KR200481427Y1 - 내부공기순환방식 지하철 공기정화기 - Google Patents

Abstract

내부공기순환방식 지하철 공기정화기가 개시된다. 본 공기정화기는, 하우징; 상기 객실 내의 공기에 포함된 미세먼지가 집진되도록 하는 제1 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 청정공기가 급기되도록 하는 제1 크로스 플로우 팬을 포함하는 미세먼지 처리부; 및 상기 객실 내의 공기에 포함된 이산화탄소가 흡착되도록 하는 제2 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 상기 청정공기가 급기되도록 하는 제2 크로스 플로우 팬을 포함하는 이산화탄소 처리부;를 포함한다. 이에 의해 지하철 객실 내의 공기정화를 위해 외부 공기가 아닌 객실 내부 공기를 순환시켜 객실 내 공기에 포함된 미세먼지는 물론, 객실 내 이산화탄소 농도가 권고수치를 초과한 경우 이산화탄소가 흡착되도록 할 수 있다. 그리고 객실의 천장에 구비되는 다른 설비들과는 분리되는 공간에 장착되어 공기정화기의 장착이 용이하도록 하고, 객실 내의 미사용되는 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 것은 물론, 객실 내부 공기만을 흡입하거나 배기하므로 온도 차에 따라 발생되는 습기로 인해 곰팡이, 세균 및 악취를 방지할 수 있게 된다.

Description

내부공기순환방식 지하철 공기정화기{Inner air circulation type subway air purifier}

본 고안은 내부공기순환방식 지하철 공기정화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하철 객실 내에 장착되어 지하철 객실 내의 공기에 포함된 미세먼지 및 이산화탄소가 제거되도록 하는 내부공기순환방식 지하철 공기정화기에 대한 것이다.

일반적으로 전동차 내부에는 실내 공기의 정화를 위해 미세 먼지 등의 오염 물질이 포함된 실내 공기를 흡기하여 필터 등을 통해 오염 물질을 여과하거나 집진 또는 흡착하여 실내에 정화된 청정공기를 공급할 수 있는 공기정화기가 마련된다.

종래의 공기정화기의 경우에는 지하철 객실 천장에 마련되어 공기순환을 위한 라인데리아(Line Flow Fan) 부근의 빈 공간에 장착되거나 공조시설(HVAC)에서 처리된 공기가 유동되는 덕트 부분에 구비되어 유입되는 공기를 정화하는 방식이 사용되고 있다.

그리고 이와 같이 천장에 설치되는 공기정화기의 경우, 미세먼지 또는 유해가스를 제거하기 위한 필터의 교체주기를 연장하기 위해 공기에 노출되는 표면적을이동시켜 변경할 수 있도록 권취가능한 롤 필터가 사용된다.

하지만, 이러한 롤 필터의 경우에는 일반적으로 여름에 라인데리아와 에어컨이 함께 동작되는 과정 등을 통해 객실 내부로 유입되는 외부 공기와 객실 내부의 공기 간의 온도차나 객실 내부의 높은 습도 등의 이유로 습기에 노출되게 되어 세균이나 곰팡이의 증식은 물론, 건조가 용이하지 않아 악취가 발생되므로 필터 본연의 목적인 공기정화의 기능을 상실하게 된다는 문제가 있다.

또한, 종래의 공기정화기는 HVAC와 같은 공조시설을 통해 유입된 외부 공기를 정화한다는 특징으로 인해 외기 및 내기 간의 온도차에 의해 내기의 적정온도 유지를 위한 냉난방에너지가 추가로 사용된다는 문제가 있다.

그리고, 공기정화기가 천장에 구비되는 과정에서 전동차의 천장의 공간 내에 다양한 설비들과 함께 한정된 공간에 배치되어야 하거나 기타 설비들과의 배선 등에 있어 공기정화기의 단순한 장착이 어렵다는 문제가 있다.

한국등록특허 제757745호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 지하철 객실 내의 공기정화를 위해 외부 공기가 아닌 객실 내부 공기를 순환시켜 객실 내 공기에 포함된 미세먼지는 물론, 객실 내 이산화탄소 농도가 권고수치를 초과한 경우 이산화탄소를 흡착하도록 하는 공기정화기를 제공함에 있다.

그리고 객실의 천장에 구비되는 다른 설비들과는 분리되는 공간에 장착되어 공기정화기의 장착이 용이하도록 하고, 객실 내의 미사용되는 공간을 효율적으로 사용할 수 있으며, 객실 내 공기의 사용에 따라 적정온도유지를 위한 냉난방시설의 추가 사용을 요하지 않는 공기정화기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기는, 하우징; 상기 객실 내의 공기에 포함된 미세먼지가 집진되도록 하는 제1 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 청정공기가 급기되도록 하는 제1 크로스 플로우 팬을 포함하는 미세먼지 처리부; 및 상기 객실 내의 공기에 포함된 이산화탄소가 흡착되도록 하는 제2 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 상기 청정공기가 급기되도록 하는 제2 크로스 플로우 팬을 포함하는 이산화탄소 처리부;를 포함한다.

여기서, 상기 하우징은, 외기가 아닌 상기 객실 내의 공기의 정화를 위해 외기 유입을 위한 외기장치와는 연결되지 않고 상기 객실 내의 좌석 상부 및 천장 사이에 마련되는 소정의 공간에 위치될 수 있다.

그리고, 상기 하우징은, 상기 청정공기와 상기 객실 내의 공기와의 혼합을 위해 상기 청정공기가 상기 객실의 지면을 향해 급기될 수 있도록, 상기 청정공기가 급기되는 전면이 지면을 기준으로 기설정된 기울기를 가지도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 하우징은, 상기 미세먼지 처리부 및 상기 이산화탄소 처리부가 각각 개별적인 공간에 위치되도록 내부 공간을 구획하는 분리부재; 상기 객실 내의 공기가 상기 미세먼지 처리부로 유입되도록 하기 위해 하단 일측에 구비되는 제1 유입구; 및 상기 객실 내의 공기가 상기 이산화탄소 처리부로 유입되도록 하기 위해 하단 타측에 구비되는 제2 유입구;를 포함하고, 상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구는, 상기 지면을 향해 개구되도록 형성되고, 상기 유입되는 공기의 유속을 감소시키기 위하여 상기 지면과 평행한 단면적의 크기가, 상기 지면으로부터 멀어질수록 커지도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 하우징은, 상기 미세먼지가 제거된 상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기되도록 하기 위해 상기전면 일측에 구비되는 제1 급기구; 및 상기 이산화탄소가 제거된 상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기되도록 하기 위해 전면 타측에 구비되는 제2 급기구;를 더 포함하고, 상기 미세먼지 처리부에는, 상기 제1 크로스 플로우 팬이 고정되어 상기 하우징 내에 위치될 수 있도록 하는 제1 프레임;이 구비되고, 상기 이산화탄소 처리부에는, 상기 제2 크로스 플로우 팬이 고정되어 상기 하우징 내에 위치될 수 있도록 하는 제2 프레임;이 구비되며, 상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임에는, 상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기될 때 상기 청정공기의 유속을 조절하기 위해 상기 제1 급기구 및 상기 제2 급기부의 하단에 대응되는 위치에서 상기 공기가 유입되는 방향으로 연장형성되되, 기설정된 각도로 절곡되어 마련되는 벤츄리부재가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1 필터는, 상기 제1 유입구에 위치되어 상기 객실 내의 공기가 상기 제1 유입구를 통과하는 과정에서 상기 미세먼지가 집진되도록 하되, 상기 미세먼지의 등분포 집진을 위해 상기 제1 크로스 플로우 팬의 회전축과 평행을 이루도록 마련되고, 상기 제2 필터는, 상기 제2 유입구에 위치되어 상기 객실 내 공기가 상기 제2 유입구를 통과하는 과정에서 상기 이산화탄소가 흡착되도록 하되, 상기 이산화탄소의 등분포 집진을 위해 상기 제2 크로스 플로우 팬의 회전축과 평행을 이루도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 제1 급기구 및 상기 제2 급기구에는, 상기 청정공기에 대해 상기 미세먼지 또는 상기 이산화탄소의 추가 집진 또는 흡착이 이루어지도록 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터가 추가로 구비될 수 있다.

또한, 상기 이산화탄소 처리부는, 상기 객실 내부에 마련되어 상기 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 센서로부터 측정된 상기 이산화탄소의 농도를 수신하고, 상기 측정된 이산화탄소의 농도가 설정된 수치 이상이면 구동되도록 마련될 수 있다.

그리고, 상기 하우징은, 복수 개로 마련되되 서로 다른 위치에 구비되고, 상기 이산화탄소 센서가 복수 개로 마련된 경우, 복수 개의 상기 이산화탄소 센서들 중 적어도 하나의 센서에서 상기 설정된 수치 이상의 이산화탄소 농도가 측정되면, 상기 적어도 하나의 센서가 구비된 위치에 대응되는 상기 하우징 내에 위치된 상기 이산화탄소 처리부가 선택적으로 동작되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1 필터는, 상기 객실 내의 공기에 포함된 습기에 의해 세균 또는 곰팡이와 같은 유해균의 증식을 방지하기 위해 롤 필터보다 교체주기가 짧은 먼지필터로 구비될 수 있다.

이에 의해 지하철 객실 내의 공기정화를 위해 외부 공기가 아닌 객실 내부 공기를 순환시켜 객실 내 공기에 포함된 미세먼지는 물론, 객실 내 이산화탄소 농도가 권고수치를 초과한 경우 이산화탄소가 흡착되도록 할 수 있다.

그리고 객실의 천장에 구비되는 다른 설비들과는 분리되는 공간에 장착되어 공기정화기의 장착이 용이하도록 하고, 객실 내의 미사용되는 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 것은 물론, 객실 내부 공기만을 흡입하거나 배기하므로 온도 차에 따라 발생되는 습기로 인해 곰팡이, 세균 및 악취를 방지할 수 있게 된다.

또한, 객실 내 공기의 사용에 따라 적정온도유지를 위한 냉난방시설의 추가 사용을 요하지 않을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기를 설명하기 위해 제공되는 단면도, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기가 객실 내에 설치된 모습을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기(1)의 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

본 실시예에 따른 공기정화기(1)는, 객실의 천장 내부가 아닌 객실의 좌석 상부 및 천장 사이의 공간에 위치되어 객실 내부로 유입되는 외부 공기의 정화가 아닌 객실 내 공기에 포함된 미세먼지를 집진하거나 이산화탄소를 흡착하여 실내 공기를 정화하기 위해 마련된다.

이를 위해 본 공기정화기(1)는 하우징(100), 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)를 포함한다.

먼저, 하우징(100)은 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)가 고정되도록 하고, 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)가 객실 내의 지정된 장소에 장착 및 설치될 수 있도록 하기 위해 마련된다.

여기서 객실 내의 지정된 장소라 함은, 승객들이 객실 내에 탑승한 상태에서 승객들이 이동하거나 서있을 때 승객들에게 영향을 주지 않는 공간으로써, 승객들이 착석하는 좌석(S) 상부에 구비되는 선반과 천장(C) 사이의 공간과 같은 공간을 의미한다.

그리고 이러한 소정의 공간에 하우징(100)이 장착되기 위해서 하우징(100)의 높이(H), 너비(L) 및 폭(D)은 좌석(S) 상부에 마련되는 선반과 천장(S) 사이의 공간의 크기와 일치하거나 이보다 작게 마련될 수 있다.

이는 본 실시예에 따른 공기정화기(1)가 소형화되어 객실 내에 추가 장착되어야 할 필요가 있을 때 장착을 용이하게 하기 위한 것은 물론, 이미 객실 내에 장착되어 있는 다른 공조시설들과는 달리 객실 내에 미사용되는 공간에 장착되도록 하여 공간사용의 효율성을 높이기 위함이다.

그리고 하우징(100)을 포함하는 본 공기정화기(1)는 객실의 내기만을 이용하므로 외기 유입을 위한 외기장치와는 연결되지 않는다.

여기서 외기장치라 함은 본 공기정화기(1)에 외기가 유입되도록 할 수 있는 라인데리아 팬(Line Flow Fan)과 같은 외기를 객실 내부로 유입하기 위한 장치와의 물리적 연결을 의미하는 것일 뿐, 공조시설을 제어하기 위한 다른 장비들과의 물리적 또는 전기적 연결을 의미하는 것은 아니다.

그리고 하우징(100)은 객실 내의 오염된 공기가, 미세먼지 처리부(200) 또는 이산화탄소 처리부(300)로 유입될 수 있도록 하고, 미세먼지 또는 이산화탄소가 제거된 청정공기가 객실 내부로 재공급될 수 있도록 하는 유로를 제공하기 위해 마련된다.

또한, 하우징(100)은 미세먼지 또는 이산화탄소가 제거된 청정공기와 객실 내의 공기와의 순환이 보다 효율적으로 이루질 수 있도록 하기 위해 도시된 바와 같이, 청정공기가 급기되는 전면이 지면을 기준으로 지면과 일정한 각도를 이루도록 마련된다.

이를 통해 청정공기가 하우징(100)을 경유하여 객실 내로 유입될 때, 청정공기는 지면을 향해 급기되므로 청정공기가 객실 내부의 상부에서 하부로 가로지르는 방향으로 이동되어 청정공기의 원활한 공기순환 및 이동과 함께 객실 내의 공기와 청정공기의 혼합이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

만약, 하우징(100)이 지면과 일정한 각도를 이루도록 형성되지 않고, 하우징(100)이 장착된 맞은편 측벽을 향해 지면과 평행을 이루는 각도로 청정공기가 분사되게 되면 맞은편 측벽과 충돌되어 청정공기의 분사속도가 상쇄되게 되므로 공기의 순환이 원활하지 못하게 된다.

반면, 본 발명에서와 같이 하우징(100)의 전면이 지면과 일정한 각도를 이루도록 마련되어 지면을 기준으로 일정한 각도로 청정공기가 분사되게 되고, 객실의 왼쪽 측벽에 공기정화기(1)가 장착된 경우를 예로 들면, 객실의 왼쪽 측벽에서 지면을 기준으로 일정한 기울기로 청정공기가 분사되면, 분사된 청정공기와 공기정화기(1)로 흡입되는 객실 내부의 공기의 이동방향에 따라 시계방향으로 공기가 순환되게 되는 것이다.

여기서 하우징(100)의 전면이 지면과 이루는 각도는 지면과 수직을 이루는 90도 미만으로 이루어지되, 객실 내부의 공기의 용이한 흡입을 위해 하우징(100)의 전면과 지면이 이루는 각도가 45도는 초과하도록 마련된다.

하우징(100)은 이상의 목적을 위해 분리부재(110), 제1 유입구(120), 제2 유입구(130), 제1 급기구(140) 및 제2 급기구(150)를 포함하게 된다.

분리부재(110)는 하우징(100) 내부의 공간을 분리하기 위한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에 얇은 판 형태로 형성되어 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)가 하나의 하우징(100) 내부에 위치되도록 하되, 각각의 오염물을 처리하기 위해 개별적으로 제어될 때 서로가 독립된 공간에 위치될 수 있도록 하우징(100)의 내부 공간이 구획되도록 한다.

따라서 분리부재(110)에 의해 하나의 하우징(100)의 내부가 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)로 각각 구획될 수 있게 됨으로써 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)가 개별적으로 제어될 수 있게 되고, 흡입된 공기 및 청정공기가 이동되는 유로가 각각 분리되어 형성된다.

한편, 제1 유입구(120)는 객실 내부의 공기가 미세먼지 처리부(200)로 유입되도록 하기 위해 마련된다.

이를 위해 제1 유입구(120)는 분리부재(110)에 의해 분리된 하우징(100)의 공간 중 미세먼지 처리부(200)가 마련되는 하단 일측에 구비된다.

제2 유입구(130)는 객실 내부의 공기가 이산화탄소 처리부(300)로 유입되도록 하기 위해 마련되고, 분리부재(110)에 의해 분리된 하우징(100)의 공간 중 이산화탄소 처리부(300)가 마련되는 하단 타측에 구비된다.

따라서, 객실 내부의 공기는 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)를 통해 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)로 분리되어 유입되게 된다.

그리고, 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)는 하우징(100)의 하단에서 지면을 향해 개구되도록 형성되고, 유입되는 공기의 유속을 감소시키기 위해 지면과 평행한 단면적의 크기가, 지면으로부터 멀어질수록 커지도록 마련된다.

이와 같은 단면적의 크기는 제1 필터(210) 및 제2 필터(320)가 고정되는 위치에 도달될때까지 커지도록 마련된다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)의 단면적은 일정하지 않고 지면으로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 점차 넓어지도록 마련되는데, 이는 유체가 면적이 점차 좁아지는 곳을 향해 이동될 때마다 유속이 증가하는 벤츄리 효과와는 반대로 유속을 적정수준으로 유지하기 위함이다.

본 실시예에 따른 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)가 이러한 형상으로 마련되는 것은, 크로스 플로우 팬들(220, 320)에서 흡입되는 객실 내부 공기에 포함된 미세먼지 및 이산화탄소가 지나치게 빠른 유속으로 인해 필터를 통과함으로써 미세먼지 및 이산화탄소의 집진효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

크로스 플로우 팬들(220, 320)에서 강한 흡입력에 의해 객실 내부 공기가 빠른 유속으로 유입되더라도 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)가 이상의 형상으로 마련됨으로써 유입구(120, 130)에서 필터(210, 310)로 이동되는 속도가 일부 감소될 수 있게 된다.

특히 청정공기가 크로스 플로우 팬들(220, 320)에 의해 빠른 유속으로 객실 내부로 유입되어야 하는 경우, 급기속도가 빨라지면 이에 비례하여 흡기속도도 빨라지게 되지만, 본 실시예에 따른 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)는 흡기속도가 빨라지게 되더라도 단면적의 변경을 통해 흡기속도를 일부 상쇄시킬 수 있게 된다.

따라서, 지나치게 빠른 유속으로 제1 유입구(120) 및 제2 유입구(130)로 내부 공기가 유입되더라도, 단면적이 점차 넓어지는 형상에 의해 필터(210, 220) 부근에서는 적정속도를 유지하게 되므로 미세먼지 또는 이산화탄소가 필터(210, 220)를 통과하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이를 위해 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(100) 측단면의 형상은, 지면과 멀어질수록 지면과 평행한 단면적의 크기가 커지는 상광하협의 형상으로 마련된다.

제1 급기구(140) 및 제2 급기구(150)는 미세먼지 및 이산화탄소가 제거된 청정공기가 객실 내로 급기되도록 하기 위해 마련된다.

제1 급기구(140)는 미세먼지 처리부(200)가 마련된 하우징(100)의 전면 일측에 구비되고, 제2 급기구(150)는 이산화탄소 처리부(300)가 마련된 하우징(100)의 전면 타측에 구비된다.

한편, 본 실시예에 따른 미세먼지 처리부(200)는, 객실 내의 공기를 흡입하여 공기 중에 포함된 미세먼지가 집진되도록 하고, 미세먼지가 제거된 청정공기가 실내로 공급되도록 한다.

미세먼지 처리부(200)는, 하우징(100) 내부에서 공기가 유입되는 제1 유입구(120)와 청정공기가 급기되는 제1 급기구(140)의 사이에 마련되며, 객실 내의 미세먼지 제거를 위해 전동차가 운행하는 중에는 상시 동작되게 된다.

미세먼지 처리부(200)는 별도의 제어부(미도시)에 의해 동작되거나 중지될 수 있다.

그리고, 미세먼지 처리부(200)는 제1 필터(210), 제1 크로스 플로우 팬(220), 제1 프레임(230) 및 제1 벤츄리 부재(240)를 포함한다.

제1 필터(210)는 공기의 유로를 기준으로 제1 유입구(120) 후단에 위치되어 제1 유입구(120)를 통과하여 유입된 공기 중에 포함되어 있는 미세먼지를 제거한다.

그리고, 제1 필터(210)는 객실 내의 공기 중에 포함된 습기에 의해 세균 또는 곰팡이와 같은 유해균의 증식은 물론 악취를 방지하기 위해 롤 필터와 같은 장기간 사용 가능한 필터보다는 교체주기가 짧은 미디엄 필터 등과 같은 먼지필터로 구비된다. 여기서 먼지필터의 교체주기는 통상적으로 6개월 정도의 교체주기를 갖는 롤 필터보다 짧은 것으로 1개월 내지 3개월 정도의 기간이다.

일반적으로, 전동차용 공기정화기(1)로 사용되는 교체 주기가 비교적 긴 롤 필터의 경우에는 냉난방시설과 함께 동작되고, 이 경우 외기와 내기 간의 온도차에 의해 객실 내부의 이슬점 온도가 낮아짐에 따라 필터가 습기에 장기간 노출되게 됨으로써 필터에는 세균 및 곰팡이 증식 그리고 악취가 발생하게 된다는 문제가 있다.

하지만 본 발명에 따른 제1 필터(210)는 이상의 문제를 해결하기 위해 교체주기가 짧은 미디엄 필터로 구비되는 것은 물론, 공기정화기(1)는 외기가 아닌 내기만을 이용하므로 전술한 바와 같은 필터의 습기 노출을 방지할 수 있게 되게 된다.

또한, 제1 필터(210)는, 객실 내의 공기가 제1 유입구(120)를 통과하는 과정에서 미세먼지가 집진되도록 하되, 미세먼지가 집진되는 위치가 편향되지 않도록 제1 크로스 플로우 팬(220)의 회전축과 평행을 이루도록 마련된다.

구체적으로, 제1 필터(210)에 집진되는 미세먼지는 제1 크로스 플로우 팬(220)에서 공기를 흡입하는 흡입력에 가장 큰 영향을 받게 되는데, 제1 필터(210)가 제1 크로스 플로우 팬(220)이 아닌 지면과 수평을 이루도록 구비되게 되면, 그렇지 않은 경우보다 제1 필터(210)의 전단에서 제1 필터(210)와 실내 공기의 접촉면적이 크다는 장점이 있는 반면에 제1 크로스 플로우 팬(220)에서 흡입되는 흡입력이 제1 필터(210)에 고르게 미칠 수 없게 된다.

따라서, 제1 필터(210)의 표면적 중에서 제1 크로스 플로우 팬(220)과 상대적으로 가까운 곳에는 흡입력이 크게 작용되고, 먼 곳에는 흡입력이 작게 작용되어 미세먼지의 효율적인 집진이 저해되게 된다.

이에 본 실시예에 따른 제1 필터(210)는 제1 크로스 플로우 팬(220)의 회전축과 평행을 유지하도록 구비되어 미세먼지의 등분포 집진이 가능하게 된다.

한편, 제1 크로스 플로우 팬(220)은 객실 내의 공기가 제1 유입구(120)를 통해 미세먼지 처리부(200)로 유입되도록 하고, 제1 필터(210)를 경유해 미세먼지가 제거된 청정공기가 제1 급기구(140)를 통해 객실로 급기되도록 한다.

제1 크로스 플로우 팬(220)는 제1 프레임(230)에 의해 하우징(100) 내부에 위치되게 된다.

그리고 제1 크로스 플로우 팬(220)은 제1 필터(210)에 의해 미세먼지가 제거된 청정공기가 제1 급기구(140)를 통해 객실 지면을 기준으로 일정한 기울기로 급기될 수 있도록 한다.

한편, 제1 프레임(230)은 제1 크로스 플로우 팬(220)이 하우징(100) 내부에 위치될 수 있도록 제1 크로스 플로우 팬(220)을 고정하고, 배면 및 상면은 차단되도록 마련되며, 제1 유입구(120)에 대응되는 하면 및 제1 급기구에 대응되는 전면은 개방되는 형상으로 마련된다.

그리고, 제1 프레임(230)에는, 청정공기가 제1 크로스 플로우 팬(220)에 의해 객실 내로 급기될 때 청정공기의 유속을 증가시키기 위해 제1 벤츄리 부재(240)가 전면에 마련된다. 제1 벤츄리 부재(240)와 관련하여서는 후술할 도 4에서 자세히 설명하기로 한다.

한편, 이산화탄소 처리부(300)는 객실 내의 이산화탄소 농도가 일정한 수치가 초과되면 이산화탄소를 흡착하기 위해 마련된다.

여기서 일정한 수치라 함은, 본 실시예에서는 환경부의 혼잡 시 이산화탄소 농도 2500ppm 이하를 기준으로 하는 수치로써, 객실 내 이산화탄소 농도가 2500ppm을 초과하게 되면 이산화탄소 처리부(300)가 동작되게 된다. 물론 이러한 수치를 예시적 사항에 불과하여 객실 내의 혼잡도나 공신력있는 다른 기관에서 제안되는 이산화탄소 농도 적정수치들을 기준으로 변경될 수도 있을 것이다.

이산화탄소 처리부(300)는 상시로 동작되는 미세먼지 처리부(200)와는 달리 객실 내에 구비되는 이산화탄소 센서(미도시)와 연동되어 이산화탄소 센서(미도시)로부터 측정된 이산화탄소 농도가 이상의 권고수치를 초과하면 동작되지만, 이산화탄소 농도가 권고수치 미만으로 감소되면 동작이 중지되도록 마련되고, 필요에 의해서는 상시 동작되도록 마련될 수 있다. 그리고 이를 위해 이산화탄소 처리부(300)는 별도의 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다.

이산화탄소 처리부(300)는 객실 내 공기 중에 포함된 이산화탄소를 제거하기 위해 제2 필터(310), 제2 크로스 플로우 팬(320), 제2 프레임(330) 및 제2 벤츄리 부재(340)를 포함한다.

제2 필터(310)는 공기의 유로를 기준으로 제2 유입구(130) 후단에 위치되어 제2 유입구(130)를 통과하여 유입된 공기 중에 포함된 이산화탄소를 흡착하여 제거한다.

그리고 제2 필터(310)는 객실 내의 공기가 제2 유입구(130)를 통과하는 과정에서 이산화탄소가 집진되도록 하되, 이산화탄소가 집진되는 위치가 편향되지 않도록 제2 크로스 플로우 팬(320)의 회전축과 평행을 이루도록 마련된다. 제2 필터(310)가 제2 크로스 플로우 팬(320)의 회전축과 평행하게 구비되는 것과 관련하여서는 전술한 제1 필터(210)와 유사하거나 이로부터 충분히 유추가능한 바 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 제2 크로스 플로우 팬(320)은 객실 내의 공기가 제2 유입구(130)를 통해 이산화탄소 처리부(300)로 유입되도록 하고, 제2 필터(310)를 경유에 이산화탄소가 흡착되어 제거된 청정공기가 제2 급기구(150)를 통해 객실로 급기되도록 한다.

제2 크로스 플로우 팬(320)은 제2 프레임(330)에 의해 하우징(100) 내부에 위치되게 된다.

그리고 제2 크로스 플로우 팬(320)은 제2 필터(310)에 의해 이산화탄소가 제거된 청정공기가 제1 급기구(140)를 통해 객실 지면을 기준으로 일정한 기울기로 급기될 수 있도록 한다.

한편 제2 프레임(330)은, 제2 크로스 플로우 팬(320)이 하우징(100) 내부에 위치될 수 있도록 제2 크로스 플로우 팬(320)을 고정하고, 배면 및 상면은 차단되도록 마련되며, 제2 유입구(130)에 대응되는 하면 및 제2 급기구에 대응되는 전면은 개방되는 형상으로 마련된다.

그리고 제2 프레임(330)에는 청정공기가 제2 크로스 플로우 팬(320)에 의해 긱내로 급기될 때 청정공기의 유속을 증가시키기 위해 제2 벤츄리 부재(340)가 전면에 마련된다. 제2 벤츄리 부재(340)와 관련하여서는 후술할 도 4에서 제1 벤츄리 부재(240)와 함께 설명하기로 한다.

한편, 본 실시예에 따른 공기정화기(1)에서는 제1 급기구(140) 및 제2 급기구(150)에는 청정공기에 대해 미세먼지 또는 이산화탄소의 추가 집진 또는 흡착이 이루어질 수 있도록 제1 필터(210) 및 제2 필터(310)가 추가로 구비될 수 있다.

구체적으로, 미세먼지 처리부(200)에 마련되는 제1 필터(210)가 제2 급기구(150)에 추가로 구비되거나 이산화탄소 처리부(300)에 마련되는 제2 필터(310)가 제1 급기구(140)에 추가로 구비되는 것과 같이 급기구들(140, 150)에는 서로 교차되는 필터들(210, 310)이 구비되도록 하여 상시 동작되는 미세먼지 처리부(200)에서도 이산화탄소의 흡착이 추가로 이루어지도록 하거나, 이산화탄소 처리부(300)가 동작될 때 미세먼지의 흡착이 추가로 이루어지도록 할 수도 있다.

또는, 각 필터들(210, 310)이 서로 교차되어 구비되지 않고 미세먼지 처리부(200)에는 복수 개의 제1 필터(210)들이, 이산화탄소 처리부(300)에는 복수 개의 제2 필터(310)들이 제1 급기구(140) 및 제2 급기구(150)에 각각 마련되어 미세먼지의 집진강화 및 이산화탄소의 흡착 강화가 이루어지도록 할 수도 있을 것이다.

한편, 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(100)을 설명하기 위해 제공되는 단면도이다.

하우징(100)은 도 1 내지 3에서 전술한 바와 같이, 미세먼지 처리부(200) 및 이산화탄소 처리부(300)가 객실 내에 고정되도록 하기 위해 마련된다.

그리고 하우징(100) 내부에는 제1 크로스 플로우 팬(220)이 고정되는 제1 프레임(230) 및 제2 크로스 플로우 팬(320)이 고정되는 제2 프레임(330)이 구비된다.

도 4는 하우징(100)의 단면도로써 미세먼지 처리부(200)에 구비된 제1 프레임(230)에 대해서 설명하기로 하며, 도시되지 않은 이산화탄소 처리부(300)에 구비된 제2 프레임(330)은 제1 프레임(230)과 동일하거나 이로부터 충분히 유추가능하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 프레임(230)에는 제1 급기구(140)에 대응되는 전면에 제1 벤츄리 부재(240)가 마련된다.

이러한 제1 벤츄리 부재(240)는 청정공기가 상기 객실 내로 급기될 때 청정공기의 유속을 조절하기 위해 형성되는 것으로, 도 1 내지 3에서 도시되어 있는 바와 같이 제1 프레임(230)의 전면에 마련되되 제1 급기구(140)의 하단에 대응되는 위치에서 실내 공기가 유입되는 방향으로 연장형성된다.

구체적으로 제1 벤츄리 부재(240)는 제1 프레임(230)의 길이방향으로 전면에 마련되되, 일단은 제1 급기구(140)의 하단과 동일한 높이의 제1 프레임(230)의 전면에서 제1 급기구(140)를 향하도록 돌출되고, 타단은 일단과 일정한 각도를 유지한 상태로 공기가 유입되는 방향으로 절곡되어 연장형성되다 하우징(100)의 전면과 평행하도록 추가 절곡되어 마련된다.

제1 벤츄리 부재(240)가 이와 같은 형상으로 마련되는 것은 청정공기가 제1 크로스 플로우 팬(220)에 의해 객실 내부로 급기될 때 제1 크로스 플로우 팬(220)에서 발생되는 송풍력이 크지 않더라도 청정공기가 객실 내부로 빠른 유속으로 급기되도록 하기 위함이다.

즉, 제1 크로스 플로우 팬(220)에서 배기되는 청정공기가 이동되는 유로가 제1 벤츄리 부재(240)에 의해서 제1 급기구(140)에 가까워질수록, 점점 좁아지도록 마련되어, 유체가 점차 좁아지는 곳으로 수렴할 때 유속이 증가하는 벤츄리 효과를 이용함으로써 제1 크로스 플로우 팬(220)에서 분사되는 청정공기가 제1 크로스 플로우 팬의 송풍속도보다 빠른 속도로 객실 내로 유입될 수 있게 된다.

한편 제2 벤츄리 부재(340) 역시 청정공기가 상기 객실 내로 급기될 때 청정공기의 유속을 조절하기 위해 형성되는 것으로, 도 1 내지 3에서 도시되어 있는 바와 같이 제2 프레임(330)의 전면에 마련되되 제2 급기구(150)의 하단에 대응되는 위치에서 공기가 유입되는 방향으로 연장형성된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화기(1)가 객실 내에 설치된 모습을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

본 공기정화기(1)는 도시된 바와 같이 객실 내의 승객들이 착석하는 좌석(S) 상부와 천장(C) 하부에 형성되는 소정의 공간에 위치되거나, 휠체어나 자전거 등이 객실 내에 세워질 수 있는 위치의 상부와 천장 하부에 형성되는 공간 등에 위치될 수 있다.

도면에 도시된 화살표는 객실 내의 공기가 공기정화기(1)로 흡입되고, 청정공기가 객실 내로 재공급되는 방향을 도시한 것이다.

그리고 전술한 바와 같이 청정공기가 급기되는 하우징(100)의 전면이 지면을 기준으로 지면과 일정한 각도를 이루도록 마련되고, 이를 통해 청정공기가 지면을 향해 급기됨으로써 청정공기와 객실 내의 공기 간의 순환이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 공기정화기(1)는 한 객실 내에 복수개로 마련될 수 있다.

본 공기정화기(1)는, 미세먼지 처리부(200)와 이산화탄소 처리부(300)가 하나의 하우징(100) 내에 마련되는 하나의 셋트(set)로서, 한 객실 내에서 서로 다른 위치에 복수 개의 하우징이 마련될 수 있을 것이다.

그리고 객실 내에는 이산화탄소의 농도가 위치에 따라 다를 수 있으므로 이산화탄소 농도 측정을 위한 이산화탄소 센서 역시 복수 개로 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로써 이산화탄소 센서가 한 객실 내에 복수 개로 마련되고, 공기정화기(1) 역시 한 객실 내에 복수 개로 마련되는 경우, 복수 개의 이산화탄소 센서들 중 적어도 하나의 이산화탄소 센서에서 설정된 수치를 초과하는 이산화탄소 농도가 측정되면, 복수 개의 공기정화기(1)들 중 수치가 초과된 것으로 측정된 적어도 하나의 센서가 구비된 위치에서 가장 가까운 공기정화기(1)의 이산화탄소 처리부(300)가 선택적으로 동작될 수 있다.

이러한 위치에 기반한 선택적 동작은 별도로 마련되는 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있다.

이상에서는 미세먼지 처리부(200)와 이산화탄소 처리부(300)가 하나의 하우징(100) 내에 함께 마련되도록 하여 미세먼지 처리부(200)와 이산화탄소 처리부(300)가 하나의 셋트로 구성되는 것으로 상정하였으나, 이와는 달리 하우징(100) 내의 공간이 구획되지 않고 하나의 하우징(100) 자체가 미세먼지 처리부(200) 또는 이산화탄소 처리부(300)로 구성되어 각각의 하우징(100)이 서로 연결되도록 마련되어, 필요에 의해 다수 개의 하우징(100)들이 서로 탈부착되도록 마련될 수도 있다.

구체적으로 예를 들면, 미세먼지 처리부(200)가 하나의 하우징(100)으로 마련되고 이산화탄소 처리부(300)가 다른 하나의 하우징(100)으로 마련됨으로써 각각이 개별적인 유닛으로 마련되는 경우, 공기정화기(1)는 미세먼지 처리부(200) 유닛 1개와 이산화탄소 처리부(300) 유닛 2개로 총 3개의 하우징(100)들이 서로 결합되어 마련되는 것과 같은 경우처럼, 유닛의 결합이 달리 구현될 수 있도록 하는 것이다.

도 5에서는 복수 개의 공기정화기(1)가 서로 마주보도록 위치된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시적 사항에 불과하며, 한 객실 내에서 승객들이 주로 밀집되는 공간 등을 기반으로 하여 다양한 위치에 마련될 수 있음은 물론이다.

또한, 도면에서는 하우징(100)의 일측이 개방되어 있는 것으로 도시되었으나, 이는 하우징(100) 내부에 위치되는 다른 구성들을 표현하기 위한 것으로 하우징(100)의 일측이 생략된 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 하우징 110 : 분리부재
120 : 제1 유입구 130 : 제2 유입구
140 : 제1 급기구 150 : 제2 급기구
200 : 미세먼지 처리부 210 : 제1 필터
220 : 제1 크로스 플로우 팬 230 : 제1 프레임
240 : 제1 벤츄리 부재 300 : 이산화탄소 처리부
310 : 제2 필터 320 : 제2 크로스 플로우 팬
330 : 제2 프레임 340 : 제2 벤츄리 부재

Claims (10)

1. 하우징;
   상기 하우징 내에 위치되고, 객실 내의 공기에 포함된 미세먼지가 집진되도록 하는 제1 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 청정공기가 급기되도록 하는 제1 크로스 플로우 팬을 포함하는 미세먼지 처리부; 및
   상기 하우징 내에 위치되고, 상기 객실 내의 공기에 포함된 이산화탄소가 흡착되도록 하는 제2 필터 및 상기 객실 내의 공기를 흡입하거나 상기 청정공기가 급기되도록 하는 제2 크로스 플로우 팬을 포함하는 이산화탄소 처리부;를 포함하고,
   상기 하우징은,
   외기가 아닌 상기 객실 내의 공기의 정화를 위해 외기 유입을 위한 외기장치와는 연결되지 않고, 상기 객실 내의 좌석 상부 및 천장 사이에 마련되는 소정의 공간에 위치되며,
   상기 하우징은,
   상기 청정공기와 상기 객실 내의 공기와의 혼합을 위해 상기 청정공기가 상기 객실의 지면을 향해 급기될 수 있도록, 상기 청정공기가 급기되는 전면이 지면을 기준으로 기설정된 기울기를 가지도록 마련되고,
   상기 하우징은,
   상기 미세먼지 처리부 및 상기 이산화탄소 처리부가 각각 개별적인 공간에 위치되도록 내부 공간을 구획하는 분리부재;
   상기 객실 내의 공기가 상기 미세먼지 처리부로 유입되도록 하기 위해 하단 일측에 구비되는 제1 유입구; 및
   상기 객실 내의 공기가 상기 이산화탄소 처리부로 유입되도록 하기 위해 하단 타측에 구비되는 제2 유입구;를 포함하고,
   상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구는,
   상기 지면을 향해 개구되도록 형성되며,
   상기 하우징은,
   측단면의 형상이 상기 지면과 멀어질수록 상기 지면과 평행한 단면적의 크기가 커지는 상광하협의 형상으로 마련되도록 하여,
   상기 미세먼지 또는 상기 이산화탄소가 상기 제1 크로스 플로우 팬 또는 상기 제2 크로스 플로우 팬의 흡입에 의해 상기 제1 필터 또는 상기 제2 필터를 통과할 때, 상기 제1 유입구 또는 상기 제2 유입구로 유입되는 공기의 유속이 감소됨으로써 상기 미세먼지 또는 상기 이산화탄소의 집진효율이 저하되는 것이 방지되도록 하고,
   상기 청정공기가 상기 객실 내로 공급될 때, 상기 청정공기가 상기 지면을 기준으로 일정한 기울기를 가지는 방향으로 급기되도록 함으로써, 전면이 지면과 평행 또는 수직을 이루는 형상으로 마련되어 상기 청정공기가 상기 지면과 수직 또는 평행한 방향으로 급기되는 것보다 상기 객실내 공기와의 혼합이 용이하게 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 미세먼지가 제거된 상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기되도록 하기 위해 전면 일측에 구비되는 제1 급기구; 및
   상기 이산화탄소가 제거된 상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기되도록 하기 위해 전면 타측에 구비되는 제2 급기구;를 더 포함하고,
   상기 미세먼지 처리부에는,
   상기 제1 크로스 플로우 팬이 고정되어 상기 하우징 내에 위치될 수 있도록 하는 제1 프레임;이 구비되고,
   상기 이산화탄소 처리부에는,
   상기 제2 크로스 플로우 팬이 고정되어 상기 하우징 내에 위치될 수 있도록 하는 제2 프레임;이 구비되며,
   상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임에는,
   상기 청정공기가 상기 객실 내로 급기될 때 상기 청정공기의 유속을 조절하기 위해 상기 제1 급기구 및 상기 제2 급기구의 하단에 대응되는 위치에서 상기 공기가 유입되는 방향으로 연장형성되되, 기설정된 각도로 절곡되어 마련되는 벤츄리부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 필터는,
   상기 제1 유입구에 위치되어 상기 객실 내의 공기가 상기 제1 유입구를 통과하는 과정에서 상기 미세먼지가 집진되도록 하되, 상기 미세먼지의 등분포 집진을 위해 상기 제1 크로스 플로우 팬의 회전축과 평행을 이루도록 마련되고,
   상기 제2 필터는,
   상기 제2 유입구에 위치되어 상기 객실 내 공기가 상기 제2 유입구를 통과하는 과정에서 상기 이산화탄소가 흡착되도록 하되, 상기 이산화탄소의 등분포 집진을 위해 상기 제2 크로스 플로우 팬의 회전축과 평행을 이루도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 제1 급기구 및 상기 제2 급기구에는,
   상기 청정공기에 대해 상기 미세먼지 또는 상기 이산화탄소의 추가 집진 또는 흡착이 이루어지도록 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 이산화탄소 처리부는,
   상기 객실 내부에 마련되어 상기 이산화탄소의 농도를 측정하는 이산화탄소 센서로부터 측정된 상기 이산화탄소의 농도를 수신하고, 상기 측정된 이산화탄소의 농도가 설정된 수치 이상이면 구동되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 하우징은,
   복수 개로 마련되되 서로 다른 위치에 구비되고,
   상기 이산화탄소 센서가 복수 개로 마련된 경우,
   복수 개의 상기 이산화탄소 센서들 중 적어도 하나의 센서에서 상기 설정된 수치 이상의 이산화탄소 농도가 측정되면, 상기 적어도 하나의 센서가 구비된 위치에 대응되는 상기 하우징 내에 위치된 상기 이산화탄소 처리부가 선택적으로 동작되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기정화기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 필터는,
    상기 객실 내의 공기에 포함된 습기에 의해 세균 또는 곰팡이와 같은 유해균의 증식을 방지하기 위해 롤 필터보다 교체주기가 짧은 먼지필터로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기정화기.

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