KR20010090648A - 광촉매를 이용한 공기 청정 유니트 및 공기 청정 유니트를갖는 공기 청정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광촉매를 이용한 공기 청정 유닛 및 이 공기 청정 유닛을 갖는 공기 청정 장치에 관한 것으로서, 상부판(3)에는 다수의 공기 배출 구멍(3a)이 형성되고 바닥판에는 다수의 공기 유입 구멍(1a)이 형성된 케이싱과 상기 케이싱 안에 배열된 자외선 광원과 상기 케이싱 안에 상기 광원과 함께 배치되고 표면에는 광촉매막이 도포되어 상기 광원에서 나온 자외선에 의해 광화학 반응을 일으키도록 되어 있는 투명 부재(7)를 포함하는 공기 청정 유닛과, 하부측에는 공기 유입구(57)를 구비하고 상부측에는 공기 유출구(61)를 구비한 외함(51)과 외부 공기를 공기 유입구(57)를 통하여 흡입하고 공기 유출구(61)를 통하여 배출하도록 외함(51)의 내부에 설치된 팬(50)을 포함하고 외함(51)내에는 상기 공기 청정 유닛이 다수 적층 배치된 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치를 구비함으로써, 광촉매에 의한 광화학 반응을 이용하여 오염된 공기를 정화할 수 있는 효율을 최대화한 것이다.

Description

광촉매를 이용한 공기 청정 유니트 및 공기 청정 유니트를 갖는 공기 청정 장치 {AIR CLEANING UNIT USING PHOTOCATALYST AND AIR CLEANING SYSTEM HAVING THE SAME}

본원 발명은 광촉매를 이용한 공기 청정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광촉매를 이용한 광화학 반응을 통해 공기 중의 유해 물질을 완전 분해 처리하여 무해한 물질로 바꾸는 공기 청정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광촉매를 이용한 광화학 반응은 공기 및 수용액내의 다양한 종류의 유해 물질을 상온-상압하에서 완전 분해 처리하여 무해한 물질로 바꿀 수 있으며 공기 및 수용액내의 미생물을 멸균시킬 수도 있다.

이와 같이 광촉매를 이용한 광화학 반응은 광원만을 반응에 사용하고 광촉매를 반영구적으로 사용할 수 있어 다른 환경 오염 처리 기술과는 달리 제2의 유해 물질을 생성하는 문제점이 없다. 또한, 광촉매로서 사용되는 이산화티타늄은 치약, 내복, 종이 등에 백색 염료로서 널리 사용되고 있는 인체에 무해한 물질로서 일반 생활에 광범위하게 사용될 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서, 근래에는 이와 같은 이산화티타늄 광촉매를 이용한 광화학 반응으로 환경 오염물을 처리하는연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 연구의 결과의 일예로서 광촉매를 이용한 공기 청정 장치가 최근에 제품화되고 있다.

도17은 종래의 공기 청정 장치의 내부에 공기 청정용 부품들이 배열된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바에 의하면, 공기 중의 먼지 등의 유해 물질을 깨끗하게 제거해주는 항균 필터(101)와, 항균 필터(101)가 거르지 못한 유해 가스, 미세 먼지 등을 제거해주는 전기 집진기(102)와, 산화 티타늄이 코팅되어 실내의 각종 세균 및 곰팡이를 살균시키고 악취를 제거하는 광촉매 필터(104)와, 광촉매 필터(104)의 작용을 배가하기 위한 광원으로서 자체적으로 살균 및 탈취 기능을 하도록 오존을 발생시키는 자외선 램프 장치(106)가 배열되어 있다.

도18은 도17에 도시된 광촉매 필터(104)에 자외선 램프 장치(106)에서 발생되는 자외선이 조사되는 상태를 도시한 것이다. 광촉매 필터(104)는 전기 집진기(미도시함)와 일체로 결합되어 있으며, 미세한 격자들로 다수 구성된 망 구조체(104a)와 망 구조체(104a)를 소정 형상으로 지지해주는 프레임(104b)으로 구성되어 있다. 망 구조체(104a)는 금속 재질로 이루어져 있고 그 표면에는 산화티타늄이 코팅되어 있다.

광촉매 필터(104)의 후방 일측부에 설치된 자외선 램프 장치(106)는 램프(106a)와 램프(106a)의 후방 부위를 감싸면서 램프(106a)를 지지하는 하우징(106b)으로 구성된다. 이와같이 구성된 자외선 램프 장치(106)에 전원이 연결되면 램프(106a)는 광촉매 필터(104)를 향하여 자외선을 조사하고 오존을 발생한다.

그런데, 이러한 종래의 기술 구성에 의하면, 램프(106a)는 광촉매 필터(104)의 후방 측부에서 광촉매 필터(104)의 수평측 방향에 대해 경사지게 설치되어 있기 때문에, 자외선 램프(106)와 근접한 광촉매 필터(104) 부분에서 멀리 떨어진 부분은 자외선을 충분히 받지 못한다. 따라서, 자외선 램프(106)에서 멀리 떨어져 있는 장소에 위치한 광촉매 필터(104)의 일부분에서는 광화학 반응이 거의 발생되지 않아 이 부분을 통과하는 오염 공기는 제대로 정화되지 않는 결점이 있다.

이러한 결점을 보완하기 위해 도19에 도시된 바와 같이 광촉매 필터(104)의 후방 양측부에 자외선 램프(106)가 설치하는 방안이 제시될 수 있으나, 이러한 기술 구성에서도 여전히 광촉매 필터(104)의 중앙 부분은 그 양측 부분에 비해 상대적으로 자외선을 받는 정도가 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 외부로부터 흡입된 오염 공기는 전기 집진기(102)를 통과한 후 광촉매 필터(104)의 망 구조체(104a)의 전방면에 부딪치고 다수의 격자 구멍들을 통과하기 때문에, 오염 공기가 부딪치는 부분, 즉 망구조체(104a)의 전방면과 격자 구멍을 이루는 내측벽에 광촉매를 코팅하는 것이 바람직하다. 그러나, 자외선 램프 장치(106)가 광촉매 필터(104)의 후방의 측부에 위치한 종래 기술의 구성으로는 램프(106a)에서 조사된 자외선이 상기 오염 공기가 부딪치는 부분 중, 특히 망구조체(104a)의 전방면에는 자외선이 충분히 조사되지 못하므로 광촉매 필터(104)에 광촉매가 코팅된 총면적에 대하여 기대할 수 있는 광화학 반응이 충분히 일어나지 않는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 종래의 기술에 의하면, 자외선 램프 장치(106)는 광촉매필터(104)의 후위에 설치되어 있기 때문에, 램프(106a)로부터 발생된 오존의 일부는 광촉매 필터(104)를 빠져 나온 공기와 함께 외부 대기에 혼입되어 인체에 유해한 영향을 끼치는 문제점을 일으킬 수 있다.

이에 본 발명은 광촉매에 의한 광화학 반응을 이용하여 오염된 공기를 정화할 수 있는 효율을 최대화하는 한편, 오염 공기 처리 과정 중에서 발생되는 부산물로서의 유해 물질도 완전히 제거할 수 있는 공기 청정 유닛 및 공기 청정 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 공기 청정 유닛은, 상부판에는 다수의 공기 배출 구멍이 형성되고 바닥판에는 다수의 공기 유입 구멍이 형성된 케이싱과, 상기 케이싱 안에 배열된 자외선 광원과, 상기 케이싱 안에 상기 광원과 함께 배치되고 표면에는 광촉매막이 도포되어 상기 광원에서 나온 자외선에 의해 광화학 반응을 일으키도록 되어 있는 투명 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기 청정 장치는, 하부측에는 공기 유입구를 구비하고 상부측에는 공기 유출구를 구비한 외함과, 외부 공기를 상기 공기 유입구를 통하여 흡입하고 상기 공기 유출구를 통하여 배출하도록 상기 외함의 내부에 설치된 팬을 포함하고, 상기 외함내에는 상기 공기 청정 유닛들이 하나 이상 적층 배치된 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제1 실시예를 도시한 분해 사시도.

도2는 도1의 공기 청정 유니트의 조립도.

도3은 도3에서 상부판을 제거한 상태로 도시한 공기 청정 유니트의 평면도.

도4는 도2의 A-A 선을 따라 취한 단면도.

도5는 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제2 실시예를 도시한 평면도.

도6은 도5의 B-B 선을 따라 취한 단면도.

도7은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제3 실시예를 도시한 평면도.

도8은 도7의 C-C 선을 따라 취한 단면도.

도9는 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제4 실시예를 도시한 평면도.

도10은 도9의 D-D 선을 따라 취한 단면도.

도11은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트들이 적층 배치된 상태를 도시한 공기 청정 장치의 제1 실시예를 도시한 개략도.

도12는 도11의 공기 청정 장치의 제2 실시예를 도시한 개략도.

도13은 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제3 실시예를 도시한 것으로서 도11의 공기 청정 장치에 오존 발생 램프를 더 설치한 상태를 도시한 개략도.

도14는 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제4 실시예를 도시한 것으로서 도11의 공기 청정 장치에 활성탄 흡착 부재를 더 설치한 상태를 도시한 개략도.

도15는 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제5 실시예를 도시한 것으로서 도11의 공기 청정 장치에 오존 발생 램프와 활성탄 흡착 부재를 더 설치한 상태를 도시한 개략도.

도16은 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제6 실시예를 도시한 것으로서 도15의 공기 청정 장치에 전기 집진기를 더 설치한 상태를 도시한 개략도.

도17은 종래의 기술에 따른 공기 청정 장치의 구성 부품을 배열한 개략도.

도18은 도17에 도시한 광촉매 필터와 자외선 램프 장치의 배치 관계를 나타낸 도면.

도19는 도14의 다른 예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 본체

3: 상부판

5: 자외선 램프

7: 투명 부재

13: 발광 다이오우드

53: 공기 청정 유닛

55: 팬

59: 격벽

63: 오존 발생 램프

65: 활성탄 흡착부재

67: 전기 집진기

이하에 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1에는 본 발명에 따른 공기 청정 유닛의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도1을 참조하면, 바닥판과 이 바닥판의 가장 자리에 직립한 측벽들로 이루어진 본체(1)와 본체(1)의 상부 개구를 개폐하는 상부판(3)을 구비한 상자 형상의 케이싱과, 본체(1) 내에서 소정의 간격으로 이격 배치된 복수개의 자외선 램프(5)들과, 자외선 램프(5)의 일부분을 감싸는 투명 부재(7)가 도시되어 있다.

본체(1)의 바닥판에는 다수개의 공기 유입 구멍(1a)이 형성되어 있으며 이 공기 유입 구멍(1a)은 상부판(3)에 형성된 공기 배출 구멍(3a)과 서로 대향하도록 배열된다. 바람직하게는 상부판(3)의 내측면에는 은박지나 거울 등의 반사 부재(2)가 부착될 수 있다.(도4 참조) 반사 부재(2)는 자외선 램프(5)에서 방사되는 자외선을 반사함으로써 본체(1) 내에서의 자외선의 조사 영역을 더욱 확장시켜 줄 것이다.

본체(1)의 안에는 서로 대향하는 한 쌍의 격판(9a, 9b)이 본체(1)의 짧은 쪽 양측벽부에 대해 소정의 간격을 가지고 평행하게 설치되어 있다. 격판(9a, 9b)은 본체(1)의 내부를 자외선 램프(5) 및 투명 부재(7)가 위치하는 광원부와 이 광원부의 양측에서 자외선 램프(5)들간에 연결된 전선들과 이 전선들과 회로 접속된 안정기(11a, 11b)들이 위치하는 배선부로 구획한다.

상기 배선부에서 본체(1)의 긴 쪽 측벽부에는 자외선 램프(5)의 점등 여부를 외부에서 식별할 수 있도록 발광 다이오우드(13)가 설치되어 있다. 도1에 도시된 실시예에서는 자외선 램프(5)가 4개 설치되어 있으며, 도면의 좌우측에 각각 설치된 2개의 발광 다이오우드(13)는 4개의 자외선 램프(5)에 각각 전기적으로 접속됨으로써, 이들 중 어느 한 자외선 램프(5)가 이상 작동으로 인해 오프되면 함께 오프되어서 자외선 램프(5)의 교체 시기를 알 수 있게 한다.

본체(1)의 광원부에는 본체(1)의 긴 쪽 방향에 대해 자외선 램프(5)들이 병렬로 배치되어 있고, 이들 자외선 램프(5)의 양 단자부는 격판(9a, 9b)에 대향하여 형성된 구멍(15a, 15b)에 각각 끼워진다. 이때, 격판(9a, 9b)의 구멍(15a, 15b)을 통과한 자외선 램프(5)의 양 단자부에는 고무링(17)이 끼워짐으로써 자외선 램프(5)는 전후 방향으로 유동하지 않고 격판(9a, 9b)의 구멍(15a, 15b)내에서 견고하게 지지된다. 본 발명에서 사용되는 자외선 램프(5)에서 발생되는 자외선의 파장은 254 nm 또는 365 nm가 바람직하다. 여기에서, 254 nm의 파장을 갖는 자외선 램프는 광촉매를 반응시킬 뿐만 아니라 오존을 분해하고 광촉매 반응을 촉진시키는 기능을 겸한다.

투명 부재(7)로는 양단부가 개방된 관이고 석영 유리, 파이렉스(pyrex) 유리, 광투과성 합성수지물 등과 같이 광투과성이 있고 램프 온도 이상에서도 변형되지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 도1에 도시된 투명 부재(7)는 양단부가 개방된 대형 유리관으로서 자외선 램프(5)를 수용할 수 있는 크기의 내부 직경을 가지고, 자외선 램프(5)의 양 단부까지 완전히 덮지 않도록 자외선 램프(5)의 길이보다 짧은 길이를 갖는다. 필요에 따라서, 투명 부재(7)의 길이는 조정 가능하다. 투명 부재(7)의 내외측 표면 중 적어도 어느 한 쪽 표면에는 광촉매가 코팅되어 있다. 본 발명에서 사용되는 광촉매로서 이산화티타늄, 변형된 이산화티타늄, 다른 금속 산화물과 혼합된 이산화티타늄 등이 바람직하다.

투명 부재(7)는 자외선 램프(5)와 동심축을 가지도록 설치된다. 이를 위해, 투명 부재(7)의 양단부는 지지 부재(19)에 의해 지지된다. 지지 부재(19)는 투명 부재(7)의 외측면 일부를 감싸는 반원 형상의 지지판(19a)과 지지판(19a)을 본체(1)의 바닥판에 견고하게 고정시키는 고정부(19b)로 구성된다. 지지판(19a)의 재질로서는 투명 부재(1)의 외측면을 압착할 수 있는 탄성력이 우수한 금속 또는 플라스틱이 바람직하다. 지지판(19a) 대신에 고무링을 사용하여 지지하는 것도 가능하다.

도2는 도1의 공기 청정 유니트의 조립도이다. 도시된 바에 의하면, 본체(1)와 상부판(3)은 각각 그 측부에 대응하여 설치된 잠금부(5)의 걸림봉(6)과 후크부(6a)의 결합에 의해 서로 조립된다. 한편, 본체(1)의 측벽 중앙부에는 외향 연장된 손잡이(8)가 형성되어 있다. 손잡이(8)는 공기 청정 유니트가 후술할 공기 청정 장치 내부에 서랍식으로 설치될 때 공기 청정 유니트를 상기 장치로부터 용이하게 인출할 수 있게 하는 역할을 한다.

이하에 본 발명의 공기 청정 유닛의 작동 상태를 설명하기로 한다.

도2에는 도시된 공기 청정 유닛이 후술할 공기 청정 장치에 장착될 때 외부로부터 유입된 오염 공기가 공기 청정 유닛을 통과한 뒤 다시 외부로 빠져나가는 공기 유로(F)가 도시되어 있다. 상기 공기 유로(F)에 의하면, 외부의 오염 공기는 팬(미도시함)에 의해 흡입되어 본체(1) 바닥판에 형성된 공기 유입 구멍(1a)들을 통과한 다음 본체(1)의 내부로 유입되어 상부판(3)에 형성된 공기 배출 구멍(3a)을 통해 배출된다. 즉, 유입된 오염 공기는 유로(F)를 따라 흐르면서 광촉매가 코팅된 투명 부재(7)의 표면을 스쳐 지나가게 된다. 또한, 공기 중 일부는 투명 부재(7) 내부를 통해 예를 들어 화살표(F1)방향으로 이동될 수도 있다. 이때, 자외선 램프(5)는 사전에 온(ON)으로 설정된 상태이며 자외선 램프(5)에서 발생된 자외선은 도4에 도시된 바와 같이 투명 부재(7)의 내측면에 코팅된 제1 광촉매막(7a)에 조사된 후 투명 부재(7) 벽을 투과하여 다시 투명 부재(7)의 외측면에 코팅된 제2 광촉매막(7b)에 조사된다. 자외선을 조사받은 제1 및 제2 광촉매막(7a, 7b)은 오염 공기내에 혼입된 유해 물질이 산화환원 반응을 일으키도록 유도하는 촉매 반응을 일으킴으로써 상기 유해 물질은 분해되어 무해 물질로 변한다. 이 무해 물질은 공기와 함께 유로(F)를 따라 흐르다가 상부판(3)에 형성된 공기 배출 구멍(3a)을 통해 외부로 빠져 나온다.

이와 같이, 본체(1)내에 유입된 오염 공기는 광촉매막이 도포된 투명 부재(7)의 내외측면을 스쳐 지나가면서 광촉매와의 산화환원 반응에 의해 정화되어 신선한 공기로 바뀌어 외부의 대기에 공급된다.

도5 내지 도10에는 본 발명에 따른 제2 내지 제4 실시예들이 도시되어 있다. 이들 실시예가 제1 실시예와 다른 점은 투명 부재(7)의 형태이다. 이하에, 도5 내지 도10을 참조하여 각각의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도5 및 도6은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제2 실시예를 도시한 도면들이다. 도시된 바에 의하면, 도1의 투명 부재(7)로서의 대형 유리관과는 달리 길이가 짧고 직경이 작은, 예를 들어 약 10 mm의 길이와 약 8 mm의 외경을 갖는 조각 유리관(21)들이 무질서하게 본체(1)의 광원부에 가득 채워 있다. 조각 유리관(21)의 내외측면에는 광촉매가 코팅되어 있고, 자외선 램프(5)를 에워싸도록 본체(1)의 광원부 내에 가득 채워진다. 자외선 램프(5)가 온(ON)되면, 자외선 램프(5)에서 자외선이 발생되고, 자외선은 자외선 램프(5)의 주위에 무질서한 방향으로 배치된 다수의 조각 유리관(21)들을 투과하면서 그 내외측면에 도포된 광촉매막에 순차적으로 조사된다. 본체(1) 안으로 유입된 오염 공기가 조각 유리관(21)의 내외측면에 도포된 광촉매막과 자외선 램프(5)에 의해 정화되는 작용은 전 실시예에서 상술한 바와 같다.

이와 같이 구성된 제2 실시예의 다수의 조각 유리관(21)들은 제1 실시예의 대형 유리관에 비해 더 넓은 광촉매막 형성 면적을 갖고 있기 때문에, 상대적으로 오염 공기의 처리 효율이 높다는 장점이 있다. 반면에, 본 실시예의 공기 청정 유닛은 내장된 조각 유리관(21)들이 공기 유로 방향에 관계없이 무질서하게 배치되어 있기 때문에 소음이 발생될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 공기 청정 유닛이 설치된 공기 청정 장치는 가정용 보다는 어느 정도의 소음을 허용하면서 높은 공기 정화 효율을 필요로 하는 공장용으로 주로 사용될 수 있다. 본 실시예의 공기 청정 유닛에 내장된 조각 유리관(21)의 외측 직경을 키우고 길이를 더 길게 하면 공기가 보다 잘 소통되므로 소음을 줄일 수 있다.

도7 및 도8은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제3 실시예를 도시한 도면들로서, 본 발명의 투명 부재로서 또 다른 예가 도시되어 있다. 도시된 투명 부재는 광촉매가 내외측면에 코팅된 유리관(23)으로서 자외선 램프(5)들 사이에서 직립 배열되어 있다. 직립 유리관(23)은 본체(1)의 바닥판과 상부판(3)의 내측면에 양단부가 각각 접촉할 정도의 길이를 가지고, 그 내측 중공부는 본체(1)의 바닥판에 형성된 공기 유입 구멍(1a)과 상부판(3)의 공기 배출 구멍(3a)에 연통하도록 배열된다. 오염 공기는 본체(1)의 관통구멍(1a)에서 직립 유리관(23)의 내외측면에 도포된 광촉매막을 스쳐 지나가면서 상부판(3)의 공기 배출 구멍(3a)을 통해 배출된다.

도9 및 도10은 본 발명에 따른 공기 청정 유니트의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 본 발명의 투명 부재로서 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도시된 투명 부재는 광촉매가 내외측면에 코팅된 긴 유리관(25)으로서 자외선 램프(5)를 에워싸는 방식으로 자외선 램프(5)의 길이 방향에 대해 평행하게 배열되어 있다. 긴 유리관(25)은 도1에 도시된 대형 유리관의 길이와 유사하게 자외선 램프(5)의 길이 보다 짧고 상기 대형 유리관에 비해 작은 외경(예를 들면, 약 8 mm)을 갖는다. 이들 긴 유리관(25)은 도10에 도시된 바와 같이 상부판(3)의 내측면에 부착된 탄성 부재(26)에 의해 압착되어 본체(1)내에서 유동 없이 견고하게 지지된다. 이와 같이 구성된 본 실시예는 본체(1)의 공기 유입 구멍(1a)을 통해 유입된 오염 공기는 긴 유리관(25)의 길이 방향을 따라 흐르면서 광촉매와 산화환원 반응하고 정화된 후 상부판(3)의 공기 배출 구멍(3a)을 통해 배출되도록 구성되어 있다. 그러나, 본 실시예는 제1 실시예와 같이 상하로 공기가 유동되도록 구성하는 것도 가능하다.

한편, 도면에 도시하지 않았지만 본 발명에 따른 공기 청정 유닛의 또 다른 실시예로서 상기 제1 실시예와 제4 실시예의 공기 청정 유닛에 각각 제2 실시예의조각 유리관(21) 및/또는 제3 실시예의 직립 유리관(23)을 적용하는 기술 구성도 고려할 수 있다. 즉, 이들 각 실시예는 제1 실시예의 도3에 도시된 본체(1)의 광원부에서 자외선 램프(5)와 투명 부재(7)가 차지하는 부분을 제외한 공간에 조각 유리관(21) 및/또는 직립 유리관(23)들을 채우거나, 제4 실시예의 도9에 도시된 본체(1)의 광원부에서 긴 유리관(25)들이 차지하는 부분을 제외한 공간에 조각 유리관(21) 및/또는 직립 유리관(23)들을 채우는 기술 구성을 가질 수 있다. 이들 실시예는 제1 및 제4 실시예의 공기 청정 유닛의 광촉매 반응 면적을 확장시킴으로써 공기 정화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 또 다른 실시예로서, 상기 제2 실시예의 조각 유리관(21)과 제3 실시예의 직립 유리관(23)을 혼합하여 본체(1)의 광원부에 설치된 자외선 램프(5)의 주위에 배치하는 기술 구성도 고려할 수 있다.

또한, 제4 실시예에만 탄성 부재(26)를 마련하는 것으로 설명하였지만, 필요하다면, 모든 실시예에 이를 마련하는 것도 가능하다.

도11에는 본 발명에 따른 공기 청정 유닛을 구비한 공기 청정 장치의 제1 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 공기 청정 장치(50)는 외함(51)과, 외함(51)내에 적층 설치되어 있는 복수개의 공기 청정 유닛(53)들과, 외부의 오염 공기를 흡입하여 이 흡입된 오염 공기를 공기 청정 유닛(53)들에 통과시킨 다음 외부로 정화된 공기를 배출하는 팬(55)을 포함한다. 공기 청정 유닛(53)을 하나만 구성하는 것도 가능하다.

외함(51)의 하부 측벽에는 오염 공기가 유입되는 유입구(57)가 구비되어 있고, 유입구(57)에는 통상의 필터(58)가 설치되어 있다. 외함(51)의 내측 중앙부에는 공기 청정 유닛(53)을 서랍식으로 적층 수납할 수 있도록 외함(51)의 내부를 가로지르는 격벽(59)들이 소정의 간격으로 적층 설치되어 있다. 격벽(59)들 각각에는 개구(59a)가 형성되어 있고, 개구(59a)는 각 층에 배치된 격벽(59)의 일측부에 층마다 좌우 교대로 배열됨으로써, 도시된 바와 같은 지그재그식의 공기 유로를 형성한다. 필요에 따라, 격벽을 마련하지 않고 각 공기 청정 유닛(53)을 서랍식으로 단순 적층가능하게 구성하여 공기가 전체 공기 청정 유닛을 관통하여 유동되는 공기 유로를 형성하는 것도 가능하다.

팬(55)은 흡입팬으로서 외함(51)의 상부판에 형성된 유출구(61)를 통해 공기를 배출할 수 있도록 외함(51)의 상부 내측에 설치된다.

이와 같은 구성을 통해 팬(55)의 흡인력에 의해 유입구(57)를 통해 흡입된 오염 공기는 지그재그식으로 연통된 개구(59a)와 복수개의 공기 청정 유닛(53)들을 거치는 동안 수회에 걸쳐 반복 정화된 후, 유출구(61)를 통해 배출된다. 본 실시예에 적용되는 공기 청정 유닛(53)으로는 공기의 흐름 방향과 일치하도록 공기 청정 장치의 폭 방향으로 배열된 투명 부재(7)로서 대형 유리관을 내장한 도1에 도시된 공기 청정 유닛이나 긴 유리관(25)을 내장한 도9에 도시된 공기 청정 유닛이 접합하다.

한편, 도12는 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제2 실시예를 도시한 것으로서, 격벽(59)들의 중앙부에 수직 방향으로 서로 마주보는 개구(59b)들이 형성되어 있는 점에서 도11의 제1 실시예와 다르다. 즉, 본 실시예에서의 공기 유로는 제1실시예의 지그재그식 유로가 아니라 일직선 방향으로 형성된다. 따라서, 본 실시예의 공기 청정 장치(60)에 장착되는 공기 청정 유닛(54)으로는 직립 상태로 배열된 유리관(25)을 내장한 본 발명의 도7에 도시한 공기 청정 유닛이 적합하다.

도13 내지 도16에는 제1 실시예의 공기 청정 장치의 공기 정화 효율을 더욱 상승시키기 위한 다른 실시예의 공기 청정 장치들이 도시되어 있다.

도13은 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제3 실시예를 도시한 것으로서, 도11의 공기 청정 장치(50)의 구성에 오존 발생 램프(63)를 부가 설치한 상태를 도시한 것이다. 도시된 바에 의하면, 오존 발생 램프(63)는 외함(51)의 하측 공간부에서 유입구(51)와 최하측에 위치한 공기 청정 유닛(53)의 사이에 설치된다. 즉, 유입구(57)와 필터(58)을 통해 흡입된 오염 공기는 오존 발생 램프(63)에서 발생된 오존과 함께 복수개의 공기 청정 유닛(53)들을 거치는 동안, 광촉매와 오존과의 화학 반응을 통해 정화 처리된다. 따라서, 본 실시예의 공기 청정 장치(70)는 제1 실시예의 공기 청정 장치(50)에 비해 더욱 우수한 공기 정화 효율을 기대할 수 있다. 또한, 오존 발생 램프(63)에서 발생된 오존은 공기 청정 유닛(53)들을 통과하면서 광촉매가 오염 공기의 유해 물질을 처리하는 능력을 더욱 배가시키는 데에 모두 소모되므로 종래의 공기 청정 장치에서 볼 수 있었던 오존의 일부 누출을 완전히 배제할 수 있는 효과가 있다.

도14는 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제4 실시예를 도시한 것으로서, 도11의 공기 청정 장치(50)의 구성에 활성탄 흡착 부재(65)를 부가 설치한 상태를 도시한 것이다. 도시된 바에 의하면, 활성탄 흡착 부재(65)는 외함(51) 내에서 공기 청정 유닛(53)의 상측부에 설치된다. 본 실시예에서는 활성탄 흡착 부재(65)를 상측에 설치하였으나 공기 정화 효율을 상승하기 위해 활성탄 흡착 부재(65)을 공기 청정 유닛(53)의 하측에도 설치할 수 있다. 활성탄 흡착 부재는 공기에 들어 있는 악취와 휘발성 유기 화학 물질 등을 흡착하는 역할을 한다. 이와 같은 기술 구성에 의하면, 유입구(57)외 필터(58)를 통해 흡입된 오염 공기는 복수개의 공기 청정 유닛(53)들과 활성탄 흡착 부재(65)를 거치는 동안 반복 정화 처리됨으로써, 본 실시예의 공기 청정 장치(80)는 제1 실시예의 공기 청정 장치(50)에 비해 더욱 우수한 공기 정화 효율을 기대할 수 있다.

도15는 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제5 실시예를 도시한 것으로서, 도11의 공기 청정 장치에 오존 발생 램프(53)와 활성탄 흡착 부재(65)을 부가 설치한 상태를 도시한 것이다. 도시된 바에 의하면, 오존 발생 램프(63)는 공기 청정 유닛(53)의 하측에 설치되어 있고, 활성탄 흡착 부재(65)는 공기 청정 유닛(53)둘의 상측에 배치된다. 이와 같은 기술 구성에 의하면, 유입구(57)와 필터(58)를 통해 흡입된 오염 공기는 오존 발생 램프(63)에서 발생된 오존과 함께 복수개의 공기 청정 유닛(53)들을 거치는 동안, 광촉매와 오존과의 화학 반응을 통해 정화 처리된 후, 활성탄 흡착 부재(65)을 통과하면서 다시 정화 처리된다. 따라서, 본 실시예의 공기 청정 장치(90)는 상술한 제1 내지 제4 실시예들의 공기 청정 장치들에 비해 더욱 우수한 공기 정화 효율을 기대할 수 있다.

도16은 본 발명에 따른 공기 청정 장치의 제6 실시예를 도시한 것으로서, 도15의 공기 청정 장치에 전기 집진기(67)를 부가 설치한 상태를 도시한 도면이다.도시된 바에 의하면, 전기 집진기(67)는 외함(51)의 유입구(57)와 오존 발생 램프(63)의 사이에 설치된다. 즉, 유입구(57)와 필터(58)를 통해 흡입된 오염 공기는 전기 집진기(67)를 통해 먼지 등이 걸러진 다음, 오존 발생 램프(63), 공기 청정 유닛(53) 및 활성탄 흡착 부재(65)를 통과하면서 반복 정화 처리된다. 따라서, 본 실시예의 공기 청정 장치(100)는 상술한 제1 내지 제5 실시예의 공기 청정 장치들에 비해 가장 우수한 공기 정화 효율을 기대할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상기한 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 자외선 램프의 주위에 광촉매가 내외측면에 코팅된 다양한 형태의 유리관들을 배치하고 이 유리관들에 오염 공기를 통과시키는 기술 구성을 통해, 유리관의 내외측면에 모두 광촉매막을 도포시킴으로써 광촉매 반응 면적을 증가시킬 수 있고, 자외선 램프에서 발생되는 자외선이 유리관들을 투과하면서 유리관들에 도포된 광촉매막들에 모두 조사될 수 있으므로 자외선 램프에서 발생되는 자외선 전체를 광촉매 반응에 활용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (14)

1. 상부판에는 다수의 공기 배출 구멍이 형성되고 바닥판에는 다수의 공기 유입 구멍이 형성된 케이싱과,

   상기 케이싱 안에 배열된 자외선 광원과,

   상기 케이싱 안에 상기 광원과 함께 배치되고 표면에는 광촉매막이 도포되어 상기 광원에서 나온 자외선에 의해 광화학 반응을 일으키도록 되어 있는 투명 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 자외선 광원과 전기적으로 접속되어 있고 상기 자외선 광원의 점등 여부를 외부에서 감지할 수 있도록 상기 케이싱에 발광 다이오우드를 설치한 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
3. 제2항에 있어서, 상기 투명 부재는 양단부가 개방된 관이고 이 관의 내외측 표면 중 적어도 어느 한 표면에 광촉매막이 도포된 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
4. 제3항에 있어서, 상기 관은 상기 광원을 에워싸고 방향성 없이 배치되는 다수의 조각 관들로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
5. 제3항에 있어서, 상기 관은 상기 케이싱의 공기 유입 구멍과 상기 상부판의 공기 배출 구멍을 연통하도록 직립 배열된 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관은 상기 광원에 대해 평행하게 배열된 긴 관들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
7. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 관은 상기 광원을 둘러싸는 형태로 상기 케이싱에 설치되는 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 유닛.
8. 하부측에는 공기 유입구를 구비하고 상부측에는 공기 유출구를 구비한 외함과,

   외부 공기를 상기 공기 유입구를 통하여 흡입하고 상기 공기 유출구를 통하여 배출하도록 상기 외함의 내부에 설치된 팬을 포함하고,

   상기 외함 내에는 제1항에 기재된 공기 청정 유닛이 하나 이상 적층 배치된 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 공기 청정 유닛은 상기 외함에서 일정한 간격으로 층층이 배치된 격벽들의 사이에 서랍식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 격벽에는 각각 개구가 형성되어 있고 이들 개구는 각 층에 배치된 상기 격벽의 일측부에 층마다 좌우 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 각 격벽이 각 공기 청정 유닛을 양 측면에서만 지지하도록 각 격벽들의 중앙부에 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 외함의 공기 유입구와 상기 공기 청정 유닛들의 사이에 오존 발생 램프를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
13. 제8항 또는 제12항에 있어서, 상기 공기 청정 유닛들의 상부와 하부의 어느 한 쪽 또는 양 쪽에 활성탄 흡착 부재를 더 배치한 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 외함의 공기 유입구와 상기 오존 발생 램프의 사이에는 전기 집진기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.