KR200330036Y1 - 공기청정기 - Google Patents

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KR200330036Y1
KR200330036Y1 KR20-2003-0023116U KR20030023116U KR200330036Y1 KR 200330036 Y1 KR200330036 Y1 KR 200330036Y1 KR 20030023116 U KR20030023116 U KR 20030023116U KR 200330036 Y1 KR200330036 Y1 KR 200330036Y1
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Abstract

본 고안은 공기 중의 오염물질을 제거하여 청정공기로 정화하기 위한 공기청정기를 개시한다. 본 고안은 공기의 유입을 위한 전면의 흡입구와 공기의 배출을 위한 후면의 배출구가 송풍실과 연통되어 있는 케이스와, 케이스의 흡입구에 근접하여 장착되는 프리필터로 구성된다. 프리필터에 후속하는 플라스틱 광섬유 필터유닛은 광촉매가 코팅된 다수의 플라스틱 광섬유를 가지며 플라스틱 광섬유의 광촉매를 여기하는 자외선을 방사하는 자외선램프를 갖는다. 또한, 플라스틱 광섬유 필터유닛에 후속하여 미세입자 제거용 필터가 장착되고, 미세입자 제거용 필터에 후속하여 활성탄필터가 장착되며, 케이스의 송풍실에 공기의 흡입력을 발생하는 송풍기가 설치된다. 본 고안에 의하면, 오염물질의 특성을 고려하여 필터들을 선택하고, 필터들을 최적으로 배열한 다단계의 여과에 의하여 공기 중의 오염물질을 완벽하고 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 광촉매필터와 플라스틱 광섬유 필터유닛의 광촉매 산화반응, 활성탄필터와 송풍기의 팬에 코팅되어 있는 은 입자에 의하여 탈취 및 항균 기능이 크게 강화되어 세균, 곰팡이 등에 의한 실내 공기의 오염을 차단할 수 있고, 음이온과 향기의 공급, 조명 기능이 부가되어 매우 실용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기청정기{AIR CLEANER}
본 고안은 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터들의 최적 배열과 광촉매 산화반응에 의하여 공기 중의 오염물질을 효율적으로 제거하여 청정공기로 정화시킬 수 있는 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기는 실내 또는 폐쇄공간의 환경을 쾌적하게 개선하기 위하여 먼지, 악취, 세균, 담배연기 및 휘발성유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds) 등의 오염물질에 의하여 오염되어 있는 실내 또는 폐쇄공간의 공기를 청정공기로 정화시키는 것으로, 그 종류와 구성은 다양하게 개발되어 있다.
통상적인 공기청정기는 송풍기의 구동에 의하여 실내 공기를 강제로 순환시키면서 프리필터(Pre Filter), 헤파필터(HEPA; High Efficiency Particulate Air Filter), 활성탄필터 등 여러 종류의 필터들에 의하여 공기 중의 오염물질을 다단계로 여과시키거나 흡착시켜 제거하는 방식을 채택하고 있다. 필터들에 의한 공기의 여과 단계가 많을수록 정화에 유리하나 가격이 비싸지므로, 필터들은 오염물질의 특성에 맞추어 최상의 정화능력을 발휘할 수 있도록 배열하는 것이 중요하다.
그런데 필터들의 선택과 배열이 적절하지 못한 경우, 필터들의 오염물질에 의하여 쉽게 폐색되면서 효율이 저하되고 고장의 원인이 되는 단점이 있다. 따라서, 공기청정기의 케이스를 분해하여 필터들을 자주 청소해야 하거나 교환해야 하는 번거로운 문제가 상존하고 있다. 특히, 오염물질이 오염되어 있는 필터들을 장기간 방치할 경우 오염물질에 세균이나 곰팡이 등이 서식하여 악취가 발생될 뿐만 아니라, 공기의 오염원으로 작용되고, 심한 경우 발병의 원인이 되기도 한다.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 다양한 필터들의 최적 배열과 광촉매 산화반응에 의하여 공기 중의 오염물질을 완벽하고 효율적으로 정화할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 탈취 및 항균 기능의 강화에 의하여 소비자 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 음이온과 향기의 공급, 조명 기능이 부가되어 매우 실용적으로 사용할 수 있는 공기청정기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 공기의 유입을 위한 전면의 흡입구와 공기의 배출을 위한 후면의 배출구가 송풍실과 연통되어 있는 케이스와; 케이스의 흡입구에 근접하여 장착되는 프리필터와; 프리필터에 후속하여 장착되고, 광촉매가 코팅된 다수의 플라스틱 광섬유를 가지며, 플라스틱 광섬유의광촉매를 여기하는 자외선을 방사하는 자외선램프를 갖는 플라스틱 광섬유 필터유닛과; 플라스틱 광섬유 필터유닛에 후속하여 장착되는 미세입자 제거용 필터와; 미세입자 제거용 필터에 후속하여 장착되는 활성탄필터와; 케이스의 송풍실에 설치되어 공기의 흡입력을 발생하는 송풍기로 이루어지는 공기청정기에 있다.
도 1은 본 고안에 따른 공기청정기의 외관 구성을 나타낸 전면사시도,
도 2는 본 고안에 따른 공기청정기의 외관 구성을 나타낸 후면사시도,
도 3은 본 고안에 따른 공기청정기의 구성을 분리하여 나타낸 사시도,
도 4는 본 고안에 따른 공기청정기에서 필터들의 배열을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 5는 본 고안에 따른 공기청정기의 구성을 나타낸 단면도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 케이스 11: 전면케이스
12: 후면케이스 15: 흡입구
16: 투광창 17: 배출구
18: 송풍실 20: 유로
30: 칸막이 32: 여과실
33: 유로 37: 서랍
38: 음이온 발생기 40: 프리필터
50: 광촉매필터 52: 광촉매
60: 플라스틱 광섬유 필터유닛 61: 플라스틱 광섬유
62: 광촉매 63: 고정대
64: 개방공간부 65: 구멍
66a, 66b: 플라스틱 광섬유 다발 67: 자외선램프
70: 미디엄필터 80: 활성탄필터
90: 송풍기
이하, 본 고안에 따른 공기청정기에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1, 도 3과 도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 공기청정기의 외관을 구성하는 케이스(10)는 전후로 분리할 수 있도록 조립되는 전면케이스(11)와 후면케이스(12)를 구비한다. 전면케이스(11)의 가장자리 상하부에 다수의 후크(13)들이 형성되어 있고, 후면케이스(12)의 가장자리 상하부에는 전면케이스(11)의 후크(13)들이 결합되는 결합홈(14)이 형성되어 있다. 전면케이스(11)의 전면에는 공기의 흡입을 위한 다수의 슬롯형 흡입구(15)가 형성되어 있으며 전면 중앙에는 띠 형상의 투광창(16)이 수직하게 장착되어 있다. 투광창(16)은 투명한 아크릴수지로 제작할 수 있다. 후면케이스(12)의 상부 후면에는 공기의 배출을 위한 다수의 격자형 배출구(17)가 형성되어 있다.
도 3과 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 후면케이스(12)의 내면에는 하부의 송풍실(18)과 상부의 배출구(17)를 소정의 간격을 두고 연결하는 한쌍의 가이드리브(Guide rib: 19a, 19b)가 형성되어 있고, 이 가이드리브(19a, 19b) 사이에는 공기의 흐름을 유도하는 유로(20)가 전방이 개방되도록 형성되어 있다. 유로(20)는송풍실(18)로부터 직선형의 좁은 협곡으로 시작되다가 점진적으로 확장되어 배출구(17)에 연결됨으로써 공기의 흐름을 원활하게 유도한다. 그리고 후면케이스 (12)의 후면 하부에 후방으로 연장되어 있는 지지부(21)에 의해서는 케이스(10)를 설치면에 안정적으로 지지할 수 있다.
또한, 후면케이스(12)의 내측에는 송풍실(18)과 유로(20)의 전방을 차단할 수 있도록 칸막이(30)가 설치되어 있다. 칸막이(30)의 전면에는 사각형 테두리(31)에 의하여 구획되는 여과실(32)이 형성되어 있으며, 여과실(32)은 유로(33)에 의하여 후면케이스(12)의 송풍실(18)과 연통되어 있다. 테두리(31)의 상하부 중앙에는 결합홈(34a, 34b)이 각각 형성되어 있고, 칸막이(30)의 전면 상부에는 후면케이스 (12)의 유로(20)와 연통되도록 후방이 개방되어 있는 상자형의 제1 수납실(35)과 제2 수납실(36)이 각각 형성되어 있다. 칸막이(30)의 제1 수납실(35)에 인출이 가능하도록 장착되어 있는 서랍(37)에는 다양한 방향제(1), 예를 들어 젤 상태에서 오랜 시간 향기를 발산하는 모기·해충퇴치방향제나 인체에 유익한 향기를 내는 방향제를 담을 수 있다. 칸막이(30)의 제2 수납실(36)에는 음이온을 발생하는 음이온 발생기(38)가 장착되어 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 고안의 공기청정기는 전면케이스(11)의 흡입구(15)에 후속하여 착탈할 수 있도록 장착되는 프리필터(40)와, 이 프리필터(40)에 후속하여 착탈할 수 있도록 장착되는 광촉매필터(50)를 구비한다. 프리필터(40)는 전면케이스(11)의 흡입구(15)를 통과하는 공기 중의 큰 입자, 예를 들어 보푸라기, 머리카락, 뭉쳐진 먼지 등을 포함하여 10㎛ 이상의 오염물질을 여과한다. 광촉매필터(50)는 여과지(51)에 광촉매(52), 예를 들어 나노 크기의 이산화티타늄(TiO2)을 코팅하여 구성한다.
또한, 광촉매필터(50)의 하류에 광촉매가 코팅된 플라스틱 광섬유(PCPOF, Photocatalytic Coating Plastic Optical Fiber: 61)를 이용한 플라스틱 광섬유 필터유닛(60)이 설치되어 있다. 플라스틱 광섬유 필터유닛(60)은 플라스틱 광섬유 (61)의 외피를 제거하여 코어를 광촉매(62)로 코팅한 것이다. 광촉매가 코팅된 플라스틱 광섬유의 제조 기술은 본 출원인이 2001년 5월 11일자로 출원하여 2002년 11월 11일자로 공개된 공개특허공보 제2002-86110호에 자세히 개시되어 있는 바, 이를 본 명세서에 인용하고 상세한 설명은 생략한다.
플라스틱 광섬유 필터유닛(60)의 고정대(63)는 칸막이(30)의 결합홈(34a, 34b)에 상하단이 결합되어 수직하게 장착된다. 고정대(63)는 양측이 개방되도록 형성되는 개방공간부(64)를 가지며, 고정대(63)의 전면에는 개방공간부(64)와 연통되는 가늘고 긴 구멍(65)이 형성되어 있다. 고정대(63)의 개방공간부(64)의 양측에는 플라스틱 광섬유(61)의 일단이 다발을 이루도록 각각 결합되고, 고정대(63)의 양측에 배치되는 두 플라스틱 광섬유 다발(66a, 66b) 사이의 개방공간부(64)에는 자외선을 방사하는 자외선램프(67)가 설치되어 있다. 두 플라스틱 광섬유 다발(66a, 66b)은 여과실(32) 전체를 덮을 수 있도록 설치되며, 자외선램프(67)의 자외선은 고정대(63)의 구멍(65)을 통하여 광촉매필터(50)에 방사된다.
플라스틱 광섬유 필터유닛(60)의 하류에 미세입자 제거용 필터로 미디엄필터(Medium Filter: 70)가 설치되어 있고, 미디엄필터(70)는 10㎛ 이하 크기의 미세한 오염물질을 제거한다. 미세입자 제거용 필터는 미디엄필터(70) 대신에 0.3㎛ 크기의 미세입자를 여과하는 헤파필터를 사용할 수 있다. 미디엄필터(70)의 하류에는 활성탄필터(80)가 설치되어 있으며, 활성탄필터(80)는 여과지에 활성탄을 고착하여 구성한다. 활성탄은 휘발성유기화합물, 악취, 가스와 담배연기를 흡착하고 공기청정기에 흡입되는 오존은 산소로 치환한다.
본 고안에 따른 공기청정기는 케이스(10)의 송풍실(18)에 설치되어 공기의 흡입력을 발생하는 송풍기(90)를 구비한다. 송풍기(90)는 모터(91)와, 이 모터(91)의 구동에 의하여 회전하여 공기의 흡입력을 발생하는 팬(92)으로 구성되어 있다. 팬(92)의 표면에는 세균, 곰팡이 등을 살균할 수 있는 나노 크기의 은(銀) 입자가 코팅되어 있다.
지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 공기청정기의 작용을 설명한다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 케이스(10)의 송풍실(18)에 설치되어 있는 송풍기(90)의 모터(91)가 구동하여 팬(92)이 회전되면, 팬(92)의 회전에 의하여 공기의 흡입력이 발생한다. 공기는 전면케이스(11)의 흡입구(15)를 통하여 흡입된 후, 프리필터(40), 광촉매필터(50), 플라스틱 광섬유 필터유닛(60), 미디엄필터(70)와 활성탄필터(80)를 순차적으로 경유하며, 칸막이(30)의 유로(33)를 통하여 케이스(10)의 송풍실(18)로 유입된다. 케이스(10)의 송풍실(18)로 유입되는 공기는 후면케이스(12)의 유로(20)와 배출구(17)를 통하여 대기 중으로 배출된다.
한편, 송풍기(90)의 흡입력에 의하여 유입되는 공기 중에 부유되는 부유물질, 예를 들어 종이나 비닐 조각 등은 전면케이스(11)의 흡입구(15)에 의하여 1차로 걸러져 케이스(10)의 내측으로 유입되지 못하며, 전면케이스(11)의 흡입구(15)를 통과하는 공기 중의 큰 입자, 예를 들어 보푸라기, 머리카락, 뭉쳐진 먼지 등 10㎛ 이상의 오염물질은 프리필터(40)에 의하여 여과된다. 이와 같은 프리필터(40)에 의한 큰 입자의 여과에 의하여 후속하는 광촉매필터(50)의 폐색과 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
다음으로, 10㎛ 미만의 오염물질은 광촉매필터(50)와 플라스틱 광섬유 필터유닛(60)을 순차적으로 통과하게 된다. 자외선램프(67)의 작동에 의하여 방사되는 자외선은 고정대(63)의 구멍(65)을 통하여 광촉매필터(50)에 조사되며, 동시에 플라스틱 광섬유(61)를 통하여 전송된다. 광촉매필터(50)와 플라스틱 광섬유(61)의 표면에 코팅되어 있는 광촉매(52, 62)는 자외선에 의하여 여기되고, 광촉매(52, 62)의 여기에 의하여 공기에 포함되어 있는 오염물질이 제거된다.
즉, 광촉매의 광촉매 산화반응에 의하여 오염물질은 분해, 살균, 항균 및 탈취되어 제거된다. 광촉매의 광촉매 산화반응이란 광촉매가 가지고 있는 고유의 밴드갭에너지(Band gap energy) 이상의 빛에너지를 광촉매에 조사하였을 때 광촉매의 표면에서 전자와 정공이 발생하여 전자는 전자대(Conduction band)로 여기되고, 정공은 가전자대(Valance band)에 남게 되며, 가전자대에 생성되는 수산화라디칼의 강력한 산화력으로 광촉매의 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물이 분해되는 반응을 말한다. 광촉매는 강한 환원력에 의하여 반영구적으로 사용할 수 있다.
또한, 자외선램프(67)로부터 방사되는 자외선은 광촉매의 여기 이외에도 살균 및 탈취 기능을 보유하며, 고정대(63)의 구멍(65), 광촉매필터(50)와 투광창 (16)을 통하여 케이스(10)의 전방에 비쳐져 조명 기능을 보유한다.
계속해서, 플라스틱 광섬유 필터유닛(60)의 플라스틱 광섬유 다발(66a, 66b)을 통과한 공기 중의 오염물질은 미디엄필터(70)에 의하여 여과되며, 미디엄필터 (70)는 10㎛ 이하의 입자를 여과한다. 그리고 활성탄필터(80)는 휘발성유기화합물, 악취, 가스와 담배연기를 흡착하여 제거하며, 팬(92)의 표면에 코팅되어 있는 나노 크기의 은 입자는 세균, 곰팡이 등을 살균한다. 이와 같이 프리필터(40), 광촉매필터(50), 플라스틱 광섬유 필터유닛(60), 미디엄필터(70)와 활성탄필터(80)에 의한 다단계의 여과에 의하여 공기 중의 오염물질을 완벽하고 효율적으로 제거할 수 있으며, 광촉매필터(50)와 플라스틱 광섬유 필터유닛(60)의 광촉매 산화반응, 활성탄필터(80)와 송풍기(90)의 팬(92)에 코팅되어 있는 은 입자에 의하여 탈취 및 항균 기능이 크게 강화되어 세균, 곰팡이 등에 의한 실내 공기의 오염을 차단할 수 있다.
도 3과 도 5를 참조하면, 후면케이스(12)의 유로(20)를 흐르는 공기 중에는 서랍(37)에 담겨진 모기·해충퇴치방향제나 라벤더 등의 다양한 방향제(1)로부터 발산되는 향기가 함유되며, 또한 음이온 발생기(38)의 작동에 의하여 생성되는 음이온이 함유되므로, 쾌적하고 자연스러운 실내 환경을 조성할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 고안의 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 등록청구범위내에서 적절하게 변경가능한 것이다. 예를 들어 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 공기청정기에 의하면, 오염물질의 특성을 고려하여 필터들을 선택하고, 필터들을 최적으로 배열한 다단계의 여과에 의하여 공기 중의 오염물질을 완벽하고 효율적으로 제거할 수 있다. 또한, 광촉매필터와 플라스틱 광섬유 필터유닛의 광촉매 산화반응, 활성탄필터와 송풍기의 팬에 코팅되어 있는 은 입자에 의하여 탈취 및 항균 기능이 크게 강화되어 세균, 곰팡이 등에 의한 실내 공기의 오염을 차단할 수 있고, 이 결과 공기청정기의 소비자 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 그리고 음이온과 향기의 공급, 조명 기능이 부가되어 매우 실용적으로 사용할 수 있는 제품 경쟁력을 갖출 수 있다.

Claims (5)

  1. 공기의 유입을 위한 전면의 흡입구와 공기의 배출을 위한 후면의 배출구가 송풍실과 연통되어 있는 케이스와;
    상기 케이스의 흡입구에 근접하여 장착되는 프리필터와;
    상기 프리필터에 후속하여 장착되고, 광촉매가 코팅된 플라스틱 광섬유를 가지며, 상기 플라스틱 광섬유의 광촉매를 여기하는 자외선을 방사하는 자외선램프를 갖는 플라스틱 광섬유 필터유닛과;
    상기 플라스틱 광섬유 필터유닛에 후속하여 장착되는 미세입자 제거용 필터와;
    상기 미세입자 제거용 필터에 후속하여 장착되는 활성탄필터와;
    상기 케이스의 송풍실에 설치되어 공기의 흡입력을 발생하는 송풍기로 이루어지는 공기청정기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이스는 전후로 분리할 수 있는 전면케이스와 후면케이스로 구성되며, 상기 후면케이스의 내측에 상기 송풍실의 전방을 차단할 수 있도록 칸막이가 설치되고, 상기 칸막이의 전면에 상기 플라스틱 광섬유 필터유닛, 미세입자 제거용 필터와 활성탄필터를 수납할 수 있는 여과실을 갖는 테두리가 형성되며, 상기 칸막이의 여과실은 유로에 의하여 상기 후면케이스의 송풍실과 연통되어 있는 공기청정기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전면케이스의 전면에 상기 자외선램프의 자외선이 비쳐질 수 있도록 투광창이 장착되고, 상기 칸막이에는 상기 케이스의 배출구를 통하여 배출되는 공기에 향기를 공급하는 방향제를 담을 수 있는 서랍과 음이온을 공급하는 음이온 발생기가 장착되어 있으며, 상기 송풍기를 구성하는 팬의 표면에 나노 크기의 은 입자가 코팅되어 있는 공기청정기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 플라스틱 광섬유 필터유닛은 상기 플라스틱 광섬유의 일단을 결합할 수 있는 개방공간부가 형성되는 고정대를 가지며, 상기 고정대의 전면에는 상기 개방공간부에 설치되는 상기 자외선램프의 자외선이 전방으로 방사되도록 구멍이 형성되어 있는 공기청정기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 플라스틱 광섬유 필터유닛의 고정대는 상기 케이스의 내측 중앙에 수직하게 설치되며, 상기 플라스틱 광섬유는 상기 고정대의 양측에 플라스틱 광섬유 다발을 이루도록 결합되어 있는 공기청정기.
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