KR20050108596A - 공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 가스 상의 오염물질을 제거하는 공기정화와, 오염된 물의 오염물질를 분해하는 오수정화를 조합한 하이브리드형 공기청정기에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기청정기는 공기 중의 먼지, 유기물, 세균 등의 오염가스를 흡착함과 동시에 수분을 공급하는 복합필터와; 오존이 용해된 물에 자외선을 조사하여 OH라디칼을 생성할 수 있도록 자외선램프를 구비하는 수조를 포함하고,

상기 복합필터에 의해 제거된 오염가스가 상기 OH라디칼에 의해 산화, 분해되도록 상기 복합필터는 상기 수조에 침수된 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정기 {AIR CLEANER}

본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스상의 오염물질을 제거하는 공기정화와, 오염된 물의 오염물질를 분해하는 오수정화를 조합한 하이브리드형 공기청정기에 관한 것이다.

공기청정기는 실내의 먼지 및 분진이나 냄새를 제거하고 실내의 공기를 깨끗하게 해주는 장치로서 일반적으로 건식형과 습식형으로 분류된다.

건식형 공기청정기는 활성탄과 같은 물질을 이용하여 공기중의 오염가스를 흡착시켜 제거하는 필터식과, 코로나 방전을 이용한 전기집진식, 음이온을 이용한 방식 등이 있으며, 습식형 공기청정기는 오염공기에 물을 분사하여 오염가스를 제거하는 방식이다.

건식형 공기청정기 중 필터식의 경우는 잦은 필터의 교체로 인한 사용상의 불편이 있으며, 전기집진식의 경우는 오존이나 질소산화물이 발생되는 문제가 있다. 또한, 습식형의 경우는 주로 화학공장과 같은 대형 청정시스템에 주로 사용되는 것으로 물분사에 따른 소음이나 물 순환을 위한 펌프 사용에 따른 소비전력이 큰 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 발명으로 대한민국 공개특허 제1999-0038969호에는 수조에 침적되어 회전하는 원통형의 필터에 의해 오염가스를 습식으로 제거하고, 별도의 에어필터를 이용하여 물에 의해 제거되지 않은 오염가스를 제거하는 방식의 공기청정기가 개시되어 있다.

그런데 상기 공개특허에 기재된 공기청정기는 공기중의 오염가스를 습식으로 제거하기 위한 원통형의 필터 외에 별도의 에어필터가 필요하여 장치의 전체적인 크기가 커질 뿐만 아니라 제조 비용이 상승하는 문제가 있었다.

또한, 원통형 필터의 오염가스에 대한 흡착력이 약하기 때문에 이를 보완하기 위하여 크기를 크게 해야 하는 문제가 있었다.

또한, 에어필터는 자정기능이 없기 때문에 자주 교체해야 하는 문제점이 있었다.

또한, 원통형 필터에서 제거된 오염가스가 수조의 물을 오염시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명은 필터의 구조를 단순화하여 크기가 작고 제조비용이 저렴한 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공기 중의 오염가스에 대한 흡착력이 큰 필터를 구비하여 정화력이 큰 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 필터의 내구성이 커서 잦은 교체의 번거로움이 없는 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 오염가스의 분해가 용이하여 오염이 적은 공기청정기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기청정기는 공기 중의 오염가스를 제거하는 필터와; 상기 필터에 수분을 공급하기 위한 수조를 포함하고,

상기 필터는 그 일부가 상기 수조에 침수된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정기는 상기 수조에 오존을 공급하기 위한 오존발생기와, 오존이 용해된 물에 자외선을 조사하여 OH라디칼을 생성하기 위한 자외선램프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정기는 상기 필터를 회전시키는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기청정기는 실내공기를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 송풍팬을 더 포함하고, 상기 모터는 상기 필터와 상기 송풍팬을 동시에 구동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터는 제올라이트와 활성탄 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기청정기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기청정기의 분해사시도이고, 도2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기청정기의 측단면도로, 이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공기청정기는 외관을 형성하는 하우징(11,12)을 구비하고, 하우징(11,12) 내에는 흡입된 공기 중의 먼지, 악취 및 세균 등의 오염가스를 제거함과 동시에 수분을 공급하기 위한 복합필터(20)와, 복합필터(20)에 수분과 수산화이온을 공급하기 위한 수조(30)와, 상기 수조(30) 내에 오존을 공급하기 위한 오존 발생기와, 상기 수조(30) 내에서 오염가스 분해를 위한 화학반응을 유도하는 자외선램프(31)와, 실내 공기의 흡입 및 청정공기의 토출을 유도하기 위한 송풍팬(50)과, 상기 송풍팬(50)을 구동하기 위한 모터(51)가 설치된다.

하우징(11,12)은 실내 공기의 흡입을 위한 흡입그릴(11a)이 형성된 전면부(11)와, 전면부(11)가 결합되도록 전면이 개방되고 상부에는 청정공기의 토출을 위한 토출그릴(12a)이 형성된 대략 직육면체 형상의 본체부(12)로 구성된다.

복합필터(20)는 제올라이트와 활성탄의 혼합물로 구성된다. 제올라이트는 규산질의 이온교환성을 지닌 물질로서, 합성제올라이트는 그 골격구조의 공공의 크기에 따라 크기가 다른 분자를 선택적으로 흡착하는 흡착제로 많이 사용되고 있는데, 이 복합필터(20)에 사용되는 제올라이트로는 물분자에 대한 흡착력이 뛰어난 제올라이트A가 사용된다. 또한, 활성탄은 악취 및 가스 등의 오염가스에 대한 흡착력이 뛰어나 이미 널리 사용되고 있는 통상의 활성탄이 사용된다.

복합필터(20)의 중앙에는 모터(51)의 구동축(52)과 연동하는 회전축(21)이 마련되어 있으며, 복합필터(20)가 모터(51)에 비하여 상대적으로 저속으로 회전할 수 있도록 구동축(52)과 회전축(21)은 감속을 위한 기어박스(53)에 의해 연결된다.

오존발생기(40)는 수조(30) 내의 물에 오존을 공급하기 위한 장치로, 무성방전법, 전해법, 광화학반응법, 고주파전해법, 방사선조사법 등 여러 가지 원리를 이용한 오존 발생기가 알려져 있으며, 본 발명에 따른 공기청정기 역시 이러한 통상의 오존발생기(40)를 사용한다.

수조(30)에는 오존이 용해된 물이 채워지게 되는데, 자외선램프(31)로 이 물에 자외선을 조사하게 되면 오존과 물분자가 반응하여 OH라디칼을 생성한다. OH라디칼은 강한 산화력을 갖고 있어서 수중에 있는 오염가스를 분해하게 된다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 이론적으로 오존(O₃)은 모든 유기물을 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 완전히 분해하여야 하지만, 실제 대다수의 유기물과 반응이 느리거나 혹은 전혀 반응하지 않는 것이 일반적이라 할 수 있다. 이와 같은 오존의 단점을 보완하기 위하여 오존과 산화제 등을 동시에 반응시켜 OH라디칼 생성을 가속화 하여 유기물질들을 처리하는 기술을 고도산화공정(Advanced Oxidation Processes, AOP)이라 한다. 고도산화공정의 종류로는 O₃/high PH 법, UV/ O₃법, H₂O₂/ O₃법 등이 알려져 있다.

고도산화공정은 일반적으로 폐수의 오염가스처리기술에 적용되어 왔던 것으로 본 발명은 이를 공기청정기에 적용한 것이다. 그 중에서도 특히 UV/O₃법을 적용한 것으로 오존과 자외선의 상호반응에 의해 생성된 OH라이칼을 이용하여 미생물을 살균하고 각종 유기물질을 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 산화, 분해시키는 것이다. 이를 화학반응으로 나타내면 다음과 같다.

O₃ + H₂O + (UV) →2OH^- + O₂ : OH라디칼 생성

OH^- + VOC (Volatile Organic Compound, 휘발성 유기화합물) →CO₂ + H₂O : 유기물질분해

OH^- + 미생물 →사멸 : 미생물 살균

이하에서는 상기 실시예에 따른 공기청정기의 전체적인 동작 및 작용을 설명한다.

모터(51)의 동작에 의해 송풍팬(50)이 회전하면 흡입그릴(11a)로부터 실내 공기가 흡입된다. 흡입되는 실내공기에는 먼지, 악취, VOC, 세균 등의 오염가스를 함유하고 있다. 흡입된 공기가 복합필터(20)를 지나면서 오염가스는 활성탄에 의해 흡착되어 정화되며, 제올라이트에 흡착되어 있던 물분자의 일부가 기화하면서 수분을 공급받게 된다. 정화된 공기는 송풍팬(50)을 지나 토출그릴(12a)을 통해 다시 실내로 공급된다.

복합필터(20)는 그 회전축(21)이 감속기어에 의해 모터(51)의 구동축(52)에 연결되어 있어서 상당히 느린 속도로 회전한다. 복합필터(20)의 회전에 따라 복합필터(20)에 흡착되어 있던 오염가스들은 수조(30) 내로 침수되고, 수조(30) 내에서는 OH라디칼의 산화 작용에 의해 VOC와 기타 유기물질 및 미생물 등의 오염가스가 산화, 분해되어 이산화탄소와 물로 변화된다.

수조(30)에서는 오존과 물분자가 반응하여 OH라디칼을 생성할 때 산소(O₂)가 발생하여 실내 공기에 산소를 공급하게 되는 한편, 물의 일부가 기화하여 수분을 공급하게 된다.

복합필터(20)는 오염된 실내공기로부터 먼지, 악취, 세균 등의 오염가스를 제거함과 동시에 수분을 공급해주고, 제거된 오염가스는 수조(30)에서 생성된 OH라이칼에 의해 산화 제거된다. 또한 복합필터(20)는 구동 모터(51)에 의해 저속으로 회전하므로 오염가스 제거가 복합필터(20)의 특정부위에서만 일어나는 것이 아니라 전체에 걸쳐 고르게 일어난다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기청정기는 실내공기에 수분을 공급함과 동시에 악취와 세균 등의 오염가스를 제거하는 복합필터를 구비하고 있어 장치의 구성이 단순하여 장치를 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 이에 따라 제조비용도 절감되는 효과가 있다.

또한, 복합필터를 구성하는 활성탄은 오염가스에 대한 흡착력이 커서 오염가스를 용이하게 제거할 수 있는 한편, OH라디칼은 산화력이 매우 커서 오염가스를 용이하게 산화, 분해시키므로 높은 정화력을 제공하는 효과가 있다.

또한, 수조에서 생성된 OH라디칼은 복합필터에 흡착된 오염가스를 산화, 분해시키므로 복합필터의 수명을 높이고, 수조의 오염을 방지하는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기청정기의 분해사시도.

도2는 도1의 공기청정기의 측단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11,12: 하우징 20: 복합필터

30: 수조 31: 자외선램프

40: 오존발생기 50: 송풍팬

51: 모터

Claims (5)

1. 공기 중의 오염가스를 제거하는 필터와; 상기 필터에 수분을 공급하기 위한 수조를 포함하고,

   상기 필터는 그 일부가 상기 수조에 침수된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기청정기는 상기 수조에 오존을 공급하기 위한 오존발생기와, 오존이 용해된 물에 자외선을 조사하여 OH라디칼을 생성하기 위한 자외선램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 공기청정기는 상기 필터를 회전시키는 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 공기청정기는 실내공기를 흡입하기 위한 흡입력을 발생시키는 송풍팬을 더 포함하고,

   상기 모터는 상기 필터와 상기 송풍팬을 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
5. 제3항에 있어서,

   상기 필터는 제올라이트와 활성탄 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.