공간(113a)으로 유입된 공기를 살균하게 된다.
즉, 제1UV램프(140a)를 매개체로 하여 제1공기이동공간(113a)을 통과하는 공기가 광촉매망체(160)의 광촉매반응을 통한 살균 그리고 투명관(120)을 통과하는 공기가 광촉매스크류(150)의 광촉매반응을 통한 살균과정을 수행하는 광촉매반응의 이중 살균공정을 거쳐 수행되는 공기정화장치(100)를 제공하게 된다.
그리고, 상기 광촉매망체(160) 또는 광촉매스크류(150)에서 광촉매재를 이용한 나노 코팅고정으로 제작되며, 상기 광촉매재 기반의 소재에서 상기 소재에 사용된 광촉매재와 동일하거나 상이한 광촉매재를 반복적으로 코팅함하며, 또한 상기 광촉매재가 물리적·화학적으로 결합되어 형성된 나노 또는/및 마이크로 사이즈의 나노 구조체를 이용하여 수행된다.
상기 나노 구조체는 광촉매재로 형성된 다중막을 포함할 수 있고, 상기 다중막은 2중 또는 3중일 수 있으며, 상기 나노 구조체는 2중 또는 3중의 다중막을 포함하며, 그리고 광촉매재는 상술한 바와 같이 Ce, Fe, Si, Mn, Mg, Co, Zn, Sn, In, Ti 및 Ge로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며 바람직하게는 이산화티타늄(TiO2)일 수 있다.
그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 결합소켓(170)은 광촉매망체(160)의 상단과 하단을 연결하여 대응된 위치에 있는 공기이동관부(130)의 연결관(131) 외주의 외측단에 결합 고정되도록 하는 연결역할을 하며, 즉 연결관(131)의 단부 내측 외주에 투명관(120)의 단부가 연결된다면 투명관(120) 단부의 연결위치에서 외측인 연결관(131) 단부 외측 외주에 결합소켓(170) 단부가 연결되며, 이때 결합소켓(170)의 단부는 광촉매망체(160)의 단부가 연결된 결합소켓(170) 위치에 대향된 위치를 말한다.
그리고, 상기 결합소켓(170)은 광촉매망체(160)의 상단과 하단에 각각 연결되어 상호 대칭형태로 형성되며, 상기 광촉매망체(160)의 단부가 일단부에 끼움 결합하면서 타단부가 확산관(132)의 단부에 연결 결합되는 구조이다.
그리고, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 상기 필터부(180)는 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치되며, 상기 흡입구(111)를 통해 유입된 외부의 공기가 접하는 필터부(180)로서, 외부의 공기에 포함된 애완동물의 털, 보푸라기, 머리카락, 먼지 등을 걸러줄 수 있으며, 이러한 필터부(180)는 물 세척이 가능하며, 오랜 시간 사용해도 성능 저하가 없어 반영구적으로 쓸 수 있으며, 또한 이에 한정하는 것은 아니며, 탄소필터, 광촉매필터, 티타늄필터, 헤파필터 등의 기능 필터를 사용할 수도 있다.
그리고, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 송풍팬(190)은 투명관(120)의 상측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 상단을 수용하면서 하단이 상부몸체(110a)의 상부에 형성된 배출구(112)에 수용되며, 상기 송풍팬(190)의 작동으로 흡입구(111)를 통해 외부의 공기를 강제 흡입시켜 하우징(110) 내에 수용된 공기정화의 구성요소들을 통해 정화된 공기가 배출구(112)에 위치한 송풍팬(190)을 통해 외부로 강제 배출되게 된다.
이에, 본 발명의 공기정화장치(100) 작동을 설명하며, 송풍팬(190)의 작동으로 흡입구(111)를 통해 외부의 공기가 유입되어 제1공기이동공간(113a)을 통해 이동되며, 이때 제1공기이동공간(113a) 내에 이동되는 공기는 광촉매망체(160)와 제1UV램프(140a)에 의한 1차 광촉매반응을 하게 되며, 상기 제1공기이동공간(113a)의 공기가 투명관(120) 하측에 위치한 공기이동관부(130)를 통해 투명관(120) 내부로 유입되어 이동되며, 이때 투명관(120) 내부에 수용된 광촉매스크류(150)와 제1UV램프(140a)에 의한 2차 광촉매반응을 하게 되며, 상기 투명관(120)의 공기는 투명관(120) 상측에 위치한 공기이동관부(130)를 통해 송풍팬(190)을 거쳐 배출구(112)를 통해 외부로 정화된 공기가 배출되게 된다.
그리고, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 제1공기이동공간(113a)에 위치한 하우징(110)의 내주면에 다수 개의 제2UV램프(140b)가 등간격의 원주방향으로 설치되며, 상기 흡입구(111)를 통해 유입된 공기가 제1공기이동공간(113a)으로 이동되면서 하우징(110)의 내주면에 장착된 제2UV램프(140b)의 조사광이 조사될 경우, 광촉매가 코팅된 광촉매망체(160)에서는 광촉매에 자외선의 조사를 통한 전자와 정곡이 형성되며 강한 산화력을 갖는 OH와 O2- 의 생성에 따라 공기에 대한 종합적인 정화/탈취/살균을 수행하게 된다.
그리고, 상기 필터부(180)를 통과한 공기가 연결관(131)을 통해 투명관(120) 내로 이동시 공기의 이동속도를 저감시켜 투명관(120) 내에서 충분한 시간을 가지면서 공기정화과정을 거치도록 다음과 같은 구조가 포함된다.
도 7에 나타낸 바와 같이 상기 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치된 필터부(180)의 상부에 배치되며,
상기 확산관(132) 내부의 수직단면인 사각형태에 대응된 형태의 사각바(310)와 상기 사각바(310)의 내측에 양단이 연결되어 등간격의 다수 개로 수평 배열된 충돌바(320)로 구성된 풍속유도부재(300)가 포함되는 공기정화장치(100)를 제공한다.
상기 풍속유도부재(300)는 사각의 테두리를 구성하는 사각바(310)와 상기 사각바(310)의 내측에 다수 개가 한방향으로 배열된 충돌바(320)로 구성되는 결합구조를 가진다.
그리고, 상기 사각바(310)의 외면은 확산관(132) 내부의 내면과 밀착 고정되며, 단면이 사각형태로 형성된다.
그리고, 상기 충돌바(320)는 상호 마주한 사각바(310)의 내측에 양단이 결합 고정되며, 등간격으로 배열되는 배치구조를 가지며, 상기 충돌바(320)에 공기가 충돌하여 이동방향이 분산되면서 충돌바(320)들 사이를 통과하려는 공기와 충돌하여 공기의 흐름을 제어하게 된다.
그리고, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 풍속유도부재(300)의 충돌바(320)는 단면이 사각형으로 형성되면서 충돌바(320)의 길이를 따라 관통된 원형의 공기관(321)이 등간격의 다수 개로 형성되며,
상기 공기관(321)에 삽입 고정되며, 중앙에 위치하여 공기관(321)에 결속되도록 공기관(321)의 직경과 동일한 고정부(410)와, 상기 고정부(410)의 상부 및 하부에 각각 연결되어 상호 대칭형태를 가지면서 상부로 갈수록 외경이 점진적으로 커지는 토출부(420a)(420b)로 구성된 토출유도체(400)가 포함되되,
상기 고정부(410)의 하측에 위치한 토출부(420a)의 하면 중앙에서 상부의 소정길이로 절개되어 토출부(420a)의 외주면과 연통되도록 개방된 일자형 제1토출유로(421a)가 형성되며,
상기 제1토출유로(421a)의 일자형에 대향된 방향으로 형성되도록 고정부(410)의 상측에 위치한 토출부(420b)의 상면 중앙에서 하부의 소정길이로 절개되어 토출부(420b)의 외주면과 연통되도록 개방된 제2토출유로(421b)가 형성되는 공기정화장치(100)를 제공한다.
도 8에 에 나타낸 바와 같이 상기 공기관(321)은 충돌바(320)의 길이방향을 따라 하나의 열(列)로 다수 개의 공기관(321)이 등간격으로 배열되거나 충돌바(320)의 길이방향을 따라 다수 개의 열(列)로 다수 개의 공기관(321)이 등간격으로 배열되는 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 토출유도체(400)는 충돌바(320)의 하부에 위치한 단면적이 작은 토출부(420a)의 하면이 필터부(180)와 마주하도록 위치하여 공기가 상기 하면을 면접 충돌하면서 원호방향으로 공기이동방향을 확산시켜 공기이동을 제어함과 함께 제1토출유로(421a)로 유입된 공기가 토출부(420a) 외주의 양측부로 이동시켜 충돌바(320)들 사이를 통과하려는 공기와 충돌시켜 공기의 흐름을 저감 및 방향을 확산하게 된다.
그리고, 상기 충돌바(320)의 상부에 위치한 토출바(420b) 및 제2토출유로(421b)로 인해 주변 공기압에 의해 충돌바(320)들 사이로 통과한 공기의 흐름을 더욱 감소시키게 되며, 상기 제2토출유로(421b)로 유입 이동되는 공기가 주변 공기의 흐름을 제어하여 공기이동속도 감소 및 방향성을 분산시키게 된다.
그리고, 상기 토출유도체(400)는 공기관(321)의 내경과 동일한 외경을 가진 고정부(410)와 상기 고정부(410)를 기준으로 상부로 연결된 상측의 토출부(420b)와 하부로 연결된 하측의 토출부(420a)로 구성된 일체의 구조를 가지며, 상기 상측의 토출부(420b)와 하측의 토출부(420a)는 상호 대칭형태를 가지면서 하측의 토출부(420a)의 경우 상부로 갈수록 외경이 점진적으로 커지는 외형을 가진다.
그리고, 상기 고정부(410)의 하측에 위치한 토출부(420a)의 하면 중앙에서 상부의 소정길이로 절개되어 토출부(420a)의 외주면과 연통되도록 개방된 일자형 제1토출유로(421a)가 형성되며, 상기 제1토출유로(421a)의 일자형에 대향된 방향으로 형성되도록 고정부(410)의 상측에 위치한 토출부(420b)의 상면 중앙에서 하부의 소정길이로 절개되어 토출부(420b)의 외주면과 연통되도록 개방된 제2토출유로(421b)가 형성된다.
즉, 하측의 토출부(420a)에 형성된 제1토출유로(421a)가 가로방향으로 절개된다면 상측의 토출부(420b)에 형성된 제2토출유로(421b)는 세로방향으로 절개된 방향성을 가진다.
그리고, 상기 흡입구(111)를 통해 유입된 공기가 제1공기이동공간(113a)을 통과시 하기와 같은 구성요소로 인해 초기 공기이동속도를 제어함으로서 제1공기이동공간(113a) 내에 공기가 광촉매망체(160)와의 접촉효율을 높일 수 있다.
도 10과 도 11에 나타낸 바와 같이 상기 투명관(120)의 상단부 외주에 연결 배치되며, 상기 투명관(120)의 외경에 비해 큰 내경을 가지면서 상단 외주에 연결되어 내측으로 절곡된 연결판(510)의 내주단이 투명관(120) 상단 외주에 연결된 원통형의 포집관(500)이 구비되되, 상기 포집관(500)의 하단이 상부몸체(110a)의 하단에 위치하도록 연장되면서 포집관(500) 내주면과 투명관(120) 외주면 사이로 이동공간(501)가 형성되며,
상기 포집관(500)의 외주면에 내주단이 연결된 수평원판(521)과 상기 수평원판(521)의 외주단에 연결되어 상향 경사진 경사원판(522)이 구성된 가이드부(520)가 형성되며,
상기 가이드부(520)의 경사원판(522)에 대응된 포집관(500)의 외주면에 내부로 관통된 다수 개의 제3통구(502)가 형성되는 공기정화장치(100)를 제공한다.
상기 포집관(500)은 상부에 연결판(510)이 형성되어 투명관(120)의 상단부 외주에 연결되며, 포집관(500)의 직경이 투명관(120)의 직경에 비해 큰 직경을 가지면서 상부몸체(110a)의 직경에 비해 작은 직경을 가진 원통형태를 가진다.
그리고, 상기 포집관(500) 내주면과 투명관(120) 외주면 사이로 원주형의 이동공간(501)이 형성되면서 이동공간(501)의 상부가 연결판(510)으로 밀폐되면서 이동공간(501)의 하부가 개방된 형태로 형성되며, 상기 포집관(500) 외주에 돌출된 가이드부(520)의 외주단이 상부몸체(110a)의 내주면에 면접되거나 이격된 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 가이드부(520)는 포집관(500)의 외주면에 내주단이 연결된 수평원판(521)과 상기 수평원판(521)의 외주단에 연결되어 상향 경사진 경사원판(522)이 구성되며, 상기 경사원판(522)은 흡입구(111)로 유입된 공기가 포집관(500)의 제3통구(502)로 이동이 집중되도록 유도하는 역할을 한다.
그리고, 상기 흡입구(111)를 통과한 공기가 포집관(500) 외주로 이동시 이동공간(501)으로 진입하도록 포집관(500) 외주면에 제3통구(502)를 형성하여 공기가 통과하도록 하며, 상기 제3통구(502)는 포집관(500)의 외주면 전체에 내부로 관통된 등간격의 다수 개로 형성되거나 가이드부(520)의 경사원판(522)에 대응된 포집관(500)의 외주면에 내부로 관통된 등간격의 다수 개로 형성될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
정화장치 100 하우징 110 상부몸체 110a
하부몸체 110b 흡입구 11 배출구 112
제1공기이동공간 113a 제2공기이동공간 113b
투명관 120 공기이동관부 130 연결관 131
확산관 132 제1UV램프 140a 제2UV램프 140b
광촉매스크류 150 광촉매망체 160 결합소켓 170
필터부 180 송풍팬 190 풍속유도부재 300
사가바 310 충돌바 320 공기관 321
토출유도체 500 고정부 410 토출부 420a, 420b
제1토출유로 421a 제2토출유로 421b 포집관 500
이동공간 501 제3통구 502 연결판 510
가이드부 520 수평원판 521 경사원판 522
하부몸체 110b 흡입구 11 배출구 112
제1공기이동공간 113a 제2공기이동공간 113b
투명관 120 공기이동관부 130 연결관 131
확산관 132 제1UV램프 140a 제2UV램프 140b
광촉매스크류 150 광촉매망체 160 결합소켓 170
필터부 180 송풍팬 190 풍속유도부재 300
사가바 310 충돌바 320 공기관 321
토출유도체 500 고정부 410 토출부 420a, 420b
제1토출유로 421a 제2토출유로 421b 포집관 500
이동공간 501 제3통구 502 연결판 510
가이드부 520 수평원판 521 경사원판 522
Claims (3)
- 외주에 내부로 연통된 흡입구(111)와 상부에 내부로 연통된 배출구(112)가 형성되면서 하부가 개방된 원통형의 상부몸체(110a)와 상기 상부몸체(110a)의 하부에 결합되어 상부가 개방된 원통형의 하부몸체(110b)로 구분된 하우징(110);과,
상기 하우징(110)의 내부 중앙에 배치된 수직형 원통형의 투명관(120);과,
상기 투명관(120)의 상단 및 하단에 각각 결합되어 상호 대칭형태로 배치되며, 상기 투명관(120) 단부에 결합되는 원통형의 연결관(131)과 상기 연결관(131)에 연결되어 연결관(131) 내부로 연통되면서 연결관(131)의 내부 단면적에 비해 큰 단면적을 형성한 사면체형의 확산관(132)으로 구성된 공기이동관부(130);와,
상기 투명관(120)의 내부 중앙에 수직으로 설치되는 제1UV램프(140a);와,
상기 투명관(120) 내부로 삽입되면서 제1UV램프(140a)가 내부 중앙에 배치되는 광촉매스크류(150);와,
상기 투명관(120)이 내부로 수용되어 투명관(120) 외주로부터 들뜬상태로 감싸지면서 외주면이 하우징(110)의 내주면과 이격된 원주형의 제1공기이동공간(113a)이 형성된 원통형의 광촉매망체(160);와,
상기 광촉매망체(160)의 상단과 하단에 각각 연결되어 상호 대칭형태로 형성되며, 상기 광촉매망체(160)의 단부가 일단부에 끼움 결합하면서 타단부가 확산관(132)의 단부에 연결 결합되는 결합소켓(170);과,
상기 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치된 필터부(180);와,
상기 투명관(120)의 상측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 상단을 수용하면서 하단이 상부몸체(110a)의 상부에 형성된 배출구(112)에 수용되는 송풍팬(190);과,
상기 투명관(120)의 하측에 위치한 공기이동관부(130)의 확산관(132) 내부에 배치된 필터부(180)의 상부에 배치되며, 상기 확산관(132) 내부의 수직단면인 사각형태에 대응된 형태의 사각바(310)와 상기 사각바(310)의 내측에 양단이 연결되어 등간격의 다수 개로 수평 배열된 충돌바(320)로 구성되며, 상기 충돌바(320)는 단면이 사각형으로 형성되면서 충돌바(320)의 길이를 따라 관통된 원형의 공기관(321)이 등간격의 다수 개로 형성된 풍속유도부재(300); 및,
상기 공기관(321)에 삽입 고정되며, 중앙에 위치하여 공기관(321)에 결속되도록 공기관(321)의 직경과 동일한 고정부(410)와, 상기 고정부(410)의 상부 및 하부에 각각 연결되어 상호 대칭형태를 가지면서 상부로 갈수록 외경이 점진적으로 커지는 토출부(420a)(420b)로 구성된 토출유도체(400);가 포함되되,
상기 고정부(410)의 하측에 위치한 토출부(420a)의 하면 중앙에서 상부의 소정길이로 절개되어 토출부(420a)의 외주면과 연통되도록 개방된 일자형 제1토출유로(421a)가 형성되며,
상기 제1토출유로(421a)의 일자형에 대향된 방향으로 형성되도록 고정부(410)의 상측에 위치한 토출부(420b)의 상면 중앙에서 하부의 소정길이로 절개되어 토출부(420b)의 외주면과 연통되도록 개방된 제2토출유로(421b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트형 광촉매 공기정화장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 투명관(120)의 상단부 외주에 연결 배치되며, 상기 투명관(120)의 외경에 비해 큰 내경을 가지면서 상단 외주에 연결되어 내측으로 절곡된 연결판(510)의 내주단이 투명관(120) 상단 외주에 연결된 원통형의 포집관(500)이 구비되되, 상기 포집관(500)의 하단이 상부몸체(110a)의 하단에 위치하도록 연장되면서 포집관(500) 내주면과 투명관(120) 외주면 사이로 이동공간(501)가 형성되며,
상기 포집관(500)의 외주면에 내주단이 연결된 수평원판(521)과 상기 수평원판(521)의 외주단에 연결되어 상향 경사진 경사원판(522)이 구성된 가이드부(520)가 형성되며,
상기 가이드부(520)의 경사원판(522)에 대응된 포집관(500)의 외주면에 내부로 관통된 다수 개의 제3통구(502)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트형 광촉매 공기정화장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020230089655A KR102643984B1 (ko) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 스마트형 광촉매 공기정화장치 |
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| KR1020230089655A KR102643984B1 (ko) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 스마트형 광촉매 공기정화장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR1020230089655A KR102643984B1 (ko) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 스마트형 광촉매 공기정화장치 |
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2023
- 2023-07-11 KR KR1020230089655A patent/KR102643984B1/ko active IP Right Grant
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